JPH10239986A - ファーブラシ現像ローラ及びファーブラシ現像ローラの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非磁性一成分トナーを用いたファーブラシ現
像法を使用する上で、現像ローラの抵抗にバラツキのな
いファーブラシ現像ローラを提供する点にある。 【解決手段】 芯体５表面に現像ローラの抵抗値を調節
するための導電層６ａを備えさせ、この導電層６ａの上
に接着剤層６ｂを備えさせるとともに、前記接着剤層６
ｂにブラシ８を構成するブラシ繊維７を植毛したことを
特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真式
の複写機、プリンター、ファクシミリ等の静電像現像方
式を利用する電子写真装置に用いられるファーブラシ現
像ローラ及びそれを製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記電子写真装置に用いられる現像装置
には、各種のものが提案され、例えば磁気ローラにより
吸着した磁性トナーを感光体に転写することが行われて
いる。

【０００３】しかしながら、このような磁気ローラを用
いて磁性トナーを供給する方式では、磁気ローラが高価
であるだけでなく、磁気ローラと転写体との間隙の調整
が微妙であり、しばしば0.1mm 単位の精度を必要とし、
その精度を満たすための機構が複雑になる不都合もあっ
た。特に、磁性二成分トナーを用いた場合には、キャリ
ア自体に寿命があり、例えば１万コピーなしい２万コピ
ー毎に定期的に交換をする必要があり、その交換作業が
手間のかかる煩わしいものである。また、磁性トナー自
身に異色に近い磁性体を内添することから、磁性トナー
のカラートナー化には技術的に困難であった。

【０００４】上記不都合を解消するために、非磁性トナ
ーを用いた現像法がいくつか提案されている。例えば、
ビーバーの毛のような柔らかい毛を円筒状のブラシにし
て、これに現像剤を付着させて用いるファーブラシ現像
法が知られている。このファーブラシ現像法は、高価な
現像剤を用いる必要がなく、しかもキャリア粒子を用い
て常に一定の現像剤粒子とキャリア粒子との割合に保た
なければならないような複雑な装置を必要としないもの
である。

【０００５】上記ファーブラシ現像ローラを製造するに
は、まず、芯体に接着剤を塗布して接着剤層を形成し、
こののち、高電圧を利用して現像ブラシを構成するブラ
シ繊維を帯電し、クーロン力により飛翔させて、接着剤
層にブラシ繊維を植毛するのである。図３に簡単な原理
図を示している。表面に接着剤層６を備えた芯体５を上
方に配置し、この芯体５の下方に電極板１０を配置する
とともに、この電極板１０と芯体５の回転軸１１とを高
電圧発生装置１２に接続している。そして、電極板１０
上に多数のブラシ繊維７・・・を載置して、高電圧発生
装置１２をＯＮするとともに、芯体５を回転させること
によって、ブラシ繊維７・・・が飛翔して接着剤層６に
植毛するのである。このようにして製造されたファーブ
ラシ現像ローラを用いて現像する場合に、現像ローラの
抵抗が高いと、バイアス電圧がかかり難いため、トナー
への摩擦帯電が進行されず、濃度が薄い画像になる不都
合が発生していた。

【０００６】上記不都合を解消するために、例えば接着
剤層の抵抗値を低下させるために、接着剤にカーボン等
の導電付与材を混ぜたものを芯体に塗布するとともに、
ブラシ繊維表面を界面活性剤等により表面処理して、接
着剤層及びブラシ繊維の導電性をよくすることによっ
て、現像ローラの抵抗を下げるようにしている。現像ロ
ーラの抵抗値はブラシ繊維の抵抗値と接着剤、又は接着
剤に導電付与材を混ぜた接着剤層の抵抗値の直列接続と
等価となる。

【０００７】しかし、ブラシ繊維が接着剤層に投錨する
際に、その各々のブラシ繊維が投錨する深さが、不均一
なために個々のブラシ繊維と芯体との距離が異なり、つ
まりは各々の接着剤層の抵抗値が異なることとなり、結
果的にファーブラシ現像ローラの現像ローラとしての抵
抗値がばらつく原因となる。つまりは、芯体が導電性材
料で構成されているために一部のブラシ繊維が接着剤層
の奥深く投錨し、芯体に接触した場合の現像ローラ全体
としての抵抗値は一部の接着剤層の抵抗がない分、極端
に低くなる。このようにブラシ繊維の静電植毛時の投錨
深さのバラツキにより、ブラシ繊維と芯体の距離のバラ
ツキとなり、ローラ全体の抵抗値のバラツキになる。前
記のように現像ローラの抵抗値が高いと、バイアス電圧
がかかり難いため、トナーへの摩擦帯電が進行せず、濃
度が薄い画像になり、また、現像ローラの抵抗値が低い
と感光体へバイアス電流がリークし感光体を損傷する危
険がある。

【０００８】これらを解決するために、ブラシ繊維の投
錨の深さを安定させれば良いのであるが、ブラシ繊維が
静電植毛時に飛翔する速度や接着剤層の部分的な粘度や
厚みなどはその都度バラツキがあり、常に安定化するの
は困難である。前記ローラ抵抗のバラツキとは、１本の
ローラの微小範囲においてのバラツキと同一条件におい
て製造された個々のローラそれぞれにおいてのバラツキ
を含む。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明が前述の状況に
鑑み、解決しようとするところは、非磁性一成分トナー
を用いたファーブラシ現像法を使用する上で、現像ロー
ラの抵抗にバラツキのないファーブラシ現像ローラを提
供する点にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題解
決のために、芯体表面に現像ローラの抵抗値を調節する
ための導電層を備えさせ、この導電層の上に接着剤層を
備えさせるとともに、前記接着剤層にブラシを構成する
ブラシ繊維を植毛して、ファーブラシ現像ローラを構成
することによって、ローラ抵抗のバラツキの原因になる
ことを防止することができる。つまり、静電植毛により
ブラシ繊維が投錨される際に一部のブラシ繊維が奥深く
投錨され、導電材料である芯体へ直接接し、その部分が
極端に抵抗値が低くなるのを防ぐのである。また、前記
導電層を接着剤にカーボン等の導電付与材を混ぜたもの
から構成することにより芯体表面、及び接着剤層との密
着性を向上させる効果が期待できる。そして、前記接着
剤層においても必要に応じてカーボン等の導電付与材を
添加することもできる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１に、ファーブラシ現像装置が
示されている。このファーブラシ現像装置は、時計周り
に回転自在な感光体１と、この感光体１の表面に接触さ
せて現像するために反時計周りに回転自在な現像ローラ
２と、この現像ローラ２にトナー３を供給するためのト
ナー供給ボックス４とから構成している。前記感光体１
及び現像ローラ２の回転方向は、前記方向に限定される
ものではない。

【００１２】図２にも示すように、前記現像ローラ２
は、回転自在な芯体５と、この芯体５の表面に現像ロー
ラの抵抗値を調節するための導電層６ａが形成され、こ
の導電層６の表面に接着剤を塗布することで形成される
接着剤層６ｂと、この接着剤層６ｂに静電植毛される多
数のブラシ繊維７・・からなる現像ブラシ８とから構成
されている。次に、現像ローラ２の製造方法について説
明する。

【００１３】まず、前記芯体５表面に導電層を形成する
物質、例えば樹脂にカーボン、金属粉末等の導電付与材
を混練したもの、あるいは、接着剤にカーボン、金属粉
末等の導電付与材を混練したものを塗布して導電層６ａ
を形成し、しかるべき硬化方法において導電層６ａを硬
化させる。こののち、前記導電層６ａに更に接着剤を塗
布して接着剤層６ｂを形成する。次に前記接着剤層６ｂ
に前記ブラシ繊維７を植毛するために、図３に示すよう
に、高電圧を印加することによりブラシ繊維７が静電誘
導で帯電し、クーロン力により飛翔し、目的物の接着剤
層６ｂに投錨されることにより植毛されるのである。こ
の投錨時には、ブラシ繊維７の先端が導電層６ａの表面
６Ａに接当することにより、ブラシ繊維７を受け止め
て、導電層６ａの表面６Ａ付近にブラシ繊維７の先端が
位置し易いように構成している。また、求められる現像
ローラのローラ抵抗が前記導電層にカーボン等の導電付
与材を混ぜなくても得られる場合は、例えば導電付与材
を混ぜない接着剤でいわゆる図中の導電層６ａを構成し
てもよい。尚、導電層６ａ及び接着剤層６ｂの接着剤に
カーボン等の導電付与剤を均一に混ぜ合わせることによ
り、所望のローラ抵抗値にすることも可能で、この場合
においても前記方法において、ローラ抵抗値のバラツキ
の少ない現像ローラを得ることが可能となる。この場
合、導電層６ａ及び接着剤層６ｂの接着剤の種類、含有
する導電付与剤の種類、導電付与剤の含率などは必ずし
も同一にする必要はない。

【００１４】前記芯体５は、鉄、アルミ、ステンレス、
黄銅等の金属から構成する他、前記接着剤層６ｂを導電
性の接着剤にて構成した場合、静電植毛時にアースが取
れる構造とするためにメッキ処理等の導電性処理を施し
たプラスチックや紙等でもよい。また、芯体５の表面を
ガラスビーズやアルミ粉等を高速で衝突させて表面を粗
すブラスト処理を行うことにより、接着剤との接着性を
向上させることができる。また、芯体５を中空円筒状に
し、両端にフランジを取り付けた構造にすることによっ
て、軽量化を図り、製造コスト及び回転のためのランニ
ングコストを下げることができる。

【００１５】前記接着剤層６ｂを構成する接着剤の種類
としては、酢酸ビニール系、アクリル系、ウレタン系、
エポキシ系等の接着剤が利用できる。前記接着剤自体を
弾性を有したもので構成することによって、接着剤層６
ｂに弾性機能を有するように構成して、毛が動き易く柔
らかな現像ブラシ７になるし、感光体１との接触幅が広
くなる等の利点もある。この弾性機能を有する接着剤層
６ｂを構成する樹脂組成物としては、導電性又は半導電
性を有し、且つ、反応性有機材料を含む樹脂組成物が使
用できる。この樹脂組成物としては、主成分がオキシア
ルキレン系、飽和炭化水素系、ウレタン系、又はシロキ
サン系であり、且つ、硬化反応により液状物から固体に
なる反応性有機材料を含むものが挙げられる。前記接着
剤の粘度を３０００ＣＰＳ〜１００００ＣＰＳの範囲に
設定することが好ましい。

【００１６】前記現像ブラシ８としては、ナイロン、レ
ーヨン、アクリル、ビニロン、ポリエステル、塩ビ等の
樹脂繊維からなっており、必要に応じては既に市販され
ている前述の樹脂繊維にカーボン等の導電付与剤を混ぜ
た導電繊維の使用もあり得る。また、前記現像ブラシ８
の表面処理として、静電植毛の際に飛翔し易いように電
気伝導度、誘電率、ブラシ繊維の分離性（ほつれ易
さ）、繊維の湿度調整等を目的に無機塩類、界面活性剤
等で処理をしてもよい。また、ブラシ繊維７が雰囲気湿
度で吸湿することによりローラ抵抗が変化し、特性が不
安定になることを防ぐために繊維の種類により、防湿処
理することもある。本発明は、ファーブラシ現像ローラ
だけでなく、電子写真周辺のローラ、例えば感光体を帯
電させる帯電ローラや感光体から紙へ転写する際にトナ
ーの電荷を除去、転写する転写ローラ等にも応用するこ
とも可能であり、又、複写機に限らず、プリンターやフ
ァクシミリ等の静電像現像方式を利用する各種電子写真
装置に適応することもできる。

【００１７】

【発明の効果】従って、非磁性一成分トナーを用いたフ
ァーブラシ現像法を使用する上で、接着剤層にブラシ繊
維が植毛されて構成されたファーブラシ現像ローラの抵
抗値を調節するための導電層を設けることによって、現
像ローラの抵抗値を所望の値に設定することが可能にな
り、従来のように現像ローラの抵抗値が高い場合に、ト
ナーへの摩擦帯電が進行せず、濃度が薄い画像になるこ
とや又、現像ローラの抵抗値が低い場合に、感光体へバ
イアス電流がリークし感光体を損傷することを確実に回
避することができる。そして、前記導電層を接着剤から
構成することによって、芯体の表面に接着剤を塗布する
だけで芯体に導電層を一体化することができるから、別
体形成された導電層を芯体の表面に付設するものに比べ
て製造面において有利になる。しかも、導電層の厚みを
容易に変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】現像装置の構成を示す縦断側面図

【図２】ブラシ現像ローラの要部を示す縦断正面図

【図３】静電植毛方法を示す原理図

【図４】ブラシ現像ローラの要部の従来例を示す縦断側
面図

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 現像ローラ ３ トナー ４ トナー供給ボックス ５ 芯体 6a 導電層 6b 接着剤層 ７ ブラシ繊維 ８ 現像ブラシ 10 電極板 11 回転軸 12 高電圧発生装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯体表面に現像ローラの抵抗値を調節す
   るための導電層を備えさせ、この導電層の上に接着剤層
   を備えさせるとともに、前記接着剤層にブラシを構成す
   るブラシ繊維を植毛したことを特徴とするファーブラシ
   現像ローラ。
2. 【請求項２】 芯体表面に現像ローラの抵抗値を調節す
   るための導電層を備えさせ、この上に接着剤を塗布して
   接着剤層を形成したのち、前記接着剤層にブラシを構成
   するブラシ繊維を植毛したファーブラシ現像ローラの製
   造方法。