JPH10309760A

JPH10309760A - ファーブラシローラの製造方法

Info

Publication number: JPH10309760A
Application number: JP12204897A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Komatsu; 利幸小松; Koji Sezaki; 好司瀬崎
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1997-05-13
Filing date: 1997-05-13
Publication date: 1998-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】導電繊維をブラシ繊維としてファーブラシロ
ーラを製造する上で、芯体と電極板との間で電気的に短
絡してしまうことを防止することにより、脱毛や植毛密
度の低下による特性の悪化、及び画像不良のないファー
ブラシローラの製造方法を提供する点にある。【解決手段】芯体５表面に接着剤を塗布して接着剤層
６を形成したのち、前記接着剤層６にブラシ８を構成す
る導電繊維７を植毛してなるファーブラシローラの製造
方法において、前記導電繊維７を芯体５に静電植毛する
際に、芯体５と電極１０との間に高電圧を間欠的に印加
し、該導電繊維７を飛翔、投錨させることを特徴として
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現像方式
を利用する電子写真装置に用いられる現像、帯電、及び
転写ローラ用ファーブラシローラの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記静電現像方式を利用する電子写真装
置は、図１に示すように、外周面に感光体層を有する感
光体の周りに感光体層を均一に帯電させる帯電装置３
０、部分露光によって静電潜像が形成された感光体層に
トナー３を供給してこれを可視像化する現像装置３１、
感光体上のトナーを紙等に転写させる転写装置３２、転
写後の感光体層の未転写残留トナーを回収するクリーニ
ング装置３３が順次設けられている。図に示す３４は、
紙３６を送るための給紙装置であり、３５は、転写した
トナーを紙等に定着させるための定着装置である。

【０００３】まず、上記電子写真装置に用いられる現像
装置としては、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。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、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】一方、帯電装置としてはコロナ放電を用い
たコロナ帯電装置、導電性ローラにバイアス電圧を印加
し帯電させるローラ帯電装置、或いは誘電ローラ上に静
電電荷を印加しこれを感光体上に移す誘電転写ローラ帯
電装置等が挙げられる。しかしながら、これらのうち、
ローラ帯電装置及び誘電転写ローラ帯電装置はローラ材
料の導電性や誘電性のバラツキ、或いはローラと感光体
の接触圧のバラツキ等により感光体に帯電むらを生じ均
一な帯電電位が得られないという問題点がある。又、コ
ロナ放電を用いたコロナ帯電装置においては、コロナ放
電を発生させるために高電圧電源を要し、コロナ放電を
生じるオゾンの作用により感光体の寿命が短くなるこ
と、或いは放電によりワイヤが切断してしまうことがあ
り、信頼性が低い等の問題点がある。これらの問題点を
解決するものとして、ファーブラシローラ帯電装置が提
案されている。ファーブラシローラ帯電装置は、ローラ
に導電繊維をブラシ状に形成し、ブラシ繊維を感光体に
接触回転させ、それにバイアス電圧を印加することによ
り感光体表面を帯電させるものである。ファーブラシロ
ーラ帯電方式は、コロナ放電装置のように高電圧電源を
要しないため安価でありワイヤの切断もないために信頼
性が高く、更にオゾンの発生が少ないので感光体の寿命
が長い等の特徴がある。

【０００６】また、転写装置においても同様なファーブ
ラシローラが使用されている。感光体上の現像装置が形
成した可視像が転写装置に達すると、給紙装置から送出
された紙等の転写材の背面に帯電して可視像と静電吸引
力によって転写材に転写する。これらのファーブラシロ
ーラには、樹脂繊維を使用するものもあるが、帯電効率
や転写効率を向上させたり、過剰帯電トナーから過剰な
荷電量を逃がして「かぶり」となる画像不良を防ぐ目的
で、電気抵抗の小さい繊維、所謂導電繊維を植毛したフ
ァーブラシローラがある。前記導電繊維とは、高分子樹
脂繊維材料、例えばナイロン樹脂やポリエステル樹脂、
又、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂などにカーボンや
金属粉などの導電性粒子を分散し繊維としたものや極細
線のステンレスや銅などの金属加工糸も導電繊維であ
り、通常比抵抗が１０⁸Ω・cm以下の繊維を言う。

【０００７】これらのファーブラシ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、高電圧を利用してブラシを構成するブラシ繊
維である導電繊維を帯電し、クーロン力により飛翔させ
て、接着剤層に導電繊維を植毛するのである。図８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１
１とを高電圧発生装置１２に接続している。そして、電
極板１０上に多数の導電繊維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、導電繊維７・・・が飛翔して接着剤層
６に植毛するのである。

【０００８】ところが、前述の導電繊維７…を静電植毛
する際において、導電繊維７…が電極板１０から飛翔し
ていくと、図８に示すように、芯体５と電極板１０との
間の導電繊維７…の密度が高まり、導電繊維７…が芯体
５と電極板１０との間で連なってしまう。この結果、芯
体５と電極板１０との間の抵抗値を極端に低下させ、芯
体５と電極板１０との間で電気的に短絡してしまうので
ある。前記のように芯体と電極板とが短絡状態である
と、芯体と電極板との間に印加されていた高電圧が印加
されなくなる。この結果、芯体と電極板との間に発生し
た電界が低下することにより、導電繊維の飛翔速度が低
下する。この導電繊維の飛翔速度が低下することによ
り、導電繊維を芯体へ投錨する深さが浅くなり、接着強
度が弱くなり、ひいては脱毛が増える原因となるのであ
る。この脱毛は、植毛密度が減少し、ファーブラシロー
ラの性能が変化するだけでなく、例えば現像用のファー
ブラシローラが脱毛した場合、出力された画像に抜けた
導電繊維が付着し、画像が悪化する等の問題点を発生し
ていた。

【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、導電繊維をブラシ繊
維としてファーブラシローラを製造する上で、芯体と電
極板との間で電気的に短絡してしまうことを防止するこ
とにより、脱毛や植毛密度の低下による特性の悪化、及
び画像不良のないファーブラシローラの製造方法を提供
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導電繊維
を植毛してなるファーブラシローラの製造方法におい
て、前記導電繊維を芯体に静電植毛する際に、芯体と電
極との間に高電圧を間欠的に印加し、該導電繊維を飛
翔、投錨させることを特徴としている。前記のように芯
体と電極との間に高電圧を間欠的に印加することによっ
て、電圧が印加されていない期間、つまり電圧の遮断部
で導電繊維の飛翔速度が低下すると同時に重力で導電繊
維が落下しようとする力で、芯体と電極との間に連なる
導電繊維を解きほぐす作用が働き、芯体と電極との間の
短絡を防止することができる。

【００１１】又、前記導電繊維を芯体に静電植毛する際
に、電極に振動を与えながら、該導電繊維を飛翔、投錨
することによって、前記のように芯体と電極との間に連
なる導電繊維を解きほぐす作用が働き、芯体と電極との
間の短絡を防止することができる。

【００１２】又、前記導電繊維を芯体に静電植毛する際
に、芯体と電極との間の空隙部に断続的に圧縮空気を噴
射しながら、該導電繊維を飛翔、投錨することによっ
て、前記のように芯体と電極との間に連なる導電繊維を
解きほぐす作用が働き、芯体と電極との間の短絡を防止
することができる。

【００１３】前記導電繊維を芯体に静電植毛する際に、
芯体と電極との間に高電圧を間欠的に印加するととも
に、電極に振動を与えながら、該導電繊維を飛翔、投錨
したり、芯体と電極との間に高電圧を間欠的に印加する
とともに、芯体と電極との間の空隙部に断続的に圧縮空
気を噴射しながら、該導電繊維を飛翔、投錨する、ある
いは芯体と電極との間に高電圧を間欠的に印加し、電極
に振動を与えるとともに、芯体と電極との間の空隙部に
断続的に圧縮空気を噴射しながら、該導電繊維を飛翔、
投錨することによって、前記のように芯体と電極との間
に連なる導電繊維を解きほぐす作用を増大させることが
でき、芯体と電極との間の短絡をより確実に防止するこ
とができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】前述した電子写真装置に備えるフ
ァーブラシ現像装置を、図２に示している。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。

【００１５】前記現像ローラ２は、回転自在な芯体５
と、この芯体５の表面に接着剤を塗布することで形成さ
れる接着剤層（図示せず）と、この接着剤層に静電植毛
される導電繊維である多数のブラシ繊維７・・からなる
現像ブラシ８とから構成している。この現像ローラ２
は、例えば芯体５と接着剤層との間に導電層を介在させ
て構成してもよく、現像ローラ２としては、図に示す構
成以外でもよい。帯電用ファーブラシローラ、及び転写
用ファーブラシローラも上記同様に構成することが好ま
しいが、これら現像ローラ２、帯電用ファーブラシロー
ラ、転写用ファーブラシローラのうちの少なくとも１つ
のみを上記のように構成して実施することもできる。

【００１６】前記ブラシ繊維７には、例えば高分子樹脂
にカーボンや金属粉を混練して繊維にしたものや、高分
子樹脂繊維の外周表面に金属や導電性樹脂でメッキ、蒸
着、塗布等で形成するものがある。前記高分子樹脂繊維
には、ナイロン、レーヨン、アクリル、ビニロン、ポリ
エステル、塩ビ等が挙げられる。

【００１７】次に、本発明のファーブラシローラ２の製
造方法について説明する。まず、前記芯体５表面に接着
剤を塗布して接着剤層６を形成する。こののち、前記接
着剤層６に現像ブラシ８を構成する前述の導電繊維を所
望の長さにカットしたブラシ繊維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６表面に投錨されることにより植毛さ
れ、ファーブラシローラ２を構成するのである。

【００１８】そして、前記芯体５と電極１０との間に、
高電圧発生装置１２からの高電圧が間欠的に印加される
ように、図４（イ）又は（ロ）又は（ハ）に示す波形に
より、高電圧発生装置１２を駆動するようにしている。
図４（イ）では、高電圧発生装置１２への通電時間を約
２秒とし、高電圧発生装置１２への通電を行わない遮断
時間を約０．５秒としているが、この通電時間及び遮断
時間は、導電繊維のサイズや重量、あるいは飛翔本数等
を考慮して設定するものであり、芯体と電極との間の導
電繊維が解ぐれる程度に飛翔性を低下させることを目的
としている。図４（イ）の場合のように瞬時に通電、遮
断することが困難であるため、図４（ロ）のように時間
経過とともに徐々に電圧が増大し、最大設定電圧に達す
ると所定時間後に徐々に電圧が減少するような波形でも
よいし、通電、遮断による制御を行うのではなく、図４
（ハ）に示すように最大設定電圧Ｖと導電繊維が飛翔を
開始する飛翔開始電圧Ｖ₀とを繰り返す波形でもよい。
要するに、芯体と電極との間の導電繊維が解ぐれる程度
に飛翔性を低下させる目的であるならば、これら示した
波形以外でもよい。

【００１９】前記高電圧発生装置１２からの高電圧を間
欠的に印加する手段に代えて、図５に示すように、芯体
５と電極１０との間の空隙部１３に断続的に圧縮空気を
噴射することができるように構成している。つまり、圧
縮空気を噴射するためのエアポンプ１４と、このエアポ
ンプ１４からの圧縮空気を空隙部１３に噴射する状態と
空隙部１３に噴射しない状態とに切り換えるための電磁
バルブ１５とを設けている。

【００２０】又、図６に示すように、電極１０に振動を
付与することができるように電極１０の下面から振動を
付与する超音波振動装置１６を設けて構成している。

【００２１】又、図７に示すように、前記超音波振動装
置１６と前記高電圧発生装置１２からの高電圧を間欠的
に印加する手段とを設けて構成している。この図では、
電極１０を導電繊維が通過することができる多数の孔１
０Ａが形成されるようにメッシュ電極に構成し、このメ
ッシュ電極１０にて導電繊維の通過量を制御することに
よって、導電繊維が固まって飛翔することを阻止するこ
ともできる。図に示す１７は、導電繊維７を受ける受板
である。

【００２２】前記示した４つの手段を単独で使用する
他、それらを２つ以上組み合わせて使用することも可能
である。例えば、高電圧発生装置１２からの高電圧を間
欠的に印加する手段と芯体５と電極１０との間の空隙部
１３に断続的に圧縮空気を噴射する手段とを組み合わせ
る、又はこれに電極１０に振動を付与する手段を加える
等、いろんな組み合わせが考えられる。

【００２３】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６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。

【００２４】前記接着剤層６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。又、前記接着剤にカーボン等の導電
付与材を混練し、導電性又は半導電性を有することも有
り得る。前記接着剤の粘度を３０００ＣＰＳ〜１０００
０ＣＰＳの範囲に設定することが好ましい。

【００２５】又、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。
ただし、上記の静電植毛をするための処理剤が、感光体
表面などを汚染する原因となれば、静電植毛工程を経た
後に上記処理剤を洗浄することも考えられる。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、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。

【００２６】

【発明の効果】従って、導電繊維を芯体に静電植毛する
際に、請求項１では、芯体と電極との間に高電圧を間欠
的に印加する、請求項２では、電極に振動を与える、請
求項３では、芯体と電極との間の空隙部に断続的に圧縮
空気を噴射することによって、導電繊維をブラシ繊維と
してファーブラシローラを製造する上で、芯体と電極と
の間に連なる導電繊維を解きほぐす作用を発揮させるこ
とができるから、芯体と電極との間の短絡を防止するこ
とができ、脱毛や植毛密度の低下による特性の悪化、及
び画像不良のないファーブラシローラの製造方法を提供
することができる。

【００２７】請求項４〜６のように、請求項１〜３まで
の各手段を２つ以上組み合わせることによって、芯体と
電極との間に連なる導電繊維を解きほぐす作用を増大さ
せることができるから、芯体と電極との間の短絡を確実
に防止することができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子写真装置の概略図

【図２】ブラシ現像装置の縦断側面図

【図３】高電圧を間欠的に印加するように構成した静電
植毛方法を示す原理図

【図４】（イ），（ロ），（ハ）は、波形図

【図５】芯体と電極との間の空隙部に断続的に圧縮空気
を噴射するように構成した静電植毛方法を示す原理図

【図６】電極に振動を与えるように構成した静電植毛方
法を示す原理図

【図７】高電圧を間欠的に印加するとともに、電極に振
動を与えるように構成した静電植毛方法を示す原理図

【図８】従来の静電植毛方法を示す原理図

【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７ブラシ繊維（導電繊
維）８現像ブラシ 10 電極板 11 回転軸 11A 孔 12 高電圧発生装置 13 空隙部 14 エアポンプ 15 電磁バルブ 16 超音波振動装置 17 受板 20 高分子樹脂繊維材料 21 導電性粒子 22 導電性部 30 帯電装置 31 現像装置 32 転写装置 33 クリーニング装置 34 給紙装置 35 定着装置 36 紙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯体表面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導電繊
維を植毛してなるファーブラシローラの製造方法におい
て、前記導電繊維を芯体に静電植毛する際に、芯体と電
極との間に高電圧を間欠的に印加し、該導電繊維を飛
翔、投錨させることを特徴とするファーブラシローラの
製造方法。
【請求項２】芯体表面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導電繊
維を植毛してなるファーブラシローラの製造方法におい
て、前記導電繊維を芯体に静電植毛する際に、電極に振
動を与えながら、該導電繊維を飛翔、投錨させることを
特徴とするファーブラシローラの製造方法。
【請求項３】芯体表面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導電繊
維を植毛してなるファーブラシローラの製造方法におい
て、前記導電繊維を芯体に静電植毛する際に、芯体と電
極との間の空隙部に断続的に圧縮空気を噴射しながら、
該導電繊維を飛翔、投錨させることを特徴とするファー
ブラシローラの製造方法。
【請求項４】芯体表面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導電繊
維を植毛してなるファーブラシローラの製造方法におい
て、前記導電繊維を芯体に静電植毛する際に、芯体と電
極との間に高電圧を間欠的に印加するとともに、電極に
振動を与えながら、該導電繊維を飛翔、投錨させること
を特徴とするファーブラシローラの製造方法。
【請求項５】芯体表面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導電繊
維を植毛してなるファーブラシローラの製造方法におい
て、前記導電繊維を芯体に静電植毛する際に、芯体と電
極との間に高電圧を間欠的に印加するとともに、芯体と
電極との間の空隙部に断続的に圧縮空気を噴射しなが
ら、該導電繊維を飛翔、投錨させることを特徴とするフ
ァーブラシローラの製造方法。
【請求項６】芯体表面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導電繊
維を植毛してなるファーブラシローラの製造方法におい
て、前記導電繊維を芯体に静電植毛する際に、芯体と電
極との間に高電圧を間欠的に印加し、電極に振動を与え
るとともに、芯体と電極との間の空隙部に断続的に圧縮
空気を噴射しながら、該導電繊維を飛翔、投錨させるこ
とを特徴とするファーブラシローラの製造方法。