JPH1097135A - ファーブラシ現像ローラ - 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
像法を使用することによって、トナーへの帯電量の増加
及び感光体へのトナーの搬送量の増加を図ることができ
ながらも、早期に毛が寝てしまうことやトナーが飛散し
易くなることを確実に回避できる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表面に現像ブラシ８を構成するブ
ラシ繊維７を植毛保持するための接着剤層６を設けると
ともに、前記ブラシ繊維７の根元側部位に該接着剤層６
の表面よりも該ブラシ繊維７先端側にブラシ繊維に沿っ
て接着剤が立ち上がり形成されてい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
像ローラに関し、詳しくは、高電圧を利用してブラシ繊
維を帯電し、クーロン力により飛翔させて、芯体表面に
現像ブラシの根元を接着剤により植毛保持してなるファ
ーブラシ現像ローラに関する。

【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、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、非磁性一成分ト
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法を利用して現像す
る場合には、現像濃度を上げてより鮮明なものを現像す
ることが重要である。このためには、例えばブラシの毛
の長さを長くして毛を柔らかくすることが提案される。
このように長い毛とすれば、摩擦帯電量を増加させて、
トナーへの帯電量を増加させることができるだけでな
く、感光体との接触面積も増加することから、感光体へ
のトナーの搬送量が増加し、現像ローラのスピードアッ
プを図ることができる。しかしながら、柔らかいために
毛が早期に寝てしまったり、トナーが飛散し易くなると
いった不都合が発生する。因みに、ブラシの毛の長さを
標準長さのものを用いることによって、前記不都合をあ
る程度回避することができるものの、その場合は現像濃
度を十分に上げることができない。

【０００６】

【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ことによって、
トナーへの帯電量の増加及び感光体へのトナーの搬送量
の増加を図ることができながらも、早期に毛が寝てしま
うことやトナーが飛散し易くなることを確実に回避でき
るファーブラシ現像ローラを提供する点にある。

【０００７】

【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、芯体表面に現像ブラシを構成するブラシ繊
維を植毛保持するための接着剤層を設けるとともに、前
記ブラシ繊維の根元側部位に該接着剤層の表面よりも該
ブラシ繊維先端側にブラシ繊維に沿って接着剤が立ち上
がり形成されて、ファーブラシ現像ローラを構成した。
このような現像ローラを作製するには、高電圧が印加さ
れたブラシ繊維が静電誘導で帯電し、クーロン力により
飛翔し、目的物の接着剤層表面に投錨されることにより
植毛される。この静電植毛時に、ブラシ繊維の毛細管現
象により該ブラシ繊維が接着剤を吸引して、ブラシ繊維
先端側に接着剤が立ち上がり形成される、又は接着剤が
硬化する際に接着剤が厚み方向に収縮することにより結
果的にブラシ繊維先端側に接着剤が立ち上がり形成され
ることになる。このようにブラシ繊維先端側に接着剤が
立ち上がり形成されることによって、接着剤にブラシ繊
維を強固に保持することができながらも、一部の接着剤
の立ち上がりであるから、現像ブラシの根元付近を動き
易くすることができ、摩擦帯電量の増大によりトナーへ
の帯電量が増える。このことにより、未帯電のトナーが
減り、「かぶり」や「ムラ」のない鮮明な画像が得られ
る現像装置を提供することができる。

【０００８】前記接着剤層の接着剤の粘度を３０００Ｃ
ＰＳ〜１００００ＣＰＳの範囲に設定することが好まし
い。

【０００９】

【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。

【００１０】図２に示すように、前記現像ローラ２は、
回転自在な芯体５と、この芯体５の表面に塗布される接
着剤層６と、この接着剤層６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。

【００１１】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。

【００１２】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。また、現像ローラ２
の抵抗を制御するために前記構成の接着剤にカーボンや
金属粉等の導電付与剤を添加することも可能である。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。この弾性機能を有
する接着剤層６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〜１００００Ｃ
ＰＳの範囲に設定することが好ましい。

【００１３】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
樹脂繊維からなり、また、導電性を有する繊維から構成
してもよい。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。

【００１４】前記現像ローラ２の抵抗について説明すれ
ば、例えば現像ローラ２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。又、現像ローラ２の抵抗が低す
ぎると、感光体１との間で電荷やバイアス電圧がリーク
し、画像ムラや感光体１が破損する。このことから、現
像ローラ２の抵抗値を適度に制御する必要があり、その
手段として前述のように導電性の接着剤やブラシ繊維を
使用することになるのである。この導電性を持たすため
に導電性カーボンや金属粉、金属酸化物粉等を添加した
り、又、界面活性剤や導電性高分子樹脂を添加する方法
がある。いずれも接着剤や繊維の表面処理に使用する。
ブラシ繊維については、市販されている導電繊維を使用
してもよい。

【００１５】現像ブラシ８の植毛方法について説明すれ
ば、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るのである。
この植毛時において、ブラシ繊維７の毛細管現象により
該ブラシ繊維７が接着剤を吸引して、ブラシ繊維７先端
側にブラシ繊維７に沿って接着剤が立ち上がり形成され
る、又は接着剤が硬化する際にブラシ繊維７と芯体５と
の間で接着剤が厚み方向に収縮することにより結果的に
ブラシ繊維７先端側に接着剤が立ち上がり形成されるこ
とになる。このようにブラシ繊維７先端側に接着剤の立
ち上がり部６Ａ（図２参照）を形成することによって、
前記接着剤層６を薄く形成してブラシ繊維７を動き易く
することができながらも、接着剤にブラシ繊維７を強固
に保持することができ、摩擦帯電量の増大によりトナー
への帯電量を増大させることができる。その結果、ロー
ラの寿命が長寿命で、現像ローラのスピードアップが図
られることにより、プリンターであれば処理枚数が増大
し、且つ、「かぶり」や「ムラ」のない鮮明な画像が得
られるのである。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。

【００１６】

【発明の効果】非磁性一成分トナーを用いたファーブラ
シ現像法を使用し、そのファーブラシ現像法におけるブ
ラシの植毛時において、ブラシ繊維の毛細管現象や接着
剤の硬化時に生じる接着剤の収縮現象を利用することに
よって、長い寸法のブラシ繊維であっても、強固に接着
剤層に固定することができながらも、ブラシ繊維の根元
付近を動き易くすることができるから、ブラシの摩擦帯
電量を増加させて、トナーへの帯電量を増加させること
ができるとともに、感光体への接触面積を増加させて、
感光体へのトナーの搬送量を増加させることができる結
果、ローラの寿命が長寿命で、現像ローラのスピードア
ップが図られることにより、プリンターであれば処理枚
数が増大し、且つ、「かぶり」や「ムラ」のない鮮明な
画像が得られるのである。しかも、毛が寝てしまうこと
やトナーが飛散してしまうことを回避することができる
とともに、抜け毛を少ないものにして、ブラシの寿命を
長くすることができる。従って、画像濃度を高めるため
に感光体へのトナーの搬送量を増加させることを、特別
な構成を付与することなく、ブラシの毛細管現象や接着
剤の硬化時に生じる接着剤の収縮現象を利用することで
達成することができ、コスト面において有益である。

【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】現像ローラの要部の縦断側面図

【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 ６ 接着剤層 6A 立つ上がり部 ７ ブラシ繊維 ８ 現像ブラシ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯体表面に現像ブラシを構成するブラシ
   繊維を植毛保持するための接着剤層を設けるとともに、
   前記ブラシ繊維の根元側部位に該接着剤層の表面よりも
   該ブラシ繊維先端側にブラシ繊維に沿って接着剤が立ち
   上がり形成されていることを特徴とするファーブラシ現
   像ローラ。
2. 【請求項２】 前記接着剤層の接着剤の粘度を３０００
   ＣＰＳ〜１００００ＣＰＳの範囲に設定している請求項
   １記載のファーブラシ現像ローラ。