JP2007003791A - Conductive brush - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、除電性能及び耐へたり性に優れた導電性ブラシに関するものであり、さらに詳しくは、曲げ強度の高いアラミド繊維製の導電糸を用いることにより、耐へたり性に優れ、ＯＡ機器用のブラシ等として長期間に亘り優れた除電性能およびクリーニング性能を維持することが可能で、高品質の印刷画像を長期に亘り形成することのできる導電性ブラシに関するものである。 The present invention relates to a conductive brush excellent in static elimination performance and sag resistance, and more specifically, by using a conductive yarn made of aramid fiber having high bending strength, the OA device has excellent sag resistance. The present invention relates to a conductive brush that can maintain excellent static elimination performance and cleaning performance for a long period of time as a brush for use, and can form a high-quality printed image for a long period of time.
ＯＡ機器の代表例としては、複写機、プリンター、ファクシミリ等が挙げられ、近年、これらのＯＡ機器においては、高性能化、高速化、小型化、複合化等の技術革新が著しい。これらのＯＡ機器においては、転写工程の後に感光体上に残ったトナーを除去する工程が有り、クリーニングが不充分であると、感光体上に残留したトナーが感光特性を妨害し、結果として記録品質が低下するという問題があった。 Representative examples of OA equipment include copying machines, printers, facsimiles, and the like. In recent years, these OA equipment have undergone remarkable technological innovations such as high performance, high speed, miniaturization, and combination. In these OA devices, there is a step of removing the toner remaining on the photoconductor after the transfer step. If the cleaning is insufficient, the toner remaining on the photoconductor interferes with the photosensitivity and results in recording. There was a problem that quality deteriorated.
そして、感光体上に残留したトナーのクリーニング方法としては、接触型のブラシを用いる方法、ゴム製ブレードを用いる方法、捲取り式のウエブを使用する方法、弾性体ローラーを用いる方法等が知られており、それらの方法のうち、接触型のブラシを用いる方法として、除電性能に優れた導電性繊維からなる立毛布帛を用いて製造したブラシを用いる方法が知られている（例えば特開２００４−９３９４８号公報など）。 As a method for cleaning the toner remaining on the photoreceptor, a method using a contact brush, a method using a rubber blade, a method using a scraped web, a method using an elastic roller, etc. are known. Among these methods, as a method using a contact-type brush, a method using a brush manufactured using a napped fabric made of conductive fibers excellent in charge removal performance is known (for example, JP-A-2004-2004). No. 93948).
従来、このような導電性ブラシは金属製の丸棒よりなる支軸に帯状をなすパイル織物を螺旋状に巻き付け、接合することによって形成されている。このパイル織物は、タテ糸及びヨコ糸を織り上げて得られた基布と、同基布にパイル織りで織り込まれたパイル糸とから構成されている。そして、パイル糸は、隣接するパイル糸同士が互いを支え合うように、基布に対して密に織り込まれることによって起毛され、その先端部が感光ドラムなどの相手部材に対して均一に接触するようになっている。 Conventionally, such a conductive brush is formed by spirally winding and joining a pile fabric having a belt shape around a support shaft made of a metal round bar. This pile fabric is composed of a base fabric obtained by weaving warp and weft yarns, and a pile yarn woven by pile weaving on the base fabric. The pile yarn is raised by being woven closely against the base fabric so that adjacent pile yarns support each other, and the tip portion of the pile yarn contacts the mating member such as the photosensitive drum uniformly. It is like that.
ところが、上記のようなパイル糸に使用される導電性繊維は、非常に曲げ硬さが低く、使用するにつれへたりが生じ、除電性能、クリーニング性能を長期にわたり維持することが困難であるという問題があり、その解決策が切望されていた。
本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点を解決し、画像形成装置で要求される導電性能を維持しつつ、耐へたり性を向上させ、長期問にわたり除電、クリーニング性能を維持できる導電性ブラシを提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, improve the sag resistance while maintaining the conductive performance required for the image forming apparatus, and maintain the static elimination and cleaning performance over a long period of time. To provide a sex brush.
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、パイル糸に使用されるアラミド繊維の曲げ硬さを所定の範囲に制御するとき、所望の導電性ブラシが得られることを究明し、本発明に到達した。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a desired conductive brush can be obtained when the bending hardness of the aramid fiber used in the pile yarn is controlled within a predetermined range. As a result, the present invention has been reached.
かくして本発明によれば、基布及び基布上に起毛されたパイル糸を備えるパイル織物よりなり、画像形成装置の相手部材にパイル糸の先端部が接触するように構成した導電性ブラシであって、該パイル糸が導電性を付与したアラミド繊維より形成され、且つＫＥＳによる曲げ硬さ（Ｂ）が０．０３〜０．１２ｇ・ｃｍ３／yarnであることを特徴とする導電性ブラシが提供される。 Thus, according to the present invention, there is provided a conductive brush comprising a base fabric and a pile fabric having a pile yarn raised on the base fabric, and configured so that a tip end portion of the pile yarn contacts a mating member of the image forming apparatus. And the pile yarn is formed from an aramid fiber imparted with conductivity, and the bending hardness (B) by KES is 0.03 to 0.12 g · cm 3 / yarn. Provided.
本発明によれば、導電性能を維持しつつ、耐へたり性を向上させ、長期問にわたり除電、クリーニング性能を維持できる導電性ブラシが提供されるので、画像形成装置のクリーニングブラシなどに好適に使用することができる。 According to the present invention, a conductive brush capable of improving sag resistance while maintaining conductive performance and maintaining static elimination and cleaning performance over a long period of time is provided. Therefore, it is suitable for a cleaning brush of an image forming apparatus. Can be used.
本発明におけるアラミド繊維製のパイル糸は耐久性、耐熱性が高く、耐摩耗性に優れるとともに、摺動性が良好で、導電性を有する複数本のアラミド繊維を撚糸加工することにより形成されている。このアラミド繊維は、ポリパラフェニレンテレフタルアミドや、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド、あるいはポリメタフェニレンイソフタルアミド等のポリマーからなり、原糸段階において、例えばニッケル等の金属、酸化亜鉛、酸化錫等の金属化合物、カーボン(炭素)等の微粒子等のような導電性物質が練り込まれることによって導電性が付与されている。 The pile yarn made of aramid fiber in the present invention is formed by twisting a plurality of aramid fibers having high durability and heat resistance, excellent wear resistance, good slidability, and conductivity. Yes. This aramid fiber is made of a polymer such as polyparaphenylene terephthalamide, copolyparaphenylene 3,4'-oxydiphenylene terephthalamide, or polymetaphenylene isophthalamide. In the raw yarn stage, for example, a metal such as nickel Conductivity is imparted by kneading conductive materials such as metal compounds such as zinc oxide and tin oxide, and fine particles such as carbon (carbon).
中でも、導電性物質として、安定した導電性を有するとともに、低コストな炭素を用いることが好ましい。なお、導電性物質を含む加工液によってアラミド繊維の表面を被覆することにより、アラミド繊維に導電性を付与してもよい。 Among them, it is preferable to use carbon having a stable conductivity and low cost as the conductive substance. In addition, you may provide electroconductivity to an aramid fiber by coat | covering the surface of an aramid fiber with the process liquid containing an electroconductive substance.
前記パイル糸は複数本の繊維を撚糸加工することにより形成され、その基端部が基布を形成する各糸に保持されることにより、先端部で各繊維同士の問隔が広がっている。 The pile yarn is formed by twisting a plurality of fibers, and the base end portion thereof is held by each yarn forming the base fabric, so that the distance between the fibers at the tip end portion is widened.
上記アラミド繊維のＫＥＳによる曲げ硬さ（Ｂ）は、０．０３〜０．１２ｇ・ｃｍ３／yarnであることが肝要である。該曲げ硬さが０．０３ｇ・ｃｍ３／yarn未満の場合は、ブラシとして使用するにつれへたりが生じ、除電性能、クリーニング性能を長期にわたり維持することが困難となる。一方、該曲げ硬さが０．１２ｇ・ｃｍ３／yarnを越える場合は、パイル糸の先端部が感光ドラムなどの相手部材に対して均一に接触せず、クリーニング性能が低下する。 It is important that the bending hardness (B) of the aramid fiber by KES is 0.03 to 0.12 g · cm 3 / yarn. When the bending hardness is less than 0.03 g · cm 3 / yarn, the use as a brush causes sag, and it is difficult to maintain the charge removal performance and cleaning performance over a long period of time. On the other hand, if the bending hardness exceeds 0.12 g · cm 3 / yarn, the tip end portion of the pile yarn does not uniformly contact the mating member such as the photosensitive drum, and the cleaning performance deteriorates.
アラミド繊維の曲げ硬さを上記範囲に制御するには、アラミド繊維の単繊維繊度、繊維の横断面形状、導電性物質の含有量などを適宜変更することにより、調節することができる。 In order to control the bending hardness of the aramid fiber within the above range, it can be adjusted by appropriately changing the single fiber fineness of the aramid fiber, the cross-sectional shape of the fiber, the content of the conductive substance, and the like.
また、上記アラミド繊維は、その強度が６〜１２センチニュートン／デシテックス（ＣＮ／ｄｔｅｘ）であることが好ましい。つまり、アラミド繊維の強度は一般的には１８〜２８センチニュートン／デシテックス（ＣＮ／ｄｔｅｘ）であるが、導電性ブラシのパイル糸として使用する場合は、これより強度が低いものを用いることが好ましい。その主な理由は、後述するシャーリング加工によりパイル糸の毛先(先端部)を切り揃える際、毛先を均一且つ精度よく切断し、ブラシの外径精度を良好なものとするためである。ただ、アラミド繊維の強度があまりに低いと、パイル糸の耐久性及び耐摩耗性が低下し、毛倒れしやすくなるおそれがある。 Moreover, it is preferable that the said aramid fiber is the intensity | strength of 6-12 centineton / decitex (CN / dtex). That is, the strength of the aramid fiber is generally 18 to 28 centineton / decitex (CN / dtex), but when used as a pile yarn of a conductive brush, it is preferable to use one having a lower strength than this. . The main reason is that when the hair ends (tip portions) of the pile yarn are cut and aligned by shearing processing, which will be described later, the hair ends are cut evenly and accurately, and the outer diameter accuracy of the brush is improved. However, if the strength of the aramid fiber is too low, the durability and wear resistance of the pile yarn may be reduced, and the hair may fall easily.
実際に、要求される外径精度が±０．３ｍｍのブラシを作製したとき、強度が１２ＣＮ／ｄｔｅｘであるアラミド繊維を用いたブラシは、その外径精度が＋０．１ｍｍであった。これに対し、強度が１８ＣＮ／ｄｔｅｘであるアラミド繊維を用いたブラシは、部分的にパイル糸の毛先が切断できない箇所が発生し、シャーリング加工を十分に施すことができなかった。また、強度がそれぞれ１３ＣＮ／ｄｔｅｘ、１５ＣＮ／ｄｔｅｘであるアラミド繊維を用いたブラシは、シャーリング加工を施すことは可能であったが、外径精度がそれぞれ＋０．５ｍｍ、＋１．５ｍｍとなり、要求される外径精度を満たさないものとなった。 Actually, when a brush having a required outer diameter accuracy of ± 0.3 mm was produced, a brush using an aramid fiber having a strength of 12 CN / dtex had an outer diameter accuracy of +0.1 mm. On the other hand, in the brush using the aramid fiber having a strength of 18 CN / dtex, there was a portion where the tip of the pile yarn could not be cut, and the shearing process could not be sufficiently performed. In addition, brushes using aramid fibers with strengths of 13 CN / dtex and 15 CN / dtex, respectively, could be sheared, but the outer diameter accuracy was +0.5 mm and +1.5 mm, respectively. The outer diameter accuracy is not satisfied.
上記導電性ブラシは、アラミド繊維製のパイル糸を有するのであれば、例えば現像ブラシ、クリーニングブラシ、除電ブラシ、転写ブラシ等の全てに採用することができる。現像ブラシ、クリーニングブラシ、除電ブラシ及び転写ブラシとして構成した場合、パイル糸を均一に立毛させ、感光ドラムの表面にパイル糸の毛先を均一に摺接させて、得られる画像を良好なものとすることができる。アラミド繊維は耐摩耗性にも優れたものであることから、摺接によるパイル糸の毛切れを防止することができ、得られる画像を長期にわたり、良好なものとすることができる。 If the said conductive brush has a pile thread made from an aramid fiber, it can employ | adopt as all, such as a developing brush, a cleaning brush, a static elimination brush, a transfer brush, for example. When configured as a developing brush, cleaning brush, static elimination brush, and transfer brush, the pile yarn is raised up uniformly, and the tip of the pile yarn is slid uniformly on the surface of the photosensitive drum so that the obtained image is good. can do. Since the aramid fiber is also excellent in abrasion resistance, it is possible to prevent the pile yarn from being broken by sliding contact, and to obtain a good image over a long period of time.
パイル糸は、アラミド繊維のみで形成されることに限らず、次のようにして形成してもよい。すなわち、レーヨン繊維、キュプラ繊維等の再生繊維、ナイロン、アクリル、ポリプロピレン、ポリエステル等の合成繊維等に対し、前に挙げたような導電性物質を練り込んだり、その表面を被覆したり等して導電性を付与する。このようにして得られた導電性の繊維と、導電性のアラミド繊維とを撚糸加工してパイル糸を形成してもよい。このようにパイル糸を形成した場合には、コストが嵩む導電性のアラミド繊維の使用量を低減することにより、製造コストの低減を図ることができる。 The pile yarn is not limited to being formed of only aramid fibers, and may be formed as follows. In other words, kneaded with conductive materials such as those mentioned above or coated on the surface of recycled fibers such as rayon fibers and cupra fibers, synthetic fibers such as nylon, acrylic, polypropylene and polyester. Gives conductivity. A pile yarn may be formed by twisting the conductive fiber thus obtained and the conductive aramid fiber. When pile yarn is formed in this way, the manufacturing cost can be reduced by reducing the amount of conductive aramid fibers that are costly.
以下、本発明を実施例にてさらに詳細に説明する。なお、実施例中の物性は下記の方法により測定した。
（１）ＫＥＳによる曲げ硬さ（Ｂ）
カトーテック（株）製のＫＥＳ純曲げ試験機ＫＥＳＦＢ−Ａを用い、糸条１本の純曲げ試験における（Ｂ）値を測定した。
（２）画像安定性
実施例に従って得られた導電性ブラシをクリーニングブラシとして備えた複写機を用い、電子写真学会が発行するテストチャートを１０万枚及び３０万枚の複写を行なった後の画像の安定性を目視判断し、○：印刷画像の均一性、鮮明性が良好、△：印刷画像にやや斑がある、×：印刷画像に斑があり、鮮明性が不良、の３段階で表した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, the physical property in an Example was measured with the following method.
(1) Bend hardness by KES (B)
Using a KES pure bending tester KESFB-A manufactured by Kato Tech Co., Ltd., the (B) value in a pure bending test of one yarn was measured.
(2) Image Stability Image obtained after copying 100,000 and 300,000 test charts issued by the Electrophotographic Society using a copying machine equipped with the conductive brush obtained according to the example as a cleaning brush. The stability of the image is visually judged, ○: Uniformity of printed image, good sharpness, △: Slightly spotted in printed image, ×: Spotted in printed image, poor sharpness. did.
［実施例１］
導電性カーボン微粒子としてＭＰＳ−１５０４ Ｂｌａｃｋ（Ｔ）（大日精化社製）を用い、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）中に分散させて、濃度１０重量％、ＰＨ１１．０の分散液を調整した。このカーボン微粒子分散液を、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド（共重合モル比が１：１の芳香族ポリアミド）の濃度６重量％のＮＭＰ溶液（ＰＨを５．０に調整）中に、得られるドープ中のカーボン微粒子の含有量が芳香族ポリアミドの重量を基準として１５．０重量％となる割合で添加し、温度６０℃下４時間撹拌混合した。その際、得られるドープのｐＨが７．０となるように、水酸化カルシウム濃度が２２．５重量％のＮＭＰ分散液を微量添加して調製した。
[Example 1]
MPS-1504 Black (T) (manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd.) is used as the conductive carbon fine particles and dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to obtain a dispersion having a concentration of 10% by weight and a pH of 11.0. It was adjusted. This carbon fine particle dispersion was mixed with an NMP solution of 6% by weight of copolyparaphenylene 3,4'-oxydiphenylene terephthalamide (aromatic polyamide having a copolymerization molar ratio of 1: 1) (PH adjusted to 5.0). The carbon fine particles in the resulting dope were added at a rate of 15.0% by weight based on the weight of the aromatic polyamide, and mixed with stirring at a temperature of 60 ° C. for 4 hours. At that time, a small amount of NMP dispersion having a calcium hydroxide concentration of 22.5 wt% was prepared so that the pH of the resulting dope would be 7.0.
得られたドープを用い、孔径０．３ｍｍ、孔数９６ホールの紡糸口金から毎分２０ｃｃの割合で吐出し、エアーギャップと呼ばれる空隙部分を介してＮＭＰ濃度３０重量％の水溶液中に紡出し凝固した後（半乾半湿式紡糸法）、水洗、乾燥し、次いで、温度５３０℃下３．０倍に延伸した後８０ｍ／分の速度で巻き取って、強度が１０ＣＮ／ｄｔｅｘ、１３９ｄｔｅｘ／９６ｆｉｌの糸条を得た。なお、ドープの安定性は良好で、長時間安定に紡糸延伸することができた。 Using the obtained dope, it is discharged from a spinneret with a hole diameter of 0.3 mm and a hole number of 96 holes at a rate of 20 cc per minute, and spun into an aqueous solution with an NMP concentration of 30% by weight through a void called an air gap. (Semi-dry and semi-wet spinning method), washed with water, dried, then stretched 3.0 times at a temperature of 530 ° C. and then wound up at a speed of 80 m / min to have a strength of 10 CN / dtex, 139 dtex / 96 fil. I got a yarn. The dope had good stability and could be spun and drawn stably for a long time.
次いで、上記糸条を２本合糸して１００Ｔ／ｍの撚糸を施し、パイル織機を使用して立毛織物を作成し、これを２０ｍｍ幅のテープ状にスリットして金属製の軸にらせん状に巻きつけ、パイルの高さが一定になるようカットして整え導電性ブラシを作成した。 Next, two yarns are combined to give a twist of 100 T / m, and a piled weaving machine is used to create a napped fabric, which is then slit into a 20 mm wide tape to form a spiral on a metal shaft. A conductive brush was prepared by winding the material around the pile and cutting it so that the pile height was constant.
［実施例２］
実施例１において、紡糸口金の孔数を４８ホールとし、１３９ｄｔｅｘ／４８ｆｉｌの糸条を得た以外は実施例１と同様に実施した。
[Example 2]
In Example 1, the same procedure as in Example 1 was carried out except that the number of holes in the spinneret was 48 holes and a 139 dtex / 48 fil yarn was obtained.
［比較例１］
実施例２において、吐出口の形状を変更して三角断面形状の繊維を得た以外は実施例１と同様に実施した。
得られた導電性ブラシの物性を表１に示す。
[Comparative Example 1]
In Example 2, it implemented like Example 1 except having changed the shape of the discharge outlet and having obtained the fiber of triangular cross-sectional shape.
The physical properties of the obtained conductive brush are shown in Table 1.
本発明によれば、導電性能を維持しつつ、耐へたり性を向上させ、長期問にわたり除電、クリーニング性能を維持できる導電性ブラシが提供されるので、画像形成装置のクリーニングブラシなどに好適に使用することができる。 According to the present invention, a conductive brush capable of improving sag resistance while maintaining conductive performance and maintaining static elimination and cleaning performance over a long period of time is provided. Therefore, it is suitable for a cleaning brush of an image forming apparatus. Can be used.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104009366A (en) * | 2014-04-29 | 2014-08-27 | 深圳市沃特新材料股份有限公司 | Aramid fiber carbon brush manufacturing method and aramid fiber carbon brush |
| CN107239009A (en) * | 2017-06-21 | 2017-10-10 | 苏州恒久光电科技股份有限公司 | Organic photoconductor coating method and its obtained super thick organic photoconductor |
-
2005
- 2005-06-23 JP JP2005183378A patent/JP2007003791A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104009366A (en) * | 2014-04-29 | 2014-08-27 | 深圳市沃特新材料股份有限公司 | Aramid fiber carbon brush manufacturing method and aramid fiber carbon brush |
| CN104009366B (en) * | 2014-04-29 | 2016-04-13 | 深圳市沃特新材料股份有限公司 | Aramid fiber carbon brush preparation method and aramid fiber carbon brush |
| CN107239009A (en) * | 2017-06-21 | 2017-10-10 | 苏州恒久光电科技股份有限公司 | Organic photoconductor coating method and its obtained super thick organic photoconductor |
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