JPH028863A - ファーブラシ現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔１既　　要〕 静電潜像が表面に形成された潜像保持体と、キャリアと
してのブラシ状繊維にトナー粒子を含ませたファーブラ
シ現像ローラとを直流電界の印加下に接触せしめて前記
潜像を現像する方式のファーブラシ現像方法に関し、 現像中におけるトナーの飛散を防止することを目的とし
、 トナー粒子に磁性を付与するとともに、該トナー粒子を
、自体残留磁束密度を有する導電性繊維に含ませて、帯
電によるクーロン力及び磁気吸引力の同時存在下にブラ
シ状繊維にトナー粒子を束縛するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は電子写真技術に関し、さらに詳しく述べると、
静電潜像が表面に形成された潜像保持体と、キャリアと
してのブラシ状繊維にトナー粒子を含ませたファーブラ
シ現像ローラとを直流電界の印加下に接触せしめて前記
潜像を現像する方式のファーブラシ現像方法に関する。

本発明方法は、新規であって、特にトナー飛散が少なく
、すぐれた印字品質を得ることができる。

〔従来の技術〕

従来、電子写真法としては、米国特許第２．２９７，６
９１号などに記載された方式が周知であるが、この方式
は、一般には、光導電性絶縁体を利用し、コロナ放電な
どにより絶縁体上に−様な静電荷を与え、種々の手段に
より絶縁体上に光像を照射することによって電気的潜像
を形成し、次いで該潜像をトナーと呼ばれる微粉末を用
いて現像可視化し、必要に応じて紙などにトナー画像を
転写した後、加圧、加熱、溶剤蒸気、光などにより定着
を行い、複写物を得るものである。

上記方式において、電気的潜像を現像するための現像方
法としては磁気ブラシ現像が知られている。この現像に
は、磁気ブラシを像担持体であるところの感光体に圧接
し、感光体表面に形成された静電潜像にトナーを供給す
る磁性二成分および磁性−成分現像方式がある。しかし
ながら、磁気ブラシを形成する磁気ローラは高価でかつ
高度な機械的精度が要求されるばかりか、二成分現像方
式では、トナーを静電潜像まで運ぶためのキャリア自体
に寿命があり、また、キャリアとトナーの混合比を常に
一定に維持するためのトナー濃度センサの必要性など、
コスト、保守性の面で多くの問題がある。

このような問題を解消するため、最近では磁気ローラを
用いない非磁性−成分現像方式が提案されている。この
方式は、非磁性円筒ローラ上にブレードなどの手段によ
ってトナーの薄層の形成し、電界を印加しながら像担持
体にローラを押し当てて現像しようとするものであるが
、これも、円筒ローラ、ブレード、トナー供給ローラ、
トナー撹拌用アジテータなどを組み合わせるなど、現像
装置の構造、機構が複雑かつ高い機械的組立精度が必要
であり、コスト、製造性などの面で磁気ローラを用いた
現像方式よりメリットがあるとは言い難い。

そこで、より簡便な現像方式として、現像ローラの代り
に、ファーブラシを用いたファーブラシ現像方式が提案
されている。この方式は、感光体の表面に接触しながら
回転するファーブラシローラの動物の毛や繊維に保持さ
れたトナーを感光体表面に運び、静電潜像を現像しよう
とするものであり、現像装置の構成が国体とファーブラ
シのみからなるため、簡便であり、コストの面で従来の
磁気ローラ方式や非磁性円筒ローラ方式より格段のメリ
ットがある。また、この現像方式では、非磁性トナーを
使用できるというメリットもある。

しかし、この方式では、トナーとキャリアとからなる二
成分磁気ブラシ現像剤と異なり、トナーへの帯電性付与
はファーブラシへの印加電圧とブラシを構成する繊維と
の摩擦帯電のみに依存するため、トナーの帯電が不均一
になりやすい。

このようにトナーの帯電が不均一である場合、未帯電お
よび低帯電トナーが多く存在するため、ファーブラシを
形成する繊維とトナーのクーロン力が小さく、その結果
、ブラシの回転によりトナー飛散が発生し、画像の地汚
れ、いわゆる、かぶりが発生し易いという重大な欠陥が
生じる。また、トナーの飛散により装置内部の汚染、特
に帯電器、転写器などの汚れを誘発し、感光体の表面電
位や転写効率が低下する結果、良好な印字特性が得られ
難いという問題もある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、ファーブラシ現像方式における上記問
題に対し、トナー飛散が極めて少なく、優れた印刷特性
が得られる現像方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記した目的は、本発明によれば、静電潜像が表面に形
成された潜像保持体と、キャリアとしてのブラシ状繊維
にトナー粒子を含ませたファーブラシ現像ローラとを直
流電界の印加下に接触せしめて前記潜像を現像する方式
のファーブラシ現像方法において、前記トナー粒子に磁
性を付与するとともに、該トナー粒子を、自体残留磁束
密度を有する導電性繊維に含ませて、帯電によるクーロ
ン力及び磁気吸引力の同時存在下に前記ブラシ状繊維に
トナー粒子を束縛することを特徴とする特ァーブラシ現
像方法によって達成することができる。

本発明のファーブラシ現像方法は、有利には、静電潜像
を表面に形成可能な感光体と、該感光体に接触可能なか
つトナー粒子を束縛可能な、キャリアとしてのブラシ状
繊維を有するファーブラシ現像ローラと、前記感光体及
び現像ローラに現像時に直流電界を印加可能な電界印加
手段とを有するファーブラシ現像装置において、前記ト
ナー粒子が磁性トナーからなり、かつ前記現像ローラを
構成するブラシ状繊維が、導電性微粉末及び硬磁性微粉
末を分散含有する合成繊維からなることを特徴とするフ
ァーブラシ現像装置、によって実施することができる。

本発明の方法は、ファーブラシ現像方式において従来特
に考慮されなかったファーブラシ現像部を改良したとい
う点において画期的である。トナー粒子に磁性を付与す
ることは、トナーとして結着剤樹脂及び磁性微粉末を主
体とする磁性トナーを用いることによって行うことがで
きる。さらに、自体残留磁束密度を有する導電性繊維の
提供は、導電性微粉末及び硬磁性微粉末を分散含有する
合成繊維を用いることによって行うことができる。

硬磁性微粉末の分散含有は、好ましくは、予め残留磁束
密度付与のための着磁処理を施したハードフェライト材
料の微粉末をブラシ形成合成繊維中に分散させることに
よって行うことができる。

本発明で用いられる磁性トナーは上記した通り、結着剤
樹脂と磁性微粉末を主体として構成され、必要に応じて
、着色剤、帯電制御剤などを含有することができる。

結着剤樹脂としては、従来電子写真用トナーでバインダ
樹脂として用いられている各種のポリマが用いられる。

−例を示すと、例えばポリスチレン、スチレン−アクリ
ル共重合体、スチレン−ブタジェン共重合体、ポリエス
テル、ポリエチレン、フェノール系樹脂、エポキシ樹脂
、ポリアミド樹脂、マレイン酸系樹脂などがある。

また、結着剤樹脂中に分１１Ｊｌさせる磁性微粉末とし
ては、強磁性元素およびこれらを含む合金、酸化物など
がある。かかる磁性微粉末として、マグネタイト、ヘマ
タイト、フェライトなどの鉄、コバルト、ニッケル、マ
ンガンなどの合金や化合物、その他の強磁性合金などの
磁性材料を用いることができるが、飽和磁化や保磁力な
どの磁気特性および価格、色調などの点でマグネタイト
が最も実用性がある。また、通常、使用できる磁性微粉
末の平均粒径は約０．０５〜５４、好ましくは約０．１
〜１趨である。

さらにまた、着色剤としては、従来公知のカーボンブラ
ックおよびニグロシン染料、含金属アゾ染料などの各種
の染料を用いることができる。また、かかる染料は、−
量的に帯電制御剤を兼用することができる。

一方、本発明に用いられるファーブラシ現像ローラを構
成する繊維としては、レーヨン、ナイロン、アクリル繊
維などの合成繊維をあげることができる。また、−ｉに
カーボンなどの導電性微粉末を添加して導電性を付与す
る必要がある。

さらに、本発明に用いられる導電性繊維に残留磁束密度
を付与することは、繊維化工程前にあらかじめ着磁処理
された硬磁性微粉末、例えば、ハードフェライト微粉末
を加え、その後、紡糸することによって行うことができ
る。ここで、−ｍに強磁性材料、例えば鉄やフェライト
などに磁界を印加すると、材料は！ｉ化し始めて磁束密
度が大きくなり、磁束密度は一定値で飽和する。この後
、磁界を取り去ると特定の強磁性体は磁束密度が０にな
らず、自分自身で磁化、すなわち残留［１束密度を持ち
、永久磁石化する。これを着磁処理というが、零着磁処
理によって永久磁石化する磁性材料が本発明で用いられ
る。ただし、鉄、コバルト、サマリウム−コバルト合金
などの強磁性金属は微粉末状態で酸化し磁気特性が変化
しやすいため用いることができない。これに対し、ハー
ドフェライトと呼ばれる材料は鉄の酸化物であるため、
粉末状態でも安定であり、本発明に極めて有用である。

本発明に用いられるハードフェライト材料の微粉末とし
ては、７　　ＦｅｚＯｎ　、Ｂａフェライト、Ｓｒフェ
ライトなどの微粉末をあげることができる。かかる微粉
末の平均粒径としては、約０．０５〜２−１好ましくは
約０．１〜０．５卿である。また、本発明に用いられる
ファーブラシは、繊維の比抵抗が約１０’〜１０Ｉ０Ω
・ｃｍ、太さが約１〜１０デニール、パイル長が約１〜
５龍、繊維密度が約１００．０００〜３００，０００本
／１ｎｃｈ２であるものが好ましい。

〔作　用〕

本発明の作用を第１図に図示した本発明方法の実施に用
いられるファーブラシ現像装置を参照しながら説明する
。

本発明ではトナーとしても６性トナーを、現像ローラと
して磁性繊維からなるファーブラシ現像ローラを用いる
ことにより上記問題を解決できる。

現像装置は、ファーブラシ現像ローラ２と、ファーブラ
シ現像ローラ２にトナー３を供給するトナーホッパ７か
らなる簡単な構造をしている。ファーブラシ現像ローラ
２は、芯金４の外周面に導電性接着層５を介してファー
ブラシ６を植毛することにより形成されている。感光体
（ここではドラム）１の回転に伴って表面に形成された
静電潜像が現像部に対向すると、矢印方向に回転してい
るファーブラシ現像ローラ２によってファーブラシ６に
付着したトナー３が感光体１の表面に導かれ、上記静電
潜像に吸着されて現像される。上記トナー３は磁性を有
するため、ファーブラシ６の磁気吸引力によって一定の
付着量でトナーが供給され、さらにその束縛力はトナー
とファーブラシとの摩擦帯電によるクーロン力に加え磁
気吸引力が主体となるため、現像部におけるトナー飛散
が少なく、背景部かぶりの少ない安定した印刷特性が得
られる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれによって限定されるものでない。

１崖± トナーとして、スチレン−アクリル樹脂を結着剤樹脂と
し、粒径０．２５〜０．７　ｍのマグネタイト粉３０−
ｔ％を磁性粉として分散含有する平均粒径１１−の負帯
電性の磁性トナーを用いた。また、ファーブラシ現像ロ
ーラは、ハードフェライト材料として、着磁後の残留磁
束密度が１．００００ｅ、粒径が０．１〜０．５　ｔｎ
ａのｒ　　ＦｅｔＯｘを２０−ｔ％含む比抵抗が１０’
〜１０’Ω・Ｃ１１、太さが５デニール、密度が１４０
．０００本／１ｎｃｈ”　、パイル長が３　ｍｓのファ
ーブラシを用いた。

第１図と同様の現像装置の構成で、反転現像方式を採用
しているレーザプリンタを用いて次の第１表に記載の現
像プロセス条件で印字試験を行った。その結果、現像バ
イアス電圧が２００〜５００■の間で背景部かぶりのな
い良好な印刷特性が得られることを認識した。

第一」−一麦 現像プロセス条件 実施例のトナーの代わりに、スチレン−アクリル樹脂を
結着剤樹脂とし、磁性粉を含まないカーボンブランク含
有の非磁性トナー（平均粒径１１／／ｌ１１）、ファー
ブラシ現像ローラとしてハードフェライト材料を含まず
、他の特性は実施例と同様のファーブラシを用いた系で
、実施例と同様の装置、現像プロセス条件で印字試験を
行った。その結果、現像バイアス電圧の値によらず著し
い背景部かふりが生じ、さらに、数十枚の印刷において
装置内部が飛散トナーで汚れるなと、実用に適さなかっ
た。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ファーブラシ現
像方式において、トナー飛散が少なく、背景部かぶりの
少ない良好な印刷特性が得られ、また、現像装置の簡素
化、低コスト化にも大きく寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の実施に用いられるファーブラシ
現像装置の好ましい一例を示した断面図である。 図中、■は感光ドラム、２はファーブラシ現像ローラ、
３はトナー　４は芯金、５は導電性接着層、６はファー
ブラシ、として７はトナーホッパである。 本発明のファ プラン現像装置 ２・・ ３・・ ５・・ ６・ ７・・ 感光ドラム ファープラン現像ローラ ・　トナ〜 ゛芯金 ゛導電性接着層 ファープラノ ゛トナーホッパ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、静電潜像が表面に形成された潜像保持体と、キャリ
   アとしてのブラシ状繊維にトナー粒子を含ませたファー
   ブラシ現像ローラとを直流電界の印加下に接触せしめて
   前記潜像を現像する方式のファーブラシ現像方法におい
   て、前記トナー粒子に磁性を付与するとともに、該トナ
   ー粒子を、自体残留磁束密度を有する導電性繊維に含ま
   せて、帯電によるクーロン力及び磁気吸引力の同時存在
   下に前記ブラシ状繊維にトナー粒子を束縛することを特
   徴とするファーブラシ現像方法。