(57)【要約】【課題】ピンホールや、白抜け現象の起こらない帯電ブラシとその製造法を得る。【解決手段】本発明の帯電ブラシは、芯鞘複合型導電繊維を毛羽とする帯電ブラシであって、該複合型導電繊維の鞘成分には導電粒子を含有する導電層であり、芯成分が非導電層である複合形状であり、ブラシ毛羽の先端部分において、繊維軸方向を法線とし、芯の先端部Ａを通る平面と鞘の先端部Ｂの距離が０．５μｍ〜６０μｍであることを特徴とする帯電ブラシおよびその製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯鞘複合型導電繊維を毛羽とする帯電ブラシであって、その芯鞘複合型導電繊維は鞘成分が導電粒子を含有する導電層であり、芯成分が非導電層であり、ブラシ毛羽の先端部分において、繊維軸方向を法線とし、芯の先端部Ａを通る平面と鞘の先端部Ｂの距離が０．５μｍ〜６０μｍであることを特徴とする帯電ブラシ。
【請求項２】
帯電ブラシ毛羽の鞘成分に含有する導電粒子の鞘成分に含まれる比率が１０ｗｔ％〜８０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１記載の帯電ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先端加工を施した導電繊維を使用した帯電ブラシに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置の帯電ブラシは、感光体を均一に帯電させるために用いられる。帯電ブラシは一般的には次のように製造される。すなわち、導電繊維をパイル織り、タテ編みなどして得た毛羽を有するリボン状ベロアを支軸に螺旋状に巻けるなどの方法でブラシ形状とし、ブラシ形状形成後毛羽の長さを均一にする為に立毛処理をした後シャーリング処理を行う。従来、帯電ブラシ製造は、前記のシャーリング処理で毛羽の長さを均一にする工程で終わっている。
【０００３】
このパイル織り、タテ編みに使用される導電繊維は、レーヨン、ナイロン、ポリエステル等に、導電粒子を含有させた、フィラメントが使用される。導電繊維の製法は、繊維全体に導電粒子を分散させる方法や、鞘に導電粒子を含有させる方法がある。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２９７４８４４号公報
【特許文献２】
特開平６−２６９３２０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
シャーリング工程を最終工程として製造された帯電ブラシは、ブラシ毛羽の先端に導電粒子が存在する為に、異常放電が起こり、感光体のピンホールの原因になったり、ピンホールにならないまでも点状の白抜け現象の原因となり、プリント画像の画質を低下させるという問題を起こす。また、帯電ブラシの先端付近の感光体に直接接触する部分と根元の接触しない部分との電圧差にて、画像斑となる。
【０００６】
この問題を解決するには、導電層を感光体より離す方法がある。例えば特許第２９７４８４４号公報には感光体に接触させない近接帯電装置が記載されている。本方法は、導電層と、被帯電体の表面との近接間隔を作るために、高抵抗の樹脂層を設ける。この場合、導電層を持つ帯電部材がローラーの場合比較的容易に樹脂層を設けられる。しかし、帯電部材がブラシであると樹脂層を設けることは容易ではない。帯電ブラシの先端に高抵抗の樹脂層を設ける方法は、特開平６−２６９３２０号公報に記載されている。本方法によると、樹脂層を設けるために、樹脂層塗工液にブラシの先端を浸漬して、塗着させて直ちに高電圧をかけて、ブラシの先端が互いに固まらないようにしている。しかし、上述の通り、非常に複雑な工程を有する。
【０００７】
芯を導電層とする、芯鞘型導電繊維をブラシ毛羽とする帯電ブラシとする方法も考えられるが、鞘が非導電層であるため、通電が必要であるブラシ毛羽の根元で電流が流れにくく、感光体の帯電状態が悪くなり画質を低下させる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはブラシ毛羽の先端と根元の電圧差を少なくし、かつピンホールや、白抜け現象の起こらない帯電ブラシについて鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の帯電ブラシは、芯鞘複合型導電繊維を毛羽とする帯電ブラシであって、この複合型導電繊維の鞘成分は導電粒子を含有する導電層であり、芯成分が非導電層である複合形状であり、ブラシ毛羽の先端部分において、繊維軸方向を法線とし、芯の先端部Ａを通る平面と鞘の先端部Ｂの距離が０．５μｍ〜６０μｍであることを特徴とする帯電ブラシおよびその製造方法である。
【０００９】
このような芯鞘複合型導電繊維を毛羽とする帯電ブラシであると、直接感光体にブラシ毛羽の導電層が接触していないため、毛先の先端より異常放電が無く、鞘成分が導電層であるため、ブラシ毛羽先端と根元の電位差が少なく、かつ、導電層が直接感光体に接触しないが芯の非導電層が感光体に接触しており、斜毛タイプの帯電ブラシであってもブラシ毛羽の形状を安定させることが出来、画質の低下が無い。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明の帯電ブラシに使用する導電繊維は芯鞘複合型であって、この複合型導電繊維は鞘成分が導電粒子を含有する導電層であり、芯成分が非導電層である複合形状である。芯鞘複合導電繊維は溶融紡糸、湿式紡糸、乾式紡糸など、公知の方法で製造されてかまわないが、肝要なる事は形状が芯鞘複合形状であることで、芯鞘複合導電繊維の先端を加工することにより、請求項１に記載したブラシ先端形状にできる。
【００１１】
本発明の帯電ブラシに使用する芯鞘複合導電繊維の芯成分を形成するポリマーは、公知の繊維形成性能を有するポリマー、即ちポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン等が有用である。ポリアミドとしては例えばナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、およびこれらを主成分とする共重合ポリアミドがよく知られている。ポリエステルとしては例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンオキシベンゾエードおよびこれらを主成分とする共重合ポリエステル等がよく知られている。前記記載外のポリマーであっても繊維形成性能があるポリマーであると本発明の芯を形成するポリマーとして適用できる。
【００１２】
鞘成分を形成する導電粒子を含有するポリマーは、公知の繊維形成性能を有するポリマー、即ちポリアミド、ポリエステル等が有用である。ポリアミドとしては例えばナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、およびこれらを主成分とする共重合ポリアミドがよく知られている。ポリエステルとしては例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンオキシベンゾエードおよびこれらを主成分とする共重合ポリエステル等がよく知られている。前記記載外のポリマーであっても繊維形成性能があるポリマーであると本発明の鞘を形成するポリマーとして適応することが可能である。
【００１３】
鞘成分の導電層に含有される導電性粒子は、公知の導電性カーボン、スズ、アンチモンをドーピングした酸化チタン、沃化銅など、目的に応じた導電性粒子であれば良い。
【００１４】
芯鞘の複合比率は、芯成分と鞘成分の面積比率で２０：１〜１：２であることが好ましい。芯鞘比率がこの範囲にあると、繊維の強度に優れ芯鞘形状の形成能にも優れるので好ましい。
鞘成分の導電粒子の含有量は好ましくは１０ｗｔ％〜８０ｗｔ％であり、更に好ましくは１５ｗｔ％から７８ｗｔ％である。
導電粒子と鞘成分のポリマーとの混合は、公知の方法、例えば２軸混練押し出し機などで加熱下に混練してもよい。
【００１５】
該導電繊維をパイル織り、タテ編み等公知の方法にて毛羽を有するリボン状のベロアを得る。このベロアをブラシの支軸に螺旋状に巻きつけ、ブラシ形状とする。このブラシを回転させながら１２０℃程度の蒸気の中に入れて毛羽を立毛させる。その後立毛した毛羽の長さを一定にするためにシャーリング処理を行う。
【００１６】
その後ブラシ毛羽の先端部分において、繊維軸方向を法線とし、芯の先端部Ａを通る平面と鞘の先端部Ｂの距離を０．５μｍ〜６０μｍとする。この方法としては、帯電ブラシ毛羽の先端に熱体を接触させる方法が挙げられるが、グラインダーなどで削る方法あるいは薬品にて溶解する方法、等その方法はどのような方法であってもよいが、好ましくは、帯電ブラシ毛羽の先端に熱体を接触させる方法がよい。この場合、接触させる熱体の温度は鞘成分ポリマーの融点以下が好ましい。
【００１７】
肝要なることは鞘成分には導電粒子を含有する導電層であり芯成分が非導電層である複合形状である該複合型導電繊維ブラシ毛羽の先端部分において、繊維軸方向を法線とし、芯の先端部Ａを通る平面と鞘の先端部Ｂの距離を０．５μｍ〜６０μｍとすることである。この距離が０．５μｍ未満の場合毛羽の先端を非導電層のみにした効果が少なく、画像斑が起こる。また、異常放電を起こす場合もある。一方６０μｍを超えると帯電の効果が少なく、感光体を均一に必要なる帯電をすることが出来なくなり、画質の低下につながる。
【００１８】
さらに、導電層の先端Ｂの形状にバリがない方が好ましい。バリがあるとバリ先端から感光ドラムへ異常放電が起こる可能性があり、異常放電により、画質低下を引き起こす。
【発明の効果】
この帯電ブラシを図２のブラシ帯電装置に組み込みブラシ４が感光体ドラムに接触して感光体ドラムを帯電させても画質低下は起こらず、毛羽の先端からの異常放電は起こらず、感光体ドラムのピンホールを起こし画質を低下させることが無い。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明する。
実施例１
鞘に導電性カーボンを３０ｗｔ％含有した、３２０ｄＴｅｘ４８ｆの１２ナイロン芯鞘型導電繊維をパイル織りし、毛羽を有するリボン状ベロア５を得た。得られた毛羽の芯鞘の面積比率はおよそ芯／鞘＝５／１であった。芯棒ロール６に導電性両面接着テープを巻きつけ、この上にリボン状のベロア２３を螺旋状にまく。次に、帯電ブラシ毛羽の形状を整えるためにまず起毛処理にて、毛羽を立たせる。起毛処理は、加熱した密閉の釜の中に、帯電ブラシを入れて、回転させながら、加熱蒸気をブラシに吹き付けることにより、ブラシの毛羽がやわらかくなり、遠心力にて立毛する。立毛したら、回転を止めて釜から取り出し、風乾しながら温度も下げる。温度が下がると、立毛した、毛羽はセットされている。その後シャーリング処理を行い毛先の長さをそろえる。その後ブラシを図示しない回転装置にて６０ｒｐｍで回転させながら、熱体７で１５０℃、５分間、帯電ブラシ毛羽の毛先を溶融し、繊維軸方向を法線とし、芯の先端部Ａを通る平面と鞘の先端部Ｂの距離を５μｍとした。ブラシの回転方向を一方向とすると、ブラシ毛先の形状に偏りがでるので、正方向、逆方向と変える。
【００２０】
実施例２
実施例１の後に、ブラシ毛羽を回転させながら１３０℃に加熱して毛羽を斜めにセットして、斜毛ブラシとする以外は実施例１と同様にして帯電ブラシを製造した。
【００２１】
比較例１
実施例１におけるＡ−Ｂ間の距離を０．１μｍとする以外は実施例１と同様にして帯電ブラシを製造した。
【００２２】
比較例２
実施例１におけるＡ−Ｂ間の距離を７０μｍとする以外は実施例１と同様にして帯電ブラシを製造した。
【００２３】
なお、コピー画像の評価は測定者の目視により画像の良好なものより○（合格）、△（画質低下）、×（ピンホール有り）の三段階にて評価した。
【００２４】
【表１】
サンプルＮｏ．／評価
実施例１　　　／○
実施例２　　　／○
比較例１　　　／×
比較例２　　　／△
【００２５】
表１に示すごとく、比較例１はピンホールによる白点が見られ画質の低下がみられる。また、比較例２ではピンホールは見られなかったが全体的に画質低下がみられる。
実施例であると、ピンホールによる白点による画質低下および全面にわたるトナーの転写が悪いことによる画質低下が見られず、画質を低下させることが無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブラシ毛羽先端形状（断面図）
【図２】ブラシ
【図３】熱処理
【符号の説明】
１　ブラシ毛羽
２　導電層
３　非導電層
４　帯電ブラシ
５　ブラシ体
６　芯棒ロール
７　熱体
Ａ　ブラシの芯の先端部
Ｂ　ブラシの鞘の先端部
【図１】
2004126418.tif 000002
【図２】
2004126418.tif 000003
【図３】
2004126418.tif 000004