JP2010271630A - ループ織りブラシ、クリーニングブラシ、及びクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニング性能を充分に発揮し得るループ織りブラシ、クリーニングブラシ、及びクリーニング装置を提供する。
【解決手段】電子写真方式の画像形成に用いられるループ織りブラシとしてのクリーニングブラシ２２は、基材２２ａと、基材２２ａの表面に起毛された複数本のブラシ糸からなるブラシ毛２２ｂとを備える。ブラシ毛２２ｂは、１本のブラシ糸の少なくとも一部が割繊糸Ｄにて構成されていると共に、基材２２ａにループ状に植毛されてなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、基材と、該基材の表面に起毛された複数本のブラシ糸からなるブラシ毛とを備え、ブラシ毛が基材にループ状に植毛されてなっている、電子写真方式の画像形成に用いられるループ織りブラシ、クリーニングブラシ、及びクリーニング装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置では、静電潜像担持体である感光体ドラム上の転写後の残留トナーや紙粉等を除去するクリーニング装置が設けられている。

このクリーニング装置には、例えば、感光体ドラム上の転写後の残留トナーや紙粉等を物理的に掻き落として除去するクリーニングブレードが設けられていると共に、このクリーニングブレードよりも感光体ドラムの回転方向上流側には、クリーニングブレードでの残留トナーの除去に先立って、クリーニングブラシが設けられている。

従来の例えば特許文献１に開示されているクリーニングブラシ１００は、図８（ａ）に示すように、個々のブラシ繊維１０１がループ状に芯金１０２に植設されている。すなわち、ブラシ繊維１０１は，両端部が芯金１０２に固定されており、図８（ｂ）に示すように、湾曲する頂上部が感光体ドラム１１０と摺擦し、トナー１１１を捕集するように回収する。また、ブラシ繊維１０１の断面は、図８（ｃ）に示すように、３つの鋭角な頂角を有する略正三角形の断面をなしている。

これにより、ブラシによって感光体ドラム１１０をクリーニングする際に、トナー１１１と感光体ドラム１１０との間の隙間に略正三角形の断面でのその頂角を形成する稜線エッジを挿入することにより、高回収性と長寿命化とを両立させたクリーニング装置を提供することができるものとなっている。

一方、従来の例えば特許文献２に開示されているクリーニングブラシは、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、パイル糸２００が分割繊維２０１…で構成され、これら分割繊維２０１…が分割されて形成される細繊維は、その断面形状が略多角形状をなし、その頂点から延びる直線状のエッジ部２０２が形成されたものとなっている。

この構成により、図１０（ｃ）に示すように、エッジ部２０２は、相手部材２１０の表面と付着物であるトナー２１１との僅かな隙間に入り込むことにより、細繊維をトナー２１１に確実に引っ掛けるように機能している。加えて、繊維全体で長板状をなす分割繊維２０１は、広い範囲で隙間なくその繊維表面にトナー２１１を接触させることができる。このため、クリーニングブラシは、極微小なトナー２１１であっても、これを十分に掻き取ることができるようになっている。

特開２００８−２５６９５２号公報（２００８年１０月２３日公開） 特開２００４−１１３９３７号公報（２００４年４月１５日公開）

しかしながら、上記従来の特許文献１に開示されたエッジを有するクリーニングブラシ１００では、ブラシ繊維１０１の太さが太いので、図９（ａ）に示すように、トナー１１１を必ずしも引っ掛けることができず残存トナーの除去性能が充分でないという問題を有している。

また、上記従来の特許文献２に開示されたクリーニングブラシでは、分割繊維２０１がトナー２１１に対して側面から接触してトナー２１１を確実に引っ掛けるように機能するが、直毛ブラシであるので、エッジ部２０２にて相手部材２１０を傷付け易いと共に、先端が劣化し易く、耐久性に欠けるという問題を有している。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、クリーニング性能を充分に発揮し得るループ織りブラシ、クリーニングブラシ、及びクリーニング装置を提供することにある。

本発明のループ織りブラシは、上記課題を解決するために、電子写真方式の画像形成に用いられるループ織りブラシにおいて、基材と、該基材の表面に起毛された複数本のブラシ糸からなるブラシ毛とを備え、上記ブラシ毛は、１本のブラシ糸の少なくとも一部が繊維径１０μｍ以下の分割繊維にて構成されていると共に、上記基材にループ状に植毛されてなっていることを特徴としている。尚、繊維径とは、例えば断面三角形等の多角径の場合は、外接円の直径を意味するものとする。

上記の発明によれば、ループ織りブラシは、ブラシ毛は、１本のブラシ糸の少なくとも一部が繊維径１０μｍ以下の分割繊維にて構成されていると共に、基材にループ状に植毛されてなっている。

すなわち、ループ状のブラシにおいて、例えば感光体ドラムに接触する部分が繊維径１０μｍ以下の分割繊維にてなっているので、その分割繊維は、１本のブラシ糸よりも細い糸にて感光体ドラムに残存する、通常の粒子径が１０μｍ以上であるトナーを側面から掻き取ることになる。

この結果、感光体ドラムに残存する例えばトナーを確実に除去することができる。尚、特許文献１に記載のエッジを有するクリーニングブラシでは、ブラシ繊維の太さが太いので、トナーを必ずしも引っ掛けることができず残存トナーの除去性能が充分でない。

また、本発明では、ブラシ毛を分割繊維とすることによって、分割繊維の密度が増加する。このため、分割繊維と残存トナー及び外添剤との接触確立を増大し、除去性能を向上させることができる。

したがって、クリーニング性能を充分に発揮し得るループ織りブラシを提供することができる。

また、本発明のループ織りブラシでは、前記分割繊維の断面形状は、少なくとも１個の角度９０度未満のエッジを有していることが好ましい。尚、分割繊維の断面形状の少なくとも１個の角度９０度未満のエッジは、小径の断面円形曲線を含むとすることが可能である。

これにより、分割繊維の断面形状に鋭角のエッジを有することによって、感光体ドラムに付着している１μｍ以下の例えばシリカ等の外添剤においても、外添剤と感光体ドラムとの間に分割繊維のエッジを挿入することができるので、このような１μｍ以下の小径粒子であっても除去することが可能となる。尚、この場合、分割繊維の断面形状の少なくとも１個の角度９０度未満のエッジを、小径の円形断面とすることによって、外添剤と感光体ドラムとの間に分割繊維のエッジを容易に挿入させることができる。

また、本発明のループ織りブラシでは、前記分割繊維の断面形状は、多角形状にてなっているとすることができる。尚、多角形とは凸多角形だけでなく凹多角形を含む概念である。

すなわち、分割繊維の断面形状を多角形状とすることによって、例えば、残留トナー及び外添剤と感光体ドラムとの間に分割繊維が挿入され易くなる。

また、本発明のループ織りブラシでは、前記ループ状に植毛されてなっているブラシ糸は、ループの先端から根元における該先端側から１０〜１００％が分割繊維にて構成されていることが好ましい。尚、ループの先端とは、ブラシ糸をループ状に基材に植毛したときに、ブラシ糸の基材からもっとも離れた部分をいう。また、根元とは、植毛されたブラシ糸の基材への付け根をいう。

これにより、ループ織りブラシの剛性を調整することができる。尚、１０％未満では、例えば感光体ドラムへの接触をソフトにするという分割繊維のメリットを充分に活かせることができないおそれがある。

また、本発明のクリーニングブラシは、上記課題を解決するために、前記記載のループ織りブラシを用いたことを特徴としている。

また、本発明のクリーニング装置は、上記課題を解決するために、電子写真方式にて画像形成する画像形成装置のクリーニング装置であって、上記記載のクリーニングブラシを備えていることを特徴としている。

これにより、例えば、転写後の静電潜像担持体及び中間転写体におけるトナー、外添剤、紙粉、又は現像ローラにおけるトナーのクリーニング性能を充分に発揮し得るクリーニングブラシ、及びクリーニング装置を提供することができる。

本発明のループ織りブラシは、以上のように、基材と、該基材の表面に起毛された複数本のブラシ糸からなるブラシ毛とを備え、上記ブラシ毛は、１本のブラシ糸の少なくとも一部が分割繊維にて構成されていると共に、上記基材にループ状に植毛されてなっているものである。

また、本発明のクリーニングブラシは、以上のように、前記記載のループ織りブラシを用いたものである。

また、本発明のクリーニング装置は、以上のように、電子写真方式にて画像形成する画像形成装置のクリーニング装置であって、上記記載のクリーニングブラシを備えているものである。

それゆえ、クリーニング性能を充分に発揮し得るループ織りブラシ、クリーニングブラシ、及びクリーニング装置を提供するという効果を奏する。

（ａ）は、本発明におけるループ織りブラシの実施の一形態を示すものであり、１００％が割繊糸からなるブラシ毛を基材に植毛したクリーニングブラシを示す斜視図であり、（ｂ）は１本のブラシ糸の一部が分割繊維にて構成されているブラシ毛を基材に植毛したクリーニングブラシを示す斜視図である。 上記ループ織りブラシを備えた画像形成装置の画像形成部を示す全体構成図である。 上記ループ織りブラシの構成を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｆ）はループ織りブラシにおける１本のブラシ糸を分割する場合の割繊糸の断面形状を示す平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、割繊糸を用いたクリーニングブラシにおける、割繊糸によるトナー及び外添剤の剥離状況を示す側面図である。 割繊糸を用いたクリーニングブラシにおけるブラシ剛性を、割繊糸を用いないクリーニングブラシとの比較により示すグラフである。 割繊糸を用いたクリーニングブラシにおける、本実施例及び比較例でのブラシによる感光体ドラムへの削り作用に基づくドラム膜厚変化量を示すグラフである。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は従来のエッジを有するループ織りブラシの構成を示す図である。 （ａ），（ｂ）は、上記従来のループ織りブラシにおけるトナー及び外添剤の剥離状況を示す側面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は従来の他の分割繊維を用いた直毛ブラシの構成を示す図である。

本発明の一実施形態について図１ないし図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。

図２は、本実施の形態のループ織りブラシ、クリーニングブラシ、及びクリーニング装置を備えた画像形成装置における画像形成部の構造を模式的に示す正面図である。

尚、画像形成装置は、画像形成装置が備えるスキャナにて読み込まれたデータや、画像形成装置に接続された外部機器（例えば、パーソナルコンピュータ等の画像処理装置）からのデータを画像として出力するものである。

図２に示すように、画像形成部３０は、感光体ドラム１と、帯電装置２と、露光装置３と、現像装置１０と、転写ロール４と、搬送ベルト５と、帯電制御装置７と、クリーニング装置２０とを備えており、感光体ドラム１の周囲に、回転方向に沿って、帯電装置２、露光装置３、現像装置１０、転写ロール４及び搬送ベルト５、帯電制御装置７、並びにクリーニング装置２０をこの順序で配置した構成となっている。

感光体ドラム１は、画像形成装置における本発明の静電潜像担持体となるものであり、円柱形状を有している。

帯電装置２は、感光体ドラム１と物理的に接触して、感光体ドラム１の表面を一様に所定の電位まで帯電させるためのものである。帯電装置２は、例えば、帯電ブラシからなり、感光体ドラム１と互いの回転軸を平行にして隣接対向して設置されている。

露光装置３は、帯電装置２によって帯電された感光体ドラム１の表面を、例えばパーソナルコンピュータ等の画像処理装置からのデータに基づき、レーザ光等により露光して、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成させるためのものである。露光装置３として、例えば半導体レーザや発光ダイオードを用いることができる。

現像装置１０は、感光体ドラム１の表面に現像剤を供給し、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像を現像剤像として顕像化するつまり現像するためのものである。本実施の形態の現像装置１０では、例えば非磁性１成分トナーからなる現像剤が使用されており、いわゆる非磁性１成分現像方式を採用している。尚、本発明においては、必ずしも非磁性１成分トナーに限らず、全ての現像剤を対象とすることができる。

搬送ベルト５は、感光体ドラム１の表面に現像剤像が形成された後に、ＰＰＣ（Plain Paper Copy）用紙等の記録媒体６を感光体ドラム１に運搬するためのものである。

転写ロール４は、感光体ドラム１の表面の現像剤像を、転写材である記録媒体６に転写するためのものであり、板金の面方向と記録媒体６の面方向とを平行にして、搬送ベルト５を間に挟んで感光体ドラム１と隣接対向するように設置されている。尚、記録媒体６は、例えば用紙、ＯＨＰ等である。転写ロール４は、例えば、ウレタンゴムロールからなっている。

帯電制御装置７は、転写後の感光体ドラム１の残存している正極性及び負極性の残存トナーを例えば全てが負極性になるように帯電制御している。尚、帯電制御装置７は存在しない場合もある。

クリーニング装置２０は、ループ織りブラシとしてのクリーニングブラシ２２を備えており、感光体ドラム１の表面に残留した現像剤や紙粉等を除去するためのものである。尚、クリーニング装置２０については、後で詳述する。

上記構成の画像形成装置において、画像を形成する動作を、図２に基づいて説明すると、以下の通りである。

感光体ドラム１の表面は、帯電装置２によって均一に帯電される。表面が帯電された感光体ドラム１は、露光装置３によって、データに基づき露光され、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。そして、現像装置１０の現像剤供給ロール１２を介して現像ローラ１１により、感光体ドラム１の表面に現像剤が供給され、感光体ドラム１の表面の静電潜像が、現像されて顕像化される。続いて、搬送ベルト５によって記録媒体６が感光体ドラム１へ運搬され、転写ロール４によって、感光体ドラム１の表面の現像剤像が、記録媒体６に転写される。そして、転写後の感光体ドラム１は、残留したトナーや紙粉等が、帯電制御装置７により負極性又は正極性に帯電制御された後、クリーニングブラシ２２によって除去される。このようなサイクルで画像形成は行われる。

次に、本実施の形態のクリーニング装置２０の詳細について、図１〜図３に基づいて以下に説明する。尚、図１（ａ）（ｂ）は、本実施の形態のクリーニングブラシ２２の構成を示す斜視図であり、図３は、上記クリーニングブラシ２２の構成を示す図である。

前述したように、本実施の形態のクリーニング装置２０は、図２に示すように、感光体ドラム１の表面に残留した現像剤や紙粉等を除去するものであり、前述したクリーニングブラシ２２と、このクリーニングブラシ２２に接触する導電ローラ２３と、この導電ローラ２３に摺察する清掃部材２４とを備えている。尚、このクリーニング装置２０は、一例であり、例えば、導電ローラ２３及び清掃部材２４が存在しない場合もある。

上記クリーニングブラシ２２は、感光体ドラム１と物理的に接触して、感光体ドラム１の表面に残留した現像剤や紙粉等を除去する。そして、このクリーニングブラシ２２に接触する導電ローラ２３は、例えば正極性に帯電されることにより、クリーニングブラシ２２の正極性からなるブラシ毛２２ｂの先端にて吸着した負極性の残存トナーを吸着すると共に、導電ローラ２３に吸着された残存トナーは、この導電ローラ２３に摺察する清掃部材２４によって除去されるものとなっている。

ここで、クリーニングブラシ２２は、本実施の形態では、図１（ａ）に示すように、基材２２ａと、この基材２２ａの表面に起毛された複数本のブラシ糸からなるブラシ毛２２ｂとを備えている。ブラシ毛２２ｂは、１本のブラシ糸が例えば根元から分割された分割繊維としての割繊糸Ｄ…にて構成されていると共に、基材２２ａにループ状に植毛されてなっている。また、ブラシ毛２２ｂを植毛した基材２２ａは、図３に示すように、回転自在のローラ２２ｃの周囲に螺旋状に巻回されており、クリーニングブラシ２２は、上記感光体ドラム１の回転軸方向とローラ２２ｃの回転軸方向とを互いに平行にして、感光体ドラム１に隣接対向するように設置されている。

上記ブラシ毛２２ｂの割繊糸Ｄは、複数のノズルを使用し、これらノズルから材料を溶融状態で吐出し、複合させつつ、紡糸を行う複合紡糸法によって得られる。したがって、割繊糸Ｄの材料には、複合紡糸可能な合成樹脂が使用される。本実施の形態では、例えば、ナイロンとアルカリ易溶ポリエステルとを用いている。その他、複合紡糸可能な合成樹脂としては、例えば、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート等のエステル系樹脂及び脂肪族ポリアミド（ナイロン）、芳香族ポリアミド（アラミド）等のアミド系樹脂が挙げられる。この他に、超高分子ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリアクリル等のアクリル系樹脂等、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂等も挙げられる。尚、これらの材料は、１種類に限らず、複数種類を組み合わせて使用することが可能である。

また、本実施の形態では、ブラシ毛２２ｂは、１本のブラシ糸から分割される割繊糸Ｄの本数は、２〜２４本が好ましい。また、その分割方法としては、図４（ａ）〜（ｆ）に示す方法が挙げられる。図４（ａ）は２分割、図４（ｂ）は４分割、図４（ｃ）は８分割、図４（ｄ）は３分割、図４（ｅ）は２４分割、図４（ｆ）は９分割（８＋１分割）である。尚、図４（ａ）〜（ｆ）において、白い部分Ａは、例えばＫポリエステル成分を示すものであり、黒い部分Ｂは例えばポリアミド成分を示している。このように、ポリエステル成分とポリアミド成分とが交互に配列した放射状の物は、ポリアミド成分が極端に膨潤収縮して割繊し易い点で好ましい。

さらに、本実施の形態では、割繊糸Ｄの断面形状は、図４（ａ）〜（ｆ）に示すように、少なくとも１個の角度９０度未満のエッジを有していることが好ましい。すなわち、図４（ａ）では、円が２分割されており、直径と円弧との間の角度が９０度未満のエッジとなっている。また、図４（ｂ）〜（ｆ）では、直径と円弧との間の角度が鋭角のエッジとなっている。尚、図４（ａ）〜（ｆ）以外の分割断面も可能である。

さらに、本実施の形態では、割繊糸Ｄの断面形状は、略多角形状にてなっているとすることができる。多角形状は、例えば、３角形、４角形、５角形…等の凸多角形状とすることができると共に、一部が凹んだ凹多角形状とすることもできる。多角形状は、必ずしも外形が直線ばかりで構成されている必要はなく、図４（ａ）〜（ｆ）に示すように、一部に円弧を有する略多角形状でもよい。

上述した本実施の形態の割繊糸Ｄを有するループ織りブラシの効能について以下に説明する。

すなわち、クリーニング装置２０のクリーニングブラシとして、カットブラシ毛を使用すると、通常、原糸は太く腰が強いためその破断エッジが静電潜像担持体である感光体ドラム１と点接触し、感光体ドラム１の表面を傷付けて異常に摩耗させるおそれがある。また、特許文献２に記載されたクリーニングブラシの場合のように、割繊糸を用いて糸径を細くした場合であっても、破断エッジが静電潜像担持体と点接触し、太いカットブラシ毛を用いた場合と同様に、感光体ドラム１の表面を傷付けて異常に摩耗させるおそれが残る。

この点、割繊糸Ｄを有するループ織りブラシでは、先端がループ状に形成されているため、割繊糸Ｄからなるブラシ毛先の接触が所謂線接触状態となる。この結果、ループ状の割繊糸Ｄが、感光体ドラム１の表面を傷付けることはない。

さらに、従来の特許文献１に記載のループ織りブラシは、図８（ｃ）に示すように、ループ状のブラシ繊維１０１の断面を、３つの鋭角な頂角を有する略正三角形断面としている。これにより、ブラシによって感光体ドラム１１０をクリーニングする際に、トナー１１１と感光体ドラム１１０との間の隙間に略正三角形の断面でのその頂角を形成する稜線エッジを挿入することによって、高回収性と長寿命化とを両立させたクリーニング装置を提供することができるものとなっている。

しかしながら、この特許文献１に記載のエッジを有したループ織りブラシでは、以下の問題を有している。

まず、エッジを有した繊維では、エッジ部からの接触でなければ剥離効果が得られない。すなわち、トナー粒子の大きさは、図９（ａ）に示すように、一般的に、１０μｍ程度である。ここで、特許文献１では、トナー１１１の粒子の大きさは、平均トナー粒径７．３μｍとさらに小さい値を記載している。これに対して、ブラシ毛の繊維の太さは、一般的に、細くても２０μｍ程度（２デシテックス（Ｔ）程度）である。

このように、通常糸のエッジでは、半径が大きくなり易く、微細な繊維はできない。この結果、図９（ａ）に示すように、エッジを有した繊維は、必ずしもトナー１１１と感光体ドラムとの隙間に挿入されるとは限らない。逆に、トナー粒子と感光体ドラムとの隙間に挿入される方が少ないと考えられる。

したがって、特許文献１に記載のエッジを有したループ織りブラシでは、剥離及び除去効果が不十分であることが容易に推認できる。

また、例えば、感光体ドラムには、紙粉等が付着したり、この紙粉を除去するためにシリカ等の外添剤を摺擦させたときの残渣が付着していたりする場合がある。このような紙粉やシリカの残渣の粒径は、図９（ｂ）に示すように、１μｍ以下である場合が多く、その結果、紙粉やシリカの残渣は、２０μｍ程度（２デシテックス（Ｔ）程度）のエッジを有したループ織りブラシでは、紙粉やシリカの残渣と感光体ドラムとの間の隙間に挿入することができず、剥離及び除去効果が不十分であることが容易に推認できる。

これに対して、本実施の形態の割繊糸Ｄを有するループ織りブラシからなるクリーニングブラシ２２では、以下のように、剥離及び除去することが可能である。

すなわち、本実施の形態の割繊糸Ｄを有するループ織りブラシからなるクリーニングブラシ２２では、割繊糸Ｄの繊維径を１０μｍ以下にすることが容易である。尚、繊維径とは、例えば断面三角形等の多角径の場合は、外接円の直径を意味するものとする。このため、トナーＴの粒子径よりも細くすることが可能である。この結果、図５（ａ）（ｂ）に示すように、割繊糸Ｄの断面が例えば円形断面のようにエッジを有していなくても、割繊糸ＤがトナーＴと前記感光体ドラム１との間の隙間に容易に挿入させることができ、トナーＴを除去することができる。

また、感光体ドラム１に付着しているものが、１μｍ以下の紙粉やシリカ等の外添剤の残渣であったとしても、図５（ｃ）に示すように、割繊糸Ｄにエッジを形成しておくことによって、特許文献１に記載した２０μｍ程度（２デシテックス（Ｔ）程度）のエッジを有したループ織りブラシに比べて、紙粉やシリカの残渣と感光体ドラムとの間の隙間に挿入することが可能であり、剥離及び除去することができることが分かる。

次に、割繊糸Ｄを有するループ織りブラシであるクリーニングブラシ２２を、剛性力の観点から性能を検討する。

すなわち、特許文献１に記載のエッジを持つ繊維（Ｙ型、三角型）では、２デシテックス（Ｔ）以下の繊度の繊維を作製することは難しく、通常、６デシテックス（Ｔ）以上の繊維が用いられている。また、特許文献１に記載のエッジを持つ繊維（Ｙ型、三角型）では、エッジを持つことによって、Ｙ型等のエッジが支柱の働きをしていると考えられ、丸型の繊維と比べて１．５倍程度の硬さになる。さらに、ループ織りブラシにすることによって、繊維の固定端が２箇所になるため、剛性の影響はより大きくなる。この結果、図６において、「Ｙ型糸−２Ｔ／２００ｋＦ」にて示すように、１平方ｉｎｃｈ当たりの密度が２００ｋフィメント（Ｆ）のＹ型エッジを持つ特許文献１に記載のエッジを持つ繊維の剛性は、押圧力約１１ｇｆ／ｃｍ^２ となる。すなわち、割繊糸以外の繊維ではパイル密度を最も大きくしても１平方ｉｎｃｈ当たり３００ｋフィラメント（Ｆ）程度の密度が限界である。そのため、パイルとトナーとの接触確率の不足やトナー吸着の表面積の不足から、クリーニング不良を発生する可能性がある。この結果、感光体ドラム上に傷を発生させると共に、その傷をトリガーとしたトナー固着を誘発する危険性がある。

これに対して、本実施の形態のクリーニングブラシ２２における割繊糸Ｄでは、エッジを有していても、繊維が細いので、非常に小さい剛性を得ることができる。また、密度を大きくしてもトータルの剛性は小さい。

例えば、図６において「割繊−０．６Ｔ／４００ｋＦ」にて示す１平方ｉｎｃｈ当たりの密度が４００ｋフィメント（Ｆ）の場合の剛性は、押圧力約１ｇｆ／ｃｍ^２ であり、「Ｙ型糸−２Ｔ／２００ｋＦ」の約１／１０である。また、図６において「割繊−０．６Ｔ／１０００ｋＦ」にて示す１平方ｉｎｃｈ当たりの密度が１０００ｋフィメント（Ｆ）の場合の剛性は、押圧力約２．５ｇｆ／ｃｍ^２ であり、「Ｙ型糸−２Ｔ／２００ｋＦ」の約１／５である。したがって、いずれも「Ｙ型糸−２Ｔ／２００ｋＦ」にて示すＹ型エッジを持つ特許文献１に記載のエッジを持つ繊維の剛性に比べると充分に小さいことがわかる。尚、剛性の値は、パイル長さ３ｍｍの各ブラシを鉄板に１ｍｍ食い込ませたときの鉄板の荷重を測定して求めた。

すなわち、割繊糸Ｄでは、細い繊維を集めて５００〜３０００ｋフィラメント（Ｆ）程度の密度にすることが可能であり、ブラシ毛２２ｂとトナーＴとの接触確率及び吸着面積を非常に高くすることができる。また、割繊糸Ｄを対向物との接触部までにとどめることによって、ソフトな当りと剛性とを両立することができる。

尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、図１（ａ）に示すように、ループ状に植毛されてなっているブラシ糸は、ループの先端から１００％が割繊糸Ｄにて構成されているが、特にこれに限定するものではない。

すなわち、本発明においては、例えば、図１（ａ）に示すように、ループ状に植毛されてなっているブラシ糸は、ループの先端から一部が割繊糸Ｄにて構成されているとすることができる。つまり、ブラシ毛２２ｂの根元は、１本のブラシ糸からなっており、途中から割繊糸Ｄとなっているとすることができる。具体的には、ループの先端から１０〜１００％が割繊糸Ｄにて構成されていることが好ましい。これにより、例えば、感光体ドラム１への接触部分だけを剛性が弱くするようにすることができる。尚、１０％未満では、割繊糸Ｄでない部分が感光体ドラム１に接触する可能性があり、割繊糸Ｄのメリットが低減する。

このように、本実施の形態のクリーニングブラシ２２は、電子写真方式の画像形成に用いられるループ織りブラシにおいて、基材２２ａと、基材２２ａの表面に起毛された複数本のブラシ糸からなるブラシ毛２２ｂとを備え、ブラシ毛２２ｂは、１本のブラシ糸の少なくとも一部が繊維径１０μｍ以下の割繊糸Ｄにて構成されていると共に、基材２２ａループ状に植毛されてなっている。

上記の構成によれば、クリーニングブラシ２２のブラシ毛２２ｂは、１本のブラシ糸の少なくとも一部が繊維径１０μｍ以下の割繊糸Ｄにて構成されていると共に、基材２２ａにループ状に植毛されてなっている。

すなわち、ループ状のブラシにおいて、感光体ドラム１に接触する部分が割繊糸Ｄにてなっているので、その割繊糸Ｄは、１本のブラシ糸よりも細い糸にて感光体ドラム１に残存する、通常の粒子径が１０μｍ以上であるトナーを側面から掻き取ることになる。

この結果、感光体ドラム１に残存するトナーを確実に除去することができる。尚、特許文献１に記載のエッジを有するクリーニングブラシ１００では、ブラシ繊維１０１の太さが太いので、トナー１１１を必ずしも引っ掛けることができず残存トナーの除去性能が充分でない。

また、本実施の形態では、ブラシ毛２２ｂを割繊糸Ｄとすることによって、割繊糸Ｄの密度が増加する。このため、割繊糸Ｄと残存トナー及び外添剤との接触確立を増大し、除去性能を向上させることができる。

したがって、クリーニング性能を充分に発揮し得るクリーニングブラシ２２を提供することができる。

また、本実施の形態のクリーニングブラシ２２では、割繊糸Ｄの断面形状は、少なくとも１個の角度９０度未満のエッジを有していることが好ましい。尚、割繊糸Ｄの断面形状の少なくとも１個の角度９０度未満のエッジは、必ずしも２直線の間に形成される角度だけではなく、小径の断面円形曲線であってもエッジとなること含むものとする。

これにより、割繊糸Ｄの断面形状に鋭角のエッジを有することによって、例えば、感光体ドラム１に付着している１μｍ以下の例えばシリカ等の外添剤においても、外添剤と感光体ドラム１との間に割繊糸Ｄのエッジを挿入することができるので、このような１μｍ以下の小径粒子であっても除去することが可能となる。尚、この場合、割繊糸Ｄの断面形状の少なくとも１個の角度９０度未満のエッジを、小径の円形断面とすることによって、外添剤と感光体ドラム１との間に割繊糸Ｄのエッジを容易に挿入させることができる。

また、本実施の形態のクリーニングブラシ２２では、割繊糸Ｄの断面形状は、多角形状にてなっているとすることができる。尚、多角形とは凸多角形だけでなく凹多角形を含む概念である。

すなわち、割繊糸Ｄの断面形状を多角形状とすることによって、例えば、残留トナー及び外添剤と感光体ドラム１との間に割繊糸Ｄが挿入され易くなる。

また、本実施の形態のクリーニングブラシ２２では、ループ状に植毛されてなっているブラシ糸は、ループの先端から根元における該先端側から１０〜１００％が割繊糸Ｄにて構成されているとすることができる。

これにより、クリーニングブラシ２２の剛性を調整することができる。尚、１０％未満では、例えば感光体ドラム１への接触をソフトにするという割繊糸Ｄのメリットを充分に活かせることができないおそれがある。

また、本実施の形態のクリーニングブラシ２２は、本実施の形態のループ織りブラシを用いている。

また、本実施の形態のクリーニング装置２０は、電子写真方式にて画像形成する画像形成装置のクリーニング装置であって、本実施の形態のクリーニングブラシ２２を備えている。これにより、例えば、転写後の感光体ドラム１及び中間転写体におけるトナー、外添剤、紙粉、又は現像ローラ１１におけるトナーのクリーニング性能を充分に発揮し得るクリーニングブラシ２２、及びクリーニング装置を提供することができる。

また、本実施の形態では、クリーニングブラシ２２は、ループ織り生地からなるロールブラシとなっている。したがって、容易に、ロールブラシを形成することができる。

また、本実施の形態では、クリーニングブラシ２２のブラシ毛２２ｂは、割繊糸Ｄのみからなっているとすることができる。さらに、割繊糸Ｄを含む２種類以上の繊維の混織とすることができる。また、割繊糸Ｄの太さを揃えるのではなく、例えば、図４（ｆ）に示すように、一部に異なる太さを有する割繊糸Ｄを使用することが可能である。この場合、その太さは、用途により、適宜選択して使用することができる。

すなわち、割繊糸Ｄ単一のループ織りブラシでは、ループ形状、割繊位置を制御することにより、掻き取り性を維持しながら、割繊による繊維密度を増大させることができると共に、繊維径の極細化により、柔軟性、均一性、及び吸着性を大きく改善することができる。また、単一繊維又は混織のいずれにしても割繊糸Ｄをループ織りブラシに使用することによって、従来よりも多大な除去改善効果を得ることができる。

また、ブラシ毛２２ｂの抵抗値については、絶縁性又は導電性のいずれであってもよい。これらは用途により選択可能である。また、割繊糸Ｄの繊度は、０．６デシテックス（Ｔ）以下が好ましい。

また、本実施の形態の割繊糸Ｄは、連続した断面形状を有し、断面の形状にエッジを有する形状とした繊維となっている。また、ブラシ毛２２ｂは、繊維の断面がエッジを有する形状とした割繊糸Ｄとなっている。さらに、ブラシ毛２２ｂの繊維は、不連続な断面形状を有し、一部にエッジを有する断面形状を有する繊維とすることができる。

尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。

本実施の形態のループ織りブラシからなるクリーニングブラシ２２についての効果を確認するために、２つの性能評価実験を行った。

最初の実験では、各種のブラシを用いて、耐久性評価を行った。具体的には、所定枚数の記録媒体６の印字後において、クリーニング不良の有無、ブラシの感光体ドラム１への接触による感光体ドラム１の膜厚変化、及びトナー固着の有無を確認した。尚、ブラシの感光体ドラム１への接触による感光体ドラム１の膜厚変化については、ブラシによる感光体ドラム削り量を測定した。

ブラシの種類については、表１に示す実施例１〜２、及び比較例１〜３とした。

具体的には、実施例１では、割繊糸Ｄを有するループブラシであって、繊維形状を図５（ｂ）（ｃ）に示すエッジ有りとし、割繊糸Ｄの繊維径４μｍ、１平方ｉｎｃｈ当たりの密度１０００ｋフィメント（Ｆ）のループブラシを使用した。

また、実施例２では、割繊糸Ｄを有するループブラシであって、繊維形状を図４（ｆ）に示すエッジ少とし、割繊糸Ｄの繊維径４μｍ、密度１平方ｉｎｃｈ当たり１０００ｋフィメント（Ｆ）のループブラシを使用した。

また、比較例１として、通常糸（割繊糸Ｄでないブラシ糸）を有するループブラシであって、繊維形状を丸型とし、繊維径２０μｍ、密度１平方ｉｎｃｈ当たり２００ｋフィメント（Ｆ）のループブラシを使用した。

さらに、比較例２として、通常糸（割繊糸Ｄでないブラシ糸）を有するループブラシであって、繊維形状を図４（ｄ）に示すエッジ有り（Ｙ型）とし、繊維径２０μｍ、密度１平方ｉｎｃｈ当たり２００ｋフィメント（Ｆ）のループブラシを使用した。

さらに、比較例３として、割繊糸Ｄを有する直毛ブラシであって、繊維形状を図４（ｃ）に示すエッジ有りとし、繊維径４μｍ、密度１平方ｉｎｃｈ当たり１０００ｋフィメント（Ｆ）の直毛ブラシを使用した。

この結果、記録媒体６の所定枚数印字後におけるクリーニング不良の有無について、表２に示す結果を得た。

表２から分かるように、実施例１及び実施例２では、３００００枚の印字においても、クリーニング不良による画像不良は無く、良好であった。

これに対して、比較例１では、９０００枚の印字にてクリーニング不良による画像不良が見られた。

また、比較例２では、１５０００枚の印字にてクリーニング不良による画像不良が見られた。

さらに、比較例３では、３０００枚の印字にてクリーニング不良による画像不良が見られた。

この結果、割繊糸Ｄを用いたループブラシ以外では、クリーニング不良による画像不良が見られることが把握できた。

次に、記録媒体６の所定枚数印字後におけるブラシの感光体ドラム１への接触による感光体ドラム１のドラム削り量に関するドラム膜厚変化量の測定結果、及び感光体ドラム１上のトナー固着は、図７及び表３に示すとおりとなった。

すなわち、図７に示すように、実施例１、実施例２及び比較例３に示す割繊糸Ｄを用いたブラシでは、ドラム削り量は２.０〜２.５μｍであり、適度なレベルであった。また、表３に示すように、感光体ドラム１上のトナーＴの固着は無かった。

これに対して、比較例２及び比較例３に示す通常糸では、図７に示すように、ドラム削り量は８〜９．５μｍであり、ドラム削り量が大き過ぎて不均一となる。この結果、表３に示すように、感光体ドラム１上にトナー固着が見られた。

以上の実験の結果、以下のことが考察できる。

まず、割繊糸Ｄを用いたループブラシでは、繊維径の小ささ、密度の高さから、耐久試験後（３００００枚の印字後）も良好なクリーニング性能を維持している。

また、割繊糸Ｄを用いたループブラシでは、剛性が低く、感光体ドラム１に対してソフトな当りを呈しており、均一に当たるため、トナー固着の問題が発生していない。

一方、通常糸では、エッジを有するブラシが比較的良好であるが、割繊糸Ｄに比べてマージンが低く、印字１００００枚前後で悪化する。

また、通常糸では、対向物への当りが強く、耐久試験による感光体ドラム１の傷によりトナー固着が発生すると考えられる。

本発明のループ織りブラシは、感光体上の静電潜像を現像するプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置におけるループ織りブラシ、クリーニングブラシ、及びクリーニング装置、並びに画像形成装置に適用できる。用途としては、画像形成装置の例えば感光体ドラム、中間転写体、現像装置の例えばクリーニング、紙粉取り、ステアリン酸塗布、帯電のブラシに適用可能である。

１ 感光体ドラム（静電潜像担持体）
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 転写ロール
５ 搬送ベルト
６ 記録媒体
７ 帯電制御装置
１０ 現像装置
１１ 現像ローラ
１２ 現像剤供給ロール
２０ クリーニング装置
２２ クリーニングブラシ（ループ織りブラシ）
２２ａ 基材
２２ｂ ブラシ毛
２２ｃ ローラ
３０ 画像形成部
Ｄ 割繊糸（分割繊維）
Ｔ トナー

Claims (6)

1. 電子写真方式の画像形成に用いられるループ織りブラシにおいて、
   基材と、該基材の表面に起毛された複数本のブラシ糸からなるブラシ毛とを備え、
   上記ブラシ毛は、１本のブラシ糸の少なくとも一部が繊維径１０μｍ以下の分割繊維にて構成されていると共に、上記基材にループ状に植毛されてなっていることを特徴とするループ織りブラシ。
2. 前記分割繊維の断面形状は、少なくとも１個の角度９０度未満のエッジを有していることを特徴とする請求項１記載のループ織りブラシ。
3. 前記分割繊維の断面形状は、多角形状にてなっていることを特徴とする請求項１又は２記載のループ織りブラシ。
4. 前記ループ状に植毛されてなっているブラシ糸は、ループの先端から根元における該先端側から１０〜１００％が分割繊維にて構成されていることを特徴とする請求項１，２又は３記載のループ織りブラシ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のループ織りブラシを用いたことを特徴とするクリーニングブラシ。
6. 電子写真方式にて画像形成する画像形成装置のクリーニング装置であって、
   請求項５記載のクリーニングブラシを備えていることを特徴とするクリーニング装置。

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