JPH07155222A - クリーニングブラシ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 感光体表面に付着したトナー、紙粉及び異物
等を効果的に除去し得ることは勿論のこと、感光体表面
から除去したトナー等を確実にブラシから除去すること
ができ、クリーニングブラシに除去したトナー等が蓄積
したり、感光体の表面を傷付けるといった問題点を解決
することができ、しかもクリーニング性の高い導電性繊
維を使用した場合でも安価に製造することが可能なクリ
ーニングブラシを提供することを目的とする。 【構成】 軸部材の外周に導電性ブラシ繊維を細い幅で
あって且つ導電性ブラシ繊維の植毛幅よりも大幅に広い
間隔を介して螺旋状に植毛し、当該軸部材の外周に導電
性ブラシ繊維の植毛部よりも幅が広い螺旋状の溝部を形
成するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真複写機やプ
リンター等の電子写真方式の画像形成装置などに使用さ
れ、像担持体上に残留したトナー等を除去するクリーニ
ングブラシに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記電子写真複写機等の画像形成
装置に使用されるクリーニング装置としては、構成、コ
スト、スペース等の有利性から、ゴム状弾性体からなる
ブレードを感光体の表面に当接させて、当該感光体の表
面に残留したトナー等をクリーニングするものが多く用
いられている。しかし、ブレードのみからなるクリーニ
ング装置では、ブレードが感光体の表面を摺擦するだけ
であるため、擦り取れなかったトナー等をかえって感光
体の表面に押圧してしまうなど、感光体上に多量に残留
したトナーやトナーの外添剤、あるいは用紙の繊維等を
完全にクリーニングすることが困難であった。

【０００３】そこで、感光体上に多量に残留したトナー
やトナーの外添剤、あるいは用紙の繊維等を完全にクリ
ーニング可能とするため、特開平１−３１２５７８号公
報に示すようなクリーニング装置が既に提案されてい
る。このクリーニング装置は、図１８に示すように、ト
ナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム１００表
面に、感光体ドラム１００の移動方向と同じ方向もしく
は逆方向に高速度で回転するクリーニングブラシ１０１
を接触させ、このクリーニングブラシ１０１によって感
光体ドラム１００上に残留したトナー等を掻き落とし又
はトナーの感光体ドラム１００に対する付着力を弱め
る。また、上記クリーニング装置は、クリーニングブラ
シ１０１の下流側に配置されたブレード１０２を有して
おり、このブレード１０２によって感光体ドラム１００
表面のトナーを完全に除去するように構成されている。
なお、上記クリーニングブラシ１０１には、除去部材１
０３が接触するように配置されており、この除去部材１
０３によってクリーニングブラシ１０１からトナーを除
去するようになっている。

【０００４】このように構成されたクリーニング装置に
使用されるクリーニングブラシ１０１は、合成樹脂製の
繊維が高密度で植毛された基布を金属のシャフトに巻き
付けた状態で接着することによって構成されている。こ
のクリーニングブラシには、次に示すように、導電性繊
維、絶縁性繊維、あるいは導電性繊維と絶縁性繊維の混
紡品の立毛ブラシが用いられ、この立毛ブラシは、主と
して接地されている。

【０００５】ところで、上記クリーニングブラシ１０１
に関する技術としては、特開平３−１１６０８３号公
報、特開平３−７７９８９号公報、特開平３−７８７８
２号公報等に開示されているものがある。

【０００６】上記特開平３−１１６０８３号公報に係る
クリーニング装置は、ブラシ毛がループ形状をなすブラ
シローラにより感光体表面を摺擦し、該感光体表面に付
着した異物の除去を行なう画像形成装置のクリーニング
装置において、上記のループ状ブラシ毛を形成する繊維
が、絶縁性繊維と導電性繊維とから成るように構成した
ものである。

【０００７】また、上記特開平３−７７９８９号公報に
係る電子写真装置のクリーニングブラシは、電子写真装
置の静電潜像担持体上に、転写されずに残留したトナー
や付着物を除去するためのクリーニングブラシであっ
て、上記静電潜像担持体への摺擦部をループ状の繊維で
形成するとともに、この摺擦部の５％〜５０％のループ
を切断して、上記摺擦部にループ状繊維と直毛状繊維と
を混在させるように構成したものである。

【０００８】さらに、上記特開平３−７８７８２号公報
に係るクリーニング装置は、感光体に形成されたトナー
像と記録紙に転写した後の感光体の表面を摺擦する摺擦
部材を有し、転写後の感光体の表面をクリーニングする
画像形成装置のクリーニング装置において、前記摺擦部
材がブラシローラーよりなり、該ブラシローラーの多数
の毛が撚り部を有する複数の繊維よりなり先端にループ
を有することと、前記撚り部を感光体表面と摺擦部材と
の当接点を外れた位置に設け、感光体表面との摺擦時に
締り側になる方に撚り位置が摺擦時に前記当接点迄移動
しない距離だけ前記当接点より離れた位置に配置してあ
るように構成したものである。

【０００９】ところで、上記の如きクリーニング装置が
使用される近年のデジタルフルカラー複写機において
は、例えば４色のトナーを用いて現像が行われ、また画
像密度が大きいことから、従来の白黒コピーと比較する
と、クリーニング装置で除去すべきトナーの量は、１コ
ピー当たり少なくとも４倍以上となり、１コピー当たり
のブレードの負荷は４倍以上となる。

【００１０】そのため、このように多量のトナーを確実
に除去するためには、ブレードの感光体に対する当接圧
力を大きくする必要がある。しかし、ブレードの欠け・
磨耗による低寿命化、また感光体の磨耗量も大きくなり
感光体も低寿命化するという問題がある。

【００１１】そこで、上記ブレードの負荷を軽減するた
めには、クリーニング装置に突入する未転写トナーをか
き落とすとともに適当にかき乱しトナーと感光体表面と
の付着力を弱め、ブレードにおいてクリーニングしやす
くすることがより重要となり、クリーニングブラシの機
能が重要となる。

【００１２】また、上記デジタルフルカラー複写機にお
いて画像の形成を行なうトナーには、一般に流動性の向
上等の目的からトナーよりさらに小粒径の外添剤が外添
されているが、近年の高画質化の要求に伴いトナー粒径
が小さくなると、単位体積当たりのトナーの表面積が増
加し、このため外添剤の量も増加することになる。この
ような多量の外添剤を含むトナーを使用した場合には、
クリーニング装置においても主に外添剤を主成分とする
感光体表面の付着物、いわゆるフィルミングが生じやす
い。このフィルミングの発生を防止するには、クリーニ
ングブラシの感光体表面に対するかき落とし効果を大き
くする必要がある。

【００１３】このように、上記クリーニング装置におけ
るクリーニングブラシの重要性は、ますます高まってき
ており、クリーニングブラシがトナーをかき乱す量やか
き落とす量を増加させるには、ブラシ繊維に導電性を付
与してトナー等の電荷を除電可能とし、トナーの感光体
表面に対する静電的な付着力を効果的に弱めることが重
要となる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の場合には、次のような問題点を有している。すなわち
上記クリーニングブラシとしては、特開平３−１１６０
８３号公報、特開平３−７７９８９号公報や特開平３−
７８７８２号公報等に開示されているように、ループ状
ブラシ毛を形成する繊維を絶縁性繊維と導電性繊維とか
ら構成したり、摺擦部にループ状繊維と直毛状繊維とを
混在させるように構成したり、あるいは、摺擦部材がブ
ラシローラーよりなり、該ブラシローラーの多数の毛が
撚り部を有する複数の繊維よりなり先端にループを有す
ることと、前記撚り部を感光体表面と摺擦部材との当接
点を外れた位置に設け、感光体表面との摺擦時に締り側
になる方に撚り位置が摺擦時に前記当接点迄移動しない
距離だけ前記当接点より離れた位置に配置してあるよう
に構成したものなどが、種々提案されている。

【００１５】しかし、上記提案に係るクリーニングブラ
シの場合には、絶縁性繊維と導電性繊維との組み合わ
せ、又はループ状繊維と直毛状繊維との組み合わせ等に
より、ブラシローラー全体にブラシ毛を密に植毛して構
成していたため、感光体上から除去された付着トナー
は、図１８に示すように、ブラシローラーの外周方向の
みが排除ルートとなり、トナーの除去部材１０３である
フリッカー部材でのフリッキング不良や排除量不足によ
り、除去されたトナーが感光体ドラム１００とクリーニ
ングブラシ１０１との間に溜まる。そのため、上記クリ
ーニングブラシ１０１の摺擦発熱により除去トナーが溶
融して互いに凝集するトナーブロッキング等を発生し、
このトナーブロッキング等により画像上の黒帯が現れた
り、及び／若しくは感光体ドラム１００表面に傷が付
き、画像上に白筋や白抜け等を発生させるという問題点
があった。しかも、場合によっては、トナーブロック現
象からクリーニングブラシ１０１が凝集トナーと固着し
てロックし、クリーニングブラシ１０１の機構自体の破
損につながるという問題点もあった。この問題点は、ブ
ラシローラー全体に螺旋状にブラシ毛を密に植毛するよ
うに構成した場合でも、ブラシローラー全体に密に植毛
すると実質的にブラシローラーの外周方向のみが排除ル
ートとなるため、解決不可能であった。

【００１６】また、上記提案に係るクリーニングブラシ
の場合には、ブラシローラー全体にブラシ毛を密に植毛
して構成していたため、感光体ドラム１００表面へのブ
ラシローラの摺擦による磨耗力によって、感光体ドラム
１００表面の感光体膜が減少することにより感光体ドラ
ム１００の寿命が短くなるという問題点があった。

【００１７】さらに、上記提案に係るクリーニングブラ
シの場合には、ブラシローラー繊維全体を導電性のもの
にし、除電作用によるクリーニング性の向上を図ると、
ブラシ用の繊維として高価な導電性繊維を多量に使用す
るため、クリーニングブラシが大変高価なものとなり、
コストの面から実機への採用が困難であるという別の問
題点をも有していた。

【００１８】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、感光体表面に付着したトナー、紙粉及び異物等
を効果的に除去し得ることは勿論のこと、感光体表面か
ら除去したトナー等を確実にブラシから除去することが
でき、クリーニングブラシに除去したトナー等が蓄積し
たり、感光体の表面を傷付けるといった問題点を解決す
ることができ、しかもクリーニング性の高い導電性繊維
を使用した場合でも安価に製造することが可能なクリー
ニングブラシを提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明に係るクリーニ
ングブラシは、像担持体上に残留したトナー等を除去す
るクリーニングブラシにおいて、軸部材の外周に導電性
ブラシ繊維を細い幅であって且つ導電性ブラシ繊維の植
毛幅よりも大幅に広い間隔を介して螺旋状に植毛し、当
該軸部材の外周に導電性ブラシ繊維の植毛部よりも幅が
広い螺旋状の溝部を形成するように構成されている。

【００２０】上記導電性ブラシ繊維としては、例え
ば、”ローバル”繊維（三菱レーヨン社商品名）や、”
レック”繊維（ユニチカ社商品名）等が用いられる。

【００２１】また、上記導電性ブラシ繊維は、例えば、
軸部材の外周に一条だけ螺旋状に植毛されるが、複数条
に渡って螺旋状に植毛しても良い。

【００２２】

【作用】この発明においては、軸部材の外周に導電性ブ
ラシ繊維を細い幅であって且つ導電性ブラシ繊維の植毛
幅よりも大幅に広い間隔を介して螺旋状に植毛し、当該
軸部材の外周に導電性ブラシ繊維の植毛部よりも幅が広
い螺旋状の溝部を形成するように構成されているので、
像担持体上に残留したトナー等は、導電性ブラシ繊維に
よって効果的に除電されて、像担持体上から掻き落とさ
れるとともに、当該導電性ブラシ繊維によって除去され
たトナー等は、軸部材の外周に形成された導電性ブラシ
繊維の植毛部よりも幅が広い螺旋状の溝部を介して、外
周方向及び軸方向に沿って搬送排除されるため、クリー
ニングブラシの外周に残留することがなく、クリーニン
グブラシに除去したトナー等が蓄積したり、感光体の表
面を傷付けるのを防止することができる。しかも、上記
導電性ブラシ繊維は、軸部材の外周に細い幅であって且
つ導電性ブラシ繊維の植毛幅よりも大幅に広い間隔を介
して螺旋状に植毛されているので、導電性ブラシ繊維の
植毛密度が従来のブラシに比べて大幅に低くて済むた
め、クリーニング性の高い導電性繊維を使用した場合で
も安価に製造することができる。

【００２３】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００２４】図１６はこの発明に係るクリーニングブラ
シ用繊維の評価方法を適用し得るクリーニングブラシを
適用したデジタルカラー電子写真複写機を示す構成図で
ある。

【００２５】同図において、このデジタルカラー電子写
真複写機は、像担持体としての感光体ドラム１と、１次
帯電器２と、画像露光器３と、トナー及びキャリアから
なる二成分現像剤を使用したロータリー式の現像器ユニ
ット４と、転写ドラム７と、転写帯電器８と、定着器９
と、クリーニング装置１０とから、その主要部が構成さ
れている。

【００２６】上記感光体ドラム１は、その表面が１次帯
電器２によって所定の電位に均一に帯電された後、当該
感光体ドラム１の表面には、画像露光器３により原稿の
画像が露光され、光の当たった部分の帯電電荷が除去さ
れて静電潜像が形成される。この実施例では、例えば、
感光体ドラム１として有機感光体を用いたものが使用さ
れ、画像露光器３としては、感光体ドラム１上に画像情
報に応じてレーザビーム光を照射するものが用いられて
いる。そして、上記１次帯電器２によって例えば負極性
に均一帯電された感光体ドラム１の表面は、レーザビー
ム光によりドット状にデジタル潜像が形成され、レーザ
ビーム光が露光されて電位が低下した部分は、現像器ユ
ニット４のいずれかの現像器４１〜４４によってトナー
が付与され、可視像化される。

【００２７】上記現像器ユニット４は、イエロー用、マ
ジェンタ用、シアン用、ブラック用の４色分の現像器４
１〜４４をその外周に沿って備えており、当該現像器ユ
ニット４が回転することによって、これらの現像器４１
〜４４が感光体ドラム１の表面と対向する現像位置に順
次移動して、所定の色の現像を行なうロータリー方式の
現像器ユニットとなっている。この実施例では、各現像
器４１〜４４にマイナスの現像バイアスが印加されてお
り、いわゆる反転現像が行われるようになっている。

【００２８】また、上記現像５ユニット４の各現像器４
１〜４４では、上述したように、トナー及びキャリアか
らなる二成分現像剤が使用されるが、このトナーとして
は、画質の向上を達成するために、極めて粒子径の小さ
なトナーが使用されている。更に、このトナーには、一
般に流動性の向上等の目的からトナーよりさらに小粒径
の外添剤が外添されているが、トナーの粒子径が小さく
なると単位体積あたりのトナーの表面積が増加し、この
ため外添剤の量も増加することになる。

【００２９】上記感光体ドラム１は、最初の回転で、例
えばイエロー用の静電潜像が帯電器２及び画像露光器３
によって形成され、イエロー用の現像器４１でイエロー
のトナー像が形成される。この感光体ドラム１上に形成
されたイエロー色のトナー像は、転写ドラム７の表面に
保持された記録用紙６上に、当該記録用紙６の裏面側か
ら転写コロトロン８の帯電によりトナーとは逆極性の電
荷を与えられて、静電気力によって転写される。

【００３０】上記記録用紙６は、感光体ドラム１の回転
に同期して給紙カセット５から供給され、感光体ドラム
１の表面に静電的に吸着保持される。また、この記録用
紙６は、所定の色のトナー像の転写が終了するまで感光
体ドラム１の表面に吸着された状態に保持される。例え
ば、４色のフルカラーモードでは、記録用紙６は、転写
ドラム７上に吸着された状態で、転写コロトロン８の部
分を４回通過する。

【００３１】次に、上記のごとくイエロー色のトナー像
の転写工程が終了した感光体ドラム１は、その表面に残
留したトナーＴ等がクリーニング装置１０によって除去
され、マジェンタ色のトナー像の形成工程に移行する。

【００３２】そして、上記感光体ドラム１の表面には、
上述したイエロー色の場合と同様に、帯電・露光・現像
の各工程を経てマジェンタ色のトナー像が形成され、こ
のマジェンタ色のトナー像は、既にイエロー色のトナー
像が転写されて、転写ドラム７に保持された記録用紙６
上に転写される。また、転写工程終了後の感光体ドラム
１は、その表面に残留したトナーＴ等がクリーニング装
置１０によって除去される。

【００３３】その後、同様の工程を経て、シアン色、ブ
ラック色のトナー像の形成及び転写工程が順次行われ、
最終的に転写ドラム７に保持された記録用紙６上には、
イエロー、マジェンタ、シアン及びブラックの４色のト
ナー像が重畳された状態で転写される。

【００３４】そして最後に、上記４色のトナー像が転写
された記録用紙６は、定着器９へと搬送され、この定着
器９によって記録用紙６上に４色のトナー像が熱及び圧
力によって溶融定着されて永久像となる。

【００３５】また、転写工程終了後の感光体ドラム１
は、その表面に残留したトナーＴ等がクリーニング装置
１０によってやはり除去され、次の画像形成工程に備え
る。

【００３６】なお、上記の説明では、デジタルカラー電
子写真複写機において、イエロー、マジェンタ、シアン
及びブラックの４色のフルカラーの画像を形成する場合
について説明したが、これに限らず、１色又は２色等の
画像形成を行っても良いことは勿論である。この場合で
も、感光体ドラム１の表面は、トナー像の転写工程が終
了するたびに、その表面に残留したトナーＴ等がクリー
ニング装置１０によって除去されるようになっている。

【００３７】また、この発明を適用し得るクリーニング
ブラシは、カラー電子写真複写機に限るものではなく、
白黒の単色電子写真複写機にも使用可能なことは勿論で
ある。

【００３８】図１７はこの実施例に係るクリーニングブ
ラシを使用したクリーニング装置を示す概略拡大図であ
る。

【００３９】同図において、このクリーニング装置１０
は、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム１
表面に接触するクリーニングブラシ１２を備えており、
このクリーニングブラシ１２は、感光体ドラム１の移動
方向と同じ方向に高速度（例えば、感光体ドラム１の周
速の１．２倍の周速）で回転するようになっている。こ
の感光体ドラム１としては、主に有機感光体を使用した
ものが用いられる。また、上記クリーニングブラシ１２
は、感光体ドラム１に対してある程度の喰い込み量を持
っており、この喰い込み量は、クリーニングブラシの性
能と感光体への影響を考慮して設定し、クリーニング性
能が悪い場合には大きな喰い込み量すなわち高い接触圧
で接触させ、クリーニング性能が良い場合には小さな喰
い込み量すなわち低い接触圧で接触させることができ
る。本発明の構成では、繊維材料の選択等により、感光
体への影響とクリーニング能力の両方を良好にする所定
の喰い込み量の選択の幅は広がるが、例えば、０．５〜
２．０ｍｍ程度に設定される。そして、このクリーニン
グブラシ１２によって感光体ドラム１上に残留したトナ
ーやトナーから分離した外添剤等を掻き落とし、又はク
リーニングブラシ１２のデイスターブ効果によりトナー
や外添剤等と感光体ドラム１との付着力を弱めるように
なっている。

【００４０】ところで、この実施例に係るクリーニング
ブラシは、次に示すように構成されている。すなわち、
このクリーニングブラシ１２は、図１に示すように、ブ
ラシ繊維１５が一条のみ植毛された基布１６を、金属の
シャフト１７の外周に螺旋状に巻き付けた状態に接着す
ることによって、螺旋状に一条のみ植毛されたブラシ繊
維１５との間に、ブラシ繊維１５の植毛部分よりも幅が
広い螺旋状の溝部を形成するように構成されている。ま
た、上記ブラシ１２の立毛としては、導電性繊維１５か
らなるものが用いられ、この立毛ブラシ１２は、金属シ
ャフト１７を介して接地される。

【００４１】上記クリーニングブラシ１２では、後述す
るような半減期測定法によって測定された半減期が短い
導電性繊維１５が使用されている。この導電性繊維１５
としては、例えば、”ローバル”繊維（三菱レーヨン社
商品名）や、”レック”繊維（ユニチカ社商品名）等が
用いられる。これらの”ローバル”繊維（三菱レーヨン
社商品名）や”レック”繊維（ユニチカ社商品名）は、
いずれもポリプロピレン又はレーヨンの重合体に、導電
性成分として図７に示すようなケッチェンブラックを３
次元方向に重合分散した複合繊維である。また、上記導
電性繊維１５としては、例えば、太さが１２．５Ｄ（デ
ニール）のものが用いられるが、これ以外の太さのもの
を用いても良いことは勿論である。

【００４２】上記導電性繊維１５は、図２及び図３に示
すように、多数本（例えば、４８本）束ねた状態で基布
１６の織り目１６ａに織り込まれており、この基布１６
には、多数本（例えば、４８本）束ねられた導電性繊維
１５が、直線に沿って一条だけ植毛されている。この導
電性繊維１５が直線状に植毛された基布１６は、図４に
示すように、植毛された導電性繊維１５を中心にして約
１０ｍｍ幅の細長い帯状に裁断されるとともに、この細
長い帯状に裁断された基布１６の裏面には、電気抵抗値
が１０⁵ 〜１０⁷ Ωの導電性接着材１８（ドータイト
Ｄ−５５０ 藤倉化成社製）が塗布される。このように
して、図３及び図４に示すように、導電性繊維１５が直
線状に植毛された帯状基布１５の裏面に導電性接着材１
８を塗布したレース１９が構成される。

【００４３】次に、上記クリーニングブラシ１２の金属
製シャフト１７には、図５に示すように、その外周に接
着材３０（ハイボン＃９７８０ 日立化成社製）が螺旋
状に塗布される。そして、この接着材３０が塗布された
金属製シャフト１７の外周には、図６に示すように、裏
面に導電性接着剤１８が塗布されたレース１９が、金属
製シャフト１７の外周に予め塗布された接着材３０と逆
方向となるように、例えば８２度の傾斜角度をもって螺
旋状に、金属製シャフト１７の軸方向に沿って全長に渡
って巻き付けた状態で接着される。上記導電性繊維１５
が直線状に植毛された帯状基布１５は、約１０ｍｍの幅
を有するため、この帯状基布１５を金属製シャフト１７
の外周に巻き付けた状態で、螺旋状に植毛される導電性
繊維１５のピッチは、約９ｍｍ程度となる。この結果、
図１に示すように、ブラシ繊維１５を一条のみ植毛した
基布１６が、金属のシャフト１７の外周に螺旋状に巻き
付けられ、この螺旋状に一条のみ植毛されたブラシ繊維
１５との間に、ブラシ繊維１５の植毛部分よりも幅が広
い螺旋状の溝部３１が形成されたクリーニングブラシ１
２が製造される。このように構成されたクリーニングブ
ラシ１２は、導電性ブラシ繊維１５の先端と金属製シャ
フト１７との間の電気抵抗値が、１０⁵ 〜１０⁷ Ω以下
となるように確実に設定できることにより、接地される
金属製シャフト１７からのアースにより、導電性ブラシ
繊維１５の先端に接する感光体ドラム１表面の帯電トナ
ー等を確実に除電することができ、良好なクリーニング
作用が得られる。

【００４４】また、上記クリーニング装置１０は、図１
１に示すように、クリーニングブラシ１２の下流側に配
置されたブレード１１を有しており、このブレード１１
は、感光体ドラム１表面の残留未転写トナー等や外添剤
等をかき落とす弾性体（例えば、硬度が６０度から９０
度のウレタンゴムが使用される）で構成されている。ま
た、クリーニングブレード１１の感光体に対する設定角
度は、例えば、２０度から３０度に設定される。そし
て、上記ブレード１１によってクリーニングブラシ１２
で除去できなかったトナーや外添剤が除去されるように
なっている。なお、図中、１３はクリーニングブラシ１
２に残留するクリーニング後の排トナーを機械的にはた
き落とすフリッカーバーである。このフリッカーバー１
３は、クリーニングブラシ１２に対してある程度の喰い
込み量を持っており、この喰い込み量は、０．５〜２．
０ｍｍ程度に設定される。

【００４５】図８はこの実施例に係るクリーニングブラ
シ用の繊維を選択するために使用される半減期測定装置
を示すものである。図８において、２０は半減期測定装
置の本体を示すものであり、この装置本体２０は、直方
体形状の箱体状に形成されている。上記装置本体２０の
上端面には、その中央部に直径の大きな鋼製のターンテ
ーブル２１が回転可能に配置されており、このターンテ
ーブル２１は接地されている。また、このターンテーブ
ル２１には、試験片２２を取り付けるための試験片取付
部材２２ａが設けられている。この試験片２２として
は、図９に示すように、クリーニングブラシ用繊維１５
を多数本束ね、両端側の部分３０、３０をテープ等で固
定したものが用いられる。上記試験片取付部材２２ａ
は、図１０に示すように、鋼製の平面矩形状の枠体２３
を備えており、この平面矩形状の枠体２３は、その下端
面に固着された２本のロッド２４、２４を介してターン
テーブル２１に上下動自在に装着されている。さらに、
上記平面矩形状の枠体２３は、その２本のロッド２４、
２４の下端部とターンテーブル２１の下面との間に介装
されたコイルスプリング２５、２５によって、ターンテ
ーブル２１の表面に圧接するように付勢されており、当
該平面矩形状の枠体２３は、試験片２２をターンテーブ
ル２１の表面に押圧することによってターンテーブル２
１上に取り付けるようになっている。そして、上記ター
ンテーブル２１上に取り付けられた試験片２２は、当該
ターンテーブル２１の回転に伴って印加部２６及び受電
部２７へと移動可能となっている。

【００４６】上記半減期測定装置の装置本体２０には、
ターンテーブル２１の一端（図中右端）に対応した位置
に、当該ターンテーブル２１上に取り付けられた試験片
２２を帯電するための印加部２６が配設されている。こ
の印加部２６は、装置本体２０上に取付けられたアーム
２８の先端に設けられており、円筒状部材２６ａの下端
部に下向きに突設された針状電極（図示せず）から構成
されている。上記印加部２６の針状電極には、図示しな
い高圧直流電源によって所定の直流高電圧が印加され、
この針状電極によってコロナ放電を発生させることによ
り、ターンテーブル２１上に載置された試験片２２を帯
電させるものである。また、上記印加部２６は、アーム
２８に上下動自在に取付けられており、当該印加部２６
の針状電極とターンテーブル２１上の試験片２２との間
隔を調整可能となっている。なお、図中３１及び３２
は、アーム２８の高さを示す指針及び目盛板である。

【００４７】さらに、上記半減期測定装置の装置本体２
０には、ターンテーブル２１の他端（図中左端）に対応
した位置に、当該ターンテーブル２１上に取り付けられ
た試験片２２の帯電電圧を検出するための受電部２７が
配設されている。この受電部２７は、装置本体２０上に
取付けられたアーム２９の先端に設けられており、円筒
状部材２７ａの下端部に電圧を超音波振動の振動数に変
えて検出する振動容量型の電圧検出素子（図示せず）が
取り付けられている。なお、上記電圧検出素子として
は、他のタイプのものを用いても良いことは勿論であ
る。上記受電部２７の電圧検出素子は、受電部２７の出
力電圧を記録する図示しないシンクロスコープ又は記録
計に接続されている。また、上記受電部２７は、アーム
２９に上下動自在に取付けられており、当該受電部２７
の電圧検出素子とターンテーブル２１上の試験片２２と
の間隔を調整可能となっている。なお、図中３３及び３
４は、アーム２９の高さを示す指針及び目盛板である。

【００４８】このように構成される半減期測定装置を用
いて、クリーニングブラシ用繊維の評価が次のようにし
て行われる。すなわち、上記の如く構成される半減期測
定装置においてクリーニングブラシ用繊維１５の半減期
を測定するには、まず、図９に示すように、クリーニン
グブラシ用繊維１５を多数本束ね、両端側の端部３０、
３０をテープ等によって固定して試験片２２を作成す
る。そして、こうして作成した試験片２２を半減期測定
装置のターンテーブル２１上に装着する。この試験片２
２は、ターンテーブル２１上に設けられた試験片取付枠
体２３をコイルスプリング２５、２５の弾発力に抗して
持ち上げ、試験片取付枠体２３とターンテーブル２１と
の間に形成される間隙に図１０に示すように試験片２２
を挟み、この試験片２２をコイルスプリング２５、２５
の弾発力によって試験片取付枠体２３でターンテーブル
２１上に押圧することによって取付けられる。

【００４９】次に、上記ターンテーブル２１を回転させ
ながら、印加部２６の針状電極に＋又は−の５ＫＶの直
流高電圧を印加し、この印加部２６の針状電極からター
ンテーブル２１上の試験片２２にコロナ放電を３０秒間
行った後、直流高電圧の印加を止める。その後、上記タ
ーンテーブル２１をそのまま回転させながら、ターンテ
ーブル２１上の試験片２２の帯電電圧を受電部２７によ
って検出し、この受電部２７の電圧検出素子からの出力
電圧をシンクロスコープ又は記録計によって記録する。
そして、上記シンクロスコープ又は記録計の記録によっ
て、試験片２２の帯電電圧が初期電圧の１／２に減衰す
るまでの時間を測定する。

【００５０】このように、上記クリーニングブラシ用繊
維１５を帯電させるとともに、当該クリーニングブラシ
用繊維１５の帯電電圧を検出し、上記クリーニングブラ
シ用繊維１５の帯電電圧が放電により１／２に減少する
までの半減期を測定し、この帯電電圧の半減期によって
クリーニングブラシ用繊維１５のクリーニング性が評価
される。そして、帯電電圧の半減期によってクリーニン
グブラシ用繊維１５のクリーニング性を評価することに
よって、従来のクリーニングブラシ用繊維１５の電気抵
抗値を測定することによってクリーニング性を評価する
場合に比較して、帯電したトナー等の除電効果が明らか
にわかるので、クリーニングブラシ用繊維１５のクリー
ニング性を確実かつ容易に評価することができる。

【００５１】実験例 図１１及び図１２は上記半減期測定装置を用いた半減期
測定法による測定結果の一例を示すものである。この半
減期測定法を適用した２種類の繊維は、従来の導電性判
断基準による電気抵抗値がいずれも１０⁵ Ωで同じ値を
示すものである。図１１に示す試験片２２は、ブラシ用
繊維１５として”ローバル”繊維（三菱レーヨン社商品
名）を用いたものであり、図１２に示す試験片２２は、
ブラシ用繊維として”ベルトロン”繊維（カネボウ株式
会社商品名）を用いたものである。上記”ローバル”繊
維は、前述したように、ポリプロピレンの重合体に導電
性成分として図７に示すようなケッチェンブラックを３
次元方向に重合分散した複合繊維である。

【００５２】上記測定の結果、図１２に示す試験片は、
半減時間が１．８秒と長いのに対し、図１１に示す試験
片は、半減時間が０．１秒と大幅に短いことがわかる。
なお、図１３に示す試験片２２は、ブラシ用繊維１５と
してポリプロピレン繊維（電気抵抗値＝１０¹⁷Ω以上）
を用いたものであり、この場合には、半減時間が４．７
秒と大幅に長いことがわかる。

【００５３】次に、図１１に示す導電製繊維１５を用い
た本実施例に係るクリーニングブラシと、図１２に示す
導電製繊維１５を用いた従来のクリーニングブラシのク
リーニング性能の評価確認を行った。

【００５４】この実験条件を次に示す ・使用機械：富士ゼロックス（株）製ビバーチェ５００ ・感光体：有機感光体 ・プロセススピード：１６０ｍｍ／ｓｅｃ ・ブラシ： ＜従来例＞ 材質 ”ベルトロン”繊維 デニール／密度 １７ｄ、６０，０００本／ｉｎｃｈ² 繊維外径 ５０μｍ程度 繊維長 ６．５ｍｍ ブラシ外径 ２０ｍｍ 回転スピード 約２００ｍｍ／ｓｅｃ 回転方向 感光体との接触部で感光体と同方向 ＜本発明の実施例＞ 材質 ”ローバル”繊維 デニール／密度 １２．５ｄ、８７，０００本／ｉｎｃ
ｈ² 繊維外径 ５０μｍ程度 繊維長 ６．５ｍｍ ブラシ外径 ２０ｍｍ 回転スピード 約２００ｍｍ／ｓｅｃ 回転方向 感光体との接触部で感光体と同方向

【００５５】図１４及び図１５は上記クリーニング性能
の試験結果を示すものである。図１４は本実施例に係る
クリーニングブラシのクリーニング性能の試験結果を示
すものであり、図１５は従来のクリーニングブラシのク
リーニング性能の試験結果を示すものである。図１４及
び図１５は、クリーニングブレードを使用しない状態
で、感光体ドラム上に帯状のベタ黒の画像を繰り返し形
成し、この帯状のベタ黒の画像を順次転写用紙上に転写
した場合において、３回連続で帯状のベタ黒の画像の形
成及び転写を繰り返したのち感光体ドラム１表面に残留
したトナーを粘着テープに転写したものを示すものであ
る。

【００５６】これらの図１４及び図１５から明らかなよ
うに、クリーニングブラシ通過直後の未転写トナー等の
付着は、図１５に示す試験片２２には多くみられ、図１
４に示す試験片２２では、トナー等の付着物がほとんど
全て除去されていることがわかる。

【００５７】また、上記図１４及び図１５に示す感光体
ドラム１上の残留トナーの濃度を、反射型の濃度計（商
品名 Ｘ−ｒｉｔｅ：モデル４０４Ａ）を用いて測定し
たところ、最も濃度の高い部分で図１４に示すものが濃
度値０．５５であるのに対し、図１５に示すものが濃度
値０．８４と大幅に濃度が高いことがわかった。

【００５８】以上の結果からわかるように、半減時間が
０．１秒と大幅に短い試験片のクリーニングブラシ用繊
維１５を使用したブラシでは、図１４に示すように、ク
リーニングブラシ通過直後の未転写トナー等の付着物が
ほぼ完全に除去されており、クリーニング性能が非常に
優れていることがわかる。一方、半減時間が１．８秒と
長い試験片のクリーニングブラシ用繊維１５を使用した
ブラシでは、図１５に示すように、クリーニングブラシ
通過直後の未転写トナー等の付着物が多量に残ってお
り、クリーニング性能が劣ることがわかる。

【００５９】このように、クリーニングブラシ１２は、
図１に示すように、金属製シャフト１７の外周に導電性
ブラシ繊維１５を一条に螺旋状に植毛し、当該金属製シ
ャフト１７の外周に導電性ブラシ繊維１５の植毛部より
も幅が広い螺旋状の溝部３１を形成するように構成され
ているので、感光体ドラム１上に残留したトナー等は、
導電性ブラシ繊維１５によって効果的に除電されて、感
光体ドラム１上から掻き落とされるとともに、当該導電
性ブラシ繊維１５によって除去されたトナー等は、軸部
材の外周に形成された導電性ブラシ繊維１５の植毛部よ
りも幅が広い螺旋状の溝部３１を介して、外周方向及び
軸方向に沿って搬送排除されるため、クリーニングブラ
シ１２の外周に残留することがなく、クリーニングブラ
シ１２に除去したトナー等が蓄積したり、感光体ドラム
１の表面を傷付けるのを防止することができる。しか
も、上記導電性ブラシ繊維１４は、金属製シャフト１７
の外周に細い幅であって且つ導電性ブラシ繊維１５の植
毛幅よりも大幅に広い間隔を介して螺旋状に植毛されて
いるので、導電性ブラシ繊維１５の植毛密度が従来のブ
ラシに比べて大幅に低くて済むため、クリーニング性の
高い導電性繊維１５を使用した場合でも安価に製造する
ことができる。

【００６０】

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、感光体表面に付着したトナー、紙粉及び異物
等を効果的に除去し得ることは勿論のこと、感光体表面
から除去したトナー等を確実にブラシから除去すること
ができ、クリーニングブラシに除去したトナー等が蓄積
したり、感光体の表面を傷付けるといった問題点を解決
することができ、しかもクリーニング性の高い導電性繊
維を使用した場合でも安価に製造することが可能なクリ
ーニングブラシを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明に係るクリーニングブラシの
一実施例を示す要部斜視図である。

【図２】 図２は導電製ブラシ繊維を植毛した基布を示
す断面図である。

【図３】 図３は導電製ブラシ繊維の植毛状態を示す拡
大図である。

【図４】 図４は導電製ブラシ繊維を植毛したレースを
示す斜視図である。

【図５】 図５は金属製シャフトを示す斜視図である。

【図６】 図６は導電製ブラシ繊維を植毛したレースを
巻き付けた状態を示す斜視図である。

【図７】 図７はクリーニング性が良好なブラシ繊維に
使用される導電性成分の顕微鏡写真の模式図である。

【図８】 図８は半減期測定装置を示す外観斜視図であ
る。

【図９】 図９は試験片を示す斜視図である。

【図１０】 図１０は試験片の取付け部を示す斜視図で
ある。

【図１１】 図１１は試験片の測定結果を示すグラフで
ある。

【図１２】 図１２は試験片の測定結果を示すグラフで
ある。

【図１３】 図１３は試験片の測定結果を示すグラフで
ある。

【図１４】 図１４はクリーニング性能を示すトナーの
転写状態図である。

【図１５】 図１５はクリーニング性能を示すトナーの
転写状態図である。

【図１６】 図１６はクリーニングブラシを適用したデ
ジタルカラー電子写真複写機を示す構成図である。

【図１７】 図１７はクリーニングブラシを適用したク
リーニング装置を示す構成図である。

【図１８】 図１８は従来のクリーニング装置を示す構
成図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム、１０ クリーニング装置、１１ ブ
レード、１２ ブラシロール、１５ ブラシの繊維、１
６ 基布、１７ 金属製シャフト、３１ 溝部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上に残留したトナー等を除去す
   るクリーニングブラシにおいて、軸部材の外周に導電性
   ブラシ繊維を細い幅であって且つ導電性ブラシ繊維の植
   毛幅よりも大幅に広い間隔を介して螺旋状に植毛し、当
   該軸部材の外周に導電性ブラシ繊維の植毛部よりも幅が
   広い螺旋状の溝部を形成したことを特徴とするクリーニ
   ングブラシ。