JP2017211621A - クリーニングブラシ - Google Patents
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Abstract
Description
表面に凹凸を有する被清掃体と先端が接触するブラシ毛と、ブラシ毛が植え付けられたブラシ基部と、を有し、ブラシ毛は、径が異なる少なくとも2種のブラシ毛を含み、2種のブラシ毛のうちの第1種のブラシ毛は、被清掃体の表面に形成された凹凸の凹部の底まで到達し得ない太さであり、2種のブラシ毛のうちの第2種のブラシ毛は、被清掃体の表面に形成された凹凸の凹部の底まで到達し得る太さであるクリーニングブラシも知られている(特許文献2)
芯材と、
基布上に前記基布が露出するように前記芯材の一端から他端へ連続して形成されたブラシ部と、からなり、
前記ブラシ部が、複数の第1繊維によって構成された第1ブラシ体と、複数の第2繊維によって構成され前記第1ブラシ体を両側から挟むように形成された第2ブラシ体と、からなる、
ことを特徴とする。
前記第1繊維は、前記第2繊維よりも径が小さく横断面が4葉の多葉の断面形状であり、異形度が1.5以上である単繊維からなる、
ことを特徴とする。
前記第1ブラシ体は、前記第2ブラシ体よりもブラシ密度が高い、
ことを特徴とする。
前記第2ブラシ体は、前記第1ブラシ体よりも高さが低い、
ことを特徴とする。
前記第1繊維は絶縁性であり、前記第2繊維が導電性を有し、前記第2繊維が前記第1繊維に接触している、
ことを特徴とする。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
図1は芯材10の外表面11にブラシ部20が形成された基布21を巻き付けたクリーニングブラシ1の正面図、図2(a)はクリーニングブラシ1の全体構成を示す断面模式図、(b)はクリーニングブラシ1のブラシ部20の構成を示す拡大断面模式図、図3(a)は第1毛羽22を構成する個々のパイル糸22aの横断面及び異形率の算出方法を示す断面模式図、(b)は異形の横断面形状を有する第1毛羽22の断面模式図である。
図1に示すように、クリーニングブラシ1は、芯材10と、芯材10の外表面に螺旋状に巻回して固定された帯状のブラシ部20によって構成されている。
芯材10は、円筒形状のシャフトであり、芯材10に用いる材料としては、SUS(ステンレス鋼)、SUM(快削鋼)等の金属が使用できる。また、金属以外の材料でも、適度の剛性を有する材料であれば用いることができ、例えば合成樹脂成形品を用いることもできる。また、ロール形状のほか、中空のパイプ形状とすることも可能である。
図2(a)に示すように、ブラシ部20は、合成樹脂製の基布21と、基布21上に複数の第1繊維が起毛するように形成された第1ブラシ体としての第1毛羽22と、複数の第2の繊維からなり第1毛羽22の両端を挟むように基布21上に立設された第2ブラシ体としての第2毛羽23からなる。
基布21の裏面には合成樹脂製のコーティング層24が形成されて第1毛羽22及び第2毛羽23の根元と基布21とがそれぞれ接合されている。
第1毛羽22、第2毛羽23は、図2(b)に示すように、クリーニングブラシ1を芯材10の軸線を含む面で切断した場合における第2毛羽23と第2毛羽23との軸線方向の間隔W1が第1毛羽22及びこれを挟む第2毛羽23の立設幅W2よりも広くなるように芯材10の一端側から他端側へ向って連続して螺旋状に形成されている。
図2(b)に示すように、基布21は、タテ糸21aと、そのタテ糸21aの延びる方向と交差する方向に延びるヨコ糸21bとを、互い違いに交錯するように織りなすことによって構成された織布によって形成されている。
基布21を構成するタテ糸21a及びヨコ糸21bは、耐久性、柔軟性に優れるとともに、摺動性の良い繊維より形成されている。このような条件を満たす繊維としては、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、ポリエステル等から形成される合成繊維等が挙げられる。
第1毛羽22は、帯状の基布21の中央部に起毛するようにヨコ糸21bに絡めて立設された複数の第1繊維としてのパイル糸22aから構成されている。
パイル糸22aは、絶縁性の合成繊維、天然繊維、半合成繊維および再生繊維などが使用できる。合成繊維としては、例えば、ナイロン等のポリアミド類、ポリブチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル類、ポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン類が挙げられる。また、天然繊維としては、例えば、絹、綿、羊毛、麻、半合成繊維としてはアセテートなど、また再生繊維としては、レーヨン、キュプラなどが挙げられる。本実施形態においては、ポリエステルが用いられている。
一方、異形率が3.0を超えた場合には、凸部の突出量が増大して、パイル糸22a同士の引っ掛かりが発生しやすくなったり、凸部が折れ曲がりやすくなり、安定した接触力が得られにくくなる。
毛長が1mmを下回ると第1毛羽22のコシが強くなり、被接触物の表面を傷つけ易く、その表面を摩耗させてしまう虞がある。毛長が5mmを越えると、第1毛羽22自体のコシが弱く被接触物に接触してニップ状態を形成したときに、接触力が弱くなる。
第2毛羽23は、帯状の基布21の中央部に立設された第1毛羽22の両端を挟むようにヨコ糸21bに絡めて立設された複数のパイル糸23aから構成されている。
パイル糸23aは、導電性の合成繊維、天然繊維、半合成繊維および再生繊維などが使用できる。合成繊維としては、例えば、ナイロン等のポリアミド類、ポリブチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル類、ポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン類が挙げられる。また、天然繊維としては、例えば、絹、綿、羊毛、麻、半合成繊維としてはアセテートなど、また再生繊維としては、レーヨン、キュプラなどが挙げられる。本実施形態においては、導電性ポリエステルが用いられている。
導電性フィラーとしては、アルミニウム、すず、鉄、銅などの金属粉体や金属繊維、酸化亜鉛、酸化すず、酸化チタンなどの金属酸化物、硫化銅や硫化亜鉛などの金属硫化物、カーボンブラックなどの炭素粉などを挙げることができる。
また、結着樹脂としては、例えばオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。
パイル糸23aの繊維太さが3デニールを下回ると、第2毛羽23自体のコシが弱くなり被接触物に接触してニップ状態を形成したときに、接触力が弱くなる。一方、10デニールを上回ると第2毛羽23のコシが強くなるため、被接触物の表面を傷つけ易く、その表面を摩耗させるともに、回転トルクが増大する虞がある。
その結果、相対的に柔らかく高密度の第1毛羽22が被接触物に安定して接触して被捕集物Sを効率よく捕集するとともに、回転トルクの増大を抑制することができる。
その結果、絶縁性の第1毛羽22が被接触物に接触して相対移動した際に静電気的に帯電して蓄積される電荷を、導電性の第2毛羽23を通じて好適に放電(帯電を抑制)する
以下、本実施形態に係るクリーニングブラシ1の作用について画像形成装置100を利用例に説明する。図4は感光体ドラム120、帯電ローラ122及びクリーニングローラ124間における被捕集物Sの挙動を模式的に示す図、図5は帯電ローラ122とクリーニングローラ124の接触状態を模式的に示す図、図6は本実施形態に係るクリーニングブラシ1が用いられる一例としての画像形成装置100の画像形成部を示す断面模式図である。
画像形成装置100の画像形成部は、露光装置110、感光体ドラム120、現像装置130、転写ローラ140、用紙搬送装置150、定着装置160、を備えて構成され、画像処理部(不図示)から受け取った画像情報を、用紙送り装置(不図示)から送り込まれた用紙P上にトナー画像として形成する。
以下、画像形成装置100のクリーニングローラ124として利用されるクリーニングブラシ1の作用について説明する。
画像形成装置100においては、感光体ドラム120上に形成されたトナー像が用紙Pに転写された後、感光体ドラム120上に残留する未転写トナーはクリーニングブレード123で掻き取られる。一方、感光体ドラム120上には、現像ローラ132により現像されたトナー像に含まれる主としてシリカからなる外添剤が直接付着しているが、シリカはその粒径が50nm〜100nmとトナー(5μm〜7μm)に比して極めて小さく、感光体ドラム120の回転に伴ってクリーニングブレード123をすり抜けて、帯電ローラ122に付着する。
そして、回転移動する帯電ローラ122表面に回転しながら接触して、帯電ローラ122表面に残留しているトナーの外添剤を含む転写後残留物の付着力を弱め、帯電ローラ122とクリーニングローラ124のニップ部N1でブラシ部20の第1毛羽22及び第2毛羽23に付着させる(図4(a)参照)。この付着した被捕集物Sの多くは第1毛羽22のパイル糸22a間及び第2毛羽23のパイル糸23a間に保持されながら凝集して粗大化した外添剤S1となって、クリーニングローラ124の回転(図4(b)中R1参照)に伴って再び帯電ローラ122とのニップ部N1に搬送される。
その結果、回転トルクの増大を抑制しつつ、被捕集物Sを効率的に掻き取ることができる。
また、クリーニングローラ124の芯材10に被捕集物Sの帯電状態と逆極性のバイアス電位を付加して、付着力の強い被捕集物Sを電気的に捕集することもできる。
10・・・芯材
20・・・ブラシ部
21・・・基布
21a・・・タテ糸
21b・・・ヨコ糸
22・・・第1毛羽
22a・・・パイル糸
23・・・第2毛羽
23a・・・パイル糸
100・・・画像形成装置
110・・・露光装置
120・・・感光体ドラム
122・・・帯電ローラ
123・・・クリーニングブレード
124・・・クリーニングローラ(クリーニングブラシ)
130・・・現像装置
131・・・現像ハウジング
132・・・現像ローラ
133・・・供給ローラ
136・・・層規制ブレード
140・・・転写ローラ
S、S1、S2、S3・・・被捕集物
Claims (5)
- 芯材と、
基布上に前記基布が露出するように前記芯材の一端から他端へ連続して形成されたブラシ部と、からなり、
前記ブラシ部が、複数の第1繊維によって構成された第1ブラシ体と、複数の第2繊維によって構成され前記第1ブラシ体を両側から挟むように形成された第2ブラシ体と、からなる、
ことを特徴とするクリーニングブラシ。 - 前記第1繊維は、前記第2繊維よりも径が小さく横断面が4葉の多葉の断面形状であり、異形度が1.5以上である単繊維からなる、
ことを特徴とする請求項1に記載のクリーニングブラシ。 - 前記第1ブラシ体は、前記第2ブラシ体よりもブラシ密度が高い、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のクリーニングブラシ。 - 前記第2ブラシ体は、前記第1ブラシ体よりも高さが低い、
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のクリーニングブラシ。 - 前記第1繊維は絶縁性であり、前記第2繊維が導電性を有し、前記第2繊維が前記第1繊維に接触している、
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のクリーニングブラシ。
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US20190094742A1 (en) * | 2017-09-27 | 2019-03-28 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Cleaning member, charging device, and image forming apparatus |
US10423092B2 (en) * | 2017-09-27 | 2019-09-24 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Cleaning member, charging device, and image forming apparatus |
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