JP2839271B2

JP2839271B2 - 複写機の清掃ブラシ

Info

Publication number: JP2839271B2
Application number: JP63330761A
Authority: JP
Inventors: エイスウィフトジョセフ
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1988-01-28
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1998-12-16
Anticipated expiration: 2013-12-16
Also published as: EP0327227A3; DE68909433D1; JPH01217387A; US4835807A; EP0327227B1; DE68909433T2; EP0327227A2

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、清掃ブラシ、より詳細には電子写真式複写
機に使用する静電清掃ブラシに関するものである。

発明が解決しようとする課題今日広く使用されている電子写真式複写機では、一般
に、光導電性絶縁部材が一様に帯電された後、複写する
原稿書類の光像にさらされる。この露光により、光導電
性絶縁部材の露光された領域または背景領域が放電され
て、光導電性絶縁部材の表面に、原稿書類に含まれてい
る静電潜像に対応する静電潜像が形成される。この光学
式像形成方式の代わりに、変調した光ビームを使用し
て、帯電した光導電性表面の部分を選択的に放電させ所
望の情報を記録することもできる。一般に、後者の方式
にはレーザー・ビームが用いられる。次に、光導電性表
面上の静電潜像がトナーと呼ばれる粉末現像剤で現像さ
れ可視化される。ほとんどの現像方式は、荷電キャリヤ
粒子に摩擦帯電で付着した荷電トナー粒子から成る現像
剤を用いている。現像のとき、トナー粒子は光導電性表
面の像領域の帯電パターンでキャリヤ粒子から光導電性
表面へ引き付けられて粉末像を形成する。次に、このト
ナー像は、支持表面たとえばコピー用紙へ転写した後、
熱または圧力もしくはその両方を加えて永久的にコピー
用紙へ定着することができる。

上に述べた一般的なゼログラフィー処理を行う市販の
装置には、いろいろな形式があり、特に感光体清掃に
は、いろいろな方法が使用されている。最も一般的で、
市販の複写機にも採用されている清掃方法の１つは、適
当な摩擦帯電性を有するうさぎの柔毛など、柔らかい立
毛を有する円筒形ブラシを使用するものである。立毛は
非常に柔らかいので、ブラシが清掃する光導電性表面に
近接して回転すると、立毛が光導電性表面を連続的に掃
いて必要な清掃を行う。

清掃方法および装置は、清掃する像形成部材表面に物
理的に接触してトナー粒子を機械的に除去することと、
清掃装置の１個またはそれ以上の部材を電気的にバイア
スして導電性ブラシと絶縁性像形成部材表面との間に静
電界を作り、像形成部材表面上のトナーをブラシへ引き
付けて静電的にトナーを除去することに基づいている。
したがって、感光体すなわち像形成部材の表面のトナー
が正に帯電していれば、前記の静電界は負になる。ブラ
シと像形成部材表面との間の静電界は、ブラシに直流電
圧を印加することで作られる。この方法の代表例が、米
国特許第3,572,923号と同第3,722,018号に記載されてい
る。これらの静電ブラシ清掃装置をさらに洗練したもの
が同第4,494,863号に記載されている。この米国特許
は、像形成部材と清掃ブラシの間に静電界を作って像形
成部材から帯電したトナー粒子を引き付けて除去するの
に加えて、一対の脱トナー・ロールが設置して、一方の
ロールでバイアス付き清掃ブラシからトナーを除去し、
他方のロールで清掃ブラシから紙繊維やクレイなどの
「ちり」を除去している。２つの脱トナー・ロールは電
気的にバイアスされ、一方のロールでブラシからトナー
を引き付け、他方のロールで「ちり」を引き付けて除去
するので、回収したトナーを再使用してもコピーの品質
は低下しないし、「ちり」は廃棄することができる。

すべてのブラシ清掃装置において、傷つきやすい像形
成部材からトナーを除去する清掃能力と、摩耗および像
形成部材上の薄膜形成との兼ね合いを考慮しなければな
らない。上記米国特許第3,572,923号や同第4,494,863号
に記載されている静電ブラシ方式は、ブラシを比較的ゆ
っくり回転させることができ、したがって、清掃ブラシ
の速度を同じ相対速度に維持しながら、複写処理速度を
高めることができるという利点を有する。従来の光導電
性物質ほどの耐摩耗性を持たない光導電性物質の出現に
よって、摩耗がさらに問題になるかも知れない。たとえ
ば、米国特許第4,265,990号に記載されている形式の感
光体は、導電性基層、絶縁性有機樹脂の中に光導電性粒
子が分散している電荷発生層、および電荷移送層から成
る光導電体であり、特に純機械的なブラシ・クリーナに
よる摩耗を受けやすい。

当初、静電ブラシ清掃装置は、容易に入手できること
から、ステンレス鋼繊維など金属繊維で作られたブラシ
を用いていた。この形式の清掃装置は、一定の用途につ
いては有効であるが、かなり摩耗しやすいことに加え
て、金属繊維ブラシがからまり、圧縮永久ひずみが生じ
る傾向があるため、清掃能力が早期に低下するなど、幾
つかの欠点がある。さらに、金属繊維は高導電性である
から、もしフィラメントが１本でも接地面に接触すれ
ば、ブラシ全体が短絡して、全般的に清掃がうまくでき
ない。それに加えて、抜けた繊維によってコロトロン、
スイッチ等の他の電気構成要素が短絡することはもちろ
んである。最後に、ステンレス鋼繊維は重量単位で販売
されるので、もっと低比重の他の繊維に比べると非常に
高価なものになる。このため、ステンレス鋼繊維に代わ
る、より安価な、より寿命の長い、安定性のある繊維の
提供が要望されている。

従来の技術米国特許第4,319,831号は、導電性微粒子を含む少な
くとも１つの導電性層と、モノフィラメント状の少なく
とも１つの非導電性層から成る複合導電性繊維で構成し
た複写機用清掃ブラシを開示している。繊維直径は１フ
ィラメント当たり30ディニール以下であり、繊維長は５
〜30mmである。導電性繊維の電気抵抗は、10¹⁵Ω/mm以
下である。導電性カーボンブラック粒子は、ポリアミド
を含む、いろいろな合成樹脂について使用することがで
きる。

課題を解決するための手段本発明は、上記の課題を解決するため導電性繊維で構
成した電子写真式複写機用の清掃ブラシを提供するもの
である。清掃ブラシを構成する個々の繊維は、フィラメ
ント状ポリマー基材からなり、前記フィラメント状ポリ
マー基材は、フィラメント状ポリマー基材の製造に続い
て、その表面を通して浸透し、前記基材の周囲の環状領
域に前記基材とは別個に均質分散層として存在し、前記
基材の長さに沿って内向きに広がっている微細な導電性
カーボンブラック粒子を有し、前記導電性カーボンブラ
ックは、前記繊維の電気抵抗を１×10³〜１×10⁹Ω/cm
にする程度の量が含まれている。

本発明の清掃ブラシの特徴は、図面を参照して以下の
説明を読まれれば、容易に理解できるであろう。

実施例第１図に本発明に係る静電ブラシ清掃装置を組み入れ
た典型的な電子写真式複写機の種々の構成部品を略図で
示す。電子写真複写は周知であるから、第１図に例示し
た複写機に用いられている種々の処理ステーションにつ
いて簡単に説明する。複写機は、導電性基層12と光導電
性絶縁像形成層14から成る感光ベルト10を使用してい
る。感光ベルト10は矢印16の方向に移動し、その連続す
る部分を進め、ベルト移動通路の周囲に配置された種々
の処理ステーションを順次通過させる。感光ベルト10は
剥離ローラー18、テンション・ローラー20および駆動ロ
ーラー22の周囲に架け渡されている。これらのローラー
はすべて回転可能に取り付けられ、ベルト10に接触し
て、矢印16の方向に進める。駆動ローラー22は適当な手
段たとえばベルト駆動装置でモーター24に連結されてい
る。最初に、ベルト10の一部分が帯電ステーションＡを
通過する。帯電ステーションＡでは、コロトロン26がベ
ルト10を比較的高い一様な電位に帯電させる。光導電性
層14を帯電させた後、感光ベルト10の帯電した部分は露
光ステーションＢを通過する。露光ステーションＢで
は、透明プラテン30の上に下向きに置かれている原稿書
類28がフラッシュ・ランプ32で照明される。原稿書類か
ら反射した光線は、レンズ34を透過し、感光性ベルト10
の帯電した部分の上に光像を形成し、その上に電荷を選
択的に消去する。これにより、原稿書類に含まれている
情報領域に対応する静電潜像が光導電性層14の上に記録
される。

次に、感光ベルト10は、その表面に記録された静電潜
像を現像ステーションＣへ進める。現像ステーションＣ
では、磁気ブラシ現像ローラー36が混合現像剤（トナー
粒子とキャリヤ粒子）を運んで静電潜像に接触させる。
静電潜像は、キャリヤ粒子からトナー粒子を引き付け
て、感光ベルト10の上にトナー粉末像を形成する。次
に、感光ベルト10はトナー粉末像を転写ステーションＤ
へ進める。転写ステーションＤでは、支持材料のシート
たとえばコピー用紙38が給紙装置によって、感光ベルト
10上に現像されたトナー粉末像が転写ステーションＤで
コピー用紙と接触するように時間を合わせて送られてく
る。一般に、給紙装置はシートスタック44の一番上の用
紙と接触して回転する給送ロール42を備えている。給送
ロール42は回転してスタックの一番上の用紙をシュート
48に送り込む。転写ステーションＤに設置されているコ
ロナ発生装置50は、コピー用紙の裏面に適当な極性のイ
オンを散布し、感光ベルト10からトナー粉末像を引き付
けてコピー用紙38へ転写する。

転写後、コピー用紙は、転写されたトナー粉末像をコ
ピー用紙38へ永久的に定着するため定着ステーションＥ
へ運ばれる。一般に、定着装置は、圧接された加熱定着
ローラー52とバックアップ・ローラー54で構成され、ト
ナー粉末像をコピー用紙38へ永久的に定着する。トナー
粉末像が定着されたコピー用紙38は、案内シュート56に
よってキャッチ・トレイ58へ進められ、オペレータによ
って複写機から取り出される。次に、ベルト10は、残留
トナーや他の異物たとえば紙繊維などを除去するため、
予備清掃コロトロン55を通過して清掃ステーションＦへ
進む。

第１図および第２図に示すように、清掃ステーション
Ｆは、モーター59により光導電性表面に接触して回転す
るように支持された導電性繊維ブラシ60を備えている。
絶縁性光導電性層14とブラシ60の間に、光導電性層14か
ら正帯電トナー粒子を引き付ける電界を作るため、直流
正電圧源64がブラシ60に接続されている。一般に、ブラ
シ60には−250ボルト程度の電圧が印加される。導電性
ブラシ60と接触して回転するように支持された絶縁性脱
トナー・ロール66は、ブラシ60のほぼ２倍の速度で回転
する。直流電圧源68は脱トナー・ロール66を、ブラシ60
をバイアスする極性と同じ極性でより高い電位にバイパ
スする。ドクターブレード70は脱トナー・ローラー66に
接触しており、脱トナー・ロール66からトナーを除去し
て、収集容器72の中にけずり落とす。一般に、脱トナー
・ロール66は陽極処理したアルミニウムから作られてお
り、したがって、ロール66の表面には約50ミクロンの厚
さの酸化物層があって、電荷を逃がすことができるの
で、脱トナー・ロール66の上に過剰な電荷が蓄積するこ
とはない。脱トナー・ロール66はモーター63で回転され
る。第２図の清掃ブラシ構造において、感光ベルト10
は、約22.25インチ／秒の速度で回転するのに対し、ブ
ラシは感光ベルト10とは反対の方向に約30〜60インチ／
秒の速度で回転する。基本的な清掃メカニズムは、静電
気の吸引力で残留トナーをブラシの繊維へ引き付け、次
に脱トナー・ロールでブラシの繊維から除去し、次にド
クターブレードで脱トナー・ロールからオーガーへかき
落とし、オーガーでトナー溜めへ運ぶ。

上記の代わりに、米国特許第4,494,863号に関して述
べたように、本発明の清掃装置は、一対の脱トナー・ロ
ールを使用して、一方のロールでバイアスされた清掃ブ
ラシからトナーを除去し、他方のロールで清掃ブラシか
ら紙繊維やクレイなどの「ちり」を除去することができ
る。この方式では、一方の脱トナー・ロールが清掃ブラ
シからトナーを引き付け、他方の脱トナー・ロールが
「ちり」を引き付けるように電気的にバイアスされる。
この方式を用いれば、回収したトナーは再使用してもコ
ピーの品質が低下することはなく、「ちり」は廃棄する
ことができる。

本発明に係る清掃ブラシは、寿命の長い、かつ像形成
表面をほとんど摩耗させない独自の導電性繊維で作られ
ている。詳しく述べると、清掃ブラシの個々の繊維は、
フィラメント状ポリマー基材から成り、フィラメント状
ポリマー基材は、その表面を通して浸透させた微細な導
電性カーボンブラック粒子が、基材の周囲の環状領域
に、基材とは独立に均質分散層として存在し、基材に沿
って内向きに広がっており、導電性カーボンブラック
は、繊維の電気抵抗を１×10³〜１×10⁹Ω/cmにする程
度の量が含まれている。繊維の外側の部分に導電性カー
ボンブラックが集中しているので、個々の繊維は、非導
電性の中心部分と、上記の範囲の単位長さ当たりの抵抗
をもつ導電性カーボンブラックを含有する薄い外側部分
から成っている。このような複合構造のため、上記の値
は外側部分の単位長さ当たりの抵抗を表しており、40本
のフィラメント糸では、単位長さ当たりの抵抗は、２×
10³〜１×10⁵Ω/cmになる。その特性の製造管理を維持
する上で、１フィラメントの単位長さ当たりの抵抗は、
１×10⁵〜５×10⁶Ω/cmであることが好ましい。

本発明に使用することができる導電性紡織繊維は、米
国特許第3,823,035号や同第4,255,487号に記載されてい
る方法に従って作ることができる。また、それらの方法
に従って製造された市販の繊維は、BASF Corporationか
らF901 Static Control Yarnの商品名で入手することが
できる。「サフュージョン」と記述されている処理を行
って作られた上記の繊維は、外面に導電性塗膜を有する
繊維とは区別されるべきである。本発明に係る繊維は、
導電性カーボンブラックが繊維基材の中に散らばってい
る分散層を有する。したがって、繊維の上に非常に耐久
性のある外側部分が存在する。この繊維の製造方法の詳
細は、前記米国特許第3,823,035号および同第4,255,487
号に記載されている。簡単に述べると、上記の繊維は、
ナイロンのフィラメント状ポリマー基材に、導電性粒子
を溶かさない溶剤にカーボンブラックなどの導電性微粒
子が分散している分散液を塗布し、カーボンブラック粒
子がフィラメント状ポリマー基材の外面に浸透した後、
フィラメント状ポリマー基材の構造の完全さが損なわれ
る前に、フィラメント状ポリマー基材から溶剤を除去す
ることによって作られる。一般に、ナイロン６またはナ
イロン66にカーボンブラック粒子を塗布するのに、溶剤
として蟻酸が使用される。代わりに、前記米国特許第3,
823,035号および同第4,255,487号に記載されている修正
方法では、分散液に粉末ナイロンを入れてもよい。繊維
は十分な弾力性を有しているので、たわみ疲労すること
なく、したがって、像形成部材と接触して変形が繰り返
されても、元の形状を保つ。「サフィージョン」処理
は、一体構造の複合繊維が得られるので、重大なはく離
も生じないし、繊維が著しく摩耗することもない。

清掃ブラシは、適当な形態で使用することができる
が、一般には、第１図および第２図に示すように、細長
い円筒形コアの上に帯状導電性パイル織布をらせん状に
巻いた円筒形繊維ブラシが使用されている。一般に、円
筒形コアの直径は0.5〜３インチであり、動作中良好に
機能するために必要な剛性と寸法的安定性が得られるよ
うに、厚紙、エポキシまたはフェノール含浸紙、押出熱
可塑性樹脂または金属で作られる。コアは導電性のもの
でも非導電性のものでもよいが、絶縁性のものが好まし
い。

一般に、清掃ブラシの外径は１〜３インチであり、パ
ルス高は1/4〜１インチである。高速複写処理の場合に
は、繊維を調製せずに、光導電性表面とブラシおよび脱
トナー・ロールとブラシの間に適当な干渉が生じるよう
に、約3/4インチのパイル高が必要である。繊維植毛密
度は、最適な清掃性能が得られるように、織布ストリッ
プの中央部分において、１フィラメント当たり５〜25デ
ニール（10〜17デニールが好ましい）の繊維で、20,000
〜50,000本／平方インチ（25,000〜35,000本／インチが
好ましい）程度である。

５デニールのフィラメント状繊維の直径は約25〜27ミ
クロンであり、25デニールのフィラメント状繊維の直径
は約52〜55ミクロンである。この点に関して、「サフュ
ージョン」処理をすると、約２〜５ミクロンだけ直径が
増大する。ブラシのパイル高は、６〜20mmであるが、高
速複写処理速度で最適の清掃性能を得るには、14〜18mm
であることが好ましい。

第３図は、円筒形コア80の周囲にらせん状に巻いたカ
ットプラッシュ・パイル織布ストリップ82の略図であ
る。

本発明の円筒形繊維ブラシは、この分野でよく知られ
た方法を用いて作ることができる。たとえば、好ましい
製織プロセスのほかに、通常の編成やタフト挿入プロセ
スで作ることができる。製織の最初の工程は、通常の方
式で行われ、たとえば、狭幅織機で、帯状に織ることも
できるし、あるいは広幅織機で、帯部分の間に間隔をお
き、広幅ストリップに織ることもできる。上記に対し、
カットプラッシュ・パイル織布は、米国特許第4,706,32
0号（1987年11月17日発行）に記載されているように、
縁部分の繊維密度が中央部分の繊維密度の少なくとも２
倍であるように作られる。

第４図は、通常の織機を略図で示す。織布は適当なシ
ャトル式またはシャトルレス式パイル織機を用いて作る
ことができる。織布は２組以上の糸をほぼ直角に交錯さ
せて作られた平面構造として定義される。狭幅織布は、
両側に耳を有し、幅が12インチ以下の織布である。カッ
トパイル織布は、基布の一面からパイル糸が突き出てい
る織布であり、パイル糸を切断すると、同時に織られた
２つの対称形の織布層が分離される。

次に第４図を参照して、製織工程の概略を説明する。
好ましい実施例では、ブラシの製造における高速糸取扱
い特性を向上させるために、「サフュージョン」処理の
後の適当な段階に、繊維仕上剤として潤滑剤が繊維に塗
布される。一般に、製織前または製織中またはブラシを
せん断するとき、潤滑剤を塗布すればよい。一般に、繊
維仕上剤として使用できる潤滑剤は、鉱物油、炭化水素
油、シリコン、およびワックスである。市販されている
好ましい潤滑剤として、Henkel Corpolationから入手で
きるStantex仕上剤（鉱物油と脂肪族エステルと非イオ
ン性乳化剤と低スリング添加物の混合物）、National s
tarch＆Chemical Companyから入手できるParmafin 206
（脂肪族エチレン共重合体の水性乳濁液）がある。潤滑
剤の塗布処理は、製造工程における上記の高速糸取り扱
い特性の向上のほかに、摩擦を小さくして、使用中に絡
まるのを少なくする効果がある。したがって、繊維対繊
維、繊維対脱トナー・ロール、繊維対像形成部材の摩擦
が減り、またブラシの半径方向の縮みと脱トナー性能が
保たれるので、清掃不良が起きる可能性が少ない。独立
した織機ビーム96,98,100の上に、上部基布のタテ糸90
と下部基布のタテ糸94およびパイル92が巻かれている。
ビーム上のすべての糸は、数十万ヤードの長さを有する
連続糸で、互いに平行にパイル織布の長手方向に配列さ
れている。織布の幅、タテ糸のサイズ、最終織布に必要
なインチ当たりのタテ糸の数により、織機に通される個
々のタテ糸の総数が決まる。糸は、織機のビームから、
テンション装置、通常はウィップ・ロールとリーズ・ロ
ッドを通し、ヘドルの目を通した後、オサ108のリード
ワイヤを通して上部基布102、下部基布104およびパイル
106へ供給される。この構成は、各種のタテ糸を操作し
て所望の織布にすることができる。織機のヘドルの上下
運動でタテ糸が操作されると、タテ糸は層に分けられ、
ヒロと呼ばれる開口が生じる。シャトルは、ヨコ糸を運
んでヒロに通し、所望の織物パターンを形成する。上部
基布102、下部基布104および両者の間にパイル106を有
する織物をカッター110で２つの織布に切断すると、２
つのカットプラッシュ・パイル織布が得られる。特に好
ましい織布は、カットプラッシュ・パイル織布である。
織物を広幅織機で隣接する織布ストリップの間にすき間
をおいて織った場合には、織布ストリップの間で基布ス
トリップを切り離して、織物を織布ストリップに分離す
ることができる。製織工程に続いて、導電性ラテック
ス、たとえばEmerson Cumming社のEccocoat SECを織布
ストリップに塗布した後、加熱乾燥させる。次に、織布
ストリップを通常の手段たとえばホットナイフ・スリッ
ターまたは超音波スリッタで、パイル領域に切り込まな
いように、しかしパイル領域にできるだけ近接させて、
所望の幅の寸法に切る。

織布ストリップをコアの上にらせん状に巻き、接着剤
でコアにはり付ける。織布ストリップの幅はコアのサイ
ズで決まり、一般に、コアが小さければ小さいほど、容
易に巻き付けることができるように、狭い幅の織布スト
リップが必要である。塗布する接着剤は、容易に手に入
るエポキシ・ホットメルト接着剤から選ぶこともできる
し、両面接着テープを使用することもできる。液体また
は溶融接着剤の場合は、織物のみに、またはコアのみ
に、あるいは両方に塗布することができる。接着剤は導
電性のものでもよいし、非導電性のものでもよい。両面
接着テープの場合は、一般に、最初コアにテープを接着
する。巻付け工程は織布の巻付けの間の継ぎ目を調整で
きないから、本質的に正確ではない。これは、引伸ば
し、変形、または「しわ」による張力に対し織布が異な
る応じ方をするためである。織布ストリップは一定ピッ
チ巻付け工程で巻き付けられるので、らせん巻付角はコ
アの直径と織布の幅で決まる。一般に、コアの円周を、
織布上に一方の縁から他方の縁へ斜めに走る長さとして
投影し、この斜線と織布の２つの縁の間の垂線から巻付
角が得られる。

第５図は、ブラシの繊維端に対しより機能的に一様な
バイアスを確保するために使用できる織布ストリップ構
造の別の実施例を示す。この実施例では、金属導電率を
有する高導電性繊維たとえばステンレス鋼繊維72を、織
布ストリップの全長にわたって約２〜3cmの間隔でポリ
エステル基布74に織り込んである。基布74の下は、導電
性合成ラテックス塗膜76である。織布ストリップをコア
に巻き付けると、高導電性ステンレス鋼糸の存在によ
り、ブラシの全長にわたって連続する低抵抗路が確保さ
れる。これにより、静電清掃ブラシは、一端にだけ適当
なバイアスが印加され、他端が電気的に浮動しているの
で、一定の利用には有用である。多数の導電性ステンレ
ス鋼が多数の導電性基布および多数の導電性パイル繊維
92と接触しているので、ブラシの繊維端に対する機能的
に一様なバイアスが確保される。

以下の実施I,II,IIIを読まれれば、本発明をよく理解
することができるであろう。特に断らない限り、すべて
の割合およびパーセントは重量に基づくものである。

実例Ｉ米国特許第4,494,863号に記載されているように、Xer
ox 1075複写機に２個の脱トナー・ロールを有する静電
ブラシ清掃装置を追加装備した。円筒形清掃ブラシは、
外径が2.84″で、フェノール含浸紙の絶縁コアと、導電
性合成ラテックスを塗布したポリエステル基布に導電性
ナイロン繊維を織り込んだものである。パイル糸は約42
〜45ミクロンの直径の円形断面を有する15デニールのナ
イロン６のモノフィラメント導電性繊維である。パイル
糸は、フィラメントポリマー基材の表面を通して導電性
カーボンブラック粒子とナイロン６ポリマーをサフュー
ジョン処理し、フィラメントに沿って、その環状領域内
にカーボンブラック粒子をほぼ一様に分散させるため
に、パイル糸を、微細な導電性カーボンブラック粒子が
分散している蟻酸溶媒分散液に通した。サフュージョン
処理して得た繊維は、非導電性ナイロンの中心部分と、
その周囲の導電性カーボン含有ナイロンの比較的薄い層
とから成り、40フィラメント糸の場合、単位長さ当たり
の抵抗は、１×10⁴〜９×10⁴Ω/cmであった。これに対
し、サフュージョン処理してない繊維の単位長さ当たり
の抵抗は、１×10¹⁴Ω/cm以上である。サフュージョン
処理した繊維は、１フィラメント当たり17デニールであ
り、40フィラメント糸（約700デニールの糸になる）に
してポリエステル基布に織り込んだ。製織の前に、高速
加ねんを容易にするため、最初に複フィラメント糸にSt
antex潤滑剤を塗布し、次に、工程および取扱いにおい
て糸の完全性を保つため、１インチ当たり最小限２回の
「より」をかけた。加ねん後、真空オートクレーブを用
いて、糸を250℃でヒートセットした。得られた織布の
パイル密度は、30,000フィラメント／平方インチであっ
た。清掃ブラシを、15インチ／秒の速度の感光体に接触
させ、30インチ／秒の処理速度で使用した。使用中、清
掃ブラシに−200ボルト（DC）のバイアスを連続印加し
た。1,000,000回以上の印刷について、トナー像をコピ
ー用紙へ転写した後、清掃したが、清掃能力に著しい変
化はなかった。1,000,000回の印刷で試験を終えたたと
き、清掃ブラシは依然として良好に動作していた。

実例II,III 同じやり方で作った２個のブラシを、試作複写機の同
様な静電ブラシ清掃装置に取り付けて試験した。試験
中、円筒形静電ブラシの処理速度は実例Ｉと同様に30イ
ンチ／秒であるが、感光体の処理速度を22インチ／秒に
増し、静電ブラシに−200ボルト（DC）のバイアスを印
加した。一方のブラシは、不具合なく1.300,000回の印
刷を行った後も有効に清掃を続行し、他方のブラシは不
具合なく1.400,000回の印刷を行った後も有効に清掃を
続行した。

発明の効果本発明に使用する繊維は非導電性ナイロンの中心部分
と導電性カーボン含有ナイロンの薄い外側部分を有して
いるので、導電性基材を有する織布に織り込むと、複合
繊維の導電性部分同士が直接接触するため、円筒形巻ブ
ラシの一端に印加したバイアスがブラシを介してフィラ
メント端まで伝わることができる。言い換えると、複合
繊維の導電性部分が外側にあるため、繊維の導電性部分
の隣接する部分が直接接触して、印加されたバイアスが
フィラメント端まで伝わることができるのである。逆の
場合すなわち繊維の中心部分が導電性部分である場合に
は、前記バイアスは個々の繊維で伝えることができるだ
けで、個々の繊維の直接接触で伝えることができない。
さらに、本発明によれば、繊維は、非浸透中心部分でそ
の強度を保つので、導電性を付与するため使用した導電
性充填剤の添加による強度の低下はない。さらに、本発
明に係る繊維は処理に耐える十分な構造強度を有してい
る。繊維の高い破断強度はカーボンブラックの存在によ
ってほとんど変わらない。また、本発明の実施に使用す
る繊維は、清掃機能を果たす、すなわち元の位置に戻る
十分な剛さを有しているが、像形成表面を損傷させるほ
どの剛さはない。一般に、繊維の弾性率は、150,000〜6
00,000psiである。繊維は比較的汚れにくく、トナーで
詰まることがない。すなわち、本発明によるブラシ繊維
の表面は粗くなるため、繊維とトナー粒子間の接触面積
を小さくするので、物理的なトナーの接着力を低下さ
せ、ブラシ繊維からトナーを除去することが容易とな
る。また感光体上の重大な薄膜形成がないという別の利
点を有している。以上のように、本発明によれば、比較
的安価で、非常に寿命が長く、通常の製造技術で製作で
きる静電清掃ブラシ用の導電性繊維が得られる。

特定の好ましい実施例について発明を説明したが、い
ろいろな修正や変更を思い浮かべるであろう。たとえ
ば、静電清掃ブラシは、回転可能な円筒形ブラシとして
説明したが、ベルト、ウェブ、またはパッドの形でもよ
いことは理解されるであろう。したがって、この分野の
専門家が容易に思い付くすべての修正物や実施例は、特
許請求の範囲に包含されると考える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の静電清掃ブラシを組み入れた電子写
真式複写機の略正面図、第２図は、第１図の複写機に使用した静電清掃装置の正
面図、第３図は、本発明による円筒形繊維ブラシの斜視図、第４図は、通常の織機の略図、第５図は、導電性ラテックス塗膜を有する基布に高導電
性糸が通されている織布の略断面図である。符号の説明Ａ……帯電ステーション、Ｂ……露光ステーション、Ｃ……現像ステーション、Ｄ……転写ステーション、Ｅ……定着ステーション、Ｆ……清掃ステーション、 10……感光ベルト、12……導電性基層、 14……光導電性絶縁層、16……移動方向、 18……剥離ローラー、20……テンションローラー 22……駆動ローラー、24……モーター、 26……コロトロン、28……原稿書類、 30……透明プラテン、32……フラッシュ・ランプ、 34……レンズ、 36……磁気ブラシ現像ローラー、 38……コピー用紙、42……給送ロール、 44……シートスタック、48……シュート、 50……コロナ発生装置、52……定着ローラー、 54……バックアップ・ローラー、 55……予備清掃コロトロン、 56……案内シュート、58……キャッチ・トレイ、 59……モーター、60……導電性繊維ブラシ、 63……モーター、64……直流電圧源、 66……脱トナー・ロール、68……直流電圧源、 70……ドクタ・ブレード、72……収集容器、 73……高導電性繊維、74……基布、 76……導電性合成ラテックス塗膜、 80……円筒形コア、 82……パイル織布ストリップ、 90……上部基布ストリップ、 92……パイル、94……下部基布ストリップ、 96,98,100……織機ビーム、 102……上部基布ストリップ、 104……下部基布ストリップ、 106……パイル、108……オサ、 110……カッター。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 21/00 314

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真式複写機に使用する導電性繊維か
らなる清掃ブラシであって、前記清掃ブラシを構成する
個々の繊維は、フィラメント状ポリマー基材からなり、
前記フィラメント状ポリマー基材は、フィラメント状ポ
リマー基材の製造に続いて、その表面を通して浸透し、
前記基材の周囲の環状領域に前記基材とは別個に均質分
散層として存在し、前記基材の長さに沿って内向きに広
がっている微細な導電性カーボンブラック粒子を有し、
前記導電性カーボンブラックは、前記繊維の電気抵抗を
１×10³〜１×10⁹Ω/cmにする程度の量が含まれている
ことを特徴とする清掃ブラシ。