JP2925451B2 - クリーニングブラシおよびこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

クリーニングブラシおよびこれを用いた画像形成装置

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JP2925451B2 JP2026594A JP2026594A JP2925451B2 JP 2925451 B2 JP2925451 B2 JP 2925451B2 JP 2026594 A JP2026594 A JP 2026594A JP 2026594 A JP2026594 A JP 2026594A JP 2925451 B2 JP2925451 B2 JP 2925451B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、クリーニングブラシお
よびこれを用いた、特には静電複写機、同プリンタなど
の静電プロセスを利用する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】静電複写機、同プリンタなど静電プロセ
スを利用する画像形成装置においては、通常周面に感光
体層を有する感光体ドラムの周りに、感光体を均一に帯
電させる帯電器、部分露光によって静電潜像が形成され
た感光体層に帯電トナーを供給してこれを顕像化する現
像装置、感光体層上のトナーを紙等の転写材に転写させ
る転写装置、転写後の感光体層およびトナーを除電する
除電器および感光体層上の未転写トナーを回収するクリ
ーニング装置が配設される。
【0003】画像形成装置用クリーニング装置は、例え
ばファーブラシやナイロンブラシ等を回転させて残留ト
ナーを除去するタイプのものであった。また、他の例と
して導電性繊維を用いてブラシを構成し残留トナーを静
電的に除去するタイプのものも見られた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、定着したトナー画像を再度給紙し、いわゆる
両面画像を形成しようとすると、定着後紙に付着したシ
リコーンオイルなどの離型剤が給紙ローラ、紙搬送部、
転写ドラム、感光ドラム等に付着して画像形成プロセス
を阻害するという欠点があった。特に感光ドラムにシリ
コーンオイルが付着すると、オイルかぶりといわれる不
都合な現象が起こる。
【0005】図1に基づいて以下その現象発生のメカニ
ズムを概説する。 (1)先ず、定着トナー画像上に存在するシリコーンオ
イルの一部が、転写ドラムに転移する。 (2)次いで、転写ドラム上に存在する転移シリコーン
オイルは、後回転時にニップを介して感光ドラムへ移行
する。 (3)さらに、感光ドラム上に達した転移シリコーンオ
イルは、感光ドラム周囲に存在するトナーを粘着し、次
の転写時に転写し、かぶりといわれる現象を生ずる。
【0006】このような現象を防止するためには、転移
シリコーンオイルを速やかに除去する必要があるが、上
記した従来通例のファーブラシでは、シリコーンオイル
を除去することはできない。すなわちシリコーンオイル
を吸収する機能を有しないからである。
【0007】従って本発明が解決しようとする問題点
は、転移した離型剤によるカブリの発生である。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によるクリーニン
グブラシを形成する繊維は、離型剤を吸収する多孔質無
機微粒子を有するものである。本発明によるクリーニン
グブラシは、転写ドラム、転写ベルトなどの転写材担持
部材に付着した離型剤又は感光ドラム、感光シートなど
の感光体に付着した離型剤を繊維に担持されている多孔
質無機微粒子に吸収させることによって速やかに除去で
きるものである。即ち、多孔質無機微粒子の表面は微細
な多孔質になっており、その多孔質による毛細管現象に
より離型剤が粒子中に速やかに吸収されることにより、
例えばスポンジに較べて、より速やかに離型剤が除去さ
れる。
【0009】本発明によるクリーニングブラシを形成す
る繊維中に分散含有される多孔質無機微粒子の好ましい
ものとして、不定形シリカ系多孔質粒子、および、アル
ミナとアルミナ水和物を主体とする多孔質化合物粒子が
挙げられる。また、多孔質無機微粒子として、コロイダ
ルチタニア、コロイダルジルコニアなどのコロイダル金
属化合物も用いることができる。
【0010】アルミナおよびアルミナ水和物を主体とす
る多孔質化合物粒子は、平均孔径が1ないし20nmの
範囲にある細孔を有する場合、繊維の種類に関係なく7
wt%添加すると最大吸収能が得られるので、この範囲
の平均細孔径を有する該多孔質化合物粒子を用いること
が好ましい。
【0011】また、繊維は、その太さが3ないし20デ
ニールの範囲のものが好ましく、3デニール以上では取
扱いに優れ、また20デニール以下では被クリーニング
部材への機械的影響力が小さく、また、騒音が発生しな
いので好ましい。
【0012】本発明によるクリーニングブラシを用いた
画像形成装置の例を図1に示す。
【0013】図1はフルカラー画像を形成するためのカ
ラー電子写真複写機である。図において、カラー電子写
真複写機は、像担持体であるドラム形状の電子写真感光
体、つまり感光ドラム1が矢印方向に回転自在に担持さ
れ、該感光ドラム1の周りにコロナ帯電器2、露光光学
系3、現像装置4、転写ドラム5、クリーナー6が配置
されている。
【0014】光学系3は、原稿走査部3aと色分解フィ
ルタ3bとからなり、帯電器2により一様に帯電された
感光ドラム1に各分解色画像毎に光像を照射し、潜像を
形成する。回転現像装置の形態をなす現像装置4は、中
心軸4bの周りに4個の現像器、すなわちイエロー現像
器4Y、マゼンタ現像器4M、シアン現像器4C、およ
びブラック現像器4Bを配置し、所定の現像器を感光ド
ラム1に対向した現像位置へと回転させて感光ドラム1
上の潜像を現像し、感光ドラム1上にトナー画像を形成
する。
【0015】さらに感光ドラム1上に形成されたトナー
画像は、転写材カセット7より搬送系及び転写装置5を
介して感光ドラム1と対向した位置に供給された転写材
に転写される。転写装置5は、シリンダ5a、転写帯電
器5b、転写材を把持し搬送する転写材グリッパー5
c、内側帯電器5d、および外側帯電器5eを有し、シ
リンダ5aの周面開口域には、誘電体からなる転写材担
持シート5fが円筒状に張設されている。
【0016】上述のようなドラム状の転写装置である転
写ドラム5が回転するに従って、感光ドラム1上のトナ
ー像は、転写材帯電器5bにより、転写材担持シート5
fに担持された転写材上に転写され、同時に該転写材は
転写材担持シート5fに吸着される。感光ドラム1は、
クリーナー6で残余のトナーが除去された後、引き続き
次の画像形成プロセスを行なう。
【0017】このようにして転写材担持シート5fに吸
着搬送される転写材には所望数の色画像が転写され、フ
ルカラー画像が形成される。
【0018】このようにして4色のトナー像の転写が終
了すると、転写材は転写ドラム5から分離され、定着ロ
ーラ9aを備えた熱ローラ定着器9を介してトレイ10
に排紙される。定着ローラ9aの表面には、トナー画像
を加熱加圧して定着する際に、トナーが定着ローラに付
着するのを防止するために離型剤が付与されている。離
型剤としては、シリコーンオイル、エステルオイル、液
状ポリエーテル、スピンドルオイル、マシンオイル、シ
リンダーオイルなどのオイルが用いられる。離型剤は定
着ローラにオイルタンクから供給される外、トナー粒子
中に含有させて供給されてもよい。
【0019】上述のように、カラー電子写真複写機にお
いては、転写ドラム5の周面開口部には、転写材を保持
するための転写材担持体、つまり誘電体からなる転写材
担持シート5fが張られているが、この転写ドラム5の
周面近傍には感光ドラム1、現像装置4、クリーナー6
等の現像剤(トナー)を保持、または収納したユニット
群が配置されており、これらのユニット群から飛散した
不所望のトナーが付着することにより、転写ドラム5上
の転写材担持シートが汚損されることがある。更には、
トナー像が転写されているが未だ定着が行なわれていな
い転写材を転写ドラム5から分離する時などにも、この
転写材がジャム(転写材が機械中に詰まった状態)とな
った時には、転写材担持シートに転写材上のトナーが付
着し、この転写材担持シート5fはこのトナーによって
ひどく汚される。
【0020】従って、転写ドラム5には転写材担持シー
ト5f上に付着したトナーを除去する目的で、転写材担
持シートクリーナー、即ちクリーナー11が設けられ
る。転写材担持シート5fのクリーニングは通常、転写
に先立って行なわれる転写ドラム5の前回転時に行なわ
れるが、前記したように転写材のジャム等の後には随時
行われる。
【0021】転写材担持シートクリーナー11は、円筒
状とされた転写材担持シート支持手段であるシリンダ5
aの周面開口部に張設された転写材担持シート5fの外
側にファーブラシクリーナー11aを、また内側にバッ
クアップブラシ11bを配設して構成される。
【0022】ところで、図1に説明されるように、定着
した画像を再度給紙し、いわゆる両面画像を形成しよう
とすると、定着後紙に付着したシリコーンオイルのよう
な離型剤が、給紙ローラ、紙搬送部、転写ドラム、感光
ドラムに付着し、画像汚れを発生する。そこで本発明に
おいては、クリーナー11として、多孔質無機微粒子を
分散含有する繊維を用いることでこの画像汚れの発生を
効果的に防止できるものである。多孔質無機微粒子を分
散含有する繊維で形成されるクリーナーは、離型剤を除
去できる場所に配置され、一般には、転写ドラム、転写
ベルトなどの転写材担持部材、感光ドラム、感光シート
などの感光体又はこれらの両者に当接配置される。
【0023】
【実施例】
実施例1 図3は、本発明の実施例に係るブラシ用繊維の拡大斜視
図である。図2に示すファーブラシクリーナー11aに
用いるブラシ用繊維20は、レーヨンやナイロン等の繊
維21中に多孔質無機微粒子、すなわち不定形シリカ系
多孔質粒子、またはアルミナおよびアルミナ水和物を主
体とする多孔質化合物粒子22を均一に分散させて、繊
維全体にシリコーンオイルの吸油性を付与したものであ
る。
【0024】このブラシ用繊維20は、合成繊維の溶融
原料中に多孔質無機微粒子であるシリカ系多孔質粒子、
またはアルミナおよびアルミナ水和物を主体とする多孔
質化合物粒子22を配合し、これをノズルから引出す等
の方法で容易に製造することができる。
【0025】本発明に使用するシリカ系多孔質粒子は、
例えば下記のような方法によって調製される。ステンレ
ス容器に濃度16%のH2SO4水溶液を1lを入れ、よ
く攪拌しつつ、別にSiO2濃度約7%、水硝子の希釈
液を滴下し、混合液のpHを3.0とする。そのまま攪
拌しながら、ゲル化後も引き続き約1時間攪拌し、次い
でアンモニア水溶液を用いてpH7.5まで中和する。
【0026】得られた液をスプレードライ方式で造粒
し、乾燥粒子を得る(10〜150μmの粒径分布があ
る)。これを炭酸アンモニア水溶液を用いてNa+ とS
2−を除去し次いで、350℃で2時間焼成して粉
砕し、分級して約10μmの粒径を有する不定形多孔質
粒子(任意の粉砕で得られる形状の粒子)が得られる。
【0027】また本発明に使用するアルミナおよびアル
ミナ水和物を主体とする多孔質化合物粒子は、例えば下
記のような方法によって調製される。市販されているア
ルミナゾル、例えば日産化学社製100および触媒化成
社製AS−3等は水溶液であるが、これをステンレス容
器に入れ350℃で2時間焼成して、粉砕、分級して多
孔質化合物粒子が得られる。
【0028】ファーブラシクリーナー11aの評価は次
に示す方法で行なった。キヤノン社製CLC−500を
用い、定着に用いるシリコーンオイルKF−96、粘度
300cs(信越化学工業製)のオイル塗布量をA4紙
1枚当り0.08gに調整する。塗布量は、白紙を50
枚通紙し、その場合の1枚当りのシリコーンオイル保持
量を用いる。
【0029】次いで、単色または複数色によりトナーの
転着量を1.5g/枚A4紙になるよう画像形成し、反
転して、任意の画像で連続5枚両面画像形成に供して、
終了する。
【0030】この後に、白紙1枚を例えばA3紙で通紙
し、トナー濃度を低く、極端に0としたときに主に第1
色目のトナーが白紙に転写されるか否かで評価する。現
像器のスリーブ上に存在するトナーの穂は、バイアスが
印加されていないにも拘らず、感光ドラム上に転写オイ
ルが存在するため移行して、移行したトナーは、電荷を
有するので、転写されることになる。したがって、転着
オイルがあれば、白紙上にかぶりを生ずるのでシリコー
ンオイルが除去できたかどうかを判断することができ
る。
【0031】主に1色目が転写される理由は、1色目の
トナーがより多くオイルに付着するとスペーサのように
機能して2色目以降のトナーが付着し難くするからであ
る。かぶり量については、マクベス濃度計で0.10以
上は目視で認識できるので、この値を判断基準に用い
た。作成したファーブラシクリーナー11aによってシ
リコーンオイルを除去できることが確認された。
【0032】実施例2〜3 図4および5に本発明の他の実施例2および3に関する
ブラシ用繊維の拡大斜視図を示す。図4(実施例2)の
ブラシ用繊維23は、レーヨンやナイロン等の扁平合成
繊維中に不定形シリカ系多孔質粒子、またはアルミナお
よびアルミナ水和物を主体とする多孔質化合物粒子を均
一に分散させてなる繊維25の両側を、不定形シリカ系
多孔質粒子、またはアルミナおよびアルミナ水和物を主
体とする多孔質化合物粒子を含まないナイロン等の補強
繊維26で、さらに覆って強度を向上させたものであ
る。
【0033】図5(実施例3)のブラシ用繊維24は、
不定形シリカ系多孔質粒子、またはアルミナおよびアル
ミナ水和物を主体とする多孔質化合物粒子を含まないナ
イロン等の補強繊維26を断面円形中心核とし、その全
周を不定形シリカ系多孔質粒子、またはアルミナおよび
アルミナ水和物を主体とする多孔質化合物粒子を含むブ
ラシ用繊維25で覆って強度を向上させたものである。
本実施例2および3において、シリコーンオイルを除去
する能力があることが確認された。
【0034】上記のようにブラシ用繊維(20、23お
よび24)は太さが、3ないし20デニールの範囲のも
のが好適であるが、1フィラメントあたり3デニールよ
り細いと取扱いに不便を生じ、また20デニールより太
いと被クリーニング部材への機械的影響が大きくなるの
で好ましくない。
【0035】このブラシ用繊維としての太さは、3〜2
0デニールが好適であるので、例えば3デニールの単繊
維を100フィラメント集合させて、300デニールと
した300D/100Fの糸を用いることができる。上
記した繊維(20,23,24)を用いてブラシローラ
を構成する場合には、1平方インチ当り1万〜20万フ
ィラメントの繊維密度を採用するのが適当である。
【0036】本実施例では転写ドラムにファーブラシク
リーナー11aを設けたが、同様に感光ドラムのクリー
ナーのドラム走行方向に対し、下流側に設けてもよい。
また定着後に設けて、定着した画像、転写材上のシリコ
ーンオイルを除去できるようにしてもよい。さらに、給
紙、搬送路上に設け、シリコーンオイルを除去できるよ
うにしてもよい。
【0037】上記の何れの実施例においても、シリコー
ンオイルの塗布量がA4紙一枚当り80mgであったの
で、例えば図6に示すように、繊維中に含まれる不定形
シリカ(または不図示のアルミナおよびアルミナ水和物
を主体とする多孔質化合物粒子)の含有率としては5w
t%が選択された。シリコーンオイルの吸収は、この不
定形シリカ多孔質粒子(またはアルミナおよびアルミナ
水和物を主体とする多孔質化合物粒子)によって成され
るので、図6に示すように繊維の種類によらず成立する
ことが判る。
【0038】実施例4 実施例1において、アルミナゾルの代りに、固形分濃度
30重量%のシリカゲル(商品名:カタロイドSI−3
50、触媒化成社製)を用いてクリーニングブラシを得
た。このブラシを実施例1と同様に用いたところ、シリ
コーンオイルを除去できた。
【0039】
【発明の効果】上記のように、多孔質無機微粒子を繊維
中に分散させた繊維で形成されたクリーニングブラシに
より、シリコーンオイルなどの離型剤が速やかに吸収さ
れ転移した離型剤を除去することのできる効果が奏され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】離型オイルが感光ドラムに転写し、画像汚れを
生ずるメカニズムの説明図である。
【図2】本発明による画像形成装置の概略的断面図であ
る。
【図3】本発明によるクリーニングブラシを形成する繊
維の1態様を示す説明図である。
【図4】本発明によるクリーニングブラシを形成する繊
維の他の1態様を示す説明図である。
【図5】本発明によるクリーニングブラシを形成する繊
維の他の1態様を示す説明図である。
【図6】離型剤オイルの転写防止領域を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−33319(JP,A) 特開 平2−38444(JP,A) 特開 昭57−143526(JP,A) 特開 平5−86501(JP,A) 特開 昭63−123077(JP,A) 特開 平2−193180(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 21/10 - 21/12 D01F 1/00 - 8/18

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静電プロセスを利用する画像形成装置に
    用いられるクリーニングブラシにおいて、該ブラシの繊
    維が繊維中に多孔質無機微粒子を分散させてなることを
    特徴とするクリーニングブラシ。
  2. 【請求項2】 前記多孔質無機微粒子が、不定形シリカ
    系多孔質粒子であることを特徴とする請求項1記載のク
    リーニングブラシ。
  3. 【請求項3】 前記多孔質無機微粒子が、アルミナおよ
    びアルミナ水和物を主体とする多孔質粒子であることを
    特徴とする請求項1記載のクリーニングブラシ。
  4. 【請求項4】 離型剤が付与された定着手段で、転写材
    上に転写されたトナー画像の定着を行う定着装置を備え
    る電子写真装置において、該離型剤を吸収する多孔質無
    機微粒子を分散含有する繊維を有するクリーニング部材
    を備えている画像形成装置。
  5. 【請求項5】 多孔質無機粒子が不定形シリカ系多孔質
    粒子である請求項4記載の画像形成装置。
  6. 【請求項6】 多孔質無機粒子が、アルミナおよびアル
    ミナ水和物を主体とする多孔質粒子である請求項4記載
    の画像形成装置。
  7. 【請求項7】 クリーニング部材がクリーニングブラシ
    である請求項4記載の画像形成装置。
  8. 【請求項8】 転写材の両面にトナー画像形成手段を有
    する請求項4ないし7の何れかに記載の画像形成装置。
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