JPH0377989A

JPH0377989A - 電子写真装置のクリーニングブラシ

Info

Publication number: JPH0377989A
Application number: JP1214680A
Authority: JP
Inventors: Masaru Tanaka; 勝田中; Sadao Takahashi; 高橋　貞夫
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-08-21
Filing date: 1989-08-21
Publication date: 1991-04-03
Anticipated expiration: 2014-03-10
Also published as: JP2868539B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、複写機、プリンター、およびファクシミリ等
の電子写真装置における、クリーニング装置のクリーニ
ングブラシに関する。

（従来の技術）複写機等の電子写真装置では、周知のように。

その転写工程において転写紙に転写されずに、静電潜像
坦持体（以下、感光体という）上に残留したトナーや付
着物を除去するための、クリーニング装置を必要として
いる。

このクリーニング装置のクリーニング手段としては、一
般に、ゴム等の弾性体からなるクリーニングブレードや
クリーニングローラー、またはマグネットにより磁性粉
をブラシ状に形成してなるマグネットブラシ、あるいは
ローラーの局面に直毛状の繊維を貼り付けて形成された
ファーブラシ等が使用されている。

ところで、この種のクリーニング手段は、■感光体上の
残留トナー粉を除去して、次の画像形成時の残像の発生
を防止する。

■感光体上に付着した、タルク・カオリン・炭酸カルシ
ウム等の紙成分、ＮＯｘ等のコロナ生成物、およびトナ
ー成分のフィルミング物質等を除去して、感光体の長期
的な使用を可能にする。

ための２つの機能が要求される。

しかしながら、上述した各クリーニング手段では、トナ
ー分の除去は可能となるも、感光体に付着した上記■に
示したような物質の除去が困難となる。

このため、こうした付着物を除去するために、感光体を
摺擦する発砲体ローラーや、感光体に研磨剤を当接させ
るためのマグネットローラーを設けて、感光体の付着物
を除去する方法もあるが、この方法では、その本来の機
能であるべき、トナー粉に対するクリーニング効果が、
あまり期待できなくなる不具合がある。

従来、このような不具合を解決するため、第９図に示す
ように、感光体１への摺擦部Ａをループ状の繊維１１で
形成して、上述のファーブラシを改善したクリーニング
ブラシ４が提案された（実開昭６３−１２２３７１号広
報参照）。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記従来のクリーニングブラシ４は、感光体
１への摺擦部Ａがループ状繊維１１で形成されることに
より、この摺擦部Ａの感光体１に対する摺擦力、および
トナーのトラップ能力が高められるので、トナー粉はも
とより、前述のような付着物をも除去することが可能と
なる。

しかしながら、このクリーニングブラシ４は、第１０図
に示すように、基布１２に繊維を織りこんで多数のルー
プ１３を形成する際に、各ループ１３の高さやピッチに
バラツキが生じて、ループ状繊維１１の摺擦部Ａに、ル
ープ１３の腰の強さが見かけ上強くなる個所と弱くなる
個所が出来る。

このため、第１１図に示すように、感光体１に対する各
ループ１３の接触状態が不均一になって、このループ状
繊維１１の摺擦部Ａの感光体１への接触圧分布にバラツ
キが発生する。

なお、このような接触圧分布のバラツキを解消する方法
としては、従来のファーブラシのように、ローラー状の
芯金１０に巻き付けたループ状繊維１１の外周をシャー
リングによりカットして、クリーニングブラシ４の外径
を均一化すればよい。

しかしながら、このクリーニングブラシ４の場合には、
その外周をシャーリングすることにより、摺擦部Ａのル
ープ１３が切り取られてしまうため、従来のファーブラ
シと何等変わらないものとなってしまう。

従って、上記従来のクリーニングブラシ４では、その摺
擦部Ａの各ループ１３が不揃いのままの状態で使用せざ
るをえないため、上述のような摺擦部Ａの感光体１への
接触圧分布のバラツキを無くすことが出来なかった。

このクリーニングブラシ４は、その接触圧分布のバラツ
キによってトナーや付着物の除去機能が損なわれるよう
なことはさほどないが、感光体１の画像形成機能に悪影
響を及ぼす。

たとえば、セレン系感光体にこのクリーニングブラシ４
を使用した場合には、その摺擦部Ａの接触圧の強弱が、
白筋や黒筋等の濃淡のムラとなって画像上に現れる。ま
た、ＯＰＣ系感光感光体のクリーニングブラシ４を使用
した場合には、初期時はあまり影響が出ないが、この感
光体の０２６層のＣＴ　Ｌ層（表層）の経時的な摩耗状
態が不均一となって、感度ムラや電位ムラが発生し、画
像上に濃淡のムラが現れる。

また、上記従来のループ状繊維１１は、基布１２に織り
込まれる繊維自体が、数１０本の単織維を撚って形成さ
れている。

従って、このようなループ状繊維１１で構成されたクリ
ーニングブラシ４は、その摺擦部Ａを形成するループ１
３自体が、第１２図に示すような、他の繊維と交差して
ループ１３の表面に突出した単繊維（以下これを突出単
繊維１３ａという）を有している。

このように、上記従来のクリーニングブラシ４では、仮
りに各ループ１３の基布１２からの高さを均一に形成し
えたとしても、各ループ１３自体に、突出単繊維１３ａ
による高さのバラツキがあるため、上述のような摺擦部
Ａの感光体１への接触圧分布のバラツキを無くすことが
困難であった。

なお、従来、第１３図に示すように、芯金１０の局面に
、ループ状繊維１１と直毛状繊維１４とを、スパイラル
状に交互に巻き付けて構成されたクリーニングブラシ４
もあるが、このようなりリーニングブラシ４を使用して
も、上述の不具合を解消することは困難であった。

本発明の目的は、トナーや付着物を確実に除去でき、か
つ、上述のようなりリーニングブラシの摺擦部の感光体
への接触圧分布のバラツキによる、感光体および画像品
質への悪影響を無くすことのできるクリーニングブラシ
を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明は、上述の課題を解決するために、上記クリーニ
ングブラシの感光体への摺擦部を、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
混在させた構成とする。

あるいは、上記クリーニングブラシの感光体への摺擦部
をループ状の繊維で形成するとともに、この摺擦部のバ
ネ定数を４００〜６００　ｇ　ｆ　／　ｍとし、かつ、
この摺擦部の繊維の密度を２万〜６万本／ｉｎ２とした
構成とする。

（作　用）本発明によれば、クリーニングブラシの摺擦部の５％〜
５０％のループが切断されることにより、各ループのう
ちの突出したループおよび突出単繊維のループが切断さ
れて各ループの基布からの高さが均一化される。

あるいは、上記クリーニングブラシの感光体への摺擦部
のバネ定数を４００〜６０ｏｇｆ／ｌｌ１ｌとし、かつ
、この摺擦部の繊維の密度を２万〜６万本／ｉｎ”とす
ることにより、この摺擦部の繊維の腰の強さが均一化さ
れる。

また本発明によれば、上述のようにして、各ループの基
布からの高さもしくは摺擦部の繊維の腰の強さを均一化
することにより、上記クリーニングブラシの感光体への
摺擦部と上記感光体との摺擦による摩擦係数が０．５以
上に増大される。

（実　施　例）以下、本発明の実施例を図によって詳細に説明する。

本発明によるクリーニングブラシ４は、第１図に示すよ
うに、基布１２に繊維を織り込んで多数のループ１３を
形成したループ状繊維１１を、金属ローラーからなる芯
金１０の周面に、スパイラル状に巻き付けて構成されて
いる。ここで、芯金１０とループ状繊維１１とは、接着
剤により一体化されている。

また、このクリーニングブラシ４の局面、すなわち、ル
ープ状繊維１１の感光体１への摺擦部Ａは、第２図に示
すように、５％〜５０％（好ましくは５％〜３０％）ル
ープ１３が切断されており、ループ状繊維１３ｂと、直
毛状繊維１３ｃとが、混在されて構成されている。

このとき切断するループ１３としては、第１０図乃至第
１２図で示したような、他のループ１３から極端に突出
したループ１３％および他の繊維と交差してループ１３
の表面に突出した突出単繊維１３ａとすることが、摺擦
部Ａの感光体１への接触圧分布を均一化する上で望まし
い（第３図参照）。

ここで、この突出ループ１３および突出単繊維１３ａを
切断する方法としては、第４図に示すように１局面にエ
ンメリーペーパー１５（紙やすＶ）が貼付された研磨ロ
ーラー１６に対して、摺擦部Ａをｌｌ１１１〜５１程度
喰い込ませてクリ一二ングブラシ４を配置し、この状態
でこのクリーニングブラシ４と研磨ローラー１６とを、
１００〜３０００ｐｐｍ程度の回転数で、互いに逆向き
に回転させる。これにより、クリーニングブラシ４摺擦
部Ａのうち、研磨ローラー１６のエンメリーペーパー１
５に対して最も強く接する部分、すなわち、上述の突出
ループ１３および突出単繊維１３ａが、エンメリーペー
パー１５により研削されて切断される。

ここで、エンメリーペーパー１５のメツシュ（荒さ）は
、＃１００〜＃３０００　（好ましくは＃６００〜＃１
０００）を使用することにより、良好な結果を得ること
ができた。

また、本実施例におけるクリーニングブラシ４のループ
状繊維１１としては、ループの単繊維数；４８Ｆ／１ル
ープ、太さ：６．２５Ｄ／Ｆ、材質；アクリルカーボン
繊維、密度；６００ループ／１ｉｎ”のループ状繊維を
使用した。ここで、Ｆはフィラメント、Ｄはデニールで
ある。

このようにして形成された本発明によるクリーニングブ
ラシ４は、その摺擦部Ａの５％〜５０％のループ１３が
切断されることにより、各ループ１３のうちの突出した
ループ１３および突出単繊維のループ１３ａが切断され
て各ループ１３の基布１２からの高さが均一化され、摺
擦部Ａの感光体１への接触圧分布のバラツキを無くすこ
とができた。

第５図に、このクリーニングブラシ４を使用したクリー
ニング装置の基本的な構成を示す。

第５図において、クリーニングブラシ４は、その摺擦部
Ａが感光体１に対して１ｍ程度喰い込むようにして、ク
リーニング装置本体２内に回転自在に配置される。

このクリーニング装置本体２には、感光体１上のトナー
粉および感光体１の極性や電位を制御する為のクリーニ
ング削りチャージャー３．クリーニングブラシ４に対し
て逆方向に回転しかつ印加されたバイアス電圧によりク
リーニングブラシ４からトナー粉を吸引除去する導電性
ローラー５゜導電性ローラー５に付着したトナー粉を除
去するスクレーパーブレード６、除去したトナー粉をク
リーニング装置本体２から排出させる為の排出コイル７
、クリーニングブラシ４で除去できなかった感光体１上
のトナー粉を感光体１上から掻き取る為のクリーニング
ブレード８．およびクリーニングブレード８が感光体１
から離れたときにクリーニングブレード８のブレードエ
ツジの付着物を掻き落す為のブレードエツジ清掃部材９
等が各々所定の位置に配置されている。

ここで、クリーニングブラシ４は、第５図において、矢
印方向に回転することにより、その摺擦部Ａのループ１
３で感光体１上のトナー粉をトラップして除去するとと
もに、感光体１を摺擦して感光体１上の付着物を除去す
る。

ところで、上述の実施例では、クリーニングブラシ４の
摺擦部Ａの突出したループ１３を切断することにより、
この摺擦部Ａの感光体１に対する接触圧分布のバラツキ
の発生を防止するように構成したが、この摺擦部Ａの感
光体１に対する接触圧分布のバラツキの発生原因として
は、クリーニングブラシ４の摺擦部Ａが、数１０本（本
実施例では４８本）のフィラメント（単繊維）からなる
各ループ１３を基本単位として、構成している点にもあ
る。

すなわち、上述のように、各ループ１３を基本単位とし
て摺擦部Ａを構成した場合には、前述したように、各ル
ープ１３の基布１２からの高さのバラツキが、そのまま
摺擦部Ａの繊維密度のバラツキとして現れてくる。そし
て、この摺擦部Ａの繊維密度のバラツキは、１本ごとの
ループ１３の腰の強さの強弱として現れるため、上述の
ように、この摺擦部Ａの感光体１に対する接触圧分布に
バラツキが発生することになる。

ここで、各ループ１３の基布１２からの高さのバラツキ
は、通常のループ状繊維１１の場合で、せいぜい０．２
〜０．３ｍｍ程度である。従って。

１本のループ１３の腰の強さは、どのループ１３もさほ
ど差があるわけではなく、各ループ１３の粗密により、
その見かけ上の腰の強さに差が生じるにすぎない。

従って、各ループ１３をほぐし、その各フィラメントを
基本単位として、クリーニングブラシ４の摺擦部Ａを形
成し、この摺擦部Ａの繊維密度および腰の強さを均一化
させることにより、摺擦部Ａの感光体１に対する接触圧
分布のバラツキを無くすことができる。このとき、各フ
ィラメントの高さのバラツキは元の状態のままとなるが
、このクリーニングブラシ４では、１本では極めて腰の
弱いフィラメントを基本単位として構成されるので、こ
のフィラメントの高さのバラツキが、摺擦部Ａの感光体
１に対する接触圧分布をバラつかせる因子として作用す
ることはまずないと言える。

このクリーニングブラシ４を形成する方法としては、第
６図に示すように、芯金１０に貼付されたループ状繊維
１１の摺擦部Ａに、規制板１７を喰い込ませるようにし
て当接させ、かつこの状態で芯金１０を回転させる。こ
のとき、規制板１７のクリーニングブラシ４への喰い込
み量りは、Ｌ≧ｏ、ｓｈとすることが好ましい、ここで
、ｈは。

ループ１３の高さである。

これにより、ループ状繊維１１の各ループ１３が、規制
板１７によって過度に折り曲げられて変形され腰の強さ
が弱められる。また、各ループ１３は、規制板１７への
繰返しの当接によってそのフィラメントがほぐされるこ
とにより、各フィラメントが、ある程度自由に動けるよ
うになって摺擦部Ａの腰の強さが略均−に弱められる。

このようにして、クリーニングブラシ４の摺擦部Ａの繊
維密度および腰の強さが均一化される。

ここで、この加工は、短時間内で終えることができるの
で、この加工によって、各ループ１３やフィラメントが
塑性変形を起すことはなく、ループ１３自体の曲がりぐ
せによるクリーニングブラシ４の径の減少は無視できる
程度である。

また、この加工時のクリーニングブラシ４の回転方向は
、クリーニング装置本体２内での回転方向と一致させて
、感光体１に対する順応性を予め高めておくことが好ま
しい。

ところで、このようにして形成したクリーニングブラシ
４は、その摺擦部Ａの繊維密度があまり低いと、その腰
の弱さにより感光体１に圧接したときに、当たりむらが
起きやすくなる。また、この摺擦部Ａの繊維密度があま
り高すぎると、ループ１３の中に入り込んだトナーの除
去がされにくくなり、クリーニングブラシ４のトナー汚
れがひどくなって、そのクリーニング性能が低下される
。

そこで、このクリーニングブラシ４における摺擦部Ａの
適切な、繊維密度、および腰の強さ（以下これをバネ定
数という）を、次のような方法により求めた。

ここで、クリーニングブラシ４の仕様は。

フィラメント；導電性繊維、東し［ＳＡ・７」繊維太さ
；６．２５デニ一ル／フイラメントループ密度；６００
ループ／　ｉ　ｎ２単ループの繊維数；４８フイラメン
ト／１ループ摺擦部密度；２８．８００本／　ｉ　ｎ芯金径；１２ｍ摺擦部幅；３１５■ 摺擦部径；２０ｍループ高さ；４■ 感光体への摺擦部の喰い込み量；１■ とした。

また、クリーニングブラシ４の摺擦部Ａのバネ定数には
、第７図に示すように、感光体１にクリーニングブラシ
４を接触回転させる際の摺擦部Ａの感光体ｌへの喰い込
み量りを、Ｌｌ、Ｌ、とじたときの、摺擦部Ａが感光体
１を押す力Ｆ１．Ｆ２をいて算出した。

その結果、クリーニングブラシ４の摺擦部Ａの繊維密度
を２〜６万本／　ｉ　ｎ　”とし、かつ、そのバネ定数
Ｋを４００〜６００　ｇ　ｆ　／　ｍとしたときに１画
像品質の劣化を防止できた。

ところで、この種のクリーニングブラシは、その摺擦部
の摩擦係数μによっても、クリーニング性能が影響を受
け、この摩擦係数μは、一般に、高くなるほど良いとさ
れる。

この点においても、この発明によるクリーニングブラシ
４は、その局面が研磨ローラー１６や規制版１７により
予めエージングされるので、その表面状態がかなり改善
される。

そこで、第８図に示すように、感光体１の径Ｒ＝　４０
　ｍｍとし、前記バネ定数にの測定時と同じ仕様のクリ
ーニングブラシ４を使用して、このクリーニングブラシ
４の感光体１の中心に向かう力Ｎと、感光体１にかかる
トルクＴとを測定し１次の弐　　μ”　ＮＴＨに基づい
てこのクリーニングブラシ４の摺擦部Ａの摩擦係数μを
算出した。

この結果、従来のクリーニングブラシの摩擦係数μが、
通常、０．２〜０．３．またかなり改善された場合でも
、０．４程度であるのに対して、本実施例のクリーニン
グブラシ４の摺擦部Ａの摩擦係数μは、μ≧０．５　　
となり、摺擦部Ａの表面状態が著しく改善され、クリー
ニングブラシ４のクリーニング性能を向上させることが
できた。

なお、ループ状繊維１１としては、前述のほか、クラリ
「クラカーボ」およびユニチカ「レッグ」などを使用し
ても同様の結果を得た。

（発明の効果）本発明によれば、クリーニングブラシの摺擦部の感光体
への接触圧分布のバラツキを無くすことが出来るので、
感光体の感度ムラや電位ムラ等の発生を防止することが
でき、画像上の濃淡ムラの発生を防止することができる
。また、クリーニングブラシのトナートラップ性能およ
び付着物の除去性能が向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の斜視図、第２図は上記実施例
の部分拡大図、第３図は上記実施例のループの拡大図、
第４図は上記実施例の製法を示す概略側面図、第５図は
上記実施例を配置したクリーング装置の概略側面図、第
６図は上記実施例の他の製法を示す概略側面図、第７図
および第８図は上記実施例の性能測定状態を示す概略側
面図２第９図は従来のクリーニングブラシの断面図、第
１ｏ図は上記クリーニングブラシの要部断面図、第１１
図は上記クリーニングブラシの感光体への配置時の要部
断面図、第１２図は上記従来のクリーニングブラシのル
ープの拡大図、第１３図は従来の他のクリーニングブラ
シの部分斜視図である。４・・・クリーニングブラシ、１０・・・芯金１１・・
・ループ状繊維、１２・・・基布、１３・・・ループ、
１３ａ・・・突出単繊維、１４・・・直毛状繊維、１５
・・・エンメリーペーパー１６・・・研磨ローラー、１
７・・・規制板。図（９域

Claims

【特許請求の範囲】１、電子写真装置の静電潜像坦持体上に、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、上記静電潜像坦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％〜５
０％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たことを特徴とする電子写真装
置のクリーニングブラシ。２、上記摺擦部を研削部材で研磨して、上記ループ状繊
維の突出単繊維のループを切断することを特徴とする請
求項１記載の電子写真装置のクリーニングブラシ。３、上記研削部材が＃１００〜＃３０００のエメリーペ
ーパーからなる請求項２記載の電子写真装置のクリーニ
ングブラシ。４、電子写真装置の静電潜像坦持体上に、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、上記静電潜像坦持体への摺擦部をルー
プ状の繊維で形成するとともに、この摺擦部のバネ定数
を４００〜６００ｇｆ／ｍｍとし、かつ、この摺擦部の
繊維の密度を２万〜６万本／ｉｎ＾２としたことを特徴
とする電子写真装置のクリーニングブラシ。５、上記静電潜像坦持体への摺擦部と上記静電潜像坦持
体との摺擦による摩擦係数を０．５以上としたことを特
徴とする請求項１または請求項４記載の電子写真装置の
クリーニングブラシ。