JPH079169Y2

JPH079169Y2 - 導電性ブラシ用導電性複合繊維

Info

Publication number: JPH079169Y2
Application number: JP1987123140U
Authority: JP
Inventors: 利夫渡辺
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1987-08-13
Filing date: 1987-08-13
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2002-08-13
Also published as: JPS6429666U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、複写機またはプリンター等の装置において、
感光体に残留するトナーを除去するためのクリーニング
装置に用いられるブラシに関し、特に、該ブラシを導電
性複合繊維により構成してなるものに関する。

（従来の技術およびその問題点）従来より、電子複写機等の装置においては、クリーニン
グブラシや帯電ブラシ等に、ブラシローラを用いてい
る。このブラシローラとしては、カーボン粉等の導電性
微粉末を分散させたポリマーよりなる導電性繊維でブラ
シ毛を構成し、このブラシ毛を円筒状の支持体の表面に
多数植設したものを用いていることが多い。

上記したようなブラシローラとしては、例えば、特公昭
56-40349号公報や、実開昭61-86040号公報に示されるよ
うなものが公知である。

上記した従来例のうち、特公昭56-40349号公報に示され
る例においては、ブラシ等の一部が導電性繊維により構
成されているものであり、該導電性繊維が導電部材と絶
縁性被覆部材との複合材料によって形成されているもの
である。

また、実開昭61-86040号公報に示されているブラシロー
ラにおいては、ブラシ毛として導電部材を絶縁性被覆部
材でカバーしたものを用いており、該導電性繊維を固着
する導電性接着剤の部分で、絶縁性被覆部材の絶縁を破
壊することにより、導電部材が導電性接着剤と通電され
るように構成している。

上記したように、クリーニングブラシローラ等に用いら
れる導電性繊維としては、導電部材と絶縁性被覆部材と
の複合材料が従来より用いられており、それらの組合せ
として、第４図ないし第６図にそれぞれ示されるよう
な、導電性複合繊維が使用されている。

まず、第４図に示される導電性繊維は、ポリマーにカー
ボン微粉末を均一に分散させ、導電性繊維1aを導電部材
２により構成している。このように構成した導電部材
は、比較的安価なものであり、その製造も容易に行い得
るという長所を有する。

しかし、以下に記載するように、多くの問題点を有して
いる。

つまり、（イ）カーボンを増量して抵抗値を下げるようにするこ
とにより、繊維の強度が低下し、ブラシ製造時、およ
び、実際の使用時に糸切れ等の問題が発生しやすい。

（ロ）使用可能なポリマーの種類が限定される。（レー
ヨン、アクリル等）（ハ）抵抗値を増加させようとすると、その抵抗率が温
・湿度の影響を受け、安定した値に維持出来ないという
問題が発生する。

これに対して、第５図に示されるような導電性繊維1bに
おいては、導電部材２を絶縁性被覆部材４で被覆した状
態で形成している。このような導電性繊維1bは、前述し
た実開昭61-86040号公報に示される従来例に適用される
ものであるが、上記したように、導電性繊維1bを構成す
ることは、以下の（イ）〜（ハ）に記載されるような長
所と、（ニ）〜（ホ）に記載されるような欠点がある。

（イ）繊維の外側を高強度の絶縁性ポリマーで被覆して
いるので、芯部材を抵抗値が小さいものとして構成して
も、該繊維の強度低下の度合が少ない。

（ロ）使用可能なポリマーの制限が少なく、任意の素材
を用いることが可能になる。

（ハ）導電部材の抵抗率が温・湿度の影響を受けにくく
なり、安定した性能を発揮出来る。

上記したような長所に対して、以下の欠点が発生する。

すなわち、（ニ）ブラシローラに加工した状態においては、ローラ
本体との電気的な接続のために、繊維芯部への給電を絶
縁性被覆部材４に微小クラック、またはトンネル効果等
を利用して行うために、クリーニングブラシローラの使
用時に高い電圧を印加することが必要となる。

（ホ）ブラシローラの使用中にブラシ毛の根元部分の被
覆が破壊されると、その特定のブラシ毛にのみ高電圧が
印加されるために、感光体が破壊されたり、正常な部分
が電圧降下を起してクリーニング不良、または、帯電不
良を発生する等の不具合がある。

第６図に示される従来例においては、導電性繊維1cを第
５図の場合とは逆に、芯部材としての絶縁性部材４を導
電部材２で被覆して構成している。このように導電性繊
維を構成する場合には、芯部材を構成する絶縁性ポリマ
ーによって、導電性繊維１の強度を十分に確保出来ると
いう長所を有するものとなる。

これに対して、（イ）導電部材により形成される被覆部材が、ブラシ加
工時、または、実際の使用時に衝撃、摩擦等によって剥
離または離脱しやすい。

（ロ）高い抵抗率（10⁵Ωcm以上）のものは、温・湿度
の影響を受け、一定の抵抗値を保持出来ない。

等の欠点を有しているものである。

上記したように、従来例に示されるような構成の導電性
繊維においては、複写機の感光体の清掃を行うためのブ
ラシローラとして構成する場合に、その繊維の必要条件
を十分に満たし得るものは少ない。

（考案の目的）本考案は、上記したようなブラシローラ等に用いられる
導電性繊維の欠点を解消するもので、導電性繊維の強度
を確保した上で、必要な電圧／電流をパイルの先端に安
定して供給出来るとともに、実際の使用時に、パイルの
毛倒れ、毛の絡みつき等を発生させないような導電性繊
維を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段および作用）本考案は、体積抵抗率の異なる２種類の導電性材料で構
成してなる導電性ブラシ用導電性複合繊維に関する。本
考案においては、繊維の芯部材を体積抵抗率10¹〜10⁵Ω
cmの導電性材料で構成し、前記芯部材の周囲の被覆部材
を体積抵抗率10⁵〜10¹⁰Ωcmの半導電性材料で構成して
いる。

したがって、本考案の導電性ブラシ用導電性複合繊維に
おいては、導電性繊維をブラシローラに適用する際に、
その材料の強度を十分に確保出来るとともに、ブラシロ
ーラとして使用中に、パイルの毛が倒れたりすることを
防止出来、クリーニング装置による清掃効果を十分に発
揮させ得るものとすることが可能になる。

（実施例）図示された例に従って、本考案の導電性ブラシ用導電性
複合繊維の構成を説明する。

第１図に示されるように、本考案の導電性繊維１は、芯
部の導電部材２を導電性微粉末の含有量が多い導電性の
部材として構成し、その芯部材の周囲の半導電性被覆部
材３を、導電性微粉末の含有量が少ないものとして構成
している。

具体的には、導電部材２としては、ポリエステル、ナイ
ロン、または、アクリル等の材料に体積抵抗率が10³Ωc
mとなるように、多量のカーボンの微粉末を分散させた
ものを使用すると良い。

また、半導電性被覆部材３としては、ポリエステルまた
はアクリルに、体積抵抗率が10⁹Ωcmとなるように、微
量のカーボン微粉末を分散させたものを用いる。そし
て、これらの２種類の材料を通常の複合繊維の紡糸の場
合と同様に、原料を溶融または溶解し、オリフィスから
押し出し、冷却または脱溶媒工程により固化し、必要に
応じて延伸を行う等の工程を経て、導電性繊維として製
造する。

したがって、本考案の導電性繊維１を用いたブラシロー
ラにおいては、半導電性被覆部材３が絶縁性のものでな
いために、ブラシの根元部の半導電性被覆部材３を介し
て、導電部材２に電流が供給される。

また、半導電性被覆部材３が充分な強度を有するもので
あるから、導電性繊維１をブラシローラに使用する場合
にも、長時間の使用に耐えることが可能であり、耐久
性、強度、形状の維持性能および抵抗値の安定性等の全
てを満足させ得るものとなる。

上記したような導電性繊維１を用いて構成したクリーニ
ングブラシローラ10を第２図に示す。

この第２図に示される実施例において、クリーニングブ
ラシローラ10は、パイル部11を基布の横糸12に対して導
電性接着剤13により接着して形成しており、該パイル生
地を導電性パイプ14の表面に接着してブラシローラとし
て構成する。

このクリーニングブラシローラ10において、導電性パイ
プ14をアルミ製のパイプで構成し、該導電性パイプ14に
電源から給電ケーブル、ローラ端部のシャフトを介し
て、給電を行うように構成する。そして、前記導電性パ
イプ14から、導電性接着剤13、パイル部11の導電性繊維
を構成する半導電性被覆部材、導電部材を介して、該パ
イル部11の先端に給電が行われる。

なお、図示される例において、クリーニングブラシロー
ラ10のパイル部11は、10デニールの太さの繊維を約50本
束にしたもの（ヤーン）を、ＶまたはＷ織りでブラシ化
したもの（図示される例はＶ織り）で、パイルは横糸1
2、縦糸および導電性接着・充填材で保持されている。
そして、ブラシ表面のパイル密度は３万本／in²、パイ
ルの高さは14mmに形成される。

上記したようにして構成された導電性複合繊維を用い、
クリーニング装置を構成する例を第３図に示している。
この実施例において、感光体としてベルト状感光体を用
いる場合の例を示しているが、該感光体に複写の工程に
おいてトナー画像を形成し、該トナー画像を用紙用紙に
転写し、その後で感光体表面に残留するトナーを清掃す
るクリーニング装置である。

本考案の実施例においては、クリーニング装置20は、内
部にブラシローラ10、集塵ローラ26、スクレーパ27、ス
クリュウー28等を内蔵したクリーナハウジング25と、該
クリーナハウジング25の前の部分に設け、トナーの除電
を行う清掃コロトロン21とにより構成している。

この清掃コロトロン21は、電源22により給電が行われ、
感光体35の表面に対して負のコロナ放電を行い、トナー
を負（−５〜15μc/g）に帯電される。そして、感光体3
5表面から遊離されたトナーを、クリーニングブラシロ
ーラ10によって除去するようにしている。

本考案のクリーナハウジング25内に設けられるクリーニ
ングブラシローラ10は、太さ５〜15デニールの導電性繊
維が、２〜５万本／in²植毛されたもので、パイルの先
端にはクリーニング用電源31から250〜350Vの直流電圧
が印加されている。なお、クリーニングブラシローラ10
は感光体35の移動方向とは逆方向に、周速100〜200mm/s
ecで回転され、該ブラシの先端の感光体35に対する干渉
深さを約2mmに設定している。

また、本考案の上記したクリーニングブラシローラ10の
上の部分には、集塵ローラ26と、該集塵ローラ26に接触
されるスクレーパ27、および、スクレーパ27により掻き
取られたトナーを回収するために、スクリュー28、溝状
に構成したガイド29よりなる搬送装置が設けられてい
る。

上記集塵ローラ26は、表面が絶縁された金属製のローラ
であり、集塵用電源30からクリーニングブラシローラ10
への印加電圧と同極性で、前記したクリーニング用電源
31による電圧よりも250〜350V高い直流電圧が印加され
る。

前記集塵ローラ26は、クリーニングブラシローラ10とは
逆方向に、300〜600mm/secの周速で回転される。また、
前記ローラ集塵ローラ26と、クリーニングブラシローラ
10との干渉深さは2mm程度に設定される。

上記した本考案のクリーニング装置において、感光体35
の表面にトナー画像を用紙に転写した後に残留するトナ
ー粒子は、清掃コロトロン21による放電で（−）の帯電
が行われ、そのトナー粒子をクリーニングブラシローラ
10の静電吸引力によって、パイルの先端に移転させる。
そして、ローラのパイルの先端に移動したトナー粒子
は、該ローラ10の回転にしたがって移動し、集塵ローラ
26との干渉部に至る。

前記クリーニングブラシローラ10と集塵ローラ26との干
渉部で、パイルの先端に捕捉されているトナー粒子は、
該集塵ローラ26の静電吸着力によって、集塵ローラ26の
表面に移転され、それによってクリーニングブラシロー
ラ10は清浄な状態に戻る。また、集塵ローラ26に移動さ
れたトナー粒子は、スクレーパ27により掻き落されて、
スクリュー28によりクリーナハウジング25外のトナー回
収装置に運ばれる。

ところで、前記した静電式ブラシクリーナのクリーニン
グブラシローラ10には、以下の（ａ）〜（ｃ）に記載さ
れるような条件が要求される。

つまり、（ａ）使用環境（温・湿度）に依存せずに、パイルの先
端に一定の電圧が保持されること。

（ｂ）使用時間の経過とともに、パイルの絡み、毛倒れ
等が発生しないこと。（上記現象が発生すると、感光体
35の表面および集塵ローラ26との干渉深さが減少し、ク
リーニング能力と、集塵能力が低下し、複写画像に地肌
荒れ、残像等の画像の欠陥が生じる。）（ｃ）使用時に毛切れによるパイルの脱落を発生しない
こと。（上記現象が発生すると、脱落した毛は感光体に
付着して移動され、次の帯電工程で、帯電コロトロンに
引掛かってスパークを発生させたり、露光領域で影……
短い黒点となって画像に現れること……等の種々の不具
合を発生する）上記したような問題点が発生することを防止するため
に、本考案のクリーニングブラシローラに用いる導電性
繊維は、第１図に示されるように、比較的強度の大きい
半導電性被覆部材３によって導電部材２を被覆して構成
したものを用いる。

つまり、第１図に示される本考案の導電性繊維１におい
ては、その太さを10デニールに形成し、中央部の導電部
材２の径を該繊維１を円形に仮定した場合に、その繊維
１の太さの1/3程度にしている。そして、該導電部材２
として、アクリルにカーボンを5wt％程度分散したもの
を用い、半導電性被覆部材として、アクリルにカーボン
を1wt％程度分散したものを用いている。

したがって、本考案の導電性繊維においては、上記した
ように構成することによって、上記（ａ）〜（ｃ）の問
題が発生することがないものとなる。

なお、上記した本考案の実施例においては、感光体とし
て、ベルト状のものを用いる場合の例を示しているが、
該感光体は感光体ドラムの場合でも同様なものである。

さらに、本考案の実施例においては、静電式ブラシクリ
ーナに導電性繊維を用いる例を説明しているが、本考案
の導電性繊維は、感光体ドラム等の帯電用ブラシ、また
は、プリンターにおける用紙の除電用等の、各種用途の
除電用ブラシ等としても用いることが出来るものであ
る。また、本考案の実施例においては、清掃コロトロン
21に負、ブラシローラ10と、集塵ローラ26に正の電圧を
印加した例を示しているが、これを逆極性に設定しても
良いものである。

（考案の効果）本考案の導電性繊維は、上記したような構成を有するも
のであるから、繊維強度を確保した上で、必要な電圧／
電流をパイルの先端に安定して供給することが出来る。

また、クリーニングブラシローラとして用いる際に、パ
イルの絡み、毛倒れ等を発生させることがなく、材料の
ポリマーの特性を阻害することなく、導電性繊維を構成
することが出来、導電性ブラシ用導電性複合繊維として
用いる場合には、特にその導電性繊維の特性を活かすこ
とが出来るものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の導電性繊維の断面図、第２図は本考案
のクリーニングブラシローラの拡大断面図、第３図は本
考案のクリーニングブラシローラを用いたクリーニング
装置の説明図、第４図ないし第６図はそれぞれ従来例の
導電性繊維の断面図である。図中の符号１……導電性繊維、２……導電部材、３……半導電性被
覆部材、４……絶縁性被覆部材、10……クリーニングブ
ラシローラ、11……パイル部、12……基布の横糸、13…
…導電性接着剤、14……導電性パイプ、20……クリーニ
ング装置、21……清掃コロトロン、22……電源、25……
クリーナハウジング、26……集塵ローラ、27……スクレ
ーパ、28……スクリュー、29……ガイド、30……集塵用
電源、31……クリーニング用電源、35……感光体。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】体積抵抗率の異なる２種類の導電性材料で
構成してなる導電性ブラシ用導電性複合繊維において、繊維の芯部材を体積抵抗率10¹〜10⁵Ωcmの導電性材料で
構成し、前記芯部材の周囲の被覆部材を体積抵抗率10⁵
〜10¹⁰Ωcmの半導電性材料で構成したことを特徴とする
導電性ブラシ用導電性複合繊維。