JP2001331072A - 電子写真式画像形成装置、それで用いるクリーニング装置、およびそれで用いるブラシローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子写真式画像形成装置において、像担持体
の寿命を短くすることなく、クリーニング装置によるク
リーニング性能を向上して表面汚染物質をも除去し、画
像品質の低下を防止する。 【解決手段】 クリーニング装置のブラシローラ２４
は、紙管３０に、植毛した基布３１を巻き付けてなる。
毛３２は、ポリエステルやポリアミド製で、ループ状に
植毛した毛の先端部分を切り落として直毛とする。ブラ
シローラ２４の基布３１の径、つまりブラシ支持体の径
をＤs（mm）とするとき、植毛密度ρ（１／mm^２）を３
０／πＤs以上とする。そして、ブラシローラ２４の毛
単体の径Ｄf（mm）を、０．０５以上として、その毛単
体が、感光体１０の表面を押圧する力の平均を１０×１
０^−５（Ｎ）以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機やプリン
タやファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形
成装置に関する。特に、そのうち、帯電・書込み・現像
・転写・クリーニング等の電子写真プロセスを繰り返し
て像担持体上に逐次トナー画像を形成し、そのトナー画
像を順次転写して最終的に記録媒体に記録を行う電子写
真式の画像形成装置に関する。および、そのような電子
写真式画像形成装置において、像担持体の表面を清掃す
るクリーニング装置に関する。ならびに、そのような電
子写真式画像形成装置のクリーニング装置において用い
るブラシローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真式画像形成装置では、モ
ノクロの場合は、像担持体である感光体上にトナー画像
を形成し、そのトナー画像を、用紙・ＯＨＰシート等の
記録媒体に転写後、感光体上に残留するトナーをクリー
ニング装置で除去し、再度の画像形成に備えていた。

【０００３】また、カラーの場合には、例えば、感光体
上に単色画像を形成し、その単色画像を逐次転写して、
像担持体である中間転写体上に合成カラー画像を形成
し、その合成カラー画像を記録媒体に一括して転写す
る。そして、画像転写後、像担持体である感光体や中間
転写体上に残留するトナーをそれぞれクリーニング装置
で除去し、再度の画像形成に備えていた。

【０００４】クリーニング装置には、クリーニング部材
として、１）ブラシローラを用いたもの、２）ブレード
を用いたもの、３）磁気ブラシを用いたもの、４）バイ
アスローラを用いたものなどがあった。ブラシローラを
用いたものには、ループブラシを用いたものと直毛ブラ
シを用いたものとがあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、クリーニン
グ部材としてループブラシを用いたものでは、直毛ブラ
シの数十〜数百倍の押圧力を生むから、ＯＰＣ等の樹脂
の像担持体を使用する場合には、掻き取り力が強すぎて
像担持体自体を削り、そのＣＴＬ層（電荷輸送層）が摩
耗して像担持体の寿命を短くする問題があった。また、
ループ密度を上げることができないことから、掻き取り
にむらを生じて像担持体の表面に筋ができ、画像品質が
低下する問題があった。

【０００６】ところで、像担持体の表面には、トナーが
付着するのみでなく、帯電時や転写時に発生する反応性
ガス（オゾン、窒素酸化物など）が付着し、また転写時
には、用紙の表面改質に用いられるタルクやクレイ等、
もしくは用紙の繊維自体も付着する。

【０００７】これらの付着物（表面汚染物質）は、上記
１）のループブラシを用いたクリーニング部材では除去
することができるが、１）の直毛ブラシを用いたクリー
ニング部材や、２）〜４）を用いたクリーニング部材で
は取り去ることが困難であった。特に表面にフッ素系樹
脂やワックス類を有する、表面摩擦係数がオイラーベル
ト法で０．２以下の像担持体を用いる場合には、十分に
除去することができなかった。

【０００８】つまり、直毛ブラシを用いたクリーニング
部材等では、像担持体上の転写残トナーはきれいに除去
することができるものの、表面汚染物質までもきれいに
除去することはできなかった。

【０００９】これは、例えば特開平９-２８８４４１号
公報に記載されるようにブラシの植毛密度を上げてブラ
シ全体の押圧力を大きくしても、変わりなかった。ま
た、ブラシの掻き取り力を大きくすべく、像担持体に対
する食い込み量を上げても、変わらなかった。この場合
には、むしろ、ブラシにクリープと呼ばれる変形をきた
し、トルク変動を生じて回転むらを発生し、音や振動の
原因となる別の問題も生じた。

【００１０】そこで、この発明の第１の課題は、電子写
真式画像形成装置において、像担持体の寿命を短くする
ことなく、クリーニング装置によるクリーニング性能を
向上して表面汚染物質をも除去し、画像品質の低下を防
止することにある。

【００１１】この発明の第２の課題は、そのような電子
写真式画像形成装置において、画像品質の低下を一層防
止することにある。

【００１２】この発明の第３の課題は、ブラシの押圧力
を簡易に高めてクリーニング性能を向上することにあ
る。

【００１３】この発明の第４の課題は、像担持体に過剰
な負荷や負荷変動を与えることなく、ブラシローラをス
ムーズに回転可能とすることにある。

【００１４】この発明の第５の課題は、さらに像担持体
に過剰な負荷や負荷変動を与えることなく、ブラシロー
ラをスムーズに回転可能とすることにある。

【００１５】この発明の第６の課題は、像担持体の寿命
を一層長くし、像担持体からのトナー移動を容易として
異常画像の発生を防止することにある。

【００１６】この発明の第７の課題は、簡単な構成で、
像担持体の表面摩擦係数を０．３以下とすることにあ
る。

【００１７】この発明の第８の課題は、像担持体が感光
体である場合にも、適用可能とし、またこの発明の第９
の課題は、中間転写体である場合にも、適用可能とする
ことにある。

【００１８】この発明の第１０の課題は、電子写真式画
像形成装置のクリーニング装置において、像担持体の寿
命を短くすることなく、クリーニング性能を向上して表
面汚染物質をも除去し、画像品質の低下を防止すること
にある。

【００１９】この発明の第１１の課題は、そのようなク
リーニング装置において、一層クリーニング性能を向上
することにある。

【００２０】この発明の第１２の課題は、また電子写真
式画像形成装置におけるクリーニング装置のブラシロー
ラにおいて、像担持体の寿命を短くすることなく、クリ
ーニング性能を向上して表面汚染物質をも除去し、画像
品質の低下を防止することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】そのため、請求項１に記
載の発明は、上述した第１の課題を達成すべく、像担持
体の表面をブラシローラで清掃する電子写真式画像形成
装置において、ブラシローラの毛を直毛とし、そのブラ
シローラのブラシ支持体の径をＤs（mm）とするとき、
植毛密度ρ（１／mm^２）を ρ ≧ ３０／πＤs とするとともに、その毛単体が像担持体の表面を押圧す
る力の平均を１０×１０^−５（Ｎ）以上としてなる、こ
とを特徴とする。

【００２２】請求項２に係る発明は、上述した第２の課
題を達成すべく、請求項１に記載の電子写真式画像形成
装置において、植毛密度ρ（１／mm^２）を ρ ≧ ８０／πＤs としてなる、ことを特徴とする。

【００２３】請求項３に係る発明は、上述した第３の課
題を達成すべく、請求項１、または２に記載の電子写真
式画像形成装置において、ブラシローラの毛単体の径を
Ｄf（mm）とするとき、 Ｄf ≧ ０．０５ としてなる、ことを特徴とする。

【００２４】請求項４に係る発明は、上述した第４の課
題を達成すべく、請求項１、２、または３に記載の電子
写真式画像形成装置において、トナーの平均径をＤtと
し、ブラシローラの毛単体の径をＤf（mm）とすると
き、 ρ ≦ ０．５／(Ｄt＋Ｄf)^２ としてなる、ことを特徴とする。

【００２５】請求項５に係る発明は、上述した第５の課
題を達成すべく、請求項４に記載の電子写真式画像形成
装置において、トナーの平均径をＤtとし、ブラシロー
ラの毛単体の径をＤf（mm）とするとき、 ρ ≦ ０．３／(Ｄt＋Ｄf)^２ としてなる、ことを特徴とする。

【００２６】請求項６に係る発明は、上述した第６の課
題を達成すべく、請求項１、２、３、４、または５に記
載の電子写真式画像形成装置において、像担持体の表面
摩擦係数を０．３以下としてなる、ことを特徴とする。

【００２７】請求項７に係る発明は、上述した第７の課
題を達成すべく、請求項６に記載の電子写真式画像形成
装置において、ブラシローラで像担持体に潤滑材を供給
することによって像担持体の表面摩擦係数を０．３以下
としてなる、ことを特徴とする。

【００２８】請求項８係る発明は、上述した第８の課題
を達成すべく、請求項１、２、３、４、５、６、または
７に記載の電子写真式画像形成装置において、像担持体
が、帯電後に書込みを行って静電潜像を形成し、トナー
を付着することによりその静電潜像を可視像化してトナ
ー画像を形成し、そのトナー画像を逐次転写する感光体
である、ことを特徴とする。

【００２９】請求項９に係る発明は、上述した第９の課
題を達成すべく、同じく請求項１、２、３、４、５、
６、または７に記載の電子写真式画像形成装置におい
て、像担持体が、感光体上に形成した単色画像を逐次転
写して合成カラー画像を形成し、その合成カラー画像を
記録媒体に一括して転写する中間転写体である、ことを
特徴とする。

【００３０】請求項１０に係る発明は、上述した第１０
の課題を達成すべく、像担持体の表面をブラシローラで
清掃する電子写真式画像形成装置のクリーニング装置に
おいて、ブラシローラの毛を直毛とし、そのブラシロー
ラのブラシ支持体の径をＤs（mm）とするとき、植毛密
度ρ（１／mm^２）を ρ ≧ ３０／πＤs とするとともに、その毛単体が像担持体の表面を押圧す
る力の平均を１０×１０^−５（Ｎ）以上としてなる、こ
とを特徴とする。

【００３１】請求項１１に係る発明は、上述した第１１
の課題を達成すべく、請求項１０に記載のクリーニング
装置において、クリーニング部材としてブラシローラと
ともに、クリーニングブレードを設けてなる、ことを特
徴とする。

【００３２】請求項１２に係る発明は、上述した第１２
の課題を達成すべく、像担持体の表面を清掃する、電子
写真式画像形成装置におけるクリーニング装置のブラシ
ローラでにおいて、毛を直毛とし、ブラシ支持体の径を
Ｄs（mm）とするとき、植毛密度ρ（１／mm^２）を ρ ≧ ３０／πＤs とするとともに、その毛単体が像担持体の表面を押圧す
る力の平均を１０×１０^−５（Ｎ）以上としてなる、こ
とを特徴とする。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、この発
明の実施の形態につき説明する。図１は、この発明によ
る電子写真式画像形成装置におけるその要部の概略構成
図である。

【００３４】図中符号１０は、像担持体であるドラム状
の感光体である。感光体１０の上側には、感光体１０と
対向してそれと平行に帯電装置１１を備える。その帯電
装置１１から感光体１０の回転方向に、その感光体１０
のまわりには、順に現像装置１２、転写装置１３、クリ
ーニング装置１４などを設ける。

【００３５】また、帯電装置１１の上には、書込み装置
１５を配置する。また、クリーニング装置１４の左下に
は、定着装置１６を設置する。

【００３６】そして、感光体１０の回転とともに、帯電
装置１１で感光体１０の表面を一様に帯電し、書込み装
置１５で書込み光Ｌを照射して書込みを行い、感光体１
０の表面上に静電潜像を形成する。

【００３７】続いて、さらなる感光体１０の回転ととも
に、現像装置１２で潜像部分にトナーを付着して可視像
化し、感光体１０上にトナー画像を形成する。その後、
転写装置１３で、感光体１０の下側に搬送されてきた、
用紙・ＯＨＰシート等の記録媒体１７にそのトナー画像
を転写する。

【００３８】画像転写後の感光体１０表面は、クリーニ
ング装置１４で残留トナーを除去して清掃し、その後例
えば不図示の除電ランプで除電し、帯電からはじまる再
度の画像形成に備える。

【００３９】一方、画像転写後の記録媒体１７は、定着
装置１６へと搬送してその定着装置１６で転写画像を定
着して後、図示しない排出ローラで装置本体外に排出し
て例えば排紙トレイ上にスタックする。

【００４０】ところで、クリーニング装置１４は、例え
ば図２に示すように、ケース２０の上蓋２１でブレード
ホルダ２２を介して、クリーニング部材であるクリーニ
ングブレード２３を支持し、その先端を感光体１０の表
面に押し当ててなる。

【００４１】また、ケース２０で、クリーニング部材で
あるブラシローラ２４を回転自在に支持し、外周を感光
体１０の表面に適宜の食い込み量で押し当てる。ブラシ
ローラ２４の外周は、ケース２０で固定支持する潤滑材
２５とも接触してなる。

【００４２】ケース２０内の底部には、回収したトナー
を軸方向の片側に搬送する搬送スクリュ２６を設ける。
また、ケース２０の開口入口下には、クリーニングブレ
ード２３やブラシローラ２４で掻き落としたトナーが下
方に落下することを阻止するマイラ２７を取り付け、先
端を感光体１０の表面に軽く接触してなる。

【００４３】さて、このようなクリーニング装置１４の
ブラシローラ２４は、図３および図４に示すように、軸
３８に鍔部３３を設け、その鍔部３３を挿入して鍔部３
３のまわりに紙管３０を取り付け、その紙管３０の外周
に、植毛した基布３１を巻き付けて形成する。毛３２
は、ポリエステルやポリプロピレンやポリアミド製で、
ループ状に植毛した毛の先端部分を切り落として直毛と
する。

【００４４】ブラシローラ２４の基布３１の径、つまり
ブラシ支持体の径をＤs（mm）とするとき、植毛密度ρ
（１／mm^２）を ρ ≧ ３０／πＤs とする。

【００４５】そして、ブラシローラ２４の毛単体の径を
Ｄf（mm）とするとき、 Ｄf ≧ ０．０５ として、その毛単体が、感光体１０の表面を押圧する力
の平均を１０×１０^−５（Ｎ）以上とする。

【００４６】なお、ここで、毛単体が、感光体１０の表
面を押圧する力の平均値は、図５に示すようにして求め
た。

【００４７】図５中符号３５は、定番上に水平に設置し
た電子天秤である。この電子天秤３５上に、１００mm幅
のブロック３６を乗せ、さらにその上に進入ガイド３７
を乗せてから、秤量値（メモリ）を０にリセットする。
そして、このブロック３６の上面と平行になるようにブ
ラシローラ２４の軸３８をハイトゲージに固定し、ブロ
ック３６の上面に対して所定の食い込み量となるように
ブラシローラ２４の高さ位置を調整する。

【００４８】その後、ハイトゲージをスライドしてブラ
シローラ２４を進入ガイド３７で案内してブロック３６
上に移動し、ブラシローラ２４でブロック３６の上面を
押圧した。そして、このとき電子天秤の１分後の秤量値
を求めてこれをブラシローラ２４の１００mm幅での押圧
力とした。これにより、この値を、１００mm幅での毛の
数で割って毛１本の平均押圧力とした。

【００４９】ところで、毛３２を直毛とする理由は、ル
ープ状の毛を用いるより感光体１０のＣＴＬ層（電荷輸
送層）の摩耗を少なくして感光体１０の寿命を長くする
ことができるからであり、またループ状の毛を用いるよ
り植毛密度を上げて感光体１０の表面にできる筋（ブラ
シ跡）を目立たないようにし、画像品質の低下を防止す
ることができるからである。

【００５０】植毛密度ρを３０／πＤs以上とする理由
は、基布３１の軸方向単位長さ当りの植毛数（線密度）
をαとすると、 α ＝ ρπＤs …………………………… となり、実験によると、この線密度αが３０に満たない
と、ブラシ跡が目立つからであり、３０以上、特に８０
以上となると、ブラシ跡が視覚的に認知できない間隔と
なり、ほとんど目立たなかったからである。

【００５１】そこで、 α ≧ ３０ ……………………………… 望ましくは、 α ≧ ８０ ……………………………… とする必要がある。

【００５２】上記式とから、 ρπＤs ≧ ３０ となり、これを変形すると、 ρ ≧ ３０／πＤs となる。

【００５３】同様に、上記とから、望ましくは、植
毛密度ρを ρ ≧ ８０／πＤs とするとよい。

【００５４】図６は、横軸に植毛線密度αをとり、縦軸
に単毛圧力をとって、ポリエステル・ポリプロピレン・
ポリアミドの材質別に、各種の直毛ブラシをプロットし
たものである。この図６において、線Ａより左側の、植
毛線密度αが３０（本／ｍｍ）以下の図中ａのもので
は、長い間の使用により感光体１０の表面に線状の傷を
付ける。この線状の傷は、帯電電位や露光後電位のむら
を生じ、画像に白筋や黒筋を発生する。

【００５５】実験によると、植毛線密度αが３０（本／
ｍｍ）を越え、８０（本／ｍｍ）以下の図中ｂのもので
は、悪い条件が重なったとき、やはり筋を発生すること
があった。しかし、図中線Ｂより右側の、８０（本／ｍ
ｍ）以上の図中ｃのものでは、ほとんどの条件で画像上
に筋を発生することはなかった。

【００５６】図７も同様に、横軸に植毛線密度αをと
り、縦軸に単毛圧力をとって、ポリエステル・ポリプロ
ピレン・ポリアミドの材質別に、各種の直毛ブラシをプ
ロットしたものである。このうち、植毛線密度αが大体
１０００（本／ｍｍ）以下で単毛圧力が１×１０^−５〜
６×１０^−５（Ｎ／本）の範囲にある例えば図中ｄのも
のなどが、従来用いられていたものである。このような
単毛圧力のものでは、十分なクリーニング性能を得るこ
とができず、例え図中ｅのもののように植毛線密度αを
上げたとしても、クリーニング性能を向上することがで
きなかった。

【００５７】感光体１０に滑剤を塗布しつつ長期間（１
万枚以上の）プリント動作を行った後、高湿環境下でプ
リントしたところ、像流れや画像ボケ等の異常画像が多
発した。これは、感光体１０の表面にＮＯｘ等の活性ガ
スが蓄積し、高湿環境下でＮＯｘが吸湿して感光体１０
の表面抵抗を下げ、潜像電荷を散逸したことによると思
われる。

【００５８】実験によると、単毛圧力を１０×１０^−５
（Ｎ／本）近くまで上げた図中ｆやｇのものでも、場合
によっては、十分なクリーニング性能を得ることができ
なかった。すなわち、ＡＣ電圧を印加する、近接や接触
タイプの帯電装置１１や転写装置１３を用いる場合に
は、感光体１０上への表面汚染物質の蓄積量が多くなる
から、このような場合に表面摩擦係数が小さい感光体１
０を用いるときには、十分なクリーニング性能を得るこ
とができず、やはり高湿環境下で部分的に像流れが発生
した。この範囲では、おそらく、当接条件を調整するこ
とで、像流れ等の異常画像を出さないようにすることは
不可能ではないと思われる。しかしながら、余裕度が少
ないといえる。

【００５９】単毛圧力を、図中線Ｃより上の、１０×１
０^−５（Ｎ／本）以上とした図中ｈのものでは、毛の剛
性を大きくして、そのようなＡＣ電圧を印加する、近接
や接触タイプの帯電装置１１や転写装置１３を用い、表
面摩擦係数が小さい感光体１０を用いる場合にも、感光
体１０上の表面汚染物質を十分に除去することができ、
高湿環境下でも像流れや画像ボケ等の異常画像は発生し
なかった。

【００６０】なお、植毛線密度αが大きくなり、また単
毛圧力が大きくなるにつれ、感光体１０の回転負荷が増
大することとなり、直毛ブラシは実際上使えなくなる。
その限界が、図中線Ｄである。

【００６１】ところで、図８には、ステンレスの薄板を
毛に見立てて、その毛を感光体に見立てた平面に当接さ
せたときの状態を１０倍スケールで示したものである。
外径φ１８ｍｍ、ブラシ支持体の径φ８ｍｍ、毛の長さ
５ｍｍとし、感光体に１．５ｍｍ食い込ませた。

【００６２】このとき、毛の先端が平面に当接する位置
を読み取って、その位置から毛先端間の間隔を求め、さ
らにブラシ先端部分の角度γの正接cosγを掛けて毛の
間隔を求めて得たグラフが図９である。図９の横軸は、
毛の根元の角度θで感光体の法線方向（図８中Ｏ−Ｏ
線）を０°としたときの傾き角度である。

【００６３】図１０には、ＳＵＳ板の根元の角度θと押
圧力の関係を示す。

【００６４】以上の図から、 １）直毛ブラシの毛は、個々独立に感光体に当接してい
る。 ２）毛の間隔が最も小さくなるのは、毛の曲がりの小さ
い当接開始部である。 ３）当接開始部の毛の間隔は、基布上の毛の間隔の約２
２％である。 ４）当接開始部から最初の１２°の平均のブラシ間隔
は、３０％である。（基布上の毛の間隔に対して） ５）当接開始部から最初の０°までの平均のブラシ間隔
は、５０％である。（基布上の毛の間隔に対して）

【００６５】これにより、空間占有率３０％では、部分
的にトナーを介して毛同士が押し合うような状況が生ま
れるが、それは毛の曲がりが小さい当接開始部付近であ
るために大きなトルク変動を生じない。

【００６６】しかしながら、空間占有率が５０％を越す
と、当接するブラシの半分以上がお互いトナーを介して
押し合うようになり、もはや毛単独で個別に感光体１０
を摺擦するのではなく、直接感光体１０と接触しない毛
まで押圧力に寄与するようになってくる。しかも、その
程度は、毛の倒れ具合や毛に付着するトナーの量によっ
て変化するため、感光体１０に対するブラシの押圧力や
感光体１０の駆動トルクに変動をもたらす。

【００６７】いま、図１１に示すように、ブラシローラ
２４の毛３２単体の径をＤf、トナー４０の径をＤtとす
ると、毛３２にトナー４０が一層付着したときの空間占
有面積は、(Ｄt＋Ｄf)^２となり、これに植毛密度ρを掛
けた、基布３１に対する占有率βは、 β ＝ ρ(Ｄt＋Ｄf)^２ …………………… となる。

【００６８】図１２には、横軸にブラシとトナーの空間
占有率βをとり、縦軸に単毛圧力をとって、ポリエステ
ル・ポリプロピレン・ポリアミドの材質別に、各種の直
毛ブラシをプロットしたものである。上述したとおり、
空間占有率βが図中線Ｅより左側の０．５(％)以下、望
ましくは図中線Ｆより左側の０．３(％)以下であると、
毛３２にトナー４０が付着しても、感光体１０に過剰な
負荷または負荷変動を与えず、ブラシローラ２４の回転
がスムーズに行われた。

【００６９】そこで、 β ≦ ０．５ ……………………………… 望ましくは β ≦ ０．３ ……………………………… とする必要がある。

【００７０】上記式とから、 ρ(Ｄt＋Ｄf)^２ ≦ ０．５ となり、これを変形すると、 ρ ≦ ０．５／(Ｄt＋Ｄf)^２ となる。

【００７１】同様に、上記とから、望ましくは、植
毛密度ρを ρ ≦ ０．３／(Ｄt＋Ｄf)^２ とするとよい。

【００７２】さて、上述したような画像形成装置では、
摩耗を少なくして感光体１０の寿命を長くすべく、感光
体１０の表面摩擦係数は、０．３以下とすることが好ま
しい。そこで、図示例では、ブラシローラ２４の回転と
ともにそのブラシローラ２４で潤滑材２５を削り取り、
感光体１０に塗布することにより供給して感光体１０の
表面摩擦係数を０．３以下としてなる。

【００７３】このように、感光体１０の表面摩擦係数を
０．３以下とすると、感光体１０からのトナーの移動を
容易として異常画像の発生を防止することもできる。

【００７４】なお、上述した例の画像形成装置では、ク
リーニング装置１４のクリーニング部材として、ブラシ
ローラ２４とともにクリーニングブレード２３を併用し
て使用するクリーニング装置を備えた。しかし、この発
明は、クリーニング部材としてブラシローラ単独または
クリーニングブレード以外の他のクリーニング部材と併
用して使用するクリーニング装置を備える画像形成装置
にも、適用し得ることはいうまでもない。

【００７５】ところで、上述した例では、また、モノク
ロ画像形成装置に適用し、像担持体が、帯電後に書込み
を行って静電潜像を形成し、トナーを付着することによ
りその静電潜像を可視像化してトナー画像を形成し、そ
のトナー画像を記録媒体に逐次転写する感光体１０であ
る場合について説明した。

【００７６】しかし、この発明は、像担持体が、例えば
図１３に示すようなカラー画像形成装置における感光体
５０である場合にも、同様に適用することができる。ま
た、感光体５０上に形成した単色画像を逐次転写して合
成カラー画像を形成し、その合成カラー画像を記録媒体
に一括して転写する中間転写体５３である場合にも、同
様に適用することができる。

【００７７】図１３に示すカラー画像形成装置は、ドラ
ム状の感光体５０の回転とともに、帯電装置５１で帯電
し、不図示の書込み装置で書込み光Ｌを照射して書込み
を行い、感光体５０上に静電潜像を形成する。その後、
現像装置５２の各色現像器５２Ｂ・５２Ｃ・５２Ｍ・５
２Ｙの１つを選択的に作動してトナーを付着し、感光体
５０上に単色画像を形成する。

【００７８】その感光体５０上に形成した単色画像は、
中間転写体５３上に転写する。同様に、感光体５０上に
各色トナー画像を形成し、それらのトナー画像を逐次転
写して中間転写体５３上に合成カラー画像を形成する。
そして、その合成カラー画像を用紙５４に一括して転写
する。画像転写後、感光体５０や中間転写体５３上に残
留するトナーは、それぞれのクリーニング装置５５・５
６で除去する。クリーニング装置５５・５６には、それ
ぞれブラシローラ５７・５８を備えてなる。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したとおり、請求項１に係る発
明によれば、ブラシローラの毛を直毛とするから、ルー
プ状の毛を用いるより、像担持体の摩耗を少なくして像
担持体の寿命を長くすることができ、またループ状の毛
を用いるより、植毛密度を上げて像担持体の表面にでき
る筋（ブラシ跡）を細かく目立たないようにし、画像品
質の低下を防止することができる。

【００８０】また、植毛密度ρを３０／πＤs以上とす
るから、上述したように、ブラシ跡が細かく目立たない
ようにすることができる。さらに、毛単体が像担持体の
表面を押圧する力の平均を１０×１０^−５（Ｎ）以上と
するから、毛の剛性を大きくして、像担持体に付着した
反応性ガスやタルク・クレイ・用紙繊維などの表面汚染
物質を除去し、像担持体に対するクリーニング性能を向
上することができる。

【００８１】請求項２に係る発明によれば、植毛密度ρ
を８０／πＤs以上とするから、ブラシ跡が視覚的に認
知できない間隔となり、ほとんど目立たないようにして
一層の画像品質の向上を図ることができる。

【００８２】請求項３に係る発明によれば、ブラシロー
ラの毛単体の径を０．０５ｍｍ以上とすることで、ブラ
シの押圧力を簡易に高めてその毛単体が像担持体の表面
を押圧する力の平均を容易に１０×１０^−５（Ｎ）以上
とし、毛の剛性を強くしてクリーニング性能を向上する
ことができる。

【００８３】請求項４に係る発明によれば、ブラシロー
ラの植毛密度を所定以下として、像担持体に過剰な負荷
または負荷変動を与えず、またブラシローラもスムーズ
に回転することができる。

【００８４】請求項５に係る発明によれば、ブラシロー
ラの植毛密度を上限よりさらに一段下げることにより、
像担持体に一層過剰な負荷または負荷変動を与えず、ま
たブラシローラもスムーズに回転することができる。

【００８５】請求項６に係る発明によれば、像担持体の
表面摩擦係数を０．３以下とするから、摩耗を少なくし
て像担持体の寿命を長くし、また像担持体からのトナー
の移動を容易として異常画像の発生を防止することがで
きる。

【００８６】請求項７に係る発明によれば、ブラシロー
ラで像担持体に潤滑材を供給することにより、簡単な構
成で、像担持体の表面摩擦係数を０．３以下とすること
ができる。

【００８７】請求項８に係る発明によれば、像担持体が
感光体である場合にも、請求項９に係る発明によれば、
像担持体が中間転写体である場合にも、適用することが
できる。

【００８８】請求項１０に係る発明によれば、電子写真
式画像形成装置のクリーニング装置において、請求項１
と同様に、像担持体の寿命を短くすることなく、クリー
ニング性能を向上して表面汚染物質をも除去し、画像品
質の低下を防止することができる。

【００８９】請求項１１に係る発明によれば、そのよう
なクリーニング装置において、クリーニング部材として
ブラシローラとともに、クリーニングブレードを設ける
から、一層クリーニング性能を向上することができる。

【００９０】請求項１２に係る発明によれば、電子写真
式画像形成装置におけるクリーニング装置のブラシロー
ラにおいて、請求項１と同様に、像担持体の寿命を短く
することなく、クリーニング性能を向上して表面汚染物
質をも除去し、画像品質の低下を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による電子写真式画像形成装置におけ
るその要部の概略構成図である。

【図２】その画像形成装置のクリーニング装置部分の拡
大構成図である。

【図３】その感光体との関係で示すブラシローラの斜視
図である。

【図４】そのブラシローラの端面の拡大図である。

【図５】毛単体が、感光体表面を押圧する力の平均値を
求める求め方の説明図である。

【図６】横軸に植毛線密度αをとり、縦軸に単毛圧力を
とって、ポリエステル・ポリプロピレン・ポリアミドの
材質別に、各種の直毛ブラシをプロットして、ブラシの
植毛密度の下限値を示す図である。

【図７】同様に、横軸に植毛線密度αをとり、縦軸に単
毛圧力をとって、ポリエステル・ポリプロピレン・ポリ
アミドの材質別に、各種の直毛ブラシをプロットして、
ブラシの単毛圧力の下限値を示す図である。

【図８】ＳＵＳ板を毛に見立てて、その毛を感光体に見
立てた平面に当接させたときの状態を示す図である。

【図９】ＳＵＳ板の根元の角度と毛の間隔の関係図であ
る。

【図１０】ＳＵＳ板の根元の角度と押圧力の関係図であ
る。

【図１１】そのブラシローラの毛にトナーが一層付着し
た状態における説明横断面図である。

【図１２】横軸にブラシとトナーの空間占有率βをと
り、縦軸に単毛圧力をとって、ポリエステル・ポリプロ
ピレン・ポリアミドの材質別に、各種の直毛ブラシをプ
ロットして、ブラシの植毛密度の上限を示す図である。

【図１３】この発明による電子写真式カラー画像形成装
置におけるその要部の概略構成図である。

【符号の説明】

１０ 感光体（像担持体） １４ クリーニング装置 ２３ クリーニングブレード ２４ ブラシローラ ２５ 潤滑材 ３０ 紙管 ３１ 基布（ブラシ支持体） ３２ 毛 ４０ トナー ５３ 中間転写体（像担持体）

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体の表面をブラシローラで清掃す
   る電子写真式画像形成装置において、 前記ブラシローラの毛を直毛とし、 そのブラシローラのブラシ支持体の径をＤs（mm）とす
   るとき、植毛密度ρ（１／mm^２）を ρ ≧ ３０／πＤs とするとともに、 その毛単体が前記像担持体の表面を押圧する力の平均を
   １０×１０^−５（Ｎ）以上としてなる、電子写真式画像
   形成装置。
2. 【請求項２】 植毛密度ρ（１／mm^２）を ρ ≧ ８０／πＤs としてなる、請求項１に記載の電子写真式画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 前記ブラシローラの毛単体の径をＤf（m
   m）とするとき、 Ｄf ≧ ０．０５ としてなる、請求項１、または２に記載の電子写真式画
   像形成装置。
4. 【請求項４】 トナーの平均径をＤtとし、前記ブラシ
   ローラの毛単体の径をＤf（mm）とするとき、 ρ ≦ ０．５／(Ｄt＋Ｄf)^２ としてなる、請求項１、２、または３に記載の電子写真
   式画像形成装置。
5. 【請求項５】 トナーの平均径をＤtとし、前記ブラシ
   ローラの毛単体の径をＤf（mm）とするとき、 ρ ≦ ０．３／(Ｄt＋Ｄf)^２ としてなる、請求項４に記載の電子写真式画像形成装
   置。
6. 【請求項６】 前記像担持体の表面摩擦係数を０．３以
   下としてなる、請求項１、２、３、４、または５に記載
   の電子写真式画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記ブラシローラで前記像担持体に潤滑
   材を供給することによって前記像担持体の表面摩擦係数
   を０．３以下としてなる、請求項６に記載の電子写真式
   画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記像担持体が、帯電後に書込みを行っ
   て静電潜像を形成し、トナーを付着することによりその
   静電潜像を可視像化してトナー画像を形成し、そのトナ
   ー画像を逐次転写する感光体である、請求項１、２、
   ３、４、５、６、または７に記載の電子写真式画像形成
   装置。
9. 【請求項９】 前記像担持体が、感光体上に形成した単
   色画像を逐次転写して合成カラー画像を形成し、その合
   成カラー画像を記録媒体に一括して転写する中間転写体
   である、請求項１、２、３、４、５、６、または７に記
   載の電子写真式画像形成装置。
10. 【請求項１０】 像担持体の表面をブラシローラで清掃
    する電子写真式画像形成装置のクリーニング装置におい
    て、 前記ブラシローラの毛を直毛とし、 そのブラシローラのブラシ支持体の径をＤs（mm）とす
    るとき、植毛密度ρ（１／mm^２）を ρ ≧ ３０／πＤs とするとともに、 その毛単体が前記像担持体の表面を押圧する力の平均を
    １０×１０^−５（Ｎ）以上としてなる、クリーニング装
    置。
11. 【請求項１１】 クリーニング部材として前記ブラシロ
    ーラとともに、クリーニングブレードを設けてなる、請
    求項１０に記載のクリーニング装置。
12. 【請求項１２】 像担持体の表面を清掃する、電子写真
    式画像形成装置におけるクリーニング装置のブラシロー
    ラでにおいて、 毛を直毛とし、 ブラシ支持体の径をＤs（mm）とするとき、植毛密度ρ
    （１／mm^２）を ρ ≧ ３０／πＤs とするとともに、 その毛単体が前記像担持体の表面を押圧する力の平均を
    １０×１０^−５（Ｎ）以上としてなる、クリーニング装
    置のブラシローラ。