JP2006195451A - クリーニングブラシ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久によって発生した像担持体上の摩耗ムラやスジ、傷等と、長寿命・高画質を狙って粗面化された像担持体等のスジとに起因する「画像流れ」や「トナーフィルング」の発生を防ぐことができるクリーニングブラシ及びこれを備える画像形成装置を提供すること。
【解決手段】像担持体上に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニングブラシを有するクリーニング手段を備えた画像形成装置において、前記クリーニング手段のクリーニングブラシの像担持体に接している部分を少なくとも２種類の異なる太さの毛体２４ａ，２４ｂで構成するとともに、各毛体２４ａ，２４ｂの像担持体に接している部分の変形抵抗率ρを全て１．１５Ｎ以上に設定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、単色、カラーに関わらず、アナログ及びデジタル複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。中でも、像担持体に付着したトナーや紙紛等を除去するためのクリーニング手段のクリーニングブラシとこれを備える画像形成装置に関するものである。

従来、クリーニングブラシをクリーニングブレードの先端部当接位置の像担持体移動方向上流側に当接させて転写残トナーを搬送する方法が知られている（特許文献１参照）。

又、像担持体を均一に摩耗させ、この像担持体上の異物等を除去する方法が知られている（特許文献２参照）。
特開昭５８−１４４８７５号公報 実用新案登録第２５２００７８号公報

しかし、前記構成でクリーニングブラシを像担持体に押し付けていても、摺擦力が充分でないと帯電器等から発生する放電生成物等が像担持体上に付着する。このため、朝一番に使用する際に画像が流れてしまう「画像流れ」や、像担持体上にトナー若しくはトナー中の成分が付着する「トナーフィルミング」等の画像不良が発生する。又、耐久が進むに連れて像担持体表面に発生する摩耗ムラやスジ、傷等の溝に堆積した放電生成物等やトナー若しくはトナー中の成分等が付着し、画像不良を生じさせてしまう。

更に、近年、像担持体の表面を硬くし、長寿命を狙った像担持体（ユニバーサル硬さ値（ＨＵ）が１５０Ｎ／ｍｍ² 以上）が画像形成装置に用いられている。このため、像担持体の初期状態から、像担持体とクリーニングブレードとの間の摩擦力が高く、更に、耐久が進むに連れて像担持体とクリーニングブレードとの摩擦力が上がっていく。このため、ブレード捲れや欠け、ビビリ等が発生し、トナーがクリーニングブレードのニップをすり抜ける等、別の画像不良が発生する。

そこで、像担持体の長寿命を維持しつつ、クリーニングブレードと像担持体との摩擦力を下げる手段として、像担持体の周方向に合わせて多数のスジを入れ、像担持体の表面に粗面化処理を施す方法がある。この場合も同様に、粗面化によって形成された溝に帯電器等から発生する放電生成物等やトナー若しくはトナー中の成分等の付着物が堆積し、この溝に合ったスジ状の画像不良が発生する。

更に、粗面化された像担持体を用いた場合、この画像不良が発生するまでの時間が、粗面化されていない像担持体に比べて格段と早くなる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、耐久によって発生した像担持体上の摩耗ムラやスジ、傷等と、長寿命・高画質を狙って粗面化された像担持体等のスジとに起因する「画像流れ」や「トナーフィルング」の発生を防ぐことを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、像担持体上の表面に接触して該表面をクリーニングする少なくとも２種類の異なる太さの毛体でクリーニングブラシを構成し、前記毛体の長さが、細い毛体の方が太い毛体のそれよりも長くしたことを特徴とする。

又、本発明は、像担持体と、前記像担持体上の表面に接触して像担持体上に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニングブラシを備えた画像形成装置において、前記クリーニングブラシは少なくとも２種類の異なる太さの毛体を有し、ビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用いて試験した時、荷重６ｍＮで押し込んだ時の前記像担持体のユニバーサル硬さ値（ＨＵ）が１５０Ｎ／ｍｍ² 以上であることを特徴とする。

本発明によれば、耐久によって発生した像担持体上の摩耗ムラやスジ、傷等と、長寿命・高画質を狙って粗面化された像担持体等のスジとに起因する「画像流れ」や「トナーフィルング」の発生を防ぐことができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明に係る画像形成装置の断面図、図２は同画像形成装置のクリーニング装置の概略断面図、図３は同クリーニング装置のクリーニングブラシの部分斜視図、図４は像担持体の横断面図である。

図１に示す画像形成装置の本体の上部には、情報提供源としての原稿３０の画像情報を読み取るための画像読取機構が配置されている。

即ち、不図示のプラテンガラス上に画像面を下向きにして載置された前記原稿３０を照射する光源３１の反射光は、ミラー５ａ，５ｂ，５ｃによって反射された後、画像読取素子及び制御用のＣＰＵを経て画像変調されたデジタル画像信号となる。

次に、上記デジタル画像信号は、レーザ光３５として像担持体１の外周面の帯電部位に照射され、帯電部位に静電潜像が形成される。

像担持体１は、その上方に配置された一次帯電器３により外周面が一様に帯電された後地、レーザ光３５が照射されることにより、その外周面の帯電部位に静電潜像が形成され、静電潜像は、現像装置４の現像剤であるトナーによりトナー画像として現像される。

次に、像担持体１の外周面に形成されたトナー像が転写帯電器７により記録媒体Ｐに転写された後、記録媒体Ｐは像担持体１の外周面から分離され、像担持体１の外周面から分離された記録媒体Ｐは、搬送ベルト４５により定着装置９に搬送される。定着装置９に搬送された記録媒体Ｐは、定着装置９からの熱供給及び圧力付与により定着処理が施された後、排紙トレイ４６上に排出される。

尚、転写処理後における像担持体１の外周面はクリーニング装置８により残留物の除去等のクリーニングが施された後、次の静電潜像形成に備えられることとなる。

一方、紙及び合成樹脂等で構成される記録媒体Ｐ（以下、本実施の形態においては、記録媒体Ｐが紙で構成される場合について説明する）は、以下のように搬送される。即ち、画像形成装置本体の下部に着脱自在に配置されたカセット４１，４１から給紙ローラ対４２，４２により選択的に給紙された後、給紙ローラ対４２，４２から記録媒体搬送方向下流側に配置されたレジストローラ対４３へと搬送される。

レジストローラ対４３に搬送された記録媒体Ｐは、像担持体１の回転に同期して、像担持体１及び転写帯電器７の間に形成された転写空間に搬送され、転写処理及び定着処理が施された後、排紙トレイ４６上に排出される。

次に、前記クリーニング装置８を図２に基いて説明する。

クリーニング装置８は、図示矢印Ｘ方向（時計方向）に回転駆動される像担持体１に隣接して配置されている。このクリーニング装置８には、像担持体１の表面に対して周速比１１０％で図示矢印Ｙ方向（反時計方向）に回転しながら摺接して像担持体１の表面に残留したトナーやタルク等の異物を除去するためのクリーニングブラシ２０を有する。

又、このクリーニングブラシ２０の先端に接触してクリーニングブラシ２０に付着したトナー等をはたき落とすためのスクレーパ２１が設けられている。又、像担持体１の表面を摺擦して該像担持体１の表面に残留するトナーやタルク等の異物を除去するためのクリーニングブレード２２が設けられている。又、クリーニングブラシ２０とクリーニングブレード２２により像担持体１の表面から除去されたトナー等を不図示の廃トナー収容部に搬送して回収するためのトナー搬送スクリュー２３等が設けられている。

像担持体１は外径φ８４ｍｍの感光ドラムで構成されている。一般的に、感光ドラム１は、図４に示すように、アルミシリンダ１ａ上に感光層を塗布しており、感光層は、電荷発生層１ｂ及びその上の電荷輸送層１ｃから成る２層構造に形成されている。尚、本実施の形態に係る感光ドラム１では、電荷輸送層１ｃ上に更に表面離型層１ｄが形成されている。これらの感光ドラム１の最表面層には、通常、クリーニングブレード２２に対する摩擦力を低減させる目的で、フッ素樹脂粒子を分散してある。

又、長寿命と高画質を目的とした感光ドラム１の場合、このフッ素樹脂粒子の含有量を減らす場合がある。このフッ素樹脂粒子の含有量を減らすことで、感光ドラム１の硬度が増し、長寿命及び高画質を達成できるが、感光ドラム１とクリーニングブレード２２との間の摩擦力が大きくなる。

このため、感光ドラム１のビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用いて試験した時、荷重６ｍＮで押し込んだ時の感光ドラム１のユニバーサル硬さ値（ＨＵ）が１５０Ｎ／ｍｍ² 以上では、感光ドラム１とクリーニングブレード２２との間の摩擦力の上昇を抑制するために、感光ドラム１表面の周方向に合わせて多数のスジを入れている。即ち、感光ドラム１の表面をわざと粗し、表面粗さＲｚを０．３μｍ以上にした。このときの感光ドラム１の表面プロファイルを図５に示す。

ここで、ユニバーサル硬さ値（ＨＵ）とは、正四角錐のダイヤモンド製圧子を用い、試験面に窪みを付けたときの荷重を、荷重を抜いた後に残った永久窪みの対角線の長さから求めた窪みの表面積で割った値である。本発明では、Ｆｉｃｓｈｅｒ製のフィッシャースコープ（Ｒ）Ｈ１００Ｖにビッカース圧子を取り付け、２５℃、湿度５０％の環境下で測定を行って値を求めた。

又、感光ドラムの表面粗さの測定に関しては、小坂研究所製の表面粗さ測定機ＳＥ３５００を用いて、Ｃｕｔｏｆｆ０．８ｍｍ、測定長さ２．５ｍｍ、測定スピード０．１ｍｍ／ｓの条件で測定した。

本実施の形態においては、感光ドラム１として有機感光体を用いたが、ユニバーサル硬さ値（ＨＵ）が１５０Ｎ／ｍｍ² 以上であれば、ａ−Ｓｉ等の無機感光体も使用することができる。

次に、クリーニングブラシ２０について図６を用いて説明する。

クリーニングブラシ２０は、図６に示すように、回転軸２０ｂと、クリーニングブラシ毛体２４と、該クリーニングブラシ毛体２４を基布２０ｃに植毛し、回転軸２０ｂと基布２０ｃ等を接着した接着剤層２０ｄとで構成されている。尚、本実施の形態では、クリーニングブラシ毛体２４として、密度が５０ｋＦの先端が直毛であるものを使用した。

次に、本発明におけるクリーニングブラシ２０について図３及び図７を用いて説明する。

本実施の形態では、図３に示されている太い毛体２４ａの太さを６Ｄ（デニール）、細い毛体２４ｂの太さを３Ｄとした。

クリーニングブラシ２０の毛体２４の材質としては、例えば、ステンレス鋼や導電性レーヨン等の導電材料がある。本実施の形態においては、ナイロンを用いた。このときの単糸径は、それぞれ、計算上、６Ｄは約３０μｍ、３Ｄは約２０μｍとなる。細い毛体２４ｂの太さに関しては、細ければ細い程、本発明の目的を達成する上では有効である。

ここで、本発明の毛体の変形のし易さとして毛体の見掛けヤング率に毛体の断面積（太さ）を乗じた値（「変形抵抗率ρ」と称す）として示す。本発明の毛体は、該毛体の見掛けヤング率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）×毛体の太さ（ｄｔｅｘ）／１００≧１．１５Ｎの関係を満たすものとする。但し、以下の関係を満たすものである。１デニール（Ｄ）は、長さ９０００ｍで重さが１ｇある糸の太さである。ここで、１デニールは１デシテック（ｄｔｅｘ）とはほぼ等しい関係にあり、本発明は１デニール＝１デシテック（ｄｔｅｘ）とする。尚、毛体の太さであるが、ブラシローラ全体としては大きく太さは変わらないが、１０本任意に抽出したときの平均値である。

しかし、細ければ細い程、クリーニングブラシ２０の毛体２４の変形抵抗率ρは低くなり、それだけ感光ドラム１への摺擦力が弱まる。クリーニングブラシ２０の毛体２４の材質をナイロンとした場合、毛体２４の変形抵抗率ρと太さの関係は３Ｄでは６０ｃＮ、６Ｄでは１２０ｃＮとなった。

ここで、像担持体へのクリーニングブラシの摺擦力を上げて付着物の除去を効果的に行うことを目的として、クリーニングブラシの毛体の太さを６Ｄ（デニール）以上として耐久を行った。このときの毛体の材質はナイロンであり、その変形抵抗率ρは約１．１５Ｎである。

しかし、耐久が進むに連れてスジ状の画像不良が徐々に発生した。これは、太さが６Ｄ以上の毛体で構成されたクリーニングブラシを用いた場合、このクリーニングブラシが像担持体表面全体を摺擦し、帯電器等から発生した放電生成物等やトナー若しくはトナー中の成分等の付着物を除去する。

しかしながら、毛体が太いために、耐久によって像担持体表面に発生した摩耗ムラやスジ、傷等によって形成された溝にクリーニングブラシの毛体の毛先が入っていかない。このため、帯電器等から発生した放電生成物等やトナー若しくはトナー中の成分等の付着物がこの溝に堆積してしまい、この溝に合ったスジ状の画像流れやトナーフィルミング等の画像不良が発生した。

逆に、太さが３Ｄ以下の細い毛体で構成されたクリーニングブラシを用いた場合、毛体の太さが細くなった分だけ、この毛体の変形抵抗率ρが低くなり、像担持体への摺擦力が十分に得られない。このときの毛体の材質はナイロンであり、変形抵抗率ρは約６０ｃＮであった。このため、耐久が進むに連れて、得られた画像全面に画像流れやトナーフィルミング等の画像不良が発生した。

そこで、１本のクリーニングブラシとして、同じ長さで、変形抵抗率ρが同等である太さ６Ｄのナイロン毛体と太さ３Ｄのナイロンの毛体とを回転軸に対して螺旋状に巻装して成るものを用いた。この場合、太さ３Ｄ以下の毛体の毛先が耐久により形成された溝に入っていかず、溝に堆積した放電生成物等やトナー若しくはトナー中の成分等の付着物を除去することができない。このため、溝に合ったスジ状の画像流れやトナーフィルミング等の画像不良が発生した。

これは、２種類の毛体の長さが同じであるために、太さ６Ｄの毛体が太さ３Ｄの毛体の溝への侵入を邪魔する。そのため、太さ３Ｄの細い毛体の、放電生成溝に堆積した放電生成物等やトナー若しくはトナー中の成分等の付着物を除去することができるという効果が得られないためである。

ここで、クリーニングブラシの構成と画像流れとの関係を表１に示す。

表１の結果から、感光ドラム１への十分な摺擦力を得るためには、クリーニングブラシ２０の毛体２４の変形抵抗率ρが１．１５Ｎ以上でなければならない。

そこで、細い毛体２４ｂの変形抵抗率ρを１．１５Ｎにすることは、該毛体２４ｂの材質を見掛けヤング率の高い材質のものに変更したり、毛体２４ｂに含まれるカーボンの含有量や分散の仕方を変更することによって達成される。

これら２種類の異なる太さの毛体２４ａ，２４ｂは、それぞれ回転軸２０ｂに対して螺旋状に形成されている。

又、クリーニングブラシ２０の毛体２４の太さに関しては、図７（ａ）に示すように、毛体２４全体の太さを異ならせることによっても所定の効果は得られる。しかし、細い毛体２４ｂがクリーニングブラシ２０に当接しているスクレーパ等によって千切れてしまい、耐久が持たない場合がある。

そこで、感光ドラム１に接している部分のみを２種類の異なる太さから構成されている図７（ｂ）のような毛体２４ａ，２４ｂの方が望ましい。この場合においても、毛体２４の感光ドラム１に接している部分の変形抵抗率ρが１本のクリーニングブラシ２０の毛体２４について全て１．１５Ｎ以上であることが望ましい。

次に、図５に示されているプロファイルを持つ粗面化された感光ドラム１を用いた検討結果を表２に示す。これは、耐久によって発生する感光ドラム１上のスジ等をも想定したものである。本検討は、材質がナイロンで、太さが６Ｄの毛体２４ａのみのクリーニングブラシ２０で行った。更に、太さが３Ｄの毛体２４ｂのみのクリーニングブラシ２０の場合と、太さが３Ｄの毛体２４ｂと太さが６Ｄの毛体２４ａを混合させて巻き付けて構成されたクリーニングブラシ２０に対して行った。これらのクリーニングブラシ２０の毛体２４（２４ａ，２４ｂ）は共に同じ材質のものであり、その密度も同じである。

上記ブラシに加えて、太さが３Ｄの毛体２４ｂと太さが６Ｄの毛体２４ａを混合して巻き付けて構成されたクリーニングブラシ２０に関して以下の３種類のクリーニングブラシを用意した。

太さが３Ｄと６Ｄの毛体２４ａ，２４ｂの変形抵抗率ρが全て１．１５Ｎ以上である長さが同じ５ｍｍのクリーニングブラシのもの。更に、太さが３Ｄと６Ｄの毛体２４ａ，２４ｂの変形抵抗率ρが全て１．１５Ｎ以上であり、太さが３Ｄの毛体（長さが７ｍｍ）が６Ｄの毛体（長さが５ｍｍ）に比べて長いクリーニングブラシである。

毛体２４の変形抵抗率ρを１．１５Ｎ以上にして、太さを変更する方法としては、毛体２４の材質を変更するか、若しくは毛体２４に含まれているカーボンの含有量や分散の仕方等を変更する方法がある。

これらのクリーニングブラシ２０をそれぞれ感光ドラム１に対して侵入量０．７ｍｍの設定で空回転機のクリーナに搭載し、５時間、１０時間とそれぞれ空回転を行った。空回転機は、一次帯電、転写共にコロナ帯電器を使用した。５時間後、１０時間後とそれぞれ空回転を行った後、一晩放置した後で画出しを行い、画像不良レベルを判定した。

表２に示すように、クリーニングブラシ２０の毛体２４の太さが３Ｄの場合では、感光ドラム１への摺擦力が得られず、感光ドラム１の表面上に付着した放電生成物を除去できないために、一晩放置後の画像が全面で画像不良が発生した。この現象は、クリーニングブラシ２０の毛体２４の太さを細くすればするほど変形抵抗率ρが低下しまい、感光ドラム１の摺擦力が低下するために顕著となる。又、クリーニングブラシ２０の毛体２４の太さが６Ｄの場合、感光ドラム１への摺擦力は大きい。

しかし、図４に示すような感光ドラム１上にある溝に毛体２４が入り込まず、溝の部分だけに放電生成物が蓄積してしまい、一晩放置後の画像がスジっぽくなった。この現象は、クリーニングブラシ２０の毛体２４の太さを太くすればするほど顕著となる。

最後に、１本のクリーニングブラシ２０に異なる太さの毛体２４を螺旋状に巻き付けた場合について述べる。

同じ材質の太さが６Ｄの毛体と３Ｄの毛体の長さが同じクリーニングブラシの場合、６Ｄの太さの毛体２４ａが感光ドラム１全体を摺擦し、感光ドラム１に付着した放電生成物等を殆ど除去する。更に、６Ｄの太さの毛体２４ａの毛先では入っていかない溝に３Ｄの太さの毛体２４ｂの毛先が入り込み、溝に蓄積する放電生成物等が除去される。これにより、５時間空回転を行った後の一晩放置後の画像は、全面で画像流れが発生することなく、若干スジっぽい画像が得られた。

これは、同じ材質の場合、細い毛体２４ｂの変形抵抗率ρが低いために、感光ドラム１への摺擦力が余り得られず、徐々に放電生成物等が感光ドラム１表面上にある溝に堆積するためである。このため、表２に示すように、５時間空回転後の画像は若干スジっぽくなり、更に１０時間空回転後の画像は、はっきりスジ状に画像不良が発生した。毛体２４の太さが細ければ細いほど顕著な現象である。

又、単に変形抵抗率ρを高くし、摺擦力を上げた細い毛体のみを用いた場合、毛体が感光ドラムに当たる面積が小さいために、ムラやキズになる。これを防ぐために、ブラシの毛体の密度を上げて接触面積を増やした場合、繊維間の残留トナーによる目詰まりが発生し、クリーニング機能を有さなくなる。

一方、変形抵抗率ρが全て１．１５Ｎ以上である長さが同じクリーニングブラシの場合、変形抵抗率ρが１．１５Ｎ以上の３Ｄと６Ｄの毛体２４（２４ａ，２４ｂ）で構成されたクリーニングブラシ２０では、細い毛体２４ｂが太い毛体２４ａと変形抵抗率ρが同等である。感光ドラム１表面をリフレッシュするには十分な摺擦力が得られるが、２種類の毛体の長さが同じであるため、太さ６Ｄの毛体が太さ３Ｄの毛体の溝への侵入を邪魔し、細い毛体が溝の奥まで侵入しなくなる。このため、太さ３Ｄ以下の毛体の毛先が耐久により形成された溝に入っていかず、溝に堆積した放電生成物等やトナー若しくはトナー中の成分等の付着物を除去することができず、溝に合ったスジ状の画像流れやトナーフィルミング等の画像不良が発生した。

更に、変形抵抗率ρが全て１．１５Ｎ以上であり、太さ３Ｄの毛体の方が６Ｄの毛体に比べて長いクリーニングブラシの場合は以下のような結果となった。即ち、細い毛体２４ｂが画太い毛体２４ａと変形抵抗率ρが同等であり、感光ドラム１表面をリフレッシュするには十分な摺擦力が得られ、太さ３Ｄの毛体の途方が６Ｄの毛体に比べて長いため、太さ３Ｄの毛体の溝への侵入が容易となる。即ち、太さ３Ｄの毛体は溝の奥まで侵入するため、１０時間空回転を行った後の画像は、全面で画像流れが発生することなく、更に、スジっぽくない画像が得られた。

尚、以上は１本に２種類の異なる太さから構成されているクリーニングブラシについて説明したが、２種類以上でも上記と同様の効果が得られる。又、少なくとも２種類以上の異なるクリーニングブラシの毛体が各々別のクリーニングブラシに植毛されている場合でも同様である。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では特に断らない限り実施の形態１と同様であり、同様な構成は符号を同じにして説明を省略する。

本実施の形態においては、クリーニングブラシの毛体の材質や、カーボンの含有量や分散の仕方を変えず、細い毛体と太い毛体の変形抵抗率ρが共に１．１５Ｎ以上である場合について図８を用いて説明する。

本実施の形態で用いた装置やクリーニングブラシ２０等の基本的な構成は実施の形態１で示したものと同様である。

図８（ａ）に本実施の形態で用いたクリーニングブラシの毛体を示す。この毛体は、幅の広い面Ａと、幅の狭い面Ｂを備えた変形抵抗率ρが１．１５Ｎ以上の平らな毛体である。又、Ａ側の毛体の幅は３０μｍ以上、Ｂ側の毛体の幅は２０μｍ以下であり、それぞれ実施の形態１の毛体の太さで、Ａ側が６Ｄ以上、Ｂ側が３Ｄ以下に相当する。これらの毛体を図８（ｂ）に示すように、基布２０ｃに植毛し、回転軸２０ｂに螺旋状に巻き付けることによって実施の形態１と同等の効果が得られた。

図８（ａ）に本実施の形態で用いたクリーニングブラシの毛体を示す。この毛体は、幅の広い面Ａと、幅の狭い面Ｂを備えた変形抵抗率ρが１．１５Ｎ以上の平らな毛体である。又、Ａ側の毛体の幅は２０μｍ以下、Ｂ側の毛体の幅は３０μｍ以上であり、それぞれ実施の形態１の毛体の太さで、Ａ側が３Ｄ以下、Ｂ側が６Ｄ以上に相当する。これらの毛体を図８（ｂ）に示すように、基布２０ｃに植毛し、回転軸２０ｂに螺旋状に巻き付けることによって実施の形態１と同等の効果が得られた。

これは、毛体の幅の広い側Ａをクリーニングブラシ２０の回転方向に合わせることで、実施の形態１の太い毛体と同等な機能を持つ。これは、毛体の幅の狭い側Ｂをクリーニングブラシ２０の回転方向に合わせることによって、実施の形態１の細い毛体と同等な機能を有しているためである。

本実施の形態では、回転方向に対して幅の狭い毛体の方が幅の広い毛体よりも長くしている。

このため、毛体２５ａは、感光ドラム１表面全体の放電生成物等を除去し、毛体２５ｂは、毛先が感光ドラム１表面にある溝に入り込み、溝に蓄積する放電生成物等を除去する。

又、別途、太さの異なる毛体を作製する必要がないために、コストも抑えることが可能である。

図８において、クリーニングブラシの毛体２５の本数が可成り少数で記されているが、これは説明を行うためであり、実際は、多数の毛体２５で構成されている。

尚、本実施の形態では、１本に２種類の異なる形状から構成されているクリーニングブラシ２０について説明したが、少なくとも２種類以上の異なるクリーニングブラシの毛体が各々別のクリーニングブラシに植毛されている場合でも、前記と同様の効果が得られる。

＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３では特に断らない限り実施の形態１と同様であり、同様な構成は符号を同じにして説明を省略する。

本実施の形態においては、クリーニングブラシ２０の毛体の先端がループ状であり、且つ、感光ドラムに接している部分で、ループの軸側が、このクリーニングブラシ２０の回転方向に向いている。（ここで、ループの軸側とは、ループを形成している毛体を見たときに、毛体を折り返す手間側と奥側が重なって見える側のことを言う。一方、毛体がループすることにより形成する面が見える側のことをループの面側と言う。）言い換えれば、毛体２６がループすることにより形成する面がクリーニングブラシ２０の回転方向に対して略平行となるように基布２０ｃに植毛されている。

更に、本実施の形態においては、２種類以上の異なる毛体の太さから構成され、且つ、この１本のクリーニングブラシ２０に構成されている毛体の感光ドラム１に接している部分の変形抵抗率ρが全て１．１５Ｎ以上である場合について図９を用いて説明する。

本実施の形態で用いた装置やクリーニングブラシ２０等の基本的な構成は実施の形態１で示したものと同様である。

図９（ａ）に、本実施の形態で用いたクリーニングブラシの毛体を示す。

この毛体２６は、先端がループ状になっており、その変形抵抗率ρは１．１５Ｎ以上である。この毛体２６を、図９（ｂ）に示すように、クリーニングブラシ２０の回転方向に対して、毛体先端のループの軸側が向いて基布２０ｃに植毛されている。（毛体２６がループすることにより形成する面がクリーニングブラシ２０の回転方向に対して略平行となるように基布２０ｃに植毛されている。）こうすることで、回転軸２０ｂに螺旋状に巻き付けることによって実施の形態１と同様な効果が得られた。

これは、ループの軸側がクリーニングブラシ２０の回転方向に対して向いていることで、毛体２６の先端が直毛の時と同じ考え方ができるためである。

本実施の形態では、細い毛体により形成されたループの方が太い毛体に形成されたループよりも、長くなるように植毛されている。即ち、細い毛体の方が太い毛体と比較してクリーニングブラシ２０の径方向に関する長さが長くなっている。

尚、本実施の形態では、１本に２種類の異なる太さから構成されているクリーニングブラシについて説明したが、２種類以上でも上記と同様の効果が得られる。又、少なくとも２種類以上の異なるクリーニングブラシの毛体が各々別のクリーニングブラシに植毛されている場合でも同様である。

＜実施の形態４＞
次に、本発明の実施の形態４について説明する。

本実施の形態においては、毛体の先端がループ状であり、且つ、感光ドラムに接している部分で、ループの軸側と面側が、それぞれ当該クリーニングブラシの回転方向に向いて構成されているクリーニングブラシについて図１０を用いて説明する。

本実施の形態で用いた装置やクリーニングブラシ２０の基本的な構成は実施の形態１で示したものと同様である。

図１０（ａ）に、本実施の形態で用いたクリーニングブラシの毛体を示す。

この毛体２７は、先端がループ状になっており、その変形抵抗率ρは１．１５Ｎ以上である。この毛体２７を、図１０（ｂ）に示すように、クリーニングブラシ２０の回転方向に対して、毛体先端のループの軸側と面側がそれぞれ向くように基布２０ｃに植毛し、回転軸２０ｂに螺旋状に巻き付けている（ループすることにより形成している面が回転方向に平行及び垂直となるように毛体２６が植毛されている）。こうすることによって、実施の形態１と同様な効果が得られた。

これは、クリーニングブラシ２０の回転方向に対して、ループの軸側が向いている（ループすることにより形成している面が回転方向に平行に植毛されている）毛体２７ｂが実施の形態１での細い毛体の機能を持つ。更に、クリーニングブラシ２０の回転方向に対してループの面側が向いている（ループすることにより形成している面が回転方向に垂直に植毛されている）毛体２７ｂが実施の形態１での太い毛体の機能を有しているためである。

本実施の形態では、図１０（ｂ）に示すように、毛体２７がループすることにより形成する面が、クリーニングブラシ２０の回転方向に対して平行なものよりも垂直なものの方がブラシの長さが長くなるように植毛されている。

このため、毛体２７ａは、感光ドラム１表面全体の放電生成物等を除去し、毛体２７ｂは、毛先が感光ドラム１表面にある溝に入り込み、溝に蓄積する放電生成物等を除去する。

尚、本実施の形態では、１本に２種類の異なるループの向きから構成されているクリーニングブラシについて説明したが、２種類以上でも上記と同様の効果が得られる。又、少なくとも２種類以上の異なるクリーニングブラシの毛体が各々別のクリーニングブラシに植毛されている場合でも同様である。

又、以上の本実施の形態では、クリーニングブラシを画像形成装置に適用した場合を例に説明したが、本発明の技術思想の範囲内であればこれに限定されない。例えば、像担持体と少なくともクリーニングブラシを有するクリーニング装置と、を有する着脱可能なプロセスユニット等にも適用することができる。

本発明に係る画像形成装置の断面図である。 本発明に係る画像形成装置のクリーニング装置の断面図である。 本発明に係る画像形成装置のクリーニング装置を構成するクリーニングブラシの部分斜視図である。 感光ドラムの横断面図である。 感光ドラムの表面プロファイルを示す図である。 本発明に係るクリーニングブラシの断面図である。 本発明の実施の形態１に係るクリーニングブラシの概略図である。 本発明の実施の形態２に係るクリーニングブラシの概略図である。 本発明の実施の形態３に係るクリーニングブラシの概略図である。 本発明の実施の形態４に係るクリーニングブラシの概略図である。

符号の説明

１ 像担持体
１ａ アルミシリンダ
１ｂ 電荷発生層
１ｃ 電荷輸送層
１ｄ 表面離型層
３ 一次帯電器
４ 現像装置
５ａ〜５ｃ ミラー
７ 転写帯電器
８ クリーニング手段
９ 定着装置
２０ クリーニングブラシ
２０ｂ 回転軸
２０ｃ 基布
２０ｄ 接着剤層
２１ スクレーパ
２２ クリーニングブレード
２３ トナー搬送スクリュー
２４ 毛体
２４ａ 毛体の太いもの
２４ｂ 毛体の細いもの
２５ 平らな毛体
２５ａ 毛体の幅の広いもの
２５ｂ 毛体の幅の狭いもの
２６ 先端がループの毛体
２６ａ 毛体の太いもの
２６ｂ 毛体の細いもの
２７ 先端がループの毛体
２７ａ ループの面側がクリーニングブラシの回転方向の向いている毛体
２７ｂ ループの軸側がクリーニングブラシの回転方向の向いている毛体
３０ 画像読み取り機構
３１ 光源
３５ レーザ光
４１ カセット
４２ 給紙ローラ対
４３ レジストローラ対
４５ 搬送ベルト
４６ 排紙トレイ

Claims (6)

1. 像担持体上の表面に接触して該表面をクリーニングする少なくとも２種類の異なる太さの毛体から成り、前記毛体の長さが、細い毛体の方が太い毛体のそれよりも長いことを特徴とするクリーニングブラシ。
2. 前記各毛体の見掛けヤング率をＹ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、太さをＤ（ｄｔｅｘ）としたとき、前記毛体はＹ×Ｄ／１００≧１．１５（Ｎ）を満たす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. 前記少なくとも２種類の異なる太さの毛体を、太さが３Ｄ以下のものと、太さが６Ｄ以上のものとで構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のクリーニングブラシ。
4. 前記各毛体は回転軸に対して螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のクリーニングブラシ。
5. 像担持体と、前記像担持体上の表面に接触して像担持体上に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニングブラシを備えた画像形成装置において、
   前記クリーニングブラシは少なくとも２種類の異なる太さの毛体を有し、ビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用いて試験した時、荷重６ｍＮで押し込んだ時の前記像担持体のユニバーサル硬さ値（ＨＵ）が１５０Ｎ／ｍｍ² 以上であることを特徴とする画像形成装置。
6. 前記像担持体は、その表面粗さＲｚが０．３μｍｍ以上となるように粗面化処理が施されていることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。

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