JP2007017804A - 画像形成装置用ブラシ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブラシ毛の単位面積あたりの本数を増やすことなく、隙間部分がほとんど無い、均一な状態のブラシ体表面を有する画像形成装置用ブラシを実現する。
【解決手段】 本発明の画像形成装置用ブラシは、ブラシ体１１を備える画像形成装置用ブラシであって、ブラシ体１１は捲縮糸を含んでいる。このため、隙間部分がほとんど無い、均一な状態のブラシ体表面を有する画像形成装置用ブラシを提供することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プリンター、複写機、ファクシミリ機等の画像形成装置において用いられる、帯電ブラシ、クリーニングブラシ等の画像形成装置用ブラシ、並びに該画像形成装置用ブラシを搭載した画像形成装置に関するものである。

従来、記録媒体上に画像を形成する方法としては、電子写真方式の画像形成方法が多く用いられている。

上記方式を用いた画像形成装置では、帯電手段によって感光体表面を帯電させ、感光体上に静電潜像を形成させ、現像手段によって現像剤を用いて静電潜像を現像し、転写手段によって記録紙等の記録媒体上に現像剤像を転写することによって画像が形成される。転写後の感光体は、クリーニング手段によって、残存する現像剤等が除去され、除電手段によって除電される。

画像形成装置において、画像形成装置用ブラシは、帯電手段としての帯電ブラシ、現像手段における現像剤供給ブラシ、転写手段としての転写ブラシ、クリーニング手段としてのクリーニングブラシ等として用いられている。帯電ブラシ、クリーニングブラシ等の画像形成装置用ブラシは、形成される画像の画質に直接関わる重要な部品であり、画像形成装置用ブラシの表面の状態が不均一であると、形成される画像の画質の悪化を引き起こしてしまう。

例えば帯電ブラシの場合、ブラシ表面の状態が不均一であると、感光体表面が不均一に帯電されるため、出力される画像は不均一な画像となってしまう。また、クリーニングブラシの場合では、クリーニング性不良を起こしてしまい、出力される画像を乱してしまう。

従来、画像形成装置用ブラシとしては、一般的に直毛のフィラメント糸等をパイル糸とするパイル織り生地をシャフトにらせん状に巻いたものが使用されている（例えば特許文献１参照）。

図６は、従来の画像形成装置用ブラシの一例を示す、画像形成装置用ブラシのシャフトの中心軸を通る断面図である。図７は、従来の画像形成装置用ブラシの一例を示す側面図である。

上記画像形成装置用ブラシは、図６、図７に示すように、円柱形状のシャフト１１２と見かけ上円柱形状のブラシ体１１１とからなる。ブラシ体１１１は、シャフト１１２を中心にフィラメント糸等の糸がシャフト１１２の軸方向に垂直な方向に外側に向かって放射状に起毛したものである。
特開２００３−０６６６６９号公報（２００３年３月５日公開）

しかしながら、上記従来の構成では、画像形成装置用ブラシにおけるブラシ体が、図７に示すように巻き目に沿って隙間部分１１３を有しているため、画像形成装置で転写される画像に濃度ムラが発生してしまうという問題を生じる。

具体的には、上記従来の画像形成装置用ブラシは、フィラメント糸等をパイル糸とするパイル織り生地をシャフトに対してらせん状に巻くことで製造されるため、ブラシ体にはらせん状の巻き目に沿った隙間部分が生じてしまう。この隙間部分は、量産性を確保するためには、皆無にすることができない。

画像形成装置用ブラシのブラシ体に隙間部分があることによって、例えば帯電ブラシとして用いた場合、感光体表面に電荷を均一に帯電することができない。このため、感光体表面に帯電ムラが発生し、現像剤により現像される現像剤像には、帯電ムラに応じた濃度ムラが生じ、結果として、記録媒体に転写される画像の画質を悪化させてしまう。また、クリーニングブラシとして用いた場合には、巻き目に沿った隙間部分で残留現像剤等の除去ムラが発生する。さらには、クリーニングブラシにより除去した現像剤が、ブラシ体に保持されず、ブラシ体の巻き目に沿って移動してしまうため、出力される画像を乱してしまうという問題が生じる。

また、上記従来の画像形成装置用ブラシは、シャフトから放射状に糸が起毛している構造であるため、ブラシ体内部に比べてブラシ体表面の密度は疎になっている。さらには、微視的に見ると、ブラシ体の表面は、密な部分と疎な部分とが存在した不均一な状態となっている。このため、巻き目に沿った隙間部分以外においても、帯電ムラやクリーニングムラ等を引き起こし、画像形成装置で転写される画像には、細かい濃度ムラが発生してしまうという問題が生じる。

画像の濃度ムラを無くすために、ブラシ体表面の糸の密度を高くするという方法がある。しかしながら、パイル織り生地の密度は、織機及び生地構造によって決まってしまうため、パイル織り生地として糸の密度を高くすることは、ブラシ体の構造上限界がある。さらには、上記従来の画像形成装置用ブラシは、シャフトから放射状にパイル糸が起毛している構造であるため、糸の密度を高めても、ブラシ体表面の密度は必然的にブラシ体内部に比べて疎になってしまう。このため、従来の画像形成装置用ブラシでは、ブラシ体表面の隙間部分を無くすことは困難である。

また、ブラシ体表面の糸の密度を高くするためには、糸の使用量が増加してしまう。このため、製造コストが高くなってしまうという問題が生じる。さらには、ブラシ体表面の密度を高くするためには、隣り合う糸同士間の隙間部分を減らすため、糸の太さを細くしなければならない。しかしながら、糸の太さを細くすると、ブラシ体の剛性が弱くなってしまうため、クリーニングブラシとして使用する場合に、クリーニング性が悪化してしまうという問題が生じる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ブラシ体を構成する糸の単位面積あたりの本数を増やすことなく、ブラシ体表面の見かけ上の密度を高くすることで、隙間部分がほとんど無い、均一な状態の表面を有する画像形成装置用ブラシを実現することにある。さらには、上記画像形成装置用ブラシを用いることで、高画質の画像を出力することができる画像形成装置を実現することにある。

本発明に係る画像形成装置用ブラシは、ブラシ体を備える画像形成装置用ブラシであって、上記ブラシ体は捲縮糸を含んでいることを特徴としている。

上記の構成によれば、上記ブラシ体は捲縮糸を含んでいるため、捲縮糸同士が絡み合うことで、ブラシ体の隙間部分を埋めることができ、ブラシ体表面の見かけ上の密度を高くすることができる。よって、均一な状態のブラシ体表面を有する画像形成装置用ブラシを提供することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る画像形成装置用ブラシは、上記捲縮糸がフィラメント糸を捲縮したものであることが好ましい。

これにより、紡績糸からなるブラシ体と比較して、ブラシ体の強度を強くすることができるというさらなる効果を奏する。

また、本発明に係る画像形成装置用ブラシは、上記ブラシ体が上記捲縮糸をパイル糸としたパイル織り生地からなるものであることが好ましい。

また、本発明に係る画像形成装置用ブラシは、上記捲縮糸が、さらに割繊されたものであることが好ましい。

これにより、ブラシ体における捲縮糸の先端部分の単位面積あたりの本数が増えるため、捲縮糸同士の絡み合いがより多くなり、捲縮糸の剛性に影響を与えることなく、ブラシ体表面の見かけ上の密度をより高くすることができる。よって、より隙間部分が少ない、均一な状態のブラシ体表面を有する画像形成装置用ブラシを提供することができるというさらなる効果を奏する。

また、本発明に係る画像形成装置用ブラシは、ロール型ブラシであることが好ましい。

また、本発明に係る画像形成装置用ブラシは、固定型ブラシであることが好ましい。

また、本発明に係る画像形成装置用ブラシを帯電ブラシとして用いることにより、ブラシ体の巻き目等の隙間部分に対応した帯電ムラが発生することなく、均一に感光体の表面を帯電することができる。

また、本発明に係る画像形成装置用ブラシをクリーニングブラシとして用いることにより、ブラシ体の巻き目等に対応した隙間部分がクリーンニング不良を起こすことなく、かつ現像剤等の異物の保持能力が高く、良好にクリーニングを行うことができる。

また、本発明に係る画像形成装置用ブラシを固体潤滑剤塗布ブラシとして用いることにより、ブラシ体の巻き目等に対応した隙間部分による塗りムラが発生することなく、固体潤滑剤を感光体の表面に均一に塗布することができる。

本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記画像形成装置用ブラシを搭載していることを特徴としている。

上記の構成によれば、画像の濃度ムラ等のない高画質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明に係る画像形成装置用ブラシは、以上のように、ブラシ体は捲縮糸を含んでいるため、捲縮糸同士が絡み合うことで隙間部分がほとんど目立たず、同じ本数の直毛糸を使用したブラシと比較して、ブラシ体表面の見かけ上の密度が高い。よって、隙間部分がほとんど無い、均一な状態のブラシ体表面を有する画像形成装置用ブラシを提供することができるという効果を奏する。

また、本発明の画像形成装置は、上記画像形成装置用ブラシを備えている。このため、画像の濃度ムラ等のない高画質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することができるという効果を奏する。

（実施の形態１）
本発明の一実施形態について図１〜図５に基づいて説明すると以下の通りである。

図１は、本実施の形態に係る画像形成装置における画像形成部の構造を模式的に示す正面図である。

尚、画像形成装置は、画像形成装置が備えるスキャナにて読み込まれたデータや、画像形成装置に接続された外部機器（例えば、パーソナルコンピュータ等の画像処理装置）からのデータを画像として出力するものである。

図１に示すように、画像形成部６０は、感光体ドラム２と、帯電ブラシ（捲縮糸ブラシ）１と、露光手段３と、現像手段４と、転写ブラシ５と、転写ベルト２６と、クリーニング手段１０と、除電手段（図示せず）とを備えており、感光体ドラム２の周囲に、回転方向に沿って、帯電ブラシ１、露光手段３、現像手段４、転写ブラシ５及び転写ベルト２６、クリーニング手段１０、除電手段をこの順序で配置した構成となっている。

感光体ドラム２は、画像形成装置における静電潜像担持体及び現像剤像担持体となるものであり、円柱形状を有している。

帯電ブラシ１は、感光体ドラム２と物理的に接触して、感光体ドラム２の表面を一様に所定の電位まで帯電させるためのものである。帯電ブラシ１は、感光体ドラム２と互いの回転軸を平行にして隣接対向して設置されている。帯電ブラシ１の詳細な説明については後述する。

露光手段３は、帯電ブラシ１によって帯電された感光体ドラム２の表面を、例えばパーソナルコンピュータ等の画像処理装置からのデータに基づき、レーザ光等により露光して、感光体ドラム２の表面に静電潜像を形成させるためのものである。露光手段３として、例えば半導体レーザや、発光ダイオードを用いることができる。

現像手段４は、現像ローラ１７と現像剤供給ブラシ１８とを備えており、感光体ドラム２の表面に現像剤（トナー）を供給し、感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像を現像剤像として顕像化するためのものである。

現像ローラ１７は、感光体ドラム２と物理的に接触して、現像剤供給ブラシ１８から供給される現像剤を感光体ドラム２の表面に供給するためのものである。現像ローラ１７は、円柱形状を有しており、感光体ドラム２と互いの回転軸を平行にして隣接対向するように設置されている。

現像剤供給ブラシ１８は、現像ローラ１７と物理的に接触して、現像ローラ１７に現像剤を供給するためのものであり、現像剤を保持するとともに、現像剤を現像ローラ１７の表面に供給する。現像剤供給ブラシ１８は、円柱形状のシャフトと見かけ上円柱形状のブラシ体とからなるロール型ブラシである。ブラシ体は、シャフトを中心にブラシ毛がシャフトの軸方向に垂直な方向に外側に向かって放射状に起毛したものである。現像剤供給ブラシ１８は、現像ローラ１７の回転軸方向とシャフトの軸方向とを平行にして、ブラシ体が現像ローラ１７に隣接対向するように設置されている。

転写ベルト２６は、感光体ドラム２の表面に現像剤像が形成された後に、ＰＰＣ（Plain Paper Copy）用紙等の記録媒体３０を感光体ドラム２に運搬するためのものである。

転写ブラシ５は、感光体ドラム２の表面の現像剤像を、記録媒体３０に転写するためのものである。転写ブラシ５は、板金に、板金と接する面を底面とした見かけ上直方体のブラシ体を貼り付けた固定型ブラシである。転写ブラシ５のブラシ体は、パイル織り生地からなり、板金の上にブラシ毛が板金の面方向に垂直な方向に起毛したものである。転写ブラシ５は、板金の面方向と記録媒体３０の面方向とを平行にして、ブラシ体が転写ベルト２６を間に挟んで感光体ドラム２と隣接対向するように設置されている。

クリーニング手段１０は、クリーニングブラシ（固体潤滑剤塗布ブラシ）６と、固体潤滑剤供給手段８と、クリーニングブレード１６とを備えており、感光体ドラム２の表面に残留した現像剤や紙粉等を除去するためのものである。

クリーニングブラシ６は、感光体ドラム２と物理的に接触して、感光体ドラム２の表面に残留した現像剤や紙粉等を除去するためのものである。また、クリーニングブラシ６は、固体潤滑剤塗布ブラシとしての機能を兼ねており、固体潤滑剤供給手段８から供給される固体潤滑剤を、感光体ドラム２の表面に塗布するためのものである。クリーニングブラシ６は、円柱形状のシャフトと見かけ上円柱形状のブラシ体とからなるロール型ブラシである。ブラシ体は、シャフトを中心にブラシ毛がシャフトの軸方向に垂直な方向に外側に向かって放射状に起毛したものである。クリーニングブラシ６は、感光体ドラム２の回転軸方向とシャフトの軸方向とを平行にして、ブラシ体が感光体ドラム２に隣接対向するように設置されている。

クリーニングブレード１６は、感光体ドラム２の表面に残留した現像剤や紙粉等を物理的に掻き落とすためのものである。クリーニングブレード１６は、感光体ドラム２の回転方向に沿って、クリーニングブラシ６の後側に備えられ、感光体ドラム２の表面に残留した現像剤や紙粉等を均一に除去するために、感光体ドラム２の法線方向に対して鋭角に摺接している。

固体潤滑剤供給手段８は、クリーニングブラシ６及びクリーニングブレード１６によるクリーニング効率を高くするためのものである。固体潤滑剤供給手段８は、固体潤滑剤をクリーニングブラシ６を介して、感光体ドラム２の表面に塗布する。固体潤滑剤供給手段８は、クリーニングブラシ６に固体潤滑剤が均一に塗布されるように、クリーニングブラシ６のシャフトの軸方向に広がった略四角柱の形状を有している。固体潤滑剤供給手段８は、クリーニングブラシ６の表面全体に固体潤滑剤が行き渡るように、クリーニングブラシ６と隣接対向して設置されている。使用する固体潤滑剤としては、ステアリン酸亜鉛等が挙げられる。

除電手段は、感光体ドラム２の表面を除電するためのものである。除電手段としては、例えば除電ブラシ等が挙げられる。

上記構成において、画像形成装置が画像を形成する動作を、図１に基づき説明すると、以下の通りである。

感光体ドラム２の表面は、帯電ブラシ１と接触することにより、均一に帯電する。表面が帯電された感光体ドラム２は、露光手段３によって、データに基づき露光され、感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。そして、現像手段４により、感光体ドラム２の表面に現像剤が供給され、感光体ドラム２の表面の静電潜像が、現像剤像として顕像化される。続いて、転写ベルト２６によって記録媒体３０が感光体ドラム２へ運搬され、転写ブラシ５によって、感光体ドラム２の表面の現像剤像が、記録媒体３０に転写される。転写後の感光体ドラム２は、固体潤滑剤が表面に塗布されたクリーニングブラシ６によって、表面に固体潤滑剤が塗布され、残留した現像剤や紙粉等が、クリーニングブラシ６及びクリーニングブレード１６によって除去される。最後に除電手段により、感光体ドラム２の表面が除電される。このようなサイクルで画像形成は行われる。

帯電ブラシ１について、図２〜図５に基づき以下に説明する。

図２は、帯電ブラシ１のシャフトの中心軸を通る断面図である。図３は、帯電ブラシ１に使用される糸の綛状態における捲縮前と捲縮後とを示す図面である。図４は、帯電ブラシ１のブラシ体表面の図面を示す。図５は、直毛糸からなるブラシのブラシ体表面の図面を示す。

図２に示すように、帯電ブラシ１は、回転軸となるシャフト１２と、長尺状のブラシ体１１とを備えている。ブラシ体１１は、ブラシ毛となる捲縮糸をパイル糸としたパイル織り生地からなる。このため、ブラシ体１１は、シャフト１２の軸方向と垂直の方向に外側に向かうに従い、シャフト１２の軸方向に少し広がった形状を有している。シャフト１２は、アルミニウム等の金属からなり、円柱形状を有している。

パイル織り生地は、縦糸及び横糸からなる基布に、パイル糸がパイル織りによって織り込まれ、Ｚ軸方向にパイル糸が起毛した３次元の織物である。このパイル糸は、隣接するパイル糸同士が互いを支えあうように、密に織り込まれることで、上記基布上に起毛される。

ブラシ毛として使用する糸は、フィラメント糸、紡績糸等が挙げられる。フィラメント糸は長繊維糸であり、断面が円柱状である強度が強い糸である。一方、紡績糸は短繊維糸であり、綿花を紡いで糸にしたものが原型であり、強度が弱い。紡績糸をブラシ毛として使用したブラシは、例えば、記録媒体の搬送における紙粉除去ブラシや、画像形成装置の隙間から現像剤が飛散して漏れるのを防ぐためのシールブラシ等の特殊な用途で使用される。帯電ブラシ１は、感光体ドラム２の表面に摺接させた状態で使用される。このためブラシ毛が紡績糸であると、ブラシ糸が切れ切れになる可能性があるため、帯電ブラシ１のブラシ毛は、フィラメント糸であることがより好ましい。

フィラメント糸としては、６−ナイロン、１２−ナイロン、ポリエステル、アクリル、ビニロン、アラミド等の合成樹脂からなるもの、又はこれらの２種以上からなる混合物等が挙げられ、使用される画像形成装置に合わせて、最適な材料が選定される。さらに、これらの糸は、導電性を高める目的で、導電性材料を練り込んだものでも良い。導電性材料としては、カーボン、ニッケル等の金属、酸化錫等の金属酸化物の粉が用いられる。

捲縮糸から製織したパイル織り生地の密度は、３０ＫＦ（キロフィラメント）／ｉｎｃｈ^２の密度であるが、直毛糸から製織したパイル織り生地の密度に換算すると１４０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２以上のボリューム感を得ることができる。より具体的には、図３に示すように、捲縮後の糸は捲縮前のものと比較して長さが略半分となっているが、太さは見かけ上３倍以上となっている。このように、直毛糸は、捲縮させることで嵩高い形状の捲縮糸となる。そして、捲縮糸からなるパイル織り生地は、単位面積あたりの糸の本数を増やすことなく、直毛糸からなるパイル織り生地と比べて３倍〜６倍の密度に相当するボリューム感を出すことが可能である。尚、Ｆ（フィラメント）／ｉｎｃｈ^２とは、「１平方ｉｎｃｈあたりのパイル糸のフィラメント糸数」である。

帯電ブラシ１で用いられる糸は、捲縮することにより縮れるため、直毛糸ブラシで使用する糸よりも略２倍程度の長さの糸が必要となる。しかしながら、捲縮糸からパイル織り生地に製織すると、直毛糸と比べて３倍〜６倍の密度に相当するボリューム感を出すことが可能である。このため、最終的には、捲縮糸からなるブラシ体は直毛糸からなるブラシ体と比較して、２／３以下の糸の量で同等のボリューム感を得ることができる。よって、捲縮糸からなるブラシは、直毛糸からなるブラシと比べて、使用する糸の量を減らすことができるため、低いコストで製造することができる。

パイル織り生地として、糸の限界の密度は、織機及び生地構造によって決まる。例えば、６ｄｔ（デシテックス）の直毛糸を用いた場合では、１４０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２の密度にすることが限界である。しかし、捲縮糸を用いたパイル織り生地では、低い密度で、見かけ上の密度を高くすることができる。このため、パイル糸に捲縮糸を用いることで、実質的に直毛糸からなるパイル織り生地の限界以上の密度を有するパイル織り生地を実現することができる。尚、デシテックスとは、「長さ１０，０００ｍの糸の重さがＮグラムであるとき、その糸はＮデシテックスである」と定義するものである。

以下に、帯電ブラシ１の製造方法について説明する。

最初に、糸を捲縮して縮れさせて捲縮糸とする。そして、複数の捲縮糸を束にして、パイル糸として織り込むことで、パイル織り生地とする。このパイル織り生地を一定の幅にスリットしてリボン状の生地とし、起毛した面を外側にして、シャフト１２にらせん状に巻きつけ、接着剤等で固定する。そして、起毛、シャーリング等の加工工程を行うことにより、捲縮糸ブラシである帯電ブラシ１が製造される。

糸の捲縮は、従来公知の方法で行うことができる。例えば、糸にひずみを与えて熱セットさせて行う方法等が挙げられる。糸の捲縮は、パイル糸にする前に行われるが、パイル糸にした後に行っても良い。ここで、糸の捲縮は、隣り合う糸が絡み合う程度であれば良く、用途に合わせて様々な捲縮数、捲縮度で行うことができる。

帯電ブラシ１において、糸は、６ｄｔのものを使用しているが、使用される画像形成装置に合わせて変更しても良い。

図５に示す直毛糸でブラシを製作した場合のブラシ体表面と比較すると明らかなように、帯電ブラシ１のブラシ体１１の表面は、図４に示すように、ブラシ毛が互いに密に絡み合っているため、隙間部分が少なく、ブラシ毛の見かけ上の密度が高くなっている。

図５に示すように、捲縮していない直毛糸からなるブラシ体の表面は、ブラシ毛が直毛であるために、ブラシ毛はシャフトの軸方向に対して、略垂直に起毛している。よって、ブラシ毛同士は絡み合うことなく、ほぼ規則正しく等間隔でシャフトから起毛するため、ブラシ体の表面は疎となってしまう。また微視的に見ると、ブラシ体の表面は、密な部分と疎な部分とが存在した不均一な状態となっている。

一方、図４に示す捲縮糸からなるブラシ体１１の表面は、ブラシ毛が捲縮糸であるために、ブラシ毛はシャフトの軸方向に対して、不規則な方向に起毛している。このため、ブラシ毛は互いに絡み合い、ブラシ体１１の表面は密となる。さらには、製造工程において避けることのできない、らせん状の巻き目に対応する隙間部分においても、ブラシ毛は互いに密となるように絡み合っているため、隙間部分はほとんど無い。また、微視的に見てもブラシ体の表面は、疎な部分がほとんど無く、均一な状態となっている。よって、捲縮糸のブラシ毛からなる帯電ブラシ１は、感光体ドラム２の表面を帯電ムラなく均一に帯電させることができ、濃度ムラのない高画質の画像を形成することができる。

次に、本実施の形態の画像形成装置を用いて、画像形成の評価を行った結果を表１に示す。画像評価の試験方法としては、本発明の画像形成装置により、ハーフトーン画像を出力して、出力した画像を目視により評価した。評価は、帯電ブラシ１のブラシ体の巻き目部分に由来する濃度ムラの発生の有無、全体としての濃度ムラの有無により判断した。また、比較のため、同じ６ｄｔの太さの糸を、３０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２及び１４０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２の密度でそれぞれ製織したパイル織り生地からなる直毛糸ブラシを帯電ブラシとして用いた場合の評価を同じ条件で行った。

表１に示すように、パイル織り生地の密度が３０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２である直毛糸ブラシでは、ブラシ体の巻き目部分の濃度ムラは少ない。これは、ブラシ体全体の密度が低いために、ブラシ体の巻き目の隙間部分が目立たないためである。しかし、ブラシ毛間の隙間が大きいため、出力される画像には、全体的に粗い筋状の濃度ムラが発生してしまう。

また、パイル織り生地の密度が１４０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２である直毛糸ブラシでは、ブラシ体の全体の密度が高くなるために、ブラシ体の巻き目部分の隙間が目立ち、ブラシ体の巻き目部分に濃度ムラが発生する。さらには、ブラシ毛間にも細かい隙間部分が存在するため、出力される画像には、全体的に細かいハケ目状の濃度ムラが発生してしまう。

これに対して、捲縮糸ブラシである帯電ブラシ１では、ブラシ体１１の巻き目部分に濃度ムラは発生していない。さらには、ブラシ体表面におけるブラシ毛間の隙間部分がほとんど無いため、出力される画像は均一な濃度であった。

以上のように、本発明の画像形成装置では、帯電ブラシ１のブラシ毛に捲縮糸を使用している。このため、感光体ドラム２の表面を均一に帯電することができる。このことにより、露光手段３によって、静電潜像が帯電ムラ無く感光体ドラム２の表面に形成され、現像手段４により、濃度ムラ無く現像剤像として顕像化され、転写ブラシ５によって濃度ムラ無く記録媒体に現像剤像が転写される。よって、高画質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することができる。

（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態について、以下に詳細に説明するが、上述した実施の形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

実施の形態１において、クリーニングブラシ６を使用する代わりに、クリーニングブラシ（捲縮糸ブラシ）１０６を使用すること以外は実施の形態１と同じ構成で画像形成装置が形成されている。クリーニングブラシ１０６は、実施の形態１で使用した帯電ブラシ１と同じような方法により、ブラシ毛として捲縮糸を用いて製造したものである。

以下に、本実施の形態の画像形成装置を用いて、クリーニング性及び固体潤滑剤の塗布性能の評価を行った結果を表２に示す。クリーニング性の試験は、クリーニング後の感光体ドラム２の表面を観察することにより評価した。具体的には、固体潤滑剤塗布手段８とクリーニングブレード１６とを取り外した画像形成装置で画像形成を行った後、クリーニングブラシ１０６を通過直後の感光体ドラム２の表面に残存した現像剤を粘着テープで採取し、白い紙に貼り付けることでクリーニングムラの目視観察を行った。

固体潤滑剤の塗布性能の試験は、固体潤滑剤のクリーニングブラシ１０６への塗布量と塗布ムラとにより評価した。具体的には、画像形成を行わずに、感光体ドラム２及びクリーニング手段１０のみを一定時間動作させて、塗布量については規定枚数印字後の固体潤滑剤の減量で判断を行い、塗布ムラについては固体潤滑剤を塗布後の感光体ドラム２の表面を目視観察することで行った。

また、比較のため、同じ６ｄｔの太さの糸を、３０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２及び１４０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２の密度でそれぞれ製織したパイル織り生地からなる直毛糸ブラシをクリーニングブラシとして用いた場合の評価を同じ条件で行った。

表２に示すように、パイル織り生地の密度が３０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２である直毛糸ブラシでは、ブラシ体の現像剤保持性能が低いために粗いクリーニングムラが発生してしまう。また、パイル織り生地の密度が１４０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２である直毛糸ブラシでは、３０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２である直毛糸ブラシと比較すると現像剤保持性能は高くなっているが、細かい筋状のクリーニングムラが発生してしまう。これに対して、捲縮糸ブラシであるクリーニングブラシ１０６では、捲縮糸からなるブラシ毛が互いに絡み合うため、巻き目に沿った隙間部分が無く、ブラシ体表面におけるブラシ毛の見かけ上の密度が高い。このため、現像剤等の除去能力が高く、除去した現像剤等はブラシ体の中に保持されて移動しにくいため、クリーニング不良は発生しない。

また、パイル織り生地の密度が３０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２である直毛糸ブラシでは、ブラシ体の巻き目部分に対応する塗りムラは少ない。しかし、ブラシ毛間の隙間が大きいため、出力される画像には、全体的に粗い筋状の塗りムラが発生する。パイル織り生地の密度が１４０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２である直毛糸ブラシでは、ブラシ体の全体の密度が高くなるために、ブラシ体の巻き目部分の隙間が目立ち、ブラシ体の巻き目部分に塗りムラが発生する。さらには、ブラシ毛間にも細かい隙間部分が存在するため、出力される画像には、全体的に細かいハケ目状の塗りムラが発生してしまう。

これに対して、捲縮糸ブラシであるクリーニングブラシ１０６では、捲縮糸からなるブラシ毛が互いに絡み合っているため、ブラシ体表面におけるブラシ毛間の隙間部分がほとんど無く、ブラシ体表面におけるブラシ毛の見かけ上の密度が高い。よって、クリーニングブラシ１０６は、固体潤滑剤を感光体ドラム２の表面に均一に塗布することができる。

また、固体潤滑剤塗布量は、捲縮糸ブラシであるクリーニングブラシ１０６では適量であり、パイル織り生地の密度が３０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２の直毛糸ブラシクリーニングブラシ１０６では少なかった。これは、クリーニングブラシ１０６は、ブラシ体表面におけるブラシ毛の見かけ上の密度が高いため、同じ３０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２のパイル織り生地密度の直毛糸ブラシと比較してより多くの固体潤滑剤を塗布することができるためである。これにより、クリーニングブラシ１０６及びクリーニングブレード１６のクリーニング性を高めることができる。

パイル織り生地の密度が１４０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２である直毛糸ブラシの固体潤滑剤の塗布量は、パイル織り生地の密度が３０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２である直毛糸ブラシ及びクリーニングブラシ１０６よりも多く、適量よりも過剰量であった。このように直毛糸ブラシでも、ブラシ毛の密度を調整することによって、固体潤滑剤の塗布量を最適化することができる。しかしながら、ブラシ毛の密度を限界まで高めても、直毛糸ブラシでは、塗布ムラは解消することができないため、満足のいくクリーニング性は得られない。

以上のように、本発明の画像形成装置では、クリーニングブラシ１０６のブラシ毛として捲縮糸を使用している。このため、感光体ドラム２の表面を良好にクリーニングすることができる。このことにより、感光体ドラム２の表面を、残留した現像剤や紙粉等の無い状態に常に保つことができ、現像剤や紙粉等の影響による画像の乱れを防ぐことができる。よって、高画質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することができる。

（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態について、以下に詳細に説明するが、上述した実施の形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

実施の形態１において、帯電ブラシ１におけるブラシ体表面のブラシ毛をさらに割繊させたこと以外は実施の形態１の記載と同じ構成で画像形成装置が形成されている。

ブラシ毛の割繊は、種々の方法により行うことができる。具体的には、非相溶性の２成分からなる複合繊維を、薬品処理もしくは物理的処理により、２成分剥離させる方法が挙げられる。帯電ブラシ１のブラシ毛の割繊処理は、薬品処理、物理的処理のどちらを用いて行っても良いが、より好ましくは薬品処理である。薬品処理による割繊としては、アルカリ溶液で処理することにより行う方法等が挙げられる。

また、割繊は、糸の状態で行っても良いし、パイル織り生地の状態で行っても良いし、ブラシの状態で行っても良い。割繊を糸の状態で行うと、糸が細くなりすぎてしまうため、パイル織り生地を織ることが困難になる。このため、パイル織り生地の状態又はブラシの状態で割繊を行うことがより好ましく、ブラシの状態で割繊を行うことが特に好ましい。

以下に割繊する方法の一例を説明する。

帯電ブラシ１を回転可能な状態で固定することができる装置を用いて、ブラシ体１１のブラシ毛の先端から略１／２がアルカリ溶液（例えば、５０％水酸化ナトリウム水溶液、２０℃）に浸かるように、帯電ブラシ１を固定する。そして、固定された帯電ブラシ１を、ブラシ体表面全体のブラシ毛の先端に均一にアルカリ溶液が浸かるように所定の速度で回転させる（例えば、２０ｒｐｍの回転数で４分間）。回転後、起毛機にて、スチーム圧０．０５ｍＰａ、機内温度略１２０℃で２分間処理させ、その後、乾燥することで帯電ブラシ１のブラシ毛の割繊を行うことができる。尚、帯電ブラシ１のブラシ毛の割繊方法は、この方法に限定されず、他の方法によっても同様に割繊を行うことができる。

次に、本実施の形態の画像形成装置を用いて、実施の形態１と同様の方法で、ハーフトーン画像を出力して、出力した画像を目視により評価した。

その結果、割繊した捲縮糸をブラシ毛として用いた帯電ブラシ１では、ブラシ体の巻き目部分に濃度ムラは発生していない。さらには、ブラシ体表面におけるブラシ毛間の隙間部分がほとんど無いため、出力される画像は、均一な濃度であった。

以上のように、本発明の画像形成装置では、帯電ブラシ１のブラシ毛として割繊させた捲縮糸を使用している。このため、感光体ドラム２の表面を均一に帯電することができる。このことにより、露光手段３によって、静電潜像が帯電ムラ無く感光体ドラム２の表面に形成され、現像手段４により、濃度ムラ無く現像剤像として顕像化され、転写ブラシ５によって画像の濃度ムラ無く記録媒体に現像剤像が転写される。よって、高画質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することができる。

（実施の形態４）
本発明の第４の実施の形態について、以下に詳細に説明するが、上述した実施の形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

実施の形態２において、クリーニングブラシ１０６におけるブラシ毛をさらに割繊させたこと以外は実施の形態２の記載と同じ構成で画像形成装置が形成されている。ブラシ毛の割繊は、実施の形態３で行った帯電ブラシ１の割繊の方法と同じような方法で行われている。

本実施の形態の画像形成装置を用いて、実施例２と同様の方法で、クリーニング性及び固体潤滑剤の塗布性能の評価を行った。

その結果、割繊した捲縮糸をブラシ毛として用いたクリーニングブラシ１０６では、ブラシ毛が互いに絡み合うため、巻き目に沿った隙間部分が無く、ブラシ体における表面のブラシ毛の見かけ上の密度が高い。このため、現像剤等の除去能力が高く、除去した現像剤等はブラシの中に保持されて移動しにくいため、クリーニング不良は発生しない。

また、クリーニングブラシ１０６では、割繊させた捲縮糸からなるブラシ毛が互いに絡み合っているため、ブラシ体表面におけるブラシ毛間の隙間部分がほとんど無く、ブラシ体表面におけるブラシ毛の見かけ上の密度が高い。このため、クリーニングブラシ１０６は、固体潤滑剤を感光体ドラム２の表面に均一に塗布することができる。

また、クリーニングブラシ１０６の固体潤滑剤塗布量は、適量であった。クリーニングブラシ１０６は、ブラシ体表面におけるブラシ毛の見かけ上の密度が高いため、同じ３０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２のパイル織り生地密度の直毛糸ブラシと比較してより多くの固体潤滑剤を塗布することができる。これにより、クリーニングブラシ１０６及びクリーニングブレード１６のクリーニング性を高めることができる。このため、クリーニングブラシ１０６及びクリーニングブレード１６のクリーニング性を高めることができる。

以上のように、本発明の画像形成装置では、クリーニングブラシ１０６に割繊した捲縮糸をブラシ毛として使用している。このため、感光体ドラム２の表面を良好にクリーニングすることができる。このことにより、感光体ドラム２の表面を、常に残留した現像剤や紙粉等の無い状態に保つことができ、現像剤や紙粉等の影響による画像の乱れを防ぐことができる。よって、高画質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することができる。

なお、上述の説明では、帯電ブラシ１又はクリーニングブラシ１０６のブラシ毛が、捲縮糸である場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、現像手段における現像剤供給ブラシ１８や、転写ブラシ５や、除電ブラシ等の他の画像形成装置で使用されているブラシが本発明の画像形成装置用ブラシであっても良い。現像剤供給用ブラシ１８等の画像形成装置で使用されている他のブラシが本発明の画像形成装置用ブラシであれば、本実施形態と略同様の効果が得られる。

また、上述の説明では、帯電ブラシ１又はクリーニングブラシ１０６がロール型ブラシである場合について説明したが、転写ブラシ５のような固定型ブラシであっても良い。固定型ブラシであっても、捲縮糸をブラシ毛として用いることで、ロール型ブラシと同様にブラシ体表面におけるブラシ毛の見かけ上の密度を高くすることができる。このため、隙間部分がほとんど無い、均一な状態のブラシ体表面を有する画像形成装置用ブラシを提供することができる。

また、上述の説明では、クリーニングブラシ１０６は、クリーニングブラシとしての機能と固体潤滑剤塗布ブラシとしての機能とを有しているが、クリーニングブラシと固体潤滑剤塗布ブラシとを別々に備えた構成の画像形成装置であっても良い。

また、上述の説明では、クリーニング手段１０は、クリーニングブラシ１０６とクリーニングブレード１６とを併用する機械的なクリーニング方式の場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、バイアスクリーナのような静電気を利用したクリーニング方式であっても良い。バイアスクリーナで使用されるクリーニングブラシやプレチャージブラシ等が本発明の画像形成装置用ブラシであれば、本実施形態と略同様の効果が得られる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明に係る画像形成装置用ブラシは、以上のように、ブラシ毛の見かけ上の密度が高く、ブラシ体の表面の隙間部分が少なく、均一な表面状態のブラシ体を備えている。このため、本発明の画像形成装置用ブラシは、プリンターや複写機やファクシミリ機等の画像形成装置等に好適に用いることができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記画像形成装置用ブラシを備えているため、画像の濃度ムラの少ない高画質の画像を形成することができる。このため、本発明の画像形成装置は、家庭から工業設備に至る様々な電気製品の分野に好適に用いることができる。

本発明の実施形態を示すものであり、画像形成装置における画像形成部の構造を模式的に示す正面図である。 上記画像形成装置における帯電ブラシのシャフトの中心軸を通る断面図である。 上記画像形成装置における帯電ブラシに使用される糸の綛状態における捲縮前と捲縮後とを示す図面である。 上記画像形成装置における帯電ブラシの表面状態を示す図面である。 従来技術を示すものであり、画像形成装置用ブラシの表面状態を示す図面である。 従来技術を示すものであり、画像形成装置用のシャフトの中心軸を通る断面図である。 従来技術を示すものであり、画像形成装置用ブラシを示す側面図である。

符号の説明

１ 帯電ブラシ（画像形成装置用ブラシ）
６ クリーニングブラシ（画像形成装置用ブラシ）
１１ ブラシ体

Claims (10)

1. ブラシ体を備える画像形成装置用ブラシであって、
   上記ブラシ体が、捲縮糸を含んでいることを特徴とする画像形成装置用ブラシ。
2. 上記捲縮糸が、フィラメント糸を捲縮したものであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置用ブラシ。
3. 上記ブラシ体が、上記捲縮糸をパイル糸としたパイル織り生地からなるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置用ブラシ。
4. 上記捲縮糸が、さらに割繊されたものであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置用ブラシ。
5. ロール型ブラシであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置用ブラシ。
6. 固定型ブラシであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置用ブラシ。
7. 帯電ブラシであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置用ブラシ。
8. クリーニングブラシであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置用ブラシ。
9. 固体潤滑剤塗布ブラシであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置用ブラシ。
10. 請求項１〜９の何れか１項に記載の画像形成装置用ブラシを搭載していることを特徴とする画像形成装置。