JP2018156017A - 清掃部材、帯電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】円形断面のブラシ毛を備えた清掃部材に比較して、表面に凹凸を有する被清掃体の凸部を清掃しつつ凹部の清掃能力を高める。
【解決手段】表面に凹凸１２５ａ、１２５ｂを有する被清掃体としての帯電ローラ１２５と、先端が接触する複数本のブラシ毛１２８ｂと、ブラシ毛が植え付けられたブラシ基部と、を備え、ブラシ毛は、断面形状が外周へ向けて突出した突出部１２９を有する異型断面形状であり、少なくとも前記突出部が前記被清掃体の凹部に入り込む大きさであるように構成した。
【選択図】図８

Description

この発明は、清掃部材、帯電装置及び画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置においては、感光体ドラムの表面に帯電ロールを接触させ、当該帯電ロールによって感光体ドラムの表面を帯電させるとともに、帯電ロールの表面を清掃部材によって清掃するように構成したものがある。かかる帯電ロールの表面を清掃する清掃部材に関する技術としては、例えば、特許文献１乃至３等に開示されたものが既に提案されている。

特許文献１は、表面に凹凸を有する被清掃体と先端が接触するブラシ毛と、前記ブラシ毛が植え付けられたブラシ基部と、を有し、前記ブラシ毛は、径が異なる少なくとも２種のブラシ毛を含み、２種のブラシ毛のうちの第１種のブラシ毛は、前記被清掃体の表面に形成された凹凸の凹部の底まで到達し得ない太さであり、２種のブラシ毛のうちの第２種のブラシ毛は、前記被清掃体の表面に形成された凹凸の凹部の底まで到達し得る太さであるように構成したものである。

特許文献２は、被清掃体に当接して該被清掃体を清掃するブラシ繊維を有するブラシローラにおいて、太さの異なるブラシ繊維が混在し、かつ該ブラシ繊維の長さが２mm以下に設定されているものである。

特許文献３は、編物の縁部が実質的に編地構成糸のループで形成されている筒状編物からなり、かつ該筒状編物が筒状の中空構造部と該中空構造部に連結された筒状の一重構造編地で形成されてなるものであり、編地構成糸が異型断面糸である態様を含むものである。

特開２０１４−２４０８６６号公報 特開２００３−２７１０３２号公報 国際公開ＷＯ９９／３５９５８号公報

この発明の目的は、円形断面のブラシ毛を備えた清掃部材に比較して、表面に凹凸を有する被清掃体の凸部を清掃しつつ凹部の清掃能力を高めることにある。

請求項１に記載された発明は、表面に凹凸を有する被清掃体と先端が接触する複数本のブラシ毛と、
前記ブラシ毛が植え付けられたブラシ基部と、
を備え、
前記ブラシ毛は、断面形状が外周へ向けて突出した突出部を有する異型断面形状であり、少なくとも前記突出部が前記被清掃体の凹部に入り込む大きさである清掃部材である。

請求項２に記載された発明は、前記被清掃体の表面の断面形状を表す粗さ曲線において、隣接する凹部と凸部間の距離の平均値をＳｍ、最大高さ粗さをＲｚとしたとき、前記ブラシ毛の突出部の断面における最大幅ｄｂと、当該突出部の突出長ｄｌとが、以下の関係式を満たす請求項１に記載の清掃部材である。
Ｓｍ＞ｄｂ 且つ Ｒｚ＜ｄｌ

請求項３に記載された発明は、前記ブラシ毛は、当該ブラシ毛に外接する円の直径をＤとしたとき、Ｄ＜Ｓｍの関係を満たす請求項２に記載の清掃部材である。

請求項４に記載された発明は、前記ブラシ毛は、前記突出部の最大幅ｄｂと同一外径の円形断面のブラシ毛より前記突出部の剛性が大きい請求項１に記載の清掃部材である。

請求項５に記載された発明は、前記ブラシ毛は、複数の突出部を有する異型断面形状である請求項４に記載の清掃部材である。

請求項６に記載された発明は、表面に凹凸を有する被清掃体と先端が接触する複数本のブラシ毛と、
前記ブラシ毛が植え付けられたブラシ基部と、
を備え、
前記ブラシ毛は、径が異なる少なくとも２種のブラシ毛を含み、
前記２種のブラシ毛のうちの第１種のブラシ毛は、前記被清掃体の表面に形成された凹凸の凹部の底まで到達し得ない太さであり、
前記２種のブラシ毛のうちの第２種のブラシ毛は、断面形状が外周へ向けて突出した突出部を有する異型断面形状であり、少なくとも前記突出部が前記被清掃体の凹部に入り込む大きさである清掃部材である。

請求項７に記載された発明は、前記被清掃体の表面の断面形状を表す粗さ曲線において、隣接する凹部と凸部間の距離の平均値をＳｍ、最大高さ粗さをＲｚとしたとき、第１種のブラシの断面の径ｄａと、前記第２のブラシ毛の突出部の断面における最大幅ｄｂと、当該突出部の突出長ｄｌとが、以下の関係式を満たす請求項６に記載の清掃部材である。
ｄａ＞Ｓｍ＞ｄｂ 且つ Ｒｚ＜ｄｌ

請求項８に記載された発明は、前記ブラシ基部は、前記第１種のブラシ毛のみが植え付けられた領域と、前記第２種のブラシ毛のみが植え付けられた領域とを有し、
前記被清掃体の清掃される全領域に、前記第１種のブラシ毛と前記第２種のブラシ毛との双方が接触する請求項７に記載の清掃部材である。

請求項９に記載された発明は、前記第１種のブラシ毛のみが植え付けられた領域と、前記第２種のブラシ毛のみが植え付けられた領域とは、軸状に形成された前記ブラシ基部の周囲に螺旋状に設けられている請求項６乃至８のいずれかに記載の清掃部材である。

請求項１０に記載された発明は、前記第１種のブラシ毛のみが植え付けられた領域と、前記第２種のブラシ毛のみが植え付けられた領域とは、軸状に形成された前記ブラシ基部の軸方向に連続し、且つ周方向に沿って交互に形成されている請求項６乃至８のいずれかに記載の清掃部材である。

請求項１１に記載された発明は、像保持体の表面を帯電するロール状の帯電部材と、
前記帯電部材の表面とブラシ毛が接触するように支持され、前記帯電部材の表面を清掃する清掃部材と、
を備え、
前記清掃部材として請求項１乃至１０のいずれかに記載の清掃部材を用いた帯電装置である。

請求項１２に記載された発明は、無端状の周面に静電潜像が形成される像保持体と、
前記像保持体の周面と接触して帯電する請求項１１に記載の帯電装置と、
を備える画像形成装置である。

請求項１に記載された発明によれば、円形断面のブラシ毛を備えた清掃部材に比較して、表面に凹凸を有する被清掃体の凸部を清掃しつつ凹部の清掃能力を高めることができる。

請求項２に記載された発明によれば、円形断面のブラシ毛を備えた清掃部材に比較して、表面に凹凸を有する被清掃体の凸部を清掃しつつ凹部の清掃能力をより一層確実に高めることができる。

請求項３に記載された発明によれば、Ｄ＜Ｓｍの関係を満たさないブラシ毛に比較して、ブラシ毛自体によっても被清掃体の凹部を清掃することができる。

請求項４に記載された発明によれば、円形断面のブラシ毛を備えた清掃部材に比較して、表面に凹凸を有する被清掃体の凸部を清掃しつつ凹部の清掃能力をより一層確実に高めることができる。

請求項５に記載された発明によれば、ブラシ毛が単一の突出部を有する異型断面形状で有る場合に比較して、表面に凹凸を有する被清掃体の凸部を清掃しつつ凹部の清掃能力をより一層確実に高めることができる。

請求項６に記載された発明によれば、円形断面の外径が異なる２種類のブラシ毛のみを用いた場合に比較して、表面に凹凸を有する被清掃体の凸部の清掃能力を高めることができる。

請求項７に記載された発明によれば、ｄａ＞Ｓｍ＞ｄｂ且つＲｚ＜ｄｌの関係を満たさないブラシ毛に比較して、表面に凹凸を有する被清掃体の凸部及び凹部の清掃能力をより一層高めることができる。

請求項８に記載された発明によれば、被清掃体の清掃される全領域に、第１種のブラシ毛と第２種のブラシ毛との双方が接触しない場合に比較して、表面に凹凸を有する被清掃体の凸部及び凹部の清掃能力をより一層高めることができる。

請求項９に記載された発明によれば、第１種のブラシ毛のみが植え付けられた領域と、第２種のブラシ毛のみが植え付けられた領域とが、軸状に形成されたブラシ基部の周囲に螺旋状に設けられていない場合に比較して、表面に凹凸を有する被清掃体の凸部及び凹部の清掃能力をより一層高めることができる。

請求項１０に記載された発明によれば、第１種のブラシ毛のみが植え付けられた領域と、第２種のブラシ毛のみが植え付けられた領域とが、軸状に形成されたブラシ基部の軸方向に連続し、且つ周方向に沿って交互に形成されていない場合に比較して、表面に凹凸を有する被清掃体の凸部及び凹部の清掃能力をより一層高めることができる。

請求項１１に記載された発明によれば、清掃部材として請求項１乃至１０のいずれかに記載の清掃部材を用いない場合に比較して、表面に凹凸を有する被清掃体の凸部を清掃しつつ凹部の清掃能力を高めることができる。

請求項１２に記載された発明によれば、像保持体の周面と接触して帯電する請求項１１に記載の帯電装置を備えない場合に比較して、像保持体に帯電不良が発生するのを抑制することができる。

この発明の実施の形態１に係る清掃部材及び帯電装置を適用した画像形成装置を示す概略構成図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の画像形成部を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る清掃部材を適用した帯電装置を示す概略構成図である。 この発明の実施の形態１に係る帯電装置を示す斜視構成図である。 帯電ロールを示す斜視構成図及び断面図である。 帯電ロールの表面を示す拡大した模式図である。 清掃ロールを示す斜視構成図である。 清掃ロールの要部を示す拡大した模式図である。 第１種及び第２種のブラシ毛を示す模式図である。 第２種のブラシ毛の変形例をそれぞれ示す模式図である。 清掃ロールの変形例を示す斜視構成図である。 この発明の実施の形態１に係る帯電装置及び清掃ロールの作用を示す断面構成図である。 この発明の実施の形態１に係る帯電装置及び清掃ロールの作用を示す断面構成図である。 この発明の実施の形態１に係る帯電装置及び清掃ロールの作用を示す断面構成図である。 実験例１〜３及び比較例１〜６の結果を示す図表である。 実験例４の結果を示す図表である。 実験例４の結果を示すグラフである。 実験例４の条件を示す図表である。 実験例４の結果を示す図表である。 実験例４の結果を示すグラフである。 清掃ロールの変形例を示す斜視構成図である。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

[実施の形態１]
図１及び図２は、実施の形態１に係る清掃部材及び帯電装置を適用した画像形成装置を示すものである。図１はその画像形成装置の全体の概要を示し、図２はその画像形成装置における要部（作像装置など）を拡大して示している。

＜画像形成装置の全体の構成＞
実施の形態１に係る画像形成装置１は、例えばカラープリンタとして構成されたものである。この画像形成装置１は、現像剤４を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する画像形成部の一例としての複数の作像装置１０と、各作像装置１０で形成されたトナー像をそれぞれ保持して最終的に記録媒体の一例としての記録用紙５に二次転写する二次転写位置まで搬送する中間転写装置２０と、中間転写装置２０の二次転写位置に供給すべき所要の記録用紙５を収容して搬送する給紙装置３０と、中間転写装置２０で二次転写された記録用紙５上のトナー像を定着させる定着装置４０等を備えている。なお、図中の１ａは画像形成装置１の装置本体を示し、この装置本体１ａはフレーム等からなる支持構造部材や外装カバーなどで構成されている。また、図中の破線は、装置本体１ａ内において記録用紙５が搬送される主な搬送経路を示す。

作像装置１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像をそれぞれ専用に形成する４つの作像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋで構成されている。これらの４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、装置本体１ａの内部空間において傾斜した状態で１列に並べた状態となるよう配置されている。４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、イエロー（Ｙ）の作像装置１０Ｙが鉛直方向に沿った上方に位置して相対的に高く、ブラック（Ｋ）の作像装置１０Ｋが相対的に低くなる位置に存在している。

４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図１や図２に示されるように、像保持体の一例としての回転する感光体ドラム１１を備えており、この感光体ドラム１１の周囲に、次のようなトナー像形成手段の一例としての各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光体ドラム１１の像形成が可能な周面（像保持面）を所要の電位に帯電させる本実施の形態に係る帯電装置１２と、感光体ドラム１１の帯電された周面に画像の情報（信号）に基づく光を照射して電位差のある（各色用の）静電潜像を形成する静電潜像形成手段の一例としての露光装置１３と、その静電潜像を対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像剤４のトナーで現像してトナー像にする現像手段の一例としての現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、その各トナー像を中間転写装置２０に転写する一次転写手段の一例としての一次転写装置１５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、一次転写後における感光体ドラム１１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置１６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）等である。尚、図１中、感光体ドラム１１や帯電装置１２等を示す符号は、イエロー（Ｙ）の作像装置１０Ｙにのみ付して他の作像装置１０（Ｍ，Ｃ，Ｋ）においては省略する。

感光体ドラム１１は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム１１は、図示しない駆動装置から動力が伝達されて矢印Ａで示す方向に回転するよう支持されている。

帯電装置１２は、感光体ドラム１１に接触した状態で配置される接触型の帯電ロール１２１で構成される。帯電装置１２は、その表面を清掃する本実施の形態に係る清掃部材としての清掃ロール１２２を備えている。帯電装置１２には帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置１４が反転現像を行うものである場合、現像装置１４から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。なお、帯電装置１２については、後に詳述する。

露光装置１３は、感光体ドラム１１の軸方向に沿って配列された複数の発光素子としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）により感光体ドラム１１に画像情報に応じた光を照射して静電潜像を形成するＬＥＤプリントヘッドからなる。なお、露光装置１３としては、画像情報に応じて構成されるレーザー光を感光体ドラム１１の軸方向に沿って偏向走査するものを用いても良い。

現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、図２に示されるように、開口部と現像剤４の収容室が形成された筐体１４０の内部に、現像剤４を保持して感光体ドラム１１と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール１４１と、現像剤４を攪拌しながら現像ロール１４１を通過させるよう搬送する２つのスクリューオーガー等の攪拌搬送部材１４２，１４３と、現像ロール１４１に保持される現像剤の量（層厚）を規制する層厚規制部材１４４などを配置して構成したものである。この現像装置１４には、現像ロール１４１と感光体ドラム１１の間に現像バイアス電圧が図示しない電源装置から供給される。また、現像ロール１４１や攪拌搬送部材１４２，１４３は、図示しない駆動装置から動力が伝達されて所要の方向に回転する。さらに、４色の現像剤４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。トナーは、トナー粒子そのものと、トナー粒子より粒径が小さくトナー粒子の表面等に添加されて帯電性や離型性などを調整する外添剤等を有している。

一次転写装置１５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、感光体ドラム１１の周囲に中間転写ベルト２１を介して接触し回転するとともに一次転写用電圧が供給される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。一次転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。

ドラム清掃装置１６は、図２に示されるように、一部が開口する容器状の本体１６０と、一次転写後の感光体ドラム１１の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板１６１と、清掃板１６１で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材１６２等で構成されている。清掃板１６１としては、ゴム等の材料からなる板状の部材（例えばブレード）が使用される。

中間転写装置２０は、図１に示されるように、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の上方の位置に存在するよう配置される。中間転写装置２０は、感光体ドラム１１と一次転写装置１５（一次転写ロール）の間となる一次転写位置を通過しながら矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数のベルト支持ロール２２〜２５と、ベルト支持ロール２２に支持されている中間転写ベルト２１の外周面（像保持面）側に配置されて中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に二次転写させる二次転写手段の一例としての二次転写装置２６と、二次転写装置２６を通過した後に中間転写ベルト２１の外周面に残留して付着するトナー、紙粉等の付着物を取り除いて清掃するベルト清掃装置２７とで主に構成されている。

中間転写ベルト２１としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂にカーボンブラック等の抵抗調整剤などを分散させた材料で製作される無端状のベルトが使用される。また、ベルト支持ロール２２は二次転写の背面支持ロールとして構成され、ベルト支持ロール２３は図示しない駆動装置によって回転駆動される駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール２４は中間転写ベルト２１の画像形成面を形成する面出しロールとして構成され、ベルト支持ロール２５は中間転写ベルト２１に張力を付与する張力付与ロールとして構成される。

二次転写装置２６は、図１に示されるように、中間転写装置２０におけるベルト支持ロール２２に支持されている中間転写ベルト２１の外周面部分である二次転写位置において、中間転写ベルト２１の周面に接触して回転するとともに二次転写用電圧が供給される二次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。また、二次転写ロール２６又は中間転写装置２０の支持ロール２２には、トナーの帯電極性と逆極性又は同極性を示す直流の電圧が二次転写用電圧として図示しない電源装置から供給される。

ベルト清掃装置２７は、図１に示されるように、一部が開口する容器状の本体２７０と、二次転写後の中間転写ベルト２１の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板２７１と、清掃板２７１で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収装置に送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材２７２等で構成されている。清掃板２７１としては、ゴム等の材料からなる板状の部材（例えばブレード）が使用される。

定着装置４０は、記録用紙５の導入口及び排出口が形成された図示しない筐体の内部に、矢印で示す方向に回転するとともに表面温度が所定の温度に保持されるよう加熱手段によって加熱されるロール形態又はベルト形態の加熱用回転体４１と、この加熱用回転体４１の軸方向にほぼ沿う状態で所定の圧力で接触して回転するロール形態又はベルト形態の加圧用回転体４２などを配置して構成されたものである。この定着装置４０では、加熱用回転体４１と加圧用回転体４２が接触する接触部が所要の定着処理（加熱及び加圧）を行う定着処理部となる。

給紙装置３０は、作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の鉛直方向に沿った下方側の位置に存在するように配置される。この給紙装置３０は、所望のサイズ、種類等の記録用紙５を積載した状態で収容する複数（又は単数）の用紙収容体３１と、用紙収容体３１から記録用紙５を１枚ずつ送り出す送出装置３２とで主に構成される。用紙収容体３１は、例えば、図示しないガイドレールによって装置本体１ａの正面（使用者が操作時に向き合う側面）側に引き出すことができるように取り付けられている。この実施の形態では、図面に直交する方向の手前側の面が装置本体１ａの正面となるよう設定されている。

記録用紙５としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙やトレーシングペーパー等の薄紙、あるいはＯＨＰシート等が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録用紙５の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等の坪量が相対的に大きい所謂厚紙なども好適に使用することができる。

給紙装置３０と二次転写装置２６との間には、図１に示されるように、給紙装置３０から送り出される記録用紙５を二次転写位置まで搬送する単数又は複数の用紙搬送ロール対３３や図示しない搬送ガイドで構成される給紙搬送路３４が、装置本体１ａの左側面に鉛直方向に沿って設けられている。給紙搬送路３４において二次転写位置の直前の位置に配置される用紙搬送ロール対３３は、例えば記録用紙５の搬送時期を調整するロール（レジストロール）として構成されている。また、二次転写装置２６と定着装置４０との間には、二次転写装置２６から送り出される二次転写後の記録用紙５を定着装置４０まで搬送するための用紙搬送路３５が設けられている。さらに、画像形成装置１の装置本体１ａに形成される用紙の排出口に近い部分には、定着装置４０から出口ロール３６により送り出される定着後の記録用紙５を画像形成装置本体１ａの上部の第１用紙排出部３７に排出するための第１用紙排出ロール対３８を備えた第１排出搬送路３９と、第１用紙排出部３７の上方に位置する第２用紙排出部４３に排出するための第２用紙排出ロール対４４を備えた第２排出搬送路４５とが設けられている。さらに、第２排出搬送路４５には、第１切替ゲートＧ１により記録用紙５の排出方向が切り替えられ、装置本体１ａの左側面の第３用紙排出部４６に排出するための第３用紙排出ロール対４７が設けられている。尚、第３用紙排出部４６は、画像面を上にして排出する所謂フェイスアップトレイからなる。

定着装置４０と第１用紙排出ロール対３８との間には、用紙搬送路を切り替える第２切替ゲートＧ２を備えている。第１用紙排出ロール対３８は、その回転方向が正転方向（排出方向）と逆転方向に切り替え可能に構成されている。記録用紙５の両面に画像を形成する場合には、片面に画像が形成された記録用紙５の後端が第２切替ゲートＧ２を通過した後、第１用紙排出ロール対３８の回転方向を正転方向（排出方向）から逆転方向に切り替える。第１用紙排出ロール対３８によって逆転方向に搬送される記録用紙５は、第２切替ゲートＧ２によって搬送経路が切り替えられ、装置本体１ａの側面に沿って略鉛直方向に沿うように形成された両面用搬送経路４８へと搬送される。両面用搬送経路４８は、表裏を反転させた状態で記録用紙５を用紙搬送ロール対３３へと搬送する用紙搬送ロール対４９と図示しない搬送ガイド等を備えている。なお、符号４９ａは下方に位置する用紙収容体３１や図示しない手差しトレイから給紙される記録用紙５を用紙搬送ロール対３３へと搬送する用紙搬送ロール対を示している。

図１中、符号１４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、紙面に直交する方向に沿って配置され、対応する現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に供給する少なくともトナーを含む現像剤を収容したトナーカートリッジをそれぞれ示している。この実施の形態では、トナーカートリッジ１４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）にトナーとキャリアを混合した現像剤４が収容されている。

また、図１中、符号７０は、ユニット化されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各作像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを装置本体１ａに対して着脱自在に案内する案内部材を示している。

さらに、図１中符号２００は、画像形成装置１の動作を統括的に制御する制御装置を示している。制御装置２００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、あるいはこれらＣＰＵやＲＯＭ等を接続するバス、外部と通信する通信インターフェイスなどを備えている。

＜画像形成装置の動作＞
以下、画像形成装置１による基本的な画像形成動作について説明する。

ここでは、前記４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を使用して、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成するフルカラーモードにおける動作を説明する。

画像形成装置１は、制御装置２００によって制御され、図示しないユーザインターフェイスやプリンタドライバ等からフルカラーの画像形成動作（プリント）の要求の指令情報を受けると、４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、中間転写装置２０、二次転写装置２６、定着装置４０等が始動する。

そして、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）においては、図１及び図２に示されるように、まず各感光体ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し、各帯電装置１２が各感光体ドラム１１の表面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位にそれぞれ帯電させる。続いて、露光装置１３が、帯電後の感光体ドラム１１の表面に対し、画像形成装置１に入力される画像の情報を各色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に変換して得られる画像の信号に基づいて発光される光を照射し、その表面に所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。

続いて、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が、感光体ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電された対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーを現像ロール１４１からそれぞれ供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、各感光体ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像は、その対応する色のトナーでそれぞれ現像された４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像として顕像化される。

続いて、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像が一次転写位置まで搬送されると、一次転写装置１５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が、その各色のトナー像を中間転写装置２０の矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト２１に対して順番に重ね合わされるような状態で一次転写させる。

また、一次転写が終了した各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）では、ドラム清掃装置１６が付着物を掻き取るように除去して感光体ドラム１１の表面を清掃する。これにより、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、次の作像動作が可能な状態にされる。ただし、ドラム清掃装置１６で除去しきれないトナーやトナーの外添剤等の付着物が感光体ドラム１１の表面に残留する場合がある。ドラム清掃装置１６で除去しきれなかったトナーやトナーの外添剤等の付着物は、感光体ドラム１１の回転に伴って帯電装置１２へと移行する。

続いて、中間転写装置２０では、中間転写ベルト２１の回転により一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置まで搬送する。一方、給紙装置３０では、作像動作に合わせて所要の記録用紙５を給紙搬送路３４に送り出す。給紙搬送路３４では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対３３が記録用紙５を転写時期に合わせて二次転写位置に送り出して供給する。

二次転写位置においては、二次転写装置２６が、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に一括して二次転写させる。また、二次転写が終了した中間転写装置２０では、ベルト清掃装置２７が二次転写後の中間転写ベルト２１の表面に残留したトナー等の付着物を取り除いて清掃する。

続いて、トナー像が二次転写された記録用紙５は、中間転写ベルト２１から剥離された後に用紙搬送路３５を介して定着装置４０まで搬送される。定着装置４０では、回転する加熱用回転体４１と加圧用回転体４２との間の接触部に二次転写後の記録用紙５を導入して通過させることにより、必要な定着処理（加熱及び加圧）を施して未定着のトナー像を記録用紙５に定着させる。最後に、定着が終了した後の記録用紙５は、その片面への画像の形成を行うだけの画像形成動作のときは、第１用紙排出ロール対３８などにより、例えば、装置本体１ａの上部に設置された第１用紙排出部３７に排出される。

以上の動作により、４色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成された記録用紙５が出力される。なお、画像形成装置１では、ブラック（Ｋ）の作像装置１０Ｋのみを用いて記録用紙５にモノクロの画像を形成しても勿論よい。

＜帯電装置及び清掃部材の構成＞
図３及び図４はこの実施の形態に係る帯電装置を示す断面構成図及び斜視構成図である。

帯電装置１２は、図３及び図４に示されるように、被帯電体としての感光体ドラム１１の周面と接触し、感光体ドラム１１との間に帯電用の電圧が印加されるロール状の帯電部材の一例としての帯電ロール１２１と、帯電ロール１２１の感光体ドラム１１と接触する面以外の周面と接触するように配置され、帯電ロール１２１の表面を清掃する清掃部材の一例としての清掃ロール１２２とを備えている。

帯電ロール１２１は、図５に示されるように、ステンレスや鉄等の金属からなる円柱形状の芯金１２３と、芯金１２３の外周に所要の厚さに被覆されて導電性が付与された弾性体層１２４と、弾性体層１２４の表面に被覆された表面層１２５とを有している。芯金１２３は、帯電ロール１２１の軸方向に沿った両端部に突出するよう設けられ回転軸を兼ねている。帯電ロール１２１の芯金１２３は、軸方向に沿った両端部が図示しない導電性の軸受部材（導電性ベアリング）によって回転自在に保持されている。また、帯電ロール１２１の芯金１２３は、図３に示されるように、軸受部材（図示せず）を介して高圧電源装置１２６（電圧印加装置の一例）に接続されている。制御装置２００は、高圧電源装置１２６によって帯電ロール１２１に印加する高電圧の値及び電圧の印加タイミングを制御する。

弾性体層１２４は、例えば、内部や表面に空洞や凹凸部を有する多孔質の発泡体からなる。弾性体層１２４は、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド、オレフィン、メラミン、ポリプロピレン等の発泡性の樹脂材料、又は、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム）、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム等の発泡性のゴム材料に、カーボンブラックやイオン性導電剤等の抵抗調整剤などを分散させて所要の抵抗値を有するように構成される。また、弾性体層１２４は、発泡していないソリッドタイプのゴムであってもよい。

また、帯電ロール１２１の表面層１２５は、例えば、弾性体層１２４の外周面に粒状のフィラーが分散された塗装を施すことにより設けられる。表面層１２５には、図６に示されるように、分散された粒状のフィラーの存在によって凹部１２５ａ及び凸部１２５ｂを有する凹凸が形成されている。なお、凹部１２５ａ及び凸部１２５ｂは、帯電ロール１２１の軸方向及び周方向に沿って一定の位置に存在する訳ではなく、帯電ロール１２１の軸方向及び周方向に沿って一定の位置に不規則に存在していることは勿論である。図６では、凹部１２５ａを便宜上平坦に図示しているが、凹部１２５ａは、湾曲した形状に窪んでいても勿論良い。表面層１２５の表面に形成される凹凸の間隔や高低差などは、分散されるフィラーの粒径及び添加量を変更することによって調整される。

なお、帯電ロール１２１としては、弾性体層１２４以外に表面層１２５を有しないものであっても良い。この場合、帯電ロール１２１は、表面を形成する弾性体層１２４にフィラーが分散されたり、当該弾性体層１２４そのものを形成する発泡体の空洞や凹凸部などによって弾性体層１２４の表面が凹凸を有する場合もある。

この実施の形態に係る帯電ロール１２１は、図６に示されるように、例えば、実測値として、表面の断面形状を表す粗さ曲線において、隣接する凹部と凸部間の距離の平均値Ｓｍが約７０μｍ、最大高さ粗さＲｚが約１０μｍの値となっている。

一方、清掃ロール１２２は、帯電ロール１２１の表面を清掃するための部材である。清掃ロール１２２は、図７に示されるように、ステンレスや鉄等の金属からなるブラシ基部の一例としての芯金１２７と、芯金１２７の外周に所要の密度で密に植え付けられ、表面に凹凸を有する被清掃体としての帯電ロール１２１に先端が接触する多数（複数）本のブラシ毛１２８とを備えている。ブラシ毛１２８は、例えば、静電植毛等の手段により芯金１２７の外周に所要の密度で植え付けられる。芯金１２７は、清掃ロール１２２の両端部に突出するように設けられ回転軸を兼ねている。清掃ロール１２２の芯金１２７は、軸方向に沿った両端部が図示しない導電性の軸受部材（導電性ベアリング）によって回転自在に保持される。清掃ロール１２２の芯金１２７は、例えば、軸受部材（図示せず）を介して所要の電圧が印加されるか、又は高抵抗を介してアースに接続され接地されている。あるいは接地せずにフロートの場合もある。

清掃ロール１２２は、被清掃体の一例としての帯電ロール１２１の表面に軸方向に沿って接触するよう配置されている。清掃ロール１２２は、帯電ロール１２１の表面に接触することにより当該帯電ロール１２１と等速（周速）で従動回転するものであっても、歯車等の駆動力伝達機構を介して帯電ロール１２１と速度差をもって回転するものでも良い。清掃ロール１２２は、図示しないコイルスプリング等の弾性部材により帯電ロール１２１の表面に所要の圧接力で押圧されている。なお、清掃ロール１２２は、弾性部材ではない図示しない部材によって帯電ロール１２１との軸間の距離を一定に保つように帯電ロール１２１の表面に所要の圧接力で押圧されていてもよい。

ブラシ毛１２８は、ナイロンやポリエステル等の繊維からなる。但し、ブラシ毛１２８の材質としては、ナイロンやポリエステルに限定されるものではなく、他の素材からなるものを用いても良い。ブラシ毛１２８は、断面形状が外周へ向けて突出した突出部を有する異型断面形状であり、突出部が帯電ロール１２１表面の凹部１２５ａに入り込む大きさを有するブラシ毛を少なくとも含んでいる。

この実施の形態では、ブラシ毛１２８が外径及び断面形状の異なる少なくとも２種のブラシ毛から構成されている。２種のブラシ毛のうち第１種のブラシ毛１２８ａは、図８に示されるように、帯電ロール１２１の表面に形成された凹凸の凹部１２５ａの底まで到達し得ない太さに設定されている。また、２種のブラシ毛のうちの第２種のブラシ毛１２８ｂは、断面形状が外周へ向けて突出した少なくとも１つ以上（図示例では、複数）の突出部を有する異型断面形状であり、少なくとも突出部が帯電ロール１２１の凹部１２５ａに入り込む大きさを有する。なお、清掃ロール１２２は、第２種のブラシ毛１２８ｂのみから構成しても良い。

第１種のブラシ毛１２８ａは、図９（ａ）に示されるように、断面円形状に形成されている。第１種のブラシ毛１２８ａの太さ（直径）ｄａは、例えば、約８０μｍ（５０デニール）に設定されている。但し、第１種のブラシ毛１２８ａの太さ（直径）ｄａは、８０μｍ（５０デニール）より大きくても小さいても良いが、帯電ロール１２１の表面に形成された凹凸の凹部１２５ａの底まで到達し得ない太さである。

一方、第２種のブラシ毛１２８ｂは、図９（ｂ）に示されるように、例えば、断面形状が略Ｙ字形状などの円形と異なる異型に形成されている。更に説明すると、第２種のブラシ毛１２８ｂは、断面形状が中心部から半径方向外方（外周）へ向けて突出した少なくとも１つ以上（図示例では、複数）の突出部１２９を有する異型断面形状である。突出部１２９は、周方向に沿って約１２０度の角度を成して略Ｙ字形状に設けられている。突出部１２９は、帯電ロール１２１の凹部１２５ａに入り込み当該凹部１２５ａの底まで達する大きさを有している。具体的には、第２種のブラシ毛１２８ｂの突出部１２９は、当該突出部１２９の断面における最大幅をｄｂ、当該突出部１２９の突出長をｄｌとした場合、以下の関係式を満たしている。
Ｓｍ＞ｄｂ 且つ Ｒｚ＜ｄｌ
ここで、Ｓｍは、上述したように、帯電ロール１２１の表面の断面形状を表す粗さ曲線において、隣接する凹部１２５ａと凸部１２５ｂ間の距離の平均値であり、Ｒｚは凹部１２５ａの底部から凸部１２５ｂの頂部までの最大高さ粗さである。

第２種のブラシ毛１２８ｂのデニールは、例えば３０デニールで、突出部先端を円で近似した場合の先端の径は約８μｍ（先端の幅ｄｂに相当）であった。また、ブラシ毛の外接円の直径は、約１００μｍであった。但し、第２種のブラシ毛１２８ｂの太さ（直径）ｄｃは、約１００μｍより大きくても小さいても良いが、第２種のブラシ毛１２８ｂの突出部１２９は、帯電ロール１２１の凹部１２５ａに入り込み当該凹部１２５ａの底まで達する大きさである。なお、第２種のブラシ毛１２８ｂ自体の太さ（直径）ｄｃは、帯電ロール１２１の凹部１２５ａに入り込まない太さ、乃至帯電ロール１２１の凹部１２５ａに入り込む太さのいずれであっても良い。

また、第２種のブラシ毛１２８ｂの突出部１２９は、図９（ｂ）に示されるように、突出部１２９の最大幅ｄｂと同一外径の円形断面のブラシ毛１２８ｃより当該突出部１２９の剛性が大きく設定されている。

さらに、第２種のブラシ毛１２８ｂは、図９（ｂ）に示されるように、当該第２種のブラシ毛１２８ｂの直径ｄｃと同一外径の円形断面のブラシ毛より剛性が大きく設定されているのが望ましい。

第２種のブラシ毛１２８ｂは、図１０（ａ）〜（ｃ）に示されるように、断面形状が略Ｙ字形状以外に、扁平断面形状、扁平な断面形状の繊維の表面に凹凸を形成した偏平多葉型断面形状、略三角形状などであっても良い。図９（ｂ）に示す断面略Ｙ字形状のブラシ毛１２８ｂとしては、例えば、ＫＢセーレン株式会社製の急速給水速乾ポリエステル繊維（商品名ソアリオン）を用いることができる。また、図１０（ａ）に示す扁平断面形状のブラシ毛１２８ｂとしては、例えば、同じくＫＢセーレン株式会社製のポリエステル繊維（商品名ベルスクェア）を、図１０（ｂ）に示す偏平多葉型断面形状のブラシ毛としては、例えば、東レ株式会社製のポリエステル繊維（商品名ペンタスα）を、図１０（ｃ）に示す断面略三角形状のブラシ毛としては、例えば、ＫＢセーレン社製のポリエステル繊維（商品名ブライト異形）を用いることができる。

清掃ロール１２２は、図７に示されるように、第１種のブラシ毛１２８ａのみが植え付けられた領域１３１と、第２種のブラシ毛１２８ｂのみが植え付けられた領域１３２とを有している。第１種のブラシ毛１２８ａのみが植え付けられた領域１３１及び第２種のブラシ毛１２８ｂのみが植え付けられた領域１３２は、帯電ロール１２１の軸方向に沿った全清掃領域にわたり双方が接触するように配置されている。

第１種のブラシ毛１２８ａのみが植え付けられた領域１３１と、第２種のブラシ毛１２８ｂのみが植え付けられた領域１３２は、例えば、図７に示されるように、芯金１２７の外周に間隙１３３を介して螺旋状に設けられている。また、清掃ロール１２２としては、これに限定されるものではなく、第１種のブラシ毛１２８ａのみが植え付けられた領域１３１と、第２種のブラシ毛１２８ｂのみが植え付けられた領域１３２が、図１１に示されるように、周方向に沿って交互に位置するように軸方向に沿って全長にわたり設けても良い。なお、間隙１３３は設けなくとも良い。

また、第１種のブラシ毛１２８ａ及び第２種のブラシ毛１２８ｂは、領域１３１，１３２を形成せずに、芯金１２７の外周に第１種のブラシ毛１２８ａ及び第２種のブラシ毛１２８ｂをランダムに混合した状態で植え付けられていても良い。但し、第１種のブラシ毛１２８ａ及び第２種のブラシ毛１２８ｂの機能をそれぞれ発揮させるためには、第１種のブラシ毛１２８ａ及び第２種のブラシ毛１２８ｂを領域１３１，１３２を区分して植え付けるのが望ましい。

＜帯電装置及び清掃部材の作用＞
この実施の形態に係る帯電装置１２では、図１及び図２に示されるように、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）において、画像形成動作に伴って各感光体ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し、帯電ロール１２１が感光体ドラム１１の表面に接触して所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位にそれぞれ帯電させる。

その際、帯電ロール１２１は、その表面が感光体ドラム１１の外周面に接触する。そのため、帯電ロール１２１の表面には、図１２（ａ）に示されるように、ドラム清掃装置１６で除去しきれず感光体ドラム１１の表面に残留したトナーやトナーの外添剤等の異物１３５が付着する。帯電ロール１２１の表面に付着したトナーやトナーの外添剤等の異物１３５は、当該帯電ロール１２１が感光体ドラム１１の表面に接触して回転する際に、感光体ドラム１１との圧接力により潰されて帯電ロール１２１の凸部に薄いフィルム状に固着する傾向、所謂フィルミングが発生する場合がある。一方、帯電ロール１２１表面の凹部１２５ａは、感光体ドラム１１の表面と直接接触しないか又は直接接触し難いため、感光体ドラム１１の表面から直接トナーやトナーの外添剤等の異物１３５が付着し難い。しかし、帯電ロール１２１表面の凹部には、図１２（ｂ）に示されるように、帯電ロール１２１が感光体ドラム１１と接触して回転する際に、感光体ドラム１１の表面に残留したトナーやトナーの外添剤等の異物１３５が落下して堆積し易い。

この実施の形態では、図３及び図４に示されるように、帯電ロール１２１の表面に清掃ロール１２２が接触して回転している。そのため、帯電ロール１２１の凸部１２５ｂに付着したトナーやトナーの外添剤等の異物１３５は、図１３に示されるように、主に清掃ロール１２２の第１種のブラシ毛１２８ａによって掻き落とされ清掃される。また、帯電ロール１２１の凸部１２５ｂに付着したトナーやトナーの外添剤等の異物１３５の一部は、清掃ロール１２２の第２種のブラシ毛１２８ｂによっても掻き落とされる。

また、帯電ロール１２１の凹部１２５ａに落下して付着したトナーやトナーの外添剤等の異物１３５は、図１４に示されるように、清掃ロール１２２の第２種のブラシ毛１２８ｂにおける複数の突出部１２９が当該帯電ロール１２１の凹部１２５ａに入り込むことにより掻き落とされて清掃される。その際、第２種のブラシ毛１２８ｂは、断面形状が外周へ向けて突出した突出部１２９を有する異型断面形状を有しており、しかも突出部１２９は、同一外径の断面円形状のブラシ毛に比較して剛性が高くなっている。そのため、帯電ロール１２１の凹部１２５ｂに落下して付着したトナーやトナーの外添剤等の異物１３５は、当該帯電ロール１２１の凹部１２５ａに入り込んだ第２種のブラシ毛１２８ｂの突出部１２９によって掻き落とされて効果的に除去される。

更に説明すると、清掃ロール１２２の第２種のブラシ毛１２８ｂは、図９（ｂ）に示されるように、異型断面形状に形成されており、突出部１２９は、同一外径の断面円形状のブラシ毛に比較して剛性が高くなっている。そのため、第２種のブラシ毛１２８ｂは、図１４に示されるように、ブラシ毛１２８ｂの外周に突出した突出部１２９が帯電ロール１２１表面の凹部１２５ａに入り込んで、帯電ロール１２１の凹部１２５ａに付着したトナーや外添剤等の異物１３５を掻き取って除去する。また、清掃ロール１２１の第２種のブラシ毛１２８ｂは、異型断面形状に形成されて剛性が相対的に高く形成されているため、帯電ロール１２１表面の凹部１２５ａに入り込んだ際に突出部１２９を含めて容易に弾性変形することなく、当該帯電ロール１２１の凹部１２５ａに付着したトナーや外添剤等の異物１３５を掻き取る作用を効果的に発揮する。

このように、上記実施の形態に係る清掃ロール１２２によれば、円形断面の外径が異なる２種類のブラシ毛を備えた清掃部材に比較して、表面に凹凸を有する帯電ロール１２１の凸部１２５ｂを清掃しつつ凹部１２５ａの清掃能力を高めることができる。

＜実験例１〜３＞
本発明者らは、本実施の形態に係る清掃ロールの作用・効果を確認するため、図７に示されるような清掃ロール１２２を有する帯電装置１２を用いた画像形成装置１を試作し、清掃ロール１２２の清掃能力を確認する実験を行った。帯電ロール１２１としては、表面層１２５に粒状のフィラーを添加して表面に凹凸を形成したものを用いた。帯電ロール１２１は、表面の断面形状を表す粗さ曲線において、隣接する凹部１２５ａと凸部１２５ｂ間の距離の平均値Ｓｍが７０μｍ、最大高さ粗さＲｚが１０μｍであった。また、清掃ロール１２２は、第１種のブラシ毛１２８ａとして直径８０μｍ（５０デニール）の断面円形状のナイロン製の繊維を、第２種のブラシ毛１２８ｂとして突出部１２９の幅が８μｍ、突出部１２９の突出長が５０μｍのポリエステル製の突出部先端を円で近似した場合の先端の直径が８μｍである３０デニールのＹ型の異型断面の繊維を用いた。清掃ロール１２２は、第１種のブラシ毛１２８ａのみが植え付けられた領域と、第２種のブラシ毛１２８ｂのみが植え付けられた領域を芯金１２７の外周に螺旋状に設けたものを用いた。

また、実験例２は、清掃ロール１２２として、第１種のブラシ毛１２８ａを用いずに第２種のブラシ毛のみからなり、第２種のブラシ毛１２８ｂとして突出部１２９の幅が８μｍ、突出部１２９の突出長が５０μｍのポリエステル製の突出部先端を円で近似した場合の先端の直径が８μｍである３０デニールのＹ型の異型断面の繊維を用いて実験した。

さらに、実験例３は、清掃ロール１２２として、第１種のブラシ毛１２８ａを用いずに第２種のブラシ毛のみからなり、第２種のブラシ毛１２８ｂとしてポリエステル製の突出部先端を円で近似した場合の先端の直径が３６μｍである３０デニールの三角型の異型断面の繊維を用いて実験した。

清掃ロール１２２の清掃能力は、Ａ４サイズの記録用紙５に５０ＫＰＶ（５０，０００）枚にわたり画像を形成し、帯電ロール１２１の表面がトナー及び外添剤により汚れて５０ＫＰＶ枚プリント後のプリントサンプル上に筋状の汚れが発生する程度によって判断した。なお、プリントサンプル上に発生する筋状の汚れは、富士ゼロックス株式会社内部の筋状見本に基づいて目視によって評価した。

また、５０ＫＰＶ枚プリント後の帯電ロール１２１の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）によって観察し、帯電ロール１２１の表面におけるトナーや外添剤の付着状況を確認した。

また、比較例として、第１のブラシ毛１２８ａとして直径８０μｍ（５０デニール）の断面円形状のナイロン製の繊維のみを用いた清掃ロール１２２（比較例１）、第１のブラシ毛１２８ａとして直径８０μｍ（５０デニール）の断面円形状のナイロン製の繊維と、第２種のブラシ毛１２８ｂとして直径２８μｍ（６デニール）の断面円形状のナイロン製の繊維を用いた清掃ロール１２２（比較例２）、第２種のブラシ毛１２８ｂとして直径８μｍ（０．５デニール）の断面円形状のナイロン製の繊維のみを用いた清掃ロール１２２（比較例３）、第２種のブラシ毛１２８ｂとして直径１０μｍ（０．８デニール）の断面円形状のナイロン製の繊維のみを用いた清掃ロール１２２（比較例４）、第２種のブラシ毛１２８ｂとして直径１６μｍ（２デニール）の断面円形状のナイロン製の繊維のみを用いた清掃ロール１２２（比較例５）、第２種のブラシ毛１２８ｂとして直径２８μｍ（６デニール）の断面円形状のナイロン製の繊維のみを用いた清掃ロール１２２（比較例６）について、帯電ロール１２１の汚れによるプリントサンプル上の筋状の汚れの発生程度を試験した。

図１５は上記実験例１〜３及び比較例１〜６の結果を示す図表である。

図１５から明らかなように、本実験例に係る帯電ロールは、良好な異物除去性能を有することが判った。

実験例１は、５０ＫＰＶの記録用紙５に画像を形成した後の帯電ロールの表面抵抗の上昇が１．２ｌｏｇΩ程度であり、プリントサンプル上に現れる筋の評価は良好であることを示す○であった。また、帯電ロールの表面を走査型電子顕微鏡により観察したところ、凸部へのトナーや外添剤の固着も少なく、凹部の堆積も少なかった。

実験例２は、５０ＫＰＶの記録用紙５に画像を形成した後の帯電ロール１２１の表面抵抗の上昇が２．２ｌｏｇΩ程度であり、プリントサンプル上に現れる筋の評価は○−であった。また、帯電ロール１２１の表面を走査型電子顕微鏡により観察したところ、凹部１２５ａの堆積は少ないが、凸部１２５ｂへのトナーや外添剤の固着が若干多かった。

実験例３は、５０ＫＰＶの記録用紙５に画像を形成した後の帯電ロール１２１の表面抵抗の上昇が２．５ｌｏｇΩ程度であり、プリントサンプル上に現れる筋の評価は○−であった。また、帯電ロールの表面を走査型電子顕微鏡により観察したところ、凹部１２５ａへの堆積は少ないが、凸部１２５ｂの固着が若干多かった。

比較例１は、５０ＫＰＶの記録用紙５に画像を形成した後の帯電ロール１２１の表面抵抗の上昇が４．５ｌｏｇΩと大きく、プリントサンプル上に現れる筋の評価も×であった。また、帯電ロールの表面を走査型電子顕微鏡により観察したところ、凸部１２５ｂへのトナーや外添剤の固着は少ないが、凹部１２５ａへの堆積が非常に多かった。

比較例２は、５０ＫＰＶの記録用紙５に画像を形成した後の帯電ロール１２１の表面抵抗の上昇が３．８ｌｏｇΩと大きく、プリントサンプル上に現れる筋の評価も×であった。また、帯電ロール１２１の表面を走査型電子顕微鏡により観察したところ、凸部１２５ｂへのトナーや外添剤の固着は少ないが、凹部１２５ａへの堆積が多かった。

比較例３は、５０ＫＰＶの記録用紙５に画像を形成した後の帯電ロール１２１の表面抵抗の上昇が５ｌｏｇΩと大きく、プリントサンプル上に現れる筋の評価も××であった。また、帯電ロール１２１の表面を走査型電子顕微鏡により観察したところ、凸部１２５ｂへのトナーや外添剤の固着は少ないが、凹部１２５ａへの堆積が非常に多かった。

比較例４は、５０ＫＰＶの記録用紙５に画像を形成した後の帯電ロール１２１の表面抵抗の上昇が４．５ｌｏｇΩと大きく、プリントサンプル上に現れる筋の評価も××であった。また、帯電ロール１２１の表面を走査型電子顕微鏡により観察したところ、凸部１２５ｂへのトナーや外添剤の固着が非常に多く、凹部１２５ａへの堆積も多かった。

比較例５は、５０ＫＰＶの記録用紙５に画像を形成した後の帯電ロール１２１の表面抵抗の上昇が４．８ｌｏｇΩと最も大きく、プリントサンプル上に現れる筋の評価も××であった。また、帯電ロール１２１の表面を走査型電子顕微鏡により観察したところ、凸部１２５ｂへのトナーや外添剤の固着が非常に多く、凹部１２５ａへの堆積が多かった。

比較例６は、５０ＫＰＶの記録用紙５に画像を形成した後の帯電ロール１２１の表面抵抗の上昇が４．２ｌｏｇΩと大きく、プリントサンプル上に現れる筋の評価も××であった。また、帯電ロール１２１の表面を走査型電子顕微鏡により観察したところ、凸部１２５ｂへのトナーや外添剤の固着が非常に多く、凹部１２５ａへの堆積も多かった。

＜実験例４＞
また、本発明者らは、実験例４として、清掃ロール１２２の第２種のブラシ毛１２８ｂの断面形状の相違による清掃能力の違いを確認するため、図２１に示されるような第２種のブラシ毛１２８ｂのみからなる清掃ロール１２２を試作し、帯電ロール１２１の清掃能力を確認する実験を行った。帯電ロール１２１としては、表面層１２５に粒状のフィラーを添加していない表面が平滑なものを用いた。また、清掃ロール１２２は、第２種のブラシ毛１２８ｂとして断面円形（図９（ａ））、扁平断面（図１０（ａ））、三角断面（図１０（ｃ））、Ｙ型断面（図９（ｂ））のものを用いた。清掃ロール１２２は、第２種のブラシ毛１２８ｂのみが芯金１２７の外周に全面に植え付けられたものを用いた。

帯電ロール１２１の清掃能力は、清掃ロール１２２を用いずにＡ４サイズの４，０００枚の記録用紙５にテスト画像を形成することにより、帯電ロール１２１をトナーの外添剤等により汚染させて抵抗値を上昇させた後に、帯電ロール１２１に清掃ロール１２２を装着して２００回にわたり回転させて清掃することで帯電ロール１２１の抵抗値を低下させ、帯電ロール１２１の抵抗値がどの程度低下したかにより評価した。なお、帯電ロール１２１の抵抗値の低下は、使用前の状態に対してどの程度（何％）回復したかにより求めた。

図１６乃至図２０は実験例４の結果を示す図表である。

図１６及び図１７から明らかなように、異型断面のブラシ毛１２８ｂの突出部１２９における先端径が約８μｍであるＹ型断面のブラシ毛は、清掃ロール１２２による抵抗値の低下分で示される清掃性が１００％であり、略完全に清掃することができたことが判る。また、異型断面のブラシ毛１２８ｂの突出部１２９における先端径が約１１．３μｍである三角断面のブラシ毛は清掃性が８２％、扁平断面のブラシ毛は清掃性が６０％、円形断面の清掃性が３０％であり、異型断面のブラシ毛の突出部における先端径が同じ約１１．３μｍである場合には、三角断面のブラシ毛が８２％と比較的高い清掃性を発揮し、次いで偏平断面のブラシ毛の清掃性が６０％と高く、円形断面の清掃性が３０％と最も低いことが判った。

また、図１６及び図１７から明らかなように、異型断面のブラシ毛１２８ｂの突出部における先端径が約３５．８μｍである三角断面のブラシ毛は、清掃性が９７％とＹ型断面のブラシ毛と同様に１００％に近く、略完全に清掃することができたのに対し、円形断面のブラシ毛の清掃性は７５％であり、Ｙ型断面のブラシ毛より清掃性が低いことが判った。

図１６及び図１７から明らかなように、異型断面のブラシ毛１２８ｂの突出部先端を円で近似した場合の先端の直径と断面円形状のブラシ毛の直径がいずれも約１０μｍと同じ値であるときは、断面円形のブラシ毛に比較して異型断面のブラシ毛の方が清掃ロール１２２による抵抗値の低下分が大きく、清掃性が高いことが判った。これは、帯電ロール１２１の表面に接触するブラシ毛の直径は略同じであるが、異型断面のブラシ毛の方が断面円形のブラシ毛に比較して剛性が高いため、トナーや外添剤等の異物の掻き取り効果が高いためと考えられる。

図１８は異型断面のブラシ毛の突出部における先端径とブラシ毛全体の太さを示すデニール値との関係を示す図表である。

この図１８に示す異型断面のブラシ毛の突出部における先端径とブラシ毛全体の太さを示すデニール値との関係に基づいて、ブラシ毛全体の太さ（デニール）と清掃性の関係を示したものが図１９の図表及び図２０のグラフである。

また、図１９及び図２０から明らかなように、デニール値が同じ値の異型断面のブラシ毛と断面円形状のブラシ毛とで比較した場合においても、断面円形状のブラシ毛よりも異型断面のブラシ毛の方が清掃ロールによる抵抗値の低下分が大きく、清掃性が高いことが判る。これは、デニール値が略同じ値であるため、ブラシ毛の剛性の強さは略同じであるが、異型断面のブラシ毛の方が突出部を円で近似した場合の直径が小さく（細く）、帯電ロール１２１表面の微小な凹凸にもブラシ毛の突出部が入り込んでトナーや外添剤等の異物を掻き出すことにより清掃し易いためであると考えられる。

さらに、図２０から明らかなように、外接円の直径が略同じ値である約３０デニールの異型断面のブラシ毛では、断面形状が三角断面とＹ型断面とで清掃ロール１２２による抵抗値の低下分がいずれも略１００％と非常に大きな値を示し、大幅に高い清掃性を発揮することが判った。

なお、前記実施の形態では、画像形成装置としてイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像を形成するフルカラー画像形成装置について説明したが、モノクロの画像を形成する画像形成装置についても同様に適用できることは勿論である。

１…画像形成装置
１ａ…画像形成装置本体
１１…感光体ドラム
１２…帯電装置
１２１…帯電ロール
１２２…清掃ロール
１２８ａ…第１種のブラシ毛
１２８ｂ…第２種のブラシ毛

Claims (12)

1. 表面に凹凸を有する被清掃体と先端が接触する複数本のブラシ毛と、
   前記ブラシ毛が植え付けられたブラシ基部と、
   を備え、
   前記ブラシ毛は、断面形状が外周へ向けて突出した突出部を有する異型断面形状であり、少なくとも前記突出部が前記被清掃体の凹部に入り込む大きさである清掃部材。
2. 前記被清掃体の表面の断面形状を表す粗さ曲線において、隣接する凹部と凸部間の距離の平均値をＳｍ、最大高さ粗さをＲｚとしたとき、前記ブラシ毛の突出部の断面における最大幅ｄｂと、当該突出部の突出長ｄｌとが、以下の関係式を満たす請求項１に記載の清掃部材。
   Ｓｍ＞ｄｂ 且つ Ｒｚ＜ｄｌ
3. 前記ブラシ毛は、当該ブラシ毛に外接する円の直径をＤとしたとき、Ｄ＜Ｓｍの関係を満たす請求項２に記載の清掃部材。
4. 前記ブラシ毛は、前記突出部の最大幅ｄｂと同一外径の円形断面のブラシ毛より前記突出部の剛性が大きい請求項１に記載の清掃部材。
5. 前記ブラシ毛は、複数の突出部を有する異型断面形状である請求項４に記載の清掃部材。
6. 表面に凹凸を有する被清掃体と先端が接触する複数本のブラシ毛と、
   前記ブラシ毛が植え付けられたブラシ基部と、
   を備え、
   前記ブラシ毛は、径が異なる少なくとも２種のブラシ毛を含み、
   前記２種のブラシ毛のうちの第１種のブラシ毛は、前記被清掃体の表面に形成された凹凸の凹部の底まで到達し得ない太さであり、
   前記２種のブラシ毛のうちの第２種のブラシ毛は、断面形状が外周へ向けて突出した突出部を有する異型断面形状であり、少なくとも前記突出部が前記被清掃体の凹部に入り込む大きさである清掃部材。
7. 前記被清掃体の表面の断面形状を表す粗さ曲線において、隣接する凹部と凸部間の距離の平均値をＳｍ、最大高さ粗さをＲｚとしたとき、第１種のブラシの断面の径ｄａと、前記第２のブラシ毛の突出部の断面における最大幅ｄｂと、当該突出部の突出長ｄｌとが、以下の関係式を満たす請求項６に記載の清掃部材。
   ｄａ＞Ｓｍ＞ｄｂ 且つ Ｒｚ＜ｄｌ
8. 前記ブラシ基部は、前記第１種のブラシ毛のみが植え付けられた領域と、前記第２種のブラシ毛のみが植え付けられた領域とを有し、
   前記被清掃体の清掃される全領域に、前記第１種のブラシ毛と前記第２種のブラシ毛との双方が接触する請求項７に記載の清掃部材。
9. 前記第１種のブラシ毛のみが植え付けられた領域と、前記第２種のブラシ毛のみが植え付けられた領域とは、軸状に形成された前記ブラシ基部の周囲に螺旋状に設けられている請求項６乃至８のいずれかに記載の清掃部材。
10. 前記第１種のブラシ毛のみが植え付けられた領域と、前記第２種のブラシ毛のみが植え付けられた領域とは、軸状に形成された前記ブラシ基部の軸方向に連続し、且つ周方向に沿って交互に形成されている請求項６乃至８のいずれかに記載の清掃部材。
11. 像保持体の表面を帯電するロール状の帯電部材と、
    前記帯電部材の表面とブラシ毛が接触するように支持され、前記帯電部材の表面を清掃する清掃部材と、
    を備え、
    前記清掃部材として請求項１乃至１０のいずれかに記載の清掃部材を用いた帯電装置。
12. 無端状の周面に静電潜像が形成される像保持体と、
    前記像保持体の周面と接触して帯電する請求項１１に記載の帯電装置と、
    を備える画像形成装置。

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