ブラシ体及びそれを用いたブラシローラ並びに画像形成装置
【課題】簡易な構成のブラシ体で、被清掃体の表面への付着物を長期にわたって確実に除去する清掃能力を良好に維持させつつ耐久性を大幅に向上させることを可能とする。
【解決手段】基布３７ａから略半円弧状をなして立ち上がるように植設したループ状ブラシ糸３７ｃの両脚部３７ｄ，３７ｄどうしの間から立ち上がるように直毛ブラシ糸３７ｂを植設するとともに、前記直毛ブラシ糸３７ｂの全高をループ状ブラシ糸３７ｃにおけるループ形状部３７ｅの頂部の全高よりも高くなるように設定し、清掃作用を主として行う直毛ブラシ糸３７ｂの背後をループ状ブラシ糸３７ｃにより支持して当該直毛ブラシ糸３７ｂの立ち上がり状態を長期にわたって維持し、いわゆる毛倒れを防止して良好な清掃状態を維持させるように構成したものである。
【解決手段】基布３７ａから略半円弧状をなして立ち上がるように植設したループ状ブラシ糸３７ｃの両脚部３７ｄ，３７ｄどうしの間から立ち上がるように直毛ブラシ糸３７ｂを植設するとともに、前記直毛ブラシ糸３７ｂの全高をループ状ブラシ糸３７ｃにおけるループ形状部３７ｅの頂部の全高よりも高くなるように設定し、清掃作用を主として行う直毛ブラシ糸３７ｂの背後をループ状ブラシ糸３７ｃにより支持して当該直毛ブラシ糸３７ｂの立ち上がり状態を長期にわたって維持し、いわゆる毛倒れを防止して良好な清掃状態を維持させるように構成したものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基布の表面に起毛状をなすように植設された複数本のブラシ毛を備えたブラシ体及びそれを用いたブラシローラ並びに画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、様々な分野の装置類や器具類において、多数本のブラシ毛を備えたブラシ体が広く用いられている。例えば、複写機やプリンタ、ＦＡＸなどの画像形成装置やその他の電子写真方式を採用した装置においては、トナー（現像剤）や紙粉、或いは埃等の異物が各部に付着する傾向があるため、そのような付着汚染物を除去するためにブラシ体が用いられることがある。例えば、図９及び図１０に示されているように、像担持体としての感光ドラム１に対する帯電手段として帯電ローラ２が接触回転するように配置されている場合に、その帯電ローラ２の清掃部材としてブラシ体３が用いられることがある。
【０００３】
すなわち、上述したローラ接触帯電方式は、扱う電圧が比較的低い上に、コロトロン方式に比べて発生するオゾン量が少ない等の利点を有する点で注目されているが、感光ドラム（像担持体）１の表面上に残留する微小径のトナー外添剤等が、帯電ローラ２の表面に付着して汚染状態となって帯電動作に悪影響を及ぼすおそれがある。そのため、例えば下記の特許文献１のように、帯電ローラの表面に清掃部材としてブラシ体３を当接させて表面の汚れを除去することが従来より行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１３０７８７号公報
【特許文献２】特開平５−１８８７３８号公報
【特許文献３】特開２００５−１９５９５０号公報
【特許文献４】特開平６−２８９７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の清掃部材は、帯電ローラの軸方向全長に沿って均一に当接させることが難しく、当該清掃部材の一部が帯電ローラ表面に片当たりして当接圧ムラを生じ、帯電ローラの汚れを全周面に渡って均一に清掃できないおそれがある。また、従来の清掃部材は、感光ドラムから帯電ローラを解離状態とした上で帯電ローラを清掃する方式になされているため、電磁クラッチなどの解離機構や、そのシーケンス制御等が必要となり、装置が複雑化して高価なものになる傾向がある。
【０００６】
一方、小片状の粘着テープ等からなる清掃部材を帯電ローラの一部に当接させて移動させることにより、帯電ローラの表面の汚れを除去する対策も提案されている（例えば、下記の特許文献２参照）。しかしながら、この方式では、粘着性部材である清掃部材を実機に搭載するにあたっての管理が難しくなる上に、帯電ローラの汚れムラに対応した清掃動作が十分ではないなどの技術的課題がある。さらに、帯電ローラの表面から解離させずにブラシローラを回転制御しながら当接させてブラシ体の毛倒れ等を防止し、耐久性の向上を図るようにした提案もなされているが（例えば下記の特許文献３，４参照）、清掃能力を良好に維持しつつ耐久性の向上を図ることは難しい。
【０００７】
そこで本発明は、簡易な構成で、被清掃体の表面に付着した付着汚染物、例えば帯電手段や像担持体の表面に対するトナー外添剤や紙粉等を長期にわたって確実に除去する清掃能力を良好に維持しつつ、耐久性を容易かつ大幅に向上させることができるようにしたブラシ体及びそれを用いたブラシローラ並びに画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明にかかるブラシ体では、基布の表面に起毛状をなすように植設された複数本のブラシ毛を備えたブラシ体において、前記ブラシ毛は、前記基布から略直線状をなして立ち上がるように植設された直毛ブラシ糸と、前記基布から略半円弧状をなして立ち上がるように植設されたループ状ブラシ糸と、を有するものであって、前記ループ状ブラシ糸が、前記基布に植設された一対の脚部と、それらの両脚部どうしを連結するループ形状部とを備え、前記直毛ブラシ糸は、前記ループ状ブラシ糸の両脚部どうしの間部分から立ち上がるように配置され、前記直毛ブラシ糸の前記基布からの全高が、前記ループ状ブラシ糸におけるループ形状部の頂部の全高よりも高くなるように設定された構成が採用されている。
【０００９】
このような構成を備えた本発明によれば、被清掃体の表面にブラシ体を当接させた状態でブラシ体を移動させる際に、主として大きな立ち上がり高さを有する直毛ブラシ糸の先端部分が被清掃体の表面に摺擦され、その直毛ブラシ糸の摺擦作用によって被清掃体の表面における付着物が除去される。そのとき、特に直毛ブラシ糸とループ状ブラシ糸とが交互に配列された方向にブラシ体を移動させた際に、上述したように清掃作用を主として行う直毛ブラシ糸が、その背後からループ状ブラシ糸によって支持されることとなり、当該直毛ブラシ糸の立ち上がり状態が長期にわたって維持される。その結果、ブラシ体を長期にわたって使用した場合における、いわゆる毛倒れが防止されて良好な清掃作用が維持される。
【００１０】
また、本発明における前記直毛ブラシ糸及びループ状ブラシ糸は、前記ループ状ブラシ糸の両脚部どうしを結ぶ第１の方向において同形状のブラシ糸どうしが適宜のピッチ位相で交互に隣接するように配列されているとともに、前記第１の方向と直交する第２の方向においては、前記直毛ブラシ糸及びループ状ブラシ糸のうちの異形状のブラシ糸どうしが適宜のピッチ位相で隣接するように配列され、かつ前記第１の方向における同形状のブラシ糸どうしの配列位相が、前記第２の方向の前後において交互に略半ピッチづつずらされている構成とすることが望ましい。
【００１１】
このような構成を有する本発明によれば、被清掃体の表面における汚染付着物が、特定の配列位置で隣り合う一対のループ状ブラシ糸どうしの間部分をすり抜けた場合であっても、そのすり抜けた付着汚染物は、隣り合うループ状ブラシ糸の間部分の後方に配置された次段に配列された直毛ブラシ糸に捕捉される。それによって、隣り合うループ状ブラシ糸どうしの間部分における清掃性の低下が補われることとなり、ブラシ体の清掃機能が大幅に向上されるようになっている。
【００１２】
また、本発明においては、前記直毛ブラシ糸及びループ状ブラシ糸のいずれか一方が、導電性の材質から形成されていることが望ましく、例えば前記ループ状ブラシ糸が導電性の材質から形成されているとともに、前記直毛ブラシ糸が絶縁性の材質から形成されているとすることが可能である。
【００１３】
このような構成を有する本発明によれば、直毛ブラシ糸又はループ状ブラシ糸の導電性を利用した清掃作用を行わせることが可能となる。
【００１４】
また、本発明にかかるブラシローラにおいては、上述したブラシ体が、略円筒状をなす芯金に巻き付けられた状態に固定された構成とすることが可能である。
【００１５】
このような構成を有する本発明によれば、ブラシ体の清掃作用が回転によって効率的に行われるとともに、ブラシ体の全体が金属製の芯金によって高剛性状態にて良好に支持される。
【００１６】
また本発明においては、前記第１の方向が前記ブラシローラの軸方向となり、前記第２の方向が前記ブラシローラの回転方向となるように前記ブラシ体が前記ブラシローラに固定された構成とすることが可能である。
【００１７】
このような構成を有する本発明によれば、ブラシローラの回転時において、直毛ブラシ糸とループ状ブラシ糸とが交互に出現することとなって、清掃作用を主として行う直毛ブラシ糸が、その背後からループ状ブラシ糸によって支持されることとなる。
【００１８】
一方、上述したような構成を有する本発明は、例えば画像形成装置に適用することが可能であり、前記ブラシローラは、電子写真方式の画像形成工程に用いられる像担持体の帯電手段への付着物を除去するクリーニング装置に用いられるように構成することが可能である。また、そのときのブラシローラが、電子写真方式の画像形成工程に用いられる像担持体への付着物をも除去するように構成することが可能である。さらに、前記異形状のブラシ糸どうしが適宜のピッチ位相で隣接する配列は、前記直毛ブラシ糸に隣接して、前記ブラシローラの回転方向下流側に前記ループ状ブラシ糸が配列された構成になされていることが望ましい。
【００１９】
また、このように画像形成装置に本発明を適用した場合において、前記ブラシローラに対して、適宜の交番電界が印加されるように構成することが可能である。
【００２０】
当該構成のようにブラシローラに交番電界を印加して電流を流すこととすれば、残留するトナー外添剤や、紙粉等の付着汚染物の除電が行われることにより電気的な付着力がなくなるため、像担持体の表面や帯電ローラから付着汚染物が離れやすくなる。その結果、特に直毛ブラシ糸の摺擦作用によって付着汚染物が良好に弾き飛ばされることとなり、帯電手段や像担持体の表面の清掃効率が向上されることによって、帯電不良等の画像劣化や像担持体の表面汚染によるかぶりが未然に防止されるとともに、帯電手段の寿命が向上される。また、像担持体上に残留する微小粒径のトナーを攪乱して像担持体から飛翔させる作用も同時に得られることから、より一層、帯電手段及び像担持体の表面に対する清掃性が向上されることとなる。さらに、このような清掃作用によれば、直毛ブラシ糸又はループ状ブラシ糸側に移行された付着汚染物が、特別なシーケンス制御を行うことなく外部に回収される。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように本発明は、基布から略半円弧状をなして立ち上がるように植設したループ状ブラシ糸の両脚部どうしの間から立ち上がるように直毛ブラシ糸を植設するとともに、前記直毛ブラシ糸の全高をループ状ブラシ糸におけるループ形状部の頂部の全高よりも高くなるように設定し、清掃作用を主として行う直毛ブラシ糸の背後をループ状ブラシ糸により支持して当該直毛ブラシ糸の立ち上がり状態を長期にわたって維持し、いわゆる毛倒れを防止して良好な清掃状態を維持させるように構成したものであるから、簡易な構成で、例えばトナー外添剤や紙粉等による帯電手段や像担持体の表面汚れを長期にわたって確実に除去する清掃能力を良好に維持しつつ耐久性を大幅に向上させることができ、ブラシ体及びそれを用いたブラシローラ並びに画像形成装置の信頼性を安価かつ大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用する画像形成装置の一例としての複写機の構造例をに表した縦断面説明図である。
【図２】図１に表された複写機に用いられている本発明の第１の実施形態にかかる感光ドラムユニットを模式的に表した縦断面説明図である。
【図３】図１及び図２に表された画像形成装置に用いられている帯電クリーニングローラのブラシ体を展開した状態を模式的に表した外観斜視説明図である。
【図４】図３に表された帯電クリーニングローラのブラシ体の構造を拡大して模式的に表した正面説明図である。
【図５】図３及び図４に表された帯電クリーニングローラのブラシ体の構造を拡大して模式的に表した側面説明図である。
【図６】図３〜図５に表された帯電クリーニングローラのブラシ体の一部を拡大して模式的に表した外観斜視説明図である。
【図７】図３〜図６に表されたブラシ体を金属製芯材に巻き付けた帯電クリーニングローラを拡大して模式的に表した外観斜視説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態にかかる感光ドラムユニット模式的に表した縦断面説明図である。
【図９】従来における感光ドラムユニットの構造を表した外観斜視説明図である。
【図１０】図９に表された従来の感光ドラムユニットの縦断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明することとするが、それに先立って、本発明を適用する画像形成装置としてのデジタル複写機の概略構造を画像形成動作に従って説明しておく。なお、ここでデジタル複写機とは、プリンタに、画像読取りのためのスキャナやＦＡＸやＬＡＮを介して通信を行なうための通信機能などを備えた装置である。以下の実施形態では、記録方式は電子写真方式であるものとする。
【００２４】
まず、図１を用いてコピー動作を行う場合について説明する。原稿台１０に原稿がセットされて操作部（図示せず）にあるコピースタートボタンが押されると、メインモータ（図示せず）が回転し始め、給紙カセット１１に収納されているカット紙等のシート状記録媒体Ｐが一枚だけピックアップローラ１２で給紙される。このとき、シート状記録媒体Ｐの重送を防ぐためにローラ対１２ａ，１２ｂが設けられており、このローラ対の上側の送りローラ１２ａはシート状記録媒体Ｐを送り方向に搬送し、下側の分離ローラ１２ｂはシート状記録媒体Ｐを搬送方向に対し逆方向に搬送する。この分離ローラ１２ｂによりシート状記録媒体Ｐは１枚ずつ捌かれて搬送部に搬送される。さらに、搬送されたシート状記録媒体Ｐは、第１搬送ローラ１３及び第２搬送ローラ１４によって、停止中のレジストローラ１５にまで搬送される。レジストローラ１５の直前には、シート状記録媒体Ｐを検知する媒体検知センサ１６が配置されており、この媒体検知センサ１６でシート状記録媒体Ｐが検知されてから所定時間が経過した後に、上記第１搬送ローラ１３及び第２搬送ローラ１４の回転を停止する。これにより、シート状記録媒体Ｐの先端が停止したレジストローラ１５に当接したままの状態でシート状記録媒体Ｐが第１搬送ローラ１３及び第２搬送ローラ１４によって所定時間だけ搬送されることとなるので、レジストローラ１５と第２搬送ローラ１４との間に約５ｍｍのシート状記録媒体Ｐのループが形成される。このループの形成によって、レジストローラ１５のニップ部にシート状記録媒体Ｐの先端が揃うので、シート状記録媒体Ｐの斜行が矯正される。その後、レジストローラ１５の回転によりシート状記録媒体Ｐは、トナー像が転写領域に到達するタイミングに合わせて転写領域に搬送される。
【００２５】
一方、画像読み取り部１７では、原稿照明ランプ１８が点灯し、上記原稿台１０に載置された原稿（図示せず）が照明され始める。これが画像形成動作のスタートとなる。原稿照明ランプ１８は読み取りスキャナユニット１９内に搭載されており、この読み取りスキャナユニット１９は、原稿台１０の下方に配置されている。読み取りスキャナユニット１９は原稿照明ランプ１８と複数の反射鏡を備えて一定速度で移動し、原稿の読み取りを行う。読み取りスキャナユニット１９で原稿台１０上に載置された原稿を光学的に走査し、その反射光をレンズ（図示せず）を有するＣＣＤユニット２０に導き、原稿画像を１次元固体撮像素子（図示せず）上に結像させる。上記固体撮像素子は電荷結合素子ＣＣＤが使用されている。その後、上記ＣＣＤで読み取られた画像のアナログ信号をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器でデジタル信号に変換し、画像処理ユニット（図示せず）で階調処理、変倍処理、編集等の種々の画像処理を施した後、出力する。
【００２６】
上記画像読み取り部１７で作成された画像データをもとに、レーザースキャナユニット２１ではレーザーを発光させ、ポリゴンミラー２２、結像レンズ（図示せず）、第１ミラー（図示せず）、第２ミラー（図示せず）を経て、像担持体としての感光ドラム２３に照射され、当該感光ドラム２３上に原稿画像が結像される。レーザースキャナユニット２１からのレーザー光２４が照射される照射位置よりも感光ドラム２３の回転方向上流には、その感光ドラム２３を一様に帯電する帯電手段としての帯電ローラ２５が配置されている。この帯電ローラ２５によって感光ドラム２３が一様に帯電されて帯電面が形成され、その帯電面に、前記レーザースキャナユニット２１からのレーザー光２４が照射されて静電潜像が形成される。その照射位置よりも感光ドラム２３の回転方向下流側には、静電潜像を現像する現像器２６が配置されている。感光ドラム２３と現像器２６とが対向する領域は、静電潜像が現像される現像領域である。感光ドラム２３の回転によって静電潜像が現像領域に到達すると、現像ローラ２６ｃから静電潜像にトナーが供給されてトナー像が形成される。現像部位よりも感光ドラム２３の回転方向下流側には、トナー像をシート状記録媒体Ｐに転写する転写帯電ローラ２８が配置されている。この転写帯電ローラ２８は、図示を省略した加圧バネによって、感光ドラム２３に対して所定の圧力で押圧されている。感光ドラム２３と転写帯電ローラ２８とが対向する領域は、トナー像が記録紙に転写される転写領域である。
【００２７】
感光ドラム２３の回転によってトナー像が転写領域に到達する以前の所定のタイミングで上記レジストローラ１５が回転し始めてシート状記録媒体Ｐをこの転写領域に搬送する。そこで、転写領域に搬送されてきたシート状記録媒体Ｐにトナー像が転写される。トナー像が転写されたシート状記録媒体Ｐは、除電針（図示せず）によって感光ドラム２３から分離され、搬送部に搬送されて定着器２９に搬送される。その後、シート状記録媒体Ｐは定着ローラ３１ａと加圧ローラ３１ｂとの熱と圧力により、画像を定着され、排紙ローラ３２によって機外に排紙される。一方、画像形成部では、感光ドラム２３に残留したトナーをクリーニングブレード３０によって除去し、次の画像形成の準備が行われる。
【００２８】
次に、上述した帯電手段としての帯電ローラ２５に付設された帯電クリーニング装置について説明するが、それに先立って、上述した感光ドラム（像担持体）２３を内部に備えた像担持体ユニット、すなわち感光ドラムユニット（像担持体ユニット）３３の構成を画像形成動作に基づいて説明しておく。
【００２９】
その感光ドラムユニット３３は、特に図２に示された構成になされているが、紙面の都合上、感光ドラム（像担持体）２３に対する各部の配置関係を図１から回転方向にややずらして表している。同図に示されているように、前記感光ドラム２３の周囲には、接触帯電方式による帯電手段としての帯電ローラ２５、現像手段としての現像器２６、担持体クリーニング手段としてのクリーニングブレード３０等が、一つのユニットをなすように一体的に配置されている。そのうちの前記感光ドラム２３は、例えば、アルミニウム等の導電性基層の外周面にＯＰＣやａ−Ｓｉ等の光導電層を有する電子写真感光体から構成されていて、作像動作時には回転軸２３ａを中心にして図示矢印Ａの方向（反時計回り方向）に、所定の周速で回転駆動されるように構成されている。
【００３０】
また、帯電手段としての帯電ローラ２５は、前記感光ドラム（像担持体）２３の外周面に接触するように配置されており、当該帯電ローラ２５の回転軸である金属製芯金２５ａに、電源２５ｂから所定の直流バイアス、又は直流及び交流バイアスが印加され、それによって感光ドラム２３の外周面が所定の極性・電位で一様に帯電される構成になされている。このとき、前記帯電ローラ２５は、前記金属製芯金２５ａの外周に導電層２５ｃが形成され、さらにその導電層２５ｃの外周側に抵抗層２５ｄが形成された構成を備えており、図示しない機構によって前記感光ドラム２３の回転軸２３ａに向かう方向に所定の圧力で加圧されている。このような構成を有する帯電ローラ２５は、作像動作時において前記回転軸２５ａを中心に矢印Ｂの方向（時計回り方向）に上述した感光ドラム２３と等しい周速で回転転動されるようになっている。
【００３１】
このような帯電手段としての帯電ローラ２５の放電作用によって上述した感光ドラム（像担持体）２３の外周表面が均一に帯電されると、前述したレーザースキャナユニット２１からのレーザー光２４がスリット露光されることにより画像データに対応した静電潜像が形成される。その静電潜像を現像するために、現像器２６に設けられたトナー容器２６ａ内のトナー（図示せず）が、攪拌羽根２６ｂにより現像ローラ２６ｃへ搬送される。現像ローラ２６ｃへ搬送されたトナーは現像ブレード２６ｄにより余分なトナーを掻き落され、現像ローラ２６ｃには均一なトナーコート層が形成される。このトナーコート層から帯電された感光ドラム２３へトナーが電気的吸引力で移動することにより、上記感光ドラム２３表面上の静電潜像が可視化されてトナー像が形成される。ここで形成されたトナー像は、シート状記録媒体Ｐへ転写されることとなるが、そのときの転写効率は１００％ではないことから感光ドラム２３上には残留トナーが残る。その感光ドラム２３の表面における転写後の残留トナーや紙粉等は、クリーニングブレード３０の摺接作用によって感光ドラム２３の表面から掻き落とされる。
【００３２】
一方、感光ドラム（像担持体）２３の表面に付着した微量の残留トナーや、微小粒径のトナー外添剤、或いは紙粉などの汚染物等からなる付着物は、上述したクリーニングブレード３０をすり抜けることがあり、それらの付着物が、帯電手段としての帯電ローラ２５の外周表面上に付着して帯電不良の原因になることがある。そのため、上記帯電ローラ２５には、帯電クリーニング装置に用いられている帯電クリーニングローラ３７が接触するように配置されており、当該帯電クリーニングローラ３７の摺接作用によって帯電ローラ２５からトナー外添剤等の付着物が除去される構成になされている。この帯電ローラ２５から除去されたトナー外添剤等の付着物は、箱状をなす回収容器３８の内部に回収されるようになっている。
【００３３】
ここで、上述した帯電クリーニングローラ３７は、複数本のブラシ毛を備えたブラシ体からなるブラシローラを構成するものであって、そのブラシローラとしての帯電クリーニングローラ３７が、上述したように電子写真方式の画像形成工程に用いられる像担持体である感光ドラムの帯電手段としての帯電ローラ２５への付着物を除去するクリーニング装置に用いられている。その帯電クリーニングローラ３７は、図３に示されているような平面展開形状を有する基布３７ａの表面に、起毛状をなすように植設された複数本のブラシ糸３７ｂ，３７ｃを備えている。そのような構成を有する平面状ブラシ体は、略円筒状をなす金属製芯金３７ｉに巻き付けられて固定されて、ブラシローラとしての帯電クリーニングローラ３７に構成されている。上述した両種類のブラシ糸３７ｂ，３７ｃの詳細な構成については次に説明するが、実際には、極めて密集した状態で上記基布３７ａに織り込まれており、図示においては、それを疎にした状態で模式的に表している。
【００３４】
すなわち、図４〜図６にも示されているように、前記帯電クリーニングローラ３７を構成しているブラシ体は、長尺状の帯状部材からなる基布３７ａの表面から略直線状をなして立ち上がるように植設された直毛ブラシ糸３７ｂと、前記基布３７ａから略半円弧状をなして立ち上がるように植設されたループ状ブラシ糸３７ｃとを有している。そのうちのループ状ブラシ糸３７ｃは、前記基布３７ａに植設された一対の脚部３７ｄ，３７ｄを有しているとともに、それらの両脚部３７ｄ，３７ｄどうしを連結するループ形状部３７ｅを備えた構成になされている。そして、そのループ形状部３７ｅは、上述した帯電ローラ２５の回転方向上流側から下流側に向かう方向の正面視において、略半円形状をなすように延在しており、その半円形状の半径に相当する部分に前記直毛ブラシ糸３７ｂが配置されている。
【００３５】
ここで、上述した帯電クリーニングローラ３７の軸方向を第１の方向とし、それに直交する帯電クリーニングローラ３７の回転方向に対する接線方向を第２の方向としたとき、前記直毛ブラシ糸３７ｂ及びループ状ブラシ糸３７ｃは、それらの第１及び第２の方向に関して、以下に説明するような千鳥配列になされている。すなわち、本実施形態では、第１の方向がブラシローラとしての帯電クリーニングローラ３７の軸方向となり、第２の方向が前記ブラシローラとしての帯電クリーニングローラ３７の回転方向となるように、ブラシ体３７ｂ，３７ｃが帯電クリーニングローラ３７に固定されている。そして、上述した直毛ブラシ糸３７ｂ及びループ状ブラシ糸３７ｃは、まず前記第１の方向（軸方向）においては、同形状のブラシ糸が適宜のピッチ位相で隣接するように配列されている。また、前記第２の方向（回転接線方向）において異形状のブラシ糸どうしが適宜のピッチ位相で交互に隣接するように配列されていて、その第１の方向（軸方向）における配列位相が、前記第２の方向（回転接線方向）の前後において交互に略半ピッチずつずらされている。
【００３６】
そして、本実施形態においては、上述したループ状ブラシ糸３７ｃの両脚部３７ｄ，３７ｄどうしを結ぶ方向が、第１の方向（軸方向）にほぼ一致するように設定されており、その第１の方向（軸方向）において、同形状のブラシ糸、すなわち前記直毛ブラシ糸３７ｂ又はループ状ブラシ糸３７ｃのいずれか同形状のブラシ糸どうしが、当該第１の方向（軸方向）において略等間隔で隣接するように並設されている。また、その第１の方向（軸方向）と直交する第２の方向（回転方向）においては、上述したように異形状のブラシ糸、つまり前記直毛ブラシ糸３７ｂ及びループ状ブラシ糸３７ｃが交互に配列されるようにして並設されている。
【００３７】
このように、本実施形態における直毛ブラシ糸３７ｂ及びループ状ブラシ糸３７ｃは、前記ループ状ブラシ糸３７ｃの両脚部３７ｄ，３７ｄどうしを結ぶ第１の方向において同形状のブラシ糸どうしが適宜のピッチ位相で交互に隣接するように配列されているとともに、前記第１の方向と直交する第２の方向においては、前記直毛ブラシ糸３７ｂ及びループ状ブラシ糸３７ｃのうちの異形状のブラシ糸どうしが適宜のピッチ位相で隣接するように配列されていて、かつ前記第１の方向における同形状のブラシ糸どうしの配列位相が、前記第２の方向の前後において交互に略半ピッチづつずらされている。
【００３８】
すなわち、本実施形態において、上述した異形状のブラシ糸３７ｂ，３７ｃどうしが適宜のピッチ位相で隣接する配置は、前記帯電クリーニングローラ３７の回転方向下流側において前記直毛ブラシ糸３７ｂに隣接してループ状ブラシ糸３７ｃが配置された、いわゆる千鳥配列になされたものである。そして、このような千鳥配列によれば、前記帯電クリーニングローラ３７の回転方向である第２の方向において前記直毛ブラシ糸３７ｂの背後に、ループ状ブラシ糸３７ｃが配置された関係になされている。従って、上述した帯電クリーニングローラ３７の回転に伴って直毛ブラシ糸３７ｂが回転方向に傾倒しようとすると、当該直毛ブラシ糸３７ｂは、その背後に配置されたループ状ブラシ糸３７ｃにより支持されることとなる。
【００３９】
より具体的には、上述した直毛ブラシ糸３７ｂは、前記帯電クリーニングローラ３７の回転方向上流側から下流側に向かう前記第１の方向に見たときの正面視において、前記ループ状ブラシ糸３７ｃの両脚部３７ｄ，３７ｄを結んだ線の中央垂線上から立ち上がるように配置されている。そして、前記両脚部３７ｄ，３７ｄどうしの間の距離を”Ｗ”としたとき、前記直毛ブラシ糸３７ｂは、前記両脚部３７ｄ，３７ｄどうしの間の略中央位置、つまり前記第１の方向（軸方向）において一方の脚部３７ｄから”Ｗ／２”だけ離れた位置に前記直毛ブラシ糸３７ｂが立設されている。
【００４０】
その直毛ブラシ糸３７ｂは、前記基布３７ａの表面、すなわち前記帯電クリーニングローラ３７の表面に対して略垂直となるように立ち上げられており、同様に前記第２の方向に見たときの正面視において、前記ループ状ブラシ糸３７ｃのループ形状部３７ｅの最頂部を通って上方に突き出すように設けられている。すなわち、直毛ブラシ糸３７ｂの前記基布３７ａの表面からの全高を”Ｌ”としたとき、当該直毛ブラシ糸３７ｂの全高”Ｌ”は、前記ループ状ブラシ糸３７ｃにおけるループ形状部３７ｅの最頂部の全高”Ｈ”よりも高くなるように設定されている（Ｌ＞Ｈ）。
【００４１】
特に本実施形態においては、上述したループ状ブラシ糸３７ｃ３の両脚部３７ｄ，３７ｄどうしの間隔”Ｗ”が、例えば３ｍｍに設定されているとともに、前記基布３７ａの表面、すなわち前記帯電クリーニングローラ３７の表面からループ状ブラシ糸３７ｃにおけるループ形状部３７ｅの最頂部までの全高”Ｈ”が、１．５ｍｍ未満となるように設定されており、これによって、Ｗ＞２Ｈの関係が成立する構成になされている。また、前記直毛ブラシ糸３７ｂの毛長”Ｌ”は、上述したＬ＞Ｈなる関係が成立するように、例えば２ｍｍに設定されている。
【００４２】
このときの直毛ブラシ糸３７ｂとしては、例えば太さ２デニール、密度１００Ｋｆ、毛長２．０Ｌのレーヨンまたはナイロンなどの絶縁性の繊維が用いられている。また、前記ループ状ブラシ糸３７ｃは、導電性の材質から形成されたものであって、そのときの導電性の材質としては、例えば太さ３デニール、密度１００Ｋｆの繊維が用いられており、上述した基布３７ａの表面からループ状ブラシ糸３７ｃの最頂部までの全高”Ｈ”が１．５ｍｍとなるような毛長さを有する導電性繊維により形成されている。繊維に導電性を付与する方法としては、原糸段階において導電性物質を練りこむ方法や、紡糸後に導電性物質を含む加工液によって繊維表面を被覆する方法があるが、繊維に導電性を維持させるためには原糸段階において導電性物質を練りこむ方法が有利である。上述した導電性物質としては、銀、銅、ニッケル等の金属、酸化亜鉛、酸化錫等の金属化合物、炭素等の微粒子が挙げられるが、本実施形態においては、安定した導電性を有すると共に低コストの観点から炭素が用いられている。なお、上述した基布３７ａにも、導電性を有する材質が採用されている。
【００４３】
また、特に図７に示されているように、上述した基布３７ａの端縁部は、前記直毛ブラシ糸３７ｂとループ状ブラシ糸３７ｃとの千鳥配列方向に沿って延在する帯状部材となるように裁断されており、導電性の接着剤層３７ｆが塗布された金属製芯金３７ｉに螺旋状に巻きつけられて前記帯電クリーニングローラ３７になされている。そして、前記基布３７ａの端縁部が、前記帯電クリーニングローラ３７の回転方向である第２の方向に対して、千鳥配列の方向に傾斜した方向に延在していることによって、上述した直毛ブラシ糸３７ｂとループ状ブラシ糸３７ｃとの千鳥配列が良好に形成されるようになっている。
【００４４】
このように本実施形態によれば、被清掃体である帯電ローラ２５の外周表面に、ブラシ体からなる帯電クリーニングローラ３７を当接させた状態で回転移動させると、まず大きな全高を有する直毛ブラシ糸３７ｂの先端部分が、帯電ローラ（被清掃体）２５の外周表面に摺擦されることとなり、主としてその直毛ブラシ糸３７ｂの摺擦作用によって帯電ローラ２５の表面における付着物が除去される。このとき、帯電クリーニングローラ（ブラシローラ）３７の回転移動方向は、直毛ブラシ糸３７ｂとループ状ブラシ糸３７ｃとが交互に配列された第２の方向となっているため、清掃作用を主として行う直毛ブラシ糸３７ｂの背後が、帯電クリーニングローラ３７の回転方向下流側に隣接配置されるループ状ブラシ糸３７ｃによって支持される。それによって、当該直毛ブラシ糸３７ｂの立ち上がり状態が長期にわたって維持されることとなり、帯電クリーニングローラ３７を長期に渡って使用した場合における、いわゆる毛倒れを防止して良好な清掃状態が維持されるようになっている。
【００４５】
このとき、被清掃体である帯電ローラ２５の表面における付着物は、隣り合う一対のループ状ブラシ糸３７ｃ，３７ｃどうしの間部分をすり抜けるおそれがあるが、そのために本実施形態では、ループ状ブラシ糸３７ｃと直毛ブラシ糸３７ｂとが、いわゆる千鳥配列になされている。すなわち、上述したようにループ状ブラシ糸３７ｃ，３７ｃどうしの間部分をすり抜けた付着物は、回転方向の後方に配置された次段の配列位置における直毛ブラシ糸３７ｂに捕捉されることとなり、それによって隣り合うループ状ブラシ糸３７ｃ，３７ｃどうしの間部分における清掃性の低下が補われて、帯電クリーニングローラ（ブラシ体）３７の清掃機能が大幅に向上されるようになっている。その結果、付着物を原因とする画像欠陥の発生が極力抑えられる。
【００４６】
このとき、直毛ブラシ糸３７ｂ及びループ状ブラシ糸３７ｃのいずれか一方が、導電性の材質から形成されていると、ブラシ糸によって弾き飛ばされた帯電ローラ２５における付着物が、導電性の材質からなるブラシ糸に保持されるので除去された付着物の浮遊、落下等を防ぐことができる。また、直毛ブラシ糸３７ｂより高さが低いループ状ブラシ糸３７ｃを導電性の材質から形成すると、直毛ブラシ糸３７ｂが掻き落とした付着物の保持効果が高く、帯電ローラ２５の表面に対する清掃性が向上されることとなる。
【００４７】
一方、上述した第１の実施形態と同一の構成物に対して同一の符号を付した図８にかかる第２の実施形態における帯電クリーニングローラ３７は、帯電ローラ２５の外表面とともに感光ドラム（像担持体）２３の外表面にも接触するように配置されており、帯電ローラ２５の清掃作用とともに感光ドラム２３の外表面に対する清掃作用も同時に行う構成になされている。すなわち、本実施形態では、ブラシローラとしての帯電クリーニングローラ３７が、電子写真方式の画像形成工程に用いられる像担持体としての感光ドラム２３への付着物をも除去するものとして構成されている。
【００４８】
すなわち、本実施形態における帯電クリーニングローラ３７は、感光ドラム２３の外周面に対して長手方向（軸方向）のほぼ全長にわたって接触するように配置されており、当該感光ドラム２３の回転とともに約２〜１２ｍｍの接触幅（ニップ）を持って摺擦されるようになっている。
【００４９】
さらに、この第２の実施形態においては、前記帯電クリーニングローラ３７を構成している導電性の繊維からなるループ状ブラシ糸３７ｃに交番電界を印加する構成になされている。より具体的には、まず前述したように帯電手段としての帯電ローラ２５に対して、直流バイアス又は直流及び交流バイアスを印加する電源２５ｂが、オン・オフの切替スイッチ２５ｅを介して前記帯電ローラ２５に接続されている。また、上記電源２５ｂは、前記帯電クリーニングローラ３７に、交番電界を形成するコンデンサ３７ｇ、及びオン・オフの切替スイッチ３７ｈを直列状に介して接続されている。このときの帯電クリーニングローラ３７に印加される交番電界は、３００Ｖ〜３５００Ｖ、好ましくは５００Ｖ〜３０００Ｖで周波数５０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚにて出力するように構成されている。なお、前記感光ドラム（像担持体）２３側は接地状態になされている。
【００５０】
このような構成において、前記感光ドラム（像担持体）２３の外表面に強い静電気作用で付着していた残留トナーや、微小粒径のトナー外添剤、或いは紙粉等からなる付着物が、クリーニング装置のクリーニングブレード３０をすり抜けてきても、上述した電源２５ｂから帯電クリーニングローラ３７に交番電界が印加されてループ状ブラシ糸３７ｃに電流が流され、それによって上述した付着物の電荷が除電され、付着物の付着力が低減させられた状態で帯電ローラ２５に達する。そして、その感光ドラム２３の外表面及び帯電ローラ２５における付着物が、回転駆動される帯電クリーニングローラ３７における、特に直毛ブラシ糸３７ｂにより弾き飛ばされるようにして効率的に除去される。
【００５１】
また、上述した交番電界の印加によって、前記感光ドラム（像担持体）２３の表面上に残留する微小粒径のトナーが攪乱されて感光ドラム２３から飛翔され易くする作用も同時に得られることから、より一層、帯電ローラ２５及び感光ドラム２３の表面に対する清掃性が向上されることとなる。
【００５２】
さらに、本実施形態では、帯電クリーニングローラ３７を構成しているループ状ブラシ糸３７ｃが、被清掃体である帯電ローラ２５及び感光ドラム２３に対して接触して付着物の除電を行うとともに、直毛ブラシ糸３７ｂが、被清掃体である帯電ローラ２５及び感光ドラム２３に接触して付着物を積極的に掻き取るように構成されていることから、帯電クリーニングローラ３７に付着物が滞留することなく速やかに離反して蓄積することがない。このような本実施形態にかかる帯電クリーニングローラ３７を有する接触帯電装置を、従来の接触帯電装置と比較してみたところ、帯電ローラ２５及び帯電クリーニングローラ３７の各寿命が、それぞれ約２．５倍及び約５倍に伸ばすことを確認することができた。
【００５３】
また、上述した一方の切替スイッチ２５ｅがオンとなって帯電ローラ２５により感光ドラム（像担持体）２３が帯電される時には、他方の切替スイッチ３７ｈはオフ状態になされる。このときの帯電クリーニングローラ３７は、感光ドラム２３及び帯電ローラ２５の各表面に対して摺擦作用のみにより付着物の除去及び回収を行う。また、一方の切替スイッチ２５ｅがオフとなって帯電ローラ２５に交番電界が印加されていない、例えば前多回転時や後多回転時には、前記切替スイッチ３７ｈはオン状態になされて帯電クリーニングローラ３７にのみ交番電界が付与される。このように帯電クリーニングローラ３７に、帯電ローラ２５の電源２５ｂと同一の電源が使用されることによって、帯電周波数と同じ交番電界を印加することが可能となり、周波数干渉によるモアレの発生を防ぐことが容易にできる。
【００５４】
なお、本実施形態においては、帯電クリーニングローラ３７に交番電界のみを印加しているが、直流電圧を重畳して印加してもよい。また、本実施形態では、ループ状ブラシ糸３７ｃに導電性の材質を用いて交番電界を印加しているが、例えば、ループ状ブラシ糸３７ｃが導電性の材質から形成されているとともに、直毛ブラシ糸３７ｂが絶縁性の材質から形成された構成のように、条件や用途によっては、ループ状ブラシ糸３７ｃと直毛ブラシ糸３７ｂのいずれか一方又は双方を導電性の材質にして交番電界を印加するように構成することも可能である。
【００５５】
さらに、本実施形態では、帯電、現像、クリーニングを一体化したカートリッジが用いられているが、それぞれ別ユニットとした場合であっても同様の構成で良い。
【００５６】
以上、本発明者によってなされた発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはいうまでもない。
【００５７】
例えば、帯電クリーニング手段を構成している帯電クリーニングローラの形状や材質等については、画像形成装置の本体寿命、感光ドラムとの関係、使用するトナーの粒径、量、又は感光ドラムの回転数などの使用条件を勘案して決定され、帯電ローラをクリーニングするという目的を達成するものであれば、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００５８】
さらに上述した実施形態は、デジタル複写機に本発明を適用したものであるが、プリンタやファクシミリなどの他の画像形成装置に対しても本発明は同様に適用することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上述べた本発明にかかる画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの多種多様な画像形成装置に対して広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 原稿台
１１ 給紙カセット
Ｐ シート状記録媒体
１２ ピックアップローラ
１３ 第１搬送ローラ
１４ 第２搬送ローラ
１５ レジストローラ
１６ 媒体検知センサ
１７ 画像読み取り部
１８ 原稿照明ランプ
１９ スキャナユニット
２０ ＣＣＤユニット
２１ レーザースキャナユニット
２２ ポリゴンミラー
２３ 感光ドラム（像担持体）
２３ａ 回転軸
２４ レーザー光
２５ 帯電ローラ（帯電手段）
２５ａ 金属製芯金
２５ｂ 電源
２５ｃ 導電層
２５ｄ 抵抗層
２５ｅ 切替スイッチ
２６ 現像器
２６ａ トナー容器
２６ｂ 攪拌羽根
２６ｃ 現像ローラ
２６ｄ 現像ブレード
２８ 転写帯電ローラ
２９ 定着器
３１ａ 定着ローラ
３０ クリーニングブレード
３３ 感光ドラムユニット（像担持体ユニット）
３７ 帯電クリーニングローラ（帯電クリーニング手段）
３８ 回収容器
３７ａ 基布
３７ｂ 直毛ブラシ糸
３７ｃ ループ状ブラシ糸
３７ｄ 脚部
３７ｅ ループ形状部
３７ｉ 金属製芯金
３７ｆ 接着剤層
３７ｇ コンデンサ
３７ｈ 切替スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基布の表面に起毛状をなすように植設された複数本のブラシ毛を備えたブラシ体及びそれを用いたブラシローラ並びに画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、様々な分野の装置類や器具類において、多数本のブラシ毛を備えたブラシ体が広く用いられている。例えば、複写機やプリンタ、ＦＡＸなどの画像形成装置やその他の電子写真方式を採用した装置においては、トナー（現像剤）や紙粉、或いは埃等の異物が各部に付着する傾向があるため、そのような付着汚染物を除去するためにブラシ体が用いられることがある。例えば、図９及び図１０に示されているように、像担持体としての感光ドラム１に対する帯電手段として帯電ローラ２が接触回転するように配置されている場合に、その帯電ローラ２の清掃部材としてブラシ体３が用いられることがある。
【０００３】
すなわち、上述したローラ接触帯電方式は、扱う電圧が比較的低い上に、コロトロン方式に比べて発生するオゾン量が少ない等の利点を有する点で注目されているが、感光ドラム（像担持体）１の表面上に残留する微小径のトナー外添剤等が、帯電ローラ２の表面に付着して汚染状態となって帯電動作に悪影響を及ぼすおそれがある。そのため、例えば下記の特許文献１のように、帯電ローラの表面に清掃部材としてブラシ体３を当接させて表面の汚れを除去することが従来より行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１３０７８７号公報
【特許文献２】特開平５−１８８７３８号公報
【特許文献３】特開２００５−１９５９５０号公報
【特許文献４】特開平６−２８９７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の清掃部材は、帯電ローラの軸方向全長に沿って均一に当接させることが難しく、当該清掃部材の一部が帯電ローラ表面に片当たりして当接圧ムラを生じ、帯電ローラの汚れを全周面に渡って均一に清掃できないおそれがある。また、従来の清掃部材は、感光ドラムから帯電ローラを解離状態とした上で帯電ローラを清掃する方式になされているため、電磁クラッチなどの解離機構や、そのシーケンス制御等が必要となり、装置が複雑化して高価なものになる傾向がある。
【０００６】
一方、小片状の粘着テープ等からなる清掃部材を帯電ローラの一部に当接させて移動させることにより、帯電ローラの表面の汚れを除去する対策も提案されている（例えば、下記の特許文献２参照）。しかしながら、この方式では、粘着性部材である清掃部材を実機に搭載するにあたっての管理が難しくなる上に、帯電ローラの汚れムラに対応した清掃動作が十分ではないなどの技術的課題がある。さらに、帯電ローラの表面から解離させずにブラシローラを回転制御しながら当接させてブラシ体の毛倒れ等を防止し、耐久性の向上を図るようにした提案もなされているが（例えば下記の特許文献３，４参照）、清掃能力を良好に維持しつつ耐久性の向上を図ることは難しい。
【０００７】
そこで本発明は、簡易な構成で、被清掃体の表面に付着した付着汚染物、例えば帯電手段や像担持体の表面に対するトナー外添剤や紙粉等を長期にわたって確実に除去する清掃能力を良好に維持しつつ、耐久性を容易かつ大幅に向上させることができるようにしたブラシ体及びそれを用いたブラシローラ並びに画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明にかかるブラシ体では、基布の表面に起毛状をなすように植設された複数本のブラシ毛を備えたブラシ体において、前記ブラシ毛は、前記基布から略直線状をなして立ち上がるように植設された直毛ブラシ糸と、前記基布から略半円弧状をなして立ち上がるように植設されたループ状ブラシ糸と、を有するものであって、前記ループ状ブラシ糸が、前記基布に植設された一対の脚部と、それらの両脚部どうしを連結するループ形状部とを備え、前記直毛ブラシ糸は、前記ループ状ブラシ糸の両脚部どうしの間部分から立ち上がるように配置され、前記直毛ブラシ糸の前記基布からの全高が、前記ループ状ブラシ糸におけるループ形状部の頂部の全高よりも高くなるように設定された構成が採用されている。
【０００９】
このような構成を備えた本発明によれば、被清掃体の表面にブラシ体を当接させた状態でブラシ体を移動させる際に、主として大きな立ち上がり高さを有する直毛ブラシ糸の先端部分が被清掃体の表面に摺擦され、その直毛ブラシ糸の摺擦作用によって被清掃体の表面における付着物が除去される。そのとき、特に直毛ブラシ糸とループ状ブラシ糸とが交互に配列された方向にブラシ体を移動させた際に、上述したように清掃作用を主として行う直毛ブラシ糸が、その背後からループ状ブラシ糸によって支持されることとなり、当該直毛ブラシ糸の立ち上がり状態が長期にわたって維持される。その結果、ブラシ体を長期にわたって使用した場合における、いわゆる毛倒れが防止されて良好な清掃作用が維持される。
【００１０】
また、本発明における前記直毛ブラシ糸及びループ状ブラシ糸は、前記ループ状ブラシ糸の両脚部どうしを結ぶ第１の方向において同形状のブラシ糸どうしが適宜のピッチ位相で交互に隣接するように配列されているとともに、前記第１の方向と直交する第２の方向においては、前記直毛ブラシ糸及びループ状ブラシ糸のうちの異形状のブラシ糸どうしが適宜のピッチ位相で隣接するように配列され、かつ前記第１の方向における同形状のブラシ糸どうしの配列位相が、前記第２の方向の前後において交互に略半ピッチづつずらされている構成とすることが望ましい。
【００１１】
このような構成を有する本発明によれば、被清掃体の表面における汚染付着物が、特定の配列位置で隣り合う一対のループ状ブラシ糸どうしの間部分をすり抜けた場合であっても、そのすり抜けた付着汚染物は、隣り合うループ状ブラシ糸の間部分の後方に配置された次段に配列された直毛ブラシ糸に捕捉される。それによって、隣り合うループ状ブラシ糸どうしの間部分における清掃性の低下が補われることとなり、ブラシ体の清掃機能が大幅に向上されるようになっている。
【００１２】
また、本発明においては、前記直毛ブラシ糸及びループ状ブラシ糸のいずれか一方が、導電性の材質から形成されていることが望ましく、例えば前記ループ状ブラシ糸が導電性の材質から形成されているとともに、前記直毛ブラシ糸が絶縁性の材質から形成されているとすることが可能である。
【００１３】
このような構成を有する本発明によれば、直毛ブラシ糸又はループ状ブラシ糸の導電性を利用した清掃作用を行わせることが可能となる。
【００１４】
また、本発明にかかるブラシローラにおいては、上述したブラシ体が、略円筒状をなす芯金に巻き付けられた状態に固定された構成とすることが可能である。
【００１５】
このような構成を有する本発明によれば、ブラシ体の清掃作用が回転によって効率的に行われるとともに、ブラシ体の全体が金属製の芯金によって高剛性状態にて良好に支持される。
【００１６】
また本発明においては、前記第１の方向が前記ブラシローラの軸方向となり、前記第２の方向が前記ブラシローラの回転方向となるように前記ブラシ体が前記ブラシローラに固定された構成とすることが可能である。
【００１７】
このような構成を有する本発明によれば、ブラシローラの回転時において、直毛ブラシ糸とループ状ブラシ糸とが交互に出現することとなって、清掃作用を主として行う直毛ブラシ糸が、その背後からループ状ブラシ糸によって支持されることとなる。
【００１８】
一方、上述したような構成を有する本発明は、例えば画像形成装置に適用することが可能であり、前記ブラシローラは、電子写真方式の画像形成工程に用いられる像担持体の帯電手段への付着物を除去するクリーニング装置に用いられるように構成することが可能である。また、そのときのブラシローラが、電子写真方式の画像形成工程に用いられる像担持体への付着物をも除去するように構成することが可能である。さらに、前記異形状のブラシ糸どうしが適宜のピッチ位相で隣接する配列は、前記直毛ブラシ糸に隣接して、前記ブラシローラの回転方向下流側に前記ループ状ブラシ糸が配列された構成になされていることが望ましい。
【００１９】
また、このように画像形成装置に本発明を適用した場合において、前記ブラシローラに対して、適宜の交番電界が印加されるように構成することが可能である。
【００２０】
当該構成のようにブラシローラに交番電界を印加して電流を流すこととすれば、残留するトナー外添剤や、紙粉等の付着汚染物の除電が行われることにより電気的な付着力がなくなるため、像担持体の表面や帯電ローラから付着汚染物が離れやすくなる。その結果、特に直毛ブラシ糸の摺擦作用によって付着汚染物が良好に弾き飛ばされることとなり、帯電手段や像担持体の表面の清掃効率が向上されることによって、帯電不良等の画像劣化や像担持体の表面汚染によるかぶりが未然に防止されるとともに、帯電手段の寿命が向上される。また、像担持体上に残留する微小粒径のトナーを攪乱して像担持体から飛翔させる作用も同時に得られることから、より一層、帯電手段及び像担持体の表面に対する清掃性が向上されることとなる。さらに、このような清掃作用によれば、直毛ブラシ糸又はループ状ブラシ糸側に移行された付着汚染物が、特別なシーケンス制御を行うことなく外部に回収される。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように本発明は、基布から略半円弧状をなして立ち上がるように植設したループ状ブラシ糸の両脚部どうしの間から立ち上がるように直毛ブラシ糸を植設するとともに、前記直毛ブラシ糸の全高をループ状ブラシ糸におけるループ形状部の頂部の全高よりも高くなるように設定し、清掃作用を主として行う直毛ブラシ糸の背後をループ状ブラシ糸により支持して当該直毛ブラシ糸の立ち上がり状態を長期にわたって維持し、いわゆる毛倒れを防止して良好な清掃状態を維持させるように構成したものであるから、簡易な構成で、例えばトナー外添剤や紙粉等による帯電手段や像担持体の表面汚れを長期にわたって確実に除去する清掃能力を良好に維持しつつ耐久性を大幅に向上させることができ、ブラシ体及びそれを用いたブラシローラ並びに画像形成装置の信頼性を安価かつ大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用する画像形成装置の一例としての複写機の構造例をに表した縦断面説明図である。
【図２】図１に表された複写機に用いられている本発明の第１の実施形態にかかる感光ドラムユニットを模式的に表した縦断面説明図である。
【図３】図１及び図２に表された画像形成装置に用いられている帯電クリーニングローラのブラシ体を展開した状態を模式的に表した外観斜視説明図である。
【図４】図３に表された帯電クリーニングローラのブラシ体の構造を拡大して模式的に表した正面説明図である。
【図５】図３及び図４に表された帯電クリーニングローラのブラシ体の構造を拡大して模式的に表した側面説明図である。
【図６】図３〜図５に表された帯電クリーニングローラのブラシ体の一部を拡大して模式的に表した外観斜視説明図である。
【図７】図３〜図６に表されたブラシ体を金属製芯材に巻き付けた帯電クリーニングローラを拡大して模式的に表した外観斜視説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態にかかる感光ドラムユニット模式的に表した縦断面説明図である。
【図９】従来における感光ドラムユニットの構造を表した外観斜視説明図である。
【図１０】図９に表された従来の感光ドラムユニットの縦断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明することとするが、それに先立って、本発明を適用する画像形成装置としてのデジタル複写機の概略構造を画像形成動作に従って説明しておく。なお、ここでデジタル複写機とは、プリンタに、画像読取りのためのスキャナやＦＡＸやＬＡＮを介して通信を行なうための通信機能などを備えた装置である。以下の実施形態では、記録方式は電子写真方式であるものとする。
【００２４】
まず、図１を用いてコピー動作を行う場合について説明する。原稿台１０に原稿がセットされて操作部（図示せず）にあるコピースタートボタンが押されると、メインモータ（図示せず）が回転し始め、給紙カセット１１に収納されているカット紙等のシート状記録媒体Ｐが一枚だけピックアップローラ１２で給紙される。このとき、シート状記録媒体Ｐの重送を防ぐためにローラ対１２ａ，１２ｂが設けられており、このローラ対の上側の送りローラ１２ａはシート状記録媒体Ｐを送り方向に搬送し、下側の分離ローラ１２ｂはシート状記録媒体Ｐを搬送方向に対し逆方向に搬送する。この分離ローラ１２ｂによりシート状記録媒体Ｐは１枚ずつ捌かれて搬送部に搬送される。さらに、搬送されたシート状記録媒体Ｐは、第１搬送ローラ１３及び第２搬送ローラ１４によって、停止中のレジストローラ１５にまで搬送される。レジストローラ１５の直前には、シート状記録媒体Ｐを検知する媒体検知センサ１６が配置されており、この媒体検知センサ１６でシート状記録媒体Ｐが検知されてから所定時間が経過した後に、上記第１搬送ローラ１３及び第２搬送ローラ１４の回転を停止する。これにより、シート状記録媒体Ｐの先端が停止したレジストローラ１５に当接したままの状態でシート状記録媒体Ｐが第１搬送ローラ１３及び第２搬送ローラ１４によって所定時間だけ搬送されることとなるので、レジストローラ１５と第２搬送ローラ１４との間に約５ｍｍのシート状記録媒体Ｐのループが形成される。このループの形成によって、レジストローラ１５のニップ部にシート状記録媒体Ｐの先端が揃うので、シート状記録媒体Ｐの斜行が矯正される。その後、レジストローラ１５の回転によりシート状記録媒体Ｐは、トナー像が転写領域に到達するタイミングに合わせて転写領域に搬送される。
【００２５】
一方、画像読み取り部１７では、原稿照明ランプ１８が点灯し、上記原稿台１０に載置された原稿（図示せず）が照明され始める。これが画像形成動作のスタートとなる。原稿照明ランプ１８は読み取りスキャナユニット１９内に搭載されており、この読み取りスキャナユニット１９は、原稿台１０の下方に配置されている。読み取りスキャナユニット１９は原稿照明ランプ１８と複数の反射鏡を備えて一定速度で移動し、原稿の読み取りを行う。読み取りスキャナユニット１９で原稿台１０上に載置された原稿を光学的に走査し、その反射光をレンズ（図示せず）を有するＣＣＤユニット２０に導き、原稿画像を１次元固体撮像素子（図示せず）上に結像させる。上記固体撮像素子は電荷結合素子ＣＣＤが使用されている。その後、上記ＣＣＤで読み取られた画像のアナログ信号をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器でデジタル信号に変換し、画像処理ユニット（図示せず）で階調処理、変倍処理、編集等の種々の画像処理を施した後、出力する。
【００２６】
上記画像読み取り部１７で作成された画像データをもとに、レーザースキャナユニット２１ではレーザーを発光させ、ポリゴンミラー２２、結像レンズ（図示せず）、第１ミラー（図示せず）、第２ミラー（図示せず）を経て、像担持体としての感光ドラム２３に照射され、当該感光ドラム２３上に原稿画像が結像される。レーザースキャナユニット２１からのレーザー光２４が照射される照射位置よりも感光ドラム２３の回転方向上流には、その感光ドラム２３を一様に帯電する帯電手段としての帯電ローラ２５が配置されている。この帯電ローラ２５によって感光ドラム２３が一様に帯電されて帯電面が形成され、その帯電面に、前記レーザースキャナユニット２１からのレーザー光２４が照射されて静電潜像が形成される。その照射位置よりも感光ドラム２３の回転方向下流側には、静電潜像を現像する現像器２６が配置されている。感光ドラム２３と現像器２６とが対向する領域は、静電潜像が現像される現像領域である。感光ドラム２３の回転によって静電潜像が現像領域に到達すると、現像ローラ２６ｃから静電潜像にトナーが供給されてトナー像が形成される。現像部位よりも感光ドラム２３の回転方向下流側には、トナー像をシート状記録媒体Ｐに転写する転写帯電ローラ２８が配置されている。この転写帯電ローラ２８は、図示を省略した加圧バネによって、感光ドラム２３に対して所定の圧力で押圧されている。感光ドラム２３と転写帯電ローラ２８とが対向する領域は、トナー像が記録紙に転写される転写領域である。
【００２７】
感光ドラム２３の回転によってトナー像が転写領域に到達する以前の所定のタイミングで上記レジストローラ１５が回転し始めてシート状記録媒体Ｐをこの転写領域に搬送する。そこで、転写領域に搬送されてきたシート状記録媒体Ｐにトナー像が転写される。トナー像が転写されたシート状記録媒体Ｐは、除電針（図示せず）によって感光ドラム２３から分離され、搬送部に搬送されて定着器２９に搬送される。その後、シート状記録媒体Ｐは定着ローラ３１ａと加圧ローラ３１ｂとの熱と圧力により、画像を定着され、排紙ローラ３２によって機外に排紙される。一方、画像形成部では、感光ドラム２３に残留したトナーをクリーニングブレード３０によって除去し、次の画像形成の準備が行われる。
【００２８】
次に、上述した帯電手段としての帯電ローラ２５に付設された帯電クリーニング装置について説明するが、それに先立って、上述した感光ドラム（像担持体）２３を内部に備えた像担持体ユニット、すなわち感光ドラムユニット（像担持体ユニット）３３の構成を画像形成動作に基づいて説明しておく。
【００２９】
その感光ドラムユニット３３は、特に図２に示された構成になされているが、紙面の都合上、感光ドラム（像担持体）２３に対する各部の配置関係を図１から回転方向にややずらして表している。同図に示されているように、前記感光ドラム２３の周囲には、接触帯電方式による帯電手段としての帯電ローラ２５、現像手段としての現像器２６、担持体クリーニング手段としてのクリーニングブレード３０等が、一つのユニットをなすように一体的に配置されている。そのうちの前記感光ドラム２３は、例えば、アルミニウム等の導電性基層の外周面にＯＰＣやａ−Ｓｉ等の光導電層を有する電子写真感光体から構成されていて、作像動作時には回転軸２３ａを中心にして図示矢印Ａの方向（反時計回り方向）に、所定の周速で回転駆動されるように構成されている。
【００３０】
また、帯電手段としての帯電ローラ２５は、前記感光ドラム（像担持体）２３の外周面に接触するように配置されており、当該帯電ローラ２５の回転軸である金属製芯金２５ａに、電源２５ｂから所定の直流バイアス、又は直流及び交流バイアスが印加され、それによって感光ドラム２３の外周面が所定の極性・電位で一様に帯電される構成になされている。このとき、前記帯電ローラ２５は、前記金属製芯金２５ａの外周に導電層２５ｃが形成され、さらにその導電層２５ｃの外周側に抵抗層２５ｄが形成された構成を備えており、図示しない機構によって前記感光ドラム２３の回転軸２３ａに向かう方向に所定の圧力で加圧されている。このような構成を有する帯電ローラ２５は、作像動作時において前記回転軸２５ａを中心に矢印Ｂの方向（時計回り方向）に上述した感光ドラム２３と等しい周速で回転転動されるようになっている。
【００３１】
このような帯電手段としての帯電ローラ２５の放電作用によって上述した感光ドラム（像担持体）２３の外周表面が均一に帯電されると、前述したレーザースキャナユニット２１からのレーザー光２４がスリット露光されることにより画像データに対応した静電潜像が形成される。その静電潜像を現像するために、現像器２６に設けられたトナー容器２６ａ内のトナー（図示せず）が、攪拌羽根２６ｂにより現像ローラ２６ｃへ搬送される。現像ローラ２６ｃへ搬送されたトナーは現像ブレード２６ｄにより余分なトナーを掻き落され、現像ローラ２６ｃには均一なトナーコート層が形成される。このトナーコート層から帯電された感光ドラム２３へトナーが電気的吸引力で移動することにより、上記感光ドラム２３表面上の静電潜像が可視化されてトナー像が形成される。ここで形成されたトナー像は、シート状記録媒体Ｐへ転写されることとなるが、そのときの転写効率は１００％ではないことから感光ドラム２３上には残留トナーが残る。その感光ドラム２３の表面における転写後の残留トナーや紙粉等は、クリーニングブレード３０の摺接作用によって感光ドラム２３の表面から掻き落とされる。
【００３２】
一方、感光ドラム（像担持体）２３の表面に付着した微量の残留トナーや、微小粒径のトナー外添剤、或いは紙粉などの汚染物等からなる付着物は、上述したクリーニングブレード３０をすり抜けることがあり、それらの付着物が、帯電手段としての帯電ローラ２５の外周表面上に付着して帯電不良の原因になることがある。そのため、上記帯電ローラ２５には、帯電クリーニング装置に用いられている帯電クリーニングローラ３７が接触するように配置されており、当該帯電クリーニングローラ３７の摺接作用によって帯電ローラ２５からトナー外添剤等の付着物が除去される構成になされている。この帯電ローラ２５から除去されたトナー外添剤等の付着物は、箱状をなす回収容器３８の内部に回収されるようになっている。
【００３３】
ここで、上述した帯電クリーニングローラ３７は、複数本のブラシ毛を備えたブラシ体からなるブラシローラを構成するものであって、そのブラシローラとしての帯電クリーニングローラ３７が、上述したように電子写真方式の画像形成工程に用いられる像担持体である感光ドラムの帯電手段としての帯電ローラ２５への付着物を除去するクリーニング装置に用いられている。その帯電クリーニングローラ３７は、図３に示されているような平面展開形状を有する基布３７ａの表面に、起毛状をなすように植設された複数本のブラシ糸３７ｂ，３７ｃを備えている。そのような構成を有する平面状ブラシ体は、略円筒状をなす金属製芯金３７ｉに巻き付けられて固定されて、ブラシローラとしての帯電クリーニングローラ３７に構成されている。上述した両種類のブラシ糸３７ｂ，３７ｃの詳細な構成については次に説明するが、実際には、極めて密集した状態で上記基布３７ａに織り込まれており、図示においては、それを疎にした状態で模式的に表している。
【００３４】
すなわち、図４〜図６にも示されているように、前記帯電クリーニングローラ３７を構成しているブラシ体は、長尺状の帯状部材からなる基布３７ａの表面から略直線状をなして立ち上がるように植設された直毛ブラシ糸３７ｂと、前記基布３７ａから略半円弧状をなして立ち上がるように植設されたループ状ブラシ糸３７ｃとを有している。そのうちのループ状ブラシ糸３７ｃは、前記基布３７ａに植設された一対の脚部３７ｄ，３７ｄを有しているとともに、それらの両脚部３７ｄ，３７ｄどうしを連結するループ形状部３７ｅを備えた構成になされている。そして、そのループ形状部３７ｅは、上述した帯電ローラ２５の回転方向上流側から下流側に向かう方向の正面視において、略半円形状をなすように延在しており、その半円形状の半径に相当する部分に前記直毛ブラシ糸３７ｂが配置されている。
【００３５】
ここで、上述した帯電クリーニングローラ３７の軸方向を第１の方向とし、それに直交する帯電クリーニングローラ３７の回転方向に対する接線方向を第２の方向としたとき、前記直毛ブラシ糸３７ｂ及びループ状ブラシ糸３７ｃは、それらの第１及び第２の方向に関して、以下に説明するような千鳥配列になされている。すなわち、本実施形態では、第１の方向がブラシローラとしての帯電クリーニングローラ３７の軸方向となり、第２の方向が前記ブラシローラとしての帯電クリーニングローラ３７の回転方向となるように、ブラシ体３７ｂ，３７ｃが帯電クリーニングローラ３７に固定されている。そして、上述した直毛ブラシ糸３７ｂ及びループ状ブラシ糸３７ｃは、まず前記第１の方向（軸方向）においては、同形状のブラシ糸が適宜のピッチ位相で隣接するように配列されている。また、前記第２の方向（回転接線方向）において異形状のブラシ糸どうしが適宜のピッチ位相で交互に隣接するように配列されていて、その第１の方向（軸方向）における配列位相が、前記第２の方向（回転接線方向）の前後において交互に略半ピッチずつずらされている。
【００３６】
そして、本実施形態においては、上述したループ状ブラシ糸３７ｃの両脚部３７ｄ，３７ｄどうしを結ぶ方向が、第１の方向（軸方向）にほぼ一致するように設定されており、その第１の方向（軸方向）において、同形状のブラシ糸、すなわち前記直毛ブラシ糸３７ｂ又はループ状ブラシ糸３７ｃのいずれか同形状のブラシ糸どうしが、当該第１の方向（軸方向）において略等間隔で隣接するように並設されている。また、その第１の方向（軸方向）と直交する第２の方向（回転方向）においては、上述したように異形状のブラシ糸、つまり前記直毛ブラシ糸３７ｂ及びループ状ブラシ糸３７ｃが交互に配列されるようにして並設されている。
【００３７】
このように、本実施形態における直毛ブラシ糸３７ｂ及びループ状ブラシ糸３７ｃは、前記ループ状ブラシ糸３７ｃの両脚部３７ｄ，３７ｄどうしを結ぶ第１の方向において同形状のブラシ糸どうしが適宜のピッチ位相で交互に隣接するように配列されているとともに、前記第１の方向と直交する第２の方向においては、前記直毛ブラシ糸３７ｂ及びループ状ブラシ糸３７ｃのうちの異形状のブラシ糸どうしが適宜のピッチ位相で隣接するように配列されていて、かつ前記第１の方向における同形状のブラシ糸どうしの配列位相が、前記第２の方向の前後において交互に略半ピッチづつずらされている。
【００３８】
すなわち、本実施形態において、上述した異形状のブラシ糸３７ｂ，３７ｃどうしが適宜のピッチ位相で隣接する配置は、前記帯電クリーニングローラ３７の回転方向下流側において前記直毛ブラシ糸３７ｂに隣接してループ状ブラシ糸３７ｃが配置された、いわゆる千鳥配列になされたものである。そして、このような千鳥配列によれば、前記帯電クリーニングローラ３７の回転方向である第２の方向において前記直毛ブラシ糸３７ｂの背後に、ループ状ブラシ糸３７ｃが配置された関係になされている。従って、上述した帯電クリーニングローラ３７の回転に伴って直毛ブラシ糸３７ｂが回転方向に傾倒しようとすると、当該直毛ブラシ糸３７ｂは、その背後に配置されたループ状ブラシ糸３７ｃにより支持されることとなる。
【００３９】
より具体的には、上述した直毛ブラシ糸３７ｂは、前記帯電クリーニングローラ３７の回転方向上流側から下流側に向かう前記第１の方向に見たときの正面視において、前記ループ状ブラシ糸３７ｃの両脚部３７ｄ，３７ｄを結んだ線の中央垂線上から立ち上がるように配置されている。そして、前記両脚部３７ｄ，３７ｄどうしの間の距離を”Ｗ”としたとき、前記直毛ブラシ糸３７ｂは、前記両脚部３７ｄ，３７ｄどうしの間の略中央位置、つまり前記第１の方向（軸方向）において一方の脚部３７ｄから”Ｗ／２”だけ離れた位置に前記直毛ブラシ糸３７ｂが立設されている。
【００４０】
その直毛ブラシ糸３７ｂは、前記基布３７ａの表面、すなわち前記帯電クリーニングローラ３７の表面に対して略垂直となるように立ち上げられており、同様に前記第２の方向に見たときの正面視において、前記ループ状ブラシ糸３７ｃのループ形状部３７ｅの最頂部を通って上方に突き出すように設けられている。すなわち、直毛ブラシ糸３７ｂの前記基布３７ａの表面からの全高を”Ｌ”としたとき、当該直毛ブラシ糸３７ｂの全高”Ｌ”は、前記ループ状ブラシ糸３７ｃにおけるループ形状部３７ｅの最頂部の全高”Ｈ”よりも高くなるように設定されている（Ｌ＞Ｈ）。
【００４１】
特に本実施形態においては、上述したループ状ブラシ糸３７ｃ３の両脚部３７ｄ，３７ｄどうしの間隔”Ｗ”が、例えば３ｍｍに設定されているとともに、前記基布３７ａの表面、すなわち前記帯電クリーニングローラ３７の表面からループ状ブラシ糸３７ｃにおけるループ形状部３７ｅの最頂部までの全高”Ｈ”が、１．５ｍｍ未満となるように設定されており、これによって、Ｗ＞２Ｈの関係が成立する構成になされている。また、前記直毛ブラシ糸３７ｂの毛長”Ｌ”は、上述したＬ＞Ｈなる関係が成立するように、例えば２ｍｍに設定されている。
【００４２】
このときの直毛ブラシ糸３７ｂとしては、例えば太さ２デニール、密度１００Ｋｆ、毛長２．０Ｌのレーヨンまたはナイロンなどの絶縁性の繊維が用いられている。また、前記ループ状ブラシ糸３７ｃは、導電性の材質から形成されたものであって、そのときの導電性の材質としては、例えば太さ３デニール、密度１００Ｋｆの繊維が用いられており、上述した基布３７ａの表面からループ状ブラシ糸３７ｃの最頂部までの全高”Ｈ”が１．５ｍｍとなるような毛長さを有する導電性繊維により形成されている。繊維に導電性を付与する方法としては、原糸段階において導電性物質を練りこむ方法や、紡糸後に導電性物質を含む加工液によって繊維表面を被覆する方法があるが、繊維に導電性を維持させるためには原糸段階において導電性物質を練りこむ方法が有利である。上述した導電性物質としては、銀、銅、ニッケル等の金属、酸化亜鉛、酸化錫等の金属化合物、炭素等の微粒子が挙げられるが、本実施形態においては、安定した導電性を有すると共に低コストの観点から炭素が用いられている。なお、上述した基布３７ａにも、導電性を有する材質が採用されている。
【００４３】
また、特に図７に示されているように、上述した基布３７ａの端縁部は、前記直毛ブラシ糸３７ｂとループ状ブラシ糸３７ｃとの千鳥配列方向に沿って延在する帯状部材となるように裁断されており、導電性の接着剤層３７ｆが塗布された金属製芯金３７ｉに螺旋状に巻きつけられて前記帯電クリーニングローラ３７になされている。そして、前記基布３７ａの端縁部が、前記帯電クリーニングローラ３７の回転方向である第２の方向に対して、千鳥配列の方向に傾斜した方向に延在していることによって、上述した直毛ブラシ糸３７ｂとループ状ブラシ糸３７ｃとの千鳥配列が良好に形成されるようになっている。
【００４４】
このように本実施形態によれば、被清掃体である帯電ローラ２５の外周表面に、ブラシ体からなる帯電クリーニングローラ３７を当接させた状態で回転移動させると、まず大きな全高を有する直毛ブラシ糸３７ｂの先端部分が、帯電ローラ（被清掃体）２５の外周表面に摺擦されることとなり、主としてその直毛ブラシ糸３７ｂの摺擦作用によって帯電ローラ２５の表面における付着物が除去される。このとき、帯電クリーニングローラ（ブラシローラ）３７の回転移動方向は、直毛ブラシ糸３７ｂとループ状ブラシ糸３７ｃとが交互に配列された第２の方向となっているため、清掃作用を主として行う直毛ブラシ糸３７ｂの背後が、帯電クリーニングローラ３７の回転方向下流側に隣接配置されるループ状ブラシ糸３７ｃによって支持される。それによって、当該直毛ブラシ糸３７ｂの立ち上がり状態が長期にわたって維持されることとなり、帯電クリーニングローラ３７を長期に渡って使用した場合における、いわゆる毛倒れを防止して良好な清掃状態が維持されるようになっている。
【００４５】
このとき、被清掃体である帯電ローラ２５の表面における付着物は、隣り合う一対のループ状ブラシ糸３７ｃ，３７ｃどうしの間部分をすり抜けるおそれがあるが、そのために本実施形態では、ループ状ブラシ糸３７ｃと直毛ブラシ糸３７ｂとが、いわゆる千鳥配列になされている。すなわち、上述したようにループ状ブラシ糸３７ｃ，３７ｃどうしの間部分をすり抜けた付着物は、回転方向の後方に配置された次段の配列位置における直毛ブラシ糸３７ｂに捕捉されることとなり、それによって隣り合うループ状ブラシ糸３７ｃ，３７ｃどうしの間部分における清掃性の低下が補われて、帯電クリーニングローラ（ブラシ体）３７の清掃機能が大幅に向上されるようになっている。その結果、付着物を原因とする画像欠陥の発生が極力抑えられる。
【００４６】
このとき、直毛ブラシ糸３７ｂ及びループ状ブラシ糸３７ｃのいずれか一方が、導電性の材質から形成されていると、ブラシ糸によって弾き飛ばされた帯電ローラ２５における付着物が、導電性の材質からなるブラシ糸に保持されるので除去された付着物の浮遊、落下等を防ぐことができる。また、直毛ブラシ糸３７ｂより高さが低いループ状ブラシ糸３７ｃを導電性の材質から形成すると、直毛ブラシ糸３７ｂが掻き落とした付着物の保持効果が高く、帯電ローラ２５の表面に対する清掃性が向上されることとなる。
【００４７】
一方、上述した第１の実施形態と同一の構成物に対して同一の符号を付した図８にかかる第２の実施形態における帯電クリーニングローラ３７は、帯電ローラ２５の外表面とともに感光ドラム（像担持体）２３の外表面にも接触するように配置されており、帯電ローラ２５の清掃作用とともに感光ドラム２３の外表面に対する清掃作用も同時に行う構成になされている。すなわち、本実施形態では、ブラシローラとしての帯電クリーニングローラ３７が、電子写真方式の画像形成工程に用いられる像担持体としての感光ドラム２３への付着物をも除去するものとして構成されている。
【００４８】
すなわち、本実施形態における帯電クリーニングローラ３７は、感光ドラム２３の外周面に対して長手方向（軸方向）のほぼ全長にわたって接触するように配置されており、当該感光ドラム２３の回転とともに約２〜１２ｍｍの接触幅（ニップ）を持って摺擦されるようになっている。
【００４９】
さらに、この第２の実施形態においては、前記帯電クリーニングローラ３７を構成している導電性の繊維からなるループ状ブラシ糸３７ｃに交番電界を印加する構成になされている。より具体的には、まず前述したように帯電手段としての帯電ローラ２５に対して、直流バイアス又は直流及び交流バイアスを印加する電源２５ｂが、オン・オフの切替スイッチ２５ｅを介して前記帯電ローラ２５に接続されている。また、上記電源２５ｂは、前記帯電クリーニングローラ３７に、交番電界を形成するコンデンサ３７ｇ、及びオン・オフの切替スイッチ３７ｈを直列状に介して接続されている。このときの帯電クリーニングローラ３７に印加される交番電界は、３００Ｖ〜３５００Ｖ、好ましくは５００Ｖ〜３０００Ｖで周波数５０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚにて出力するように構成されている。なお、前記感光ドラム（像担持体）２３側は接地状態になされている。
【００５０】
このような構成において、前記感光ドラム（像担持体）２３の外表面に強い静電気作用で付着していた残留トナーや、微小粒径のトナー外添剤、或いは紙粉等からなる付着物が、クリーニング装置のクリーニングブレード３０をすり抜けてきても、上述した電源２５ｂから帯電クリーニングローラ３７に交番電界が印加されてループ状ブラシ糸３７ｃに電流が流され、それによって上述した付着物の電荷が除電され、付着物の付着力が低減させられた状態で帯電ローラ２５に達する。そして、その感光ドラム２３の外表面及び帯電ローラ２５における付着物が、回転駆動される帯電クリーニングローラ３７における、特に直毛ブラシ糸３７ｂにより弾き飛ばされるようにして効率的に除去される。
【００５１】
また、上述した交番電界の印加によって、前記感光ドラム（像担持体）２３の表面上に残留する微小粒径のトナーが攪乱されて感光ドラム２３から飛翔され易くする作用も同時に得られることから、より一層、帯電ローラ２５及び感光ドラム２３の表面に対する清掃性が向上されることとなる。
【００５２】
さらに、本実施形態では、帯電クリーニングローラ３７を構成しているループ状ブラシ糸３７ｃが、被清掃体である帯電ローラ２５及び感光ドラム２３に対して接触して付着物の除電を行うとともに、直毛ブラシ糸３７ｂが、被清掃体である帯電ローラ２５及び感光ドラム２３に接触して付着物を積極的に掻き取るように構成されていることから、帯電クリーニングローラ３７に付着物が滞留することなく速やかに離反して蓄積することがない。このような本実施形態にかかる帯電クリーニングローラ３７を有する接触帯電装置を、従来の接触帯電装置と比較してみたところ、帯電ローラ２５及び帯電クリーニングローラ３７の各寿命が、それぞれ約２．５倍及び約５倍に伸ばすことを確認することができた。
【００５３】
また、上述した一方の切替スイッチ２５ｅがオンとなって帯電ローラ２５により感光ドラム（像担持体）２３が帯電される時には、他方の切替スイッチ３７ｈはオフ状態になされる。このときの帯電クリーニングローラ３７は、感光ドラム２３及び帯電ローラ２５の各表面に対して摺擦作用のみにより付着物の除去及び回収を行う。また、一方の切替スイッチ２５ｅがオフとなって帯電ローラ２５に交番電界が印加されていない、例えば前多回転時や後多回転時には、前記切替スイッチ３７ｈはオン状態になされて帯電クリーニングローラ３７にのみ交番電界が付与される。このように帯電クリーニングローラ３７に、帯電ローラ２５の電源２５ｂと同一の電源が使用されることによって、帯電周波数と同じ交番電界を印加することが可能となり、周波数干渉によるモアレの発生を防ぐことが容易にできる。
【００５４】
なお、本実施形態においては、帯電クリーニングローラ３７に交番電界のみを印加しているが、直流電圧を重畳して印加してもよい。また、本実施形態では、ループ状ブラシ糸３７ｃに導電性の材質を用いて交番電界を印加しているが、例えば、ループ状ブラシ糸３７ｃが導電性の材質から形成されているとともに、直毛ブラシ糸３７ｂが絶縁性の材質から形成された構成のように、条件や用途によっては、ループ状ブラシ糸３７ｃと直毛ブラシ糸３７ｂのいずれか一方又は双方を導電性の材質にして交番電界を印加するように構成することも可能である。
【００５５】
さらに、本実施形態では、帯電、現像、クリーニングを一体化したカートリッジが用いられているが、それぞれ別ユニットとした場合であっても同様の構成で良い。
【００５６】
以上、本発明者によってなされた発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはいうまでもない。
【００５７】
例えば、帯電クリーニング手段を構成している帯電クリーニングローラの形状や材質等については、画像形成装置の本体寿命、感光ドラムとの関係、使用するトナーの粒径、量、又は感光ドラムの回転数などの使用条件を勘案して決定され、帯電ローラをクリーニングするという目的を達成するものであれば、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００５８】
さらに上述した実施形態は、デジタル複写機に本発明を適用したものであるが、プリンタやファクシミリなどの他の画像形成装置に対しても本発明は同様に適用することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上述べた本発明にかかる画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの多種多様な画像形成装置に対して広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 原稿台
１１ 給紙カセット
Ｐ シート状記録媒体
１２ ピックアップローラ
１３ 第１搬送ローラ
１４ 第２搬送ローラ
１５ レジストローラ
１６ 媒体検知センサ
１７ 画像読み取り部
１８ 原稿照明ランプ
１９ スキャナユニット
２０ ＣＣＤユニット
２１ レーザースキャナユニット
２２ ポリゴンミラー
２３ 感光ドラム（像担持体）
２３ａ 回転軸
２４ レーザー光
２５ 帯電ローラ（帯電手段）
２５ａ 金属製芯金
２５ｂ 電源
２５ｃ 導電層
２５ｄ 抵抗層
２５ｅ 切替スイッチ
２６ 現像器
２６ａ トナー容器
２６ｂ 攪拌羽根
２６ｃ 現像ローラ
２６ｄ 現像ブレード
２８ 転写帯電ローラ
２９ 定着器
３１ａ 定着ローラ
３０ クリーニングブレード
３３ 感光ドラムユニット（像担持体ユニット）
３７ 帯電クリーニングローラ（帯電クリーニング手段）
３８ 回収容器
３７ａ 基布
３７ｂ 直毛ブラシ糸
３７ｃ ループ状ブラシ糸
３７ｄ 脚部
３７ｅ ループ形状部
３７ｉ 金属製芯金
３７ｆ 接着剤層
３７ｇ コンデンサ
３７ｈ 切替スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基布の表面に起毛状をなすように植設された複数本のブラシ毛を備えたブラシ体において、
前記ブラシ毛は、前記基布から略直線状をなして立ち上がるように植設された直毛ブラシ糸と、前記基布から略半円弧状をなして立ち上がるように植設されたループ状ブラシ糸と、を有し、
前記ループ状ブラシ糸が、前記基布に植設された一対の脚部と、それらの両脚部どうしを連結するループ形状部と、を備えているとともに、
前記直毛ブラシ糸は、前記ループ状ブラシ糸の両脚部を結んだ線の中央垂線上から立ち上がるように配置され、
前記直毛ブラシ糸の前記基布からの全高が、前記ループ状ブラシ糸におけるループ形状部の最頂部の全高よりも高くなるように設定されていることを特徴とするブラシ体。
【請求項２】
前記直毛ブラシ糸及びループ状ブラシ糸は、前記ループ状ブラシ糸の両脚部どうしを結ぶ第１の方向において同形状のブラシ糸どうしが適宜のピッチ位相で交互に隣接するように配列されているとともに、
前記第１の方向と直交する第２の方向においては、前記直毛ブラシ糸及びループ状ブラシ糸のうちの異形状のブラシ糸どうしが適宜のピッチ位相で隣接するように配列され、かつ
前記第１の方向における同形状のブラシ糸どうしの配列位相が、前記第２の方向の前後において交互に略半ピッチづつずらされていることを特徴とする請求項１記載のブラシ体。
【請求項３】
前記直毛ブラシ糸及びループ状ブラシ糸のいずれか一方が、導電性の材質から形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のブラシ体。
【請求項４】
前記ループ状ブラシ糸が、導電性の材質から形成されているとともに、前記直毛ブラシ糸が、絶縁性の材質から形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のブラシ体。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のブラシ体が、略円筒状をなす芯金に巻き付けられた状態に固定されていることを特徴とするブラシローラ。
【請求項６】
前記第１の方向が前記ブラシローラの軸方向となり、前記第２の方向が前記ブラシローラの回転方向となるように前記ブラシ体が前記ブラシローラに固定されたことを特徴とする請求項５に記載のブラシローラ。
【請求項７】
請求項５又は請求項６記載のブラシローラが、電子写真方式の画像形成工程に用いられる像担持体の帯電手段への付着物を除去するクリーニング装置に用いられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記ブラシローラが、電子写真方式の画像形成工程に用いられる像担持体への付着物をも除去するものであることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記異形状のブラシ糸どうしが適宜のピッチ位相で隣接する配列は、前記直毛ブラシ糸に隣接して、前記ブラシローラの回転方向下流側に前記ループ状ブラシ糸が配列された構成になされていることを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記ブラシローラに対して、適宜の交番電界が印加されるように構成されていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１】
基布の表面に起毛状をなすように植設された複数本のブラシ毛を備えたブラシ体において、
前記ブラシ毛は、前記基布から略直線状をなして立ち上がるように植設された直毛ブラシ糸と、前記基布から略半円弧状をなして立ち上がるように植設されたループ状ブラシ糸と、を有し、
前記ループ状ブラシ糸が、前記基布に植設された一対の脚部と、それらの両脚部どうしを連結するループ形状部と、を備えているとともに、
前記直毛ブラシ糸は、前記ループ状ブラシ糸の両脚部を結んだ線の中央垂線上から立ち上がるように配置され、
前記直毛ブラシ糸の前記基布からの全高が、前記ループ状ブラシ糸におけるループ形状部の最頂部の全高よりも高くなるように設定されていることを特徴とするブラシ体。
【請求項２】
前記直毛ブラシ糸及びループ状ブラシ糸は、前記ループ状ブラシ糸の両脚部どうしを結ぶ第１の方向において同形状のブラシ糸どうしが適宜のピッチ位相で交互に隣接するように配列されているとともに、
前記第１の方向と直交する第２の方向においては、前記直毛ブラシ糸及びループ状ブラシ糸のうちの異形状のブラシ糸どうしが適宜のピッチ位相で隣接するように配列され、かつ
前記第１の方向における同形状のブラシ糸どうしの配列位相が、前記第２の方向の前後において交互に略半ピッチづつずらされていることを特徴とする請求項１記載のブラシ体。
【請求項３】
前記直毛ブラシ糸及びループ状ブラシ糸のいずれか一方が、導電性の材質から形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のブラシ体。
【請求項４】
前記ループ状ブラシ糸が、導電性の材質から形成されているとともに、前記直毛ブラシ糸が、絶縁性の材質から形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のブラシ体。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のブラシ体が、略円筒状をなす芯金に巻き付けられた状態に固定されていることを特徴とするブラシローラ。
【請求項６】
前記第１の方向が前記ブラシローラの軸方向となり、前記第２の方向が前記ブラシローラの回転方向となるように前記ブラシ体が前記ブラシローラに固定されたことを特徴とする請求項５に記載のブラシローラ。
【請求項７】
請求項５又は請求項６記載のブラシローラが、電子写真方式の画像形成工程に用いられる像担持体の帯電手段への付着物を除去するクリーニング装置に用いられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記ブラシローラが、電子写真方式の画像形成工程に用いられる像担持体への付着物をも除去するものであることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記異形状のブラシ糸どうしが適宜のピッチ位相で隣接する配列は、前記直毛ブラシ糸に隣接して、前記ブラシローラの回転方向下流側に前記ループ状ブラシ糸が配列された構成になされていることを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記ブラシローラに対して、適宜の交番電界が印加されるように構成されていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１９０９３１（Ｐ２０１０−１９０９３１Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３２２３３（Ｐ２００９−３２２３３）
【出願日】平成２１年２月１６日（２００９．２．１６）
【出願人】（０００２０８７４３）キヤノンファインテック株式会社 (1,218)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１６日（２００９．２．１６）
【出願人】（０００２０８７４３）キヤノンファインテック株式会社 (1,218)
【Ｆターム（参考）】
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