画像形成装置
【課題】 帯電ローラ表面の汚染物質の除去と像担持体表面の放電生成物の除去が長期的に安定して行える画像形成装置を提供する。
【解決手段】 静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電ローラと、前記帯電ローラと像担持体に接触するブラシローラを備える画像形成装置において、前記像担持体に無機微粉体を供給する無機微粉体供給手段を備え、前記ブラシローラは、第１のブラシ繊維と、第１のブラシ繊維より先端力が弱く且つ第１のブラシ繊維より毛足が長い第２のブラシ繊維を備え、前記帯電ローラには、第１のブラシ繊維及び第２のブラシ繊維が接触し、前記像担持体には少なくとも第２のブラシ繊維が接触することを特徴とする画像形成装置を用いる。
【解決手段】 静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電ローラと、前記帯電ローラと像担持体に接触するブラシローラを備える画像形成装置において、前記像担持体に無機微粉体を供給する無機微粉体供給手段を備え、前記ブラシローラは、第１のブラシ繊維と、第１のブラシ繊維より先端力が弱く且つ第１のブラシ繊維より毛足が長い第２のブラシ繊維を備え、前記帯電ローラには、第１のブラシ繊維及び第２のブラシ繊維が接触し、前記像担持体には少なくとも第２のブラシ繊維が接触することを特徴とする画像形成装置を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真プロセスを用いて画像を形成する、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、静電子写真方式の画像形成装置において高速化、高画質化、小型化、低ランニングコスト化が進められている。その中で低ランニングコスト化に関しては像担持体（以下感光体と称す）の高耐久化や周辺パーツの長寿命化が求められている。感光体周辺パーツの１つには帯電ローラが挙げられ、帯電ローラの寿命は主にトナー微粉や外添剤が帯電ローラ表面に付着蓄積して発生する帯電不良により決まる。この帯電ローラ表面の付着物を取り除く手法として特許文献１にはブラシローラを帯電ローラ表面に当接させ付着物を除去する手法が示されている。
【０００３】
一方で感光体の高耐久性を満足させる為に感光体表面の磨耗レートが低いものが用いられるようになってきている。しかしながら磨耗レートが低い感光体は表面がリフレッシュされないのでＮＯｘ等の放電生成物が蓄積し、これが水分を吸着して低抵抗化することで画像流れが発生する。この問題を解決する為に感光体表面を摺擦する様々な手法が提案されており、例えば特許文献２では研磨ローラにより感光体表面を摺擦して放電生成物を取り除く技術が示されている。また特許文献３には平均粒径が０．１乃至０．６μｍの研磨剤（無機微粉体）を用いることにより感光体表面を研磨し放電生成物を除去する手法が示されている。
さらに特許文献４には帯電ローラ表面と感光体表面とに同時に接するブラシローラについての記載がされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９５９５０号公報
【特許文献２】特開２００５−１３４７７６号公報
【特許文献３】特開２００１−０４２７３４号公報
【特許文献４】特開平９−２４４４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
帯電ローラへの付着物の除去、感光体の表面のリフレッシュを従来の方式で行うと以下のような問題があった。上記特許文献１、特許文献２で示されるようなローラ部材をそれぞれ独立に帯電ローラと感光体に当接させるとなると装置の大型化、部品点数増大によるコストアップという影響が出てきてしまう。また研磨ローラ等のハード部材のみで放電生成物を除去しようとした場合、ある程度強い当接が必要となってくるので感光体表面の偏磨耗、傷といった問題が発生することが多い。或いはハード部材が永久変形等を引き起こし耐久性に問題が出ることもある。また特許文献３のように無機微粉体を用いれば摺擦力が向上するのでハード部材を同時に用いた場合当接圧が低減でき、感光体の偏磨耗等の上記問題に対しては有利となる。しかし、今度は無機微粉体が帯電ローラを汚染するという問題が起こりやすい。帯電ローラを汚染する物質の量が多くなるほど高い清掃能力が必要となってくるため、例えば清掃ブラシの帯電ローラ表面に対する当接圧を上げたり、ブラシ繊維の強度を上げる必要がでてくる。そうすると帯電ローラ表面の傷や磨耗、ブラシの毛倒れをいった耐久性に問題がでてくることが多い。また特許文献４で示されるブラシローラによれば、帯電ローラの付着物を取る清掃能力に主眼を置いており、感光体表面に対しては付着物の分散、浮上といった程度の効果となっている。この構成であると感光体表面の放電生成物が除去しきれず、特に高耐久感光体を用いた場合、画像流れが発生してしまうことは容易に推察される。またここでは無機微粉体を同時に用いた場合の最適なブラシ構成に対する記載もされてはいない。
【０００６】
従って本発明の目的は無機微粉体を感光体表面に供給しながらも、帯電ローラ表面にあまりストレスを与えず汚染物質の除去を行い、また感光体表面の放電生成物の除去が長期的に安定して成される画像形成装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。本発明は、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に接触し前記像担持体を帯電する帯電ローラと、前記帯電ローラと前記像担持体に接触するブラシローラを備える画像形成装置において、前記像担持体に無機微粉体を供給する無機微粉体供給手段を備え、前記ブラシローラは、第１のブラシ繊維と、ブラシ繊維のヤング率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）にブラシ繊維の太さ（ｄｔｅｘ）の積で表される値が第１のブラシ繊維より小さく且つ第１のブラシ繊維より繊維長が長い第２のブラシ繊維を備え、前記帯電ローラには、第１のブラシ繊維及び第２のブラシ繊維が接触し、前記像担持体には少なくとも第２のブラシ繊維が接触することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば感光体表面の放電生成物付着による画像流れと、帯電ローラ表面の汚染による帯電不良を長期的に安定して防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面構成図。
【図２】ブラシローラの帯電ローラと感光体ドラムに対する当接状態を示した一例。
【図３】ブラシローラの構成図。
【図４】ブラシローラが無機微粉体を広範囲に弾くのを表現した図。
【図５】ブラシローラの帯電ローラと感光体に対する当接状態を示した一例。
【図６】比較例１０でのブラシローラの構成図
【図７】比較例１２でのブラシローラの構成図
【図８】ブラシローラの帯電ローラと感光体に対する当接状態を示した一例。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（１）画像形成装置例の全体的構成の説明
図１は本実施例における画像形成装置の概略構成を示す模式図である。この画像形成装置は転写式電子写真画像形成装置であり、複写機機能、プリンタ機能、ファクシミリファクシミリ能機を有する複合機能機である。
【００１１】
Ａは画像形成部、Ｂは画像形成部Ａの上部に配設された原稿読取り部（原稿読み取り手段）である。原稿読取り部Ｂにおいて、２１は原稿台ガラス、２２は原稿台ガラス２１の上面に対して開閉可能な原稿押え板である。原稿台ガラス２１の上に原稿Ｏを画像面を下向きにして所定の載置基準に従って載置し、原稿押え板２２を被せることで原稿Ｏをセットする。原稿押え板２２を原稿自動送り装置（ＡＤＦ・ＲＤＦ）にしてシート状の原稿を自動的に原稿台ガラス２１の上に給送する構成にすることもできる。２３は原稿台ガラス２１の下面に沿って移動駆動される原稿読取りユニットである。この原稿読取りユニット２３により原稿台ガラス２１上のセット原稿Ｏの下向き画像面が走査される。これにより、原稿画像が電気的な画像情報として光電読取りされて、コントローラ部（制御回路部）Ｃの画像処理部に入力する。
【００１２】
画像形成部Ａにおいて、１は回転可能な像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光体と称す）である。この感光体１は駆動機構（不図示）により、矢印の時計方向に所定の速度（プロセススピード）、本実施例では２００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。感光体１は、ＯＰＣ等の感光材料の層を、アルミニウムなどのシリンダ状基体の外周面に塗布して形成している。本実施形態では電子線照射により表面層を硬化させた高耐久の感光体を用いた。本発明においては後述する構成により感光体１表面の放電生成物の除去と帯電ローラ２表面の付着物の除去が適切に成されるので長期に安定したシステムが得られる。そこで感光体としても、磨耗性に優れ、長期的に用いられるものが好ましい。但し本実施例のものに限定されるものではなく、通常の有機感光体、ａ−Ｓｉ等の無機感光体等も好適に用いられる。本発明の構成を用いれば、磨耗レートが低い高耐久感光体を用いた場合でも、長期に渡り安定した画像形成が可能である。本実施形態では感光体表面の磨耗量が、テーバー磨耗試験器で２ｍｇ以下のものを用いた。テーバー磨耗試験の試験方法は、テーバー磨耗試験機（Ｙ．Ｓ．Ｓ．Ｔａｂｅｒ 安田製作所製）を用いた。試料台にサンプルを装着し、表面にラッピングテープ（富士フィルム製 品名：Ｃ２０００）を装着した２個のゴム製の磨耗輪（ＣＳ−０）の各々荷重５００ｇｆをかけ、１０００回転後のサンプルの質量減少を精密天秤にて測定する。本実施例で用いた感光体は、保護層を設けテーバー磨耗試験で０．５ｍｇとなるものを用いた。
【００１３】
回転駆動される感光体１は、除電手段としての前露光ランプ（イレーザランプ）７による全面露光を受ける。これにより、感光体１の表面が均一に除電されて前の画像形成工程時の電気的メモリの消去がなされる。そして、その感光体１の除電面が帯電手段（帯電器、帯電装置）２により所定の極性・電位に一様に帯電される。本実施例において帯電手段は帯電ローラ（ローラ型帯電部材、ローラ帯電器）を用いた接触帯電手段である。帯電ローラ２は感光体１の表面（像担持体表面）に対して接触させて配置されている。本実施例において、帯電ローラ２は、鉄、ステンレス鋼等の円筒或は円柱状の導電性部材（芯金）と、この導電性部材の外回りにローラ状に形成した、体積固有抵抗１０４〜１０１２Ω・ｃｍの抵抗層より構成される。また、抵抗層の表面を覆うようにして体積固有抵抗１０４〜１０１２Ω・ｃｍの表面層を備えても良い。帯電ローラ２は感光体１の母線方向にほぼ並行に配置され、感光体１に当接させることにより、感光体１の回転に伴い従動して回転する。この帯電ローラ２の導電性部材に対して帯電バイアス印加電源部Ｓ１より所定の帯電バイアスが印加されることで、回転する感光体１の表面が所定の極性・電位に一様に帯電される。本実施例においては、電源部Ｓ１より導電性部材に対して所定の交流に所定の直流を重畳したバイアスを印加（ＡＣ方式）して、感光体１の表面を暗部電位ＶＤとして約−６００Ｖに一様に接触帯電させている。帯電バイアスは所定の直流のみを印加（ＤＣ方式）してもよい。
【００１４】
３は画像露光手段（潜像を形成する露光手段）であり、本実施例では、レーザー発信器、高速で回転するポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ、偏向ミラー等を含むレーザースキャナ（レーザー走査露光装置）である。コントローラ部Ｃの画像処理部は、複写機モードの場合は、原稿読取り部Ｂから入力した原稿画像の電気的画像情報をレーザースキャナ３に入力する。レーザースキャナ３は入力した画像情報に対応してＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザー光Ｌを出力して、帯電ローラ２で一様に帯電された感光体１の表面を走査露光する。これにより、感光体１の表面に原稿Ｏの画像情報に対応した潜像が形成される。本実施例では、感光体１の表面にベタ黒出力時の明部電位ＶＬとして−２００Ｖの静電潜像が形成される。
【００１５】
ここで、プリンタモードの場合は、コンピュータ・イメージスキャナ・ワークステーション等の外部装置（不図示）からコントローラ部Ｃに入力した電気的画像情報が画像処理部で処理される。そして、レーザースキャナ３に入力して、画像形成部Ａがプリンタとして機能する。ファクシミリ受信モードの場合は、相手方ファクシミリ装置（不図示）からコントローラ部Ｃに入力した電気的画像情報が画像処理部で処理される。そして、レーザースキャナ３に入力して、画像形成部Ａがファクシミリ受信装置として機能する。ファクシミリ送信モードの場合は、原稿読取り部Ｂで光電読取りした原稿画像の電気的画像情報がコントローラ部Ｃにより相手方ファクシミリ装置に送信される。
【００１６】
感光体１の表面に形成された静電潜像は、現像装置（現像手段、現像器）４によりトナー像（現像剤像）として現像される。イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。
【００１７】
現像器４は、非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）とを混合した２成分現像剤が収容されている。容器は、感光体１に対向した領域に開口部を有しており、この開口部に一部露出するようにして現像剤担持体としての現像スリーブ４１が回転可能に配置されている。現像スリーブ４１は、非磁性材料で構成され、その内部に磁界発生手段である固定のマグネットロール４２が配置されている。又、容器内には、現像剤攪拌搬送部材として撹拌スクリューが設けられている。容器内の現像剤は、この撹拌スクリューによって撹拌されながら容器内を循環搬送される。
【００１８】
現像動作時には、摩擦帯電により表面にトナーが付着しているキャリア、即ち、現像剤が、回転する現像スリーブ４１上に供給される。現像スリーブ４１上の現像剤は、現像剤規制部材によりその量が規制される。感光体１と対向する現像領域に搬送された現像剤は、マグネットロールの発生する磁界により穂立ちして磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシを感光体１に近接又は接触させることによって、静電像に応じて現像剤のトナーが感光体１上に供給される。このとき、現像スリーブには、直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが現像バイアス電源Ｓ２により印加される。静電像を現像した後の現像剤は、現像スリーブの回転によって容器内に回収される。
【００１９】
一方、給紙部Ｄの給紙ローラ９が所定の制御タイミングで駆動されて、給紙カセット８に積載して収納されている記録媒体としての記録材（転写用紙、ＯＨＰシート等）Ｐが一枚分離給送されて、レジストローラ（レジスロレーションローラ）１０に送られる。レジストローラ１０は、記録材Ｐの斜行修正と、感光体１から記録材Ｐへのトナー像の転写のタイミングを制御するもので、給紙カセット８から給送された記録材Ｐの先端を受け止めて一旦停止させる。そして、その記録材Ｐが、所定の制御タイミングで回転駆動されたレジストローラ１０により、感光体１と中抵抗の転写ローラ（転写手段）５との圧接部である転写ニップ部Ｔに導入される。転写ローラ５には、記録材Ｐが転写ニップ部Ｔを挟持搬送される間、転写バイアス電源部Ｓ３から、トナーの帯電極性とは逆極性で所定の電位の転写バイアスが印加される。これにより、感光体１の表面に形成されているトナー像が記録材Ｐの表面に順次に静電的に転写される。
【００２０】
転写ニップ部Ｔを出た記録材Ｐは感光体１の表面から分離され、ガイド部材１１でガイドされて定着手段としての画像加熱定着装置１２の、加熱定着ローラ１２ａとこれに所定の加圧力にて接触させた加圧ローラ１２ｂとの間の定着ニップ部Ｎに導入される。その記録材Ｐは定着ニップ部Ｎにおいて定着ローラ１２ａと加圧ローラ１２ｂとで挟持されて搬送され、その搬送過程で熱と圧力を受ける。これにより、トナー像が記録材Ｐの表面に固着画像として定着される。そして、定着ニップ部Ｎを出た記録材Ｐは排出ローラ１３により排出トレイ１４に画像形成物（コピー、プリント）として排出される。
【００２１】
また、記録材分離後の感光体１の表面に残留した転写残トナーはクリーニング装置（クリーニング手段）６によって除去される。そして、表面がクリーニングされた感光体１は繰り返して画像形成に供される。クリーニング装置６は、感光体クリーニング部材として弾性を有するクリーニングブレード（弾性ブレード）を用いたブレードクリーニング装置である。クリーニングブレードは、板金の先端部に一体的に保持されたポリウレタンゴムからなり、ブレードエッジ部が感光体１に対して所定の侵入量、設定角の条件でカウンター当接されている。本実施例では、７０°（ＪＩＳ Ａ）のウレタンゴムを有するクリーニングブレードを用い、設定角＝２２°、侵入量は０．９ｍｍとした。クリーニングブレードの役割は転写残トナーを除去し、画像不良を出さないことであるが、外添剤等の粒径の小さいものはある程度クリーニングブレードをすり抜けてしまう。そしてこのすり抜けた外添剤等が帯電ローラ２表面を汚染する。
【００２２】
（２）ブラシローラ
次に本発明の特徴であるブラシローラについて説明する。ブラシローラ１００は、図２に示すように帯電ローラ２より感光体回転方向上流側に配置され、帯電ローラと感光体表面の両方に接するようになっている。ブラシローラ１００は、図３に示すように円筒状芯金１０３の周囲に植設された第１のブラシ繊維１０１と第２のブラシ繊維１０３により構成されている。第１のブラシ繊維は第２のブラシ繊維よりも毛長が短くなっており、且つブラシ繊維の先端力が大きいものとなっている。ここでいうブラシの先端力とはブラシ繊維のヤング率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）にブラシ繊維の太さ（ｄｔｅｘ）を掛け合わせた値であり所謂ブラシのこし（Ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）を意味したものである。ブラシ繊維の先端力が大きいほど、ブラシのこしが強い。次に第１のブラシ繊維、第２のブラシ繊維それぞれの機能について説明する。第１のブラシはその高い先端力により帯電ローラ表面の付着物（主に外添剤）を取り除く能力が高い。しかし先端力が高いため外添剤をブラシ繊維に保持することは難しくなってくる。例えば図４に示すようにブラシローラが第１のブラシ繊維のような先端力が強い繊維のみで構成される場合を考えてみる（ａはカウンター当接、ｂは順方向当接）。この場合ブラシローラは帯電ローラ表面と接する回転方向最下流点における感光体ドラム接線方向まで広範囲に外添剤を弾き飛ばすと考えられる。いくらかの外添剤は弾き飛ばされるまでには至らずブラシ繊維に付着した状態になるが、ブラシ繊維が帯電ローラや感光体と何回か接する際にその先端力の強さで弾かれ、その時の衝撃により外添剤を保持し続ける事が出来ない。
【００２３】
一方、第２のブラシ繊維は先端力が弱い為帯電ローラ表面を清掃する能力は低い。しかし仮に外添剤を一旦保持すると、帯電ローラや感光体に当たる際の衝撃力も弱い為、外添剤をブラシに保持し続ける能力は高い。外添剤のような無機微粉体は硬度が高く、この様な無機物質を保持した状態のブラシで摺擦すると第二のブラシ繊維のように先端力の低いブラシでも優れた研磨効果を発揮することが出来る。無機微粉体としてはシリカ、酸化チタン、アルミナ、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム等が好適に用いられる。これらの無機微粉体は一般に粒径が大きい程研磨性能が高いとされる。本発明で用いられる無機微粉体の粒径としては２０ｎｍ乃至３００ｎｍが好ましい。粒径が２０ｎｍ未満ではブラシに担持して摺擦しても本発明で期待する研磨性能を得ることが出来ない。一方、粒径が３００ｎｍより大きい場合は無機微粒子の形状又は摺擦条件にもよるが、研磨性能が高くなり過ぎ感光体の表面に傷を発生させてしまう場合がある。また粒径を大きくすると比表面積が小さくなる為、感光体表面に付着したＮＯｘ（放電生成物）を除去するのに必要だと考えられる緻密で微細な研磨性能が劣る方向になってしまう。
【００２４】
また本発明の構成によれば第一のブラシ繊維よりも第二のブラシ繊維を長くするため、第一のブラシで外添剤を最大弾き飛ばすことができる接線方向の外側を、第二のブラシ繊維でカバーする事ができる。そのため第二のブラシ繊維で第一のブラシ繊維が弾き飛ばした無機微粉体を保持する事が出来る。即ち本発明のブラシローラの構成をとることで第一のブラシ繊維により帯電ローラ表面の清掃が成され、第二のブラシ繊維により感光体表面の放電生成物の除去が適切に行われるのである。また本発明では帯電ローラ表面に付着した無機微粉体を再利用して第二のブラシ繊維に担持させる構成であるので、無機微粉体を有効活用できる。即ち少量の無機微粉体供給で効果が得られるので、トナーに外添して供給する手法をとった場合でも十分に供給量がまかなえる。トナーに無機微粉体を外添させた場合は、現像装置が無機微粉体供給手段となる。トナーに無機微粉体を外添させなくて、感光体周りに無機微粉体供給装置を別途設けてもよい。いずれにせよ、ブラシローラに保持される無機微粉体の量を少なくすることができるので装置の小型化が可能である。そしてそもそも帯電ローラを汚す無機微粉体量を減らすことができるので第一のブラシ繊維による負荷が低減でき、ブラシ自体の長寿命化、また帯電ローラ表面の磨耗といった観点からも長寿命化が図られる。
【００２５】
本発明における第１のブラシ繊維の好ましい範囲としては、先端力は７００乃至２０００（ｃＮ）、ヤング率は３０乃至１００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さは１５乃至３０（ｄｔｅｘ）、繊維長さは１．５乃至５．０（ｍｍ）である。対帯電ローラ侵入量は０．５乃至１．５（ｍｍ）、対ドラム侵入量は１．５（ｍｍ）以下である。なお、対帯電ローラ侵入量とは、仮に帯電ローラが存在しない場合に、ブラシ繊維の先端部が帯電ローラの表面に対してどれだけ帯電ローラ側に侵入しているかを表す設計上の仮想量である。侵入量は、帯電ローラの表面位置を０とし、帯電ローラに侵入する場合をプラス、侵入しない場合をマイナスで表している。
【００２６】
同様に、対ドラム侵入量は帯電ローラが存在しない場合に、ブラシ繊維の先端部が帯電ローラの表面に対してどれだけ帯電ローラ側に侵入しているかを表す設計上の仮想量である。上記値にすることで帯電ローラ表面の付着物を長期に渡り確実に除去できる。また帯電ローラに対する侵入量、感光体に対する侵入量を適切に設定することでブラシ繊維の寿命、帯電ローラ表面の磨耗といった観点からも長期的な耐久性が見込める。
【００２７】
第２のブラシ繊維の好ましい範囲としては、先端力は３０乃至５００（ｃＮ）、ヤング率は１０乃至８０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さは２乃至１０（ｄｔｅｘ）、繊維長さは３．０乃至７．０（ｍｍ）である。対帯電ローラ侵入量は１．０乃至３．０（ｍｍ）、対ドラム侵入量は１．０乃至３．０（ｍｍ）である。第２のブラシ繊維を上記値にすることでブラシ繊維に無機微粉体を保持させた状態で感光体表面を摺擦できるので放電生成物を確実に除去できる。また帯電ローラ、感光体に対する侵入量を適切に設定することでブラシ繊維の寿命といった観点からも長期的な耐久性が見込める。
【００２８】
上記第一のブラシ繊維と第二のブラシ繊維は回転方向、長手方向に均一に分散するよう植設され、ブラシ密度は第一のブラシ繊維よりも第二のブラシ繊維の方を高くする事が好ましい。これは第二のブラシ繊維の密度を高くすることで無機微粉体の捕集がされ易くなるからである。第一のブラシで帯電ローラに付着している無機微粉体をローラ全域に渡り清掃するにはブラシ密度が５乃至５０×１０３本／ｉｎｃｈ２とすることが好ましい。一方第二のブラシ繊維で無機微粉体を十分に捕集するには１０乃至１００×１０３本／ｉｎｃｈ２とすることが好ましい。また上記２種のブラシ繊維において密度を高くしすぎると、ブラシ繊維の動きがなくなり、目詰まり、永久変形等を引き起こしそれぞれの機能が適切に行えなくなる場合がある。また先端力の強い第一のブラシの密度を高くしすぎると帯電ローラ表面の磨耗といった観点からも好ましくない。ブラシ繊維としては一般に知られている繊維単独、及び導電材を分散したものを利用できる。繊維材料としてはナイロン、アクリル、ポリエステル、ポリプロピレン、レーヨン等が挙げられる。導電材としてはカーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ等の炭素微粒子や酸化スズ、酸化亜鉛などの導電性酸化物、鉄、銅、ニッケル等の金属が挙げられる。なおこれらの繊維種の違いによる無機微粉体の保持能力にはほとんど差がなかった。これは繊維種違いで帯電系列に違いが生じた場合でも無機微粉体との付着力にほとんど違いがない為だと考えられる。仮に無機微粉体がプラス、マイナスどちらかの極性に帯電したとしても、無機微粉体は粒径がナノオーダーと非常に小さい為、付着力の中で静電的付着力が占める割合はかなり小さいと考えられる。粒径が小さいものほど静電的付着力の占める割合が小さくなるのは一般的に知られている事で、ミクロンオーダーのトナーでも小粒径のものになると非静電的付着力の割合が大ききなる為、電界に対する応答性が心配される。つまりブラシ繊維と本発明で用いる無機微粉体間の付着力はほとんどファンデルワールス力等の非静電的付着力により決まるといえる。
【実施例１】
【００２９】
本実施例ではブラシローラ１００の第一のブラシ繊維として、ヤング率が６０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１２００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が３．０（ｍｍ）、繊維密度が１０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１１（Ωｃｍ）のアクリル糸を用いた。ブラシ繊維の各数値に関しては、ＪＩＳ Ｌ１０１３ 「化学繊維フィラメント糸試験方法」に示される方法に準じて測定される。第一のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を１．０ｍｍ、感光体に対する侵入量も１．０ｍｍとした。また第二のブラシ繊維としては、ヤング率が３０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが６（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１８０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が４．０（ｍｍ）、繊維密度が２０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１２（Ωｃｍ）のナイロン糸を用いた。第二のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を２．０ｍｍ、感光体に対する侵入量も２．０ｍｍとした。
【００３０】
本実施例では帯電ローラ２とブラシローラ１００は接触部位において逆方向に移動する構成とした（図４（ａ）の構成）。つまり感光体１とブラシローラ１００は接触部位において同方向に移動して摺擦している。ブラシローラの周速は感光体１の表面との周速比で１２０％とした。
【００３１】
現像剤としては体積平均粒径７．０μｍの負帯電性のポリエステルトナーに無機微粉体を外添させたものを用いた。無機微粉体は、平均粒径１００ｎｍの不定形シリカ、平均粒径２０ｎｍの不定形シリカ、平均粒径２０ｎｍの不定形酸化チタンをそれぞれトナー１００重量部に対して０．５重量部、０．２重量部、０．２重量部外添したものを用いた。これら無機物質の外添剤は粒径が大きい程研磨能力が高いと考えられ、ここでは粒径１００ｎｍの不定形シリカが最も高い研磨作用を発揮すると考えられる。
【００３２】
耐久試験
耐久試験は、以下のように行った。最初に、５枚連続プリント後、休止期間を設ける所謂５枚間欠モードの通紙条件で、５万枚の耐久試験を行う。通紙環境は雰囲気温度３０℃・雰囲気湿度８０％ＲＨの環境下で行った。評価チャートとしては５％の画像印字率になるものを用いた。５万枚の耐久試験後の帯電ローラ等を用いて耐久性の評価を行った。耐久性の評価項目は以下のとおりである。
【００３３】
評価項目
＜帯電ローラ汚れ＞
帯電ローラ汚れの評価は、上記耐久試験後の、帯電ローラを用いて画像形成をし、画像形成された画像により評価を行った。画像形成は、付着物の影響が画像に出易い、低湿下（雰囲気温度２３℃・雰囲気湿度５％ＲＨ）で行った。評価画像は以下の２種類を用いた。１つは帯電ローラにより感光体１の表面に形成する暗部電位ＶＤに直接現像させたものである（以下アナログＨＴ（ハーフトーン）と称す）。具体的には感光体ドラム表面を暗部電位ＶＤとして約―６００Ｖに帯電させ、現像スリーブ電位を約―７００Ｖに設定することで暗部電位ＶＤに現像させる。この条件だと帯電ローラの汚れにより発生する帯電ムラが直接画像に反映するので、厳しい条件で汚れを評価できる。もう１つは通常の像露光を経て画像形成する方法を用いた（以下デジタルＨＴ（ハーフトーン）と称す）。具体的には感光体ドラム表面を暗部電位ＶＤとして約―６００Ｖに帯電させた後、全面像露光により明部電位ＶＬとして約―３５０Ｖにする。そして現像スリーブ電位を約―４５０Ｖに設定することで明部電位ＶＬに現像させる。上記画像は共にＸ−ｒｉｔｅで測定した反射濃度が０．３乃至０．６の範囲のハーフトーン画像になるよう調整した。評価ランクは以下の様に判断した。
ランクＡ：アナログＨＴでも画像に帯電ムラが出ない。
ランクＢ：アナログＨＴではスジ状にムラが発生するが、デジタルＨＴでは画像に出ない。
ランクＣ：デジタルＨＴではうっすらムラが発生するが実用上問題無い。
ランクＤ：デジタルＨＴではっきりとムラ、スジが確認でき実用レベルではない。
【００３４】
＜画像流れ＞
画像流れは、上記耐久試験を行った後に、耐久性試験環境下である雰囲気温度３０℃・雰囲気湿度８０％ＲＨで画像形成装置を放置（ここでは２日）し、その後画像形成を行った時の画像を評価した。評価画像はデジタルＨＴ、文字画像で行った。評価ランクは以下の様に判断した。
ランクＡ：デジタルＨＴにおいてドットが再現できている。
ランクＢ：ドットはやや散り気味であるが文字はしっかり再現されている。
ランクＣ：反射濃度０．３以下のデジタルＨＴにおいて濃度がやや低下気味で文字がやや細リ気味の領域があるが、実用上問題無し。
ランクＤ：文字が明らかにぼやけており実用レベルではない。
【００３５】
＜帯電ローラ表面磨耗＞
本発明の構成では条件によっては第一のブラシ繊維が帯電ローラ表面に強く当たりすぎてローラ表面を傷つけたり、磨耗させたりする場合がある。そこで帯電ローラ表面磨耗の評価としては、上記５万の枚耐試験を終えた帯電ローラを雰囲気温度２３℃・雰囲気湿度５％ＲＨの環境下において帯電性試験をした。画像評価方法は上記の帯電ローラ汚れと同じとした。また光学顕微鏡で耐久試験後のローラ表面を観察し損傷具合も評価した。帯電ローラ表面の傷や磨耗レベルが酷くなると、その部分の表面抵抗が変化し、画像不良を引き起こす場合がある。また傷部に外添剤などの微粉が固着しやすくなり、帯電不良が発生する場合がある。評価ランクは以下の様に判断した。
ランクＡ：顕微鏡観察で帯電ローラ表面に損傷が見られず、アナログＨＴでも画像に帯電ムラが出ない。
ランクＢ：顕微鏡観察で帯電ローラ表面に僅かに損傷が見受けられる。アナログＨＴではスジ状にムラが発生するが、デジタルＨＴでは画像に出ない。
ランクＣ：顕微鏡観察で帯電ローラ表面に損傷が見受けられる。また損傷部を起点に外添剤等の付着物が見受けられる。デジタルＨＴでうっすらムラが発生するが実用上問題無い。
ランクＤ：帯電ローラ損傷部がデジタルＨＴにくっきり出てしまい実用レベルではない。
【００３６】
本実施例の構成で評価した結果は表１に示すように、帯電ローラ汚れ、画像流れ、帯電ローラ表面磨耗ともに良好な性能が得られた。
【実施例２】
【００３７】
ここではブラシローラ１００における第一のブラシ繊維のヤング率が６０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが１２（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が７２０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のアクリル糸を用いた。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００３８】
本実施例の構成では表１に示すように、画像流れ、帯電ローラ表面磨耗ともに良好な性能が得られた。帯電ローラ汚れに関しては、実用上問題無いものの第一のブラシ繊維として低めの先端力のものを用いていることで帯電ローラ表面の付着物を弾き飛ばす力がやや弱くなり実施例１に比べやや劣る結果となった。
【実施例３】
【００３９】
ブラシローラ１００の第一のブラシ繊維として、ヤング率が５５（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが１２（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が６６０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のアクリル糸を用いた。その他の構成は実施例２と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では表１に示すように、帯電ローラ表面磨耗は良好な性能が得られた。帯電ローラ汚れに関しては、実用上問題無いものの第一のブラシ繊維として低めの先端力のものを用いていることで帯電ローラ表面の付着物を弾き飛ばす力が弱くなり実施例２に比べやや劣る結果となった。画像流れに関しても第二のブラシに保持する無機微粉体量がやや少なくなる為、摺擦力が低減し実施例２に比べやや劣る結果となった。しかし実用上問題の無いレベルであった。
【実施例４】
【００４０】
ブラシローラ１００の第一のブラシ繊維として、ヤング率が８０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２５（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が２０００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のアクリル糸を用いた。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では、画像流れ、帯電ローラ汚れともに良好な性能が得られた。帯電ローラ表面磨耗に関しては、実用上問題無いものの第一のブラシ繊維として高めの先端力のものを用いていることで帯電ローラ表面への当たりがやや強くなり、実施例１に比べやや劣る結果となった。
【実施例５】
【００４１】
ブラシローラ１００の第一のブラシ繊維として、ヤング率が９０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２５（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が２２５０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のアクリル糸を用いた。その他の構成は実施例４と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では、画像流れ、帯電ローラ汚れともに良好な性能が得られた。帯電ローラ表面磨耗に関しては、実用上問題無いものの第一のブラシ繊維として高めの先端力のものを用いていることで帯電ローラ表面への当たりが強くなり、実施例４に比べやや劣る結果となった。
【実施例６】
【００４２】
ブラシローラ１００の第二のブラシ繊維として、ヤング率が１０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが３（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が３０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のナイロン糸を用いた。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では、帯電ローラ汚れ、帯電ローラ表面磨耗ともに良好な性能が得られた。画像流れに関しては、実用上問題無いものの第二のブラシ繊維として低めの先端力のものを用いていることで感光体表面への当たりが弱くなり、摺擦力が低減して実施例１に比べやや劣る結果となった。
【実施例７】
【００４３】
ブラシローラ１００の第二のブラシ繊維として、ヤング率が１０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が２０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のナイロン糸を用いた。その他の構成は実施例６と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では、帯電ローラ汚れ、帯電ローラ表面磨耗ともに良好な性能が得られた。画像流れに関しては、実用上問題無いものの第二のブラシ繊維として低めの先端力のものを用いていることで感光体表面への当たりが弱くなり、摺擦力が低減して実施例６に比べやや劣る結果となった。
【実施例８】
【００４４】
ブラシローラ１００の第二のブラシ繊維として、ヤング率が５０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが１０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が５００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のナイロン糸を用いた。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では、帯電ローラ汚れ、帯電ローラ表面磨耗ともに良好な性能が得られた。画像流れに関しては、実用上問題無いものの第二のブラシ繊維として高めの先端力のものを用いていることで無機微粉体を保持する能力がやや弱まり、実施例１に比べやや劣る結果となった。
【実施例９】
【００４５】
ブラシローラ１００の第二のブラシ繊維として、ヤング率が５５（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが１０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が５５０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のナイロン糸を用いた。その他の構成は実施例８と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では、帯電ローラ汚れ、帯電ローラ表面磨耗ともに良好な性能が得られた。画像流れに関しては、実用上問題無いものの第二のブラシ繊維として高めの先端力のものを用いていることで無機微粉体を保持する能力がやや弱まり、実施例８に比べやや劣る結果となった。
【実施例１０】
【００４６】
ブラシローラ１００における第一のブラシ繊維の繊維長さを２．５ｍｍとし、帯電ローラに対する侵入量を０．５ｍｍ、感光体に対する侵入量も０．５ｍｍとした。その他の構成は実施例９と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では表１に示すように、画像流れ、帯電ローラ表面磨耗ともに良好な性能が得られた。帯電ローラ汚れに関しては、実用上問題無いものの第一のブラシ繊維として帯電ローラに対する侵入量を小さめとしていることで帯電ローラ表面の付着物を弾き飛ばす力がやや弱くなり実施例１に比べやや劣る結果となった。
【実施例１１】
【００４７】
ブラシローラ１００における第一のブラシ繊維の繊維長さを２．３ｍｍとし、帯電ローラに対する侵入量を０．３ｍｍ、感光体に対する侵入量も０．３ｍｍとした。その他の構成は実施例１０と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では表１に示すように、帯電ローラ表面磨耗で良好な性能が得られた。帯電ローラ汚れに関しては、実用上問題無いものの第一のブラシ繊維として帯電ローラに対する侵入量を小さめとしていることで帯電ローラ表面の付着物を弾き飛ばす力がやや弱くなり実施例１０に比べやや劣る結果となった。またこの結果から画像流れに関しても事実上問題無いレベルであるが、第二のブラシ繊維に保持する無機微粉体量がやや少なくなることから実施例１０に比べやや劣る結果となった。
【実施例１２】
【００４８】
ブラシローラ１００における第一のブラシ繊維の繊維長さを３．５ｍｍとし、帯電ローラに対する侵入量を１．５ｍｍ、感光体に対する侵入量も１．５ｍｍとした。第二のブラシ繊維としては繊維長さを４．５ｍｍ、帯電ローラに対する侵入量を２．５ｍｍ、感光体に対する侵入量も２．５ｍｍとした。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では、画像流れ、帯電ローラ汚れともに良好な性能が得られた。帯電ローラ表面磨耗に関しては、実用上問題無いものの第一のブラシ繊維として帯電ローラに対する侵入量が高めのものを用いていることで帯電ローラ表面への当たりがやや強くなり、実施例１に比べやや劣る結果となった。
【実施例１３】
【００４９】
ブラシローラ１００における第一のブラシ繊維の繊維長さを３．７ｍｍとし、帯電ローラに対する侵入量を１．７ｍｍ、感光体に対する侵入量も１．７ｍｍとした。第二のブラシ繊維としては繊維長さを４．５ｍｍ、帯電ローラに対する侵入量を２．５ｍｍ、感光体に対する侵入量も２．５ｍｍとした。その他の構成は実施例１２と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では、帯電ローラ表面磨耗に関しては、実用上問題無いものの第一のブラシ繊維として帯電ローラに対する侵入量が高めのものを用いていることで帯電ローラ表面への当たりがやや強くなり、実施例１２に比べ劣る結果となった。帯電ローラ汚れに関しては磨耗跡に付着物が残り易くなり、ややレベルが劣る結果となった。また第一のブラシの帯電ローラ及び感光体への侵入量を高くすることでブラシに永久歪が生じ、耐久試験後半に清掃能力の低下が見受けられた。これに伴い無機微粉体を第二のブラシ繊維に担持させる能力が低下し、画像流れのレベルとして実施例１２に比べやや劣るものとなった。但しいずれも実用上問題無いレベルである。
【実施例１４】
【００５０】
第一のブラシ繊維として実施例１０と同じものを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長３．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝１．０／１．０ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１０と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では帯電ローラ表面磨耗は良好な結果となった。帯電ローラ汚れに関しては実施例１０と同等であった。画像流れに関しては第二のブラシ繊維の感光体に対する侵入量が小さめなことから、無機微粉体を保持した状態のブラシで摺擦する部分が減り、実施例１０に比べやや劣る結果となった。
【実施例１５】
【００５１】
第一のブラシ繊維として実施例１４と同じものを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長２．８ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝０．８／０．８ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１４と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では帯電ローラ表面磨耗は良好な結果となった。帯電ローラ汚れに関しては実施例１４と同等であった。画像流れに関しては第二のブラシ繊維の感光体に対する侵入量が小さめなことから、無機微粉体を保持した状態のブラシで摺擦する部分が減り、実施例１４に比べやや劣る結果となった。
【実施例１６】
【００５２】
第一のブラシ繊維として実施例１と同じものを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長５．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝３．０／３．０ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では帯電ローラ汚れと帯電ローラ表面磨耗は良好な結果となった。画像流れに関しては第二のブラシ繊維の感光体、帯電ローラに対する侵入量が大きめなことから、ブラシ繊維の永久歪みが生じ、摺擦力不足により実施例１４に比べやや劣る結果となった。
【実施例１７】
【００５３】
第一のブラシ繊維として実施例１６と同じものを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長５．２ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝３．２／３．２ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１６と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では帯電ローラ汚れと帯電ローラ表面磨耗は良好な結果となった。画像流れに関しては第二のブラシ繊維の感光体、帯電ローラに対する侵入量が大きめなことから、ブラシ繊維の永久歪みが生じ、摺擦力不足により実施例１６に比べやや劣る結果となった。
【実施例１８】
【００５４】
第一のブラシ繊維として繊維長１．７ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝０．５／０．５ｍｍのブラシを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長３．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝１．８／１．８ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１と同じとする。評価結果を表１に示す。
本実施例では実施例１と比べ帯電ローラ汚れがやや劣る結果となった。これは第一のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量は小さくなった為、帯電ローラ表面の付着物を弾き飛ばす力が弱くなった為と考えられる。
【実施例１９】
【００５５】
第一のブラシ繊維として繊維長１．３ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝０．５／０．５ｍｍのブラシを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長３．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝２．２／２．２ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１８と同じとする。評価結果を表１に示す。
本実施例では実施例１８と比べ帯電ローラ汚れがやや劣る結果となった。これは第一のブラシ繊維を短くした為、ブラシ先端の動きで帯電ローラ表面の付着物を弾き飛ばす力が弱くなった為と考えられる。またそれに伴いブラシ繊維２で保持する無機微粉体量も減少したため画像流れも実施例２１に比べやや劣る結果となった。
【実施例２０】
【００５６】
第一のブラシ繊維として繊維長５．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝１．０／１．０ｍｍのブラシを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長６．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝２．０／２．０ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１と同じとする。評価結果を表１に示す。
本実施例では実施例１に比べやや帯電ローラ汚れが劣る結果となった。これは第一のブラシ繊維の繊維長として長めのものを用いたことにより、ブラシの毛倒れによる永久変形が生じ、帯電ローラ表面の清掃能力が低下したものと考えられる。
【実施例２１】
【００５７】
第一のブラシ繊維として繊維長５．５ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝１．０／１．０ｍｍのブラシを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長６．５ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝２．０／２．０ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１と同じとする。評価結果を表１に示す。
本実施例では実施例１に比べやや帯電ローラ汚れが劣る結果となった。これは第一のブラシ繊維の繊維長として長めのものを用いたことにより、ブラシの毛倒れによる永久変形が生じ、帯電ローラ表面の清掃能力が低下したものと考えられる。また画像流れも実施例１に比べやや劣っており、これは第一のブラシ繊維により弾き飛ばされる無機微粉体量が減少したため第二のブラシ繊維に保持する量が減少することに起因すると考えられる。
【実施例２２】
【００５８】
第一のブラシ繊維として繊維長５．５ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝１．０／１．０ｍｍのブラシを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長７．５ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝３．０／３．０ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１と同じとする。評価結果を表１に示す。
本実施例では実施例１に比べやや帯電ローラ汚れが劣る結果となった。これは実施例２１と同様の理由で、第一のブラシ繊維の清掃能力低下と、第二のブラシ繊維に保持する無機微粉体量の減少に起因すると考えられる。さらに本実施例では第二のブラシ繊維として長め、また侵入量も大きめとした為毛倒れが発生し、耐久試験後半に摺擦機能が低下したと考えられる。そのため実施例２１に比べてやや画像流れが劣る結果となった。ここでブラシ繊維としては第一のブラシ繊維よりも第二のブラシ繊維のように先端力の弱いブラシの方が、同じ侵入量、同じ繊維長で比較した場合、受ける応力が小さいので永久歪みを起こし難いと考えられる。しかしながら、本実施例くらいブラシ長を長く、また侵入量を大きくすると第二のブラシ繊維でもやや発生してしまうと考えられる。
【実施例２３】
【００５９】
第一のブラシ繊維として繊維長３．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝１．０／０．５ｍｍのブラシを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長４．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝２．０／１．５ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１と同じとする。評価結果を表１に示す。
本実施例では帯電ローラ汚れ、画像流れ、帯電ローラ表面磨耗ともに良好な結果が得られた。
【実施例２４】
【００６０】
第一のブラシ繊維として繊維長３．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝１．０／１．５ｍｍのブラシを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長４．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝２．０／２．５ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１と同じとする。評価結果を表１に示す。
本実施例では実施例１に比べやや帯電ローラ汚れが劣る結果となった。これは第一のブラシ繊維の感光体に対する侵入量を大きくした為、ブラシの毛倒れによる永久変形が生じ、帯電ローラ表面の清掃能力が低下したものと考えられる。
【００６１】
（比較例１）
ブラシローラとしてヤング率が６０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１２００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維長が３．０（ｍｍ）、繊維密度が２０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１１（Ωｃｍ）のアクリル糸を用いた。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本比較例ではブラシローラに無機微粉体を保持出来ず、感光体表面の放電生成物を十分に除去し得なかった為、画像流れとして実用レベルに至らなかった。
【００６２】
（比較例２）
ブラシローラとしてヤング率が３０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが６（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１８０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維長が４．０（ｍｍ）、繊維密度が５０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１１（Ωｃｍ）のナイロン糸を用いた。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本比較例では帯電ローラ表面の付着物質を弾き飛ばすだけのブラシ先端力がなかったため、帯電ローラ汚れのレベルとして悪いものであった。またこれに伴いブラシローラに無機微粉体を保持出来ず、感光体表面の放電生成物を十分に除去し得なかった為、画像流れとしても実用レベルに至らなかった。
【００６３】
（比較例３）
第一のブラシ繊維として、ヤング率が６０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１２００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が３．０（ｍｍ）、繊維密度が１０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１１（Ωｃｍ）のアクリル糸を用いた。第一のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を１．０ｍｍ、感光体に対する侵入量も１．０ｍｍとした。また第二のブラシ繊維としては、ヤング率が３０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが６（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１８０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が３．０（ｍｍ）、繊維密度が２０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１２（Ωｃｍ）のナイロン糸を用いた。第二のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を１．０ｍｍ、感光体ドラムに対する侵入量も１．０ｍｍとした。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本比較例では第一のブラシ繊維と第二のブラシ繊維を同じ長さにした為、第一のブラシ繊維で弾いた無機微粉体を第二のブラシ繊維で十分に捕集できなかった。その為感光体表面を十分に摺擦できずに画像流れのレベルとして実用レベルに至らなかった。
【００６４】
（比較例４）
第一のブラシ繊維として、ヤング率が６０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１２００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が４．５（ｍｍ）、繊維密度が１０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１１（Ωｃｍ）のアクリル糸を用いた。第一のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を１．０ｍｍ、感光体ドラムに対する侵入量も１．０ｍｍとした。また第二のブラシ繊維としては、ヤング率が３０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが６（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１８０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が３．０（ｍｍ）、繊維密度が２０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１２（Ωｃｍ）のナイロン糸を用いた。第二のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を―０．５ｍｍ、感光体に対する侵入量も―０．５ｍｍとした。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本比較例では第二のブラシ繊維が第一のブラシ繊維より短いので無機微粉体を十分捕集できなかった。また感光体に接していないので感光体表面を摺擦することが出来ず画像流れのレベルとして実用レベルに至らなかった。
【００６５】
（比較例５）
第一のブラシ繊維として、ヤング率が６０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１２００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が３．０（ｍｍ）、繊維密度が１０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１１（Ωｃｍ）のアクリル糸を用いた。第一のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を１．０ｍｍ、感光体に対する侵入量を―２．０ｍｍとした。また第二のブラシ繊維としては、ヤング率が３０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが６（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１８０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が４．０（ｍｍ）、繊維密度が２０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１２（Ωｃｍ）のナイロン糸を用いた。第二のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を２．０ｍｍ、感光体に対する侵入量も―１．０ｍｍとした。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本比較例では第二のブラシ繊維が感光体に接していないので感光体表面を摺擦することが出来ず画像流れのレベルとして実用レベルに至らなかった。
【００６６】
（比較例６）
第一のブラシ繊維として、ヤング率が５０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが１０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が５００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が３．０（ｍｍ）、繊維密度が１０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１１（Ωｃｍ）のアクリル糸を用いた。第一のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を１．０ｍｍ、感光体に対する侵入量も１．０ｍｍとした。また第二のブラシ繊維としては、ヤング率が５５（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが１０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が５５０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が４．０（ｍｍ）、繊維密度が２０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１２（Ωｃｍ）のナイロン糸を用いた。第二のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を２．０ｍｍ、感光体に対する侵入量も２．０ｍｍとした。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本比較例ではブラシ繊維として先端力の弱いものを用いた為、帯電ローラ表面の付着物を弾くことが出来ず帯電ローラ汚れとして実用レベルに至らなかった。これに伴いブラシ繊維に無機微粉体を保持する事が出来ず画像流れも実用レベルに至らなかった。
【００６７】
（比較例７）
第一のブラシ繊維として、ヤング率が６０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１２００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が３．０（ｍｍ）、繊維密度が１０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１１（Ωｃｍ）のアクリル糸を用いた。第一のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を１．０ｍｍ、感光体に対する侵入量も１．０ｍｍとした。また第二のブラシ繊維としては、ヤング率が６０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１２００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が４．０（ｍｍ）、繊維密度が２０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１２（Ωｃｍ）のナイロン糸を用いた。第二のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を２．０ｍｍ、感光体に対する侵入量も２．０ｍｍとした。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本比較例では全てのブラシ繊維として先端力の強いものを用いたため無機微粉体をブラシ保持することが出来ず、感光体表面を十分に摺擦できなかった為、画像流れは実用レベルに至らなかった。また先端力の強いブラシ繊維で帯電ローラ表面に対する侵入量を大きくした為、帯電ローラ表面磨耗についても実用レベルに至らなかった。
【００６８】
【表１】
【実施例２５】
【００６９】
現像剤として体積平均粒径７．０μｍの負帯電性のポリエステルトナーに無機微粉体を外添させたものを用いた。無機微粉体は、平均粒径１００ｎｍの不定形シリカ、平均粒径２０ｎｍの不定形シリカ、平均粒径２０ｎｍの不定形酸化チタンをそれぞれトナー１００重量部に対して０．２重量部、０．２重量部、０．２重量部外添したものを用いた。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表２に示す。
本実施例では実施例１に比べ無機微粉体のトナーへの外添量（感光体への供給量）を減らしている為、実施例１に比べ画像流れがやや劣る結果となったが、実用上問題無いレベルであった。これは無機微粉体供給量が少ない場合においても本発明の構成を取ることにより効率的に第二のブラシ繊維に無機微粉体を保持することができるので、画像流れのレベルとして問題ない所まで感光体表面を摺擦できたのだと考えられる。
【実施例２６】
【００７０】
本実施例では図５に示す様に帯電ローラ２とブラシローラ１００は接触部位において同方向に移動する構成とした（図４（ｂ）の構成）。つまり感光体１とブラシローラ１００は接触部位において逆方向に移動して摺擦している。ブラシローラの周速は帯電ローラ表面との周速比で１２０％とした。その他の構成は実施例２５と同じとした。評価結果を表２に示す。
本実施例では実施例２５に比べて画像流れのレベルがより良くなった。これはブラシローラが感光体表面とカウンター当接するので摺擦力が向上したからだと考えられる。また帯電ローラ表面の汚れも十分に除去されている事が確認された。
【００７１】
（比較例８）
ここでは図６に示すようにクリーニング装置内に感光体表面を摺擦するブラシローラを設け、且つ帯電ローラ表面にも清掃用のブラシローラを設ける構成とした。感光体表面摺擦用のブラシローラはヤング率６０（ｃＮ）、繊維太さ１２（ｄｔｅｘ）、先端力が７２０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維長さが４．０ｍｍ、ブラシ密度を１００×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、感光体に対する侵入量を２．０ｍｍとした。また感光体表面との当接部位において互いに同方向に移動し、感光体表面に対する周速比を１５０％とした。一方、帯電ローラ表面を清掃するブラシローラはヤング率６０（ｃＮ）、繊維太さ２０（ｄｔｅｘ）、先端力が１２００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維長さが３．０ｍｍ、ブラシ密度を２０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、帯電ローラ表面に対する侵入量を１．０ｍｍとした。帯電ローラ表面に対して接触部位において同方向に１２０％の周速比をもって回転させた。その他の構成は実施例１と同じにした。評価結果を表２に示す。
本比較例では画像流れが実用レベルに至らなかった。これはクリーニング装置内のブラシローラが十分無機微粉体を保持した状態で感光体表面を摺擦できなかったためと考えられる。無機微粉体を保持できない理由としては、ブラシローラが一種類のブラシ繊維からなっていることが考えられる。また、ブラシローラがクリーニングブレード上流側に位置するので、ブラシの大部分がトナー粒子と接触してしまうため無機微粉体と接触する機会が少なくなるためと考えられる。
【００７２】
（比較例９）
現像剤として体積平均粒径７．０μｍの負帯電性のポリエステルトナーに無機微粉体を外添させたものを用いた。無機微粉体は、平均粒径１００ｎｍの不定形シリカ、平均粒径２０ｎｍの不定形シリカ、平均粒径２０ｎｍの不定形酸化チタンをそれぞれトナー１００重量部に対して１．５重量部、０．２重量部、０．２重量部外添したものを用いた。その他の構成は比較例８と同じとした。評価結果を表２に示す。
本比較例では帯電ローラ汚れとして実用レベルに至らなかった。これは無機微粉体の供給量を増やしたため帯電ローラ表面を汚染する粒子が増えたためである。無機微粉体量を増やしたにも関らず、本例の構成では画像流れも実用レベルには至らなかった。
【００７３】
（比較例１０）
本例でも図６に示す構成とし、帯電ローラ表面を清掃するブラシローラとしてヤング率８０（ｃＮ）、繊維太さ２５（ｄｔｅｘ）、先端力が２０００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長さが５．０ｍｍ、ブラシ密度を５０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、帯電ローラ表面に対する侵入量を２．０ｍｍとした。その他の構成は比較例９と同じとした。評価結果を表２に示す。
本比較例では帯電ローラ清掃用のブラシローラの清掃能力を上げたので帯電ローラ汚れとしては比較例９よりも良くなった。しかし清掃用ブラシの帯電ローラに対する当接力を増大させてため帯電ローラ表面磨耗としては実用レベルに至らなかった。
【００７４】
（比較例１１）
ここでは図７に示すようにクリーニングブレードより感光体回転方向下流、帯電ローラより上流に感光体表面を摺擦するブラシローラを設け、且つ帯電ローラ表面にも清掃用のブラシローラを設ける構成とした。但し感光体表面摺擦ブラシは帯電ローラには当接していない。感光体表面摺擦用のブラシローラはヤング率６０（ｃＮ）、繊維太さ１２（ｄｔｅｘ）、先端力が７２０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維長さが４．０ｍｍ、ブラシ密度を１００×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、感光体に対する侵入量を２．０ｍｍとした。また感光体表面との当接部位において互いに同方向に移動し、感光体表面に対する周速比を１５０％とした。一方、帯電ローラ表面を清掃するブラシローラはヤング率６０（ｃＮ）、繊維太さ２０（ｄｔｅｘ）、先端力が１２００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維長さが３．０ｍｍ、ブラシ密度を２０×１０３／ｉｎｃｈ２、帯電ローラ表面に対する侵入量を１．０ｍｍとした。帯電ローラ表面に対して接触部位において同方向に１２０％の周速比をもって回転させた。その他の構成は比較例９と同じにした。評価結果を表２に示す。
本比較例では帯電ローラの汚れは比較例９よりも向上した。これはクリーニングブレード上流側に感光体表面摺擦ブラシを設けた為、ここでクリーニングブレードをすり抜けてきた微粉（大部分が無機微粉体）をある程度取り除くからだと考えられる。しかしこの摺擦ブラシは無機微粉体を保持する能力がないため十分な摺擦力が得られず画像流れを実用レベルにするには至らなかった。
【実施例２７】
【００７５】
本実施例では図８に示すように第一のブラシ繊維が感光体と接しない構成とした。第一のブラシ繊維としては実施例２１と同じ材質のものを用い、繊維長５．５ｍｍ、帯電ローラに対する侵入量を１．０ｍｍ、感光体ドラムに対する侵入量を―０．２ｍｍとした。第二のブラシ繊維としては材質は実施例２１と同じものを用い、繊維長７．０ｍｍ、帯電ローラに対する侵入量を２．５ｍｍ、感光体ドラムに対する侵入量を１．３ｍｍとした。その他の構成を実施例２１と同じとし評価した結果を表２に示す。
本実施例では実施例２１に比べ帯電ローラ汚れと画像流れのレベルが向上した。これは第一のブラシ繊維を感光体と接触させない構成としたため、ブラシ繊維に係る負荷が減り永久歪みが改善されたのでブラシの清掃能力の維持が可能となったからである。ゆえに第二のブラシ繊維に保持される無機微粉体量も維持され画像流れレベルも向上したと考えられる。
【実施例２８】
【００７６】
本実施例では、現像剤として実施例１のポリエステルトナーに、無機微粉体を外添させたものを用いた。無機微粉体は、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状である１次粒子の粒径（平均粒径）が１１０ｎｍのチタン酸ストロンチウムと平均粒径２０ｎｍの不定形シリカと平均粒径２０ｎｍの不定形酸化チタンを外添した。それぞれの外添量はトナー１００重量部に対して０．２重量部、０．２重量部、０．２重量部とした。上述したように無機微粉体は硬度が高く優れた研磨性能を持つとされる。さらに無機微粉体を本実施例のように、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状であるペロブスカイト型結晶形にすることで、特に優れた研磨作用を発揮する。これは粒子形状が立方体状及び／又は直方体状であることで、対象物との接触面積を大きくすることができ、また立方体状又は直方体状の稜線が対象物に当接することで、良好な掻き取り性を得ることができるためだと考えられる。ペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウム等の無機微粉体は、一次粒子の平均粒径が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であるものが好ましい。平均粒径が３０ｎｍ未満では当該粒子の研磨効果が不十分であり、一方、３００ｎｍを超えると上記研磨効果が強すぎるため感光体キズが発生する場合があるため適さない。研磨性能は無機微粉体の粒径にも大きく関わり、粒径が大きいものほど研磨効果が大きくなる。
その他の構成は実施例２５と同じとした。評価結果を表２に示す。本実施例では実施例２５に対してさらに画像流れのレベルが向上した。これは実施例２５よりも研磨性能の高い無機微粉体を第二のブラシ繊維に保持して感光体表面を摺擦したためである。即ち本実施例の無機微粉体を用いることで、少ない外添量でも高いレベルで画像流れが防げるといえる。また外添量の減少は帯電ローラ表面の汚染低下にも繋がるので長期的に安定したシステムが達成できる。
【００７７】
【表２】
【００７８】
本発明によれば先端力の強い第１のブラシ繊維で帯電ローラ表面の無機微粉体を取り除くことができる。第１のブラシ繊維で帯電ローラ上から取り除かれた無機微粉体は、第１のブラシ繊維よりも毛足の長く先端力の弱い第２のブラシ繊維に保持される。第２のブラシ繊維でこの無機微粉体を効率良く保持し感光体表面を摺擦することで、放電生成物を効果的に掻きとることができる構成としている。これにより帯電ローラの無機微粒子の付着を防止しつつ、無機微粉体を用いた感光体の摺擦が可能となる。そのため、帯電ローラに付着する無機微粉体を有効活用できるため、感光体を摺擦するために用いられる無機微粉体の供給量の低減が図られる。このことから、ブラシローラの長寿命化、帯電ローラ表面、感光体表面の損傷を引き起こすことなく長期的に安定した画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１ 感光体
２ 帯電ローラ
３ レーザースキャナ
４ 現像器
５ 転写ローラ
６ クリーニング装置
７ 前露光ランプ
１２ 加熱定着装置
１００ ブラシローラ
１０１ 第一のブラシ繊維
１０２ 第二のブラシ繊維
１０３ ブラシローラの芯金
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真プロセスを用いて画像を形成する、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、静電子写真方式の画像形成装置において高速化、高画質化、小型化、低ランニングコスト化が進められている。その中で低ランニングコスト化に関しては像担持体（以下感光体と称す）の高耐久化や周辺パーツの長寿命化が求められている。感光体周辺パーツの１つには帯電ローラが挙げられ、帯電ローラの寿命は主にトナー微粉や外添剤が帯電ローラ表面に付着蓄積して発生する帯電不良により決まる。この帯電ローラ表面の付着物を取り除く手法として特許文献１にはブラシローラを帯電ローラ表面に当接させ付着物を除去する手法が示されている。
【０００３】
一方で感光体の高耐久性を満足させる為に感光体表面の磨耗レートが低いものが用いられるようになってきている。しかしながら磨耗レートが低い感光体は表面がリフレッシュされないのでＮＯｘ等の放電生成物が蓄積し、これが水分を吸着して低抵抗化することで画像流れが発生する。この問題を解決する為に感光体表面を摺擦する様々な手法が提案されており、例えば特許文献２では研磨ローラにより感光体表面を摺擦して放電生成物を取り除く技術が示されている。また特許文献３には平均粒径が０．１乃至０．６μｍの研磨剤（無機微粉体）を用いることにより感光体表面を研磨し放電生成物を除去する手法が示されている。
さらに特許文献４には帯電ローラ表面と感光体表面とに同時に接するブラシローラについての記載がされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９５９５０号公報
【特許文献２】特開２００５−１３４７７６号公報
【特許文献３】特開２００１−０４２７３４号公報
【特許文献４】特開平９−２４４４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
帯電ローラへの付着物の除去、感光体の表面のリフレッシュを従来の方式で行うと以下のような問題があった。上記特許文献１、特許文献２で示されるようなローラ部材をそれぞれ独立に帯電ローラと感光体に当接させるとなると装置の大型化、部品点数増大によるコストアップという影響が出てきてしまう。また研磨ローラ等のハード部材のみで放電生成物を除去しようとした場合、ある程度強い当接が必要となってくるので感光体表面の偏磨耗、傷といった問題が発生することが多い。或いはハード部材が永久変形等を引き起こし耐久性に問題が出ることもある。また特許文献３のように無機微粉体を用いれば摺擦力が向上するのでハード部材を同時に用いた場合当接圧が低減でき、感光体の偏磨耗等の上記問題に対しては有利となる。しかし、今度は無機微粉体が帯電ローラを汚染するという問題が起こりやすい。帯電ローラを汚染する物質の量が多くなるほど高い清掃能力が必要となってくるため、例えば清掃ブラシの帯電ローラ表面に対する当接圧を上げたり、ブラシ繊維の強度を上げる必要がでてくる。そうすると帯電ローラ表面の傷や磨耗、ブラシの毛倒れをいった耐久性に問題がでてくることが多い。また特許文献４で示されるブラシローラによれば、帯電ローラの付着物を取る清掃能力に主眼を置いており、感光体表面に対しては付着物の分散、浮上といった程度の効果となっている。この構成であると感光体表面の放電生成物が除去しきれず、特に高耐久感光体を用いた場合、画像流れが発生してしまうことは容易に推察される。またここでは無機微粉体を同時に用いた場合の最適なブラシ構成に対する記載もされてはいない。
【０００６】
従って本発明の目的は無機微粉体を感光体表面に供給しながらも、帯電ローラ表面にあまりストレスを与えず汚染物質の除去を行い、また感光体表面の放電生成物の除去が長期的に安定して成される画像形成装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。本発明は、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に接触し前記像担持体を帯電する帯電ローラと、前記帯電ローラと前記像担持体に接触するブラシローラを備える画像形成装置において、前記像担持体に無機微粉体を供給する無機微粉体供給手段を備え、前記ブラシローラは、第１のブラシ繊維と、ブラシ繊維のヤング率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）にブラシ繊維の太さ（ｄｔｅｘ）の積で表される値が第１のブラシ繊維より小さく且つ第１のブラシ繊維より繊維長が長い第２のブラシ繊維を備え、前記帯電ローラには、第１のブラシ繊維及び第２のブラシ繊維が接触し、前記像担持体には少なくとも第２のブラシ繊維が接触することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば感光体表面の放電生成物付着による画像流れと、帯電ローラ表面の汚染による帯電不良を長期的に安定して防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面構成図。
【図２】ブラシローラの帯電ローラと感光体ドラムに対する当接状態を示した一例。
【図３】ブラシローラの構成図。
【図４】ブラシローラが無機微粉体を広範囲に弾くのを表現した図。
【図５】ブラシローラの帯電ローラと感光体に対する当接状態を示した一例。
【図６】比較例１０でのブラシローラの構成図
【図７】比較例１２でのブラシローラの構成図
【図８】ブラシローラの帯電ローラと感光体に対する当接状態を示した一例。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（１）画像形成装置例の全体的構成の説明
図１は本実施例における画像形成装置の概略構成を示す模式図である。この画像形成装置は転写式電子写真画像形成装置であり、複写機機能、プリンタ機能、ファクシミリファクシミリ能機を有する複合機能機である。
【００１１】
Ａは画像形成部、Ｂは画像形成部Ａの上部に配設された原稿読取り部（原稿読み取り手段）である。原稿読取り部Ｂにおいて、２１は原稿台ガラス、２２は原稿台ガラス２１の上面に対して開閉可能な原稿押え板である。原稿台ガラス２１の上に原稿Ｏを画像面を下向きにして所定の載置基準に従って載置し、原稿押え板２２を被せることで原稿Ｏをセットする。原稿押え板２２を原稿自動送り装置（ＡＤＦ・ＲＤＦ）にしてシート状の原稿を自動的に原稿台ガラス２１の上に給送する構成にすることもできる。２３は原稿台ガラス２１の下面に沿って移動駆動される原稿読取りユニットである。この原稿読取りユニット２３により原稿台ガラス２１上のセット原稿Ｏの下向き画像面が走査される。これにより、原稿画像が電気的な画像情報として光電読取りされて、コントローラ部（制御回路部）Ｃの画像処理部に入力する。
【００１２】
画像形成部Ａにおいて、１は回転可能な像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光体と称す）である。この感光体１は駆動機構（不図示）により、矢印の時計方向に所定の速度（プロセススピード）、本実施例では２００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。感光体１は、ＯＰＣ等の感光材料の層を、アルミニウムなどのシリンダ状基体の外周面に塗布して形成している。本実施形態では電子線照射により表面層を硬化させた高耐久の感光体を用いた。本発明においては後述する構成により感光体１表面の放電生成物の除去と帯電ローラ２表面の付着物の除去が適切に成されるので長期に安定したシステムが得られる。そこで感光体としても、磨耗性に優れ、長期的に用いられるものが好ましい。但し本実施例のものに限定されるものではなく、通常の有機感光体、ａ−Ｓｉ等の無機感光体等も好適に用いられる。本発明の構成を用いれば、磨耗レートが低い高耐久感光体を用いた場合でも、長期に渡り安定した画像形成が可能である。本実施形態では感光体表面の磨耗量が、テーバー磨耗試験器で２ｍｇ以下のものを用いた。テーバー磨耗試験の試験方法は、テーバー磨耗試験機（Ｙ．Ｓ．Ｓ．Ｔａｂｅｒ 安田製作所製）を用いた。試料台にサンプルを装着し、表面にラッピングテープ（富士フィルム製 品名：Ｃ２０００）を装着した２個のゴム製の磨耗輪（ＣＳ−０）の各々荷重５００ｇｆをかけ、１０００回転後のサンプルの質量減少を精密天秤にて測定する。本実施例で用いた感光体は、保護層を設けテーバー磨耗試験で０．５ｍｇとなるものを用いた。
【００１３】
回転駆動される感光体１は、除電手段としての前露光ランプ（イレーザランプ）７による全面露光を受ける。これにより、感光体１の表面が均一に除電されて前の画像形成工程時の電気的メモリの消去がなされる。そして、その感光体１の除電面が帯電手段（帯電器、帯電装置）２により所定の極性・電位に一様に帯電される。本実施例において帯電手段は帯電ローラ（ローラ型帯電部材、ローラ帯電器）を用いた接触帯電手段である。帯電ローラ２は感光体１の表面（像担持体表面）に対して接触させて配置されている。本実施例において、帯電ローラ２は、鉄、ステンレス鋼等の円筒或は円柱状の導電性部材（芯金）と、この導電性部材の外回りにローラ状に形成した、体積固有抵抗１０４〜１０１２Ω・ｃｍの抵抗層より構成される。また、抵抗層の表面を覆うようにして体積固有抵抗１０４〜１０１２Ω・ｃｍの表面層を備えても良い。帯電ローラ２は感光体１の母線方向にほぼ並行に配置され、感光体１に当接させることにより、感光体１の回転に伴い従動して回転する。この帯電ローラ２の導電性部材に対して帯電バイアス印加電源部Ｓ１より所定の帯電バイアスが印加されることで、回転する感光体１の表面が所定の極性・電位に一様に帯電される。本実施例においては、電源部Ｓ１より導電性部材に対して所定の交流に所定の直流を重畳したバイアスを印加（ＡＣ方式）して、感光体１の表面を暗部電位ＶＤとして約−６００Ｖに一様に接触帯電させている。帯電バイアスは所定の直流のみを印加（ＤＣ方式）してもよい。
【００１４】
３は画像露光手段（潜像を形成する露光手段）であり、本実施例では、レーザー発信器、高速で回転するポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ、偏向ミラー等を含むレーザースキャナ（レーザー走査露光装置）である。コントローラ部Ｃの画像処理部は、複写機モードの場合は、原稿読取り部Ｂから入力した原稿画像の電気的画像情報をレーザースキャナ３に入力する。レーザースキャナ３は入力した画像情報に対応してＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザー光Ｌを出力して、帯電ローラ２で一様に帯電された感光体１の表面を走査露光する。これにより、感光体１の表面に原稿Ｏの画像情報に対応した潜像が形成される。本実施例では、感光体１の表面にベタ黒出力時の明部電位ＶＬとして−２００Ｖの静電潜像が形成される。
【００１５】
ここで、プリンタモードの場合は、コンピュータ・イメージスキャナ・ワークステーション等の外部装置（不図示）からコントローラ部Ｃに入力した電気的画像情報が画像処理部で処理される。そして、レーザースキャナ３に入力して、画像形成部Ａがプリンタとして機能する。ファクシミリ受信モードの場合は、相手方ファクシミリ装置（不図示）からコントローラ部Ｃに入力した電気的画像情報が画像処理部で処理される。そして、レーザースキャナ３に入力して、画像形成部Ａがファクシミリ受信装置として機能する。ファクシミリ送信モードの場合は、原稿読取り部Ｂで光電読取りした原稿画像の電気的画像情報がコントローラ部Ｃにより相手方ファクシミリ装置に送信される。
【００１６】
感光体１の表面に形成された静電潜像は、現像装置（現像手段、現像器）４によりトナー像（現像剤像）として現像される。イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。
【００１７】
現像器４は、非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）とを混合した２成分現像剤が収容されている。容器は、感光体１に対向した領域に開口部を有しており、この開口部に一部露出するようにして現像剤担持体としての現像スリーブ４１が回転可能に配置されている。現像スリーブ４１は、非磁性材料で構成され、その内部に磁界発生手段である固定のマグネットロール４２が配置されている。又、容器内には、現像剤攪拌搬送部材として撹拌スクリューが設けられている。容器内の現像剤は、この撹拌スクリューによって撹拌されながら容器内を循環搬送される。
【００１８】
現像動作時には、摩擦帯電により表面にトナーが付着しているキャリア、即ち、現像剤が、回転する現像スリーブ４１上に供給される。現像スリーブ４１上の現像剤は、現像剤規制部材によりその量が規制される。感光体１と対向する現像領域に搬送された現像剤は、マグネットロールの発生する磁界により穂立ちして磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシを感光体１に近接又は接触させることによって、静電像に応じて現像剤のトナーが感光体１上に供給される。このとき、現像スリーブには、直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが現像バイアス電源Ｓ２により印加される。静電像を現像した後の現像剤は、現像スリーブの回転によって容器内に回収される。
【００１９】
一方、給紙部Ｄの給紙ローラ９が所定の制御タイミングで駆動されて、給紙カセット８に積載して収納されている記録媒体としての記録材（転写用紙、ＯＨＰシート等）Ｐが一枚分離給送されて、レジストローラ（レジスロレーションローラ）１０に送られる。レジストローラ１０は、記録材Ｐの斜行修正と、感光体１から記録材Ｐへのトナー像の転写のタイミングを制御するもので、給紙カセット８から給送された記録材Ｐの先端を受け止めて一旦停止させる。そして、その記録材Ｐが、所定の制御タイミングで回転駆動されたレジストローラ１０により、感光体１と中抵抗の転写ローラ（転写手段）５との圧接部である転写ニップ部Ｔに導入される。転写ローラ５には、記録材Ｐが転写ニップ部Ｔを挟持搬送される間、転写バイアス電源部Ｓ３から、トナーの帯電極性とは逆極性で所定の電位の転写バイアスが印加される。これにより、感光体１の表面に形成されているトナー像が記録材Ｐの表面に順次に静電的に転写される。
【００２０】
転写ニップ部Ｔを出た記録材Ｐは感光体１の表面から分離され、ガイド部材１１でガイドされて定着手段としての画像加熱定着装置１２の、加熱定着ローラ１２ａとこれに所定の加圧力にて接触させた加圧ローラ１２ｂとの間の定着ニップ部Ｎに導入される。その記録材Ｐは定着ニップ部Ｎにおいて定着ローラ１２ａと加圧ローラ１２ｂとで挟持されて搬送され、その搬送過程で熱と圧力を受ける。これにより、トナー像が記録材Ｐの表面に固着画像として定着される。そして、定着ニップ部Ｎを出た記録材Ｐは排出ローラ１３により排出トレイ１４に画像形成物（コピー、プリント）として排出される。
【００２１】
また、記録材分離後の感光体１の表面に残留した転写残トナーはクリーニング装置（クリーニング手段）６によって除去される。そして、表面がクリーニングされた感光体１は繰り返して画像形成に供される。クリーニング装置６は、感光体クリーニング部材として弾性を有するクリーニングブレード（弾性ブレード）を用いたブレードクリーニング装置である。クリーニングブレードは、板金の先端部に一体的に保持されたポリウレタンゴムからなり、ブレードエッジ部が感光体１に対して所定の侵入量、設定角の条件でカウンター当接されている。本実施例では、７０°（ＪＩＳ Ａ）のウレタンゴムを有するクリーニングブレードを用い、設定角＝２２°、侵入量は０．９ｍｍとした。クリーニングブレードの役割は転写残トナーを除去し、画像不良を出さないことであるが、外添剤等の粒径の小さいものはある程度クリーニングブレードをすり抜けてしまう。そしてこのすり抜けた外添剤等が帯電ローラ２表面を汚染する。
【００２２】
（２）ブラシローラ
次に本発明の特徴であるブラシローラについて説明する。ブラシローラ１００は、図２に示すように帯電ローラ２より感光体回転方向上流側に配置され、帯電ローラと感光体表面の両方に接するようになっている。ブラシローラ１００は、図３に示すように円筒状芯金１０３の周囲に植設された第１のブラシ繊維１０１と第２のブラシ繊維１０３により構成されている。第１のブラシ繊維は第２のブラシ繊維よりも毛長が短くなっており、且つブラシ繊維の先端力が大きいものとなっている。ここでいうブラシの先端力とはブラシ繊維のヤング率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）にブラシ繊維の太さ（ｄｔｅｘ）を掛け合わせた値であり所謂ブラシのこし（Ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）を意味したものである。ブラシ繊維の先端力が大きいほど、ブラシのこしが強い。次に第１のブラシ繊維、第２のブラシ繊維それぞれの機能について説明する。第１のブラシはその高い先端力により帯電ローラ表面の付着物（主に外添剤）を取り除く能力が高い。しかし先端力が高いため外添剤をブラシ繊維に保持することは難しくなってくる。例えば図４に示すようにブラシローラが第１のブラシ繊維のような先端力が強い繊維のみで構成される場合を考えてみる（ａはカウンター当接、ｂは順方向当接）。この場合ブラシローラは帯電ローラ表面と接する回転方向最下流点における感光体ドラム接線方向まで広範囲に外添剤を弾き飛ばすと考えられる。いくらかの外添剤は弾き飛ばされるまでには至らずブラシ繊維に付着した状態になるが、ブラシ繊維が帯電ローラや感光体と何回か接する際にその先端力の強さで弾かれ、その時の衝撃により外添剤を保持し続ける事が出来ない。
【００２３】
一方、第２のブラシ繊維は先端力が弱い為帯電ローラ表面を清掃する能力は低い。しかし仮に外添剤を一旦保持すると、帯電ローラや感光体に当たる際の衝撃力も弱い為、外添剤をブラシに保持し続ける能力は高い。外添剤のような無機微粉体は硬度が高く、この様な無機物質を保持した状態のブラシで摺擦すると第二のブラシ繊維のように先端力の低いブラシでも優れた研磨効果を発揮することが出来る。無機微粉体としてはシリカ、酸化チタン、アルミナ、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム等が好適に用いられる。これらの無機微粉体は一般に粒径が大きい程研磨性能が高いとされる。本発明で用いられる無機微粉体の粒径としては２０ｎｍ乃至３００ｎｍが好ましい。粒径が２０ｎｍ未満ではブラシに担持して摺擦しても本発明で期待する研磨性能を得ることが出来ない。一方、粒径が３００ｎｍより大きい場合は無機微粒子の形状又は摺擦条件にもよるが、研磨性能が高くなり過ぎ感光体の表面に傷を発生させてしまう場合がある。また粒径を大きくすると比表面積が小さくなる為、感光体表面に付着したＮＯｘ（放電生成物）を除去するのに必要だと考えられる緻密で微細な研磨性能が劣る方向になってしまう。
【００２４】
また本発明の構成によれば第一のブラシ繊維よりも第二のブラシ繊維を長くするため、第一のブラシで外添剤を最大弾き飛ばすことができる接線方向の外側を、第二のブラシ繊維でカバーする事ができる。そのため第二のブラシ繊維で第一のブラシ繊維が弾き飛ばした無機微粉体を保持する事が出来る。即ち本発明のブラシローラの構成をとることで第一のブラシ繊維により帯電ローラ表面の清掃が成され、第二のブラシ繊維により感光体表面の放電生成物の除去が適切に行われるのである。また本発明では帯電ローラ表面に付着した無機微粉体を再利用して第二のブラシ繊維に担持させる構成であるので、無機微粉体を有効活用できる。即ち少量の無機微粉体供給で効果が得られるので、トナーに外添して供給する手法をとった場合でも十分に供給量がまかなえる。トナーに無機微粉体を外添させた場合は、現像装置が無機微粉体供給手段となる。トナーに無機微粉体を外添させなくて、感光体周りに無機微粉体供給装置を別途設けてもよい。いずれにせよ、ブラシローラに保持される無機微粉体の量を少なくすることができるので装置の小型化が可能である。そしてそもそも帯電ローラを汚す無機微粉体量を減らすことができるので第一のブラシ繊維による負荷が低減でき、ブラシ自体の長寿命化、また帯電ローラ表面の磨耗といった観点からも長寿命化が図られる。
【００２５】
本発明における第１のブラシ繊維の好ましい範囲としては、先端力は７００乃至２０００（ｃＮ）、ヤング率は３０乃至１００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さは１５乃至３０（ｄｔｅｘ）、繊維長さは１．５乃至５．０（ｍｍ）である。対帯電ローラ侵入量は０．５乃至１．５（ｍｍ）、対ドラム侵入量は１．５（ｍｍ）以下である。なお、対帯電ローラ侵入量とは、仮に帯電ローラが存在しない場合に、ブラシ繊維の先端部が帯電ローラの表面に対してどれだけ帯電ローラ側に侵入しているかを表す設計上の仮想量である。侵入量は、帯電ローラの表面位置を０とし、帯電ローラに侵入する場合をプラス、侵入しない場合をマイナスで表している。
【００２６】
同様に、対ドラム侵入量は帯電ローラが存在しない場合に、ブラシ繊維の先端部が帯電ローラの表面に対してどれだけ帯電ローラ側に侵入しているかを表す設計上の仮想量である。上記値にすることで帯電ローラ表面の付着物を長期に渡り確実に除去できる。また帯電ローラに対する侵入量、感光体に対する侵入量を適切に設定することでブラシ繊維の寿命、帯電ローラ表面の磨耗といった観点からも長期的な耐久性が見込める。
【００２７】
第２のブラシ繊維の好ましい範囲としては、先端力は３０乃至５００（ｃＮ）、ヤング率は１０乃至８０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さは２乃至１０（ｄｔｅｘ）、繊維長さは３．０乃至７．０（ｍｍ）である。対帯電ローラ侵入量は１．０乃至３．０（ｍｍ）、対ドラム侵入量は１．０乃至３．０（ｍｍ）である。第２のブラシ繊維を上記値にすることでブラシ繊維に無機微粉体を保持させた状態で感光体表面を摺擦できるので放電生成物を確実に除去できる。また帯電ローラ、感光体に対する侵入量を適切に設定することでブラシ繊維の寿命といった観点からも長期的な耐久性が見込める。
【００２８】
上記第一のブラシ繊維と第二のブラシ繊維は回転方向、長手方向に均一に分散するよう植設され、ブラシ密度は第一のブラシ繊維よりも第二のブラシ繊維の方を高くする事が好ましい。これは第二のブラシ繊維の密度を高くすることで無機微粉体の捕集がされ易くなるからである。第一のブラシで帯電ローラに付着している無機微粉体をローラ全域に渡り清掃するにはブラシ密度が５乃至５０×１０３本／ｉｎｃｈ２とすることが好ましい。一方第二のブラシ繊維で無機微粉体を十分に捕集するには１０乃至１００×１０３本／ｉｎｃｈ２とすることが好ましい。また上記２種のブラシ繊維において密度を高くしすぎると、ブラシ繊維の動きがなくなり、目詰まり、永久変形等を引き起こしそれぞれの機能が適切に行えなくなる場合がある。また先端力の強い第一のブラシの密度を高くしすぎると帯電ローラ表面の磨耗といった観点からも好ましくない。ブラシ繊維としては一般に知られている繊維単独、及び導電材を分散したものを利用できる。繊維材料としてはナイロン、アクリル、ポリエステル、ポリプロピレン、レーヨン等が挙げられる。導電材としてはカーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ等の炭素微粒子や酸化スズ、酸化亜鉛などの導電性酸化物、鉄、銅、ニッケル等の金属が挙げられる。なおこれらの繊維種の違いによる無機微粉体の保持能力にはほとんど差がなかった。これは繊維種違いで帯電系列に違いが生じた場合でも無機微粉体との付着力にほとんど違いがない為だと考えられる。仮に無機微粉体がプラス、マイナスどちらかの極性に帯電したとしても、無機微粉体は粒径がナノオーダーと非常に小さい為、付着力の中で静電的付着力が占める割合はかなり小さいと考えられる。粒径が小さいものほど静電的付着力の占める割合が小さくなるのは一般的に知られている事で、ミクロンオーダーのトナーでも小粒径のものになると非静電的付着力の割合が大ききなる為、電界に対する応答性が心配される。つまりブラシ繊維と本発明で用いる無機微粉体間の付着力はほとんどファンデルワールス力等の非静電的付着力により決まるといえる。
【実施例１】
【００２９】
本実施例ではブラシローラ１００の第一のブラシ繊維として、ヤング率が６０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１２００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が３．０（ｍｍ）、繊維密度が１０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１１（Ωｃｍ）のアクリル糸を用いた。ブラシ繊維の各数値に関しては、ＪＩＳ Ｌ１０１３ 「化学繊維フィラメント糸試験方法」に示される方法に準じて測定される。第一のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を１．０ｍｍ、感光体に対する侵入量も１．０ｍｍとした。また第二のブラシ繊維としては、ヤング率が３０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが６（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１８０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が４．０（ｍｍ）、繊維密度が２０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１２（Ωｃｍ）のナイロン糸を用いた。第二のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を２．０ｍｍ、感光体に対する侵入量も２．０ｍｍとした。
【００３０】
本実施例では帯電ローラ２とブラシローラ１００は接触部位において逆方向に移動する構成とした（図４（ａ）の構成）。つまり感光体１とブラシローラ１００は接触部位において同方向に移動して摺擦している。ブラシローラの周速は感光体１の表面との周速比で１２０％とした。
【００３１】
現像剤としては体積平均粒径７．０μｍの負帯電性のポリエステルトナーに無機微粉体を外添させたものを用いた。無機微粉体は、平均粒径１００ｎｍの不定形シリカ、平均粒径２０ｎｍの不定形シリカ、平均粒径２０ｎｍの不定形酸化チタンをそれぞれトナー１００重量部に対して０．５重量部、０．２重量部、０．２重量部外添したものを用いた。これら無機物質の外添剤は粒径が大きい程研磨能力が高いと考えられ、ここでは粒径１００ｎｍの不定形シリカが最も高い研磨作用を発揮すると考えられる。
【００３２】
耐久試験
耐久試験は、以下のように行った。最初に、５枚連続プリント後、休止期間を設ける所謂５枚間欠モードの通紙条件で、５万枚の耐久試験を行う。通紙環境は雰囲気温度３０℃・雰囲気湿度８０％ＲＨの環境下で行った。評価チャートとしては５％の画像印字率になるものを用いた。５万枚の耐久試験後の帯電ローラ等を用いて耐久性の評価を行った。耐久性の評価項目は以下のとおりである。
【００３３】
評価項目
＜帯電ローラ汚れ＞
帯電ローラ汚れの評価は、上記耐久試験後の、帯電ローラを用いて画像形成をし、画像形成された画像により評価を行った。画像形成は、付着物の影響が画像に出易い、低湿下（雰囲気温度２３℃・雰囲気湿度５％ＲＨ）で行った。評価画像は以下の２種類を用いた。１つは帯電ローラにより感光体１の表面に形成する暗部電位ＶＤに直接現像させたものである（以下アナログＨＴ（ハーフトーン）と称す）。具体的には感光体ドラム表面を暗部電位ＶＤとして約―６００Ｖに帯電させ、現像スリーブ電位を約―７００Ｖに設定することで暗部電位ＶＤに現像させる。この条件だと帯電ローラの汚れにより発生する帯電ムラが直接画像に反映するので、厳しい条件で汚れを評価できる。もう１つは通常の像露光を経て画像形成する方法を用いた（以下デジタルＨＴ（ハーフトーン）と称す）。具体的には感光体ドラム表面を暗部電位ＶＤとして約―６００Ｖに帯電させた後、全面像露光により明部電位ＶＬとして約―３５０Ｖにする。そして現像スリーブ電位を約―４５０Ｖに設定することで明部電位ＶＬに現像させる。上記画像は共にＸ−ｒｉｔｅで測定した反射濃度が０．３乃至０．６の範囲のハーフトーン画像になるよう調整した。評価ランクは以下の様に判断した。
ランクＡ：アナログＨＴでも画像に帯電ムラが出ない。
ランクＢ：アナログＨＴではスジ状にムラが発生するが、デジタルＨＴでは画像に出ない。
ランクＣ：デジタルＨＴではうっすらムラが発生するが実用上問題無い。
ランクＤ：デジタルＨＴではっきりとムラ、スジが確認でき実用レベルではない。
【００３４】
＜画像流れ＞
画像流れは、上記耐久試験を行った後に、耐久性試験環境下である雰囲気温度３０℃・雰囲気湿度８０％ＲＨで画像形成装置を放置（ここでは２日）し、その後画像形成を行った時の画像を評価した。評価画像はデジタルＨＴ、文字画像で行った。評価ランクは以下の様に判断した。
ランクＡ：デジタルＨＴにおいてドットが再現できている。
ランクＢ：ドットはやや散り気味であるが文字はしっかり再現されている。
ランクＣ：反射濃度０．３以下のデジタルＨＴにおいて濃度がやや低下気味で文字がやや細リ気味の領域があるが、実用上問題無し。
ランクＤ：文字が明らかにぼやけており実用レベルではない。
【００３５】
＜帯電ローラ表面磨耗＞
本発明の構成では条件によっては第一のブラシ繊維が帯電ローラ表面に強く当たりすぎてローラ表面を傷つけたり、磨耗させたりする場合がある。そこで帯電ローラ表面磨耗の評価としては、上記５万の枚耐試験を終えた帯電ローラを雰囲気温度２３℃・雰囲気湿度５％ＲＨの環境下において帯電性試験をした。画像評価方法は上記の帯電ローラ汚れと同じとした。また光学顕微鏡で耐久試験後のローラ表面を観察し損傷具合も評価した。帯電ローラ表面の傷や磨耗レベルが酷くなると、その部分の表面抵抗が変化し、画像不良を引き起こす場合がある。また傷部に外添剤などの微粉が固着しやすくなり、帯電不良が発生する場合がある。評価ランクは以下の様に判断した。
ランクＡ：顕微鏡観察で帯電ローラ表面に損傷が見られず、アナログＨＴでも画像に帯電ムラが出ない。
ランクＢ：顕微鏡観察で帯電ローラ表面に僅かに損傷が見受けられる。アナログＨＴではスジ状にムラが発生するが、デジタルＨＴでは画像に出ない。
ランクＣ：顕微鏡観察で帯電ローラ表面に損傷が見受けられる。また損傷部を起点に外添剤等の付着物が見受けられる。デジタルＨＴでうっすらムラが発生するが実用上問題無い。
ランクＤ：帯電ローラ損傷部がデジタルＨＴにくっきり出てしまい実用レベルではない。
【００３６】
本実施例の構成で評価した結果は表１に示すように、帯電ローラ汚れ、画像流れ、帯電ローラ表面磨耗ともに良好な性能が得られた。
【実施例２】
【００３７】
ここではブラシローラ１００における第一のブラシ繊維のヤング率が６０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが１２（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が７２０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のアクリル糸を用いた。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００３８】
本実施例の構成では表１に示すように、画像流れ、帯電ローラ表面磨耗ともに良好な性能が得られた。帯電ローラ汚れに関しては、実用上問題無いものの第一のブラシ繊維として低めの先端力のものを用いていることで帯電ローラ表面の付着物を弾き飛ばす力がやや弱くなり実施例１に比べやや劣る結果となった。
【実施例３】
【００３９】
ブラシローラ１００の第一のブラシ繊維として、ヤング率が５５（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが１２（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が６６０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のアクリル糸を用いた。その他の構成は実施例２と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では表１に示すように、帯電ローラ表面磨耗は良好な性能が得られた。帯電ローラ汚れに関しては、実用上問題無いものの第一のブラシ繊維として低めの先端力のものを用いていることで帯電ローラ表面の付着物を弾き飛ばす力が弱くなり実施例２に比べやや劣る結果となった。画像流れに関しても第二のブラシに保持する無機微粉体量がやや少なくなる為、摺擦力が低減し実施例２に比べやや劣る結果となった。しかし実用上問題の無いレベルであった。
【実施例４】
【００４０】
ブラシローラ１００の第一のブラシ繊維として、ヤング率が８０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２５（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が２０００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のアクリル糸を用いた。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では、画像流れ、帯電ローラ汚れともに良好な性能が得られた。帯電ローラ表面磨耗に関しては、実用上問題無いものの第一のブラシ繊維として高めの先端力のものを用いていることで帯電ローラ表面への当たりがやや強くなり、実施例１に比べやや劣る結果となった。
【実施例５】
【００４１】
ブラシローラ１００の第一のブラシ繊維として、ヤング率が９０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２５（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が２２５０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のアクリル糸を用いた。その他の構成は実施例４と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では、画像流れ、帯電ローラ汚れともに良好な性能が得られた。帯電ローラ表面磨耗に関しては、実用上問題無いものの第一のブラシ繊維として高めの先端力のものを用いていることで帯電ローラ表面への当たりが強くなり、実施例４に比べやや劣る結果となった。
【実施例６】
【００４２】
ブラシローラ１００の第二のブラシ繊維として、ヤング率が１０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが３（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が３０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のナイロン糸を用いた。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では、帯電ローラ汚れ、帯電ローラ表面磨耗ともに良好な性能が得られた。画像流れに関しては、実用上問題無いものの第二のブラシ繊維として低めの先端力のものを用いていることで感光体表面への当たりが弱くなり、摺擦力が低減して実施例１に比べやや劣る結果となった。
【実施例７】
【００４３】
ブラシローラ１００の第二のブラシ繊維として、ヤング率が１０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が２０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のナイロン糸を用いた。その他の構成は実施例６と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では、帯電ローラ汚れ、帯電ローラ表面磨耗ともに良好な性能が得られた。画像流れに関しては、実用上問題無いものの第二のブラシ繊維として低めの先端力のものを用いていることで感光体表面への当たりが弱くなり、摺擦力が低減して実施例６に比べやや劣る結果となった。
【実施例８】
【００４４】
ブラシローラ１００の第二のブラシ繊維として、ヤング率が５０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが１０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が５００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のナイロン糸を用いた。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では、帯電ローラ汚れ、帯電ローラ表面磨耗ともに良好な性能が得られた。画像流れに関しては、実用上問題無いものの第二のブラシ繊維として高めの先端力のものを用いていることで無機微粉体を保持する能力がやや弱まり、実施例１に比べやや劣る結果となった。
【実施例９】
【００４５】
ブラシローラ１００の第二のブラシ繊維として、ヤング率が５５（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが１０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が５５０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のナイロン糸を用いた。その他の構成は実施例８と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では、帯電ローラ汚れ、帯電ローラ表面磨耗ともに良好な性能が得られた。画像流れに関しては、実用上問題無いものの第二のブラシ繊維として高めの先端力のものを用いていることで無機微粉体を保持する能力がやや弱まり、実施例８に比べやや劣る結果となった。
【実施例１０】
【００４６】
ブラシローラ１００における第一のブラシ繊維の繊維長さを２．５ｍｍとし、帯電ローラに対する侵入量を０．５ｍｍ、感光体に対する侵入量も０．５ｍｍとした。その他の構成は実施例９と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では表１に示すように、画像流れ、帯電ローラ表面磨耗ともに良好な性能が得られた。帯電ローラ汚れに関しては、実用上問題無いものの第一のブラシ繊維として帯電ローラに対する侵入量を小さめとしていることで帯電ローラ表面の付着物を弾き飛ばす力がやや弱くなり実施例１に比べやや劣る結果となった。
【実施例１１】
【００４７】
ブラシローラ１００における第一のブラシ繊維の繊維長さを２．３ｍｍとし、帯電ローラに対する侵入量を０．３ｍｍ、感光体に対する侵入量も０．３ｍｍとした。その他の構成は実施例１０と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では表１に示すように、帯電ローラ表面磨耗で良好な性能が得られた。帯電ローラ汚れに関しては、実用上問題無いものの第一のブラシ繊維として帯電ローラに対する侵入量を小さめとしていることで帯電ローラ表面の付着物を弾き飛ばす力がやや弱くなり実施例１０に比べやや劣る結果となった。またこの結果から画像流れに関しても事実上問題無いレベルであるが、第二のブラシ繊維に保持する無機微粉体量がやや少なくなることから実施例１０に比べやや劣る結果となった。
【実施例１２】
【００４８】
ブラシローラ１００における第一のブラシ繊維の繊維長さを３．５ｍｍとし、帯電ローラに対する侵入量を１．５ｍｍ、感光体に対する侵入量も１．５ｍｍとした。第二のブラシ繊維としては繊維長さを４．５ｍｍ、帯電ローラに対する侵入量を２．５ｍｍ、感光体に対する侵入量も２．５ｍｍとした。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では、画像流れ、帯電ローラ汚れともに良好な性能が得られた。帯電ローラ表面磨耗に関しては、実用上問題無いものの第一のブラシ繊維として帯電ローラに対する侵入量が高めのものを用いていることで帯電ローラ表面への当たりがやや強くなり、実施例１に比べやや劣る結果となった。
【実施例１３】
【００４９】
ブラシローラ１００における第一のブラシ繊維の繊維長さを３．７ｍｍとし、帯電ローラに対する侵入量を１．７ｍｍ、感光体に対する侵入量も１．７ｍｍとした。第二のブラシ繊維としては繊維長さを４．５ｍｍ、帯電ローラに対する侵入量を２．５ｍｍ、感光体に対する侵入量も２．５ｍｍとした。その他の構成は実施例１２と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では、帯電ローラ表面磨耗に関しては、実用上問題無いものの第一のブラシ繊維として帯電ローラに対する侵入量が高めのものを用いていることで帯電ローラ表面への当たりがやや強くなり、実施例１２に比べ劣る結果となった。帯電ローラ汚れに関しては磨耗跡に付着物が残り易くなり、ややレベルが劣る結果となった。また第一のブラシの帯電ローラ及び感光体への侵入量を高くすることでブラシに永久歪が生じ、耐久試験後半に清掃能力の低下が見受けられた。これに伴い無機微粉体を第二のブラシ繊維に担持させる能力が低下し、画像流れのレベルとして実施例１２に比べやや劣るものとなった。但しいずれも実用上問題無いレベルである。
【実施例１４】
【００５０】
第一のブラシ繊維として実施例１０と同じものを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長３．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝１．０／１．０ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１０と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では帯電ローラ表面磨耗は良好な結果となった。帯電ローラ汚れに関しては実施例１０と同等であった。画像流れに関しては第二のブラシ繊維の感光体に対する侵入量が小さめなことから、無機微粉体を保持した状態のブラシで摺擦する部分が減り、実施例１０に比べやや劣る結果となった。
【実施例１５】
【００５１】
第一のブラシ繊維として実施例１４と同じものを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長２．８ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝０．８／０．８ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１４と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では帯電ローラ表面磨耗は良好な結果となった。帯電ローラ汚れに関しては実施例１４と同等であった。画像流れに関しては第二のブラシ繊維の感光体に対する侵入量が小さめなことから、無機微粉体を保持した状態のブラシで摺擦する部分が減り、実施例１４に比べやや劣る結果となった。
【実施例１６】
【００５２】
第一のブラシ繊維として実施例１と同じものを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長５．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝３．０／３．０ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では帯電ローラ汚れと帯電ローラ表面磨耗は良好な結果となった。画像流れに関しては第二のブラシ繊維の感光体、帯電ローラに対する侵入量が大きめなことから、ブラシ繊維の永久歪みが生じ、摺擦力不足により実施例１４に比べやや劣る結果となった。
【実施例１７】
【００５３】
第一のブラシ繊維として実施例１６と同じものを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長５．２ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝３．２／３．２ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１６と同じとした。評価結果を表１に示す。
本実施例の構成では帯電ローラ汚れと帯電ローラ表面磨耗は良好な結果となった。画像流れに関しては第二のブラシ繊維の感光体、帯電ローラに対する侵入量が大きめなことから、ブラシ繊維の永久歪みが生じ、摺擦力不足により実施例１６に比べやや劣る結果となった。
【実施例１８】
【００５４】
第一のブラシ繊維として繊維長１．７ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝０．５／０．５ｍｍのブラシを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長３．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝１．８／１．８ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１と同じとする。評価結果を表１に示す。
本実施例では実施例１と比べ帯電ローラ汚れがやや劣る結果となった。これは第一のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量は小さくなった為、帯電ローラ表面の付着物を弾き飛ばす力が弱くなった為と考えられる。
【実施例１９】
【００５５】
第一のブラシ繊維として繊維長１．３ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝０．５／０．５ｍｍのブラシを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長３．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝２．２／２．２ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１８と同じとする。評価結果を表１に示す。
本実施例では実施例１８と比べ帯電ローラ汚れがやや劣る結果となった。これは第一のブラシ繊維を短くした為、ブラシ先端の動きで帯電ローラ表面の付着物を弾き飛ばす力が弱くなった為と考えられる。またそれに伴いブラシ繊維２で保持する無機微粉体量も減少したため画像流れも実施例２１に比べやや劣る結果となった。
【実施例２０】
【００５６】
第一のブラシ繊維として繊維長５．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝１．０／１．０ｍｍのブラシを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長６．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝２．０／２．０ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１と同じとする。評価結果を表１に示す。
本実施例では実施例１に比べやや帯電ローラ汚れが劣る結果となった。これは第一のブラシ繊維の繊維長として長めのものを用いたことにより、ブラシの毛倒れによる永久変形が生じ、帯電ローラ表面の清掃能力が低下したものと考えられる。
【実施例２１】
【００５７】
第一のブラシ繊維として繊維長５．５ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝１．０／１．０ｍｍのブラシを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長６．５ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝２．０／２．０ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１と同じとする。評価結果を表１に示す。
本実施例では実施例１に比べやや帯電ローラ汚れが劣る結果となった。これは第一のブラシ繊維の繊維長として長めのものを用いたことにより、ブラシの毛倒れによる永久変形が生じ、帯電ローラ表面の清掃能力が低下したものと考えられる。また画像流れも実施例１に比べやや劣っており、これは第一のブラシ繊維により弾き飛ばされる無機微粉体量が減少したため第二のブラシ繊維に保持する量が減少することに起因すると考えられる。
【実施例２２】
【００５８】
第一のブラシ繊維として繊維長５．５ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝１．０／１．０ｍｍのブラシを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長７．５ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝３．０／３．０ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１と同じとする。評価結果を表１に示す。
本実施例では実施例１に比べやや帯電ローラ汚れが劣る結果となった。これは実施例２１と同様の理由で、第一のブラシ繊維の清掃能力低下と、第二のブラシ繊維に保持する無機微粉体量の減少に起因すると考えられる。さらに本実施例では第二のブラシ繊維として長め、また侵入量も大きめとした為毛倒れが発生し、耐久試験後半に摺擦機能が低下したと考えられる。そのため実施例２１に比べてやや画像流れが劣る結果となった。ここでブラシ繊維としては第一のブラシ繊維よりも第二のブラシ繊維のように先端力の弱いブラシの方が、同じ侵入量、同じ繊維長で比較した場合、受ける応力が小さいので永久歪みを起こし難いと考えられる。しかしながら、本実施例くらいブラシ長を長く、また侵入量を大きくすると第二のブラシ繊維でもやや発生してしまうと考えられる。
【実施例２３】
【００５９】
第一のブラシ繊維として繊維長３．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝１．０／０．５ｍｍのブラシを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長４．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝２．０／１．５ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１と同じとする。評価結果を表１に示す。
本実施例では帯電ローラ汚れ、画像流れ、帯電ローラ表面磨耗ともに良好な結果が得られた。
【実施例２４】
【００６０】
第一のブラシ繊維として繊維長３．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝１．０／１．５ｍｍのブラシを用いた。第二のブラシ繊維として繊維長４．０ｍｍ、侵入量（対帯電ローラ／対感光体）＝２．０／２．５ｍｍのブラシを用いた。その他の構成は実施例１と同じとする。評価結果を表１に示す。
本実施例では実施例１に比べやや帯電ローラ汚れが劣る結果となった。これは第一のブラシ繊維の感光体に対する侵入量を大きくした為、ブラシの毛倒れによる永久変形が生じ、帯電ローラ表面の清掃能力が低下したものと考えられる。
【００６１】
（比較例１）
ブラシローラとしてヤング率が６０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１２００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維長が３．０（ｍｍ）、繊維密度が２０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１１（Ωｃｍ）のアクリル糸を用いた。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本比較例ではブラシローラに無機微粉体を保持出来ず、感光体表面の放電生成物を十分に除去し得なかった為、画像流れとして実用レベルに至らなかった。
【００６２】
（比較例２）
ブラシローラとしてヤング率が３０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが６（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１８０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維長が４．０（ｍｍ）、繊維密度が５０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１１（Ωｃｍ）のナイロン糸を用いた。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本比較例では帯電ローラ表面の付着物質を弾き飛ばすだけのブラシ先端力がなかったため、帯電ローラ汚れのレベルとして悪いものであった。またこれに伴いブラシローラに無機微粉体を保持出来ず、感光体表面の放電生成物を十分に除去し得なかった為、画像流れとしても実用レベルに至らなかった。
【００６３】
（比較例３）
第一のブラシ繊維として、ヤング率が６０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１２００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が３．０（ｍｍ）、繊維密度が１０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１１（Ωｃｍ）のアクリル糸を用いた。第一のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を１．０ｍｍ、感光体に対する侵入量も１．０ｍｍとした。また第二のブラシ繊維としては、ヤング率が３０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが６（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１８０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が３．０（ｍｍ）、繊維密度が２０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１２（Ωｃｍ）のナイロン糸を用いた。第二のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を１．０ｍｍ、感光体ドラムに対する侵入量も１．０ｍｍとした。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本比較例では第一のブラシ繊維と第二のブラシ繊維を同じ長さにした為、第一のブラシ繊維で弾いた無機微粉体を第二のブラシ繊維で十分に捕集できなかった。その為感光体表面を十分に摺擦できずに画像流れのレベルとして実用レベルに至らなかった。
【００６４】
（比較例４）
第一のブラシ繊維として、ヤング率が６０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１２００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が４．５（ｍｍ）、繊維密度が１０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１１（Ωｃｍ）のアクリル糸を用いた。第一のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を１．０ｍｍ、感光体ドラムに対する侵入量も１．０ｍｍとした。また第二のブラシ繊維としては、ヤング率が３０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが６（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１８０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が３．０（ｍｍ）、繊維密度が２０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１２（Ωｃｍ）のナイロン糸を用いた。第二のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を―０．５ｍｍ、感光体に対する侵入量も―０．５ｍｍとした。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本比較例では第二のブラシ繊維が第一のブラシ繊維より短いので無機微粉体を十分捕集できなかった。また感光体に接していないので感光体表面を摺擦することが出来ず画像流れのレベルとして実用レベルに至らなかった。
【００６５】
（比較例５）
第一のブラシ繊維として、ヤング率が６０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１２００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が３．０（ｍｍ）、繊維密度が１０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１１（Ωｃｍ）のアクリル糸を用いた。第一のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を１．０ｍｍ、感光体に対する侵入量を―２．０ｍｍとした。また第二のブラシ繊維としては、ヤング率が３０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが６（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１８０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が４．０（ｍｍ）、繊維密度が２０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１２（Ωｃｍ）のナイロン糸を用いた。第二のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を２．０ｍｍ、感光体に対する侵入量も―１．０ｍｍとした。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本比較例では第二のブラシ繊維が感光体に接していないので感光体表面を摺擦することが出来ず画像流れのレベルとして実用レベルに至らなかった。
【００６６】
（比較例６）
第一のブラシ繊維として、ヤング率が５０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが１０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が５００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が３．０（ｍｍ）、繊維密度が１０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１１（Ωｃｍ）のアクリル糸を用いた。第一のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を１．０ｍｍ、感光体に対する侵入量も１．０ｍｍとした。また第二のブラシ繊維としては、ヤング率が５５（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが１０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が５５０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が４．０（ｍｍ）、繊維密度が２０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１２（Ωｃｍ）のナイロン糸を用いた。第二のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を２．０ｍｍ、感光体に対する侵入量も２．０ｍｍとした。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本比較例ではブラシ繊維として先端力の弱いものを用いた為、帯電ローラ表面の付着物を弾くことが出来ず帯電ローラ汚れとして実用レベルに至らなかった。これに伴いブラシ繊維に無機微粉体を保持する事が出来ず画像流れも実用レベルに至らなかった。
【００６７】
（比較例７）
第一のブラシ繊維として、ヤング率が６０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１２００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が３．０（ｍｍ）、繊維密度が１０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１１（Ωｃｍ）のアクリル糸を用いた。第一のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を１．０ｍｍ、感光体に対する侵入量も１．０ｍｍとした。また第二のブラシ繊維としては、ヤング率が６０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維太さが２０（ｄｔｅｘ）、即ち先端力が１２００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長が４．０（ｍｍ）、繊維密度が２０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、体積抵抗値が１０１２（Ωｃｍ）のナイロン糸を用いた。第二のブラシ繊維の帯電ローラに対する侵入量を２．０ｍｍ、感光体に対する侵入量も２．０ｍｍとした。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
本比較例では全てのブラシ繊維として先端力の強いものを用いたため無機微粉体をブラシ保持することが出来ず、感光体表面を十分に摺擦できなかった為、画像流れは実用レベルに至らなかった。また先端力の強いブラシ繊維で帯電ローラ表面に対する侵入量を大きくした為、帯電ローラ表面磨耗についても実用レベルに至らなかった。
【００６８】
【表１】
【実施例２５】
【００６９】
現像剤として体積平均粒径７．０μｍの負帯電性のポリエステルトナーに無機微粉体を外添させたものを用いた。無機微粉体は、平均粒径１００ｎｍの不定形シリカ、平均粒径２０ｎｍの不定形シリカ、平均粒径２０ｎｍの不定形酸化チタンをそれぞれトナー１００重量部に対して０．２重量部、０．２重量部、０．２重量部外添したものを用いた。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表２に示す。
本実施例では実施例１に比べ無機微粉体のトナーへの外添量（感光体への供給量）を減らしている為、実施例１に比べ画像流れがやや劣る結果となったが、実用上問題無いレベルであった。これは無機微粉体供給量が少ない場合においても本発明の構成を取ることにより効率的に第二のブラシ繊維に無機微粉体を保持することができるので、画像流れのレベルとして問題ない所まで感光体表面を摺擦できたのだと考えられる。
【実施例２６】
【００７０】
本実施例では図５に示す様に帯電ローラ２とブラシローラ１００は接触部位において同方向に移動する構成とした（図４（ｂ）の構成）。つまり感光体１とブラシローラ１００は接触部位において逆方向に移動して摺擦している。ブラシローラの周速は帯電ローラ表面との周速比で１２０％とした。その他の構成は実施例２５と同じとした。評価結果を表２に示す。
本実施例では実施例２５に比べて画像流れのレベルがより良くなった。これはブラシローラが感光体表面とカウンター当接するので摺擦力が向上したからだと考えられる。また帯電ローラ表面の汚れも十分に除去されている事が確認された。
【００７１】
（比較例８）
ここでは図６に示すようにクリーニング装置内に感光体表面を摺擦するブラシローラを設け、且つ帯電ローラ表面にも清掃用のブラシローラを設ける構成とした。感光体表面摺擦用のブラシローラはヤング率６０（ｃＮ）、繊維太さ１２（ｄｔｅｘ）、先端力が７２０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維長さが４．０ｍｍ、ブラシ密度を１００×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、感光体に対する侵入量を２．０ｍｍとした。また感光体表面との当接部位において互いに同方向に移動し、感光体表面に対する周速比を１５０％とした。一方、帯電ローラ表面を清掃するブラシローラはヤング率６０（ｃＮ）、繊維太さ２０（ｄｔｅｘ）、先端力が１２００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維長さが３．０ｍｍ、ブラシ密度を２０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、帯電ローラ表面に対する侵入量を１．０ｍｍとした。帯電ローラ表面に対して接触部位において同方向に１２０％の周速比をもって回転させた。その他の構成は実施例１と同じにした。評価結果を表２に示す。
本比較例では画像流れが実用レベルに至らなかった。これはクリーニング装置内のブラシローラが十分無機微粉体を保持した状態で感光体表面を摺擦できなかったためと考えられる。無機微粉体を保持できない理由としては、ブラシローラが一種類のブラシ繊維からなっていることが考えられる。また、ブラシローラがクリーニングブレード上流側に位置するので、ブラシの大部分がトナー粒子と接触してしまうため無機微粉体と接触する機会が少なくなるためと考えられる。
【００７２】
（比較例９）
現像剤として体積平均粒径７．０μｍの負帯電性のポリエステルトナーに無機微粉体を外添させたものを用いた。無機微粉体は、平均粒径１００ｎｍの不定形シリカ、平均粒径２０ｎｍの不定形シリカ、平均粒径２０ｎｍの不定形酸化チタンをそれぞれトナー１００重量部に対して１．５重量部、０．２重量部、０．２重量部外添したものを用いた。その他の構成は比較例８と同じとした。評価結果を表２に示す。
本比較例では帯電ローラ汚れとして実用レベルに至らなかった。これは無機微粉体の供給量を増やしたため帯電ローラ表面を汚染する粒子が増えたためである。無機微粉体量を増やしたにも関らず、本例の構成では画像流れも実用レベルには至らなかった。
【００７３】
（比較例１０）
本例でも図６に示す構成とし、帯電ローラ表面を清掃するブラシローラとしてヤング率８０（ｃＮ）、繊維太さ２５（ｄｔｅｘ）、先端力が２０００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）のものを用いた。また、繊維長さが５．０ｍｍ、ブラシ密度を５０×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、帯電ローラ表面に対する侵入量を２．０ｍｍとした。その他の構成は比較例９と同じとした。評価結果を表２に示す。
本比較例では帯電ローラ清掃用のブラシローラの清掃能力を上げたので帯電ローラ汚れとしては比較例９よりも良くなった。しかし清掃用ブラシの帯電ローラに対する当接力を増大させてため帯電ローラ表面磨耗としては実用レベルに至らなかった。
【００７４】
（比較例１１）
ここでは図７に示すようにクリーニングブレードより感光体回転方向下流、帯電ローラより上流に感光体表面を摺擦するブラシローラを設け、且つ帯電ローラ表面にも清掃用のブラシローラを設ける構成とした。但し感光体表面摺擦ブラシは帯電ローラには当接していない。感光体表面摺擦用のブラシローラはヤング率６０（ｃＮ）、繊維太さ１２（ｄｔｅｘ）、先端力が７２０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維長さが４．０ｍｍ、ブラシ密度を１００×１０３（本／ｉｎｃｈ２）、感光体に対する侵入量を２．０ｍｍとした。また感光体表面との当接部位において互いに同方向に移動し、感光体表面に対する周速比を１５０％とした。一方、帯電ローラ表面を清掃するブラシローラはヤング率６０（ｃＮ）、繊維太さ２０（ｄｔｅｘ）、先端力が１２００（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、繊維長さが３．０ｍｍ、ブラシ密度を２０×１０３／ｉｎｃｈ２、帯電ローラ表面に対する侵入量を１．０ｍｍとした。帯電ローラ表面に対して接触部位において同方向に１２０％の周速比をもって回転させた。その他の構成は比較例９と同じにした。評価結果を表２に示す。
本比較例では帯電ローラの汚れは比較例９よりも向上した。これはクリーニングブレード上流側に感光体表面摺擦ブラシを設けた為、ここでクリーニングブレードをすり抜けてきた微粉（大部分が無機微粉体）をある程度取り除くからだと考えられる。しかしこの摺擦ブラシは無機微粉体を保持する能力がないため十分な摺擦力が得られず画像流れを実用レベルにするには至らなかった。
【実施例２７】
【００７５】
本実施例では図８に示すように第一のブラシ繊維が感光体と接しない構成とした。第一のブラシ繊維としては実施例２１と同じ材質のものを用い、繊維長５．５ｍｍ、帯電ローラに対する侵入量を１．０ｍｍ、感光体ドラムに対する侵入量を―０．２ｍｍとした。第二のブラシ繊維としては材質は実施例２１と同じものを用い、繊維長７．０ｍｍ、帯電ローラに対する侵入量を２．５ｍｍ、感光体ドラムに対する侵入量を１．３ｍｍとした。その他の構成を実施例２１と同じとし評価した結果を表２に示す。
本実施例では実施例２１に比べ帯電ローラ汚れと画像流れのレベルが向上した。これは第一のブラシ繊維を感光体と接触させない構成としたため、ブラシ繊維に係る負荷が減り永久歪みが改善されたのでブラシの清掃能力の維持が可能となったからである。ゆえに第二のブラシ繊維に保持される無機微粉体量も維持され画像流れレベルも向上したと考えられる。
【実施例２８】
【００７６】
本実施例では、現像剤として実施例１のポリエステルトナーに、無機微粉体を外添させたものを用いた。無機微粉体は、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状である１次粒子の粒径（平均粒径）が１１０ｎｍのチタン酸ストロンチウムと平均粒径２０ｎｍの不定形シリカと平均粒径２０ｎｍの不定形酸化チタンを外添した。それぞれの外添量はトナー１００重量部に対して０．２重量部、０．２重量部、０．２重量部とした。上述したように無機微粉体は硬度が高く優れた研磨性能を持つとされる。さらに無機微粉体を本実施例のように、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状であるペロブスカイト型結晶形にすることで、特に優れた研磨作用を発揮する。これは粒子形状が立方体状及び／又は直方体状であることで、対象物との接触面積を大きくすることができ、また立方体状又は直方体状の稜線が対象物に当接することで、良好な掻き取り性を得ることができるためだと考えられる。ペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウム等の無機微粉体は、一次粒子の平均粒径が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であるものが好ましい。平均粒径が３０ｎｍ未満では当該粒子の研磨効果が不十分であり、一方、３００ｎｍを超えると上記研磨効果が強すぎるため感光体キズが発生する場合があるため適さない。研磨性能は無機微粉体の粒径にも大きく関わり、粒径が大きいものほど研磨効果が大きくなる。
その他の構成は実施例２５と同じとした。評価結果を表２に示す。本実施例では実施例２５に対してさらに画像流れのレベルが向上した。これは実施例２５よりも研磨性能の高い無機微粉体を第二のブラシ繊維に保持して感光体表面を摺擦したためである。即ち本実施例の無機微粉体を用いることで、少ない外添量でも高いレベルで画像流れが防げるといえる。また外添量の減少は帯電ローラ表面の汚染低下にも繋がるので長期的に安定したシステムが達成できる。
【００７７】
【表２】
【００７８】
本発明によれば先端力の強い第１のブラシ繊維で帯電ローラ表面の無機微粉体を取り除くことができる。第１のブラシ繊維で帯電ローラ上から取り除かれた無機微粉体は、第１のブラシ繊維よりも毛足の長く先端力の弱い第２のブラシ繊維に保持される。第２のブラシ繊維でこの無機微粉体を効率良く保持し感光体表面を摺擦することで、放電生成物を効果的に掻きとることができる構成としている。これにより帯電ローラの無機微粒子の付着を防止しつつ、無機微粉体を用いた感光体の摺擦が可能となる。そのため、帯電ローラに付着する無機微粉体を有効活用できるため、感光体を摺擦するために用いられる無機微粉体の供給量の低減が図られる。このことから、ブラシローラの長寿命化、帯電ローラ表面、感光体表面の損傷を引き起こすことなく長期的に安定した画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１ 感光体
２ 帯電ローラ
３ レーザースキャナ
４ 現像器
５ 転写ローラ
６ クリーニング装置
７ 前露光ランプ
１２ 加熱定着装置
１００ ブラシローラ
１０１ 第一のブラシ繊維
１０２ 第二のブラシ繊維
１０３ ブラシローラの芯金
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に接触し前記像担持体を帯電する帯電ローラと、前記帯電ローラと前記像担持体に接触するブラシローラを備える画像形成装置において、前記像担持体に無機微粉体を供給する無機微粉体供給手段を備え、前記ブラシローラは、第１のブラシ繊維と、ブラシ繊維のヤング率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）にブラシ繊維の太さ（ｄｔｅｘ）の積で表される値が第１のブラシ繊維より小さく且つ第１のブラシ繊維より繊維長が長い第２のブラシ繊維を備え、前記帯電ローラには、第１のブラシ繊維及び第２のブラシ繊維が接触し、前記像担持体には少なくとも第２のブラシ繊維が接触することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ブラシローラが前記帯電ローラとの接触部において同方向に移動することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ブラシローラにおける第１のブラシ繊維が前記像担持体の表面と接していないことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項１】
静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に接触し前記像担持体を帯電する帯電ローラと、前記帯電ローラと前記像担持体に接触するブラシローラを備える画像形成装置において、前記像担持体に無機微粉体を供給する無機微粉体供給手段を備え、前記ブラシローラは、第１のブラシ繊維と、ブラシ繊維のヤング率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）にブラシ繊維の太さ（ｄｔｅｘ）の積で表される値が第１のブラシ繊維より小さく且つ第１のブラシ繊維より繊維長が長い第２のブラシ繊維を備え、前記帯電ローラには、第１のブラシ繊維及び第２のブラシ繊維が接触し、前記像担持体には少なくとも第２のブラシ繊維が接触することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ブラシローラが前記帯電ローラとの接触部において同方向に移動することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ブラシローラにおける第１のブラシ繊維が前記像担持体の表面と接していないことを特徴とする請求項１又は２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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１２８４６５（Ｐ２０１１−１２８４６５Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８８４７０（Ｐ２００９−２８８４７０）
【出願日】平成２１年１２月１８日（２００９．１２．１８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１８日（２００９．１２．１８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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