画像形成装置
【課題】長期間の使用によっても、ブラシ繊維が繰り返し同じスジ状傷をなぞることにより溝が深くなるスジ状傷による異常画像の発生を防止し、像担持体の長寿命化を可能とする画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー像転写後に像担持体表面に残留したトナーを除去するトナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加された第一のクリーニングブラシ７１と、トナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加された第二のクリーニングブラシ７２を備えた画像形成装置において、第一のクリーニングブラシと、第二のクリーニングブラシはブラシ基体７１ａ，７２ａとブラシ繊維７１ｂ，７２ｂを有し、該第一のクリーニングブラシと該第二のクリーニングブラシのいずれか、または両方のクリーニングブラシにおいて、該ブラシ繊維として、太さ、長さ、剛性から選ばれる少なくとも１つが異なる２種以上のブラシ繊維を有する。
【解決手段】トナー像転写後に像担持体表面に残留したトナーを除去するトナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加された第一のクリーニングブラシ７１と、トナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加された第二のクリーニングブラシ７２を備えた画像形成装置において、第一のクリーニングブラシと、第二のクリーニングブラシはブラシ基体７１ａ，７２ａとブラシ繊維７１ｂ，７２ｂを有し、該第一のクリーニングブラシと該第二のクリーニングブラシのいずれか、または両方のクリーニングブラシにおいて、該ブラシ繊維として、太さ、長さ、剛性から選ばれる少なくとも１つが異なる２種以上のブラシ繊維を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体表面に付着した不要なトナーを除去するクリーニング装置を備えた電子写真複写機、ファクシミリ、レーザープリンター等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の画像形成装置では、一般に、像担持体（以下感光体とも称す）上からトナー像を転写した後にその像担持体表面上に残留する不要なトナーをクリーニング装置によって除去する。このクリーニング装置としては、構成が簡単でかつクリーニング性能も優れていることから、クリーニングブレードにより掻き取るブレード方式のものが広く利用されている。ブレード方式は、構成が簡単でかつクリーニング性能も優れている。像担持体表面を機械的に摺擦する力が強いため、画像流れ（画像ボケ）が発生しにくいが、像担持体表面の摩耗や傷を防止することが大きな課題である。
【０００３】
そこで、像担持体表面上のトナーを静電作用によりクリーニングする、磁気ブラシやファーブラシを用いた静電ブラシクリーニング方式が検討されている。
ブレードクリーニング方式に対し、静電ブラシクリーニング方式は、クリーニング維持性が高く、特に高速機において有利である。
【０００４】
電子写真方式の画像形成装置は、一般に、転写工程において像担持体表面上に付着するトナーの極性（正規極性）とは逆極性のバイアスを印加して像担持体表面上のトナーを記録材等の被転写材上に転写する。そのため、転写後の像担持体表面上に残留した転写残トナーの中には、正規極性のままの正規極性トナーと、正規極性とは逆極性に帯電した逆帯電トナーとが存在する。よって、静電クリーニング方式を採用する場合、両極性のトナーを静電的に回収できる構成が有効である。
このため、１個のクリーニングブラシに正の電圧を印加した領域と負の電圧を印加した領域を設けてクリーニングするクリーニング装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、像担持体表面上に付着するトナーの極性を揃え、そのトナーを互いに異なる位置に配置される導電性起毛と絶縁性起毛を有する１本のクリーニングブラシでクリーニングするクリーニング装置が開示されている（特許文献２参照）。
また、特許文献３では、繊維長の異なる複数の種類のパイルがほぼ均一に静電植毛されているブラシローラを、クリーニングローラ、トナー供給ローラ、又は潤滑剤供給ローラ等として利用することが開示されている。繊維長の異なる複数のパイルを均一に静電植毛することにより、毛倒れが生じにくく耐久性を向上させたものであり、像担持体のクリーニングローラとして用いる場合は、１個のクリーニングブラシを用いている。
【０００５】
しかし、近年の画像形成装置では写真画像等の高密度画像が連続して出力されるケースが増えており、このような１個のクリーニングブラシで長期にわたり安定したクリーニングを続けることは難しい。
このため、像担持体表面の負に帯電したトナーを静電的に吸引するため正電荷が印加された第一のクリーニングブラシと、像担持体表面の正に帯電したトナーを静電的に吸引するため負電荷が印加された第二のクリーニングブラシとを備えたクリーニング装置が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
このように、トナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加された第一のクリーニングブラシと、トナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加された第二のクリーニングブラシを配置した構成により、像担持体表面上に残留する不要なトナーを充分に除去することができる。
従って、クリーニングブラシが１個のみであったり、クリーニングブラシが２個以上であったとしてもいずれのクリーニングブラシも一方の極性のバイアス電圧しか印加されないならば、像担持体表面に残留する不要なトナーのうち、いずれか一方の極性を有するトナーは、実質的に除去することできず画質の劣化を招くが、トナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加された第一のクリーニングブラシと、トナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加された第二のクリーニングブラシを配置した構成であれば像担持体表面上に残留する不要なトナーを充分に除去することができる。
【０００７】
しかし、トナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加された第一のクリーニングブラシと、トナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加された第二のクリーニングブラシを配置した構成の静電ブラシクリーニング方式においても、ブレードクリーニング方式と比較して像担持体表面の機械的掻き取り力が低く、帯電器から生じる放電生成物を充分に除去できないことによる画像流れ（画像ボケ）が発生しやすいという課題がある。
また、ブラシクリーニング方式は、一度クリーニング対象物（本発明の場合像担持体）に傷がつくとブラシ繊維がその傷を繰り返しなぞる傾向があることが確認されている。これにより像担持体の傷はスジ状の深い溝となり、ハーフトーン画像の白スジ異常画像が発生しやすくなるという課題がある。
【０００８】
これらの課題に対して、２個のクリーニングブラシのうち感光体回転方向上流側に位置するクリーニングブラシのブラシ繊維１本あたりの先端力が、感光体回転方向下流側に位置するクリーニングブラシのブラシ繊維１本あたりの先端力よりも大きい先端力で前記感光体に接触するように２個のクリーニングブラシを配置する画像形成装置が開示されている（特許文献５参照）。
また、像担持体の回転方向に沿って２個のクリーニングブラシが配置され、トナーが樹脂粒子中に無機微粒子を分散含有させた複合粒子を含むことを特徴とする画像形成方法が開示されている（特許文献６参照）。
また、２個のクリーニングブラシのうち像担持体回転方向下流側に位置するクリーニングブラシ（ブラシ２）が、像担持体回転方向上流側に位置するクリーニングブラシ（ブラシ１）よりも剛性の高い材料を用い、このブラシ２における機械的掻き取り力をブラシ１における機械的掻き取り力よりも強くしたことを特徴とする画像形成装置が開示されている（特許文献７参照）。
上記文献５〜７により、課題の１つである画像流れは解決されたが、画像ブラシ繊維による像担持体の深いスジ状の傷の発生が抑制されず、ハーフトーン画像の白スジ異常画像が発生しやすくなるという課題は今だ解決されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は長期間の使用によっても、ブラシ繊維が繰り返し同じスジ状傷をなぞることにより溝が深くなるスジ状傷による異常画像の発生を防止し、像担持体の長寿命化を可能とする画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。
（１）トナー像転写後に像担持体表面に残留したトナーを除去するトナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加された第一のクリーニングブラシと、
トナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加された第二のクリーニングブラシを備えた画像形成装置において、
第一のクリーニングブラシと、第二のクリーニングブラシはブラシ基体とブラシ繊維を有し、
該第一のクリーニングブラシと該第二のクリーニングブラシのいずれか、または両方のクリーニングブラシにおいて、
該ブラシ繊維として、太さ、長さ、剛性から選ばれる少なくとも１つが異なる２種以上のブラシ繊維を有することを特徴とする画像形成装置。
（２）前記第一と第二のクリーニングブラシが回転可能であり、前記２種以上のブラシ繊維がクリーニングブラシの回転方向に対して不均一に存在していることを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
（３）前記第一と第二のクリーニングブラシが基布に前記ブラシ繊維を植毛したブラシ体を前記ブラシ基体に固定したものであって、
少なくとも、第一のブラシ繊維を有する帯状のブラシ体と、
該第一のブラシ繊維とは太さ、長さ、剛性から選ばれる少なくとも１つが異なる第二のブラシ繊維を有する帯状のブラシ体を、
該ブラシ基体に螺旋状に巻き付け固定したことを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置は、第一のクリーニングブラシと第二のクリーニングブラシのいずれか、または両方のクリーニングブラシにおいて、該ブラシ繊維として、太さ、長さ、剛性から選ばれる少なくとも１つが異なる２種以上のブラシ繊維を有することにより、それらのブラシ繊維のなぞることができる傷が異なるため、像担持体上のスジ状傷の成長を抑制することができる。また、前記第一と第二のクリーニングブラシが回転可能であり、前記２種以上のブラシ繊維がクリーニングブラシの回転方向に対して不均一に存在することにより、同じ傷をなぞる確率が低くなる。この結果、深さ３μｍ以上のスジ状傷が原因となって発生するハーフトーン画像の白スジ画像を抑制することができる。さらに、像担持体がスジ状摩耗ではなくほぼ均一に磨耗するため、像担持体の寿命が長くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の画像形成装置の一例の概略図である。
【図２】本発明の画像形成装置の静電ブラシクリーニング装置と周囲の構成とを示す拡大構成図である。
【図３】ループ状ブラシ体例の概略図である。
【図４】直毛状ブラシ体例の概略図である。
【図５】帯状のブラシ体をブラシ基体に巻きつけることを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の画像形成装置は、トナー像転写後に像担持体表面に残留したトナーを除去するトナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加された第一のクリーニングブラシと、トナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加された第二のクリーニングブラシを備え、第一のクリーニングブラシと、第二のクリーニングブラシはブラシ基体とブラシ繊維を有し、
該第一のクリーニングブラシと該第二のクリーニングブラシのいずれか、または両方のクリーニングブラシにおいて、該ブラシ繊維として、太さ、長さ、剛性から選ばれる少なくとも１つが異なる２種以上のブラシ繊維を有する。
【００１４】
トナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加された第一のクリーニングブラシと、トナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加された第二のクリーニングブラシを配置した構成により、転写後の像担持体表面上に残留した転写残トナー中の、正規極性のままの正規極性トナーと、正規極性とは逆極性に帯電した逆帯電トナーの両方を高速に除去することができる。
トナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加された第一のクリーニングブラシと、トナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加された第二のクリーニングブラシを配置した構成を満足していれば、さらに第三、第四のクリーニングブラシを追加することができる。この場合、追加されたクリーニングブラシのバイアス電圧の極性はどちらでも良い。
【００１５】
図１は本発明の構成を有する画像形成装置の一例を示す。
感光体１はメインモータにより回転駆動されて帯電器２により均一に帯電された後に書き込み装置３により画像露光を受けて静電潜像が形成され、この静電潜像が現像器４で現像されてトナー像となる。この現像器４は現像バイアス電源から現像バイアスが印加され、小粒径のトナーにより感光体１上の静電潜像を現像する。感光体１上のトナー像は給紙装置から送られてきた転写紙へ転写チャージャ５により転写され、この転写紙は分離チャージャ６により感光体１から分離されて定着器によりトナー像が定着される。また、感光体１は転写紙分離後に静電ブラシクリーニング装置７により残留トナーが除去され、除電器８により除電されて再使用可能となる。静電ブラシクリーニング装置７は、２個のクリーニングブラシとして、第一のクリーニングブラシ７１及び第二のクリーニングブラシ７２を備えている。クリーニング時には、図示しない電源（印加手段）によって第一のクリーニングブラシにはトナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加され、第二のクリーニングブラシにはトナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加される。図１においては第一のクリーニングブラシが第二のクリーニングブラシよりも感光体回転方向上流側に配置されているが、第二のクリーニングブラシを第一のクリーニングブラシよりも上流側に配置しても良い。
【００１６】
図２は、静電ブラシクリーニング装置７と周囲構成とを示す拡大構成図である。同図において、静電ブラシクリーニング装置７は、第一のクリーニングブラシ７１及び第二のクリーニングブラシ７２を備えている。また、２個のクリーニングブラシそれぞれに当接する第一の回収ローラ７３及び第二の回収ローラ７４を備え、それぞれ設けられた図示しない電源（印加手段）によって電圧が印加される。また、各回収ローラに当接する第一のスクレーパ７５及び第二のスクレーパ７６を備え、さらに図示しない搬送コイル等を備えている。
【００１７】
第一のクリーニングブラシ７１及び第二クリーニングブラシ７２は、感光体１の軸線方向と平行な姿勢で延在する第一のブラシ基体７１ａ及び第二のブラシ基体７２ａと、これの周面に植毛された無数の第一のブラシ繊維７１ｂ及び第二のブラシ繊維７２ｂからなる。そして、図示しない軸受（保持手段）によって、回転しながらブラシの先端を感光体１に摺擦せしめることと、ブラシ繊維が保持する電荷の静電的な作用で、転写残トナーを感光体１表面上から掻き取りながら、ブラシ表面に転位させる。よって、第一のクリーニングブラシ７１及び第二のクリーニングブラシ７２は、感光体１表面に付着しているトナーを自らの表面に転位させて、感光体１表面からトナーを除去するクリーニング部材として機能している。
【００１８】
第一の回収ローラ７３及び第二の回収ローラ７４は、そのローラ基材がステンレスなどの金属、あるいは導電性に優れた樹脂材料からなる。そして、ローラ部の両端面からそれぞれ突出している軸部材がケーシングに設けられた図示しない軸受に受けられることで、第一のクリーニングブラシ７１及び第二のクリーニングブラシ７２にそれぞれ接触するようになっている。
【００１９】
第一の回収ローラ７３及び第二の回収ローラ７４の下方にそれぞれ配設された第一のスクレーパ７５及び第二のスクレーパ７６は、その一端側が片持ち支持され、且つ自由端側を第一の回収ローラ７３及び第二の回収ローラ７４に突き当てている。
第一のクリーニングブラシ７１に到達した転写残トナーのうち、正規極性トナーは、第一クリーニングブラシ７１の回転の摺擦と、第一のブラシ繊維７１ｂが保持するトナーの極性とは逆極性の電荷の静電的な作用とにより、感光体１表面上から除去され、第一のブラシ繊維７１ｂに転移する。
【００２０】
一方、第一のクリーニングブラシ７１に到達した転写残トナーのうち、正規極性とは逆極性に帯電した逆帯電トナーは、第一のクリーニングブラシ７１で除去されず、第二のクリーニングブラシ７２に到達する。
第二のクリーニングブラシ７２に到達した逆帯電トナーは、第二のクリーニングブラシ７２の回転の摺擦と、第二のブラシ繊維７２ｂが保持するトナーの極性とは逆極性の電荷の静電的な作用とにより、感光体１表面上から除去され、第二のブラシ繊維７２ｂに転移する。
【００２１】
ここで、第一のクリーニングブラシと第二のクリーニングブラシのいずれか、または両方が、少なくとも２種以上の異なる太さのブラシ繊維を有することにより、繊維の太さによりなぞることができる傷が異なるため、スジ状傷の成長を抑制することができる。また、前記第一と第二のクリーニングブラシが回転可能であり、前記２種以上のブラシ繊維がクリーニングブラシの回転方向に対して不均一に存在することにより、同じ傷をなぞる確率が低くなる。この結果、深さ３μｍ以上のスジ状傷が原因となって発生するハーフトーン画像の白スジ画像を抑制することができる。さらに、像担持体がスジ状摩耗ではなくほぼ均一に磨耗するため、像担持体の寿命が長くなる。
２種以上の異なる太さのブラシ繊維を有する場合、最も太い繊維の太さは４〜９デシテックス、最も細い繊維の太さは０．５〜６デシテックスが好ましい。
【００２２】
また、第一のクリーニングブラシと第二のクリーニングブラシのいずれか、または両方が、少なくとも２種以上の異なる長さのブラシ繊維を有することにより、直毛状の場合、短い繊維は先端のエッジ部分が像担持体と接触し傷を成長させる可能性がある。このため、短い繊維のみの場合、傷を深い溝に成長させてしまう。長い繊維は中ほどの腹の部分が像担持体と接触するため傷に入り込まない。このため、長い繊維が短い繊維と同じ傷の部分をなぞっても傷を成長させない。また、長い繊維は短い繊維でできた溝の角を欠けさせる。このため、像担持体がスジ状摩耗ではなくほぼ均一に磨耗し、深さ３μｍ以上のスジ状傷が原因となって発生するハーフトーン画像の白スジ画像を抑制することができる。長い繊維のみの場合、傷を成長させないが掻き取り力が不十分であり、画像流れが発生する。ループ状の場合、短いループは掻き取り力が強く傷を成長させる可能性が高い。このため、短いループのみの場合、深さ３μｍ以上のスジ状傷が原因となって発生するハーフトーン画像の白スジ画像が発生する。長いループは掻き取り力が弱く、傷を成長させたとしても短いループより遅くなる。長いループのみの場合、傷の成長は著しく遅くなるが掻き取り力が不十分であり、画像流れが発生する。
２種以上の異なる長さのブラシ繊維を有する場合、最も長い繊維の長さは４〜１０ｍｍ、最も短い繊維の長さは２〜８ｍｍが好ましい。
また、像担自体に最も短いブラシ繊維が少なくとも１ｍｍ以上接するように配置することが好ましい。
【００２３】
また、第一のクリーニングブラシと第二のクリーニングブラシのいずれか、または両方が、少なくとも２種以上の異なる剛性のブラシ繊維を有することにより、繊維１本あたりの掻き取り力が異なるため、短いループと長いループを用いた場合と同じ作用をする。剛性の高い繊維はヤング率の高いブラシ繊維を選択し、剛性の低い繊維はヤング率の低い繊維を選択することで、剛性の異なる２種類以上のブラシ繊維を用いることができる。
２種以上の異なる剛性のブラシ繊維を有する場合、最も剛性が高い繊維のヤング率は１０００〜２００００Ｎ／ｍｍ、最も剛性の低い繊維のヤング率は１００〜２０００Ｎ／ｍｍが好ましい。
【００２４】
さらに、前記第一のクリーニングブラシと第二のクリーニングブラシが回転可能であり、前記２種以上のブラシ繊維が回転方向に対して不均一に存在していることが好ましく、特に、剛性の低いブラシ繊維の長さが長く、剛性の高いブラシ繊維の長さが短い繊維が回転方向に不均一に存在している場合、スジ状傷の成長をより抑制することができる。
本発明において２種以上のブラシ繊維がクリーニングブラシの回転方向に対して不均一に存在しているとは、回転方向において、異種のブラシ繊維のそれぞれの領域が境界を以て接している状態を言う。
また、クリーニングブラシが１回転する際の異なるブラシ繊維の感光体への接触割合は任意に設定できるが、３０:７０〜７０：３０が好ましい。
【００２５】
ブラシ繊維は、例えば、６，６６，１２等のナイロン繊維、ポリビニルアルコール繊維、塩化ビニル繊維、塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、ポリプロピレン繊維、各種ポリエチレン繊維、ＰＴＦＥ，ＦＥＰ，ＰＦＡ，ＥＴＦＥ等のフッ素樹脂繊維、ＰＥＮ，ＰＥＴ等のポリエステル繊維、アクリル繊維、アラミド繊維、ポリイミド繊維等の合成繊維、レーヨン系繊維やキュプラ繊維等の再生繊維、アセテート繊維、さらに、絹や羊毛の動物繊維、綿や麻等の植物繊維などが用いられる。より好ましくは、アクリル系繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維である。これらを用いることにより、繊維の太さ、長さ、剛性の制御が簡便になるばかりでなく、安価で耐久性にも優れたクリーニングブラシを得ることができる。
【００２６】
本発明のクリーニングブラシの製法は、例えば、合成樹脂等からなる基布にブラシ繊維を植毛したブラシ体をシャフト等の基体に固定する。植毛方法は、織り込み、静電植毛等が例示できるが、これに限定されない。織り込みの場合、繊維先端はループ状でも直毛状でも良い（図３と図４）。
上記ブラシ体と基体とを両面接着テープや接着剤等により接着固定し、基体に合わせてブラシ体の端部を切断することにより、クリーニングブラシが得られる。固定方法は接着に限らず基布の一部を溶解させてシャフトに固定（溶着）するなど、なんでも良い。
【００２７】
具体的には、例えば（図５）、第一の繊維径からなるブラシ繊維を有するブラシ体１０４と、第一の繊維径よりも太い第二の繊維径からなるブラシ繊維を有するブラシ体１０３を用意する。それぞれ帯状にカットし、ブラシ体１０４とブラシ体１０３を組み合わせてシャフト等の基体に螺旋状に隙間無く巻き付け固定する。
あるいは、繊維径の異なるブラシ繊維Ｃとブラシ繊維Ｄを用意し、交互に基布に編みこみ、ブラシ体Ｃを得る。これを帯状にカットし、シャフト等の基体に螺旋状に隙間無く巻き付け固定する。
また、直接シャフトに２種以上の異なるブラシ繊維を静電植毛してもよい。この場合、例えば、繊維径の異なるブラシ繊維Ｅとブラシ繊維Ｆを用意し、接着層を設けたシャフトに静電植毛する。
前記シャフト等の基体に螺旋状に巻きつける帯状のブラシ体としては、幅が２〜３０ｍｍであることが好ましい。
【実施例】
【００２８】
（電子写真感光体の作製）
導電性支持体として、外径３０ｍｍのアルミニウムシリンダー上に、下記組成の下引き層用塗工液、電荷発生層用塗工液、および電荷輸送層用塗工液を、浸漬塗布によって順次塗布、乾燥し、３．５μｍの下引き層、０．２μｍの電荷発生層、２２μｍの電荷輸送層を形成した。
【００２９】
［下引き層用塗工液の組成］
・アルキッド樹脂 ６質量部
（ベッコゾール１３０７−６０−ＥＬ、大日本インキ化学工業製）
・メラミン樹脂 ４質量部
（スーパーベッカミン Ｇ−８２１−６０、大日本インキ化学工業製）
・酸化チタン ４０質量部
（ＣＲ−ＥＬ：石原産業）
・メチルエチルケトン ５０質量部
【００３０】
［電荷発生層用塗工液の組成］
下記処方において、ビスアゾ顔料とメチルエチルケトンの固形分１０％溶液をジルコニアボールで１０日間ボールミル分散した。この顔料分散液を、残りの材料を混合溶解した溶液に加え、よく攪拌した後、１０００メッシュのステンレスメッシュでろ過し、塗工液を作製した。
・下記構造のビスアゾ顔料
【化１】
・ポリビニルブチラール（ＸＹＨＬ、ＵＣＣ製） ０．５質量部
・シクロヘキサノン ２００質量部
・メチルエチルケトン ８０質量部
【００３１】
［電荷輸送層用塗工液の組成］
・ビスフェノールＺポリカーボネート １０質量部
（パンライトＴＳ−２０５０、帝人化成製）
・下記構造式の低分子電荷輸送物質 ７質量部
【化２】
・テトラヒドロフラン １００質量部
・１％シリコーンオイルのテトラヒドロフラン溶液 １質量部
（ＫＦ５０−１００ＣＳ、信越化学工業製）
【００３２】
（クリーニングブラシの作製）
織り込み法にて、下記繊維からなるループ状ブラシ体を作製した。
ブラシ体１：
繊維太さ６デシテックス、繊維長４ｍｍ、ヤング率５０００Ｎ／ｍｍ、ナイロン製
ブラシ体２：
繊維太さ２デシテックス、繊維長４ｍｍ、ヤング率５０００Ｎ／ｍｍ、アクリル製
ブラシ体３：
繊維太さ３デシテックス、繊維長６ｍｍ、ヤング率５０００Ｎ／ｍｍ、ポリエステル製
ブラシ体４：
繊維太さ３デシテックス、繊維長３ｍｍ、ヤング率５０００Ｎ／ｍｍ、ポリエステル製
ブラシ体５：
繊維太さ３デシテックス、繊維長４ｍｍ、ヤング率９０００Ｎ／ｍｍ、アクリル製
ブラシ体６：
繊維太さ３デシテックス、繊維長４ｍｍ、ヤング率１０００Ｎ／ｍｍ、ナイロン製
ブラシ体７：
繊維太さ３デシテックス、繊維長３ｍｍ、ヤング率９０００Ｎ／ｍｍ、アクリル製
ブラシ体８：
繊維太さ３デシテックス、繊維長６ｍｍ、ヤング率１０００Ｎ／ｍｍ、ナイロン製
ブラシ体９：
繊維太さ３デシテックス、繊維長４ｍｍ、ヤング率５０００Ｎ／ｍｍ、ポリエステル製
【００３３】
クリーニングブラシＡ：
幅１０ｍｍの帯状にカットしたブラシ体１とブラシ体２を組み合わせ、φ５ｍｍの真鍮製ロッド棒に図５のごとく巻き付け接着剤を用いて貼り付けて固定し、クリーニングブラシＡを作製した。
【００３４】
クリーニングブラシＢ：
幅１０ｍｍの帯状にカットしたブラシ体３とブラシ体４を組み合わせ、φ５ｍｍの真鍮製ロッド棒に図５のごとく巻き付け接着剤を用いて貼り付けて固定し、クリーニングブラシＢを作製した。
【００３５】
クリーニングブラシＣ：
幅１０ｍｍの帯状にカットしたブラシ体５とブラシ体６を組み合わせ、φ５ｍｍの真鍮製ロッド棒に図５のごとく巻き付け接着剤を用いて貼り付けて固定し、クリーニングブラシＣを作製した。
【００３６】
クリーニングブラシＤ：
幅１０ｍｍの帯状にカットしたブラシ体７とブラシ体８を組み合わせ、φ５ｍｍの真鍮製ロッド棒に図５のごとく巻き付け接着剤を用いて貼り付けて固定し、クリーニングブラシＤを作製した。
【００３７】
クリーニングブラシＥ：
幅１０ｍｍの帯状にカットしたブラシ体９を、φ５ｍｍの真鍮製ロッド棒に巻き付け接着剤を用いて貼り付けて固定し、クリーニングブラシＥを作製した。
【００３８】
クリーニングブラシＦ：
幅１０ｍｍの帯状にカットしたブラシ体８を、φ５ｍｍの真鍮製ロッド棒に巻き付け接着剤を用いて貼り付けて固定し、クリーニングブラシＦを作製した。
【００３９】
（実施例１）
リコー製IPSiO color 8200改造機に、感光体と、第一のクリーニングブラシとして「クリーニングブラシＡ」、第二のクリーニングブラシとして「クリーニングブラシＡ」を、第一のクリーニングブラシが感光体の回転方向に対し上流側になるようにセットし、１０万枚連続通紙を行った後、画像品質を評価した。
【００４０】
（実施例２〜４と、比較例１〜２）
第一のクリーニングブラシと第二のクリーニングブラシを表１に示すように組み合わせてセットした以外は、実施例１と同様に評価をおこなった。
【００４１】
【表１】
【００４２】
画像品質評価は、作像環境２２℃〜２４℃／５２％〜５８％ＲＨにてハーフトーン画像の濃ムラ評価をおこない、ついで２９℃〜３１℃／８７％〜９３％ＲＨにて画像流れ評価をおこなった。
評価結果を表２に示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】
実施例１については、クリーニングブラシが２種の異なる太さのブラシ繊維を有することにより、繊維の太さによりなぞることができる感光体の傷が異なるため、スジ状傷の成長を抑制することができ、ハーフトーン画像の白スジ画像を抑制することができた。
実施例２については、クリーニングブラシが２種の異なる長さのブラシ繊維を有することにより、長い繊維は短い繊維でできた感光体のスジ傷の溝の角を欠けさせることができ、深い溝状のスジ状傷が原因となって発生するハーフトーン画像の白スジ画像を抑制することができた。
実施例３については、クリーニングブラシが２種の異なる剛性のブラシ繊維を有することにより、帯電器から生じる感光体上の放電生成物を充分に除去でき、かつ、感光体の深い溝状のスジ状傷の成長を抑制できるため、ハーフトーン画像の白スジ画像を抑制することができた。
実施例１〜３については、ハーフトーン画像の濃度ムラがわずかに発生したが、画質的には全く問題の無いレベルである。画像流れについては発生しなかった。
【００４５】
実施例４については、クリーニングブラシが、剛性が低く繊維長が長いブラシ繊維と、剛性が高く繊維長さが短いブラシ繊維が回転方向に不均一に存在しているため、感光体のスジ状傷の成長をより抑制することができ、ハーフトーン画像の白スジ画像をより抑制することができた。
実施例４については、ハーフトーン画像の濃度ムラと画像流れのいずれについても、発生しなかった。
【００４６】
実施例５と実施例６については、１個のクリーニングブラシが２種の異なる太さのブラシ繊維を有することにより、繊維の太さによりなぞることができる感光体の傷が異なるためスジ状傷の成長を抑制することができたが、もう１個のクリーニングブラシが１種のブラシ繊維からなるため、実施例１と比較すると効果が弱い。１種のブラシ繊維からなるクリーニングブラシの繊維の太さや長さや剛性により、さらに長期使用した場合にハーフトーン画像の濃度ムラか、画像流れに影響することが懸念されるが、従来技術（比較例）より改善されている。
実施例５については、ハーフトーン画像にスジ状の濃度ムラがやや発生したが、画質的には問題の無いレベルである。画像流れについては発生しなかった。
実施例６については、ハーフトーン画像の濃度ムラがわずかに発生したが、画質的には全く問題の無いレベルである。画像流れについてはわずかに発生したが、画像的には問題の無いレベルである。
【００４７】
比較例１については、帯電器から生じる放電生成物を充分に除去できる１種のブラシ繊維からなる２個のクリーニングブラシにより、画像ボケの発生はないが、ブラシ繊維が同じ傷を何度もなぞるため、ハーフトーン画像に白スジ状の濃度ムラが現れた。
比較例２については、感光体の傷を成長させにくい１種のブラシ繊維からなる２個のクリーニングブラシを用いることで、比較例１と比較して感光体の深い溝状のスジ状傷の成長は抑制できているが、１種の繊維により、一度傷がつくと繰り返しなぞる現象は抑制されていないため、本発明のクリーニングブラシよりハーフトーン画像の濃度ムラが発生したが、画質的には問題の無いレベルである。また、帯電器から生じる放電生成物を充分に除去できないため、画像流れが発生した。
比較例３については、帯電器から生じる放電生成物を充分に除去できる１種のブラシ繊維からなる第一のクリーニングブラシと、感光体の傷を成長させにくい１種のブラシ繊維からなる第二のクリーニングブラシを用いても、それぞれが１種のブラシ繊維で構成されるため、一度傷がつくと繰り返しなぞる現象は抑制されていない。したがって、第一のクリーニングブラシと第二のクリーニングブラシがなぞる傷はそれぞれ別の傷である確率は高くなるが、第一のクリーニングブラシは同じ傷を繰り返しなぞってしまう。第二のクリーニングブラシも同様である。このため、スジ状の傷の成長は抑制できず、ハーフトーン画像に白スジ状の濃度ムラが現れた。また、帯電器から生じる放電生成物を充分に除去できないため、比較例２と比較して画像流れが発生しやすくなった。画像流れについてはわずかに発生したが、画像的には問題の無いレベルである。
【符号の説明】
【００４８】
１：感光体
２：帯電器
３：光書き込み装置
４：現像器
５：転写チャージャ
６：分離チャージャ
７：静電クリーニング装置
８：除電器
７１：第一のクリーニングブラシ
７１ａ：第一のブラシ基体
７１ｂ：第一のブラシ繊維
７２：第二のクリーニングブラシ
７２ａ：第二のブラシ基体
７２ｂ：第二のブラシ繊維
７３：第一の回収ローラー
７４：第二の回収ローラー
７５：第一のスクレーパー
７６：第二のスクレーパー
１００：基布
１０１：ループ状繊維
１０２：直毛状繊維
１０３：ブラシ体Ａ
１０４：ブラシ体Ｂ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４９】
【特許文献１】特開昭６０−１２８４８１号公報
【特許文献２】特開２００８−３０９８２２号公報
【特許文献３】特開２００８−１２２４８４号公報
【特許文献４】特開平４−３３０４８２号公報
【特許文献５】特開２００５−１７４１６号公報
【特許文献６】特開２００６−２５１４００号公報
【特許文献７】特開２００９−３６９５６号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体表面に付着した不要なトナーを除去するクリーニング装置を備えた電子写真複写機、ファクシミリ、レーザープリンター等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の画像形成装置では、一般に、像担持体（以下感光体とも称す）上からトナー像を転写した後にその像担持体表面上に残留する不要なトナーをクリーニング装置によって除去する。このクリーニング装置としては、構成が簡単でかつクリーニング性能も優れていることから、クリーニングブレードにより掻き取るブレード方式のものが広く利用されている。ブレード方式は、構成が簡単でかつクリーニング性能も優れている。像担持体表面を機械的に摺擦する力が強いため、画像流れ（画像ボケ）が発生しにくいが、像担持体表面の摩耗や傷を防止することが大きな課題である。
【０００３】
そこで、像担持体表面上のトナーを静電作用によりクリーニングする、磁気ブラシやファーブラシを用いた静電ブラシクリーニング方式が検討されている。
ブレードクリーニング方式に対し、静電ブラシクリーニング方式は、クリーニング維持性が高く、特に高速機において有利である。
【０００４】
電子写真方式の画像形成装置は、一般に、転写工程において像担持体表面上に付着するトナーの極性（正規極性）とは逆極性のバイアスを印加して像担持体表面上のトナーを記録材等の被転写材上に転写する。そのため、転写後の像担持体表面上に残留した転写残トナーの中には、正規極性のままの正規極性トナーと、正規極性とは逆極性に帯電した逆帯電トナーとが存在する。よって、静電クリーニング方式を採用する場合、両極性のトナーを静電的に回収できる構成が有効である。
このため、１個のクリーニングブラシに正の電圧を印加した領域と負の電圧を印加した領域を設けてクリーニングするクリーニング装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、像担持体表面上に付着するトナーの極性を揃え、そのトナーを互いに異なる位置に配置される導電性起毛と絶縁性起毛を有する１本のクリーニングブラシでクリーニングするクリーニング装置が開示されている（特許文献２参照）。
また、特許文献３では、繊維長の異なる複数の種類のパイルがほぼ均一に静電植毛されているブラシローラを、クリーニングローラ、トナー供給ローラ、又は潤滑剤供給ローラ等として利用することが開示されている。繊維長の異なる複数のパイルを均一に静電植毛することにより、毛倒れが生じにくく耐久性を向上させたものであり、像担持体のクリーニングローラとして用いる場合は、１個のクリーニングブラシを用いている。
【０００５】
しかし、近年の画像形成装置では写真画像等の高密度画像が連続して出力されるケースが増えており、このような１個のクリーニングブラシで長期にわたり安定したクリーニングを続けることは難しい。
このため、像担持体表面の負に帯電したトナーを静電的に吸引するため正電荷が印加された第一のクリーニングブラシと、像担持体表面の正に帯電したトナーを静電的に吸引するため負電荷が印加された第二のクリーニングブラシとを備えたクリーニング装置が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
このように、トナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加された第一のクリーニングブラシと、トナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加された第二のクリーニングブラシを配置した構成により、像担持体表面上に残留する不要なトナーを充分に除去することができる。
従って、クリーニングブラシが１個のみであったり、クリーニングブラシが２個以上であったとしてもいずれのクリーニングブラシも一方の極性のバイアス電圧しか印加されないならば、像担持体表面に残留する不要なトナーのうち、いずれか一方の極性を有するトナーは、実質的に除去することできず画質の劣化を招くが、トナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加された第一のクリーニングブラシと、トナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加された第二のクリーニングブラシを配置した構成であれば像担持体表面上に残留する不要なトナーを充分に除去することができる。
【０００７】
しかし、トナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加された第一のクリーニングブラシと、トナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加された第二のクリーニングブラシを配置した構成の静電ブラシクリーニング方式においても、ブレードクリーニング方式と比較して像担持体表面の機械的掻き取り力が低く、帯電器から生じる放電生成物を充分に除去できないことによる画像流れ（画像ボケ）が発生しやすいという課題がある。
また、ブラシクリーニング方式は、一度クリーニング対象物（本発明の場合像担持体）に傷がつくとブラシ繊維がその傷を繰り返しなぞる傾向があることが確認されている。これにより像担持体の傷はスジ状の深い溝となり、ハーフトーン画像の白スジ異常画像が発生しやすくなるという課題がある。
【０００８】
これらの課題に対して、２個のクリーニングブラシのうち感光体回転方向上流側に位置するクリーニングブラシのブラシ繊維１本あたりの先端力が、感光体回転方向下流側に位置するクリーニングブラシのブラシ繊維１本あたりの先端力よりも大きい先端力で前記感光体に接触するように２個のクリーニングブラシを配置する画像形成装置が開示されている（特許文献５参照）。
また、像担持体の回転方向に沿って２個のクリーニングブラシが配置され、トナーが樹脂粒子中に無機微粒子を分散含有させた複合粒子を含むことを特徴とする画像形成方法が開示されている（特許文献６参照）。
また、２個のクリーニングブラシのうち像担持体回転方向下流側に位置するクリーニングブラシ（ブラシ２）が、像担持体回転方向上流側に位置するクリーニングブラシ（ブラシ１）よりも剛性の高い材料を用い、このブラシ２における機械的掻き取り力をブラシ１における機械的掻き取り力よりも強くしたことを特徴とする画像形成装置が開示されている（特許文献７参照）。
上記文献５〜７により、課題の１つである画像流れは解決されたが、画像ブラシ繊維による像担持体の深いスジ状の傷の発生が抑制されず、ハーフトーン画像の白スジ異常画像が発生しやすくなるという課題は今だ解決されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は長期間の使用によっても、ブラシ繊維が繰り返し同じスジ状傷をなぞることにより溝が深くなるスジ状傷による異常画像の発生を防止し、像担持体の長寿命化を可能とする画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。
（１）トナー像転写後に像担持体表面に残留したトナーを除去するトナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加された第一のクリーニングブラシと、
トナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加された第二のクリーニングブラシを備えた画像形成装置において、
第一のクリーニングブラシと、第二のクリーニングブラシはブラシ基体とブラシ繊維を有し、
該第一のクリーニングブラシと該第二のクリーニングブラシのいずれか、または両方のクリーニングブラシにおいて、
該ブラシ繊維として、太さ、長さ、剛性から選ばれる少なくとも１つが異なる２種以上のブラシ繊維を有することを特徴とする画像形成装置。
（２）前記第一と第二のクリーニングブラシが回転可能であり、前記２種以上のブラシ繊維がクリーニングブラシの回転方向に対して不均一に存在していることを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
（３）前記第一と第二のクリーニングブラシが基布に前記ブラシ繊維を植毛したブラシ体を前記ブラシ基体に固定したものであって、
少なくとも、第一のブラシ繊維を有する帯状のブラシ体と、
該第一のブラシ繊維とは太さ、長さ、剛性から選ばれる少なくとも１つが異なる第二のブラシ繊維を有する帯状のブラシ体を、
該ブラシ基体に螺旋状に巻き付け固定したことを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置は、第一のクリーニングブラシと第二のクリーニングブラシのいずれか、または両方のクリーニングブラシにおいて、該ブラシ繊維として、太さ、長さ、剛性から選ばれる少なくとも１つが異なる２種以上のブラシ繊維を有することにより、それらのブラシ繊維のなぞることができる傷が異なるため、像担持体上のスジ状傷の成長を抑制することができる。また、前記第一と第二のクリーニングブラシが回転可能であり、前記２種以上のブラシ繊維がクリーニングブラシの回転方向に対して不均一に存在することにより、同じ傷をなぞる確率が低くなる。この結果、深さ３μｍ以上のスジ状傷が原因となって発生するハーフトーン画像の白スジ画像を抑制することができる。さらに、像担持体がスジ状摩耗ではなくほぼ均一に磨耗するため、像担持体の寿命が長くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の画像形成装置の一例の概略図である。
【図２】本発明の画像形成装置の静電ブラシクリーニング装置と周囲の構成とを示す拡大構成図である。
【図３】ループ状ブラシ体例の概略図である。
【図４】直毛状ブラシ体例の概略図である。
【図５】帯状のブラシ体をブラシ基体に巻きつけることを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の画像形成装置は、トナー像転写後に像担持体表面に残留したトナーを除去するトナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加された第一のクリーニングブラシと、トナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加された第二のクリーニングブラシを備え、第一のクリーニングブラシと、第二のクリーニングブラシはブラシ基体とブラシ繊維を有し、
該第一のクリーニングブラシと該第二のクリーニングブラシのいずれか、または両方のクリーニングブラシにおいて、該ブラシ繊維として、太さ、長さ、剛性から選ばれる少なくとも１つが異なる２種以上のブラシ繊維を有する。
【００１４】
トナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加された第一のクリーニングブラシと、トナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加された第二のクリーニングブラシを配置した構成により、転写後の像担持体表面上に残留した転写残トナー中の、正規極性のままの正規極性トナーと、正規極性とは逆極性に帯電した逆帯電トナーの両方を高速に除去することができる。
トナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加された第一のクリーニングブラシと、トナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加された第二のクリーニングブラシを配置した構成を満足していれば、さらに第三、第四のクリーニングブラシを追加することができる。この場合、追加されたクリーニングブラシのバイアス電圧の極性はどちらでも良い。
【００１５】
図１は本発明の構成を有する画像形成装置の一例を示す。
感光体１はメインモータにより回転駆動されて帯電器２により均一に帯電された後に書き込み装置３により画像露光を受けて静電潜像が形成され、この静電潜像が現像器４で現像されてトナー像となる。この現像器４は現像バイアス電源から現像バイアスが印加され、小粒径のトナーにより感光体１上の静電潜像を現像する。感光体１上のトナー像は給紙装置から送られてきた転写紙へ転写チャージャ５により転写され、この転写紙は分離チャージャ６により感光体１から分離されて定着器によりトナー像が定着される。また、感光体１は転写紙分離後に静電ブラシクリーニング装置７により残留トナーが除去され、除電器８により除電されて再使用可能となる。静電ブラシクリーニング装置７は、２個のクリーニングブラシとして、第一のクリーニングブラシ７１及び第二のクリーニングブラシ７２を備えている。クリーニング時には、図示しない電源（印加手段）によって第一のクリーニングブラシにはトナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加され、第二のクリーニングブラシにはトナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加される。図１においては第一のクリーニングブラシが第二のクリーニングブラシよりも感光体回転方向上流側に配置されているが、第二のクリーニングブラシを第一のクリーニングブラシよりも上流側に配置しても良い。
【００１６】
図２は、静電ブラシクリーニング装置７と周囲構成とを示す拡大構成図である。同図において、静電ブラシクリーニング装置７は、第一のクリーニングブラシ７１及び第二のクリーニングブラシ７２を備えている。また、２個のクリーニングブラシそれぞれに当接する第一の回収ローラ７３及び第二の回収ローラ７４を備え、それぞれ設けられた図示しない電源（印加手段）によって電圧が印加される。また、各回収ローラに当接する第一のスクレーパ７５及び第二のスクレーパ７６を備え、さらに図示しない搬送コイル等を備えている。
【００１７】
第一のクリーニングブラシ７１及び第二クリーニングブラシ７２は、感光体１の軸線方向と平行な姿勢で延在する第一のブラシ基体７１ａ及び第二のブラシ基体７２ａと、これの周面に植毛された無数の第一のブラシ繊維７１ｂ及び第二のブラシ繊維７２ｂからなる。そして、図示しない軸受（保持手段）によって、回転しながらブラシの先端を感光体１に摺擦せしめることと、ブラシ繊維が保持する電荷の静電的な作用で、転写残トナーを感光体１表面上から掻き取りながら、ブラシ表面に転位させる。よって、第一のクリーニングブラシ７１及び第二のクリーニングブラシ７２は、感光体１表面に付着しているトナーを自らの表面に転位させて、感光体１表面からトナーを除去するクリーニング部材として機能している。
【００１８】
第一の回収ローラ７３及び第二の回収ローラ７４は、そのローラ基材がステンレスなどの金属、あるいは導電性に優れた樹脂材料からなる。そして、ローラ部の両端面からそれぞれ突出している軸部材がケーシングに設けられた図示しない軸受に受けられることで、第一のクリーニングブラシ７１及び第二のクリーニングブラシ７２にそれぞれ接触するようになっている。
【００１９】
第一の回収ローラ７３及び第二の回収ローラ７４の下方にそれぞれ配設された第一のスクレーパ７５及び第二のスクレーパ７６は、その一端側が片持ち支持され、且つ自由端側を第一の回収ローラ７３及び第二の回収ローラ７４に突き当てている。
第一のクリーニングブラシ７１に到達した転写残トナーのうち、正規極性トナーは、第一クリーニングブラシ７１の回転の摺擦と、第一のブラシ繊維７１ｂが保持するトナーの極性とは逆極性の電荷の静電的な作用とにより、感光体１表面上から除去され、第一のブラシ繊維７１ｂに転移する。
【００２０】
一方、第一のクリーニングブラシ７１に到達した転写残トナーのうち、正規極性とは逆極性に帯電した逆帯電トナーは、第一のクリーニングブラシ７１で除去されず、第二のクリーニングブラシ７２に到達する。
第二のクリーニングブラシ７２に到達した逆帯電トナーは、第二のクリーニングブラシ７２の回転の摺擦と、第二のブラシ繊維７２ｂが保持するトナーの極性とは逆極性の電荷の静電的な作用とにより、感光体１表面上から除去され、第二のブラシ繊維７２ｂに転移する。
【００２１】
ここで、第一のクリーニングブラシと第二のクリーニングブラシのいずれか、または両方が、少なくとも２種以上の異なる太さのブラシ繊維を有することにより、繊維の太さによりなぞることができる傷が異なるため、スジ状傷の成長を抑制することができる。また、前記第一と第二のクリーニングブラシが回転可能であり、前記２種以上のブラシ繊維がクリーニングブラシの回転方向に対して不均一に存在することにより、同じ傷をなぞる確率が低くなる。この結果、深さ３μｍ以上のスジ状傷が原因となって発生するハーフトーン画像の白スジ画像を抑制することができる。さらに、像担持体がスジ状摩耗ではなくほぼ均一に磨耗するため、像担持体の寿命が長くなる。
２種以上の異なる太さのブラシ繊維を有する場合、最も太い繊維の太さは４〜９デシテックス、最も細い繊維の太さは０．５〜６デシテックスが好ましい。
【００２２】
また、第一のクリーニングブラシと第二のクリーニングブラシのいずれか、または両方が、少なくとも２種以上の異なる長さのブラシ繊維を有することにより、直毛状の場合、短い繊維は先端のエッジ部分が像担持体と接触し傷を成長させる可能性がある。このため、短い繊維のみの場合、傷を深い溝に成長させてしまう。長い繊維は中ほどの腹の部分が像担持体と接触するため傷に入り込まない。このため、長い繊維が短い繊維と同じ傷の部分をなぞっても傷を成長させない。また、長い繊維は短い繊維でできた溝の角を欠けさせる。このため、像担持体がスジ状摩耗ではなくほぼ均一に磨耗し、深さ３μｍ以上のスジ状傷が原因となって発生するハーフトーン画像の白スジ画像を抑制することができる。長い繊維のみの場合、傷を成長させないが掻き取り力が不十分であり、画像流れが発生する。ループ状の場合、短いループは掻き取り力が強く傷を成長させる可能性が高い。このため、短いループのみの場合、深さ３μｍ以上のスジ状傷が原因となって発生するハーフトーン画像の白スジ画像が発生する。長いループは掻き取り力が弱く、傷を成長させたとしても短いループより遅くなる。長いループのみの場合、傷の成長は著しく遅くなるが掻き取り力が不十分であり、画像流れが発生する。
２種以上の異なる長さのブラシ繊維を有する場合、最も長い繊維の長さは４〜１０ｍｍ、最も短い繊維の長さは２〜８ｍｍが好ましい。
また、像担自体に最も短いブラシ繊維が少なくとも１ｍｍ以上接するように配置することが好ましい。
【００２３】
また、第一のクリーニングブラシと第二のクリーニングブラシのいずれか、または両方が、少なくとも２種以上の異なる剛性のブラシ繊維を有することにより、繊維１本あたりの掻き取り力が異なるため、短いループと長いループを用いた場合と同じ作用をする。剛性の高い繊維はヤング率の高いブラシ繊維を選択し、剛性の低い繊維はヤング率の低い繊維を選択することで、剛性の異なる２種類以上のブラシ繊維を用いることができる。
２種以上の異なる剛性のブラシ繊維を有する場合、最も剛性が高い繊維のヤング率は１０００〜２００００Ｎ／ｍｍ、最も剛性の低い繊維のヤング率は１００〜２０００Ｎ／ｍｍが好ましい。
【００２４】
さらに、前記第一のクリーニングブラシと第二のクリーニングブラシが回転可能であり、前記２種以上のブラシ繊維が回転方向に対して不均一に存在していることが好ましく、特に、剛性の低いブラシ繊維の長さが長く、剛性の高いブラシ繊維の長さが短い繊維が回転方向に不均一に存在している場合、スジ状傷の成長をより抑制することができる。
本発明において２種以上のブラシ繊維がクリーニングブラシの回転方向に対して不均一に存在しているとは、回転方向において、異種のブラシ繊維のそれぞれの領域が境界を以て接している状態を言う。
また、クリーニングブラシが１回転する際の異なるブラシ繊維の感光体への接触割合は任意に設定できるが、３０:７０〜７０：３０が好ましい。
【００２５】
ブラシ繊維は、例えば、６，６６，１２等のナイロン繊維、ポリビニルアルコール繊維、塩化ビニル繊維、塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、ポリプロピレン繊維、各種ポリエチレン繊維、ＰＴＦＥ，ＦＥＰ，ＰＦＡ，ＥＴＦＥ等のフッ素樹脂繊維、ＰＥＮ，ＰＥＴ等のポリエステル繊維、アクリル繊維、アラミド繊維、ポリイミド繊維等の合成繊維、レーヨン系繊維やキュプラ繊維等の再生繊維、アセテート繊維、さらに、絹や羊毛の動物繊維、綿や麻等の植物繊維などが用いられる。より好ましくは、アクリル系繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維である。これらを用いることにより、繊維の太さ、長さ、剛性の制御が簡便になるばかりでなく、安価で耐久性にも優れたクリーニングブラシを得ることができる。
【００２６】
本発明のクリーニングブラシの製法は、例えば、合成樹脂等からなる基布にブラシ繊維を植毛したブラシ体をシャフト等の基体に固定する。植毛方法は、織り込み、静電植毛等が例示できるが、これに限定されない。織り込みの場合、繊維先端はループ状でも直毛状でも良い（図３と図４）。
上記ブラシ体と基体とを両面接着テープや接着剤等により接着固定し、基体に合わせてブラシ体の端部を切断することにより、クリーニングブラシが得られる。固定方法は接着に限らず基布の一部を溶解させてシャフトに固定（溶着）するなど、なんでも良い。
【００２７】
具体的には、例えば（図５）、第一の繊維径からなるブラシ繊維を有するブラシ体１０４と、第一の繊維径よりも太い第二の繊維径からなるブラシ繊維を有するブラシ体１０３を用意する。それぞれ帯状にカットし、ブラシ体１０４とブラシ体１０３を組み合わせてシャフト等の基体に螺旋状に隙間無く巻き付け固定する。
あるいは、繊維径の異なるブラシ繊維Ｃとブラシ繊維Ｄを用意し、交互に基布に編みこみ、ブラシ体Ｃを得る。これを帯状にカットし、シャフト等の基体に螺旋状に隙間無く巻き付け固定する。
また、直接シャフトに２種以上の異なるブラシ繊維を静電植毛してもよい。この場合、例えば、繊維径の異なるブラシ繊維Ｅとブラシ繊維Ｆを用意し、接着層を設けたシャフトに静電植毛する。
前記シャフト等の基体に螺旋状に巻きつける帯状のブラシ体としては、幅が２〜３０ｍｍであることが好ましい。
【実施例】
【００２８】
（電子写真感光体の作製）
導電性支持体として、外径３０ｍｍのアルミニウムシリンダー上に、下記組成の下引き層用塗工液、電荷発生層用塗工液、および電荷輸送層用塗工液を、浸漬塗布によって順次塗布、乾燥し、３．５μｍの下引き層、０．２μｍの電荷発生層、２２μｍの電荷輸送層を形成した。
【００２９】
［下引き層用塗工液の組成］
・アルキッド樹脂 ６質量部
（ベッコゾール１３０７−６０−ＥＬ、大日本インキ化学工業製）
・メラミン樹脂 ４質量部
（スーパーベッカミン Ｇ−８２１−６０、大日本インキ化学工業製）
・酸化チタン ４０質量部
（ＣＲ−ＥＬ：石原産業）
・メチルエチルケトン ５０質量部
【００３０】
［電荷発生層用塗工液の組成］
下記処方において、ビスアゾ顔料とメチルエチルケトンの固形分１０％溶液をジルコニアボールで１０日間ボールミル分散した。この顔料分散液を、残りの材料を混合溶解した溶液に加え、よく攪拌した後、１０００メッシュのステンレスメッシュでろ過し、塗工液を作製した。
・下記構造のビスアゾ顔料
【化１】
・ポリビニルブチラール（ＸＹＨＬ、ＵＣＣ製） ０．５質量部
・シクロヘキサノン ２００質量部
・メチルエチルケトン ８０質量部
【００３１】
［電荷輸送層用塗工液の組成］
・ビスフェノールＺポリカーボネート １０質量部
（パンライトＴＳ−２０５０、帝人化成製）
・下記構造式の低分子電荷輸送物質 ７質量部
【化２】
・テトラヒドロフラン １００質量部
・１％シリコーンオイルのテトラヒドロフラン溶液 １質量部
（ＫＦ５０−１００ＣＳ、信越化学工業製）
【００３２】
（クリーニングブラシの作製）
織り込み法にて、下記繊維からなるループ状ブラシ体を作製した。
ブラシ体１：
繊維太さ６デシテックス、繊維長４ｍｍ、ヤング率５０００Ｎ／ｍｍ、ナイロン製
ブラシ体２：
繊維太さ２デシテックス、繊維長４ｍｍ、ヤング率５０００Ｎ／ｍｍ、アクリル製
ブラシ体３：
繊維太さ３デシテックス、繊維長６ｍｍ、ヤング率５０００Ｎ／ｍｍ、ポリエステル製
ブラシ体４：
繊維太さ３デシテックス、繊維長３ｍｍ、ヤング率５０００Ｎ／ｍｍ、ポリエステル製
ブラシ体５：
繊維太さ３デシテックス、繊維長４ｍｍ、ヤング率９０００Ｎ／ｍｍ、アクリル製
ブラシ体６：
繊維太さ３デシテックス、繊維長４ｍｍ、ヤング率１０００Ｎ／ｍｍ、ナイロン製
ブラシ体７：
繊維太さ３デシテックス、繊維長３ｍｍ、ヤング率９０００Ｎ／ｍｍ、アクリル製
ブラシ体８：
繊維太さ３デシテックス、繊維長６ｍｍ、ヤング率１０００Ｎ／ｍｍ、ナイロン製
ブラシ体９：
繊維太さ３デシテックス、繊維長４ｍｍ、ヤング率５０００Ｎ／ｍｍ、ポリエステル製
【００３３】
クリーニングブラシＡ：
幅１０ｍｍの帯状にカットしたブラシ体１とブラシ体２を組み合わせ、φ５ｍｍの真鍮製ロッド棒に図５のごとく巻き付け接着剤を用いて貼り付けて固定し、クリーニングブラシＡを作製した。
【００３４】
クリーニングブラシＢ：
幅１０ｍｍの帯状にカットしたブラシ体３とブラシ体４を組み合わせ、φ５ｍｍの真鍮製ロッド棒に図５のごとく巻き付け接着剤を用いて貼り付けて固定し、クリーニングブラシＢを作製した。
【００３５】
クリーニングブラシＣ：
幅１０ｍｍの帯状にカットしたブラシ体５とブラシ体６を組み合わせ、φ５ｍｍの真鍮製ロッド棒に図５のごとく巻き付け接着剤を用いて貼り付けて固定し、クリーニングブラシＣを作製した。
【００３６】
クリーニングブラシＤ：
幅１０ｍｍの帯状にカットしたブラシ体７とブラシ体８を組み合わせ、φ５ｍｍの真鍮製ロッド棒に図５のごとく巻き付け接着剤を用いて貼り付けて固定し、クリーニングブラシＤを作製した。
【００３７】
クリーニングブラシＥ：
幅１０ｍｍの帯状にカットしたブラシ体９を、φ５ｍｍの真鍮製ロッド棒に巻き付け接着剤を用いて貼り付けて固定し、クリーニングブラシＥを作製した。
【００３８】
クリーニングブラシＦ：
幅１０ｍｍの帯状にカットしたブラシ体８を、φ５ｍｍの真鍮製ロッド棒に巻き付け接着剤を用いて貼り付けて固定し、クリーニングブラシＦを作製した。
【００３９】
（実施例１）
リコー製IPSiO color 8200改造機に、感光体と、第一のクリーニングブラシとして「クリーニングブラシＡ」、第二のクリーニングブラシとして「クリーニングブラシＡ」を、第一のクリーニングブラシが感光体の回転方向に対し上流側になるようにセットし、１０万枚連続通紙を行った後、画像品質を評価した。
【００４０】
（実施例２〜４と、比較例１〜２）
第一のクリーニングブラシと第二のクリーニングブラシを表１に示すように組み合わせてセットした以外は、実施例１と同様に評価をおこなった。
【００４１】
【表１】
【００４２】
画像品質評価は、作像環境２２℃〜２４℃／５２％〜５８％ＲＨにてハーフトーン画像の濃ムラ評価をおこない、ついで２９℃〜３１℃／８７％〜９３％ＲＨにて画像流れ評価をおこなった。
評価結果を表２に示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】
実施例１については、クリーニングブラシが２種の異なる太さのブラシ繊維を有することにより、繊維の太さによりなぞることができる感光体の傷が異なるため、スジ状傷の成長を抑制することができ、ハーフトーン画像の白スジ画像を抑制することができた。
実施例２については、クリーニングブラシが２種の異なる長さのブラシ繊維を有することにより、長い繊維は短い繊維でできた感光体のスジ傷の溝の角を欠けさせることができ、深い溝状のスジ状傷が原因となって発生するハーフトーン画像の白スジ画像を抑制することができた。
実施例３については、クリーニングブラシが２種の異なる剛性のブラシ繊維を有することにより、帯電器から生じる感光体上の放電生成物を充分に除去でき、かつ、感光体の深い溝状のスジ状傷の成長を抑制できるため、ハーフトーン画像の白スジ画像を抑制することができた。
実施例１〜３については、ハーフトーン画像の濃度ムラがわずかに発生したが、画質的には全く問題の無いレベルである。画像流れについては発生しなかった。
【００４５】
実施例４については、クリーニングブラシが、剛性が低く繊維長が長いブラシ繊維と、剛性が高く繊維長さが短いブラシ繊維が回転方向に不均一に存在しているため、感光体のスジ状傷の成長をより抑制することができ、ハーフトーン画像の白スジ画像をより抑制することができた。
実施例４については、ハーフトーン画像の濃度ムラと画像流れのいずれについても、発生しなかった。
【００４６】
実施例５と実施例６については、１個のクリーニングブラシが２種の異なる太さのブラシ繊維を有することにより、繊維の太さによりなぞることができる感光体の傷が異なるためスジ状傷の成長を抑制することができたが、もう１個のクリーニングブラシが１種のブラシ繊維からなるため、実施例１と比較すると効果が弱い。１種のブラシ繊維からなるクリーニングブラシの繊維の太さや長さや剛性により、さらに長期使用した場合にハーフトーン画像の濃度ムラか、画像流れに影響することが懸念されるが、従来技術（比較例）より改善されている。
実施例５については、ハーフトーン画像にスジ状の濃度ムラがやや発生したが、画質的には問題の無いレベルである。画像流れについては発生しなかった。
実施例６については、ハーフトーン画像の濃度ムラがわずかに発生したが、画質的には全く問題の無いレベルである。画像流れについてはわずかに発生したが、画像的には問題の無いレベルである。
【００４７】
比較例１については、帯電器から生じる放電生成物を充分に除去できる１種のブラシ繊維からなる２個のクリーニングブラシにより、画像ボケの発生はないが、ブラシ繊維が同じ傷を何度もなぞるため、ハーフトーン画像に白スジ状の濃度ムラが現れた。
比較例２については、感光体の傷を成長させにくい１種のブラシ繊維からなる２個のクリーニングブラシを用いることで、比較例１と比較して感光体の深い溝状のスジ状傷の成長は抑制できているが、１種の繊維により、一度傷がつくと繰り返しなぞる現象は抑制されていないため、本発明のクリーニングブラシよりハーフトーン画像の濃度ムラが発生したが、画質的には問題の無いレベルである。また、帯電器から生じる放電生成物を充分に除去できないため、画像流れが発生した。
比較例３については、帯電器から生じる放電生成物を充分に除去できる１種のブラシ繊維からなる第一のクリーニングブラシと、感光体の傷を成長させにくい１種のブラシ繊維からなる第二のクリーニングブラシを用いても、それぞれが１種のブラシ繊維で構成されるため、一度傷がつくと繰り返しなぞる現象は抑制されていない。したがって、第一のクリーニングブラシと第二のクリーニングブラシがなぞる傷はそれぞれ別の傷である確率は高くなるが、第一のクリーニングブラシは同じ傷を繰り返しなぞってしまう。第二のクリーニングブラシも同様である。このため、スジ状の傷の成長は抑制できず、ハーフトーン画像に白スジ状の濃度ムラが現れた。また、帯電器から生じる放電生成物を充分に除去できないため、比較例２と比較して画像流れが発生しやすくなった。画像流れについてはわずかに発生したが、画像的には問題の無いレベルである。
【符号の説明】
【００４８】
１：感光体
２：帯電器
３：光書き込み装置
４：現像器
５：転写チャージャ
６：分離チャージャ
７：静電クリーニング装置
８：除電器
７１：第一のクリーニングブラシ
７１ａ：第一のブラシ基体
７１ｂ：第一のブラシ繊維
７２：第二のクリーニングブラシ
７２ａ：第二のブラシ基体
７２ｂ：第二のブラシ繊維
７３：第一の回収ローラー
７４：第二の回収ローラー
７５：第一のスクレーパー
７６：第二のスクレーパー
１００：基布
１０１：ループ状繊維
１０２：直毛状繊維
１０３：ブラシ体Ａ
１０４：ブラシ体Ｂ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４９】
【特許文献１】特開昭６０−１２８４８１号公報
【特許文献２】特開２００８−３０９８２２号公報
【特許文献３】特開２００８−１２２４８４号公報
【特許文献４】特開平４−３３０４８２号公報
【特許文献５】特開２００５−１７４１６号公報
【特許文献６】特開２００６−２５１４００号公報
【特許文献７】特開２００９−３６９５６号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像転写後に像担持体表面に残留したトナーを除去するトナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加された第一のクリーニングブラシと、
トナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加された第二のクリーニングブラシを備えた画像形成装置において、
第一のクリーニングブラシと、第二のクリーニングブラシはブラシ基体とブラシ繊維を有し、
該第一のクリーニングブラシと該第二のクリーニングブラシのいずれか、または両方のクリーニングブラシにおいて、
該ブラシ繊維として、太さ、長さ、剛性から選ばれる少なくとも１つが異なる２種以上のブラシ繊維を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第一と第二のクリーニングブラシが回転可能であり、前記２種以上のブラシ繊維がクリーニングブラシの回転方向に対して不均一に存在してい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】
前記第一と第二のクリーニングブラシが基布に前記ブラシ繊維を植毛したブラシ体を前記ブラシ基体に固定したものであって、
少なくとも、
第一のブラシ繊維を有する帯状のブラシ体と、
該第一のブラシ繊維とは太さ、長さ、剛性から選ばれる少なくとも１つが異なる第二のブラシ繊維を有する帯状のブラシ体を、
該ブラシ基体に螺旋状に巻き付け固定したことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項１】
トナー像転写後に像担持体表面に残留したトナーを除去するトナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加された第一のクリーニングブラシと、
トナー帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加された第二のクリーニングブラシを備えた画像形成装置において、
第一のクリーニングブラシと、第二のクリーニングブラシはブラシ基体とブラシ繊維を有し、
該第一のクリーニングブラシと該第二のクリーニングブラシのいずれか、または両方のクリーニングブラシにおいて、
該ブラシ繊維として、太さ、長さ、剛性から選ばれる少なくとも１つが異なる２種以上のブラシ繊維を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第一と第二のクリーニングブラシが回転可能であり、前記２種以上のブラシ繊維がクリーニングブラシの回転方向に対して不均一に存在してい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】
前記第一と第二のクリーニングブラシが基布に前記ブラシ繊維を植毛したブラシ体を前記ブラシ基体に固定したものであって、
少なくとも、
第一のブラシ繊維を有する帯状のブラシ体と、
該第一のブラシ繊維とは太さ、長さ、剛性から選ばれる少なくとも１つが異なる第二のブラシ繊維を有する帯状のブラシ体を、
該ブラシ基体に螺旋状に巻き付け固定したことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２８０１２（Ｐ２０１１−２８０１２Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７３８７５（Ｐ２００９−１７３８７５）
【出願日】平成２１年７月２７日（２００９．７．２７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２７日（２００９．７．２７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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