(57)【要約】【課題】像担持体への再付着を防止できるとともに無極性トナーの除去を行うことができる構成を備えたクリーニング装置を提供する。【解決手段】転写後の像担持体１上に残存するトナーを除去するために用いられるクリーニング装置６であって、上記像担持体１の移動方向に沿って該像担持体１に接触可能な複数のブラシローラ６Ａ、６Ｂを備え、前記複数のブラシローラの一つ６Ａは、導電剤が表面に露出したブラシ繊維を備え、前記ブラシローラの他の一つ６Ｂは、前記導電剤が表面に露出しないで内部に分散されたブラシ繊維を備え、かつ該ブラシ繊維が前記像担持体の移動方向になびくように傾斜させた植毛からなる斜毛状態に構成されていることを特徴とする。【選択図】図１
2010020026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に残存するトナーを除去するために用いられるクリーニング装置であって、
上記像担持体の移動方向に沿って該像担持体に接触可能な複数のブラシローラを備え、
前記複数のブラシローラの一つは、導電剤が表面に露出したブラシ繊維を備え、
前記ブラシローラの他の一つは、前記導電剤が表面に露出しないで内部に分散されたブ
ラシ繊維を備え、かつ該ブラシ繊維が前記像担持体の移動方向になびくように傾斜させた
植毛からなる斜毛状態に構成されていることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
像担持体上に残存するトナーを除去するために用いられるクリーニング装置であって、
上記像担持体の移動方向に沿って該像担持体に接触可能な複数のブラシローラを備え、
前記複数のブラシローラの一つは、導電剤が表面に露出したブラシ繊維を備え、
前記ブラシローラの他の一つは、前記導電剤が表面に露出しないで内部に分散されたブ
ラシ繊維を備え、かつ、該ブラシ繊維がループ状に植毛されていることを特徴とするクリ
ーニング装置。
【請求項３】
前記複数のブラシローラには、それぞれローラが接触するように配置され、該ローラの
うちで、前記ブラシローラの他の一つに接触するローラの表面には絶縁層が設けられてい
ることを特徴とする請求項１または２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記像担持体上に残存するトナーとして、形状係数ＳＦ−１が１００〜１５０に設定さ
れたトナーであることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のクリーニング装置を用いることを特徴とする画像形
成装置。
【請求項６】
異なる色の画像形成が可能な作像部にそれぞれ設けられている感光体にクリーニング装
置が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記作像部からの画像を順次転写される中間転写体を備え、該中間転写体にはクリーニ
ング装置が設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記作像部が設けられ各作像部間に記録紙を搬送するベルト体を備え、該ベルト体にク
リーニング装置が設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装
置。
【請求項９】
感光体にはフィラーを分散させた構成が用いられることを特徴とする請求項６に記載の
画像形成装置。
【請求項１０】
感光体として、充填剤で補強された表面層を有する有機感光体または架橋型電荷輸送材
料を使用した有機感光体あるいはその両方の特性を備えた感光体が用いられることを特徴
とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
感光体として、アモルファスシリコン感光体が用いられることを特徴とする請求項６に
記載の画像形成装置。
【請求項１２】
像担持体として用いられる感光体微外感光体に対する画像形成処理のために用いられる
帯電手段、現像手段およびクリーニング装置のうちのいずれかが纏めてプロセスカートリ
ッジに収容されていることを特徴とする請求項５，９，１０，１１のいずれかに記載の画
像形成装置。
【請求項１３】
前記クリーニング装置には、ブラシローラに接触可能な回収用ローラが設けられ、該回
収用ローラにはトナーの掻き落とし用のブレードが当接して設けられ、該ブレードにおけ
る前記回収用ローラと接するエッジ面には耐摩耗性の被覆層が設けられていることを特徴
とする請求項１または５乃至１２のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニング装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、重合トナー
などの小粒径で真球化されたトナーを対象としたクリーニング構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、複写機やプリンタあるいは印刷機などの画像形成装置においては、潜像
担持体である感光体に対して帯電工程により一様帯電が行われると、画像情報などに基づ
く光書き込み処理によって静電潜像が形成される。
【０００３】
感光体上の静電潜像は、現像装置から供給されるトナーにより可視像処理された後、転
写手段を用いて紙などの記録媒体あるいは中間転写体に転写される。記録媒体への転写は
主にモノクロ画像形成時に行われ、中間転写体への転写はフルカラー画像などの多色画像
を形成する場合に行われる。多色画像形成時には、中間転写体に各色の画像を順次転写し
て重畳画像を記録媒体に対して一括転写する場合と転写ベルト上に記録媒体を吸着保持し
た状態で各色の画像形成ステーションを移動させる過程で各色の画像を重畳転写する場合
とがある。いずれの場合にも、最終複写出力としては記録媒体に転写されたトナー像とい
うことになる。
【０００４】
像担持体には前述した感光体だけでなく、各色の画像形成ステーションにおいて形成さ
れた画像を転写される中間転写体も含まれている。
【０００５】
ところで、現像装置により形成されたトナー像が転写された後の感光体や中間転写体は
、転写残トナーなどの残トナーを除去してクリーニングされるようになっている。クリー
ニングの目的は、残存トナーの存在が、次に転写を受ける記録媒体に対してそのトナーを
転写して地肌汚れを招く原因となるのを防ぐためである。
【０００６】
そこで、従来では、クリーニング処理に用いられる構成として、ブレードクリーニング
方式を用いたものがよく知られている。
【０００７】
ブレードクリーニング方式は、クリーニング対象に対してブレードを当接させて移動し
てくる残存トナーを堰き止めることでクリーニング対象からトナーを掻き取ることができ
る。
【０００８】
ところで、近年では、高解像度の高画質が要求されてきていることから、使用されるト
ナーに関しても、それまで使用されていた粉砕法によるトナーに代えて粒径を小さく揃え
ることができることおよび真球化が可能な重合法によるトナーが用いられるようになって
きている。
【０００９】
重合法によるトナーは、球形化することで転写効率が向上し、転写残トナーとして廃棄
される量が少なくなるという利点があるために多用される傾向にある。以下にその理由に
ついて説明する。
【００１０】
トナーは現像工程で現像バイアスを印加された状態で感光体などの像担持体上に担持さ
れている静電潜像に供給される。
【００１１】
そのときの像担持体上での潜像電位および現像バイアスによって像担持体に付着すると
像担持体表面に作用する主な力として、鏡映力とファンデルワールス力がある。鏡映力は
電荷量とその距離に大きく依存する。
【００１２】
従来の粉砕法によって生成された粉砕トナーはその表面に凹凸があり摩擦帯電により、
凸部が集中的に帯電される。これに対して重合法によって生成された重合トナーはその表
面が球形又は球形に近い形状を有するため表面が均一に帯電される。そして粉砕トナーに
おいては、凸部で接触し非常に近接した領域に多くの電荷が存在するために、鏡映力増大
する。一方重合トナーのよう球形をしていると、接触状態はほとんど点状になり、且つ近
接領域の電荷量も少なく、粉砕トナーに比べて鏡映力が小さくなる。
【００１３】
粉砕トナーを用いた場合には、多くのトナーの中には上記のような凸部で接触するトナ
ーが多数存在し、この場合にはファンデルワールス力は非常に大きくなる。これに対して
、重合トナーは表面形状が球状であるためトナーはほとんど点で接触する。よって、ファ
ンデルワールス力も重合トナーの方が小さくなる。
【００１４】
このように、接触力の観点から、球形に近い重合トナーの場合、感光体に対する鏡映力
、ファンデルワールス力、つまり付着力が小さくなり転写における転写残トナーが少なく
トナー消費量が少なくできて経済的に有利である。
【００１５】
しかし、転写残トナーをクリーニングする場合には、小粒径化されて真球化されている
重合トナーがブレードと像担持体表面との間をすり抜けやすくなる。このため、ブレード
を用いてこの重合法で製造される小径且つ球形のトナーをクリーニングするには、ブレー
ドを強い力（例えば、線圧として１００ｇｆ／ｃｍ以上）で像担持体上に押し付けて堰き
止めることが必要となる。
【００１６】
強い力で押し付けることは、ブレードや像担持体表面層の磨耗が加速される。  
具体的には、感光体ドラム、クリーニングブレードの磨耗等により寿命が極端に短くな
る通常の線圧：２０ｇｆ／ｃｍでの感光体寿命（感光層が１／３程度削れる時の寿命）は
Φ３０で約１００ｋｐ、クリーニングブレード寿命（削れてクリーニング不良が発生する
時の寿命）約１２０ｋｐであるが、上述したように、強い力（線圧：１００ｇｆ／ｃｍ）
で押し付ける時には、感光体の寿命が約２０ｋｐ、でクリーニングブレードの寿命は約２
０ｋｐ程度に低下してしまう。  
更に強い力でブレードを押し付ける為、像担持体を駆動するためのモータトルクも大き
くしなくてはならないなどの欠点がある。
【００１７】
そこで、像担持体へのダメージ低減と小径でかつ円形度の高いトナーをクリーニングす
る方式として静電気力でトナーを吸着させる静電ブラシローラを用いた方式が検討されて
いる（例えば、特許文献１，２）。
【００１８】
上記特許文献には、 残トナーが表面に存在する像担持体の移動方向に沿って像担持体
に接触する回転可能なブラシローラからなるクリーニングブラシを設け、各ブラシローラ
には、クリーニングバイアスが印加されるとともに、このブラシに接触する回収ローラに
印加されている回収用バイアスとの電位差によって、ブラシローラに転移したトナーを回
収する構成が開示されている。この場合、複数のブラシローラには、異なる極性のバイス
電圧が印加されて、図３８に示すように、像担持体上で正負混在するトナーの極性に対応
させてクリーニングできるようにした構成も開示されている。
【００１９】
ここで、上述した特許文献に開示されているような静電クリーニングの原理について説
明すると、次の通りである。  
図３９は、トナーの移動モデルを説明するための図であり、同図において、ブラシロー
ラのブラシ繊維の電位Ｖｂ、回収ローラ表面の電位Ｖｒの関係で示している。トナーは「
−極性」の電荷（ＯＰＣ上：Ｑ１、ブラシ上： Ｑ２、回収ローラ上： Ｑ３としている）
を持っている。そして、それぞれのポテンシャル（電位）Ｖｂ、Ｖｒの差によって形成さ
れる電界によって移動すると考える。図３９では、感光体上からブラシ上への移動を「一
次クリーニング」、ブラシ上から回収ローラ上への移動を「二次クリーニング」とした。
【００２０】
このように、クリーニングブラシおよび回収ローラとの間のポテンシャルの差を利用し
て静電的にトナーを転移させる方式においては、上流側でのブラシローラと下流側でのブ
ラシローラとに印加される電圧の極性を異ならせることで像担持体上に混在している極性
を持つトナーの回収が行えることになる。
【００２１】
【特許文献１】特開２００５−２６５９０７号
【特許文献２】特開２００５−１７７６４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
上述した特許文献に開示されている構成においては、ブラシローラに用いられるブラシ
側に転移したトナーの一部がブラシ繊維から電荷を受けてブラシに印加された電荷と同極
性に転じ、このトナーがブラシから反発して像担持体に再付着する虞がある。
【００２３】
像担持体の移動方向上流側に位置するブラシローラから像担持体に再付着したトナーは
、移動方向下流側に位置するブラシローラが上流側のブラシローラと逆極性のクリーニン
グバイアスであることから下流側のブラシローラに転移させることができる反面、下流側
でのクリーニングブラシにおいても上流側と同様な現象が起こると像担持体に再付着した
トナーを回収する術がなく、像担持体に対するクリーニング不良の原因となる。
【００２４】
この原因として考えられるのは、ブラシ繊維の表面に露出した導電剤がトナーと接触し
、トナーに対する電荷注入が生じるためである。
【００２５】
一方、像担持体上の残トナーには、上述したように正負いずれかの極性を持つものが混
在するだけでなく、電荷を持たないトナーが存在する場合がある。
【００２６】
このような無極性のトナーはバイアスによる静電クリーニング機構を備えているブラシ
ローラでは除去されないことになり、クリーニング不良が生じることもある。
【００２７】
無極性のトナーに対しては、特許文献に開示されている構成により像担持体の移動方向
上流側と下流側とで逆極性の関係を設定することにより上流側で電荷注入されたトナーを
下流側のブラシローラにより除去することが可能となると推察できる。
【００２８】
しかし、トナーに対する電荷注入に用いられるブラシ繊維の構造が上述したように導電
剤とトナーとが接触する構造である以上、先に挙げた像担持体への再付着の問題を完全に
解消することはできない虞がある。
【００２９】
本発明の目的は、上記従来の静電クリーニングを用いるクリーニング装置における問題
に鑑み、像担持体への再付着を防止できるとともに無極性トナーの除去の行うことができ
る構成を備えたクリーニング装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
この目的を達成するため、本発明は、次の構成よりなる。  
（１）像担持体上に残存するトナーを除去するために用いられるクリーニング装置であっ
て、
上記像担持体の移動方向に沿って該像担持体に接触可能な複数のブラシローラを備え、
前記複数のブラシローラの一つは、導電剤が表面に露出したブラシ繊維を備え、
前記ブラシローラの他の一つは、前記導電剤が表面に露出しないで内部に分散されたブ
ラシ繊維を備え、かつ該ブラシ繊維が前記像担持体の移動方向になびくように傾斜させた
植毛からなる斜毛状態に構成されていることを特徴とするクリーニング装置。
（２）像担持体上に残存するトナーを除去するために用いられるクリーニング装置であっ
て、
上記像担持体の移動方向に沿って該像担持体に接触可能な複数のブラシローラを備え、
前記複数のブラシローラの一つは、導電剤が表面に露出したブラシ繊維を備え、
前記ブラシローラの他の一つは、前記導電剤が表面に露出しないで内部に分散されたブ
ラシ繊維を備え、かつ、該ブラシ繊維がループ状に植毛されていることを特徴とするクリ
ーニング装置。
（３）前記複数のブラシローラには、それぞれローラが接触するように配置され、該ロー
ラのうちで、前記ブラシローラの他の一つに接触するローラの表面には絶縁層が設けられ
ていることを特徴とする（１）または（２）に記載のクリーニング装置。
（４）前記像担持体上に残存するトナーとして、形状係数ＳＦ−１が１００〜１５０に設
定されたトナーであることを特徴とする（１）に記載のクリーニング装置。
（５）（１）乃至（４）のいずれかに記載のクリーニング装置を用いることを特徴とする
画像形成装置。
（６）異なる色の画像形成が可能な作像部にそれぞれ設けられている感光体にクリーニン
グ装置が設けられていることを特徴とする（５）に記載の画像形成装置。
（７）前記作像部からの画像を順次転写される中間転写体を備え、該中間転写体にはクリ
ーニング装置が設けられていることを特徴とする（５）または（６）に記載の画像形成装
置。
（８）前記作像部が設けられ各作像部間に記録紙を搬送するベルト体を備え、該ベルト体
にクリーニング装置が設けられていることを特徴とする（５）または（６）に記載の画像
形成装置。
（９）感光体にはフィラーを分散させた構成が用いられることを特徴とする（６）に記載
の画像形成装置。
（１０）感光体として、充填剤で補強された表面層を有する有機感光体または架橋型電荷
輸送材料を使用した有機感光体あるいはその両方の特性を備えた感光体が用いられること
を特徴とする（６）に記載の画像形成装置。
（１１）感光体として、アモルファスシリコン感光体が用いられることを特徴とする（６
）に記載の画像形成装置。
（１２）像担持体として用いられる感光体微外感光体に対する画像形成処理のために用い
られる帯電手段、現像手段およびクリーニング装置のうちのいずれかが纏めてプロセスカ
ートリッジに収容されていることを特徴とする請求項（５）、（９）、（１０）、（１１
）のいずれかに記載の画像形成装置。
（１３）前記クリーニング装置には、ブラシローラに接触可能な回収用ローラが設けられ
、該回収用ローラにはトナーの掻き落とし用のブレードが当接して設けられ、該ブレード
における前記回収用ローラと接するエッジ面には耐摩耗性の被覆層が設けられていること
を特徴とする（１）または（５）乃至（１２）のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、ブラシローラの一つが導電剤を表面に露出させたブラシ繊維を備え、
かつ、ブラシローラの他の一つが導電剤を内部に分散させたブラシ繊維を用い、かつ、該
ブラシ繊維が前記像担持体の移動方向になびくように傾斜させた植毛からなる斜毛状態に
構成されているので、無極性トナーに対しては、ブラシローラの一つで電荷注入されるこ
とにより極性設定された電荷を帯びることができる。これにより、無極性トナーがブラシ
ローラの他の一つによって回収されることができ、しかも、ブラシローラの他の一つとト
ナーとの直接接触がないので、回収されたトナーに対する電荷注入による像担持体へのト
ナーの再付着を防止することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面により本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００３３】
図１は、本発明によるクリーニング装置が適用される画像形成装置を説明するための模
式図である。
【００３４】
図１において、像担持体の一つとして用いられる感光体ドラム１は、図示矢印方向に回
転できるようになっており、その周囲には、回転方向に沿って画像形成処理を実行するた
めの帯電手段２，書き込み装置（図では、光路のみが示されている）３，現像装置４、転
写装置５および本発明に係るクリーニング装置６、除電ランプ７，遮光板８がそれぞれ配
置されている。
【００３５】
帯電手段２には、感光体ドラム１に対して近接することで非接触なローラが用いられて
いる。また、現像装置４内の現像スリーブ４Ｂには、図示しない電源によって現像バイア
スが印加されるようになっている。さらに転写装置５には、図示しない給紙装置から繰り
出される記録紙を挟んで感光体ドラム１と対向するローラが用いられ、転写時には図示し
ない電源から転写バイアスが印加されるようになっている。転写装置５が位置する転写位
置の近傍には、図示しない給紙装置から繰り出された記録紙のレジストタイミングを設定
するレジストローラ９および転写位置への導入搬送ガイド１０が配置されている。
【００３６】
現像装置４は、現像槽４Ａ内で感光体ドラム１に対向している現像スリーブ４Ｂと現像
スリーブに対して攪拌混合により摩擦帯電した現像剤を供給する供給ローラ４Ｃおよび現
像スリーブ４Ｂに担持されている現像剤の層厚を規定するドクターブレード４Ｄとを備え
ている。
【００３７】
クリーニング装置６は、ハウジング内において感光体ドラム１の移動方向に沿って感光
体ドラム１の周面に接触するブラシ繊維を備えた複数のブラシローラ６Ａ、６Ｂが配置さ
れている。便宜上、符号６Ａで示したブラシローラを第１のブラシローラと称し、符号６
Ｂで示したブラシローラを第２のブラシローラと称する。
【００３８】
第１，第２のブラシローラ６Ａ、６Ｂには、感光体ドラム１から遠ざかる側の周面に回
収ローラ６Ａ１，６Ｂ１が接触するように配置されており、さらに、回収ローラ６Ａ１，
６Ｂ１には回収ローラクリーニングブレード６Ａ２，６Ｂ２が先端エッジを接触させるよ
うに配置されている。
【００３９】
第１，第２のブラシローラ６Ａ、６Ｂ、回収ローラ６Ａ１，６Ｂ１および回収ローラク
リーニングブレード６Ａ２、６Ｂ２にはそれぞれ感光体ドラム１の移動方向上流側と下流
側とで逆極性となるバイアス電圧を印加するための電源６０，６０’、６１，６１’、６
２，６２’がそれぞれ接続されている。
【００４０】
以上のような構成の画像形成装置においては、現像装置４に用いられるトナーとして、
形状係数ＳＦ−１が１００〜１５０に設定されたトナーが用いられる。
【００４１】
図２は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的
に表した図である。
【００４２】
形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表さ
れる。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積Ａ
ＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
【００４３】
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・式（１）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほ
ど不定形になる。
【００４４】
また、形状係数ＳＦ−２は、トナー形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）
で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積
ＡＲＥＡで除して、１００／４πを乗じた値である。
【００４５】
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）・・・式（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大き
くなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
【００４６】
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でト
ナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析し
て計算した。
【００４７】
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状
態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また
、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ
−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するとともに転写手段に付着した場合
のクリーニング性も低下するため好ましくない。
【００４８】
画像形成装置において実行される画像形成処理は、次の通りである。なお、本実施形態
での画像形成処理は、Ｎ／Ｐ（ネガポジ：電位の低いところにトナーが付着する）反転現
像を対象としている。
【００４９】
図示しない操作部のプリントボタンが押されると、帯電手段２、現像装置４での現像ス
リーブ４Ｂ、転写装置５，クリーニング装置６での各電源６０，６０’、６１，６１’、
６２，６２’に対して所定の電圧または電流が順次所定タイミングで印加され、これに合
わせて感光体ドラム１，帯電装置２，現像装置４および転写装置が起動され、それぞれ図
示矢印方向に回転する。
【００５０】
感光体ドラム１は、帯電装置によって一様に負極帯電され（−７００Ｖ）、書き込み装
置３からのレーザ光による書き込み光によって画像情報などに対応した静電潜像が形成さ
れる。この場合の黒ベタ部での潜像電位は、−１２０Ｖとされている。なお、感光体ドラ
ム１の線速は２０５ｍｍ／ｓｅｃに設定されている。
【００５１】
感光体ドラム１に形成された静電潜像は、現像装置４の現像スリーブ４Ｂに形成されて
いる磁気ブラシに接触することでブラシ中のトナーが現像バイスである−４５０Ｖとの間
での電位ポテンシャルによってトナーが静電的に吸引されることでトナー像として可視像
処理される。
【００５２】
トナー像は、レジストローラ９を介して繰り出された記録紙に対して転写装置５の転写
バイアス（＋１８μＡ）によって記録紙上に転写される。トナー像を転写された記録紙は
分離爪１１によって感光体ドラム１から搬送路１２に向け分離されると、図示しない定着
装置に向け搬送されてトナー像が定着される。
【００５３】
転写後の感光体ドラム１は、クリーニング装置６によって転写残トナーなどの残トナー
をクリーニングされ、除電ランプ７によって除電された後、再度、帯電装置２により一様
帯電されることで次の画像形成処理に備えられる。
【００５４】
クリーニング装置６では、感光体ドラム１の移動方向上流側および下流側に配置されて
いる第１，第２のブラシローラ６Ａ、６Ｂへの逆極性のバイアス電圧の印加を利用して感
光体ドラム１上に残存するトナーに正負両極性のものが存在している場合でも各ブラシロ
ーラにおいて除去できるようになっている。
【００５５】
つまり、第１のブラシローラ６Ａには、正極性のＤＣ電圧（例えば、＋２５０Ｖ）が印
加されており、感光体ドラム１上で「−極性」、「＋極性」が混在している残トナー内の
うちで「−極性」のトナーを静電的に吸着し、そして、無極性の残トナーには電荷注入に
よって「＋極性」を設定するようになっている。この状態は、図３８に示した転写残トナ
ーの極性が全て「＋極性」に転じた状態に相当する。
【００５６】
第２のブラシローラ６Ｂには、第１のブラシローラ６Ａとは逆極性である負極性のＤＣ
電圧（例えば、−４５０Ｖ）が印加されており、第１のブラシローラ６Ａのバイアス電圧
の印加により正極性に揃えられた残トナーが静電的に吸着されるようになっている。
【００５７】
第１，第２のブラシローラ６Ａ、６Ｂに静電吸着された残トナーは、これらブラシロー
ラ６Ａ、６Ｂよりも高いバイアス電圧（絶対値が高い）を印加された回収ローラとの間の
電位勾配によって回収ローラ６Ａ１，６Ｂ１側に転移し、さらに回収ローラクリーニング
ブレード６Ａ２、６Ｂ２により回収ローラ６Ａ１，６Ｂ１から掻き取られてトナー排出ス
クリュー６Ｄにより機外に排出あるいは現像装置４に再循環される。
【００５８】
このように、本実施形態においては、第１のブラシローラ６Ａにおいて、自身に印加さ
れている極性と逆極性の残トナーの回収と同時に感光体ドラム１上の残トナーの極性を揃
えることで、第２のブラシローラ６Ｂにおいて揃えられた極性と逆極性のバイアス印加に
より残トナーの回収できるようにするとともに、無極性のトナーに対しても、極性を設定
することで第２のブラシローラ６Ｂによって回収させることができる。これにより、感光
体ドラム１上の残トナーの極性状態の如何に関わらず、残トナーを効率よく回収してクリ
ーニング不良を解消することが可能となる。
【００５９】
回収ローラ６Ａ１，６Ｂ１は、ブラシローラ６Ａ、６Ｂに付着した残トナーを、電位勾
配を利用して静電吸着する部材であるので、感光体ドラム１とは異なり光導電性にとらわ
れる必要がないので材料は任意に選択できるものである。このため、回収ローラ６Ａ１，
６Ｂ１の表面を摩擦係数の小さい材料でコーティングしたり、金属ローラに低摩擦係数を
持つ絶縁性チューブを捲装することで球形トナーが用いられた場合でも容易に回収ローラ
クリーニングブレード６Ａ２，６Ｂ１によって掻き落とせるようにすることができる。
【００６０】
なお、転写とクリーニングの間にプレクリーニングコロトロンと除電ランプを配設して
も良い。
【００６１】
プレクリーニングコロトロンには、軸方向に沿って張設された放電ワイヤーを覆うよう
にケーシングが設けられており、このケーシングはその断面形状が感光体ドラム１の像担
持面へ向かって開口する「コ」字状に形成されている。ここで、プレクリーニングコロト
ロンは、クリーニング装置の作動時に、転写完了後に像担持面上に残った転写残トナーを
「−極性」へ帯電し、転写残トナーの帯電極性の分布を全体として「−極性」へシフトさ
せる。また除電ランプは、除電光を像担持面へ照射することにより、像担持体表面の電荷
を中和し、像担持面からの転写残トナーの除去を容易にすることができ、これによってク
リーニング不良の解消をより効果的に行うことができる。
【００６２】
以上のような構成において、本実施形態でのクリーニング装置に用いられ部材の特性に
関する考察を以下に説明する。
【００６３】
考察対象は、ブラシローラ、回収ローラおよび回収ローラクリーニングブレードの構成
による残トナーに対する電荷注入特性への影響である。
【００６４】
まず、環境変化によるトナーの帯電量分布への影響について説明する。  
トナー帯電量分布は、ホソカワミクロン  Ｅ−ＳＰＡＲＴアナライザで測定した。この
帯電量分布は、感光体ドラム１上に付着したトナーをエアーで吹き飛ばして測定部に落下
させ、トナー１個ずつの粒径と電荷量を測定し、ｘ軸に「電荷量/トナー粒径」、ｙ軸に
「頻度（％）＝予め設定した「電荷量/トナー粒径」のヒストグラムの帯の範囲にある数
（個）／サンプル全数（個）×１００」を算出しグラフ化したものである。
【００６５】
帯電量分布と環境変化として温度、湿度を変化させた場合との結果を図３〜５に示す。
図３は、使用環境が高温高湿（３０℃、９０％）、常温常湿（２０℃、５０％）、低温
低湿（１０℃、１５％）での現像後トナーの帯電量を示している。現像装置４内でのトナ
ーは、攪拌されることで摩擦帯電されるので、湿度が高くなると帯電効率が低下して帯電
量が低下する。この結果から、帯電量分布は、常温常湿の場合に比べて「０」に近づき、
低温低湿であれば、常温常湿に比べて「０」から遠ざかることがわかる。
【００６６】
図４は、高温高湿時、図５は低温低湿時での現像後トナーと転写後の残トナーの帯電量
分布を示している。図４に示す高温高湿時は、図３に示した常温常湿時に比べて転写後の
残トナーにおいて「＋」極性のトナーが増加した分布となっており、図５に示す低温低湿
時は、図３に示した常温常湿時に比べて転写後の残トナーにおいて「−」極性のトナーが
増加した分布となっている。
【００６７】
帯電量分布に関しては、環境だけでなく、使用される記録紙の厚さなどの転写条件によ
っても影響される。
【００６８】
本実施形態においては、上述した残トナーの帯電量分布に対してブラシローラでの電荷
注入効率の改善を図っている。以下、これについて説明する。
【００６９】
ブラシローラ６Ａ、６Ｂは、ブラシ繊維が導電性芯金の外周面に植毛されて構成され、
例えば、図６に示すように、第１，第２のブラシローラ６Ａ、６Ｂのブラシ繊維が直毛状
態に静電植毛などを用いて導電性芯金外周面に植毛されたり、あるいは図示しないが、倒
れた状態に相当する斜毛状態に植毛されている場合がある。
【００７０】
図６に示すように、感光体ドラム１と第１，第２のブラシローラ６Ａ、６Ｂとの接触位
置（図中、符号Ｅ，Ｆで示す位置）において、残トナーがブラシローラに接触すると、残
トナーの帯電量が低い場合にはブラシローラからの電荷注入により容易に極性反転してし
まい、感光体ドラム１に向けて再付着されてクリーニングが不完全となるクリーニング不
良を発生させる虞がある。つまり、図６においては、「＋」極性のバイアス電圧を印加さ
れた第１のブラシローラ６Ａにより残トナーのうちでバイアス電圧の極性と逆極性のトナ
ーが静電的に吸着される一方、Ｅ部での電荷注入により残トナーの一部が「＋」極性に反
転して感光体ドラム１に向かうように反発し、感光体ドラム１に再付着する。
【００７１】
第２のブラシローラ６Ｂと感光体ドラム１とが接触するＥ部では、第２のブラシローラ
６Ｂによるバイアス電圧の極性に応じて残トナーが「−」極性に転じてしまい、これによ
っても感光体ドラム１に再付着させる虞がある。このため、電荷注入を限りなく少なくし
て極性反転を引き起こさないようにすることが必要である。
【００７２】
ブラシローラによる残トナーへの電荷注入に用いられるブラシ繊維は、図７，８に示す
ように、導電剤がブラシ繊維の全体あるいは表層に分散されているものが多用されている
（例えば、東レＳＡ−７などの商品名で販売されているブラシ繊維）。このような導電剤
の分散構成を備えたブラシ繊維を用いた場合には、残トナーと導電剤との接触確率が増加
して残トナーへの電流が流れ込みやすくなる虞がある。従って、残トナーへの電流が流れ
込みやすい構成では、ブラシローラに印加されている電圧極性に転じやすくなり、これに
よって感光体ドラム１への再付着が生じやすくなる。
【００７３】
一方、上述した表層部に導電剤が分散された構成に代えて、ブラシ繊維の内部に導電剤
を位置させた構成が考えられる。
【００７４】
図９，１０は、この構成を示す図であり、同図に示すブラシ繊維は、鞘構造として、中
心部に導電剤を偏在させ、表層部を絶縁層とすることにより表層部での残トナーと導電剤
との接触を回避できるようになっている。
【００７５】
しかし、導電剤を中心部に偏在させた構成において、このブラシ繊維を直毛状態に植毛
した場合には、図１１に示すように、ブラシ繊維の断面において導電剤が露出し、この導
電剤に残トナーが接触すると残トナーへの電荷注入が発生する。
【００７６】
図１１に示した直毛状態で植毛されたブラシ繊維を用いた場合には、図６において符号
Ｅで示す電荷注入位置では、ブラシ繊維の導電剤と残トナーとが直接接触してしまい、残
トナーへの電荷注入による残トナーの極性反転、特に帯電量の低い残トナーでの極性反転
が発生し、感光体ドラム１への再付着が起こることになり、クリーニング不良となる。
【００７７】
帯電量の高い残トナーに対してもブラシ繊維の導電剤からの電荷注入が起こるが、帯電
量が高いために極性反転は起こらず、感光体ドラム１の移動方向下流側に位置するクリー
ニングブラシ６Ｂに向けて移動する。
【００７８】
図６に示した構成において電荷注入位置の他の一つである符号Ｆで示す位置においても
、符号Ｅで示した電荷注入位置での現象が生じる。つまり、ブラシローラ６Ａ、６Ｂに接
触している回収ローラＡ１，６Ｂ１には、ブラシローラ６Ａ、６Ｂに対するバイアス電圧
と逆極性のバイアス電圧が印加されているが、帯電量に低い残トナーがブラシローラ側か
ら回収ローラ側に転移しないで回収ローラのバイアス電圧の極性に転じてしまい、結果と
して、回収ローラ側から反発してブラシローラ側に再付着してしまう。ブラシローラ側に
再付着した残トナーは、上述した理由により感光体ドラム１に再付着してクリーニング不
良を起こす。
【００７９】
本発明者は、図６に示したブラシローラ（ブラシ繊維が直毛状態に植毛されている構成
）を用いた場合に、符号Ｅ，Ｆで示した位置において残トナーへの電荷注入が発生してい
ることを実験により確認した。
【００８０】
図１２は、図６の構成において、第１のブラシローラ６Ａおよびこれに対して設けられ
ている回収ローラ６Ａ１および回収ローラクリーニングブレード６Ａ２のみを残して、転
写装置５を除外し、現像後トナーをほぼ１００％「−」極性として第１のクリーニングブ
ラシ６Ａによるクリーニング状態を実験するための構成である。なお、図１２においては
、図１における第２のブラシローラおよび回収ローラそして回収ローラクリーニングブレ
ードと同じ表記となっているが、機能上、第１のブラシローラ６Ａをはじめとする部材と
同じであるので、便宜上、そのまま代用し、符号のみを変更して示している。
【００８１】
図１２に示す構成において用いるトナー像先端が第１のブラシローラ６Ａと感光体ドラ
ム１との接触部から第１のブラシローラ６Ａの周長の２倍分（２回転）を過ぎた時点で感
光体ドラム１を停止し、第１のブラシローラ６Ａの２周目に相当する時点での感光体ドラ
ム１上のトナーの付着量、いわゆる、クリーニング残ＩＤ（ｑ／ｄ）分布を計測した。
【００８２】
この構成による実験結果は、図１３において「実験結果１」と表示した結果の通りであ
る。
【００８３】
次に、図６において符号Ｆで示した位置での電荷注入に関しても実験した。この実験に
用いる構成は、図１４に示されているように、図１２に示した構成を対象として、ブラシ
ローラ６Ａのみを残し、実験条件は図１２に示した場合と同様である。この実験結果は、
図１３において「実験結果２」と表示した結果の通りである。
【００８４】
図１３に示す実験結果において、横軸は、ブラシローラあるいは回収ローラへの印加電
圧を示し、縦軸はクリーニング残ＩＤ（残トナー濃度）である。
【００８５】
縦軸のクリーニング残ＩＤは、クリーニングブラシ６Ａの後方で感光体ドラム１上のト
ナーをスコッチテープ（商品名）でテープ転写し、紙上に貼り付け、それを分光測色計（
Ｘ−ｒｉｔｅ社製Ｘライト９３８）で測定する。
【００８６】
そして、クリーニング残ＩＤは、スコッチテープ（商品名）でテープのみを紙に貼り付
け分光測色計で測定し、感光体ドラム１上の反射濃度からスコッチテープでテープのみの
分を引いた値として求める。
【００８７】
クリーニング残ＩＤとトナーの個数とは相関関係があり、トナー個数が多いとクリーニ
ング残ＩＤの値も増加するので、クリーニングされなかったトナーの量に相当するクリー
ニング残ＩＤの値からクリーニング特性を判断することができる。
【００８８】
図１２に示した構成では、＋３００Ｖまでは印加電圧に伴いクリーニング残ＩＤが小さ
くなるが、＋４００Ｖを超えるとＩＤが大きくなり、図１４に示した構成では、＋２００
Ｖまでは印加電圧に伴いＩＤが小さくなるが、＋４００Ｖを超えるとＩＤが大きくなるこ
とが判明した。
【００８９】
このように、感光体の移動方向上流側に位置する第１のブラシローラ６Ａおよび下流側
に位置する第２のブラシローラ６Ｂのブラシ繊維を鞘構造として直毛状態で植毛した構成
を対象とした場合には、ブラシローラと感光体ドラムとの接触位置（符号Ｅで示す位置）
およびブラシローラと回収ローラとが接触する位置に置いて残トナーへの電荷注入が発生
して残トナーの極性変化による逆転移が起こることが明確となる。
【００９０】
そこで、図１５に示すように、断面が残トナーと接触しないように、植毛状態を直毛で
はなく、倒れた状態に相当する斜毛状態（図１５（Ａ）参照）あるいはループ状態（図１
５（Ｂ）参照）とすることで、導電剤と残トナーとの直接的な接触を回避することができ
る。この場合のブラシ繊維の材質としては、ナイロン、ポリエステル（特に、ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ））、アクリル酸樹脂、レーヨンなどの絶縁材が用いられる。
【００９１】
このような構成のブラシ繊維のうちで、図９，図１０に示した鞘構造とされて図１６に
示す斜毛状態としたブラシ繊維を備えたブラシローラ６Ａを用いて図１４に示した場合と
同様な条件（図１６に示すブラシローラ６Ａが斜毛状態である構成）によりクリーニング
残ＩＤを実験したところ、その結果は図１３において「実験結果３」と表示してある結果
が得られた。
【００９２】
図１３に示す実験結果において、図１６に示した構成では、＋４００Ｖまでは印加電圧
に対応してクリーニング残ＩＤが低くなる一方、＋４００Ｖを超えると、クリーニング残
ＩＤは小さい状態を維持している。
【００９３】
この実験結果からいえることは、印加電圧を高くした時のクリーニング残ＩＤ増加分の
トナーは全てブラシの印加電圧極性側、つまり電荷注入されたトナーであり、今回の実験
では図１３中の５００Ｖ以上のクリーニング残ＩＤは、ほとんどが「＋極性」トナーであ
った。
【００９４】
逆に印加電圧が低い方のクリーニング残ＩＤは、トナーへの電界が小さいことが原因で
クリーニングできないトナーであり、図１３中の２００Ｖ（図１２の構成では１００Ｖ）
以下のクリーニング残ＩＤのトナーは、ほとんどが「−極性」トナーであった。
【００９５】
図１３の結果において、電荷注入がそれぞれ感光体ドラム１とブラシローラとの間、お
よびブラシローラと回収ローラとの間で発生していることは明確であり、これに対して、
図１６に示した構成、つまり、鞘構造で斜毛状態に植毛されたブラシ繊維を用いるブラシ
ローラの場合には、ほとんど電荷注入が発生していないことが明確となる。なお、図１６
には、回収ローラがないが、ブラシローラと回収ローラとの間の電荷注入も低減されるこ
とは明らかである。
【００９６】
トナーへの電荷注入を抑制する方法としては、ブラシローラのブラシ繊維の構成だけで
はなく、ブラシローラに接触する回収ローラの構成を電荷注入しにくい構成とすることで
も可能である。以下、これについて説明する。
【００９７】
図１７，図１８は、図１２に示した構成を対象として、回収ローラ６Ａ１，６Ｂ１の構
成として、表面が導電体、抵抗体および絶縁体とした場合を設定し、ブラシローラに向け
進入する残トナー、つまり現像後トナーの極性をほぼ１００％「−」極性に設定した上で
、図１３に示す結果を得る場合と同様な実験を行った結果である。
【００９８】
図１７は回収ローラの表層が導電体と抵抗体の場合を示し、図１８は回収ローラの表層
が絶縁体である場合をそれぞれ示している。表層を導電体とする場合には、表層部材とし
てＳＵＳが用いられ、表層を抵抗体とする場合には表層部材としてＰＤＶＦが用いられ、
表層を絶縁体とする場合には、表層部材としてアクリルコートされたものが用いられる。
【００９９】
図１７，１８の結果から、回収ローラの表層が導電体や抵抗体である場合には、＋１０
０Ｖまでは印加電圧に伴いクリーニング残ＩＤが小さいものの、その印加電圧を超えると
クリーニング残ＩＤが増加している。
【０１００】
一方、回収ローラの表層が絶縁体である場合には、印加電圧の増加にかかわらず、クリ
ーニング残ＩＤは小さいまま維持されている。この結果から、回収ローラに導電体や抵抗
体が表層に用いられた場合、図１３に示した結果と同様に、ブラシローラあるいは回収ロ
ーラからの電荷注入が発生しているといえる。
【０１０１】
ここで、回収ローラの表層を導電体や抵抗体とした場合でも印加電圧を調整することで
絶縁性ではなくてもクリーニング残ＩＤを小さくできると考えることもできるが、トナー
の帯電量が環境変化に依存して変化するものであることを考慮すると、この考えを踏襲す
るには無理がある。
【０１０２】
つまり、トナーの帯電量分布は、図３〜５において説明したように、環境変化によって
異なる。このため、環境変化に対応した印加電圧の調整は即応できない以上、無理といえ
る。
【０１０３】
また、回収ローラの表層を絶縁性にしただけでは、クリーニング性の低下を招くので、
回収ローラの表面に電荷を供給する必要がある。電荷の供給は、電圧を印加した部材を回
収ローラの表面に接触させるだけでは効率が悪いので、放電により電荷を供給する必要が
ある。この場合の構成としては、コロナ放電、電圧を印加した部材を回収ローラ表面に近
接させて放電するなどの構成が用いられる。
【０１０４】
回収ローラ６Ａ１，６Ｂ１に用いられる絶縁層の材質としては、ＰＶＤＦチューブ、Ｐ
ＦＡチューブ、ＰＩチューブ、アクリルコート、シリコンコート（例えば、シリコン粒子
を含有したＰＣ（ポリカーボネイト）をコート）、セラミックス、フッ素コーティングな
どがある、コート（被覆）層の厚みは、適宜選択されるものであるが、例えば、アクリル
コートの場合には、３〜２０μｍ程度が設定される。
【０１０５】
回収ローラ６Ａ１、６Ｂ１に接触する回収ローラクリーニングブレード６Ａ１、６Ｂ１
は、耐摩耗性向上のために、回収ローラのコート（被覆）層と同様なアクリルコートなど
を施してもよい、このようなコートを用いることで、ブレードエッジでの摩擦係数が小さ
くなり、回収ローラとブレードエッジとの接触状態を安定させてクリーニングも安定して
行えるようにすることができる。
【０１０６】
さらに、ブラシローラの直径や回収ローラの直径は、感光体ドラムの外径や記録紙紙の
搬送速度などに応じて変更されるものであり、例えば、図１に示したブラシローラ６Ａ、
６Ｂの直径をΦ６〜２４ｍｍとし、ブラシ繊維の長さから得られるブラシ毛高さを２．５
〜８ｍｍとし、回収ローラ６Ａ１、６Ｂ1の直径をΦ６〜２４ｍｍとするなどである。そ
してこのときのブラシローラ６Ａ、６Ｂの抵抗値としては、１０５〜１０１０Ω・ｃｍの
範囲で適当に設定する。感光体ドラム１の線速としては、１００ｍｍ／ｓｅｃ〜５００ｍ
ｍ／ｓｅｃが選択範囲とされる。
【０１０７】
ところで、図９，１０および図１５に示した構成のブラシ繊維を第１，第２のブラシロ
ーラに用いた場合には、クリーニング性がさほど良好でないことが本発明者の実験により
確認された。
【０１０８】
図１９は、第１，第２のブラシローラの構成として、上述した図９あるいは図１０の鞘
構造を用い、図１５における斜毛状態（図１５（Ａ）に示す構成）とした場合を示してお
り、各部材の構成は次の条件を備えている。
【０１０９】
ブラシローラ６Ａ、６Ｂ：          
材質：  導電性ポリエステル
基布幅：  ５ｍｍ
ブラシ毛高さ：  ３ｍｍ
導電剤：芯鞘構造（図１０）
植毛形態：斜毛（図１５（Ａ））
ブラシ原糸抵抗：  １０８Ω・ｃｍ
ブラシ植毛密度：  １０万本／ｉｎｃｈ２
感光体ドラムへの喰い込み量：  １ｍｍ
回収ローラ６Ａ１，６Ｂ１：
材質：  芯金：ＳＵＳ
中間層：  ＰＶＤＦチューブ  １００μｍ
表面層：  アクリルコート  １０μｍ
直径：  Φ１２ｍｍ
ブラシへ喰い込み量：  １ｍｍ
回収ローラクリーニングブレード６Ａ２，６Ｂ２：ポリウレタンゴムに導電剤を分散
ブレード当接角度：  ２０°
回収ローラへの喰い込み量：  １ｍｍ
印加電圧（図１において符号６０，６０’，６１，６１’，６２，６２’で示す電源が
対象）：
電源６０：  ＋３００Ｖ
電源６１：  ＋７００Ｖ
電源６２：  ＋１８００Ｖ
電源６０’：  −４５０Ｖ
電源６１’：  −８００Ｖ
電源６２’：  −２１００Ｖ
上記の条件で実験すると、図１９に示した構成では、第２のブラシローラ６Ｂより下流
側の感光体上にはクリーニングされなかったトナーが観察された。このトナーの帯電量分
布を細川ミクロン製  Ｅ−スパートアナライザで計測すると、無帯電（ゼロ分布）が多く
計測された。
【０１１０】
転写残トナーの帯電量分布は、図３８に示されるように「＋極性」と「−極性」が存在
する場合に加えて無帯電のものが存在する場合が含まれている。プラス電圧が印加された
上流のブラシは、「−極性」のトナーを除去でき、マイナス電圧が印加された上流のブラ
シは、「＋極性」のトナーを除去できる。しかし、無帯電トナーを除去することは原理的
に不可能である。このような無帯電トナーを除去するには、ブラシ繊維の接触圧を高くし
て掻き取ることが考えられるが、接触圧を高めることは課題においても説明したように、
クリーニング対象の像担持体への負担が大きくなる不具合がある。
【０１１１】
また、プレクリーニングチャージャを用いた場合も、転写残トナーの量が多いときはブ
ラシローラに入力するトナーに無帯電トナーが含まれるなど、トナーの電荷分布を完全に
「−極性」にすることはできない。
【０１１２】
そこで、本実施形態では、上記実験結果および前述したトナーへの電荷注入への影響に
関する考察結果から、第１のブラシローラ６Ａには、導電剤が表面に露出したブラシ繊維
を用い、第２のブラシローラ６Ｂには、図９，図１０に示したように、導電剤が露出しな
いで内部に分散されたブラシ繊維を用い、そのブラシ繊維を図１５（Ａ）に示す斜毛状態
あるいは図１５（Ｂ）に示すループ状に植毛された構成を用いている。
【０１１３】
この構成により、第１のブラシローラ６Ａでは、残トナーに対する静電吸着と無極性ト
ナーへの電荷注入を行い、第２のブラシローラ６Ｂでは、残トナーへの電荷注入を行わな
いようにして残トナーの静電吸着のみが行えるようにしている。これにより、第２のブラ
シローラ６Ｂにおいてクリーニングされない残トナーの存在をなくして、感光体ドラム１
上で正負両極が混在する残トナーのクリーニングおよび無極性トナーのクリーニングを可
能にしている。
【０１１４】
なお、ブラシローラや回収ローラへの印加電圧は感光体ドラム１の移動方向上流側と下
流側とを入れ替えることも可能である。
【０１１５】
以下に本実施形態に基づく実施例について説明する。
（実施例１）
本実施例は、図１に示す構成が用いられ、第２のブラシローラ６Ｂに用いられるブラシ
繊維が、図９あるいは図１０に示した鞘構造とされ、図１５（Ａ）に示した斜毛状態に植
毛されている。
【０１１６】
以下に各部材の構成条件を挙げる。なお、以下の条件の表記の仕方については、図１９
の結果を得るために挙げた条件と同じ形式である。
【０１１７】
第１のブラシローラ６Ａ：
材質：  導電性ポリエステル
基布幅：  ５ｍｍ
ブラシ毛高さ：  ３ｍｍ
導電剤：  表層に分散（全分散）（図８）
植毛形態：  直毛
ブラシローラ直径：  １４ｍｍ
ブラシ原糸抵抗：  １０８Ω・ｃｍ
ブラシ植毛密度：  １０万本／ｉｎｃｈ２
感光体ドラムへの喰い込み量：  １ｍｍ
回収ローラ６Ａ１：
材質：  芯金：ＳＵＳ
中間層：  ＰＶＤＦチューブ  １００μｍ
表面層：  アクリルコート  １０μｍ
直径：  Φ１２ｍｍ
ブラシへの喰い込み量：  １ｍｍ
回収ローラクリーニングブレード６Ａ２：ポリウレタンゴムに導電剤を分散
表面：  アクリルコート  １０μｍ
ブレード当接角度：  ２０°
回収ローラへ喰い込み量：  １ｍｍ
第２のブラシローラ６Ｂｂ：              
材質：  導電性ポリエステル
基布幅：  ５ｍｍ
導電剤：芯鞘構造（図１０）
植毛形態：斜毛（図１５（Ａ））
ブラシ毛高さ：  ３ｍｍ
ブラシローラ直径：  １４ｍｍ
ブラシ原糸抵抗：  １０８Ω・ｃｍ
ブラシ植毛密度：  １０万本／ｉｎｃｈ２
感光体ドラムへの喰い込み量：  １ｍｍ
回収ローラ６Ｂ１：
材質：  芯金：ＳＵＳ
中間層：  ＰＶＤＦチューブ  １００μｍ
表面層：  アクリルコート  １０μｍ
直径：  Φ１２ｍｍ
ブラシへ喰い込み量：  １ｍｍ
回収ローラクリーニングブレード６Ｂ２：
ポリウレタンゴムに導電剤を分散
表面：  アクリルコート  １０μｍ
ブレード当接角度：  ２０°
回収ローラへ喰い込み量：  １ｍｍ
印加電圧
電源６０：  ＋２５０Ｖ
電源６１：  ＋７００Ｖ
電源６２：  ＋１６５０Ｖ
電源６０’：  −４５０Ｖ
電源６１’：  −８００Ｖ
電源６２’：  −１９５０Ｖ
さらに、電源６０，６０’への印加電圧はＡＣ電圧を重畳してもよい。この場合の電圧
条件は、この場合の電圧条件は、電源２９ａが２．５ｋＶｐｐ、６００Ｈｚ、＋６００Ｖ
、電源２９ｂが２．５ｋＶｐｐ、６００Ｈｚ、−７５０Ｖなどとなる。
電圧条件は、回収ローラの線速や温度・湿度条件により適当な値に変更して用いればよ
い。
【０１１８】
図１の要部変形としては、図２０に示すように、下流側に位置する第２のブラシローラ
６Ｂのブラシ繊維先端へ部材６３を配置し、電荷の供給を行っても良い。具体的には、図
２０において、ブラシ繊維先端へ部材６３を配置し、電荷の供給を行う。さらに必要なら
ば、上流側に位置する第１のブラシローラ６Ａのブラシ繊維先端に電荷の供給を、上記と
同じように部材６３を用いて行っても良い。
【０１１９】
部材６３は、先端を丸めた厚み０．１ｍｍＳＵＳ板や導電性フィルムなどを用い、部材
がブラシに軽く当たるように０．５ｍｍ程度食い込ませればよい。
【０１２０】
電源は第１，第２のブラシ６Ａ、６Ｂに設けた場合を対象とすると、電源６０や６０’
と共通で用いても良いし、別電源を用いて適当な電圧を印加しても良い。
【０１２１】
このような構成においては、ブラシ繊維先端と感光体ドラム間の電界が安定し、感光体
ドラムからブラシローラへのトナーの移動を確実に行うことが可能となる。
【０１２２】
（実施例２）
実施例２は、感光体ドラム１の移動方向下流側に配置されている第２のブラシローラ６
Ｂに用いられるブラシ繊維が、図１５（Ｂ）に示したループ状に植毛されている構成を対
象としている。  
図２１は、ループ状に植毛された第２のブラシローラ（便宜上、符号６Ｂ’で示す）の
みを抽出して示す図である。
【０１２３】
図１に示した構成に用いられる第２のブラシローラ６Ｂの場合には、斜毛状態に植毛さ
れており、この状態では図１５（Ａ）に示す接触状態である。しかし、この構成では、経
時変化によって斜毛の状態が初期状態から変化してしまい、残トナーとの接触状態が図１
１に示す状態となる場合がある。そこで、経時変化が生じても導電剤がトナーと接触しな
いようにループ状としている。
【０１２４】
ループ状の植毛とした場合には、導電剤が全く露出することがないので、残トナーと導
電剤との直接接触による電荷注入が防止されることになる。
【０１２５】
以下に実施例１と同様な表記の仕方で各部材の構成条件を挙げる。  
第２のブラシローラ６Ｂ：
材質：  導電性ポリエステル
基布幅：  ５ｍｍ
導電剤：芯鞘構造（図１０）
植毛形態：ループ（図１５（Ｂ））
ブラシ毛高さ：  ３ｍｍ
ブラシローラ直径：  １４ｍｍ
ブラシ原糸抵抗：  １０８Ω・ｃｍ
ブラシ植毛密度：  ４５０±４５ループ／ｉｎｃｈ２
感光体ドラムへの喰い込み量：  １ｍｍ
印加電圧
電源６０：  ＋２５０Ｖ
電源６１：  ＋６５０Ｖ
電源６２：  ＋１６５０Ｖ
電源６０’（図示せず）：  −５２０Ｖ
電源６１’（図示せず）：  −９００Ｖ
電源６２’（図示せず）：  −１９５０Ｖ
さらに、電源６０，６０’への印加電圧はＡＣ電圧を重畳してもよい。電圧条件は、回
収ローラの線速や温度・湿度条件により適当な値に変更して用いればよい。
【０１２６】
また、下流側に位置する第２のブラシローラ６Ｂに対して図２０に示した場合と同様に
、ブラシ繊維先端へ部材６３を配置し、電荷の供給を行っても良く、第１のブラシローラ
６Ａのブラシ繊維先端に対しても、同様に部材６３を設けて電化の供給を行うようにして
も良い。
【０１２７】
（実施例３）
本実施例は、回収ローラの芯金を接地することを特徴としている。  
図２２は、この場合の構成を、第１のブラシローラ６Ａに接触する回収ローラ６Ａ１を
対象として示している。同図において、回収ローラ６Ａ１は、芯金に電圧を印加しないで
接地されている。
【０１２８】
そして、各部材に対する印加電圧は次の条件とされている。  
印加電圧
電源６０：  ＋２５０Ｖ
回収ローラ６Ａ１：  ０Ｖ（接地）
電源６２：  ＋１１００Ｖ
電源６０’（図示せず）：  −４５０Ｖ
回収ローラ６Ｂ１（図示せず）：  ０Ｖ（接地）
電源６２’（図示せず）：  −１２００Ｖ
さらに、電源６０，６１への印加電圧はＡＣ電圧を重畳してもよい。この場合の電圧条
件は、この場合の電圧条件は、電源２９ａが２．５ｋＶｐｐ、６００Ｈｚ、＋６００Ｖ、
電源２９ｂが２．５ｋＶｐｐ、６００Ｈｚ、−７５０Ｖなどとなる。  
また、図２０に示した実施例と同様に、下流側に位置する第２のブラシローラ６Ｂのブ
ラシ繊維先端に部材６３を配置して電荷の供給を行っても良い。
【０１２９】
さらに、上流側に位置する第１のブラシローラ６Ａのブラシ繊維先端に図２０示した場
合と同様に、部材６３を配置し電荷の供給を行っても良い。
【０１３０】
（実施例４）
本実施例は、回収ローラとして中抵抗部材を用いたことを特徴としている。  
図２３は、本実施例の構成を示す図であり、同図において、回収ローラ６Ａ１，６Ｂ１
が表面に中抵抗層を備えている。
【０１３１】
回収ローラを中抵抗にすることで、回収ローラクリーニングブレード６Ａ２，６Ｂ２へ
の印加電圧の低電圧化が可能となる。また、回収ローラの表面にカウンターチャージが溜
まっても回収ローラの抵抗層を介し回収ローラの芯金にカウンターチャージが逃げるため
、回収ローラ表面の電位が安定しブラシから回収ローラへのトナー移動量を確実に行うこ
とができる。さらに回収ローラ６Ａ１，６Ｂ１と回収ローラクリーニングブレード６Ａ２
，６Ｂ２の電源を共通化でき省スペースやコストダウンが可能となる。
【０１３２】
具体的な構成を以下に示す。  
第１のブラシローラ６Ａ：
材質：  導電性ポリエステル
基布幅：  ５ｍｍ
ブラシ毛高さ：  ３ｍｍ
導電剤：  表層に分散（全分散）（図８）
植毛形態：  直毛
ブラシローラ直径：  １４ｍｍ
ブラシ原糸抵抗：  １０８Ω・ｃｍ
ブラシ植毛密度：  １０万本／ｉｎｃｈ２
感光体ドラムへの喰い込み量：  １ｍｍ
回収ローラ６Ａ１：
材質：  芯金：ＳＵＳ
抵抗層：  カーボン分散フェノール樹脂  ２ｍｍ
直径：  Φ１２ｍｍ
ブラシへ喰い込み量：  １ｍｍ
回収ローラクリーニングブレード６Ａ２：ポリウレタンゴムに導電剤を分散
ブレード当接角度：  ２０°
回収ローラへ喰い込み量：  １ｍｍ
第２のブラシローラ６Ｂ：
材質：  導電性ポリエステル
基布幅：  ５ｍｍ
導電剤：芯鞘構造（図１０）
植毛形態：斜毛（図１５（Ａ））
ブラシ毛高さ：  ３ｍｍ
ブラシローラ直径：  １４ｍｍ
ブラシ原糸抵抗：  １０８Ω・ｃｍ
ブラシ植毛密度：  １０万本／ｉｎｃｈ２
感光体ドラムへの喰い込み量：  １ｍｍ
回収ローラ６Ｂ１：
材質：  芯金：ＳＵＳ
抵抗層：  カーボン分散フェノール樹脂  ２ｍｍ
直径：  Φ１２ｍｍ
ブラシへの喰い込み量：  １ｍｍ
回収ローラクリーニングブレード６Ｂ２：ポリウレタンゴムに導電剤を分散
ブレード当接角度：  ２０°
回収ローラへの喰い込み量：  １ｍｍ
印加電圧
電源６０：  ＋２５０Ｖ
電源６１：  ＋７００Ｖ
源６０’：  −４００Ｖ
電源６１’：  −８５０Ｖ
電圧条件は、回収ローラの線速や温度・湿度条件により適当な値に変更して用いればよ
い。  
また、図２０に示した場合と同様に、第２のブラシローラ６Ｂあるいはこれに加えて第
１のブラシローラ６Ａのブラシ繊維先端に部材６３を配置して電化の供給を行うようにし
ても良い。
【０１３３】
（実施例５）
本実施例は、請求項３記載の発明の実施例に相当しており、第１のブラシローラ６Ａに
接触する回収ローラ６Ａ１の表面抵抗が中抵抗に設定され、第２のブラシローラ６Ｂに接
触する回収ローラ６Ｂ１の表面層が絶縁体であることを特徴としている。
図２４は、この場合の構成を示しており、第１のブラシローラ６Ａに接触する回収ロー
ラ６Ａ１は、図２３に示した構成と同様に中抵抗体とされ、第２のブラシローラ６Ｂに接
触する回収ローラ６Ｂ１は、図１に示した場合と同様に、表面層が絶縁体で構成されてい
る。
【０１３４】
トナーへの電荷注入はブラシローラと回収ローラとの接触部（図６中、符号Ｆで示す位
置）でも発生する。
【０１３５】
感光体ドラム１の移動方向下流側に位置する第２のブラシローラ６Ｂと回収ローラ６Ｂ
１との間でトナーへの電荷注入が発生し、トナーの極性が反転してそのトナーがブラシか
ら感光体に再付着するとクリーニング不良となる。そこで第２のブラシローラ６Ｂに接触
する回収ローラ６Ｂ１の表面層を絶縁層とし、トナーの極性が反転し感光体に再付着する
ことを防止することができることは前述の考察において説明したとおりである。
【０１３６】
具体的な構成の一例を以下に示す。  
第１のブラシローラ６Ａ：
材質：  導電性ポリエステル
基布幅：  ５ｍｍ
ブラシ毛高さ：  ３ｍｍ
導電剤：  表層に分散（全分散）（図８）
植毛形態：  直毛
ブラシローラ直径：  １４ｍｍ
ブラシ原糸抵抗：  １０８Ω・ｃｍ
ブラシ植毛密度：  １０万本／ｉｎｃｈ２
感光体ドラムへの喰い込み量：  １ｍｍ
回収ローラ６Ａ１：
材質：  芯金：ＳＵＳ
抵抗層：  カーボン分散フェノール樹脂  ２ｍｍ
直径：  Φ１２ｍｍ
ブラシへの喰い込み量：  １ｍｍ
回収ローラクリーニングブレード６Ａ２：ポリウレタンゴムに導電剤を分散
ブレード当接角度：  ２０°
回収ローラへの喰い込み量：  １ｍｍ
第２のブラシローラ６Ｂ：
材質：  導電性ポリエステル
基布幅：  ５ｍｍ
導電剤：芯鞘構造（図１０）
植毛形態：斜毛（図１５（Ａ））
ブラシローラ直径：  １４ｍｍ
ブラシ原糸抵抗：  １０８Ω・ｃｍ
ブラシ植毛密度：  １０万本／ｉｎｃｈ２
感光体ドラムへの喰い込み量：  １ｍｍ
回収ローラ６Ｂ１：
材質：  芯金：ＳＵＳ
中間層：  ＰＶＤＦチューブ  １００μｍ
表面層：  アクリルコート  １０μｍ
直径：  Φ１２ｍｍ
ブラシへの喰い込み量：  １ｍｍ
回収ローラクリーニングブレード６Ｂ２：ポリウレタンゴムに導電剤を分散
ブレード当接角度：  ２０°
回収ローラへの喰い込み量：  １ｍｍ
印加電圧
電源６０：  ＋２５０Ｖ
電源６１：  ＋６５０Ｖ
電源６０’：  −４５０Ｖ
電源６１’：  −８００Ｖ
電源６２’：  −１９５０Ｖ
電圧条件は、回収ローラの線速や温度・湿度条件により適当な値に変更して用いればよ
い。  
また、第２およびこれに加えて第１のブラシローラのブラシ繊維先端に、図２０に示し
た場合と同様に部材６３を配置して電化の供給を行うようにしても良い。
【０１３７】
（実施例６）
本実施例は、回収ローラクリーニングブレードとして金属製のブレードを用いることを
特徴としている。  
本実施例では、金属製の回収ローラクリーニングブレードを回収ローラに接触させトナ
ーを回収ローラ上から除去させる。金属ブレードは、厚さ０．０８ｍｍのＳＵＳ板を回収
ローラに０．８ｍｍ程度食い込ませる構成などがある。
【０１３８】
以上のような実施例において、本発明では、回収ローラに対して電圧の印加が行われ、
これによりブラシローラとの間での電位ポテンシャルの差を利用してブラシローラに付着
している残トナーを静電吸着することが前提となっている。
ここで、表面に絶縁層を設けた場合で回収ローラに対しての電圧印加が行われない場合と
を比較して電圧印加の重要性について説明する。
【０１３９】
本発明では、静電クリーニングの原理において説明したように、残トナーの転移が転移
先となる回収ローラと転移元となるブラシローラとの間での電位ポテンシャルの差を利用
している。従って、回収ローラが表面に絶縁体を備えている場合においても表面で残トナ
ーの静電吸着が行えるに十分な電位を維持されることが必要となる。
【０１４０】
ここで、絶縁体を表面層として備えている回収ローラに電圧印加が行われない場合と行
われた場合とで表面での電位の変化について実験した結果を以下に説明する。
【０１４１】
図２５は、回収ローラ（便宜上、符号６Ｂ１で示す）の表面に電荷を供給しない場合を
示しており、回収ローラ６Ｂ１の表面電位は図２６に示す値となった。そして、この場合
のトナーの移動モデルは、図２７に示すように、回収ローラへのトナーの静電吸着に必要
なポテンシャルの差が得られていない状態である。なお、表面の電位は表面電位計（Ｔｒ
ｅｋ社製３４４）を用いて測定し、レコーダ（キーエンス社製ＮＲ−２０００）により記
録した。
【０１４２】
図２８は、表面に絶縁体を用いる回収ローラ６Ｂ１の表面に電荷を供給した場合を示し
ており、回収ローラ６６Ｂ１の表面電位は図２９に示す値となった。
【０１４３】
図２６に示す実験結果では、回収ローラ６Ｂ１の表面電位が時間とともに低下している
のがわかる。これに対して図２９に示す実験結果では、回収ローラ６Ｂ１の表面電位が時
間の経過に関係なく一定した値に維持されている。図２９に示す実験結果は、図３９に示
した静電クリーニング原理での理想的なトナーの移動モデルに相当している。
【０１４４】
この結果から、回収ローラの表面に絶縁体を用いた場合には、電荷の供給が必須となる
。
【０１４５】
なお、絶縁体と同様に、導電剤が表面に露出しない構成であるブラシ繊維をループ状に
植毛した場合にもブラシローラへの電荷の供給が必要となることは、上述した回収ローラ
の場合と同様に必須である。図３０は、上述したループ状のブラシ繊維を用いた場合で電
荷の供給を行わない場合のトナーの移動モデルを示している。
【０１４６】
同図において明らかなように、電荷の供給が行われないと、ブラシ先端での電位が低下
してしまい、トナーの転移ができなくなるばかりでなく、無極性のトナーへの電荷注入も
不十分となる。
【０１４７】
以上のような構成からなるクリーニング装置を用いる画像形成装置で像担持体の一つと
して用いられる感光体の特性について以下に説明する。
【０１４８】
本発明における電子写真形成方法において用いられる感光体としては、導電性支持体を
５０℃〜４００℃に加熱し、該支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレー
ティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成膜法によりアモルファス
シリコン（ａ−Ｓｉ）からなる光導電層を有するアモルファスシリコン感光体（以下、「
ａ−Ｓｉ系感光体」と称する。）が用いられている。なかでもプラズマＣＶＤ法、すなわ
ち、原料ガスを直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体
上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法が好適なものとして用いられている。
【０１４９】
（層構成について）
アモルファスシリコン感光体の層構成は例えば以下のようなものである。図３１は、層
構成を説明するための模式的構成図である。図３１（Ａ）に示す電子写真用感光体５００
は、支持体５０１の上にａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層５０２が設
けられている。Ｈは水素原子、Ｘはハロゲン原子（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）である。  
図３１（Ｂ）に示す感光体５００は、支持体５０１の上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり
光導電性を有する光導電層５０２と、アモルファスシリコン系表面層５０３とから構成さ
れている。
【０１５０】
図３１（Ｃ）に示す感光体５００は、支持体５０１の上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり
光導電性を有する光導電層５０２と、アモルファスシリコン系表面層５０３と、アモルフ
ァスシリコン系電荷注入阻止層５０４とから構成されている。図３１（Ｄ）に示す感光体
５００は、支持体５０１の上に、光導電層５０２が設けられている。  
該光導電層５０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる電荷発生層５０５ならびに電荷輸送層５
０６とからなり、その上にアモルファスシリコン系表面層５０３が設けられている。
【０１５１】
（支持体について）
感光体の支持体としては、導電性でも電気絶縁性であってもよい。導電性支持体として
は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属
、およびこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられる。また、ポリエステル、ポリエ
チレン、ポリカーボネイト、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、
ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルムまたはシート、ガラス、セラミック等
の電気絶縁性支持体の少なくとも感光層を形成する側の表面を導電処理した支持体も用い
ることができる。
【０１５２】
支持体の形状は平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状または板状、無端ベルト状であるこ
とができ、その厚さは、所望通りの画像形成装置用感光体を形成し得るように適宜決定す
るが、画像形成装置用感光体としての可撓性が要求される場合には、支持体としての機能
が充分発揮できる範囲内で可能な限り薄くすることができる。しかしながら、支持体は製
造上および取り扱い上、機械的強度等の点から通常は１０μｍ以上とされる。
【０１５３】
（注入防止層について）
本発明に用いることができるアモルファスシリコン感光体には、必要に応じて導電性支
持体と光導電層との間に、導電性支持体側からの電荷の注入を阻止する働きのある電荷注
入阻止層を設けるのがいっそう効果的である（図３１（Ｃ））。  
すなわち、電荷注入阻止層は感光層が一定極性の帯電処理をその自由表面に受けた際、
支持体側より光導電層側に電荷が注入されるのを阻止する機能を有し、逆の極性の帯電処
理を受けた際にはそのような機能が発揮されない、いわゆる極性依存性を有している。そ
のような機能を付与するために、電荷注入阻止層には伝導性を制御する原子を光導電層に
比べ比較的多く含有させる。
【０１５４】
電荷注入阻止層の層厚は所望の電子写真特性が得られること、及び経済的効果等の点か
ら好ましくは０．１〜５μｍ、より好ましくは０．３〜４μｍ、最適には０．５〜３μｍ
とされるのが望ましい。
【０１５５】
（光導電層について）
光導電層は必要に応じて下引き層上に形成され、光導電層５０２の層厚は所望の電子写
真特性が得られること及び経済的効果等の点から適宜所望にしたがって決定され、好まし
くは１〜１００μｍ、より好ましくは２０〜５０μｍ、最適には２３〜４５μｍとされる
のが望ましい。
【０１５６】
（電荷輸送層について）
電荷輸送層は、光導電層を機能分離した場合の電荷を輸送する機能を主として奏する層
である。  
この電荷輸送層は、その構成要素として少なくともシリコン原子と炭素原子と弗素原子
とを含み、必要であれば水素原子、酸素原子を含むａ−ＳｉＣ（Ｈ、Ｆ、Ｏ）からなり、
所望の光導電特性、特に電荷保持特性，電荷発生特性および電荷輸送特性を有する。本発
明においては酸素原子を含有することが特に好ましい。
【０１５７】
電荷輸送層の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよび経済的効果などの点から
適宜所望にしたがって決定され、電荷輸送層については、好ましくは５〜５０μｍ、より
好ましくは１０〜４０μｍ、最適には２０〜３０μｍとされるのが望ましい。
【０１５８】
（電荷発生層について）
電荷発生層は、光導電層を機能分離した場合の電荷を発生する機能を主として奏する層
である。  
この電荷発生層は、構成要素として少なくともＳｉ原子を含み、実質的に炭素原子を含
まず、必要であれば水素原子を含むａ−Ｓｉ：Ｈから成り、所望の光導電特性、特に電荷
発生特性、電荷輸送特性を有する。  
電荷発生層の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよび経済的効果等の点から適
宜所望にしたがって決定され、好ましくは０．５〜１５μｍ、より好ましくは１〜１０μ
ｍ、最適には１〜５μｍとされる。
【０１５９】
（表面層について）
本発明に用いることができるアモルファスシリコン感光体には必要に応じて、上述のよ
うにして支持体上に形成された光導電層の上に、更に表面層を設けることができ、アモル
ファスシリコン系の表面層を形成することが好ましい。この表面層は自由表面を有し、主
に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性において本発明
の目的を達成するために設けられる。
【０１６０】
本発明における表面層の層厚としては、通常０．０１〜３μｍ、好適には０．０５〜２
μｍ、最適には０．１〜１μｍとされるのが望ましいものである。層厚が０．０１μｍよ
りも薄いと感光体を使用中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、３μｍを超え
ると残留電位の増加等の電子写真特性低下がみられる。
【０１６１】
次に、感光体の構成の別の例として、架橋型電荷輸送材料を用いた架橋型オーバーコー
ト層を有する有機感光体の構成について説明する。
【０１６２】
保護層のバインダー構成として、架橋構造からなる保護層も有効に使用される。架橋構
造の形成に関しては、１分子内に複数個の架橋性官能基を有する反応性モノマーを使用し
、光や熱エネルギーを用いて架橋反応を起こさせ、３次元の網目構造を形成するものであ
る。この網目構造がバインダー樹脂として機能し、高い耐摩耗性を発現するものである。
【０１６３】
電気的な安定性、耐刷性、寿命の観点から、上記反応性モノマーとして、全部もしくは
一部に電荷輸送能を有するモノマーを使用することは非常に有効な手段である。このよう
なモノマーを使用することにより、網目構造中に電荷輸送部位が形成され、保護層として
の機能を十分に発現することが可能となる。
【０１６４】
電荷輸送能を有する反応性モノマーとしては、同一分子中に電荷輸送性成分と加水分解
性の置換基を有する珪素原子とを少なくとも１つずつ以上含有する化合物、同一分子中に
電荷輸送性成分とヒドロキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とカ
ルボキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とエポキシ基とを含有す
る化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とイソシアネート基とを含有する化合物等が挙げ
られる。これら反応性基を有する電荷輸送性材料は、単独で用いてもよいし、２種以上併
用してもよい。
【０１６５】
さらに好ましくは、電荷輸送能を有するモノマーとして、電気的・化学的安定性が高い
こと、キャリアの移動度が速いこと等から、トリアリールアミン構造を有する反応性モノ
マーが有効に使用される。
【０１６６】
これ以外に塗工時の粘度調整、架橋型電荷輸送層の応力緩和、低表面エネルギー化や摩
擦係数低減などの機能付与の目的で１官能及び２官能の重合性モノマー及び重合性オリゴ
マーを併用することができる。これらの重合性モノマー、オリゴマーとしては、公知のも
のが利用できる。
【０１６７】
また本発明においては、熱または光を用いて正孔輸送性化合物の重合または架橋を行う
が、熱により重合反応を行う際には、熱エネルギーのみで重合反応が進行する場合と重合
開始剤が必要となる場合があるが、より低い温度で効率よく反応を進行させるためには、
開始剤を添加することが好ましい。
【０１６８】
光により重合させる場合は、光として紫外線を用いることが好ましいが、光エネルギー
のみで反応が進行することはごく稀であり、一般には光重合開始剤が併用される。
【０１６９】
この場合の重合開始剤とは、主には波長４００ｎｍ以下の紫外線を吸収してラジカルや
イオン等の活性種を生成し、重合を開始させるものである。なお、本発明においては、上
述した熱及び光重合開始剤を併用することも可能である。
【０１７０】
このように形成した網目構造を有する電荷輸送層は、耐摩耗性が高い反面、架橋反応時
に体積収縮が大きく、あまり厚膜化するとクラックなどを生じる場合がある。このような
場合には、保護層を積層構造として、下層（感光層側）には低分子分散ポリマーの保護層
を使用し、上層（表面側）に架橋構造を有する保護層を形成しても良い。
＜電子写真感光体Ａ＞
メチルトリメトキシシラン１８２部、ジヒドロキシメチルトリフェニルアミン４０部、
２−プロパノール２２５部、２％酢酸１０６部、アルミニウムトリスアセチルアセトナー
ト１部を混合し、保護層用の塗布液を調製した。この塗布液を電荷輸送層の上に塗布・乾
燥し、１１０℃、１時間の加熱硬化を行い、膜厚５μｍの保護層を形成した。
【０１７１】
＜電子写真感光体Ｂ＞
正孔輸送性化合物（図３２に示す構造式（I））を３０部、アクリルモノマー（図３２
に示す構造式（II））及び光重合開始剤（１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニール
−ケトン）０．６部を、モノクロロベンゼン５０部／ジクロロメタン５０部の混合溶媒中
に溶解し、表面保護層用塗料を調製した。この塗料をスプレーコーティング法により電荷
輸送層上に塗布し、メタルハライドランプを用いて５００ｍＷ／ｃｍ２の光強度で３０秒
間硬化させることによって、膜厚５μｍの表面保護層を形成した。
【０１７２】
上記感光体の保護層には、耐摩耗性を向上する目的でフィラーが添加されている。  
有機フィラーとしては、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコ
ン樹脂粉末、ａ−カーボン粉末等が挙げられ、無機フィラーとしては、銅、スズ、アルミ
ニウム、インジウムなどの金属粉末、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、
酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化イ
ンジウム等の金属酸化物、チタン酸カリウムなどの無機材料が挙げられる。これらのフィ
ラーは単独もしくは２種類以上混合して用いられる。これらフィラーは、保護層用塗工液
に適当な分散機を用いることにより分散できる。また、フィラーの平均粒径は、０．５μ
ｍ以下、好ましくは０．２μｍ以下にあることが保護層の透過率の点から好ましい。また
、本発明において保護層２１中に可塑剤やレベリング剤を添加してもよい。
【０１７３】
なお、本発明に実施形態においてあげた帯電手段２に関しては、図３３に示す構成のい
ずれかを採用することが可能である。  
図３３において、（Ａ）で示す構成は、コロナチャージャを用いる構成であり、（Ｂ）
に示す構成は、感光体ドラム１に対して近接する帯電ローラを用いる構成であり、（Ｃ）
に示す構成は、帯電ブラシを感光体ドラム１に接触させて電荷注入する構成であり、そし
て（Ｄ）に示す構成は、帯電粒子を感光体ドラム１に接触させる構成である。
【０１７４】
なお、本実施形態では、クリーニング対象となる像担持体として感光体ドラムを挙げた
が、本発明ではこれに限らず、図３４に示すように、単一の感光体ドラム１に対して複数
の現像装置４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋを用いた多色画像形成が可能な画像形成装置を対象と
して、感光体ドラム１に順次形成される画像を１次転写される中間転写ベルト１００を対
象として、さらには感光体ドラム１を対象としてそれぞれクリーニング装置６を設けるよ
うにすることも可能である。なお、図３４において符号８０は、重畳された画像を一括転
写する際に用いられる２次転写装置であり、符号１０３は記録紙の搬送ベルトである。
【０１７５】
さらに、ベルトを用いる画像形成装置の構成としては、図３５に示すように、中間転写
ベルト１００の展張面に沿って色毎の画像形成処理部（便宜上、符号Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋで示
す）が並置されたタンデム方式の画像形成装置があり、この装置においては、各画像形成
処理部の構成が図１に示した感光体ドラム１およびこの周囲に配置されている各装置を含
んでいる。このような画像形成装置において、クリーニング装置６は、中間転写ベルト１
００に対しておよび各画像形成処理部での感光体ドラムを対象としてそれぞれ設けること
が可能である。
【０１７６】
ベルトを用いる構成には、上述した中間転写体としてだけではなく、記録紙搬送に用い
る場合がある。図３６は、この場合を示しており、同図において、ベルト１０１は、記録
紙の搬送用であり、展張面の一方に位置するローラが転写装置を兼ねている。このような
構成においても、感光体ドラム１および搬送ベルト１０１に対してクリーニング装置６を
設けることができる。
【０１７７】
図３７は、図３５に示したタンデム方式の画像形成装置における各画像形成処理部に対
して着脱可能に設けられたプロセスカートリッジを示している。
【０１７８】
図３７においてプロセスカートリッジＰＣには、画像形成処理に用いられる感光体ドラ
ム１，帯電手段２，現像装置４およびクリーニング装置６などが纏めて収容されている。
プロセスカートリッジＰＣ内では、図１に示した場合と同様な画像形成処理が実行される
。プロセスカートリッジＰＣは画像形成装置に対して着脱できるので、メンテナンスや部
品交換などに都合がよい。
【図面の簡単な説明】
【０１７９】
【図１】本発明によるクリーニング装置を備えた画像形成装置の構成を説明するための模式図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に用いられる現像装置で使用されるトナーの形状係数を説明するための模式図である。
【図３】環境変化とトナーの帯電量分布との関係を説明するための線図である。
【図４】環境変化の一つである高温高湿時でのオナーの帯電量分布を説明するための線図である。
【図５】環境変化の他の一つである低温低湿時でのトナーの帯電量分布を説明するための線図である。
【図６】ブラシローラとして直毛状態の植毛を行った構成を用いた画像形成装置の構成を説明するための模式図である。
【図７】ブラシ繊維の表層部に導電剤が露出している構成の一つを示す断面図である。
【図８】ブラシ繊維の放送部に導電剤が分散されている構成の例を示す断面図である。
【図９】導電剤が中心部で分散されている構成のブラシ繊維を示す断面図である。
【図１０】図９に示した構成と同じ分散状態の異なる構成を示すブラシ繊維の断面図である。
【図１１】ブラシ繊維の直毛状態での植毛状態における問題点を説明するための断面図である。
【図１２】ブラシ繊維が斜毛状態で植毛されている構成を説明するための断面図である。
【図１３】ブラシ繊維がループ状に植毛されている構成を説明するための断面図である。
【図１４】トナーに対するブラシからの電荷注入の有無を観察するために用いた構成を説明するための模式図である。
【図１５】ブラシ繊維の植毛状態として斜毛状態およびループ状態とした場合を説明するための断面図である。
【図１６】図１４に示したトナーに対するブラシからの電荷注入の有無を観察するために用いた構成の要部変形例を説明するための模式図である。
【図１７】本発明によるクリーニング装置に用いられる回収ローラの表層材質によるクリーニング残ＩＤの実験結果を示す線図である。
【図１８】図１７に示した表層材質と異なる材質を用いた場合のクリーニング残ＩＤの実験結果を示す線図である。
【図１９】本発明によるクリーニング装置における第１，第２のブラシローラを斜毛状態で植毛した場合の構成を示す模式図である。
【図２０】ブラシローラへの電荷供給構成の一例を示す模式図である。
【図２１】図２０ブラシローラの植毛状態をループ譲渡した場合の構成を示す模式図である。
【図２２】図２０に示した構成において、回収ローラへの電化供給が行われない場合の構成を示す模式図である。
【図２３】本発明によるクリーニング装置に用いられる回収ローラを中抵抗とした場合の構成を示す模式図である。
【図２４】図２３に示した構成を対象として、回収ローラの一つを中抵抗とし、回収ローラの他の一つを絶縁体とした場合の構成を示す模式図である。
【図２５】本発明によるクリーニング装置に用いられる回収ローラに対する電化供給を行わない場合の電位変化を観察するための構成を示す図である。
【図２６】図２５により得られる電位変化を説明するための線図である。
【図２７】図２５により示した電位変化によるトナー移動状態を説明するためのトナーの移動モデル図である。
【図２８】本発明によるクリーニング装置に用いられる回収ローラに対する電化供給を行う場合の電位変化を観察するための構成を示す図である。
【図２９】図２７により得られる電位変化を説明するための線図である。
【図３０】本発明によるクリーニング装置に用いられるブラシローラのブラシ繊維に電荷を供給しない場合でのトナーの移動状態を説明するトナーの移動モデル図である。
【図３１】本発明による画像形成装置に用いられる感光体の製造過程での構成を示す図である。
【図３２】本発明による画像形成装置に用いられる感光体の正孔輸送性化合物の構造式である。
【図３３】本発明により画像形成装置に用いられる帯電手段の形式構成を示す図である。
【図３４】本発明によるクリーニング装置が適用される画像形成装置の一方式を説明するための模式図である。
【図３５】本発明によるクリーニング装置が適用される画像形成装置の他の方式を説明するための模式図である。
【図３６】本発明によるクリーニング装置が適用される画像形成装置のさらに別の方式を説明するための模式図である。
【図３７】本発明による画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジの構成を説明するための模式図である。
【図３８】像担持体上に残存するトナーの極性を説明するための図である。
【図３９】静電クリーニングの原理を説明するためのトナーの移動モデル図である。
【符号の説明】
【０１８０】
１  感光体ドラム
２  帯電手段
４  現像装置
６  クリーニング装置
６Ａ  第１のブラシローラ
６Ａ１  回収ローラ
６Ａ２  回収ローラクリーニングブレード
６Ｂ  第２のブラシローラ
６Ｂ１  回収ローラ
６Ｂ２  回収ローラクリーニングブレード
６０，６０’、６１，６１’、６２，６２’  バイアス電源
１００  中間転写体
１０１  搬送ベルト
ＰＣ  プロセスカートリッジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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