(57)【要約】【課題】クリーニングブラシのトルクを適正に保つクリーニング装置を提供する。【解決手段】  本発明のクリーニング装置２３は帯電ローラーに摺接するクリーニングブラシ２５を備え、クリーニングブラシ２５は、シャフト３０に静電植毛される長さの異なる第１パイル３２および第２パイル３３を含み、第１および第２パイル３２，３３は、シャフト３０の法線に沿って延びる第１および第２直立毛３２ａ，３３ａと、シャフト３０の回転方向下流側に傾斜して延びる第１および第２斜毛３２ｂ，３３ｂと、を含み、シャフト３０の軸心Ｒ３から第１直立毛３２ａの先端までの距離をＡ１とし、軸心Ｒ３から第２直立毛３３ａの先端までの距離をＢ１とし、軸心Ｒ３から第２斜毛３３ｂの先端までの距離をＢ２とした場合において、クリーニングブラシ２５の最大食い込み量は（Ｂ１−Ｂ２）／２以上、且つ（Ｂ１−Ａ１）以下の範囲に設定される。【選択図】図５
2018004864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する被清掃部材に摺接するクリーニングブラシを備え、
前記クリーニングブラシは、
軸心を中心に回転可能に設けられるシャフトと、
前記シャフトの表面に静電植毛される長さの異なる複数種類のパイルと、を備え、
前記パイルの長さは、第１の長さ以上、且つ前記第１の長さよりも長い第２の長さ以下の範囲に設定され、
前記複数種類のパイルは、少なくとも、前記第１の長さを有する複数の第１パイルと、前記第２の長さを有する複数の第２パイルと、を含み、
前記複数の第１パイルは、
前記シャフトの前記表面における法線に沿って延びる第１直立毛と、
前記シャフトの前記法線に対し、前記シャフトの回転方向下流側に傾斜して延びる第１斜毛と、を含み、
前記複数の第２パイルは、
前記シャフトの前記法線に沿って延びる第２直立毛と、
前記シャフトの前記法線に対し、前記シャフトの回転方向下流側に傾斜して延びる第２斜毛と、を含み、
前記シャフトの前記軸心から前記第１直立毛の先端までの距離をＡ１とし、前記シャフトの前記軸心から前記第２直立毛の先端までの距離をＢ１とし、前記シャフトの前記軸心から前記第２斜毛の先端までの距離をＢ２とした場合において、
前記距離Ｂ２は、前記距離Ａ１以上であり、
前記被清掃部材に対する前記クリーニングブラシの最大食い込み量は、（Ｂ１−Ｂ２）／２以上、且つ（Ｂ１−Ａ１）以下の範囲に設定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】
回転する被清掃部材に摺接するクリーニングブラシを備え、
前記クリーニングブラシは、
軸心を中心に回転可能に設けられるシャフトと、
前記シャフトの表面に静電植毛される長さの異なる複数種類のパイルと、を備え、
前記パイルの長さは、第１の長さ以上、且つ前記第１の長さよりも長い第２の長さ以下の範囲に設定され、
前記複数種類のパイルは、少なくとも、前記第１の長さを有する複数の第１パイルと、前記第２の長さを有する複数の第２パイルと、を含み、
前記複数の第１パイルは、
前記シャフトの前記表面における法線に沿って延びる第１直立毛と、
前記シャフトの前記法線に対し、前記シャフトの回転方向下流側に傾斜して延びる第１斜毛と、を含み、
前記複数の第２パイルは、
前記シャフトの前記法線に沿って延びる第２直立毛と、
前記シャフトの前記法線に対し、前記シャフトの回転方向下流側に傾斜して延びる第２斜毛と、を含み、
前記シャフトの前記軸心から前記第１直立毛の先端までの距離をＡ１とし、前記シャフトの前記軸心から前記第１斜毛の先端までの距離をＡ２とし、前記シャフトの前記軸心から前記第２直立毛の先端までの距離をＢ１とし、前記シャフトの前記軸心から前記第２斜毛の先端までの距離をＢ２とした場合において、
前記距離Ｂ２が前記距離Ａ１以上である場合、前記被清掃部材に対する前記クリーニングブラシの最大食い込み量は、（Ｂ１−Ｂ２）／２以上、且つ（Ｂ１−Ａ１）以下の範囲に設定され、
前記距離Ｂ２が前記距離Ａ１未満である場合、前記被清掃部材に対する前記クリーニングブラシの最大食い込み量は、（Ｂ１−Ｂ２）／２以上、且つＢ１−（（Ａ１＋Ａ２）／２）以下の範囲に設定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】
前記クリーニングブラシを、前記被清掃部材の回転方向とは反対方向に、前記被清掃部材の回転速度よりも低速で回転させる回転機構を備え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】
前記クリーニングブラシを前記軸心に沿う方向に往復移動させる移動機構を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のクリーニング装置と、
回転軸を中心に回転する感光体に摺接し、前記感光体を帯電させる前記被清掃部材としての帯電ローラーと、を備えていることを特徴とする帯電装置。
【請求項６】
請求項５に記載の帯電装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【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、帯電装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、感光体を帯電させる帯電装置を備えている。帯電装置は、感光体に接触した状態で回転する帯電ローラーと、帯電ローラーに付着したトナー（外添剤）を除去するクリーニングブラシと、を含むことがある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のクリーニングブラシは、ブラシ基部にブラシ毛を植え付けて構成されている。ブラシ毛は、径の異なる２種類で構成されている。第１種のブラシ毛は、被清掃体の凹部の底まで到達しない太さに形成されている。第２種のブラシ毛は、被清掃体の凹部の底まで到達する太さに形成されている。クリーニングブラシは、第１種のブラシ毛のみを植え付けた領域と、第２種のブラシ毛のみを植え付けた領域と、を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２４０８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなクリーニングブラシは、シャフトの表面にブラシ毛（パイル）を静電植毛することで構成される。一般的に、静電植毛加工は、ブラシ毛の密度（１平方インチあたりのブラシ毛の本数）の制御が困難であることが知られている。ここで、ブラシ毛の密度が高い場合、クリーニングブラシの回転負荷（トルク）が大きくなる。すると、クリーニングブラシは円滑に回転できなくなり、帯電ローラーの清掃を適切に行うことができない。この点、上記のクリーニングブラシのように２種類の太さのブラシ毛を用いることで、全体的なブラシ毛の密度を低下させることができる。しかしながら、ブラシ毛の太さによってブラシ毛の剛性が異なるため、トナーの除去性能が低下する虞があった。
【０００６】
本発明は上記した課題を解決すべく、クリーニングブラシのトルクを適正に保つクリーニング装置、帯電装置および画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するため、本発明のクリーニング装置は、回転する被清掃部材に摺接するクリーニングブラシを備え、前記クリーニングブラシは、軸心を中心に回転可能に設けられるシャフトと、前記シャフトの表面に静電植毛される長さの異なる複数種類のパイルと、を備え、前記パイルの長さは、第１の長さ以上、且つ前記第１の長さよりも長い第２の長さ以下の範囲に設定され、前記複数種類のパイルは、少なくとも、前記第１の長さを有する複数の第１パイルと、前記第２の長さを有する複数の第２パイルと、を含み、前記複数の第１パイルは、前記シャフトの前記表面における法線に沿って延びる第１直立毛と、前記シャフトの前記法線に対し、前記シャフトの回転方向下流側に傾斜して延びる第１斜毛と、を含み、前記複数の第２パイルは、前記シャフトの前記法線に沿って延びる第２直立毛と、前記シャフトの前記法線に対し、前記シャフトの回転方向下流側に傾斜して延びる第２斜毛と、を含み、前記シャフトの前記軸心から前記第１直立毛の先端までの距離をＡ１とし、前記シャフトの前記軸心から前記第２直立毛の先端までの距離をＢ１とし、前記シャフトの前記軸心から前記第２斜毛の先端までの距離をＢ２とした場合において、前記距離Ｂ２は、前記距離Ａ１以上であり、前記被清掃部材に対する前記クリーニングブラシの最大食い込み量は、（Ｂ１−Ｂ２）／２以上、且つ（Ｂ１−Ａ１）以下の範囲に設定されている。
【０００８】
また、上記した目的を達成するため、本発明のクリーニング装置は、回転する被清掃部材に摺接するクリーニングブラシを備え、前記クリーニングブラシは、軸心を中心に回転可能に設けられるシャフトと、前記シャフトの表面に静電植毛される長さの異なる複数種類のパイルと、を備え、前記パイルの長さは、第１の長さ以上、且つ前記第１の長さよりも長い第２の長さ以下の範囲に設定され、前記複数種類のパイルは、少なくとも、前記第１の長さを有する複数の第１パイルと、前記第２の長さを有する複数の第２パイルと、を含み、前記複数の第１パイルは、前記シャフトの前記表面における法線に沿って延びる第１直立毛と、前記シャフトの前記法線に対し、前記シャフトの回転方向下流側に傾斜して延びる第１斜毛と、を含み、前記複数の第２パイルは、前記シャフトの前記法線に沿って延びる第２直立毛と、前記シャフトの前記法線に対し、前記シャフトの回転方向下流側に傾斜して延びる第２斜毛と、を含み、前記シャフトの前記軸心から前記第１直立毛の先端までの距離をＡ１とし、前記シャフトの前記軸心から前記第１斜毛の先端までの距離をＡ２とし、前記シャフトの前記軸心から前記第２直立毛の先端までの距離をＢ１とし、前記シャフトの前記軸心から前記第２斜毛の先端までの距離をＢ２とした場合において、前記距離Ｂ２が前記距離Ａ１以上である場合、前記被清掃部材に対する前記クリーニングブラシの最大食い込み量は、（Ｂ１−Ｂ２）／２以上、且つ（Ｂ１−Ａ１）以下の範囲に設定され、前記距離Ｂ２が前記距離Ａ１未満である場合、前記被清掃部材に対する前記クリーニングブラシの最大食い込み量は、（Ｂ１−Ｂ２）／２以上、且つＢ１−（（Ａ１＋Ａ２）／２）以下の範囲に設定されている。
【０００９】
この場合、前記クリーニングブラシを、前記被清掃部材の回転方向とは反対方向に、前記被清掃部材の回転速度よりも低速で回転させる回転機構を備えていることが好ましい。
【００１０】
この場合、前記クリーニングブラシを前記軸心に沿う方向に往復移動させる移動機構を備えていることが好ましい。
【００１１】
上記した目的を達成するため、本発明の帯電装置は、上記のいずれかに記載のクリーニング装置と、回転軸を中心に回転する感光体に摺接し、前記感光体を帯電させる前記被清掃部材としての帯電ローラーと、を備えている。
ことが好ましい。
【００１２】
上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、上記に記載の帯電装置を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、クリーニングブラシのトルクを適正に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンターの内部構造を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプリンターのドラムユニットを模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るクリーニング装置を模式的に示す側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るクリーニング装置のクリーニングブラシを模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るクリーニングブラシのパイルの一部を模式的に示す正面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るクリーニング装置のクリーニングブラシ（ギャップ小）を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るクリーニング装置のクリーニングブラシ（ギャップ大）を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態の変形例に係るクリーニング装置のクリーニングブラシ（ギャップ大）を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下、図１および図２等の紙面手前側を正面とし、各図に示す方向を基準に説明する。
【００１６】
図１および図２を参照して、本実施形態に係る画像形成装置としてのプリンター１について説明する。図１はプリンター１の内部構造を模式的に示す断面図である。図２はドラムユニット１１を模式的に示す断面図である。
【００１７】
図１に示すように、プリンター１は、略箱状の外観を構成する装置本体２を備えている。装置本体２の下部には、給紙カセット３が着脱可能に設けられている。給紙カセット３には、枚葉のシートＳ（の束）が収容されている。装置本体２の上面には、排紙トレイ４が設けられている。
【００１８】
プリンター１は、装置本体２の内部に、画像形成部５と、定着装置６と、を有している。画像形成部５は、給紙カセット３から排紙トレイ４まで延びる搬送路７の中間部に設けられている。定着装置６は、画像形成部５よりも搬送路７の下流側に設けられている。
【００１９】
画像形成部５は、トナーコンテナ１０と、ドラムユニット１１と、光走査装置１２と、を含んでいる。トナーコンテナ１０は、トナー（現像剤）を収容している。ドラムユニット１１は、感光体ドラム１３と、帯電装置１４と、現像装置１５と、転写ローラー１６と、トナー除去装置１７と、を含んでいる。帯電装置１４、現像装置１５、転写ローラー１６およびトナー除去装置１７は、感光体ドラム１３の周囲に転写プロセス順に配置されている。なお、トナーは、磁性トナーから成る一成分現像剤を用いている。
【００２０】
感光体の一例としての感光体ドラム１３は、前後方向に長い円筒状（直径３０ｍｍ）に形成されている。図２に示すように、感光体ドラム１３は、回転軸Ｒ１を中心に回転可能に設けられている。感光体ドラム１３は、ドラム素管１３ａの表面に正帯電単層型の有機感光層１３ｂを積層して構成されている。
【００２１】
詳細は後述するが、帯電装置１４は、感光体ドラム１３の表面を帯電させるために設けられている。現像装置１５は、トナーコンテナ１０に接続されている（図１参照）。現像装置１５は、感光体ドラム１３に対向して配置される現像ローラー１５ａを含んでいる。転写ローラー１６は、感光体ドラム１３に圧接して転写ニップを形成している。転写ローラー１６には転写バイアスが印加される。トナー除去装置１７は、感光体ドラム１３に摺接するクリーニングブレード１７ａを含んでいる。
【００２２】
電子写真方式の画像形成処理について説明する。光走査装置１２は、帯電した感光体ドラム１３を露光し、有機感光層１３ｂに静電潜像を形成する。トナーは、トナーコンテナ１０から現像装置１５に供給され、現像ローラー１５ａを介して感光体ドラム１３に向けて飛翔する。そして、感光体ドラム１３の有機感光層１３ｂに担持された静電潜像がトナー像に現像される。一方、シートＳは、供給カセット１０から搬送路７に送られる。トナー像は、転写ニップを通過するシートＳに転写される。定着装置６は、トナー像をシートＳに定着させる。その後、シートＳは、排紙トレイ４に送り出される。トナー除去装置１７は、感光体ドラム１３の有機感光層１３ｂに残留したトナーや帯電生成物を除去する。
【００２３】
次に、図２ないし図４を参照して、帯電装置１４について説明する。図３はクリーニング装置２３を模式的に示す側面図である。図４はクリーニング装置２３のクリーニングブラシ２５を模式的に示す断面図である。
【００２４】
図２に示すように、帯電装置１４は、帯電ローラー２０と、回転機構２１と、電源回路２２と、クリーニング装置２３と、を含んでいる。
【００２５】
被清掃部材としての帯電ローラー２０は、回転する感光体ドラム１３に摺接し、感光体ドラム１３を帯電させるために設けられている。帯電ローラー２０は、帯電シャフト２０ａと、帯電ゴム層２０ｂと、を含んでいる。
【００２６】
帯電シャフト２０ａは、例えば、金属製で、前後方向に長い円柱状に形成されている。帯電シャフト２０ａの前後両端部は、ケース２４に回転可能に支持されている。帯電シャフト２０ａは、軸心Ｒ２を中心に回転可能に設けられている。帯電ゴム層２０ｂは、帯電シャフト２０ａの表面に積層されている（層厚：約１〜３ｍｍ）。帯電ゴム層２０ｂは、例えば、エピクロルヒドリンゴム等にイオン導電剤を配合した導電性材料で形成されている。
【００２７】
回転機構２１は、第１ギア（図示せず）を介して帯電ローラー２０に接続される駆動モーター２１ａを含んでいる。第１ギアは、駆動モーター２１ａの出力ギア（図示せず）と帯電シャフト２０ａに装着された伝達ギア（図示せず）とに噛み合っている。また、駆動モーター２１ａは、第２ギアを介して感光体ドラム１３に接続されている。駆動モーター２１ａは、正面から見て、感光体ドラム１３を時計回りに回転させ、帯電ローラー２０を反時計回りに回転させる（図２参照）。すなわち、回転機構２１は、帯電ローラー２０を感光体ドラム１３の回転方向とは反対方向に回転させる。
【００２８】
電源回路２２は、帯電ローラー２０に電気的に接続されている。電源回路２２は、帯電ローラー２０にパルス波形となるバイアス（電圧）を印加するために設けられている。なお、パルス波形は、矩形波であることが好ましい。
【００２９】
図３に示すように、クリーニング装置２３は、クリーニングブラシ２５と、移動機構２６と、を含んでいる。クリーニングブラシ２５は、回転する帯電ローラー２０に摺接するように設けられている。移動機構２６は、クリーニングブラシ２５をスラスト方向に移動可能に設けられている。
【００３０】
図３および図４に示すように、クリーニングブラシ２５は、シャフト３０と、複数種類のパイル３１（短繊維）と、を備えている。
【００３１】
シャフト３０は、例えば、ステンレス鋼や快削鋼等の金属製で、前後方向に長い円筒状（直径６ｍｍ）に形成されている。シャフト３０の前後両端部は、ケース２４に回転可能に支持されている。シャフト３０は、軸心Ｒ３を中心に回転可能に設けられている。
【００３２】
上記した回転機構２１の駆動モーター２１ａは、第３ギア（図示せず）を介してシャフト３０に装着された入力ギア２１ｂに接続されている。入力ギア２１ｂは、シャフト３０に回転不能に、且つ軸方向にスライド可能に支持されている。駆動モーター２１ａは、正面から見て、クリーニングブラシ２５を時計回りに回転させる（図２参照）。すなわち、回転機構２１は、クリーニングブラシ２５を帯電ローラー２０の回転方向とは反対方向に回転させる。また、回転機構２１は、クリーニングブラシ２５を帯電ローラー２０の回転速度よりも低速で回転させる。つまり、入力ギア２１ｂは、駆動モーター２１ａの回転数を大幅に減速してクリーニングブラシ２５に伝達する。
【００３３】
複数種類のパイル３１は、シャフト３０の表面に静電植毛されている。図４に示すように、本実施形態に係るクリーニングブラシ２５は、例えば、長さの異なる２種類のパイル３１で構成されている。具体的には、図４の上段に示すように、複数種類のパイル３１は、複数の第１パイル３２と、複数の第２パイル３３と、を含んでいる。なお、本明細書において、第１パイル３２および第２パイル３３に共通する説明では、単にパイル３１との用語および符号を用いる。
【００３４】
パイル３１は、太さ４デニールの導電性ナイロンで形成されている。つまり、２種類のパイル３２，３３は、同じ直径を有し、同じ素材で形成されている。一例として、パイル３１の長さは、１．５ｍｍ（第１の長さ）以上、且つ２．５ｍｍ（第１の長さよりも長い第２の長さ）以下の範囲に設定されている。上記した複数の第１パイル３２は１．５ｍｍの長さを有し、複数の第２パイル３３は２．５ｍｍの長さを有している。第１パイル３２の密度は、例えば、１００ｋＦ／ｉｎｃｈ２（キロフィラメント（パイル数）／平方インチ）に設定されている。第２パイル３３の密度は、例えば、１５０ｋＦ／ｉｎｃｈ２に設定されている。なお、上記したパイル３１の長さや密度は、一例であって、これに限らず、所望の帯電性能を得られるように適宜変更してもよい。
【００３５】
ここで、図４に示すように、パイル３１は、数本〜数十本の束になってシャフト３０の表面に植え付けられている。パイル３１の束は、根元（シャフト３０の表面近傍）でまとめられている。パイル３１の束は、根元から径方向外側に向かって放射状に広がるように延びている。したがって、パイル３１の束には、シャフト３０の表面に略直立したパイル３１やシャフト３０の表面に対して傾いたパイル３１が含まれる。パイル３１は、主に、シャフト３０の回転方向上流側に傾く姿勢で設けられている。
【００３６】
詳細に説明すると、複数の第１パイル３２は、第１直立毛３２ａと、第１斜毛３２ｂと、を含んでいる。同様に、複数の第２パイル３３は、第２直立毛３３ａと、第２斜毛３３ｂと、を含んでいる。第１直立毛３２ａおよび第２直立毛３３ａは、それぞれ、シャフト３０の表面における法線Ｎに沿って延びるように設けられている。第１斜毛３２ｂおよび第２斜毛３３ｂは、それぞれ、その法線Ｎに対し、シャフト３０の回転方向上流側に傾斜して延びるように設けられている。
【００３７】
なお、静電植毛加工を実行すると、パイル３１は、様々な角度でシャフト３０の表面に植え付けられる。つまり、第１斜毛３２ｂおよび第２斜毛３３ｂは、法線Ｎに対して様々な角度で設けられる。したがって、各斜毛３２ｂ，３３ｂは、シャフト３０の回転方向下流側に傾斜することもある。しかし、図４（および図５）では、説明の便宜のため、各斜毛３２ｂ，３３ｂは、シャフト３０の回転方向上流側に傾斜したもののみを図示している。また、説明の便宜のため、特に明記しない限り、第１斜毛３２ｂおよび第２斜毛３３ｂとは、それぞれ、法線Ｎに対し、シャフト３０の回転方向下流側に最も大きく傾いたものを指すこととする。ここでは、一例として、各斜毛３２ｂ，３３ｂの傾斜角度は３０°であるものとする（図４参照）。なお、各斜毛３２ｂ，３３ｂの傾斜角度は所望の帯電性能を得られるように適宜変更することができる。
【００３８】
図３に示すように、移動機構２６は、付勢部材４０と、固定軸受部４１と、回転カム４２と、を含んでいる。移動機構２６は、クリーニングブラシ２５を前後方向（軸心Ｒ３の延びる方向）に往復移動させるために設けられている。
【００３９】
付勢部材４０は、所謂コイルスプリングであって、シャフト３０の前端部に巻き付くように配置されている。付勢部材４０の後端部は、シャフト３０の表面から突出する係止部３０ａに係止されている。付勢部材４０は、ケース２４の前側壁２４Ｆと係止部３０ａとの間に圧縮された状態で配置されている。付勢部材４０は、クリーニングブラシ２５（シャフト３０）を前側から後側に向けて付勢する。
【００４０】
固定軸受部４１は、ケース２４の後側壁２４Ｒに取り付けたカバー２４Ｃ内に突設されている。固定軸受部４１は、中空円筒状に形成されている。固定軸受部４１の前端には、円環状の固定カム面４３が形成されている。固定カム面４３は、側面から見て傾斜するように形成されている。
【００４１】
回転カム４２は、ケース２４の後側壁２４Ｒを貫通したシャフト３０の後端部に固定されている。回転カム４２は、カバー２４Ｃ内に配置されている。回転カム４２は、段付き円筒（円柱）状に形成されている。回転カム４２は、カム本体４４の前端から前方に延びるカム軸部４５を有している。カム本体４４とカム軸部４５との段差部分には、円環状の回転カム面４６が形成されている。回転カム面４６は、側面から見て、固定カム面４３と同一角度で傾斜するように形成されている。カム軸部４５は、回転カム面４６に突設され、固定軸受部４１に回転可能に嵌合している。固定軸受部４１がカム軸部４５を軸支した状態で、回転カム面４６は、付勢部材４０に付勢されて固定カム面４３に押し付けられている。
【００４２】
図２および図３を参照して、帯電装置１４の作用について説明する。
【００４３】
電源回路２２は、帯電ローラー２０にバイアスを印加する。駆動モーター２１ａは、感光体ドラム１３、帯電ローラー２０およびクリーニングブラシ２５を回転させる（図２の矢印参照）。帯電ローラー２０は、感光体ドラム１３に接触した状態で感光体ドラム１３に対してトレール方向（追従する方向）に回転する。クリーニングブラシ２５は、パイル３１を帯電ローラー２０に接触させた状態で、帯電ローラー２０に対してトレール方向に回転する。例えば、感光体ドラム１３の回転速度（周速）は、１６０ｍｍ／ｓに設定されている。クリーニングブラシ２５の回転速度は、感光体ドラム１３との回転速度比（周速比）が０．８７５（周速差−２０ｍｍ／ｓ）になるように設定されている。
【００４４】
クリーニングブラシ２５が回転すると、付勢部材４０および回転カム４２も、クリーニングブラシ２５と同じ方向に回転する。付勢部材４０は、クリーニングブラシ２５を常に後方に付勢している。このため、回転カム４２の回転カム面４６は、固定軸受部４１の固定カム面４３に接触した状態で回転する。
【００４５】
例えば、固定カム面４３と回転カム面４６との傾斜方向が一致している状態（初期状態（図３の上段参照））でクリーニングブラシ２５が回転すると、回転カム面４６の傾斜方向は、固定カム面４３の傾斜方向に対し、回転方向にずれ始める。各カム面４３，４６の傾斜方向がずれることで、クリーニングブラシ２５は、付勢部材４０の付勢力に抗して前方に移動する。クリーニングブラシ２５は、初期状態から半周回転すると、最も前方に押し出された状態になる（図３の下段参照）。クリーニングブラシ２５は、初期状態から半周以上回転すると、付勢部材４０に付勢されて後方に移動する。そして、初期状態から３６０度回転すると、各カム面４３，４６との傾斜方向が再び一致した状態になる。
【００４６】
以上のように、クリーニングブラシ２５は、１回転する毎に、前後方向に１往復する。移動機構２６は、連続的に回転するクリーニングブラシ２５を軸方向に往復移動させる。
【００４７】
以上説明した本実施形態に係る帯電装置１４によれば、クリーニングブラシ２５は、帯電ローラー２０の回転速度よりも低速回転する。また、クリーニングブラシ２５は、パイル３１を感光体ドラム１３の表面に接触させた状態で前後方向に振動する。したがって、クリーニングブラシ２５のパイル３１は、帯電ローラー２０の表面上を回転方向および軸方向に摺動する。これにより、帯電ローラー２０の表面に付着したトナーを有効に掻き落すことができる。
【００４８】
ところで、上記のような帯電装置１４では、帯電ローラー２０に対するクリーニングブラシ２５の最大食い込み量（以下、「ギャップＧ」ともいう（図４参照）。）を調整することが重要になる。例えば、パイル３１の先端が帯電ローラー２０に食い込み過ぎると、クリーニングブラシ２５の回転負荷（トルク）が大きくなる。このため、クリーニングブラシ２５は、円滑に回転することができず、帯電ローラー２０の清掃を適切に行うことができない。そこで、本実施形態に係る帯電装置１４は、ギャップＧを所定範囲内に設定することで、クリーニングブラシ２５のトルクを適正に維持する。
【００４９】
帯電装置１４（クリーニングブラシ２５）のギャップＧは、「第２直立毛３３ａの先端が帯電ローラー２０の表面に接触可能な距離」から「第１直立毛３２ａの先端が帯電ローラー２０に接触可能な距離」までの範囲に設定されている。
【００５０】
以下、図５ないし図７を参照して、ギャップＧの範囲について更に詳細に説明する。図５はパイル３１の一部を模式的に示す正面図である。図６はクリーニングブラシ２５（ギャップＧ小）を模式的に示す断面図である。図７はクリーニングブラシ２５（ギャップＧ大）を模式的に示す断面図である。なお、図６および図７では、パイル３１の先端（毛先）の位置を円で表示している。
【００５１】
図５に示すように、シャフト３０の軸心Ｒ３から第１直立毛３２ａの先端までの距離をＡ１とし、軸心Ｒ３から第１斜毛３２ｂ（傾斜角度３０°）の先端までの距離をＡ２とする。シャフト３０の軸心Ｒ３から第２直立毛３３ａの先端までの距離をＢ１とし、軸心Ｒ３から第２斜毛３３ｂの先端までの距離をＢ２とする。本実施形態では、距離Ｂ２（≒５．２ｍｍ）は、距離Ａ１（＝４．５ｍｍ）以上に設定されている。以上の場合において、ギャップＧは、（Ｂ１−Ｂ２）／２以上、且つ（Ｂ１−Ａ１）以下の範囲（（Ｂ１−Ｂ２）／２≦Ｇ≦Ｂ１−Ａ１）に設定されている。
【００５２】
本実施形態では、Ａ１＝４．５ｍｍ、Ａ２≒４．３ｍｍ、Ｂ１＝５．５ｍｍ、Ｂ２≒５．２ｍｍとなるため、ギャップＧは、約０．１５ｍｍ以上、１ｍｍ以下（約０．１５ｍｍ≦Ｇ≦１ｍｍ）の範囲に設定される。図６に示すように、クリーニングブラシ２５が帯電ローラー２０から最も離れた状態（ギャップＧ≒０．１５ｍｍ）で、第１パイル３２（３２ａ，３２ｂ）の先端および第２斜毛３３ｂの先端は帯電ローラー２０から離間している。この状態で、第２直立毛３３ａの先端は帯電ローラー２０に接触する。つまり、第２直立毛３３ａを除く全てのパイル３１の先端は帯電ローラー２０から離間する。
【００５３】
一方、図７に示すように、クリーニングブラシ２５が帯電ローラー２０に最も食い込んだ状態（ギャップＧ＝１．０ｍｍ）で、第２パイル３３（３３ａ，３３ｂ）の先端は帯電ローラー２０に僅かに食い込む。この状態で、第１直立毛３２ａの先端は帯電ローラー２０に微かに接触し、第１斜毛３２ｂの先端は帯電ローラー２０から離間している。つまり、第１斜毛３２ｂを除く全てのパイル３１の先端は帯電ローラー２０に接触する。
【００５４】
上記範囲にギャップＧを設定することで、第１パイル３２の先端は、帯電ローラー２０の表面に接触または近接する。シャフト３０には、異なる長さのパイル３１が静電植毛されているため、パイル３１の種類毎の密度は相対的に低下する。すなわち、帯電ローラー２０に接触可能なパイル３１の密度が低下する。これにより、クリーニングブラシ２５の回転負荷（トルク）を低下させることができ、クリーニングブラシ２５の円滑な回転を担保することができる。このため、帯電ローラー２０の表面を適切に清掃することができる。なお、クリーニングブラシ２５のトルク低減効果を向上させるには、第２直立毛３３ａのみ、または複数の第２パイル３３（３３ａ，３３ｂ）のみを帯電ローラー２０に接触させるようにギャップＧを設定することが好ましい。
【００５５】
なお、本実施形態に係る帯電装置１４では、距離Ｂ２が距離Ａ１以上に設定されていたが、本発明はこれに限定されない。第１パイル３２と第２パイル３３との長さの差や傾斜角度によって、距離Ｂ２が距離Ａ１未満になることもある（図８参照）。
【００５６】
本実施形態の変形例に係る帯電装置１８として、例えば、第１パイル３２が２．３ｍｍの長さに形成されているものとする。なお、その他のパイル３１の条件は、上記した帯電装置１４と同一とする。この変形例では、距離Ｂ２（≒５．２ｍｍ）は、距離Ａ１（＝５．３ｍｍ）未満に設定されている。この場合において、ギャップＧは、（Ｂ１−Ｂ２）／２以上、且つＢ１−（（Ａ１＋Ａ２）／２）以下の範囲（（Ｂ１−Ｂ２）／２≦Ｇ≦Ｂ１−（（Ａ１＋Ａ２）／２））に設定されている。
【００５７】
この変形例では、Ａ１＝５．３ｍｍ、Ａ２≒５．０ｍｍ、Ｂ１＝５．５ｍｍ、Ｂ２≒５．２ｍｍとなるため、ギャップＧは、約０．１５ｍｍ以上、約０．３５ｍｍ以下（約０．１５ｍｍ≦Ｇ≦約０．３５ｍｍ）の範囲に設定される。図８に示すように、クリーニングブラシ２５が帯電ローラー２０から最も離れた状態（ギャップＧ≒０．１５ｍｍ）で、第２直立毛３３ａの先端は帯電ローラー２０に接触する（図６参照）。第２直立毛３３ａを除く全てのパイル３１の先端は帯電ローラー２０から離間する。一方、クリーニングブラシ２５が感光体ドラム１３に最も食い込んだ状態（ギャップＧ≒０．３５ｍｍ）で、第１斜毛３２ｂを除く全てのパイル３１の先端は帯電ローラー２０に接触する。第１斜毛３２ｂの先端が帯電ローラー２０から離間する（図８参照）。この変形例に係る帯電装置１８によれば、上記した帯電装置１４と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
本実施形態（変形例を含む（以下同じ））では、クリーニングブラシ２５が２種類のパイル３１で構成されていたが、本発明はこれに限定されない。クリーニングブラシ２５は、長さの異なる３種類以上のパイル３１で構成されてもよい。また、第１斜毛３２ｂと第２斜毛３３ｂとは、同じ傾斜角度であったが、これに限らず、異なる傾斜角度であってもよい。
【００５９】
なお、本実施形態では、移動機構２６は、付勢部材４０とカム機構（固定軸受部４１，回転カム４２）とを協働させてクリーニングブラシ２５を振動させていたが、本発明はこれに限定されない。上記した移動機構２６に代えて、例えば、ソレノイドやリニアモーター等を用いてクリーニングブラシ２５を往復移動させてもよい。また、移動機構２６は省略されてもよい。
【００６０】
なお、本実施形態では、一例として、本発明をモノクロのプリンター１に適用した場合を説明したが、これに限らず、例えば、カラープリンター、複合機、ファクシミリ等に本発明を適用してもよい。
【００６１】
なお、上記実施形態の説明は、本発明に係るクリーニング装置、帯電装置および画像形成装置における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態における構成要素は、適宜、既存の構成要素等との置き換えや組合せが可能であって、上記実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００６２】
１  プリンター（画像形成装置）
１３  感光体ドラム（感光体）
１４，１８  帯電装置
２０  帯電ローラー（被清掃部材）
２１  回転機構
２３  クリーニング装置
２５  クリーニングブラシ
２６  移動機構
３０  シャフト
３１  パイル
３２  第１パイル
３２ａ  第１直立毛
３２ｂ  第１斜毛
３３  第２パイル
３３ａ  第２直立毛
３３ｂ  第２斜毛
Ｇ  ギャップ（最大食い込み量）
Ｎ  法線
Ｒ１  回転軸
Ｒ２  軸心
【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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