(57)【要約】      （修正有）【課題】少なくとも２本の導電性ブラシを備えた静電ブラシクリーニング方式の、ブラシ毛先が繰り返し同じ傷をなぞることに起因するスジ状濃度ムラを解決し、長期に渡って良好な画像を維持できる画像形成装置を提供する。【解決手段】少なくとも像担持体と、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、像担持体表面に凹径が５〜２００μｍの凹部が形成されている。【選択図】図１
2011013262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも像担持体と、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とを備えた画像形成装置において、像担持体表面に凹径が５〜２００μｍの凹部が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記凹部が形成された像担持体の表面について、ＪＩＳ  Ｂ０６０１（触針先端半径５μｍ、基準長さＬ＝０．８ｍｍ、評価長さ５Ｌ＝４ｍｍ）によるＲｚが１〜４μｍの範囲にあ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】
前記像担持体表面の凹部の像担持体軸方向の径がクリーニングブラシ繊維径よりも大き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４】
前記凹部が感光層形成後に感光層表面側から粒子を衝突させることにより得られる表面凹形状であることを特徴とする請求項１〜３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】
本発明は導電性ブラシロールを像担持体に摺擦させて像担持体上の残留トナーを除去する静電ブラシクリーニング装置を利用した画像形成装置に関する。
【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、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1参照）。
【０００５】
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。
【０００６】
しかし、このような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。
【０００７】
これらの課題に対して、２つのクリーニングブラシのうち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のブラシ繊維１本あたりの先端力が、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つ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２参照）。
また、像担持体の回転方向に沿って２つ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３参照）。
また、２つ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４参照）。
しかし、上記特許文献２〜４のいずれにおいても、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が解決されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。すなわち、本発明は、少なくとも２本の導電性ブラシを備えた静電ブラシクリーニング方式の課題である、ブラシ毛先が繰り返し同じ傷をなぞることに起因するスジ状濃度ムラを解決し、長期に渡って良好な画像を維持でき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】
【０００９】
本発明者らは、少なくとも２本の静電ブラシクリーニングを備えた静電ブラシクリーニング方式の、繰り返し使用時にスジ状濃度ムラが顕著になり著しい画質低下を引き起こす原因を調査した。その結果、ブレードを用いない静電ブラシクリーニングでは、像担持体上の回転方向にひとたび微細な傷が入ると、その傷近傍のブラシ毛先が毎回転ごとにその傷をなぞるようになり、回転方向の傷をどんどん深めて行くことを確認した。この現象を回避するために、ブラシ材質、ブラシ回転速度等さまざまな検討を行ったが、効果のある方法として像担持体表面に凹状加工を施すことが有効であることを見出した。
【００１０】
理由としては次のように考えられる。
ブレードを用いない静電ブラシクリーニング法においては、像担持体周方向に微細な傷が入ると毎回転ごとに傷周辺のブラシ毛先がその傷をなぞるが、像担持体表面にその微細な傷よりも深い凹形状が無数に形成されている場合には、ブラシ毛先が傷をなぞっても、傷よりも深い凹部では傷は存在しないため、ブラシ毛先は傷によって規制されず傷から離れブラシ本来が摺擦すべき場所へ戻ることになり、傷の深さ方向の成長が押さえられるためである。
【００１１】
すなわち本発明によれば、
（１）少なくとも像担持体と、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、像担持体表面に凹径が５〜２００μｍの凹部が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
（２）前記凹部が形成された像担持体の表面について、JIS  B0601（触針先端半径５μｍ、基準長さＬ＝０．８ｍｍ、評価長さ５Ｌ＝４ｍｍ）によるＲｚが１〜４μｍの範囲にあることを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
（３）前記像担持体表面の凹部の像担持体軸方向の径がクリーニングブラシ繊維径よりも大きいことを特徴とする前記（１）又は（２）記載の画像形成装置。
が得られる。
（４）前記凹部が感光層表面側から粒子を衝突させることにより得られる表面凹形状であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の画像形成装置によれば、像担持体上に凹部が形成されているため、クリーニングブラシ繊維が同じスジ状傷をなぞることが出来ないため、スジ状傷の成長を抑えることが出来る。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ン画像の白スジ画像を抑制することが出来る。また、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用いることにより像担持体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、長期に渡って良好な画像を維持できる。
さらに、像担持体がスジ状摩耗ではなく均一に摩耗するため、像担持体の寿命が長くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の画像形成装置の一例の概略図である。
【図２】本発明にかかる像担持体の一例の断面図である。
【図３】像担持体の表面を粗面化させるブラスト加工装置の一例の概略図である。
【図４】本発明の画像形成装置に用いるクリーニング装置の一例の概略模式図である。
【図５】本発明の画像形成装置の他の例の概略図である。
【図６】実施例１の初期の像担持体の表面状態を示す３Ｄ観察写真である。
【図７】実施例１の１０万枚複写試験後の像担持体の表面状態を示す３Ｄ観察写真である。
【図８】比較例１の初期の像担持体の表面状態を示す３Ｄ観察写真である。
【図９】比較例１の１０万枚複写試験後の像担持体の表面状態を示す３Ｄ観察写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
図１は本発明の実施形態である２本の静電ブラシクリーニング装置を備えた画像形成装置の一例である。感光体ドラム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手段により画像露光３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ドラム１上の静電潜像を現像する。感光体ドラム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により感光体ドラム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、感光体ドラム１は転写紙分離後に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。
【００１５】
図１ではブラシクリーニング装置７は、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９が感光体ドラム１へ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１０よりも上流側で接触し、電源１１から一定の直流電圧が印加されて感光体ドラム１上の残留トナーを除去する例である。
【００１６】
本発明にかかわる像担持体は中間転写体、電子写真用感光体であり、特に電子写真用感光体とそのクリーニング装置に適用した場合にスジ状濃度ムラの低減効果が極めて良好になる。
本発明に用いられる電子写真用感光体は、例えば有機系感光体の場合には図２に示すように、導電性支持体ｌ０上に有機感光層１１が積層されたものであり、この感光層１１は好ましくは電荷発生層Ｉ２と電荷輸送層１３に機能分離された積層型感光層である。
【００１７】
導電性支持体１０として、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属、導電性物質を単独又は適当なバイング−と共に塗布して導電層を設けた金属、あるいは導電処理したプラスデツクや紙などをドラム状又はシ−ト状に成形したものなど、従来公知のいずれのものも用いることができる。
【００１８】
電荷発生層１２は、アゾ顔料、キノン顔料、キノシアニン顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、フタロシアニン顔料などの電荷発生物質を、ポリビニルブチラ−ル、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネートなどの結着性樹脂に分散含有させて形成することができ、また、真空蒸着装置によって真空蒸着膜として形成することもできる。好ましい膜厚は０．１〜３μｍである。
【００１９】
電荷輸送層１３はスチリル系化合物、ヒドラゾン系化合物、トリアリ−ルアミン系化合物、カルバゾ−ル系化合物、オキサゾ−ル系化合物、ピラゾリン系化合物などの電荷輸送物質を、ボリアリレ−ト、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリカーボネートなどの結着剤樹脂に分散含有させて形成することができる。好ましい膜厚は１０〜４０μｍである。また、感光層１１の構成として電荷発生層１２を電荷輸送層１３の上に形成してもよく、さらには感光層１１は前述の電荷発生物質と電荷輸送物質とを同一層に含有させた単一層型であってもよい。
【００２０】
さらに、導電性支持体１０と感光層１１との間には、接着性及びバリヤ−性を向上させるために下引き層などの中間層を設けてもよい。
また、耐擦性を確保するために最表面に保護層を形成しても良い。
【００２１】
像担持体表面に凹形状を形成する方法としては、粒子の衝突により表面を粗面化させることにより得られる。
粒子の衝突により表面を粗面化させる手段は、他の手段と比較して、表面を破壊せずに像担持体を形成する層表面に凹形状を形成させることが可能で有効な手段である。このような手段として、乾式のブラスト法と湿式のホーニング法が好ましい。さらに、乾式のブラスト法を用いることが、湿度条件に敏感な被処理体を水等の溶媒に接触させることなく粗面化できるためより好ましい。
【００２２】
ブラスト加工の方法としては、圧縮空気を用いて噴射する方法、モーターを動力として噴射する方法等があるが、被処理体の粗面化を精密に制御が可能で、かつ設備の簡易性という点において、圧縮空気を用いる方法が好ましい。
ブラストに用いる研磨粒子の材質としては、酸化アルミニウム、ジルコニア、炭化ケイ素、ガラス等のセラミック系、ステンレス、鉄、亜鉛等の金属系、ポリアミド、ポリカーボネート、エポキシ、ポリエステル等の樹脂系が挙げられる。特に粗面化効率およびコスト面から、ガラス、酸化アルミニウム、ジルコニアが好ましい。
【００２３】
本発明において用いるブラスト加工装置の例を図３に示す。容器（不図示）に貯留されている研磨粒子は３−４の経路よりノズルに導かれ、３−３の経路より導入された圧縮空気を用いて噴射ノズル（３−１）より噴射され、ワーク支持体（３−６）により支持され自転している被処理体（３−７）に衝突する。３−５は研磨粒子（ブラスト砥粒）である。
【００２４】
このときノズルとワークの距離はノズル固定冶具（３−２）、アーム（３−９）により調整されて決められる。ノズルは通常ワークの回転軸方向に対して移動しながら粗面化処理を行い、ノズル支持体（３−８）がワークの回転軸方向に移動することによりワークに対してムラ無く粗面化処理を施すことができる。
【００２５】
この時、ノズルと被処理体表面の最短距離は適当な間隔に調整する必要がある。距離が過剰に近い、若しくは遠いと加工効率が落ちる、若しくは所望の粗面化を行うことができない場合がある。噴射の動力に用いる圧縮空気の圧力も適度な圧力に調整する必要がある。このように、被処理体を製膜完成後に粗面化することで生産性の良い製造法が確立できる。
【００２６】
本発明に関わる像担持体の凹形状形成法においては、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１で定義される１０点平均粗さ（Ｒｚ）の測定法：触針先端半径５μｍ、基準長さＬ＝０．８ｍｍ、評価長さ５Ｌ＝４ｍｍで表して面粗さ（１０点平均粗さＲｚ）が０．５〜５．０μｍの範囲内に入る均一な粗面状態を得ることが可能である。本発明の目的に対しては、１０点平均粗さＲｚは１〜４μｍであることが好ましく、この場合に、スジ状濃度ムラの異常画像はきわめて良好に抑制できる。
【００２７】
本発明における凹部は、感光層形成後に感光層表面側から粒子を衝突させることにより得られる表面形状であり、凹径は５〜２００μｍ、凹深さは０．３〜５μｍ、凹部の個数密度は１００〜２００００００個／ｃｍ2が好ましい。凹径が小さく、凹深さが浅く、かつ個数密度が小さい場合にはブラシを掻き取り位置を規制する力が不足してスジ状の感光膜削れを引き起こし、本発明の目的を達成することが出来ない。また、凹径が大きく、深さが深く、かつ個数密度が大きい場合には、ブラシの規制力は大きくとも、感光体に許容される削れしろが小さくなり、本発明の目的である静電２段ブラシでの長寿命、高信頼化は達成できない。
【００２８】
また、凹部の像担持体軸方向の径がクリーニングブラシ繊維径よりも大きいことが好ましく、この場合に、スジ状濃度ムラの異常画像はきわめて良好に抑制できる。
凹部の像担持体軸方向の径は、前記Ｒｚの測定時の断面曲線において隣り合う２頂点間の距離とし、１０箇所の平均値として求めた。
前記像担持体表面のＲｚ及び凹部の径は、表面を粗面化する際の研磨粒子の径、噴射の動力に用いる圧縮空気の圧力等により調整することができる。
【００２９】
次に、本発明に用いられるクリーニング手段について説明する。本発明に用いられるクリーニング手段は、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（第１の導電性ブラシ）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（第２の導電性ブラシ）を備える。例えば、潜像担持体の回転方向に沿って配置された第１の導電性ブラシと第２の導電性ブラシとを含むものであり、クリーニング時には、第１の導電性ブラシにはトナー帯電極性と逆極性のバイアス電圧が、第２の導電性ブラシと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ものである。
【００３０】
第一、第二のクリーニングブラシの配置関係については特に限定はなく、逆極性第一ブラシ→同極性第二ブラシでも、同極性第二ブラシ→逆極性第一ブラシの順に配置されてもかまわない。
第一のクリーニングブラシ、第二のクリーニングブラシともに回転方向には特に規定はなく、ドラム回転方向に対して順方向に接触回転しても、逆方向に接触回転してもかまわない。回転方向についてはトナーの掻き取り力とで設定されるべきであるが、感光体の長寿命化の観点からは感光体に対して負荷の小さい順方向接触回転で、かつ感光体とクリーニングブラシの周速差が小さい方が好ましい。
【００３１】
なお、第１の導電性ブラシおよび第２の導電性ブラシは、通常、１対（２個）用いられるが、各々２個以上用いてもよい。たとえば、感光体の回転方向に沿って、第１の導電性ブラシ、第２の導電性ブラシ、第１の導電性ブラシ、第２の導電性ブラシの順や、第１の導電性ブラシ、第１の導電性ブラシ、第２の導電性ブラシ、第２の導電性ブラシの順に配置されたように４個であってもよい。
また、少なくとも第１の導電性ブラシと第２の導電性ブラシと各々少なくとも１個以上備えていれば、第１の導電性ブラシの個数と第２の導電性ブラシの個数とは同一でなくてもよい。
【００３２】
なお、以下の説明においては、第１の導電性ブラシおよび第２の導電性ブラシが１対（２個）用いられることを前提とし、感光体回転方向上流側に第１の導電性ブラシを配置し、感光体回転方向下流側に第２の導電性ブラシを配置した場合について説明する。
【００３３】
図４は本発明で用いられるクリーニング装置の一例を示す概略模式図である。図４に示したクリーニング装置７はカートリッジ方式のもので、２つのクリーニングユニットを備えるものである。
すなわち、図４中、ハウジング７００内には、ロール状ブラシ部材（第１の導電性ブラシ）７０１ａ、回収ロール部材７０２ａ及びスクレーパー７０３ａからなる第１のクリーニングユニットと、ロール状ブラシ部材（第２の導電性ブラシ）７０１ｂ、回収ロール部材７０２ｂ及びスクレーパー７０３ｂからなる第２のクリーニングユニットとが収容されている。なお、回収ロール部材７０２ａ、７０２ｂのかわりに、ロール状ブラシ部材に付着したトナーを機械的に叩き落とすフリッキング部材を設置してもよい。
【００３４】
ハウジング７００の感光体１に近い側は開口しており、その開口部においてロール状ブラシ部材７０１ａ、７０１ｂの外周面（ブラシ先端で形成される面）がそれぞれ感光体１の外周面に当接している。
ロール状ブラシ部材７０１ａ（又は７０１ｂ）は、シャフト７０５ａ（又は７０５ｂ）の外周面上に、その中心から外周面方向に複数の繊維を配してロール状としたものである。シャフト７０５ａ、７０５ｂはそれぞれ感光体１との接線に平行に配置されており、ロール状ブラシ部材７０１ａ、７０１ｂはシャフト７０５ａ、７０５ｂを中心として回転可能である。また、シャフト７０５ａ、７０５ｂのそれぞれと感光体１との距離は、ロール状ブラシ部材７０１ａ、７０１ｂのブラシ先端の感光体１に対する食い込み量が所定の値（好ましくは０．５〜２．０ｍｍ、より好ましくは０．９〜１．８ｍｍ）となるように設定されている。
【００３５】
ロール状ブラシ部材７０１ａ、７０１ｂの繊維としては、ナイロン、アクリル、ポリオレフィン、ポリエステル等の樹脂繊維が挙げられ、ベルトロン（カネボウ社製）、ＳＡ−７（東レ社製）、ＵＵナイロン（ユニチカ社製）等の市販品を使用することができる。これらの繊維の太さは、好ましくは３０デニール以下（比重１．２ｇ／ｃｍ3の繊維の場合、径は２８μｍ以下）、より好ましくは２０デニール以下（同様に１９μｍ以下）、さらに好ましくは０．５〜１０デニール（同様に０．５〜９μｍ以下）である。また、繊維の密度は、好ましくは２０，０００本／ｉｎｃｈ2以上、より好ましくは４０，０００本／ｉｎｃｈ2以上である。
ロール状ブラシ部材の繊維に導電性を付与する方法としては、繊維に導電性粉末やイオン導電材を配合する方法、繊維の内部又は外部に導電層を形成する方法等が挙げられる。また、導電性が付与された繊維の抵抗値は、繊維単体で１０2〜１０9Ω・ｃｍが好ましい。
【００３６】
回収ロール部材７０２ａ、７０２ｂは、熱硬化性樹脂を硬化させてロール状に成型し、シャフト７０５ａ、７０５ｂの外周に配したものである。回収ロール部材７０２ａ（又は７０２ｂ）は、その外周面がロール状ブラシ部材７０１ａ（又は７０１ｂ）のブラシ先端に当接している。また、シャフト７０５ａ（又は７０５ｂ）はシャフト７０４ａ（又は７０４ｂ）に平行に配置されており、回収ロール部材７０２ａ（又は７０２ｂ）はシャフト７０５ａ（又は７０５ｂ）を回転軸として回転可能となっている。
【００３７】
回収ロール部材７０２ａ、７０２ｂに用いられる熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。中でもフェノール樹脂は、寸法精度が高い、成型が容易である、成形体の表面平滑性に優れる、安価である等の利点を有するので好ましい。
【００３８】
回収ロール部材７０２ａ、７０２ｂの曲げ弾性率は７００ｋＰａ以上であることが好ましい。曲げ弾性率が７００ｋＰａ未満であると、回収ロール部材に撓みが生じてブラシ部材やブレード部材との当接位置や食い込み量を所定値に保持することが困難となる。また、曲げ弾性率が７００ｋＰａ未満の材料を用いて回収ロール部材の肉厚を増加させて剛性を保持しようとすると、成形収縮が大きくなって寸法精度が不十分となり、さらには、重量が増加する、成形時間が増加する、後工程が必要となる等の問題が生じてコストが増大する。なお、ここでいう曲げ弾性率は、ＪＩＳ Ｋ７２０３に準拠して測定される値をいう。
【００３９】
また、回収ロール部材７０２ａ、７０２ｂはそれぞれロール状ブラシ部材７０１ａ、７０１ｂ及びスクレーパー７０３ａ、７０３ｂと接触状態にあるため、その動作により回収ロール部材７０２ａ、７０２ｂの外周面は磨耗し得る。
本発明では、回収ロール部材の外周面についてＪＩＳ Ｋ６９０２に準拠して磨耗量を測定したとき、当該磨耗量が２０ｍｇ以下であることが好ましい。これにより、ブラシ部材及びブレード部材の当接圧や食い込み量を大きな値に設定することができ、また、その場合にも長期にわたって安定的なクリーニングを行うことができる。なお、磨耗量が２０ｍｇを超えると、回収ロール部材の寿命が不十分となって頻繁な交換が必要となる場合がある。
【００４０】
また、回収ロール部材７０２ａ、７０２ｂのロックウェル硬さ（Ｍスケール）は１００以上であることが好ましい。ロックウェル硬さが１００以上であると、寸法精度の高い成形が可能となり、また、削れに対して非常に強いロール部材となる。なお、ここでいうロックウェル硬さとは、ＪＩＳ Ｋ７２０２に準拠して測定される値をいう。
【００４１】
スクレーパー７０３ａ、７０３ｂは金属薄板からなるもので、その一端のエッジ部分が回収ロール部材７０２ａ、７０２ｂの外周面に当接するように配置されている。スクレーパー７０３ａ、７０３ｂの他端はそれぞれハウジング７００に固定されるが、それらの固定方法は特に制限されず、スクレーパー７０３ｂのように取り付け金具７０６を用いて固定してもよく、スクレーパー７０３ａのようにハウジング７００に直接固定してもよい。
スクレーパー７０３ａ、７０３ｂの材質としては、高耐久性及び低コストの点から、ステンレス又はリン青銅が好ましい。スクレーパー７０３ａ、７０３ｂの厚みは、好ましくは０．０２〜２ｍｍ、より好ましくは０．０５〜１ｍｍである。なお、スクレーパーの代わりにブレード部材を用いてもよい。
【００４２】
上記構成を有するクリーニング装置７においては、先ず、転写後の感光体１上に残存する残留トナーがロール状ブラシ部材７０１ａ、７０１ｂにより除去される。次に、ロール状ブラシ部材７０１ａ、７０１ｂの回転により回収ロール部材７０２ａ、７０２ｂとの当接位置まで残留トナーが移送されて回収される。これにより、ロール状ブラシ部材７０１ａ、７０１ｂのブラシ先端は再生され、感光体１のクリーニングに繰り返し使用される。
回収ロール部材７０２ａ、７０２ｂに付着した残留トナーは、回収ロール部材７０２ａ、７０２ｂの回転によりスクレーパー７０３ａ、７０３ｂとの当接位置まで移送され、スクレーパー７０３ａ、７０３ｂにより除去される。これにより、回収ロール部材７０２ａ、７０２ｂの表面も再生され、ロール状ブラシ部材のブラシ先端の再生に繰り返し使用される。
【００４３】
なお、本発明においては、トナーや紙粉等の感光体１上の付着物を静電的に吸着除去するために、ロール状ブラシ部材７０１ａ、７０１ｂの双方には互いに極性の異なる電圧が印加されるが、さらに、ロール状ブラシ部材７０１ａ（又は７０１ｂ）と回収ロール部材７０２ａ（又は７０２ｂ）との間に電位差のあるクリーニングバイアスを印加する機構とすることが好ましい。
より具体的には、ロール状ブラシ部材７０１ａ（又は７０１ｂ）に所定の電圧を印加することで、その静電誘因力により感光体１上の残留トナーをロール状ブラシ部材７０１ａ（又は７０１ｂ）に付着させることができる。そして、回収ロール部材７０２ａ（又は７０２ｂ）にロール状ブラシ部材７０１ａ（又は７０１ｂ）への印加電圧よりも絶対値が大きく且つ極性が同じ電圧を印加することで、ロール状ブラシ部材７０１ａ（又は７０１ｂ）に付着した残留トナーを回収ロール部材７０２ａ（又は７０２ｂ）に付着させることができる。ロール状ブラシ部材と回収ロール部材との電位差（絶対値）は、好ましくは１００Ｖ以上、より好ましくは２００Ｖ以上、さらに好ましくは６５０Ｖである。
【００４４】
ロール状ブラシ部材７０１ａ、７０１ｂへ電圧を印加するには、ブラシ部材の繊維が導電性を有していることが必要である。ここで、当該ブラシ部材の繊維に導電性を付与する方法としては、繊維に導電性粉末やイオン導電材を配合する方法、繊維の内部又は外部に導電層を形成する方法等が挙げられる。また、導電性が付与された繊維の抵抗値は、繊維単体で１０2〜１０11Ω・ｃｍが好ましい。
また、回収ロール部材７０２ａ、７０２ｂの電気抵抗を調整する方法としては、無機フィラー及び／又は有機フィラーを充填する方法等が挙げられる。無機フィラーや有機フィラーを回収ロール部材に充填すると、回収ロール部材の剛性が増加するという利点もある。
【００４５】
無機フィラーとしては、錫、鉄、銅、アルミ等の金属粉体や金属繊維、ガラス繊維等が挙げられる。有機フィラーとしては、カーボンブラック、炭素粉、グラファイト、磁性粉、酸化亜鉛、酸化すず、酸化チタン等の金属酸化物、硫化銅、硫化亜鉛等の金属硫化物、ストロンチウム、バリウム、希土類等の所謂ハードフェライト、マグネタイト、銅、亜鉛、ニッケル及びマンガン等のフェライト、またはこれらの表面を必要に応じ導電処理したもの、銅、鉄、マンガン、ニッケル、亜鉛、コバルト、バリウム、アルミニウム、錫、リチウム、マグネシウム、シリコン、リン等の異なる金属元素を含んだ酸化物、水酸化物、炭酸塩又は金属化合物等から選ばれ高温中で焼成して得られる金属酸化物の固溶体、所謂複合金属酸化物等やポリアニリンが挙げられる。
【００４６】
回収ロール部材７０２ａ、７０２ｂに５００Ｖの電圧を印加したときの抵抗値は、好ましくは１×１０5〜１×１０10Ω・ｃｍ、より好ましくは１×１０6〜１×１０8Ω・ｃｍである。抵抗値が１×１０5Ω未満の場合、回収ロール部材への電荷注入が起こり、ブラシ部材が掻き取ったトナーや紙粉等の微粉末の極性が反転するため、これらを電気的に吸着することが困難となる場合がある。他方、回収ロール部材の抵抗値が１×１０10Ω・ｃｍを超えると、回収ロール部材に電荷が蓄積される現象（チャージアップ）が起こりやすくなり、この場合もトナーや紙粉等の微粉末の電気的な吸着が困難となる場合がある。
【００４７】
なお、図４に示したクリーニング装置はロール状ブラシ部材、回収ロール部材及びブレード部材からなるクリーニングユニットを２個備えるものであり、使用に際しては、双方のロール状ブラシ部材に印加される電圧の極性が互いに逆となるように調整される。
クリーニングユニットの個数が１個のみであると十分なクリーニング性能が得られないため、本発明においては、上述したような１対のクリーニングユニットを備えている必要があるが、必要であれば、更に他のクリーニングユニットを備えていてもよい。
【００４８】
なお、転写後の感光体１上に残存する残留トナーの極性は、転写電界の影響によりばらつきやすい。すなわち、残留トナーの大半は、現像時に感光体１に供給されるトナーの極性と同極性のままで存在するが、その一部は逆極に反転する場合がある。
このような場合、ロール状ブラシ部材７０１ａ、回収ロール部材７０２ａ、スクレーパー７０３ａからなるクリーニングユニットと、ロール状ブラシ部材７０１ｂ、回収ロール部材７０２ｂ、スクレーパー７０３ｂからなるクリーニングユニットとのロール状ブラシ部材に印加される電圧を互いに異なるものとすることにより、一方を正規の極性に帯電した残留トナーのクリーニング用、他方を逆極性に帯電した残留トナーのクリーニング用として使用することで、正規の極性に帯電した残留トナー及び逆極性に帯電した残留トナーの双方を効率的に除去することができる。
【００４９】
より具体的には、先ず、第１のクリーニングユニットにおいて、ロール状ブラシ部材７０１ａと回収ロール部材７０２ａとにトナーの正規の極性と異なる極性の電圧を印加して、残留トナーの大半を占める正規の極性のトナーを静電的に吸着除去する。次に第２のクリーニングユニットにおいて、ロール状ブラシ部材７０１ｂと回収ロール部材７０２ｂとにトナーの積器の極性と同極性の電圧を印加する事で、逆極性に帯電した残留トナーを静電的に吸着除去することが有効である。
印加する電圧は、第一クリーニングブラシは０〜＋１５００volt、第二クリーニングブラシは０〜−１５００voltの範囲が好ましい。
【００５０】
本発明の画像形成装置においては、帯電手段、現像手段、現像剤、転写手段、除電手段については従来の物が使用できる。図５のようなタンデム方式の中間転写体を備えた画像形成装置にも本発明は利用できる。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例により本発明について詳細に説明する。また、以下で記載する配合量についての部は質量部を意味する。
［実施例１］
リコー製タンデム方式カラー複写機imagio  MP  C7500  機のクリーニング部を本発明の図４の装置に改造した。
このとき使用したクリーニング装置および感光体の構成を記す。
クリーニング装置は、感光体回転方向上流側に下記第１のクリーニングユニットを配置し、感光体回転方向下流側に下記第２のクリーニングユニットを配置した。
＜第１のクリーニングユニット＞
（１）ロール状ブラシ部材
ブラシ材質：導電性ナイロン、繊維太さ：約４０μｍ、電気抵抗：１×１０5Ω、毛足長さ：４ｍｍ、繊維密度：５０，０００本／ｉｎｃｈ2、感光体への食い込み量：約１．０ｍｍ、周速：６０ｍｍ／ｓ、回転方向：感光体の回転方向に対して逆回転、ブラシ印加バイアス：＋２００Ｖ
【００５２】
＜第２のクリーニングユニット＞
（１）ロール状ブラシ部材
ブラシ材質：導電性ナイロン、繊維太さ：約４０μｍ、電気抵抗：１×１０5Ω、毛足長さ：４ｍｍ、繊維密度：５０，０００本／ｉｎｃｈ2、感光体への食い込み量：約１．０ｍｍ、周速：６０ｍｍ／ｓ、回転方向：感光体の回転方向に対して逆回転、ブラシ印加バイアス：−４００Ｖ
【００５３】
＜感光体＞
外径６０ｍｍのアルミニウムシリンダー上に、下記組成の下引き層塗工液、電荷発生層塗工液、および電荷輸送層塗工液を、浸漬塗工によって順次塗布、乾燥し、３．５ｍｍの下引き層、０．２μｍの電荷発生層、２８μｍの電荷輸送層を形成した。
［下引き層用塗工液］
アルキッド樹脂                                                    ６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（ＣＲ−ＥＬ：石原産業）                              ４０部
メチルエチルケトン                                              ５０部
【００５４】
［電荷発生層用塗工液］
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。この分散液にシクロヘキサノンを加え、固形分３％の顔料分散液とし、更に２時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、よく撹拌した後、１０００メッシュのステンレスメッシュで濾過し、塗工液を作製した。
・下記構造のビスアゾ顔料                                          ９部
【化１】
2011013262.tif 000003
・ポリビニルブチラール（ＸＹＨＬ、ＵＣＣ製）：                ０．５部
・シクロヘキサノン：                                          ２００部
・メチルエチルケトン：                                          ８０部
【００５５】
［電荷輸送層用塗工液］
ビスフェーノルＺ型ポリカーボネート                            １０部
（パンライトＴＳ−２０５０、帝人化成製）
下記構造の電荷輸送性物質                                        ７部
【化２】
2011013262.tif 000004
テトラヒドロフラン                                          １００部
１％シリコーンオイルのテトラヒドロフラン溶液                    １部
（ＫＦ５０−１００ＣＳ、信越化学工業製）
【００５６】
＜凹部形成処理＞
得られた感光体は以下のようにして最表面層の凹部形成処理を行った。図３に示す乾式ブラスト装置（不二精機製造所製）を用いて、下記条件にてブラスト処理を行った。
研磨粒子として、球状ガラスビーズ（粒径４００μｍ、浅田鉄工（株））を使用した。ブラスト処理における圧縮空気の圧力は、０．３５ＭＰａ、噴射ノズルの回転軸方向への移動速度は３８０ｍｍ／ｍｉｎ、ワーク（感光体）の回転速度は６０ｒｐｍ、ノズルとワーク（感光体）の距離は８０ｍｍ、研磨粒子（砥粒）吐出角度は９０°、研磨粒子（砥粒）供給量：１５０ｇ／ｍｉｎ、ブラスト回数：片道×２回、ブラスト処理位置：塗工上端部２．５ｍｍ以下全て。得られた感光体表面のＲｚは２．５μｍであった。
【００５７】
以上のようにして得られた画像形成装置を用いて以下の条件で１０万枚の複写試験を行い、複写試験後に６００ｄｐｉ２ｂｙ２の中間調画像を確認したところ、画像濃度の均一性、初期とまったく変わらず良好なものであった。
プロセス線速    ３６０ｍｍ／ｓｅｃ
現像方式        ２成分反転現像方式
トナー帯電極性  マイナス
トナー粒径      ６．５μｍ
帯電電位        −６００ｖｏｌｔ
現像バイアス    −４５０ｖｏｌｔ
露光後電位      −１００ｖｏｌｔ
【００５８】
［比較例１］
実施例１の感光体形成工程で、凹部形成処理を行わない（Ｒｚは０．３μｍであった）他は実施例１とまったく同様にして画像形成装置を構成した。得られた画像形成装置を用いて１０万枚の複写試験を行い複写試験後に６００ｄｐｉ２ｂｙ２の中間調画像を確認したところ、画像濃度の均一性ははなはだ悪く左右均等ではなく、さらにスジ状の濃度ムラが顕著であった。画像濃度の左右差、スジ状濃度ムラの原因を調べるため、画像形成装置から感光体を取り出しその表面を観察したところ、感光体表面の凹状スジが著しく発生しており、凹深さは４〜６μｍも発生しており、左右の濃度差はこの凹深さの差に起因することが分かった。
【００５９】
［実施例２〜８］
感光体の凹部形成条件を変更し、凹部深さ（Ｒｚ）が異なる感光体を用いた以外は実施例１と同様に画像形成装置を構成し、複写試験を行った。凹形成条件、Ｒｚを表１に、複写試験結果を表２にまとめる。
【００６０】
【表１】
2011013262.tif 000005
【００６１】
【表２】
2011013262.tif 000006
【００６２】
表１，２より、実施例の凹形成方法により、凹形状としてＲｚが０．２〜６μｍ、凹径は３０〜１５０μｍまで検討したところ、Ｒｚについては１．３〜３．８μｍで、凹径はブラシ繊維径以上の領域で耐久複写後のスジ状画像、左右濃度ムラが良好に抑えられていることが分かる。
また、Ｒｚが１μｍ以下であれば、効果の持続性が弱く、本試験では僅かながらスジ状濃度ムラを発生している。凹径についても凹径が使用したブラシの繊維径よりも小さい範囲である実施例２，６ではブラシが奥部に入らないため、ブラシが規制されずスジ状濃度ムラを発生しやすい状態となっていることが分かる。
参考として、１０万枚の複写試験前後の比較例１の表面状態と実施例１の表面状態を観察したところ、感光体表面への凹形成により、スジ状傷が発生しにくくなっていることが確認できた。実施例１の感光体の初期の３Ｄ観察写真図６に、１０万枚複写試験後の３Ｄ観察写真を図７に示す。また、比較例１の感光体の初期の３Ｄ写真を図８に、１０万枚複写試験後の３Ｄ観察写真を図９に示す。図６〜９において、２時の方向（／）の長さが３００μｍを示す。
【符号の説明】
【００６３】
（図１）
９  残留トナー電荷量制御用ファーブラシローラ
１０  クリーニング用ファーブラシローラ
１１，１５，１９，２０  電源
１２  フリッカーバー
１４  バイアスローラ
１６  ブレード
（図２）
１０  導電性支持体
１１  有機感光層
１２  電荷発生層
１３  電荷輸送層
（図３）
３−１  噴射ノズル
３−２  ノズル固定冶具
３−３  経路
３−４  経路
３−５  研磨粒子（ブラスト砥粒）
３−６  ワーク支持体
３−７  被処理体
３−８  ノズル支持体
３−９  アーム
（図４）
７００  ハウジング
７０１ａ、７０１ｂ  ロール状ブラシ部材
７０２ａ、７０２ｂ  回収ロール部材
７０３ａ、７０３ｂ  スクレーパー
７０４ａ、７０４ｂ、７０５ａ、７０５ｂ  シャフト
７０６  取り付け金具
（図５）
１  画像形成装置
１０  トナー像形成ユニット
１１  感光体ドラム
１２  帯電器
１３  露光器
１４１  現像器
１４２  現像ローラー
１７  クリーニング装置
１８  除電器
２０  １次転写ロール
３０  中間転写ベルト
４０  二次転写装置
５０  定着装置
５１  定着ローラー
５２  加圧ローラー
６０  用紙トレイ
６１  給紙コロ
７０  ベルトクリーナ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６４】
【特許文献１】特開平４−３３０４８２号公報
【特許文献２】特開２００５―１７４１６号公報
【特許文献３】特開２００６―２５１４００号公報
【特許文献４】特開２００９―３６９５６号公報
【図１】
2011013262.tif 000007
【図２】
2011013262.tif 000008
【図３】
2011013262.tif 000009
【図４】
2011013262.tif 000010
【図５】
2011013262.tif 000011
【図６】
2011013262.tif 000012
【図７】
2011013262.tif 000013
【図８】
2011013262.tif 000014
【図９】
2011013262.tif 000015