(57)【要約】【課題】感光体からの効果的なトナーの除去と感光体への適切な潤滑剤の塗布とを両立することのできるクリーニングブラシを提供する。【解決手段】クリーニングブラシ１２は、固形潤滑剤１３を削り取って感光体ドラム１に塗布するとともに感光体ドラム１に付着したトナーを除去するブラシ生地２２を備えている。ここで、ブラシ生地２２は、互いに特性の異なる第１のブラッシング領域２０ａと第２のブラッシング領域２１ａとを有しており、各ブラッシング領域２０ａ・２１ａがシャフト２３の外周面上で互いに沿った状態で螺旋を形成するように設けられている。このように、特性の異なる２種類のブラッシング領域２０ａ・２１ａを組み合わせることにより、感光体からの効果的なトナーの除去と感光体への適切な潤滑剤の塗布とを両立することが可能となっている。【選択図】図１
2008129355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と当接して摺動し、該感光体に付着したトナーを該感光体から回収するブラシ部材を備えたクリーニングブラシであって、
上記ブラシ部材は、上記感光体と当接して摺動する複数のブラッシング領域を有し、
上記複数のブラッシング領域は、毛の密度、毛の太さ、毛の材質、毛の長さのうちの少なくとも１つが互いに異なっていることを特徴とするクリーニングブラシ。
【請求項２】
感光体および固形潤滑剤と当接して摺動し、上記固形潤滑剤を削り取って上記感光体に塗布するとともに該感光体に付着したトナーを該感光体から回収するブラシ部材を備えたクリーニングブラシであって、
上記ブラシ部材は、上記感光体および上記固形潤滑剤と当接して摺動する複数のブラッシング領域を有し、
上記複数のブラッシング領域は、上記感光体から回収した上記トナーのブラッシング領域外への排出と上記固形潤滑剤の削り取りおよび／または塗布とについての特性が互いに異なっていることを特徴とするクリーニングブラシ。
【請求項３】
上記複数のブラッシング領域は、少なくとも毛の密度が互いに異なっていることを特徴とする請求項２に記載のクリーニングブラシ。
【請求項４】
上記複数のブラッシング領域は、少なくとも毛の太さが互いに異なっていることを特徴とする請求項２に記載のクリーニングブラシ。
【請求項５】
上記複数のブラッシング領域は、少なくとも毛の材質が互いに異なっていることを特徴とする請求項２に記載のクリーニングブラシ。
【請求項６】
上記複数のブラッシング領域は、少なくとも毛の長さが互いに異なっていることを特徴とする請求項２に記載のクリーニングブラシ。
【請求項７】
回転可能な円筒形状の基体をさらに備え、
上記ブラシ部材は上記基体の外周面上に設けられ、
それぞれのブラッシング領域は上記基体の外周面の周りに螺旋状に形成されているとともに、一のブラッシング領域が他のブラッシング領域に沿って螺旋状に形成さ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ブラシ。
【請求項８】
上記ブラシ部材は複数のブラシ生地からなるとともに、それぞれのブラシ生地は上記特性が互いに異なる上記ブラッシング領域を有していることを特徴とする請求項７に記載のクリーニングブラシ。
【請求項９】
上記複数のブラッシング領域は、上記特性が互いに異なる第１のブラッシング領域および第２のブラッシング領域からな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ブラシ。
【請求項１０】
上記第１のブラッシング領域と第２のブラッシング領域との面積比が、３０：７０から７０：３０までの範囲内であることを特徴とする請求項９に記載のクリーニングブラシ。
【請求項１１】
上記第１のブラッシング領域と第２のブラッシング領域とは、毛の密度、毛の太さ、毛の材質、毛の長さのうちの少なくとも２つが異なっていることを特徴とする請求項１０に記載のクリーニングブラシ。
【請求項１２】
請求項１または２に記載のクリーニングブラシと、
上記感光体と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、電子写真方式の画像形成装置に備わる感光体に潤滑剤を塗布するとともに該感光体からトナーを除去するクリーニングブラシに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、感光体に形成された静電潜像をトナーによって可視化する。可視化によって得られたトナー像の大部分は転写工程で記録紙へと転写されるが、一部は転写工程後も感光体の表面上に残存する。この残存するトナー像のトナーを除去するために、クリーニングブレードが用いられる。
【０００３】
クリーニングブレードは、エッジ部分を感光体の表面に当接させてスティック・スリップ動作を行うことにより、感光体の表面に付着したトナー粒子の掻き取りを行う。この際、感光体の表面とブレードとの摩擦力が大きいと、ブレードによるスティック・スリップ動作がスムーズに行われなくなり、トナーの除去効率が低下してしまう。また、トナーの除去効率は、トナー粒子が感光体の表面に固着することによっても低下してしまう。
【０００４】
そこで、多くの画像形成装置には、感光体の表面に潤滑剤を塗布する機構が備わっている。感光体の表面への潤滑剤の塗布により、感光体の表面とブレードとの摩擦力が小さくなる上に、トナーが感光体の表面に固着しにくくなるので、クリーニングブレードによるトナーの剥離が効率的になるのである。
【０００５】
通常、潤滑剤の塗布はブラシローラによって行われる。図１２は、従来技術を示すものであり、ブラシローラの製造に用いられるブラシ生地の形状を示す上面図である。図１３は、従来技術を示すものであり、ブラシローラの構成を示す側面図である。図１４は、図１３に示すブラシ生地の拡大側面である。
【０００６】
従来のブラシローラ１００は、図１２に示す短冊状（長方形形状）のブラシ生地１０１を、図１３に示すように、円筒形状の基体１０２の外周面に、螺旋状に隙間なく巻き付けることによって製造される。このブラシ生地１０１は、図１４に示すように、感光体および固形潤滑剤と当接する複数の毛からなるブラッシング領域１０１ａが下地１０１ｂに支持された構造となっている。ブラシ生地としては、例えば毛の太さが３０ｄ、毛の密度が５０ｋｆ、毛の長さが５ｍｍのナイロン製のものが用いられる。
【０００７】
ブラシローラ１００は、基体１０２が軸を中心に回転駆動されることにより、ブラッシング領域１０１ａが固形潤滑剤に対して摺動し、該潤滑剤を削り取る。そして、ブラッシング領域１０１ａは、削り取った潤滑剤を感光体に塗布する。ブラシローラ１００はまた、潤滑剤を塗布する機能に加え、感光体に付着したトナー粒子を掻き取って除去する機能も有している。
【０００８】
このようなブラシローラを備えた画像形成装置が例えば特許文献１，２に開示されている。なお、特許文献１のクリーニング装置では、ブラシローラの植毛領域をローラの回転軸体の長さよりも短くし、これにより回転軸体の両端に形成される非植毛領域にスペーサを設けることにより、ブラシローラのスリップを抑制するという工夫がなされている。また、特許文献２のクリーニング装置では、潤滑剤収容部から２つの潤滑剤塗布ブラシを介して感光体に潤滑剤を塗布することにより、潤滑剤の粒径を細かくするという工夫がなされている。
【特許文献１】特開２００５−１６５０２２号公報（平成17年６月23日公開）
【特許文献２】特開２００５−２７５１６６号公報（平成17年10月６日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のブラシローラ１００は、ブラッシング領域１０１ａにトナーが取り込まれるとなかなか排出されないため、感光体からのトナーの除去能が低下してしまうといった問題を有している。さらに、ブラッシング領域１０１ａの毛にトナーが蓄積すると、徐々に毛が硬くなるため、感光体を傷つけてしまうおそれもある。特に、画像形成装置のプロセス速度が速くなると、感光体が１回転する間にブラッシング領域１０１ａが当接する面積が大きくなるために、ブラッシング領域１０１ａに取り込まれるトナーの量も増加し、上記の問題は一層深刻となる。
【００１０】
なお、ブラッシング領域１０１ａの毛の密度を低くしたり、毛の長さを短くしたり、毛の太さを太くしたりすれば、ブラッシング領域１０１ａからのトナーの排出性は向上するものの、感光体に塗布した潤滑剤にムラが生じたり、潤滑剤を削り取る力が強すぎるために潤滑剤の塗布量が過剰になったりするという別の問題が発生する。潤滑剤の塗布量が過剰になると、ランニングコストがかかる上、固形潤滑剤の大きさを大きくする必要があるため、余分なスペースが必要になってしまう。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、感光体からの効果的なトナーの除去と感光体への適切な潤滑剤の塗布とを両立することのできるクリーニングブラシを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るクリーニングブラシは、上記課題を解決するために、感光体と当接して摺動し、該感光体に付着したトナーを該感光体から回収するブラシ部材を備えたクリーニングブラシであって、上記ブラシ部材は、上記感光体と当接して摺動する複数のブラッシング領域を有し、上記複数のブラッシング領域は、毛の密度、毛の太さ、毛の材質、毛の長さのうちの少なくとも１つが互いに異なっていることを特徴とする。
【００１３】
ブラシ部材からのトナーの排出能および感光体への潤滑剤の塗布能は、ブラッシング領域における毛の密度、毛の太さ、毛の材質および毛の長さなどの特性に依存する。ここで、単一のブラッシング領域により排出能および塗布能を両立することは難しいが、上記構成によれば、ブラシ部材が特性の異なる複数のブラッシング領域を有しているので、トナーの排出に優れたブラッシング領域と、潤滑剤の削り取りまたは塗布に適したブラッシング領域とを組み合わせることにより、トナーの排出能および潤滑剤の塗布能を両立することができる。それゆえ、感光体からの効果的なトナーの除去と感光体への適切な潤滑剤の塗布とを両立することができる。
【００１４】
また、トナーの排出能と潤滑剤の塗布能との両立以外にも、トナーの排出能と除電能との両立など、様々な能力の両立を図ることができる。
【００１５】
本発明に係るクリーニングブラシは、上記課題を解決するために、感光体および固形潤滑剤と当接して摺動し、上記固形潤滑剤を削り取って上記感光体に塗布するとともに該感光体に付着したトナーを該感光体から回収するブラシ部材を備えたクリーニングブラシであって、上記ブラシ部材は、上記感光体および上記固形潤滑剤と当接して摺動する複数のブラッシング領域を有し、上記複数のブラッシング領域は、上記感光体から回収した上記トナーのブラッシング領域外への排出と上記固形潤滑剤の削り取り能および／または塗布とについての特性が互いに異なっていることを特徴とする。
【００１６】
ブラシ部材からのトナーの排出能および感光体への潤滑剤の塗布能は、ブラッシング領域の特性に依存する。上述したように単一のブラッシング領域により排出能および塗布能を両立することは難しいが、上記構成によれば、ブラシ部材が複数のブラッシング領域を有しているので、トナーの排出に優れたブラッシング領域と、潤滑剤の削り取りまたは塗布に適したブラッシング領域とを組み合わせることにより、トナーの排出能および潤滑剤の塗布能を両立することができる。それゆえ、感光体からの効果的なトナーの除去と感光体への適切な潤滑剤の塗布とを両立することができる。
【００１７】
なお、上記複数のブラッシング領域は、毛の密度が互いに異なっていてもよいし、毛の太さが互いに異なっていてもよいし、毛の材質が互いに異なっていてもよいし、毛の長さが互いに異なっていてもよい。もちろん、これらのうちの複数が互いに異なっていてもよい。
【００１８】
上述したように、トナーの排出能ならびに潤滑剤の削り取り能および塗布能は、ブラッシング領域の毛の太さ、毛の長さ、毛の密度および毛の材質に依存するので、これらの特性の異なる複数のブラッシング領域を組み合わせることにより、効果的なトナーの除去と適切な潤滑剤の塗布とを両立することができる。
【００１９】
また、上記クリーニングブラシは、回転可能な円筒形状の基体をさらに備え、上記ブラシ部材は上記基体の外周面上に設けられ、それぞれのブラッシング領域は上記基体の外周面の周りに螺旋状に形成されているとともに、一のブラッシング領域が他のブラッシング領域に沿って螺旋状に形成されていることが好ましい。
【００２０】
上記構成によれば、感光体および固形潤滑剤のうち、ブラシローラと当接する領域は、各ブラッシング領域によって順次摺擦されるので、いずれのブラッシング領域とも当接することになる。従って、感光体の一部領域において潤滑剤の塗布ムラが生じたり、感光体の一部領域においてトナーの除去が十分に行われなかったり、固形潤滑剤の一部領域において潤滑剤が過剰に削り取られたりすることがなく、感光体の全域から効果的にトナーを除去するとともに、感光体の全域に対して適切に潤滑剤を塗布することができる。
【００２１】
また、上記ブラシ部材は複数のブラシ生地からなるとともに、それぞれのブラシ生地は上記特性が互いに異なる上記ブラッシング領域を有していることが好ましい。
【００２２】
上記構成によれば、複数の異なるブラシ生地を組み合わせることにより、上述したブラシローラを簡易に製造することができる。
【００２３】
また、上記複数のブラッシング領域は、上記特性が互いに異なる第１のブラッシング領域および第２のブラッシング領域からなっていてもよい。
【００２４】
後述する実施例に示すように、ブラッシング領域を２つとすることによっても、効果的なトナーの除去と適切な潤滑剤の塗布とを両立することができる。
【００２５】
なお、上記第１のブラッシング領域と第２のブラッシング領域との面積比は、３０：７０から７０：３０までの範囲内であることが好ましい。
【００２６】
一方のブラッシング領域が他方に比べて圧倒的に大きいと、他方のブラッシング領域により得られる効果が不足してしまうが、２つのブラッシング領域の面積比を上記構成のように設定することによって、それぞれのブラッシング領域の長所を十分に生かしたブラシローラを実現することができる。
【００２７】
また、上記第１のブラッシング領域と第２のブラッシング領域とは、毛の密度、毛の太さ、毛の材質、毛の長さのうちの少なくとも２つが互いに異なっていてもよい。
【００２８】
後述する実施例に示すように、上記の構成によっても、効果的なトナーの除去と適切な潤滑剤の塗布とを両立することができる。
【００２９】
また、本発明に係る画像形成装置は、上述したクリーニングブラシと、上記感光体と、上記固形潤滑剤とを備えていることを特徴とする。
【００３０】
上記構成によれば、上述したクリーニングブラシを備えているので、感光体から効果的にトナーを除去するとともに感光体へ適切に潤滑剤を塗布することができ、長期にわたって画質の良好な画像を形成することができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように、本発明に係るクリーニングブラシは、毛の密度、毛の太さ、毛の材質、毛の長さのうちの少なくとも１つが互いに異なる複数のブラッシング領域を有するブラシ部材、あるいは、上記感光体から回収した上記トナーのブラッシング領域外への排出と上記固形潤滑剤の削り取りおよび／または塗布とについての特性が互いに異なる複数のブラッシング領域を有するブラシ部材を備えた構成となっている。従って、上述したように、感光体からの効果的なトナーの除去と感光体への適切な潤滑剤の塗布とを両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
〔実施形態〕
本発明の一実施形態について図１から図１０に基づいて説明すると以下の通りである。
【００３３】
まず、本実施形態のクリーニングブラシを有するクリーニングユニットを搭載した画像形成装置の要部構成について説明する。図２は、画像形成装置１０を正面側から見た縦断面図である。
【００３４】
図２に示すように、画像形成装置１０は、用紙Ｐに画像データに応じたトナー画像（ここではモノクロ画像）を形成するものである。画像形成装置１０は、感光体ドラム１を備え、その周囲に、カールソンプロセスを実施するための構成である、帯電ユニット２、露光ユニット３、現像ユニット４、転写ユニット５、定着ユニット６、及びクリーニングユニット７を備えている。
【００３５】
感光体ドラム１は、図示しない筐体に回転可能に軸支されている。感光体ドラム１の表面は、帯電ユニット２により所定の均一な電位に帯電され、露光ユニット３によって画像データに応じた静電潜像が書き込まれる。その後、静電潜像が現像ユニット４によってトナーを用いて顕像化され、トナー像が形成される。形成されたトナー像は、転写ユニット５により、図示しない給紙トレイから給紙された用紙Ｐ上に転写され、用紙とともに定着ユニット６へと送られ、そこで溶融・圧接されて用紙Ｐ上に定着される。トナー像が定着された用紙は、その後、排紙トレイ上に排出される。
【００３６】
一方、トナー像を用紙Ｐに転写した後の感光体ドラム１は、後述するクリーニングユニット７によって表面に残留するトナーが除去された後、図示しない除電ユニットにより表面上に残留する電荷が除去されるとともに、再び帯電ユニット２により帯電されることとなる。
【００３７】
上記の帯電ユニット２としては、接触帯電方式やスコロトロン帯電器等の非接触帯方式のいずれのものを選択してもよい。また、転写ユニット５は、図２に示すように、感光体ドラム１の表面に顕像化されたトナー像を一旦ベルト状の中間転写体に転写し、その後、記録紙に転写する中間体転写方式を用いるものであってもよいし、あるいは感光体ドラム１のトナー像を直接用紙上に転写するものであってもよい。
【００３８】
なお、画像形成装置１０は、用紙をスイッチバック搬送することで用紙の表裏両面に画像を形成できるようになっている。また、上記の画像形成装置１０はモノクロ画像のみを形成する構成となっているが、カラー画像を形成できる構成であっても構わない。
【００３９】
次に、クリーニングユニット７について詳細に説明する。図３は、クリーニングユニット７の構成を示す拡大断面図である。図３に示すように、クリーニングユニット７には、ブレード１１、ブラシローラ（クリーニングブラシ）１２、固形潤滑剤１３、潤滑剤保持部材１７、トナー回収スクリュー１５、及びフリッカー１６が備わっており、これらの部材がケース１８により覆われている。
【００４０】
ブレード１１は、感光体ドラム１の表面に残留するトナーを回収するためのものであり、感光体ドラム１の軸方向を長手方向とする長尺状のゴム部材によって形成されている。ブレード１１は、一方の長辺がケース１８の開口部で感光体ドラム１の回転方向下流側に取り付けられ、他方の長辺のエッジ（角）が感光体ドラム１の表面に接触するよう配置されている。
【００４１】
ブレード１１は、トナー像の転写後に感光体ドラム１の表面上に残る転写残トナーを感光体ドラム１との当接部位で堰き止めて、スティック・スリップ動作を行いながら掻き落として除去する。スティック・スリップ動作とは、ブレード１１における感光体ドラム１との当接部分が、感光体ドラム１の表面の動きにつられて感光体ドラム１の回転方向に移動する動作と、ブレード１１自身の弾性力により元の位置に戻る動作とを繰り返す動きのことであり、ブレード１１のエッジが感光体ドラム１の表面を摺動する動作のことである。
【００４２】
固形潤滑剤１３は、ブラシローラ１２によって感光体ドラム１の表面に塗布されるものであり、感光体ドラム１の幅と同じ幅を長手方向に有した直方体の形状となっている。この固形潤滑剤１３は、潤滑剤保持部材１７によって保持されており、摩滅して残量が少なくなった場合は交換可能になっている。
【００４３】
潤滑剤保持部材１７は、固形潤滑剤よりも一回り大きく設計され、直方体形状の固形潤滑剤１３を図示しない両面テープで潤滑剤保持部材１７に接着して固定したり、固形潤滑剤１３を潤滑剤保持部材１７に嵌め込んで固定したりすることができるようになっている。また、潤滑剤保持部材１７は、固形潤滑剤１３を固定的に設置するのではなく、固形潤滑剤１３をその自重によってブラシに当接させてもよい。また、固形潤滑剤１３の消費に伴ってその削り量が減少することのないように、潤滑剤保持部材１７の両端がブラシ方向に移動可能にケース１８に支持され、固形潤滑剤１３の消費とともにブラシ方向に移動するように構成されていてもよい。
【００４４】
ブラシローラ１２は、感光体ドラム１と略同じ幅を有する筒型形状のブラシであるとともに、感光体ドラム１の表面にブラシの毛の先が当たるように、感光体ドラム１と互いの軸が平行になるように配置されている。そして、ブラシローラ１２は、感光体ドラム１の回転方向と同方向に回転駆動され、これにより、当接部において両者は互いに逆向きに摺動するようになっている。
【００４５】
感光体ドラム１のブラシローラ１２との当接部位は、転写部位よりも感光体ドラム１の回転方向下流側となっており、トナー像を転写した後の感光体ドラム１の表面とブラシローラ１２とが当接するようになっている。ブラシローラ１２は、感光体ドラム１との当接部位よりもブラシの回転方向上流側に配された固形潤滑剤１３を掻き取るとともに、掻き取った潤滑剤を感光体ドラム１の表面に塗布する。
【００４６】
このように、ブラシローラ１２は、感光体ドラム１の表面に固形潤滑剤１３の微粒子を塗布することにより、ブレード１１と感光体ドラム１の表面との間の摩擦力を低減させるとともに、感光体ドラム１の表面へのトナーの付着力を弱めるので、ブレード１１による除去が効率よく行われるようになる。
【００４７】
なお、固形潤滑剤１３には、例えば金属石鹸として知られている脂肪酸金属塩を用いることができる。上記脂肪酸としては、例えばステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、およびオレイン酸からなる群から選択される少なくとも１以上の脂肪酸を用いることができ、また、上記金属としては、例えば亜鉛、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、およびリチウムからなる群から選択される少なくとも１以上の金属を用いることができる。具体例を挙げると、固形潤滑剤１３としては、関東化学株式会社製のステアリン酸カルシウムやステアリン酸亜鉛、ステアリン酸チウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸バリウム、またはステアリン酸マグネシウムを固形化したものを用いることができる。
【００４８】
なお、固形潤滑剤１３が水を吸収すると、感光体ドラム１の帯電能力等に影響を及ぼすので、固形潤滑剤１３には吸湿性が０．５％以下のものを使用することが好ましい。さらに、固形潤滑剤１３に、放電生成物除去のために多孔質ガラスやゼオライトのような多孔質粉体を混入させてもよい。
【００４９】
また、ブラシローラ１２は、感光体ドラム１と接触することで、感光体ドラム１の表面に付着しているトナーを散らす機能も有している。これにより、ブレード１１による除去が効率よく行われるようになっている。さらに、ブラシローラ１２は、ブレード１１で堰き止められ掻き落とされたトナーを回収し得る位置に配されており、ブレード１１にて掻き落とされたトナーをブラシ先端の掻き取り力で感光体ドラム１の表面から機械的に除去するとともに、ケース１８内に回収する機能も有している。
【００５０】
ブラシローラ１２には、フリッカー１６が接触している。本実施形態において、フリッカー１６は、ブラシローラ１２と略同じ幅を有する長方形の板状の部材となっており、その長手方向がブラシローラ１２の軸と平行になるように、かつ、１つの長辺（エッジ）がブラシローラ１２と一様に接触するように配置されている。フリッカー１６は、ブラシローラ１２の毛に付着したトナーをケース１８内に落下させる機能を有している。
【００５１】
フリッカー１６によってブラシローラ１２からトナーを排出する機構について説明する。まず、ブラシローラ１２が回転すると、ブラシローラ１２の毛の先端がフリッカー１６に引っ掛かり、毛が弓形に湾曲する。この状態でブラシローラ１２がさらに回転すると、毛の先端がフリッカー１６から解放され、毛は弾性力によって急速に元の形状（直線形状）に復帰しようとする。その後、ブラシローラ１２の毛は元の形状（直線形状）になった時点で急速に静止するが、毛に付着したトナーは慣性の法則に従って運動を続けようとするので、毛から離脱して落下していくのである。
【００５２】
なお、ブラシローラ１２は、上記と同様の相互作用を感光体ドラム１との間でも行う。つまり、ブラシローラ１２の毛に付着したトナーを落下させるにあたって、感光体ドラム１も上記のフリッカー１６と同様の役割を果たす。従って、フリッカー１６は必須の部材というわけではないが、ブラシローラ１２からのトナーの排出性が高まるためフリッカー１６を設けることが好ましい。また、フリッカー１６は、トナーの排出性を高めるために、なるべくブラシローラ１２の毛の根元付近に当接するよう配置することが好ましい。
【００５３】
トナー回収スクリュー１５は、ケース１８の底面付近に配されており、ブラシローラ１２によって回収されたトナーを、ケース１８外部の図示しない廃トナーボックスへ送り出すものである。なお、ケース１８の開口部における感光体ドラム１の回転方向上流側にはシール材が取り付けられ、回収したトナーがケース１８から再び漏れ出すのを阻止するようになっている。
【００５４】
ここで、ブラシローラ１２は、感光体ドラム１から回収したトナーの排出と固形潤滑剤１３の削り取りおよび／または塗布とについての特性が互いに異なる複数のブラッシング領域を有している点が特徴的である。つまり、本実施形態において、クリーニングユニット７は１つのブラシローラ１２のみを有しているが、このブラシローラ１２の、感光体ドラム１の表面と当接する部分は、特性の異なる複数のブラッシング領域を有している。この構成について以下に詳述する。
【００５５】
図１は、本発明の一実施形態を示すものであり、ブラシローラ（クリーニングブラシ）１２の構成を示す上面図である。ブラシローラ１２は、図１に示すように、円筒形状のシャフト（基体）２３の外周面上に、ブラシ生地（ブラシ部材）２２が設けられた構成となっている。そして、ブラシ生地２２は、複数の毛からなる２つのブラッシング領域２０ａ・２１ａを有している。
【００５６】
図４は、ブラシ生地２２のうち、第１のブラッシング領域２０ａを含む箇所の拡大側面図である。図５は、ブラシ生地２２のうち、第２のブラッシング領域２１ａを含む箇所の拡大側面図である。図６は、第１のブラッシング領域２０ａが固形潤滑剤１３と当接する様子を示す模式図である。図７は、第１のブラッシング領域２０ａにトナーが入り込んだ様子を示す模式図である。図８は、第２のブラッシング領域２１ａが固形潤滑剤１３と当接する様子を示す模式図である。図９は、第２のブラッシング領域２１ａにトナーが入り込んだ様子を示す模式図である。
【００５７】
第１のブラッシング領域２０ａと第２のブラッシング領域２１ａとは、いずれも感光体ドラム１および固形潤滑剤１３の表面を摺擦するものであり、また、図４，５に示すように、どちらも下地２０ｂ・２１ｂ上に複数の毛を有しているが、その特性が異なっている。具体的には、第１のブラッシング領域２０ａは、第２のブラッシング領域２１ａと比較して、細くて長い毛を有し、さらに毛の密度が高くなっている。
【００５８】
このように第１のブラッシング領域２０ａは、毛が細くて長いため、しなやかであり、図６に示すように、石鹸のような固形潤滑剤１３に柔らかく接触し、固形潤滑剤１３を少量ずつ削り取ることができる。また、第１のブラッシング領域２０ａは、毛の密度が高いため、削り取った潤滑剤を感光体ドラム１の表面に均一に塗布することができる。ただし、トナーの排出性という観点で見ると、毛が長く、さらに毛の密度が高いため、図７に示すように、トナーが毛に絡みつきやすく、トナーを排出しにくいという性質を有している。また、毛が細いため、付着したトナー同士が凝集しやすく、トナーの排出性はあまりよくない。
【００５９】
一方、第２のブラッシング領域２１ａは、毛が太くて短いため、毛の剛性が高く、図８に示すように、固形潤滑剤１３にしっかりと接触し、固形潤滑剤１３を多量に（ときには過剰に）削り取りがちである。また、毛の密度が低いため、削り取った潤滑剤を感光体ドラム１の表面に均一に塗布したときにムラが生じやすい。その代わりに、トナーの排出性という観点で見ると、毛が短く、さらに毛の密度が低いため、図９に示すように、トナーが毛に絡みつきにくく、トナーを排出しやすいという利点を有している。また、毛が太いため、付着したトナー同士が凝集しにくく、トナーの排出性がよい。
【００６０】
本実施形態では、特性の異なる第１のブラッシング領域２０ａと第２のブラッシング領域２１ａとに役割を分担させているため、固形潤滑剤１３を少しずつ削り取りながら感光体ドラム１に均一に塗布することができ、かつ、感光体ドラム１からブラシローラ１２に付着したトナーを効果的に排出することができる。つまり、固形潤滑剤１３の削り取りおよび感光体ドラム１への塗布については、第１のブラッシング領域２０ａが主としてその役割を果たす一方、感光体ドラム１からブラシローラ１２へ付着したトナーの排出については、第２のブラッシング領域２１ａが主としてその役割を果たしている。
【００６１】
なお、上述した本実施形態の構成の代わりに、特性が互いに異なる複数のブラシローラを設けるという手法も考えられるが、この手法の場合、部材点数が増えるためにコストアップし、その上、追加のスペースが必要になるため、マシン設計面での制約が大きくなってしまう。それゆえ、本実施形態の構成の方が有利である。
【００６２】
なお、第１のブラッシング領域２０ａと第２のブラッシング領域２１ａとは、毛の長さ、太さ、および密度の全てが異なっている必要はなく、毛の長さ、毛の太さ、毛の密度、および毛の材質のうちの少なくとも１つが異なっていればよい。なお、毛の材質を異ならせることも、毛の剛性などの特性が変化するため、有効である。
【００６３】
次に、上述したブラシローラ１２の製造方法の一例について説明する。図１０は、本発明の一実施形態を示すものであり、ブラシローラ１２の製造に用いるブラシ生地２２の形状を示す上面図である。
【００６４】
まず、上述した第１のブラッシング領域２０ａを有する帯状（長方形状）の第１のブラシ生地２２ａと、第２のブラッシング領域２１ａを有する帯状の第２のブラシ生地２２ｂとを準備する。なお、ブラシ生地２２ａ・２２ｂの幅（短手方向の長さ）は、それらの比が、ブラシローラ１２における２つのブラッシング領域２０ａ・２１ａの面積比となるように決定する。
【００６５】
そして、図１０に示すように、第１のブラシ生地２２ａと第２のブラシ生地２２ｂとを、互いの長手方向が平行になるように、そして、隙間ができないように並べ、これをブラシ生地２２とする。そして、このブラシ生地２２を、ブラッシング領域２０ａ・２１ａが外側を向くように、ＳＵＳなどの金属製のシャフト２３の外周面に螺旋状に巻き付ける。このとき、シャフト２３の外周面がむき出しにならないように、ブラシ生地２２を隙間なく巻き付ける。また、シャフト２３とブラシ生地２２とがずれないように、ブラシ生地２２をシャフト２３に貼着してもよい。
【００６６】
以上により、図１に示すような構成、すなわち、シャフト２３の外周面上において、第１のブラッシング領域２０ａが第２のブラッシング領域２０ｂに沿って螺旋状に隙間なく形成されたブラシローラ１２を製造することができる。なお、この構成によれば、各ブラッシング領域２０ａ・２１ａがシャフト２３の外周面上において周方向に並んでいるため、感光体ドラム１の周面の全ての領域がブラッシング領域２０ａ・２１ａの双方によって摺擦される。従って、感光体ドラム１の表面において、トナーが十分に除去されない領域や、潤滑剤の塗布にムラが生じる領域が部分的に発生することがない。
【００６７】
なお、上述した実施形態では、ブラシローラ１２が有するブラッシング領域の数が２つとなっているが、３つ以上であってもよい。この場合も同様に、シャフト２３の外周面上に、各ブラッシング領域が螺旋状に形成されるとともに、一のブラッシング領域が他のブラッシング領域に沿って螺旋状に隙間なく形成されることが好ましい。
【００６８】
また、上述した実施形態では、トナーの排出能と潤滑剤の塗布能との両立を目的として、特性が互いに異なる複数のブラッシング領域を設ける構成としているが、本発明はこれに限定されない。例えば、除電能およびトナー排出能を両立するために、導電性およびトナー排出性の異なる２種類以上のブラッシング領域を設けてもよい。つまり、毛の密度、毛の太さ、毛の材質、毛の長さなどのうちの少なくとも１つが互いに異なる複数のブラッシング領域を設けることにより、トナーの排出能と潤滑剤の塗布能との両立、除電能とトナー排出能との両立など、様々な能力の両立を図ることができる。
【００６９】
〔実施例〕
以下では、本発明の有効性を検証するために行った実験について説明する。
【００７０】
（実験１）
本実験では、ブラシローラが単一のブラッシング領域しか有していない場合と、毛の密度が異なる複数のブラッシング領域を有している場合とで、潤滑剤の塗布能およびトナーの排出能がどのように異なるかを調べた。
【００７１】
なお、以下の説明において、毛の密度を示す単位「ｆ」はエフであり、１平方インチあたりの本数を指す。また、毛の太さを示す単位「ｄ」はデニールである。
【００７２】
まず、ブラシローラに用いるブラシ生地として、毛の密度がそれぞれ１５０００ｆ、３００００ｆ、５００００ｆの生地Ａ，Ｂ，Ｃを用意した。これらの生地Ａ〜Ｃは、毛の密度以外は同一であり、いずれもナイロンによって形成され、毛の太さが３０ｄ、長さが２ｍｍとなっている。
【００７３】
そして、比較例１として、生地Ｃのみを使用したブラシローラを作製した。また、比較例２として、生地Ｂのみを使用したブラシローラを作製した。また、比較例３として、生地Ａのみを使用したブラシローラを作製した。また、実施例１として、生地Ａ，Ｂ，Ｃをそれぞれ３０％、３０％、４０％の割合で使用したブラシローラを作製した。なお、これらのブラシローラは、いずれも、図１１に示すように、直径６ｍｍで長さ（幅）３８０ｍｍのＳＵＳ製のシャフト２３の周面に、幅方向の長さが３１５ｍｍとなるように各生地を巻き付けて作製した。
【００７４】
次に、作製したこれらのブラシローラを、画像形成装置（シャープ製ＡＲ７０５Ｓ）にセットして、連続して印字を行った。なお、固形潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を用い、トナーとしてシャープ製ＭＸ７０００Ｎを用いた。
【００７５】
潤滑剤の塗布能の評価は、（１）用紙１枚あたりの潤滑剤の消費量が適正範囲内（１０〜１００μｇ）であるか否か、および（２）塗布ムラが生じていないかに基づいて行った。一方、トナーの排出能は、ブラシローラにトナーが蓄積して、クリーニング不良が発生するまでの印字枚数に基づいて評価した。比較例１〜３および実施例１について、条件および結果をまとめたものを次の表１に示す。
【００７６】
【表１】
2008129355.tif 000003
【００７７】
比較例１のブラシローラは、潤滑剤の塗布能に問題はなかったものの、印字枚数１００００枚でクリーニング不良を生じたことから、トナーの排出能に問題があることが分かった。また、比較例２のブラシローラは、潤滑剤の塗布ムラが若干見られ、また、印字枚数１００００枚でクリーニング不良を生じたことから、トナーの排出能にも若干問題があることが分かった。また、比較例３のブラシローラは、印字枚数１００００枚でもクリーニング不良を生じなかったことからトナーの排出能は十分であったものの、潤滑剤の塗布ムラが明瞭に見られた。一方、実施例１のブラシローラは、印字枚数１００００枚でもクリーニング不良を生じなかったことからトナーの排出能は十分であり、また、潤滑剤の塗布能も全く問題がなかった。
【００７８】
以上のことから、ブラシローラに毛の密度の異なる複数のブラッシング領域を設けることによって、トナーの排出能と潤滑剤の塗布能とを両立できることが示された。
【００７９】
（実験２）
本実験では、ブラシローラが単一のブラッシング領域しか有していない場合と、毛の長さが異なる複数のブラッシング領域を有している場合とで、潤滑剤の塗布能およびトナーの排出能がどのように異なるかを調べた。
【００８０】
まず、ブラシローラに用いるブラシ生地として、毛の長さがそれぞれ２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍの生地Ｄ，Ｅ，Ｆを用意した。これらの生地Ｄ〜Ｆは、毛の長さ以外は同一であり、いずれもナイロンによって形成され、毛の太さが３０ｄ、密度が３００００ｆとなっている。
【００８１】
そして、比較例４として、生地Ｆのみを使用したブラシローラを作製した。また、比較例５として、生地Ｅのみを使用したブラシローラを作製した。また、比較例６として、生地Ｄのみを使用したブラシローラを作製した。また、実施例２として、生地Ｄ，Ｅ，Ｆをそれぞれ３０％、３０％、４０％の割合で使用したブラシローラを作製した。
【００８２】
次に、作製したこれらのブラシローラについて、上述した実験１と同様の方法によって潤滑剤の塗布能およびトナーの排出能を評価した。比較例４〜６および実施例２について、条件および結果をまとめたものを次の表２に示す。
【００８３】
【表２】
2008129355.tif 000004
【００８４】
比較例４のブラシローラは、潤滑剤の塗布能に問題はなかったものの、印字枚数１００００枚でクリーニング不良を生じたことから、トナーの排出能に問題があることが分かった。また、比較例５のブラシローラは、潤滑剤の塗布量が４０μｇ／枚となって適正範囲を若干上回り、また、印字枚数１００００枚でクリーニング不良を生じたことから、トナーの排出能にも若干問題があることが分かった。また、比較例６のブラシローラは、印字枚数１００００枚でもクリーニング不良を生じなかったことからトナーの排出能は十分であったものの、潤滑剤の塗布量が６０μｇ／枚となって適正範囲を大幅に上回った。一方、実施例２のブラシローラは、印字枚数１００００枚でもクリーニング不良を生じなかったことからトナーの排出能は十分であり、また、潤滑剤の塗布能も全く問題がなかった。
【００８５】
以上のことから、ブラシローラに毛の長さの異なる複数のブラッシング領域を設けることによって、トナーの排出能と潤滑剤の塗布能とを両立できることが示された。
【００８６】
（実験３）
本実験では、ブラシローラが単一のブラッシング領域しか有していない場合と、毛の太さが異なる複数のブラッシング領域を有している場合とで、潤滑剤の塗布能およびトナーの排出能がどのように異なるかを調べた。
【００８７】
まず、ブラシローラに用いるブラシ生地として、毛の太さがそれぞれ３０ｄ、１５ｄ、３ｄの生地Ｇ，Ｈ，Ｉを用意した。これらの生地Ｇ〜Ｉは、毛の太さ以外は同一であり、いずれもナイロンによって形成され、毛の長さが２ｍｍ、密度が３００００ｆとなっている。
【００８８】
そして、比較例７として、生地Ｉのみを使用したブラシローラを作製した。また、比較例８として、生地Ｈのみを使用したブラシローラを作製した。また、比較例９として、生地Ｇのみを使用したブラシローラを作製した。また、実施例３として、生地Ｇ，Ｈ，Ｉをそれぞれ３０％、３０％、４０％の割合で使用したブラシローラを作製した。
【００８９】
次に、作製したこれらのブラシローラについて、上述した実験１と同様の方法によって潤滑剤の塗布能およびトナーの排出能を評価した。比較例７〜９および実施例３について、条件および結果をまとめたものを次の表３に示す。
【００９０】
【表３】
2008129355.tif 000005
【００９１】
比較例７のブラシローラは、潤滑剤の塗布能に問題はなかったものの、印字枚数１００００枚でクリーニング不良を生じたことから、トナーの排出能に問題があることが分かった。また、比較例８のブラシローラは、潤滑剤の塗布量が４０μｇ／枚となって適正範囲を若干上回り、また、印字枚数１００００枚でクリーニング不良を生じたことから、トナーの排出能にも若干問題があることが分かった。また、比較例９のブラシローラは、印字枚数１００００枚でもクリーニング不良を生じなかったことからトナーの排出能は十分であったものの、潤滑剤の塗布量が６０μｇ／枚となって適正範囲を大幅に上回った。一方、実施例３のブラシローラは、印字枚数１００００枚でもクリーニング不良を生じなかったことからトナーの排出能は十分であり、また、潤滑剤の塗布能も全く問題がなかった。
【００９２】
以上のことから、ブラシローラに毛の太さの異なる複数のブラッシング領域を設けることによって、トナーの排出能と潤滑剤の塗布能とを両立できることが示された。
【００９３】
なお、ブラシローラの毛が太いと、トナー同士が凝集しにくいという利点がある。一旦トナーが凝集し出すと目詰まり状態になるため、毛の細いブラシより毛の太いブラシの方がトナー排出性がよいと考えられる。
【００９４】
（実験４）
本実験では、ブラシローラが単一のブラッシング領域しか有していない場合と、毛の材質が異なる複数のブラッシング領域を有している場合とで、潤滑剤の塗布能およびトナーの排出能がどのように異なるかを調べた。
【００９５】
まず、ブラシローラに用いるブラシ生地として、材質がそれぞれアクリル、ナイロン、ポリエステルの生地Ｊ，Ｋ，Ｌを用意した。これらの生地Ｊ〜Ｌは、毛の材質以外は同一であり、いずれも毛の太さが１５ｄ、長さが３ｍｍ、密度が３００００ｆとなっている。
【００９６】
そして、比較例１０として、生地Ｌのみを使用したブラシローラを作製した。また、比較例１１として、生地Ｋのみを使用したブラシローラを作製した。また、比較例１２として、生地Ｊのみを使用したブラシローラを作製した。また、実施例４として、生地Ｊ，Ｋ，Ｌをそれぞれ３０％、３０％、４０％の割合で使用したブラシローラを作製した。
【００９７】
次に、作製したこれらのブラシローラについて、上述した実験１と同様の方法によって潤滑剤の塗布能およびトナーの排出能を評価した。比較例１０〜１２および実施例４について、条件および結果をまとめたものを次の表４に示す。
【００９８】
【表４】
2008129355.tif 000006
【００９９】
比較例１０のブラシローラは、潤滑剤の塗布量が４０μｇ／枚となって適正範囲を若干上回り、また、印字枚数１００００枚でクリーニング不良を生じたことから、トナーの排出能にも若干問題があることが分かった。また、比較例１１のブラシローラは、印字枚数１００００枚でもクリーニング不良を生じなかったことからトナーの排出能は十分であったものの、潤滑剤の塗布量が６０μｇ／枚となって適正範囲を大幅に上回った。また、比較例１０のブラシローラは、潤滑剤の塗布能に問題はなかったものの、印字枚数１００００枚でクリーニング不良を生じたことから、トナーの排出能に問題があることが分かった。一方、実施例４のブラシローラは、印字枚数１００００枚でもクリーニング不良を生じなかったことからトナーの排出能は十分であり、また、潤滑剤の塗布能も全く問題がなかった。
【０１００】
以上のことから、ブラシローラに毛の材質の異なる複数のブラッシング領域を設けることによって、トナーの排出能と潤滑剤の塗布能とを両立できることが示された。
【０１０１】
上述した実験１〜４から、単一のブラッシング領域のみでは問題が生じる場合であっても、特性の異なる複数のブラッシング領域を組み合わせることによって、トナーの排出能と潤滑剤の塗布能とを両立できることが示された。
【０１０２】
（実験５）
本実験では、毛の太さ、長さ、密度、および材質が全て異なる２つのブラッシング領域を様々な割合で設けたブラシローラについて、潤滑剤の塗布能およびトナーの排出能がどのように異なるかを調べた。
【０１０３】
まず、ブラシローラに用いるブラシ生地として、毛の太さが３０ｄ、長さが２ｍｍ、密度が１５０００ｆ、材質がナイロンの生地Ｍと、毛の太さが３ｄ、長さが５ｍｍ、密度が５００００ｆ、材質がアクリルの生地Ｎとを用意した。
【０１０４】
そして、比較例１３，１４，１５，１６として、これらのブラシ生地Ｍ，Ｎを、それぞれ１００：０、８０：２０、２０：８０、０：１００の割合で使用したブラシローラを作製した。また、実施例５，６，７として、ブラシ生地Ｍ，Ｎを、それぞれ７０：３０、５０：５０、３０：７０の割合で使用したブラシローラを作製した。
【０１０５】
次に、作製したこれらのブラシローラについて、上述した実験１と同様の方法によって潤滑剤の塗布能およびトナーの排出能を評価した。比較例１３〜１６および実施例５〜７について、条件および結果をまとめたものを次の表５に示す。
【０１０６】
【表５】
2008129355.tif 000007
【０１０７】
比較例１３のブラシローラは、潤滑剤を塗布することができなかった。また、比較例１４のブラシローラは、潤滑剤を安定して十分に塗布することができなかった。また、比較例１５のブラシローラは、トナーの排出能が十分でなかった。また、比較例１６のブラシローラは、トナーの排出能がなかった。一方、実施例５〜７のブラシローラは、潤滑剤の塗布能およびトナーの排出能ともに良好であった。
【０１０８】
この実験結果から、２つのブラッシング領域を設ける場合であっても、一方の占める割合が大きすぎると、他方の機能を十分に発揮することができず、問題が生じることが示された。上記の実験から、２つのブラッシング領域の面積比は、３０：７０から７０：３０までの範囲が好ましいことが分かった。
【０１０９】
本発明は上述した実施形態および実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１１０】
また、本明細書で示した数値範囲以外であっても、本発明の趣旨に反しない合理的な範囲であれば、本発明に含まれることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明によれば、効果的なトナーの除去と適切な潤滑剤の塗布とを両立することのできるクリーニングブラシが提供されるので、電子写真方式を用いる複合機やプリンタなどに好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、ブラシローラ（クリーニングブラシ）の構成を示す上面図である。
【図２】画像形成装置を正面側から見た縦断面図である。
【図３】クリーニングユニットの構成を示す拡大断面図である。
【図４】ブラシ生地のうち、第１のブラッシング領域を含む箇所の拡大側面図である。
【図５】ブラシ生地のうち、第２のブラッシング領域を含む箇所の拡大側面図である。
【図６】第１のブラッシング領域が固形潤滑剤と当接する様子を示す模式図である。
【図７】第１のブラッシング領域にトナーが入り込んだ様子を示す模式図である。
【図８】第２のブラッシング領域が固形潤滑剤と当接する様子を示す模式図である。
【図９】第２のブラッシング領域にトナーが入り込んだ様子を示す模式図である。
【図１０】本発明の一実施形態を示すものであり、ブラシローラの製造に用いるブラシ生地の形状を示す上面図である。
【図１１】従来技術を示すものであり、ブラシローラの製造に用いられるブラシ生地の形状を示す上面図である。
【図１２】従来技術を示すものであり、ブラシローラの構成を示す側面図である。
【図１３】図１１に示すブラシ生地の拡大側面である。
【図１４】図１２に示すブラシ生地の拡大側面である。
【符号の説明】
【０１１３】
１    感光体ドラム（感光体）
２    帯電ユニット
３    露光ユニット
４    現像ユニット
５    転写ユニット
６    定着ユニット
７    クリーニングユニット
１０    画像形成装置
１１    ブレード
１２    ブラシローラ（クリーニングブラシ）
１３    固形潤滑剤
１５    トナー回収スクリュー
１６    フリッカー
１７    潤滑剤保持部材
１８    ケース
２０ａ  第１のブラッシング領域
２１ａ  第２のブラッシング領域
２２    ブラシ生地
２３    シャフト
【図１】
2008129355.tif 000008
【図２】
2008129355.tif 000009
【図３】
2008129355.tif 000010
【図４】
2008129355.tif 000011
【図５】
2008129355.tif 000012
【図６】
2008129355.tif 000013
【図７】
2008129355.tif 000014
【図８】
2008129355.tif 000015
【図９】
2008129355.tif 000016
【図１０】
2008129355.tif 000017
【図１１】
2008129355.tif 000018
【図１２】
2008129355.tif 000019
【図１３】
2008129355.tif 000020
【図１４】
2008129355.tif 000021