(57)【要約】【課題】  「画像流れ」や「トナーフィルミング」と言った像担持体１の表面層の変質、堆積に起因する問題を解消して、長期にわたって、像担持体１の表面性能を最適に維持できるクリーニング装置を提供する。【解決手段】  回転駆動されて像担持体１に接触するブラシ２０を設ける。ブラシ２０の毛体２０ａは、そのヤング率に断面積を乗じた値が０．５Ｎ以上２０Ｎ以下で、相対移動して近づく被クリーニング面に向かって鋭角に傾斜して先端部を当接させる。摺擦位置におけるブラシ２０の直径方向の変形量は０．４ｍｍから１．２ｍｍの範囲で、前記鋭角の角度をα度、前記変形量をｔｍｍとするとき、αとｔとが「―２５ｔ＋５０≦α≦―２５ｔ＋９５」の関係を満たしている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被クリーニング面を摺擦するブラシ部材を備えるクリーニング装置において、
前記ブラシ部材の毛体は、そのヤング率に断面積を乗じた値が０．５Ｎ以上２０Ｎ以下であって、
前記毛体は、相対移動して近づく前記被クリーニング面に向かって鋭角に傾斜して先端部を当接させ、
摺擦位置における前記ブラシ部材の直径方向の変形量を０．４ｍｍから１．２ｍｍの範囲に設定し、
前記鋭角に傾斜した角度をα度、前記変形量をｔｍｍとするとき、前記αと前記ｔとが「―２５ｔ＋５０≦α≦―２５ｔ＋９５」の関係を満たしていることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
摺擦位置における前記先端部の移動速度と前記被クリーニング面の移動速度とが同一方向で、前記先端部の移動速度が前記被クリーニング面の移動速度よりも大きく、
前記毛体は、前記先端部の移動方向の前方側へ傾斜して植毛されていることを特徴とする請求項１または２記載のクリーニング装置。
【請求項３】
摺擦位置における前記先端部の移動速度と前記被クリーニング面の移動速度とが同一方向で、前記被クリーニング面の移動速度が前記先端部の移動速度よりも大きく、
前記毛体は、前記先端部の移動方向の後方側へ傾斜して植毛されていることを特徴とする請求項１または２記載のクリーニング装置。
【請求項４】
摺擦位置における前記先端部の移動速度と前記被クリーニング面の移動速度とが逆方向で、前記毛体は、前記先端部の移動方向の前方側へ傾斜して植毛されていることを特徴とする請求項１または２記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記ブラシ部材は、回転体の外観形状を有し、前記被クリーニング面に対して所定距離の位置に軸支されて前記被クリーニング面を回転摺擦することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載のクリーニング装置。
【請求項６】
前記被クリーニング面は、ビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を荷重６ｍＮで押し込んだ時のユニバーサル硬さ値（ＨＵ）が１５０Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載のクリーニング装置。
【請求項７】
表面に転写画像が形成される像担持体と、
回転駆動されて前記表面を摺擦するブラシ部材と、を備えた画像形成装置において、
前記ブラシ部材の毛体は、そのヤング率に断面積を乗じた値が０．５Ｎ以上２０Ｎ以下であって、
前記毛体は、相対移動して近づく前記表面に向かって鋭角に傾斜して先端部を当接させ、
前記摺擦における前記ブラシ部材の直径方向の変形量を０．４ｍｍから１．２ｍｍの範囲に設定し、
前記鋭角に傾斜した角度をα度、前記変形量をｔｍｍとするとき、前記αと前記ｔとが「―２５ｔ＋５０≦α≦―２５ｔ＋９５」の関係を満たし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、画像形成装置に搭載されて像担持体の表面状態を回復させるクリーニング装置、詳しくは、像担持体の表面を摺擦するブラシ部材の毛体の傾き角度に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体ドラム、感光体ベルトと言った像担持体の表面に転写画像を形成して、転写材に転写させる静電写真方式の画像形成装置が実用化されている。静電写真方式の画像形成装置は、通常、転写画像を転写し終えた像担持体の表面状態を回復させるクリーニング装置を備えている。クリーニング装置の一部の機種は、円筒形の外観形状に毛体を植毛したブラシ部材を回転させて、像担持体の表面を摺擦することにより、像担持体の表面に残留したトナーやその他の付着物を除去する。
【０００３】
特許文献１に示される画像形成装置は、回転するブラシ部材を用いて像担持体の表面を摺擦するクリーニング装置を備えている。ブラシ部材は、円筒形の外観形状に毛体を植毛して形成され、毛体の傾きは、ブラシ部材の回転方向の後方側へ向かって傾斜している。
【０００４】
特許文献２に示される画像形成装置は、回転するブラシ部材を用いて像担持体の表面を摺擦するクリーニング装置を備えている。ブラシ部材は、円筒形の外観形状に毛体を植毛して形成され、毛体の傾きは、ブラシ部材の回転方向の前方側へ向かって傾斜している。
【０００５】
【特許文献１】実開昭６４−４３３７３号公報
【特許文献２】特開平１０−２８２８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、特許文献２に示されるクリーニング装置は、いずれも像担持体である感光体ドラムの表面に付着したトナーを除去することを目的としており、比較的に柔らかいブラシ部材を用いて感光体ドラムの表面に残留したトナーをはたき落とすものである。従って、毛体のヤング率に断面積を乗じて求められる毛体の値や毛体の傾き角度αが多少異なっていてもその機能的には大差が無い。
【０００７】
しかし、近年、像担持体の寿命延長を目的として、ａ−Ｓｉなどの硬い材質、特殊材料の表面層を形成した像担持体が採用され始めており、従来の比較的に柔らかいブラシ部材では十分なクリーニング効果を発揮できなくなった。ａ−Ｓｉなどの硬い材質、特殊材料の表面層を形成した像担持体では、トナー像転写後の付着物の除去が不十分だと、「画像流れ」や「トナーフィルミング」などの問題が発生する。ここで、「画像流れ」とは、一次帯電器等から発生する放電生成物等の付着物が像担持体上に付着することによって、朝一番の使用に際して画像が流れてしまう現象である。また、「トナーフィルミング」とは、像担持体上にトナーまたはトナー中の成分が付着・成長して、不良画像の発生に至る現象である。
【０００８】
すなわち、ａ−Ｓｉなどの硬い材質、特殊材料の表面層を形成した像担持体では、表面のトナーをはたき落とす程度の軽い摺擦では、運転時間とともに、トナーやトナー中の成分、さらには像担持体に沿って配置された複数の帯電器で発生する放電生成物等が表面層に結合して次第に堆積し、像担持体の性能低下を引き起す。
【０００９】
そこで、硬質材料のブレード部材を像担持体の表面に当接させて配置し、像担持体の移動に伴って表面の堆積層を切削除去することが提案されたが、固定のブレード部材と像担持体の当接状態を当接線に沿った全域で揃えることは難しい。そして、多数の画像形成装置間で切削効果を揃えることはさらに困難である。また、固定のブレード部材と移動する像担持体との組み合わせでは、振動による当接状態の変動や共振による異常切削を引き起す可能性もある。さらに、頼みのブレード部材も比較的に短期間で磨耗してしまい、切削効果を維持するためには頻繁な交換を要する。
【００１０】
本発明は、従来のブラシ部材では不可能な強力な切削効果を発揮でき、硬質材料のブレード部材よりも均等で微調整容易な切削効果を像担持体表面全体で長期間安定して持続できるクリーニング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のクリーニング装置は、被クリーニング面を摺擦するブラシ部材を備えるクリーニング装置において、前記ブラシ部材の毛体は、そのヤング率に断面積を乗じた値が０．５Ｎ以上２０Ｎ以下である。そして、前記毛体は、相対移動して近づく前記被クリーニング面に向かって鋭角に傾斜して先端部を当接させ、摺擦位置における前記ブラシ部材の直径方向の変形量を０．４ｍｍから１．２ｍｍの範囲に設定し、前記鋭角に傾斜した角度をα度、前記変形量をｔｍｍとするとき、前記αと前記ｔとが「―２５ｔ＋５０≦α≦―２５ｔ＋９５」の関係を満たしているものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のクリーニング装置では、毛体が相対移動して近づく被クリーニング面に向かって鋭角に傾斜して先端部を当接させるので、毛体の先端部分と被クリーニング面との摩擦力が、被クリーニング面に毛体の先端部分をさらに食い込ませて毛体を圧縮する。従って、高められた圧縮反力による強い摺擦効果が得られる。
【００１３】
そして、毛体のヤング率に毛体の太さをかけた値が０．５Ｎ以上２０Ｎ以下と、ブラシ部材として必要な柔軟性を保ちつつも、従来のトナーをはたき落とすブラシ部材に比較してかなり剛毛な範囲としている。従って、高められた圧縮圧力によって毛体が曲げや座屈を起こしにくく、摺擦面の圧力と圧力による切削能力とが損なわれにくい。
【００１４】
そして、―２５ｔ＋５０≦α≦―２５ｔ＋９５の関係によって、相対移動して近づく被クリーニング面に向かう鋭角を保ちつつも、ブラシ部材の直径方向の変形量ｔが大きい場合には、傾斜角度αを減じてさらに毛体を効率的に圧縮させる。言い換えれば、変形量ｔが大きいと、毛体に初期設定される曲げ変形量が増えて毛体が曲げ変形を起こし易くなるので、鋭角度を高めて摺擦面の圧縮圧力が損なわれないようにする。従って、変形量ｔの大小に起因する摺擦面の圧力格差、ひいては圧力による切削能力格差が小さくて済む。
【００１５】
そして、毛体の曲げ変形を引き起すブラシ部材の変形量ｔは、０．４≦ｔ≦１．２とすれば、不必要な曲げ変形や座屈変形を回避しつつ、しかし、過剰な圧力上昇は毛体の曲げ変形や座屈で逃げて、毛体の異常な発熱や磨耗を防止できる。
【００１６】
ブラシ部材は、それぞれ少しずつ条件の異なる無数の毛体の先端部が被クリーニング面を摺擦するので、毛体の先端部ごとの圧力状態や摺擦能力は統計的な広がりを持っている。従って、ブラシ部材全体としての摺擦効果や損耗寿命は、実験的に確認して定めるしかなく、これらの数値限定および数式限定は、後述するように、理論モデルに従って組み立てた統一的な複数の実験の実験結果に基づいて定められている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の画像形成装置の一実施形態であるクリーニング装置８を図面に基づいて説明する。本発明のクリーニング装置は、モノクロの画像形成を行う複写機１００のみならず、単色、カラーに関わらず、アナログ及びデジタル複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置に搭載可能である。
【００１８】
本実施形態のクリーニング装置８は、以下に説明する限定的な構成部材の組み合わせには限定されず、感光体ドラム以外の一般的な像担持体に適用する等、それぞれの代替部材で一部または全部を置き換えた別の実施形態で実現してもよい。
【００１９】
＜画像形成装置＞
図１は本実施形態のクリーニング装置を搭載した複写機の構成の説明図、図２は本実施形態のクリーニング装置の構成の説明図、図３はクリーニング装置に装備されたブラシ部材の動作と、毛体の傾き角度の説明図、図４は毛体の傾き角度の別の説明図である。
【００２０】
図１に示すように、複写機１００の装置本体１００Ａの上部には、情報提供源である原稿３０の画像情報を読み取る画像読取機構１００Ｂが配置されている。装置本体１００Ａは、像担持体１に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する。像担持体１の周囲には、一次帯電器３、走査ミラー３４、現像装置４、転写帯電器７、クリーニング装置８が配置される。
【００２１】
画像読取機構１００Ｂの上面に配置されたプラテンガラス上に、原稿３０は、画像面を下向きにして載置される。原稿３０の画像は、図中左右方向に移動する光源３１およびミラー５ａを通じて取り込まれる。光源３１で照明された細長い領域の画像は、ミラー５ａ、５ｂ、５ｃを経て光学系３１に入射し、光学系３１の画像読取素子によって線画像が読み取られる。光源３１およびミラー５ａの移動に伴って読み取られる多数の線画像に基づいて、制御用のＣＰＵ３２が画像データを形成する。ＣＰＵ３２は、画像データを展開してデジタル画像信号を形成し、感光体ドラム１の回転に同期したタイミングで光源装置３３へ送出する。光源装置３３は、デジタル画像信号に基づいて強度変調されたレーザ光３５を走査ミラー３４に射出し、走査ミラー３４は、像担持体１の外周面にレーザ光３５を走査して照射する。
【００２２】
像担持体１は、図中の矢印Ｘ方向に回転しており、回転の上流側に配置された一次帯電器３によって外周面が一様に帯電された後、走査されたレーザ光３５が照射されることにより、その外周面の帯電部位に静電潜像が形成される。そして、静電潜像は、現像装置４に収容された現像剤であるトナーによってトナー像として現像される。
【００２３】
次に、像担持体１の外周面に形成されたトナー像が転写帯電器７により記録媒体Ｐに転写された後、記録媒体Ｐが像担持体１の外周面から分離され、分離された記録媒体Ｐは、搬送ベルト４５によって定着装置９へと搬送される。定着装置９に搬送された記録媒体Ｐは、定着装置９からの熱供給及び圧力付与により、トナー像の定着処理が施された後、機外の排紙トレイ４６上に排出される。
【００２４】
そして、転写帯電器７でトナー像を転写した像担持体１の外周面は、回転下流側に配置された本実施形態のクリーニング装置８へ送り込まれ、後述するように、クリーニング装置８により、残留物の除去等のクリーニング処理が施される。その後、像担持体１の外周面は、光照射されて静電潜像を解消され、再び一次帯電器３へ送り込まれて次の静電潜像形成に備える。
【００２５】
一方、紙及び合成樹脂等で構成された記録媒体Ｐ（以下、本実施形態にあっては、記録媒体Ｐが紙で構成される場合について説明する）は、装置本体１００Ａの下部にて取り外し自在に配置された上下２段のカセット４１、４１から給紙ローラ対４２、４２により選択的に給紙された後、給紙ローラ対４２、４２から搬送方向下流側に配置されたレジストローラ対４３へと搬送される。
【００２６】
レジストローラ対４３に搬送された記録媒体Ｐは、像担持体１の回転に同期して、像担持体１及び転写帯電器７の間に形成された転写空間に搬送され、前述のように転写処理及び定着処理が施された後、排紙トレイ４６上に排出される。
【００２７】
＜クリーニング装置＞
図２に示すように、本実施形態のクリーニング装置８は、図中の矢印Ｘ方向（時計方向）に回転駆動される像担持体（感光体ドラム）１に隣接して配置されている。像担持体１の外径は、φ８４ｍｍである。像担持体１には、表面のリフレッシュ効果が得られづらい硬い特殊材料の表面層が形成されている。具体的には、２５℃、湿度５０％の環境下でビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用いて試験した時、荷重６ｍＮで押し込んだ時のユニバーサル硬さ値（ＨＵ）が１５０Ｎ／ｍｍ２以上である。
【００２８】
クリーニング装置８は、ブラシ２０とクリーニングブレード２２とにより、像担持体１の外周面をクリーニング処理する。ブラシ２０は、円筒形の外観を有して、図中の矢印Ｙ方向（反時計方向）に、像担持体１に対する周速比１１０％で回転駆動され、像担持体１の外周面に摺接して、表面に残留したトナーやタルク等の異物を除去する。
【００２９】
ブラシ２０に当接させたスクレーバ２１は、ブラシ２０の毛体２０ａの先端部に接触して、ブラシ２０に付着したトナー等をはたき落とす。ブラシ２０の下流側に配置されたクリーニングブレード２２は、像担持体１の外周面を摺擦して、像担持体１の表面に残留したトナーやタルク等の異物を除去する。クリーニング装置８の筐体内部に配置されたトナー搬送スクリュー２３は、ブラシ２０とクリーニングブレード２２とによって像担持体１の表面から除去されたトナー等を搬送して、不図示の廃トナー収容部に回収する。
【００３０】
図３に示すように、ブラシ２０は、回転軸２０ｂの周囲に不図示の接着剤層を形成して、接着剤層により無数の毛体２０ａを５００００本／平方インチの高密度で植毛・接着して構成されている。ただし、図３では、毛体２０ａの傾きを説明するために毛体２０ａの本数を省略して図示している。毛体２０ａは、ブラシ２０の回転方向（図示矢印Ｙ方向）と同じ方向に傾斜している。毛体２０ａの材質および断面積は、毛体２０ａのヤング率に毛体の断面積をかけた値が０．５Ｎ以上２０Ｎ以下となるように硬めに選択してある。ブラシ２０の周速度は、像担持体１の周速度よりも大きいので、硬めの毛体２０Ａの先端は、像担持体１の表面を突いて圧縮される。
【００３１】
ここで、ブラシ２０の被クリーニング面への侵入量をｔと定義する。侵入量ｔは、クリーニング装置初期におけるブラシ２０の外径と像担持体１のドラム径との和から実際の両者の軸中心間距離を差し引いた値である。言い換えれば、外周が柔軟なブラシ２０に初期設定された押し込み変形量ｔである。
【００３２】
また、ブラシ２０の毛体２０ａの像担持体１に対する侵入角度、すなわち毛体２０ａの先端部の被クリーニング面に対する傾き角度をαとする。角度αは、像担持体１とブラシ２０の外周円との交点を結んだ直線（直線Ａ）とブラシ２０の毛体２０ａの先端の接線（直線Ｂ）とのなす角度として定義される。言い換えれば、毛体２０ａの先端部と被クリーニング面とが相対移動によって近づく側から測定した、像担持体１とブラシ２０が静止状態における初期設定の角度である。
【００３３】
ただし、後述するように、本実施形態では、侵入量ｔが、０．４ｍｍ≦ｔ≦１．２ｍｍの範囲であるため、ブラシ２０の毛体２０ａの像担持体１に対する侵入角度αは、図４に示すように、ブラシ２０の外周円の接線（直線Ｃ）とブラシ２０の先端の接線（直線Ｂ）とがなす角度θでも良い。
【００３４】
なお、後述する数値限定の範囲であれば、ブラシ２０の毛体２０ａは直毛でも曲率を有していてもよい。このようなブラシ２０の製造方法としては、例えば特許文献１に記載された公知の製造方法などを挙げることができる。
【００３５】
ブラシ２０の毛体２０ａの材質としては、ポリエステル繊維、アクリル系繊維、フッ素系繊維、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維等の絶縁性繊維、また上記の材質にカーボンを分散することによって得られる導電性繊維がある。
【００３６】
これらの材質でも、本実施形態で説明するような特徴的な効果は得られるが、より効果を得るためには、ある程度の範囲のヤング率を備えた材質の毛体２０ａが好ましく、ヤング率に毛体２０ａの断面積を乗じた値が０．５Ｎ（ニュートン）以上、２０Ｎ以下の範囲である毛体２０ａを備えたブラシ２０が好ましい。
【００３７】
毛体２０ａのヤング率の測定に関しては、ＪＩＳ    Ｌ    １０１３−１９９２に示される方法に準じて測定される。
【００３８】
そこで、本実施形態においては、ブラシ２０の毛体２０ａの材質にアクリルを用い、その毛体２０ａの長さが５ｍｍ、太さが６ｄ、密度が５００００本／平方インチに設定されている。この場合、毛体２０ａのヤング率に毛体２０ａの断面積を乗じた値は、約４Ｎ（ニュートン）である。
【００３９】
本実施形態のクリーニング装置８では、相対移動して近づく像担持体１の被クリーニング面に向かって鋭角に傾斜して先端部が当接するように、毛体２０ａを植毛して回転駆動された円筒外観のブラシ２０を像担持体１の外周面に摺擦させる。そして、像担持体１の外周面に予め形成された静電記録層をこの摺擦によって次第に摩擦損耗させる条件下で画像形成を行う。
【００４０】
本実施形態のクリーニング装置８では、像担持体１の被クリーニング面に対して鋭角に傾斜して毛体２０ａが突き当たるので、毛体２０ａの先端部の摩擦力が毛体２０ａを被クリーニング面に食い込ませる方向に駆動する。従って、ブラシ２０の直径方向の変形量である侵入量ｔによって初期設定された圧力よりも大きな圧力で、毛体２０ａの摺擦面が、像担持体１の表面を摺擦する。
【００４１】
従って、使用時間（耐久時間）が経過しても、像担持体１の外周面に「画像流れ」や「トナーフィルミング」を引き起すような堆積を残さない。従って、「画像流れ」や「トナーフィルミング」の発生を抑え、長期にわたって、高質画像を安定的に得ることができる。
【００４２】
また、硬めの毛体２０ａは、先端が被クリーニング面を突いて圧縮方向に変形するので、曲がり癖（毛倒れ等）が付きにくく、先端が損耗する前に曲がり癖が付いて寿命切れとなる可能性が低い。従って、圧縮を伴う摺擦効果は、毛体が損耗により限界を越えて短くなるまで長期間継続する。
【００４３】
ところで、像担持体（感光体ドラム）１はアルミシリンダの表面に感光層等を塗布して形成されている。塗布層の表面には掻き取られて良い層があって、その層が使用に伴って徐々に減って行き、層が損耗して無くなると形成画像の品質が低下して像担持体（感光体ドラム）１の寿命となり、その交換を行うこととなる。
【００４４】
本実施形態の硬い表面層を形成した像担持体１は、従来のより柔らかい表面層の像担持体１よりも使用に伴う損耗は遅いが、逆に、劣化、変質した表面層がそのまま残ったり、付着等によって表面層の厚みが増したりする。
【００４５】
そこで、本実施形態のクリーニング装置８では、ほんの少しづつ像担持体１の表面層が損耗する範囲にブラシ２０の物性と運転条件とを限定することにより、ブラシ２０の摺擦によって表面層が常に最適な機能状態にリフレッシュされる。
【００４６】
＜毛体の傾き＞  
ところで、ブラシ２０は、その毛体２０ａの傾斜方向に対して、表１に示す特性を有している。この表は、図２に示すように、ブラシ２０と像担持体１との接触部における、ブラシ２０の像担持体１に対する相対速度が、ブラシ２０の移動方向を正とした場合、正である際の評価結果である。
【００４７】
なお、ブラシ２０と像担持体１との接触部におけるブラシ２０の像担持体１に対する相対速度が負である場合には、摺擦力、持続性（寿命）の評価は、ブラシの移動方向に対する毛体２０ａの傾斜方向が同方向と逆方向とで入れ替わることはない。
【００４８】
【表１】
2007079065.tif 000003
【００４９】
表１に示すように、ブラシ２０の毛体２０ａの傾斜方向が移動方向に対して逆方向である場合、ブラシ２０の毛体２０ａの側面が像担持体１の表面を撫でる様に摺擦するため、あまり像担持体１への摺擦力が得られない。これに対して、移動方向に対して同方向に毛体２０ａが傾斜している場合は、ブラシ２０の毛体２０ａが像担持体１の表面を掘るように摺擦するため、逆方向に毛体２０ａが傾斜しているブラシに比べ、高い摺擦力が得られる。
【００５０】
しかし、ブラシ２０が初期状態であれば、表１で示した摺擦力が得られるが、積算使用時間が進むに従い、この特性は薄れていき、上述した「画像流れ」や「トナーフィルミング」等の問題が発生する。それが表１に示す、持続性（寿命）の欄の評価である。この原因として、以下の２つの要因が考えられる。
【００５１】
１つは、像担持体１とブラシ２０とが摺擦し合う事により、ブラシ２０の毛体２０ａが摩耗したり、毛体２０ａが倒れたりして、ブラシ２０の像担持体１に対する押圧力が弱まり、ブラシ２０の像担持体１への摺擦力が弱まるためである。特に、ブラシ２０の移動方向に対する毛体２０ａの傾斜方向が同方向の場合に起こる現象である。
【００５２】
もう１つは、初期状態からブラシ２０の像担持体１への摺擦力が弱いために、像担持体１表面のリフレッシュ効果が像担持体１への放電生成物等やトナー若しくはトナー中の成分等の付着量を下回り、像担持体１に付着物が徐々に蓄積していくことによるものである。これは、初期状態での摺擦力の評価が○であるブラシを用いても、積算使用時間が進むに従い、画像不良が発生する。特に、ブラシ２０の移動方向に対する毛体２０ａの傾斜方向が逆方向の場合に起こる。
【００５３】
つまり、初期状態において、十分な摺擦力が得られなかったり、また、ブラシ２０の劣化が抑制できず、像担持体１への摺擦力が徐々に得られなくなったりすると、「画像流れ」や「トナーフィルミング」などの問題が発生する。特に、これらの問題は、像担持体１表面のリフレッシュ効果が得づらい、高寿命を狙った硬い像担持体１に対して顕著に現れる。
【００５４】
＜ブラシの最適な使用条件＞
図５は空回転試験機の説明図、図６は初期設定された侵入量ｔとブラシの寿命との関係を示す線図、図７は初期設定された侵入量ｔと像担持体のクリーニング効果との関係を示す線図、図８はブラシの最適な運転条件領域を示す線図である。空回転試験機１００Ｅは、図１に示す複写機１００の装置本体１００Ａから不必要な部品を取り外して製作されている。
【００５５】
図５に示すように、空回転試験機１００Ｅは、像担持体１とブラシ２０とを備えており、図中の矢印Ｘ方向（時計方向）に像担持体１が回転駆動され、ブラシ２０は、像担持体１の表面に対して周速比１１０％で順方向（矢印Ｙ方向（反時計周り））に回転している。
【００５６】
そして、空回転試験機１００Ｅを用いて、トナーを用いず空回転の耐久試験を行い、空回転を所定時間継続するごとに、ブラシ２０の外径と像担持体１の膜厚を測定して、図６、図７に示す結果を得た。膜厚の測定には、渦電流式膜厚計（Ｆｉｓｃｈｅｒ製  ＰＥＲＭＡＳＣＯＰＥ  ＴＹＰＥ  Ｅ１１１）を使用した。
【００５７】
図６では、ブラシ２０の劣化（寿命）の指標として、ブラシ２０の外径（ｍｍ）と空回転時間（時間）との関係を示している。図７では、ブラシ２０の摺擦力の１つの指標として、像担持体１の膜厚（μｍ）と空回転時間（時間）との関係を示している。
【００５８】
耐久試験で用いたブラシ２０の毛体２０ａの材質、太さ、長さ、密度はすべて同じであって、ブラシ２０の毛体２０ａの像担持体１に対する侵入角度αもすべて同じ６０°に固定してある。そして、ブラシ２０の像担持体１への侵入量ｔが、それぞれ、０．２、０．４、０．６、１．０、１．２、１．４ｍｍになるように設定してある。
【００５９】
図６に示すように、ブラシ２０の像担持体１への侵入量ｔが１．２ｍｍ付近を境に、侵入量ｔを大きくすると、ブラシ２０の外径が使用時間に伴ってより小さくなる、すなわち、消耗や永久変形を起こす傾向にある。これは、像担持体１への押圧力が高いために、ブラシの毛体２０ａが像担持体１に当たった際の負荷が大きくなり、その毛体２０ａが摩耗してブラシ２０の外径が小さくなっていくためである。
【００６０】
ブラシ２０の像担持体１への侵入量ｔが１．２ｍｍより大きい場合、ブラシ毛体２０ａの像担持体１に対する侵入角度αを様々な角度に振っても、同様に、毛体２０ａが摩耗してブラシ２０の外径が小さくなった。
【００６１】
図７に示すように、ブラシ２０の像担持体１への侵入量ｔが０．４ｍｍ付近を境に、ブラシ２０の像担持体１への侵入量ｔを小さくすると、実験初期から、像担持体１の膜厚の変化量が小さくなる傾向にある。これは、像担持体１への押圧力が小さく、実験初期から既に像担持体１への十分な摺擦力が得られないためである。ブラシ２０の像担持体１への侵入量ｔが０．４ｍｍより小さい場合、ブラシの毛体２０ａの像担持体１に対する侵入角度αを様々な角度に振っても、同様に、摺擦力が得られなかった。
【００６２】
また、ブラシ２０の像担持体１への侵入量ｔが１．２ｍｍより大きい場合、実験初期から、像担持体１の膜厚の変化量が大きい。しかし、使用時間が進むに従い、ブラシ２０の毛体２０ａが摩耗してブラシ２０の外径が小さくなるため、像担持体１への摺擦力が得られなくなっていき、像担持体１の膜厚の変化量も小さくなっていく。
【００６３】
上記の事をまとめると、表２に示すような結果となった。
【００６４】
【表２】
2007079065.tif 000004
【００６５】
つまり、ブラシ２０の像担持体１への侵入量ｔが小さいと、ブラシの毛体２０ａの像担持体１への押圧力も小さくなるために、実験初期から、像担持体１への摺擦力が得られない。また、逆に、ブラシ２０の像担持体１への侵入量ｔが大きいと、実験初期の摺擦力は強いが、像担持体１に当たった際のブラシ２０の毛体２０ａへの負荷が大きくなり、ブラシ２０の毛体２０ａの摩耗量が多いために、使用時間が進むに従い、像担持体１への摺擦力が早く弱まっていく。これらの事から、像担持体１の表面をリフレッシュするのに十分な摺擦力が得られないため、「画像流れ」や「トナーフィルミング」が発生する。
【００６６】
そこで、ブラシ２０の像担持体１への侵入量ｔが０．４ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲であれば、ブラシ２０の劣化速度が緩和される一方で、ブラシ２０の像担持体１に対する押圧力も十分に確保できるため、「画像流れ」や「トナーフィルミング」の発生を抑えることができる。
【００６７】
＜毛体の侵入角度α＞
しかし、ブラシ２０の像担持体１への侵入量ｔが０．４ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲内であっても、ブラシ２０の像担持体１への侵入量ｔと、ブラシ２０の毛体２０ａの像担持体１への侵入角度αとの組み合わせによっては、実験初期や時間経過後の摺擦力に差が生じ、像担持体１の表面をリフレッシュするのに十分な摺擦力が得られない場合があることが分かった。
【００６８】
以下に、それを裏付ける検討結果を示す。この実験では、毛体２０ａの像担持体１に対する侵入角度αをそれぞれ２０°、４０°、６０°、８０°、９０°に異ならせたブラシ２０を製作した。そして、ブラシ２０の像担持体１への侵入量ｔを０．４ｍｍに固定して、図５に示す空回転試験機１００Ｅを用いて、トナーを用いず像担持体１を空回転させる耐久試験を行った。実験した各ブラシ２０の材質、太さ、長さ、密度に関してはすべて同じである。
【００６９】
像担持体１は、図５に示すように、矢印Ｘ方向（時計方向）に回転駆動し、ブラシ２０はこの像担持体１の表面に対して周速比１１０％で順方向（図示矢印Ｙ方向（反時計周り））に回転している。空回転後、ブラシ２０の外径、像担持体１の膜厚をそれぞれ測定した。ブラシ２０の劣化（寿命）の１つの指標であるブラシの外径（ｍｍ）と空回転時間（時間）との関係のグラフと、ブラシ２０の摺擦力の１つの指標である像担持体１の膜厚（μｍ）と空回転時間（時間）との関係のグラフとから得られた結果を表３にまとめる。
【００７０】
【表３】
2007079065.tif 000005
【００７１】
表３に示すように、ブラシ２０の毛体２０ａの像担持体１への侵入角度αを４０°より小さくすると、実験初期から像担持体１への摺擦力が得られないことが分かった。これは、侵入角度αを小さくしていくと、段々とブラシ２０の毛先が像担持体１表面を上滑りしやすくなり、像担持体表面をリフレッシュするための摺擦力が得られなくなるためである。
【００７２】
また、ブラシ２０の毛体２０ａの像担持体１への侵入角度αが９０°の場合、実験初期から像担持体１への摺擦力があまり得られないことが分かった。これは、ブラシ２０の毛体２０ａの像担持体１への侵入角度αが９０°付近では、ブラシ２０の毛体２０ａが像担持体１に当たった際に摩擦抵抗で回転上流側へ曲がってしまい、ブラシ２０の毛体２０ａの毛先が回転方向の上流側に向いて像担持体１の表面を撫でる様に摺擦するためである。更に、積算使用時間が進むに従い、ますますブラシ２０の毛体２０ａが回転方向上流側に毛倒れして、摺擦力が得られなくなる。
【００７３】
次に、ブラシ２０の像担持体１への侵入量ｔが１．２ｍｍに固定して同様な実験を行った。すなわち、毛体２０ａの像担持体１に対する侵入角度αをそれぞれ２０°、４０°、６０°、８０°、９０°に異ならせたブラシ２０を用いて、ブラシ２０の像担持体１への侵入量ｔを０．４ｍｍに固定し、図５に示す空回転試験機１００Ｅを用いて、トナーを用いず像担持体１を空回転させる耐久試験を行った。その結果を表４にまとめる。
【００７４】
【表４】
2007079065.tif 000006
【００７５】
表４に示すように、侵入量ｔを１．２ｍｍと比較的大きく設定して、毛体２０ａの像担持体１への侵入角度αを大きくした場合、大きな摺擦力が得られるが、使用時間が進むに従い、摺擦力が得られなくなることが分かった。これは、ブラシ２０の毛体２０ａの傾斜方向が、初期状態に比べて反対方向（回転方向上流側）に向きやすくなり、ブラシ２０の劣化が激しくなるためである。
【００７６】
しかし、ブラシ２０の毛体２０ａの像担持体１への侵入角度αが９０°付近になると、ブラシ２０の毛体２０ａが像担持体１に当たった際に、ブラシ２０の毛体２０ａが回転方向上流側に向いてしまい、像担持体１の表面を撫でる様に摺擦する。従って、耐久初期からあまり摺擦力が得られなくなる。
【００７７】
そこで、ブラシ２０の毛体２０ａの像担持体１に対する侵入角度αを８０°に固定し、ブラシ２０の像担持体１への侵入量ｔを徐々に小さくしていき、上記と同様な評価を行った。その結果を表５に示す。
【００７８】
【表５】
2007079065.tif 000007
【００７９】
表５に示すように、ブラシ２０の侵入量ｔを小さくしていくと、次第に、長時間の使用を経た後でも摺擦力が得られる事がわかった。これは、ブラシ２０の毛体２０ａが像担持体１に浅く侵入するために、ブラシ２０の毛体２０ａにかかる負荷が減少し、ブラシ２０の毛体２０ａの傾斜方向が初期状態に比べて反対方向（回転方向上流側）に向きにくくなり、ブラシ２０の劣化を抑制できているためである。
【００８０】
また、ブラシ２０の毛体２０ａの像担持体１に対する侵入角度αを８０°に固定した際と同様、侵入角度αを７０°に固定し、ブラシ２０の像担持体１への侵入量ｔを徐々に小さくしていき、上記と同様な評価を行った。その結果を表６に示す。
【００８１】
【表６】
2007079065.tif 000008
【００８２】
表６に示すように、ブラシ２０の侵入量ｔを小さくしていくと、次第に、長時間の使用を経た後でも摺擦力が得られる事がわかった。これは、ブラシ２０の毛体２０ａが像担持体１に浅く侵入するために、ブラシ２０の毛体２０ａにかかる負荷が減少し、ブラシ２０の毛体２０ａの傾斜方向が初期状態に比べて反対方向（回転方向上流側）に向きにくくなり、ブラシ２０の劣化を抑制できているためである。
【００８３】
つまり、従来のように、ただブラシの毛体２０ａを傾斜させれば、摺擦力を得られるわけではない事がわかった。
【００８４】
まず、ブラシ２０の像担持体１に対する侵入量ｔ＜０．４の場合、像担持体１への摺擦力が得られず、逆に、ブラシ２０の像担持体１に対する侵入量ｔを、１．２ｍｍより大きくした場合、ブラシの毛体２０ａの劣化が抑制できない。
【００８５】
また、ブラシ２０の像担持体１に対する侵入量が０．４≦ｔ≦１．２の場合、この範囲内で、侵入量ｔが小さく、ブラシ２０の毛体２０ａの像担持体１への侵入角度αが小さい場合は、ブラシ２０の毛体２０ａが像担持体１表面を上滑りしてしまう。従って、像担持体１表面をリフレッシュするための摺擦力が得られない。
【００８６】
また、ブラシ２０の像担持体１に対する侵入量が０．４≦ｔ≦１．２の場合、この範囲内で、侵入量ｔが大きく、ブラシ２０の毛体２０ａの像担持体１への侵入角度αが大きい場合は、大きな摺擦力が得られる。しかし、ブラシ２０の毛体２０ａの傾斜方向が、初期状態に比べて反対方向（回転方向上流側）に向きやすく、ブラシ２０の劣化が激しくなる。
【００８７】
つまり、ブラシ２０の毛体２０ａの劣化を抑制しつつ、像担持体１への摺擦力を長期にわたって得るためには、ブラシ２０の毛体２０ａの像担持体１に対する侵入角度αとブラシ２０の毛体２０ａの像担持体１に対する侵入量ｔを最適に組み合わせる必要がある。
【００８８】
そこで、ブラシ２０の毛体２０ａの材質、太さ、長さ、密度はすべて同じにし、ブラシ２０の毛体２０ａの像担持体１に対する侵入量ｔ、ブラシ２０の毛体２０ａの像担持体１に対する侵入角度αを振って実験した。トナーを用いず、図８に示す空回転機を用いて、像担持体１の空回転耐久試験を行った。像担持体１は図示矢印Ｘ方向（時計方向）に回転駆動し、ブラシ２０は、像担持体１の表面に対して周速比１１０％で順方向（図示矢印Ｙ方向（反時計周り））に回転している。空回転後、ブラシ２０の外径、像担持体１の膜厚をそれぞれ測定した。ブラシ２０の劣化（寿命）の１つの指標であるブラシの外径（ｍｍ）と空回転時間（時間）との関係のグラフと、ブラシ２０の摺擦力の１つの指標である像担持体１の膜厚（μｍ）と空回転時間（時間）との関係のグラフとから得られた結果を図８にまとめる。
【００８９】
図８に示すように、斜線で囲まれた領域Ａは、摺擦力（初期）、摺擦力（耐久）、寿命のすべての評価で△以上の評価を得られた組み合わせのものであり、ブラシの毛体２０ａの劣化を抑制しつつ、像担持体１への摺擦力を長期にわたって得るための最適な条件である。この領域は、下記の式（１）に表される。
【００９０】
【数１】
2007079065.tif 000009
【００９１】
これまでの実験結果を考慮して、ブラシの最適な使用条件が説明される。図８に示すように、侵入量ｔが０．４ｍｍ以下である領域Ｂにおいては、像担持体１への押圧力が小さいために、実験初期から像担持体１への摺擦力が得られない。また、侵入量ｔが１．２ｍｍ以上である領域Ｃにおいては、ブラシ２０の劣化を抑制できず、長期にわたって、像担持体１への摺擦力が得られない。
【００９２】
侵入角度αが（―２５ｔ＋５０）より小さい領域Ｄでは、ブラシ２０の毛体２０ａが像担持体１の表面を上滑りしてしまい、像担持体１の表面をリフレッシュするための摺擦力が得られない。侵入角度αが（―２５ｔ＋９５）より大きい領域Ｅでは、大きな摺擦力が得られるが、ブラシの毛体２０ａの傾斜方向が初期状態に比べて反対方向（回転方向上流側）に向きやすく、ブラシ２０の劣化を抑制できない。従って、長期にわたって、像担持体１への摺擦力が得られない。
【００９３】
これらの事から、領域Ａを示す関係式（１）を満足すれば、ブラシの毛体２０ａの劣化を抑制し、長期にわたって、高い摺擦力を得ることができる。
【００９４】
＜像担持体の硬度＞
特に、これらの事は、高寿命を狙った硬い像担持体、具体的には、ユニバーサル硬さ値（ＨＵ）が１５０Ｎ／ｍｍ２以上である像担持体に対して顕著に現れる。
【００９５】
ここで、ユニバーサル硬さ値（ＨＵ）は、圧子に連続的に荷重をかけ、荷重下での押し込み深さを直読することにより連続的硬さが求められる微小硬さ測定装置フィシャースコープＨ１００Ｖ（Ｆｉｓｃｈｅｒ社製）を用いて測定することができる。圧子としては対面角１３６°のビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を使用することができる。具体的には、最終荷重６ｍＮまで段階的に（各点０．１Ｓの保持時間で２７３点）測定する。本発明において、ユニバーサル硬さ値（以下、ＨＵともいう）は、最終荷重６ｍＮで押し込んだ時の同荷重下での押し込み深さから下記式により求めることができる。
【００９６】
【数２】
2007079065.tif 000010
【００９７】
以下に、高寿命を狙った硬い像担持体、具体的には、ユニバーサル硬さ値（ＨＵ）が１５０Ｎ／ｍｍ２以上である像担持体に対して、本発明の効果の有無が顕著に現れる事を説明する。上記のように像担持体１の硬度を測定し、像担持体１の硬度が、約７０Ｎ／ｍｍ２、約１９０Ｎ／ｍｍ２で、ブラシ２０の設定条件が、ブラシ２０の像担持体１への侵入量ｔを０．７ｍｍに固定して実験した。ブラシの毛体２０ａの像担持体１に対する侵入角度αは２０°、７０°であり、各ブラシ２０の材質、太さ、長さ、密度に関してはすべて同じである。そして、トナーを用いず、図８に示す空回転機を用いて、像担持体１の空回転耐久試験を行った。像担持体１は図示矢印Ｘ方向（時計方向）に回転駆動し、ブラシ２０はこの像担持体１の表面に対して周速比１１０％で順方向（図示矢印Ｙ方向（反時計周り））に回転している。空回転後、ブラシ２０の外径、像担持体１の膜厚をそれぞれ測定した。ブラシ２０の劣化（寿命）の１つの指標であるブラシの外径（ｍｍ）と空回転時間（時間）との関係のグラフと、ブラシ２０の摺擦力と像担持体１の寿命の１つの指標である像担持体１の膜厚（μｍ）と空回転時間（時間）との関係のグラフとから得られた結果を表７にまとめる。
【００９８】
【表７】
2007079065.tif 000011
【００９９】
表７に示すように、ブラシの毛体２０ａの像担持体１への侵入角度αが２０°の場合、ブラシの毛体２０ａが上滑りをしてしまい、像担持体表面をリフレッシュするための摺擦力が得られない。このため、像担持体表面の硬い、ビッカース硬度で１９０Ｎ／ｍｍ２の像担持体１を用いた場合、像担持体１の表面が削れにくいため、更に摺擦力が得られない形となる。
【０１００】
しかし、像担持体１のビッカース硬度が７０Ｎ／ｍｍ２の場合、ブラシ２０自体に摺擦力がなくとも、像担持体１表面がやわらかく、削れ易いため、結果、ある程度、摺擦力が得られている形となる。しかし、徐々にではあるが、像担持体１表面のリフレッシュ効果が像担持体１への放電生成物等やトナー若しくはトナー中の成分等の付着量を下回り、像担持体１に付着物が徐々に蓄積していく。そして、耐久後半になると、「画像流れ」や「トナーフィルミング」などの問題が発生してしまい、像担持体１の寿命が短くなる。
【０１０１】
次に、ブラシ２０の毛体２０ａの像担持体１への侵入角度αが７０°の場合、本発明の効果により、ブラシ２０による摺擦力が、初期状態で高く、更に、ブラシ２０の劣化を抑制できるので、この高い摺擦力を維持できる。この条件において、ビッカース硬度で７０Ｎ／ｍｍ２のやわらかい像担持体１を用いた場合、像担持体１の削れ量が多くなりすぎ、像担持体１の寿命が短くなる。しかし、ビッカース硬度が１９０Ｎ／ｍｍ２の硬い像担持体の場合、像担持体１の削れ量は少なくなるが、表面のリフレッシュ効果を得るのに十分なブラシ２０の摺擦力を長期にわたって得ることが可能となる。これにより、像担持体１の寿命まで「画像流れ」や「トナーフィルミング」などの問題が発生しない事がわかった。
【０１０２】
これらのことから、像担持体１のビッカース硬度が高い、具体的には、２５℃、湿度５０％の環境下でビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用いて試験した時、荷重６ｍＮで押し込んだ時のユニバーサル硬さ値（ＨＵ）が１５０Ｎ／ｍｍ２以上であれば、本発明の効果の有無が顕著に現れる。
【０１０３】
また、どの材質の毛体２０ａを用いても、必ずしも、本発明の効果が得られるわけではない。より効果を得るためには、ある程度の範囲のヤング率を備えた材質が好ましく、そのヤング率に毛体の断面積を乗じた変形抵抗率ρが０．５Ｎ以上２０Ｎ以下の範囲である毛体を備えたブラシがより好ましい。毛体２０ａのヤング率は、一般的な回転ブラシの評価方法である「ＪＩＳ    Ｌ    １０１３−１９９２に示される方法」に準じて測定される。
【０１０４】
＜別の実施形態＞
図９は別の実施形態のクリーニング装置における像担持体とブラシとの回転状態の組み合わせの説明図である。図９中、（ａ）はブラシ２０の回転方向と被クリーニング面の移動方向が同じでブラシ２０の周速度が被クリーニング面の移動速度よりも大きい場合である。同図の（ｂ）はブラシ２０の回転方向と被クリーニング面の移動方向が同じで被クリーニング面の移動速度がブラシ２０の周速度よりも大きい場合、（ｃ）はブラシ２０の回転方向と被クリーニング面の移動方向が逆の場合である。別の実施形態のクリーニング装置は、図１〜図３を参照して説明した実施形態のクリーニング装置８と同一の構成要素を採用して像担持体１とブラシ２０との回転状態の組み合わせだけを異ならせている。
【０１０５】
図２に示す実施形態のクリーニング装置８は、図９の（ａ）に示すように、摺擦位置における毛体２０ａの先端部の移動速度と被クリーニング面の移動速度とが同一方向で、毛体２０ａの先端部の移動速度が被クリーニング面の移動速度よりも大きい。従って、毛体２０ａは、先端部の移動方向の前方側へ傾斜して植毛されている必要がある。
【０１０６】
しかし、図９の（ｂ）に示す実施形態では、摺擦位置における毛体２０ａの先端部の移動速度と被クリーニング面の移動速度とが同一方向で、被クリーニング面の移動速度が毛体２０ａの先端部の移動速度よりも大きい。従って、毛体２０ａは、先端部の移動方向の後方側へ傾斜して植毛されている必要がある。
【０１０７】
一方、図９の（ｃ）に示す実施形態では、摺擦位置における毛体２０ａの先端部の移動速度と被クリーニング面の移動速度とが逆方向である。従って、毛体２０ａは、先端部の移動方向の前方側へ傾斜して植毛されている必要がある。
【０１０８】
図３に示す実施形態のクリーニング装置８では、像担持体１の被クリーニング面を摺擦するブラシ２０の毛体２０ａが、被クリーニング面に対してカウンター方向に摺擦するため、ブラシ２０の被クリーニング面への摺擦力を高める事ができた。これに関しては、ブラシ２０の毛体２０ａの傾斜方向と、像担持体１とブラシ２０の回転方向と、両者の回転速度の大小の組み合わせに応じて状況は異なるが、図９の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すとおり、ブラシ２０の毛体２０ａが像担持体１の被クリーニング面に対してカウンター方向に摺擦しているという点で共通しておれば、上述した数値限定によって同じ効果が得られる。
【０１０９】
すなわち、ブラシ２０の被クリーニング面への侵入量ｔと、ブラシ２０の毛体２０ａの被クリーニング面への侵入角度αとが―２５ｔ＋５０≦α≦―２５ｔ＋９５の関係を満たして侵入量ｔが（０．４ｍｍ≦ｔ≦１．２ｍｍ）の範囲に設定される。これにより、ブラシ２０の被クリーニング面への摺擦力が更に得られ、また、ブラシ２０の経時的な劣化を防ぐことができ、ブラシ２０の状態が初期状態と等しく保たれる。これにより、「画像流れ」や「トナーフィルミング」の発生を抑え、長期に渡って、高質画像を安定的に得ることができる。
【０１１０】
本実施例の評価検討において、ブラシ２０と像担持体１の回転方向や回転速度、ブラシの毛体２０ａの傾斜方向は一例しか記していない。しかし、ブラシの毛体２０ａが像担持体１に対してカウンター方向に摺擦する構成であれば、図３に示す実施形態のクリーニング装置８と同様な被クリーニング面と毛先との相対関係が再現されて、同様な評価結果になることが確認されている。
【０１１１】
そして、ブラシ２０の被クリーニング部材への摺擦力が強いために、ブラシ２０による掻き取り量が被クリーニング部材への付着量を上回り、被クリーニング部材表面がリフレッシュされることも確認された。
【０１１２】
＜従来のブラシによるクリーニング＞
感光体ドラム上の残留トナー及びその他の付着物を除去するクリーニング装置として、弾性を有するクリーニングブレードを像担持体に当接させる方法が知られている。しかし、近年、ランニングコストの観点から、感光体ドラムの寿命を延ばす手段の一つとして、ａ−Ｓｉなどの硬い材質の感光体ドラムが用いられるようになった。このため、クリーニングブレードだけでは、像担持体上の付着物を除去できず、「画像流れ」や「トナーフィルミング」などの問題が発生する。ここで、「画像流れ」とは、帯電器等から発生する放電生成物等の付着物が感光体ドラム上に付着することによって、朝一番の使用に際して画像が流れてしまう現象である。また、「トナーフィルミング」とは、感光体ドラム上にトナー若しくはトナー中の成分が付着・成長し、不良画像が発生するという現象である。
【０１１３】
これらの問題への対策として、クリーニングブレードの硬度を硬くしたり、クリーニングブレードの感光体ドラムへの当接圧を上げたりする事により、感光体ドラム上に付着した放電生成物等やトナー若しくはトナー中の成分などの付着物を掻き落し、感光体ドラム表面をリフレッシュする方法が知られている。
【０１１４】
しかし、このような対策では、クリーニングブレードと感光体ドラムとの間に発生する負荷が高くなってしまう。そして、クリーニングブレードが捲れたり、微小振動を起こしたりして、トナーなどがクリーニングブレードのニップ部をすり抜けるなど、別の問題が発生する。
【０１１５】
そこで、クリーニングブレードの先端当接位置よりも感光体ドラムの回転方向上流側にブラシを配置し、このブラシを感光体ドラムに圧接する方法が提案されている。この方法によれば、ブラシが感光体ドラム表面を摺擦し、帯電器などから発生する放電生成物などやトナー若しくはトナー中の成分などの付着物を除去し、感光体ドラム表面をリフレッシュする。
【０１１６】
これにより、クリーニングブレード負担が軽減されて、クリーニングブレードの硬度や感光体ドラムへの当接圧を上げる必要がなくなる。また、ブラシから一旦回収したトナーを再度、感光体ドラムにコートする事で、常時クリーニングブレードニップ部に潤滑剤としてのトナーを送ることが可能となる。そして、クリーニングブレードの硬度や感光体ドラムへの当接圧を上げ、更なる感光体ドラム表面のリフレッシュ効果が得られる。これらの事から、ブラシを備えることで、クリーニングブレードが捲れたり、微小振動を起こしたりせず、「画像流れ」や「トナーフィルミング」の問題を解決することができる。
【０１１７】
しかし、特許文献１、２に示されるようなブラシやその配置および運転方法では、十分なリフレッシュ効果を達成することが困難であり、実際に問題解決がなされていないことは上述したとおりである。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本実施形態のクリーニング装置を搭載した複写機の構成の説明図である。
【図２】本実施形態のクリーニング装置の構成の説明図である。
【図３】クリーニング装置に装備されたブラシ部材の動作と、毛体の傾き角度の説明図である。
【図４】毛体の傾き角度の別の説明図である。
【図５】空回転試験機の説明図である。
【図６】初期設定された侵入量ｔとブラシの寿命との関係を示す線図である。
【図７】初期設定された侵入量ｔと像担持体のクリーニング効果との関係を示す線図である。
【図８】ブラシの最適な運転条件領域を示す線図である。
【図９】別の実施形態のクリーニング装置における像担持体とブラシとの回転状態の組み合わせの説明図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１  被クリーニング面（像担持体）
３  一次帯電器
４  現像装置
７  転写帯電器
８  クリーニング装置（クリーニング手段）
９  定着装置
２０  ブラシ部材（ブラシ）
２０ａ  毛体
２０ｂ  回転軸
２１  スクレーパ
２２  クリーニングブレード
２３  トナー搬送スクリュー
【図１】
2007079065.tif 000012
【図２】
2007079065.tif 000013
【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】
2007079065.tif 000018
【図８】
2007079065.tif 000019
【図９】
2007079065.tif 000020