(57)【要約】【課題】外径が１２［ｍｍ］以下のブラシローラを潜像担持体表面に対して所定の食い込み量で接触したまま長期間放置して毛倒れの癖が付いた場合でも、その癖が付いたブラシ部分と接触する潜像担持体表面も十分に帯電させる。【解決手段】２．５［ｍｍ］以上の長さをもつ多数のブラシ毛からなるブラシ部を円柱状の芯金部２１ａの外周面上に有し、外径が１２［ｍｍ］以下となるように形成されたブラシローラ２１と、これを回転駆動する駆動モータ２２と、ブラシローラに帯電電圧を印加する電源２３とを備え、感光体１の表面に対してブラシローラが所定の食い込み量で常時当接するように配置され、ブラシローラにより感光体表面を一様に帯電させる帯電処理を行う帯電装置であって、ブラシ部の斜毛量をＡ［ｍｍ］とし、帯電処理時におけるブラシローラの回転数をＺ［ｒｐｍ］としたとき、Ｚ＞１５０−５０Ａの関係を満たす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太さが２［デニール］以下で引張強度が７８．４［ＭＰａ］以下で２．５［ｍｍ］以上の長さをもつ多数のブラシ毛からなるブラシ部を円柱状の芯金部外周面上に有し、外径が１２［ｍｍ］以下となるように形成されたブラシローラと、
該ブラシローラを回転駆動する駆動手段と、
該ブラシローラに帯電電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
表面移動する潜像担持体表面に対して該ブラシローラが所定の食い込み量で常時当接するように配置され、帯電電圧を印加されたブラシローラにより該潜像担持体表面を一様に帯電させる帯電処理を行う帯電装置であって、
上記ブラシ部の斜毛量をＡ［ｍｍ］とし、上記帯電処理時における上記ブラシローラの回転数をＺ［ｒｐｍ］としたとき、
Ｚ＞１５０−５０Ａ
の関係を満たすように、該斜毛量及び該回転数が設定されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
引張強度が７８．４［ＭＰａ］以下で２．５［ｍｍ］以上の長さをもつ扁平形状の多数のブラシ毛からなるブラシ部を円柱状の芯金部外周面上に有し、外径が１２［ｍｍ］以下となるように形成されたブラシローラと、
該ブラシローラを回転駆動する駆動手段と、
該ブラシローラに帯電電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
表面移動する潜像担持体表面に対して該ブラシローラが所定の食い込み量で常時当接するように配置され、帯電電圧を印加されたブラシローラにより該潜像担持体表面を一様に帯電させる帯電処理を行う帯電装置であって、
上記ブラシ部の斜毛量をＡ［ｍｍ］とし、上記帯電処理時における上記ブラシローラの回転数をＺ［ｒｐｍ］としたとき、
Ｚ＞１５０−５０Ａ
の関係を満たすように、該斜毛量及び該回転数が設定されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
請求項１又は２の帯電装置において、
上記ブラシ部の斜毛率が２０［％］以上であることを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３の帯電装置において、
上記電圧印加手段が印加する帯電電圧は、交番電圧であることを特徴とする帯電装置。
【請求項５】
表面移動する潜像担持体の表面を帯電手段により一様に帯電した後に該表面に潜像を形成し、該潜像にトナーを付着させて得たトナー像を最終的に記録材上へ転写することにより画像を形成する画像形成装置において、
上記帯電手段として、請求項１、２、３又は４の帯電装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
表面移動する潜像担持体の表面を帯電手段により一様に帯電した後に該表面に潜像を形成し、該潜像にトナーを付着させて得たトナー像を最終的に記録材上へ転写することにより画像を形成する画像形成装置の本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、
上記帯電手段は請求項１、２、３又は４の帯電装置であり、少なくとも上記潜像担持体と該帯電装置の上記ブラシローラとを一体に支持していることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面移動する潜像担持体表面に対してブラシローラが所定の食い込み量で常時当接するように配置され、帯電電圧を印加されたブラシローラにより潜像担持体表面を一様に帯電させる帯電処理を行う帯電装置、及び、これを備える複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、並びに、この画像形成装置の本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、潜像担持体である感光体ドラムの表面に接触しないでこれを帯電するスコロトロン帯電器等の非接触帯電装置が使用されていた。しかし、非接触帯電装置は放電を発生させるためにオゾンやＮＯｘといった種々の不具合を引き起こすことが知られる放電生成物を発生させる。そのため、近年では、このような放電生成物をほとんど発生させない接触型帯電装置が注目されている。
接触型帯電装置としては、平らな表面をもつ帯電ローラや帯電フィルム又は固定式若しくは回転式の帯電ブラシ等の接触帯電部材を感光体ドラム表面に当接させて帯電処理を行うものが知られている。接触型帯電装置の場合、感光体ドラム表面に付着したトナー等の付着物が接触帯電部材に付着して経時的に帯電能力が低下しやすい。上述した接触帯電部材の中では、経時的な帯電能力の低下が比較的少ない点で、回転型の帯電ブラシ（ブラシローラ）が有用である。このようなブラシローラを用いたものとしては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１２８１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像形成装置の小型化が進む中で帯電装置のブラシローラも小径化が望まれており、近年の画像形成装置の小型化の要求に応えるためには、少なくともブラシローラの外径を１２［ｍｍ］以下にまで小さくする必要が生じている。
ところが、ブラシローラの外径を１２［ｍｍ］以下にまで小さくすると、外径が１２［ｍｍ］を越える従来の一般的なブラシローラにおいてはあまり深刻ではなかった次のような問題が深刻化することが判明した。
すなわち、ブラシローラが潜像担持体表面に対して所定の食い込み量で接触したままの状態で長期間放置されたとき、その食い込んだブラシ部分に毛倒れの癖が付いてしまう。このような癖が付くと、その放置後の画像形成動作の際、癖の付いたブラシ部分の潜像担持体表面に対する接触状態が、癖の無いブラシ部分の接触状態とは異なる状態になり、癖の付いたブラシ部分と接触した潜像担持体の表面部分だけ帯電が不十分になるという問題が生じる。この問題は、いわゆるネガポジ画像形成を行う場合、その帯電が不十分な潜像担持体の表面部分に対応する画像部分が黒帯となる異常画像となって表れる。特に、この問題は、高温高湿環境下において長期間放置された場合に顕著になる。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、外径が１２［ｍｍ］以下のブラシローラを潜像担持体表面に対して所定の食い込み量で接触したまま長期間放置して毛倒れの癖が付いた場合でも、その癖が付いたブラシ部分と接触する潜像担持体表面も十分に帯電し得る帯電装置及びこれを備える画像形成装置並びにプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、２．５［ｍｍ］以上の長さをもつ多数のブラシ毛からなるブラシ部を円柱状の芯金部外周面上に有し、外径が１２［ｍｍ］以下となるように形成されたブラシローラと、該ブラシローラを回転駆動する駆動手段と、該ブラシローラに帯電電圧を印加する電圧印加手段とを備え、表面移動する潜像担持体表面に対して該ブラシローラが所定の食い込み量で常時当接するように配置され、帯電電圧を印加されたブラシローラにより該潜像担持体表面を一様に帯電させる帯電処理を行う帯電装置であって、上記ブラシ部の斜毛量をＡ［ｍｍ］とし、上記帯電処理時における上記ブラシローラの回転数をＺ［ｒｐｍ］としたとき、Ｚ＞１５０−５０Ａの関係を満たすように、該斜毛量及び該回転数が設定されていることを特徴とするものである。
ここで、「斜毛量」とは、ブラシ部のブラシ毛が芯金部から放射状に真っ直ぐ延びた状態における芯金部外周面からブラシローラ表面までの長さ（パイル長）Ｌ0から、そのブラシ部のブラシ毛を斜毛させた状態における芯金部外周面からブラシローラ表面までの長さ（ブラシ長）Ｌ1を差し引いたときの値（Ｌ0−Ｌ1）をいい、ブラシ部のブラシ毛を斜毛させない場合の斜毛量はゼロとなる。
また、請求項２の発明は、請求項１の帯電装置において、上記ブラシ部の斜毛率が２０［％］以上であることを特徴とするものである。
ここで、「斜毛率」とは、ブラシ部のブラシ毛が芯金部から放射状に真っ直ぐ延びた状態における芯金部外周面からブラシローラ表面までの長さ（パイル長）Ｌ0に対する斜毛量（Ｌ0−Ｌ1）の比率｛（Ｌ0−Ｌ1）／Ｌ0｝をいい、ブラシ部のブラシ毛を斜毛させない場合の斜毛率は０［％］となる。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の帯電装置において、上記ブラシ毛の引張強度が７８．４［ＭＰａ］以下であることを特徴とするものである。
ここでいう引張強度は、ＡＳＴＭ規格のＡＳＴＭ  Ｄ−６３８により測定したものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２又は３の帯電装置において、上記ブラシ毛の太さが２［デニール］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２又は３の帯電装置において、上記ブラシ毛を扁平形状とし、各ブラシ毛の平坦面が上記ブラシローラの回転方向に沿った方向へ向くように上記ブラシ部を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の帯電装置において、上記電圧印加手段が印加する帯電電圧は、交番電圧であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、表面移動する潜像担持体の表面を帯電手段により一様に帯電した後に該表面に潜像を形成し、該潜像にトナーを付着させて得たトナー像を最終的に記録材上へ転写することにより画像を形成する画像形成装置において、上記帯電手段として、請求項１、２、３、４、５又は６の帯電装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、表面移動する潜像担持体の表面を帯電手段により一様に帯電した後に該表面に潜像を形成し、該潜像にトナーを付着させて得たトナー像を最終的に記録材上へ転写することにより画像を形成する画像形成装置の本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、上記帯電手段は請求項１、２、３、４、５又は６の帯電装置であり、少なくとも上記潜像担持体と該帯電装置の上記ブラシローラとを一体に支持していることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明においては、ブラシ部のブラシ毛の長さ（パイル長）が２．５［ｍｍ］以上であって外径が１２［ｍｍ］以下という小径のブラシローラを用いる。このような小径のブラシローラは、１２［ｍｍ］を越える大径のブラシローラに比べて、ブラシローラ回転時にブラシ部のブラシ毛に加わる遠心力が小さい。大径のブラシローラを用いた場合、ブラシ部のブラシ毛に加わる遠心力が大きいため、放置後にブラシローラが回転することで、癖の付いたブラシ部分がブラシ毛自体の復元力と遠心力とが作用して復元し、そのブラシ部分と接触する潜像担持体の表面部分が帯電不十分になることはなかった。しかし、本発明のように小径のブラシローラを用いる場合、ブラシ部のブラシ毛に加わる遠心力が小さいため、放置後にブラシローラが回転させても、癖の付いたブラシ部分が十分に復元せず、そのブラシ部分と接触する潜像担持体の表面部分で帯電不十分になる事態が発生する。
ここで、癖の付いたブラシ部分が遠心力により復元することに関わるパラメータとしては、ブラシローラの外径のほか、ブラシ毛の太さ（重さ）、ブラシローラの回転数Ｚ、斜毛量Ａなどが挙げられるが、本発明者の研究の結果、ブラシローラの回転数Ｚと斜毛量Ａが、他のパラメータに比べて、癖の付いたブラシ部分を遠心力により復元させるのに大きく関わることが判明した。そして、本発明者の更なる研究により、これらのブラシローラの回転数Ｚと斜毛量Ａとの関係がＺ＞１５０−５０Ａという関係を満たす場合、詳しくは後述するが、通常使用される種類のブラシ毛であれば、外径が１２［ｍｍ］以下という小径のブラシローラを用いる場合でも、放置後にブラシローラが回転することで、癖の付いたブラシ部分がブラシ毛自体の復元力と遠心力とが作用して復元し、そのブラシ部分と接触する潜像担持体の表面部分が帯電不十分になることはなくなることが解明された。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、外径が１２［ｍｍ］以下のブラシローラを潜像担持体表面に対して所定の食い込み量で接触したまま長期間放置して毛倒れの癖が付いた場合でも、その癖が付いたブラシ部分と接触する潜像担持体表面も十分に帯電させることができるという優れた効果が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真式レーザプリンタ（以下、「プリンタ」という。）に適用した一実施形態について説明する。
図２は、本実施形態に係るプリンタ全体の概略構成を示す説明図である。
このプリンタは、潜像担持体としてのドラム状の感光体１の周辺に、感光体１の表面を一様帯電する帯電手段としての帯電装置２、画像情報に基づいて変調されたレーザー光線３を感光体１に照射する潜像形成手段としての図示しない露光装置、感光体１に形成された静電潜像に対し現像剤担持体としての現像ローラ４１上の帯電トナーを付着させることでトナー像（可視像）を形成する現像手段としての現像装置４、感光体１上に形成されたトナー像を記録材としての転写紙に転写する転写装置５、転写後に感光体１上に残ったトナーを除去するクリーニング装置７等が順に配設されている。
また、図示しない給紙トレイ等から転写紙を図中破線矢印Ｃに沿って給紙・搬送する図示しない給紙搬送装置、転写装置５で転写されたトナー像を転写紙に定着する定着装置６なども設けられている。
【００１０】
なお、上記プリンタを構成する複数の装置の一部は、プリンタ本体に対して着脱可能に一体構造物（ユニット）として構成してもよい。本実施形態では、感光体１と、帯電装置２を構成するブラシローラ２１と、現像装置４と、クリーニング装置７とを一体に支持し、プリンタ本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとして構成している。プロセスカートリッジは、このような構成に限らず、少なくとも感光体１と帯電装置２を構成するブラシローラ２１とを一体に支持したものであればよい。
【００１１】
上記構成のプリンタにおいて、図中矢印Ａの方向に回転駆動する感光体１の表面は、帯電装置２により一様帯電される。帯電装置２についての詳細は後述する。帯電された後の感光体１の表面には、画像情報に基づいて変調されたレーザー光線３が露光装置から感光体軸方向にスキャンされて照射される。これにより、感光体１上に静電潜像が形成される。感光体１上に形成された静電潜像は、現像装置４の現像ローラ４１と対向する現像領域において現像ローラ４１上の帯電トナーが付着して現像されることにより、トナー像となる。一方、転写紙は図示しない給紙搬送装置で給紙・搬送され、レジストローラにより所定のタイミングで感光体１と転写装置５とが対向する転写領域に送出・搬送される。そして、転写装置５により、感光体１上のトナー像とは逆極性の電荷を転写紙に付与することで、感光体１上に形成されたトナー像が転写紙に転写される。次いで、転写紙は、感光体１から分離され、定着装置６に送られてトナー像が定着された後、機外に排出される。転写装置５でトナー像が転写された後の感光体１の表面は、クリーニング装置７でクリーニングされ、感光体１上に残ったトナーが除去される。
【００１２】
上記感光体１は、アルミ等の素管に感光性を有する無機又は有機感光体を塗布し、感光層を形成したものであるが、他の構成を有するものであってもよい。なお、本実施形態では負極性に一様帯電する感光体１を使用しているが、トナーの帯電極性等との関係を考慮し必要に応じて正極性に一様帯電するものを使用してもよい。
【００１３】
次に、本発明の特徴部分である帯電装置について説明する。
図１は、帯電装置２の概略構成を示す説明図である。
本実施形態の帯電装置２は、表面にブラシが形成されたブラシローラ２１と、ブラシローラ２１を回転駆動させる駆動手段としての駆動モータ２２と、ブラシローラ２１に所定の帯電電圧を印加する電圧印加手段としての電源２３とから構成されている。この帯電装置２は、図示のように、ブラシローラ２１を感光体１の表面に接触させることにより感光体表面を一様に帯電する。図示において、符号Ｌ1はブラシローラ２１の外径を示し、符号Ｌ2は感光体表面に対するブラシローラ２１のブラシ食い込み量を示す。ここで、「ブラシ食い込み量」とは、感光体１の回転中心とブラシローラ２１の回転中心とを結ぶ仮想直線上における、感光体１が配置されていないときにブラシ先端が位置する地点と感光体１を配置したときに感光体表面が位置する地点との距離を意味する。
【００１４】
本実施形態のブラシローラ２１は、体積抵抗率が約１０8［Ω・ｃｍ］で密度が２００［ｋＦ／ｉｎｃｈ2］となるように、太さが２［デニール］以下で引張強度が７８．４［ＭＰａ］（８００［ｋｇｆ／ｃｍ2］）以下で２．５［ｍｍ］以上の長さをもつ多数のブラシ毛が設けられた平板状のブラシ素材を、芯金部であるシャフト２１ａにロール状に巻き付けてなる。ブラシ毛の材質として、ナイロン（登録商標）やアクリル繊維等を用いることができる。そして、ブラシローラ２１をブラシ食い込み量が０．５［ｍｍ］となるように配置し、駆動モータ２２によりブラシローラ２１を感光体１の表面移動方向に対して連れ回り方向Ｂに回転駆動させながら、接触帯電処理を行う。このときに電源２３からブラシローラ２１に印加する電圧は、−１．２［ｋＶ］の直流電圧を用いる。また、本実施形態における感光体１は、その外径が２４［ｍｍ］であり、２５［μｍ］の厚さの感光層を備えたＯＰＣ感光体であり、表面移動速度が６０［ｍｍ／ｓ］となるように回転させる。
【００１５】
そして、本実施形態では、ブラシローラ２１の外径が１２［ｍｍ］以下であり、ブラシ部の斜毛量Ａ［ｍｍ］と、帯電処理時におけるブラシローラ２１の回転数Ｚ［ｒｐｍ］とがＺ＞１５０−５０Ａの関係を満たすように、斜毛量Ａ及び回転数Ｚが設定されている。これにより、外径が１２［ｍｍ］以下という小径のブラシローラ２１を用いる場合でも、これを感光体表面に対して食い込ませたまま回転を停止した状態で長期間放置して毛倒れの癖が付いたときに、その放置後にブラシローラ２１が回転することで、癖の付いたブラシ部分がブラシ毛自体の復元力と遠心力とが作用して復元し、そのブラシ部分と接触する感光体表面部分が帯電不十分になることはなくなる。
【００１６】
〔実験例１〕
次に、本発明者が行った実験（以下、本実験を「実験例１」という。）について説明する。
本実験例１で用いたブラシローラ２１は、上記実施形態のものと同様に、体積抵抗率が約１０8［Ω・ｃｍ］で太さが２［デニール］のブラシ毛を密度２００［ｋＦ］で植毛された平板状のブラシ素材を、シャフト２１ａにロール状に巻き付けてなるものである。そして、本実験例１では、ブラシローラ２１を感光体１の表面移動方向に対して連れ回り方向に回転駆動させ、ブラシローラ２１に直流電圧を印加した。本実施例１における感光体１のプロセス速度は６０［ｍｍ／ｓ］であり、ブラシローラ２１に印加する直流電圧は−１．２［ｋＶ］であり、ブラシ食い込み量Ｌ2は０．５［ｍｍ］である。
【００１７】
本実験例１では、外径が互いに異なる複数のブラシローラを用いた上述のプリンタを、温度が４０［℃］で湿度が９０［％］という高温高湿環境下で１週間放置し、その放置後に、１×１画像及び２×２画像の均一なハーフトーンのベタ画像を形成し、その形成画像中にある黒帯（記録材搬送方向に対して直交する方向に対応した画像上の方向に延びる黒いスジ）の発生レベルを３段階で評価した。１×１画像とは、１［ｄｏｔ］の画像部と１［ｄｏｔ］の非画像部とを交互に存在する画像であり、２×２画像とは、２［ｄｏｔ］の画像部と２［ｄｏｔ］の非画像部とを交互に存在する画像である。１×１画像の方が２×２画像よりも黒帯が目立つ。本実験例１における具体的な評価方法は、本実験例１で形成した画像と予め用意しておいた評価用画像とを、本発明者の目視で比較する。この評価用画像は、黒帯の発生レベルが実用可能な許容限界であるものである。そして、比較の結果、２×２画像について評価用画像よりも黒帯の発生レベルが低い場合（すなわち黒帯が目立つ場合）にはバツと評価し、２×２画像について評価用画像よりも黒帯の発生レベルが高い場合には一重丸と評価し、１×１画像について評価用画像よりも黒帯の発生レベルが高い場合には二重丸と評価した。下記の表１に、本実験例１の実験結果を示す。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
上記表１に示すように、本実験例１の結果から、黒帯の発生レベルに関し、ブラシローラの外径が１３［ｍｍ］以上である場合には一重丸の評価結果が得られたのに対し、ブラシローラの外径が１２［ｍｍ］以下になると評価結果がバツとなり、その差も１２［ｍｍ］を境に顕著であった。その理由は次のように考えられる。すなわち、感光体表面に食い込んだまま１週間の放置により毛倒れの癖が付いたブラシ部分は、その放置後の画像形成時には感光体表面に対する接触状態が放置前の状態から変化する。これにより、そのブラシ部分が感光体表面に対して適正に接触できなくなって、その感光体表面部分が十分に帯電されない結果、現像時にその感光体表面部分へトナーが付着して黒帯となって表れる。そして、１３［ｍｍ］以上の大径のブラシローラを用いた場合、ブラシ部のブラシ毛に加わる遠心力が大きいため、放置後にブラシローラが回転することで、癖の付いたブラシ部分がブラシ毛自体の復元力と遠心力とが作用し、そのブラシ部分と感光体表面との間の接触状態が放置前の状態に近い状態まで復元する。よって、１３［ｍｍ］以上の大径のブラシローラを用いた場合には、そのブラシ部分と接触する感光体表面部分を放置前と同様に十分に帯電でき、黒帯の発生が少なく、一重丸の評価結果が得られたものと考えられる。これに対し、１２［ｍｍ］以下の小径のブラシローラを用いる場合、ブラシ部のブラシ毛に加わる遠心力が小さいため、放置後にブラシローラが回転させても、癖の付いたブラシ部分と感光体表面との間の接触状態が放置前の状態に近い状態まで復元することができない。その結果、そのブラシ部分と接触する感光体表面部分の帯電が不十分となり、黒帯が発生して、バツの評価結果になったものと考えられる。
【００２０】
〔実験例２〕
次に、本発明者が行った他の実験（以下、本実験を「実験例２」という。）について説明する。
本実験例２においては、上記実験例１において評価結果がバツとなった外径が１１［ｍｍ］のブラシローラ２１を用い、ブラシ部の斜毛量Ａとブラシローラ２１の回転数Ｚとを変化させて、上記実験例１と同じ実験を行った。下記の表２に、本実験例２の実験結果を示す。
【００２１】
【表２】
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【００２２】
上記表２に示すように、第１段目の例と第２段目の例とを比較すると、いずれのブラシローラも斜毛していないすなわち直毛であるが、第１段目の例の評価結果がバツであるのに対し、第２段目の例の評価結果が一重丸であった。これは、ブラシローラの回転数を上げたことにより、ブラシ部に加わる遠心力が強まって、癖の付いたブラシ部分が放置前の状態に近い状態まで復元でき、そのブラシ部分と接触する感光体表面が十分に帯電されたものと考えられる。
また、第１段目の例と第４段目の例とを比較すると、いずれのブラシローラもその回転数は１５０［ｒｐｍ］であるがが、第１段目の例の評価結果がバツであるのに対し、第４段目の例の評価結果が二重丸であった。これは、第４段目の例は、ブラシローラのブラシ部を斜毛させたことにより、もともと均一に毛倒れした状態で感光体表面に接触させているため、１週間の長期放置による毛倒れの癖が付きにくく、比較的弱い遠心力でもその癖の付いたブラシ部分が放置前の状態に近い状態まで復元でき、そのブラシ部分と接触する感光体表面が十分に帯電されたものと考えられる。
【００２３】
そして、本発明者は、本実験例２による実験結果及びその他の実験結果から、斜毛量Ａと回転数Ｚとが、Ｚ＞１５０−５０Ａという関係を満たす限り、一重丸以上の評価結果が得られることを突き止めた。
なお、ブラシ毛の長さ（パイル長）が２［ｍｍ］以下であると、画像上に表れる白斑点の発生レベルが悪化して画質が劣化するため、ブラシ毛の長さ（パイル長）は２．５［ｍｍ］以上である必要がある。
【００２４】
〔実験例３〕
次に、本発明者が行った更に他の実験（以下、本実験を「実験例３」という。）について説明する。
本実験例３においては、外径が１１［ｍｍ］である同じ斜毛量（斜毛量１［ｍｍ］）のブラシローラ２１を同じ回転速度で駆動し、その斜毛率を変化させて、上記実験例１と同じ実験を行った。下記の表３に、本実験例３の実験結果を示す。
【００２５】
【表３】
2007193208.tif 000005
【００２６】
上記表３に示すように、同じ斜毛量のブラシローラであっても、その斜毛率が２５％以上であれば、評価結果が一重丸であった斜毛率２０％のものよりも評価結果が改善され、二重丸となった。その理由は、斜毛率が高いほど、ブラシローラが回転したときに働く遠心力によってブラシ外径が増大しやすくなるためだと考えられる。
【００２７】
また、本実験例３においては、斜毛率が２５［％］のブラシローラについて、そのブラシ毛の太さを変化させて、上記実験例１と同じ実験も行った。
上記表３に示すように、ブラシの太さを４［デニール］以上であると評価結果がバツとなる。そして、上述した各実験例の結果をふまえると、少なくともブラシの太さが２［デニール］以下であれば評価結果が一重丸以上となる。その理由は、細いブラシは柔らかいので、毛倒れもしやすいが、放置後のブラシローラ回転時に遠心力によって外径を広げやすいためだと考えられる。
【００２８】
〔実験例４〕
次に、本発明者が行った更に他の実験（以下、本実験を「実験例４」という。）について説明する。
本実験例４においては、引張強度が違いに異なる材料で形成されたブラシをもつブラシローラを用いて、上記実験例１と同様の実験を行った。下記の表４に、本実験例４の実験結果を示す。
【００２９】
【表４】
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【００３０】
上記表４に示すように、引張強度が８６０［ｋｇｆ／ｃｍ2］のＰＥＴを用いた場合、２×２画像について黒帯の発生レベルが評価用画像と同等であった。よって、その評価結果は三角とした。本発明者が行った種々の実験結果から、少なくとも引張強度が８００［ｋｇｆ／ｃｍ2］（７８．４［ＭＰａ］）以下であれば評価結果が三角以上となることを確認した。その理由は、太さと同じ場合、その引張強度が小さい材料からなるブラシほど柔らかく、毛倒れもしやすいが放置後のブラシローラ回転時に遠心力によって外径を広げやすいためだと考えられる。
【００３１】
また、本実験例４においては、ブラシの形状を扁平形状にした場合の実験も行った。
上記表４に示すように、断面円形のブラシよりも扁平形状のブラシの方が評価が改善された。その理由は、扁平形状のブラシはその平坦面に向かう方向への曲がりについては非常に柔らかいので、毛倒れもしやすいが放置後のブラシローラ回転時に遠心力によって外径を広げやすいためだと考えられる。
【００３２】
〔実験例５〕
次に、本発明者が行った更に他の実験（以下、本実験を「実験例５」という。）について説明する。
本実験例５においては、ブラシローラに印加する電圧を交番電圧とし、上記実験例２と同様の実験を行った。なお、本実験例５で用いた交番電圧は、−５００［Ｖ］の直流電圧Ｖｄｃに、ピークツゥピーク電圧Ｖｐｐが１．０［ｋＶ］、Ｄｕｔｙが４０［％］、周波数が３００［Ｈｚ］の矩形波交流電圧を重畳させたものを用いた。下記の表５に、本実験例５の実験結果を示す。
【００３３】
【表５】
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【００３４】
上記表５に示すように、それぞれの例において、直流電圧を印加した上記実験例２の場合よりも、評価結果が改善した。その理由は、交番電圧によってブラシローラと感光体表面との間で交番電界が形成され、その電界の振動によりこれらの間の接触状態が直流電圧による電界の場合に比べて改善されたものと考えられる。
【００３５】
以上の各実験例では、感光体１の表面移動方向に対してブラシローラ２１を連れ回り方向に回転駆動させる場合であるが、カウンター方向に回転駆動した場合でも同様の結果が得られた。
また、以上の各実験例では、感光体１のプロセス線速を６０［ｍｍ／ｓ］としたが、５０［ｍｍ／ｓ］以上２００［ｍｍ／ｓ］以下の範囲内でも同様の結果が得られた。
また、以上の各実験例では、ブラシローラ２１に印加する電圧として−１．２［ｋＶ］の直流電圧を印加したが、−０．７［ｋＶ］以上−１．２［ｋＶ］未満の範囲内でも同様の結果が得られた。
また、以上の各実験例では、感光体表面に対するブラシローラの食い込み量が０．５［ｍｍ］の場合について説明したが、１．０［ｍｍ］以下のの範囲内でも同様の結果が得られた。
また、上記実験例５に関しては、ピークツゥピーク電圧Ｖｐｐが０．６［ｋＶ］以上１．４［ｋＶ］以下の範囲内、Ｄｕｔｙが２５［％］以上８５［％］以下の範囲内、周波数が１５０［Ｈｚ］以上５００［Ｈｚ］以下の範囲内、直流電圧Ｖｄｃが−３００［Ｖ］以上−８００［Ｖ］以下の範囲内でも、同様な効果が得られた。
【００３６】
以上の説明では、単色画像形成用の画像形成装置を例に挙げて説明したが、本発明は複数色画像形成用の画像形成装置にも適用可能である。
図３は、いわゆる中間転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置の主要部を示す説明図である。この画像形成装置は、中間転写体としての中間転写ベルト８の平坦部に沿って、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の各色ごとの４つの感光体１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｂｋが配置されている。なお、各感光体１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｂｋの周囲に配置される各装置又は各部材は、上記実施形態１の場合と同様である。この画像形成装置においては、各感光体１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｂｋ１上にそれぞれ形成された各色のトナー像が中間転写ベルト８上に互いに重なり合うように順次１次転写される。重なり合うように転写されて中間転写ベルト８上に形成されたカラートナー像は、２次転写装置９により転写紙Ｐ上に２次転写される。その後、カラートナー像を担持した転写紙Ｐは、図示しない定着装置で定着処理がなされた後、機外に排出される。このような画像形成装置において、上記実施形態１のブラシローラを用いることで、上述した実施形態１と同様に、ブラシローラを感光体表面に対して食い込ませたまま回転を停止した状態で長期間放置して毛倒れの癖が付いたときに、その放置後にブラシローラ２１が回転することで、癖の付いたブラシ部分がブラシ毛自体の復元力と遠心力とが作用して復元し、そのブラシ部分と接触する感光体表面部分が帯電不十分になることはなくなる。
【００３７】
また、図４は、いわゆる中間転写方式を採用したワンドラム型の画像形成装置の主要部を示す説明図である。この画像形成装置は、１つの感光体１と中間転写体としての中間転写ベルト８とを備え、その感光体１に対して、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の各色ごとの４つの現像装置４Ｃ，４Ｍ，４１Ｙ，４１Ｂｋが配置されている。この画像形成装置においては、各色の静電潜像を感光体１上に順次形成し、その各色静電潜像を、対応する色の現像装置４Ｃ，４Ｍ，４１Ｙ，４１Ｂｋでそれぞれ順次現像する。感光体１上のトナー像は、中間転写ベルト８上に互いに重なり合うように順次１次転写される。重なり合うように転写されて中間転写ベルト８上に形成されたカラートナー像は、２次転写装置９により転写紙Ｐ上に２次転写される。その後、カラートナー像を担持した転写紙Ｐは、図示しない定着装置で定着処理がなされた後、機外に排出される。このような画像形成装置において、上記実施形態１のブラシローラを用いることで、上述した実施形態１と同様に、ブラシローラを感光体表面に対して食い込ませたまま回転を停止した状態で長期間放置して毛倒れの癖が付いたときに、その放置後にブラシローラ２１が回転することで、癖の付いたブラシ部分がブラシ毛自体の復元力と遠心力とが作用して復元し、そのブラシ部分と接触する感光体表面部分が帯電不十分になることはなくなる。
【００３８】
以上、上記実施形態の画像形成装置は、表面移動する潜像担持体としての感光体１の表面を帯電装置２により一様に帯電した後にその感光体表面に潜像を形成し、その潜像にトナーを付着させて得たトナー像を最終的に記録材としての転写紙上へ転写することにより画像を形成するものであり、その帯電装置２は、太さが２［デニール］以下で引張強度が８００［ｋｇｆ／ｃｍ2］（７８．４［ＭＰａ］）以下で２．５［ｍｍ］以上の長さ（パイル長）をもつ多数のブラシ毛からなるブラシ部を円柱状の芯金部外周面上に有し、外径が１２［ｍｍ］以下となるように形成されたブラシローラ２１と、このブラシローラを回転駆動する駆動手段としての駆動モータ２２と、ブラシローラに帯電電圧を印加する電圧印加手段としての電源２３とを備え、感光体表面に対してブラシローラ２１が所定の食い込み量で常時当接するように配置され、帯電電圧を印加されたブラシローラ２１により感光体表面を一様に帯電させる帯電処理を行う。そして、この帯電装置２は、ブラシ部の斜毛量をＡ［ｍｍ］とし、帯電処理時におけるブラシローラ２１の回転数をＺ［ｒｐｍ］としたとき、Ｚ＞１５０−５０Ａの関係を満たすように、その斜毛量Ａ及びその回転数Ｚが設定されている。これにより、上述したように、外径が１２［ｍｍ］以下という小径のブラシローラ２１を感光体表面に対して所定の食い込み量で接触したまま長期間放置して毛倒れの癖が付いた場合でも、その癖が付いたブラシ部分と接触する感光体表面も十分に帯電させることができる。その結果、長期間の放置後においても黒帯のない高品質な画像を形成することができる。
また、上記実験例４で説明したように、ブラシの形状を扁平形状とすれば、断面円形のものに比べて更に良好な結果が得られる。
また、上記実験例３で説明したように、ブラシ部の斜毛率が２０［％］以上であれば、更に良好な結果が得られる。
また、上記実験例５で説明したように、電源２３が印加する帯電電圧が交番電圧であれば、更に良好な結果が得られる。
【００３９】
なお、上記実施形態では、プリンタを例に挙げて説明したが、本発明は、複写機やＦＡＸなど他の画像形成装置にも適用できるものである。
また、本実施形態ではクリーニング装置７を備えた作像システムについて説明したが、このようなクリーニング装置７を備えないクリーナレスシステムにおいても有用である。クリーナレスシステムは、転写残トナーをクリーニング装置７のような専用のクリーニング手段で感光体１上から回収するのではなく、現像装置４等によって回収するシステムである。このようなシステムでは、転写残トナーが付着した感光体１の表面がブラシローラ２１と接触することになるので、ブラシローラ２１に転写残トナーが付着しやすい。ブラシローラ２１に転写残トナーが付着すると、ブラシローラ２１と感光体１の表面との間の抵抗が上昇し、長期間放置後に毛倒れの癖が付いたブラシ部分に接触する感光体表面部分の帯電不良がより起きやすい。よって、上述した実施形態のようなブラシローラを用い、長期間放置後の帯電不良が起きやすいクリーナレスシステムにおいてそのような帯電不良を抑制することは有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態に係るプリンタに備わった帯電装置の概略構成を示す説明図。
【図２】同プリンタ全体の概略構成を示す説明図。
【図３】中間転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置の主要部を示す説明図。
【図４】中間転写方式を採用したワンドラム型の画像形成装置の主要部を示す説明図。
【符号の説明】
【００４１】
１  感光体
２  帯電装置
４  現像装置
５  転写装置
６  定着装置
７  クリーニング装置
８  中間転写ベルト
９  ２次転写装置
２１  ブラシローラ
２２  駆動モータ
２３  電源
４１  現像ローラ
【図１】
2007193208.tif 000008
【図２】
2007193208.tif 000009
【図３】
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【図４】
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