JP2005077967A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 帯電ブラシやクリーニングブラシ等、感光体等の回転部材に接触回転する回転ブラシによる感光体等の回転部材の摩耗を減少させることができる回転ブラシを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 回転ブラシを使用したブラシ帯電装置１２は、帯電ブラシ１２ａが感光体ドラム１１に接触回転するように設置し、感光体を帯電させるときや感光体をクリーニングするときは第１モードとして駆動回転させ、その他の期間は第２モードとして感光体の回転に従動回転させる。帯電ブラシ１２ａの感光体ドラム１１への押し込み量ｐは、０．１ｍｍ≦ｐ≦２．０ｍｍ（条件式（１））を満たすように設定し、接触部のニップ幅ｎは２．０ｍｍ≦ｎ≦１０．０ｍｍ（条件式（２））を満たすように設定する。回転ブラシの従動回転の回転数の累積値が２００００を所定値を越えたときは第１モードにより駆動回転させ、ブラシ毛の毛乱れを回復させる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に像担持体や中間転写体に電荷を付与する帯電装置、像担持体や中間転写体表面の残留トナーなどを除去するクリーニング装置、その他に使用される回転ブラシに関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、様々な用途で回転ブラシが使用されている。例えば、像担持体に電荷を付与するブラシ帯電器、転写回転体に搬送力や静電転写電界を与える転写ブラシ、像担持体表面の残留トナーなどを除去するクリーニングブラシなどがあり、像担持体や転写回転体などの対向部材（以下、対向部材という）に接触配置されている。これらの回転ブラシは、より高い帯電効果やクリーニング効果を与えるために、対向部材の周速度に対して速度差のある周速度で回転させることが一般的であるが、一方、速度差を設けると、回転ブラシが摩耗するばかりでなく、対向部材の表面を摩耗させ、表面が劣化して画像品質を低下させるほか、対向部材や回転ブラシの寿命を短くして耐久性に悪影響を及ぼすという不都合があった。

この対策として、回転ブラシのブラシ毛を斜毛処理（毛の長手方向先端を湾曲させる処理）を行うと共に、回転ブラシの回転停止時には対向部材から離間させ、回転ブラシの回転中は遠心力によりブラシ毛を対向部材に接触させる構成（特許文献１参照）、画像形成装置のケースカバーが閉じられているときは回転ブラシを対向部材の接触する位置に設定し、ケースカバーが開かれているときは回転ブラシを対向部材から離間させる構成（特許文献２参照）が提案されている。

さらに、感光体ドラムに回転清掃部材を接触させてクリーニングするクリーニング機構では、感光体ドラムと回転清掃部材とを同一方向に、且つ周速度に速度差をもって回転させる駆動手段と、駆動手段からの駆動力を回転清掃部材に伝達及び遮断する切り換え手段を備え、駆動手段からの駆動力が回転清掃部材に伝達されない状態のときは、回転清掃部材が感光体ドラムに従動して回転する構成が提案されている（特許文献３参照）。
特公平４−６２６６５号公報。 特開平６−３４８１０５号公報。 特開２００２−２８７５９９号公報。

しかし、前記した第１の構成では、回転ブラシを対向部材に押し込む押し込み量が制限され、ブラシ機能の安定した効果を得ることが難しく、また前記第２の構成では、回転ブラシと対向部材との双方の耐久性の向上が期待されるが、構成が複雑化し、装置が大型になる等の不都合が指摘されていた。

さらに、前記第３の構成では、対向部材（感光体ドラム）に接触させて従動回転させる回転清掃部材が回転ブラシである場合には、従動させるための条件を適切に設定しなければ、対向部材と回転ブラシとの接触面の周速度に速度差が生じてしまい、十分な摩耗低減効果が得られない。即ち、回転ブラシは対向部材にブラシ毛の先端が点接触であり、総接触面積が小さい反面、ブラシ毛の毛先の方向や接触圧の設定範囲が広いから、従動回転させるには、回転ブラシを対向部材に押し込む押し込み量を適切に設定しなければ、十分な摩耗低減効果が得られない。この発明は上記課題の解決を目的とするものである。

この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、記録材料がその表面に接触し得る位置に設けられた回転部材と、この回転部材に接触する位置に設けられた回転部材の表面を摺擦する回転ブラシと、回転ブラシを駆動する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、回転ブラシを駆動回転させる第１モードと、回転ブラシの駆動を停止する第２モードとを有しており、前記第２モードにおいては、回転ブラシの回転部材に対する押し込み量ｐを規定する下記の条件式（１）と、回転ブラシと回転部材との接触部のニップ幅ｎを規定する下記の条件式（２）のいずれか一方、又は両方を満し、且つ、回転ブラシは回転部材の回転に従動して回転すること
０．１ｍｍ≦ｐ≦２．０ｍｍ・・・・・・（１）
２．０ｍｍ≦ｎ≦１０．０ｍｍ・・・・・（２）
を特徴とする画像形成装置である。

そして、前記画像形成装置は、前記第２モードにおける回転ブラシの従動回転による回転数の累積値が２００００回転を越えるまでに、前記第１モードによる回転ブラシの回転を少なくとも１回行うものとする。

また、少なくとも前記第２モードにおいては、回転ブラシに所定の電圧を印加させるとよい。

さらに、前記回転ブラシは、そのブラシ毛を斜毛処理するとよい。

請求項５の発明は、第１の色の現像剤を収容する第１現像器及び該第１現像器により像が形成される第１像担持体と、第２の色の現像剤を収容する第２現像器及び該第２現像器により像が形成される第２像担持体とを含む複数の現像器及び該複数の現像器により像が形成される複数の像担持体の組が直列に配置されたタンデム方式の画像形成装置であって、記録材料がその表面に接触し得る位置に設けられた回転部材と、この回転部材に接触する位置に設けられた回転部材の表面を摺擦する回転ブラシと、回転ブラシを駆動する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、回転ブラシを駆動回転させる第１モードと、回転ブラシの駆動を停止する第２モードとを有しており、前記第２モードにおいては、回転ブラシの回転部材に対する押し込み量ｐを規定する下記の条件式（１）と、回転ブラシと回転部材との接触部のニップ幅ｎを規定する下記の条件式（２）のいずれか一方、又は両方を満し、且つ、回転ブラシは回転部材の回転に従動して回転すること
０．１ｍｍ≦ｐ≦２．０ｍｍ・・・・・・（１）
２．０ｍｍ≦ｎ≦１０．０ｍｍ・・・・・（２）
を特徴とする画像形成装置である。

以上説明したとおり、請求項１の発明によれば、回転ブラシの回転部材に対する押し込み量、又は／及び回転ブラシと回転部材との接触部のニップ幅が条件式（１）又は／及び（２）により適切に設定されているので、回転部材の回転により回転ブラシが従動回転するに最適な力で押圧され、回転ブラシの駆動を停止したとき確実に回転部材の回転に従動回転する。これにより、回転ブラシを従動回転させない場合に比較して回転部材との間の周速度の差が減少し、接触部での摩耗を抑制することができる。

また、回転部材との接触部及びその近傍で回転ブラシに対して過度の変形力が作用することを防止でき、回転ブラシのブラシ毛の乱れが生じにくい等の顕著な効果を奏する。

請求項２の発明によれば、回転ブラシの従動回転数の累積値が所定の値（２００００回転）を越えたとき回転ブラシを駆動回転することで、回転ブラシの毛の乱れを復帰させることができ、回転ブラシの機能の低下を防止することができる。

請求項３の発明によれば、回転ブラシに所定の電圧を印加することで、回転ブラシと回転部材との間に静電吸着力が作用して回転ブラシの従動回転を促進することができる。

請求項４の発明によれば、回転ブラシのブラシ毛を斜毛処理することで、長期間の使用によっても回転ブラシの形状変化を小さくすることができ、回転ブラシの従動回転における押し込みの押圧力が高くとも回転ブラシの形状変化を小さくすることができる。

請求項５の発明によれば、請求項１の発明と同様に回転ブラシの回転部材に対する押し込み量、又は／及び回転ブラシと回転部材との接触部のニップ幅が条件式（１）又は／及び（２）により適切に設定されているので、回転部材の回転により回転ブラシが従動回転するに最適な力で押圧され、回転ブラシの駆動を停止したとき確実に回転部材の回転に従動回転する。これにより、回転ブラシを従動回転させない場合に比較して回転部材との間の周速度の差が減少し、接触部での摩耗を抑制することができる。特に、タンデム方式の画像形成装置においては、モノクロあるいはモノカラー印刷のときに使用されない像担持体（回転部材）が空回転する頻度が多くなるために、上述の効果がより顕著になる。

以下、この発明の実施の形態について説明する。

［第１の実施の形態］
第１の実施の形態はこの発明の回転ブラシを帯電装置に適用した例である。

〈画像形成装置の全体構成〉
図１は、この発明の実施の形態のフルカラー画像形成装置１０の構成の概略を説明する図で、フルカラー画像形成装置１０は、感光体ドラム１１と、その周囲に配置されたブラシ帯電装置１２、レーザ走査光学系１３、フルカラー現像装置１４、一次転写装置１５、二次転写装置１６、中間転写ベルト１７、クリーニング装置１８、及び給紙カセット１９、タイミングローラ２０、定着装置２１、並びに排紙トレイ２２を備えている。フルカラー現像装置１４は、イエロートナーが装填された現像器１４Ｙ、マゼンタトナーが装填された現像器１４Ｍ、シアントナーが装填された現像器１４Ｃ、及びブラックトナーが装填された現像器１４Ｋが順次感光体ドラム１１に対向する位置に移動する構成を備えている。上記したフルカラー画像形成装置１０の構成と動作は周知のものであるから、ここでは詳細な説明は省略する。

〈帯電装置〉
図２はブラシ帯電装置１２の構成を示す斜視図で、ブラシ帯電装置１２はローラ状の帯電ブラシ１２ａが感光体ドラム１１の表面に接触回転するように構成されており、帯電ブラシ１２ａに電圧を印加して回転させることで、感光体ドラム１１の表面を均一に帯電させるものである。

帯電ブラシ１２ａは、ブラシ毛が植毛された基布を導電性支持体１２ｂの上に巻き付けて構成されている。導電性支持体１２ｂはステンレス、アルミニウム等の金属が使用されるが、導電性を備えた材料であればこれに限られるものではない。基布上に植毛されたブラシ毛は、合成樹脂材料に導電性材料を配合した半導電性繊維で構成される。

合成樹脂材料は、ポリアミド（商標名ナイロン）、セルローズ（商標名レーヨン）、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネイト、ポリウレタン、ポリビニルアルコール（商標名ビニロン）、アクリル系樹脂等が挙げられるが、好ましくはポリアミド系樹脂が望ましい。樹脂材料に配合する導電性材料としては、導電性カーボン、金属粉体、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ等が使用されるが、樹脂材料中に均一に混合されるものであれば特に限定されない。

ブラシ毛の植毛密度、繊維の太さ、毛の長さについて説明する。図１１は回転ブラシとしての帯電ブラシ、及び後述するクリーニングブラシのブラシ毛の望ましい植毛密度、繊維の太さ、毛の長さを示す図である。

植毛密度は２５．４ｍｍ平方（１インチ平方）当たりの本数で規定される。また繊維の太さはデニールＤ、毛の長さはｍｍで規定される。植毛密度で記号Ｋは１０００本を意味し、３０Ｋは３００００本を意味する。

帯電ブラシとしてのブラシ毛の植毛密度、繊維の太さ、毛の長さは、図１１の欄Ａに示した範囲、即ち植毛密度３０Ｋ〜５００Ｋ、繊維の太さ２Ｄ〜１０Ｄ、毛の長さ３ｍｍ〜７ｍｍが望ましいが、図１１の欄Ｂに示した範囲（繊維の太さをやや細目）であると、更に良好な帯電均一性を得ることができる。なお、図１１の欄Ｃはクリーニングブラシのブラシ毛の望ましい植毛密度、繊維の太さ、毛の長さを示す。

ブラシ毛が植毛された基布を導電性支持体１２ｂの上に巻き付ける方法は、例えば、図２に示すように、ブラシ毛が植毛された基布を導電性支持体１２ｂの上にスパイラル状に巻き付ける方法が採用されるが、ブラシ毛が植毛された基布の間に隙間の無いように巻き付けることができれば、これに限られるものではない。ブラシ毛が植毛された基布の間に隙間が大きいと、その部分のブラシ毛の植毛密度が低下して帯電不良の原因となり、好ましくない。

図２に示すように、ブラシ帯電装置１２は、帯電ブラシ１２ａが感光体ドラム１１の表面に接触回転するように設置される。帯電ブラシ１２ａの感光体ドラム１１への押し込み量ｐは以下の条件式（１）を満すように設定し、回転ブラシと回転部材との接触部のニップ幅ｎは以下の条件式（２）を満たすように設定する。

０．１ｍｍ≦ｐ≦２．０ｍｍ・・・・・・（１）
２．０ｍｍ≦ｎ≦１０．０ｍｍ・・・・・（２）
そして、前記条件式（１）と条件式（２）とのいずれか一方、又は両方を満たすように設定するとよい。これは、帯電ブラシ１２ａから感光体ドラム１１への帯電不足が生じることなく、且つ、帯電ブラシ１２ａの駆動を停止したとき、帯電ブラシ１２ａが感光体ドラム１１の回転に従動して回転できる押し込み量であり、ニップ幅である。

例えば、画像形成装置の電源投入後の初期動作や、待機状態から復帰した際のウォームアップ時に、感光体ドラムを空回転させることがあり、また、感光体ドラムの駆動系と他の駆動部（例えば記録紙搬送機構）の駆動系が共通の駆動系から構成されているときは、感光体ドラムへのトナー像形成前や、記録紙への像転写が完了した後も、他の駆動部の駆動のために感光体ドラムが回転を継続する場合がある。

しかし、帯電ブラシの押し込み量、或いはニップ幅を上記したように設定することで、感光体ドラムの空回転時に発生する感光体ドラムの無駄な摩耗を防ぐことができる。これについては、後で実験例により詳細に説明する。

帯電ブラシ１２ａの回転方向は、図２に示すように、感光体ドラム１１の回転方向（矢印ａ方向）に対して順方向（ウイズ方向という）である矢印ｂ方向に設定する。しかし、感光体ドラム１１の回転方向（矢印ａ方向）に対して反対方向（カウンタ方向という）に設定してもよいが、帯電ブラシ１２ａのブラシ毛の斜毛方向は帯電ブラシを回転させたとき毛が寝る方向、即ち、帯電ブラシ１２ａを感光体ドラム１１の回転方向に対してカウンタ方向に回転するときは、ブラシ毛の斜毛方向をこれと逆方向に製作する。

帯電ブラシ１２ａの回転速度は、その周速度が感光体ドラム１１の周速度より速くし、周速比を１以上に設定することで、感光体ドラム１１への帯電均一性を向上させることができる。

帯電ブラシ１２ａに電圧を印加することにより感光体ドラム１１の表面を所定電位に帯電させることができる。帯電ブラシ１２ａに印加する電圧は−１６００Ｖ〜−８００Ｖの直流電圧が好ましいが、この範囲に限定されるものではない。また、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電バイアスを印加する場合は、交流ピーク間電圧は５００Ｖ〜２０００Ｖ、周波数５０〜２０００Ｈｚ、直流電圧は−４００Ｖ〜−１２００Ｖが好ましい。

〈走査光学系〉
レーザ走査光学系１３は、レーザダイオード、ポリゴンミラー、ｆθ光学素子を内蔵した周知の構成である。その制御部にはＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）毎の画像データが図示しないホストコンピュータから転送され、レーザ走査光学系１３からは、各色毎の画像データが順次レーザビームとして出力されて感光体ドラム１１の表面に投射され、画像の静電潜像が形成される。

〈現像装置〉
図１に示すように、フルカラー現像装置１４は記録材料としてＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）のトナーが装填された４個の色別現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋが現像ラック１４Ｒに取り付けられ、現像ラック１４Ｒは支軸１４Ｐの回りに反時計回りに回転可能に構成されている。このフルカラー現像装置１４は、感光体ドラム１１の表面に各色に対応する画像の静電潜像が形成されるごとに、対応する色の現像器が現像位置に設定され、画像の静電潜像を現像処理する。装填されるトナーは、１成分系現像剤、２成分系現像剤のいずれであってもよい。

〈給紙、搬送、排紙部〉
図１に示すように、給紙カセット１９には、トナー像が転写される記録紙が収納され、給紙ローラ１９ａにより１枚づつ送り出されるように構成されている。記録紙搬送経路中には、中間転写ベルト１７上に形成されたトナー像が二次転写位置（二次転写ローラ１６の位置）に到達するタイミングに同期して記録紙を二次転写位置に供給するタイミングローラ２０が配置されている。タイミングローラ２０より記録紙搬送方向下流側には定着装置２１、排紙トレイ２２が配置されている。

〈転写部〉
転写部は一次転写部と二次転写部とから構成される。一次転写部は一次転写ブラシ１５と複数の支持ローラとの間に巻き掛けられた無端の中間転写ベルト１７から構成される。図１に示すように、感光体ドラム１１が矢印Ａ方向に回転するとき、中間転写ベルト１７は矢印Ｂ方向に、感光体ドラム１１の表面の周速度と同じ速度で移動するように駆動されるものとする。一次転写ブラシ１５は、中間転写ベルト１７を挟んで感光体ドラム１１に対向する位置に配置されており、一次転写ブラシ１５に一次転写電圧を印加することで、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は中間転写ベルト１７に転写される。

二次転写部は、記録紙搬送経路に沿った位置で、中間転写ベルト１７を支持する支持ローラに中間転写ベルト１７を挟んで対向する位置に配置された二次転写ローラ１６から構成されている。二次転写ローラ１６に二次転写電圧を印加することで、中間転写ベルト１７上に形成された４色のトナー像が重畳されて形成されたフルカラーのトナー像は、フルカラーのトナー像が二次転写位置に到達するタイミングに合わせて搬送された記録紙Ｐの上に転写される。

〈画像形成装置の動作〉
上記した構成の画像形成装置の動作を簡単に説明する。プリント動作が開始されると、感光体ドラム１１と中間転写ベルト１７とは同じ周速度で駆動され、感光体ドラム１１の表面はブラシ帯電装置１２により所定電位に帯電される。

帯電された感光体ドラム１１の表面にはレーザ走査光学系１３から投射されるレーザビームにより画像潜像が形成される。まず、Ｙ（イエロー）の画像潜像が形成され、その画像潜像は対応する色の現像器１４Ｙで現像され、現像されたトナー像は中間転写ベルト１７の上に転写される。以下、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色の画像潜像が順次形成され、その画像潜像は対応する色の現像器１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにより順次現像され、現像されたトナー像は中間転写ベルト１７の上に前回までに転写されたトナー像の上に重畳して転写されて、フルカラーのトナー像が形成される。

中間転写ベルト１７の上に形成されたフルカラーのトナー像は、二次転写ローラ１６により記録紙に二次転写される。フルカラーのトナー像が転写された記録紙は、定着装置２１に搬送されて定着処理された後、排紙トレイの上に排出され、１枚の画像形成処理が終了する。

〈帯電装置の駆動切り換え機構〉
以上説明した画像形成装置では、ブラシ帯電装置１２は、感光体ドラム１１へ帯電させるために帯電ブラシ１２ａの周速度が感光体ドラム１１の周速度より速くなるように駆動しているが、感光体ドラム１１へ帯電させる必要がないときは帯電ブラシ１２ａの駆動を停止し、感光体ドラム１１の回転に従動して回転させ、感光体ドラム１１の不必要な摩耗を防止している。以下、帯電ブラシを駆動回転させる第１モードと、従動回転させる第２モードとの駆動切り換え機構を説明する。

図３は、帯電ブラシ１２ａの駆動機構の一例を説明する図で、図３の（ａ）は電磁クラッチ３２がＯＦＦとされ、帯電ブラシ１２ａの駆動が遮断された状態、図３の（ｂ）は電磁クラッチ３２がＯＮとされ、帯電ブラシ１２ａが駆動される状態を示している。なお、電磁クラッチは周知の構成のものを使用するものとし、図３ではその機能を模式的に示している。

図３の（ａ）及び（ｂ）において、感光体ドラム１１の支軸１１ｐは、図示しない駆動源に結合される歯車３１に連結されており、感光体ドラム１１は図示しない駆動源から歯車３１を経て回転駆動される。感光体ドラム１１に接触配置される帯電ブラシ１２ａの支軸１２ｐには、歯車３１に噛合する歯車３３が設けられており、歯車３３は電磁クラッチ３２がＯＦＦのときは支軸１２ｐに結合されず、歯車３３は支軸１２ｐの上を空転する。このため帯電ブラシ１２ａの駆動は停止され、帯電ブラシ１２ａは感光体ドラム１１に接触して従動回転する。また、電磁クラッチ３２がＯＮのときは、歯車３３は支軸１２ｐに結合され、歯車３１の回転は歯車３３を経て帯電ブラシ１２ａを駆動回転するように構成されている。

電磁クラッチ３２のＯＮ／ＯＦＦは後述する制御回路により制御される。歯車３１と歯車３３の歯車比を調整することで帯電ブラシ１２ａの周速度と感光体ドラム１１の周速度の比（周速比）が調整できるから、周速比を所望の１以上の任意の値に設定することができる。

駆動源は、感光体ドラム１１を駆動する駆動源であってもよく、また、独立したモータ等の駆動源であってもよい。また、電磁クラッチ３２は、上記の構成では支軸１２ｐと歯車３３との間に設けているが、これに代えて支軸１１ｐと歯車３１との間に設ける構成であってもよい。さらに電磁クラッチに代えて、同じ機能を備えた他の周知の連結／遮断機構を採用できることは言うまでもない。

感光体ドラム１１へ帯電させる必要がないときに、帯電ブラシ１２ａの駆動を停止することで、感光体ドラム１１の不必要な摩耗を防止できるが、感光体ドラム１１の回転に従動して回転させる動作を長時間継続的に実施すると、帯電ブラシ１２ａのブラシ毛に毛乱れが生じて感光体ドラム１１への帯電に支障が生じるおそれがある。

そこで、この実施の形態では、帯電ブラシ１２ａの従動回転の回転数の累積値をカウントし、カウント値が所定の値を越えたとき、画像プリント動作に無関係に帯電ブラシ１２ａを駆動回転させ（このとき、感光体ドラム１１も回転させる）、帯電ブラシ１２ａのブラシ毛の乱れを直すようにしている。この制御は、以下説明する制御回路４０による電磁クラッチの制御で行っている。

なお、上記した帯電ブラシ１２ａの従動回転数の累積値と比較する「所定の値」は、例えば２００００回転、好ましくは１５０００回転、より好ましくは１２０００回転、さらに好ましくは１００００回転であり、前記従動回転数の積算値がこの所定値を越えるまでに、帯電ブラシ１２ａを駆動回転させるとよい。

なお、上記した「所定の値」は、後述する実験例で詳細に説明するとおり、帯電ブラシ１２ａの従動回転を継続したときのブラシ毛の毛乱れ状態を目視により観察し、許容できる範囲のブラシ毛の毛乱れ状態に対応する従動回転数を決定する。

〈制御回路〉
図４は、画像形成装置の制御回路４０のブロック図である。制御回路４０はＣＰＵ４１とその入出力ポートに接続された画像形成装置の各種の機能要素部から構成される。即ち、入出力ポートには、各種の駆動要素の駆動制御を行う駆動制御部４２、レーザ走査光学系１３を制御する露光制御部４３、フルカラー現像装置１４を制御する現像制御部４４、転写部の一次転写ブラシ１５及び二次転写ローラ１６などの制御を行う転写制御部４５、給紙カセットから記録紙を給紙する給紙制御部４６、記録紙の搬送制御を行う搬送制御部４７、定着装置の制御を行う定着制御部４８、入力キー及び操作パネルへの表示制御を行う入力表示制御部４９、その他の制御部５０などが接続される。

画像形成装置の制御全体については本発明の主題でないからここでは説明を省略し、駆動制御部４１で実行される、上記した電磁クラッチ３２による帯電ブラシ１２ａの駆動制御について説明する。

図５は、帯電ブラシ１２ａの駆動制御を説明するフローチャートである。まず、プリント指令の入力を待ち（ステップＰ１１）、プリント指令が入力されたときは、電磁クラッチ３２をＯＮとして帯電ブラシ１２ａを駆動回転させる（ステップＰ１２、Ｐ１３）。このとき、感光体ドラム１１は既に回転を開始している。画像プリントの終了を待ち（ステップＰ１４）、画像プリントが終了したときは、電磁クラッチ３２をＯＦＦとして帯電ブラシ１２ａを従動回転に切り換える（ステップＰ１５、Ｐ１６）。

帯電ブラシ１２ａが従動回転した回転数の累積値をカウントし（ステップＰ１７）、カウント値が予め設定した所定値（この例では２００００回転）を越えたか否かを判定する（ステップＰ１８）。カウント値が予め設定した所定値を越えていない場合はステップＰ１１に戻り、次のプリント指令の入力を待つ。また、カウント値が予め設定した所定値を越えた場合は、電磁クラッチをＯＮとして帯電ブラシ１２ａを駆動回転させると共に感光体ドラム１１を空回転させる（ステップＰ２０）。

電磁クラッチのＯＮからの所定時間の経過を待ち（ステップＰ２１）、所定時間が経過したときは電磁クラッチをＯＦＦとし、感光体ドラム１１の空回転も停止させ（ステップＰ２２、Ｐ２３）、ステップＰ１１に戻り、次のプリント指令の入力を待つ。

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、この発明に係る回転ブラシを、感光体ベルトや転写ベルトなどの表面に付着したトナーを清掃するクリーニング装置に適用した例である。

画像形成装置の全体構成、走査光学系、現像装置、給紙、搬送、排紙部、転写部、画像形成動作などは第１の実施の形態と同じであるので説明を省略し、以下、クリーニング装置について説明する。

図６は、クリーニング装置６０の構成の一例を説明する図で、例えば感光体ベルトや転写ベルトなどの被クリーニング部材６１がローラ６２に巻き掛けられており、ローラ６２に対向する位置にクリーニング装置６０が配置されている。なお、図６では被クリーニング部材６１はベルトであるが、ベルトに限られるものではなく、ドラムやローラ状のもの、例えば感光体ドラムや帯電ローラなどであってもよい。

クリーニング装置６０は、フレーム６９に回転可能に支持されたブラシ体６３と、ブラシ体６３からトナーを除去するメッシュ部材６４から構成されており、ブラシ体６３はローラ６２に対向する位置に配置される。ブラシ体６３は、ブラシ毛６３ａが植毛された基布６３ｂを芯金ローラ６３ｃの上に巻き付けて構成されている。６３ｄはブラシ体６３を支持して回転させる回転軸である。

また、図６において、符号６７はトナー搬送ダクトで、ブラシ体６３のブラシ毛６３ａから離脱した廃トナーをクリーニング装置６０の外部に設けた回収箱に搬送するためのものである。さらにフレーム６９の開口部には、ブラシ体６３により被クリーニング部材６１から拭き取られたトナーＴが、開口部から飛散することを防止する合成樹脂のフイルム６６が配置されている。

メッシュ部材６４は、ブラシ体６３で拭き取られたトナーＴをブラシ体６３から回収し、ブラシ体６３をリフレッシュするもので、ブラシ体６３がメッシュ部材６４に接触しながら回転することでブラシ毛６３ａが跳ね、吸着トナーＴを除くことができる。リフレッシュ機構には上記したメッシュ部材によるもの以外の適宜の構成を採用してもよい。

ブラシ体６３の回転方向は被クリーニング部材６１の移動方向に逆らう方向、即ち、図６ではブラシ体６３は矢印Ｒ方向（時計方向）に回転し、これに接触する被クリーニング部材６１はブラシ体６３に逆らう矢印Ｓ方向に移動するように設定されているが、被クリーニング部材６１とブラシ体６３とが同一方向に移動するように設定してもよい。

ブラシ体６３を構成するブラシ毛６３ａの材料、植毛密度、ブラシ毛の太さ、ブラシ毛の長さは、第１の実施の形態で説明した図１１の条件Ａが望ましく、条件Ｃでは更に良好なクリーニングを行うことができる。

ブラシ体６３の被クリーニング部材６１に対する押し込み量ｐは以下の条件式（１）を満すように設定し、回転ブラシと回転部材との接触部のニップ幅ｎは以下の条件式（２）を満たすように設定する。

０．１ｍｍ≦ｐ≦２．０ｍｍ・・・・・・（１）
２．０ｍｍ≦ｎ≦１０．０ｍｍ・・・・・（２）
そして、前記条件式（１）と条件式（２）とのいずれか一方、又は両方を満たすように設定するとよい。

これは、ブラシ体６３による被クリーニング部材６１の清掃が良好に行われ、且つブラシ体６３の駆動を停止したとき、被クリーニング部材６１に従動して回転できる押し込み量であり、ニップ幅である。例えば、画像形成装置の電源投入後の初期動作や、待機状態から復帰した際のウォームアップ時に被クリーニング部材６１を空移動、空回転させることがあり、また、被クリーニング部材６１の駆動系と他の駆動部（例えば記録紙搬送機構）の駆動系が共通の駆動系から構成されているときは、画像形成や像転写が完了した後も、他の駆動部の駆動のために被クリーニング部材の移動を継続する場合がある。しかし、ブラシ体の押し込み量、或いはニップ幅を上記したように設定することで、このような空移動、空回転時に発生する被クリーニング部材の無駄な摩耗を防ぐことができる。

ブラシ体６３には、被クリーニング部材６１に付着するトナーＴを吸引するために電源６８からトナーと逆極性の１００Ｖ〜５００Ｖの電圧を印加するとよい。なお、図示されていないが、被クリーニング部材６１に付着するトナーの帯電極性を揃えるために帯電装置を設けてもよい。

以上の構成によれば、矢印Ｓ方向に移動する被クリーニング部材６１に付着したトナーＴは、被クリーニング部材６１とブラシ体６３との間に形成されるニップ部を通過すると、ブラシ体６３に吸着して被クリーニング部材６１の表面は清掃され、ブラシ体６３に吸着回収されたトナーＴはメッシュ部材６４で除去され、トナー搬送ダクト６７で回収箱に搬送される。

［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、この発明に係る回転ブラシをタンデム方式の画像形成装置の適用した例である。

図７は、タンデム方式の画像形成装置７０の構成を説明する図である。転写ベルト７１は駆動ローラ７２ａと巻き掛けローラ７２ｂとの間に架設され、図示しない動力源により駆動される駆動ローラ７２ａの回転により、転写ベルト７１は矢印ａ方向に一定速度で移動するように構成されている。

転写ベルト７１の上表面に沿って、イエロー画像に対応する画像形成ユニット７３Ｙ、マゼンタ画像に対応する画像形成ユニット７３Ｍ、シアン画像に対応する画像形成ユニット７３Ｃ、ブラック画像に対応する画像形成ユニット７３Ｋの４個の画像形成ユニットが直列に配置されており、また、各画像形成ユニット７３Ｙ、７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｋに対向する位置には、転写ベルト７１を挟んで一次転写装置７４Ｙ、７４Ｍ、７４Ｃ、７４Ｋが配置されている。

画像形成ユニット７３Ｙ、７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｋは、それぞれのユニットが感光体ドラム、帯電装置、露光装置、現像装置、クリーニング装置を備えている。画像形成ユニット７３Ｙで説明すれば、感光体７３Ｙ１、帯電装置７３Ｙ２、露光装置７３Ｙ３、現像装置７３Ｙ４、クリーニング装置７３Ｙ５を備えている。画像形成ユニット７３Ｙ、７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｋの現像装置には、記録材料としてそれぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、及びブラックトナーが装填されている。巻き掛けローラ７２ｂに対向する位置には、転写ベルト７１を挟んで二次転写ローラ７５が配置されており、転写ベルト７１と二次転写ローラ７５の間に図示しない給紙装置から記録紙Ｐが搬送されるように構成され、さらに記録紙Ｐの搬送方向下流側には、定着装置７７が配置されている。

駆動ローラ７２ａに対向する位置には、転写ベルト７１を挟んで、クリーニングブレードとクリーニングブラシからなるクリーニング装置７６が配置されており、転写ベルト７１の上に残留したトナーの清掃を行うように構成されている。

以上の構成を備えたタンデム方式の画像形成装置は周知であるが、その動作を簡単に説明する。プリント指令が出力されると、各画像形成ユニット７３Ｙ、７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｋではそれぞれの帯電装置により各感光体が帯電される。イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの４色に分解された画像信号が、対応する各画像形成ユニット７３Ｙ、７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｋに順次伝達され、それぞれの画像形成ユニットの感光体上には上記画像信号に対応した画像の静電潜像が形成され、現像装置により現像されて対応する４色のトナー像が形成され、転写ベルト７１の上に順次重畳して転写される。

まず、画像形成ユニット７３Ｙにより形成されたイエローのトナー像が一次転写装置７４Ｙの作用により転写ベルト７１に転写される。次に画像形成ユニット７３Ｍにより形成されたマゼンタのトナー像が一次転写装置７４Ｍの作用により、転写ベルト７１上に転写されたイエローのトナー像の上に重畳して転写される。以下同様にして、画像形成ユニット７３Ｃにより形成されたシアンのトナー像が一次転写装置７４Ｃの作用により先に形成されたトナー像の上に重畳して転写され、更に画像形成ユニット７３Ｋにより形成されたブラックのトナー像が一次転写装置７４Ｋの作用により先に形成されたトナー像の上に重畳して転写され、フルカラーのトナー像ができる。

転写ベルト７１上に転写されたフルカラーのトナー像が、転写ベルト７１の移動により二次転写ローラ７５の位置に到達するタイミングに合わせて、図示しない給紙装置から記録紙Ｐが二次転写位置に向けて搬送される。転写ベルト７１上のフルカラーのトナー像は、二次転写位置において二次転写ローラ７５の作用により記録紙に転写される。記録紙に転写されたトナー像は定着装置７７を通過して定着処理され、排出される。

一方、転写ベルト７１上に残留したトナーは、駆動ローラ７２ａに対向する位置に設けられたクリーニング装置７６により除去され、転写ベルト７１のクリーニング処理が行われる。

このようなタンデム方式の画像形成装置においては、画像形成ユニットの感光体ドラムが空回転する時間が長くなる。即ち、上記した構成で説明すれば、画像形成ユニット７３Ｙにより形成されたイエローのトナー像が転写ベルト７１に転写された後は、その後実行される画像形成ユニット７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｋによる画像形成の際には、画像形成ユニット７３Ｙの感光体ドラムは空回転し、帯電装置やクリーニング装置により感光体ドラムが摩耗することになる。

また、上記したタンデム方式の画像形成装置により、モノクロ画像を作成する場合は画像形成ユニット７３Ｋのみが画像形成を行い、画像形成ユニット７３Ｙ、７３Ｍ、７３Ｃは画像形成を行なわないから、それ等のユニットの感光体ドラムは空回転することになる。またモノカラー（単色）の画像を作成する場合も全く同様で、画像形成を行なわないユニットの感光体ドラムは空回転することになる。

そこで、上記したタンデム方式の画像形成装置に本発明に係る帯電ブラシやクリーニングブラシを適用し、感光体ドラムや転写ベルトの摩耗を減少させるようにした。即ち、画像形成ユニット７３Ｙの帯電装置７３Ｙ２には、第１の実施の形態で説明したブラシ帯電装置が使用される。他の画像形成ユニット７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｋについても同様である。また、画像形成ユニット７３Ｙのクリーニング装置７３Ｙ５には、第２の実施の形態で説明したブラシクリーニング装置が使用され、他の画像形成ユニット７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｋについても同様である。さらに、転写ベルト７１のクリーニング装置７６にも、第２の実施の形態で説明したブラシクリーニング装置が使用される。

ブラシ帯電装置やブラシクリーニング装置のブラシは、駆動装置による第１モードである駆動回転と感光体ドラムに接触して回転する第２モードである従動回転とがあり、電磁クラッチにより第１モードである駆動回転と第２モードである従動回転が切り換えられることは、第１の実施の形態で説明したものと同じである。以下、図８に示すタイミングチャートを参照して、タンデム方式の画像形成装置における、モノクロ（白黒）画像を作成する場合のブラシ帯電装置とブラシクリーニング装置の、駆動回転と従動回転の切り換えタイミングを説明する。

画像形成装置は、待機→ウォームアップ→待機→画像形成→エンドシーケンス→待機の順序で動作する。ウォームアップの指令が入力されると、画像形成ユニット７３Ｋ（ブラック）の感光体ドラム、及び画像形成ユニット７３Ｃ（シアン）、７３Ｍ（マゼンタ）、７３Ｙ（イエロー）の各感光体ドラムが所定のウォームアップ期間だけ駆動された後、待機状態に入る。ウォームアップ期間では、画像形成ユニット７３Ｋ、及び画像形成ユニット７３Ｃ、７３Ｍ、７３Ｙの帯電ブラシ及びクリーニングブラシの電磁クラッチはＯＦＦに設定され、帯電ブラシ及びクリーニングブラシは感光体ドラムの回転に従動して回転する。

プリント指令が入力されると、画像形成ユニット７３Ｋの感光体ドラムが駆動され、画像形成が実行され、引き続いて転写、定着などのエンドシーケンスが実行される。画像形成期間においては帯電装置、露光装置が作動する。即ち、帯電ブラシの電磁クラッチがＯＮとなり帯電ブラシが駆動回転される。また、クリーニングブラシの電磁クラッチもＯＮとなりクリーニングブラシが駆動回転されるが、クリーニングブラシの回転は感光体ドラムの１．５回転分に相当する時間だけ多く駆動回転される。画像形成期間が終了するとエンドシーケンスが終了するまで感光体ドラムの駆動は継続されるが、画像形成期間の終了後は帯電ブラシ及びクリーニングブラシは感光体ドラムの回転に従動して回転する。

プリント指令が入力されたとき、画像形成ユニット７３Ｃ、７３Ｍ、７３Ｙの感光体ドラムも、画像形成期間及びエンドシーケンスの期間終了までは駆動されるが、画像形成ユニット７３Ｃ、７３Ｍ、７３Ｙの帯電ブラシ及びクリーニングブラシの電磁クラッチはＯＦＦに設定され、帯電ブラシ及びクリーニングブラシは感光体ドラムの回転に従動して回転する。

以上説明したとおり、画像形成を行う画像形成ユニットの帯電ブラシ及びクリーニングブラシは、感光体ドラム上に画像形成を行う期間だけ駆動回転され、それ以外の期間は感光体ドラムの回転に従動して回転するだけである。また、画像形成を行なわない画像形成ユニットの帯電ブラシ及びクリーニングブラシは、感光体ドラムの回転に従動して回転するだけであるから、感光体ドラムを不必要に摩耗させることがない。

［第４の実施の形態］
第４の実施の形態は、この発明に係る回転ブラシをモノクロ（白黒）画像形成装置の適用した例である。図９は、モノクロ画像形成装置８０の構成を説明する図である。感光体ドラム８１の周囲には帯電装置８２、露光装置８３、現像装置８４、転写装置８５、クリーニング装置８６が配置されている。

以上の構成を備えたモノクロ画像形成装置は周知であるが、その動作を簡単に説明する。画プリント指令が出力されると、帯電装置８２により感光体ドラム８１は帯電される。画像信号が露光装置８３に出力され、感光体ドラム８１の上に画像の静電潜像が形成される。静電潜像は現像装置８４で現像されトナー像が形成される。感光体ドラム８１の回転によりトナー像が転写位置に到達するタイミングに合わせて、図示しない給紙装置から転写位置に記録紙Ｐが給紙され、トナー像は転写装置８５の作用により記録紙Ｐの上に転写される。記録紙に転写されたトナー像は図示しない定着装置を通過して定着処理され、排出される。一方、感光体ドラム８１の上に残留したトナーは、クリーニング装置８６により除去され、感光体ドラムのクリーニング処理が行われる。

このような、モノクロ画像形成装置においても、感光体の駆動と記録紙の搬送機構など他の駆動系と共通の駆動系が使用されている場合は、感光体への画像形成前や画像転写の終了後も、他の駆動系の駆動のために感光体が駆動されている。また、電源投入後の初期設定期間や待機状態から動作可能状態に復帰したときのウォームアップ期間に、感光体を空回転させるが、本発明に係る回転ブラシを採用することで感光体を空回転時の摩耗を防止することができる。

以上説明した第１乃至第４の実施の形態では、本発明に係る回転ブラシに接触する回転部材は感光体ドラムであったが、回転ブラシに接触する回転部材は帯電ローラであってもよい。この場合、回転ブラシは帯電ローラを帯電する、あるいは清掃するブラシとして機能する。また、本発明に係る回転ブラシを転写装置として使用することもできる。

［回転ブラシの実験例］
本発明に係る回転ブラシの実験例と評価結果を説明する。回転ブラシの実験と評価は、回転ブラシに接触する回転部材の摩耗の程度を確認し、また回転ブラシの変化の状態、及び形成された画像への影響を評価するものである。

（１）実験例Ｉ
回転ブラシが帯電ブラシ、回転ブラシに接触する回転部材が感光体ドラムの組み合わせの例であり、実験例Ｉでは条件を変えた実験例１１から１５、及び比較例１１、１２を示す。図１２に実験で設定した条件及び評価結果を示す。

〈帯電ブラシ〉
ポリアミド樹脂に導電性カーボンを分散させた材料を使用、繊維太さ２デニール、植毛密度３０００００フィラメント／２５．４ｍｍ2 （１インチ平方）の植毛基布を直径６ｍｍのステンレス支持体にスパイラル状に巻き付け、ブラシ外径を１５ｍｍに均一になるようにカットし、さらにブラシ先端の外径が１２．５ｍｍになるように熱処理によりカール（斜毛処理）した。

〈試験方法〉
図１０の（ａ）に示す構成の試験装置９０を使用した。この試験装置９０は感光体９１に接近配置した一成分系現像剤を装填した現像装置９２を配置し、感光体９１に現像剤を接触させて摩耗を加速させている。感光体９１に上記した構成の帯電ブラシ９３を接触させ、図３に示す駆動切り換え機構と同じ機構を使用し、電磁クラッチのＯＮ／ＯＦＦにより帯電ブラシ９３の駆動回転／従動回転を切り換えた。なお、上記一成分系現像剤としては、市販のミノルタＱＭＳ社製のレーザプリンタ「ｍａｇｉｃｏｌｏｒ２２００」で使用されている黒トナーを用いた。

〈試験条件〉
２５℃、相対湿度５０％の環境条件の下において、以下の試験条件で、且つ、帯電ブラシの駆動回転／従動回転の切り換えの有無、帯電ブラシの押し込み量ｐとニップ幅ｎ、従動回転時の電圧印加の有無、帯電ブラシを強制駆動するまでの感光体駆動時間（帯電ブラシの回転累積値）を図１２に示す条件に設定し、それぞれ感光体駆動２０時間（回転総数約１２万回）の耐久試験を行った。

・感光体外径：３０ｍｍ
・システム速度：１６０ｍｍ／秒
・帯電ブラシ駆動時の回転方向：ウイズ方向、周速比２
・帯電ブラシ駆動時の駆動時間：３０秒
・帯電ブラシ駆動時の印加電圧：ＤＣ電圧−１１００Ｖ
・帯電ブラシ従動時の印加電圧：ＤＣ電圧−１１００Ｖ
・帯電ブラシの押し込み量ｐとニップ幅ｎ：図１２に示すとおり
・帯電ブラシ強制駆動するまでの感光体回転数：図１２に示すとおり。

なお、帯電ブラシの駆動回転／従動回転の切換タイミングは、感光体と帯電ブラシの回転累積値を、システム速度から感光体駆動時間に換算し、換算した感光体駆動時間に基づいて決定した。即ち、感光体の１．７回転が駆動時間１秒に換算される。

帯電ブラシは、押込み量ｐ＝０．５ｍｍの場合は駆動回転時は８．９回転が駆動時間１秒に換算され、従動回転時は４．４回転が駆動時間１秒に換算される。押込み量ｐ＝０．０５ｍｍの場合は駆動回転時は８．２回転が駆動時間１秒に換算され、従動回転時は４．１回転が駆動時間１秒に換算される。

〈評価用画像サンプル〉
耐久試験評価用の画像サンプルは、図９に示すモノクロ画像形成装置に試験用の感光体及び帯電ブラシを装着し、耐久試験後に画像サンプルをプリントした。設定条件は以下のとおりである。

・システム速度：１６０ｍｍ／秒
・帯電ブラシの押し込み量ｐとニップ幅ｎ：０．５ｍｍ（ニップ幅４．９ｍｍ）
・帯電ブラシ駆動時の回転方向：ウイズ方向、周速比２
・帯電ブラシ駆動時の印加電圧：ＤＣ電圧−１１００Ｖ
・出力画像：２ドット×２ドット モノクロハーフトーン画像。

（２）実験例ＩＩ
回転ブラシがクリーニングブラシ、回転ブラシに接触する回転部材が感光体ドラムの例で、実験例ＩＩでは条件を変えた実験例２１から２９及び比較例２１から２３を示す。図１３に実験で設定した条件及び評価結果を示す。

〈クリーニングブラシ〉
ポリアミド樹脂に導電性カーボンを分散させた材料を使用、繊維太さ６デニール、植毛密度３０００００フィラメント／２５．４ｍｍ²（１インチ平方）の植毛基布を直径６ｍｍのステンレス支持体にスパイラル状に巻き付け、ブラシ外径を１６ｍｍに均一になるようにカットした。斜毛処理はしない。

〈試験方法〉
図１０の（ｂ）に示す構成の試験装置９５を使用した。この試験装置９５は感光体９１に接近配置した一成分系現像剤を装填した現像装置９２を配置し、感光体９１に現像剤を接触させて摩耗を加速させている。感光体９１に上記した構成のクリーニングブラシ９７を接触させ、図３に示す駆動切り換え機構と同じ機構を使用し、電磁クラッチのＯＮ／ＯＦＦによりクリーニングブラシ９７の駆動回転／従動回転を切り換えた。

〈試験条件〉
２５℃、相対湿度５０％の環境条件の下において、以下の試験条件で、且つ、クリーニングブラシの駆動回転／従動回転の切り換えの有無、クリーニングブラシの押し込み量とニップ幅、従動回転時の電圧印加の有無、クリーニングブラシを強制駆動するまでの感光体駆動時間（クリーニングブラシの回転累積値）を図１３に示す条件に設定し、それぞれ感光体駆動２０時間（回転総数約１２万回）の耐久試験を行った。

・感光体外径：３０ｍｍ
・システム速度：１６０ｍｍ／秒
・印刷速度：２０枚／分
・クリーニングブラシ駆動時の回転方向：カウンタ方向、周速比２
・クリーニングブラシ駆動時の駆動時間：３０秒
・クリーニングブラシ駆動時の印加電圧：ＤＣ電圧５００Ｖ
・クリーニングブラシ従動時の印加電圧：ＤＣ電圧５００Ｖ
・クリーニングブラシの押し込み量ｐとニップ幅ｎ：図１３に示すとおり
・クリーニングブラシ強制駆動するまでの感光体回転数：図１３に示すとおり。

なお、クリーニングブラシの駆動回転／従動回転の切換タイミングは、感光体とクリーニングブラシの回転累積値をシステム速度から感光体駆動時間に換算し、換算した感光体駆動時間に基づいて決定した。即ち感光体の１．７回転が駆動時間１秒に換算される。

クリーニングブラシは、押込み量ｐ＝０．５ｍｍの場合は駆動回転時は６．８回転が駆動時間１秒に換算され、従動回転時は３．４回転が駆動時間１秒に換算される。押込み量ｐ＝２．５ｍｍの場合は駆動回転時は９．３回転が駆動時間１秒に換算され、従動回転時は４．６回転が駆動時間１秒に換算される。

〈評価用画像サンプル〉
耐久試験評価用のサンプル画像は、図９に示すモノクロ画像形成装置に試験用の感光体及びクリーニングブラシを装着し、耐久試験後に画像サンプルをプリントした。設定条件は以下のとおりである。

・システム速度：１６０ｍｍ／秒
・クリーニングブラシ駆動時の回転方向：カウンタ方向、周速比２
・クリーニングブラシ駆動時の印加電圧：ＤＣ電圧５００Ｖ
・針電圧：ＤＣ電圧−２０００Ｖ
・グリッド電圧：ＤＣ電圧−５００Ｖ
・クリーニングブラシの押し込み量ｐとニップ幅ｎ
：０．５ｍｍ（ニップ幅５．６ｍｍ）
・出力画像：２ドット×２ドット モノクロハーフトーン画像。

（３）実験結果の評価
回転ブラシの評価は、以下の３項目で行った。即ち、１．対向する回転部材の摩耗の程度（実験では感光体の表面感光層の膜厚（μｍ）の測定、２．回転ブラシの状態（目視観察）、３．出力画像の状態（目視観察）。そして、上記２．回転ブラシの状態については目視観察により、３．出力画像の状態については評価用画像サンプルと目視観察で比較した。

評価の結果、総合評価としては、
回転ブラシに毛乱れがなく画像ムラのないものを「◎」（優秀）、
回転ブラシに若干の毛乱れがあるものの画像ムラのないもの、または回転ブラシに毛乱れがないが若干の画像ムラのあるものを「○」（良好）、
回転ブラシに若干の毛乱れがあり若干の画像ムラのあるもの、または毛乱れが目立つものの画像ムラのないものを「△」（可）、
画像ムラ（縦すじ）が目立つものを「△△」（不良）、
画像ムラ（縦すじ）が顕著なものを「×」（不可）、
で表示した。そして、画像ムラの目立たない「◎」、「○」、「△」を合格とした。

実験結果の評価結果は、図１２及び図１３に示すとおりである。回転ブラシに対向する回転部材（実験では感光体）の連続回転を行った場合、回転ブラシを第１モードによる駆動回転を行うよりも、第２モードによる従動回転を行うほうが、対向する回転部材の表面の摩耗が抑制され、出力画像の劣化も少なかった。また、押し込み量ｐが０．１ｍｍ≦ｐの範囲から外れる或いはニップ幅ｎが２ｍｍ≦ｎの範囲から外れると、回転ブラシの従動回転が起こりにくく、対向する回転部材との速度差が大きいために、出力画像の評価において対向する回転部材の表面の摩耗が原因と見られる縦すじが多く見られた。

また、押し込み量ｐがｐ≦２ｍｍの範囲から外れる（基準外）、或いはニップ幅ｎがｎ≦１０ｍｍの範囲から外れる（基準外）と、ニップ部及びその近傍での回転ブラシの変形が大きく、ブラシ毛に毛乱れが生じ、出力画像の評価において対向する回転部材の表面への不均一接触が原因と見られる縦すじや画像ムラが多く見られた。

また、回転ブラシが一定回数の第２モードによる従動回転を行う度に、ある程度第１モードによる駆動回転を行うと、ブラシ毛の毛乱れが回復して毛乱れが抑制され、画像ムラの低減効果が見られた。さらに、回転ブラシの従動回転時にブラシに電圧を印加することによっても、ブラシ毛の毛乱れが抑制され、画像ムラの低減効果が見られた。

図１２の実験例１１乃至１６、及び図１３の実験例２１乃至２９の評価結果から、回転ブラシの第２モードによる従動回転数の累積値が２００００回転を越える時点までに、第１モードによる駆動回転を行うと、毛乱れの抑制に適当でることがわかる。より好ましくは、第２モードによる従動回転数の累積値が１５０００回転を越える時点までに、第１モードによる駆動回転を行うとよい。

以上、この発明の実施の形態、及び回転ブラシの実験結果を説明したが、上記実施の形態には以下の発明も含まれる。

（１）請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記回転ブラシが帯電ブラシであることを特徴とする画像形成装置。

（２）請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記回転ブラシがクリーニングブラシであることを特徴とする画像形成装置。

（３）請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記回転部材が像担持体であることを特徴とする画像形成装置。

（４）請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記回転部材が転写体であることを特徴とする画像形成装置。

（５）請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第１モードでは前記回転ブラシの周速度と前記回転部材との周速度との間に差が生じるように回転ブラシと回転部材とを回転することを特徴とする画像形成装置。

（６）請求項５に記載の画像形成装置において、前記回転部材が使用されずに空回転する場合は、前記回転ブラシの駆動を停止する前記第２モードを実行することを特徴とする画像形成装置。

上記（１）の発明によれば、回転ブラシの駆動時には良好に回転部材を帯電させることができ、回転ブラシの駆動停止時には確実に従動回転させることができる。

上記（２）の発明によれば、回転ブラシの駆動時には良好に回転部材の清掃を行うことができ、回転ブラシの駆動停止時には確実に従動回転させることができる。

上記（３）及び（４）の発明によれば、回転部材（像担持体、転写体）の表面の膜削れを抑制することができ、長期間にわたり出力画像の品質を維持することができる。

上記（５）の発明によれば、回転ブラシと回転部材との接触回数を増やすことができ、帯電、清掃効果を高めることができる。

上記（６）の発明によれば、複数現像器を備えた画像形成装置において、その一部のみを使用するとき、空回転する回転部材に対して回転ブラシの駆動を停止するから、回転部材の表面の膜削れを抑制し、装置の寿命を長くすることができる。

この発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に像担持体に電荷を付与する帯電装置、像担持体表面の残留トナーなどを除去するクリーニング装置、その他に使用される回転ブラシに関するもので、像担持体などの回転部材に対する回転ブラシの押し込み量、又は／及び回転ブラシと回転部材との接触部のニップ幅を適切に設定するから、回転部材の摩耗を抑制することができる。また、回転部材との接触部及びその近傍で回転ブラシに対して過度の変形力が作用することを防止でき、回転ブラシのブラシ毛の乱れが生じにくくすることができる。

第１の実施の形態の画像形成装置の構成の概略を説明する図。 ブラシ帯電装置の構成を説明する斜視図。 帯電ブラシの駆動切り換え機構の一例を説明する斜視図。 画像形成装置の制御回路のブロック図。 帯電ブラシの駆動制御を説明するフローチャート。 第２の実施の形態のクリーニング装置の構成を説明する図。 第３の実施の形態のタンデム方式の画像形成装置の構成を説明する図。 第３の実施の形態におけるブラシ帯電装置とクリーニング装置の駆動回転と従動回転の切り換えタイミングを説明するタイミングチャート。 第４の実施の形態のモノクロ方式の画像形成装置の構成を説明する図。 帯電ブラシ及びクリーニングブラシの試験装置を説明する図。 回転ブラシのブラシ毛の特徴を説明する図。 回転ブラシの実験例を説明する図（その１）。 回転ブラシの実験例を説明する図（その２）。

符号の説明

１０ フルカラー画像形成装置
１１ 感光体ドラム
１２ ブラシ帯電装置
１２ａ 帯電ブラシ
１３ レーザ走査光学系
１４ フルカラー現像装置
１５ 一次転写装置
１６ 二次転写装置
１７ 中間転写ベルト
１８ クリーニング装置
１９ 給紙カセット
２０ タイミングローラ
２１ 定着装置
２２ 排紙トレイ
３１、３３ 歯車
３２ 電磁クラッチ
４０ 制御回路
４１ 駆動制御部
６０ クリーニング装置
６１ 被クリーニング部材
６３ ブラシ体
７０ タンデム方式画像形成装置
７１ 転写ベルト
７３Ｙ、７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｋ 画像形成ユニット
７４Ｙ、７４Ｍ、７４Ｃ、７４Ｋ 一次転写装置
７５ 二次転写ローラ
７６ クリーニング装置
７７ 定着装置
８０ モノクロ画像形成装置
８１ 感光体ドラム
８２ 帯電装置
８３ 露光装置
８４ 現像装置
８５ 転写装置
８６ クリーニング装置
９０、９５ 試験装置
９１ 感光体
９２ 現像装置
９３ 帯電ブラシ
９７ クリーニングブラシ

Claims (5)

1. 記録材料がその表面に接触し得る位置に設けられた回転部材と、この回転部材に接触する位置に設けられた回転部材の表面を摺擦する回転ブラシと、回転ブラシを駆動する駆動手段とを備え、
   前記駆動手段は、回転ブラシを駆動回転させる第１モードと、回転ブラシの駆動を停止する第２モードとを有しており、
   前記第２モードにおいては、回転ブラシの回転部材に対する押し込み量ｐを規定する下記の条件式（１）と、回転ブラシと回転部材との接触部のニップ幅ｎを規定する下記の条件式（２）のいずれか一方、又は両方を満し、且つ、回転ブラシは回転部材の回転に従動して回転すること
   ０．１ｍｍ≦ｐ≦２．０ｍｍ・・・・・・（１）
   ２．０ｍｍ≦ｎ≦１０．０ｍｍ・・・・・（２）
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成装置は、前記第２モードにおける回転ブラシの従動回転による回転数の累積値が２００００回転を越えるまでに、前記第１モードによる回転ブラシの回転を少なくとも１回行うこと
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 少なくとも前記第２モードにおいては、前記回転ブラシに所定の電圧が印加されること
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記回転ブラシは、そのブラシ毛が斜毛処理されていること
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 第１の色の現像剤を収容する第１現像器及び該第１現像器により像が形成される第１像担持体と、第２の色の現像剤を収容する第２現像器及び該第２現像器により像が形成される第２像担持体とを含む複数の現像器及び該複数の現像器により像が形成される複数の像担持体の組が直列に配置されたタンデム方式の画像形成装置であって、 記録材料がその表面に接触し得る位置に設けられた回転部材と、この回転部材に接触する位置に設けられた回転部材の表面を摺擦する回転ブラシと、回転ブラシを駆動する駆動手段とを備え、
   前記駆動手段は、回転ブラシを駆動回転させる第１モードと、回転ブラシの駆動を停止する第２モードとを有しており、
   前記第２モードにおいては、回転ブラシの回転部材に対する押し込み量ｐを規定する下記の条件式（１）と、回転ブラシと回転部材との接触部のニップ幅ｎを規定する下記の条件式（２）のいずれか一方、又は両方を満し、且つ、回転ブラシは回転部材の回転に従動して回転すること
   ０．１ｍｍ≦ｐ≦２．０ｍｍ・・・・・・（１）
   ２．０ｍｍ≦ｎ≦１０．０ｍｍ・・・・・（２）
   を特徴とする画像形成装置。

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