图像形成装置的制作方法

228849中，没有关于感光构件的表面层特性和毛刷的刚性特性的描述。感光构件的表面层的磨损的程度取决于感光构件的表面层的硬度、毛刷的刷毛和接触条件而不同。
8.如上所述，近年来，存在感光构件的表面层的硬度增加的趋势。即使在感光构件的表面层硬的情况下，当感光构件的表面层的磨耗量(磨损量)小时，出现感光构件的表面的调色剂熔融。另一方面，当磨耗量(磨损量)大时，感光构件的寿命变短。这是因为，相对于圆周方向的感光构件的表面层上的划痕增加，并且形成了表面粗糙度大的状态，因此出现诸如不适当的清洁之类的不便，或类似情况。


技术实现要素：

9.本发明的主要目的是在实现感光构件的寿命延长的同时，抑制感光构件的表面的调色剂熔融的出现。
10.该目的可以通过根据本发明的图像形成装置来实现。根据本发明的一方面，提供了一种图像形成装置，该图像形成装置包括：可旋转的感光构件；图像形成部分，被配置为在感光构件上形成调色剂图像；清洁设备，被配置为清洁感光构件，其中，清洁设备包括：刮刀，在第一接触部分处与感光构件接触并且被配置为清洁感光构件；可旋转的刷子，在相对于感光构件的旋转方向的第一接触部分的上游的第二接触部分处与感光构件接触，并且被配置为收集残留在感光构件上的调色剂；以及施加部分，被配置为向刷子施加偏压；以及控制器，被配置为控制施加部分，其中，当感光构件的表面的图像形成区域经过第二接触部分时，控制器控制施加部分以便向刷子施加偏压，使得刷子的电位具有与调色剂的正常电荷极性相反的极性，并且当刷子的拉伸强度为a(cn/dtex)、刷子的厚度为b(旦尼尔)、刷子的刷毛密度为c(kf/inch2)、刷子的长度为d(mm)并且感光构件的表面的弹性变形率为e(％)时，以下关系被满足：48(％)≤e≤60(％)且400≤{a
×
b2×
c/d2}≤20408。
11.根据以下参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。
附图说明
12.图1是图像形成装置的示意性截面图。
13.图2是图像形成部分的示意性截面图。
14.图3是fischerscope h100v(由fischer instruments k.制造)的输出图的图表。
15.图4是fischerscope h100v的输出图的示例的图表。
16.图5是实施例1中的清洁设备及其外围的示意性截面图。
17.图6是用于图示调色剂熔融的出现过程的示意图。
18.图7是用于图示调色剂熔融抑制效果的示意图。
19.图8a和图8b包括示出关于实施例1的评估结果的表格。
20.图9是实施例2中的清洁设备及其外围的示意性截面图。
21.图10是示出关于实施例2的评估结果的图表。
具体实施方式
22.下面，将参考附图具体地描述根据本发明的图像形成装置。
23.[实施例1]
[0024]
1.图像形成装置的总体结构和操作
[0025]
图1是实施例1的图像形成装置100的示意性截面图。该实施例的图像形成装置100是串联型的基于四色的全色打印机，其中全色图像能够通过使用电子照相处理形成并且其中采用中间转印类型。
[0026]
图像形成装置100包括用于分别形成黄色(y)、品红色(m)、青色(c)和黑色(k)颜色的四个图像形成部分10y、10m、10c、10k作为多个图像形成部分(站)。这些图像形成部分10y、10m、10c和10k沿着随后描述的中间转印带7的基本上水平形成的图像转印表面的移动方向部署成一直线。关于各个图像形成部分10y、10m、10c和10k中的具有相同或对应功能或构成的元件，在一些示例中通过省略表示相关颜色的元件的参考数字或符号的后缀y、m、c和k来共同地描述这些元件。图2是示出作为代表的单个图像形成部分10的示意性截面图。在该实施例中，图像形成部分10通过包括随后描述的感光鼓1(1y、1m、1c、1k)、充电辊4(4y、4m、4c、4k)、曝光设备3(3y、3m、3c、3k)、显影设备8(8y、8m、8c、8k)、一次转印辊5(5y、5m、5c、5k)、清洁设备6(6y、6m、6c、6k)等来构成。
[0027]
图像形成装置包括可旋转的鼓型(圆柱形)感光构件(电子照相感光构件)的感光鼓1作为用于承载调色剂图像的第一图像承载构件。感光鼓1通过向其传输来自作为驱动源的鼓驱动马达(未示出)的驱动力，在图1中的箭头r1方向(逆时针方向)上以预定的圆周速度(处理速度)旋转(被旋转驱动)。旋转的感光鼓1的表面通过作为充电部件的充电设备2被均匀地充电至预定极性(在该实施例中为负)和预定电位。在充电处理期间，通过充电电源(高压电源)e1向充电设备2施加充电偏压(充电电压)。
[0028]
感光鼓1的充电表面通过作为曝光部件的曝光设备3取决于图像信号而经受扫描曝光，使得在感光鼓1上形成静电潜像(静电图像)。在感光鼓1上形成的静电潜像是通过由作为显影部件的显影设备4供应作为显影剂的调色剂来显影(可视化)的，使得在感光鼓1上形成调色剂图像(显影剂图像)。在该实施例中，在均匀充电处理之后电位的绝对值通过曝光而降低的感光鼓1的曝光部分(图像部分)上，沉积充电至与感光鼓1的电荷极性相同的极性(在该实施例中为负)的调色剂(反转显影类型)。在显影期间，通过显影电源(高压电源)e2向显影设备4的显影套筒41施加预定的显影偏压(显影电压)。在该实施例中，作为显影期间的调色剂的电荷极性的调色剂的正常电荷极性为负(-)极性。
[0029]
作为用于承载调色剂图像的第二图像承载构件的、由环形带构成的作为可旋转的中间转印构件的中间转印带7被设置为与四个感光鼓1y、1m、1c和1k相对。中间转印带7围绕作为多个拉伸辊的驱动辊71、张力辊72和二次转印对置辊73延伸，并以预定张力拉伸。驱动力从作为驱动源的带驱动马达(未示出)传输到中间转印带7，并且驱动辊71被旋转驱动，因此中间转印带7在箭头r2方向(顺时针方向)上以与感光鼓1的圆周速度对应的预定的圆周速度(处理速度)旋转(循环并移动)。在中间转印带7的内周表面侧，分别对应于感光鼓1y、1m、1c和1k设置一次转印辊5y、5m、5c和5k，一次转印辊5y、5m、5c和5k是作为一次转印部件的辊状的一次转印构件(转印设备)。一次转印辊5被压向感光鼓1，并经由中间转印带7与感光鼓1接触，并且形成作为感光鼓1与中间转印带7之间的接触部分的一次转印部分(一次转印辊隙)t1。多个拉伸辊中的除了驱动辊71之外的拉伸辊和各个一次转印辊5随着中间转印带7的旋转而旋转。在感光鼓1上形成的调色剂图像在一次转印辊隙t1中通过一次转印辊5的作用被转印(一次转印)到旋转的中间转印带7上。在一次转印期间，通过一次转印电源
(高压电源)e3向一次转印辊5施加预定的一次转印偏压(一次转印电压)，该一次转印偏压是与调色剂的正常电荷极性相反的极性(在该实施例中为正)的dc电压。例如，在全色图像形成期间，在感光鼓1上形成的黄色、品红色、青色和黑色的调色剂图像在同一图像位置(图像形成区域)中依次叠加地被一次转印到中间转印带7上。
[0030]
在外周表面侧，在与二次转印对置辊73相对的位置，设置作为二次转印部件的辊状的二次转印构件的二次转印辊8。二次转印辊8被压向二次转印对置辊73并经由中间转印带7与二次转印对置辊73接触，并且形成作为中间转印带7与二次转印辊8之间的接触部分的二次转印部分(二次转印辊隙)t2。在二次转印部分t2中，形成在中间转印带7上的调色剂图像通过二次转印辊8的作用被转印(二次转印)到由中间转印带7和二次转印辊8夹持并馈送的记录材料p上。在二次转印期间，通过二次转印电源26向二次转印辊8施加预定的二次转印偏压(二次转印电压)，该二次转印偏压是与调色剂的正常电荷极性相反的极性(在该实施例中为正)的dc电压。二次转印对置辊73电接地(连接到地)。顺便提及，在该实施例中，与二次转印对置辊73对应的辊可以用作二次转印构件，并且可以向该辊施加极性与调色剂的正常电荷极性相同的二次转印电压。在这种情况下，可以仅需要与二次转印辊8对应的辊用作对置电极并且电接地。诸如纸或塑料片材之类的记录材料(转印材料、记录介质、片材)p被容纳在作为记录材料容纳部分的记录材料盒11中。容纳在记录材料盒11中的记录材料p被作为馈送部件的馈送辊12等从盒11中一个接一个地分离并馈送。该记录材料p被作为输送部件的输送辊对13朝向作为输送部件的对齐辊对14输送。然后，记录材料p与中间转印带7上的调色剂图像同步，并被对齐辊对14朝向二次转印部分t2输送。
[0031]
转印有调色剂图像的记录材料p被输送到作为定影部件的定影设备9。定影设备9通过由可旋转的定影构件对夹持和输送携带有未定影调色剂图像的记录材料p来对记录材料p进行加热和加压，将调色剂图像定影(熔融、粘)在记录材料p的表面上。定影有调色剂图像的记录材料p被作为排出部件的排出辊对15排出(输出)到设置在图像形成装置100的装置主组件的外部的排出托盘(未示出)等上。
[0032]
另一方面，在一次转印之后残留在感光鼓1上的诸如调色剂(一次转印残余调色剂)之类的沉积物质被作为清洁部件的清洁设备6从感光鼓1的表面去除并收集。在二次转印之后残留在中间转印带7上的诸如调色剂(二次转印残余调色剂)之类的沉积物质被作为中间转印构件清洁部件的带清洁设备74从中间转印带7的表面去除并收集。
[0033]
相对于感光鼓1的旋转方向，由充电设备2执行充电处理的感光鼓1上的位置是充电位置pa。另外，相对于感光鼓1的旋转方向，感光鼓表面被用由曝光设备3发射的光照射的感光鼓上的位置是曝光位置pb。另外，相对于感光鼓1的旋转方向，由显影设备4供应调色剂的感光鼓1上的位置(与显影套筒41相对的部分)是显影位置pc。另外，相对于感光鼓1的旋转方向，进行调色剂图像到中间转印带7上的一次转印的感光鼓1上的位置(对应于作为与中间转印带7的接触部分的上述一次转印部分t1)是一次转印位置pd。另外，相对于感光鼓1的旋转方向，由随后描述的清洁设备6的毛刷62进行转印残余调色剂的去除的感光鼓1上的位置(与毛刷62的接触部分)是刷子清洁位置pe。另外，相对于感光鼓1的旋转方向，由随后描述的清洁设备6的清洁刮刀61进行转印残余调色剂的去除的感光鼓1上的位置(与清洁刮刀61的接触部分)是刮刀清洁部分pf。相对于感光鼓1的旋转方向，充电位置pa、曝光位置pb、显影位置pc、一次转印位置pd、刷子清洁位置pe和刮刀清洁位置pf是按从充电位置pa观
察时从上游侧朝向下游侧的所指定的顺序设置的。
[0034]
图像形成装置100包括作为用于控制图像形成装置100的控制部件(控制器)的cpu 201。作为用作操作的存储器的存储部件的ram 202和作为存储有由cpu 201执行的程序和各种数据的存储部件的rom203连接到cpu 201。另外，用于处理输入到图像形成装置100的图像形成信息的视频控制器204连接到cpu 201。用于处理图像形成信息的视频控制器204处理从与图像形成装置100连接的诸如个人计算机(pc)或图像读取器之类的外部设备(未示出)输入的图像形成信息。cpu 201基于由视频控制器204处理和生成的图像信息来控制图像形成装置100的各个部分。即，图像形成装置100在记录材料p上形成并输出与输入到cpu 201的图像信息对应的调色剂图像(打印输出)。
[0035]
2.各个部分的详细构成
[0036]
接下来，将描述图像形成装置100的各个部分的详细构成。顺便提及，将在随后具体地描述清洁设备6。
[0037]
《充电设备》
[0038]
在该实施例中，使用电晕充电型的充电设备2作为充电部件。电晕充电型的充电设备2包括放电电极和栅电极，并且高电压被施加到放电电极，使得通过利用放电现象使感光鼓1的表面均匀地充电。在该实施例中，例如，通过充电电源e1，电压被施加到放电电极，使得-1000μa的电流流动，并且-600v的电压被施加到栅电极。由此，旋转的感光鼓1的表面被均匀地充电至约-500v的电荷电位。在该实施例中，感光鼓1的充电电位具有负极性，并且感光鼓1的表面被充电至负极性侧。顺便提及，基于环境、图像形成装置100的状态等，感光鼓1的电荷电位可以与显影偏压的值一致地改变。
[0039]
顺便提及，充电部件不限于电晕充电型的充电设备。例如，作为充电部件，可以使用能够与感光鼓1的表面接触的接触型充电辊。在这种情况下，通过利用在感光鼓1与充电辊之间的小间隙中产生的放电现象对感光鼓1的表面进行充电。另外，在这种情况下，对充电辊的芯金属施加预定条件下的充电偏压。作为该充电偏压，可以使用呈dc成分(dc偏压)和ac成分(ac偏压)的叠加形式的振荡电压。例如，通过将dc偏压设置为-500v并将ac偏压设置为在环境中施加dc电压的情况下不小于放电起始电压的两倍的峰-峰电压值，感光鼓1可以被均匀地充电至约-500v。
[0040]
《曝光设备》
[0041]
在该实施例中，使用激光扫描仪作为曝光设备3。曝光设备3包括半导体激光器，并且基于图像信息使表面被充电设备2均匀充电的感光鼓1经受图像曝光。通过曝光设备3利用激光照射感光鼓表面而形成的感光鼓1的曝光电位为约-200v。
[0042]
顺便提及，在该实施例中，将描述半导体激光器被用作曝光部件的示例，但也可以使用诸如led之类的其它部件。
[0043]
另外，部署能够在曝光之后测量感光鼓1的表面电位的电位测量部件，并且可以使得能够检查电荷电位和曝光电位是否实际变为预定电位。
[0044]
《显影设备》
[0045]
在该实施例中，使用双组分显影剂的反转显影类型的显影设备4被用作显影部件。显影设备4包括显影容器42，在显影容器42中容纳作为显影剂的主要是非磁性调色剂颗粒(调色剂)和磁性载体颗粒(载体)之间的混合物的双组分显影剂。另外，显影设备4包括可旋
转地设置在该显影容器42的开口处的作为显影剂携带构件(显影构件)的显影套筒41。在该实施例中，使用带负电的调色剂(负调色剂)作为调色剂。在该实施例中，显影套筒41相对于旋转轴线方向的长度为325mm。显影套筒41通过固定并部署在显影套筒41内部的磁体(未示出)的作用磁性地保持显影容器42中的显影剂，并将显影剂输送到作为与感光鼓1的间隙部分的显影部分。在该实施例中，通过显影电源e2对显影套筒41施加呈dc成分(dc偏压)和ac成分(ac偏压)的叠加形式的振荡电压作为显影偏压。例如，施加呈vpp中的1600v的ac偏压和-400v的dc偏压的叠加形式的显影偏压。通过该显影偏压，通过静电潜像上的调色剂的沉积进行显影。顺便提及，显影偏压的设定值是示例，并且可以取决于感光鼓1的电荷电位或曝光电位被设置为适当的经调整的值。
[0046]
《中间转印带》
[0047]
在该实施例中，使用环形带状的中间转印带7作为中间转印构件。在该实施例中，中间转印带7包括从背面侧(内周表面侧)朝向正面侧(外周表面侧)以所指定的顺序由树脂层、弹性层和表面层组成的三层。使用诸如聚酰亚胺或聚碳酸酯之类的材料作为构成树脂层的树脂材料。树脂层的厚度可以优选地为70μm以上且100μm以下。另外，使用聚氨酯橡胶或氯丁二烯橡胶之类的材料作为构成弹性层的弹性材料。弹性层的厚度可以优选地为200μm以上且250μm以下。
[0048]
另外，可以优选地使用能够通过减小调色剂在中间转印带7的表面上的沉积力来提高二次转印性能的材料作为构成表面层的材料。例如，使用诸如聚氨酯、聚酯或环氧树脂之类的树脂材料中的一种、或者诸如弹性材料橡胶、弹性体、丁基橡胶等之类的弹性材料中的两种或更多种材料作为基底材料。另外，在该基底材料中，可以分散并使用诸如含氟树脂的颗粒或粉末之类的用于通过减小表面能来增强润滑性能的一种或两种或更多种的材料或者粒径不同的材料。表面层的厚度可以优选地为5μm以上且10μm以下。在该实施例中，添加了诸如炭黑之类的用于调整电阻值的导电剂并因此体积电阻率为1
×
108ω.cm以上且1
×
10
14
ω.cm以下的中间转印带作为中间转印带7。
[0049]
《一次转印辊》
[0050]
在该实施例中，使用作为通过将电阻被调整的聚环氧氯丙烷橡胶弹性层围绕金属轴模制而制备的辊的一次转印辊5作为一次转印部件。一次转印辊5部署在从感光鼓1的旋转中心的位置相对于中间转印带7的表面的移动方向向下游侧偏移约2mm的位置，并以预定的压力被压向感光鼓1。一次转印偏压被施加到一次转印辊5，使得调色剂图像被从感光鼓1转印到中间转印带7上。此时，在某些情况下，在感光鼓1上不仅存在调色剂而且存在少量的载体。如上所述，通过在中间转印带7中设置弹性层，即使当诸如载体之类的高硬度的硬质材料被捕获在一次转印部分t1中时，也可以获得减少在一次转印部分t1中对感光鼓1的损坏的效果。
[0051]
《调色剂》
[0052]
在该实施例中，通过与载体摩擦，调色剂被摩擦充电至负极性。在该实施例中，使用包含铁氧体并且具有约40μm的平均粒径的载体作为载体。另外，在该实施例中，使用通过使主要包括聚酯的树脂黏合剂中的颜料和蜡成分的捏合产物经受粉碎和分类而获得的并具有约6μm的平均粒径的调色剂作为调色剂。另外，在该实施例中，出于电荷控制、赋予流动性、提高转印性能等的目的，在调色剂的表面层上沉积多种外部添加剂成分(外部添加剂)。
在该实施例中，外部添加剂被摩擦充电至作为与调色剂的正常电荷极性相反的极性的正极性。在该实施例中，作为外部添加剂成分，除了二氧化硅和氧化钛之外，还外部地添加一次颗粒的平均粒径为30nm以上且300mm以下、具有立方颗粒形状和长方体颗粒形状中的至少一种、并包括钙钛矿型晶体的无机细颗粒。在该实施例中，外部地添加钛酸锶细粉末作为包括钙钛矿型晶体的无机细颗粒。在外部添加剂成分被添加到调色剂颗粒之前，外部添加剂成分可以优选地以(最终)调色剂颗粒的每100重量份的0.05重量份以上且2.00重量份以下的量被添加到调色剂颗粒中，并且在该实施例中，外部地添加0.5重量份的量的钛酸锶细粉末。用作无机细颗粒的钛酸锶细粉末可以更优选是不经受烧结步骤的颗粒。
[0053]
钛酸锶细粉末包括立方颗粒形状和长方体颗粒形状中的至少一种，并且在通过随后描述的清洁设备6供应到感光鼓1的清洁部分时，起到抛光感光鼓1的表面的作用。无机细颗粒的材料可以是除了钛酸锶细粉末以外的钛酸钡细粉末、钛酸钙细粉末等。
[0054]
钙钛矿型晶体的无机细粉末的一次颗粒的平均粒径为30nm以上且300nm以下，可以优选地为40nm以上且300nm以下，更优选地为40nm以上且250nm以下。当该平均粒径小于30nm时，存在在感光鼓1的清洁部分中由清洁设备6对颗粒的抛光(磨损)效果变得不充分的可能性。另一方面，当平均粒径超过300nm时，存在抛光效果过强并因此在感光鼓1的表面上出现划痕的可能性。
[0055]
另外，钙钛矿型晶体的无机细粉末不总是限于作为一次颗粒存在于调色剂颗粒的表面上的无机细粉末，而是作为聚集体存在。即使在该情况下，当粒径为600nm或更大的聚集体的含量为1个(颗粒)％或更少时，也可以获得良好的结果。
[0056]
在无机细粉末包含超过1个％的量的600mm或更大的颗粒和聚集体的情况下，即使当一次颗粒尺寸小于300nm时，也存在在感光鼓1的表面层上出现划痕的可能性。
[0057]
顺便提及，清洁设备6对感光鼓1的清洁部分包括刮刀清洁位置pf和刷子清洁位置pe，刮刀清洁位置pf是感光鼓1与清洁刮刀61之间的接触部分，刷子清洁位置pe是感光鼓1与毛刷62之间的接触部分。
[0058]
这里，可以通过利用扫描电子显微镜观察存在于调色剂颗粒表面上的无机细颗粒来获取上述无机细颗粒(外部添加剂)的一次颗粒的平均粒径(数量平均粒径)。可以使用超高分辨率场发射扫描电子显微镜(“s-4800”，由日立有限公司制造)作为扫描电子显微镜。顺便提及，预先进行能量色散x射线分析仪(由edax公司制造)的基本分析，然后检查相关颗粒的材料，使得可以执行测量。例如，在最大放大50000倍的放大视场中，随机地测量无机细颗粒的100个一次颗粒的长直径，使得可以获取数量平均粒径。可以取决于无机细颗粒的尺寸适当地调整观察倍率。
[0059]
另外，可以通过利用设置有100μm孔径管的根据小孔电阻方法的精确粒径分布测量设备(由beckman coulter有限公司制造的“multisizer3coulter counter”(注册商标))以及用于测量条件设置和测量数据分析的测量设备包括的专用软件(由beckman coulter有限公司制造的“beckman coulter multisizer 3version 3.51”)来测量调色剂的粒径并且然后通过执行测量数据分析来计算上述调色剂的平均粒径(重量平均粒径)。顺便提及，可以说平均直径约4μm以上且约8μm以下的调色剂是小粒径尺寸调色剂。
[0060]
《感光鼓》
[0061]
在该实施例中，使用感光鼓1作为感光构件，感光鼓1是可负充电的有机光电导体
(opc)并且相对于旋转轴线方向具有360mm的长度和84mm的外径。在该实施例中，感光鼓1通过包括导电基板和感光层而构成，感光层形成在导电基板上并包括主要包括有机光电导体的光电导层。opc通常通过以下方式构成：在作为导电基板的金属基板上以所指定的顺序层压各自由有机材料形成的电荷产生层、电荷传输层和表面保护层。例如，使用上述各层由jp-a2005-43806中公开的材料形成的感光鼓作为该实施例中的感光鼓1。另外，在该实施例中，通过使用例如所提供的电子束照射(“ec150/45/40ma”，由iwasaki electric有限公司制造)来固化最顶层的表面的类型的感光鼓1。
[0062]
感光鼓1(例如，通过上述电子束固化最顶层的表面的类型的感光鼓1)的表面的弹性变形率可以优选地为48％以上且65％以下。另外，该感光鼓1的表面的通用硬度值(hu)可以优选地为150n/mm2以上且220n/mm2以下。在弹性变形率小于上述范围的情况下，或者在通用硬度值(hu)小于上述范围的情况下，容易在感光鼓1的表面等上出现伤痕，使得寿命延长变得困难。另外，在弹性变形率大于上述范围的情况下，或者在通用硬度值(hu)大于上述范围的情况下，感光鼓1的表面的磨损量变得过小，使得容易出现感光鼓1的表面的调色剂熔融。
[0063]
另外，在该实施例中，在图像形成期间，感光鼓1通常由驱动设备(未示出)以400mm/s的处理速度(圆周速度)旋转地驱动。
[0064]
这里，上述感光鼓1的表面的通用硬度值(hu)和弹性变形率是通过在23℃的温度和50％rh的相对湿度的环境中使用微硬度测量设备(“fischerscope h100v”，由fischer instruments k.k.制造)测量(通过进行硬度测试而获得)的值。该fischerscope h100v是压头与测量对象(感光鼓1的外周表面)接触且负载被连续地施加到该压头上并且通过直接读取负载下的压入深度来连续地获取硬度的设备。使用相对面之间的角度为6
°
的维氏四角锥金刚石压头作为压头，并且压头被压靠在感光鼓1的外周表面上。连续施加到压头上的最终负载被设置为6mn，并且保持6mn的最终负载被施加到压头上的状态的时间(保持时间)为0.1秒。另外，测量点的数量为273个点。
[0065]
图3是fischerscope h100v的概略图的概况的图表。此外，图4是示出了当该实施例中的感光鼓1是测量对象时的fischerscopeh100v的输出图的示例的图表。在图3和图4中，纵坐标表示施加到压头上的负载f[mn]，并且横坐标表示压头的压入深度[μm]。图3示出了当通过逐步增加施加到压头上的负载而使负载变为最大(a
→
b)然后使负载逐步减小(b
→
c)时的结果。图4示出了当施加到压头上的负载逐步增加至最终6mn然后负载逐步减小时的结果。
[0066]
另外，通用硬度值(hu)可以从当最终负载6mn被施加到压头上时的上述压入深度通过下面所示的公式获取。顺便提及，在下面所示的公式中，“hu”表示通用硬度值，“ft”表示最终负载，“st”表示当最终负载被施加到压头上时压头被压入的部分的表面积，并且“hf”表示当最终负载被施加到压头上时的压头的压入深度。
[0067]
hu＝ff(n)/sf(mm2)
[0068]
＝6
×
10-3
/{26.43
×
(hf
×
10-3
)2}
[0069]
另外，弹性变形率可以从压头对测量对象(感光鼓1的外周表面)所做的工作负载(能量)来获取，即，从由于压头对测量对象(感光鼓1的外周表面)的负载的增加和减少而导致的能量的变化来获取。具体地，通过将弹性变形工作负载we除以总工作负载wt(we/wt)获
得的值是弹性变形率。顺便提及，总工作负载wt是图3中由a-b-d-a包围的区域的面积，并且弹性变形工作负载we是由c-b-d-c包围的区域的面积。感光鼓1的这些表面层特性可以由在使用初始阶段(在新鲜状态下)的感光鼓1的测量结果来表示。
[0070]
3.清洁设备
[0071]
《清洁设备的总体结构和操作》
[0072]
接下来，将进一步具体描述该实施例中的清洁设备6。图5是该实施例中的清洁设备6及其外围的示意性截面图。
[0073]
清洁设备6包括壳体66。另外，清洁设备6包括作为具有导电性的可旋转的辊状刷的毛刷(导电毛刷辊)62。毛刷62不仅用作用于从感光鼓1刮除调色剂的调色剂刮除部件(清洁构件)，而且还用作用于对感光鼓1的表面进行抛光(研磨)的记录材料抛光部件(抛光构件)。另外，毛刷62构成用于辅助通过随后描述的清洁刮刀61从感光鼓1的表面去除调色剂的辅助清洁部件(辅助清洁构件)。毛刷62由壳体66可旋转地支撑。毛刷62的旋转轴线方向与感光鼓1的旋转轴线方向基本上平行。毛刷62被设置为与感光鼓1的表面接触。在该实施例中，毛刷62被部署为使得感光鼓1的表面中的侵入量为0.7mm。这里，可以由通过从随后描述的刷子纤维的长度中减去随后描述的毛刷62的旋转轴上的基底材料与感光鼓1之间的距离(最短距离)而获得的值表示侵入量。在毛刷62接触感光鼓1的表面层时，驱动力从作为驱动源的驱动马达传输到毛刷62，使得毛刷62在图5中的箭头r3方向(顺时针方向)上以预定的旋转速度(在毛刷纤维没有由于外力而变形的情况下的圆周速度)被旋转驱动。即，毛刷62被旋转驱动，以便在其自身与感光鼓1之间的接触部分中在与感光鼓1相同的方向上移动。顺便提及，驱动力可以从专用驱动源传输到毛刷62，或者也可以被分支然后从诸如用于感光鼓1的驱动源之类的用于其它可旋转的构件的驱动源传输到毛刷62。另外，在该实施例中，毛刷62以比感光鼓1的圆周速度(表面移动速度)快的圆周速度被旋转驱动。在该实施例中，毛刷62以作为感光鼓1的圆周速度的110％的圆周速度被旋转驱动。
[0074]
另外，清洁设备6包括清洁刮刀(弹性清洁刮刀)61，清洁刮刀61是由弹性材料形成的板状(刮刀状)构件。清洁刮刀61不仅用作用于从感光鼓1刮除调色剂的调色剂刮除部件(清洁构件)，而且还用作用于对感光鼓1的表面进行抛光(研磨)的感光构件抛光部件(抛光构件)。清洁刮刀61通过粘合剂接合等固定到由金属板等形成的支撑构件61a，并且该支撑构件61a被固定到壳体66，使得清洁刮刀61由壳体66支撑。清洁刮刀61的纵向方向与感光鼓1的旋转轴线方向基本上平行。清洁刮刀61被设置为在毛刷62与感光鼓1之间的接触部分(刷子清洁位置pe)下游的接触部分(刮刀清洁位置pf)处接触感光鼓1的表面。清洁刮刀61被部署为使得其自由端部分的边缘部分(在感光鼓1侧)以预定压力与感光鼓1接触，该自由端部分是相对于基本上垂直于纵向方向的宽度方向的一个端部。另外，清洁刮刀61在与感光鼓1的旋转方向相反的方向上接触感光鼓1，使得作为其相对于宽度方向的另一端部的固定端部部分设置在相对于感光鼓1的旋转方向的上述自由端部分的上游侧。
[0075]
另外，清洁设备6包括作为具有导电性的可旋转的辊状构件的收集辊63。收集辊63不仅用作用于从毛刷62收集调色剂的收集部件(收集构件)，而且还用作用于向毛刷62施加电压的电压施加部件(电压施加构件、导电构件)。收集辊63由壳体66可旋转地支撑。收集辊63的旋转轴线方向与毛刷62的旋转轴线方向基本上平行。收集辊63被部署为在相对于毛刷62的旋转方向的毛刷62与感光鼓1之间的接触部分下游侧与毛刷62接触。相对于收集辊63
的旋转方向的毛刷62与收集辊63之间的接触部分是收集位置pg。在收集辊63接触毛刷62时，驱动力从作为驱动源的驱动马达传输到收集辊63，使得收集辊63在图5中的箭头r4方向(逆时针方向)上以预定的旋转速度被旋转驱动。即，收集辊63被旋转驱动，以便在其自身与毛刷62之间的接触部分中在与毛刷62相同的方向上移动。顺便提及，驱动力可以从专用驱动源传输到收集辊63，或者也可以被分支然后从诸如用于收集鼓63的驱动源之类的用于其它可旋转的构件的驱动源传输到收集辊63。另外，在该实施例中，收集辊63以比毛刷62的圆周速度快的圆周速度被旋转驱动。在该实施例中，收集辊63以作为毛刷62的圆周速度的105％的圆周速度被旋转驱动。
[0076]
另外，清洁设备6包括刮除器构件64，刮除器构件64是由弹性材料形成的板状(刮刀状)构件。刮除器构件64用作用于去除收集辊63上的调色剂的去除部件(去除构件)。收集辊63由壳体66支撑。顺便提及，与清洁刮刀61类似，刮除器构件64可以经由支撑构件由壳体66支撑。刮除器构件64的纵向方向与收集辊63的旋转轴线方向基本上平行。刮除器构件64被设置为在收集辊63与毛刷62之间的接触部分(收集位置pg)的下游侧与收集辊63的表面接触。相对于收集辊63的旋转方向的收集辊63与刮除器构件64之间的接触部分是去除位置ph。刮除器构件64被部署为使得其自由端部分的边缘部分(在收集辊63侧)以预定压力与感光鼓63接触，该自由端部分是相对于基本上垂直于纵向方向的宽度方向的一个端部。另外，刮除器构件64在与收集辊63的旋转方向相反的方向上与收集辊63接触，使得作为其相对于宽度方向的另一端部的固定端部分设置在相对于收集辊63的旋转方向的上述自由端部分的上游侧。
[0077]
另外，清洁设备6包括作为馈送部件的馈送螺杆65。馈送螺杆65设置在相对于重力的方向的刮除器构件64下方。馈送螺杆65沿着感光鼓1的旋转轴线方向例如从图5中的图上的前侧朝向后侧馈送收集到壳体66中的调色剂。
[0078]
作为构成用于毛刷62的电位切换部件的施加部件的清洁电源e5连接到收集辊63。另外，通过清洁电源e5，可以对收集辊63施加清洁偏压(清洁电压)。可以认为，清洁电源e5也构成清洁设备6。清洁电源e5连接到用于控制偏压施加的定时和要施加的偏压值(电位)的cpu201。在该实施例中，在从感光鼓1的表面去除调色剂期间，作为与调色剂的正常电荷极性相反的正极性(+)的dc电压的清洁偏压通过清洁电源e5施加到收集辊63。在调色剂的去除期间是指在与记录材料p对应地限定的、相对于感光鼓1的表面移动方向的感光鼓1的表面上的图像形成区域(能够形成调色剂图像的区域)经过刷子清洁位置pe的期间。如随后具体描述的，使用诸如导电纤维之类的导电材料作为毛刷62的材料。
[0079]
另外，毛刷62与施加有清洁偏压的收集辊63接触，使得其电位变为绝对值略微小于施加到收集辊63的清洁偏压的电位。因此，毛刷62的电位变为与调色剂的正常电荷极性相反的正极性的电位。由此，通过毛刷62摩擦感光鼓1的表面，不仅机械地而且静电地捕获感光鼓1的表面上的调色剂。为此原因，进一步提高了清洁效率。因此，感光鼓1的表面上的调色剂的至少一部分在到达清洁刮刀61之前被毛刷62收集。
[0080]
在感光鼓1与毛刷62之间的接触部分中从感光鼓1的表面移动到毛刷62的调色剂在毛刷62与收集辊63之间的接触部分中通过毛刷62与收集辊63之间的电位差而移动到收集辊63。即，收集辊63的电位在与正常电荷极性相反的一侧在绝对值方面略微大于毛刷62的电位。由此，由毛刷62收集的调色剂的至少一部分静电地移动到收集辊63。在收集辊63与
刮除器构件64之间的接触部分中通过刮除器构件64从收集辊62的表面刮除在毛刷62与收集辊63之间的接触部分中移动到收集辊63的调色剂。通过刮除器构件64从收集辊63的表面刮除的调色剂因重力而掉落。
[0081]
另外，未被毛刷62收集的感光鼓1的表面上的调色剂被清洁刮刀61从感光鼓1的表面刮除并被收纳在壳体66中。
[0082]
因此收集在壳体66中的调色剂由部署在壳体66的下部部分(底部)处的馈送螺杆65馈送，并被排出到壳体66的外部。
[0083]
然后，该调色剂朝向设置在图像形成装置100的装置主组件等内部的收集容器(未示出)输送。
[0084]
顺便提及，在该实施例中，与在感光鼓1开始旋转之后充电设备2开始驱动(感光鼓1的表面的充电处理)的定时同步地开始向收集辊63施加清洁偏压。
[0085]
《清洁刮刀》
[0086]
在该实施例中，清洁刮刀61由聚氨酯橡胶制成并且相对于纵向方向的长度为340mm，并以预定压力与感光鼓1接触。从清洁性能的观点来看，清洁刮刀61的优选物理性能如下。硬度(irhd)可以优选地在65
°
以上且85
°
以下的范围内。另外，在25℃的环境中的回弹弹性系数可以优选地在15％以上且60％以下的范围内。另外，拉伸测试中的断裂处的伸长率为300％或更小。另外，杨氏模量可以优选地在50kg/cm2以上且200kg/cm2以下的范围内。另外，100％的模量可以优选地在4.0mpa以上且9.0mpa以下的范围内。
[0087]
顺便提及，更优选的是，硬度(irhd)为70
°
以上且80
°
以下，断裂处的伸长率为250％或更小，并且25℃下的回弹弹性系数为15％以上且35％以下。
[0088]
上述物理性能的测量方法如下。通过使用h.w.wallace&有限公司制造的硬度测试仪基于jis k6253测量用于制备出的清洁刮刀61的硬度(irhd)。通过使用拉伸测试机(“unitron ts-3013”，由ueshimaseisakusho有限公司制造)基于jis k6251测量用于制备出的清洁刮刀61的100％模量。另外，通过使用拉伸测试机(“unitron ts-3013”，由ueshima seisakusho有限公司制造)基于jis k6251测量用于制备出的清洁刮刀61的拉伸测试中的断裂处的伸长率。
[0089]
通过使用由ueshima seisakusho有限公司制造的lupke回弹弹性测试仪在25℃的环境中基于jis k6255来测量用于制备出的清洁刮刀61的回弹弹性。另外，通过使用拉伸测试机(“unitron ts-3013”，由ueshima seisakusho有限公司制造)基于jis k 6251来测量用于制备出的清洁刮刀61的杨氏模量。
[0090]
《毛刷》
[0091]
通过在旋转轴上植入纤维来构成作为可旋转的构件的毛刷62。在该实施例中，通过将纤维植入的布材料(基底材料)缠绕在直径12.1mm的金属旋转轴来制备毛刷62。作为示例，毛刷62的纤维(刷子纤维)是通过将厚度为6旦尼尔的丙烯酸丝束以70kf/inch2的刷毛(刷子)密度(每个丝的刷毛密度)植入在基底材料上而制备出的纤维。另外，作为示例，毛刷62的整体的外径(在刷子纤维没有因外力而变形的情况下的外径)为21.4mm。另外，通过从外径减去芯金属的直径(12.1mm)和基底材料的厚度(0.15mm
×
2)而获得的刷纤维的长度为4.5mm。另外，在该实施例中，使用通过将一定量的炭黑分散在纤维的基底材料中来调整纤维的电阻的导电纤维作为刷子纤维。从清洁性能等的观点出发，在23℃的温度和50％rh的
相对湿度的环境中的刷子纤维的丝拉伸强度(在本文中，该拉伸强度被简称为“刷子纤维拉伸强度”)的优选物理性能可以优选地为40cn/dtex以上且80cn/dtex以下。当该刷子纤维拉伸强度小于40cn/dtex时，由于纤维的早期刷毛掉落，存在调色剂不能被毛刷62收集并因此发生不适当的清洁的可能性。此外，当刷子纤维拉伸强度超过80cn/dtex时，感光鼓1的表面关于感光鼓1的圆周方向受损，因此出现图像缺陷。另外，在23℃的温度和50％rh的相对湿度的环境中，毛刷62的电阻可以优选地为10logω以上且12logω以下。当该电阻小于10logω时，存在过量的电流从毛刷62流入感光鼓1中并因此出现由于鼓存储器(电位历史没有被消除反而残留的现象)导致的图像缺陷的可能性。另外，当电阻超过12logω时，存在没有足够的电流流过毛刷62并因此调色剂不能被毛刷62收集的可能性。
[0092]
上述物理性能的测量方法如下。与“用于编织和针织织物的测试方法”(jis l 1096:2010)一致地测量在23℃和50％rh的环境中的刷子纤维的丝拉伸强度。另外，通过使用自制的测量装置(由canon公司制造)按以下方式测量毛刷62的电阻。即，在1mm的侵入深度的条件下，毛刷62与金属辊接触，并且检测当毛刷62在施加400v的电压下旋转时的流过毛刷62的电流，使得测量毛刷62的电阻值。
[0093]
顺便提及，随后将进一步具体地描述能够在实现感光鼓1的寿命延长的同时抑制感光鼓1的表面上的调色剂熔融的出现的毛刷62的条件。
[0094]
《收集辊》
[0095]
在该实施例中，使用由外径为的sus(不锈钢)制成的实心金属辊作为收集辊63。
[0096]
《刮除器构件》
[0097]
作为刮除器构件64的材料，可以举出基于尼龙的片材材料、聚氨酯橡胶刮刀等。在该实施例中，使用与上述清洁刮刀61的材料基本上相同的材料。
[0098]
4.毛刷的刚性特性和感光鼓的表面层特性
[0099]
接下来，将描述毛刷的条件与感光鼓1的表面层之间的关系以及以下构成：在通过抑制感光鼓1的表面上的划痕的出现来实现感光鼓1的寿命延长的同时可以通过适当地磨损感光鼓1的表面来抑制调色剂熔融。
[0100]
《调色剂熔融的出现及其抑制》
[0101]
首先，将描述该实施例中能够施加偏压的毛刷62带来的调色剂熔融抑制效果。图6是用于图示调色剂熔融的出现过程的示意图。图7是用于图示该实施例中能够施加偏压的毛刷62带来的调色剂熔融抑制效果的示意图。
[0102]
如图6中所示，感光鼓1与和感光鼓1接触的清洁刮刀61摩擦(磨损)，由此，清洁刮刀61与感光鼓1之间的接触部分(在本文中，该接触部分也被称为“刮刀辊隙”)附近的温度增加。结果，存在于附近的调色剂熔融并粘在感光鼓1上。调色剂熔融是以这种方式发生的现象。
[0103]
最初，在刮刀辊隙附近，形成调色剂的外部添加剂的沉积物质(在本文中，也称为外部添加剂阻挡层)(图7)，使得抑制了调色剂进入刮刀辊隙中。结果，抑制了调色剂的温度升高，因此没有出现调色剂熔融。
[0104]
然而，近年来取决于质量提高的小尺寸调色剂的流动性高，因此容易使上述外部添加剂阻挡层断开(图6)。另外，通过加速处理速度，由清洁刮刀61产生的摩擦热也容易上
升，使得存在容易出现调色剂熔融的趋势。
[0105]
因此，在该实施例中，如图7中所示，通过在相对于感光鼓1的表面的移动方向的清洁刮刀61的上游部署可施加偏压的毛刷62，在调色剂到达外部添加剂阻挡层之前收集调色剂。结果，稳定地维持了外部添加剂阻挡层，使得抑制了调色剂熔融的出现。在该实施例中，通过对导电的毛刷62施加与调色剂的正常电荷极性相反的极性的+300v的清洁偏压，调色剂被毛刷62收集。因此，通过设置可施加偏压的毛刷62，可以尽可能地抑制调色剂熔融的发生。然而，即使在设置可施加偏压的毛刷62的情况下，在寿命延长的感光鼓1的长期使用中，在出现调色剂熔融的情况下，可以适当地抑制其生长(累积)变得重要。
[0106]
另一方面，常规地，相对于感光鼓的表面的移动方向，毛刷部署在清洁刮刀的上游以便接触感光鼓，并且感光鼓的表面与沉积的物质一起被机械抛光。已经使用了这样的方法。然而，为了提高毛刷的抛光力，当毛刷的刚性增加时，尽管抑制了调色剂熔融，但感光鼓被过度磨损，使得引起诸如寿命缩短之类的问题。
[0107]
因此，通过在施加偏压时增强毛刷62的调色剂收集性能来稳定地维持外部添加剂阻挡层，从而抑制调色剂熔融本身的出现，并且使得能够在不使毛刷62的刚性过高的情况下对感光鼓1的表面进行适当的抛光，使得期望的是，通过抑制感光鼓1的寿命缩短来抑制调色剂熔融的生长。
[0108]
《毛刷的条件与感光鼓的表面层之间的关系》
[0109]
证明了感光鼓1的表面层的磨损量以及调色剂熔融的出现或不出现受到毛刷62的条件影响。
[0110]
首先，感光鼓1的表面层的磨损和感光鼓1的表面上的沉积的物质的抛光取决于毛刷62的规定而改变。因此，制备刷子纤维的拉伸强度、厚度、长度和刷毛密度改变的毛刷62，并检查其与感光鼓1的表面层的磨损的关系。顺便提及，使毛刷62在感光鼓1中的侵入量恒定。
[0111]
这里，可以根据刷子纤维的拉伸强度a[cn/dtex]、刷子纤维的厚度b[旦尼尔]、刷子纤维的刷毛密度c[kf/inch2]和刷子纤维的长度d[mm]来计算刷子刚性指数作为相对于感光鼓1的毛刷62的硬度的指标。该刷子刚性指数[无单位]具体地由以下公式(1)表示。
[0112]
(刷子刚性指数)＝a
×
b2×
c/d2...(1)
[0113]
通过将刷子纤维的强度与刷子纤维的接触面积相乘来计算公式(1)的该刷子刚性指数。关于刷子纤维本身的刚性，能够检查的是，当在改变刷子纤维厚度和刷子纤维长度的同时检查刚性时，随着刷子纤维长度变短和刷子纤维厚度变大，刚性增加。可以说，在上述公式(1)的刷子刚性指数较大的情况下，较硬的毛刷62出现在感光鼓1上，因此感光鼓1的表面层的磨损比变大。另外，在上述公式(1)的刷子刚性指数较大的情况下，可以说感光鼓1的表面上的沉积的物质的去除能力较高。
[0114]
另一方面，另外关于与毛刷62接触的感光鼓1，制备表面层的弹性变形率e和硬度改变的感光鼓1，并且在多个条件下，检查当感光鼓1中的每一个接触毛刷62时的表面层的磨损。结果，证明了弹性变形率与表面层磨损和调色剂熔融在很大程度上相关。
[0115]
可以说，刷子刚性指数(＝a
×
b2×
c/d2)和弹性变形率(＝e)二者都是硬度的指标。为此原因，当该比率落入一定范围内时，可以使在部署具有一定刚性的毛刷62的情况下的感光鼓1的表面层磨损落入适当的范围内。即，可以抑制由于感光鼓1的表面层的磨损量过
小而出现调色剂熔融，并且抑制由于感光鼓1的表面层的磨损量过大而导致感光鼓1的表面被过度磨损，因此抑制感光鼓1的寿命缩短等。
[0116]
《实验例》
[0117]
通过改变刷子刚性指数(＝a
×
b2×
c/d2)、感光鼓1的弹性变形率(＝e)和施加到刷子的电压(刷子施加电压)(清洁偏压)进行以下实验。即，当在高温/高(相对)湿度环境(30℃/80％rh)下在500000张片材上形成图像时，检查诸如感光鼓1的表面磨损和表面粗糙度之类的表面状态以及由于调色剂熔融导致的图像缺陷的出现。顺便提及，在这种情况下，通过使用用于黑色的图像形成部分10k来执行评估。
[0118]
当感光鼓1的表面磨损进行时，形成有图像的片材(纸)上出现黑色条纹。在500000张片材上形成图像期间在片材上出现黑色条纹的情况被评估为“差(x)”，并且没有出现黑色条纹的情况被评估为“良好(o)”。另外，当调色剂熔融进行时，在500000张片材上形成图像期间在片材上的实心黑色图像上出现白色空洞部分(白色空洞)。在500000张片材上形成图像期间在片材上的实心黑色图像上出现尺寸(最大直径)为2mm或更大的白色空洞的情况被评估为“差(x)”，并且没有出现白色空洞的情况被评估为“良好(o)”。
[0119]
在图8a和图8b中示出其结果。作为示例，将描述在使用刷子施加电压＝0v、毛刷62的刷子纤维拉伸强度a＝80cn/dtex、刷子纤维厚度b＝6旦尼尔、刷子纤维刷毛密度c＝75kf/inch2和刷子纤维长度d＝4.5mm时感光鼓1的弹性变形率e被改变为45％、48％、55％、60％和62％这5种的结果(实验编号1至5)。对于具有各个弹性变形率的每个感光鼓在500000张片材上形成图像，然后检查感光鼓1的表面层的磨损和调色剂熔融的出现或不出现。结果，在感光鼓1的弹性变形率为45％的情况下，在超过约480000张片材时出现图像缺陷。这将考虑到因为感光鼓1的刚性小并且感光鼓1的表面层过度磨损。另外，在感光鼓1的弹性变形率为48％或更大的情况下，出现调色剂熔融。这将考虑到因为感光鼓1的刚性大，并且感光鼓1的表面层的抛光(磨损)量变小。
[0120]
接下来，在施加刷子施加电压＝0v的情况下，在通过改变刷子纤维厚度b、刷子纤维刷毛密度c和刷子纤维长度d来改变刷子刚性指数时进行了类似的实验(实验编号6至25)。结果，证明了在刷子施加电压＝0v的情况下，可以通过增加刷子刚性指数来防止出现调色剂熔融，但感光鼓1的表面层磨损出现得早。即，不能够设置能够兼容地抑制由于过度磨损而导致的图像缺陷并抑制调色剂熔融的条件。
[0121]
另一方面，通过对毛刷62施加清洁偏压(在该实施例中，+300v)(实验编号26至41)，变得可以在不增加刷子刚性指数的情况下抑制调色剂熔融(例如，实验编号27至29)。另外，通过对毛刷62施加清洁偏压(在该实施例中，+300v)(实验编号26至41)，刷子刚性指数能够充分地降低，因此，变得可以抑制由于感光鼓1的表面层的过度磨损而导致的图像缺陷的出现。即，变得可以兼容地实现调色剂熔融的抑制和感光鼓1的寿命延长(例如，实验编号27至29)。
[0122]
顺便提及，在实验编号31至34中，在刷子纤维长度d的3.6mm至4.5mm的范围内改变刷子刚性指数。在这些实验中，在刷子纤维长度d的4.2mm至4.5mm范围内获得了良好的结果。另外，在实验编号35至38中，通过将刷子纤维拉伸强度设置为40cn/dtex并通过在6至18旦尼尔的范围内改变毛刷厚度b来改变刷子刚性指数。在这些实验中，在刷子纤维厚度b的6至15旦尼尔的范围内获得良好的结果。另外，在实验编号39至41中，通过将刷子纤维拉伸强
度设置为40cn/dtex并通过在30至75kf/inch2的范围内改变刷子纤维刷毛密度c来改变刷子刚性指数。在这些实验中，在刷子纤维刷毛密度c的30至45kf/inch2的范围内获得良好的结果。顺便提及，在实验编号31至41中，在使得感光鼓1的弹性变形率e为48％并因此感光鼓1相对容易磨损的条件下执行评估。
[0123]
另外，当刷子刚性指数过小时，毛刷62的刷毛掉落并且不能适当地接触感光鼓1，结果，可以理解在调色剂到达清洁刮刀61之前不能收集调色剂。通过本发明人的研究，可以理解当刷子刚性指数为400或更大时可以充分解决这种问题。
[0124]
从图8a和图8b中示出的结果，通过满足以下条件公式:
[0125]
48(％)≤e≤60(％)，以及
[0126]
400≤{a
×
b2×
c/d2}≤20408,
[0127]
可以理解可以获得以下效果。即，在抑制由于感光鼓1的表面层的过度磨损而导致的感光鼓1的寿命缩短的同时，还可以抑制由于感光鼓1的表面层的过度磨损而导致的调色剂熔融的出现。另外，为了实现在抑制感光鼓1的寿命缩短的同时实现抑制调色剂熔融的出现，优选的是，满足400≤{a
×
b2×
c/d2}≤14000，并且更优选的是，满足400≤{a
×
b2×
c/d2}≤10000。
[0128]
因此，在对毛刷62施加清洁偏压的情况下，通过确定感光鼓1的弹性变形率(＝e)和刷子刚性指数(＝a
×
b2×
c/d2)以便满足上述的条件式，可以抑制感光鼓1的寿命缩短和诸如调色剂熔融之类的不便的出现。即，在与感光鼓1的表面硬度相符的适当条件下的毛刷62与感光鼓1接触，由此，可以抑制感光鼓1的表面上的诸如调色剂熔融之类的图像缺陷的出现，而不过度磨损感光鼓1的表面。即，根据该实施例，通过在施加偏压时增强毛刷62的调色剂清洁性能来稳定地维持外部添加剂阻挡层，从而抑制调色剂熔融本身的出现，并且使得能够在不使毛刷62的刚性过大的情况下对感光鼓1的表面进行适当的抛光，使得可以在抑制感光鼓1的寿命缩短的同时抑制调色剂熔融的生长。
[0129]
如上所述，在本实施例中，图像形成装置100包括可旋转的感光构件1、用于对感光构件1的表面进行充电的充电设备2、用于向感光构件1的表面供应调色剂的显影设备4、用于在转印位置pd中将调色剂(图像)从感光构件1的表面转印到转印接收构件7上的转印设备5；以及用于从感光构件1的表面去除调色剂的清洁设备6，并且清洁设备6包括：清洁刮刀61，清洁刮刀61在相对于感光构件1的旋转方向的转印位置pd的下游且充电位置pa的上游的刮刀清洁位置pf中与感光构件1的表面接触；可旋转的辊状刷62，辊状刷62在相对于感光构件1的旋转方向的转印位置pd的下游且刮刀清洁位置pf的上游的刷子清洁位置pe中与感光构件1的表面接触；以及施加部分e5，施加部分e5用于对刷子62施加偏压。另外，在该实施例中，当在23℃的温度和50％rh的湿度的环境中刷子纤维丝拉伸强度为a(cn/dtex)、刷子纤维丝厚度为b(旦尼尔)、每个刷子纤维丝的刷毛密度为c(kf/inch2)且刷子纤维长度为d(mm)并且在23℃的温度和50％rh的湿度的环境中在使用维氏四角锥金刚石压头进行硬度测试的情况下的弹性变形率为e(％)时，图像形成装置100满足：48(％)≤e≤60(％)且400≤{a
×
b2×
c/d2}≤20408。在该实施例中，当感光构件1的表面的图像形成区域经过刷子清洁位置pe时，施加部分e1对刷子62施加偏压，使得刷子62的电位变为与调色剂的正常电荷极性相反的极性。另外，在该实施例中，在23℃的温度和50％rh的湿度的环境中，刷子62的电阻为10logω以上且12logω以下。另外，在该实施例中，清洁设备6包括接触刷子62的导
电构件63和用于从导电构件63去除调色剂的去除构件64，并且施加部分e5经由导电构件63对刷子62施加偏压。另外，在该实施例中，刷子62在与感光构件1的接触部分中在与感光构件1的表面相同的方向上在自身与感光构件1的表面之间具有速度差地旋转。
[0130]
另外，根据该实施例，可以在实现感光鼓1的寿命延长的同时抑制感光鼓1的表面上的调色剂熔融的出现。
[0131]
[实施例2]
[0132]
接下来，将描述本发明的另一实施例。该实施例的图像形成装置100的基本构成和操作与实施例1的图像形成装置100的基本构成和操作相同。因此，在该实施例的图像形成装置100中，关于具有与实施例1的图像形成装置100中的功能和构成相同或对应的功能和构成的元件，添加与实施例1中的参考符号或符号相同的参考符号或符号，并且将省略其详细描述。
[0133]
图9是该实施例中的清洁设备6及其外围的示意性截面图。在实施例1中，图像形成装置100包括作为电荷去除部件的电荷去除设备(预清洁电荷去除设备)16，电荷去除设备16用于在相对于感光鼓1的旋转方向的一次转印部分t1的下游侧且毛刷62的上游侧对感光鼓1进行电荷去除。在该实施例中，电荷去除设备16通过利用光照射感光鼓1的表面来从感光鼓1的表面去除电荷。相对于感光鼓1的旋转方向的由电荷去除设备16去除电荷(感光鼓表面被光照射)的感光鼓1的位置是电荷去除位置pi。即，相对于感光鼓1的旋转方向，电荷去除位置pi设置在一次转印位置pd的下游且刷子清洁位置pe的上游。在该实施例中，电荷去除设备16采用led作为电荷去除光源，但也可以使用诸如半导体激光器之类的其它部件。另外，在该实施例中，电荷去除设备16使用恒定电流控制，并且电流设置为50ma。该电荷去除设备16通过朝向感光鼓1的表面发射光(预清洁曝光)来去除感光鼓1的表面电位。在调色剂被毛刷62静电收集之前，通过电荷去除设备16，感光鼓1的表面电位(至少相对于旋转轴线方向的图像形成区域中的表面电位)被均匀地去除达约-100v至约0v。顺便提及，在该实施例中，与实施例1类似，感光鼓1的电荷电位为约-500v，并且感光鼓1的曝光电位为约-200v。电荷去除是指电荷的至少一部分的去除。
[0134]
这里，在施加到毛刷62的电压具有与调色剂的正常电荷极性相反的极性并且毛刷62与感光鼓1之间的电位差的绝对值优选地为250v或更大的情况下，调色剂被静电收集。另一方面，当毛刷62与感光鼓1之间的电位差的绝对值变为放电起始电压(例如，650v)或更大时，感光鼓1上的调色剂的电荷极性反转(反转极化)，使得调色剂不能从感光鼓1被静电收集到毛刷62。即，毛刷62与感光鼓1之间的电位差的绝对值可以优选地为50v以上，更优选地为250v以上且小于放电起始电压。顺便提及，可以通过以下测量方法测量放电起始电压。在形成实心白色图像期间，在从0v起增加施加到毛刷62的电压的同时测量从毛刷62流向感光鼓1的电流。此时，电流从一定阈值电压起流动。在本文中，10μa或更大的电流开始流动的电压被定义为放电起始电压。
[0135]
在没有设置电荷去除设备16的情况下，毛刷62与感光鼓1之间的电位差在实心黑色图像部分和实心白色图像部分(非图像部分)之间是不同的，使得毛刷62不能收集调色剂，因此在某些情况下出现调色剂熔融。例如，这是因为感光鼓1与毛刷62之间的电位差的绝对值在实心白色图像部分处变为放电起始电压或更大，并且感光鼓1上的调色剂的电荷极性因放电而反转。即，如实施例1中描述的，为了将刷子刚性指数抑制到一定值或更小以
实现感光鼓1的寿命延长，重要的是，可以通过在调色剂到达外部添加剂阻挡层之前通过更适当地收集调色剂来稳定地维持外部添加剂阻挡层，从而抑制调色剂熔融的出现。
[0136]
另一方面，如在该实施例中，通过设置电荷去除设备16，毛刷62与感光鼓1之间的电位差被适当地维持，使得可以通过毛刷62适当地收集调色剂。另外，在该实施例中，可以通过在调色剂到达外部添加剂阻挡层之前通过更适当地收集调色剂来更稳定地维持外部添加剂阻挡层，从而抑制调色剂熔融的出现，并且因此，为了实现感光鼓1的寿命延长，将刷子刚性指数抑制到一定值或更小变得容易。
[0137]
这里，对于没有设置电荷去除设备16的构成和设置电荷去除设备16的构成中的每一个，通过改变施加到刷子的电压(刷子施加电压)进行与实施例1中的实验示例类似的实验。即，当在高温/高湿度环境(30℃/80％rh)下在500000张片材上形成图像时，检查诸如感光鼓1的表面磨损和表面粗糙度之类的表面状态以及由于调色剂熔融而导致的图像缺陷的出现。顺便提及，在该实施例中，通过使用用于黑色的图像形成部分10k来执行评估。另外，评估标准与实施例1中的实验例的评估标准相同。
[0138]
在图10中示出结果。从图10中示出的结果，可以理解，在设置电荷去除设备16的情况下，在感光鼓1的旋转轴线方向上均匀地维持毛刷62与感光鼓1之间的电位差，并且通过在调色剂到达外部添加剂阻挡层之前更适当地收集调色剂来更稳定地维持外部添加剂阻挡层，因此可以抑制调色剂熔融。另外，在设置电荷去除设备16的情况下，与没有设置电荷去除设备16的情况相比，通过适当地设置毛刷62与感光鼓1之间的电位差，可以适当地收集调色剂的刷子施加电压的范围(余裕)变得更宽。
[0139]
如上所述，在该实施例中，图像形成装置100包括用于在相对于感光鼓1的旋转方向的转印位置pd的下游侧且刷子清洁位置pe的上游侧的电荷去除位置pi中从感光鼓1的表面去除电荷的电荷去除设备16。在该实施例中，电荷去除设备16通过利用光照射感光鼓1的表面来去除感光鼓1的表面的电荷。另外，在该实施例中，当感光鼓1的表面的图像形成区域经过刷子清洁位置pe时，施加部分e5对刷子62施加偏压，使得刷子62的电位变为与调色剂的正常电荷极性相反的极性，并且在电荷去除位置pi中去除电荷的感光鼓1的表面与刷子62之间的电位差的绝对值变得小于放电起始电压。
[0140]
另外，根据该实施例，可以在实现感光鼓1的寿命延长的同时抑制感光鼓1的表面上的调色剂熔融的出现。
[0141]
[其他实施例]
[0142]
如上所述，本发明是基于具体实施例描述的，但不限于上述实施例。
[0143]
例如，在上述实施例中，可旋转的辊状刷被旋转驱动以便在与感光构件的接触部分中在与感光构件相同的方向上移动，但本发明不限于此。
[0144]
例如，也可以采用以下构成：可旋转的辊状刷被旋转驱动以便在与感光构件的接触部分中在与感光鼓1的旋转方向相反的方向上移动，并与感光构件具有速度差地旋转。类似地，在上述实施例中，收集构件(导电构件)被旋转驱动以便在与刷子的接触部分中在与刷子相同的方向上移动，但也可以被旋转驱动以便在与刷子的旋转方向相反的方向上移动。
[0145]
另外，在实施例2中，使用作为电荷去除部件的通过光去除电荷的构成，但本发明不限于此。例如，也可以采用通过利用充电器的ac放电或通过使电荷逸出到与感光构件接
触的导电构件中来去除电荷的构成。
[0146]
另外，在上述实施例中，图像形成装置是采用中间转印型的图像形成装置，但本发明也适用于直接转印型的图像形成装置。如本领域的普通技术人员所知的，代替上述实施例中的中间转印构件，采用直接转印型的串联型图像形成装置包括由环形带等构成的记录材料携带构件。另外，类似于在中间转印型的图像形成装置中的一次转印，形成在图像形成部分的感光构件上的调色剂图像被直接转印到由记录材料携带构件携带和输送的记录材料上。另外，在这样的图像形成装置中，通过按照上述实施例应用本发明，可以获得与上述实施例的效果类似的效果。
[0147]
此外，在上述实施例中，图像形成部分的数量为四个，但本发明不限于此。本发明还适用于包括五个或更多个(例如，六个)图像形成部分的图像形成装置。另外，在上述实施例中，图像形成装置具有y、m、c和k四种颜色的调色剂的构成，但本发明不限于这样的实施例。除了y、m、c和k之外或者代替y、m、c和k中的任一个，图像形成装置还可以具有可以使用透明调色剂、金属色调色剂等的构成。
[0148]
另外，在上述实施例中，图像形成装置是包括多个图像形成部分的彩色图像形成装置，但本发明也适用于例如仅包括一个图像形成部分的单色(单个颜色)图像形成装置。
[0149]
根据本发明，在实现感光构件的寿命延长的同时，可以抑制感光构件的表面上的调色剂熔融的出现。
[0150]
虽然已参考示例性实施例描述了本发明，但要理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。随附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释，以包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。