JPH04219768A - 導電ブラシ帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（目次） 産業上の利用分野 従来の技術（図７） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１） 作用 実施例 （ａ）一実施例の説明（図２乃至図６）（ｂ）他の実施
例の説明 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置等の像形
成装置における像形成媒体の帯電に用いる導電ブラシ帯
電装置に関する。

【０００３】電子写真装置、静電記録装置等の像形成装
置において、像形成媒体の画像形成のために、一様な帯
電を行う帯電装置が利用されている。

【０００４】このような帯電装置として、コロナ帯電装
置が用いられているが、コロナ帯電装置は、コロナ放電
のために数キロボルトの高電圧が必要であり、装置の原
価高を招くとともに、放電によって発生するオゾンが装
置構成部品に損傷を与え、特に像形成媒体の寿命を短く
するという欠点があった。更に、オゾンは装置を使用す
る者に不快感を与え、濃度が高くなると人体に有害であ
るという欠点もあった。

【０００５】このため、導電ブラシを用いる導電ブラシ
帯電法が提案されており、この方法は、電圧を印加した
導電ブラシを像形成媒体に接触して、帯電を行うもので
あり、電圧も５００Ｖ〜１．５　ＫＶと低く、オゾンの
発生もない。

【０００６】この導電ブラシ帯電装置では、環境変化に
対して、安定な帯電がてきることが求められている。

【０００７】

【従来の技術】図７は従来技術の説明図である。

【０００８】図７に示すように、導電ブラシ帯電装置は
、導電性繊維２１を導電性基板２２に導電性接着剤で張
りつけた導電ブラシ帯電器２を、絶縁性樹脂からなる支
持体３に取り付け、支持体３をフレーム６に取り付ける
。そして、この導電ブラシ帯電器２を感光ドラム等の像
形成媒体１に接触し、導電ブラシ帯電器２に電圧を印加
して、帯電を行うものである。

【０００９】この導電ブラシ帯電装置は、周囲の温度、
湿度等の環境により帯電電位が変化する。この帯電電位
の変動の原因が、導電ブラシを構成する繊維２１の抵抗
値の変動にあるとして、導電ブラシ繊維２１に撥水処理
を施し湿度による抵抗の変動を無くす方法（特開昭５６
−１４７１５９号公報等）、或いは導電ブラシ繊維２１
に吸湿性の少ない人工繊維を用いる方法（特開昭５７−
４６２６５号公報等）等が提案されているが、導電ブラ
シ繊維２１の抵抗値の安定化だけでは、電位変動は無く
ならない。

【００１０】このため、本出願人は、特開平１−３０９
０７６号公報により、電源に定電流電源を用いる導電ブ
ラシ帯電装置を提案した。

【００１１】この提案は、図７に示すように、基準電流
を発生する基準電流信号回路７５と、導電ブラシ帯電器
２に流れる電流を検出する電流検出回路７２と、基準電
流と検出電流とを比較し、差信号を出力する比較回路７
４と、比較回路７４の差信号が零となるように高圧電源
回路７１を制御する制御回路７３とを含む定電流電源７
を用い、導電ブラシ帯電器２に流れる電流ｉを一定に制
御し、環境変動があっても、電流ｉを一定にして、導電
ブラシ帯電器２から一定の電荷を供給しようとするもの
である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、導電ブラシ
帯電器２は、フレーム６に固定する必要があり、絶縁性
支持体３を介しフレーム６に固定している。

【００１３】このため、導電ブラシ帯電器２に流れ込ん
だ電流ｉは、像形成媒体１に流れ込む電流ｉｄと、絶縁
性支持体３の表面を流れてフレーム６にリークするリー
ク電流ｉｌに別れる。

【００１４】像形成媒体１の帯電電位を決定しているの
は電流ｉｄであり、ｉｄ＝ｉ−ｉｌであるから、リーク
電流ｉｌが変化すると、帯電電位が変動する。リーク電
流ｉｌは、絶縁性支持体３の表面抵抗により決まり、表
面抵抗は環境、特に湿度により影響を受けて変化する。

【００１５】このため、従来技術では、環境変化による
リーク電流ｉｌの変化によって、帯電電位が変動すると
いう問題があった。

【００１６】従って、本発明は、環境変化によりリーク
電流が変化しても、像形成媒体に流れ込む電流を一定に
し、帯電電位を一定にすることができる導電ブラシ帯電
装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
ある。

【００１８】本発明の請求項１は、導電性繊維をブラシ
状に形成してなる導電ブラシ帯電器２を、絶縁性支持体
３を介しフレーム６に取り付け、定電流電源７から該導
電ブラシ帯電器２に定電流を印加して、像形成媒体１に
帯電を行う導電ブラシ帯電装置において、該フレーム６
と該絶縁性支持体３との間に、ガード電極４と、絶縁材
５を設け、該定電流電源７の高圧電源回路７１の出力端
子を該導電ブラシ帯電器２に接続し、該定電流電源７の
電流検出回路７２の出力端子に該ガード電極４を接続し
たことを特徴とする。

【００１９】本発明の請求項２は、請求項１において、
前記定電流電源７と、前記導電ブラシ帯電器２と前記ガ
ード電極４との接続に、同軸線７６を用いることを特徴
とする。

【００２０】本発明の請求項３は、請求項１において、
前記導電ブラシ帯電器２と、前記絶縁性支持体３と、前
記ガード電極４とを一体に構成し、前記絶縁材５に着脱
可能に構成したことを特徴とする。

【００２１】本発明の請求項４は、請求項３において、
前記フレーム６にコネクタ９を設け、前記一体構成した
導電ブラシ帯電器２とガード電極４との端部を、前記コ
ネクタ９に接続し、前記高圧電源回路７１の出力端子を
前記導電ブラシ帯電器２に接続し、前記電流検出回路７
２の出力端子に前記ガード電極４を接続したことを特徴
とする。

【００２２】

【作用】本発明の請求項１では、フレーム６と絶縁性支
持体３との間に、ガード電極４と、絶縁材５を設け、絶
縁性支持体３の表面をリークする電流ｉｌをガード電極
４で収集し、定電流電源７の電流検出回路７２を通さず
に高圧電源回路７１に帰してやる。

【００２３】このような構成をとることによって、電流
検出回路７２では、像形成媒体１への流れ込み電流ｉｄ
が検出され、電流ｉｄが基準電流値になるように高圧電
源回路７１が制御される。

【００２４】このため、環境変化により変動するリーク
電流ｉｌに無関係に像形成媒体１への流れ込み電流ｉｄ
を一定に保つことができ、安定な帯電が可能となる。

【００２５】本発明の請求項２では、定電流電源７と、
導電ブラシ帯電器２とガード電極４との接続に、同軸線
７６を用いているので、接続線からフレーム等にリーク
する電流も防ぐことができ、一層像形成媒体１への流れ
込み電流ｉｄを一定に保つことができる。

【００２６】本発明の請求項３では、導電ブラシ帯電器
２と、絶縁性支持体３と、ガード電極４とを一体に構成
し、絶縁材５に着脱可能に構成しているので、導電ブラ
シ帯電器２の交換が容易となり、導電ブラシ帯電器２の
汚れ、磨耗等の対応が容易にできる。

【００２７】本発明の請求項４では、フレーム６にコネ
クタ９を設け、前記一体構成した導電ブラシ帯電器２と
ガード電極４との端部を、コネクタ９に接続し、高圧電
源回路７１の出力端子を導電ブラシ帯電器２に接続し、
電流検出回路７２の出力端子にガード電極４を接続して
いるので、交換の際の着脱動作で、定電流電源７との接
続が可能となる。

【００２８】

【実施例】（ａ）一実施例の説明 図２は本発明の一実施例導電ブラシ帯電装置の斜視図、
図３は本発明の一実施例導電ブラシ帯電装置の断面図、
図４は本発明の一実施例導電ブラシ帯電装置の側面図で
ある。

【００２９】図中、図１及び図７で示したものと同一の
ものは、同一の記号で示してある。

【００３０】図２に示すように、感光ドラム１に接触す
る導電ブラシ帯電器２は、絶縁性支持体３、ガード電極
４、絶縁材５を介しフレーム６に取り付けられる。

【００３１】図３に示すように、導電ブラシ帯電器２は
、絶縁性支持体３とガード電極４とともにネジ４２で固
定されており、ガード電極４とネジ４２は絶縁ブッシュ
４１で絶縁されている。一方、絶縁材５は、ガイド溝５
２を有し、装置のフレーム６にネジ５１で固定されてい
る。

【００３２】これら導電ブラシ帯電器２と絶縁性支持体
３とガード電極４とを一体化した帯電ユニットは、ガー
ド電極４の両端が絶縁材５のガイド溝５２に挿入されて
おり、装置から着脱可能な構造となっている。

【００３３】図４に示すように、帯電ユニット２０の端
部には、接続端子３０が設けられ、接続端子３０は、導
電ブラシ帯電器２にネジ止めされた中心導体３１と、ガ
ード電極４に接続された外部電極３２からなっている。

【００３４】一方、フレーム６には、コネクタ部９が設
けられ、コネクタ部９は、中心導体３１に接触するバネ
９１と、外部電極３２に接触する電極９２からなってお
り、それぞれ同軸線７６の芯線（高圧電源回路７１）、
シールド線（電流検出回路７２の出力端子）に接続され
る。

【００３５】このため、帯電ユニット２０の着脱動作に
より、帯電ユニット２０の接続端子３０がコネクタ部９
に挿入され、電気的に接続される。

【００３６】図５は本発明の一実施例定電流電源の回路
図である。

【００３７】高圧電源回路７１は、トランスＴと、整流
回路を構成する整流ダイオードＤとコンデンサＣと抵抗
Ｒ１とからなり、出力端子ＨＶは導電ブラシ帯電器２の
導電性基板２２に、補助端子Ｇはガード電極４に接続さ
れる。

【００３８】電流検出回路７２は、導電ブラシ帯電器２
に流れる電流ｉｄを電圧値として検出するための検出抵
抗Ｒ２と、この検出電圧を増幅するアンプＡＭＰ１とを
有する。

【００３９】基準電流信号回路７５は、可変抵抗Ｒ５と
、抵抗Ｒ６とを有し、可変抵抗Ｒ５を調整して、基準電
流に対応する基準電圧を発生する。

【００４０】比較回路７４は、抵抗Ｒ３、Ｒ４とオペア
ンプＯＰとを有し、基準電流信号回路７５からの基準電
圧と電流検出回路７２の検出電圧との差をＲ４／Ｒ３倍
して、制御回路７３に出力する。

【００４１】制御回路７３は、比較回路７４の差信号を
増幅するアンプＡＭＰ２と、アンプＡＭＰ２の出力に応
じた発振出力を高圧電源回路７１のトランスＴに発する
発信回路Ｑとを有している。

【００４２】この動作を説明すると、導電ブラシ帯電器
２に流れる電流は、電流検出回路７２の検出抵抗Ｒ２に
より電圧値として検出され、アンプＡＭＰ１で増幅され
、比較回路７４の抵抗Ｒ３を介しオペアンプＯＰの反転
入力端子に入力される。基準電流信号回路７５の基準電
圧は、比較回路７４のオペアンプＯＰの非反転入力端子
に入力され、電流検出回路７２の検出電圧と比較され、
その差がＲ４／Ｒ３倍されて、オペアンプＯＰから出力
される。

【００４３】この信号は、アンプＡＭＰ２により増幅さ
れた後、制御回路７３の発振回路Ｑに入力し、高圧電源
回路７１の高圧トランスＴの一次側に発振出力を与え、
高圧トランスＴの二次側にアンプＡＭＰ２の大きさに応
じた高電圧を発生する。高圧トランスＴの二次側出力は
、ダイオードＤ、コンデンサＣ、抵抗Ｒ１により整流さ
れ、直流に変換されて導電ブラシ帯電器２に印加される
。

【００４４】導電ブラシ帯電器２から絶縁性支持体３の
表面をリークした電流ｉｌは、ガード電極４で収集され
、補助電極Ｇに戻ってくる。

【００４５】このため、導電ブラシ帯電器２に流れる電
流ｉｄが、基準電流信号回路７５の抵抗Ｒ５とＲ６によ
って定められた電流値に等しくなるように制御されるた
め、常に一定の電流が導電ブラシ帯電器２に流される。

【００４６】また、図１に示したように、高圧電源回路
７１と、導電ブラシ帯電器２とガード電極４とを同軸線
７６により接続すれば、接続線からフレーム等にリーク
する電流も防ぐことができ、更に導電ブラシ帯電器２に
流れる電流を安定にすることができ、帯電電位を安定化
できる。

【００４７】図６は本発明の効果を説明するための電流
値−帯電電圧特性図である。

【００４８】図６において、横軸は導電ブラシ帯電器２
から流れ込んだ電流値、縦軸は感光体の帯電電位である
。

【００４９】図６において、黒丸の常温常湿（２５度５
０％）時の特性に比し、ガード電極を設けていない従来
の導電ブラシ帯電装置では、高温高湿（３５度８０％）
では、絶縁性支持体３の表面に水分が付着して表面抵抗
が下がり、電流の一部がリークし、三角印のように、電
流値が低下し、感光体の帯電電位を低下させる。更に、
絶縁性支持体３がトナーやほこり等により汚れてくると
、表面抵抗の低下が一層大きくなり、ばつ印のように、
更に表面電位が低下してしまう。

【００５０】これに対し、本発明によれば、絶縁性支持
体３の表面をリークした電流は、ガード電極４よりキャ
ンセルされてしまうので、丸印のように、高温高湿でも
、常温常湿時と変わらず、環境に影響を受けない安定し
た帯電が可能になる。

【００５１】（ｂ）他の実施例の説明 上述の実施例の他に、本発明は、次のような変形が可能
である。

【００５２】■像形成媒体を感光体で説明したが、誘電
体等他の像形成媒体適用しても良い。

【００５３】■フレームを装置フレームとして説明した
が、サブフレームであってもよい。

【００５４】以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果を奏する。

【００５６】■ガード電極を設け、リーク電流を収集し
て、定電流電源にフィードバックしてキャンセルするの
で、導電ブラシ帯電器から像形成媒体に流れ込む電流を
一定に保つことができ、環境変化に対して一定の帯電電
位を保つことができる。

【００５７】■ガード電極を設け、定電流電源に接続す
るだけで済むため、簡易に且つ容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の一実施例導電ブラシ帯電装置の斜視図
である。

【図３】本発明の一実施例導電ブラシ帯電装置の断面図
である。

【図４】本発明の一実施例導電ブラシ帯電装置の側面図
である。

【図５】本発明の一実施例定電流電源の回路図である。

【図６】本発明の一実施例電流値−帯電電位特性図であ
る。

【図７】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１　　像形成媒体 ２　　導電ブラシ帯電器 ３　　絶縁性支持体 ４　　ガード電極 ５　　絶縁材 ６　　フレーム ７　　定電流電源 ９　　コネクタ ７１　　高圧電源回路 ７２　　電流検出回路 ７６　　同軸線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　導電性繊維をブラシ状に形成してなる
   導電ブラシ帯電器（２）を、絶縁性支持体（３）を介し
   フレーム（６）に取り付け、定電流電源（７）から該導
   電ブラシ帯電器（２）に定電流を印加して、像形成媒体
   （１）に帯電を行う導電ブラシ帯電装置において、該フ
   レーム（６）と該絶縁性支持体（３）との間に、ガード
   電極（４）と、絶縁材（５）を設け、該定電流電源（７
   ）の高圧電源回路（７１）の出力端子を該導電ブラシ帯
   電器（２）に接続し、該定電流電源（７）の電流検出回
   路（７２）の出力端子に該ガード電極（４）を接続した
   ことを特徴とする導電ブラシ帯電装置。
2. 【請求項２】　　前記定電流電源（７）と、前記導電ブ
   ラシ帯電器（２）と前記ガード電極（４）との接続に、
   同軸線（７６）を用いることを特徴とする請求項１の導
   電ブラシ帯電装置。
3. 【請求項３】　　前記導電ブラシ帯電器（２）と、前記
   絶縁性支持体（３）と、前記ガード電極（４）とを一体
   に構成し、前記絶縁材（５）に着脱可能に構成したこと
   を特徴とする請求項１の導電ブラシ帯電装置。
4. 【請求項４】　　前記フレーム（６）にコネクタ（９）
   を設け、前記一体構成した導電ブラシ帯電器（２）とガ
   ード電極（４）との端部を、前記コネクタ（９）に接続
   し、前記高圧電源回路（７１）の出力端子を前記導電ブ
   ラシ帯電器（２）に接続し、前記電流検出回路（７２）
   の出力端子に前記ガード電極（４）を接続したことを特
   徴とする請求項３の導電ブラシ帯電装置。