JPH04275573A

JPH04275573A - ブラシ帯電装置

Info

Publication number: JPH04275573A
Application number: JP3749791A
Authority: JP
Inventors: Masami Asano; 雅己浅野; Shuji Iino; 修司飯野; Akihito Ikegawa; 池側　彰仁; Mochikiyo Osawa; 大澤　以清
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1991-03-04
Filing date: 1991-03-04
Publication date: 1992-10-01

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】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンタ等の画
像形成装置における静電潜像担持体表面を帯電させるブ
ラシ帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ等の画像形成装置では
、感光体ドラム等の静電潜像担持体を帯電装置により帯
電させ、その帯電域に画像露光して静電潜像を形成し、
該潜像を現像して可視像とし、これを転写材へ転写し、
定着させる。前記帯電装置としては種々のタイプのもの
が知られているが、大別するとコロナ放電を利用したコ
ロナ帯電装置と、帯電ブラシや帯電ローラ或いは回転駆
動される帯電用の無端ベルトを静電潜像担持体表面に接
触させる接触式帯電装置に分けられる。

【０００３】コロナ放電を利用した帯電装置は安定した
帯電を行えるという利点を有するが、多量のオゾン発生
を伴い、これが静電潜像担持体の劣化を招いたり、人体
に悪影響を及ぼすという問題があることから、オゾン発
生量がコロナ帯電装置に比べて著しく少ない接触式帯電
装置が注目されている。中でもブラシ帯電装置、特に表
面が移動する静電潜像担持体の該表面に接触してそれを
帯電させる固定型の帯電ブラシを有するブラシ帯電装置
は比較的構造簡単なものとして注目されている。

【０００４】その構造は一般的には、図１１に示すよう
に、多数の帯電ブラシ毛Ｆを植設した基布Ａをアルミニ
ウム等製のバックプレートＰに接着剤等にて固定したも
ので、ブラシＢが静電潜像担持体ＰＣの移動表面Ｓに接
触する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ブ
ラシ帯電装置には次の問題がある。すなわち、帯電ブラ
シＢは、理想的には端部Ｂ１、Ｂ２が図１１に示すよう
に揃っているべきであるが、実際には図１２に示すよう
に、それら部分がばらけ易く、例えばブラシの上流側端
部Ｂ１では、あるもの（ａ）は図中Ｘ方向上流側へ出っ
張るようにばらけ、あるもの（ｂ）はそれより下流側へ
ばらけ、側端部Ｂ２においてはブラシ内部から外部へ図
中Ｙ方向にばらける。

【０００６】このような帯電ブラシのばらけは、特に長
期の使用によるブラシ毛のグルーピングにより起こり易
い。グルーピング発生の一つの原因としては、トナー成
分、紙粉、定着器からの油状成分等がブラシの毛に付着
し、ブラシ毛同士が接着することが考えられる。通常、
ブラシ毛は複数本の毛を束としたパイル単位で植毛され
ているため、そのパイル単位の束にグルーピングし易い
と考えられる。また、長期にわたりブラシ毛に与えられ
る熱や圧力或いは振動等により、ブラシ毛の変形が起こ
り、これによってグルーピングする等も考えられる。

【０００７】このように帯電ブラシＢのばらけが生じる
と、前記出っ張り部分（ａ）においてパッシエン則に従
い優先的に放電が開始し、その影響でその周囲のへこん
だ部分（ｂ）に対応する位置もある程度帯電してしまう
ため、へこんだ部分（ｂ）において放電閾値電圧に達す
ることができず、放電が起こらなくなり、その結果、静
電潜像担持体幅方向Ｙに帯電むらが発生し、この帯電パ
ターンに起因して最終的に得られる画像に濃淡のハケ筋
状のノイズが発生する。

【０００８】なお、特開昭６１−１０５５６６号公報は
、帯電ブラシの倒れ込みを防止する手段として帯電ブラ
シの静電潜像担持体表面移動方向における下流側端部を
支える支持板を教えているが、この支持板はブラシと接
触する面に何らかの表面処理を施してあるわけではなく
、これによっても該面に接するブラシの図１２中Ｙ方向
のばらけを防止することはできない。

【０００９】そこで本発明は、表面が移動する静電潜像
担持体の該表面に接触してそれを帯電させる固定型の帯
電ブラシを備えたブラシ帯電装置であって、前記帯電ブ
ラシのばらけをできるだけ防止してそれだけハケ筋状の
画像ノイズの発生を抑えることができるブラシ帯電装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的に従い
、表面が移動する静電潜像担持体の該表面に接触してそ
れを帯電させる固定型の帯電ブラシを備えたブラシ帯電
装置において、前記帯電ブラシの端部を支える支持部材
を設け、ブラシと接触する前記支持部材の内面には、前
記帯電ブラシ端部のばらけを防止する凹凸を設けたこと
を特徴とするブラシ帯電装置を提供するものである。

【００１１】前記支持部材が設けられるブラシ端部は、
帯電ブラシの上流側、下流側、両側の端部のうち少なく
とも一つである。前記支持部材内面の凹凸の程度は、ブ
ラシ毛のばらけを防止できる程度のものであればよいが
、通常採用されるブラシ毛を考慮すると、ＪＩＳ−Ｂ−
０６０１−１９７０の規格に基づく最大表面粗さＲｍａ
ｘで２〜４０μｍ程度が好ましい。また、凹凸は散点状
に形成されていても、ブラシ毛の本来の方向に沿う多数
の凹凸ラインからなっていてもよく、その状態は特に限
定されない。

【００１２】

【作用】本発明ブラシ帯電装置によると、支持部材を設
けてある帯電ブラシ端部では、各ブラシ毛先端が揃えら
れ、また、その支持部材の内面には凹凸を付してあるの
で、各ブラシ毛が装置振動等によりずれてグルーピング
することが防止され、静電潜像担持体表面はそれだけむ
らの無い均一な状態で帯電される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。以下に説明する実施例はいずれも図１に概略構成
を示すプリンタに組み込んで使用されるものである。ま
ず、図１に示すプリンタについて説明する。図１に示す
プリンタは中央部に静電潜像担持体である感光体ドラム
１を備えており、このドラムは図示しない駆動手段によ
り矢印ＣＷ方向に回転駆動される。ドラム１の周囲には
ブラシ帯電装置２、現像装置３、転写チャージャ４、ク
リーニング装置５及びイレーサ６が順次配置してある。帯電装置２は本発明に係る帯電装置である。

【００１４】感光体ドラム１の上方には光学系７が配置
してあり、この光学系はハウジング７１の中に半導体レ
ーザ発生装置、ポリゴンミラー、トロイダルレンズ、ハ
ーフミラー、球面ミラー、折り返しミラー、反射ミラー
等を配置したもので、ハウジング７１の床部に露光スリ
ットが形成してあり、ここから帯電装置２と現像装置３
の間を通して感光体ドラム１に画像露光できるものであ
る。

【００１５】感光体ドラム１の図中右側にはタイミング
ローラ対８１、中間ローラ対８２及び給紙カセット８３
が順次配置してあり、給紙カセット８３には給紙ローラ
８４が臨んでいる。また、感光体ドラム１の図中左側に
は定着ローラ対９１、排紙ローラ対９２が順次配置して
あり、排紙ローラ対９２には排紙トレイ９３が臨んでい
る。

【００１６】このプリンタによると、感光体ドラム１表
面が帯電装置２により所定電位に帯電され、該帯電域に
光学系７から画像露光されて静電潜像が形成される。か
くして形成された静電潜像は現像装置３により現像され
てトナー像となり、転写チャージャ４に臨む転写領域へ
移行する。一方、給紙カセット８３から給紙ローラ８４
により転写紙（本例では幅２１０ｍｍ、長さ２９８ｍｍ
で長手方向に送られる。）が引き出され、中間ローラ対
８２を経てタイミングローラ対８１に至り、ここでドラ
ム１上のトナー像と同期をとって転写領域へ送り込まれ
る。かくして転写領域において転写チャージャ４の作用
でドラム１上のトナー像が転写紙上に転写され、該転写
紙は定着ローラ対９１へ至り、ここでトナー像を定着さ
れたのち排紙ローラ対９２により排紙トレイ９３へ排出
される。

【００１７】トナー像が転写紙に転写されたのち、感光
体ドラム１上に残留するトナーはクリーニング装置５に
よって清掃され、残留電荷はイレーサ６により消去され
る。なお、前記プリンタのシステム速度（感光体ドラム
１の周速）は３．５ｃｍ／ｓｅｃであり、現像装置３は
一成分現像剤を用いる接触式現像装置であり、反転現像
を行う。

【００１８】前記感光体ドラム１は本例では下記の如く
して製作したもので、長波長光に対し感度を有する負帯
電用の機能分離型有機感光体である。まず、τ型無金属
フタロシアニン１重量部、ポリビニルブチラール樹脂（
アセチル化度３モル％以下、ブチル化度７０モル％、重
合度１０００）２重量部、及びテトラヒドロフラン１０
０重量部をボールミルポットに入れて２４時間分散し、
感光塗液を得た。これを外径３０ｍｍ、長さ２４０ｍｍ
の円筒型アルミニウム基体全面にディッピング法を用い
て塗布した後、乾燥し、厚さ０．４μｍの電荷発生層を
形成した。

【００１９】次いで、この電荷発生層上に構造式

【００
２０】

【化１】

【００２１】で示されるヒドラゾン化合物８重量部、オ
レンジ色素（Ｓｕｍｉｐｌａｓｔ　Ｏｒａｎｇｅ　１２
；住友化学株式会社製）０．１重量部、ポリカーボネイ
ト樹脂（パンライトＬ−１２５０；帝人化成株式会社製
）１０重量部をテトラヒドロフラン１８０重量部からな
る溶媒中に溶解させた塗液を、ディッピング法を用いて
塗布した後、乾燥して、厚さ１８μｍの電荷輸送層を形
成し、感光体ドラム１を作製した。

【００２２】ここでτ型無金属フタロシアニンは、Ｃｕ
Ｋα１　／Ｎｉの１．５４１Å波長のＸ線を使用した際
、ブラッグ角度（２θ±０．２度）が７．６、９．２、
１６．８、１７．４、２０．４及び２０．９に強いピー
クを示すＸ線回析図形を有するものである。特に、赤外
線吸収スペクトルが７００〜７６０ｃｍ−１の間に７５
１±２ｃｍ−１が最も強い４本の吸収帯を、１３２０〜
１３４０ｃｍ−１の間に２本のほぼ同じ強さの吸収帯を
、３２８８±３ｃｍ−１に特徴的な吸収を有するもので
ある。

【００２３】なお、本発明帯電装置を適用可能な静電潜
像担持体は、前記のものに限定されない。レーザ光学系
、ＬＥＤアレイ等の長波長光源を用いた作像システムに
おいては前記の如き長波長感度を有する感光体を使用す
ればよいし、液晶シャッターアレイ、ＰＬＺＴシャッタ
ーアレイ等により、可視光を光源とした作像システム、
或いは通常のアナログＰＰＣで用いられるレンズ、ミラ
ー光学系による可視光作像システムにおいては、比視域
に感度を有する感光体を使用すればよい。

【００２４】構成的にも何ら限定を受けるものではなく
、前記機能分離型の感光体であってもよいし、単層構成
の感光体であってもよい。また、電荷発生材料、電荷輸
送材料等も公知の材料を全て使用することができる。すなわち、酸化亜鉛、硫化カドミウム、セレン合金、ア
モルファスシリコン等の無機材料、或いはフタロシアニ
ン、アゾ化合物等を電荷発生材料として、ヒドラゾン、
スチリル化合物等を電荷輸送材料として用いる有機材料
も使用することができる。

【００２５】また、感光体の最表面には表面保護層を設
けてもよく、そのような材料としては、紫外線硬化性樹
脂、常温硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等の樹脂、また、そ
の樹脂中に抵抗調整材料を分散せしめた樹脂、さらには
、金属酸化物、金属硫化物等を真空中で蒸着法、イオン
プレーティング法等にて薄膜化した材料、そして、炭化
水素系ガスをプラズマ重合したアモルファスカーボン膜
等々を用いることができる。

【００２６】基板材料も導電性を有するものであれば特
に限定は受けず、また、形状も作像システムに応じて、
ドラム状、平板状であってもベルト状であってもよい。また、用いる光源がコヒーレント光であるような場合に
は、この基板を粗面化したり、黒色化して、いわゆる干
渉パターンの発生を防止するようにしてもよい。

【００２７】本例では、前記現像装置３において使用す
るトナーは負帯電型で、ビスフエノールＡ型ポリエステ
ル樹脂１００重量部と、カーボンブラックＭＡ＃８（三
菱化成工業株式会社製）５重量部と、ボントロンＳ−３
４（オリエント化学工業株式会社製）３重量部と、ビス
コールＴＳ−２００（三洋化成工業株式会社製）２．５
重量部とからなる組成物を、公知の方法によって混練、
粉砕、分級し平均粒径が１０μｍで、粒径７〜１３μｍ
の範囲に８０重量％が分布するトナー粒子を製造し、こ
のトナー粒子に、流動化剤として疏水性シリカ（タルコ
社製、タノラックス５００）を０．７５重量％添加し、
ホモジナイザーにより混合攪拌したものである。

【００２８】このようなトナーを前記現像装置３に収納
し、現像を行うようにした。次に前記プリンタにおける
ブラシ帯電装置２について説明する。本発明に係る帯電
装置２は、例えば図２に示すように、その帯電ブラシ２
０を帯状のパイル布にて構成することができる。該パイ
ル布は例えば基布２２に３〜１０デニールの導電性繊維
よりなるブラシ毛２１を織りみ、さらに基布部分の裏面
を導電性接着剤によりコーティングして得ることができ
る。

【００２９】また、ブラシ毛は例えば５０〜１００本を
束にして図３に示すように基布２２の経糸２２ａにＶ字
形に、もしくは図４に示すようにＷ字形に織り込むこと
ができる。ブラシ２０は前記接着剤によりバックプレー
トに固定される。ブラシ毛の材料は、適度な導電性を有
するものであればよく、特に限定は受けない。

【００３０】そのような導電性材料として、タングステ
ン、ステンレス、金、白金、鉄、銅、アルミニウム等の
金属線を挙げることができる。また、導電性樹脂材料と
して、レーヨン、ナイロン、アセテート、銅アンモニア
、ビニリデン、ビニロン、フッ化エチレン、プロミック
ス、ベンゾエート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリ
エチレン、ポリ塩化ビニル、ポリクラール、ポリノジッ
ク、ポリプロピレン等の繊維中に、カーボンブラック、
炭素繊維、金属粉、金属ウィスカー、金属酸化物、半導
体材料等の抵抗調整剤を分散せしめたものを用いること
ができる。この場合、その分散量により適宜所望の抵抗
値を得ることができる。また、抵抗調整剤を繊維の内部
に分散させるのではなく、繊維表面に被覆してもよい。

【００３１】次に本発明に係る前記帯電装置２の具体例
を比較例とともに順次説明するが、その前に帯電装置２
による感光体ドラム表面上の帯電のむらに基づくハケ筋
状の画像ノイズの評価の方法について説明しておく。画
像ノイズの評価は次のように行う。前記プリンタを使用
し、帯電装置２による帯電後、主走査方向に２ドットオ
ン（点灯）、２ドットオフ（消灯）の繰り返しパターン
を光学系７からのレーザにより書き込み、副走査方向に
も同様の２ドットオン（点灯）、２ドットオフ（消灯）
の書き込みパターンとなるようにレーザ点灯タイミング
を調整する。この後、反転現像、転写、定着プロセスを
経て図５に示すようなプリント画像を得る。

【００３２】このプリント画像上の２ドット×２ドット
からなる微小な黒ベタパターンの主走査方向の最大幅を
ＷＭ　とする。主走査方向に連続した３０個の微小な黒
ベタパターンのＷＭ　の標準偏差をσとし、このσによ
って次のようなハケ筋状画像ノイズのランク付けを行う
。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　標準偏差σ
　　　　　　　　　　　　　　評価記号　　　　　　　
　　　　　　　　　　　０μｍ≦σ＜１０μｍ　　　　
　　　　　　Ａ　　　　　　　　　　　　　　　　１０
μｍ≦σ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｂ
標準偏差σの大きい場合は主走査方向の微小黒ベタの幅
が主走査方向でばらついていることを意味している。こ
こでＡランクのものは画像上ハケ筋状のノイズが認識さ
れない良好な状態を示している。

【００３３】次に実施例及び比較例を順次説明する。実施例１ブラシ毛材料として、導電性カーボン粉末を全重量に対
して１２ｗｔ％含有した電気抵抗率約１×１０５　Ω・
ｃｍの６デニールのレーヨン繊維を採用した。図６及び
図７に示すように、この繊維２１を厚さ０．５ｍｍの基
布２２に図４に示すようにＷ織りを用いて織り込み、感
光体ドラム幅方向の長さＬ＝２３０ｍｍ、幅Ｗ＝９ｍｍ
、高さｈ１＝７ｍｍ、中央部の繊維密度１５０００本／
ｃｍ２　の帯電ブラシ２０を形成し、基布２２の裏面に
導電性接着剤をコーティングし、該接着剤にて基布２２
を厚さｔ＝１ｍｍのアルミニウム製バックプレート２３
に固定した。

【００３４】また、感光体ドラム１の表面移動方向にお
けるバックプレート２３の上流側の端２３１、下流側の
端２３２のそれぞれに該プレートに対し直角な上流側支
持板２４及び下流側支持板２５を立設した。これら各支
持板もアルミニウム製で、厚さは１ｍｍ、感光体ドラム
軸線方向の長さはバックプレート２３の長さと同じであ
る。

【００３５】上流側及び下流側の支持板２４、２５は同
じ高さであり、その自由端からのブラシ毛２１の突出量
ｈ２は１ｍｍである。なお、以下に説明する実施例及び
比較例においても、支持板の厚さは１ｍｍであり、支持
板自由端からのブラシ毛の突出量ｈ２は同様に１ｍｍで
ある。また、各支持板２４、２５の内面にはサンドブラ
スト加工にて凹凸を設けた。図８はサンドブラスト加工
された該内面の凹凸状態を示す一部拡大図である。該内
面の最大表面粗さＲｍａｘは２．０μｍである。なお、
この表面粗さは東京精密社製の表面粗さ計（サーフコム
５５０Ａ）により「ＪＩＳ−Ｂ−０６０１−１９７０」
に基づく最大高さ（Ｒｍａｘ）を測定して得た。以下の
説明における表面粗さの測定もこれと同様である。

【００３６】なお、支持板は本例のようなアルミニウム
に限らず、鉄、ニッケル、りん青銅等の金属で構成して
もよい。また、この場合、支持板内面に凹凸を設けるた
めに、本例のサンドブラスト処理以外に、バイト処理、
エッチング処理、エンボス加工などの処理を採用できる
。実施例２図９に示すように、実施例１における下流側支持板２５
を除去し、上流側支持板２４内面の最大表面粗さを４０
μｍとしたものである。

【００３７】実施例３実施例１における支持板２４、２５の各内面の最大表面
粗さを１０μｍとしたものである。実施例４実施例１の支持板２４、２５の各内面の最大表面粗さを
４０μｍとしたものである。

【００３８】実施例５図１０に示すように、実施例１の上流側及び下流側の支
持板２４、２５に代えて内面がエンボス加工された厚さ
０．３ｍｍのポリエチレンフィルム２６、２７を設けた
ものである。各支持板内面の最大表面粗さは２．０μｍ
である。このように支持板は樹脂で構成してもよく、ポ
リエチレンの他、ポリエステル、ポリカーボネイト等で
構成してもよい。また、この場合、内面に凹凸を設ける
ためには、実施例１で説明したような各表面処理を採用
できるが、本例のようにエンボス加工によると均一な凹
凸を樹脂表面に形成しやすい。

【００３９】実施例６実施例５において各支持板内面の粗さを２０μｍとした
ものである。実施例７実施例５において各支持板内面の粗さを４０μｍとした
ものである。比較例１実施例１において上流側及び下流側の支持板２４、２５
の内面を最大表面粗さ０．０２μｍの実質上平滑面とし
たものである。

【００４０】比較例２実施例２において上流側の支持板２４の内面を最大表面
粗さ０．０２μｍの実質上平滑面したものである。比較例３実施例５において上流側及び下流側の支持板２６、２７
の各内面を最大表面粗さ０．０１μｍの実質上平滑面と
したものである。

【００４１】以上説明した実施例１〜７及び比較例１〜
３のそれぞれを図１に示すプリンタに組み込み、アルミ
ニウム製バックプレート２３を介して−１．１ＫＶ程度
の直流電圧を印加し、感光体ドラム１表面を平均−７５
０Ｖ程度に帯電した。そして現像バイアス−３００Ｖの
もとでプリントアウトを行い、プリント初期及び５００
０枚後のそれぞれにつき画像ノイズ（ハケ筋状ノイズ）
を前述の手法で評価したところ、表１に示す結果を得た
。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１から分かるように、実施例１〜７では
、プリント初期は勿論のこと、たとえ５０００枚プリン
ト後においても、比較例１〜３と比べてハケ筋状画像ノ
イズが改善されている。これは、実施例１〜７では上流
側支持板が設けてあり、且つ、その内面に凹凸を付して
あることにより、感光体ドラム表面移動方向における帯
電ブラシ２０の上流側端部が支え揃えられ、そのばらけ
がドラム表面移動方向にも、それを横切る方向にも防止
されていることによると考えられる。

【００４４】なお、帯電ブラシの静電潜像担持体表面の
移動方向を横切る方向における両側端部を支え揃えてそ
のばらけを防止する側端支持部材を設けることも考えら
れるが、その場合、該支持部材の内面にも前記と同様な
ブラシのばらけ乃至グルーピング防止用の凹凸を付して
もよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、表
面が移動する静電潜像担持体の該表面に接触してそれを
帯電させる固定型の帯電ブラシを備えたブラシ帯電装置
であって、帯電ブラシの端部のばらけを防止して静電潜
像担持体表面をそれだけむら無く均一に帯電させ、ハケ
筋状の画像ノイズの発生を抑制することができるものを
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る帯電装置を組み込み使用するプリ
ンタの一例の概略断面図である。

【図２】帯電装置における帯電ブラシの代表的な例の斜
視図である。

【図３】ブラシ毛の基布への植設状態の例を示す説明図
である。

【図４】ブラシ毛の基布への植設状態の他の例を示す説
明図である。

【図５】画像ノイズ評価を行うためのプリント画像例の
図である。

【図６】一実施例の斜視図である。

【図７】図６に示す実施例の側面図である。

【図８】図６に示す実施例中の支持板内面の凹凸状態を
示す一部拡大図である。

【図９】他の実施例の側面図である。

【図１０】さらに他の実施例の側面図である。

【図１１】従来例の説明図である。

【図１２】図１１の従来例におけるブラシのばらけ説明
図である。

【符号の説明】

１　　感光体ドラム２　　ブラシ帯電装置２０　　帯電ブラシ２１　　ブラシ毛２２　　基布２３　　バックプレート２４　　上流側支持板２５　　下流側支持板２６　　上流側支持板２７　　下流側支持板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　表面が移動する静電潜像担持体の該表
面に接触してそれを帯電させる固定型の帯電ブラシを備
えたブラシ帯電装置において、前記帯電ブラシの端部を
支える支持部材を設け、ブラシと接触する前記支持部材
内面には、前記帯電ブラシ端部のばらけを防止する凹凸
を設けたことを特徴とするブラシ帯電装置。