JPH0675221B2

JPH0675221B2 - 接触ブラシ帯電装置

Info

Publication number: JPH0675221B2
Application number: JP60230911A
Authority: JP
Inventors: アールエウイングジヨン; エイスウイフトジヨセフ
Original assignee: ゼロツクスコーポレーシヨン
Priority date: 1984-10-29
Filing date: 1985-10-16
Publication date: 1994-09-21
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: DE3578236D1; JPS61109067A; EP0180378A2; EP0180378A3; EP0180378B1

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、接触ブラシによって絶縁層を帯電する装置に
関し、特に、個々のファイバが電気的にショートした
り、あるいは絶縁層の電気特性に破壊的な妨害を及ぼさ
ないようにする接触ブラシ帯電装置に関する。

（発明の背景）現在一般に使われている静電写真複写装置では、光導電
性絶縁部材が負の電位に帯電され、その後複写すべき原
稿の光像に露出される。この露出が露出つまり背景領域
において光導電性絶縁面を放電させ、原稿内に含まれた
像領域と対応した静電潜像を部材上に生成する。次い
で、光導電性絶縁面上の静電潜像が、当該分野でトナー
と呼ばれる現像粉末で潜像を現像することによって可視
化される。現像中、トナー粒子が光導電性絶縁領域上に
おける像領域の帯電パターンに従ってキャリャ粒子によ
り引っ張られ、光導電性領域上に粉末像を形成する。次
いでこの粉末像がコピー用紙等の支持面へ転写され、加
熱又は加圧によってそこに永久的に固定される。トナー
像の支持面への転写後、光導電性絶縁面が放電され、残
留トナーが除去されて、次の像形成サイクルの準備を整
える。

現在使われている上記のような静電写真装置では、光導
電性絶縁層を帯電するのに、各種帯電装置が使用されて
いる。例えば商業的用途では、各種のコロナ発生装置が
使われており、5,000〜8,000Vの高圧がコロトロン装置
に印加されてコロナスプレーを発生し、光受容体の表面
に静電荷を与える。またコロナスプレーは、収集又は中
和化されねばならないオゾンやその他の種を発生する。
あるいは、光導電性絶縁層が、それに接触され且つ帯電
プロセス中に約1,200Vの電位が印加されるブラシ帯電装
置で帯電されることもある。これは一定の電圧帯電プロ
セスを与え、例えば1000Vがブラシに印加されると、絶
縁層は800Vに帯電される。この点は、一定の電流プロセ
スに基き従って光導電性絶縁層上に最終的に形成される
電位が大きく変動するコロナ発生装置と対照的である。
又ブラシ帯電では、コロナが少量であるとしても、コロ
ナ帯電と比ベオゾン発生量が飛躍的に減少する。さらに
ブラシ帯電は光受容体に入る電流について100％の効率
であるのに対し、コロナ帯電は光受容体に入る電流につ
いてわずか約10％の効率である。一般に、接触ブラシ帯
電は通常の動作範囲内において、プロセス速度や光導電
性絶縁層の電気的履歴によって比較的影響されないとい
う利点を持つ。つまり、接触ブラシ帯電装置では、１サ
イクル中において光受容体が帯電され、その後明暗パタ
ーンに露出されることで放電されて異った電位レベルを
生じる場合、次のコピーのための接触ブラシ帯電による
次の帯電に際し、光受容体は初期の一様な電位にのみ再
び帯電される。

接触ブラシ帯電はこれらの利点を与えるが、その一方、
種々のブラシファイバが一般に導電材料から成り、絶縁
面の不完全な領域と接触するとき、これらファイバが絶
縁面の一部でショートし出力コピーに欠損を生じる恐れ
があるという重大な欠点もある。光受容体（光導電性絶
縁層）の商業的製造では、ドラム状であれベルト状であ
れ、層の絶縁耐力が全表面を通じて正確に一様になるよ
うな層全体を形成することは非常に困難である。製造上
の欠点、汚染又はその他完全に理解されてない原因の結
果、光受容体にある程度の欠陥が生じることがしばしば
ある。特に、肉眼に見えたり見えなかったりする比較的
低い絶縁耐力の領域を生じ易い。これらの欠陥は通常光
受容体の層内に位置し、層全体にわたってランダムに分
布されている。かかる光受容体が導電性ファイバを用い
た接触帯電装置を含む商業的な実施例で使われる場合、
ファイバは光受容体に接触し、光受容体の欠陥領域で
は、高い電流密度が流れる径路が光受容体層上の導電性
裏当てに対して電気的ショートを発生する。このショー
トがポリマー材料の局部的な加熱、溶融及び酸化を生
じ、さらに蒸発ポリマーのガスを放出して破壊的な回復
し得ない損傷を引き起す。この結果、光受容体層におけ
るクレータ又は穴という形で、光受容体に機械的な傷が
つく。初めのうちこの傷は目に見えない欠陥だが、次第
に光受容体層における１〜2mmの穴として目に見えるよ
うになってくる。この“ピンホール”は、現像サイクル
中機械的なトナートラップとして作用し、黒い点として
現像されるため、コピー品質の欠陥をもたらす。又この
小さい特定部が光導電性絶縁層として挙動しなくなるた
め、未現像領域として現われることもある。

こうした“ピンホール”効果を示す光受容体は、プレー
ト、ドラム、可撓性ベルト等を含む各種異った形状を持
ち得る。一般的な光受容体は、支持面上に１つ以上の光
導電層を有する。支持基体はそれ自体導電性か又は導電
層によって被覆され、その上に光導電層が覆われてい
る。あるいは、多層の光導電性像形成光受容体として、
少くとも２つの電気的動作層、光子発生又は電荷発生層
及び電荷輸送層で構成してもよく、これら各層は一般に
導電層上に施される。かかる層の更なる詳細について
は、米国特許第4,265,990号を参照されたい。同特許の
全体を参考資料としてこゝに含める。これら各種の全構
造において、幾つかの層は極薄層用の真空蒸着技術によ
って施せる。一部の製造プロセス中、１又は２以上の層
が異物（ダスト）による汚染に露出されたり、その他プ
ロセス上の偏差を蒙ることがある。そして、小さい欠陥
が本発明の関わる“ピンホール”効果を生じる。

（従来技術）導電性で細いカーボンファイバが帯電又は転写装置とし
てブラシの形で使われている代表的な装置は、特願昭53
-102630号及び53-102631号に記載されている。これらの
両出願は、カーボンファイバ又はステンレス鋼ファイバ
等、約10^-5〜10^-3ohms−cmの範囲の比抵抗を有する導電
材料を開示している。

Walkupの米国特許第2,774,921号は、電子写真のため絶
縁像形成面を静電的に帯電するブラシ帯電装置を記載し
ている。Walkupは、高導電性ファイバが絶縁層のホール
又は脆弱点に接触すると、それがショートを生じるこ
と、これは特に電子印刷用の印刷プレートの場合に好ま
しくないことを認識していた。又彼は、柔軟性要素の導
電性があまりに強過ぎないことの他、電流に対する抵抗
も大き過ぎてはならないことを認識しており、そこに記
されており、そこに記された材料は10,000Ω〜100,000M
Ωの範囲の表面抵抗を有する。Walkupは、銅、銀，その
他一般的金属等の材料を除外した。上記米国特許明細書
の３欄,22〜28行目に開示された例は、グリセリンや各
種の塩等吸湿性の塩でメタル化つまり被覆することによ
ってわずかに導電性となる紙，布，数種の植物繊維，ガ
ラス布を含んでいる。

本発明者等は、Walkupによって示唆された材料が全て水
分感知性の材料で、経時的に相対湿度及び温度と共に電
気抵抗が変化するという欠点があることを見い出した。
つまり、Walkupにより適当と記されたいずれの材料も一
定条件下のある特定時点では適切だが、水分の存在に感
知する材料を長く使用していると、その動作に予測でき
ない事態が生じる。言い換えれば、水分含有量が上昇す
ると、比抵抗が減少し、ファイバが導体として作用し光
受容体をショートさせる値にまで下ってしまう。また本
発明者等は、各ファイバの電気比抵抗が比較的狭い限界
内に維持されれば、上記の“ピンホール”効果が避けら
れると共に、必要な帯電に適切な電流が光導電絶縁層に
与えられることを見い出した。

Murray等の米国特許第4,336,565号は、ブラシが導電性
のカーボンファイバフィラメントで構成され、そこに電
位が加えられて、電荷を電気絶縁面上へ接触させるのに
使われるブラシ帯電装置を記載している。

本発明の目的は、絶縁層の欠陥部における電気ショート
回路の形成によって絶縁層内にピンホール欠陥を生じる
ことなく絶縁層を接触帯電する装置を提供することにあ
る。

本発明の別の目的は、帯電装置の比抵抗特性が相対湿度
及び温度の変化に対して実質上安定している帯電装置を
提供することにある。

本発明の別の目的は、柔く、機械的な意味において絶縁
層を破壊しない接触帯電装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、各ファイバがブラシ全体としての
帯電性能に悪影響を及ぼさない帯電装置を提供すること
にある。

本発明の別の目的は、各ファイバ自体が電流を自己制限
する接触ブラシ帯電装置を提供することにある。

課題を解決するための手段かかる目的を達成するため、本発明によれば、絶縁層を
帯電する接触ブラシ帯電装置であって、ブラシ形状に配
置された複数の弾性的に可撓性の細いファイバを備えて
成り、該ファイバがその各先端が絶縁層と接触するよう
に支持手段によって支持されると共に、約10²Ωcmから
約10⁶Ωcmの電気比抵抗を有し、且つその比抵抗が相対
湿度及び温度の変化に対して実質上安定であり、ファイ
バが部分的に炭素化されたポリアクリロニトリルファイ
バであることを特徴とする接触ブラシ帯電装置が提供さ
れる。

（実施例）以下本発明を好ましい実施例について説明する。

まず第１図を参照すると、本発明のコロナ発生装置を含
む自動ゼログラフイック複写機10が一例として示してあ
る。第１図に示した複写機10は、原稿からコピーを作成
するのに使われる各種構成部分を示している。本発明の
装置は自動ゼログラフイック複写機10で使うのに特に適
するが、本装置はその他の静電写真システムを含む広範
囲の処理システムで使うのにも同様に適し、その用途は
図示の特定実施例に必ずしも限定されないことが以下の
説明から明らかであろう。

第１図に示した複写機10はドラム状の像記録部材12を使
用し、その外周が適切な光導電性材料13で被覆されてい
る。ドラム12はシャフト14によって本体フレーム（図示
せず）内に回転自在に軸支され、矢印15の方向に回転し
て、ドラム状の像担持面13を複数のゼログラフイック処
理ステーションへと順次通過させる。適当な駆動手段
（図示せず）が設けられて協働する各種機械部品の運動
を付勢・調整することにより、原入力シーン情報の忠実
な複写が用紙等の最終支持材16上に記録される。

まず、ドラム12が光導電層３を回転移動して接触帯電ブ
ラシ11等の帯電ステーション17に通し、そこで周知の方
法により静電電荷が光導電層13上に一様に置かれ像形成
の準備を整える。その後、ドラム12が露出ステーション
18に移動し、そこで帯電光導電面13が原入力シーン情報
の光像に露出されることにより、光露出領域において電
荷が選択的に消失し、原入力シーンを静電潜像の形で記
録する。露出後、ドラム12は光導電面13上に記録された
静電潜像を現像ステーション19へ回転し、そこで通常の
混合現像剤がドラム12の光導電面13上に施され、潜像を
可視像とする。一般に、適切な現像ステーションは、強
磁性の粗キャリャ粒子とトナー色素粒子を有する磁化可
能な混合現像剤を用いた磁気ブラシ現像系を含む。

最終支持材のシート16は、昇降式スタック支持トレイ20
上に積み重ねられた状態で支持されている。スタックが
その上昇位置にあるとき、シート分離送りベルト21が個
々のシートをそこから整合ピンチロール22へ給送する。
次いでシートは、ドラム上の像と正確に整合された転写
ステーション23に送られる。光導電層13上の現像された
像が転写ステーション23内で最終支持材のシート16と接
触させられ、トナー像が光導電面13から最終支持シート
16の接触面へ転写される。像の転写後、所望により紙、
プラスチック等から成る最終支持材が分離ステーション
へ運ばれ、そこで分離コロトロン27が支持材を一様に帯
電し、それをドラム12から分離させる。

トナー像が最終支持材のシート16上へ転写された後、そ
の上に像を持ったシートが適当な定着器24に送られ、定
着器24が転写粉末像をそこに融着する。定着プロセス
後、シート16はトレイ25等適当な取出装置へと送られ
る。

大部分のトナー粉末が最終支持材16へ転写されるが、ト
ナー粉末像の最終支持材上への転写後、一部の残留トナ
ーがどうしても光導電面13上に残る。そこでトナー像の
最終支持材上への転写後、ドラム上に残っている残留電
荷が本発明による前浄化コロトロン28から発生されるコ
ロナによって減じられる。次いで、トナー像の転写後光
導電面13上に残っている残留トナー粒子は浄化器26によ
って除去される。

一般に、コピーが通常モードと行なわれる場合、複写す
べき原稿は水平で透明な透視プラテン30の上に像を下向
きに置かれ、プラテン30がセルフオック（Selfoc）レン
ズ18としてこゝに示した光学系を通して原稿を伝送す
る。可動プラテンの速度と光導電性ベルトの速度が同期
され、原稿の忠実な複写を考える。

本願の目的として、本発明による装置を実装可能な自動
ゼログラフイック複写機の全般的動作を示すのに、以上
の説明で充分であろう。

第２図には、複数の弾性的に可撓性の細いファイバ31が
支持ロッド32の周囲に巻付けられた接触ブラシ帯電装置
11が示してある。ブラシの長さ方向に沿って一様に分布
された各ブラシは、Ｕ字状の導電性外側シールド34によ
ってロッド上の所定位置に保持され、外側シールド34は
その両端に一対の孔開きタブ36を有し、装置を電気回路
に取付接続する手段を与える。ブラシは固定位置で用い
てもよいし、又は所望なら、それが接触する光導電性絶
縁層の移動方向と交差する方向に振動させてもよい。又
電荷の一様性を保証するため、２以上のブラシを並列配
置して用いてもよい。第２図は平面状のブリストルブラ
シの形で接触帯電ブラシを示しているが、本発明の装置
は第４図に示すようなローラ形状のブラシにも使えるこ
とが理解されよう。ローラ形状の場合、各ファイバは導
電性弾性ベース38上に取付けられるか、あるいは同ベー
ス内に織り込まれるか又は編み込まれ、ベース38は電源
に接続された導電性ローラ40の周囲に巻付けられてい
る。このような回転ブラシは、電荷を最大限一様とす
る。

本発明者等は、約10²〜10⁶Ωcmの直流電気比抵抗を持ち
且つ相対湿度及び温度の変化に対しても比抵抗が実質上
安定しているファイバで接触ブラシ帯電装置を構成すれ
ば、上記したピンホールの欠陥とそれに伴うコピー品質
の欠陥が避けられることを見い出した。比抵抗が10²Ωc
m以下のファイバ材料を使うと、欠陥箇所で消費される
電力量が増大し、ピンホール効果とそれに伴うコピー品
質の欠陥が大きくなる。比抵抗が10⁶Ωcmより大きく、
約1200Vの電圧が印加されると、像形成プロセスで使わ
れる光受容体の適切な帯電を完成するため光受容体に流
れ込む電流が不充分となる。又本発明者等は、上記範囲
内における電気比抵抗と導電度間の好ましいバランスが
約10³〜10⁵Ωcmの狭い比抵抗範囲で得られることも見い
出した。約10⁵Ωcm以下の比抵抗を持つファイバが、比
抵抗の増大という点で最も安定している。尚こゝで、抵
抗性ファイバは全て時が経つにつれ比抵抗がわずかに増
大する傾向を持つ点に留意されたい。10³Ωcm以上の比
抵抗を持つファイバは、より優れた電流サージ制限性能
を有し、従ってピンホールを生じにくい。上記の一般的
及び好適な電気比抵抗を示す材料は従来技術においても
存在するが、それらの材料はほゞ Walkupの特許に記さ
れたような性質を持ち、相対湿度の変化に対して比抵抗
が安定しない。尚、上記の比抵抗が実質上安定という表
現で意味しているのは、比抵抗の変化の大きさが通常の
動作範囲及び経時による温度及び相対湿度の変化に基く
オーダーより小さいということである。つまり我々は、
ほゞ60°Ｆ（15.6℃）〜90°Ｆ（32.2℃）の温度と10〜
80％の相対湿度の範囲における安定性について述べてい
る。また、ステンレス鋼、眞ちゅう及びアルミ化ファイ
バガラス等これまで使われている材料の多くは、硬過ぎ
たり脆過ぎ、光受容体と接触したときそれを損傷させる
等、その他の点で望ましい物理的特徴を持たない。さら
に、必要な特性を持つ一部の材料は従来、ドーピング及
び顔料の添加等複雑な製造技術によって作られており、
これらは全て材料の機械的特性を機械的に劣化させてし
まう。

本発明のファイバは弾性的に可撓性であるから、ブラシ
位置を通過するシートによってファイバが偏向されて
も、シートの後縁がそこを通過した後ファイバは元の位
置へ弾性によって戻る。さらに、長時間圧縮されていて
も、その圧縮が取り除かれれば、ファイバは元の配向に
戻る。光受容体に生じ得るいかなる物理的な劣化も減少
させるため、ファイバは比較的堅くて脆くないことつま
り柔いのが好ましい。一般にファイバは、破断する前に
その初期長さの約1.2％〜３％の引張応力伸張度を有す
る。また、本発明の抵抗性ファイバはほゞ円形断面で、
約５〜50μ，好ましくは約８〜10μの直径を持ち、この
ためファイバは破断又は破損しにくい。

本発明の接触帯電ブラシで使うファイバは、ポリアクリ
ロニトリル（PAN）前駆ファイバの部分的炭素化を生ず
るため、低熱処理温度での処理から得られたカーボンフ
ァイバである。かかるファイバでは、炭素化温度を一定
の制限内に注意深く制御することにより、炭素化カーボ
ンファイバについて正確な電気比抵抗を得られることが
見い出された。この点に関しては、比抵抗と炭素化プロ
セスの処理温度に対するその依存性を示すグラフである
第３図に注目されたい。ポリアクリロニトリル前駆ファ
イバはStackpole社,Celanese社等により、1,000〜180,0
00フィラメントのヤーン束として商業的に製造されてい
る。これらのヤーン束が、約300℃の温度の酸素雰囲気
内でパンファイバを安定化し全酸素（preox−）安定化P
ANを生成する段階と、これに続きもっと高温の不活性
（窒素）雰囲気内で炭素化する段階とを含む２段階プロ
セスにより部分的に炭素化される。こうして得られるフ
ァイバの直流電気比抵抗は、炭素化の温度を選択するこ
とによって制御される。例えば第３図に示すように、約
10²〜10⁶Ωcmの電気比抵抗を持つカーボンファイバは、
炭素化温度を約500℃〜750℃の範囲に制御すれば得られ
る。このようなプロセスを経て得たファイバは温度及び
相対湿度の変化に対して安定しており、電気比抵抗が相
対湿度によって変化しない。この点は、電気比抵抗が相
対湿度によって大きく変化するWalkupの特許に関連して
上記したような材料と鋭い対照を成す。さらに、ファイ
バ本体から浸出して後に光受容体の汚染を生じる恐れの
ある充填剤、可塑剤，ワックス，その他の添加剤を用い
ることなくファイバが製造される。この結果、製造され
るファイバは組成において実質上均質で、非結合種を含
む添加剤が存在しないという意味で比較的純粋である。
また、ファイバ中に残った窒素と酸素は全て、残留ポリ
マー鎖の一部として何らかの形で炭素に結合されるか、
又は相互に結合される。

温度及び相対湿度に対する電気比抵抗の安定した性質
は、カーボンブラックやその他の物理的に１つの形又は
別の形で混合された添加剤を加えて導電度を得るほとん
どのポリマーファイバと比べ対照的である。ポリマーフ
ァイバを使うと、カーボンブラックやその他の添加剤が
最終的に光受容体上に被着されるという事態が一般に生
じる。

本発明によるファイバは極めて密に詰め込み、高いファ
イバ充填密度（単位面積当りのファイバの自由端数）を
与えられる。一般に、本発明の接触ブラシ帯電装置は約
５×10⁴〜４×10⁶ファイバ／平方インチのファイバ充填
密度を有する。これらのファイバは織り合すのに適し、
従って所望なら織物へ織ることもできる。動作時には、
１本１本の各ファイバが光受容体を機械的に侵食した
り、その他の理由で傷つけることなく、帯電エレメント
として機能する。従って、本発明による接触帯電ブラシ
は長い作用寿命を持つ。

本発明の実施に際して使われる好ましいカーボンファイ
バは、celanese社からCELECT675として市販されてい
る。これらのファイバは、一般に文献中で教示されてい
る各種のプロセスを経て作られている。この炭素化ファ
イバを製造するのに使われているプロセスの詳細につい
ては、次の文献を参照されない。「低温におけるポリア
クリロニトリルからのカーボンファイバの製造」， D,E.Cagliostro,Textile Research Journal,1980年10
月,632〜638頁；「電気特性の点から見たポリアクリニ
トリルファイバの炭素化プロセスの解説」,L,Brehmer
等，Plaste und Kautschuk,1980,Vol.27,No.6,309〜313
項；及び「カーボンファイバの電気抵抗」,D.B.Fischba
ck等，ワシントン州，シアトル，ワシントン大学，鉱
山，治金及びセラミック工学科 FB-10,191〜192頁。

第３図は処理温度による比抵抗の変化を、比抵抗の対数
表示対処理温度として表わしている。このグラフから、
比抵抗の正確な制御は炭素化の温度を制御することによ
って得られることが明らかである。また上述したよう
に、本発明の実施に際して使われる好ましいファイバは
安定しており、その比抵抗は相対湿度又は温度によって
変化せず、ファイバ自体は可撓性が高く、直径が細く、
圧縮硬化を実質上生じず、伸張度はわずか1.2〜３％で
ある。

以下の表に、異った直流電気比抵抗を有する幾つかのフ
ァイバについて接触ブラシ帯電性能を示す。各例におい
て、ブラシは約40,000ファイバ／平方インチのファイバ
充填密度を有し、同一の幾何寸法で構成された。導電性
グラフアイトとステンレス鋼製ファイバは、Swift等の
米国特許第4,330,349号のマンドレス巻付法に従って作
られた。つまり、両面裏張り発泡体接着テープがマンド
レル上に置かれ、ファイバをマンドレルの周囲に巻き付
けた後、両面裏張り発泡体接着テープと更に別のファイ
バがその上に交互に巻き付けられ、最終的に４層のファ
イバ巻付層を有するブラシが得られた。次いで、アルミ
製ストリップが外側のテープ上に配置され、ブラシを囲
い込んで積層し、ファイバへの電気接点を与えた。ブラ
シの先端は約0.5インチ（1.27cm）の突出長さとなるよ
うに、断裁カッターで整えられた。その後、ブラシの背
面を導電性の銀ペイントで被覆し、全ファイバへ確実に
電気接点を与えると共に各ファイバをブラシ内にシール
した。

Stackpoleファイバは、40,000ファイバ／インチの４イ
ンチ（10.2cm）幅トウとして供給された。これらのトウ
が両面裏張り発泡体テープを使い手作業で積層された
後、アルミ製ストリップを使って積層体を囲い込み、ブ
ラシの根元つまりハンドルを形成すると共にファイバへ
の電気接点を形成する。トウはアルミ製ストリップから
約１インチ（2.54cm）突出し、典型的に約0.5インチ
（1.27cm）の突出長さを持つように断裁カッターで整え
られた。

次いで、0.5インチ（1.27cm）の自由ファイバ長を持つ
長さ４インチ（約10.2cm）の各ブラシが、米国特許第4,
265,990号に記載されたような光導電面を持った回転ド
ラムの周囲に接着し、光導電面と接触させることによっ
てそれぞれ試験された。ドラムの１回転中、ブラシへの
印加電圧は０から−1500Vへ傾斜変化され、線形に増加
する電荷密度を光受容体上に被着させ、これがドラムの
回転に伴い電位計によって測定された。Ｖ（光受容体）
対Ｖ（印加）ラインの傾斜が帯電能力の大きさとなる。
本発明のブラシの場合、この傾斜は極めて１に近く、す
なわち光受容体の表面電位が速度等その他のプロセス変
量と関わりなく印加電圧に追従し、従って“一定の電圧
帯電”が得られる。カーボンファイバの比抵抗が高過ぎ
ると、帯電曲線の傾斜は１よりはるかに小さくなり、Ｖ
（光受容体）はＶ（印加）より小さく増加する。これ
は、もっと導電性の高いブラシによる場合と同じ結果を
達成するのにＶ（印加）が増加されねばならず、この結
果ブラシ帯電の利点の１つが失われることを意味する。
逆にファイバの導電性が高過ぎると、帯電の進行中にピ
ンホール損傷か光受容体に生じ、かかるピンホールの大
きさと数はファイバの導電度が高くなるほど増大する。
各性能を下記の表に要約する。

上記した従来の導電性グラファイトファイバはHercule
s,Celanes及びUnion Carbideの各社から入手でき、それ
ぞれニュージャージ州、チヤタムのCelanes社製 Celio
n 6000カーボンファイバー；イリノイ州，シカゴの Un
ion Carbide社製Thornel 50及び300（PAN）カーボンフ
ァイバ；デラウェア州，ウィルミントンのHercules社製
MagnamiteAS4 PANベースグラフアイトファイバ。ステ
ンレス鋼ファイバは、ニュヨーク州，ロチェスターSchl
egel社から入手できる。ファイバ１〜６はStackpoleで
作られたPANファイバで、Xerox社用の指示温度で炭素化
されている。

表から明らかなように、導電性ファイバ（従来の導電性
グラフアイト，ステンレス鋼及びPanex 30）ではピンホ
ール効果が認められた。Stackpole No.1,2及び３は絶縁
性が強過ぎて、信頼できる一様な帯電を与えられなかっ
た。

1.8×10³〜4.0×10⁶の比抵抗を示したStackpol No.4,5
及び６は光受容体を帯電し、そのうちNo.5と６のStackp
oleファイバについて許容帯電が得られた。

（発明の効果）このように本発明によれば、商業的に生産可能で光受容
体の表面と適合する長寿命の材料を選択でき、前述した
“ピンホール効果”を生ずることのない接触ブラシ帯電
装置が提供される。またブラシ帯電装置の比抵抗は、炭
素化温度によって制御できる。こうして得られたブラシ
は柔く、機械的な意味において光受容体に破壊を生じな
い。さらに、ショート時における１本のファイバ中の電
流は各ファイバの高比抵抗によりブラシ全体の電圧を減
少させることなく光受容体上でアースされるため、ファ
イバは電流の点で自己制限されており、個々のファイバ
のいずれのショートもブラシの帯電性能に悪影響を及ぼ
さない。しかも本発明による好ましいファイバは、すり
切れ物やくず等どんな物も光受容体上に被着せず、又光
受容体を摩損しない。

こゝで参照した特許及び刊行物は全て、その全体を本明
細書中に参考資料として含める。

以上静電写真複写機で使われる接触ブラシ帯電装置を特
に参照して本発明を詳しく説明したが、ブラシ帯電装置
は多くの異った分野に適用できることが理解されよう。
例えば、静止エリミネータブラシやバイアス及び非バイ
アス光受容体装置としても使える。本発明の精神と範囲
を逸脱することなく、上記の詳細な説明から各種の変更
を行なえることが理解されよう。当業者によって成され
るそのような変更はいずれも特許請求の範囲に記載され
た範囲に含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるブラシ帯電装置を備えた自動静電
写真複写機の概略断面図；第２図は本発明による帯電ブラシの実施例の斜視図；第３図は本発明による好ましいファイバについての処理
温度に対する直流比抵抗を示すグラフ；及び第４図は本発明による帯電ブラシの別の実施例の等尺図
である。 11…接触ブラシ帯電装置， 13…絶縁層， 31…ファイバ， 34…支持手段， 38…導電性スリーブ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁層を帯電する接触ブラシ帯電装置にお
いて、ブラシ形状に配置された複数の弾性的に可撓性の
細いファイバを備えて成り、該ファイバがその各先端が
上記絶縁層と接触するように支持手段によって支持され
ると共に、約10²Ωcmから約10⁶Ωcmの電気比抵抗を有
し、且つその比抵抗が相対湿度及び温度の変化に対して
実質上安定であり、前記ファイバが部分的に炭素化され
たポリアクリロニトリルファイバであることを特徴とす
る接触ブラシ帯電装置。
【請求項２】前記複数のファイバがブラシの長さ方向に
沿って一様な分布で配置されている特許請求の範囲第１
項記載の装置。
【請求項３】前記ファイバが組成において実質上均質で
ある特許請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項４】前記ファイバがほぼ円形の断面で、約５ミ
クロンから約50ミクロンの直径である特許請求の範囲第
１項記載の装置。
【請求項５】前記ファイバがブラシ内に配置され、約５
×10⁴から４×10⁶本／平方インチ（約78本／mm²から620
本／mm²）の密度を有する特許請求の範囲第１項記載の
装置。
【請求項６】前記ファイバが円筒状の導電性スリーブの
周囲に回転ブラシの形状で配置された特許請求の範囲第
１項記載の装置。