(57)【要約】      （修正有）【課題】感光体を均一に帯電させる帯電装置を提供する。【解決手段】帯電装置１４は感光体ドラムを帯電させる帯電ブラシ２０を備え、帯電ブラシ２０は軸心Ｒ２を中心に回転するシャフト３０に静電植毛される長さの異なる複数種類のパイル３１を備え、パイル３１は複数の第１パイル３２と、複数の第２パイル３３と、主要パイル３４と、を含み、複数の第１パイル３２はシャフト３０の回転方向上流側に傾斜して延びる第１斜毛３２ｂを含み、複数の第２パイル３３はシャフト３０の法線に沿って延びる第２直立毛３３ａを含み、軸心Ｒ２から第１斜毛３２ｂの先端までの距離をＡとし、軸心Ｒ２から第２直立毛３３ａの先端までの距離をＢとし、軸心Ｒ２から法線に沿って延びる主要パイル３４の先端までの距離をＣとした場合に、帯電ブラシ２０の最大食い込み量は、（Ｂ−Ｃ）以上、且つ（Ｂ−Ａ）以下の範囲に設定されている。【選択図】図５
2018004863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する感光体に摺接し、前記感光体を帯電させる帯電ブラシを備え、
前記帯電ブラシは、
軸心を中心に回転可能に設けられるシャフトと、
前記シャフトの表面に静電植毛される長さの異なる複数種類のパイルと、を備え、
前記パイルの長さは、第１の長さ以上、且つ前記第１の長さよりも長い第２の長さ以下の範囲に設定され、
前記複数種類のパイルは、少なくとも、前記第１の長さを有する複数の第１パイルと、前記第２の長さを有する複数の第２パイルと、を含み、
前記複数の第１パイルは、
前記シャフトの前記表面における法線に沿って延びる第１直立毛と、
前記シャフトの前記法線に対し、前記シャフトの回転方向上流側に傾斜して延びる第１斜毛と、を含み、
前記複数の第２パイルは、
前記シャフトの前記法線に沿って延びる第２直立毛と、
前記シャフトの前記法線に対し、前記シャフトの回転方向上流側に傾斜して延びる第２斜毛と、を含み、
前記シャフトの前記軸心から前記第１斜毛の先端までの距離をＡとし、前記シャフトの前記軸心から前記第２直立毛の先端までの距離をＢとした場合に、前記感光体に対する前記帯電ブラシの最大食い込み量は、０以上、且つ（Ｂ−Ａ）以下の範囲に設定されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
回転する感光体に摺接し、前記感光体を帯電させる帯電ブラシを備え、
前記帯電ブラシは、
軸心を中心に回転可能に設けられるシャフトと、
前記シャフトの表面に静電植毛される長さの異なる複数種類のパイルと、を備え、
前記パイルの長さは、第１の長さ以上、且つ前記第１の長さよりも長い第２の長さ以下の範囲に設定され、
前記複数種類のパイルは、少なくとも、前記第１の長さを有する複数の第１パイルと、前記第２の長さを有する複数の第２パイルと、を含み、
前記複数種類のパイルの中には、最も使用量の多い主要パイルが含まれ、
前記複数の第１パイルは、
前記シャフトの前記表面における法線に沿って延びる第１直立毛と、
前記シャフトの前記法線に対し、前記シャフトの回転方向上流側に傾斜して延びる第１斜毛と、を含み、
前記複数の第２パイルは、
前記シャフトの前記法線に沿って延びる第２直立毛と、
前記シャフトの前記法線に対し、前記シャフトの回転方向上流側に傾斜して延びる第２斜毛と、を含み、
前記シャフトの前記軸心から前記第１斜毛の先端までの距離をＡとし、前記シャフトの前記軸心から前記第２直立毛の先端までの距離をＢとし、前記シャフトの前記軸心から前記シャフトの前記法線に沿って延びる前記主要パイルの先端までの距離をＣとした場合に、前記感光体に対する前記帯電ブラシの最大食い込み量は、（Ｂ−Ｃ）以上、且つ（Ｂ−Ａ）以下の範囲に設定されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
前記帯電ブラシを前記感光体の回転方向と同一方向に回転させる回転機構と、
前記帯電ブラシを前記軸心の延びる方向に往復移動させる移動機構と、を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記帯電ブラシにパルス波形となるバイアスを印加する電源回路を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の帯電装置。
【請求項５】
単層型有機感光層を有し、回転軸を中心に回転可能に設けられる感光体と、
前記感光体を帯電させる請求項１ないし４のいずれかに記載の帯電装置と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体を帯電させる帯電装置およびこれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、感光体を帯電させる帯電装置を備えている。帯電装置は、感光体に接触した状態で回転する帯電ブラシを含むことがある。
【０００３】
帯電ブラシを用いた帯電装置では、感光体に対する帯電ブラシの食い込み量（ギャップ）を調整することが重要になっていた。このギャップが大きくなると、感光体を均一に帯電させることが困難になるからである。すなわち、帯電ブラシが感光体に最も食い込む部分（不均一放電領域）では、帯電ブラシの毛先から感光体に適正な放電を行うことができなかった。これに対し、帯電ブラシが感光体に接触し始める領域や感光体から離れ始める領域（均一放電領域）では、帯電ブラシから感光体に略均一な放電を行うことができていた。このように不均一放電領域と均一放電領域とが混在するため、感光体の表面を均一に帯電させることが困難であった。この状態で画像形成を行うと、感光体に担持されるトナー像に濃度ムラが発生していた。
【０００４】
感光体を帯電ブラシで帯電させる場合でも良好な画像形成を担保する技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載の作像装置は、感光体上を帯電させる帯電ブラシと、感光体をレーザー光で露光する露光手段と、を有している。感光体は、アンダーコート層の上に電荷発生層と電荷輸送層を備えている。露光手段から照射されるレーザー光のパワーが、所定の値以上になるように設定されている。上記の作像装置は、特定の感光体と帯電ブラシとの両方を使用し、且つ特定のレーザー光を使用することで、リークの発生のない十分な諧調性の画像を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１７８５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した技術は、帯電ブラシを用いた帯電装置の帯電性能を向上させることはできなかった。つまり、帯電ブラシが感光体の表面を均一に帯電させることができない虞があった。
【０００７】
本発明は上記した課題を解決すべく、感光体の表面を均一に帯電させる帯電装置およびこれを備える画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するため、本発明の帯電装置は、回転する感光体に摺接し、前記感光体を帯電させる帯電ブラシを備え、前記帯電ブラシは、軸心を中心に回転可能に設けられるシャフトと、前記シャフトの表面に静電植毛される長さの異なる複数種類のパイルと、を備え、前記パイルの長さは、第１の長さ以上、且つ前記第１の長さよりも長い第２の長さ以下の範囲に設定され、前記複数種類のパイルは、少なくとも、前記第１の長さを有する複数の第１パイルと、前記第２の長さを有する複数の第２パイルと、を含み、前記複数の第１パイルは、前記シャフトの前記表面における法線に沿って延びる第１直立毛と、前記シャフトの前記法線に対し、前記シャフトの回転方向上流側に傾斜して延びる第１斜毛と、を含み、前記複数の第２パイルは、前記シャフトの前記法線に沿って延びる第２直立毛と、前記シャフトの前記法線に対し、前記シャフトの回転方向上流側に傾斜して延びる第２斜毛と、を含み、前記シャフトの前記軸心から前記第１斜毛の先端までの距離をＡとし、前記シャフトの前記軸心から前記第２直立毛の先端までの距離をＢとした場合に、前記感光体に対する前記帯電ブラシの最大食い込み量は、０以上、且つ（Ｂ−Ａ）以下の範囲に設定されている。
【０００９】
上記した目的を達成するため、本発明の帯電装置は、回転する感光体に摺接し、前記感光体を帯電させる帯電ブラシを備え、前記帯電ブラシは、軸心を中心に回転可能に設けられるシャフトと、前記シャフトの表面に静電植毛される長さの異なる複数種類のパイルと、を備え、前記パイルの長さは、第１の長さ以上、且つ前記第１の長さよりも長い第２の長さ以下の範囲に設定され、前記複数種類のパイルは、少なくとも、前記第１の長さを有する複数の第１パイルと、前記第２の長さを有する複数の第２パイルと、を含み、前記複数種類のパイルの中には、最も使用量の多い主要パイルが含まれ、前記複数の第１パイルは、前記シャフトの前記表面における法線に沿って延びる第１直立毛と、前記シャフトの前記法線に対し、前記シャフトの回転方向上流側に傾斜して延びる第１斜毛と、を含み、前記複数の第２パイルは、前記シャフトの前記法線に沿って延びる第２直立毛と、前記シャフトの前記法線に対し、前記シャフトの回転方向上流側に傾斜して延びる第２斜毛と、を含み、前記シャフトの前記軸心から前記第１斜毛の先端までの距離をＡとし、前記シャフトの前記軸心から前記第２直立毛の先端までの距離をＢとし、前記シャフトの前記軸心から前記シャフトの前記法線に沿って延びる前記主要パイルの先端までの距離をＣとした場合に、前記感光体に対する前記帯電ブラシの最大食い込み量は、（Ｂ−Ｃ）以上、且つ（Ｂ−Ａ）以下の範囲に設定されている。
【００１０】
この場合、前記帯電ブラシを前記感光体の回転方向と同一方向に回転させる回転機構と、前記帯電ブラシを前記軸心の延びる方向に往復移動させる移動機構と、を備えていることが好ましい。
【００１１】
この場合、前記帯電ブラシにパルス波形となるバイアスを印加する電源回路を備えていることが好ましい。
【００１２】
上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、単層型有機感光層を有し、回転軸を中心に回転可能に設けられる感光体と、前記感光体を帯電させる上記のいずれかに記載の帯電装置と、を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、感光体の表面を均一に帯電させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンターの内部構造を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプリンターのドラムユニットを模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る帯電装置を模式的に示す側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る帯電装置の帯電ブラシを模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る帯電装置のパイルの一部を模式的に示す正面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る帯電装置の帯電ブラシ（ギャップ小）を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る帯電装置の帯電ブラシ（ギャップ大）を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態の変形例に係る帯電装置の帯電ブラシ（ギャップ小）を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下、図１および図２等の紙面手前側を正面とし、各図に示す方向を基準に説明する。
【００１６】
図１および図２を参照して、本実施形態に係る画像形成装置としてのプリンター１について説明する。図１はプリンター１の内部構造を模式的に示す断面図である。図２はドラムユニット１１を模式的に示す断面図である。
【００１７】
図１に示すように、プリンター１は、略箱状の外観を構成する装置本体２を備えている。装置本体２の下部には、給紙カセット３が着脱可能に設けられている。給紙カセット３には、枚葉のシートＳ（の束）が収容されている。装置本体２の上面には、排紙トレイ４が設けられている。
【００１８】
プリンター１は、装置本体２の内部に、画像形成部５と、定着装置６と、を有している。画像形成部５は、給紙カセット３から排紙トレイ４まで延びる搬送路７の中間部に設けられている。定着装置６は、画像形成部５よりも搬送路７の下流側に設けられている。
【００１９】
画像形成部５は、トナーコンテナ１０と、ドラムユニット１１と、光走査装置１２と、を含んでいる。トナーコンテナ１０は、トナー（現像剤）を収容している。ドラムユニット１１は、感光体ドラム１３と、帯電装置１４と、現像装置１５と、転写ローラー１６と、トナー除去装置１７と、を含んでいる。帯電装置１４、現像装置１５、転写ローラー１６およびトナー除去装置１７は、感光体ドラム１３の周囲に転写プロセス順に配置されている。なお、トナーは、磁性トナーから成る一成分現像剤を用いている。
【００２０】
感光体の一例としての感光体ドラム１３は、前後方向に長い円筒状（直径３０ｍｍ）に形成されている。図２に示すように、感光体ドラム１３は、回転軸Ｒ１を中心に回転可能に設けられている。感光体ドラム１３は、ドラム素管１３ａの表面に正帯電単層型の有機感光層１３ｂを積層して構成されている。
【００２１】
詳細は後述するが、帯電装置１４は、感光体ドラム１３の表面を帯電させるために設けられている。現像装置１５は、トナーコンテナ１０に接続されている（図１参照）。現像装置１５は、感光体ドラム１３に対向して配置される現像ローラー１５ａを含んでいる。転写ローラー１６は、感光体ドラム１３に圧接して転写ニップを形成している。転写ローラー１６には転写バイアスが印加される。トナー除去装置１７は、感光体ドラム１３に摺接するクリーニングブレード１７ａを含んでいる。
【００２２】
電子写真方式の画像形成処理について説明する。光走査装置１２は、帯電した感光体ドラム１３を露光し、有機感光層１３ｂに静電潜像を形成する。トナーは、トナーコンテナ１０から現像装置１５に供給され、現像ローラー１５ａを介して感光体ドラム１３に向けて飛翔する。そして、感光体ドラム１３の有機感光層１３ｂに担持された静電潜像がトナー像に現像される。一方、シートＳは、供給カセット１０から搬送路７に送られる。トナー像は、転写ニップを通過するシートＳに転写される。定着装置６は、トナー像をシートＳに定着させる。その後、シートＳは、排紙トレイ４に送り出される。トナー除去装置１７は、感光体ドラム１３の有機感光層１３ｂに残留したトナーや帯電生成物を除去する。
【００２３】
次に、図２ないし図４を参照して、帯電装置１４について説明する。図３は帯電装置１４を模式的に示す側面図である。図４は帯電ブラシ２０を模式的に示す断面図である。
【００２４】
図２および図３に示すように、帯電装置１４は、帯電ブラシ２０と、回転機構２１と、移動機構２２と、電源回路２３と、を含んでいる。
【００２５】
帯電ブラシ２０は、回転する感光体ドラム１３に摺接し、感光体ドラム１３を帯電させるために設けられている。帯電ブラシ２０は、シャフト３０と、複数種類のパイル３１（短繊維）と、を備えている。
【００２６】
シャフト３０は、例えば、ステンレス鋼や快削鋼等の金属製で、前後方向に長い円筒状（直径６ｍｍ）に形成されている。シャフト３０の前後両端部は、ケース２４に回転可能に支持されている。シャフト３０は、軸心Ｒ２を中心に回転可能に設けられている。
【００２７】
複数種類のパイル３１は、シャフト３０の表面に静電植毛されている。図４に示すように、本実施形態に係る帯電ブラシ２０は、例えば、長さの異なる３種類のパイル３１で構成されている。具体的には、図４の上段に示すように、複数種類のパイル３１は、複数の第１パイル３２と、複数の第２パイル３３と、複数の主要パイル３４と、を含んでいる。なお、本明細書において、第１パイル３２、第２パイル３３および主要パイル３４に共通する説明では、単にパイル３１との用語および符号を用いる。
【００２８】
パイル３１は、太さ２デニールの導電性ナイロンで形成されている。つまり、３種類のパイル３２，３３，３４は、同じ直径を有し、同じ素材で形成されている。一例として、パイル３１の長さは、２．０ｍｍ（第１の長さ）以上、且つ３．０ｍｍ（第１の長さよりも長い第２の長さ）以下の範囲に設定されている。上記した複数の第１パイル３２は２．０ｍｍの長さを有し、複数の第２パイル３３は３．０ｍｍの長さを有している。複数の主要パイル３４は、２．５ｍｍの長さ（第３の長さ）を有している。
【００２９】
第１パイル３２の密度および第２パイル３３の密度は、例えば、１００ｋＦ／ｉｎｃｈ２（キロフィラメント（パイル数）／平方インチ）に設定されている。主要パイル３４の密度は、例えば、１５０ｋＦ／ｉｎｃｈ２に設定されている。すなわち、複数種類のパイル３１の中で、主要パイル３４の使用量（使用本数）が最も多くなっている。なお、上記したパイル３１の長さや密度は、一例であって、これに限らず、所望の帯電性能を得られるように適宜変更してもよい。
【００３０】
ここで、図４に示すように、パイル３１は、数本〜数十本の束になってシャフト３０の表面に植え付けられている。パイル３１の束は、根元（シャフト３０の表面近傍）でまとめられている。パイル３１の束は、根元から径方向外側に向かって放射状に広がるように延びている。したがって、パイル３１の束には、シャフト３０の表面に略直立したパイル３１やシャフト３０の表面に対して傾いたパイル３１が含まれる。パイル３１は、主に、シャフト３０の回転方向上流側に傾く姿勢で設けられている。
【００３１】
詳細に説明すると、複数の第１パイル３２は、第１直立毛３２ａと、第１斜毛３２ｂと、を含んでいる。同様に、複数の第２パイル３３は、第２直立毛３３ａと、第２斜毛３３ｂと、を含んでいる。また、同様に、複数の主要パイル３４は、主要直立毛３４ａと、主要斜毛３４ｂと、を含んでいる。第１直立毛３２ａ、第２直立毛３３ａおよび主要直立毛３４ａは、それぞれ、シャフト３０の表面における法線Ｎに沿って延びるように設けられている。第１斜毛３２ｂ、第２斜毛３３ｂおよび主要斜毛３４ｂは、それぞれ、その法線Ｎに対し、シャフト３０の回転方向上流側に傾斜して延びるように設けられている。
【００３２】
なお、静電植毛加工を実行すると、パイル３１は、様々な角度でシャフト３０の表面に植え付けられる。つまり、第１斜毛３２ｂ、第２斜毛３３ｂおよび主要斜毛３４ｂは、法線Ｎに対して様々な角度で設けられる。したがって、各斜毛３２ｂ，３３ｂ，３４ｂは、シャフト３０の回転方向下流側に傾斜することもある。しかし、図４（および図５）では、説明の便宜のため、各斜毛３２ｂ，３３ｂ，３４ｂは、シャフト３０の回転方向上流側に傾斜したもののみを図示している。また、説明の便宜のため、特に明記しない限り、第１斜毛３２ｂ、第２斜毛３３ｂおよび主要斜毛３４ｂとは、それぞれ、法線Ｎに対し、シャフト３０の回転方向下流側に最も大きく傾いたものを指すこととする。ここでは、一例として、各斜毛３２ｂ，３３ｂ，３４ｂの傾斜角度は３０°であるものとする（図４参照）。なお、各斜毛３２ｂ，３３ｂ，３４ｂの傾斜角度は所望の帯電性能を得られるように適宜変更することができる。
【００３３】
図２または図３に示すように、回転機構２１は、第１ギア（図示せず）を介して帯電ブラシ２０に接続される駆動モーター２１ａを含んでいる。第１ギアは、駆動モーター２１ａの出力ギア（図示せず）とシャフト３０に装着された入力ギア２１ｂとに噛み合っている。入力ギア２１ｂは、シャフト３０に回転不能に、且つ軸方向にスライド可能に支持されている。また、駆動モーター２１ａは、第２ギア（図示せず）を介して感光体ドラム１３に接続されている。駆動モーター２１ａは、感光体ドラム１３および帯電ブラシ２０を正面から見て時計回りに回転させる（図２参照）。すなわち、回転機構２１は、帯電ブラシ２０を感光体ドラム１３の回転方向と同一方向に回転させる。
【００３４】
図３に示すように、移動機構２２は、付勢部材４０と、固定軸受部４１と、回転カム４２と、を含んでいる。移動機構２２は、帯電ブラシ２０を前後方向（軸心Ｒ２の延びる方向）に往復移動させるために設けられている。
【００３５】
付勢部材４０は、所謂コイルスプリングであって、シャフト３０の前端部に巻き付くように配置されている。付勢部材４０の後端部は、シャフト３０の表面から突出する係止部３０ａに係止されている。付勢部材４０は、ケース２４の前側壁２４Ｆと係止部３０ａとの間に圧縮された状態で配置されている。付勢部材４０は、帯電ブラシ２０（シャフト３０）を前側から後側に向けて付勢する。
【００３６】
固定軸受部４１は、ケース２４の後側壁２４Ｒに取り付けたカバー２４Ｃ内に突設されている。固定軸受部４１は、中空円筒状に形成されている。固定軸受部４１の前端には、円環状の固定カム面４３が形成されている。固定カム面４３は、側面から見て傾斜するように形成されている。
【００３７】
回転カム４２は、ケース２４の後側壁２４Ｒを貫通したシャフト３０の後端部に固定されている。回転カム４２は、カバー２４Ｃ内に配置されている。回転カム４２は、段付き円筒（円柱）状に形成されている。回転カム４２は、カム本体４４の前端から前方に延びるカム軸部４５を有している。カム本体４４とカム軸部４５との段差部分には、円環状の回転カム面４６が形成されている。回転カム面４６は、側面から見て、固定カム面４３と同一角度で傾斜するように形成されている。カム軸部４５は、回転カム面４６に突設され、固定軸受部４１に回転可能に嵌合している。固定軸受部４１がカム軸部４５を軸支した状態で、回転カム面４６は、付勢部材４０に付勢されて固定カム面４３に押し付けられている。
【００３８】
電源回路２３は、帯電ブラシ２０に電気的に接続されている。電源回路２３は、帯電ブラシ２０にパルス波形となるバイアス（電圧）を印加するために設けられている。なお、パルス波形は、矩形波であることが好ましい。
【００３９】
図２および図３を参照して、帯電装置１４の作用について説明する。
【００４０】
電源回路２３は、帯電ブラシ２０にバイアスを印加する。駆動モーター２１ａは、感光体ドラム１３および帯電ブラシ２０を正面から見て時計回りに回転させる（図２の矢印参照）。帯電ブラシ２０は、パイル３１を感光体ドラム１３に接触させた状態で、感光体ドラム１３に対してカウンター方向に回転する。例えば、感光体ドラム１３の回転速度（周速）は、１６０ｍｍ／ｓに設定されている。帯電ブラシ２０の回転速度（周速）は、感光体ドラム１３との回転速度比（周速比）が１．５（周速差２４０ｍｍ／ｓ）になるように設定されている。
【００４１】
帯電ブラシ２０が回転すると、付勢部材４０および回転カム４２も、帯電ブラシ２０と同じ方向に回転する。付勢部材４０は、帯電ブラシ２０を常に後方に付勢している。このため、回転カム４２の回転カム面４６は、固定軸受部４１の固定カム面４３に接触した状態で回転する。
【００４２】
例えば、固定カム面４３と回転カム面４６との傾斜方向が一致している状態（初期状態（図３の上段参照））で帯電ブラシ２０が回転すると、回転カム面４６の傾斜方向は、固定カム面４３の傾斜方向に対し、回転方向にずれ始める。各カム面４３，４６の傾斜方向がずれることで、帯電ブラシ２０は、付勢部材４０の付勢力に抗して前方に移動する。帯電ブラシ２０は、初期状態から半周回転すると、最も前方に押し出された状態になる（図３の下段参照）。帯電ブラシ２０は、初期状態から半周以上回転すると、付勢部材４０に付勢されて後方に移動する。そして、初期状態から３６０度回転すると、各カム面４３，４６との傾斜方向が再び一致した状態になる。
【００４３】
以上のように、帯電ブラシ２０は、１回転する毎に、前後方向に１往復する。移動機構２２は、連続的に回転する帯電ブラシ２０を軸方向に往復移動させる。帯電ブラシ２０は、パイル３１を感光体ドラム１３の表面に接触させた状態で前後方向に振動する。
【００４４】
以上説明した本実施形態に係る帯電装置１４によれば、帯電ブラシ２０のパイル３１は、感光体ドラム１３の表面上を回転方向および軸方向に摺動する。また、帯電ブラシ２０は、パルス波形のバイアスを印加された状態で感光体ドラム１３の表面を摺動する。これにより、感光体ドラム１３の表面（正帯電単層型の有機感光層１３ｂ）を有効に帯電させることができる。
【００４５】
ところで、上記のような帯電装置１４では、感光体ドラム１３に対する帯電ブラシ２０の最大食い込み量（以下、「ギャップＧ」ともいう（図４参照）。）を調整することが重要になる。ギャップＧが大きくなると、パイル３１の先端（毛先）から感光体ドラム１３に適正な放電が行われず、感光体ドラム１３を均一に帯電させることできないからである。そこで、本実施形態に係る帯電装置１４は、ギャップＧを所定範囲内に設定することで、感光体ドラム１３に対する良好な帯電性能を発揮する。
【００４６】
帯電装置１４（帯電ブラシ２０）のギャップＧは、「第２直立毛３３ａの先端が感光体ドラム１３の表面に接触可能な距離」から「第１斜毛３２ｂの先端が感光体ドラム１３に接触可能な距離」までの範囲に設定されている。
【００４７】
以下、図５ないし図７を参照して、ギャップＧの範囲について更に詳細に説明する。図５はパイル３１の一部を模式的に示す正面図である。図６は帯電ブラシ２０（ギャップＧ小）を模式的に示す断面図である。図７は帯電ブラシ２０（ギャップＧ大）を模式的に示す断面図である。なお、図６および図７では、パイル３１の先端（毛先）の位置を円で表示している。
【００４８】
図５に示すように、シャフト３０の軸心Ｒ２から第１斜毛３２ｂ（傾斜角度３０°）の先端までの距離をＡとする。第１斜毛３２ｂの先端は、パイル３１の中で最も軸心Ｒ２に近い位置にある。シャフト３０の軸心Ｒ２から第２直立毛３３ａの先端までの距離をＢとする。第２直立毛３３ａの先端は、パイル３１の中で最も軸心Ｒ２から離れた位置にある。シャフト３０の軸心Ｒ２から主要直立毛３４ａの先端までの距離をＣとする。距離Ｃは、距離Ａと距離Ｂとの中間の長さになる。この場合において、ギャップＧは、（Ｂ−Ｃ）以上、且つ（Ｂ−Ａ）以下の範囲（Ｂ−Ｃ≦Ｇ≦Ｂ−Ａ）に設定されている。
【００４９】
本実施形態では、Ａ≒４．７ｍｍ、Ｂ＝６．０ｍｍ、Ｃ＝５．５ｍｍとなるため、ギャップＧは、０．５ｍｍ以上、約１．３ｍｍ以下（０．５ｍｍ≦Ｇ≦約１．３ｍｍ）の範囲に設定される。図６に示すように、帯電ブラシ２０が感光体ドラム１３から最も離れた状態（ギャップＧ＝０．５ｍｍ）で、第１パイル３２（３２ａ，３２ｂ）の先端は感光体ドラム１３から離間している。この状態で、第２パイル３３（３３ａ，３３ｂ）や主要直立毛３４ａの先端は感光体ドラム１３に接触する。
【００５０】
一方、図７に示すように、帯電ブラシ２０が感光体ドラム１３に最も食い込んだ状態（ギャップＧ≒１．３ｍｍ）で、第２パイル３３（３３ａ，３３ｂ）の先端および主要パイル３４（３４ａ，３４ｂ）の先端は感光体ドラム１３に僅かに食い込む。この状態で、第１パイル３２（３２ａ，３２ｂ）の先端は感光体ドラム１３に接触する。
【００５１】
上記範囲にギャップＧを設定することで、第１パイル３２の先端は、感光体ドラム１３の表面に接触または近接する。このため、第２パイル３３が感光体ドラム１３に大きく食い込んで不均一放電領域を形成しても、第１パイル３２の先端から感光体ドラム１３に適切な放電が行われる。これにより、ギャップＧを形成する部分に均一放電領域を形成することができる。なお、第２パイル３３または主要パイル３４が感光体ドラム１３に接触し始める領域や、第２パイル３３または主要パイル３４が感光体ドラム１３から離れ始める領域は、均一放電領域となっており、第２パイル３３または主要パイル３４から感光体ドラム１３に適正な放電が行われる。以上説明した本実施形態に係る帯電装置１４によれば、感光体ドラム１３と帯電ブラシ２０との間に均一放電領域が形成されるため、感光体ドラム１３の表面を均一に帯電させることができる。これにより、良好なトナー像を感光体ドラム１３の表面に形成することができる。
【００５２】
なお、本実施形態に係る帯電装置１４では、複数種類のパイル３１の中で、主要パイル３４の使用量が最も多かったが、本発明はこれに限定されない。例えば、最も使用量の多い（密度の高い）パイル３１が、第１パイル３２または第２パイル３３であってもよい。また、本実施形態に係る帯電装置１４では、帯電ブラシ２０が３種類のパイル３１で構成されていたが、本発明はこれに限定されない。帯電ブラシ２０は、長さの異なる２種類のパイル３１で構成されてもよいし、長さの異なる４種類以上のパイル３１で構成されてもよい。
【００５３】
図８に示すように、変形例に係る帯電装置１８として、例えば、主要パイル３４を省略して帯電ブラシ２０が第１パイル３２および第２パイル３３で構成されている場合、ギャップＧは、０以上、且つ（Ｂ−Ａ）以下の範囲（０≦Ｇ≦Ｂ−Ａ）に設定される。すなわち、ギャップＧは、０から「第１斜毛３２ｂの先端が感光体ドラム１３に接触可能な距離」までの範囲に設定される。なお、詳細な説明は省略するが、第２パイル３３の使用量が最多である場合も同様である。
【００５４】
図８に示すように、帯電ブラシ２０が感光体ドラム１３から最も離れた状態（ギャップＧ＝０）で、第１パイル３２の先端は感光体ドラム１３から離間し、第２直立毛３３ａの先端は感光体ドラム１３に微かに接触する。一方、帯電ブラシ２０が感光体ドラム１３に最も食い込んだ状態（ギャップＧ≒１．３ｍｍ）で、第２パイル３３（主要パイル３４）の先端は感光体ドラム１３に僅かに食い込み、第１パイル３２の先端は感光体ドラム１３に接触する（図７参照）。この変形例に係る帯電装置１８によれば、上記した帯電装置１４と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
なお、本実施形態（変形例を含む（以下同じ））では、各斜毛３２ｂ，３３ｂ，３４ｂが、同じ傾斜角度であったが、これに限らず、異なる傾斜角度であってもよい。なお、移動機構２２は、付勢部材４０とカム機構（固定軸受部４１，回転カム４２）とを協働させて帯電ブラシ２０を振動させていたが、本発明はこれに限定されない。上記した移動機構２２に代えて、例えば、ソレノイドやリニアモーター等を用いて帯電ブラシ２０を往復移動させてもよい。また、移動機構２２は省略されてもよい。
【００５６】
なお、本実施形態では、一例として、本発明をモノクロのプリンター１に適用した場合を説明したが、これに限らず、例えば、カラープリンター、複合機、ファクシミリ等に本発明を適用してもよい。
【００５７】
なお、上記実施形態の説明は、本発明に係る帯電装置およびこれを備える画像形成装置における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態における構成要素は、適宜、既存の構成要素等との置き換えや組合せが可能であって、上記実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００５８】
１  プリンター（画像形成装置）
１３  感光体ドラム（感光体）
１３ｂ  有機感光層
１４，１８  帯電装置
２０  帯電ブラシ
２１  回転機構
２２  移動機構
２３  電源回路
３０  シャフト
３１  パイル
３２  第１パイル
３２ａ  第１直立毛
３２ｂ  第１斜毛
３３  第２パイル
３３ａ  第２直立毛
３３ｂ  第２斜毛
３４  主要パイル
Ｇ  ギャップ（最大食い込み量）
Ｎ  法線
Ｒ１  回転軸
Ｒ２  軸心
【図１】
2018004863.tif 000003
【図２】
2018004863.tif 000004
【図３】
2018004863.tif 000005
【図４】
2018004863.tif 000006
【図５】
2018004863.tif 000007
【図６】
2018004863.tif 000008
【図７】
2018004863.tif 000009
【図８】
2018004863.tif 000010