(57)【要約】【課題】ブラシ毛がその先端部のみで感光体表面に接触するのを避けるように構成することによってブラシ毛先端と感光体との間の異常放電の発生を簡単かつ確実に防止するブラシ帯電装置を提供する。【課題手段】回転するブラシローラ１２を感光体１２の表面に接触させて感光体表面を帯電させるブラシ帯電装置１０において、ブラシローラ１２を構成するブラシ毛１６が感光体１２の表面に接触する接触領域４に関してブラシローラ１２の回転方向の上流側と下流側とに、ブラシ毛１６とは接触するが感光体１２とは非接触のガイド部材２０，２２をそれぞれ設け、ブラシ毛１６が感光体表面に近接または接触する帯電領域ではブラシ毛１６の腹部が感光体表面方向を向くようにガイド部材２０，２２を設定した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するブラシローラを感光体表面に接触させて感光体表面を帯電させるブラシ帯電装置において、
前記ブラシローラを構成するブラシ毛が前記感光体の表面に接触する接触領域に関して前記ブラシローラの回転方向の上流側と下流側とに、前記ブラシ毛とは接触するが前記感光体とは非接触のガイド部材をそれぞれ設け、前記ブラシ毛が前記感光体表面に近接または接触する帯電領域では前記ブラシ毛の腹部が感光体表面方向を向くように前記ガイド部材を設定したことを特徴とするブラシ帯電装置。
【請求項２】
前記ブラシ毛の長さは、ブラシローラ軸の表面から前記ガイド部材の表面までの距離に前記ガイド部材の縁部から前記ブラシ毛が前記感光体に接触する位置までの距離を加えた長さ以上としたことを特徴とする請求項１に記載のブラシ帯電装置。
【請求項３】
前記ガイド部材は導電性部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のブラシ帯電装置。
【請求項４】
前記ガイド部材の前記ブラシ毛との接触面に微細な凹凸を設けたことを特徴とする請求項１に記載のブラシ帯電装置。
【請求項５】
前記ガイド部材には、前記ブラシ毛と接触する内面から外面に通じる多数の貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１に記載のブラシ帯電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性ブラシを用いたブラシ帯電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平７−１２８９５１号公報
【特許文献２】
特開平８−１８５０１１号公報
【０００３】
従来、感光体の表面を導電性ブラシで帯電させるブラシ帯電装置の分野では、例えば前記特許文献１および特許文献２において、ブラシ先端部を規制或いはガイドすることによって感光体表面を帯電させるための安定した放電を得るようにした技術が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、ブラシ毛先端が立った状態で感光体表面に接触または近接する状態になっており、ブラシの毛先が感光体表面に対して均一に接触せず毛先同士の間隔が広がったり、その間隔にバラツキが生じやすくなる特徴がある。このために、感光体とブラシ毛先端との間で強い放電が生じやすく、また、ブラシ毛先同士が広い間隔を持ったりバラツキを持ったりすることで感光体表面にはドット状の放電痕が発生し、前記間隔が広がるに連れてドット径が大きくなって画質を損なうことになるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、ブラシ毛がその先端部のみで感光体表面に接触するのを避けるように構成することによってブラシ毛先端と感光体との間の異常放電の発生を簡単かつ確実に防止するブラシ帯電装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、回転するブラシローラを感光体表面に接触させて感光体表面を帯電させるブラシ帯電装置において、
前記ブラシローラを構成するブラシ毛が前記感光体の表面に接触する接触領域に関して前記ブラシローラの回転方向の上流側と下流側とに、前記ブラシ毛とは接触するが前記感光体とは非接触のガイド部材をそれぞれ設け、前記ブラシ毛が前記感光体表面に近接または接触する帯電領域では前記ブラシ毛の腹部が感光体表面方向を向くように前記ガイド部材を設定したことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のブラシ帯電装置において、前記ブラシ毛の長さは、ブラシローラ軸の表面から前記ガイド部材の表面までの距離に前記ガイド部材の縁部から前記ブラシ毛が前記感光体に接触する位置までの距離を加えた長さ以上とするのが好ましい。
【０００８】
また、本発明のブラシ帯電装置では、前記ガイド部材が導電性部材で構成されてもよい。
【０００９】
また、本発明のブラシ帯電装置では、前記ガイド部材の前記ブラシ毛との接触面に微細な凹凸を設けてもよい。
【００１０】
さらに、本発明のブラシ帯電装置では、前記ガイド部材に、前記ブラシ毛と接触する内面から外面に通じる多数の貫通孔を設けてもよい。
【００１１】
【発明の効果】
本発明のブラシ帯電装置によれば、ガイド部材を設けることによってブラシ毛が感光体表面に近接または接触する帯電領域ではブラシ毛の先端部ではなく腹部が感光体表面方向を向くようにしたので、ブラシ毛先端部と感光体表面との間での異常放電を抑制できる一方、ブラシ毛腹部と感光体表面との近接部において安定した放電を得ることができ、これにより感光体表面についてドット状放電痕の発生が防止されて良好な帯電状態を得ることができる。
【００１２】
また、ブラシ毛が立った状態で感光体表面を摺擦することがなくなるので、感光体表面における傷の発生が抑制されることによるノイズの軽減と感光体の長寿命化にも効果がある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態であるブラシ帯電装置１０の概略構成図、図２はブラシ帯電装置１０の各部寸法を符号で表した図である。ブラシ帯電装置１０は、矢印Ａ方向に回転駆動される円柱状のブラシローラ１２を備えている。ブラシローラ１０は、導電性のブラシローラ軸またはブラシ軸１４の外周面全体に一定長さの多数の導電性ブラシ毛１６（図面では一部のみ図示）が植毛されて構成されている。ブラシローラ１０は、矢印Ｂ方向に回転駆動される円柱状の感光体２に対して平行に配置されるとともに所定の押し付け量（Ｄ８）でもって押し付けられている。
【００１４】
ブラシローラ１２のブラシ軸１４には、電源１８が電気的に接続されている。これによりブラシローラ１２のブラシ毛１６には、電源１８からブラシ軸１４を介して所定の帯電電圧が印加されるようになっている。
【００１５】
感光体２の表面においてブラシローラ１２のブラシ毛１６が接触する接触領域４では、回転するブラシ毛１６と感光体２の表面とは同方向に移動するが、ブラシローラ１２の周速は感光体２の周速よりも速く設定されているため、ブラシローラ１２のブラシ毛１６が感光体１２の表面を摺擦するようになっている。
【００１６】
感光体２の表面におけるブラシローラ１２の接触領域４に関してブラシローラの回転方向の上流側と下流側とには、ガイド部材２０，２２がそれぞれ設けられている。各ガイド部材２０，２２は、ブラシローラ１２の軸方向に沿って延びる板状をなし、ブラシ毛１６には接触するが感光体２とは非接触で配置されている。
【００１７】
ここで、ガイド部材２０，２２は、ブラシ毛１６が感光体２の表面に近接または接触する帯電領域ではブラシ毛１６の先端部以外の腹部が感光体表面方向を向くように設定されている。これをブラシ毛１６の観点から見ると、ブラシ毛１６の長さ（Ｄ２）は、ブラシローラ軸１４の表面からガイド部材２０，２２の表面までの距離（Ｄ４）にガイド部材２０，２２の縁部からブラシ毛１６が感光体２に接触する位置までの距離（Ｄ５）を加えた長さ以上としてある。これを式で表すと、Ｄ２＝Ｄ４＋Ｄ５＋αとなる。また、ガイド部材２０，２２は、ブラシローラ軸１４の表面からガイド部材２０，２２の表面までの距離（Ｄ４）がブラシローラ軸１４の表面から感光体２の表面までの距離（Ｄ７）以上、すなわち、Ｄ７≦Ｄ４になるように設定されている。
【００１８】
ここで、本実施形態のブラシ帯電装置１０の機能確認実験を行った際の各部の寸法等の具体例を下記の表に示す。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
なお、ガイド部材２０，２２の縁部の位置は、ブラシ毛１６が感光体表面に接し始める位置から見て略感光体表面接線上にあって感光体表面に近接していることが好ましい。具体的には、ガイド部材２０の縁部からブラシ毛１６が感光体２に接し始める位置までの距離Ｄ５は例えば約０．５〜２ｍｍが良好である。
【００２１】
ローラブラシ１２は、埃等の付着を防止するために略円筒状のカバー２４によって覆われている。カバー２４には、軸方向に沿って延びる開口部が形成されており、この開口部を形成するカバー２４の両側縁部２４ａ，２４ｂが前記ガイド部材２０，２２の縁部近傍に位置している。カバー２４の内径はブラシローラ１２の外径とほぼ同一か若干大きい程度であるが、前記開口部を形成する両側縁部２４ａ，２４ｂはガイド部材２０，２２の縁部に向かって湾曲させてある。このように湾曲させることで、ブラシ毛１６は、回転方向上流側では次第に湾曲してガイド部材２０によって規制されるようになる一方、回転方向下流側ではガイド部材２２の規制から外れたブラシ毛１６が湾曲した状態からカバー２４の湾曲部に沿って次第に真っ直ぐに伸びた状態に戻るようになっている。
【００２２】
次に、上記構成からなるブラシ帯電装置１０の動作について説明する。
感光体２は矢印Ｂ方向に回転駆動され、ブラシローラ１２は感光体２よりも早い周速で矢印Ａ方向に回転駆動される。ブラシローラ１２のブラシ毛１６には、電源１８からブラシ軸１４を介して帯電電圧が印加されている。
【００２３】
回転するブラシローラ１２のブラシ毛１６は、上述した関係を持つようにガイド部材２０，２２が設定されていることで、上流側のガイド部材２０によって先端部が規制されて湾曲した状態になり、この湾曲したブラシ毛１６が先端部をガイド部材２０で支持されつつ腹部（ブラシ毛１６の先端部以外の側部をこのように言う。）が感光体１６の表面に向いた状態で近接または接触する。このとき、ブラシ毛１６が感光体表面に接触する部分ではなく感光体表面との間に微小隙間が形成されているブラシ毛１６と感光体表面との間に放電が生じ、これにより感光体２の表面が帯電させられる。
【００２４】
その後、ブラシ毛１６は、ブラシローラ１２の回転に従って移動して、その先端部がガイド部材２０から離れるが、ブラシ軸１４から感光体２までの距離Ｄ７はブラシ軸１４からガイド部材２０までの距離Ｄ４以下に設定されているため、ガイド部材２０によって湾曲させられたブラシ毛１６はガイド部材２０を離れてもその腹部が感光体２の表面上で支持されることにより湾曲した状態を保ったまま感光体２の表面を摺擦する。このとき、湾曲状態にあるブラシ毛１６の先端部は感光体２との接触部における感光体表面のほぼ接線方向に向いており、ブラシ毛１６が立った状態でその先端部が感光体表面に向くことはない。このようにブラシ毛１６が感光体２の表面を摺擦する間にも、微小隙間が形成されているブラシ毛１６の腹部と感光体２の表面との間で放電が生じ、感光体２の表面が帯電させられる。
【００２５】
そして、ブラシ毛１６がブラシローラ１２の回転に従ってさらに移動すると、湾曲した状態にあるブラシ毛１６の腹部がガイド部材２２によって支持されることになり、これによりブラシ毛１６は先端部が感光体２の表面で支持されるとともに腹部がガイド部材２２によって支持されることにより湾曲状態（すなわち先端部が感光体接触部におけるほぼ接線方向に向いた状態）を保ったまま感光体２の表面から離れる。したがって、この際にもブラシ毛１６が立った状態でその先端部が感光体２の表面に向くことはない。
【００２６】
このように本実施形態のブラシ帯電装置１０によれば、ガイド部材２０，２２を設けることによってブラシ毛１６が感光体表面に近接または接触する帯電領域ではブラシ毛１６の先端部ではなく腹部が感光体表面方向を向くようにしたので、ブラシ毛１６の先端部と感光体表面との間での異常放電を抑制できる一方、ブラシ毛１６の腹部と感光体表面との近接部において安定した放電を得ることができ、これにより感光体表面についてドット状放電痕の発生が防止されて良好な帯電状態を得ることができる。
【００２７】
また、ブラシ毛１６が立った状態で感光体表面を摺擦することがなくなるので、感光体表面における傷の発生が抑制されることによるノイズの軽減と感光体２の長寿命化にも効果がある。
【００２８】
次に、ガイド部材２０，２２の変形例および改良例について説明する。
ガイド部材２０，２２の内面すなわちブラシ毛１６との接触面には、ブラシ毛１６に付着した埃や現像剤等の異物を除去したりブラシ毛１６の向きを回転方向に揃えたりするために、多数の微細な凹凸を設けることにより例えば１０〜１００μｍ程度の粗さを持たせることが好ましい。この場合、ブラシ毛１６から除去された異物を効率良く排出するために、図３に示すように各ガイド部材２０，２２に異物排出方向（矢印Ｃ，Ｄ方向）に沿って内面から外面に通じる多数の貫通孔２２ａ，２２ｂを形成してもよいし、あるいは、図４に示すようにガイド部材２０，２２の内面にブラシ毛１６の移動方向に沿った多数の排出溝２３を形成してもよい。
【００２９】
また、ガイド部材２０，２２は導電性部材で構成されているが、これらガイド部材２０，２２を電源１８に電気的にそれぞれ接続して、ブラシローラ１２に印加される帯電電圧と同じ電圧が印加されるようにしてもよい。これにより、ブラシ軸１４からの電圧印加不良が生じているブラシ毛１６についてもガイド部材２０，２２と接触することで帯電電圧が確実に印加されることになる。
【００３０】
さらに、ガイド部材２０，２２の内面に薄い絶縁膜を設けるとともにガイド部材２０，２２をアースに接続してもよい。この場合には、ガイド部材２０，２２とブラシ毛１６との電位差によってブラシ毛１６がガイド部材２０，２２上に静電吸着され、これによりブラシ毛１６をブラシローラ１２の回転方向に沿うように揃える効果がある。
【００３１】
一方、上記実施形態ではガイド部材２０，２２を２つの板状部材で構成したが、図５に示すように、軸方向に延びる開口部を有する略円筒状部材３０にブラシローラ１２を収容し、前記開口部を形成する両側縁部３２，３４をガイド部材としてもよい。このようにガイド部材を略円筒状部材で構成すれば、前記カバー２４が不要になるとともに２つのガイド部材を個別に配置するのに比べて配置が容易になる利点があるが、円筒状部材の内面とブラシ毛１６との接触抵抗が増すためにブラシローラ１２のトルクアップにつながるという欠点もある。この欠点を軽減するために、円筒状ガイド３０の軸心位置に対してブラシローラ１２のブラシ軸１４の軸心位置を開口部側に若干ずらして配置すれば、開口部に対向する円筒状ガイド３０の内面にはブラシ毛１６が接触しなくなり、トルクアップを抑制できる。
【００３２】
次に、ブラシローラ１２のブラシ毛１６の好ましい形態について説明する。
ブラシローラ１２の表面形態は無垢ローラ表面のように滑らかにすることが理想的である。しかしながら、ブラシローラ１２のブラシ毛１６はブラシ軸１４に対して１本ずつ植毛されているわけではなく、図６（ａ）に示すように、複数本のブラシ毛１６をまとめた束目４０が多数植毛されている。このため、束目４０による段差ｍや束目４０の先端間距離ｎが大きいと帯電ムラが発生しやすくなる。このような帯電ムラを抑制するために、図６（ｂ）に示すように、束目４０の太さを細く、束目４０の植毛密度を高く、束目４０の先端間距離ｎを小さくすることが好ましい。
【００３３】
また、短毛先端カット面ノイズの影響を排除するためにもカット方向とその先端部の当接方向も考慮する必要がある。つまり、毛先のカット方向に合わせて感光体表面に当接するようにするのが好ましい。
【００３４】
さらに、ブラシ毛１６の毛先１７からの放電ノイズを抑制するために、図７に示すように、ブラシ毛１６の毛先１７がブラシローラ１２の内側方向に曲がっているように処理しておくことが好ましい。
【００３５】
なお、上述したブラシ帯電装置１０では、ガイド部材２０，２２として導電性部材を用いたが、これに限らず絶縁性部材を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブラシ帯電装置の概略構成図。
【図２】図１のブラシ帯電装置の各部寸法を符号で表した図。
【図３】多数の貫通孔を設けたガイド部材を示す図。
【図４】多数の排出溝を設けたガイド部材を示す図。
【図５】円筒状ガイド部材を示す図。
【図６】ブラシ毛の束目による段差と先端間距離を示す図。
【図７】ブラシ毛先を曲げ処理した状態を示す図。
【符号の説明】
２…感光体、４…接触領域、１０…ブラシ帯電装置、１２…ブラシローラ、１４…ブラシローラ軸、１６…ブラシ毛、１８…電源、２０，２２…ガイド部材、２４…カバー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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