JP2004246037A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ブラシ帯電装置12は円筒形の導電性の支持体21の外周面に合成樹脂材料に導電性材料を混合した半導電性繊維から構成された帯電ブラシ22を巻き付けて構成された円筒状のブラシ帯電装置で、感光体11と帯電ブラシ22とにより形成される空隙に遮蔽部材23が配置される。遮蔽部材23は、帯電ブラシ22と感光体11との両方に接触して配置され、帯電ブラシ22と感光体11との空隙間隔を遮蔽部材23の厚さにより制御して異常放電を防止する。遮蔽部材23は絶縁性の材料で構成し、厚さは400μm以下がよく、挿入位置は感光体表面の移動方向に対して上流側がよい。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式の複写機やプリンター等の画像形成装置に関し、特にその帯電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の電子写真方式の複写機やプリンター等の画像形成装置では、帯電装置を使用して被帯電部材(感光体)の表面を均一に帯電させ、その上に画像を露光して画像潜像を形成する。そして形成された画像潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、これを記録媒体に転写し或いは中間転写体に転写した上でさらに記録媒体に転写し、転写されたトナー像を定着装置により加熱定着処理して画像形成が行われる。
【0003】
帯電装置には各種の方式の帯電装置があるが、従来はコロナ放電による帯電装置が広く使用されてきた。コロナ放電による帯電装置は、被帯電部材の表面を均一に、且つ所定の電位に帯電させるには有効であるが、一方で放電の際にオゾンが発生すること、帯電効率が低いため放電ワイヤに高電圧を印加しなければならないこと等の不都合が指摘されてきた。
【0004】
これ等の不都合を解決する手段として、接触帯電方式が提案されている。これは、被帯電部材に、電圧を印加したファーブラシ、ローラ、ブレード等の接触帯電部材を接触させて帯電させるものである。
【0005】
接触帯電部材、例えばファーブラシ(以下、帯電ブラシという)を使用するブラシ帯電装置はコロナ放電による帯電装置に比較して、オゾンの発生が少なく、帯電効率が良いという利点があるが、低温低湿度の環境においては、斑点状の帯電むらが発生するという不都合がある。
【0006】
図5は、従来の帯電ブラシの構成の一例を示す断面図で、帯電ブラシ100は、多数の毛102を植え込んだ生地103を回転軸101に螺旋状に巻き付けて構成されている。このため、生地103の各捲回部の間に隙間が生じ、また、各捲回部の間に隙間が生じないように捲回しても、毛102は生地103の幅方向の端まで一杯に植毛されていないため、各捲回部の境界に沿って螺旋状の隙間104が生じる。このため、被帯電部材に帯電ブラシを接触させて帯電させるとき毛が接触しない部分が生じ、帯電むらが発生する。
【0007】
この対策として、帯電ブラシに接近して帯電制御部材を設け、被帯電部材に帯電ブラシが接触する部分で帯電制御部材により帯電ブラシの毛の移動を抑えて部分的に毛の密度を高め、帯電むらの発生を抑制するものが提案されている(特許文献1参照)。これは帯電制御部材により帯電ブラシ上の毛の密度を部分的に異ならせて帯電むらの発生を抑制しようとするものである。
【0008】
【特許文献1】
特開2001−75334号公報。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、低温低湿度環境においては、接触帯電部材と被帯電部材との接触部付近の空隙間距離が広い部分で異常放電が発生し、帯電むらが発生する。
【0010】
図6は、接触帯電部材と被帯電部材との接触部付近で発生する異常放電の発生領域を説明する図で、接触帯電部材CHと被帯電部材PDとが、接触点Aにおいて接触しているものとすると、被帯電部材PDへの電荷は、接触点Aにおける電荷注入と、接触帯電部材CHと被帯電部材PDとの間の微小空隙Sでの放電により行われる。
【0011】
帯電ブラシのようなブラシ帯電装置においては、主として微小空隙Sでの放電により電荷が被帯電部材に与えられるが、低温低湿度環境においては空隙間隔の広い部分から不安定な異常放電が起こり、帯電むらが発生する。このため、画像の背景部にドット状の斑点が形成されてしまい画像品質を低下させるという不都合が生じる。この発明は上記課題の解決を目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するもので、請求項1の発明は、ブラシ型帯電装置により被帯電部材を帯電させる画像形成装置において、前記ブラシ型帯電装置は、被帯電部材の表面に接触する帯電ブラシと、その接触部の近傍における前記帯電ブラシと被帯電部材との間の空隙に挿入配置される遮蔽部材とを備え、前記遮蔽部材は、少なくとも前記被帯電部材の移動方向の上流側に配置されることを特徴とする画像形成装置である。
【0013】
そして、前記遮蔽部材は、前記帯電ブラシと被帯電部材との間の接触部近傍の400μm以上の空隙を塞ぐ部材である。
【0014】
また、前記帯電ブラシは、前記被帯電部材の回転方向と同一方向に回転し、前記被帯電部材の周速度との比率が1.5乃至4の周速度で回転する帯電ブラシである。
【0015】
そして、前記遮蔽部材は、電気絶縁材料で構成された部材である。
【0016】
また、前記帯電ブラシは、合成樹脂を材料として作成された毛に導電性を与えた毛とを混入して作成された半導電性の帯電ブラシである。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を説明する。図1は、この発明の実施の形態の画像形成装置10の構成を説明する図である。図1において、11は被帯電部材である感光体であり、矢印a方向に一定の速度で回転する。感光体11の回りには、接触帯電部材であるブラシ帯電装置12、レーザ露光装置13、現像装置14、中間転写装置17が配置されている。帯電ブラシ帯電装置12については、後で詳細に説明する。
【0018】
また、感光体11の近傍には中間転写体を構成する転写ベルト15が駆動ローラ16aと従動ローラ16bとの間に架設され、矢印b方向に一定の速度で移動する。転写ベルト16は中間転写装置17を挟んで配置された補助ローラ16cと16dにより感光体11に接触するように構成されている。なお、駆動ローラと従動ローラとを入れ替えてもよいことは言うまでもない。
【0019】
また、転写ローラ18は転写ベルト15に対向する位置に配置され、駆動ローラ16aと補助ローラ16eとで転写ベルト15が転写ローラ18に接触するように構成され、転写ベルト15と転写ローラ18との間に搬送される記録媒体Pへ、転写ベルト15上のトナー像を転写するように構成されている。
【0020】
その動作を簡単に説明する。まず、電源の投入により感光体11は、図示しない駆動源により矢印a方向に一定の速度で回転を開始し、転写ベルト15も図示しない駆動源に接続された駆動ローラ16aの回転により矢印b方向に一定の速度で移動を開始する。
【0021】
感光体11に接触するブラシ帯電装置12が矢印c方向に回転し、均一に電荷が付与された感光体11の表面にレーザ露光装置13から画像信号により変調されたレーザ光が投射され、画像の静電潜像が形成される。感光体11の表面の静電潜像は、現像装置14に装填されているトナーにより現像され、トナー像が形成される。
【0022】
感光体11の矢印a方向の回転により、感光体11の表面のトナー像が中間転写装置17の位置にくると、トナー像は転写ベルト15の上に転写される。転写ベルト15の上のトナー像が転写ローラ18の位置にくるタイミングに合わせて図示しない給紙装置から記録媒体Pが転写ベルト15と転写ローラ18との間に搬送され、転写ベルト15の上のトナー像は転写ローラ18の動作により記録媒体Pの上に転写される。この後、記録媒体Pは図示しない定着装置に搬送されて記録媒体P上のトナー像の定着処理が行われ、画像形成動作が完了する。
【0023】
図2はブラシ帯電装置の構成の一例を説明する横断面図である。図2に示すように、ブラシ帯電装置12は、円筒形の導電性の支持体21の外周面に、合成樹脂材料に導電性材料を混合した半導電性繊維から構成された帯電ブラシ22を巻き付けて構成された円筒状のブラシ帯電装置で、感光体11と帯電ブラシ22とにより形成される空隙に遮蔽部材23が配置されている。
【0024】
支持体21の材料は、ステンレススチール、アルミニウム等の金属材料がよいが、導電性の材料であればこれに限られるものではない。
【0025】
帯電ブラシ22の材料のうち、合成樹脂材料はポリアミド(ナイロン)、レーヨン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネイト、ポリウレタン、アクリル系樹脂等が挙げられるが、好ましくはポリアミド(ナイロン)がよい。
【0026】
また、帯電ブラシ22の材料のうち導電性材料は導電性カーボン、金属粉体、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ等が使用できるが、前記した合成樹脂材料の中に均一に混合できるものであれば特に限定されない。
【0027】
帯電ブラシ22を構成する半導電性繊維の太さは、1.5〜4デニール、繊維の植毛密度は150000〜600000フィラメント/平方インチ、ブラシの毛の長さは2〜6mmが好ましい。さらに、支持体21の外周面に帯電ブラシ22を巻き付けた後は、ブラシの毛の長さを均一に揃えただけの直毛状態であってもよいが、ブラシの毛の先端が一定の方向に傾斜又は湾曲させて斜毛状態にするとさらによい。斜毛状態にする方法は、熱によるカール、通電による方法などいずれであってもよい。
【0028】
支持体21の外周面に帯電ブラシ22を巻き付けるには、帯電ブラシ22を帯状に裁断し、帯状部材を支持体21の外周面にスパイラル状に巻き付けるが、隣接する帯電ブラシの帯状部材の間に隙間なく巻き付けることができれば適宜の手段で巻き付けてよい。帯電ブラシの帯状部材の間に隙間が大きいと巻き目のムラが生じ、巻き目部分の半導電性繊維の密度が低下して帯電不良を起こし、好ましくない。
【0029】
帯電ブラシ22は感光体11に接触するように配置され、感光体11の押し込み量(ブラシの毛の先端が感光体11に接触した後、さらに帯電ブラシ22を感光体11に接近させる寸法)は、0.2〜0.8mmが好ましいが、帯電ブラシ22から感光体11への帯電が均一に行われるのであれば、これに限定されるものではない。
【0030】
帯電ブラシ22の回転方向は感光体11の回転方向と同一方向(ウイズ方向)とし、回転速度は感光体11の周速に対する周速比を1.5〜4の範囲に設定するのが好ましいが、これと反対方向(カウンター方向)に回転させてもよい。感光体11との周速比、即ち感光体11の周速に対する帯電ブラシ22の周速を1より大きくすることで、感光体11に対する帯電均一性を向上させることができる。
【0031】
遮蔽部材23は、帯電ブラシ22と感光体11との両方に接触するように配置され、帯電ブラシ22と感光体11との空隙間隔を調整して異常放電を防止するものである。帯電ブラシ22と感光体11との空隙間隔は、遮蔽部材23の厚さにより制御するもので、挿入した遮蔽部材23の厚さよりも広い距離からの放電を制限することができる。
【0032】
遮蔽部材23は、帯電ブラシ22による感光体11への帯電性能を損なわないため、絶縁性の材料で構成されるのが好ましい。具体的には、PETシート、ウレタンシート、ポリエチレンシート、ポリプロンシート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0033】
遮蔽部材23の厚さは、400μm以下が好ましく、より好ましくは50〜200μmである。遮蔽部材23の厚さが50μm以下になると異常放電を抑えることは可能であるが、帯電ブラシ22からの放電可能領域が狭くなるため、帯電不足となり画像かぶりが発生する。遮蔽部材23の厚さが400μm以上では異常放電を抑えるには十分でない。
【0034】
遮蔽部材23の挿入位置は、感光体11の表面の移動方向に対して上流側が好ましく、下流位置では異常放電を十分に抑えることはできない。
【0035】
帯電用電源から帯電ブラシ22に印加する電圧は、−1600V〜−800Vの直流電圧が好ましいが、この範囲に限定されるものではない。また、直流電圧に交流電圧が重畳された帯電バイアスでもよい。しかし、トナー像を中間転写体に転写した後、感光体11がクリーニング処理されるが、クリーニング処理後の残滓トナーが帯電ブラシ22に付着しやすくなる場合があるため、直流電圧のみを印加するのが好ましい。また、直流電源のみを使用するほうが製作コストの面でも有利である。
【0036】
次に、ブラシ帯電装置における遮蔽部材の挿入位置を変更した複数の実施例と比較例についての評価結果を説明する。
【0037】
(1)帯電ブラシ
ポリアミド(ナイロン)樹脂に導電性カーボンを分散させた材料で作成した半導電性繊維で帯電ブラシを製作した。繊維の太さ2デニール、植毛密度300000フィラメント/平方インチの帯電ブラシを直径6mmのステンレススチールのシャフトにスイパイラル状に巻き付け、ブラシ直径が15mmに均一になるように毛をカットし、ブラシの毛の先端は外径が12.5mmになるように熱処理してカールさせた。
【0038】
(2)遮蔽部材
PETシートを使用し、厚み10μm、50μm、100μm、200μm、400μm、100μmのものを作成した。遮蔽部材の挿入位置は、感光体の表面の移動方向に対して上流側に設置する場合は、図3の(a)に示すように、感光体と帯電ブラシとの接触圧が最も高い位置Mから1mm上流側にPETシートの先端が位置するように設置した。また、感光体の表面の移動方向に対して下流側に設置する場合は、図3の(b)に示すように、感光体と帯電ブラシとの接触圧が最も高い位置Mから5mm下流側にPETシートの先端が位置するように設置した。
【0039】
(3)画像形成条件
図1に示す構成のプリンタを使用して画像形成を行った。設定条件は;
帯電ブラシ印加電圧:−1100V
帯電ブラシ回転方向:ウイズ方向で周速比2
押し込み量:0.5mm
現像バイアス:−350V
現像Vpp:1.5kV
システムスピード:160mm/秒
画像形成環境を、温度10℃、相対湿度15%に設定した。
【0040】
図4は、遮蔽部材の挿入位置に関する評価結果を示す図である。
【0041】
異常放電による帯電均一性の評価は、B/W(黒/白)比5%のモノクロ画像を1000枚出力した後、2ドット×2ドットのハーフトーン画像を出力し、目視観察で画像品質を評価し、画像品質が優れているものには「◎」、若干のドット状のむらが認められるが実用上支障のないものには「○」、ドット状のむらが著しく使用上支障があるものには「×」を付し、「◎」、「○」を合格とした。
【0042】
「画像かぶり」の評価は、B/W(黒/白)比5%のモノクロ画像を1000枚出力した後、B/W(黒/白)比0%のモノクロ画像を出力し、目視観察で画像品質を評価し、画像かぶりのなかったものには「○」、若干の画像かぶりが発生したが実用上支障のないものには「△」、画像かぶりが著しく使用上支障があるものには「×」を付し、「○」、「△」を合格とした。
【0043】
評価結果をみると、遮蔽部材の厚みが400μm以下の場合は、斑点むらが形成されることなく、良好な結果が得られることが分かる。また、遮蔽部材がなかったり、感光体の表面の移動方向に対して下流側に設置した場合は斑点むらが形成され、画像品質が低下してしまうことが分かる。
【0044】
上記した実施の形態では、回転型の円筒状のブラシ帯電装置について説明したが、帯電ブラシを回転させずに固定配置することもできる。
【0045】
上記したこの発明の実施の形態には、以下に記載する発明も含まれる。
【0046】
(1)請求項1記載の画像形成装置において、前記帯電ブラシは、ポリアミド樹脂からなるブラシ繊維で構成されることを特徴とする画像形成装置。
【0047】
(2)請求項1記載の画像形成装置において、前記帯電ブラシを構成するブラシ繊維は、太さ1.5乃至4デニールであることを特徴とする画像形成装置。
【0048】
(3)請求項1記載の画像形成装置において、前記帯電ブラシは、ブラシを構成する毛の密度が150000乃至600000フィラメント/平方インチであることを特徴とする画像形成装置。
【0049】
(4)請求項1記載の画像形成装置において、前記帯電ブラシは、ブラシを構成する毛の長さが2乃至6mmであることを特徴とする画像形成装置。
【0050】
(5)請求項1記載の画像形成装置において、前記帯電ブラシは、ブラシを構成する毛の先端がカールされていることを特徴とする画像形成装置。
【0051】
【発明の効果】
以上詳細に説明したとおり、この発明は、ブラシ型帯電装置により被帯電部材を帯電させる画像形成装置において、ブラシ型帯電装置を、被帯電部材の表面に接触する帯電ブラシと、その接触部の近傍における前記帯電ブラシと被帯電部材との間の空隙に挿入配置される遮蔽部材で構成し、遮蔽部材を少なくとも被帯電部材の移動方向の上流側に配置したものである。
【0052】
この構成により、特に、低温低湿度環境においても帯電部材と被帯電部材との接触部付近で発生する異常放電の発生を抑制できるから、不安定な異常放電による帯電むらがなくなり、高品質の画像を形成できる画像形成装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態の画像形成装置の構成を説明する図。
【図2】ブラシ帯電装置の構成の一例を説明する横断面図。
【図3】ブラシ帯電装置における遮蔽部材の挿入位置を説明する図。
【図4】遮蔽部材の挿入位置に関する評価結果を示す図。
【図5】従来の帯電ブラシの構成の一例を示す断面図。
【図6】接触帯電部材と被帯電部材との接触部付近で発生する異常放電の発生領域を説明する図。
【符号の説明】
10 画像形成装置
11 感光体(被帯電部材)
12 ブラシ帯電装置(接触帯電部材)
13 レーザ露光装置
14 現像装置
15 転写ベルト(中間転写体)
16a 駆動ローラ
16b 従動ローラ
16c、16d、16e 補助ローラ
17 中間転写装置
18 転写ローラ
21 支持体
22 帯電ブラシ
23 遮蔽部材
Claims (5)
- ブラシ型帯電装置により被帯電部材を帯電させる画像形成装置において、
前記ブラシ型帯電装置は、被帯電部材の表面に接触する帯電ブラシと、その接触部の近傍における前記帯電ブラシと被帯電部材との間の空隙に挿入配置される遮蔽部材とを備え、
前記遮蔽部材は、少なくとも前記被帯電部材の移動方向の上流側に配置されること
を特徴とする画像形成装置。 - 前記遮蔽部材は、前記帯電ブラシと被帯電部材との間の接触部近傍の400μm以上の空隙を塞ぐ部材であること
を特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記帯電ブラシは、前記被帯電部材の回転方向と同一方向に回転し、前記被帯電部材の周速度との比率が1.5乃至4の周速度で回転する帯電ブラシであること
を特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記遮蔽部材は、電気絶縁材料で構成されていること
を特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記帯電ブラシは、合成樹脂を材料として作成された毛に導電性を与えた毛とを混入して作成された半導電性の帯電ブラシであること
を特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003035248A JP2004246037A (ja) | 2003-02-13 | 2003-02-13 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003035248A JP2004246037A (ja) | 2003-02-13 | 2003-02-13 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004246037A true JP2004246037A (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=33020729
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2003035248A Pending JP2004246037A (ja) | 2003-02-13 | 2003-02-13 | 画像形成装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2004246037A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008046172A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Ricoh Co Ltd | 帯電システム及び画像形成装置 |
-
2003
- 2003-02-13 JP JP2003035248A patent/JP2004246037A/ja active Pending
Cited By (1)
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JP2008046172A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Ricoh Co Ltd | 帯電システム及び画像形成装置 |
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