JP3250701B2 - 接触帯電装置 - Google Patents

接触帯電装置

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    • G03G15/02Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • G03G15/0208Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、帯電用部材を被帯電体
面に接触させた状態で被帯電体面を一様に所定電位に帯
電させるように形成された接触帯電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4に、電子写真装置,複写機,ファク
シミリ等の一部を形成する印刷部10を示す。同図にお
いて、円筒体の周面に感光剤が塗布された像担持体1を
中心としたその周辺には、接触帯電装置20,露光手段
2,現像器を形成する現像ローラ3,転写器4,廃トナ
ーブレード5,除電器6が配設されている。
【0003】R方向に一定速度で中心Qに真円回転され
る像担持体1の周面は、接触帯電装置20を通過する際
に所定の帯電電位Vc(例えば、−500V)に一様に
帯電され、続いて露光手段2を用いて描画された露光部
(静電潜像)は所定電位Vim(例えば、−50V)と
なる。この静電潜像には、現像ローラ3からトナーTが
供給されトナー像に現像される。
【0004】そして、このトナー像は、転写器4と対向
する位置を通過する際に、X方向に移動する用紙Pに転
写印刷される。その後に定着器(図示省略)へ向う。一
方、像担持体1の転写器4を通過した周面は、廃トナー
ブレード5で残留トナーが除去された後に、除電器6に
よって初期電位Vin(例えば、−50V)に一様に除
電される。
【0005】ところで、帯電装置としては、図4に示す
接触帯電装置20とコロナ放電式装置とが選択的に採用
されるが、後者には超高圧電源装置の具備によるコスト
高,シールド室形式によるスペース拡大,コロナ放電に
よるオゾン発生,放電ワイヤーの劣化による帯電不良発
生等の欠点があるので、前者が採用される場合が多い。
【0006】さて、図4に示す接触帯電装置20は、帯
電用部材を形成する帯電ローラ(28,29)と,これ
に超高電圧(例えば、−5kV)を印加する超高圧電源
装置21とから構成されている。帯電ローラは、丸軸部
材29の周面に例えばゴムに導電粒子を混在させた導電
部28を貼設した構成とされ、かつこの帯電ローラは像
担持体1の回転に従動回転するように形成されているの
が一般的である。
【0007】ここに、R方向に一定速度で面移動する像
担持体(被帯電体)1の周面(被帯電体面)に、帯電ロ
ーラの導電部28を接触させれば、被帯電体面を所定の
帯電電位Vc(例えば、−500V)に帯電することが
できる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、全ての条件が
満されたときにのみ均一に帯電させることができるが、
一層の高画質印刷要請が強くなる運用の実際において、
全ての条件を安定して満足させることは至難である。す
なわち、帯電用部材(28)の組成材料の均一性が欠け
ると、例えば導電粒子の分布バラツキ等があると、被帯
電体面(1)を均一に帯電することができない。その外
径が長さ方向に不均一となっている場合も同様である。
【0009】また、帯電用部材(28)の被帯電体面
(1)への接触圧力が所定範囲内になるように組立るこ
とおよびその接触圧力状態を運転中に安定維持すること
が難しい。したがって、接触圧力が小さすぎると非帯電
部の増大による帯電ムラが発生し、大き過ぎると本来の
放電作用の他に直接的な電荷注入が生じ被帯電体面
(1)の帯電電圧が上昇してしまうばかりか、被帯電体
面(1)や帯電用部材(28)に傷が付いてしまうの
で、高画質印刷を保障できない。
【0010】さらに、帯電用部材(28)の面移動速度
を遅くすると、両者(1,28)の対応する同一箇所の
接触時間が非常に長くなってしまうので、上記電荷注入
が一段と増大する。この場合にも被帯電体面(1)の帯
電電位Vc(Vim)が上昇してしまい印刷面に白スジ
が発生してしまう。一方、帯電ローラ28の面移動速度
をより高速とすることは、モータの容量が大きくなりか
つ消費電力が増大してしまうので、装置構築上、不利を
招く。
【0011】ここに本発明の目的は、帯電ムラがなく被
帯電体面の全面を所定の帯電電位に均一かつ一様に帯電
させることができる接触帯電装置を提供することにあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下のような
試験研究の結果に基づき、創成されたものである。ゴム
に導電粒子を混在させた帯電ローラ(28)を被帯電体
面(1)に圧接する方法による欠点、すなわち帯電用部
材の材質や形態不均一による高画質印刷困難,コスト
高,製作・組立困難,被帯電体面の損傷等を解消するも
のとして、ブラシ構造から形成した帯電用部材を試み
た。
【0013】すなわち、図3に示す如く、帯電用部材を
導電性基材24に導電性線毛部材25を密に植設したブ
ラシ構造23とし、かつこのブラシ構造23を両面接着
テープ26を用いて保持部材22の平滑面22Fに固着
した。そして、印字部10の各構成要素のレイアウト上
から選択した法線Zに対し図示の通りの姿勢として、保
持部材22を本体ケースに取付けた。
【0014】これによれば、帯電ローラを被帯電体面に
圧接する方法による上記欠点を解消できる。しかも、ブ
ラシ構造23の取付位置を変更するだけで、被帯電体面
(1)との接触圧力を容易に調整できる。したがって、
帯電均一性も大幅に向上できることが確認された。
【0015】しかしながら、市場で要求される保証期間
の終了前後に及ぶ連続長時間運転をしたところ、被帯電
体面(1)に帯電ムラが生じる場合が発見された。さら
に、検討するに、導電性線毛部材25の被帯電体面
(1)への食込み量は、法線Zに近い中央部が大きく、
面移動方向の上流側および下流側が小さいことが原因と
推察される。
【0016】すなわち、中央部の1点鎖線で示す下流側
の導電性線毛部材25MDと,より下流側の導電性線毛
部材25Dとは、被帯電体面(1)の面移動方向に従応
する。しかし、法線Zよりも上流側の点線で示す導電性
線毛部材25MUと,より上流側の導電性線毛部材25
Uとは、面移動方向に抗することになるので、変形が生
じ易い。この変形が、接触圧力の変動を引起し帯電ムラ
を発生させる第1原因と推定される。
【0017】特に、より上流側の導電性線毛部材25U
は、その食込み量が小さいので上記変形問題は中央部の
帯電性線毛部材25MUよりも小さいが、小さいがゆえ
に2点鎖線で示す導電性線毛部材25Tの如く飛跳現象
により帯電に寄与しない場合が偶発的,周期的に発生す
ることが認められた。
【0018】しかるに、ブラシ構造23(25)と被帯
電体面(1)との相対電位を比較すると、各導電性線毛
部材25の電位が一様であるのに対して被帯電体面
(1)の帯電電位は帯電前の初期電位Vin(例えば、
−50V)から次第に高まり最終の帯電電位Vc(例え
ば、−500V)に上昇すると考えられる。つまり、ブ
ラシ構造23(25)の上流側の方が帯電効率が高と言
える。
【0019】ここに、帯電効率の高い上流側の導電性線
毛部材(25T,25U)に飛跳現象が発生すること
が、帯電ムラを発生させる第2原因でかつ最大の原因に
なっているものと推定した。
【0020】そこで、導電性線毛部材25の面移動する
被帯電体面(1)に対する食込み量を上流側を大きくか
つ下流側を小さくして取付けることにより、全導電性線
毛部材25の従応性を高めつつ変形を防止しかつ上流側
の飛跳現象を防止することを試みた。この試行によれ
ば、ムラのない均一で一様な帯電が行えることを確認し
た。
【0021】本発明は、実に、この食込み量の限定を必
須の構成要件とすることにより、上記課題を解消できる
構成とした創作に関する。
【0022】すなわち、本発明に係る接触帯電装置は、
電圧を印加した帯電用部材を面移動されている被帯電体
面に接触させて被帯電体面を一様に所定電位に帯電させ
る接触帯電装置において、前記帯電用部材を導電性基材
長さが同じ導電性線毛部材を密に植設したブラシ構造
とし、かつこのブラシ構造を固着した保持部材を前記被
帯電体面への導電性線毛部材の食込み量を当該被帯電体
面の面移動方向の上流側を大きくかつ下流側を小さくな
る姿勢として本体ケースに取付けた、ことを特徴とす
る。
【0023】
【作用】上記構成による本発明の場合、帯電用部材がブ
ラシ構造とされているので帯電ローラ方式の欠点を一掃
できる。しかも、導電性基材に長さが同じ導電性線毛部
材を密に植設したブラシ構造を固着させた保持部材が、
被帯電体面への食込み量が当該被帯電体面の面移動方向
の上流側の導電性線毛部材の方が大きくかつ下流側の導
電性線毛部材の方が小さくなる姿勢として本体ケースに
取付けられているので、全ての導電性線毛部材の被帯電
体面に対する従応性が高まり変形を防止できるととも
に、帯電効率の高い上流側の導電性線毛部材の飛跳現象
を一掃できる。よて、被帯電面を均一かつ一様に安定
して帯電できる。
【0024】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本接触帯電装置は、図1,図2に示す如く、帯電
用部材を導電性基材24に長さが同じ導電性線毛部材2
5を密に植設したブラシ構造23とし、かつこのブラシ
構造23を固着した保持部材22を被帯電体面(1)へ
の導電性線毛部材25の食込み量(Y)を当該被帯電体
面(1)の面移動方向の上流側を大きくかつ下流側を小
さくなる姿勢として本体ケースに取付けた構成とし、被
帯電体面(1)上をムラなく均一で一様に所定の帯電電
位Vcに帯電可能に形成されている。
【0025】なお、接触帯電装置を除く印刷部10の基
本的構造は従来例(図4)と同一としたので、共通する
構成要素については同一の符号を付し、それらについて
の説明は簡略または省略する。
【0026】図1において、ブラシ構造23を形成する
導電性基材24は、スチレンブタジエンラバー(SB
R)と,カーボンと,増粘剤とから形成され、SBRと
カーボンとの比率を6:4として9Ω−cmの抵抗値を
持つシート形式とされている。
【0027】また、各導電性線毛部材25は、材質がR
EC−M1(導電性レーヨン),抵抗が105 Ω, 繊維
経が6デニール(600D/100F)で、10万本/
inch2 の植設密度として導電性基材24に均一に
さが同じとされて植設されている。
【0028】そして、ブラシ構造23の全体は、両面接
着テープ26を介して保持部材22の平滑面22Fに固
着している。なお、保持部材22は、被帯電体を形成す
る像担持体1に対して図1に示す姿勢で本体ケース(図
示省略)に固定されている。
【0029】ここに、ブラシ構造23の取付姿勢は、図
1に2点鎖線で示す如く、像担持体1の周面つまり被帯
電面への導電性線毛部材25の食込み量を面移動方向
(R方向)の上流側を大きくかつ下流側を小さくしてあ
る。
【0030】食込み量とは、像担持体1が無抵抗体と仮
想した場合に真直状態の導電性線毛部材25をその周面
から中心Q方向の内側へ向けて押込んだ量である。図2
では、Y1,Y1+αとして現わされる。
【0031】この実施例では、最上流側の導電性線毛部
材25Uを法線ZからX1だけ位置ずれさせた平行線Z
1に合せた位置として、かつY1の食込み量としてい
る。すなわち、ブラシ構造23の大きさとの関係で、最
下流側の導電性線毛部材25Dが被帯電体面に接触可能
とするためである。換言すれば、より多くの導電性線毛
部材25Dを接触させることができるように、ブラシ構
造23を大型化し易いように工夫している。
【0032】この実施例の場合、Y1を1.00mm,
X1を0.99〜1.00mmとしている。したがっ
て、Y2は像担持体1の円弧形状分(0.07mm)だ
け大きい。
【0033】かかる構成の実施例によれば、像担持体1
をR方向に一定速度で回転させ、かつ高圧電源装置を起
動して保持部材22に高圧電源を加える。
【0034】すると、ブラシ構造23の長さが同じとし
て植設された全ての導電性線毛部材25が被帯電体面
(1)に従応する。つまり、各食込み量に相当する分だ
け湾曲して被帯電体面(1)に摺接する。この際、上流
側の導電性線毛部材25Uの食込み量が大きくされてい
るので、より良好な摺接状態を確立できる。
【0035】かくして、各導電性線毛部材25の変形
と、最上流側の導電性線毛部材25Uの飛跳現象とを一
挙に防止でき、かつ帯電効率の高い上流側導電性線毛部
材25Uの被帯電体面への摺接範囲が長くなるので、被
帯電体面(1)を均一かつ一様に円滑帯電できる。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、帯電用部材を導電性基
材に長さが同じ導電性線毛部材を密に植設したブラシ構
造とし、かつこのブラシ構造を固着した保持部材を被帯
電体面への導電性線毛部材の食込み量を当該被帯電体面
の面移動方向の上流側を大きくかつ下流側を小さくなる
姿勢として本体ケースに取付けた構成とされているの
で、各導電性線毛部材の変形を防止できかつ帯電効率の
高い上流側の導電性線毛部材の飛跳現象を防止しつつ被
帯電体面との摺接範囲を長くできる。よって、面移動す
る被帯電体面を均一かつ一様に所定電位に帯電できる。
しかも、取付が簡単でコスト低減も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す正面図である。
【図2】同じく、食込み量を説明するための図である。
【図3】本発明の基本的原理を説明するための図であ
る。
【図4】従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
1 像担持体(被帯電体面) 2 露光手段 3 現像ローラ 4 転写器 6 除電器 10 印刷部 20 接触帯電装置 21 高圧電源装置 22 保持部材 22F 平滑面 23 ブラシ構造(帯電用部材) 24 導電性基材 25 導電性線毛部材 26 両面接着テープ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−273834(JP,A) 特開 平5−188668(JP,A) 実開 平6−15062(JP,U) 実開 平5−90511(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電圧を印加した帯電用部材を面移動され
    ている被帯電体面に接触させて被帯電体面を一様に所定
    電位に帯電させる接触帯電装置において、 前記帯電用部材を導電性基材に長さが同じ導電性線毛部
    材を密に植設したブラシ構造とし、かつこのブラシ構造
    固着した保持部材を前記被帯電体面への導電性線毛部
    材の食込み量を当該被帯電体面の面移動方向の上流側を
    大きくかつ下流側を小さくなる姿勢として本体ケースに
    取付けた、ことを特徴とする接触帯電装置。
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