JP3680567B2 - 荷電ブラシ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いる荷電装置、特に被荷電体に荷電するために該被荷電体に対し接触回転せしめられる荷電ブラシに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ等の画像形成装置では、一般的に、感光体等の静電潜像担持体表面を帯電させ、その帯電域に画像情報に基づいて画像露光して静電潜像を形成し、その潜像を現像して可視トナー像とし、このトナー像を直接紙等からなる記録材に転写するか、又は一旦中間転写体に１次転写し、さらに記録材に２次転写し、定着させる。
【０００３】
かかる画像形成装置では、被荷電体に荷電するために荷電装置が用いられる。例えば、静電像担持体（被荷電体の１例）上に静電潜像を形成するための画像露光に先立って該像担持体表面を一様に帯電させる主帯電装置として用いられる。また、該像担持体上に形成されたトナー像を記録材（被荷電体の１例）に転写するときや、カラー画像形成装置等において該トナー像を記録材上に転写するに先立って中間転写体（被荷電体の１例）に転写するときには、その転写のために該記録材や中間転写体の裏面側から転写電圧を印加する転写帯電装置として用いられる。さらに、トナー像転写後、静電潜像担持体等に残留する電荷を除電するために除電用の電圧を印加する除電装置として用いられることもある。
【０００４】
このような荷電乃至電圧印加は、従来、コロナチャージャ、荷電ローラ、荷電ブラシなどによる様々の荷電装置を用いて行われている。
そのうち荷電ブラシであって被荷電体に対し接触回転せしめられる荷電ブラシは、一般的に、導電性の芯棒に、導電性のブラシ毛が植え込まれた帯状の導電性のブラシ基材が螺旋状に巻き付けられたものである。
【０００５】
このタイプの荷電ブラシについて、図７に導電性芯金Ｓへの導電性ブラシ基材Ｂの巻き付け状態を示す。図７に示すように導電性ブラシ基材Ｂは互いに隣り合う導電性ブラシ基材Ｂの側端縁部（耳部）つなぎ目Ｔの隙間が最小になるように芯金Ｓに巻き付けられる。
例えば、導電性ブラシ基材Ｂの幅Ｗを１５ｍｍ、導電性ブラシ基材Ｂと導電性芯金Ｓの軸線方向に直交する線Ｘとの角度（いわゆる巻き付け角度）θを４４．６度、導電性芯金の直径Ｄを６．８ｍｍとすると、ブラシ基材Ｂの芯金上での芯金軸線方向の幅（リード）Ｌは
Ｌ＝１５ｍｍ／ＣＯＳ（４４．６度）≒２１ｍｍとなり、
つなぎ目Ｔの隙間は計算上０ｍｍとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際は、つなぎ目Ｔの隙間は導電性ブラシ基材Ｂの幅等のバラツキにより、０ｍｍより大きくなることが多い。また、導電性ブラシ基材Ｂは、通常、ブラシ基材Ｂの側端縁（耳端）で導電性ブラシ毛Ｋが抜けやすく、このブラシ毛Ｋの抜けを防止するためにブラシ毛Ｋはブラシ基材Ｂの側端縁（耳端）よりやや内側に植えられる。
【０００７】
そのため、導電性芯金Ｓに巻き付けられた導電性ブラシ基材Ｂは、つなぎ目Ｔ部分のブラシ毛Ｋの密度が低くなり、このような部分の存在故に荷電時に被荷電体への荷電ムラを生じやすい。例えば、かかる荷電ブラシを主帯電ブラシとして用いる場合、静電潜像担持体への帯電ムラを生じやすく、その帯電ムラによる表面電位の低いところが画像ノイズ（いわゆる巻目ムラによる画像ノイズ）として現れることがある。
【０００８】
そこで本発明は、被荷電体に荷電するために該被荷電体に対し接触回転される荷電ブラシであって、被荷電体に均一に安定して荷電でき、それだけ画像ノイズ発生を抑制できる荷電ブラシを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明は、被荷電体に荷電するために該被荷電体に対し接触回転される荷電ブラシであり、導電性の芯棒と、該芯棒に螺旋状に巻き付けられた帯状の導電性ブラシ基材とを含んでおり、該導電性ブラシ基材は、帯状基体に導電性ブラシ毛を植え込んだもので、該導電性ブラシ基材のブラシ毛密度と前記芯棒上での各隣り合う導電性ブラシ基材側端縁部のつなぎ目部分でのブラシ毛密度とを均一化するように、該芯棒上で各隣り合う導電性ブラシ基材側端縁部が互いに重なるように該芯棒に巻き付けられていることを特徴とする荷電ブラシを提供する。
【００１０】
本発明の荷電ブラシによると、導電性の芯棒に螺旋状に巻き付けられた帯状の導電性ブラシ基材は、帯状基体に導電性ブラシ毛が植え込まれている。この導電性ブラシ基材は、そのブラシ毛密度と前記芯棒上での各隣り合う導電性ブラシ基材側端縁部のつなぎ目部分でのブラシ毛密度とを均一化するように、該芯棒上で各隣り合う導電性ブラシ基材側端縁部が互いに重なるように該芯棒に巻き付けられている。従って被荷電体に対し均一に安定して荷電でき、例えば画像露光に先立って静電潜像担持体表面を帯電させる主帯電装置として用いる場合でも、画像ノイズ（いわゆる巻目ムラによる画像ノイズ）の発生を抑制することができる。
【００１１】
芯棒上での導電性ブラシ基材の重なり幅の大きさは、該ブラシ基材のブラシ毛密度と前記つなぎ目部分でのブラシ毛密度とを均一化するような最適な大きさに設定すればよい。この重なり幅の大きさは、大きすぎると該重なり部での導電性ブラシ毛の自由端の長さが短くなるなどして、その部分でのブラシ毛密度の均一化を妨げるので、これを妨げない範囲内の大きさとする。
【００１２】
なお、本発明に係る荷電ブラシは、例えば複写機、プリンタ等の画像形成装置における静電潜像担持体を画像露光に先立って帯電させる帯電ブラシ、該像担持体上に形成されたトナー像を紙等からなる記録材に転写するときやカラー画像形成装置等において該トナー像を記録材上に転写するに先立って中間転写体に転写するときに用いる転写ブラシ、トナー像転写後、静電潜像担持体等に残留する電荷を除電するための除電ブラシ等に利用できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る荷電ブラシの一例である、画像露光に先立って感光体表面を帯電させる帯電ブラシを採用したドラムカートリッジ方式の画像形成装置の概略構成を示す側面図である。また、図２は図１に示す帯電ブラシを備えたドラムカートリッジの概略断面図である。
【００１４】
図１に示す画像形成装置は電子写真方式の画像形成装置であり、ドラムカートリッジ１、レーザ露光装置２、現像装置３、転写チャージャ４を備えている。
ドラムカートリッジ１には、ドラム形状の感光体１１（被荷電体の１例）が設けられている。転写チャージャ４は、感光体１１に臨み、図中転写部Ｐを形成している。転写部Ｐの図中右方にはガイド板５、タイミングローラ対６が順次設けられ、さらに図示を省略した給紙部が設けられている。また、左方にはガイド板７、定着ローラ対８が順次設けられ、さらに図示を省略した排出ローラ対及び排紙トレイが設けられている。
【００１５】
露光装置２は図示を省略した画像読み取り装置等から送られてくる画像情報に基づきレーザ光ｍを感光体１１に照射でき、これにより感光体１１上に静電潜像を形成できる。
現像装置３は現像ローラ３１、トナー供給用ローラ３２、トナー規制ブレード３３等を含んでおり、これらは現像装置ケース３００に設けられている。装置ケース３００はトナーｔを収容する。現像ローラ３１は図中反時計方向ｂに回転駆動される。現像ローラ３１にはトナー規制ブレード３１が当接しており、その背後にトナー供給用ローラ３２が配置してある。
【００１６】
トナー供給用ローラ３２は回転駆動され、トナーｔを現像ローラ３１に供給できる。現像ローラ３１はローラ３２にてローラ３１表面に供給されたトナーｔをその回転によってトナー規制ブレード３３に運び、ブレード３３との間で薄層にし、さらに現像領域へ搬送する。また、電源ＰＷ２から現像バイアス電圧を印加できる。これにより現像領域で感光体１１上の静電潜像を現像できる。
【００１７】
転写チャージャ４は電源ＰＷ３から転写用電圧を印加でき、これにより感光体１１上のトナー像を後述する記録紙ｓに転写できる。
ドラムカートリッジ１は、既述の感光体１１の他、図２に示すように帯電ブラシ１２（荷電ブラシの１例）、クリーニングブレード１３、トナー回収用ローラ１４及び駆動用ギア１５などを含んでおり、これらはカートリッジケース１００に配設されている。感光体１１は図中時計方向ａに回転駆動される。感光体１１の周囲には帯電ブラシ１２、クリーニングブレード１３が配置されている。
【００１８】
クリーニングブレード１３はブレード形状のもので、ブレード保持板１３１の一端部に片持ち支持されている。ブレード保持板１３１は支点軸１３１ａに回動可能に支持されている。ブレード保持板１３１の他端部はバネ支持部１３１ｂであり、圧接バネ１３２の一端に接続されている。バネ１３２の他端はカートリッジケース１００のバネ支持部１０１ａに引っ掛けられており、かくしてブレード保持板１３１は常に図中矢印ｃ方向に引っ張られている。これによりブレード１３は感光体１１に圧接され、感光体１１上に付着した、記録紙ｓに転写されずに残った転写残トナーを除去できる。
【００１９】
トナー回収用ローラ１４は、図中ａ方向に回転駆動される。これにより、クリーニングブレード１３にて除去された転写残トナーをカートリッジケース１００の廃トナー回収部１０１に送り込むことができる。
駆動用ギア１５は図示を省略した主モータの駆動伝達手段に接続される。この主モータは画像形成装置に設けられ、画像形成装置全体を駆動する。ギア１５はこの主モータからの駆動を、カートリッジ１の図示を省略したギア等を介して感光体１１や、帯電ブラシ１２、トナー回収用ローラ１４などに伝え、これらを回転駆動する。
【００２０】
帯電ブラシ１２は感光体１１に荷電するために感光体１１に対し接触せしめられ、図中ｂ方向に回転駆動される。なお、帯電ブラシ１２の周速度と感光体１１の周速度とは一定の速度差を有しており、本例では、帯電ブラシ１２と感光体１１の周速度比は帯電ブラシ：感光体＝３．７２：１である。なお、帯電ブラシ１２及び感光体１１の周速度は同じにすることも考えられるが、周速比を１：１にすると帯電ブラシ１２による感光体１１表面の帯電のムラが目立ち、必要な帯電電位を確保できないことがあり、このような事態を避けたいときは、帯電ブラシ周速／感光体周速を１より大きくするとよい。また、本例では帯電ブラシ１２と感光体１１との相互接触部位における帯電ブラシ１２の表面移動方向は感光体１１の表面移動方向に従う方向である。該方向に逆らう方向にすることも考えられるが、逆らう方向にすると、駆動系のトルクが大きくなり、また感光体１１の感光層の削れが多くなるので、このような事態を避けたいときは、前記のとおり従う方向にするとよい。
【００２１】
図３（Ａ）は帯電ブラシ１２の側面図であり、図３（Ｂ）は導電性芯金１２１への導電性ブラシ基材１２２の巻き付け状態を説明するための帯電ブラシ１２左側端部の正面図である。
帯電ブラシ１２は導電性芯金１２１（導電性の芯棒の１例）と導電性ブラシ基材１２２から構成されている。
【００２２】
導電性芯金１２１は金属からなっており、その両端部にはローラ軸１２１ａが突出している（図３（Ｂ）では右側端部は図示を省略）。各ローラ軸１２１ａには図示を省略した導電性板バネが導電性グリスを介して接触されている。また、この導電性板バネは図１に示す電源ＰＷ１に接続されている。これにより、電源ＰＷ１から導電性芯金１２１に帯電用電圧を印加できる。
【００２３】
図３（Ａ）や後述する図４に示すように、導電性ブラシ基材１２２は基体１２２ａ及び導電性ブラシ毛１２２ｂで構成されている。基体１２２ａは帯状の布からなっており、導電性ブラシ毛１２２ｂは導電性樹脂からなっている。導電性ブラシ基材１２２は基体１２２ａに導電性ブラシ毛１２２ｂを基体１２２ａに対して垂直に植え込んだものである。また、このブラシ基材１２２では、ブラシ毛１２２ｂの抜けを防止するためにブラシ毛１２２ｂは基体１２２ａの側端縁（耳端）よりやや内側に植えられている。図３（Ｂ）に示すように、導電性ブラシ基材１２２は導電性芯金１２１に螺旋状に巻き付けられており、導電性の接着剤にて接着されている。これにより、導電性ブラシ毛１２２ｂは導電性芯金１２１に電気的に接続されている。
【００２４】
後述する図４（Ｂ）に示すように、導電性ブラシ基材１２２は、導電性芯金１２１に導電性ブラシ基材１２２のブラシ毛密度と芯金１２１上での各隣り合うブラシ基材１２２側端縁部のつなぎ目Ｔ部分でのブラシ毛密度とを均一化するように、芯金１２１上での各隣り合う導電性ブラシ基材１２２側端縁部が互いに重なるように芯金１２１に巻き付けられている。
【００２５】
また、帯電ブラシ１２は図１に示す電源ＰＷ１から高電圧を印加でき、これにより感光体１１を帯電させることができる。
なお、本例では、感光体１１、帯電ブラシ１２及びクリーニングブレード１３はドラムカートリッジ１に一体的に設けられているが、これらはカートリッジ構成を採用することなく同様な位置に別個に設けられていてもよい。また、感光体１１はドラム状の感光体ドラムであるが、ベルト形状の感光体ベルトなどでもよい。
【００２６】
以上説明した画像形成装置によると、図１に示すように感光体１１が回転駆動され、帯電ブラシ１２によって一様に帯電される。なお、帯電ブラシ１２の作用、効果については後述する。
露光装置２から照射されたレーザ光ｍが該帯電域を露光し、静電潜像を形成する。この静電潜像は感光体１１の回転とともに現像装置３に移行する。
【００２７】
現像装置３では、装置ケース３００のトナーｔがトナー供給用ローラ３２によって現像ローラ３１に供給される。現像ローラ３１に供給されたトナーｔはローラ３１の回転によって規制ブレード３３にて規制された後、感光体１１との間に形成される現像領域に移行する。現像領域に移行したトナーｔは、ここで電源ＰＷ２からの現像バイアス電圧印加のもとに感光体１１上の静電潜像の現像に供される。かくして感光体１１上に可視トナー像が形成される。
【００２８】
感光体１１上の可視トナー像は、その回転に伴って転写部Ｐに移行する。転写部Ｐに移行したトナー像は記録紙ｓに転写される。記録紙ｓは図示を省略した給紙ローラによって図示を省略した給紙トレイから送り出され、タイミングローラ対６に送られる。タイミングローラ対６は、感光体１１上のトナー像と同期をとって、記録紙ｓを送り出す。記録紙ｓは、ガイド板５に支持されて転写部Ｐに移行し、記録紙ｓ上に転写チャージャ４にてトナー像が転写される。
【００２９】
記録紙ｓはトナー像転写後、ガイド板７に支持されて定着ローラ対８に運ばれる。ここでトナー像が記録紙ｓに定着される。そのあと図示を省略した排紙ローラ対にて排紙トレイへ排出される。
図４（Ａ）に従来タイプの帯電ブラシの軸線方向左側端部の断面図を示し、図４（Ｂ）に本発明の帯電ブラシ１２の軸線方向左側端部の断面図を示す。なお、図４（Ａ）の帯電ブラシは、図４（Ｂ）の本発明の帯電ブラシ１２において、導電性ブラシ基材１２２を従来タイプの巻き方にしたものである。他の点は同様であり、同じ構成、作用を有する部品には同じ参照符号を付してある。
【００３０】
本発明の帯電ブラシ１２によると、図４（Ｂ）に示すように導電性の芯金１２１に螺旋状に巻き付けられた帯状の導電性ブラシ基材１２２は、帯状基体１２２ａの側端縁よりやや内側に導電性ブラシ毛１２２ｂが植え込まれている。この導電性ブラシ基材１２２は、そのブラシ毛密度と導電性の芯金１２１上での各隣り合うブラシ基材側端縁部のつなぎ目Ｔ部分でのブラシ毛密度とを均一化するように、芯金１２１上での各隣り合う導電性ブラシ基材側端縁部が互いに重なるように芯金１２１に巻き付けられている。こうすることで、つなぎ目Ｔ部分の隙間は開き難くなっている。また、芯金１２１上での各隣り合うブラシ基材側端縁部のつなぎ目Ｔ部分において、重ねられている基材側端部のうち下側のものが圧縮されて傾くことで、そこのブラシ毛１２２ｂ’の先端が、上側のもののブラシ毛の植え込みのない部分Ｎの方に寄りやすいので、つなぎ目Ｔ部分でのブラシ毛密度が高められ、これにより芯金１２１の全体にわたりブラシ毛密度が均一化し、感光体１１に対し均一に安定して帯電でき、それだけ画像ノイズ（いわゆる巻目ムラによる画像ノイズ）の発生を抑制することができる。
【００３１】
一方、図４（Ａ）に示す従来タイプの巻き方の帯電ブラシでは、図４（Ｂ）と同様に導電性ブラシ基材１２２は、芯金１２１に螺旋状に巻き付けられているが、芯金１２１上での各隣り合う導電性ブラシ基材側端縁部が互いに重なっていない。この帯電ブラシによると、芯金１２１上での各隣り合うブラシ基材側端縁部のつなぎ目Ｔ部分では隙間があいているか、巻き付け時にこの隙間を最小にするようにブラシ基材１２２を巻き付けても、ブラシ基材側端縁のブラシ毛の植え込みのない部分Ｎが露出してしまう。そのため、つなぎ目Ｔ部分のブラシ毛密度が低くなり、帯電時に感光体上に帯電ムラが生じやすく、それだけ画像ノイズ（いわゆる巻目ムラによる画像ノイズ）が発生しやすい。本発明に係るブラシ１２では前記のとおり、このような問題が解決されている。
【００３２】
次に、帯電ブラシ１２の帯電性能の評価実験を行ったので、それについて説明する。
この評価実験は、帯電ブラシ１２を図１及び図２に示すドラムカートリッジ１に設け、このドラムカートリッジ１を図１に示す画像形成装置に搭載して行った。
【００３３】
この実験では、ブラシ基材１２２の幅（Ｗ）が１５ｍｍ、導電性ブラシ毛１２２２ｂが導電性レーヨン繊維からなり、ブラシ毛密度１０万本／ｉｎｃｈ2 であり、芯金１２１の直径（Ｄ）が６ｍｍ（基材１２２ａの厚み、接着剤の厚みを考慮すると直径（Ｄ）は６．８ｍｍ）の帯電ブラシ１２について、帯電ブラシ１２のリード（Ｌ）条件を変えて巻き目ムラ平均ランクを評価した。なお、巻き目ムラ平均ランクは次のように求めた。リード長Ｌの異なる帯電ブラシ１２を任意のｎ本（ここでは１０本）ずつ用意し、全てのブラシについて画像出しし、各画像毎に予め用意しておいた巻き目ランク見本に従いランク付けを行った。各リード長の帯電ブラシごとにランクを合算してｎ（ここでは１０）で割り、これを各リード長の帯電ブラシの巻き目平均ランクとした。このランク値が大きい程、巻目ムラによる画像ノイズは少ない。
【００３４】
実験条件は以下の通りである。
なお、図３（Ｂ）に示すように導電性ブラシ基材１２２の導電性芯金１２１上での芯金軸線方向の長さ（リード）をＬ、ブラシ基材１２２と芯金１２１の軸線方向に直交する線Ｘとの角度（巻き付け角度）をθ、芯金１２１上でのブラシ基材１２２の側端縁間の幅をＷ’とする。
【００３５】
リードＬ 17mm 18mm 19mm 20mm 21mm 22mm
角度θ 38.51度 40.12 度 41.65 度 43.11 度 44.51 度 45.84 度
幅Ｗ’ 13.3mm 13.77mm 14.2mm 14.6mm 15.0mm 15.33mm
隙間 -1.7mm -1.23mm -0.8mm -0.4mm 0mm 0.33mm
上記表中、最下段の「隙間」とは、芯金１２１に巻き付ける前のブラシ基材１２２の幅（Ｗ）から幅Ｗ’を引いた値である。この値が０ｍｍ未満ではその絶対値が芯金１２１上での各隣り合う導電性ブラシ基材１２２側端縁部が互いに重なる幅を表し、０ｍｍ以上では各隣り合う導電性ブラシ基材１２２の隙間を表す。
【００３６】
実験結果を図５に示す。図５は導電性ブラシ基材１２２のリード（Ｌ）と巻き目ムラ平均ランクの関係を示すグラフである。
図５示すように導電性ブラシ基材１２２のリード（Ｌ）が２０ｍｍから１８ｍｍと小さくなるに従い、換言すれば、芯金１２１上での各隣り合う電性ブラシ基材１２２側端縁部が互いに重なる幅が０．４ｍｍから１．２３ｍｍと大きくなるに従い、巻き目ムラ平均ランク値が高くなり、巻目ムラによる画像ノイズが抑制された。
【００３７】
しかし、リード（Ｌ）を１７ｍｍと小さくしすぎると、換言すれば、重なりを１．７ｍｍと大きくしすぎると、つなぎ目Ｔ部分の導電性ブラシ毛１２２ｂ’の自由端の長さが短くなるなどして、その部分でのブラシ毛密度か低くなって帯電ムラを生じた。
次に、帯電ブラシ１２の軸線方向の抵抗ムラを評価した。
【００３８】
この評価実験は、ドラムカートリッジ１から取り外した帯電ブラシ１２について、抵抗測定器を用いてブラシ１２の端から端までの抵抗値を測定した。
この実験では、前記の実験で使用したリード（Ｌ）が１８ｍｍの帯電ブラシ（本発明の帯電ブラシ）について測定した。また、比較実験としてリード（Ｌ）が２１ｍｍの帯電ブラシ（従来タイプの帯電ブラシ）について測定した。
【００３９】
実験結果を図６に示す。図６（Ａ）はリード（Ｌ）が２１ｍｍの帯電ブラシの軸線方向の抵抗値を示すグラフ（比較実験結果）であり、図６（Ｂ）はリード（Ｌ）が１８ｍｍの帯電ブラシの軸線方向の抵抗値を示すグラフ（評価実験結果）である。
図６（Ｂ）に示すように帯電ブラシの軸線方向の抵抗値は１．０×１０8 Ω〜１．０×１０9 Ωを推移し、抵抗値の極端に高い部分は現れなかった。このことから帯電ブラシ１２は感光体１１に均一に安定して荷電できることがわかる。
【００４０】
これに対して、図６（Ａ）では数箇所で抵抗値が１．０×１０11Ω付近に達し、高くなっていることがわかる。その間隔は導電性ブラシ基材のリード（Ｌ）に略一致しており、このことから、それらの箇所でブラシ毛密度が低くなっていると言え、帯電ムラの原因になると言える。
以上、本発明に係る荷電装置を帯電ブラシ１２として利用する例を示したが、感光体上に形成されたトナー像を記録紙に転写するために記録紙に転写用の電圧を印加する転写帯電装置や、トナー像転写後、感光体等に残留する電荷を除電するために除電用の電圧を印加する除電装置等についても本発明を適用できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、被荷電体に荷電するために該被荷電体に対し接触回転される荷電ブラシであって、被荷電体に均一に安定して荷電でき、それだけ画像ノイズ発生を抑制できる荷電ブラシを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である帯電ブラシを採用したドラムカートリッジ方式の画像形成装置の一例の概略側面図である。
【図２】図１に示す帯電ブラシを備えたドラムカートリッジの概略断面図である。
【図３】図（Ａ）は帯電ブラシの側面図であり、図（Ｂ）は導電性芯金への導電性ブラシ基材の巻き付け状態を説明するための帯電ブラシ左側端部の正面図である。
【図４】図（Ａ）は従来タイプの帯電ブラシの軸線方向左側端部の断面図であり、図（Ｂ）は本発明の帯電ブラシの軸線方向左側端部の断面図である。
【図５】導電性ブラシ基材のリード（Ｌ）と巻き目ムラ平均ランクの関係を示すグラフである。
【図６】図（Ａ）はリード（Ｌ）が２１ｍｍの帯電ブラシ（従来タイプの帯電ブラシ）の軸線方向の抵抗値を示すグラフであり、図（Ｂ）はリード（Ｌ）が１８ｍｍの帯電ブラシ（本発明の帯電ブラシ）の軸線方向の抵抗値を示すグラフである。
【図７】導電性芯金への導電性ブラシ基材の巻き付け状態を示す図である。
【符号の説明】
１ ドラムカートリッジ
１１ ドラム形状の感光体（被荷電体の１例）
１２ 帯電ブラシ（荷電ブラシの１例）
１３ クリーニングブレード
１４ トナー回収用ローラ
１５ 駆動用ギア
１００ カートリッジケース
１０１ 廃トナー回収部
１０１ａ バネ支持部
１２１ 導電性芯金（導電性の芯棒の１例）
１２２ 導電性ブラシ基材
１２１ａ ローラ軸
１２２ａ 基体
１２２ｂ 導電性ブラシ毛
１２２ｂ’重ねられている方のブラシ基材側端縁部のブラシ毛
１３１ ブレード保持板
１３１ａ 支点軸
１３１ｂ バネ支持部
１３２ 圧接バネ
２ レーザ露光装置
３ 現像装置
３１ 現像ローラ
３２ トナー供給用ローラ
３３ トナー規制ブレード
３００ 現像装置ケース
４ 転写チャージャ
５、７ ガイド板
６ タイミングローラ対
８ 定着ローラ対
ｍ レーザ光
Ｐ 転写部
ＰＷ１、ＰＷ２、ＰＷ３ 電源
ｔ トナー
ｓ 記録紙
Ｔ 芯金上での各隣り合うブラシ基材側端縁部のつなぎ目
Ｎ つなぎ目Ｔのブラシ基材側端縁のブラシ毛の植え込みのない部分
Ｗ’ 芯金上のブラシ基材の側端縁間の幅
Ｗ 導電性ブラシ基材の幅
Ｂ 導電性ブラシ基材
Ｓ 導電性芯金
Ｄ 導電性芯金の直径
Ｌ ブラシ基材の芯金上で芯金軸線方向の幅（リード）
Ｘ 導電性芯金の軸線方向に直交する線
θ 線Ｘとの角度
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いる荷電装置、特に被荷電体に荷電するために該被荷電体に対し接触回転せしめられる荷電ブラシに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ等の画像形成装置では、一般的に、感光体等の静電潜像担持体表面を帯電させ、その帯電域に画像情報に基づいて画像露光して静電潜像を形成し、その潜像を現像して可視トナー像とし、このトナー像を直接紙等からなる記録材に転写するか、又は一旦中間転写体に１次転写し、さらに記録材に２次転写し、定着させる。
【０００３】
かかる画像形成装置では、被荷電体に荷電するために荷電装置が用いられる。例えば、静電像担持体（被荷電体の１例）上に静電潜像を形成するための画像露光に先立って該像担持体表面を一様に帯電させる主帯電装置として用いられる。また、該像担持体上に形成されたトナー像を記録材（被荷電体の１例）に転写するときや、カラー画像形成装置等において該トナー像を記録材上に転写するに先立って中間転写体（被荷電体の１例）に転写するときには、その転写のために該記録材や中間転写体の裏面側から転写電圧を印加する転写帯電装置として用いられる。さらに、トナー像転写後、静電潜像担持体等に残留する電荷を除電するために除電用の電圧を印加する除電装置として用いられることもある。
【０００４】
このような荷電乃至電圧印加は、従来、コロナチャージャ、荷電ローラ、荷電ブラシなどによる様々の荷電装置を用いて行われている。
そのうち荷電ブラシであって被荷電体に対し接触回転せしめられる荷電ブラシは、一般的に、導電性の芯棒に、導電性のブラシ毛が植え込まれた帯状の導電性のブラシ基材が螺旋状に巻き付けられたものである。
【０００５】
このタイプの荷電ブラシについて、図７に導電性芯金Ｓへの導電性ブラシ基材Ｂの巻き付け状態を示す。図７に示すように導電性ブラシ基材Ｂは互いに隣り合う導電性ブラシ基材Ｂの側端縁部（耳部）つなぎ目Ｔの隙間が最小になるように芯金Ｓに巻き付けられる。
例えば、導電性ブラシ基材Ｂの幅Ｗを１５ｍｍ、導電性ブラシ基材Ｂと導電性芯金Ｓの軸線方向に直交する線Ｘとの角度（いわゆる巻き付け角度）θを４４．６度、導電性芯金の直径Ｄを６．８ｍｍとすると、ブラシ基材Ｂの芯金上での芯金軸線方向の幅（リード）Ｌは
Ｌ＝１５ｍｍ／ＣＯＳ（４４．６度）≒２１ｍｍとなり、
つなぎ目Ｔの隙間は計算上０ｍｍとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際は、つなぎ目Ｔの隙間は導電性ブラシ基材Ｂの幅等のバラツキにより、０ｍｍより大きくなることが多い。また、導電性ブラシ基材Ｂは、通常、ブラシ基材Ｂの側端縁（耳端）で導電性ブラシ毛Ｋが抜けやすく、このブラシ毛Ｋの抜けを防止するためにブラシ毛Ｋはブラシ基材Ｂの側端縁（耳端）よりやや内側に植えられる。
【０００７】
そのため、導電性芯金Ｓに巻き付けられた導電性ブラシ基材Ｂは、つなぎ目Ｔ部分のブラシ毛Ｋの密度が低くなり、このような部分の存在故に荷電時に被荷電体への荷電ムラを生じやすい。例えば、かかる荷電ブラシを主帯電ブラシとして用いる場合、静電潜像担持体への帯電ムラを生じやすく、その帯電ムラによる表面電位の低いところが画像ノイズ（いわゆる巻目ムラによる画像ノイズ）として現れることがある。
【０００８】
そこで本発明は、被荷電体に荷電するために該被荷電体に対し接触回転される荷電ブラシであって、被荷電体に均一に安定して荷電でき、それだけ画像ノイズ発生を抑制できる荷電ブラシを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明は、被荷電体に荷電するために該被荷電体に対し接触回転される荷電ブラシであり、導電性の芯棒と、該芯棒に螺旋状に巻き付けられた帯状の導電性ブラシ基材とを含んでおり、該導電性ブラシ基材は、帯状基体に導電性ブラシ毛を植え込んだもので、該導電性ブラシ基材のブラシ毛密度と前記芯棒上での各隣り合う導電性ブラシ基材側端縁部のつなぎ目部分でのブラシ毛密度とを均一化するように、該芯棒上で各隣り合う導電性ブラシ基材側端縁部が互いに重なるように該芯棒に巻き付けられていることを特徴とする荷電ブラシを提供する。
【００１０】
本発明の荷電ブラシによると、導電性の芯棒に螺旋状に巻き付けられた帯状の導電性ブラシ基材は、帯状基体に導電性ブラシ毛が植え込まれている。この導電性ブラシ基材は、そのブラシ毛密度と前記芯棒上での各隣り合う導電性ブラシ基材側端縁部のつなぎ目部分でのブラシ毛密度とを均一化するように、該芯棒上で各隣り合う導電性ブラシ基材側端縁部が互いに重なるように該芯棒に巻き付けられている。従って被荷電体に対し均一に安定して荷電でき、例えば画像露光に先立って静電潜像担持体表面を帯電させる主帯電装置として用いる場合でも、画像ノイズ（いわゆる巻目ムラによる画像ノイズ）の発生を抑制することができる。
【００１１】
芯棒上での導電性ブラシ基材の重なり幅の大きさは、該ブラシ基材のブラシ毛密度と前記つなぎ目部分でのブラシ毛密度とを均一化するような最適な大きさに設定すればよい。この重なり幅の大きさは、大きすぎると該重なり部での導電性ブラシ毛の自由端の長さが短くなるなどして、その部分でのブラシ毛密度の均一化を妨げるので、これを妨げない範囲内の大きさとする。
【００１２】
なお、本発明に係る荷電ブラシは、例えば複写機、プリンタ等の画像形成装置における静電潜像担持体を画像露光に先立って帯電させる帯電ブラシ、該像担持体上に形成されたトナー像を紙等からなる記録材に転写するときやカラー画像形成装置等において該トナー像を記録材上に転写するに先立って中間転写体に転写するときに用いる転写ブラシ、トナー像転写後、静電潜像担持体等に残留する電荷を除電するための除電ブラシ等に利用できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る荷電ブラシの一例である、画像露光に先立って感光体表面を帯電させる帯電ブラシを採用したドラムカートリッジ方式の画像形成装置の概略構成を示す側面図である。また、図２は図１に示す帯電ブラシを備えたドラムカートリッジの概略断面図である。
【００１４】
図１に示す画像形成装置は電子写真方式の画像形成装置であり、ドラムカートリッジ１、レーザ露光装置２、現像装置３、転写チャージャ４を備えている。
ドラムカートリッジ１には、ドラム形状の感光体１１（被荷電体の１例）が設けられている。転写チャージャ４は、感光体１１に臨み、図中転写部Ｐを形成している。転写部Ｐの図中右方にはガイド板５、タイミングローラ対６が順次設けられ、さらに図示を省略した給紙部が設けられている。また、左方にはガイド板７、定着ローラ対８が順次設けられ、さらに図示を省略した排出ローラ対及び排紙トレイが設けられている。
【００１５】
露光装置２は図示を省略した画像読み取り装置等から送られてくる画像情報に基づきレーザ光ｍを感光体１１に照射でき、これにより感光体１１上に静電潜像を形成できる。
現像装置３は現像ローラ３１、トナー供給用ローラ３２、トナー規制ブレード３３等を含んでおり、これらは現像装置ケース３００に設けられている。装置ケース３００はトナーｔを収容する。現像ローラ３１は図中反時計方向ｂに回転駆動される。現像ローラ３１にはトナー規制ブレード３１が当接しており、その背後にトナー供給用ローラ３２が配置してある。
【００１６】
トナー供給用ローラ３２は回転駆動され、トナーｔを現像ローラ３１に供給できる。現像ローラ３１はローラ３２にてローラ３１表面に供給されたトナーｔをその回転によってトナー規制ブレード３３に運び、ブレード３３との間で薄層にし、さらに現像領域へ搬送する。また、電源ＰＷ２から現像バイアス電圧を印加できる。これにより現像領域で感光体１１上の静電潜像を現像できる。
【００１７】
転写チャージャ４は電源ＰＷ３から転写用電圧を印加でき、これにより感光体１１上のトナー像を後述する記録紙ｓに転写できる。
ドラムカートリッジ１は、既述の感光体１１の他、図２に示すように帯電ブラシ１２（荷電ブラシの１例）、クリーニングブレード１３、トナー回収用ローラ１４及び駆動用ギア１５などを含んでおり、これらはカートリッジケース１００に配設されている。感光体１１は図中時計方向ａに回転駆動される。感光体１１の周囲には帯電ブラシ１２、クリーニングブレード１３が配置されている。
【００１８】
クリーニングブレード１３はブレード形状のもので、ブレード保持板１３１の一端部に片持ち支持されている。ブレード保持板１３１は支点軸１３１ａに回動可能に支持されている。ブレード保持板１３１の他端部はバネ支持部１３１ｂであり、圧接バネ１３２の一端に接続されている。バネ１３２の他端はカートリッジケース１００のバネ支持部１０１ａに引っ掛けられており、かくしてブレード保持板１３１は常に図中矢印ｃ方向に引っ張られている。これによりブレード１３は感光体１１に圧接され、感光体１１上に付着した、記録紙ｓに転写されずに残った転写残トナーを除去できる。
【００１９】
トナー回収用ローラ１４は、図中ａ方向に回転駆動される。これにより、クリーニングブレード１３にて除去された転写残トナーをカートリッジケース１００の廃トナー回収部１０１に送り込むことができる。
駆動用ギア１５は図示を省略した主モータの駆動伝達手段に接続される。この主モータは画像形成装置に設けられ、画像形成装置全体を駆動する。ギア１５はこの主モータからの駆動を、カートリッジ１の図示を省略したギア等を介して感光体１１や、帯電ブラシ１２、トナー回収用ローラ１４などに伝え、これらを回転駆動する。
【００２０】
帯電ブラシ１２は感光体１１に荷電するために感光体１１に対し接触せしめられ、図中ｂ方向に回転駆動される。なお、帯電ブラシ１２の周速度と感光体１１の周速度とは一定の速度差を有しており、本例では、帯電ブラシ１２と感光体１１の周速度比は帯電ブラシ：感光体＝３．７２：１である。なお、帯電ブラシ１２及び感光体１１の周速度は同じにすることも考えられるが、周速比を１：１にすると帯電ブラシ１２による感光体１１表面の帯電のムラが目立ち、必要な帯電電位を確保できないことがあり、このような事態を避けたいときは、帯電ブラシ周速／感光体周速を１より大きくするとよい。また、本例では帯電ブラシ１２と感光体１１との相互接触部位における帯電ブラシ１２の表面移動方向は感光体１１の表面移動方向に従う方向である。該方向に逆らう方向にすることも考えられるが、逆らう方向にすると、駆動系のトルクが大きくなり、また感光体１１の感光層の削れが多くなるので、このような事態を避けたいときは、前記のとおり従う方向にするとよい。
【００２１】
図３（Ａ）は帯電ブラシ１２の側面図であり、図３（Ｂ）は導電性芯金１２１への導電性ブラシ基材１２２の巻き付け状態を説明するための帯電ブラシ１２左側端部の正面図である。
帯電ブラシ１２は導電性芯金１２１（導電性の芯棒の１例）と導電性ブラシ基材１２２から構成されている。
【００２２】
導電性芯金１２１は金属からなっており、その両端部にはローラ軸１２１ａが突出している（図３（Ｂ）では右側端部は図示を省略）。各ローラ軸１２１ａには図示を省略した導電性板バネが導電性グリスを介して接触されている。また、この導電性板バネは図１に示す電源ＰＷ１に接続されている。これにより、電源ＰＷ１から導電性芯金１２１に帯電用電圧を印加できる。
【００２３】
図３（Ａ）や後述する図４に示すように、導電性ブラシ基材１２２は基体１２２ａ及び導電性ブラシ毛１２２ｂで構成されている。基体１２２ａは帯状の布からなっており、導電性ブラシ毛１２２ｂは導電性樹脂からなっている。導電性ブラシ基材１２２は基体１２２ａに導電性ブラシ毛１２２ｂを基体１２２ａに対して垂直に植え込んだものである。また、このブラシ基材１２２では、ブラシ毛１２２ｂの抜けを防止するためにブラシ毛１２２ｂは基体１２２ａの側端縁（耳端）よりやや内側に植えられている。図３（Ｂ）に示すように、導電性ブラシ基材１２２は導電性芯金１２１に螺旋状に巻き付けられており、導電性の接着剤にて接着されている。これにより、導電性ブラシ毛１２２ｂは導電性芯金１２１に電気的に接続されている。
【００２４】
後述する図４（Ｂ）に示すように、導電性ブラシ基材１２２は、導電性芯金１２１に導電性ブラシ基材１２２のブラシ毛密度と芯金１２１上での各隣り合うブラシ基材１２２側端縁部のつなぎ目Ｔ部分でのブラシ毛密度とを均一化するように、芯金１２１上での各隣り合う導電性ブラシ基材１２２側端縁部が互いに重なるように芯金１２１に巻き付けられている。
【００２５】
また、帯電ブラシ１２は図１に示す電源ＰＷ１から高電圧を印加でき、これにより感光体１１を帯電させることができる。
なお、本例では、感光体１１、帯電ブラシ１２及びクリーニングブレード１３はドラムカートリッジ１に一体的に設けられているが、これらはカートリッジ構成を採用することなく同様な位置に別個に設けられていてもよい。また、感光体１１はドラム状の感光体ドラムであるが、ベルト形状の感光体ベルトなどでもよい。
【００２６】
以上説明した画像形成装置によると、図１に示すように感光体１１が回転駆動され、帯電ブラシ１２によって一様に帯電される。なお、帯電ブラシ１２の作用、効果については後述する。
露光装置２から照射されたレーザ光ｍが該帯電域を露光し、静電潜像を形成する。この静電潜像は感光体１１の回転とともに現像装置３に移行する。
【００２７】
現像装置３では、装置ケース３００のトナーｔがトナー供給用ローラ３２によって現像ローラ３１に供給される。現像ローラ３１に供給されたトナーｔはローラ３１の回転によって規制ブレード３３にて規制された後、感光体１１との間に形成される現像領域に移行する。現像領域に移行したトナーｔは、ここで電源ＰＷ２からの現像バイアス電圧印加のもとに感光体１１上の静電潜像の現像に供される。かくして感光体１１上に可視トナー像が形成される。
【００２８】
感光体１１上の可視トナー像は、その回転に伴って転写部Ｐに移行する。転写部Ｐに移行したトナー像は記録紙ｓに転写される。記録紙ｓは図示を省略した給紙ローラによって図示を省略した給紙トレイから送り出され、タイミングローラ対６に送られる。タイミングローラ対６は、感光体１１上のトナー像と同期をとって、記録紙ｓを送り出す。記録紙ｓは、ガイド板５に支持されて転写部Ｐに移行し、記録紙ｓ上に転写チャージャ４にてトナー像が転写される。
【００２９】
記録紙ｓはトナー像転写後、ガイド板７に支持されて定着ローラ対８に運ばれる。ここでトナー像が記録紙ｓに定着される。そのあと図示を省略した排紙ローラ対にて排紙トレイへ排出される。
図４（Ａ）に従来タイプの帯電ブラシの軸線方向左側端部の断面図を示し、図４（Ｂ）に本発明の帯電ブラシ１２の軸線方向左側端部の断面図を示す。なお、図４（Ａ）の帯電ブラシは、図４（Ｂ）の本発明の帯電ブラシ１２において、導電性ブラシ基材１２２を従来タイプの巻き方にしたものである。他の点は同様であり、同じ構成、作用を有する部品には同じ参照符号を付してある。
【００３０】
本発明の帯電ブラシ１２によると、図４（Ｂ）に示すように導電性の芯金１２１に螺旋状に巻き付けられた帯状の導電性ブラシ基材１２２は、帯状基体１２２ａの側端縁よりやや内側に導電性ブラシ毛１２２ｂが植え込まれている。この導電性ブラシ基材１２２は、そのブラシ毛密度と導電性の芯金１２１上での各隣り合うブラシ基材側端縁部のつなぎ目Ｔ部分でのブラシ毛密度とを均一化するように、芯金１２１上での各隣り合う導電性ブラシ基材側端縁部が互いに重なるように芯金１２１に巻き付けられている。こうすることで、つなぎ目Ｔ部分の隙間は開き難くなっている。また、芯金１２１上での各隣り合うブラシ基材側端縁部のつなぎ目Ｔ部分において、重ねられている基材側端部のうち下側のものが圧縮されて傾くことで、そこのブラシ毛１２２ｂ’の先端が、上側のもののブラシ毛の植え込みのない部分Ｎの方に寄りやすいので、つなぎ目Ｔ部分でのブラシ毛密度が高められ、これにより芯金１２１の全体にわたりブラシ毛密度が均一化し、感光体１１に対し均一に安定して帯電でき、それだけ画像ノイズ（いわゆる巻目ムラによる画像ノイズ）の発生を抑制することができる。
【００３１】
一方、図４（Ａ）に示す従来タイプの巻き方の帯電ブラシでは、図４（Ｂ）と同様に導電性ブラシ基材１２２は、芯金１２１に螺旋状に巻き付けられているが、芯金１２１上での各隣り合う導電性ブラシ基材側端縁部が互いに重なっていない。この帯電ブラシによると、芯金１２１上での各隣り合うブラシ基材側端縁部のつなぎ目Ｔ部分では隙間があいているか、巻き付け時にこの隙間を最小にするようにブラシ基材１２２を巻き付けても、ブラシ基材側端縁のブラシ毛の植え込みのない部分Ｎが露出してしまう。そのため、つなぎ目Ｔ部分のブラシ毛密度が低くなり、帯電時に感光体上に帯電ムラが生じやすく、それだけ画像ノイズ（いわゆる巻目ムラによる画像ノイズ）が発生しやすい。本発明に係るブラシ１２では前記のとおり、このような問題が解決されている。
【００３２】
次に、帯電ブラシ１２の帯電性能の評価実験を行ったので、それについて説明する。
この評価実験は、帯電ブラシ１２を図１及び図２に示すドラムカートリッジ１に設け、このドラムカートリッジ１を図１に示す画像形成装置に搭載して行った。
【００３３】
この実験では、ブラシ基材１２２の幅（Ｗ）が１５ｍｍ、導電性ブラシ毛１２２２ｂが導電性レーヨン繊維からなり、ブラシ毛密度１０万本／ｉｎｃｈ2 であり、芯金１２１の直径（Ｄ）が６ｍｍ（基材１２２ａの厚み、接着剤の厚みを考慮すると直径（Ｄ）は６．８ｍｍ）の帯電ブラシ１２について、帯電ブラシ１２のリード（Ｌ）条件を変えて巻き目ムラ平均ランクを評価した。なお、巻き目ムラ平均ランクは次のように求めた。リード長Ｌの異なる帯電ブラシ１２を任意のｎ本（ここでは１０本）ずつ用意し、全てのブラシについて画像出しし、各画像毎に予め用意しておいた巻き目ランク見本に従いランク付けを行った。各リード長の帯電ブラシごとにランクを合算してｎ（ここでは１０）で割り、これを各リード長の帯電ブラシの巻き目平均ランクとした。このランク値が大きい程、巻目ムラによる画像ノイズは少ない。
【００３４】
実験条件は以下の通りである。
なお、図３（Ｂ）に示すように導電性ブラシ基材１２２の導電性芯金１２１上での芯金軸線方向の長さ（リード）をＬ、ブラシ基材１２２と芯金１２１の軸線方向に直交する線Ｘとの角度（巻き付け角度）をθ、芯金１２１上でのブラシ基材１２２の側端縁間の幅をＷ’とする。
【００３５】
リードＬ 17mm 18mm 19mm 20mm 21mm 22mm
角度θ 38.51度 40.12 度 41.65 度 43.11 度 44.51 度 45.84 度
幅Ｗ’ 13.3mm 13.77mm 14.2mm 14.6mm 15.0mm 15.33mm
隙間 -1.7mm -1.23mm -0.8mm -0.4mm 0mm 0.33mm
上記表中、最下段の「隙間」とは、芯金１２１に巻き付ける前のブラシ基材１２２の幅（Ｗ）から幅Ｗ’を引いた値である。この値が０ｍｍ未満ではその絶対値が芯金１２１上での各隣り合う導電性ブラシ基材１２２側端縁部が互いに重なる幅を表し、０ｍｍ以上では各隣り合う導電性ブラシ基材１２２の隙間を表す。
【００３６】
実験結果を図５に示す。図５は導電性ブラシ基材１２２のリード（Ｌ）と巻き目ムラ平均ランクの関係を示すグラフである。
図５示すように導電性ブラシ基材１２２のリード（Ｌ）が２０ｍｍから１８ｍｍと小さくなるに従い、換言すれば、芯金１２１上での各隣り合う電性ブラシ基材１２２側端縁部が互いに重なる幅が０．４ｍｍから１．２３ｍｍと大きくなるに従い、巻き目ムラ平均ランク値が高くなり、巻目ムラによる画像ノイズが抑制された。
【００３７】
しかし、リード（Ｌ）を１７ｍｍと小さくしすぎると、換言すれば、重なりを１．７ｍｍと大きくしすぎると、つなぎ目Ｔ部分の導電性ブラシ毛１２２ｂ’の自由端の長さが短くなるなどして、その部分でのブラシ毛密度か低くなって帯電ムラを生じた。
次に、帯電ブラシ１２の軸線方向の抵抗ムラを評価した。
【００３８】
この評価実験は、ドラムカートリッジ１から取り外した帯電ブラシ１２について、抵抗測定器を用いてブラシ１２の端から端までの抵抗値を測定した。
この実験では、前記の実験で使用したリード（Ｌ）が１８ｍｍの帯電ブラシ（本発明の帯電ブラシ）について測定した。また、比較実験としてリード（Ｌ）が２１ｍｍの帯電ブラシ（従来タイプの帯電ブラシ）について測定した。
【００３９】
実験結果を図６に示す。図６（Ａ）はリード（Ｌ）が２１ｍｍの帯電ブラシの軸線方向の抵抗値を示すグラフ（比較実験結果）であり、図６（Ｂ）はリード（Ｌ）が１８ｍｍの帯電ブラシの軸線方向の抵抗値を示すグラフ（評価実験結果）である。
図６（Ｂ）に示すように帯電ブラシの軸線方向の抵抗値は１．０×１０8 Ω〜１．０×１０9 Ωを推移し、抵抗値の極端に高い部分は現れなかった。このことから帯電ブラシ１２は感光体１１に均一に安定して荷電できることがわかる。
【００４０】
これに対して、図６（Ａ）では数箇所で抵抗値が１．０×１０11Ω付近に達し、高くなっていることがわかる。その間隔は導電性ブラシ基材のリード（Ｌ）に略一致しており、このことから、それらの箇所でブラシ毛密度が低くなっていると言え、帯電ムラの原因になると言える。
以上、本発明に係る荷電装置を帯電ブラシ１２として利用する例を示したが、感光体上に形成されたトナー像を記録紙に転写するために記録紙に転写用の電圧を印加する転写帯電装置や、トナー像転写後、感光体等に残留する電荷を除電するために除電用の電圧を印加する除電装置等についても本発明を適用できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、被荷電体に荷電するために該被荷電体に対し接触回転される荷電ブラシであって、被荷電体に均一に安定して荷電でき、それだけ画像ノイズ発生を抑制できる荷電ブラシを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である帯電ブラシを採用したドラムカートリッジ方式の画像形成装置の一例の概略側面図である。
【図２】図１に示す帯電ブラシを備えたドラムカートリッジの概略断面図である。
【図３】図（Ａ）は帯電ブラシの側面図であり、図（Ｂ）は導電性芯金への導電性ブラシ基材の巻き付け状態を説明するための帯電ブラシ左側端部の正面図である。
【図４】図（Ａ）は従来タイプの帯電ブラシの軸線方向左側端部の断面図であり、図（Ｂ）は本発明の帯電ブラシの軸線方向左側端部の断面図である。
【図５】導電性ブラシ基材のリード（Ｌ）と巻き目ムラ平均ランクの関係を示すグラフである。
【図６】図（Ａ）はリード（Ｌ）が２１ｍｍの帯電ブラシ（従来タイプの帯電ブラシ）の軸線方向の抵抗値を示すグラフであり、図（Ｂ）はリード（Ｌ）が１８ｍｍの帯電ブラシ（本発明の帯電ブラシ）の軸線方向の抵抗値を示すグラフである。
【図７】導電性芯金への導電性ブラシ基材の巻き付け状態を示す図である。
【符号の説明】
１ ドラムカートリッジ
１１ ドラム形状の感光体（被荷電体の１例）
１２ 帯電ブラシ（荷電ブラシの１例）
１３ クリーニングブレード
１４ トナー回収用ローラ
１５ 駆動用ギア
１００ カートリッジケース
１０１ 廃トナー回収部
１０１ａ バネ支持部
１２１ 導電性芯金（導電性の芯棒の１例）
１２２ 導電性ブラシ基材
１２１ａ ローラ軸
１２２ａ 基体
１２２ｂ 導電性ブラシ毛
１２２ｂ’重ねられている方のブラシ基材側端縁部のブラシ毛
１３１ ブレード保持板
１３１ａ 支点軸
１３１ｂ バネ支持部
１３２ 圧接バネ
２ レーザ露光装置
３ 現像装置
３１ 現像ローラ
３２ トナー供給用ローラ
３３ トナー規制ブレード
３００ 現像装置ケース
４ 転写チャージャ
５、７ ガイド板
６ タイミングローラ対
８ 定着ローラ対
ｍ レーザ光
Ｐ 転写部
ＰＷ１、ＰＷ２、ＰＷ３ 電源
ｔ トナー
ｓ 記録紙
Ｔ 芯金上での各隣り合うブラシ基材側端縁部のつなぎ目
Ｎ つなぎ目Ｔのブラシ基材側端縁のブラシ毛の植え込みのない部分
Ｗ’ 芯金上のブラシ基材の側端縁間の幅
Ｗ 導電性ブラシ基材の幅
Ｂ 導電性ブラシ基材
Ｓ 導電性芯金
Ｄ 導電性芯金の直径
Ｌ ブラシ基材の芯金上で芯金軸線方向の幅（リード）
Ｘ 導電性芯金の軸線方向に直交する線
θ 線Ｘとの角度
Claims (2)
- 被荷電体に荷電するために該被荷電体に対し接触回転される荷電ブラシであり、導電性の芯棒と、該芯棒に螺旋状に巻き付けられた帯状の導電性ブラシ基材とを含んでおり、該導電性ブラシ基材は、帯状基体に導電性ブラシ毛を植え込んだもので、該導電性ブラシ基材のブラシ毛密度と前記芯棒上での各隣り合う導電性ブラシ基材側端縁部のつなぎ目部分でのブラシ毛密度とを均一化するように、該芯棒上で各隣り合う導電性ブラシ基材側端縁部が互いに重なるように該芯棒に巻き付けられていることを特徴とする荷電ブラシ。
- 前記芯棒上での導電性ブラシ基材の重なり幅の大きさは、該ブラシ基材のブラシ毛密度と前記つなぎ目部分でのブラシ毛密度とを均一化する大きさであり、重なり部分でのブラシ毛の自由端の長さが短くならない長さであることを特徴とする請求項1に記載の荷電ブラシ。
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