JP3539333B2

JP3539333B2 - Brush charging device

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Publication number: JP3539333B2
Application number: JP2000066519A
Authority: JP
Inventors: 哲浩津留
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2020-03-10
Also published as: JP2001255719A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置や静電記録装置などの画像形成装置に用いられ、静電潜像担持体である感光体の表面を導電性の帯電ブラシによって一様に帯電するブラシ帯電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置では、乾式トナーを使用する機器が主流を占め、多くの複写機、レーザプリンタ、普通紙ファクシミリ等として実用化され、目覚ましい発展を遂げている。この画像形成装置は電子写真プロセス技術を応用した機器であり、静電潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像をトナー粒子により顕像化するものである。
【０００３】
このような画像形成装置においては、感光体の表面を一様に帯電する手段としては、従来では、ワイヤ電極とシールド電極とから成るコロナ帯電装置が一般的であった。しかしながら、高電圧の印加、低い帯電効率、オゾンの発生、ワイヤ汚れによる帯電ムラの発生などの問題から、最近では低コスト化に有利な導電性のブラシ帯電装置の利用度が高まっている。
【０００４】
以下に、ブラシ帯電装置を用いた電子写真装置の構成および動作について図を用いて説明する。
【０００５】
ここで、図７は従来のブラシ帯電装置を有する画像形成装置を示す概略図である。
【０００６】
図示する画像形成装置は電子写真プロセス技術により感光体上に形成された静電潜像をトナー粒子により顕像化する画像形成装置であり、静電潜像担持体である感光体１を有している。この感光体１は、周方向に回転して後述する用紙を搬送する。
【０００７】
感光体１の表面に接触して帯電ブラシ２が配設されている。この帯電ブラシ２は、感光体１の回転軸と平行に設けられて回転する金属製のシャフト２ａと、シャフト２ａの外周面上に放射状に植設された導電性を有するブラシとから構成されている。この帯電ブラシ２は帯電バイアス供給電源２７から供給された直流または直流と交流とが重畳された帯電バイアス電圧により感光体１の表面を一様に帯電する。そして、このような感光体１に露光光学系３から出力される露光光線４を照射すると、感光体１が露光されて所定の静電潜像が形成される。
【０００８】
現像ホッパ９に両端を回転自在に軸支されたトナー攪拌部材１１で攪拌、搬送されたトナー１０を現像ローラ５の表面に供給するトナー供給ローラ６が設置されている。このトナー供給ローラ６は、ステンレス等の金属製のシャフト６ａの周囲にウレタンやシリコンなどの弾性部材が層状に形成されたものから成り、シャフト６ａには定電圧電源であるトナー供給バイアス供給電源２６が接続され、直流または直流と交流とが重畳されたトナー供給バイアス電圧が印加されている。
【０００９】
現像ローラ５は、ステンレス等の金属製のシャフト５ａを基材としてその外周面上にウレタンやシリコンなどの弾性部材が層状に形成されたものから成る。そして、現像ローラ５のシャフト５ａには、定電圧電源である現像バイアス電圧供給電源１２が接続されている。
【００１０】
トナー１０は非磁性一成分系トナーであり、例えばポリエステル樹脂にカーボン、ワックス、帯電制御剤等を均一分散させたものから構成されている。
【００１１】
現像ローラ５とトナー供給ローラ６とは相互に接触配置されており、現像ホッパ９の両端において、シャフト５ａ，６ａによりそれぞれ回転自在に軸支されている。そして、現像ローラ５と感光体１とは接触して相互に反対方向に回転するのに対し、現像ローラ５とトナー供給ローラ６とは接触して相互に同一方向に回転する。また、現像ローラ５は感光体１と接触状態とされており、現像バイアス電圧電源１２により印加されるバイアス電圧により感光体１上の静電潜像が形成された部分に現像ローラ５によりトナー１０が転移付着されると、静電潜像が顕像化される。
【００１２】
なお、トナー攪拌部材１１は現像ホッパ９内に収容されたトナー１０の凝集を防ぐとともに、トナー１０をトナー供給ローラ６の方へ搬送する。
【００１３】
現像ローラ５に当接してトナー規制ブレード７が設けられている。このトナー規制ブレード７は、弾性を有する金属ばね板部材７ａと現像ローラ５上に接触するトナー規制部材７ｂとから成る。トナー規制部材７ｂは金属ばね板部材７ａの一端にウレタンゴムやシリコンゴム等の弾性部材を一体形成したもので形成されている。このようなトナー規制ブレード７はブレードホルダ８にねじ止めされている。このトナー規制ブレード７は現像ローラ５を所定の線圧で押圧しており、トナー供給ローラ６から現像ローラ５へ供給されてきたトナー１０はトナー規制ブレード７で摩擦帯電され、現像ローラ５の外周面上に薄層状態のトナー層が形成される。
【００１４】
搬送経路の始点に設けられた用紙カセット１４には、用紙１５が収納されている。この用紙１５は給紙ローラ１６によって用紙カセット１４から１枚ずつ搬送ローラ１７へと送り出される。そして、送り出された用紙１５は一対の搬送ローラ１７に挟持されて矢印Ａで示す感光体１の方向へ搬送される。
【００１５】
用紙１５と感光体１上に形成されたトナー像とを一致させるため、感光体１に至る前の搬送経路上には、従動ローラ１９に当接されてレジストローラ１８が設けられている。また、感光体１と当接して転写ローラ２０が回転自在に軸支されて設けられている。
【００１６】
そして感光体１の回転にともなってトナー像が転写ローラ２０と感光体１の当接部に到着すると、レジストローラ１８によりこのトナー像とタイミングを合わせて用紙１５もこの当接部に到着する。このとき、転写ローラ２０の金属シャフト２０ａへ転写バイアス電圧供給電源２４からの高電圧を印加することにより用紙１５の裏面にトナー１０と逆極性の電荷を付与すると、トナー像は用紙１５上に転写される。
【００１７】
搬送経路の後段には、内部に熱源を有するヒートローラ２２と、このヒートローラ２２とともに用紙１５を挟持搬送する加圧ローラ２３とで構成された定着器２１が設置されている。トナー像の転写された用紙１５はこの定着器２１へ送られてトナー像が定着される。一方、トナー像が用紙１５上に転写された後の感光体１は、クリーニングブレード２５により転写残トナーが掻き落とされ、除電器１３により光が照射されて除電されて次のプロセスに備えられる。
【００１８】
このように、感光体１上の転写残トナーはクリーニングブレード２５で掻き落とされるが、微小粒径トナーはクリーニングブレード２５では取り切れず、感光体１上に残留して帯電ブラシ２に付着する。
【００１９】
そして、一回の印刷動作で帯電ブラシ２に付着するトナー量は僅かではあるが、印刷動作を繰り返す度に累積して多くなり、帯電ブラシ２の抵抗値が上昇して帯電効率が低下し、画像背景部にかぶりが発生することになる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、従来のブラシ帯電装置では、クリーニングブレードを通過して帯電ブラシに付着したトナーを除去する手段が必要になる。除去手段としては、何らかの部材を帯電ブラシの全長にわたって接触させ、トナーを掻き落とすことが考えられる。
【００２１】
ここで、帯電ブラシに接触させる除去手段を金属や樹脂等の剛体で構成した場合には、十分な除去効果を得るため、この除去手段を帯電ブラシに対して強く接触させる必要がある。そうすると、長期間放置後に帯電ブラシが変形して感光体との接触圧が変化することから帯電ムラが発生したり、帯電ブラシの回転中に除去手段との摺擦により摩擦熱が発生してブラシ繊維が劣化したり熱変形して、やはり帯電ムラの要因となる。
【００２２】
また、除去手段を弾性体であるゴム材で構成した場合には、一般的なゴム材の硬度では帯電ブラシに対しては剛体と大差なく、やはり剛体の場合と同様の問題を有する。
【００２３】
さらに、除去手段を軟らかい発泡体で構成した場合には、帯電ブラシとの接触面に凹凸があることから長期間放置後に凹部と凸部とで帯電ブラシの変形度合いが異なり、やはり帯電ムラの要因となる。また、印刷動作を繰り返す度に、トナーが発泡体の孔中に入り込み目詰まりして硬度が大きくなることから、剛体やゴム材と同様の問題が発生することになる。
【００２４】
そこで、本発明は、帯電ブラシの変形を防止しつつ帯電ブラシに付着したトナーを効率良く除去することができるブラシ帯電装置を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明のブラシ帯電装置は、導電性を有するシャフトおよび当該シャフトに放射状に設けられたブラシからなり静電潜像担持体を所定の電位に帯電する帯電ブラシと、前記帯電ブラシと電気的に接続され、前記帯電ブラシに電圧を印加する帯電バイアス供給電源と、基材が弾性を有する発泡体から構成されるとともに前記帯電ブラシとの接触部がソリッド表層部とされ、前記帯電ブラシの全幅にわたって接触するブラシクリーニング部材とを備えたものである。
【００２６】
これにより、帯電ブラシの変形を防止しつつ帯電ブラシに付着したトナーを効率良く除去することが可能になる。
【００２７】
本発明の請求項１に記載の発明は、導電性を有するシャフトおよび当該シャフトに放射状に設けられたブラシからなり静電潜像担持体を所定の電位に帯電する帯電ブラシと、前記帯電ブラシと電気的に接続され、前記帯電ブラシに電圧を印加する帯電バイアス供給電源と、基材が弾性を有する発泡体から構成されるとともに前記帯電ブラシとの接触部がソリッド表層部とされ、前記帯電ブラシの全幅にわたって接触するブラシクリーニング部材とを備えたことを特徴とするブラシ帯電装置であり、帯電ブラシの変形による帯電ムラの発生やトナーの目詰まりによる発泡体の硬度上昇を防止することができ、帯電ブラシに付着したトナーを効率良く除去することが可能になるという作用を有する。

【００２８】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ブラシクリーニング部材は板状部材であるブラシ帯電装置であり、帯電ブラシの変形による帯電ムラの発生やトナーの目詰まりによる発泡体の硬度上昇を防止することができ、帯電ブラシに付着したトナーを効率良く除去することが可能になるという作用を有する。
【００２９】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ブラシクリーニング部材は回転可能なローラ形状であるブラシ帯電装置であり、帯電ブラシの変形による帯電ムラの発生やトナーの目詰まりによる発泡体の硬度上昇を防止することができ、帯電ブラシに付着したトナーを効率良く除去することが可能になるという作用を有する。
【００３０】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、ブラシクリーニング部材は、帯電ブラシとの接触部において相互に同一方向、且つ帯電ブラシと異なる周速度で回転するブラシ帯電装置であり、帯電ブラシに付着したトナーを効率良く除去することが可能になるという作用を有する。
【００３１】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、ブラシクリーニング部材は、帯電ブラシとの接触部において相互に異なる方向に回転するブラシ帯電装置であり、帯電ブラシに付着したトナーを効率良く除去することが可能になるという作用を有する。
【００３２】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１記載の発明において、ブラシクリーニング部材は導体または半導体とされ、所定レベルの電圧が印加されるブラシ帯電装置であり、帯電しているトナー粒子を帯電ブラシからブラシクリーニング部材へ移動させる電界を発生させることによって、帯電ブラシに付着したトナーを効率良く除去することが可能になるという作用を有する。
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について図１を用いて説明する。
【００３４】
図１は本発明の実施例１のブラシ帯電装置が用いられた画像形成装置の構成を示す概略図である。
【００３５】
図１に示す画像形成装置は、電子写真プロセス技術により感光体（静電潜像担持体）上に形成された静電潜像をトナー粒子により顕像化する画像形成装置であり、アルミニウム等の金属ドラムを基材とし、その外周面上に絶縁体であるアルマイト層を設け、さらにその上にセレン（Ｓｅ）あるいは有機光導電体（以下、「ＯＰＣ」という。）などの感光受容層を薄膜状に塗布してなる負帯電型の感光体１を有している。そして、この感光体１は、周方向（本実施の形態においては、時計回りである矢印Ｄ方向）に回転して後述する用紙を搬送する。
【００３６】
ここで、アルマイト層は感光受容層の電気的破壊に対する保護のために形成されている。なお、感光受容層は、結着樹脂中に電荷発生物質が分散含有された電荷発生層と、電荷輸送物質が含有された電荷輸送層の積層構造からなる。本実施の形態では、電荷輸送層は電荷発生層の上に積層されており、これら感光受容層の厚みは２５μｍである。
【００３７】
静電潜像担持体である感光体１の表面に接触して帯電ブラシ２が配設されている。この帯電ブラシ２は、感光体１の回転軸と平行に設けられて回転する金属製など導電性を有するシャフト２ａと、シャフト２ａから放射状に植設された導電性を有するブラシとで構成されている。
【００３８】
帯電ブラシ２には、板状のブラシクリーニング部材２８が全幅にわたって接触されている。ブラシクリーニング部材２８は、基材が弾性を有する発泡体から構成され、帯電ブラシ２との接触部はソリッド（硬質）表層部とされている。そして、本実施の形態において、帯電ブラシ２は、時計回りである矢印Ｅ方向に回転する。
【００３９】
ここで、ブラシには、レーヨン、アクリル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、ＥＴＦＥ等の材質からなるものが用いられており、これらがカーボン、金属等により導電処理されている。本実施の形態では、カーボンが練り込まれた太さ６デニールの導電性レーヨン繊維が１０万本／ｉｎｃｈ²の密度で外径が６ｍｍの金属製のシャフト２ａ上に均一に植毛されて外径が１８ｍｍとなり、これを一方向に斜毛加工して外径１５ｍｍのブラシとされている。また、ブラシの抵抗値は、実使用条件と同じく感光体１の代わりに接触幅３ｍｍでアルミニウムドラムを当接し、１００Ｖの電圧を印加したときに流れる電流から求めた場合で１０⁵Ωとなっている。
【００４０】
このような帯電ブラシ２は、直流電圧と交流電圧との重畳電圧を印加する帯電バイアス供給電源２７と電気的に接続されており、帯電バイアス供給電源２７からの給電により感光体１の表面を一様に帯電する。
【００４１】
このような感光体１に、画像信号をレーザ駆動回路（図示せず）により光強度変調やパルス幅変調して露光光学系３から得られる露光光線４を照射すると、感光体１が露光されて所定の静電潜像が形成される。
【００４２】
現像ホッパ９に両端を回転自在に軸支されたトナー攪拌部材１１で攪拌、搬送されたトナー１０をトナー担持体である現像ローラ５の表面に供給するとともに、現像されずに残存した現像ローラ５上のトナー１０を掻き落とすため、トナー供給ローラ６が設置されている。このトナー供給ローラ６は、ステンレス等の金属製のシャフト６ａを基材としてその外周面上に導電性発泡体を形成したものであり、抵抗値は１０⁶Ω・ｃｍとなっている。そして、現像ローラ５のシャフト５ａには、定電圧電源である現像バイアス電圧供給電源１２が接続されている。
【００４３】
ここで、現像ローラ５のゴム硬度は３０度〜６０度の範囲がクリープの防止や打痕防止の点で好ましく、また、表面粗度は表面の平滑性が高い方がトナー薄層の形成において均一化が図れるため、１μｍＲｚ〜７μｍＲｚが好ましい。なお、本実施の形態における現像ローラ５は、ゴム硬度が６０度、表面粗度が２μｍＲｚとされている。
【００４４】
トナー１０は非磁性一成分系トナーであり、たとえばポリエステル樹脂にカーボン、ワックス、帯電制御剤等を均一分散させたものから構成されている。
【００４５】
現像ローラ５とトナー供給ローラ６とは相互に接触配置されており、現像ホッパ９の両端において、シャフト５ａ，６ａによりそれぞれ回転自在に軸支されている。図示するように、現像ローラ５と感光体１とは接触して相互に反対方向に回転するのに対し、現像ローラ５とトナー供給ローラ６とは接触して相互に同一方向に回転するようになっている（反時計回りである矢印Ｃで示す現像ローラ５の回転方向および矢印Ｂで示すトナー供給ローラ６の回転方向に対して、時計回りである矢印Ｄで示す感光体１の回転方向）。したがって、現像ローラ５とトナー供給ローラ６とは摩擦接触の状態になっている。
【００４６】
そして、現像ローラ５は感光体１と接触または近接状態とされており、現像バイアス電圧電源１２より印加される現像バイアス電圧によりトナー１０が転移付着されると、静電潜像が顕像化される。
【００４７】
なお、トナー攪拌部材１１はトナー供給ローラ６の回転とともに円の軌跡を描き、現像ホッパ９内に収容されたトナー１０の凝集を防ぐとともに、トナー１０をトナー供給ローラ６の方へ搬送する。
【００４８】
現像ローラ５に当接してトナー規制ブレード７が設けられている。このトナー規制ブレード７は、ステンレス板、リン青銅板等の弾性を有する金属ばね板部材７ａと、現像ローラ５上に接触するトナー規制部材７ｂとからなる。トナー規制部材７ｂは金属ばね板部材７ａの一端にたとえばゴム硬度６０度のウレタンゴムである弾性部材を一体成形したもので形成されている。このようなトナー規制ブレード７はブレードホルダ８にねじ止めされている。このトナー規制ブレード７は現像ローラ５を線圧８０ｇ／ｃｍで押圧しており、トナー供給ローラ６から現像ローラ５へ供給されてきたトナー１０はトナー規制ブレード７で摩擦帯電され、現像ローラ５の外周面上に薄層状態のトナー層が形成される。なお、本実施の形態のように非磁性一成分接触現像方式においては、現像ローラ５上のトナー層は０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²の範囲が好ましい。
【００４９】
なお、感光体１、現像ローラ５、トナー供給ローラ６およびトナー規制ブレード７は、各々の接触部において常時接触した状態で配設されている。
【００５０】
搬送経路の始点に設けられた用紙カセット１４には、用紙１５が収納されている。この用紙１５は半月形をした給紙ローラ１６によって用紙カセット１４から１枚ずつ搬送ローラ１７に挟持されて矢印Ａで示す感光体１の方向へと搬送される。
【００５１】
一時的に用紙１５を停止待機させて用紙１５と感光体１上に形成されたトナー像とを一致させるため、感光体１に至る前の搬送経路上には、従動ローラ１９に当接されてレジストローラ１８が設けられている。また、感光体１と当接して転写ローラ２０が回転自在に軸支されて設けられている。この転写ローラ２０はステンレス等の金属製のシャフト２０ａの周囲に導電性発泡体を形成したものからなり、抵抗値は１０⁷Ω・ｃｍとなっている。シャフト２０ａには定電流電源である転写バイアス電圧供給電源２４が接続されている。
【００５２】
そして、感光体１の回転にともなってトナー像が転写ローラ２０と感光体１の当接部に到達すると、レジストローラ１８によりこのトナー像とタイミングを合わせて用紙１５もこの当接部に到達する。このとき、転写ローラ２０の金属シャフト２０ａへ転写バイアス電圧供給電源２４からの高電圧を印加することにより用紙１５の裏面にトナー１０と逆極性の電荷を付与すると、感光体１上のトナー像は用紙１５上に転写される。
【００５３】
搬送経路の後段には、内部に熱源を有するヒートローラ２２と、このヒートローラ２２とともに用紙１５を挟持搬送する加圧ローラ２３とで構成された定着器２１が設置されている。したがって、トナー像の転写された用紙１５はこの定着器２１へ送られ、ここでヒートローラ２２と加圧ローラ２３の挟持回転により圧力と熱によってトナー像が定着される。一方、トナー像が用紙１５上に転写された後の感光体１は、クリーニングブレード２５により転写残トナーが掻き落とされ、除電器１３により光が照射されて除電されて次のプロセスに備えられる。
【００５４】
【実施例】
次に、以上に説明した画像形成装置を用いた本発明の実施例について、図１〜図６を用いて説明する。なお、これらの図面において図１と同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。
【００５５】
（実施例１）
図１に示した画像形成装置において、板状のソリッド表層部を有する発泡体からなる板状部材をブラシクリーニング部材２８として用いて３０，０００枚までの印字試験を実施し、５，０００枚毎に画像評価と帯電ブラシ２の電気抵抗の測定を行った。また、比較例としてウレタンゴムおよびウレタン発泡体からなる板状のブラシクリーニング部材を用いた場合も同様に評価した。
【００５６】
ここで、帯電バイアス電圧の直流電圧は−７００Ｖ、交流電圧の振幅電圧は１．３ｋＶ、交流電圧の周波数ｆは８００Ｈｚ、感光体１の周速度であるプロセス速度は１２４ｍｍ／ｓｅｃ、帯電ブラシ２の周速度は１６１ｍｍ／ｓｅｃ、現像ローラ５の周速度は２１７ｍｍ／ｓｅｃ、トナー供給ローラ６の周速度は１０８ｍｍ／ｓｅｃに設定した。
【００５７】
以下、画像評価結果を（表１）、帯電ブラシ２の抵抗値測定結果を図４に示す。なお、（表１）において、「○」は良好な画質の画像を、「△」はブラシの掃き目状濃度ムラが若干発生した画像を、「×」は画像全面に渡って顕著にブラシの掃き目状濃度ムラが発生した画像を示す。また、帯電ブラシ２の抵抗値測定は、実使用条件と同じく感光体１の代わりに接触幅３ｍｍでアルミニウムドラムを当接し、１００Ｖの電圧を印加したときに流れる電流から求めた。
【００５８】
【表１】

【００５９】
（表１）および図４から明らかなように、ソリッド表層部を有する発泡体の場合、ゴム材や発泡体よりも長期にわたってトナーが付着することによる帯電ブラシ２の抵抗値上昇を防止することができ、これにより画像不良の発生も防止できることがわかる。
【００６０】
（実施例２）
次に、図２は本発明の実施例２のブラシ帯電装置が用いられた画像形成装置の構成を示す概略図である。図２に示した画像形成装置において、外周がソリッド表層部とされて内部に発泡体が位置するローラ形状のものをブラシクリーニング部材２８として用いて４０，０００枚までの印字試験を実施し、５，０００枚毎に画像評価と帯電ブラシ２の電気抵抗の測定を行った。
【００６１】
ここで、ローラ形状のブラシクリーニング部材２８の周速度は、帯電ブラシ２の周速度に対する周速比１．０，１．５，−１．０とした。周速比１．０とは帯電ブラシ２との接触部において同方向に同周速度で回転することを示し、周速比１．５とは帯電ブラシ２との接触部において同方向に１．５倍の周速度で回転することを示す。また、負の周速比である−１．０とは、帯電ブラシ２との接触部において異なる方向に同周速度で回転することを示す。その他、各部材の周速度、バイアス条件は実施例１と同様である。
【００６２】
以下、画像評価結果を（表２）、帯電ブラシ２の抵抗値測定結果を図５に示す。なお、評価、測定方法は実施例１と同様である。
【００６３】
【表２】

【００６４】
（表２）から明らかなように、ブラシクリーニング部材２８を帯電ブラシ２と同一方向、同周速度で回転させた場合、比較的早い時期である１５，０００枚から画像不良が発生することがわかる。
【００６５】
これは、同一方向、同周速度の場合、ブラシクリーニング部材２８と帯電ブラシ２の接触部における相対速度は０となり、十分なクリーニング効果が得られないためである。よって、ブラシクリーニング部材２８と帯電ブラシ２の接触部において速度差をもたせるためには、ブラシクリーニング部材２８が帯電ブラシ２と同一方向に回転する場合には異なる周速度に設定し、またはブラシクリーニング部材２８が帯電ブラシ２と異なる方向に回転するように設定すればよい。
【００６６】
（実施例３）
次に、図３は本発明の実施例３のブラシ帯電装置が用いられた画像形成装置の構成を示す概略図である。図３に示す画像形成装置において、ローラ形状のブラシクリーニング部材２８を導体（または半導体）として所定レベルの電圧を印加して、４０，０００枚までの印字試験を実施し、５，０００枚毎に画像評価と帯電ブラシ２の電気抵抗の測定を行った。また、比較のため、ブラシクリーニング部材２８に電圧を印加しない場合も同様に評価した。
【００６７】
ここで、ブラシクリーニング部材２８に印加する電圧は−８００Ｖ、周速度は帯電ブラシ２の周速度に対し周速比−１．０とした。その他、各部材の周速度、バイアス条件は実施例１と同様である。
【００６８】
以下、画像評価結果を（表３）、帯電ブラシ２の抵抗値測定結果を図６に示す。なお、評価、測定方法は実施例１と同様である。
【００６９】
【表３】

【００７０】
（表３）から明らかなように、ブラシクリーニング部材２８に電圧を印加した場合は、しない場合に比べて、より長期に渡って良好な画質を保っていることがわかる。
【００７１】
これは、ブラシクリーニング部材２８に印加した電圧が−６００Ｖ、帯電ブラシ２に印加した直流電圧が−７００Ｖであり、ブラシクリーニング部材２８が正の側に大きく、負に帯電したトナーがブラシクリーニング部材２８に電気的に付着する力が働くためである。本実施例では、トナーが負に帯電しているためブラシクリーニング部材２８に正の側に大きい電圧を印加したが、装置によってはトナーが正に帯電していることも考えられ、その場合には、ブラシクリーニング部材２８に負の側に大きい電圧を印加する必要がある。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、基材に弾性を有する発泡体を用いているために帯電ブラシに対する負荷が小さく、また帯電ブラシとの接触部はソリッド表層部から成っているために単なる発泡体のようにトナーが目詰まりすることがないので、帯電ブラシの変形を防止しつつ長期に渡って帯電ブラシに付着したトナーを効率良く除去することが可能になるという有効な効果が得られる。
【００７３】
これにより、感光体の帯電特性の劣化を防止することができ、良好な品質の画像を得ることが可能になるという有効な効果が得られる。
【００７４】
また、ブラシクリーニング部材をローラ形状にしてブラシとの接触部において速度差を持たせるように回転させることにより、さらに効率良くトナーを除去することが可能になるという有効な効果が得られる。
【００７５】
また、ブラシに付着したトナーが電気的に除去できる電圧をブラシクリーニング部材に印加することにより、さらに効率良くトナーを除去することが可能になるという有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のブラシ帯電装置が用いられた画像形成装置の構成を示す概略図
【図２】本発明の実施例２のブラシ帯電装置が用いられた画像形成装置の構成を示す概略図
【図３】本発明の実施例３のブラシ帯電装置が用いられた画像形成装置の構成を示す概略図
【図４】実施例１における帯電ブラシの印字枚数と抵抗値変化との関係を示すグラフ
【図５】実施例２における帯電ブラシの印字枚数と抵抗値変化との関係を示すグラフ
【図６】実施例３における帯電ブラシの印字枚数と抵抗値変化との関係を示すグラフ
【図７】従来のブラシ帯電装置を有する画像形成装置を示す概略図
【符号の説明】
１感光体（静電潜像担持体）
２帯電ブラシ
２ａシャフト
２７帯電バイアス供給電源
２８ブラシクリーニング部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a brush charging device used for an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus or an electrostatic recording apparatus, and which uniformly charges the surface of a photosensitive member as an electrostatic latent image carrier with a conductive charging brush. It is.
[0002]
[Prior art]
In the image forming apparatus, equipment using dry toner occupies the mainstream, and has been practically used as many copiers, laser printers, plain paper facsimile and the like, and has achieved remarkable development. This image forming apparatus is an apparatus to which an electrophotographic process technology is applied, and visualizes an electrostatic latent image formed on a photoconductor as an electrostatic latent image carrier with toner particles.
[0003]
In such an image forming apparatus, as a means for uniformly charging the surface of the photoconductor, a corona charging device including a wire electrode and a shield electrode has been generally used. However, due to problems such as application of a high voltage, low charging efficiency, generation of ozone, and occurrence of charging unevenness due to wire contamination, the use of a conductive brush charging device that is advantageous for cost reduction has recently been increasing.
[0004]
Hereinafter, the configuration and operation of an electrophotographic apparatus using a brush charging device will be described with reference to the drawings.
[0005]
Here, FIG. 7 is a schematic view showing an image forming apparatus having a conventional brush charging device.
[0006]
The illustrated image forming apparatus is an image forming apparatus that visualizes an electrostatic latent image formed on a photoconductor by an electrophotographic process technique using toner particles, and includes a photoconductor 1 that is an electrostatic latent image carrier. ing. The photoconductor 1 rotates in the circumferential direction and conveys a sheet described later.
[0007]
A charging brush 2 is disposed in contact with the surface of the photoconductor 1. The charging brush 2 includes a rotating metal shaft 2a provided in parallel with the rotation axis of the photoconductor 1, and a conductive brush radially implanted on the outer peripheral surface of the shaft 2a. I have. The charging brush 2 uniformly charges the surface of the photoconductor 1 by a charging bias voltage supplied from a charging bias supply power supply 27 or a charging bias voltage in which a DC and an AC are superimposed. When the photoconductor 1 is irradiated with the exposure light beam 4 output from the exposure optical system 3, the photoconductor 1 is exposed to form a predetermined electrostatic latent image.
[0008]
A toner supply roller 6 that supplies the toner 10 stirred and conveyed to the surface of the developing roller 5 by a toner stirring member 11 rotatably supported at both ends of the developing hopper 9 is provided. The toner supply roller 6 is composed of a metal shaft 6a made of stainless steel or the like and an elastic member such as urethane or silicon formed in a layer shape. A toner supply bias supply power supply 26 which is a constant voltage power supply is provided on the shaft 6a. And a toner supply bias voltage in which DC or DC and AC are superimposed is applied.
[0009]
The developing roller 5 is formed of a metal shaft 5a such as stainless steel as a base material and an elastic member such as urethane or silicon formed in a layer on the outer peripheral surface thereof. A developing bias voltage supply power supply 12 which is a constant voltage power supply is connected to the shaft 5a of the developing roller 5.
[0010]
The toner 10 is a non-magnetic one-component toner, and is made of, for example, a polyester resin in which carbon, wax, a charge control agent, and the like are uniformly dispersed.
[0011]
The developing roller 5 and the toner supply roller 6 are arranged in contact with each other, and are rotatably supported at both ends of the developing hopper 9 by shafts 5a and 6a, respectively. Then, while the developing roller 5 and the photoconductor 1 are in contact with each other and rotate in opposite directions, the developing roller 5 and the toner supply roller 6 are in contact with each other and rotate in the same direction. The developing roller 5 is in contact with the photoconductor 1, and the developing roller 5 applies toner 10 to a portion of the photoconductor 1 where an electrostatic latent image is formed by a bias voltage applied from a developing bias voltage power supply 12. Is transferred and adhered, an electrostatic latent image is visualized.
[0012]
The toner stirring member 11 prevents the toner 10 contained in the developing hopper 9 from aggregating, and conveys the toner 10 toward the toner supply roller 6.
[0013]
A toner regulating blade 7 is provided in contact with the developing roller 5. The toner regulating blade 7 includes a metal spring plate member 7 a having elasticity and a toner regulating member 7 b which comes into contact with the developing roller 5. The toner regulating member 7b is formed by integrally forming an elastic member such as urethane rubber or silicon rubber at one end of the metal spring plate member 7a. Such a toner regulating blade 7 is screwed to a blade holder 8. The toner regulating blade 7 presses the developing roller 5 with a predetermined linear pressure, and the toner 10 supplied from the toner supply roller 6 to the developing roller 5 is frictionally charged by the toner regulating blade 7 and the outer periphery of the developing roller 5 A thin toner layer is formed on the surface.
[0014]
Paper 15 is stored in a paper cassette 14 provided at the starting point of the transport path. The paper 15 is fed from the paper cassette 14 to the transport roller 17 one by one by a paper feed roller 16. Then, the fed sheet 15 is nipped by a pair of transport rollers 17 and transported in the direction of the photoconductor 1 indicated by an arrow A.
[0015]
In order to match the paper 15 with the toner image formed on the photoconductor 1, a registration roller 18 is provided on the conveyance path before reaching the photoconductor 1, in contact with a driven roller 19. A transfer roller 20 is rotatably supported in contact with the photoconductor 1.
[0016]
When the toner image arrives at the contact portion between the transfer roller 20 and the photoreceptor 1 with the rotation of the photoreceptor 1, the paper 15 also arrives at the contact portion at a timing synchronized with the toner image by the registration roller 18. At this time, when a high voltage from the transfer bias voltage supply power supply 24 is applied to the metal shaft 20 a of the transfer roller 20 to apply a charge having a polarity opposite to that of the toner 10 to the back surface of the sheet 15, the toner image is transferred onto the sheet 15. Is done.
[0017]
A fixing device 21 including a heat roller 22 having a heat source therein and a pressure roller 23 for nipping and conveying the sheet 15 together with the heat roller 22 is provided at a stage subsequent to the conveyance path. The paper 15 on which the toner image has been transferred is sent to the fixing device 21 where the toner image is fixed. On the other hand, the photoreceptor 1 after the toner image has been transferred onto the paper 15 has the transfer residual toner scraped off by the cleaning blade 25, and is irradiated with light by the charge remover 13 to be discharged to prepare for the next process.
[0018]
As described above, the transfer residual toner on the photoconductor 1 is scraped off by the cleaning blade 25, but the fine particle size toner cannot be removed by the cleaning blade 25, and remains on the photoconductor 1 and adheres to the charging brush 2.
[0019]
Then, although the amount of toner adhering to the charging brush 2 in one printing operation is small, the toner amount accumulates and increases each time the printing operation is repeated, the resistance value of the charging brush 2 increases, and the charging efficiency decreases. Fogging will occur in the image background.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the conventional brush charging device requires a means for removing the toner that has passed through the cleaning blade and adhered to the charging brush. As a removing means, it is conceivable to contact some member over the entire length of the charging brush to scrape off the toner.
[0021]
Here, when the removing means to be brought into contact with the charging brush is made of a rigid body such as metal or resin, it is necessary to bring the removing means into strong contact with the charging brush in order to obtain a sufficient removing effect. Then, the charging brush is deformed after being left for a long period of time, and the contact pressure with the photoreceptor changes, so that charging unevenness occurs. The fibers are deteriorated or thermally deformed, which also causes uneven charging.
[0022]
Further, when the removing means is made of an elastic rubber material, the hardness of the general rubber material is not much different from the rigid body with respect to the charging brush, and has the same problem as the rigid body.
[0023]
Further, when the removing means is made of a soft foam, the degree of deformation of the charging brush differs between the concave portion and the convex portion after being left for a long period of time because the contact surface with the charging brush has irregularities, which is also a factor of uneven charging. It becomes. In addition, each time the printing operation is repeated, the toner enters the pores of the foam and becomes clogged to increase the hardness. Therefore, a problem similar to that of a rigid body or a rubber material occurs.
[0024]
Therefore, an object of the present invention is to provide a brush charging device that can efficiently remove toner attached to a charging brush while preventing deformation of the charging brush.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the brush charging device of the present invention includes: Guidance A charging brush comprising an electrically conductive shaft and a brush radially provided on the shaft and charging the electrostatic latent image carrier to a predetermined potential; and a charging brush electrically connected to the charging brush, and applying a voltage to the charging brush. A charging bias supply power source to be applied, and the base material is made of an elastic foam, and a contact portion with the charging brush is a solid surface layer portion. And makes contact over the entire width of the charging brush. And a brush cleaning member.
[0026]
Accordingly, it is possible to efficiently remove the toner attached to the charging brush while preventing the deformation of the charging brush.
[0027]
The invention described in claim 1 of the present invention Guidance A charging brush comprising an electrically conductive shaft and a brush radially provided on the shaft and charging the electrostatic latent image carrier to a predetermined potential; and a charging brush electrically connected to the charging brush, and applying a voltage to the charging brush. A charging bias supply power source to be applied, and the base material is made of an elastic foam, and a contact portion with the charging brush is a solid surface layer portion. And makes contact over the entire width of the charging brush. A brush charging device comprising a brush cleaning member, which can prevent uneven charging due to deformation of the charging brush and an increase in hardness of the foam due to clogging of the toner, and adhered to the charging brush. This has the effect that toner can be efficiently removed.

[0028]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the brush cleaning member is a brush charging device that is a plate-shaped member, which causes uneven charging and toner clogging due to deformation of the charging brush. Thus, it is possible to prevent an increase in the hardness of the foam due to the toner, and it is possible to efficiently remove the toner attached to the charging brush.
[0029]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the brush cleaning member is a brush charging device having a rotatable roller shape. This has the effect of preventing an increase in the hardness of the foam due to clogging, and enabling the toner attached to the charging brush to be efficiently removed.
[0030]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the brush cleaning member is configured such that the brush cleaning member rotates in the same direction at a contact portion with the charging brush and at a peripheral speed different from that of the charging brush. This is a device and has an effect that it is possible to efficiently remove the toner attached to the charging brush.
[0031]
According to a fifth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the brush cleaning member is a brush charging device that rotates in mutually different directions at a contact portion with the charging brush, and is attached to the charging brush. This has the effect that the removed toner can be efficiently removed.
[0032]
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect, the brush cleaning member is a brush charging device to which a predetermined level of voltage is applied, wherein the brush cleaning member is made of a conductor or a semiconductor. By generating an electric field that moves the toner from the charging brush to the brush cleaning member, the toner attached to the charging brush can be efficiently removed.
[0033]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIG.
[0034]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus using a brush charging device according to a first embodiment of the present invention.
[0035]
The image forming apparatus shown in FIG. 1 is an image forming apparatus that visualizes an electrostatic latent image formed on a photoconductor (electrostatic latent image carrier) by electrophotographic process technology using toner particles. A metal drum is used as a base material, and an alumite layer, which is an insulator, is provided on the outer peripheral surface of the metal drum. The photosensitive member 1 has a negative charge type and is applied in a shape. The photoreceptor 1 rotates in the circumferential direction (in this embodiment, clockwise arrow D direction) to convey a sheet described later.
[0036]
Here, the alumite layer is formed for protection against electrical breakdown of the photosensitive receiving layer. The photosensitive receiving layer has a laminated structure of a charge generating layer in which a charge generating substance is dispersed and contained in a binder resin and a charge transporting layer in which a charge transporting substance is contained. In the present embodiment, the charge transport layer is laminated on the charge generation layer, and the thickness of these photosensitive receiving layers is 25 μm.
[0037]
A charging brush 2 is provided in contact with the surface of a photosensitive member 1 serving as an electrostatic latent image carrier. The charging brush 2 includes a conductive shaft 2 a made of metal or the like, which is provided in parallel with the rotation axis of the photoreceptor 1 and rotates, and a conductive brush radially implanted from the shaft 2 a. I have.
[0038]
A plate-shaped brush cleaning member 28 is in contact with the charging brush 2 over the entire width. The brush cleaning member 28 has a solid (hard) surface layer in contact with the charging brush 2. Then, in the present embodiment, the charging brush 2 rotates in the clockwise arrow E direction.
[0039]
Here, a brush made of a material such as rayon, acrylic, polypropylene, polyethylene, nylon, ETFE, or the like is used, and these are conductively treated with carbon, metal, or the like. In the present embodiment, 100,000 conductive rayon fibers having a thickness of 6 denier into which carbon is kneaded are used. ^Two Is uniformly implanted on a metal shaft 2a having an outer diameter of 6 mm and an outer diameter of 18 mm, and this is brushed in one direction to form a brush having an outer diameter of 15 mm. The resistance value of the brush was 10 when determined from the current flowing when a voltage of 100 V was applied by contacting an aluminum drum with a contact width of 3 mm instead of the photosensitive member 1 in the same manner as in the actual use conditions. ^Five Ω.
[0040]
Such a charging brush 2 is electrically connected to a charging bias supply power supply 27 for applying a superimposed voltage of a DC voltage and an AC voltage. Charge.
[0041]
When the photoreceptor 1 is irradiated with an exposure light beam 4 obtained from an exposure optical system 3 by modulating light intensity or pulse width of an image signal by a laser driving circuit (not shown), the photoreceptor 1 is exposed. A predetermined electrostatic latent image is formed.
[0042]
The toner 10 stirred and conveyed by a toner stirring member 11 rotatably supported at both ends by a developing hopper 9 is supplied to the surface of the developing roller 5 serving as a toner carrier, and the developing roller 5 remaining without being developed is A toner supply roller 6 is provided to scrape off the toner 10 above. The toner supply roller 6 is formed by forming a conductive foam on the outer peripheral surface of a shaft 6a made of metal such as stainless steel as a base material, and has a resistance value of 10%. ⁶ Ω · cm. A developing bias voltage supply power supply 12 which is a constant voltage power supply is connected to the shaft 5a of the developing roller 5.
[0043]
Here, the rubber hardness of the developing roller 5 is preferably in the range of 30 to 60 degrees from the viewpoint of prevention of creep and dents, and the higher the surface roughness, the higher the smoothness of the surface is in forming a thin toner layer. For uniformity, 1 μmRz to 7 μmRz is preferable. The developing roller 5 in the present embodiment has a rubber hardness of 60 degrees and a surface roughness of 2 μmRz.
[0044]
The toner 10 is a non-magnetic one-component toner, and is composed of, for example, a polyester resin in which carbon, wax, a charge control agent, and the like are uniformly dispersed.
[0045]
The developing roller 5 and the toner supply roller 6 are arranged in contact with each other, and are rotatably supported at both ends of the developing hopper 9 by shafts 5a and 6a, respectively. As shown in the drawing, the developing roller 5 and the photoconductor 1 are in contact with each other and rotate in opposite directions, while the developing roller 5 and the toner supply roller 6 are in contact with each other and rotate in the same direction. (The rotation direction of the photoconductor 1 indicated by an arrow D which is clockwise with respect to the rotation direction of the developing roller 5 indicated by an arrow C which is counterclockwise and the rotation direction of the toner supply roller 6 indicated by an arrow B). . Therefore, the developing roller 5 and the toner supply roller 6 are in frictional contact.
[0046]
The developing roller 5 is in contact with or close to the photoreceptor 1, and when the toner 10 is transferred and adhered by a developing bias voltage applied from a developing bias voltage power supply 12, an electrostatic latent image is visualized. You.
[0047]
The toner stirring member 11 draws a locus of a circle with the rotation of the toner supply roller 6, prevents aggregation of the toner 10 contained in the developing hopper 9, and conveys the toner 10 toward the toner supply roller 6.
[0048]
A toner regulating blade 7 is provided in contact with the developing roller 5. The toner regulating blade 7 includes a metal spring plate member 7 a having elasticity, such as a stainless steel plate or a phosphor bronze plate, and a toner regulating member 7 b that comes into contact with the developing roller 5. The toner regulating member 7b is formed by integrally molding an elastic member such as urethane rubber having a rubber hardness of 60 degrees at one end of the metal spring plate member 7a. Such a toner regulating blade 7 is screwed to a blade holder 8. The toner regulating blade 7 presses the developing roller 5 at a linear pressure of 80 g / cm, and the toner 10 supplied from the toner supply roller 6 to the developing roller 5 is frictionally charged by the toner regulating blade 7 and A thin toner layer is formed on the outer peripheral surface. In the non-magnetic one-component contact developing system as in the present embodiment, the toner layer on the developing roller 5 has a thickness of 0.4 to 0.6 mg / cm. ^Two Is preferable.
[0049]
The photoconductor 1, the developing roller 5, the toner supply roller 6, and the toner regulating blade 7 are disposed so as to be always in contact with each other at the respective contact portions.
[0050]
Paper 15 is stored in a paper cassette 14 provided at the starting point of the transport path. The paper 15 is nipped one by one by a transport roller 17 from a paper cassette 14 by a half-moon-shaped paper feed roller 16 and transported in the direction of the photoconductor 1 indicated by an arrow A.
[0051]
In order to temporarily stop the paper 15 and make the paper 15 coincide with the toner image formed on the photoreceptor 1, the paper 15 is brought into contact with a driven roller 19 on a transport path before reaching the photoreceptor 1. A registration roller 18 is provided. A transfer roller 20 is rotatably supported in contact with the photoconductor 1. The transfer roller 20 is formed by forming a conductive foam around a shaft 20a made of metal such as stainless steel. ⁷ Ω · cm. A transfer bias voltage supply power supply 24, which is a constant current power supply, is connected to the shaft 20a.
[0052]
When the toner image reaches the contact portion between the transfer roller 20 and the photosensitive member 1 with the rotation of the photosensitive member 1, the paper 15 also reaches the contact portion by the registration roller 18 in synchronism with the toner image. . At this time, when a high voltage from the transfer bias voltage supply power supply 24 is applied to the metal shaft 20a of the transfer roller 20 to apply a charge having a polarity opposite to that of the toner 10 to the back surface of the sheet 15, the toner image on the photoconductor 1 becomes The image is transferred onto the paper 15.
[0053]
A fixing device 21 including a heat roller 22 having a heat source therein and a pressure roller 23 for nipping and conveying the sheet 15 together with the heat roller 22 is provided at a stage subsequent to the conveyance path. Therefore, the paper 15 onto which the toner image has been transferred is sent to the fixing device 21, where the toner image is fixed by pressure and heat by the sandwiching rotation of the heat roller 22 and the pressure roller 23. On the other hand, the photoreceptor 1 after the toner image has been transferred onto the paper 15 has the transfer residual toner scraped off by the cleaning blade 25, and is irradiated with light by the charge remover 13 to be discharged to prepare for the next process.
[0054]
【Example】
Next, an embodiment of the present invention using the above-described image forming apparatus will be described with reference to FIGS. In these drawings, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the repeated description is omitted.
[0055]
(Example 1)
In the image forming apparatus shown in FIG. 1, a printing test was performed on up to 30,000 sheets using a plate member made of a foam having a plate-shaped solid surface layer as the brush cleaning member 28, and every 5,000 sheets were printed. Then, the image evaluation and the measurement of the electric resistance of the charging brush 2 were performed. As a comparative example, a case where a plate-shaped brush cleaning member made of urethane rubber and urethane foam was used was similarly evaluated.
[0056]
Here, the DC voltage of the charging bias voltage is -700 V, the amplitude voltage of the AC voltage is 1.3 kV, the frequency f of the AC voltage is 800 Hz, the process speed which is the peripheral speed of the photosensitive member 1 is 124 mm / sec, and the charging brush 2 The peripheral speed was set at 161 mm / sec, the peripheral speed of the developing roller 5 was set at 217 mm / sec, and the peripheral speed of the toner supply roller 6 was set at 108 mm / sec.
[0057]
Hereinafter, the image evaluation results (Table 1) and the resistance value measurement results of the charging brush 2 are shown in FIG. In Table 1, “○” indicates an image of good image quality, “△” indicates an image in which the brush-like density unevenness was slightly generated, and “×” indicates a remarkable brush over the entire image. 5 shows an image in which a sweep-like density unevenness has occurred. The resistance value of the charging brush 2 was measured from the current flowing when a voltage of 100 V was applied by contacting an aluminum drum with a contact width of 3 mm instead of the photosensitive member 1 in the same manner as in actual use conditions.
[0058]
[Table 1]

[0059]
As is clear from Table 1 and FIG. 4, in the case of a foam having a solid surface layer portion, it is possible to prevent an increase in the resistance value of the charging brush 2 due to toner adherence for a longer period of time than a rubber material or a foam. It can be seen that the occurrence of image defects can be prevented.
[0060]
(Example 2)
Next, FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus using a brush charging device according to a second embodiment of the present invention. In the image forming apparatus shown in FIG. 2, a printing test was performed on up to 40,000 sheets using a roller-shaped roller having a solid surface layer on the outer periphery and having a foam inside thereof as the brush cleaning member 28. The image evaluation and the measurement of the electric resistance of the charging brush 2 were performed every 2,000 sheets.
[0061]
Here, the peripheral speed of the roller-shaped brush cleaning member 28 was set to a peripheral speed ratio of 1.0, 1.5, and −1.0 to the peripheral speed of the charging brush 2. A peripheral speed ratio of 1.0 indicates that the contact portion with the charging brush 2 rotates at the same peripheral speed in the same direction, and a peripheral speed ratio of 1.5 indicates that the contact portion with the charging brush 2 rotates at 1. It indicates that it rotates at five times the peripheral speed. A negative peripheral speed ratio of -1.0 indicates that the contact portion with the charging brush 2 rotates at the same peripheral speed in different directions. Other than that, the peripheral speed and bias conditions of each member are the same as in the first embodiment.
[0062]
Hereinafter, the image evaluation results (Table 2) and the resistance value measurement results of the charging brush 2 are shown in FIG. The evaluation and measurement methods are the same as in Example 1.
[0063]
[Table 2]

[0064]
As is clear from (Table 2), when the brush cleaning member 28 is rotated in the same direction and at the same peripheral speed as the charging brush 2, an image defect occurs from 15,000 sheets which is relatively early. .
[0065]
This is because, in the case of the same direction and the same peripheral speed, the relative speed at the contact portion between the brush cleaning member 28 and the charging brush 2 is 0, and a sufficient cleaning effect cannot be obtained. Therefore, in order to provide a speed difference at the contact portion between the brush cleaning member 28 and the charging brush 2, when the brush cleaning member 28 rotates in the same direction as the charging brush 2, a different peripheral speed is set, or 28 may be set to rotate in a direction different from that of the charging brush 2.
[0066]
(Example 3)
Next, FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of an image forming apparatus using a brush charging device according to a third embodiment of the present invention. In the image forming apparatus shown in FIG. 3, a predetermined level of voltage is applied by using the roller-shaped brush cleaning member 28 as a conductor (or semiconductor), and a printing test is performed on up to 40,000 sheets. Image evaluation and measurement of the electrical resistance of the charging brush 2 were performed. For comparison, a case where no voltage was applied to the brush cleaning member 28 was similarly evaluated.
[0067]
Here, the voltage applied to the brush cleaning member 28 was -800 V, and the peripheral speed was a peripheral speed ratio of -1.0 to the peripheral speed of the charging brush 2. In addition, the peripheral speed and bias conditions of each member are the same as those in the first embodiment.
[0068]
Hereinafter, the results of the image evaluation (Table 3) and the results of the resistance value measurement of the charging brush 2 are shown in FIG. The evaluation and measurement methods are the same as in Example 1.
[0069]
[Table 3]

[0070]
As can be seen from Table 3, when a voltage is applied to the brush cleaning member 28, good image quality is maintained for a longer period than when no voltage is applied.
[0071]
This is because the voltage applied to the brush cleaning member 28 is -600 V, the DC voltage applied to the charging brush 2 is -700 V, the brush cleaning member 28 is large on the positive side, and the negatively charged toner is This is because a force for electrically adhering to the plate works. In this embodiment, since the toner is negatively charged, a large voltage is applied to the brush cleaning member 28 on the positive side. However, depending on the apparatus, the toner may be positively charged. It is necessary to apply a large voltage to the brush cleaning member 28 on the negative side.
[0072]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since a foam having elasticity is used for the base material, the load on the charging brush is small, and the contact portion with the charging brush is formed of a solid surface layer, so Since the toner is not clogged as in the case of the foam, an effective effect that it is possible to efficiently remove the toner attached to the charging brush for a long period of time while preventing the deformation of the charging brush is obtained. .
[0073]
As a result, the charging characteristics of the photoconductor can be prevented from deteriorating, and an effective effect of obtaining a good quality image can be obtained.
[0074]
Further, by forming the brush cleaning member into a roller shape and rotating the brush cleaning member so as to have a speed difference at a contact portion with the brush, an effective effect that the toner can be more efficiently removed can be obtained.
[0075]
Further, by applying to the brush cleaning member a voltage capable of electrically removing the toner attached to the brush, it is possible to obtain an effective effect that the toner can be more efficiently removed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus using a brush charging device according to a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus using a brush charging device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus using a brush charging device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the number of prints of a charging brush and a change in resistance value in Example 1.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the number of prints of a charging brush and a change in resistance value in Example 2.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the number of prints of a charging brush and a change in resistance value in Example 3.
FIG. 7 is a schematic view showing an image forming apparatus having a conventional brush charging device.
[Explanation of symbols]
1. Photoconductor (electrostatic latent image carrier)
2 Charging brush
2a shaft
27 Power supply for charging bias
28 Brush cleaning member

Claims

導電性を有するシャフトおよび当該シャフトに放射状に設けられたブラシからなり静電潜像担持体を所定の電位に帯電する帯電ブラシと、
前記帯電ブラシと電気的に接続され、前記帯電ブラシに電圧を印加する帯電バイアス供給電源と、
基材が弾性を有する発泡体から構成されるとともに前記帯電ブラシとの接触部がソリッド表層部とされ、前記帯電ブラシの全幅にわたって接触するブラシクリーニング部材とを備えたことを特徴とするブラシ帯電装置。A charging brush comprising a conductive shaft and a brush radially provided on the shaft and charging the electrostatic latent image carrier to a predetermined potential;
A charging bias supply power source that is electrically connected to the charging brush and applies a voltage to the charging brush;
A brush charging device comprising: a base member made of an elastic foam; a contact portion with the charging brush being a solid surface layer portion; and a brush cleaning member being in contact with the entire width of the charging brush. .

前記ブラシクリーニング部材は、板状部材であることを特徴とするブラシ帯電装置。The brush charging member is a plate-shaped member.

前記ブラシクリーニング部材は、外周が前記ソリッド表層部とされて内部に前記発泡体が位置し、回転可能なローラ形状であることを特徴とするブラシ帯電装置。The brush charging device is characterized in that the brush cleaning member has a roller shape in which the outer periphery is the solid surface layer portion, the foam is located inside, and the roller is rotatable.

前記ブラシクリーニング部材は、前記帯電ブラシとの接触部において相互に同一方向、且つ前記帯電ブラシと異なる周速度で回転することを特徴とする請求項３記載のブラシ帯電装置。4. The brush charging device according to claim 3, wherein the brush cleaning member rotates in the same direction as each other at a contact portion with the charging brush and at a peripheral speed different from that of the charging brush. 5.

前記ブラシクリーニング部材は、前記帯電ブラシとの接触部において相互に異なる方向に回転することを特徴とする請求項３記載のブラシ帯電装置。The brush charging device according to claim 3, wherein the brush cleaning member rotates in mutually different directions at a contact portion with the charging brush.

前記ブラシクリーニング部材は導体または半導体とされ、所定レベルの電圧が印加されることを特徴とする請求項１記載のブラシ帯電装置。The brush charging device according to claim 1, wherein the brush cleaning member is a conductor or a semiconductor, and a predetermined level of voltage is applied.