JPH0580635A

JPH0580635A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0580635A
Application number: JP3243892A
Authority: JP
Inventors: Masami Asano; 雅己浅野; Shuji Iino; 修司飯野; Akihito Ikegawa; 彰仁池側; Mochikiyo Osawa; 以清大澤
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1991-09-25
Filing date: 1991-09-25
Publication date: 1993-04-02
Also published as: US5225878A

Abstract

(57)【要約】【目的】表面が移動する静電潜像担持体の該表面を固
定型ブラシ帯電装置にて帯電させ、該帯電域に画像露光
して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して可視像化
し、該可視像を転写材へ転写する画像形成装置におい
て、固定型ブラシ帯電装置と静電潜像担持体表面との接
触時間ｔ及び固定型ブラシ帯電装置のブラシ繊維の電気
抵抗Ｒが相互に適切な関係範囲で決められることで、固
定型ブラシ帯電装置において長期にわたり環境依存性少
なく、良好な帯電性能が発揮され、それだけ高品位の画
像を形成することができる画像形成装置を提供する。【構成】感光体ドラム１上の任意の一点が固定型ブラ
シ帯電装置２に接触する時間をｔ〔秒〕、該ブラシ帯電
装置のブラシを構成する単繊維の電気抵抗をＲ〔Ω〕で
表したとき、値ｔｌｏｇ₁₀Ｒが０．９〜４．６の範囲に
あることを特徴とする画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ等の
電子写真方式の画像形成装置、特に、表面が移動する静
電潜像担持体の該表面を固定型ブラシ帯電装置にて帯電
させ、該帯電域に画像露光して静電潜像を形成し、該静
電潜像を現像して可視像化し、該可視像を転写材へ転写
する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ等の電子写真方式の画
像形成装置では、通常、静電潜像担持体表面を帯電装置
にて帯電させ、該帯電域に画像露光して静電潜像を形成
し、該静電潜像を現像して可視像化し、該可視像を転写
材へ転写する。前記帯電装置としては、コロナ帯電装
置、ブラシ帯電装置等が知られている。このうち、ブラ
シ帯電装置は、静電潜像担持体表面を劣化させたり、人
体に悪影響を及ぼすオゾンの発生がコロナ帯電装置に比
べてきわめて少ないことから注目されており、中でも、
移動する静電潜像担持体表面に対し固定配置される固定
型ブラシ帯電装置は、回転型のブラシ帯電装置に比べ簡
易なものとして注目されている。

【０００３】しかし、ブラシ帯電装置では、静電潜像担
持体表面の帯電電位にばらつき乃至むらが発生しやす
く、これが筋状の画像ノイズの原因となっている。この
ような帯電むらを防止するため様々な工夫がなされてい
るが、固定型ブラシ帯電装置につき、帯電ブラシに対す
る静電潜像担持体表面上の一点の接触時間に注目したも
のとして、特開昭６４−２３２６６号公報に開示されて
いる導電ブラシ装置がある。

【０００４】この導電ブラシ装置では、ブラシ幅を、該
ブラシに静電潜像担持体表面上の一点が接触通過する時
間が０．１秒以上となるように設定し、これによって帯
電むらを解消しようとしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者の研究よると、固定型ブラシ帯電装置によって静電潜
像担持体の表面を帯電させる場合、該帯電は、該担持体
表面と固定型ブラシ帯電装置との接触の過程における放
電、注入、摩擦の三つの帯電メカニズムにより行われ
る。このうち摩擦帯電は、殆ど無視できる程度にしか帯
電に寄与しない。放電と注入が大きく帯電に関与する。
そして放電及び注入による帯電は、静電潜像担持体の移
動表面の一点が帯電装置のブラシに接触している時間だ
けでなく、該ブラシの電気抵抗にも依存する。この点に
つき、さらに説明する。

【０００６】先ず、接触時間ｔが放電、注入による帯電
に影響があることを説明する。接触時間ｔが小さい場合
としては、固定型ブラシ帯電装置の幅が狭い、静電
潜像担持体の表面移動速度が大きい、ことが考えられ
る。図１０に示すように、固定型ブラシ帯電装置の幅Ｗ
Ｄが狭いと、画像形成中にブラシＦが各所で割れたり、
バラケたりし、それによって静電潜像担持体表面電位に
ばらつきが発生する。幅ＷＤが広い場合でも、静電潜像
担持体表面移動速度が大きいと同様にブラシＦが割れた
り、バラケたりし、静電潜像担持体表面電位にばらつき
が生じる。このようなブラシＦの割れ、バラケは、画像
形成枚数が増加するにつれひどくなる。

【０００７】また、接触時間ｔが長い場合としては、
固定型ブラシ帯電装置の幅が広い、静電潜像担持体の
表面移動速度が小さい、ことが考えられる。接触時間ｔ
が長すぎると、ブラシＦ、特にブラシを構成する繊維の
先端部に、図１１に示すように、トナー破片、静電潜像
担持体削れ粉、紙粉等が付着し、ひどいときには該先端
部を覆ってしまうことがある。このようなブラシ汚れ
は、注入帯電効率を低下させ、また、かかるブラシ汚れ
は静電潜像担持体上の残留トナーを清掃するクリーニン
グ装置の歪み等により局部的に発生し易く、汚れて注入
帯電効率が低下した部分に対面した静電潜像担持体表面
部分と、未だ汚れが少なく注入帯電効率の比較的高い部
分に対面した静電潜像担持体表面部分とで帯電量の差が
大きくなり、帯電むらが発生する。従って、特開昭６４
−２３２６６号公報が教えるように接触時間が長ければ
良いというものではない。

【０００８】このように、固定型ブラシ帯電装置の幅及
び静電潜像担持体表面の移動速度、換言すれば、静電潜
像担持体表面と固定型ブラシ帯電装置の接触時間ｔの長
短が帯電に影響する。次に、ブラシの電気抵抗が帯電に
影響を与える点につき説明する。ブラシを構成する単繊
維（ブラシ毛の１本、１本）の電気抵抗Ｒが小さ過ぎる
場合、ブラシＦの汚れによる高抵抗化がパッシエン則に
基づく放電帯電特性に大きく影響する。そのため、汚れ
た部分に対面する静電潜像担持体表面部分では、そうで
ない部分より表面電位が低くなり、帯電にばらつきが発
生する。

【０００９】また、ブラシ単繊維の抵抗Ｒが大きすぎる
場合、ブラシ各部での抵抗のばらつきが放電帯電に無視
できない影響をおよぼす。すなわち、ブラシ繊維は、例
えば１０⁶Ωｃｍと体積抵抗率が表記されていても、実
際には製造上の事情により、±１桁程度の抵抗率ばらつ
きがある。固定型ブラシ帯電装置は、このようなブラシ
繊維を数１０万本設けたものであるから、この抵抗率ば
らつきは無視できない。前記Ｒ値が大きくなる領域で
は、電圧降下にこの±１桁の抵抗率ばらつきが大きく作
用し、Ｒ値が小さい部分では高帯電、大きい部分では低
帯電となり、静電潜像担持体表面の帯電にばらつきが生
じる。

【００１０】以上説明したように、放電及び注入による
帯電は固定型ブラシ帯電装置と静電潜像担持体表面との
接触時間ｔ及びブラシ単繊維の電気抵抗Ｒに依存するも
ので、ｔ、Ｒの両者について好適な範囲を選択しなけれ
ば、帯電むらの少ない安定した静電潜像担持体表面の電
位が得られない。特に、長期にわたる画像形成後の環境
（温度、湿度等）依存性を少なくするためには、ｔ、Ｒ
に配慮しなければならない。

【００１１】そこで本発明は、表面が移動する静電潜像
担持体の該表面を固定型ブラシ帯電装置にて帯電させ、
該帯電域に画像露光して静電潜像を形成し、該静電潜像
を現像して可視像化し、該可視像を転写材へ転写する画
像形成装置であって、固定型ブラシ帯電装置と静電潜像
担持体表面との接触時間ｔ及び固定型ブラシ帯電装置の
ブラシ繊維の電気抵抗Ｒが相互に適切な関係範囲で決め
られることで、固定型ブラシ帯電装置において長期にわ
たり環境依存性少なく、良好な帯電性能が発揮され、そ
れだけ高品位の画像を形成することができる画像形成装
置を提供することを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決すべくさらに研究を重ね、接触時間ｔとブラシ繊維電
気抵抗Ｒにつき、ｔｌｏｇ₁₀Ｒという値で条件設定する
ことで、長期にわたり、好適な帯電性能が得られること
を見出し、本発明を完成した。すなわち本発明は、表面
が移動する静電潜像担持体の該表面を固定型ブラシ帯電
装置にて帯電させ、該帯電域に画像露光して静電潜像を
形成し、該静電潜像を現像して可視像化し、該可視像を
転写材へ転写する画像形成装置において、前記静電潜像
担持体の移動表面上の一点が前記固定型ブラシ帯電装置
に接触する時間をｔ〔秒〕、該ブラシ帯電装置のブラシ
を構成する単繊維の電気抵抗をＲ〔Ω〕で表したとき、
値ｔｌｏｇ₁₀Ｒが０．９〜４．６の範囲にあることを特
徴とする画像形成装置を提供するものである。なお、本
明細書において「ブラシを構成する単繊維」とは、ブラ
シを構成するブラシ毛、１本１本のことである。

【００１３】前記ｔｌｏｇ₁₀Ｒの値はさらに１．５〜
４．１の範囲にあることが望ましい。この値ｔｌｏｇ₁₀
Ｒが０．９より小さくても、４．６より大きくても、静
電潜像担持体表面に無視できない帯電むらが発生する。
前記固定型ブラシ帯電装置としは、米国特許第３１４６
３８５号明細書に開示されているように、ブラシ繊維を
挾持部材で挾着保持するタイプのもの、実開昭６２−１
６４３５７号公報に開示されているように、図２の
（Ａ）に示す如く、表面に導電性パイル糸２００を、裏
面に導電性コーティング層を有する布２０１を非導電性
接着層２０２を介して導電性基板２０４に接着し、且
つ、該接着層の一部を途切れさせて、そこに導電性材料
２０３を配し、基板２０４と布２０１を導通させたもの
を例示できる。

【００１４】さらに、図２の（Ｂ）に示すように、厚さ
ｔの基布２２に導電性繊維よりなるブラシ繊維２１を図
２の（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、該基布の経糸２２ａ
にＷ字形又はＶ字形等に織り込んで高さＨに形成したパ
イル布２０を、基布２２の裏面に導電性接着剤をコーテ
ィングして繊維の抜けを防止したあと、長さをＬに、幅
をＷに裁断し、導電性プレート（例えばアルミニウム
製）２３に適当な接着剤或いは両面接着テープ等を用い
て固定したもの等、種々のタイプのものが考えられる。

【００１５】いずれにしても、ブラシ繊維の材料として
は、静電潜像担持体の帯電能、表面硬度、径等の寸法の
ほか、他エレメントとの位置関係、システム速度等を考
慮しながら、交流、直流、若しくは、両者の重畳による
電圧を印加して所望の帯電量が得られるように、適宜、
好適な電気抵抗率、柔軟性、硬度、形状、強度を有する
ものを選択すれば良く、材料的に特に限定を受けるもの
ではない。

【００１６】導電性材料としては、タングステン、ステ
ンレス、金、白金、アルミニウム、鉄、銅等の金属線
を、適宜その長さ或いは線径を調整しながら用いること
ができる。導電性樹脂材料としては、レーヨン、ナイロ
ン、アセテート、銅アンモニア、ビニリデン、ビニロ
ン、弗化エチレン、プロミックス、ベンゾエート、ポリ
ウレタン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリクラール、ポリノジック、ポリプロピレン等の
繊維中に、カーボンブラック、炭素繊維、金属粉、金属
ウィスカー、金属酸化物、半導体材料等の抵抗調整剤を
分散せしめたものを用いることができる。この場合、そ
の分散量により適宜所望の抵抗値を得ることができる。
また、分散ではなく、繊維表面に抵抗調整材料を被覆し
てもよい。

【００１７】また、繊維の断面形状は、帯電性を損なわ
ない限りにおいて、円形、楕円形、周囲が皺状の円形、
多角形、偏平状等、製法上作り易い形状のものを選べば
よい。前記接触時間ｔは、前記米国特許の挾持型ブラシ
帯電装置の場合、次のようにして求めることができる。

【００１８】すなわち、図３の（Ａ）に示すように、静
電潜像担持体（例えば感光体ドラム）ＰＣの移動表面の
一点がブラシの１本の単繊維にしか接触しないとき、該
単繊維の径をＤ、前記一点の移動速度をｖにすると、近
似的にｔ＝Ｄ／ｖで表わせる。このような場合、ｔｌｏ
ｇ₁₀Ｒ値は、普通では０．９〜４．６の範囲外となる。

【００１９】また、図３の（Ｂ）に示すように、前記移
動表面上の一点が、ブラシの複数の単繊維に接触通過す
るときは、該一点が最初の単繊維に接触し始めてから、
最後の単繊維を離れるまでの時間を接触時間ｔとする。
実開昭６２−１６４３５７号公報や図２の（Ｂ）に示さ
れるブラシ帯電装置における接触時間ｔもこれと同様に
して求めればよい。これらの場合、帯電ブラシによる帯
電幅をｗとすると、ｔ＝ｗ／ｖとして求めてもよい。

【００２０】また、例えば図３の（Ｃ）に示すように、
複数の固定型ブラシ帯電装置が使用されるときは、個々
の装置における接触時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４を加算
して接触時間ｔとする。

【００２１】

【作用】本発明画像形成装置によると、静電潜像担持体
表面と固定型ブラシ帯電装置との接触時間ｔ〔秒〕及び
固定型ブラシ帯電装置のブラシを構成する単繊維の電気
抵抗Ｒ〔Ω〕が、０．９≦ｔｌｏｇ₁₀Ｒ≦４．６を満足
する範囲で設定してあることにより、静電潜像担持体表
面の電位がばらつき（帯電むら）無く安定し、それだけ
高品位の画像が形成される。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面参照して説明す
る。以下に説明する実施例は図１に概略構成を示すプリ
ンタである。まず図１に示すプリンタについて説明す
る。図１に示すプリンタは中央部に静電潜像担持体であ
る感光体ドラム１を備えており、このドラムは図示しな
い駆動手段により図中時計方向ａに回転駆動される。ド
ラム１の周囲には固定型ブラシ帯電装置２、現像装置
３、転写チャージャ４、クリーニング装置５及びイレー
サ６が順次配置してある。

【００２３】感光体ドラム１の上方には光学系７が配置
してあり、この光学系はハウジング７１の中に半導体レ
ーザ発生装置、ポリゴンミラー、トロイダルレンズ、ハ
ーフミラー、球面ミラー、折り返しミラー、反射ミラー
等を配置したもので、ハウジング７１の床部に露光スリ
ット７２が形成してあり、ここから帯電装置２と現像装
置３の間を通して感光体ドラム１に画像露光できるもの
である。

【００２４】感光体ドラム１の図中右側にはタイミング
ローラ対８１、中間ローラ対８２及び給紙カセット８３
が順次配置してあり、給紙カセット８３には給紙ローラ
８４が臨んでいる。また、感光体ドラム１の図中左側に
は定着ローラ対９１、排紙ローラ対９２が順次配置して
あり、排紙ローラ対９２には排紙トレイ９３が臨んでい
る。

【００２５】以上説明した各部品はプリンタ本体１０に
搭載されている。本体１０は下ユニット１０１と上ユニ
ット１０２とからなっており、前述した帯電装置２、現
像装置３、クリーニング装置５、イレーサ６、光学系
７、タイミングローラ対８１のうちの上側ローラ、中間
ローラ対８２の上側ローラ、給紙ローラ８４、定着ロー
ラ対９１の上側ローラ、排紙ローラ対９２及び排紙トレ
イ９３はいずれも上ユニット１０２に設けられている。
この上ユニットはプリンタの図中左側端部に設けた軸棒
１０３を中心に給紙側の端部が上下に開閉することがで
き、それによってジャム処理、各種メインテナンスを行
えるようになっている。

【００２６】固定型ブラシ帯電装置２は、実開昭６２−
１６４３５７号公報に開示されたタイプの別珍状ブラシ
を有する装置（図２の（Ａ）参照）であり、その基板に
必要に応じ図示しない電源から現像バイアスが印加され
る。感光体ドラム１は、次のようにして製作した、半導
体レーザ光（７８０ｎｍ）やＬＥＤ光（６８０ｎｍ）等
の長波長光に対し良好な感度を有する負帯電用の機能分
離型有機感光体である。

【００２７】まず、τ型無金属フタロシアニン１重量
部、ポリビニルブチラール樹脂（アセチル化度３モル％
以下、ブチル化度７０モル％、重合度１０００）２重量
部、及びテトラヒドロフラン１００重量部をボールミル
ポットに入れて２４時間分散し、感光塗液（粘度２０℃
で１５ｃｐ）を得た。これを外径３０ｍｍ、長さ２４０
ｍｍ、肉厚０．８ｍｍの円筒型基体上にディッピング法
を用いて塗布した後、乾燥し、膜厚０．４μｍの電荷発
生層を形成した。使用した円筒型基体はマグネシウム
０．７重量％、硅素０．４重量％含有のアルミニウム合
金製である。また、塗布膜乾燥条件は、２０℃の循環空
気中で３０分間とした。

【００２８】次いで、この電荷発生層上に構造式

【００２９】

【化１】

【００３０】で示されるヒドラゾン化合物８重量部、オ
レンジ色素(Sumiplast Orange 12；住友化学株式会社
製）０．１重量部、ポリカーボネイト樹脂（パンライト
Ｌ−１２５０；帝人化成株式会社製）１０重量部をテト
ラヒドロフラン１８０重量部からなる溶媒中に溶解させ
た塗液（粘度２０℃で２４０ｃｐ）を、ディッピング法
を用いて塗布した後、１００℃の循環空気中で３０分間
乾燥して、膜厚２８μｍの電荷輸送層を形成し、感光体
ドラム１を作製した。

【００３１】ここでτ型無金属フタロシアニンは、Ｃｕ
Ｋα／Ｎｉの１．５４１Å波長のＸ線を使用した際、ブ
ラッグ角（２θ±０．２度）が７．６、９．２、１６．
８、１７．４、２０．４及び２０．９度に強いピークを
示すＸ線回析図形を有するものである。特に、赤外線吸
収スペクトルが７００〜７６０ｃｍ^-1の間に７５１±２
ｃｍ^-1が最も強い４本の吸収帯を、１３２０〜１３４０
ｃｍ^-1の間に２本のほぼ同じ強さの吸収帯を、３２８８
±３ｃｍ^-1に特徴的な吸収を有するものである。

【００３２】半導体レーザ光学系、ＬＥＤアレイ等の長
波長光を用いた作像システムにおいては前記の如き長波
長感度を有する感光体を使用すればよいが、本発明に適
用可能な静電潜像担持体は、前記のものに限定されな
い。使用される光学系の種類に応じて適宜選択すること
ができる。例えば、液晶シャッターアレイ、ＰＬＺＴシ
ャッターアレイ等の可視光を光源とした作像システム、
或いは、一般の複写機で広く用いられる可視光とレン
ズ、ミラー光学系によるアナログ作像システムにおいて
は、比視域に感度を有する感光体を使用すればよい。

【００３３】前記感光体ドラム１は、電荷発生層上に電
荷輸送層を分離して設けた機能分離型の有機感光体であ
るが、本発明に適用可能な感光体はこれに限られるもの
ではない。電荷輸送層の上に電荷発生層を設けた所謂逆
積層型の感光体であっても良いし、電荷発生機能と電荷
輸送機能とを合わせ持つ所謂単層型構成の感光体であっ
てもよい。また、電荷発生材料、電荷輸送材料、結着樹
脂等も、公知の材料を目的に応じて適宜選択すればよ
い。

【００３４】さらに、酸化亜鉛、硫化カドミウム、セレ
ン系合金、アモルファスシリコン系合金等の無機材料を
使用してもよい。本発明に適宜可能な感光体は、さら
に、耐久性、耐環境特性等を改善するために表面保護層
を設けたものであっても良いし、帯電性能、画質、接着
性等を改善するために下引き層を設けたものであっても
よい。

【００３５】そのような表面保護層或いは下引き層の材
料としては、紫外線硬化性樹脂、常温硬化性樹脂、熱硬
化性樹脂等の樹脂、その樹脂中に抵抗調整材料を分散し
た混合樹脂、金属酸化物、金属硫化物等を真空中で蒸着
法やイオンプレーティング法等で薄膜化した真空薄膜材
料、プラズマ重合法を用いて作製された不定形炭素膜、
不定形炭化硅素膜等々を使用することができる。

【００３６】また、感光体に用いられる基体材料は、表
面が導電性を有する支持体であれば特に限定は受けず、
また、形状も円筒形以外に平板状であってもよいしベル
ト状であっても良い。また、基体表面は粗面化処理、酸
化処理、着色処理等が施されたものであっても良い。

【００３７】前記現像装置３において使用するトナーは
負帯電型で、ビスフエノールＡ型ポリエステル樹脂１０
０重量部と、カーボンブラックＭＡ＃８（三菱化成工業
株式会社製）５重量部と、ボントロンＳ−３４（オリエ
ント化学工業株式会社製）３重量部と、ビスコールＴＳ
−２００（三洋化成工業株式会社製）２．５重量部とか
らなる組成物を、公知の方法によって混練、粉砕、分級
し平均粒径が１０μｍで、粒径７〜１３μｍの範囲に８
０重量％が分布するトナー粒子を製造し、このトナー粒
子に、流動化剤として疏水性シリカ（タルコネン社製、
タノラックス５００）を０．７５重量％添加し、ホモジ
ナイザーにより混合攪拌したものである。

【００３８】このような負帯電型非透光性非磁性黒色ト
ナーを前記現像装置３に収納し、現像バイアス印加の下
で、反転現像を行うようにした。なお、本発明において
現像剤や現像方式はこれに限られるものではない。感光
体の極性や使用する作像プロセスに応じて、正帯電型ト
ナー、透光性トナー、磁性トナー、二成分現像方式、正
規現像方式等を適宜選択して採用することが可能であ
る。色彩についても、黒トナーのみならず、イエロー、
マゼンタ、シアン等のカラートナーを適宜選択して使用
することが可能である。また、トナー形状も不定形であ
ってもよいし、特定の形状、例えば球形トナー等であっ
てもよい。さらに、クリーニング性能を向上させる目的
から、ポリ弗化ビニリデン等の滑剤を混入したものであ
ってもよい。

【００３９】図１のプリンタによると、感光体ドラム１
表面がブラシ帯電装置２により所定電位に帯電され、該
帯電域に光学系７から画像露光されて静電潜像が形成さ
れる。かくして形成された静電潜像は現像装置３により
現像されてトナー像となり、転写チャージャ４に臨む転
写領域へ移行する。一方、給紙カセット８３から給紙ロ
ーラ８４により転写紙が引き出され、中間ローラ対８２
を経てタイミングローラ対８１に至り、ここでドラム１
上のトナー像と同期をとって転写領域へ送り込まれる。
かくして転写領域において転写チャージャ４の作用でド
ラム１上のトナー像が転写紙上に転写され、該転写紙は
定着ローラ対９１へ至り、ここでトナー像を定着された
のち排紙ローラ対９２により排紙トレイ９３へ排出され
る。

【００４０】トナー像が転写紙に転写されたのち、感光
体ドラム１上に残留するトナーはクリーニング装置５に
よって清掃され、残留電荷はイレーサ６により消去され
る。次に図１に示すプリンタにおける固定型ブラシ帯電
装置２の帯電ブラシを構成する単繊維の電気抵抗値Ｒ
〔Ω〕及び帯電ブラシと感光体ドラム１との接触時間ｔ
〔ｓｅｃ〕を種々変化させて実施例１〜３１と比較例１
〜１０とを準備し、感光体ドラム１表面の帯電電位のば
らつきを評価した。その結果は表１から表８に示すとお
りである。

【００４１】この評価において、接触時間ｔ〔ｓｅｃ〕
は、帯電ブラシによる帯電幅〔ｍｍ〕／ドラム１の周速
〔ｍｍ／ｓｅｃ〕として求めた。また、ドラム１表面の
帯電電位のばらつきは次の方法で評価した。すなわち、
ブラシ帯電装置２には−１．２ＫＶの電圧を印加し、感
光体ドラム１表面を接触帯電した。まず、光学系７によ
るレーザー露光をオフとした状態で、いわゆるベタ白の
プリントサンプルを得た（図４の（Ａ））。

【００４２】次に、徐々に現像バイアス電位を上げなが
ら、プリントサンプルを得て行く。すると、やがて、所
々に黒筋状のパターンが現れるプリントサンプルが得ら
れるようになる（図４の（Ｂ））。この黒筋が現れ始め
た時のバイアス電位をＶ_Bとする。さらに、徐々に現像
バイアス電位を上げていくと、黒い部分が増えて行き、
やがて所々に白筋状のパターンを残した黒ベタのプリン
トサンプルが得られるようになる（図４の（Ｃ））。こ
の白筋が残る最高のバイアス電位をＶ_Wとする。

【００４３】さらに、現像バイアス電位を上げると、黒
ベタのプリントサンプルが得られる（図４の（Ｄ））。
以上の状態を縦軸に感光体ドラム１の表面電位を、横軸
にドラム１の長手方向の位置をとって例示すると、図５
に示すようになる。ここでＶ_BとＶ_Wとの電位差をΔＶ
₀とする。このΔＶ₀は感光体ドラム１上の帯電電位の
ばらつきの最大幅を示しており、このΔＶ₀が小さいほ
ど、帯電電位のばらつきが小さく、好ましいと言える。
そこで、実施例１〜３１、比較例１〜１０では、５００
０枚プリント後に、このΔＶ₀の値により○、△、×の
評価を行った。○、△、×の意味は次のとおりである。 ○：ΔＶ₀≦１５０〔Ｖ〕図６に示すように、２ドットｏｎ２ドットｏｆｆによる
全面網点パターンのプリントサンプルをバイアス電位−
２５０〔Ｖ〕のもとで得たときにも、筋状の画像ノイズ
が認められず、極めて良好な画像が得られた。 △：１５０＜ΔＶ₀≦２００〔Ｖ〕前記と同様のプリントサンプルにおいて、筋状の画像ノ
イズが若干認められるものの、実用上は問題のない良好
な画像が得られた。 ×：２００＜ΔＶ₀〔Ｖ〕前記と同様のプリントサンプルにおいて、筋状の画像ノ
イズが認められ、実用上好ましくない画像が得られた。

【００４４】表１から表８において、ブラシ単繊維の欄
における長さ〔ｍｍ〕は、帯電装置のブラシを感光体ド
ラム１に接触させない解放時の単繊維長さ、換言すれ
ば、ブラシ部分の高さであり、仮想円直径〔μｍ〕は、
図７に示すように、ブラシ単繊維ｆと断面積を同一とす
る仮想円Ｃの直径ｄである。また、帯電幅〔ｍｍ〕は、
図８に示すように、帯電ブラシＦが感光体ドラム１表面
に接触する部分の、該表面曲率に沿った長さである。

【００４５】また、各表において、ブラシ単繊維の体積
抵抗率欄及びＲ値欄における「３．１４Ｅ−０．６」と
か「１．５９Ｅ＋１１」とかの表示は「３．１４×１０
^-6」、「１．５９×１０¹¹」というように読む。次に表
１〜表８を参照しつつ各実施例、比較例につき説明す
る。・実施例１〜８、比較例１〜４（表１参照）ここでは、別珍状のブラシを有する帯電装置２の幅を変
化させ、感光体ドラム１との接触時間を変化させた。例
えば、実施例１では、帯電幅３ｍｍとなるように、ブラ
シ帯電装置２の幅と、ドラム１へのブラシ押込量とを調
節した。このとき、ブラシ単繊維の長さは５ｍｍとし
た。繊維断面は、図７に示す如き周囲がシワ状の円形で
あり、それと断面積を同一とする仮想円の直径は２０μ
ｍであった。繊維材料としては、レーヨン中に導電性炭
素を１０ｗｔ％分散せしめた体積抵抗率が常温常湿（２
０℃、６５％）中で１．００×１０⁶〔Ωｃｍ〕の繊維
を用い、植毛密度１５０００本／ｃｍ²でブラシ形状と
した。仮想円の直径と、繊維長さと、体積抵抗率とから
算出したブラシ単繊維１本の電気抵抗値（Ｒ値）は１．
５９×１０¹¹〔Ω〕であった。

【００４６】一方、感光体ドラム周速は３５ｍｍ／ｓｅ
ｃとし、帯電幅３ｍｍとの関係から、接触時間（ｔ値）
を０．０８６〔ｓｅｃ〕とした。このようにして帯電幅
を１ｍｍから１６ｍｍまで変化させ、感光体ドラム周速
との関係からｔ値を０．０２９から０．４５７まで変え
たのが実施例１〜８、比較例１〜４である。

【００４７】ｔｌｏｇ₁₀Ｒ値は０．３２から５．１２ま
で変化しており、５０００枚プリント後のΔＶ₀の評価
では、ｔｌｏｇ₁₀Ｒ値が０．９〜４．６の間では、○又
は△評価の性能が、特に、１．５〜４．１の間では○評
価の性能が得られることがわかる。ここではｔ値のみを
変えているが、ｔ値が小さ過ぎても大き過ぎても、〔発
明が解決しようとする課題〕欄で接触時間ｔの大小に関
して述べたメカニズムにより、ΔＶ₀が大きくなること
が分かる。・実施例９〜１４、比較例５〜６（表２参照）実施例１〜８、比較例１〜４では、ブラシ帯電装置２の
幅を変えることでｔ値依存を検証したが、ここでは、感
光体ドラム周速を変えることによるｔ値依存を検証し
た。

【００４８】ブラシ帯電装置の幅を含め、感光体ドラム
周速以外の条件は、実施例５と同様とし、感光体ドラム
周速を２０〜１３０ｍｍ／ｓｅｃまで変えることによ
り、ｔ値を０．５〜０．０７７まで変化させた。このと
き、ｔｌｏｇ₁₀Ｒの値は、５．６０から０．８６まで変
化した。５０００枚プリント後のΔＶ₀の評価では、ｔ
ｌｏｇ₁₀Ｒ値が０．９〜４．６の間では○又は△の性能
が、特に１．５〜４．１の間では○の性能が得られるこ
とがわかる。

【００４９】すなわち、実施例５で帯電幅１０ｍｍのブ
ラシ帯電装置を用いて良好な結果が得られていても、感
光体周速が変化し、ｔ値、ひいてはｔｌｏｇ₁₀Ｒ値が不
適当な値となると、〔発明が解決しようとする課題〕欄
で接触時間ｔの大小に関して述べたメカニズムによりΔ
Ｖ₀が大きくなることがわかる。・実施例１５〜１９、比較例７（表３参照）以上の実施例並びに比較例ではｔ値を変えることによる
ΔＶ₀の変化について検証したが、ここではＲ値に対す
るΔＶ₀の変化について検証を行った。

【００５０】ΔＶ₀に関し、△評価を得た実施例２に対
し、レーヨン繊維中に分散される導電性炭素粒子の量を
変えて体積抵抗率を１０²〜１０⁸〔Ωｃｍ〕とするこ
と以外は同様にして行った。このときＲ値は、１．５９
×１０⁷〜１．５９×１０¹³〔Ω〕まで変化しており、
ｔｌｏｇ₁₀Ｒ値は０．８２〜１．５１の間で変化した。

【００５１】ΔＶ₀の評価結果から、ｔ値が一定であっ
てもＲ値が変わると、その評価結果は○〜×まで変動
し、本発明の範囲内であるところのｔｌｏｇ₁₀Ｒ値が
０．９以上であって初めて良好なΔＶ₀特性が得られる
ことが分かる。これは、〔発明が解決しようとする課
題〕欄でＲ値に関し述べたメカニズムによるものと考え
ることができる。・実施例２０〜２１、実施例７、比較例８（表４参照）前記と同様に、ここでは実施例７を基準とし、体積抵抗
率を１０⁵〜１０⁸〔Ωｃｍ〕とすることにより、ｔｌ
ｏｇ₁₀Ｒ値を変化させて○〜×までのΔＶ₀評価結果を
得た。

【００５２】ここでもｔ値が一定でも、ｔｌｏｇ₁₀Ｒ値
が４．６以下であるという本発明の範囲内であってこそ
初めて良好なΔＶ₀特性が、４．１以下であって極めて
良好なΔＶ₀特性が得られることがわかる。これは〔発
明が解決しようとする課題〕欄でＲ値に関し説明したメ
カニズムによるものと考えることができる。・実施例９、２２、２３、比較例９（表５参照）Ｒ値は単繊維の体積抵抗率を変えること以外にも、単繊
維の断面積を変えることによっても変化する。

【００５３】ここでは、単繊維径を１０〜１００μｍ
（２０μｍのものは実施例９）まで変えることによりｔ
ｌｏｇ₁₀Ｒ値を変化させ、ΔＶ₀評価を行った。ｔｌｏ
ｇ₁₀Ｒ値が本発明の範囲内である場合にのみ、良好な結
果が得られることがわかる。・実施例９、２４、２５、比較例１０（表６参照）Ｒ値は単繊維長を変えることによっても変化する。

【００５４】ここでは、単繊維長を０．５〜１５ｍｍ
（５ｍｍのものは実施例９）まで変えることにより、ｔ
ｌｏｇ₁₀Ｒを変化させ、ΔＶ₀評価を行った。ここでも
ｔｌｏｇ₁₀Ｒ値が本発明の範囲内である場合にのみ、良
好な結果が得られることがわかる。・実施例５、２６〜２８（表７参照）ここでは断面形状の異なる単繊維を用いて作製したブラ
シ帯電装置について、そのΔＶ₀特性を評価した。

【００５５】実施例５が周囲がシワ状の円形断面である
のに対し、実施例２６では図９の（Ａ）に示すように周
囲が凸形多角形の断面を、実施例２７では図９の（Ｂ）
に示すように円形の断面を、実施例２８では図９の
（Ｃ）に示すように長短径比が約１０：１の偏平な断面
を、それぞれ有する単繊維から製作されたブラシ帯電装
置について実施例５と同様の条件でΔＶ₀評価を行っ
た。

【００５６】ここで、これらの繊維形状は防糸時の口金
形状を変えることにより調整し、また実施例２７の円形
断面のものについては、防糸の容易性からレーヨンの変
わりにナイロンを用いることにより調整した。いずれも
良好なΔＶ₀特性が得られ、しかも数値的にも誤差範囲
内の値が得られていることから、本発明は使用する繊維
形状に係わらず、ΔＶ₀特性に対し有効であることが分
かる。・実施例５、２９、３０、３１ここでは、ブラシ帯電装置の植毛密度についてそのΔＶ
₀特性を評価した。

【００５７】別珍状ブラシの植毛密度を１００００〜３
００００本／ｃｍ²としても、いずれも良好なΔＶ₀特
性が得られ、しかも数値的にも誤差範囲内の値が得られ
ていることから、本発明はブラシ帯電装置構成上の植毛
密度に係わらず、或いは少なくとも１００００〜３００
００本／ｃｍ²の範囲内においては、ΔＶ₀特性に対し
有効であることが分かる。

【００５８】以上の実施例、比較例によりΔＶ₀特性は
ｔ値のみでも、又はＲ値のみでも、それを特定すること
により安定化することができず、その両者をしかもｔｌ
ｏｇ ₁₀Ｒなる値で特定することにより初めて、安定化
し、良好な画像形成性能に寄与せしめることが可能とな
ることが分かる。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【表２】

【００６１】

【表３】

【００６２】

【表４】

【００６３】

【表５】

【００６４】

【表６】

【００６５】

【表７】

【００６６】

【表８】

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、表
面が移動する静電潜像担持体の該表面を固定型ブラシ帯
電装置にて帯電させ、該帯電域に画像露光して静電潜像
を形成し、該静電潜像を現像して可視像化し、該可視像
を転写材へ転写する画像形成装置であって、固定型ブラ
シ帯電装置と静電潜像担持体表面との接触時間ｔ及び固
定型ブラシ帯電装置のブラシ繊維の電気抵抗Ｒが相互に
適切な関係範囲で決められることで、固定型ブラシ帯電
装置において長期にわたり環境依存性少なく、良好な帯
電性能が発揮され、それだけ高品位の画像を形成できる
画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例であるプリンタの断面図であ
る。

【図２】図（Ａ）はブラシ帯電装置の１例の斜視図、図
（Ｂ）はブラシ帯電装置の他の例の斜視図、図（Ｃ）及
び図（Ｄ）は図（Ｂ）の装置におけるブラシ繊維の基布
への織り込み方を示す説明図である。

【図３】図（Ａ）及び図（Ｂ）はブラシ挾持型帯電装置
における接触時間ｔの求め方の説明図、図（Ｃ）はブラ
シ帯電装置が複数あるときの接触時間ｔの求め方の説明
図である。

【図４】実施例、比較例における感光体ドラム表面電位
のばらつきの評価方法の説明図である。

【図５】図４に示す状態変化を、感光体ドラム表面電位
と該ドラムの長手方向位置との関係で示すグラフであ
る。

【図６】感光体ドラム帯電電位のばらつきを評価するた
めのプリントサンプルの図である。

【図７】ブラシ単繊維の仮想円直径の説明図である。

【図８】帯電幅の説明図である。

【図９】それぞれブラシ単繊維の断面形状例を示す図で
ある。

【図１０】ブラシ帯電装置の幅とブラシのばらけの関係
を説明する図である。

【図１１】ブラシ単繊維に汚れが付着する様子を示す図
である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２固定型ブラシ帯電装置Ｆ帯電ブラシｆブラシ単繊維３現像装置４転写チャージャ５クリーナ８３給紙カセット９１定着ローラ対

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池側彰仁大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタカメラ株式会社内 (72)発明者大澤以清大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタカメラ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面が移動する静電潜像担持体の該表面
を固定型ブラシ帯電装置にて帯電させ、該帯電域に画像
露光して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して可視
像化し、該可視像を転写材へ転写する画像形成装置にお
いて、前記静電潜像担持体の移動表面上の一点が前記固
定型ブラシ帯電装置に接触する時間をｔ〔秒〕、該ブラ
シ帯電装置のブラシを構成する単繊維の電気抵抗をＲ
〔Ω〕で表したとき、値ｔｌｏｇ₁₀Ｒが０．９〜４．６
の範囲にあることを特徴とする画像形成装置。