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JP2012088421A - Charging device - Google Patents

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JP2012088421A
JP2012088421A JP2010233388A JP2010233388A JP2012088421A JP 2012088421 A JP2012088421 A JP 2012088421A JP 2010233388 A JP2010233388 A JP 2010233388A JP 2010233388 A JP2010233388 A JP 2010233388A JP 2012088421 A JP2012088421 A JP 2012088421A
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brush
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Takahiro Ishihara
孝容 石原
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亮 井上
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charging device which is simply configured and capable of cleaning up a whole surface of a grid electrode opposed to the photosensitive drum.SOLUTION: A representative configuration of a charging device according to the present invention is characterized in that a charging device 2 is provided with a grid electrode 13 which is opposed to a photosensitive drum 1 and a cleaning member (a grid electrode cleaning portion 14, a discharging wire cleaning portion 15, and a holder 16), having a brush 22 contacting with the grid electrode 13, for cleaning up the grid electrode 13 while it is moving, and fill materials of the brush 22 include an erectile bristle portion 23b extending further to the photosensitive drum 1 side than to the grid back surface of the grid electrode 13 at the photosensitive drum 1 side, and a bent portion 23a bent at an acute angle with respect to the erectile bristle 23b, while the tips of the fill materials of the brush 22 contact with the grid back surface 13a of the grid electrode 13 which is opposed to the photosensitive drum 1.

Description

本発明は、複写機、レーザービームプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置に用いられる帯電装置に関するものである。   The present invention relates to a charging device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a laser beam printer.

従来の画像形成装置において、装置内外に浮遊しているホコリや、トナーなどが、コロナ放電を行なう帯電装置の放電電極、シールド電極、グリッド電極に付着する。そして、コロナ放電電極の放電時間が長くなるほど付着量が増加していく。このため、一定量の画像形成が行なわれると、各電極の汚染などにより、放電効率の低下や、被帯電体への放電電流ムラが生じ、出力画像の画質劣化を引き起こすことがある。また、帯電装置の寿命の低下につながる。そこで、グリッド電極の自動清掃を行なう清掃装置が提案されている(特許文献1〜3)。   In a conventional image forming apparatus, dust or toner floating inside and outside the apparatus adheres to the discharge electrode, shield electrode, and grid electrode of a charging device that performs corona discharge. And the amount of adhesion increases as the discharge time of the corona discharge electrode becomes longer. For this reason, when a certain amount of image formation is performed, contamination of each electrode may cause a decrease in discharge efficiency and uneven discharge current to the charged body, which may cause deterioration in image quality of the output image. In addition, the life of the charging device is reduced. Accordingly, a cleaning device that automatically cleans the grid electrodes has been proposed (Patent Documents 1 to 3).

特開平09−297457JP 09-297457 特開2005−338797JP 2005-338797 A 特開平09−54482JP 09-54482

しかしながら、上記特許文献1〜3には、グリッド電極の感光ドラムに対向する面を清掃することが困難であるという共通した課題がある。すなわち、グリッド電極は、感光ドラムの帯電ムラを抑制するために、感光ドラムに1〜1.5mmで近接しなければならない。このような非常に狭いスペースに清掃部材を設けるためには、清掃装置が複雑な構成となり、かつ非常に高い精度の機構を必要とする。   However, Patent Documents 1 to 3 have a common problem that it is difficult to clean the surface of the grid electrode facing the photosensitive drum. That is, the grid electrode must be close to the photosensitive drum at 1 to 1.5 mm in order to suppress charging unevenness of the photosensitive drum. In order to provide the cleaning member in such a very narrow space, the cleaning device has a complicated configuration and requires a mechanism with very high accuracy.

特許文献3には、このようなグリッド電極の両面を清掃する構成が記載されている。しかし、この構成では、シート状部材が交互にワイヤーグリッドにかかっているため、グリッド電極の感光ドラムに対向する側は全ワイヤーグリッドの半分しか清掃できない。また、この構成はワイヤーグリッドのみにしか適用できず、構成も複雑である。   Patent Document 3 describes a configuration for cleaning both surfaces of such a grid electrode. However, in this configuration, since the sheet-like members are alternately placed on the wire grid, only half of the entire wire grid can be cleaned on the side of the grid electrode facing the photosensitive drum. Further, this configuration can be applied only to the wire grid, and the configuration is complicated.

そこで本発明は、簡単な構成で、グリッド電極の感光ドラムと対向する面全体を清掃することができる帯電装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a charging device capable of cleaning the entire surface of a grid electrode facing a photosensitive drum with a simple configuration.

上記課題を解決するために本発明に係る帯電装置の代表的な構成は、被帯電体に対向したグリッド電極と、前記グリッド電極に接触するブラシを備え、移動しながら前記グリッド電極を清掃する清掃部材と、を有する帯電装置において、前記ブラシの繊維は、前記グリッド電極の前記被帯電体側のグリッド裏面よりも前記被帯電体側に伸びた直毛部と、前記直毛部に対して鋭角に屈曲した屈曲部と、を有し、前記清掃部材の移動に伴って、前記ブラシの繊維の先端が、前記グリッド電極の前記被帯電体に対向した前記グリッド裏面に接触することを特徴とする。   In order to solve the above problems, a typical configuration of a charging device according to the present invention includes a grid electrode facing a charged body and a brush in contact with the grid electrode, and cleaning the grid electrode while moving. A brush device, wherein the fibers of the brush are bent at an acute angle with respect to the straight hair portion extending from the grid back surface of the grid electrode to the charged body side with respect to the grid back surface of the grid electrode. The tip of the fiber of the brush comes into contact with the back surface of the grid facing the body to be charged of the grid electrode as the cleaning member moves.

本発明によれば、簡単な構成で、グリッド電極の感光ドラムと対向する面全体を清掃することができる。   According to the present invention, the entire surface of the grid electrode facing the photosensitive drum can be cleaned with a simple configuration.

第一実施形態に係る帯電装置を搭載した画像形成装置の構成図である。1 is a configuration diagram of an image forming apparatus equipped with a charging device according to a first embodiment. (a)第一実施形態に係る帯電装置の側面図である。(b)第一実施形態に係る帯電装置の正面図である。(A) It is a side view of the charging device which concerns on 1st embodiment. (B) It is a front view of the charging device which concerns on 1st embodiment. (a)第一実施形態に係るグリッド電極の上面図である。(b)第一実施形態に係る清掃部材の構成説明図である。(A) It is a top view of the grid electrode which concerns on 1st embodiment. (B) It is composition explanatory drawing of the cleaning member concerning a first embodiment. (a)第一実施形態に係る清掃部材を構成する繊維の説明図である。(b)第一実施形態に係るブラシの繊維を作製する射出形成装置の概略図である。(A) It is explanatory drawing of the fiber which comprises the cleaning member which concerns on 1st embodiment. (B) It is the schematic of the injection molding apparatus which produces the fiber of the brush which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係るブラシの繊維の金型の概略図である。It is the schematic of the metal mold | die of the fiber of the brush which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る清掃部材のグリッド裏面清掃過程の説明図である。It is explanatory drawing of the grid back surface cleaning process of the cleaning member which concerns on 1st embodiment. (a)第一実施形態に係るブラシの繊維のはみ出し量Δ、侵入長lの説明図である。(b)第一実施形態に係る繊維のグリッド裏面への侵入過程を説明した図である。(A) It is explanatory drawing of the protrusion amount (DELTA) of the fiber of the brush which concerns on 1st embodiment, and penetration | invasion length l. (B) It is the figure explaining the penetration | invasion process to the grid back surface of the fiber which concerns on 1st embodiment. (a)Δが大きい場合の繊維の挙動の説明図である。(b)κが大きい場合の繊維の挙動の説明図である。(A) It is explanatory drawing of the behavior of a fiber when (DELTA) is large. (B) It is explanatory drawing of the behavior of a fiber when (kappa) is large. 第一実施形態に係る繊維のグリッド裏面への侵入過程を観察した結果の説明図である。It is explanatory drawing of the result of having observed the penetration | invasion process to the grid back surface of the fiber which concerns on 1st embodiment. (a)(b)はみ出し量Δによるグリッド裏面接触面積の違いを説明した図である。(c)繊維が元に戻る前に次のグリッドに接触する様子を説明した図である。(A) (b) It is the figure explaining the difference in the grid back surface contact area by the protrusion amount (DELTA). (C) It is the figure explaining a mode that a fiber contacts the next grid before returning. 第一実施形態に係る繊維のグリッド裏面からの離脱過程を観察した結果の説明図である。It is explanatory drawing of the result of having observed the separation process from the grid back surface of the fiber which concerns on 1st embodiment. 繊維がグリッド表面に当接してから元に戻る様子を説明した図である。It is a figure explaining a mode that a fiber returns to the original after contacting a grid surface. 繊維がグリッド表面に当接してから元に戻る様子を観察した結果の説明図である。It is explanatory drawing of the result of having observed a mode that a fiber contact | abuts on the grid surface, and returns. (a)E=250mg/cm、θ=45°の場合の清掃効果が高いa、bの組み合わせを表す図である。(b)E=250mg/cm、E=300mg/cm、E=150mg/cmのヤング率を持つ繊維のθ=45°の場合の清掃効果が高いa、bの組み合わせを表す図である。(A) It is a figure showing the combination of a and b with the high cleaning effect in the case of E = 250 mg / cm < 2 > and (theta) = 45 degree. (B) A diagram showing a combination of a and b that has a high cleaning effect when θ = 45 ° of a fiber having a Young's modulus of E = 250 mg / cm 2 , E = 300 mg / cm 2 , and E = 150 mg / cm 2 . is there. (a)E=250mg/cmのヤング率を持つ繊維の、θ=30°、45°、60°の場合の清掃効果が高いa、bの組み合わせを表す図である。(b)第一実施形態に係るグリッド裏面のトナーの被服率の変化を表すグラフである。(A) It is a figure showing the combination of a and b with a high cleaning effect in the case of (theta) = 30 degrees, 45 degrees, and 60 degrees of the fiber which has a Young's modulus of E = 250 mg / cm < 2 >. (B) It is a graph showing the change of the coverage ratio of the toner of the grid back surface which concerns on 1st embodiment. (a)第一実施形態に係るグリッド裏面のケバの除去率の変化を表すグラフである。(b)第一実施形態に係る帯電装置使用時の白すじ出現までの画像出力枚数を表すグラフである。(A) It is a graph showing the change of the removal rate of the mark on the grid back surface which concerns on 1st embodiment. (B) It is a graph showing the number of image outputs until the appearance of the white stripe when using the charging device according to the first embodiment. (a)第二実施形態に係る清掃部材の構成説明図である。(b)第二実施形態に係る繊維に働く力の説明図である。(A) It is composition explanatory drawing of the cleaning member which concerns on 2nd embodiment. (B) It is explanatory drawing of the force which acts on the fiber which concerns on 2nd embodiment. (a)E=250mg/cm、θ=60°、α=30°の場合の清掃効果が高いa、bの組み合わせを表す図である。(b)第三実施形態に係る清掃部材の構成説明図である。(A) It is a figure showing the combination of a and b with a high cleaning effect in the case of E = 250 mg / cm < 2 >, (theta) = 60 degrees and (alpha) = 30 degrees. (B) It is composition explanatory drawing of the cleaning member concerning a third embodiment. (a)第一実施形態に係る清掃部材のブラシの進行方向の説明図である。(b)第三実施形態に係るグリッド裏面のトナーの被服率の変化を表すグラフである。(A) It is explanatory drawing of the advancing direction of the brush of the cleaning member which concerns on 1st embodiment. (B) It is a graph showing the change of the coverage ratio of the toner of the grid back surface which concerns on 3rd embodiment. (a)第三実施形態に係るグリッド裏面のケバの除去率の変化を表すグラフである。(b)第三実施形態に係る帯電装置使用時の白すじ出現までの画像出力枚数を表すグラフである。(A) It is a graph showing the change of the removal rate of the mark on the grid back surface concerning 3rd embodiment. (B) It is a graph showing the number of image outputs until the appearance of the white stripe when using the charging device according to the third embodiment. (a)〜(c)第三実施形態と同様の効果がある繊維の屈曲方向の構成の説明図である。(d)第四実施形態の清掃部材の構成の説明図である。(A)-(c) It is explanatory drawing of the structure of the bending direction of the fiber which has the same effect as 3rd embodiment. (D) It is explanatory drawing of a structure of the cleaning member of 4th embodiment.

[第一実施形態]
本発明に係る帯電装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。
[First embodiment]
A first embodiment of a charging device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

[帯電装置および帯電装置を搭載した画像形成装置の説明]
図1は本実施形態のコロナ帯電装置2を搭載した画像形成装置の構成図である。図1に示すように、被帯電体である感光ドラム1はコロナ帯電装置2によって負極性に一様に帯電される。画像信号に対応してスキャナ7から放出されるレーザー光Lが感光ドラム1上に照射されることによって、感光ドラム1の電位は減衰し、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、二成分現像器3によってトナー像として現像され、転写ローラ4によって転写材Pに転写される。感光ドラム1上に残存した転写残トナーはクリーナー5によって掻き取られる。クリーナー5内の掻き取られた転写残トナーは廃トナー容器(不図示)に搬送され回収される。その後、除電ランプ6によって潜像電位の履歴を消去した後、再びコロナ帯電装置2によって帯電され、一連の画像形成工程が繰り返し行なわれる。
[Description of charging device and image forming apparatus equipped with charging device]
FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus equipped with a corona charging device 2 of the present embodiment. As shown in FIG. 1, a photosensitive drum 1 as a member to be charged is uniformly charged to a negative polarity by a corona charging device 2. By irradiating the photosensitive drum 1 with laser light L emitted from the scanner 7 corresponding to the image signal, the potential of the photosensitive drum 1 is attenuated, and an electrostatic latent image is formed. The formed electrostatic latent image is developed as a toner image by the two-component developing device 3 and transferred to the transfer material P by the transfer roller 4. The transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 is scraped off by the cleaner 5. The transfer residual toner scraped off in the cleaner 5 is conveyed to a waste toner container (not shown) and collected. Thereafter, the history of the latent image potential is erased by the charge eliminating lamp 6, and then charged again by the corona charging device 2, and a series of image forming steps are repeated.

図2(a)は帯電装置2の側面図である。図2(b)は帯電装置2の正面図である。図2(a)、図2(b)に示すように、コロナ帯電装置2は、シールドケース10、絶縁性支持部11、放電ワイヤ12、グリッド電極13、グリッド電極清掃部14、放電ワイヤ清掃部15、ホルダ16を有している。絶縁性支持部11は、シールドケース10の両端に設けられている。放電ワイヤ12は、放電電極として、シールドケース10の内部長手方向に設けられている。グリッド電極13は、シールドケース10の感光ドラム1対向側(被帯電体側)に設けられている。   FIG. 2A is a side view of the charging device 2. FIG. 2B is a front view of the charging device 2. As shown in FIGS. 2A and 2B, the corona charging device 2 includes a shield case 10, an insulating support 11, a discharge wire 12, a grid electrode 13, a grid electrode cleaning unit 14, and a discharge wire cleaning unit. 15 and holder 16. The insulating support portions 11 are provided at both ends of the shield case 10. The discharge wire 12 is provided in the inner longitudinal direction of the shield case 10 as a discharge electrode. The grid electrode 13 is provided on the side of the shield case 10 facing the photosensitive drum 1 (on the charged body side).

グリッド電極清掃部14、放電ワイヤ清掃部15、ホルダ16は、放電ワイヤ12とグリッド電極13を清掃する清掃部材である。本実施形態はグリッド電極13と感光ドラム1の間に清掃部材を有しない構成である。ホルダ16は、グリッド電極清掃部14、放電ワイヤ清掃部15を保持する。ホルダ16は感光ドラム1対向側の反対側に配置された回転可能なネジ軸17に係合している。ネジ軸17は、絶縁性支持部11が有する軸受け18によって保持されており、回転方向自在のモータM1によって回転される。ネジ軸17の回転によってホルダ16は矢印c方向に移動する。 The grid electrode cleaning unit 14, the discharge wire cleaning unit 15, and the holder 16 are cleaning members that clean the discharge wire 12 and the grid electrode 13. In the present embodiment, no cleaning member is provided between the grid electrode 13 and the photosensitive drum 1. The holder 16 holds the grid electrode cleaning unit 14 and the discharge wire cleaning unit 15. The holder 16 is engaged with a rotatable screw shaft 17 disposed on the opposite side of the photosensitive drum 1 opposite side. The screw shaft 17 is held by a bearing 18 included in the insulating support portion 11, and is rotated by a motor M1 that can freely rotate. As the screw shaft 17 rotates, the holder 16 moves in the direction of arrow c.

グリッド電極清掃部14、放電ワイヤ清掃部15は、ホルダ16の移動に伴いホームポジションAから、グリッド端部Bまで移動し、その後、グリッド端部Bから元のホームポジションAに移動する。この行程を1回の清掃行程とし、グリッド電極清掃部14、放電ワイヤ清掃部15は、グリッド電極13および放電ワイヤ12の清掃を行なう。   The grid electrode cleaning unit 14 and the discharge wire cleaning unit 15 move from the home position A to the grid end B as the holder 16 moves, and then move from the grid end B to the original home position A. This process is defined as a single cleaning process, and the grid electrode cleaning unit 14 and the discharge wire cleaning unit 15 clean the grid electrode 13 and the discharge wire 12.

放電ワイヤ12はφ60μmのタングステン線であり、絶縁性支持部11に設けられた不図示の凸部とバネを介して架張されている。放電ワイヤ清掃部15はスポンジパッド15a、15bが放電ワイヤ12を両側から圧接するように配設してある。スポンジパッド15a、15bの放電ワイヤ12との接触面に研磨紙などを貼り付けても良い。   The discharge wire 12 is a φ60 μm tungsten wire, and is stretched through a spring (not shown) provided on the insulating support 11 and a spring. The discharge wire cleaning unit 15 is disposed such that the sponge pads 15a and 15b press the discharge wire 12 from both sides. Polishing paper or the like may be attached to the contact surfaces of the sponge pads 15a, 15b with the discharge wire 12.

コロナ帯電装置2の帯電範囲はΓであり、開口はその領域に対応する範囲で設けられている。さらにグリッド電極表面には、防錆処理として厚さ1μmのニッケルメッキ処理を施している。グリッド電極13と感光ドラム1の最近接位置での距離Λは1mmである。   The charging range of the corona charging device 2 is Γ, and the opening is provided in a range corresponding to the region. Further, the surface of the grid electrode is subjected to a nickel plating treatment with a thickness of 1 μm as a rust prevention treatment. The distance Λ at the closest position between the grid electrode 13 and the photosensitive drum 1 is 1 mm.

図3(a)はグリッド電極13の上面図である。図3(a)に示すように、グリッド電極13は、厚さ0.1mmの平面の板状部材であるSUS304を使用し、エッチング処理にてグリッドの長手方向に対してφの傾きを持ち、Wの幅を持った複数の開口を形成している。また、グリッド線の線幅はWとする。本実施形態ではφ=45°、W=1.4mm、W=0.14mmの組み合わせを持つグリッドを使用した。 FIG. 3A is a top view of the grid electrode 13. As shown in FIG. 3A, the grid electrode 13 uses SUS304, which is a planar plate member having a thickness of 0.1 mm, and has an inclination of φ with respect to the longitudinal direction of the grid in the etching process. forming a plurality of openings having a width of W 1. Further, the line width of the grid line to W 2. In the present embodiment, a grid having a combination of φ = 45 °, W 1 = 1.4 mm, and W 2 = 0.14 mm is used.

図3(b)はグリッド電極清掃部14の構成図である。図3(b)に示すように、グリッド電極清掃部14は、ブラシ22およびブラシ22を保持するブラシ保持部材19を有している。ブラシ保持部材19とグリッド電極13の間の距離Lは1mmである。   FIG. 3B is a configuration diagram of the grid electrode cleaning unit 14. As shown in FIG. 3B, the grid electrode cleaning unit 14 includes a brush 22 and a brush holding member 19 that holds the brush 22. The distance L between the brush holding member 19 and the grid electrode 13 is 1 mm.

[ブラシ22の構成]
図4(a)はブラシ22の構成図である。図4(a)に示すように、ブラシ22を構成する繊維23は、後に述べる射出成形によって作製される。繊維23は、直毛部23b、屈曲部23aを有している。直毛部23bは、グリッド電極13のある平面に対して直交している。直毛部23bは、グリッド電極13の感光ドラム1と反対側のグリッド表面13cから、グリッド電極13の感光ドラム1に対向したグリッド裏面13a側へ、各グリッド電極13間を抜けて、感光ドラム1に向けて伸びている。屈曲部23aは、直毛部23bに対して所定の角度θで屈曲し、グリッド裏面に向けて伸びている。また、本実施形態のブラシ22を構成する繊維23の素材としてはナイロン樹脂またはアクリル樹脂を使用した。
[Configuration of Brush 22]
FIG. 4A is a configuration diagram of the brush 22. As shown in FIG. 4A, the fibers 23 constituting the brush 22 are produced by injection molding described later. The fiber 23 has a straight hair portion 23b and a bent portion 23a. The straight hair portion 23b is orthogonal to the plane on which the grid electrode 13 is located. The straight hair portion 23 b passes between the grid electrodes 13 from the grid surface 13 c on the opposite side of the grid electrode 13 to the photosensitive drum 1 to the grid back surface 13 a side of the grid electrode 13 facing the photosensitive drum 1. It is growing towards. The bent portion 23a is bent at a predetermined angle θ with respect to the straight hair portion 23b and extends toward the back surface of the grid. Moreover, nylon resin or acrylic resin was used as a material of the fiber 23 which comprises the brush 22 of this embodiment.

ブラシ22の繊維23の形状のパラメータとして、屈曲部23aの長さをa、屈曲点23dまでの直毛部23bの繊維23の長さをbと定義する。また、繊維23の屈曲部23aの先端23cの向きはブラシ22の移動方向に並行であり、全ての繊維23において同じ方向を向くように植毛させている。   As parameters of the shape of the fiber 23 of the brush 22, the length of the bent portion 23a is defined as a, and the length of the fiber 23 of the straight hair portion 23b up to the bent point 23d is defined as b. Further, the direction of the tip 23c of the bent portion 23a of the fiber 23 is parallel to the moving direction of the brush 22, and all the fibers 23 are implanted so as to face the same direction.

[ブラシ22の製造方法]
図4(b)はブラシ22の繊維23を製造する射出成形機20の構成図である。図4(b)に示すように、射出成形機20は、型締力850t、圧縮比1.8のスクリューを持つ射出成形機である。図5(a)はブラシ22の繊維23を作製するための金型21の側面図である。図5(b)は金型21の立面図およびブラシ成形部分の拡大図である。ブラシ22の繊維23の原料となるナイロン樹脂またはアクリル樹脂を250℃の温度で溶融させ、射出成形機20によって80℃に加熱させた金型21に射出し、ブラシ22の繊維23の作製を行なった。
[Manufacturing method of brush 22]
FIG. 4B is a configuration diagram of the injection molding machine 20 that manufactures the fibers 23 of the brush 22. As shown in FIG. 4B, the injection molding machine 20 is an injection molding machine having a screw with a mold clamping force of 850 t and a compression ratio of 1.8. FIG. 5A is a side view of a mold 21 for producing the fibers 23 of the brush 22. FIG. 5B is an elevation view of the mold 21 and an enlarged view of a brush molding portion. Nylon resin or acrylic resin, which is a raw material for the fibers 23 of the brush 22, is melted at a temperature of 250 ° C. and injected into the mold 21 heated to 80 ° C. by the injection molding machine 20, thereby producing the fibers 23 of the brush 22. It was.

[清掃工程におけるブラシ22の挙動]
図6はブラシ22の繊維23がグリッド電極13の感光ドラム対向面を清掃する過程を示す図である。グリッド電極清掃部14はモータM1の回転に伴いグリッド電極13の長手方向に移動し、ブラシ22の繊維23の屈曲部23aの先端23cは、図6の1〜7に示す状態を経てグリッド裏面13aに当接し、グリッド裏面13aの清掃を行なう。
[Behavior of brush 22 in cleaning process]
FIG. 6 is a diagram showing a process in which the fibers 23 of the brush 22 clean the surface of the grid electrode 13 facing the photosensitive drum. The grid electrode cleaning part 14 moves in the longitudinal direction of the grid electrode 13 with the rotation of the motor M1, and the tip 23c of the bent part 23a of the fiber 23 of the brush 22 passes through the state shown in FIGS. The grid back surface 13a is cleaned.

図6に示す1〜7の状態を、順を追って説明する。まず、1の状態で繊維23の屈曲部23aの先端23cはブラシ22の移動に伴いグリッド側面13bに当接する。2の状態で繊維23の屈曲部23aの先端23cはブラシ22の移動に伴いグリッド裏面13aへ侵入する。3の状態で、繊維23の屈曲部23aの先端23cはグリッド裏面13aに当接しつつ、グリッド裏面13aに付着したトナーなどの異物を除去する。4の状態で、繊維23のブラシ保持部材19と係合する点から屈曲点23dに至るまでの一部がグリッド側面13bに接触し、繊維23がたわむことで繊維23の屈曲部23aの先端23cはグリッドから遠ざかる方向へ移動する。5の状態で、繊維23の屈曲部23aがグリッド側面13bに当接し、繊維23全体が大きくたわみながらグリッド裏面13aから抜ける方向へ移動する。6の状態で、繊維23はグリッド裏面13aから抜け、繊維23全体が大きくたわみながらグリッド表面13cに当接した状態となる。7の状態で繊維23はブラシ22の移動に伴いグリッド表面13cから離脱し、元の状態へと戻る。   The states 1 to 7 shown in FIG. 6 will be described in order. First, in the state 1, the tip 23c of the bent portion 23a of the fiber 23 comes into contact with the grid side surface 13b as the brush 22 moves. In the state 2, the tip 23 c of the bent portion 23 a of the fiber 23 enters the grid back surface 13 a as the brush 22 moves. In the state 3, the tip 23c of the bent portion 23a of the fiber 23 is in contact with the grid back surface 13a and removes foreign matters such as toner adhering to the grid back surface 13a. 4, a part from the point where the fiber 23 engages with the brush holding member 19 to the bending point 23 d comes into contact with the grid side surface 13 b, and the fiber 23 bends, whereby the tip 23 c of the bending part 23 a of the fiber 23. Moves away from the grid. In the state 5, the bent portion 23a of the fiber 23 comes into contact with the grid side surface 13b, and the fiber 23 as a whole moves in a direction of coming out of the grid back surface 13a while being largely bent. In the state 6, the fiber 23 comes off from the grid back surface 13a, and the entire fiber 23 is brought into contact with the grid surface 13c while being largely bent. In the state 7, the fiber 23 is detached from the grid surface 13c with the movement of the brush 22 and returns to the original state.

[ブラシ22がグリッド裏面13aを清掃するための条件]
このような状態を経てブラシ22の繊維23がグリッド裏面13aを清掃するために必要な条件は以下の3つの条件である。
[Conditions for brush 22 to clean grid back surface 13a]
The conditions required for the fibers 23 of the brush 22 to clean the grid back surface 13a through such a state are the following three conditions.

[第1条件]繊維23の先端23cがグリッド裏面13aに侵入する条件
[第2条件]繊維23の先端23cがグリッド裏面13aに当接しトナーなどの異物を拭き取る条件
[第3条件]繊維23の先端23cがグリッド裏面13aに当接した後、ブラシ22の移動にともないグリッド電極13に引っかかることなく繊維23が元の状態に戻る条件。
[First Condition] Conditions under which the tip 23c of the fiber 23 enters the grid back surface 13a [Second Condition] Conditions under which the tip 23c of the fiber 23 comes into contact with the grid back surface 13a to wipe off foreign matters such as toner [Third Condition] A condition in which the fiber 23 returns to the original state without being caught by the grid electrode 13 as the brush 22 moves after the tip 23c abuts on the grid back surface 13a.

次にこの3つの条件を満たすために必要な繊維23のパラメータの関係について述べる。   Next, the relationship of the parameters of the fiber 23 necessary to satisfy these three conditions will be described.

[第1条件に対する考察および観察結果]
まず、第1条件である繊維23の先端23cがグリッド裏面13aに侵入する条件に関する考察および観察結果を述べる。図7(a)に示すように、先端23cのグリッド裏面13aへの侵入および当接を特徴付ける量として、はみ出し量Δ、侵入長lを定義する。はみ出し量Δ、侵入長lを繊維23のパラメータa、b、θおよびグリッド電極13とブラシ保持部材19間の距離Lで表すと、Δ=acosθ−b+L、l=b−Lとなる。すると、繊維23のグリッド裏面13aへの当接に対する条件より、Δ<0となるような繊維パラメータの組み合わせは除外される。
[Consideration and observation results for the first condition]
First, discussion and observation results regarding the first condition where the tip 23c of the fiber 23 enters the grid back surface 13a will be described. As shown in FIG. 7A, the amount of protrusion Δ and the penetration length l are defined as quantities characterizing the penetration and contact of the tip 23c with the grid back surface 13a. When the protrusion amount Δ and the penetration length l are expressed by the parameters a, b, θ of the fiber 23 and the distance L between the grid electrode 13 and the brush holding member 19, Δ = a cos θ−b + L and l = b−L. Then, fiber parameter combinations that satisfy Δ <0 are excluded from the condition for the contact of the fibers 23 with the grid back surface 13a.

Δ=0であれば、幾何学的に繊維23の先端はグリッド裏面13aに侵入することができるが、繊維23の屈曲に伴う応力を考慮すると、Δ>0の場合にのみ、繊維23の先端23cはグリッド裏面13aに侵入することができる。   If Δ = 0, the tip of the fiber 23 can geometrically penetrate into the grid back surface 13a, but considering the stress accompanying the bending of the fiber 23, the tip of the fiber 23 can be used only when Δ> 0. 23c can enter the grid back surface 13a.

図7(b)はΔ>0の条件下における繊維23の侵入の様子を示す図である。図7(b)に示すように、Δ>0であることによって繊維23の先端23cがグリッド側面13bに引っかかり、繊維全体が屈曲した状態となる。この繊維23の屈曲に伴う応力F1によって繊維23の先端23cには下向きの力が働き、また繊維23の先端23cにはグリット側面との摩擦力とグリッド側面13bからの抗力の合力F2が働く。このF1がF2よりも大きいならば、繊維23はグリッド側面13bをすり抜けてグリッド裏面13aに侵入することができる。   FIG. 7B is a diagram showing a state of the fiber 23 entering under the condition of Δ> 0. As shown in FIG. 7B, when Δ> 0, the tip 23c of the fiber 23 is caught by the grid side surface 13b, and the entire fiber is bent. The downward force acts on the tip 23c of the fiber 23 by the stress F1 accompanying the bending of the fiber 23, and the resultant force F2 of the frictional force with the grit side surface and the drag force from the grid side surface 13b acts on the tip 23c of the fiber 23. If F1 is larger than F2, the fibers 23 can pass through the grid side surface 13b and enter the grid back surface 13a.

グリッド側面13bおよび繊維23の表面の摩擦係数を無視すれば、F1およびF2を規定する繊維23のパラメータとして繊維23のヤング率E、はみ出し量Δの大きさ、はみ出し量Δと侵入長lの比κ=Δ/lの二つが考えられる。繊維23のヤング率Eに関しては、ヤング率Eが大きいほど繊維23の屈曲に伴う応力F1が大きくなり、グリット裏面に侵入しなくなる。   If the friction coefficient of the grid side surface 13b and the surface of the fiber 23 is ignored, the Young's modulus E of the fiber 23, the size of the protrusion amount Δ, and the ratio of the protrusion amount Δ and the penetration length l are the parameters of the fiber 23 that define F1 and F2. Two cases of κ = Δ / l are conceivable. Regarding the Young's modulus E of the fiber 23, the greater the Young's modulus E, the greater the stress F1 associated with the bending of the fiber 23, so that it does not enter the grit back surface.

図8(a)はΔが大きすぎる場合の繊維23の挙動を示す図である。図8(a)に示すように、Δが大きすぎる場合には、摩擦力と端面からの効力の合力F2がF1に比べ大きくなり、グリッド裏面13aに侵入しなくなる。   FIG. 8A shows the behavior of the fiber 23 when Δ is too large. As shown in FIG. 8A, when Δ is too large, the resultant force F2 of the frictional force and the effect from the end surface is larger than F1, and does not enter the grid back surface 13a.

図8(b)(a)Δがlに比べて大きすぎる場合のκによって繊維23の挙動が変化する様子を示す図である。図8(b)(b)はlがΔに比べて小さすぎる場合のκによって繊維23の挙動が変化する様子を示す図である。図8(b)(a)に示すように、Δがlに比べて大きすぎる場合には、繊維23の摩擦力と端面からの効力の合力F2がF1に比べ大きくなり、グリッド裏面13aに侵入しづらいことが予測される。図8(b)(b)に示すように、lがΔに比べて小さすぎる場合にも、繊維23の摩擦力F2がF1に比べ大きくなり、グリッド裏面13aに侵入しなくなる。具体的には、後述する表1、表2のように、0.1mm<Δ<0.4mmの場合に、清掃性、侵入性ともに良好な結果が得られた。   FIGS. 8B and 8A are diagrams showing how the behavior of the fiber 23 changes due to κ when Δ is too large compared to l. FIGS. 8B and 8B are diagrams showing how the behavior of the fiber 23 changes due to κ when l is too small compared to Δ. As shown in FIGS. 8B and 8A, when Δ is too large as compared with l, the resultant force F2 of the frictional force of the fiber 23 and the effect from the end face becomes larger than F1 and enters the grid back surface 13a. It is predicted that it will be difficult. As shown in FIGS. 8B and 8B, even when l is too small compared to Δ, the frictional force F2 of the fiber 23 becomes larger than F1 and does not enter the grid back surface 13a. Specifically, as shown in Tables 1 and 2 described later, good results were obtained for both cleanability and penetration when 0.1 mm <Δ <0.4 mm.

図9(a)〜(d)はブラシ22をグリッド裏面13aに繊維23の屈曲部23aの先端23cが侵入する様子をCCDカメラによってとらえた結果を示す図である。ブラシ22として、θ=45°の屈曲角持つ繊維23についてヤング率Eおよびa、bを適当に変化させたものを用いた。繊維23の素材としては、ナイロン(E=150mg/cm、E=250mg/cm)を使用した。 FIGS. 9A to 9D are views showing the result of capturing the state in which the tip 23c of the bent portion 23a of the fiber 23 penetrates the brush 22 into the grid back surface 13a by the CCD camera. As the brush 22, a fiber 23 having a bending angle of θ = 45 °, in which Young's modulus E and a and b are appropriately changed, was used. As a material of the fiber 23, nylon (E = 150 mg / cm 2 , E = 250 mg / cm 2 ) was used.

図9(a)は、E=250mg/cm(ナイロン)、Δ=0.22mm、l=0.2mmの場合の結果を示している。この場合、繊維23は侵入することができる。 FIG. 9A shows the results when E = 250 mg / cm 2 (nylon), Δ = 0.22 mm, and l = 0.2 mm. In this case, the fibers 23 can penetrate.

図9(b)はE=150mg/cm(ナイロン)、Δ=0.22mm、l=0.2mmの場合の結果を示している。この場合、ヤング率Eが小さいため繊維23は裏面に侵入することができなかった。 FIG. 9B shows the results when E = 150 mg / cm 2 (nylon), Δ = 0.22 mm, and l = 0.2 mm. In this case, since the Young's modulus E was small, the fiber 23 could not enter the back surface.

図9(c)は、E=250mg/cm(ナイロン)、Δ=0.37mm、l=0.2mmの場合の結果を示している。この場合、Δが大きいため裏面に侵入することができなかった。 FIG. 9C shows the results when E = 250 mg / cm 2 (nylon), Δ = 0.37 mm, and l = 0.2 mm. In this case, since Δ was large, it was not possible to enter the back surface.

図9(d)は、E=250mg/cm(ナイロン)、Δ=0.32mm、l=0.1mmの場合の結果を示している。この場合、κが大きいため裏面に侵入することができなかった。 FIG. 9D shows the results when E = 250 mg / cm 2 (nylon), Δ = 0.32 mm, and l = 0.1 mm. In this case, since κ was large, it could not enter the back surface.

[第2条件に対する考察および観測結果]
次に第2条件である繊維23の先端23cがグリッド裏面13aに当接しトナーなどの異物を拭き取る条件に関する考察、および実際の繊維23の挙動をCCDカメラによって観察した結果を述べる。第1条件を満たす限り、繊維23の先端23cはグリッド裏面13aに当接可能であるので、トナーなどの異物を拭き取るための条件を考えればよい。トナーなどの異物は繊維23の先端23cがわずかに触れることによっても除去することが可能であるので、より効率的に除去するためには繊維23の先端23cとグリッド裏面13aとの接触面積が大きいほうが有利である。このためには前述のΔが大きいほど良い。
[Consideration and observation results for the second condition]
Next, discussion will be made on the second condition in which the tip 23c of the fiber 23 comes into contact with the grid back surface 13a to wipe off foreign matters such as toner, and the result of observing the actual behavior of the fiber 23 with a CCD camera. As long as the first condition is satisfied, the tip 23c of the fiber 23 can be brought into contact with the grid back surface 13a. Therefore, a condition for wiping off foreign matters such as toner may be considered. Since foreign matters such as toner can be removed by slightly touching the tip 23c of the fiber 23, the contact area between the tip 23c of the fiber 23 and the grid back surface 13a is large in order to remove it more efficiently. Is more advantageous. For this purpose, the larger Δ is better.

図10(a)、図10(b)は、E=250mg/cm(ナイロン)のヤング率を持つ繊維23に対して、実際に屈曲部23aの長さa、直毛部23bの長さbを変えて、繊維23の先端の挙動を見た結果を示す図である。図10(a)はE=250mg/cm(ナイロン)Δ=0.22mmの場合の結果である。図10(b)はE=250mg/cm(ナイロン)Δ=0.12mmの場合の結果である。Δが大きい図10(a)の場合のほうが、Δが小さい図10(b)の場合に比べ、繊維23の先端23cのグリッド裏面13aとの接触面積が大きい。 10 (a) and 10 (b) show the length a of the bent portion 23a and the length of the straight hair portion 23b with respect to the fiber 23 having a Young's modulus of E = 250 mg / cm 2 (nylon). It is a figure which shows the result of having changed b and seeing the behavior of the front-end | tip of the fiber. FIG. 10A shows the result when E = 250 mg / cm 2 (nylon) Δ = 0.22 mm. FIG. 10B shows the result when E = 250 mg / cm 2 (nylon) Δ = 0.12 mm. In the case of FIG. 10A in which Δ is large, the contact area between the tip 23c of the fiber 23 and the grid back surface 13a is larger than in FIG. 10B in which Δ is small.

[第3条件に対する考察および観察結果]
次に第3条件である、繊維23の先端23cがグリッド裏面13aに当接した後、ブラシ22の移動にともないグリッド電極13に引っかかることなく繊維23が元の状態に戻る条件、に対する考察およびCCDカメラによる観察結果を述べる。第3条件には以下の2つの条件3A、3Bが存在する。
[Consideration and observation results for the third condition]
Next, the third condition, the condition in which the fiber 23 returns to its original state without being caught by the grid electrode 13 as the brush 22 moves after the tip 23c of the fiber 23 abuts against the grid back surface 13a, and CCD The observation result by the camera is described. The following two conditions 3A and 3B exist in the third condition.

[条件3A]繊維23がグリッド電極13から抜けるときにグリッド電極13との摩擦力によって繊維23が引っかからない条件
[条件3B]繊維23がグリッド電極13から抜けて元の状態に戻る時に次のグリッド電極13に接触しない条件。
[Condition 3A] A condition in which the fiber 23 is not caught by the frictional force with the grid electrode 13 when the fiber 23 comes out of the grid electrode 13 [Condition 3B] When the fiber 23 comes out of the grid electrode 13 and returns to the original state, the next grid Conditions that do not contact the electrode 13.

条件3Aが必要な理由は以下である。すなわち、繊維23がグリッド電極13から抜ける時には図6の5の状態のように繊維23は大きくたわんだ状態でグリッド側面13bに当接しつつ通過しなければならない。その際、ブラシ22を構成する繊維23一本一本には大きな摩擦力がかかり、その力の総和がブラシ22にかかることになる。この力がブラシ22の駆動力に比べて大きいとき、ブラシ22はグリッド電極13に引っかかってしまい、ブラシ22が動かない。このため、ブラシ22を駆動するモータに大きな負荷がかかり、ブラシ22を構成する繊維23が損耗あるいは断線するなどの課題が生じることになる。   The reason why the condition 3A is necessary is as follows. That is, when the fiber 23 comes out of the grid electrode 13, the fiber 23 must pass while contacting the grid side surface 13 b in a greatly bent state as in the state of 5 in FIG. 6. At that time, a large frictional force is applied to each of the fibers 23 constituting the brush 22, and the sum of the forces is applied to the brush 22. When this force is larger than the driving force of the brush 22, the brush 22 is caught by the grid electrode 13, and the brush 22 does not move. For this reason, a large load is applied to the motor that drives the brush 22, which causes problems such as wear or disconnection of the fibers 23 constituting the brush 22.

条件3Bが必要な理由は以下である。すなわち、繊維23がグリッド電極13から抜ける時、図6の6の過程のように繊維23は大きくたわみ、繊維23の根本部分が先端23cに対してブラシ22の移動方向に先行した状態となる。図10(c)はグリッド電極13の間隔に比べ繊維23の根本部分が先行する距離が大きい場合の予測を示す図である。図10(c)に示すように、この時、繊維23が元の状態に戻る前に次のグリッド電極13に接触してしまい、グリッド裏面13aに当接することができなくなる。   The reason why the condition 3B is necessary is as follows. That is, when the fiber 23 comes off from the grid electrode 13, the fiber 23 bends greatly as in the process 6 in FIG. 6, and the root portion of the fiber 23 precedes the tip 23c in the moving direction of the brush 22. FIG. 10C is a diagram showing prediction when the distance that the root portion of the fiber 23 precedes the distance between the grid electrodes 13 is large. As shown in FIG. 10C, at this time, the fibers 23 come into contact with the next grid electrode 13 before returning to the original state, and cannot come into contact with the grid back surface 13a.

[条件3Aに対する考察]
条件3Aを特徴付ける繊維23のパラメータとしては繊維全体の長さλ=a+bおよび繊維23のヤング率Eが考えられる。λが大きいほど繊維23がグリッド電極13から抜けるときの繊維23のたわみが大きく応力が大きいため、繊維23にかかる摩擦力も大きくなる。またヤング率Eが大きいほど繊維23が抜けるときの応力が大きく繊維23にかかる摩擦力も大きくなることが予測される。具体的には、後述する表1、表2のように、1mm<λ<3mm、150mg/cm<E<300mg/cmの場合に、良好な結果が得られた。
[Consideration for Condition 3A]
As the parameters of the fiber 23 that characterizes the condition 3A, the length λ = a + b of the entire fiber and the Young's modulus E of the fiber 23 can be considered. The larger the λ is, the greater the deflection of the fiber 23 when the fiber 23 comes out of the grid electrode 13 and the greater the stress, so the frictional force applied to the fiber 23 also increases. It is also predicted that the greater the Young's modulus E, the greater the stress when the fiber 23 comes out, and the greater the frictional force applied to the fiber 23. Specifically, good results were obtained when 1 mm <λ <3 mm and 150 mg / cm <E <300 mg / cm as shown in Tables 1 and 2 described later.

[条件3Aに対する観察結果]
図11(a)〜図11(c)はヤング率Eおよびλを変化させ、CCDカメラによって観察した結果を示す図である。繊維23の素材としてはナイロン(E=250mg/cm)およびアクリル(E=300mg/cm)を用いた。
[Observation results for Condition 3A]
FIG. 11A to FIG. 11C are diagrams showing the results of observation with a CCD camera while changing the Young's modulus E and λ. Nylon (E = 250 mg / cm 2 ) and acrylic (E = 300 mg / cm 2 ) were used as the material of the fiber 23.

図11(a)はE=250mg/cm(ナイロン)、λ=2.2mmの場合である。この時、繊維23はグリッド電極13から抜けることができる。 FIG. 11A shows the case where E = 250 mg / cm 2 (nylon) and λ = 2.2 mm. At this time, the fiber 23 can come out of the grid electrode 13.

図11(b)のヤング率E=300mg/cm(アクリル)、λ=2.2mmの場合である。図11(b)の場合はヤング率Eが大きいため、繊維23がグリッド電極13に引っかかり、ブラシ22が止まってしまうということが生じた。 This is a case where Young's modulus E = 300 mg / cm 2 (acrylic) and λ = 2.2 mm in FIG. In the case of FIG. 11B, since the Young's modulus E is large, the fiber 23 is caught by the grid electrode 13 and the brush 22 is stopped.

図11(c)はヤング率E=300mg/cm(アクリル)、λ=2.3mmの場合である。この場合にはλが大きいため、繊維23がグリッド電極13に引っかかり、ブラシ22が止まってしまうということが生じた。 FIG. 11C shows the case where Young's modulus E = 300 mg / cm 2 (acrylic) and λ = 2.3 mm. In this case, since λ is large, the fiber 23 is caught by the grid electrode 13 and the brush 22 is stopped.

[条件3Bに対する考察]
条件3Bを特徴付ける繊維23のパラメータとしては繊維23が完全に伸びきったと仮定した状態から元の状態に戻るまでに繊維23の屈曲部23aとグリッド電極13のある平面との交点Aが移動する距離δがあげられる。図12(a)はδを示す図である。
[Consideration for Condition 3B]
The parameter of the fiber 23 that characterizes the condition 3B is the distance that the intersection A between the bent portion 23a of the fiber 23 and the plane on which the grid electrode 13 moves until the fiber 23 returns to its original state from the assumption that the fiber 23 has been fully extended. δ can be raised. FIG. 12A shows δ.

δを繊維23のパラメータa、b、θおよびグリッド電極とブラシ保持部材間の距離Lで表すと、δ=√(λ−L)+asinθ−Δtanθとなる。繊維23が完全に伸びきるまで繊維23がグリッド電極13から抜けないと仮定すれば、グリッド間隔Dに対し、条件3Bをみたす繊維23の条件はδ<Dとなる。 When δ is expressed by the parameters a, b, θ of the fiber 23 and the distance L between the grid electrode and the brush holding member, δ = √ (λ 2 −L 2 ) + asin θ−Δtan θ. If it is assumed that the fiber 23 does not come off the grid electrode 13 until the fiber 23 is completely extended, the condition of the fiber 23 satisfying the condition 3B with respect to the grid interval D is δ <D.

しかし、実際には図12(b)に示すように、繊維23はたわんだ状態でグリッド表面13cから抜けるため、実際の繊維23が元の状態に戻るまでに繊維23の屈曲部23aとグリッド電極13のある平面との交点Aが移動する距離δ’はδよりも小さくなる。また、繊維23がたわむことによる応力のため、グリッド表面上をすべりながら抜けると考えられ、δがDよりも大きい場合にも繊維23はグリッド電極13から抜けることができる。また、本実施形態では、δの下限はltanθとなり、これ以下だと繊維が復元しない。よって、ltanθ<δ<Dであることが好ましい。なお、後述する第二実施形態の場合には、δの下限はbsinα+lcosαtan(θ-α)となる。   However, as shown in FIG. 12 (b), the fiber 23 is actually pulled out of the grid surface 13c in a bent state, so that the bent portion 23a of the fiber 23 and the grid electrode are required before the actual fiber 23 returns to the original state. The distance δ ′ traveled by the intersection A with a certain plane 13 is smaller than δ. Further, it is considered that the fiber 23 slips out on the grid surface due to the stress caused by the bending of the fiber 23, and the fiber 23 can come out of the grid electrode 13 even when δ is larger than D. In the present embodiment, the lower limit of δ is l tan θ, and if it is less than this, the fiber is not restored. Therefore, it is preferable that ltanθ <δ <D. In the case of the second embodiment described later, the lower limit of δ is bsin α + lcos α tan (θ−α).

[条件3Bに対する観察結果]
図13(a)〜図13(c)はヤング率Eおよびa、bを変化させ、CCDカメラによって観察した結果を示す図である。繊維23の素材としてはナイロン(E=150mg/cm、250mg/cm)を用いた。
[Observation results for Condition 3B]
FIG. 13A to FIG. 13C are diagrams showing the results of observation with a CCD camera while changing the Young's modulus E, a, and b. Nylon (E = 150 mg / cm 2 , 250 mg / cm 2 ) was used as the material of the fiber 23.

図13(a)はE=250mg/cm(ナイロン)、δ=2.57mmの場合の結果である。この時、繊維23は元の状態に戻ることができる。 FIG. 13A shows the result when E = 250 mg / cm 2 (nylon) and δ = 2.57 mm. At this time, the fiber 23 can return to the original state.

図13(b)はE=150mg/cm(ナイロン)、δ=2.57mmの場合である。この時、繊維23は元の状態に戻る前に次のグリッド電極13に当接し、グリッド裏面13aに当接できないということが生じた。 FIG. 13B shows the case where E = 150 mg / cm 2 (nylon) and δ = 2.57 mm. At this time, the fiber 23 abuts on the next grid electrode 13 before returning to the original state, and cannot contact the grid back surface 13a.

これは繊維23の応力が大きいほど、すなわちヤング率Eが大きいほどグリッド表面上を滑りやすいため、ヤング率Eが大きいほどδが大きくても繊維23は元の状態にもどりやすくなるためである。   This is because the greater the stress of the fiber 23, that is, the greater the Young's modulus E, the easier the slip on the grid surface, and the greater the Young's modulus E, the easier the fiber 23 returns to its original state even if δ is large.

図13(c)はE=250mg/cm(ナイロン)、δ=3mmの場合である。この場合δが大きいために、繊維23が元の状態に戻る前に次のグリッド電極13に当接し、グリッド裏面13aに当接できないということが生じた。 FIG. 13C shows the case where E = 250 mg / cm 2 (nylon) and δ = 3 mm. In this case, since δ is large, the fiber 23 comes into contact with the next grid electrode 13 before returning to the original state and cannot come into contact with the grid back surface 13a.

[清掃に最適な繊維23のパラメータの検証]
第1条件から第3条件を満たし、実際にグリッド裏面13aを清掃できる条件を調べるために、屈曲部23aの長さa、直毛部23bの長さbをパラメータとしてそれぞれ0.1mmずつ変化させたブラシ22を作製した。繊維23の素材としてはナイロン(E=150mg/cm、250mg/cm)およびアクリル(E=300mg/cm)を用いた。
[Verification of parameters of fiber 23 optimal for cleaning]
In order to satisfy the first condition to the third condition and to check the conditions under which the grid back surface 13a can be actually cleaned, the length a of the bent portion 23a and the length b of the straight hair portion 23b are each changed by 0.1 mm as parameters. A brush 22 was prepared. As the material of the fiber 23, nylon (E = 150 mg / cm 2 , 250 mg / cm 2 ) and acrylic (E = 300 mg / cm 2 ) were used.

ブラシ22が第1条件から第3条件を満たすかをCCDカメラにより観察し、さらに実際の画像形成装置であるキヤノン社製複合機imagePRESSC1改造機にそれぞれのパラメータを持つブラシ22を搭載し、グリッド裏面13aの清掃効果を測定した。   Whether the brush 22 satisfies the first condition to the third condition is observed with a CCD camera, and the brush 22 having each parameter is mounted on the Canon imagePRESSSC1 remodeling machine manufactured by Canon, which is an actual image forming apparatus. The cleaning effect of 13a was measured.

清掃効果の評価は、各繊維23のパラメータを持つブラシ搭載した帯電装置を用いてキヤノン社製複合機imagePRESSC1改造機を用いて行った。この複合機により画像を出力し、トナーやケバなどの異物がグリッド電極13に付着することにより、感光ドラム1に帯電ムラが生じることで画像に白いすじが出現するまでの画像出力枚数を測定した。   The evaluation of the cleaning effect was performed using a complex imagePRESSC1 modified machine manufactured by Canon Inc. using a charging device equipped with a brush having parameters of each fiber 23. An image is output by this multifunction device, and the number of image outputs until white streaks appear in the image due to uneven charging on the photosensitive drum 1 due to adhesion of foreign matters such as toner and blemishes to the grid electrode 13 was measured. .

グリッド裏面13aの清掃は、5000枚の画像を出力するごとに1回の清掃を行なうものとした。グリッド電極清掃部14が図2(a)のホームポジションAから、グリッド端部Bまで移動し、その後、グリッド端部Bから元のホームポジションAに移動するまでを1回の清掃過程とした。   The grid back surface 13a is cleaned once every time 5000 images are output. The grid electrode cleaning unit 14 moves from the home position A in FIG. 2A to the grid end B, and thereafter moves from the grid end B to the original home position A as one cleaning process.

また清掃部材評価の基準としては、白いすじが出現するまでの画像出力枚数が30,000枚以上の場合には○(良い)とした。15,000枚から30,000枚の場合には△(許容可能)とした。直毛ブラシと同程度の15,000枚未満の場合には×(悪い)とした。   In addition, as a criterion for evaluating the cleaning member, “good” was given when the number of image output sheets before white streaks appeared was 30,000 or more. In the case of 15,000 to 30,000 sheets, it was set as Δ (acceptable). In the case of less than 15,000 sheets, which is the same level as that of a straight-hair brush, it was evaluated as x (bad).

E=250mg/cm(ナイロン)、θ=45°の場合を表1(単位は全てmm)に示す。図14(a)は表1より第1条件から第3条件を満たし、かつ清掃効果が高かった屈曲部23aの長さa、直毛部23bの長さbの組み合わせを領域として示したグラフである。図14(a)において縦軸は繊維23の直毛部の長さbを、横軸は繊維23の屈曲部23aの長さaを表す。 The case of E = 250 mg / cm 2 (nylon) and θ = 45 ° is shown in Table 1 (all units are mm). FIG. 14A is a graph showing, as a region, combinations of the length a of the bent portion 23a and the length b of the straight hair portion 23b that satisfy the first condition to the third condition and have a high cleaning effect from Table 1. is there. In FIG. 14A, the vertical axis represents the length b of the straight hair portion of the fiber 23, and the horizontal axis represents the length a of the bent portion 23 a of the fiber 23.

ブラシ22の製造条件から、屈曲部23aの長さa、直毛部23bの長さbには±0.1mm程度の誤差がある。このことを考慮すると、E=250mg/cm(ナイロン)、θ=45°の場合にはa=0.7mm、b=1.3mmまたはa=0.6mm、b=1.3mmの組み合わせがグリッド裏面13aの清掃に最も適していた。 Due to the manufacturing conditions of the brush 22, there is an error of about ± 0.1 mm in the length a of the bent portion 23a and the length b of the straight hair portion 23b. Considering this, when E = 250 mg / cm 2 (nylon) and θ = 45 °, a combination of a = 0.7 mm, b = 1.3 mm or a = 0.6 mm, b = 1.3 mm It was most suitable for cleaning the grid back surface 13a.

Figure 2012088421
同様にEが150mg/cm(ナイロン)、300mg/cm(アクリル)である2種類のブラシ22を用いた場合でも表1と同様の表を作成し、清掃効果が良かったa、bの組み合わせを領域として示したグラフを図14(b)に示す。図14(b)において縦軸は繊維23の直毛部23bの長さbを、横軸は繊維23の屈曲部23aの長さaを表す。
Figure 2012088421
Similarly, even when two types of brushes 22 having E of 150 mg / cm 2 (nylon) and 300 mg / cm 2 (acrylic) were used, a table similar to Table 1 was created, and the cleaning effects of a and b were good. A graph showing combinations as regions is shown in FIG. 14B, the vertical axis represents the length b of the straight hair portion 23b of the fiber 23, and the horizontal axis represents the length a of the bent portion 23a of the fiber 23.

E=250mg/cm(ナイロン)からE=300mg/cm(アクリル)にEを大きくすると清掃効果の高い領域は減少している。これは第3条件の条件3Aに述べたようにヤング率Eが大きいことで繊維23がグリッド側面13bに引っかかる影響である。 When E is increased from E = 250 mg / cm 2 (nylon) to E = 300 mg / cm 2 (acrylic), the region having a high cleaning effect decreases. This is an influence that the fiber 23 is caught on the grid side surface 13b because the Young's modulus E is large as described in the condition 3A of the third condition.

またE=250mg/cm(ナイロン)からE=150mg/cm(ナイロン)にEを小さくしても清掃効果の高い領域は減少する。これは第3条件の条件3Bに述べたようにヤング率が小さいことで繊維23が元の状態に戻る前に次のグリッド電極13に接触してしまい、グリッド裏面13aに当接することができなくなる影響である。 Moreover, even if E is reduced from E = 250 mg / cm 2 (nylon) to E = 150 mg / cm 2 (nylon), the region having a high cleaning effect decreases. This is because the Young's modulus is small as described in the condition 3B of the third condition, so that the fiber 23 comes into contact with the next grid electrode 13 before returning to the original state, and cannot come into contact with the grid back surface 13a. It is an influence.

ブラシの製造条件から屈曲部23aの長さa、直毛部23bの長さbには±0.1mm程度の誤差があることを考えると、ヤング率Eはできるだけa、bに対する冗長性の良いE=250mg/cm(ナイロン)程度にすることが理想的である。 Considering that there is an error of about ± 0.1 mm in the length a of the bent portion 23a and the length b of the straight hair portion 23b from the manufacturing conditions of the brush, the Young's modulus E is as good as possible with respect to a and b. Ideally, E = 250 mg / cm 2 (nylon) or so.

次にヤング率E=250mg/cm(ナイロン)の条件のもと、屈曲角θを30°および60°に変化させたブラシを製造し、表1と同様の表を作成し、清掃効果が高かったa、bの組み合わせを領域として示したグラフを図15(a)に示す。図15(a)において縦軸は繊維23の直毛部23bの長さbを、横軸は繊維23の屈曲部23aの長さaを表す。 Next, under the condition of Young's modulus E = 250 mg / cm 2 (nylon), a brush with the bending angle θ changed to 30 ° and 60 ° was manufactured, and a table similar to Table 1 was prepared. FIG. 15A shows a graph showing a combination of a and b that is high as a region. In FIG. 15A, the vertical axis represents the length b of the straight hair portion 23b of the fiber 23, and the horizontal axis represents the length a of the bent portion 23a of the fiber 23.

屈曲角θが大きくなるにしたがって清掃効果の高い領域は直毛部23bの長さbが小さいほうにシフトしていく。これは、繊維23がグリッド裏面13aに当接できない境界条件Δ=0を表す直線がb=acosθ+1で表され、θの減少に伴いΔ>0の領域が直毛部23bの長さbが小さいほうへシフトしていくためである。図15(a)より冗長性の良い屈曲角の条件としてはθ=45°程度が良い。   As the bending angle θ increases, the region having a high cleaning effect shifts to the side where the length b of the straight hair portion 23b is smaller. This is because the straight line representing the boundary condition Δ = 0 in which the fiber 23 cannot abut on the grid back surface 13a is represented by b = acos θ + 1, and in the region where Δ> 0 with the decrease in θ, the length b of the straight hair portion 23b is small. This is to shift the direction. As shown in FIG. 15A, the bend angle with good redundancy is preferably about θ = 45 °.

以上のような観測および測定結果により、繊維23のパラメータとして、E=250mg/cm(ナイロン)、θ=45°、a=0.7mm、b=1.3mmの組み合わせが最適である。または、E=250mg/cm(ナイロン)、θ=45°、a=0.6mm、b=1.3mmの組み合わせが最適である。 Based on the above observation and measurement results, the combination of E = 250 mg / cm 2 (nylon), θ = 45 °, a = 0.7 mm, and b = 1.3 mm is optimal as the parameters of the fiber 23. Alternatively, a combination of E = 250 mg / cm 2 (nylon), θ = 45 °, a = 0.6 mm, and b = 1.3 mm is optimal.

[本実施形態の清掃効果]
特にE=250mg/cm(ナイロン)、θ=45°、a=0.7mm、b=1.3mmの繊維パラメータの組み合わせを持つブラシ22を用いて、グリッド裏面13aのトナーの被服率を調べた結果を図15(b)に示す。キヤノン社製複合機imagePRESSC1改造機を用いた。図15(b)において縦軸はグリッド裏面13aのトナー被服率を、横軸は画像出力枚数を表す。図15(b)には先端に屈曲処理を施していない直毛ブラシによるグリッド裏面13aのトナー被服率の結果も併せて示してある。またグリッド裏面13aの清掃は、前述の場合と同様の清掃を行なうものとした。
[Cleaning effect of this embodiment]
In particular, using a brush 22 having a combination of fiber parameters of E = 250 mg / cm 2 (nylon), θ = 45 °, a = 0.7 mm, and b = 1.3 mm, the coverage ratio of the toner on the grid back surface 13a is examined. The result is shown in FIG. A Canon multifunction printer imagePRESSC1 modified machine was used. In FIG. 15B, the vertical axis represents the toner coverage on the grid back surface 13a, and the horizontal axis represents the number of output images. FIG. 15 (b) also shows the result of the toner coverage rate on the grid back surface 13a by a straight hair brush whose end is not bent. The grid back surface 13a was cleaned in the same manner as described above.

グリッド裏面13aのトナーの被服率の測定方法は以下のようである。画像出力枚数ごとにコロナ帯電装置2を取り出し、グリッド裏面13aの顕微鏡による観察画像を取り込む。その画像のRGB比よりトナー付着部分を決定し、トナー付着部分の面積の積算値と、画像出力前に測定しておいたグリッド裏面13aの面積の商をとることにより算出した。   The method for measuring the toner coverage on the grid back surface 13a is as follows. The corona charging device 2 is taken out for each image output number, and an image observed by the microscope on the grid back surface 13a is taken in. The toner adhesion portion was determined from the RGB ratio of the image, and was calculated by taking the quotient of the integrated value of the area of the toner adhesion portion and the area of the grid back surface 13a measured before image output.

図15(b)に示すように、先端に屈曲処理を施していない直毛ブラシによる清掃では、裏面のトナー被服率は画像出力枚数に伴って上昇していき、40,000枚出力時には50%以上に達する。これに対し、前記最適パラメータを持つ屈曲処理を施したブラシ22による清掃では、トナー被服率は40,000枚出力時にも10%程度にしかならず、屈曲処理を施したブラシ22によりグリッド裏面13aを清掃する効果がある。   As shown in FIG. 15 (b), when cleaning with a straight-hair brush whose front end is not bent, the toner coverage on the back surface increases with the number of output images, and is 50% when outputting 40,000 sheets. Reach above. On the other hand, cleaning with the brush 22 that has been subjected to the bending process having the optimum parameters results in a toner coverage rate of only about 10% even when 40,000 sheets are output, and the grid back surface 13a is cleaned with the brush 22 that has been subjected to the bending process. There is an effect to.

次にグリッド電極13にトナー以外の異物、特に埃やケバが付着したことを想定し、グリッド裏面13aにケバを100本人為的に付着させた。そして、屈曲処理を施したブラシ22と、屈曲処理を施していない直毛ブラシが、図2(a)のホームポジションA、グリッド端部B間を往復移動する回数(清掃回数)に伴い、グリッド裏面13a上のケバがどの程度とれるかを測定した。その結果を図16(a)に示す。図16(a)において縦軸はグリッド裏面13aのケバの除去率を、横軸は画像出力枚数を表す。   Next, assuming that foreign matters other than the toner, particularly dust and markings, were attached to the grid electrode 13, 100 markings were artificially attached to the grid back surface 13a. As the brush 22 subjected to the bending process and the straight hair brush not subjected to the bending process reciprocate between the home position A and the grid end B in FIG. The degree to which the mark on the back surface 13a was removed was measured. The result is shown in FIG. In FIG. 16A, the vertical axis represents the removal rate of the mark on the grid back surface 13a, and the horizontal axis represents the number of output images.

図16(a)に示すように、先端に屈曲処理を施していない直毛ブラシによる清掃では、裏面のケバの除去率は20回清掃時にも5%以下で、ほとんどケバは除去されていない。これに対し、前記パラメータを持つ屈曲処理を施したブラシ22による清掃では、20回清掃により80%程度のケバを除去することができ、トナー以外のケバなどの埃に対しても屈曲処理を施したブラシは有効である。   As shown in FIG. 16 (a), in the cleaning with a straight brush whose tip is not subjected to bending treatment, the removal rate of the back-surface mark is 5% or less even after 20 cleanings, and the mark is hardly removed. On the other hand, in the cleaning with the brush 22 that has been subjected to the bending process having the above parameters, about 80% of the chipping can be removed by cleaning 20 times, and the bending process is also applied to dust such as chipping other than the toner. The brush is effective.

また、下記の繊維パラメータの組み合わせを持つブラシ22を用いて、トナーなどの異物がグリッドに付着することにより、感光ドラム1に帯電ムラが生じることで画像に白いすじが出現するまでの画像出力枚数を調べた。繊維パラメータは、前記最適パラメータであるのE=250mg/cm(ナイロン)、θ=45°、a=0.7mm、b=1.3mmとした。キヤノン社製複合機imagePRESSC1改造機を用いた。 Further, by using a brush 22 having a combination of the following fiber parameters, the number of image outputs until white streaks appear in the image due to non-uniform charging on the photosensitive drum 1 due to foreign matters such as toner adhering to the grid. I investigated. The fiber parameters were E = 250 mg / cm 2 (nylon), θ = 45 °, a = 0.7 mm, and b = 1.3 mm, which are the optimum parameters. A Canon multifunction printer imagePRESSC1 modified machine was used.

また、グリッド裏面13aの清掃は、5000枚の画像を出力するごとに1回の清掃を行なうものとした。前述の場合と同様に、グリッド電極清掃部14が図2(a)のホームポジションAから、グリッド端部Bまで移動し、その後、グリッド端部Bから元のホームポジションAに移動するまでを1回の清掃過程とした。その結果を図16(b)に示す。図16(b)に示すように、屈曲処理を施していない直毛ブラシを用いた場合では、10,000枚程度で帯電ムラによる白いすじが出てしまうのに対し、屈曲処理を施したブラシ22では、50,000枚近くまで白すじは出現しない。屈曲処理を施したブラシ22を用いることによって帯電ムラを抑制することができる。   Further, the grid back surface 13a is cleaned once every time 5000 images are output. As in the case described above, the grid electrode cleaning unit 14 moves from the home position A in FIG. 2A to the grid end B, and then moves from the grid end B to the original home position A. The cleaning process was performed once. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 16 (b), when a straight brush that has not been bent is used, white lines appear due to uneven charging on about 10,000 sheets, whereas a brush that has been bent is used. In 22, no white streak appears up to nearly 50,000 sheets. By using the brush 22 subjected to the bending process, charging unevenness can be suppressed.

なお、上記に示したE、θ、a、bの最適値は図3(a)に示したグリッド電極13の形状および、図3(b)に示したグリッド電極13とブラシ保持部材19の間隔Lによって変化する。おのおののグリッド電極13の形状および、グリッド電極13とブラシ保持部材19の間隔Lに対して最適なE、θ、a、bの組み合わせを選ぶことで上記と同様の効果を期待することができる。   The optimum values of E, θ, a, and b shown above are the shape of the grid electrode 13 shown in FIG. 3A and the distance between the grid electrode 13 and the brush holding member 19 shown in FIG. It changes with L. By selecting an optimal combination of E, θ, a, and b with respect to the shape of each grid electrode 13 and the distance L between the grid electrode 13 and the brush holding member 19, the same effect as described above can be expected.

また、本実施形態においては、ブラシ22を構成する繊維23の素材としてアクリルまたはナイロンを選択した。しかし、帯電装置2のおのおののグリッド電極13の形状および、グリッド電極13とブラシ保持部材19の間隔Lに対して最適なヤング率Eを持ってさえいれば良く、その素材についてはレーヨン、綿など様々なものが考えられ、特に限定されない。   In the present embodiment, acrylic or nylon is selected as the material for the fibers 23 constituting the brush 22. However, it is only necessary to have an optimal Young's modulus E with respect to the shape of each grid electrode 13 of the charging device 2 and the distance L between the grid electrode 13 and the brush holding member 19. Various things can be considered and is not particularly limited.

本実施形態によれば、簡単な構成で、グリッド電極13の感光ドラム1と対向する面全体を清掃することができる。   According to the present embodiment, the entire surface of the grid electrode 13 facing the photosensitive drum 1 can be cleaned with a simple configuration.

[第二実施形態]
次に本発明に係る帯電装置の第二実施形態について図を用いて説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。図17(a)は本実施形態のブラシの構成図である。図17(a)に示すように、本実施形態のブラシ32は、上記第一実施形態のブラシ22を構成する繊維23を、ブラシ22の移動方向と繊維23の植毛方向とのなす角βを鋭角にし、屈曲部23aを先端23cがグリッド裏面13aに近づく方向に屈曲したものである。グリッド平面の法線と繊維23のなす角をαとする。繊維23に対する屈曲処理の形状は第一実施形態と共通である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the charging device according to the present invention will be described with reference to the drawings. About the part which overlaps with said 1st embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. FIG. 17A is a configuration diagram of the brush of the present embodiment. As shown to Fig.17 (a), the brush 32 of this embodiment makes the angle | corner (beta) which makes the fiber 23 which comprises the brush 22 of said 1st embodiment the moving direction of the brush 22, and the flocking direction of the fiber 23 into. The bent portion 23a is bent in a direction in which the tip 23c approaches the grid back surface 13a. The angle between the normal of the grid plane and the fiber 23 is α. The shape of the bending process for the fibers 23 is the same as that of the first embodiment.

[本実施形態のブラシ32の清掃過程に対する考察]
グリッド電極13のある平面に対して繊維23に角度を持たせることによって、先端23cがグリッド電極13に当接した時に、図17(b)のようにブラシ保持部材19からの力Fhが働く。このFhのグリッド平面に垂直な方向の成分Fvと、繊維23が屈曲することによる応力F1との合力が、繊維23のグリッド側面13bに当接した部分に働く。このため、繊維23はグリッド裏面13aに対してより容易に侵入することができる。そのため、第一実施形態よりもはみ出し量Δが大きい場合にもグリッド裏面13aに侵入することができる。
[Consideration on Cleaning Process of Brush 32 of this Embodiment]
By providing the fibers 23 with an angle with respect to a plane on which the grid electrode 13 is provided, when the tip 23c comes into contact with the grid electrode 13, a force Fh from the brush holding member 19 acts as shown in FIG. The resultant force of the component Fv in the direction perpendicular to the grid plane of Fh and the stress F1 due to the bending of the fiber 23 acts on the portion of the fiber 23 that is in contact with the grid side surface 13b. For this reason, the fiber 23 can penetrate | invade more easily with respect to the grid back surface 13a. Therefore, it is possible to enter the grid back surface 13a even when the amount of protrusion Δ is larger than that in the first embodiment.

しかし、繊維23が角度を持っていることによって、第一実施形態に述べた第3条件のうち、条件3Aの繊維全体の長さλに対する条件はより厳しいものとなる。なぜなら、繊維23が角度を持っていることによって、繊維23がグリッド側面13bに当接しつつグリッド裏面13aから抜けるときに繊維23はより大きく屈曲し、繊維の応力が大きいため、グリッド側面13bから受ける摩擦力も大きくなるためである。   However, since the fiber 23 has an angle, among the third conditions described in the first embodiment, the condition for the length λ of the entire fiber in the condition 3A becomes stricter. Because the fibers 23 have an angle, when the fibers 23 come out of the grid back surface 13a while abutting against the grid side surface 13b, the fibers 23 are bent more greatly, and the stress of the fiber is large, so that the fibers 23 receive from the grid side surface 13b. This is because the frictional force also increases.

[清掃に最適な繊維のパラメータの検証] [Verification of optimum fiber parameters for cleaning]

実際にE=250mg/cm(ナイロン)、θ=60°、α=30°の場合に屈曲部23aの長さa、直毛部23bの長さbをパラメータとしてそれぞれ0.1mmずつ変化させたブラシを作製した。そして、第一実施形態と同様にCCDカメラによる観察した結果および、キヤノン社製複合機imagePRESSC1改造機に作製したブラシを搭載し清掃効果を評価した結果から表1と同様の表を作成した。また、ブラシは第一実施形態と同様に射出形成によって繊維の先端部に屈曲処理を施したものを用いた。その結果を表2(単位は全てmm)に示す。 When E = 250 mg / cm 2 (nylon), θ = 60 °, α = 30 °, the length a of the bent portion 23a and the length b of the straight hair portion 23b are each changed by 0.1 mm as parameters. A brush was made. Then, a table similar to Table 1 was created from the results of observation with a CCD camera as in the first embodiment and the results of evaluating the cleaning effect by mounting a brush produced on a Canon multifunction PRESSC1 modified machine manufactured by Canon Inc. In addition, the brush used was a fiber that was subjected to bending treatment by injection molding as in the first embodiment. The results are shown in Table 2 (all units are mm).

Figure 2012088421
表2より清掃効果が高かった屈曲部23aの長さa、直毛部23bの長さbの組み合わせを領域として示したグラフを図18(a)に示す。図18(a)において縦軸は繊維23の直毛部23bの長さbを、横軸は繊維23の屈曲部23aの長さaを表す。図18(a)に示すように、E=250mg/cm(ナイロン)、θ=60°、α=30°の場合には冗長性のよいa=0.4mm、b=1.5mmの組み合わせが最適であった。
Figure 2012088421
FIG. 18A shows a graph showing, as a region, a combination of the length a of the bent portion 23a and the length b of the straight hair portion 23b, which has a higher cleaning effect than Table 2. In FIG. 18A, the vertical axis represents the length b of the straight hair portion 23b of the fiber 23, and the horizontal axis represents the length a of the bent portion 23a of the fiber 23. As shown in FIG. 18A, when E = 250 mg / cm 2 (nylon), θ = 60 °, α = 30 °, a combination of a = 0.4 mm and b = 1.5 mm with good redundancy. Was the best.

このようにグリッド電極13のある平面に対して繊維23に角度を持たせた場合にも適切な屈曲部23aの長さa、直毛部23bの長さbの組み合わせを持つブラシ32を用いることで第一実施形態と同様の効果が得られる。   As described above, the brush 32 having an appropriate combination of the length a of the bent portion 23a and the length b of the straight hair portion 23b is used even when the fiber 23 is angled with respect to the plane on which the grid electrode 13 is provided. Thus, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

また、本実施形態においてはブラシ32を構成する繊維23の素材としてナイロンを選択した。しかし、帯電装置2のおのおののグリッド電極13の形状および、グリッド電極13とブラシ保持部材19の間隔Lに対して最適なヤング率Eを持ってさえいれば良く、その素材についてはレーヨン、綿など様々なものが考えられ、特に限定されない。   In the present embodiment, nylon is selected as the material for the fibers 23 constituting the brush 32. However, it is only necessary to have an optimal Young's modulus E with respect to the shape of each grid electrode 13 of the charging device 2 and the distance L between the grid electrode 13 and the brush holding member 19. Various things can be considered and is not particularly limited.

[第三実施形態]
次に本発明に係る帯電装置の第三実施形態について図を用いて説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。図18(b)は本実施形態のブラシ42の構成図である。図18(b)に示すように、本実施形態のブラシ42は、上記第一実施形態のブラシ22の繊維23を、繊維同士の屈曲方向が隣接する繊維同士で互いに反対方向を向くように構成したものである。繊維23に対する屈曲処理の形状は第一実施形態と共通である。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the charging device according to the present invention will be described with reference to the drawings. About the part which overlaps with said 1st embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. FIG. 18B is a configuration diagram of the brush 42 of the present embodiment. As shown in FIG. 18B, the brush 42 of the present embodiment is configured such that the fibers 23 of the brush 22 of the first embodiment are directed in opposite directions between adjacent fibers in the bending direction. It is a thing. The shape of the bending process for the fibers 23 is the same as that of the first embodiment.

[本実施形態のブラシ42と第一実施形態のブラシ22の清掃過程の比較]
図19(a)に第一実施形態のように繊維23の屈曲方向が一方向のみの場合のブラシ22の移動の様子を示す。図19(a)の矢印f方向にブラシ22が移動する場合、繊維23の屈曲方向とブラシ22の移動方向が揃っており、グリッド裏面13aを清掃することができる。しかし、図19(a)の矢印g方向にブラシ22が移動する場合、繊維23の屈曲方向とブラシ22の移動方向が逆になり、繊維23はグリッド裏面13aを清掃することができない。ブラシ22はモータM1の回転によってグリッド電極13に対して往復運動をするため、図19(a)のようにグリッド裏面13aにグリッド電極13のグリッド平面方向(ブラシ移動方向)における中心線を境としてA側とB側を定義する。この時、図6の1から3の過程を見てもわかるように、グリッド裏面13aのA側とB側ではグリッド裏面13aに対する当接力および接触面積が異なる。また、ブラシ22の屈曲部23aの先端23cは、B側のグリッド側面13bには当接できない。このためグリッド裏面13aのA側とB側では清掃のされ方が異なり、B側のみにトナーやケバなどが残留する可能性が考えられる。
[Comparison of Cleaning Process of Brush 42 of this Embodiment and Brush 22 of First Embodiment]
FIG. 19A shows how the brush 22 moves when the bending direction of the fiber 23 is only one direction as in the first embodiment. When the brush 22 moves in the direction of arrow f in FIG. 19A, the bending direction of the fibers 23 and the moving direction of the brush 22 are aligned, and the grid back surface 13a can be cleaned. However, when the brush 22 moves in the direction of arrow g in FIG. 19A, the bending direction of the fiber 23 and the moving direction of the brush 22 are reversed, and the fiber 23 cannot clean the grid back surface 13a. Since the brush 22 reciprocates with respect to the grid electrode 13 by the rotation of the motor M1, as shown in FIG. 19A, the grid back surface 13a and the center line in the grid plane direction (brush moving direction) of the grid electrode 13 are used as a boundary. Define the A side and the B side. At this time, as can be seen from the processes 1 to 3 in FIG. 6, the contact force and the contact area with respect to the grid back surface 13a are different between the A side and the B side of the grid back surface 13a. Further, the tip 23c of the bent portion 23a of the brush 22 cannot come into contact with the grid side surface 13b on the B side. For this reason, the cleaning is different between the A side and the B side of the grid back surface 13a, and there is a possibility that the toner, flakes, etc. remain only on the B side.

そこで図18(b)のように繊維同士の屈曲方向が互いに逆を向くように構成することで、ブラシ42の往路と復路でグリッド裏面13aを均等に清掃することができ、清掃効率の上昇および清掃ムラの防止を期待することができる。   Therefore, by configuring the bending directions of the fibers to be opposite to each other as shown in FIG. 18B, the grid back surface 13a can be evenly cleaned in the forward path and the return path of the brush 42, and the cleaning efficiency is increased. Prevention of uneven cleaning can be expected.

[本実施形態の清掃効果]
実際に第一実施形態の場合と同様に、下記の繊維パラメータを持つブラシ42を用いてグリッド裏面13aのトナー被服率およびグリッド裏面13aのケバ除去率を測定したものを図19(b)、図20(a)に示す。繊維パラメータは、最適パラメータであるE=250mg/cm(ナイロン)、θ=45°、a=0.7mm、b=1.3mmとした。図19(b)において縦軸はグリッド裏面13aのトナー被服率を、横軸は画像出力枚数を表す。また図20(a)において縦軸はグリッド裏面13aのケバの除去率を、横軸は画像出力枚数を表す。
[Cleaning effect of this embodiment]
Actually, as in the case of the first embodiment, FIG. 19B and FIG. 19B show the measurement results of the toner coverage rate on the grid back surface 13a and the mark removal rate on the grid back surface 13a using a brush 42 having the following fiber parameters. 20 (a). The fiber parameters were E = 250 mg / cm 2 (nylon), which is the optimum parameter, θ = 45 °, a = 0.7 mm, and b = 1.3 mm. In FIG. 19B, the vertical axis represents the toner coverage on the grid back surface 13a, and the horizontal axis represents the number of output images. In FIG. 20A, the vertical axis represents the removal rate of the mark on the grid back surface 13a, and the horizontal axis represents the number of output images.

グリッド裏面13aの清掃方法は、第一実施形態の場合と同様とする。図19(b)、図20(a)に示すように、両者共に、繊維同士の屈曲方向が互いに逆を向くブラシ42は、屈曲方向が一方向のブラシ22に比べて清掃効率がよい。   The method for cleaning the grid back surface 13a is the same as in the first embodiment. As shown in FIG. 19B and FIG. 20A, the brush 42 in which the bending directions of the fibers are opposite to each other has better cleaning efficiency than the brush 22 whose bending direction is one direction.

また、第一実施形態の場合と同様にキヤノン社製複合機imagePRESSC1改造機によって画像を出力し、画像に白いすじが出現するまでの画像出力枚数を調べた結果を図20(b)に示す。グリッド裏面13aの清掃方法は、上記と同様とする。   Further, as in the case of the first embodiment, FIG. 20B shows the result of examining the number of images output until a white streak appears in the image by outputting an image using the Canon imagePRESSSC1 modified machine manufactured by Canon. The method for cleaning the grid back surface 13a is the same as described above.

この実験においても、ブラシ42を用いた場合に、第一実施形態の屈曲方向が一方向のブラシ22に比べて、白いすじが出現するまでの画像出力枚数が上昇し、清掃効果がより高い。   Also in this experiment, when the brush 42 is used, the number of image outputs until the white streaks appear is higher and the cleaning effect is higher than the brush 22 in the first embodiment in which the bending direction is unidirectional.

本実施形態では、ブラシ42を構成する繊維23を、繊維同士の屈曲方向が隣接する繊維同士で互いに逆を向くように構成したものを用いて説明した。ブラシ42は、この他にも、図21(a)〜図21(c)のようにブラシ42の移動方向に対して繊維23の屈曲方向が互いに逆を向く繊維23を混在させてもよい。ブラシ42の移動方向の往方向に対して屈曲方向をもつ繊維23と復方向に対して屈曲方向を持つ繊維23の数は、等しくする必要がある。かかるブラシ42によっても、ブラシ42の往路と復路でグリッド裏面13aを均等に清掃することができ、本実施形態と同様の効果を期待することができる。   In the present embodiment, the fibers 23 constituting the brush 42 have been described using fibers in which the bending directions of the fibers are opposite to each other between adjacent fibers. In addition to this, the brush 42 may be mixed with fibers 23 in which the bending directions of the fibers 23 are opposite to each other with respect to the moving direction of the brush 42 as shown in FIGS. 21 (a) to 21 (c). The number of the fibers 23 having the bending direction with respect to the forward direction of the movement direction of the brush 42 and the number of the fibers 23 having the bending direction with respect to the backward direction needs to be equal. Also with this brush 42, the grid back surface 13a can be evenly cleaned in the forward path and the return path of the brush 42, and the same effect as in this embodiment can be expected.

[第四実施形態]
次に本発明に係る帯電装置の第四実施形態について図を用いて説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。図21(d)は本実施形態のブラシ52による清掃過程を示す図である。図21(d)に示すように、本実施形態のブラシ52は、上記第一実施形態のブラシ22の繊維23の先端部が屈曲処理されたものと、先端部が直毛のものを混在させたものである。繊維23に対する屈曲処理の形状は第一実施形態と共通である。
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the charging device according to the present invention will be described with reference to the drawings. About the part which overlaps with said 1st embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. FIG. 21D is a diagram showing a cleaning process by the brush 52 of the present embodiment. As shown in FIG. 21 (d), the brush 52 of the present embodiment is a mixture of the brush 22 of the first embodiment in which the tip portion of the fiber 23 is bent and the tip portion of the brush 22 having straight hair. It is a thing. The shape of the bending process for the fibers 23 is the same as that of the first embodiment.

第一実施形態のように屈曲処理した繊維23のみでブラシ22を構成した場合、第一実施形態の条件3Aで述べたように、繊維23のヤング率Eが大きいまたは繊維全体の長さλが大きいとき、グリッド側面13bから繊維23におよぼされる摩擦力が大きくなる。その摩擦力の全ての繊維23に対する総和がモータの駆動力を超えると、ブラシ22がグリッド電極13に引っかかり動かないということが生じる。そのため、その摩擦力の総和よりも大きい駆動力を持つモータが使用される。   When the brush 22 is composed of only the bent fiber 23 as in the first embodiment, as described in the condition 3A of the first embodiment, the Young's modulus E of the fiber 23 is large or the length λ of the entire fiber is When it is large, the frictional force exerted on the fiber 23 from the grid side surface 13b becomes large. If the sum of the frictional force for all the fibers 23 exceeds the driving force of the motor, the brush 22 may be caught by the grid electrode 13 and not move. Therefore, a motor having a driving force larger than the sum of the frictional forces is used.

しかし、コストやスペースの節約のために駆動力が小さく、小型のモータを使用しなければならない場合がある。その場合、繊維23におよぼされる摩擦力によってモータにかかるトルクを小さくするために、ブラシ22を構成する屈曲処理した繊維23の本数を減らすということが考えられる。この場合、グリッド裏面13aの清掃効率が落ちることになるが、同時にグリッド表面13cの清掃効率も下がることが課題となる。   However, in order to save cost and space, there is a case where a small motor having a small driving force has to be used. In that case, in order to reduce the torque applied to the motor by the frictional force exerted on the fibers 23, it is conceivable to reduce the number of the fibers 23 that are subjected to the bending treatment and constitute the brush 22. In this case, although the cleaning efficiency of the grid back surface 13a falls, it also becomes a subject that the cleaning efficiency of the grid surface 13c falls simultaneously.

そこで、図21(d)のように、ブラシ52は、繊維23の先端部が屈曲処理されたものと、先端部が直毛のものを混在させ、繊維全体の本数を変えない構成となっている。これにより、直毛繊維がグリッド表面13cの清掃を行い、本数が少なくなった屈曲繊維のみがグリッド裏面13aの清掃を行う。このため、グリッド表面13cの清掃効率を保ちつつモータにかかるトルクを減らすことができる。また、上記第一実施形態と同様に、簡単な構成で、グリッド電極13の感光ドラム1と対向する面全体を清掃することができる。   Therefore, as shown in FIG. 21 (d), the brush 52 has a configuration in which the tip of the fiber 23 is bent and the one having a straight hair is mixed so that the number of fibers is not changed. Yes. Accordingly, the straight hair fibers clean the grid surface 13c, and only the bent fibers whose number is reduced clean the grid back surface 13a. For this reason, the torque concerning a motor can be reduced, maintaining the cleaning efficiency of the grid surface 13c. Further, as in the first embodiment, the entire surface of the grid electrode 13 facing the photosensitive drum 1 can be cleaned with a simple configuration.

A …ホームポジション
B …グリッド端部
L …レーザー光
M1 …モータ
P …転写材
1 …感光ドラム
2 …コロナ帯電装置
3 …二成分現像器
4 …転写ローラ
5 …クリーナー
6 …除電ランプ
7 …スキャナ
10 …シールドケース
11 …絶縁性支持部
12 …放電ワイヤ
13 …グリッド電極
13a …グリッド裏面
13b …グリッド側面
13c …グリッド表面
14 …グリッド電極清掃部
15 …放電ワイヤ清掃部
15a、15b …スポンジパッド
16 …ホルダ
17 …ネジ軸
18 …軸受け
19 …ブラシ保持部材
20 …射出成形機
21 …金型
22、32、42、52 …ブラシ
23 …繊維
23a …屈曲部
23b …直毛部
23c …先端
23d …屈曲点
A ... Home position B ... Grid edge L ... Laser beam M1 ... Motor P ... Transfer material 1 ... Photosensitive drum 2 ... Corona charging device 3 ... Two-component developer 4 ... Transfer roller 5 ... Cleaner 6 ... Static elimination lamp 7 ... Scanner 10 Shield case 11 Insulating support 12 Discharge wire 13 Grid electrode 13a Grid back surface 13b Grid side surface 13c Grid surface 14 Grid electrode cleaning unit 15 Discharge wire cleaning units 15a and 15b Sponge pad 16 Holder DESCRIPTION OF SYMBOLS 17 ... Screw shaft 18 ... Bearing 19 ... Brush holding member 20 ... Injection molding machine 21 ... Die 22, 32, 42, 52 ... Brush 23 ... Fiber 23a ... Bending part 23b ... Straight hair part 23c ... Tip 23d ... Bending point

Claims (5)

被帯電体に対向したグリッド電極と、
前記グリッド電極に接触するブラシを備え、移動しながら前記グリッド電極を清掃する清掃部材と、を有する帯電装置において、
前記ブラシの繊維は、前記グリッド電極の前記被帯電体側のグリッド裏面よりも前記被帯電体側に伸びた直毛部と、前記直毛部に対して鋭角に屈曲した屈曲部と、を有し、前記清掃部材の移動に伴って、前記ブラシの繊維の先端が、前記グリッド電極の前記被帯電体に対向した前記グリッド裏面に接触することを特徴とする帯電装置。
A grid electrode facing the object to be charged;
A charging device comprising a brush that contacts the grid electrode, and a cleaning member that cleans the grid electrode while moving,
The fiber of the brush has a straight hair portion extending toward the charged body side from the grid back surface of the grid electrode on the charged body side, and a bent portion bent at an acute angle with respect to the straight hair portion, In accordance with the movement of the cleaning member, the tip of the brush fiber comes into contact with the back surface of the grid facing the charged body of the grid electrode.
前記ブラシは、前記ブラシの移動方向と前記ブラシの繊維の植毛方向とのなす角が鋭角であり、かつ前記屈曲部は前記ブラシの繊維の先端が前記グリッド裏面に近づく方向に屈曲したことを特徴とする請求項1に記載の帯電装置。
The brush has an acute angle between the moving direction of the brush and the direction of flocking of the fibers of the brush, and the bent portion is bent in a direction in which the tip of the fiber of the brush approaches the back surface of the grid. The charging device according to claim 1.
前記ブラシは、前記屈曲部が前記ブラシの移動方向に屈曲したものと、前記屈曲部が前記ブラシの移動方向に対して反対方向に屈曲したものと、を混在してなることを特徴とする請求項1に記載の帯電装置。
The brush comprises a mixture of a bent portion bent in the moving direction of the brush and a bent portion bent in a direction opposite to the moving direction of the brush. Item 2. The charging device according to Item 1.
前記ブラシは、前記屈曲部を有する繊維と、前記屈曲部を有さない直毛部のみの繊維を混在してなることを特徴とする請求項1に記載の帯電装置。
The charging device according to claim 1, wherein the brush includes a fiber having the bent portion and a fiber having only a straight hair portion not having the bent portion.
前記グリッド電極は、平面の板状部材に複数の開口が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の帯電装置。   The charging device according to claim 1, wherein the grid electrode has a plurality of openings formed in a flat plate-like member.
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