CN101334605B - 带电装置及图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有良好的使被带电体均匀带电的带电均匀性，并且可减少放电生成物的发生的带电装置。本发明的带电装置(100)构成为，由离子发生部(20)在放电电极(1)与感应电极(2)之间形成电位差而插生离子，通过使所产生的离子流向对置电极(3)，使被配置在离子发生部(20)与对置电极(3)之间的被带电体(11)带电。

Description

带电装置及图像形成装置
技术领域
本发明涉及一种带电装置及具备该带电装置的图像形成装置。
背景技术
使用了电子照片方式的图像形成装置中，在使作为载持静电潜像的像载持体的感光体均匀带电的带电部；将形成在感光体上的调色剂(toner)像通过被转印部件，即作为中间转印体的转印带转印到被转印部件，即作为记录介质的记录纸上的转印部；和将与感光体静电接触的记录纸剥离的剥离部等中，使用了电晕放电方式的带电装置。在特开平6-11946号公报中公开了这样的电晕放电方式的带电装置。特开平6-11946号公报中公开的带电装置具备：具有与感光体和转印带等被带电体对置的开口部的屏蔽盒(shield case)、和放电面为线状、锯齿状或针状的铺设在屏蔽盒内部的放电电极。特开平6-11946号公报所公开的带电装置，是通过对放电电极施加高电压，使其发生电晕放电，从而使被带电体均匀带电的所谓放电器(corotron)，是在放电电极与被带电体之间设置栅(grid)电极，通过对该栅电极施加所希望的电压，使被带电体均匀带电的所谓栅极网放电器(scorotron)。
图10是说明电晕放电方式的带电装置中的带电机构的图。通过向曲率半径小的放电电极71与栅电极72之间施加高电压，在2个电极之间形成不均匀电场。由此，在放电电极71附近发生基于强电场的局部电离作用，朝向被带电体11的方向D释放出电子(基于电子雪崩的放电)，从而使被带电体11带电。另外，栅电极72是用于控制向被带电体11释放的电子量的电极，对该栅电极72也进行电子的放电。
并且，上述的电晕放电方式的带电装置，在将形成于被带电体11的调色剂像转印到被转印部件之前，还被作为用于使调色剂像带电的转印前带电装置而使用。例如在特开平10-274892号公报和特开2004-69860号公报中公开了这样的电晕放电方式的转印前带电装置。根据特开平10-274892号公报和特开2004-69860号公报中公开的转印前带电装置，在形成于被带电体11的调色剂像的带电量不均匀的情况下，在将调色剂像转印到被转印部件之前，使调色剂像的带电量均匀化，因此，可抑制将调色剂像转印到被转印部件上时的转印宽裕度的降低，从而能够将调色剂像稳定地转印到被转印部件上。
但是，上述特开平6-11946号公报、特开平10-274892号公报和特开2004-69860号公报所公开的电晕放电方式的带电装置，存在着多个问题点。第1问题点是关于配置带电装置的空间。电晕放电方式的带电装置不仅需要放电电极71，而且还需要屏蔽盒和栅电极72等。而且，必须确保比较大的放电电极71与被带电体11的间隔(例如10mm左右)，并且需要多个用于设置带电装置的空间。图像形成装置中，在带电装置的周围配置有感光体、通过向形成在感光体上的静电潜像供给调色剂而在感光体上形成调色剂像的显像部、将形成在感光体上的调色剂像转印到转印带上的一次转印部、和将形成在转印带上的调色剂像转印到记录纸上的二次转印部等。因此，用于配置带电装置的空间少，对于需要比较大的空间的电晕放电方式的带电装置而言，难以进行布局设计。
第2问题点是关于带电装置使被带电体11带电时所产生的放电生成物。在电晕放电方式的带电装置中，如图10所示那样，生成大量的臭氧(O3)和氮氧化物(NOx)等放电生成物。具体是，基于伴随从带电装置放出的电子的放电的能量，存在于大气中的氮分子(N2)被电离成氮原子(N)，其通过与氧分子(O2)结合，生成氮氧化物(二氧化氮：NO2)。同样，存在于大气中的氧分子(O2)被电离成氮原子(O)，其通过与氧分子(O2)结合，生成臭氧(O3)。如果这样地大量生成臭氧，则导致发生臭氧气味，会对人体造成有害影响，以及基于强氧化力的部件劣化等问题。另外，如果生成氮氧化物，则氮氧化物以氨盐(硝酸氨)的形式附着在感光体上，将导致图像的异常。特别是在作为感光体而使用了有机感光体(OPC)的情况下，因臭氧和氮氧化物，容易发生图像空白和图像流动等图像缺陷。
第3问题点是关于带电装置使被带电体11带电时所产生的电晕风。电晕风是在基于电晕放电的电子流动的作用下，从放电电极71向被带电体11产生的风。在将电晕放电方式的带电装置作为转印前带电装置使用的情况下，电晕风会吹乱形成在被带电体11上的调色剂像。
作为能够减少放电生成物的发生的带电装置，提出有一种通过使导电性辊和导电性刷与被带电体接触，来使其带电的接触带电方式的带电装置。但是，在该接触带电方式的带电装置中，由于是通过使导电性辊和导电性刷与被带电体接触来使其带电的，所以，难以在不破坏形成于被带电体调色剂像的情况下使其带电。因此，接触带电方式的带电装置不适合作为转印前带电装置而使用。
另外，在特开平8-160711号公报中，公开了一种可减少放电生成物的发生的电晕放电方式带电装置。特开平8-160711号公报所公开的带电装置具有：以大致一定的间距排列在规定的轴方向上的多个放电电极、用于对放电电极施加规定的放电开始电压以上的电压的高压电源、设置在高压电源的输出电极与放电电极之间的电阻体、接近放电电极设置在放电电极与被带电体之间的位置的栅电极、和用于向栅电极施加规定的栅电压的栅极电源，放电电极与栅电极的间隙被设定为4mm以下。这样，通过减小放电电极与栅电极的间隙，可减小放电电流，因此，可减少放电生成物的发生。
但是，在特开平8-160711号公报所公开的带电装置中，其减少放电生成物的发生的效果还不充分，因为其发生0.3ppm左右的臭氧。另外，在特开平8-160711号公报所公开的带电装置中，由于放电电极与栅电极的间隙小，所以，放电生成物、调色剂以及来源于作为被转印部件的记录纸的纸粉等异物容易附着在放电电极上。由于电晕放电方式的放电电极的放电面是针状等复杂的形状，所以，这样附着在放电电极上的异物很难被除去(清扫)。而且，放电能量容易使放电电极的前端磨损、劣化，因此会使得放电电极的放电不稳定。并且，在特开平8-160711号公报所公开的带电装置中，由于被带电体被配置成与放电电极的间隔小的状态，所以，容易发生起因于多个放电电极的间距的长度方向上(配置了多个放电电极的轴方向)的带电不均。为了消除带电不均，虽然可以考虑减小放电电极的间距，但这样将增加放电电极的数量，导致制造成本的增加。
在特开2003-249327号公报中公开了一种沿面放电方式的带电装置。在沿面放电方式的带电装置中，将外周边形成为尖头形板状的放电电极和感应电极隔着电介体对置配置，并且将被带电体与放电电极对置地配置在与感应电极相反一侧。在沿面放电方式的带电装置中，通过向2个电极间施加脉冲波形电压而产生离子，利用该离子使被带电体带电。
沿面放电方式的带电装置不需要电晕放电方式的带电装置所具有的屏蔽盒、和栅电极等。因此，可以将用于配置带电装置的空间设定得比较小。另外，在沿面放电方式的带电装置中，放电电极形成为板状，放电面是平坦的。因此，在异物附着于放电电极的情况下，可简单地清除异物。并且，在沿面放电方式的带电装置中，由于是在放电电极与感应电极之间发生放电，所以不会产生电晕风。因此，可防止因电晕风吹乱形成在被带电体上的调色剂像的情况。
但是，在特开2003-249327号公报所公开的沿面放电方式的带电装置中，通过向放电电极与感应电极之间施加脉冲波形电压而产生的离子，不是积极地朝向被带电体的方向移动，而是滞留在放电电极附近。因此，在滞留于放电电极的离子向被带电体移动的过程中，会发生离子流的不均匀，由此，难以使被带电体均匀带电。另外，由于通过施加脉冲波形电压而产生的离子停留在放电电极附近，所以，相对所产生的离子量，可用于使被带电体带电的离子量少，导致离子的利用效率低。因此，为了增加朝向被带电体的离子量，需要增加脉冲波形电压的施加电压或频率。如果这样地增加施加电压或频率，则增大了电力消耗，而且不仅会缩短放电电极的寿命，且会使臭氧等放电生成物的发生量增多。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种具有良好的使被带电体均匀带电的带电均匀性，且能够减少放电生成物的产生的带电装置以及具备该带电装置的图像形成装置。
本发明提供一种带电装置，是使图像形成装置所具有的载持静电潜像的像载持体带电的带电装置，其特征在于，包括：产生使形成在像载持体上的调色剂像带电的离子的离子发生部；和与离子发生部对置配置，控制由离子发生部产生的离子流的对置电极，
离子发生部具有：形成在电介体的表面上的放电电极、形成在电介体的背面或内部并隔着电介体与放电电极对置配置的感应电极、和向放电电极与感应电极之间施加电压的放电电压施加部，
由放电电压施加部在放电电极与感应电极之间形成电位差，产生离子，通过使所产生的离子流向对置电极，使被配置在离子发生部与对置电极之间的像载持体上的调色剂像带电。
根据本发明，由离子发生部在放电电极与感应电极之间形成电位差而产生的离子流向对置电极，使被配置在离子发生部与对置电极之间的像载持体上的调色剂像带电。因此，可防止流向像载持体的离子流中发生不均匀，从而可使像载持体均匀带电。而且，由于使离子发生部所产生的离子流向对置电极而使形成在像载持体上的调色剂像带电，所以可防止离子停留在放电电极附近。因此，可防止用于使像载持体上的调色剂像带电的离子量，相对离子发生部所产生的离子量少的情况，从而可提高离子的利用效率。从此，离子发生部能够在向放电电极施加的施加电压比较小的状态下，产生为了使像载持体上的调色剂像带电所必要的离子。结果，可减少臭氧等放电生成物的发生量。
而且，本发明的带电装置，是使通过向形成在图像形成装置所具有的像载持体上的静电潜像供给调色剂，将形成在像载持体上的调色剂像转印，而形成被转印的调色剂像的中间转印体带电的带电装置，其特征在于，包括：产生使被转印到中间转印体上的调色剂像带电的离子的离子发生部；和与离子发生部对置配置，控制由离子发生部所产生的离子流的对置电极，
离子发生部具有：形成在电介体的表面的放电电极、形成在电介体的背面或内部并隔着电介体与放电电极对置配置的感应电极、和向放电电极与感应电极之间施加电压的放电电压施加部，
由放电电压施加部在放电电极与感应电极之间形成电位差，产生离子，通过使所产生的离子流向对置电极，使被转印到在离子发生部与对置电极之间配置的中间转印体上的调色剂像带电。
根据本发明，通过使由离子发生部在放电电极与感应电极之间形成电位差而产生的离子流向对置电极，使被配置在离子发生部与对置电极之间的中间转印体上的调色剂像带电。因此，可防止流向被转印到中间转印体上的调色剂像的离子流中发生不均匀，从而可使被转印到中间转印体上的调色剂像均匀带电。另外，由于使离子发生部所产生的离子流向对置电极而使形成在中间转印体上的调色剂像带电，所以可防止离子停留在放电电极附近。因此，可防止用于使中间转印体上的调色剂像带电的离子量，相对离子发生部所产生的离子量少的情况，从而可提高离子的利用效率。因此，离子发生部能够在向放电电极施加的施加电压比较小的状态下，产生为了使中间转印体上的调色剂像带电所必要的离子。结果，可减少臭氧等放电生成物的发生量。并且，由于放电是在放电电极与感应电极之间发生的，所以可防止发生像以往的电晕放电方式那样的电晕风。因此，可防止被转印到中间转印体上的调色剂像在被吹乱的状态下带电。
另外，在本发明中，优选像载持体在离子发生部与对置电极之间移动而带电，
放电电极沿着与像载持体移动的移动方向正交的方向延伸，形成为沿着像载持体的表面的形状，且形成为缘边具有多个尖端部的锯齿状。
根据本发明，像载持体在离子发生部与对置电极之间移动而带电，放电电极沿着与像载持体移动的移动方向正交的方向延伸，形成为沿着像载持体的表面的形状，其形成为缘边具有多个尖端部的锯齿状。当离子发生部在放电电极与感应电极之间形成电位差而产生离子时，在放电电极的尖端部与感应电极之间形成电场集中，在放电电极与感应电极之间容易发生放电。因此，离子发生部能够在向放电电极施加的施加电压比较小的状态下，产生为了使像载持体带电所必要量的离子。因此，不仅可减少电力消耗，延长放电电极的寿命，而且可减少臭氧等放电生成物的发生量。
另外，在本发明中，优选中间转印体在离子发生部与对置电极之间移动而带电，放电电极沿着与中间转印体移动的移动方向正交的方向延伸，形成为沿着中间转印体的表面的形状，且形成为缘边具有多个尖端部的锯齿状。
根据本发明，中间转印体在离子发生部与对置电极之间移动而带电，放电电极沿着与中间转印体移动的移动方向正交的方向延伸，形成为沿着中间转印体的表面的形状，且形成为缘边具有多个尖端部的锯齿状。当离子发生部在放电电极与感应电极之间形成电位差而发生离子时，在放电电极的尖端部与感应电极之间形成电场集中，在放电电极与感应电极之间容易发生放电。因此，离子发生部能够在向放电电极施加的施加电压比较小的状态下，发生为了使像载持体带电所必要量的离子。因此，不仅可减少电力消耗，延长放电电极的寿命，而且可减少臭氧等放电生成物的发生量。
此外，在本发明中，优选感应电极只形成在与上述尖端部对置的部位。
根据本发明，感应电极只形成在与上述尖端部对置的部位。因此，与将感应电极形成在形成有放电电极的对置部整个面的情况相比，可减小放电面积。由此，在产生为了使像载持体或中间转印体带电所必要量的离子时，可减少臭氧等放电生成物的发生量。
而且，在本发明中，优选在将上述尖端部的尖端彼此之间的间隔，即尖端间距设为p(mm)、将从放电电极到像载持体或中间转印体的间隔设为g(mm)时，满足p/g≤1的关系。
根据本发明，在将放电电极的尖端部的尖端彼此之间的间隔，即尖端间距设为p(mm)、将从放电电极到像载持体或中间转印体的间隔设为g(mm)时，满足p/g≤1的关系。由此，由于可以设定小的尖端间距、或设定大的从放电电极到像载持体或中间转印体的间隔，所以，可防止在因尖端间距而发生了带电不均的状态下使像载持体或中间转印体带电的情况，从而可使像载持体或中间转印体均匀带电。
而且，在本发明中，优选在将尖端间距设为p(mm)、将从放电电极到像载持体或中间转印体的间隔设为g(mm)时，满足p/g≥0.06的关系。
根据本发明，在将放电电极的尖端间距设为p(mm)、将从放电电极到像载持体或中间转印体的间隔设为g(mm)时，满足p/g≥0.06的关系。由此，由于可以增大尖端间距而设定小的放电面积、或减小从放电电极到像载持体或中间转印体的间隔，在向放电电极施加的施加电压小的状态下，产生为了使像载持体或中间转印体带电所必要的量的离子。因此，可减少臭氧等放电生成物的发生量。
另外，在本发明中，优选多个离子发生部在像载持体或中间转印体移动的移动方向上排列配置。
根据本发明，多个离子发生部在像载持体或中间转印体移动的移动方向上排列配置。由此，能够在每1个放电电极的电流密度小的状态下，产生为了使像载持体或中间转印体带电所必要的量的离子。因此，可延长各个放电电极的寿命。
此外，在本发明中，优选维持放电电极与感应电极的绝缘的保护层，以覆盖放电电极的方式形成在电介体上。
根据本发明，维持放电电极与感应电极的绝缘的保护层，以覆盖放电电极的方式形成在电介体上。因此，可防止流入被施加了电压的放电电极的电流通过电介体而流入感应电极的情况，从而可维持放电电极与感应电极的绝缘。另外，由于保护层以覆盖放电电极的方式形成，所以可防止因放电电极被施加电压时的放电能量而造成放电电极的损耗、劣化。
而且，在本发明中，优选电介体由陶瓷构成。
根据本发明，电介体由陶瓷构成。因此，可防止电介体吸湿。从而，可防止因电介体吸湿而导致放电性能的下降，即使在高湿环境下，也能够稳定地产生为了使像载持体或中间转印体带电的离子。
并且，在本发明中，优选具有加热电介体的加热部。
根据本发明，具有加热电介体的加热部。由此，即使在高湿环境下也能够进一步防止电介体吸湿。从而，可防止因电介体吸湿而导致放电性能的下降，即使在高湿环境下，也能够稳定地产生为了使像载持体或中间转印体带电的离子。
另外，在本发明中，优选感应电极兼作上述加热部。
根据本发明，感应电极兼作上述加热部。因此，不需要另外设置用于防止电介体吸湿的加热部，从而可防止设备的大型化和成本的增加。
在本发明中，优选对置电极接地。
根据本发明，对置电极接地。因此，可在放电电极与对置电极之间形成电场，能够使在放电电极附近产生的离子高效率地流向对置电极。从而可提高离子的利用效率，能够在向放电电极施加的施加电压比较小的状态下，产生为了使像载持体或中间转印体带电所必要的量的离子。结果，不仅可降低电力消耗、延长放电电极的寿命，而且可减少臭氧等放电生成物的发生量。
而且，在本发明中，优选具有对置电压施加部，其向对置电极施加与放电电压施加部向放电电极施加的电压相反极性的电压。
根据本发明，在产生为了使像载持体或中间转印体带电所必要的量的离子时，对置电压施加部向对置电极施加与放电电压施加部向放电电极施加的电压相反极性的电压。因此，可更有效地使在放电电极附近产生的离子流向对置电极。
并且，在本发明中，优选放电电压施加部施加为了使像载持体或中间转印体的带电量达到饱和量所必要大小以上的大小的电压。
另外，在本发明中，优选对置电压施加部施加为了使像载持体或中间转印体的带电量达到饱和量所必要大小以上的大小的电压。
根据本发明，向放电电极施加电压的放电电压施加部或向对置电极施加电压的对置电压施加部，施加为了使像载持体或中间转印体的带电量达到饱和量所必要大小以上的大小的电压。在产生为了使像载持体或中间转印体带电所必要的量的离子时，由于向放电电极或对置电极施加为了使像载持体或中间转印体的带电量达到饱和量的充分的电压，所以在离子发生量有或多或少的不均的情况下，也能够使像载持体或中间转印体均匀带电。
此外，在本发明中，优选具有根据流向对置电极的电流量，来控制放电电压施加部所施加的电压的大小的电压控制部。
另外，在本发明中，优选具有根据流向对置电极的电流量，来控制对置电压施加部所施加的电压的大小的电压控制部。
根据本发明，电压控制部根据流向对置电极的电流量，来控制对放电电极或对置电极施加的电压的大小。离子的发生量根据放电电极上的异物附着、产生离子的环境条件等而变化。另外，根据放电电极附近等风流的变化，所产生的离子到达像载持体或中间转印体的比例也会变化。因此，即使将向放电电极施加的电压保持一定，有时也不能将像载持体或中间转印体的带电量总保持为相同量。鉴于此，由于像载持体或中间转印体的带电量与流过对置电极的电流量之间存在相关关系，所以，通过将流过该对置电极的电流量作为控制像载持体或中间转印体的带电量的指标，根据该指标，控制向放电电极施加的电压的大小，能够始终将最佳的离子量赋予给像载持体或中间转印体。
而且，在本发明中，优选电压控制部对放电电压施加部所施加的电压的大小进行反馈控制，以使流向对置电极的电流量，大于等于像载持体或中间转印体的带电量达到饱和时流向对置电极的电流量。
并且，在本发明中，优选电压控制部对对置电压施加部所施加的电压的大小进行反馈控制，以使流向对置电极的电流量，大于等于像载持体或中间转印体的带电量达到饱和时流向对置电极的电流量。
根据本发明，电压控制部对施加给放电电极或对置电极的电压的大小进行反馈控制，以使流向对置电极的电流量，大于等于像载持体或中间转印体的带电量达到饱和时流向对置电极的电流量。因此，即使因放电电极的异物附着、产生离子的环境条件等使得离子的发生量变化的情况下，通过反馈控制向放电电极或对置电极施加的电压的大小，也能够始终将最佳的离子量赋予给像载持体或中间转印体。
另外，本发明涉及一种图像形成装置，具有：载持静电潜像的像载持体；向形成在像载持体上的静电潜像供给调色剂，形成调色剂像的显像部；将形成在像载持体上的调色剂像，通过中间转印体转印到记录介质的转印部；将记录介质上的调色剂像定影到记录介质的定影部；使像载持体上的调色剂像带电的第1带电部；和使中间转印体上的调色剂像带电的第2带电部，其特征在于，
第1带电部和第2带电部中的至少一方的带电部是上述任意一种带电装置。
根据本发明，在带电部使像载持体或中间转印体等带电时，能够在减少了臭氧等放电生成物的发生量的状态下，使像载持体或中间转印体均匀带电。因此，由于能够防止放电生成物附着在像载持体或中间转印体上，所以，可防止因在像载持体或中间转印体上附着有放电生成物而发生的空白和图像流动等图像缺陷。另外，由于防止了具有强氧化力的臭氧的发生，所以可防止构成图像形成装置的部件被氧化，造成劣化。
而且，在本发明中，优选转印部具有：将形成在像载持体上的调色剂像转印到中间转印体的中间转印部；和将形成在中间转印体的调色剂像转印到记录介质的记录转印部，
第1带电部使被中间转印部转印到中间转印体之前的、形成在像载持体上的调色剂像带电。
根据本发明，第1带电部使被中间转印部转印到中间转印体之前的、形成在像载持体上的调色剂像带电。因此，能够在调色剂像的带电量上升、且提高了转印效率的状态下，向中间转印体转印调色剂像。而且，由于带电部可防止电晕风的发生并使调色剂像带电，所以可防止调色剂像被吹乱。
并且，在本发明中，优选转印部具有：将形成在像载持体上的调色剂像转印到中间转印体的中间转印部；和将形成在中间转印体上的调色剂像转印到记录介质的记录转印部，
第2带电部使被中间转印部转印到中间转印体之后、且被记录转印部转印到记录介质之前的、形成在中间转印体上的调色剂像带电。
根据本发明，第2带电部使被中间转印部转印到中间转印体之后、且被记录转印部转印到记录介质之前、形成在中间转印体上的调色剂像带电。因此，能够在调色剂像的带电量上升、且提高了转印效率的状态下，向记录介质转印调色剂像。另外，由于带电部可防止电晕风的发生并使调色剂像带电，所以可防止调色剂像被吹乱。
此外，在本发明中，优选转印部包括：将形成在像载持体上的调色剂像转印到中间转印体的中间转印部；和将形成在中间转印体上的调色剂像转印到记录介质的记录转印部，
具有：第1带电部、和第2带电部，所述第1带电部使被中间转印部转印到中间转印体之前的形成在像载持体的调色剂像带电，所述第2带电部使被中间转印部转印到中间转印体之后、且被记录转印部转印到记录介质之前的、形成在中间转印体的调色剂像带电。
根据本发明，具有使被中间转印部转印到中间转印体之前的形成在像载持体上的调色剂像带电的第1带电部、和使被中间转印部转印到中间转印体之后、且被记录转印部转印到记录介质之前的、形成在中间转印体上的调色剂像带电的第2带电部。因此，由于当将形成在像载持体上的调色剂像转印到中间转印体时，由第1带电部使调色剂像带电，并且当将形成在中间转印体上的调色剂像转印到记录介质上时，由第2带电部使调色剂像带电，所以，能够在调色剂像的带电量进一步上升、且进一步提高了转印效率的状态下，向记录介质转印调色剂像。
另外，本发明涉及一种图像形成装置，具有：载持静电潜像的像载持体；向形成在像载持体上的静电潜像供给调色剂，形成调色剂像的显像部；将形成在像载持体上的调色剂像转印到记录介质的转印部；将记录介质上的调色剂像定影在记录介质的定影部；在转印之后，对残留在像载持体上的残留调色剂进行除去、回收的清洁部；和使转印后的像载持体上的残留调色剂带电的第3带电部，其特征在于，
第3带电部是使上述像载持体带电的任意一种带电装置。
而且，本发明涉及一种图像形成装置，具有：载持静电潜像的像载持体；向形成在像载持体上的静电潜像供给调色剂，形成调色剂像的显像部；将形成在像载持体上的调色剂像转印到记录介质的转印部；将记录介质上的调色剂像定影在记录介质的定影部；在转印后，对残留在像载持体上的残留调色剂进行除去、回收的清洁部；使像载持体带电的第1带电部；和使转印后的像载持体上的残留调色剂带电的第3带电部，其特征在于，
第1带电部、和第3带电部中的至少一方带电部，是使上述像载持体带电的任意一种带电装置。
并且，本发明涉及一种图像形成装置，具有：载持静电潜像的像载持体；向形成在像载持体上的静电潜像供给调色剂，形成调色剂像的显像部；将形成在像载持体上的调色剂像通过中间转印体转印到记录介质的转印部；将记录介质上的调色剂像定影在记录介质的定影部；在转印后，对残留在像载持体上的残留调色剂进行除去、回收的清洁部；和使转印后的像载持体上的残留调色剂带电的第3带电部，其特征在于，
第3带电部是使上述像载持体带电的任意一种带电装置。
另外，本发明涉及一种图像形成装置，具有：载持静电潜像的像载持体；向形成在像载持体上的静电潜像供给调色剂，形成调色剂像的显像部；将形成在像载持体上的调色剂像通过中间转印体转印到记录介质的转印部；将记录介质上的调色剂像定影在记录介质的定影部；在转印后，对残留在像载持体上的残留调色剂进行除去、回收的清洁部；使像载持体带电的第1带电部；使中间转印体上的调色剂像带电的第2带电部；和使转印后的像载持体上的残留调色剂带电的第3带电部，其特征在于，
第1带电部、第2带电部和第3带电部中的至少一方带电部，是上述任意一种带电装置。
根据本发明，第3带电部在将形成在像载持体上的调色剂像转印到记录介质或中间转印体之后，使残留在像载持体上的残留调色剂带电。因此，可提高残留调色剂的带电量，高效率地清除残留调色剂。
附图说明
根据下述详细的说明和附图，可以更加明确本发明的目的、特色及优点。
图1是表示本发明的第1实施方式的带电装置的结构的图。
图2A和图2B是表示离子发生部的结构的图。
图3A是表示本发明的第2实施方式的图像形成装置的结构的图。
图3B是表示本发明的第3实施方式的图像形成装置的结构的图。
图4A～图4C是表示离子发生部的电极结构的图。
图5是表示施加电压的波形的图。
图6A～图6C是表示离子发生部的电极结构的图。
图7是表示记录转印前带电部中的对置电极电流与调色剂带电量的关系的曲线图。
图8是表示记录转印前带电部中的调色剂带电量与调色剂附着量的关系的曲线图。
图9是表示记录转印前带电部中的2次转印电流与转印效率的关系的曲线图。
图10是说明现有技术的电晕放电方式带电装置中的带电机构的图。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的优选实施方式进行详细说明。
图1是表示本发明的第1实施方式的带电装置100的构成的图。另外，图2A和图2B是表示离子发生部20的构成的图。带电装置100用于使作为带电对象物的被带电体11带电。其中，在被带电体11上形成有调色剂像的情况下，使被带电体11上的调色剂12带电。带电装置100具有：离子发生部20、对置电极3、和电压控制部10。
离子发生部20是产生使被带电体11带电的离子的构成要素，其由电介体4、放电电极1、感应电极2、和保护层6构成。电介体4形成为将大致长方形状的上部电介体4a、和下部电介体4b贴合的平板状。作为构成电介体4的材料，如果是有机物，则优选耐氧化性优良的材料，例如，可使用聚酰亚胺或玻璃环氧等树脂。另外，在选择无机物作为构成电介体4的材料的情况下，可使用云母、高纯度氧化铝、结晶玻璃、镁橄榄石、以及滑石(steatite)等陶瓷。如果从耐腐蚀性方面考虑，则作为构成电介体4的材料，优选使用无机物，而如果从成型性和后述的电极形成的容易性、耐湿性等方面考虑，则使用陶瓷来形成电介体4是理想的。另外，由于希望放电电极1与感应电极2之间的绝缘电阻均匀，所以，电介体4的材料内部的密度差异越小越好，电介体4的绝缘率越均匀越好。
放电电极1与上部电介体4a一体地形成在上部电介体4a的表面上。作为构成放电电极1的材料，只要是例如钨、银、不锈钢等那样具有导电性的材料，则在使用上没有特殊的限制，但必须是不会因放电而发生熔融等变形的材料。在放电电极1被配置成从上部电介体4a的表面突出的情况下，希望放电电极1的厚度均匀。另外，在放电电极1被配置在上部电介体4a的内部的情况下，希望被配置成距离上部电介体4a的表面的深度均匀。在本实施方式中，放电电极1利用由钨和不锈钢形成的材料构成，并被配置成从上部电介体4a的表面突出。关于放电电极1的形状，虽然将在后面详细说明，但只要形成为在与离子发生部20和对置电极3之间移动而带电的被带电体11的移动方向正交的方向上延伸、且沿着被带电体11的表面的形状，可以是任意形状，不过希望形成为放电电极1的缘边具有多个尖端部的锯齿状。
感应电极2形成在电介体4的内部(上部电介体4a与下部电介体4b之间)，被配置成隔着电介体4与放电电极1对置。这样配置感应电极2的原因是，由于希望放电电极1与感应电极2之间的绝缘电阻均匀，所以希望放电电极1与感应电极2并行。通过这样配置放电电极1和感应电极2，由于放电电极1与感应电极2的距离(电极间距离)一定，所以能够在放电电极1与感应电极2之间的放电状态稳定的状态下，产生离子。另外，感应电极2可以将电介体4作为一层而设置在电介体4的背面(相对配置放电电极1的面成为相反侧的面)。这种情况下，为了防止通过施加电压而流到放电电极1的电流通过电介体4流到感应电极2，需要针对被施加给放电电极1的电压确保充分的沿面距离，或者利用后述的绝缘性保护层6覆盖放电电极1或感应电极2。
作为感应电极2的材料，与放电电极1同样，例如只要是像钨、银、不锈钢那样具有导电性的材料，则在使用上没有特殊的限制。在本实施方式中，感应电极2使用由钨和不锈钢形成的材料构成。关于感应电极2的形状，虽然将在后面详细说明，但在放电电极1的缘边形成为具有多个尖端部的锯齿状的情况下，希望只形成在与放电电极1所具有的尖端部对置的部位，此时的感应电极2的形状是，感应电极2的上面形状成为U字形。
离子发生部20包括向放电电极1和感应电极2之间施加电压的放电电压施加部7。离子发生部20通过放电电压施加部7使放电电极1与感应电极2之间形成电位差，从而产生离子。放电电压施加部7包括：向放电电极1和感应电极2之间施加电压的交流高压电源；和成为被交流高压电源施加电压而流动电流的电路的电压施加电路。
例如，在将放电电极1和感应电极2都连接到电压施加电路上的情况下，交流高压电源向放电电极1和感应电极2这两个电极施加电压。另外，在将感应电极2接地而使其成为接地电位，将放电电极1与电压施加电路连接的情况下，交流高压电源只向放电电极1施加电压。此外，在将放电电极1接地而使其成为接地电位，将感应电极2与电压施加电路连接的情况下，交流高压电源只向感应电极2施加电压。在本实施方式中，放电电压施加部7只向放电电极1施加电压。当在感应电极2接地的状态下，放电电压施加部7向放电电极1施加电压时，基于放电电极1与感应电极2之间的电位差，在放电电极1附近产生沿面放电。通过该沿面放电，将存在于放电电极1周围的空气离子化，从而产生负离子。
另外，优选在离子发生部20内设置对电介体4进行加热的加热部9，并希望由感应电极2兼作加热部9。在本实施方式中，感应电极2形成为感应电极2的上面形状呈U字状，感应电极2的一端与加热部9所具有的加热器电源连接，另一方的一端接地。通过由加热器电源向感应电极2施加规定的电压(例如12V)，使感应电极2基于焦耳热发热。通过这样地使感应电极2发热，可对电介体4进行加热(例如60℃)。
保护层6用于维持放电电极1与感应电极2的绝缘性，其按照覆盖放电电极1的方式形成在电介体4上。保护层6例如可使用氧化铝(alumina)、玻璃、硅等形成。通过设置这样的保护层6，可防止被施加了电压的放电电极1中流入的电流，通过电介体4流入到感应电极2，从而可维持放电电极1与感应电极2的绝缘。另外，由于保护层6形成为覆盖放电电极1，所以，可防止因放电电极1被施加了电压时的放电能，使放电电极1损耗、劣化的情况。
下面，对本实施方式中的离子发生部20的制造方法进行说明。在制造离子发生部20时，首先，将厚度为0.2mm的由高纯度氧化铝构成的氧化铝箔剪裁成例如宽度8.5mm×长度320mm，作成2个具有大致相同大小的上部电介体4a和下部电介体4b。其中，氧化铝的纯度只要在90％以上即可，在本实施方式中，使用纯度为92％的氧化铝，作成了上部电介体4a和下部电介体4b。然后，通过丝网印刷，在上部电介体4a的上面形成由钨构成的放电电极1，并使放电电极1与上部电介体4a一体化。并且，通过丝网印刷，在下部电介体4b的上面形成由钨构成的感应电极2，并使感应电极2与下部电介体4b一体化。
然后，在形成了放电电极1的上部电介体4a的表面上，按照覆盖放电电极1的方式形成由氧化铝构成的保护层6。接着，将上部电介体4a的下面与下部电介体4b的上面重合，使放电电极1与感应电极2隔着上部电介体4a相对置，之后进行压接、真空吸引。然后，将这些部件放入加热炉中，在非氧化性气氛中，以1400～1600℃进行烧成。这样，能够制成将放电电极1和感应电极2通过上部电介体4a对置配置，并形成一体化的离子发生元件。然后，通过将放电电极1与放电电压施加部7连接，将加热部9与感应电极2连接，可制成离子发生部20。
对置电极3与离子发生部20的放电电极1对置配置，用于控制由离子发生部20产生的离子流。作为构成对置电极3的材料，只要是像钨、银、不锈钢等那样具有导电性的材料即可，在使用上没有限制。在本实施方式中，对置电极3使用由不锈钢形成的材料构成，并形成板状。而且，对置电极3与对置电压施加部8连接。对置电压施加部8包括向对置电极3施加电压的对置电极电源。对置电极3构成为，经由对置电极电源接地，并且被对置电极电源施加规定的电压。对置电压施加部8向对置电极3施加与放电电压施加部7向放电电极1施加的电压相反极性的电压。通过这样地构成对置电极3，使在离子发生部20的放电电极1附近产生的离子流向对置电极3。
当在带电装置100中使被带电体11带电时，被带电体11被配置在离子发生部20的放电电极1与对置电极3之间，被配置成在与对置电极3紧密接触的状态下，与放电电极1对置。当在这样地配置了被带电体11的状态下，放电电压施加部7向放电电极1施加了电压时，在放电电极1与感应电极2之间会发生放电，在放电电极1附近发生沿面放电。由于这样地在放电电极1与感应电极2之间发生放电，所以，可防止像以往的电晕放电方式的带电装置那样产生电晕风。
基于沿面放电使放电电极1周围的空气离子化而产生的离子，沿着朝向对置电极3的方向A流动，使被带电体11带电。由于离子发生部20产生的离子朝向对置电极3流动而使被带电体11带电，所以可防止离子停留在放电电极1附近的情况。因此，可防止相对于离子发生部20所产生的离子量，用于使被带电体11带电的离子少的情况，从而可提高离子的利用效率。因此，如后面详细叙述那样，离子发生部20能够以向放电电极1施加的施加电压比较小的状态，产生为了使被带电体11带电而必要的量的离子。结果，可减少臭氧等放电生成物的发生量。
电压控制部10具有对流过对置电极3的电流量进行测量的对置电极电流计。对置电极电流计与对置电极3连接。如后详细所述，电压控制部10对放电电压施加部7或对置电压施加部8所施加的电压的大小进行反馈控制，以使流向对置电极3的电流量成为在被带电体11的带电量达到饱和量时流向对置电极3的电流量以上。由离子发生部20产生的离子的产生量，根据在放电电极1上的异物的附着、产生离子的环境条件等变化。而且，根据放电电极1和被带电体11附近的风流的变化等，所产生的离子到达被带电体11的比例也变化。因此，即使将向放电电极1施加的电压保持一定，被带电体11的带电量有时也不能成为始终相同的量。鉴于此，由于在被带电体11的带电量与流过对置电极3电流量之间存在相关关系，所以通过将流过该对置电极3的电流量作为控制被带电体11的带电量的指标，根据该指标，对向放电电极1施加的电压的大小进行反馈控制，从而能够始终将最适合的离子量赋予给被带电体11。
图3A是表示本发明的第2实施方式的图像形成装置200的结构的图。图像形成装置200是所谓串连(tandem)式、且是中间转印式的打印机，是形成全彩色图像的装置。图像形成装置200具有：感光体31、显像部32、转印部40、定影部50、感光体用清洁部33、潜像形成前带电部110、作为第1带电部的中间转印前带电部120、和作为第2带电部的记录转印前带电部130。
感光体31、激光写入部(未图示)、显像部32、转印部40、感光体用清洁部33、潜像形成前带电部110、和中间转印前带电部120，为了与彩色图像信息中所包含的青(C)、品红(M)、黄(Y)以及黑(K)各色的图像信息对应，分别设置了4个，并沿着转印带41配置。
感光体31是载持与从外部传送来的图像信息对应的静电潜像的像载持体，其被支撑为在驱动机构(未图示)的驱动下绕轴线旋转，并且由圆筒状的导电性基体、和形成在导电性基体的表面的感光层构成。感光体31在形成图像时，被控制为以规定的圆周速度(例如167～225mm/s)进行旋转。形成在感光体31的静电潜像通过对应从外部传送来的图像信息，由激光写入部(未图示)进行激光照射而形成。对于感光体31而言，可以使用在本领域中常用的感光体，例如可以使用具有作为导电性基体的铝管、和形成在铝管表面上的有机感光层的感光体鼓。有机感光层通过叠层包含电荷发生物质的电荷发生层、和包含电荷输送物质的电荷输送层来形成。有机感光层也可以将电荷发生物质和电荷输送物质包含在1层中。
显像部32用于将形成在感光体31上的静电潜像，通过作为显像剂的调色剂来进行显像。与各色的图像信息对应的4个显像部除了所使用的调色剂颜色不同以外，在结构上相同，分别使用了青(C)、品红(M)、黄(Y)和黑(K)的调色剂。显像部32由向感光体31供给调色剂的显像辊、限制在显像辊的外周面形成的调色层的厚度的厚度限制部件、和向显像辊供给调色剂的搅拌供给辊等构成。感光体用清洁部33被设置在感光体31的旋转方向B上的后述转印部10的下游侧，用于从感光体31的表面除去、回收未能通过转印动作从感光体31转印到转印带41上的调色剂，即残留调色剂。
另外，对于激光写入部、显像部32和感光体用清洁部33而言，在感光体31的周围，在感光体31的旋转方向B上，从上游侧向下游侧，按照激光写入部、显像部32、感光体用清洁部33的顺序进行配置。
转印部40将在感光体31上通过显像而形成的各色的调色剂像，重合转印到转印带41上，并且将被转印到转印带41上的调色剂像转印到作为记录介质的记录纸60上。转印部40通过对形成在感光体31上的调色剂像施加调色剂像所具有的电荷的反极性的电场，将调色剂像转印到转印带41上。转印部40具有转印带41、中间转印部42、记录转印部43、和转印用清洁部44。转印带41是通过被转印形成在感光体31上的调色剂像而形成调色剂像的中间转印体。转印带41是环状的带，其被支撑设置在一对驱动辊和张紧辊上，并且在形成图像时，被控制为规定的圆周速度(例如167～225mm/s)，进行搬送驱动。
中间转印部42是将形成在感光体31上的调色剂像转印到转印带41上的构成要素。中间转印部42由绕轴线旋转驱动的中间转印辊构成，中间转印辊被配置成隔着转印带41与感光体31对置。记录转印部43是将被转印到转印带41上的调色剂像再转印到记录纸60上的构成要素。记录转印部43由绕轴线旋转驱动的2个记录转印辊构成，构成为由2个记录转印辊夹持转印带41。通过使从供纸部(未图示)供给到转印带41上的记录纸60经过2个记录转印辊的压接部，将调色剂像转印到记录纸60上。转印用清洁部44是对将调色剂像转印到记录纸60后的转印带41的表面进行清洁的构成要素。其中，中间转印部42、记录转印部43、和转印用清洁部44在转印带41的周围，在转印带41的旋转方向C上，从上游侧向下游侧，按照中间转印部42、记录转印部43、转印用清洁部44的顺序进行配置。
定影部50是将被转印到记录纸60上的调色剂像定影在记录纸60的构成要素。定影部50相对记录转印部43，被配置在搬送记录纸60的搬送方向的下游侧。定影部50具有绕轴线旋转驱动的加热辊和加压辊。在加热辊的内部，配置有将加热辊表面加热到定影温度的热源。在加压辊的两端部，配置有使加压辊以规定的压力与加热辊压接的加压部件。定影部50使被转印了调色剂像的记录纸60通过加热辊与加压辊的压接部，利用基于加热辊对调色剂像的加热熔融作用、和基于加压辊使调色剂像固定在记录纸60上的作用，将调色剂像定影在记录纸60上。这样形成了记录图像的记录纸60被排纸部(未图示)排出。
并且，图像形成装置20具有由上述的带电装置100构成的潜像形成前带电部110、中间转印前带电部120、和记录转印前带电部130。潜像形成前带电部110是使被激光写入部照射激光之前的感光体31的表面，形成规定极性的电位的构成要素。潜像形成前带电部110在感光体31的周围，在感光体31的旋转方向B上，被配置在激光写入部的上游侧。在潜像形成前带电部110中，作为带电对象物的被带电体是感光体31，离子发生部20的放电电极1被配置成与感光体31对置。而且，在潜像形成前带电部110中，构成为感光体31兼作为对置电极。在潜像形成前带电部110中，从离子发生部20产生的离子，向兼作对置电极的感光体31的方向流动，从而使绕轴线旋转的感光体31的表面带电。
中间转印前带电部120是使形成在感光体31上的调色剂像带电的构成要素。中间转印前带电部120在感光体31的周围，在感光体31的旋转方向B上，被配置在显像部32的下游侧。在中间转印前带电部120中，作为带电对象物的被带电体是形成在感光体31上的调色剂像，离子发生部20的放电电极1被配置成与感光体31对置。而且，在中间转印前带电部120中，感光体31被兼作为对置电极。在中间转印前带电部120中，从离子发生部20产生的离子流向兼作为对置电极的感光体31的方向，从而使形成在绕轴线旋转的感光体31上的调色剂像带电。
记录转印前带电部130是使被转印到转印带41上的调色剂像带电的构成要素。记录转印前带电部130在转印带41的周围，在转印带41的旋转方向C上，被配置在记录转印部43的上游侧。在记录转印前带电部130中，作为带电对象物的被带电体，是形成在转印带41上的调色剂像，转印带41被配置在离子发生部20的放电电极1与对置电极3之间，并被配置成在与对置电极3紧密接触的状态下与放电电极1对置。在记录转印前带电部130中，从离子发生部20产生的离子流向对置电极3的方向，由此，使形成在以规定的圆周速度移动的转印带41上的调色剂像带电。
这样，在图像形成装置200中，使形成在作为像载持体的感光体31和作为中间转印体的转印带41上的调色剂像带电的带电部，由能够防止臭氧等放电生成物的发生的带电装置100构成。因此，可防止放电生成物附着在感光体31和转印带41上。从而，能够防止当图像形成装置200在记录纸60上形成记录图像时，由于放电生成物附着在感光体31或转印带41上而导致的图像空白与图像流动等图像缺欠的发生。另外，由于防止了具有强氧化力的臭氧的发生，所以，可防止因构成图像形成装置200的部件氧化而劣化。
而且，由于图像形成装置200所具有的中间转印前带电部120、和记录转印前带电部130由带电装置100构成，所以可防止发生电晕风。因此，可防止形成在感光体31和转印带41上的调色剂像在被吹乱的状态下带电。并且，由于中间转印前带电部120和记录转印前带电部130使调色剂像带电，所以如后面详细说明那样，可增加调色剂像的带电量，因此，能够在提高了转印效率的状态下转印调色剂像。
另外，在图像形成装置200中，使感光体31和转印带41带电的带电部由提高了离子利用效率的带电装置100构成。因此，即使在高速驱动感光体31和转印带41的情况下，也能够使感光体31和转印带41充分带电。因此，由带电装置100构成的带电部，也适合应用在印字处理速度高的高速图像形成装置中。
图3B是表示本发明的第3实施方式的图像形成装置210的构成的图。图像形成装置210除了在转印部40与感光体用清洁部33之间设有第3带电部，即由上述的带电装置100构成的清洁前带电部140以外，与图像形成装置200的结构相同。对于与图像形成装置200相同的部件，标记相同的参照符号，并省略说明。
清洁前带电部140是使未能通过转印动作从感光体31转印到转印带41的调色剂，即残留调色剂带电的构成要素。在清洁前带电部140中，作为带电对象物的被带电体是感光体31上残留调色剂像，离子发生部20的放电电极1被配置成与感光体31对置。而且，在清洁前带电部140中，感光体31兼作为对置电极。在清洁前带电部140中，从离子发生部20产生的离子，流向兼作为对置电极的感光体31的方向，使绕轴线旋转的感光体31上的残留调色剂像带电。由此，由于增加了残留调色剂的带电量，所以利用感光体用清洁部33，可更高效率除去、回收残留调色剂。
在图3B中，图示了图像形成装置210具有转印带41的结构，但作为图像形成装置，也可以构成不具备转印带41，而由转印部40直接转印到记录纸60上的结构。另外，还说明了在图像形成装置210中，除了清洁前带电部140以外，还具有中间转印前带电部120、和记录转印前带电部130的结构，但也可以是只具有清洁前带电部140的结构，或具有清洁前带电部140、中间转印前带电部120、记录转印前带电部130的任意一方的结构。并且，也可以在设置于转印带41的转印用清洁部44的近前，即，转印带41的旋转方向C的上游侧，设置使转印带41上的残留调色剂带电的带电部。
下面，对在将带电装置100作为记录转印前带电部使用的情况下，带电装置的结构与特性的关系进行更详细的说明。
(放电电极和感应电极的形状)
图4A～图4C是表示离子发生部20a、20b、20c的电极结构的图。另外，图5是表示施加电压的波形的图。离子发生部20a、20b、20c除了放电电极和感应电极的形状不同以外，与上述的离子发生部20同样地构成。离子发生部20a如图4A所示，放电电极1a形成为矩形板状，感应电极2a形成为隔着电介体4与放电电极1a表面的整个面对置的矩形板状。其中，电介体4的大小为厚度0.2mm、宽度8.5mm、长度50mm。
离子发生部20b如图4B所示，放电电极1b形成为矩形板状体的缘边具有多个尖端部的锯齿状，感应电极2b形成为隔着电介体4与放电电极1b表面的整个面对置的矩形板状。此时，放电电极1b所具有的尖端部的前端彼此之间的间隔，即尖端间距p被设定为1mm。另外，电介体4的大小为厚度0.2mm、宽度8.5mm、长度50mm。离子发生部20c如图4C所示，放电电极1c形成为矩形板状体的缘边具有多个尖端部的锯齿状，感应电极2c呈只形成在隔着电介体4与放电电极1c所具有的尖端部对置的部位的U字状。此时，放电电极1c所具有的尖端部的前端彼此之间的间隔，即尖端间距p被设定为1mm。而且，电介体4的大小为厚度0.2mm、宽度8.5mm、长度50mm。
将上述3种离子发生部20a、20b、和20c设置在容积为1m3的腔室(恒温高湿槽)内，对各个离子发生部所具有的各个放电电极1a、1b、1c，以5mm的间隔平行配置了对置电极(不锈钢制)。在这样的状态下，向各个放电电极1a、1b、1c施加了图5所示的峰值电压(α)、占空比(β/γ)的波形的交流电压，由此向对置电极流入1.2μA的对置电极电流。表1表示此时的施加电压条件和臭氧发生量的测定结果。其中，臭氧发生量的测定是，使用臭氧测定器(荏原实业社制造的臭氧检测仪EG2002F)，对从开始施加电压到5分钟后的腔室内的臭氧浓度进行测定。
如表1所示，与离子发生部20a相比，可看出离子发生部20b和20c中，在低峰值电压或频率的情况下，获得了相同的对置电极电流。其原因是，通过将放电电极缘边的形状形成为锯齿状，在放电电极的尖端部与感应电极之间发生电场集中，在放电电极与感应电极之间容易发生放电。因此，在获得相同的对置电极电流时，可降低施加电压和频率。结果，可降低电力消耗，延长放电电极的寿命。
另外，离子发生部20c与离子发生部20a、20b相比，可减少臭氧发生量。其原因是，如上述那样，离子发生部20c可降低施加电压和频率。而且，在相对离子发生部20a可降低频率的离子发生部20b中，与离子发生部20a相比，未见臭氧发生量的减少。其原因是，臭氧发生量不仅与向放电电极施加的施加电压和频率有关，而且还与放电面积有关。即，成为决定放电面积的指标的放电部周长(发生放电的放电面的周长)，按照离子发生部20c、离子发生部20a、离子发生部20b的顺序增大。因此，尽管离子发生部20b相对离子发生部20a可降低频率，但与离子发生部20a相比，未见臭氧发生量的减少。
这里，如果将离子发生部20a的理论值用相对比表示为1，则假设臭氧发生量与实效电压(峰值电压-放电开始电压)、频率、对置电极电流和放电部周长成比例而计算出的臭氧发生量的理论值是，离子发生部20b的理论值为1.12、离子发生部20c的理论值为0.30。这些臭氧发生量的理论值之比，与各个离子发生部20a、20b、20c中发生的臭氧发生量的实测值之比大致一致。由此也可以看出，臭氧发生量不仅与向放电电极施加的施加电压和频率有关，而且还与放电面积成比例关系。
如上所述，在获得相同的放电电流(对置电极电流)的情况下，通过将放电电极的形状形成为缘边具有多个尖端部的锯齿状，可降低向放电电极施加的施加电压、频率。并且，通过将感应电极只形成在与放电电极的尖端部对置的部位，可减小放电面积，从而能够降低臭氧的发生量。
[表1]
  离子发生部  离子发生部20a  离子发生部20b  离子发生部20c
  波形  矩形波  矩形波  矩形波
  峰值电压(α)[-kV]  4  4  3.5
  放电开始电压[-kV]  2.73  2.57  2.75
  频率[kHz]  3  2  2
  占空比(β/γ)[％]  20  20  20
  放电部周长[mm]  88  131  67.2
  对置电极电流[μA]  1.2  1.2  1.2
  臭氧发生量的实测值[ppm]  0.219  0.245  0.076
  臭氧发生量的实测值[比]  1  1.12  0.35
  臭氧发生量的理论值[比]  1  1.12  0.3
(尖端间距、与从放电电极到转印带的间隔的关系)
是形成为矩形板状体的缘边具有多个尖端部的锯齿状的放电电极，除了放电电极的尖端间距p不同以外，与离子发生部20c同样地制作了5种离子发生部(尖端间距p为10mm、5mm、1mm、0.3mm、0.15mm的5个尺寸水平)。将这5种离子发生部设置在容积为1m3的腔室(恒温高湿槽)内，对各个离子发生部所具有的各个放电电极配置了间隙g为7mm、5mm、3mm的对置电极(不锈钢制)。在这样的状态下，向各个放电电极施加了交流电压，以使向对置电极流入1.2μA的对置电极电流。使用与上述相同的方法对此时的臭氧发生量进行了测定，并将臭氧发生量的测定结果记录在表2中。其中，表2中在记录了臭氧发生量的实测数值的同时，将其与以往的电晕放电方式的带电部中的臭氧发生量，即0.3ppm进行比较，将臭氧发生量少的情况表示为“○”，将臭氧发生量多的情况表示为“×”。
另外，使用制作成的5种离子发生部来形成记录转印前带电部，将这些记录转印前带电部应用在作为图像形成装置的夏普制造的彩色复合机MX-4500中。其中，在各个记录转印前带电部中，以放电电极与转印带的间隙g为7mm、5mm、3mm的状态，将各个离子发生部与转印带对置配置，将对置电极配置成与转印带紧密接触，并隔着转印带与放电电极对置。在这样的状态下，按照向对置电极流入1.2μA的对置电极电流的方式，对放电电极施加了交流电压。此时，图像形成装置在记录纸上印出全黑图像，进行了在记录纸上是否发生了白道的评价。并将评价结果记录在表2中，其中将在记录纸上未发生白道的情况表示为“○”，将在记录纸上发生了白道的情况表示为“×”。
如表2所示，在尖端间距p与间隙g之比p/g为1以下时，不发生白道。其原因是，由于通过将p/g设定为1以下，可以将尖端p设定得较小或将间隙g设定得较大，所以可防止在转印带上发生因尖端间距引起的带电不均，从而可使转印带均匀带电。另外，在p/g为0.06以上时，可以将臭氧发生量减少到比以往的电晕放电方式的带电部低。其原因是，通过将p/g设定为0.06以上，可以增大尖端间距p而设定小的放电面积、或减小间隙g并将向放电电极施加的施加电压设定得小。
根据以上的结果，优选将p/g设定为0.06以上、1以下，通过这样设定p/g，可防止白道等图像缺陷的发生，并且可减少臭氧发生量。
[表2]
Figure S2008101252964D00261
Figure S2008101252964D00271
(放电电极数以及电介体材料)
图6A～图6C是表示离子发生部20d、20e、20f的电极结构的图。离子发生部20d如图6A和图6B所示，放电电极1d(不锈钢制)形成为矩形板状体的缘边具有多个尖端部的锯齿状，感应电极2d成为只形成在隔着电介体80与放电电极1d所具有的尖端部对置的部位的U字状。此时，放电电极1d所具有的尖端部的尖端间距被设定为0.15mm。另外，电介体80由上部电介体80a和下部电介体80b构成。上部电介体80a是厚度为80μm的由云母构成的膜(sheet)，下部电介体80b是厚度为80μm的由硅构成的膜。上部电介体80a和下部电介体80b的大小大致相同，宽度为8.5mm、长度为320mm。而且，在上部电介体80a的表面上，形成有覆盖放电电极1d的由玻璃构成的保护层90。
离子发生部20e除了放电电极和感应电极的个数不同以外，其他与离子发生部20d同样构成。离子发生部20e如图6C所示，在电介体80上分别各形成3个与离子发生部20d相同的放电电极和感应电极。离子发生部20f除了放电电极、电介体和保护层的材质不同以外，与离子发生部20d同样构成。离子发生部20f的放电电极1f由钨构成，保护层91由氧化铝形成。另外，离子发生部20f的电介体81由上部电介体81a和下部电介体81b构成，上部电介体81a和下部电介体81b是厚度为200μm的由氧化铝构成的膜。
使用这样制作成的离子发生部20d、20e、20f来形成记录转印前带电部，并将这些记录转印前带电部应用在作为图像形成装置的夏普制造的彩色复合机MX-4500中。另外，在各个记录转印前带电部中，各个离子发生部的放电电极与转印带对置配置，对置电极被配置成与转印带紧密接触，并隔着转印带与放电电极对置。在这样的状态下，按照向对置电极流入10μA的对置电极电流的方式，向放电电极施加了交流电压。此时，在35℃、80％的高温高湿环境下，图像形成装置在记录纸上连续印出全黑图像，观察印刷页数在第几页时发生了白道。并将观察结果记录在表3中，其中将在记录纸上未发生白道的情况表示为“○”，将发生了白道的情况表示为“×”。另外，在观察到发生了白道时，停止图像形成装置的动作，结束向记录纸的印刷。
如表3所示，使用了具有离子发生部20e的记录转印前带电部的情况，比使用了具有离子发生部20d的记录转印前带电部的情况，可增加到达发生了白道时的印刷页数。其原因是由于离子发生部20e比离子发生部20d的放电电极个数多，所以对应1个放电电极的电流密度小，因此，抑制了1个放电电极的损耗、劣化、以及对放电电极的放电生成物的附着等。因此，通过使用多个放电电极，可延长各个放电电极的寿命。
另外，使用了具有离子发生部20f的记录转印前带电部的情况，比使用了具有离子发生部20d的记录转印前带电部的情况，可以增多到达发生了白道时的印刷页数。其原因是相对离子发生部20d所具有的上部电介体80a由云母形成，而离子发生部20f所具有的上部电介体81a是由作为陶瓷的氧化铝形成的。即，由于作为离子发生部20d所具有的上部电介体80a的材料的云母，是用粘合剂粘合了云母鳞片的集成云母，所以吸湿性大，在高湿环境下吸湿。而作为离子发生部20f所具有的上部电介体81a的材料的氧化铝吸湿性小，在高湿环境下几乎不吸湿。因此，具有离子发生部20f的记录转印前带电部可防止因电介体吸湿造成的放电性能下降，从而在高湿环境下也能稳定地产生用于使转印带带电的离子。
而且，除了未设置保护层以外，与离子发生部20f同样地制作了离子发生部20g。使用了具有离子发生部20g的记录转印前带电部的情况，虽然在表3中未有记载，但与使用了具有离子发生部20f的记录转印前带电部的情况相比，到达发生了白道时的印刷页数少。其原因是，由于在离子发生部20g中没有覆盖放电电极的保护层，所以放电电极容易发生损耗、劣化。因此，通过设置覆盖放电电极的保护层，可防止放电电极的损耗、劣化，从而能够延长放电电极的寿命。
[表3]
Figure S2008101252964D00291
(对置电极的效果)
将具有离子发生部的记录转印前带电部应用在作为图像形成装置的夏普制造的彩色复合机MX-4500中，按照放电电极与转印带的间隙为5mm的方式，将离子发生部配置成与转印带对置，将对置电极配置成与转印带紧密接触，并隔着转印带与放电电极对置。在这样的状态下，通过向放电电极施加交流电压而产生离子，向转印带照射离子。此时，在图像形成装置中，将转印带的圆周速度控制在225mm/s，进行搬送驱动，在记录纸上印刷调色剂附着量为0.4mg/cm2的饱和图像(黑和青)。表4表示了将对置电极接地的情况、和悬空的情况(在放电电极与对置电极之间不发生电位差的状态)下的调色剂带电量的差异。另外，关于调色剂带电量的测定，通过使用トレツクジヤパン公司制造的吸引式小型带电量测定装置(MODEL：210HS-2A)进行了测定。
如表4所示，在对置电极悬空的情况下，在离子照射的前后调色剂带电量几乎没有变化，而在对置电极接地的情况下，通过离子照射，使得调色剂带电量增加8～9μC/g。其原因是，在对置电极接地的情况下，在放电电极与对置电极之间形成电场，放电电极附近产生的离子向对置电极方向，即形成调色剂像的转印带的方向集中移动。
[表4]
(加热部的加热效果和向对置电极施加的电压的效果)
将离子发生部20e设置在容积为1m3的腔室内，相对3个放电电极1e，相隔5mm的间隙平行地配置了对置电极。在这样的状态下，按照向对置电极流入8μA的对置电极电流的方式，向放电电极1e施加了交流电压。表5表示由加热部向具有120Ω电阻的感应电极2e施加12V电压，产生1.2W的热，对感应电极2e进行加热的情况；和不向感应电极2e施加电压，不加热感应电极2e的情况下的施加电压条件和臭氧发生量的不同。另外，表5表示向对置电极施加+750V电压(与向放电电极1e施加的电压相反极性的电压)的情况、和不向对置电极施加电压的情况下的施加电压条件和臭氧发生量的不同。其中，采用与上述的方法相同的方法，对臭氧发生量进行了测定。
如表5所示，如果将用云母形成了电介体的情况彼此进行比较，则向感应电极2e施加电压，接通(ON)加热器电源，对感应电极2e进行加热的情况，与不接通(OFF)加热器电源，不加热感应电极2e的情况相比，可减少约48％的臭氧发生量。其原因是，通过加热感应电极2e，可以将放电电极1e附近产生的臭氧热分解。而且，通过用氧化铝形成电介体，可防止电介体吸湿，但在高湿环境下，电介体的表面有时会结露。电介体表面的结露将导致放电性能下降，但通过利用加热部对电介体进行加热，可防止电介体表面结露。另外，由于构成为使感应电极兼作为加热电极，所以不需要另外设置加热电极，从而可防止设备的大型化和成本增加。
此外，向对置电极施加与向放电电极1e施加的电压相反极性的电压的情况，与不向对置电极施加电压的情况相比，可降低频率，并且可减少约68％的臭氧发生量。其原因是，通过向对置电极施加电压，可在放电电极1e与对置电极之间形成强电场，使得放电电极1e附近产生的负离子被吸引到对置电极。结果，可提高离子的利用效率，即使在频率低的状态下，也能够产生充足量的离子。因此，不仅可降低电力消耗，延长放电电极的寿命，而且还可以减少臭氧发生量。
[表5]
 电介体材质   云母   云母   氧化铝
 放电电极数   3   3   3
 间距[mm]   0.15   0.15   0.15
 加热器电源   OFF   ON(1.2W)   ON(1.2W)
 对置电极电源   OFF   OFF   ON(+750V)
 峰值电压(α)[-kV]   3   3   3
 频率[kHz]   0.7   0.7   0.23
 占空比(β/γ)[％]   20   20   20
 对置电极电流[μA]   8   8   8
 臭氧发生量的实测值[ppm]   0.975   0.494   0.157
(对置电极电流的设定)
图7是表示记录转印前带电部130中的对置电极电流与调色剂带电量的关系的曲线图。曲线图的横轴表示对置电极电流(μA)，纵轴表示调色剂带电量(μC/g)。将记录转印前带电部130应用在作为图像形成装置的夏普制造的彩色复合机MX-4500中，一边阶段性提高向记录转印前带电部130所具有的离子发生部的放电电极1施加的电压的大小，一边进行使转印带上的调色剂像带电，并测定了此时的对置电极电流和调色剂带电量。其中，调色剂像中使用了调色剂附着量为1mg/cm2的饱和图像(青+品红)。
如图7所示，在不向记录转印前带电部130的放电电极1施加电压的初始状态下，对置电极电流为0，且调色剂带电量大约为-15μC/g。然后，随着增加向放电电极1施加的施加电压，负离子的发生量增加，对置电极电流和调色剂带电量的绝对值也增加。但在对置电极电流达到5μA以上时，调色剂带电量成为-30μC/g，达到了饱和。根据该结果，可看出通过电压控制部10将由放电电压施加部7向放电电极1施加的电压控制为使对置电极电流成为5μA以上，可以使调色剂带电量稳定在-30μC/g，并使调色剂带电量均匀。因此，希望电压控制部10从测定对置电极电流的对置电极电流计接收信号，对放电电压施加部7向放电电极1施加的施加电压的大小进行反馈控制，以使对置电极电流达到5μA以上。由此，能够使形成在作为被带电体的转印带上的调色剂像，总是保持均匀的调色剂带电量地带电。
图8是表示记录转印前带电部130中的调色剂带电量与调色剂附着量的关系的曲线图。曲线图的横轴表示调色剂带电量(μC/g)，纵轴表示调色剂附着量(mg/cm2)。在图像图形和环境条件(图像形成装置工作时的温度、湿度等条件)不同的6种条件下，由记录转印前带电部130使形成在转印带上的调色剂像带电。此时，电压控制部10对放电电压施加部7向放电电极1施加的电压进行反馈控制，以使对置电极电流达到10μA。如图8所示，记录转印前带电部130使调色剂像带电前的调色剂带电量，是-12μC/g～-15μC/g，在约3μC/g的范围内不均，而使调色剂像带电后的调色剂带电量，是-18μC/g～-19μC/g，其不均被缩小在约1μC/g的范围内。根据该结果也可以看出，通过反馈控制使对置电极电流成为一定值，由记录转印前带电部130使调色剂像带电，能够使调色剂带电量均匀。
图9是表示记录转印前带电部130中的2次转印电流与转印效率的关系的曲线图。曲线图的横轴表示2次转印电流(μA)，纵轴表示转印效率(％)。针对由记录转印前带电部130向转印带照射离子，使转印带上的调色剂像带电的情况，和不向转印带照射离子的情况，进行了转印效率的比较。通过使用印字率为100％的饱和图像在记录纸上进行印刷，测定转印带上的调色剂附着量T1和记录纸上的调色剂附着量T2，并计算出η＝(T1÷T2)×100，求出了转印效率η。另外，所谓2次转印电流，是在将被转印到转印带上的调色剂像转印到记录纸上时，通过向记录转印辊施加转印偏压而流过的电流。如图9所示，通过记录转印前带电部130使转印带上的调色剂像带电，可提高转印效率。并且，通过记录转印前带电部130使转印带上的调色剂像带电，即使2次转印电流变动，转印效率的变化幅度也较小，从而可扩大相对2次转印电流的宽容度(转印余量)。
本发明在不超出其宗旨或主要特征的范围内能够以其他各种方式实施。因此，从各方面讲，上述实施方式只不过是单纯的示例，本发明的范围是由权利要求书所限定的范围，而不受本说明书的限定。并且，属于权利要求范围内的变形和变更，也全属于本发明的范围。

Claims (23)

1.一种带电装置，是使图像形成装置所具有的载持静电潜像的像载持体带电的带电装置，其特征在于，
包括：产生使形成在像载持体上的调色剂像带电的离子的离子发生部；和
与离子发生部对置配置，控制由离子发生部产生的离子流的对置电极，
离子发生部包括：形成在电介体的表面的放电电极、形成在电介体的背面或内部并隔着电介体与放电电极对置配置的感应电极、和向放电电极与感应电极之间施加电压的放电电压施加部，
形成在像载持体上的调色剂像通过像载持体在离子发生部与对置电极之间移动而带电，
放电电极沿着与像载持体移动的移动方向正交的方向延伸，形成为沿着像载持体的表面的形状，且形成为缘边具有多个尖端部的锯齿状，
在将上述尖端部的尖端彼此之间的间隔，即尖端间距设为p(mm)、将从放电电极到像载持体的间隔设为g(mm)时，间隔g被设定为3～7mm，且满足0.06≤p/g≤1的关系，
由放电电压施加部在放电电极与感应电极之间形成电位差，产生离子，通过使所产生的离子流向对置电极，使被配置在离子发生部与对置电极之间的像载持体上的调色剂像带电。
2.根据权利要求1所述的带电装置，其特征在于，
感应电极只形成在与上述尖端部对置的部位。
3.根据权利要求1所述的带电装置，其特征在于，
具有加热电介体的加热部。
4.根据权利要求1所述的带电装置，其特征在于，
对置电极接地。
5.根据权利要求1所述的带电装置，其特征在于，
具有对置电压施加部，其向对置电极施加与放电电压施加部向放电电极施加的电压相反极性的电压。
6.根据权利要求1所述的带电装置，其特征在于，
放电电压施加部施加为了使像载持体的带电量达到饱和量所必要大小以上的大小的电压。
7.根据权利要求1所述的带电装置，其特征在于，
具有根据流向对置电极的电流量，来控制放电电压施加部所施加的电压的大小的电压控制部。
8.根据权利要求5所述的带电装置，其特征在于，
具有根据流向对置电极的电流量，来控制对置电压施加部所施加的电压的大小的电压控制部。
9.根据权利要求7所述的带电装置，其特征在于，
电压控制部对放电电压施加部所施加的电压的大小进行反馈控制，以使流向对置电极的电流量，大于等于像载持体的带电量达到饱和时流向对置电极的电流量。
10.根据权利要求8所述的带电装置，其特征在于，
电压控制部对对置电压施加部所施加的电压的大小进行反馈控制，以使流向对置电极的电流量，大于等于像载持体的带电量达到饱和时流向对置电极的电流量。
11.一种图像形成装置，具有：载持静电潜像的像载持体；向形成在像载持体上的静电潜像供给调色剂，形成调色剂像的显像部；将形成在像载持体上的调色剂像，转印到记录介质的转印部；将记录介质上的调色剂像定影在记录介质的定影部；和使像载持体上的调色剂像带电的带电部；其特征在于，
所述带电部是权利要求1所述的带电装置。
12.一种图像形成装置，具有：载持静电潜像的像载持体；向形成在像载持体上的静电潜像供给调色剂，形成调色剂像的显像部；将形成在像载持体上的调色剂像转印到记录介质的转印部；将记录介质上的调色剂像定影在记录介质的定影部；在转印后，对残留在像载持体上的残留调色剂进行除去、回收的清洁部；和使转印后的像载持体上的残留调色剂带电的带电部，其特征在于，
所述带电部是权利要求1所述的带电装置。
13.一种带电装置，当向形成在图像形成装置所具有的像载持体上的静电潜像供给调色剂，并将形成在像载持体上的调色剂像转印时，所述带电装置使形成被转印的调色剂像的中间转印体带电，其特征在于，
包括：产生使被转印到中间转印体上的调色剂像带电的离子的离子发生部；和
与离子发生部对置配置，控制由离子发生部产生的离子流的对置电极，
离子发生部包括：形成在电介体的表面的放电电极、形成在电介体的背面或内部并隔着电介体与放电电极对置配置的感应电极、和向放电电极与感应电极之间施加电压的放电电压施加部，
被转印到中间转印体上的调色剂像通过中间转印体在离子发生部与对置电极之间移动而带电，
放电电极沿着与中间转印体移动的移动方向正交的方向延伸，形成为沿着中间转印体的表面的形状，且形成为缘边具有多个尖端部的锯齿状，
在将上述尖端部的尖端彼此之间的间隔，即尖端间距设为p(mm)、将从放电电极到中间转印体的间隔设为g(mm)时，间隔g被设定为3～7mm，且满足0.06≤p/g≤1的关系
由放电电压施加部在放电电极与感应电极之间形成电位差，产生离子，通过使所产生的离子流向对置电极，使被转印到在离子发生部与对置电极之间配置的中间转印体上的调色剂像带电。
14.根据权利要求13所述的带电装置，其特征在于，
感应电极只形成在与上述尖端部对置的部位。
15.根据权利要求13所述的带电装置，其特征在于，
具有加热电介体的加热部。
16.根据权利要求13所述的带电装置，其特征在于，
对置电极接地。
17.根据权利要求13所述的带电装置，其特征在于，
具有对置电压施加部，其向对置电极施加与放电电压施加部向放电电极施加的电压相反极性的电压。
18.根据权利要求13所述的带电装置，其特征在于，
放电电压施加部施加为了使中间转印体的带电量达到饱和量所必要大小以上的大小的电压。
19.根据权利要求13所述的带电装置，其特征在于，
具有根据流向对置电极的电流量，来控制放电电压施加部所施加的电压的大小的电压控制部。
20.根据权利要求17所述的带电装置，其特征在于，
具有根据流向对置电极的电流量，来控制对置电压施加部所施加的电压的大小的电压控制部。
21.根据权利要求19所述的带电装置，其特征在于，
电压控制部对放电电压施加部所施加的电压的大小进行反馈控制，以使流向对置电极的电流量，大于等于中间转印体的带电量达到饱和时流向对置电极的电流量。
22.根据权利要求20所述的带电装置，其特征在于，
电压控制部对对置电压施加部所施加的电压的大小进行反馈控制，以使流向对置电极的电流量，大于等于中间转印体的带电量达到饱和时流向对置电极的电流量。
23.一种图像形成装置，具有：载持静电潜像的像载持体；向形成在像载持体上的静电潜像供给调色剂，形成调色剂像的显像部；将形成在像载持体上的调色剂像，通过中间转印体转印到记录介质的转印部；将记录介质上的调色剂像定影在记录介质的定影部；和使中间转印体上的调色剂像带电的带电部，其特征在于，
所述带电部是权利要求13所述的带电装置。
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