CN101334606B

CN101334606B - 离子产生元件、带电装置及图像形成装置

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Publication number: CN101334606B
Application number: CN2008101285421A
Authority: CN
Inventors: 足立克己
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2028-06-27
Also published as: CN101334606A; JP4536087B2; US20090001280A1; JP2009014783A; US7764298B2

Abstract

本发明提供一种离子产生元件、带电装置及图像形成装置。在本发明的离子产生元件中，将放电电极和感应电极夹着电介质而相对设置，在电介质的形成感应电极的一侧的面，除了感应电极之外，还另外设置有加热器电极，该加热器电极通过因通电产生的焦耳热而发热。并且，以使加热器电流不在感应电极中流动的方式，将感应电极和加热器电极连接配置。从而可以低成本地根据条件适当地设定感应电极的大小、形状，可以进行稳定且高效的放电。

Description

离子产生元件、带电装置及图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种用于复印机、打印机、传真机等图像形成装置、并用于图像形成处理的离子产生装置、具有该离子产生装置的带电装置及图像形成装置，所述图像形成处理是指，通过调色剂将形成于图像承载体上的静电潜影显影，并使其转印定影到打印介质上。

更详细地说，涉及如下离子产生元件及具有其的带电装置：在电介质的正面和背面配置放电电极和感应电极，在两个电极之间施加高压交流电压而产生沿面放电，释放出希望极性的离子，使被带电体(例如感光体)带电，使图像承载体(例如感光体、中间转印体)上的调色剂图像在转印到转印对象物(例如中间转印体、记录纸)之前带电。此外，本发明涉及具有该带电装置的图像形成装置。

背景技术

以往，在使用了电子照相方式的图像形成装置中，用于使感光体均匀带电的带电装置、用于使形成于感光体等上的调色剂图像静电转印到记录纸等上的转印装置、用于使与感光体等静电接触的记录纸等剥离的剥离装置等，一般使用电晕带电方式的带电装置。

作为这种电晕带电方式的带电装置，一般包括保护盒、和张设在该保护盒内部的线状或锯齿状的放电电极等，该保护盒具有与感光体、记录纸等被带电物相对的开口部。并且使用：通过在放电电极施加高电压而产生电晕放电，使被带电物均匀带电的所谓无栅格电极型带电器；或例如专利文献1(日本国公开专利公报特开平6-11946号公报(1994年1月21日公开))公开的所谓有栅格电极型带电器等，在放电电极和被带电物之间进一步设置栅格电极，通过在该栅格电极上施加希望的电压，来使被带电物均匀带电。

将该电晕放电方式的带电装置用作用于使转印到中间转印体、记录纸等转印介质前的调色剂图像带电的转印前带电装置的技术，例如在专利文献2(日本国公开公报特开平10-274892号(1998年10月13日公开))、及专利文献3(日本国公开公报特开2004-69860号(2004年3月4日公开))。根据专利文献2及3公开的技术，即使在形成于图像承载体上的调色剂图像内存在带电量的不均，也可以在转印前使调色剂图像的带电量均匀，因此可以抑制转印调色剂图像时转印富裕度的降低，稳定地将调色剂图像转印到转印介质上。

但是上述现有的带电装置存在多个问题。第一，作为带电装置不仅需要放电电极，还需要保护盒、栅格电极等。此外，在放电电极和带电对象物之间需要确保一定的距离(10mm)。因此，需要更多设置带电装置的空间。一般在一次转印部周边配置显影装置、一次转印装置，在二次转印部前配置感光体、二次转印装置等，用于配置转印前带电装置的空间较少。因此，在现有的电晕放电方式的带电装置中存在布局非常困难的问题。

第二，在现有的电晕放电方式的带电装置中，存在大量生成臭氧(O₃)、氮氧化物(NO_x)等放电生成物的问题。大量生成臭氧时，出现产生臭氧臭味、对人体产生有害影响、因强氧化力导致部件劣化等问题。此外，生成氮氧化物时，出现作为铵盐(硝酸铵)附着在感光体上、成为异常图像的原因的问题。特别是，通常使用的有机感光体(OPC)因臭氧、NO_x而容易产生飞白、图像流动等图像缺陷。

因此，在存在多个转印部位的中间转印方式的彩色图像形成装置中，虽然从在转印前使调色剂图像的带电量均匀的方面出发，优选在所有的转印部位(多个一次转印部位、及二次转印部位)的上游设置转印前带电装置，但实际上因臭氧、NO_x的产生量的问题而很困难。

此外，以无臭氧化为目的，今年作为使感光体自身带电的带电装置采用由导电辊、导电刷等进行的接触带电方式。但是，通过接触带电方式难以使调色剂图像无紊乱地带电。因此，转印前带电装置使用非接触的电晕带电方式。但是，在搭载了接触带电方式的图像形成装置中设置现有的电晕带电方式的转印前带电装置时，无法发挥无臭氧的特征。

另外，作为用于降低臭氧产生量的技术，在专利文献4(日本国公开专利公报特开平8-160711号公报(1996年6月21日公开))中公开了如下带电装置。该带电装置具有：以大致固定的间距在预定的轴方向上排列的多个放电电极、用于在放电电极上施加放电开始电压以上的电压的高压电源、在高压电源的输出电极和放电电极之间设置的电阻、靠近放电电极并设置于该放电电极和被带电物之间的位置上的栅格电极、用于在栅格电极上施加栅格电压的栅格电源，通过使放电电极和栅格电极的间隙为4mm以下，而降低放电电流，降低臭氧产生量。

但是，在专利文献4公开的技术中，虽然通过降低放电电流可以降低臭氧产生量，但臭氧的降低量不够，而产生1.0ppm左右的臭氧。此外，放电生成物、调色剂、纸粉等附着在电极上，电极前端因放电能量而磨损、劣化，从而还存在放电不稳定的问题。进而，因放电电极的形状，而难以清洁附着到放电电极上的放电生成物、调色剂、纸粉等。

此外，由于放电电极和被带电物间的间隙狭窄，因此还存在因多个放电电极的间距而容易在长度方向(放电电极的间距方向)产生带电不均的问题。在此，为了消除带电不均，考虑减小放电电极间距，但此时放电电极数量会增加，制造成本增加。

为了解决上述现有的带电装置的问题，例如在专利文献5(日本国公开公报特开2003-249327号(2003年9月5日公开))中公开了具有如下离子产生元件(沿面放电元件)的带电装置：配置在外周边具有尖头形的凸部的放电电极和感应电极，在放电电极和感应电极之间设置电介质，通过在上述电极之间施加高压交流电压，而产生离子(以下将这种类型的带电方式称为沿面放电方式)。该沿面放电方式的带电装置，由于没有保护盒、栅格电极等，因此较小。此外，放电面为平面，因此容易清洁，维护性能好。

其中，离子产生元件(沿面放电元件)在高湿环境下具有放电特性降低的倾向。作为避免该问题的对策，在例如专利文献6(日本国公开公报特开2004-157447号(2004年6月3日公开))、专利文献7(日本国公开公报特开2002-237368号(2002年8月23日公开))所公开的技术中，在离子产生元件中配置加热器部件，通过对元件加热而除去放电电极的吸附水分，提高放电性能。特别是，在专利文献7中记载了，对感应电极部分通电从而产生焦耳热，兼用作加热器。对比文件7所公开的技术，与另行配置加热器元件相比，可以小型化、且降低成本。

但是，如上述专利文献7所述共用感应电极和加热器线时，会存在以下问题。

例如，图6、图4(b)所示的现有的离子产生元件(沿面放电元件)的构成为，使感应电极为线状，使其环绕以包围放电电极的周围，在其两端施加电位差，从而通过因与感应电极的电阻对应的电流而产生的焦耳热，发挥加热器作用。作为感应电极及加热器优选的形状、特性多种多样。感应电极的宽度、位置，和放电量、臭氧产生量的大小密切相关，需要根据电介质层厚、施加电压等条件进行适当的设定。

另一方面，作为加热器的基本功能，通过任意的接通功率而使沿面放电元件成为希望的加热状态。如果在加热器电源侧具有接通功率的控制功能，则几乎不会受到加热器线的电阻值、其偏差的影响，便可控制加热性能。但是，在具有电压及电流的监控功能、和其可变控制功能的加热器电源中，会导致大幅的成本上升。此外，与作为加热器用的电源电压而设定转用的电压相比，使用作为各种电子部件的驱动电压的5V、12V、24V等通用的电源电压有利于降低成本。为了用这种通用电压就使加热器发挥希望的加热性能，需要选定加热器线的宽度、长度、厚度、进而材质，将其电阻设定在希望的范围内。但是如上所述，加热器线与感应电极共用，因此存在加热器线和感应电极的优选设定条件彼此不同的情况，有时难以用通用电压满足两者的功能。

此外作为其他问题，有时感应电极会导致电源上产生噪声。在放电电极和感应电极之间施加交流电压时，用于对两电极和其间夹着的电介质层所形成的电容成分进行充放电的交流电流流动。图5(a)是施加脉冲状的施加电压时测定了在两电极流动的电流波形的图。测定系统是图5(b)所示的构成。施加电压上升时(在此为在负极侧增加时)，用于对放电电极和感应电极间的电容成分进行充电的电流瞬间流动，如图5(a)所示观测尖峰状的电流波形。在该尖峰状部分包含因放电而产生的电流。上升后，对电容成分充电，因此电流几乎不流动，但电压下降时产生相反的电流。另外，虽然未图示，但施加电压为正弦波状时，各电极中流动的电流波形为正弦波状，在电压峰值之前具有因放电电流引起的尖峰状部分。施加正弦波时电流值的变化稳定，最大值、放电的尖峰电流值较小。该交流电流在放电电极侧及感应电极侧均会产生。在此，将感应电极与加热器线连接时，感应电流向电源部流动，导致产生噪声。此外，在高湿环境下尖峰状的波形的放电效率较高。这是因为，在高湿环境下受到放电电极和其周围的电介质间的吸附水分的影响，两者间的电位差较小。施加正弦波时，因与电压的上升时间对应的水分吸附引起的放电电极附近的表面电阻的时间常数，难以产生较大的电位差，难以引起放电。另一方面，在脉冲波的情况下，施加电压变化急剧，因此容易形成放电电极和电介质间的电位差增大的状态，容易产生放电。但是，施加脉冲波时，感应电流为尖峰状，其值较大，存在成为噪声的原因的危险。

另一方面，在高湿环境下通过加热器进行的放电元件的加热，可以有效地将少吸附水分，在加热器效果和脉冲波效果的共同作用下，可以进行稳定且高效的放电。但是，施加脉冲波时，在电压上升和下降时，感应电流尖峰状地产生，因此将用于加热器电源上的流路中时，容易导致电源部的损坏、并成为噪声产生源。

发明内容

本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种在伴随沿面放电而产生离子的离子产生元件中能够以低成本并根据条件适当设定感应电极的大小及形状、能够进行稳定且高效的放电的离子产生元件、带电装置、及图像形成装置。

为了解决上述问题，本发明的离子产生元件，将放电电极和感应电极夹着电介质而相对设置，通过在上述放电电极和上述感应电极之间施加交流电压，而伴随沿面放电产生离子，其特征在于，在上述电介质的形成上述感应电极的一侧的面，除了上述感应电极之外，还另外设置有加热器电极，该加热器电极通过因通电产生的焦耳热而对该离子产生元件进行加热，以使加热器电流不在上述感应电极中流动的方式，将上述感应电极和上述加热器电极连接配置。

根据上述构成，除了感应电极之外还另外设置有加热器电极，以使加热器电流不在感应电极中流动的方式，将上述感应电极和上述加热器电极连接配置。从而感应电极的电阻值对加热器电极没有影响。因此，可以根据各种条件设定作为感应电极的适当的大小、形状。此外，加热器电极不会对放电电极和感应电极间的放电特性带来影响，便可加热离子产生元件，减少吸附水分。从而，上述构成的离子产生元件可以进行稳定且高效的放电。此外，加热器电极可以调整电极宽度及长度，以在用于产生离子的放电中使用的电压和共用的电压(例如12V或24V等)下成为希望的接通功率。此外，加热器电极在与电介质的形成感应电极的面相同的面上形成，因此不会增加电介质在层叠方向的厚度，不会增大离子产生元件的尺寸，便可形成离子产生元件。

本发明的其他目的、特征及优点通过以下所示记载而明确。此外本发明的益处通过参照附图的以下说明得以明确。

附图说明

图1(a)是表示本发明的离子产生元件的一个实施方式的图。

图1(b)是表示图1(a)所示的离子产生元件的变形例的图。

图1(c)是表示图1(a)所示的离子产生元件的其他变形例的图。

图2是表示本发明的图像形成装置的主要部分构成的说明图。

图3(a)是表示本发明的带电装置的构成的图。

图3(b)是表示本发明的带电装置所具有的离子产生元件的侧视图。

图4(a)是作为比较例的现有的离子产生元件的主视图。

图4(b)是作为比较例的其他现有的离子产生元件的主视图。

图4(c)是本发明的一个实施例的离子产生元件的主视图。

图5(a)是在离子产生元件上施加脉冲波的施加电压时，施加电压波形、和在放电电极及感应电极中流动的电流波形的测定结果的图。

图5(b)是表示图5(a)的测定时的测定系统的构成的图。

图6是现有的离子产生元件的一例的主视图。

具体实施方式

以下参照图1(a)～图5(b)具体说明本发明的带电装置及具有该带电装置的图像形成装置的一个实施方式。另外，以下的实施方式只是将本发明具体化的一个示例，并不限定本发明的技术范围。

首先说明本实施方式的图像形成装置的整体构成。图2是表示本实施方式的图像形成装置100的简要构成的剖视图。该图像形成装置100是所谓串列式、且中间转印方式的打印机，可以形成全彩图像。

如图2所示，图像形成装置100具有4色(C/M/Y/K)份的可视图像形成单元50a～50d、转印单元40、及定影装置14。

转印单元40具有：中间转印带15(承载体)；和在该中间转印带15的周围配置的四个一次转印装置12a～12d、二次转印前带电装置3、二次转印装置16、及转印用清洁装置17。

中间转印带15重叠转印由可视图像形成单元50a～50d可视化的各色的调色剂图像，并且将转印的调色剂图像再转印到记录纸P上。具体地说，中间转印带15是环状的带，由一对驱动辊及导辊张架，并且在形成图像时被控制为预定的圆周速度(在本实施方式中为167～225mm/s)而被传送驱动。

一次转印装置12a～12d分别在每个可视图像形成单元50a～50d中设置，通过施加与形成于感光鼓(静电潜影承载体)7的表面上的调色剂图像相反极性的偏压，而将调色剂图像转印到中间转印带上。各个一次转印装置12a～12d隔着中间转印带15而配置在对应的可视图像形成单元50a～50d的相反侧。

二次转印前带电装置3使重叠转印到中间转印带15上的调色剂图像再带电，详细情况在下文说明，在本实施方式中通过释放离子而使调色剂图像带电。

二次转印装置16用于将转印到中间转印带15上的调色剂图像，再转印到记录纸P上，与中间转印带15接触设置。转印用清洁装置17用于清洁进行调色剂图像的再转印后的中间转印带15的表面。

另外，在转印单元40的中间转印带15的周围，从中间转印带15的传送方向上游侧依次配置有一次转印装置12a～12d、二次转印前带电装置3、二次转印装置16、转印用清洁装置17。

在二次转印装置16的记录纸P传送方向下游侧设置有定影装置14。定影装置14用于使通过二次转印装置16转印到记录纸P上的调色剂图像定影到记录纸P上。

此外，沿着中间转印带15的传送方向与中间转印带15接触设置有四个可视图像形成单元50a～50d。四个可视图像形成单元50a～50d除了使用的调色剂的颜色不同以外，为相同的结构，分别使用黄色(Y)/品红色(M)/青色(C)/黑色(K)的调色剂。以下仅对可视图像形成单元50a进行说明，对于其他的可视图像形成单元50b～50d省略说明。随之，在图2中仅图示了可视图像形成单元50a中的部件，但其他可视图像形成单元50b～50d也具有和可视图像形成单元50a相同的部件。

可视图像形成单元50a包括：感光鼓7；和在该感光鼓7的周围配置的潜影用带电装置4、激光写入单元(未图示)、显影装置11、一次转印前带电装置2、清洁装置13等。

潜影用带电装置4用于使感光鼓7的表面以预定的电位带电。对于潜影用带电装置4的详情在下文说明，在本实施方式中通过从潜影用带电装置4释放出的离子而使感光鼓7带电。

激光写入单元根据从外部装置接收到的图像数据，对感光鼓7照射激光(曝光)，在均匀带电的感光鼓7上扫描光像，写入静电潜影。

显影装置11向形成于感光鼓7的表面上的静电潜影提供调色剂，将静电潜影显影，形成调色剂图像。

一次转印前带电装置2用于使形成于感光鼓7的表面上的调色剂图像在转印前再带电。关于一次转印前带电装置2的详情在下文说明，在本实施方式中通过释放出离子而使调色剂图像带电。

清洁装置13除去/回收在中间转印带15上转印了调色剂图像后残留在感光鼓7上的调色剂，从而可以在感光鼓7上记录新的静电潜影及调色剂图像。

另外，在可视图像形成单元50a的感光鼓7的周围，从感光鼓7的旋转方向上游侧依次配置有潜影用带电装置4、激光写入单元、显影装置11、一次转印前带电装置2、一次转印装置12a、清洁装置13。

接着说明图像形成装置100的图像形成动作。关于可视图像形成单元的动作，利用上述可视图像形成单元50a的构成部件(标有参照标号的部件)进行说明，在可视图像形成单元50b～50d中也进行相同的动作。

首先，图像形成装置100从未图示的外部装置取得图像数据。此外，图像形成装置100的未图示的驱动单元，使感光鼓7在图2所示的箭头的方向上以预定的速度(在本实施方式中为167～225mm/s)旋转，并且潜影用带电装置4使感光鼓7的表面以预定的电位带电。

接着，激光写入单元根据取得的图像数据对感光鼓7的表面进行曝光，在感光鼓7的表面上进行与上述图像数据对应的静电潜影的写入。然后，显影装置11向形成于感光鼓7的表面上的静电潜影提供调色剂。从而使调色剂附着到静电潜影上而形成调色剂图像。

一次转印前带电装置2使如上形成在感光鼓7的表面上的调色剂图像再带电。并且，向一次转印装置12a施加与形成于感光鼓7的表面上的调色剂图像相反极性的偏压，将通过一次转印前带电装置2再带电了的调色剂图像转印到中间转印带上(一次转印)。

可视图像形成单元50a～50d依次进行上述动作，从而在中间转印带15上依次重叠Y，M，C，K的4色调色剂图像。

重叠的调色剂图像由中间转印带15传送到二次转印前带电装置3，二次转印前带电装置3对传送的调色剂图像进行再带电。并且，二次转印装置16使承载进行了再带电的调色剂图像的中间转印带15，与从未图示的送纸单元传送的记录纸P压接，施加与调色剂的带电相反极性的电压，从而将调色剂图像转印到记录纸P上(二次转印)。

其后，定影装置14使调色剂图像定影到记录纸P上，并将记录有图像的记录纸P排出到未图示的排纸单元。另外，上述转印后残留在感光鼓7上的调色剂由清洁装置13除去/回收，此外中间转印带15上残留的调色剂由转印用清洁装置17除去/回收。通过以上动作，图像形成装置100可以在记录纸P上进行适当的打印。

接下来详细说明转印前带电装置的构成。上述一次转印前带电装置2、潜影用带电装置4、二次转印前带电装置3，除了设置的位置不同之外，为相同结构的装置。另外，在潜影用带电装置4中，也可以将用于控制带电电位的栅格电极配置在以下说明的离子产生元件(沿面放电元件)1和感光鼓7之间。该栅格电极的位置可以距感光鼓7大约1mm左右、距离子产生元件1为2～10mm左右。以下，详细说明二次转印前带电装置3，而省略一次转印前带电装置2及潜影用带电装置4的详细说明。

图3(a)是配置在中间转印带15附近的二次转印前带电装置3的构成图，图3(b)是二次转印前带电装置3所具有的离子产生元件1的侧视图，图1(a)是二次转印前带电装置3所具有的离子产生元件1的主视图。此外，图1(b)及(c)所示的离子产生元件1’及离子产生元件1”是图1(a)所示的离子产生元件1的其他变形例。

如图3(a)所示，二次转印前带电装置3包括离子产生元件1、相对电极31、高压电源32、及电压控制部33。

离子产生元件1如图3(a)及图3(b)所示，具有电介质21、放电电极22、感应电极23、涂层(保护层)24，通过基于放电电极22和感应电极23间的电位差而产生的放电(在放电电极22附近在电介质21的沿面方向产生的电晕放电)，产生离子。

电介质21以将大致长方形状的上部电介质21a和下部电介质21b粘贴而成的平板状构成。作为电介质21的材料，如果为有机物则优选耐氧化性强的材料。例如可以使用聚酰亚胺或玻璃环氧树脂等树脂。此外作为电介质21的材料如果选择无机物，则可以使用云母层压材料、氧化铝、结晶玻璃、镁橄榄石、滑石等陶瓷。另外，考虑到耐腐蚀性，作为电介质21的材料优选无机类的材料，进而考虑到成形性、后述的电极形成的难易度、耐湿性的降低等，优选利用陶瓷成形。此外，优选放电电极22和感应电极23之间的绝缘电阻均匀，因此电介质21的材料内部的密度偏差越少、电介质21的绝缘率越均匀越好。电介质21的厚度优选50～250μm，但不限于该数值。

放电电极22在电介质21(上部电介质21a)的表面上与电介质21一体地形成。作为放电电极的材料例如只要是钨、银、不锈钢等具有导电性的材料，均可以使用，没有特别限制。但是，条件是不会因放电引起熔融、飞散等变形。放电电极22优选，距电介质21的表面的深度(与电介质21的表面相比在感应电极23侧设置放电电极时)、或厚度(从电介质21的表面突出地设置放电电极时)均匀。另外，在本实施方式中，作为放电电极22的材料优选使用钨或不锈钢。

放电电极22的形状只要是在与中间转印带15的移动方向垂直的方向上均匀延伸的形状，可以为任意形状。但是，当为容易引起与感应电极23的电场集中的形状时，即使在放电电极22和感应电极23之间施加的电压降低，也可以在上述两电极间放电，因此较为优选。在本实施方式中，放电电极22的形状如图1(a)所示为梳齿状，容易引起放电。在本实施方式中放电电极22为梳齿状，但也可以如图1(b)、图1(c)所示的结构、图4(c)所示的下述实施例的结构那样，为长方形状的电极。

感应电极23形成在电介质21的内部(上部电介质21a和下部电介质21b之间)，并与放电电极22相对配置。这是因为，优选放电电极22和感应电极23之间的绝缘电阻均匀，优选放电电极22和感应电极23并行。通过这种配置，放电电极22和感应电极23的距离(以下称为电极间距离)一定，因此放电电极22和感应电极23间的放电状态稳定，可以适当地产生离子。在该构成中，放电电极22和感应电极23夹着上部电介质21a相对地配置。另外，虽然使电介质21为1层并将感应电极23设置在电介质21的背面也没有问题，但此时为了在电介质的表面传递而使放电电极22和感应电极23不泄漏，需要相对于施加电压确保充分的沿面距离、或用绝缘性的涂层(保护层)覆盖放电电极22、感应电极23。

作为感应电极23的材料，与放电电极22同样地，只要是例如钨、银、不锈钢等具有导电性的材料均可使用，没有特别限制。在本实施方式，感应电极23的材料使用钨或不锈钢。感应电极23如图1(a)及图1(b)所示可以是全面电极，或如图1(c)所示设置为在放电电极22的长度方向上与放电电极22并行、且夹着放电电极22的线状电极。并且，感应电极23的一端通过接地用连接端子(接地用连接端部)与接地电位(GROUND)连接。

在电介质21的内部(上部电介质21a和下部电介质21b之间)，除了感应电极23之外，还另行线状地设置有加热器电极25，该加热器电极25以包围感应电极23并传递到靠近电介质21的外周边的部分的方式进行布线。加热器电极25的一端与加热器电源34连接，另一端设置为接地电位。并且，由加热器电源34向加热器电极25施加预定的电压(在本实施方式中为12V)，从而加热器电极25因焦耳热而发热。通过这样使加热器电极25发热，可以使电介质21升温(在本实施方式中为约60℃)而抑制电介质21的吸湿，可以在高湿环境下也稳定地产生离子。电介质21为陶瓷时，虽然电介质21自身不吸湿，但如果在电介质21的表面结露，放电特性也会下降，因此通过加热器的发热可以有效防止结露或消除结露。

其中，在本实施方式的离子产生元件1中，在上部电介质21a的形成感应电极23的面(也可以说是下部电介质21b的上表面)上，除了感应电极23之外，还另外形成有加热器电极25。并且，以使加热器电流不流过感应电极23的方式配置感应电极23和加热器电极25。由于为上述结构，因此感应电极23的电阻值对加热器电极25没有影响。因此，感应电极23可以根据各种条件设定作为感应电极23适当的大小、形状。此外，加热器电极25对放电电极22和感应电极23间的放电特性不会产生影响，便可加热离子产生元件1，减少吸附水分。从而离子产生元件1可以进行稳定且高效的放电。此外，加热器电极25可以调整电极宽度、长度，以在用于产生离子的放电中使用的电压和共用的电压(例如12V或24V等)下成为希望的接通功率。

另外，加热器电极25例如可以为图4(c)所示的布线。具体地说，加热器电极25也可以布线为，使加热器电流从加热器电源34经过加热器电源25和感应电极23连接的部分向接地电极部流动。此时，感应电极23中仅有较细的与加热器线连接的部分(图4(c)中的右端部分)流过加热器电流，感应电极23内为同一电位，没有电流流动。而感应电流、即由施加在放电电极22上的交流电压感应出而在感应电极23流动的电流，经过加热器线，从而在图4(c)的构成中，感应电流从加热器电源34侧和接地电极侧双方流动，因此有可能受到噪声的影响。因此更优选的是图1(a)～图1(c)的构成。

另外，放电电极22及感应电极23优选由铜、金、镍等镀敷。通过镀敷可以延长作为电极的寿命并且提高强度。

涂层24以覆盖放电电极22的方式形成在电介质21上，例如由氧化铝、玻璃、硅等形成。

在此对离子产生元件1的制造方法进行说明，但制造方法不限于以下方法、数值。首先将厚度0.2mm的氧化铝片切断为预定的大小(例如宽度8.5mm×长度320mm)，形成两个具有大致相同大小的氧化铝的基材，使其为上部电介质21a及下部电介质21b。接着，在上部电介质21a的上表面梳齿状地丝网印刷钨来作为放电电极22，使放电电极22与上部电介质21a一体成形。另一方面，在下部电介质21b的上表面上丝网印刷钨来作为加热器电极25及感应电极23，使加热器电极25及感应电极23与下部电介质21b一体成形。在本实施方式中，感应电极23以在下部电介质21b的中央沿着下部电介质21b的长度方向配置的方式进行印刷，此外，加热器电极25以包围该感应电极23的周围并且传递到靠近下部电介质21b的外周部的部分配置为U字状的方式进行印刷。

进而，在上部电介质21a的表面上以覆盖放电电极22的方式形成氧化铝的涂层24，绝缘涂敷放电电极22。并且，以使放电电极22和感应电极23隔着上部电介质21a相对的方式，重叠上部电介质21a的下表面和下部电介质21b的上表面，之后进行压接。其后，将其放入炉中，在1400～1600℃的非氧化性氛围下烧结。从而可以容易地制造本实施方式的离子产生元件1。另外，烧结前片的压接的顺序及次数，可以在放电电极印刷前，也可以在涂层形成前后。

相对电极31在本实施方式中为不锈钢制的板状形状，在经由中间转印带15与离子产生元件1相对的位置上配置为与中间转印带15的背面侧(不形成调色剂图像的一侧)紧贴。并且，经由相对电极电源35而接地。

相对电极电源35向相对电极31施加预定的电压。该相对电极电源35被配置为容易产生来自放电电极22的放电，并非必须的装置，可以省略。

高压电源(电压施加电路)32在电压控制部33的控制下，向离子产生元件1的放电电极22和感应电极23之间提供交流高电压。使用施加电压Vpp为2～4kV、偏压为-1～-2kV、频率f为500～2kHz的脉冲波。脉冲波的Duty，使高压侧时间为10～50％。另外，波形也可以为正弦波，但考虑到放电的效率、特别是高湿条件下的放电性能，优选脉冲波。

使上述结构的高压电源32动作，在放电电极22和感应电极23之间施加交流高电压时，根据放电电极22和感应电极23之间的电位差，在放电电极22附近发生沿面放电(电晕放电)。从而，通过使放电电极22的周围的空气离子化而产生阴离子，使中间转印带15上的调色剂图像以预定的带电量(在此为约-30μC/g)带电。

此外，高压电源32与电压控制部33连接。电压控制部33用于控制高压电源的施加电压的大小。具体地说，电压控制部33测量在相对电极电源35流动的电流的值，并反馈控制高压电源32的施加电压以使上述测量的电流的值为目标值。

在相对电极31流动的电流的大小与调色剂的带电量相关。因此，通过将在相对电极31流动的电流保持为一定的目标值，调色剂图像的带电量也为一定的值。

通过这样根据在相对电极31流动的电流的大小来反馈控制高压电源32的施加电压的大小，即使因异物附着到放电电极22的前端部、环境条件变化、或图像形成装置100内的风的流动变化等，而使离子的产生量、产生的离子到达调色剂图像的比例发生变动，也可以总是向调色剂图像提供最佳的量的离子。

如上所述，在本实施方式的带电装置(一次转印前带电装置2、二次转印前带电装置3、潜影用带电装置4)所具有的本实施方式的离子产生元件1中，分别设置有加热器25和感应电极23，在感应电极23中不流动加热器电流。从而感应电极23的电阻值对加热器电极25没有影响。因此，可以根据各种条件设定作为感应电极23的适当的大小、形状。此外，加热器电极25对放电电极22和感应电极23间的放电特性不会产生影响，便可加热离子产生元件1，减少吸附水分。此外，加热器电极25可以调整电极宽度、长度，以在用于产生离子的放电中使用的电压和共用的电压(例如12V或24V等)下成为希望的接通功率。此外，加热器电极25形成在与电介质21的形成感应电极23的面相同的面上，因此不会增加在电介质21的层叠方向的厚度，不会增大离子产生元件1的尺寸，便可形成离子产生元件。本发明的离子产生元件进一步具有以下效果。

参照图1(b)、图1(c)及图5说明本发明的离子产生元件的效果。图1(b)、图1(c)分别是表示作为图1(a)所示的本实施方式的离子产生元件1的变形例的离子产生元件的构成的图。图1(b)所示的构成的离子产生元件1’及图1(c)所示的构成的离子产生元件1”中，在夹着电介质21与放电电极22相对的位置配置感应电极，感应电极23的一端直接与成为接地电位的电极接点连接。加热器电极25作为线状的加热器线形成，并布线为传递到靠近电介质21的外周部的部分，加热器电极25的一端与加热器电源34连接，另一端与接地电位连接，加热器电流不在感应电极23中流动。此外，加热器电极25在从放电电极22离开的位置上布线，因此感应电流也难以在加热器电极25流动。加热器电极25的电极宽度在离子产生元件1’及离子产生元件1”中为0.1mm，其电阻为大约30Ω，但不限于这些数值。

感应电极23可以如图1(b)所示为全面电极，也可以如图1(c)所示为线状。其中，全面电极的宽度设为1.5mm，线状电极的宽度设为1mm，任意一种电极的电阻值均为约1～2Ω，为比加热器电极25小很多的电阻。上述各数值只是单纯的示例。通过使离子产生元件为上述构成，可以使感应电流在感应电极23部分流动，感应电流几乎不在加热器电极25流动。

图5是表示向离子产生元件施加脉冲波的施加电压时的施加电压波形、和在放电电极及感应电极流动的电流波形的测定结果的图。测定系统为图5(b)所示的结构。如图5(a)所示，施加电压上升时(在此为在负极侧增加时)，用于对放电电极和感应电极间的电容成分充电的电流瞬间流动，观测到尖峰状的电流波形。在该尖峰状部分也包含放电引起的电流。施加电压的上升沿之后，由于对电容成分充电，因此电流几乎不流动，但电压下降时产生相反的电流。

该感应电流如果经过加热器电极并流向加热器电源部，则会导致产生噪声。但是在本实施方式中，感应电极和加热器电极分离，因此感应电流向加热器的情况被抑制，从而噪声的产生得以抑制。

其中，在高湿环境中脉冲波比正弦波的放电效率高。这是因为，在高湿环境下，由于放电电极和其周围的电介质间的吸附水分的影响，两者间的电位差变小。施加正弦波时，相对于电压的上升时间，因水分吸收引起的放电电极附近的表面电阻的时间常数，难以产生大的电位差，难以发生放电。另一方面，脉冲波的情况下，施加电压变化急剧，因此容易形成放电电极和电介质间的电位差较大的状态，容易产生放电。但是，施加脉冲波时，感应电流为尖峰状，其电流值也较大，可能会导致产生噪声。另外虽然未图示，但施加电压为正弦波时，在各电极流动的电极波形为正弦波状，在电压峰值之前具有因放电电流引起的尖峰状部分。施加正弦波时，电流值的变化平稳，最大值、放电的尖峰电流值较小，因此不易受到噪声影响，但如上所述，高湿环境下的放电性能降低。

另一方面，在高湿环境下通过加热器进行的放电元件的加热，可以有效减少吸附水分，在加热器效果和脉冲波效果的共同作用下，可以进行更稳定且高效的放电。但是，施加脉冲波时，感应电流在电压上升和下降时产生为尖峰状，因此其流入到朝向加热器电源的流路中时，存在容易使加热器电源损坏、产生噪声等问题。

但是，通过采用本实施方式的构成，即使施加脉冲波也可以抑制感应电流向加热器电源部流动，降低加热器电源的损坏、噪声的产生，可以使加热器效果和脉冲波效果共同作用。从而，通过采用本实施方式的构成可以解决上述问题。

(实施例)

接下来对使用了本发明的离子产生元件的实施例进行说明。在此参照图4说明本发明的实施例及用于比较的现有的离子产生元件。图4(a)、图4(b)是表示作为比较例的现有的离子产生元件的图，图4(c)是表示本实施例的离子产生元件的图。

比较例1的离子产生元件，如图4(a)所示，感应电极23为全面图案的电极，在其两端施加偏压从而发挥作为加热器的功能。即，在该比较例1中感应电极23和加热器兼用。该比较例1的全面电极部的宽度为大约1.5mm，长度为大约300mm，加热器电极的电阻为大约1.2Ω。

比较例2的离子产生元件如图4(b)所示，使感应电极环绕为U字状，在其两端施加偏压而发挥加热器功能。即，在该比较例2中也是感应电极23和加热器兼用。该比较例2中的电极宽度为1mm，长度约为600mm，加热器电极的电阻约为3Ω。

比较例3的离子产生元件与比较例2同样地为图4(b)所示的形状，除了将电极宽度变更为0.7mm以外，是与比较例2相同的构成，电阻值约为4.5Ω。在比较例3中也是感应电极23和加热器兼用。

本实施例(实施例1)的离子产生元件如图4(c)所示，是将感应电极和加热器电极功能分离的形状。作为感应电极而在放电电极的正下方附近配置全面电极，与上述比较例1同样地，全面电极的宽度为1.5mm。此外，感应电极的电阻值为1～2Ω左右。在本实施方式中，加热器电极25与作为全面电极的感应电极23连接，设置为一端与加热器电源34侧的连接部连接、另一端与接地电位侧的连接部连接的加热器线。从而感应电极23中仅在较细的与加热器线连接的部分(图4(c)的右端部分)流动加热器电流，但感应电极23内为同一电位，不流动电流。另外，感应电流在图4(c)所示的本实施例中如下。由施加在放电电极22上的交流电压感应出并在感应电极23流动的电流，经过加热器线。在图4(c)中感应电流从加热器电源34侧和接地电位侧双方流动，因此可能受到噪声的影响。本实施例中的加热器电极的宽度约为0.1mm，其电阻约为30Ω。

在此，本实施例的离子产生元件为图4(c)所示的构成，因此可以使加热器电流几乎不在感应电极23流动。但是更优选的是，如图1(a)～图1(c)所示，感应电流流动的通路是从接地电位开始成为主要路径的结构。这是因为，为这种结构时，感应电流很难经过高电阻的加热器线流动到加热器电源侧，可以切实地防止产生噪声。

另外，实施例1及比较例1～3的感应电极全部使用相同的电阻体，电阻率相同，因此电阻值应该相对于电极宽度和长度成比例，但该比例关系稍有偏离。其理由是，在面状和线状下，对电极进行印刷或加压冲压时的状态不同，因此电极层的厚度、密度不同。

利用上述实施例1及比较例1～3的离子产生元件，测定放电性能和加热性能。其结果如表1所示。

表1

电阻

接通功率(5V)

接通功率(12V)

加热

感应电极宽度

离子量

比较例1

约1.2Ω

约21W

约120W

过剩

1.5mm

适量

比较例2

约3Ω

约8.3W

约48W

过剩

1mm

适量

比较例3

约5Ω

约5W

约32W

适量

0.6mm

少

实施例1

约30Ω

约0.8W

约4.8W

适量

0.1mm

适量

另外，考虑到加热器电压的低成本化，作为加热器上的施加电压，是作为图像形成装置内的通用电源电压的5V、12V。在此，24V也是对象，但由于接通功率过大，因此在此不进行测定。此外，作为离子产生元件的加热性能，优选可以加热到比室温高20～30度左右。这是因为，通过该程度的加热可以除去离子产生元件表面的附着水分，改善放电特性。如果过加热，则在安全性方面产生问题，且附着的调色剂等熔融，对放电性能带来不良影响。

在实施例1及比较例1～3中，放电电极和感应电极间的电介质(电介质层)为0.2mm，出于保护、绝缘、增强电极强度的目的而在感应电极侧设置有0.7mm的陶瓷层，在该结构下使用了总厚度约0.9mm的元件。为了对这种离子产生元件进行上述加热，需要大约5W左右的接通功率，为了评价加热能力是否适当，而评价了通过上述施加电压是否可以施加5W的接通功率。

根据表1可知，在比较例1的条件下，感应电极的宽度足够，可以充分确保放电引起的离子产生能力，但加热器电极的电阻值过低，接通5V、12V时，加热性能过剩。此外在比较例2中，感应电极宽度虽降至1mm，但也可充分确保离子产生量，但是电阻值不适当，加热性能过剩。进而在比较例3中，进一步将感应电极宽度缩小至0.6mm，将电阻值设定为5Ω左右，从而在施加5V时成为5W左右的接通功率，获得了适当的加热性能，但是因感应电极狭窄而导致离子产生能力下降。这样一来，兼用感应电极和加热器电极的构成的情况下，很难进行可以低成本地满足离子产生能力和加热器加热性能的条件设定。另外，在此虽然没有触及，但也考虑了改变感应电极(加热器线)的厚度、电阻系数，但存在涂敷条件、与电介质基材的相性等问题，选择为任意的厚度、电阻系数实际并不容易。

另一方面，在具有本发明的构成的实施例1中，作为感应电极发挥作用的部分作为全面电极可以确保必要离子量，同时加热器电极被设定为用于使电阻值最佳的线宽。由此可知，通过本发明的构成的离子产生元件，可以容易地满足了离子产生、加热性能的特性。

如上所述，本发明的离子产生元件，将放电电极和感应电极夹着电介质而相对设置，通过在上述放电电极和上述感应电极之间施加交流电压，而伴随沿面放电产生离子，其特征在于，在上述电介质的形成上述感应电极的一侧的面，除了上述感应电极之外，还另外设置有加热器电极，该加热器电极通过因通电产生的焦耳热而对该离子产生元件进行加热，以使加热器电流不在上述感应电极中流动的方式，将上述感应电极和上述加热器电极连接配置。

此外，本发明的离子产生元件，将放电电极和感应电极夹着电介质而相对设置，通过在上述放电电极和上述感应电极之间施加交流电压，而伴随沿面放电产生离子，其特征在于，在上述电介质的形成上述感应电极的一侧的面，除了上述感应电极之外，还另外设置有加热器电极，该加热器电极通过因通电产生的焦耳热而对该离子产生元件进行加热，配置为使加热器电流不在上述感应电极中流动。

在本发明的离子产生元件中，除了上述构成之外，优选上述加热器电极配置为包围与上述放电电极相对配置的上述感应电极。

根据上述构成，可以适当且容易地使加热器电流不在感应电极中流动，感应电流在感应电极中流动，因此可以使感应电流几乎不在加热器电极中流动。例如，放电电极和感应电极夹着板状的电介质而相对设置，加热器电极优选配置为传递到靠近电介质的外周部的部分。

在本发明的离子产生元件中，除了上述构成之外优选，上述感应电极具有接地用连接部，上述加热器电极形成为线状，其一端与该接地用连接部连接，另一端与上述加热器电源连接。

在放电电极和感应电极之间施加交流电压时，用于对两电极和其间夹着的电介质层所形成的电容成分进行充放电的交流电流流动。在放电电极侧及感应电极侧均产生该交流电流。在此将感应电极与加热器电极连接时，存在感应电流导致加热器电源产生噪声情况，不优选。但是如本发明的上述构成那样，具有接地用连接部时，可以直接与接地电位连接，因此可以使得噪声很难进入向加热器电源的流路中。

此外，在本发明的离子产生元件中，除了上述构成之外优选，上述感应电极不与接地电位连接，上述加热器电极形成为线状，其一端与接地用连接部连接，另一端与上述加热器电源连接。

根据上述构成，感应电流向接地用连接部流动，因此噪声难以进入向加热器电源的流路，优选。

在本发明的离子产生元件中，除了上述构成之外优选，上述感应电极的电阻值小于上述加热器电极的电阻值。

通过上述构成，感应电流几乎都向接地电极侧流动。从而，经过向加热器电源的流路的感应电流的成分减少，可以降低向加热器电源的流路中的噪声。

本发明的带电装置，其特征在于，具有：上述任意的离子产生元件；和在上述放电电极和上述感应电极之间施加交流电压的电源部。

根据上述构成，具有本发明的任意的离子产生元件，因此能够提供可以稳定且高效地带电、并且紧凑化的带电装置。

在本发明的带电装置中，除了上述构成之外，优选上述电源部施加的交流电压的波形为脉冲波。

特别是在高湿环境中脉冲波的放电效率高。这是因为，在高湿环境下，由于放电电极和其周围的电介质间的吸附水分的影响，两者间的电位差变小。施加正弦波时，相对于电压的上升时间，因水分吸收引起的放电电极附近的表面电阻的时间常数，难以产生大的电位差，难以发生放电。另一方面，脉冲波的情况下，施加电压变化急剧，因此容易形成放电电极和电介质间的电位差较大的状态，容易产生放电。另一方面，在高湿环境下通过加热器进行的放电元件的加热，可以有效减少吸附水分，在加热器效果和脉冲波效果的共同作用下，可以进行更稳定且高效的放电。但是，施加脉冲波时，感应电流在电压上升和下降时产生为尖峰状，因此其流入到朝向加热器电源的流路中时，存在容易使加热器电源损坏、产生噪声等问题。

如本发明的上述构成那样，构成为将感应电极直接与接地电极连接，感应电流难以向加热器电极流动，并且施加脉冲波，从而能够提供一种可以更稳定地进行高效的离子产生的带电装置。

本发明的图像形成装置，其特征在于，作为使静电潜影承载体带电的带电装置，具有上述带电装置。

通过使用本发明的带电装置作为使静电潜影承载体带电的装置，可以适当地使静电潜影承载体带电，此外可以提供紧凑化的图像形成装置。

本发明的图像形成装置，其特征在于，作为对承载在承载体上的调色剂提供电荷的转印前带电用的带电装置，具有上述带电装置。

利用本发明的带电装置，可以对转印前的调色剂进行适当地带电，可以提高转印效率并且提高转印均匀性。进而本发明的带电装置如上所述紧凑化，因此可以用有线的空间进行转印前调色剂的带电，可以实现图像形成装置的缩小。

以上说明的具体实施方式或实施例只是用于明确本发明的技术内容，不得仅限于该具体例作狭义的解释，在本发明的精神及权利要求范围内，可进行各种变更并实施。此外，在本说明书所示的数值范围以外，只要处于不违反本发明的主旨的合理范围内，也包含在本发明中。

另外，本发明在使用电子照相方式的图像形成装置中，可以用作进行以下带电的带电装置：使形成于感光体或中间转印体等图像承载体上的调色剂图像在转印前带电的转印前带电；使感光体带电的潜影用带电；或辅助显影装置内的调色剂的带电的调色剂的预备带电等。

Claims

1.一种用于图像形成装置中的带电装置中的离子产生元件，将放电电极和感应电极夹着电介质而相对设置，通过在上述放电电极和上述感应电极之间施加交流电压，而伴随沿面放电产生离子，其中，

在上述电介质的形成上述感应电极的一侧的面上，除了上述感应电极之外，还另外设置有加热器电极，该加热器电极通过因通电产生的焦耳热而对该离子产生元件进行加热，

以使加热器电流不在上述感应电极中流动的方式，将上述感应电极和上述加热器电极连接配置，

上述感应电极具有接地用连接部，

上述加热器电极的一端与该接地用连接部连接，另一端与加热器电源连接。

2.根据权利要求1所述的离子产生元件，其特征在于，

上述加热器电极配置为包围与上述放电电极相对配置的上述感应电极。

3.根据权利要求1所述的离子产生元件，其特征在于，

上述加热器电极形成为线状，上述感应电极的电阻值小于上述加热器电极的电阻值。

4.一种用于图像形成装置中的带电装置，其特征在于，具有：权利要求1所述的离子产生元件；和在上述放电电极和上述感应电极之间施加交流电压的电源部。

5.根据权利要求4所述的带电装置，其特征在于，

上述电源部施加的交流电压的波形为脉冲波。

6.一种图像形成装置，其特征在于，作为使静电潜影承载体带电的带电装置，具有权利要求4所述的带电装置。

7.一种图像形成装置，其特征在于，作为对承载在承载体上的调色剂提供电荷的转印前带电用的带电装置，具有权利要求4所述的带电装置。