CN102346404B - 带电装置及具有该带电装置的图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带电装置及具有该带电装置的图像形成装置。电晕带电方式的带电装置(5),被配置成与电子照相方式的图像形成装置(100)中能够旋转地设置的图像承载体(3)相对,使图像承载体(3)的表面带电,其中,具有:放电电极(53);和屏蔽罩(51),至少除了放电电极(53)和图像承载体(3)的相对面外将设置有放电电极(53)的空间覆盖,在屏蔽罩(51)的与放电电极(53)的相对面上,粘贴由铝构成的片状部件(55)。

Description

带电装置及具有该带电装置的图像形成装置
技术领域
本发明涉及一种电晕带电方式的带电装置及具有该带电装置的图像形成装置。
背景技术
在电子照相方式的图像形成装置中,作为非接触型的带电方式,一直以来使用电晕带电方式。电晕带电方式是将通过电晕放电而产生的离子引导到感光鼓等图像承载体表面并使之带电的带电方式。
而在电晕带电方式的带电装置中,通过电晕放电生成的硝酸离子在图像形成动作停止时移动到感光鼓并附着,从而出现在之后形成的图像中产生白斑等图像缺陷的问题。
对该问题参照图13详细进行说明。图13是表示感光鼓3中产生白斑图像的机理的示意说明图。
如图13所示,因带电装置5的电晕放电而产生臭氧(O3)。该产生的臭氧(O3)氧化空气中的氮,生成氮氧化物(NOx)。生成的氮氧化物(NOx)与空气中的水分反应,变为硝酸(HNO3)。硝酸在图像形成动作结束后的图像形成装置放置时,在带电装置5附近附着到感光鼓3的表面。这样一来,感光鼓3中的硝酸离子附着的部分的表面电阻改变,电荷保持能力降低,之后进行图像形成时,产生白斑图像。
为解决这一问题,在现有的电晕带电方式的带电装置中,通过设置将带电装置内的空气排出到装置外部的风扇,降低图像形成动作停止后残留在带电装置内的NOx,减少图像形成装置放置时附着到感光鼓的硝酸。
并且,专利文献1公开了以下技术:向屏蔽罩中的放电电极侧的面涂布无孔、实质上连续的氢氧化铝的涂膜,通过该氢氧化铝产生NOx的不可逆中和反应。
专利文献1:特开昭62-7065号公报(昭和62年1月14日公开)
但在设置用于排出带电装置内的空气的风扇的结构中,一般在从停止图像形成装置的动作经过预定时间后会停止风扇的动作,因此带电装置内残留的硝酸的降低效果有一定界限。并且,为了提高残留在带电装置内的硝酸的降低效果,在图像形成装置停止时,可考虑使风扇持续动作,但这种情况下耗电增大。
并且,在专利文献1的技术中,通过上述不可逆中和反应消耗氢氧化铝,因此无法长期稳定防止硝酸引发的不良影响。因此,在专利文献1的技术中,每当氢氧化铝因化学反应消耗而使中和硝酸的能力下降时,就需要更换带电装置自身。
并且,在专利文献1的技术中,再次利用使用完的屏蔽罩时,为了再次形成无孔、实质上连续的氢氧化铝的涂膜,需要在进行剥离并去除涂布的氢氧化铝的涂膜后,进行重新涂布新的氢氧化铝的处理,非常消耗时间和成本。
发明内容
本发明鉴于以上问题而提出,其目的在于,在电晕带电方式的带电装置中,低成本、长期稳定地防止因电晕放电产生的硝酸造成的画质降低。
为解决上述课题,本发明的带电装置为电晕带电方式的带电装置,被配置成与电子照相方式的图像形成装置中能够旋转地设置的图像承载体相对,使上述图像承载体的表面带电,其特征在于,具有:放电电极;和屏蔽罩,至少除了上述放电电极和上述图像承载体的相对面外将设置有上述放电电极的空间覆盖,在上述屏蔽罩的与上述放电电极的相对面上,粘贴由铝构成的片状部件。
根据上述构成,伴随放电产生的硝酸由片状部件吸附并存储,从而降低带电动作停止时移动到图像承载体表面的硝酸的量,可长期稳定地抑制因硝酸附着到图像承载体表面而产生的白斑图像问题。并且,只要粘贴片状部件即可,因此和使用铝制的屏蔽罩的构成、在屏蔽罩的内壁面涂布氢氧化铝的构成相比,可以较低成本获得白斑的抑制效果。即,根据上述构成,可低成本、长期稳定地防止电晕放电产生的硝酸造成的白斑图像缺陷。
并且,也可以构成为,上述片状部件粘贴在上述屏蔽罩的与上述放电电极的相对面中、比上述放电电极靠向上述图像承载体的旋转方向下游侧的相对面上。例如可以是如下构成:上述屏蔽罩是使与四方筒的延伸方向平行的四个侧面中的一个侧面为开放面、剩余三个侧面为封闭面的形状,上述开放面与上述图像承载体相对,上述延伸方向与上述图像承载体的旋转轴方向平行,上述片状部件在上述封闭面中和上述放电电极相比配置在上述图像承载体的旋转方向下游侧的封闭面上沿上述屏蔽罩的延伸方向粘贴,以覆盖从该封闭面中的上述开放面侧的端部到预定范围的区域。
根据上述构成,在因放电电极和屏蔽罩之间产生的电晕风及伴随图像承载体的旋转而产生的风使放电生成物的移动量变多的位置上,粘贴片状部件,因此可有效吸附硝酸离子。并且,可通过少量的片状部件防止白斑图像缺陷的发生,因此可将粘贴片状部件产生的成本增加限制到最低限度。
并且,也可是以下构成:上述片状部件的面积相对于粘贴上述片状部件的上述封闭面的面积的比率是88%以上、100%以下。
根据上述构成,可适当抑制白斑图像缺陷及图像流(文字有污点等)图像结果。
并且,上述片状部件的膜厚可以是30μm以上、80μm以下。通过使片状部件的膜厚为上述范围,可适当吸附硝酸。
并且,也可是以下构成:上述片状部件能够拆装地粘贴到上述屏蔽罩。
根据上述构成,例如片状部件对硝酸的累积吸附量增大、吸附能力下降等情况下,易于进行剥离片状部件并贴上新的片状部件的处理。
本发明的图像形成装置的特征在于,具有上述任意一种带电装置。
根据上述构成,可低成本、长期稳定地防止因电晕放电产生的硝酸造成的白斑图像缺陷。
如上所述,本发明的带电装置具有:放电电极;和屏蔽罩,除了上述放电电极和上述图像承载体的相对面外将设置有上述放电电极的空间覆盖,在上述屏蔽罩的与上述放电电极的相对面上,粘贴由铝构成的片状部件。
根据上述构成,可低成本、长期稳定地防止因电晕放电产生的硝酸造成的白斑图像缺陷。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式涉及的带电装置的截面图。
图2是具有图1的带电装置的图像形成装置的截面图。
图3是图2的图像形成装置所具有的图像形成部的截面图。
图4是图1所示的带电装置的透视图。
图5是图1所示的带电装置的平面图。
图6是放大了图1所示的带电装置具有的铝片的表面的图。
图7是表示使用图1的带电装置进行的实验的结果的图表。
图8是表示使用图1的带电装置进行的实验的结果的图表。
图9是表示使用图1的带电装置进行的实验中的白斑的评价指标的说明图。
图10是表示使用图1的带电装置进行的实验的结果的表。
图11是表示使用图1的带电装置进行的实验的结果的表。
图12是表示使用图1的带电装置进行的实验的结果的图表。
图13是表示使用了电晕带电方式的带电装置的图像形成装置中的白斑的发生机理的说明图。
图14是表示使用图1的带电装置进行的实验的结果的表。
具体实施方式
说明本发明的一个实施方式。
(1-1.图像形成装置100的构成)
图2是表示本实施方式涉及的图像形成装置100的构成的截面示意图。图像形成装置100是将与从外部传送的图像数据或通过原稿读取得到的图像数据对应的多色或单色图像形成在记录材料(记录纸)上的电子照相方式的图像形成装置,具有装置主体110和自动原稿传送装置120。
装置主体110具有曝光单元1、四个图像形成部P、包括中间转印带61的中间转印单元6、定影单元7、内部送纸单元81、手动送纸单元82和排纸单元91。并且,在装置主体110的上部设置用于放置原稿的由透明玻璃构成的原稿放置台92,在原稿放置台92的上侧安装自动原稿传送装置120。自动原稿传送装置120将原稿自动传送到原稿放置台92上。并且,自动原稿传送装置120以图2的纸面进深方向的端部为轴相对于原稿放置台92转动自如地设置,打开原稿放置台92,用户可将原稿直接放置到原稿放置台92上。
图像形成装置100使用和黑色(K)、青色(C)、品红色(M)及黄色(Y)四种颜色的各色相对应的图像数据,在图像形成部P中进行图像形成。四个图像形成部P在中间转印带61的移动方向(旋转方向)上配置成一列。四个图像形成部P构成分别相同。
图2是构成图像形成部P的处理盒50的截面图。如该图所示,处理盒50具有显影装置2、带电装置5、感光鼓(图像承载体)3、以及清洁单元4。
感光体(图像承载体)3呈圆筒状的鼓状,设置成可通过未图示的驱动单元绕与延伸方向平行的旋转轴旋转。感光鼓3具有圆筒状的导电性基体、及设置在导电性基体表面的感光层。
在感光鼓3的周围,带电装置5、显影装置2及清洁单元4沿感光鼓3的旋转方向以此顺序配置。并且,在四个图像形成部P的各显影装置2中收容黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、黑色(K)中的任意的调色剂(显影剂)。
带电装置5是电晕带电方式的带电装置,以沿与感光鼓3的旋转轴方向平行的方向延伸的方式靠近感光鼓3配置,使感光鼓3的表面均匀带电为预定电位。稍后详述带电装置5。
曝光单元1是具有以下部件的激光扫描单元(LSU):激光射出部,射出根据图像数据调制的激光;多棱镜,使从激光射出部射出的激光向主扫描方向偏向;集束透镜,使通过多棱镜向主扫描方向偏向的激光集束以便成像于感光鼓3表面;和反射镜,反射通过集束透镜集束的激光。从激光射出部射出的与图像数据对应的激光,通过多棱镜偏向,并通过集束透镜集束,通过反射镜反射,照射到带电为预定电位及极性的感光鼓3的表面。这样一来,和图像数据对应的静电潜影形成在感光鼓3上。此外,作为曝光单元1,除了激光扫描单元(LSU)外,也可使用将EL(Electro Luminescence:场致发光)、LED(LightEmitting Diode:发光二极管)等发光元件阵列状排列的写入装置(例如写入头)。
显影装置2向感光鼓3表面形成的静电潜影提供作为显影剂的调色剂,使静电潜影显影。显影装置2设有:显影辊(显影剂承载体),与感光鼓3相对配置,向感光鼓3表面的静电潜影提供调色剂;和调色剂传送部件25、25,传送显影装置2内部的调色剂。并且,在显影辊20的外周部、与显影辊20和感光鼓3相对的位置相比靠向显影辊20的旋转方向上游侧,配置有用于在显影辊20表面形成调色剂薄层的刮刀23。
清洁单元4如图3所示,具有清洁刮板40,其前端与感光鼓3表面抵接,刮取感光鼓3表面附着的残留调色剂。这样一来,清洁单元4去除并回收显影及图像转印后残留在感光鼓3表面的调色剂。
中间转印单元6配置在感光鼓3的上方,具有中间转印带61、中间转印带驱动辊62、中间转印带从动辊63、一次转印辊64、及中间转印带清洁单元65。
中间转印带61架设在中间转印带驱动辊62和中间转印带从动辊63之间,是形成环形移动路径的环形带部件,其厚度为100μm~150μm左右。在夹持该中间转印带61与感光鼓3相对的位置上,配置一次转印辊64。中间转印带61与感光鼓3相对的位置是一次转印位置。
为了将感光鼓3表面承载的调色剂图像转印到中间转印带61上,将与调色剂的带电极性相反极性的一次转印偏压通过恒压控制施加到一次转印辊64。这样一来,感光鼓3上形成的各色相的调色剂图像在中间转印带61的外周面上依次重叠转印,在中间转印带61的外周面上形成全彩的调色剂图像。但当仅输入了黄色、品红色、青色及黑色的色相的一部分的图像数据时,四个图像形成部P的各感光鼓3中,仅在和输入的图像数据的色相对应的一部分中进行静电潜影及调色剂图像的形成。例如,在形成黑白图像时,仅在和黑色的色相对应的感光鼓3中进行静电潜影的形成及调色剂图像的形成,仅将黑色的调色剂图像转印到中间转印带61的外周面。
一次转印辊64将以直径8~10mm的金属(例如不锈钢)为基材的轴的表面用导电性的弹性材料(例如EPDM:乙烯丙烯共聚橡胶、发泡聚氨酯等)被覆而构成,通过导电性的弹性材料向中间转印带61均匀地施加高电压。
通过一次转印辊64转印到中间转印带61外周面的调色剂图像,通过中间转印带61的旋转,传送到作为与二次转印辊10相对的位置的二次转印位置。
二次转印辊10在图像形成时,以预定的夹持压力压接到内周面与中间转印带驱动辊62的圆周面接触的中间转印带61的外周面上。从内部送纸单元81或手动送纸单元82传送的记录材料通过二次转印辊10和中间转印带61之间时,向二次转印辊10施加和调色剂的带电极性相反极性的高电压。这样一来,调色剂图像从中间转印带61的外周面转印到记录材料的表面。
从感光鼓3的一部分或全部附着到中间转印带61的调色剂中,未转印到记录材料而残留在中间转印带61上的调色剂,为了防止在之后工序中的混色,而由中间转印带清洁单元65去除/回收。中间转印带清洁单元65具有与中间转印带61抵接、用于去除调色剂的清洁刮板。
定影单元7具有加热辊71及加压辊72。转印了调色剂图像的记录材料被引导到定影单元7,通过加热辊71和加压辊72之间,从而被加热及加压。这样一来,调色剂图像牢固定影于记录材料的表面。此外,在定影单元7中,从外部对加热辊71加热的外部定影带73与加热辊71接触设置,根据由未图示的温度检测器检测的温度数据进行控制,以使加热辊71成为预定的定影温度。定影了调色剂图像的记录材料通过传送辊12b排出到排纸单元91上。
在图像形成装置100中设有在大致竖直方向延伸的纸张传送路径S,其使内部送纸单元81及手动送纸单元82中收容的记录材料经由二次转印辊10和中间转印单元61之间以及定影单元7,而传送到排纸单元91。在纸张传送路径S附近配置拾取辊11a,11b、多个传送辊12a~12d、定位辊13。
在图像形成装置100中,从内部送纸单元81及手动送纸单元82传送的记录材料,通过纸张传送路径S的传送辊12a传送到定位辊13,通过定位辊13在预定时机传送到二次转印辊10,当通过二次转印辊10和中间转印带61之间时,调色剂图像被转印。转印了调色剂图像的记录材料通过定影单元7,从而使调色剂图像因热量而熔融/固定,经过传送辊12b排出到排纸单元91上。
并且,在图像形成装置100中,在记录材料的双面形成图像的双面打印的情况下,结束单面打印并通过定影单元7的记录材料的后端被传送辊12b握持时,传送辊12b反向旋转,从而将记录材料引导到传送辊12c、12d。引导到传送辊12c、12d的记录材料通过定位辊13、二次转印辊10及定影单元7,进行背面的打印,排出到排纸单元91。
(1-2.带电装置5的构成)
图1是表示带电装置5及其周边的示意截面图,图4是表示带电装置5的构成的示意透视图,图5是从感光鼓3侧观察带电装置5的平面图(除了栅极54)。
带电装置5具有屏蔽罩51、放电电极保持部件52、放电电极53、栅极54以及铝片55。
屏蔽罩(充电箱、保护箱体)51是省去了四方筒的一个侧面的形状,是具有一个开放面和三个封闭面的截面“コ”字型的形状。即,屏蔽罩51除了上述一个开放面外的三个侧面为封闭面,将放电电极53内包于由这三个封闭面包围的空间内。这样一来,通过屏蔽罩51保护放电电极53,在屏蔽罩51内形成的放电空间中确保稳定的电晕放电。
屏蔽罩51的材质只要具有导电性即可,无特别限定,在本实施方式中使用不锈钢制的材料。并且,本实施方式中的屏蔽罩51的尺寸是:宽度w(感光鼓3的旋转方向上游侧及下游侧的内壁面间的距离)为13mm,深度D(从栅极54到放电电极保持部件52的上表面为止的距离)为14.9mm,长度L(带电装置5的延伸方向、即与感光鼓3的轴方向平行的方向的长度)为322mm。
放电电极53如图4所示,是沿延伸方向周期性设置有尖头部(尖锐突起)53a的锯齿状电极,由放电电极保持部件52在屏蔽罩51的底面(与设置栅极54的侧面相对的侧面)上在尖头部53a朝向感光鼓3的方向的状态下固定支撑。并且在本实施方式中,对板厚0.1mm、宽13mm、长328mm的不锈钢板进行蚀刻加工,形成以一定间距3mm设置了前端的曲率半径R=30μm的尖头部53a的放电电极53。但放电电极53的构成不限于此。例如,尖头部53a的间距可在2mm~5mm之间任意设定。并且,尖头部53a的曲率半径R可在30μm~40μm之间任意设定。并且,作为放电电极53,可使用不锈钢以外的材料。并且,不限于锯齿状的电极,也可使用前端朝向感光鼓3的方向而配置的多个线状、针状或刷状的电极,还可使用向与感光鼓3的轴方向平行的方向延伸配置的线状电极。
放电电极保持部件(支撑部件)52是绝缘性的部件,嵌入到屏蔽罩51的底面设置的切口部(凹部)51a中而被固定,支撑放电电极53的同时,使放电电极53和屏蔽罩51之间电绝缘。作为放电电极保持部件52,例如可使用由ABS树脂、丙烯等材料构成的部件。
具体而言,放电电极保持部件52具有突出部52a,其从屏蔽罩51的底面侧向顶面(配置栅极54的侧面)侧突出,沿屏蔽罩51的延伸方向延伸。使放电电极53的侧面与该突出部52a中的感光鼓3的旋转方向下游侧的侧面相对而进行安装。此外,突出部52a与放电电极53的抵接部的宽度是13mm,在放电电极53的延伸方向(图1的纸面进深方向)的整个区域与放电电极53抵接。并且,放电电极53相对于放电电极保持部件52的安装方法没有特别限定,例如可通过粘合安装,也可使用螺钉、夹子、销等安装部件安装,或通过嵌合、扣合来安装。
栅极54是网眼状的电极,在屏蔽罩51的开放面(带电装置5中与感光鼓3的相对面)、即放电电极53和感光鼓3之间,在与这二个部件电绝缘的状态下被安装。在本实施方式中,作为栅极54,使用通过对板厚0.1mm的不锈钢板进行蚀刻加工而形成了网眼宽度1mm的由细线状部件构成的网眼的材料。
并且,带电装置5具有:栅极电压施加单元(未图示),向栅极54及屏蔽罩51施加相对于接地电位的电位差为Vg(Vg<0)的电位;放电电压施加单元(未图示),向放电电极53施加相对于接地电位的电位差为Vc(Vc<Vg<0)的电位。这样一来,在屏蔽罩51和放电电极53之间产生电场,大气因该电场而电离,在放电电极53周边产生负电荷(负离子)。并且,产生的负电荷被栅极54吸引,在扩散的同时向感光鼓3移动,通过了栅极54的电荷到达感光鼓3的表面,使感光鼓3的表面带电。
并且,在屏蔽罩51的内壁面中感光鼓3的旋转方向下游侧的侧面、即与放电电极53中的对突出部52a的安装面相反侧的侧面相对的面上,可拆装地粘贴有铝片(片状部件)55。作为铝片55,例如可使用层压了铝箔和粘合材料的现有的市售材料。并且,铝箔的厚度没有特别限定,例如可使用30μm~100μm左右的。此外,作为将铝片55粘贴到屏蔽罩55的粘合材料,例如可使用丙烯类导电性粘合材料等导电性的粘合材料。
在本实施方式中,通过该铝片55对含有硝酸离子的污染气体成分等进行吸附和积蓄,抑制因污染气体移动到感光鼓3的表面并附着而产生图像质量下降(产生白斑等)的问题。
具体而言,粘贴在屏蔽罩51的内壁面的铝片55被通过电晕放电产生的臭氧气体等氧化,变为氧化铝。图6是对从搭载于图像形成装置100中进行了图像形成动作后的带电装置5取下的铝片55的表面,用SEM(Scanning Electron Microscope:扫描型电子显微镜)拍摄的结果。如该图所示,氧化铝的表面状态是多孔质状(表面粗糙度大的状态),对含有伴随电晕放电产生的NOx(NO、NO2)及因与周边部的水分的反应而生成的硝酸(HNO3)离子的污染气体成分等进行吸附并积蓄。这样一来,在停止图像形成动作并长时间放置时,可降低从带电装置5移动到感光鼓3表面的污染气体的量。因此,可抑制因污染气体附着到感光鼓3的表面而使感光鼓3的灵敏度下降、产生白斑等图像缺陷的情况。
此外,放电电极53中,感光鼓3的旋转方向上游侧的侧面安装到放电电极保持部件52的突出部52a,电晕放电时产生的电晕风产生于从放电电极53朝向屏蔽罩51中的感光鼓3的旋转方向下游侧的壁面的方向。并且,除了上述电晕风的影响之外,还存在伴随感光鼓3的旋转而产生的风的影响,到达屏蔽罩51的内壁面的放电生成物的量中,和感光鼓3的旋转方向上游侧的内壁面相比,旋转方向下游侧的壁面中较多。因此,在本实施方式中,将铝片55安装在屏蔽罩51的内壁面中、感光鼓3的旋转方向下游侧的内壁面处。这样一来,可通过少量的铝片55有效吸附污染气体成分。但铝片55的粘贴位置不限于此,例如也在屏蔽罩51中感光鼓3的旋转方向下游侧的内壁面及旋转方向上游侧的内壁面均进行粘贴。
(1-3.实验结果)
(1-3-1.实验1(硝酸离子的检测实验))
接着说明为了调查铝片55的尺寸和硝酸离子的降低效果的关系而进行的实验的结果。
在该实验中,使用从上述带电装置5取下铝片55的构成(比较例1)、使铝片55的宽度为6mm的构成(实施例1)、使铝片55的宽度为10mm的构成(实施例2)、及取代上述带电装置5中的不锈钢制的屏蔽罩51而使用同形状的铝制屏蔽罩的构成(比较例2)的带电装置,实际进行图像形成处理,检测出图像形成后残留在带电装置5内的空间的硝酸离子量。
如下粘贴铝片55:使实施例1及实施例2中的铝片55的长度与屏蔽罩51的延伸方向的长度同为322mm,对齐铝片55中的与延伸方向平行的端部、及屏蔽罩51中感光鼓3的旋转方向下游侧的内壁面中的感光鼓3侧的端部(与屏蔽罩51的延伸方向平行的端部中,与感光鼓3相对侧的端部)。并且,作为实施例1及实施例2中的铝片55,使用了DIC株式会社制造的金属箔片(型号52050LA,软质铝膜厚5μm,使用导电性丙烯类粘合材料)。
作为实验条件,首先,将上述四个带电装置搭载到图像形成装置100中的CMYK的图像形成部P,在温度25℃、湿度5%的常温低湿的环境条件下,对A4大小的10万张记录纸进行图像形成动作。此时,每3000张就进行各带电装置的位置轮转,使搭载了各带电装置的各图像形成部无履历差别。之后,将作为硝酸离子的检测对象的带电装置搭载到C(青色)的图像形成部P,进行500张浓度5%的彩色打印(图像形成),当500张彩色打印结束时,立刻断开图像形成装置100的电源,停止用于排出带电装置内的空气的风扇。并且,在断开电源的状态下,对C(青色)图像形成部P中搭载的带电装置内的气体以吸引速度0.5L/min吸引30分钟而共计吸引15L,捕集到尘埃测定器(impinger),通过离子色谱分析检测出硝酸离子量。
图7是表示上述实验的实验结果的图表。该图表中的横轴表示铝部件的面积(实施例1、2中是铝片55的粘贴面积,比较例2中是屏蔽罩本身)相对于屏蔽罩51中的与放电电极53的相对面(感光鼓3的旋转方向下游侧的内壁面)的面积的比率、即铝面积比率。
图表中所示的虚线表示产生实用上有问题的程度的白斑的硝酸离子量的下限值(110ng/L)。并且,图表中所示的实线是将铝面积比率和硝酸离子检测量的关系线性近似的直线。
如该图所示,在使用了未粘贴铝片55的不锈钢制的屏蔽罩51的比较例1中,检测出硝酸离子186ng/L,与之相对,在粘贴了铝片55的实施例1、2中,硝酸离子分别减少到90ng/L、73ng/L。此外,在使用了铝制的屏蔽罩51的比较例2中,硝酸离子检测出27ng/L。
通过该实验可知,通过在屏蔽罩51的内壁面设置铝部件,在图像形成动作停止后的放置时,可降低残留在带电装置5内的空间的硝酸离子。
并且,通过用铝构成屏蔽罩51自身,最能获得硝酸离子的降低效果,但通过在屏蔽罩51中的与放电电极53的相对面上粘贴铝片55,就可将硝酸离子量降低到不产生白斑的程度。
并且可知,通过粘贴铝片55而获得的硝酸离子的降低效果与铝面积比率基本成比例,即,硝酸离子检测量以与铝面积比率的增大成比例的减少率而减少。
图8是表示使用不具有铝片55的带电装置5并使图像形成装置100的动作条件不同时通过和上述实验相同的检测方法检测出的硝酸离子量(在铝面积比率0%的位置上绘图的各点)、及根据由图7所示的实验结果算出的减少率(与铝面积比率增大相对的硝酸离子量的减少率)对粘贴了铝片55时的硝酸离子量进行计算的结果的图表。
如该图所示,图像形成动作停止后,残留在带电装置5内的空间的硝酸离子的量根据动作环境而变动,在未粘贴铝片55且最严酷的动作环境下约为246ng/L。并且,产生实用上有问题的程度的白斑的是硝酸离子量为110ng/L以上的情况。因此,如图8所示,通过使铝面积比率为88%以上(铝片55的宽度为13.1mm以上),无论图像形成装置100的动作条件如何,都可抑制白斑。
(1-3-2.实验2(白斑的验证实验))
接着说明为了调查铝片55的尺寸和白斑抑制效果的关系而进行的实验的结果。
作为实验条件,首先和实验1一样,将上述4个带电装置(比较例1、2、实施例1、2)搭载到图像形成装置100中的CMYK的图像形成部P,在温度25℃、湿度5%的常温低湿的环境条件下,对A4尺寸的记录纸10万张进行图像形成动作。此时,每3000张进行各带电装置的位置轮转,使搭载各带电装置的各图像形成部无履历差别。之后,将作为硝酸离子的检测对象的带电装置搭载到C(青色)的图像形成部P,进行500张浓度5%的彩色打印(图像形成),当彩色打印结束时,立刻断开图像形成装置100的电源,停止用于排出带电装置内的空气的风扇并放置30分钟。并且,放置30分钟后,在记录纸上形成2by2图像(对于将主扫描方向4点×副扫描方向4点所形成的16点按照各主扫描方向2点×副扫描方向2点分割而成的4块,按照各个块设定有无图像的图像)的半色调图像及半色调的全图像(浓度值64),通过目视进行白斑的判断。
作为判断方法,如图9所示,准备好级别0~级别5的6阶段的样本图像,对比评价对象的记录纸和样本图像,分类成和最接近的样本图像对应的级别。
图10是表示该评价结果的表。如该图所示,通过粘贴铝片55,具有改善白斑的效果。并且可知,白斑的改善效果在铝片55的粘贴面积越大时越明显。
(1-3-3.实验3(铝片的粘贴位置和白斑的改善效果的验证实验))
接着说明为了调查将铝片55粘贴到屏蔽罩51中的感光鼓3的旋转方向上游侧及下游侧两个内壁面时、及仅粘贴到感光鼓3的旋转方向下游侧的内壁面时的、白斑效果的改善效果的差异而进行的实验的结果。
在该实验中,使用以下所示的比较例3、4进行图像形成后的带电装置5内的空间中的硝酸离子量的测定、及白斑的验证实验。
比较例3涉及的带电装置的构成和比较例1相同,是在不锈钢制的屏蔽罩51上未粘贴铝片55的构成。并且,比较例4涉及的带电装置的构成是,除了实施例2的构成外,还在屏蔽罩51中的感光鼓3的旋转方向上游侧的内壁面上也粘贴了宽度10mm的铝片55。
此外,在实验1、2中,使用在温度25℃、湿度5%的常温低湿的环境条件下对10万张A4尺寸的记录纸进行图像形成动作后的带电装置进行各实验,但在本实验中,比较例3、4中,使用了在温度25℃、湿度5%的常温低湿的环境条件下对12万张A4尺寸的记录纸进行图像形成动作后的带电装置。其他实验条件和实验1、2相同。
图11是表示对比较例1、实施例2、比较例3及比较例4的硝酸离子的检测结果及白斑的评价结果的表。
如该图所示,在实施例2和比较例4中,硝酸离子的检测量相同,白斑等级的评价也基本同等。由此可知,通过使铝片55的粘贴位置仅为感光鼓3的旋转方向下游侧的内壁面,就可获得与粘贴到感光鼓3的旋转方向上游侧及下游侧时基本同等的效果,同时可降低铝片55的使用量。
此外,对于白斑,上述级别0~5中,如是级别2以下,则是实用上没有问题的程度。即,如是级别2以下则没有问题,如超过级别2则有问题。并且,计算出图11所示的比较例1、3、4及实施例2的硝酸离子检测量和白斑的评价级别的均匀值的线性近似式,根据该线性近似式,计算相当于在级别2~级别3之间设定的阈值的硝酸离子检测量,约为110ng/L。因此,上述检测方法下的硝酸离子的检测量如为110ng/L以下,则白斑是没有问题的程度的级别,如超过110ng/L,则白斑变为成问题的级别。
(1-3-4.实验4(铝片的膜厚和白斑的改善效果的验证实验))
接着说明为了调查铝片55的膜厚和白斑的改善效果的关系而进行的实验的结果。
在该实验中,使用下述实施例4~7及比较例5的带电装置进行图像形成后的放置时的硝酸离子的检测。并且在实施例4~7中,将铝片55粘贴到屏蔽罩51中的感光鼓3的旋转方向下游侧的内壁面整个区域,铝面积比率为100%。
实施例4:DIC株式会社制造的金属箔片(型号52050LA,软质铝膜厚50μm,使用导电性丙烯类粘合材料)。
实施例5:日东电工株式会社制造的金属箔胶带(产品名ニトホイルAT-80,软质铝膜厚80μm,使用导电性丙烯类粘合材料)。
实施例6:日东电工株式会社制造的金属箔胶带(产品名ニトホイルAT-30,软质铝膜厚30μm,使用导电性丙烯类粘合材料)。
实施例7:株式会社寺冈制作所制造的导电性铝箔胶带(型号8303,铝箔膜厚50μm,使用导电性丙烯类粘合材料)。
比较例5:无铝带(不锈钢制的屏蔽罩51)。
此外,在实验1中,使用在温度25℃、湿度5%的常温低湿的环境条件下对10万张A4尺寸的记录纸进行图像形成动作后的带电装置进行了各实验,但在该实验中,将实施例4~7及比较例5的带电装置搭载到图像形成装置100,使用在温度25℃、湿度5%的常温低湿的环境条件下对13万8千张A4尺寸的记录纸进行图像形成动作后的带电装置。其他实验条件和实验1相同。
图12是表示该实验的实验结果的图表。如该图所示,不取决于铝片55的膜厚及生产厂家,获得了可将白斑降低到实用上没有问题的级别的、充分的硝酸离子的降低效果。
(1-3-5.实验5(铝片的粘贴面积比率和白斑的改善效果的验证实验))
接着说明为了调查铝片55的粘贴面积比、和白斑的改善效果及图像流的改善效果的关系而进行的实验的结果。
在该实验中,使用从上述带电装置5去除了铝片55的构成(比较例1)、铝片55的粘贴面积比为40%的构成(上述实施例1)、为67%的构成(上述实施例2)、为85%的构成(实施例8)、为88%的构成(实施例9)、为90%的构成(实施例10)、及为100%的构成(实施例11)的带电装置,实际进行图像形成处理。
作为铝片55,使用了DIC株式会社制造的金属箔片(型号52050LA,软质铝膜厚50μm,使用导电性丙烯类粘合材料)。并且,铝片55的长度和屏蔽罩51的延伸方向的长度同为322mm,以对齐铝片55中的与延伸方向平行的端部及屏蔽罩51中感光鼓3的旋转方向下游侧的内壁面中感光鼓3侧的端部的方式粘贴铝片55。
将上述各实施例及比较例的带电装置安装到图像形成装置100,对记录纸的图像形成动作在温度25℃、湿度5%的环境条件下,在1个月内进行3000张。之后,进一步执行对50张记录纸的图像形成动作,放置1小时,接着使用在执行图像形成动作后获得的记录纸,目视评价半色调图像中的感光鼓3的周长间距的白斑图像缺陷的发生状态。作为评价基准,对未发生白斑图像缺陷的用◎表示,对虽产生条状白斑图像缺陷、但其宽度在10mm以下用○表示,对发生条状白斑图像缺陷、其宽度超过10mm但在20mm以下用△表示,对发生条状白斑图像缺陷、其宽度超过20mm的用×表示。
并且,将上述各实施例及比较例的带电装置安装到图像形成装置100,对记录纸的图像形成动作在温度35℃、湿度85%的环境条件下,在1个月内进行3000张。之后,进一步执行对50张记录纸的图像形成动作,放置1小时,接着使用执行图像形成动作后获得的记录纸,目视评价文字图像中污点的发生状态,从而进行图像流图像缺陷的评价。作为评价基准,对文字中未发生污点的用◎表示,对文字中略有污点发生的用○表示,对文字中明显有污点发生但文字可充分识别的用△表示,对文字产生污点以致不可识别文字的状态用×表示。
图14是表示上述实验的结果的表。从图14可知,通过使铝片55的粘贴面积比(铝片55的粘贴面的面积相对屏蔽罩51中的与放电电极53的相对面(感光鼓3的旋转方向下游侧的相对面)的面积的比)为88%以上100%以下,通过铝片55被氧化而形成的氧化层,吸附去除放电生成物,可抑制白斑文字中产生污点(图像流)等图像缺陷的发生。
如上所述,本实施方式涉及的带电装置5中,在屏蔽罩51的内壁面上粘贴铝片55。这样一来,因图像形成时的电晕放电而产生的硝酸离子被该铝片55吸附,可降低移动到感光鼓3的硝酸离子的量,因此可抑制因硝酸离子附着到感光鼓3而产生白斑。
并且,只要粘贴铝片55即可,因此和使用铝制的屏蔽罩时、向屏蔽罩的内壁面涂布氢氧化铝的构成相比,可低成本地获得白斑的抑制效果。
并且,在本实施方式中,铝片55被氧化,变为多孔质状的氧化铝,该多孔质状的氧化铝吸附硝酸离子,从而降低了从带电装置5移动到感光鼓3的硝酸离子的量。在该构成中,没有象专利文献1那样如在氢氧化铝和硝酸离子之间产生化学变化并使氮氧化物附加逆中和反应的构成所示消耗氢氧化铝,因此可长期、稳定获得硝酸离子的吸附效果。
并且,当铝片55对硝酸离子的吸附效果降低时,只要换贴铝片55就可获得原来的吸附效果,因此可提高带电装置5的维护性。
并且,在图像形成动作结束时,即使停止风扇的强制排气也可抑制白斑,因此可降低伴随风扇的驱动的耗电,降低生产成本。因此,本实施方式涉及的带电装置5的构成可以是,具有用于将屏蔽罩51内的空气排出到外部的风扇、和控制该风扇的驱动的控制部(均未图示),当图像形成动作结束时,上述控制部停止上述风扇的旋转。
此外,铝片55对硝酸离子的吸附效果在铝片55的粘贴面积越大时越明显,但从上述实验结果可知,仅在屏蔽罩51中的感光鼓3的旋转方向下游侧的内壁面上粘贴铝片55时,可获得和在感光鼓3的旋转方向上游侧及下游侧的两个内壁面上粘贴铝片55时基本同样的效果。因此,为了可获得充分的白斑防止效果的同时实现低成本化,优选如下构成:将铝片55仅粘贴到屏蔽罩51中的感光鼓3的旋转方向下游侧的内壁面上。
并且,为了不依赖图像形成装置的动作条件等而切实防止白斑,优选使铝片55的粘贴面积相对于感光鼓3的旋转方向下游侧的内壁面的面积为88%以上100%以下的范围。
并且,在本实施方式中,说明了将本发明适用于具有栅极54的有栅极型的带电装置的情况,但不限于此,也可适用于不具有栅极的无栅极型的带电装置。
本发明不限于上述实施方式,在权利要求所示范围内可进行各种变更。即,组合在权利要求所示范围内适当变更的技术手段而获得的实施方式也包含于本发明的技术范围内。
本发明可适用于电晕带电方式的带电装置、及具有该带电装置的图像形成装置。

Claims (6)

1.一种电晕带电方式的带电装置,被配置成与电子照相方式的图像形成装置中能够旋转地设置的图像承载体相对,使上述图像承载体的表面带电,其特征在于,
具有:放电电极;和屏蔽罩,至少除了上述放电电极和上述图像承载体的相对面外将设置有上述放电电极的空间覆盖,
上述屏蔽罩由具有导电性的材质形成,
仅在上述屏蔽罩的与上述放电电极的相对面中、比上述放电电极靠向上述图像承载体的旋转方向下游侧的相对面上,粘贴由铝构成的片状部件。
2.根据权利要求1所述的带电装置,其特征在于,
上述屏蔽罩是使与四方筒的延伸方向平行的四个侧面中的一个侧面为开放面、剩余三个侧面为封闭面的形状,上述开放面与上述图像承载体相对,上述延伸方向与上述图像承载体的旋转轴方向平行,
上述片状部件在上述封闭面中和上述放电电极相比配置在上述图像承载体的旋转方向下游侧的封闭面上沿上述屏蔽罩的延伸方向粘贴,以覆盖从该封闭面中的上述开放面侧的端部到预定范围的区域。
3.根据权利要求2所述的带电装置,其特征在于,上述片状部件的面积相对于粘贴上述片状部件的上述封闭面的面积的比率是88%以上、100%以下。
4.根据权利要求1所述的带电装置,其特征在于,上述片状部件的膜厚是30μm以上、80μm以下。
5.根据权利要求1所述的带电装置,其特征在于,上述片状部件能够拆装地粘贴到上述屏蔽罩。
6.一种图像形成装置,其特征在于,具有权利要求1所述的带电装置。
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