JP2001083779A - Electrostatic charging device, and image forming device adopting same - Google Patents

Electrostatic charging device, and image forming device adopting same

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JP2001083779A
JP2001083779A JP26031199A JP26031199A JP2001083779A JP 2001083779 A JP2001083779 A JP 2001083779A JP 26031199 A JP26031199 A JP 26031199A JP 26031199 A JP26031199 A JP 26031199A JP 2001083779 A JP2001083779 A JP 2001083779A
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JP
Japan
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toner
discharge
charging device
electrode
discharge electrode
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Application number
JP26031199A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Saikawa
健 済川
Yasuo Takayama
康夫 高山
Kazuhiro Hayashi
和廣 林
Seiji Miyauchi
聖二 宮内
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatic charging device making an always stable charge state obtainable by preventing soil owing to toner on a discharging electrode or the like, without adopting such a complicated structure letting a new charging unit successively to face to an image carrier, and the image forming device adopting the same. SOLUTION: In this electrostatic charging device 2, provided with a dielectric body layer 13, a dielectric electrode 12 laminated on one hand of the dielectric body layer, the discharging electrode 14 laminated on the other hand of the dielectric body layer, and moreover the discharging area generating the along surface discharge, being formed in the vicinity of the discharging electrode by applying the AC voltage between the dielectric electrode and the discharging electrode, this charging device is constituted so as to apply AC voltage on the discharging electrode in the specified timing. Preferably, the charging device is let to set, Vp-(p) of the AC voltage applying to the discharging electrode at the specified timing, being 0.6 kV to 2 kV, and the frequency of the above AC voltage, 1 kHz to 3 kHz.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真方式を
用いた複写機やプリンター等の画像形成装置に使用され
る帯電装置、及びこれを用いた画像形成装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging device used in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic system, and an image forming apparatus using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の電子写真方式を用いた複
写機やプリンター等の画像形成装置においては、一般的
に、ローラ帯電器やコロナ帯電器が、帯電装置として用
いられている。ローラ帯電器は、半導電性のローラを感
光体に直接接触させて、当該ローラにACもしくはDC
電圧を印加し、感光体とローラとの微少ギャップで放電
を起こすことにより、感光体を帯電させるものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using this type of electrophotographic system, a roller charger or a corona charger is generally used as a charging device. The roller charger is configured such that a semiconductive roller is brought into direct contact with the photoreceptor and AC or DC is applied to the roller.
By applying a voltage and causing a discharge in a minute gap between the photoconductor and the roller, the photoconductor is charged.

【0003】ところが、上記ローラ帯電器は、ローラが
感光体に直接接触するため、紙粉やトナーによってロー
ラの表面が汚れ、帯電不良が発生するという問題点を有
している。また、上記ローラ帯電器は、ローラの偏磨耗
を防止するために、ローラと感光体との圧力を精度良く
制御する必要があり、調整作業などの手間が必要となる
という問題点を有している。
[0003] However, the roller charger has a problem that the surface of the roller is stained by paper dust or toner and charging failure occurs because the roller is in direct contact with the photosensitive member. Further, the roller charger has a problem that it is necessary to accurately control the pressure between the roller and the photoreceptor in order to prevent uneven wear of the roller, which requires labor such as adjustment work. I have.

【0004】一方、スコロトロンに代表されるコロナ帯
電器は、感光体と非接触状態で帯電を行うため、ローラ
帯電器に比べて汚れにくく、取り付けも簡単であるとい
う特長を有している。しかしながら、このコロナ帯電器
の場合には、定着器のトナー離型剤として用いられるシ
リコーンオイルが酸化したSiO2 によって放電ワイヤ
が汚染され、帯電が不均一になるという問題点を有して
いる。
On the other hand, a corona charger typified by a scorotron performs charging in a non-contact state with a photoreceptor, and therefore has a feature that it is less likely to be soiled and is easier to install than a roller charger. However, this in the case of the corona charger, discharge wire silicone oil used as a toner release agent in the fixing unit is the SiO 2 oxidized is contaminated, charging has a problem of uneven.

【0005】このような問題点を解決するために、例え
ば、特開平5−333664号公報や特開平8−240
968号公報などに開示されている技術が既に提案され
ている。
In order to solve such problems, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 5-333664 and Hei 8-24064 are disclosed.
The technology disclosed in, for example, Japanese Patent Application Publication No. 968 has already been proposed.

【0006】上記特開平5−333664号公報に係る
帯電装置は、ガラスなどからなる基板に電極を設け、そ
の上にさらに抵抗膜を設け、電極に電圧を印加すること
によって、抵抗膜の表面に面状のコロナ放電を発生さ
せ、イオンを生成して感光体を帯電させるものである。
[0006] The charging device according to the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-333664 is provided with an electrode on a substrate made of glass or the like, further provided with a resistive film thereon, and by applying a voltage to the electrode, a voltage is applied to the surface of the resistive film. This is to generate planar corona discharge, generate ions, and charge the photoreceptor.

【0007】また、上記特開平8−240968号公報
に係る放電装置は、誘電体層と、該誘電体層の一方の面
に積層された誘導電極と、前記誘電体層の他方の面に積
層された放電電極からなり、前記放電電極の近傍に荷電
粒子を生成させる交互電圧を、前記誘導電極と放電電極
との間に印加し、前記荷電粒子を制御する電圧を放電電
極に印加することによって感光体を帯電させる装置であ
る。
Further, the discharge device according to the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-240968 discloses a dielectric device, an induction electrode laminated on one surface of the dielectric layer, and a dielectric layer laminated on the other surface of the dielectric layer. By applying a voltage for generating charged particles in the vicinity of the discharge electrode between the induction electrode and the discharge electrode, and applying a voltage for controlling the charged particles to the discharge electrode. It is a device for charging a photoconductor.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の場合には、次のような問題点を有している。す
なわち、上記特開平5−333664号公報に係る帯電
装置は、帯電制御性の面から、放電面を感光体から0.
3mm〜1.0mmの微小間隔で対向させる必要があ
る。そのため、この帯電装置は、非接触とはいえ、放電
面に紙粉やトナーが付着して帯電が不安定になるという
問題点を基本的に有している。また、この提案に係る帯
電装置では、放電面が汚れた場合に、積層状態に配置さ
れた複数の帯電器のうち、最も下位のものを取り除くこ
とにより、次々と新しい帯電器が感光体に対向して出て
くるように、構成上の工夫が凝らされてはいるが、複数
の帯電器を積層状態に保持する必要があり、サイズ及び
コストの点で間題がある。
However, the prior art described above has the following problems. That is, in the charging device according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-333664, the discharging surface is set at 0.
It is necessary to face each other at a minute interval of 3 mm to 1.0 mm. For this reason, this charging device basically has a problem that, although non-contact, paper dust or toner adheres to the discharge surface and charging becomes unstable. In addition, in the charging device according to this proposal, when the discharge surface becomes dirty, the lowermost one of the plurality of chargers arranged in a stacked state is removed, so that new chargers face the photoconductor one after another. As described above, although the configuration is devised, it is necessary to hold a plurality of chargers in a stacked state, and there is a problem in terms of size and cost.

【0009】また、上記特開平8−240968号公報
に係る放電装置では、放電電極の近傍に荷電粒子を生成
させる交互電圧を印加することで、付着トナーに振動電
界が作用することになり、特開平5−333664号公
報に開示されている帯電装置に比べ、トナーによる汚れ
が少ないという特長を有している。
Further, in the discharge device according to Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 8-240968, an oscillating electric field acts on the attached toner by applying an alternating voltage for generating charged particles near the discharge electrode. Compared with the charging device disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 5-333664, it has a feature that the toner is less contaminated.

【0010】しかしながら、この特開平8−24096
8号公報に係る放電装置の場合でも、長期のプリントテ
ストにおいては、放電面に位置する放電電極の開口部の
エッジに形成される非常に強い電界によって浮遊トナー
が吸着され、放電電極の開口部のエッジに浮遊トナーが
堆積し、放電が部分的に不安定になるという間題点を有
している。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-24096 discloses
Even in the case of the discharge device according to Japanese Patent Publication No. 8 (1999) -1991, in a long-term print test, the floating toner is adsorbed by an extremely strong electric field formed at the edge of the opening of the discharge electrode located on the discharge surface, and the opening of the discharge electrode is opened. The problem is that the floating toner accumulates on the edges of the electrodes and the discharge becomes partially unstable.

【0011】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたものであり、その目的とす
るところは、次々と新しい帯電器を像担持体に対向させ
るような複雑な構成をとることなく、放電電極等のトナ
ーによる汚れを防止し、常に安定した帯電状態を得るこ
とを可能とした帯電装置及びこれを用いた画像形成装置
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a complicated structure in which new chargers are successively opposed to an image carrier. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a charging device and an image forming apparatus using the charging device, which can prevent a discharge electrode or the like from being stained by toner without taking any measures and can always obtain a stable charging state.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項lに記載された発明は、誘電体層と、該誘電
体層の一方の面に積層された誘導電極と、前記誘電体層
の他方の面に積層された放電電極と、前記放電電極の近
傍に形成され、前記誘導電極と放電電極との問に交番電
圧を印加することにより沿面放電を生成する放電領域と
を備え、前記誘導電極と放電電極との間に交番電圧を印
加することによって、前記放電領域に沿面放電に伴って
荷電粒子を生成し、当該荷電粒子を制御する電圧を放電
電極に印加することにより、被帯電部材を帯電させる帯
電装置において、前記放電電極に所定のタイミングで交
番電圧を印加することを特徴とする帯電装置である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in claim 1 provides a dielectric layer, an induction electrode laminated on one surface of the dielectric layer, and the dielectric layer. A discharge electrode stacked on the other surface of the body layer, and a discharge region formed near the discharge electrode and generating a creeping discharge by applying an alternating voltage between the induction electrode and the discharge electrode. By applying an alternating voltage between the induction electrode and the discharge electrode, to generate charged particles along with the creeping discharge in the discharge region, by applying a voltage to control the charged particles to the discharge electrode, A charging device for charging a member to be charged, wherein an alternating voltage is applied to the discharge electrode at a predetermined timing.

【0013】上記被帯電部材としては、例えば、静電潜
像担持体である感光体ドラムが用いられるが、これに限
定されるものではなく、誘電体ドラム等であっても良い
し、あるいは、静電潜像担持体である感光体ドラム等か
らトナー像が転写される記録用紙等の記録媒体であって
も良い。
As the member to be charged, for example, a photosensitive drum which is an electrostatic latent image carrier is used. However, the present invention is not limited to this, and a dielectric drum or the like may be used. It may be a recording medium such as recording paper on which a toner image is transferred from a photosensitive drum or the like, which is an electrostatic latent image carrier.

【0014】その際、上記帯電装置が感光体ドラム等の
静電潜像担持体の表面を一様に帯電するために使用され
る場合には、当該帯電装置は、感光体ドラム等を帯電す
る、いわゆる一次帯電器を構成する。また、上記帯電装
置が感光体ドラム等の静電潜像担持体に形成されたトナ
ー像を、記録媒体上に転写するために使用される場合に
は、当該帯電装置は、記録媒体を裏面から帯電する、い
わゆる転写帯電器を構成する。
At this time, when the charging device is used to uniformly charge the surface of an electrostatic latent image carrier such as a photosensitive drum, the charging device charges the photosensitive drum and the like. This constitutes a so-called primary charger. Further, when the charging device is used to transfer a toner image formed on an electrostatic latent image carrier such as a photosensitive drum onto a recording medium, the charging device applies the recording medium from the back surface. It constitutes a so-called transfer charger which is charged.

【0015】また、請求項2に記載された発明は、前記
放電電極に所定のタイミングで印加する交番電圧のVp
−pを0.6kV〜2kV、当該交番電圧の周波数を1
kHz〜3kHzに設定したことを特徴とする請求項1
記載の帯電装置である。
Further, according to the invention described in claim 2, the alternating voltage Vp applied to the discharge electrode at a predetermined timing.
−p is 0.6 kV to 2 kV, and the frequency of the alternating voltage is 1
2. The frequency is set to a frequency of 3 kHz to 3 kHz.
It is a charging device of the above.

【0016】さらに、請求項3に記載された発明は、誘
電体層と、該誘電体層の一方の面に積層された誘導電極
と、前記誘電体層の他方の面に積層された放電電極と、
前記放電電極の近傍に形成され、前記誘導電極と放電電
極との間に交番電圧を印加することにより沿面放電を生
成する放電領域とを備え、前記誘導電極と放電電極との
間に交番電圧を印加することによって、前記放電領域に
沿面放電に伴って荷電粒子を生成し、当該荷電粒子を制
御する電圧を放電電極に印加することにより、画像形成
部材を帯電させる帯電装置を用い、当該帯電装置によっ
て画像形成部材を帯電させることによって、記録媒体上
に画像を形成する画像形成装置において、前記帯電装置
の放電電極に、非画像形成領域に交番電圧を印加するこ
とを特徴とする画像形成装置である。
Further, according to the present invention, a dielectric layer, an induction electrode laminated on one surface of the dielectric layer, and a discharge electrode laminated on the other surface of the dielectric layer When,
A discharge region formed in the vicinity of the discharge electrode to generate a creeping discharge by applying an alternating voltage between the induction electrode and the discharge electrode; and forming an alternating voltage between the induction electrode and the discharge electrode. Applying a voltage to control the charged particles by applying a voltage to control the charged particles to the discharge electrode, thereby generating a charged particle along the surface discharge in the discharge region. An image forming apparatus that forms an image on a recording medium by charging an image forming member by applying an alternating voltage to a non-image forming area to a discharge electrode of the charging device. is there.

【0017】また更に、請求項4に記載された発明は、
前記放電電極に印加する交番電圧のVp一pを0.6k
V〜2kV、当該交番電圧の周波数をlkHz〜3kH
zに設定したことを特徴とする請求項3記載の画像形成
装置である。
Still further, the invention described in claim 4 is as follows.
The alternating voltage Vp-p applied to the discharge electrode is 0.6 k
V to 2 kV, and the frequency of the alternating voltage is 1 kHz to 3 kHz.
The image forming apparatus according to claim 3, wherein z is set to z.

【0018】さらに、請求項5に記載された発明は、前
記記録媒体上に画像を形成するトナーとして、球形化度
が100〜120のトナーを使用したことを特徴とする
請求項3又は4に記載の画像形成装置である。
Further, the invention according to claim 5 is characterized in that a toner having a sphericity of 100 to 120 is used as a toner for forming an image on the recording medium. An image forming apparatus according to any one of the preceding claims.

【0019】また、請求項6に記載された発明は、前記
記録媒体上に画像を形成するトナーの平均粒径が、3〜
10μmであることを特徴とする請求項3乃至5のいず
れかに記載の画像形成装置である。
According to a sixth aspect of the present invention, the toner for forming an image on the recording medium has an average particle diameter of 3 to 3.
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the thickness of the image forming apparatus is 10 μm.

【0020】さらに、請求項7に記載された発明は、前
記記録媒体上に画像を形成するトナ一のガラス転移点
(Tg)が、60℃以上であることを特徴とする請求項
3乃至6のいずれかに記載の画像形成装置である。
Further, in the invention described in claim 7, the toner for forming an image on the recording medium has a glass transition point (Tg) of 60 ° C. or more. An image forming apparatus according to any one of the above.

【0021】[0021]

【作用】上記の構成を有する本発明の帯電装置及びこれ
を用いた画像形成装置は、非画像形成時に、帯電装置の
放電電極に交番電圧を印加して、放電電極の放電面に付
着したトナーを振動させることにより、トナーの付着力
を弱めて披帯電部材に戻すことで、放電面へのトナー付
着を防止し、帯電むらに起因する画像トラプルを防止す
るものである。
According to the charging device of the present invention having the above-described structure and an image forming apparatus using the same, an alternating voltage is applied to the discharge electrode of the charging device during non-image formation, and the toner adhered to the discharge surface of the discharge electrode is formed. By vibrating, the adhesion of the toner is weakened and the toner is returned to the charging member, thereby preventing the toner from adhering to the discharge surface and preventing image trapping due to uneven charging.

【0022】これまで、本発明者らは、スコロトロンの
グリッドに付着したトナーやロール帯電器の表面に付着
したトナーについて調査をしてきたが、正負に帯電した
トナ一が混在しており、電界で付着トナーを除去するの
は困難であった。
So far, the present inventors have investigated the toner attached to the grid of the scorotron and the toner attached to the surface of the roll charger. However, positive and negative charged toners are mixed, and It was difficult to remove the adhered toner.

【0023】ところが、交番電圧を印加した沿面コロナ
放電素子を帯電器として使用した場合において、当該帯
電器の放電面に付着するトナーについて、本発明者らが
鋭意研究した結果、放電面の付着トナーの極性が帯電器
の帯電極性と同じであることを見出した。このメカニズ
ムは明らかではないが、おそらく、沿面コロナ放電素子
に交番電圧を印加した場合、放電面近傍におけるイオン
密度が高いために、正負両極性のトナーが混在していて
も、帯電器の帯電極性に帯電されてしまうことが原因と
考えている。
However, when the surface corona discharge element to which the alternating voltage is applied is used as a charger, the present inventors have conducted intensive studies on toner adhering to the discharge surface of the charger, and as a result, the toner adhering to the discharge surface has been found. Has the same polarity as the charging polarity of the charger. Although the mechanism is not clear, it is supposed that when an alternating voltage is applied to the creeping corona discharge element, the charging polarity of the charger is increased even if toners of both positive and negative polarities are mixed due to the high ion density near the discharge surface. It is thought that the cause is that the toner is charged.

【0024】この事実に基づき、本発明では、交番電圧
を印加した沿面コロナ放電素子を帯電装置として用いる
場合に、交番電界で放電面に付着したトナーを、被帯電
部材と帯電装置の放電面との間で振動させてトナーの付
着力を弱め、電界でトナーを放電面から除去することが
狙いである。この交番電圧であるが、Vp−pが低すぎ
るとトナーを振動させることが出来ず、付着トナーの除
去も行えない。一方、Vp−pが高すぎるとトナーの移
動速度が大きくなるためにトナーが帯電装置の放電面に
強く衝突することでトナーの付着力が上がり、結果的に
トナーが除去できなくなる。このようなことから、本発
明者らの実験によれば、Vp−pは0.6kV以上、2
kV以下、好ましくは、0.8kV以上1.8kV以下
の値で使用することが望ましい。
Based on this fact, according to the present invention, when a creeping corona discharge element to which an alternating voltage is applied is used as a charging device, the toner adhered to the discharging surface by the alternating electric field is removed from the member to be charged and the discharging surface of the charging device. The purpose is to reduce the adhesive force of the toner by vibrating between them, and to remove the toner from the discharge surface by an electric field. With this alternating voltage, if Vp-p is too low, the toner cannot be vibrated and the attached toner cannot be removed. On the other hand, if Vp-p is too high, the moving speed of the toner increases, so that the toner strongly collides with the discharge surface of the charging device, so that the adhesive force of the toner increases, and as a result, the toner cannot be removed. Thus, according to the experiments of the present inventors, Vp-p is 0.6 kV or more,
It is desirable to use at a value of kV or less, preferably 0.8 kV or more and 1.8 kV or less.

【0025】交番電界の周波数については、低すぎると
トナーの振動が不十分となり、トナ一除去性が低下す
る。高すぎるとトナーが周波数に応答できなくなり除去
性が低下する。このようなことから、本発明者らの実験
によれば、周波数は、1.0kHz以上、3k Hz以
下の値で使用され、好ましくは、1.5kHz以上2.
5kHz以下の値で使用することが望ましい。
If the frequency of the alternating electric field is too low, the vibration of the toner becomes insufficient, and the toner removing property is reduced. If it is too high, the toner cannot respond to the frequency, and the removability is reduced. For this reason, according to the experiments of the present inventors, the frequency is used at a value of 1.0 kHz or more and 3 kHz or less, preferably 1.5 kHz or more.
It is desirable to use a value of 5 kHz or less.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】実施の形態1図2はこの発明の実施の形態
lに係る帯電装置を適用した画像形成装置を示すもので
ある。
Embodiment 1 FIG. 2 shows an image forming apparatus to which a charging device according to Embodiment 1 of the present invention is applied.

【0028】図2において、1は静電潜像担持体として
の感光体ドラムを示すものであり、この感光体ドラム1
は、図示しない駆動手段により矢印方向に沿って所定の
速度で回転駆動されるようになっている。この感光体ド
ラム1の表面は、この発明の実施の形態1に係る帯電装
置としての一次帯電器2によって、所定の極性かつ所定
の電位に一様に帯電された後、画像露光3が施され、画
像情報に応じた静電潜像が形成される。上記感光体ドラ
ム1上に形成された静電潜像は、現像器4によって顕像
化され、トナー像となる。この感光体ドラムl上に形成
されたトナー像は、やはり、この発明の実施の形態lに
係る帯電装置としての転写帯電器5によって、記録用紙
6上に転写された後、当該トナー像が転写された記録用
紙6は、感光体ドラムlの表面から分離され、定着器7
に搬送される。そして、上記トナ一像が転写された記録
用紙6は、定着器7によって熱及び圧力でトナー像が定
着され、装置の外部に排出されて、画像形成工程が終了
する。
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a photosensitive drum as an electrostatic latent image carrier.
Is driven to rotate at a predetermined speed in the direction of the arrow by a driving means (not shown). The surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to a predetermined polarity and a predetermined potential by a primary charger 2 as a charging device according to the first embodiment of the present invention, and then subjected to image exposure 3. Then, an electrostatic latent image corresponding to the image information is formed. The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 is visualized by the developing device 4 to become a toner image. The toner image formed on the photosensitive drum 1 is transferred onto a recording sheet 6 by a transfer charger 5 as a charging device according to Embodiment 1 of the present invention, and then the toner image is transferred. The recording paper 6 thus separated is separated from the surface of the photosensitive drum 1 and the fixing device 7
Transported to The toner image is fixed on the recording paper 6 onto which the toner image has been transferred by heat and pressure by the fixing device 7, and the toner image is discharged out of the apparatus, thereby completing the image forming process.

【0029】なお、上記トナー像の転写工程が終了した
後の感光体ドラム1の表面は、除電ランプ8によって残
留電荷が消去されて、次の画像形成工程に備えるように
なっている。
After the toner image transfer step is completed, the residual charge on the surface of the photosensitive drum 1 is erased by the charge removing lamp 8 to prepare for the next image forming step.

【0030】この実施の形態に係る画像形成装置は、感
光体ドラムl上に残留した未転写トナーを除去するクリ
ーニング装置を用いない、所謂クリーナーレスの画像形
成装置となっている。
The image forming apparatus according to this embodiment is a so-called cleaner-less image forming apparatus that does not use a cleaning device for removing untransferred toner remaining on the photosensitive drum 1.

【0031】そのため、この画像形成装置では、現像器
4で使用する現像剤中のトナーとして、球形化度のある
程度高いトナーを使用することにより、感光体ドラムl
表面に対するトナーの付着力を弱め、当該感光体ドラム
1上に形成されたトナー像の記録用紙6への転写率を略
100%とするように構成されている。
Therefore, in this image forming apparatus, the toner in the developer used in the developing device 4 uses a toner having a high degree of sphericity to a certain extent as the toner in the developer.
The configuration is such that the adhesion of the toner to the surface is weakened, and the transfer rate of the toner image formed on the photosensitive drum 1 to the recording paper 6 is approximately 100%.

【0032】また、上記の如く球形化度のある程度高い
トナーを使用することにより、帯電装置2に対して、ト
ナーが付着するのを抑制することが可能となる。
Further, by using the toner having a high degree of sphericity to some extent as described above, it is possible to suppress the toner from adhering to the charging device 2.

【0033】次に、トナーについて説明する。トナーの
種類としては、トナーの原材料を混練、粉砕、分級して
なる混練粉砕型トナーや、あるいは、ビニル基を有する
反応モノマーを用いて懸濁重合や乳化重合によって得ら
れる重合トナーや、あるいは、上記バインダー樹脂と着
色剤を有機溶剤中に溶解させ、それを水中に分散させて
造粒する溶解懸濁トナーなどを用いることができる。ト
ナーの除去性から見て、これらトナーの形状は、球形で
ある方が付着力が小さく優れた除去性が期待でき、その
意味では重合トナーや溶解懸濁トナー、あるいは、混練
粉砕型トナーを熱風処理してなる球形化トナーが望まし
い。
Next, the toner will be described. As the type of the toner, kneading, pulverizing, kneading and pulverizing the raw materials of the toner, or a kneaded and pulverized toner, or a polymerized toner obtained by suspension polymerization or emulsion polymerization using a reactive monomer having a vinyl group, or For example, a dissolved suspension toner in which the binder resin and the colorant are dissolved in an organic solvent, the resultant is dispersed in water, and granulation is performed can be used. From the viewpoint of toner removability, the spherical shape of these toners can be expected to be excellent in removability because of low adhesion and excellent removability. A processed spherical toner is desirable.

【0034】ここで、トナーの球形化の指標としては、
球形化度で規定する。トナーの形状をFE−SEM(電
子走査型顕徴鏡)で撮影したものを無作為にサンプリン
グし、その画像晴報を画像解析装置(ルーゼックス:ニ
コレ社製)で解析し、以下の式より導出された数値を球
形化度して用いた。 S={π×(MXLNG)2 }/{4×(ARE
A))}×l00 MXLNG:絶対最大長 AREA:トナーの投影面積
Here, as an index of toner spheroidization,
Specified by the degree of sphericity. An image of the toner shape taken with an FE-SEM (Electron Scanning Microscope) is sampled at random, and the image is analyzed by an image analyzer (Luzex: manufactured by Nicolet) and derived from the following formula. The numerical value obtained was used as the degree of sphericity. S = {π × (MXLNG) 2 } / {4 × (ARE
A))} × 100 MXLNG: Absolute maximum length AREA: Projected area of toner

【0035】トナーの球形化度は、100に近づくほど
真球に近づき、100〜ll0でほぼ真球に近い状態の
トナーであるといえる。このような真球状態のトナー
は、帯電装置の放電面との接触面積が少ないため、付着
力が小さく、球形化度が130前後である通常の不定形
のトナーに比べると、安定した除去性能を得ることがで
きる。
As the degree of sphericity of the toner approaches 100, it approaches a true sphere, and it can be said that the toner is in a state of almost a true sphere at 100 to 110. Such a spherical toner has a small contact area with the discharge surface of the charging device, and therefore has a small adhesive force and a stable removal performance as compared with a normal amorphous toner having a sphericity of about 130. Can be obtained.

【0036】また、トナー粒子の粒径は、画質に大きな
影響を与え、粒径が大きくなるほど画像は粗くなる。平
均粒径が20μm程度のトナーでも実用上問題はない
が、細線の解像力の点からは、平均粒径10μm以下の
トナーであることが望ましい。しかしながら、トナー径
が小さくなるとトナーと帯電装置の放電面との間に作用
する物理的付着力が支配的となり、トナーの除去性が低
下する。また、トナー径が小さくなるとトナーの凝集も
おこりやすく取扱いの問題が生じる。このような点か
ら、本発明で用いるトナーは、好ましくは平均粒径3μ
m以上、10μm以下のものが用いられる。
The particle size of the toner particles has a large effect on the image quality. The larger the particle size, the coarser the image. Although there is no practical problem with toner having an average particle diameter of about 20 μm, it is desirable that the toner has an average particle diameter of 10 μm or less from the viewpoint of fine line resolution. However, as the toner diameter decreases, the physical adhesive force acting between the toner and the discharge surface of the charging device becomes dominant, and the removability of the toner decreases. Further, when the toner diameter is small, aggregation of the toner is apt to occur, which causes a problem in handling. From such a point, the toner used in the present invention preferably has an average particle diameter of 3 μm.
m or more and 10 μm or less are used.

【0037】さらに、トナー用の主バインダ樹脂として
は、以下のものが使用される。例えば、ポリスチレン、
スチレン−プロピレン共童合体、スチレンーブタヂエン
共重合体、スチレンー塩化ビニル共重合体、スチレンー
酢酸ビニル共童合体、スチレンーアクリル酸エステル共
重合体、スチレンーメタクリル酸エステル共重合体、ポ
リエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等があり、必要に応
じて単体、または、複数のバインダ樹脂が混合されて用
いられる。
Further, the following are used as the main binder resin for the toner. For example, polystyrene,
Styrene-propylene copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, styrene-vinyl acetate copolymer, styrene-acrylate copolymer, styrene-methacrylate copolymer, polyester resin And a polyurethane resin and the like. If necessary, a single resin or a mixture of a plurality of binder resins is used.

【0038】また、ヒートロール定着時にロールとの離
型性を高めトナーオフセットを防止する意味から、エチ
レン、プロピレン等のオレフィン系単独または共重合
体、カルナバワックス等のワックス成分を加えてもよ
い。この際、ワックス成分の添加量としては、トナーに
対して0.5wt%以上、10wt%以下が望ましい。
添加量がこれより少ないと、ワックス成分の効果が出な
い。また、添加量がこれより多いと、熱によりトナーが
変形しやすくなるとともに、現像剤の帯電性が変化して
安定した画像濃度が得られなくなる。
In addition, a wax component such as an olefin homo- or copolymer such as ethylene and propylene and a carnauba wax may be added from the viewpoint of enhancing the releasability from the roll and preventing toner offset during heat roll fixing. At this time, the amount of the wax component added is preferably 0.5 wt% or more and 10 wt% or less based on the toner.
If the amount is less than this, the effect of the wax component will not be obtained. On the other hand, if the addition amount is larger than this, the toner is likely to be deformed by heat, and the chargeability of the developer is changed, so that a stable image density cannot be obtained.

【0039】さらに、トナーの力学的強度を強くした
り、ヒートロール定着時にトナーの凝集力を高めトナー
オフセットを防止する意味から、重量平均分子量10
0,000以上の高分子量ポリマや、架橋ポリマを含有
させてもよい。これら、高分子量ポリマや、架橋ポリマ
の含有量については、トナーに対して60wt%以下が
望ましい。含有量がこれより多いと定着時にトナーが良
好に溶融定着せず定着不良が問題となる。
Further, from the viewpoint of increasing the mechanical strength of the toner and increasing the cohesive strength of the toner during heat roll fixing to prevent toner offset, a weight average molecular weight of 10% is used.
It may contain a high molecular weight polymer of 000 or more or a crosslinked polymer. The content of the high molecular weight polymer or the crosslinked polymer is desirably 60 wt% or less based on the toner. If the content is higher than this, the toner does not melt and fix well during fixing, and a problem of poor fixing occurs.

【0040】このときのトナーのガラス転移温度Tgで
あるが、低すぎると放電面に付着しやすく除去が出来な
くなる。連続プリント時の面放電装置の放電面の温度が
50℃近くに達することに加えて、交番電界による振動
でトナーが放電面に衝突するときに発生する熱が影響す
ると考えられる。このようなことから、本発明ではTg
が60℃以上のトナーが用いられる。
Although the glass transition temperature Tg of the toner at this time is too low, it tends to adhere to the discharge surface and cannot be removed. It is considered that, in addition to the temperature of the discharge surface of the surface discharge device reaching about 50 ° C. during continuous printing, the heat generated when the toner collides with the discharge surface due to the vibration caused by the alternating electric field influences. Therefore, in the present invention, Tg
Is 60 ° C. or higher.

【0041】この発明は現像方式に制限されるものでは
なく、磁性一成分現像、二成分現像、非磁性一成分現
像、二成分現像等いずれの現像方式を用いても良い。ト
ナーの着色剤については、黒色系としてはカーボンブラ
ック、ニグロシン、黒鉛、マグネタイト、フィライト等
が用いられる。
The present invention is not limited to the developing method, and any developing method such as magnetic one-component development, two-component development, non-magnetic one-component development, and two-component development may be used. As for the colorant of the toner, carbon black, nigrosine, graphite, magnetite, and philite are used as the black type.

【0042】有彩色系としては、 (イエロー、またはオレンジ顔料)C.I.ピグメントオレ
ンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメン
トイエロー21、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピ
グメントイエロー17、C.I.ピグメントオレンジ93、
C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー
138、C.I.ピグメントイエロー174 (マジェンタ、または、レッド顔料)C.I.ピグメントレ
ッド5、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメン
トレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.
I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド12
3、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッ
ド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメン
トレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピ
グメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222 (サイアン、または、グリーン顔料)C.I.ピグメントグ
リーン7、C.I.ピグメントブルー15:l、C.I.ピグメ
ントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、
C.I.ピグメントブルー60等の公知の着色剤が用いられ
る。
The chromatic colors include (yellow or orange pigments) CI Pigment Orange 31, CI Pigment Orange 43, CI Pigment Yellow 21, CI Pigment Yellow 14, CI Pigment Yellow 17, CI Pigment Orange 93,
CI Pigment Yellow 94, CI Pigment Yellow 138, CI Pigment Yellow 174 (magenta or red pigment) CI Pigment Red 5, CI Pigment Red 48: 1, CI Pigment Red 53: 1, CI Pigment Red 57: 1, C.I.
I. Pigment Red 122, CI Pigment Red 12
3, CI Pigment Red 139, CI Pigment Red 144, CI Pigment Red 149, CI Pigment Red 166, CI Pigment Red 177, CI Pigment Red 178, CI Pigment Red 222 (Sian or green pigment) CI Pigment Green 7, CI Pigment Blue 15: 1, CI Pigment Blue 15: 2, CI Pigment Blue 15: 3,
A known coloring agent such as CI Pigment Blue 60 is used.

【0043】また、これらトナー着色剤の含有量は、ト
ナーに対し0.5重量%以上、20重量%以下であるこ
とが望ましい。0.5重量%未満では、発色性が十分で
なく鮮明な画像が得られなくなる。20重量%を越える
とトナー中での着色剤の分散不良による画質の濃度むら
が生じる。
The content of the toner colorant is preferably 0.5% by weight or more and 20% by weight or less based on the toner. If the amount is less than 0.5% by weight, the color developability is insufficient and a clear image cannot be obtained. If the content is more than 20% by weight, unevenness in image quality occurs due to poor dispersion of the colorant in the toner.

【0044】さらに、トナーに磁性を持たせるために磁
性体微粉末を含ませてもよい。二成分現像の場合、キャ
リアとしては、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属
粒子よりなる磁性体粒子キャリアと、磁性体粉末をポリ
マに混合してなるポリマキャリアがあるが、本発明では
いずれを用いてもよい。ポリマキャリアは磁性体粒子キ
ャリアに比べて一般に磁化が低いために、柔らかく密度
の高い磁気ブラシを形成することができ、高画質の画像
を得ることが出来る。また、静電潜像担持体上に付着し
た場合に、静電潜像担持体表面を傷つけるおそれも少な
いという利点がある。さらに、キャリアの比重も小さい
ためにキャリアの質量も小さく、現像器内で現像剤がミ
キシングされる際にトナーに対するストレスが小さく寿
命の長い現像剤を提供できるという長所がある。一方、
磁性体粒子キャリアはキャリアの比重が大きいためにキ
ャリアの質量も大きく、現像器内で現像剤がミキシング
される際にトナーに対するストレスが大きくなるが、そ
の反面、現像剤の帯電の立ち上がりが早いという利点が
ある。そのため、現像剤に要求される性能によってキャ
リアを使い分ければよい。
Further, a magnetic fine powder may be contained in order to impart magnetism to the toner. In the case of two-component development, examples of the carrier include iron, ferrite, and a magnetic particle carrier made of metal particles such as magnetite, and a polymer carrier obtained by mixing a magnetic powder with a polymer. Is also good. Since the polymer carrier generally has lower magnetization than the magnetic particle carrier, a soft and high-density magnetic brush can be formed, and a high-quality image can be obtained. In addition, there is an advantage that the possibility of damaging the surface of the electrostatic latent image carrier when adhered to the electrostatic latent image carrier is reduced. Further, since the specific gravity of the carrier is small, the mass of the carrier is also small, so that there is an advantage that when the developer is mixed in the developing device, the developer with a small stress on the toner and a long life can be provided. on the other hand,
The magnetic particle carrier has a large carrier mass due to the large specific gravity of the carrier, and the stress on the toner increases when the developer is mixed in the developing device. On the other hand, the charge of the developer is rapidly raised. There are advantages. Therefore, the carrier may be properly used depending on the performance required for the developer.

【0045】また、キャリアの粒子径については、粒子
径が小さいほど磁気ブラシは密になる。平均粒径が60
μm以下になるとその効果が現れ始める。しかし、平均
粒径が35μm末満となるような粒子径が小さいキャリ
アになると、キャリアの磁気的拘束力が弱まるために潜
像担持体上へのキャリア付着が発生する。これらのこと
から、キャリア粒子径は、平均粒径が35μm以上、6
0μm以下のキャリアが望ましい。
Regarding the particle size of the carrier, the smaller the particle size, the denser the magnetic brush. Average particle size of 60
When the thickness is less than μm, the effect starts to appear. However, when the carrier has a small particle diameter such that the average particle diameter is less than 35 μm, the magnetic binding force of the carrier is weakened, and the carrier adheres to the latent image carrier. From these facts, the carrier particle diameter is such that the average particle diameter is 35 μm or more,
A carrier of 0 μm or less is desirable.

【0046】トナーとキャリアを混合して現像剤とした
ときのトナーの電荷量であるが、電荷量が高すぎるとト
ナーのキャリアに対する付着力が高くなりすぎて、今度
はトナーが現像されない、或いは、転写されないといっ
た現象が発生する。電荷量が低すぎるとトナーのキャリ
アに対する付着力が弱くなりすぎて遊離トナーによるト
ナークラウドが発生し、プリントにおけるカブリが問題
となる。トナーの現像性、転写性の観点から現像剤中の
トナーの電荷量を規定するならば、絶対値で5〜50μ
C/g、好ましくは、10〜40μC/gの範囲にある
ことが望ましい。
The charge amount of the toner when the developer is obtained by mixing the toner and the carrier. If the charge amount is too high, the adhesion of the toner to the carrier becomes too high, and the toner is not developed this time. And a phenomenon such as not being transferred occurs. If the charge amount is too low, the adhesion of the toner to the carrier becomes too weak, and a toner cloud due to free toner is generated, which causes fogging in printing. If the charge amount of the toner in the developer is specified from the viewpoint of the developing property and the transfer property of the toner, the absolute value is 5 to 50 μm.
C / g, preferably in the range of 10 to 40 μC / g.

【0047】ところで、この実施の形態に係る帯電装置
は、誘電体層と、該誘電体層の一方の面に積層された誘
導電極と、前記誘電体層の他方の面に積層された放電電
極と、前記放電電極の近傍に形成され、前記誘導電極と
放電電極との間に交流電圧を印加することにより沿面放
電を生成する放電領域とを備え、前記誘導電極と放電電
極との間に交流電圧を印加することによって、前記放電
領域に沿面放電に伴って荷電粒子を生成し、当該荷電粒
子を制御する電圧を放電電極に印加することにより、被
帯電部材を帯電させる帯電装置において、前記放電電極
に所定のタイミングで交流電圧を印加するように構成し
たものである。
The charging device according to the present embodiment comprises a dielectric layer, an induction electrode laminated on one surface of the dielectric layer, and a discharge electrode laminated on the other surface of the dielectric layer. And a discharge region formed in the vicinity of the discharge electrode and generating a creeping discharge by applying an AC voltage between the induction electrode and the discharge electrode, wherein an alternating current is applied between the induction electrode and the discharge electrode. By applying a voltage, a charged particle is generated along with the surface creeping discharge in the discharge region, and a voltage for controlling the charged particle is applied to a discharge electrode, thereby charging a member to be charged. An AC voltage is applied to the electrodes at a predetermined timing.

【0048】この実施の形態lに係る帯電装置は、上記
一次帯電器2や転写帯電器5として使用される。
The charging device according to the first embodiment is used as the primary charger 2 and the transfer charger 5.

【0049】この帯電装置10は、図3に示すように、
細長い平板状に形成されており、セラミックなどからな
る絶縁性の基板llを備えている。この絶縁性基板11
上には、図l及び図3に示すように、誘導電極12が、
その幅方向の中央に長手方向に沿って直線状に形成され
ている。また、上記誘導電極12が形成された絶縁性基
板ll上には、誘電体層13が一様に積層された状態で
形成されており、この誘電体層13上には、放電電極1
4が長手方向に沿って直線状に形成されている。この放
電電極14には、図lに示すように、その幅方向の中央
部に空間部からなる放電領域15が設けられている。さ
らに、上記放電電極14は、図4に示すように、誘導電
極12に近接する側が分割された櫛歯状となっており、
櫛歯先端部が誘導電極12と一部重なる様に配置されて
いる。
This charging device 10 is, as shown in FIG.
It is formed in an elongated flat plate shape and includes an insulating substrate 11 made of ceramic or the like. This insulating substrate 11
On the top, as shown in FIG. 1 and FIG.
It is formed linearly in the center in the width direction along the longitudinal direction. On the insulating substrate 11 on which the induction electrode 12 is formed, a dielectric layer 13 is formed in a state of being uniformly laminated, and on this dielectric layer 13, the discharge electrode 1 is formed.
4 are formed linearly along the longitudinal direction. As shown in FIG. 1, the discharge electrode 14 is provided with a discharge region 15 formed of a space at the center in the width direction. Further, as shown in FIG. 4, the discharge electrode 14 has a comb-teeth shape in which the side close to the induction electrode 12 is divided.
The tip of the comb tooth is arranged so as to partially overlap the induction electrode 12.

【0050】上記構成の帯電装置10は、セラミック基
板11上に、誘導電極12、誘電体層13、放電電極1
4をそれぞれ厚膜印刷技術を用いて簡単に作成すること
ができる。電極材料としては、金、タングステン、ニッ
ケル等の印刷用金属ペーストを用い、誘電体層材料とし
ては、アルミナ、ガラス等の印刷用絶縁ペーストを用い
る。構成要素の大きさの一例としては、誘導電極12の
厚さは1〜40μm程度とする。薄すぎると配線抵抗が
大きく電力損が発生し、厚すぎると誘導電極12を印刷
後の次層以降の印刷段差となり層厚均一性が得られない
ことから、好ましくは5〜10μmに設定される。幅d
は60〜500μm程度であり、製造性、放電効率から
好ましくは100〜200μmに設定される。誘電体層
13の厚さは10〜50μm程度であり、薄すぎると製
造時にピンホールが発生し易くなり絶縁耐圧の低下等を
引き起こすこと、また厚すぎると放電開始に必要な電圧
が高くなることから、好ましくは20〜30μmに設定
される。櫛歯伏の放電電極l4の放電領域15を形成す
る分割部分の幅wは、60〜500μm程度であり、印
刷工程における製造均一性から好ましくは100〜20
0μmに設定される。放電電極14の櫛歯状電極ピッチ
Lは、0.l〜5mm程度であり、帯電均一性の点から
好ましくは0.3〜lmmに設定される。また、放電電
極14と誘導電極12との絶縁層を挟んだ童なり部分の
幅は、10〜100μmに設定される。
The charging device 10 having the above-described configuration includes an induction electrode 12, a dielectric layer 13, and a discharge electrode 1 on a ceramic substrate 11.
4 can be easily formed using thick film printing technology. As the electrode material, a printing metal paste such as gold, tungsten, or nickel is used, and as the dielectric layer material, a printing insulating paste such as alumina or glass is used. As an example of the size of the component, the thickness of the induction electrode 12 is about 1 to 40 μm. If the thickness is too small, the wiring resistance is large and a power loss is generated. If the thickness is too large, a printing step after the next layer after the printing of the induction electrode 12 is caused, and uniformity of the layer thickness cannot be obtained. . Width d
Is about 60 to 500 μm, and is preferably set to 100 to 200 μm from the viewpoint of productivity and discharge efficiency. The thickness of the dielectric layer 13 is about 10 to 50 μm. If it is too thin, pinholes are likely to be generated at the time of manufacture, causing a decrease in dielectric strength, and if it is too thick, the voltage required for starting discharge becomes high. Therefore, it is preferably set to 20 to 30 μm. The width w of the divided portion forming the discharge region 15 of the comb-shaped convex discharge electrode 14 is about 60 to 500 μm, and is preferably 100 to 20 μm in view of manufacturing uniformity in the printing process.
It is set to 0 μm. The pitch L of the comb-toothed electrodes of the discharge electrode 14 is set to 0.1. It is about 1 to 5 mm, and preferably 0.3 to 1 mm from the viewpoint of charging uniformity. Further, the width of the child-like portion sandwiching the insulating layer between the discharge electrode 14 and the induction electrode 12 is set to 10 to 100 μm.

【0051】そして、図lに示すように、この帯電装置
10の誘導電極12と放電電極14の間に、交流電源1
6によって交流電圧を印加し、さらに放電電極14に直
流電源17によってバイアス電圧を印加する。交流電源
16によって印加される交流電圧は、数kHz〜数MH
z、荷電粒子の生成率から好ましくは100Hz〜2M
Hzの周波数で、1〜3kVp−pの高周波高電圧であ
り、誘電体層13を挟んでこれらの電極に交流電圧が印
加されると、図5に示すようん、誘導電極12の両側に
櫛歯状に分割された放電電極14の対を成す放電領域1
5において沿った沿面放電20が起こり、この付近に正
負の荷電粒子が生成される。そして、バイアス電圧とし
て、負の電圧を印加すれば、負の荷電粒子のみを取り出
すことができる。
As shown in FIG. 1, between the induction electrode 12 and the discharge electrode 14 of the charging device 10,
6 applies an AC voltage, and further applies a bias voltage to the discharge electrode 14 by a DC power supply 17. The AC voltage applied by the AC power supply 16 is several kHz to several MH.
z, preferably 100 Hz to 2 M from the generation rate of charged particles
And a high-frequency high voltage of 1 to 3 kVp-p at a frequency of 1 Hz. When an AC voltage is applied to these electrodes with the dielectric layer 13 interposed therebetween, as shown in FIG. Discharge region 1 forming a pair of discharge electrodes 14 divided in a tooth shape
A creeping discharge 20 along 5 occurs, and positive and negative charged particles are generated in the vicinity thereof. When a negative voltage is applied as a bias voltage, only negatively charged particles can be extracted.

【0052】この帯電装置10において放電電極14と
感光体表面との距離は、0.4〜0.6mmに設定さ
れ、被帯電部材である感光体1の表面電位がバイアス電
圧と略等しくなると荷電粒子は引き出されなくなり、帯
電は終了する。負帯電用OPC感光体を用い、記録速度
300mm/sのとき、バイアス電圧17が−900V
において感光体表面を−830Vまで帯電させることが
でき、比較的むらの無い良好な画像サンプルを得ること
ができた。
In the charging device 10, the distance between the discharge electrode 14 and the surface of the photosensitive member is set to 0.4 to 0.6 mm. When the surface potential of the photosensitive member 1, which is the member to be charged, becomes substantially equal to the bias voltage, the charging is performed. The particles are no longer withdrawn, and charging ends. When the recording speed is 300 mm / s, the bias voltage 17 is −900 V using the OPC photoconductor for negative charging.
, The surface of the photoreceptor could be charged to -830 V, and a good image sample having relatively no unevenness could be obtained.

【0053】ところで、この実施の形態では、図1に示
すように、プリント動作時や非プリント動作時の非画像
領域において、帯電装置10の放電電極14に、交流電
源18によって交流電圧を、スイッチ19を介して選択
的に印加するように構成されている。上記プリント動作
時や非プリント動作時の非画像領域とは、例えば、複数
枚プリントする際の、用紙問の領域や、l枚プリントす
る際であっても、感光体ドラム1が回転しているが、プ
リント前や後の領域など、画像領域に影響のない非画像
形成領域であれば、如何なる領域であっても良い。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, in a non-image area during a printing operation or a non-printing operation, an AC voltage is applied to a discharge electrode 14 of the charging device 10 by an AC power supply 18 to switch the same. 19 to be selectively applied. The non-image area at the time of the printing operation or the non-printing operation is, for example, an area where a sheet is interposed when printing a plurality of sheets, or even when printing one sheet, the photosensitive drum 1 is rotating. However, any area may be used as long as it is a non-image forming area that does not affect the image area, such as an area before and after printing.

【0054】実験例1 次に本発明者らは、図l及び図2に示すような帯電装置
を用いた画像形成装置を試作し、当該画像形成装置にお
いて、違続的にプリントを行い、帯電装置10の放電電
極14の汚れを確認する実験を行なった。
Experimental Example 1 Next, the present inventors prototyped an image forming apparatus using a charging device as shown in FIG. 1 and FIG. An experiment was conducted to confirm the contamination of the discharge electrode 14 of the device 10.

【0055】その際、現像剤としては、以下に示す二成
分現像剤を用いた。 (キャリア)スチレンーアクリル共重合体(数平均分子
量:23,000、重量平均分子量:98,000、T
g=78℃)30wt%、カーボンブラック(塩基性カ
ーポンブラック:ph=8.5)3wt%、粒状マグネ
タイト(最大磁化80emu/g、粒径0.5μm)6
7wt%を、混練、粉砕、分級して平均粒径45μmの
キャリアを作成した。キャリアの比童は2.2であっ
た。平均粒径はマイクロトラック(日機装社製)で測定
した値である。帯電極性は正極性である。電気抵抗は、
1012Ωcmであった。 (トナー)ポリエステル(数平均分子量:4,300、
重量平均分子量:9,800、Tg=56℃)90wt
%、カーボンブラック10wt%を混練粉砕後、分級
し、平均粒径7μm、球形化度125の着色粒子を作成
した。平均粒径はコールターカウンタ(コールター社
製)で測定した値である。このときのトナーのTgは5
9℃であった。
At this time, the following two-component developer was used as the developer. (Carrier) Styrene-acrylic copolymer (number average molecular weight: 23,000, weight average molecular weight: 98,000, T
g = 78 ° C.) 30 wt%, carbon black (basic carpon black: ph = 8.5) 3 wt%, granular magnetite (maximum magnetization 80 emu / g, particle size 0.5 μm) 6
7 wt% was kneaded, crushed and classified to prepare a carrier having an average particle size of 45 μm. The relative of the carrier was 2.2. The average particle size is a value measured by Microtrac (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). The charging polarity is positive. The electrical resistance is
It was 10 12 Ωcm. (Toner) Polyester (number average molecular weight: 4,300,
Weight average molecular weight: 9,800, Tg = 56 ° C) 90 wt
%, And 10 wt% of carbon black were kneaded and pulverized, and then classified to prepare colored particles having an average particle size of 7 μm and a sphericity of 125. The average particle size is a value measured by a Coulter counter (manufactured by Coulter Inc.). The Tg of the toner at this time is 5
9 ° C.

【0056】次に、平均粒径20nmの疎水化度60、
体積抵抗値1012Ωcmのシリカ微粒子を前述の着色粒
子に外添してトナーとした。シリカ微粒子の着色粒子に
対する被覆率は80%としている。
Next, a hydrophobicity of 60 having an average particle diameter of 20 nm,
Silica fine particles having a volume resistivity of 10 12 Ωcm were externally added to the above-mentioned colored particles to obtain a toner. The coverage of the silica fine particles with respect to the colored particles is 80%.

【0057】尚、被覆率は下記のようにして求めた。被
覆率をf(%)、着色粒子の平均粒径をdt(m)、微
粒子の平均粒径をda(m)、着色粒子の比重をβt、
微粒子の比重をβa、微粒子重量をWa(kg)とした
場合、 f(%)={√3×dt×ρt×Wa}/{2π×da
×ρa×Wt}×100 の計算で求められる。着色粒子の比重は1.1、シリカ
粒子の比重は2.2であった。
The coverage was determined as follows. The coverage is f (%), the average particle size of the colored particles is dt (m), the average particle size of the fine particles is da (m), the specific gravity of the colored particles is βt,
When the specific gravity of the fine particles is βa and the weight of the fine particles is Wa (kg), f (%) = {3 × dt × ρt × Wa} / {2π × da
× ρa × Wt} × 100 The specific gravity of the colored particles was 1.1, and the specific gravity of the silica particles was 2.2.

【0058】(現像剤)これらトナーとキャリアを混合
させてサンプル現像剤とした。このときの現像剤中のト
ナー濃度(TC:Toner Concentrati
on)は10%であった。TCは以下のようにして求め
た。 TC(wt%)=(トナー重量)/{(トナー重量)+
(キャリア重量)}×100
(Developer) A sample developer was prepared by mixing the toner and the carrier. At this time, the toner concentration in the developer (TC: Toner Concentrati)
on) was 10%. TC was determined as follows. TC (wt%) = (toner weight) / {(toner weight) +
(Carrier weight) x 100

【0059】こうして調整した現像剤3gを、底面積3
cm2 、高さ3.5cmの円筒状のガラス瓶に入れ、振
幅30cm、一分間に30往復のペースで3分間ミキシ
ングして、そのときのトナーの帯電量をブローオフ法で
測定したところ、トナーの帯電量は、一10〜−20μ
C/gの範囲にあった。これらの現像剤を現像器3に装
填し現像に用いた。
3 g of the developer thus adjusted is applied to the bottom area 3
cm 2, placed in a glass bottle cylindrical height of 3.5 cm, where the amplitude 30 cm, mixes 3 minutes at a rate of 30 reciprocating in one minute was measured charge amount of the toner at that time in a blow-off method, the toner The charge amount is 110 to -20μ
C / g range. These developers were loaded into the developing device 3 and used for development.

【0060】また、帯電装置10としての一次帯電装置
2には、バイアス電圧17に、画像部に対応する部分は
一900V、非画像部に対応する部分では一900Vを
重畳した交流電圧18を印加して、100kPVの連続
プリントテストを行った。なお、非画像部に対応する部
分では、誘導電極12への電圧印加はしていない。ま
た、交番電圧は、Vp一pで0.2kV刻みずつ、0.
2kVから3kV、周波数は0.5kHz刻みで、0.
5kHzから10kHzまで変化させた。
Further, to the primary charging device 2 as the charging device 10, an AC voltage 18 in which a bias voltage 17 is superimposed with 1900 V in a portion corresponding to an image portion and 1900 V in a portion corresponding to a non-image portion is applied. Then, a continuous print test of 100 kPV was performed. Note that no voltage is applied to the induction electrode 12 in a portion corresponding to the non-image portion. Further, the alternating voltage is set to 0.1 V by Vp in increments of 0.2 kV.
2 kV to 3 kV, frequency is 0.5 kHz steps,
The frequency was changed from 5 kHz to 10 kHz.

【0061】図6は上記実験の結果を示す図表である。
その結果、図6から明らかなように、交番電圧は、Vp
一pが0.6kV以上、2kV以下で、かつ、周波数が
lkHz以上、3kHz以下の条件でプリントした場
合、筋状の濃度むらがわずかに発生したものの実用上問
題のないレベルであり、またプリント後の帯電装置2の
放電面にもトナーの付着は微量であった。一方、それ以
外の条件では、すべて筋状の濃度むらが観察され、プリ
ント後の帯電器の放電面にもトナーの付着が見られ、そ
の位置が筋状の濃度むら位置に対応することが確認され
た。
FIG. 6 is a table showing the results of the above experiment.
As a result, as apparent from FIG. 6, the alternating voltage is Vp
When printing is performed under the condition that 1p is 0.6 kV or more and 2 kV or less and the frequency is 1 kHz or more and 3 kHz or less, although streak-like density unevenness occurs slightly, it is a level that does not cause a problem in practical use. A small amount of the toner adhered to the discharge surface of the charging device 2 later. On the other hand, under the other conditions, streaky density unevenness was observed, and toner adhered to the discharge surface of the charger after printing, confirming that the position corresponded to the streaky density unevenness position. Was done.

【0062】また、比較例として、上記装置を用いて、
バイアス電圧が一900Vの状態のまま、連続プリント
を行ったところ、50kPVあたりから濃度むらが目立
ったために、プリントテストを中止した。このときの帯
電装置2の放電面を観察すると、ところどころにトナー
付着が観察され、トナー付着部と筋伏の濃度むらの発生
位置が対応することが確認された。
As a comparative example, using the above apparatus,
When continuous printing was performed with the bias voltage kept at 1900 V, the print test was stopped because density unevenness became noticeable at around 50 kPV. When the discharge surface of the charging device 2 at this time was observed, toner adhesion was observed in some places, and it was confirmed that the toner adhesion portion corresponded to the position where the uneven density of the streaks occurred.

【0063】実験例2 上記実験例1について、混練粉砕分級した着色粒子を、
高温熱風処理することで、平均粒径7μm、球形化度1
00、110、120の着色粒子とし、実験例lと同条
件で外添剤処理を行ってトナーとし、実験例1と同様の
テストを行い同様の結果を得た。但し、100kPV
(1kPV=1000枚プリント)での筋状むらはまっ
たく発生せず、帯電装置2の放電面のトナー汚れもなか
った。
Experimental Example 2 The colored particles obtained by kneading and pulverizing and classifying the above Experimental Example 1 were
By hot air treatment, average particle size 7μm, sphericity 1
Colored particles of 00, 110, and 120 were subjected to an external additive treatment under the same conditions as in Experimental Example 1 to obtain a toner. The same test as in Experimental Example 1 was performed, and similar results were obtained. However, 100kPV
(1 kPV = 1000 prints), no line-like unevenness occurred at all, and there was no toner contamination on the discharge surface of the charging device 2.

【0064】実験例3 上記実験例2について、トナーバインダーであるポリエ
ステル樹脂を数平均分子量:4,800、重量平均分子
量:11,000、Tg=59℃のものに変更して、同
様に混練粉砕分級した着色粒子を、高温熱風処理するこ
とで、平均粒径7μm、球形化度100、110、12
0の着色粒子とした。このときのトナーのTgは、60
℃であった。実験例1と同条件で外添剤処理を行ってト
ナーとして実験例1と同様のテストを行い同様の結果を
得た。但し、100kPV(lkPV=1000枚プリ
ント)での筋状むらはまったく発生せず、帯電装置2の
放電面のトナー汚れもまったく発生していないことを確
認した。
Experimental Example 3 In the above Experimental Example 2, the polyester resin as the toner binder was changed to one having a number average molecular weight of 4,800, a weight average molecular weight of 11,000, and Tg = 59 ° C. The classified colored particles are subjected to high-temperature hot-air treatment to obtain an average particle size of 7 μm and a degree of sphericity of 100, 110, 12
0 colored particles. The Tg of the toner at this time is 60
° C. An external additive treatment was performed under the same conditions as in Experimental Example 1, and a toner was subjected to the same test as in Experimental Example 1 to obtain similar results. However, it was confirmed that no line-like unevenness occurred at 100 kPV (lkPV = 1000 prints), and no toner contamination on the discharge surface of the charging device 2 occurred.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上のとおり、この発明によれば、次々
と新しい帯電器を像担持体に対向させるような複雑な構
成をとることなく、放電電極等のトナーによる汚れを防
止し、常に安定した帯電状態を得ることを可能とした帯
電装置及ぴこれを用いた画像形成装置を提供することが
できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the discharge electrodes and the like from being contaminated by the toner without always having a complicated structure in which new chargers are successively opposed to the image carrier, and to maintain a stable state. It is possible to provide a charging device capable of obtaining a charged state and an image forming apparatus using the charging device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1はこの発明に係る帯電装置の実施の形態
1を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a charging device according to the present invention.

【図2】 図2はこの発明に係る帯電装置を適用した画
像形成装置を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an image forming apparatus to which the charging device according to the present invention is applied.

【図3】 図3はこの発明に係る帯電装置の実施の形態
1を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing Embodiment 1 of the charging device according to the present invention.

【図4】 図4は図3の要部拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図5】 図5は帯電装置の放電状態を示す説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a discharging state of the charging device.

【図6】 図6は実験結果を示す図表である。FIG. 6 is a table showing experimental results.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:感光体ドラム(被帯電部材、静電潜像担持体)、2
(10):帯電装置、11:絶縁性基板、12:誘導電
極、13:誘電体層、14:放電電極、18:交流電
源。
1: photosensitive drum (charged member, electrostatic latent image carrier), 2
(10): charging device, 11: insulating substrate, 12: induction electrode, 13: dielectric layer, 14: discharge electrode, 18: AC power supply.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 和廣 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 宮内 聖二 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 Fターム(参考) 2H003 BB11 CC01 EE03 EE08 EE12 EE16  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Kazuhiro Hayashi 2274 Hongo, Ebina-shi, Kanagawa Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Seiji Miyauchi 2274 Hongo, Ebina-shi, Kanagawa Fuji Xerox Co., Ltd. F-term (Reference) 2H003 BB11 CC01 EE03 EE08 EE12 EE16

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 誘電体層と、該誘電体層の一方の面に積
層された誘導電極と、前記誘電体層の他方の面に積層さ
れた放電電極と、前記放電電極の近傍に形成され、前記
誘導電極と放電電極との間に交番電圧を印加することに
より沿面放電を生成する放電領域とを備え、前記誘導電
極と放電電極との問に交番電圧を印加することによっ
て、前記放電領域に沿面放電に伴って荷電粒子を生成
し、当該荷電粒子を制御する電圧を放電電極に印加する
ことにより、被帯電部材を帯電させる帯電装置におい
て、前記放電電極に所定のタイミングで交番電圧を印加
することを特徴とする帯電装置。
1. A dielectric layer, an induction electrode laminated on one surface of the dielectric layer, a discharge electrode laminated on the other surface of the dielectric layer, and a discharge electrode formed near the discharge electrode. A discharge region that generates a creeping discharge by applying an alternating voltage between the induction electrode and the discharge electrode, and applying an alternating voltage between the induction electrode and the discharge electrode to form the discharge region. In the charging device for charging the member to be charged by applying a voltage for controlling the charged particles to the discharge electrode by generating charged particles along with the creeping discharge, an alternating voltage is applied to the discharge electrode at a predetermined timing. A charging device.
【請求項2】 前記放電電極に所定のタイミングで印加
する交番電圧のVp−pを0.6kV〜2kV、当該交
番電圧の周波数をlkHz〜3kHzに設定したことを
特徴とする請求項l記載の帯電装置。
2. The method according to claim 1, wherein Vp-p of the alternating voltage applied to the discharge electrode at a predetermined timing is set to 0.6 kV to 2 kV, and the frequency of the alternating voltage is set to 1 kHz to 3 kHz. Charging device.
【請求項3】 誘電体層と、該誘電体層の一方の面に積
層された誘導電極と、前記誘電体層の他方の面に積層さ
れた放電電極と、前記放電電極の近傍に形成され、前記
誘導電極と放電電極との間に交番電圧を印加することに
より沿面放電を生成する放電領域とを備え、前記誘導電
極と放電電極との間に交番電圧を印加することによっ
て、前記放電領域に沿面放電に伴って荷電粒子を生成
し、当該荷電粒子を制御する電圧を放電電極に印加する
ことにより、画像形成部材を帯電させる帯電装置を用
い、当該帯電装置によって画像形成部材を帯電させるこ
とによって、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置
において、前記帯電装置の放電電極に、非画像形成領域
に交番電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
3. A dielectric layer, an induction electrode laminated on one surface of the dielectric layer, a discharge electrode laminated on the other surface of the dielectric layer, and a discharge electrode formed near the discharge electrode. A discharge region that generates a creeping discharge by applying an alternating voltage between the induction electrode and the discharge electrode; and applying an alternating voltage between the induction electrode and the discharge electrode to form the discharge region. Generating charged particles along with the surface creeping discharge, and applying a voltage for controlling the charged particles to the discharge electrode, thereby using a charging device for charging the image forming member, and charging the image forming member by the charging device. An image forming apparatus for forming an image on a recording medium, wherein an alternating voltage is applied to a discharge electrode of the charging device to a non-image forming area.
【請求項4】 前記放電電極に印加する交番電圧のVp
−pを0.6kV〜2kV、当該交番電圧の周波数を1
kHz〜3kHzに設定したことを特徴とする請求項3
記載の画像形成装置。
4. An alternating voltage Vp applied to the discharge electrode.
−p is 0.6 kV to 2 kV, and the frequency of the alternating voltage is 1
4. The frequency is set in a range of kHz to 3 kHz.
The image forming apparatus as described in the above.
【請求項5】 前記記録媒体上に画像を形成するトナー
として、球形化度が100〜120のトナーを使用した
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の画像形成装
置。
5. The image forming apparatus according to claim 3, wherein a toner having a sphericity of 100 to 120 is used as a toner for forming an image on the recording medium.
【請求項6】 前記記録媒体上に画像を形成するトナー
の平均粒径が、3〜10μmであることを特徴とする請
求項3乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。
6. The image forming apparatus according to claim 3, wherein an average particle diameter of a toner for forming an image on the recording medium is 3 to 10 μm.
【請求項7】 前記記録媒体上に画像を形成するトナー
のガラス転移点(Tg)が、60℃以上であることを特
徴とする請求項3乃至6のいずれかに記載の画像形成装
置。
7. The image forming apparatus according to claim 3, wherein a glass transition point (Tg) of a toner for forming an image on the recording medium is 60 ° C. or higher.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7796903B2 (en) 2007-06-28 2010-09-14 Sharp Kabushiki Kaisha Charging apparatus with a discharge electrode having a plurality of sharp-pointed portions

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