JP2002023460A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長時間使用しても、静電潜像坦持体の電位を
安定して制御でき、かつ、長期に亘り優れた画像を安定
に形成する画像形成装置を提供する。 【解決手段】 少なくともワイヤー表面を誘電体により
コーティングされた放電ワイヤーと該放電ワイヤー近傍
に設置された電位制御板及び表面に静電潜像が形成され
る静電潜像坦持体からなり、該放電ワイヤーに交流電圧
を印加することによりイオンを発生させ、かつ、該電位
制御板により該静電潜像坦持体に与えるイオン量を制御
して表面の電位を制御することを特徴とする画像形成装
置。
安定して制御でき、かつ、長期に亘り優れた画像を安定
に形成する画像形成装置を提供する。 【解決手段】 少なくともワイヤー表面を誘電体により
コーティングされた放電ワイヤーと該放電ワイヤー近傍
に設置された電位制御板及び表面に静電潜像が形成され
る静電潜像坦持体からなり、該放電ワイヤーに交流電圧
を印加することによりイオンを発生させ、かつ、該電位
制御板により該静電潜像坦持体に与えるイオン量を制御
して表面の電位を制御することを特徴とする画像形成装
置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、現像剤を被記録媒
体に転写して画像を形成する画像形成装置に関し、詳し
くは、放電ワイヤーに交流電圧を印加することによりイ
オンを発生させ、電位制御板により静電潜像坦持体に与
えるイオン量を制御して表面の電位を制御する画像形成
装置に関する。
体に転写して画像を形成する画像形成装置に関し、詳し
くは、放電ワイヤーに交流電圧を印加することによりイ
オンを発生させ、電位制御板により静電潜像坦持体に与
えるイオン量を制御して表面の電位を制御する画像形成
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、表面に静電潜像が形成される
感光ドラム等の静電潜像坦持体と、該静電潜像坦持体の
表面をコロナ放電によって一様に帯電させるスコロトロ
ン型の帯電器と、該帯電器による帯電後の上記静電潜像
坦持体表面に上記静電潜像を形成する静電潜像形成手段
と、該静電潜像形成手段により形成された上記静電潜像
をトナー等の現像剤で現像する現像手段とを備えた画像
形成装置が知られている。この種の画像形成装置では、
帯電器によって一様に帯電させた静電潜像坦持体表面
に、静電潜像形成手段によって静電潜像を形成し、現像
手段によって摩擦帯電等により帯電させた現像剤で上記
静電潜像を現像し、続いて、その現像剤を被記録媒体に
転写することによって画像を形成している。
感光ドラム等の静電潜像坦持体と、該静電潜像坦持体の
表面をコロナ放電によって一様に帯電させるスコロトロ
ン型の帯電器と、該帯電器による帯電後の上記静電潜像
坦持体表面に上記静電潜像を形成する静電潜像形成手段
と、該静電潜像形成手段により形成された上記静電潜像
をトナー等の現像剤で現像する現像手段とを備えた画像
形成装置が知られている。この種の画像形成装置では、
帯電器によって一様に帯電させた静電潜像坦持体表面
に、静電潜像形成手段によって静電潜像を形成し、現像
手段によって摩擦帯電等により帯電させた現像剤で上記
静電潜像を現像し、続いて、その現像剤を被記録媒体に
転写することによって画像を形成している。
【０００３】静電潜像坦持体の表面をコロナ放電によっ
て一様に帯電させるスコロトロン型の帯電器を用いる場
合、スコロトロン型の帯電器も次の理由により劣化する
ことがあり、交換を余儀なくされることがあるため、交
換部品の一つとしてカートリッジに収容されている例も
ある。
て一様に帯電させるスコロトロン型の帯電器を用いる場
合、スコロトロン型の帯電器も次の理由により劣化する
ことがあり、交換を余儀なくされることがあるため、交
換部品の一つとしてカートリッジに収容されている例も
ある。
【０００４】これらの画像形成装置は、トナーの流動性
を確保するためにシリカ等の各種外添剤がトナーに添加
される。また、画像を転写紙に定着するための定着器に
は、トナーの融着を防止するためにシリコーンオイル等
が使用されており、これらが空気中に浮遊している。帯
電部にて放電することにより集塵効果によってそれらの
物質が放電ワイヤーに付着し、放電用ワイヤーの表面に
絶縁性の皮膜が形成され、静電潜像坦持体の表面を充分
に帯電させられなくなることがある。例えば、皮膜によ
って放電むらが発生し、上記皮膜に該当する部分で画像
が適切に形成されなくなる場合がある。よって、スコロ
トロン型の帯電器も交換を余儀なくされ、前述のように
他の交換部品と別体に構成して繰り返し使用することも
困難であった。なお、放電器の周辺に気流を形成するこ
とにより、放電用ワイヤーに外添剤が付着するのを防止
することも可能であるが、このような機構を設ける場
合、画像形成装置の構成に非常に大きな制約を受ける。
従って、このような機構を設けて帯電器の耐久性を向上
させるのはあまり現実的ではない。
を確保するためにシリカ等の各種外添剤がトナーに添加
される。また、画像を転写紙に定着するための定着器に
は、トナーの融着を防止するためにシリコーンオイル等
が使用されており、これらが空気中に浮遊している。帯
電部にて放電することにより集塵効果によってそれらの
物質が放電ワイヤーに付着し、放電用ワイヤーの表面に
絶縁性の皮膜が形成され、静電潜像坦持体の表面を充分
に帯電させられなくなることがある。例えば、皮膜によ
って放電むらが発生し、上記皮膜に該当する部分で画像
が適切に形成されなくなる場合がある。よって、スコロ
トロン型の帯電器も交換を余儀なくされ、前述のように
他の交換部品と別体に構成して繰り返し使用することも
困難であった。なお、放電器の周辺に気流を形成するこ
とにより、放電用ワイヤーに外添剤が付着するのを防止
することも可能であるが、このような機構を設ける場
合、画像形成装置の構成に非常に大きな制約を受ける。
従って、このような機構を設けて帯電器の耐久性を向上
させるのはあまり現実的ではない。
【０００５】一方、特公昭６０−１８０６０号には、放
電ワイヤー表面を誘電体によりコーティングし、その放
電ワイヤー近傍に、電位制御板及び表面に静電潜像が形
成される静電潜像坦持体を設置した画像形成装置が記載
されている。この画像形成装置では、放電ワイヤーに交
流電圧を印加することによりイオンを発生させ、電位制
御板により静電潜像坦持体に与えるイオン量を制御して
表面の電位を制御する。この方法においては、もとより
ワイヤー表面にある程度の厚さで絶縁性の物質がコーテ
ィングされており、その上に絶縁性の皮膜が形成された
としても放電には影響を与えず、静電潜像坦持体の表面
を充分に帯電させることができる。
電ワイヤー表面を誘電体によりコーティングし、その放
電ワイヤー近傍に、電位制御板及び表面に静電潜像が形
成される静電潜像坦持体を設置した画像形成装置が記載
されている。この画像形成装置では、放電ワイヤーに交
流電圧を印加することによりイオンを発生させ、電位制
御板により静電潜像坦持体に与えるイオン量を制御して
表面の電位を制御する。この方法においては、もとより
ワイヤー表面にある程度の厚さで絶縁性の物質がコーテ
ィングされており、その上に絶縁性の皮膜が形成された
としても放電には影響を与えず、静電潜像坦持体の表面
を充分に帯電させることができる。
【０００６】上述した特公昭６０−１８０６０号の画像
形成装置では、放電ワイヤーと静電潜像坦持体間又は放
電ワイヤーと電位制御板間の距離が近いと放電ワイヤー
との電界が密になるため、放電ワイヤーの誘電体非被覆
部でリークする、或いは放電ワイヤーが振動するため静
電潜像坦持体又は電位制御板に放電ワイヤーが当たって
しまう等の不具合が発生する。また、放電ワイヤーと静
電潜像坦持体間、放電ワイヤーと電位制御板間の距離を
長くすると放電ワイヤーの放電開始電圧が高くなるため
非常に高い電源電圧が必要であった。更に、放電ワイヤ
ーに交流電圧を印加して放電させると、定常波による放
電ワイヤー振動が起こり、画像にムラができる。その
上、放電ワイヤー表面にガラス等の誘電体物質を被覆し
交流電圧を印加し、電流制御用の電位制御板が設けられ
ている画像形成装置の放電では、静電潜像坦持体へ与え
る電荷を制御するための導電性の電位制御板を使用する
ため、長時間放電を行うと静電潜像坦持体の制御電位が
変化してしまうという問題がある。
形成装置では、放電ワイヤーと静電潜像坦持体間又は放
電ワイヤーと電位制御板間の距離が近いと放電ワイヤー
との電界が密になるため、放電ワイヤーの誘電体非被覆
部でリークする、或いは放電ワイヤーが振動するため静
電潜像坦持体又は電位制御板に放電ワイヤーが当たって
しまう等の不具合が発生する。また、放電ワイヤーと静
電潜像坦持体間、放電ワイヤーと電位制御板間の距離を
長くすると放電ワイヤーの放電開始電圧が高くなるため
非常に高い電源電圧が必要であった。更に、放電ワイヤ
ーに交流電圧を印加して放電させると、定常波による放
電ワイヤー振動が起こり、画像にムラができる。その
上、放電ワイヤー表面にガラス等の誘電体物質を被覆し
交流電圧を印加し、電流制御用の電位制御板が設けられ
ている画像形成装置の放電では、静電潜像坦持体へ与え
る電荷を制御するための導電性の電位制御板を使用する
ため、長時間放電を行うと静電潜像坦持体の制御電位が
変化してしまうという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、長時
間使用しても放電用ワイヤーにシリカ等の異物が付着す
ることなく、静電潜像坦持体の電位を安定して制御で
き、かつ、長期に亘り優れた画像を安定に形成する画像
形成装置を提供することにある。
間使用しても放電用ワイヤーにシリカ等の異物が付着す
ることなく、静電潜像坦持体の電位を安定して制御で
き、かつ、長期に亘り優れた画像を安定に形成する画像
形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記構成により達成された。
記構成により達成された。
【０００９】１．少なくともワイヤー表面を誘電体によ
りコーティングされた放電ワイヤーと該放電ワイヤー近
傍に設置された電位制御板及び表面に静電潜像が形成さ
れる静電潜像坦持体からなり、該放電ワイヤーに交流電
圧を印加することによりイオンを発生させ、かつ、該電
位制御板により該静電潜像坦持体に与えるイオン量を制
御して表面の電位を制御する画像形成装置において、該
放電ワイヤーと該静電潜像坦持体の距離、及び該放電ワ
イヤーと電位制御板の距離をそれぞれ１ｍｍ以上１０ｍ
ｍ以下とすることを特徴とする画像形成装置。
りコーティングされた放電ワイヤーと該放電ワイヤー近
傍に設置された電位制御板及び表面に静電潜像が形成さ
れる静電潜像坦持体からなり、該放電ワイヤーに交流電
圧を印加することによりイオンを発生させ、かつ、該電
位制御板により該静電潜像坦持体に与えるイオン量を制
御して表面の電位を制御する画像形成装置において、該
放電ワイヤーと該静電潜像坦持体の距離、及び該放電ワ
イヤーと電位制御板の距離をそれぞれ１ｍｍ以上１０ｍ
ｍ以下とすることを特徴とする画像形成装置。
【００１０】２．少なくともワイヤー表面を誘電体によ
りコーティングされた放電ワイヤーと該放電ワイヤー近
傍に設置された電位制御板及び表面に静電潜像が形成さ
れる静電潜像坦持体からなり、該放電ワイヤーに交流電
圧を印加することによりイオンを発生させ、かつ、該静
電潜像坦持体表面の電位を該電位制御板により制御する
画像形成装置において、下記関係式より定常波の出現す
る該放電ワイヤーのテンションを導き、そのテンション
を避けて放電をすることを特徴とする画像形成装置。
りコーティングされた放電ワイヤーと該放電ワイヤー近
傍に設置された電位制御板及び表面に静電潜像が形成さ
れる静電潜像坦持体からなり、該放電ワイヤーに交流電
圧を印加することによりイオンを発生させ、かつ、該静
電潜像坦持体表面の電位を該電位制御板により制御する
画像形成装置において、下記関係式より定常波の出現す
る該放電ワイヤーのテンションを導き、そのテンション
を避けて放電をすることを特徴とする画像形成装置。
【００１１】定常波の関係式 ｆ＝（ｎ／２Ｌ）×（Ｓ／ρ）1/2 〔式中、ｆは周波数（Ｈｚ）を表し、ｎは定常波の出現
数（自然数）で２〜８であり、Ｌは放電ワイヤー長
（ｍ）を表し、Ｓは放電ワイヤーのテンション（Ｎ）を
表し、ρは放電ワイヤー線密度（ｋｇ／ｍ）を表す。〕 ３．少なくともワイヤー表面を誘電体によりコーティン
グされた放電ワイヤーと該放電ワイヤー近傍に設置され
た電位制御板及び表面に静電潜像が形成される静電潜像
坦持体からなり、該放電ワイヤーに交流電圧を印加する
ことによりイオンを発生させ、かつ、該静電潜像坦持体
表面の電位を電位制御板により制御する画像形成装置に
おいて、該電位制御板を該放電ワイヤーに対して並行に
移動させることが可能であることを特徴とする画像形成
装置。
数（自然数）で２〜８であり、Ｌは放電ワイヤー長
（ｍ）を表し、Ｓは放電ワイヤーのテンション（Ｎ）を
表し、ρは放電ワイヤー線密度（ｋｇ／ｍ）を表す。〕 ３．少なくともワイヤー表面を誘電体によりコーティン
グされた放電ワイヤーと該放電ワイヤー近傍に設置され
た電位制御板及び表面に静電潜像が形成される静電潜像
坦持体からなり、該放電ワイヤーに交流電圧を印加する
ことによりイオンを発生させ、かつ、該静電潜像坦持体
表面の電位を電位制御板により制御する画像形成装置に
おいて、該電位制御板を該放電ワイヤーに対して並行に
移動させることが可能であることを特徴とする画像形成
装置。
【００１２】４．少なくともワイヤー表面を誘電体によ
りコーティングされた放電ワイヤーと該放電ワイヤー近
傍に設置された電位制御板及び表面に静電潜像が形成さ
れる静電潜像坦持体からなり、該放電ワイヤーに交流電
圧を印加することによりイオンを発生させ、かつ、該静
電潜像坦持体表面の電位を電位制御板により制御する画
像形成装置において、該誘電体の、長さ、被覆厚さ及び
材質から求まる静電容量Ｃによって決まる交流放電１／
２周期で流れ得るイオン量をＸとし、該放電ワイヤーに
印加する交流電圧と周波数と該電位制御板に印加するＤ
Ｃ電圧によって決まる１／２周期で流し得るイオン量を
Ｙとした時、Ｘ＞Ｙとなるような周波数の範囲で使用す
ることを特徴とする画像形成装置。
りコーティングされた放電ワイヤーと該放電ワイヤー近
傍に設置された電位制御板及び表面に静電潜像が形成さ
れる静電潜像坦持体からなり、該放電ワイヤーに交流電
圧を印加することによりイオンを発生させ、かつ、該静
電潜像坦持体表面の電位を電位制御板により制御する画
像形成装置において、該誘電体の、長さ、被覆厚さ及び
材質から求まる静電容量Ｃによって決まる交流放電１／
２周期で流れ得るイオン量をＸとし、該放電ワイヤーに
印加する交流電圧と周波数と該電位制御板に印加するＤ
Ｃ電圧によって決まる１／２周期で流し得るイオン量を
Ｙとした時、Ｘ＞Ｙとなるような周波数の範囲で使用す
ることを特徴とする画像形成装置。
【００１３】５．誘電体がガラスであることを特徴とす
る前記１〜４のいずれか１項記載の画像形成装置。
る前記１〜４のいずれか１項記載の画像形成装置。
【００１４】６．誘電体がセラミック材料であることを
特徴とする前記１〜４のいずれか１項記載の画像形成装
置。
特徴とする前記１〜４のいずれか１項記載の画像形成装
置。
【００１５】７．セラミック材料がアルミナ、ジルコニ
ア、窒化ボラン、酸化ベリリウム及び窒化シリコンから
選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする前記６
記載の画像形成装置。
ア、窒化ボラン、酸化ベリリウム及び窒化シリコンから
選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする前記６
記載の画像形成装置。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して実施例によ
り本発明を説明する。図１に示すように、少なくともワ
イヤー３（一般にタングステンワイヤー）の表面を誘電
体２によりコーティングされた放電ワイヤー１を用い
る。ワイヤー３は、図１の矢印の方向にテンションをか
け放電ワイヤー１が交流電圧により定常波を発生しない
ようにしてある。ワイヤー３の線径は０．２５４〜０．
７６２ｍｍであり、誘電体２の被覆厚さは０．０３０〜
０．２５０ｍｍが好ましい。また、誘電体２は、ガラ
ス、セラミック材料等が挙げられ、セラミック材料とし
ては、アルミナ、ジルコニア、窒化ボラン、酸化ベリリ
ウム及び窒化シリコン等が挙げられる。特に誘電体２
は、ガラスが好ましい。
り本発明を説明する。図１に示すように、少なくともワ
イヤー３（一般にタングステンワイヤー）の表面を誘電
体２によりコーティングされた放電ワイヤー１を用い
る。ワイヤー３は、図１の矢印の方向にテンションをか
け放電ワイヤー１が交流電圧により定常波を発生しない
ようにしてある。ワイヤー３の線径は０．２５４〜０．
７６２ｍｍであり、誘電体２の被覆厚さは０．０３０〜
０．２５０ｍｍが好ましい。また、誘電体２は、ガラ
ス、セラミック材料等が挙げられ、セラミック材料とし
ては、アルミナ、ジルコニア、窒化ボラン、酸化ベリリ
ウム及び窒化シリコン等が挙げられる。特に誘電体２
は、ガラスが好ましい。
【００１７】本発明の画像形成装置の放電ワイヤー近傍
の模式図を図２に示すが、放電ワイヤー１近傍に設置さ
れた電位制御板４及び表面に静電潜像が形成される静電
潜像坦持体５からなり、放電ワイヤー１に交流電源６か
ら交流電圧（Ｖａｃ）を印加することによりイオンを発
生させる。この時、電位制御板４に直流電源７から直流
電圧（Ｖｂｐ）与えることにより放電ワイヤー１と電位
制御板４との電位差８と、放電ワイヤー１と静電潜像坦
持体５との電位差９を制御する。その結果静電潜像坦持
体５に与えるイオン量が制御され、表面の電位が制御さ
れる。本願請求項１の発明は、放電ワイヤー１と静電潜
像坦持体５の距離（ｄｐ）、及び放電ワイヤー１と電位
制御板４の距離（ｄｂｐ）をそれぞれ１ｍｍ以上１０ｍ
ｍ以下とした画像形成装置の発明である。
の模式図を図２に示すが、放電ワイヤー１近傍に設置さ
れた電位制御板４及び表面に静電潜像が形成される静電
潜像坦持体５からなり、放電ワイヤー１に交流電源６か
ら交流電圧（Ｖａｃ）を印加することによりイオンを発
生させる。この時、電位制御板４に直流電源７から直流
電圧（Ｖｂｐ）与えることにより放電ワイヤー１と電位
制御板４との電位差８と、放電ワイヤー１と静電潜像坦
持体５との電位差９を制御する。その結果静電潜像坦持
体５に与えるイオン量が制御され、表面の電位が制御さ
れる。本願請求項１の発明は、放電ワイヤー１と静電潜
像坦持体５の距離（ｄｐ）、及び放電ワイヤー１と電位
制御板４の距離（ｄｂｐ）をそれぞれ１ｍｍ以上１０ｍ
ｍ以下とした画像形成装置の発明である。
【００１８】図１の画像形成装置で、放電ワイヤー１と
その近傍に配置された放電ワイヤー１からの距離が可変
な静電潜像坦持体５の電流測定板１０及び電位制御板４
を有する放電の系で、放電ワイヤー１に交流電圧、電位
制御板４に負の直流電圧を印加した時の電流測定板に流
れる電流値を電流測定板１０と放電ワイヤー１との距離
を変化させて測定した。図４に放電ワイヤー１と電位制
御板４の距離を３ｍｍに固定し、放電ワイヤー１に１ｋ
Ｈｚで１４ｋＶと１６ｋＶの交流電圧を印加し、電位制
御板４に１ｋＶの負電圧を印加し、放電ワイヤー１から
の距離を変えた時の静電潜像坦持体５の直流電流値を示
す。
その近傍に配置された放電ワイヤー１からの距離が可変
な静電潜像坦持体５の電流測定板１０及び電位制御板４
を有する放電の系で、放電ワイヤー１に交流電圧、電位
制御板４に負の直流電圧を印加した時の電流測定板に流
れる電流値を電流測定板１０と放電ワイヤー１との距離
を変化させて測定した。図４に放電ワイヤー１と電位制
御板４の距離を３ｍｍに固定し、放電ワイヤー１に１ｋ
Ｈｚで１４ｋＶと１６ｋＶの交流電圧を印加し、電位制
御板４に１ｋＶの負電圧を印加し、放電ワイヤー１から
の距離を変えた時の静電潜像坦持体５の直流電流値を示
す。
【００１９】図４から、放電ワイヤー１と静電潜像坦持
体５を１ｍｍ以内の距離で使うと、リークや放電ワイヤ
ー１の振動による静電潜像坦持体５との接触などの不具
合が発生した。また放電ワイヤー１との距離を１０ｍｍ
以上離して使うと必要電流値を流すのに高電圧が必要と
なる。更に、静電潜像坦持体５の電流測定板の位置を固
定し、放電ワイヤー１と電位制御板４との距離を変化さ
せたときも図４と同様の結果が得られた。
体５を１ｍｍ以内の距離で使うと、リークや放電ワイヤ
ー１の振動による静電潜像坦持体５との接触などの不具
合が発生した。また放電ワイヤー１との距離を１０ｍｍ
以上離して使うと必要電流値を流すのに高電圧が必要と
なる。更に、静電潜像坦持体５の電流測定板の位置を固
定し、放電ワイヤー１と電位制御板４との距離を変化さ
せたときも図４と同様の結果が得られた。
【００２０】請求項２は、請求項１の画像形成装置にお
いて、上述した定常波の関係式より定常波の出現する放
電ワイヤー１のテンションを導き、そのテンションを避
けて放電をする画像形成装置の発明である。
いて、上述した定常波の関係式より定常波の出現する放
電ワイヤー１のテンションを導き、そのテンションを避
けて放電をする画像形成装置の発明である。
【００２１】例えば、 ワイヤー長：０．３２４（ｍ） 線密度：１．５５×１０-4（ｋｇ／ｍ）の放電ワイヤー
を用い、周波数７５０Ｈｚで交流放電させるとき、定常
波を避けて放電させるためのばねのテンションは次に示
す計算によって導かれる。ｆ＝（ｎ／２Ｌ）×（Ｓ／
ρ）1/2より Ｓ＝（２ｆＬ／ｎ）2×ρ ６９０Ｈｚ〜７６０Ｈｚで定常波が出現するばねのテン
ションは、 ｎ＝１の時ならＳ＝３１７０〜３８４０ ｎ＝２の時ならＳ＝８３７〜９６０ ｎ＝３の時ならＳ＝３５２〜４２７ ｎ＝４の時ならＳ＝１９８〜２４０ ｎ＝５の時ならＳ＝１２７〜１５３となる。
を用い、周波数７５０Ｈｚで交流放電させるとき、定常
波を避けて放電させるためのばねのテンションは次に示
す計算によって導かれる。ｆ＝（ｎ／２Ｌ）×（Ｓ／
ρ）1/2より Ｓ＝（２ｆＬ／ｎ）2×ρ ６９０Ｈｚ〜７６０Ｈｚで定常波が出現するばねのテン
ションは、 ｎ＝１の時ならＳ＝３１７０〜３８４０ ｎ＝２の時ならＳ＝８３７〜９６０ ｎ＝３の時ならＳ＝３５２〜４２７ ｎ＝４の時ならＳ＝１９８〜２４０ ｎ＝５の時ならＳ＝１２７〜１５３となる。
【００２２】従って、この範囲外にばねのテンションを
設定することにより定常波の影響によるムラを防ぐこと
ができた。
設定することにより定常波の影響によるムラを防ぐこと
ができた。
【００２３】請求項３は、請求項１の画像形成装置にお
いて、図３に示すように電位制御板４を放電ワイヤー１
に対して並行に移動させることが可能な画像形成装置の
発明である。
いて、図３に示すように電位制御板４を放電ワイヤー１
に対して並行に移動させることが可能な画像形成装置の
発明である。
【００２４】請求項３の発明の画像形成装置を用いた実
験では、例えば、直径１００μｍのタングステンワイヤ
ーに６０μｍのガラス被覆（合計直径２２０μｍ）した
放電ワイヤー１を用い、放電ワイヤー１と静電潜像坦持
体５の距離を３ｍｍ、放電ワイヤー１と電位制御板４の
距離を３ｍｍとし、電位制御板４の印加電圧を−１ｋＶ
とし、放電ワイヤー１に１ｋＨｚで１４ｋＶの交流電圧
を印加した。
験では、例えば、直径１００μｍのタングステンワイヤ
ーに６０μｍのガラス被覆（合計直径２２０μｍ）した
放電ワイヤー１を用い、放電ワイヤー１と静電潜像坦持
体５の距離を３ｍｍ、放電ワイヤー１と電位制御板４の
距離を３ｍｍとし、電位制御板４の印加電圧を−１ｋＶ
とし、放電ワイヤー１に１ｋＨｚで１４ｋＶの交流電圧
を印加した。
【００２５】上記条件にて実写を行い５００ｋｃｏｐｙ
終了した電位制御板４と未使用のものを使用し、放電ワ
イヤー１の印加電圧と静電潜像坦持体５の電位との関係
について比較を行った。その結果、図５のように、５０
０ｋｃｏｐｙ終了した電位制御板４では未使用のものと
同じ静電潜像坦持体５の電位を得るためには高い放電ワ
イヤー電圧が必要であることがわかった。
終了した電位制御板４と未使用のものを使用し、放電ワ
イヤー１の印加電圧と静電潜像坦持体５の電位との関係
について比較を行った。その結果、図５のように、５０
０ｋｃｏｐｙ終了した電位制御板４では未使用のものと
同じ静電潜像坦持体５の電位を得るためには高い放電ワ
イヤー電圧が必要であることがわかった。
【００２６】原因は電位制御板４の放電ワイヤー１に最
も近い位置の基材の酸化や放電生成物の付着により放電
抵抗が高くなったためと判明した。しかも、その位置か
ら２ｍｍ離れた個所には酸化や付着が見られないので、
電位制御板４の位置を１００ｋｃｏｐｙ毎移動して使用
したところ、５００ｋｃｏｐｙ終了した電位制御板４に
おいても未使用のものとほぼ同じ静電潜像坦持体５の電
位が得られた。
も近い位置の基材の酸化や放電生成物の付着により放電
抵抗が高くなったためと判明した。しかも、その位置か
ら２ｍｍ離れた個所には酸化や付着が見られないので、
電位制御板４の位置を１００ｋｃｏｐｙ毎移動して使用
したところ、５００ｋｃｏｐｙ終了した電位制御板４に
おいても未使用のものとほぼ同じ静電潜像坦持体５の電
位が得られた。
【００２７】請求項４は、請求項１の画像形成装置にお
いて、誘電体２の、長さ、被覆厚さ及び材質から求まる
静電容量Ｃによって決まる交流放電１／２周期で流れ得
るイオン量をＸとし、放電ワイヤー１に印加する交流電
圧と周波数と電位制御板４に印加する直流電圧によって
決まる１／２周期で流し得るイオン量をＹとした時、Ｘ
＞Ｙとなるような周波数の範囲で使用する画像形成装置
の発明である。
いて、誘電体２の、長さ、被覆厚さ及び材質から求まる
静電容量Ｃによって決まる交流放電１／２周期で流れ得
るイオン量をＸとし、放電ワイヤー１に印加する交流電
圧と周波数と電位制御板４に印加する直流電圧によって
決まる１／２周期で流し得るイオン量をＹとした時、Ｘ
＞Ｙとなるような周波数の範囲で使用する画像形成装置
の発明である。
【００２８】この発明の放電によると、静電潜像坦持体
５で得られる電位、すなわち得られる直流電流値は以下
の通りである。即ち、放電によって発生したマイナスイ
オンが誘電体２の静電容量に達するまで流れ、次に極性
が変わってプラスイオンが流れ、それを繰り返した平均
の値が電流値として観測される。低周波において、極性
が切り替わる前に流れる電流が静電容量に達すると、放
電は停止し、空気中の電離は行われないためイオンはそ
れ以上流れなくなる。
５で得られる電位、すなわち得られる直流電流値は以下
の通りである。即ち、放電によって発生したマイナスイ
オンが誘電体２の静電容量に達するまで流れ、次に極性
が変わってプラスイオンが流れ、それを繰り返した平均
の値が電流値として観測される。低周波において、極性
が切り替わる前に流れる電流が静電容量に達すると、放
電は停止し、空気中の電離は行われないためイオンはそ
れ以上流れなくなる。
【００２９】例えば直径１００μｍのタイグステンワイ
ヤーに６０μｍのガラスを被覆した放電ワイヤー１に１
４ｋＶの正弦波の交流電圧を印加して実験した結果、２
００Ｈｚ以下の周波数では交流放電１／２周期終了前に
放電が停止しており、静電潜像坦持体５に流れる直流電
流が極端に少ない（図６（ａ）参照）ことが分かった。
２００Ｈｚ以上では印加電圧が放電開始電圧以上のとき
は常時放電が起こっており、効率よく静電潜像坦持体５
を帯電させる（図６（ｂ）参照）ことができる。
ヤーに６０μｍのガラスを被覆した放電ワイヤー１に１
４ｋＶの正弦波の交流電圧を印加して実験した結果、２
００Ｈｚ以下の周波数では交流放電１／２周期終了前に
放電が停止しており、静電潜像坦持体５に流れる直流電
流が極端に少ない（図６（ａ）参照）ことが分かった。
２００Ｈｚ以上では印加電圧が放電開始電圧以上のとき
は常時放電が起こっており、効率よく静電潜像坦持体５
を帯電させる（図６（ｂ）参照）ことができる。
【００３０】放電が停止するのは流れるイオン量がガラ
スの静電容量に達した時であるから、ガラスの静電容
量、放電ワイヤー１への印加電圧、電位制御板４への直
流バイアス電圧、交流波形、放電ワイヤー１と静電潜像
坦持体５との距離、或いは放電ワイヤー１と電位制御板
４との距離等の各条件により下限の周波数は異なる。ま
た、高周波になるほど高い電源性能が必要となるため、
６ｋＨｚ＞ｆであることが望ましい。波形に関しては、
実験に用いた正弦波の他、矩形波、三角波等が考えられ
る。請求項４の発明により、放電ワイヤー電圧を必要以
上に高く設定せず、効率良く静電潜像坦持体を帯電する
コロナ放電電極を得ることができた。
スの静電容量に達した時であるから、ガラスの静電容
量、放電ワイヤー１への印加電圧、電位制御板４への直
流バイアス電圧、交流波形、放電ワイヤー１と静電潜像
坦持体５との距離、或いは放電ワイヤー１と電位制御板
４との距離等の各条件により下限の周波数は異なる。ま
た、高周波になるほど高い電源性能が必要となるため、
６ｋＨｚ＞ｆであることが望ましい。波形に関しては、
実験に用いた正弦波の他、矩形波、三角波等が考えられ
る。請求項４の発明により、放電ワイヤー電圧を必要以
上に高く設定せず、効率良く静電潜像坦持体を帯電する
コロナ放電電極を得ることができた。
【００３１】
【発明の効果】本発明により、長時間使用しても放電用
ワイヤーに外添剤が付着することなく、静電潜像坦持体
の電位を安定して制御でき、かつ、長期に亘り優れた画
像を安定に形成する画像形成装置を提供することができ
た。
ワイヤーに外添剤が付着することなく、静電潜像坦持体
の電位を安定して制御でき、かつ、長期に亘り優れた画
像を安定に形成する画像形成装置を提供することができ
た。
【図１】本発明の放電ワイヤーの斜視図である。
【図２】本発明の画像形成装置の放電ワイヤー近傍の模
式図である。
式図である。
【図３】本発明の画像形成装置の電位制御板を移動でき
る模式図である。
る模式図である。
【図４】本発明の画像形成装置における静電潜像坦持体
の位置による直流電流値を示すグラフである。
の位置による直流電流値を示すグラフである。
【図５】本発明の画像形成装置における電位制御板の使
用済み又は未使用品と静電潜像坦持体の直流電流値を示
すグラフである。
用済み又は未使用品と静電潜像坦持体の直流電流値を示
すグラフである。
【図６】放電ワイヤーに１４ｋＶの正弦波の交流電圧を
印加した際の周波数を変えた時のコンデンサ充電電流の
変化を示すグラフである。
印加した際の周波数を変えた時のコンデンサ充電電流の
変化を示すグラフである。
１ 放電ワイヤー ２ 誘電体 ３ ワイヤー ４ 電位制御板 ５ 静電潜像坦持体 ６ 交流電源 ７ 直流電源 ８ 放電ワイヤーと電位制御板との電位差 ９ 放電ワイヤーと静電潜像坦持体との電位差 １０ 電流測定板
Claims (7)
- 【請求項１】 少なくともワイヤー表面を誘電体により
コーティングされた放電ワイヤーと該放電ワイヤー近傍
に設置された電位制御板及び表面に静電潜像が形成され
る静電潜像坦持体からなり、該放電ワイヤーに交流電圧
を印加することによりイオンを発生させ、かつ、該電位
制御板により該静電潜像坦持体に与えるイオン量を制御
して表面の電位を制御する画像形成装置において、該放
電ワイヤーと該静電潜像坦持体の距離、及び該放電ワイ
ヤーと電位制御板の距離をそれぞれ１ｍｍ以上１０ｍｍ
以下とすることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項２】 少なくともワイヤー表面を誘電体により
コーティングされた放電ワイヤーと該放電ワイヤー近傍
に設置された電位制御板及び表面に静電潜像が形成され
る静電潜像坦持体からなり、該放電ワイヤーに交流電圧
を印加することによりイオンを発生させ、かつ、該静電
潜像坦持体表面の電位を該電位制御板により制御する画
像形成装置において、下記関係式より定常波の出現する
該放電ワイヤーのテンションを導き、そのテンションを
避けて放電をすることを特徴とする画像形成装置。 定常波の関係式 ｆ＝（ｎ／２Ｌ）×（Ｓ／ρ）1/2 〔式中、ｆは周波数（Ｈｚ）を表し、ｎは定常波の出現
数（自然数）で２〜８であり、Ｌは放電ワイヤー長
（ｍ）を表し、Ｓは放電ワイヤーのテンション（Ｎ）を
表し、ρは放電ワイヤー線密度（ｋｇ／ｍ）を表す。〕 - 【請求項３】 少なくともワイヤー表面を誘電体により
コーティングされた放電ワイヤーと該放電ワイヤー近傍
に設置された電位制御板及び表面に静電潜像が形成され
る静電潜像坦持体からなり、該放電ワイヤーに交流電圧
を印加することによりイオンを発生させ、かつ、該静電
潜像坦持体表面の電位を電位制御板により制御する画像
形成装置において、該電位制御板を該放電ワイヤーに対
して並行に移動させることが可能であることを特徴とす
る画像形成装置。 - 【請求項４】 少なくともワイヤー表面を誘電体により
コーティングされた放電ワイヤーと該放電ワイヤー近傍
に設置された電位制御板及び表面に静電潜像が形成され
る静電潜像坦持体からなり、該放電ワイヤーに交流電圧
を印加することによりイオンを発生させ、かつ、該静電
潜像坦持体表面の電位を電位制御板により制御する画像
形成装置において、該誘電体の、長さ、被覆厚さ及び材
質から求まる静電容量Ｃによって決まる交流放電１／２
周期で流れ得るイオン量をＸとし、該放電ワイヤーに印
加する交流電圧と周波数と該電位制御板に印加するＤＣ
電圧によって決まる１／２周期で流し得るイオン量をＹ
とした時、Ｘ＞Ｙとなるような周波数の範囲で使用する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項５】 誘電体がガラスであることを特徴とする
請求項１〜４のいずれか１項記載の画像形成装置。 - 【請求項６】 誘電体がセラミック材料であることを特
徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の画像形成装
置。 - 【請求項７】 セラミック材料がアルミナ、ジルコニ
ア、窒化ボラン、酸化ベリリウム及び窒化シリコンから
選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項
６記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000200711A JP2002023460A (ja) | 2000-07-03 | 2000-07-03 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000200711A JP2002023460A (ja) | 2000-07-03 | 2000-07-03 | 画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002023460A true JP2002023460A (ja) | 2002-01-23 |
Family
ID=18698539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000200711A Pending JP2002023460A (ja) | 2000-07-03 | 2000-07-03 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002023460A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019074681A (ja) * | 2017-10-18 | 2019-05-16 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置及び画像形成装置の駆動方法 |
-
2000
- 2000-07-03 JP JP2000200711A patent/JP2002023460A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019074681A (ja) * | 2017-10-18 | 2019-05-16 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置及び画像形成装置の駆動方法 |
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