JP2004004334A - Corona discharge device and image forming device - Google Patents

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JP2004004334A
JP2004004334A JP2002160124A JP2002160124A JP2004004334A JP 2004004334 A JP2004004334 A JP 2004004334A JP 2002160124 A JP2002160124 A JP 2002160124A JP 2002160124 A JP2002160124 A JP 2002160124A JP 2004004334 A JP2004004334 A JP 2004004334A
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corona discharge
needle
discharge device
image forming
electrode
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Tomonori Shida
仕田  知経
Takaaki Tsuruya
鶴谷  貴明
Michio Uchida
内田  理夫
Isao Matsuoka
松岡  功
Tamotsu Kaneko
金子  保
Hirotaka Ishii
石井  啓貴
Akihiko Takeuchi
竹内  昭彦
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a corona discharge device which uses a needlelike electrode and to realize both reduction of its manufacturing cost and improvement of the durability of the electrode. <P>SOLUTION: The corona discharge device which has a metal electrode having a plurality of needlelike projections arranged linearly at specified intervals (p) and faces an electrostatically charged body to charge it by corona discharge is characterized in that the surface of the metal electrode having the needlelike projections is plated with a conductive material. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被帯電体と対向し該被帯電体をコロナ放電により帯電させるコロナ放電装置に関し、例えば電子写真画像形成装置において所定の部材の帯電又は除電を行うために用いられる帯電装置又は除電装置としてのコロナ放電装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より実用化された電子写真方式の複写機、プリンタ等においては、非接触のコロナ放電帯電器を使用している。コロナ放電は、針先のような鋭い突起部近傍で起こりやすいことが知られており、針を放電電極として用いた例もあるが、多数の針を精度良く基板上に並べていたため、高コストであった。
【0003】
一方、図5に示すようなワイヤ電極タイプのコロナ放電帯電器は、一本の細い金属ワイヤ(タングステンワイヤ)を空中に張ってコロナ放電電極としており、前記針を放電電極として用いたものに比べてコスト面で有利であったため、実際商品化されている電子写真機器の大多数が、放電電極としてワイヤを用いている。
【0004】
しかしながら、ワイヤ方式のコロナ放電帯電器は放電が安定しており効果が得られやすい一方で、ワイヤの切断が発生しやすく、寿命や安全対策等に難しさがあった。
【0005】
特開平5−45999号公報や特開平6−118728号公報においては、多数の針を基板上に並べる手間を省くため、前述の如き電極として、銅やSUS材を用いた金属薄板をエッチング加工や精密プレス加工により、例えば図4に示すように鋸歯状に成型している。この方法によれば、針を並べる代わりに先端の尖った電極を精度良く低コストで並べてコロナ放電電極とすることが可能である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
針電極が従来あまり使用されなかった理由は、その製造コストがワイヤ電極タイプよりも高いためばかりでなく、製造条件により針先端近傍にバリや凹凸が生じて放電ムラが発生したり、また、使用状態によってはその耐久性が問題となることも一因であった。すなわち、長時間放電が続くと針の先端が放電により酸化して脆くなり、放電の爆圧で飛び散って先端が丸くなり、放電効率が落ちるという問題があった。また、針ごとの劣化の程度の違いから部分的な放電ムラが生じるという問題があった。
【0007】
ワイヤ電極でも同じようにワイヤ表面が部分的に脆化、変形することがあるが、ワイヤは長手全域で放電できるため、どこか一部分が放電しなくなってもすぐ隣が放電するために、放電ムラは生じにくい。
【0008】
従って、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、針状電極を用いたコロナ放電装置を提供するとともに、その製造コストの低減と電極の耐久性の改良を両立させることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項1に係る発明は、所定の間隔で直線上に並べられた複数の針状突起を有する金属電極を有し、被帯電体と対向し該被帯電体をコロナ放電により帯電させるコロナ放電装置において、前記針状突起を有する金属電極表面に導電材でメッキを施したことを特徴とする。
【0010】
請求項2に係る発明は、前記針状突起を有する金属電極は、金属薄板を精密プレス加工により成型したものであることを特徴とする。
【0011】
請求項3に係る発明は、前記針状突起を有する金属電極は、金属薄板をエッチング加工により成型したものであることを特徴とする。
【0012】
請求項4に係る発明は、前記針状突起を有する金属電極の材質としてSUS材を用いたことを特徴とする。
【0013】
請求項5に係る発明は、前記金属電極表面のメッキに用いられる導電材は、金、白金、銅、ニッケル、又はクロムであることを特徴とする。
【0014】
請求項6に係る発明は、像担持体と該像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着手段と、を有する画像形成装置において、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のコロナ放電装置を、前記転写手段と前記定着手段の間に設置し、記録媒体の除電を行うことを特徴とする。
【0015】
請求項7に係る発明は、像担持体と該像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着手段と、を有する画像形成装置において、装置本体内における所定の部材の帯電又は除電を行うために、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のコロナ放電装置を設置したことを特徴とする。
【0016】
上記構成によれば、針状突起を有する金属電極表面に導電材(好ましくは耐食性に優れた金属)でメッキを施すことで、製造コストが安く放電の安定した耐久性の高い針状電極を用いたコロナ放電装置を提供することが可能である。特に、上記構成のコロナ放電装置を電子写真方式の画像形成装置に適用することで、記録媒体や装置本体内の所定の部材の帯電や除電を行うことが可能になる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0018】
〔第1実施形態〕
図2に、本発明を適用した第1実施形態に係る針状電極を有するコロナ放電帯電装置を示す。図2において、コロナ放電装置30は、絶縁スペーサ33を介して、針状突起31aを有する金属電極(以下、針状電極という)と、放電補助部材としての金属板とを有する構成であり、針状電極31と放電補助金属板32の間の距離をD[mm]、針状電極31における針状突起31a先端の間の距離をp[mm]としてある。本実施形態では、前記針状突起31aを有する金属電極31の表面にニッケル等の導電材34(好ましくは耐食性に優れた金属)でメッキを施している。
【0019】
図2に示した構成で、厚さ100[μm]のSUS板を精密プレス加工により作製した針状電極(比較例:図4)と、同じSUS材の針状電極に耐食性の向上が期待できる無電界ニッケルメッキを施した針状電極(本実施形態:図1)を用いて、両者の耐久性の比較を行った。
【0020】
なお、前記針状突起を有する金属電極の材質としてSUS材を用いる理由としては、耐腐食性に優れており、また、剛性が高く、加工性が良い、などの利点があるためである。
【0021】
実験の条件は以下の通りで、D=4[mm]、p=8[mm]とし、定電圧電源から+4000[V]の電圧をそれぞれの針状電極に印加し続けた場合の、コロナ放電電流及び針状突起の先端形状の変化を観察した。実験は気温23[℃]、湿度60[%]の環境にて行った。
【0022】
両者の放電電流の経時変化を図6に、針状突起先端R形状の経時変化を図7に示す。図6,図7中、メッキを施していない針状電極の経時変化を点線(REF)で、メッキを施している針状電極の経時変化を実線(KNメッキ)で表している。また図8は、メッキを施していない電極の針状突起先端の形状を顕微鏡により観察、測定した結果の一例を示したものである。
【0023】
図6及び図7から、ニッケルメッキを施していない針状電極を用いた場合には、時間とともに放電電流が低下し、針状突起先端のR形状も大きくなっていくことがわかる。例えば、図8に示すように、100時間後には針状突起先端の形状はR=約60μmに丸まっている。一方、ニッケルメッキをしたSUSの針状電極を用いることで、長時間コロナ放電が続いても酸化による針状電極の脆化が起こりにくくなる。従って針状突起先端の丸まりや、コロナ放電電流の低下がほとんど見られない、耐久性のあるコロナ放電器を得られることがわかる。
【0024】
なお、SUS板のプレスにあたっては、精密プレス加工を用いたが、メッキを施さない比較例においてはプレス時に発生する微小なバリや凹凸部により初期から放電ムラが生じることがあり、紙やすりによる研磨追加工が必要であったのに対し、メッキを施した本実施形態においては、メッキにより表面の不均一性が改善されるため、プレス後の研磨追加工等を行う必要がないという利点がある。
【0025】
また、本実施形態では、針状突起を有する金属電極のメッキに用いる導電材としてニッケルを用いた場合を例示したが、これに限定されるものではなく、該メッキ材としては耐食性の高い金、白金、銅、クロムなどによっても、同様の効果が得られることを確認した。
【0026】
なお、本実施形態に係る針状突起を有する金属電極は、前述したプレス加工以外にも金属薄板をエッチング加工によって針状に成型を行っても良く、この場合においても同様の効果を得ることができた。また、金属薄板としては、SUS材の他に耐腐食性に優れ、剛性の高いリン青銅等の材質を用いることもできる。
【0027】
〔第2実施形態〕
図3は、上記メッキが施された針状電極を有するコロナ放電装置を具備した電子写真方式の画像形成装置である。本実施形態では、異なる色の画像形成部であるプロセスステーション1a,1b,1c,1dを4個並べて配置した、いわゆるインライン方式の4色フルカラーの電子写真方式を用いた画像形成装置(プリンタ)を用いて説明する。
【0028】
プロセスステーション1a〜1dは、像担持体として感光体ドラム2a〜2dを有しており、感光体ドラム2a〜2dの表面は、帯電手段としての一次帯電器3a〜3dによって一様に帯電された後、例えばLED、レーザなどの露光装置4a〜4dによる画像情報に基づく露光を受けて静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段としての現像器5a〜5dによって各色のトナーが付着され、トナー像として現像される。なお、転写後に感光体ドラム2a〜2dの表面に残留したトナーは、クリーニング手段としてのクリーニング器6a〜6dにより除去される。
【0029】
各プロセスステーション1a〜1dは、プロセスカートリッジとして、画像形成装置本体(不図示)に対して着脱可能になっている。各プロセスカートリッジは、感光体ドラム2、一次帯電器3、現像器5、クリーニング器6が一体にまとめられた構成になっている。
【0030】
画像形成装置の場合、転写材Sは、給送カセット15から給送ローラ16によって画像形成装置内に送り出され、レジストローラ17に搬送され、次いで、吸着バイアス電源13より正極性の吸着バイアスが印加される吸着ローラ12によって転写材担持体としてのの転写搬送ベルト7と静電的に吸着されて担持搬送される。
【0031】
画像形成装置において、前記転写搬送ベルト7は、駆動ローラ8、吸着対向ローラ9、テンションローラ10,11の4本のローラに巻架されている。
【0032】
この転写搬送ベルト7の移動方向(矢印方向)に沿って上流から順に、シアン,イエロー,マゼンタ,ブラックの各色のプロセスステーション1a,1b,1c,1dが略垂直に配置されている。
【0033】
転写搬送ベルト7に吸着された転写材Sは各色のプロセスステーション1a〜1dを順次通過し、感光体ドラム2a〜2d上の各色のトナー像が転写手段としての転写ローラ14a〜14dにより静電的に順次転写される。その後、これらトナー像は定着手段としての定着装置18にて加熱及び加圧されることにより転写材S上に定着されて永久画像が形成される。画像が定着された転写材Sは排出トレイ19上に排出される。
【0034】
なお、転写材Sに対して両面印字を行う場合は、前述の如くして一方の面に画像が形成された転写材Sを、再給送パス20及び再給送ローラ21を用いて再び前述の画像形成部に給送し、同様にして他方の面に画像を形成する。
【0035】
図3に示す画像形成装置では、メッキが施された針状電極を有するコロナ放電装置としてのコロナ放電器22を転写搬送ベルト7と定着装置18の受け渡し部分の画像面側に配置する。この場合の前記コロナ放電器22と被帯電体である転写材Sとの間隔は、例えば10〜50[mm]に設定する。この時、転写材Sは4つのプロセスステーションを通過する時、4回の転写工程を経る為、大量の電荷を受け、例えば−3000[V]の様な高電位を保持する。そのため転写搬送ベルトの分離部分で剥離放電現象が起こり、転写材S上に転写されたトナー像が放電パターンに沿って乱れる現象が発生する。特に転写材の抵抗が高く、帯電しやすくなる低温低湿環境や、両面印字時の一度定着工程を通過し乾燥した状態の2面目印字等で顕著に発生する。
【0036】
この剥離放電現象による画像乱れを防止する為に、図3に示すように針状電極を有するコロナ放電器(以下、針状帯電器という)22を転写搬送ベルト7と定着装置18の間に配置し、転写搬送ベルト7から転写材Sが分離するポイントで、一例として、P=8[mm]、D=4[mm]の針状帯電器の針状電極に+3800[V]の電圧を印加してコロナ放電を発生させる。
【0037】
転写材Sの存在しない場合、針状帯電器(針状電極)のコロナ放電による、例えば60[μA]なる電流のほぼ全てが放電補助金属板に対して流れ込むが、この状態から高電位(上述のたとえば−3000[V])の転写材Sが例えば100[mm/s]の速度で対向被帯電体として通過すると、針状電極付近の電場の変化によりコロナ放電電流が上述の60[μA]から例えば70[μA]に増加し、さらにその一部が転写材Sにイオン風として流れることで転写材Sの除電が行われ、剥離放電による画像不良を防止することができる。転写材Sにイオン風として流れ込む電流量は、この場合多くとも3[μA]以下である。
【0038】
上記構成において、実際に剥離放電が発生しやすい低温低湿環境、ここでは気温15[℃]、湿度10[%]の環境にて連続通紙耐久実験を行い、第1実施形態と同様、ニッケルメッキを施したSUS材の針状電極を有するコロナ放電器と、ニッケルメッキを施していないSUS材の針状電極を有するコロナ放電器の効果確認を行った。その結果を図9に示す。針状電極は20K(K=1000)枚通紙おきに清掃し、汚れなどが放電量に影響しないようにして評価を行った。
【0039】
メッキを施していないSUS材の針状電極を用いたコロナ放電器は、連続通紙とともに放電量が落ちてくるうえ、針状突起ごとの放電量にばらつきが出てくる。その結果、連続通紙100K枚あたりから画像に放電ムラとして現れる。一方、ニッケルメッキを施した針状電極を用いることにより、300K枚の連続通紙でも放電量の安定したコロナ放電器を得ることができた。
【0040】
以上のように、上記の構成の場合、転写搬送ベルト7から剥離時に針状帯電器22によるコロナ放電で転写材Sの除電を行い、長期間にわたって安定して剥離放電を防止することができる。よって、コロナワイヤ方式のようにワイヤ切れの心配がなく、リーク等の安全対策の必要がない、また、メッキを施していない針状電極のように、使用に伴う放電量低下やそれに伴う部品の交換を必要としない、製造コストが安く長寿命で安定した性能のコロナ放電器が提供できる。
【0041】
なお、本実施形態においては、第1実施形態において例示したコロナ放電装置を、上記インライン方式の画像形成装置において転写材Sの除電を行うために用いた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば感光体ドラム・転写搬送ベルト・定着器等の所定の部材の帯電又は除電を行うために上記コロナ放電装置を適用しても有効である。
【0042】
〔他の実施形態〕
前述した第2実施形態では、カラー画像形成のために異なる色の画像形成部を4つ使用しているが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。
【0043】
また前述した第2実施形態では、装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジ(プロセスステーション)として、感光体ドラムと、該感光体ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段,現像手段,クリーニング手段を一体に有するプロセスカートリッジを例示したが、これに限定されるものではなく、感光体ドラムの他に、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち、いずれか1つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。
【0044】
更に前述した第2実施形態では、感光体ドラムを含むプロセスカートリッジが装置本体に対して着脱自在な構成を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば各構成部材が装置本体にそれぞれ組み込まれた構成、或いは各構成部材が装置本体に対してそれぞれ着脱可能な構成としても良い。
【0045】
また前述した第2実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置や、転写材担持体として前述のベルトではなくドラムを使用し、該転写材担持体に担持された転写材に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置や、ベルト,ドラム等の中間転写体を使用し、該中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像を転写材に一括して転写する画像形成装置であっても良く、該画像形成装置に前述した本発明に係るコロナ放電装置を適宜適用することにより同様の効果を得ることができる。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、針状突起を有する金属電極表面に導電材(好ましくは耐食性に優れた金属)でメッキを施すことで、製造コストが安く放電の安定した耐久性の高い針状電極を用いたコロナ放電装置を提供することが可能である。特に、上記構成のコロナ放電装置を電子写真方式の画像形成装置に適用することで、記録媒体や装置本体内の所定の部材の帯電や除電を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る針状電極の正面図である。
【図2】針状電極を有するコロナ放電器の様子を説明する斜視図である。
【図3】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図4】従来例に係る針状電極の正面図である。
【図5】ワイヤ方式の帯電器の様子を説明する斜視図である。
【図6】コロナ放電を続けた際の放電電流の経時変化を説明する図である。
【図7】コロナ放電を続けた際の針状突起先端形状の経時変化を説明する図である。
【図8】コロナ放電を続けた際の針状突起先端形状の観察結果の一例を示す図である。
【図9】連続通紙耐久実験時の画像上に現れる放電ムラの観察結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
S   …転写材
1a,1b,1c,1d…プロセスステーション
2a,2b,2c,2d…感光体ドラム
3a,3b,3c,3d…一次帯電器
4a,4b,4c,4d…露光装置
5a,5b,5c,5d…現像器
6a,6b,6c,6d…クリーニング器
7   …転写搬送ベルト
8   …駆動ローラ
9   …吸着対向ローラ
10,11…テンションローラ
12 …吸着ローラ
13 …吸着バイアス電源
14a〜14d…転写ローラ
15 …給送カセット
16 …給送ローラ
17 …レジストローラ
18 …定着装置
19 …排出トレイ
20 …再給送パス
21 …再給送ローラ
22 …針状帯電器(コロナ放電器)
30 …コロナ放電装置
31 …針状電極
31a…針状突起
32 …放電補助金属板
33 …絶縁スペーサ
34 …導電材
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a corona discharge device facing a member to be charged and charging the member to be charged by corona discharge, for example, a charging device or a discharging device used for charging or discharging a predetermined member in an electrophotographic image forming apparatus As a corona discharge device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Non-contact corona discharge chargers are used in electrophotographic copying machines, printers, and the like that have been put into practical use. It is known that corona discharge is likely to occur near sharp projections such as needle tips.In some cases, needles are used as discharge electrodes. Met.
[0003]
On the other hand, a corona discharge charger of the wire electrode type as shown in FIG. 5 has a single thin metal wire (tungsten wire) stretched in the air to be a corona discharge electrode, compared with a device using the needle as a discharge electrode. Therefore, the majority of the electrophotographic devices that are actually commercialized use wires as discharge electrodes.
[0004]
However, the corona discharge charger of the wire type has a stable discharge and is easy to obtain the effect, but the wire is apt to be cut, and there is a difficulty in the life and safety measures.
[0005]
In JP-A-5-45999 and JP-A-6-118728, in order to save the trouble of arranging a large number of needles on a substrate, a metal thin plate using copper or SUS material is used as an electrode as described above by etching. For example, as shown in FIG. 4, it is formed into a sawtooth shape by precision press working. According to this method, instead of arranging the needles, it is possible to arrange the sharp-edged electrodes accurately and at low cost to form a corona discharge electrode.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The reason that needle electrodes have not been used so far is not only because the manufacturing cost is higher than wire electrode type, but also due to the manufacturing conditions, burrs and irregularities occur near the tip of the needle, causing discharge unevenness and Depending on the state, its durability may be a factor. That is, when the discharge continues for a long time, the tip of the needle is oxidized by the discharge and becomes brittle, and the tip of the needle scatters due to the explosion pressure of the discharge, and the tip becomes round, so that there is a problem that the discharge efficiency is reduced. Further, there is a problem that partial discharge unevenness occurs due to a difference in the degree of deterioration of each needle.
[0007]
Similarly, the wire surface may be partially embrittled or deformed even with a wire electrode, but since the wire can be discharged over the entire length, even if any part of the wire no longer discharges, the next part will discharge immediately, causing uneven discharge. Is unlikely to occur.
[0008]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a corona discharge device using a needle-shaped electrode, and at the same time, reduce the manufacturing cost and improve the durability of the electrode. It is.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 for achieving the above object has a metal electrode having a plurality of needle-like projections arranged on a straight line at a predetermined interval, and opposes the object to be charged and applies the corona to the object. In a corona discharge device that is charged by discharge, a surface of the metal electrode having the needle-like protrusions is plated with a conductive material.
[0010]
The invention according to claim 2 is characterized in that the metal electrode having the needle-like protrusions is formed by precision-pressing a thin metal plate.
[0011]
The invention according to claim 3 is characterized in that the metal electrode having the needle-like projection is formed by etching a thin metal plate.
[0012]
The invention according to claim 4 is characterized in that a SUS material is used as a material of the metal electrode having the needle-like projections.
[0013]
The invention according to claim 5 is characterized in that the conductive material used for plating the surface of the metal electrode is gold, platinum, copper, nickel, or chromium.
[0014]
The invention according to claim 6, wherein the image carrier, an image forming means for forming a toner image on the image carrier, a transfer means for transferring the toner image to a recording medium, and the toner image transferred to the recording medium And a fixing unit for fixing the corona discharge device according to any one of claims 1 to 5 between the transfer unit and the fixing unit. It is characterized by performing.
[0015]
The invention according to claim 7, wherein the image carrier, an image forming means for forming a toner image on the image carrier, a transfer means for transferring the toner image to a recording medium, and the toner image transferred to the recording medium 6. A corona discharge device according to claim 1, wherein a fixing unit for fixing the toner image is provided to charge or remove a predetermined member in the apparatus main body. It is characterized by.
[0016]
According to the above configuration, the surface of the metal electrode having the needle-like protrusions is plated with a conductive material (preferably, a metal having excellent corrosion resistance), so that the production cost is low, the discharge is stable, and the needle-like electrode has high durability. It is possible to provide an improved corona discharge device. In particular, by applying the corona discharge device having the above configuration to an electrophotographic image forming apparatus, it becomes possible to perform charging and discharging of a recording medium and a predetermined member in the apparatus main body.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the following embodiments are to be appropriately changed depending on the configuration and various conditions of the apparatus to which the present invention is applied, and It is not intended to limit the scope of the invention to them only, unless specifically stated.
[0018]
[First Embodiment]
FIG. 2 shows a corona discharge charging device having a needle electrode according to a first embodiment to which the present invention is applied. 2, the corona discharge device 30 has a configuration in which a metal electrode having a needle-like protrusion 31a (hereinafter, referred to as a needle-like electrode) and a metal plate as a discharge auxiliary member are provided via an insulating spacer 33. The distance between the electrode 31 and the discharge assisting metal plate 32 is D [mm], and the distance between the tips of the needle-like protrusions 31a of the needle-like electrode 31 is p [mm]. In the present embodiment, the surface of the metal electrode 31 having the needle-like projections 31a is plated with a conductive material 34 such as nickel (preferably a metal having excellent corrosion resistance).
[0019]
With the configuration shown in FIG. 2, an improvement in corrosion resistance can be expected for a needle-like electrode (comparative example: FIG. 4) in which a SUS plate having a thickness of 100 [μm] is manufactured by precision press working (Comparative Example: FIG. 4). Using a needle-shaped electrode (this embodiment: FIG. 1) plated with electroless nickel, the durability of the two was compared.
[0020]
The reason why the SUS material is used as the material of the metal electrode having the needle-like protrusions is that there are advantages such as excellent corrosion resistance, high rigidity, and good workability.
[0021]
The experimental conditions were as follows: D = 4 [mm], p = 8 [mm], and corona discharge when +4000 [V] voltage was continuously applied to each needle electrode from a constant voltage power supply. Changes in the current and the shape of the tip of the needle-like protrusion were observed. The experiment was performed in an environment at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 60%.
[0022]
FIG. 6 shows the change with time of the discharge current of both, and FIG. 7 shows the change with time of the shape of the tip R of the needle-like projection. 6 and 7, the time-dependent change of the unplated needle electrode is indicated by a dotted line (REF), and the time-dependent change of the plated needle electrode is indicated by a solid line (KN plating). FIG. 8 shows an example of the result of observing and measuring the shape of the tip of the needle-like projection of the electrode without plating with a microscope.
[0023]
From FIGS. 6 and 7, it can be seen that when a needle-shaped electrode not plated with nickel is used, the discharge current decreases with time, and the R shape of the tip of the needle-shaped protrusion increases. For example, as shown in FIG. 8, after 100 hours, the shape of the tip of the needle-like projection is rounded to R = about 60 μm. On the other hand, by using a nickel-plated SUS needle electrode, embrittlement of the needle electrode due to oxidation is less likely to occur even if corona discharge continues for a long time. Accordingly, it can be seen that a durable corona discharger can be obtained in which the tip of the needle-like projection is hardly rounded and the corona discharge current is hardly reduced.
[0024]
In the case of pressing the SUS plate, precision press processing was used. However, in the comparative example where plating was not performed, discharge unevenness may occur from the beginning due to minute burrs and irregularities generated at the time of pressing. In contrast to the necessity of additional processing, in the present embodiment in which plating is performed, there is an advantage that since the non-uniformity of the surface is improved by plating, it is not necessary to perform additional polishing or the like after pressing. .
[0025]
Further, in the present embodiment, the case where nickel is used as the conductive material used for plating the metal electrode having the needle-like projections is exemplified.However, the present invention is not limited to this. It has been confirmed that the same effect can be obtained by using platinum, copper, chromium and the like.
[0026]
In addition, the metal electrode having the needle-shaped protrusion according to the present embodiment may be formed into a needle-like shape by etching a thin metal plate other than the above-described press working. In this case, the same effect can be obtained. did it. In addition to the SUS material, a material such as phosphor bronze having excellent corrosion resistance and high rigidity can be used as the thin metal plate.
[0027]
[Second embodiment]
FIG. 3 shows an electrophotographic image forming apparatus provided with a corona discharge device having the plated needle electrodes. In the present embodiment, an image forming apparatus (printer) using a so-called four-color full-color electrophotographic system in which four process stations 1a, 1b, 1c, and 1d as image forming units of different colors are arranged and arranged. It will be described using FIG.
[0028]
The process stations 1a to 1d have photosensitive drums 2a to 2d as image carriers, and the surfaces of the photosensitive drums 2a to 2d are uniformly charged by primary chargers 3a to 3d as charging means. Thereafter, an exposure is performed based on image information by the exposure devices 4a to 4d such as LEDs and lasers, and an electrostatic latent image is formed. This electrostatic latent image is developed with a toner of each color by developing devices 5a to 5d as developing means. The toner remaining on the surfaces of the photosensitive drums 2a to 2d after the transfer is removed by cleaning devices 6a to 6d as cleaning means.
[0029]
Each of the process stations 1a to 1d is detachable from a main body (not shown) of the image forming apparatus as a process cartridge. Each process cartridge has a configuration in which the photosensitive drum 2, the primary charger 3, the developing device 5, and the cleaning device 6 are integrated.
[0030]
In the case of the image forming apparatus, the transfer material S is sent out from the feeding cassette 15 into the image forming apparatus by the feeding roller 16 and is conveyed to the registration roller 17. Then, a positive suction bias is applied from the suction bias power supply 13. The transfer roller 7 serving as a transfer material carrier is electrostatically attracted to and carried by the suction roller 12 to be carried.
[0031]
In the image forming apparatus, the transfer / conveying belt 7 is wound around four rollers: a driving roller 8, a suction opposing roller 9, and tension rollers 10 and 11.
[0032]
The process stations 1a, 1b, 1c, 1d of the respective colors of cyan, yellow, magenta, and black are arranged substantially vertically from the upstream along the moving direction (arrow direction) of the transfer conveyance belt 7.
[0033]
The transfer material S adsorbed on the transfer conveyance belt 7 sequentially passes through the process stations 1a to 1d of the respective colors, and the toner images of the respective colors on the photosensitive drums 2a to 2d are electrostatically transferred by transfer rollers 14a to 14d as transfer means. Are sequentially transferred. After that, these toner images are heated and pressed by a fixing device 18 as a fixing unit to be fixed on the transfer material S to form a permanent image. The transfer material S on which the image has been fixed is discharged onto a discharge tray 19.
[0034]
When double-sided printing is performed on the transfer material S, the transfer material S on which an image is formed on one surface as described above is re-used by using the re-feed path 20 and the re-feed roller 21. And an image is formed on the other surface in the same manner.
[0035]
In the image forming apparatus shown in FIG. 3, a corona discharge device 22 as a corona discharge device having plated needle electrodes is disposed on the image surface side of a transfer portion between the transfer conveyance belt 7 and the fixing device 18. In this case, the interval between the corona discharger 22 and the transfer material S, which is a member to be charged, is set to, for example, 10 to 50 [mm]. At this time, when the transfer material S passes through the four process stations, it undergoes four transfer steps, and thus receives a large amount of electric charge and maintains a high potential such as -3000 [V]. For this reason, a peeling discharge phenomenon occurs at the separation portion of the transfer conveyance belt, and a phenomenon that the toner image transferred onto the transfer material S is disturbed along the discharge pattern occurs. In particular, it occurs remarkably in a low-temperature and low-humidity environment in which the transfer material has high resistance and is easily charged, or in the second-side printing in a dry state after passing through a fixing step once in double-sided printing.
[0036]
As shown in FIG. 3, a corona discharger (hereinafter, referred to as a needle-like charger) 22 having needle-like electrodes is disposed between the transfer conveyance belt 7 and the fixing device 18 in order to prevent image disorder due to the peeling discharge phenomenon. Then, at a point where the transfer material S is separated from the transfer / conveyance belt 7, as an example, a voltage of +3800 [V] is applied to the needle electrode of the needle charger of P = 8 [mm] and D = 4 [mm]. To generate corona discharge.
[0037]
When the transfer material S does not exist, almost all of the current of, for example, 60 [μA] due to the corona discharge of the needle charger (needle electrode) flows into the discharge auxiliary metal plate. When a transfer material S of, for example, -3000 [V]) passes as an opposing charged object at a speed of, for example, 100 [mm / s], the corona discharge current is increased to 60 [μA] due to a change in the electric field near the needle electrode. To, for example, 70 [μA], and a part of the current flows as ionic wind to the transfer material S, thereby removing the charge of the transfer material S, thereby preventing an image defect due to peeling discharge. In this case, the amount of current flowing into the transfer material S as ion wind is at most 3 [μA] or less.
[0038]
In the above-described configuration, a continuous paper passing durability test was performed in a low-temperature and low-humidity environment where peel discharge is likely to occur, in this case, an environment of a temperature of 15 ° C. and a humidity of 10%, and nickel plating was performed as in the first embodiment. The effect of a corona discharger having a SUS material needle electrode provided with a SUS material and a corona discharger having a SUS material needle electrode not subjected to nickel plating were confirmed. The result is shown in FIG. The needle-shaped electrode was cleaned every 20K (K = 1000) sheets, and the evaluation was performed so that dirt and the like did not affect the discharge amount.
[0039]
In a corona discharger using an unplated SUS needle-like electrode, the discharge amount decreases with continuous paper passing, and the discharge amount of each needle-like protrusion varies. As a result, discharge unevenness appears in the image from about 100K sheets of continuous paper passing. On the other hand, by using the nickel-plated needle-shaped electrode, a corona discharger with a stable discharge amount could be obtained even when 300K sheets were continuously fed.
[0040]
As described above, in the case of the above-described configuration, the charge of the transfer material S is removed by corona discharge by the needle-shaped charger 22 when the transfer material S is peeled from the transfer conveyance belt 7, and the peel discharge can be stably prevented over a long period of time. Therefore, unlike the corona wire method, there is no need to worry about wire breakage, and there is no need to take safety measures such as leaks. It is possible to provide a corona discharger that does not require replacement, has low manufacturing costs, has a long life, and has stable performance.
[0041]
In the present embodiment, an example is shown in which the corona discharge device exemplified in the first embodiment is used for removing the charge of the transfer material S in the above-described in-line type image forming apparatus. The present invention is not limited to this, and it is also effective to apply the above-described corona discharge device to charge or remove a predetermined member such as a photosensitive drum, a transfer / transport belt, and a fixing device.
[0042]
[Other embodiments]
In the above-described second embodiment, four image forming units of different colors are used for color image formation. However, the number of used units is not limited, and may be appropriately set as needed.
[0043]
In the above-described second embodiment, as a process cartridge (process station) detachable from the apparatus main body, a photosensitive drum, and a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit as process units acting on the photosensitive drum are provided. Although the process cartridge has been illustrated as an example, the present invention is not limited to this, and is a process cartridge that integrally includes any one of a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit in addition to the photosensitive drum. Is also good.
[0044]
Further, in the above-described second embodiment, the configuration in which the process cartridge including the photosensitive drum is detachable from the apparatus main body is exemplified. However, the present invention is not limited to this. For example, each constituent member is incorporated in the apparatus main body. The configuration may be such that each component is detachable from the apparatus body.
[0045]
In the above-described second embodiment, a printer is exemplified as an image forming apparatus. However, the present invention is not limited to this. For example, another image forming apparatus such as a copying machine or a facsimile apparatus, or a function thereof. Other image forming apparatuses such as a multi-function machine that combines the above, or using a drum instead of the above-mentioned belt as a transfer material carrier, and transferring toner images of each color sequentially on a transfer material carried on the transfer material carrier And an intermediate transfer member such as a belt or a drum, and successively superimpose and transfer the toner images of each color onto the intermediate transfer member, and collectively transfer the toner images carried on the intermediate transfer member onto a transfer material. The same effect can be obtained by appropriately applying the above-described corona discharge device according to the present invention to the image forming apparatus.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the metal electrode having the needle-like projections is plated with a conductive material (preferably, a metal having excellent corrosion resistance), so that the production cost is low and the discharge has stable durability. It is possible to provide a corona discharge device using a high needle electrode. In particular, by applying the corona discharge device having the above configuration to an electrophotographic image forming apparatus, it becomes possible to perform charging and discharging of a recording medium and a predetermined member in the apparatus main body.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a needle electrode according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a state of a corona discharger having a needle electrode.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a front view of a needle electrode according to a conventional example.
FIG. 5 is a perspective view illustrating a state of a wire type charger.
FIG. 6 is a diagram illustrating a change with time of a discharge current when corona discharge is continued.
FIG. 7 is a diagram illustrating a temporal change in the shape of the tip of a needle-like protrusion when corona discharge is continued.
FIG. 8 is a diagram showing an example of an observation result of the shape of the tip of a needle-like projection when corona discharge is continued.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an observation result of discharge unevenness appearing on an image at the time of a continuous paper passing durability test.
[Explanation of symbols]
S: transfer materials 1a, 1b, 1c, 1d: process stations 2a, 2b, 2c, 2d: photoconductor drums 3a, 3b, 3c, 3d: primary chargers 4a, 4b, 4c, 4d: exposure devices 5a, 5b, 5c, 5d Developing devices 6a, 6b, 6c, 6d Cleaning device 7 Transfer / conveying belt 8 Drive roller 9 Suction opposing rollers 10, 11 Tension roller 12 Suction roller 13 Suction bias power supplies 14a to 14d Transfer Roller 15 Feeding cassette 16 Feeding roller 17 Registration roller 18 Fixing device 19 Discharge tray 20 Refeeding path 21 Refeeding roller 22 Needle charger (corona discharger)
Reference Signs List 30 Corona discharge device 31 Needle electrode 31a Needle protrusion 32 Discharge auxiliary metal plate 33 Insulating spacer 34 Conductive material

Claims (7)

所定の間隔で直線上に並べられた複数の針状突起を有する金属電極を有し、被帯電体と対向し該被帯電体をコロナ放電により帯電させるコロナ放電装置において、
前記針状突起を有する金属電極表面に導電材でメッキを施したことを特徴とするコロナ放電装置。
In a corona discharge device having a metal electrode having a plurality of needle-shaped protrusions arranged on a straight line at predetermined intervals, and facing the member to be charged, and charging the member to be charged by corona discharge,
A corona discharge device wherein a surface of the metal electrode having the needle-like projections is plated with a conductive material.
前記針状突起を有する金属電極は、金属薄板を精密プレス加工により成型したものであることを特徴とする請求項1に記載のコロナ放電装置。2. The corona discharge device according to claim 1, wherein the metal electrode having the needle-like protrusions is formed by precision-pressing a thin metal plate. 3. 前記針状突起を有する金属電極は、金属薄板をエッチング加工により成型したものであることを特徴とする請求項1に記載のコロナ放電装置。2. The corona discharge device according to claim 1, wherein the metal electrode having the needle-like projections is formed by etching a thin metal plate. 3. 前記針状突起を有する金属電極の材質としてSUS材を用いたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のコロナ放電装置。The corona discharge device according to any one of claims 1 to 3, wherein a SUS material is used as a material of the metal electrode having the needle-like protrusions. 前記金属電極表面のメッキに用いられる導電材は、金、白金、銅、ニッケル、又はクロムであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のコロナ放電装置。The corona discharge device according to any one of claims 1 to 4, wherein the conductive material used for plating the surface of the metal electrode is gold, platinum, copper, nickel, or chromium. 像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着手段と、を有する画像形成装置において、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載のコロナ放電装置を、前記転写手段と前記定着手段の間に設置し、記録媒体の除電を行うことを特徴とする画像形成装置。
Image carrier, image forming means for forming a toner image on the image carrier, transfer means for transferring the toner image to a recording medium, fixing means for fixing the toner image transferred to the recording medium, In the image forming apparatus having
An image forming apparatus, wherein the corona discharge device according to any one of claims 1 to 5 is installed between the transfer unit and the fixing unit, and performs charge elimination of a recording medium.
像担持体と該像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着手段と、を有する画像形成装置において、
装置本体内における所定の部材の帯電又は除電を行うために、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のコロナ放電装置を設置したことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier, an image forming unit for forming a toner image on the image carrier, a transfer unit for transferring the toner image to a recording medium, and a fixing unit for fixing the toner image transferred to the recording medium. An image forming apparatus having
An image forming apparatus comprising the corona discharge device according to any one of claims 1 to 5 for charging or discharging a predetermined member in the apparatus main body.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007147918A (en) * 2005-11-25 2007-06-14 Sharp Corp Electrostatic charge device and image forming apparatus
US7302211B2 (en) 2004-09-17 2007-11-27 Sharp Kabushiki Kaisha Charging apparatus and image forming apparatus with plated electrode
CN100445886C (en) * 2004-09-17 2008-12-24 夏普株式会社 Charging apparatus and image forming apparatus
JP2009059478A (en) * 2007-08-29 2009-03-19 Murata Mfg Co Ltd Ion generator
JP2009063949A (en) * 2007-09-10 2009-03-26 Brother Ind Ltd Developer carrying device
US7729639B2 (en) 2006-03-20 2010-06-01 Sharp Kabushiki Kaisha Charging apparatus and image forming apparatus
US7764907B2 (en) 2005-11-25 2010-07-27 Sharp Kabushiki Kaisha Charging apparatus and image forming apparatus
US8095031B2 (en) 2008-01-18 2012-01-10 Sharp Kabushiki Kaisha Charging device with vibrating discharge electrode and image forming apparatus
US8131184B2 (en) 2008-01-09 2012-03-06 Sharp Kabushiki Kaisha Charging device with vibrating grid electrode and image forming apparatus

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7302211B2 (en) 2004-09-17 2007-11-27 Sharp Kabushiki Kaisha Charging apparatus and image forming apparatus with plated electrode
CN100445886C (en) * 2004-09-17 2008-12-24 夏普株式会社 Charging apparatus and image forming apparatus
JP2007147918A (en) * 2005-11-25 2007-06-14 Sharp Corp Electrostatic charge device and image forming apparatus
US7567771B2 (en) 2005-11-25 2009-07-28 Sharp Kabushiki Kaisha Charging apparatus and image forming apparatus
US7764907B2 (en) 2005-11-25 2010-07-27 Sharp Kabushiki Kaisha Charging apparatus and image forming apparatus
US7729639B2 (en) 2006-03-20 2010-06-01 Sharp Kabushiki Kaisha Charging apparatus and image forming apparatus
JP2009059478A (en) * 2007-08-29 2009-03-19 Murata Mfg Co Ltd Ion generator
JP2009063949A (en) * 2007-09-10 2009-03-26 Brother Ind Ltd Developer carrying device
US8131184B2 (en) 2008-01-09 2012-03-06 Sharp Kabushiki Kaisha Charging device with vibrating grid electrode and image forming apparatus
US8095031B2 (en) 2008-01-18 2012-01-10 Sharp Kabushiki Kaisha Charging device with vibrating discharge electrode and image forming apparatus

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