JP2004004335A - Charging device and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電装置及びこれを備えた画像形成装置に係り、特に電子写真画像形成装置によりトナー画像が転写された記録媒体の帯電または除電に好適な帯電装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、コンピュータの出力装置として使用されるプリンタやファクシミリ、或いはイメージスキャナから読み込んだ画像データを画像形成する複写機等の画像形成装置が一般に普及している。
【0003】
また、画像形成手段も、例えば、熱溶融型、熱昇華型、熱転写型、インクジェット型、電子写真型等多くの種類がそれぞれ用途に応じて開発されている。これらの中で、図8に示すように、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、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの4色を用いたフルカラー電子写真方式の画像形成装置が高速カラー画像形成方式(所謂、インライン方式)として提案されている。
【0004】
図8において、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、該感光体ドラム2a〜2dの表面は、1次帯電器3a〜3dによって一様に帯電された後、例えば、LED(発光ダイオード)、レーザ等の露光装置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、現像装置5a〜5dによって各色のトナーが付着され、トナー画像として現像される。
【0005】
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、各感光体ドラム2a〜2d、1次帯電器3a〜3d、現像装置5a〜5d、クリーニング手段6a〜6dが一体的にまとめられた構成になっている。
【0006】
一方、給送カセット15に収容された記録媒体となる転写材Sは給送ローラ16によって画像形成装置本体内に送り出され、レジストローラ対17により搬送され、次いで、吸着バイアス電源13により正極性の吸着バイアス電圧が印加される吸着ローラ12によって転写材担持体となる転写搬送ベルト7と静電的に吸着されて担持搬送される。
【0007】
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本のローラにより張架されている。この転写搬送ベルト7の移動方向(図8の矢印a方向)に沿って上流側から順に、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が転写搬送ベルト7の表面に対して略垂直に配置されている。
【0008】
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を順次通過して感光体ドラム2a〜2d上に担持された各色のトナー画像が静電的に順次転写される。その後、これ等のトナー画像は定着装置18におい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。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来例において、誘電体である紙や合成樹脂等の転写材Sは4つのプロセスステーション1a〜1dを通過する時、4回の転写工程を経るため大量の電荷を帯びる。
【0010】
そのため、駆動ローラ8の周面上に設けられた転写搬送ベルト7からの剥離分離部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画像が、その放電パターンに沿って乱れる現象が発生する。
【0011】
特に転写材Sの抵抗が高く、帯電し易くなる低温低湿環境での画像形成や両面画像形成時に一度、1面目の画像形成で定着工程を通過して乾燥した状態の転写材Sの2面目の画像形成時において顕著に発生する。
【0012】
このため、図8に示すように転写搬送ベルト7と定着装置18との間に、図9に示すようなワイヤ方式のコロナ帯電器51を配置して、転写搬送ベルト7から転写材Sが剥離する時に該コロナ帯電器51により転写材Sの除電を行い、剥離放電を防止することで画像不良を解消する方法が取られるのが一般的である。
【0013】
コロナ帯電方式には各種あるが、安定した放電を得るため、通常は図9に示すようなコロナ帯電器51が採用されている。図9に示すコロナ帯電器51は外径直径60μmのタングステンワイヤ52が断面コ字形状のシールド板53によりシールドされており、該シールド板53とタングステンワイヤ52との間に直流高圧電源54が接続されている。
【0014】
このようなワイヤ方式のコロナ帯電器51は放電が安定し、除電効果が得られ易い特徴がある一方で、タングステンワイヤ52が汚れた時等の清掃時や、転写材Sのジャム処理時等にタングステンワイヤ52の切断が発生し易く、寿命や安全対策等に難しさがあった。
【0015】
一方、針状電極を有する帯電器では、コロナ帯電器51のようにワイヤ切断等の心配がない半面、放電閾値近傍からの電流の立ち上がりが急峻で放電が不安定なため除電効果が安定し難く、帯電器の開口部にグリッドを用いたり、複数の針状電極相互を電気的に分離し、独立した抵抗器を設ける等、コロナ放電電流を安定化するための複雑な構成が必要となる等の欠点があった。このため、簡単な構成で安定した放電性能を持つ針状電極を有する帯電装置が望まれていた。
【0016】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、簡単な構成で安定した放電性能を達成することの出来る帯電装置及びこれを備えた画像形成装置を提供せんとするものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係る帯電装置は、所定の間隔で直線上に並べられた複数の針状電極と、該針状電極の針先端近傍に配置される放電補助部材と、前記針状電極と前記放電補助部材との間に電圧を印加する電圧印加手段とを有し、前記電圧印加手段により前記針状電極と前記放電補助部材との間に電圧を印加して前記針状電極と前記放電補助部材との間で放電させて該針状電極の近傍に位置する被帯電体を帯電させる帯電装置において、前記複数の針状電極の針先端相互の離間距離の単位をmmで表したときの数値をP、前記針状電極と前記放電補助部材との間に印加する電圧の単位をkVで表したときの数値をV、前記針状電極の針先端と前記放電補助部材との離間距離の単位をmmで表したときの数値をDとしたとき、D≧3、且つ、P≧D≧Vの条件を満たすように構成したことを特徴とする。
【0018】
本発明は、上述の如く構成したので、複数の針状電極の針先端相互の離間距離P(mm)と、針状電極の針先端と放電補助部材との離間距離D(mm)と、針状電極と放電補助部材との間に印加する電圧V(kV)との関係を適切に設定したことで、放電特性を安定化させることが出来、これにより安定した放電性能を得ることが出来、更に安全性が高い帯電装置を提供することが出来る。
【0019】
また、本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、該像担持体上にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記トナー画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段よりも記録媒体搬送方向下流側に配置され、且つ記録媒体に転写されたトナー画像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前述の帯電装置を記録媒体搬送経路上における前記転写手段と前記定着手段との間に配置し、該帯電装置によって記録媒体を帯電または除電することを特徴とする。
【0020】
上記構成によれば、前記帯電装置を記録媒体搬送経路上における転写手段と定着手段との間に配置し、該帯電装置によって記録媒体を帯電または除電することで転写工程を経て大量の電荷を帯びた記録媒体の帯電を除去して転写搬送ベルト等から剥離される際の放電現象の発生を防止して該記録媒体上に転写されたトナー画像が放電パターンに沿って乱れる現象の発生を防止して画像不良の発生を防止することが出来る。
【0021】
また、本発明に係る他の画像形成装置は、像担持体と、該像担持体上にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記トナー画像を記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体に転写されたトナー画像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前述の帯電装置により前記画像形成装置内における所定の部材を帯電または除電することを特徴とする。
【0022】
上記構成によれば、簡単な構成で画像形成装置本体内部の所定の部材を帯電または除電することが出来る。
【0023】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係る帯電装置及びこれを備えた画像形成装置の一例としてフルカラー電子写真方式を用いた画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。図1は本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す断面説明図、図2は本発明に係る帯電装置の配置構成を示す部分拡大図、図3は本発明に係る帯電装置の第1実施形態の構成を示す斜視説明図、図4は本発明に係る帯電装置の第2実施形態の構成を示す斜視説明図、図5は第1実施形態の帯電装置での放電開始電圧を示す図、図6は第1実施形態の帯電装置において、針状電極の針先端と放電補助部材との離間距離Dを4(mm)に設定したときの複数の針状電極の針先端相互の離間距離Pが2(mm)、3(mm)、4(mm)、6(mm)、8(mm)、10(mm)、12(mm)における各印加電圧と放電電流との関係を示す図、図7は記録媒体として用紙が帯電装置を通紙される際の電流量の時間的変化を示す図である。
【0024】
先ず、図1を用いて本発明に係る帯電装置を備えた画像形成装置の構成について説明する。図1に示す画像形成装置は、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの異なる4色の画像形成手段となるプロセスステーション1a,1b,1c,1dを4個並べて配置し、4色フルカラーの電子写真方式を用いた画像形成装置として構成されている。
【0025】
プロセスステーション1a〜1dは、像担持体となる感光体ドラム2a,2b,2c,2dを有しており、該感光体ドラム2a〜2dの表面は、各感光体ドラム2a〜2dの周囲に配置された1次帯電器3a,3b,3c,3dによって一様に帯電された後、例えば、LED(発光ダイオード)、レーザ等の露光装置4a,4b,4c,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、現像装置5a,5b,5c,5dによって各色のトナーが付着され、トナー画像として現像される。
【0026】
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、各感光体ドラム2a〜2d、1次帯電器3a〜3d、現像装置5a〜5d、クリーニング手段6a,6b,6c,6dが一体的にまとめられた構成になっている。
【0027】
一方、給送カセット15に収容された記録媒体となる転写材Sは給送ローラ16によって画像形成装置本体内に送り出され、レジストローラ対17により搬送され、次いで、吸着バイアス電源13により正極性の吸着バイアス電圧が印加される吸着ローラ12によって転写材担持体となる転写搬送ベルト7と静電的に吸着されて担持搬送される。
【0028】
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本のローラにより張架されている。この転写搬送ベルト7の移動方向(図8の矢印a方向)に沿って上流側から順に、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が転写搬送ベルト7の表面に対して略垂直に配置されている。
【0029】
各感光体ドラム2a〜2dに対向して転写搬送ベルト7の内側には転写手段となる転写ローラ14a,14b,14c,14dが配置されており、転写搬送ベルト7に吸着された転写材Sが各色のプロセスステーション1a〜1dを順次通過する際に各転写ローラ14a〜14dの作用により各感光体ドラム2a〜2d上に担持された各色のトナー画像が転写材Sの表面に静電的に順次転写される。
【0030】
転写手段となる最下流側の転写ローラ14dよりも記録媒体搬送方向下流側には定着手段となる定着装置18が配置されており、その記録媒体搬送経路上における転写手段となる最下流側の転写ローラ14dと、定着手段となる定着装置18との間には記録媒体である転写材Sを帯電または除電する帯電装置22が設けられている。
【0031】
転写ローラ14a〜14dにより感光体ドラム2a〜2dからトナー画像が転写された転写材Sは駆動ローラ8の周面から剥離されると共に帯電装置22により除電されて定着装置18に搬送され、該定着装置18において加熱及び加圧されることによりトナー画像が転写材S上に定着されて永久画像が形成された後、機外に設けられた排出トレイ19上に排出される。
【0032】
各感光体ドラム2a〜2dに残留した残留トナーは各クリーニング手段6a〜6dにより回収されて感光体ドラム2a〜2dの表面がクリーニングされる。
【0033】
転写材Sの両面に画像を形成する場合には、排出トレイ19上に排出された転写材Sが再給送ガイド20及び再給送ローラ21等によって再給送されて反転され、前述と同様に転写搬送ベルト7により静電吸着されて担持搬送され、プロセスステーション1a,1b,1c,1d及び転写ローラ14a〜14dの作用により2面目にトナー画像が形成された後、駆動ローラ8の周面から剥離されると共に帯電装置22により除電されて定着装置18においてトナー画像が転写材S上に定着された後、機外に設けられた排出トレイ19上に排出される。
【0034】
帯電装置22は、図2及び図3に示すように、所定の間隔で直線上に並べられた複数の針状電極23と、該針状電極23の針先端23aの近傍に配置される放電補助部材となる放電補助金属板24とが絶縁スペーサ25を介在して電気的に絶縁されて設けられており、放電補助金属板24がアースされると共に電圧印加手段となる高圧直流電源26の正極側が針状電極23に電気的に接続されている。
【0035】
そして、高圧直流電源26により針状電極23と放電補助金属板24との間に直流電圧を印加して針状電極23と放電補助金属板24との間で放電させて針状電極23の近傍に位置する被帯電体となる紙や合成樹脂等で構成される転写材Sを帯電または除電することが出来る。
【0036】
ここで、複数の針状電極23の針先端23a相互の離間距離(以下、「ピッチ」という)の単位をmmで表したときの数値をP、針状電極23の針先端23aと放電補助金属板24との離間距離の単位をmmで表したときの数値をD、針状電極23と放電補助金属板24との間に印加する電圧の単位をkVで表したときの数値をV、とした場合において、図5は各離間距離D(mm)における放電開始電圧Vs(kV)を示し、図6は離間距離D(mm)を4(mm)に設定したときのピッチP(mm)が2(mm)、3(mm)、4(mm)、6(mm)、8(mm)、10(mm)、12(mm)における各印加電圧と放電電流との関係を示す図である。
【0037】
一般的に導電部材に高電圧を印加する場合、他の導電部材とのリークを防止する観点から両導電部材の離間距離の単位をmmで表したときの数値をD1とし、その電位差の単位をkVで表したときの数値をV1とすると、D1≧V1とすることが必要となる。
【0038】
ここで、図3に示すような構成の帯電装置22の場合、針状電極23の針先端23aと放電補助金属板24との離間距離の単位をmmで表したときの数値をD、各々の離間距離D(mm)に対して放電が開始される電圧の単位をkVで表したときの数値をVsとすると、D≧Vsの条件をみたす離間距離D(mm)は、図5からD≧3となる。
【0039】
次に、図6は針状電極23の針先端23aと放電補助金属板24との離間距離の単位をmmで表したときの数値D=4(mm)において、複数の針状電極23の針先端23a相互の離間距離(ピッチ)の単位をmmで表したときの数値P(mm)が2(mm)、3(mm)、4(mm)、6(mm)、8(mm)、10(mm)、12(mm)における各印加電圧と放電電流との関係を示している。
【0040】
この表からピッチP(mm)=2(mm)においては、放電開始電圧Vsが高く、電圧Vを上昇させるに従って急激に放電電流が変化し、安定した放電現象が得難いことが分かる。図6に示すように、ピッチP(mm)を大きくして(ピッチを広げて)いくことで放電開始電圧Vsは下がり、印加電圧と放電電流との関係が直線(リニア)に近い変化をし、放電現象が安定する。
【0041】
これは、ピッチP(mm)を大きくする(ピッチを広げる)ことで、針状電極23の隣り合った針先端23aの電位の干渉が防止され、針状電極23の針1本毎に効率の良い電場の集中が行なわれるためである。
【0042】
実用上は、放電が安定し始めるP≧D(図6ではピッチP(=4mm以上)≧離間距離D(=4mm))で使用可能であり、更にはP≧2Dを満たす領域が望ましい。また、ピッチP(mm)が広すぎると被帯電体となる転写材Sに対する帯電ムラを発生する場合があるため、これを防止する必要がある場合は5D≧Pに設定すれば好ましい。
【0043】
以上より、D、P、Vの関係は、{D≧3、且つ、P≧D、D≧Vより、P≧D≧V………▲1▼}となる条件を満たすように構成すれば好ましい。
【0044】
図4は本発明に係る帯電装置の第2実施形態の構成を示すものであり、針状電極23を中心にして、その両側に放電補助金属板24a,24bが絶縁スペーサ25a,25bを夫々介在して電気的に絶縁されて設けられており、放電補助金属板24a,24bがアースされると共に高圧直流電源26の正極側が針状電極23に電気的に接続されている。
【0045】
図4に示す構成の帯電装置22では、針状電極23の針1本当たりの放電電流量は増大して更に安定した放電性能を得ることが出来、転写材Sの帯電または除電を安定して行うことが出来る。
【0046】
この場合、針状電極23の針先端23aと各放電補助金属板24a,24bとの夫々の離間距離の単位をmmで表したときの数値を各々Da,Dbとし、Da≦Dbとなる関係とすると、針状電極23の針先端23aと離間距離が小さい(近い)方の放電補助金属板24aとの離間距離の単位をmmで表したときの数値Daが上記の▲1▼式を満たすことが必要になる。
【0047】
以上のように、上記▲1▼式を満たすように、帯電装置22の針状電極23の針先端23aと放電補助金属板24(24a,24b)との離間距離D(mm)を適切な距離に設定し、更に針状電極23の針先端23a相互の離間距離(ピッチ)P(mm)を最適化することで、放電開始電圧Vsを下げ、針先端23a同士の電位干渉を防止し、効率の良い電場の集中を達成することで、安定した帯電または除電性能を簡単な構成で得ることが可能になった。
【0048】
図1に示す画像形成装置では、図8及び図9に示して前述した従来例のワイヤ方式のコロナ帯電器51の代わりに、図3及び図4に示す帯電装置22を転写搬送ベルト7から定着装置18への転写材Sの受け渡し部分の転写材Sのトナー画像面側に配置したものであり、この場合の被帯電体である紙や合成樹脂等により構成される転写材Sと帯電装置22との離間間隔は、例えば10mm〜50mmに設定されている。
【0049】
転写材Sは4つのプロセスステーション1a〜1dを通過する時、各転写ローラ14a〜14dによる4回の転写工程を経るため大量の電荷を受け、例えば−3000V程度の高電位が印加されて電荷を保持する。
【0050】
そのため、転写搬送ベルト7の駆動ローラ8の周面により構成される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画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Sの抵抗が高く、帯電し易くなる低温低湿環境での画像形成や両面画像形成時に一度、1面目の画像形成で定着工程を通過して乾燥した状態の転写材Sの2面目の画像形成時において顕著に発生する。
【0051】
この剥離放電現象による画像乱れを防止するために、図1に示すように、帯電装置22を記録媒体搬送経路上における転写搬送ベルト7と定着装置18との間に配置し、該転写搬送ベルト7から転写材Sが分離する駆動ローラ8の周面上で、例えば、帯電装置22の針状電極23の針先端23a相互の離間距離(ピッチ)P(mm)=8(mm)、帯電装置22の針状電極23の針先端23aと放電補助金属板24(24a,24b)との離間距離D(mm)=4(mm)、針状電極23と放電補助金属板24との間に印加する電圧V(kV)=3.8(kV)に設定した条件で帯電装置22を用いてコロナ放電を発生させる。
【0052】
転写材Sが存在しない場合、帯電装置22のコロナ放電により、例えば、60μAの放電電流の略全てが放電補助金属板24(24a,24b)に対して流れ込むが、この状態から高電位(上述の例えば−3000V)が印加された転写材Sが、例えば、100mm/secの速度で帯電装置22に対向する被帯電体として通過すると、針状電極23付近の電場の変化によりコロナ放電電流が上述の60μAから、例えば、70μAに増加し、更にその一部が図2に示すように、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出来る。
【0053】
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3μA以下である。図7は針状電極23に対する入力電流と放電補助金属板24(24a,24b)に流れ込む電流との関係の一例を示す概略図である。
【0054】
上記構成によれば、転写材Sが転写搬送ベルト7から剥離される時に帯電装置22のコロナ放電により該転写材Sの除電を行い、剥離放電を防止することが出来る。
【0055】
従って、図8及び図9に示したタングステンワイヤ52を用いたコロナ帯電器51のようにタングステンワイヤ52が切れる等の心配が無く、リーク等の安全対策の必要もなく、長寿命で安定した放電性能を発揮し得る帯電装置22が提供出来る。
【0056】
尚、前記実施形態においては、帯電装置22を用いてインライン方式の転写材Sの除電を行なう場合の一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、画像形成装置内における所定の部材である感光体ドラム2a〜2d、転写搬送ベルト7、定着装置18等の帯電または除電を行なう場合においても適用可能である。
【0057】
【発明の効果】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、帯電装置の針状電極の針先端相互の離間距離(ピッチ)と、針状電極の針先端と放電補助部材との離間距離と、を適切に設定することで、放電性能の安定した安全性の高い帯電装置を提供することが出来る。
【0058】
また、この帯電装置を特に電子写真方式の画像形成装置に適用することで、放電現象による画像不良を防止することが出来、所定の部材の帯電または除電を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す断面説明図である。
【図2】本発明に係る帯電装置の配置構成を示す部分拡大図である。
【図3】本発明に係る帯電装置の第1実施形態の構成を示す斜視説明図である。
【図4】本発明に係る帯電装置の第2実施形態の構成を示す斜視説明図である。
【図5】第1実施形態の帯電装置での放電開始電圧を示す図である。
【図6】第1実施形態の帯電装置において、針状電極の針先端と放電補助部材との離間距離D(mm)を4(mm)に設定したときの複数の針状電極の針先端相互の離間距離(ピッチ)P(mm)が2(mm)、3(mm)、4(mm)、6(mm)、8(mm)、10(mm)、12(mm)における各印加電圧と放電電流との関係を示す図である。
【図7】記録媒体として用紙が帯電装置を通紙される際の電流量の時間的変化を示す図である。
【図8】従来の画像形成装置の構成を説明する図である。
【図9】ワイヤ方式のコロナ帯電器の構成を示す図である。
【符号の説明】
1a〜1d…プロセスステーション、2a〜2d…感光体ドラム、3a〜3d…1次帯電器、4a〜4d…露光装置、5a〜5d…現像装置、6a〜6d…クリーニング手段、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…レジストローラ対、18…定着装置、19…排出トレイ、20…再給送ガイド、21…再給送ローラ、22…帯電装置、23…針状電極、23a…針先端、24,24a,24b…放電補助金属板、25,25a,25b…絶縁スペーサ、26…高圧直流電源、S…転写材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a charging device and an image forming apparatus provided with the same, and more particularly to a charging device suitable for charging or discharging a recording medium onto which a toner image has been transferred by an electrophotographic image forming device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, an image forming apparatus such as a printer or a facsimile used as an output device of a computer or a copying machine for forming an image of image data read from an image scanner has been widely used.
[0003]
Further, many types of image forming means, such as, for example, a hot-melt type, a thermal sublimation type, a thermal transfer type, an ink jet type, and an electrophotographic type, have been developed according to applications. Among these, as shown in FIG. 8, four
[0004]
In FIG. 8, 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. After that, for example, an exposure device 4a to 4d such as an LED (light emitting diode) or a laser receives exposure based on image information to form an electrostatic latent image. This electrostatic latent image is developed with toner of each color by developing devices 5a to 5d.
[0005]
Each of the process stations 1a to 1d is detachable from the image forming apparatus main body as a process cartridge. Each process cartridge has a configuration in which each of the photosensitive drums 2a to 2d, the primary chargers 3a to 3d, the developing devices 5a to 5d, and the cleaning means 6a to 6d are integrated.
[0006]
On the other hand, the transfer material S serving as a recording medium accommodated in the
[0007]
The transfer /
[0008]
The transfer material S adsorbed on the transfer /
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional example, the transfer material S such as a paper or a synthetic resin, which is a dielectric, passes through the four process stations 1a to 1d and, therefore, carries a large amount of charge because it undergoes four transfer steps.
[0010]
For this reason, a peeling discharge phenomenon occurs at a peeling / separating portion from the transfer /
[0011]
In particular, when forming an image in a low-temperature and low-humidity environment in which the transfer material S has high resistance and is easily charged, or when forming a double-sided image, the second surface of the transfer material S that has been dried after passing through the fixing process in the image formation on the first surface once. Notably occurs during image formation.
[0012]
For this reason, a wire
[0013]
Although there are various types of corona charging methods, a
[0014]
Such a wire
[0015]
On the other hand, in a charger having a needle-shaped electrode, there is no fear of wire cutting or the like as in the
[0016]
An object of the present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a charging device capable of achieving stable discharge performance with a simple configuration and an image forming apparatus including the same. is there.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The charging device according to the present invention for achieving the above object has a plurality of needle electrodes arranged on a straight line at a predetermined interval, a discharge auxiliary member disposed near a needle tip of the needle electrode, Voltage applying means for applying a voltage between the needle-shaped electrode and the discharge assisting member, and applying a voltage between the needle-shaped electrode and the discharge assisting member by the voltage applying means to produce the needle-shaped In a charging device that discharges between an electrode and the discharge assisting member and charges an object to be charged located in the vicinity of the needle-like electrode, a unit of a separation distance between needle tips of the plurality of needle-like electrodes is mm. The numerical value when expressed is P, the numerical value when the unit of the voltage applied between the needle electrode and the discharge auxiliary member is expressed in kV is V, the needle tip of the needle electrode and the discharge auxiliary member, Where D is the numerical value when the unit of the separation distance is expressed in mm, 3, and it is characterized by being configured so as to satisfy the condition of P ≧ D ≧ V.
[0018]
Since the present invention is configured as described above, the distance P (mm) between the needle tips of the plurality of needle electrodes, the distance D (mm) between the needle tips of the needle electrodes and the discharge auxiliary member, By appropriately setting the relationship between the voltage V (kV) applied between the electrode and the discharge assisting member, the discharge characteristics can be stabilized, and thereby stable discharge performance can be obtained. Further, a charging device with higher safety can be provided.
[0019]
Further, the image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier, an image forming unit that forms a toner image on the image carrier, a transfer unit that transfers the toner image to a recording medium, An image forming apparatus including a fixing unit disposed downstream of the recording medium conveyance direction and fixing a toner image transferred to the recording medium, wherein the transfer unit and the fixing unit are connected to the charging device on a recording medium conveyance path. And the recording medium is charged or neutralized by the charging device.
[0020]
According to the above configuration, the charging device is disposed between the transfer unit and the fixing unit on the recording medium conveyance path, and the recording device is charged or discharged by the charging device, so that a large amount of electric charge is obtained through the transfer process. This prevents the occurrence of a discharge phenomenon when the recording medium is removed from the transfer conveyance belt by removing the charge of the recording medium, thereby preventing a phenomenon in which the toner image transferred onto the recording medium is disturbed along the discharge pattern. Image defects can be prevented.
[0021]
Another image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier, an image forming unit that forms a toner image on the image carrier, a transfer unit that transfers the toner image to a recording medium, and a recording medium. In an image forming apparatus having a fixing unit for fixing a transferred toner image, a predetermined member in the image forming apparatus is charged or discharged by the charging device.
[0022]
According to the above configuration, it is possible to charge or discharge a predetermined member inside the image forming apparatus main body with a simple configuration.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Referring to the drawings, an embodiment of an image forming apparatus using a full-color electrophotographic method as an example of a charging device according to the present invention and an image forming apparatus including the charging device will be specifically described. FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged view showing an arrangement configuration of a charging device according to the present invention, and FIG. 3 is a first embodiment of a charging device according to the present invention. FIG. 4 is a perspective explanatory view showing a configuration of a charging device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a diagram showing a discharge starting voltage in the charging device of the first embodiment, FIG. 6 shows the distance P between the needle tips of a plurality of needle electrodes when the distance D between the needle tips of the needle electrodes and the discharge auxiliary member is set to 4 (mm) in the charging device of the first embodiment. Is a diagram showing the relationship between each applied voltage and discharge current at 2 (mm), 3 (mm), 4 (mm), 6 (mm), 8 (mm), 10 (mm), and 12 (mm). FIG. 7 is a diagram showing a temporal change in the amount of current when a sheet as a recording medium is passed through a charging device.
[0024]
First, the configuration of an image forming apparatus including the charging device according to the present invention will be described with reference to FIG. The image forming apparatus shown in FIG. 1 includes four
[0025]
The process stations 1a to 1d have photosensitive drums 2a, 2b, 2c and 2d serving as image carriers, and the surfaces of the photosensitive drums 2a to 2d are arranged around the respective photosensitive drums 2a to 2d. After being uniformly charged by the charged
[0026]
Each of the process stations 1a to 1d is detachable from the image forming apparatus main body as a process cartridge. Each process cartridge has a configuration in which each of the photosensitive drums 2a to 2d, the primary chargers 3a to 3d, the developing devices 5a to 5d, and the cleaning means 6a, 6b, 6c, 6d are integrally integrated.
[0027]
On the other hand, the transfer material S serving as a recording medium accommodated in the feeding
[0028]
The transfer /
[0029]
[0030]
A fixing
[0031]
The transfer material S on which the toner images have been transferred from the photosensitive drums 2a to 2d by the transfer rollers 14a to 14d is peeled off from the peripheral surface of the driving
[0032]
The residual toner remaining on each of the photosensitive drums 2a to 2d is collected by each of the cleaning means 6a to 6d, and the surfaces of the photosensitive drums 2a to 2d are cleaned.
[0033]
When an image is formed on both sides of the transfer material S, the transfer material S discharged onto the discharge tray 19 is re-fed and reversed by the re-feed guide 20 and the re-feed roller 21 and the like. After the toner image is formed on the second surface by the action of the
[0034]
As shown in FIGS. 2 and 3, the charging
[0035]
Then, a DC voltage is applied between the
[0036]
Here, the value when the unit of the distance between the
[0037]
Generally, when a high voltage is applied to a conductive member, a unit when the unit of the separation distance between the two conductive members is expressed in mm is D 1 and a unit of the potential difference is from the viewpoint of preventing leakage from other conductive members. Is represented by kV, and it is necessary to satisfy D 1 ≧ V 1 where V 1 is a numerical value.
[0038]
Here, in the case of the charging
[0039]
Next, FIG. 6 shows the needles of a plurality of
[0040]
From this table, it can be seen that when the pitch P (mm) = 2 (mm), the discharge starting voltage Vs is high, and the discharge current changes rapidly as the voltage V increases, making it difficult to obtain a stable discharge phenomenon. As shown in FIG. 6, as the pitch P (mm) is increased (the pitch is increased), the discharge starting voltage Vs decreases, and the relationship between the applied voltage and the discharge current changes almost linearly. , The discharge phenomenon becomes stable.
[0041]
This is because, by increasing the pitch P (mm) (widening the pitch), the potential interference between the
[0042]
Practically, it can be used with P ≧ D (the pitch P (= 4 mm or more) ≧ separation distance D (= 4 mm) in FIG. 6) at which the discharge starts to be stable, and more preferably, a region satisfying P ≧ 2D. If the pitch P (mm) is too wide, charging unevenness may occur on the transfer material S serving as a member to be charged. If it is necessary to prevent this, it is preferable to set 5D ≧ P.
[0043]
From the above, if the relationship among D, P, and V is configured so as to satisfy the condition of {D ≧ 3, and P ≧ D, D ≧ V, P ≧ D ≧ V... preferable.
[0044]
FIG. 4 shows the configuration of a second embodiment of the charging device according to the present invention. The discharge
[0045]
In the charging
[0046]
In this case, when the unit of the distance between the
[0047]
As described above, the separation distance D (mm) between the
[0048]
In the image forming apparatus shown in FIG. 1, instead of the wire
[0049]
When the transfer material S passes through the four process stations 1a to 1d, it receives a large amount of charge because it undergoes four transfer steps by each of the transfer rollers 14a to 14d. For example, a high potential of about -3000V is applied and the transfer material S is charged. Hold.
[0050]
Therefore, a separation discharge phenomenon occurs at a separation portion formed by the peripheral surface of the
[0051]
In order to prevent the image disturbance due to the peeling discharge phenomenon, as shown in FIG. 1, a charging
[0052]
When the transfer material S is not present, substantially all of the discharge current of, for example, 60 μA flows into the discharge auxiliary metal plate 24 (24a, 24b) due to the corona discharge of the charging
[0053]
In this case, the amount of current flowing into the transfer material S as ion wind is at most 3 μA or less. FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of the relationship between the input current to the
[0054]
According to the above configuration, when the transfer material S is peeled from the
[0055]
Therefore, unlike the
[0056]
Note that, in the above-described embodiment, an example in which the charge removal of the in-line transfer material S is performed using the
[0057]
【The invention's effect】
Since the present invention has the above-described configuration and operation, the separation distance (pitch) between the needle tips of the needle electrodes of the charging device and the separation distance between the needle tips of the needle electrodes and the discharge assisting member are determined. By appropriately setting, a charging device with stable discharge performance and high safety can be provided.
[0058]
In addition, by applying this charging device to an electrophotographic image forming apparatus, it is possible to prevent an image defect due to a discharge phenomenon, and to charge or discharge a predetermined member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view showing an arrangement configuration of a charging device according to the present invention.
FIG. 3 is a perspective explanatory view showing a configuration of a first embodiment of a charging device according to the present invention.
FIG. 4 is a perspective explanatory view showing a configuration of a second embodiment of the charging device according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a discharge starting voltage in the charging device of the first embodiment.
FIG. 6 shows the charging device of the first embodiment, in which the distance between the needle tips of the plurality of needle electrodes is set to 4 (mm) when the distance D (mm) between the needle tips of the needle electrodes and the discharge auxiliary member is set to 4 (mm). And the applied voltage at the separation distance (pitch) P (mm) of 2 (mm), 3 (mm), 4 (mm), 6 (mm), 8 (mm), 10 (mm), and 12 (mm) FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship with a discharge current.
FIG. 7 is a diagram illustrating a temporal change in the amount of current when a sheet as a recording medium is passed through a charging device.
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a conventional image forming apparatus.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a wire type corona charger.
[Explanation of symbols]
1a to 1d process station, 2a to 2d photoconductor drum, 3a to 3d primary charger, 4a to 4d exposure device, 5a to 5d developing device, 6a to 6d cleaning means, 7 transfer transfer belt , 8: drive roller, 9: suction opposing roller, 10, 11: tension roller, 12: suction roller, 13: suction bias power supply, 14a to 14d: transfer roller, 15: feeding cassette, 16: feeding roller, 17 .., Registration roller pair, 18, fixing device, 19, discharge tray, 20, re-feed guide, 21, re-feed roller, 22, charging device, 23, needle electrode, 23 a, needle tip, 24, 24 a, 24 b ... discharge auxiliary metal plate, 25, 25a, 25b ... insulating spacer, 26 ... high voltage DC power supply, S ... transfer material
Claims (3)
前記複数の針状電極の針先端相互の離間距離の単位をmmで表したときの数値をP、前記針状電極と前記放電補助部材との間に印加する電圧の単位をkVで表したときの数値をV、前記針状電極の針先端と前記放電補助部材との離間距離の単位をmmで表したときの数値をDとしたとき、
D≧3、且つ、P≧D≧Vの条件を満たすように構成したことを特徴とする帯電装置。A plurality of needle-like electrodes arranged on a straight line at predetermined intervals, a discharge auxiliary member arranged near a needle tip of the needle-like electrode, and applying a voltage between the needle-like electrode and the discharge auxiliary member. A voltage applying means for applying a voltage between the needle electrode and the discharge assisting member by the voltage applying means to cause a discharge between the needle electrode and the discharge assisting member. In a charging device for charging an object to be charged located in the vicinity of the shape electrode,
When the unit of the distance between the needle tips of the plurality of needle electrodes in mm is represented by mm, and the unit of the voltage applied between the needle electrodes and the discharge assisting member is kV is represented by kV. Where V is the numerical value of D, and D is the numerical value when the unit of the separation distance between the needle tip of the needle electrode and the discharge assisting member is mm.
A charging device characterized by satisfying a condition of D ≧ 3 and P ≧ D ≧ V.
請求項1に記載の帯電装置を記録媒体搬送経路上における前記転写手段と前記定着手段との間に配置し、該帯電装置によって記録媒体を帯電または除電することを特徴とする画像形成装置。An image carrier, an image forming unit that forms a toner image on the image carrier, a transfer unit that transfers the toner image to a recording medium, and a transfer unit that is disposed downstream of the transfer unit in the recording medium conveyance direction, and Fixing means for fixing the toner image transferred to the recording medium,
An image forming apparatus, comprising: the charging device according to claim 1 disposed between the transfer unit and the fixing unit on a recording medium transport path, and charging or discharging the recording medium by the charging device.
請求項1に記載の帯電装置により前記画像形成装置内における所定の部材を帯電または除電する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 In the image forming apparatus,
An image forming apparatus, wherein a predetermined member in the image forming apparatus is charged or neutralized by the charging device according to claim 1.
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