JP2008020497A - 帯電装置、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録材の進入を防止するテグス線の帯電を抑制して、テグス線の帯電に伴う転写ムラを防止できる転写装置、および画像形成装置を提供する。
【解決手段】転写装置７は、接地電位に接続されたコの字型のシールド板２４の開口３２に電極線２３を張り渡している。絶縁層２８、被覆３１を介して細いステンレス線のテグス線２５をシールド板２４に巻き回して突入防止部材を構成する。テグス線２５に電極線２３よりも低くて同極性のバイアス電圧を印加して電極線２３よりも微弱にコロナ放電させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、コロナ放電により記録材を帯電／除電させる帯電装置、および帯電装置を転写装置として備えた画像形成装置に関する。詳しくは、帯電装置の電極空間への記録材の進入を妨げる突入防止部材の構造と電気的な制御とに関する。

コロナ放電により記録材を帯電させる帯電装置を転写装置に採用した電子写真方式の画像形成装置が実用化されている。一般的な転写装置は、搬送される記録材を横断する細長い開口を形成したアルミニウム等のシールド筐体を、感光体ドラム等の像担持体に対向して配置している。シールド筐体の内側の電極空間には、シールド筐体から絶縁させて、タングステン等の細い電極線が張り渡される。電極線には、転写電流発生装置（転写バイアス電源）を通じて、トナーの帯電極性とは逆極性の数１００〜数ｋＶの高電圧が印加される。

高電圧を印加された電極線の断面周囲でコロナ放電が発生して帯電粒子が生成されると、シールド筐体の開口上を通過する記録材が帯電粒子によって帯電される。帯電した記録材は、像担持体の表面から記録材の表面へとトナー像を引き寄せて転写／吸着させる。帯電したトナーの移動に伴って転写電流が発生するので、転写電流発生装置は、コロナ放電電流を検知して所定値に誘導することにより、記録材を過不足なく帯電させ得る。

特許文献１には、シールド筐体の開口に、記録材を横断する方向へ細い電極線を張り渡した転写装置が示される。ここでは、箱状のシールド筐体の外側面に、絶縁材料のテグス糸を巻き付け、開口の入口面を記録材の搬送方向に横断させてテグス糸を張り渡して突入防止部材を構成する。開口の入口面に張り渡されたテグス糸は、カールした記録材の先端を撥ね返して開口内の電極空間へ進入させない。

特開昭６４−４２６７４号公報

特許文献１には、シールド筐体の開口の入口面を横断させて張り渡したテグス糸が帯電して転写ムラの原因となることが説明されている。コロナ放電に伴う帯電粒子がテグス糸を帯電させて電界を偏らせ、記録材へ向かう帯電粒子の分布を乱す結果、テグス糸の影となる記録材の帯状部分でトナー像が転写不足となる。そして、テグス糸の表面にフッ素樹脂をコートすることによって、転写ムラが軽減されることが示される。

しかし、フッ素樹脂をコートしたテグス糸を採用しても、低湿度の環境で、記録材を狭間隔に高速搬送して連続大量の画像形成を行うと、テグス糸が強く帯電してしまう。記録材におけるテグス糸上を通過した部分とテグス糸間隔を通過した部分との間で転写ムラが発生してしまう（表１参照）。

従って、特許文献１に示されるように、シールド筐体の開口を浅い角度で斜めに横断させてテグス糸を配置し、帯電したテグス糸部分の前後で必要な転写量を埋め合わせできる配置が採用される。しかし、浅い角度で斜めに横断させたテグス糸は、ロールした記録材の端を容易に電極空間へ進入させてしまい、記録材の皺、折り目、紙詰まりに対する十分な抑制効果を期待できない。

本発明は、特許文献１に示される解決方法よりも効果的にテグス糸の帯電を抑制して、テグス糸の帯電に伴う転写ムラを防止できる転写装置、および画像形成装置を提供することを目的としている。

請求項１の帯電装置は、記録材の搬送面を挟んで像担持体に対向する電極空間を仕切る導電性のシールド部材と、コロナ放電が可能な形状と寸法とを有して前記電極空間に配置された電極部材と、前記電極部材に電圧を印加してコロナ放電を発生させる帯電電源手段とを備えるものである。そして、前記搬送面と前記電極部材との間に配置されて、前記電極空間に対する記録材の侵入を妨げる導電性の突入防止部材と、前記突入防止部材に電流を供給して、前記コロナ放電の発生時における前記突入防止部材の帯電を制御する電流供給手段とを備える。

本発明の帯電装置では、電極部材の周囲でコロナ放電が発生して帯電粒子が形成され、電極部材の周囲から像担持体へ向かう帯電粒子が搬送面の記録材を帯電または除電させる。帯電粒子の一部は、記録材へ達する以前に突入防止部材に電荷を受け渡して突入防止部材を帯電させるが、電流供給手段が導電性の突入防止部材へ電流を供給して帯電電位の上昇を抑制する。これにより、突入防止部材の周囲の電界が、特許文献１のテグス糸ほどには突入防止部材の帯電に起因して乱れなくなる。突入防止部材の周囲でも突入防止部材の間隔に近い帯電粒子の流れが確保されるので、突入防止部材上と突入防止部材間隔とで帯電粒子の通過数が特許文献１のテグス糸ほどにはばらつかない。

従って、突入防止部材に起因する転写ムラが解消される。記録材を狭間隔に高速搬送して連続大量の画像形成を行った場合でも、転写ムラの無い高品質な画像形成が可能となる。突入防止部材に起因する転写ムラを考慮することなく、突入防止効果を最適化するような突入防止部材の形状と配置とを選択できる。

以下、本発明の実施形態である画像形成装置１００について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の画像形成装置は、以下に説明する実施形態の限定的な構成には限定されない。突入防止部材を取り付けた帯電装置を用いて記録材の帯電または除電を行う限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実現可能である。

第１実施形態では、感光体ドラムに形成したトナー像を記録材に直接転写するモノクロの画像形成装置を説明する。しかし、本発明の帯電装置は、感光体ドラム等に形成したトナー像を中間転写ベルト上に重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置でも実施できる。記録材を帯電する転写装置のみならず、記録材を除電する分離装置でも実施でき、記録材のみならず、中間転写ベルト等を帯電／除電させる帯電装置としても実施できる。

本発明の画像形成装置は、プリンタに限らず、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置として実施可能である。

なお、特許文献１に示される画像形成装置の構成、転写装置の詳細構造と動作については、繰り返しの煩雑を回避すべく、図示を省略して詳細な説明も省略する。

＜画像形成装置＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。第１実施形態の画像形成装置１００は、コロナ放電を用いた帯電装置である転写装置７を備えた電子写真方式の画像形成装置の一例であって、感光体ドラム１に形成されたトナー像が、転写装置７によって記録材Ｓに転写される。

図１に示すように、画像形成装置１００では、正極性に帯電する感光体ドラム１と正極性に帯電するトナーとを用いた公知の反転現像方式を用いてトナー像を形成する。感光体ドラム１上のトナーが付着しない部分の電位は、５５０Ｖ程度、トナーが付着する部分の電位は５０Ｖ程度である。

画像読み取り装置１５は、画像形成装置１００の上部に配置されて原稿画像を読み取り、画像データを形成する。本体制御装置１６は、画像形成装置１００の各部を総合的に制御して、画像読み取り装置１５が読み取った原稿の画像データや、外部から通信入力された画像データを用いて記録材Ｓに画像形成する。画像処理装置１８は、操作部１７を通じた設定内容に従って画像データを展開して走査線画像信号を形成する。レーザー駆動回路１９は、走査線画像信号に従ってレーザー光源をパルス変調してレーザー光を出力させる。

画像形成装置１００は、感光体層を表面に形成した回転可能な感光体ドラム１の周囲に、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置７、分離装置８、クリーニング装置９を配置する。帯電装置２は、コロナ放電を用いた帯電装置であって、感光体ドラム１の感光体層を一様に帯電させる。露光装置３は、レーザー光源から射出させたレーザー光をポリゴンミラーで走査し、感光体ドラム１の感光体層を走査露光させて静電潜像を形成する。

現像装置４は、トナーを含む現像材を充填されており、回転スリーブ１３の表面に担持して調整ブレード１４で厚みを調整したトナーを感光体ドラム１に近接させて、静電潜像を可視像のトナー像に現像する。トナーは、現像装置４内で正極性の電荷を付与されながら、不図示の攪拌部材の回転によって回転スリーブ１３の表面に送られる。感光体ドラム１と回転スリーブ１３との間に設定された微小な間隔でトナーが移動して現像が行われる。回転スリーブ１３には、現像効率を向上させ、濃度が高くて鮮明なトナー像を形成するために、現像バイアス発生装置２０から交流成分を含むバイアス電圧が印加される。バイアス電圧の直流成分は２５０Ｖ程度となる。

記録材Ｓは、不図示のカセットから１枚ずつ取り出してレジストローラ５で待機し、感光体ドラム１のトナー像と先頭を一致させるタイミングでレジガイド６を通過して像担持体１と転写装置７との間隔に送出される。

転写装置７は、コロナ放電を用いた帯電装置であって、トナーの電荷と逆極性の電流すなわちマイナスの電流を放電する。転写装置７は、感光体ドラム１に接触して搬送される記録材Ｓの下面をトナー像と逆電位の負極性に帯電させて、感光体ドラム１から記録材Ｓへトナー像を転写させる。転写電流発生装置２１は、本体制御装置１６に制御されたタイミングで作動して、転写装置７に転写バイアス電圧を出力してコロナ放電を発生させる。

分離装置８は、転写装置７とは逆電位のコロナ放電を用いた帯電装置であって、転写装置７による記録材Ｓの帯電を解除して、感光体ドラム１からの記録材Ｓの分離を容易にする。分離装置８によってトナー像を乗せたまま感光体ドラム１から分離された記録材Ｓは、搬送部１１に受け渡されて定着装置１２へ搬送される。定着装置１２は、トナー像を転写された記録材Ｓを加熱加圧して表面にトナー像を定着する。定着された記録材Ｓは、不図示の排紙ローラ（図示せず）により画像形成装置１００の外部へ排出される。

クリーニング装置９は、感光体ドラム１の表面に付着した転写残トナーを除去して次のサイクルの画像形成に備えさせる。前露光装置１０は、感光体ドラムの表面を一様に露光して静電潜像を解消させる。

＜転写装置＞
図２は転写装置の構成の説明図、図３は転写装置の側面断面図である。図２中、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図である。転写装置７は、電極線２３に高電圧を印加して電極線２３の断面周囲にコロナ放電を発生させ、帯電粒子を生成する。また、開口３２に導電性のテグス線２５を張り渡して突入防止部材を構成している。本体制御装置（１６：図１）は、テグス電流発生装置（２２：図１）を制御して、テグス線２５の電位を、電極線２３の電位と感光体ドラム１のトナー像担持部の電位（５０Ｖ）との中間電位に制御する。

図２の（ａ）に示すように、シールド板２４は、導電性の金属板（ステンレス材等）をコの字型に曲げて形成され、前後の端部に絶縁板２９、３０を取り付けてシールド筐体を構成している。シールド板２４の内側の電極空間を縦断して電極線２３が張り渡され、後側の絶縁板３０には、電極線２３に電流を供給するための接点２６が配置される。

接点２６には、転写電流発生装置（２１：図１）から転写バイアス電圧が印加され、電極線２３のコロナ放電電流に相当する−５００〜−６００μＡ程度の電流が供給される。このとき、電極線２３に供給した総電流のうち感光体ドラム１方向に流れる電流は、そのときの温度、湿度、感光体ドラム１の電位等の要因によって多少の変動はあるが、−１００μＡ程度である。

接地電位に接続されるシールド板２４の開口３２に絶縁層２８を配置し、１本の導電性のテグス線２５を絶縁層２８の外側に巻き回して、開口３２を搬送方向に横断する突入防止部材を構成した。テグス線２５は、直径０．１４ｍｍ程度のステンレス線を用いており、一端が後側の絶縁板３０の接点２７に接続されている。接点２７には、図１に示すテグス電流発生装置２２からバイアス電圧が印加され、開口３２に張り渡されたテグス線２５のコロナ放電電流に相当する電流が供給される。なお、シールド板２４の外側に位置するテグス線２５にはシリコンゴムの被覆３１を形成して、シールド板２４との短絡と不必要なコロナ放電とを防止した。

転写装置７を試作して実験を行ったところ、テグス線２５の放電電流量の絶対値Ｉｇを、
０．５×（Ｉｗ×Ｌｇ／Ｌｗ）＜Ｉｇ＜１．５×（Ｉｗ×Ｌｇ／Ｌｗ） ・・・（１）
の範囲に誘導したときに、記録材を狭間隔に高速搬送して連続大量の画像形成を行った場合でも転写ムラが認められなかった。（１）式中、電極線２３から感光体ドラム１への放電電流量の絶対値をＩｗ、電極線２３から感光体ドラム１までの距離をＬｗ、テグス線２５から感光体ドラム１までの距離をＬｇとしている。

具体的には、電極線２３から感光体ドラム１への放電電流量を−１００μＡ、電極線２３から感光体ドラム１までの距離を１０．５ｍｍ、テグス線２５から感光体ドラム１までの距離を１．５ｍｍとして計算している。このとき、テグス線２５の放電電流量Ｉｇは、７μＡ＜Ｉｇ＜２１μＡとなる。転写装置７では、テグス線２５から感光体ドラム１方向に流れる放電電流は、放電総電流の１／２程度なので、テグス電流発生装置２２は、接点２６を通してテグス線２５に−３０μＡの電流が流れ込むように定電流制御されたバイアス電圧を出力する。

図３に示すように、転写装置７では、テグス電流発生装置（２２：図１）が電流供給することにより、帯電粒子の流れの中でも、テグス線２５の電位は、電極線２３の電位と感光体ドラム１の表面電位との中間電位に安定して維持される。従って、テグス線２５の電位が電極線２３と感光ドラムとの間に形成される電界を不必要に偏らせず、電極線２３の周囲から感光体ドラム１へ向かう帯電粒子の流れに対して電極線２３が中立を保つ。これにより、帯電粒子は、テグス線２５に影響されることなく、電極線２３に沿ってほぼ均等に記録材を帯電させるので、帯電ムラに起因する転写ムラが発生しない。

＜比較例の転写装置＞
図５は比較例の画像形成装置の構成の説明図、図６は比較例の転写装置の構成の説明図、図７は比較例の転写装置の側面断面図である。図６中、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図である。比較例の画像形成装置２００は、テグス線１２５の帯電状態を調整するテグス電流発生装置２２を持たない以外は、図１に示す画像形成装置１００と同様に構成される。従って、図５中、図１と共通する構成には共通の符号を付して詳細な説明を省略する。従来、電子写真方式を用いた複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置において、像担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写するために転写装置が備えられている。この転写装置には各種の方式があるが、転写効率がよく高速化に適した方式としてコロナ帯電器を用いた非接触の転写装置が知られている。

図５に示すように、比較例の画像形成装置２００は、回転可能な感光体ドラム１の周囲に、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置１０７、分離装置８、クリーニング装置９を配置する。転写装置１０７は、転写電流発生装置２１によって定電流制御された転写バイアス電圧を印加されてコロナ放電を発生して、感光体ドラム１と転写装置１０７との間を搬送される記録材Ｓを帯電させる。

図６の（ａ）に示すように、比較例の転写装置１０７は、開口３２に絶縁材料のテグス線１２５を張り渡して突入防止部材を構成する。転写装置１０７は、コロナ放電を行う電極線２３と金属製のシールド板２４と突入防止部材である絶縁材料のテグス線１２５から構成される。

シールド板２４は、図６の（ｂ）に示すように、金属板をコの字型に曲げて形成される。シールド板２４の内側空間を縦断して電極線２３が張り渡され、電極線２３の一端は、電極線２３に電流を供給するための接点２６が配置される。

接点２６には、図５に示す転写電流発生装置２１から転写バイアス電圧が印加され、電極線２３のコロナ放電電流に相当する電流が供給される。

接地電位に接続されるシールド板２４の外側に１本の絶縁材料のテグス線１２５を巻き回して、開口３２を搬送方向に横断する突入防止部材を構成してある。テグス線１２５は、電極線２３からの放電電流の流れ込みを防ぐために、絶縁材料を用いており、テグス線１２５の両端はシールド板２４に直接ねじ固定されている。

比較例の転写装置１０７における放電時の状況について図７を用いて説明する。図７に示すように、電極線２３からの放電電流によって絶縁材料のテグス線１２５が電極線２３からの放電電流と同極性に帯電する。そのため、理想的には電極線２３から感光体ドラム１方向へ直線的であるべき電気力線Ｅ２が、帯電したテグス線１２５の影響で、テグス線１２５から遠ざかる方向に迂回して感光体ドラム１に到達する。このため、記録材Ｓに対するトナー像の転写効率がテグス線１２５の部分のみ低下し、画像上に線状の転写ムラ、すなわちテグス跡が発生することがある。

ここで、特許文献１に示されるように、テグス線１２５をフッ素樹脂材料の断面形状が微小なものとすれば、テグス跡が発生しにくくなる。しかし、フッ素樹脂は、帯電粒子を捕捉しにくいとは言え、絶縁材料には変わりが無い。従って、低湿度の環境で、記録材を狭間隔に高速搬送して連続大量の画像形成を行った場合、帯電することは避けられず、電極線２３から感光体ドラム１方向へ直線的に向かうべき電気力線Ｅ２を歪めて偏らせる。電気力線Ｅ２が、帯電したテグス線１２５の影響で、テグス線１２５から遠ざかる方向に迂回して感光体ドラム１に到達する。このため、記録材Ｓに対するトナー像の転写効率がテグス線１２５の部分のみ低下し、画像上に線状の転写ムラ、すなわちテグス跡が発生する。そのため、突入防止部材に起因する画像ムラを完全に抑制することは不可能である。

これに対して、第１実施形態の転写装置７は、図２、図３に示すように、導電性のテグス線２５を採用して、テグス線２５にも電極線２３と同極性の微弱なコロナ放電を行わせている。そのため、導電性のテグス線２５を単に接地電位のシールド板２４に短絡させた場合のような電界の偏りを発生することなく、テグス線２５の帯電に起因する電界の偏りを解消できる。

言い換えれば、電極線２３から感光体ドラム１方向への電気力線Ｅ１は、テグス線２５から遠ざかる方向に若干迂回して感光体ドラム１に到達する。しかし、テグス線２５自体が微弱にコロナ放電するため、そこからの放電電流の発生により感光体ドラム１上では、転写装置７からの放電電流量のムラがほとんど発生しない。このため、記録材Ｓに対するトナー像の転写効率がテグス線２５の部分のみ低下することが抑制され。画像上に線状のムラ、すなわちテグス跡が発生することは軽減される。

表１は、第１実施形態の転写装置７と比較例の転写装置７とで記録材を狭間隔に高速搬送して連続大量の画像形成を行った場合のテグス跡の発生状態を比較した結果である。表１は、テグス跡の発生レベルにおいて、導電性のテグス線２５を用いてテグス線２５を微弱にコロナ放電させた場合と、絶縁材料のテグス線１２５を用いた場合についてまとめたものである。表１からも分かるとおり、第１実施形態によれば、比較例ではテグス跡が発生してしまうほとんどの条件下で、テグス跡が解消される。とりわけ低湿度環境で薄紙に画像形成を行う場合の改善が顕著である。

＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る画像形成装置は、トナーの帯電極性を負極性とした以外は第１実施形態と同様に構成される。従って、第１実施形態と同様に図１乃至図３を参照して説明を行い、画像形成装置の構成や動作の詳細についての説明は省略する。

図１に示すように、第２実施形態では、現像装置４においてトナーが負極性に帯電しており、正極性に帯電する感光体ドラム１と負極性に帯電するトナーとを用いる公知の正規現像方式を用いて感光体ドラム１にトナー像が形成される。このとき、感光体ドラム１上のトナーが付着しない部分の電位は、５０Ｖ程度であり、トナーが付着する部分の電位は５５０Ｖ程度である。また、現像装置４の回転スリーブ１３に印加される現像バイアス電圧の直流成分は２５０Ｖ程度である。

このとき、図２に示すように、転写装置７の電極線２３には、トナーと逆極性の電位すなわち正極性のバイアス電圧が印加され、コロナ放電の総電流量は５００〜６００μＡ程度である。そして、転写電流発生装置２１から電極線２３に供給される総電流のうち感光体ドラム１方向に流れる電流は、そのときの温度、湿度、感光体ドラム１上の電位等の要因によって多少の変動はあるが、１００μＡ程度である。従って、導電性のテグス線２５には、接点２７を通して３０μＡの電流がかけられる。このとき、導電性のテグス線２５から感光体ドラム１方向への放電電流量Ｉｇの適正な範囲は、７μＡ＜Ｉｇ＜２１μＡとなる。

＜第３実施形態＞
図４は第３実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。第３実施形態の画像形成装置３００は、第１実施形態のテグス電流発生装置２２に代えてテグス定電位電気素子３８が配置される以外は第１実施形態と同様に構成される。従って、図２、図３を併せて参照するとともに、図４中、図１と共通する構成には共通の符号を付して詳細な説明は省略する。

図４に示すように、第３実施形態の画像形成装置３００は、テグス線２５に対する電気的な工夫が第１実施形態とは異なり、テグス線２５にテグス定電位電気素子３８が付いている。テグス定電位電気素子３８は、電極線（２３：図２）の電位が一定値を越えると放電して帯電電位の上昇を妨げる電子回路である。

画像形成装置３００は、正極性に帯電する感光体ドラム１と正極性に帯電するトナーとを用いて公知の反転現像方式により感光体ドラム１の表面にトナー像を形成する。このとき、感光体ドラム１上のトナーが付着しない部分の電位は、５５０Ｖ程度でありトナーが付着する部分の電位は５０Ｖ程度である。現像装置４の回転スリーブ１３に印加される現像バイアス電圧の直流成分は２５０Ｖ程度となる。

感光体ドラム１上に形成されたトナー像を記録材Ｓに転写するため、転写装置７の電極線（２３：図２）に負極性の転写バイアス電圧が印加される。画像形成装置３００では、電極線２３にかける電気的なバイアスの制御は、電流値を一定にする定電流制御である。転写電流発生装置２１から電極線２３に供給される電流は、総電流で−５００〜−６００μＡ程度である。そして、電極線２３に印加される電位は−１０００Ｖ程度であって、総電流のうち、感光体ドラム１方向に流れる電流は温度、湿度、感光体ドラム１上の電位等の要因による多少の変動はあるが、−１００μＡ程度である。

図２の（ａ）に示すように、テグス線２５には直径０．１４ｍｍ程度のステンレス線を用いており、テグス線２５とシールド板２４間は電気的に導通していないものとする。テグス線２５と接地電位との間には、テグス線２５の帯電電位を一定値以下に保つためのバリスタ素子のテグス定電位電気素子３８がつけられている。

テグス定電位電気素子２８の最大電位Ｖｇは、電極線２３への印加電圧をＶｗ、電極線２３から感光体ドラム１までの距離をＬｗ、テグス線２５から感光体ドラム１までの距離をＬｇとしたときに、Ｖｇ＝ （Ｖｗ×Ｌｇ／Ｌｗ）となるように設定してある。言い換えれば、そのような制御電圧のバリスタ素子を選択してある。

具体的には、画像形成装置３００では、転写電流発生装置２１が出力する電極線２３への印加電圧を−１０００Ｖ、電極線２３から感光体ドラム１までの距離を１０．５ｍｍ、テグス線２５から感光体ドラム１までの距離を１．５ｍｍとして計算している。従って、画像形成装置３００のテグス定電位電気素子３８の最大電位Ｖｇは−１４３Ｖとなり、バリスタ素子のテグス定電位電気素子２８は−１４０Ｖを最大電位とするものを用いる。

これにより、画像形成装置３００の画像形成時において、転写装置７の電極線２３に−１０００Ｖ程度の転写バイアス電圧が印加されたときの、テグス線２５の電位は−１４０Ｖで最大となる。つまり、図６、図７に示す絶縁性のテグス線１２５を用いた比較例の画像形成装置（２００：図５）と比較して、テグス線２５の帯電量を小さくかつ制御できる。

このため、テグス線２５の帯電が感光体ドラム１と電極線２３との間の電界をあまり乱さないで済み、感光体ドラム１上で、転写装置７からの放電電流量のムラはほとんど発生しない。従って、トナー像の転写材Ｓへの転写効率がテグス線２５の部分のみ低下し、画像上に線上のムラすなわちテグス跡が発生することは軽減される。

＜第４実施形態＞
第４実施形態に係る画像形成装置は、トナーの帯電極性を負極性とした以外は第３実施形態と同様に構成される。従って、第３実施形態と同様に図４、図２、図３を参照して説明を行い、画像形成装置の構成や動作の詳細についての説明は省略する。

第４実施形態の画像形成装置では、トナーは負極性に帯電する。図４に示すように、第４実施形態の画像形成装置では、正極性に帯電する感光体ドラム１と負極性に帯電するトナーとを用いた公知の正規現像方式によりトナー像を形成する。このとき、感光体ドラム１上のトナーが付着しない部分の電位は５０Ｖ程度、トナーが付着する部分の電位は５５０Ｖ程度、現像装置４の回転スリーブ１３に印加される現像バイアス電圧の直流成分は２５０Ｖ程度である。

このとき、感光体ドラム１上に形成したトナー像を記録材Ｓに転写するため、図２に示す転写装置７の電極線２３に正極性の転写バイアス電圧が印加される。第４実施形態では、電極線２３にかける電気的なバイアスの制御は、電流値を一定にする定電流制御である。転写電流発生装置２１から電極線２３に流れる電流は、総電流で５００〜６００μＡ程度である。総電流中、感光体ドラム１方向に流れる電流は、温度、湿度、感光体ドラム１上の電位等の要因による多少の変動はあるが、１００μＡ程度である。

導電性のテグス線２５と接地電位との間には、図４に示すように、最大電位が１４０Ｖのバリスタ素子のテグス定電位電気素子３８が取り付けられる。従って、画像形成時に転写装置７の電極線２３に１０００Ｖ程度の転写バイアス電圧が印加されたとき、テグス線の電位は１４０Ｖで最大となる。これにより、図６、図７に示す絶縁性のテグス線１２５を用いた比較例の画像形成装置（２００：図５）と比較して、テグス線２５の帯電電位を小さくかつ制御できる。このため、感光体ドラム１上で、転写装置７からの放電電流量のムラはほとんど発生しない。従って、トナー像の転写材Ｓへの転写効率がテグス線２５の部分のみ低下し、画像上に線上のムラすなわちテグス跡が発生することは軽減される。

＜発明との対応＞
第１実施形態の転写装置７は、記録材Ｓの搬送面を挟んで感光体ドラム１に対向する開口３２を仕切る導電性のシールド板２４と、コロナ放電が可能な形状と寸法とを有して開口３２に配置された電極線２３と、電極線２３に電圧を印加してコロナ放電を発生させる転写電流発生装置２１とを備える。前記搬送面と電極線２３との間に配置されて、開口３２に対する記録材Ｓの侵入を妨げる導電性のテグス線２５と、テグス線２５に電流を供給して、コロナ放電の発生時におけるテグス線２５の帯電を制御するテグス電流発生装置２２とを備える。

第１実施形態では、本体制御装置１６が転写電流に応じたテグス電流をテグス電流発生装置に指令して、テグス線２５のコロナ放電電流を調整する制御を行った。これにより、図３に示すように、電極線２３からの転写電流（帯電粒子の流れ）が疎な部分をテグス線２５からの転写電流（帯電粒子の流れ）で補った。

第３実施形態では、テグス定電圧電気素子３８が転写時に帯電したテグス線２５の電位を特定の電圧値で限界付ける制御を行った。感光体ドラム１の電位と電極線２３の電位との間の電界が過剰に乱れないようにテグス線２５の電位を制御した。これにより、テグス線２５が過剰に帯電して、テグス線２５の周囲の電界が転写ムラを引き起すことを回避した。

従って、電極線２３と感光体ドラム１のトナー像電位との電位差を、電極線２３−テグス線２５間距離とテグス線２５−感光体ドラム間距離とで比例配分してテグス線２５電位を設定する制御としてもよい。これにより、テグス線２５は、電極線２３と感光体ドラム１との間の空間電位勾配に電気的な影響を及ぼさなくなる。テグス線２５は、電極線２３から感光体ドラム１へ向かう転写電流、温度湿度環境、転写頻度等とは無関係に、帯電ムラを生じない電位を付与される。

この電位は、本体制御装置１６がテグス電流発生装置２２に指令してテグス線２５へ可変に出力させてもよい。固定電圧の電源を接続してもよい。

例えば、転写電流発生装置２１が出力する電極線２３への印加電圧を１０００Ｖ、感光体ドラム１の表面電位を代表的に−５０Ｖとし、電極線２３−テグス線２５間距離を９ｍｍ、テグス線２５−感光体ドラム間距離を１．５ｍｍとする。このとき、テグス電流発生装置２２は、（１０００Ｖ−−５０Ｖ）×９ｍｍ／（９ｍｍ＋１．５ｍｍ）＝９００Ｖだけ電極線２３よりも低い電圧、すなわち１００Ｖをテグス線２５へ出力してもよい。

いずれにせよ、テグス線２５は、記録材Ｓの表面にごく近い位置（１．５ｍｍ以下）に位置しているので、テグス線２５の電位は、記録材Ｓに衝突する帯電粒子の分布に大きな影響を及ぼしてしまう。従って、テグス線２５の電位を制御することによって、無制御に帯電させた場合に比較して各段に転写を均一化して、著しく画像形成品質が高められる。

転写装置７の突入防止部材は、細線状のテグス線２５を、シールド板２４の外側に絶縁層２８、被覆３１絶縁材料を介して巻回して構成される。

転写装置７のテグス線２５は、コロナ放電が可能な形状と寸法とを有し、テグス電流発生装置２２は、テグス線２５に電極線２３と同極性の電圧を印加して電極線２３よりも微弱なコロナ放電を発生させる。

第１実施形態の転写装置７は、転写電流発生装置２１の出力に応じてテグス電流発生装置２２の出力を調整する本体制御装置１６を備える。

第１実施形態の転写装置７は、テグス線２５のコロナ放電電流をＩｇとし、テグス線２５から感光体ドラム１までの距離をＬｇとし、電極線２３のコロナ放電電流をＩｗとし、電極線２３から感光体ドラム１までの距離をＬｗとする。このとき、テグス電流発生装置２２は、０．５×（Ｉｗ×Ｌｇ／Ｌｗ）＜Ｉｇ＜１．５×（Ｉｗ×Ｌｇ／Ｌｗ）となる電圧をテグス線２５に印加する。

第３実施形態の転写装置７は、電流供給手段が、コロナ放電によって帯電した電極線２３の電位が一定値を越えると放電して帯電電位の上昇を妨げるテグス定電位電気素子３８である。

第３実施形態の転写装置７は、前記一定値をＶｇとし、テグス線２５から感光体ドラム１までの距離をＬｇとし、電極線２３への印加電圧をＶｗとし、電極線２３から感光体ドラム１までの距離をＬｗとする。このとき、Ｖｇ＜（Ｖｗ×Ｌｇ／Ｌｗ）となるバリスタ素子を選択してある。

画像形成装置１００は、感光体ドラム１と、感光体ドラム１にトナー像を形成する帯電装置２、露光装置３、現像装置４と、感光体ドラム１に記録材Ｓを供給するレジストローラ５、レジガイド６と、形成されたトナー像を感光体ドラム１から記録材Ｓへ転写する転写装置７と、トナー像が転写された記録材を加熱加圧して定着する定着装置１２とを備える。

画像形成装置１００は、感光体ドラム１と、感光体ドラム１にトナー像を形成する帯電装置２、露光装置３、現像装置４と、記録材Ｓを搬送して感光体ドラム１に供給するレジストローラ５、レジガイド６と、記録材Ｓの搬送方向を横断する方向に電極線２３を配置し、感光体ドラム１から記録材Ｓへトナー像を転写する転写装置７とを備える。そして、記録材Ｓの搬送面と電極線２３との間に、導電性を有する細線状のテグス線２５を搬送方向に差し渡して配置し、トナー像を転写する際のテグス線２５の電位が、電極線２３の電位と感光体ドラム１のトナー像担持部の電位との中間電位に制御されている。

第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。 転写装置の構成の説明図である。 転写装置の側面断面図である。 第３実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。 比較例の画像形成装置の構成の説明図である。 比較例の転写装置の構成の説明図である。 比較例の転写装置の側面断面図である。

符号の説明

１ 像担持体（感光体ドラム）
２、３、４ トナー像形成手段（帯電装置、露光装置、現像装置）
５、６ 記録材供給手段（レジストローラ、レジガイド）
７ 帯電装置（転写装置）
８ 分離装置
１２ 定着手段（定着装置）
１６ 制御手段（本体制御装置）
２１ 帯電電源手段（転写電流発生装置）
２２、３８ 電流供給手段（テグス電流発生装置、テグス定電位電気素子）
２３ 電極部材（電極線）
２４ シールド部材（シールド板）
２５ 突入防止部材（テグス線）
２８、３１ 絶縁材料（絶縁層、被覆）
３２ 電極空間（開口）
１００、３００ 画像形成装置

Claims (9)

1. 記録材の搬送面を挟んで像担持体に対向する電極空間を仕切る導電性のシールド部材と、
   コロナ放電が可能な形状と寸法とを有して前記電極空間に配置された電極部材と、
   前記電極部材に電圧を印加してコロナ放電を発生させる帯電電源手段と、を備える帯電装置において、
   前記搬送面と前記電極部材との間に配置されて、前記電極空間に対する記録材の侵入を妨げる導電性の突入防止部材と、
   前記突入防止部材に電流を供給して、前記コロナ放電の発生時における前記突入防止部材の帯電を制御する電流供給手段と、を備えたことを特徴とする帯電装置。
2. 前記突入防止部材は、細線状の導電性材料を、前記シールド部材の外側に絶縁材料を介して巻回して構成されることを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
3. 前記突入防止部材は、コロナ放電が可能な形状と寸法とを有し、
   前記電流供給手段は、前記突入防止部材に前記電極部材と同極性の電圧を印加して前記電極部材よりも微弱なコロナ放電を発生させる突入防止電源手段であることを特徴とする請求項１または２記載の帯電装置。
4. 前記帯電電源手段の出力に応じて前記突入防止電源手段の出力を調整する制御手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の帯電装置。
5. 前記突入防止部材のコロナ放電電流をＩｇとし、前記突入防止部材から前記像担持体までの距離をＬｇとし、前記電極部材のコロナ放電電流をＩｗとし、前記電極部材から前記像担持体までの距離をＬｗとしたとき、
   前記突入防止電源手段は、０．５×（Ｉｗ×Ｌｇ／Ｌｗ）＜Ｉｇ＜１．５×（Ｉｗ×Ｌｇ／Ｌｗ）となる電圧を前記突入防止部材に印加することを特徴とする請求項３記載の帯電装置。
6. 前記電流供給手段は、前記コロナ放電によって帯電した前記電極部材の電位が一定値を越えると放電して帯電電位の上昇を妨げる電子回路であることを特徴とする請求項１または２記載の帯電装置。
7. 前記一定値をＶｇとし、前記突入防止部材から前記像担持体までの距離をＬｇとし、前記電極部材への印加電圧をＶｗとし、前記電極部材から前記像担持体までの距離をＬｗとしたとき、
   Ｖｇ＜（Ｖｗ×Ｌｇ／Ｌｗ）となる前記電子回路を選択したことを特徴とする請求項６記載の帯電装置。
8. 像担持体と、
   前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
   前記像担持体に記録材を供給する記録材供給手段と、
   形成された前記トナー像を前記像担持体から記録材へ転写する転写手段と、
   前記トナー像が転写された記録材を加熱加圧して定着する定着手段と、を備えた画像形成装置において、
   前記転写手段を請求項１乃至７いずれか１項記載の帯電装置としたことを特徴とする画像形成装置。
9. 像担持体と、
   前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
   記録材を搬送して前記像担持体に供給する記録材供給手段と、
   記録材の搬送方向を横断する方向に電極線を配置し、前記像担持体から記録材へ前記トナー像を転写する転写装置と、を備えた画像形成装置において、
   記録材の搬送面と前記電極線との間に、導電性を有する細線状の突入防止部材を、前記搬送方向に差し渡して配置し、
   前記トナー像を転写する際の前記突入防止部材の電位が、前記電極線の電位と前記像担持体のトナー像担持部の電位との中間電位に制御されていることを特徴とする画像形成装置。
   

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