JP3721949B2 - Discharge device - Google Patents

Description

を満足することを特徴とする請求項１記載の放電装置である。
【００１５】
又、請求項３に記載された発明は、前記放電電極に印加した直流成分に交流成分を重畳させたバイアスのうち、交流成分のバイアスをＶwire、前記対向電極に印加した直流成分のバイアスをＶshieldとし、前記放電電極と対向電極との距離をｄとしたとき、前記Ｅ（Ｕ）及びＥ（Ｌ）が共に、
【数４】

を満足することを特徴とする請求項１記載の放電装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としての白黒専用の高速複写機を示すものである。
【００１８】
図２において、１は複写機の本体を示すものであり、この複写機本体１の上部には、原稿２を１枚ずつ分離した状態で自動的に搬送する自動原稿搬送装置３と、当該自動原稿搬送装置３によって搬送される原稿２の画像を読み取る原稿読取装置４が配設されている。この原稿読取装置４は、プラテンガラス５上に載置された原稿２を光源６によって照明し、原稿２からの反射光像を、フルレートミラー７及びハーフレートミラー８、９及び結像レンズ１０からなる縮小光学系を介してＣＣＤ等からなる画像読取素子１１上に走査露光して、この画像読取素子１１によって原稿２の反射光像を所定のドット密度（例えば、１６ドット／ｍｍ）で読み取るようになっている。
【００１９】
上記原稿読取装置４によって読み取られた原稿２の反射光像は、白黒の原稿反射率データとして画像処理装置１２に送られ、この画像処理装置１２では、原稿２の反射率データに対して、シェーデイング補正、位置ズレ補正、ガンマ補正、枠消し、移動編集等の所定の画像処理が施される。
【００２０】
そして、上記の如く画像処理装置１２で所定の画像処理が施された画像データは、原稿階調データとしてＲＯＳ１３（Ｒａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ）に送られ、このＲＯＳ１３では、原稿階調データに応じてレーザー光による画像露光が行われる。なお、上記高速複写機は、プリンターとしても機能するように構成されており、当該高速複写機がプリンターとして機能する場合には、画像処理装置１２にパーソナルコンピュータ等のホストコンピュータから画像データが入力され、当該画像処理装置１２で所定の画像処理が施された後、ＲＯＳ１３に原稿階調データとして出力されるようになっている。
【００２１】
上記複写機本体１の内部には、白黒のトナー像を形成可能な画像形成手段Ａが配設されている。この画像形成手段Ａは、主として、静電潜像が形成される像担持体としての感光体ドラム１７と、前記感光体ドラム１７上に形成された静電潜像を現像して白黒のトナー像を形成可能な現像手段としての現像装置１８とから構成されている。
【００２２】
上記ＲＯＳ１３は、図２に示すように、図示しない半導体レーザーを原稿階調データに応じて変調し、この半導体レーザーからレーザー光ＬＢを階調データに応じて出射する。この半導体レーザーから出射されたレーザー光ＬＢは、回転多面鏡１４によって偏向走査され、ｆ・θレンズ１５及び反射ミラー１６を介して像担持体としての感光体ドラム１７上に走査露光される。
【００２３】
上記ＲＯＳ１３によってレーザー光ＬＢが走査露光される感光体ドラム１７は、図示しない駆動手段によって矢印方向に沿って所定の速度で回転駆動されるようになっている。この実施の形態では、高速の白黒専用の複写機となっており、感光体ドラム１７の回転速度（周速）であるプロセススピードは、例えば、４３０ｍｍ／ｓというように、大幅に高速に設定されている。この感光体ドラム１７の表面は、本発明に係る放電装置のの一実施の形態としての一次帯電用のスコロトロン１９によって、予め所定の極性（例えば、マイナス極性）及び電位に帯電された後、原稿階調データに応じてレーザー光ＬＢが走査露光されることによって静電潜像が形成される。上記感光体ドラム１７上に形成された静電潜像は、白黒の現像装置１８によって、例えば、感光体ドラム１７の帯電極性と同極性のマイナス極性に帯電したトナーによって反転現像され、白黒のトナー像となる。尚、上記感光体ドラム１７上に形成されたトナー像は、必要に応じて転写前帯電器２０によってマイナス極性等の帯電を受け、電荷量が調整されるようになっている。
【００２４】
上記感光体ドラム１７上に形成された白黒のトナー像は、当該感光体ドラム１７の下部に配置された中間転写体としての中間転写ベルト２１上に、第１の転写手段としての一次転写ロール２２によって転写される。この中間転写ベルト２１は、駆動ロール２３、従動ロール２４ａ、従動ロール２４ｂ、テンションロール２４ｃ、従動ロール２４ｄ及び二次転写手段の一部を構成する対向ロールとしてのバックアップロール２５によって、感光体ドラム１７の周速と同一の移動速度で矢印方向に沿って回動可能に支持されている。
【００２５】
上記中間転写ベルト２１には、感光体ドラム１７上に形成された白黒のトナー像が、一次転写ロール２２によって転写される。この中間転写ベルト２１上に転写されたトナー像は、所定のタイミングで二次転写位置へと搬送される転写部材としての転写用紙２６上に、中間転写ベルト２１を支持するバックアップロール２５と、当該バックアップロール２５に圧接する二次転写手段の一部を構成する二次転写ロール２７の圧接力及び静電気力によって転写される。上記転写用紙２６は、図２に示すように、電子写真複写機本体１内の下部に配置された複数の転写用紙収容部材としての給紙カセット２８、２９、３０、３１の何れかから、所定のサイズのものがフィードロール２８ａ、２９ａ、３０ａ、３１ａによって給紙される。給紙された転写用紙２６は、複数の搬送ロール３２及びレジストロール３３によって、所定のタイミングで中間転写ベルト２１の二次転写位置まで搬送される。そして、上記転写用紙２６には、上述したように、二次転写手段としてのバックアップロール２５と二次転写ロール２７とによって、中間転写ベルト２１上から白黒のトナー像が転写されるようになっている。
【００２６】
また、上記中間転写ベルト２１上から白黒のトナー像が転写された転写用紙２６は、中間転写ベルト２１から分離された後、バキューム搬送ベルト３４によって本願発明に係る定着装置３５へと搬送され、この定着装置３５によって熱及び圧力でトナー像が転写用紙２６上に定着され、片面複写の場合には、そのまま排紙トレイ３６上に排出されて画像の複写工程が終了する。
【００２７】
一方、両面複写の場合には、第１面（表面）に白黒の画像が形成された転写用紙２６を、そのまま排紙トレイ３６上に排出せずに、図示しない反転ゲートによって下向きに搬送方向が変更され、３つのロールが圧接されたトリロール３７及び反転ロール３８によって、反転通路３９へと一旦搬送される。そして、上記転写用紙２６は、今度は逆転する反転ロール３８によって両面用通路４０へと搬送され、この両面用通路４０に設けられた搬送ロール４１によってレジストロール３３まで一旦搬送されて停止する。転写用紙２６は、中間転写ベルト２１上のトナー像と同期して、再度レジストロール３３によって搬送が開始され、当該転写用紙２６の第２面（裏面）に対してトナー像の転写・定着工程が行われた後、排出トレイ３６上に排出されるようになっている。
【００２８】
この実施の形態では、転写工程が終了した後の感光体ドラム１７の表面から残留トナーや紙粉等を除去するためのクリーニング装置４２が設けられている。また、上記中間転写ベルト２１の駆動ロール２３の近傍には、転写工程が終了した後の中間転写ベルト３２の表面から残留トナーや紙粉等を除去するためのクリーニング装置４３が設けられている。
【００２９】
なお、図２中、４４は手差しトレイを示している。
【００３０】
図３は上記複写機の画像形成手段Ａを示す構成図である。
【００３１】
この複写機では、上述したように、感光体ドラム１７の表面が一次帯電用のスコロトロン１９によって所定の電位に一様に帯電された後、当該感光体ドラム１７の表面には、ＲＯＳ１３によって白黒の画像が露光され、静電潜像が形成される。上記感光体ドラム１７の表面に形成された静電潜像は、現像装置１８によって現像され、当該感光体ドラム１７の表面には、白黒のトナー像Ｔが形成される。
【００３２】
上記感光体ドラム１７上に形成された白黒のトナー像Ｔは、感光体ドラム１７と中間転写ベルト２１とが接触する一次転写位置において、感光体ドラム１７上から中間転写ベルト２１の表面に転写される。この一次転写位置には、中間転写ベルト２１の裏面側に半導電性の一次転写用のバイアスロール２２が配設されており、中間転写ベルト２１は、一次転写用のバイアスロール２２によって感光体ドラム１７の表面に接触するようになっている。一次転写用のバイアスロール２２には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、感光体ドラム１７上に形成されたトナー像Ｔは、中間転写ベルト２１上に圧接力及び静電気力によって転写される。
【００３３】
このようにして中間転写ベルト２１に一次転写された未定着トナー像Ｔは、中間転写ベルト２１の回転に伴って、転写用紙２６の搬送経路に面した二次転写位置へと搬送される。
【００３４】
そして、この転写用紙２６は、前述したように、所定の給紙カセット２８、２９、３０、３１からフィードロール２８ａ、２９ａ、３０ａ、３１ａによって給紙され、搬送ロール３２によってレジストロール３３まで搬送され、レジストロール３３によって所定のタイミングで、二次転写ロール２７と中間転写ベルト２１とのニップ部間に給送される。
【００３５】
また、二次転写位置における中間転写ベルト２１の裏面側には、二次転写ロール２７の対向電極をなすバックアップロール２５が配設されている。二次転写位置では、所定のタイミングで半導電性の二次転写ロール２７が中間転写ベルト２１に圧接し、当該バックアップロール２５にトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加することにより、中間転写ベルト２１上に転写された未定着トナー像Ｔは、前記二次転写位置において転写用紙２６上に静電的に二次転写される。
【００３６】
この実施の形態では、図３に示すように、二次転写ロール２７にトナーの帯電極性と同極性の電圧を直接印加するのではなく、当該二次転写ロール２７に中間転写ベルト２１を介して圧接するバックアップロール２５に、バイアスロール４５によって転写バイアス電圧印加手段としての図示しない転写バイアス用高圧電源から、トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加するように構成されている。しかし、二次転写ロール２７にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を直接印加するように構成しても勿論よい。
【００３７】
そして、未定着トナー像Ｔが転写された転写用紙２６は、中間転写ベルト２１から剥離され、バキューム搬送ベルト３４によって定着装置３５に送り込まれ、未定着トナー像Ｔの定着処理がなされる。
【００３８】
上記中間転写ベルト２１は、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成樹脂又は各種のゴムに、カーボンブラック等の導電化剤を適当量分散させて、その体積抵抗率が１０⁶ 〜１０¹⁴Ω・ｃｍとなるように調整したフィルム状のベルトによって形成されている。この中間転写ベルト２１の厚さは、例えば、０．１ｍｍに設定される。なお、上記中間転写ベルト２１の周長は、感光体ドラム１７の周長の整数倍（例えば、３倍）に設定されている。
【００３９】
また、上記二次転写ロール２７は、必要に応じて、中間転写ベルト２１と接離可能に配設されており、画像形成動作を開始する場合に、二次転写ロール２７が中間転写ベルト２１に圧接するように構成されている。
【００４０】
さらに、上記二次転写ロール２７は、カーボンを分散したウレタンゴムのチューブからなる表面層と、カーボンを分散した発泡ウレタンゴムからなる内部層とを備えており、当該二次転写ロール２７の表面には、フッ素コートが施されている。この二次転写ロール２７は、その体積抵抗率が１０³ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍに設定され、ロール径がφ２８ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば３０°（アスカＣ）に設定される。
【００４１】
一方、上記バックアップロール２５は、カーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブからなる表面層と、ＥＰＤＭのゴムからなる内部層とを備えており、その表面抵抗率が１０⁷ 〜１０¹⁰Ω／□で、ロール径がφ２８ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば７０°（アスカＣ）に設定される。
【００４２】
図１はこの実施の形態１に係る放電装置としてのスコロトロンを示すものである。
【００４３】
このスコロトロン１９は、図１に示すように、所定の太さのタングステンワイヤー等の細線からなる２本の放電電極５０、５１と、当該放電電極５０、５１の各々の周囲に配置された対向電極５２とを備えるように構成されている。上記スコロトロン１９は、ステンレスやアルミニウム等の金属によって、細長い断面矩形状に形成された対向電極としての放電シールド５２を備えており、この放電シールド５２の内部は、幅方向の中央部が仕切り壁５３によって２つに仕切られている。そして、上記放電シールド５２の２つに仕切られた内部には、放電電極としての放電ワイヤ５０、５１がそれぞれ張架されている。
【００４４】
また、上記放電シールド５２の被放電部材としての感光体ドラム１７側の側面は、全面が開口５４されているとともに、当該放電シールド５２の背面側には、エアーフローＡを放電シールド５２の内部に導入するための開口部５５、５６が、約１／２程度の開口幅で中央部に開口されている。
【００４５】
この実施の形態では、感光体ドラム１７の回転方向に沿ったエアーフローＡを形成するため、当該感光体ドラム１７の回転方向上流側から下流側に向けて、斜めにエアーフローＡが、図示しないブロワー等によって形成するように設定されている。
【００４６】
また、上記スコロトロン１９の放電シールド５２の内部には、感光体ドラム１７側の開口部５４近傍の端部に、放電電極としてのタングステンワイヤー等の細線からなる放電ワイヤー５０、５１が張設されている。これらの放電ワイヤー５０、５１は、放電シールド５２内の感光体ドラム１７側の開口部５４近傍の端部において、幅方向の中央部よりも、感光体ドラム１７の回転方向下流側の側壁に近い位置に配置されている。つまり、この実施の形態では、放電ワイヤー５０、５１が、感光体ドラム１７の回転方向下流側の側壁５３、５２ａ、即ちエアーフローＡの下流側の側壁５３、５２ａに近い位置に配置されている。上記放電ワイヤ５０、５１と感光体ドラム１７の回転方向下流側の側壁５３、５２ａとの距離は、例えば、いずれもａ（ｍｍ）に設定される。
【００４７】
さらに、上記放電シールド５２の感光体ドラム１７側の開口部５４近傍には、メッシュ状のグリッド電極５７が配置されている。
【００４８】
上記スコロトロン１９の放電ワイヤ５０、５１には、図１に示すように、例えば、−５ｋＶ程度の直流の高電圧が、直流高圧電源５８によって印加されているとともに、放電シールド５２は、グランドに接地されている。また、上記スコロトロン１９のグリッド電極５７には、感光体ドラム１７の帯電電位と略等しい直流の電圧が、直流電源５９によって印加されている。
【００４９】
このように、上記放電ワイヤ５０、５１に直流高圧電源５８によって例えば−５ｋＶ程度の直流の高電圧を印加することにより、当該放電ワイヤ５０、５１から放電シールド５２に向かって電界Ｅが形成される。
【００５０】
この実施の形態では、上記放電ワイヤ５０、５１とエアーフローＡ上流側の放電シールド５３、５２ａとの電界強度をＥ（Ｕ）、当該放電ワイヤ５０、５１とエアーフローＡ下流側の放電シールド５３、５２ａとの電界強度をＥ（Ｌ）としたとき、Ｅ（Ｕ）＜Ｅ（Ｌ）となる位置に放電ワイヤ５０、５１が張架されている。
【００５１】
また、上記のごとく、放電ワイヤ５０、５１をエアーフローＡ下流側の放電シールド５３、５２ａに近い位置に配置することにより、当該放電ワイヤ５０、５１とエアーフローＡ下流側の放電シールド５３、５２ａとの電界強度Ｅ（Ｌ）は、大きくなるが、当該電界強度Ｅ（Ｌ）が過大となると、火花放電が生じる可能性が高くなる。
【００５２】
そこで、この実施の形態では、上記放電ワイヤ５０、５１に印加した直流成分のバイアス電圧をＶ_wire、放電シールド５２に印加した直流成分のバイアス電圧をＶ_shieldとし、放電ワイヤ５０、５１と放電シールド５２との距離をｄとしたとき、電界強度Ｅ（Ｕ）、Ｅ（Ｌ）共に、
【数５】

を満足するように設定されている。
【００５３】
ここで、０．８（ＫＶ／ｍｍ）というパラメータは、スコロトロン１９において、火花放電が生じるのを確実に防止することが可能な安全率を見込んだ値である。
【００５４】
以上の構成において、この実施の形態に係る放電装置では、次のようにして、高速の画像形成装置に対応することができ、しかも、エアーフローを利用して効率良く放電生成物を排気することができるとともに、グリッド電極等に付着する放電生成物にむらができ、帯電むらが発生するのを防止することが可能となっている。
【００５５】
すなわち、この実施の形態に係るスコロトロンでは、図２及び図３に示すように、例えば、周速４３０ｍｍ／ｓで回転する感光体ドラム１７の表面を、所定の電位に帯電する際に、図１に示すように、放電ワイヤ５０、５１に所定の高電圧（例えば、−５ＫＶ）を印加することにより、コロナ放電を生成させ、当該コロナ放電に伴って発生するイオンによって、感光体ドラム１７の表面を帯電する。また、上記スコロトロン１９では、放電シールド５２の開口部５４にグリッド電極５７が設けられているため、感光体ドラム１７の帯電電位がグリッド電極５７に印加される電圧に略等しくなると、コロナ放電に伴って発生するイオンが、感光体ドラム１７側に向かわずに、グリッド電極５７に流れ込み、感光体ドラム１７の表面は、所定の電位に一様に帯電される。
【００５６】
その際、上記スコロトロン１９では、コロナ放電に伴って、オゾンや窒素酸化物などの放電生成物が発生するが、当該スコロトロン１９には、その背面側から感光体ドラム１７の回転方向下流側に向けてエアーフローＡが形成されているため、オゾンや窒素酸化物などの放電生成物は、エアーフローＡによって感光体ドラム１７の回転方向下流側に向けて排気される。
【００５７】
また、上記スコロトロン１９では、放電ワイヤ５０、５１がエアーフローＡの下流側の放電シールド５２の側壁５３、５２ａに近い位置に配置されているため、放電ワイヤ５０、５１とエアーフローＡ上流側の放電シールド５２との電界強度をＥ（Ｕ）、当該放電ワイヤ５０、５１とエアーフローＡ下流側の放電シールド５２との電界強度をＥ（Ｌ）としたとき、Ｅ（Ｕ）＜Ｅ（Ｌ）となる。そのため、上記放電ワイヤ５０、５１のコロナ放電に伴って発生するイオン風Ｉは、電界強度Ｅ（Ｕ）及びＥ（Ｌ）の分布に従って流れるため、図１に示すように、エアーフローＡ下流側の放電シールド５３、５２ａに向けて形成されるイオン風Ｉの方が、エアーフロー上流側の放電シールドに向けて形成されるイオン風Ｉよりも強くなる。
【００５８】
その結果、上記スコロトロン１９では、図１に示すように、エアーフローＡ下流側の放電シールド５３、５２ａ近傍において、エアーフローＡとイオン風Ｉが同一の方向を向き、しかも強いイオン風Ｉによって効率良く、オゾンや窒素酸化物などの放電生成物が排気される。また、上記エアーフローＡ上流側の放電シールド５２ｂ近傍においては、エアーフローＡとイオン風Ｉが逆方向となるが、エアーフローＡ上流側の放電シールド５２ｂに向けて形成されるイオン風Ｉは、弱いため、エアーフローＡとイオン風Ｉとの間で乱流が発生し難く、やはり、エアーフローＡによって効率良く、オゾンや窒素酸化物などの放電生成物を排気することができる。
【００５９】
このように、イオン風Ｉ自体が方向性及び強度分布を持つので、エアーフローＡの向きと合わせることで、少ない風量でも効率的に排気することができ、かつ乱流によるむらも抑えることができる。そのため、高速の画像形成装置に対応することができ、しかも、エアーフローＡを利用して効率良く放電生成物を排気することができるとともに、グリッド電極５７等に付着する放電生成物にむらができ、帯電むらが発生するのを防止することが可能となっている。また、イオン風自体が方向性を持つので、エアーフローＡの向きと合わせることで、少ない風量でも効率的に排気することができ、装置のブロワー等の送風又は排気ファンを小型化することができる。
【００６０】
実験例
本発明者は、上記スコロトロン１９の効果を確認するために、図１及び図４に示すように、放電ワイヤ５０、５１から放電シールド５２までの距離ａを変化させたスコロトロン１９を試作し、感光体ドラム１７の回転方向に沿った位置のオゾン濃度を測定する実験を行った。
【００６１】
図５は上記実験結果を示すものであり、図中、タイプ１は、ａ＝７．７ｍｍに設定した場合を、タイプ２は、ａ＝６．５ｍｍに設定した場合を、それぞれ示している。尚、放電シールドの１つの開口幅は、１５．４ｍｍに設定されている。
【００６２】
この図５から明らかなように、本発明に係るスコロトロン１９の場合には、感光体ドラム１７の回転方向に沿った位置のオゾン濃度を、特に当該感光体ドラム１７の回転方向上流側のクリーニングブレード４２側やスコロトロン１９の入口側等のオゾン濃度を、大幅に低下させることができることがわかる。また、スコロトロン１９の出口側等においても、オゾン濃度を従来に比べて低下させることができる。
【００６３】
なお、図６はスコロトロンの放電ワイヤーに高電圧を印加することによって形成される電界を、コンピュータのシミュレーションによって求めた結果を示すものである。
【００６４】
また、上記の実施の形態では、図１に示すように、放電ワイヤ５０、５１を放電シールド５２の開口部５４寄りの端部に配置することにより、放電ワイヤ５０、５１の生じるコロナ放電のうち、略１／２のコロナ放電が感光体ドラム１７側に向かうため、当該感光体ドラム１７を効率良く帯電することができ、高速化に対応することが可能となる。
【００６５】
さらに、上記の実施の形態では、図７に示すように、中央部の仕切り壁５３の先端５３ａを、放電シールド５２の開口部５４端縁よりもわずか（例えば、０．５ｍｍ程度）に突出するように形成することにより、２本の放電ワイヤ５０，５１に生じるコロナ放電が互いに干渉するのを防止することができる。
【００６６】
なお、前記実施の形態では、２本の放電ワイヤ５０，５１を有するスコロトロン１９について説明したが、放電ワイヤー５０は、図８に示すように、１本であっても、３本以上であっても良いことは勿論である。また、グリッド電極を有するスコロトロンに限らず、グリッド電極を有しないコロトロンであっても勿論良い。
【００６７】
また、前記実施の形態では、２本の放電ワイヤ５０、５１の位置をずらす際に、当該２本の放電ワイヤ５０、５１と放電シールドの側壁５３、５２ａとの距離ａを共に等しく設定した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図９に示すように、２本の放電ワイヤ５０、５１と放電シールドの側壁５３、５２ａとの距離ａ、ｂを異ならせても良い。この場合、例えば、距離ｂ＞ａなる関係を満たすように設定することにより、上流側に位置する放電ワイヤ５０に生じるイオン風Ｉが強くなるようにしても良い。
【００６８】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、高速の画像形成装置に対応することができ、しかも、エアーフローを利用して効率良く放電生成物を排気することができるとともに、グリッド電極等に付着する放電生成物にむらができ、帯電むらが発生するのを防止することが可能な放電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はこの発明に係る放電装置の実施の形態１を示す構成図である。
【図２】 図２はこの発明の実施の形態１に係る放電装置を適用した画像形成装置を示す構成図である。
【図３】 図３はこの発明の実施の形態１に係る放電装置を適用した画像形成装置の画像形成部を示す構成図である。
【図４】 図４はこの発明の実施の形態１に係る放電装置の実験例を示す説明図である。
【図５】 図５は実験結果を示すグラフである。
【図６】 図６（ａ）〜（ｄ）は電界の強度分布を示す模式図である。
【図７】 図７はこの発明の実施の形態１に係る放電装置の変形例を示す説明図である。
【図８】 図８はこの発明に係る放電装置の他の実施の形態を示す構成図である。
【図９】 図９はこの発明に係る放電装置の更に他の実施の形態を示す構成図である。
【図１０】 図１０（ａ）（ｂ）は従来の放電装置をそれぞれ示す構成図である。
【符号の説明】
１７：感光体ドラム (被放電部材）、１９：スコロトロン (放電装置）、５０、５１：放電ワイヤ、５２：放電シールド、ａ：放電ワイヤから放電シールドまでの距離、Ａ：エアーフロー、Ｉ：イオン風。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge device using corona discharge such as a scorotron or corotron used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile, and in particular, controls the direction of an ion wind generated with the corona discharge. The present invention relates to a discharge device configured as described above.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of image forming apparatus such as a copying machine or a printer responds to image information by uniformly charging the surface of the photosensitive drum to a predetermined potential, and then performing image exposure on the surface of the photosensitive drum. The electrostatic latent image is formed, and the electrostatic latent image is visualized by a developing device to form a toner image, and the toner image is transferred and fixed on a recording sheet to form an image. Is configured to do.
[0003]
In such an image forming apparatus, the surface of the photosensitive drum is uniformly charged to a predetermined potential, or the toner image formed on the surface of the photosensitive drum is charged before being transferred onto the recording paper, thereby After controlling the charge amount of the image, transferring the toner image formed on the photosensitive drum onto the recording paper, or transferring the toner image formed on the photosensitive drum onto the recording paper, A discharge device such as a scorotron or a corotron using corona discharge is used in order to remove the charge before cleaning the surface of the photosensitive drum and improve the cleaning performance.
[0004]
A discharge device such as scorotron or corotron using the corona discharge generates discharge products such as ozone and nitrogen oxide along with the corona discharge, and these discharge products such as ozone and nitrogen oxide are generated on the photoconductor. In order to deteriorate the drum, it is necessary to avoid contact with the photosensitive drum as much as possible.
[0005]
As a means for that purpose, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-223769, a discharge shield is disposed so as to face the member to be charged, and a discharge wire is disposed in a space surrounded by the discharge shield. In a corona discharge device that applies a high voltage to the discharge wire to generate a corona discharge and charges the member to be charged by corona discharge, the electric field from the discharge wire to the member to be charged is opposite to the electric field. There is a configuration in which an electric field to be directed is set to be large and an opening for ventilation is provided on the back side of the discharge shield.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional technique has the following problems. That is, in the case of the above-described conventional discharge device, an effect of preventing discharge products such as ozone and nitrogen oxide from coming into contact with the photoconductor drum due to corona discharge and preventing the photoconductor drum from deteriorating can be obtained. However, since the electric field directed in the opposite direction is larger than the electric field directed from the discharge wire to the member to be charged, the charging effect of the photosensitive drum is inevitably reduced, and high-speed image formation is performed. The apparatus has a problem that it cannot cope with it.
[0007]
Therefore, even in a high-speed image forming apparatus, when the discharge wire is brought close to the photosensitive drum so that the surface of the photosensitive drum can be charged to a predetermined potential, the discharge toward the photosensitive drum is performed. As a result of the increase in the number of products, not only the deterioration of the photosensitive drum is accelerated, but also a new problem that non-uniform charging due to adhesion of the discharge product to the grid electrode is likely to occur.
[0008]
For this reason, in the above conventional discharge device, a method of forming an air flow around the discharge device and actively exhausting discharge products is generally adopted.
[0009]
However, when the airflow A is formed around the discharge device 100 as described above and the discharge product is positively exhausted, the discharge wire 101 is connected to the discharge shield 102 as shown in FIG. When located in the center along the horizontal direction, the ion wind I formed along the electric lines of force is evenly generated on the left and right during the discharge, so when the airflow A is formed to go in one direction, Since the air flow A collides with the ion wind I and causes turbulent flow, not only the exhaust efficiency is lowered, but also the discharge product adhering to the grid electrode 103 where the turbulent flow is generated can be uneven, and the uneven charging can be accelerated. Another problem arises.
[0010]
Furthermore, in order to increase the discharge efficiency in the discharge device 100, when a plurality of discharge wires 101 are provided as shown in FIG. 10, each discharge wire 101 is arranged at the center of each shield 102. In this case, the ion wind I of each discharge wire 101 collides with each other, and this causes a problem that nonuniform adhesion of discharge products occurs on the grid electrode 103.
[0011]
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and the object of the present invention is to cope with a high-speed image forming apparatus, and furthermore, using an air flow. It is an object of the present invention to provide a discharge device that can efficiently discharge discharge products, can cause uneven discharge products attached to grid electrodes and the like, and can prevent the occurrence of uneven charging.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
[0013]
That is, claim 1 The invention described in 1 is arranged so as to surround a plurality of discharge electrodes composed of fine wires stretched along a longitudinal direction of a member to be discharged that receives a discharge, and each of the plurality of discharge electrodes. A counter electrode, which discharges when a high voltage is applied to the plurality of discharge electrodes, and is in a direction substantially perpendicular to the stretching direction of the discharge electrodes and inclined with respect to the surface of the member to be discharged In the discharge device used in a state where the air flow is applied, the electric field strength between the discharge electrode and the counter electrode on the upstream side of the air flow is E (U), and the discharge electrode and the counter electrode on the downstream side of the air flow are The discharge device is characterized in that the discharge electrode is disposed at a position where E (U) <E (L) when the electric field strength is E (L).
[0014]
further, Claim 2 In the invention described in the above, when the bias of the DC component applied to the discharge electrode is Vwire, the bias of the DC component applied to the counter electrode is Vshield, and the distance between the discharge electrode and the counter electrode is d, E (U) and E (L) are both
[Equation 3]

It is characterized by satisfying Claim 1 It is a discharge device of description.
[0015]
or, Claim 3 In the invention described in the above, among the biases in which an AC component is superimposed on the DC component applied to the discharge electrode, the AC component bias is Vwire, the DC component bias applied to the counter electrode is Vshield, and the discharge electrode When the distance between the electrode and the counter electrode is d, both E (U) and E (L) are
[Expression 4]

It is characterized by satisfying Claim 1 It is a discharge device of description.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0017]
Embodiment 1
FIG. 2 shows a monochrome high-speed copying machine as an image forming apparatus to which the fixing device according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
[0018]
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes the main body of the copying machine, and an automatic document feeder 3 that automatically feeds the document 2 in a state where the documents 2 are separated one by one, and the A document reading device 4 that reads an image of the document 2 conveyed by the document conveying device 3 is provided. The document reader 4 illuminates a document 2 placed on a platen glass 5 with a light source 6, and reflects a reflected light image from the document 2 from a full-rate mirror 7, half-rate mirrors 8 and 9, and an imaging lens 10. The image reading element 11 composed of a CCD or the like is scanned and exposed through the reduction optical system, and the reflected light image of the document 2 is read by the image reading element 11 at a predetermined dot density (for example, 16 dots / mm). It has become.
[0019]
The reflected light image of the document 2 read by the document reading device 4 is sent to the image processing device 12 as black and white document reflectance data, and the image processing device 12 performs a shading on the reflectance data of the document 2. Predetermined image processing such as deing correction, positional deviation correction, gamma correction, frame erasing, and moving editing is performed.
[0020]
Then, the image data that has been subjected to the predetermined image processing by the image processing device 12 as described above is sent to the ROS 13 (Raster Output Scanner) as document gradation data, and in this ROS 13, a laser beam is generated according to the document gradation data. Image exposure is performed. The high-speed copying machine is also configured to function as a printer. When the high-speed copying machine functions as a printer, image data is input to the image processing apparatus 12 from a host computer such as a personal computer. After the predetermined image processing is performed by the image processing device 12, it is output to the ROS 13 as document gradation data.
[0021]
An image forming means A capable of forming a black and white toner image is disposed inside the copying machine main body 1. The image forming means A mainly develops a photosensitive drum 17 as an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and a black and white toner image by developing the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 17. And a developing device 18 as developing means capable of forming
[0022]
As shown in FIG. 2, the ROS 13 modulates a semiconductor laser (not shown) according to the original gradation data, and emits a laser beam LB from the semiconductor laser according to the gradation data. The laser beam LB emitted from the semiconductor laser is deflected and scanned by the rotary polygon mirror 14 and scanned and exposed on the photosensitive drum 17 as an image carrier through the f · θ lens 15 and the reflection mirror 16.
[0023]
The photosensitive drum 17 on which the laser beam LB is scanned and exposed by the ROS 13 is driven to rotate at a predetermined speed in the direction of the arrow by a driving unit (not shown). In this embodiment, the copying machine is dedicated to high-speed black and white, and the process speed, which is the rotational speed (peripheral speed) of the photosensitive drum 17, is set to a significantly high speed, for example, 430 mm / s. ing. The surface of the photosensitive drum 17 is charged in advance to a predetermined polarity (for example, negative polarity) and potential by a primary charging scorotron 19 as an embodiment of the discharge device according to the present invention, and then the original An electrostatic latent image is formed by scanning exposure of the laser beam LB in accordance with the gradation data. The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 17 is reversely developed by the black-and-white developing device 18 with, for example, toner charged to the negative polarity that is the same polarity as the charged polarity of the photosensitive drum 17, and the black-and-white toner is developed. Become a statue. The toner image formed on the photosensitive drum 17 is charged with negative polarity or the like by the pre-transfer charger 20 as necessary, and the charge amount is adjusted.
[0024]
The black and white toner image formed on the photosensitive drum 17 is transferred onto a primary transfer roll 22 as a first transfer unit on an intermediate transfer belt 21 as an intermediate transfer member disposed below the photosensitive drum 17. Is transcribed by. The intermediate transfer belt 21 includes a driving roll 23, a driven roll 24a, a driven roll 24b, a tension roll 24c, a driven roll 24d, and a backup roll 25 serving as a counter roll constituting a part of the secondary transfer unit. Is supported so as to be rotatable along the direction of the arrow at the same movement speed as the peripheral speed.
[0025]
A black and white toner image formed on the photosensitive drum 17 is transferred to the intermediate transfer belt 21 by a primary transfer roll 22. The toner image transferred onto the intermediate transfer belt 21 is transferred onto a transfer sheet 26 serving as a transfer member that is conveyed to a secondary transfer position at a predetermined timing, and a backup roll 25 that supports the intermediate transfer belt 21; Transfer is performed by the pressure contact force and electrostatic force of the secondary transfer roll 27 that constitutes a part of the secondary transfer unit that is in pressure contact with the backup roll 25. As shown in FIG. 2, the transfer sheet 26 is supplied from any one of a plurality of transfer cassettes 28, 29, 30, and 31 serving as transfer sheet storage members disposed in the lower part of the electrophotographic copying machine main body 1. Are fed by feed rolls 28a, 29a, 30a, 31a. The fed transfer paper 26 is transported to the secondary transfer position of the intermediate transfer belt 21 at a predetermined timing by a plurality of transport rolls 32 and registration rolls 33. Then, as described above, a black and white toner image is transferred onto the transfer sheet 26 from the intermediate transfer belt 21 by the backup roll 25 and the secondary transfer roll 27 as secondary transfer means. Yes.
[0026]
The transfer paper 26 onto which the black and white toner image has been transferred from the intermediate transfer belt 21 is separated from the intermediate transfer belt 21, and then conveyed to the fixing device 35 according to the present invention by the vacuum conveyance belt 34. The toner image is fixed on the transfer paper 26 by heat and pressure by the fixing device 35. In the case of single-sided copying, the toner image is directly discharged onto the paper discharge tray 36 and the image copying process is completed.
[0027]
On the other hand, in the case of double-sided copying, the transfer sheet 26 on which the black and white image is formed on the first surface (front surface) is not discharged onto the discharge tray 36 as it is, but the conveyance direction is lowered downward by a reversing gate (not shown). The three rolls are changed, and are temporarily transported to the reverse passage 39 by the tri-roll 37 and the reverse roll 38 which are in pressure contact. Then, the transfer paper 26 is conveyed to the double-sided passage 40 by the reversing roll 38 which is reversed this time, and is once conveyed to the registration roll 33 by the conveying roll 41 provided in the double-sided passage 40 and stopped. The transfer paper 26 is transported again by the registration roll 33 in synchronization with the toner image on the intermediate transfer belt 21, and the transfer / fixing process of the toner image to the second surface (back surface) of the transfer paper 26 is performed. After being performed, it is discharged onto the discharge tray 36.
[0028]
In this embodiment, a cleaning device 42 is provided for removing residual toner, paper dust, and the like from the surface of the photosensitive drum 17 after the transfer process is completed. A cleaning device 43 for removing residual toner, paper dust and the like from the surface of the intermediate transfer belt 32 after the transfer process is completed is provided in the vicinity of the drive roll 23 of the intermediate transfer belt 21.
[0029]
In FIG. 2, reference numeral 44 denotes a manual feed tray.
[0030]
FIG. 3 is a block diagram showing the image forming means A of the copying machine.
[0031]
In this copying machine, as described above, after the surface of the photosensitive drum 17 is uniformly charged to a predetermined potential by the scorotron 19 for primary charging, the surface of the photosensitive drum 17 is black and white by the ROS 13. The image is exposed and an electrostatic latent image is formed. The electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 17 is developed by the developing device 18, and a black and white toner image T is formed on the surface of the photosensitive drum 17.
[0032]
The black and white toner image T formed on the photosensitive drum 17 is transferred from the photosensitive drum 17 to the surface of the intermediate transfer belt 21 at the primary transfer position where the photosensitive drum 17 and the intermediate transfer belt 21 are in contact with each other. The At this primary transfer position, a semiconductive primary transfer bias roll 22 is disposed on the back side of the intermediate transfer belt 21, and the intermediate transfer belt 21 is photosensitive drum by the primary transfer bias roll 22. 17 is in contact with the surface. A voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied to the bias roller 22 for primary transfer, and the toner image T formed on the photosensitive drum 17 is transferred onto the intermediate transfer belt 21 by a pressure contact force and an electrostatic force. Is done.
[0033]
The unfixed toner image T primarily transferred to the intermediate transfer belt 21 in this way is conveyed to a secondary transfer position facing the conveyance path of the transfer paper 26 as the intermediate transfer belt 21 rotates.
[0034]
Then, as described above, the transfer paper 26 is fed from the predetermined paper feed cassettes 28, 29, 30, 31 by the feed rolls 28 a, 29 a, 30 a, 31 a and conveyed to the registration roll 33 by the conveyance roll 32. Then, the sheet is fed by a registration roll 33 between the secondary transfer roll 27 and the intermediate transfer belt 21 at a predetermined timing.
[0035]
In addition, a backup roll 25 serving as a counter electrode of the secondary transfer roll 27 is disposed on the back side of the intermediate transfer belt 21 at the secondary transfer position. At the secondary transfer position, the semiconductive secondary transfer roll 27 is brought into pressure contact with the intermediate transfer belt 21 at a predetermined timing, and a voltage having the same polarity as the toner charging polarity is applied to the backup roll 25, so that the intermediate transfer is performed. The unfixed toner image T transferred onto the belt 21 is electrostatically secondary transferred onto the transfer paper 26 at the secondary transfer position.
[0036]
In this embodiment, as shown in FIG. 3, a voltage having the same polarity as the toner charging polarity is not directly applied to the secondary transfer roll 27, but the secondary transfer roll 27 is interposed via the intermediate transfer belt 21. A voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner is applied to the pressure-contact backup roll 25 from a high-voltage power supply for transfer bias (not shown) as a transfer bias voltage applying means by a bias roll 45. However, it is a matter of course that the secondary transfer roll 27 may be configured to directly apply a voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner.
[0037]
Then, the transfer sheet 26 onto which the unfixed toner image T has been transferred is peeled off from the intermediate transfer belt 21 and sent to the fixing device 35 by the vacuum conveying belt 34, and the fixing process of the unfixed toner image T is performed.
[0038]
The intermediate transfer belt 21 has a volume resistivity of 10 by dispersing an appropriate amount of a conductive agent such as carbon black in a synthetic resin such as polyimide, polycarbonate, polyester, or polypropylene, or various rubbers. ⁶ -10 ¹⁴ It is formed by a film-like belt adjusted so as to be Ω · cm. The thickness of the intermediate transfer belt 21 is set to 0.1 mm, for example. The circumferential length of the intermediate transfer belt 21 is set to an integral multiple (for example, 3 times) of the circumferential length of the photosensitive drum 17.
[0039]
The secondary transfer roll 27 is arranged so as to be able to come into contact with and separate from the intermediate transfer belt 21 as necessary. When the image forming operation is started, the secondary transfer roll 27 is attached to the intermediate transfer belt 21. It is comprised so that it may press-contact.
[0040]
Further, the secondary transfer roll 27 includes a surface layer made of a urethane rubber tube in which carbon is dispersed and an inner layer made of foamed urethane rubber in which carbon is dispersed, and on the surface of the secondary transfer roll 27. Is provided with a fluorine coat. The secondary transfer roll 27 has a volume resistivity of 10 ^Three -10 ^Ten The roll diameter is set to 28 mm, and the hardness is set to, for example, 30 ° (Asuka C).
[0041]
On the other hand, the backup roll 25 includes a surface layer made of a tube of EPDM and NBR blend rubber in which carbon is dispersed, and an inner layer made of EPDM rubber, and has a surface resistivity of 10 ⁷ -10 ^Ten The roll diameter is Ω / □ and the roll diameter is φ28 mm, and the hardness is set to 70 ° (Asuka C), for example.
[0042]
FIG. 1 shows a scorotron as a discharge device according to the first embodiment.
[0043]
As shown in FIG. 1, the scorotron 19 includes two discharge electrodes 50 and 51 made of fine wires such as tungsten wires having a predetermined thickness, and counter electrodes arranged around each of the discharge electrodes 50 and 51. 52. The scorotron 19 is provided with a discharge shield 52 as a counter electrode formed in a rectangular shape with a long and narrow cross section by a metal such as stainless steel or aluminum. The inside of the discharge shield 52 has a partition wall 53 at the center in the width direction. It is divided into two by. Discharge wires 50 and 51 as discharge electrodes are respectively stretched inside the discharge shield 52 divided into two.
[0044]
Further, the entire side surface of the discharge shield 52 on the side of the photosensitive drum 17 as the member to be discharged is opened 54, and airflow A is placed inside the discharge shield 52 on the back side of the discharge shield 52. Opening portions 55 and 56 for introduction are opened at the central portion with an opening width of about ½.
[0045]
In this embodiment, in order to form the airflow A along the rotation direction of the photoconductor drum 17, the airflow A is not illustrated obliquely from the upstream side to the downstream side in the rotation direction of the photoconductor drum 17. It is set to be formed by a blower or the like.
[0046]
Further, inside the discharge shield 52 of the scorotron 19, discharge wires 50 and 51 made of fine wires such as tungsten wires as a discharge electrode are stretched at the end near the opening 54 on the photosensitive drum 17 side. Yes. These discharge wires 50 and 51 are closer to the side wall on the downstream side in the rotational direction of the photosensitive drum 17 than the central portion in the width direction at the end near the opening 54 on the photosensitive drum 17 side in the discharge shield 52. Placed in position. That is, in this embodiment, the discharge wires 50 and 51 are disposed at positions close to the side walls 53 and 52a on the downstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 17, that is, the side walls 53 and 52a on the downstream side of the airflow A. . The distance between the discharge wires 50 and 51 and the side walls 53 and 52a on the downstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 17 is set to a (mm), for example.
[0047]
Further, a mesh-like grid electrode 57 is disposed in the vicinity of the opening 54 on the photosensitive drum 17 side of the discharge shield 52.
[0048]
As shown in FIG. 1, a DC high voltage of, for example, about −5 kV is applied to the discharge wires 50 and 51 of the scorotron 19 by a DC high-voltage power supply 58, and the discharge shield 52 is grounded to the ground. Has been. A DC voltage substantially equal to the charging potential of the photosensitive drum 17 is applied to the grid electrode 57 of the scorotron 19 by a DC power source 59.
[0049]
In this way, an electric field E is formed from the discharge wires 50 and 51 toward the discharge shield 52 by applying a DC high voltage of, for example, about −5 kV to the discharge wires 50 and 51 by the DC high-voltage power supply 58. .
[0050]
In this embodiment, the electric field intensity between the discharge wires 50 and 51 and the discharge shields 53 and 52a on the upstream side of the airflow A is E (U), and the discharge shield 53 on the downstream side of the discharge wires 50 and 51 and the airflow A is shown. , 52a, the discharge wires 50 and 51 are stretched at positions where E (U) <E (L).
[0051]
Further, as described above, by disposing the discharge wires 50 and 51 near the discharge shields 53 and 52a on the downstream side of the airflow A, the discharge shields 53 and 52a on the downstream side of the discharge wires 50 and 51 and the airflow A are provided. However, if the electric field strength E (L) is excessive, the possibility of spark discharge is increased.
[0052]
Therefore, in this embodiment, the bias voltage of the DC component applied to the discharge wires 50 and 51 is set to V _wire The bias voltage of the DC component applied to the discharge shield 52 is V _shield When the distance between the discharge wires 50 and 51 and the discharge shield 52 is d, the electric field strengths E (U) and E (L) are both
[Equation 5]

Is set to satisfy.
[0053]
Here, the parameter of 0.8 (KV / mm) is a value that allows for a safety factor that can surely prevent the occurrence of spark discharge in the scorotron 19.
[0054]
In the above configuration, the discharge device according to this embodiment can be used for a high-speed image forming apparatus as follows, and can efficiently discharge discharge products using airflow. In addition, the discharge product adhering to the grid electrode or the like can be uneven, and the occurrence of uneven charging can be prevented.
[0055]
That is, in the scorotron according to this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, for example, when the surface of the photosensitive drum 17 rotating at a peripheral speed of 430 mm / s is charged to a predetermined potential, FIG. As shown in FIG. 4, a predetermined high voltage (for example, −5 KV) is applied to the discharge wires 50 and 51 to generate a corona discharge, and the surface of the photosensitive drum 17 is generated by ions generated along with the corona discharge. Is charged. In the scorotron 19, since the grid electrode 57 is provided in the opening 54 of the discharge shield 52, if the charging potential of the photosensitive drum 17 becomes substantially equal to the voltage applied to the grid electrode 57, the corona discharge is accompanied. The ions generated in this way flow into the grid electrode 57 without going to the photosensitive drum 17 side, and the surface of the photosensitive drum 17 is uniformly charged to a predetermined potential.
[0056]
At that time, in the scorotron 19, discharge products such as ozone and nitrogen oxide are generated along with the corona discharge, and the scorotron 19 is directed from the back side to the downstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 17. Since the air flow A is formed, discharge products such as ozone and nitrogen oxide are exhausted by the air flow A toward the downstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 17.
[0057]
Further, in the scorotron 19, the discharge wires 50 and 51 are arranged at positions close to the side walls 53 and 52a of the discharge shield 52 on the downstream side of the airflow A, so that the discharge wires 50 and 51 and the airflow A upstream side are arranged. When the electric field strength with the discharge shield 52 is E (U) and the electric field strength between the discharge wires 50 and 51 and the discharge shield 52 downstream of the airflow A is E (L), E (U) <E (L ) Therefore, since the ion wind I generated along with the corona discharge of the discharge wires 50 and 51 flows according to the distribution of the electric field strengths E (U) and E (L), as shown in FIG. The ion wind I formed toward the discharge shields 53 and 52a is stronger than the ion wind I formed toward the discharge shield upstream of the airflow.
[0058]
As a result, in the scorotron 19, as shown in FIG. 1, in the vicinity of the discharge shields 53 and 52a on the downstream side of the airflow A, the airflow A and the ion wind I are directed in the same direction, and the strong ion wind I is efficient. Well, discharge products such as ozone and nitrogen oxides are exhausted. In the vicinity of the discharge shield 52b on the upstream side of the airflow A, the airflow A and the ion wind I are in opposite directions, but the ion wind I formed toward the discharge shield 52b on the upstream side of the airflow A is Since it is weak, it is difficult for turbulent flow to occur between the airflow A and the ion wind I, and again, the airflow A can efficiently discharge discharge products such as ozone and nitrogen oxides.
[0059]
Thus, since the ionic wind I itself has directionality and intensity distribution, by matching with the direction of the airflow A, it is possible to exhaust efficiently even with a small amount of air and to suppress unevenness due to turbulent flow. . Therefore, it can be applied to a high-speed image forming apparatus, and the discharge product can be efficiently exhausted using the airflow A, and the discharge product adhering to the grid electrode 57 and the like can be uneven. It is possible to prevent the occurrence of uneven charging. Further, since the ion wind itself has directionality, it can be efficiently exhausted even with a small air volume by matching with the direction of the air flow A, and the blower or the exhaust fan of the apparatus can be downsized. .
[0060]
Experimental example
In order to confirm the effect of the scorotron 19, the inventor made a prototype of the scorotron 19 in which the distance a from the discharge wires 50 and 51 to the discharge shield 52 was changed as shown in FIGS. An experiment was conducted to measure the ozone concentration at a position along the rotation direction of the body drum 17.
[0061]
FIG. 5 shows the experimental results. In the figure, type 1 shows a case where a = 7.7 mm, and type 2 shows a case where a = 6.5 mm. In addition, one opening width of the discharge shield is set to 15.4 mm.
[0062]
As is apparent from FIG. 5, in the case of the scorotron 19 according to the present invention, the ozone concentration at the position along the rotation direction of the photosensitive drum 17 is measured, particularly the cleaning blade on the upstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 17. It can be seen that the ozone concentration on the 42 side, the entrance side of the scorotron 19 and the like can be greatly reduced. In addition, the ozone concentration can be lowered on the exit side of the scorotron 19 as compared with the conventional case.
[0063]
FIG. 6 shows a result obtained by computer simulation of an electric field formed by applying a high voltage to the scorotron discharge wire.
[0064]
Further, in the above embodiment, as shown in FIG. 1, by disposing the discharge wires 50 and 51 at the end portion near the opening 54 of the discharge shield 52, Since approximately half of the corona discharge is directed toward the photoconductor drum 17, the photoconductor drum 17 can be charged efficiently and high speed can be accommodated.
[0065]
Furthermore, in the above embodiment, as shown in FIG. 7, the front end 53a of the central partition wall 53 protrudes slightly (for example, about 0.5 mm) from the edge of the opening 54 of the discharge shield 52. By forming in this way, it is possible to prevent the corona discharges generated in the two discharge wires 50 and 51 from interfering with each other.
[0066]
In the embodiment, the scorotron 19 having the two discharge wires 50 and 51 has been described. However, as shown in FIG. 8, the number of the discharge wires 50 is one or three or more. Of course, it is also good. Of course, not only a scorotron having a grid electrode but also a corotron having no grid electrode may be used.
[0067]
In the embodiment, when the positions of the two discharge wires 50 and 51 are shifted, the distances a between the two discharge wires 50 and 51 and the side walls 53 and 52a of the discharge shield are both set equal. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 9, the distances a and b between the two discharge wires 50 and 51 and the side walls 53 and 52a of the discharge shield may be different. In this case, for example, the ion wind I generated in the discharge wire 50 located on the upstream side may be strengthened by setting so as to satisfy the relationship of distance b> a.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to cope with a high-speed image forming apparatus, and moreover, it is possible to exhaust discharge products efficiently using an air flow and adhere to grid electrodes and the like. Therefore, it is possible to provide a discharge device that can cause unevenness in the discharged product and prevent the occurrence of uneven charging.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a discharge device according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an image forming apparatus to which the discharge device according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
FIG. 3 is a configuration diagram showing an image forming unit of an image forming apparatus to which the discharge device according to the first embodiment of the present invention is applied.
FIG. 4 is an explanatory view showing an experimental example of the discharge device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing experimental results.
FIGS. 6A to 6D are schematic views showing electric field intensity distributions.
FIG. 7 is an explanatory view showing a modification of the discharge device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment of the discharge device according to the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing still another embodiment of the discharge device according to the present invention.
FIGS. 10 (a) and 10 (b) are configuration diagrams showing conventional discharge devices, respectively.
[Explanation of symbols]
17: Photosensitive drum (member to be discharged), 19: Scorotron (discharge device), 50, 51: Discharge wire, 52: Discharge shield, a: Distance from discharge wire to discharge shield, A: Air flow, I: Ion Wind.

Claims (3)

  A plurality of discharge electrodes composed of thin wires stretched along the longitudinal direction of a member to be discharged, and a counter electrode disposed so as to surround each of the plurality of discharge electrodes, The discharge was performed by applying a high voltage to a plurality of discharge electrodes, and an air flow that was inclined substantially with respect to the surface of the member to be discharged was applied in a direction substantially perpendicular to the stretching direction of the discharge electrodes. In the discharge device used in a state, the electric field strength between the discharge electrode and the counter electrode on the upstream side of the air flow is E (U), and the electric field strength between the discharge electrode and the counter electrode on the downstream side of the air flow is E (L). A discharge device is characterized in that the discharge electrode is disposed at a position where E (U) <E (L). When the bias of the DC component applied to the discharge electrode is Vwire, the bias of the DC component applied to the counter electrode is Vshield, and the distance between the discharge electrode and the counter electrode is d, the E (U) and E ( L)

The discharge device according to claim 1, wherein: Of the biases in which an AC component is superimposed on the DC component applied to the discharge electrode, the AC component bias is Vwire, the DC component bias applied to the counter electrode is Vshield, and the distance between the discharge electrode and the counter electrode is When d, both E (U) and E (L) are

The discharge device according to claim 1, wherein:

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