JP4179734B2 - Charging device and image forming apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は帯電装置及び画像形成装置に関し、詳細には現像剤を使用して感光体上の潜像を現像後、記録紙上に静電転写する電子写真記録装置の帯電器及び当該帯電器を含むコピー、プリンタ、ファックス等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
コピー、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、像担持体を用いるものでは静電潜像を形成するのに先立ち、その像担持体を色々な方法で均一に帯電させている。その主流となっている帯電方法に帯電器のコロナ放電によるものがあるが、放電時に多量のオゾンが発生し、また4〜10kV程度の高圧電源を必要とする。そこで、これに代わる帯電方法として、近年、接触帯電装置が実用化されてきている。この接触帯電装置は、低オゾンや低電力を目的としており、導電性のローラ、導電性のブラシや導電性の弾性ブレードなどの導電性部材を像担持体表面に接触させ、この導電性部材に電圧を印加して像担持体を帯電させるものである。この接触帯電装置に関する従来例がいくつか提案されている。その従来例として、特開昭56−144453号公報や特開平1−93762号公報等に開示されているものである。この中でも特に帯電部材として導電性ローラを用いるローラ帯電方式が、帯電の安定性という点から好ましく用いられている。ローラ帯電方式では、導電性の弾性ローラを被帯電体に加圧当接させ、これに電圧を印加することによって被帯電体の帯電を行う。
【0003】
しかし、最近において、ローラ帯電方式などの接触帯電方式における新たな問題が生じている。具体的な例として、像担持体にNOxが付着することで発生すると考えられ、像流れ現象や像担持体のCTL層が直接放電によって削れ易くなる現象等が発生してしまう。そこで、接触帯電方式による新たな問題点を解決できるコロナチャージャに関する従来例がいくつか提案されている。
【0004】
その一つとして、特開平5−57137号公報(以下従来例1と称す)には、オゾン除去フイルタに流入するオゾン風の流入方向を斜め方向に転向させる制風板を設け、画像形成装置の帯電装置や転写チャージャ等のコロナ放電に伴い発生するオゾンを効率よく除去するオゾン除去フィルタが開示されている。また、特開平5−173459号公報には、除帯電チャージャの感光体の表面との対向開口部に除帯電チャージャの動作時に開放される、誘電体からなるシャッターを設け、経時的にトナー、コロナ生成物等がクリーニング前除帯電チャージャのチャージャワイヤやケーシング内側に付着するのを防止し、安定した性能を維持できる画像形成装置が提案されている。更に、特開平8−160717号公報には、感光体帯電電流Ipとグリッド電極電流Igとの関係が1.5≦Ig/Ip≦4の条件式を満たすように感光体帯電電流Ipとグリッド電極電流Igとを設定し、オゾン及びNOxの発生を抑え、コロナ放電装置の長期間の使用後においても、放電ムラが少なく、像ながれが生じることのない、また感光体の使用開始時の表面電位と長期使用後の表面電位との差を小さくすることが可能なコロナ放電装置が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例1〜3によれば、従来のコロナチャージャは多量のオゾンやNOxを発生し、環境への影響を考慮して画像形成装置外部に排出される前にフィルタで除去する構造になっていた。また、画像形成装置内部においては大気中の水分と反応して像担持体である感光体に付着し、画像流れと呼ばれる不具合を起こしていた。加えて、画像流れの発生を未然に防止するため、或いは画像流れを除去するために像担持体のクリーニングを強力に行うことで、像担持体の耐久性を低下させていた。
【0006】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、コロナチャージャにおけるオゾンやNOxなどの発生ガスを低減できる帯電器及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、本発明の帯電装置では、ワイヤ径が互いに異なる複数のチャージワイヤを有し、チャージワイヤをより線とした。
【0011】
更に、別の発明としての画像形成装置は、上記帯電装置を有することで、コロナチャージャにおけるオゾンやNOx等の発生ガスを低減し、メンテナンス性や組立性を向上できる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の帯電装置では、ワイヤ径が互いに異なる複数のチャージワイヤを有し、チャージワイヤをより線とした。
【0013】
【実施例】
図1は本発明の一実施例に係る帯電装置を有する画像形成装置の概略構成図である。なお、同図に示す本実施例の画像形成装置は電子写真式プロセス利用のプリンタもしくは複写機である。同図において、本実施例の帯電装置を有する画像形成装置によれば、被帯電体としての像担持体1の周囲に、帯電装置2、露光装置3、現像装置4、転写装置5、そしてクリーニング装置6が時計回り方向に順に配置されている。また、転写装置5によって被転写材7に静電転写されたトナー像を定着するための定着装置8が配置されている。そして、像担持体1は直径30mm、長さ340mmの負極性・回転ドラム型の電子写真OPC感光体であり、矢印の時計方向に125mm/secのプロセススピード(周速度)をもって回転駆動されている。帯電装置2は像担持体1に対向配置されたコロナチャージャであり、高電圧を印加することで放電現象を発生させて像担持体1を帯電するチャージワイヤ21と、チャージワイヤ21と像担持体1間に配置されてより均一な帯電を行うためのグリッド22とを含む。帯電バイアス印加電源23はチャージワイヤ21に所定の帯電バイアスを印加して像担持体1の周面を表面電位、例えば−960Vに一様に帯電処理している。そして、像担持体1の帯電処理面に対して露光装置3により目的画像情報のレーザビーム走査露光、原稿画像のスリット露光等の露光がなされることで、像担持体1面に該露光画像情報に対応した静電潜像が形成される。次いで、その静電潜像には、現像装置4によりトナーが付着され、トナー像として順次可視像化される。この現像装置4は2成分接触現像方式の装置であり、現像剤担持部材としての回転する現像スリーブ41を像担持体1から例えば0.6mm離間させて配設し、現像スリーブ41に電源42より、例えば−600VのDC電源による現像バイアスを印加している。また、トナーとしてはマイナストナーを用いた。この現像装置4の構成については詳述する。
【0014】
一方、図示されていない給搬送装置から被転写材7が、像担持体1の回転と同期取りされた適正なタイミングで像担持体1と転写装置5との接触ニップ部である転写位置へ挟持搬送される。転写装置5は回転自在な転写ローラを備え、被転写材7が挟持搬送される間転写ローラに対して電源51からトナーと逆極性の所定の転写バイアスが印加される。これにより、被転写材7の裏面側がトナーと逆極性に帯電されて像担持体1上のトナー像が順次に被転写材7の表面に静電転写される。本実施例では、転写ローラとして抵抗が例えば5×107Ωの直径16mmの導電性スポンジローラを用い、定電流制御によってDC電圧を印加して転写を行った。トナー像の転写を受けた被転写材7は像担持体1面から分離されて定着装置8へ搬送されてトナー像の定着を受け、その後装置本体外部に排出されるか、または裏面にも像形成するものであれば図示していない再搬送手段により転写装置5へ再搬送される。一方、像担持体1上に残った転写残トナーはクリーニング装置6で像担持体1から剥ぎとられて、クリーニング装置6に溜められる。その後、再度現像装置4に戻されるようになっている。
【0015】
次に、本実施例における帯電器の構成について説明する。図2は本実施例の帯電器に用いられるコロナチャージャのワイヤの構成例を示す図である。同図の(a),(b)はチャージワイヤ21の一端を1つの接続端子25に、他端を各チャージワイヤ毎にそれぞれ接続端子26に接続した例である。同図の(c),(d)はチャージワイヤ21の両端を1つの接続端子25,26に接続した例であって複数のチャージワイヤ21をより線にした図である。図2に示すように、コロナチャージャの各チャージワイヤの少なくとも片方の端部を一つの接続端子に接続することで、コロナチャージャにおけるメンテナンス性や組立性を向上できる。また、図3はワイヤ径とオゾン発生量との関係を示す特性図であり、図4はワイヤ径とNOxの発生量の関係を示す特性図である。更に、図5は図2の(c)に示すようなワイヤ2本(ワイヤ径=50μm)をより線にした場合のワイヤ単位長さ当り電流値‐オゾン濃度の関係を示す特性図である。また、図6は図2の(c)に示すようなワイヤ2本(ワイヤ径=50μm)をより線にした場合のワイヤ単位長さ当り電流値‐NOx濃度の関係を示す特性図である。なお、図5の縦軸は電流1mA当りに換算したオゾン濃度を示し、同じく図6の縦軸はNOx濃度を示す。また、図5,6とも横軸はワイヤ長さを1m単位当りに換算した電流値を示す。図3,4の実験結果より、ワイヤ径が細くなるとオゾン、NOxの発生量が減ることがわかる。また、図5,6の実験結果より、通常のコロナチャージャで使用する電流領域(両図に示した1.5〜2.0mA/m)においてはチャージワイヤが1本でも2本でもオゾン、NOxの発生量がほとんど変わらないことがわかる。即ち、単純にワイヤ径を細くするとオゾンやNOxの発生量は減るが、サービスメンテ性等の点では清掃し難いとか、チャージワイヤが切れ易いとかの不具合が発生する。しかし、図2の(c)のようにワイヤ径を細くしても2本にすれば、前述のような不具合がなくなることが容易に推測される。加えて、チャージワイヤの強度の点から見ると、同一断面形状ならばチャージワイヤの強度は断面積に比例することが知られている。従って、例えば直径60μmの円形断面を持つチャージワイヤと同等の断面積を有する円形のワイヤ2本の直径は計算上では約42.4μmとなり、上記約42.4μmのチャージワイヤを用いれば、強度は60μmのチャージワイヤと同等となることがわかる。また、同じく50μmのチャージワイヤと同等のものは約35.5μmとなる。しかし、例えば50μmのチャージワイヤは非常に切れ易く、サービスメンテ性も60μmに比較して格段に落ちる。したがって、2本にする場合でも35.5μm以上が望ましい。
【0016】
ただし、ワイヤ径を各々個別に異なるものを用いる場合はこの限りではない。例えば、1本を45μmとし、もう一方を40μmとするようなことも考えられる。或いは、50μmと30μmのチャージワイヤを使う等が考えられる。このようにワイヤ径が互いに異なるものを用いるメリットは、電界強度の歪みを多くして、オゾン等のガスの発生を抑えることにある。更に、チャージワイヤの本数を増やして直径10μmのチャージワイヤを数十本(例えば36本)より合せることも可能である。この効果も上記と同様に電界強度の歪みを多くして、オゾン等のガスの発生を抑えることにある。
【0017】
次に、チャージワイヤをよる回数はワイヤの線径によっても変化するが、例えば50μmのチャージワイヤの場合、よる回数が100mm当り5回以上になると断線が発生した。また、熱を与えながらチャージワイヤをよる作業を行えば、上記回数が増えることがわかっており、加えて、チャージワイヤの線径が細くなれば、よれる回数が増えることは明白である。上記の事情を考慮すると、製造工程上、断線を未然に防ぐためにはチャージワイヤをよる回数は20回以下が望ましい。また、電界強度の歪を多くするために、チャージワイヤのより線のよりピッチを不均一にし、または疎密を持たせることにより、オゾン等のガスの発生を抑えることができる。
【0018】
図7にシミュレーション結果を示す。同図はオゾンが発生すると推測されている電界強度領域を色の濃くなった部分(黒色)で示したものであり、同図の(a)がワイヤ1本の場合を、同図の(b)がワイヤ2本の場合を示す。また、図8はワイヤ本数を1〜3本における最大電界強度−放電領域の関係を示す図である。図8からもわかるように、電界強度が3×107(V/m)までは1〜3本での差は無い。即ち、チャージワイヤの本数は実質オゾン発生量に関係しないことがわかり、前記実験結果との組合せでワイヤ径がオゾン発生量に大きく依存していることがわかる。ところで、上記のように複数のチャージワイヤを用いてより線にした場合は、放電点がばらついて像担持体である感光体の帯電電位が均一にならない。よって、グリッドをチャージワイヤと感光体間に挿入することで、上記帯電電位を均一にすることができる。なお、実施例に示した形状に拘る必要はなく、加えてワイヤ材料は通常タングステンを用いているが、タングステンに限る必要はなく、かつ表面に別の材料を塗布したものでも構わない。
【0019】
ここで、図1の現像装置の構成について説明する。図1に示されるように現像装置4に設けられている現像剤担持体としての現像ローラ41は、像担持体1に近接するようにして配置されており、両者の対向部分に現像領域が形成されるようになっている。現像ローラ41には、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒状に形成してなる現像スリーブが図示を省略した回転駆動機構によって矢印方向すなわち反時計回り方向に回転されるようにして備えられている。なお、像担持体1のドラム径が30mmに設定されているとともに、ドラム線速度は125mm/secに設定されている。また、現像スリーブのスリーブ径は16mmに設定されていると共に、スリーブ線速度は312.5mm/secに設定されている。したがって、像担持体1のドラム線速度に対する現像スリーブのスリーブ線速度比は2.5になされている。また、像担持体1と現像スリーブとの間隔である現像ギャップは0.6mmに設定されている。現像ギャップは現像剤粒径の30倍以下に設定するとよい。これより広い場合には画像濃度の出ない画像となる。スリーブ線速比は1.1以上であれば画像濃度が十分に得ることが可能である。現像スリーブ内には該現像スリーブの表面上に現像剤を穂立ちさせるように磁界を形成する磁石ローラ体が内部に固定状態で備えられている。このとき現像剤を構成するキャリアは、上記磁石ローラ体から発せられる磁力線に沿うようにして現像スリーブ上にチェーン状に穂立ちされるとともに、このチェーン状に穂立ちされたキャリアに対して帯電トナーが付着されて磁気ブラシが構成されるようになっている。この磁気ブラシは、現像スリーブの回転移送にともなって現像スリーブと同方向(反時計回り方向)に移送されることとなる。上記磁石ローラ体は、複数の磁極を備えている。具体的には、現像領域部分に現像剤を穂立ちさせる現像主磁極P1と、現像スリーブ上に現像剤を汲み上げるための磁極P5、現像スリーブ上に現像剤を汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬送させる磁極P6、現像後の領域で現像剤を搬送させる磁極P2およびP3を備えている。これらの各磁極P1,P5,P6,P2およびP3は、現像スリーブの半径方向に向けて配置されている。この磁石ローラは、6極の磁石によって構成されているが、汲み上げ性、黒ベタ画像追従性を向上させるためにP3極からドクタ45間に磁極を更に増やし8極以上で構成される磁石ローラとしても良い。ここでは現像ローラ41上で85mT以上の磁力を有する磁石を用いた。60mT以上の磁力を有することによってキャリア付着などの異常画像の発生が無いことも確認している。実際、現像に寄与する磁極は主磁力であるP1により潜像担持体に現像する。
【0020】
また、図1において、現像剤の搬送方向(反時計回り方向)における現像領域の上流側部分には、現像剤チェーン穂の穂高さすなわち現像剤の量を規制するドクタブレード43が設置されている。このドクタブレード43と現像スリーブとの間隔であるドクタギャップは0.6mmに設定されている。さらに上記現像ローラ41の後方領域には、現像ケーシング内の現像剤を撹拌させながら現像ローラ41側に汲み上げる前スクリュ44が設置されている。現像ケーシング内に長手方向前後に開口部を持つ仕切り板を境に後スクリュ45が配置されている。上記現像ケーシングの後端部には、新規トナーを蓄えたトナーカートリッジが着脱自在に装着されている。トナーカートリッジより供給されるトナーは後スクリュ45に供給され、後スクリュ45の回転により図面奥側に搬送される間に現像剤と混合攪拌される。図面奥側に混合攪拌された現像剤は仕切り板の開口部より前スクリュ44に供給される。前スクリュ44に供給された現像剤は前スクリュ44の回転により図面手前側に搬送される。この時現像ローラ41に磁界によって現像剤が供給され前述現像ローラ41上の現像剤の搬送を行う。残った現像剤は手前側に搬送され、仕切り板の開口部より後スクリュ45に供給され循環する。現像され現像剤の濃度が低下する際にトナーを供給しなければならないが、トナー濃度センサにより現像ケーシング内のトナー濃度を検知し、トナー濃度センサの出力値が規定トナー濃度値を割ると判断した場合にはトナーカートリッジよりトナーを連続もしくは断続的に供給し現像ケーシング内の現像剤のトナー濃度を既定値に上昇させる。
【0021】
このような画像形成装置では、まず一様に帯電された像担持体1の表面に対して露光書き込みが行なわれ画像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像に対して現像装置4の現像ローラ41から現像領域においてトナーが選択的に供給され、これにより上記静電潜像の現像が行なわれて可視像が得られるようになっている。現像ローラ41に対して、現像ケーシング内に蓄えられた現像剤が撹拌・帯電された上で磁極P5によって汲み上げられる。現像スリーブ上に現像剤を汲み上げられた現像剤は磁極P6によって現像領域まで搬送され、現像主極P1によって現像領域部分に現像剤が穂立ちされるようになっている。
【0022】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の帯電装置では、ワイヤ径が互いに異なる複数のチャージワイヤを有し、チャージワイヤをより線とした。よって、帯電装置から発生するオゾンやNOx等のガスを低減できる。
【0027】
更に、別の発明としての画像形成装置は、上記帯電装置を有することで、コロナチャージャにおけるオゾンやNOx等の発生ガスを低減し、メンテナンス性や組立性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る帯電装置を有する画像形成装置の概略構成図である。
【図2】本実施例における帯電装置のチャージワイヤの構成を示す図である。
【図3】チャージワイヤのワイヤ径とオゾン発生量との関係を示す特性図である。
【図4】チャージワイヤのワイヤ径とNOx発生量との関係を示す特性図である。
【図5】チャージワイヤの単位長さ当り電流値とオゾン濃度との関係を示す特性図である。
【図6】チャージワイヤの単位長さ当り電流値とNOx濃度との関係を示す特性図である。
【図7】シミュレーション結果を示す図である。
【図8】チャージワイヤを1本〜3本用いた場合の最大電界強度と放電領域との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
1;像担持体、2;帯電装置、3;露光装置、4;現像装置、5;転写装置、
6;クリーニング装置、7;被転写材、8;定着装置、
21;チャージワイヤ、22;グリッド、23;帯電バイアス印加電源、
24,25;接続端子、41;現像ローラ、42,51;電源、
43;ドクタブレード、44;前スクリュ、45;後スクリュ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging device and an image forming apparatus, and more specifically, includes a charger for an electrophotographic recording apparatus that electrostatically transfers onto a recording paper after developing a latent image on a photoreceptor using a developer, and the charger. The present invention relates to an image forming apparatus such as a copy, a printer, and a fax machine.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus such as a copy, a printer, a facsimile, or the like, an image carrier is uniformly charged by various methods prior to forming an electrostatic latent image. The mainstream charging method is based on the corona discharge of the charger, but a large amount of ozone is generated during the discharge, and a high voltage power source of about 4 to 10 kV is required. Therefore, in recent years, a contact charging device has been put to practical use as an alternative charging method. This contact charging device is intended for low ozone and low power, and a conductive member such as a conductive roller, a conductive brush, or a conductive elastic blade is brought into contact with the surface of the image carrier, and the conductive member A voltage is applied to charge the image carrier. Several conventional examples of this contact charging device have been proposed. As conventional examples thereof, those disclosed in JP-A-56-144453, JP-A-1-93762, and the like are disclosed. Among these, a roller charging method using a conductive roller as a charging member is particularly preferably used from the viewpoint of charging stability. In the roller charging system, a charged elastic body is charged by pressing a conductive elastic roller against the charged body and applying a voltage thereto.
[0003]
However, recently, a new problem has arisen in the contact charging method such as the roller charging method. As a specific example, it may be caused by NOx adhering to the image carrier, and an image flow phenomenon, a phenomenon that the CTL layer of the image carrier is easily scraped by direct discharge, or the like may occur. Thus, several conventional examples of corona chargers that can solve new problems caused by the contact charging method have been proposed.
[0004]
As one of them, Japanese Patent Laid-Open No. 5-57137 (hereinafter referred to as Conventional Example 1) is provided with a wind control plate for turning the inflow direction of ozone air flowing into the ozone removal filter in an oblique direction. An ozone removing filter that efficiently removes ozone generated by corona discharge of a charging device or a transfer charger is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-173659 provides a shutter made of a dielectric that is opened when the decharging charger is operated at an opening facing the surface of the photosensitive member of the decharging charger. There has been proposed an image forming apparatus capable of preventing a product or the like from adhering to the charger wire or the inside of the casing of the pre-cleaning decharging charger and maintaining stable performance. Further, JP-A-8-160717 discloses that the photosensitive member charging current Ip and the grid electrode so that the relationship between the photosensitive member charging current Ip and the grid electrode current Ig satisfies the conditional expression 1.5 ≦ Ig / Ip ≦ 4. The current Ig is set to suppress the generation of ozone and NOx, and even after long-term use of the corona discharge device, there is little discharge unevenness, no image drift occurs, and the surface potential at the start of use of the photoreceptor And a corona discharge device capable of reducing the difference between the surface potential after long-term use has been proposed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional examples 1 to 3, the conventional corona charger generates a large amount of ozone and NOx, and has a structure in which it is removed by a filter before being discharged outside the image forming apparatus in consideration of the influence on the environment. It was. Further, inside the image forming apparatus, it reacts with moisture in the atmosphere and adheres to the photoconductor as an image carrier, causing a problem called image flow. In addition, the durability of the image carrier has been reduced by strongly cleaning the image carrier in order to prevent the occurrence of an image flow or to remove the image flow.
[0006]
The present invention is intended to solve these problems, and an object thereof is to provide a charger and an image forming apparatus capable of reducing generated gas such as ozone and NOx in a corona charger.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the charging device of the present invention has a plurality of charge wires having different wire diameters , and the charge wires are stranded .
[0011]
Furthermore, an image forming apparatus as another invention has the above-described charging device, so that generated gas such as ozone and NOx in the corona charger can be reduced, and maintainability and assemblability can be improved.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The charging device of the present invention has a plurality of charge wires having different wire diameters , and the charge wires are stranded.
[0013]
【Example】
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus having a charging device according to an embodiment of the present invention. Note that the image forming apparatus of this embodiment shown in the figure is a printer or a copier using an electrophotographic process. In the figure, according to the image forming apparatus having the charging device of this embodiment, a charging device 2, an exposure device 3, a developing device 4, a transfer device 5, and a cleaning device are disposed around an image carrier 1 as a charged body. The devices 6 are sequentially arranged in the clockwise direction. Further, a fixing device 8 for fixing the toner image electrostatically transferred to the transfer material 7 by the transfer device 5 is disposed. The image carrier 1 is a negative-polarity, rotating-drum type electrophotographic OPC photosensitive member having a diameter of 30 mm and a length of 340 mm, and is driven to rotate at a process speed (peripheral speed) of 125 mm / sec in the clockwise direction of the arrow. . The charging device 2 is a corona charger disposed opposite to the image carrier 1, and a charge wire 21 that charges the image carrier 1 by generating a discharge phenomenon by applying a high voltage, and the charge wire 21 and the image carrier. And a grid 22 disposed between the two for performing more uniform charging. A charging bias application power source 23 applies a predetermined charging bias to the charge wire 21 to uniformly charge the peripheral surface of the image carrier 1 to a surface potential, for example, −960 V. Then, the exposure apparatus 3 performs exposure such as laser beam scanning exposure of target image information and slit exposure of a document image on the charging processing surface of the image carrier 1, so that the exposed image information is applied to the surface of the image carrier 1. An electrostatic latent image corresponding to is formed. Next, toner is attached to the electrostatic latent image by the developing device 4 and sequentially visualized as a toner image. The developing device 4 is a two-component contact developing type device, and a developing sleeve 41 that rotates as a developer carrying member is disposed at a distance of, for example, 0.6 mm from the image carrier 1. For example, a developing bias is applied by a DC power source of −600V. Also, minus toner was used as the toner. The configuration of the developing device 4 will be described in detail.
[0014]
On the other hand, the transfer material 7 is nipped from a feeding / conveying device (not shown) to a transfer position which is a contact nip portion between the image carrier 1 and the transfer device 5 at an appropriate timing synchronized with the rotation of the image carrier 1. Be transported. The transfer device 5 includes a rotatable transfer roller, and a predetermined transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied from the power source 51 to the transfer roller while the transfer material 7 is nipped and conveyed. As a result, the back side of the transfer material 7 is charged with the opposite polarity to the toner, and the toner images on the image carrier 1 are sequentially electrostatically transferred onto the surface of the transfer material 7. In this embodiment, a conductive sponge roller having a resistance of, for example, 5 × 10 7 Ω and a diameter of 16 mm was used as the transfer roller, and transfer was performed by applying a DC voltage by constant current control. The transfer material 7 that has received the transfer of the toner image is separated from the surface of the image carrier 1 and conveyed to the fixing device 8 to be fixed with the toner image, and then discharged to the outside of the apparatus main body or on the back surface. If it is to be formed, it is re-conveyed to the transfer device 5 by re-conveying means (not shown). On the other hand, the transfer residual toner remaining on the image carrier 1 is peeled off from the image carrier 1 by the cleaning device 6 and stored in the cleaning device 6. Thereafter, it is returned to the developing device 4 again.
[0015]
Next, the configuration of the charger in this embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a corona charger wire used in the charger of the present embodiment. (A), (b) of the figure is an example in which one end of the charge wire 21 is connected to one connection terminal 25 and the other end is connected to the connection terminal 26 for each charge wire. (C), (d) of the same figure is the example which connected the both ends of the charge wire 21 to the one connection terminal 25,26, and is the figure which made the several charge wire 21 into the strand. As shown in FIG. 2, the maintainability and assemblability of the corona charger can be improved by connecting at least one end of each charge wire of the corona charger to one connection terminal. FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the wire diameter and the ozone generation amount, and FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the wire diameter and the NOx generation amount. Further, FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the current value per unit length of the wire and the ozone concentration when two wires (wire diameter = 50 μm) as shown in FIG. FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the current value per unit length of the wire and the NOx concentration when two wires (wire diameter = 50 μm) as shown in FIG. The vertical axis in FIG. 5 represents the ozone concentration converted per 1 mA of current, and similarly the vertical axis in FIG. 6 represents the NOx concentration. 5 and 6, the horizontal axis indicates the current value obtained by converting the wire length per 1 m unit. From the experimental results shown in FIGS. 3 and 4, it can be seen that the generation amount of ozone and NOx decreases as the wire diameter becomes thinner. In addition, from the experimental results shown in FIGS. 5 and 6, it can be seen that in the current region (1.5 to 2.0 mA / m shown in both figures) used in a normal corona charger, ozone or NOx can be obtained with one or two charge wires. It can be seen that the amount of generation is almost unchanged. That is, if the wire diameter is simply reduced, the amount of ozone and NOx generated decreases, but problems such as difficulty in cleaning from the viewpoint of service maintenance and the like, and the charge wire being easily cut off, occur. However, even if the wire diameter is reduced as shown in FIG. In addition, from the viewpoint of the strength of the charge wire, it is known that the strength of the charge wire is proportional to the cross-sectional area if the cross-sectional shape is the same. Therefore, for example, the diameter of two circular wires having a cross-sectional area equivalent to a charge wire having a circular cross section with a diameter of 60 μm is about 42.4 μm in calculation, and if the charge wire with about 42.4 μm is used, the strength is It can be seen that this is equivalent to a 60 μm charge wire. Similarly, the equivalent of a 50 μm charge wire is about 35.5 μm. However, for example, a 50 μm charge wire is very easy to cut, and the serviceability is markedly reduced compared to 60 μm. Therefore, 35.5 μm or more is desirable even when the number is two.
[0016]
However, this is not the case when different wire diameters are used. For example, it is conceivable that one is 45 μm and the other is 40 μm. Alternatively, it is conceivable to use 50 μm and 30 μm charge wires. The advantage of using different wire diameters is to increase the distortion of the electric field intensity and suppress the generation of gases such as ozone. Furthermore, it is possible to increase the number of charge wires and match the number of charge wires with a diameter of 10 μm from several tens (for example, 36). Similar to the above, this effect also increases the distortion of the electric field strength and suppresses the generation of gas such as ozone.
[0017]
Next, although the number of times of using the charge wire varies depending on the diameter of the wire, for example, in the case of a 50 μm charge wire, disconnection occurred when the number of times of charging was 5 times or more per 100 mm. In addition, it is known that the number of times increases if the work with the charge wire is performed while heat is applied. In addition, the number of times of contact increases when the wire diameter of the charge wire is reduced. Considering the above circumstances, in order to prevent disconnection in advance in the manufacturing process, the number of times using the charge wire is preferably 20 times or less. Further, in order to increase the distortion of the electric field strength, the generation of gas such as ozone can be suppressed by making the pitch of the stranded wire of the charge wire non-uniform or dense.
[0018]
FIG. 7 shows the simulation result. This figure shows the electric field intensity region where ozone is estimated to be generated by a darkened portion (black), where (a) of FIG. ) Shows the case of two wires. Moreover, FIG. 8 is a figure which shows the relationship of the maximum electric field strength-discharge area | region in the number of wires 1-3. As can be seen from FIG. 8, there is no difference between 1 and 3 up to an electric field strength of 3 × 10 7 (V / m). That is, it can be seen that the number of charge wires is not related to the actual ozone generation amount, and that the wire diameter greatly depends on the ozone generation amount in combination with the experimental results. By the way, when a plurality of charge wires are used to form a stranded wire as described above, the discharge points vary and the charged potential of the photoconductor as the image carrier is not uniform. Therefore, the charging potential can be made uniform by inserting the grid between the charge wire and the photoconductor. In addition, it is not necessary to be concerned with the shape shown in the embodiments, and in addition, tungsten is usually used as the wire material. However, the material is not necessarily limited to tungsten, and another material may be applied to the surface.
[0019]
Here, the configuration of the developing device of FIG. 1 will be described. As shown in FIG. 1, a developing roller 41 as a developer carrying member provided in the developing device 4 is disposed so as to be close to the image carrying member 1, and a developing region is formed in a portion facing both of them. It has come to be. In the developing roller 41, a developing sleeve formed of a nonmagnetic material such as aluminum, brass, stainless steel, or conductive resin in a cylindrical shape is rotated in an arrow direction, that is, counterclockwise by a rotation driving mechanism (not shown). It is provided as such. Note that the drum diameter of the image carrier 1 is set to 30 mm, and the drum linear velocity is set to 125 mm / sec. The sleeve diameter of the developing sleeve is set to 16 mm, and the sleeve linear velocity is set to 312.5 mm / sec. Therefore, the sleeve linear velocity ratio of the developing sleeve to the drum linear velocity of the image carrier 1 is 2.5. The development gap, which is the distance between the image carrier 1 and the development sleeve, is set to 0.6 mm. The development gap may be set to 30 times or less of the developer particle size. If it is wider than this, the image does not have an image density. If the sleeve linear velocity ratio is 1.1 or more, a sufficient image density can be obtained. In the developing sleeve, a magnet roller body for forming a magnetic field is provided in a fixed state inside the developing sleeve so as to make the developer stand on the surface of the developing sleeve. At this time, the carrier constituting the developer is spiked in a chain shape on the developing sleeve so as to follow the lines of magnetic force emitted from the magnet roller body, and the charged toner with respect to the carrier spiked in the chain shape. Is attached to form a magnetic brush. The magnetic brush is transferred in the same direction as the developing sleeve (counterclockwise direction) as the developing sleeve rotates. The magnet roller body includes a plurality of magnetic poles. Specifically, the development main magnetic pole P1 for causing the developer to rise in the developing area, the magnetic pole P5 for pumping the developer on the developing sleeve, and the developer pumped up on the developing sleeve to the developing area. A magnetic pole P6 to be conveyed and magnetic poles P2 and P3 to convey the developer in the developed region are provided. Each of these magnetic poles P1, P5, P6, P2 and P3 is arranged in the radial direction of the developing sleeve. This magnet roller is composed of 6-pole magnets, but as a magnet roller composed of 8 or more poles, the number of poles is further increased from the P3 pole to the doctor 45 in order to improve the pumping performance and black solid image followability. Also good. Here, a magnet having a magnetic force of 85 mT or more on the developing roller 41 is used. It has also been confirmed that there is no occurrence of abnormal images such as carrier adhesion by having a magnetic force of 60 mT or more. Actually, the magnetic pole contributing to development is developed on the latent image carrier by P1 which is the main magnetic force.
[0020]
In FIG. 1, a doctor blade 43 that regulates the height of the developer chain spike, that is, the amount of developer, is installed on the upstream side of the development region in the developer transport direction (counterclockwise direction). . The doctor gap, which is the distance between the doctor blade 43 and the developing sleeve, is set to 0.6 mm. Further, in the rear area of the developing roller 41, a front screw 44 that is pumped up to the developing roller 41 side while stirring the developer in the developing casing is installed. A rear screw 45 is arranged in the developing casing with a partition plate having openings in the longitudinal direction. A toner cartridge storing new toner is detachably attached to the rear end of the developing casing. The toner supplied from the toner cartridge is supplied to the rear screw 45, and is mixed and stirred with the developer while being conveyed to the back side of the drawing by the rotation of the rear screw 45. The developer mixed and stirred on the back side of the drawing is supplied to the front screw 44 from the opening of the partition plate. The developer supplied to the front screw 44 is conveyed to the front side of the drawing by the rotation of the front screw 44. At this time, the developer is supplied to the developing roller 41 by a magnetic field, and the developer on the developing roller 41 is conveyed. The remaining developer is conveyed to the near side, and is supplied to the rear screw 45 through the opening of the partition plate and circulates. The toner must be supplied when the developed developer concentration decreases, but the toner concentration sensor detects the toner concentration in the developing casing and determines that the output value of the toner concentration sensor divides the specified toner concentration value. In this case, the toner is continuously or intermittently supplied from the toner cartridge, and the toner density of the developer in the developing casing is increased to a predetermined value.
[0021]
In such an image forming apparatus, first, exposure writing is performed on the uniformly charged surface of the image carrier 1 to form an electrostatic latent image corresponding to the image. With respect to the electrostatic latent image, toner is selectively supplied from the developing roller 41 of the developing device 4 in the developing area, whereby the electrostatic latent image is developed and a visible image is obtained. Yes. The developer stored in the developing casing is agitated and charged with respect to the developing roller 41, and is then pumped up by the magnetic pole P5. The developer pumped up on the developing sleeve is conveyed to the developing area by the magnetic pole P6, and the developer is spiked in the developing area by the developing main pole P1.
[0022]
In addition, this invention is not limited to the said Example, It cannot be overemphasized that various deformation | transformation and substitution are possible if it is description in a claim.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, the charging device of the present invention has a plurality of charge wires having different wire diameters , and the charge wires are stranded. Therefore, gases such as ozone and NOx generated from the charging device can be reduced.
[0027]
Furthermore, an image forming apparatus as another invention has the above-described charging device, so that generated gas such as ozone and NOx in the corona charger can be reduced, and maintainability and assemblability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus having a charging device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a charge wire of the charging device according to the present exemplary embodiment.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the wire diameter of a charge wire and the amount of ozone generated.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the wire diameter of a charge wire and the amount of NOx generated.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the current value per unit length of the charge wire and the ozone concentration.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the current value per unit length of the charge wire and the NOx concentration.
FIG. 7 is a diagram showing a simulation result.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the maximum electric field strength and the discharge region when one to three charge wires are used.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Image carrier, 2; Charging apparatus, 3; Exposure apparatus, 4; Developing apparatus, 5; Transfer apparatus,
6; Cleaning device, 7; Transfer material, 8; Fixing device,
21; charge wire, 22; grid, 23; charging bias application power source,
24, 25; connection terminal, 41; developing roller, 42, 51; power supply,
43; Doctor blade, 44; Front screw, 45; Rear screw.

Claims (2)

像担持体に対向して配置され、電圧を印加することによりイオン又は電子を発生させて前記像担持体を帯電させる帯電装置において、
ワイヤ径が互いに異なる複数のチャージワイヤを有し、前記チャージワイヤをより線としたことを特徴とする帯電装置。
In the charging device for charging said image bearing member to generate ions or electrons by being disposed to face the image bearing member, for applying a voltage,
A charging device comprising a plurality of charge wires having different wire diameters, wherein the charge wires are stranded.
請求項1記載の帯電装置を有することを特徴とする画像形成装置。  An image forming apparatus comprising the charging device according to claim 1.
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