JPH06337600A

JPH06337600A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06337600A
Application number: JP12562493A
Authority: JP
Inventors: Haruyuki Nanba; 治之難波; Toru Teshigahara; 亨勅使川原; Toshiaki Sagara; 俊明相良; Yasuki Yamauchi; 泰樹山内; Takuto Tanaka; 拓人田中; Shigeru Inaba; 繁稲葉; Jun Abe; 純安部; Koichiro Shinohara; 浩一郎篠原; Takahide Inoue; 隆秀井上
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1993-05-27
Filing date: 1993-05-27
Publication date: 1994-12-06

Abstract

(57)【要約】【目的】交流高電圧が印加される複数のコロナ放電器
を持ち、しかも、装置が小さく、構成も簡単で、低価格
である画像形成装置を供給することにある。【構成】少なくとも交流を含む交流高圧電源に接続さ
れた複数のコロナ放電器を有する画像形成装置におい
て、これら複数のコロナ放電器の内の少なくとも二つを
共通交流高圧電源に接続することにより、コロナ放電器
の数より少ない数の交流高圧電源に接続すると共に、上
記共通交流高圧電源に接続されたコロナ放電器の内の少
なくとも一つにはそのケーシングに特定極性に偏重した
バイアスをかけるための偏重バイアス印加手段を設けた
ことを特徴とする画像形成装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタやファクシミ
リ等に利用される画像形成装置に係り、詳しくは交流高
電圧が印加される複数のコロナ放電器を具備する画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、交流高電圧が印加される複数のコ
ロナ放電器を有する画像形成装置として、例えば図４に
示すような複写機がある。複写は、感光体１０上に、帯
電器１１による一様帯電、露光装置１２による潜像形
成、現像器１３によるトナー現像、転写前帯電器１によ
るトナー電荷調整を順次施すことによってトナー像を形
成し、転写器１４において給紙ローラ１８により転写材
供給装置１７から送られてきた転写材１６にこのトナー
像を転写することで行われる。また、転写後の転写材１
６は転写材分離器２で除電された後搬送ベルト１９、定
着器２０と搬送されて排出され、感光体１０の表面に残
留したトナーはクリーニング前除電器３で除電された後
クリーニング装置１５で取り除かれる。

【０００３】そして、図５に示すように、この画像形成
装置においては、上記転写前帯電器１、転写材分離器２
及びクリーニング前除電器３としてコロナ放電器が使用
されており、これらはそれぞれその目的に合わせて異な
る交流高圧電源（４１，４２，４３）に接続されてい
る。

【０００４】また、このようなコロナ放電器としては、
図６に示すように、一般に、放電ワイヤーａとケーシン
グｂとからなるコロトロンが使用され、そのケーシング
ｂを接地し、放電ワイヤーａに交流高圧電源を接続して
コロナ放電を発生させ、これによってイオンを生成させ
ている（以下、「生成イオン」と略称する）。具体的に
は、放電ワイヤー電位がケーシング電位よりもある程度
高くなって電界が形成されると（以下、このとき形成さ
れる電界を「正電界」と略称する）正イオンが生成し、
逆に放電ワイヤー電位がケーシング電位よりもある程度
低くなって電界が形成されると（以下、このとき形成さ
れる電界を「負電界」と略称する）負イオンが生成し、
また、生成イオン量は主に放電ワイヤーａとケーシング
ｂとの間に形成される電界の強さやそれが形成される時
間の長さ等によって決まる。なお、コロナ放電器には、
特公昭６０−４４６６２に示されるように、ケーシング
ｂを接地して放電ワイヤーａに交流高電圧源のみを接続
した場合、正イオンよりも負イオンのほうが発生しやす
いという特性がある。

【０００５】コロトロンで生成した生成イオンはケーシ
ングｂ及び対向電極に向かって流れ、その内、対向電極
に向かうイオンが有効に放出されるイオンであり（以
下、「放出イオン」と略称する）、それが出力電流を形
成することになる。具体的には、放電ワイヤー電位が対
向電極電位よりも高くなると正イオンが放出され、放電
ワイヤー電位が対向電極電位よりも低くなると負イオン
が放出されることになり、また、放出イオン量は、主
に、放電ワイヤーａとケーシングｂとの間に形成される
電界や、放電ワイヤーａと対向電極との間に形成される
電界や、それらのバランスや、電界が形成される時間の
長さ等によって決まり、これらの放出イオンによって運
ばれる単位時間当たりの電荷量の差が出力電流の直流電
流成分Ｉｐ（以下、「直流出力電流」と略称する）を形
成する。

【０００６】また、この直流出力電流Ｉｐは、対向電極
電位が低いときには正イオンの放出量が負イオンの放出
量を上回るので正の直流出力電流Ｉｐが流れ、対向電極
電位が高いときには正イオンの放出量が負イオンの放出
量を下回るので負の直流出力電流Ｉｐが流れる特性を持
ち、それらの電位の間には直流出力電流Ｉｐが流れない
対向電極電位が存在する。また、対向電極の表面は電気
的に絶縁されているため、前者の対向電極電位が低い場
合には正イオンが蓄積されて対向電極電位は上昇し、逆
に、後者の対向電極電位が高い場合には負イオンが蓄積
されて対向電極電位は下降して、対向電極電位は直流出
力電流Ｉｐが流れない電位に収束してゆくことになる
（以下、この電位を「収束電圧」と略称する）。そし
て、それぞれの交流高圧電源（４１，４２，４３）の直
流電圧源（４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ）は、この直流出力
電流特性を全体的にシフトして、それをそれぞれの目的
に応じた収束電圧を設定することになる。

【０００７】上記の画像形成装置において、現像器１３
と転写器１４との間にある転写前帯電器１は感光体１０
から転写材１６へのトナー像の転写をより確実に行うた
めに配設されているものであり、トナー像用のトナーに
は転写に適したトナー比電荷になるようにイオンを与
え、背景部のかぶりトナーにはそれと逆極性の電荷を与
えることで、転写器１４により一様に帯電された転写材
１６にトナー像用のトナーだけを確実に転写させること
により達成される。そして、この装置の場合は、トナー
像用トナーの高い電位とかぶりトナーの低い電位との間
に収束電圧が来るように交流高圧電源４１の直流電圧源
４１ｂを設定し、感光体１０やトナー像用トナーやかぶ
りトナーからなる対向電極電位全体をこの収束電圧に収
束させることで、トナー像用トナーには転写に適した負
帯電を与え、かぶりトナーには弱い正帯電を与えること
で達成する。

【０００８】転写器１４と搬送ベルト１９との間にある
転写材分離器２は、転写材１６を感光体１０から剥がし
やすくするために配設され、トナー像が転写して様々な
電位に帯電した転写材１６を除電して感光体１０への付
着力を弱めることで達成される。また、この転写材分離
器２は転写器１４のすぐ近くに配置されているため、湿
環境下で吸湿して低抵抗となった転写材１６を使用した
時、転写器１４による転写材１６を帯電するための電荷
が転写材分離器２に流れてしまい、転写材１６を所定の
電位に帯電できなくなって転写が十分に行われず転写抜
けが生じてしまうことがある。それ故、転写材分離器２
には、転写器１４の直流電流と同じ極性の弱い直流出力
電流Ｉｐを流すように、つまり転写器１４の直流電流が
流れてこないように収束電圧を０Ｖからすこしずらすよ
うに交流高圧電源４２の直流電圧源４２ｂを設定する。

【０００９】転写器１４とクリーニング装置１５との間
にあるクリーニング前除電器３は、クリーニング装置１
５において感光体１０上の残留トナーを剥がしやすくす
るために配設され、残留トナーがどちらの極性を持って
いても除電し感光体１０への付着力を弱め、最終的に
は、感光体１０上から残留トナーの電荷を含めた全ての
電荷を取り除くことで達成される。それ故、クリーニン
グ前除電器３は、除電後の感光体１０に電荷が残らない
ように、感光体１０電位が０Ｖの時には直流出力電流Ｉ
ｐが流れない、つまり収束電圧が０Ｖになるように交流
高圧電源４３の直流電圧成分４３ｂを設定する。

【００１０】上記の事から、この画像形成装置に用いら
れる転写前帯電器１、転写材分離器２、クリーニング前
除電器３は異なる出力電流特性が要求されるため接続さ
れる交流高圧電源が異なり、コロナ放電器それぞれに独
立した交流電源（４１ａ，４２ａ，４３ａ）と直流電源
（４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ）とを設けなければならず装
置の大型化、構成の複雑化、高価格化という問題点があ
った。

【００１１】また、特開平１−２２４７８２や特開平２
−１６７２８７には、交流高電圧が印加される複数のコ
ロナ放電器を備えたカラー画像形成装置が示されてい
る。これらの装置で開示されている複数のコロナ放電器
は、その一方が転写材を帯電する第一帯電手段であり、
また、その他方が転写材搬送手段を帯電する第二帯電手
段であり、転写材搬送手段の均一な除電と転写材搬送手
段への転写材の吸着とを同時に達成できるようになって
いる。そして、それらの電源として独立した二つの異な
る直流成分を持つ交流電源を設けた装置が開示されてお
り、この場合もそれらの交流電源による装置の大型化、
構成の複雑化、高価格化という問題点があった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、このように交流高電圧が印加される複数のコロナ放
電器を有する画像形成装置における問題点を解決し、装
置が小さく、構成も簡単で、低価格である画像形成装置
を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、これら複数のコロ
ナ放電器を共通交流高圧電源に接続し、更に、上記共通
交流高圧電源に接続されたコロナ放電器のケーシングに
特定極性に偏重したバイアスをかけるための偏重バイア
ス印加手段を設け、これによって一つの共通交流高圧電
源から異なる、特に収束電圧極性の異なる、出力電流特
性を得ることができることを見出し、本発明を完成し
た。

【００１３】従って、本発明の目的は、交流高電圧が印
加される複数のコロナ放電器を持ち、しかも、装置が小
さく、構成も簡単で、低価格である画像形成装置を供給
することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は少な
くとも交流を含む交流高圧電源に接続された複数のコロ
ナ放電器を有する画像形成装置において、これら複数の
コロナ放電器の内の少なくとも二つを共通交流高圧電源
に接続することにより、コロナ放電器の数より少ない数
の交流高圧電源に接続すると共に、上記共通交流高圧電
源に接続されたコロナ放電器の内の少なくとも一つには
そのケーシングに特定極性に偏重したバイアスをかける
ための偏重バイアス印加手段を設けた画像形成装置であ
る。

【００１５】本発明が適用される画像形成装置は、少な
くとも交流を含む交流高圧電源に接続された異なる出力
電流特性が要求されるような複数のコロナ放電器を有す
ればよく、例えば、それが転写前帯電器、クリーニング
前除電器、転写材分離器、転写材を転写材搬送手段に静
電的に吸着させるために転写材を帯電する第一帯電手
段、転写材搬送手段を帯電する第二帯電手段等のいずれ
か又は全てに使用できる。更に、本発明に使用されるコ
ロナ放電器は、少なくとも放電ワイヤーとケーシングと
を有すればよいので、それがコロトロンでもスコロトロ
ンでもかまわない。

【００１６】交流高電圧源に接続される複数のコロナ放
電器の内の少なくとも二つは共通交流高圧電源に接続さ
れ、そのような共通交流高圧電源が複数設けられたり、
他に独立した交流高圧電源に接続されるコロナ放電器が
設けられてもよいが、上記複数のコロナ放電器の全てが
一つの共通交流高圧電源に接続される方が装置が小さく
簡単になるので望ましい。また、そのような共通交流高
圧電源の交流電圧成分には、どのコロナ放電器の目的も
達成でぎるような十分な正負イオンを生成できるような
電圧と周波数とを持たせ、その波形は正弦波に限られず
矩形波でも三角波等でもよい。

【００１７】上記共通交流高圧電源に接続されたコロナ
放電器には、それぞれの直流出力電流特性に合わせて、
ケーシングに特定極性に偏重したバイアスをかけるため
の偏重バイアス印加手段を設ける。実際に、適当な直流
出力電流特性を得るために放出正イオン量及び又は放出
負イオン量を調整する手段としては、直流電圧源等を用
いて、生成される正イオンと負イオンの総和を殆ど変え
ずにバイアスされた極性側のイオン量を減らし逆極性側
のイオン量を増やすことで、正イオンと負イオンとのバ
ランスを変化させて直流出力電流特性を変化させる場合
と、ツェナダイオード等を用いて、バイアスされた極性
側の電界の強さを弱めることで生成正イオン又は生成負
イオンの数を減少させて直流出力電流特性を変化させる
場合と、それらを組合せた場合とがある。

【００１８】

【作用】本発明においては、複数のコロナ放電器を共通
交流高圧電源に接続し、上記共通交流高圧電源に接続さ
れたコロナ放電器のケーシングに偏重バイアス印加手段
を設けることでそれぞれの目的に応じた異なる直流出力
電流特性を得ることができ、更に、コロナ放電器の数よ
り少ない数、好ましくは一つの共通交流高圧電源を使用
して画像形成装置を構成できるので、画像形成装置を小
さく、構成も簡単に、低価格にすることができる。

【００１９】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明の実施
例を説明する。

【００２０】実施例１図１及び図４に、本発明の実施例に係る画像形成装置が
示されている。この画像形成装置よる複写は、図４に示
すように、負帯電系の有機感光体１０上に、帯電器１１
による−６００Ｖへの一様帯電、半導体レーザ露光装置
１２による潜像形成、現像バイアスを−５００Ｖで反転
現像する磁性一成分現像器１３によるトナー現像、転写
前帯電器１によるトナー電荷調整を順次施すことによっ
てトナー像を形成し、転写器１４において給紙ローラ１
８により転写材供給装置１７から送られてきた転写材１
６にこのトナー像を転写することで行われる。また、転
写後の転写材１６は転写材分離器２で除電された後搬送
ベルト１９、定着器２０と搬送されて図示外の排紙皿に
排出され、感光体１０の表面に残留したトナーはクリー
ニング前除電器３で除電された後クリーニング装置１５
で取り除かれる。そして、図１に示すように、転写前帯
電器１、転写材分離器２及びクリーニング前除電器３に
はコロトロンを使用し、それらが接続される共通交流高
圧電源４には、ケーシングが接地された時収束電圧が０
Ｖになるように、実効値３．５４ｋＶで４００Ｈｚの正
弦波を発生する交流高圧電源４ａに＋２００Ｖを発生す
る直流電圧源４ｂを重畳したものを用いた。その為、ク
リーニング前除電器３のケーシング３ｂは直接接地し、
転写前帯電器１や転写材分離器２のケーシング（１ｂ，
２ｂ）に所定の固定バイアス印加手段（５ａ，６ａ）を
設けて、一つの共通交流高圧電源４に接続した。

【００２１】そして、転写前帯電器１には、感光体１０
上の−６００ｖに帯電した背景部と−５００Ｖより高い
電位に帯電したトナー像とが対向電極として配設される
ため、ケーシング１ｂに＋１５００Ｖの直流電圧源５ａ
を接続することで、収束電圧が−５００Ｖで、−５００
Ｖより低い電位に対しては正の放電を行い０Ｖに対して
は−０．３μＡ／ｃｍの放電をする特性を持つ直流出力
電流Ｉｐによって、かぶりトナーは正帯電させ、トナー
像用トナーは転写に適当な負帯電にさせることができ、
良好な転写画像を得ることができた。転写材分離器２の
ケーシング２ｂには−９００Ｖの直流電圧源６ａを接続
することで、転写器１４と同じ正極性の小さい直流電流
成分を発生することができ、低抵抗紙１６を用いても転
写ぬけは生じなかった。

【００２２】また、それぞれの出力直流電流特性を図２
に示す。縦軸は出力直流電流Ｉｐで横軸は対向電極の電
位Ｖｐとなっていて、三つの特性線の上から、転写材除
電器２、クリーニング前除電器３、転写前帯電器１の特
性を示している。また、本実施例で使用している感光体
（対向電極）の電位である、トナー像の最低電位（−５
００Ｖ）と背景部の電位（Ｖｐが−６００Ｖ）の位置に
点線を示した。

【００２３】また、本実施例においては、一つの交流電
源４ａと三つの直流電圧源（４ｂ，５ａ，６ａ）とで出
力特性の異なる三つのコロトロン（１，２，３）を動作
させることができたので、従来のように三つの交流高圧
電源と三つの直流電圧源とを使用する必要がなくなり、
画像形成装置を小さく、構成も簡単に、低価格にするこ
とができた。

【００２４】実施例２実施例２の画像形成装置は、実施例１と同様の装置構成
と共通交流高圧電源４、及び転写前帯電器１、転写材分
離器２、クリーニング前除電器３を使用した。

【００２５】そして、図３に示すように、転写前帯電器
１のケーシング１ｂに＋２０００Ｖ分のツェナダイオー
ド５ｂを接続し、転写材分離器２のケーシング２ｂに−
１２００Ｖ分のツェナダイオード６ｂを接続したとこ
ろ、良好な転写画像を得ることができ、また、低抵抗紙
１６を用いても転写ぬけは生じなかった。

【００２６】また、本実施例においては、三つの直流
電圧源の代わりに一つの直流電圧源４ｂと二組のツェナ
ダイオード（５ｂ，６ｂ）とで直流出力電流Ｉｐ特性の
異なる三つのコロトロン（１，２，３）を動作させるこ
とができたので、実施例１に比べても、画像形成装置を
小さく、構成も簡単に、低価格にすることができた。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、複数のコロナ放電器
を、その内の少なくとも二つを共通交流高圧電源に接続
することにより、コロナ放電器の数より少ない数の交流
高圧電源に接続すると共に、上記共通交流高圧電源に接
続されたコロナ放電器の少なくとも一つにはそのケーシ
ングに偏重バイアス印加手段を設けたことにより、コロ
ナ放電器よりも少ない数の交流高圧電源を使用してコロ
ナ放電器を動作させることができるので、画像形成装置
を小さく、構成も簡単に、低価格にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１で使用した複数のコロナ
放電器接続図。

【図２】本発明の実施例１で使用した複数のコロナ
放電器の出力特性図。

【図３】本発明の実施例２で使用した複数のコロナ
放電器接続図。

【図４】複数のコロナ放電器を持つ画像形成装置の
例。

【図５】コロナ放電器の例（コロトロン）。

【図６】従来の複数のコロナ放電器接続図。

【符号の説明】

１：転写前帯電用コロナ放電器、２：転写
材分離用コロナ放電器、３：クリーニング前除電
用コロナ放電器、４：交流高圧電源、５ａ：
転写前帯電用直流電圧源、６ａ：転写材分離用
直流電圧源、５ｂ：転写前帯電用ツェナダイオー
ド、６ｂ：転写材分離用ツェナダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山内泰樹神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者田中拓人神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者稲葉繁神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者安部純神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者篠原浩一郎神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者井上隆秀神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも交流を含む交流高圧電源に接
続された複数のコロナ放電器を有する画像形成装置にお
いて、これら複数のコロナ放電器の内の少なくとも二つ
を共通交流高圧電源に接続することにより、コロナ放電
器の数より少ない数の交流高圧電源に接続すると共に、
上記共通交流高圧電源に接続されたコロナ放電器の内の
少なくとも一つにはそのケーシングに特定極性に偏重し
たバイアスをかけるための偏重バイアス印加手段を設け
たことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】上記複数のコロナ放電器の全てを一つの
共通交流高圧電源に接続した請求項１記載の画像形成装
置。