JPH10232551A - Developing device, electrifier and transfer device - Google Patents

Developing device, electrifier and transfer device

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Publication number
JPH10232551A
JPH10232551A JP9036246A JP3624697A JPH10232551A JP H10232551 A JPH10232551 A JP H10232551A JP 9036246 A JP9036246 A JP 9036246A JP 3624697 A JP3624697 A JP 3624697A JP H10232551 A JPH10232551 A JP H10232551A
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JP
Japan
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electrode
toner
voltage
image carrier
carrier
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9036246A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shota Oba
正太 大場
Noriaki Yamazaki
憲明 山崎
Akihiko Noda
明彦 野田
Shinichi Kuramoto
新一 倉本
Jun Abe
純 安部
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact developing device, an electrifier and a transfer device, high in electrification efficiency and small in the generation of ozone. SOLUTION: This electrifier is provided with a first electrode 15a arranged in the proximity to a body to be electrified 12 and a second electrode 15b which is disposed in a position held between the first electrode 15a and the body to be electrified 12 with an insulating layer 15c between the second and first electrodes 15b and 15a and provided with a large number of openings 15d for regulating the ionizing region of an electric discharge generated in an electric field, to the gap between the second and first electrodes 15b and 15a. When voltages applied to the first and second electrode 15a and 15b are defined as Vdis and Vele respectively, the thickness of the insulating layer 15c is defined as Tins and the diameters of the openings 15d of the second electrode 15b are defined as Dele, a relation as an equation of 10<(ΔV/Tins) exp (-0.2Dele/ Tins), where ΔV=|Vdis-Vele| is satisfied.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、複写器、
プリンタなどの電子写真方式の画像形成装置に用いられ
る現像装置、帯電装置および転写装置に関する。
The present invention relates to a copying machine,
The present invention relates to a developing device, a charging device, and a transfer device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a printer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置にお
いて用いられる、像担持体上に形成された静電潜像にト
ナーを付着させることにより静電潜像を可視化して現像
像を形成する現像装置として、トナーのみの一成分現像
剤を用いる一成分現像方式と、トナーとキャリアとから
なる二成分現像剤を用いる二成分現像方式とが知られて
いる。これらの現像装置には像担持体と対向する位置に
回転可能な現像剤担持体が備えられており、現像剤は現
像剤担持体表面に担持され現像剤担持体の回転により現
像剤担持体と像担持体とが互いに対向する現像領域に搬
送される。現像領域では、現像剤担持体と像担持体との
間に印加された現像バイアス電圧により電界が形成され
ており、この電界によりトナーは像担持体上の静電潜像
に転移し、像担持体上にトナーによる現像像が形成され
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a toner is attached to an electrostatic latent image formed on an image carrier, which is used in an electrophotographic image forming apparatus, to visualize the electrostatic latent image to form a developed image. As a developing device, a one-component developing method using a one-component developer containing only toner and a two-component developing method using a two-component developer composed of a toner and a carrier are known. These developing devices are provided with a rotatable developer carrier at a position facing the image carrier, and the developer is carried on the surface of the developer carrier and the developer carrier is rotated by the rotation of the developer carrier. The image carrier is transported to the developing areas facing each other. In the developing area, an electric field is formed by a developing bias voltage applied between the developer carrier and the image carrier, and the electric field causes the toner to transfer to an electrostatic latent image on the image carrier, thereby causing the image carrier to move. A developed image with toner is formed on the body.

【0003】このような現像装置では、現像領域におい
てトナーを像担持体上の静電潜像に確実に転移させるた
めに、トナーに所定の帯電量の電荷を付与する必要があ
る。二成分現像方式の現像装置では、摩擦帯電序列上で
互いに隔たったトナーと磁性キャリアとを混合、撹拌す
ることによりトナーに電荷が付与されるが、混合、撹拌
中にトナーに外添された帯電制御剤が遊離してキャリア
表面を汚染することがある。従って、キャリアを長期間
使用すると帯電制御剤の影響でトナーの帯電能力が次第
に低下してくるため、現像剤の交換が必要になるという
欠点がある。また、トナーとキャリアとの混合比を一定
に保つためのトナー濃度制御装置や現像剤撹拌装置を必
要とし、また、現像剤担持体の内部に磁性キャリアを担
持するためのマグネットを配設する必要があり、装置の
複雑化を招くという問題がある。
In such a developing device, it is necessary to apply a predetermined amount of charge to the toner in order to surely transfer the toner to the electrostatic latent image on the image carrier in the developing area. In a two-component developing type developing device, an electric charge is given to a toner by mixing and stirring a toner and a magnetic carrier which are separated from each other on a frictional charging sequence. Control agents can liberate and contaminate the carrier surface. Therefore, when the carrier is used for a long period of time, the charging ability of the toner gradually decreases due to the influence of the charge control agent, so that there is a disadvantage that the developer needs to be replaced. In addition, a toner concentration control device and a developer stirring device for maintaining a constant mixing ratio between the toner and the carrier are required, and a magnet for supporting the magnetic carrier inside the developer carrier is required. There is a problem that the device becomes complicated.

【0004】一方、一成分現像方式の現像装置には上記
のような二成分現像方式の欠点がないため一成分現像方
式の現像装置も広く用いられている。一成分現像方式の
現像装置では、現像剤(トナー)担持体にブレードと呼
ばれる弾性材料からなるトナー層形成部材を圧接させ、
トナー担持体上に薄いトナー層を形成するとともに、ト
ナー層とトナー層形成ブレードとの摩擦帯電によりトナ
ーに電荷を付与する方式が広く採用されている。しか
し、一般にブレードによるトナー帯電能力は低いためト
ナーを十分に帯電することが難しく、所望の極性とは逆
の極性に帯電した所謂逆極性トナーが発生しやすく、そ
の逆極性トナーにより画像背景部に地カブリを発生する
ことが多いという欠点がある。すなわち、ブレードによ
る摩擦帯電においては、トナー粒子がブレードと接触す
る確率が低く、特に微小トナーは摩擦帯電されずにトナ
ー層形成ブレードを通過してしまうことがある。そこで
摩擦帯電を促進するために、トナー層に対するトナー層
形成ブレードの圧接力を増加させることが考えられる
が、圧接力を増加させると摩擦熱の増大によりトナーの
バインダー樹脂が溶融し、凝集したトナーがブレードに
詰まり、画像に白筋を発生させるという問題を生じるこ
とがある。
On the other hand, a developing device of the one-component developing system is widely used because it does not have the above-mentioned disadvantages of the two-component developing system. In a one-component developing type developing device, a developer (toner) carrier is pressed against a toner layer forming member made of an elastic material called a blade,
2. Description of the Related Art A method of forming a thin toner layer on a toner carrier and applying a charge to toner by frictional charging between the toner layer and a toner layer forming blade has been widely adopted. However, in general, it is difficult to sufficiently charge the toner because the toner charging ability of the blade is low, so that a so-called reverse polarity toner charged to a polarity opposite to a desired polarity is easily generated. There is a drawback that fog often occurs. That is, in the triboelectric charging by the blade, the probability that the toner particles come into contact with the blade is low, and particularly, the minute toner may pass through the toner layer forming blade without being triboelectrically charged. In order to promote the triboelectric charging, it is conceivable to increase the pressing force of the toner layer forming blade against the toner layer.However, when the pressing force is increased, the binder resin of the toner melts due to an increase in frictional heat, and the aggregated toner May clog the blade and cause a problem that white streaks are generated in the image.

【0005】そこで、上記の問題点を解消するために、
トナーに直接電荷を付与する方式の現像装置が、例え
ば、特開昭54−17030号公報、特開昭62−29
1678号公報、特開昭64−62675号公報などに
開示されている。これらの現像装置について、図12お
よび図13を用いて説明する。図12は、従来の現像装
置の一例を示す概略構成図である。
Therefore, in order to solve the above problems,
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Sho 54-17030 and 62-29, for example, disclose a developing device of a system for directly applying a charge to toner.
No. 1678, Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 64-62675, and the like. These developing devices will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional developing device.

【0006】図12に示す現像装置20には、像担持体
1に近接して配設された、矢印A方向に回転するトナー
担持体22と、現像装置20内のトナーを撹拌しトナー
担持体22表面にトナーを供給する撹拌供給部材24
と、トナー担持体22に圧接し、撹拌供給部材24によ
り供給されたトナーを所定の厚さのトナー層に形成する
トナー層形成ブレード23と、トナー担持体22と接触
して、あるいは微小間隔を隔てて配設された円筒状の帯
電電極25と、トナー担持体22に現像バイアス電圧を
供給するバイアス電源27と、帯電電極25にトナー帯
電用の電圧を供給するトナー帯電用電源28と、これら
各構成要素のうち電源以外の各部を収納するハウジング
21とが備えられている。このように構成した現像装置
20を用い、トナー帯電用電源28により帯電電極25
に帯電用電圧を印加し帯電電極25とトナー担持体22
との間隙に放電電界を形成し、放電により発生したイオ
ンまたは電子をトナーに付着させることによりトナーを
帯電させる。
A developing device 20 shown in FIG. 12 includes a toner carrier 22 disposed in close proximity to the image carrier 1 and rotating in the direction of arrow A, and a toner carrier for stirring toner in the developing device 20. A stirring and supplying member 24 for supplying toner to the surface 22
And a toner layer forming blade 23 that presses against the toner carrier 22 and forms the toner supplied by the stirring and supplying member 24 into a toner layer having a predetermined thickness, and contacts the toner carrier 22 or sets a minute interval. A cylindrical charging electrode 25 disposed at a distance; a bias power supply 27 for supplying a developing bias voltage to the toner carrier 22; a toner charging power supply 28 for supplying a toner charging voltage to the charging electrode 25; A housing 21 is provided for accommodating each of the components other than the power supply. Using the developing device 20 configured as described above, the charging electrode 25 is
A charging voltage is applied to the charging electrode 25 and the toner carrier 22.
A discharge electric field is formed in the gap between the toner and the toner, and ions or electrons generated by the discharge are attached to the toner to charge the toner.

【0007】図12に示す方式の現像装置には、前述の
摩擦帯電方式の欠点がなく、また、コロナ放電器ほどの
高電圧を必要とせず、さらに印加電圧が低いためオゾン
の発生も少ないという利点があるが、その反面、以下に
示すような問題点がある。すなわち、この方式の現像装
置では、体積抵抗率の高いトナーを使用しているため、
図12の現像装置20においては、帯電電極25に印加
される電圧が放電電圧以下であると電荷誘導が十分に行
われず、トナーを所望の極性に帯電させることができな
い。そこで、帯電電極25への印加電圧を放電電圧以上
に高めて帯電電極25からの放電現象によりトナーを帯
電させることが考えられるが、そのようにした場合は、
次に説明するように、所望の極性(この場合はマイナ
ス)とは逆極性(この場合はプラス)に帯電したトナー
が生じてしまう。
The developing device of the type shown in FIG. 12 does not have the above-mentioned drawbacks of the triboelectric charging system, does not require a high voltage as high as a corona discharger, and generates less ozone because the applied voltage is low. Although it has advantages, it has the following problems. In other words, since the developing device of this type uses a toner having a high volume resistivity,
In the developing device 20 of FIG. 12, if the voltage applied to the charging electrode 25 is lower than the discharge voltage, the charge is not sufficiently induced, and the toner cannot be charged to a desired polarity. Therefore, it is conceivable to increase the voltage applied to the charging electrode 25 to a voltage equal to or higher than the discharging voltage to charge the toner by a discharging phenomenon from the charging electrode 25.
As will be described next, the toner is charged to the opposite polarity (positive in this case) to the desired polarity (minus in this case).

【0008】図13は、図12に示す現像装置における
トナー担持体上のトナーの帯電状態を示す図である。図
13に示すように、図12に示す現像装置20におい
て、帯電電極25への印加電圧を高めて放電が起こるよ
うにした場合は、帯電電極25とトナー担持体22との
間に、放電に伴う電離により電子なだれ現象が発生し、
その結果、放電領域にプラスイオン4という正の極性を
持つ電荷担体および電子またはマイナスイオン3という
負の極性を持つ電荷担体とが発生する。その結果、帯電
後のトナーは、所望の極性(マイナス)に帯電したトナ
ー2aと逆極性(プラス)に帯電したトナー2bとが混
在した状態となる。なお、逆極性とは、本例のようにト
ナーをマイナスに帯電させたい場合はプラス極性をさす
が、トナーをプラスに帯電させたい場合はマイナス極性
をさす。
FIG. 13 is a diagram showing a charged state of the toner on the toner carrier in the developing device shown in FIG. As shown in FIG. 13, in the developing device 20 shown in FIG. 12, when the voltage applied to the charging electrode 25 is increased to cause the discharge, the discharge is generated between the charging electrode 25 and the toner carrier 22. An avalanche phenomenon occurs due to the accompanying ionization,
As a result, charge carriers having a positive polarity of positive ions 4 and charge carriers having a negative polarity of electrons or negative ions 3 are generated in the discharge region. As a result, the charged toner is in a state where the toner 2a charged to the desired polarity (minus) and the toner 2b charged to the opposite polarity (plus) are mixed. The opposite polarity refers to a positive polarity when the toner is to be negatively charged as in this example, but refers to a negative polarity when the toner is to be positively charged.

【0009】このような逆極性トナーがトナー担持体に
より現像領域に搬送されると、現像後のトナー像に地か
ぶりなどの画質劣化が発生し良好な画像を得ることはで
きない。また、逆極性トナーがトナー担持体上のトナー
層から飛散し機内のトナー汚染を招くという問題があ
る。
When such a reverse polarity toner is transported to the developing area by the toner carrier, the developed toner image is deteriorated in image quality such as background fog, and a good image cannot be obtained. Further, there is a problem that the opposite polarity toner scatters from the toner layer on the toner carrier and causes toner contamination in the apparatus.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】そこで、この逆極性ト
ナーの問題を解決するために、図12に示した帯電電極
方式の現像装置の改良型として、帯電電極とトナー担持
体との間に、帯電電極とトナー担持体との間に生じる電
界の電離領域を制限する、多数の開口を有する制御電極
を設けて逆極性トナーの発生を防止するようにした現像
装置が考えられる。この現像装置では、帯電電極と制御
電極との間に放電開始電圧以上の高電圧を印加すること
により強い電界を形成するとともに、制御電極とトナー
担持体との間には放電を起こさない程度の低電圧を印加
することにより弱い電界を形成する。こうして帯電電極
と制御電極との間に電離領域を形成して、電子なだれ現
象によりプラスイオン、マイナスイオンおよび電子など
の正負両極性の電荷担体を発生させる。制御電極とトナ
ー担持体との間に形成した電界の作用により、正負両極
性の電荷担体のうち所望の極性の電荷担体のみを、制御
電極に設けた開口を通過させてトナー担持体に引き付け
る。その結果、トナー担持体上のトナーを所望の極性の
みに帯電させることができ、逆極性トナーの問題を解決
することができる。
In order to solve the problem of the opposite polarity toner, an improved developing device of the charging electrode type shown in FIG. A developing device is conceivable in which a control electrode having a large number of openings is provided to limit the ionization region of an electric field generated between the charging electrode and the toner carrier, thereby preventing generation of toner of opposite polarity. In this developing device, a strong electric field is formed by applying a high voltage equal to or higher than the discharge starting voltage between the charging electrode and the control electrode, and a discharge is generated between the control electrode and the toner carrier. A weak electric field is formed by applying a low voltage. Thus, an ionization region is formed between the charging electrode and the control electrode, and positive and negative charge carriers such as positive ions, negative ions, and electrons are generated by an avalanche phenomenon. Due to the action of the electric field formed between the control electrode and the toner carrier, only the charge carrier of the desired polarity among the charge carriers of both positive and negative polarities is attracted to the toner carrier through the opening provided in the control electrode. As a result, the toner on the toner carrier can be charged only to a desired polarity, and the problem of the opposite polarity toner can be solved.

【0011】しかし、このように帯電電極と制御電極を
備えた現像装置において、帯電電極および制御電極の形
状、構造、印加電圧などのパラメータの設定次第で帯電
効率が大きく変動し、パラメータの設定が適切でない場
合は帯電効率が低く実用レベルに達しないことが明らか
となっている。そこで、これらのパラメータについて種
々の組合わせで実験を行い最適条件を求める必要があ
る。
However, in a developing device having such a charging electrode and a control electrode, the charging efficiency greatly varies depending on the setting of the parameters such as the shape, structure, and applied voltage of the charging electrode and the control electrode. It is clear that if not appropriate, the charging efficiency is low and does not reach a practical level. Therefore, it is necessary to perform experiments on these parameters in various combinations to find the optimum conditions.

【0012】ところで、このような形式の帯電手段を、
画像形成装置の一次帯電器、除電器、転写装置などにも
適用することが可能である。従来、画像形成装置の一次
帯電器や除電器にはコロナ帯電器が広く用いられている
が、コロトロン帯電器を用いるとコロトロンワイヤーに
汚れが付着し均一な帯電が得られなくなるという問題が
発生することがある。また、コロトロンワイヤー近傍の
空気層を安定して電離させるためには5kV以上の高電
圧の印加が必要であり、小型で低コストの帯電器を構成
することが難しい。さらに、コロトロン帯電器にはオゾ
ンの発生が多いという欠点もある。
By the way, charging means of this type is
The present invention can be applied to a primary charger, a static eliminator, and a transfer device of an image forming apparatus. Conventionally, corona chargers have been widely used as primary chargers and static eliminators in image forming apparatuses.However, if a corotron charger is used, there is a problem that dirt adheres to the corotron wire and uniform charging cannot be obtained. May be. Further, in order to stably ionize the air layer near the corotron wire, it is necessary to apply a high voltage of 5 kV or more, and it is difficult to configure a small-sized and low-cost charger. Further, the corotron charger has a drawback that much ozone is generated.

【0013】また、画像形成装置の転写装置としては、
従来、上記のコロトロン帯電器を用いた転写装置、ある
いは転写ロールをトナー像担持体に押圧させたロール式
転写装置などが広く用いられているが、コロトロン方式
の転写装置には上述の欠点があり、また、ロール式転写
装置には、トナー像がロールに押圧されることに起因す
る、画像中抜けなどの画像欠陥を発生しやすいという問
題がある。
Further, as a transfer device of the image forming apparatus,
Conventionally, a transfer device using the above-mentioned corotron charger, or a roll-type transfer device in which a transfer roll is pressed against a toner image carrier is widely used, but a corotron-type transfer device has the above-mentioned disadvantages. In addition, the roll-type transfer device has a problem that an image defect such as a missing image is likely to occur due to the toner image being pressed by the roll.

【0014】本発明は、上記の事情に鑑み、帯電効率が
高く、オゾン発生量が少ない小型の現像装置、帯電装置
および転写装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a small developing device, a charging device, and a transfer device having high charging efficiency and low ozone generation.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の現像装置は、静電潜像を担持して所定の方向に移
動する像担持体に所定の現像領域において近接もしくは
接触するように配置され、供給されたトナーを表面に担
持して上記現像領域に向けて搬送するトナー担持体、ト
ナー担持体に供給されたトナーを所定の厚さのトナー層
に形成するトナー層形成部材、および、トナー層形成部
材により形成されたトナー層を担持したトナー担持体に
対向して配置された第1の電極と、第1の電極に所定の
極性の電圧を印加して上記トナー担持体との間に電界を
形成する第1の電源と、上記第1の電極との間に絶縁層
を介して上記第1の電極と上記被帯電体とに挟まれた位
置に配備され、上記電界内に発生する放電の電離領域を
上記第1の電極との間に規制する、多数の開口を有する
第2の電極と、第2の電極に、上記第1の電極の電位と
上記トナー担持体の電位との中間の電位を形成する電圧
を印加する第2の電源とを有する帯電器を備え、上記第
1の電極への印加電圧をVdis、上記第2の電極への
印加電圧をVele、上記絶縁層の厚さをTins、上
記第2の電極の開口の径をDeleとしたとき、 10<(ΔV/Tins)exp(−0.2Dele/
Tins) ただし、ΔV=|Vdis−Vele|なる関係が満た
されてなることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a developing device for carrying an electrostatic latent image which moves in a predetermined direction to approach or contact an image carrier in a predetermined developing area. A toner carrier that carries the supplied toner on the surface and conveys the toner toward the development area, a toner layer forming member that forms the toner supplied to the toner carrier into a toner layer having a predetermined thickness, A first electrode disposed opposite to the toner carrier carrying the toner layer formed by the toner layer forming member; and a voltage having a predetermined polarity applied to the first electrode to apply a voltage to the toner carrier. A first power supply that forms an electric field between the first electrode and the first electrode; and a first power supply that is disposed between the first electrode and the member to be charged via an insulating layer between the first electrode and the first electrode. The ionization region of the discharge generated in the first electrode and the first electrode A second electrode having a large number of openings, regulated between the first and second electrodes; and a second voltage applied to the second electrode, the voltage forming an intermediate potential between the potential of the first electrode and the potential of the toner carrier. A voltage having a voltage of Vdis applied to the first electrode, a voltage of Vele applied to the second electrode, a thickness of the insulating layer Tins, and an opening of the second electrode. When the diameter of Dele is defined as Dele, 10 <(ΔV / Tins) exp (−0.2Dele /
(Tins) However, the relationship ΔV = | Vdis−Vele | is satisfied.

【0016】また、上記の目的を達成する本発明の帯電
装置は、所定の被帯電体に対し相対的に移動して被帯電
体を帯電する帯電装置において、電荷が供給される被帯
電体に近接して配置された第1の電極と、第1の電極に
所定の極性の電圧を印加して上記被帯電体との間に電界
を形成する第1の電源と、上記第1の電極との間に絶縁
層を介して上記第1の電極と上記被帯電体とに挟まれた
位置に配備され、上記電界内に発生する放電の電離領域
を上記第1の電極との間に規制する、多数の開口を有す
る第2の電極と、第2の電極に、上記第1の電極の電位
と上記被帯電体の電位との中間の電位を形成する電圧を
印加する第2の電源とを備え、上記第1の電極への印加
電圧をVdis、上記第2の電極への印加電圧をVel
e、上記絶縁層の厚さをTins、上記第2の電極の開
口の径をDeleとしたとき、 10<(ΔV/Tins)exp(−0.2Dele/
Tins) ただし、ΔV=|Vdis−Vele|なる関係が満た
されてなることを特徴とする。
A charging device according to the present invention for achieving the above object is a charging device which moves relative to a predetermined charged object and charges the charged object. A first electrode disposed in proximity to the first electrode, a first power supply for applying a voltage of a predetermined polarity to the first electrode to form an electric field between the first electrode and the first electrode; Disposed between the first electrode and the member to be charged with an insulating layer interposed therebetween, and regulates an ionization region of a discharge generated in the electric field between the first electrode and the first electrode. A second electrode having a large number of openings, and a second power supply for applying to the second electrode a voltage forming an intermediate potential between the potential of the first electrode and the potential of the member to be charged. The voltage applied to the first electrode is Vdis, and the voltage applied to the second electrode is Vel.
e, when the thickness of the insulating layer is Tins and the diameter of the opening of the second electrode is Dele, 10 <(ΔV / Tins) exp (−0.2Dele /
(Tins) However, the relationship ΔV = | Vdis−Vele | is satisfied.

【0017】また、上記の目的を達成する本発明の転写
装置は、所定の第1のトナー像担持体上に形成された、
電荷を担持するトナー像を、所定の転写位置において第
1のトナー像担持体に近接ないし接触して移動する所定
の第2のトナー像担持体上に転写する転写装置におい
て、上記第2のトナー像担持体の、トナー像が転写され
る表面に対する裏面側に、第2のトナー像担持体に近接
して配置された第1の電極と、第1の電極に、上記トナ
ー像が担持する電荷の極性とは逆の極性の電圧を印加し
て、上記第2のトナー像担持体との間に電界を形成する
第1の電源と、上記第1の電極との間に絶縁層を介して
上記第1の電極と上記第2のトナー像担持体とに挟まれ
た位置に配備され、上記電界内に発生する放電の電離領
域を上記第1の電極との間に規制する、多数の開口を有
する第2の電極と、第2の電極に、上記第1の電極の電
位と上記第1のトナー像担持体の電位との中間の電位を
形成する電圧を印加する第2の電源とを備え、上記第1
の電極への印加電圧をVdis、上記第2の電極への印
加電圧をVele、上記絶縁層の厚さをTins、上記
第2の電極の開口の径をDeleとしたとき、 10<(ΔV/Tins)exp(−0.2Dele/
Tins) ただし、ΔV=|Vdis−Vele|なる関係が満た
されてなることを特徴とする。
Further, according to the transfer device of the present invention, which achieves the above object, the transfer device is formed on a predetermined first toner image carrier.
A transfer device for transferring a toner image carrying a charge onto a predetermined second toner image carrier moving in close proximity to or in contact with the first toner image carrier at a predetermined transfer position. A first electrode disposed close to the second toner image carrier on a back side of the image carrier on a surface on which the toner image is transferred; and a charge carried by the toner image on the first electrode. A voltage having a polarity opposite to that of the first toner image carrier is applied to form a first power supply for forming an electric field with the second toner image carrier, and an insulating layer is interposed between the first power supply and the first electrode. A large number of apertures are provided at positions sandwiched between the first electrode and the second toner image carrier, and regulate an ionization region of a discharge generated in the electric field between the first electrode and the first electrode. And a second electrode having a potential of the first electrode and the first toner And a second power source for applying a voltage to form an intermediate potential between the potential of the image carrier, the first
When the applied voltage to the second electrode is Vdis, the applied voltage to the second electrode is Vele, the thickness of the insulating layer is Tins, and the diameter of the opening of the second electrode is Dele, 10 <(ΔV / Tins) exp (-0.2Dele /
(Tins) However, the relationship ΔV = | Vdis−Vele | is satisfied.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図1は、本発明の現像装置を画像形成装置に
用いた場合の実施形態を示す概略構成図である。図1に
は、静電潜像を担持して矢印A方向に移動する像担持体
1、および現像領域Cにおいて像担持体1にトナーを選
択的に転移させることにより像担持体1上の静電潜像を
可視化して現像像を生成する現像装置10を備えた画像
形成装置が示されている。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment in which the developing device of the present invention is used in an image forming apparatus. FIG. 1 shows an image carrier 1 that carries an electrostatic latent image and moves in the direction of arrow A, and a toner on the image carrier 1 by selectively transferring toner to the image carrier 1 in a developing area C. 1 shows an image forming apparatus including a developing device 10 that visualizes an electro-latent image to generate a developed image.

【0019】現像装置10には、トナー担持体12と、
トナー層形成ブレード13と、撹拌供給部材14と、帯
電器15とが備えられている。このように構成された現
像装置10において、撹拌供給部材14の回転により現
像装置10内のトナーが撹拌され、トナー担持体12表
面に供給される。トナー担持体12の表面に供給された
トナーはトナー担持体12の矢印B方向への回転に伴い
トナー層形成ブレード13との対向位置へ搬送され、ト
ナー層形成ブレード13の押圧力によりトナー担持体1
2上に所定の層厚のトナー層が形成される。次に、トナ
ー層は帯電器15との対向位置に搬送され、帯電器15
によりマイナスに帯電される。帯電されたトナー層はさ
らに現像領域Cに搬送される。像担持体1とトナー担持
体12との間には現像用バイアス電源(図示せず)によ
りバイアス電圧が印加されており、現像領域Cに搬送さ
れてきたトナー層から像担持体1にトナーが選択的に転
移されることにより像担持体1上の静電潜像が可視化さ
れて現像像が生成される。
The developing device 10 includes a toner carrier 12 and
A toner layer forming blade 13, a stirring and supplying member 14, and a charger 15 are provided. In the developing device 10 configured as above, the toner in the developing device 10 is agitated by the rotation of the agitating / supplying member 14 and supplied to the surface of the toner carrier 12. The toner supplied to the surface of the toner carrier 12 is conveyed to a position facing the toner layer forming blade 13 as the toner carrier 12 rotates in the direction of arrow B, and is pressed by the toner layer forming blade 13. 1
2, a toner layer having a predetermined thickness is formed. Next, the toner layer is transported to a position facing the charger 15, and
To be negatively charged. The charged toner layer is further transported to the developing area C. A bias voltage is applied between the image carrier 1 and the toner carrier 12 by a developing bias power supply (not shown), and toner is transferred from the toner layer conveyed to the development area C to the image carrier 1. By the selective transfer, the electrostatic latent image on the image carrier 1 is visualized to generate a developed image.

【0020】本実施形態の現像装置には一成分系のトナ
ーが用いられ、トナーとしてはスチレン樹脂、アクリル
樹脂およびポリエステル樹脂などの各種熱可塑性樹脂中
に顔料や含金属アゾ染料などの極性制御剤を分散し、粉
砕したものを分級により3〜20μmの大きさに揃え電
荷制御剤を外添したものが用いられる。電荷制御剤とし
ては、疎水化処理したシリカ、アルミナ、チタンなどの
0.1μm以下の微粒子が用いられるが、なかでも疎水
性シリカが好ましい。さらにトナー流動性助剤を外添し
てもい。
A one-component toner is used in the developing device of the present embodiment. As the toner, a polarity controlling agent such as a pigment or a metal-containing azo dye is contained in various thermoplastic resins such as styrene resin, acrylic resin and polyester resin. Is dispersed and pulverized to a size of 3 to 20 μm by classification, and a charge control agent is externally added. As the charge control agent, fine particles of 0.1 μm or less, such as silica, alumina, and titanium, which have been subjected to a hydrophobic treatment, are used. Among them, hydrophobic silica is preferable. Further, a toner fluidity auxiliary may be externally added.

【0021】トナー担持体12は、本実施形態では、直
径20mmのアルミニウムパイプを切削加工した後、円
周表面をサンドブラストしたものが用いられている。な
お、サンドブラストの代わりに、表面を酸化皮膜処理し
たものや導電材料を分散した樹脂などを表面に塗布した
ものを用いてもよい。トナー層形成部材13は、厚さ
0.03〜0.3mm程度のステンレスの板バネにシリ
コーンゴムやEPDMゴムを加硫接着したものを用い
る。ゴムの硬度は20〜80度の範囲のものを用いるこ
とができるが、特に、30〜60度の範囲のものが好ま
しい。トナー層形成部材13のトナー担持体12への接
触圧力は5〜100g/cm程度に設定する。これによ
りトナーは5〜30μm程度の薄層に形成される。
In the present embodiment, the toner carrier 12 is obtained by cutting an aluminum pipe having a diameter of 20 mm and then sandblasting the circumferential surface. Instead of sandblasting, a material whose surface is treated with an oxide film or a material whose surface is coated with a resin in which a conductive material is dispersed may be used. As the toner layer forming member 13, a member obtained by vulcanizing and bonding silicone rubber or EPDM rubber to a stainless plate spring having a thickness of about 0.03 to 0.3 mm is used. The rubber having a hardness in the range of 20 to 80 degrees can be used, and the hardness in the range of 30 to 60 degrees is particularly preferable. The contact pressure of the toner layer forming member 13 to the toner carrier 12 is set to about 5 to 100 g / cm. As a result, the toner is formed in a thin layer of about 5 to 30 μm.

【0022】像保持体1としてはSe系感光体や有機感
光体が通常用いられ、像保持体1とトナー担持体12と
は接触させて配置してもよいし、あるいは100〜40
0μm程度の隙間で対向させて配置してもよい。次に、
帯電器15の詳細について図2〜図3を参照して説明す
る。図2は、本実施形態の現像装置に用いられる帯電器
の一部拡大図である。
As the image carrier 1, a Se-based photoconductor or an organic photoconductor is generally used. The image carrier 1 and the toner carrier 12 may be arranged in contact with each other, or 100 to 40.
They may be arranged facing each other with a gap of about 0 μm. next,
Details of the charger 15 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a partially enlarged view of a charger used in the developing device of the present embodiment.

【0023】図2に示すように、この帯電器15は、帯
電電極15a、絶縁層15c、制御電極15bが積層さ
れた一体構造とし形成されており、制御電極15b側が
トナー担持体12と対向するように配置される。制御電
極15bおよび絶縁層15cには、多数の微細な開口1
5dが形成されている。なお、図2において、矢印De
leとして示した寸法は開口15dの径を表し、矢印T
insとして示した寸法は絶縁層15cの厚さを表して
いる。帯電電極15aと制御電極15bにはそれぞれ専
用の電源18a,18bが接続され、後述のとおりの所
定の電圧が印加される。
As shown in FIG. 2, the charger 15 has an integral structure in which a charging electrode 15a, an insulating layer 15c, and a control electrode 15b are laminated, and the control electrode 15b faces the toner carrier 12. Are arranged as follows. A large number of fine openings 1 are provided in the control electrode 15b and the insulating layer 15c.
5d is formed. In addition, in FIG.
The dimension shown as le represents the diameter of the opening 15d, and the arrow T
The dimension indicated as ins represents the thickness of the insulating layer 15c. Dedicated power supplies 18a and 18b are connected to the charging electrode 15a and the control electrode 15b, respectively, and a predetermined voltage as described later is applied.

【0024】図3は、本実施形態の現像装置に用いられ
る帯電器の種々の実施形態を示す平面図および断面図で
ある。図3(a)〜図3(d)に示すように、帯電器1
5には、帯電電極15aおよび制御電極15bの2種類
の電極があり、帯電電極15aと制御電極15bとは絶
縁層15cを挟んだ積層体として一体的に形成されてい
る。帯電器15の制御電極15bはトナー担持体12
(図1参照)と対向する位置に配置される。
FIG. 3 is a plan view and a sectional view showing various embodiments of the charger used in the developing device of this embodiment. As shown in FIGS. 3A to 3D, the charger 1
5 has two types of electrodes, a charging electrode 15a and a control electrode 15b, and the charging electrode 15a and the control electrode 15b are integrally formed as a laminated body with an insulating layer 15c interposed therebetween. The control electrode 15b of the charger 15 is connected to the toner carrier 12
(See FIG. 1).

【0025】制御電極15bおよび絶縁層15cには、
多数の微細な開口15dが形成されている。開口15d
の形状は、図3(a)に示すようにストライプ状のも
の、図3(b)に示すように斜めのストライプ状のも
の、図3(c)に示すように円形のもの、図3(d)に
示すように矩径状のものなど種々の形状のものを採用す
ることができる。
The control electrode 15b and the insulating layer 15c include:
Many fine openings 15d are formed. Opening 15d
3 (a), diagonal stripes as shown in FIG. 3 (b), circular shapes as shown in FIG. 3 (c), and FIG. Various shapes such as a rectangular shape as shown in d) can be adopted.

【0026】帯電電極15aには、半導電性材料、例え
ば、絶縁体に導電性材料を分散させたものや、イオン導
電材料からなる、体積抵抗率が105 Ω・cmから10
10Ω・cmに調整されたものが用いられるが、さらに1
7 Ω・cmから108 Ω・cmとすることが好まし
い。制御電極15bは、フォトエッチング、エレクトロ
フォーミング、レーザー加工などにより作製した薄いフ
ィルムに、図3(a)〜図3(d)に示したような開口
15dを多数形成したものである。
The charging electrode 15a is made of a semiconductive material, for example, a material obtained by dispersing a conductive material in an insulator, or an ionic conductive material having a volume resistivity of 10 5 Ω · cm to 10 5 Ω · cm.
The one adjusted to 10 Ω · cm is used.
It is preferable to set the resistance to 0 7 Ω · cm to 10 8 Ω · cm. The control electrode 15b is obtained by forming a large number of openings 15d as shown in FIGS. 3A to 3D in a thin film produced by photoetching, electroforming, laser processing, or the like.

【0027】絶縁層15cは、帯電電極15aと制御電
極15bとを所定の距離を隔てて絶縁するためのもので
あり、ポリイミドやナイロンなどの有機材料や、ガラス
などの無機材料により絶縁層を形成するようにしてもよ
い。または、帯電電極15aと制御電極15bとの間に
所定の距離が保たれるよう帯電電極15aと制御電極1
5bとを支持することにより絶縁層(空隙)を形成する
ようにしてもよい。本実施形態では、制御電極15bに
ステンレス箔を用い、これに絶縁層15cとして厚さ1
0μmのポリイミドを積層させて一体とした後、エッチ
ングにより直径80μmの孔を開口したものを用いてい
る。
The insulating layer 15c is to insulate the charging electrode 15a and the control electrode 15b at a predetermined distance from each other, and is formed of an organic material such as polyimide or nylon, or an inorganic material such as glass. You may make it. Alternatively, the charging electrode 15a and the control electrode 1 are controlled such that a predetermined distance is maintained between the charging electrode 15a and the control electrode 15b.
5b may be formed to form an insulating layer (gap). In this embodiment, a stainless steel foil is used for the control electrode 15b, and the control electrode 15b has a thickness of 1 as the insulating layer 15c.
After laminating 0 μm polyimide and integrating them, a hole having a diameter of 80 μm is opened by etching.

【0028】帯電電極15aと制御電極15bにはそれ
ぞれ専用の電源(後述)が接続されており、帯電電極1
5aと制御電極15bとの間には高電圧が印加され放電
が起きるに十分な強い電界が与えられ電離領域が形成さ
れる。この電離領域では、電子なだれ現象によりプラス
の電荷を持つ電荷担体およびマイナスの電荷を持つ電荷
担体がともに発生する。一方、制御電極15bとトナー
担持体12(図1参照)との間にはマイナスの低電圧が
印加され、放電が起きない程度の弱い電界が形成され
る。ここには電離領域は形成されず電荷担体は発生しな
い。しかし、制御電極15bとトナー担持体との間に形
成された弱い電界の作用により、上記の正負両方の電荷
担体のうちマイナスの電荷を持つ電荷担体のみがトナー
担持体側に誘導され、トナー担持体上のトナー層はマイ
ナスに帯電される。
A dedicated power supply (described later) is connected to each of the charging electrode 15a and the control electrode 15b.
A high voltage is applied between 5a and control electrode 15b, and a strong electric field sufficient to cause a discharge is applied to form an ionized region. In this ionization region, both charge carriers having a positive charge and charge carriers having a negative charge are generated by the avalanche phenomenon. On the other hand, a negative low voltage is applied between the control electrode 15b and the toner carrier 12 (see FIG. 1), and a weak electric field that does not cause discharge is formed. No ionized regions are formed here and no charge carriers are generated. However, due to the effect of the weak electric field formed between the control electrode 15b and the toner carrier, only the negatively charged carrier among the positive and negative charge carriers is guided toward the toner carrier, and the toner carrier The upper toner layer is negatively charged.

【0029】図1に戻って説明を続けると、上記のよう
にして帯電器15により帯電されたトナー層はトナー担
持体12のB方向への回転に伴い現像領域Cに搬送され
る。像担持体1とトナー担持体12との間には図示しな
いバイアス電源により−200Vの現像バイアス電圧が
印加されており、現像領域Cに搬送されてきたトナー層
から像担持体1にトナーが選択的に転移されることによ
り像担持体1上の静電潜像が可視化されて現像像が生成
される。なお、現像バイアス電圧として、直流電圧に代
わり、直流成分に交番成分を重畳させた電圧を用いて良
好な現像性能を確保するようにしてもよい。
Referring back to FIG. 1, the toner layer charged by the charger 15 as described above is transported to the developing area C as the toner carrier 12 rotates in the direction B. A -200 V developing bias voltage is applied between the image carrier 1 and the toner carrier 12 by a bias power supply (not shown), and toner is selected for the image carrier 1 from the toner layer transported to the developing area C. As a result, the electrostatic latent image on the image carrier 1 is visualized to generate a developed image. In addition, instead of the DC voltage, a voltage in which an alternating component is superimposed on a DC component may be used as the developing bias voltage to ensure good developing performance.

【0030】本実施形態では、制御電極15bの電位と
トナー担持体12の電位との間、および帯電電極15a
の電位と制御電極15bの電位との間にはそれぞれ次の
関係が保たれる。 (トナー担持体電位)−(制御電極電位)=500V (制御電極電位)−(帯電電極電位)=2000V 具体的にはトナー担持体12には−200V、制御電極
15bには−700V、帯電電極15aには−2700
Vの電圧がそれぞれ印加される。
In the present embodiment, the potential between the potential of the control electrode 15b and the potential of the toner carrier 12 and the potential of the charging electrode 15a
And the potential of the control electrode 15b hold the following relationship. (Toner carrier potential)-(control electrode potential) = 500 V (control electrode potential)-(charging electrode potential) = 2000 V Specifically, -200 V for toner carrier 12, -700 V for control electrode 15b, and charging electrode -2700 for 15a
A voltage of V is applied.

【0031】ところで、前述のようにこの現像装置にお
いては、帯電電極および制御電極への印加電圧のみなら
ず、これらの印加電圧と形状、構造などのパラメータの
組合わせが帯電効率を決定する重要な要素であることが
明らかとなっているので、次のようにして、これらのパ
ラメータについての最適条件を求める。ここで、帯電電
極15aへの印加電圧をVdis、制御電極15bへの
印加電圧をVele、絶縁層15cの厚さをTins、
制御電極の開口15dの径をDeleとする(図2参
照)。
As described above, in this developing device, not only the voltage applied to the charging electrode and the control electrode but also the combination of these applied voltages and parameters such as shape and structure determine the charging efficiency. Since it is clear that the parameters are the elements, the optimum conditions for these parameters are obtained as follows. Here, the voltage applied to the charging electrode 15a is Vdis, the voltage applied to the control electrode 15b is Vele, the thickness of the insulating layer 15c is Tins,
The diameter of the opening 15d of the control electrode is defined as Dele (see FIG. 2).

【0032】図4は、図2に示した帯電器の電位分布を
シミュレーションにより求めた等電位線図である。図4
(a)〜図4(c)のシミュレーション結果から明らか
なように、制御電極15bの開口15dの径Deleを
広げていくにつれて、帯電電極15aと制御電極15b
との間の電離領域に形成される等電位線の間隔が次第に
大きくなり、すなわち、電離領域の電界強度が弱くなっ
ている。従って、効率のよい放電が行われず、ひいては
トナーを効率よく帯電することができなくなる。
FIG. 4 is an equipotential diagram obtained by simulating the potential distribution of the charger shown in FIG. FIG.
4A to 4C, as the diameter Dele of the opening 15d of the control electrode 15b is increased, the charging electrode 15a and the control electrode 15b are increased.
The distance between the equipotential lines formed in the ionization region between them gradually increases, that is, the electric field intensity in the ionization region decreases. Therefore, efficient discharge is not performed, and the toner cannot be charged efficiently.

【0033】この帯電効率を決定する要素としては、上
記の制御電極15bの開口15dの径Deleのほか
に、絶縁層15cの厚さTins、および、帯電電極へ
の印加電圧Vdisと制御電極への印加電圧Veleと
の電位差ΔV(=|Vdis−Vele|)が互いに密
接な関係を持っていることがわかっている。そこで、パ
ラメータとして、帯電電極への印加電圧Vdisと制御
電極への印加電圧Veleとの電位差ΔV(=|Vdi
s−Vele|)、絶縁層厚さTins、制御電極15
bの開口径Deleと絶縁層厚さTinsとの比:De
le/Tinsをとり、これらのパラメータと、図4に
おける制御電極15bの開口15cの中心線上の帯電電
極15a近傍の電界強度Eとの関係を表す近似式をシミ
ュレーションにより求めた。シミュレーションの結果、
電界強度EとDele/Tinsとの間に図5に示すよ
うな関係があることがわかる。
As factors for determining the charging efficiency, in addition to the diameter Dele of the opening 15d of the control electrode 15b, the thickness Tins of the insulating layer 15c, the voltage Vdis applied to the charging electrode and the voltage applied to the control electrode 15b. It is known that the potential difference ΔV (= | Vdis−Vele |) from the applied voltage Vele has a close relationship with each other. Therefore, as a parameter, a potential difference ΔV (= | Vdi) between the voltage Vdis applied to the charging electrode and the voltage Vele applied to the control electrode is used.
s-Velle |), insulating layer thickness Tins, control electrode 15
Ratio of opening diameter Dele of b to insulating layer thickness Tins: De
Le / Tins was calculated, and an approximate expression representing the relationship between these parameters and the electric field strength E near the charging electrode 15a on the center line of the opening 15c of the control electrode 15b in FIG. 4 was obtained by simulation. As a result of the simulation,
It can be seen that there is a relationship as shown in FIG. 5 between the electric field strength E and Dele / Tins.

【0034】図5は、図2の帯電器の電離領域の電界強
度をシミュレーション計算で求めた結果を示すグラフで
ある。このグラフ上のプロットから縦軸の値Eと横軸の
値Dele/Tinsとの近似式を導くと次式が導き出
される。 E=(ΔV/Tins)exp(−0.2x) x=Dele/Tins 図6は、図5から求めた近似式から得られた電界強度E
と、絶縁層厚さTinsと、トナー帯電状態との関係を
示すグラフである。なお、トナーの帯電状態はCSG
(Charge Spectro Graphy)によ
り測定した値を用いている。
FIG. 5 is a graph showing the result of a simulation calculation of the electric field strength in the ionization region of the charger of FIG. When the approximate expression of the value E on the vertical axis and the value Dele / Tins on the horizontal axis is derived from the plot on this graph, the following expression is derived. E = (ΔV / Tins) exp (−0.2x) x = Dele / Tins FIG. 6 shows the electric field intensity E obtained from the approximate expression obtained from FIG.
6 is a graph showing the relationship between the thickness of the insulating layer Tins and the charged state of the toner. The charged state of the toner is CSG
(Charge Spectro Graphy).

【0035】図6に示すように、トナー帯電状態と絶縁
層厚さTinsとの間にははっきりした相関は認められ
ないが、電界強度Eが十分大きい場合にはトナーは十分
に帯電されており、電界強度Eが小さい場合にはトナー
は満足に帯電されないことがわかる。これらの結果か
ら、本実施形態の現像装置によりトナーを帯電させるに
は、 10<(ΔV/Tins)exp(−0.2Dele/
Tins) ただし、ΔV=|Vdis−Vele|なる関係が満た
されることが必要であり、さらに、トナーを十分に帯電
させるには、 25<(ΔV/Tins)exp(−0.2Dele/
Tins) ただし、ΔV=|Vdis−Vele|なる関係が満た
されることが好ましい。
As shown in FIG. 6, there is no clear correlation between the charged state of the toner and the thickness Tins of the insulating layer, but when the electric field intensity E is sufficiently large, the toner is sufficiently charged. It can be seen that the toner is not charged satisfactorily when the electric field strength E is small. From these results, in order to charge the toner by the developing device of this embodiment, 10 <(ΔV / Tins) exp (−0.2Dele /
However, it is necessary that the relationship of ΔV = | Vdis−Vele | be satisfied, and to sufficiently charge the toner, 25 <(ΔV / Tins) exp (−0.2Dele /
However, it is preferable that the relationship of ΔV = | Vdis−Vele | is satisfied.

【0036】こうすることにより、本実施形態の現像装
置の帯電器を用いて高い帯電効率でトナーを帯電するこ
とができる。なお、帯電電極15aと制御電極15bと
に挟まれた絶縁層15cの厚さは、上記関係が満たされ
る条件下であればトナー帯電を行うことが可能である
が、絶縁層15cが厚くなるに従い、帯電電極への印加
電圧Vdisを放電開始電圧以上に高くする必要があ
る。しかし、印加電圧Vdisがあまり高くなると絶縁
破壊などの問題が生じるので、絶縁層15cの厚さはあ
まり厚くない方が好ましい。
By doing so, the toner can be charged with high charging efficiency using the charger of the developing device of the present embodiment. The thickness of the insulating layer 15c sandwiched between the charging electrode 15a and the control electrode 15b is such that the toner can be charged under the condition that the above relationship is satisfied. In addition, the voltage Vdis applied to the charging electrode needs to be higher than the discharge starting voltage. However, if the applied voltage Vdis is too high, problems such as dielectric breakdown may occur. Therefore, it is preferable that the thickness of the insulating layer 15c is not too thick.

【0037】図7は、パッシェンの式より求めた放電開
始電圧のグラフである。図7には、横軸に絶縁層の厚さ
Tinsをとり、パッシェンの式により求めた放電開始
電圧ΔV(|Vdis−Vele|)を縦軸にとったグ
ラフである。図7に示すように、絶縁層の厚さTins
が700μmの場合、放電開始電圧ΔVとして約450
0Vが必要であることがわかる。帯電器用の電源として
特別の大型電源を必要としないようにするためには、帯
電電極への印加電圧を従来の放電器と同等ないしそれ以
下、例えば、4500V以下に抑えなければならず、そ
のためには、絶縁層の厚さを700μm以下とすること
が必要であり、さらに、200μm以下とすることが好
ましい。
FIG. 7 is a graph of the discharge starting voltage obtained from Paschen's equation. FIG. 7 is a graph in which the horizontal axis represents the thickness Tins of the insulating layer, and the vertical axis represents the firing voltage ΔV (| Vdis−Vele |) obtained by Paschen's equation. As shown in FIG. 7, the thickness Tins of the insulating layer
Is 700 μm, the discharge starting voltage ΔV is about 450
It turns out that 0V is required. In order not to require a special large power supply as a power supply for the charger, the voltage applied to the charging electrode must be equal to or lower than that of a conventional discharger, for example, 4500 V or less. Requires that the thickness of the insulating layer be 700 μm or less, more preferably 200 μm or less.

【0038】次に、上記の構成の帯電器を用いてトナー
帯電実験を行った結果について説明する。本実施形態の
トナー帯電器における好ましい帯電量は一回の帯電によ
りトナーが−7μC/g以上帯電した時のことをいう。
この好ましい帯電量はトナーの粒径、材質、密度などに
よって多少異なるが、今回のトナー帯電実験結果では、
トナーは−7μC/gから−12μC/gの範囲内に帯
電し、かつ逆極性トナーは0.1wt%以下しか発生し
なかった。
Next, the results of a toner charging experiment performed using the charging device having the above-described configuration will be described. The preferable charge amount in the toner charger of the present embodiment is when the toner is charged to −7 μC / g or more by one charging.
The preferable charge amount is slightly different depending on the particle size, material, density, etc. of the toner.
The toner was charged in the range of -7 μC / g to -12 μC / g, and only 0.1 wt% or less of the opposite polarity toner was generated.

【0039】さらに、上記と同様の帯電器を用いた画像
形成装置により、下記の条件にて長時間のプリントテス
トを行った。 潜像担持体 :負帯電有機感光体 プロセススピード :200mm/sec 制御電極 :厚さ100μmの導電性材料から
なるフィルムに、直径80μmの微細開口を開口率80
%で形成したもの 帯電電極 :電子伝導体を含んだゴム、硬度6
0度で、体積抵抗率が107 Ω・cmのもの トナー担持体 :直径20mmのアルミ製ロール、
表面粗さRa=0.5 トナー供給部材 :直径10mm半導電性スポンジ材
料からなるロール トナー層形成部材 :厚さ0.12mmのSUS303
の板バネに1mm厚のEPDMゴムを接着したもの、ゴ
ム硬度は50、接着圧力は約30gf/cm、体積抵抗
率は105 Ωcm 潜像電位 :−100V 白紙部電位 :−350V 上記の条件でプリントテストを行ったところ、十分にト
ナーが帯電され、従来問題であった地かぶりや逆極性ト
ナーによる機内トナー飛散の発生は認められず、安定し
た画像形成を行うことができた。
Further, a long-time print test was performed under the following conditions using an image forming apparatus using the same charger as described above. Latent image carrier: negatively charged organic photoreceptor Process speed: 200 mm / sec Control electrode: A fine aperture having a diameter of 80 μm is formed on a film made of a conductive material having a thickness of 100 μm by an aperture ratio of 80.
% Charged electrode: rubber containing electronic conductor, hardness 6
0 ° and volume resistivity of 10 7 Ω · cm Toner carrier: aluminum roll having a diameter of 20 mm,
Surface roughness Ra = 0.5 Toner supply member: Roll made of semiconductive sponge material having a diameter of 10 mm Toner layer forming member: SUS303 having a thickness of 0.12 mm
A 1 mm-thick EPDM rubber was bonded to a leaf spring having a rubber hardness of 50, a bonding pressure of about 30 gf / cm, and a volume resistivity of 10 5 Ωcm. Latent image potential: -100 V Blank paper section potential: -350 V As a result of a print test, the toner was sufficiently charged, and there were no problems such as background fogging and toner scattering in the apparatus due to the opposite polarity toner, which were the conventional problems, and stable image formation was possible.

【0040】次に、本発明の帯電装置の実施形態につい
て説明する。図8は、本発明の帯電装置を画像形成装置
の一次帯電器として用いた一実施形態を示す概略構成図
である。図8には、矢印A方向に回転する像担持体1
と、像担持体1表面を一様に帯電させる一次帯電器50
と、一次帯電された像担持体1上に画像に基づく静電潜
像を形成する静電潜像形成装置9と、像担持体1上に形
成された静電潜像を現像して像担持体1上にトナー像を
形成する現像装置10と、現像装置10に現像用バイア
ス電圧を印加する現像用高圧電源11と、像担持体1上
に形成されたトナー像を転写領域Tにおいて転写媒体6
に転写する転写装置60と、転写媒体6を転写領域Tに
供給する用紙搬送装置66とを備えた画像形成装置が示
されている。
Next, an embodiment of the charging device of the present invention will be described. FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an embodiment in which the charging device of the present invention is used as a primary charger of an image forming apparatus. FIG. 8 shows an image carrier 1 rotating in the direction of arrow A.
And a primary charger 50 for uniformly charging the surface of the image carrier 1
An electrostatic latent image forming device 9 for forming an electrostatic latent image based on an image on the primary charged image carrier 1, and developing the electrostatic latent image formed on the image carrier 1 to carry the image A developing device 10 for forming a toner image on the body 1, a developing high-voltage power supply 11 for applying a developing bias voltage to the developing device 10, and a transfer medium for transferring the toner image formed on the image carrier 1 in a transfer area T. 6
The image forming apparatus includes a transfer device 60 that transfers the transfer medium 6 to the transfer medium 6 and a sheet conveying device 66 that supplies the transfer medium 6 to the transfer area T.

【0041】本実施形態における一次帯電器50は、本
発明にいう帯電装置に相当するものであり、本実施形態
における像担持体1は、本発明にいう帯電装置の被帯電
体に相当するものである。この一次帯電器50は、静電
潜像形成装置9による像担持体1上への静電潜像形成工
程に先立ち像担持体1表面を一様に帯電させるための装
置である。一次帯電器50は、電荷が供給される像担持
体1に近接して配置された第1の電極51と、第1の電
極51に所定の極性の電圧を印加して像担持体1との間
に強い電界を形成する第1の電源53と、第1の電極5
1と像担持体1とに挟まれた位置に配備され、上記電界
内に発生する放電の電離領域を第1の電極51との間に
規制する、多数の開口を有する第2の電極52と、第2
の電極52に、第1の電極51の電位と像担持体1の電
位との中間の電位を形成する電圧を印加する第2の電源
54とを備えている。
The primary charger 50 in the present embodiment corresponds to the charging device according to the present invention, and the image carrier 1 in the present embodiment corresponds to the member to be charged of the charging device according to the present invention. It is. The primary charger 50 is a device for uniformly charging the surface of the image carrier 1 prior to a process of forming an electrostatic latent image on the image carrier 1 by the electrostatic latent image forming device 9. The primary charger 50 includes a first electrode 51 disposed in close proximity to the image carrier 1 to which electric charges are supplied, and a voltage of a predetermined polarity applied to the first electrode 51 to form a contact between the first electrode 51 and the image carrier 1. A first power supply 53 for forming a strong electric field between the first power supply 53 and the first electrode 5
A second electrode 52 having a large number of openings, which is provided at a position sandwiched between the first electrode 51 and the image carrier 1 and regulates an ionization region of a discharge generated in the electric field between the first electrode 51 and the second electrode 52. , Second
And a second power supply 54 for applying a voltage that forms an intermediate potential between the potential of the first electrode 51 and the potential of the image carrier 1.

【0042】この一次帯電器50は、図1〜図3を参照
して説明した現像装置10の帯電器15とほぼ同様、第
1の電極51と第2の電極52とは所定の厚さの絶縁層
を介して積層された一体構造として形成されており、図
3に示したのと同様の種々の実施形態を有している。本
実施形態の一次帯電器50においても、図2の帯電器1
5におけると同様、第1の電極51への印加電圧をVd
is、第2の電極52への印加電圧をVele、上記絶
縁層の厚さをTins、前記第2の電極の開口の径をD
eleとしたとき、 10<(ΔV/Tins)exp(−0.2Dele/
Tins) ただし、ΔV=|Vdis−Vele|なる関係を満た
すよう各パラメータが設定される。
The primary charging device 50 is substantially the same as the charging device 15 of the developing device 10 described with reference to FIGS. 1 to 3 in that the first electrode 51 and the second electrode 52 have a predetermined thickness. It is formed as an integrated structure laminated with an insulating layer interposed therebetween, and has various embodiments similar to those shown in FIG. In the primary charger 50 of the present embodiment, the charger 1 of FIG.
5, the voltage applied to the first electrode 51 is Vd
is, the voltage applied to the second electrode 52 is Vele, the thickness of the insulating layer is Tins, and the diameter of the opening of the second electrode is D
ele, 10 <(ΔV / Tins) exp (−0.2Dele /
However, each parameter is set so as to satisfy the relationship of ΔV = | Vdis−Vele |.

【0043】図9は、図8に示す一次帯電器の電界強度
Eと、被帯電体の回転速度と、像担持体の帯電状態との
関係を示すグラフである。図9に示すように、被帯電体
(図8における像担持体1)の回転速度を増加させるこ
とにより電界強度Eは僅かに右上がりの増加傾向を示し
ているが、被帯電体の帯電量はほぼ電界強度Eに比例し
て増加していることがわかる。図9の結果から、本実施
形態の帯電装置により被帯電体を帯電させるには、 10<(ΔV/Tins)exp(−0.2Dele/
Tins) ただし、ΔV=|Vdis−Vele|なる関係が満た
されることが必要であり、さらに、被帯電体1を十分に
帯電させるには、 15<(ΔV/Tins)exp(−0.2Dele/
Tins) ただし、ΔV=|Vdis−Vele|なる関係を満た
すことが好ましい。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the electric field intensity E of the primary charger shown in FIG. 8, the rotation speed of the member to be charged, and the charged state of the image carrier. As shown in FIG. 9, the electric field strength E slightly increases to the right by increasing the rotation speed of the member to be charged (the image carrier 1 in FIG. 8). It can be seen that は increases substantially in proportion to the electric field strength E. From the results shown in FIG. 9, in order to charge the member to be charged by the charging device of this embodiment, 10 <(ΔV / Tins) exp (−0.2Dele /
However, the relationship ΔV = | Vdis−Vele | needs to be satisfied, and in order to sufficiently charge the member 1 to be charged, 15 <(ΔV / Tins) exp (−0.2Dele /
Tins) However, it is preferable to satisfy the relationship of ΔV = | Vdis−Vele |.

【0044】こうすることにより、本実施形態の帯電装
置を用いて高い帯電効率で被帯電体を帯電することがで
きる。また、この帯電装置ではコロトロン帯電器のよう
な高電圧を用いていないので、オゾン発生量が少なく、
小型で低コストの帯電装置を構成することができる。次
に、本発明の転写装置の実施形態について説明する。
Thus, the charged object can be charged with high charging efficiency using the charging device of the present embodiment. Also, since this charging device does not use a high voltage unlike a corotron charger, the amount of generated ozone is small,
A small and low-cost charging device can be configured. Next, an embodiment of the transfer device of the present invention will be described.

【0045】先に本発明の帯電装置を説明する際に用い
た図8は、本発明の転写装置を画像形成装置に用いた一
実施形態をも示しているので、以下、図8を参照して本
発明の転写装置の実施形態について説明する。前述のよ
うに、図8に示す画像形成装置には、矢印A方向に回転
する像担持体1と、像担持体1表面を一様に帯電させる
一次帯電器50と、一次帯電された像担持体1上に画像
に基づく静電潜像を形成する静電潜像形成装置9と、像
担持体1上に形成された静電潜像を現像して像担持体1
上にトナー像を形成する現像装置10と、現像装置10
に現像用バイアス電圧を印加する現像用高圧電源11
と、像担持体1上に形成されたトナー像を転写領域Tに
おいて転写媒体6に転写する転写装置60と、転写媒体
6を転写領域Tに供給する用紙搬送装置66とが備えら
れている。
FIG. 8 used in describing the charging device of the present invention also shows an embodiment in which the transfer device of the present invention is used in an image forming apparatus. Next, an embodiment of the transfer device of the present invention will be described. As described above, the image forming apparatus shown in FIG. 8 includes the image carrier 1 rotating in the direction of arrow A, the primary charger 50 for uniformly charging the surface of the image carrier 1, and the primary charged image carrier. An electrostatic latent image forming apparatus 9 for forming an electrostatic latent image based on an image on the body 1, and an image carrier 1 by developing the electrostatic latent image formed on the image carrier 1
Developing device 10 for forming a toner image thereon; developing device 10
Developing high-voltage power supply 11 for applying a developing bias voltage to
And a transfer device 60 that transfers the toner image formed on the image carrier 1 to the transfer medium 6 in the transfer area T, and a paper transport device 66 that supplies the transfer medium 6 to the transfer area T.

【0046】転写装置60は、画像形成装置の第1のト
ナー像担持体1のほぼ真下に約2mmの間隙をおいて第
1のトナー像担持体1に対向配置されており、現像装置
10により像担持体1上に形成されたトナー像を、転写
位置Tにおいて像担持体1に近接ないし接触して移動す
る転写媒体6上に転写する。なお、本実施形態の像担持
体1は本発明にいう転写装置の第1のトナー像担持体に
相当するものであり、本実施形態の転写媒体6は本発明
にいう転写装置の第2のトナー像担持体に相当するもの
である。なお、本発明の転写装置における第1のトナー
像担持体および第2のトナー像担持体の組み合わせは、
上記の組み合わせのみに限定されるものではなく、例え
ば、第1のトナー像担持体を像担持体とし第2のトナー
像担持体を中間転写ドラムとする組み合わせでもよく、
また、第1のトナー像担持体を中間転写ドラムとし第2
のトナー像担持体を転写媒体とする組み合わせでもよ
い。
The transfer device 60 is disposed to face the first toner image carrier 1 almost immediately below the first toner image carrier 1 of the image forming apparatus with a gap of about 2 mm therebetween. At the transfer position T, the toner image formed on the image carrier 1 is transferred onto a transfer medium 6 that moves in proximity to or in contact with the image carrier 1. Note that the image carrier 1 of the present embodiment corresponds to the first toner image carrier of the transfer device according to the present invention, and the transfer medium 6 of the present embodiment corresponds to the second toner image carrier of the transfer device according to the present invention. It corresponds to a toner image carrier. The combination of the first toner image carrier and the second toner image carrier in the transfer device of the present invention is as follows.
The present invention is not limited to the above combination, and may be, for example, a combination in which the first toner image carrier is an image carrier and the second toner image carrier is an intermediate transfer drum.
Further, the first toner image carrier is an intermediate transfer drum and
May be used as a transfer medium.

【0047】この転写装置60には、第1の電極61
と、第1の電極62と、第2の電源63と、第2の電源
64と、用紙押し付けプレート65とが備えられてい
る。第1の電極61は、転写媒体6のトナー像が転写さ
れる表面に対する裏面側に、転写媒体6に近接して配置
されており、第1の電源63は、第1の電極61に所定
の極性の電圧を印加して転写媒体6との間に転写用の電
界を形成する。第2の電極62は、多数の開口(後述)
を有しており、第1の電極61と転写媒体6とに挟まれ
た位置に配備され、上記の電界内に発生する放電の電離
領域を第1の電極61との間に規制する。第2の電源6
4は、第2の電極62に、第1の電極61の電位と像担
持体1の電位との中間の電位を形成する電圧を印加す
る。このように構成された転写装置60において、転写
媒体6が転写位置Tに搬送されてくると、用紙押し付け
プレート65は転写媒体6の先端を像担持体1に押し付
ける。その結果、転写媒体6は像担持体1に密着した状
態で転写位置Tの、像担持体1と第2の電極62とによ
り形成されたニップ部に供給される。転写媒体6は電荷
を持っていないので、帯電している像担持体1に静電的
に吸着された状態で転写装置60のニップ部を通過す
る。
The transfer device 60 has a first electrode 61
, A first electrode 62, a second power supply 63, a second power supply 64, and a paper pressing plate 65. The first electrode 61 is disposed on the back side of the surface of the transfer medium 6 to which the toner image is transferred, in the vicinity of the transfer medium 6, and the first power supply 63 By applying a polarity voltage, a transfer electric field is formed between the transfer medium 6 and the transfer medium 6. The second electrode 62 has a large number of openings (described later).
And is disposed at a position sandwiched between the first electrode 61 and the transfer medium 6, and regulates the ionization region of the discharge generated in the electric field between the first electrode 61 and the transfer medium 6. Second power supply 6
4 applies to the second electrode 62 a voltage that forms an intermediate potential between the potential of the first electrode 61 and the potential of the image carrier 1. When the transfer medium 6 is conveyed to the transfer position T in the transfer device 60 thus configured, the paper pressing plate 65 presses the leading end of the transfer medium 6 against the image carrier 1. As a result, the transfer medium 6 is supplied to the nip portion formed by the image carrier 1 and the second electrode 62 at the transfer position T in a state of being in close contact with the image carrier 1. Since the transfer medium 6 has no charge, it passes through the nip portion of the transfer device 60 while being electrostatically attracted to the charged image carrier 1.

【0048】図10は、図8に示した転写装置の一部拡
大図である。図10に示すように、第1の電極61は板
状に形成され、その表面には第1の電極61本体と同一
平面形状を持つ絶縁層61aが積層されている。第1の
電極61は、イオン導電体を含んだもの、もしくはシリ
コーンゴムに導電性微粒子を配合し、体積抵抗率を10
5 〜1010Ω・cm程度に調整したものが用いられる。
第1の電極61には、半導電性のガラス電極板を用いて
もよく、その場合の体積抵抗率は107 〜108 Ω・c
m程度のものが好ましい。
FIG. 10 is a partially enlarged view of the transfer device shown in FIG. As shown in FIG. 10, the first electrode 61 is formed in a plate shape, and on the surface thereof, an insulating layer 61a having the same planar shape as the first electrode 61 main body is laminated. The first electrode 61 is made of a material containing an ionic conductor or silicone rubber mixed with conductive fine particles to have a volume resistivity of 10%.
Those adjusted to about 5 to 10 10 Ω · cm are used.
A semiconductive glass electrode plate may be used for the first electrode 61, and the volume resistivity in that case is 10 7 to 10 8 Ω · c.
m is preferable.

【0049】第2の電極62は、線径50μm、ピッチ
127μmのステンレスのメッシュ状部材からなり、絶
縁層61aと同様の外形に形成される。この場合はメッ
シュの網目が第2の電極62の開口に相当する。第2の
電極62としては、メッシュ状部材に限らず平板状のス
テンレス部材に多数の開口を設けたものを用いてもよ
く、その場合の開口の径は10μm〜300μm、厚さ
は10μm〜100μm程度が適当である。
The second electrode 62 is made of a stainless mesh member having a wire diameter of 50 μm and a pitch of 127 μm, and has the same outer shape as the insulating layer 61a. In this case, the mesh of the mesh corresponds to the opening of the second electrode 62. The second electrode 62 is not limited to the mesh-shaped member, and may be a plate-shaped stainless member provided with a large number of openings, in which case the diameter of the openings is 10 μm to 300 μm, and the thickness is 10 μm to 100 μm. The degree is appropriate.

【0050】本実施形態では、転写媒体6を負帯電トナ
ーとは逆の電荷で帯電させるため、第1の電極61と第
2の電極62との間に放電開始電圧以上の高電圧により
強い電界を形成し、第2の電極62と転写媒体6との間
には放電を生じない程度の弱い電界で、かつ正電荷を転
写媒体6に引き付ける方向の電界を形成する。像担持体
1の電位と第2の電極62の電位との間、および第1の
電極15aの電位と第2の電極の電位との間には次の関
係が保たれている。
In this embodiment, since the transfer medium 6 is charged with a charge opposite to that of the negatively charged toner, a stronger electric field is applied between the first electrode 61 and the second electrode 62 by a high voltage equal to or higher than the discharge starting voltage. Is formed between the second electrode 62 and the transfer medium 6 with a weak electric field that does not cause a discharge and in a direction in which positive charges are attracted to the transfer medium 6. The following relationship is maintained between the potential of the image carrier 1 and the potential of the second electrode 62, and between the potential of the first electrode 15a and the potential of the second electrode.

【0051】 (像担持体電位)−(第2の電極電位)=600V (第2の電極電位)−(第1の電極電位)=1700V なお、像担持体1、第1の電極61、および第2の電極
62の各電位は、転写装置60と像担持体1上のトナー
像との間隔、第2の電極62の構造、厚さなどによって
適宜調整される。また、第1の電極61、第2の電極6
2、および像担持体1がそれぞれ間隙をおいて配置され
ている時には、これらの間隙の大きさも考慮して定めら
れる。本実施形態では、像担持体1の表面は、一次帯電
器50の放電により−700Vに帯電されており、第1
の電極61には、第1の電源63から2.5KVの直流
電圧が印加され、第2の電極62には、第2の電源64
から800Vの直流電圧が印加される。これらの直流電
圧はトナーの帯電極性とは逆の極性で印加される。
(Image Carrier Potential) − (Second Electrode Potential) = 600 V (Second Electrode Potential) − (First Electrode Potential) = 1700 V The image carrier 1, first electrode 61, and Each potential of the second electrode 62 is appropriately adjusted depending on the distance between the transfer device 60 and the toner image on the image carrier 1, the structure and thickness of the second electrode 62, and the like. The first electrode 61 and the second electrode 6
When the image carrier 2 and the image carrier 1 are arranged with a gap therebetween, the size of the gap is determined in consideration of the gap. In the present embodiment, the surface of the image carrier 1 is charged to −700 V by the discharge of the primary charger 50,
A DC voltage of 2.5 KV is applied to the first electrode 63 from the first power supply 63, and the second power supply 64 is applied to the second electrode 62.
To 800V DC voltage is applied. These DC voltages are applied with a polarity opposite to the charging polarity of the toner.

【0052】このように構成された転写装置60の転写
位置Tに、像担持体1上に形成されたトナー像が到達す
ると、トナー像は、トナーとは逆の極性(この場合はプ
ラス)のイオンにより帯電した転写媒体6に引き付けら
れ転写媒体6が帯電し、トナー像は転写媒体6に転写さ
れる。本実施形態の転写装置60においても、第1の電
極61への印加電圧をVdis、第2の電極62への印
加電圧をVele、絶縁層61aの厚さをTins、前
記第2の電極62の開口の径をDeleとしたとき、 10<(ΔV/Tins)exp(−0.2Dele/
Tins) ただし、ΔV=|Vdis−Vele|なる関係を満た
すよう各パラメータが設定される。
When the toner image formed on the image carrier 1 reaches the transfer position T of the transfer device 60 thus configured, the toner image has a polarity opposite to that of the toner (positive in this case). The transfer medium 6 is attracted to the charged transfer medium 6 by the ions, and the transfer medium 6 is charged, and the toner image is transferred to the transfer medium 6. Also in the transfer device 60 of the present embodiment, the voltage applied to the first electrode 61 is Vdis, the voltage applied to the second electrode 62 is Vele, the thickness of the insulating layer 61a is Tins, and the voltage applied to the second electrode 62 is When the diameter of the opening is Dele, 10 <(ΔV / Tins) exp (−0.2Dele /
However, each parameter is set so as to satisfy the relationship of ΔV = | Vdis−Vele |.

【0053】図11は、図10に示す転写装置の電界強
度Eと、プロセススピードと、像担持体の帯電状態との
関係を示すグラフである。図11に示すように、プロセ
ススピード、すなわち像担持体1の回転速度を増加させ
ることにより電界強度Eはやや右上がりの増加傾向を示
しているが、被帯電体(像担持体)の帯電量はほぼ電界
強度Eに比例して増加していることがわかる。図11の
結果から、本実施形態の転写装置により被帯電体を帯電
させるには、 10<(ΔV/Tins)exp(−0.2Dele/
Tins) ただし、ΔV=|Vdis−Vele|なる関係が満た
されることが必要であり、さらに、被帯電体を十分に帯
電させるには、 30<(ΔV/Tins)exp(−0.2Dele/
Tins)、 ただし、ΔV=|Vdis−Vele|なる関係を満た
すことが好ましい。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the electric field intensity E of the transfer device shown in FIG. 10, the process speed, and the charged state of the image carrier. As shown in FIG. 11, as the process speed, that is, the rotation speed of the image carrier 1 is increased, the electric field intensity E tends to slightly increase to the right, but the charge amount of the member to be charged (image carrier) is increased. It can be seen that は increases substantially in proportion to the electric field strength E. From the results shown in FIG. 11, in order to charge the member to be charged by the transfer device of this embodiment, 10 <(ΔV / Tins) exp (−0.2Dele /
However, it is necessary that the relationship of ΔV = | Vdis−Vele | be satisfied, and further, in order to sufficiently charge the member to be charged, 30 <(ΔV / Tins) exp (−0.2Dele /
Tins) However, it is preferable to satisfy the relationship of ΔV = | Vdis−Vele |.

【0054】こうすることにより、本実施形態の転写装
置を用いて高い帯電効率で転写媒体を帯電することがで
きる。また、この転写装置ではコロトロン帯電器のよう
な高電圧を用いていないので、オゾン発生量が少なく、
小型で低コストの転写装置を構成することができる。ま
た、この転写装置60では、転写媒体6は転写装置60
と接触しないため、像担持体1上の被転写トナー像およ
び転写媒体6に対する押圧力は一切存在せず、従ってト
ナー像が転写される際に画像中央部に中抜けを発生する
ようなことがない。転写装置と被転写帯とが非接触であ
る転写方式としては、従来技術としてコロトロンを用い
た放電による転写方式があるが、前述したようにコロト
ロン方式では、大量のオゾンの発生が避けられず、また
放電線を取り囲むシールドブロックを必要とするため転
写装置をダウンサイジング化する要求に応じることがで
きず、また、転写トナー像の飛散も多い。それに対し
て、本発明の転写装置ではこれらの問題をすべて解消す
ることができる。
By doing so, the transfer medium can be charged with high charging efficiency using the transfer device of the present embodiment. In addition, since this transfer device does not use a high voltage unlike a corotron charger, the amount of ozone generated is small,
A compact and low-cost transfer device can be configured. In this transfer device 60, the transfer medium 6 is
Since there is no contact with the toner image, there is no pressing force on the toner image to be transferred on the image carrier 1 and the transfer medium 6, and therefore, when the toner image is transferred, a hollow portion may occur at the center of the image. Absent. As a transfer method in which the transfer device and the transfer belt are not in contact with each other, there is a transfer method using discharge using a corotron as a conventional technique, but as described above, a large amount of ozone is inevitable in the corotron method, Further, since a shield block surrounding the discharge line is required, it is not possible to meet the demand for downsizing the transfer device, and the transfer toner image often scatters. In contrast, the transfer device of the present invention can solve all of these problems.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置
によれば、第1の電極への印加電圧Vdis、第2の電
極への印加電圧Vele、絶縁層の厚さTins、制御
電極の開口径Deleの各パラメータ間の関係を適切に
設定したことにより、帯電効率が高く、オゾン発生量が
少ない小型の現像装置を得ることができる。なお、本発
明の現像装置のオゾン発生量は従来のコロトロンまたは
スコロトロン帯電器を用いた場合の1/100〜1/1
000程度である。
As described above, according to the developing apparatus of the present invention, the applied voltage Vdis to the first electrode, the applied voltage Vele to the second electrode, the thickness Tins of the insulating layer, the control electrode By appropriately setting the relationship between the parameters of the opening diameter Dele, it is possible to obtain a small developing device having high charging efficiency and low ozone generation. The amount of ozone generated by the developing device of the present invention is 1/100 to 1/1 of that when a conventional corotron or scorotron charger is used.
It is about 000.

【0056】また、本発明の帯電装置によれば、上記現
像装置におけると同様、各パラメータ間の関係を適切に
設定したことにより、帯電効率が高く、オゾン発生量が
少ない小型の帯電装置を得ることができる。また、本発
明の転写装置によれば、上記現像装置におけると同様、
各パラメータ間の関係を適切に設定したことにより、帯
電効率が高く、オゾン発生量が少ない小型の転写装置を
得ることができる。
Further, according to the charging device of the present invention, a small charging device having a high charging efficiency and a small ozone generation amount can be obtained by appropriately setting the relationship between the parameters as in the developing device. be able to. According to the transfer device of the present invention, as in the developing device,
By appropriately setting the relationship between the parameters, it is possible to obtain a small-sized transfer device having a high charging efficiency and a small ozone generation amount.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の現像装置を画像形成装置に用いた場合
の実施形態を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment when a developing device of the present invention is used in an image forming apparatus.

【図2】本実施形態の現像装置に用いられる帯電器の一
部拡大図である。
FIG. 2 is a partially enlarged view of a charger used in the developing device of the embodiment.

【図3】本実施形態の現像装置に用いられる帯電器の種
々の実施形態を示す平面図および断面図である。
FIG. 3 is a plan view and a sectional view showing various embodiments of a charger used in the developing device of the present embodiment.

【図4】図2に示した帯電器の電位分布をシミュレーシ
ョンにより求めた等電位線図である。
FIG. 4 is an equipotential diagram obtained by simulating a potential distribution of the charger shown in FIG. 2;

【図5】図2の帯電器の電離領域の電界強度をシミュレ
ーション計算で求めた結果を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a result obtained by a simulation calculation of an electric field intensity in an ionization region of the charger of FIG. 2;

【図6】図5から求めた近似式から得られた電界強度E
と、絶縁層厚さTinsと、トナー帯電状態との関係を
示すグラフである。
6 is an electric field intensity E obtained from the approximate expression obtained from FIG.
6 is a graph showing the relationship between the thickness of the insulating layer Tins and the charged state of the toner.

【図7】パッシェンの式より求めた放電開始電圧のグラ
フである。
FIG. 7 is a graph of a discharge starting voltage obtained from Paschen's equation.

【図8】本発明の帯電装置を画像形成装置の一次帯電器
として用いた一実施形態を示す概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an embodiment in which the charging device of the present invention is used as a primary charger of an image forming apparatus.

【図9】図8に示す一次帯電器の電界強度Eと、被帯電
体の回転速度と、像担持体の帯電状態との関係を示すグ
ラフである。
9 is a graph showing the relationship between the electric field intensity E of the primary charger shown in FIG. 8, the rotation speed of the member to be charged, and the charged state of the image carrier.

【図10】図8に示した転写装置の一部拡大図である。FIG. 10 is a partially enlarged view of the transfer device shown in FIG.

【図11】図10に示す転写装置の電界強度Eと、プロ
セススピードと、像担持体の帯電状態との関係を示すグ
ラフである。
11 is a graph showing a relationship among an electric field intensity E, a process speed, and a charged state of an image carrier of the transfer device shown in FIG.

【図12】従来の現像装置の一例を示す概略構成図であ
る。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional developing device.

【図13】図12に示す現像装置におけるトナー担持体
上のトナーの帯電状態を示す図である。
13 is a diagram illustrating a charged state of toner on a toner carrier in the developing device illustrated in FIG. 12;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 像担持体 2,2a,2b トナー 3 電子またはマイナスイオン 4 プラスイオン 6 転写媒体 9 静電潜像形成装置 10 現像装置 11 現像用高圧電源 12 トナー担持体 13 トナー層形成ブレード 14 撹拌供給部材 15 帯電器 15a 帯電電極 15b 制御電極 15c 絶縁層 15d 開口 18a,18b 電源 20 現像装置 21 ハウジング 22 トナー担持体 23 トナー層形成ブレード 24 撹拌供給部材 25 帯電電極 27 バイアス電源 28 トナー帯電用電源 50 一次帯電器 51 第1の電極 52 第2の電極 53 第1の電源 54 第2の電源 60 転写装置 61 第1の電極 62 第2の電極 63 第1の電源 64 第2の電源 65 用紙押し付けプレート 66 用紙搬送装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image carrier 2, 2a, 2b Toner 3 Electron or negative ion 4 Positive ion 6 Transfer medium 9 Electrostatic latent image forming apparatus 10 Developing device 11 High voltage power supply for development 12 Toner carrier 13 Toner layer forming blade 14 Stirring supply member 15 Charger 15a Charging electrode 15b Control electrode 15c Insulating layer 15d Opening 18a, 18b Power supply 20 Developing device 21 Housing 22 Toner carrier 23 Toner layer forming blade 24 Stirring supply member 25 Charging electrode 27 Bias power supply 28 Toner charging power supply 50 Primary charger 51 first electrode 52 second electrode 53 first power supply 54 second power supply 60 transfer device 61 first electrode 62 second electrode 63 first power supply 64 second power supply 65 paper pressing plate 66 paper transport apparatus

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉本 新一 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 安部 純 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Shinichi Kuramoto 430 Sakai Nakaicho, Ashigara-gun, Kanagawa Green Tech Nakai Inside Fuji Xerox Co., Ltd. In company

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 静電潜像を担持して所定の方向に移動す
る像担持体に所定の現像領域において近接もしくは接触
するように配置され、供給されたトナーを表面に担持し
て前記現像領域に向けて搬送するトナー担持体、該トナ
ー担持体に供給されたトナーを所定の厚さのトナー層に
形成するトナー層形成部材、および、該トナー層形成部
材により形成されたトナー層を担持したトナー担持体に
対向して配置された第1の電極と、該第1の電極に所定
の極性の電圧を印加して前記トナー担持体との間に電界
を形成する第1の電源と、前記第1の電極との間に絶縁
層を介して前記第1の電極と前記被帯電体とに挟まれた
位置に配備され、前記電界内に発生する放電の電離領域
を前記第1の電極との間に規制する、多数の開口を有す
る第2の電極と、該第2の電極に、前記第1の電極の電
位と前記トナー担持体の電位との中間の電位を形成する
電圧を印加する第2の電源とを有する帯電器を備え、 前記第1の電極への印加電圧をVdis、前記第2の電
極への印加電圧をVele、前記絶縁層の厚さをTin
s、前記第2の電極の開口の径をDeleとしたとき、 10<(ΔV/Tins)exp(−0.2Dele/
Tins) ただし、ΔV=|Vdis−Vele|なる関係が満た
されてなることを特徴とする現像装置。
An image bearing member that carries an electrostatic latent image and moves in a predetermined direction is arranged so as to be close to or in contact with an image carrier in a predetermined development region, and carries the supplied toner on the surface thereof to form the development region. , A toner layer forming member for forming the toner supplied to the toner supporting member into a toner layer having a predetermined thickness, and a toner layer formed by the toner layer forming member. A first electrode disposed opposite to the toner carrier, a first power supply for applying a voltage of a predetermined polarity to the first electrode to form an electric field between the first electrode and the toner carrier, The first electrode is disposed at a position sandwiched between the first electrode and the member to be charged with an insulating layer interposed between the first electrode and the first electrode, and an ionization region of a discharge generated in the electric field is formed between the first electrode and the first electrode. A second electrode having a number of openings for regulating between A second electrode provided with a charger having a second power supply for applying a voltage for forming an intermediate potential between the potential of the first electrode and the potential of the toner carrier; Is Vdis, the voltage applied to the second electrode is Vele, and the thickness of the insulating layer is Tin.
s, when the diameter of the opening of the second electrode is Dele, 10 <(ΔV / Tins) exp (−0.2Dele /
Tins) However, the developing device is characterized in that a relationship of ΔV = | Vdis-Vele | is satisfied.
【請求項2】 所定の被帯電体に対し相対的に移動して
該被帯電体を帯電する帯電装置において、 電荷が供給される被帯電体に近接して配置された第1の
電極と、 該第1の電極に所定の極性の電圧を印加して前記被帯電
体との間に電界を形成する第1の電源と、 前記第1の電極との間に絶縁層を介して前記第1の電極
と前記被帯電体とに挟まれた位置に配備され、前記電界
内に発生する放電の電離領域を前記第1の電極との間に
規制する、多数の開口を有する第2の電極と、 該第2の電極に、前記第1の電極の電位と前記被帯電体
の電位との中間の電位を形成する電圧を印加する第2の
電源とを備え、 前記第1の電極への印加電圧をVdis、前記第2の電
極への印加電圧をVele、前記絶縁層の厚さをTin
s、前記第2の電極の開口の径をDeleとしたとき、 10<(ΔV/Tins)exp(−0.2Dele/
Tins) ただし、ΔV=|Vdis−Vele|なる関係が満た
されてなることを特徴とする帯電装置。
2. A charging device which moves relative to a predetermined member to be charged and charges the member to be charged, comprising: a first electrode arranged in proximity to a member to be charged with a charge; A first power supply for applying a voltage of a predetermined polarity to the first electrode to form an electric field between the first electrode and the member to be charged; and a first power supply via an insulating layer between the first electrode and the first electrode. A second electrode having a large number of openings, which is provided at a position sandwiched between the first electrode and the object to be charged, and regulates an ionization region of discharge generated in the electric field between the first electrode and the second electrode. A second power supply for applying a voltage that forms an intermediate potential between the potential of the first electrode and the potential of the member to be charged, to the second electrode, and applying a voltage to the first electrode. The voltage is Vdis, the voltage applied to the second electrode is Vele, and the thickness of the insulating layer is Tin.
s, when the diameter of the opening of the second electrode is Dele, 10 <(ΔV / Tins) exp (−0.2Dele /
Tins) However, the charging device is characterized in that a relationship of ΔV = | Vdis-Vele | is satisfied.
【請求項3】 所定の第1のトナー像担持体上に形成さ
れた、電荷を担持するトナー像を、所定の転写位置にお
いて該第1のトナー像担持体に近接ないし接触して移動
する所定の第2のトナー像担持体上に転写する転写装置
において、 前記第2のトナー像担持体の、トナー像が転写される表
面に対する裏面側に、該第2のトナー像担持体に近接し
て配置された第1の電極と、 該第1の電極に、前記トナー像が担持する電荷の極性と
は逆の極性の電圧を印加して、前記第2のトナー像担持
体との間に電界を形成する第1の電源と、 前記第1の電極との間に絶縁層を介して前記第1の電極
と前記第2のトナー像担持体とに挟まれた位置に配備さ
れ、前記電界内に発生する放電の電離領域を前記第1の
電極との間に規制する、多数の開口を有する第2の電極
と、 該第2の電極に、前記第1の電極の電位と前記第1のト
ナー像担持体の電位との中間の電位を形成する電圧を印
加する第2の電源とを備え、 前記第1の電極への印加電圧をVdis、前記第2の電
極への印加電圧をVele、前記絶縁層の厚さをTin
s、前記第2の電極の開口の径をDeleとしたとき、 10<(ΔV/Tins)exp(−0.2Dele/
Tins) ただし、ΔV=|Vdis−Vele|なる関係が満た
されてなることを特徴とする転写装置。
3. A method for moving a toner image carrying an electric charge, formed on a predetermined first toner image carrier, to a position close to or in contact with the first toner image carrier at a predetermined transfer position. A transfer device for transferring the toner image on the second toner image carrier, wherein the second toner image carrier has a back surface side with respect to a front surface on which the toner image is transferred, and is provided in close proximity to the second toner image carrier. Applying a voltage having a polarity opposite to the polarity of the electric charge carried by the toner image to the first electrode provided, and applying an electric field between the first electrode and the second toner image carrier; A first power supply for forming a first power supply and a first power supply, the first power supply being disposed between the first electrode and the second toner image carrier via an insulating layer between the first power supply and the first electrode; A second electrode having a large number of openings for regulating an ionization region of a discharge generated between the first electrode and the first electrode; And a second power supply for applying to the second electrode a voltage that forms an intermediate potential between the potential of the first electrode and the potential of the first toner image carrier, The voltage applied to the first electrode is Vdis, the voltage applied to the second electrode is Vele, and the thickness of the insulating layer is Tin.
s, when the diameter of the opening of the second electrode is Dele, 10 <(ΔV / Tins) exp (−0.2Dele /
Tins) However, the transfer device is characterized in that a relationship of ΔV = | Vdis−Vele | is satisfied.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011069879A (en) * 2009-09-24 2011-04-07 Fuji Xerox Co Ltd Charging device, cartridge for image forming apparatus, and the image forming apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011069879A (en) * 2009-09-24 2011-04-07 Fuji Xerox Co Ltd Charging device, cartridge for image forming apparatus, and the image forming apparatus

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