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放电装置失效专利 发明

技术领域

[0002] 本发明涉及一种放电装置,尤其涉及一种改善进行电晕放电的放电装置的放电不匀现象、且实现了放电装置的小型化的技术。

相关背景技术

[0003] 在中间转印方式的图像形成装置中,例如通过使Y(黄色)、M(品红色)、C(青绿色)以及K(黑色)这几种颜色的调色剂像在中间转印带上重叠而形成彩色图像。在利用二次转印辊将担载于中间转印带的调色剂像向记录片材进行静电转印以后,再利用定影装置将该调色剂像加热定影于记录片材。
[0004] 为了将担载有调色剂像的记录片材输送到定影装置,需要使记录片材与中间转印带分离。然而,在记录片材因静电引力等而粘附于中间转印带的情况下,存在记录片材与中间转印带无法顺畅分离的担忧。
[0005] 针对此类问题,例如考虑利用分离爪来将记录片材从中间转印带分离。然而,由于分离爪与记录片材的图像形成面侧接触,因此分离爪会对尚未定影的调色剂进行刮扫,从而有时会产生图像噪声。
[0006] 另外,若增大供中间转印带张紧架设的二次转印辊的曲率,虽然能够借助记录片材本身的刚性(弹性复原力)而实现分离,但是在增大二次转印辊的曲率这方面自然会存在界限。
[0007] 因此,提出有如下方法:利用电晕放电对记录片材进行除电,由此减弱使得记录片材粘附于中间转印带的静电引力本身(日本特开平09-114194号公报)。
[0008] 然而,即使采用对记录片材进行除电的方法,也未必一定能够可靠地使记录片材从中间转印带分离。尤其是在采用薄纸作为记录片材的情况下,由于薄纸比普通纸张更加欠缺弹性,因此更加难以可靠地使记录片材分离。可以认为产生该不可靠性的根源即在于因电晕放电的放电不匀而导致产生的记录片材的除电不匀。
[0009] 对此,例如也想到了采用带栅格电极(scorotron)结构、或者施加交流电压这样的对策,但是采用在带栅格电极结构,就无法避免装置的大型化、成本上升的问题,另外,若施加交流电压,则会出现产生交流噪声(AC噪声:Alternating Current Noise)这样的新问题。
[0010] 此外,二次转印辊附近不存在富余空间,从而必须使电晕放电装置实现小型化。该电晕放电装置的小型化的要求对于通过电晕放电来使感光鼓带电的带电装置而言也是共同的课题。

具体实施方式

[0032] 以下,参照附图对本发明所涉及的放电装置的实施方式进行说明。
[0033] [1]图像形成装置的结构
[0034] 首先,对本实施方式所涉及的图像形成装置进行说明。
[0035] 图1是示出本实施方式所涉及的图像形成装置的主要结构的图。如图1所示,图像形成装置1是所谓的串联式的彩色复合机(MFP:Multi-Function Peripheral),其具备原稿读取部100、图像形成部110以及供纸部130。在原稿读取部100中,一边利用自动原稿输送装置(ADF:Automatic Document Feeder)102输送载置于原稿台托盘101的原稿,一边对该原稿进行光学读取以生成图像数据。图像数据被存储于后述的控制部112。
[0036] 图像形成部110具备成像部111Y~111K、控制部112、中间转印带113、二次转印辊对114、定影装置115、排纸辊对116、排纸托盘117、清洁刮刀118、正时辊对119以及放电装置120。另外,在图像形成部110装配有用于供给Y(黄色)、M(品红色)、C(青绿色)、K(黑色)这几种颜色的调色剂的调色剂盒127Y~127K。
[0037] 成像部111Y~111K分别接受从调色剂盒127Y~127K供给的调色剂,并在控制部112的控制下形成YMCK这几种颜色的调色剂像。例如,成像部111Y具备感光鼓121、带电装置122、曝光装置123、显影装置124以及清扫装置125。在控制部112的控制下,带电装置122使感光鼓121的外周面均匀地带电。曝光装置123根据图像数据而使图像在感光鼓的外周面曝光,由此形成静电潜像。
[0038] 显影装置124通对朝感光鼓121的外周面供给调色剂而使静电潜像显影(显像化)。对一次转印辊126施加转印电压,并借助静电吸附作用而进行静电转印(一次转印)来将感光鼓121的外周面上的调色剂像转印于中间转印带113。然后,在清扫装置125利用清洁刮刀将残留的调色剂刮除后,利用除电灯(lamp)对感光鼓121的外周面进行除电。
[0039] 同样,成像部111M~111K也形成MCK这几种颜色的调色剂像,进而这些调色剂像以彼此重叠的方式被一次转印到中间转印带113上。中间转印带113是环状的旋转体,沿箭头A方向旋转行进,从而将一次转印后的调色剂像输送到二次转印辊对114。
[0040] 供纸部130具备分别收纳各种纸张尺寸的记录片材S的供纸盒131,并向图像形成部1110供给记录片材S。在中间转印带113输送调色剂像的同时,一张一张地送出被供给的记录片材S,该记录片材S经由正时辊对119而被输送至二次转印辊对114。正时辊对119包括一对辊,其对记录片材S到达二次转印辊对114的时刻进行调整。
[0041] 二次转印辊对114包括因被施加二次转印电压而具有电位差的一对辊,该辊对互相压接而形成转印夹紧部。在该转印夹紧部对中间转印带113上的调色剂像进行静电转印(二次转印)以将其转印在记录片材S上。在利用放电装置120对转印有调色剂像的记录片材S进行除电后再向定影装置115输送该记录片材S。此外,在进行二次转印以后,残留于中间转印带113上的残留调色剂被进一步沿箭头A方向输送,然后被清洁刮刀118刮除而废弃。
[0042] 定影装置115对调色剂像进行加热、熔融而后对其施压以将其固定于记录片材S。熔融固定有调色剂像的记录片材S被排纸辊对116排出到排纸托盘117上。此外,控制部
112控制包括上述部件以及未图示的操作面板的图像形成装置1的动作。另外,控制部112在与个人计算机(PC:Personal Computer)等其他装置之间接收、发送图像数据,或者接受任务(job)。此外,控制部112还通过传真线路而进行传真数据的接收、发送。
[0043] 此外,当除去中间转印带113上的残留调色剂时,可以使用清洁刷、清洁辊等部件来取代清洁刮刀118。
[0044] [放电装置120的配置与结构]
[0045] 接下来对放电装置120的配置与结构进行说明。
[0046] 图2是示出放电装置120的配置与结构的图。如图2所示,放电装置120形成为将放电电极200、202贴合于绝缘性的放电防止板201的互不相同的主面的结构。放电电极200、202均为靠近中间转印带113的一方的端部形成较薄的放电端部,放电电极200配设于记录片材的输送方向上的放电电极202的上游侧。放电电极200(以下称作“负放电电极
200”)的放电端部与放电防止板201的中间转印带113侧端部相比向中间转印带113侧突出的程度相当,利用恒压电源230对上述放电电极200的放电端部施加负的直流电压(在本实施方式中为-2000(V)。)。
[0047] 另一方面,放电电极202(以下称作“正放电电极202”。)的放电端部与放电防止板201相比从中间转印带113后退,利用恒压电源230对上述放电电极202的放电端部施加正的直流电压(在本实施方式中为4000(V)。)。也就是说,正放电电极202比负放电电极200距离中间转印带113更远。另外,在放电防止板201的靠中间转印带113侧端部,阶梯部201S被设置于负放电电极200侧。
[0048] 从负放电电极200到中间转印带113的距离、以及从放电防止板201到中间转印带113的距离均为4(mm)。另外,从正放电电极202到中间转印带113的距离为12(mm)。这样,能够防止记录片材与放电装置120接触。
[0049] 图3是示出负放电电极200的形状的俯视图。负放电电极200仅在朝向中间转印带113的一侧形成有锯齿,锯齿的间距约为3(mm)。正放电电极202也具有同样的形状。
[0050] 返回到图2,二次转印辊对114包括外径均为30(mm)的中间转印辊210以及转印辊211,中间转印带113绕挂于中间转印辊210。另外,利用绝缘性的树脂壳体220将转印辊211与放电装置120隔开。此外,中间转印带113还绕挂于张紧架设辊221。
[0051] 在本实施方式中,使用带有负电的调色剂,并通过对转印辊211施加正电压,从而将调色剂像二次转印到记录片材。其结果,使得通过进行二次转印而转印有调色剂像的记录片材携带正电。通过对记录片材释放负电而对负放电电极200进行除电。
[0052] [评价实验]
[0053] 由于进行了评价本发明所涉及的放电装置120的除电性能的实验,因而对该实验结果进行说明。
[0054] (1)通过施加极性相反的电压来减弱电位不匀现象的效果
[0055] 首先,通过改变对正放电电极202所施加的电压的值来评价记录片材的除电不匀情况。此外,采用预先携带1000(V)的绝缘体的薄膜作为记录片材,将施加于负放电电极200的电压设为-2000(V)。另外,使用表面电位计来测量记录片材的除电不匀情况。
[0056] 图4是例示出对正放电电极202施加各不同电压时的记录片材的除电不匀情况的曲线图,图4的(a)图~图4的(c)图分别示出施加电压为0(V)、3000(V)及4000(V)时的情况。另外,曲线图的纵轴表示利用表面电位计测量所得的表面电位,横轴表示中间转印辊210的旋转轴方向上的位置。
[0057] 如图4所示,根据该图可知:随着施加于正放电电极202的电压的增大,除电不匀现象减弱。能够设想如下情况:在施加于正放电电极202的电压为0(V)的(a)情况下,亦即在正放电电极202接地的情况下,产生与仅使用一个放电电极(相当于负放电电极200。)的现有技术所涉及的除电装置大致相同的除电不匀现象。另外,在其它(b)、(c)情况下,与(a)情况相比,除电不匀现象减弱,因此能够判知本发明所涉及的放电装置120与现有技术相比具有更加优异的除电性能。
[0058] (2)放电电流量与除电不匀的关系
[0059] 接下来,对改变放电电极200、202与中间转印带113之间的电位差时的来自放电电极200、202的放电电流量、以及放电电流量的合计值进行测量,由此评价放电电流量与除电不匀的关系。此外,放电电流量的合计值是指在放电装置120与中间转印带113之间流动的电流量。
[0060] 图5是示出使放电电极200、202与中间转印带113之间的电位差以200(V)的单位变化时的从放电电极200、202释放的放电电流量以及放电电流量的合计值的曲线图,图5的(a)图~图5的(c)图分别示出对正放电电极202施加0(V)、3000(V)及4000(V)的电压时的情况。其中,曲线图的纵轴表示电流量,且表示放电电流量,横轴表示放电电极
200、202与中间转印带113的电位差。
[0061] 如图5的(a)图所示,在施加于正放电电极202的电压为0(V)的情况下,负放电电极200的放电电流全部流向中间转印带113,放电电流量的合计值与负放电电极200的放电电流量一致。即使流向中间转印带113的电流量相同,若提高施加于正放电电极202的电压,则也能够使来自负放电电极200的放电电流量得以增加。
[0062] 若历久劣化而使得负放电电极200的锯齿的形状发生变化,则会产生放电不匀现象,但是若充分增大来自负放电电极200的放电电流量,则能够减弱对相对于放电电流量整体的放电不匀现象所产生的影响。另外,在该情况下,若将增加的来自负放电电极200的放电电流量向正放电电极引导,则能够调整流向中间转印带113的电流量,因此能够控制记录片材的带电状态。因而,能够减弱记录片材的除电不匀现象。
[0063] (3)沿面放电界限
[0064] 接下来,对负放电电极200和正放电电极202之间的沿面距离、与在两电极间产生火花放电的电位差之间的关系进行说明。此外,毋庸赘言,若两电极间的电位差超过一定程度的值,则会产生火花放电。
[0065] 图6是示出从各放电电极到放电防止板的前端的距离、两个放电电极之间的沿面距离以及产生火花放电的电位差的下限值的关系的表。如图6所示,产生火花放电的电位差的下限值与对两电极间的沿面距离(沿着放电防止板的最短距离(mm))乘以1(kV)所得的值基本一致。
[0066] 在不具备放电防止板的情况下,利用两电极间的直线距离来取代上述沿面距离,并根据上述两电极间的直线距离来决定产生火花放电的电位差,因此必须将两电极配置成彼此分离。即,通过使用放电防止板而能够实现放电装置120的小型化。
[0067] (4)放电电极200、202的位置与放电电流量
[0068] 接下来,对放电电极200、202的位置与在中间转印带113流动的放电电流量的关系进行评价。
[0069] 图7是示出放电电极200、202之间的距离与放电电流量的关系的曲线图,图7的(a)图示出了从放电电极200、202流入中间转印带113的放电电流量的合计值,图7的(b)图示出了从负放电电极200流入中间转印带113的放电电流量。其中,将从负放电电极200到中间转印带113的距离设为4(mm)。如图7的(a)图所示,无论放电电极200、202之间的距离如何,放电电流的合计值都保持恒定。另一方面,如图7的(b)图所示,放电电极200、202之间的距离越大,从负放电电极200向中间转印带113释放的放电电流量越增大。即,通过使正放电电极202远离负放电电极200,能够高效地使放电电流向中间转印带113流动。
[0070] 此外,在正放电电极202比负放电电极200更靠近中间转印带113的情况下,从负放电电极200释放的放电电流的大半部分向正放电电极202流入,从而无法对中间转印带113供给足够量的放电电流。另外,由于放电电极200、202之间的距离对放电电场的强度产生影响,因此需要保持产生放电电场的最佳距离。因此,优选地,使负放电电极200靠近中间转印带113,并且使正放电电极202远离中间转印带113,由此保持放电电极200、202之间的最佳距离,且对中间转印带113供给足够的放电电流。
[0071] (5)对现有技术的评价
[0072] 接下来,为了确认本发明的效果而对现有技术进行评价。
[0073] 图8是示出利用仅使用一个放电电极的现有技术来改变施加电压时的除电不匀情况的曲线图,图8的(a)图示出了对放电电极仅施加-2400V的直流电压时的情况,图8的(b)图示出了在-2400V的直流电压的基础上再施加频率为1(kHv)、且振幅为6(kV)的交流电压时的情况,另外,图8的(c)图示出了在-2400V的直流电压的基础上再施加频率为1(kHv)、且振幅为10(kV)的交流电压时的情况。其中,无需赘言,交流电压的波形为正弦波形状。
[0074] 如图8的(a)图所示,在仅施加直流电压的情况下,除电不匀现象明显。另外,如图8的(b)图所示,在施加了振幅为6(kV)的交流电压的情况下也产生除电不匀现象,无法可靠地防止记录片材粘附于中间转印带113。此外,如图8的(c)图所示,若将交流电压的振幅设为10(kV),虽然能够抑制除电不匀现象,防止记录片材粘附于中间转印带113,但是交流噪声(AC噪声)会增大,从而不适合实际应用。
[0075] 这样,利用现有技术所涉及的除电装置无法将问题解决到适合实际应用的程度。
[0076] [4]变形例
[0077] 以上虽然基于实施方式对本发明进行了说明,但是本发明当然并不局限于上述实施方式,能够实施如下的变形例。
[0078] (1)在上述实施方式中,虽然说明了对通过进行二次转印而转印有调色剂像的记录片材进行除电的情况,但是本发明当然并不局限于此,可以采用如下方式来取代该方式。
[0079] 图9是示意性地示出本发明的变形例所涉及的成像部111的结构的剖视图。如图9所示,成像部111具备感光鼓121、带电装置122、曝光装置123、显影装置124以及清扫装置125。与上述实施方式所涉及的放电装置120相同,带电装置122通过将锯齿状的负放电电极200与正放电电极202粘附于放电防止板201而形成。放电电极200、202均接受从低压电源230供给的直流电压来进行电晕放电,从而使感光鼓121的外周面均匀地带电。
[0080] 此外,负放电电极200与感光鼓121之间的距离为2(mm),正放电电极202与感光鼓121之间的距离为10(mm),另外,放电防止板201与感光鼓121之间的距离为2(mm)。
[0081] 曝光装置123对感光鼓的外周面进行曝光而形成静电潜像。显影装置124对感光鼓121的外周面供给调色剂来使静电潜像显影。对一次转印辊126施加转印电压,从而朝沿箭头A方向旋转行进的中间转印带113对感光鼓121的外周面上的调色剂像进行一次转印。
[0082] 在具备上述结构的带电装置122中进行了如下实验:在对正放电电极202施加了4(kV)的直流电压的状态下,使施加于负放电电极200的直流电压变化,由此使未带电的薄膜带电。图10是示出该实验结果的曲线图,曲线1001~1006分别示出了对负放电电极200施加-1200(V)、-1400(V)、-1600(V)、-1800(V)、-2000(V)以及-2200(V)的电压时的带电不匀情况。
[0083] 如图10所示,在使施加于正放电电极202的直流电压固定的状态下,改变施加于负放电电极200的直流电压,由此能够控制被带电体(薄膜)的带电电位。另外,在现有技术中,使锯齿状的放电电极在外侧包围稳定板,并且在与感光鼓对置的位置使用配设有栅极电极的带电装置。与此相对,如上述实施方式中所述,由于放电装置120(本变形例所涉及的带电装置124)具有较薄的形状,因此能够促进成像装置111的小型化。
[0084] 此外,如上述实施方式中所示,当然,若增大负放电电极200与正放电电极202之间的电位差,则能够抑制带电不匀现象。
[0085] (2)虽然在上述实施方式中对放电电极200、202形成为锯齿状的情况进行了说明,但是本发明当然并不局限于此,放电电极200、202也可以采用锯齿状以外的形状。
[0086] 另外,放电电极200与放电电极202也可以采用互不相同的形状。例如,可以将负放电电极200形成为锯齿状的电极,将正放电电极202形成为非锯齿状的板状的电极。无论放电电极200、202的形状如何都能够获得本发明的效果。
[0087] (3)在上述实施方式中示出的尺寸、电压等数值只不过是示例而已。即,无论上述实施方式中示出的数值如何,优选为根据用途来设定适当的尺寸、电压。无论上述尺寸、电压的数值如何都能够获得本发明的效果。
[0088] (4)虽然在上述实施方式中以彩色复合机为例进行了说明,但是本发明当然并不局限于此,即使取代复合机而将本发明所涉及的放电装置搭载于打印装置、复印装置、传真装置等单功能机,也能够获得同上的效果。
[0089] 虽然参照相应附图并基于实施例对本发明进行了全面的叙述,但是应当注意其不同的变化与变更对本领域技术人员而言是显而易见的。
[0090] 因此,如若这些变化与变更并未脱离本发明的范围,则应当将这些变化与变更涵盖于本发明的范围。

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