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技術 帯電方法

出願人 ミノルタ株式会社
発明者 大澤以清池側彰仁飯野修司浅野雅己
出願日 1993年2月26日 (27年1ヶ月経過) 出願番号 1993-037913
公開日 1994年9月9日 (25年6ヶ月経過) 公開番号 1994-250499
状態 未査定
技術分野 電子写真の帯電 電子写真における帯電・転写・分離
主要キーワード フィルム形式 電圧可変型 ギャップδ 用紙保持部材 帯電停止 イレース光 放電停止電圧 レーザ発生装置
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1994年9月9日)のものです。
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図面 (7)

目的

帯電による電力消費とオゾンの発生を減少させる。

構成

帯電部材41と被帯電部材2との間に電位差を付けて被帯電部材2を帯電させる帯電方法において、帯電開始時は電位差を帯電開始電圧より大きくし、帯電開始後は電位差を帯電停止電圧よりも大きくかつ帯電開始電圧未満とする。

概要

背景

従来、電子写真法による複写機プリンタとして、被帯電部材である感光体と平行に電極ワイヤを配置し、この電極ワイヤに電圧印加して感光体を帯電させるコロナ放電式帯電方法が知られている。

概要

帯電による電力消費とオゾンの発生を減少させる。

帯電部材41と被帯電部材2との間に電位差を付けて被帯電部材2を帯電させる帯電方法において、帯電開始時は電位差を帯電開始電圧より大きくし、帯電開始後は電位差を帯電停止電圧よりも大きくかつ帯電開始電圧未満とする。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

帯電部材被帯電部材との間に電位差を付けて上記被帯電部材を帯電させる帯電方法において、帯電開始時は上記電位差を帯電開始電圧より大きくし、帯電開始後は上記電位差を帯電停止電圧よりも大きくかつ帯電開始電圧未満とすることを特徴とすることを特徴とする帯電方法。

技術分野

0001

本発明は、帯電部材被帯電部材との間に電位差を付けて被帯電部材を帯電させる帯電方法に関する。

背景技術

0002

従来、電子写真法による複写機プリンタとして、被帯電部材である感光体と平行に電極ワイヤを配置し、この電極ワイヤに電圧印加して感光体を帯電させるコロナ放電式帯電方法が知られている。

発明が解決しようとする課題

0003

しかしながら、上記コロナ放電式帯電方法では、帯電中常時電極ワイヤに数KVの高電圧を印加しなければならず、オゾン発生量が多く、極めて多くの電力消費するという問題点があった。

0004

そこで、本発明者らは、上記問題点を解決するために、帯電部材と被帯電部材との間に生じる放電現象について2つの実験を行った。第1の実験は、図1に示すように、対向する一対の電極100,101のうち一方の電極100を電源(図示せず)、他方の電極101をアースに接続し、電極100,101間に一定電圧を印加しながらこれら電極100,101を接近・離反させた。その結果、電極100,101を(i)の状態から(vi)の状態まで徐々に接近させたとき、(vi)の電極間距離L6(L1>L2>L3>L4>L5>L6)で電極100,101の間に放電102が発生した。また、(vi)の電極間距離L6から逆に電極100,101を徐々に離間させていくと、(iii)の電極間距離L3まで電極100,101間には安定した放電102が得られ、(ii)の電極間距離L2で放電が不安定になり、(i)の電極間距離L1で放電が完全に停止した。

0005

第2の実験は、図2に示すように、対向する一対の電極100,101間の距離を一定に保持し、これら電極100,101間の電圧を上下させた。その結果、電圧を徐々に上昇すると(vi)の電圧V6(V1<V2<V3<V4<V5<V6)で電極100,101間に放電102が発生し、この(vi)の電圧V6から逆に電圧を徐々に降下させていくと、(iii)の電圧V3まで電極100,101間には安定した放電102が形成され、(ii)の電圧V2で放電が不安定になり、(i)の電圧V1で放電が停止した。

0006

なお、以下の説明において、電圧が印加されている2つの電極を接近させたときに放電が開始する電極間距離を「放電開始距離(または帯電開始距離)」、放電状態にある上記2つの電極を離間させたときに安定した放電が停止する直前の電極間距離を「放電停止距離(または帯電停止距離)」という。また、2つの電極間の電圧を上昇させていったときに放電が開始する電圧を「放電開始電圧(または帯電開始電圧)」、放電状態にある上記2つの電極間の電圧を降下させていったときに安定した放電が停止する直前の電圧を「放電停止電圧(または帯電停止電圧)」という。具体的に、第1の実験におけるL6が放電開始距離、L3が放電停止距離、第2の実験におけるV6が放電開始電圧、V3が放電停止電圧に相当する。

0007

上記実験1,2より得られたデータに基づいて、電極間距離と印加電圧に対する放電開始電圧と放電停止電圧との関係を図3に示す。この図より、電極間に所定の電圧を印加した状態で電極間距離を放電開始距離以下に設定し、また所定の距離に設定された電極間に放電開始電圧以上の電圧を印加して電極間に放電を開始すると、この放電状態は電極間距離を放電停止距離近くまで拡大しても安定的に維持されることが分かる。具体的に、電極間に1KVの電圧を印加した場合、放電開始距離が120μm、放電停止距離が2.8mmであり、電極間距離を120μm以下に設定した状態でこれら電極間に1KVを印加すると両電極間に放電が開始され、その状態で電極間距離を徐々に広げていくと、電極間距離が2.8mm近くになるまで電極間に安定した放電が得られる。

0008

また、電極間を所定の間隔に設定した状態で、これら電極間に放電開始電圧以上の電圧を印加して電極間に放電を開始すると、この放電状態は電極間電圧を放電停止電圧近くまで落としても安定的に維持されることが分かる。具体的に、電極間を0.5mmに設定した場合、放電開始電圧が2.5KV、放電停止電圧が550Vであるから、電極間に2.5KV以上の電圧を印加するとこれら電極間に放電が形成され、この状態から電極間電圧を徐々に落としていくと、電極間電圧が550V近くになるまで電極間に安定した放電が得られる。

課題を解決するための手段

0009

以上のことから、本発明の帯電方法は、帯電部材と被帯電部材との間に電位差を付けて上記被帯電部材を帯電させる帯電方法において、帯電開始時は上記電位差を帯電開始電圧より大きくし、帯電開始後は上記電位差を帯電停止電圧よりも大きくかつ帯電開始電圧未満とするものである。

0010

上記帯電装置では、まず帯電部材と被帯電部材との間に帯電開始電圧より大きな電圧が印加され、これにより帯電部材と被帯電部材の間に放電が形成される。次に、帯電部材と被帯電部材の電位差が帯電停止電圧よりも大きくかつ帯電開始電圧未満の電圧に切り換えられ、帯電部材と被帯電部材の間に安定的に放電が維持され、被帯電部材が帯電される。

0011

以下、本発明にかかる帯電方法について、この帯電方法を実施する画像形成装の構成および動作と共に説明する。図4画像形成装置の一つであるプリンタの概略構成を示し、このプリンタ1は図示しない入力装置例えばパーソナルコンピュータワードプロセッサに接続されており、この入力装置から印字情報が入力されるようになっている。

0012

プリンタ1において、感光体2は上記入力装置からの印字信号に基づいて駆動するメインモータ(図示せず)の回転が伝達され、矢印a方向に所定の速度で回転するようにしてある。感光体2の周囲には、その回転方向に沿ってイレーサランプ3、帯電装置4、現像装置6、転写装置8が配置されている。また、感光体2の上方にはレーザ発生装置5が配置され、帯電装置4と現像装置6の間から感光体2にレーザ光露光されるようになっている。さらに、感光体2の右方には給紙装置7、感光体2の左方には定着装置9が配置され、この定着装置9の上方に排紙トレイ10が配置されている。

0013

上記帯電装置4は、図6に示すように、導電性金属(例えばステンレス)の棒材または線材からなる電極41を備えており、この電極41が感光体2と所定のギャップδ(例えば0.5mm)を隔てて平行に配置され、電圧可変型直流電源42に接続されている。上記電極41に使用される棒材または線材の材質、断面形状、太さ(径)などは感光体2の種類や経済性帯電性などを考慮して適当なものを選択すればよい。なお、電源42には直流電源を使用するものとしたが、交流電源であってもよい。また、電極41の電気抵抗率は、一定の帯電効率を保つためには109Ω・cm以下、また帯電むらに基づく画像上のノイズを一定レベル以下に抑えるためには更に103Ω・cm以下するのがよく、この点は上記電極41に限るものでなく、以下に述べるブラシ、ロールフィルム形式の帯電部材でも同様である。

0014

以上の構成を備えたプリンタの動作を図5タイミングチャートを参照して説明する。なお、このタイミングチャートは、図6に示すように、感光体2の外周に沿って、イレーサランプ3の除電位置X1、帯電装置4の帯電位置X2、露光装置5の露光位置X3、現像装置6の現像位置X4、転写装置8の転写位置X5を等間隔に、かつそれぞれを60°づつ隔てて配置した場合のものである。また、図中、記号▽は感光体2の回転開始時点で除電位置X1にある感光体2上の点の移動を示し、記号◇は露光開始位置の移動を示し、記号◆は露光終了位置の移動を示す。

0015

上記タイミングチャートに従えば、入力装置より印字情報が入力されると感光体2が矢印a方向に回転を開始し、感光体2の回転開始から所定時間(t1)後にイレーサランプ3が点灯され、除電位置X1を通過する感光体2の表面が除電される。この所定時間(t1)は、静止状態にあった感光体2の回転が一定速度まで加速される時間である。イレーサランプ3の点灯を上記所定時間(t1)後に開始しているのは、感光体2の回転が安定するまでに除電処理を開始すると、除電位置X1を通過する感光体2の外周面に過剰にイレース光照射されるからである。

0016

帯電装置4では、イレーサランプ3の点灯開始から所定時間(t2)後に電源42の出力がオンされ、電極41に高圧VH(=−4KV)が印加され、電極41と感光体2との間に放電が発生する。なお、電源42の出力開始時点で帯電位置X2を通過する感光体2上の点はイレーサランプ3により完全に除電されており、感光体停止時履歴が完全に消去されている。

0017

電源42の出力開始から所定時間(t3)後、電源42の出力が高圧VHから低圧VL(=−800V)に切り換えられる。そして、電極41と感光体2との間に形成されていた放電は、電圧を高圧VHから低圧VLに切り換えても維持され、帯電位置X2を通過する感光体2の表面には所定の電荷が付与されて帯電される。なお、高圧VHを印加する時間(t3)は、電極41と感光体2との間に形成される放電が安定するのに必要な時間とする。

0018

電源42の出力が高圧VHから低圧VLに切り換えられてから所定時間(t4)後、レーザ発生装置5より発射されたレーザ光が露光位置X3で感光体2に露光され、再現すべき画像に対応した静電潜像が形成される。また、出力の切換から所定時間(t4)後に露光開始位置が帯電位置X2を通過するが、この時点ですでに感光体2の表面電位は安定している。そして、露光開始から所定時間(t5)後に現像装置6が現像状態に設定され、現像位置X4を通過する静電潜像がトナー像として可視像化される。また、現像装置6が現像状態に設定されてから所定時間(t7)後に転写装置8がトナー像を転写可能な状態に設定され、転写位置X5を通過するトナー像が給紙装置7から供給される用紙に転写される。この用紙は、定着装置9で加熱され、トナー像が定着されて排紙トレイ10に排出される。

0019

レーザ光の露光が終了すると、感光体2上の露光終了位置が現像位置X4、転写位置X5をそれぞれ通過した後に、現像装置6、転写装置8が非動作状態に切り換えられる。なお、図面上、記号◇から◆までがレーザの露光される領域であり、この露光領域に静電潜像を形成すべく、また形成された静電潜像を完全に現像して転写するために、感光体2上の露光終了位置が完全に帯電位置X2、現像位置X4、転写位置X5をそれぞれ通過後、帯電装置4の電源13、現像装置6、転写装置8がオフされる。このオフタイミングは、露光終了位置が帯電位置X2、現像位置X4、転写位置X5をそれぞれ通過した後であればいつでも構わないが、電力の無駄な消費を抑えるために、支障のない範囲で出来るだけ早期にオフするのが好ましい。

0020

また、放電は電源42をオフすることにより停止するものとしたが、電源42の出力電圧を放電を維持可能な電圧以下に切り換えることにより行ってもよいし、電極41を放電停止距離以上に引き離すことにより行ってもよい。

0021

さらに、電極41をシールド板囲み吸引装置によって内部空気強制排気することにより、帯電領域減圧するようにしてもよい。このようにすれば、放電開始電圧および放電停止電圧が低圧側にシフトするので、電極41に印加する電圧を低くして電力の消費をさらに抑制することができる。

0022

さらにまた、上記実施例では、帯電装置4の電極41は棒材または線材としたが、導電性のブラシ、ローラフィルムであってもよい。

0023

以上の説明では、本発明の帯電装置を感光体に電荷を付与して帯電させる装置に適用した例を示したが、上記帯電装置の適用は感光体を帯電させる装置に限るものでなく、用紙等の転写材静電気力によって保持する用紙保持部材の帯電装置や、感光体上に付着しているトナーを用紙等の転写材に転写させるべく当該転写材を帯電するための帯電装置など、帯電部から被帯電部に電荷を付与するための装置であればいかなるものにも適用可能である。

発明の効果

0024

以上の説明で明らかなように、本発明にかかる帯電方法では、帯電開始時は帯電部材と被帯電部材の電位差を帯電開始電圧より大きくし、帯電開始後は上記電位差を帯電停止電圧よりも大きくかつ帯電開始電圧未満とするようにしている。したがって、少ない電力で放電を維持することができるとともに、オゾンの発生量も減少する。

図面の簡単な説明

0025

図1一定の電圧を印加した一対の電極を接離させたときの放電現象を説明する図である。
図2固定された一対の電極間の印加電圧を変化させたときの放電現象を説明する図である。
図3電極間距離と印加電圧に対する放電開始電圧および放電停止電圧の関係を示す図である。
図4プリンタの概略構成を示す断面図である。
図5帯電装置の動作等を示すタイミングチャートである。
図6帯電装置等の配置を示す図である。

--

0026

2…感光体、4…帯電装置、41…電極、42…電源。

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