專利名稱：轉(zhuǎn)印前帶電裝置及具有該裝置的圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種在使用電子照相方式的圖像形成裝置中，使圖像載體(例如感光體、中間轉(zhuǎn)印體)上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物(例如中間轉(zhuǎn)印體、記錄紙張)前帶電的轉(zhuǎn)印前帶電裝置。并且本發(fā)明還涉及到一種具有上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置的圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
一直以來，在利用電子照相方式的圖像形成裝置中，在用于使感光體均勻帶電的帶電裝置、用于使感光體上形成的色粉圖像靜電轉(zhuǎn)印到記錄紙張等的轉(zhuǎn)印裝置、用于剝離和感光體等靜電接觸的記錄紙張等的剝離裝置中，經(jīng)常使用電暈放電方式的帶電裝置。
這種電暈放電方式的帶電裝置一般使用電暈管方式(corotron)，其具有屏蔽罩，具有和感光體、記錄紙張等被帶電物相對的開口部；架設(shè)在該屏蔽罩內(nèi)部的線狀或鋸齒狀的放電電極，通過向放電電極施加高壓，產(chǎn)生電暈放電，使被帶電物均勻帶電；或所謂超電暈管方式(scorotron)，在放電電極和被帶電物之間設(shè)置柵電極，通過向該柵電極施加所需的電壓，使被帶電物均勻帶電(參照文獻1)。
圖18是現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置的帶電機理的示意圖。如上上述，電暈放電方式的帶電裝置由以下構(gòu)成線狀、鋸齒狀或針狀的放電電極101；形成色粉圖像104的圖像載體102、柵電極103等相對電極(放電對象物)。圖像載體102包括感光體、中間轉(zhuǎn)印體。并且，通過向曲率半徑小的放電電極101和相對電極(放電物對象)之間施加高壓，在這二個電極間形成不平衡電場，通過放電電極101附近產(chǎn)生的強電場引起的局部的電離作用進行電子放出(電子雪崩引起的放電)，使作為被帶電物的感光體、中間轉(zhuǎn)印體、色粉圖像等帶電。并且，柵電極103用于控制朝向圖像載體102等被帶電物的電子量，對該柵電極103也進行電子放電。
進一步，例如在文獻2、3中公開了將上述電暈放電方式的帶電裝置用于使轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印體、記錄紙張等轉(zhuǎn)印介質(zhì)前的色粉圖像帶電的轉(zhuǎn)印前帶電裝置。根據(jù)文獻2、3的技術(shù)，即使圖像載體上形成的色粉圖像內(nèi)存在帶電量不均，在轉(zhuǎn)印前也可使色粉圖像帶電量平均化，因此可抑制轉(zhuǎn)印色粉圖像時的轉(zhuǎn)印寬裕度的下降，將色粉圖像穩(wěn)定地轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印介質(zhì)。
但是，上述現(xiàn)有的帶電裝置存在很多問題。
第一，在現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置中，存在大量產(chǎn)生臭氧(O3)、氮氧化物(NOx)等放電生成物的問題。具體而言，通過伴隨上述電子放電的能量(電子沖擊等)，氮分子(N2)分解為氮原子(N)，其與氧分子(O2)結(jié)合，生成氮氧化物(二氧化氮NO2)。同樣，氧分子(O2)分解為氧原子(O)，其與氧分子(O2)結(jié)合，生成大量的臭氧(O3)。
當(dāng)臭氧大量生成時，會引起臭氧氣味的產(chǎn)生、對人體有害影響、強氧化力引起的配件劣化等問題。并且，當(dāng)生成氮氧化物時，氮氧化物作為銨鹽(硝酸銨)附著到感光體，成為導(dǎo)致圖像異常的原因。特別是，通常使用的有機感光體(OPC)因臭氧、Nox易于產(chǎn)生泛白、圖像流等圖像缺陷。
并且，氮氧化物附著到電暈放電方式的帶電裝置的柵電極，使柵電極的表面氧化腐蝕，從而在柵電極上二次生成絕緣性的金屬氧化物，其結(jié)果是，破壞了帶電均勻性，引起帶電不均導(dǎo)致的圖像劣化的問題。
因此，在存在多個轉(zhuǎn)印部位的中間轉(zhuǎn)印方式的彩色圖像形成裝置中，雖然優(yōu)選在所有的轉(zhuǎn)印部位(多個一次轉(zhuǎn)印部位、及二次轉(zhuǎn)印部位)的上游設(shè)置轉(zhuǎn)印前帶電裝置，但由于臭氧、Nox產(chǎn)生量的問題而較為困難。
并且，感光體也需要用于形成潛影的帶電裝置，因此考慮到對感光體的不良影響，為了進行感光體上形成的色粉圖像的轉(zhuǎn)印前帶電，在上述帶電裝置之外追加轉(zhuǎn)印前帶電裝置是較為困難的。實際上，為了避免該問題，只有使用臭氧產(chǎn)生量較少、可正帶電的、具有良好耐刷性、可強制去除感光體表面附著的放電生成物的非晶硅感光體。
并且，近些年來，為了實現(xiàn)無臭氧化，作為使感光體自身帶電的帶電裝置，采用導(dǎo)電輥、導(dǎo)電刷的接觸帶電方式，但接觸帶電方式不擾亂色粉圖像地進行帶電較為困難。因此，在轉(zhuǎn)印前帶電裝置中，雖然采用了非接觸的電暈放電方式的裝置，但在搭載了接觸帶電方式的圖像形成裝置中設(shè)置現(xiàn)有的電暈放電方式的轉(zhuǎn)印前帶電裝置時，也會失去無臭氧這一特征。
此外，作為降低臭氧生成量的技術(shù)，例如文獻4中公開了一種帶電裝置，其具有多個放電電極，以基本一定的間距在預(yù)定的軸方向上排列；高壓電源，向放電電極施加大于放電開始電壓的電壓；電阻，設(shè)置在高壓電源的輸出電極和放電電極之間；柵電極，靠近放電電極，設(shè)置在該放電電極和被帶電物之間的位置上；柵極電源，向柵電極施加?xùn)艠O電壓，其中，使放電電極和柵電極之間的間隙為4mm以下，降低放電電流并降低臭氧產(chǎn)生量。
但是在上述文獻4的技術(shù)中，雖然可通過降低放電電流來降低臭氧產(chǎn)生量，但臭氧的降低量并不充足，產(chǎn)生1.0ppm左右的臭氧。并且，還存在如下其他問題放電生成物、色粉、紙粉等附著到放電電極，或因放電能量導(dǎo)致放電電極的前端磨損、劣化，從而導(dǎo)致放電不穩(wěn)定。
進一步，由于放電電極和被帶電物之間的間隙較小，還存在易于產(chǎn)生源自多個放電電極的間距的長度方向(放電電極的間距方向)的帶電不均的問題。在此，為了消除帶電不均可考慮縮小放電電極間距，但這樣一來放電電極數(shù)增加，制造成本增加。
另一方面，現(xiàn)有的帶電裝置的第二問題是電暈風(fēng)(也稱為“臭氧風(fēng)”)的問題。電暈風(fēng)如圖18的箭頭105所示，是因電暈放電下的電子流動，從放電電極朝向被帶電物而產(chǎn)生的。因此，在將現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置用于轉(zhuǎn)印前帶電裝置時，因電暈風(fēng)會產(chǎn)生圖像載體102上的色粉圖像104紊亂的問題。
文獻1日本國公開專利公報特開平6-11946號公報(
公開日1994年1月21日)文獻2日本國公開專利公報特開平10-274892號公報(
公開日1998年10月13日)文獻3日本國公開專利公報特開2004-69860號公報(
公開日2004年3月4日)文獻4日本國公開專利公報特開平8-160711號公報(
公開日1996年6月21日)文獻5日本國公開專利公報特開2005-316395號公報(
公開日2005年11月10日)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明正是鑒于以上問題而產(chǎn)生的，其目的在于提供一種可降低臭氧、氮氧化物等放電生成物的產(chǎn)生，具有良好的帶電均勻性，可長期持續(xù)進行穩(wěn)定的帶電，并且可抑制色粉圖像的紊亂的轉(zhuǎn)印前帶電裝置及轉(zhuǎn)印前帶電方法、及具有上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置的圖像形成裝置。
為了解決上述課題，本發(fā)明的轉(zhuǎn)印前帶電裝置是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；和第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于電暈放電開始電壓的電壓。
并且，為了解決上述課題，本發(fā)明的轉(zhuǎn)印前帶電方法是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，向和上述圖像載體相對配置的帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于電暈放電開始電壓的電壓。
本發(fā)明的涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置及轉(zhuǎn)印前帶電方法是用于使圖像形成裝置的圖像載體(例如感光體、中間轉(zhuǎn)印帶或中間轉(zhuǎn)印輥等中間轉(zhuǎn)印體)上的色粉圖像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物(例如上述中間轉(zhuǎn)印體、記錄紙張)前帶電的轉(zhuǎn)印前帶電方法。
根據(jù)上述構(gòu)造，將離子產(chǎn)生開始電壓以上大小的電壓施加到帶電用電極，因此產(chǎn)生離子，通過產(chǎn)生的離子可使圖像載體上的色粉圖像帶電。并且，由于施加到帶電用電極的電壓大小小于電暈放電開始電壓，因此不會產(chǎn)生電暈放電。所以基本不會產(chǎn)生臭氧、NOx地使色粉圖像帶電。并且，由于不伴隨有電暈放電，所以不會象現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置一樣產(chǎn)生放電生成物附著到電極、或因放電能量導(dǎo)致電極前端磨損、劣化的問題，可長時間進行穩(wěn)定的帶電。進一步，由于不產(chǎn)生電暈放電，因此也不會產(chǎn)生電暈風(fēng)。因此可抑制電暈風(fēng)引起的色粉圖像紊亂。并且，和現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置相比，形成的電場較弱，因此作為被帶電物的色粉圖像附近的離子量的分布具有一定程度的擴展性。因此和現(xiàn)有的電暈放電方式相比，可提高帶電均勻性。
為了解決上述課題，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；和第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上的電壓，上述圖像載體和上述帶電用電極之間的間隔大于電暈放電開始距離。
并且，為了解決上述課題，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電方法用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，將離子產(chǎn)生開始電壓以上的電壓施加到以大于電暈放電開始距離的間隔和上述圖像載體相對配置的帶電用電極。
本發(fā)明的涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置及轉(zhuǎn)印前帶電方法用于使圖像形成裝置的圖像載體(例如感光體、中間轉(zhuǎn)印帶或中間轉(zhuǎn)印輥等中間轉(zhuǎn)印體)上的色粉圖像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物(例如上述中間轉(zhuǎn)印體、記錄紙張)前帶電。
根據(jù)上述構(gòu)造，將離子產(chǎn)生開始電壓以上大小的電壓施加到帶電用電極，因此產(chǎn)生離子，通過產(chǎn)生的離子可使圖像載體上的色粉圖像帶電。并且，由于帶電用電極和圖像載體之間的間隔大于電暈放電開始距離，因此不會產(chǎn)生電暈放電。所以基本不會產(chǎn)生臭氧、NOx地使色粉圖像帶電。并且，由于不伴隨有電暈放電，所以不會象現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置一樣產(chǎn)生放電生成物附著到電極、或因放電能量導(dǎo)致電極前端磨損、劣化的問題，可長時間進行穩(wěn)定的帶電。進一步，由于不產(chǎn)生電暈放電，因此也不會產(chǎn)生電暈風(fēng)。因此可抑制電暈風(fēng)引起的色粉圖像紊亂。并且，和現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置相比，形成的電場較弱，因此作為被帶電物的色粉圖像附近的離子量的分布具有一定程度的擴展性。因此和現(xiàn)有的電暈放電方式相比，可提高帶電均勻性。
并且，為了解決上述課題，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于臭氧產(chǎn)生量開始急增的電壓即臭氧急增開始電壓的電壓。
并且，為了解決上述課題，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置，通過向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于臭氧產(chǎn)生量開始急增的電壓即臭氧急增開始電壓的電壓產(chǎn)生離子，通過該離子使上述轉(zhuǎn)印對象物帶電。
并且，為了解決上述課題，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電方法是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，對和上述圖像載體相對配置的帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于臭氧產(chǎn)生量開始急增的電壓即臭氧急增開始電壓的電壓。
并且，為了解決上述課題，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電方法是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，對和上述圖像載體相對配置的帶電用電極，施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于臭氧產(chǎn)生量開始急增的電壓即臭氧急增開始電壓的電壓以產(chǎn)生離子，通過該離子使上述轉(zhuǎn)印對象物帶電。
根據(jù)上述構(gòu)造，將離子產(chǎn)生開始電壓以上大小的電壓施加到帶電用電極，因此產(chǎn)生離子，通過產(chǎn)生的離子可使圖像載體上的色粉圖像帶電。并且，由于施加到帶電用電極的電壓大小小于臭氧急增開始電壓，因此基本不會產(chǎn)生臭氧、NOx地使色粉圖像帶電。并且，通過抑制臭氧，不會象現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置一樣產(chǎn)生放電生成物附著到電極、或因放電能量導(dǎo)致電極前端磨損、劣化的問題，可長時間進行穩(wěn)定的帶電。進一步，由于可降低臭氧生成量，因此可抑制電暈風(fēng)。因此可抑制電暈風(fēng)引起的色粉圖像紊亂。并且，和現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置相比，形成的電場較弱，因此作為被帶電物的色粉圖像附近的離子量的分布具有一定程度的擴展性。因此和現(xiàn)有的電暈放電方式相比，可提高帶電均勻性。
并且，為了解決上述課題，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上的電壓，上述圖像載體和上述帶電用電極之間的間隔大于作為臭氧產(chǎn)生量開始急增的距離的臭氧急增開始距離。
并且，為了解決上述課題，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電方法是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，將離子產(chǎn)生開始電壓以上的電壓，施加到以大于作為臭氧產(chǎn)生量開始急增的距離的臭氧急增開始距離的間隔和上述圖像載體相對配置的帶電用電極。
根據(jù)上述構(gòu)造，將離子產(chǎn)生開始電壓以上大小的電壓施加到帶電用電極，因此產(chǎn)生離子，通過產(chǎn)生的離子可使圖像載體上的色粉圖像帶電。并且，由于帶電用電極和圖像載體之間的間隔大于臭氧急增開始距離，因此基本不會產(chǎn)生臭氧、NOx地使色粉圖像帶電。并且，通過抑制臭氧，不會象現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置一樣產(chǎn)生放電生成物附著到電極、或因放電能量導(dǎo)致電極前端磨損、劣化的問題，可長時間進行穩(wěn)定的帶電。進一步，由于可降低臭氧生成量，因此可抑制電暈風(fēng)。因此可抑制電暈風(fēng)引起的色粉圖像紊亂。并且，和現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置相比，形成的電場較弱，因此作為被帶電物的色粉圖像附近的離子量的分布具有一定程度的擴展性。因此和現(xiàn)有的電暈放電方式相比，可提高帶電均勻性。
并且，為了解決上述課題，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于流過帶電用電極的電流開始急增的電壓即電流急增開始電壓的電壓。
并且，為了解決上述課題，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電方法是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，對和上述圖像載體相對配置的帶電用電極，施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于流過帶電用電極的電流(換言之，從第一電壓施加單元供給到帶電用電極的電流(下同))開始急增的電壓即電流急增開始電壓的電壓。
根據(jù)上述構(gòu)造，將離子產(chǎn)生開始電壓以上大小的電壓施加到帶電用電極，因此產(chǎn)生離子，通過產(chǎn)生的離子可使圖像載體上的色粉圖像帶電。并且，由于施加到帶電用電極的電壓大小小于電流急增開始電壓，因此在帶電用電極中不會有較大的電流流動，可基本不會產(chǎn)生臭氧、NOx地使色粉圖像帶電。并且，通過抑制臭氧，不會象現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置一樣產(chǎn)生放電生成物附著到電極、或因放電能量導(dǎo)致電極前端磨損、劣化的問題，可長時間進行穩(wěn)定的帶電。進一步，由于可降低臭氧生成量，因此可抑制電暈風(fēng)。因此可抑制電暈風(fēng)引起的色粉圖像紊亂。并且，和現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置相比，形成的電場較弱，因此作為被帶電物的色粉圖像附近的離子量的分布具有一定程度的擴展性。因此和現(xiàn)有的電暈放電方式相比，可提高帶電均勻性。
并且，為了解決上述課題，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上的電壓，上述圖像載體和上述帶電用電極之間的間隔大于流過帶電用電極的電流開始急增的距離即電流急增開始距離。
并且，為了解決上述課題，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電方法是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，將離子產(chǎn)生開始電壓以上的電壓，施加到以大于流過帶電用電極的電流開始急增的距離即電流急增開始距離的間隔和上述圖像載體相對配置的帶電用電極。
根據(jù)上述構(gòu)造，將離子產(chǎn)生開始電壓以上大小的電壓施加到帶電用電極，因此產(chǎn)生離子，通過產(chǎn)生的離子可使圖像載體上的色粉圖像帶電。并且，由于帶電用電極和圖像載體之間的間隔大于電流急增開始距離，因此在帶電用電極中不會有較大的電流流動，可基本不會產(chǎn)生臭氧、NOx地使色粉圖像帶電。并且，通過抑制臭氧，不會象現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置一樣產(chǎn)生放電生成物附著到電極、或因放電能量導(dǎo)致電極前端磨損、劣化的問題，可長時間進行穩(wěn)定的帶電。進一步，由于可降低臭氧生成量，因此可抑制電暈風(fēng)。因此可抑制電暈風(fēng)引起的色粉圖像紊亂。并且，和現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置相比，形成的電場較弱，因此作為被帶電物的色粉圖像附近的離子量的分布具有一定程度的擴展性。因此和現(xiàn)有的電暈放電方式相比，可提高帶電均勻性。
并且，本發(fā)明涉及的圖像形成裝置是通過電子照相方式進行圖像形成的圖像形成裝置，其特征在于，具有上述任意一種轉(zhuǎn)印前帶電裝置、及上述圖像載體。
在現(xiàn)有的圖像形成裝置中，由于上述問題，難于追加設(shè)置對圖像載體上形成的色粉圖像進行轉(zhuǎn)印前帶電的帶電裝置。但是在本發(fā)明的圖像形成裝置中，通過使用上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置，可抑制臭氧、氮氧化物等放電生成物的產(chǎn)生，提高轉(zhuǎn)印效率。
本發(fā)明的其他目的、特征、及優(yōu)點通過以下記載可得以明確。并且本發(fā)明的優(yōu)點通過參照了附圖的以下說明亦可得以明確。


圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置的帶電機理的說明圖。
圖2是表示本發(fā)明的一個實施方式涉及的具有轉(zhuǎn)印前帶電裝置的圖像形成裝置的構(gòu)造的截面圖。
圖3是本發(fā)明的一個實施方式涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置的側(cè)面圖。
圖4是本發(fā)明的一個實施方式涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置的正面圖。
圖5是表示實驗1使用的負(fù)離子產(chǎn)生元件的構(gòu)造的說明圖。
圖6(a)是表示未插入固定電阻時的實驗1的結(jié)果的圖表，圖6(b)是表示插入了固定電阻時的實驗1的結(jié)果的圖表。
圖7是表示圖5所示的負(fù)離子產(chǎn)生元件中的、測量了距帶電用電極的距離和負(fù)離子量(密度)的關(guān)系的結(jié)果的圖表。
圖8是表示實驗2使用的實驗裝置的構(gòu)造的說明圖。
圖9是表示具有及不具有柵電極時、比較在感光體長度方向上的表面電位特征的結(jié)果的圖表。
圖10是表示圖3使用的實驗裝置的構(gòu)造的說明圖。
圖11(a)及圖11(b)是表示施加電壓和感光體表面電位、總電流、臭氧產(chǎn)生量的關(guān)系的調(diào)查結(jié)果的圖表，圖11(a)表示未插入固定電阻時的結(jié)果，圖11(b)表示插入了固定電阻時的結(jié)果。
圖12(a)及圖12(b)是表示將施加電壓、及被帶電物和帶電用電極的間隙作為參數(shù)，僅產(chǎn)生離子的條件及產(chǎn)生電暈放電的條件的調(diào)查結(jié)果的圖表，圖12(a)表示未插入固定電阻時的結(jié)果，圖12(b)表示插入了固定電阻時的結(jié)果。
圖13是表示在中間轉(zhuǎn)印帶中流動的電流量和色粉的帶電量的關(guān)系的調(diào)查結(jié)果的圖表。
圖14是表示根據(jù)在中間轉(zhuǎn)印帶中流動的電流量一邊反饋控制施加電壓一邊進行色粉圖像帶電時的、帶電前后的色粉圖像的帶電量的調(diào)查結(jié)果的圖表。
圖15是表示進行了轉(zhuǎn)印前帶電和未進行時的二次轉(zhuǎn)印效率的不同的調(diào)查結(jié)果的圖。
圖16是表示本發(fā)明的一個實施方式涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置具有的帶電用電極的變形例的側(cè)面圖。
圖17是表示本發(fā)明的一個實施方式涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置具有的帶電用電極的變形例的側(cè)面圖。
圖18是表示現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置的帶電機理的示意說明圖。
圖19(a)是表示圖11(a)所示的施加電壓和臭氧產(chǎn)生量的關(guān)系、及相對于施加電壓的增加量的臭氧產(chǎn)生量的增加量α的變化率β的圖表。圖19(b)是表示圖11(a)所示的施加電壓和總電流的關(guān)系、及相對于施加電壓的增加量的總電流的增加量θ的變化率γ的圖表。
圖20(a)是表示圖11(b)所示的施加電壓和臭氧產(chǎn)生量的關(guān)系、及相對于施加電壓的增加量的臭氧產(chǎn)生量的增加量α的變化率β的圖表。圖20(b)是表示圖11(b)所示的施加電壓和總電流的關(guān)系、及相對于施加電壓的增加量的總電流的增加量θ的變化率γ的圖表。
圖21(a)及圖21(b)是表示在本發(fā)明的其他實施方式涉及的帶電裝置中，為了不使臭氧產(chǎn)生量及總電流急增地使被帶電物帶電，施加電壓、及被帶電物和帶電用電極的間隙的條件的圖表，圖21(a)表示未插入固定電阻時的結(jié)果，圖21(b)表示插入了固定電阻時的結(jié)果。
具體實施例方式
(實施方式1)說明本發(fā)明的第一實施方式。圖2是表示具有本實施方式的轉(zhuǎn)印前帶電裝置2、3的圖像形成裝置100的概要構(gòu)造的截面圖。該圖像形成裝置100是所謂串聯(lián)式的，且是中間轉(zhuǎn)印式的打印機，可形成全彩圖像。
如圖2所示，圖像形成裝置100具有4色(C、M、Y、K)可視圖像形成單元50a～50d、轉(zhuǎn)印單元40、及定影裝置14。
轉(zhuǎn)印單元40具有中間轉(zhuǎn)印帶15(圖像載體)、配置在該中間轉(zhuǎn)印帶15周圍的4個一次轉(zhuǎn)印裝置12a～12d、二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3、二次轉(zhuǎn)印裝置16、及轉(zhuǎn)印用清潔裝置17。
中間轉(zhuǎn)印帶15用于使由可視圖像形成單元50a～50d可視化了的各色色粉圖像重疊轉(zhuǎn)印，并且將轉(zhuǎn)印的色粉圖像再轉(zhuǎn)印到記錄紙張。具體而言，中間轉(zhuǎn)印帶15是環(huán)狀輪帶，由一對驅(qū)動輥及空轉(zhuǎn)輥架設(shè)，并且在圖像形成時控制為預(yù)定的圓周速度(本實施方式中為124mm/s)被傳送驅(qū)動。
一次轉(zhuǎn)印裝置12a～12d設(shè)置在各可視圖像形成單元50a～50d上，各一次轉(zhuǎn)印裝置12a～12d隔著中間轉(zhuǎn)印帶15配置在對應(yīng)的可視圖像形成單元50a～50d的相反側(cè)。二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3用于使和中間轉(zhuǎn)印帶15重疊轉(zhuǎn)印的色粉圖像再次帶電，具體稍后論述，在本實施方式中，通過放出離子使色粉圖像帶電。
二次轉(zhuǎn)印裝置16用于將轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶15上的色粉圖像再轉(zhuǎn)印到記錄紙張，與中間轉(zhuǎn)印帶15接觸設(shè)置。轉(zhuǎn)印用清潔裝置17用于清潔進行了色粉圖像再轉(zhuǎn)印后的中間轉(zhuǎn)印帶15的表面。
此外，在轉(zhuǎn)印單元40的中間轉(zhuǎn)印帶15的周圍，從中間轉(zhuǎn)印帶15的傳送方向上游開始依次配置有一次轉(zhuǎn)印裝置12a～12d、二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3、二次轉(zhuǎn)印裝置16、轉(zhuǎn)印用清潔裝置17。
在二次轉(zhuǎn)印裝置16的記錄紙張傳送方向下游側(cè)設(shè)有定影裝置14。定影裝置14用于將通過二次轉(zhuǎn)印裝置16轉(zhuǎn)印到記錄紙張上的色粉圖像定影到記錄紙張。
并且，中間轉(zhuǎn)印帶15中，4個可視圖像形成單元50a～50d沿輪帶傳送方向接近設(shè)置。4個可視圖像形成單元50a～50d除了使用的色粉顏色不同外，其他相同，分別使用黃(Y)、品紅(M)、青(C)、黑(K)的色粉。以下僅說明可視圖像形成單元50a，其他可視圖像形成單元50b～50d省略其說明。
可視圖像形成單元50a具有感光鼓(圖像載體)1、配置在該感光鼓1周圍的潛影用帶電裝置4、激光寫入單元(未圖示)、顯影裝置11、一次轉(zhuǎn)印前帶電裝置2、清潔裝置13等。
潛影用帶電裝置4用于使感光鼓1的表面帶預(yù)定電位。對潛影用帶電裝置4的詳情稍后論述，在本實施方式中，利用由潛影用帶電裝置4產(chǎn)生的離子使感光鼓1帶電。
激光寫入單元根據(jù)從外部裝置接收的圖像數(shù)據(jù)，向感光鼓1照射(曝光)激光，在均勻帶電的感光鼓1上掃描光像，寫入靜電潛影。
顯影裝置11用于向感光鼓1表面上形成的靜電潛影提供色粉，使靜電潛影顯影化并形成色粉圖像。一次轉(zhuǎn)印前帶電裝置2用于使感光鼓1表面形成的色粉圖像在轉(zhuǎn)印前再帶電，詳情稍后論述，在本實施方式中，通過放出離子使色粉圖像帶電。
清潔裝置13用于去除、回收將色粉圖像轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶后的感光鼓1上殘留的色粉，可在感光鼓1上記錄新的靜電潛影及色粉圖像。
并且，在可視圖像形成單元50a的感光鼓1的周圍，從感光鼓1的旋轉(zhuǎn)方向上游開始依次配置有潛影用帶電裝置4、激光寫入單元、顯影裝置11、一次轉(zhuǎn)印前帶電裝置2、一次轉(zhuǎn)印裝置12a、清潔裝置13。
接著說明圖像形成裝置100的圖像形成動作。
首先，圖像形成裝置100從外部裝置取得圖像數(shù)據(jù)。并且，圖像形成裝置100的未圖示的驅(qū)動單元使感光鼓1在圖2所示的箭頭方向上以預(yù)定的速度(在此為124mm/s)旋轉(zhuǎn)，并且潛影用帶電裝置4使感光鼓1的表面帶預(yù)定電位。
接著，根據(jù)取得的圖像數(shù)據(jù)，激光寫入單元使感光鼓1的表面曝光，在感光鼓1的表面進行和上述圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的靜電潛影的寫入。之后，對感光鼓1表面上形成的靜電潛影，顯影裝置11提供色粉。這樣一來，使色粉附著到靜電潛影上并形成色粉圖像。
并且，一次轉(zhuǎn)印裝置12a通過施加和感光鼓1表面上形成的色粉圖像相反極性的偏壓，使色粉圖像轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶15。
可視圖像形成單元50a～50d依次進行該動作，從而使Y、M、C、K四色色粉圖像依次重疊到中間轉(zhuǎn)印帶15上。
重疊的色粉圖像通過中間轉(zhuǎn)印帶15傳送到二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3，對傳送的色粉圖像，二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3進行再帶電。并且，二次轉(zhuǎn)印裝置16將承載進行了再帶電的色粉圖像的中間轉(zhuǎn)印帶15壓接到從未圖示的供紙單元傳送的記錄紙張，從而使色粉圖像轉(zhuǎn)印到記錄紙張。
之后，定影裝置14使色粉圖像定影到記錄紙張，記錄了圖像的記錄紙張排出到排紙單元(未圖示)。并且，在上述轉(zhuǎn)印后，感光鼓1上殘留的色粉通過清潔裝置13被去除、回收，并且中間轉(zhuǎn)印帶15上殘留的色粉通過轉(zhuǎn)印用清潔裝置17被去除、回收。
通過以上動作，可在記錄紙張上進行適當(dāng)?shù)挠∷ⅰ?br> 接著具體說明帶電裝置的構(gòu)造。上述一次轉(zhuǎn)印前帶電裝置2、二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3、潛影用帶電裝置4除了設(shè)置位置不同外，其他均相同，是相同的裝置。以下詳細(xì)說明一次轉(zhuǎn)印前帶電裝置2，省略對二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3、潛影用帶電裝置4的詳細(xì)說明。
圖3是一次轉(zhuǎn)印前帶電裝置2的側(cè)面圖，圖4是一次轉(zhuǎn)印前帶電裝置2的正面圖(從長度方向觀察的圖)。
如圖3所示，一次轉(zhuǎn)印前帶電裝置2具有負(fù)離子產(chǎn)生元件20、屏蔽罩(離子擴散限制部件)23、固定電阻(電阻器)24、高壓電源(電壓施加單元)25、電壓控制部(電壓控制單元)31。
負(fù)離子產(chǎn)生元件20的構(gòu)造是，將多個(這里為32根)針狀的離子產(chǎn)生針(帶電用電極)21在金屬制(這里為不銹鋼制)的基板22上以預(yù)定的間距p配置。各離子產(chǎn)生針21是直徑1mm，前端曲率半徑為15μm的鎢(純度99.999％)，各離子產(chǎn)生針21的前端朝向感光鼓1的方向，各離子產(chǎn)生針21之間的間距p為10mm。
并且，負(fù)離子產(chǎn)生元件20配置得使各離子產(chǎn)生針21靠近直徑30mm的感光鼓1，各離子產(chǎn)生針21和感光鼓1的間隙g為10mm。
高壓電源25的負(fù)端子通過電阻值為200MΩ的固定電阻24連接到基板22。由此，向基板22上安裝的離子產(chǎn)生針21施加預(yù)定的直流電壓。這樣，通過高壓電源25向負(fù)離子產(chǎn)生元件20施加預(yù)定的直流電壓，從而產(chǎn)生負(fù)離子，使感光鼓1上的色粉圖像帶預(yù)定的帶電量(這里約為-20μC/g)。并且在本實施方式中，圖像形成時的高壓電源25施加到基板22上的初始施加電壓Vao為-6.5kV。
并且，電壓控制部31連接到高壓電源25。電壓控制部31用于控制高壓電源25的施加電壓Va的大小。具體而言，電壓控制部31使高壓電源25的施加電壓Va階段性地變化，并測量在感光鼓1表面流動的電流值，求得該電流值變?yōu)槟繕?biāo)值的高壓電源25的施加電壓Va，并且進行反饋控制，使施加電壓Va為求得的值。
在感光鼓1表面流動的電流的大小和色粉圖像的帶電量相關(guān)。因此通過使感光鼓1表面的電流保持一定的目標(biāo)值，可使色粉圖像的帶電量為一定值。
因此，根據(jù)在感光鼓1中流過的電流大小，反饋控制高壓電源25的施加電壓Va的大小，由此即使由于異物附著到離子產(chǎn)生針21的前端部、環(huán)境條件變化、及圖像形成裝置100內(nèi)的風(fēng)向變化等，負(fù)離子產(chǎn)生量、產(chǎn)生的離子到達(dá)色粉圖像的比率等變動時，也可總是將適量的負(fù)離子提供到色粉圖像。
并且，在負(fù)離子產(chǎn)生元件20的周圍，在感光鼓1側(cè)具有開口部(在本實施方式中開口部的寬度w＝26mm)，在和開口部相反的面上設(shè)有具有空氣進入口28的、截面為“コ”字狀的屏蔽罩23。該屏蔽罩23由樹脂等構(gòu)成的絕緣性材料或高電阻材料(具有在帶電用電極21中不產(chǎn)生電暈放電的電阻值的材料)構(gòu)成。換言之，該屏蔽罩23由樹脂等構(gòu)成的絕緣性材料或高電阻材料(具有不會因帶電用電極21產(chǎn)生的電荷的移動導(dǎo)致臭氧產(chǎn)生量急增的電阻值的材料)構(gòu)成。此外，如下述實驗所示，該屏蔽罩23的材料例如可使用絕緣性ABS樹脂。
通過設(shè)置該屏蔽罩23，可抑制由負(fù)離子產(chǎn)生元件20生成的負(fù)離子的擴散，通過將負(fù)離子引導(dǎo)向感光鼓1的方向，可提高離子的利用效率。其結(jié)果是，例如將間隙g設(shè)定為25mm以上時，可確保間隙g＝5mm時的50％以上的負(fù)離子量(密度)。并且，可抑制一次轉(zhuǎn)印前帶電裝置2周邊的部件不必要地帶電。
并且，如上上述，屏蔽罩23電絕緣，或為高電阻，因此即使負(fù)離子產(chǎn)生元件20和屏蔽罩23之間的間隔較短，也可防止對屏蔽罩23產(chǎn)生電暈放電。換言之，通過對屏蔽罩23的電荷移動，可防止臭氧產(chǎn)生量急增。該屏蔽罩23可電浮動，在屏蔽罩23中累積有電荷、離子產(chǎn)生效率下降時，也可接地，使累積的電荷逃逸。
此外，一次轉(zhuǎn)印前帶電裝置2也可在離子產(chǎn)生針21和感光鼓1之間進一步設(shè)置柵電極(控制用電極)。通過設(shè)置柵電極、并向其用高壓電源(第二電壓施加單元)施加電壓，使剩余的離子通過柵電極回收，使被帶電物放出的離子量均勻化，因此可降低離子產(chǎn)生針21的間距導(dǎo)致的長度方向的帶電不均，適當(dāng)控制被帶電物的表面電位。
接著說明轉(zhuǎn)印前帶電裝置2、3、潛影用帶電裝置4的、使用負(fù)離子的帶電機理。圖1是表示轉(zhuǎn)印前帶電裝置2、3、潛影用帶電裝置4的帶電機理的圖。
由于離子產(chǎn)生針21的前端部的前端曲率半徑非常小，因此當(dāng)施加了高壓時，在離子產(chǎn)生針21的前端部周邊形成非常強的電場。而和現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置相比，作為被帶電物(帶電對象物)的感光鼓1、中間轉(zhuǎn)印帶15等圖像載體上的間隙g較大，因此離子產(chǎn)生針21和圖像載體之間的電場強度較小，電子無法放出到圖像載體。但是，通過離子產(chǎn)生針21的前端部周邊形成的強電場的作用，空氣中的分子(氧分子、氮分子、二氧化碳分子等)電離為正離子和電子。并且，電離的電子與空氣中的分子結(jié)合(電子附著)，變?yōu)樨?fù)離子。并且，正離子的一部分通過離子產(chǎn)生針21提供電荷并恢復(fù)為分子，一部分回歸到大地。
產(chǎn)生的負(fù)離子沿著離子產(chǎn)生針21的前端部和圖像載體之間形成的電力線，放出到圖像載體側(cè)。但和現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置相比，形成的電場較弱，因此產(chǎn)生的離子并不是全部放出到感光鼓1的方向，也存在一部分?jǐn)U散到和感光鼓1的方向不同的方向的離子。并且，通過到達(dá)感光鼓1表面的負(fù)離子，感光鼓1帶預(yù)定電位。
并且，當(dāng)設(shè)置了柵電極時，在離子產(chǎn)生針21的前端部和柵電極之間也形成電力線，因此產(chǎn)生的負(fù)離子也向著柵電極放出。并且，在通過負(fù)離子而圖像載體表面電位上升(帶電)的部分中，剩余的負(fù)離子補充到柵電極，提供電荷(電子)，因此圖像載體表面的電位被控制得保持一定。
根據(jù)本實施方式的轉(zhuǎn)印前帶電裝置2、3、潛影用帶電裝置4，離子產(chǎn)生時的能量和現(xiàn)有的電暈放電相比很小。因此氮分子、氧分子的分解和現(xiàn)有的電暈放電時相比也很小，可大幅降低NOx、臭氧的產(chǎn)生。并且，由于基本不會產(chǎn)生電暈風(fēng)，也不會出現(xiàn)色粉圖像紊亂。
接著說明為了確認(rèn)通過取代電暈放電的離子而使負(fù)離子放出到感光鼓1可使感光鼓帶負(fù)電而進行的實驗結(jié)果。
(實驗1)首先準(zhǔn)備圖5所示的負(fù)離子產(chǎn)生元件20a。
負(fù)離子產(chǎn)生元件20a的構(gòu)造是，將多個(這里為3根)針狀的離子產(chǎn)生針21在金屬制(這里為不銹鋼制)的基板22上固定。離子產(chǎn)生針21由直徑1mm，前端曲率半徑為15μm的鎢(純度99.999％)構(gòu)成，各離子產(chǎn)生針21之間的間距為10mm。
將該負(fù)離子產(chǎn)生元件20a設(shè)置在周圍1m以內(nèi)除了下述空氣吸入口以外沒有任何裝置的空間，在高壓電源25的負(fù)端子側(cè)連接負(fù)離子產(chǎn)生元件20a時，及在高壓電源25的負(fù)端子側(cè)通過電阻值200MΩ的固定電阻24連接負(fù)離子產(chǎn)生元件20a時，測量施加電壓時的負(fù)離子的產(chǎn)生量、臭氧產(chǎn)生量、及此時的電流量。即，對以下二種情況進行實驗在負(fù)離子產(chǎn)生元件20a和高壓電源25之間插入電阻值200MΩ的固定電阻24時、及不插入時二種情況。并且，高壓電源25使用Trek公司制造的MODEL610C，負(fù)離子測量器使用佐藤商事公司制造的AIC-2000，臭氧測量器使用荏原實業(yè)公司制造的臭氧監(jiān)視器EG2002F，負(fù)離子在距離子產(chǎn)生針21有150mm的位置、臭氧量在距離子產(chǎn)生針21有10mm的位置上設(shè)置空氣吸入口并進行測量。
圖6(a)是表示未插入固定電阻24時的實驗結(jié)果，圖6(b)是表示插入了固定電阻24時的實驗結(jié)果的圖表。
如圖6(a)所示，未插入固定電阻24時，從施加電壓-2.5kV開始產(chǎn)生負(fù)離子。并且，如圖6(b)所示，在插入固定電阻24時，從施加電壓-2kV開始產(chǎn)生負(fù)離子。并且，插入或未插入固定電阻24時，隨著施加電壓的上升(施加電壓的絕對值的上升)，負(fù)離子量(離子產(chǎn)生量)急增，基本在1×107個/cc飽和。并且，插入或未插入固定電極24時，臭氧基本不產(chǎn)生。
從該結(jié)果可知，如果向圖5所示的針狀的負(fù)離子產(chǎn)生元件20a在周圍沒有放電對象物的狀態(tài)下施加高壓，則基本不會產(chǎn)生臭氧，而可大量生成負(fù)離子。
此外，和不插入固定電阻24時相比，插入固定電阻24時，負(fù)離子產(chǎn)生開始電壓的大小較低的原因在于，離子的產(chǎn)生是以大氣為假想正電極，由大氣和離子產(chǎn)生針21之間的電位差而產(chǎn)生的，但該大氣的阻抗非常不穩(wěn)定，因此當(dāng)沒有固定電阻24時，在以低施加電壓也可開始離子產(chǎn)生的區(qū)域中，離子的產(chǎn)生變得不穩(wěn)定，與之相對如果插入固定電阻24，則包括大氣阻抗在內(nèi)的總阻抗較穩(wěn)定，因此離子的產(chǎn)生本身也變得穩(wěn)定。
接著插入固定電阻24，使施加電壓為-3kV，測量距離子產(chǎn)生針21的距離L和負(fù)離子量(密度)的關(guān)系。圖7是表示其結(jié)果的圖表，以L＝5mm時的負(fù)離子量為100％，相對地表示L＞5mm的負(fù)離子量。
如該圖所示，在L越大時負(fù)離子的密度變得越小。并且如圖7所示，在L≤25mm的位置，相對于L＝5mm的位置下的負(fù)離子量(密度)可確保50％以上的負(fù)離子量(密度)。
(實驗2)接著通過實驗測定上述負(fù)離子產(chǎn)生元件20a對感光鼓1的帶電特性。首先利用圖8說明實驗裝置。
對于可以任意圓周速度旋轉(zhuǎn)地被支持的直徑30mm、膜厚30μm的有機感光體(OPC)構(gòu)成的感光鼓1，在離開預(yù)定間隙g的位置上配置負(fù)離子產(chǎn)生元件20a。并且，通過將負(fù)離子產(chǎn)生元件20a配置在可在感光體方向上移動的基臺上(未圖示)，可將間隙g在0～30mm的范圍內(nèi)任意設(shè)定。并且，可以通過電流計A1測量在負(fù)離子產(chǎn)生元件20a中流動的電流(總電流)。
并且，在負(fù)離子產(chǎn)生元件20a的離子產(chǎn)生針21和感光鼓1之間，配置有由厚0.1mm的不銹鋼構(gòu)成的柵電極26。此外，柵電極26和感光鼓1之間的間隔固定為1.5mm。柵電極26與高壓電源27的負(fù)端子連接，可施加任意的電壓。并且，可以通過電流計A2測量在柵電極26中流動的電流(柵極電流)。
進一步，在從感光鼓1與負(fù)離子產(chǎn)生元件20a相對的位置開始相對于該感光鼓1的旋轉(zhuǎn)方向的下游側(cè)90度的位置上，配置表面電位計探頭30，可測量感光鼓1的表面電位。并且，表面電位計探頭30設(shè)置在可在感光鼓1的長度方向上掃描的基臺(未圖示)上，不僅可測量感光鼓1的圓周方向，而且可測量長度方向的表面電位特征。并且，表面電位計使用TereK公司制造的MODEL344，感光鼓1的圓周速度為124mm/s。并且，對離子產(chǎn)生量、臭氧產(chǎn)生量進行和實驗1一樣的測量，通過電流計A3測量在感光鼓1中流動的電流。
并且，實驗條件是，間隙g＝20mm，施加到負(fù)離子產(chǎn)生元件20a的施加電壓為-7.7kV，施加到柵電極26的施加電壓是-900V，對插入和未插入柵電極26時分別進行實驗。
圖9是表示該實驗結(jié)果的圖表，表示有和沒有柵電極26時的、感光鼓1的長度方向的表面電位特征的比較結(jié)果。表1表示測量負(fù)離子產(chǎn)生量及臭氧產(chǎn)生量的結(jié)果。此外，圖9的橫軸表示相對于感光鼓1的長度方向的距離，縱軸表示感光鼓1的表面電位。對于在橫軸的感光鼓1的長度方向上的距離，將上述三個離子產(chǎn)生針21沿感光鼓1的長度方向配置，將感光鼓1與中央的離子產(chǎn)生針21相對的位置表示為0。
(表1)

如圖9所示，無論有無柵電極26，感光鼓1的表面均帶電。并且如表1所示，負(fù)離子產(chǎn)生了充足的量(18,000,000個/cc)，但基本未產(chǎn)生臭氧(0.002ppm～0.003ppm)。當(dāng)產(chǎn)生電暈放電時應(yīng)產(chǎn)生大量臭氧，但在該實驗中由于基本未產(chǎn)生臭氧，因此可知，該實驗中對感光鼓1的帶電產(chǎn)生作用的不是電暈放電，而是負(fù)離子。即，可知能夠通過負(fù)離子使感光鼓1充分帶電。
并且，如圖9所示，不設(shè)置柵電極26時，根據(jù)三根離子產(chǎn)生針21的位置，在表面電位上產(chǎn)生波動(三個峰值)，而當(dāng)設(shè)置柵電極26時，該波動減少，因此驗證了，通過設(shè)置柵電極26，可抑制表面電位的波動，提高表面電位的控制性。
(實驗3)接著通過實驗測量上述負(fù)離子產(chǎn)生元件20a對色粉圖像的帶電特性。首先參照圖10說明實驗裝置。
如圖10所示，實驗裝置使用和實驗2的裝置完全相同的裝置。只是在本實驗3中不使用表面電位計探頭30及電流計A3。
說明實驗方法，首先，利用未圖示的數(shù)字彩色復(fù)合機(夏普制造AR-C280)，在OHP紙上形成未定影的色粉圖像。圖像形成使用的色粉使用粒徑8.5μm的聚酯制色粉，作為未定影色粉圖像，形成附著量為0.6mg/cm2的實圖像。并且，通過吸引式小型帶電量測量裝置(Trek公司制造的MODEL 210HS-2A)測量形成的未定影色粉圖像的帶電量。
接著，將與上述同樣形成了未定影色粉圖像的OHP紙張粘貼到感光鼓1表面，在向負(fù)離子產(chǎn)生元件20a及柵電極26施加預(yù)定電壓的狀態(tài)下，使感光鼓1以預(yù)定的圓周速度旋轉(zhuǎn)，使未定影色粉圖像經(jīng)過和離子產(chǎn)生針21相對的區(qū)域，從而進行色粉圖像的帶電。并且，帶電后再次測量色粉圖像的帶電量，比較帶電前后的色粉圖像的帶電量。并且和實驗1一樣，對離子產(chǎn)生量、臭氧產(chǎn)生量也進行測量。
此外，實驗條件是，間隙g＝20mm，對負(fù)離子產(chǎn)生元件20a的施加電壓為-7.7kV，施加到柵電極26的施加電壓是-900V，對插入和未插入柵電極26時分別進行實驗。
表2是表示該實驗結(jié)果的表，表示有和沒有柵電極26時的、色粉圖像的帶電量、負(fù)離子產(chǎn)生量、及臭氧產(chǎn)生量的測量結(jié)果。
(表2)

如表2所示，無論有無柵電極26，色粉圖像的帶電量均增加。并且，負(fù)離子雖然產(chǎn)生充足的量(18,000,000個/cc)，但基本未產(chǎn)生臭氧(0.002ppm～0.003ppm)。當(dāng)產(chǎn)生電暈放電時應(yīng)產(chǎn)生大量臭氧，但在該實驗中由于基本未產(chǎn)生臭氧，因此可知，該實驗中對色粉圖像的帶電產(chǎn)生作用的不是電暈放電，而是負(fù)離子。即，驗證了可以利用負(fù)離子使色粉圖像充分帶電。
并且可知，和存在柵電極時相比，沒有柵電極時，色粉的帶電量的增加量較大。
(實驗4)以下通過實驗研究較穩(wěn)定地產(chǎn)生負(fù)離子的條件。根據(jù)上述實驗2及實驗3的結(jié)果，負(fù)離子對感光鼓1的帶電和對色粉圖像的帶電具有完全相同的傾向，因此在本實驗4中，以感光鼓1為被帶電物。
在本實驗中，利用圖8所示的上述實驗裝置，調(diào)查施加到負(fù)離子產(chǎn)生元件20a的施加電壓Va和感光鼓1的表面電位Vo、總電流It、臭氧產(chǎn)生量的關(guān)系。實驗條件是，間隙g＝10mm，施加到柵電極26的施加電壓是-700V，對插入和未插入固定電阻24時的兩種情況分別進行實驗。
圖11(a)是表示未插入固定電阻24時的測量結(jié)果的圖表，圖11(b)表示插入了固定電阻24時的測量結(jié)果的圖表。
如圖11(a)所示，當(dāng)逐漸提高施加到負(fù)離子產(chǎn)生元件20a的施加電壓Va的大小(絕對值)時，首先從-3.75kV附近開始，感光鼓1的表面開始帶電(帶電開始電壓)，當(dāng)進一步提高大小時，表面電位Vo的絕對值也隨著施加電壓Va變大。并且，對于臭氧的產(chǎn)生量，到施加電壓Va的絕對值為5kV前基本不會產(chǎn)生，當(dāng)超過5kV時，隨著施加電壓Va上升，其產(chǎn)生量也急增。
從該結(jié)果可知，當(dāng)施加電壓Va的大小(絕對值)為3.75kV以上、小于5kV時，由于為沒有固定電阻24時的離子產(chǎn)生開始電壓的大小(2.5kV)以上，因此利用負(fù)離子進行帶電，當(dāng)變?yōu)?kV以上時，由于產(chǎn)生臭氧，因此除了離子產(chǎn)生外，也產(chǎn)生電暈放電。
并且，如圖11(b)所示，在插入固定電阻24時，帶電開始電壓為-4.5kV，電暈放電開始電壓為-7.5kV，和未插入固定電阻24時相比，其大小均移向高電壓側(cè)。這是因為，由于固定電阻24產(chǎn)生電壓下降，帶電開始電壓及電暈放電開始電壓的大小變大該電壓下降的部分。并且在實驗2中，電流基本不流動，在本實驗中，少量電流在柵電極26、感光鼓1中流動，因此固定電阻24引起的電壓下降的影響出現(xiàn)。
并且，如圖11(a)及圖11(b)所示，和帶電開始電壓的移動量(插入和不插入固定電阻24時的差)相比，電暈放電開始電壓的移動量較大。其結(jié)果是，僅通過離子可帶電的施加電壓的范圍和未插入固定電阻24時的1.0kV(3.75kV≤|Va|＜4.75kV＝時相比，插入固定電阻24時變寬為3.25kV(4.5kV≤|Va|＜7.75kV)。
這是因為，如圖11(a)及圖11(b)所示，僅離子時總電流It的大小較小(數(shù)μA)，因此固定電阻24引起的電壓下降較小(數(shù)百V)，但伴隨電暈放電的總電流It的大小急增(數(shù)十μA)，固定電阻24引起的電壓下降變大(數(shù)kV)。
(實驗5)接著利用圖8所示的上述實驗裝置，調(diào)查以施加到負(fù)離子產(chǎn)生元件20a的施加電壓Va、離子產(chǎn)生針21和感光鼓1的間隙g為參數(shù)，僅離子產(chǎn)生的條件及伴隨電暈放電的條件。實驗條件是，施加到柵電極26的施加電壓是-700V，對插入和未插入固定電阻24時的兩種情況分別進行實驗。
圖12(a)是表示未插入固定電阻24時、圖12(b)是表示插入了固定電阻時的測量結(jié)果的圖表。
在圖12(a)、圖12(b)中，“電暈放電開始”曲線表示開始電暈放電時的施加電壓Va和間隙g的關(guān)系。即，“電暈放電開始”曲線表示各間隙g的電暈放電開始電壓，換個角度來說，也表示各施加電壓Va的電暈放電開始距離。
同樣，在圖12(a)、圖12(b)中，“帶電開始”曲線表示感光鼓1的帶電開始時的施加電壓Va和間隙g的關(guān)系。即，“帶電開始”曲線表示各間隙g的帶電開始電壓，也表示各施加電壓Va的帶電開始距離。
被該“電暈放電開始”曲線和“帶電開始”曲線夾持的區(qū)域表示沒有電暈放電僅產(chǎn)生離子、且通過離子可使感光鼓1實際帶電的施加電壓Va和間隙g的條件，以下將該區(qū)域稱為適用區(qū)域。
并且，在圖12(a)、圖12(b)中，“離子產(chǎn)生開始”直線表示離子產(chǎn)生開始時的施加電壓Va和間隙g的關(guān)系，從該圖可知，離子產(chǎn)生開始電壓不取決于間隙g，保持一定。
如圖12(a)及圖12(b)所示，間隙g小于4mm時，不存在僅通過離子可帶電的施加電壓區(qū)域(帶電開始電壓和電暈放電開始電壓的差基本不存在)，增大施加電壓的大小時，立刻轉(zhuǎn)換到電暈放電。并且，通過使間隙g為4mm以上，可存在僅通過離子帶電的施加電壓區(qū)域，間隙g越大，僅通過離子可帶電的施加電壓區(qū)域(適用區(qū)域)越大。并且，和未插入固定電阻24時相比，插入時的適用區(qū)域較大。
從該實驗結(jié)果可知，不產(chǎn)生電暈放電而通過離子進行帶電時，需要至少確保間隙g為4mm以上。并且根據(jù)上述實驗1的結(jié)果(參照圖7)，到達(dá)感光鼓1的負(fù)離子量(密度)隨著間隙g變大而減少，當(dāng)間隙g超過25mm時，變?yōu)殚g隙g＝5mm時的一半以下。因此，為了使感光鼓1等被帶電物適當(dāng)帶電，優(yōu)選間隙g為4mm以上、25mm以下。
并且，使用上述文獻4公開的針狀電極的現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置是通過使間隙g為4mm以下來減少放電電流的方式，因此不存在僅產(chǎn)生離子的施加電壓區(qū)域，必然產(chǎn)生電暈放電。因此，文獻4的技術(shù)下的臭氧產(chǎn)生量的降低效果和本發(fā)明相比非常小。
(實驗6)接著，利用圖3及圖4所示的一次轉(zhuǎn)印前帶電裝置2(潛影用帶電裝置4)進行使間隙g從3mm變化到30mm時的感光鼓1的表面電位和臭氧量的測量實驗。并且，在設(shè)置屏蔽罩23和不設(shè)置時進行實驗。表3表示其測量結(jié)果。表面電位及臭氧量的測量工具、測量方法和上述各實驗相同。
(表3)

如表3所示，間隙g＝3mm時(比較例1-1)，臭氧的產(chǎn)生量為0.09ppm，非常多。與之相對，通過使間隙g為4mm以上(實施例1-1～1-4)，臭氧產(chǎn)生量為0.002ppm以下，非常少。這是因為，間隙g為3mm以下時，不存在僅通過離子使感光體帶電的條件，變?yōu)殡姇灧烹娨鸬膸щ?，與之相對，當(dāng)間隙g為4mm以上時，存在僅通過離子使感光鼓1帶電的條件。
并且，當(dāng)沒有屏蔽罩時，在4mm≤g≤25mm的范圍內(nèi)(實施例1-1～1-3)，可使感光鼓1的表面電位帶電到目標(biāo)值-600V。此時的施加電壓Va為4kV≤|Va|≤12kV。而在間隙g＝30mm的條件下(比較例1-2)，即使將施加電壓大小提高到15kV，感光鼓1的表面電位僅可達(dá)到-425V，小于目標(biāo)的-600V。這是因為，由于間隙g變大，負(fù)離子擴散，到達(dá)感光鼓1的密度下降。
另一方面，設(shè)置屏蔽罩23時(實施例1-4)，間隙g＝30mm時，在施加電壓15kV時基本可按照目標(biāo)使感光鼓1帶電。這是因為，通過屏蔽罩23抑制了負(fù)離子的擴散，感光鼓1附近的負(fù)離子密度上升，負(fù)離子的利用效率提高。
(實驗7)接著，調(diào)查二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3的色粉帶電性能。
實驗方法是，將施加到二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3的離子產(chǎn)生針21的電壓大小在不轉(zhuǎn)換到電暈放電的范圍內(nèi)階段性提高，同時對中間轉(zhuǎn)印帶15上的色粉圖像進行帶電，測量此時的中間轉(zhuǎn)印帶15上流動的電流Ib、及帶電后的色粉的帶電量。并且，色粉圖像使用色粉附著量為0.55mg/cm2的實圖像。圖13表示該實驗結(jié)果。
如圖13所示，在向二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3不施加電壓的初始狀態(tài)下，Ib＝0，且色粉圖像的帶電量為-12.8μC/g。之后，隨著施加電壓Va的絕對值的增大，負(fù)離子的產(chǎn)生量增加，因此Ib、色粉圖像的帶電量的絕對值也增加。但色粉圖像的帶電量在Ib的絕對值變?yōu)?0μA以上時，大致在-19μC/g飽和。
從該結(jié)果可知，電壓控制部31進行控制，使施加到高壓電源25的離子產(chǎn)生針21上的電壓Va達(dá)到|Ib|≥30，從而使色粉圖像的帶電量在-19μC/g穩(wěn)定，即使不特別設(shè)定柵電極26，也可使色粉圖像的帶電量平均化。
因此，電壓控制部31監(jiān)控Ib，為使其為-30μA，通過反饋控制高壓電源25的施加電壓Va，從而在因異物附著到離子產(chǎn)生針21的前端部、環(huán)境條件變化、及圖像形成裝置100內(nèi)的風(fēng)向變化等，負(fù)離子產(chǎn)生量、產(chǎn)生的離子到達(dá)色粉圖像的比率等變動時，也能夠總是將適量的負(fù)離子提供到色粉圖像。
(實驗8)接著，對圖像圖案、環(huán)境條件等分別不同的六種條件的色粉圖像，利用通過電壓控制部31的反饋控制，控制施加電壓Va以使Ib為為-30μA的二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3，進行二次轉(zhuǎn)印前帶電，測量帶電前后的各色粉圖像的帶電量。其結(jié)果如圖14所示。
如圖14所示，在進行二次轉(zhuǎn)印前帶電之前，在-12～-15μC/g的約3μC/g的范圍內(nèi)波動的色粉圖像的帶電量，在帶電后集中到-18～-19μC/g的約1μC/g的范圍內(nèi)。
因此，可得出結(jié)論，具有進行上述反饋控制的電壓控制部31的二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3是有效的。
(實驗9)
接著，對利用二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3進行二次轉(zhuǎn)印前帶電時、及不進行時的二次轉(zhuǎn)印效率進行比較。圖15表示其結(jié)果。
如圖15所示，通過進行二次轉(zhuǎn)印前帶電，轉(zhuǎn)印效率提高5～10％，并且相對于二次轉(zhuǎn)印電流的幅度(轉(zhuǎn)印寬裕度)也變大。這表明了二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3的二次轉(zhuǎn)印前帶電的有效性。
如上上述，本實施方式的一次轉(zhuǎn)印前帶電裝置2、二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3、潛影用帶電裝置4不伴隨電暈放電地產(chǎn)生負(fù)離子，因此可防止電暈放電引起的各種問題的產(chǎn)生，可進行感光鼓1的帶電，或進行感光鼓1、中間轉(zhuǎn)印帶15的表面上形成的色粉圖像的轉(zhuǎn)印前帶電。
而本實施方式所示的具體的數(shù)值僅是一個示例，本發(fā)明不限于這些值。
例如，施加到離子產(chǎn)生針(帶電用電極)21的高壓電源(第一電壓施加單元)25的施加電壓的大小為離子產(chǎn)生開始電壓的大小以上、且小于電暈放電開始電壓的大小即可。這樣一來，通過離子產(chǎn)生針21產(chǎn)生離子，因此可使被帶電物帶電。并且，由于不產(chǎn)生電暈放電，因此可解決電暈放電導(dǎo)致的各種問題。
并且，“離子產(chǎn)生開始電壓”是指，在距離子產(chǎn)生針(帶電用電極)21的前端150mm的位置上利用佐藤商事公司制造的離子測量器AIC-2000測量時開始檢測到離子(離子數(shù)開始變動)時的施加電壓(如圖6的圖表所示，提高施加電壓時，離子測定器的離子測量量上升時的電壓)。并且，在本說明書中，“電暈放電開始電壓”是指，在某一間隙g(離子產(chǎn)生針21的前端和被帶電物的間隔)的條件下，在從離子產(chǎn)生針21的前端朝向被帶電物可引起電暈放電的施加電壓中最小的電壓。
并且，上述施加電壓的大小優(yōu)選為圖12(a)、圖12(b)所示的帶電開始電壓的大小以上。由此，可使作為被帶電物的感光鼓1、色粉圖像實際帶電。
并且，“帶電開始電壓”是指在某一間隙g的條件下，通過離子產(chǎn)生針21產(chǎn)生的離子可使感光鼓1、色粉圖像等被帶電物的帶電量實際發(fā)生變化的施加電壓中最小的電壓。
進一步，上述施加電壓的大小如實驗7所示，優(yōu)選是使作為被帶電物的色粉圖像的帶電量飽和的大小。由此，即使離子的產(chǎn)生中產(chǎn)生不均，帶電后的色粉圖像的帶電量也變得平均，可進行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)印。進一步，由于可省略柵電極，因此離子不用回收到柵電極，可提高離子的使用效率，并且可抑制制造成本。
另一方面，著眼于間隙g，只要間隙g大于電暈放電開始距離即可。由此，不會產(chǎn)生電暈放電，因此可解決電暈放電引起的各種問題。
此外，“電暈放電開始距離”是指在某一施加電壓(施加到離子產(chǎn)生針21的前端的電壓)條件下，可產(chǎn)生電暈放電的離子產(chǎn)生針21的前端和被帶電物之間的距離(間隙)中最大的距離。
進一步，間隙g優(yōu)選為圖12(a)、圖12(b)所示的帶電開始距離以下。由此，可使作為被帶電物的感光鼓1、中間轉(zhuǎn)印帶15實際帶電。
并且，“帶電開始距離”是指在某一施加電壓條件下，在通過離子產(chǎn)生針21所產(chǎn)生的離子可使感光鼓1、色粉圖像等被帶電物的帶電量實際變化的、離子產(chǎn)生針21的前端和被帶電物之間的距離(間隙)中最大的距離。
此外，間隙g具體來說優(yōu)選為4mm以上、25mm以下。間隙g為4mm以上時，如實驗5所示，存在不進行電暈放電而可進行離子生成的施加電壓區(qū)域。并且，如果間隙g為25mm以下，則如實驗1所示，可使通過離子產(chǎn)生針21所產(chǎn)生的負(fù)離子的一半以上到達(dá)被帶電物，因此可有效進行帶電。
并且，在本實施方式中，在帶電用電極和用于向該帶電用電極施加電壓的高壓電源(電壓施加單元)25之間，插入固定電阻(電阻器)24。通過插入固定電阻24，如實驗5所示，可擴大不伴隨放電僅通過離子使被帶電物帶電的施加電壓及間隙的范圍(適用區(qū)域)，能夠使離子穩(wěn)定放出。而該固定電阻24不一定非要插入，也可省略。并且，固定電阻24的電阻值沒有特別限定，適當(dāng)設(shè)定以便擴大不伴隨放電、僅通過離子使被帶電物帶電的施加電壓及間隙的范圍，使離子穩(wěn)定放出即可。
并且，在本實施方式中，在離子產(chǎn)生針(帶電用電極)21的周圍設(shè)置用于防止離子擴散的屏蔽罩(離子擴散限制部件)23。通過向離子產(chǎn)生針21施加電壓而產(chǎn)生的離子沿電力線向被帶電物側(cè)移動，但和現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置相比，形成的電場較弱，因此不是全部放出到被帶電物側(cè)，也存在向和被帶電物不同的方向擴散的離子。因此，通過在離子產(chǎn)生針21的周圍設(shè)置屏蔽罩23，可防止離子擴散，提高離子的利用效率，同時可抑制帶電裝置周邊的部件不必要地帶電。
并且，在本實施方式中，作為帶電用電極使用針狀的電極(離子產(chǎn)生針21)。因此，和現(xiàn)有的一般的電暈放電帶電裝置作為放電電極使用線狀或鋸齒狀電極時相比，可以低電壓形成高電場。由此，通過比電暈放電開始電壓小的施加電壓產(chǎn)生大量離子。
并且在本實施方式中，作為帶電用電極如圖3及圖4所示，使用前端部尖的針狀離子產(chǎn)生針21，但本發(fā)明不限于此。
例如，也可使用圓錐狀(錐形)、角錐狀、圓錐臺形、角錐臺形等前端部尖的尖端狀的電極。這些具有尖端形狀的電極中，作用有較大彎曲力矩的根部的直徑(或截面積)大于前端部，因此可提高電極的機械強度。并且，由于前端較尖(前端的曲率半徑小)，因此可以低電壓增大前端附近的電場強度，有效產(chǎn)生離子。并且，可使電極支持部件(或電極根部)到前端的距離變大，因此可防止來自電極支持部件(或電極根部)的電干擾引起的帶電特性的下降。
并且，也可使用具有鋸齒形狀(尖端形狀)的電極(鋸齒電極)。這種情況下，由于鋸齒的前端部分較尖，因此與使用針狀、圓錐狀、角錐狀、圓錐臺形、角錐梯臺等電極時一樣，可通過低電壓形成高電場。而針狀、圓錐狀、角錐狀、圓錐臺形、角錐臺形等和鋸齒電極相比，前端的曲率半徑易于變小，易于通過低電壓形成高電場。并且，使用鋸齒電極時，可通過光刻加工、電鑄加工來加工電極形狀，因此可提高加工性。并且，通過使用鋸齒電極可實現(xiàn)具有良好機械強度的電極。
并且，例如如圖16所示，也可使用線狀(極細(xì)線狀)的帶電用電極(線狀電極21b)。并且，圖16所示的構(gòu)造除了帶電用電極以外，和圖3及圖4所示的構(gòu)造大致相同，因此省略其說明。
在圖16的構(gòu)造中，將多個(這里為32根)線狀電極21b在金屬制(這里為不銹鋼制)的基板22上以預(yù)定的間距p配置。線狀電極21b由直徑70μm的鎢線或不銹鋼線構(gòu)成，各線狀電極21b的前端朝向感光鼓1的方向，各線狀電極21b之間的間距p為10mm。并且，高壓電源25的施加電壓Va為-6.5kV。
這樣，在使用線狀電極21b的情況下，與圖3及圖4所示的離子產(chǎn)生針21相比，離子產(chǎn)生效率略差，但可生成負(fù)離子。并且，使用線狀的帶電用電極時，和針狀、圓錐狀、角錐狀、圓錐臺形、角錐臺形等帶電用電極一樣，可擴大從電極支持部件(或根部)到電極前端的距離，因此可防止來自電極支持部件(或根部)的電干擾引起的帶電特性下降。并且，和線狀電極相比，針狀、圓錐狀、角錐狀、圓錐臺形、角錐臺形等電極的前端較尖(前端的曲率半徑小)，因此可通過低電壓形成高電場，有效產(chǎn)生離子。并且，線狀電極21b這樣的線狀的帶電用電極和針狀、圓錐狀、角錐狀、圓錐臺形、角錐臺形等帶電用電極相比，加工較容易，具有可低價制造的優(yōu)點。
但針狀電極和針狀、圓錐狀、角錐狀、圓錐臺形、角錐臺形、錐形等帶電用電極相比，難于確保機械強度。并且，在線狀電極中，為了確保機械強度而擴大直徑或截面積時，前端直徑或截面積增加，電場強度變小，因此和針狀、圓錐狀、角錐狀、圓錐臺形、角錐臺形、錐形等帶電用電極相比，用于產(chǎn)生離子的施加電壓易于變大。
并且，也可使用圓筒狀、棒狀、帶階梯的圓筒狀(從根部到前端側(cè)截面積不同的圓筒狀部分層疊的形狀)等電極，使用這些電極時也可獲得和使用線狀電極基本相同的效果。
并且，也可使用刷狀的帶電用電極、即將纖維狀(例如針狀、線狀)的部件多根集束形成的帶電用電極。圖17是使用了刷狀的帶電用電極(刷狀電極21c)的帶電裝置2、3、4的側(cè)面圖。并且，除了帶電用電極之外，是和圖3及圖4所示構(gòu)造大致相同的構(gòu)造，因此省略其說明。
在圖17的構(gòu)造中，將刷狀電極21c配置到金屬制(這里為鋁制)的基臺22上。刷狀電極21c將直徑為12μm的不銹鋼纖維集束約15根形成的，在圖17的構(gòu)造中，將由上述集束構(gòu)成的多個刷狀電極21c以預(yù)定的間距p配置。并且，在圖17的構(gòu)造中，各刷狀電極21c之間的間距p為1.6mm。并且，各刷狀電極21b(構(gòu)成各刷狀電極21b的纖維狀部件)的前端朝向感光鼓1的方向。并且，高壓電壓25的施加電壓Va為-9kV。
這樣，在使用刷狀電極21c時，和圖3及圖4所示的離子產(chǎn)生針21相比，雖然離子產(chǎn)生效率略差，但可生成負(fù)離子。并且，刷狀電極21c的線狀帶電用電極具有比針狀的帶電用電極可低價制造的優(yōu)點。
并且，和使用上述針狀帶電用電極(離子產(chǎn)生針21)、線狀的帶電用電極(線狀電極21b)時相比，構(gòu)成各刷狀電極21c的纖維(離子產(chǎn)生針或極細(xì)線)的個數(shù)非常多，因此可降低帶電用電極的間距引起的帶電不均。并且，在塵土等異物附著到刷狀電極21c的前端時，也可降低對帶電均勻性的影響。
并且，在本實施方式中，將由鎢構(gòu)成的離子產(chǎn)生針21用作帶電用電極，但帶電用電極的材質(zhì)不限于此。例如也可使用不銹鋼等其他金屬材料。
此外，作為可利用低電壓產(chǎn)生大量離子的材料，公知的有納米碳管等納米碳材料，但由于以下原因，和納米碳材料相比優(yōu)選使用鎢、不銹鋼等金屬材料。
第1個問題是碳納米材料耐久性極低，存在不適合實用的問題。也就是說，在將碳納米材料作為電極材料使用的情況下，在施加用來使離子在大氣中產(chǎn)生的電壓時，與鎢及不銹鋼等金屬材料相比，消耗速度極快，由于需要頻繁更換電極，因而并不實用。
第2個問題是由于碳納米材料的纖維直徑僅有1nm～數(shù)十nm，極其細(xì)微，因而存在即使附著微量的灰塵、油膜、水膜等，也會被這些附著物埋沒，無法維持穩(wěn)定的帶電動作的問題。尤其是在使電子照相裝置內(nèi)的被帶電物帶電的情況下，由于電子照相裝置內(nèi)存在來自定影部的硅油、色粉中添加的疏水化二氧化硅的疏水化表面處理劑、石蠟成分、飛散色粉等塵埃，這些塵埃很容易通過靜電吸附等附著到帶電用電極上。此外，定影時往往由于來自記錄紙的水蒸氣等凝結(jié)，水膜附著到碳納米材料表面，或來自各種動作部件的油膜等附著到碳納米材料表面。與之相反，在使用不銹鋼及鎢等電極材料的情況下，即使因塵埃、油膜、水膜等的附著使帶電特性多少有些下降，對該附著物的允許量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于碳納米材料。
第3個問題是與鎢及不銹鋼等金屬材料相比，碳納米材料存在加工難度極高的問題。因此難以像使用鎢及不銹鋼等金屬材料時那樣，加工成上述針狀、圓錐形狀、角錐形狀、圓錐臺形狀、角錐臺形狀、鋸齒形狀、線狀、圓筒形狀、棒狀、階梯圓筒形狀、刷狀等形狀，無法獲得上述各種效果。此外，在使用碳納米材料的情況下，難以確保碳納米材料粘接到支撐件上的粘接強度適度，難以使整個帶電區(qū)域均勻帶電。
因此，作為帶電用電極的材料，與碳納米材料相比，優(yōu)選使用鎢及不銹鋼等金屬材料。
(實施方式2)說明本發(fā)明的其他實施方式。并且為了便于說明，對具有和實施方式1相同功能的部件標(biāo)以相同的標(biāo)記，并省略其說明。
本實施方式是從不同于實施方式1的角度來理解本發(fā)明的，本實施方式涉及的帶電裝置的構(gòu)造和實施方式1中的帶電裝置2、3、4具有同樣的構(gòu)造。并且，帶電裝置具有的各部件(例如離子產(chǎn)生針21等)的形狀、材質(zhì)等也可以是和實施方式1相同的變形。
與實施方式1的不同點在于，施加到離子產(chǎn)生針21的電壓范圍的規(guī)定。即，在實施方式1中，向離子產(chǎn)生針21施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于電暈放電開始電壓的電壓。與之相對，在本實施方式中，向離子產(chǎn)生針21施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于臭氧急增開始電壓(臭氧產(chǎn)生量開始急增的電壓)的電壓，或施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于總電流急增開始電壓(總電流(流過離子產(chǎn)生針21的電流)開始急增的電壓)的電壓。
其中，當(dāng)未插入固定電阻24時(離子產(chǎn)生針21和高壓電源25之間插入的固定電阻24的電阻值小到可忽略其對臭氧急增開始電壓的影響時(例如，對N個離子產(chǎn)生針21插入一個電阻器24時，電阻值R小于50/N(MΩ)時))，臭氧急增開始電壓是指將施加到離子產(chǎn)生針21的施加電壓的大小每次增大預(yù)定值(例如500V)時，在首先檢測出臭氧的施加電壓(臭氧產(chǎn)生開始電壓)以上、臭氧產(chǎn)生開始電壓2倍以下的施加電壓范圍內(nèi)，相對于上述測量點的施加電壓的大小的增加量的臭氧產(chǎn)生量(檢測量)的增加量的比率的變化率變?yōu)樽畲髸r的施加電壓。而臭氧產(chǎn)生開始電壓中的上述變化率在相對于大于臭氧產(chǎn)生開始電壓、且臭氧產(chǎn)生開始電壓2倍以下的施加電壓范圍內(nèi)的變化率的平均值，為2倍以上時，不將該臭氧產(chǎn)生開始電壓作為臭氧急增開始電壓，將比臭氧產(chǎn)生開始電壓大上述預(yù)定值的施加電壓作為臭氧急增開始電壓。并且，臭氧產(chǎn)生開始電壓中的上述變化率在相對于大于臭氧產(chǎn)生開始電壓、且在臭氧產(chǎn)生開始電壓2倍以下的電壓范圍內(nèi)的上述變化率的平均值，為小于2倍時，臭氧急增開始電壓等于臭氧產(chǎn)生開始電壓。
并且，當(dāng)未插入固定電阻24時(離子產(chǎn)生針21和高壓電源25之間插入的固定電阻24的電阻值小到可忽略其對臭氧急增開始電壓的影響時(例如，對N個離子產(chǎn)生針21插入一個電阻器24時，電阻值R小于50/N(MΩ)時))，總電流急增開始電壓是將施加到離子產(chǎn)生針21的施加電壓的大小每次增大預(yù)定值(例如500V)時，在首先檢測出總電流的施加電壓(電流產(chǎn)生開始電壓)以上、電流產(chǎn)生開始電壓的大小的2倍以下的施加電壓范圍內(nèi)，相對于上述測量點的施加電壓的大小的增加量的總電流的增加量的比率的變化率為最大時的施加電壓。而電流產(chǎn)生開始電壓中的上述變化率相對于大于電流產(chǎn)生開始電壓、且在電流產(chǎn)生開始電壓的2倍以下的施加電壓范圍內(nèi)的變化率的平均值，為2倍以上時，不將該電流產(chǎn)生開始電壓作為總電流急增開始電壓，將比電流產(chǎn)生開始電壓大上述預(yù)定值的施加電壓作為總電流急增開始電壓。并且，電流產(chǎn)生開始電壓中的上述變化率相對于大于電流產(chǎn)生開始電壓、且在電流產(chǎn)生開始電壓的2倍以下的電壓范圍內(nèi)的上述變化率的平均值，為小于2倍時，總電流急增開始電壓等于電流產(chǎn)生開始電壓。
另一方面，當(dāng)插入了固定電阻24時(離子產(chǎn)生針21和高壓電源25之間插入的固定電阻24的電阻值是無法忽略其對臭氧急增開始電壓的影響的值時(例如，對N個離子產(chǎn)生針21插入一個電阻器24時，電阻值R為50/N(MΩ)≤R≤2000/N時(MΩ)時))，臭氧急增開始電壓是指將施加到離子產(chǎn)生針21的施加電壓的大小每次增大預(yù)定值(例如500V)時，在大于首先檢測出臭氧的施加電壓(臭氧產(chǎn)生開始電壓)、在臭氧產(chǎn)生開始電壓的2倍以下的施加電壓范圍內(nèi)，相對于上述測量點的施加電壓的大小的增加量的臭氧產(chǎn)生量(檢測量)的增加量的比率的變化率最大時的施加電壓。
并且，當(dāng)插入了固定電阻24時(離子產(chǎn)生針21和高壓電源25之間插入的固定電阻24的電阻值是無法忽略其對臭氧急增開始電壓的影響的值時(例如，對N個離子產(chǎn)生針21插入一個電阻器24時，該電阻24的電阻值R為50/N(MΩ)≤R≤2000/N時(MΩ)時))，總電流急增開始電壓是指施加到離子產(chǎn)生針21的施加電壓的大小每次增大預(yù)定值(例如500V)時，在大于首先檢測出總電流的施加電壓(電流產(chǎn)生開始電壓)、在電流產(chǎn)生開始電壓大小的2倍以下的施加電壓范圍內(nèi)，相對于上述測量點的施加電壓的大小的增加量的總電流(檢測量)的增加量的比率的變化率最大時的施加電壓。
此外，各施加電壓的臭氧產(chǎn)生量及總電流的值有波動時，進行多次測量(優(yōu)選16次以上)，取其平均值。
接著對相對于離子產(chǎn)生針21的施加電壓進行如上規(guī)定的效果，參照實驗結(jié)果進行說明。并且，以下所示實驗1至9的實驗結(jié)果是和實施方式1所示的實驗1至9相同的實驗結(jié)果，只是從不同的角度對其進行觀察的。
(實驗1)首先，準(zhǔn)備圖5所示的負(fù)離子產(chǎn)生元件20a。
負(fù)離子發(fā)生元件20a通過將多根(此處為3根)針狀的離子發(fā)生針21固定到金屬制(此處為不銹鋼制)的基板22上構(gòu)成。離子發(fā)生針21由直徑為1mm、圓錐部的錐角為34度、圓錐部頂端的曲率半徑為15μm的鎢(純度99.999％)構(gòu)成，各離子發(fā)生針21之間的間距設(shè)定為10mm。
將該負(fù)離子發(fā)生元件20a設(shè)置在周圍1米見方內(nèi)除了后述的空氣吸入口外沒有任何東西的空間內(nèi)(開放狀態(tài))，將負(fù)離子發(fā)生元件21a連接到高壓電源25的負(fù)端子側(cè)的情況下，以及將負(fù)離子發(fā)生元件20a經(jīng)由阻值為200MΩ的固定電阻24連接到高壓電源25的負(fù)端子側(cè)的情況下，測定施加電壓時的負(fù)離子產(chǎn)生量、臭氧產(chǎn)生量以及此時的電流量。也就是說，對于在負(fù)離子發(fā)生元件20a和高壓電源25之間插入及不插入阻值為200MΩ的固定電阻24的兩種情況進行了實驗。作為高壓電源25，使用的是Trek社制造的MODEL610C、作為負(fù)離子測定器使用的是佐藤商事社制造的AIC-2000、作為臭氧測定器使用的是荏原實業(yè)社制造的臭氧監(jiān)視器EG2002F。并且對于負(fù)離子，在距離離子發(fā)生針21為150mm的位置上測定開始向離子發(fā)生針21施加電壓5秒后的離子產(chǎn)生量。此外，對于臭氧量，在距離離子發(fā)生針21為10mm的位置上設(shè)置空氣吸入口，開始向離子發(fā)生針21施加電壓后，以15秒鐘為1個測定周期，求出12個周期(15秒×12＝180秒(＝3分鐘))的平均值，由此進行測定。
圖6(a)是未插入固定電阻24時的實驗結(jié)果，圖6(b)是插入固定電阻24時的實驗結(jié)果的圖表。
如圖6(a)所示，在未插入固定電阻24的情況下，施加電壓從-2.5kV開始產(chǎn)生負(fù)離子(負(fù)離子的測定值開始上升)。此外，如圖6(b)所示，插入有固定電阻24的情況下，施加電壓從-2kV開始產(chǎn)生負(fù)離子。此外，無論在不插入或插入固定電阻24的情況下，施加電壓上升(施加電壓的絕對值增加)，并且負(fù)離子量(離子產(chǎn)生量)急劇增加，大致在1×107個/cc時飽和。此外，無論在不插入或插入固定電阻24的情況下，均幾乎不產(chǎn)生臭氧，與現(xiàn)用的電暈放電方式帶電裝置相比，臭氧產(chǎn)生量大幅度減少。
從該結(jié)果可知，若在周圍沒有放電對象物的狀態(tài)下向圖5的針狀負(fù)離子發(fā)生元件20a施加高電壓，則可幾乎不產(chǎn)生臭氧地(即在使臭氧產(chǎn)生量大幅度減少的狀態(tài)下)大量生成負(fù)離子。
而與未插入固定電阻24時相比，插入時負(fù)離子產(chǎn)生起始電壓低若干的原因可以認(rèn)為是離子的產(chǎn)生以大氣為假想的正電極，是利用大氣與離子發(fā)生針21之間的電位差而產(chǎn)生的，但由于該大氣阻抗極不穩(wěn)定，在沒有固定電阻24的情況下，在用很低的施加電壓即可開始產(chǎn)生離子的區(qū)域內(nèi)，離子的產(chǎn)生不穩(wěn)定，與之相對，如果插入固定電阻24，由于包括大氣阻抗在內(nèi)的總阻抗穩(wěn)定，因而離子的產(chǎn)生本身也穩(wěn)定。
接著，插入固定電阻24，將施加電壓設(shè)為-3kV，測定距離離子發(fā)生針21的距離L和負(fù)離子量(密度)之間的關(guān)系。圖7是表示該結(jié)果的圖表，是將L＝5mm時的負(fù)離子量設(shè)為100％，相對地示出L＞5mm時的負(fù)離子量。
如該圖所示，L越大負(fù)離子的密度越小。另外，如圖7所示可知，若是L≤25mm的位置，則相對于L＝5mm的位置上的負(fù)離子量(密度)，可確保50％以上的負(fù)離子量(密度)。
(實驗2)接著，通過實驗測定采用上述負(fù)離子發(fā)生元件20a的感光鼓1的帶電特性。首先用圖8說明實驗裝置。
對于由能以任意轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)支持的直徑30mm、膜厚30μm的有機感光體(OPC)構(gòu)成的感光鼓1(夏普制造的彩色復(fù)印機(產(chǎn)品名MX-2300)中使用的感光鼓)，在相距規(guī)定間隙g的位置上配置了負(fù)離子發(fā)生元件20a。而感光鼓1以及負(fù)離子發(fā)生元件20a以負(fù)離子發(fā)生元件20a位于中央的方式配置在長80cm×寬40cm×高25cm的丙烯制密封殼體內(nèi)。此外，通過將負(fù)離子發(fā)生元件20a配置在可在感光體方向上改變位置的基臺(未圖示)上，使間隙g可在0～30mm的范圍內(nèi)任意設(shè)定。此外，用電流計A1測定負(fù)離子發(fā)生元件20a中流過的電流(總電流)。
此外，在負(fù)離子發(fā)生元件20a的離子發(fā)生針21和感光鼓1之間配置了由厚度為0.1mm的不銹鋼構(gòu)成的柵電極26(是夏普制造的AR-625S中使用的柵電極，開口部的寬度w＝26mm)。而柵電極26和感光鼓1之間的間隔固定在1.5mm上。柵電極26與高壓電源27的負(fù)端子連接，可施加任意電壓。此外，用電流計A2測定柵電極26中流過的電流(柵極電流)。
并在由感光鼓1與負(fù)離子發(fā)生元件20a相對的位置相對于該感光鼓1的旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)90°的位置上，配置表面電位計探頭30，以測定感光鼓1的表面電位。另外，表面電位計探頭30設(shè)置在可掃描感光鼓1的長度方向的基臺(未圖示)上，不僅可測定感光鼓1的圓周方向，還可測定長度方向上的表面電位分布。此外，作為表面電位計，使用的是TereK社制造的MODEL344，感光鼓1的圓周速度設(shè)定為124mm/s。此外，采用與實驗1相同的方法測定離子產(chǎn)生量及臭氧產(chǎn)生量，并用電流計A3測定感光鼓1中流過的電流。
另外，作為實驗條件，設(shè)定為間隙g＝20mm，施加到負(fù)離子發(fā)生元件20a的施加電壓為-7.7kV，施加到柵電極26的施加電壓為-900V，對于插入和不插入固定電阻24的兩種情況分別進行了實驗。
圖9是表示該實驗結(jié)果的圖表，示出有及沒有柵電極26時的感光鼓1的長度方向上的表面電位分布的比較結(jié)果。表4示出負(fù)離子產(chǎn)生量以及臭氧產(chǎn)生量的測定結(jié)果。另外，圖9的橫軸表示與感光鼓1的長度方向的距離，縱軸表示感光鼓1的表面電位。關(guān)于與橫軸的感光鼓1的長度方向的距離，沿感光鼓1的長度方向配置上述3根離子發(fā)生針21，將感光鼓1與中央的離子發(fā)生針21相對的位置示為0。
(表4)

如圖9所示，無論有無柵電極26，感光鼓1的表面均帶電。并且如表4所示，負(fù)離子雖然產(chǎn)生了充足的量(18,000,000個/cc)，但基本未產(chǎn)生臭氧(即，臭氧的產(chǎn)生量極少，為0.002ppm～0.003ppm)。當(dāng)產(chǎn)生電暈放電時應(yīng)產(chǎn)生大量臭氧，但在該實驗中由于基本未產(chǎn)生臭氧(臭氧產(chǎn)生量很少)，因此可知，該實驗中對感光鼓1的帶電產(chǎn)生作用的不是電暈放電，而是負(fù)離子。即，可知通過負(fù)離子可以使感光鼓1充分帶電。
并且，如圖9所示，不設(shè)置柵電極26時，根據(jù)三根離子產(chǎn)生針21的位置，在表面電位上產(chǎn)生波動(三個峰值)，而當(dāng)設(shè)置柵電極26時，該波動減少，因此驗證了，通過設(shè)置柵電極26，可抑制表面電位的波動，提高表面電位的控制性。
(實驗3)接著通過實驗測量上述負(fù)離子產(chǎn)生元件20a對色粉圖像的帶電特性。首先參照圖10說明實驗裝置。
如圖10所示，實驗裝置使用和實驗2的裝置完全相同的裝置。只是在本實驗3中不使用表面電位計探頭30及電流計A3。
說明實驗方法，首先，利用未圖示的數(shù)字彩色復(fù)合機(夏普制造AR-C280)，在OHP紙(夏普制造的S4BG746)上形成未定影色粉圖像。圖像形成使用的色粉使用粒徑為8.5μm的聚酯制色粉(AR-C280純正色粉)，作為未定影色粉圖像，形成附著量為0.6mg/cm2的實圖像。并且，通過吸引式小型帶電量測量裝置(Trek公司制造的MODEL210HS-2A)測量形成的未定影色粉圖像的帶電量。
接著，將上述同樣形成了未定影色粉圖像的OHP紙張粘貼到感光鼓1表面，在向負(fù)離子產(chǎn)生元件20a及柵電極26施加預(yù)定電壓的狀態(tài)下，使感光鼓1以預(yù)定的圓周速度旋轉(zhuǎn)，使未定影色粉圖像經(jīng)過和離子產(chǎn)生針21相對的區(qū)域，從而進行色粉圖像的帶電。并且，帶電后再次測量色粉圖像的帶電量，比較帶電前后的色粉圖像的帶電量。并且和實驗1一樣，對離子產(chǎn)生量、臭氧產(chǎn)生量也進行測量。
此外，實驗條件是，間隙g＝20mm，施加到負(fù)離子產(chǎn)生元件20a的施加電壓為-7.7kV，施加到柵電極26的施加電壓是-900V，對插入和未插入柵電極26時分別進行實驗。
表5是表示該實驗結(jié)果的圖表，表示有和沒有柵電極26時的、色粉圖像的帶電量、負(fù)離子產(chǎn)生量、及臭氧產(chǎn)生量的測量結(jié)果。
(表5)

如表5所示，無論有無柵電極26，色粉圖像的帶電量均增加。并且，負(fù)離子雖然產(chǎn)生充足的量(18,000,000個/cc)，但基本未產(chǎn)生臭氧(即，臭氧產(chǎn)生量極少，為0.002ppm～0.003ppm)。當(dāng)產(chǎn)生電暈放電時應(yīng)產(chǎn)生大量臭氧，但在該實驗中由于基本未產(chǎn)生臭氧(臭氧產(chǎn)生量極少)，因此可知，該實驗中對色粉圖像的帶電產(chǎn)生作用的不是電暈放電，而是負(fù)離子。即，驗證了通過負(fù)離子可以使感光鼓1充分帶電。
并且可知，和存在柵電極時相比，沒有柵電極時，色粉的帶電量的增加量較大。
(實驗4)以下通過實驗研究較穩(wěn)定地產(chǎn)生負(fù)離子的條件。根據(jù)上述實驗2及實驗3的結(jié)果，負(fù)離子對感光鼓1的帶電和對色粉圖像的帶電具有完全相同的傾向，因此在本實驗4中，以感光鼓1為被帶電物。
在本實驗中，利用圖8所示的上述實驗裝置，調(diào)查施加到負(fù)離子產(chǎn)生元件20a的施加電壓Va和感光鼓1的表面電位Vo、總電流It、臭氧產(chǎn)生量的關(guān)系。實驗條件是，間隙g＝10mm，柵電極26和感光鼓1的間隔固定為1.5mm，對柵電極26的施加電壓是-700V，對插入和未插入柵電極26時的兩種情況分別進行實驗。在該實驗中，使施加電壓的大小從0V開始每次增加500V，調(diào)查各施加電壓下的感光鼓1的表面電位Vo、總電流It、臭氧產(chǎn)生量的關(guān)系。
圖11(a)是表示未插入固定電阻24時的測量結(jié)果的圖表，圖11(b)表示插入了固定電阻24時的測量結(jié)果的圖表。
如圖11(a)所示，當(dāng)逐漸提高施加到負(fù)離子產(chǎn)生元件20a的施加電壓Va的大小(絕對值)時，首先從-3.75kV附近開始，感光鼓1的表面開始帶電(帶電開始電壓)，當(dāng)進一步提高大小時，表面電位Vo的絕對值也隨著施加電壓Va變大。
圖19(a)是表示圖11(a)所示的施加電壓和臭氧產(chǎn)生量的關(guān)系、及相對于施加電壓的增加量的臭氧產(chǎn)生量的增加量α的變化率β的圖表。
其中，相對于測量點n下的施加電壓V的大小的臭氧產(chǎn)生量O的增加率αn表示為αn＝(On-On-1)/(|Vn|-|Vn-1|)。并且，測量點n的增加率α的變化率β表示為βn＝αn+1/αn。計算變化率β時，用0除時，變化率β＝0。并且，測量點的值n在施加電壓為0V時為0，施加電壓的大小以每次增加500V。并且，增大施加電壓大小時，首先考慮從檢測出臭氧的測量點的施加電壓(臭氧產(chǎn)生開始電壓；圖19(a)中為-4.5kV)開始、到臭氧產(chǎn)生開始電壓2倍的施加電壓(圖19(a)中為-9.0kV)為止的施加電壓范圍。
在本說明書中，在未插入固定電阻24時，將在上述施加電壓范圍內(nèi)上述變化率β最大的測量點的施加電壓作為“臭氧急增開始電壓”。當(dāng)臭氧產(chǎn)生開始電壓中的變化率β相對于大于臭氧產(chǎn)生開始電壓的大小、且在臭氧產(chǎn)生開始電壓的大小的2倍以下的施加電壓范圍下的變化率β的平均值，為2倍以上時，將比臭氧產(chǎn)生開始電壓大上述預(yù)定值的施加電壓作為臭氧急增開始電壓。因此，該實驗結(jié)果中的臭氧急增開始電壓如圖19(a)所示為-4.5kV，和臭氧產(chǎn)生開始電壓相等。
其中，如果使施加到負(fù)離子產(chǎn)生元件20a的施加電壓Va的大小為帶電開始電壓的大小(這里為3.75kV)、小于臭氧急增開始電壓的大小(這里為4.5kV)，則如圖19(a)所示，可抑制臭氧產(chǎn)生量，并通過離子使被帶電物帶電。
圖19(b)是表示圖11(a)所示的施加電壓和總電流的關(guān)系、及相對于施加電壓的增加量的總電流的增加率θ的變化率γ的圖表。
其中，相對于測量點m下的施加電壓V的大小的總電流It的增加率θm表示為θm＝(Itm-Itm-1)/(|Vm|-|Vm-1|)。并且，相對于施加電壓V的大小的總電流It的增加率θ的變化率γ表示為γm＝θm+1/θm。計算變化率γ時，用0除時，變化率γ＝0。并且，測量點的值m在施加電壓為0V時為0，施加電壓的大小每次增加500V。并且，增大施加電壓大小時，考慮從首先檢測出總電流的測量點的施加電壓(電流產(chǎn)生開始電壓；圖19(b)中為-4.0kV)開始、到電流產(chǎn)生開始電壓2倍的施加電壓(圖19(b)中為-8.0kV)為止的施加電壓范圍。
在本說明書中，在未插入固定電阻24時，將在上述施加電壓范圍內(nèi)上述變化率γ最大的測量點的施加電壓作為“總電流急增開始電壓”。當(dāng)電流產(chǎn)生開始電壓中的變化率γ相對于在大于電流產(chǎn)生開始電壓的大小、且在電流產(chǎn)生開始電壓的大小的2倍以下的施加電壓范圍下的變化率γ的平均值，為2倍以上時，將比電流產(chǎn)生開始電壓大上述預(yù)定值的施加電壓作為總電流急增開始電壓。因此，該實驗結(jié)果中的“總電流急增開始電壓”如圖19(b)所示為-4.5kV，和電流產(chǎn)生開始電壓相等。
其中，如果使施加到負(fù)離子產(chǎn)生元件20a的施加電壓Va的大小為帶電開始電壓的大小(這里為3.75kV)以上、小于總電流急增開始電壓的大小(這里為4.5kV)，則如圖19(a)所示，可抑制臭氧產(chǎn)生量，并通過離子使被帶電物帶電。
另一方面，如圖11(b)所示，當(dāng)插入了固定電阻24時，帶電開始電壓為-4.5kV，當(dāng)進一步提高施加電壓的大小時，表面電位V0的絕對值也隨著施加電壓變大。
圖20(a)是表示圖11(b)所示的施加電壓和臭氧產(chǎn)生量的關(guān)系、及相對于施加電壓大小的臭氧產(chǎn)生量的增加率α的變化率β的圖表。
在本說明書中，在插入固定電阻24時，將在大于臭氧產(chǎn)生開始電壓的大小、且臭氧產(chǎn)生開始電壓的大小的2倍以下的施加電壓范圍內(nèi)上述變化率β為最大的極大值的測量點的施加電壓作為“臭氧急增開始電壓”。因此，如圖20(a)所示，該實驗結(jié)果中的臭氧急增開始電壓為-9.0kV。
在插入了電阻時，如果使施加到負(fù)離子產(chǎn)生元件20a的施加電壓Va的大小為帶電開始電壓的大小(這里為4.5kV)以上、小于臭氧急增開始電壓的大小(這里為9.0kV)，則如圖20(a)所示，可抑制臭氧產(chǎn)生量，并通過離子使被帶電物帶電。
圖20(b)是表示圖11(b)所示的施加電壓和總電流的關(guān)系、及相對于施加電壓的大小的總電流的增加率θ的變化率γ的圖表。
在本說明書中，在插入固定電阻24時，將在大于電流產(chǎn)生開始電壓大小、且小于電流產(chǎn)生開始電壓的大小的2倍以下的施加電壓的范圍內(nèi)上述變化率γ為最大的極大值的測量點的施加電壓作為“總電流急增開始電壓”。因此，如圖20(b)所示，該實驗結(jié)果中的總電流急增開始電壓為-8.5kV。
如果使施加到負(fù)離子產(chǎn)生元件20a的施加電壓Va的大小為帶電開始電壓的大小(這里為4.5kV)以上、小于總電流急增開始電壓的大小(這里為8.5kV)，則如圖20(a)所示，可抑制臭氧產(chǎn)生量，并通過離子使被帶電物帶電。
并且，和不插入固定電阻24時相比，插入固定電阻24時，臭氧急增開始電壓及總電流急增開始電壓均向高壓移動。這是因為，通過固定電阻24產(chǎn)生電壓下降，帶電開始電壓及臭氧急增開始電壓及總電流急增開始電壓變高了該電壓下降部分。此外，在實驗2中基本沒有電流流動，而在本實驗中，電流流入到柵電極26、感光鼓1，因此出現(xiàn)了固定電阻24對電壓下降的影響。
并且，如圖11(a)及圖11(b)所示，和帶電開始電壓的移動量(插入和不插入固定電阻24時的差)相比，臭氧急增電壓及總電流急增電壓的移動量變大。其結(jié)果是，不使臭氧產(chǎn)生量急增而可帶電的施加電壓的范圍和未插入固定電阻24時的0.75kV(3.75kV≤|Va|＜4.5kV)相比，在插入固定電阻24時變大為4.5kV(4.5kV≤|Va|＜9.0kV)。同樣，不使總電流急增而可帶電的施加電壓的范圍和未插入固定電阻24時的0.75kV(3.75kV≤|Va|＜4.5kV)相比，在插入固定電阻24時變大為4.0kV(4.5kV≤|Va|＜8.5kV)。
這是因為，如圖11(a)及圖11(b)所示，當(dāng)施加電壓較小時，總電流It的大小較小(數(shù)μA)，因此固定電阻24引起的電壓下降較小(數(shù)百V)，但當(dāng)施加電壓變大時，總電流It急增(數(shù)十μA)，固定電阻24引起的電壓下降變大(數(shù)kV)。
并且，插入和不插入固定電阻24時，臭氧急增開始電壓及總電流急增開始電壓不同的原因如下上述。
即，總電流及臭氧產(chǎn)生量受到離子產(chǎn)生針21和感光鼓1之間的電場強度較大的影響。并且，電場強度和離子產(chǎn)生針21及感光鼓1之間作用的電壓成正比，與離子產(chǎn)生針21及感光鼓1之間的間隔(距離)成反比。
其中，當(dāng)插入固定電阻24時，總電流以施加電壓5.5kV開始流動，因離子產(chǎn)生針21和感光鼓1之間的空間阻抗等限制、及插入的工藝電阻24的限制，總電流及臭氧產(chǎn)生量和施加電壓成正比地增加(第一比例增加)。并且，施加電壓超過臭氧產(chǎn)生量急增的彎曲點時，因臭氧的影響，空間阻抗變化，以和上述第一比例增加不同的比例系數(shù)、與施加電壓成正比，總電流及臭氧產(chǎn)生量增加(第二比例增加)。因此，上述彎曲點的變化率β、γ變?yōu)闃O大值。
另一方面，當(dāng)不插入固定電阻24時，總電流以施加電壓4.0kV開始流動后，由于不存在固定電阻24引起的電壓下降，因此在施加電壓4.0kV附近，產(chǎn)生總電流及臭氧產(chǎn)生量急增的彎曲點。因此，第一比例增加在實驗結(jié)果中未觀察到，僅觀察到第二比例增加。
因此，在本實施方式中，臭氧產(chǎn)生開始電壓中的變化率β相對于在大于臭氧產(chǎn)生開始電壓、且在臭氧產(chǎn)生開始電壓2倍以下的電壓范圍下的上述變化率β的平均值，為2倍以上時，將比臭氧產(chǎn)生開始電壓大上述預(yù)定值(使施加到離子產(chǎn)生針21的電壓以一定值階段性增加時的上述一定值)的施加電壓作為臭氧急增開始電壓。并且，當(dāng)電流產(chǎn)生開始電壓中的變化率γ相對于在大于電流產(chǎn)生開始電壓、且在電流產(chǎn)生開始電壓的2倍以下的電壓范圍下的變化率γ的平均值，為2倍以上時，將比電流產(chǎn)生開始電壓大上述預(yù)定值(使施加到離子產(chǎn)生針21的電壓以一定值階段性增加時的上述一定值)的施加電壓作為電流急增開始電壓。
并且，在未插入固定電阻24時，也可適當(dāng)識別第一比例增加和第二比例增加，并適當(dāng)把握彎曲點的情況下，也可使臭氧急增開始電壓及電流急增開始電壓和插入固定電阻24時一樣規(guī)定。例如，通過適當(dāng)設(shè)定各測量點之間的施加電壓的差(例如250V到1000V)，可恰當(dāng)識別第一比例增加和第二比例增加。
(實驗5)接著，利用圖8所示的上述實驗裝置，調(diào)查以施加到負(fù)離子產(chǎn)生元件20a的施加電壓Va、離子產(chǎn)生針21和感光鼓1的間隙g為參數(shù)，不使臭氧產(chǎn)生量及總電流急增而可帶電的條件。實驗條件是，施加到柵電極26的施加電壓是-700V，對插入和未插入固定電阻24時的兩種情況分別進行實驗。
圖21(a)是表示未插入固定電阻24時、圖21(b)表示插入了固定電阻時的測量結(jié)果的圖表。
在圖21(a)、圖21(b)中，“臭氧急增開始”(或“總電流急增開始”)曲線表示臭氧產(chǎn)生量(或總電流)開始急增時的施加電壓Va和間隙g的關(guān)系。即，“臭氧急增開始”(或“總電流急增開始”)曲線表示各間隙g的臭氧急增開始電壓(或總電流急增開始電壓)，但換個角度，其也表示各施加電壓Va的臭氧急增開始距離(或總電流急增開始距離)。
同樣，在圖21(a)、圖21(b)中，“帶電開始”曲線表示感光鼓1開始帶電時的施加電壓Va和間隙g之間的關(guān)系。即，“帶電開始”曲線表示各間隙g的帶電開始電壓，也表示各施加電壓Va的帶電開始距離。
被該“臭氧急增開始”(或“總電流急增開始”)曲線及“帶電開始”曲線夾持的區(qū)域表示不使臭氧產(chǎn)生量(或總電流)急增地產(chǎn)生離子、且通過離子可使感光鼓1實際帶電的施加電壓Va和間隙g的條件，以下將該區(qū)域稱為適用區(qū)域。
并且，在圖21(a)、圖21(b)中，“離子產(chǎn)生開始”直線表示離子產(chǎn)生開始時的施加電壓Va和間隙g的關(guān)系，從該圖可知，離子產(chǎn)生開始電壓不取決于間隙g，保持一定。
如圖21(a)及圖21(b)所示，間隙g小于4mm時，不存在不使臭氧產(chǎn)生量及總電流急增就可帶電的施加電壓區(qū)域(帶電開始電壓和電暈放電開始電壓的差基本不存在)，增大施加電壓的大小時，立刻轉(zhuǎn)換到電暈放電。并且，通過使間隙g為4mm以上，可存在不使臭氧產(chǎn)生量及總電流急增就可通過離子帶電的施加電壓區(qū)域，間隙g越大，不使臭氧產(chǎn)生量及總電流急增就可通過離子帶電的施加電壓區(qū)域(適用區(qū)域)可越大。并且，和未插入固定電阻24時相比，插入時的適用區(qū)域較大。
從該實驗結(jié)果可知，不使臭氧產(chǎn)生量及總電流急增而通過離子進行帶電時，需要至少確保間隙g為4mm以上。并且根據(jù)上述實驗1的結(jié)果(參照圖7)，到達(dá)感光鼓1的負(fù)離子量(密度)隨著間隙g變大而減少，當(dāng)間隙g超過25mm時，變?yōu)殚g隙g＝5mm時的一半以下。因此，為了使感光鼓1等被帶電物適當(dāng)帶電，優(yōu)選間隙g為4mm以上、25mm以下。
并且，使用上述文獻4公開的針狀電極的現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置是通過使間隙g為4mm以下來減少放電電流的方式，因此不存在主要僅產(chǎn)生離子的施加電壓區(qū)域，當(dāng)帶電時臭氧產(chǎn)生量急增。因此，文獻4的技術(shù)下的臭氧產(chǎn)生量的降低效果和本發(fā)明相比非常小。
(實驗6)接著，利用圖3及圖4所示的一次轉(zhuǎn)印前帶電裝置2(潛影用帶電裝置4)進行使間隙g從3mm變化到30mm時的感光鼓1的表面電位和臭氧量的測量實驗。并且，在設(shè)置屏蔽罩23和不設(shè)置時進行實驗。屏蔽罩的材質(zhì)為絕緣性的ABS樹脂，是浮動的。表6表示其測量結(jié)果。
表面電位及臭氧量的測量工具、測量方法和上述各實驗相同。
(表6)

如表6所示，間隙g＝3mm時(比較例1-1)，臭氧的產(chǎn)生量為0.09ppm，非常多。與之相對，通過使間隙g為4mm以上(實施例1-1～1-4)，臭氧產(chǎn)生量為0.002ppm以下，非常少。這是因為，間隙g為3mm以下時，不存在不使臭氧產(chǎn)生量急增而通過離子使感光體帶電的條件，變?yōu)殡姇灧烹娨鸬膸щ?，與之相對，當(dāng)間隙g為4mm以上時，存在不使臭氧產(chǎn)生量急增而通過離子使感光鼓1帶電的條件。
并且，當(dāng)沒有屏蔽罩時，在4mm≤g≤25mm的范圍內(nèi)(實施例1-1～1-3)，可使感光鼓1的表面電位帶電到目標(biāo)值-600V。此時的施加電壓Va為4kV≤|Va|≤12kV。而在間隙g＝30mm的條件下(比較例1-2)，即使將施加電壓大小提高到15kV，感光鼓1的表面電位僅可達(dá)到-425V，小于目標(biāo)的-600V。這是因為，由于間隙g變大，負(fù)離子擴散，到達(dá)感光鼓1的密度下降。
另一方面，設(shè)置屏蔽罩23時(實施例1-4)，間隙g＝30mm時，在施加電壓15kV時基本可按照目標(biāo)使感光鼓1帶電。這是因為，通過屏蔽罩23抑制了負(fù)離子的擴散，感光鼓1附近的負(fù)離子密度上升，負(fù)離子的利用效率提高。
(實驗7)接著調(diào)查二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3的色粉帶電性能。
實驗方法是，將施加到二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3的離子產(chǎn)生針21的電壓大小在不轉(zhuǎn)換到電暈放電的范圍內(nèi)階段性提高，同時對使用夏普制造的彩色復(fù)印機ARC-280的轉(zhuǎn)印帶的中間轉(zhuǎn)印帶15上的色粉圖像進行帶電，測量此時的中間轉(zhuǎn)印帶15上流動的電流Ib、及帶電后的色粉的帶電量。并且，色粉圖像使用色粉附著量為0.55mg/cm2的實圖像。圖13表示該實驗結(jié)果。
如圖13所示，在向二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3不施加電壓的初始狀態(tài)下，Ib＝0，且色粉圖像的帶電量為-12.8μC/g。之后，隨著增大施加電壓Va的絕對值，負(fù)離子的產(chǎn)生量增加，因此Ib、色粉圖像的帶電量的絕對值也增加。但色粉圖像的帶電量在Ib的絕對值變?yōu)?0μA以上時，大致在-19μC/g飽和。
從該結(jié)果可知，電壓控制部31進行控制，使施加到高壓電源25的離子產(chǎn)生針21的電壓Va為|Ib|≥30，從而使色粉圖像的帶電量在-19μC/g穩(wěn)定，即使不特別設(shè)定柵電極26，也可使色粉圖像的帶電量平均化。
因此，電壓控制部31使高壓電源25的施加電壓Va階段性上升的同時監(jiān)控Ib，求得其為-30μA的高壓電源25的施加電壓Va，并反饋控制為變?yōu)?30μA的高壓電源25的施加電壓Va，從而在因異物附著到離子產(chǎn)生針21的前端部、環(huán)境條件變化、及圖像形成裝置100內(nèi)的風(fēng)向變化等，負(fù)離子產(chǎn)生量、產(chǎn)生的離子到達(dá)色粉圖像的比率等變動時，也可總是將適量的負(fù)離子提供到色粉圖像。
此外，作為施加電壓的控制方法，可從一般廣泛使用的恒流控制的高壓電源25提供-30μA，也可從低壓控制的高壓電源25提供-30μA。
(實驗8)接著對圖像圖案、環(huán)境條件等分別不同的六種條件的色粉圖像，利用通過電壓控制部31的反饋控制控制施加電壓Va以使Ib為-30μA的二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3，進行二次轉(zhuǎn)印前帶電，測量帶電前后的各色粉圖像的帶電量。其結(jié)果如圖14所示。
如圖14所示，在進行二次轉(zhuǎn)印前帶電前，在-12～-15μC/g的約3μC/g的范圍內(nèi)波動的色粉圖像的帶電量，在帶電后集中到-18～-19μC/g的約1μC/g的范圍內(nèi)。
因此，可得出結(jié)論，具有進行上述反饋控制的電壓控制部31的二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3是有效的。
(實驗9)接著，對利用二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3進行二次轉(zhuǎn)印前帶電時、及不進行時的二次轉(zhuǎn)印效率進行比較。圖15表示其結(jié)果。
如圖15所示，通過進行二次轉(zhuǎn)印前帶電，轉(zhuǎn)印效率提高5～10％，并且相對于二次轉(zhuǎn)印電流的幅度(轉(zhuǎn)印寬裕度)也變大。這表明了二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3的二次轉(zhuǎn)印前帶電的有效性。
如上上述，本實施方式的一次轉(zhuǎn)印前帶電裝置2、二次轉(zhuǎn)印前帶電裝置3、潛影用帶電裝置4不使臭氧產(chǎn)生量急增地進行負(fù)離子的釋放，因此可防止臭氧產(chǎn)生量急增引起的各種問題的產(chǎn)生，可進行感光鼓1的帶電，或進行感光鼓1、中間轉(zhuǎn)印帶15的表面上形成的色粉圖像的轉(zhuǎn)印前帶電。
而本實施方式所示的具體的數(shù)值僅是一個示例，本發(fā)明不限于這些值。
例如，施加到離子產(chǎn)生針(帶電用電極)21的高壓電源(第一電壓施加單元)25的施加電壓的大小為離子產(chǎn)生開始電壓以上的大小、且小于臭氧急增開始電壓或總電流急增開始電壓的大小即可。由此，通過離子產(chǎn)生針21產(chǎn)生離子，因此可使被帶電物帶電。并且，由于不會使臭氧產(chǎn)生量急增，因此可解決由于臭氧產(chǎn)生量急增引起的各種問題。
并且，“離子產(chǎn)生開始電壓”是指，在距離子產(chǎn)生針(帶電用電極)21的前端150mm的位置上利用佐藤商事公司制造的離子測量器AIC-2000測量時開始檢測到離子(離子數(shù)開始變動)時的施加電壓(如圖6圖表所示，提高施加電壓時，離子測定器的離子測量量上升時的電壓)。
并且，上述施加電壓的大小優(yōu)選為圖12(a)、圖12(b)所示的帶電開始電壓的大小以上。由此，可使作為被帶電物的感光鼓1、色粉圖像實際帶電。
并且，“帶電開始電壓”是指在某一間隙g條件下，通過離子產(chǎn)生針21產(chǎn)生的離子可使感光鼓1、色粉圖像等被帶電物的帶電量實際變化的施加電壓中最小的電壓。
進一步，上述施加電壓的大小如實驗7所示，優(yōu)選是使作為被帶電物的色粉圖像的帶電量飽和的大小。由此，即使離子的產(chǎn)生中產(chǎn)生不均，帶電后的色粉圖像的帶電量變得平均，適合進行轉(zhuǎn)印。進一步，由于可省略柵電極，因此離子不用回收到柵電極，可提高離子的使用效率，并且可抑制制造成本。
另一方面，著眼于間隙g，只要間隙g大于臭氧急增開始距離或總電流急增開始距離即可。這樣一來，臭氧產(chǎn)生量不會急增，因此可解決臭氧產(chǎn)生量急增引起的各種問題。
進一步，間隙g優(yōu)選為圖12(a)、圖12(b)所示的帶電開始距離以下。由此，可使作為被帶電物的感光鼓1、中間轉(zhuǎn)印帶1 5實際帶電。
并且，“帶電開始距離”是指在某一施加電壓條件下，在通過離子產(chǎn)生針21產(chǎn)生的離子可使感光鼓1、色粉圖像等被帶電物的帶電量實際變化的、離子產(chǎn)生針21的前端和被帶電物之間的距離(間隙)中最大的距離。
此外，間隙g具體優(yōu)選4mm以上、25mm以下。間隙g為4mm以上時，如實驗5所示，存在不使臭氧產(chǎn)生量急增而可產(chǎn)生離子的施加電壓區(qū)域。并且，如果間隙g為25mm以下，則如實驗1所示，可使通過離子產(chǎn)生針21產(chǎn)生的負(fù)離子的一半以上到達(dá)被帶電物，因此可有效進行帶電。
并且，在本實施方式中，在帶電用電極和用于向該帶電用電極施加電壓的高壓電源(電壓施加單元)25之間，插入固定電阻(電阻器)24。通過插入固定電阻24，如實驗5所示，可擴大不伴隨放電僅通過離子可使被帶電物帶電的施加電壓及間隙的范圍(適用區(qū)域)，使離子穩(wěn)定放出。而該固定電阻24不一定非要插入，也可省略。并且，固定電阻24的電阻值沒有特別限定，適當(dāng)設(shè)定，以能夠擴大不使臭氧產(chǎn)生量急增而可通過離子使被帶電物帶電的施加電壓及間隙的范圍，使離子穩(wěn)定放出即可。
并且，在本實施方式中，在離子產(chǎn)生針(帶電用電極)21的周圍設(shè)置用于防止離子擴散的屏蔽罩(離子擴散限制部件)23。通過向離子產(chǎn)生針21施加電壓而產(chǎn)生的離子沿電力線向被帶電物側(cè)移動，但和現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置相比，形成的電場較弱，因此不是全部放出到被帶電物側(cè)，也存在向和被帶電物不同的方向擴散的離子。因此，通過在離子產(chǎn)生針21的周圍設(shè)置屏蔽罩23，可防止離子擴散，提高離子的利用效率，同時可抑制帶電裝置周邊的部件不必要地帶電。
并且，在本實施方式中，作為帶電用電極使用針狀的電極(離子產(chǎn)生針21)。因此，和現(xiàn)有的一般的電暈放電帶電裝置作為放電電極使用線狀或鋸齒狀電極時相比，可以低電壓形成高電場。由此，通過比電暈放電開始電壓或總電流急增開始電壓小的施加電壓產(chǎn)生大量離子。
如上上述，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；和第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于電暈放電開始電壓的電壓。
并且，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電方法是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，向和上述圖像載體相對配置的帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于電暈放電開始電壓的電壓。
并且，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上的電壓，上述圖像載體和上述帶電用電極之間的間隔大于電暈放電開始距離。
并且，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電方法是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，將離子產(chǎn)生開始電壓以上的電壓施加到以大于電暈放電開始距離的間隔和上述圖像載體相對配置的帶電用電極。
并且，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于臭氧產(chǎn)生量開始急增的電壓即臭氧急增開始電壓的電壓。
并且，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置，通過向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于臭氧產(chǎn)生量開始急增的電壓即臭氧急增開始電壓的電壓產(chǎn)生離子，通過該離子使上述轉(zhuǎn)印對象物帶電。
并且，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電方法是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，對和上述圖像載體相對配置的帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于臭氧產(chǎn)生量開始急增的電壓即臭氧急增開始電壓的電壓。
并且，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電方法是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，對和上述圖像載體相對配置的帶電用電極，施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于臭氧產(chǎn)生量開始急增的電壓即臭氧急增開始電壓的電壓以產(chǎn)生離子，通過該離子使上述轉(zhuǎn)印對象物帶電。
并且，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上的電壓，上述圖像載體和上述帶電用電極之間的間隔大于臭氧產(chǎn)生量開始急增的距離即臭氧急增開始距離。
并且，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電方法是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，將離子產(chǎn)生開始電壓以上的電壓以施加到大于臭氧產(chǎn)生量開始急增的距離即臭氧急增開始距離的間隔，和上述圖像載體相對配置的帶電用電極。
并且，上述臭氧急增開始距離優(yōu)選是第一電壓施加單元施加到上述帶電用電極的電壓變?yōu)槌粞醍a(chǎn)生量開始急增的電壓即臭氧急增開始電壓的距離。
并且，上述臭氧急增開始電壓優(yōu)選在上述第一電壓施加單元和上述帶電用電極之間未插入固定電阻的情況下，將對帶電用電極施加的電壓每次增大預(yù)定值時，在臭氧開始產(chǎn)生的施加電壓即臭氧產(chǎn)生開始電壓以上、且該臭氧產(chǎn)生開始電壓的2倍以下的施加電壓范圍內(nèi)，相對于施加電壓的臭氧產(chǎn)生量的增加率的變化率為最大值的施加電壓(當(dāng)上述臭氧產(chǎn)生開始電壓中的上述變化率相對于在大于臭氧產(chǎn)生開始電壓、且臭氧產(chǎn)生開始電壓的2倍以下的施加電壓范圍內(nèi)的上述變化率的平均值，為2倍以上時，是比臭氧產(chǎn)生開始電壓大上述預(yù)定值的施加電壓)，在上述第一電壓施加單元和上述帶電用電極之間插入了固定電阻的情況下，將對帶電用電極施加的電壓每次增大預(yù)定值時，在大于臭氧開始產(chǎn)生的電壓即臭氧產(chǎn)生開始電壓、且該臭氧產(chǎn)生開始電壓的2倍以下的施加電壓范圍內(nèi)，相對于施加電壓的臭氧產(chǎn)生量的增加率的變化率為最大的極大值的施加電壓。
并且，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于流過帶電用電極的電流開始急增的電壓即電流急增開始電壓的電壓。
并且，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電方法是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，對和上述圖像載體相對配置的帶電用電極，施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于作為在帶電用電極中流動的電流(換言之，從第一電壓施加單元提供到帶電用電極的電流(下同))開始急增的電壓即電流急增開始電壓的電壓。
并且，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電裝置是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；和第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上的電壓，上述圖像載體和上述帶電用電極之間的間隔大于流過上述帶電用電極的電流開始急增的距離即電流急增開始距離。
并且，本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)印前帶電方法是，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，將離子產(chǎn)生開始電壓以上的電壓以大于流過帶電用電極的電流開始急增的距離即電流急增開始距離的間隔，施加到和上述圖像載體相對配置的帶電用電極。
并且，上述電流急增開始距離優(yōu)選是第一電壓施加單元施加到上述帶電用電極的電壓變?yōu)樵谏鲜鰩щ娪秒姌O中流動的電流開始急增的電壓即電流急增開始電壓的距離。
并且，上述電流急增開始電壓優(yōu)選在上述第一電壓施加單元和上述帶電用電極之間未插入固定電阻的情況下，將對帶電用電極施加的電壓每次增大預(yù)定值時，在帶電用電極中電流開始流動的電壓即電流產(chǎn)生開始電壓以上、且在該電流產(chǎn)生開始電壓2倍以下的施加電壓范圍內(nèi)，相對于施加電壓的電流的增加率的變化率為最大值的施加電壓(當(dāng)上述電流產(chǎn)生開始電壓中的上述變化率相對于在大于電流產(chǎn)生開始電壓、且電流產(chǎn)生開始電壓的2倍以下的施加電壓范圍內(nèi)的上述變化率的平均值，為2倍以上時，是比電流產(chǎn)生開始電壓大上述預(yù)定值的施加電壓)，在上述第一電壓施加單元和上述帶電用電極之間插入了固定電阻的情況下，將對帶電用電極施加的電壓每次增大預(yù)定值時，在大于在帶電用電極中開始流動電流的電壓即電流產(chǎn)生開始電壓、且在該電流產(chǎn)生開始電壓的2倍以下的施加電壓范圍內(nèi)，相對于施加電壓的在電流量的增加率的變化率為最大的極大值的施加電壓。
并且，上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置優(yōu)選作為上述帶電用電極，具有多個針狀或線狀的電極。
根據(jù)上述構(gòu)造，由于各帶電用電極的形狀為線狀，因此和現(xiàn)有的一般的電暈放電方式的帶電裝置具有的線狀或鋸齒狀電極相比，可以低電壓形成高電場。因此，通過比電暈放電開始電壓小的施加電壓產(chǎn)生大量離子，可使圖像載體上的色粉圖像有效帶電。
或者，上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置也可是作為上述帶電用電極，具有多個將多個針狀或線狀部件集束的刷狀電極。
根據(jù)上述構(gòu)造，通過使用刷狀的帶電用電極，可降低帶電用電極間距引起的帶電不均，提高帶電均勻性。并且，當(dāng)電極前端附著了塵土等異物時，也可降低對帶電均勻性的影響。
并且優(yōu)選上述圖像載體和上述帶電用電極之間的間隔為4mm以上、25mm以下。
通過把帶電用電極和圖像載體之間的間隔設(shè)定為4mm以上，可用比電暈放電開始電壓低的施加電壓生成(放出)離子。另一方面，帶電用電極和圖像載體之間的間隔越大，到達(dá)圖像載體上的色粉圖像的離子量(密度)降低。因此，當(dāng)上述間隔過大時，無法有效使上述色粉圖像帶電，但通過將上述間隔設(shè)定到25mm以下，可向色粉圖像充分提供帶電所必須的離子。
并且，上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置優(yōu)選進一步具有插入到上述帶電用電極和上述電壓施加單元之間的電阻器。
通過在帶電用電極和電壓施加單元之間插入電阻器，帶電開始電壓和電暈放電開始電壓的差變大。即，不伴有電暈放電而產(chǎn)生離子并使色粉圖像帶電的電壓范圍變大，因此可進行穩(wěn)定的帶電。
并且，上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置優(yōu)選進一步具有控制用電極，配置在上述圖像載體和上述帶電用電極之間，用于控制離子的通過量；和第二電壓施加單元，向上述控制用電極施加預(yù)定的電壓。
通過在帶電用電極和圖像載體之間設(shè)置控制用電極，并向該控制用電極施加預(yù)定的電壓，可通過控制用電極回收剩余的離子，使放出到色粉圖像的離子量平均化，提高帶電均勻性。
并且，上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置也可是，上述第一電壓施加單元施加上述圖像載體上的色粉圖像的帶電量達(dá)到飽和量所需大小的電壓以上的電壓。
一邊使放出的離子量增加一邊使色粉圖像帶電時，色粉圖像的帶電量隨著離子產(chǎn)生量(向色粉圖像放出的離子量)的增加，最初是增加的，但在某一刻飽和。根據(jù)上述構(gòu)造，帶電用電極上施加了充分的電壓以使色粉圖像的帶電量達(dá)到飽和量，因此即使帶電用電極產(chǎn)生的離子量的分布略有不均，也可使帶電后的色粉圖像的帶電量平均化。這樣一來，可省略現(xiàn)有技術(shù)中使用的柵電極。如果省略柵電極，則離子不會回收到柵電極，因此可提高離子的使用效率，并且可抑制制造成本。
并且，上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置優(yōu)選進一步具有電壓控制單元，根據(jù)在上述圖像載體中流動的電流量，控制上述電壓施加單元施加的電壓大小。
離子的產(chǎn)生量因附著到帶電用電極前端部的異物、環(huán)境條件等變動。并且，因帶電用電極、圖像載體附近的風(fēng)向變化等，產(chǎn)生的離子到達(dá)色粉圖像的比率也變動。因此，對色粉圖像的帶電量即使使施加到帶電用電極的電壓保持一定，由于上述變動的影響也總是無法為相同的量。因此，由于放出到色粉圖像的離子量和在圖像載體中流動的電流量相等，因此將在該圖像載體中流動的電流量作為放出到色粉圖像的離子量的指標(biāo)，根據(jù)該指標(biāo)控制施加到帶電用電極的施加電壓的大小，從而可排除上述變動造成的影響，總是將最佳的離子量賦予色粉圖像。
具體示例包括上述電壓控制單元反饋控制上述電壓施加單元施加的電壓大小，使上述圖像載體上流過的電流量為上述圖像載體上的色粉圖像的帶電量達(dá)到飽和量時在上述圖像載體中流動的電流量以上。
根據(jù)上述構(gòu)造，進行反饋控制，使在圖像載體中流動的電流量為色粉圖像的帶電量達(dá)到飽和量時的量以上，因此可排除上述變動造成的影響，穩(wěn)定地使色粉圖像均勻帶電。
并且，上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置優(yōu)選進一步具有離子擴散限制部件，其設(shè)置成包圍上述帶電用電極，具有和上述圖像載體相對的開口部。
通過向帶電用電極施加電壓而產(chǎn)生的離子沿電力線向圖像載體一側(cè)移動，但和現(xiàn)有的電暈放電方式的帶電裝置相比，形成的電場較弱，因此不是全部放出到圖像載體側(cè)，也存在向和圖像載體不同方向擴散的離子。因此，通過在帶電用電極的周圍設(shè)置在圖像載體側(cè)具有開口部的離子擴散限制部件，可抑制離子的擴散，并提高離子的使用效率。并且，還可抑制因擴散的離子使帶電裝置周邊的部件不必要地帶電的問題。
并且，優(yōu)選上述離子擴散限制部件中的和上述帶電用電極相對的面由絕緣材料、或具有和上述帶電用電極之間不產(chǎn)生電暈放電的電阻值的高電阻材料形成。
根據(jù)上述構(gòu)造，離子擴散限制部件中的和上述帶電用電極相對的面為絕緣材料或高電阻材料，這樣一來即使帶電用電極和離子擴散限制部件之間的間隔較短，也可防止對離子擴散限制部件產(chǎn)生電暈放電。
并且，本發(fā)明涉及的圖像形成裝置是通過電子照相方式進行圖像形成的圖像形成裝置，其特征在于具有上述任意一種轉(zhuǎn)印前帶電裝置；和上述圖像載體。
并且，上述圖像形成裝置也可是，作為上述圖像載體具有感光體，被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，將自身表面上承載的色粉圖像在第一轉(zhuǎn)印部位轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印介質(zhì)，上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置配置在比上述第一轉(zhuǎn)印部位靠近感光體的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)。
根據(jù)上述構(gòu)造，在從感光體轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印介質(zhì)前可對色粉圖像進行帶電，因此可提高從感光體到轉(zhuǎn)印介質(zhì)的色粉圖像的轉(zhuǎn)印效率。
并且，上述圖像形成裝置也可是，作為上述圖像載體具有被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的感光體及中間轉(zhuǎn)印體，上述感光體用于將自身表面承載的色粉圖像在第一轉(zhuǎn)印部位轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印體，上述中間轉(zhuǎn)印體用于將在第一轉(zhuǎn)印部位從上述感光體轉(zhuǎn)印的色粉圖像在第二轉(zhuǎn)印部位再轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上，上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置配置在比上述第一轉(zhuǎn)印部位靠上述中間轉(zhuǎn)印體的旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)、且比上述第二轉(zhuǎn)印部位靠上述中間轉(zhuǎn)印體的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)，在將從上述感光體轉(zhuǎn)印的色粉圖像在第二轉(zhuǎn)印部位再轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)前帶電。
根據(jù)上述構(gòu)造，在從中間轉(zhuǎn)印體轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)前可對色粉圖像進行帶電，因此可提高從中間轉(zhuǎn)印體到記錄介質(zhì)的色粉圖像的轉(zhuǎn)印效率。
并且，上述圖像形成裝置也可是，具有第一及第二的上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置；作為上述圖像載體被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的感光體及中間轉(zhuǎn)印體，上述感光體用于將自身表面承載的色粉圖像在第一轉(zhuǎn)印部位轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印體，上述中間轉(zhuǎn)印體用于將在第一轉(zhuǎn)印部位從上述感光體轉(zhuǎn)印的色粉圖像在第二轉(zhuǎn)印部位再轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)，上述第一轉(zhuǎn)印前帶電裝置配置在比上述第一轉(zhuǎn)印部位靠上述感光體的轉(zhuǎn)印方向上游側(cè)，上述第二轉(zhuǎn)印前帶電裝置配置在比上述第一轉(zhuǎn)印部位靠上述中間轉(zhuǎn)印體的旋轉(zhuǎn)方向下游一側(cè)、且比上述第二轉(zhuǎn)印部位靠近上述中間轉(zhuǎn)印體的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)。
根據(jù)上述構(gòu)造，對一次轉(zhuǎn)印前及二次轉(zhuǎn)印前的色粉圖像均可進行帶電，因此可進一步提高轉(zhuǎn)印效率。其中，各轉(zhuǎn)印前帶電裝置中使用上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置，因此不會出現(xiàn)產(chǎn)生臭氧、氮氧化物等放電生成物的問題。
并且，上述圖像形成裝置也可進一步具有帶電裝置，其具有帶電用電極，和形成色粉圖像前的上述感光體的表面相對配置；和電壓施加單元，向該帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于電暈放電開始電壓的電壓。
根據(jù)上述構(gòu)造，在形成靜電潛影前，作為提前使感光體帶電的帶電裝置，使用和上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置相同的裝置，因此可進一步抑制臭氧、氮氧化物等放電生成物的產(chǎn)生。并且，對含有感光體用帶電裝置、除電裝置等的多個帶電裝置，通過使用和上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置相同的裝置，可實現(xiàn)高壓電源的通用，并實現(xiàn)圖像形成裝置的簡單化、低廉化。
本發(fā)明可用于在使用電子照相方式的圖像形成裝置中，使感光體、中間轉(zhuǎn)印體等圖像載體上形成的色粉圖像在轉(zhuǎn)印前帶電的轉(zhuǎn)印前帶電裝置。
本發(fā)明不限于上述實施方式，在權(quán)利要求所示范圍內(nèi)可進行各種變更。即，在權(quán)利要求所示范圍內(nèi)組合適當(dāng)變更的技術(shù)手段所獲得的實施方式也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
并且，本說明書所示的數(shù)值范圍以外的、不違反本發(fā)明主旨的合理的范圍，當(dāng)然也包含在本發(fā)明范圍內(nèi)。
以上說明的具體實施方式
或?qū)嵤├齼H用于明確本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，不得僅限定于這些具體示例而作狹義性的解釋，在本發(fā)明的精神及權(quán)利要求范圍內(nèi)，可進行各種變更并實施。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)印前帶電裝置，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；以及第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于電暈放電開始電壓的電壓。
2.一種轉(zhuǎn)印前帶電裝置，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；以及第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上的電壓，上述圖像載體和上述帶電用電極之間的間隔大于電暈放電開始距離。
3.一種轉(zhuǎn)印前帶電裝置，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；以及第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于臭氧產(chǎn)生量開始急增的電壓即臭氧急增開始電壓的電壓。
4.一種轉(zhuǎn)印前帶電裝置，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；以及第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上的電壓，上述圖像載體和上述帶電用電極之間的間隔大于臭氧產(chǎn)生量開始急增的距離即臭氧急增開始距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)印前帶電裝置，其特征在于，上述臭氧急增開始距離是第一電壓施加單元施加到上述帶電用電極的電壓變?yōu)槌粞醍a(chǎn)生量開始急增的電壓即臭氧急增開始電壓的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的轉(zhuǎn)印前帶電裝置，其特征在于，上述臭氧急增開始電壓是指在上述第一電壓施加單元和上述帶電用電極之間未插入固定電阻的情況下，將向上述帶電用電極施加的電壓每次增大規(guī)定值時，在臭氧開始產(chǎn)生的施加電壓即臭氧產(chǎn)生開始電壓以上、且在上述臭氧產(chǎn)生開始電壓的2倍以下的施加電壓范圍內(nèi)，相對于施加電壓的臭氧產(chǎn)生量的增加率的變化率變?yōu)樽畲笾档氖┘与妷海渲?，在上述臭氧產(chǎn)生開始電壓中的上述變化率相對于在大于臭氧產(chǎn)生開始電壓且在臭氧產(chǎn)生開始電壓的2倍以下的電壓范圍內(nèi)的上述變化率的平均值，為2倍以上的情況下，上述臭氧急增開始電壓是與臭氧產(chǎn)生開始電壓相比僅僅大上述規(guī)定值的施加電壓，上述臭氧急增開始電壓是指在上述第一電壓施加單元和帶電用電極之間插入固定電阻的情況下，將向帶電用電極施加的電壓每次增大規(guī)定值時，在大于臭氧開始產(chǎn)生的電壓即臭氧產(chǎn)生開始電壓、且在該臭氧產(chǎn)生開始電壓的2倍以下的電壓范圍內(nèi)，相對于施加電壓的臭氧產(chǎn)生量的增加率的變化率為最大的極大值的施加電壓。
7.一種轉(zhuǎn)印前帶電裝置，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；以及第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于流過帶電用電極的電流開始急增的電壓即電流急增開始電壓的電壓。
8.一種轉(zhuǎn)印前帶電裝置，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；以及第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上的電壓，上述圖像載體和上述帶電用電極之間的間隔大于在帶電用電極中流動的電流開始急增的距離即電流急增開始距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)印前帶電裝置，其特征在于，上述電流急增開始距離是第一電壓施加單元施加到上述帶電用電極的電壓變?yōu)榱鬟^上述帶電用電極的電流開始急增的電壓即電流急增開始電壓的距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或9所述的轉(zhuǎn)印前帶電裝置，其特征在于，上述電流急增開始電壓是指在上述第一電壓施加單元和上述帶電用電極之間未插入固定電阻的情況下，將向上述帶電用電極施加的電壓每次增大規(guī)定值時，在上述帶電用電極中開始流過電流的電壓即電流產(chǎn)生開始電壓以上、且在該電流產(chǎn)生開始電壓的2倍以下的施加電壓范圍內(nèi)，相對于施加電壓的電流的增加率的變化率變?yōu)樽畲笾档氖┘与妷?，其中，在上述電流產(chǎn)生開始電壓中的上述變化率相對于大于電流產(chǎn)生開始電壓、且在電流產(chǎn)生開始電壓的2倍以下的施加電壓范圍內(nèi)的上述變化率的平均值，為2倍以上的情況下，上述電流急增開始電壓是與電流產(chǎn)生開始電壓相比僅僅大上述規(guī)定值的施加電壓，上述電流急增開始電壓是指在上述第一電壓施加單元和上述帶電用電極之間插入固定電阻的情況下，將向上述帶電用電極施加的電壓每次增大規(guī)定值時，在比上述帶電用電極中開始有電流的電壓即電流產(chǎn)生開始電壓大、且在該電流產(chǎn)生開始電壓的2倍以下的施加電壓范圍內(nèi)，是相對于施加電壓的上述帶電用電極中流過的電流的增加率的變化率變?yōu)樽畲蟮臉O大值的施加電壓。
11.一種轉(zhuǎn)印前帶電裝置，用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，其特征在于，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置，通過向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于臭氧產(chǎn)生量開始急增的電壓即臭氧急增開始電壓的電壓而產(chǎn)生離子，通過該離子使上述轉(zhuǎn)印對象物帶電。
12.一種圖像形成裝置，通過電子照相方式進行圖像形成，其特征在于，具有轉(zhuǎn)印前帶電裝置；和上述圖像載體，上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；以及第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于電暈放電開始電壓的電壓。
13.一種圖像形成裝置，通過電子照相方式進行圖像形成，其特征在于，具有轉(zhuǎn)印前帶電裝置；和上述圖像載體，上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；以及第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上的電壓，上述圖像載體和上述帶電用電極之間的間隔大于電暈放電開始距離。
14.一種圖像形成裝置，通過電子照相方式進行圖像形成，其特征在于，具有轉(zhuǎn)印前帶電裝置；和上述圖像載體，上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；以及第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于臭氧產(chǎn)生量開始急增的電壓即臭氧急增開始電壓的電壓。
15.一種圖像形成裝置，通過電子照相方式進行圖像形成，其特征在于，具有轉(zhuǎn)印前帶電裝置；和上述圖像載體，上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；以及第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上的電壓，上述圖像載體和上述帶電用電極之間的間隔大于臭氧產(chǎn)生量開始急增的距離即臭氧急增開始距離。
16.一種圖像形成裝置，通過電子照相方式進行圖像形成，其特征在于，具有轉(zhuǎn)印前帶電裝置；和上述圖像載體，上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；以及第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于流過帶電用電極的電流開始急增的電壓即電流急增開始電壓的電壓。
17.一種圖像形成裝置，通過電子照相方式進行圖像形成，其特征在于，具有轉(zhuǎn)印前帶電裝置；和上述圖像載體，上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置；以及第一電壓施加單元，向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上的電壓，上述圖像載體和上述帶電用電極之間的間隔大于流過帶電用電極的電流開始急增的距離即電流急增開始距離。
18.一種圖像形成裝置，通過電子照相方式進行圖像形成，其特征在于，具有轉(zhuǎn)印前帶電裝置；和上述圖像載體，上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置用于使圖像形成裝置的圖像載體上的色粉圖像在轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印對象物之前帶電，具有具有帶電用電極，和上述圖像載體相對配置，通過向上述帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于臭氧產(chǎn)生量開始急增的電壓即臭氧急增開始電壓的電壓而產(chǎn)生離子，通過該離子使上述轉(zhuǎn)印對象物帶電。
19.根據(jù)權(quán)利要求12至18的任一項所述的圖像形成裝置，其特征在于，作為上述圖像載體包括感光體，被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，將自身表面上承載的色粉圖像在第一轉(zhuǎn)印部位轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印介質(zhì)上，上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置配置在比上述第一轉(zhuǎn)印部位靠感光體的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)。
20.根據(jù)權(quán)利要求12至18的任一項所述的圖像形成裝置，其特征在于，作為上述圖像載體，包括被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的感光體及中間轉(zhuǎn)印體，上述感光體將自身表面承載的色粉圖像在第一轉(zhuǎn)印部位轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印體上，上述中間轉(zhuǎn)印體將在第一轉(zhuǎn)印部位從上述感光體轉(zhuǎn)印的色粉圖像在第二轉(zhuǎn)印部位再轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上，上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置配置在比上述第一轉(zhuǎn)印部位靠上述中間轉(zhuǎn)印體的旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)、且比上述第二轉(zhuǎn)印部位靠上述中間轉(zhuǎn)印體的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)，在將從上述感光體轉(zhuǎn)印的色粉圖像在第二轉(zhuǎn)印部位再轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上之前使其帶電。
21.根據(jù)權(quán)利要求12至18的任一項所述的圖像形成裝置，其特征在于，具有第一及第二的上述轉(zhuǎn)印前帶電裝置；以及作為上述圖像載體被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的感光體及中間轉(zhuǎn)印體，上述感光體將自身表面承載的色粉圖像在第一轉(zhuǎn)印部位轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印體上，上述中間轉(zhuǎn)印體將在第一轉(zhuǎn)印部位從上述感光體轉(zhuǎn)印的色粉圖像在第二轉(zhuǎn)印部位再轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上，上述第一轉(zhuǎn)印前帶電裝置配置在比上述第一轉(zhuǎn)印部位靠上述感光體的轉(zhuǎn)印方向上游側(cè)，上述第二轉(zhuǎn)印前帶電裝置配置在比上述第一轉(zhuǎn)印部位靠上述中間轉(zhuǎn)印體的旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)、且比上述第二轉(zhuǎn)印部位靠上述中間轉(zhuǎn)印體的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的圖像形成裝置，其特征在于，還具有帶電裝置，上述帶電裝置具有帶電用電極，和形成色粉圖像前的上述感光體的表面相對配置；以及電壓施加單元，向該帶電用電極施加離子產(chǎn)生開始電壓以上、小于電暈放電開始電壓的電壓。
全文摘要
提供一種轉(zhuǎn)印前帶電裝置，其可降低臭氧、氮氧化物等放電生成物的產(chǎn)生，具有良好的帶電均勻性，可長期持續(xù)進行穩(wěn)定的帶電，并且可抑制色粉圖像的紊亂，轉(zhuǎn)印前帶電裝置具有和感光鼓、中間轉(zhuǎn)印帶等圖像載體相對配置的離子產(chǎn)生針；以及向該離子產(chǎn)生針施加負(fù)電壓的高壓電源，其中，高壓電源施加電壓的大小為離子產(chǎn)生開始電壓的大小以上、且小于電暈放電開始電壓的大小，這樣一來，可不伴隨電暈放電而產(chǎn)生負(fù)離子，因此可解決電暈放電引起的各種問題。
文檔編號G03G15/16GK101021702SQ200710005798
公開日2007年8月22日 申請日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月13日
發(fā)明者香川敏章, 大西英樹, 木田裕士, 增田佳昭 申請人:夏普株式會社