除电装置以及介质处理装置的制作方法

文档序号:25869461发布日期:2021-07-13 16:30阅读:82来源:国知局
除电装置以及介质处理装置的制作方法

本公开涉及对介质进行除电的除电装置以及介质处理装置。



背景技术:

作为以往的这种除电装置,例如已知有日本特开2016-157011号公报、美国专利公报us8,320,817b2、日本特开2017-111329号公报以及日本专利第6481219号公报中所记载的除电装置。

在日本特开2016-157011号公报中公开有图像形成系统,所述图像形成系统具有:电荷控制单元,为了抑制介质彼此间的粘附,使通过图像形成部形成有图像的介质带电;以及施加电流控制部,根据介质的温度对供给到电荷控制单元的电流进行控制。

在美国专利公报us8,320,817b2中公开有除电装置,所述除电装置通过接触型除电构件对带电片的表面进行除电,通过非接触型除电构件对带电片的背面进行除电。

在日本特开2017-111329号公报中公开有图像形成系统,所述图像形成系统具有:除电部件,对介质进行除电;电压施加部,将除电电压施加给除电部件,以使用于对介质进行除电的除电电流流过该介质;以及控制部,在使除电电压施加到除电部件时,变更介质的搬送速度,并且根据搬送速度的变更而变更除电电压,从而变更流过介质的除电电流。

在日本专利第6481219号公报中公开有除电装置,所述除电装置设成如下结构:具有:多个第1放电电极,它们与片材的一个面相对,配置在与片材的移动方向大致垂直的直线上,施加直流电压;以及多个第2放电电极,它们隔着片材而与第1放电电极相对,配置在与片材的移动方向大致垂直的直线上,施加直流电压,第1、第2放电电极使各自相邻的放电电极的极性成为相反极性,并且使相对的第1、第2放电电极的极性成为相反极性,使正离子和负离子混合存在于相邻的放电电极之间。



技术实现要素:

本公开所要解决的技术课题在于,提供与夹持介质的除电部件的表面均为金属制品的情况相比抑制与介质的搬送方向交叉的交叉方向上的除电不均的除电装置以及使用该除电装置的介质处理装置。

根据本公开的第1方案,提供一种除电装置,其具有:第1除电部件,其与被搬送的介质接触;第2除电部件,在所述第2除电部件与所述第1除电部件之间夹持所述介质;以及电源,其对所述第1除电部件以及所述第2除电部件中的至少一方施加电压,所述第1除电部件以及所述第2除电部件中的至少一方具有弹性体。

根据本公开的第2方案,所述第1除电部件以及所述第2除电部件均具有弹性体。

根据本公开的第3方案,所述第1除电部件以及所述第2除电部件中的至少一方的与所述介质接触的面具有曲面部。

根据本公开的第4方案,所述第1除电部件以及所述第2除电部件中的至少一方是旋转部件。

根据本公开的第5方案,所述介质以除电后的表面中的正电荷和负电荷的分布与除电前相比变得不均匀的方式被除电。

根据本公开的第6方案,所述介质以除电后的表面电荷的分布中除电前主导性的电荷的比例变多的方式被除电。

根据本公开的第7方案,所述除电装置具有控制构件,所述控制构件根据所述介质的除电前后的至少一方的表面电位而控制所述电源的施加电压。

根据本公开的第8方案,所述控制构件根据所述介质的除电前的至少一方的表面电位而控制所述电源的施加电压。

根据本公开的第9方案,所述控制构件根据所述介质的除电后的至少一方的表面电位而控制所述电源的施加电压。

根据本公开的第10方案,具有所述弹性体的除电部件的askerc硬度为60度以上且80度以下。

根据本公开的第11方案,具有所述弹性体的除电部件的体积电阻率为106ω·cm以上且108ω·cm以下。

根据本公开的第12方案,提供一种除电装置,其具有:接触型除电构件,其具有:第1除电部件,其与被搬送的介质接触;第2除电部件,其在所述第2除电部件与所述第1除电部件之间夹持所述介质;以及电源,对所述第1除电部件以及所述第2除电部件中的至少一方施加电压,所述第1除电部件以及所述第2除电部件中的至少一方具有弹性体;以及非接触型除电构件,其设置于比所述接触型除电构件靠所述介质的搬送方向下游侧的位置处,以非接触的状态对通过所述接触型除电构件除电之后的介质的剩余电荷进行除电。

根据本公开的第13方案,所述除电装置具有:电源,其对所述非接触型除电构件施加电压;以及控制构件,其根据所述介质的除电前后的至少一方的表面电位控制对所述第1除电部件以及所述第2除电部件中的至少一方施加电压的电源的施加电压,并且不控制所述非接触型除电构件的电源的施加电压。

根据本公开的第14方案,提供一种介质处理装置,其具有:搬送构件,其搬送介质;带电构件,其设置于所述介质的搬送路径的中途,使所述介质带电;以及除电装置,其设置于比所述带电构件靠所述介质的搬送方向下游侧的位置处,对通过所述带电构件带电的介质进行除电。

根据本公开的第15方案,所述带电构件是在成对结构的转印部件之间夹持所述介质而转印图像的转印构件,构成所述除电装置的第1除电部件与第2除电部件之间的介质接触压力比所述成对结构的转印部件之间的介质接触压力低。

根据本公开的第16方案,所述介质处理装置在比所述除电装置靠介质的搬送方向上游侧的位置处具有介质翻转构件,所述介质处理装置具有切换构件,所述切换构件根据通过所述介质翻转构件进行的介质的翻转的有无,切换所述电源的施加电压的极性。

(效果)

根据所述第1方案,与夹持介质的除电部件的表面均为金属制品的情况相比,能够抑制与介质的搬送方向交叉的交叉方向上的除电不均。

根据所述第2方案,与只是一个除电部件具有弹性体的情况相比,能够更加抑制介质的交叉方向上的除电不均。

根据所述第3方案,能够在不损害介质的搬送性的前提下,抑制介质的交叉方向上的除电不均。

根据所述第4方案,既能够良好地保持介质的搬送性,又能够抑制介质的交叉方向上的除电不均。

根据所述第5方案,能够大幅降低使用表面电位计测量时的介质的表面电位。

根据所述第6方案,能够抑制除电后的介质表面的电荷的分布发生偏差。

根据所述第7方案,与一律使用电源的施加电压的情况相比,能够设定除电中最佳的电压。

根据所述第8方案,能够从第1张介质反馈控制电源的施加电压而进行除电。

根据所述第9方案,无需使用表面电位计测量高电位,便能够关于第2张以后的介质反馈控制电源的施加电压而进行除电。

根据所述第10方案,能够使通过第1、第2除电部件夹持介质的夹持状态稳定,从而使介质的交叉方向上的除电特性大致均匀。

根据所述第11方案,与体积电阻率小于106ω·cm的情况相比,能够使第1、第2除电部件之间的放电稳定,并且与体积电阻率超过108ω·cm的情况相比,不需要过多的电压就能够实施放电。

根据所述第12方案,与不使用非接触型除电构件的情况相比,能够对在通过接触型除电构件进行除电时产生的介质上的不均匀的电荷进行除电。

根据所述第13方案,避免对非接触型除电构件的控制变得复杂,能够通过只对决定较大的除电效果的接触型除电构件进行控制来实现良好的除电。

根据所述第14方案,能够构建包含如下除电装置的介质处理装置:与夹持介质的除电部件的表面均为金属制品的情况相比,能够抑制与介质的搬送方向交叉的交叉方向上的除电不均。

根据所述第15方案,能够在不损害介质上所形成的图像质量的前提下,抑制介质的交叉方向上的除电不均。

根据所述第16方案,能够与通过介质翻转机构翻转的有无无关地对介质实施除电。

附图说明

图1的(a)是示出使用了适用本公开的除电装置的介质处理装置的实施方式的概要的说明图,图1的(b)是示出图1的(a)所示的接触型除电构件的主要部分的说明图。

图2的(a)是示意性地示出不使用实施方式1所涉及的图像形成装置的除电装置的方案中叠加于介质排出接收部的多个介质的带电分布例的说明图,图2的(b)是示出该除电装置的作用的说明图,图2的(c)是示意性地示出使用该除电装置的方案中叠加于介质排出接收部的多个介质的带电分布例的说明图。

图3是示出实施方式1所涉及的图像形成装置的整体结构的说明图。

图4是示出实施方式1所涉及的图像形成装置的二次转印部周围、除电部周围的结构例的说明图。

图5的(a)是示出实施方式1中所使用的接触型除电器的结构例的说明图,图5的(b)是示出实施方式1中所使用的接触型除电器的其他结构例的说明图,图5的(c)是示出不实施通过图5的(b)所示的接触型除电器的除电动作时的状态的说明图。

图6的(a)是示意性地示出通过接触型除电器的除电动作的说明图,图6的(b)是示出通过该接触型除电器的除电动作所伴随的介质的带电状态的变化倾向的说明图,图6的(c)是示意性地示出通过非接触型除电器的除电动作的说明图,图6的(d)是示出通过非接触型除电器的除电动作所伴随的介质的带电状态的变化倾向的说明图。

图7的(a)是示出介质的带电状态的一例的说明图,图7的(b)是示出通过接触型除电器的除电动作原理的说明图,图7的(c)是示出通过非接触型除电器的除电动作原理的说明图。

图8是示出实施方式1所涉及的图像形成装置的成像控制处理过程的流程图。

图9的(a)是示出图8所示的“除电方式的决定方法”的一例的说明图,图9的(b)是示出测量介质的表面电阻的一例的说明图。

图10是示意性地示出通过实施方式1中的除电装置的除电动作过程的说明图。

图11的(a)是示出实施方式1所涉及的接触型除电器的成对结构的除电辊的结构的说明图,图11的(b)是示出通过图11的(a)中的b部分的成对结构的除电辊与介质接触的接触状态的说明图,图11的(c)是示出成对结构的除电辊在轴向上与介质接触的接触状态的说明图。

图12的(a)是示出通过成对结构的除电辊与介质接触的意义以及其接触压力的说明图,图12的(b)是示出除电辊的体积电阻率的测量方法的一例的说明图。

图13的(a)是示出测量介质的表面电位的表面电位计的设置例的说明图,图13的(b)是示出表面电位计与介质之间的位置关系的说明图。

图14是示出接触型除电器的除电偏压控制的一例的流程图。

图15的(a)是示出通过接触型除电器的除电动作所伴随的介质的带电变化的说明图,图15的(b)是示意性地示出通过接触型除电器除电前后的介质表面的带电状态的说明图。

图16的(a)是示出表面电位计相对于接触型除电器的设置例的说明图,图16的(b)是示出使用设置于比接触型除电器靠介质的搬送方向下游侧的位置的表面电位计选定除电偏压的初始最佳值的方法的一例的说明图,图16的(c)是示出通过该方法得到的计量线的一例的说明图。

图17的(a)是示意性地示出通过非接触型除电器的电晕放电所伴随的电荷从放电丝的移动的说明图,图17的(b)是示出电晕放电的电压-电流特性的一例的说明图,图17的(c)是示意性地示出ac电晕管(使用交流放电偏压)的离子平衡的说明图。

图18的(a)是示意性地示出非接触型除电器的有相对电极的方案中的产生离子的动作例的说明图,图18的(b)是示意性地示出无相对电极的方案中的产生离子的动作例的说明图,图18的(c)是示出使用ac除电偏压的情况下的介质的表面电位的除电经过的说明图,图18的(d)是示出使用dc除电偏压的情况下的介质的表面电位的除电经过的说明图。

图19的(a)是示出非接触型除电器的除电偏压控制的一例的流程图,图19的(b)是示出除电偏压vd2的频率f的决定方法的一例的说明图。

图20是示出实施方式2所涉及的图像形成装置的主要部分的说明图。

图21是示出实施方式2所涉及的图像形成装置的除电部周围的结构例的说明图。

图22的(a)是示出在没有介质翻转时通过接触型除电器进行的除电动作例的说明图,图22的(b)是示出在有介质翻转时通过接触型除电器进行的除电动作例的说明图。

图23的(a)是示出变形方式1中的非接触型除电器的主要部分的说明图,图23的(b)是示出从图23的(a)中的b方向观察到的屏蔽部的一例的说明图,图23的(c)是示出屏蔽部的作用的说明图。

图24的(a)是示出变形方式2中的非接触型除电器的主要部分的说明图,图24的(b)是从图24的(a)中的b方向观察到的非接触型除电器的向视图,图24的(c)是示出图24的(b)所示的非接触型除电器的变形例的说明图。

图25的(a)是示出在实施例1中使介质的表面电荷分布可视化的瀑布显影法的说明图,图25的(b)是示出通过瀑布显影法将除电前的介质的表面电荷分布、通过接触型除电器之后的介质的表面电荷分布以及通过非接触型除电器之后的介质的表面电荷分布可视化的一例的说明图。

图26的(a)是示出实施例2所涉及的接触型除电器中的基于恒压控制的施加电压与除电后电位之间的关系的曲线图,图26的(b)是示出实施例2所涉及的接触型除电器中的基于恒流控制的施加电流与除电后电位之间的关系的曲线图。

图27是示出实施例3中的基于成对结构的除电辊的介质夹持变动与除电控制稳定性之间的关系的说明图。

图28的(a)是示出实施例4中的非接触型除电器中作为除电参数的f/v与其评价结果之间的关系的说明图,图28的(b)是示出作为除电参数分配频率f的例的说明图,图28的(c)是示出作为除电参数分配f(频率)/v(介质搬送速度)的例的说明图,图28的(d)是示出作为除电参数分配f(频率)/v(介质搬送速度)*l(壳体开口宽度)的例的说明图。

图29的(a)是示出实施例4的评价方法的说明图,图29的(b)是示出图29的(a)的评价方法中频率与拉伸载荷之间的关系的说明图。

图30的(a)是示出实施例5所涉及的非接触型除电器中除电参数f(频率)/v(介质搬送速度)为规定值以上的情况下的除电后的介质的表面电荷分布的一例的说明图,图30的(b)是示出除电参数f/v小于规定值的情况下的除电后的介质的表面电荷分布的一例的说明图。

图31是示出实施例6所涉及的非接触型除电器中电极距离(相当于放电丝与介质之间的距离)与电荷量(相当于介质的表面电荷量)之间的关系的说明图。

具体实施方式

◎实施方式的概要

图1的(a)示出使用了适用本公开的除电装置的介质处理装置的实施方式的概要。

在图1的(a)中,介质处理装置具有:搬送构件13,搬送介质s;带电构件14,设置于介质s的搬送路径的中途,使介质s带电;以及除电装置10,设置于比带电构件14靠介质s的搬送方向下游侧的位置,对通过带电构件14带电的介质s进行除电。

在此,介质处理装置并不限于具有图像形成部的图像形成装置,还包含不具有图像形成部的方案。并且,带电构件14中包含施加转印电压的转印构件自不必说,还包含通过搬送介质s时的摩擦而使介质s带电的搬送构件。

在本例中,如图1的(b)所示,除电装置10具有:接触型除电构件11,其具有:第1除电部件1,与被搬送的介质s接触;第2除电部件2,在该第2除电部件2与第1除电部件1之间夹持介质s;以及电源3,对第1除电部件1或第2除电部件2中的至少一方施加电压,第1除电部件1以及第2除电部件2中的至少一方具有弹性体4;以及非接触型除电构件12,其设置于比接触型除电构件11靠介质s的搬送方向下游侧的位置,以非接触的状态对通过接触型除电构件11除电之后的介质s的剩余电荷进行除电。

在这样的技术构件中,第1除电部件1、第2除电部件2并不限于旋转部件(辊),广泛包括如下方案:即使是固定部件,例如也在曲面部形成与介质s之间的接触面,以能够搬送介质s的方式与介质s接触。

并且,第1除电部件1、第2除电部件2在介质非通过时为非接触,但是包括在介质s通过时与介质s接触的方案。

而且,关于电源3的施加电压控制,即使通过恒流控制也能够得到除电效果,但是优选恒压控制。并且,作为施加电压,使用直流电压。

此外,由于第1除电部件1、第2除电部件2中的至少一方具有弹性体4,因此在介质s通过第1除电部件1与第2除电部件2之间时,具有弹性体4的至少第1除电部件1或第2除电部件2与介质s的表面进行面接触,保持与介质s的表面之间的接触状态。

尤其是,即使在第1除电部件1、第2除电部件2的与介质s的搬送方向交叉的交叉方向上,也能够通过弹性体4的弹性变形而保持与介质s之间的接触状态,因此能够抑制相对于介质s的交叉方向的除电不均。

并且,在本例中,得到如下作用:通过接触型除电构件11实施大幅除电,通过非接触型除电构件12使除电量均匀地趋平。

假如设想不实施通过本例的除电装置(接触型除电构件11、非接触型除电构件12)的除电处理的情况,如图2的(a)所示,例如树脂薄膜那样的高电阻的介质s表面电位带有-电位,介质s的背面电位通过电介质极化而成为翻转的+电位,若这种介质s以叠加的状态收纳,则有可能导致介质s彼此间因静电力而粘附在一起。

但是,若进行通过本例的除电装置10(接触型除电构件11、非接触型除电构件12)的除电处理,则如图2的(b)所示,即便使用高电阻的介质s,也能够使通过接触型除电构件11以及非接触型除电构件12的介质s的表面的带电大幅消除,伴随此,介质s的背面的带电也被大幅消除,因此如图2的(c)所示,即使介质s以叠加的状态收纳,也能够消除介质s彼此间因静电力而粘附在一起的担忧。

接着,对本实施方式所涉及的除电装置10中的尤其是接触型除电构件11的代表方案或优选方案进行说明。

首先,关于第1除电部件1、第2除电部件2的优选方案,列举第1除电部件1以及第2除电部件2均具有弹性体4的方案。这基于如下理由:与只是一个除电部件具有弹性体4的情况相比,容易在介质s的交叉方向上保持与介质s的两个表面(相当于正、背两面)之间的接触状态。

并且,优选为第1除电部件1以及第2除电部件2中的至少一方的与介质s接触的面具有曲面部的方案。这基于如下理由:由于第1除电部件1或第2除电部件2的曲面部与介质s之间的滑动电阻较小,因此损害通过搬送构件13搬送的介质s的搬送性的担忧较少。

在还能够良好地保持介质s的搬送性这一点上,第1除电部件1以及第2除电部件2中的至少一方为旋转部件的方案尤其优选。

而且,关于第1除电部件1或第2除电部件2的硬度,优选具有弹性体4的除电部件1或除电部件2的askerc硬度为60度以上且80度以下。在使通过第1除电部件1、第2除电部件2夹持介质s的夹持状态稳定这一点上,本例是优选的。

此外,关于第1除电部件1或第2除电部件2的体积电阻率,优选具有弹性体4的第1除电部件1或第2除电部件2的体积电阻率为106ω·cm以上且108ω·cm以下。这基于如下理由:在体积电阻率小于106ω·cm的情况下,很难放电,并且若体积电阻率超过108ω·cm,则需要放电所需的过度的电压。

并且,作为通过接触型除电构件11的优选的除电动作,列举将介质s以除电后的表面中的正电荷和负电荷的分布与除电前相比变得不均匀的方式进行除电的方案。在本例中,只要施加抵消介质s的表面电位的极性的电压即可,但是优选以除电后的表面电位接近大致0的方式选定其电位电平。

更优选列举将介质s以除电后的表面电荷的分布中除电前主导性的电荷的比例变多的方式进行除电的方案。假设以除电前主导性的电荷的比例变少的方式进行除电,则大量分配不同极性的电荷,除电后的介质表面的电荷的分布容易发生偏差。

并且,虽然可以一律使用电源3的施加电压,但是从施加除电中最佳的电压这一观点考虑,可以列举具有根据介质s的除电前后的至少一方的表面电位控制电源3的施加电压的控制构件6的方案。在本例中,在通过接触型除电构件11除电前后的至少一方设置表面电位计5且通过表面电位计5测量介质s的表面电位即可。

此时,控制构件6可以根据介质s的除电前的至少一方的表面电位控制电源3的施加电压或者根据介质s的除电后的至少一方的表面电位控制电源3的施加电压即可。在前者的方案中,能够从第1张介质s反馈控制电源3的施加电压,在后者的方案中,能够从第2张介质s反馈控制电源3的施加电压,由于测量除电后的介质s的表面电位,因此可以不考虑作为表面电位计5测量高电位。

并且,关于控制构件6,虽然可以对非接触型除电构件12的电源15的施加电压进行控制,但是在本例中,由于通过非接触型除电构件12的除电动作的对象是通过接触型除电构件11除电之后残留的介质s的表面电荷,因此最初作为除电对象的介质s的表面电位较少,通过控制构件6控制电源15的施加电压的必要性较少。因此,从更加简化控制系统的观点考虑,采用了对电源15不控制施加电压的方案。

并且,关于接触型除电构件11,例如在带电构件14为在成对结构的转印部件之间夹持介质s而转印图像的转印构件的方案中,也可以将第1除电部件1与第2除电部件2之间的介质接触压力(夹持压力)设定成比成对结构的转印部件之间的介质接触压力低。这是因为,当为转印构件时,作为成对结构的转印部件之间的介质接触压力,需要图像的转印性,需要与此相应地在一定程度上将介质接触压力设定得较高,但是关于第1除电部件1与第2除电部件2之间的介质接触压力,没有转印构件之类的必要条件,只要维持与介质s之间的接触状态,就能够进行除电动作,因此也可以较低地选定介质接触压力。并且,通过将第1除电部件1与第2除电部件2之间的夹持压力抑制得比转印部件之间的介质接触压力低,能够抑制对第1除电部件1或第2除电部件2的过度的负荷,从而抑制磨损或变形。

而且,在比除电装置10靠介质s的搬送方向上游侧的位置具有介质翻转构件(图1中未图示)的方案中,优选具有根据通过介质翻转构件翻转介质的有无来切换电源3的施加电压的极性的切换构件(图1中未图示)。

以下,根据附图所示的实施方式对本公开进行更详细的说明。

◎实施方式1

图3示出了实施方式1所涉及的图像形成装置的整体结构。

-图像形成装置的整体结构-

在图3中,图像形成装置20在图像形成装置壳体21内具有:图像形成部22(具体而言为22a~22f),形成多个颜色成分(本实施方式中为白色#1、黄色、品红色、青色、黑色、白色#2)图像;带状的中间转印体30,依次转印(一次转印)并保持通过各图像形成部22形成的各颜色成分图像;二次转印装置50,将已转印到中间转印体30上的各颜色成分图像二次转印到介质s上;定影装置70,使经二次转印的图像定影到介质s上;以及介质搬送系统80,将介质s搬送到二次转印区域。另外,在本例中,白色#1、白色#2使用了完全同色的白色材料,但是也可以根据是位于比介质s上的其他颜色成分图像靠下层的位置还是位于比其他颜色成分图像靠上层的位置来使用不同的白色材料,并且例如也可以代替白色#1、白色#2而使用透明色材料,当然还可以使用其他特殊颜色的材料。

-图像形成部-

在本实施方式中,各图像形成部22(22a~22f)分别具有鼓状的感光体23,在各感光体23的周围分别配设有以下装置:电晕管或转印辊等带电装置24,使感光体23带电;激光扫描装置等曝光装置25,在经带电的感光体23上写入静电潜像;显影装置26,利用各颜色成分调色剂对写入到感光体23上的静电潜像进行显影;转印辊等一次转印装置27,将感光体23上的调色剂图像转印到中间转印体30上;以及感光体清洁装置28,去除感光体23上的残留调色剂。

并且,中间转印体30架设在多个张紧架设辊31~33上,例如张紧架设辊31用作通过图示外的驱动马达驱动的驱动辊,中间转印体30通过该驱动辊循环移动。而且,在张紧架设辊31、33之间设置有用于去除二次转印后的中间转印体30上的残留调色剂的中间转印体清洁装置35。

-二次转印装置-

而且,如图3以及图4所示,二次转印装置50以转印搬送带53张紧架设在多个张紧架设辊52(具体而言为52a、52b)上的带转印模块51与中间转印体30的表面接触的方式配置。

在此,转印搬送带53是使用氯丁二烯等材料的体积电阻率为106~1012ω·cm的半导电性带,将一个张紧架设辊52a构成为弹性转印辊55,将该弹性转印辊55借助转印搬送带53而压接配置于中间转印体30的二次转印区域tr,并且将中间转印体30的张紧架设辊33作为构成弹性转印辊55的相对电极的相对辊56而与该弹性转印辊55相对配置,从一个张紧架设辊52a的位置朝向另一张紧架设辊52b的位置形成介质s的搬送路径。

而且,在本例中,弹性转印辊55为将发泡氨酯橡胶或epdm中调配有碳黑等的弹性层包覆在由金属制成的轴的周围的结构。

而且,来自转印用电源58的转印偏压vt经由导电性的供电辊57而施加到相对辊56(在本例中,兼作张紧架设辊33),另一方面,弹性转印辊55(一个张紧架设辊52a)借助图示外的金属制轴而被接地,在弹性转印辊55与相对辊56之间形成有规定的转印电场。另外,另一张紧架设辊52b也被接地,防止转印搬送带53带电。并且,在考虑介质s在转印搬送带53的下游端的剥离性时,有效的做法是使下游侧的张紧架设辊52b的直径比上游侧的张紧架设辊52a的直径小。

-定影装置-

定影装置70具有:加热定影辊71,与介质s的图像保持面侧接触地配置且可驱动旋转;以及加压定影辊72,与该加热定影辊71相对地压接配置,追随加热定影辊71而旋转,使保持在介质s上的图像通过两个定影辊71、72之间的压接区域,对该图像进行加热加压定影。另外,关于定影装置70的定影方式,并不限于实施方式所示的方案,也可以适当地选定利用非接触和激光的定影方式等。

-介质搬送系统-

而且,介质搬送系统80具有多阶(本例中为二阶)介质供给容器81、82,使从介质供给容器81、82中的任一方供给的介质s从沿着大致铅垂方向延伸的铅垂搬送路径83经由沿着大致水平方向延伸的水平搬送路径84而到达二次转印区域tr,之后使保持有所转印的图像的介质s经由搬送带85而到达基于定影装置70的定影部位,并排出到在图像形成装置壳体21的侧方设置的介质排出接收部86。

此外,介质搬送系统80具有分支搬送路径87,所述分支搬送路径87从水平搬送路径84中的位于定影装置70的介质搬送方向下游侧的部分朝向下方分支且能够翻转,使在该分支搬送路径87中翻转的介质s返回,经由搬送路88而再次从铅垂搬送路径83返回到水平搬送路径84,在二次转印区域tr将图像转印到介质s的背面,经由定影装置70而排出到介质排出接收部86。并且,在分支搬送路径87的中途设置有介质翻转机构89,所述介质翻转机构89使通过水平搬送路径84的介质s翻转,并排出到介质排出接收部86。该介质翻转机构89具有分支返回搬送路径90,所述分支返回搬送路径90从分支搬送路径87的中途分支并且将翻转后的介质s搬送到介质排出接收部86侧,在水平搬送路径84与分支搬送路径87的边界部以及分支搬送路径87与分支返回搬送路径90的边界部分别设置有切换门91、92,使通过水平搬送路径84的介质s翻转而排出到介质排出接收部86。

并且,在介质搬送系统80中,除了设置有使介质s对齐地供给到二次转印区域tr的对齐辊93之外,还在各搬送路径83、84、87、88设置有适当数量的搬送辊94。此外,在图像形成装置壳体21的与介质排出接收部86相反的一侧设置有能够朝向水平搬送路径84供给手送介质的手送介质供给器95。

-除电装置的基本结构-

在本实施方式中,在从定影装置70至介质排出接收部86的水平搬送路径84中的比经过介质翻转机构89的分支搬送路径87靠介质s的搬送方向上游侧的位置设置有除电装置100。

在本例中,除电装置100具有:接触型除电器101,与介质s接触,对该介质s所带的电荷的一半以上进行除电;以及非接触型除电器102,设置于比接触型除电器101靠介质s的搬送方向下游侧的位置处,以非接触的状态对通过接触型除电器101除电之后的介质s的剩余电荷进行除电。

以下,对接触型除电器101以及非接触型除电器102进行说明。

<接触型除电器>

如图3、图4以及图5的(a)所示,接触型除电器101将成对结构的除电辊111、112接触配置,将来自驱动马达113的驱动力经由齿轮等驱动传递机构114而传递到任一除电辊,并且使除电辊111与除电辊112接触而从动,在除电辊111、112之间夹持介质s来进行搬送。

而且,在本例中,在一个除电辊111连接有除电用电源115,从该除电用电源115施加除电偏压vd1(在本例中,使用正极性直流电压),另一除电辊112被接地。

另外,关于除电用电源115的设置,也可以是介质s的表面侧以及背面侧中的任一方,在配置于介质s的背面侧的方案中,只要使用与配置在介质s的表面侧的方案中所使用的除电偏压以及除电电流相反的极性的除电偏压以及除电电流即可。

尤其是,作为与本例不同的方案,如图5的(b)、图5的(c)所示,接触型除电器101设置有使一个除电辊111相对于另一除电辊112接触或分离的接触分离机构116。本例中所使用的接触分离机构116具有例如以摆动支点为中心摆动的摆动臂117,在该摆动臂117的远离摆动支点的末端侧将除电辊111支承为能够旋转,通过驱动马达等驱动源118使摆动臂117向顺时针方向或逆时针方向摆动,将除电辊111相对于除电辊112配置在非接触的退避位置或接触位置。

<非接触型除电器>

在本例中,如图4所示,非接触型除电器102例如具有朝向沿着水平搬送路径84搬送的介质s的表面侧开口的沟道截面形状的除电壳体121,沿着该除电壳体121内的长度方向架设放电丝122,并且在该放电丝122连接有除电用电源125,从该除电用电源125施加除电偏压vd2(在本例中,使用输出交流电压成分的交流电源126和输出直流电压成分的直流电源127(参照图6)),另一方面,在介质s的背面侧配置有由接地的金属板构成的接地电极123。

另外,本例中是只使用一根放电丝122的方案,但是并不限于此,也可以使用多根放电丝122,并且本例中采用了所谓的电晕管方式,但是并不限于此,当然还可以采用在除电壳体121的面向开口的部位附加作为控制电极的格栅板的方案(所谓反电晕方式)。或者,也可以是代替放电丝122而设置后述的针状电极的方案。并且,关于除电用电源125的设置,也可以是介质s的表面侧以及背面侧中的任一方,并且还可以设置于两侧。

<各除电器的除电特性>

在此,对各除电器101、102的除电特性进行简单说明。

现在设想介质s如树脂薄膜那样为高电阻(电介质)的情况,例如通过二次转印装置50的介质s接受转印电场而带电。此时,如图6的(a)、图6的(b)以及图7的(a)所示,在假定介质s的表面电位为负极性的vc1(-)时,在介质s的背面感应极化出正极性电荷e+。

在该状态下,接触型除电器101对一个除电辊111施加除电偏压vd1,由此如图7的(b)所示,在一个除电辊111与另一除电辊112的接触区域(夹持区域)cn的前后引起电晕放电。尤其是在本例中,由于除电前的表面电位较高的介质s进入除电辊111、112的接触区域cn的入口侧(相当于介质s的搬送方向上游侧)的空隙内,因此在远离接触区域cn的区域产生大电流放电hb,在靠近接触区域cn的区域产生弱电流放电hs,该两个放电混合存在由于除电后的表面电位较低的介质s通过除电辊111、112的接触区域cn的出口侧(相当于介质s的搬送方向下游侧)的空隙,因此在靠近接触区域cn的区域产生弱电流放电hs。其结果是,带电的介质s的表面被赋予预先规定的量的正极性电荷,消除介质s的表面上的负极性电荷e-与已赋予的电荷量相应的量。在该状态下,随着介质s的表面电荷减少,在介质s的背面经电介质极化的正极性电荷e+也减少。因此,如图6的(b)所示,介质s的表面电位从vc1(-)以绝对值减少δvc1,但是接触型除电器101由于能够在一定程度上将δvc1的绝对值作为除电量确保得较大,因此存在除电后的介质s的表面电位的偏差量大而除电容易不均匀的倾向。

另一方面,关于非接触型除电器102的除电特性,如图6的(c)、图6的(d)所示,在假定介质s的表面电位为负极性的vc2(-)时,非接触型除电器102通过对放电丝122施加除电偏压vd2(直流电压成分重叠的交流电压成分),如图7的(c)所示,在放电丝122与除电壳体121之间引起ac电晕放电,在放电丝122的周围产生正离子(+)、负离子(-)。其结果是,通过电晕放电而产生的正离子(+)、负离子(-)被与介质s之间的电场吸引而供给到带电的介质s的表面,消除介质s的表面上的负极性电荷e-与正离子(+)的供给量相应的量,并且消除介质s的表面上的正极性电荷e+与负离子(-)的供给量相应的量。并且,由于介质s的背面借助接地电极123而成为0电位,因此经电介质极化的介质s的背面上的电荷e+容易释放到接地电极123。因此,如图6的(d)所示,介质s的表面电位从vc2(-)以绝对值减少δvc2,但是非接触型除电器102无法将δvc2的绝对值作为除电量确保得那么大,但是除电后的介质s的表面电位的偏差量较小,能够均匀地除电。

-除电控制系统-

在本实施方式中,如图4所示,除电装置100(接触型除电器101、非接触型除电器102)借助除电控制系统130判断是否需要除电,在需要除电的情况下,决定除电方式和除电条件,实施除电动作。

在本例中,如图4所示,除电控制系统130具有例如由微型计算机构成的控制装置131,在该控制装置131连接有图像形成装置20的操作面板140、检测环境条件(例如温度、湿度)的环境传感器145。并且,控制装置131与各除电器101、102的各除电用电源115、125之间借助选择开关132、133而选择性地连接。

在此,在操作面板140设置有用于使通过图像形成装置20的成像处理开始的启动开关(图4中,用“sw”标记“开关”,以下相同)141、选择各种成像模式(单面/双面打印模式、标准/高画质打印模式等)的模式选择开关142以及指示介质s的物理性质(电阻、厚度、基重、尺寸等)的物理性质指示开关143。另外,关于介质s的物理性质,当然例如可以在介质供给容器81、82或搬送路径中设置检测介质s的物理性质(电阻、厚度、尺寸等)的检测器,通过该检测器获取介质s的物理性质信息。

-图像形成装置的成像处理-

接着,根据图8所示的流程图对本实施方式所涉及的图像形成装置的成像处理过程进行说明。

首先,如图3以及图4所示,当对启动开关141进行打开操作时,图像形成装置20开始打印工作。在该状态下,从介质供给容器81或82或手送介质供给器95供给介质s,另一方面,在图像形成部22进行转印到介质s的成像处理,制作出的图像借助中间转印体30而移动到二次转印区域tr。

之后,介质s经由水平搬送路径84而搬送到二次转印区域tr,进行通过二次转印装置50的转印动作,之后,转印有图像的介质s通过定影装置70,将图像定影到介质s上,经图像定影的介质s朝向除电装置100。

在该状态下,控制装置131根据来自操作面板140的例如物理性质指示开关143的指示信息读取介质s的物理性质信息(例如介质种类),判断是否需要基于除电装置100的除电。作为该判断方法,例如从介质s的物理性质信息(例如介质种类)观察介质s的表面电阻是否为需要除电的电平(例如1011ω/□)以上,在为需要除电的电平以上的介质s的情况下,判断为需要除电即可。但是,并非必须作为内部处理判断介质s的表面电阻,也可以仅根据介质种类的信息判断为需要除电。

在本例中,在前述的是否需要除电的判断处理中,若判断为需要除电,则介质s经过基于除电装置100的除电处理并被搬送,若判断为不需要除电,则介质s不进行基于除电装置100的除电处理,被向介质排出接收部86搬送。

在此,在本实施方式中,在接触型除电器101为图5的(a)所示的方案中,除电辊111、112与是否需要除电无关地保持接触的状态。但是,在本例中,在需要除电的情况下,施加除电偏压vd1,在不需要除电的情况下,不施加除电偏压vd1。

另一方面,在接触型除电器101为图5的(b)、图5的(c)所示的方案中,在需要除电的情况下,成对结构的除电辊111、112保持成接触状态,在不需要除电的情况下,成对结构的除电辊111、112通过接触分离机构116而保持成非接触状态。

接着,对有关不需要除电的情况的处理进行说明。

在本例中,控制装置131在判断为需要除电时,决定除电方式,并且决定除电条件。

<除电方式的决定>

在本例中,控制装置131根据例如来自物理性质指示开关143的指示信息识别介质s的物理性质信息(例如介质种类),例如如图9的(a)所示,判断介质s的表面电阻(ω/□)为低电阻、中电阻或者高电阻中的任一个。在此,低电阻为1011以上且小于1013,中电阻为1013以上且小于1015,高电阻为1015以上且小于1018

而且,在本例中,从将消耗电力抑制到所需最小限度的观点考虑,采用了如下方式:当介质s的表面电阻为低电阻时,均关闭选择开关132、133,均不选择接触型除电器101、非接触型除电器102中的任一个,并且当介质s的表面电阻为中电阻时,关闭选择开关132,打开选择开关133,只选择非接触型除电器102,而且当介质s为高电阻时,打开选择开关132、133这两者,选择接触型除电器101以及非接触型除电器102这两者。

但是,从提高基于除电装置100的除电精度的观点考虑,无论相对于介质s为低电阻、中电阻以及高电阻中的哪一种情况,当然都可以使用接触型除电器101以及非接触型除电器102这两者。并且,在本例中,未设置只选择接触型除电器101的方式,但是例如为中电阻的情况下,也可以设置只选择接触型除电器101的方式。

并且,在本例中,采用了根据来自物理性质指示开关143的指示信息判断介质s的表面电阻的方式,但是并不限于此,例如也可以使用图9的(b)所示的电阻测量电路150实际测量并判断介质s的表面电阻。图9的(b)所示的电阻测量电路150沿着介质s的搬送方向并排设置有成对结构的测量辊151、152,在位于介质s的搬送方向上游侧的成对结构的测量辊151中的一个测量辊151连接有测量用电源153,并且将成对结构的测量辊151中的另一测量辊151借助电阻154而接地,在位于介质s的搬送方向下游侧的成对结构的测量辊152中的一个测量辊152与接地之间设置有电流计155。另外,可以将介质s的搬送部件(对齐辊93或搬送辊94)兼作测量辊151、152,也可以与搬送部件分体地设置。

在本例中,例如假定将低电阻、中电阻或者高电阻中的任一电阻的介质用作介质s,在介质s为高电阻的情况下,即使在成对结构的测量辊151、152之间横跨配置有介质s,来自测量用电源153的测量电流也以横穿成对结构的测量辊151的方式流动,几乎没有沿着介质s到达测量辊152侧的电流计155的测量电流。

与此相对,在介质s为中电阻、低电阻的情况下,由于这些介质s的表面电阻比高电阻的介质s的表面电阻小,因此在成对结构的测量辊151、152之间横跨配置有介质s的情况下,来自测量用电源153的测量电流的一部分以横穿成对结构的测量辊151的方式流动,并且测量电流的剩余部分沿着介质s到达测量辊152侧的电流计155,根据通过电流计155测量出的测量电流和测量用电源153的施加电压运算介质s的表面电阻。

另外,关于这种电阻测量电路150,当然也可以使电流计例如存在于二次转印装置50的弹性转印辊55与接地之间,通过该电流计测量转印电流,根据转印偏压和转印电流运算二次转印区域tr的系统电阻,算出介质s的表面电阻。

<除电条件的决定>

接着,对本例中的除电条件的决定方法进行说明。

在本例中,如图4以及图9所示,控制装置131根据基于二次转印装置50的转印条件(例如根据来自环境传感器145的环境信息对恒压控制方式的转印偏压vt进行校正)以及来自物理性质指示开关143的指示信息(例如介质种类)算出介质s的表面电阻,预测通过二次转印装置50的介质s的带电电位。另外,当然也可以通过电位探针(未图示)实际测量通过二次转印装置50带电的介质s的表面电位。

而且,作为接触型除电器101的除电条件,以预测或实际测量出的介质s的表面电位vc按照绝对值减少一半以上(在本例中,将目标表面电位设为vc1)的方式决定除电偏压vd1,而且作为非接触型除电器102的除电条件,依赖于接触型除电器101的除电条件(介质s的目标表面电位vc1)决定除电偏压vd2,使介质s的表面电位成为vc2(本例中为大致0)即可。

另外,在本例中,采用了使非接触型除电器102的除电条件依赖于接触型除电器101的除电条件的方式,但是并不限于此,当然例如可以采用如下方式:预先决定非接触型除电器102的除电条件,使接触型除电器101的除电条件依赖于非接触型除电器102的除电条件。

这样,若决定除电方式以及除电条件,则根据介质s的表面电阻实施适当的除电处理。

例如在介质s如树脂薄膜那样为高电阻的情况下,如图9的(a)所示,除电方式使用接触型除电器101以及非接触型除电器102这两者,如图8所示,分别施加作为除电条件决定的除电偏压vd1、vd2。

在该状态下,如图8以及图10所示,介质s的表面通过二次转印装置50带有负极性电荷e-,介质s的背面通过电介质极化而带有正极性电荷e+,但是首先进行通过接触型除电器101的除电处理,介质s的表面电位vc以绝对值减少一半以上而成为vc1。但是,在该阶段中,介质s的表面电位vc1的偏差量较大。

然后,通过接触型除电器101的介质s接着进行通过非接触型除电器102的除电处理,介质s的表面电位从vc1达到vc2(大致0)。在该阶段中,介质s的表面电位vc2被均匀地消除。

尤其是在本例中,若加强接触型除电器101的除电力,则结束通过接触型除电器101的除电处理之后的介质s的带电电位的偏差变大,因此优选加强非接触型除电器102的除电力。

并且,在介质s为中电阻的情况下,如图9的(a)所示,除电方式只使用非接触型除电器102,施加作为除电条件决定的除电偏压vd2,进行通过非接触型除电器102的除电处理。此时,介质s的表面电位从vc消除至vc2(大致0)。另外,在本例中,由于未使用接触型除电器101,因此例如在图5的(b)、图5的(c)所示的方案的情况下,除电辊111、112配置在从介质s退避的位置。

而且,在介质s为低电阻的情况下,如图9的(a)所示,除电方式均不使用接触型除电器101以及非接触型除电器102中的任一个,且不进行除电处理,但是介质s的表面电位自然地消除。

-接触型除电器的除电辊结构-

如图11所示,在本例中,除电辊111、112均为如下结构:将发泡氨酯橡胶或epdm中调配有碳黑等的弹性层171包覆在由金属制成的轴170的周围,例如通过氟树脂等保护层172包覆该弹性层171的表面。而且,来自除电用电源115的除电偏压vd1被施加于由金属制成的轴170。

在本例中,从除电特性的观点来看,弹性层171的askerc硬度优选为50度以上且90度以下,更优选为60度以上且80度以下。在此,askerc硬度是指200g载荷时的回弹硬度,通过以下方法测量。依照jis-k7312、jis-s6050,使用kobunshikeiki株式会社制造的测量软质橡胶、海绵等的硬度时的事实标准askerc型硬度计进行计量。

根据本实施方式,由于除电辊111、112均具有弹性层171,因此在夹着介质s而夹持搬送时,使沿轴向的接触区域cn与介质s的两面接触。因此,即使除电辊111、112中的至少任一个相对于轴向倾斜配置,只要该倾斜角度微小,则也能够在除电辊111、112之间维持与介质s的表面之间的接触状态。因此,在两个除电辊111、112之间的与介质s的接触区域cn前后的空隙部cnf、cnr中,在除电辊111与介质s的表面之间稳定地实施电晕放电。

而且,如图11的(c)所示,除电辊111、112通过弹性层171的弹性变形而使沿轴向的接触区域cn与介质s的两面接触,因此除电辊111、112在轴向的一部分与介质s的表面成为非接触的担忧较少。因此,除电辊111、112在夹持搬送介质s时,不会在沿轴向延伸的接触区域cn的一部分产生非接触部,除电辊111、112之间的接触区域cn在轴向上保持与介质s之间的接触状态,不会有相对于轴向产生除电不均的担忧。

<除电辊的非接触配置例>

并且,在本实施方式中,除电辊111、112在介质s非通过时也接触配置,但是并非必须限定于此,例如如图12的(a)所示,在介质s非通过时,除电辊111、112也可以非接触配置。但是,除电辊111、112之间的间隙g只要设定成比介质s的厚度ts窄即可,当介质s通过除电辊111、112之间时,除电辊111、112与介质s的两个表面接触,接触区域cn中的接触压力fd相对于介质s确保通过除电辊111、112搬送介质s的搬送性,并且只要是不损害对介质s的除电动作的范围,则也可以适当地选定。

在本例中,通过除电辊111、112的相对于介质s的接触压力fd被选定为比二次转印装置50的二次转印区域tr中的接触压力低。因此,当介质s通过接触型除电器101时,不会有形成于介质s上的图像不必要地受损的担忧,良好地保持介质s的搬送性、除电动作性。

<弹性层的体积电阻率>

并且,弹性层171的体积电阻率优选为104ω·cm以上且1010ω·cm以下,更优选为105ω·cm以上且109ω·cm以下,进一步优选为106ω·cm以上且108ω·cm以下,最优选即使环境发生变化也限制在该范围内。

在此,作为体积电阻率的测量方法,也可以适当地选定,但是例如在图12的(b)中示出了一例。

在图12中,将作为除电辊111、112中的任一个的导电性辊放在金属板180上,对作为导电性辊的芯材的金属制轴170的两端的箭头a1以及a2的部位施加预先规定的载荷(例如500g),在该状态下,例如在温度22℃、湿度55%rh的环境下,在作为芯材的金属制轴170与金属板180之间施加预先规定的施加电压(例如1000v),通过电流计量器181读取10秒后的电流值i(a),利用式“r=v/i”计算体积电阻r(ω)。使作为除电辊111、112中的任一个的导电性辊沿周向逐次旋转90°,在4个点进行该测量和计算,将其平均值作为导电性辊的体积电阻r。然后,根据导电性辊的体积电阻r并利用下述式计算弹性层171的体积电阻率ρv(ω·cm)。

式ρv=d×w×r/t

在上述式中,d(cm)表示导电性辊的轴向长度,w(cm)表示导电性辊与电极(相当于金属板180)之间的接触(夹持)宽度,t(cm)表示弹性层的厚度。利用上述式计算体积电阻率。

<接触型除电器的除电偏压控制>

在本实施方式中,接触型除电器101也可以使用预先规定的除电偏压vd1,但是由于介质s的物理性质值或带电量各式各样,因此优选为根据介质s的表面电位控制除电偏压vd1的方式。

在本例中,如图13的(a)所示,例如在搬送辊94之间的任意部位设置表面电位计190并以非接触方式测量介质s的表面电位即可。在此,作为表面电位计190,例如使用了利用静电测量的esv(electrostaticvoltmeter的略称)。在本例中,如图13的(a)、图13的(b)所示,表面电位计190设置在对应于与介质s的搬送方向交叉的宽度方向的中心线cl(相当于介质s的宽度方向尺寸w的1/2的位置)的位置,在与表面电位计190相对的部位设置有接地的相对电极191,介质s一边与该相对电极191接触一边通过。另外,在图13的(a)中,符号192是表面电位计190的支承托架。而且,作为表面电位计190的测量值,例如可以采用测量规定时间而得的结果的平均值,或者也可以采用测量多个点而得的结果的平均值。或者,还可以利用其他计算方法进行测量。

图14是用于实施接触型除电器的除电偏压控制的流程图。

在图14中,确认是否为使用接触型除电器101的除电条件,在使用接触型除电器101的情况下,读取介质s的物理性质信息,而且通过表面电位计190测量介质s的表面电位。

然后,决定除电偏压vd1,对除电辊111施加除电偏压vd1即可。

<关于表面电位计的布局>

关于表面电位计190的布局,相对于接触型除电器101,可以是介质s的搬送方向的上游侧,或者也可以是下游侧。在此,在比接触型除电器101靠介质s的搬送方向上游侧的位置处设置有表面电位计190的方案中,能够从第1张介质s反馈控制接触型除电器101的除电偏压vd1。

与此相对,在比接触型除电器101靠介质s的搬送方向下游侧的位置设置有表面电位计190的方案中,在为了测试而测量第1张介质s的表面电位之后,能够相对于第2张以后的介质s反馈控制接触型除电器101的除电偏压vd1。但是,由于测量通过接触型除电器101除电后的介质s上的表面电位,因此无需测量较大的电位,需要与此相应地将表面电位计190小型化。

另外,在本例中,表面电位计190的测量结果不利用于非接触型除电器102的除电偏压vd2的控制。其理由是,由于基于非接触型除电器102的除电电位电平比基于接触型除电器101的除电电位电平小,因此不用特意控制非接触型除电器102的除电偏压vd2。

<除电偏压vd1的决定方法>

作为通过接触型除电器101的除电偏压vd1的决定方法,可以适当地选定,但是在本例中,优选以介质s被除电成除电后的表面中的正电荷和负电荷的分布与除电前相比变得不均匀的方式选定除电偏压vd1。尤其是在本例中,优选将介质s以除电后的表面电荷的分布中除电前主导性的电荷的比例变多的方式进行除电。

如图15的(a)所示,现在假定除电前的介质s的表面电位为vc1,在除电之前负的电荷占主导性。

此时,作为接触型除电器101的除电偏压vd1,在设除电后的介质s的表面电位为vc2时,以该|vc2|衰减至接近0的值并且vc2成为与vc1相同的极性的方式选定vd1即可。

这样一来,如图15的(b)所示,当选定除电偏压vd1时,在除电前的介质s的电荷分布中,负电荷(图中用白色圆圈标记)与正电荷(图中在白色圆圈中附注×)相比占主导性且均匀地分布,并且表面电位为vc1,而在除电后的介质s的电荷分布中,负电荷和正电荷以负电荷的比例变得的方式不均匀地分布,并且以表面电位衰减到vc2的方式消除|δvc1|。另外,关于除电后的介质s的电荷分布,虚线的白色圆圈部分表示已衰减的负电荷的区域,并且在虚线的白色圆圈中附注×的部分表示正电荷的区域。

选定这样的除电图案的理由如下:例如与在除电前的介质s中主导性的负电荷不同的正电荷的比例变多是因为除电偏压vd1过强,vc2不是接近0的值,避免具有与除电前的电位相反的极性的电位。

<接触型除电器的除电偏压的初始值选定>

如前述,在对接触型除电器101的除电偏压vd1进行控制时,优选相对于介质s的表面电位选定除电偏压vd1的最佳初始值。但是,为了选定除电偏压vd1的初始值,需要对预先规定的带电状态的测试用介质s施加多个候补的除电偏压vd1,通过表面电位计190测量介质s的表面电位因各除电偏压vd1的衰减程度。

因此,在本例中,如图16的(a)所示,需要为表面电位计190设置于比接触型除电器101靠介质s的搬送方向下游侧的位置的方案(相当于在图中双点划线所示的位置设置表面电位计190的方案)。

在本例中,如图16的(b)所示,对测试用介质s中的例如3个图块pt1~pt3(均具有同样的带电条件的表面电位)施加不同的除电偏压vd1(具体而言为vd1(1)~vd1(3))之后,测量残留在介质s上的表面电位,例如在相对于各除电条件将残留在介质s上的表面电位设为vc2(具体而言为vc2(1)~vc2(3))并绘制该表面电位时,如图16的(c)的计量线所示,可以理解成随着除电偏压vd1增加,残留在介质s上的表面电位vc2变少。此时,只要使所残留的表面电位vc2达到大致0的除电偏压vd1(具体而言为vd1(0))从图16的(c)的计量线保持直线近似即可。

这样一来,由于相对于预先规定的介质s的表面电位vc1,在对此进行除电的基础上计算最佳的除电偏压vd1(vd1(0)),因此能够在对任意地带电的表面电位vc1进行除电的基础上,以除电偏压vd1的初始值为基准选定最佳的除电偏压vd1。但是,并非必须从计量线保持直线近似,只要是根据施加不同的除电偏压vd1之后的介质s上残留的多个表面电位求出除电偏压vd1的初始值的方式,则也可以是其他方式。

-关于非接触型除电器的除电参数-

在本例中,如图17的(a)所示,非接触型除电器102在放电丝122与除电壳体121之间连接有施加由直流电压成分重叠的交流电压成分构成的除电偏压vd2的除电用电源125。

在本例中,由于在放电丝122与除电壳体121之间施加包含交流电压成分的除电偏压vd2,因此从放电丝122的周围产生基于电晕放电的正离子(+)和负离子(-)并混合存在。在本例中,每隔除电偏压vd2的频率f(hz)的半周期交替生成正离子(+)和负离子(-)。

在此,研究非接触型除电器102的除电参数可以推测,若除电偏压vd2的频率f变高,则正离子(+)和负离子(-)的产生周期与此相应地变快,离子的生成量增加。

并且,当着眼于介质s的搬送速度v时,在介质s的搬送速度v较快的情况下,若不缩短离子的产生周期(提高离子频率),则离子平衡变差。

在本例中,以此为依据,着眼于使用介质s的搬送速度v、包含交流电压成分的除电偏压vd2的频率f的除电参数f/v,按照基于后述的介质s的粘附评价方法的评价,选定除电参数f/v的最佳范围,明确了优选的是满足如下式子的方案。

f/v≥0.8……(式1)

在式1中,尤其优选列举满足如下式子的方案。

f/v≥1.5……(式2)

而且,在本例中,如图17的(a)所示,除电壳体121的开口部128形成为相对于介质s的搬送方向具有开口宽度l。

在此,除电壳体121的开口部128的开口宽度l限制朝向介质s的离子射出区域,若开口宽度l窄,则离子射出区域窄,若相反地开口宽度l宽,则离子射出区域宽。因而,能够利用离子量与离子射出区域之间的关系来调整每单位长度的离子量。具体而言,在开口宽度l较长的情况下,若不缩短离子的产生周期(离子频率),则开口部128整个区域的离子平衡有可能变差。

这样,可以推测除电壳体121的开口宽度l影响除电作用。

以该点为依据,作为除电参数选定f/v*l,明确了优选的是满足如下式子的方案。

f/v*l≥30……(式3)

另外,关于式1~式3的采用理由,在后述的实施例4中进行详细叙述。

并且,在本例中可知,若开口宽度l窄,则在不设成规定以上的较高的频率时,有可能除电不足。估计这是因为,通过离子射出区域变窄,通过非接触型除电器102的介质s的每单位长度接受的离子量减少。另一方面,若开口宽度l大,则离子射出区域宽,因此通过非接触型除电器102的介质s的每单位长度接受的离子量增加。由此,与开口宽度l窄的情况相比,即使是更低的频率,也能够充分地除电。

-基于非接触型除电器的电晕放电特性-

在本例中,如图17的(a)所示,被施加于放电丝122的除电偏压vd2是直流电压成分vdc(本例中使用正极性电压)重叠的交流电压成分vac(具有峰间电压vpp、频率f)。此时,在放电丝122的周围产生电晕放电,在图17的(b)中示出了电晕放电的电压-电流特性。

在图17的(b)中,横轴表示施加电压,纵轴表示电晕放电电流,负电晕(相当于负离子(-))所产生的施加电压的绝对值比正电晕(正离子(+))所产生的施加电压低。

在此,在本例中,由于除电偏压vd2中的交流电压成分vac重叠有直流电压成分vdc,因此如图17的(c)中实线至细线所示,示出了交流电压成分vac向+侧位移与直流电压成分vdc相应的量的变化。

此时,例如假定vpp为±4kv,vdc为+0.3kv,正电晕放电开始电压为+2kv,负电晕放电电压为-1.7kv,图17的(c)中的斜线区域是离子产生区域,在+2kv以上的离子产生区域产生正电晕(正离子(+)),在-1.7kv以下的离子产生区域产生负电晕(负离子(-))。因此,与未重叠直流电压成分vdc的情况相比,正离子和负离子的产生量的平衡变得均匀。

-关于非接触型除电器的除电作用-

在本例中,如图18的(a)所示,非接触型除电器102将作为相对电极的接地电极123与放电丝122相对地接地设置。若设置这样的接地电极123,则在放电丝122的周围产生的离子中,主要是正离子(+)被牵引到接地电极123侧,用于介质s的表面电荷(主要是负极性电荷e-)的除电。

与此相对,如图18的(b)所示,在不与放电丝122相对地设置作为相对电极的接地电极123的方案中,在放电丝122的周围产生的离子只是向周围射出,积极地被牵引到介质s的表面电荷(主要是负极性电荷e-)侧,不用于除电。

-ac除电偏压与dc除电偏压的对比-

在本例中,如图18的(c)所示,作为除电用电源125,除电偏压vd2是由直流电压成分重叠的交流电压成分构成的ac除电偏压,正离子(+)和负离子(-)混合存在于介质s的表面而用于除电。因此,介质s的表面电荷的负极性电荷e-、正极性电荷e+这两者被消除,介质s的表面电位朝向大致0衰减。

与此相对,如图18的(d)所示,作为除电用电源125’,假定除电偏压vd2使用了只由直流电压成分构成的直流除电偏压,在放电丝122的周围只生成正离子(+),该正离子(+)对介质s的表面的负极性电荷e-进行除电,但是未生成用于对介质s的表面电荷中的正极性电荷e+进行除电的负离子(-),介质s上的正极性电荷e+未被去除。

这样,在本例中,通过采用ac除电偏压,即使介质s的表面电荷混合存在有正极性电荷e+和负极性电荷e-,也能够对两者进行除电。

-非接触型除电器的除电偏压控制-

在本例中,非接触型除电器102也可以固定地使用除电参数,但是在介质s的搬送速度v发生变化的方案中,如图19的(b)所示,优选根据介质s的搬送速度v控制除电偏压vd2的频率f。

即,在本例中,在介质s的搬送路径的中途设置有检测介质s的搬送速度v的速度传感器200,来自该速度传感器200的速度信息被读入控制装置131中,该控制装置131对除电偏压vd2的频率f进行控制。

在本例中,在控制装置131中安装有非接触型除电器102的除电偏压控制程序,执行图19的(a)所示的除电偏压控制处理。

在图19的(a)中,控制装置131确认是否为使用非接触型除电器102的除电条件,在使用非接触型除电器102的情况下,读取介质s的物理性质信息,而且通过速度传感器200测量介质s的搬送速度v。

然后,决定除电偏压vd2的频率f,对放电丝122施加除电偏压vd2即可。

在本例中,如图19的(b)所示,例如在介质s的搬送速度v为比通常速度快的速度v(快)的情况下,只要将频率f设为f(大)即可,相反地,在介质s的搬送速度v为比通常速度慢的速度v(慢)的情况下,只要将频率f设为f(小)+即可。

◎实施方式2

图20示出了实施方式2所涉及的图像形成装置的整体结构。

在图20中,图像形成装置20具有:图像形成单元210,内置有图像形成部22;以及除电单元220,接收从该图像形成单元210的水平搬送路径84的出口部分排出的介质s并进行除电,与实施方式1所涉及的图像形成装置不同,在图像形成单元210中组装有除电装置100以外的各要素(图像形成部22、中间转印体30、定影装置70、介质搬送系统80),在除电单元220中组装有除电装置100。

另外,对与实施方式1相同的构成要素标注与实施方式1相同的符号,省略其详细说明。

在本例中,如图20以及图21所示,除电单元220具有沿着大致水平方向搬送从图像形成单元210排出的介质s的水平搬送路径221,在该水平搬送路径221设置有适当数量的搬送辊222~224,而且在水平搬送路径221的出口部位设置有介质排出接收部86,此外,在水平搬送路径221中的搬送辊222、223之间的区域设置有接触型除电器101作为除电装置100,并且相对于接触型除电器101在介质s的搬送方向下游侧设置有非接触型除电器102。

在本例中,在除电单元220内也组装有控制装置240,例如在搬送辊223、224之间的区域设置有测量介质s的表面电位的表面电位计190,并且在水平搬送路径221中的搬送辊222与接触型除电器101之间的区域设置有速度传感器200。

并且,接触型除电器101的基本结构与实施方式1大致相同,但是作为除电用电源115,并列设置有正极性直流电源115a和负极性直流电源115b,通过切换开关250切换选择。

而且,控制装置240以通过图像形成单元210内的介质翻转机构89翻转介质s的有无为依据,通过切换开关250切换选择除电用电源115的正极性直流电源115a和负极性直流电源115b。

另外,与实施方式1大致同样地,在控制装置240中实施接触型除电器101的除电偏压控制(与介质s的表面电位相应的控制)以及非接触型除电器102的除电偏压控制。

在本例中,由于除电装置100设置于比图像形成单元210内的介质翻转机构89靠介质s的搬送方向下游侧的位置处,因此根据介质s的翻转的有无来切换选择除电用电源115的正极性直流电源115a和负极性直流电源115b。

例如,如图22的(a)所示,在介质s不经由介质翻转机构89而进入除电单元220的情况下,控制装置240作为除电用电源115切换选择正极性直流电源115a。因此,根据基于除电用电源115(使用正极性直流电源115a)的除电偏压vd1适当地对介质s的表面电荷进行除电。

另一方面,如图22的(b)所示,设想介质s以经由介质翻转机构89翻转的状态进入除电单元220内的情况时,控制装置240作为除电用电源115切换选择负极性直流电源115b。因此,根据基于除电用电源115(使用负极性直流电源115b)的除电偏压vd1适当地对介质s的表面电荷进行除电。

另外,在本例中,根据介质s的翻转来切换除电用电源115的极性,但是并不限于此,例如在通过介质翻转机构89翻转介质s的情况下,还能够不实施通过除电装置100的除电,并且在通过介质翻转机构89翻转介质s的情况下,也可以设成无法在ui(userinterface)上选择通过除电装置100的除电处理。

◎变形方式1

图23的(a)示出了非接触型除电器102的变形方式。

在图23的(a)中,非接触型除电器102的基本结构如下:通过分隔部件260将除电壳体121内分隔为两室,在各个室设置有放电丝122(本例中为122a、122b),从除电用电源125(具有交流电源126以及直流电源127)对各放电丝122施加包含交流电压成分的除电偏压vd2。

而且,在本例中,如图23的(a)、图23的(b)所示,设置有板状的遮挡部件270以遮挡除电壳体121的开口部128,在该遮挡部件270开设有通孔271。

尤其是在本例中,是两个放电丝122(122a、122b)沿着与介质s的搬送方向交叉的宽度方向延伸的方案,但是如图23的(b)、图23的(c)所示,遮挡部件270的通孔271相对于多个放电丝122a、122b在倾斜方向上交叉,并且朝向多个放电丝122a、122b的长度方向以预先规定的间隔配置有多个。在此,通孔271也可以以横跨两个放电丝122a、122b的方式连续延伸,但是在本例中,在与分隔部件260对应的遮挡部件270中一体地形成有将通孔271一分为二的分隔部272。

因而,在本实施方式中,多个放电丝122a、122b中的至少任一个暴露在长度方向的任意区域。例如,在图23的(c)中,例如一个放电丝122a在长度方向的任意部位(例如α区域)被遮挡部件270遮挡,但是另一放电丝122b面向遮挡部件270的通孔271而暴露在长度方向的任意部位(例如α区域)。并且,另一放电丝122b在长度方向的任意部位(例如β区域)被遮挡部件270遮挡,但是一个放电丝122a配置于面向通孔271而暴露在长度方向的任意部位(例如β区域)的位置。

这样,在本例中,是多个放电丝122a、122b中的至少任一个暴露在长度方向的任意区域的方案,不会有放电丝122与介质s之间的除电处理在放电丝122a、122b的中途被切断的担忧。

而且,在本例中,遮挡部件270由绝缘性材料构成,由放电丝122a、122b产生的离子不会不必要地向遮挡部件270侧泄漏,在这一点上是优选的。作为遮挡部件270的原料,例如能够使用聚碳酸酯之类的树脂。

◎变形方式2

图24的(a)示出了变形方式2所涉及的非接触型除电器102。

在图24的(a)中,非接触型除电器102代替在实施方式1、2以及变形方式1中所使用的作为线状电极的放电丝122而使用了针状电极300。

在本例中,如图24的(a)、图24的(b)所示,针状电极300每隔规定间隔设置于沿着介质s的宽度方向延伸的长条形的导电性支承部件301,对支承部件301施加来自除电用电源125(具有交流电源126和直流电源127)的除电偏压vd2,在针状电极300的周围产生正离子(+)、负离子(-),在介质s侧设置有与针状电极300相对的作为相对电极的接地电极310,将在针状电极300的周围产生的正负离子吸引到介质s的表面电荷部分,对介质s的表面电荷进行除电。

另外,关于针状电极300的设置数量,也可以在介质s的宽度方向的整个区域以能够进行除电动作的方式适当地选定,并且如图24的(c)所示,也可以在针状电极300与介质s之间设置遮挡部件270,只在与针状电极300对应的部位开设通孔271,防止介质s碰到针状电极300,并且确保通过针状电极300的放电动作。

【实施例】

◎实施例1

实施例1使用实施方式1所涉及的除电装置100(接触型除电器101、非接触型除电器102),将基于接触型除电器101的除电状态以及基于非接触型除电器102的除电状态可视化来进行评价。

图25的(a)示出了将负电荷调色剂(m:品红色调色剂)和正电荷调色剂(c:青色调色剂)喷射到介质s上并将介质s上的带电电荷分布(静电图案)可视化的一例。

在图25的(a)中,符号330是调色剂的喷雾室,在该喷雾室330内设置有被接地的金属板材331,将树脂薄膜等介质s载于该金属板材331上,朝向配置于喷雾室330内的网格容器332内的调色剂喷射空气,在喷雾室330内形成调色剂云状态即可。这样一来,经云化的调色剂被介质s的表面的电荷吸引,调色剂附着而达到可视化。

在图25的(b)中,从左向右依次示出了以下状态:将除电前的介质s可视化;将通过接触型除电器101除电后(双辊除电后)的介质s可视化;将通过接触型除电器101除电以及通过非接触型除电器102除电(电晕管除电、电极间隙3mm)后的介质s可视化;以及将通过接触型除电器101除电以及通过非接触型除电器102除电(电晕管除电、电极间隙0mm)后的介质s可视化。

根据图25的(b)确认到,在除电之前,在介质s的表面上均匀地存在负极性电荷,而在通过接触型除电器101除电之后,负极性电荷的一大半被消除,但是负极性电荷作为与除电前相比不均匀的块存在,并且与负极性电荷相比在较小的区域产生了正极性电荷。对此可以理解为,在通过非接触型除电器102除电之后,介质s的表面电荷几乎被消除。

◎实施例2

图26的(a)示出了在对接触型除电器101进行恒压控制的情况下的施加电压与除电后电位之间的关系。

图26的(b)示出了在对接触型除电器101进行恒流控制的情况下的施加电流值与除电后电位之间的关系。

实验条件如下。

·环境:22度55%

·介质:pet薄膜、100μm、a3开数

·介质搬送速度:546mm/s

·二次转印电压:-3kv

·介质表面侧的除电辊:askerc65度、直径20mm、体积电阻率106.5ω·cm

·介质背面侧的除电辊:askerc75度、直径24mm、体积电阻率107ω·cm

在图26的(a)的恒压控制中,若为放电开始电压以下,则停止放电,因此除电后的表面电位与输入表面电位无关地限制在某个范围内。

与此相对,在图26的(b)的恒流控制中,即使辊电阻因升温或时间的经过而发生变化,电流值也不发生变化,因此耐得住系统电阻的变化,但是由于将一定量的电荷供给给介质s,因此除电后的表面电位有可能因输入表面电位而发生偏差。

◎实施例3

图27对因接触型除电器101产生的成对结构的除电辊111、112的夹持变动的影响进行了调查。

实验条件如下。

·介质搬送速度:182mm/s

·恒压控制

·除电偏压:1500v

·介质表面侧的除电辊:askerc70度、直径20mm、体积电阻率106ω·cm

·介质背面侧的除电辊:askerc75度、直径24mm、体积电阻率107ω·cm

在图27中,in侧咬入量是指位于除电辊的前侧的由金属制成的轴朝轴中心位置的相对侧的除电辊侧咬入的咬入量,out侧咬入量是指位于除电辊的里侧的由金属制成的轴朝轴中心位置的相对侧的除电辊侧咬入的咬入量。

在图27中,○表示相对于介质的搬送性、夹持性、除电动作性(δ电位:可除电电位)良好,×表示均为不良。

在此确认到,除电辊的in侧、out侧的咬入量不同表示成对结构的除电辊相对于轴向倾斜配置,但由于是除电辊具有弹性体的方案,因此关于相对于介质的搬送性、夹持性、除电动作性存在良好的范围。

◎实施例4

图28的(a)分别示出了非接触型除电器中介质的搬送速度v、除电偏压vd2的频率f、除电参数f/v的数值、介质的粘附评价结果。另外,评价结果中的“○-”表示良好的除电结果,“○”表示比“○-”更好的除电结果,“×”表示除电结果不充分。

图28的(b)是示出在得到良好的除电结果时的作为除电参数的频率与其他参数之间的关系的说明图,图28的(c)是示出在得到良好的除电结果时的除电参数f/v与其他参数之间的关系的说明图,图28的(d)是示出在得到良好的除电结果时的除电参数f/v*l(l是除电壳体的开口宽度)与其他参数之间的关系的说明图。

在本例中,在图29的(a)中示出了介质的粘附评价方法的一例。

在图29的(a)中,层叠5张由树脂薄膜构成的介质s,将下方的4张固定于板材401,在除电后放置24小时之后,将夹具402安装于最上位的介质s,测量介质s的粘附程度,根据其测量值进行了评价。

在此,观察频率与拉伸载荷之间的关系,得到了图29的(b)所示的结果。

使用介质a(ozk100、heiwapaperindustriesco.,ltd.制造)、介质b(ozk188、heiwapaperindustriesco.,ltd.制造),在无除电的条件以及将频率f代替为100hz、800hz来进行除电的条件下,实施了介质的粘附评价,虽然在无除电的条件下无法测量,但是在实施适当地选定频率的除电之后,无论关于任一介质a或b,均成为目标以下的拉伸载荷,介质的粘附评价良好。另外确认到,将拉伸载荷的目标规定为1.4n是因为,若为目标以下的水准,则在介质层叠于介质排出接收部86上之后,容易通过通常的介质搬送辊向后处理装置搬送介质。

根据图28的(a)~(d),可以理解为如下式子是良好的。

f/v≥0.8……(式1)

f/v≥1.5……(式2)

f/v*l≥30……(式3)

◎实施例5

图30的(a)是示出使用非接触型除电器且除电参数f/v为规定值以上的情况下的介质的除电效果的说明图。

图30的(b)是示出使用非接触型除电器且除电参数f/v小于规定值的情况下的介质的除电效果的说明图。

无论是哪一种情况,都通过实施例1中所使用的方法将介质的带电状态可视化。

根据图30的(b)可以理解为,当除电参数f/v小于规定值时,残留电荷每隔离子的产生周期残留。与此相对,可以理解为,若除电参数f/v为规定值以上,则残留电荷几乎不残留在介质上而被消除。

◎实施例6

图31在非接触型除电器中对基于电极距离(放电丝与介质之间的距离)的除电效果进行了验证。

在图31中示出了在双辊除电之后通过接触型除电器之后的介质的除电状态,仍大量残留每一张的带电量。

之后,改变电极距离而进行通过非接触型除电器的除电,可以理解为若电极距离为3mm以内,则通过非接触型除电器的除电效果良好。另外,在电极距离为9mm的例中,可以理解为放电丝与介质之间过宽,通过非接触型除电器的除电效果不充分。

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