JP2006030994A - ２個のピンアレイを有する電子写真荷電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも２個の平行なピンアレイを有するスコロトロンに関し、有用な設計基準乃至設計原理を提供する。
【解決手段】フォトレセプタ１０等の電荷レセプタの表面を荷電装置１２によって荷電させる。荷電装置１２のハウジングの第１側壁３６の内面と第２側壁３８の内面との間には、第１ピンアレイ３０及び第２ピンアレイ３２を配置する。第１ピンアレイ３０及び第２ピンアレイ３２とフォトレセプタ１０等の電荷レセプタの表面との間には、グリッド３４を配置する。第１ピンアレイ３０と第１側壁３６の内面との距離ＰＳＳは、グリッド３４と第１ピンアレイ３０との距離ＰＧＳの１．０倍以上１．５倍以下とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、静電画像印刷乃至電子写真にて使用される荷電装置に関する。

静電画像印刷或いは電子写真印刷として周知のプロセスにおいては、フォトレセプタに代表される電荷レセプタの表面即ち電荷保持画像化面上に、静電潜像が形成される。静電潜像が形成されている電荷保持画像化面上にトナー粒子を送給すると、当該電荷保持画像化面のうち好適に荷電されている又は荷電されていない箇所にトナー粒子が静電付着する。この状態で荷電を行うと印刷シート上にトナー粒子が転写されて所望の画像が形成される。また、荷電によって印刷シートが電荷レセプタから剥離される。

電荷保持画像化面の初期荷電から転写を経て剥離に至るプロセスにおいては、電荷保持画像化面を所期の如く荷電させるための装置としてコロトロン(corotron)と呼ばれる装置を用いるのが普通である。コロトロンには、スコロトロン(scorotron)、ジコロトロン(dicorotron)等を含め、様々な改変版、変形版がある。こういった改変版、変形版を含め多くのコロトロンは、共通して、裸導電体を電荷保持画像化面に近接配置した構成を有している。この裸導電体は電荷保持画像化面に荷電する手段であり、コロトロンにおいては、この裸導電体を電気的にバイアスすることにより発生させたイオンを電荷保持画像化面に供給することによって当該電荷保持画像化面を荷電させる。また、この裸導電体は、通常、コロナワイヤと称される１本又は複数本のワイヤや、ピンアレイと称される鋸波状のメタルバー、或いはそれらの組合せによって構成され、電荷保持画像化面に平行で且つ当該電荷保持画像化面の移動方向に直交する方向に沿って、配置されている。荷電装置内には、普通、この他にもスクリーン、導電遮蔽、非導電ハウジング等の構造物が配置されており、それらのうちいくつかもまた電気的にバイアスされる。コロトロンのうち、裸導電体と荷電レセプタ（例えばフォトレセプタ）との間にスクリーン又はグリッドが配置されたものは、通常、スコロトロンと呼ばれている。

本発明は、少なくとも２個の平行なピンアレイを有するスコロトロンに関し、有用な設計基準乃至設計原理（デザインルール）を提供するものである。

なお、特許文献１は、コロトロンにおけるオゾン発生を最小限に抑えるための工夫されたデザインルールを開示している。また、特許文献２は、相独立して制御可能な２個のスコロトロンを備えた電子写真荷電装置を開示している。

米国特許第５８４５１７９号明細書 米国特許第６４５９８７３号明細書

本発明の一実施形態に係る静電画像印刷装置（例えば電子写真（印刷）装置）は、電荷レセプタ（例えばフォトレセプタ）と、電荷レセプタの表面に荷電させる荷電装置と、を備える。その荷電装置は、第１及び第２側壁を有するハウジングと、この第１側壁の内面と第２側壁の内面との間に配置された第１及び第２ピンアレイと、第１及び第２ピンアレイと電荷レセプタの表面との間に配置されたグリッドと、を有する。更に、第１ピンアレイと第１側壁の内面との距離ＰＳＳは、グリッドと第１ピンアレイとの距離ＰＧＳの１．０倍以上１．５倍以下である。

図１は、コピアやレーザプリンタといった静電画像乃至電子写真印刷装置乃至プリンタの構成要素の立面図である。このプリンタにおいては、電荷レセプタとしてベルト状又はドラム状のフォトレセプタ１０が設けられており、このフォトレセプタ１０の表面はその上に静電潜像が形成される電荷保持画像化面となっている。また、フォトレセプタ１０は、プロセス方向Ｐに沿って回転している（回されている）。

フォトレセプタ１０に関わるプロセスは、電荷保持画像化面のうち必要な部分を均等に荷電させる初期荷電から始まる。この初期荷電のための部材としては荷電装置１２が設けられており、荷電装置１２は、その近傍を通過していくフォトレセプタ１０の表面上に電荷を付与（「荷電」）していく。次いで、ＲＯＳ(Raster Output Scanner)は、このようにして荷電されたフォトレセプタ１０の表面を、印刷対象画像に相応する形状に従い部位選択的に放電させる。通常、ＲＯＳはレーザ光源１４及び回転鏡１６から構成されており、これらレーザ光源１４及び回転鏡１６は、従来から知られているやり方で協働することによって、印刷対象画像に従いフォトレセプタ１０の表面上の各所各所から放電させる。より詳細には、レーザ光源１４にディジタル画像データが供給されるとこのデータに従いレーザ光源１４からの出射ビームが変調され（例えばオンオフされ）、レーザ光源１４からの出射ビームは回転鏡１６によってフォトレセプタ１０の上に照射される。回転鏡１６は、フォトレセプタ１０の回転方向たるプロセス方向Ｐに直交するファーストスキャン方向に沿いこの出射ビームの照射先が動いていくよう、回転している。これによって、フォトレセプタ１０の表面がディジタル画像データひいては印刷対象画像に従い部位選択的に放電することとなる。なお、電荷保持画像化面から部位選択的に放電させる手段としては、図示したレーザ光源１４以外にも、ＬＥＤバーや（コピアの場合）光源レンズ系による装置を用いることもできる。

レーザ光源１４からのビーム光によってフォトレセプタ１０の表面を部位選択的に放電させた後、フォトレセプタ１０の表面に残った荷電されているエリアは現像ユニット１８により現像される。現像ユニット１８は、フォトレセプタ１０の表面に接触乃至接近するようドライトナーを送給するユニットである。これによって現像された画像は、フォトレセプタ１０の回転に伴って転写ステーション２０へと進む。転写ステーション２０は、フォトレセプタ１０の表面に付着しているトナーを平坦な紙等の印刷シート上に電気的に転写させることにより、当該印刷シート上に画像を形成するステーションである。次いで、その上にトナー像が形成されている平坦な紙等の印刷シートは、フューザ２２へと進む。フューザ２２は、当該印刷シート上にてトナーを溶融乃至融着させることにより当該印刷シート上に恒久的画像を形成する部材である。そして、フォトレセプタ１０の表面に残留しているトナーは、清掃ブレード２４又はこれに類する装置によって除去されることとなる。

なお、図１に示したのは単色電子写真印刷エンジンであり、以下の説明においてはこの単色電子写真印刷エンジンへの本発明の適用例を示しているが、本発明は多色電子写真印刷エンジンにも適用し得る。即ち、多色電子写真印刷エンジンの場合、例えば色毎に露出装置及び現像装置を設けこの複数組の露出装置及び現像装置によって１個のフォトレセプタ上に多色画像を形成する構成とすることもあろうし、複数個のフォトレセプタそれぞれの上に形成した例えば単色の画像を共通の中間転写ベルト上に転写しこの中間転写ベルトから最終印刷シート上への転写によって当該最終印刷シート上に多色画像を形成する構成とすることもあろう。何れにせよ、先に述べた各種の構成要素又はこれに相当する要素は多色電子写真印刷エンジンにおいても用いられており、従って、本発明は多色電子写真印刷エンジンにも適用し得る。

図２は、スコロトロンとして構成されている荷電装置１２の立断面図である。本実施形態においては、荷電装置１２のハウジングが第１側壁３６及び第２側壁３８を有しており、第１側壁３６の内面と第２側壁３８の内面との間には、前述の裸導電体たる第１ピンアレイ３０及び第２ピンアレイ３２が配置されている。即ち、第１ピンアレイ３０及び第２ピンアレイ３２は、例えば実質的に絶縁性のマウント４０により保持され、それによって、互いに平行となるようまたその間隔があるアレイ間隔となるよう、荷電装置１２のハウジング内に配置されている。また、第１ピンアレイ３０及び第２ピンアレイ３２とフォトレセプタ１０の一部表面との間にはグリッド３４が配置されており、グリッド３４と一体に形成されている側方遮蔽壁は第１側壁３６及び第２側壁３８に連なっている。第１側壁３６及び第２側壁３８の長さ、これに連なる側方遮蔽壁の長さ、又はその合計を、側方遮蔽高ＳＳＨと呼ぶ。また、第１ピンアレイ３０とこれに隣り合う第１側壁３６の内面との距離を、ピン側壁間距離ＰＳＳと呼ぶ。第２ピンアレイ３２とこれに隣り合う第２側壁３８の内面との距離も、このＰＳＳと同じ距離にすることができる。第１ピンアレイ３０の先端とグリッド３４の第１ピンアレイ３０側の面との距離を、ピングリッド間距離ＰＧＳと呼ぶ。第２ピンアレイ３２の先端とグリッド３４の第２ピンアレイ３２側の面との距離も、このＰＧＳと同じ距離にすることができる。本実施形態においては、ＰＳＳはＰＧＳの１．０倍以上１．５倍以下としている。

図３は、図２中のピンアレイ３０、３２のうち一方の一部分のみを取り出し、図２における観察方向に直交する方向に沿い眺めた立面図である。ピンアレイ３０、３２は、それぞれ、リン青銅等から形成された単体の導電部材であり、そのエッジが図２中のグリッド３４側を向くよう配置された一組の鋸歯状部分即ち複数のピンを、有している。図中、ＴＴは同一ピンアレイに属し隣り合ってるピン同士の先端間距離であり、本実施形態ではＴＴをおよそ３．０ｍｍとしている。使用時には、ピンアレイ３０、３２は、後述の通り、図示しない外部手段によりそれぞれ所定レベルまでバイアスされる。

図４は、図２に示した荷電装置１２（即ちスコロトロン）にて使用するグリッド３４を示す平面図である。図示の通り、グリッド３４には、ほぼ六角形の開口乃至孔が複数個、蜂の巣状パターンに従い並んで形成されている。また、この蜂の巣状パターンは、フォトレセプタ１０の回転方向であるプロセス方向Ｐに対して、１５度偏向している。本実施形態においては、グリッド３４の総表面積に占める開口乃至孔の合計面積の割合が、７５％とされている。

本実施形態に係る荷電装置１２（スコロトロン）を実現する際には、
・第１ピンアレイ３０と第２ピンアレイ３２との間隔即ちアレイ間隔：８±０．２ｍｍ
・ＰＳＳ：１０．５±０．２ｍｍ
・ＰＧＳ：８±０．２ｍｍ
・ＳＳＨ：５．０±３．０ｍｍ
・フォトレセプタ１０の表面とグリッド３４のフォトレセプタ１０側の面との距離：１．２±０．１５ｍｍ
・グリッド３４における開口乃至孔の面積：７５±５％
・グリッド３４における開口乃至孔の中心間隔：１．２５±０．２５ｍｍ
・ピン１本当たりの供給電流：９．０±２μＡ／ピン
という設計基準に従い、パラメータ群を定める。

更に、図１中のフォトレセプタ１０及び荷電装置１２は、プリンタ例えばレーザプリンタから直ちに取り外すことができまた新規なものに交換することができるよう、カートリッジ又はその一部として構成してもよい。また、本件技術分野において知られているように、この種の取り外し可能型カートリッジに、更に印刷素材供給源や融着装置（フューザ）等をも組み込んでもよい。

静電画像乃至電子写真プリンタの構成要素を示す立面図である。 ２個のピンアレイを有するスコロトロンの立断面図である。 １個のピンアレイの一部分のみを取り出し、図２における観察方向に直交する方向に沿い眺めた立面図である。 図２に示したスコロトロンにて使用するグリッドを示す平面図である。

Claims (4)

1. 電荷レセプタと、電荷レセプタの表面に荷電させる荷電装置と、を備える静電画像印刷装置であって、
   荷電装置が、第１及び第２側壁を有するハウジングと、この第１側壁の内面と第２側壁の内面との間に配置された第１及び第２ピンアレイと、第１及び第２ピンアレイと電荷レセプタの表面との間に配置されたグリッドと、を有し、
   第１ピンアレイと第１側壁の内面との距離ＰＳＳが、グリッドと第１ピンアレイとの距離ＰＧＳの１．０倍以上１．５倍以下である静電画像印刷装置。
2. 請求項１記載の静電画像印刷装置において、第１ピンアレイと第２ピンアレイとの間隔即ちアレイ間隔が８±０．２ｍｍである静電画像印刷装置。
3. 請求項１記載の静電画像印刷装置において、電荷レセプタの表面とグリッドの電荷レセプタ側の面との距離が１．２±０．１５ｍｍである静電画像印刷装置。
4. 請求項１記載の静電画像印刷装置において、グリッドが、その中心間隔が１．２５±０．２５ｍｍとなるよう配置された複数の孔を有する静電画像印刷装置。

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