JP2740036B2 - コロナ発生器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は概して帯電装置に係わり、特に負のコロナを
発生する帯電装置に関する。

従来技術および発明が解決しようとする課題 今日一般に使用されている静電写真複写機に於いて
は、光導電性絶縁部材は負の電位に帯電された後、複写
されるべきオリジナルドキュメントの光像で露光され
る。この露光により、露光された即ち背景となる面積部
分に於いて光導電性絶縁面の除電が行われ、該部材に静
電潜像が形成される。この静電潜像はオリジナルドキュ
メントに含まれる像面積部分に対応する。次にこの光導
電性絶縁面に形成された静電潜像は、当技術分野でトナ
ーと称される現像粉末を用いて現像されて可視像となさ
れる。現像の間、トナー粉末はキャリヤ粒子から光導電
性絶縁面の上に形成された像の帯電パターンに引き付け
られ、光導電性絶縁面上に粉末像が形成される。しかる
後、この像は複写紙のような支持面に転写される。この
支持面に対して像は加熱又は加圧によって永久的に固着
される。支持面に対するトナー像の転写に続いて、光導
電性絶縁面は除電されるとともに残留トナーの除去が行
われ、次の像形成サイクルの準備がなされる。

光導電性絶縁層の帯電もしくは除電のために様様な形
式の帯電て装置が使用されてきた。商業的には、例えば
5000から8000ボルトもの高電圧がコロトロン装置に印加
され、これによってコロナ噴射を生じ、このコロナ噴射
が静電荷をフォトリセプター表面に付与するような様々
な形式のコロナ発生器が使用されてきた。或る１つの装
置は、チャンネル即ちシールドの各端部に取付けられて
いる絶縁性の端部ブロックの間に緊張された単一のコロ
ナワイヤーとされている。より一層均一に帯電させ且つ
過帯電を防止するためにしばしば使用されている他の形
式の装置はスコロトロンである。これは２本もしくはそ
れ以上の数のコロナワイヤーを含み、制御格子、即ち平
行なワイヤーで作られたスクリーンもしくはプレートに
穴を形成したスクリーンがコロナワイヤーとフォトコン
ダクター（光伝導体）との間に配置されている。コロナ
電位と同じ極性ではあるが極度に電圧の低い、通常は数
百ボルト、の電位が制御格子に与えられ、この電位が帯
電プレートとコロナワイヤーとの間の電界を抑制し且つ
フォトリセプターに対するイオン電流の流れを著しく低
減している。

最近開発されたコロナ帯電装置がデービスその他に付
与された米国特許第4,086,650号に記載されている。こ
れは当技術分野では一般に２倍コロトロン（ダイコロト
ロン）と称されるもので、コロナ放電電極が比較的厚い
ガラスのような誘電材料で被覆され、これにより伝導電
流がそれを通して流れるのを防止するようになってい
る。光導電性面に電荷を付与することは、この誘電材料
を通る変位電流即ち容量結合によって達成される。帯電
されるべき表面へ向かう電荷の流れはコロナシールドに
与えられた直流バイアスによって調整される。作動に於
いて、約4KHzの周波数で約5000から7000ボルトの交流電
位が真のコロナ電流である１から２ミリアンペアのイオ
ン電流を発生する。この装置しフォトリセプターに対し
て均一な負の電荷を与えるという利点がある。更に、こ
れは保守の比較的簡単な帯電装置で、埃による汚損に対
してこの装置は非常に鈍感とされ、それ故に繰り返して
清浄化する必要性はないのである。

上述したダイコロトロンに於いては、誘電材料を被覆
されたコロナ放電電極は被覆ワイヤーとされ、この被覆
ワイヤーは絶縁性の端部ブロックの間に支持される。
又、この装置は導電性の補助直流電極を備えており、こ
の補助電極は電荷を付与すべき像面と向かい合って配置
される。従来のコロナ放電装置に於いては、導電性のコ
ロナ電極もまた細長いワイヤーとされ、コロナ発生電源
に接続されるとともに端部ブロックによって支持され
る。このワイヤーは導電性のシールドによって一部を囲
まれ、このシールドは通常は電気的に接地されている。
帯電されるべき面はシールドとは反対側にてワイヤーか
ら間隔を隔てられる。又、この面は導電性基体に取付け
られる。

或る形式のフォトリセプターを負に帯電するのが望ま
しいことの他に、例えばセレニウム合金のような他の形
式のフォトリセプターをそれが実際に正に帯電される前
に負に予備帯電させることがしばしば望まれる。負の予
備帯電は、現像したトナー像をコピーシートに転写した
後にフォトリセプターに残留する正の電荷を中立化させ
て、次の複写サイクルの準備として清浄化するのに使用
される。典型的にはこのような予備帯電コロトロンで
は、400から600Hzにて二乗平均値の平方根の値で4500か
ら6000ボルトの交流電位が印加される。この形式の典型
的な従来のコロナ放電装置は米国特許明細書第2,836,72
5号に一般的に示されている。これに於いては、細長い
ワイヤーとされた導電性のコロナ電極がコロナ発生交流
電源に接続されている。

負のコロナを発生するコロナ帯電装置を使用する場合
に、或る難点が見出された。様々な酸化窒素の類がコロ
ナによって発生されることが信じられており、又、これ
らの酸化窒素の類は固体面で吸着されるものと信じられ
ている。特に、これらの酸化の類は導電性のシールド並
びにコロナ発生器のハウジングによって吸着されるもの
と信じられている。このシールドは基本的には何れの導
電体で作ることができるが、典型的にはアルミニウムで
作られている。又、ハウジングは例えばガラス補強ポリ
カーボネートのような数多くのプラスチック構造材の何
れかによって作ることができる。このような酸化窒素の
類の吸着は、作動の間に酸化窒素の類を除去するととも
にオゾンを除去するために方向の定められた空気流をコ
ロナ発生器が与えられるという事実に拘わらずに、発生
する。事実、オゾン捕集のプロセスの間に、空気流は酸
化窒素の類を帯電装置の影響を受けた面積部分もしくは
装置のその他の箇所へ向けて流している。このような露
光の後、装置が停止されて長い時間にわたって休止され
ることになると、吸収されていた酸化窒素の類が次第に
解放（desorb）されることも見出されている。このよう
な解散は吸着に対する物理的な可逆プロセスである。こ
のような吸収され且つ又開放されるの類は何れも窒素物
質であるが、同じであるとは限らない。即ち、NO₂からH
NO₃に交換されている場合がある。従って、この装置の
作動が再開されたとき、休止時間の間にコロナ発生器と
向き合って停止されていたフォトリセプターの表面部分
に於ける幅を横断する範囲に関して、コピーで線像が消
えてしまったり像濃度が低下したりするようなコピー品
質の欠陥が認められている。開放された酸化窒素の類と
フォトリセプター層との間の相互作用のメカニズムは完
全には判っていないが、酸化窒素の類は何らかの方法で
フォトリセプターの表面と作用し合って横方向に於ける
電導率を高め、これによりトナーによって現像されるべ
き像形状の電荷をその状態に保持できなくしているもの
と確信される。このことは基本的には、狭い幅の像を不
鮮明にしたり流し去ってトナー像として現像されないよ
うにしてしまうのである。このような欠陥は従来のセレ
ニウム製フォトリセプターで認められてきた。セレニウ
ム製フォトリセプターは一般にセレニウムもしくはその
合金の薄層が像形成面として表面に真空蒸着された導電
性のドラム基体を有して構成されている。支持基体に１
つ又はそれ以上の数の導電性層を含んでいるプレート、
柔軟ベルト等のフォトリセプター形状にも難点が認めら
れる。支持基体は導電性とされるが、或いは導電性の層
で被覆され、その上から光導電性の層が被覆される。こ
の代わりに、少なくとも２つの電気的作動層、フォトジ
ェネレーティング層即ち電荷発生層、そして電荷移動層
を有して多層の導電性の像形成フォトリセプターを構成
できる。これらの各層は典型的には導電層に対して形成
される。このような層の更に詳しい説明は、米国特許明
細書第4,265,990号に記載されている。これらの異なる
全ての構造に於いて、或る幾つかの層は真空蒸着技術に
よって非常に薄い層として形成される。

更に、長い休止時間にわたって開放される酸化窒素の
類に長時間にわたって曝されると、線の欠陥即ち線が拡
がる程度が激しくなる。この欠陥の発生するメカニズム
は完全には判っていないが、15分程度の比較的短い時間
の後ですら、又、数時間に及ぶ休止時間の後に認められ
ている。弱い線に生じる欠陥やこれと同時に生じる像の
消え去りが認められる。開放される酸化窒素の類にフォ
トリセプターが曝される初期段階において、アルコール
でフォトリセプターを回復させることが可能である。何
故ならば、フォトリセプターと酸化窒素の類との間の反
応は正に表面に於いてのみ生じているからである。しか
しながら、長い時間が経過した後は、この反応はフォト
リセプターの層の中に侵入して、溶剤で洗浄することが
できなくなってしまう傾向を見せる。従ってこの問題
は、例えば装置が10000部程の複写運転に供された後に
一晩休止され、そしてオペレータがその装置を翌朝運転
開始したときに、線消えの欠陥が生じるのである。上述
したように、この欠陥は休止時間の長さに或る程度逆の
関係を有している。しかしながらこれに必要な時間は数
日間の程度となり、オペレータにとって容認できるもの
ではない。

同様な難問は負の直流電位が印加される予備帯電コロ
トロンに於いても発生する。コロトロンシールドをニッ
ケルメッキすることでこの問題点を解決しようとする試
みは制限された時間内でのみ成功した。これに於いて
は、ニッケルが酸化窒素の類と化合してニッケル硝酸塩
を形成する。これは潮解性塩であり、連続使用に於いて
空気中の水分によって湿らされ、液滴を形成してフォト
リセプターから落下するのに十分な量の液体として蓄積
されるのである。更にニッケル硝酸塩は緑の結晶であっ
て、粘着耐性フィルムよりは結合が弱い。負を帯電させ
る交流ダイコロトロン装置に於ける同様な難点を解消す
るためのその他の試みに於いて、シールドは先ずニッケ
ル層によって被覆され、続いて金メッキされた。しかし
ながら金が非常に効果であることから、金は極めて薄い
層としてメッキされ、引き続いてこの層は多数の孔を形
成して断続された。この金メッキは比較的不活性の表面
を形成するために理論化されたもので、この金メッキは
酸化窒素の類を吸収せず、即ち損傷された状態となるこ
とはない。しかしながら、このような孔の開いた金の薄
層を備えることによって、この金の下側のニッケル基体
は腐食して、予備帯電コロトロンに於けるのと同様にニ
ッケル硝酸塩を形成し、使用寿命が制限されることにな
るような同様な難問を生じるのである。

アルタベラその他に付与された米国特許明細書第4,58
5,320号はこの問題点を説明し、酸化窒素の類を吸着し
得る部材を鉛の薄層でメッキすることによる解決方法を
提案している。エウィングその他に付与された米国特許
明細書第4,585,323号はこの問題点を説明し、酸化窒素
の類を吸着した表面にニッケル、鉛、銅、銀及び亜鉛の
ような反応性金属を含有する塗料の薄層を連続して形成
することによって状態を改善することを教示している。
本願出願人の米国特許明細書第4,585,322号は同様にこ
の問題を取り上げて、部材に酸化窒素の類を吸着して中
立化させることができるアルキル金属珪酸塩を被覆する
ことを提案している。

更に、本願出願人の米国特許明細書第4,646,196号も
またこの問題を採り上げて、水酸化アルミニウムの導電
性の乾燥フィルムを提供している。このフィルムは部材
上の被覆としてグラファイトのような導電性粒子を含有
し、これが酸化窒素の類を吸着し中立化させることがで
きるのである。電極121は被覆として開示されている。

上述した米国特許明細書に記載されている被覆は応用
例に於いては満足できる程度の性能変化を与えることが
できるが、或る種の難点が発生する。コロナの中立化作
用に於いて最も一般的に有効な被覆は、アルキル金属珪
酸塩であり、特に、米国特許明細書第4,585,322号に記
載されているように水性媒体にグラファイトが懸濁され
ている珪酸カリウム、及び米国特許明細書第4,646,196
号に記載されているように懸濁グラファイトを有する水
酸化アルミニウムであった。特に、アルキル金属珪酸塩
の被覆は、スコロトロン帯電装置の導電性制御格子の被
覆として使用されたときに、コピー品質を劣化させるこ
とになるコロナ作用を中立化させる上で長寿命を示すと
いうことを特徴とする。これらの被覆は、比較的低い湿
度にて特に格子上に絶縁性粒子が形成されるという難問
の影響を受ける。特に８時間使用した後には、白色粉
末、恐らくアルキル金属硝酸塩もしくは炭酸塩、が格子
の上に蓄積されてしまう。格子上のこの白色粉末は帯電
装置に於ける静電関係を変化させてしまい、コロナ電極
（coronode）から制御格子へ導かれる電流及びフォトリ
セプターへ導かれる電流が制御不能な状態に変化を始
め、これによってフォトリセプターに予測不可能な不均
一な電荷を与えることになり、この結果としてコピー品
質が劣化してしまうのである。これを生じる正確なメカ
ニズムは完全には判明していないが、白色粉末による孔
の詰まり、被覆の抵抗特性、及び硝酸塩粉末の特性が組
み合って生じるものと信じられている。特に、フォトリ
セプターに導かれる電流に対する制御格子に導かれる電
流の比率は一般に制御格子の幾何学的形状によって決定
されるので、孔が詰まってしまうと、幾何学的形状並び
にフォトリセプターに導かれる電流に対する制御格子に
導かれる電流の比率が変化してしまう。硝酸塩粉末及び
炭酸塩粉末の抵抗特性はそれらの抵抗粉末層を横断する
電圧降下に等しい値だけ格子にかかる有効バイアスを変
化させる。そして最終的には、この特性は非均一な電界
を発生するものと信じられている。これは、一般にコロ
ナ電極からの電流を増大する傾向を見せるのである。

他方に於いて、米国特許明細書第4,646,196号に記載
されている水酸化アルミニウム懸濁液は、汚損を生じる
絶縁性の硝酸塩及び炭酸塩をスコロトロン格子上に形成
することはないが、珪酸カリウムに基づく装置に較べて
中立化させる寿命がたったの1/10しかないのである。

課題を解決するための手段 本発明によれば、像形成面に負の電荷を付与する改良
されたコロナ発生器が提供され、このコロナ発生器に於
いては、コロナ帯電ユニットによって発生され、そのコ
ロナ放電電極に隣接したコロナ帯電装置の少なくとも１
つの部材によって吸着され、そして休止時間に開放され
ることになる損害を与える酸化窒素の類は中立化される
のである。

本発明の基本的な概念によれば、酸化窒素の類を吸着
し開放する部材は、グラファイト粒子及びニッケル粉末
を含有する水酸化アルミニウムの導電性の乾燥フィルム
によって実質的に連続して被覆され、酸化窒素の類をそ
れらが発生されたときに中立化させるようになされるの
である。

本発明の他の基本的概念によれば、前記被覆はポリビ
ニルアセテート結合剤とされるのが好ましい結合剤を含
み、部材に対するフィルムの粘着性を与えるとともに、
フィルム基体での結合力を与えるようになされる。

本発明の更に他の基本的な概念によれば、酸化窒素の
類を吸着し解放する部材はスコロトロン帯電装置の導電
性のコロナ制御格子を含む。

本発明の更に他の概念によれば、格子は約0.1重量％
から2.0重量％のベリリウムを含有するのが好ましいベ
リリウム銅合金で作られる。

本発明の更に他の概念によれば、水酸化アルミニウム
のフィルムは、非水酸化物、水酸化物、酸化アルミニウ
ム三和物、或いはそれらの混合物として存在されるので
ある。

実施例 第１図を参照すれば、本発明のコロナ発生器10は誘電
材料で作られた比較的厚い被覆13を有する導電性ワイヤ
ー12として形成されたコロナ放電電極11を含んで構成さ
れていることが見られる。

電荷捕集面14が示されており、この電荷捕集面は通常
の電子写真装置に於ける光導電性面とされる。電荷捕集
面14は導電性基体15に担持されており、この導電性基体
は基準電位に、通常は装置の接地電位、に保持されてい
る。交流電源18が基体15とコロナワイヤー12との間に接
続されており、この交流電源の強さはワイヤー12の近く
でコロナ放電を引き起こすことができるように選定され
ている。導電性シールド20がワイヤーに関して帯電面と
反対側にてコロナワイヤーに接近させて配置されてい
る。

シールド20にしスイッチ22が接続されている。このス
イッチはその位置に応じて電荷中立化モード或いは電荷
付与モードの何れかにてコロナ発生器を作動させるよう
になっている。図示されたスイッチ22の状態では、コロ
ナ発生器のシールド20はリード線24によって接地されて
いる。この位置に於いて、面14とシールド20との間には
DC電界が発生されず、コロナ発生器は面14に存在する全
ての電荷をACサイクルによって中立化させるように作動
する。

点線で示される位置にスイッチ22が位置されると、シ
ールドは直流電源23又は27の一方の端子に接続され、そ
の電源の他方の端子はリード線26によって接地される。
これにより、面とシールド20との間に直流電界が確立さ
れる。この位置に於いて、コロナ発生器は面14に電荷を
付与するように作動し、その電荷の極性及び強さはシー
ルド20に印加された直流バイアスの極性及び強さに応じ
て決まる。

コロナワイヤー12は通常の方法で両端を絶縁性の端部
ブロック（図示せず）により支持される。これらの端部
ブロックはシールド構造体20の端部に取付けられる。こ
のワイヤー12は、ステンレススチール、金、アルミニウ
ム、銅、タングステン、プラチナ等のような何れかの通
常の導電性のフィラメント材料によって作られる。ワイ
ヤー12の直径は重要ではないが、典型的には0.127から
0.381mm（0.5から15mil）の範囲とされ、好ましくは約
0.229mm（9mil）とされる。

適当な誘電材料が被覆13に使用できる。この被覆13は
印加されたコロナ交流電圧の下で破壊することのないよ
うに、又、コロナ発生器に於ける状態の下の化学作用に
対して耐えるものでなければならない。無機質の誘電材
料が有機質の誘電材料よりもより安定して性能を発揮す
ることが見出されている。これは、無機質の誘電材料の
方が絶縁破壊電圧が一層高く、又、コロナ環境の中での
化学反応に対する耐性が強力であることによる。

本発明のコロナ発生器に使用される誘電被覆13の厚さ
は、それを通して伝導電流即ち直流電荷電流が実質的に
流れないようになされる。典型的にはこの厚さは、ワイ
ヤーと誘電材料の組み合わさった厚さが0.178から0.762
mm（７から30mil）の範囲となり、且つ誘電材料の厚さ
が典型的には0.0508から0.254mm（２から10mil）である
ようになされる。絶縁破壊強度が4KHzで78.7V/mm（2KV/
mil）を超え、厚さが0.0508から0.127mm（２から5mil）
の範囲のガラスが誘電被覆材料として満足の行く性能を
発揮することが経験的に見出された。周波数又は厚さが
低下するに連れて、その絶縁破壊強度（V/mm（2KV/mi
l））は通常は増大する。選択されるガラス被覆は巣や
内包物があってはならず、又、それが付着されるワイヤ
ーに対して十分良好な接触性即ち濡れ性を有していなけ
ればならない。その他の可能とされる被覆はアルミナ、
ジクロニア、ボロン硝酸塩、酸化ベリリウム及びシリコ
ン硝酸塩のようなセラミック材料である。これはコロナ
内にて十分に安定した有機質の誘電材料も使用すること
ができる。

交流電源18の周波数は商業的に使用される60Hzから数
メガHzに至る非常に広い幅で変化させることができる。
この装置は4KHzにて作動テストされ、十分に満足に作動
することが見出された。

シールド20は半円形として示されているが、電子写真
帯電装置に於けるコロナシールドに使用する何れかの通
常の形状を使用することができる。事実、シールド20の
機能はあらゆる導電性部材、例えば裸線、によつてワイ
ヤー付近にて達成されることができ装置の満足の行く作
動を得るために正確な位置が重要とならないのである。

図示したようにスイッチ22が接続されてシールド20が
接地されると、この装置は面14に存在する全ての電荷を
中立化させるように作動する。これは、直流電荷電流が
誘電被覆13及びワイヤー12の厚さによって電極11を通し
て流れないという事実の結果として引き起こされるので
ある。

第１図を参照すれば、特定の電荷を像形成面に付与す
るための本発明のコロナ発生器の作動は、スイッチ22を
点線で示された一方の位置へ移動させ、これにより面15
に対して正の極性又は負の極性の何れかの直流電位をシ
ールドに印加することによって、達成される。

帯電作動に於いては、典型的には、コロナ電極に印加
される交流電圧は周波数1KHzから10KHzにて4KVから7KV
の範囲とされる。像形成部材の導電性基体が接地電位に
保持されているので、約800Vから約4KVの負の直流バイ
アスがシールドに印加される。上述したダイコロトロン
装置の作動の更に詳細な内容については、デービスその
他に付与された米国特許明細書第4,086,650号を参照さ
れたい。

再び第１図を参照すれば、シールド20は少なくともそ
の頂部が、グラファイト粒子及びニッケル粉末を含有す
る水酸化アルミニウムの実質的に連続する薄い導電性の
乾燥フィルム28によって被覆され、ダイコロトロンが付
勢されたときに発生される酸化窒素の類を中立化させる
ようになす。典型的にはこの乾燥フィルムは乾燥させ
る。即ち液体懸濁液、好ましくは水、を脱水することに
よって形成される。これは、シールド基体に対して多少
ゲル状の被覆として塗布される。典型的には、グラファ
イトは懸濁液の全重量の約７から13％の範囲の量が含有
される。このグラファイト粒子は典型的には約0.04μｍ
から約22μｍの寸法とされる。粉末ニッケルは懸濁液の
全重量の約３〜５％の範囲の量が含有される。典型的に
はニッケル粉末は約1.1μｍから約34μｍの寸法の粒子
を有してなる。更に、フィルムの全重量の約10％迄の僅
かな量の珪素のような非反応性充填物質が被覆懸濁液に
含有される。このような非反応性の充填物質はコロナ環
境に対する耐性をフィルムに与える。金属粒子のような
反応性の導電性の充填物質は好ましくない。何故なら
ば、それらは酸化窒素の類と反応して硝酸塩粉末を形成
することになるからである。

このような組成によって満足な性能を発揮することは
できるが、被覆組成に結合剤を含ませてフィルムの機械
的な特性、例えば被覆されるべき基体に対する接着性や
乾燥フィルム母体の結合性、を向上させるようにするの
が好ましい。典型的には、このような結合剤は水溶性
で、且つ乾燥された導電性のフィルムにその全重量の約
34重量％迄存在する懸濁可能な樹脂とされる。ポリビニ
ルアセテートが典型的なこのような結合剤である。

グラファイト粒子及び粉末ニッケルを含有する水酸化
アルミニウムの実質的に連続した薄い導電性の乾燥フィ
ルムは、水溶液即ち懸濁液を被覆すべき面に対して薄い
フィルム状に塗布することによって形成される。典型的
にはこの乾燥フィルムは、静電スプレーを含むスプレ
ー、ペイントと同様な刷毛塗り、或いは浸漬被覆によっ
て被覆懸濁液を塗布することで形成することができる。
室温乾燥及び高温乾燥を含む乾燥によって、この液状フ
ィルムは脱水されて凝集したフィルムを形成するのであ
り、被覆すべき面に対して強力な剛性的な接着結合力を
有するのである。この懸濁液はかなりの長期間にわたっ
て酸化窒素の不可逆的な中立化を行うことで消耗されな
いような厚さに塗布される。典型的には、無孔の実質的
に均一な連続する層として約0.0076から約0.0254mm（0.
3から1.0mil）の厚さの乾燥フィルムを形成するような
厚さに塗布される。このフィルムは所望されるように単
層又は複層として形成されることができる。グラファイ
ト粒子及び粉末ニッケルを含有する水酸化アルミニウム
が硝酸塩や炭酸塩を形成及び蓄積することなく中立化す
ることのできる長い使用寿命を有することの正確なメカ
ニズムは判明していない。しかしながら、水酸化アルミ
ニウムが酸化窒素の類と化合して不可逆反応でアルミニ
ウム硝酸塩を形成するものと信じられているが、白色粉
末は認められていない。このようなメカニズムはフォト
リセプターを酸化窒素の類に対して露出させる可能性を
完全に排除するのである。白色粉末が全く認められてい
ないことから、この反応は分子規模に於いてゆっくりと
行われ、反応生成物は元のフィルムに分散されて残され
るので肉眼では認められないものと信じられる。更に、
乾燥によって形成された付着フィルムは非水酸化アルミ
ニウム、酸化アルミニウム三水和物、或いはそれらの混
合物として存在するものと信じられている。酸化アルミ
ニウム水和物の反応を特徴付ける１つの方法は水酸化ア
ルミニウムで表され、これに於いて水酸化アルミニウム
は酸化窒素の類の存在の中で次の反応式に応じてベース
として作用する。

Al(OH)₃＋１HNO₃ →Al(OH)₂NO₃＋１H₂O フィルム中のニッケル粉末は酸化窒素の類を中立化さ
せる作用をも発揮するが、これは実質的には塩を形成し
ないで行われる。これに関して、ニッケル粉末は多少変
わっている。ニッケル粉末の存在はグラファイト粒子の
存在によってフィルムに与えられる導電性をも高めるの
である。

第２図は本発明によるダイコロトロンの好ましい実施
例を示している。第２図に於いて、ダイコロトロンワイ
ヤー30は端部ブロック35に係止された両端のアンカー31
の間に支持されている。導電性シールド34はチューブ状
の構成されており、ハンドル36によってハウジング39の
底部にスライド可能に取付けられるようになっている。
このシールドはリーフばねに対する内面上のスライド接
点を介して電源に接続されており、これは更に直流ピン
コネクター（図示せず）に対して接続されている。電源
の電位は装置の機能に応じて正、負、又はゼロ（接地）
とされる。これは、ハウジング39内に挿入されると所定
位置に保持ばね部材38によって固定される。装置に挿入
されると、高圧接点ピン33が交流電源に対する所要の接
触を確立する。導電性シールド34に加えて、ハウジング
39は２つの垂直に延在する側部パネル32を有して構成さ
れている。このパネルはダイコロトロンワイヤーの全長
に沿って延在されている。シールドの頂面及び内面の両
方ともがグラファイト粒子及びニッケル粉末を含有する
水酸化アルミニウムの実質的に連続した薄い乾燥フィル
ムを有している。更に、ハウジング39の実質的に垂直に
延在するパネル32も本発明によるフィルム40で被覆され
ることができる。ハウジング39はガラス充填ポリカーボ
ネートのような何れかの適当材料によってモールドされ
た単体部片として形成されることができる。

第４図及び第５図は本発明による他の好ましい実施例
を示している。この実施例はスコロトロンの導電性のコ
ロナ制御格子を被覆する上で本発明を具現している。第
４図に於いて、スコロトロン57は２つの直線的なピン電
極アレー58及び59を含んで示されている。これらの電極
アレーは絶縁性の端部ブロック組立体61及び62の間に支
持されている。導電性のコロナ制御格子64は直線ピンア
レーの頂部に配置され且つスクリュー65によって所定位
置に係止され、リード線66によって電源に接続されてい
る。直線ピン電極アレー58及び59の両方ともリード線67
によって電源に接続されている。このような装置は負の
電荷コロナ発生器として使用される。これに於いては、
格子に印加される高圧直流電源は約−800ボルトもしく
はそれに間隔を隔てて密接された像形成面の所要電圧に
非常に近い電圧とされる。２つの直線ピン電極アレーに
印加される電位は約−6000から約−8000ボルトの範囲で
ある。この組立体全体は３つの射出モールド成形された
プラスチック製の支持ストリップの間にクランプされて
支持される。この構造に於いて、鋸歯のような形状の２
つの直線的なピンコロナ電極はその幾何学的形状によっ
て垂直方向の電界及び電流を発生し、発生全電流に対し
て光導電性部材に流れる電流を高効率となす。格子はレ
ベリング装置として作用し、帯電される基体の台を制限
するような基準電位を与える。本発明によれば、この格
子はグラファイト粒子及び粉末ニッケルを含有する水酸
化アルミニウムの実質的に連続したい薄い導電性の乾燥
フィルムを被覆される。本発明の特に好ましい実施例に
於いては、格子はベリリウム銅合金で作られる。何故な
らば、ベリリウム銅合金はステンレススチールのような
他の金属と比較した場合に酸化窒素の類の作用が軽減さ
れるからである。典型的には、ベリリウムはその合金内
に重量に約0.1重量％から約2.0重量％の量だけ存在す
る。好ましい合金はカッパー デベロプメント アソシ
エート172（CAD172）であり、ベリリウムは1.8重量％で
ある。特に好ましい実施例では、ピン電極は同じベリリ
ウム銅合金によって作られる。

幾つかの異なる被覆の効率が第４図及び第５図の両方
にしめつけるようなピンスコロトロンアレー及び格子を
使用して、ステンレススチールで作られた格子並びにベ
リリウム銅合金で作られた格子に関して評価された。

テストに於いて、スコロトロンスクリーン即ち格子は
−1000ボルトの共通の電圧にてテスト台で駆動された。
電圧は２ミリアンペアのコロナ電流を発生するように印
加された。テストは高湿度で、消えの生じる状態で行わ
れた。スクリーンは裸のアルミニウム面から3mm（0.118
in）の間隔とされた。スクリーンは上述したように選択
された被覆を施された。約48時間の周期でスコロトロン
を時効台から取り外し、ピンを洗浄してそのスコロトロ
ンを電子写真複写機ゼロックス1065（商品名）に挿入
し、コピーをとって評価した。スコロトロンは20分にわ
たって「脱気」即ち酸化窒素の類の解放を行なわれた。
テストパターンの幾つかのコピーがとられ、次の取り決
めに応じてパーキング消えレベルが採点された。

レベル0:何れのコピーにも消えが認められない レベル1:像の僅かな白明化が認められる 76.3mm（3in）長より短く25.4mm（1in）幅よりも狭い小
さな寸法 レベル2:像の中間的な白明化が認められる 152.4mm（6in）長より短く25.4mm（1in）幅よりも狭い
中間的な寸法 レベル3:端縁に於ける像の白明化が認められ、欠陥の中
央部が元の像の濃度に近い濃度に僅かに黒ずんでいる 152.4mm（6in）長より短く25.4mm（1in）幅よりも狭い
中間的な寸法 レベル4:端縁に於ける像の白明化が認められ、欠陥の中
央部が芽立って黒ずんでいる 152.4mm（6in）長より長く25.4mm（1in）幅よりも広い
大きな寸法 レベル5:縁部で像が見られず、欠陥中央部は非常に黒い 152.4mm（6in）長より長く25.4mm（1in）幅よりも広い
大きな寸法 上述で定義した測定基準に於いて、レベル３の消えは
ほとんど全ての複写、即ちプリント像を生じるプリント
の応用例に於いて満足される。幾つかの応用例でレベル
１の消えは満足されない。

テストドキュメントを各々作り、続いてスコロトロン
がテスト台に戻された。テストは500時間にわたって行
われた。パーキング消え／時間トラックの性能が次の例
に関して作られた。例1a、1bは比較を目的とするだけの
ものである。

例1a、1b スクリーンが米国特許明細書第4,646,196号に記載さ
れているようにエレクトロダッグ121（商標）を被覆さ
れた。アチソン、コロイド カンパニー、ミシガン州ポ
ート ヒューロンから入手できるエレクトロダッグ121
は無機質結合剤の中に半コロイド状のグラファイトが懸
濁された溶液であり、350℃にて１時間で硬化して硬質
導電性被覆を形成する。又、これは77.5重量％の水、1
4.5重量％の酸化アルミニウム水和物、７重量％のグラ
ファイト及び約１重量％のポリビニルピロリドンを含有
していると信じられている。スクリーンの両面にこの組
成物をスプレーされ、テスト台に配置される前に乾燥さ
れた。例1bはベリリウム銅スクリーンであり、例1aはス
テンレススチール304である。テスト結果は表１に表示
されている。

例２、2b 被覆組成が粉末ニッケルを含有し、また、懸濁液全体
に対して約21重量％の固体内容物を有し、この固体内容
物が、該固体内容物を100重量％として、約14.5重量％
の酸化アルミニウム水和物、36重量％のグラファイト、
36重量％のニッケルおよび8.5重量％の珪素を含有する
ものと信じられている点を除いて、例１の手順が繰り返
された。

ステンレススチールスクリーンのテスト結果は例2aと
して、ベリリウム銅スクリーンのテスト結果は例2bとし
て表２に表示されている。

例3a、3b 被覆組成物の固体内容物が、この固体内容物を100重
量％として、約54重量％のグラファイトおよび18重量％
のニッケルを有すると信じられることを除いて、例2a及
び2bの手順が繰り返された。ステンレススチールスクリ
ーンのテスト結果は例3aとして、ベリリウム銅スクリー
ンのテスト結果は例3bとして表３に表示されている。

例４〜６ 全ての評価されたスクリーンはベリリウム銅合金172B
eCu製とされ、次に示すような３つの異なる被覆組成が
約75、125、175、225、300、350及び400時間について評
価された点を除いて、例１の手順が繰り返された。

例４ ベリリウム銅合金のスクリーンはニッケル金属を約0.
0127mm（0.5mil）の厚さにメッキされた。

例５ ベリリウム銅合金のスクリーンが例1a及び1bの組成物
を被覆された。

例６ ベリリウム銅スクリーンが、懸濁液全体に対して約2
5.5重量％の固体内容物と、接着を促進するためにポリ
ビニルアセテートコーモノマーを形成するように低レベ
ルの加水分解によって改良された30.5重量％のポリビニ
ルアセテートとを有すると信じられる組成物であって、
固体内容物が、この固体内容物を100重量％として、約1
0重量％の酸化アルミニウム水和物、35重量％のグラフ
ァイト、15重量％のニッケルおよび5.5重量％の珪素を
含有する組成物で被覆された。

このテスト結果は表４に表示されている。

従来例1a、1b、４及び５を本発明による例2a、2b、3
a、3b及び６と比較すると、本発明の実施によって達成
された機能寿命の改善が示される。例2aを例1aと比較す
ると、ステンレススチールスクリーンに於ける消えレベ
ルの多少控え目な改善が示され、本発明による被覆組成
物の改良された性能は例2bと例2aとの比較に於いて顕著
に示され、ベリリウム銅基体を使用した場合には500時
間にわたって消えレベルの劣化がないことを示してい
る。同様に、例3bと1bとを比較すれば、消えレベル１が
発生する前に500時間が経過している。例3aを参照すれ
ば、ステンレススチール基体に対する乾燥フィルムの接
着不備に起因すると信じられる結果が現われている。例
６は優れた性能を示しており、接着且つ結合を促進する
結合剤の添加されたときにこれが達成されることを示し
ている。従って、十分に有効な寿命の延長は、本発明の
組成を帯電装置に使用して帯電作動の間に発生した酸化
窒素の類を中立化するように使用することで実現できる
ものと確信される。優れた腐食耐性、耐水性の接着被覆
を有する本発明の帯電装置は、帯電装置の機能を制限し
てしまうような絶縁性の硝酸塩が過度に付着することを
生じない。ベルト銅合金が使用された本発明の好ましい
実施例に於いては、何れかの特定の理論で束縛すること
を望むわけではないが、本発明による被覆はベリリウム
銅合金の酸化物の形成を防止し、これにより酸化窒素の
類に対してベリリウム銅合金が行う中立化の作用を抑制
してしまうような酸化遮断層の形成を防止するものと確
信される。

ここで参照した全ての特許及び論文はそれらの全ては
ここに参照することで導入される。

本発明は特定の実施例に関して説明されたが、当多く
の代替、変更及び変化が自明となろう。特許請求の範囲
の欄に記載された精神及び範囲に含まれるそれらの全て
の代替例及び変更例は本願に包含されることが意図され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるコロナ放電装置の横断面を示す
図面。 第２図は、本発明によるダイコロトロンの好ましい実施
例の斜視図。 第３図は、本発明によるコロトロンの他の好ましい実施
例を示す斜視図。 第４図は、本発明によるスコロトロンの他の好ましい実
施例を示す斜視図。 第５図は、第４図に示したスコロトロンに使用されてい
る制御格子の拡大図。 10……コロナ発生器、11……コロナ放電電極、12……導
電性ワイヤー、13……被覆、14……電荷捕集面、15……
基体、20……シールド、30……ダイコロトロンワイヤ
ー、35……端部ブロック、34……導電性シールド、39…
…ハウジング。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基準電位に保持された導電性基体に担持さ
   れている像形成面に負の電荷を付与するコロナ発生器で
   あって、 絶縁性の端部ブロックの間に支持された少なくとも１つ
   の細長い導電性のコロナ放電電極と、 前記コロナ放電電極に隣接した少なくとも１つの部材
   で、前記コロナ放電電極が付勢されたときに発生する酸
   化窒素の類を吸収し、かつ前記電極が消勢されていると
   きに酸化窒素の類を開放可能な少なくとも１つの部材
   が、グラファイト粒子及び粉末ニッケルを含有する水酸
   化アルミニウムの実質的に連続した薄い導電性の乾燥フ
   ィルムによって被覆されており、該フィルムは懸濁液の
   全重量に対して約７から約13重量％のグラファイトおよ
   び約３から約10重量％のニッケルを含有する水酸化アル
   ミニウムの懸濁液から形成されていることを特徴とする
   コロナ発生器。