JPH04233560A - 均一帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔発明の分野〕本発明は電荷を近接面に付
着させる帯電装置に関し、より詳しくはスコロトロンと
しても作用するコロトロン状コロナ帯電機構（以下コロ
スコロトロンという）に関する。本装置は電子写真複写
装置に使用可能で、イオン流を直接結像面に発生させて
、その面上で静電電荷を変化または帯電させる。

【０００２】〔発明の背景〕電子写真複写技術において
、静電電荷を結像面上に均一に付着させることが必要で
ある。この静電電荷は後で光学像を含む情報を露光させ
て、選択的に消散させ、静電潜像を形成する。静電潜像
は現像され、現像された像が支持面に転写され原稿の最
終コピーが形成される。

【０００３】露光の前に電子写真複写装置の結像面を予
め帯電させることに加えて、コロナ装置が電子写真法に
おける他の種々の機能を実行するのに使用される。例え
ば、コロナ装置は再使用可能な感光体からの静電トナー
像の転写部材への転写、ペーパーの結像部材への添着お
よびこれからの剥離、さらに結像面へのトナーの付着前
、付着中および付着後の状態をこれによって再生された
電子写真複写の質を改善させる働きをする。

【０００４】直流および交流式のコロナ装置が、上述の
多くの作用を実行するのに使用される。

【０００５】上述のタイプの複写装置に使用されるコロ
ナ放電装置の従来の型式が概略、米国特許第２，８３６
，７２５号に開示されている。この特許装置において、
長尺ワイヤの形をなす導電性コロナ電極はコロナ発生直
流電圧に接続されている。このワイヤは普通電気的に接
地された導電性シールドによって部分的にとりまかれて
いる。帯電された面がシールドの反対側でワイヤから間
隔がおかれており、接地された基板に取り付けられてい
る。あるいは別の方法として、上述のタイプのコロナ装
置が米国特許第２，８７９，３９５号の方法でバイアス
することができる。この方法において、交流コロナ発生
電位が導電位ワイヤ電極に印加され、また直流電位が電
極を部分的にとりまいている導電性シールドに印加され
て、電極から帯電されるべき面へのイオン流を調節する
。他のバイアス機構は従来技術において公知であり、こ
こでは詳細な説明は省略する。

【０００６】コロトロンおよびスコロトロン両者の特性
をある程度示す帯電装置がある。基準スクリーン、すな
わち、最初レシーバにとって不明瞭なことなくコロノー
ドが「見える」程度の比較的大きい目を有する一連のワ
イヤも使用されている。この目はコロトロンの特性とな
り、またワイヤスクリーンがスコロトロンの特性をもた
らす。概して、この種の装置は接地されたシールドで作
動するので、極めて非能率的である。

【０００７】これらの問題を解決する種々の方法がこれ
までにとられてきた。例えば、米国特許第３，７１７，
８０１号にはコロナ電流とともに導電性受信面に放電す
る複数のコロノードを有するシールドレスコロナ装置が
開示されている。複数コロノードコロナ装置は受信媒体
の下方に取り付けられ、不規則な帯電を吸収し、消散さ
せるのに用いる。米国特許第３，９３７，９６０号は電
子写真複写装置のコロナ帯電装置に関するものであり、
この装置はコロノード放電ワイヤの上方に調節可能に取
り付けられた可撓性制御板を用いて導電面の帯電中コロ
ナ放電電極によって発生された電界強度を変える。

【０００８】上述の帯電問題を解決する試みはある程度
成功をおさめたが、完全に満足のいくまでには至ってい
ない。

【０００９】〔発明の概要〕従って、ハイブリッドコロ
スコロトロンはコロノードを用いることが明らかにされ
ている。このコロノードはイオン帯電電流が感光体面に
放電し、かつ、上方電極に被覆された突出した酸化ルテ
ニウム上方に間隔配置されている。より詳しく説明する
と、コロスコロトロンは絶縁板上の一対の導電電極のた
めの従来のシールド構造を不要とすることが明らかにさ
れている。この絶縁板はイオン放電電極に対して、下方
にかつ突出状態で取り付けられ、放電イオンを感光体面
に向け直す。

【００１０】〔図面の簡単な説明〕本発明の前記および
他の特徴は、さらに明細書、特許請求の範囲を読むこと
により、および次の図面からより明白になるであろう。 図１は本発明に関する特徴を用いる電子写真複写装置を
概略的に示す平面図である。図２は図１のコロスコロト
ロン装置であり、帯電ユニットとして使用された本発明
の側面図である。図３は本発明の装置によって得られた
電荷を種々の帯電速度（ｃｍ／秒）で示したグラフであ
る。

【００１１】以下図面を参照して本発明をさらに詳細に
説明する。図において、同じ参照符号を同一部材に対し
て統一して用いる。図１は本発明の改良されたコロスコ
ロトロン装置に組み合わせた電子写真複写装置の種々の
要素を概略的に示す。

【００１２】電子写真複写技術は公知であるから、図１
に用いられた複写装置の種々の処理ステーションは以後
概略的に示し、その動作については参考までに簡単に説
明する。

【００１３】図１に示すように、図示の電子写真複写装
置はその上に光導電面を有するベルト１０を用いている
。この光導電面はセレニウム合金で作られるのが好まし
い。ベルト１０は矢印方向に移動し、光導電面を連続部
分をその移動経路のまわりに配置された種々の処理ステ
ーションに進行する。

【００１４】最初に、光導電面の一部が帯電ステーショ
ンＡを通過する。帯電ステーションＡにおいて、本発明
によるコロナ発生装置８０は光導電面を比較的高い実質
上均一な電位に帯電させる。

【００１５】次いで、光導電面の帯電部が結像ステーシ
ョンＢに進行させる。結像ステーションＢにおいて、文
書処理ユニット１５が原稿１６を下向きにして露光シス
テム１７上に位置付けする。露光システム１７は透明プ
ラテン１８上に配置された原稿１６を照射するランプ２
０を含んでいる。原稿１６から反射した光線がレンズ２
２を介して伝達される。レンズ２２が原稿１６の光像を
ベルト１０の光導電面の帯電部上に焦点付け、その電荷
を選択的に消散させる。これによって原稿内に含まれる
情報域に対応する光導電面上に静電潜像が記録される。 次に、ベルト１０が光導電面上に記録された静電潜像を
現像ステーションＣに進行させる。プラテン１８が可動
に取り付けられ、かつ、矢印２４の方向に移動して複写
される原稿の倍率を調節できるように構成されている。 レンズ２２がベルト１０と同期して移動するので、原稿
１６の光像がベルト１０の光導電面の帯電部上に焦点付
けられる。

【００１６】文書処理ユニット１５はオペレータによっ
て載置された積み重ね文書から文書を通常の順方向頁順
で文書スタック保存トレイに順次供給する。文書処理ユ
ニットはトレイ上に支持されたスタックに文書を循環さ
せる。文書処理ユニットは複写されるべき情報を含んで
いるペーパーまたはプラスチックの種々の大きさおよび
重さを有する文書を連続的に順序よく供給するように適
用されている。保持トレイ中に配置された原稿の大きさ
および複写シートの大きさは計測される。

【００１７】文書処理ユニットについて説明したが、当
該技術では原稿の大きさは文書処理ユニット以外にプラ
テンにおいても測定可能なことは明白である。この寸法
の計測は、文書処理ユニットを含まない、または処理者
が文書をプラテンから取り上げなければならないＡ３サ
イズすなわち１１インチ×１７インチ（２８センチメー
トル×４３センチメートル）の文書をコピーしたり、寸
法の大きい文書をコピーの目的で手でプラテン上に配置
する場合には、複写または印字装置に必要である。

【００１８】引き続き図１を参照して、現像ステーショ
ンＣにおいて、一対の現像ブラシローラ２６、２８が現
像剤を進行させ静電潜像に接触させる。潜像が現像剤の
キャリア粒子からトナー粒子を吸引して、ベルト１０の
光導電面上にトナー粒子像を形成する。

【００１９】ベルト１０の光導電面上に記録された静電
潜像が現像された後、ベルト１０がトナー粒子像を転写
ステーションＤに進行させる。転写ステーションＤにお
いて、複写シートがトナー粒子像と接触するように移動
される。転写ステーションＤは複写シートの裏面にイオ
ンを吹き付けるコロナ発生装置３０を含んでいる。この
コロナ発生装置が、ベルト１０の光導電面から複写シー
トにトナー粒子像を吸引する。転写後コンベヤ３２が複
写シートを定着ステーションＥに進行させる。

【００２０】複写シートがトレイ３４から転写ステーシ
ョンＤに供給される。トレイが複写シートの大きさを検
出し、これに関する電気信号を制御部３８内のマイクロ
プロセッサに伝送する。同様にして、文書処理ユニット
１５の保持トレイがスイッチを含んでいる。この保持ト
レイが原稿の大きさを検出し、これに関する電気信号を
発生する。この発生された電気信号も制御部３８のマイ
クロプロセッサに伝送される。

【００２１】定着ステーションＥは定着アセンブリ４０
を含んでおり、転写されたトナー粒子像を永久的に複写
シートに定着させる。定着アセンブリ４０は加熱定着ロ
ーラ４２およびバックアップローラ４４を含んでいる。 トナー粒子像を定着ローラ４２に接触するようにして複
写シートが定着ローラ４２とバックアップローラ４４間
に通過される。このようにして、トナー粒子像が永久的
に複写シートに定着される。

【００２２】定着後、コンベヤ４６が複写シートを、反
転セレクタとして機能するゲート４８に移送する。ゲー
ト４８の位置に応じて、複写シートがシート反転器５０
の方に向けられるかあるいはシート反転器５０をバイパ
スして直接第２決定ゲート５２に供給される。従って、
反転器５０をバイパスする複写シートはゲート５２に到
達する前にシート経路のコーナで９０°回転する。ゲー
ト４８がシートを上向きにさせ、これによって転写され
定着された像側が上向きにされる。反転器５０への経路
がとられた場合、反対側が複写面となる。すなわち、最
終印字面が裏面になる。第２決定ゲート５２がシートを
出力トレイ５４に向けるか、またはシートを反転させる
ことなく、第３決定ゲート５６に移送できるように移送
経路に偏向する。ゲート５６はシートを反転させること
なく複写装置の出力経路に直接送るか、またはシートを
直接両面複写用反転ローラ５８に移送する。ローラ５８
が両面複写用トレイ６０で両面複写されるべきシートを
反転し積み重ねる。このときゲート５６はそのように方
向付けられる。両面複写用トレイ６０は、片側に印字さ
れ次いでその反対側に印字される、すなわち、両面複写
されるシートの中間またはバッファ貯蔵部となる。ロー
ラ５８によってシートが反転されるために、調整された
シートが両面複写用トレイ６０に下向きに積み重ねられ
る。シートは両面複写用トレイ６０に複写された順序に
従って順番に積み重ねられる。

【００２３】両面複写を完成させるために、トレイ６０
中の初めに片面複写されたシートが下方フィーダ６２に
よって順次コンベヤ５９に供給され、シートの反対側に
トナー粒子像を転写させるべく転写ステーションＤに帰
還される。コンベヤ１００および６６がシートを反転さ
せるように経路に沿って進行させる。しかし、最下層の
シートが両面複写用トレイ６０から供給されれば、複写
シートの適切な、すなわち非複写側が転写ステーション
Ｄでベルト１０と接触するように配置される。従って、
ベルト上のトナー粒子像がシートに転写される。こうし
て、両面複写シートが前回の片面複写シートと同じ経路
を通って、トレイ５４に積み重ねられ、複写装置のオペ
レータによって順次取り除かれる。

【００２４】複写装置の動作について説明する。例外な
く、複写シートはベルト１０の光導電面から剥離された
後、ある一定の残留粒子がベルト１０に付着したままに
なる。この残留粒子は清掃ステーションＦにおいて光導
電面から除去される。清掃ステーションＦはベルト１０
の光導電面と接触する回転可能な繊維ブラシ６８を含ん
でいる。残留粒子ブラシ６８の回転によってこれと接触
するベルト１０の光導電面から清掃される。清掃処理に
引き続き、放電ランプ（図示省略）が光導電面に光を照
射して、次に続く結像サイクルのために、帯電される以
前に光導電面に残っている残留静電電荷を消散させる。

【００２５】次に本発明の概念につき説明する。図２、
図３を参照して、コロスコロトロン８０が水平に配置さ
れ、例えば５０００Ｖの直流高電圧源８１に接続され、
かつ、絶縁部材８７によって上方電極８２より約２ｍｍ
上方に配置されたコロナニードル８９の形をなすコロノ
ードから成る。上方電極８２は直流電源９０に接続され
、ガラスバインダ中の酸化ルテニウムのコーティングか
ら成る。コロスコロトロンはさらに電源８４に接続され
た基準銅電極８３から成る。酸化ルテニウムでコーティ
ングされた上方電極８２は０．６３ｍｍ厚のアルミナ部
材８５によって銅電極８３から分離されている。酸化ル
テニウムガラスでコーティングされた電極８２の目的は
イオンポンピングフリンジ電界を提供することである。 すなわち、「ポンピング」電極の表面抵抗は電極から近
接して離れている高電圧コロノードをアークから回避さ
せるのに十分高い値である。この電極の表面抵抗の好ま
しい範囲は１０７　から１０１０オーム／平方であるこ
とがわかっている。電極８３はバイアス電圧の印加され
たベルト１０の光導体の上面から約１．５ｍｍ離れてい
る。厳密には、コロナニードル８９は駆動電極８３のエ
ッジから水平方向に約２ｍｍオフセットしており、さら
に電極８２の上面から約２ｍｍ離れている。こうして駆
動電極がフリンジ電界を形成してコナノードによって放
出されたイオンをベルト１０の光導電面の方に押しやる
。この新規な帯電方法および装置によれば、種々の形状
、例えばピン状、ノコギリ歯状等の形状のコロノード８
９がイオンを放出する。放出されたイオンは、電極８２
、絶縁スペーサ部材８５およびイオン源と電荷レシーバ
間に配置された電極８３によって形成されたサンドイッ
チ部材のエッジで発生されるフリンジ電界によって制御
される。正帯電の場合、コロノードはワイヤまたは刃の
エッジの形であるのが好ましい。帯電電圧が正確に漸近
的でない真のスコロトロンでなくても、スコロトロン８
０は高い帯電効果を呈し、図３のグラフによって証明さ
れるように相当なレベルまたは均一性を示す。

【００２６】図３に示すグラフを参照して、本発明の装
置はコロスコロトロン式に動作する。すなわち、制御可
能な電圧が絶縁レシーバに印加される。図３は、表示さ
れた速度で帯電された後、電位計が表面電位をトレース
し、電荷受容絶縁体の動きと直交して走査した状態を示
す。電荷がセンターから３ｍｍ離れたコロナ放出ニード
ルの先端から導出され、また比較的均一な表面電位が各
処理速度で示されるので、水平化機能が確認される。

【００２７】図２はコロナ放出ニードル８９の平面を示
す。ニードルはセンターから約３ｍｍ離れ、平行な駆動
電極８２から２ｍｍ離れて取り付けられている。電極８
２は低導電性であり、酸化ルテニウムまたはこれと同等
の非腐蝕性フィルムから成り、基準電極として作用する
下方面上にコーティングされたアルミナまたはこれと同
等の強固な絶縁基材上に支持されている。約−５ＫＶの
電位がコロナ放出ニードル列に印加される。一方、−５
００Ｖ程度の基準電位が制御電極８３に印加される。ま
た、約−１０００Ｖの駆動電圧がルテニウム電極８２に
印加される。効率よく制御して帯電させるために、下方
電極８３はベルト１０の光導電面から約２．０ｍｍ離れ
て支持する必要がある。

【００２８】新規な帯電装置について説明したが、その
コロノードは誘電体からなる支持部材に付着されたサン
ドイッチ状電極のエッジの上方に、かつ、これに近接し
て取り付けられることは明白である。この概念の必要事
項であり、かつ、はっきりした特徴は「プレート」がシ
ールドとしてまた基準電極として用いられ、これによっ
てこのプレートがコロノードからレシーバへの直接経路
を部分的に閉塞できることである。プレートのエッジが
フリンジ電界を提供し、イオンをレシードに送り込む。 ピン状コロノードは２ミル厚の導電性基準電極８３から
同様のものを作ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明に関する特徴を用いる電子写真複写
装置を概略的に示す平面図である。

【図２】　　図１のコロスコロトロン装置であり、帯電
ユニットとして使用された本発明の側面図である。

【図３】　　本発明の装置によって得られた電荷を種々
の帯電速度（ｃｍ／秒）で示したグラフである。

【符号の説明】

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　次のものを有する、電荷保持面に均一
   な電荷を供給するように適用された帯電システム：電荷
   保持面；コロナ発生手段；前記コロナ発生手段に接続さ
   れ、かつ、コロナイオンが前記コロナ発生手段から放射
   されるのに十分な電圧を前記コロナ発生手段に印加する
   高電圧手段；上下面を有する誘電体支持基板；前記誘電
   体支持基板の上面に被覆され、かつそのエッジまで延長
   している高抵抗ストリップ駆動電極手段；および前記誘
   電体支持基板の下面に配置され、かつ、そのエッジまで
   延長している導電性基準電極；ここで、前記誘電体支持
   基板は前記コロナ発生手段のコロナ発生エッジを越えて
   延長しているものである。
2. 【請求項２】　　前記高抵抗ステップ駆動電極手段およ
   び前記基準電極が前記誘電体支持基板と一体形成されて
   いる請求項１に記載の帯電システム。
3. 【請求項３】　　電圧が前記高抵抗ストリップ駆動電極
   手段に印加される請求項２に記載の帯電システム。
4. 【請求項４】　　前記基準電極がこれに印加されるＤＣ
   電圧を有している請求項３の帯電システム。
5. 【請求項５】　　前記高抵抗ストリップ駆動電極手段が
   約１０７　および１０１０オーム／平方の表面抵抗を有
   する酸化ルテニウムガラスから成る請求項１に記載の帯
   電システム。
6. 【請求項６】　　前記高抵抗ストリップ駆動電極手段と
   前記基準電極間の電位差が前記誘電体支持基板のエッジ
   にフリンジ電界を発生せしめて、イオンを前記電荷保持
   面に駆動する請求項１に記載の帯電システム。
7. 【請求項７】　　前記高抵抗ストリップ駆動電極がアー
   スに接続されており、かつ、イオン電流の発生と、アー
   スに対する表面抵抗に起因してフリンジ電界エッジに電
   圧を得る請求項６に記載の帯電システム。