JPH04233561A - 静電印刷装置の帯電装置 - 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〕本発明は近接した表面へ電
荷を与えるための帯電装置に関する。特に、このような
装置において使用されるアーク放電防止式ブレード形の
コロナ帯電装置に関する。この装置は、電子写真複写シ
ステムにおいて隣接画像面上の静電荷を変更又は変化さ
せるため、この表面へ向うイオン流の発生させるのに有
用である。

【０００２】〔発明の背景〕電子写真複写技術において
は、画像面へ静電荷を一様に分布させ、この電荷は露光
によって光学像を含む情報にしたがった静電潜像を生成
するように順次選択的に分配されることが必要である。 次いで、静電潜像は現像され、現像された像は支持面に
転写されて原稿の最終的な複写が行われる。

【０００３】露光前の電子写真システムの画像面の予備
帯電に加えて、電子写真プロセスにおけるその他の各種
の機能を行わせるためにコロナ装置が使われる。コロナ
装置は、たとえば、静電トナー像を繰返し使われる受光
体から転写部材へ転写したりすることや、画像部材への
用紙の取り付け・取り外しにも、電子写真複写物の品質
を改善するためのトナー付着前、途中、後での画像面の
調整にも役立っている。

【０００４】直流型及び交流型いずれのコロナ装置も上
記機能の内の多くを実行するのに用いられている。

【０００５】上記の型の複写システムで使われている在
来形式のコロナ帯電装置は米国特許第２，８３６，７２
５号に概ね開示されており、そこでは先細ワイヤの形を
した導電性コロナ帯電装置がコロナ発生用直流電源に接
続されている。このワイヤは通常の場合接地された導電
性遮蔽体で部分的に囲まれている。帯電さるべき表面は
遮蔽体の反対側でワイヤから離れており且つ接地された
基材に載っている。更に、上記の型のコロナ装置は米国
特許第２，８７９，３９５号に記載の方法でバイアスを
掛けられている。この特許によれば、交流コロナを発生
する電位差が導電性ワイヤ電極に印加され、且つ電極か
ら帯電さるべき表面へ向うイオン流を調節するため電極
を部分的に囲む導電性遮蔽体に直流電位差が印加されて
いる。その他のバイアスの掛け方も先行技術として公知
のものがあるが、ここでは割愛することにする。

【０００６】これら装置に関する問題点の内には、ワイ
ヤが振動を起こし易く、振動音を発したり枝垂れ状態に
なったりする問題があり、特に広い範囲に亘って帯電さ
せるような場合にこの問題を起こし易く、帯電さるべき
表面にそれらワイヤをごく近接させて使用することが難
しい。その他、それらワイヤは破損しやすく且つ取り付
けが難しいという問題もある。

【０００７】印刷工業の側から云えば、信頼度が高く高
解像で非接触の印刷システムを供給して貰いたいと云う
ことである。この目的に向って為された一つの試みはイ
オン投射印刷であって、その一形態として、電荷受容体
表面の潜像模様に直接静電荷を帯びさせ、ついで帯電模
様を公知のどれかの手段で可視化する方式がある。この
ような方式は公知の接触印刷方式に比して基本的に印刷
時の摩擦と機械的摩耗の問題を克服しているのであるか
ら、機械面での考え方の上では決定的に有利なことは明
らかである。特に、イオン投射印刷方式にはイオンをイ
オン流の形に発生させ且つイオンを電荷受容体表面に到
達させるよう制御するという内容が含まれている。

【０００８】イオン発生装置の多くの方式は印刷または
帯電の目的に有用である。たとえば、米国特許４，４６
３，３６３ではイオン発生器の空気の絶縁破壊の方法が
開示されている。米国特許４，５２４，３７１では流体
ジェットを補助手段に使ったイオン投射印刷装置が開示
されており、それにはイオン発生及びイオン変調区域を
有するハウジングが含まれている。このハウジングを介
して配置された湾曲型通路は、装置が送出するイオンビ
ームの経路を制御する変調電極アレイに隣接し、送り出
されるイオンを伴う流体の方向を規定し且つ該流体を輸
送するのに使われる。米国特許４，１５５，０９３での
帯電粒子の発生法は、絶縁体で分離された２個の導電性
電極間の電界における気体の電気的絶縁破壊の結果とし
て生じる高密度源から帯電粒子を放出することによって
実現できる。コロナ帯電装置は米国特許４，１７４，１
７０で複写機の導電性トナーの転写用として使用されて
いる。コロナ帯電装置にはコロナ装置で帯電された複写
用紙上への導電性トナー粒子の転送を可能にするための
スリットが含まれている。スリットとコロナワイヤ間の
距離は５ミリである。米国特許３，３９６，３０８には
イオン化ガス流発生用ウエブ処理装置が開示されている
。この装置にはガスが電荷受容体表面に向うために通過
する開口部が含まれている。細長く中空なハウジング１
１のテーパ付き側面１４は、狭くて細長い隙間１６を形
成している終端の一対のリップ部１５迄続いている。 米国特許３，５９８，９９１及び４，１００，４１１に
は導電性遮蔽体で囲まれたコロナワイヤを含む静電気帯
電装置が示されている。末尾９９１の方の前記特許では
、スリット１３は遮蔽体で形成されていてイオン流をワ
イヤ１２から光導電面２に流して該表面に帯電するよう
になっている。末尾４４１の方の前記特許では一対のリ
ップ部１６と１７とがコロナイオンスリット１８を形成
している。日本特許明細書資料５５−７３０７０号には
粉末画像転写型静電複写機が開示されており、それには
遮蔽板にスリットの設けられたコロナ帯電装置が含まれ
ている。日本特許明細書資料５４−１５６５４６号では
コロナ帯電のためにコロナ遮蔽電極の開口部に複数の格
子状電極を設置していることが示されている。米国特許
４，７６３，１４１で開示された印刷装置はバイアスの
掛った導体板から１〜５ミリメートル離れて設けた限流
型コロナワイヤを含み、該導体板によってイオン流を電
荷受容体表面上へ通過させるスリットを形成することを
特徴としている。今まで述べた装置は全て本発明を実施
するのに必要な範囲で本発明に採り入れられている。 これらの装置は価格面で必ずしも満足でなく、その中の
幾つかは製造困難であり且つ殆どのものは効果的ではな
い。

【０００９】〔発明の概要〕したがって、縦置きに取り
付けられ且つアーク発生を減らす傾向を有することが知
られているリボンに平行な電界補正用電極を脇に伴うリ
ボン型コロナ電極を含む簡便且つより効率的な印刷機ま
たは帯電装置が開示される。この電界補正用電極はリボ
ンから電荷受容体表面までの広い範囲にわたる電荷分布
の改善にも主要な役割を果たしている。リボン型コロナ
電極は絶縁されたハウジング内部に取り付けられ且つこ
のハウジングの底部に置かれた対向する導電性楔から離
れた所定の距離に設定されていて、電荷受容体表面にイ
オン流を発射するためのスリットを形成している。ハウ
ジングは後続イオン流をスリットに集めるために勾配付
きの絶縁遮蔽部分を有する。

【００１０】〔図面の簡単な説明〕本発明の先行技術及
びその他の技術は以下の仕様、特許請求の範囲の閲読と
以下の図面でより一層明らかになるはずである。

【００１１】図１は本発明による印刷機または帯電装置
の拡大平面図である。

【００１２】本発明は以下に実施例にしたがって説明す
ることになっているが、開示実施例に本発明が限定され
ることのないことは明らかである。むしろ、本出願の特
許請求の範囲によって定められた本発明の思想および範
囲に含まれるあらゆる別種、変形および同等物を包括す
る。

【００１３】〔図面の詳細な説明〕本発明の特徴の概要
を理解するため参考として図面を援用する。図中の参照
数字は文中を通し同一要素を指して用いられる。

【００１４】図１において、本発明による新規なイオン
印刷装置は１０で図示され、たとえばプレキシガラスの
ような材料で作られた絶縁性の方形ハウジングを含んで
いる。導電性均質電極３０及びサンドイッチ型電極３４
は通例の方法でハウジング１２の底部に取り付けられ、
コロナ帯電装置１５からイオンを飛ばすとき通過させる
スリットまたは開口部の輪郭を形成している。導電性固
体電極３０は厚み約５ミルでスリットの高さを規定して
いる。電極３４は厚み約３ミルの絶縁体３７、厚み約１
ミルの上部導電性電極３５及び厚み約１ミルの一連のア
ドレスを用いて動作し絶縁体３７の底部に整列した電極
３８から成っている。このアドレス動作電極は通例の方
法で信号４０を印加することによって個々に制御される
。正の高電圧電源１１は抵抗２０を介して電流を供給し
コロナ電極１５にエネルギーを与えている。電荷保持用
表面５０は電源５５でバイアスされた導電性基材５２に
取り付けられている。電流制限型低容量リボン１５はス
リットを形成する導電性電極３０及び３４にきわめて密
接（２．２ミリメ−トル）して位置している。３０度勾
配の楔状絶縁遮蔽体１３及び１４が後続イオンをスリッ
トの中心に集めるために設けられる。厚み約３ミルの絶
縁性接着剤が楔１３を電極３０から分離し且つ厚み約３
ミルの絶縁体３６が楔１４を電極３５から分離している
。絶縁体は楔状をしているため後続電荷をスリットを通
って発射するための電界を発生するよう帯電させること
が出来る。コロナ側のスリットの縁には付随的な縁電界
があってスリットからのイオンの放出を補助している。 その様な状況であっても、補助電界を打ち消すようにス
リットと交差して強い電界を印加すると、電荷は向かい
合う固体電極３０に引き込まれてしまうのである。 スリットを通過するイオン流放出量を完全に制御するに
は、スリットの縁で向い合う導電性電極３８と３０との
間にイオンを制御するに足る電位差を印加すればよいの
である。

【００１５】絶縁性楔に起因する有効利得の大きさは楔
絶縁体とコロナ電極又はリボン１５間の距離の関数であ
る。

【００１６】イオン印刷装置１０は電荷保持面５０に平
行な平面に置かれ且つ接地された薄い（厚み約１ないし
３ミル）導電性のブレ−ドまたはリボンの形をしたコロ
ナ電極１５を含んでいる。棒状電極１６及び１７はリボ
ン１５に向い合って置かれ、以下に説明する役目をする
。棒状部材１６及び１７は直径約２．４ミリメートルで
リボン１５から約１．５ミリ離れており、更にリボンの
先端は上部導電性電極３５から３．３ミリ離れている。 固体導体３０は受光体５０から約０．５ミリ離れている
。リボン型コロナ電極１５はワイヤ型コロナ電極に比べ
て多くの利点がある。このリボンすなわちブレード１５
は剛性構造であるからその取り付けはワイヤを張るほど
難しくはなく、細いワイヤ型コロナ電極を使った際起き
る可能性の在る破損のしやすさ，振動の発生又は枝垂れ
と云った問題はない。このような長所が有る一方、リボ
ンすなわちブレード型ではアークを発生しやすい難点が
ある。その原因は恐らくリボン型の方がより高い容量を
有するということばかりでなく、その電界がワイヤに比
してコロナ放出縁からの電界の散開が少ないためと思わ
れる。ワイヤから散開される電界はその表面の回りのわ
ずかの領域でしか空気の絶縁破壊に関するパッシェン限
界（Ｐａｓｃｈｅｎ　　ｌｉｍｉｔ）を超えない。ブレ
ードからは、イオン化する区域がより広く且つ、実際に
、コロナ側の導電性表面に対する隙間全体に交差する電
界の強さが必要な程度を超えているのである。つまり、
コロナ放出縁の上方に広がる高い電位差をもつ余分な導
電性表面がリボンの縁の回りの空間全体の電位差を高め
ているのである。コロナ発生に必要な電圧はコロナ発生
に伴って増加するが、他方地表面方向に測った距離に関
する電圧の２次微係数は低下する。換言すれば、高い電
界はさらにコロナ側導体に向って広がるが、他方ワイヤ
電界の場合にはコロナ電極からの距離が増えるにつれて
より急激に減少するのである。

【００１７】このようなブレード電荷にともなってアー
クが発生しやすくなるという課題の解決策は図１のよう
な低電位差の（ほぼ同値で極性反する）接地電極１６、
１７をリボン１５の両側に組み込むことに在る。この電
極は位置の調節が出来且つリボン１５の側面から伸びる
力線すべてが電極上に集中するようにバイアスされ、他
方、コロナ活性域先端から出る電界力線が直接導体３０
及び３５に伸びている。こうして、この電界は導体３０
及び３５に広がり、導体近傍の空気中のこの導体に関係
する電圧を低め、したがってアーク発生傾向は低下する
。このイオン源（１５，１６及び１７）（交流または直
流）は帯電作業に一般に応用できる。

【００１８】導体１６及び１７が存在して初めてイオン
放出手段１５がイオンを広く分布し得ることは明らかで
ある。代表的な例を挙げれば、ワイヤ／導体からなるコ
ロトロンを用いた電子写真複写機においては電荷受容体
へ届くイオンは１５％以下である。これに対して、図１
の導体１６及び１７は電界を変えまたは電界力線を拡張
して電荷受容体に向うイオンを１００％迄増加させるが
、これはまた同時にアーク発生の確率をきわめて低める
のである。導体１６及び１７は辛うじて検知できる程度
の電流の取り込みに適した場所に配置されている。そし
て、この電流でリボン１５から出る後続電流全部が導体
３０及び３５へ向って流れていることを確証しており該
導体３０及び３５が形成しているスリットの縁でのこれ
らの導体の縁電界はイオンがスリットを通り抜けて飛ぶ
のを助けているのである。リボン１５は必要であれば楔
状としてもよい。

【００１９】本発明による新規な印刷装置が開示してい
るのは、導電性ストリップに向い合せに設置された電極
を伴う縦置きに配置された薄い導電性ストリップがコロ
ナ帯電装置に含まれるということであることは明らかで
ある。この配置は特に重要であって，この配置の結果、
電界力線はアークの発生を最低限に押えながらスリット
に最大限電荷が供給されるように分布する。

【００２０】本発明をここに開示した構造を参照して説
明したが、本発明は上記詳述した内容に限定されること
なく、特許請求の範囲に属する変容及び変形をも包括す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明による印刷機または帯電装置の拡大
平面図である。

【符号の説明】

１０　　イオン印刷装置，１１　　高電圧電源，１２　
　ハウジング，１３　　楔，１４楔，１５　　コロナ電
極，１６　　棒状電極，１７　　棒状電極，２０　　抵
抗，３０　　固体導体，３４　　導電性電極，３５　　
電極，３６　　絶縁体，３７　　絶縁体，３８　　導電
性電極，４０　　信号，５０　　電荷保持表面，５２　
　導電性下地

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電荷射出スリットを含む電荷受容体上
   に静電荷を与える静電印刷装置において、該スリットに
   小径部分が表れるように縦置きに設置された薄い導電性
   ストリップの形態をしたコロナ発生手段と、前記導電性
   ストリップと向い合う側に設置された電極手段と、前記
   コロナ発生手段に接続され且つコロナイオンが前記コロ
   ナ発生手段から帯電すべき表面に向って放出されるのに
   足る電圧を前記コロナ発生手段に印加する高電圧発生手
   段とを含み、アーク放電の発生を最低限に押えながら前
   記スリットに最大限の電荷を供給するために前記電極手
   段をして前記導電性ストリップから出る電界力線の分布
   を調整させることを特徴とする、該スリット通過電荷流
   を均一化するようにした静電印刷装置における帯電装置
   の改良。
2. 【請求項２】　　前記導電性ストリップの厚みが約１な
   いし３ミルである請求項１に記載の帯電装置。
3. 【請求項３】　　前記電極が円筒形である請求項１に記
   載の帯電装置。
4. 【請求項４】　　前記導電性ストリップが楔形である請
   求項１に記載の帯電装置。