JPH0577576B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術的背景〕 この発明は、一般的には、表面上の静電荷を中
性化する装置に関する。特に、本発明は事務機械
内の紙片に蓄積された静電荷を除去もしくは減少
するための装置に関する。更に本発明は、導電性
繊維部材と接触することによつて電気的に短絡を
受け易い少なくとも一つの電気的構成要素と、機
械内部における表面上の静電荷を中性化するため
の少くとも一つの装置とを含む機械に関する。

静電気中性化もしくは放電装置は、コピーシー
トあるいは事務機械で使用される他の用紙に生じ
る静電荷を除去するために使用されてきた。紙は
誘電体の材質であるために、それが事務機械の
種々の部分に接触することによつて静電荷を発生
する。典型例として、ガイド部材や搬送装置との
摩擦的接触によつて発生する。更に、電荷は用紙
上で行なわれる各種の作業の結果として用紙上に
形成される。例えば、静電記録複写機において
は、コピー用紙は、多数の静電的な帯電や放電動
作の影響を受けやすく、結果として用紙上に静電
気を発生する。各工程において発生する静電気は
正の場合も負の場合もあり、また用紙は薄く可撓
性を有するため、何らかの物体の表面よりはね返
される一方で他の物体の表面に引き付けられ、そ
の結果シート送りを予知できないものとする。こ
の摩擦電荷を受け、かつそれを保持するという誘
電体の用紙の特質は、二つの問題を使用者にもた
らす。シート上に蓄積された電荷は互いにシート
がくつつくという傾向を生じさせ、そのために事
務機械におけるステーシヨン間の物理的なシート
送りをより困難にする。更に、コレクタトレイ等
内に帯電されたシートが多数集められた場合、例
えばシートに触れるオペレータの人体にスパーク
が流れる。この好ましくない衝撃は、オペレータ
に危険を与える。その上、コピーシート上の静電
気は、機械から出て来るコピーシート上に最終的
に残るであろうほこりやその他の機械のくず
（machinedebris）を吸引する。例えば、静電記
録のプロセスを用いた自動複写装置においては、
シートにコピーする際の融着の前の転写に先立つ
て既にコピーシート上にごみその他の機械のくず
がある場合は、そのごみやくずによつて用紙が実
質的に汚される結果を生み出す。更に、自動複写
機におけるコピー用紙上にたまつた電荷のため
に、トナー材料がシートの望まない領域に付着形
成され、用紙の生地汚れの原因となり、またそれ
によつてコピー品質が低下する。更に、もちろ
ん、静電気によつて静電的に互いにくつつき合つ
た連続的な用紙のために、コピー用紙送りは著し
く困難となる。

従来においても、オペレータに衝撃を与える特
性を除去もしくは実質的に低減し、紙送りをより
容易にし、更にコピー品質をも向上させる装置は
提案されている。初期の装置は、コピー用紙の表
面の周囲の空気をイオン化し、このイオン化空気
を通して接地するという活性化電源装置
（activepower device）であつた。これらの装置
の主な欠点は、独立した電源装置を必要とするこ
と、オゾンを発生すること、そして複写機に内蔵
させるため及び動作させるために比較的高価にな
ることである。また、オペレータがコピーシート
に接触もしくは近接するより先に電荷を消散する
ように、機械の出力端に金属片方式（tinsel
type）の装置も広く用いられている。これらの金
属片方式の装置は、一般的には、電気的に接地さ
れた支持部材に設けた複数の金属突起を有し、用
紙あるいは一巻の印刷用紙の通路に対して横切る
方向に位置付けされかつ用紙に物理的に接触す
る。この装置の性能について述べれば、コピー用
紙は自動機械から排出されるまではコピー用紙上
の静電気を除去できないために、非常に不備なも
のであつた。更に、物理的な接触は、用紙を引つ
かいたりあるいは摩滅したりする。自動複写機に
おけるコピー用紙上の画像の処理工程の間、用紙
の動的な用紙送りを保障するための苛酷な力が必
要とされる。即ち、そのような機械における用紙
送りは、グリツパ（gripper）やエアパツフア
（air puffer）や、またコピーシートを物理的か
つ非常に動的に送るための他の装置を必要とし、
これらは多大なコスト引き上げにつながり、また
機械を複雑なものとする。

また、ブラシタイプの静電気除去装置、特に細
いステンレス繊維でできたブラシを使用する装置
が提案された。これらは、ある用途では非常によ
く動作し、そして、多くの用途に用いられるコピ
ーシート上の蓄積静電荷を充分に中性化するもの
である。しかし、何千枚もコピーを行う非常に使
用頻度の高い機械においては、連続使用の後にス
テンレス鋼の除去ブラシの性能は顕著に劣化す
る。例えば20000枚ないし50000枚程度のコピーを
処理した後の状態では、ステンレス鋼タイプの静
電気除去装置は、蓄積された静電荷を低減する能
力はあるが充分な程度にまでそれを減ずることは
できず、なおも用紙送りは困難である。自動事務
機械、特に静電記録複写機においては、コピー文
書の物理的紙送りについての信頼性の向上は常に
探究されてきた。送られる用紙、特に次々と送ら
れる用紙上に静電気が現れることは、このような
機械における高い信頼性を得る上で常に障害とな
つている。

繊維状のステンレス鋼の繊維ブラシを有する静
電気除去装置の性能を改良するために、導電性の
カーボン繊維を用いることが提案されている。即
ち、導電性のカーボン繊維はそのステンレス鋼の
ものよりも長持ちし、例えば機械の寿命と同様な
非常に長いコピーサイクルで使用できる、という
ものである。このようなカーボン繊維は、一般に
10^-2ないし10^-3Ω−cmくらいの直流の体積抵抗率
を有している。このような導電性の繊維からなる
静電気除去装置のブラシは、ある程度までは機能
することができるが、その繊維は直径が小さくそ
して脆く、従つてブラシが脱落し易いという欠点
がある。因みに、これらの繊維は、一般的には２
％以下しか伸びない。このことは、特に自動複写
機における帯電装置において、もし脱落した導電
性の繊維が電荷ワイヤに接触した場合に、ワイヤ
に高温個所を引き起す原因となるアークを生じさ
せ易くなり、結果としてワイヤの溶解およびコロ
トロンの破壊につながるという点で、問題とな
る。このように、繊維は分離し、装置を汚し、ま
たコロナ帯電の均一性を乱すことになる。これ
は、極めて重大な不利益であり、そのため非定期
的な補修を必要とする。この問題は、米国特許第
4086650号に記載されたダイコロトロンタイプの
帯電装置が静電気除去装置として導電性繊維を有
する機械において使用される時、顕著に現れる。
米国特許第4086650号は、実質的にそれを通つて
伝導電流や直流の充電電流が流れないガラスのよ
うな誘電体材料で比較的厚くコーテイングされた
導電性ワイヤのような放電電極を含む、ダイコロ
トロンタイプの帯電装置を開示している。その放
電装置は、電極に近接して導電性のシールドを有
し、また画像形成面は、誘電体材料を通る変位電
流あるいは容量結合によつて帯電される。静電気
除去装置は、導電性のカーボン繊維製のブラシか
らなつているため、脱落したり折れたりした繊維
はシールドおよびワイヤに接触して、シールドと
ワイヤ間あるいはグランドとワイヤ間を橋絡す
る。これは、即時にアークを生ぜしめる原因とな
り、その結果ワイヤに回復不能な損傷を与えるこ
ととなる。更に、ワイヤ表面のガラスはひび割れ
を生じ、そして極端な場合にはワイヤは切断する
こととなる。その上、細い繊維は裸眼で認識する
ことが困難であり、そしてそれによる汚染の度合
は見つけることができないので問題は輻湊してく
る。問題をさらに輻輳させる静電記録複写機にお
ける困難さは、コピー用紙が機械を通過するとき
にそのコピー用紙に対して実行されるいくつかの
動作により、脱落した繊維が機械中に分散する可
能性が高くなり、電気的要素の故障の可能性が増
加するということである。

〔先行技術〕

代表的なこの種の従来装置は、ビンコフスキー
氏（Binkowski）が開示した米国特許第3757164
号に記載されており、その開示事項は以下の通り
である。ビンコフスキー氏は、シートあるいは一
巻の印刷用紙上の静電気を減じるための、繊維状
ブラシを有する典型的な放電装置について述べて
いる。そのブラシ繊維は、柔軟な弾力性を有する
微少径の導電性炭素質フイラメントであり、その
フイラメントは、塩組成物をしみこませ、その後
導電性繊維物質を作るために炭化された、熱化学
的に転化させた再生セルロース繊維前駆物質を有
している。この繊維は、約70％から99％以上の範
囲の割合でカーボンを含有し、また電気抵抗率が
約10^-4Ω−cmから約10¹⁰Ω−cmという、半導体の
領域から良導電体にわたる導電率を有している。

〔発明の要約〕

本発明のひとつの目的は、改良された静電気除
去装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、電気的構成要素に接触し
ても、電気的にその電気的構成要素と短絡しない
繊維を備えた静電気除去装置を提供することにあ
る。

本発明のもうひとつの目的は、静電気除去装置
としての性能と、電気的構成要素を短絡する可能
性との釣り合いが良くとれた静電気除去装置を提
供することにある。

本発明のもうひとつの目的は、改良された繊維
脱落防止性をもつ繊維ブラシを有する静電気除去
装置を提供することにある。

本発明のもうひとつの目的は、比較的安価で製
造が容易な静電気除去装置ブラシを提供すること
にある。

本発明のもうひとつの目的は、繊維が脱落した
り、折損したりする傾向を著しく減じ、かつ電気
的構成要素に電気的故障を起こさせない静電気除
去装置ブラシを提供することにある。

上記諸目的は、表面の静電荷を中性化する装置
を提供する本発明によつて達成される。特に、静
電荷中性化装置は、支持手段と、約２×10³Ω−
cmから約１×10⁶Ω−cmの電気抵抗率を有する多
数の弾性のある可撓性の細い繊維とを有し、この
繊維は、部分的に炭化された複数のポリアクリロ
ニトリル繊維から成り、中性化すべき静電荷を有
する表面に向かつて繊維の末端が伸延できるよう
にするために、支持手段からブラシのような形態
で一定方向に指向し伸延する状態で支持手段によ
り支持される。好ましくは、個々の繊維は導電性
粘着物または植毛用合成物のような適当な物質に
よつて支持手段に取り付けられる。更に本発明
は、導電性繊維材と静電荷中性化装置との接触に
よつて電気的に短絡される少なくとも１つの電気
的構成要素を含む機械の応用に関する。本発明の
静電荷中性化装置においては、好ましくは、弾性
繊維は約４×10⁴Ω−cmから約４×10⁵Ω−cmの抵
抗率を有する。さらに本発明の具体例において
は、静電気放電装置のそれぞれの繊維は断面がほ
ぼ円形であり、約９〜10μmの直径を有する。さ
らに、本発明の好ましい静電気放電装置は、張力
が加わつた状態において、繊維が破断する前に、
初期の長さの約３％〜６％長くなる繊維を有す
る。本発明の好ましい実施例において、複数の繊
維は、独立した繊維の束をとびとびに間をおいて
直線状に配列して配置される。本発明の静電気放
電装置の操作中、例えば自動事務機械内の用紙に
生じた静電荷は21.6cm×27.9cm（８1/2インチ×
11インチ）のシートにつき20ナノクーロン未満に
なるように放電することが可能である。さらに好
ましい実施例においては、静電気放電装置は、少
なくとも１つのダイコロトロン帯電装置を有する
静電記録複写機において使用される。

〔発明の具体的な説明〕

静電荷除去性能を維持することと電気的構成要
素の損傷を大きくしないという課題を達成する適
正な釣り合いは、静電気除去装置内の弾性のある
可撓性の細い繊維が約２×10³Ω−cmから約１×
10⁶Ω−cmの電気抵抗率を有するならば達成でき
るということが見い出された。

静電記録複写機においては、用紙送り装置内の
コピーシートへの静電荷レベルは一般的には21.6
cm×27.9cm（８1/2インチ×11インチ）のシート
につき200ナノクーロンを超えるレベルに達する
が、その値が変つた場合、前述したような状態、
即ちシートが互いにくつつき合つたり、機械部品
に衝撃等が与えられる状態が生じる。しかしなが
ら、もし、静電荷レベルを21.6cm×27.9cm（８1/
２インチ×11インチ）のシートにつき20ナノクー
ロンあるいはそれ以下に減じたならば、これらの
困難点は完全ではないにしろ実質的に排除される
ことになる。グリツパやパツフアのような、強制
的な力を与える装置の必要性もまたなくなり、す
べてのコピー用紙送り信頼性は実質的に改良され
る。このように、上述の要求を満たす静電気除去
装置としては、静電荷を帯びたシートに同装置が
作用するとき、シートの静電荷のレベル如何にか
かわらず、静電荷を21.6cm×27.9cm（８1/2イン
チ×11インチ）のシートにつき20ナノクーロン未
満に減じる性能を有する必要がある。我々はま
た、静電気除去装置繊維の電気抵抗率が２×10³
Ω−cmと１×10⁶Ω−cmの間にあるときは、たと
え繊維が折れたり、あるいは繊維が、例えば米国
特許第4086650号に記載されたようなダイコロト
ロンのような電気的構成要素に接触しても、短絡
が生じたり、あるいはダイコロトロンにアークが
発生したりあるいは故障を生じさせたりしないこ
とを見い出した。第４図にグラフでそのことを示
す。第４図からわかるように、静電気放電性能は
約10^-3Ω−cmから約１×10⁶Ω−cmの抵抗率をも
つ繊維が許容値であり、その後急速に約10⁷Ω−
cmという完全に非許容レベルに減じる。同時に、
静電気除去装置から脱落する繊維によつて汚染さ
れることから生じるダイコロトロンワイヤの電気
的故障は、約２×10³Ω−cm未満の抵抗率の高い
非許容レベルで起こり、それによつて、許容でき
る静電気放電性能とダイコロトロンの損傷との釣
り合いをかなり正確に決定することができる。ブ
ラシ繊維の抵抗率は、約４×10⁴Ω−cmから約４
×10⁵Ω−cmであることが好ましい。この範囲は、
広範な生産可能性を与えると共に、静電気除去装
置性能とコロトロンの損傷間の最適バランスをも
たらす。好適なことに、繊維の抵抗率は適用分野
で大きく異なることはない。繊維糸の電気的特性
も、単位長当りの直流電気抵抗とおいう用語で表
現することができ、いくつかの適用分野において
はそのようにすることが望ましい。この場合、繊
維は、抵抗については約１ボルト／cmから約500
ボルト／cmの範囲にわたつて適用される場合に
は、分野に無関係である。そのような場合、直流
電気抵抗は、一般に約４×10⁵Ω−cmから約２×
10⁸Ω−cmの範囲、好ましくは約９×10⁶Ω−cmか
ら約９×10⁷Ω−cmの範囲に等しい。さらに第４
図を参照すると、良好な動作と、限界の非許容性
能との間の変化は種々の要因に依存している。例
えば、コピーへの入力電荷、用紙の種類、作業環
境の全てが影響をもつ。上記で定義し例示した広
範囲内で、我々はこれらの変数の全条件下で許容
可能な動作の保障を与えるため約４×10⁴Ω−cm
から約４×10⁵Ω−cmの好ましい範囲を選択する。
約１×10⁶Ω−cm以上についての性能にははつき
りした不連続性があり、許容範囲はそれによつて
決まる。これは第４図において垂直な破線で図示
されている。

本発明の抵抗性を有する繊維は、弾性かつ可撓
性であり、シートが繊維位置を通過する際に撓
み、かつシートの後端が通過してしまつた後には
元の位置に復原する。シートによつて繊維が撓
み、その結果折れ、かつ上述した問題を生じる機
械の領域に散乱することを減じるため、繊維は比
較的もろくはないことが好ましい。一般的には繊
維は破壊前に、引張応力下において初期長の約３
％から約６％の伸びを有する。伸びが大きくなる
と、使用中に破壊される繊維は少なくなる。これ
は、破壊前に引張応力下で初期長の約２％からそ
れ以下の伸びしか有しない比較的もろい導電性炭
素繊維と好対照をなす。さらに抵抗繊維は、一般
に断面が円形で約9μmから約10μmの直径を有す
ることが好ましく、これによつて米国特許第
3757164号に記載された細い導電性繊維より、破
壊や折損の傾向をより減少することができる。広
範囲の環境内で効果的に作用するために本発明の
抵抗繊維は一般に耐湿性であることが望ましく、
０％から100％の相対湿度に対する抵抗率は10％
かそれ以下の、好適には２％未満の変化を示すこ
とが好ましい。望ましいのは、本発明の静電気除
去装置が第３図に示されたやや広い範囲の抵抗率
を有するということが保証されることである。

典型的には、繊維は密度が約1.5ｇ／cm³であり、
引張り強さは、平方センチメートル当り約5600キ
ログラムから約8400キログラム（平方インチ当り
約80000ポンドから約120000ポンド）であり、ま
た伸び率は平方センチメートル当り約130000キロ
グラムから約280000キログラム（平方インチ当り
約1900000ポンドから約4000000ポンド）である。

本発明の抵抗繊維は、１本の糸が約3000本ない
し約6000本のフイラメントよりなるマルチフイラ
メント糸で構成される。もし、１本の糸が約6000
本よりはるかに多いフイラメントから構成される
ならば、コピーシートによる繊維の撓みに抵抗す
ることになり、これは好ましくない。これらの糸
の束は第３図に示すように、各束が次の束に隣接
するように直線上に配置することができる。選択
的には、そして好ましくは、第２図に示したよう
に繊維の束を一定間隔を置いてとびとびに直線上
に配列する。この配置は、シート送り装置内にお
いて他の要素がブラシに近接して通過するために
十分なスペースを与えると共に、シートが静電気
除去装置を通過する際に、電荷を帯びたシートを
適当に放電することを可能にする。

好ましいブラシの形態を第１図に基づいてさら
に詳しく説明する。ブラシ１０は、そこに示され
ているようにそれぞれの繊維１６を一定間隔を置
いてとびとびに配列した複数の束１４のまわりを
覆つた導電性金属部分を有する支持体もしくは保
持部材１２を備えている。それぞれの繊維束は、
アース電位につながつている導電性金属を繊維を
囲むようにひだを付けることのみによつて定位置
に保持することができる。あるいは、そして好ま
しくは、それぞれの繊維束は、選択的にアース電
位に直接接続される導電性粘着剤あるいは植毛用
合成物１８で支持部材に固定される。この目的の
ための典型的な導電性粘着剤は、ミシガン州、ポ
ートヒユーロンのアケソンコロイド社（Acheson
Colloids Company）製の、トルエンキシレン溶
媒中にエポキシを含む黒鉛であるエレクトロダツ
グ（Electrodag）２１３と、トルエン溶媒中に
ネオプレン樹脂を含むカーボンブラツクであるエ
レクトロダツグ１９９である。この場合、ブラシ
ホルダーあるいは支持手段は、導電性である必要
はなく、電気的に絶縁することができるものでも
よい。再度第２図及び第３図に戻ると、繊維の端
部は、第３図に示されているように静電荷を減じ
る必要のあるコピーシートに接触するか、第２図
に示されたようにコピーシートから離れる。第２
図に示す具体例における動作中、繊維の端部は静
電荷をもつコピーシートに直接接触し、ブラシ繊
維の端部は用紙によつて撓む。ブラシ繊維は、導
電性支持部材に接続され、同支持部材は接地され
て導電性通路を形成し、これによつてシート上の
静電荷を減じる。第３図に示した他の具体例で
は、ブラシ繊維端部は静電荷を帯びたコピーシー
トから離隔しており、その装置は、コピーシート
がその装置を通過して移動する際、コピーシート
の静電荷を除去する除去装置として作用する。こ
の動作モードにおいて、コピーシート上の電荷は
電場をつくり、絶縁破壊や電離が生じ、電流が用
紙からブラシへ流れる。

繊維が、上述した特性を示すか、具有する限
り、適当な如何なる材料も、本発明の静電気除去
ブラシの各繊維として使用することができる。典
型的には繊維は炭素質であるか、炭素質の芯を有
する。

本発明の静電気除去装置において使用される好
ましい繊維は、ポリアクリロニトリル（PAN）
前駆物質繊維（precursor fiber）の部分的炭化
を生ずる低熱温度処理過程から得られるところの
抵抗炭素繊維である。ポリアクリロニトリル前駆
物質繊維は、セラネーズ社（Celanese
Corporation）その他によつて3000本から6000本
のフイラメントからなるマルチフイラメント糸で
商業的に生産される。糸の束は、２工程により部
分的に炭化される。即ち、PAN繊維を酸素雰囲
気中300℃オーダーで安定化し、プレオキシ安定
化（preoxy stabilized）PANを得、次いで不活
性（ヘリウム又は窒素）雰囲気中で上昇した温度
で炭化する。生成した繊維の電気抵抗率は、炭化
温度の選択によつて制御される。例えば、約２×
10³Ω−cmから約１×10⁶Ω−cmの抵抗率をもつ炭
素繊維は、約600℃から約750℃の範囲内で炭化温
度が制御される場合に得られる。

これらの炭素繊維は、以下の点でビンコフスキ
ーの米国特許第3757164号のものと区別される。
本発明の繊維は、約65〜80重量％のカーボンに達
するように単に部分的に炭化された、約９×10⁶
Ω−cmから９×10⁷Ω−cmまでの好ましい電気抵
抗率をもつ、より抵抗性の繊維を供給する商業上
利用できる前駆物質から作られる。さらに、本発
明繊維の直径は９〜10μmであり、約3000本から
6000本のフイラメントからなるマルチフイラメン
トの糸の束に形成される比較的柔軟でもろくない
繊維を提供する。これは、今日の商業市場におい
て、たとえあるにしても供給が限定される米国特
許第3757164号に挙げられた繊維と対照をなす。
さらに、米国特許第3757164号の工程は、前駆物
質繊維を塩含浸させるという付加的ステツプを必
要とし、生成された繊維は直径約6μmと比較的細
く、また比較的もろい。加えて米国特許第
3757164号の繊維は、70〜99％の炭素を含み、そ
れゆえ、単位長当り55.88Ω−cm（22Ω−インチ）
という抵抗を有する比較的導電質である。最後
に、米国特許第3757164号のフイラメントは１本
の糸当り約720フイラメントの低い線条密度を有
する。これは、所望のブラシ密度を得るためには
かなり多くの糸の束を必要とする。

繊維は糸の束がフレア上になるのを防ぐため
に、繊維に構造的に一体化するため、糊付け材料
で糊付けされ、それによつて完全な動作上の一体
化を保障することができる。適当な糊付け材料は
如何なるものでも使用できる。典型的には糊付け
材料は、ポリビニールアルコール、ポリビニール
ピロリドン及び種々のエポキシ物質を含む公知の
糸の糊付け材料から選択することができる。典型
的には、糊付け材料は、繊維と糊付け材料の総重
量の約0.5から約1.3重量％の量で繊維上に存在す
る。量が少ない場合は不十分な糊付けとなるし、
量が多過ぎると繊維がかたくなるのでコピーシー
トによつて容易に撓まなくなる。

本発明による静電気除去装置について、第５図
に略図で示した自動静電記録複写機を参照して述
べる。

ベルト２０は光導電性表面を有し、その移動通
路に配置された種々の処理ステーシヨンを通過し
て光導電性表面の連続部分を前進するため矢印２
２方向へ移動する。

初めに、光導電性表面の部分は、符号２４で示
されている前述のダイコロトロンというコロナ発
生装置のある帯電ステーシヨンを通過し、同装置
は光導電性表面を比較的高くて実質上均一電位に
帯電させる。

次に、光導電性表面の帯電部分は、像が複写さ
れるよう露出している画像ステーシヨンへ前進す
る。これは、原稿２６をプラテン２８上に位置さ
せるところの符号２５で示される文書送りユニツ
ト２５によつて遂行される。符号２７で示される
露光装置は、透明なプラテン２８上に位置する原
稿２６を照明するランプ３０を含んでいる。原稿
２６から反射した光線はレンズ３２を透過し、同
レンズは、原稿２６の光像がベルト２０の光導電
性表面の帯電部分上に焦点が合うようにし、選択
的に電荷を消散させる。これは、原稿２６内の情
報領域に対応する光導電性表面に静電潜像を記録
する。その後、ベルト２０は、光導電性表面に記
録された静電潜像を現像ステーシヨンに前進させ
る。プラテン２８は可動的に取付けられ、複写さ
れる原稿の倍率を調整するため矢印３４の方向へ
移動するように配置される。レンズ３２は、ベル
ト２０の光導電性表面の帯電部分上に原稿２６の
光像の焦点を合わせるようにそれと共に同期状態
で移動する。

文書送りユニツト２５ハ、文書積み重ね保持ト
レイ内にオペレータによつて順方向のページ揃い
整列で置かれた積み重ね文書から連続して文書を
送る。文書は保持トレイから送られ、続いてプラ
テン２８に達する。文書送りユニツト２５はトレ
イ上に支持されたスタツカーに戻るように原稿を
循環させる。好ましくは文書送りユニツトは、コ
ピーされる情報をもつ種々のサイズ及び重量の用
紙あるいはプラスチツクである文書を連続的に送
ることができる構成を有する。

第５図についてさらに見てみると、現像ステー
シヨンにおいて、３６及び３８で示されている一
対の磁気ブラシ現像ローラは、現像材料を静電潜
像に接触するように前進させる。潜像はベルト２
０の光導電性表面上にトナー画像を形成するよう
に、現像材料のキヤリア微粒からトナー粉末を引
き付ける。

ベルト２０の光導電性表面上に記録された静電
潜像が現像された後、ベルト２０は、トナー粉末
画像を転写ステーシヨンに前進させ、そこでコピ
ーシートがトナー粉末画像に接触するよう移動す
る。転写ステーシヨンは、コピーシートの裏側に
イオンを吹きつける上述したようなダイコロトロ
ンであるコロナ発生装置３９を含む。これは、ト
ナー画像をベルト２０の光導電性表面からシート
にひきつける。転写後、コンベア４２はシートを
熱定着ステーシヨン５０へ進ませる。

コピーシートはトレイ４４あるいは４６の一方
から選択され、転写ステーシヨンへ送られる。こ
れらの各トレイは、コピーシートのサイズを検知
し、制御装置４８内のマイクロプロセツサにその
指示電気信号を送る。同様に、文書送りユニツト
２５の保持トレイは原稿文書のサイズを検出する
スイツチを含み、その指示電気信号を発生し、そ
の信号もまた制御装置３８のマイクロプロセツサ
に伝送される。

融着ステーシヨンは一般に番号５０で示される
融着機構を包含しており、コピーシートに転写さ
れた画像を永久に付着させる。好ましくは、融着
機構５０は加熱された融着ローラ５２とバツクア
ツプローラ５４を含む。シートは、粉末画像を融
着ローラ５２に接触させながら、融着ローラ５２
とバツクアツプローラ５４の間を通過する。この
ようにして粉末画像は永久にシートに定着する。

融着後、コンベア５６は反転セレクタとして機
能するゲート５８にシートを搬送する。ゲート５
８の位置によつて、コピーシートは用紙反転装置
６０へ偏倚するか、あるいは用紙反転装置６０を
迂回して２番目の決定ゲート６２に直接搬送され
る。このようにして、反転装置６０を迂回するコ
ピーシートは、ゲート６２に達する前にシート通
路中の90°のコーナーを曲がる。ゲート６２は、
転写され融着された画像側が上向きになるよう
に、シートを上向き方向に保つ。もし反転通路６
０が選択されれば、その対向面の方が正しい位
置、即ち最後にプリントされた面が下向きにな
る。２番目の決定ゲート６２は、シートを排出ト
レイ６４へ直接偏倚させるか、シートを３番目の
決定ゲート６６へ、反転させることなく運ぶ搬送
通路へ偏倚させるかする。ゲート６６は複写機の
排出通路に反転を伴わずに直接シートを通過させ
るか、又は両面コピー用反転ロール搬送装置６８
へシートを偏倚させるかする。反転搬送装置６８
は、ゲート６６がそのように向くとき両面トレイ
７０内に両面コピーされるべきシートを反転し、
積み重ねる。両面トレイ７０は、一側面にプリン
トが完了し、また続いて他の面に画像がプリン
ト、即ちコピーシートが両面コピーされるそれら
のシートに対して中間的なあるいは緩衝作用をす
る収納装置を提供するものである。ローラ６８に
よるシートの反転のために、これらの緩衝装置に
セツトされたシートは両面トレイ７０に、コピー
される順序で最後のコピーが最も上になるよう
に、下向きに積み重なる。

両面コピーを行なうために、トレイ７０内の既
に片面コピーされたシートは、シートの反対側に
トナー粉末画像を転写するために、底部送り装置
７２によつて順次転写ステーシヨンに逆送され
る。コンベア７４及び７６は反転を起こす通路に
沿つてシートを前進させる。しかしながら、最下
部のシートは両面トレイ７０から送る場合は、転
写ステーシヨンにおいて、コピーシートの正規な
あるいはまだコピーされていない側をベルト２０
に接触させ、これによつてトナー粉末画像がコピ
ーシート上に転写される。両面コピーされたシー
トは、前述の片面コピーされたシートと同様の径
路をたどつてトレイ６４に積み重ねられ、その後
複写機のオペレータによつて取り出される。

複写機の動作について述べると、コピーシート
がベルト２０の光導電性表面から分離された後は
常に、残留粉末が幾分ベルト上に付着したままで
ある。これらの残留粉末は、ベルト２０の光導電
性表面に接触する、回転可能に載置された繊維の
ブラシ７８を含むクリーニングステーシヨンで光
導電性表面から除去される。これらの粉末は、接
触するブラシ７８の回転によつてベルト２０の光
導電性表面から清掃される。清掃後、次の画像形
成サイクルの帯電に先立つて残留静電荷を消失さ
せるため、除電ランプ（図示せず）の光が光導電
性表面に照射される。

前記の記述は、本発明の特徴を有する電子写真
複写機の一般的操作の説明として十分である。

第５図をさらに参照すると、自動複写機内でコ
ピーシートがとる経路は広範であり、同経路にお
いてシートは複数のロール、シートガイド、ベル
ト、電荷装置等に接触し、これによつてコピーシ
ート上に静電荷を蓄積する。先に述べたように、
もし蓄積された電荷が21.6cm×27.9cm（８1/2イ
ンチ×11インチ）のコピーシート当り、20ナノク
ーロン未満に抑えられたならば、グリツパやパツ
フアのような苛酷な力を加えるシート送り装置を
不要とし、これによつて用紙通路を信頼性が改善
された簡素化されたものとすることができる。コ
ピーシート上の静電気をこの低減レベルにするた
めに、静電気除去装置は第５図に示す用紙通路中
にASで特定した位置に配置される。さらに第５
図に示すように、前述したダイコロトロンのよう
な４つのコロナ帯電装置が設置され、それらは以
下の場所に置かれ、以下の機能を遂行する。すな
わち、そこには帯電コロトロン２４、転写コロト
ロン３９、剥離コロトロン４０及びプレクリーン
コロトロン７７が設置されている。第４図からさ
らに明らかなように、機械内の静電気除去装置ブ
ラシから離脱したり折損した繊維は、コピーシー
トや機械中を通る小気流によつてさえも搬送され
る。もちろんその内の幾つかはコロナ放電装置に
接触するようになる。本発明は、コロナ発生装置
と接触しても、短絡したり、アークが生じたり、
コロナ発生装置の他の電気的故障を起こしたりし
ない静電気除去装置ブラシの繊維を提供する。本
発明は許容できる静電気除去装置性能の向上と、
コロナ発生装置の故障の防止との間に、特異なバ
ランスを見出したことにある。それは、約２×
10³Ω−cmから約１×10⁶Ω−cmの抵抗率を有する
抵抗繊維を有する静電気除去装置で達成される。

本発明をここで以下の実施例に基づいてさらに
詳しく説明する。第４図に略図で示し、かつ前述
したように４個のダイコロトロン帯電装置を装備
する、ゼロツクス1075自動複写機に、第１図及び
第２図に示す形態の６個の静電気除去装置ブラシ
を取付け、次のような結果を得た。詳細には述べ
ていないが、機械の操作や材料は静電気除去ブラ
シ以外は同じである。

〈実施例 〉 静電気除去装置ブラシの材質は、5.0×10³Ω−
cmの電気抵抗率を有する部分的に炭化したPAN
繊維である。10000枚以上のコピーを行なつたが、
機械は一つのダイコロトロンの故障もなく作動し
た。コピーシートの電荷を機械の排紙位置Ａ及び
Ｂ（第５図）で測定したところ、21.6cm×27.9cm
（８1/2インチ×11インチ）のシート当り５〜８ナ
ノクーロンであり、常に20ナノクーロン以下であ
つた。

〈実施例 〉 静電気除去装置ブラシの材質は、5.0×10⁴Ω−
cmの電気抵抗率を有する部分的に炭化したPAN
繊維である。20000枚以上のコピーを行なつたが、
機械は一つのダイコロトロンの故障もなく作動し
た。コピーシートの電荷を実施例と同じ位置で
測定したところ、21.6×27.9cm（８1/2インチ×
11インチ）のシート当り、典型的には５〜８ナノ
クーロンであり、常に20ナノクーロン以下であつ
た。

〈実施例 〉 静電気除去装置ブラシの材質は、3.0×10⁵Ω−
cmの電気抵抗率を有する部分的に炭化したPAN
繊維である。100000枚以上のコピーを行なつた
が、機械は一つのダイコロトロンの故障もなく作
動した。コピーシートの電荷を実施例と同じ位
置で測定したところ、21.6cm×27.9cm（８1/2イ
ンチ×11インチ）のシート当り、典型的には５〜
10ナノクーロンで、常に20ナノクーロン以下であ
つた。

〈実施例 〉 静電気除去装置ブラシの材質は約10^-2Ω−cmの
電気抵抗率を有するXAS PAN型繊維という種
類の、英国、ロンドンのコートールズ社
（Courtaulds Ltd.，）製の導電性炭化繊維である。
５つの試験機械（ゼロツクス1075）によりそれぞ
れおよそ1000枚未満のコピーを行なつた後には、
破断した静電気除去装置繊維がガラス被覆ワイヤ
に接触した結果生じた短絡により、どの機械にお
いても少なくとも一つのダイコロトロンが故障し
た。10000枚のコピーでは、各試験機械は平均し
て４つの故障を生じた。

〈実施例 〉 静電気除去装置ブラシの材質は、３×10⁶Ω−
cmの電気抵抗率を有する部分的に炭化したPAN
繊維である。31000枚のコピーを行なつたが、機
械は一つのダイコロトロンの故障もなく作動し
た。コピーシートの電荷を実施例と同じ位置で
測定したところ、21.6cm×27.9cm（８1/2インチ
×11インチ）のシート当り典型的には40〜50ナノ
クーロンであつた。

〈実施例 〉 静電気除去装置ブラシの材質は、2.2×10⁷Ω−
cmの電気抵抗率を有する部分的に炭化したPAN
繊維である。5000枚のコピーを行なつたが、機械
はダイコロトロンの故障なく作動した。しかしな
がら、コピーシートの電荷は21.6cm×27.9cm（８
１／２インチ×11インチ）のシート当り、80〜100ナ
ノクーロンであり、これはスタツキングの問題お
よびコピーシート上にオペレータが認めることの
できる汚れ（shades）を生じさせることにつな
がる。

〈実施例 〉 静電気除去装置ブラシの材質は、約１×10^-5Ω
−cmの抵抗率を有する直径12μmのステンレス鋼
繊維である。複数の機械が、これらの繊維で試験
され、約10000枚のコピー後、機械は短絡によつ
て平均４つのダイコロトロンの故障を生じた。

以下の実施例は、ゼロツクス1075で使用される
6000ボルトよりわずかに高いストレスモードにお
いて操作するために、ダイコロトロンに7000ボル
トまで電圧を加えた実験室設備における繊維の試
験を表わす。上述した電気抵抗を有する部分的に
炭化したPAN繊維は、小塵埃雰囲気下において、
ダイコロトロン上に置かれた。ダイコロトロンの
短絡の有無は以下に述べる通りである。

繊維の ダイコロトロン 実施例 抵抗率 短絡の有無 実施例 3.2×10^-1Ω−cm 短絡 実施例 1.1×10²Ω−cm 短絡 実施例 2.3×10³Ω−cm 短絡せず 実施例 2.0×10⁴Ω−cm 短絡せず 実施例 4.4×10⁵Ω−cm 短絡せず 上記の実施例において、実施例からは本発
明によるものではないが、本発明の抵抗繊維で得
られる優れた結果を示す比較目的のために表わさ
れる。これらの実施例は、電気的要素の故障を除
去することにおいて、本発明の静電気除去装置が
従来の静電気除去装置を著しく改良したものであ
ることを明確に示している。それらはまた、本発
明によつて、電気的要素を持つ繊維と静電気除去
装置性能間に驚くべきバランスを達成できるこを
示している。本発明抵抗繊維は、破断の際にも、
短絡や他の電気的要素の故障を著しく減じる傾向
を有する。さらに、繊維の直径を導電性炭素繊維
よりもわずかに大きくすることによつて、それら
は取扱いや生産が容易となり、かつ折損もほとん
どなくなる。本発明の静電気除去装置は、比較的
製造が廉価であるという利点を有し、別個の電源
を必要とせず、オゾンをほとんどあるいは全く発
生せず、さらに常に性能の向上と電気的要素の故
障間の良好なバランスを得ることができる。

本発明は特定の事務用機械、特にダイコロトロ
ン帯電装置をもつゼロツクス1075静電記録複写機
について述べたが、本発明の静電気除去装置は多
くの異なつた分野にも適用できる。それらには、
たとえば電源、変圧器、モータ、配線ボツクス等
のような電気装置において静電荷レベルを減ずる
ことが望まれるいかなる環境においても使用する
ことができる。さらに、本発明は、部分的に炭化
したポリアクリトニトリル繊維に関して特に説明
したが、上述した特定の電気的性質をもつその他
の繊維を用いることができる。様々な変形が本発
明の精神及び範囲内において考えられる。当業者
によつて考えられるそのような変形は、特許請求
の範囲内に含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の静電気除去装置の部分拡大斜
視図、第２図及び第３図は本発明の他の実施例の
正面図、第４図は静電気除去装置の性能と繊維汚
染の結果としての電気要素の故障とのバランス限
界を示すグラフ図、第５図は本発明の静電気除去
装置を有する自動複写機の概略説明図である。 図中、１０……ブラシ、１２……支持もしくは
保持部材、１４……一定間隔を置いて配列した
束、１６……繊維、１８……導電性粘着剤あるい
は植毛用合成物、２０……ベルト、２２……矢
印、２４……帯電コロトロン、２５……文書送り
ユニツト、２６……原稿、２７……露光装置、２
８……プラテン、３０……ランプ、３２……レン
ズ、３４……矢印、３６，３８……磁気ブラシ現
像ローラ、３９……転写コロトロン、４０……剥
離コロトロン、４２……コンベア、４４，４６…
…トレイ、４８……制御装置、５０……融着機
構、５２……融着ローラ、５４……バツクアツプ
ローラ、５６……コンベア、５８……ゲート、６
０……用紙反転通路、６２……第２決定ゲート、
６４……トレイ、６６……第３決定ゲート、６８
……反転搬送装置、７０……両面トレイ、７２…
…底部送り装置、７４，７６……コンベア、７７
……プレクリーンコロトロン、７８……ブラシ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 支持手段と、約２×10³Ω−cmから約１×10⁶
   Ω−cmの電気抵抗率を有する細い複数の弾性かつ
   可撓性の繊維と、前記繊維を前記支持手段に取り
   付ける手段とを備え、 前記繊維は、部分的に炭化されたポリアクリロ
   ニトリル繊維であり、ある表面上の静電荷を減少
   させるため繊維先端が前記表面に向かつて伸延す
   るように、前記支持手段からブラシ状の形態で同
   一方向に指向しかつ伸延する状態で前記支持手段
   により支持されたものである、表面上の静電荷を
   中性化するための静電気除去装置。 ２ 前記抵抗率は約４×10⁴から約４×10⁵Ω−cm
   である特許請求の範囲第１項記載の静電気除去装
   置。 ３ 前記繊維は、断面がほぼ円形で、直径が約９
   ないし10μmである特許請求の範囲第１項記載の
   静電気除去装置。 ４ 前記繊維は、引張応力下において破断前に初
   期長の３％ないし６％の伸びを有するものである
   特許請求の範囲第１項記載の静電気除去装置。 ５ 前記支持手段に前記繊維を取り付ける手段
   は、導電性粘着剤または植毛用合成物からなるも
   のである特許請求の範囲第１項記載の静電気除去
   装置。 ６ 前記繊維はマルチフイラメント糸を構成し、
   この糸は約3000本ないし約6000本のフイラメント
   で構成される特許請求の範囲第１項記載の静電気
   除去装置。 ７ 前記複数の繊維は、前記支持手段上に、隣接
   する繊維を直線的に配列したものである特許請求
   の範囲第１項記載の静電気除去装置。 ８ 前記複数の繊維は、前記支持手段上に間隔を
   おいてとびとびをなす繊維束を直線的に配列した
   ものである特許請求の範囲第１項記載の静電気除
   去装置。 ９ 前記複数の繊維は約65〜85重量％の炭素を含
   む特許請求の範囲第１項記載の静電気除去装置。 １０ 導電性繊維物に接触することによつて電気
   的に短絡し易い少なくとも一つの電気的構成要素
   と、この電気的構成要素の少なくとも一つに近接
   して表面の静電荷を中性化するための少なくとも
   一つの装置とを備え、 この中性化装置は、支持手段と、約２×10³Ω
   −cmから約１×10⁶Ω−cmの電気抵抗率を有する
   細い複数の弾性かつ可撓性の繊維と、前記繊維を
   前記支持手段に取り付けるための手段とを備え、 前記繊維は、部分的に炭化されたポリアクリト
   ニトリル繊維であり、ある表面上の静電荷を減少
   させるため繊維先端が前記表面に向かつて伸延す
   るように、前記支持手段からブラシ状の形態で同
   一方向に指向しかつ伸延する状態で前記支持手段
   により支持されたものである、機械。 １１ 前記表面を形成するシート部材のための通
   路を形成する手段を備え、前記中性化装置は前記
   通路を横切るように伸延するものである特許請求
   の範囲第１０項記載の機械。 １２ 前記少なくとも一つの電気的構成要素は一
   本のガラス被覆された導電性の線条電極を備えた
   ダイコロトロンである特許請求の範囲第１０項記
   載の機械。 １３ 前記機械は静電記録複写機である特許請求
   の範囲第１０項記載の機械。 １４ 前記複数の繊維は大地電位に電気的に接続
   されたものである特許請求の範囲第１０項記載の
   機械。 １５ その抵抗率は約４×10⁴Ω−cmから約４×
   10⁵Ω−cmである特許請求の範囲第１４項記載の
   機械。 １６ 前記繊維は断面がほぼ円形であり、直径が
   約９ないし10μmである特許請求の範囲第１４項
   記載の機械。 １７ 前記繊維は、引張応力下において破断前に
   初期長の３％ないし６％の伸びを有するものであ
   る特許請求の範囲第１４項記載の機械。 １８ 前記支持手段に前記繊維を取り付ける手段
   は、導電性粘着剤または植毛用合成物からなるも
   のである特許請求の範囲第１４項記載の機械。 １９ 前記繊維はマルチフイラメント糸を構成
   し、この糸は約3000本ないし約6000本のフイラメ
   ントで構成される特許請求の範囲第１４項記載の
   機械。 ２０ 前記複数の繊維は、前記支持手段上に、隣
   接する繊維を直線的に配列したものである特許請
   求の範囲第１４項記載の機械。 ２１ 前記複数の繊維は、前記支持手段上に、間
   隔をおいてとびとびをなす繊維束を直線的に配列
   したものである特許請求の範囲第１４項記載の機
   械。 ２２ 前記複数の繊維は約65〜80重量％の炭素を
   含む特許請求の範囲第１４項記載の機械。