JPS58220160A - 静電的分離装置およびその方法 - 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】 技術分野 本発明は、コロナ発生装置に係り、とくに、ゼログラフ
ィ処理に利用される表向上の電荷を部分的に中和するだ
めの装置に関する。

背型技術 一般に、ゼログラフィすなわち磁子写真複写処理は、光
４竜部材を実質的に均一な電位に帯電させてその表面を
感光性にすることが含まれる。光導′邂部材表面の帯電
部分は、複写しようとする原稿の光画像に露出される。

これによって、原稿内に含まれる情報領域に相当する静
電潜像を光導電部材表向に記録する。靜ｉｔ潜像が光導
電部材表面に記録された後、この潜像は、現像混合剤を
光導電部材表面に接触させることによって現像される。

これによって、光導電部材表面にトナー粒子画像が形成
され、この画像は、その後、複写シートに転写される。

最後に、このトナー粒子画像は画像の形にしたがって、
複写シートに定着するために加熱される。

コロナ発生装置は、普通、光導電部材を帯磁させるため
、およびトナー粒子画像を複写紙に転写させるために使
用される。転写処理中、複写シートの裏側は画像を複写
シートに転写するために適切なレベルと極性とに帯磁さ
れる。複写シートの裏側の電荷によって、これと異極性
の電荷が光導電部材表面の画像のない領域に誘導され、
その結果、複写シートと光導電部材との間に静電結合が
生じろ。

複写シートの光導電部材からの分離を容易にするために
は、複写シートの裏側の上述の電荷を部分的に中和し、
これらの′電荷によって生じた静電結合の１部を除去す
ることが望ましい。コロナ発生装置は、この目的のため
にも採用されてきた。

これを達成する処理は、静心的分離として知られろよう
になった。もう１つの適用は、ブレクリーン（ｐｒｅｃ
ｌｅａｎ　）であって、この場合はトナー電荷及び／又
は受光器電荷が中和される必要があるであろう。帯電用
、転写用又は分離用にかぎらず一ヒ述の型式の複写装置
ｔＫ使用される従来の型式のコロナ発生装置は、米国特
許第２，８３６，７２５号は概略的に示されており、こ
のなかで、細長い線の形をした導電性のコロナ線電極が
、コロナ発生直流′電圧に接続されている。この線電極
は導電性じゃへい体によって部分的に囲われており、こ
のしやへい体は、通常、電気的に接地されている。　゛
帯電される表面は、しやへい体と対向する側でこの線電
極から離間され、かつ接地基板上に装着されている。代
替的に、上述の型式のコロナ発生装置を、米国特許第２
，８７９．３７５号の教示する方法によってバイアスさ
れてもよい。この場合、交流コロナ発生電圧が導電性コ
ロナ線電極に印加され、そして線電極から、帯電される
光導電部材の表面へのイオンの流れを調整するために、
部分的に線電極を取り囲む導電性じゃへい体に直流電圧
が印加される。

導線を採用する従来型のコロナ放電装置に在る問題は、
コロナ放電は、化学反応が活発な領域で行なわれるので
、周囲の空気から化合物が合成され、これによってこの
導線の表面に化学的生成物が蓄積するという結果をもた
らすことである。こ−れらの化学的生成物は、動作期間
が長くなろにしたがって、コロナ発生装置の性能を低下
させる。

遊離酸素およびオゾンがコロナ領域で生成されるので、
コロナ線電極としては耐酸化性の高いものでなければな
らない。導線上に化学的生成物が蓄積されるという上述
の問題は、化学的侵食を受は難い導線を供給することに
よって対処されてきた。

このような導線は上記の問題を軽減するけれども、コロ
ナ発生装置のコストを＠夷上−ヒ昇させてきた。

裸導線を利用する従来技術の装置は、接地されたじゃへ
い体を使って交流モードで動作させられるときは、帯電
表面を完全には中オロしない。従来技術のコロナ発生装
置は光導電の表面が完全に中和される時（ｖｐ＝ｏ　）
　、　、Ｅ味負直流電流（−Ｉｐ）を光導電表面に与え
る。］−裸導線」を使用する装置にとってのもう１つの
問題は、縦方向電流の不均一性の問題である。

従来技術の交流コロナ発生装置の上述の特性は、陰イオ
ンの大きな移動度に由来している。この現象は、当業者
においてはよく知られている。このようなコロナ発生装
置を所望の方法で動作させるために、このコロナ発生装
置のしゃへい体をバイアスする直流電源が用いられてい
る。このような外部バイアス装置は交流コロナ発生装置
に所望の動作を行わさせるが、コロナ発生装置の出力が
この方法で作動させられる場合、温度及び湿度などの周
囲条件並びにトナーの堆積による汚損状態のためにコロ
ナ発生装置の出力は変化する可能性が大きい。

ゼログラフィ帯電機能にさらに適すると考えられるコロ
ナ発生装置のもう１つ型式は、ダイコロトロン電極であ
り、この成極は、米国特許ｉ　４，０８６，６５０号に
開示されているようにコロナ導線と比較的厚い誘電性の
外側被覆とを組合せたものである。ダイコロトロン電極
は、裸導線のコロナ線電極におけるほど上述のような欠
点を伴う−ことはない。誘電性被覆の厚さは、交流電圧
がダイコロトロン電極に印加されかつじゃへい体とコロ
ナ九露出しようとする表面とが同−電位圧あるような場
合、実質的に、正味直流電流が導線と露出する光導電部
拐の表面との間にも、又は導線とコロナ発生装置の１部
を形成する導電じゃへい体との間にも、流れないような
厚さである。しか−しながら、バイアスをしゃへい体に
、又は露出光導電部材の光面を帯電させることによって
、靜′醒界がじゃへい体と光導電部材表面との間九発生
するならば、正味直流電流がこの表面とじゃへい体とに
流れる。

ダイコロトロン電極のもう１つの特徴は、裸導線のコロ
ナ線電極の場合と異なり、ダイコロトロン電極の導線と
コロナに露出される表面との間に流れる電流は、この導
線と導電じゃへい体との間に流れろ電流と大きさは等し
いが極性が反対であるという゛ことである。

交流電圧が印加される裸導線コロナ線電極の場合には、
前記２つの電流は同極性であるがしかし通常大きさが異
なる、なぜならば、コロナに露出される表面に多くの電
流を流す方が好ましいからである。電流制限抵抗を充電
することによって光導電部材表向に大きな電流を得るこ
とが、米国特許第３，８１５．５４８号、特許権者モル
トン・シルバーバーブ（Ｍｏｒｔｏｎ　Ｓｉｌｖｅｒｂ
ｅｒｇ　）によって開示され、実施されている。

したがって、ダイコロトロン電極は、転写期間中に、複
写シートの裏側の帯電電荷を部分的に中和するのにとく
に適している。これは、次の理由による、すなわち、複
写シートの裏側上の１区圧は複写シートと光導電部材表
面が分離ダイコロトロン電極を通過するとき、しやへい
体と複写シートと間に静電界を生じ、この結果複写シー
トの裏側に正味直流電流を流し、これによってこの裏側
上の電荷の１部を中和する。

もとより、複写シートの裏側上の電圧レベルは、ゼログ
ラフィ複写機が受ける動作条件の変動のために一定値で
はない。このような複写機は、多様な大気状態下でいろ
いろな重さの紙を取扱う能力がなければならない。紙の
重さの関数であるその紙の厚さと、大気の状態の関数で
ある紙の抵抗性と、および紙の型式は転写後複写シート
の裏側に現れる電圧レベルを変化させろ要因となる。複
写シート電圧のこのような変動は、従来技術の装置にお
いては、複写シートの裏側の電圧レベルを検出しかつ検
出値を使って、しやへい体のバイアス電源の出力を充′
亀する信号を出力する高価かつ複雑な帰還回路を具備す
ることによって、取り扱われてきた。

本発明の要約 本発明によれば、接地導電じゃへい体に接続された抵抗
器などのような適切なインピーダンスデバイスを配設す
ることによって、所望の中和作用覗流を発生させること
ができる。すなわち、帯電複写シートが分離ダイコロト
ロン電極の近くを移動するとき、静電界が作られ、この
静電界かじゃへい抵抗器を通して電流を流し、これによ
ってしやへい体に対する適切なバイアス電圧を生じさせ
ろ。このバイアス電圧の大きさは、電流の関数であり、
この電流はまた複写シートの裏側上の電荷量の関数であ
る。したがって、複写シート上に大量の電荷があるなら
ば、高いバイアス電圧が生じ、この結果、複写シートに
大きな電流が流れて大量の電荷を中和することにガろ。

これに反し、複写シート上の電圧レベルが低いならば、
低いバイアス電圧が生じ、このため、小さな電流が複写
シートに流れて小量の電荷を中和する。適正な値を持つ
抵抗器を使用することによって、帯電電荷を中和するに
十分な電流が発生されるから、複写シートを光導電部材
表面から分離するのが容易になる。

この構成は、転写の結果として複写シートの裏側に出現
する電圧範囲に対して有効である。複写シート上の電荷
の１部を中和することは、もし万一複写シートが複写機
の１部と接触して複写シートから゛電荷が漏洩したとし
ても、分離ステーションの下流の画像じよう乱を防止す
る。

発明の実施態様 本発明の特徴を全体的に理解するために、付図を参照し
て本発明を説明する。付図は、本発明の装置と方法を用
いた実施例の電子写真複写機の各種構成要素を概略的に
示している。

電子写真複写技術はよく知られているので、図示の複写
機に採用されている各種の処理ステーションについては
簡単にこれに触れるだけとすゐ。

図に示されているように、本複写機は、光導電ベルト１
０を利用し、このベルトは導電基板１１゜光導電粒子が
無作為忙電気的絶縁有機樹脂内に故乱したものを含む電
荷発生層１２、および透明で電気的に不活性のポリ炭酸
エステル樹脂であってこの中に１又は２以上のジアミン
が溶解したものを含む区荷転送層１４を有している。

この型式の受光器は、米国特許第４．２６５．９９０号
、１９８１年５月５日登録、特許権者ミラン・ストルカ
（Ｍｉｌａｎ　８ｔｏｌｋａ　）他に開示されている。

ベルト１０は、矢印１６の向きに移動する結果、その連
続する部分が前進し、ベルトの移動径路に沿って配置さ
れている各種処理ステーションを連続的に通過する。ベ
ルト１０は、分離ローラ１８引張りローラ２０及び駆動
ローラ２２によって引張られている。駆動ローラ２２は
回転可能に装着されかつベルト１０に係合している。モ
ータ２４はローラ２２を回転さ、せてベルト１０を矢印
１６の向きに進める。ローラ２２はベルト駆動装置など
の適切な装置によってモータ２４に連結されている。

ベルト１０は、引張りローラ２０をベルト１０に対して
所望のばね圧を以って弾力的に附勢する１対のはね（図
には示されていガい）によって張られた状態に維持され
ている。分離ロー２１８と引張りローラ２０の双方が回
転可能に装着されている。これらのローラは遊びローラ
であって、ベルト１０が矢印１６の向きに移動するにし
たがって、自由に回転する。

図を続けて参照すると、まず、ベルト１００１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、参照番号２５で全体的に指示されたコロナ発生装置
は、ベルト１０を比較的高い、実質的に均一な負電位に
帯電させろ。光導電ベルト１０を負に帯電させる適切な
コロナ発生装置は、導電しゃへい体２６、細長い裸導線
ｚ７と比較的厚い電気的絶縁被覆２８をきむダイコロト
ロン電極を有しており、被覆２８は交流電圧がコロナ導
線に印加されるときかつしやへい体と光導電部材表面が
同電位になったとき正味直流電流が流れないような厚さ
を有する。換ビすれば、しやへい体に印加されるバイア
ス電圧又は受光器ヒの電荷のいずれかによって供給され
る外部電界がない場合には、正味直流電流が実質的に流
れない。

次ぎに、光導電ベルトの帯醒部分は、露出ステーション
Ｂを１ｍ遇する。露出ステーションＢにおいて、原稿３
０が曲をＦに向けて透明プラテン３２−ヒに置かれてい
る。ランプ３４は原稿３０の１ｍに光線を一時的に照射
する。原稿３０から反射された光線は元画像を形成し、
光画像はレンズ３６を通して伝送される。光画像が光導
電ベルトの帯電部分に投射されると、ベルト上の電荷は
選択的に消散する。これによって、原稿３０に含まれろ
情報領域である静電潜像がベルト上に記録されろ。

その後、ベルト１０は静電潜像を現像ステーションＣＫ
進める。現像ステーションＣにおいて、磁気ブラシ現像
ローラ３Ｂが現像混合剤（すなわち、トナー粒子と担体
粒片）を前進させて静電潜像に接触させろ。静電潜像は
トナー粒子な担体粒片から引き寄せこれによってトナー
粒子画像な光導トベルト上に形成する。

ベルト１０は、それから、トナー粒子画像な転写ステー
ションＤに進めろ。転写ステーションＤにおいて、複写
シート４０が移動させられてトナー粒子画像と接触する
。この複写シートはシート送り装置４２によって転写ス
テーションＤに進められる。好ましくは、シート送り装
置４２は、スタック４６の最上位のシートと接触する送
りロール４４を含む。送りロール４４は回転することに
よって最−Ｆ位のシートをスタック４６から傾斜路４日
へ進める。傾斜路４８は、進んでくる複写シートを案内
して時間順序にベルト１０に接触させろ、したがって、
ベルト上に現像されたトナー粒子画像は進んでくる複写
シートと転写ステーションＤにお、いて接触する。

転写ステーションＤはコロナ発生装置５０を含み、後者
は陰イオンをシート４０の裏側−ヒに散布し、その結果
、正のトナー粒子を含むトナー粒子画像が光導電ベルト
１０からシート４０に引き付けられろ。この目的のため
に、適切なコロナ発生電圧と適切なバイアス螺圧を印加
することによって、はぼ５０マイクロアンペアの負′電
流を複写シートに流す。

転写に続いて、複写シートは、分離ステーションＥに配
置されている分離コロナ発生装置５１を通過する。分離
ステーションにおいて、転写中、に複写シートの裏側上
に帯電した′電荷は部分的に中和される。複写シートの
裏側の電荷の部分的な中オロは、シートをベルト１０に
保持している結合力を弱め、したがって、ベルトがロー
ラ１８によって比較的鋭い曲がりを与えられた部分に沿
って移動するにしたがってシートを分離することができ
る。分離の後、シートはさらに矢印５２の向きに続けて
移動し、コンベア（図には示されていない）、ヒに達し
、このコンベアはシートを融着ステーションＦに進めろ
。

融着ステーションＦは、全体的に参照番号５４で示され
た融着集合体を含み、融着集合体は転写されたトナー粒
子画像をシート４０に定着する。

好ましくは、融着集合体５４は、加熱融着ローラ５６を
含み、後者は加圧されてバラファツジローラ５８に係合
されろ。シート４０は融着ローラ５６とバラファツジロ
ーラ５Ｂの間を通過しその際にトナー粒子画像は融着ロ
ーラ５６と接触する。

このようにして、トナー粒子画像がシート４０に定着さ
れる。融着後、傾斜路６０が、進んでくるシート４０を
受は皿６２に案内し、これによって操作者によりシート
が複写機から取り出される。

画像消去ステーションＧに導電ブラシ６４が配設され、
これに交流電圧が交流電圧源６６から印加される。直流
バイアス電圧６Ｂは交流電圧源６６に印加される。この
ブラシは、光導電ベルト１０の移動方向に実質的に垂直
な方向に周期的に運動するよう構成されている。このよ
うな運動は、モータ７２に機能的に接続されたカム機構
７０によって達成される。

１動作実施例において、交流′電圧は１５００ボルト、
２５０　Ｈｚであり、また直流バイアス電圧は負の２５
０ボルトに等しく、一方、ブラシの機械的振動数は１８
００サイクル毎分である。ブラシとベルトの締めしるを
０．２５４センチメートル（０，１０インチ）とすると
、最適結果を得るには、ベルトとブラシとの間の相対速
度は光導電ベルト上の１点がブラシとベルトの間に形成
されたニップ（すなわち、ブラシとベルトの間の接触面
積）の間を通過する時間中、ブラシが２往復することが
望ましい。

ブラシ機構が動作している間、転写工程の後に光導電ベ
ルト七に残存しているトナー粒子の形成する残留画像は
再分配されるが、再分配されたトナーは現像ステーショ
ンＣを通過するにしたがって磁気ブラシ現像ローラ３８
によって除去し得る。

ダイコロトロン電極の構成は全てのコロナ発生装置にお
いて同様であるが、しかし、コロナ発生装置に適用する
電圧バイアス′電圧及び方法は必ずしも同様である必要
はない。事実、分離コロナ発生装置５１は、他のコロナ
発生装置とはきわめて異なった具合に動作させられる。

交流電圧がダイコロトロン成極に印加される場合そのし
ゃへい体は抵抗器７６などのインピーダンスを通して接
地されろ。このような構成の場合には、転写動作の結果
生じた静電結合によって複写シー）４０が付着された光
導電ベルトが分離ステーションを通過するとき、複写シ
ート４０の裏側上の電圧がじやへい体と複写シートとの
間に靜区界を発生させる。

この静電界によってダイコロトロン成極と複写シートの
裏側との間及びダイコロトロン電極とじやへい体との間
に、電流が流れる。したがって、電流が抵抗器７６を流
れ、この結果、抵抗器の両端に電圧が発生するが、この
電圧が所望のシールドバイアス電圧となる。抵抗器７６
の適切な抵抗値は、処理速度にしたがって５〜５０メグ
オームである。この抵抗値範囲のために、複写シートに
紙の重量及び抵抗性などの因子にしたがって５〜２０マ
イクロアンペア程度の正の電流が流れる。

コロナ発生用の裸導線２７は、従来方法にしたがってそ
の両端においてじゃへい体２６の両端に装着された絶縁
両端部材（図には示されていない）によって支持される
。裸導線は、従来型の所与の導体フィラメント物゛質、
すなわち、ステンレス鋼、金、アルミニウム、銅、タン
グステン、プラチナなどのような物質で作られる。導線
２７の直径は、紙缶ではなく、代表的には０．５〜１５
ミルの間で変化し、好ましくは約６〜６ミルである。

絶縁被覆２Ｂとしては所望の適切な絶縁物質が採用され
るが、この被覆は印加される交流電圧のもとで絶縁破壊
せずかつコロナ発生装置内に存在する状態の下で化学的
侵食に耐えられるものである。無機絶縁物質は有機絶縁
物質よりも、その高絶縁耐力特性、及びコロナ環境中で
の化学反応に対するその大きな抵抗のゆえに、より満足
な性能を有することが知られている。

本発明のコロナ発生装置に使用される絶縁被覆の厚さは
、交流電圧がその導線に印加されたときかつ光導電ベル
トとしやへい体が実質的に同電位にあるとき、導電電流
又は直流帯ｔｇ流がこの被覆を通過しない程度の厚さで
ある。代表的に、この厚さは次のようである、すなわち
、導線と絶縁被覆を合せた厚さが１．６〜７．６　ミＩ
Ｊメートル（５〜６０ミル）の範囲に入ること、ただし
代表的な絶縁被覆の厚さは０．２５〜２．５　ミ’）メ
ートル（１〜１０ミル）である。絶縁耐力が５　ｋＶ／
ｍｕを超えるガラスは、実験によって、絶縁被覆として
満足する性能を有することが判っている。選択されたガ
ラス被覆は、気泡及び不純物を含まず導線に対して良好
な接触性又はぬれ性を有していなければならない。その
他絶縁被覆として可能なものはアルミナ、ジルコニア、
窒化ホウ素、酸化ベリリウム、窒化ケイ素などのセラミ
ック材料である。コロナ中で充分に安定な有機絶縁材料
も１吏用可能である。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明によるゼログラフィ複写機の概略図である
。 １０：光導電ベルト １８：分離ローラ ２２：駆動ローラ ２５：コロナ発生装置 ２６：導電じゃへい体 ２７：裸導線 ２８：絶縁被覆 ３日：現像ローラ ４０：複耳シート ５０：コロナ発生装置 ５４：融着集合体 ６６二交流亀圧源 ６８：直流バイアス螺圧 ７０：カム機構 ７２：モータ ７６：抵抗器 代理人　　浅　村　　　皓

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光導電部材表面に靜′亀的に接着している複写シ
   ート上の電荷の部分的中和方法において、交流電圧源に
   接続されたダイコロトロン電極を接地された導電じゃへ
   ム体の近傍に支持しかつ複写シートの裏側に負電荷を帯
   電している該複写シートを伺けた前記光導電部材表面を
   前記ダイコロトロン砥極ン通過して移動させろことがで
   きるように前記ダイコロトロン電極を支持する工程と、
   前記導電しゃへい体を抵抗器を通して接地する工程と、
   前記父流電圧源を前記ダイコロトロン電極に接続する工
   程と、負電荷を帯電している前記複写シートを付けた前
   記光導電部材表面を前記ダイコロトロン電極を通過して
   移動させろ工程と、及び前記移動によつで正味正電流が
   前記電極から前記複写シートに流されることを、包含す
   ることを特徴とする前記電荷の部分的中和方法。
2. （２）静電写真複写機に用いられる光導畦表面に静電的
   に接着されている複写シート上の電荷の部分的中オロ装
   置において、導線に交流゛電圧が印加されるとき外部靜
   ′屯界のない乗件の下では実質的に正味直流電流が前記
   導線から流れろことがないように充分に厚い絶縁外側被
   覆を有する前記導線を含むダイコロトロン電極と、導電
   じゃへい体と、前記しゃへい体を機能的に接地する抵抗
   器と、複写シートの裏側に帯電している前記複写シート
   を前記ダイコロトロン電極を通過して移動させる駆動装
   置であって前記移動によって前記導電じゃへい体と前記
   複写シートとの間に外部静電界を発生嘔せ及び該静電界
   によって正味直流電流を前記ダイコロトロン電極から前
   記複写シートにかつ前記じゃへい体を経由して前記抵抗
   器を通して流す結果前記抵抗器の両端に現れる電圧が前
   記しゃへい体に対する適切なバイアス電圧となる前記駆
   動装置とを、包含することを特徴とする前記電荷の部分
   的中和装置。
3. （３）光導電部材表面に静電的に接着している複写シー
   ト上の電荷の部分的中オロ方法において、交流電圧源に
   接続されたダイコロトロン電極他を接地された導電しや
   へい体の近傍に支持しかつ複写シートの裏側に負電荷を
   帯電している該複写シートを伴う前記光導電部材表面を
   前記ダイコロトロン電極を通過して移動させることがで
   きるように前記ダイコロトロン電極を支持する工程であ
   って前記移動によって電流を前記電極から流す前記支持
   する工程と、交流電圧源を前記ダイコロトロン電極に接
   続する工程と、および前記導電じゃへい体を抵抗器を経
   由して接地することよって前記電流を変調し、前記電流
   により前記しゃへい体に対するバイアス電圧を発生させ
   る工程とな、包含することを特徴とする前記電荷を部分
   的に中和する方法。