JPS5964860A - コロナ発生装置の制御装置及び制御方法 - 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】 本発明は、ゼログラフィ複写機に使用するコロナ発生装
置に関し、特に、コロナ発生装置のコロノードすなわち
コロナ電極又は導電性シールドの電圧を利用して光導電
面の帯電レベルを制御する装置の改良に関するものであ
る。

ゼログラフィ複写機では、像転写の準備として、通常光
導電体の表面を予定レベルまで均一に帯電させ、帯電し
た光導電体又は光導電面を露光させて光像とし、静電潜
像を形成する。次に、潜像に、従来トナーと呼ばれる静
電吸引力のある現像媒体を付着させ、トナーによる偉を
コピーシートに転写しで、目に見える像にする。転写後
、像を転写したシートに、熱と圧力の組合せ、又は、圧
力のみをかけて、像をコピーシートの上に永久的に固着
、又は溶解させて定着させる。

コピーの品質の良し悪しは、り万機の光導電体の帯電レ
ベルによって大きく左右される。従って、断続的にせよ
、連続的にせよ、この光導電面の帯電レベルを点検して
、コロナ発生装置の電源をこまめに調節することが望ま
しい。電位計を設けて、光導電面の帯電レベルを測定で
きるようにした装置もある。しかし、光導電体の表面は
脆く、破損やかき傷が生じ易いので、どうしても必要な
場合以外は、光導電体の移動路と物理的に接触する要素
の設置は避けるのが一般的である。そこでこの種の電位
計には、高価で複雑なコンデンサ形のプローブをつけ、
光導電面に近接してはいるが、物理的接触は避ける形で
グローブを配置している。

コロナ発生装置にプローブ付の電位計を用いて、その出
力を測定することも可能である。例えば、米国特許第５
．８３５，３８０号及びその関連特許、米国特許第３，
５８６．９０８号、第３，６７８，３５０号、及び第３
．６６７．０３６号がこれに当る。この帯電レベル測定
方法は、様様なコロナ発生装置の出力、等の制御に利用
されており極めて有効である。しかし、この種のプロー
ノ付電位計は、予め電位計を組込むように設計された装
置にしか使用できない上に、この種の電位計を設置する
には、現像面周辺にがなりのスペースが必要である。し
かるに、この電位針は、電位計を設置した場所の電荷だ
けしか測定できない。

複写機では、幾つもの電位針を備えて、コロナ発生装置
の結像面の流れ全体に渡って電荷を測定するのは、経済
的にも空間的にも、決して望ましいことではない。又、
一つの電位計をあちこちに動かす方法は、測定に時間が
かかり、又、同時測定ができない欠点を有する。

複数の電位計プローブを用いた場合の空間及び費用の問
題は、米国特許第５，９５０，６８０号で検討されてい
る。同特許では、システム中の各コロナ発生ｇｃＭの電
流のうち導電シールドに流れる部分を、そのコロナ発生
装置に与えられた総入力電流から引けば、実際にコロナ
発生装置から結像面又は結像プレートに流れる電流が測
定できるとしている。これは、コロナ発生装置に供給さ
れる総入力電流は、結像面かシールド、いずれかに流れ
、シールド電流が接地用導体よりわずかに上を電気的に
浮動していれば、この電流は、フィードバックできるの
で、この電流を総入力電流から引けは、真のプレート（
結像面）の測定、即ち、真のプレートに供給されプレー
トに帯電した電流の測定ができるという原理に基づくも
のである。

電流測定装置は、感光体のみから成る回路に用いられて
いる。

光導電面の電荷を制御する方法としては、この他に、光
導電面上の原稿投影区域に試験像を現像し、この試験像
を、赤外線デンシトメーターで測定して、感光体の帯電
レベルを制御する為の電気出力を算出する方法がある。

この方法は、米国特許第４，３１８，６１０号に発表さ
れている。しかし、周知の通り、テストノヤツチが複写
機のクリーニングシステムに応力状態をもたらすので、
この方法は、その用途によっては望ましいとは言えない
。

光導電面上の電荷を測定又は制御するさらに他の方法と
しては、光導電面と物理的に接触するローラープローブ
を用いる方法がある。米国特許第３．８８７．８４５号
に指摘される通り、ローラプローブは、バイアス転写ロ
ールを採用する複写機に於て、バイアス転写ロールとし
て用いることができる。バイアス転写ロールを用いるの
が、明らかな欠点となるのは、バイアス転写ロールを採
用していない機械に於て、これを使用しようとする場合
である。又、電位計と同様の特殊な問題が、ローラプロ
ーブに於ても、固有の問題として存在する。

本発明の特徴は、コロノード又は導電シールドのいずれ
かの電圧を利用して、感光体の電圧レベルを制御するこ
とにより、光導電面の帯電レベルを制御する装置を設け
た点にある。上記の制御を行う為、本発明の装置は、コ
ロノード又はシールド、いずれかの電圧を実際に１回測
定する。このうち−回は、光導電面を絶縁状態、又は、
非導電状態とし、二回目は、光導電面を導電状態として
測定する。光導電面が導電状態にある場合と、非導電状
態にある場合の電圧差を測定して制御を行うので、本装
置は、周囲条件の変化にも、グロセスノＪ？ラメータの
変化にも、はとんど影響されない。

シールド又はコロノードの電圧を利用するこの方法は、
所定量の電流を裸プレート（即ち、投光照明により導電
性を与えられた光導電面）に流すのに必要なシールド電
圧又はコロノード電圧は、非導電状態の光導電面に同量
の゛電流を流すのに必要な電圧より低い、という事実が
解って始めて可能となった方法である。上記の電圧差は
、光導電面の帯電レベルとほとんど等しいか、又は、帯
電レベルと一定の比率をなす。従って、この電圧差は、
光導電面の電荷を表わすのに用いることができ、さらに
、光導電面が予定レベルに帯電していることを保証する
為にも用いることができる。

以下、本発明の特徴を第１図に沿って説明する。

第１図は、本発明による装置及び方法を組込んだ電子写
真複写機の構成要素を示す概略図である。

電子写真複写は、既に広く知られた技術であるので、第
１図に示されている複写機の様々々処理ステーションに
ついては、簡単に説明するに留めることとする。

第１図に示す通り、複写機には、光導電性のベルト１０
が装備されている。ベルト１０は、導電。

性の支持体１０と、絶縁有機樹脂に光導電性の粒子をラ
ンダムに散在させた電荷発生層１２と、一種以上のジア
ミンを融解させた透明の電気的に不活性な／　ＩＪカー
Ｉネート樹脂の電荷輸送層１４で構成されている。この
タイプの感光体は、米国特許第４．２６５，９９０号に
発表されており、本明細書にも、上記発明の記述を参考
の為引用する。

ベルト１０は、矢印の方向に動いて、連続的にベルト各
部を前進させ、移動路の周辺に配置された様々な処理ス
テーションの間を通って様々な処理を受けつつ進んでい
く。ベルト１０は、ストリッピングローラ１８、引張ロ
ーラ２０、駆動ローラ２２に支持されて、その周りを回
転するようになっている。駆動ローラ２２は、回転可能
に取付けてあり、ベルト１０と係合している。モータ２
４がローラ２２を回転させると、ベルト１ｏは、矢印】
６の方向に進む。ローラ２２とモータ２４は、ベルト等
の適切な手段で結合しである。

一対のスプリング（図示せず）が引張ローラ２０に所要
のバネ力を与え、ベル）１０を押し広げる方向に引張っ
てベルト１０を緊張状態に保っている。ストリッピング
ローラ１８、引張ローラ２０も回転可能な構造となって
おり、三つのローラはベルト１０が矢印１６の方向に動
くにつれて自由に回転するアイドラーローラである。

第１図に於て、ベル）１０の部分は、まず、帯讐畝チー
ジョンＡを通過する。帯電ステーションＡでは、通常参
照何冊２５で示されるコロナ装置谷がベルト１０に電荷
を与え、比較的高い、はｙ均一な負の電位を持たせる。

前記の光導電ベルト１０に負の電荷を与える為のコロナ
発生装協は、導電シールド２６、及び、長くのびた裸線
２７と比較的厚い絶縁１−２８から成るダイコロトン’
Ｉｆｔ極で構成されている。絶縁！−２８の厚さは、交
流電圧がコロナ線に印加され、シールドと光導電面が同
電位となった時に、正味のコロナ電流をはソむに足る厚
さとする。言い換えれば、シールドにバイアスを与える
か、感光体に電荷を与えるかして、外部に電界を生じさ
せなければ、正味の直流電流は事実上流れないというこ
とになる。

次に、光導電ベルトの帯電部分は、露光ステーションＢ
へと進む。露光ステーションＢでは、原稿３０が表を下
に向けて透明のプラテン３２の上に置かれている。ラン
プ３４が光線を原稿３０に照射する。原稿３０で反射し
た光線は、光像を形成し、この倫は、レンズ３６を通っ
て光導電ベルトの帯電部分に投影され、選択的にベルト
上の電荷を消散させる。こうして原稿３０に書かれてい
る情報部分に相当する靜１ｔｔ潜像がベルト上に記録さ
れる。

その後、ベルト１０は、さらに前進し、静電潜像部分を
現像ステーションＣに運ぶ。現像ステーションＣでは、
磁気ブラシの現像剤ローラ３８が混合現像剤（即ち、ト
ナーとキャリア粒子を混合したもの）を静電潜像部分に
接触させる。潜像はキャリア粒子の中からトナー粒子を
吸着し、光導電ベルト上にトナー像が形成される。

ベルト１０は、さらに前進し、トナー像を転写ステーシ
ョン０へと進める。転写ステーション０では、支持材の
シート４０を、トナー像と接触さ１ せる。支持材シートは、シート送り出し装置４２によっ
て、転写ステーション０へ送り出される。

できれば、シート送り出し装置４２には、積重ねたシー
ト４６の上部シートと接触する送出ロール４４を装備す
ることが望ましい。送出ロール４４は回転して、積重ね
たシートの山から一番上のシートラ、シュート４８へ送
す出ス。シュート４８は、ベルト上に現像されたトナー
像が転写ステーションＤで送られてきた支持材シートと
丁度良いタイミングで接触できるように、支持材シート
を前進させ、ベルト１０と接触させる。

転写ステーション０には、コロナ発生装置５゜が設置さ
れており、この装置は、シート４０の背面に、負のイオ
ンを吹きつけて、正のトナー粒子を持つトナー像を、光
導電ベル）１０がらシート４０へと引きつける。上記の
作用を行う為には、約５０マイクロアンペアの負の電流
をコピーシートに流す必要がある。コロナ発生電圧及び
バイアスを適切に印加してこの電流をシー）Ｋ供給する
。

転写終了後、画像を転写したシートは、剥離ス２ チージョン上を通過し、同ステーションに設置されてい
る剥離用コロナ発生！［５１の処理を受ける。前記装置
５１は、転写中に、コピーシートの背面につけられた′
耐荷の一部を中和する。コピーシートの背面の電荷の一
部が中和されると、コピーシートのベルト１０との結合
力が減少し、ベルトが、ローラ１８の所で、かなり鋭角
に曲る時に、ベルトからシートがはがれる。剥離処理を
終えたシートは、引続きコンベヤ（図示せず）に乗って
、矢印５２の方向に進み、定着ステーションＦに向うＯ 定着ステーションＦには、通常参照何分５４で示される
定着組立体が設置されており、この定着組立体が転写さ
れたトナー像をシート４ｏに永久定着させる。できれば
、定着組立体には、熱定着ｏ−５５６を設けてバックア
ップローラ５８と圧力係合させることが望ましい。シー
）４０は、定着ローラ５６とバックアップローラ５８の
間を、トナー像を定着ローラ５６と接触させつつ通過す
る。この様にして、トナー像はシート４０に永久定着す
る。定着後、シート４０は、シュート６゜を通って、キ
ャッチトレイ６２へと進み、オペレータが複写機からシ
ートを取込。

像除去ステーションＧには、導電性のシラシロ４が設け
てあり、このブラシ６４には、電源６６から交流電圧が
供給されている。交流電源６６には、交流バイアス６８
が供給されている。

このブラシは、光導電ベルト１０の動作方向とほぼ直角
をなす方向に周期的に動くようになっている。ブラシ６
４の動作は、モータ７２に接続されたカム構造７０によ
り起こされるものである。

ある操作実施例では、交流電圧は、１５００＆ルト、２
５０　Ｈｚ　％　　直流バイアス電圧は、−２５０Ｒル
ト相当とし、ブラシの機械的周波数は、毎分１８００サ
イクルとしている。ブラシとベルトの干渉が２．５４隨
（０，１０インチ）の場合、光導電ベルト上のある点が
ブラシ・ベルト間に形成されたニップ（即チ、ブラシ・
ベルト間の接触領域）を通過する間に、ブラシが１回完
全に振動を行えるようブラシ・ベルト間の相対速度を決
めることが、最良の結果が得られるので望ましい。

ブラシ構造の作動により、転写段階終了後も、光導電ベ
ルト上に付着して残留像を形成しているトナーは再分解
され、現像ステーションＣを通過する際に、磁気ブラシ
の現像剤ローラ３８により除去される。

ダイコロトロン構造は、どのコロナ装置に於ても同様の
構造を持つものではあるが、電圧やバイアス、又、これ
らを印加する方法については、必ずしも同様とする必然
性は無い。事実、本発明による剥離用コロナ発生装置５
１は、他のコロナ発生装置Ｒとは全く異った方法で操作
されている。前記剥離用コロナ発生装置５１では、交流
電圧がグイコロトロン′電極に印加される。このダイコ
ロトロン電極には、シールドがついており、シールドは
、抵抗器７６等のインピーダンスを介して接地しである
。この配置によれば、光導電面にシート４０が、転写操
作の結果生じた静電結合力により付着した状態で、剥離
用ステーションを通過する際に、シート４０の背面に電
圧がある為、シールドとコピーシートの間に静電界が生
じる。この静電界により、ダイコロトロン電極とコピー
シートの背面の間、及び、ダイコロトロン電極とシール
ドの間に電流が流れる。電流が抵抗器７６を流れると、
抵抗器７６の両端に電圧が生じ、この電圧が所要のシー
ルドバイアス電圧となる。抵抗器７６の抵抗値は、処理
速度に応じて、５〜５０メグオームの範囲内とする。こ
の範囲内の抵抗値をとれば、コピーシートに流れる正電
流は、紙の重量や抵抗率等の要因により、５〜２０マイ
クロアンペアの範囲となる。

コロナ線２７は、従来の方法で接続すれば良い。

即ち、その両端をシールド構造２６の両端の間に取付け
られた絶縁端ブロック（回示せず）に接続する。コロナ
線にはステンレススチール、金アルξニウム、銅、タン
グステン、プラチナ等の従来から良く用いられている導
電性のフィラメント材のいずれを用いても良い。線１１
の直径は、さしたる重要性を持たないが、通例、１５．
２４〜３８１μｍ　（０，６〜１５ミル）の間、できれ
ば、５ 約７６．２〜１５２．４μｍ　　（３〜６ミル）とする
のが望ましい。

被膜２８は、いずれの誘電材料で構成しても曳いが、コ
ロナ交流電圧を印加されても破壊せず、又、コロナ装置
に於て生′じる可能性のある化学作用に耐えるものでな
ければならない。無機の誘電体の方が、有機の誘電体よ
りも、電圧破壊特性が高く、コロナ環境に於ける化学反
応に対する抵抗器も高いので、適していると言えよう。

本発明のコロナ発生装置に用いる誘電１被嗅の厚さは、
交流電圧がコロナ線に印加され、光導電面とシールドが
同電位になった時に２．！４電流又は直流帯電電流が事
実上被膜を流れない程度の厚さとする。通例、コロナ線
と誘電体の厚さを合わせて、７６．２〜７６２μｍ（５
〜５ｏミル）、誘電体のみの厚さは、２５．４〜２５４
μｍ（１〜１゜ミル）とする。５ｋＶ／ｗ以上の誘電破
壊強度を有するガラスを誘電被膜材として用いると、好
適であることが実験により証明されている。本装置に用
いるガラス被膜は気孔や混在物が無く、又、６ 被膜上にコロナ線を良好な状態で接触又は湿潤できるも
のとする。その他、アルミナ、ジルコニア、窒化ゲロン
、酸化べＱ　ＩＪウム、及び、窒化珪紫等のセラミック
材も、被膜材料として用いることができる。又、コロナ
中で、十分安定々有機誘電体も使用可能である。

第２図に示す通り、本発明のダイコトロン電極は、線２
７及び絶縁層２８を有し、交流電源の二次巻線８０に静
電容量的に接続されている。導電シールド２６は、感光
体用の定電流電源８２に接続されている。定電流電源８
２からｉ電シールド２６に印加された電圧は、減算器８
４へ導かれる。

減算器８４は、従来タイプのサンプル・ホールド用回路
に、増幅器を加えた構造とすることができる。前記サン
プル・ホールド用回路は、電圧値のサンプル及びホール
ドを行う為のもので、まず、光導電体１０−Ａ！、非導
電状態にある時の、シールド電圧を示し、次いで、前記
電圧と、光導電面が導電状態にある時のシールド電圧と
の差を示す信号を発する。上記二つの電圧の差は、増幅
されて、比較器８６へ送られる。参照何分８８は、減算
器８４の出力を比較する為の基準電圧を、比較器８６に
供給する為の手段である。比較器の出力は、定電流電源
８２に送られ、導電シールド２６に印加する電圧を調節
するのに用いられる。光導電体１０を導電状態にして、
減算器８４に送る値の一方を発生させる為、照明源９０
が、電源９４に、スイッチ９２を介して接続されている
。上記の構成により、光導電体１０が導電状態にある時
、及び、非導電状態にある時の導電シールド２６の電圧
が、減算器８４に送られる。

所定債の電流を裸プレート（即ち、投光照明により導電
状態となった光導電面）に流すのに必要なシールド電圧
は、非導′酸状態の光導電面に同量の電流を流すのに必
要なシールド電圧より低い。

両者の電圧差は、光導電面の帯電レベルとほとんど等し
いか、又は、帯電レベルと所定の割合を成している。従
って、この電圧差は、光導１を面の電荷を示す為に使う
ことができ、又、光導電面の電荷が予定のレベルに達し
ていることを保証する為に使うこともできる。

ｌｆｆ１Ｑ［ｔ９０は、ゼログラフィ装置操作中、シー
ルド電圧ｖｓ２（第３図）を発生させる為、断続的に光
線を発射する。シールド電圧Ｖｓ２は、シールド電圧Ｖ
ｓ１と共に、減算器８４へ送られる。Ｖｓｌの方は、ラ
ンプがオフの時、即ち、光導電体】０が非導電状態にあ
る時のシールド電圧を示し、Ｖｓ２は、ランプがオンの
時、即ち、光導電体１０が導電状態にある時のシールド
電圧を示す。光導電体の電圧レベルは、Ｖｓｌとｖ１２
間の差を、基準電圧と比較することによ怜、一定に維持
することが可能となる。

第４図、第５図に示すように、コロナ装置２５は、必ず
しもグイコロトロン形式とする必要はなく、導電シール
ド９８と裸線１００を有する従来タイプのコロナ発生装
置を用いても良い。裸線及びシールドは、第４図のよう
に、感光体用の定電流電源１０２に接続される。ランプ
９０は、第２図の実施例で説明したように、光導電体１
０を導電状態にする為に用いられる。この為、シールド
９ ９８には、開口部１０４が設けである。この場合の光導
電体は、第２図の実施例で用いた光導体と同じ形式のも
のでも、違う形式のものでも、どちらでもかまわない。

従って、光導電体１０６は、従来のセレニウム光導電体
とすることも可能である。減算器８４、比較器８６、基
準電圧源８８等の回路構成要素は、第２図で説明したも
のと同じである。光導電体が、導電状態にある時と、非
導電状態にある時の感光体の電流と、コロナ線電圧の関
係を第５図に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の特徴を用いた電子写真複写機の概略
を示す立面図である。 第２図は、本発明の制御装置を用いたグイコロトロンの
概略図である。 第３図は、第２図の実施例に用いる光伝導面が導電状態
にある場合と、非導電状態にある場合の感光体電流とシ
ールド電圧の関係を示す図である１第４図は、本発明の
制御装置を従来のコロトロン装置に応用した場合を示す
概略図である。 ０ 第５図は、第４図の実施例に用いる光導電面が、導電状
態にある場合と、非導電状態にある場合の光導電面電流
対コロノイド線電圧の関係を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　　コロノード部材と、導電性シールド部材と、
   前記部材の一方に電流を供給する為の感光体用定電流電
   源を有する手段と、光導電性表面を断続的に照明する為
   の手段と、光導電体照明時、及び非照明時に於ける前記
   部材の前記一方の電圧の差を示す電気信号を発生する手
   段と、前記電圧差を基準電圧と比較して、前記部材の前
   記一方に供給する電圧を調節する為の出方を発生する手
   段から成る、光導電性表面に均一な電荷を、与える為の
   コロナ発生装置。 （２（前記電流が、前記コロノード部材に供給されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコロナ発生
   装置。 （３）　　前記電流が、前記導電性シールド部材に供給
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコ
   ロナ発生装置。 （４）　　コロノード部材及び導電性シールド部材を有
   するコロナ発生装置により、光導電性表面に均一な電荷
   を与える方法に於て、前記部材の一方を電源に有効に接
   続し、前記光導電性表面が非導電状態にある時に、前記
   部材の一方の電圧を測定し、前記光導電性表面が導電状
   態にある時に、前記部材の一方の電圧を測定し、二つの
   電圧の差を基準電圧と比較し、前記基準電圧と前記二つ
   の電圧差間の差を表わす信号を発生し、前記信号に基づ
   いて、前記部材の前記一方への入力電圧を調節する段階
   を有することを特徴とする方法。 （５）　　前記コロノード部材の電圧が測定されること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の方法。 （６）　　前記導電性シールド部材の電圧が測定される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の方法。