JPS61192358A - コロナ発生装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、一般には帯電装置、詳細には負のコロナを発
生する装置に関するものである。

（従来の技術） 今日広く使用されている静電写真式複写装置においては
、光導電性絶縁部材は負電位に帯電させることができ、
そのあと複写する原稿の光像に対し露光される。この露
光で、露光された、すなわち背景領域内の光導電性絶縁
表面が放電し、部材の上に原稿に含まれた像領域に対応
する静電潜像が生じる。続いて、光導電性表面の静電潜
像は、この分野ではトナーと呼ばれる現像粉末で現像す
ることによって可視化される。現像の際、トナー粒子は
光導電性絶縁表面の像領域の電荷パターンによってキャ
リヤ粒子から光導電性表面の上に引きつけられ粉末像を
形成する。この像は、次に支持表面たとえばコピーシー
トへ転写され、続いて加熱または加圧することによって
コピーシートへ永久的に定着される。支持表面へトナー
像が転写されたあと、光導電性絶縁表面は、次の像形成
サイクルの準備として、放電され、残留トナーが清掃さ
れる。

光導電性絶縁層の帯電または前帯電のため、いろいろな
形式の帯電装置が使用されてきた。市販品としては、た
とえばいろいろな形式のコロナ帯電装置があり、それら
は、５．０００〜８．０００ボルトの高電圧をコロナ線
に加えることによりコロナ放電を起し、感光体の表面に
静電荷を散布するものである。最近開発されたコロナ帯
電装置は、コロナ放電電極を通る伝導電流の流れを実質
上阻止するため放電電極が仕較的厚い誘電体たとえばガ
ラスで被覆されており、この分野では、一般に２層式コ
ロトロン（ジコロトロン）と呼ばれ、米国特許第４．０
８６．６５０号に記載されている。光導電性表面への電
荷の散布は、変位電流、すなわち誘電体による容量カッ
プリングによって行なわれる。

帯電される表面に対する電荷の流れは、コロナシールド
に加える直流バイアスによって調節される。

動作中、電圧的５．０００〜７．　ＯＯＯボルト、周波
数約４キロｌｌｚの交流電圧により１〜２ミリアンペア
の真コロナ電流、すなわちイオン電流が発生する。この
装置は感光体に一様な負電荷を与えるという利点を有し
、加えて、はこりによる汚染に敏感でなく、したがって
ひんばんに清掃しなくてもよいので、比較的維持費の安
い帯電装置である。

上述の２層式コロトロンにおいて、誘電体で被覆された
コロナ放電電極は、絶縁エンド・ブロックの間に支持さ
れた被覆線であり、装置は、さらに電荷が散布される像
形成表面に向い合って置かれた導電性補助直流電極を有
する。通常のコロナ放電装置の場合、導電性コロナ電極
は、コロナ発生電源に接続され、エンド・ブロックで支
持された細線形式であり、細線は一般に電気的に接地さ
れた導電性シールドで部分的に取り囲まれている。

帯電される表面は、シールドの反対側に細線から間隔を
置いて導、電性基層に支持されている。

ある形式の感光体では、負に帯電させることは望ましい
ことであるほか、セレン合金など別形式の感光体では、
実際に正に帯電させる前に負に前帯電させることが望ま
しいことが多い。負の前帯電は、現像されたトナー像を
コピーシートへ転写し清掃したあと、感光体上に残って
いる正電荷を中和して次の複写サイクルのため感光体を
準備するために用いられる。一般に、上述の前帯電コロ
トロンでは、４．５００〜６０００Ｖ（実効値）、４０
０〜６０〇七の交流電圧を加えることができる。この種
の典型的な通常のコロナ放電装置が米国特許第２．８３
６．７２５号に一般的に記載されており、その装置では
、細線の形式の導電性コロナ電極がコロナ発生用交流電
源に接続されている。

負のコロナを発生するコロナ放電装置を使用した場合は
、いくつかの難点が生じることが判った。

コロナによって各種の酸化窒素物が発生するが、それら
の酸化窒素物は固体表面に吸収されるものと考えられる
。詳述すると、これらの酸化窒素物は、コロナ発生装置
のハウジングばかりでなく導電性シールドにも吸収され
ると考えられる。シールドは、原則として、どの導電体
からでも作れるが、一般にはアルミニウムから作られる
。また、ハウジングはたくさんある構造用プラスチック
のどれか、たとえばガラス繊維入りポリカーボネートか
ら作ることができる。この酸化窒素物の吸収は、動作中
、酸化窒素物やオゾンを除去するためコロナ発生装置に
導入した空気流を供給しても起る。実際に、オゾンを集
めるプロセスにおいて、空気流が酸化窒素物を帯電装置
の被影響領域やその他一部の機械部品へ向けるここがあ
る。また、露光のあと、長い休止期間複写機をオフにし
ておくと、吸収された酸化窒素物が次第に脱離する、す
なわち吸収は物理的に可逆プロセスであることが判った
。そのあと、複写機の動作を再開すると、休止期間の間
コロナ発生装置にずっと向い合っていた感光体表面の部
分に、感光体の全幅にわたって、線像の欠如や濃度の薄
い像が生じるため、作成されたコピーの画質に欠陥が見
られた。脱離した酸化窒素物と感光層との相互作用のメ
カニズムは完全にわかっていないが、それらは、いずれ
にせよ、感光体の表面と相互に作用して側方導電率を増
加させるので、電荷を次にトナーで現像され１す る像の形態に保持することができないためと考えられる
。この結果、細い線像はぼやけたり、あるいは消えてし
まってトナー像として現像されない。

この欠点は、一般に導電性ドラム基層の表面に像形成表
面としてセレンまたはその合金の薄い層が真空蒸着され
た通常のセレン感光体について見られた。さらに、支持
基層内に一層またはそれ以上の光導電性層を含むことが
できるプレート、可撓ベルト等の感光体構造についても
難点が認められる。支持基層は導電性にすることができ
、あるいは導電層で被覆し、その上に光導電層の被膜を
付けることができる。代りに、多層導電性像形成感光体
を、少なくとも２つ電気作用層、光電層、すなわち電荷
発生層と、一般に導電層に付着させた電荷輸送層とで構
成することができる。上述の層のこれ以上の詳細は、米
国特許第４．２６５．９９０　号を参照されたい。以上
の種々の構造において、いくつかの層は、真空蒸着を用
いて非常に薄い層で付着させることができる。

また、長い休止期間、感光体が脱離する酸化室毒物に長
くさらされると、線の欠如または線のぼやけの度合がひ
どくなる。メカニズムは完全にわかっていないが、比較
的短い使用時間（１５分間）と休止期間（数時間）のあ
とであっても、軽い線の欠如や並行像の抹消が起ること
が観察された。

感光体と酸化窒素物との反応は、純粋に表面で起るので
、脱離する酸化窒素物に感光体がさらされる初期段「］
に、アルコール洗浄すれば感光体を元通りにすることが
できる。しかしながら、長い時間が経過すると、反応は
感光体層に深く入り込み、溶剤で洗い落すことはできな
い。したがって、たとえば、複写機を約１０．０００枚
のコピー作成のため作動させ一晩休止させたあと、翌朝
複写機を作動させると、線の欠如が現われるという問題
が生じる。上述のように、欠陥は休止期間によっである
程度取り返しがきくが、その期間は数日程度になること
があり、オペレータには受は入れられない。

同様な難点は、負の直流電位が加えられる前帯電コロト
ロンにおいても見られる。コロトロンのシールドをニッ
ケルーメッキすることによってこの問題を解決する試み
は、ニッケルが酸化窒素物と結合して潮解性塩である硝
酸ニッケルを作り、連続使用中大気中の水分を吸収して
湿り、最後にはかなりの水となり、水滴を作って感光体
の上に落ちることがあるので、あまり成功とは言えない
。

さらに、その硝酸ニッケル塩は凝集力の強い耐久膜とい
うよりは未成熟の結晶体で結合が弱い。負に帯電させる
交流２層コロトロン装置における同様な問題を解決する
もう１つの試みでは、シールドを最初ニッケルメッキし
、そのあと金メッキしている。しかし、金が極めて高価
であるため、金メッキ層は非常に薄く、したがって、層
に無数の孔があり、層は連続していない。金メッキは、
酸化窒素物を吸収しない比較的不活性表面が得られると
いう学説が立てられているが、金が薄い多孔層なため、
金の下にあるニッケル基層が腐食し、前帯電コロトロン
の場合と同様に硝酸ニッケルが生じ、同様な問題が起っ
て使用寿命が制限される。

リサーチ・ディスクロージャー・ジャーナル（Ｒｅ５ｅ
ａｒｃｈ　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　＞
　　Ｎｏ、　１９９５７１９８０年１１月５０８頁は、
コロナ放電から生じたイオンが光導電性部材や導電性ハ
ウジングと相互に作用して塩たとえば硝酸塩を生じるこ
とがあり、それが−晩の休止期間の間に、コロナ帯電装
置の開口にずっと向い合っていた光導電性部材の部分に
有害な影響を与えるおそれがことを、コロナ発生装置を
有する電子写真式複写機について述べている。

米国特許第２．５７４．２２５　号は、金属および合金
に酸化皮膜を作る方法を開示している。詳述すると、ア
ルミニウム、マグネシュウム、スズ、亜鉛、およびそれ
らの合金に８−キノリツールまたはその塩で酸化皮膜を
作る処理によって微生物の成長後の酸化に対する抵抗性
を与えることができる。

米国特許第２．８１３．８０４号は、金属表面を腐食か
ら保護する鉛皮膜処理を開示している。詳述すると、鉛
は、ｐＨ７以下の１またはそれ以上の脂肪族第一ヒドロ
キシ酸を含む浴から金属合金に沈着する。

米国特許第３．３９２．０３９号はケイ酸リチウム水溶
液とその製造方法を開示している。

米国特許第３．８６２．４２０号は、コロナ帯電装置内
で特定物質の生成を防止する装置を開示している。

この特定物質は、特に硝酸アンモニウム化合物を含む。

この装置は、空気中からアンモニヤをろ過して酸化窒素
物の反応を防止し、コロナ帯電装置内に最大濃度で存在
すると思われる硝酸アンモニウム粒子の生成を防止する
ものである。

論文゛最近の無電解メッキ”、著者Ｂ、　Ｂ。

５ａｎｂｅｓｔｒｅ、　Ｍｅｔａｌ　Ｆｉｎｉｓｈｉｎ
ｇ、　１９５２年８月、４５−４９頁、５２頁は、ニッ
ケル・メッキ、鉛メッキの使用、および熱電素子の整流
器について述べており、４６頁では、これに関連して無
電解鉛メッキにはほとんど関心がないことを示唆してい
る。

米国防衛公開特許第Ｔ９４００２２号（１９７５年１１
月４日公開）は、セレン合金感光体に像欠如を生じさせ
るアミンの汚染物を活性炭やホップカライ）（Ｈｏｐｃ
ａｌｉｔｅ　）　　などのろ過物質で除去する加圧ろ渦
式ゼログラフィー装置を開示している。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、コロナ発生装置によって生じ、動作中
コロナ放電電極に近接するコロナ発生装置の少なくとも
１個の構成要素に吸収され、休止中脱離する有害な酸化
窒素物を中和するように構成された、像形成表面に負電
荷を散布するコロナ発生装置が得られる。

本発明の第１の特徴として、酸化窒素物を吸収し、脱離
する構成要素は、酸化窒素物が発生したときそれらを中
和するアルカリ金属珪酸塩の実質上連続する薄い脱水ア
ルカリ性皮膜で被覆されている。

本発明の第２の特徴として、酸化窒素物を吸収し、脱離
する構成要素は、コロナ放電電極の大部分を包囲し、電
極から出たイオンが帯電すべき表面へ向うことができる
ように縦開口が設けられた導電性ジールビから成ってい
る。

本発明の第３の特徴として、コロナ放電電極は、少なく
とも放電領域が誘電物質で被覆された細線から成ってい
る。

本発明の第４の特徴として、コロナ発生装置は、平坦な
シールドと、電極から出たイオンが帯電すべき表面へ向
うことができるように縦開口を形成する２つの側面が前
記シールドに隣接して配置された絶縁ハウジングを有し
ている。絶縁ハウジングの２つの側面と導電性シールド
は、アルカリ金属珪酸塩の実質上連続する薄い脱水アル
カリ性皮膜で被覆されている。

本発明の第５の特徴として、コロナ放電電極に交流コロ
ナ発生電圧を加える電源と、帯電すべき表面と導電性シ
ールドとの間に直流電位を与える電源が設けられている
。

本発明の第６の特徴として、アルカリ金属珪酸塩の皮膜
は、少なくとも約５ミクロンの厚さを有している。

本発明の第７の特徴として、脱水アルカリ性皮膜はシリ
カ（ＳＩ０２　＞と酸化物の重量比が約１．６〜３．７
５である珪酸ナトリウム水溶液の脱水生成物である。

本発明の第８の特徴として、脱水アルカリ性皮膜は、シ
リカ（Ｓｉｎ２）と酸化物の重量比が約２．１〜２．５
である珪酸カリウム水溶液の脱水生成物である。

（実施例） 第１図を参照すると、本発明のコロナ発生装置１０は、
誘電物質の比較的厚い被膜１１をもつ導電性細線１２の
形式のコロナ放電電極１１を備えていることがわかる。

図示されている帯電すべき表面１４は、通常のゼログラ
フィー処理装置の光導電性表面であってもよい。帯電す
べき表面１４は、基準電位、通常は複写機のアース電位
に維持された導電性基層１５の上に支持されている。基
層１５とコロナ線１２の間に交流電圧源１８が接続され
ており、交流電圧の大きさは、コロナ線の近くでコロナ
放電が起るように選定される。帯電可能な表面の反対側
に、コロナ線に隣接して導電性シールド２０が配置され
ている。

シールド２０に接続されたスイッチ２２は、その位置に
従って、コロナ発生装置を電荷中和モードまたは電荷散
布モードのどちらかで動作させることができる。スイッ
チ２２を図示の位置におくと、コロナ発生装置のシール
ド２０は、リード線２４を介してアースに接続される。

この位置では、表面１４とシールドとシールド２０の間
には直流電場は発生せず、コロナ発生装置は多数の交流
サイクルの間、表面１４に存在する全ての電荷を中和す
る作用を行なう。

スイッチ２２を破線で示したどちらかの位置におくと、
シールドが直流電源２３または２７の一方の端子に接続
され、電源の他方の端子がリード線２６を介してアース
に接続されるので、表面１４とシールド２０の間に直流
電場が生じる。この位置では、コロナ発生装置は、表面
１４の上に正味電荷を散布するよう動作し、この電荷の
極性と量は、シールド２０に加えられた直流バイアスの
極性と大きさによって決まる。

コロナ線１２は、シールド構造２０の両端に取り付けら
れた絶縁用エンド・ブロック（図示せず）により、その
両端を通常のやり方で支持することができる。コロナ線
１２は、通常の導電フィラメント物質、たとえばステン
レス鋼、金、アルミニウム、銅、タングステン、プラチ
ナ、等で作ることができる。コロナ線１２の直径は、そ
れ自体重要でなく、一般に０．５−１５　ミルの範囲に
することができ、約９ミルが好ましい。

被膜１３として適当な誘電物質を使用することができる
が、それは加えられた交流電圧の下で絶縁破壊せず、コ
ロナ発生装置内に存在する条件の下で化学的侵食に耐え
られるものである。非有機誘電体は、高い絶縁破壊強度
とコロナ発生環境における化学反応に対し強い抵抗性を
有しているので、有、機誘電体よりも満足できる性能を
発揮することが判った。

本発明のコロナ発生装置に使用した誘電体被膜１３の厚
さは、伝導電流、すなわち直流帯電用電流が実質上そこ
を通ることができない程度の厚さである。一般に、その
厚さは、線と誘電体の組合せの厚さが７〜３０ミルの範
囲であり、そのうち誘電体の厚さは２〜１０ミルである
。４１１ｚにおいて約２Ｋｖ／ミル以上の絶縁破壊強度
を有し、２〜５ミルの範囲の厚さを有するガラスは、誘
電体被膜物質として満足できる性能を発揮することが実
験で判った。周波数または厚さを下げていくと、絶縁破
壊強度（ポルト）は、通常増加する。選択したガラス被
膜は気孔や混在物があってはならず、シｙ覆する線によ
く密着する、すなわち浸潤性を有していなければならな
い。その他の可能性のある被膜として、アルミナ、ジル
コニア、窒化ボロン、酸化ベリリウム、窒化シリコンな
どのセラミック物質がある。また、コロナの中で十分に
安定な有機誘電体も使用することができる。

交流電源１８の周波数は、６０ｔｌｚの通常電源から数
ＭＨｚまで広範囲に変えることができる。コロナ発生装
置は、４　ＫＨｚで動作させて実験したが満足に動作す
ることが判った。

シールド２０は１．半４円形の形状で図示しであるＴ４
□１．シ が、ゼログラフィー帯電におい゛てコロナシールドに使
用される通常の形状のうちどれを用いてもよい。実際に
、シールド２０の機能は、コロナ線に近接して置かれた
どの導電性部材でも、たとえばベース線で遂行させるこ
とが可能であり、コロナ発生装置の満足できる動作を得
るのに、その正確な配置は重要ではない。

スイッチ２２が、図示のように、シールド２０がアース
されるように接続されると、コロナ発生装置は、表面１
４の上に存在する全ての電荷を本質的に中和する作用を
する。これは、厚、い誘電体被膜１３と線１２のために
、正味直流帯電電流が電極１１を通過しないという事実
によるものである。

第１図を参照すると、特定の正味電荷を像形成表面に散
布する本発明のコロナ発生装置の作用は、スイッチ２２
を破線で示したどちらかの位置に動かすことによって遂
行され、これにより、正または負の極性の直流電位を表
面１４とシールド２０の間に加えることができる。

帯電作用において、コロナ電極に加えられる典型的な交
流電圧は、Ｉ　ＫＨｚ〜１０Ｋｔｌｚの周波数で４ＫＶ
〜７ＫＶの範囲である。像形成部材の導電性基層はアー
ス電位に保たれ、シールドには約８００Ｖ〜４ＫＶの負
の直流バイアスが加えられる。２層式コロトロンの動作
についてのこれ以上の詳細は、米国特許第４．０８６．
６５０　号を参照されたい。

再び第１図を参照すると、シールド２ｏは、２層式コロ
トロンを励起したとき発生することがある酸化窒素物を
中和するため、少なくともその上面がアルカリ金属珪酸
塩の実質上連続する薄い脱水アルカリ性皮膜２８で被覆
されている。アルカリ金属珪酸塩が酸化窒素物を中和す
る正確なメカニズムは完全にはわかっていないが、アル
カリ金属珪酸塩の皮膜の陽イオンが酸化窒素物と非可逆
反応で化合してアルカリ金属硝酸塩を作るので、感光体
が酸化窒素物にさらされる可能性が完全に除かれるから
であると考えられる。また、存在する珪酸塩の陰イオン
は、脱水された酸化窒素物内に存在するヒドロニウムイ
オンと化合してヒドロニウムイオンを中和すると考えら
れる。生じるアルカリ金属硝酸塩は、水に全く溶解しな
い訳でなく、したがって高湿度環境においては大気中の
水分によって部分的に溶解するが、このメカニズムの厳
しさは、前述の線像の欠如を防止する都合のよい作用を
妨げるほどのことはない。この酸化窒化物の非可逆的中
和を遂行するために、一定の期間以内にアルカリ性皮膜
が消耗して装置の動作を制限することがないように、ア
ルカリ性皮膜は十分な厚さにしなければならない。した
がって、脱水アルカリ性皮膜は、許容できる使用寿命が
得られるよう、少なくとも５ミクロンの厚さにすること
が好ましい。酸化窒素物がシールドによって吸収され、
そのあと脱離することがないようにするため、一般に皮
膜は約１ミル以上の厚さまで堆積されるが、アルカリ性
皮膜は、気孔がなく、実質上連続していなければならな
い。

脱水アルカリ金属珪酸塩の皮膜は、アルカリ金属珪酸塩
水溶液を薄膜状にシールドに塗付すれば、シールド上に
形成することができる。加熱すると、液皮膜は、脱水し
て基材に対し強く、かつ堅い非有機接着層になる。一般
に、皮膜は、シールドに密着した皮膜になるように、塗
料と同様、吹付けまたは刷毛塗りで塗付することができ
る。珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウムの皮
膜は、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウムの
適当な市販の水溶液から作ることができる。一般に、市
販の珪酸ナトリウム水溶液は、シリカと酸化物の重量比
が約１．６〜３．７５、密度が約３５−５９°Ｂｅ′　
（２０℃）、固形分が約３０〜５５％重量、そして粘度
が約２００〜８００センチポアズである。また一般に、
市販の珪酸カリウム水溶液は、シリカと酸化物の重量比
が約２．１〜２．５、密度が約３０〜４０°Ｂｅ’（２
０℃）、固形分が約２５〜４０％重量、そして粘度が約
７〜１０５０センチポアズである。シリカと酸化物の重
量比は、高い耐水性を示するので、２．５が好ましい。

一般に、珪酸リチウム水溶液は、シリカと酸化物の重量
比が約４．６〜５．９、密度が約１８〜３６°Ｂｅ’、
粘度が約１８０センチポアズ、そして固形分が約２２％
重量である。第１図に示すようなシールド２０の上の連
続する薄い層など、導電性皮膜が所望される利用におい
ては、珪酸ナトリウムまたは珪酸カリウム水溶液に導電
性添加剤、すなわち顔料を添加することが好ましい。適
当な粒状導電性添加剤、すなわち顔料はどれを使用して
もよい。

典型的な導電性添加剤は、黒鉛などの導電性炭素を含ん
でいる。また、所望であれば、重金属の酸化物、カーボ
ネート不溶化剤、有機ポリマー、またはマイカなどの増
景剤を添加することに５−って、耐水性を増すことがで
きる。

第２図は、本発明による２層式コロトロンの好ましい実
施例を示す。第２図において、２層成コロトロン線３０
は、その両端がエンド・ブロック３５にしっかり固定さ
れた固定部材３１の間に張られている。導電性シールド
３４は、ハンドル３６でハウジング３９の底に滑らせて
取り付けられるように筒状に作られている。シールド３
４は、直流ピン・コネクタ（図示せず）に連結された板
ばねとその内面との滑り接触を通じて電源に接続されて
いる。電源の電位は、装置の機能に従って、正、負、ま
たはゼロ（アース）にすることができる。シールド３４
は、ハウジング３９に挿入されると、ばね保持部材３８
で所定の位置に固定される。高電圧接触ピン３３は、複
写機に挿入され、交流電源に対する必要な接点になる。

ハウジング３９は、導電性シールド３４のほかに、２層
式コロトロン線の全長に延びた２つの垂直側方パネル３
２を有する。シールド３４の上側表面と内側表面は、ア
レカリ金属珪酸塩の実質上連続する薄い脱水アルカリ性
皮膜で被覆されている。さらに、ハウジング３９の垂直
側方パネル３２も、アルカリ金属珪酸塩の実質上連続す
る薄い脱水アルカリ性皮膜４０で被覆されている。ハウ
ジング３９と側方パネル３２は、適当な材料、たとえば
ガラス繊維入りポリカーボネートから一体成形すること
ができる。もし所望であれば、親水性のアルカリ金属珪
酸塩皮膜と疎水性のポリカーボネートとの間の接着を強
めるために、ガラス繊維入りポリカーボネート製側方パ
ネルに適当なプラスチック下塗剤で下塗りしてもよい。

好ましいことに、その下塗剤は、ボーデン・インコーポ
レーション（Ｂｏｒｄｅｎ　Ｉｎｃ、）から販売されて
いるクライロン（Ｋｒｙｌｏｎ　）多目的木炭ブラック
１３１６など、大量のシリカまたは珪酸塩を含んでいる
はずである。

第２図に示した装置で比較試験を実施した。最初のサン
プルでは、ガラス繊維入りポリカーボネートから一体成
形されたハウジングと、アルミニウム製の導電性シール
ドを使用し、アルカリ金属珪酸塩皮膜を施していない２
層式コロトロン装置を、ゼロックス１０７５複写機に帯
電装置として使用し、約１０．０００枚のコピーを作成
した。作成後、複写機を停止し、−晩体止させ、翌朝動
作を再開したところ、休止中帯電装置に向い合っていた
感光体の狭い部分を横切って線の欠如や線像の濃度の低
下が観察された。これは、表面電荷密度が低く、それに
対応して現像された単位面積当りのトナーの質量が少な
いために生じたものである。この像の欠如は、感光体の
各回転について繰返し生じた。

本発明によるアルカリ金属珪酸塩のアルカリ性皮膜の効
果を試験するために、アルミニウム片の半分を珪酸ナト
リウム溶液で被覆し、残りの半分は皮膜を付けずに２層
式コロトロン帯電装置の細長いスロットの上に置いて、
約１０００時間作動させた。そのあと、アルミ片を取り
出し、同じ感光体に近くに約０．０６インチ離して１時
間放置した。次に、感光体を帯電させ、像パターンに対
し露光させたところ、珪酸ナトリウム溶液で被覆された
アルミニウム片の部分の近くに位置した感光体の部分に
ついては、欠如問題は起らなかった。

しかし、アルミニラ片の被覆されていない部分に向い合
っていた感光体の部分は、線像がその領域だけぼやけて
いることから欠如問題の徴候が見られた。この試験に使
用した珪酸ナトリウム溶液は、アチソンコロイドカンパ
ニー（八ｃｈｅｓｏｎ　Ｃｏ１１ｏｉｄ［１’ｏｍｐａ
ｎｙ、　Ｐｏｒｔ　１ｌｕｒｏｎ、　Ｍｉｃｈｉｇａｎ
　）から販売されているＢｌｅｃｔｒｏｄａｇ　ｌ　３
１であり、珪酸ナトリウム結合剤とセミコロイド状黒鉛
の水性分散液で、４００℃において１時間で硬化し、表
面に堅い層を作る。［！Ｉｅｃｔｒｏｄａｇ　１８１は
、シリカと酸化物の重量比が２．０、密度が１１ボンド
／ガロン、黒鉛を含む固形分が３６．０％重量、粘度が
１８センチポアズである。最初にアルミニウム片を洗浄
して油や化学的沈着物などの汚染物を除き、乾燥させた
あと、この液を塗付した。珪酸す）　ＩＪウム溶液は、
刷毛塗りで塗付し、余分の水分を除くため１００℃で約
１時間乾燥させた。アルカリ金属珪酸塩溶液の塗付は、
刷毛塗装のほか、通常の吹付は塗装や浸漬塗装でも行な
うことができる。

第３図は、本発明による代替実施例、詳述すると、線４
４が絶縁エンドブロック組立４２．４３の間に張られて
いる単線コロトロン装置を示す。

アースされた導電性シールド４６は伝導のため利用可能
なイオン密度を増加させる。シールドには電荷が堆積し
ないので、シールドと線の間の電圧は一定のままであり
、一定密度のイオンが線によって発生する。アースされ
たシールドの効果は、プレートへ流れる電流の量を増加
させることである。コロナ線４４の一端は、エンド・ブ
ロック組立のボート５２に固定され、他端は第２のエン
ド・ブロック組立のボート５０に固定されている。線４
４は、コロナ発生装置の第２のエンドブロック組立から
リード線５５を介してコロナ電位発生源４８に接続され
ている。この装置は、交流前帯電用コロナ発生装置とし
て利用することができるが、その場合には、コロトロン
・シールド４６をアルカリ金属珪酸塩の薄い脱水アルカ
リ性皮膜で被覆される。

２層式コロトロン帯電装置、特に第２図に示したものは
、たとえば米国特許第４．３１８．６１０号に開示され
ている複写機の構想に帯電装置として利用することがで
きる。

（発明の効果） 上述のように、本発明による負帯電装置は、帯電動作の
間に生じた酸化窒素物をうまく中和するという優れた点
を有している。完全にわかっている訳でないが、アルカ
リ金属珪酸塩のイオンは、非可逆反応で酸化窒素物と化
合してアルカリ金属硝酸塩を作るものと考えられる。本
発明によれば、珪酸す）　ＩＪウムと珪酸カリウムは、
水溶液で容易に購入することができるという特別な利点
があり、高価な、長い塗付装置を使用しなくても、刷毛
塗り、吹付け、浸漬など簡単な方法で必要な表面に容易
に塗付することができ、さらに、塗付された表面に比較
的耐久性があり、耐食性があり、耐水性があり、堅牢性
があり、かつよく反応する皮膜が提供される。もし必要
であれば、黒鉛などの導電性添加剤すなわち顔料を添加
して、導電性にすることができる。これは、水溶液から
塗付されると、皮膜を作らず、それどころか晶化し、そ
の上その結晶は比較的水に溶は易いため、高湿度になる
ことはあり得ない用途に使用される硼酸ナトリウム、炭
酸ナトリウム、燐酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、均
等メタ珪酸ナトリウム（シリカと酸化物の比が１：１）
のような物質から作られる保護皮膜とは対照的である。

その上、それらは薄い連続する皮膜を作らないので、耐
久性がない。

以上、発明をその特別の実施例について説明したが、こ
の分野の専門家には、多くの代替、修正、変更をなしく
尋ることは明らかであろう。たとえば、通常のスコロト
ロンに負の直流電位または交流型位を加える場合には、
スコロトロンのグリッドをアルカリ金属珪酸塩で被覆す
ることができる。したがって、特許請求の範囲に記載し
た発明の精神と範囲に入る修正物や代替物は、本発明に
包含されるものと考える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるコロナ発生装置の断面図、 第２図は、本発明による２層式コロトロンの好ましい実
施例の斜視図、および 第一３図は、本発明によるコロトロンの別の好ましい実
施例の斜視図である。 １０・・・・・・コロナ発生装置、 １１・・・・・・コロナ放電電極、１２・・・・・・線
くコロナ線）、１３・・・・・・誘電物質の被膜、 １４・・・・・・帯電すべき表面（光導電性表面）、１
５・・・・・・導電性基層、１８・・・・・・交流電源
、２０・・・・・・導電性シールド、２２・・・・・・
スイッチ、２３・・・・・・直流電源、２４・・・・・
・リード線、２６・・・・・・リード線、２７・・・・
・・直流電源、３０・・・・・・２層式コロトロン線、
３１・・・・・・固定材、３２・・・・・・側方パネル
、３３・・・・・・高電圧接触ピン、３４・・・・・・
導電性シールド、 ３５・・・・・・エンド・ブロック、３６・・・・・・
ハンドル、３８・・・・・・ばね保持部材、３９・・・
・・・ハウジング、４０・・・・・・塗料、 ４２．４３・・・・・・エンド・ブロック組立、４４・
・・・・・線（コロナ線）、 ４６・・・・・・導電性シールド、 ４８・・・・・・コロナ電位発生源、 ５０．５２・・・・・・ポート、５５・・・・・・リー
ド線。 ＦＩＧ　／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基準電位に保たれた導電性基層に支持された像形成
   表面に負電荷を付与するコロナ発生装置であって、 絶縁性エンド・ブロックの間に張られた少なくとも１本
   の細長い導電性コロナ放電電極、前記電極をコロナ発生
   電位源へ接続する手段、および前記コロナ放電電極に近
   接して配置され、前記電極が励起されたとき発生する酸
   化窒素物を吸収することができ、前記電極が励起されて
   いないとき酸化窒素物を脱離することができる少なくと
   も１個の構成要素、 から成り、前記少なくとも１個の構成要素は、酸化窒素
   物が発生するとこれらを中和するアルカリ金属珪酸塩の
   実質上連続する薄い脱水されたアルカリ性皮膜で被覆さ
   れていることを特徴とするコロナ発生装置。 ２、前記脱水アルカリ性皮膜は、シリカと酸化物の重量
   比が約１．６〜３．７５、密度が約３５〜６０°Ｂｅ′
   （２０℃）、粘度が約２００〜８００センチポアズの珪
   酸ナトリウム水溶液の脱水生成物であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のコロナ発生装置。 ３、前記脱水アルカリ性皮膜は、シリカと酸化物の重量
   比が約２．１〜２．５、密度が約３０〜４０°Ｂｅ′（
   ２０℃）、粘度が約７〜１０５０センチポアズの珪酸カ
   リウム水溶液の脱水生成物であ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、前記シリカと酸化物の重量比が２．５あることを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載のコロナ発生装置。 ５、前記シリカと酸化物の重量比が２であることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載のコロナ発生装置。 ６、前記珪酸塩の皮膜の厚さは、少なくとも５ミクロン
   であ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。 ７、前記少なくとも１個の構成要素は、前記コロナ放電
   電極の大部分を包囲し、電極から発生したイオンが帯電
   すべき表面へ向うことができるように縦開口が設けられ
   た導電性シールドから成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。 ８、前記コロナ放電電極は、少なくとも放電領域が誘電
   物質で被覆された細線から成り、前記導電性シールドは
   電位源へ接続するように結合された手段を有することを
   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
   。 ９、前記シールドは、コロナ放電電極のある側が平坦で
   あり、さらに、電極から出たイオンが帯電すべき表面へ
   向うことができるように縦開口を形成するよう前記シー
   ルドに隣接する２つの側面をもつ絶縁ハウジングを有し
   ており、前記絶縁ハウジングの前記２つの側面はアルカ
   リ金属珪酸塩の実質上連続する薄い脱水アルカリ性皮膜
   で被覆されていることを特徴とする特許請求の範囲第７
   項記載のコロナ発生装置。 １０、前記絶縁ハウジングは、２つの平坦な側面部を有
   し、前記２つの側面部と前記平坦なシールドはコロナ放
   電電極を３つの面で包囲していることを特徴とする特許
   請求の範囲第９項記載のコロナ発生装置。 １１、前記誘電物質は、ガラスであることを特徴とする
   特許請求の範囲第８項記載のコロナ発生装置。 １２、前記電極に交流コロナ発生電圧を加える電源と、
   前記基層と前記シールドの間に直流電位を与える電源を
   有していることを特徴とする特許請求の範囲第１０項記
   載のコロナ発生装置。 １３、前記珪酸塩皮膜は、前記シールドおよび前記絶縁
   ハウジングの前記２つの側面の上に少なくとも５ミクロ
   ンの厚さを有していることを特徴とする特許請求の範囲
   第１０項記載のコロナ発生装置。 １４、前記誘電物質は、前記線を通る正味直流電流の流
   れを阻止する十分な厚さを有していることを特徴とする
   特許請求の範囲第１３項記載のコロナ発生装置。 １５、前記脱水アルカリ性皮膜は、皮膜を導電性にする
   十分な量の導電性粒子を含んでい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。 １６、基準電圧に保たれた導電性基層に支持された像形
   成表面に負電荷を付与するコロナ発生装置であって、 絶縁性エンド・ブロックの間に張られた少なくとも１本
   の細長い導電性コロナ放電電極、前記電極をコロナ発生
   電位源に接続する手段、および前記コロナ放電電極に近
   接して配置され、前記電極が励起されたとき発生する酸
   化窒素物を吸収することができ、前記電極が励起されて
   いないとき酸化窒素物を脱離することができる少なくと
   も１個の構成要素、 から成り、前記少なくとも１個の構成要素は、酸化窒素
   物が発生すると、これらを中和する実質上連続する薄い
   脱水されたアルカリ性皮膜で被覆されていることを特徴
   とするコロナ発生装置。