JPH04233558A - アーク無しブレード形コロナ帯電装置 - 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−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−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】これらの問題を解決するため従来から様々
な試みが行なわれてきている。たとえば、米国特許第３
，７１１，７１０号は、文書複写機内の受光媒体表面を
帯電させる薄い導電性ストリップからなる複数のイオン
放電コロナ電極を含むコロナ帯電システムを開示してい
る。米国特許３，９５９，６９０では、金属ストリップ
の形をしたコロナ電極要素を含む電子写真複写機用コロ
ナ帯電要素が開示されており、それによれば、金属スト
リップの一方の側の平面に突出部が交互にならびさらに
他方の側には４面体ピラミッド状の突出部があり、この
ピラミッドの一面は金属ストリップの表面に載っていて
、この金属ストリップが導電性受光体表面に直接イオン
帯電電流を放電することによって受光体表面を帯電する
ようになっているのである。

【０００８】〔発明の概要〕そこで、イオン帯電電流を
受光体表面上へ放電するリボン状コロナ帯電装置を採用
した帯電装置が開示される。リボン状コロナ帯電装置は
縦置きとし且つア−ク放電の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リ
ボンの脇に配置した構成である。電界補正用電極はリボ
ンから電荷受容体表面にかけての広範なコロナ分布の改
善にも主要な役割を果たしている。

【０００９】〔図面の簡単な説明〕本発明の先行技術お
よびその他の技術は以下の特徴と、特許請求の範囲の閲
読と以下の図面とでより一層明らかになるはずである。

【００１０】図１は本発明の特徴となる考え方を採用し
た電子写真複写機の模式的平面図である。

【００１１】図２は図１の帯電装置の側面図であって本
発明が帯電ユニットとして用いられていることを示して
いる。

【００１２】図３は本発明による別の帯電装置の実施例
である。

【００１３】図４は様々な処理距離および処理速度に関
して本発明に基づく帯電装置で得られる電荷の均一度を
表わすグラフである。

【００１４】〔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。図１は
本発明に基づく改良型帯電装置を組み込んだ電子写真複
写機の各部材の説明用模式図である。

【００１５】電子写真複写機技術は公知であるので、図
１の複写機で使われている各処理部を以下に模式的に示
し且つそれを参照しつつ簡単な説明を行なうこととする
。

【００１６】図１において、図示の電子写真印刷機は光
導電面を有するベルト１０を用いている。この光導電面
はセレニウム合金製が望ましい。ベルト１０は矢印１２
の向きに移動して光導電面を順次連続的に進行させ、移
動経路周辺に配置されたさまざまな処理部を通過させる
。

【００１７】まず、光導電面の一部分が帯電部Ａを通過
する。帯電部Ａでは参照数字９０で示す本発明に基づく
コロナ発生装置が光導電面を実質的に一様な比較的高い
電位差になるまで帯電させる。

【００１８】次いで、光導電面の帯電部分は前進して画
像部Ｂを通過する。画像部Ｂでは参照数字１５で示す原
稿ハンドリングユニットが露光システム１７の上方で複
写面を下向きにした原稿文書１６を位置決めしている。 参照数字１７で示す露光システムには透明なプラテン１
８上に位置決めされた原稿文書１６を照射するランプ２
０が含まれている。原稿文書１６から反射された光線は
レンズ２２を透過する。レンズ２２は原稿文書１６の画
像をベルト１０の光導電面の帯電部分に結像してその上
に選択的に電荷を配分する。これにより、原稿に含まれ
ている情報域に対応する静電潜像を光導電面に記録する
。それから、ベルト１０は前進して光導電面に記録され
た静電潜像を現像部Ｃに移す。プラテン１８は移動可能
状態で取り付けられていて矢印２４の向きに移動して複
写すべき原稿文書の倍率を調節出来るように設定されて
いる。レンズ２２はそれと同期して動き原稿文書１６の
光学像をベルト１０の光導電面の帯電部分に結像する。

【００１９】原稿ハンドリングユニット１５は作業者に
よって積まれた原稿のスタックから通常の進行校合順に
原稿スタック保持トレイへ順次に原稿を給送する。この
原稿は保持トレイから逐次プラテン１８に給送される。 原稿ハンドリングユニットは原稿をトレイに保持された
原稿スタックに戻す。原稿ハンドリングユニットは印刷
すべき情報を記載している紙またはプラスチックの寸法
および重量の種類が多様であっても、これらの給送が円
滑に順次行なえる機能を有することが望ましい。保持ト
レイ内の原稿文書の寸法と複写用紙の寸法とは計測され
ている。

【００２０】原稿ハンドリングユニットについて説明し
たが、当業者ならば原稿文書の寸法を原稿ハンドリング
ユニット内で測るよりはプラテン部分で測る方がよいと
考えるはずである。このことは、原稿ハンドリングユニ
ットを備えていない複写機又は印刷機にとっても、また
、原稿ハンドリングユニットがプラテンから引き上げら
れ且つ寸法過大の原稿は複写用のプラテンの上に手差し
で設置しなければならないＡ３あるいは１１″×１７″
（２８ｃｍ×４３ｃｍ）の原稿を複写するような場合に
も必要なことである。

【００２１】引続き図１を参照すると、現像部Ｃにおい
ては参照数字２６及び２８で概略を示す一対の磁気ブラ
シ現像ローラが現像剤を前進させて静電荷の帯電した潜
像と接触させるようにしている。潜像はトナー粒子を現
像剤の担体粒から引き寄せてベルト１０の光導電面上に
トナー粉による画像を形成させる。

【００２２】ベルト１０の光導電面上に記録された静電
潜像が現像されてから、ベルト１０は前進してトナー粒
子像を転写部Ｄに移送する。転写部Ｄでは、複写用紙は
移動させられてトナー粒子像と接触する。転写部Ｄには
コロナ発生装置３０が含まれていてイオンを複写用紙の
裏面に放射する。この処理の結果、トナー粒子像はベル
ト１０の光導電面から複写用紙へ引き寄せられる。転写
が終ると、コンベヤ３２は複写用紙を定着部Ｅに移送す
る。

【００２３】複写用紙はトレイ３４から転写部Ｄに給送
される。トレイは複写用紙の寸法を検知し、検知電気信
号を制御装置３８内部のマイクロプロセッサに送信する
。同様に、原稿ハンドリングユニット１５の保持トレイ
もその上にスイッチを備え、これにより原稿の寸法を検
知して検知電気信号を発生しこれまたマイクロプロセッ
サ制御装置３８に転送される。

【００２４】定着部Ｅには参照数字４０で概略を示す定
着器アセンブリを設け、転写された粒子像を複写用紙に
完全に定着させる。定着器４０には加熱定着用ローラ４
２及び支持ローラ４４を備えるむことが望ましい。複写
用紙は定着用ローラ４２と支持ローラ４４との間を通過
しながら定着用ローラ４２の粒子像に接触する。このよ
うにして、粒子像は複写用紙に完全に定着するのである
。

【００２５】定着の後、コンベヤ４６はインバータ・セ
レクタとして作動するゲート４８に複写用紙を転送する
。ゲート４８の位置の如何によって、複写用紙は用紙イ
ンバータ５０の中に反転させられるか、又は用紙インバ
ータ５０を迂回して直接第２の判定ゲート５２に給送さ
れるかのどちらかになる。こうして、インバータ５０を
迂回した複写用紙はゲート５２に達する前の用紙経路の
中に９０度回り込む。ゲート４８は用紙の転写・定着さ
れた像のある側を上向きにする働きをする。インバータ
経路５０が使われた場合には逆のことが起こる。すなわ
ち、仕上り印刷面は下向きになるのである。第２の判定
ゲ−ト５２は用紙を直接出力トレイ５４に投入するか、
又は用紙を投入せず第３の判定ゲート５６へ搬送する移
送経路に向けるかどちらかの働きをする。ゲート５６は
用紙を直接反転せずに複写機の出力経路に転送するか、
又は用紙を両面印刷用インバータ・ローラ駆動機構５８
に移送する。反転駆動機構５８はゲート５６がそちら向
けに作動した時には用紙を両面印刷用トレイ６０に反転
してスタックする。両面印刷用トレイ６０は一面の印刷
を済ませ裏面に印刷を継続するものであって、両面印刷
される用紙の中間的な謂わば緩衝用の貯蔵場所である。 用紙がローラ５８によって反転しているため、この緩衝
用貯蔵場所に収納された用紙は両面印刷トレイ６０に下
向きに積み重ねられる。これらの用紙はこれから複写さ
れる順に互に重なって両面印刷トレイ６０に積み重ねら
れる。

【００２６】両面印刷複写を完成するには、既に第１面
印刷を済ませたトレイ６０内の用紙をコンベヤ５９に給
送し最終給送機６２で逐次転写部Ｄに戻し、用紙の裏面
にトナー粒子像を転写させる。コンベヤ１００及び６６
は用紙を反転動作経路に沿って移動させる。しかし、一
番下の用紙が両面印刷トレイ６０から給送されるに応じ
て複写用紙の未印刷面は転写部Ｄでベルト１０と接触し
、これによってベルト上のトナー粒子像が転写されるよ
うになる。次いで、両面印刷済みの用紙は先に第１面印
刷を済ませた用紙がトレイ５４に積み重ねられたのと同
じ経路を辿って給送され印刷作業者によって逐次運び去
られる。

【００２７】ここで、印刷機の動作に注目することにす
ると、ベルト１０の光導電面から複写用紙が分離したあ
と、必ず或る程度トナー粒子がベルト１０に付着したま
まになる。これら粒子の残りは清掃部Ｆで光導電面から
取り除かれる。清掃部Ｆには、ベルト１０の光導電面と
接触させた繊維製ブラシ６８が回転可能に取り付けられ
いる。粒子がベルト１０の光導電面から取り除かれるの
は、ベルトと接触したブラシ６８の回転による。清掃に
続いて放電ランプ（図示せず）で光導電面を光照射して
まだ残っている粒子を消散させ、画像サイクルの次回の
ベルト帯電ができるようにする。

【００２８】ここで本発明の見地に立ち戻ると、図２に
おいて、コロトロン９０は電荷受容体１０に対して垂直
面内に位置し、接地された薄い（厚み約１ないし３ミル
の）導体リボン９１の形をしたコロナ電極を備えている
。後述の役割を有する電極９２と９３とがリボン９１に
向い合っている。ワイヤ型の電極に較べてリボン型の電
極９１の方がはるかに有利である。リボン型すなわちブ
レード９１は剛体構造であり、ワイヤ張りほど取り付け
が難しい訳でもなく、壊れ易くもなく、発振音を発した
り枝垂れしたり、細いワイヤ型コロナ帯電装置が起こす
ようなトラブルは起きないのである。ところが、リボン
型すなわちブレードではアークを発生する傾向がある。 その原因は恐らくこの型の電極が高い容量をもっている
ということ以外にも、コロナ放出縁から散開する電界の
割合がワイヤ型より少ないことにある。ワイヤ型電極か
らの電界が空気の絶縁破壊に関するパッシェン限界（Ｐ
ａｓｃｈｅｎ　　ｌｉｍｉｔ）を超えるのはワイヤの表
面を取巻くごく小さな区域に限られている。ブレードの
場合、そのイオン化区域はずっと広く実際のところ、隙
間全体に交差する電荷受容体に達する電界の程度は不必
要に高いのである。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
生に要する電圧はそのため高くしなければならないが、
地表面に向ってとった電圧の距離に関する２次微係数も
低下する。換言すれば、高い電界はさらに電荷受容体に
向って広がってしまい、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。

【００２９】ブレード帯電に伴いアークが発生しやすく
なるという課題の解決策は、図２のように低電位差の（
ほぼ同値で極性反する）接地電極９２と９３とをリボン
９１の両側に組み込むことにある。電極は位置の調節が
でき且つリボン９１の側面から伸びる力線すべてがこの
電極上に集中するように電気的にバイアスされ、他方、
コロナ活性域先端から出る電界力線が直接電荷受容部材
に伸びている。こうして、この電界は電荷受容板に広が
り、電荷受容板近傍の電界を低め、その結果アーク発生
傾向は低下する。このコロナ帯電ユニット（９１，９２
及び９３）（交流又は直流）はこのような特定の実施態
様ばかりではなく、帯電作業一般に応用できる。この方
法はコロトロンすなわちスコロトロン（スクリーン型又
はスリット型スコロトロン）において利用可能であり、
コロトロンの場合には１００％有効である。

【００３０】コロトロン９０では、導体９２と９３との
存在によって、コロナが電荷受容体へ広く分布すること
又はイオンが分布することを可能にしている。代表的な
例では、ワイヤ／導体型コロトロンを採用している電子
写真複写機では電荷受容体に飛ぶイオンはイオン全体の
１５％以下に過ぎない。これに対し、図２に描かれたよ
うな導体９２と９３とは電界の状態を変化させ、すなわ
ち電界力線を拡張して電荷受容体に向って飛ぶイオンを
１００％にまで増やし、同時にアーク発生の確率を低め
ているのである。導体９２及び９３は辛うじて検知でき
る程度の電流を取り込むのに適した場所に配置されてい
る。この電流でリボン９１から出る後続電流全部が電荷
受容体へ流れ込んでいることが検証される。

【００３１】図３は本発明の帯電装置の別形式の実施例
であり、これは接地電極３０２及び３０３を脇に設置し
た楔状リボン型コロナ電極３０１を備えている。楔状リ
ボン型コロナ電極３０１は約４０度の勾配で先細りして
おり、且つ高電圧電源３０４に結合されている。コロナ
電極のこのような構造では通常のワイヤ型コロナ電極が
起こし易い振動音や移動などの問題が起きないという点
でワイヤ型に比べ遥かに有利であり、且つその位置決め
はきわめて正確に行なえる。更に、コロナ電極は印刷機
の高電圧電源の係合コネクタにまで延長することができ
る。すなわち、楔すなわち太めの楔状ボスはコネクタ並
みの強度を持っているのである。このことは、帯電ユニ
ットの部品点数と組立時間を減らし、したがって製造原
価を低下させユニットの強度を高めることとなる。

【００３２】図４に帯電ユニットを用いて電荷受容体が
得た電荷分布の均一度を示す。ここでは距離８インチの
時に処理速度６、１２及び２４インチ／秒の場合であり
、１２インチ／秒の処理速度で表面電位差の変動範囲が
プラスマイナス２１／２％であって、この値はワイヤと
導電性遮蔽装置を有する代表的なコロトロンと匹敵する
。

【００３３】新規な帯電装置が開示され、この帯電装置
にはコロナ電極が楔の形を採ることもあり得る小さい活
性域の導電性ストリップを含み且つ導電性ストリップと
向い合って設置された電極を伴い縦置きされて（又は電
荷受容体表面と直交して）配置されていることはここに
至って明白である。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
がら電荷受容体に最大限電荷が供給されるように分布す
る。

【００３４】本発明をここに開示した構造を参照しなが
ら説明したが、本発明は上記詳述した内容にに限定され
ることなく、特許請求の範囲に属する修正・変形を包括
するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の特徴となる考え方を採用した電子
写真複写機の模式的平面図である。

【図２】　　図１の帯電装置の側面図であって且つ本発
明が帯電装置に用いられていることを示す図である。

【図３】　　本発明による帯電装置の別の実施例である
。

【図４】　　様々な処理距離および処理速度に関して本
発明に基づく帯電装置で得られる電荷の均一度を表わす
グラフである。

【符号の説明】

１０　　ベルト，１５　　原稿ハンドリングユニット，
１６　　原稿文書，１８　　プラテン，３０　　コロナ
発生装置，９０　　コロトロン，９１　　リボン型電極
，９２接地電極，９３　　接地電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　帯電用表面に均一に電荷を印加するた
   めの帯電装置であって、帯電されるべき表面に小径部分
   が表れるように縦置きに設置された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に向い合
   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帯電すべき表面に最大
   限の電荷を供給するよう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
   を特徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】　　前記導電性ストリップの厚さが約１な
   いし２０ミルである請求１に記載の帯電装置。
3. 【請求項３】　　前記導電性ストリップの厚さが約２な
   いし３ミルである請求項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比較的強固な
   コロナ帯電装置を提供できるように楔状をしている請求
   項１に記載の帯電装置。