JPH061397B2

JPH061397B2 - コロナ装置

Info

Publication number: JPH061397B2
Application number: JP59015301A
Authority: JP
Inventors: ポ−ル・イ−・プラシヤ−ト; ドルフ・ランドヒア−; ハラルド・ダブリユ・コブ
Original assignee: DEII EMU SHII DEV CORP; JIIDAKUSU CORP; SHII DEII SHII DEETAA SHISUTEMUZU Ltd
Current assignee: DEII EMU SHII DEV CORP; JIIDAKUSU CORP; SHII DEII SHII DEETAA SHISUTEMUZU Ltd
Priority date: 1983-02-01
Filing date: 1984-02-01
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: EP0118989B1; CA1190593A; JPS606963A; US4514781A; DE3466442D1; EP0118989A1; ATE29930T1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、静電荷のレベルを確立する際に使用されるコ
ロナ装置に関し、特にイオンの供給物を、回転する誘電
シリンダ面の上に発生させて、静電潜像をシリンダ面か
らコピー媒体へ転写した後シリンダ面に残っている電荷
を中和するために静電印刷装置に使用されるコロナ消去
装置に関する。

コロナ装置は、一様な静電荷を誘電面に配置するためお
よび既存の電荷を除去するための両方に用いられる。こ
のような作用は、「誘電面の静電荷のレベルを確立す
る」という用語の範囲にある。

コロナ装置の性能は、電極の表面で“グロー”する、局
部的な周囲の空気状況から合成された化学的化合物によ
り減少する。誘電性トーナーはまた、局部化した充電を
生じる電極の表面に蓄積することがあり、このためコロ
ナ電流の大きさと密度が減少する。これらの影響がコロ
ナ電極の有効寿命を実質的に短かくし、それによりコロ
ナ組立体全体を比較的ひんぱんに交換することが必要に
なる。従って、むだ時間をできるだけ少なくしかつ無用
なワイヤの交換を簡単にするために一つより多いコロナ
ワイヤを有する組立体を設けることが望ましい。

多コロナワイヤ組立体を設ける一つの試みが、スプリン
ゲット（Ｓｐｒｉｎｇｅｔｔ）の米国特許第４０５６７
２３号に示されている。この特許には、ゼログラフイッ
ク再生装置に使用され、かつ回転可能なシリンダに取り
つけられた多電極を有する回転可能なコロナ装置が教示
されている。各電極には、シリンダの表面に沈着した電
荷の大きさと極性を制御するために各電極と関連したバ
イアス導電性部材を有し、いずれの電極も、電荷が沈着
される表面に隣接した所望の作用位置に位置決めできる
ように装置が回転可能である。電極の一つが故障するか
または役に立たなくなれば、そのとき装置を次の位置へ
人手でまたは自動的に移動させることができる。この組
立体は相当数の構成要素を必要とし、かつきわめて複雑
であり、製造費用が比較的高くなる。加えて、バイアス
導電性材料が故障すれば、その材料と関連した特別な電
極がなお満足に作用しているとしてもそれをもはや使用
できない。それ故、この装置が、単独のコロナ電極装置
と関連した問題のいくつかを解決するけれども、それに
は、その費用により重大な限界があり、かつ信頼性と能
率も疑わしい。

従って、本発明の目的は、多コロナワイヤを有する改良
されたコロナ装置を提供することである。

その一面において、本発明は、軸方向に整合された少な
くとも一つのコロナ電極を担持する支持部材と、支持部
材と電極の両方の周りに巻かれるバイアス導電性部材と
を設ける。

以下、本発明の好ましい実施例を図面により詳細に説明
する。

第１図には、本発明を組込んである代表的な静電プリン
タ３０がやや概略的に示されている。このプリンタは、
主として本発明のための適当な周囲の状況を説明するた
めに示してある。他のプリンタおよびホトレセプタを用
いるホトコピアも、本発明の使用により利益を得ること
もできる。シリンダ３２が軸３４を中心として回転可能
に取りつけられ、かつ誘電層３６により被覆された導電
性コア３５を有し、誘電層３６はカートリッジ３８から
静電像を受けることができ、カートリッジ３８は電子制
御システム４０により駆動され、かつ機械的コネクタ４
２により接続されている。シリンダが図示の方向に回転
する際に、静電像がカートリッジ３８により誘電層３６
の外面に形成され、そしてフィーダ機構４６によりホッ
パー４４から供給されるトーナーと接触する。その結果
としてのトーナー像が、しなやかな外層４９を有する加
圧ローラ４８で形成されたニップの方へシリンダ３２に
より搬送され、このとき外層４９は、一対の給送ローラ
５２の間に入る紙５０のようなレセプタの通路に位置し
ており、トーン像がシリンダ３２とローラ４８により駆
動され、そして一対の出口ローラ５４の間を出る。ニッ
プ圧力はトーナーをレセプタ５０に転写させるのに十分
であり、かつ十分な圧力で、トーナーがレセプタに融着
される。

シリンダ３２とローラ４８の間のニップを通った後、誘
電層３６の表面に残っているトーナーがスクレーパーブ
レード組立体５６により除去され、そして表面に残って
いる残留静電像が、スクレーパーブレード組立体５６と
カートリッジ３８の間に位置したコロナ消去装置のよう
な放電ヘッド５８により中和される。

第２図は、コロナ放電消去組立体に使用される構成要素
の分解配列斜視図を示す。誘電性支持部材としてのガラ
ス棒６０が、長手方向孔６３を有する支持部材の支承手
段としての真鍮の案内管６２内に位置決めされ、かつ取
付ブロック６４と６６がそれぞれ管の端部６７，６８の
上に嵌め込まれている。後で第３図によりいっそう詳細
に述べられるように、ハンドル７０が取付ブロック６４
およびガラス棒６０とのその連結部に着座する。取付ブ
ロック６４，６６が、静電プリンタの対向する壁に、取
付ブロックのそれぞれのスロット７２，７４を通るボル
トにより固定されるようになっている。

ガラス棒６０の端部６８が案内管６２にポリカーボネー
トスリーブ７６により心出しされ、このスリーブには、
第４図に見られるように、四つの長手方向スロット８０
がその円周に均等に間隔を置いてフィンガを形成してい
るテーパー端部７８がある。スリーブが案内管にすべり
嵌めしており、かつガラス棒の直径がスリーブ７６の内
端の直径よりわずかに大きいので、ガラス棒がスリーブ
を通って延びるときに、フィンガをたわませる。また、
ポリカーボネートの弾性により、反作用力が作られ、そ
のためフィンガが、管案内に確実に心出しされたガラス
管６０を保持する。

組み立てたときに、案内管の端部６５が、第２図に見ら
れるように取付けブロック６６の凹所６７に位置し、か
つこの位置にねじ６９により保持されている。その他端
では、第３図に見られるように、案内管６２がブロック
６４の開口７１内に密接して嵌まっており、そしてハン
ドル７０の内端が案内管の中へ突出して、ガラス棒の端
部６７を中央円筒状凹所８２に縮小部８４まで受け入れ
ている。

ハンドル７０が静電プリンタの壁の外側に位置し、かつ
壁を通って少なくとも部分的に突出する。

主として第２図を参照すると、ガラス棒６０には、その
円周に均等に間隔を置いた四つの真直なコロナ電極８６
がある。各電極８６がタングステンワイヤ８８（第４ａ
図）を有し、このタングステンワイヤはその長さの大部
分にわたって高温ガラス９０に収められている。そのガ
ラスは、コーニングガラス（ＣｏｒｎｉｎｇＧｌａｓ
ｓ）により販売されるタイプ１７２０（商標）が望まし
い。

ワイヤ８８は直径が一インチの千分の七であり、ガラス
９０は太さが一インチの千分の1.75であり、各電極の直
径が一インチの千分の10.5となる。ガラス棒の端部６８
の近くで、ガラス９０が棒部分９２（第４図）を残すよ
うに各タングステンワイヤ８８から除去され、それから
棒部分９２が高温エポキシ樹脂により二つの位置９４で
ガラス棒表面に固着される。

さて、主として第３図と第４図を参照すると、連続ワイ
ヤ９８の形態のバイアス用導電性部材が、印刷に使われ
る回転可能なシリンダ３２（第１図）の部分の長さより
大きいその長さの部分にわたってガラス棒６０の周りに
かつ電極の上に巻かれている。ワイヤ９８はタングステ
ンで作られ、かつ直径が一インチの千分の二である。ワ
イヤ９８がガラス棒に沿って一インチ当り１１２巻きと
なるように密接して巻かれて、すべての電極のために有
効に連続するバイアス導電性部材を形成する。ワイヤを
一様に巻いて、コロナ電極の長さいわたってワイヤ９８
とガラス棒６０の軸の間に一定のねじれ角を与えるのが
重要である。これにより、長手方向孔６３を通る一様な
イオン雲が得られ、その結果シリンダの表面の電荷が能
率的に消去されることになる。導電性フォイル１０２が
巻線９８の下の電極に平行にかつ二つの電極の間に延び
ており、かつ各巻きごとにこのワイヤと接触している。
ワイヤが各端部で、ガラス棒６０の周りに巻かれた電気
的絶縁テープ９７，９９により終っている。

導電フォイル１０２は３０１ステンレス鋼で作り、かつ
幅が一インチの千分の八十で、太さが一インチの千分の
一であるのが望ましい。第４図に見られるように、フォ
イル１０２は、後述する理由のために案内管６２の壁の
小孔１０６に対抗して存在するようにガラス棒の周りに
巻かれた端部１０４を有する。

主として第２図を参照して装置の組立を述べる。まず、
ガラス棒６０をスリーブ７６に挿入体の長方形孔１０８
が管６２の壁の孔１１０と整合するようにスリーブを案
内管６２内に位置決めする。ガラス棒を挿入して整合さ
せたときに一つのタングステンワイヤ８８の一つの棒部
分９２を今や整合した孔１０８と１１０より見ることが
できるように、管、挿入体およびガラス棒を寸法決めす
る。このタングステンワイヤには、これらの孔を通じて
電気的接点１１２を接触させる。この電気的接点１１２
は、案内管６２に具合良く嵌まるように形成されたほぼ
Ｃ形の成形接点ブロック１１４（第２図）に収容されて
いる。この接点は高い電圧プテンシャルを電極８６に接
続するために設けられていてほぼＬ形をしており、かつ
好ましくはＷ．Ｒ．ＧｒａｃｅａｎｄＣｏ．の部
門、エマソン・アンド・カミングにより供給されるエッ
コ−ボンド（Ｅｃｃｏ−ｂｏｎｄ）Ｈ２８１（商標）の
高温エポキシ樹脂により固着される。管６２の孔１０６
に二本の小ねじ１２０により取りつけられたステンレス
鋼ブラッシ接点１１８を取りつけることにより電流通路
を完了する。ブラッシ接点１１８は一インチ千分の二の
ワイヤ直径で作られ、かつ巻かれたワイヤ９８およびフ
ォイル１０２の端部１０４と接触し、このようにしてコ
ロナ回路が完了する。次に、ガラス棒の端部６７を前述
したように取付ブロック６４に通し、そしてハンドル７
０の凹所８２に通す。

ハンドルを組立てたときに、肩部１２４がブロック６４
の外側面に係合し、かつ中央部分１２５がブロックに含
まれていることが分るだろう。この部分は、部分１２５
の周りに間隔を置いた四つの軸方向スロット１２６を嵌
合する環状スロット１２７を区画している。これらのス
ロットは位置決めねじ１２８のための隙間を形成し、位
置決めねじ１２８はハンドルをブロック６４に保持し、
一方ハンドルを、ねじがスロット１２７に来るまで引き
出し、ハンドルを回転してねじをスロット１２６のうち
の新しいスロットと整合させ、そしてハンドルを押し込
むことによりハンドルが今やスロット１２６に受け入れ
られるので、ねじをさらに回転しないように阻止するよ
うにしてハンドルを四つの別々の位置の間で回転させる
ことができる。明らかに、壁１１１に組立てるときに
（第３図と第４図）、一つの電極８６が所望の位置にあ
るように組立中ガラス棒をハンドルに対して角度的に位
置決めしてこの位置に取りつけなければならないが、前
述したようにハンドルを用いてガラス棒を回転させるこ
とにより他の電極も同じ位置をとることができる。組立
体のこの部分はもちろん非常に重要である。ガラス棒
は、前述のエッコーボンドＨ２８１のような適当な高温
接着剤を用いてハンドルに取りつける。

取付ブロック６４と６６の長手方向スロット７２と７４
により、取付ブロックの位置をシリンダ３２（第１図）
に対し調整することができるので、コロナ電極をシリン
ダの表面から最適の距離に位置決めできることにも留意
しなければならない。この距離は通常フィーラゲージに
より設定され、かつ電極とシリンダ表面の間の典型的な
距離は0.020インチ（0.508ミリメートル）である。

静電プリンタを使用しているときに、電流を接点１１２
を経て供給して、電極８６を、１２５KH^Z _Zの交流信号を
用いた２０００Vppの電位に付勢する。帯電イオンの雲
がバイアス導電性部材９８のワイヤに沿って発生し、こ
の雲が、シリンダ３２とバイアス導電性部材９８の間の
ギャップを横切る電位差により長手方向孔６３を通って
シリンダ面へ送り出される。電流が、ブラシ接点と接触
する、バイアス導電性部材９８とフォイル１０２の端部
分１０４を通って戻る。たとえ何かの理由のために、ワ
イヤ９８が電気的に切れたとしてもこのフォイル１０２
が電気的連続性を確保する。バイアスワイヤ９８とフォ
イル１０２が約−５ボルトの電位差に保たれて、イオン
の漏れを補償する。このようなイオンの漏れは、寸法、
交番波形の形状および大気の状態に敏感であるので、前
記のようにイオンの漏れがあると、＋２０〜−２０ボル
トの範囲の電位差になり得る。この大気の電荷が中和さ
れなければ、トナーが印刷の所望されない場所に吸引さ
れるので、印刷されたコピーがしみのついたまたは汚れ
た状態で現れることがある。

正イオンと負イオンのプールが電極８６とバイアス導電
性部材９８の間の空間に作られるので、シリンダの誘電
面３６のどんな残留電荷も中和される。これらの電子
は、シリンダの誘電面３６の電荷に吸引されてその残留
電荷を中和するために有効に利用できる。バイアス導電
性部材９８が電位差に等しい電圧に維持されるときに、
電流が流れず、この状態は、シリンダの誘電面３６の電
圧がゼロのときに起こる。そのとき、シリンダの誘電面
上の残留電荷が除去される。

前述したように、電位、例えば＋２０〜−２０ボルトの
電位をバイアス導電性部材９８に置くことにより、シリ
ンダ３２の誘電面がバイアス導電性部材と同じ電位を達
成する。これは、両者の間に電位差があれば、電荷の差
が除去されるまでイオンをシリンダの誘電面へ移動させ
る電界が作られるからである。したがって、本コロナ装
置は、その電荷レベルをバイアス導電性部材９８に加え
ることにより、誘電面に特別なレベルの一様な電荷を配
置するために用いることもできる。

もし、例えば第３図の点Ａで起こる破損のような何かの
理由のためにバイアス導電性ワイヤ９８が故障した場合
には、そのとき電流通路が矢印のついた太線１４０によ
り示されたように変えられる。そのとき、電流が点Ａの
破損までバイアス導電性ワイヤ９８に沿って移動し、そ
れから導電性フォイルを経て別の道で進み、そしてそれ
からバイアスワイヤ９８へ戻り、それにより電気的連続
性が得られる。バイアスワイヤ９８のコイルの巻回部と
巻回部の間の間隔が非常に小さいので、近くにあるシリ
ンダ３２の面に作用するコロナの場はほぼ一様な場であ
りかつ小さい直径のワイヤが開放した空間を置いてコロ
ナ組立体の周りを交互して存在するにもかかわらず、シ
リンダ３２を消去する能率は実質的に均一である。

本発明の範囲から逸脱せずに前記の装置の構成要素に種
々の変更をなしうることが認識されよう。

この好ましい実施例の寸法では、コイル密度が一インチ
当り１１２巻きであった。この値は好ましい値であるこ
とが見いだされているが、実際には一インチの千分の二
のワイヤについて密度が一インチ当たり７６〜１２４の
巻回数の間のいずれかの値であることができる。コロナ
電極を駆動する電力増幅器は同調電力増幅器であるが、
高度に選択的ではない。全消去ワイヤとスクリーンが増
幅器の出力回路に取り付けられたときに、増幅器の公称
キャパシタンスが全消去ワイヤとスクリーンの等価キャ
パシタンスである場合に、電力増幅器は、７０pF＋２０
pFの公称キャパシタンスで作用するように同調される無
線周波増幅器である。

コイル密度が一インチ当り７６巻きより小さい場合に、
巻き間隔が過大になり、また一インチ当り１２４より多
い巻きを使用すれば、ワイヤが電極を有効に保護するが
消去が役に立たなくなる。

バイアス導電性ワイヤは異なる太さ、例えば一インチの
千分の一でも良く、これが、コイル密度を修正した場合
に適当であることが見出だされた。これに関連して、棒
の直径を変えることもできる。

良好なシールがガラスで達成され、かつワイヤとガラス
が熱膨脹に対し調和されるならば、電極ワイヤは他の材
料でも良い。適当な機械的および電気的性質を有する他
のガラスは、コーニングガラス（ＣｏｒｎｉｎｇＧｌ
ａｓｓ）製のタイプ１７２３と７０７０（商標）を含
む。

バイアス導電製部材９８はステンレス鋼でも良いが、タ
ングステンが、その強度のため、およびコロナ放電のス
パッタや他の影響による攻撃に対する抵抗が高いため好
ましい。フォイル１０２は一インチの千分の一の直径の
タングステンまたはステンレス鋼ワイヤでも良いが、ス
テンレス鋼フォイルがワイヤブラッシと優れた電気的接
触をするので好ましい。他の重要な必要条件はフォイル
が腐蝕しないことである。

コロナ付勢信号は、１００−１２５KHZの周波数範囲が
好ましいけれども７５−１５０KHzの周波数で１８００
−２２００Vppの間にあることができ、オフセット電位
は＋２０と−２０ボルトの間で変ることができるが、好
ましい実施例で与えられた材料と値では、−５ボルトが
最適値であることが見出だされた。

バイアス導電性部材に接触させるために用いられるブラ
ッシは変えることができる。目下、ブラッシは、二つの
金属片の間に圧縮されたステンレス鋼ワイヤの密集状態
に詰め込んだストランドの群からなり、これは管壁の側
にねじ止めされる。しかしながら、高電圧導電性ポリマ
ーのようなどんな弾性的な接点でも同じ機能をなしとげ
るだろう。さらに、Ｌ形の接点１１２をＣ形のブロック
１１４にエポキシにより固着するけれども、実際には所
定の場所に成形することもできる。

本発明の利点は、特別な製造を必要としない最小値の構
成要素のため製造が容易なことを含む。個々の電極の各
々の寿命は、バイアス電極の破損を補償することにより
最大にされる。共通の部材を有する四つの電極を設ける
ことにより、コロナ消去装置の寿命が最大になり、かつ
また既存の装置に対して保守と交換の必要が減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図は典型的な静電プリンタを大部分断面して示す概
略側面図で、このプリンタには、コロナ装置の好ましい
実施例が誘電シリンダの電荷のパターンを消去する際に
使用するために取りつけられている。第２図は構成要素
およびこれらの組立方を示すコロナ消去装置の分解配列
斜視図、第３図は第２図の線３−３に沿って切断された
拡大断面図で、静電プリンタに組立てられたときのハン
ドルを有するコロナ装置の断面を示す。第４図は第３図
と同様な図であるが、静電プリンタに組立てられたとき
のコロナ装置の対向端部において第２図の線４−４に沿
って切断された図、第４ａ図はコロナ電極の第４図の線
４ａ−４ａに沿って切断した横断面図である。６０…誘電性支持部材６２…案内管６４，６６…取付ブロック７０…ハンドル８６…コロナ電極９８…バイアス導電性部材１０２…導電性フォイル１１２…電気的接点１１４…成形接点ブロック１１８…ブラッシ接点１２６，１２７…スロット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 999999999 ジ−ダクス・コ−ポレイシヨンカナダ国オンタリオ州エル４ダブリユ−２ダブリユ−６ミツシソ−ガ・パンテラ・ドライブ977 (72)発明者ポ−ル・イ−・プラシヤ−トカナダ国オンタリオ州ライムハウス・ア− ル・ア−ル１ (72)発明者ドルフ・ランドヒア− カナダ国オンタリオ州トロント・メルロ− ズ・アベニユ−49 (72)発明者ハラルド・ダブリユ・コブアメリカ合衆国マサチユ−セツツ州アクトン・コンナント・ストリ−ト30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電面上に静電荷のレベルを確立するため
に誘電面に対して使用されるコロナ装置において、細長
い誘電性支持部材と、この支持部材にその周りに間隔を
置いて取り付けられた複数の真っ直ぐなコロナ電極とを
備え、各電極が導電性コアと電気的絶縁外装とを有し、
支持部材と支持部材の上の全ての真っ直ぐなコロナ電極
とを取り囲む一つのバイアス導電性部材と、支持部材を
回転可能に支承しかつ少なくとも電極の数に等しい数の
位置に角度的に位置決め可能に支承する支承手段と、コ
ロナ装置を電源に接続するための電気的接点手段とを備
え、接点手段が支承手段に連結されかつ複数の電極のう
ちから選択された一つの電極およびバイアス導電性部材
に電気的に接続され、それにより支持部材を前記の選択
された位置の各々に回転させると、次の引き続く電極と
接触するように異なる電極の一つに電気的な接続がなさ
れかつ損傷した電極を前記接点手段に接続された位置か
ら隔離し、ついには全ての電極を使用するようにしたこ
とを特徴とするコロナ装置。
【請求項２】バイアス導電性部材は、支持部材の長さに
沿って測定して一インチ当たり７６と１２４の間の巻き
数があるように支持部材と電極の周りに巻かれた直径約
0.05mmまたはそれ以下のワイヤである、特許請求の範囲
第１項に記載のコロナ装置。
【請求項３】さらに、実質的に真っ直ぐな導電性要素が
支持部材に一対の電極の間に取り付けられかつバイアス
導電性部材に電気的不連続がある場合に代わりの電気的
通路となるようにバイアス導電性部材と電気的接触をし
ている、特許請求の範囲第１項に記載のコロナ装置。
【請求項４】支持部材が円筒形でありかつバイアス導電
性部材が一定のねじれ角を用いて巻かれている、特許請
求の範囲第２項に記載のコロナ装置。
【請求項５】支承手段が、支持部材を入れる案内管から
なり、この案内管は選択された電極の一つと整合される
細長いスロットを区画して、コロナ放電に指向性バイア
スを与えるようにした、特許請求の範囲第１項に記載の
コロナ装置。
【請求項６】支持部材が円筒形である、特許請求の範囲
第１項に記載のコロナ装置。
【請求項７】四つの電極がある、特許請求の範囲第６項
に記載のコロナ装置。
【請求項８】支持部材がガラス棒である、特許請求の範
囲第１項に記載のコロナ装置。