JPH11218996A

JPH11218996A - 帯電装置

Info

Publication number: JPH11218996A
Application number: JP10323131A
Authority: JP
Inventors: John S Facci; エス．ファシジョン; Michael J Levy; ジェイ．レビーマイケル; Christian O Abreu; オー．アブリュークリスチャン
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1997-11-19
Filing date: 1998-11-13
Publication date: 1999-08-10
Also published as: US5893663A

Abstract

(57)【要約】【課題】流動性媒体を通してのイオン伝導によって光
導電性画像形成部材を帯電する装置の光導電性画像形成
部材の汚染を防止する。【解決手段】ウェブ100 は、多孔性チューブ130 のよ
うな湿潤装置の上を通過し、受光体10の移動方向と反対
の方向にゆっくりと前進又は割り出して入口ニップ部17
の受光体10の画像形成表面の汚れの原因となる残留トナ
ー等を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、隣接する
表面に実質的に均一な電荷を付着させる装置に関し、さ
らに詳細には、例えば、受光体又は誘電体からなる電荷
受容体のような画像形成部材を帯電するために、また静
電写真装置に使用されるために、イオン伝導性液体を通
してのイオン伝導によるイオン移動を可能とする装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、静電写真複写のプロセスは、ほ
ぼ均一に帯電した受光部材に原稿の光画像を露光するこ
とによって開始される。帯電した受光部材（例えば、感
光部材）に光画像を露光することによって、原稿の非画
像領域に対応する領域の受光部材の光導電性表面の帯電
を除去する一方で、画像領域の電荷を保持し原稿の静電
潜像を形成する。次に、この原稿は現像され可視画像と
なるが、これは光導電性表面上の帯電した画像領域に現
像材料が引き寄せられるように、帯電した現像材料を受
光体の光導電性表面に付着させるプロセスによる。この
後、現像材料は受光部材から画像を永久的に定着するこ
とができる一枚の複写シートまたは他の画像支持基体に
転写され、原稿の複写物が得られる。このプロセスの最
終工程において、受光部材の光導電性表面はクリーニン
グされ、連続する画像形成サイクルに備えて光導電性表
面からあらゆる残留現像材料を除去する。

【０００３】光画像を光導電性表面上に形成する前に光
導電性表面に静電荷または帯電電位を印加する静電写真
用の種々のデバイス及び装置が提案されている。典型的
には、コロナ発生装置が用いられるが、この装置では１
つ以上の微細な導電要素を含む懸垂電極が高電位でバイ
アスされ周囲の空気のイオン化（電離）を生じ、その結
果隣接する面に電荷が付着する。

【０００４】いわゆるコロトロンと呼ばれるコロナ発生
装置は、露光の前に静電写真システムの画像形成面を帯
電するほか、静電トナー画像を受光体から転写基体へ転
写したり、用紙の電荷を中和して用紙を画像形成部材に
密着させたりまたは画像形成部材から剥離したりと、一
般的に、ゼログラフィック（電子写真）で出力した複写
物の品質を高めるために、受光体の画像形成面にトナー
を付着する前、付着時、及び付着後に画像形成面を調節
するのに用いることができる。

【０００５】上述のようなコロナ発生装置に関連してこ
れまでにいくつかの問題があった。最も顕著な問題の中
心となるのは、このようなコロナ装置がコロナ発生電極
の長さ全体に沿って均一な電荷密度を供与できないこと
であり、その結果帯電される隣接面の関連部分に付着す
る電荷の大きさに、電荷密度の不均一に応じた偏差が生
じる。他の問題として、特殊な絶縁材の使用を必要とす
る非常に高い電圧（６０００から８０００Ｖ）の使用、
コロトロンワイヤの維持、低い帯電効率、除電ランプや
ランプシールド等の必要性、コロノードと帯電される表
面との間の不均一によって生じるアーキング（弧光発
生）、コロナ発生ワイヤの振動やたるみ、コロナワイヤ
の汚染、及び一般的に湿度や空気中に浮遊する化学汚染
因子のコロナ装置への影響による帯電性能の変動などが
挙げられる。より重要なことには、コロナ装置はオゾン
を発生し、公式文書で発表されているように健康及び環
境を害するおそれがある。コロナ帯電装置はまた窒素酸
化物も発生させるが、この窒素酸化物はコロトロンから
放出され結果的に種々の機械構成要素を酸化し、それに
より最終的な出力プリントの質に悪影響を与える。

【０００６】本発明は流体媒体を介するイオン伝導によ
って光導電性画像形成部材を帯電する装置に関し、この
装置において、既知の欠点を伴うコロナ発生装置の使用
を避けることができる。次の開示は本発明の種々の態様
に関連していることがあり、次のように簡潔に要約する
ことができる。

【０００７】ファシ（Facci ）らの米国特許第5,602,62
6 号は、電荷を電荷保持面に印加する装置を開示してい
るが、これはイオン伝導性液体を介してイオンを搬送
し、液／電荷保持面インターフェイスを横切って帯電さ
れる部材にイオンを移動することによる。イオン伝導性
液体は電荷保持面に接触し、導電性ハウジング内で支持
される濡れたドナーブレードを介して電荷保持面にイオ
ンを付着する。導電性ハウジングにおいて、ハウジング
は、電位をイオン伝導性液体に印加する電源に接続され
る。ある特定の実施の形態において、帯電装置はドナー
ブレードを電荷保持面に接触するように付勢する支持ブ
レードと、ドナーブレード／電荷保持面インターフェイ
スにおいて電荷保持面の表面に移った可能性のあるよう
なあらゆる液体を電荷保持面の表面から拭い取るワイパ
ーブレードと、を含む。

【０００８】ルイス（Lewis ）の米国特許第5,561,505
号は、電荷を電荷保持面に印加する装置を開示している
が、これはイオン伝導性液体を介してイオンを搬送し、
液／電荷保持面インターフェイスを横切って帯電される
部材にイオンを移動することによる。イオン伝導性液体
は電荷保持面に接触し、機械的に密封できるハウジング
内で支持される濡れたドナーブレードを介して電荷保持
面にイオンを付着する。この機械的に密封できるハウジ
ングは、液体または蒸気でのイオン伝導性液体のロスを
防ぎ装置の機能寿命を伸ばすように、濡れたドナーブレ
ードが電荷保持面に接触した作動位置から、ハウジング
内に収容された非作動位置への移動を可能にするために
使用される。ある特定の実施の形態において、ドナーブ
レード／電荷保持面インターフェイスにおいて、転移さ
れた可能性のあるようなあらゆる液滴を受光体の表面か
ら除去するためにワイパーブレードが備えられてもよ
い。

【０００９】ファシ（Facci ）らの米国特許第5,457,52
3 号は、電荷を電荷保持面に印加する装置を開示してい
るが、これは流体媒体中のイオンを搬送し、流体媒体／
電荷保持面インターフェイスを横切って帯電される部材
にイオンを移動することによる。流体媒体は電荷保持面
に接触して配置され、イオンを電荷保持面に付着する。
ある特定の実施の形態において、流体媒体は流体媒体の
位置を制御するのに磁石が用いられる磁性流体であり、
この磁性流体は次に、帯電プロセスの活性化を選択的に
制御するのに用いることができる。

【００１０】しかし、長期間にわたって良好な画質を得
るためには、電荷保持面に液体を供給する部材に均一に
液体を供給することと、その液体供給部材の汚れを最小
限にとどめることの両方を保証する必要がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、流体媒体を
介したイオン伝導によって光導電性画像形成部材を帯電
する装置に関するものであり、本発明の目的は、既知の
不利益な点を伴うコロナ発生装置の使用を避けることが
でき、さらに、画像形成表面の汚れを最小限にすること
により良好な画質を維持することができる帯電装置を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】手短に述べると、本発明
の一つの態様によると、移動可能な画像形成表面に電荷
を印加する帯電装置が提供され、この装置は、イオン伝
導性液体を有し、イオン伝導性液体によって湿潤された
接触部材を有し、該接触部材は画像形成表面に接触して
画像形成表面の汚れを最小限にし、さらにイオン伝導性
液体を前記接触部材に運搬するための供給部材を有す
る。

【００１３】さらに、本発明の別の態様によると、移動
する画像形成部材に電荷を印加する帯電装置を含む静電
写真複写装置が提供され、この複写装置は、イオン伝導
性液体を有し、イオン伝導性液体によって湿潤された接
触部材を有し、該接触部材は画像形成表面に接触して画
像形成表面の汚れを最小限にし、さらにイオン伝導性液
体を前記接触部材に運搬するための供給部材を有する。

【００１４】本発明の他の特徴は以下の記述を読み進
め、図面を参照することによって明らかとなるであろ
う。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の特徴を全般的に理解する
ために図面を参照する。同一の要素を示すために、全て
の図面において同様の符号を使用した。本発明を詳しく
説明する前にまず図２を参照すると、本発明の流動性媒
体による帯電構造を組み込む例示的な電子写真複写装置
の様々な構成要素が概略的に説明されている。本発明の
装置は自動電子複写機での使用に特に好適であるが、本
発明の流動性媒体による帯電構造は広範囲の静電写真処
理装置での使用にも同様に好適であり、その用途は本明
細書に示される特定の実施の形態に必ずしも制限される
わけではないことは明らかであろう。特に、例示的な帯
電システムを参照して以下に説明される本発明の帯電装
置は、典型的な静電写真装置の転写、剥離(detack)又は
クリーニングサブシステムにおいても使用可能であるこ
とに注目すべきである。なぜなら、このようなサブシス
テムでも帯電デバイスの使用を必要とするからである。

【００１６】図２の例示的な静電写真複写装置は、電気
的に接地した導電性基体１４上に設けられた光導電性表
面１２を含むドラム１０を備えている。モータ（図示せ
ず）はドラム１０と連結されてドラム１０を回転させ、
光導電性表面１２の連続部分を光導電性表面の移動経路
の回りに配置された種々の処理部を通るように矢印１６
の方向へ進める。これは次に説明される。

【００１７】まず、ドラム１０の一部分は帯電部Ａを通
過する。帯電部Ａにおいて、符号２０で共通に示される
本発明の帯電機構は、ドラム１０上の光導電性表面１２
を比較的高くほぼ均一の電位に帯電する。この帯電装置
は下記で詳述する。

【００１８】帯電されると、光導電性表面１２は画像形
成部Ｂに進められる。画像形成部Ｂにおいて、原稿（図
示せず）は光画像を形成するため光源によって露光さ
れ、光導電性表面上の電荷を選択的に除去させ、光導電
性表面１２の帯電部分に光画像が集束される。これによ
りドラム１０上に原稿に対応する静電潜像が記録され
る。当業者は、適切に変調されたエネルギーの走査ビー
ム（例えば、レーザービーム）が、光導電性表面１２の
帯電部分を照射し光導電性表面１２上に潜像を記録する
のに用いられることを理解するであろう。

【００１９】静電潜像を光導電性表面１２に記録した
後、ドラム１０は現像部Ｃに進められる。現像部Ｃにお
いて、符号３０で共通に示される磁気ブラシ現像システ
ムは現像材料を静電潜像に付着する。磁気ブラシ現像シ
ステム３０は現像ハウジング３４内に配置される単一の
現像ローラ３２を含む。トナー粒子が現像ハウジング３
４内でキャリアビーズ（carrier bead）と混合される
と、トナー粒子とキャリアビーズとの間に静電荷が発生
するが、この静電荷はトナー粒子をキャリアビーズに付
着させ現像材料を形成する。現像ローラ３２は回転し、
キャリアビーズとトナー粒子とを含む磁気ブラシを形成
する。キャリアビーズとトナー粒子は磁気力により現像
ローラ３２に付着している。磁気ブラシが回転すると、
光導電性表面１２上の潜像画像が現像材料のトナー粒子
を引き寄せるように現像材料が光導電性表面１２に接触
し、光導電性表面１２上に現像されたトナー画像を形成
する。本明細書中に示される磁気ブラシシステムに替え
て数多くのタイプの現像システムを用い得ることが当業
者には理解されるであろう。

【００２０】静電潜像の現像のためにトナー粒子が静電
潜像上に付着された後、ドラム１０は現像画像を転写部
Ｄに進める。転写部１０において、シート状の支持材料
４２がシート供給装置（図示せず）を介して現像トナー
画像に接触するように進められる。シート状の支持材料
４２は、ドラム１０の光導電性表面１２とタイミングの
合ったシーケンスで接触するように方向づけられ、その
結果ドラム上の現像画像が転写部Ｄで前進するシート状
の支持材料４２と接触する。光導電性表面１２上の現像
画像から一枚の用紙のような支持基体４２へのトナーの
転写を誘起する助けとなるように、シート４２の裏面に
静電荷を発生させる帯電装置４０が設けられる。電荷発
生装置４０として従来のコロノード装置が示されている
が、支持基体材料４２へのトナー転写を誘起する静電荷
を与えるために本発明の流体媒体を用いた帯電装置を、
コロナ発生装置４０に替えて用いることができることは
理解されるであろう。支持材料４２は次に矢印４４の方
向へ搬送されコンベア（図示せず）上に置かれるが、こ
のコンベアはシートを定着部（フュージングステーショ
ン）（図示せず）に進める。定着部は転写された画像を
支持材料４２に永久的に固着させ複写やプリントを生成
し、最終的に得られた複写物がオペレーターにより取り
除かれる。

【００２１】常に、支持材料４２がドラム１０の光導電
性表面１２から剥離された後には、ある程度の残留現像
材料が光導電性表面１２に付着したままである。従っ
て、最後の処理部、つまりクリーニング部Ｅが、支持材
料４２がドラム１０から剥離された後光導電性表面１２
から残留トナー粒子を除去するために設けられる。クリ
ーニング部Ｅは、光導電性表面１２からトナー粒子を除
去するために光導電性表面１２と物理的に係合する図示
のような単純なブレード５０、または回転可能に付設さ
れたファイバー状ブラシ（図示せず）などの種々の機構
を含むことができる。クリーニング部Ｅはまた、次の画
像形成サイクルに備えて光導電性表面１２に光照射して
光導電性表面１２に残るあらゆる残留静電荷を消失させ
る除電ランプ（図示せず）を含んでよい。後述するよう
に、本発明の装置はまた、光導電性表面１２上のあらゆ
る残留静電荷を消失させるそのような除電ランプに替え
て用いることができる。

【００２２】上述の説明は本発明が特許出願する目的の
ためには、本発明の特徴を組み込んだ静電写真複写装置
の一般的な動作を十分に示しているであろう。説明の通
り、静電写真複写装置はいくつかの周知の装置またはシ
ステムのあらゆる形を取ってよい。本発明の動作に影響
しない限り、本明細書中で説明される特定の静電写真処
理サブシステムまたはプロセスの変形を予め想定するこ
とができる。

【００２３】アクアトロン（即ち、液体帯電）は、受光
体表面の水（または他の液体）で湿らせた接触パッドの
帯電に基づく、オゾンを発生させない接触帯電法であ
る。他の接触帯電法より有利な点は、液体帯電が、例え
ば５０インチ/ 秒(ips) までの幅広い処理速度領域に渡
って優れた帯電均一性を与え、直流のみであるというこ
とである。液体帯電はほぼ１００％の効率で、ほぼ理論
電圧及び理論電流のレベルで動作する。また、非常に小
さなフットプリントが可能である。

【００２４】しかし、長期間にわたって画質を得るため
には、接触パッドへ均一に水を供給することと、この接
触パッドの汚れを最小限にとどめることの両方を保証す
る必要がある。汚れは、クリーニングブレード／ブラシ
で除去されずに通過するトナーならびに紙の繊維及び充
填剤が原因である。アクアトロン改造器を用いた長期間
のプリントテストを、ＤＡＤ（放電領域現像）モードで
作動する５０６５ゼロクッスマシーンにおいて６２ｃｐ
ｍで行った。クリーニングブレードで除去されずに残さ
れた多量の残留トナーがアクアトロン接触パッドのニッ
プ部１８の入口に蓄積した。ゼロ回目のプリントから画
質の劣化が始まった。プリントは処理方向に濃い縞があ
り、この縞は、トナーが、接触パッドと受光体との緊密
な接触を妨げたためにできたと思われる。

【００２５】本発明の正面概略断面図が図１に示され
る。図１は、供給ロール１１０及び巻き取りロール１２
０に巻かれた親水性ウェブ１００を示す。ウェブ１００
は、多孔性チューブ１３０のような湿潤装置(wetting o
r moistening device)の上を通過する。多孔性チューブ
はその中を貫通するシャフト１３１を含む。ＤＣ電圧１
３５はこのシャフトに装着され、電荷を提供する（ＤＣ
電圧は、導電性ブラシ、整流子、ワイヤ又は類似の装置
によってイオン伝導性液体に印加される。この電圧の印
加のための接触は、リザーバ、運搬チューブ、多孔性チ
ューブ、中心ローラ又はウェブの湿潤部分で起こ
る。）。多孔性チューブ１３０は、ウェブ１００を均一
に湿潤させる（ウェブを湿潤させる他の方法もある。多
孔性チューブはその一例である。）。複写物が作成され
ると、最初は供給ローラ１１０に巻かれているウェブ１
００は、受光体１０の移動方向（矢印１６で示される）
と反対の方向（矢印１１１で示される）にゆっくりと前
進又は割り出しされ、ニップ部入口１７の汚れ（例え
ば、残留トナー粒子、紙デブリ、タルク及びマシーンに
おける他の要素）がウェブ１００によって運び去られる
ため、汚れが最小限で済む。また、ニップ部１８の汚染
も防止できる。ウェブの割り出し／前進移動速度は処理
速度よりも遅く、受光体の駆動装置からの低速連動をか
けることによって駆動される。この割り出し／前進移動
は、式１０００／ｖ（ここで、ｖは処理速度である）を
使用して計算される。好ましい前進速度は、約０．１×
（１０００／ｖ）〜約１０×（１０００／ｖ）の範囲で
ある。前進速度は、汚れがウェブ１００に蓄積する速度
によって制御される。汚れに関する経験から、接触ゾー
ンが１．０インチであると仮定すると、１．０ｃｍキロ
コピーの前進速度で十分であることが示される。これに
よれば、１００，０００コピーで約４フィートのウェブ
が使用されることになる。ウェブのさらなる利点は、磨
耗の原因となるトナーがニップ部１８から除去されるた
め、受光体のひっかき及び磨耗が最小限に抑えられるこ
とである。ウェブ１００のクリーニング動作は、実際、
画像ノイズも低減させる。

【００２６】帯電ウェブ１００は、接触パッド１３０に
よって受光体１０に接触し、この接触パッドは帯電流体
を制御された速度でベルトに供給する。例えば、湿潤運
搬の速度は、 "Control of Fluid Carrier Resistance
and Wear Concentration inan Aquatron Charging Devi
ce" というタイトルの米国係属出願番号第０８／９７
４，０９９号に述べたように、キャリヤとなる接触パッ
ド１３０に水分レベル又は抵抗を電気的に感知するセン
サを設け、そのセンサ回路により、液体を供給するポン
プを制御して、動的に制御することができる。また、ウ
ェブへの液体の流れも所定の速度のポンピングによって
動的に制御されることができる。リザーバ１４０からの
流体運搬部材（又は導管）１５０によって、受光体１０
の幅にわたって均一な接触圧力が保証される。接触パッ
ド１３０の幅がニップ幅を決定する。ウェブアクアトロ
ンは中型マシーン、大型マシーン及び月毎の平均コピー
量が多いために多量の汚染が蓄積する生産用マシーンに
有用である。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、流動性媒体を介したイ
オン伝導によって光導電性画像形成部材を帯電する装置
が提供され、既知の不利益な点を伴うコロナ発生装置の
使用を避けることができ、さらに画像形成表面の汚れを
最小限にすることにより良好な画質を維持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の正面概略断面図である。

【図２】本発明の特徴を備えた静電写真複写機を示す概
略正面図である。

【符号の説明】

１０受光体１８ニップ部１００ウェブ１３０多孔性チューブ１４０リザーバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者マイケルジェイ．レビーアメリカ合衆国 14580 ニューヨーク州ウェブスタージョイレーンドライブ 913 (72)発明者クリスチャンオー．アブリューアメリカ合衆国 14607 ニューヨーク州ロチェスターバッサーストリート 130

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動可能な画像形成表面に電荷を印加す
る帯電装置であって、イオン伝導性液体と、前記イオン伝導性液体によって湿潤され、画像形成表面
に接触して画像形成表面の汚れを最小限にする接触部材
と、前記イオン伝導性液体を前記接触部材に運搬するための
供給部材と、を有する帯電装置。
【請求項２】前記接触部材と前記画像形成表面との間
の接線方向の接触の距離であるニップ部をさらに有す
る、請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】前記ニップ部はニップ入口及びニップ出
口を有し、前記接触部材と前記画像形成表面との間の接
線方向の接触の距離を有する、請求項２記載の装置。