JPH11265109A - コロナ発生装置及びコロナ帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極の取り外し及び交換が簡単に行え、且つ
均一な帯電を保証するコロナ発生装置の引張支持取り付
けを提供する。 【解決手段】 本発明は、ピンアレイ電極81と、一対の
側部シールド部材86を含むシールド部材84と、シールド
部材の端部に隣接し一対の側部シールド部材の間に固定
的に支持される端部取り付けブロック87、88と、端部取
り付け部材に取り付けられたねじりばね89を備え、該ね
じりばねが電極に与える張力によって引張支持取り付け
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般にコロナ帯電
装置に関し、さらに詳細には、静電写真の用途で利用さ
れるコロナ発生装置のコロナ発生電極を支持するための
引張支持取り付けに関する。

【０００２】

【従来の技術】静電写真の用途では、静電界を付与して
種々のマシーンの動作を駆動させるためのコロナ発生装
置を使用するのが通例である。このようなコロナ発生装
置は、光画像によって露光し次にこの光画像にトナーを
転写させるのに先立って、受光部材上に電荷を付着させ
るために主に使用される。さらに、コロナ装置は、静電
トナー画像の受光体から転写基体への転写に使用され、
紙に中和電荷を付与することによって紙を画像形成部材
へ付着させたりこの画像形成部材から分離(detack)させ
たりするのに使用され、さらに、ゼログラフィック出力
コピーの画質を向上させるためにトナーが画像形成表面
に付着される前、付着中、及び付着後にこの画像形成表
面を調節するのに使用される。比較的大多数のコロナ発
生帯電装置は、単一の静電写真装置で多くの種々の動作
を達成することが要求されるため、小規模な改良又はユ
ニットのコストの低下によって、特にユニットの動作寿
命及び装置の交換サイクルを考慮すると、装置当たりか
なりの利益を享受することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電極
を張力が付与された状態で維持するために電極上に引っ
張り応力を加えるような構造を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
ると、コロナ発生装置が開示され、該コロナ発生装置
は、コロナを発生する電極部材、固定的に取り付けられ
た端部ブロック、端部取り付けブロックに取り付けら
れ、電極に協働的に係合してこれに張力を与えるねじり
ばね部材を含む。

【０００５】本発明の第２の態様によると、コロナ帯電
装置が提供され、該コロナ帯電装置は、ピンアレイ電極
部材、一対の側部シールド部材を含むシールド部材、シ
ールド部材の端部に隣接し、一対の側部シールド部材の
間に固定的に支持される端部取り付けブロックを備え、
この端部取り付けブロックはねじりばね部材を支持する
取り付けアセンブリを含み、さらに取り付けアセンブリ
に支持されるねじりばね部材を備え、このねじりばね部
材はピンアレイ電極を受けるために用いられる。

【０００６】本発明の第３の態様によると、コロナ帯電
装置を含む静電写真プリント装置が提供され、この静電
写真プリント装置は、ピンアレイ電極部材、一対の側部
シールド部材を含むシールド部材、及びシールド部材の
端部に隣接し一対の側部シールド部材の間に固定的に支
持される端部取り付けブロックを備え、この端部取り付
けブロックはねじりばね部材を支持する取り付けアセン
ブリを含み、さらにこの取り付けアセンブリに支持され
るねじりばね部材を備え、このねじりばね部材はピンア
レイ電極を受けるために用いられる。

【０００７】本発明のこれらの及び他の態様は添付図面
に関連する以下の記述から明らかになるであろう。

【０００８】

【発明の実施の形態】最初に図５を参照すると、本発明
の特定の特徴を説明する前に、本発明のコロナ発生アセ
ンブリを備えた例示的な静電写真複写装置の種々の要素
の概略的な記述が提供される。本発明の装置は静電写真
複写機での使用に特に適しているが、本発明のコロナ発
生装置は種々の静電写真処理機及びコロナ発生装置の使
用を必要とする他のシステムでの使用にも同様に非常に
適していることが以下の記述から明らかになるであろ
う。特に、本発明のコロナ発生装置は、以下の説明では
例示的な帯電システムを参照するが、サブシステムでも
コロナ発生装置の使用を必要とするため、典型的な静電
写真コピー又はプリント装置のトナー転写、分離、又は
クリーニングサブシステムでも使用され得ることに注意
されたい。

【０００９】図５の例示的な静電写真複写装置は、電気
的に接地された導電性基体１４上に付着された光導電性
表面１２を含むドラム１０を用いる。モータ（図示せ
ず）は、ドラム１０に係合し、このドラム１０を矢印１
６の方向へ回転させて光導電性表面１２の連続部分がそ
の移動経路の周りに配置された以下に説明する種々の処
理ステーションを通過するようにこの連続部分を前進さ
せる。

【００１０】最初にドラム１０の一部分は帯電ステーシ
ョンＡを通過する。帯電ステーションＡで、参照番号２
０で一般的に示され、好ましくは本発明によって開示さ
れたタイプの帯電装置は、ドラム１０の光導電性表面１
２を比較的高くほぼ均一な電位に帯電する。本発明の帯
電装置は、静電写真装置及び方法の簡単な説明に続いて
以下に詳細に説明される。

【００１１】一旦帯電されると、光導電性表面１２は画
像形成ステーションＢへ進み、ここで原稿（図示せず）
が光源（図示せず）に露光され、光導電性表面１２の帯
電部分上に原稿の光画像を形成し、該帯電部分上の電荷
を選択的に消散させることによってドラム１０上に原稿
に対応する静電潜像を記録する。光導電性表面１２の帯
電部分を照射して該帯電部分に潜像を記録するために、
例えば、適切に変調されたエネルギーの走査ビーム（例
えば、レーザビーム）のような種々の方法を利用しても
よいことが当業者によって理解されるであろう。

【００１２】静電潜像が光導電性表面１２上に記録され
た後、ドラム１０は現像ステーションＣに進み、ここで
現像システム、一般に参照番号３０で示されるいわゆる
磁気ブラシ現像剤が静電潜像の上に現像材料を付着させ
る。図５に示される例示的な磁気ブラシ現像システム３
０は、現像剤ハウジング３４に配置された単一の現像剤
ローラ３２を含み、このハウジングでトナー粒子はキャ
リヤビーズと混合されこれらの間に静電荷を形成し、ト
ナー粒子をキャリヤビーズに付着させて現像剤材料を形
成する。現像剤ローラ３２が回転してキャリヤビーズ及
びこれに磁気的に付着するトナー粒子を有する磁気ブラ
シを形成する。磁気ブラシが回転すると、現像材料が光
導電性表面１２に接触し、これによって潜像がそこから
現像材料のトナー粒子を引きつけ、光導電性表面１２上
に現像トナー画像を形成する。多数のタイプの現像シス
テムが本明細書中に示した磁気ブラシ現像システムに置
き換えられ得ることを当業者は理解するであろう。

【００１３】トナー粒子が静電潜像を現像するために静
電潜像に付着した後、ドラム１０は現像画像を転写ステ
ーションＤへ前進させ、ここで１シートの支持材料４２
がタイミングの合ったシーケンスで現像されたトナー画
像に接触するように移動されるため、光導電性表面１２
上の現像画像が転写ステーションＤで前進している１シ
ートの支持材料４２に接触する。帯電装置４０は、光導
電性表面１２上の現像画像から支持基体４２へのトナー
の転写を誘引するのを助けるために、シート４２の裏側
に静電荷を形成するために提供される。従来通りのコロ
ノード装置が電荷発生装置４０として示されるが、本発
明のイオン伝導性液体帯電装置を、支持基体材料４２へ
のトナー転写を誘引する静電荷を付与するコロナ発生装
置４０に置き換えてもよいことが理解されるであろう。
しかし、基体４２への画像転写の後、支持材料４２は矢
印４４の方向へ連続的に運搬されてコンベヤ（図示せ
ず）の上に配置され、このコンベヤはシートを定着ステ
ーション（図示せず）へ前進させ、この定着ステーショ
ンは転写画像を支持材料４２に永久的に定着させてコピ
ー又はプリントを形成し、仕上がったコピーはオペレー
タによって連続的に取り除かれることが理解されるであ
ろう。

【００１４】通常、支持材料４２がドラム１０の光導電
性表面１２から分離された後、いくらかの残留現像材料
が光導電性表面１２に付着したままである。したがっ
て、最後の処理ステーション、即ちクリーニングステー
ションＥが設けられて支持材料４２のドラム１０からの
分離に続いて光導電性表面１２から残留トナー粒子の除
去を行う。クリーニングステーションＥは種々の機構、
例えば示されるような単一のブレード５０、又は光導電
性表面１２と物理的に係合してこの表面からトナー粒子
を除去する回転可能に取り付けられた繊維ブラシ（図示
せず）を含み得る。また、クリーニングステーションＥ
は放電ランプ（図示せず）を含んでもよく、このランプ
は、次の画像形成サイクルの準備のために光導電性表面
１２に残るあらゆる残留静電荷を消散させるために該光
導電性表面を光で照射する。

【００１５】図１に移ると、本明細書中で説明したタイ
プの静電写真複写装置で通常使用されるタイプのピンア
レイコロナ発生装置、例えば、帯電ステーションＡに配
置される帯電装置２０の公知の構造が示される。サブシ
ステムもコロナ発生装置を使用してもよいため、本発明
のコロナ発生装置を転写、分離又はクリーニングサブシ
ステムでも使用することができることが理解されるであ
ろう。一般に参照番号８０で示される図１のコロナ発生
装置は電極８１を含み、この電極８１はそこから延びる
針状ピン８２のアレイを有し、さらにこの電極の両側に
沿って延びこれに接触する一対の長尺状の支持部材８４
によって支持されている。例示されるように、電極８１
は側部シールド要素８６を含むシールド支持フレーム内
に配置され、支持される。支持フレームの側部シールド
要素８６は、典型的には、導電性材料から製造される
が、特定の用途のために非導電性材料から製造されても
よいことが理解されるであろう。側部支持部材８４は、
二つの側部シールド要素の間に電極を支持するための端
部取り付けブロック８７と８８との間に延びる。側部支
持部材８４は、電極８１が間に挟まれるように、ピンア
レイ電極８１の両側に配置される長尺状の部材を含む。
典型的な実施の形態では、ピンアレイ電極８１は幾つか
の固定方法で側部支持部材８４に装着され、この側部支
持部材は各端部取り付けブロック８７及び８８の支持ス
ロット（図示せず）に固定的に取り付けられる。また、
ピン電極８１／側部支持部材８４の組み合わせを受ける
ために用いられる中心支持要素８３が、構造的な完全性
をピンアレイ電極８１及びコロナ発生装置８０全体に付
加するように側部シールド部材８６に取り付けられるた
めに設けられる。

【００１６】ピンアレイ電極８１は、三角形の歯又はそ
の一方のエッジに沿ったスカラップエッジを含み、かつ
帯電される表面（図示せず）に向かう方向に延びるよう
に長尺状の電極部材のエッジの全長に沿って延びるピン
のような一体的な突起物のアレイを有する。高導電性材
料から製造される、薄くて長尺状の部材を含むのが好ま
しい。ピンアレイ電極８１は高電圧拡張部材８５に結合
されてもよいし、このピンアレイ電極に一体的な高電圧
拡張部材が設けられてもよく、この高電圧拡張部材はピ
ン電極８１の高電圧電源（図示せず）への接続を可能に
する。ピンアレイ電極８１は帯電される表面の幅にほぼ
等しい長さ、及び適切な帯電特徴を提供するために必要
であり、側部支持部材８４間に取り付けられた場合にそ
の歯を露出させるのに十分な高さを有する。好適な実施
の形態では、ピンアレイ電極８１は厚さ約0.08mm(0.03
インチ）であり、ピンアレイ８２の歯は側部支持部材８
４の上部エッジから約3.5mm （0.136 インチ）突出して
おり、ピンの先端同士間の間隔は約３mm(0.12 インチ）
である。本発明はピンアレイ電極について説明されてい
るが、本明細書中にさらに詳細に説明される本発明の特
徴は、当業界で公知の種々のワイヤ電極に関する使用の
ために用いられてもよく、コロナ発生装置及びアセンブ
リ全般の範囲外の他の構造でも有用であることが理解さ
れるであろう。

【００１７】ピンアレイ電極８１のあらゆる種類のゆる
み又はキンクの存在が所望されないことが理解されるで
あろう。このようなゆるみは、電極の動作中に該電極で
生じる振動の可能性を増大させ、帯電される表面から電
極までの間隔が非均一となり、これによってその表面の
帯電が非均一となる。本発明は、上述の問題を緩和する
ために、図１に示したものに類似したタイプのアセンブ
リのコロナ発生電極を支持するための引張支持取り付け
を提供する。そのようなものとして、電極を張力が付与
された状態で維持するために電極８１上に引っ張り応力
を加えるような構造が本発明によって提供される。ま
た、本発明の構造によって、コロナ発生装置８０の電極
の簡易な取り外し及び交換のために、電極上の張力を解
除することも可能となる。

【００１８】図２をより詳細に参照すると、本発明の特
定の特徴を備えたコロナ発生装置の例示的な実施の形態
が例示され、より詳細に説明される。コロナ発生装置８
０の主な要素は、ピンアレイ電極８１、側部シールド部
材８６を含むＵ字型シールド部材８４ならびに図１に関
して示され説明された要素に実質的に類似する端部取り
付けブロック８７及び８８である。各端部取り付けブロ
ック８７、８８は、取り付けブロックの両側に配置され
る取り付けタブ７２と、シールド部材８４の両端部に隣
接して配置される固定された取り付け支持開口部７４の
側部シールド部材８６側の協働係合によってシールド部
材８４の両端部で固定的に支持される。図２の例示的な
実施の形態は中心支持要素８３及び高電圧拡張部材８５
も含み、これらは図１のコロナ発生装置に関して説明し
たのと同じ目的を果たす。さらに、図２の実施の形態
は、当業界で公知のタイプであり「スコロトロン」とし
て公知のコロナ発生装置の特定のタイプにおいて利用さ
れるスクリーン部材１００も含む。通常の動作では、ス
クリーン部材１００は、電極８１と帯電される表面（図
示せず）との間に介在するように側部シールド部材８６
のエッジに沿って配置される。また、スクリーン１００
の取り付けを容易にするために、取り付けねじ１０２が
設けられて取り付けブロック８７に挿入されこのブロッ
クに螺合する。

【００１９】本発明によると、コロナ発生装置８０の少
なくとも一つの端部取り付けブロック、例えば端部取り
付けブロック８７は、以下に詳細に説明するように、ね
じりばね８９及びこのねじりばねのための取り付けアセ
ンブリを備える本発明による引張支持取り付けを含む。
この説明は、取り付けブロック８７に配置される張力支
持体取り付けに対向して配置される端部取り付けブロッ
ク８８が、電極８１を当業界で公知のあらゆる方法で固
定取り付け位置に支持するように動作するという仮定に
基づいて進められるため、本発明による唯一の引張支持
取り付けのみが説明される。しかし、コロナ発生電極の
ための本発明の引張支持取り付けを提供するために各端
部取り付けブロック８７及び８８がねじりばね８９及び
そのための取り付けシステムを含むように、コロナ発生
装置８０は、コロナ発生装置の両端部に配置された本発
明の一対の引張支持取り付けを含み得ることが予測され
ることが理解されるであろう。

【００２０】本発明の引張支持取り付けを構成する要素
が図３に示され、この図において、端部取り付けブロッ
ク８７はねじりばね８９を介してピンアレイ電極８１を
受けるために用いられることが分かる。まず、電極部材
８１が長尺状の位置合わせ開口部９０及び一対の支持開
口部９２を定めるために用いられる端部分を含むことが
分かり、これらの開口部は、以下に説明するように、端
部取り付けブロック８７及びねじりばね８９の各々に協
働係合するように設けられる。

【００２１】端部取り付けブロック８７は、電気アーキ
ング又は他の電流がコロナ発生電極８１の端部を越えて
流れるのを防ぐために、高強度成形可能絶縁材料、例え
ばフッ化ポリビニルから製造されるのが好ましい。端部
取り付けブロック８７は溝９７を定めるように成形さ
れ、この溝はその入り口に隣接して配置される位置合わ
せボス９５及び該溝９７に近接し取り付けブロック８７
に一体的に形成された支持ボス９３を有する。支持ボス
９３は、電極８１の長手方向軸にほぼ垂直な軸に沿って
延びる両端部分を含む。

【００２２】ねじりばね８９はほぼ円筒形の本体によっ
て定められ、この円筒形本体は、これから外側に延びる
中間ブレースアーム９８に接続される一対のコイル要素
を含む。各コイル要素は受け取りフィンガ９９を含み、
この受け取りフィンガは、このコイル要素から延びて実
質的に同じ平面に配置された一対の受け取りフィンガ９
９を提供する。コイル要素は支持ボス９３の両端部分を
覆うように位置されるため、ねじりばね８９は端部取り
付けブロック８７の支持ボス９３に取り付けられ、一対
の受け取りフィンガ９９は溝９７に延び、ブレースアー
ム９８は溝９７（又は説明されるようにこれらの間に配
置される部材）の側壁に当接する。ねじりばね８９は、
円筒形コアの外周の接線方向の平面に沿って圧縮力を形
成するようにフィンガ９９に対して加えられた張力によ
ってねじられる。別の言い方で言うと、ばね８９がある
方向にねじられた場合、ばねはこの力に抵抗し、反対方
向にねじり力を形成する。

【００２３】引張取り付けの各要素について説明してき
たが、図２乃至４を参照してこれらの要素の各々の機能
的協働性を説明する。上述したように、各端部取り付け
ブロック８７及び８８は、取り付けタブ７２と支持開口
部７４との協働係合によって、その両端部でシールド部
材８４に固定的に取り付けられる。電極８１の位置合わ
せ開口部９０が端部取り付けブロック８７の溝９７の入
口に配置された位置合わせボス９５に係合し、一方支持
開口部９２がねじりばね８９の受け取りフィンガ９９に
係合するように、ピンアレイ電極８１は溝９７に挿入さ
れる。支持開口部９２が受け取りフィンガ９９に協働係
合するように電極８１が延びた状態にあると仮定する
と、電極８１はねじりばね８９に圧縮力を加え、これに
よってねじりばねが電極８１に対して張力を加える。こ
の力が本発明の所望の引張支持取り付けを形成する。

【００２４】端部取り付けブロック８７は、高電圧源
（図示せず）への電気的接続を可能とするために埋め込
み高電圧拡張部材８５を含んでもよいことが図４から分
かるであろう。第１の拡張部材は溝９７の側壁に沿って
延び、ブレースアーム９８がこれに接触して配置される
ため、引張ばね８９が電極８１に高電圧を印加するため
の電気コネクタとしても作用する。この特徴は、電極８
１に電気バイアス電位を印加するためにばね部材８９が
導電性材料から製造されることを要求するのは明らかで
ある。第２の拡張部材は端部ブロック取り付け８７に延
び、ねじ１０２を受けてスクリーン部材１００に電気バ
イアスを印加するために用いられる。

【００２５】本発明の引張支持取り付けはピンアレイ電
極８１の取り外し及び交換のための比較的簡単な手段も
提供することが分かる。電極８１は、ねじりばね８９に
張力を与え、電極８１に対して加えられるた張力を緩め
ることによって取り外すことができる。電極８１に対し
て加えられた張力が緩められることによって、受け取り
フィンガ９９が該電極の支持開口部９２から係合を外さ
れるように、電極がその長手方向軸に沿って圧縮され
る。このようにして、本発明の引張支持取り付けは、例
えば、ピンアレイ電極８１を交換するために、コロナ発
生装置からピンアレイ電極を取り外すのに使用され得
る。電極を交換するには、この方法を逆にすればよいこ
とは明らかである。そのようなものとして弾性ばね部材
８９は端部取り付けブロック８７に向かって電極を付勢
する力を供給し、これによってピンアレイ電極８１に張
力を加える。逆に、ばね部材８９は電極８１の張力を解
放し該電極の交換を許容するために圧縮される。電極８
１に対する張力の選択的な付与を可能にするために、種
々の長さ又は張力の強度を有する種々のばね部材が利用
され得ることが理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術のピンアレイコロナ発生装置の斜視図
である。

【図２】本発明のコロナ発生装置の引張支持取り付けの
分解斜視図である。

【図３】本発明のコロナ発生装置の引張支持取り付けの
拡大分解斜視図である。

【図４】本発明の引張支持取り付けの拡大斜視図であ
る。

【図５】少なくとも一つのコロナ発生装置を用いる電子
写真複写装置を示す概略図である。

【符号の説明】

８０ コロナ発生装置 ８１ ピンアレイ電極 ８６ 側部シールド部材 ８７、８８ 端部取り付けブロック ８９ ねじりばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームズ ダブリュー．パターソン アメリカ合衆国 14522 ニューヨーク州 パルミラ ウェスト メイン ストリー ト 226 (72)発明者 ダニエル ピー．ホワイト アメリカ合衆国 14472 ニューヨーク州 ハニオイ フォールズ ピッツフォード メンドン センター ロード 1226

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コロナ発生装置であって、 電極部材と、 固定的に位置する端部取り付けブロックと、 前記端部取り付けブロックに取り付けられたねじりばね
   部材とを備え、前記ねじりばね部材は前記電極部材と協
   働係合して前記電極部材に張力を付与するために用いら
   れる、 コロナ発生装置。
2. 【請求項２】 コロナ帯電装置であって、 ピンアレイ電極部材と、 一対の側部シールド部材を含むシールド部材と、 前記シールド部材の端部に隣接し前記一対の側部シール
   ド部材の間に固定的に支持される端部取り付けブロック
   とを備え、前記端部取り付けブロックはねじりばね部材
   を支持する取り付けアセンブリを含み、 さらに取り付けアセンブリに支持されるねじりばね部材
   とを備え、前記ねじりばね部材はピンアレイ電極を受け
   るために用いられる、 コロナ帯電装置。
3. 【請求項３】 前記端部取り付けブロックは溝を定め、
   前記溝はその入口に隣接して配置される位置合わせボス
   を含み、前記端部取り付けブロックは溝に近接し前記取
   り付けブロックに一体的に形成される支持ボスを含む、
   請求項２記載のコロナ帯電装置。