JPH0311470B2

JPH0311470B2 -

Info

Publication number: JPH0311470B2
Application number: JP58153985A
Authority: JP
Inventors: Ujabaa Shenoi Uaitaru
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1982-08-30
Filing date: 1983-08-23
Publication date: 1991-02-18
Also published as: US4454559A; JPS5964860A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ゼログラフイ複写機に使用するコロ
ナ発生装置に関し、特に、コロナ発生装置のコロ
ノードすなわちコロナ電極又は導電性シールドの
電圧を利用して光導電面の帯電レベルを制御する
装置の改良に関するものである。

ゼログラフイ複写機では、像転写の準備とし
て、通常光導電体の表面を予定レベルまで均一に
帯電させ、帯電した光導電体又は光導電面を露光
させて光像とし、静電潜像を形成する。次に、潜
像に、従来トナーと呼ばれる静電吸引力のある現
像媒体を付着させ、トナーによる像をコピーシー
トに転写して、目に見える像にする。転写後、像
を転写したシートに、熱と圧力の組合せ、又は、
圧力のみをかけて、像をコピーシートの上に永久
的に固着、又は溶解させて定着させる。

コピーの品質の良し悪しは、複写機の光導電体
の帯電レベルによつて大きく左右される。従つ
て、断続的にせよ、連続的にせよ、この光導電面
の帯電レベルを点検して、コロナ発生装置の電源
をこまめに調節することが望ましい。電位計を設
けて、光導電面の帯電レベルを測定できるように
した装置もある。しかし、光導電体の表面は脆
く、破損やかき傷が生じ易いので、どうしても必
要な場合以外は、光導電体の移動路と物理的に接
触する要素の設置は避けるのが一般的である。そ
こでこの種の電位計には、高価で複雑なコンデン
サ形のプローブをつけ、光導電面に近接してはい
るが、物理的接触は避ける形でプローブを配置し
ている。コロナ発生装置にプローブ付の電位計を
用いて、その出力を測定することも可能である。
例えば、米国特許第3835380号及びその関連特許、
米国特許第3586908号、第3678350号、及び第
3667036号がこれに当る。この帯電レベル測定方
法は、様様なコロナ発生装置の出力、等の制御に
利用されており極めて有効である。しかし、この
種のプローブ付電位計は、予め電位計を組込むよ
うに設計された装置にしか使用できない上に、こ
の種の電位計を設置するには、現像面周辺にかな
りのスペースが必要である。しかるに、この電位
計は、電位計を設置した場所の電荷だけしか測定
できない。複写機では、幾つもの電位計を備え
て、コロナ発生装置の結像面の流れ全体に渡つて
電荷を測定するのは、経済的にも空間的にも、決
して望ましいことではない。又、一つの電位計を
あちこちに動かす方法は、測定に時間がかかり、
又、同時測定ができない欠点を有する。

複数の電位計プローブを用いた場合の空間及び
費用の問題は、米国特許第3950680号で検討され
ている。同特許では、システム中の各コロナ発生
装置の電流のうち導電シールドに流れる部分を、
そのコロナ発生装置に与えられた総入力電流から
引けば、実際にコロナ発生装置から結像面又は結
像プレートに流れる電流が測定できるとしてい
る。これは、コロナ発生装置に供給される総入力
電流は、結像面かシールド、いずれかに流れ、シ
ールド電流が接地用導体よりわずかに上を電気的
に浮動していれば、この電流は、フイードバツク
できるので、この電流を総入力電流から引けば、
真のプレート（結像面）の測定、即ち、真のプレ
ートに供給されプレートに帯電した電流の測定が
できるという原理に基づくものである。電流測定
装置は、感光体のみから成る回路に用いられてい
る。

光導電面の電荷を制御する方法としては、この
他に、光導電面上の原稿投影区域に試験像を現像
し、この試験像を、赤外線デンジトメーターで測
定して、感光体の帯電レベルを制御する為の電気
出力を算出する方法がある。この方法は、、米国
特許第4318610号に発表されている。しかし、周
知の通り、テストパツチが複写機のクリーニング
システムに応力状態をもたらすので、この方法
は、その用途によつては望ましいとは言えない。

光導電面上の電荷を測定又は制御するさらに他
の方法としては、光導電面と物理的に接触するロ
ーラープローブを用いる方法がある。米国特許第
3887845号に指摘される通り、ローラプローブは、
バイアス転写ロールを採用する複写機に於て、バ
イアス転写ロールとして用いることができる。バ
イアス転写ロールを用いるのが、明らかな欠点と
なるのは、バイアス転写ロールを採用していない
機械に於て、これを使用しようとする場合であ
る。又、電位計と同様の特殊な問題が、ローラプ
ローブに於ても、固有の問題として存在する。

本発明の特徴は、コロノード又は導電シールド
のいずれかの電圧を利用して、感光体の電圧レベ
ルを制御することにより、光導電面の帯電レベル
を制御する装置を設けた点にある。上記の制御を
行う為、本発明の装置は、コロノード又はシール
ド、いずかの電圧を実際に二回測定する。このう
ち一回は、光導電面を絶縁状態、又は、非導電状
態とし、二回目は、光導電面を導電状態として測
定する。光導電面が導電状態にある場合と、非導
電状態にある場合の電圧差を測定して制御を行う
ので、本装置は、周囲条件の変化にも、プロセス
パラメータの変化にも、ほとんど影響されない。
シールド又はコロノードの電圧を利用するこの方
法は、所定量の電流を裸プレート（即ち、投光照
明により導電性を与えられた光導電面）に流すの
に必要なシールド電圧又はコロノード電圧は、非
導電状態の光導電面に同量の電流を流すのに必要
な電圧より低い、という事実が解つて始めて可能
となつた方法である。上記の電圧差は、光導電面
の帯電レベルとほとんど等しいか、又は、帯電レ
ベルと一定の比率をなす。従つて、この電圧差
は、光導電面の電荷を表わすのに用いることがで
き、さらに、光導電面が予定レベルに帯電してい
ることを保証する為にも用いることができる。

以下、本発明の特徴を第１図に沿つて説明す
る。第１図は、本発明による装置及び方法を組込
んだ電子写真複写機の構成要素を示す概略図であ
る。電子写真複写は、既に広く知られた技術であ
るので、第１図に示されている複写機の様々な処
理ステーシヨンについては、簡単に説明するに留
めることとする。

第１図に示す通り、複写機には、光導電性のベ
ルト１０が装備されている。ベルト１０は、導電
性の支持体１０と、絶縁有機樹脂に光導電性の粒
子をランダムに散在させた電荷発生層１２と、一
種以上のジアミンを融解させた透明の電気的に不
活性なポリカーボネート樹脂の電荷輸送層１４で
構成されている。このタイプの感光体は、米国特
許第4265990号に発表されており、本明細書にも、
上記発明の記述を参考の為引用する。ベルト１０
は、矢印の方向に動いて、連続的にベルト各部を
前進させ、移動路の周辺に配置された様々な処理
ステーシヨンの間を通つて様々な処理を受けつつ
進んでいく。ベルト１０は、スリツピングローラ
１８、引張ローラ２０、駆動ローラ２２に支持さ
れて、その周りを回転するようになつている。駆
動ローラ２２は、回転可能に取付けてあり、ベル
ト１０と係合している。モータ２４がローラ２２
を回転させると、ベルト１０は、矢印１６の方向
に進む。ローラ２２とモータ２４は、ベルト等の
適切な手段で結合してある。

一対のスプリング（図示せず）が引張ローラ２
０に所要のバネ力を与え、ベルト１０を押し広げ
る方向に引張つてベルト１０を緊張状態に保つて
いる。ストリツピングローラ１８、引張ローラ２
０も回転可能な構造となつており、三つのローラ
はベルト１０が矢印１６の方向に動くにつれて自
由に回転するアイドラーローラである。

第１図に於て、ベルト１０の部分は、まず、帯
電ステーシヨンＡを通過する。帯電ステーシヨン
Ａでは、通常参照付号２５で示されるコロナ装置
がベルト１０に電荷を与え、比較的高い、ほゞ均
一な負の電位を持たせる。前記の光導電ベルト１
０に負の電荷を与える為のコロナ発生装置は、導
電シールド２６、及び、長くのびた裸線２７と比
較的厚い絶縁層２８から成るダイコロトン電極で
構成されている。絶縁層２８の厚さは、交流電圧
がコロナ線に印加され、シールドと光導電面が同
電位となつた時に、正味のコロナ電流をはゞむに
足る厚さとする。言い換えれば、シールドにバイ
アスを与えるか、感光体に電荷を与えるかして、
外部に電界を生じさせなければ、正味の直流電流
は事実上流れないということになる。

次に、光導電ベルトの帯電部分は、露光ステー
シヨンＢへと進む。露光ステーシヨンＢでは、原
稿３０が表を下に向けて透明のプラテン３２の上
に置かれている。ランプ３４が光線を原稿３０に
照明する。原稿３０で反射した光線は、光像を形
成し、この像は、レンズ３６を通つて光導電ベル
トの帯電部分に投影され、選択的にベルト上の電
荷を消散させる。こうして原稿３０に書かれてい
る情報部分に相当する静電潜像がベルト上に記録
される。

その後、ベルト１０は、さらに前進し、静電潜
像部分を現像ステーシヨンＣに運ぶ。現像ステー
シヨンＣでは、磁気ブラシの現像剤ローラ３８が
混合現像剤（即ち、トナーとキヤリア粒子を混合
したもの）を静電潜像部分に接触させる。潜像は
キヤリア粒子の中からトナー粒子を吸着し、光導
電ベルト上にトナー像が形成される。

ベルト１０は、さらに前進し、トナー像を転写
ステーシヨンＤへと進める。転写ステーシヨンＤ
では、支持材のシート４０を、トナー像と接触さ
せる。支持材シートは、シート送り出し装置４２
によつて、転写ステーシヨンＤへ送り出される。
できれば、シート送り出し装置４２には、積重ね
たシート４６の上部シートと接触する送出ロール
４４を装備することが望ましい。送出ロール４４
は回転して、積重ねたシートの山から一番上のシ
ートを、シユート４８へ送り出す。シユート４８
は、ベルト上に現像されたトナー像が転写ステー
シヨンＤで送られてきた支持材シートと丁度良い
タイミングで接触できるように、支持材シートを
前進させ、ベルト１０と接触させる。

転写ステーシヨンＤには、コロナ発生装置５０
が設置されており、この装置は、シート４０の背
面に、負のイオンを吹きつけて、正のトナー粒子
を持つトナー像を、光導電ベルト１０からシート
４０へと引きつける。上記の作用を行う為には、
約50マイクロアンペアの負の電流をコピーシート
に流す必要がある。コロナ発生電圧及びバイアス
を適切に印加してこの電流をシートに供給する転写終了後、画像を転写したシートは、剥離ス
テーシヨン上を通過し、同ステーシヨンに設置さ
れている剥離用コロナ発生装置５１の処理を受け
る。前記装置５１は、転写中に、コピーシートの
背面につけられた電荷の一部を中和する。コピー
シートの背面の電荷の一部が中和されると、コピ
ーシートのベルト１０との結合力が減少し、ベル
トが、ローラ１８の所で、かなり鋭角に曲る時
に、ベルトからシートがはがれる。剥離処理を終
えたシートは、引続きコンベヤ（図示せず）に乗
つて、矢印５２の方向に進み、定着ステーシヨン
Ｆに向う。

定着ステーシヨンＦには、通常参照付号５４で
示される定着組立体が設置されており、この定着
組立体が転写されたトナー像をシート４０に永久
定着させる。できれば、定着組立体には、熱定着
ローラ５６を設けてバツクアツプローラ５８と圧
力係合させることが望ましい。シート４０は、定
着ローラ５６とバツクアツプローラ５８の間を、
トナー像を定着ローラ５６と接触させつつ通過す
る。この様にして、トナー像はシート４０に永久
定着する。定着後、シート４０は、シユート６０
を通つて、キヤツチトレイ６２へと進み、オペレ
ータが複写機からシートを取る。

像除去ステーシヨンＧには、導電性のブラシ６
４が設けてあり、このブラシ６４には、電源６６
から交流電圧が供給されている。交流電源６６に
は、交流バイアス６８が供給されている。このブ
ラシは、光導電ベルト１０の動作方向とほぼ直角
をなす方向に周期的に動くようになつている。ブ
ラシ６４の動作は、モータ７２に接続されたカム
構造７０により起こされるものである。

ある操作実施例では、交流電圧は、1500ボル
ト、250Hz、直流バイアス電圧は、−250ボルト相
当とし、ブラシの機械的周波数は、毎分1800サイ
クルとしている。ブラシとベルトの干渉が2.54mm
（0.10インチ）の場合、光導電ベルト上のある点
がブラシ・ベルト間に形成されたニツプ（即ち、
ブラシ・ベルト間の接触領域）を通過する間に、
ブラシが二回完全に振動を行えるようブラシ・ベ
ルト間の相対速度を決めることが、最良の結果が
得られるので望ましい。

ブラシ構造の作動により、転写段階終了後も、
光導電ベルト上に付着して残留像を形成している
トナーは再分解され、現像ステーシヨンＣを通過
する際に、磁気ブラシの現像剤ローラ３８により
除去される。

ダイコロトロン構造は、どのコロナ装置に於て
も同様の構造を持つものではあるが、電圧やバイ
アス、又、これらを印加する方法については、必
ずしも同様とする必然性は無い。事実、本発明に
よる剥離用コロナ発生装置５１は、他のコロナ発
生装置とは全く異つた方法で操作されている。前
記剥離用コロナ発生装置５１では、交流電圧がダ
イコロトロン電極に印加される。このダイコロト
ロン電極には、シールドがついており、シールド
は、抵抗器７６等のインピーダンスを介して接地
してある。この配置によれば、光導電面にシート
４０が、転写操作の結果生じた静電結合力により
付着した状態で、剥離用ステーシヨンを通過する
際に、シート４０の背面に電圧がある為、シール
ドとコピーシートの間に静電界が生じる。この静
電界により、ダイコロトロン電極とコピーシート
の背面の間、及び、ダイコロトロン電極とシール
ドの間に電流が流れる。電流が抵抗器７６を流れ
ると、抵抗器７６の両端に電圧が生じ、この電圧
が所要のシールドバイアス電圧となる。抵抗器７
６の抵抗値は、処理速度に応じて、５〜50メグオ
ームの範囲内とする。この範囲内の抵抗値をとれ
ば、コピーシートに流れる正電流は、紙の重量や
抵抗率等の要因により、５〜20マイクロアンペア
の範囲となる。

コロナ線２７は、従来の方法で接続すれば良
い。即ち、その両端をシールド構造２６の両端の
間に取付けられた絶縁端ブロツク（図示せず）に
接続する。コロナ線にはステンレススチール、金
アルミニウム、銅、タングステン、プラチナ等の
従来から良く用いられている導電性のフイラメン
ト材のいずれを用いても良い。線１１の直径は、
さしたる重要性を持たないが、通例、15.24〜
381μm（0.6〜15ミル）の間、できれば、約76.2〜
152.4μm（３〜６ミル）とするのが望ましい。

被膜２８は、いずれの誘電材料で構成しても良
いが、コロナ交流電圧を印加されても破壊せず、
又、コロナ装置に於て生じる可能性のある化学作
用に耐えるものでなければならない。無機の誘電
体の方が、有機の誘電体よりも、電圧破壊特性が
高く、コロナ環境に於ける化学反応に対する抵抗
度も高いので、適していると言えよう。

本発明のコロナ発生装置に用いる誘電被膜の厚
さは、交流電圧がコロナ線に印加され、光導電面
とシールドが同電位になつた時に、導電流又は直
流帯電電流が事実上被膜を流れない程度の厚さと
する。通例、コロナ線と誘電体の厚さを合わせ
て、76.2〜762μm（５〜30ミル）、誘電体のみの厚
さは、25.4〜254μm（１〜10ミル）とする。
5kV／mm以上の誘電破壊強度を有するガラスを誘
電被膜材として用いると、好適であることが実験
により証明されている。本装置に用いるガラス被
膜は気孔や混在物が無く、又、被膜上にコロナ線
を良好な状態で接触又は湿潤できるものとする。
その他、アルミナ、ジルコニア、窒化ボロン、酸
化ベリリウム、及び、窒化珪素等のセラミツク材
も、被膜材料として用いることができる。又、コ
ロナ中で、十分安定な有機誘電体も使可能であ
る。

第２図に示す通り、本発明のダイコトロン電極
は、線２７及び絶縁層２８を有し、交流電源に二
次巻線８０に静電容量的に接続されている。導電
シールド２６は、感光体用の定電流電源８２に接
続されている。定電流電源８２から導電シールド
２６に印加された電圧は、減算器８４へ導かれ
る。減算器８４は、従来タイプのサンプル・ホー
ルド用回路に、増幅器を加えた構造とすることが
できる。前記サンプル・ホールド用回路は、電圧
値のサンプル及びホールドを行う為のもので、ま
ず、光導電体１０が、非導電状態にある時の、シ
ールド電圧を示し、次いで、前記電圧と、光導電
面が導電状態にある時のシールド電圧との差を示
す信号を発する。上記二つの電圧の差は、増幅さ
れて、比較器８６へ送られる。参照付号８８は、
減算器８４の出力を比較する為の基準電圧を、比
較器８６に供給する為の手段である。比較器の出
力は、定電流電源８２に送られ、導電シールド２
６に印加する電圧を調節するのに用いられる。光
導電体１０を導電状態にして、減算器８４に送る
値の一方を発生させる為、照明源９０が、電源９
４に、スイツチ９２を介して接続されている。上
記の構成により、光導電体１０が導電状態にある
時、及び、非導電状態にある時の導電シールド２
６の電圧が、減算器８４に送られる。

所定量の電流を裸プレート（即ち、投光照明に
より導電状態となつた光導電面）に流すのに必要
なシールド電圧は、非導電状態の光導電面に同量
の電流を流すのに必要なシールド電圧より低い。
両者の電圧差は、光導電面の帯電レベルとほとん
ど等しいか、又は、帯電レベルと所定の割合を成
している。従つて、この電圧差は、光導電面の電
荷を示す為に使うことができ、又、光導電面の電
荷が予定のレベルに達していることを保証する為
に使うこともできる。

照明源９０は、ゼログラフイ装置操作中、シー
ルド電圧V_s2（第３図）を発生させる為、断続的
に光線を発射する。シールド電圧V_s2は、シール
ド電圧V_s1と共に、減算器８４へ送られる。V_s1
の方は、ランプがオフの時、即ち、光導電体１０
が非導電状態にある時のシールド電圧を示し、
V_s2は、ランプがオンの時、即ち、光導電体１０
が導電状態にある時のシールド電圧を示す。光導
電体の電圧レベルは、V_s1とV_s2間の差を、基準
電圧と比較することにより、一定に維持すること
が可能となる。

第４図、第５図に示すように、コロナ装置２５
は、必ずしもダイコロトロン形式とする必要はな
く、導電シールド９８と裸線１００を有する従来
タイプのコロナ発生装置を用いても良い。裸線及
びシールドは、第４図のように、感光体用の定電
流電源１０２に接続される。ランプ９０は、第２
図の実施例で説明したように、光導電体１０を導
電状態にする為に用いられる。この為、シールド
９８には、開口部１０４が設けてある。この場合
の光導電体は、第２図の実施例で用いた光導体と
同じ形式のものでも、違う形式のものでも、どち
らでもかまわない。従つて、光導電体１０６は、
従来のセレニウム光導電体とすることも可能であ
る。減算器８４、比較器８６、基準電圧源８８等
の回路構成要素は、第２図で説明したものと同じ
である。光導電体が、導電状態にある時と、非導
電状態にある時の感光体の電流と、コロナ線電圧
の関係を第５図に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の特徴を用いた電子写真複写
機の概略を示す立面図である。第２図は、本発明
の制御装置を用いたダイコロトロンの概略図であ
る。第３図は、第２図の実施例に用いる光伝導面
が導電状態にある場合と、非導電状態にある場合
の感光体電流とシールド電圧の関係を示す図であ
る。第４図は、本発明の制御装置を従来のコロト
ロン装置に応用した場合を示す概略図である。第
５図は、第４図の実施例に用いる光導電面が、導
電状態にある場合と、非導電状態にある場合の光
導電面電流対コロノイド線電圧の関係を示す図で
ある。１０……光導電ベルト、１８……ストリツピン
グローラ、２０……引張ローラ、２２……駆動ロ
ーラ、２４……モータ、２５……コロナ発生装
置、２６……シールド、２７……裸線、２８……
絶縁層。

Claims

【特許請求の範囲】１コロノード部材と、導電性シールド部材と、
前記部材の一方に電流を供給する為の感光体用定
電流電源を有する手段と、光導電性表面を断続的
に照明する為の手段と、光導電体照明時、及び非
照明時に於ける前記部材の前記一方の電圧の差を
示す電気信号を発生する手段と、前記電圧差を基
準電圧と比較して、前記部材の前記一方に供給す
る電圧を調節する為の出力を発生する手段から成
る、光導電性表面に均一な電荷を与える為のコロ
ナ発生装置。２前記電流が、前記コロノード部材に供給され
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前記電流が、前記導電性シールド部材に供給
され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コロノード部材及び導電性シールド部材を有
するコロナ発生装置により、光導電性表面に均一
な電荷を与える方法に於て、前記部材の一方を電
源に有効に接続し、前記光導電性表面が非導電状
態にある時に、前記部材の一方の電圧を測定し、
前記光導電性表面が導電状態にある時に、前記部
材の一方の電圧を測定し、二つの電圧の差を基準
電圧と比較し、前記基準電圧と前記二つの電圧差
間の差を表わす信号を発生し、前記信号に基づい
て、前記部材の前記一方への入力電圧を調節する
段階を有することを特徴とする方法。５前記コロノード部材の電圧が測定されること
を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の方法。６前記導電性シールド部材の電圧が測定される
ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の方
法。