JPH0210424B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は静電的作像装置に関するものであり、
さらに詳しくは、静電複写機における直流コロト
ロンの作動のための電源に関するものである。 （背景技術とその問題点） 直流コロトロンは、ここに画定されているよう
に、単１の極性の電荷、すなわちイオン、を表面
に付与するための帯電装置である。反対に、交流
コロトロンは正と負の両極性の電荷を表面に付与
してこの表面を、絶縁されている時に、正味の正
あるいは負の電位に帯電させることのできるよう
な帯電装置である。 公知のように、正あるいは負の極性の定電圧が
直流コロトロンのコロノードへ結合されている。
通常、直流コロトロン電源は、交流商用電圧を昇
圧し整流してコロナ閾値レベルを超えるのに必要
な高い電位（約4000ボルト）を得るための装置で
ある。一般に、整流された線間電圧はコンデンサ
ーによつて濾波されてから直流コロトロンへ結合
される。濾波された電圧は基本的には小さな交流
リプル電圧（ほぼ100〜200ボルト）を含んでいる
一定レベルの高電圧である。先行技術による電源
は十分ではあるがコスト、電力消費、さらにオゾ
ン放出の低減を目的とした設計上の制限を受けや
すい。 （発明の要約） 従つて、本発明の主な目的は、直流コロトロン
の性能を改善することである。 本発明の別の目的は、静電複写機に使用される
直流コロトロンの性能を改善することである。 本発明の別の目的は、直流コロトロンに対する
電源におけるフイルターを除去することである。 本発明のさらに別の目的は、直流コロトロンに
よるオゾンの放出を減少させることである。 最後に、転写静電複写機において像形成表面に
おけるトナー像を支持部材の表面、通常普通紙、
へ転写するためにこの支持部材の裏面に電荷をデ
ポジツトするのに使用される直流転写コロトロン
の性質を高めることも本発明の目的である。 本発明の上述の目的及び他の目的は直流コロト
ロンを交流商用電源から得られる濾波されていな
いが全波整流された電圧で作動させることであ
る。この整流された電圧は商用電源の約２倍の周
波数を有する脈動直流電圧である。 Codichini等に付与された第3275837号は直流コ
ロトロンを作動させるための直流バイアス交流電
圧を開示している。この特許は電圧整流を開示し
ていない、というよりもむしろこの直流バイヤス
は交流電圧の半サイクルごとにピーク電圧がコロ
ナ閾値を越えるようには選択されていない。この
特許は脈動直流電圧という本発明の有利な点を教
えたり示唆していないしまた開示していない。 本発明は、脈動直流電圧（濾波されていないが
全波整流された電圧）が直流コロトロンの性能に
おいて予想外の驚くべき改善をもたらすというこ
との認識を含んでいる。直流コロトロンの性能は
静電複写装置において特に高められる。例えば、
ここに説明されている直流転写コロトロンは、上
述のCodichini等による装置のコロトロンを含む
先行技術のコロトロンよりも、転写紙の変化に対
して大きな寛容度（厚さや湿度）を有するもので
ある。 Ebertに付与された特許第2932742号は電子写
真コロトロンへ印加される脈動直流電圧を開示し
ている。しかしながら、Ebertの開示では静止し
た光受容体と帯電装置との間の相対運動を達成す
ることが目的である。インターリーブされた電極
が半波整流された交流電圧によつて交互に作動さ
れる。この開示の重要な特徴は、光受容体の上の
多重コロナ線の像のパターンの形成を予防するこ
とである。これは大きなコロトロンの多重コロナ
線を約1/4インチ（約0.6センチメートル）の間隔
で配置することによつて達成されている。この特
許は濾波されていないが全波整流された電圧が高
められたコロトロンの性能をもたらすという本発
明の発見を認めるまでに至つていない。明らか
に、この開示はCodichiniの開示に何も追加して
いないし、逆もまた同様であり本発明に少しも近
づいていない。 本発明の前述の及び別の目的と特徴は単独にま
た添付図面に関連して本明細書から明らかとなる
であろう。 （発明の実施態様） コロトロンは周囲の気体、例えば空気からイオ
ンを発生させる装置である。ここに使用されてい
るように、直流コロトロンは１つの極性のイオン
を表面に付与するのに使用されるものであるが一
方交流コロトロンは正イオンと負イオンの両方を
必ずしも同量ではないが表面に付与するのに使用
されるものである。特徴として、コロトロンは、
通常感光板と呼称される帯電されるべき表面に平
行に延在した導電性の細線である。該感光板と細
線の間に印加された高電圧、ほぼ4000ボルトによ
つて細線の周囲にコロナが生じる。このコロナは
細線すなわちコロノードの表面の近傍の高密度の
電界によつて空気分子から生じたイオンの雲であ
る。また、コロトロンも細線に平行でありかつ感
光板の反対側で部分的に細線を囲んでいる遮蔽物
をしばしば備えている。該遮蔽物は通常は感光板
と同一の電位、例えば大地電位にある導電体であ
る。細線と遮蔽物の間の電界はそれ自体空気の自
立したイオン化、すなわちコロナ雲の発生を起こ
すのに十分なものである。 多くの応用例において、単一細線の感光板に対
する配置は、必要以上に多くのイオン電流が感光
板に流れるようなものである。遮蔽物は感光板へ
のイオンの流れを制限する役割をする。遮蔽物の
存在することでイオン雲の発生が確保され、また
遮蔽物に設けられた感光板に面した側の開口は、
制限はされるが制御されたイオンの感光板への流
れが可能となるように選択される。 コロナは、温度や湿度、空気中の気体の成分や
その他の変数の変化とともに変化する閾値電位で
発生する。実際に、遮蔽物から細線までの間隔は
一定であるのに細線から感光板までの間隔は変化
する。これらの変化は例えば、細線と感光板の間
のコピー用紙に関連したキヤパシタンスの変化と
ともにコロトロンの動作に影響を及ぼす。 遮蔽電流と、感光板電流と、あるいは遮蔽物
と、細線あるいは感光板に隣接して置かれたプロ
ーブにおける電流とは、全て帯電動作を表わしま
た帰還回路で使用される。上で列記した先行技術
の特許はこれらのさまざまな帰還技術の例を開示
している。 静電的作像装置は、イオン（自由電子）を像に
対応する形状を有する模様（パターン）に絶縁表
面上の領域に集めるような装置である。この形状
を有し帯電した表面は静電潜像である。このよう
な装置の一例は絶縁表面をコロトロンによつて均
一に帯電させ次に接地された導電性の針すなわち
スタイラスによつて裏面の領域において選択的に
放電させるようなものである。補足的な装置は帯
電した領域がスタイラスをラスターパターン状に
動かすことによつて逐一構成されるようなもので
ある。スタイラスの先端（コロノード）の下にあ
る小さな領域はスタイラスと導電性基板の間に選
択的に高電位を印加することによつて発生したイ
オンによつて帯電する。 電子写真作像装置は、静電潜像を作るのに光を
利用した静電的装置である。第１図はこのような
装置の１つの例を概略的に図示している。光導電
性ドラム１は回転するように軸受に取り付けられ
ている導電性シリンダーを備えている。該導電性
シリンダーは２によつて図示されているように電
気的に接地されている。例としてセレン合金から
成る光導電性の層がドラムの外側の周囲の上を被
覆している。ドラムが矢印３の方法に回転する間
に、帯電コロトロン４がイオン、例えば正イオン
をドラムの幅を横切つて付与する。すなわちこの
コロトロンはドラムの表面を帯電させる。これは
暗い中で実施される。 露光機構５において、帯電したドラムの表面
は、周知のレンズ付きランプ装置（図示されてい
ない）によつて像パターンを有する電磁放射（光
とする）に露出される。光の像はこの像に対応す
る選択された領域でドラムを放電させる。その結
果生じる帯電パターンは静電潜像である。 現像装置６において、静電潜像は現像され、す
なわちトナー材料によつて可視的となる。該現像
装置は、回転するように軸受に取り付けられてい
る磁気ローラー７を備えている。磁性のキヤリア
粒子と静電的荷電トナー粒子とから成る現像混合
物８はローラー７が回転する時にブラシ状になつ
て潜像をなでる。トナーは潜像へと静電的に吸着
されて現像されたトナー像が作られることとな
る。 ドラムの回転と同期して、積み重ねられた普通
紙の１番上のシートは送りローラー１０によつて
誘導装置１１の上へ送られ現像されたトナー像と
接触させられる。直流転写コロトロン１２はその
紙のシートの背面に正イオンを付与する。この目
的のためトナー像やドラムと接触する側が表面で
ある。転写コロトロンは紙の裏面を静電的にトナ
ーがドラムから紙へと転写されるレベルまで帯電
させる。１例として説明する装置では、トナー像
を作り上げるトナー粒子は転写をもたらす正味の
負電荷を有する。通常トナーの帯電レベルは比較
的低く無視することができる。ドラムは始め約
800ボルトに帯電され強く露光された領域におい
て約100ボルトまで下げられて減少する。紙の裏
面は各目上は約1200ボルトに帯電される。 紙の裏面の帯電による静電力によつてシートは
ドラムに強く引きよせられる。シートとそのトナ
ー像をドラムから分離させるために、交流離脱コ
ロトロン１３でシートの裏面の電位を下げる。該
分離コロトロンは正イオンと負イオンの両方をシ
ートの裏面に毎秒約60回、すなわち商用電源の周
波数で付与する。シートの裏面の正味の帯電はド
ラムにおける電位に迅速に近づきこれによりシー
トをドラムに保持している静電力がかなり減少す
る。シートはこの時そのビームの強さとドラムの
湾曲のためドラムから分離する。場合によつては
機械的鉤がシートとドラムの間に挿入されてシー
トの分離を確実にしている。 分離したシートは誘導されて融着器１４を通過
する時加熱されトナー材料が粘着状態になる。冷
却すると、トナー像は永久的に紙に融着される。
コピーはこの後トレイ１５に集められる。 その間に、トナー像が転写された後のドラムの
表面は回転フアイバブラシ１６によつて残留トナ
ーのクリーニングが行なわれる。最後に、ドラム
の表面は交流除電コロトロン１７の下を通過す
る。該コロトロン１７は正と負のイオンをドラム
上に毎秒約60回、すなわち商用電源の周波数で付
与する。これによつて、残留潜像は除去されドラ
ムの表面は実質的に接地電位に近い均一電位に戻
される。ドラムの表面はこの時前述のコピーサイ
クルを反復する準備が完了する。 除電コロトロンがクリーニング装置、ここでは
ブラシ１６、と転写機構の間に位置を定められて
いる静電複写機もある。また、別の交流コロトロ
ンと直流コロトロンが時々使用される。例えば、
コロトロンは現像の前に静電潜像の電位をもたら
すために使用することは知られている。コロトロ
ンはまた現像の後で転写の前にトナー像とドラム
の電位に影響を及ぼすのに使用することも知られ
ている。 本発明の高電圧電源追従回路２４は第１図にお
いて簡単化された系統図で図示されている。直流
帯電コロトロン４は主コロトロンでありまた直流
転写、交流分離および交流除電コロトロンは追従
コロトロンである。追従コロトロンの遮蔽物１
８，１９，２０はそれぞれ電気的に２で接地され
ている。帯電コロトロン遮蔽物２１は、高電圧追
従電源回路２４の帰還回路２３へ結合されてい
る。 回路２４は115±ボルト50〜60ヘルツの線間電
圧電源へ結合する入力端子２５ａと２５ｂを備え
ている。この線間電圧は、付勢電圧を変化させる
バルブ装置２６を通してコロトロンの全てに印加
される。整流装置２７は公知の変圧器２８を含ん
でいる。１次巻線３０はバルブ装置２６によつて
変調されたすなわち変えられた線間電圧が印加さ
れる。２次巻線３１と３２は１次巻線３０に対し
て巻数比がおよそ60：１でありコロトロンに必要
な高いピーク電圧を発生させるようになつてい
る。点の印３３は２つの２次巻線が互いに逆向き
に巻かれており位相が180゜ずれている信号を発す
るということを示している。２次巻線３１及び３
２とダイオード３４及び３５は、協働して接合部
３６において、１次巻線３０に印加された電圧の
全波整流をもたらす。この全波整流された電圧は
導線３７を通して、波されないで、帯電コロト
ロン４のコロノードへ印加される。 別々に、２次巻線３１と３２は入力端子からの
交流電圧を２つの交流コロトロン１７と１３にそ
れぞれ印加する。２つの交流コロトロンは別々の
巻線によつて駆動されて変圧器における負荷を平
衡にする。また、分離コロトロン１３と除電コロ
トロン１７に印加されている各電圧における180
度の位相のずれは故意に選択されているものであ
る。 帯電コロトロン４における遮蔽電流は、１次巻
線３０に印加された電圧を変えるのに利用され
る。遮蔽物２１からの電流はコンデンサーによつ
て平均され帰還回路２３において基準と比較され
て修正信号を発生させる。修正信号は一方バルブ
装置へ印加されて線間電圧を増加させるかあるい
は減少させこうして遮蔽電流は元のあらかじめ選
択されたレベルへと戻される。追従コロトロン１
２，１３及び１７に印加された電圧はまた線間電
圧からも引き出せるので、これらもまた帯電コロ
トロン４と同一の修正をなされることとなる。 先行技術から静電的作像装置における単１のコ
ロトロンの開ループ動作と選択されたコロトロン
の閉ループ動作はわかつている。上述の
Codichini等に付与された特許第3275837号はさら
に作像装置の帯電、転写、除電（この特許ではプ
レクリーンコロトロンと呼称されている）の各コ
ロトロンにおける共通電源の使用を開示してい
る。しかしながら、この共通電源は全てのコロト
ロンを線間電圧の変動から守ることの可能な
CVTを備えているが負荷における変化を修正す
るためのフイードバツクは備えていない。 本発明においては、１つのコロトロンは閉ルー
プにおいて調整されまたその他の作像装置コロト
ロンはこの調整されたコロトロンに追従する。こ
の追従させるという技術思想に加えて、意外な驚
くべき重要な作像装置の性能が、交流コロトロン
に印加される交流電圧と同一の電源から引き出し
た濾波されていないが整流された電圧で直流コロ
トロンを作動させるように選択することによつ
て、得られている。第１番目に、フイルター（通
常コンデンサー）の除去により相当にコストが低
くなる。 第２番目に、全てのコロトロンにおける電圧波
形を共通にしたことによりすぐれた追従が達成さ
れる。いくつかのコロトロンに印加される電圧波
形の形状をできる限り近づけて一致させることが
目的である。共通の波形の使用は１つのコロトロ
ンに対する修正が残りのコロトロンに対する修正
と線形関係になるということを意味する。逆に、
直流コロトロンに結合された直流定電圧だけが誤
差（所定値と実際の値との差）を修正するために
変えられる時、交流コロトロンへ結合される交流
電圧、あるいは直流コロトロンへ結合される濾波
されないが整流された交流電圧に対しては追従制
御が働くが、追従コロトロンの誤差が修正される
ものではない。第３番目に、濾波されないが整流
された交流電圧の帯電コロトロン４と転写コロト
ロン１２における使用により電力が制約され、オ
ゾンの放出が低減され、さらに転写紙の厚さや湿
度や温度の変化に対する作像装置の寛容度が著し
く大きくなる。さらに、唯一のエネルギー蓄積が
伝送線の分布キヤパシタンスにおけるものである
ため電源の安全性がフイルター付きの電源よりも
非常に改善されている。 上述の有利な点をさらに探究する前に、第２図
を参照すると、第２図は帯電コロトロン４と転写
コロトロン１２に印加される濾波されないが全波
整流された交流電圧を図示している。レベルV_t
はコロナ閾値電圧レベル（正に帯電）である。実
際の電圧曲線３９の形状はもつと正方形に近く、
すなわち頂上が湾曲しているのではなく、平らで
すなわち切り取られた形状である。また、回路２
４におけるキヤパシタンスにより電圧は破線４０
で図示されているレベル以下に落ちない。比較と
して、濾波され、全波整流された交流電圧は全体
的に破線４１のような形状を示す。濾波された電
圧は、ピーク４２で図示されて一定のレベルで示
されている100ヘルツあるいは120ヘルツのリプル
を含む定電圧レベルである。 曲線３９の下側でコロナ閾値電圧V_tの上の面
積は直流レベル４１と閾値レベルV_tの間の面積
のおよそ50パーセントである。従つて、帯電コロ
トロン４と転写コロトロン１２は濾波された直流
電圧によつて作動するコロトロンに比較して半分
の電力を消費しまた半分のオゾンを発生させる。 第４図は濾波されないが整流された電圧で作動
する交流コロトロンあるいは直流コロトロンが、
定電圧が印加された直流コロトロンにおける変化
に幸いにも追従する理由を説明するのに有用であ
る。第４図では、周囲の温度と湿度がコロナ閾値
電圧をV_t1からV_t2へ変化させるものと仮定されて
いる。交流帰還回路２３は遮蔽電流の増加を検出
して直流電圧に対応するレベルの変化をおこさせ
る。追従コロトロン１２，１３，１７に印加され
る交直電圧（整流されていてもいなくてもよい）
はその振幅を直流コロトロン４における直流電圧
の変化に比例してV₃からV₄へ下げる。しかしな
がら、この修正は誤差信号には関係しない。すな
わち、曲線４３とレベルV_t1の間の面積は曲線４
４とレベルV_t2の間の面積と等しくない。従つて、
追従コロトロンは、主コロトロン４が帰還回路に
よつて修正された後はそれまでと同一に帯電され
ることはなく、またレベルV_t1は曲線４４とレベ
ルV_t2の間の領域と同一の帯電とはならない。従
つて、追従コロトロンは、主コロトロン４が帰還
回路によつて修正が行なわれた後は同一の帯電を
発生させないこととなる。換言すれば、交流コロ
トロンは、直流コロトロンに完全ではないが追従
する。逆に、主コロトロンと追従コロトロンに同
一の波形の電圧を印加するならば、１つのコロト
ロンの電圧に対する修正は残りのコロトロンの電
圧に対しても好都合である。しかしながら、１つ
のコロトロンは交流装置であり残りのコロトロン
は直流装置であるため、これまで共通の波形を使
用することで両者同時に調整可能となることは従
来知られていなかつたし、また容易になし得たも
のではない。 入力電圧を変えたりあるいは制御する好ましい
方法は、線間電圧の正のピークと負のピークが切
り取られるレベルを変化させることである。好ま
しい実施例においては、第１図におけるバルブ装
置２６はクリツピングレベルを変える装置を備え
たダイオードブリツジである。第５図に図示され
ているピーク電圧V₅を有する正弦波の正の半分
は線間電圧を表わす。波４５と４６はバルブ装置
２６を通過した２つの異なる切り取られた波形を
図示している。波４５は切り取らて波４６を与え
上述の第４図に関する例における閾値電圧のV_t1
からV_t2へのシフトが補償される。この場合、遮
蔽電流それ自体は実質上波４５と４６と同一の波
形を示しこれにより適切な修正を行なうことが可
能となる。また、本発明によれば主コロトロンと
追従コロトロンは実質上同一の波形を有する電圧
によつて作動されるので、主コロトロンに対して
行なわれた修正は追従コロトロンに対して行なわ
れる修正と比例している。 作像装置における寛容度が著しく増加したので
紙の厚みの変化と水分の含有量の許容範囲が増加
した。紙の厚みと水分の含有量（温度と湿度に関
係している）は転写と分離のプロセスに影響を及
ぼす。厚い紙の場合、トナー像領域における転写
電界を十分に高いレベルに保持するのがむずかし
い。薄い紙の場合は、高レベルの転写電界は容易
に得られるがその裏面の領域では非常に電界が高
いため分離が非常にむずかしくなる。従つて、多
くの種類の転写紙に対して、有効な転写と分離を
なし遂げることが装置の設計の目的となる。寛容
度の限界は公知のように厚い紙と薄い紙の状況で
表わされる。また、寛容度の限度は湿つた紙と乾
いた紙によつて表わすこともある。しかしなが
ら、本発明により遂げられている有利な点を説明
するためには紙の厚さの例のみを論じる必要があ
るものと思われる。 本発明の有利な面は第１図における転写紙９の
裏面における電位V_Pの考察から明らかとなる。 V_Pは： でありここにおいてV_Dはドラムの電位、ｔは時
間、ｃは紙９の厚さ（と水分含有量）によるキヤ
パシタンス、ｂは最大コロトロン帯電電流、さら
にａは曲線４８，４９及び５０の傾きである。 方程式(1)は与えられたコロトロンにおいて経験
的にｂとａに対する値を決定することによつて解
かれる。 第６図におけるグラフはコロトロンに面した絶
縁表面を有する接地された感光板の上の方に配置
したコロトロン（特定の１例は第１図に図示され
ているように、暗い中でドラム１の上の方に間隔
をあけて位置するコロトロン１２である）に対し
て経験的に決定された電流と電圧の関係の１次近
似である。グラフの縦軸はコロトロン電流ｉであ
りまた水平軸は感光板の電圧Ｖである。最大電流
ｂは感光板の電圧がゼロの時に生じまたゼロ電流
状態は決定可能な電圧で生じる。ゼロ電流は遮蔽
物を備えていないコロトロンにおいては感光板と
コロノード線の電位差がコロナ閾値電圧に等しい
かこれ以下の時に生じる。ゼロ電流は遮蔽物を備
えたコロトロンに対しては感光板とコロトロンの
電位差がこれらの間にイオンの流れを起こさせる
のに不十分である時に生じる。ゼロ電流状態は第
６図で表わされている経験的な場合では1200ボル
トで生じる。 第６図における曲線４８は直流定電圧が印加さ
れているコロトロンに対するものである。曲線４
９は本発明によるのと同一の、濾波されないが全
波整流された交流電圧が印加されているコロトロ
ンに対するものである。曲線４９の最大電流はｂ
＝20でこれは曲線４８の最大電流（ｂ＝40）の約
半分である。ｂに関するこの1/2の値は第２図に
戻つて参照することにより理解される。第２図の
曲線３９と４１を見比べると、曲線３９で説明さ
れている濾波されないで全波整流された交流電圧
に対するイオン電流の周期は曲線４１で説明され
ている直流電圧に対するイオン電流の周期の約半
分であることがわかる。ゼロ電流状態はこの１次
近似における２つの曲線４８と４９に関しては実
質上同一である。従つて、曲線４９における傾き
は特定の値において曲線４８における傾きの半分
である。 表はｂとａに第６図から得られた数値をあて
はめた方程式(1)の解を集めたものである。また、
キヤパシタンスの値であるｃ＝24は薄い紙９を表
わしまたｃ＝12は厚い紙を表わしている。時間ｔ
＝1000の単位は任意に選択される。傾きの値であ
る−．03333と−．01666は特定の値における曲線
４８と４９に対する実際の傾きである。ドラム電
圧V_D＝800ボルトは全体として第１図の装置にお
ける静電潜像の像のできた領域における最大値で
ある。同様に、V_D＝100ボルトは全体として第１
図の装置における潜像の裏面領域における最小値
である。

【表】 V_P−V_Dはトナー像をドラム１から紙９へ転写
するための電界を表わしている。これはまた紙を
ドラムからはがす、すなわち分離するのに必要と
される力をも表わしている。 表の目的は本発明の有利な点を、紙の厚さの
両極端の場合において例証することである。厚い
紙（ｃ＝12）に対しては転写と分離（ストリツピ
ング）のための電解が低い場合は、転写には向か
ないが分離には向いている。従つて、厚い紙に関
しては、困難な転写が行なわれるならば当然、ス
トリツピングが容易に行なわれるので曲線４８と
４９のコロトロンにおける800ボルトの像の領域
だけを比較する必要がある。同様に、薄い紙（ｃ
＝24）に対しては、転写とストリツピングのため
の電界が高い場合は、容易な転写には向いている
が困難なストリツピングには向いていない。それ
ゆえ、この薄い紙においては、もし困難なストリ
ツピングが可能であれば、容易な転写が可能であ
るので曲線４８と４９のコロトロンにおける100
ボルトの裏面領域のみが比較される必要がある。 １行目と２行目は厚い紙に対する800ボルトの
像領域における転写電界を表わしている。１行目
は曲線４８の先行技術によるコロトロンであり、
２行目は曲線４９の本発明によるコロトロンであ
る。転写電界の比較V_P−V_Dは本発明によるコロ
トロンが先行技術によるコロトロンの転写電界の
80パーセントに達していることを示し電力の省力
化に寄与することが分つている。なお２行目にお
ける300.26ボルトの値は転写にとつても十分であ
る。 ３行目と４行目は薄い紙に対する100ボルトの
裏面領域におけるストリツピング電界を表わして
いる。３行目は先行技術によるコロトロンに対す
るものであり４行目は本発明によるコロトロンに
対するものである。ここで、本発明のコロトロン
は先行技術によるコロトロン（825.71）に比較し
て67パーセントのストリツピング力（550.7）で
も十分であり、この点でも電力省力化が達成され
る。 ５行目から８行目は時間ｔ＝2000の時の最初の
４行の順序のくり返しである。これらの行は帯電
時間をより長くすることが可能な時もしこの時間
を使用できるならば紙の厚さの変化に対する増加
した寛容度すなわち許容範囲はさらに大きくなる
ということを示している。この時間は第１図の複
写機において毎秒３〜６インチ（7.62〜15.24セ
ンチメートル）のコピー速度で明らかに得ること
ができる。５行目と６行目を見ると曲線４９のコ
ロトロンが先行技術のコロトロンの転写電界の94
パーセントまでの省電力化を達成していることが
示されている。７行目と８行目は本発明のコロト
ロンが、より長い時間にもかかわらず、ストリツ
ピング電界においてまだ20パーセントの減少を達
成していることを示している。 ９行目と10行目は６行目と８行目と同一である
が始動電流をわずか数パーセント増加して20.4マ
イクロアンペアにしたものである。括弧はただこ
の変化を目だたせるために数字を囲むのに使用し
ている。増加した電流は、例として、第２図にお
ける波形をもつと正方形に近くしたり、ピーク電
圧の振幅を増加させたり、周波数を変えたり、あ
るいはこれらのことを取り混ぜて行うことによつ
て得られる。曲線４９の型のコロトロンの帯電電
流の非常に小さな変化（20.0→20.4）で重要な寛
容度の拡大が得られるということが重要な点であ
る。第６図における曲線５０はこの非常に高いバ
イアスを印加されたコロトロンに対する作動条件
を画定している。 ６行目と９行目を比較して転写電界に生じたこ
とを見よう。９行目は５行目の直流の先行技術の
コロトロンにおけるものとほぼ同じである。次に
７行目と10行目を比較してｂの変化の影響がスト
リツピング力に働いたかどうかを見よう。ストリ
ツピング力はかろうじて増加して７行目の先行技
術のコロトロンの80パーセントから82パーセント
の範囲内になつている。即ち、ｂを40→20.4に減
少しても、ストリツピング力は1031.6→843.72で
すみつまり約81.8パーセントですむ。 前述のことから、転写と分離の性能の予想外の
増加が第２図に示されているような濾波されてい
ないが全波整流された交流電圧（120ヘルツの脈
動直流電圧）による静電複写装置における直流コ
ロトロンの動作によつて得られる。言うまでもな
く、第２図の波形は三角形でも、切り取られた湾
曲の形でも、正方形でもあるいは台形でもよい。
重要なのはこれが第６図における曲線４９と同様
の実際の傾きをもつていることである。好ましく
は、より広範囲にわたる装置の性能を与えるため
に曲線４９のコロトロンは曲線５０のコロトロン
のように動作するように調整されなければならな
い。曲線５０は脈動直流電圧がコロナ閾値レベル
をその波長の約50パーセントから55パーセントに
おいて越えている好ましい場合を表わしている。
紙に対する寛容度増大の有利な点は閾値をその波
長の約40パーセントから80パーセントの範囲で越
える脈動電圧においてもやはり実現できる。コピ
ー装置の速さは考慮すべき１つの要素である。緩
慢なコピー速度に対しては低いパーセンテージが
適切である。 追従高電圧電源回路の詳細は第７図に図示され
ている。第１図、第７図、第８図に共通の部品は
参照番号が同じである。115ボルト±10ボルト50
〜60ヘルツの商用電源が端子２５ａと２５ｂへ結
合されている。ダイオードブリツジ５１は第１図
のバルブ装置２６の１部である。ダイオードブリ
ツジ５１は第５図に図示されているように線間電
圧の正と負の半サイクルの上部を切り取る動作を
する。正確なクリツピングレベルは帯電コロトロ
ン４の遮蔽物２１における電流の変化に応じて制
限の範囲内で上下に変化する。 クリツプされた線間電圧は変圧器２８の１次巻
線３０へ印加される。逆方向に巻かれた２次巻線
３１及び３２はダイオード３４及び３５とともに
全波整流器を協働して備える。接合部３６におけ
る濾波されないが全波整流された交流電圧は導線
３７を通して帯電コロトロン４のコロノードに結
合される。これと同一の電圧が接合部３６から抵
抗器５３を含む導線５２を通して転写コロトロン
１２へ結合される。抵抗器５３は転写コロトロン
に結合される電位を適切に下げる。転写コロトロ
ン電圧は調整され―表の説明から明らかな理由
により―転写電界とストリツピング電界の間に妥
協点が見つけられる。転写電圧はまたダイオード
３４と３５に対応する２つの整流ダイオードを２
次巻線３１及び３２における中間の巻線に付加す
ることによつても得ることができる。しかしなが
ら、抵抗器５３のような、電圧降下用抵抗器はコ
ロトロンに印加される電圧波形をさらに正確に一
致させるために、装置から取りはずせる整流器の
方が好ましい。 ２次巻線３１及び３２と導線５４及び５５から
の増幅された交流電圧は交流電圧を離脱コロトロ
ン１３と除電コロトロン１７へ結合する手段であ
る。導線５４及び５５に直列な並列Ｒ−Ｃ（抵抗
−キヤパシタンス）回路は電圧レベルを調整しこ
れらのそれぞれのコロトロンのリアクタンスを平
衡にしてこれらがほぼ等しい量の電荷を正と負の
半サイクルの両方において生じるようにする。こ
れはこれらのコロトロンの目的が電荷を中和する
ことだからである。 帰還回路２３のおもな構成部品は：差動増幅器
５９；とコンデンサー６０と可変抵抗器６１を備
えた増幅器への入力回路網；と増幅器５９の出力
部に接続された光学的アイソレーター６２；と抵
抗器６３をトランジスター６４のエミツター回路
に備えたバルブ装置２６である。 増幅器５９は２つの入力端子６５と６６を備え
ている。約２ボルトの基準レベルが入力端子６５
へ結合される。コロトロン４からの遮蔽電流はコ
ンデンサー６０と可変抵抗器６１を含む回路網を
通して入力端子６６へ結合される。入力回路網素
子の及び抵抗器６７のバルブは、増幅器５９の出
力における零電圧あるいは作動レベルを画定する
ように選択される。増幅器は遮蔽電流２１が所望
の値にある時に零電圧を生じる。遮蔽電流が所望
の値から変化すると、修正電圧が増幅器５９の出
力に生じて遮蔽電流における誤差をゼロにする。
このことは第５図に図示されているような線間電
圧のクリツピングレベルを変えることによつて行
なわれる。光学的アイソレーター６２は機械の接
地を115ボルトの線間電圧から電気的に絶縁する。
さらにこの光学的アイソレーターは、修正信号を
コロトロンの環境に多く存在する電気的雑音から
絶縁する。三角形の印７０は共通接続を表わして
おり機械接地ではない。増幅器５９の出力は光学
的アイソレーターとこれに関連した素子を通して
トランジスター６４のベース電流を調整しこれに
より線間電圧の正と負のサイクルのクリツピング
レベルを調整する。ブリツジ５１はトランジスタ
ー６４までの接続を半サイクルごとに反復してこ
のトランジスターを作動可能にし正と負の両方の
ピークをクリツプさせる。 ダイオードブリツジ７１は変圧器２８の１次巻
線７２へ結合されており光学的アイソレーター６
２とこの出力に結合されたトランジスターを備え
たバルブ装置２６の作動に適切なバイアスレベル
を発生させる。 第７図の回路における残りの素子は、バイアス
レベルを設定したりまた開放あるいは短絡時に使
用者および装置を保護するためのものである。こ
れらの特徴は第１図、第７図、第８図の回路を見
れば当業者によつてよく理解される。 第７図における差動増幅器５９はFairchild
Instrument社の製品である。これはmodel
uA723，type723，part number723DM，14
lead DlP，精密電圧調制器、すなわちFairchild
社の集積回路である。第８図は製作者により公表
されたこの装置の回路を表わしている。ここで
も、第７図と第８図における同じ部品は同じ参照
番号がつけられている。帯電コロトロン遮蔽物２
１（第１図）からの誤差信号は増幅器５９の入力
端子すなわちピン６６へ付与される。ピン６５は
約２ボルトの基準電位に結合されているもう１つ
の入力端子である。増幅器５９の出力（修正信
号）はピン７３に現われる。このピンは光学的ア
イソレーター６２へ結合される。ピン７４はV_ref
端子である。ピン７５はＶ−端子である。ピン７
６，７７，７８はそれぞれ電流感知端子、電流制
限端子、補償端子である。ピン８０，８１，８２
はそれぞれ回路におけるV_Z（調整器電圧）端子、
V_c（コレクター電圧）端子、Ｖ＋端子である。 以上の説明は１つの主コロトロンと３つの追従
コロトロンの特定の場合についてのものである。
また、この説明は主コロトロンが電子写真複写機
の帯電コロトロンである場合にあてはめたもので
ある。帯電コロトロンの動作は制御することが重
要である。というのはコピープロセスは単１の像
の中での均一性の面からまた作像サイクルから作
像サイクルまでの再現性に関して帯電コロトロン
の動作に依存するためである。第１図の装置で
は、帯電コロトロン以外のコロトロンは帯電コロ
トロンにおける変化に追従することによつて十分
に調整されるので帯電コロトロンは他のコロトロ
ンを制御するのに最も重要であると思われる。第
１図の装置は速度が緩慢で、コストが低い複写機
である。別の応用例では、帯電コロトロンを単独
に調整することが可能であり、転写コロトロン、
例えば第１図におけるコロトロン１２、を２つの
交流コロトロン、すなわち唯一の追従装置を備え
た主コロトロンにしてもよい。当然、少なくとも
１つの主コロトロンと１つの追従コロトロンがあ
れば別の組み合わせも可能である。さらに、交流
コロトロンを主コロトロンに、また交流コロトロ
ンあるいは直流コロトロンを追従コロトロンにす
ることもできる。その上に、静電的作像装置によ
つては、交流と直流のコロトロンが露光機構５と
現像装置６の間と現像装置６と転写コロトロン１
２の間に使用されている。これらもまた主コロト
ロンかあるいは追従コロトロンかいずれか一方と
して特定の応用例に適合するように調整してもよ
い。 第１図の装置はコピー作製速度が毎秒約３イン
チ（7.62センチメートル）から６インチ（15.24
センチメートル）である。帯電コロトロン４の
100または120ヘルツの成分によつてドラム１の上
にのせられた電荷にストロービングパターンが作
られる。しかしながら、100または120ヘルツの周
波数は人間の眼には感じられないしまたストロー
ビングは、決定的なコピーの特性を反対に押しつ
けるわけではない。また、帯電ビームの幅は変調
あるいはストローブされた電荷パターンの広さを
押えるために変えることができる。第１図の好ま
しい実施例では、ビーム幅は約1/2インチ（1.77
センチメートル）であり、すなわちドラムへのイ
オンの流れは第１図における紙の平面において横
へ向かつて約1/2インチに延在している。 開示した特定の実例に対する前述の改造とここ
で提案された他の改造は本発明の意図の範囲内に
入るものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子写真複写機において使用される交
流コロトロンと直流コロトロンに追従高電圧電源
を使用する電子写真複写機の概略図、第２図は第
１図の帯電コロトロンと転写コロトロンに印加さ
れる濾波されていないが全波整流された電圧（脈
動直流電圧）の近似を図示するグラフ、第３図は
第１図における変圧器の２つの２次巻線のうちの
１つから出力される60サイクルの交流電圧の近似
を示すグラフ、第４図は定電圧レベルに対する変
化と正弦波のピーク値に対する変化との非線形関
係を示すグラフ、第５図は第１図におけるコロト
ロンに印加された電圧を変えてコロトロン遮蔽電
流の変化を修正する方法を示すグラフ、第６図は
第１図における帯電コロトロンと転写コロトロン
に印加された濾波されていないが全波整流された
電圧が直流定電圧に比べて有利であるということ
を説明するのに使用されるグラフ、第７図は第１
図における追従高電圧電源の詳細な回路図、第８
図は第７図に図示されている差動増幅器の詳細回
路図である。 参照番号の説明、１……光導電性ドラム、４…
…帯電コロトロン、５……露光機構、６……現像
装置、１２……転写コロトロン、１３……分離コ
ロトロン、１７……除電コロトロン、２３……帰
還回路、２４……追従高電圧電源回路、２５ａ，
ｂ……入力端子、２６……バルブ装置、２７……
整流装置、２８……変圧器、３４，３５……ダイ
オード、５９……差動増幅器、６２……光学的ア
イソレーター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静電潜像が形成される作像表面と、 潜像を形成するための露出の準備として前記作
   像表面に帯電させるための直流帯電コロトロン
   と、 前記潜像を現像材料で現像するための現像装置
   と、 現像された潜像上を覆う支持部材の裏面に転写
   電荷を帯電して現像材料を作像表面から支持部材
   へ転写するための直流転写コロトロンと、 前記支持部材の裏面に分離電荷を帯電して支持
   部材を作像表面へ付着させている静電電荷を中和
   するための交流分離コロトロンと、 前記交流及び直流コロトロンへ電圧トランスを
   介して電力を供給する交流商用電圧源と、 前記直流コロトロンの両方を駆動するため交流
   電圧から濾波されていないが全波整流された電圧
   を発生する整流装置と、 前記濾波されていないが全波整流された電圧を
   直流コロトロンへ結合するための電力供給回路で
   あつて、前記濾波されていないが全波整流された
   電圧は、その波長の約40から80パーセントにわた
   つてコロナ発生閾値レベルを超える振幅をもち、
   かつ、転写及び分離の電界を作りまた前記支持部
   材の厚み及び含水量の変化を補償することができ
   る電力供給回路と、 前記作像表面に帯電される電荷に従つて前記電
   力供給回路を制御する制御装置とからなる電子写
   真装置。 ２ 特許請求の範囲第１項の装置であつて、前記
   交流商用電圧源は、約105から125ボルトで約50か
   ら60ヘルツである電子写真装置。