JPH02195367A - コロナ放電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子写真装置に使用するコロナ放電装置に関
するものである。

従来の技術 従来、電子写真の分離や除電に使用するコロナ放電装置
は、第９図、第１０図のような構成でちった。

第９図において、１は感光体、２はコロトロン、３は昇
圧トランスの出力巻線、４は同じく一次巻線、５は交流
入力源、６は直流電源である。第９図の動作は、出力巻
線３で発生した交流高圧出力に、直列に直流電源６が接
続されており、交流電圧に直流電圧が重畳された電圧が
、コ、ロトロン２のワイヤーに印加され、コロナ放電に
より、コロトロン２の安定板（以下、安定板と称す）及
び、感光体１に電流が流れる。第１１図は、第９図の等
価回路である。

第１０図は、コロトロンが２個、すなわち分離と、除電
用コロトロンに印加するためのものであυ、１は感光体
、２はコロトロン、３は昇圧トランスの出力巻線、４は
同じく一次巻線、６は交流入力源、６は直流定電流電源
である。動作は、第９図の動作と同じであるが、それぞ
れに独立した直流電流を印加するため、出力巻線３が２
個必要となる。

発明が解決しようとする課題 このような従来の構成では正負同じ波形、同じ電圧の交
流電圧をコロトロン２に印加しても、コロトロン２のコ
ロナ放電現像には、正と負のインピーダンスのちがいが
あり、正の電流よりも負の電流が多く流れる。すなわち
交流電流に負の直流電流が重畳して流れているに等しい
。しかしながら、電子写真においての分離又は除電の機
能では、感光体１の表面電位をある電位から比較的ｏＶ
に近い電圧に落としてやる必要がある。すなわち、感光
体１に流れる交流電流に直流電流を重畳し負の直流電流
を打ち消すため電流の直流成分を０μ五近くにする必要
がある。一般的には正の直流電源６を交流高圧電源に直
列に接続し、直流電源６の電圧を制御することによυ表
面電位を制御している。

第８図の（ｂ）は、従来の構成による感光体１に流れる
直流電流と、交流高圧電源の出力巻線３に直列に接続さ
れた直流電源６の直流電圧の特性の一例でアシ、感光体
１に流れる直流電流を０μ人に近づけるには、直流電源
６の電流電圧を■４００Ｖ程度にする必要がある。

又表面電位をより安定化するために直流電源６を、直流
定電流電源で分離又は除電を行うが、この場合、安定板
に流れる直流電流と、感光体１に流れる直流電流の和が
直流定電流となるため、どちらか一方の電流が多くなる
と他方の電流が少なくなることになる。部品のバラツキ
等によシ必ずしも感光体１に流れる直流電流が定電流化
されたとはいえない。特に分離においてはコロトロン２
のワイヤーと感光体１の間に紙が出入りするため、コロ
トロン２のワイヤーと、感光体１の間のインピーダンス
が変化し、感光体１に流れる直流電流は大きく変化する
。

交流高圧出力が２個以上必要とする場合、たとえば、分
離と除電に高電圧を印加する時に、第１゜図のようにそ
れぞれ独立した直流電源らで制御する必要がある。この
場合、交流高圧出力の出力巻線３を２個以上にしなけれ
ば、独立した直流電源６を接続することができず昇圧ト
ランスが大型化になり、コストアップになっていた。

課題を解決するだめの手段 この課題を解決するために本発明は、コロナ放電用コロ
トロンのワイヤーに印加する交流高圧電源の出力巻線に
直列にコンデンサを接続するとともに、安定板と接地と
の間に電位差を発生する素子を接続する構成としたもの
である。

作用 この技術的手段による作用は次のようになる。

すなわち、交流高圧電源の出力巻線に直列にコンデンサ
を接続することにより、コンデンサに直流電圧が印加さ
れた状態になシ、交流高圧電源の交流電流の正と負の電
流が等しくなる。すなわち直流電流は０となる。しかし
これだけでは、安定板に流れる直流電流と、感光体に流
れる直流電流の和が０になるのであって、感光体に流れ
る直流電流は制御されていない。そこで安定板と接地間
に電位差を発生する素子を接続することにより、安定板
に電圧を印加し、ワイヤーから安定板に流れる交流電流
の正と負の平均値の差すなわち直流電流を制御する。こ
こで安定板に流れる直流電流と感光体に流れる直流電流
は極性が逆で絶対値は同じであるから、感光体に流れる
直流電流を制御するのと同じことになる。

以上のような構成により、安定板と接地間に接続する電
位差を発生する素子は、電圧、電流を低くすることがで
き、電位差を発生する素子を定電流を発生する素子にす
れば、感光体に流れる直流電流を定電流とすることがで
きる。

実施例 第１図は本発明の一実施例である。第１図において、１
１は感光体、１２はコロトロン、１３は昇圧トランスの
出力巻線、１４は同じく一次巻線、１６は交流入力源、
１６は電位差を発生する素子としての直流電源、１７は
コンデンサである。

第１図の動作は次のようになる。出力巻線１３で発生し
た交流高圧出力電圧は、コロ）ロン１２のワイヤーに印
加される。この交流電流は出力巻線１３に直列にコンデ
ンサ１７が接続されているため、出力巻線１３には正負
の平均値の等しい交流電流が流れる。しかしながら、安
定板には、直流電源１６が接続されており、たとえば安
定板に正の直流電圧が印加されていれば、安定板に流れ
る交流電流の正の電流が少なくなり、負の電流が多くな
る。すなわち直流電流が流れたことに等しいことになる
。ここで出力巻線１３には直列にコンデンサ１７が接続
されているため、安定板に流れた直流電流と等しく極性
が逆の電流が感光体１１に流れることになる。

第７図は第１図の等価回路であり、ｉｄｌ　、　ｉｄ２
は感光体１１に流れる電流、ｉｓｌ、　ｉｓ２は安定板
に流れる電流であり、たとえば、直流電源１６の電圧を
ｏ　Ｖ、感光体表面の電圧をＯｖと仮定すると、Ｒ，、
Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４に流れる直流電流の総和は０となり、
又正負の電流も等しくなる。

ｉｓｌ　　１８２　＋ｉｄ１　１１１２　＝Ｏ・・・・
・・・・・式０）ｉｓｌ　＋　１ｄ１＝　ｉｓ２　＋　
１ｔ１２　　　・・・・・・・・・式（巧ここで、Ｒ１
とＲ３の並列負荷とＲ２とＲ４の並列負荷は等しくない
ため、コンデンサＣには常に式（２１がなシ立つような
直流電圧が印加されている。

つぎに直流電源１６の電圧を正の直流電圧とした場合を
考えると、交流電源から見れば、正の電位差が小さく負
の電位差が大きくなっているので、ｉｓｌは小さく、ｉ
ｓ２は犬きくなシ、ｉｓｌとｉｓ２の差が制御される。

すなわち直流電流が流れたのと等しくなる。

ここで、安定板の直流電流は出力巻線１３にコンデンサ
１７が直列に接続されているため極性が逆で同じ値の電
流が感光体１１に流れることになり、又式（１）より下
記の式（３）がなシ立つ。

１ｓ１−ｉｓ２　＝　−（ｉｄｌ−１２）＝＝直流電流
・・・式（３）式（３）は安定板に流れる直流電流は、
感光体１１に流れる直流電流と等しく、極性が逆である
ことを示すものであり、本発明により、直流電源１ｅの
電圧によシ感光体１１の表面電位を制御することが可能
であることがわかる。

第８図（ａ）は、本発明による直流電源１６と感光体１
１に流れる直流電流のグラフであり、感光体１１に流れ
る直流電流を０μムに近づけるには、従来例では約４０
０Ｖ必要であるのに対し本発明では７０Ｖ程度の電圧で
可能なことがわかる。

第２図から第６図は、本発明の他の実施例であり、第２
図において、１１は感光体、１２はコロトロン、１３は
出力巻線、１４は一次巻線、１５は交流入力源、１６は
電位差を発生する素子として、ツェナーダイオードを使
用した例である。

第２図の動作は、第１図と同じであるが電位差発生素子
１６としてツェナーダイオードを使用しているため、出
力巻線１３から、安定板を見た場合、正の電位差はツェ
ナーダイオード１６で発生する電圧の分だけ小さくなり
、正の電流も小さくなるが、負の電位差はほとんど変化
せず直流的に見た場合、ツェナー電圧の釣機の電圧しか
印加されない。そのため、必要とする直流電圧の約２倍
のツェナー電圧が必要となるが従来例に比較すると、電
源を必要としないので、非常に安価に構成することがで
きる。

第３図は電位差を発生する素子に直流定電流電源を用い
た例であり、第３図において、１１は感光体、１２はコ
ロトロン、１３は出力巻線、１４は一次巻線、１５は交
流入力源、１６は直流定電流電源、１７はコンデンサで
ある。

第３図の動作は、第１図の動作と同じであるが、安定板
と接地間の電位差を発生する素子が、直流定電流電源１
６であるため、式＠）より従来方式では不可能であった
感光体１１に流れる直流電流を定電流制御することを可
能とした。

第４図は、電位差を発生する素子に、トランジスタによ
る定電圧レギュレータ回路を用いた例であり、第４図に
おいて、１１は感光体、１２はコロトロン、１３は出力
巻線、１４は一次巻線、１５は交流入力源、１６は定電
圧レギュレータ回路、１７はコンデンサであり、定電圧
レギュレータ回路１６の構成として、６１はツェナーダ
イオード、６２はトランジスタ、６３はダイオード、８
４は誤差増幅器、６５．６６は検出抵抗、６７は基準電
源である。

第４図の動作は次のようになる。まず出力巻線１３で発
生した交流高圧出力の負の電流は、ツェナーダイオード
６１及びダイオード６３の順方向に電流が流れるため、
電圧降下はほとんど発生しない。次に正の電流は、ツェ
ナーダイオード６１の電圧と、トランジスタ６２のコレ
クタ、エミッタ間の電圧の和の電圧が安定板に印加され
ることになる。ここで安定板の電圧は、検出抵抗６５及
び６６で分圧され誤差増幅器６４の一方に入力され、他
方は基準電源に接続されているため、安定板の電圧は、
トランジスタ６２によシ一定に保たれ定電圧となる。又
、検出抵抗６５及び６６の分圧比を変更することによυ
安定板と接地間の電圧を変更することができる。なお、
コロトロン１２から接地に流れる直流電流を検出し誤差
増幅器６４に入力することにより、定電流レギュレータ
とすることも可能である。又安定板と接地間の電位差が
小さくてもよい場合は、ツェナーダイオード６１はなく
てもよい。

第６図は、２個のコロトロンへ交流高圧出力を印加する
例であシ、第５図において、１１は感光体、１２はコロ
トロン、１３は出力巻線、１４は一次巻線、１６は交流
入力源、１６は電位差を発生する素子としての直流定電
流電源、１７はコンデンサである。

第５図の動作は、それぞれの交流高圧出力にコンデンサ
１７が直列に接続されているため、２個の直流電源１ｅ
はそれぞれ独立して制御することが可能である。又コロ
トロン１２と接地間に電位差を発生する素子としては、
第２図の例のツェナーダイオード、第４図の例のレギュ
レータ回路など自由に選定できる。

なお、安定板と接地間に電位差を発生する素子１６の電
圧により感光体１１に流れる直流電流を制御することが
可能であるため、帯電や、転写にも使用することができ
る。

又、第１０図の従来例の出力巻線が２個の場合であって
も、いずれか１個以上の巻線に本発明を使用することが
できる。

又１個の出力巻線より２個以上の出力を取り出す場合に
おいて、従来例との組合せも可能である。

すなわち、出力巻線に直列に直流電源を接続し、一方の
出力はコンデンサを接続せず、コロトロンのワイヤーに
印加する。他方の出力は、直列にコンデンサを接続し、
コロトロンと接地間に電位差を発生する素子を接続する
ことにより感光体にそれぞれ独立した直流電流を流すこ
とが可能である。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば、（１）直流電
源、又はツェナーダイオードなどの電位差を発生する素
子の電圧が大幅に低減でき、小型化、コストダウンが図
れる。

■）電位差を発生する素子を定電流にすることにより感
光体に流れる直流電流を定電流化することが可能となり
、電流精度が大幅に向上し良好な分離、除電が行える。

（３）２個以上のコロトロンに高電圧を印加する場合、
従来、出力巻線が２個以上必要であったものが、１個の
出力巻線で可能となり、交流高圧出力を取り出すトラン
スが小型化でき、コストダウンが図れる。

（４）感光体に流れる直流電流を独立して自由に精度良
く制御できるため、通常直流を印加するような帯電、転
写用コロトロンに印加する高圧電源として使用すること
が可能である。

（５）上記（３）及び（４）の内容により、１個の出力
巻線と、帯電、転写１分離、除電、それぞれのコロトロ
ンの安定板と接地間に、電位差を発生する素子を接続す
ることにより、電子写真が行えるため、従来、帯電や転
写に必要であった直流高圧電源が不要となυ、コストダ
ウンを図ることができる。

以上のような効果があり、本発明は極めて工業的価値大
なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のコロナ放電装置の一実施例の回路図、
第２図、第３図、第４図、第６図は本発流電圧と感光体
に流れる直流電流の例を示す特性１１・・・・・・感光
体、１２・・・・・・コロトロン、１３・・・・・・出
力巻線、１４・・・・・・−次巻線、１６・・・・・・
交流入力源、１６・・・・・・電位差を発生する素子、
１７・・・・・・コンデンサ。 第３図 礒５図 第 図 １レーさ光体 ／Ｚ−−ｒロトロン ｔ３・・−出力港線 第 図 感光体直上ｔり鳳声ハ 第 図 、９

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）接地された感光体に対向して配置されたコロナ放
   電用コロトロンのワイヤーと接地間に、交流高圧電源の
   出力巻線とコンデンサとを直列に接続するとともに、上
   記コロナ放電用コロトロンの安定板と接地間に、電位差
   を発生する素子を接続したコロナ放電装置。
2. （２）接地された感光体に対向して配置された２個以上
   のコロナ放電用コロトロンのワイヤーと接地間に、１個
   の出力巻線より２個以上の交流高圧出力を取り出す電源
   の出力巻線とコンデンサとを直列に接続するとともに、
   上記コロナ放電用コロトロンの安定板と接地間に、電位
   差を発生する素子を接続したコロナ放電装置。
3. （３）接地された感光体に対向して配置された２個以上
   のコロナ放電用コロトロンのワイヤーと接地間に、交流
   高圧出力を取り出す交流高圧電源の出力巻線を２個以上
   設け、上記各出力巻線にコンデンサを直列に接続すると
   ともに、上記コロナ放電用コロトロンの安定板と接地間
   に、電位差を発生する素子を接続したコロナ放電装置。
4. （４）電位差を発生する素子として、定電圧を発生する
   素子を用いた、請求項（１）、（２）、（３）のいずれ
   か１つに記載のコロナ放電装置。
5. （５）電位差を発生する素子として、定電流を発生する
   素子を用いた、請求項（１）、（２）、（３）のいずれ
   か１つに記載のコロナ放電装置。
6. （６）請求項（１）、（２）、（３）、（４）、（５）
   のいずれかのコロナ放電装置を用いた電子写真装置。