JPH05312892A - コロナ電流測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度な電流分布の測定を簡単な構成で行う
ことができる安価なコロナ電流測定器を得る。 【構成】 複数個の細長い形状を有する電極２３が形成
された平面状あるいは円筒面のプレート２１をワイヤ２
４に平行に配置し、ワイヤ２４に高電圧電源２５から高
電圧を印加する。上記電極２３は、ワイヤ２４と平行
に、かつそれぞれ微小間隔をもって絶縁配設され、ワイ
ヤ２４とほぼ同じ長さを有している。各電極２３に流れ
るコロナ電流は、リード線２７及びスイッチ２８を介し
て電流計２９に入力され各々測定される。 【効果】 電流値を大きく取れ高精度の測定ができる。
また、測定時間の短縮や、装置の簡素化による測定装置
の大幅なコスト低減を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複写機やレーザープ
リンタなどに適用されている電子写真記録システムに関
するもので、詳しくは電子写真記録装置などの帯電器や
転写器のコロナ放電電流を測定するための測定器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、複写機やレーザープリンタなどの
普及には非常に著しいものがある。これら複写機やレー
ザープリンタには電子写真記録装置が用いられている。
このような装置には帯電器や転写器が備えられており、
この帯電器によるコロナ放電を利用して感光体によりコ
ピーや印刷が行われる。このため、このコロナ放電電流
の分布状態を把握することが大変重要となり、感光体に
流入するコロナ放電電流を測定する測定評価システムが
必要となる。ところが、感光体に流入するコロナ放電電
流を直接測定することは難しいので、このコロナ放電電
流の分布を測定し評価するためにコロナ電流測定器が使
用されることとなる。このような測定器は、構造が簡単
で、コストが安く、しかも測定精度が高いことが望まし
いことは言うまでもない。このため測定評価システムに
は日々改良が加えられているところである。

【０００３】さて、従来のこのようなコロナ放電電流の
測定器の構成に関しては、例えば、Photographic Scien
ce and Engineering・Vor.28，Num. 3，May/Jun 1984の
p.101 〜に記載のP.J.Walsh らによる論文“The Negati
ve Corona Current Distribution for a Long Pin-to-P
lane Geometry ”に示されているようなものがある。

【０００４】以下、従来の技術について図面を用いて説
明する。図６は、上記P.J.Walsh らの論文のP.102 Fig.
4 に提載されている従来のコロナ電流測定器の構成を示
す外観斜視図であり、図７は、やはり上記論文Fig.5 な
どに示されている、コロナ電流測定結果の一例を示すグ
ラフである。

【０００５】図６において、平坦な導電性のプレート１
の中央部には、プレート１とは微小隙間をもって絶縁さ
れ、且つ微小面素を持つ電流検出用のプローブ２が埋設
されている。上記の導電性のプレート１はこのプレート
１をＸ方向に移動させるＸテーブル３の上に積載されて
おり、またＸテーブル３は前記のプレート１をＹ方向に
移動させるＹテーブル４の上に積載されている．これら
Ｘテーブル３およびＹテーブル４は各々に、その位置を
検出するためのポテンショメータ５を有しており、この
ポテンショメータ５はそれぞれ記録計６に接続されてい
る。一方プローブ２は、電流計７を介して記録計６に接
続される。これによって記録計６は、Ｘ方向またはＹ方
向の位置に対する電流密度分布を記録できるようになっ
ている。更に、プレート１に対応する位置にはコロナ放
電用の針電極９が配置され、この針電極９はＴ字状のサ
ポート１０により支持されている。そして、Ｔ字状のサ
ポート１０は高電圧直流電源１１に接続される。上記の
針電極９とプレート１とは、針対平板電極のコロナ放電
系を構成している。

【０００６】次に図６に示す従来のコロナ電流測定器の
動作について、図７を参照しながら説明する。図７は、
横軸にＸまたはＹ方向の移動量を表わし（図ではＸ方
向）、縦軸にコロナ電流密度を表示している。０点がプ
ローブ２を含む線上を表している。図６において、針電
極９とプレート１間には高電圧直流電源１１より高電圧
が印加される。これによって、針電極９の先からプレー
ト１に向かってコロナ放電電流が流れ込むが、性状把握
のため微小プローブ２により電流分布を測定できる。す
なわち、プローブ２を埋設しているプレート１は、ポテ
ンショメータ５の位置指令にしたがって、Ｘ、Ｙテーブ
ル３と４により水平面内のＸ方向およびＹ方向に移動す
る。これによりプレート面上の電流密度分布を測定する
ことができる。プローブ２は電流計７に接続されてい
て、その電流計７の出力はポテンショメータ５の位置情
報に連動して記録計６で記録される。図７はその一例を
示すもので、例えば、プローブ２を針電極９の真下を中
心にＸテーブルを正負の方向に移動して測定した時のコ
ロナ電流密度を記録している。図６に示した測定器は針
対平板のコロナ放電系に関するものであるが、針がプレ
ートに平行なワイヤであったり、また電子写真記録装置
の帯電器や転写器のような、ワイヤを囲む如くシールド
電極を備えたコロナ放電器のような測定装置であって
も、上記の構成や動作はほぼ同じものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のコロナ電流測定
器は以上のように構成されているので、電流の検出を微
小面素で測定しなければならず、このため測定精度が良
くないという問題点を有していた。そこでこの測定精度
を向上させるために、高感度の電流計を使用しなければ
ならない等、測定精度劣化対策が必要であった。また、
プレート面上の電流密度分布を測定するのに、微小面素
を有するプローブをＸ・Ｙ方向に移動させる移動装置が
必要であるため、装置が大変複雑なものとなってしま
い、コストの非常に高い装置とならざるを得ないなど、
上記従来の測定器には種々の課題を有していた。

【０００８】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、高精度な電流密度分布の測定が
できるとともに、プレートの移動装置を必要としないよ
うな簡単な構成とすることにより安価なコロナ電流測定
器を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
るコロナ電流測定器は、細長い形状を有する放電ワイヤ
とこれに対向する平面状または曲面状の電極との間に高
電圧を印加したときに該電極上に発生するコロナ放電電
流の分布を測定するためのコロナ電流測定器であって、
(i) 放電ワイヤに高電圧を印加する高電圧電源と、(ii)
放電ワイヤと各々平行に配置されかつ該放電ワイヤと垂
直方向に微小間隔をもって規則的に絶縁配置された複数
の細長い偏長電極により形成された平面状または曲面状
の面電極と、(iii) 偏長電極の各々に流れるコロナ電流
を測定する測定手段、とを有するものである。

【００１０】請求項２記載の発明に係るコロナ電流測定
器は、請求項１記載のコロナ電流測定器において、偏長
電極の長さを放電ワイヤの長さ以下にするとともに、該
放電ワイヤの両端部に対向する領域に放電ワイヤと垂直
方向に補助電極をそれぞれ配置して面電極を構成したこ
とを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明に係るコロナ電流測定器で
は、放電ワイヤからの距離に応じたコロナ電流が各偏長
電極に流れ、その電流値が各々測定される。

【００１２】請求項２記載の発明に係るコロナ電流測定
器では、補助電極を設けたことにより、各偏長電極に流
入する電流のうち放電ワイヤの両端部からの影響が低減
される。

【００１３】

【実施例】以下この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の第１実施例を示すコロナ電流測
定器の概略を示す外観斜視図であり、図２は図１の測定
装置に使用される電極が形成されたプレートの正面図、
図３は図１のプレートとワイヤとの関係を示す断面図で
ある。

【００１４】基板２２の上面には電極２３が形成されて
プレート２１を構成している。プレート２１は例えば複
写機における感光体に相当する。基板２２は回路基板な
ど絶縁性の材料で作られており、実施例では平面形状を
有している。電極２３は基板２２の上において偏長な帯
状に形成され、互いにＸ軸方向に微小間隔をおいて平行
に且つ連続して複数個配列されている。プレート２１の
上には一定の間隔を持ってプレート２１に平行に、帯電
器としての放電用のワイヤ２４が配置される。これによ
り電極２３はワイヤ２４に対して一定の間隔を有して平
行に配置される（すなわちＹ軸方向に長い長方形形状で
ある）。本第１実施例においては、電極２３の長さはワ
イヤ２４の放電部とほぼ同じ長さに形成されている。ワ
イヤ２４は高電圧電源２５に接続されていて、高電圧電
源２５はアース２６に接地されることによりワイヤ２４
に高電圧が付加され、ワイヤ２４からの放電によって電
極２３にコロナ電流が発生する。各ストリップ状の電極
２３にはリード線２７が接続され、スイッチ２８を介し
て電流計２９の一方の端子２９ａに接続される。電流計
２９の他方の端子２９ｂはアース２６に接地されてい
る。前述のスイッチ２８は各電極２３を順次端子２９ａ
に接続させるような回転スイッチ構成を有している。

【００１５】次に、第１実施例の動作について説明す
る。ワイヤ２４とプレート２１の電極２３との間に高電
圧電源２５より高電圧が印加されると、ワイヤ２４から
の放電によって各電極２３にコロナ電流が流れる。ここ
でスイッチ２８を動作させて、例えば図に示すＸ方向
（ワイヤ２４に垂直な方向）に順次、電極２３と端子２
９ａとを接続させる。すると、各電極２３に流れるコロ
ナ電流はリード線２７を介して電流計２９により計測す
ることができる。これによって、プレート２１面の上の
電流密度分布の測定が可能となり、ワイヤ２４の評価を
行うことができる。この電流計２９のデータを、図示し
ない記録計にプロットさせれば、図７に示すようなコロ
ナ電流密度の分布状態をグラフ化して記録することがで
きる。

【００１６】図４は本発明の第２実施例を示すプレート
の正面図である。第２実施例の特徴は、プレート３１を
構成する基板３２の上の偏長なストリップ状電極３３
が、ワイヤ２４と平行ではあるが、ワイヤ２４より短く
形成されていることである。そして、基板３２のＹ方向
両端領域にそれぞれ一枚の導電部材で形成した補助電極
３４が２個形成されている。この補助電極３４はワイヤ
２４に垂直な方向の長さを持つものである。すなわちプ
レート３１の上には複数の偏長なストリップ状電極３３
と２枚の補助電極３４とが形成されていることとなる。
補助電極３４は、ストリップ状電極３３に流入する電流
のうちの、ワイヤ２４の両端部から流入する電流の影響
を少なくする作用を直し、これによりコロナ電流の測定
精度をより向上させることができる。

【００１７】図５は、本発明の第３実施例によるコロナ
電流測定器の原理を示す断面図である。図５の構成は、
図３に示すプレート２１を構成する基板２２の上に形成
された偏長なストリップ状電極２３と平行に配設された
ワイヤ２４に、このワイヤ２４の三方を取り囲むように
シールド電極３５が形成されているものである。このよ
うな構成は、コロトロンあるいはスコロトロンと呼ばれ
る通常の帯電器や転写器として使用される構成であり、
本発明がこのような装置にも適用できることはいうまで
もない。

【００１８】ところで本実施例では、基板２２を平面形
状にして平坦なプレートとしたが、これに限定されるも
のではなく、絶縁性の材料であれば、電子写真記録装置
に用いられている感光ドラムのような円筒状のものや、
ワイヤの真下から垂直にある距離まで感光ドラムと同じ
曲率を持ったシェル形状のもの、その他任意の形状のも
のを、要旨を変更しない程度で選ぶことができる。また
電極についても、本実施例では、同じ面積の偏長なスト
リップ状の電極の場合について説明したが、電極の面積
は異なっていてもよいことはもちろんである。すなわ
ち、ワイヤ真下の電極から順次面積を大きくしたり、あ
るいは測定される電流の大きさに合わせて面積比を構成
するとか、あるいは円筒状やその他の断面形状を有する
もので構成するなど、種々の形状が考えられる。

【００１９】さて次に、上記プレートの電極の形成方法
を、図２を参照して説明する。その１つは、基板２２の
上に導電部材をメッキまたは蒸着などで一枚の膜状に形
成し、その上をレジストで覆い、電極が残るように必要
な露光などの処理を施し、エッチング液の中に浸すこと
により、不要の導電部材を除去して図２などに示すよう
な電極２３を得る方法である。最終的にレジストを取り
去れば、必要なプレート２１を得ることができる。電極
２３の形成は、このようなエッチング法によるのが一般
的であるが、次の方法でも作ることができる。すなわ
ち、基板２２上に導電部材をメッキまたは蒸着で形成
し、不要な導電部材の部分にイオンなどのビームを照射
する。すると必要な導電部材が残り、電極２３となって
プレートが完成される。この様なビーム加工法によれ
ば、非常に精密な加工が可能である。更には、あらかじ
め偏長なストリップ状の導電部材を作っておき、回路基
板のような非導電性の基板２２上に必要な空隙を設けて
接合することによって電極２３を形成するものである。
以上のように本発明によるプレートは、種々の方法によ
り製作することが可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、電流検
出用に面積の大きい細長いストリップ状のような電極を
用いたので、電流値を大きく取れるようになり、高感度
の電流計を用いずに高精度の測定ができるようになっ
た。また、ストリップ状の電極を多数枚配設したので、
プレートやワイヤを移動させるためのＸＹテーブルのよ
うな装置が不要となって、移動に伴う位置の誤差もほと
んどなくなる。これにより、測定精度を向上させること
ができるとともに、測定時間の短縮も可能となる。ま
た、移動装置が不要なため装置を簡素化でき、測定装置
のコストを大幅に下げることができる。従って、コロナ
電流測定装置の測定精度の向上やコスト低減に大きな効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すコロナ電流測定器の
概略を示す外観斜視図である。

【図２】図１の測定装置に使用される電極が形成された
プレートの正面図である。

【図３】図１の測定装置に使用されるプレートとワイヤ
の関係を示す断面図である。

【図４】本発明の第２実施例を示すプレートの正面図で
ある。

【図５】本発明の第３実施例によるコロナ電流測定器の
原理を示すプレートとワイヤの関係を示す断面図であ
る。

【図６】従来のコロナ電流測定器の構成を示す外観斜視
図である。

【図７】コロナ電流測定結果の一例を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

２１、３１ プレート ２２、３２ 基板 ２３、３３ 電極 ２４ ワイヤ ２５ 高電圧電源 ２７ リード線 ２８ スイッチ ２９ 電流計 ３４ 補助電極 ３５ シールド電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 國枝 達也 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社通信機製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細長い形状を有する放電ワイヤとこれに
   対向する平面状または曲面状の電極との間に高電圧を印
   加したときに該電極上に発生するコロナ放電電流の分布
   を測定するためのコロナ電流測定器であって、 前記放電ワイヤに高電圧を印加する高電圧電源と、 前記放電ワイヤと各々平行に配置されかつ該放電ワイヤ
   と垂直方向に微小間隔をもって規則的に絶縁配置された
   複数の細長い偏長電極により形成された平面状または曲
   面状の面電極と、 前記偏長電極の各々に流れるコロナ電流を測定する測定
   手段とを具備することを特徴とするコロナ電流測定器。
2. 【請求項２】 前記偏長電極の長さを前記放電ワイヤの
   長さ以下にするとともに、該放電ワイヤの両端部に対向
   する領域に放電ワイヤと垂直方向に補助電極をそれぞれ
   配置して前記面電極を構成したことを特徴とする請求項
   １記載のコロナ電流測定器。