JPH1090977A

JPH1090977A - のこぎり歯形交流帯電器

Info

Publication number: JPH1090977A
Application number: JP9235061A
Authority: JP
Inventors: W May John; ダブリュ．メイジョン; J Paanesukii Martin; ジェイ．パーネスキーマーチン
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 1998-04-10
Also published as: US5742871A; GB9717920D0; GB2316811B; GB2316811A

Abstract

(57)【要約】【課題】交流帯電器において、のこぎり歯形ブレード
に対するピーク電圧を著しく増大させることなく、負の
荷電の均等性を改善する。【解決手段】のこぎり歯形ブレード（１２）に印加さ
れた交流電圧信号が５０％より大きいデューティサイク
ルを有する、のこぎり歯形交流帯電器（１０）である。
約７０％以上のデューティサイクルは、のこぎり歯形ブ
レードに対するピーク電圧を著しく増大させることなく
負の荷電の均等性を増大させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交流コロナ帯電器
一般、特に非対称電圧波形が帯電器のブレードに印加さ
れる、のこぎり歯形交流帯電器に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式複写システムにおいては、光
伝導性要素は、それに対して均質な静電荷を印加するコ
ロナ帯電器を通過するように移動させられる。コロナ帯
電器の近辺を離れた後、光伝導性要素は、露光システム
を通過して移動し、この露光システムにおいてこの要素
は原稿の光画像に露呈されて、電荷が画像様のパターン
へと変化させられ潜像電荷パターンを形成するようにす
る。露光の後、潜像電荷パターンは、調色された画像を
作り出すべく、光伝導性要素に対してトナー粒子を塗布
することによって現像される。最後に、この画像は、光
伝導性要素から受像シートへと転写され、溶融されて永
久画像を形成する。

【０００３】交流荷電は、標準的には、コロナ放出を生
成するためのコロナ電線に高圧信号が印加されるように
したコロナ電線帯電器を用いる。この信号は通常、直流
オフセット電圧に重畳された交流電圧成分を有する。波
形の正の成分および負の成分の時間が等しい場合、コロ
ナ帯電器は５０％のデューティサイクルで作動している
ことになる。その他のデューティサイクルも可能であ
る。例えば、仮想の方形波を用いた負の荷電について
は、８０％の負のデューティサイクルを有する、すなわ
ち負の期間が正の期間よりも４倍長い交流信号が必要と
なるだろう。正の荷電については、８０％の正のデュー
ティサイクルを有する、すなわち正の期間が負の期間よ
りも４倍長い交流信号を与えることになる。いずれの極
性についても１００％のデューティサイクルは、直流荷
電と等価である。

【０００４】コロナ電線帯電器を用いた、光伝導体の交
流コロナ荷電は、直流荷電に比べはるかに効率が悪い。
コロナ電線帯電器において交流または直流の荷電のため
に制御格子が用いられる場合、コロナ電線によって放出
された電流の大部分がこの格子により吸収され従ってそ
の一部分しか光伝導体に伝達されないことから、効率も
実質的に低減させられる。未荷電の光伝導体が、標準的
な格子付きコロナ電線帯電器（ここでは両方の極性のコ
ロナ電流が各々の電圧サイクル中に放出される）によっ
て荷電され始めた時点においては、放出が、格子と同じ
極性をもつような交流波形の一部分においてのみ、電流
が光伝導体へと伝達される。これは、交互の半サイクル
（５０％デューティサイクル）にて起こる。したがっ
て、初期荷電電流は、格子と同じ極性をもち、荷電は実
際にはパルス直流モードにある。光伝導体の表面電位が
格子に近い電圧まで荷電された時点で、格子とは反対の
極性をもつ電流も、もう１つの半サイクルにおいて伝達
され始める。標準的に、これは、表面電位の大きさが格
子電位よりも約１００ボルト小さい場合に発生する。こ
の電位より高いときは、光伝導体の表面電位が上昇し続
けるのにつれて、荷電モードは交流となり、正味荷電電
流は、その割合を増大させながら反対の極性の電流を含
有することになる。電流の２つの成分が等しい場合、光
伝導体上の時間平均電荷レベルは最大になる。標準的に
は、これは、表面電位が制御格子の電位Ｖｇよりも約１
００ボルト高い場合に起こる。

【０００５】荷電の均等性は、コロナ電線の長さ方向に
沿って放出されるコロナ電流の均等性と密接な関係をも
つ。負の荷電については、荷電の均等性は通常、直流コ
ロナ荷電の場合よりも交流荷電の場合の方がはるかに高
い。例えば、５０％のデューティサイクルのもとで、格
子を用いた負の交流荷電は、負の直流荷電に比べて著し
くノイズが少ない。直流放出電流は、標準的に、コロナ
電線上の各位置で著しい変動を示す。これらの変動は、
通常、正のコロナ放電の場合よりも負のコロナ放電の場
合に著しく悪化する。その上、これらの変動の部位およ
びその強さは、空間的に固定しておらず、あちこちに移
動する、つまりフリッカ（ちらつき）を起こす可能性が
ある。荷電均等性はこれらの変動によって不利な影響を
受ける可能性があり、その結果、特に負の荷電につい
て、調色された画像の中に望ましくない密度変動または
縞を生じさせる。

【０００６】一般にのこぎり歯形コロナ帯電器と呼ばれ
る１つのタイプの荷電装置は、ストリップの縁部と一体
に形成されこの縁部から延びる突出部分、ピン、扇形切
欠きまたは歯を備えた導電性電極ストリップを有する。
高圧を印加すると、ピンまたは歯の端部で、鋭い先端部
からのコロナ放出がひき起こされる。このような構成
は、比較的高い構造的強度および望ましくないオゾン放
出レベルの低減を含め、電線電極に比べ有意な構造的お
よび作動上の利点を提供する。のこぎり歯形荷電器は、
商業的には負の直流荷電用に使用されており、そして制
御格子は通常、結果として生ずる上記の効率損失を伴い
ながら利用されている。

【０００７】先行技術では、５０％より大きいデューテ
ィサイクルを用いた電線帯電器が開示されている。米国
特許第４，９１０，４００号は、電極と光伝導体の間に
高圧コロナ電線を備えたプログラマブル直流帯電器を開
示している。コロナ電線に印加される直流電圧と同じ極
性の電極に対し電圧パルスが印加され、かくして電線が
生成するコロナ電荷は、電極により周期的に加速される
ことになる。電極に印加されるパルス電圧のデューティ
サイクルは、コロナ帯電器のオン−オフ時間を制御す
る。米国特許第４，１６６，６９０号は、少なくとも１
つのパルス幅変調された電源と組合わせた場合に、デジ
タル調整器が電源電流の立上り時間を急速にすることを
可能にするような電源について記述している。これは、
フレーム間縁部を規定する上で有用である。米国特許第
４，７３１，６３３号は、正のストリーマ放電又は「シ
ーティング」（ｓｈｅｅｔｉｎｇ）の防止のため、コロ
ナ電線に対して負の極性の電圧パルスが周期的に印加さ
れる、格子無しの正の荷電のためのコロナ帯電器につい
て記述している。この負の極性の電圧パルスは、コロナ
電線に対して、例えばサイクルアップ周期、サイクルア
ウト周期及びスタンバイ周期の間に、「荷電機能に対し
て最少の効果をもつような形で」印加される。２０msと
いう負のパルス時間が、１８０msの正の電流信号パルス
時間の後に続くという１つの例が示されている。これは
９０％の正のデューティサイクルと等価である。この波
形は、交流動作の通常の範囲のはるか外側にありフレー
ム間の動作のために用いられる、５Hzという周波数をも
つ。米国特許第４，０３８，５９３号は、調整された直
流バイアス電流を伴う交流電源に関する。交流波形のデ
ューティサイクルは次のように制約されている。すなわ
ち、電圧信号の時間平均は本質的にゼロ、すなわちより
短かい持続時間をもつ電圧波形の極性がより大きい振幅
を有するようになっている。直流バイアス電流の調整
は、デューティサイクルを変動させることにより、格子
を使用することなく、達成される。直流バイアス電流
は、光伝導体上の電荷レベルを制御する。米国特許第
３，６９９，３３５号は、一定の振幅の電圧パルスをも
ってコロナ電線を付勢する装置に関する。パルスの幅又
は周波数は、印加された電荷を調整するためエラー信号
に応答して制御される。本発明と同じ譲受人に譲渡され
た１９９６年３月１１日付けで提出された米国出願第０
８／６１３，６４７号は、コロナ電線の電位が、交流信
号の両方の極性についてのコロナ閾値よりも高い、格子
付きコロナ電線帯電器を用いた高デューティサイクルの
交流コロナ荷電の使用を開示している。本発明と同じ譲
受人に譲渡された１９９６年６月２７日に提出された米
国出願第０８／６７１，４６１号は、プログラマブルな
不感時間を含む交流サイクルの交番部分を生成するべく
タンデム作動し、かくして各々の極性のパルス幅が、高
デューティサイクル荷電のために別々に制御できるよう
になっている、２つのパルス化直流帯電器の使用につい
て記述している。

【０００８】米国特許第４，５３３，２３０号は、電荷
保持表面を負に荷電するために、ピン又はニードル電極
のアレイが用いられ、ピンに印加された電圧信号が５０
％のデューティサイクルでのパルス直流であるような、
格子付き帯電器について記述している。コロナを生成す
るためにパルス直流を印加するということはすなわち、
ただ１つの電流極性がピンによって放出されるというこ
とを意味している。したがって、光伝導体の全ての荷電
レベルについて、ただ１つの極性の電荷が光伝導体表面
に到達することができる。これは、表面電位が、（上述
の通り）格子バイアスにより決定された限界電圧近くま
で上昇した後、両方の極性の電荷が光伝導体に達するこ
とができるようにする、格子付き交流コロナ電線帯電器
とは異なっている。この特許に従うと、矩形波形を使用
するピン上のパルス化直流電圧は、ほぼ同じ時間積分荷
電電流で負の直流モードで帯電器が作動させられている
場合に比べ、はるかに大きいピン間からの放出均等性を
提供する。しかしながら、パルス化直流および直流ピン
荷電の両方についてほぼ等しい時間積分荷電電流を達成
するためには、パルス化直流モードでのピーク電圧は、
荷電電流が５０％のデューティサイクルでわずか半分の
時間だけ瞬間的にオンとなることから、不利なことに直
流モードの場合よりも高くなくてはならない。ピーク電
圧が高くなればなるほど、帯電器はアークを発生しやす
くなる。同様に、このタイプの帯電器での帯電器寿命
は、コロナ放電によって局所的に生成される腐食性雰囲
気による鋭い放出先端部の孔食および有害な侵食によっ
てほぼ決定される。したがって、直流に比べて５０％の
デューティサイクルでかつより高いピーク電圧で、ひい
てはより高い電流密度でかつより高い平均出力でパルス
化直流モードにて作動することは、すなわち、帯電器の
寿命が同じ時間積分荷電電流での直流動作に比べて不利
なことに短縮されると予想できるということを意味して
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの目的
は、特に負の荷電のため、格子付きのこぎり歯形コロナ
帯電器の荷電均等性を改良するための手段を提供するこ
とにある。また本発明のもう１つの目的は、帯電器の寿
命に不利な影響を与えるほどには高くなく、しかもアー
ク発生の傾向を無視できるほどに低い電圧で作動させる
ことによって、荷電均等性を改善することにある。本発
明のさらにもう１つの目的は、帯電器を作動させるのに
必要とされる高圧電源のコストを低下させ、その信頼性
を増大させるべく、低い動作電圧を利用することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、５０％より大
きいデューティサイクルをもつのこぎり歯形交流コロナ
充電器に関する。本発明の１実施例においては、コロナ
帯電器ののこぎり歯形ブレード上の電位は、各々の極性
について、コロナ放出のしきい電圧よりも大きい。本発
明のもう１つの実施例では、負の荷電が、５０％より大
きいデューティサイクルで光伝導体に対してなされる。

【００１１】本発明のさらにもう１つの実施例では、負
の交流荷電が、５０％より大きいデューティサイクルで
行われ、かくして、時間積分荷電電流は、５０％のデュ
ーティサイクルで作動する帯電器からの電流と同じとな
っている。これは、電圧波形の交流成分のピーク電圧振
幅を低下させることによって達成される。例えば、負の
荷電の場合、のこぎり歯形ブレード電位の負のピークの
期間は、負のデューティサイクルが増大するにつれて減
少し、かくしてのこぎり歯形ブレードでの放出電流は減
少し、そして格子により伝達される瞬間的電流が減少す
る。７０％のデューティサイクルについては、ピーク電
圧の低減は約１０００ボルトである。より低いピークの
こぎり歯形ブレード電圧で作動することにより、格子へ
のアークの可能性は低減し、かくして帯電器の性能信頼
性が改善される。その上、ピーク電圧が低くなれば、よ
り廉価でより信頼性の高い交流コロナ電源の使用が可能
となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】全体に１０という参照番号で表さ
れているのこぎり歯形交流コロナ帯電器は、図１に概略
的に示されている。帯電器１０は、のこぎり歯形ブレー
ド１２（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）、格子１４、および
シェル１６を有する。シェル１６は、光伝導体２０の表
面から予め選択された距離のところにあり、好ましくは
絶縁性プラスチックで作られている。

【００１３】光伝導体２０は、感光層２２、接地された
伝導層２３およびベース２５からなる。光伝導体はドラ
ムまたはウェブの形をしていてよい。電源４０は、予め
選択されたレベルに格子１４の電位を維持する。負の荷
電については、格子電圧は−３００Ｖ〜−１２００Ｖの
間の値にセットされるが、格子電圧の実際の値は、帯電
器の幾何形状、帯電器の中で使用される部品および荷電
の必要条件により左右される。

【００１４】可変デューティ電源５０は、図２において
詳細に示されているのこぎり歯形ブレード１２に印加す
る高圧交流信号を生成する。図２中ののこぎり歯形ブレ
ードの一部分の画像は、ゼロックス５１００型コピー機
の一次帯電器からとり出したブレードを写真複写するこ
とによって得られたものである。倍率は２倍である。こ
のようなブレードは、以下の例で用いられており、この
例では、各ブレードの先端部１５が各々の隣接するブレ
ードの先端部と１２０°心ずれした状態で、３つのブレ
ードが帯電器の中に食い違った形で取りつけられてい
る。のこぎり歯形ブレード１２に印加される交流電圧信
号のデューティサイクルは約５０％よりも大きく、好ま
しくは約９０％未満である。９０％のデューティサイク
ルがすばらしい結果を生み出すことがわかっている。交
流電圧信号の振幅の標準的な範囲は、６００Hzで±６，
０００〜９，０００ボルトである。しかしながら、この
電圧およびこの周波数は、その他の動作仕様および部品
に応じて変更させることができる。例えば、周波数は約
６０Hz〜６，０００Hzの範囲内にあってよく、電圧は
５，０００ボルト〜１２，０００ボルトの範囲内にあっ
てよい。

【００１５】本発明の実施においては、のこぎり歯形ブ
レード１２上の電位は、各々の極性について、コロナ放
出のしきい電圧よりも大きい。好ましい実施例において
は、のこぎり歯形ブレードに対して印加される交流電圧
信号は、台形波形を有するが、本発明の実施においては
その他の波形も有用である。図３は、さまざまなデュー
ティサイクルにおける広い面積の陽極電流とのこぎり歯
形ブレード電圧との間の関係を測定するのに用いられる
テスト機器１１の概略図である。本発明は、３枚ののこ
ぎり歯形ブレード１２をもつゼロックス５１００型コピ
ー機から取り出した市販の帯電器を用いてテストされ
た。この帯電器は、電圧制御可能な格子を有する。テス
ト機器の中では、ヒューレット・パカード３３２５型関
数発生器５２によって低圧交流信号が生成され、これは
トレック１０／１０型高圧増幅器電源５４によって増幅
された。電源５４の出力は、３ブレード式のこぎり歯形
コロナ帯電器ののこぎり歯形ブレード１２を付勢するた
めに使用された。波形、振幅およびデューティサイクル
は、関数発生器５２によりセットされた。実験では、６
００Hzの周波数で方形波交流電圧信号が使用された。ト
レック（Ｔｒｅｋ）１０／１０電源５４の有限旋回速度
（definite slew rate）のため、のこぎり歯形ブレード
１２では、実際の方形波ではなくむしろ台形波形が生成
された。５０％のデューティサイクルでは、正又は負の
各期間の電圧の約８９％がピークにあった。格子１４に
おける電位は、トレック６１０Ｂ型コロトロール（ｃｏ
ｒｏｔｒｏｌ）電源４２によって提供された。格子と接
地された陽極電極との間の間隔どりは、光伝導体を荷電
するために通常用いられる間隔どりと同じ値、すなわち
約２．２mmにセットされた。実験のための周囲条件は、
相対湿度４０〜６０％、温度７０〜７５°Ｆ（２１〜２
４℃）であった。陽極電極２４は、未荷電の光伝導体を
シミュレートしており、広い面積の陽極電流を測定する
ために用いられた。電流は、トレック６１０Ｃ型コロト
ロールユニット３２で測定された。

【００１６】コピー機内の、トラック交差方向に対応す
る、のこぎり歯形ブレードに対して平行な距離の関数と
して、荷電電流を測定することによって、荷電電流均等
性を特徴づけすることが有用である。平均荷電電流の標
準偏差を、平均電流で除したものが、百分率として表す
ことのできるトラック交差荷電電流の不均等性として定
義づけされる雑音対信号比である。放出された電流の雑
音対信号比つまり不均等性は、のこぎり歯形ブレードの
長さ方向と平行に測定された。

【００１７】雑音対信号比は、走査プローブ６０を用い
て、図４および５に示された第２の機器１３で測定され
た。走査プローブ６０の長さは、のこぎり歯形交流コロ
ナ帯電器の幅に等しく、３枚ののこぎり歯形ブレード全
てを同時に測定した。走査プローブ６０は、スリットが
のこぎり歯形ブレードに対し直交する状態で、接地され
た陽極電極２７内にカットされたこの狭いスリット２６
の中に挿入された、幅１ミリメートルの接地電位にある
薄いコレクタ電極であった。

【００１８】ケイスレイ（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ）２３７型
電圧源測定ユニット３４の出力は、コンピュータ３６に
送出された。電流走査の二値化された記録が得られ、３
１５０のアドレスポイントはのこぎり歯形ブレードの全
長に対応していた。平均走査プローブ電流およびこれら
の電流の標準偏差は、この二値化された記録から計算さ
れた。

【００１９】実験結果で用いられた通りの「均等性の改
善」とは、のこぎり歯形ブレードの全長に沿ったプロー
ブ電流の標準偏差の減少を意味する。標準的コピー機の
荷電ステーションから出るときの、荷電された光伝導体
上における標準出力電圧のトラック交差偏差は、走査プ
ローブ６０により測定された、走査された電流の標準偏
差を平均電流で除したものに比例する、ということを示
すということができる。したがって、格子により伝達さ
れた電流の変動を測定するために走査プローブを使用す
ることは、交流帯電器の出力均等性性能を予想するのに
有用である。

【００２０】例高デューティサイクルおよび一定荷電電流のもとでの荷
電均等性の改善本発明は、電圧制御可能な格子を有するゼロックス５１
００型コピー機から取り出した市販の３アレイ式のこぎ
り歯形タイプの一次帯電器を用いて実証された。この例
では、高デューティサイクル動作が、同一の荷電電流に
おける負の直流動作と比べて、負の荷電電流の均等性を
予想外に改善することを立証した。このことは、４つの
異なる荷電電流すなわち、−１２０，−２７５，−５２
５および−６４０μａ（接地された陽極に到達する帯電
器からの総時間積分電流）について示されている。これ
らの電流は、コロナ電線帯電器を用いた市販のコピー機
において標準的に有用な荷電電流の範囲にまたがってい
る。参考としては、コダックエクタプリントコピー機の
２１００シリーズといった従来の格子付き３線交流帯電
器は、接地された陽極への荷電電流が、１秒当り約１
７．５インチ（４４４．５mm）の処理速度のもとで、約
−２７５μａとなるような設定点で、標準的に作動す
る。例えば、コダックエクタプリントコピー機の２１０
０シリーズの中で使用されているものよりも高い処理速
度あるいはより高い光伝導体キャパシタンスについて
は、より高い荷電電流が必要となるであろう。

【００２１】表１デューティサイクルが変動するときの一定陽極電流での
Ｎ／Ｓ（雑音対信号）比（右欄内の各陽極電流に対するピーク電位）間隔どり＝
０．０８５インチ（２．１５９mm）、Ｖ（格子）＝−１
０００ボルト、Ｖ（陽極）＝０

【００２２】

【表１】

【００２３】表１に対する註：太字で表されていないＮ
／Ｓ値は、反復実験である（本文参照）。デューティサイクルが、一定陽極電流において減少して
いくにつれて、のこぎり歯形ブレードに印加されるピー
ク電位は、接地陽極に対する適切な放出および荷電電流
を生成するべく、増大されなくてはならない。このこと
は、５０％および６７％のデューティサイクルについて
理想化された矩形の電流波形について状況を比較する図
６に、概略的に示されている。面積ＡＢＣＤおよびＡＥ
ＦＧは同じであり、各ピーク荷電電流の比は４対３であ
る。表１は５０％から１００％まで、すなわち従来の負
の交流および負の直流動作の間の範囲を網羅する、デュ
ーティサイクルについて、そして４つの異なる荷電電流
についてのＮ／Ｓ比の値を示している。表１の最も右側
の欄には、荷電電流を一定に保つのに必要であった、の
こぎり歯形ブレードに印加されたピーク電圧が列挙され
ている。より高い荷電電流には、特により低いデューテ
ィサイクルにおいて、より高いピーク電圧が必要であ
る。現実的でない大きいピーク電圧を避けるため、陽極
電流が高くかつデューティサイクルが低い場合のデータ
は収集されなかった。

【００２４】図７は、総荷電電流−２７５μａで走査プ
ローブから得られた実験的プロットを示す（表１参
照）。これは−４１７naという平均走査プローブ電流に
対応する（プローブ電流と総荷電電流との間の線形関係
が実証された）。図７の右側の垂直目盛で示されたプロ
ーブ電流の数字は、ナノアンペア単位であり、プローブ
電流の平均値は、水平実線で示され、全ての平均は−４
１５naに近い。１００％から９０％まで、負のデューテ
ィサイクルを低減させることにより、帯電器全体の長さ
に沿っての荷電電流の変動の振幅が驚くほど著しく低減
させられることは明白である。デューティサイクルがさ
らに低減するにつれて、変動振幅は引き続き減少する。
すなわちＮ／Ｓ比の大きさが下降し続ける（Ｎは減少し
Ｓは一定である）。

【００２５】表１内の太字データは、図８，９、および
１０のグラフを作成するのに用いられてきた。反復ラン
データ（表１中の太字でない値）を含めても、これらの
図から引き出される結論に著しい影響を与えることはな
い。図８では、−２７５μａの陽極電流についての曲線
は、図７に示されたデータに対応する。１００％のデュ
ーティサイクルにおける負の直流から、９０％の負のデ
ューティサイクルにおける台形波形の交流まで、荷電方
法を変化させることより、不均等性百分率（Ｎ／Ｓに１
００を乗じたもの）の大幅な改善が得られるということ
がわかる。これは、検討対象となった全ての陽極電流に
ついて起こる。デューティサイクルが、陽極電流の各々
についてさらに減少させられるにつれて、不均等性は漸
進的に改善（減少）される。これらの改善については、
図９にグラフで例示されており、この図では正規化され
た不均等性の値がプロットされている。すなわち、各々
の点は、一定の与えられたデューティサイクルおよび陽
極電流についての不均等性を、同じ陽極電流における直
流動作に対する不均等性で除したものに対応している。
図９の上部曲線は、９０％のデューティサイクルについ
て、中央曲線は８０％のデューティサイクルについて、
そして下部曲線は７０％のデューティサイクルについて
のものである。いろいろな動作態様において有効な、接
地陽極への荷電電流の大きさの一例は、−２７５μａで
ある。図９は、不均等性が、９０％のデューティサイク
ルにおいて直流値の約６１％であり、８０％のデューテ
ィサイクルにおいては約５３％、７０％のデューティサ
イクルにおいては約４７％となることを示している。−
４００μａというさらに高い電流については、図９にお
ける補間法は、同様に、不均等性が９０％のデューティ
サイクルにおいて直流値の約６７％であり、８０％のデ
ューティサイクルにおいて約６２％であり、７０％のデ
ューティサイクルにおいて約５３％であることも示して
いる。これらは、特により低い荷電電流について、光伝
導体の荷電均等性に対し非常に有益な効果をもつ有意義
で驚くべきほどの大きな減少である。

【００２６】表１から、減少した荷電電流による不均等
性のもつ利点を実現するためには、デューティサイクル
が減少するにつれてピークKVを増大させなくてはならな
いということは明白である。これらの増大は、図１０に
グラフで示されている。−２７５μａという接地陽極に
対する荷電電流の例を用いると、ピーク電圧は、９０％
のデューティサイクルについてはわずか約０．２０KV、
８０％のデューティサイクルでは約０．５２KVそして７
０％のデューティサイクルでは約０．７８KVだけそれぞ
れ増大させられなくてはならないということがわかる。
−４００μａについては、増大は幾分か大きく、すなわ
ち９０％のデューティサイクルについては約０．２６K
V、８０％のデューティサイクルにおいては約０．７２K
V、そして７０％のデューティサイクルでは約１．０４K
Vである。これらの増大は全て、交流電源に対する要求
の増加という観点と共に帯電器自体の内部又は高圧コネ
クタ内又はケーブル布線内のアーク発生のリスクの増大
という観点から見て、実用的なものである。９０％のデ
ューティサイクルでの好ましい動作モードおよびさらに
低い荷電電流については、ピーク電位の増大はきわめて
小さく、わずか数百ボルトにすぎない。この例は、約９
０％という好ましい負のデューティサイクルで、台形波
形を用いて作動させられる格子付きの高デューティサイ
クルののこぎり歯形交流コロナ帯電器が、従来の直流動
作に比べて著しく高い負の荷電均等性を提供するという
ことを示している。これは、直流動作に比べて、エミッ
タアレイに対し印加されるピーク電圧振幅のわずかな増
加だけで、達成できる。

【００２７】本発明は、その好ましい実施例を特に参考
にして詳細に記述されてきたが、クレーム中に記されて
いる通りの本発明の精神及び範囲内で、変更および修正
を加えることができるということもわかるだろう。本発
明が、電極のいずれか特定の配置または形状または要素
の組合せまたは電圧または周波数範囲によって左右され
るものでない、ということも理解すべきである。記述さ
れたこれらの要素のさまざまな形態およびのこぎり歯形
ブレードに印加される交流周波数およびバイアスの選択
は、本発明をいかに使用できるかを例示することを意図
したものである。作動中の帯電器において、のこぎり歯
形ブレード、格子、シェルおよび帯電器と光伝導子との
間の間隔どりの間の幾何学的関係は、どのような特定の
帯電器構造内ののこぎり歯形ブレードにも印加される電
位の、実際上の範囲によって左右される。記述された材
料および物性も同様に例示を目的とするものである。例
えば、シェルは絶縁性のものでなく導電性のものであっ
てよく、のこぎり歯形ブレードの形状も異なっていてよ
く、さらに隣接するのこぎり歯形ブレード上の先端部間
のアラインメントも異なるものであってよい。

【００２８】本発明は、のこぎり歯形ブレードに関して
記述されてきたが、三角形の先端部をもつ伝導体の列に
限定されてはいない。本発明の目的にとっては、ピンホ
ルダー上のピンを有する実施例も上述したのこぎり歯形
ブレードと等価である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるのこぎり歯形交流コロナ帯電器の
概略図である。

【図２】図１に示されたのこぎり歯形交流コロナ帯電器
ののこぎり歯形ブレードの斜視図である。

【図３】本発明によるのこぎり歯形交流コロナ帯電器用
のテスト機器の概略図である。

【図４】本発明によるのこぎり歯形交流コロナ帯電器用
の代替的テスト機器の概略図である。

【図５】図４に示された機器のテストプローブおよび陽
極の斜視図である。

【図６】一定電流荷電における、陽極電流と時間との間
の関係を示す図である。

【図７】総陽極電流と走査距離との間の関係を表わすグ
ラフである。

【図８】さまざまな陽極電流に対する負のデューティサ
イクル百分率と不均等性百分率との間の関係を示すグラ
フである。

【図９】正規化された雑音対信号比と陽極電流との間の
関係を示すグラフである。

【図１０】のこぎり歯形ブレードのピーク電位の増加と
陽極電流との間の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０…のこぎり歯形交流コロナ帯電器１１…テスト機器１２（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）…のこぎり歯形ブレー
ド１３…第２のテスト機器１４…格子１５…先端部１６…プラスチックシェル２０…光伝導体２２…感光層２３…接地された導電層２４…陽極電極２５…ベース２６…スリット２７…接地された陽極電極３２…電源３４…測定ユニット３６…コンピュータ４０…電源４２…電源５０…可変デューティ電源５２…関数発生器５４…電源６０…走査プローブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つののこぎり歯形ブレード
と、前記のこぎり歯形ブレードに接続され、５０％以上のデ
ューティサイクルを持つ交流電圧源と、を含んで光伝導
体を荷電する、のこぎり歯形交流帯電器。
【請求項２】前記のこぎり歯形ブレード上の電位が、
該のこぎり歯形ブレードに印加される交流信号の正およ
び負の両方の極性についてのコロナ放出のためのしきい
電圧よりも大きい、請求項１に記載ののこぎり歯形交流
帯電器。
【請求項３】前記デューティサイクルが約９０％未満
である、請求項１に記載ののこぎり歯形交流帯電器。