JPS60166971A - 帯電装置 - 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】 本発明はコロナ放電により被帯電部材を帯電する装置に
関するものである。

従来、複写機等の電子写真装置において、交流コロナ放
電を行って感光体に帯電を行っている。

一般にコロナ放電電流は環境条件すなわち温度、湿度、
気圧等の影響により変化し易くコロナ放電による帯電方
法によって感光体等の被帯電部材を環境条件に拘らず一
定の表面電位に帯電することは困難であった。

又、従来コロナ放電により被帯電部材１−にＩＦ極性又
は負極性の帯電を行うためには、直流高電圧源や複雑な
直流高電圧制御回路等が必要となり、構成が複雑で且つ
高価なものとなっていた。

本発明は上記点に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、環境条件の変動に拘りなく被帯電部材を一
定電位に帯電することができ、１１つ構成が簡単で安価
な帯電装置を提供することにある。

即ち本発明は、交流入力電圧が印加される１次巻線と、
被帯電部材に対向して設けられたコロナ放電電極に結合
された２次巻線と、前記２次巻線と磁気的に結合した３
次巻線とを備えた変成器、前■コロナ放電電極に流れる
コロナ放電電流を検出する検出手段、前記検出手段の出
力に応じて前記３次巻線を流れる電流を制御することに
より前記コロナ放１［電流を制御する制御手段、を有す
ることを特徴とするものである。

ニー［−、 以下、電子写真を例にして説明する。

現在、広く用いられている代表的な電子写真方法として
次の二つの方法がある。

第一の方法は、光導電層と導電性基体より成る二層感光
体上に正極性又は負極性の一次帯電を行ない、引続き画
像露光をして静電潜像を形成し、さらに現像のプロセス
を経て可視像を得るものである。

第二の方法は、透明絶縁層光導電層及び導電性基体より
成る三層感光体上に正極性又は負極性の一次帯電を行な
い、引続き画像露光及び２次帯電を行ない、さらに一様
に露光する事によって静電潜像を形成し、次に現像のプ
ロセスを経て可視像を得るものである（・ 第１図は後者のプロセスを示したもので、１は感光体で
矢印方向に回転する。２は一次帯７１ｔ器、３は光像の
光軸、４は二次帯電器、５は全面露光源、６は現像器、
７は転写帯電器で可視像を転写を転写紙８に転写した後
の感光体をクリーニングする。

この電子写真プロセスに於て用いられる帯電方法は、直
流コロナ放電もしくは交流コロナ放電を利用するもので
、例えば第１図に於て、−成帯電器２、転写帯電器７、
として直流コロナ放電を又二次帯電器として交流コロナ
放電を利用する方法が一般的である。

最も簡単な構成の帯電器の従来例は、第２図（イ）に示
されたもので、２１は高圧電源２２はコロナ放電線１１
は感光体を示す。

高圧電源２１として交流電源もしくは直流電源が用いら
れコロナ放電開始電圧Ｖｃより大なる電圧をコロナ放電
電極２２に印加することにより、コロナ放電電流を生じ
させて感光体表面に電荷を付与するものである。

電子写真に於ては、その画像に応じて一定の表面電位の
静電潜像を常に良好な再現性をもって得ることか重要で
ある。コかす帯電が静電潜像に及ぼす影響は大きく、従
って表面電位安定化の為に、第２　図’６）の帯電器で
はコロナ放電器のシールドケースの開口幅、コロナ放電
線と感光体との距離、等を一定にしなければならないだ
けでなく、温度、湿度等の環境条件が一定の状態で使用
しなければ々らな円 又第２図（ロ）（／９は、上記条件が変動したとき表面
電位の変化を少なくしようとした従来の（ｆ′１電装同
装置（ロ）は高圧電源２１の高圧出力側に抵抗２４を直
列に挿入したものであり、（／９はコロナ放電線と感光
体１との間に、グリッド２５を配位したものであるが、
いずれも雰囲気の状態の変動、あるいはコロナ放電線と
感光体表面との距離のばらつき等によるコロナ抵抗の変
動は十分に補償されず、得ら・れる表面電位の安定性、
引いては最終的に得られる可視像の安定性は不満足なも
のである。

例えば常温常湿から高温多湿への雰囲気変動による表面
電位の変動は、現像後の可視像にかぶりを生じさせる等
の不都合を生ずる。

そこで感光体表面を帯電するにご１す、感光体表面に対
して一定量の有効なコロナ放電電流を与える帯電方法を
適用すれば感光体の表面電位は、温度、湿度、気圧等の
環境の変動に依らず、きわめて安定して１一定の表＋Ｍ
ｉ電位を得ることができる。

しかし、かかる一定量の有効なコロナ放電電流をあたえ
る帯電方法を前述の第２に記した電子写真方法の画像露
光と同時に行なう除電に適用した場合、十分なコントラ
ストを有する静電潜像を形成することが困難である。

即ちこの電子写真方法に於ては画像露光と同時に除電を
行なうが、画像光の明暗に応じて感光体中の光導電層が
実質的に導体又は絶縁体としてはたらき、見かけの静電
容量が変化する。電子写真方法は除電時に画像光の明暗
にかかわらず感光体を一様な電位にすることによって画
像光の明暗に応じて感光体表面ＫＮ荷隈の差異を形成し
、次いで感光体に一様に光を照射して、感光体中の光導
電層を導電化し、感光体表面に存在する電荷に応じてコ
ントラストの高い静ｉｇ、　潜像を形成するものである
。従って除電後の状態としては、画像光の明暗に応じた
電荷量の差異が大きく画像光の明暗、即ち感光体の見か
けの静電容量の差異にかかわらず、表面電位が一定であ
ることが望ましい。

前述のごとき一定量の有効なコロナ放電電流をあたえる
帯電方法を適用した場合には、感光体の見かけの静電容
量の変化に依らず一定量の７在荷が感光体表面に与えら
れるため、除電後の状態で、画像、光の明暗に応じた電
荷量の差異を形成することが困紐であり、従ってコント
ラストの高い静電潜像を得ることができない。

又、一定量の有効なコロナ放電電流をあたえる帯電方法
を、前述の第２に記した後者の電子写真方法の一次帯電
に適用した場合について考える。

−次帯電を施す時には感光体のト・電キ３Ｎは一定であ
ると考えられる。しかし、−成帯′亀を施す以前の該感
光体の表面電位は一般にはきわめて不均一である。例え
ば、第１図に示した電子写真装置に於ては感光体ｌは一
次帯電器２により帯電を受ける以前に転写帯電器７によ
る？Ｐｉ亀を受けている。

ところが転写帯電器７によるコロナ電流は転写を行なう
時には転写紙８によりさえぎられ、感光体１には、微量
のコロナ電流しか達しないのに対し転写紙８が転写帯電
器７の正面に供給されていない時には転写帯電器７によ
るコロナ電流の大部分が礒光体１に達する。転写は一般
に必要に応じて断続的に行なわれるため転写帯電器７の
正面を通過した感光体１の表面には、きわめて不均一な
電位のムラを生じている。

一例として、転写紙８が転写帯電器７の正面にあった時
、該部分の次回の一次帯電を施す以前の電位は＋３００
Ｖであったのに対し転写紙８が転写帯電器７の正面にな
い時該部分の次回の一次帯’１ｉｘを施す以前の電位は
＋８００ｖであった。

その他、−次帯電を施す以前の電位は、前回の静電潜像
等の影響によって変化する。

従って前述のごとき一定量の有効なコロナ放電電流を被
帯電体に与える帯電方法を該電子写真方法の一次帯電に
用いた場合−次帯電後の表面電位はきわめて不均一なも
のとなる。

本発明は以上の如き欠点を除去したもので第３〜９図に
より具体例を説明する。

第３図は申脅骨守帯電制御装置のブロックダイｑアゲラ
ムである。

高圧発生部３１で発生した高圧出力は、放電電極２２に
導かれ被帯電体３７にコロナ放電電荷を付与する。

一方、有効なコロナ放電電流は、電流検出部３２で検出
され、検出された信号は比較増巾部３３で基帛信号と比
較され制御信号を発生する。制御信号は、スイッチ３４
を介して記憶部３５に送られ記憶部゛３５において記憶
される。

同時に制御信号は制御部３６に送られ、制御部３６はコ
ロナ放電電流が適正となる機制御信号に応じて高圧出力
を制御する。

ここで帯電に当っては、第１段階として、まず被帯電部
材３７として基準の状ＢＶｃ保った部材を配置１ｆｆｉ
Ｌでコロナ放電を行ない電流検出部３２で検出される有
効なコロナ放電電流が予め定められた値になった後第２
段階に進む。第２段階としてスイッチ３４をオフして検
出部３２１Ｃよる制御信号を断ち、記憶部３５に記憶さ
れん所定のコロナ放電を行なわしめる制御信号によって
高圧出力電圧、あるいは高圧出力電圧波形を保ち、それ
によってコロナ放電を行ない任意の電位にある被・ｊδ
？ＩＬ部材第４〜８図に午発＃を各種のコロナ放電器に
利３＝１１０号 用した帯電装置の回路構成を示す。

第４図（イ）は十を排ネブラスコロナ放電に応用した９
例である。同様にしてマイナスコロナ放電に応用するこ
とも可能である。

第４図中、３８は入力電圧に応し発振出力電圧が変化す
る周知の発振器、３１１は昇圧トランス、３１２は正の
帯電をさせるための整流器、３２１はコロナ放電による
帯電に有効な電流を電圧降下として検出する抵抗、３３
１は降下電圧を基準電圧源３３２と比較しその差に応じ
た出力をする演算増「１】３．３５１は増巾器３３１に
よる出力をサンプルホールドするコンデンサ、３６２は
そのホールド値により制御用トランジスタの通電量を制
御する増巾器である。

４通常より環境が低温、高湿のとき放電電流２２による
コロナ放電電流は低下し帯電電位が所定よりも下がる。

被帯電体が基準状態のとき検出抵抗３２１がその変化を
検出し増巾器３３１によりその変化に応じてスイッチ３
４を介してコンデンサ３５１を充電しかつ増巾器３６２
の出力を増大せしめるのでトランジスタ３６］の通ＮＮ
を多くシ、発振器の入力端子を増加させる。従って受像
３１の出力を増大して放電υ流を増加し所定の帯電電位
に復帰せし、める。そして被帯電体が基準状態でなくな
る前にスイッチ３４をオフし、その後はコンデンサ３５
１の充電電位により増巾器３６２の出力を保持し先のト
ランジスタ３６″ＬＫよる通電量によりコロナ放電を続
ける。

第５図は牛を嘲キ交流電源と直流電源を組み合せた電源
を用いたコロナ？ｆＩ電に適用した例である。

３９は３８と独立に一定出力を発生する発振器ｊｌ、、
、３１３は交流波形に負の成分を多くするためのダイオ
ードである。

これは放電電極２２に対する総電流によね帯電電位を決
定するものでなく、電極に流れるＡＣコロナによる電流
の十成分と一成分の差（以下電流差と称する）によって
帯電性向（極性方向）及び表面電位を決定する。

ここでは電流差はダイオード５（によって負の帯電性向
を有し、被帯電体を負に帯電する。そしてＡＣコロナ放
電による電流差を交流の差分検出させる検出抵抗３２１
により検出し、比較器３３１により検出した差分を電＃
ｊ３３２による基準値と比較し増巾４− 器３３１は検出値に応じスイッチ軸を介してコンデンサ
３５１を充電し、かつ増巾器３６２に制御信号を出力す
る。

そして増巾器３６２を介して制御トランジスタ３６１に
より発振器３８の入力を制御して電流差を予め定めた一
定値となる様にしている。次に外部からのタイミング信
号によりスイッチ３４を開く、そして電流差が一定と今
る様な記憶回路３５による記憶信号をもとに発振器３８
に直流信号を付与して一定の電流差でコロナ放電を続け
る。

第６図は拳勢俳寺交流コロナ放電による帯電装置に適用
した例である。もっばら表面電荷の一様除去に使用でき
る。

であるが高圧トランスの高圧出力発生用巻線４０と磁気
的に結合した九カ制御用巻線４１を発振器３９の出力巻
線とは別に有することに特徴がある４、出力制御用巻線
４１に流れる電流によって高圧出力発生用巻線４ＣＫ発
生する組下の波形が歪みこれによって正及び負のコロナ
放電の効率が変化するのである０ 従って本図の回路は出力制御用巻ＩＪ４ｘに流ねる電流
を検出回路３２及び記憶回路３５によって制御すること
によりコロナ放電電流の正負の絶対値の差を制御するも
のである。

出力制御用巻線４１は本図のごとく高圧出力発生用巻線
４０と独立に設けても良いし、又、高圧出力発生用巻線
４０の一部を出力制御用巻線４１と兼ねることも可能で
ある。

第８図は第７図と同様であるが、出力制御用巻線４１の
電流制御ではなく出力制御用巻線４１の端子間電圧を制
御するものである。従って第９図に示した回路に比べて
スイッチ３４を開いた後の状態で定電圧特性に秀れた電
源になる利点を有する、。

次にスイッチ３４の作動タイミングにつき説明する（ 被４￥１電体が前述帯電の第１段階において基準状態ば
複写機からの養孝により間接点に分かる。常って艮イツ
チ３４をこの信号でオフすることにより制御モードの切
換えができる。例えば！感光体を予め［γＪ露光、ｌｌ
’Ｊ帯電して一様電位にする場合その処理期間が終わる
ときオフするといい。

第１０図（イ）はその回路例で（ロ）はそのタイム：＋
Ｖ−トである。図中Ｖは第３〜９図の発振器３８の電源
となる直流電源、Ｍは感光ドラム（第１図の１）を回転
させるモータ、ＭＳよヨ班キはそのドラムに設けたドラ
ム位置に対応したカムでオンするスイッチ、Ｋは電源ス
ィッチＳＷでオンするリレー、ＬはＭＳ　でオンするリ
レー、ＯＬは原稿台往動クラッチである。

電源スイッチＳＷをオンするとリレーＫＫよりオンする
接点に、　、　ｋ２．　ｋ３によりドラムを回転し、コ
ロナ放電を開始きせる。ドラムが略１回転するとＭＳよ
がオンして、リレーＬによりオンする接点ｅ１゜ｌによ
りＯＬをオンしオリジナル像を露光走査開始させプロセ
ス開始する、と同時にスイッチ３４をオフする。

複写終了の信号ＥＮＤが出力されるとリレーＫ。

Ｌがオフされ総てプロセス開始から終るまでは保持信号
によりコロナ放電をするのである。

尚このスイッチ３４としてサイリスタ等による接点スイ
ッチを使用することも可能である。

又スイッチ３４は必ずしも外部から与えられた信号に依
って動作するものである必要はない。

例えば前述の帯電の第１段階に於る被帯電部材１３７の
基準の状態として有効なコロナ電流が最大あるいは最小
となるような状態を選ぶならばスイッチ３４は単に整流
器によってその機能をはたすことができる。第９図にか
かる例を示す。

第９図に示した例では第５図において被帯電部材１５が
基準の状態にある時、正負のコロナ電流の絶対値の差が
最大となる場合に適用したものである０ 又、抵抗４３は記憶部３５に記憶された制御信号を自動
的に放電させ消去するものである抵抗４３及び４４コン
デンサ４５ニよって決まる記憶部３５に於る記憶の接続
時間はこの帯電装置が１回の記憶によって動作する時間
に比べて十分長く、又、湿度、湿度、気圧等の環境の変
化がコロナ帯電に影響を及ぼすに要する時間に比べて十
分短くすることが必要である。

以上の例において検出電流をデジタル１１′ＬＫ変湧す
るＡ−Ｄ変換器、その変換信号と基ｊ（ｆ’ｓ　ｊｆｉ
：とを比較する比較器、所定の帯電電位にすべき比較器
の出力制御量をデジタル量で記憶するメモリ。その制御
量を直流電位量に変換するインバータを有し、そしてス
イッチ３４を設は前述の如き方式で基亭状態における一
定電位制御とその電位の保持をすることも可能である。

又発振器の入力を制御する代りに、トランス３１１の一
部タツブを摺動するサーボモータもしくは一部ラインに
接続の抵抗を摺動するサーボモータを設けこのモータを
制御信号により作動して所定の帯電電位を得ることも可
能である。

本発明の帯電方法を第１図に示した３層構成の感光体を
用いる電子写実装置の原画像光のｊＩｌ、（射と同時に
行う除電プロセスに適用する場合感光体ｌを〕Ｓ準状態
にするためには、−次帯電を行った後１Ｍ両像光の照射
に代えて、暗部で除電を行うか、又は全面に一様に露光
を与えつつ除電を行えば良い。

そして除電のためのドラム１回転後原画像照射を開始す
ると良い。

又感光体の一部に画像形成に使用しない部分を設は該部
分の感光体に代えて一定の電極又は絶縁体を設け、該部
分を周期的に帯電器に対向させることにより該電極又は
絶縁体を基準状態の被帯電部材として用いることができ
る。

以１−の様に本発明によれば、温度、湿度、気圧等の環
境変動に拘りなく一定電位に帯電することがＩｉｆ能な
帯電装置を、簡単な構成で目つ安価に提

【図面の簡単な説明】

第３図は本発明による帯電方法及び装置のブロツ図ＫＪ
ゴけるスイッチ３／、の作動回路とそのタイムチャート
、３７は被帯電体、２２はコロナ放電線、３１は高圧発
生部、３２け放電電流検出部、３４けスイッチ、３５は
記憶部である。 出願人　キャノン株式会社 特開昭６ｏ−１６６９７＋　（７） 第３図 Ａノ３７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 交流入力電圧が印加される１次巻線と、被帯電部材に対
   向して設けられたコロナ放電電極に結合された２次巻線
   と、前記２次巻線と磁気的に結合した３次巻線とを備え
   た変成器、 前記コロナ放電電極に流れるコロナ放電電流を検出する
   検出手段。 前記検出手段の出力に応じて前記３次巻線を流れる電流
   を制御することにより前記コロナ放電電が仁を制御する
   制御手段、 を有することを特徴とする帯電装置。