JPS6365145B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光導電性感光体（以後感光体と略称す
る）を用いる静電複写装置（以後複写機と略称す
る）において、感光体表面の静電荷の除去等に用
いる冷陰極蛍光灯の光度の制御に関する。

〔発明の背景〕

感光体を用いた複写機においては、感光体表面
に均一に静電荷を与え、続いて画像様露光を与え
て静電荷を画像様に除去して静電潜像を形成し、
該静電潜像を現像して感光体表面にトナー像を生
成し、続いて該トナー像を転写紙等の転写材料に
転写、更に定着することによつて複写の目的を達
する。

第１図に、本発明に係る複写機部分を示す。１
０は感光体（ドラムとして例示している。）、１０
１はコロナ放電器等の帯電器、１０２は静電潜像
を形成するための光学系露光器、１０３はトナー
像を生成するための現像器、Ｐは給紙皿に載置さ
れた転写紙、１０４は転写紙Ｐを感光体１０表面
に供給する給紙ローラ、１０５はトナー像の転写
紙Ｐへの転写、およびトナー像が転写された転写
紙Ｐを感光体１０表面から分離を行う転写・分離
電極、１０６はトナー像転写後の感光体１０の表
面から残留トナーを除去するクリーナである。

残留静電荷の除去は良好な画像をえるために特
に重要で、一般に光導電性を利用して感光体１０
表面を露光することによつて行われる（以後光除
電と称する）。光除電は、帯電器１０１により帯
電に先立つて、静電的に均一な感光体１０を整備
する目的に用いられるだけでなく、感光体１０表
面の原稿領域外にある静電荷の除去、あるいは転
写前に余分なトナー像以外の静電荷を除去するた
めにも利用される。

第１図において、１１は帯電器１０１の前に位
置して感光体１０表面の静電荷を除去または感光
体１０の疲労度を均一化するための光除電器、１
２は光学系の戻り時、あるいは縮小複写時に原稿
領域外に帯電した静電荷を除去することによつ
て、複写に役立つことなく画像の黒枠となつて画
像を損つたり、また複写に供されないトナーが感
光体１０表面に付着し持去られ消耗されるのを避
けるための部分露光器である。また１３は現像器
１０３と転写分離電極１０５の間に位置して、感
光体１０表面の静電荷の帯電量を調節し、トナー
像の転写率、転写紙の分離率を向上するための転
写前露光器である。

前記した光除電器１１、部分露光器１２および
転写前露光器１３の光源としては、フイラメント
の白熱発光による白熱電球、ライトエミツテイン
グダイオード（LED）、あるいは蛍光灯等が用い
られる。

これら光源のうち、白熱電球およびLEDは所
要面積を照射するために複数個を並べる必要があ
るので光度分布が不均一になり、光除電むらを生
じたり、感光体に光疲労むらを生ずる等の欠点を
有する。また白熱電球はその発する高熱のために
感光体に劣化を惹起する危険性がある。

一方蛍光灯は、前記した欠点がないことでは良
好な光除電光源である。しかし管内に封入してあ
る水銀の蒸気圧が温度によつて大きく変化するた
め、管内温度に発光光度が強く依存する。その状
況を第２図に示した。縦軸は管壁温度が40℃の時
を100とした相対光度、横軸は温度である。但し
温度は管内温度にほぼ比例する管壁温度を用い
た。図に明かなように10℃〜40℃間において相対
光度でほぼ60％の変動を示している。

蛍光灯の管内温度は、複写機内の条件、設置場
所あるいは季節等から定まる蛍光灯の周囲温度、
また白熱電球より発熱は少いけれども自らの放電
電流のために生ずる熱による管内温度上昇によつ
て変動する。

蛍光灯を光除電光源として用いた場合のかぶり
発生、トナー転写効率低下あるいは転写紙の分離
ミス（所謂ジヤミング）等の不都合は、蛍光灯の
管内温度の低い時に多く発生するものであり、ま
た放電電流による発熱のため点灯時間によつてそ
の状況はばらつく。

しかし前記した蛍光灯光度の不確定さを回避す
るのに好都合なものとして、冷陰極型蛍光灯（以
後冷陰極灯と略称する）がある。

冷陰極灯は瞬間点灯性であり、更に普通の蛍光
灯に比べ約1/3の小容積で、しかも点灯補助器を
必要としないことから廉価である。該冷陰極灯及
び周囲の回路を第３図に示す。図において２０は
冷陰極灯、２１は冷陰極灯２０の蛍光管、２２お
よび２２′は蛍光管２１の両端に設けた電極、２
３および２３′は口金であり。２４は近接導体と
称するものであつて、第３図に例示において、一
方の電極２２の方から他方の電極２２′の方へ、
蛍光管２１の外壁（大気側）に沿つて延長され、
電極２２′に接触することなく近接して付設され
た導体塗膜である。２５は冷陰極灯２０に電流を
流すトランス、Ｒはトランス２５と冷陰極灯２０
との間に挿入したランプ電流を制御するための抵
抗である。

電極２２と２２′との間にAC300〜700Vの電圧
を加えると、近接導体２４とこれが近接している
電極２２′の間に放電現象を生じ、これがトリガ
となつて瞬間的に電極２２と２２′の間に継続的
な放電が生じ点灯される。前記継続的放電に必要
な冷陰極灯のランプ電流は１〜10mAであつて、
通常の蛍光灯のランプ電流数百mAに比べると著
しく小さいので、ランプ電流による自己発熱はほ
とんど無視され、蛍光管２１の温度は周囲温度に
ほとんど等しい。

冷陰極灯は前述したように通常の蛍光灯に比べ
多くの利点を有するが、発光原理が通常の蛍光灯
と同じである以上、その発光する光度が温度に依
存することは、第２図に示したと同様である。但
し冷陰極灯においては自己発熱はほとんど無視さ
れる。

一方、良い画質の複写物を提供し、ジヤミング
等の支障を回避するには、第１図に拠つて述べた
光除電器１１、部分露光器１２および転写前露光
器１３等からの感光体上への照射光の光量は、実
用許容幅内に迎える必要がある。しかるに従来こ
れら光除電に関わる光源の光度または照射される
光量を継続的にある一定範囲に保つという提案は
ない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、感光体を用いる複写機におい
て、感光体表面の静電荷の光除電を行なう光源の
光度を継続的に一定（所定の光度）に保つ方法を
提供することであり、更に前記方法に基いて該光
度を継続的に一定に保つ装置を提供することにあ
る。

〔発明の構成〕

前記した本発明の目的は、光導電性感光体を用
いる複写装置において、光導電性感光体表面の静
電荷除去に冷陰極型蛍光灯を用い、該冷陰極型蛍
光灯からの光量を検知する第１の過程と、該第１
の過程の検知出力に相当する出力を入力として前
記冷陰極型蛍光灯のランプ電流をフオトカプラを
用いて抵抗制御する第２の過程とを連繋させ、前
記冷陰極型蛍光灯が所定の光度であるとき、前記
ランプ電流制御手段が該光度に対応するランプ電
流を通電できるように調整可能とした複写装置用
蛍光灯の光度制御方法と、更に光導電性感光体を
用いる複写装置において、光導電性感光体表面の
静電荷除去に冷陰極型蛍光灯を用い、該冷陰極型
蛍光灯からの光量を検知する光量検知手段と、該
光量検知手段の出力に相当する出力を入力として
前記冷陰極型蛍光灯のランプ電流をフオトカプラ
を用いて抵抗制御するランプ電流制御手段とを連
繋させ、前記冷陰極型蛍光灯が所定の光度である
とき、前記ランプ電流制御手段が該光度に対応す
るランプ電流を通電できるように調整可能に構成
した複写装置用蛍光灯の光度制御装置によつて達
成することができる。

〔実施例〕

本発明に用いられる冷陰極灯は、この冷陰極灯
のランプ電流と相対光度との間には良好な直線関
係があることに注目してなされたもので、第４図
には複写機に用いられる冷陰極灯について、
5mAのランプ電流に対する光度を100とした時の
相対光度とランプ電流の関係を示している。

本発明はかゝる冷陰極灯の特性を用いてなされ
たもので、次に本発明を第５図にブロツク図とし
て示す。図において５０は冷陰極灯、５６は本発
明の光度制御方法を実施するシステムを意味し、
56Aは冷陰極灯の光量を検知し（矢印イに相当）、
それにほぼ比例した出力を出す第１の過程で、５
６Ｂは第１の過程の出力（矢印ロに相当）を所定
の光度（光度に相当する電圧等）と比較して冷陰
極灯５０のランプ電流を制御する（矢印ハに相
当）第２の過程である。５７及び５８は第１の過
程５６Ａ、第２の過程５６Ｂを外部より調整して
やるための入力端である。

まず、冷陰極灯５０が適正の光量、すなわち感
光体上の静電荷の除電等に適した光度である時の
照射光量を第１の過程で入力し、その時の出力を
基準値として第２の過程に入力し、第２の過程で
はこの第１過程からの入力に対し、前記冷陰極灯
が適正光度となるようにランプ電流を制御するよ
う調整されている。適正光度に対する適正ランプ
電両の調整は、前記第２の過程であつても第１の
過程でされてもよい。

温度の変動、冷陰極灯電源の変動等によつて冷
陰極灯の光度が変化した場合、照射光量も変化
し、第１の過程への入力が変化する。従つて第１
の過程から第２の過程への入力が変化し、第２の
過程ではこの変化した入力を前記適正光度に対応
した基準値と比較し、その変位量をランプ電流に
フイードバツクするように動作する。

同様に本発明の光量検知手段を有する光度制御
装置は第５図と同じくブロツク図で説明できる。
図において５０は冷陰極灯、５６は本発明の光度
制御装置である。５６Ａは光量検知手段、または
光量検知手段と増幅回路等を含むものであり、５
６Ｂはランプ電流制御手段である。冷陰極灯５０
と光度制御装置５６は別電源によつて作動する。
光量検知手段５６Ａは冷陰極灯５０の照射光の光
量を検知し（矢印イ）、検知結果を適当な大きさ
の電気信号に変換して、ランプ電流制御手段５６
Ｂに入力する（矢印ロ）。ランプ電流制御手段５
６Ｂは該入力の大きさに基づいて、冷陰極灯５０
の抵抗、電圧を制御し（矢印ハ）、ランプ電流を
減少維持または増加せしめ従つて該ランプ電流と
直線関係にある冷陰極灯の光度を制御する。

光量検知手段５６Ａは、冷陰極灯５０からの光
に対する光量検知素子（受光素子）および該受光
素子が受光することによつて発生する電圧、電流
または抵抗値変化量を適切な大きさの値に変換す
る回路および付属する回路から成り、受光素子と
しては本実施例では硫化カドミウムセルを用いた
が、その他光電管、シリコンフオトセル、フオト
ダイオードあるいはフオトトランジスター等が便
利に使用できる。

光量検知手段５６Ａに使用する回路には、各種
の回路が考えられるが、一例として、第６図での
動作説明の如く、光量変化を硫化カドミウムセル
によつて抵抗値変化として検知し、この抵抗値の
変化分に応じて電圧変化を生ぜしめ、ランプ電流
制御装置への入力とすることもできる。

ランプ電流制御手段５６Ｂは、該手段からの出
力によつて冷陰極灯の作動電源回路の抵抗あるい
は電圧を調整し、ランプ電流を増減することによ
つて光度を制御するもので、ランプ電流制御手段
としてフオトカプラーを組入れて抵抗の変化によ
つて冷陰極灯のランプ電流を制御して光度調整を
するものである。

光量検知手段５６Ａの受光素子において冷陰極
灯からの光照射入力によつて生ずる電気信号が、
適当な大きさに調整されて、５６Ａにより検知出
力として出力し、ランプ電流制御手段５６Ｂに入
力し、冷陰極灯５０のランプ電流制御用の出力に
なる時、前記両手段に組込まれた受光素子、制御
素子、回路の組み合せによつて、フオトカプラー
を用いたランプ電流制御手段５６Ｂの作動方向が
制御目的に合致するように、即ち冷陰極灯５０の
光度が落ちた時にはランプ電流が増し、光度が上
がつた時にはランプ電流が減ずるように切換回路
を光度制御装置の中に組み込む。冷陰極灯表面あ
るいは感光体表面等のよごれ等、単調な有効光度
に影響する因子の増あるいは減がある時には便利
である。

前記本発明の光度制御方法を実施し、また光度
制御装置を実用する際には、前記光除電器、部分
露光器あるいは転写前露光器等の光源を最も好ま
しい即ち規定通りの除電を行うことのできる所定
の光度に調節する必要がある。即ち冷陰極灯、感
光体あるいは本発明の光度制御装置に各々製品毎
の性能のバラツキがあり且つ該バルツキは使用
度、期間によつて変化するからである。

本発明においては、前記各種性能のバラツキを
総合的に排除して所定の光度を設定するために光
量検知手段５６Ａを調整するとか光量検知手段５
６Ａとランプ電流制御手段５６Ｂの間の抵抗（図
示せず）を増減するとか、あるいは５６Ｂ内の比
較制御回路を調整することによつて、ランプ電流
制御手段５６Ｂが作動し、冷陰極灯に所定光度を
生ぜしめるランプ電流（規定電流と略称する）を
通電させることができる。

また本発明においては、前記所定光度に対応し
た光量を検知した時の光量検知手段５６Ａからの
検知出力を基準出力として設定し、該基準出力か
らの光量検知手段の出力の変位に対応して、前記
所定光度を保つためランプ電流を増大あるいは減
少させるランプ電流制御手段とすることもでき
る。

次に本発明の一実施例について説明する。第６
図は光陰極灯の光量検知素子として硫化カドミウ
ム受光素子（以下CdSセルと呼ぶ）を用いランプ
電流制御手段の一部をLEDとCdSセルの組み合せ
から成るフオトカプラーを用いて実施したもので
ある。

第６図において、６０は冷陰極灯、６５はトラ
ンス、Ｒは冷陰極灯６０とトランス６５の間の回
路に設けた保護抵抗である。６６は本発明の光度
制御装置、６６１はCdSセル、６６２は電気的入
力信号の大きさを増減したり、比較、調整等の機
能を有する回路部である。６６３はLED及びCdS
セルから成るフオトカプラーでCdSセルは冷陰極
灯６０の回路抵抗となつており、LEDからの光
を受けて抵抗を変化させランプ電流を変化させ
る。ｒは可変抵抗であつて、回路６６２の出力
outが一定の時、フオトカプラー６６３のLEDへ
の電流を調整し、該光度を与える規定電流となる
ようこの光度制御装置の系を設定する。

光度制御装置６６および受光素子６６１は感光
体（図示せず）表面への冷陰極灯の投光に支障の
ない位置に設置されている。とりわけ受光素子は
冷陰極灯の管軸方向に対して中央部付近への設置
が好ましい。例えばランプ電流が電源変動のため
に規定電流から減少したり、冷陰極灯６１の劣化
等によつて、光度が所定光度から落ちると、受光
素子CdSセル６６１の抵抗値は大きくなる。この
変化が回路部６６２を介して、その出力outを低
下せしめる。結果的にフオトカプラー６６３の
LEDの点灯電流は増加し、その発光光度を増し、
これによつて冷陰極灯の回路抵抗をなしているフ
オトカプラー６６３のCdSセルの抵抗を減少さ
せ、ランプ電流を増加させ、冷陰極灯を所定適正
光度になるように制御する。

冷陰極灯のランプ電流が規定電流より増大した
り、周囲温度の変化のために照射光量が増加した
場合には上記と逆の動作を行う。

次に第６図の破線で囲んだ光度制御装置６６の
一実施例を第７図に示す。７６は光度制御装置
で、７６１はCdSセル、７６３はフオトカプラー
部である。

ここで何らかの原因で冷陰極灯の光度が低下ひ
いては照射光度が低下すると、その近傍に設けら
れれた光量検知素子のCdSセル７６１への光量が
低下し、それに対応してCdSセル７６１の抵抗が
増大するため、VA電圧は上昇し、オペアンプ
OP等を用いた反転増幅回路への入力電圧が上昇
する。その結果VB電圧は下降し、フオトカプラ
ー７６３のLED７６３１への電流は増加させる。
すると冷陰極灯の通電回路に入つているCdSセル
７６３２の抵抗を減少せしめ、もつてランプ電流
を増加し、冷陰極灯の光度を高めて、所定の光量
を維持するように制御される。この際可変抵抗の
抵抗によつて該制御系は発振しないよう調整され
ている。

以上、本発明の一実施例についてその動作を説
明したが、勿論前記実施例に限定するものではな
く、種々の受光素子、回路構成、調整方式ランプ
電流制御手段を適用できるものである。

〔発明の効果〕

本発明によつて、感光体上の静電荷の除電を光
でもつて行う場合、使用範囲における光度とラン
プ電流とが比例関係にあつて、光度制御のし易い
冷陰極灯を用いるとともに、感光体表面に最適の
照射光量を与えるため、その照射光量を検知し、
その変動をフオトカプラを用いて抵抗制御を行
い、冷陰極灯のランプ電流に正しくフイードバツ
クすることによつて達成できることとなつた。同
様に原稿露光用のランプに冷陰極蛍光灯を用いた
場合の露光用光源の光量制御に本発明が適用でき
るのは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般の複写機の構成の部分説明図、第
２図は蛍光灯の温度、相対光度曲線、第３図は冷
陰極灯説明図、第４図は蛍光灯のランプ電流、相
対光度曲線である。第５図は本発明の方法及び装
置を説明するためのブロツク図、第６図は本発明
の一実施例の機能説明図である。第７図は第６図
における光度制御装置部分の具体的な回路の一例
である。 １０……感光体、１１……光除電器、１２……
部分露光器、１３……転写前露光器、２０，５０
および６０……冷陰極灯、２４……近接導体、２
５および６５……トランス、５６および６６……
光度制御装置、５６Ａ……光量検知手段、５６Ｂ
……ランプ電流制御手段、６６１および７６１…
…受光素子、６６２……回路部、６６３および７
６３……フオトカプラー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光導電性感光体を用いる複写装置において、
   光導電性感光体表面の静電荷除去に冷陰極型蛍光
   灯を用い、該冷陰極型蛍光灯からの光量を検知す
   る第１の過程と、該第１の過程の検知出力に相当
   する出力を入力として前記冷陰極型蛍光灯のラン
   プ電流をフオトカプラを用いて抵抗制御する第２
   の過程とを連繋させ、前記冷陰極型蛍光灯が所定
   の光度であるとき、前記ランプ電流制御手段が該
   光度に対応するランプ電流を通電できるように調
   整可能とした複写装置用蛍光灯の光度制御方法。 ２ 光導電性感光体を用いる複写装置において、
   光導電性感光体表面の静電荷除去に冷陰極型蛍光
   灯を用い、該冷陰極型蛍光灯からの光量を検知す
   る光量検知手段と、該光量検知手段の出力に相当
   する出力を入力として前記冷陰極型蛍光灯のラン
   プ電流をフオトカプラを用いて抵抗制御するラン
   プ電流制御手段とを連繋させ、前記冷陰極型蛍光
   灯が所定の光度であるとき、前記ランプ電流制御
   手段が該光度に対応するランプ電流を通電できる
   ように調整可能に構成した複写装置用蛍光灯の光
   度制御装置。