JPH01277860A - 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】 投揉分互 この発明は、電子写真方式の複写機やプリンタ等に用い
られるコロナ放電装置に関する。

災米投兎 従来、電子写真方式の複写機やプリンタにおいて感光体
を帯電させるためなどに用いられるコロナ放電装置とし
て、例えば特開昭６Ｏ−２４３（３７４号、特開昭６０
−２４３９８９号、特開昭６０−２４３９９０号公報等
に見られるように、誘電体を挟んで延びる誘電電極と放
電電極からなる放電素子を用いて被帯電体との間にコロ
ナ放電を発生させ、その被帯電体に流れる帯電電流を検
知して誘電電極と放電電極との間の交流印加電圧又はそ
の周波数、あるいは放電電極と被帯電体との間の直流印
加電圧等を制御することにより、定電流制御を行なうよ
うにしたものがある。

しかしながら、このような従来のコロナ放電装置におい
ては、漏洩電流（被′ｒｉ電体に流九ないＪ？ｉ電に無
効な電流）については何等考慮されておらず、この漏洩
電流の増加により、所定の帯電電位が得られなくなって
画質悪化したり、局部的なスパーク放電や制御回路の誤
動作あるいは人体の感電等の危険な状態に陥る恐れもあ
った。

止−匁 この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、コロ
ナ放電装置における漏洩電流の増加を検出して、異常放
電に伴う画質の悪化や上述のような危険な状態の発生を
防止できるようにすることを目的とする。

１−双 この発明は上記の目的を達成するため、誘電体基板と、
その片面に設けられた励起電極と、その電極を被覆する
絶縁体と、上記誘電体基板の励起電極と反対側の面にそ
の表面から離間あるいは接触して設けた放電電極とから
成る放電素子と、その励起電極と放電電極間に交流電圧
を印加するた□めの交流電圧印加手段と、上記放電素子
と被帯電体間に直流電界を形成するための直流電圧印加
手段と、被帯電体に流れる電流を検知する帯電電流検知
手段と、放電素子と接地間に流れる電流を検知する放電
電流検知手段とを有するものである。

また、上記のコロナ放電装置において、さらに帯電電流
検知手段から得られる検知信号と放電電流検知手段から
得られる検知信号との差を検出するための差動回路と、
該差動回路の出力と所定の基準値とを比較して信号を出
力する比較回路とを設けたものも提供する。

以下、この発明の一実施例に基づいて具体的に説明する
。

第１図は、この発明の一実施例を示すコロナ放電装置の
ロック回路図である。

この実施例において、１は放電素子であり、誘電体基板
２の片面に設けられた励起電極３と、この励起電極３を
被覆する絶縁体５と、誘電体基板２の励起電極３と反対
側の面にその表面から離間して設けられた放電電極４と
によって構成されている。なお、放電電極４を誘電体基
板２の表面に接触させて設けてもよい。

そして、この放電素子１は、背面電極７上に形成された
被帯電体６（例えば感光体）に対向するように配設され
る。

さらに、この放電素子１の励起電極３と放電電極４との
間にはコロナ放電を発生させるための交流電圧が電源装
置１０によって印加され、放電素子１の励起電極３と放
電電極４のいずれか一方と被帯電体６の背面電極７との
間にはコロナ放電で発生した正負イオンのうちの特定極
性のイオンを被帯電体６へ引き付けるための直流電圧が
同じく電源装置１０によって印加される。

したがって、電源装置１０が交流電圧印加手段と直流電
圧印加手段の役目を果たす６ その交流電圧は、ｉｌｔ源装置１０内のインバータ駆動
回路１３によって供給される交流電圧を昇圧トランス１
１で昇圧することにより得られる。また、直流電圧は整
流回路を含むバイアス回路１２によって得られる。

次に、この電源装置１０についてさらに詳細に説明する
。

電源入力端子ＩＮＩ、ＩＮＺより電源装置１０の駆動用
電圧が入力され１図示しない機器本体の制御装置よりト
リガ端子Ｔｒｌに出力ＯＮ信号が入力されると、出力制
御回路１５を介してパワードライブ回路１４が起動され
、インバータ駆動回路１３に電圧が供給されてインバー
タが始動する。

インバータ原動回路１３よりパルス幅制御されて供給さ
れる交流電圧が昇圧トランス１１により昇圧され、交流
高電圧が放電素子１に印加される。

放電素子１に交流高電圧が印加されるとコロナ放電が起
り、正・負のイオンが発生し、バイアス回路１２により
形成された直流電圧により被帯電体６の表面が特定極性
に帯電される。

１Ｆ電により流れる帯電電流Ｉｃは、被帯電体６の背面
電極７とアースとの間に設けられた帯電電流検出回路１
７を通ってアース（ＧＮＤ）に還流し、その帯電電流検
出回路１７によって漏洩電流ΔＩｃに関係なく、常に被
帯電体６に流れる帯電電流Ｉｃのみが検出される。

そして、この帯電電流検出回路１７で帯電電流Ｉｃに対
応した電圧値ＶＩｃに変換され、検出信号としてサンプ
ルホールド回路１日を経て、あるいは直接出力制御回路
１５へ送られる。

出力制御回路１５では、検出信号が所定値となるように
パワードライブ回路１４の通電量を制御するため、帯電
電流Ｉｃは所定値に保たれる。

次に、この動作を詳細に説明すると、トリガ端子Ｔｒ１
からの入力信号により出力が立ち上がり。

所定の帯電電流Ｉｅが得られた時点でトリガ端子Ｔｒ２
に４３号を入力して、帯電電流検出回路１７からの検出
信号をホールドする。

このホールドした検出信号に対応した一定の電圧がパワ
ードライブ回路１４よりインバータ能動回路１３に供給
されるため、安定した帯電電位が得られる。

この実施例ではさらに、バイアス回路１２とアースとの
間に放電電流検出回路１８を設け、放電素子１からアー
スに流れる放電電流Ｉｄ、すなわち帯ｉｔｔｗ流Ｉｃと
漏洩電流ΔＩｃとの和（Ｉｃ＋ΔＩｃ）を検出する。

ところで、理想的な状態では放電電流Ｉｄは全て被帯電
体６に流れる帯電電流Ｉｃとみなすことができる。すな
わち、Ｉｃ＝Ｉｄ　　となる。

しかしながら、実際の放電においては、帯電に寄与する
帯電電流Ｉｃの他に、漏洩電流すなわちＩｃとは別の経
路をたどってアースに流れ込む帯電に無効な電流ΔＩｃ
が存在する。

この漏洩電流ΔＩｃは、機器内の環境によって大きく左
右されるが、特に数百時間使用したような放電素子１の
高湿環境下においては増加する傾向にあり、無視できな
くなる。

すなわち、漏洩電流ΔＩｃが増加することにより、帯電
電流ＩｃはＩｃ＝Ｉｄ−ΔＩｃとなり、定電流制御が正
常に働いても帯電電流Ｉｃが減少するため、所定の帯電
電位が得られなくなって異常画質になるばかりでなく、
漏洩電流ΔＩｃによる局部的なスパーク放電や制御回路
の誤動作等前述した問題が発生する可能性がある。

そこで、この実施例では放電電流検出回路１８で検出し
た放電電流検出信号Ｖ１ｄと？ｉＦ電電電電高検出回路
１７出した帯電電流検出信号ｖ１０とを、それぞれＯＰ
アンプによるボルテージフォロア回路１９ａ、１９ｂに
入力させている。

さらに、このボルテージフォロア回路１９ａと１９ｂの
出力を差動増幅器２０に入力させることにより、この差
動増幅器２０から上記２つの信号ＶＩＣとｖＩｄの差が
出力される。この出力が比較回路であるコンパレータ２
１に入力され、ツェナダイオードＺＤによるツェナ電圧
を抵抗Ｒ１とＲ２で分圧して得た所定の基準値（電圧）
と比較される。

したがって、２つの信号■ＩｄとｖＩｃの差。

すなわち漏洩電流△Ｉｃが基準値以上になるとコンパレ
ータ２１の出力がハイレベルからローレベ゛ルに反転し
、警告信号Ｓｉｇとして出力される。

警告信号Ｓｉｇが出力されると、機器を制御する図示し
ない制御回路により機器の動作を停止し、表示器によっ
て異常を表示することにより、放電素子１の劣化による
コピー画質の低下や機器の異常動作、あるいはスパーク
放電の発生等を未然に防ぐことができる。

この場合の異常動作とは、漏洩電流の影響による制御回
路等の異常動作、あるいは放電素子に印加される交流お
よび直流電圧の異常昇圧等を云う。

ところで、この実施例のように放電装置（放電素子とそ
の電源装置）を一つだけ使用する機器の場合はこのまま
で問題ないが５例えば電子写真装置のように、帯電用放
電装置と転写用放電装置など二つ以上の放電装置を使用
する機器の場合には不具合を生ずる。

すなわち、同時に二つ以上の放電装置が動作している時
は、帯電電流検出回路１７には各放電装置の放電素子１
から被帯電体６に流れる電流全てを加え合わせた電流が
流れることになり、正確に個々の放電装置の帯電電流を
検出することができなくなる。

そこで、このような不具合を解消するようにした、この
発明の他の実施例を第２図及び第３図によって説明する
。

第２図は、放電装置を２個使用した電子写真装置のドラ
ム回りの概略構成図である。

同図において、ドラム状の背面電極２７上に形成された
感光体２６の周りには現像装置２４．帯電用放電素子ｌ
ａｙクリーニング装置２５および転写用放電素子１ｂが
設けられている。

各放電素子１ａ及び１ｂには、それぞれ駆動用電源１０
０．，１００ｂによって交流電圧及び直流バイアス電圧
が印加されている。

また、背面電極２７は帯電電流検出回路１７を介して接
地されている。

帯電電流検出回路１７は、駆動用電源１００ａ及び１０
０ｂに接続されており、両者に検出信号を送ることが可
能な状態になっている。

次に、第３図に示したタイミングチャートを参照して第
２図の実施例の動作について説明する。

オペレータによって、第３図（ａ）に示すタイミングで
プリントキーが押されると、（ｅ）に示すタイミングで
給紙が開始され、続いて（ｂ）に示すように帯電用放電
素子１ａの駆動用電源１００ａにＯＮ信号が送られる。

さらに、第３図（Ｑ）に示す露光開始に続いて、（ｄ）
に示すように転写用放電素子１ｂの駆動用電源１００ｂ
にＯＮ信号が送られ、一連の動作が終了した時点でコピ
ーが１枚作成される。

ここで、第３図に示した「ｔｌ」の期間は帯電用放電装
置のみが動作しており、転写用放電装置は動作していな
い、したがって、この期間中に第３図（ｆ）に示すタイ
ミングで帯電用電流検知トリガを発生させて、それを駆
動用電源装置１００ａの信号サンプル用トリガ端子Ｔｒ
２　　（第１図参照）に送って、そのサンプルホールド
回路１６に帯電電流検出回路１７からの検出信号をサン
プルホールドさせることにより、帯電用放電素子１ａの
みによる帯電電流値を得ることができる。

同様にして、ｒｔ２Ｊの期間中には転写用放電装置のみ
が動作しているので、第３図（ｇ）に示すタイミングで
転写用電流検知トリガを発生させて、それを駆動用電源
１００ｂの信号サンプル用トリガ端子Ｔ　ｒ　ｚに送っ
て、そのサンプルホールド回路１６に帯電電流検出回路
１７からの検出信号をサンプルホールドさせることによ
り、転写用放電素子１ｂのみによる帯電電流値を得るこ
とができる。

以上のようにして、他の放電装置が動作していない期間
を利用して帯電電流検出信号をサンプリングし、第１図
の破線で示した経路でボルテージホロア回路１９ｂにそ
のホールド信号を入力することにより１個々の放電装置
の異常を検出できるため、どの放電装置が異常なのかを
容易に判別することができ、メンテナンスが容易になる
。

このように、上述の各実施例によれば、漏洩電流を検知
して異常警告信号を発生することにより、漏電等による
機器の異常動作を防止することができる。

例えば、機器の動作を緊急停止してサービスマン・コー
ル状態にしたり、結露防止回路を作動させて放電素子１
ａ、　１ｂの周囲を加熱して乾燥させる等の処置を迅速
にとることができる。

また、放電素子に印加される交流及び直流電圧の異常昇
圧を防止することができる。複数の放電素子の中で、ど
の放電素子が異常状態なのかが容易に判別できる。

羞−困 以上説明したように、この発明によるコロナ放電装置は
、放電素子から流れる放電電流の内において、帯電に寄
与しない漏洩電流を検知することができるので、それが
増大した場合に適切な処理を行うことによって、機器の
異常動作を防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すコロナ放電装置のブ
ロック回路図。 第２図は第１図のコロナ放電装置を二つ使用した実施例
である電子写真装置の概略図。 第３図はその動作を示すタイミングチャートである。 １・・・放電素子　　　　　１ａ・・・帯電用放電素子
１ｂ・・・転写用放電素子　２・・・誘電体基板３・・
・励起電極　　４・・・放電電極　　５・・・絶縁体６
・・・被帯電体　　７・・・背面電極　１０・・・電源
装置１１・・・昇圧トランス　　１２・・・バイアス回
路１３・・・インバータ駆動回路 １４・・・パワードライブ回路　１５・・・出力制御回
路１６・・・サンプルホールド回路 １７・・・帯電電流検出回路 １８・・・放電電流検出回路 ２０・・・差動増幅器（差動回路） ２１・・・コンパレータ（比較回路） ２日・・・感光体　　　　　２７・・・背面電極１００
ａ、１００ｂ・・・駆動用電源 ｖＩｃ・・・帯電電流検出信号 Ｖ工ｄ・・・放電電流検出信号 Ｉｃ・・・帯電電流　　　ΔＩｃ・・・漏洩電流Ｉｄ・
・・放電電流　　　Ｓｉｇ・・・警告信号−〜　　−Ｎ
Ｃ１１ ｚｚ　　　、−・− Ｎ−ヒト＋　　ψ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　誘電体基板と、その片面に設けられた励起電極と、
   その電極を被覆する絶縁体と、前記誘電体基板の励起電
   極と反対側の面にその表面から離間あるいは接触して設
   けた放電電極とから成る放電素子と、 前記励起電極と放電電極間に交流電圧を印加するための
   交流電圧印加手段と、 前記放電素子と被帯電体間に直流電界を形成するための
   直流電圧印加手段と、 前記被帯電体に流れる電流を検知する帯電電流検知手段
   と、 前記放電素子と接地間に流れる電流を検知する放電電流
   検知手段とを有することを特徴とするコロナ放電装置。 ２　請求項１記載のコロナ放電装置において、帯電電流
   検知手段から得られる検知信号と放電電流検知手段から
   得られる検知信号との差を検出する差動回路と、該差動
   回路の出力と所定の基準値とを比較して信号を出力する
   比較回路とを設けたことを特徴とするコロナ放電装置。