JPS62279364A - 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】 ３、発明の詳細な説明 （技術分野） 本発明は放電装置に関し、より詳細には、静電記録・電
子写真装置における除電および帯電装置に適用し得る放
電装置に関するものである。

（従来技術） この種の放電装置としては従来、交流を源と直流を源と
をそれぞれ設け、帯ｉｔ位や極性を変える場合に直流電
源を調整するように構成したものが知られている（特開
昭５２−９２７３’１号公報および同５４−５３５３７
号公報）。しかしながら、この構成には制御機能がない
。

特開昭６０−２４３６７４号公報には第６図に略示され
るような、帯電電流■。を検知してこの帯ｔＴ４流Ｔｃ
を一定にするように制御するために、バイアス電圧を変
えることなく、交流電源の周波数を調整制御（周波数制
御）する構成が開示されている。第６図において１は放
電器、２は交流電源、３は定電圧直流バイアス電源、４
は電流検出部を示す。

特開昭６０−２４３９８９号公領には第７図に略示され
るような、帯電ｆ？ａ　Ｉ　ｃを検知してこの帯電電流
■、を一定にするように制御するために、バイアス電源
のみを調整制御（出力電流制？Ｂ）する構成が開示され
ている。第７図において１は放電器、２は交流電源、３
は直流成分のあるバイアス、４は電流検出部を示す。

さらに、特開昭６０−２４３９９０号公報には第８図に
略示されるような、帯電電流Ｉ、をネ全知してこの帯電
電流■、を一定にするように制御するために、バイアス
電圧を変えることなく、交流電源の出力電圧を調整制御
（出力電圧制ｗＪ）する構成が開示されている。第８図
において１は放電器、２は交流を源、３は直流成分のあ
るバイアス電源、４は電源検出部を示す。

このような構成を利用して行うコロナ放電においてこの
コロナ放電電流を変化させる主要な因子として環境の相
対的湿度と温度があることは当業者に良く知られている
ところである。幾つかの文献によれば、放ｉｉ電極の露
点、すなわち相対湿度に影響され、絶対湿度には依存し
ないと報告されている。また、放電器の放電電極近傍の
雰囲気温度は気相におけるイオンの移動度や発生率に関
係していると言われている。さらに、帯電電流１ｃを経
時的に変化（低減させる原因に放電電極の劣化酸化やス
パッタによる変化）があり、さらにまた、電源部の入力
変動も帯電電流Ｉ、の変動原因の１つとなる。

上述したような種々の変動原因があるとは言え、帯電の
副作用として交流電圧に指数関数的に増えるオゾン発生
量の問題があるため、交流電圧を可能な限り低く抑えて
帯電することが必要である。

このような限界条件近傍で帯電条件を設定した場合、直
流バイアス電圧だけを調整しても帯電の均一性までは補
償されない。これはバイアスでは放電状態の変化までは
変えられないからである。

また、交流電圧や周波数を制御すれば、帯電機能は満足
に制御されるが、バイアス電圧を固定している場合には
、固定バイアスと自己バイアス方式の帯ｔｔ流１ｃ−交
流を源出力電圧特性を示す第９図から明らかなように、
交流電圧を大きく変化させなければ所要の制御はできな
い。第９図中、Ａは２倍電圧の自己バイアス方式、Ｂは
３倍電圧ノ自己バイアス方式、Ｃは４ＫＶの固定バイア
ス方式およびＤは３ＫＶの固定バイアス方式の特性を示
し、自己バイアス方式の特性Ａ、Ｂの帯電電流／交流電
源出力電圧の比は固定バイアス方式の特性Ｃ，Ｄに比し
て非常に大きい。△Ｉｃの変化に対する交流電圧変動は
ｖ、−ｖ、＜ｖ、−ｖ。

＜＜■、−Ｖ４の順になる。交流電圧を太き（変化させ
るということはオゾン発生量が極めて高くなるという場
合を含んでいるので好ましいことではない。

上述した放電装置は、通常、一定静電容量の被帯電体に
一定電圧を帯電させるために使われるので、帯電電流も
環境や入力変動に対して一定電流になることが要求され
る。しかし、一定電流を維持するために環境変動に対し
てバイアスの直流電圧のみを変える操作をしても、電流
値のみが同一の値となるだけで帯電の均一性も含めた一
定帯電電位にはならないことに留意すべきである。これ
を回避するためには、制御操作において交流電圧を変え
、また放電状況も制御することが重要である。

（目的） 本発明は、上述した従来装置の欠点を解消すべくなされ
たもので、オゾン発生量の低減化と帯電電位の均一性を
考慮して、放！電流または帯電電流を検知してこの電流
が一定になるように交流電圧を制御することができる放
電装置を提供することを目的とするものである。

（構成） 本発明は上記の目的を達成させるため、交流電圧印加手
段と、該交流電圧印加手段により交流電圧を印加して放
電させる放電器と、前記交流印加手段の出力の全てまた
は一部を整流して直流バイアス電圧を得るための整流回
路とを有する放電装置において、直流バイアス電圧印加
手段と接地間に流れる電流を検知しかつこの検知された
電流を一定に制御する手段を備えたことを特徴としたも
のである。

以下、本発明の一実施例に基づいて具体的に説明する。

まず、前述した第６図〜第８図の従来例に合わせて本発
明による放電装置の電源の基本回路を第１図に略示する
。図において１は放電器、２は交流電源、３は直流バイ
アス整流回路、４は電流検知部を示す。この回路は交流
電源２の出力を整流して直流バイアス電源とする構成で
ある。帯電電流ＩＣを一定に維持するために、この帯電
電流ｒ。を検知して、交流を源２と直流バイアスを源３
を同時に制御する。

第２図は放電器に交流正弦波出力電圧を印加する波高値
の倍電圧自己バイアス電源の実施例を示す回路図である
。図において１は固体放電素子５および被帯電体く感光
体）６からなる放電器、７は交流・直流成分一体からな
るｉｔ源、８は倍電圧自己直流バイアス回路、９はバイ
アス電流の検出リード線、１０は直流電圧／直流電圧（
Ｄ　Ｃ／ＤＣ）変換回路、１）は昇圧用変圧器、１２は
高圧交流出力（Ｅｍｓ　ｉ　ｎｗｔ）　、ｌ　３は高周
波低圧駆動回路、Ｒ２は検出抵抗、Ｃ２はコンデンサで
ある。

上記回路構成において、自己直流バイアス回路８で作ら
れる電圧はコンデンサＣ２の両端に約２Ｅｍの電圧（負
荷によって変動する）を生じている。コンデンサＣ２の
一端は固定放電素子５の放、電′ｒｔ極に接続され、他
端はバイアス電流検出用抵抗Ｒ２を介して接地されてい
る。したがって、２Ｅｍの電圧の殆どは被帯電体６を帯
電するのに使用され、抵抗Ｒ２の流れる電流は全て帯電
電流となっている。この電流の変動をリード線９で検出
し、Ｄ　Ｃ／Ｄ　Ｃ変換回路１０を経て高周波低圧駆動
回路１２の出力電圧を操作する。

第３図は従来のコロナ放電装置に本発明を通用したジエ
ンケル３倍整流自己バイアス回路を示す回路図である。

図においてｌは細線型コロナ放電器、５はケース状の対
応電極、６は回転ドラム型被帯電体、７は自己バイアス
交流放電用電源、８は自己直流バイアス回路、９はバイ
アス電流の検出用リード線、１０は直流電圧−周波数変
換回路、１）は昇圧用トランス、１２は高圧交流出力（
Ｅｍｓｉｎｗｅ）、１３は低電圧交流駆動装置、１４は
放電用電源の人力、Ｒは検出抵抗、Ｃ３はバイアス電源
コンデンサ、１５はケース状の対応電極５の内面に交流
電界を強めるために添着された絶縁フィルム（例えば樹
脂セラミック等）である。

上記回路構成において、コンデンサＣ３の両端には３Ｅ
ｍの直流バイアス電圧が発生し、コロナ放電器１の放電
ワイヤに印加されている。バイアス電流を検知する抵抗
Ｒは一端が接地され、他端はコンデンサＣ３に接続され
かつ直流検知電位を周波数変換する直流電圧／周波数（
ＤＣ／ｆ）変換器１７に入力されている。このＤＣ／ｆ
変換器１７の出力は低電圧交流駆動装置１３の周波数を
変化させて、バイアス電流を調整する方式になっている
。一般に、交流の波高値Ｅｍを同一にしてあっても、周
波数が低くなるとバイアス電流も低くなる特性になって
いる。そのため昇圧用トランス１）の人力周波数を低く
すれば、ノ１イアス電流も低くなる。この場合のバイア
ス電流は帯電電流ではなく、一部ケース状の対応電極５
にも流れ、放ｉｔｔ流の直流成分になる。当然ながら、
周波数が変化した場合、出力電圧は電源回路の特性によ
って特有の変動を有する場合もあり、一定にしておく必
要はない。

第３図の実施例において、ネ★出抵抗Ｒは５００にΩを
用い、環境を２３℃、３５％ＲＨと２８℃、７５％ＲＨ
に変化させたとき、制御時には２５μマイラーを被帯電
体として一１０００ボルトと一９６０ボルトで４％の変
動、制御しない場合には、−１０００ボルトと一７３０
ボルトで２７％の変動となり、効果が確認された。

上述したように、本発明による方式は交流電源の高圧出
力を整流して直流バイアス電源とするもので、バイアス
電源を別個に必要としないため、単に「自己バイアス方
式」と呼ぶ。

次に、この自己バイアス方式が２倍電圧整流回路である
実施例を第４図を参照して説明する。第４図はチョッパ
型スイッチングレギュレータの２倍電圧整流回路を構成
した自己バイアス交流電源回路を示す。図において、集
積回路ＩＣ１，トランジスタＱ、、Ｑ、およびチョーク
コイルＣＨはチョッパ型スイッチングレギュレータであ
って、高圧発生路および出力制御回路を構成している。

集積回路ＩＣ２、抵抗Ｒ？　、Ｒｅ　、　Ｒｑ　、）ラ
ンジスタＱ４１ＱＳ、ダイオードＤａ　、　　Ｄｓ　、
　　Ｄ６、Ｄ７およびコンデンサＣ４は他励式インバー
タ駆動回路を構成する。コンデンサＣＩ□と抵抗Ｒ目は
帯ｔ’Ｋａ流検出部４を構成し、コンデンサＣｒｔは交
流成分除去用である。コンデンサＣ１６＋　Ｃ１）、ダ
イオードＤ１゜、Ｄｌ、および抵抗ＲＩＯは２倍電圧整
流（ジエンケル）回路８のバイアス電源を構成する。図
中１）は昇圧用トランス、１は放電器、ＳＷは高圧発生
器の起動スイッチを示す。

第４図の回路において、成る原因で帯電電流■０が変化
すると、帯１！電流検出部４の抵抗Ｒ１の端子電圧が変
わり、その変化がＩＣＩのスイッチングのタイミングを
変え、昇圧用トランス１）の交流出力かつしたがってバ
イアス電圧も変化して帯１！電流■、を制御する。この
実施例はチョッパ型スイッチングレギュレータの構成に
よる出力制御回路であるが、単に昇圧用トランス１）の
入力電圧を、検出信号に応じてドロッパ制御したり、他
の制御方式を使ってもよい。

第５図は３倍電圧整流自己バイアス周波数制御交流電源
回路を用いた本発明の他の実施例を示している。この実
施例を簡単に説明すると、ＩＣ２はインバータを鳥区動
するスイ・ンチングレギュレータ用ＩＣ（例えば、ＴＩ
社製Ｔ　Ｌ　４９４　）　、Ｒ＋＋。

Ｒ２はその定数によりトランジスタＱ、、ＱＳの導通比
率を決定する抵抗、Ｃ２，Ｒ，およびＱは発振周波数を
決定するコンデンサ、抵抗およびトランジスタ、４は検
出部、１）は昇圧用トランス、１は放電器、１６は帯電
電流工。の検出信号と基準電圧■、を比較する比較器で
ある。

第５図の回路においては、交流出力の周波数が帯電電流
ＩＣの検出信号に応じて制御され、これにより帯電電流
Ｉ、を一定に制御すべくなされている。この場合、帯電
電流ＩＣの検出信号と基準電圧Ｖ、とが比較器１６で比
較され、検出信号が所定値となるようにトランジスタＱ
のオン抵抗が制御される。

上述した２つの自己バイアス方式と従来の固定バイアス
方式における帯電電流Ｉｃ／交流電圧のこの比較は第９
図において前に示したように自己バイアス方式の方が非
常に大きく、前述したように、帯ｔｔ流の変化△Ｉ、に
対する交流電圧変動は、図示のごと＜　Ｖｌ　　Ｖｔ　
＜Ｖ３−Ｖｌ　＜＜Ｖ、−■４の順になる。

（効果） 本発明は以上述べた通りのものであり、本発明による放
電装置によれば温度・湿度の環境変化や人力変動に拘ら
ず帯電電流を制御して安定な除電および帯電を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による放電装置の基本回路を示すブロッ
ク図、第２図は本発明による放電装置の回路構成の実施
例を示す回路図、第３図は他の実施例を示す回路図、第
４図は本発明による放電装置の自己バイアス交流電源回
路を詳細に説明する回路図、第５図は他の自己バイアス
交流電源回路を詳細に説明する回路図、第６図は従来例
の回路構成を示すブロック図、第７図は他の従来例の回
路を示すブロック図、第８図はさらに他の従来例の回路
を示すブロック図、第９図は帯電電流−交流電源出力電
圧特性を示す特性図である。 １・・・放電器、２，７・・・交流電源、３．８・・・
直流バイアス整流回路、４・・・電流検知部、Ｒ＋　、
Ｒ２・・・検出抵抗、１０・・・直流電圧／直流電圧（
ＤＣ／ＤＣ）変換器、１７・・・直流電圧／周波数（Ｄ
Ｃ／ｆ）変換器。 第１図 第２図　　　　　　。 第３図 ′　　　　　喝ミ　　　　　　　１ 第６図　　　　　　第７図 第８図 第９図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電圧印加手段と、該交流電圧印加手段により
   交流電圧を印加して放電させる放電器と、前記交流印加
   手段の出力の全てまたは一部を整流して直流バイアス電
   圧を得るための整流回路とを有する放電装置において、
   直流バイアス電圧印加手段と接地間に流れる電流を検知
   しかつこの検知された電流を一定に制御する手段を備え
   たことを特徴とする放電装置。
2. （２）バイアス電流を検知して交流出力電圧を操作する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の放
   電装置。
3. （３）バイアス電流を検知して交流出力の周波数を操作
   することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載
   の放電装置。