JP2866665B2 - 電子写真装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は一般的に、電子写真装置内における電源装置
としての自己バイアス式スコロトロン・スクリーンの使
用、およびこのような電源装置で駆動可能な静電式電圧
計に関する。

［従来の技術］ スコロトロン・コロナ充電装置の特徴は、コロノード
と受光素子表面との間に挿入された受光素子表面が必要
とする電荷量に対応する電圧でバイアスされた導電体ス
クリーンまたはグリツドを有する点である。スクリーン
はコロナ電流を受光素子表面と分割する傾向にある。受
光素子表面の電圧がスクリーン電圧レベルに向かつて上
昇すると、スクリーンに向かう電流は全コロナ電流がス
クリーンに流れ、受光素子への充電がなされなくなるま
で増加し続ける。このためスコロトロンは画像を露光す
る前準備として電荷残存面に均一電荷を供給する手段と
して特に優れている。

使用に際して、スコロトロン・グリツドはスクリーン
を例えば、フオーレイに付与された合衆国特許第4,638,
397号に記載されている定電圧素子を介して接地するこ
とにより、コロナ電流に対して自己バイアスがかけられ
ている。特にいま述べた例では、ツエナーダイオードと
可変インピーダンス素子がグリツドと接地電位との間に
直列接続されておりグリツドを設定電位に保つている。
原田、その他に付与された合衆国特許第4,233,511号、
およびスイスタツクに付与された合衆国特許第4,603,96
4号には同様な自己バイアス式スコロトロンが発表され
ている。充電機能が最適となるようにバイアスを印加す
る構成方法は、マイナーに付与された合衆国特許第4,61
8,249号、およびフオレーに付与された、合衆国特許第
4,638,397号に示されている。

電子式写真装置に於て、一般に機械内部の種々の装置
を動作させるために高電圧低電流を供給する電源装置を
必要とする。そのような電源装置を必要とする装置とし
ては、現像バイアス装置や、閉ループ静電電圧計（ES
V）が挙げられる。これは受光素子電圧を測定するため
に使用されフイードバツク回路にたいして受光素子に印
加される電圧の制御信号を供給する。閉ループESVにお
いて基準電圧は、この基準電圧と受光素子電圧との差に
応じて変更される。従つてこの絶対基準電圧は受光素子
上の電圧を求めるために計測される。このような装置に
於て一番コストがかかるのは、装置駆動用高電圧電源装
置と、フイードバツク電子回路駆動用浮動低電圧電源装
置であり、これらには通常要求に応じたバイアス電圧を
供給するために発振機で駆動される変圧器を備えた電源
装置が必要となる。このような回路は、そもそも変圧器
が高いため高価なものとなる。さらに変圧器は低価格な
半導体素子で作ることが出来ない。このような装置では
高価であるのに加えて、電源装置も場所を取る。コール
マンに付与された合衆国特許第4,714,978号には、コロ
ナ電流の変化に応じて電源装置のフイードバツク制御を
行なう交流コロトロン用電源装置が示されている。パー
ムに付与された合衆国特許第4,433,298号には、電子写
真装置において種々の装置を制御するESVを備えた閉ル
ープ制御回路が示されている。ゼロツクス3300複写機に
おいては、現像機バイアスを非常に大きな大電力抵抗器
を通してコロトロン電源装置で駆動することにより、余
分な電源装置を用意する手間をなくしていた。以上ここ
で引用した全ての例は、本明細書でも参考としている。

［発明の目的と要約］ 本発明では、スコロトロン充電装置の自己バイアス・
グリツドを使用した、電子写真装置で使われる電源装置
の構成方法を示す。

本発明の一つの特徴は、高電圧低電流電源装置の役を
果たす受動型定電圧素子で制御され、このような電力需
要を有する装置で使われるグリツド電圧を有する自己バ
イアス スコロトロンである。

本発明のもう一つの特徴は、自己バイアス構造スコロ
トロンから得られる高電圧低電流電源装置を使用して駆
動可能な低電力静電式電圧計ESVを具備する点である。
高電圧入力は定電流消費回路に供給される。定電流消費
回路をでた後の電圧は高電圧制御器により制御されプロ
ーブ・フイードバツク電圧源として使用される。スコロ
トロン・グリツドからの高電圧に対して浮いている低電
圧電源はESVプローブ電子回路に給電するために使用さ
れる。従つて浮動低電圧は高電圧制御器と高電圧電源と
の間に定電圧素子を挿入することにより高電圧電源から
導かれている。このため浮動低電圧電流容量は高電圧電
流消費回路を流れる電流とほぼ等しくなる。

自己バイアス式スコロトロン・グリツドを電源装置と
して使用することにより本発明を取り入れた装置の電源
装置は安価なものとなる。さきに述べたESVの長所はそ
の電流消費量がスコロトロン電源装置が十分まかなえる
程度に小さく、ESVを駆動するための電力が直接高電圧
源から得られるので特別な浮動電源装置を必要とせず、
したがつて変圧器と発振器の組合せを必要としない点で
ある。この方法ではまた、比較的狭い範囲にコンパクト
な回路構成を配置できる。

本発明の以上述べた特徴およびその他の特徴は、本発
明の提出された実施例に関して添付図を参照してなされ
る以下の詳細な記述によりさらに明かとなろう。

［実施例］ 添付図に示される内容は提出された本発明の解説を目
的としたものであつて、本発明を限定するものではな
く、第１図は自己バイアス式スコロトロン・グリツドを
低電流高電圧で作動する素子の電源として使用する例を
示す。受光面Ｓに充電するためのスコロトロン10は、ピ
ンまたはワイヤで作られたコロナ電極12を具備し、高電
圧源14によりコロナ発生電圧まで駆動される。導電性グ
リツド16は、受光面Ｓに充電された電荷を制御するため
に受光面Ｓとコロナ電極12との間に挿入されている。受
光面Ｓ上で必要とされる電圧に応じて選定される要求電
圧レベルを導電性グリツド16の上で維持するために、導
電性グリツド16は接地電位に対して、例えばツエナーダ
イオード18のような定電圧素子を含む接地線17を介して
接続されている。ツエナーダイオードは、その降伏電圧
がグリツドの要求電圧に等しくなるように選定される。
もちろん、たとえばフオレーに付与された合衆国特許第
4,638,397号に記載されている種々の定電圧素子を組み
合わせて同様の効果を得ることが出来る。

本発明によれば、低電流消費高電圧要求装置20は接地
線17に接続してスコロトロン・グリツドから駆動され
る。装置20の必要印加電圧に応じて素子を、接地線17上
の任意の定電圧素子18とグリツドとの間に接続すること
もできるし、又は装置20を接地線17上の異なる降下電圧
値を有する素子18の間に接続して、必要な電圧値を選択
的に得ることが出来る。

典型的な、ピン形スコロトロン装置で発生されるグリ
ツド電流は約1.5ミリアンペアである。

別の実施例に於て、本技術分野に精通の技術者にはこ
れまでの説明から自明なように、スコロトロンはある場
合には、選択電圧と同じ値に自己バイアスをかけられた
導体シールドを具備している。このような場合には、導
体シールドは遮蔽の代わりに低電流高電圧源として使用
される。自己バイアスという特徴を有しているため、本
発明による電源装置を実施に移すためには相当な直流部
品を必要とする。

本発明の別な特徴として、第２図に示す接地線17内に
挿入されたツエナーダイオード18により指定電圧に自己
バイアスをかけられているグリツド16を具備するスコロ
トロン10は、ESV素子に電源供給を行なううえで有用で
ある。番号100で示されるESV回路は、定電流制限器102
を通してスコロトロン・グリツドから電流を得ている。
定電流制限器は可変抵抗器として作用する高電圧制御装
置104に一対のツエナーダイオード106および108を介し
て接続されている。浮動低電圧信号は、ツエナーダイオ
ード106、108から得られ、浮動低電圧電位を得るために
線路110上の＋Vcはツエナーダイオード106と定電流制限
器102との間に、また線路112上の−Vcはツエナーダイオ
ード108と高電圧制御装置104との間に、そして仮想接地
電位はツエナーダイオード106と108との間の線路114に
与えられている。±Vc信号は通常プローブ電子回路116
を構成する低電力演算増幅器が必要とするバイアス信号
を与えるために用意されている。高電圧制御装置104
は、ツエナーダイオードと電流制限器との間で生じる電
圧降下量を制御している。線路118は電圧検出プローブ
（図示せず）からの出力を示す。

第３図には、実施例の詳細構成が示されていて、接地
線17内に挿入されたツエナーダイオード18により指定電
圧に自己バイアスをかけられているグリツド16を具備す
るスコロトロン10は、ESV素子に電源供給を行なううえ
で有用である。定電流制限器102は、接地された抵抗器2
02と直列接続されたツエナーダイオード200を有する。
抵抗器202にかかる電圧は、PNPトランジスタ204のベー
スに加えられる。トランジスタ204のエミツタは、抵抗
器206を通して高電圧電流（今回の場合はスコロトロン
・スクリーン）に接続されている。そしてトランジスタ
204のコレクタは、ツエナーダイオード106の陰極に接続
されている。高電圧制御装置104は演算増幅器208を有
し、その出力はトランジスタ210のベースに入力されてN
PNトランジスタ210を流れる電流を制御し、以下に説明
するように電圧検出プローブからの電圧信号を増幅す
る。

線路110における＋Vcおよび線路112における−Vcとし
て示される浮動低電圧信号はプローブ電子回路116を駆
動する。このプローブ電子回路は演算増幅器212を有し
これは導線118によつて例えば日本国の日本電気株式会
社製のNEC Model NMU−17Dのような音叉式プローブに接
続されている。増幅器の基準線は、導線114において浮
動コモンに接続されている。プローブ電圧の検出値に対
応する導線213上の、増幅された出力は高電圧制御装置1
04を駆動する。信号は、ロツクイン増幅器と積分コント
ローラ214の組合せ、またはその他のよく知られている
型のコントローラで処理される。

浮動低電圧信号＋Vcおよび−Vcはまた演算増幅器216
をも駆動しているが、この演算増幅器の目的は二つあつ
て、ひとつは音叉式プローブを駆動することであり、も
うひとつはプローブが作動状態になつたときにロツクイ
ン増幅器および積分コントローラ214にタイミング信号
を供給することである。演算増幅器216の接地入力線は
浮動接地電位に接続されている。

従来技術によるESVと比較して本構成の特に優れてい
る点は、変圧器を必要としないため高電圧低電力消費ES
Vを一枚の共通半導体基板の上に製造できることであ
る。もちろん、ここに記述したESVの構成がさきに述べ
たスコロトロン・グリツド電源装置とともに使用すると
いう利点の他に、それ以外の高電圧低電流電源装置とと
もに使用する場合でも有用であることは論を待たない。

【図面の簡単な説明】

第１図は自己バイアス式スコロトロン・グリツドを低電
流高電圧を必要とする装置の電源装置として使用した例
を模式的に示す図、 第２図は自己バイアス式スコロトロン・グリツドを低電
流高電圧ESVの電源装置として使用した例を模式的に示
す図、 第３図は低電流高電圧で使用するのに適したESV回路を
模式的に示す図。 ［符号の説明］ 10……スコロトロン 12……コロナ電極 14……高電圧源 16……導電性グリツド 17……接地線 18……ツエナーダイオード 20……低電圧消費高電圧要求素子 100……ESV回路 1O2……定電流制限器 104……高電圧制御装置 106,108……ツエナーダイオード 116……プローブ電子回路 208,216……演算増幅器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子写真装置であって、 受光面に電荷を供給し、直流電源を有しコロナ発生状態 を起こすコロノードを有するコロナ荷電装置と、 前記コロノードの近傍に配置された導電部材とを有し、 前記導電部材は、前記コロノードからのコロナ電流によ
   って誘起される電圧を制御するように構成された自己バ
   イアス部を有し、前記自己バイアス部が前記導電部材と
   接地との間に配置され低電流高電圧電力を供給する第１
   の定電圧装置を含み、 前記導電部材と、前記第１の定電圧装置との間に電気的
   に接続され、該接続点で前記第１の定電圧装置から前記
   低電流高電圧電力を受ける低電流高電圧要求装置を有
   し、 前記低電流高電圧要求装置は、 受光面上の電圧を検出して、該電圧に対応する信号を発
   生するプローブと、前記第１の定電圧装置に接続された
   定電流源と、 前記定電流源に接続され一定の電圧降下を有し、該定電
   流源との間に第１と第２の浮動電圧と相対的な接地電位
   を供給する第２の定電圧装置と、 前記第２の定電圧装置での電圧レベルを前記電圧に対応
   する信号に応じて可変制御する電圧制御器と、 前記電圧制御器を可変制御するための前記電圧に対応す
   る信号を調整する信号処理装置とを有し、該信号処理装
   置が前記第１と第２の浮動電圧で駆動される電子写真装
   置。