JP3299879B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感光体等からなる
記録媒体に画像を形成するための画像形成装置であっ
て、特に記録媒体の帯電と記録媒体上に形成される静電
潜像を現像する時に現像手段に供給する現像バイアス電
圧との差を一定にすることで画質を安定させるようにし
た画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置、特に電子写真方式を利用
してなる複写装置やレーザプリンタ等においては、記録
媒体である感光体を均一に帯電し、帯電後に原稿による
反射光、あるいは画像情報に応じて駆動されるレーザ光
の照射により、感光体表面に静電潜像が形成され、これ
を可視像とするために現像剤等を用いて現像している。
この現像された像は、適宜搬送されてくる記録紙に転写
され、該記録紙を定着装置へと送り込むことで、記録紙
上に転写されたトナー像は永久像として定着された後、
外部に出力される。

【０００３】ここで、上記感光体を特定の極性に帯電さ
せるために、感光体と対向してグリッドを配置してなる
コロナ放電装置である帯電手段を設けている。また、感
光体上に形成された静電潜像を現像するための現像手段
においては、現像剤であるトナーが、感光体表面に形成
された静電潜像の領域以外の背景部分（非画像部領域）
に付着するのを阻止するために、現像バイアス電圧が供
給されている。

【０００４】上記現像バイアス電圧は、一般的にトナー
が付着する領域以外の感光体の電位に応じて適宜決めら
れる。そのため、現像バイアス電圧は、感光体に形成さ
れた静電潜像以外の非画像部領域に電位と一定の関係、
特に一定の差になるような値に設定されている。

【０００５】例えば、図９に示すように感光体１００を
均一に帯電させるための帯電手段であるコロナ放電装置
１０１は、コロナ放電を行うワイヤ電極１０２を、感光
体１００と対向する側を開放しその他の部分をシールド
するシールド板１０３を備え、該シールド板１０３の開
放部に感光体１００と対向させてグリッド電極１０４を
配置しており、該グリッド電極１０４にはツェナーダイ
オード１０５が接続されており、該ツェナーダイオード
１０５にて所定の電圧が供給されることになる。

【０００６】一方、感光体１００が均一に帯電された後
に、図示していない画像に応じた光像が照射されると、
その照射された光像に応じて感光体１００の表面に電位
差に応じた静電潜像が形成される。この潜像を現像する
ために現像ローラ１０６が対向して配置されている。こ
の現像ローラ１０６には、トナーを含む現像剤が吸着さ
れており、回転することで現像剤が感光体１００へと搬
送される。この現像ローラ１０６には、現像バイアス電
圧の供給源である電源回路１０７が接続されており、該
電源回路１０７の出力に上記ツェナーダイオード１０５
の一方の端子が接続されている。

【０００７】上記現像バイアス電圧の電源回路１０７
は、その回路構成を簡単に説明すれば、パルス幅制御回
路１０８を備え、該回路より所定の周期でのパルス幅を
有した信号が出力されることで、そのパルス幅に応じて
ＯＮ／ＯＦＦ駆動されるトランジスタ１０９、該トラン
ジスタ１０９と直流電圧１１０との間に接続される一時
巻線を有する高圧トランス１１１、該高圧トランス１１
１の二次巻線に接続される整流用のダイオード１１２及
び平滑コンデンサ１１３から構成されている。そして、
電源回路１０７からの出力電圧は抵抗１１４と１１５と
で分圧した電圧を上記パルス幅制御回路１０８へとフィ
ードバックする。これにより、パルス幅制御回路１０８
は、抵抗１１５に発生する電圧が一定になるように出力
するパルス幅を調整した信号を出力する。従って、現像
ローラ１０６に決められた一定の電圧を供給している。

【０００８】また、コロナ放電装置１０１のワイヤ電極
１０２に供給する高電圧の電源回路１２０は、バイアス
電圧の電源回路と同様に、パルス幅制御回路１２１を備
え、その出力がベース端子に供給されパルス幅に応じて
ＯＮ／ＯＦＦ駆動されるトランジスタ１２２、該トラン
ジスタと直流電圧との間に接続される一次巻線Ｔ１及び
出力側の二次巻線Ｔ２を備える高圧トランス１２３、二
次巻線Ｔ２に接続されたダイオード１２４及びコンデン
サ１２５とから構成され、ダイオード１２４のカソード
側を出力として上記コロナ放電のワイヤ電極１０２に供
給している。

【０００９】上記ワイヤ電極１０２に流れる電流を所定
の電圧に変換する抵抗１２６に生じる出力を上記パルス
幅制御回路１２１にフィードバックしている。従って、
抵抗１２６に発生する電圧が一定となるようにパルス幅
制御回路１２１からパルス幅が制御された信号が出力さ
れることで、ワイヤ電極１０２へと流れ込む電流を一定
になるように制御している。

【００１０】以上の構成によれば、コロナ放電装置１０
１によるコロナ放電により、この時の放電電流の一部が
グリッド電極１０４に流れ、ツェナーダイオード１０５
へと流れる。この電極によりツェナーダイオード１０５
がＯＮし、一定の電圧が発生する。これにより、感光体
１００は、一定の電圧で決まる電位に均一に帯電され、
その後に光像により露光され、静電潜像が形成される。
この潜像は、現像バイアス電圧が供給されている現像ロ
ーラ１０６に対向することで、トナーにて可視像化され
る。

【００１１】この時、感光体１００に形成された静電潜
像を現像する時の画質を安定させるためには、グリッド
電極１０５に供給されるグリッド電圧と、現像ローラ１
０６に供給される現像バイアス電圧との差が、一定の差
を保つように制御することが重要となる。もし、電位差
が必要以上に大きくなると画像の白い部分（背景領域）
にかぶりが発生し、電位差が必要以上に小さくなると濃
度が低下するとうの問題が生じる。

【００１２】しかしながら、図９に示すようにツェナー
ダイオード１０５をグリッド電極と現像ローラに供給す
る出力電圧との間に接続することで、現像バイアス電圧
及びコロナ放電装置に供給される電圧、特にグリッド電
圧が多少変動しても、常にツェナーダイオード１０５に
て決まる電圧の差が維持され、上述の問題が解消でき
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】以上の従来技術におい
ては、上述したようにツェナーダイオード等の定電圧素
子を設けることで、グリッド電極と現像ローラとに供給
される電圧の差を常に一定にできる効果がある。

【００１４】しかしながら、ツェナーダイオードやバリ
スタ等の定電圧素子は、温度−電圧特性、及び電流−電
圧特性が悪く、これらの要因で一定の電圧を得られなく
なる。例えば、図１０に示すように、ツェナーダイオー
ドによれば、温度に応じて定電圧素子間の電圧が変化す
る。また、バリスタによれば図１１に示すように、流れ
る電流に応じて端子間の電圧が一定とならない。

【００１５】以上のことから、温度変化や、電流変化に
よりグリッド電極及び現像部分に供給される電位差が必
要以上に大きくなったり、小さくなるため、上述した不
具合を解消することができなくなる。

【００１６】また、図９の方法によれば、現像ローラ１
０６に供給する電圧が非常に高い。例えば正転現像であ
れば、１５０〜２５０Ｖ、反転現像であれば３５０〜４
５０Ｖであり、低コストで安定した電圧回路を得ること
ができないだけでなく、上述の理由により定電圧素子を
代用させて構成することはできない。しかも、コロナ放
電装置のグリッド電極１０４に供給する電源とは別に、
現像バイアス電圧用の電源回路を必要とする。これは、
高圧トランス等が別に必要となり電源回路が占めるスペ
ースが多くなり、装置全体での小型化に問題が残るだけ
でなく、電源回路のコストの低減が望めなくなる。

【００１７】さらに、画質調整のために、フォトモード
や、トナー消費を軽減させるためのトナーセーブモード
等が画像形成装置に備えられている場合、これらのモー
ド選択に応じてグリット電極に供給する電圧を制御する
必要があり、これに応じて現像バイアスを制御する必要
がある。そのため、高電圧の出力調整を行う必要がある
が、簡単に制御することはできず、コストの増大ともな
り、電源回路が非常に複雑になる。

【００１８】上記フォトモードとは、写真等の中間調の
画像を形成する時にトナーの付着量を多少なりとも押さ
え、中間調の再現性を良好にするようにしている。ま
た、トナーセーブモードとは、通常の画像濃度より薄く
し、トナー消費を軽減させるために利用させるモードで
ある。従って、フォトモード、トナーセーブモード、あ
るいは通常の画像形成モードが設定可能であり、必要な
モードが適宜選択される。

【００１９】本発明は上述の問題点を解決するために、
グリット電極のグリッド電圧と現像バイアス電圧との差
が、温度や流れる電流に左右されることなく、常に一定
差で制御できる装置を提供することを目的とする。

【００２０】また、本発明の目的は、現像バイアス電圧
の電源回路を設けることなく、上述したグリット電極の
電圧と、現像バイアス電圧との差を一定に制御すること
にある。

【００２１】さらに、本発明の装置は、その回路構成を
複雑にすることなく、簡単が回路構成により低いコスト
で実現すると同時に画質調整をも簡単に行えることを目
的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の上述したグリッ
ド電圧と現像バイアス電圧とを決められた電位差に維持
する目的を達成するための画像形成装置は、必要な画像
を形成するための記録媒体と、該記録媒体を特定の極性
に帯電させるために記憶媒体と対向してグリッド電極を
配置してなる帯電手段と、上記グリッド電極に予め決め
られた電圧を供給するグリッド電圧供給手段と、上記記
憶媒体上に光による画像を照射させる光学手段と、該光
学手段による記憶媒体上の光の照射により形成された静
電潜像を可視像として現像する現像手段と、該現像手段
に予め決められた現像バイアス電圧を供給する現像バイ
アス電圧供給手段と、を備えた画像形成装置において、
上記グリッド電極に供給されるグリッド電圧を検出する
グリッド電圧検出部と、 上記現像手段に供給される現
像バイアス電圧を検出する現像バイアス電圧検出部と、
上記両検出部によるグリッド電圧と現像バイアス電圧と
の差を検出する差検出手段と、上記グリッド電圧供給手
段又は現像バイアス電圧供給手段の一方が定電圧を供給
するものであって、上記差検出手段にて検出された差に
応じて、上記グリッド電圧と現像バイアス電圧とが予め
設定されている電位差になるように定電圧供給が行なわ
れない上記グリッド電圧供給手段又は現像バイアス電圧
供給手段側の供給電圧を制御する制御手段と、を備えた
ことを特徴とする。

【００２３】また、上記グリッド電圧供給手段は、グリ
ッド電極に流れる電流を制御するトランジスタからな
り、上記グリッド電圧検出部はグリッド電圧を分圧し必
要な電圧として検出し、現像バイアス電圧検出部は現像
バイアス電圧を分圧し必要な電圧として検出してなり、
この両検出部の検出電圧を上記差検出手段に入力し、該
差検出手段からの電位差に応じた出力にて上記制御手段
は、上記トランジスタに流れる電流量を制御することを
特徴とする。

【００２４】以上の構成によれば、グリッド電圧が何ら
かの要因により変動すれば、その変動状態においてグリ
ッド電圧検出部がその変動による電圧を検出する。この
検出した電圧は差検出手段にて差が検出され、制御手段
にてその差に応じて、例えばグリッド電圧供給手段によ
る供給電圧を制御するように動作する。そこで、グリッ
ド電圧供給手段であるトランジスタのベース端子に、上
記差検出手段による差に応じて信号を供給し、電流量を
制御することで、グリッド電極に生じる電圧が制御され
る。この結果、グリッド電圧が高い方に変動すれば、ト
ランジスタに流れる電流量を多くするようにすること
で、グリッド電極に発生するグリッド電圧が低くなるよ
うに制御され、現像バイアス電圧との電位差を一定の状
態に維持制御できる。

【００２５】また、本発明の上述の目的を含め、現像バ
イアス電源を供給する供給源を別途設けることなく、そ
の回路構成を簡単にする目的を達成するための画像形成
装置は、必要な画像を形成するための記録媒体と、該記
録媒体を特定の極性に帯電させるために記憶媒体と対向
してグリッド電極を配置してなる帯電手段と、上記グリ
ッド電極に予め決められた電圧を供給するグリッド電圧
供給手段と、上記記憶媒体上に光による画像を照射させ
る光学手段と、該光学手段による記憶媒体上の光の照射
により形成された静電潜像を可視像として現像する現像
手段と、該現像手段に予め決められた現像バイアス電圧
を供給する現像バイアス電圧供給手段と、を備えた画像
形成装置において、上記グリッド電極に上記グリッド電
圧供給手段にて定電圧が供給され、 上記現像バイアス電
圧供給手段が、上記グリッド電極に供給された電圧をイ
ンピーダンス手段を介して上記現像手段に現像バイアス
電圧として供給する構成とし、上記グリッド電極に供給
されるグリッド電圧を検出するグリッド電圧検出部と、
上記現像手段に供給される現像バイアス電圧を検出する
現像バイアス電圧検出部と、上記両検出部によるグリッ
ド電圧と現像バイアス電圧との差を検出する差検出手段
と、上記差検出手段にて検出された差に応じて、上記グ
リッド電圧と現像バイアス電圧とが予め設定されている
電位差になるように上記インピーダンス手段を介して供
給される現像バイアス電圧を制御する制御手段と、を備
えたことを特徴とする。

【００２６】そこで、現像手段に供給される電圧を制御
するために、該現像手段にながれる電流を制御するため
のトランジスタを設け、上記グリッド電圧と現像バイア
ス電圧との差が一定になるように、上記制御手段は上記
トランジスタを介して流れる電流量を制御することを特
徴とする。

【００２７】この構成によれば、現像バイアス電圧は、
グリッド電極に供給される電圧にて補償される。そし
て、グリッド電圧と現像バイアス電圧との電位差を一定
に維持制御するために、現像手段に供給される電圧を制
御している。特に、グリッド電圧が高くなれば、その時
の電圧が検出部にて検出され、差検出手段による出力が
変化し、現像手段にトランジスタを介して流れる電流を
少なく制御され、よって現像手段に供給される電圧を高
くできる。これにより、電位差を一定に維持制御でき
る。

【００２８】さらに、本発明の画質調整を簡単に行う目
的を達成するための画像形成装置は、必要な画像を形成
するための記録媒体と、該記録媒体を特定の極性に帯電
させるために記憶媒体と対向してグリッド電極を配置し
てなる帯電手段と、上記グリッド電極に予め決められた
電圧を供給するグリッド電圧供給手段と、上記記憶媒体
上に光による画像を照射させる光学手段と、該光学手段
による記憶媒体上の光の照射により形成された静電潜像
を可視像として現像する現像手段と、該現像手段に予め
決められた現像バイアス電圧を供給する現像バイアス電
圧供給手段と、を備えた画像形成装置において、上記静
電潜像を現像する時に付着される現像剤の量を規制し、
種々の画質を選択できるようにする画質モード選択手段
と、上記グリッド電極に供給されるグリッド電圧を分圧
し必要な電圧として検出すると同時に、上記画質モード
選択手段にて選択された画質モードに応じてグリッド電
圧を検出するグリッド電圧検出部と、上記現像手段に供
給される現像バイアス電圧を分圧し必要な電圧として検
出する現像バイアス電圧検出部と、上記画質モード選択
手段にて選択されたグリッド電圧検出部及び現像バイア
ス電圧検出部の検出電圧との差を検出する差検出手段
と、該差検出手段にて検出された差に応じて、上記予め
設定されているグリッド電圧と現像電圧との電位差が一
定になるように上記グリッド電圧供給手段又は現像バイ
アス電圧供給手段による供給電圧を制御する手段と、を
備えたことを特徴とする。

【００２９】さらに、本発明の画質調整を簡単に行う目
的を達成するための画像形成装置は、必要な画像を形成
するための記録媒体と、該記録媒体を特定の極性に帯電
させるために記憶媒体と対向してグリッド電極を配置し
てなる帯電手段と、上記グリッド電極に予め決められた
電圧を供給するグリッド電圧供給手段と、上記記憶媒体
上に光による画像を照射させる光学手段と、該光学手段
による記憶媒体上の光の照射により形成された静電潜像
を可視像として現像する現像手段と、該現像手段に予め
決められた現像バイアス電圧を供給する現像バイアス電
圧供給手段と、を備えた画像形成装置において、上記グ
リッド電極に上記グリッド電圧供給手段にて定電圧が供
給され、上記静電潜像を現像する時に付着される現像剤
の量を規制し、種々の画質を選択できるようにする画質
モード選択手段と、上記グリッド電極に供給されるグリ
ッド電圧を上記各画質モード毎に分圧し、必要な電圧と
して検出すると同時に、上記画質モード選択手段にて選
択された画質モードに対応したグリッド電圧を検出する
グリッド電圧検出部と、上記現像手段に供給される現像
バイアス電圧を分圧し必要な電圧として検出する現像バ
イアス電圧検出部と、上記画質モード選択手段にて選択
されたグリッド電圧検出部及び現像バイアス電圧検出部
の検出電圧との差を検出する差検出手段と、上記差検出
手段にて検出された差に応じて、上記グリッド電圧と現
像バイアス電圧とが選択された画質モードに応じ予め設
定された電位差になるように上記現像バイアス電圧供給
手段又は現像バイアス電圧供給手段側の供給電圧を制御
する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

【００３０】なお、上記グリッド電極に供給される電圧
が、予め決められた値を越えた時、又は予め決められた
値を下回った時に、その異常を検出するために、グリッ
ド電圧供給部を停止させる。これは、上述したようにグ
リッド電圧と現像バイアス電圧との電位差を一定に維持
制御するための構成要素をそのまま利用できるため、特
別な回路を個別に設ける必要はなくなる。

【００３１】また帯電手段が記録媒体を負に帯電させる
状態においては、上記グリッド電圧等を検出する電圧が
負になるため、差検出手段及び制御手段が負の電圧にて
動作させる必要がある。そこで、上記グリッド電圧検出
部及び現像バイアス検出部にて検出される電圧が正にな
るように、該両検出部に正の低電圧源を接続し、上記差
検出部及び制御手段を正の電源にて動作させることがで
きる。

【００３２】

【発明の実施の形態】図１は本発明における画像形成装
置に備えられる第１の実施形態による回路構成を示すも
のである。また図２は、画像形成装置の要部を示す断面
図である。

【００３３】まず図２に従って、本発明にかかる画像形
成装置について説明する。図において、矢印方向に回転
駆動される感光体１に対向してコロナ放電を行うこと
で、感光体１表面を特定の極性に均一に帯電する帯電手
段であるコロナ放電装置２を設けている。この実施形態
においては、感光体１を帯電する極性としては負として
説明するが、当然正であっても同様に実施できる。

【００３４】このコロナ放電装置２は、コロナ放電を行
うワイヤ電極２ａ、該ワイヤ電極２ａの周囲を囲い感光
体１と対向する部分が開口され接地されたシールド電極
２ｂ、該シールド電極２ｂの開口部に設けられたグリッ
ト電極２ｃとから構成されている。上記シールド電極２
ｂは接地されており、ワイヤ電極２ａは、電源回路３に
て所定の高電圧が供給されており、グリット電極２ｂは
図示しないが図１に示すように所定の電圧が供給される
ように構成されている。

【００３５】上記感光体１は、上述のコロナ放電装置２
にて特定極性、この実例ではグリット電極２ｃの電位に
応じた負極性に均一帯電され、その表面に画像露光４が
行われる。この画像露光４は、複写機においては原稿か
らの反射光を結像レンズを備える光学手段を介して光像
として露光するものである。あるいは、レーザプリンタ
によれば、半導体レーザを画像情報に応じて駆動制御し
たレーザビームを偏向部材及び各種レンズにて構成され
る光学手段を介して光像を照射するものである。

【００３６】続いて、感光体１は、上記画像露光４によ
る光像が照射されることで、その光像に応じた静電潜像
が形成され、これを可視像化するために現像装置５と対
向する現像領域へと回転される。該現像装置５は、図に
示すように現像槽５１内に貯蔵されるトナーを含む現像
剤を、例えば磁気的に吸着する回転スリーブを含む現像
ローラ５２を備えている。この現像ローラ５２は、上記
回転スリーブ内に、図示していない回転周囲の方向に沿
って複数の磁極からなる磁石が設けられており、スリー
ブが回転することで、現像剤を磁気的に吸着し、回転す
る感光体１と対向する現像領域へと搬送する。

【００３７】上記現像剤は、例えば磁性トナーからなる
一成分系の磁性トナーや、非磁性のトナー、またはトナ
ーと磁性キャリアからなる。そして、現像ローラ５２に
は、電源回路６より所定の現像バイアス電圧が供給され
ており、感光体１に形成された静電潜像の背景領域（非
画像部領域）にトナーが付着しないようにしている。

【００３８】現像装置５により感光体１に形成された静
電潜像が現像されることで、該現像されたトナーによる
可視像は、コロナ放電装置からなる転写用の放電装置７
と対向する領域へと感光体１の回転により送られる。こ
の領域には、感光体１の回転位置に同期するタイミング
で送り制御される記録紙８が図示しない搬送系の搬送手
段を介して搬送されてくる。これにより、転写用放電装
置７の作用により記録紙８の背面がトナーと逆極性に帯
電されることで、感光体１に現像装置５にて現像された
トナー像が静電転写される。

【００３９】トナー像が転写された記録紙８は、即座に
感光体１から剥離され、図示しない定着装置へと搬送さ
れ、未定着像であるトナー像は記録紙８上に永久像とし
て定着された後、画像形成装置より出力（排出）され
る。

【００４０】上記転写領域において、記録紙８上に転写
されなかったトナー像が感光体１に残る。この感光体１
に残留する不要トナーは、クリーニング装置９にて、感
光体１表面から除去され回収される。クリーニング装置
９には、感光体１表面に所定の圧力により圧接された弾
性ゴム等からなるクリーニングブレード９１、該クリー
ニング９１にて掻き落とされたトナーを収容し回収する
収容容器９２、及び収容容器９２に回収された不要トナ
ーを図示しない他の回収容器へと搬送する搬送手段等が
備えられている。

【００４１】最後に、感光体１表面が上述した帯電及び
転写により、不要な電荷が残る。この電荷が存在した状
態で、上記コロナ放電装置２にて帯電を行った場合、部
分的な残留電荷の影響により均一な帯電を行えなくな
る。このため、クリーニング装置９の下流側に感光体１
表面を均一に光照射する除電装置１０が設けられてい
る。この除電装置１０にて、感光体１に残留する電荷が
放電され、感光体１表面は均一な電位、例えばほぼ
“０”電位に除電される。

【００４２】（第１の実施形態）次に、上述した図２に
示す画像形成装置において、本発明によるコロナ放電装
置２のグリッド電極２ｃに供給する電圧と、現像装置５
の現像ローラ５２に供給する現像バイアス電圧との差を
決められた値に設定する回路構成について図１に従って
説明する。

【００４３】コロナ放電装置２のワイヤ電極２ａに供給
する高圧を発生する電源回路３は、パルス幅制御回路３
１、該パルス幅制御回路３１より出力されるパルス幅に
て応じた信号にて、スイッチングされるトランジスタ３
２、一次側に生じる電圧を２次側にて昇圧させる高圧ト
ランス３３、高圧トランス３３の二次側に発生する高電
圧を整流するためのダイオード３４及び平滑用のコンデ
ンサ３５とから構成されている。パルス幅制御回路３１
は、その出力を上記トランジスタ３２のベース端子に供
給しており、該トランジスタ３２のエミッタ端子が接地
され、コレクタ端子をトランス３３の一次巻線の一方の
端子に接続している。また、上記トランス３３の一次巻
線の他の端子には、直流電圧＋Ｖが供給されており、該
直流電圧＋Ｖはパルス幅制御回路３１にも供給されてい
る。

【００４４】そして、トランス３３の二次巻線の一方に
は、ダイオード３４のカソード側が接続され、該ダイオ
ード３４のアノード側とトランス３３の二次巻線の他端
との間に平滑用のコンデンサ３５が接続されている。上
記ダイオード３４のアノード側が電源回路３の出力端子
となり、コロナ放電装置２のワイヤ電極２ａに負の直流
高電圧を供給している。

【００４５】また、トランス３３の二次巻線の他端は、
ワイヤ電極２ａに流れ込む電流量を検出する抵抗３６が
接地との間に接続されている。この抵抗３６の間に発生
する電圧、つまりワイヤ電極２ａへと流れ込む電流を検
出するために変換した電圧は、上記パルス幅制御回路３
１にフィードバックされる。

【００４６】以上の電源回路３の回路構成、特にパルス
幅制御回路３１は、電流検出用の抵抗３６に発生する電
圧が、予め決められた電圧値になるように、パルス幅を
制御した信号を出力する。例えば、ワイヤ電極２ａに流
れる電流が小さくなれば、抵抗３６に発生する電圧が小
さくなることから、パルス幅制御回路３１は、所定周期
内でパルス幅を広くした信号を出力する。これにより、
トランス３２のＯＮする時間が長くなり、トランス３３
の二次側に生じる電力量を増加するように動作し、ワイ
ヤ電極２ａに流れる込む電流量が多くなるように制御さ
れる。

【００４７】従って、電源回路３は、コロナ放電装置２
のワイヤ電極２１に流れる電流が常に一定に流れるよう
に制御することができる。

【００４８】このコロナ放電装置２のグリッド電極２ｃ
には、グリッド電圧供給手段を構成しているトランジス
タ１１が接続されている。このトランジスタ１１のコレ
クタに流れる電流を制御することで、グリッド電極２ｃ
に供給される電圧を制御できる。この制御については後
に詳細に説明する。

【００４９】一方、現像装置５の現像ローラ５２に現像
バイアス電圧を供給するための現像バイアス電圧電源回
路６は、パルス幅制御回路６１、該パルス幅制御回路６
１より出力されるパルス幅にて応じて信号にてスイッチ
ングされるトランジスタ６２、一次側に生じる電圧を昇
圧させる高圧トランス６３、高圧トランス３３の二次側
に発生する高電圧を整流するためのダイオード６４及び
平滑用のコンデンサ６５とから構成されている。パルス
幅制御回路６１は、その出力を上記トランジスタ６２の
ベース端子に供給しており、該トランジスタ６２のエミ
ッタ端子を接地し、コレクタ端子をトランス６３の一次
巻線の一方の端子に接続している。また、上記トランス
６３の一次巻線の他の端子には、直流電圧＋Ｖが供給さ
れており、該直流電圧＋Ｖはパルス幅制御回路６１にも
供給されている。

【００５０】そして、トランス６３の二次巻線の一方に
は、ダイオード６４のカソード側が接続され、該ダイオ
ード６４のアノード側とトランス６３の二次巻線の他端
との間に平滑用のコンデンサ６５が接続されている。上
記ダイオード６４のアノード側が電源回路６の出力端子
となり、現像ローラ５２、特にスリーブに供給されてい
る。

【００５１】また、上記出力端子には、その発生する電
圧を分圧し、低電圧を出力するための抵抗６６及び６７
が接地との間に接続されている。つまり、現像ローラ５
２に供給される電圧値を一定にするために、抵抗６６と
６７にて分圧した分圧電圧、特に抵抗６７に発生する電
圧をパルス幅制御回路６１にフィードバックしている。

【００５２】上記パルス幅制御回路６１は、電圧検出用
の抵抗６７に発生する電圧が決められた電圧値になるよ
うにトランジスタ６２のベース端子に供給する信号のパ
ルス幅を制御する。例えば、現像ローラ５２に供給され
る電圧が低くなれば、抵抗６７に発生する電圧が小さく
なることから、パルス幅制御回路３１は、所定周期内で
パルス幅を広くした信号を出力する。これにより、トラ
ンジスタ６２のＯＮする時間が長くなり、トランス３３
の二次側に生じる電力量を増加するように動作し、これ
により現像ローラ５２に供給される電圧を高くするよう
に制御できる。よって、現像ローラ５２への現像バイア
ス電圧を、決められた値になるように制御できる。

【００５３】そこで、本発明の第１の実施形態によれ
ば、上述したグリッド電極２ｃに供給されるグリッド電
圧と、現像ローラ５２に供給される現像バイアス電圧と
の電位差を、予め決められた値に制御するために、グリ
ッド電圧２ｃに供給されるグリッド電圧を分圧する分圧
抵抗１２及び１３と、現像ローラ５２に供給される現像
バイアス電圧を分圧する分圧抵抗１４及び１５を設けて
いる。この分圧抵抗１３に発生する電圧は、低電圧とな
りグリッド電極２ｃに供給される電圧に対応しており、
また分圧抵抗１５に発生する電圧は、現像ローラ５２に
供給される現像バイアス電圧に対応している。

【００５４】上記分圧抵抗１３と１５とに発生する各電
圧は、その両者の電位差を検出する差動増幅器であるオ
ペアンプ１６の各入力端子に入力している。このオペア
ンプ１６は、上述のようにグリッド電極２ｃと現像ロー
ラ５２に供給される各電圧の差を検出する手段を構成す
ると同時に、本発明においてはグリッド電極２ｃに供給
するグリッド電圧を制御する制御回路（制御手段）をも
構成している。

【００５５】そのために、グリッド電極２ｃにグリッド
電圧を供給するための電源手段を構成するトランジスタ
１１のベース端子には、上記オペアンプ１６の出力信号
が供給されている。トランジスタ１１のベースに流れる
電流が多くなれば、トランジスタ１１のコレクタ電流が
多くなり、結果としてコレクタ端子に接続されているグ
リッド電極２ｃに生じる電圧が下がる。ここで、オペア
ンプ１６は、各入力端子に入力される上述した検出抵抗
１３と１５に生じる電圧差に応じた出力を行うが、グリ
ッド電圧と現像バイアス電圧との差が決められた値の場
合には、グリッド電圧をその電圧値に維持するようにト
ランジスタ１１を介して流れるグリッド電流をその状態
に維持させる出力を行うように設定されている。

【００５６】つまり、現像ローラ５２に供給される電圧
を基準として、グリッド電極２ｃに供給される電圧が高
くなれば、現像ローラ５２の供給電圧との差が大きくな
る。これによりオペアンプ１６は、その出力してグリッ
ド電圧を低くなるようにし、現像バイアス電圧との電位
差を決められた値になるように出力する。その結果とし
て、トランジスタ１１のベース電流が多くなるように出
力する。これにより、グリッド電極２ｃの生じる電圧が
下がり、現像ローラ５２に供給されるグリッド電圧との
電圧差は一定の保持されるように制御される。

【００５７】そこで、画像形成動作が開始されれば、上
記コロナ放電装置２の動作を開始させるために、電源回
路３が動作を開始する。これによりワイヤ電極２ａに所
定の高電圧が供給される。この時、コロナ放電によりグ
リッド電極２ｃに一部放電電流が流れ、トランジスタ１
１及び検出用の抵抗１２，１３を介して電流が流れる。
そこで、トランジスタ１１に流れる電流を制限すること
で、グリッド電極２ｃには所定の電圧が発生する。つま
り、所定の電圧が供給されたことになる。このグリッド
電極２ｃに発生するグリッド電圧を一定にすることで、
感光体１表面を特定の極性、この例では負極性にグリッ
ド電極２ｃのグリッド電圧にほぼ等しくなる電位に感光
体１表面が均一に帯電される。

【００５８】一方、感光体１が上述のようにして均一に
帯電され、画像露光４が行われることで、感光体１表面
には画像露光に応じた静電潜像が形成される。この潜像
は、現像装置５の位置に搬送されことで、トナーにて現
像される。この時、現像ローラ５２には、潜像以外の背
景領域にトナーが付着しないような電圧が電源回路６よ
り供給されている。これにより、潜像の部分にのみトナ
ーが付着し、トナーにより可視像化される。

【００５９】上記電源回路６の特にパルス幅制御回路６
１から、現像ローラ５２に供給する電圧を一定にするよ
うに制御されたパルス幅の信号が出力されることから、
予め設定された電圧が現像ローラ５２に供給されてい
る。そこで、上記グリッド電極２ｃに発生するグリッド
電圧（供給電圧）を検出する分圧抵抗１３と、現像ロー
ラ５２に供給される現像バイアス電圧を検出する分圧抵
抗１５との電圧差が、オペアンプ１６にて検出され、こ
の差に応じた出力（電圧）がなされる。

【００６０】この時、現像ローラ５２においては、供給
される現像バイアス電圧が、電源回路６にて定電圧制御
されており、決められた電圧が供給されることになる。
そして、グリッド電極２３に発生する電圧が、温度や湿
度等の何らかの要因により高くなれば、上記現像バイア
ス電圧との電位差が大きくなる。そのため、その差は、
オペアンプ１６にて増幅され、電源手段であるトランジ
スタ１１のベース端子に供給される。この時、オペアン
プ１６の出力は、トランジスタ１１のベース電流が多く
なるように作用する。この結果、グリッド電極２ｃに発
生する電圧が小さくなり、グリッド電極２ｃの電圧と現
像ローラ５２の現像バイアス電圧との差を決められた一
定に制御できる。

【００６１】また、グリッド電極２３に発生するグリッ
ド電圧が小さくなれば、現像ローラ５２に供給される現
像バイアス電圧との差が小さくなる。そのため、そのオ
ペアンプ１６の出力が、トランジスタ１１のベース電流
を少なくするように制限する。これにより、グリッド電
極２ｃに流れる電流を小さくすることでグリッド電極２
ｃに発生する電圧を大きくするように制御できる。

【００６２】以上のように、現像ローラ５２とグリッド
電極２ｃとに供給される電圧の差が決められた値になる
ように制御されるため、感光体１に形成された静電潜像
を現像する場合に、潜像部分にトナーが付着し、これ以
外の背景部のトナーが付着することもなく、その時の現
像濃度の低下も生じることはなくなる。また、上記検出
抵抗１３及び１５、さらにオペアンプ１６は、電圧を必
要な値に分圧させ、また分圧した電圧の差を検出し増幅
するものであって、温度特定については無視できるレベ
ルとなる。特に温度特性に関しては抵抗１３や１５等の
特性できまり、上述した電位差を一定の維持するための
精度をかなり高くできる。

【００６３】この第１の実施形態においては、現像ロー
ラ５２に供給する電圧を電源回路６にて定電圧制御を行
うようにし、グリッド電極２ｃに供給する電圧を制御
し、これにより現像バイアス電圧との差を一定に制御す
るようにしている。そこで、現像ローラ５２に供給する
電圧を制御するようにしてもよい。これは、トランジス
タ１１に代えて、定電圧素子である例えばツェナーダイ
オードをグリッド電極２ｃと接地間に接続し、オペアン
プ１６の出力を現像バイアス電圧の電源回路６であるパ
ルス幅制御回路６１の制御用に入力するようにすればよ
い。

【００６４】つまり、グリッド電極２ｃ側の電圧が変化
すれば、現像ローラ５２側の現像バイアス電圧との間で
の差がオペアンプ１６にて検出される。この時、電源回
路６では通常は、抵抗６７の電圧を一定に制御するよう
に動作するものの、この抵抗６７にて出力が見かけ上、
上記グリッド電圧の変化にも応じて変えてやれば、その
時に応じてパルス幅の信号を出力することになる。例え
ば、グリッド電極２ｃの電圧が小さくなれば、その電圧
差が小さくなるため、その時のオペアンプ１６からの出
力により、上記抵抗６７に発生する電圧が見かけ上では
小さくなるようにしてパルス幅制御回路６１に入力させ
る。これにより、パルス幅制御回路６１は、出力電圧を
押さえるような小さいパルス幅の信号を出力し、結果と
して現像バイアス電圧を小さくするように制御する。よ
って、グリッド電極２３のグリッド電圧と現像バイアス
電圧との差を決められた値に設定できる。

【００６５】この場合には、定電圧素子であるツェナー
ダイオードの温度特性により、グリッド電極２３の電圧
が多少変動するとしても、その変動に応じて現像ローラ
５２に供給される現像バイアス電圧が制御され、一定の
電圧差を維持させるように制御されるため、現像不良が
生じることはなくなる。ここで、現像ローラ５２側の電
圧を制御するため、グリッド電極２ｃの電圧が変化した
時に、現像ローラ５２側の電圧を制御するため、両方が
変化する。この変化が大きくなれば画像濃度等が変化す
る可能性があり、図１に示すように常に決められた電圧
に制御してる方が好適であるといえる。しかし、現像バ
イアス電圧側を制御し、グリッド電圧との電位差を一定
にできることによる効果の方が良好であり、ツェナーダ
イオード等の定電圧素子による電圧変動としては、図１
０に示す通り１００Ｖ程度での変動はなく、十分に実施
に耐え得る。

【００６６】なお、図１においては、感光体１を帯電す
る極性としては負（−）であり、グリッド電極２ｃと現
像ローラ５２に供給される電圧が負となる。そのため、
供給電圧を検出する抵抗１３及び１５に生じる電圧も負
となる。そしてオペアンプ１６に供給する電圧は、負
（−）の直流電圧−Ｖとなるため、直流電源としては、
電源回路３及び６に供給する正の直流電圧＋Ｖ以外に、
負の直流電圧−Ｖを必要とする。そのため、直流電源回
路が増えコスト高になる。

【００６７】これを防止するために、図３に示すよう
に、グリッド電極２ｃに供給される電圧を検出する分圧
抵抗１３と接地間に正の低定電圧源＋Ｖ１を設ける。ま
た、現像バイアス電圧を検出する分圧抵抗１５及びトラ
ンジスタ１１のエミッタ端子についても、上記正の低定
電圧＋Ｖ１を介して接続する。その他の回路構成につい
ては、図１と同一であり、その作用効果も全く同一であ
る。

【００６８】このような回路構成によれば、上記分圧抵
抗１３及び１５に生じる電圧を正にすることができ、オ
ペアンプ１６に供給する電圧を正の直流電圧＋Ｖを供給
できる。そのため、電源回路３及び６等に供給される直
流電圧＋Ｖが正であるため、図１に示すように特別に負
の直流電圧−Ｖを出力させる直流電源回路を設ける必要
がなくなり、比較的低コストで実現できる。

【００６９】しかも、図４に示すように図３における低
定電圧源＋Ｖ１を、グリッド電極２ｃと現像ローラ５２
の現像バイアス電圧の検出用に設ける代わりとして、個
別に異なる値の第２低定電圧源＋Ｖ２を設けたものであ
る。

【００７０】例えば、本発明の実施形態によれば、現像
バイアス電圧を−１５０Ｖ、グリッド電極２３の電圧を
−６００Ｖに設定している。そこで、図３においては低
定電圧源＋Ｖ１は、直流電圧Ｖと同様に＋２４Ｖであ
り、説明を簡単にするために上記現像バイアス電圧及び
グリッド電極の電圧を検出する抵抗の分圧し、発生する
電圧を＋３Ｖとすれば、現像バイアス電圧の分圧比は、
１：（２４＋１５０）／（２４−３）であり、約１：
８．３である。また、グリッド電極２３の検出電圧によ
る分圧比は、１：（２４＋６００）／２１であり、約
１：２９．７となる。このため、現像バイアス電圧が
０．５Ｖ変動すれば、グリッド電極２３の電圧は１．８
Ｖ変動し、その電位差は１．５Ｖ変動する。

【００７１】上述した差をさらに小さくし、精度のより
高い制御を行うものが、図４に示す構成である。図に示
すように、現像バイアス電圧を検出するための分圧抵抗
６７には、第１の低定電圧源＋Ｖ１とは異なる値の第２
の低定電圧源＋Ｖ２を別途設けている。この第２の低定
電圧源＋Ｖ２として＋８Ｖを設定すれば、現像バイアス
電圧側の抵抗６７による分圧比は１：（８＋１５０）／
（８−３）であり、約１：３１．６となる。そのため、
現像バイアス電圧が０．５Ｖ変動してもグリッド電極の
電圧の変動は０．４７Ｖであり、電位差の変動は０．０
３Ｖにまで減少させることができる。

【００７２】従来の方法のように、現像バイアス電圧
と、グリッド電極２３への供給電圧とを独立して制御す
る場合には、同じ回路方式を使用すれば、グリッド電圧
の変動＝現像バイアス電圧の変動×（グリッド電圧／現
像バイアス電圧）となるため、（グリッド電圧／現像バ
イアス電圧）＞（現像バイアス電圧の分圧比／グリッド
電圧の分圧比）の条件内であれば、効果を発揮する。

【００７３】一方、図４では、第１及び第２の低定電圧
源を＋Ｖ１と＋Ｖ２の２種類設けている。そこで、上述
の条件を満足させるように図５に示すように第１の抵定
電圧源＋Ｖ１のみ設け、図４以上の効果を上げるもので
ある。そこで、第１の低定電圧源＋Ｖ１の電圧を抵抗１
７及び１８で分圧し、抵抗１８に発生する電圧をボルテ
ージフォロワ回路を構成するオペアンプ１９を介して、
現像バイアス電圧を検出するための分圧抵抗６７の一端
に供給する。その他の回路構成は、図４と全く同一で、
その作用効果も同一である。

【００７４】従って、コロナ放電装置２のワイヤ電極２
ａへの高電圧、現像ローラ５２への現像バイアス電圧の
供給動作、及びグリッド電極２ｃに発生（供給）するグ
リッド電圧を検出する分圧抵抗１３、現像ローラ５２に
供給される電圧を検出する分圧抵抗１５に生じる電圧の
差を検出し、これに応じてグリッド電極２ｃに供給する
グリッド電圧を制御する点については、図１にて説明し
た作用効果の通りである。

【００７５】図５のように２種の第１及び第２の低定電
圧源＋Ｖ１及び＋Ｖ２を設けることなく、第１の低定電
圧源＋Ｖ１にて図４と同様の制御を行える。特に、図４
の回路構成によれば、各定電圧源＋Ｖ１及び＋Ｖ２にお
ける各種部品のバラツキ、温度特性、電源電圧特性、負
荷電流特性により電圧変動が個々に独立して発生する。
そのため、多少とも制御の精度が低下する。例えば、本
発明の実施形態において、現像バイアス電圧を−１５０
Ｖ、グリッド電圧を−６００Ｖ、低定電圧源＋Ｖ１及び
＋Ｖ２の電圧を２４Ｖ及び８Ｖにした時、第１低定電圧
源＋Ｖ１が０．２Ｖ変動すれば、グリッド電圧は６Ｖ変
動し、第２低定電圧源＋Ｖ２が同様に０．２Ｖ変動すれ
ば、６．２Ｖに変動する。そのため、その差により多少
制御の精度が落ちる。しかし、図９に示したように、単
に定電圧素子であるツェナーダイオードを設ける場合に
比べればその精度においては別段の開きがある。

【００７６】これに対し、図５のように第１の低定電圧
源＋Ｖ１のみ設けることで、個々の電源でのバラツキに
よる変動がなくなるため、精度よく制御できる。つま
り、第１の低定電圧源＋Ｖ１の電圧を抵抗１７及び１８
で分圧し、この分圧された電圧をオペアンプ１９にて構
成されるボルテージフォロワ回路を経由させ、インピー
ダンスを低く変換した電圧を現像バイアス電圧の検出用
の第２の低定電圧源（＋Ｖ２）として使用すれば、第１
の低定電圧源＋Ｖ１とオペアンプ１９にて作り出す第２
低定電圧源（＋Ｖ２）との変動が同期するため、上述の
ような電位差が変動する要因がなくなる。これにより、
グリッド電圧と現像バイアス電圧の検出電圧を正確に検
出でき、さらに安定した制御を行える。このため、グリ
ッド電圧と現像バイアス電圧との電位差を決められた値
に維持する制御が安定し、よって画質状態を設定された
状態で維持できる。

【００７７】なお、図３ないし図５に示すようにオペア
ンプ１６に供給する直流電圧を正（＋）にするために、
グリッド電圧及び現像バイアス電圧を検出出力を正
（＋）にすべく、直流電圧＋Ｖ１や＋Ｖ２等を設けてい
る。これは、コロナ放電装置２にて、感光体１を負に帯
電させるためであって、感光体１を正（＋）に帯電させ
る場合には、オペアンプ１６には正の直流電圧を供給で
きるための、グリッド電圧及び現像バイアス電圧を検出
するための抵抗１３及び１５等に低定電圧源＋Ｖ１等を
設ける必要はなくなる。

【００７８】（第２の実施形態）以上の第１の実施形態
によれば、コロナ放電装置２に供給する電圧を生成する
電源回路３と、現像ローラ５２に供給するための現像バ
イアス電圧を生成するための電源回路６とを個別に設け
ている。つまり、電源回路３にて供給されるコロナワイ
ヤ電極２ｃの放電により生じる電流の一部をグリッド電
極２ｃに流し、これによる生じる電圧を電源とする回路
と、上記現像バイアス電圧を生成する電源回路６とを設
けている。そのため、各電源回路、特にＤＣ−ＤＣコン
バータである昇圧回路の構成が個別に２種必要となるた
め、コスト面で経済的とはいえない。また、高圧トラン
スを設ける必要性から当然電源回路部分が占めるスペー
スを大きくなり装置全体を大型化する。

【００７９】以上の点を解消するために、電源回路を一
方のみ設け、電源回路が占めるスペースを軽減すると同
時にコストの低下を図るために第２の実施形態として図
６を参照して説明する。

【００８０】図６における回路構成は、図１の回路構成
と、現像装置を構成する現像ローラ５２に供給される現
像バイアス電圧を、コロナ放電装置２に高電圧を供給す
るための電源回路にて兼用させるもので、その点で相違
する。ここでコロナ放電装置２の電源回路３は、図１と
全く同一であり、その構成は省略する。

【００８１】そして、グリッド電極２ｃにグリッド電圧
を供給するための電圧源としては、トランジスタではな
く、定電圧素子であるツェナーダイオード１１ａが設け
られており、該ツェナーダイオード１１ａがグリッド電
極２ｃと接地との間に接続されている。

【００８２】そこで、電源回路３が動作し、コロナ放電
装置２によるコロナ放電が開始すれば、その放電電流の
一部がグリッド電極２ｃ側へも流れる。そのため、グリ
ッド電極２ｃには、接続されているツェナーダイオード
１１ａで決まるグリッド電圧が発生、つまり供給される
ことになる。この時のグリッド電圧にて感光体１表面の
帯電電位が決まる。

【００８３】以上のように、グリッド電極２ｃにはグリ
ッド電圧が供給され、このグリッド電圧をインピーダン
ス手段である抵抗２０を介して現像ローラ５２に現像バ
イアス電圧として供給する。この現像バイアス電圧の値
を制御するために制御用トランジスタ２１が設けられ、
このトランジスタ２１のコレクタ側が現像ローラ５２に
接続されており、このトランジスタ２１のエミッタ側が
接地されている。従って、トランジスタ２３のベースに
流れる電流を制御することで、現像ローラ５２に供給す
る現像バイアス電圧を制御できる。

【００８４】そのために、図１の回路同様に、グリッド
電極２ｃのグリッド電圧と、現像ローラ５２の現像バイ
アス電圧を検出するために、分圧抵抗１２，１３、及び
１４，１５を接続し、分圧抵抗１３及び１５に発生する
電圧の差を検出し、その差を演算して増幅する演算増幅
器であるオペアンプ１６ａに入力する。そして、このオ
ペアンプ１６ａの出力を上記トランジスタ２１のベース
端子に入力させる。この実施形態においても、グリッド
電極２ｃ及び現像ローラ５２に供給する電圧は、負であ
るために、オペアンプ１６ａには負の電源電圧−Ｖ１が
供給されている。

【００８５】そこで、グリッド電極２ｃに供給されるグ
リッド電圧が変動し、例えば高くなれば、グリッド電極
２ｃのグリッド電圧と、現像ローラ５２の現像バイアス
電圧との差が実質的に大きくなることになる。そのた
め、グリッド電圧を検出する抵抗１３に発生する電圧が
（絶対値で）高くなり、オペアンプ１６ａからの出力
は、図１とは逆にトランジスタ２１のベース端子に流れ
る電流を少なくなるように作用する。その結果、トラン
ジスタ２１のコレクタ端子の電圧が（絶対値で）上昇す
る。この上昇した電圧が分圧抵抗１５にて検出され、そ
の電圧も（絶対値で）高くなり、上述したグリッド電圧
の検出電圧との電位差が一定になるように制御できる。

【００８６】また、グリッド電圧が下がれば、オペアン
プ１６ａの入力端子に供給される電圧差が小さくなり、
オペアンプ１６ａは、トランジスタ２１のベース電流の
流れを多くするように出力を行うことになる。つまり、
オペアンプ１６ａの出力電圧が負の方向に大きい値を出
力する。そのため、ベース電流が多くなることから、コ
レクタ電位が下がり、現像バイアス電圧を（絶対値で）
低くする。これにより、グリッド電圧と現像バイアス電
圧との差を一定に維持させることができ、安定した画質
を維持できる。

【００８７】この実施形態においても、第１の実施形態
同様に、トランジスタ２１及びオペアンプ１６ａの温度
特性はほとんど無視でき、温度特性は抵抗のみの特性で
きまり、高精度の制御を行える。また、図６に示すよう
に、グリッド電極２ｃに決められた電圧を供給するため
のツェナーダイオード１１ａによれば、周囲の温度、及
びコロナ放電装置２の周辺の形状のバラツキや、コロナ
放電のインピーダンスのバラツキによるグリッド電流の
変動により、グリッド電圧は変動する。しかし、この変
動に追従して現像バイアス電圧が制御されるため、実際
のグリッド電圧と現像バイアス電圧の電位差は決められ
た値に安定した状態で制御される。

【００８８】また、この第２の実施形態によれば、第１
の実施形態と比較し、感光体１を回転する時に、現像剤
を構成するキャリア上がりを防止するために常に主帯電
手段であるコロナ放電装置２をＯＮするために電源回路
３を駆動させる必要があるものの、現像バイアス電圧を
供給するための発生源が、コロナ放電装置２の電源回路
３より得る、つまりグリッド電極２ｃの供給電圧より得
るため、現像バイアス電圧を得るための電源回路６を必
要とせず、低コスト化及び回路の簡略化を行える。

【００８９】（第３の実施形態）以上の各実施形態にお
いては、グリッド電圧と現像バイアス電圧との差を決め
られた一定の値に制御することで、画像を形成する上で
の画質を安定させるための制御である。

【００９０】これに対し、画像形成装置においては、画
質調整、特に画質設定のために、写真（フォト）やトナ
ーセーブを行うための画質モード選択を行うようなもの
がある。つまり、上述した画像形成装置においては、文
字原稿による画像を鮮明に形成する通常モードである。
そこで、写真等の画像を形成する場合には、ハーフトー
ンの画像に応じてトナーの付着を制限させる必要があ
る。そのため、グリッド電圧と現像バイアス電圧との電
位差を、第１及び第２実施形態において説明した電位差
よりも小さくすることが必要となり、トナーの付着量を
押え、よってハーフトーンの中間調画像を良好に現像さ
せるようにしている。

【００９１】また、上記のフォトモードとは別に、画像
濃度をある程度犠牲にし、画像に対するトナー付着を大
幅に軽減させるトナーセーブモードがある。これは、更
にグリッド電圧と現像バイアス電圧との電位差を、上述
のフォトモードにおける電位差よりも小さくしているの
が現状である。

【００９２】従って、上述したように通常モード、フォ
トモード及びトナーセーブモードを選択可能にした画像
形成装置において、本発明を実施するための第３の実施
形態について図７の回路構成を参照して説明する。この
実施形態においては、現像バイアス電圧等を同様にして
制御するものでなく、グリッド電圧を適宜制御し、画質
調整を行わせるようにしたものである。

【００９３】以上のように、通常モードにおいては、図
１、図３、図４、図５及び図６にて説明したものと同等
の制御を行うもので、フォトモード及びトナーセーブモ
ードにおいては、電位差を変更させるように制御する。
特に図７においては、現像ローラ５２に供給する電圧を
一定にし、グリッド電圧を変えることで、その電位差を
変更させるものである。

【００９４】特に図１との相違としては、グリッド電圧
を検出する分圧抵抗１３の値を上述した画質モードの選
択状態に応じて変更させるようにしたものである。つま
り通常モードにおけるグリッド電圧と現像バイアス電圧
との電位差が最も大きくなるようにする必要性から、こ
の抵抗１３の抵抗値が小さくなるように設定し、トナー
セーブモードにおける抵抗１３の抵抗値が最大で、フォ
トモードにおいてはその中間になるように設定する。

【００９５】そのため、３種類の抵抗１３ａ，１３ｂ，
１３ｃを設け、特に抵抗１３ｃを単独で利用する。この
状態を、トナーセーブモードに設定している。そして、
抵抗１３ｃに対して抵抗１３ａ又は１３ｂが並列に接続
されるように、スイッチングトランジスタ２３及び２４
を設け、抵抗１３ｃと抵抗１３ｂあるいは抵抗１３ｃと
抵抗１３ａと並列に接続されるようにする。そのため
に、トランジスタ２３と抵抗１３ａとの直列回路が抵抗
１３ｃに並列接続され、トランジスタ２４と抵抗１３ｂ
との直列回路が抵抗１３ｃに対して並列接続されてい
る。トナーセーブモードが選択されると、トランジスタ
２３及び２４は共にＯＦＦ状態となり、抵抗１３ｃによ
る抵抗値がそのまま分圧抵抗値として利用される。この
時、抵抗１３ｃについては、図１における抵抗１３の値
より高く設定されており、グリッド電圧と現像バイアス
電圧との電位差が決められた値を示すように設定され
る。

【００９６】また、通常モードが選択されることで、ト
ランジスタ２４がＯＮし、抵抗１３ｃに抵抗１３ｂが並
列に接続され、これによる合成抵抗が、図１等にて説明
したように抵抗１３の抵抗値と同等の値になるように１
３ｂが設定されている。そして、フォトモードが選択さ
れた時に、抵抗１３ｃに抵抗１３ａが並列に接続されよ
うにトランジスタ２３がＯＮされる。この時の合成抵抗
が上記通常モード時の合成抵抗より大きくなるように抵
抗１３ａが適宜選択される。

【００９７】またスイッチングトランジスタ２３及び２
４のベース端子には、画像形成装置の画像制御回路を構
成するＣＰＵ２５より、モード選択に応じた制御信号ａ
及びｂが供給されることになる。つまり、ＣＰＵ２５
は、図２にて説明した画像形成を行うためのプロセス制
御を実行する時に、そのプロセス制御の条件が操作パネ
ル２６上のキー操作により設定され、この設定よりプロ
セス条件に応じた制御を実行する。そのため、操作パネ
ル２６上には画質モードを設定するための通常モード、
フォトモード、トナーセーブモードを適宜選択できる設
定キーが設けられている。そして、設定キーの操作に応
じて、入出力制御回路２７を介してＣＰＵ２５がその設
定モードを入力することで、設定された画質モードに応
じた信号を入出力制御回路２７を介して出力する。

【００９８】従って、ＣＰＵ２５は、通常モードが選択
されると、制御信号ｂを出力（“Ｈ”）し、トランンジ
スタ２４をＯＮさせる。またフォトモードが選択される
と、制御信号ａを出力（“Ｈ”）しトタンジスタ２３を
ＯＮさせる。さらにトナーセーブモードが選択される
と、信号が出力（信号ａ及びｂは“Ｌ”レベル）され
ず、トタンジスタ２３及び２４をＯＦＦ状態となる。

【００９９】そこで、通常モードが選択されると、トタ
ンジスタ２４がＯＮされ、抵抗１３ｃ及び１３ｂの合成
抵抗により、図１等にて説明したようにグリッド電圧の
制御が行われ、現像バイアス電圧との電位差が決められ
た状態で維持される。

【０１００】一方、フォトモードが設定されると、ＣＰ
Ｕ２５よりトタンジスタ２３をＯＮする信号ａが出力さ
れる。これにより、抵抗１３ａと抵抗１３ｃとの並列に
よる抵抗値によって、グリッド電極２ｃのグリッド電圧
を検出する。抵抗１３ａと抵抗１３ｃとの合成抵抗は周
知の通り、抵抗１３ｃの抵抗値より小さくなり、また先
に説明したように図１等の抵抗１３の値より大きくなる
ように設定されている。

【０１０１】これにより、オペアンプ１６の一方の比較
入力端子の電圧が大きくなるため、現像バイアス電圧の
検出電圧との差が大きくなり、その差に応じてオペアン
プ１６の出力が大きくなる。そのため、トタンジスタ１
１を介して流れるグリッド電流が多くなるように制御さ
れ、よってグリッド電極２３に発生する電圧は（絶対値
で）低くなる。従って、グリッド電圧と現像バイアス電
圧との差が上述した合成抵抗の値で決まる分圧抵抗値に
生じる電圧に安定するようにグリッド電圧が制御される
ことになる。これは、結果としてグリッド電圧が通常モ
ードでのグリッド電圧より小さく設定され、その小さい
状態で制御される。そして、グリッド電圧と現像バイア
ス電圧との電位差が、通常モードの電位差より小さい状
態で制御されており、その状態が維持されるように制御
されることになる。

【０１０２】また、トナーセーブモードが設定される
と、ＣＰＵ２５よりトタンジスタ２３及び２４をＯＮす
る信号ａ及びｂが出力されないため、抵抗１３ｃにて、
抵抗１２との間でグリッド電圧が分圧されて検出され
る。このため、トナーセーブモード時の抵抗値が一番大
きくなるため、この抵抗値に発生する電圧が、通常モー
ドでの電圧と同じになるようにオペアンプ１６にてトタ
ンジスタ１１を介して流れるグリッド電流をさらに多く
なるように制御する。その結果、グリッド電極２ｃに発
生するグリッド電圧が小さくなるように制御される。そ
して、現像バイアス電圧との電位差がフォトモードの時
よりも小さくなり、トナーの付着状態が制限される。

【０１０３】以上のようにトナーセーブモードにおいて
は、グリッド電圧が更に（絶対値で）低くなりように制
御され、現像バイアス電圧との差がさらに小さく制御さ
れる。これによりトナーの付着量が大きく制限され、濃
度の低い目視できる最低限度での画質を補償した画像を
形成できる。この時の、電位差が小さい状態が維持され
るようにグリッド電圧が制御されるため、この濃度が低
い状態で画質を補償でき、また温度等の変化において
も、その差を決められた値に制御できる。

【０１０４】上述のように、この実施形態によれば、回
路構成を複雑にすることなく、簡単に通常モード、フォ
トモード、トナーセーブモード等を含む各種画質モード
を設定できる。

【０１０５】（第４の実施形態）以上説明した各種実施
形態によれば、グリッド電圧と現像バイアス電圧との差
を一定に保持し、決められた画質状態を安定させるため
の制御である。この電位差を一定に保持させるための制
御において、例えばグリッド電圧が異常に高くなる等の
トラブルが発生することがある。

【０１０６】つまり、グリッド電極２ｃに電圧を供給す
るためにトランジスタ１１を用いていることから、この
トランジスタ１１が故障、接続不良、あるいはオープン
となっておれば、グリッド電極２ｃに流れる電流が規制
され、非常に高い電圧が発生する。この電圧により、感
光体１に向けてアーク放電が発生することもある。これ
により、感光体１表面の感光層等にピンホール等が生じ
感光体１に損傷（ダメージ）を与え、使用不能になる。

【０１０７】この問題を解消するために、グリッド電極
２ｃに発生する電圧、つまり供給される電圧を検出する
手段、つまり分圧抵抗１３に発生する電圧を検出するよ
うにすれば、グリッド電極２ｃに必要以上の高い電圧が
供給されていることを知ることができる。

【０１０８】そのための実例としては、図８にその回路
構成を示している。この回路は、図３による回路を基に
して一部変更させたものである。つまり、トランジスタ
１１に流れる電流を制御するためのオペアンプ１６は、
負の電源電圧の供給を避けるために、低定電圧源＋Ｖ１
を分圧抵抗１３，１５等に接続したものである。そし
て、図３の回路と異なる部分は、上述した分圧抵抗１３
に発生する電圧を検出するために、オペアンプからなる
比較回路２８の負（−）の入力端子に入力され、また低
定電圧源＋Ｖ１の電圧を抵抗２９及び２９で分圧した抵
抗２９の分圧電圧を基準電圧として、比較回路２８の
（＋）の入力端子に入力している。

【０１０９】従って、比較回路２８に入力される基準電
圧の方を、グリッド電極２ｃが正常に動作に、その時に
グリッド電極２ｃに供給されている時の電圧（抵抗１３
による分圧した電圧）より大きく設定しておく。これに
より、グリッド電極２ｃに必要以上の大きな電圧が供給
された時に、分圧抵抗１３に生じる電圧が大きくなる。
この結果、比較回路２８の出力が反転される。つまり、
グリッド電圧が正常である場合には、比較回路２８の負
の入力端子に入力される検出電圧の方が基準電圧より低
く、よって比較回路２８からの出力が“Ｈ”となるよう
に設定しておく。しかし、グリッド電極２ｃに供給され
る電圧が異常に高くなれば、抵抗１３に発生する検出電
圧が、基準電圧より大きくなり、その出力が反転し
“Ｌ”となる。この“Ｈ”から“Ｌ”に反転した時の信
号を、画像形成装置の画像形成制御を行うＣＰＵ２５が
入力するようにする。

【０１１０】上記ＣＰＵ２５は、上述した比較回路２８
からの“Ｈ”から“Ｌ”レベルの反転状態を入力するこ
とで、コロナ放電装置２に高電圧を供給する電源回路３
の動作を停止させる。つまり、ＣＰＵ２５は、比較回路
２８からの信号が“Ｈ”の状態で変化しない場合には、
画像形成動作に応じて上記電源回路３のパルス幅制御回
路３１を動作させる信号を出力する。しかし、ＣＰＵ２
５は比較回路２８の出力が“Ｈ”から反転し“Ｌ”と、
パルス幅制御回路３１の動作を停止させる信号を出力す
る。

【０１１１】これにより、グリッド電極２ｃに決められ
た電圧を大きく越える異常な電圧が供給されると、これ
をグリッド電圧と現像バイアス電圧との差を一定に維持
させるために、グリッド電圧を検出する手段をそのまま
利用して、異常検出を簡単に行える。そして、感光体１
が損傷する前に、これを阻止できる。

【０１１２】図８においては、比較回路２８の各入力端
子に入力される電圧が正となるが、これは負であっても
実質的な差はない。そのため、図１において、分圧抵抗
１３の検出電圧と、基準電圧とを比較回路２８の各入力
端子に入力させる。この時、基準電圧としては、負の電
圧を設定し、その負の基準電圧を絶対値で、通常に動作
している時に抵抗１３に生じる負の電圧より大きく設定
しておく。これにより、比較回路２８よりグリッド電極
２ｃに供給される電圧が高くなれば、反転出力が得られ
るように回路構成でき、この比較回路２８をＣＰＵ２５
を介して、電源回路３のパスル幅制御回路３１に動作制
御を行わせることでも同様に実施できる。

【０１１３】なお、上述の説明においては、グリッド電
極２ｃの電圧が異常に高くなる状態を検出するようにし
ている。しかし、トタンジスタ１１は、故障によりリー
クすることもある。このような場合には、グリッド電流
の流れを規制できなるなる場合もある。そのため、グリ
ッド電極２ｃの電位としては、ほぼ“０”となることを
利用してそれを検出できる。

【０１１４】そこで、グリッド電極２ｃに供給される電
圧が“０”となれば、感光体１を帯電できないだけでな
く、グリッド電流が多量に流れる。これを防止するに
は、同様にグリッド電圧の検出抵抗１３に発生する電圧
を、比較回路２８とは別の比較回路を設け、同様に基準
電圧と検出電圧とを比較させ、抵抗１３に発生する電圧
が“０”となれば、その比較回路の出力を反転するよう
に構成すればよく、簡単に検出できる。

【０１１５】

【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、特に記
録媒体を均一に帯電するために設けられたグリッド電極
のグリッド電圧と、現像を行う時に供給される現像バイ
アス電圧との差を一定に制御でき、これにより形成する
画像の画質等を設定された状態で維持させることができ
る。この場合、温度や電流／電圧特性等に左右されず
に、決められた電位差に精度よく制御できる。

【０１１６】また、グリッド電極に供給するために電源
と、現像バイアスに供給する電源とを共用化し、それぞ
れの必要な電源回路を省くことで、装置の小型化だけで
なく、電源回路の低減による大幅なコストの削減を可能
にしている。

【０１１７】しかも、各種画質を設定する時のグリッド
電圧と現像バイアス電圧との差が異なるように制御で
き、これにより設定された画質等を維持できる電位差を
保持でき、よって安定した画質を常時補償できる。

【０１１８】さらに、グリッド電極に供給される電圧が
異常状態となれば、現像バイアス電圧との電位差を一定
に維持させるために設けられた回路、特に電圧検出部分
を用いて簡単に検出できる。この検出に応じて、グリッ
ド電極に供給する電源の電圧生成を行う動作を停止さ
せ、これによる障害を事前に阻止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるグリッド電圧と現像バイアス電圧
との電位差を予め決められた値に維持制御させるための
回路構成を示す回路図である。

【図２】本発明の図１に示す回路が備えられる画像形成
装置の概略構成を示す断面図である。

【図３】本発明の図１における回路において、負電圧で
動作する部分を無くし、全て正電圧で動作できる一例を
示す回路図である。

【図４】図３の回路を更に改良した本発明の制御を実現
するための他の回路構成を示す回路図である。

【図５】図４の回路を更に改良した本発明の制御を実現
するための他の回路構成を示す回路図である。

【図６】本発明の第２の実施形態による回路構成を示す
もので、電源回路を共有させることができるようにした
回路図である。

【図７】本発明の第３の実施形態による回路構成を示す
もので、画質状態を複数種設定可能にした時に生じる電
位差を異なる状態で制御可能にした回路図である。

【図８】本発明の第４の実施形態による回路構成を示す
もので、グリッド電極に供給される異常電圧の検出を、
電位差を制御する一部の回路を共用させた回路図であ
る。

【図９】従来におけるグリッド電圧と現像バイアス電圧
との差を一定に維持させるための回路図である。

【図１０】図９に用いられる定電圧素子のツェナーダイ
オードの温度特性を示す特性図である。

【図１１】定電圧素子の電流−電圧特性を示す特性図で
ある。

【符号の説明】 １ 感光体 ２ コロナ放電装置 ２１ コロナ放電ワイヤ ２３ グリッド電極 ３ コロナ放電電圧の生成用の電源回路 ３１ パルス幅制御回路 ３３ 高圧トランス ３４ 整流ダイオード ５ 現像装置 ５２ 現像ローラ ６ 現像バイアス電圧の生成用の電源回路 ６１ パルス幅制御回路 ６３ 高圧トランス ６４ 整流ダイオード １１ グリッド電圧供給用のトランジスタ １２ グリッド電圧の分圧抵抗 １３ グリッド電圧の分圧抵抗（グリッド電圧検出用） １４ 現像バイアス電圧の分圧抵抗 １５ 現像バイアス電圧の分圧抵抗（現像バイアス電圧
検出用） １６ オペアンプ（検出電圧差の検出手段及びグリッド
電圧の制御手段） ２０ 抵抗（インピーダンス手段） ２１ 電圧制御用トランジスタ ２３ トタンジスタ（画質選択スイッチ） ２４ トタンジスタ（画質選択スイッチ） ２５ ＣＰＵ ２６ 操作パネル（画質モードの選択用） ２８ 比較回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 102 G03G 15/06 101 G03G 15/00 303

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 必要な画像を形成するための記録媒体
   と、該記録媒体を特定の極性に帯電させるために記憶媒
   体と対向してグリッド電極を配置してなる帯電手段と、
   上記グリッド電極に予め決められた電圧を供給するグリ
   ッド電圧供給手段と、上記記憶媒体上に光による画像を
   照射させる光学手段と、該光学手段による記憶媒体上の
   光の照射により形成された静電潜像を可視像として現像
   する現像手段と、該現像手段に予め決められた現像バイ
   アス電圧を供給する現像バイアス電圧供給手段と、を備
   えた画像形成装置において、 上記グリッド電極に供給されるグリッド電圧を検出する
   グリッド電圧検出部と、 上記現像手段に供給される現像バイアス電圧を検出する
   現像バイアス電圧検出部と、 上記両検出部によるグリッド電圧と現像バイアス電圧と
   の差を検出する差検出手段と、上記グリッド電圧供給手段又は現像バイアス電圧供給手
   段の一方が定電圧を供給するものであって、上記 差検出
   手段にて検出された差に応じて、上記グリッド電圧と現
   像バイアス電圧とが予め設定されている電位差になるよ
   うに定電圧供給が行なわれない上記グリッド電圧供給手
   段又は現像バイアス電圧供給手段側の供給電圧を制御す
   る制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 上記現像バイアス電圧供給手段にて定電
   圧供給が行なわれ、上記グリッド電圧供給手段側に、グ
   リッド電極に流れる電流を制御するトランジスタを上記
   グリッド電極と接地間に接続してなり、 上記グリッド電圧検出部はグリッド電圧を分圧し必要な
   電圧として検出し、現像バイアス電圧検出部は現像バイ
   アス電圧を分圧し必要な電圧として検出してなり、この
   両検出部の検出電圧を上記差検出手段に入力し、該差検
   出手段からの電位差に応じた出力にて上記制御手段は、
   上記トランジスタに流れる電流量を制御することを特徴
   とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 必要な画像を形成するための記録媒体
   と、該記録媒体を特定の極性に帯電させるために記憶媒
   体と対向してグリッド電極を配置してなる帯電手段と、
   上記グリッド電極に予め決められた電圧を供給するグリ
   ッド電圧供給手段と、上記記憶媒体上に光による画像を
   照射させる光学手段と、該光学手段による記憶媒体上の
   光の照射により形成された静電潜像を可視像として現像
   する現像手段と、該現像手段に予め決められた現像バイ
   アス電圧を供給する現像バイアス電圧供給手段と、を備
   えた画像形成装置において、上記グリッド電極に上記グリッド電圧供給手段にて定電
   圧が供給され、 上記現像バイアス電圧供給手段が、 上記グリッド電極に
   供給された電圧をインピーダンス手段を介して上記現像
   手段に現像バイアス電圧として供給する構成とし、 上記グリッド電極に供給されるグリッド電圧を検出する
   グリッド電圧検出部と、 上記現像手段に供給される現像バイアス電圧を検出する
   現像バイアス電圧検出部と、 上記両検出部によるグリッド電圧と現像バイアス電圧と
   の差を検出する差検出手段と、上記 差検出手段にて検出された差に応じて、上記グリッ
   ド電圧と現像バイアス電圧とが予め設定されている電位
   差になるように上記インピーダンス手段を介して供給さ
   れる現像バイアス電圧を制御する制御手段と、を備えた
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 上記現像バイアス電圧を制御するため
   に、上記現像手段に流れる電流を制御するためのトラン
   ジスタを設け、上記グリッド電圧と現像バイアス電圧と
   の差が一定になるように、上記制御手段は上記トランジ
   スタを介して流れる電流量を制御することを特徴とする
   請求項３記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 必要な画像を形成するための記録媒体
   と、該記録媒体を特定の極性に帯電させるために記憶媒
   体と対向してグリッド電極を配置してなる帯電手段と、
   上記グリッド電極に予め決められた電圧を供給するグリ
   ッド電圧供給手段と、上記記憶媒体上に光による画像を
   照射させる光学手段と、該光学手段による記憶媒体上の
   光の照射により形成された静電潜像を可視像として現像
   する現像手段と、該現像手段に予め決められた現像バイ
   アス電圧を供給する現像バイアス電圧供給手段と、を備
   えた画像形成装置において、 上記静電潜像を現像する時に付着される現像剤の量を規
   制し、種々の画質を選択できるようにする画質モード選
   択手段と、 上記グリッド電極に供給されるグリッド電圧を上記各画
   質モード毎に分圧し、必要な電圧として検出すると同時
   に、上記画質モード選択手段にて選択された画質モード
   に対応したグリッド電圧を検出するグリッド電圧検出部
   と、 上記現像手段に供給される現像バイアス電圧を分圧し必
   要な電圧として検出する現像バイアス電圧検出部と、 上記画質モード選択手段にて選択されたグリッド電圧検
   出部及び現像バイアス電圧検出部の検出電圧との差を検
   出する差検出手段と、上記 差検出手段にて検出された差に応じて、上記グリッ
   ド電圧と現像バイアス電圧とが選択された画質モードに
   応じ予め設定された電位差になるように上記グリッド電
   圧供給手段又は現像バイアス電圧供給手段側の供給電圧
   を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像
   形成装置。
6. 【請求項６】 上記グリッド電極に供給される電圧が、
   予め決められた値を越えた時、又は予め決められた値を
   下回った時にグリッド電圧供給部を停止させることを特
   徴とする請求項１又は３あるいは５記載の画像形成装
   置。
7. 【請求項７】 帯電手段が記録媒体を負に帯電させる状
   態において、上記グリッド電圧検出部及び現像バイアス
   検出部にて検出される電圧が正になるように、該両検出
   部に正の低電圧源を接続し、上記差検出部及び制御手段
   を正の電源にて作動させるようにしたことを特徴とする
   請求項１又は３あるいは５記載の画像形成装置。