JPS5815789B2 - デンシシヤシンフクシヤキニオケル オ−トバイアスゲンゾウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、静電潜像を形成された感光体表面電位を低
抵抗の現像剤を介して検出装置により使出し、この検出
電位を演算増幅器により演算増幅して、地汚れのないコ
ピーを得るに適したバイアス電位を現像用対応電極板に
印加する電子写真複写機におけるオートバイアス現像方
法に関する。

従来、感光体表面に形成された静電潜像の電位を検出し
て、適正バイアス電位を現像用対応電極板に印加するオ
ートバイアス現像方法に関しては、いくつかの提案がな
されているが、運動中の感光体上の潜像電位を非接触の
状態で検出するために、実際上の技術に関して大きな問
題があった。

例えば、その第１は、微小な電界を正確に捉え、これを
高い増幅度をもって増幅しなげればならないこと、第２
は、検出電位を早い応答速度をもって増幅しなげればな
らないことである。

したがって、いきおい、装置は高価格で複雑なものとな
らざるを得なかったが、この第１の問題に関しては、普
通の液体現像剤は比較的固有抵抗が低（１０１３Ω−ｃ
ｍ以下）このような現像剤を使用し、その液を介して潜
像電位の検出を容易ならしめ、第２の問題に関しても同
様に応答性は向上し、増幅器を簡単にして性能を向上さ
せることができている。

しかしながら、このようなオートバイアス現像方法は、
それ自体で完壁なものではない。

例えば、潜像電位に応じてバイアス電位を印加するにし
ても、潜像のもとになる書類等の被写体は千差万別であ
り、これらすべての被写体を等しく地汚れのないコピー
画像とすることは、至難の業である。

むしろ、オートバイアスでなく、固定バイアスとした方
が、階調性の等しい高品質のコピー画像が得られること
が分っている。

したがって、この発明の目的は、オートバイアス現像方
法を、電子写真複写機に現実に適用するにあたって、オ
ートバイアス現像方法の長所を生かしながら、高品質な
コピー画像を得るための新しい方法を提供することにあ
る。

以下、この発明を図面を参照して説明する。

第１図は、この発明が適用された湿式電子写真複写機の
概略構成図で、表面にセレン感光層を有する感光体ドラ
ム１が軸２に支承されて矢印方向に定速回転すると、ま
ず、主コロナ放電器３により、その表面が一様に帯電さ
れる。

次に露光光学系４により、複写されるべき被写体の画像
が、帯電された感光体表面に投影されると、感光体表面
の電荷が選択的に消散して、そこに静電潜像が形成され
る。

形成された静電潜像は、次の現像装置５によって可視像
化されるが、現像装置の詳細は後述する。

潜像を現像された感光体表面は、その表面に付着する余
分の現像液をスクイズローラー６により掻き落とされる
。

他方、給紙箱７に堆積された転写紙８は、給紙ローラー
９から転写紙ガイド１０に送られて、感光体表面に形成
された可視像に重ねられ、転写コロナ放電器１１がこの
転写紙の背面からコロナ放電を行なうことによって、上
記可視像が転写紙に転写される。

転写を受けた転写紙は、排出ローラー１２により所定位
置を搬送されるとともに、感光体１は、さらに回動して
、クリーニングローラー１３およびクリーニングブレー
ド１４による残留トナーの除去および除電コロナ放電器
１５による残留電位の除去を受けて、その複写サイクル
を終える。

次に、現像装置５の詳細を説明する。

現像装置５は、現像液１６を貯留する現像液タンク１７
および上面が感光体１０周面に沿って近接して設けられ
た現像皿１８その他からなる。

現像皿１８は、第２図の斜視図に示すように、センサー
電極部１９と現像電極部２０とがこの両者を電気的に絶
縁するための絶縁モールドスペーサー２１をそれぞれ両
端部に介して分割されており、感光体進入側すなわち矢
印側のセンサー電極部１９には、その上面端部から中央
部にかげてセンサー電極２２が形成されており、その周
囲を絶縁モールド２３を介して互いに電気的に接続され
たガード電極２４および２５により囲まれている。

一方、現像電極部２０は、一枚の現像用対応電極板２６
により形成されている。

絶縁モールドスペーサー２１により形成された間隙には
、現像液供給管２７が配置されて、この間隙から現像皿
上面に現像液を供給するようになっている。

センサー電極２２およびガード電極２４，２５は、第１
図に示すように、演算増幅器２８の入力側に接続されて
いる。

そして、この演算増幅器２８の内部には、記憶装置が組
込まれていて、その記憶装置の回路を開閉するためのス
イッチＳＷ１がその内部に設けられている。

演算増幅器２８の出力側は、スイッチＳＷ２の一方の固
定端子に接続されるとともに、他方の固定端子は、逆バ
イアス用電源２９に接続され、その可動端子は、別のス
イッチＳＷ３の固定端子に接続されている。

そして、スイッチＳＷ３の可動端子は現像用対応電極板
２６に接続されている。

感光体上に形成された潜像の平均電位は、現像剤を介し
てセンサー電極２２により検出され、これが演算増幅器
２８に入力されて、検出電位に応じて演算増幅され、地
肌電位よりも高いバイアス電位がスイッチＳＷ２および
ＳＷ３を介して現像用対応電極に印加され、地汚れのな
いコピー画像が得られるようになっている。

センサー電極２２０寸法は、蝮写機の最小複写サイズと
演算増幅器の応答速度と潜像電位の平均値化に関連して
決められる。

そして、このセンサー電極２２が、絶縁モールド２３を
介してガード電極２４および２５に囲まれているのは、
もし、このガード電極がないと、現像用電極板２６とセ
ンサー電極２２との間に電位差が生じて、演算増幅器２
８からみると、丁度、低抵抗である現像剤を介して、現
像用電極２６からセンサー電極２２へと流れるフィード
バック回路ができて、センサー電極が感光体の潜像電位
を忠実に検出しないからである。

この実施例においては、感光体にセレン系光導電性絶縁
層を有する感光体を使用しているので、静電潜像を形成
している電荷は正極性である。

一般に、被写体の地肌部に相当する部分は、白色その他
の薄い色であり、感光層に形成された静電潜像の地肌電
位は零電位近くになる筈であるが、感光層の疲労のため
、地肌電位が１００〜３００ｖまでのかなり高い電位と
して残留することがある。

したがって、地肌汚れのないコピー画像を得るには、そ
の都度、現像用対応電極板に、地肌潜像電位よりも高い
同極性、すなわち、この場合正極性のバイアス電位を印
加して、現像液中のトナーを現像用対応電極板に引きつ
げる必要がある。

勿論、露光工程において、照射光量を調整するための絞
りを開けることにより、感光体上の地肌潜像電位を低下
させ、コピーの地肌汚れを防止することができるが、光
量微調整は非常に煩雑であり、この方法は得策ではない
。

この発明は、コピーの品質を維持するために、潜像電位
ケ低抵抗現像剤を介して検出し、この検出電位を演算増
幅して、少なくとも地肌電位よりも高いバイアス電位を
現像用対応電極板に与えるオートバイアス現像方法を用
いているので、露光絞りを全く調整する事なく地肌汚れ
のないコピー画像を得ることができる。

したがって、露光絞りは、一段の固定絞りで通常は十分
であるが、多種多様の被写体から等しく地汚れのないコ
ピー画像を得るためには、３段の固定絞りとした方が望
ましい。

次に、この発明の電気回路を第３図を参照して説明する
。

センサー電極２２は、抵抗Ｒ１を介してＭＯ８型フィー
ルド・イフエクト・トランジスタＦＥＴのソース電極に
接続され、このＭＯ８型トランジスタＦＥＴのドレイン
電極は、抵抗Ｒ２を介してガード電極２４，２５に接続
されている。

一方、ｐ−ｎ−ｐ形トランジスタＱ１のエミッタ電極は
、抵抗Ｒ３，Ｒ４およびＲ５を直列に介して接地されて
おり、抵抗Ｒ４とＲ５との接続点には、トランジスタＱ
１のベース電極が接続されている。

また、抵抗Ｒ３とＲ４との接続点は、抵抗Ｒ６を介して
直流電源ｖ１の陽極に接続されるとともに、ツェナーダ
イオードＺ１の陰極に接続されて接地される。

抵抗Ｒ６と電源ｖ１との接続点には、抵抗Ｒ８の一端が
接続されており、その他端は逆バイアス用スイッチＳＷ
２の一方の固定端子に接続されている。

またトランジスタＱ１のコレクタ電極は、別のトランジ
スタＱ２のエミッタ電極とともにＭＯ，Ｓ型トランジス
タＦＥＴのドレイン電極に接続されている。

トランジスタＱ２のベース電極はＭＯ８型トランジスタ
ＦＥＴのゲート電極に接続されるとともに、そのコレク
タ電極は抵抗Ｒ７を介して、別の直流電源ｖ２の陰極に
接続されている。

電源ｖ１の陰極には電源ｖ２の陽極が接続されており、
その接続点は接地されている。

また、ＭＯ８型トランジスタＦＥＴのドレイン電極は、
記憶用スイッチＳＷ１、抵抗Ｒ９およびＲＩＯを直列に
介して、トランジスタＱ３のベース電極に接続され、抵
抗Ｒ９とＲＩＯとの接続点はコンデンサーＣ１を介して
接地されている。

トランジスタＱ３のエミッタ電極はトランジスタＱ４の
ベース電極と接続され、トランジスタＱ３のコレクタ電
極はトランジスタＱ４のコレクタ電極と接続されて接地
されている。

トランジスタＱ４のエミッタ電極は、ツェナーダイオー
ドＺ２の陽極に接続されるとともに、その陰極は、抵抗
Ｒ８とともに逆バイアス用スイッチの一方の固定端子に
接続されている。

逆バイアス用スイッチＳＷ２の他方の固定端子に１よ、
逆バイアス用電源２９が接続されて接地されており、そ
の可動端子は、フロート用スイッチＳＷ３を介して現像
用電極板２６に接続されている。

潜像平均電位は、センサー電極２２により検出されるが
、センサー電極２２の外部抵抗は、低抵抗の現像液中と
はいえ、数百〜数千ＭΩになっているので、増幅回路へ
の入力インピーダンスも非常に大きくしなげればならな
い。

この実施例においては、センサー電極からの出力をＭＯ
８型トランジスタＦＥＴのソース電極に接続して、その
目的を果しているが、このような高インピーダンスなセ
ンサー電極は、微小な電流でも検出電位を変化させてし
まうので、センサー電極と殆んど同じ電位になるＭＯ８
型トランジスタの出力（ドレイン）側をガード囲障とし
て、ガード電極２４゜２５に！続して、検出電位の安定
を図っている。

一般に、複写機は、被写体を光学走査により作像し、現
像剤により現像する装置であるが、被写体には画像の多
いもの、少ないもの等種々あり、バイアス印加の方法は
、検出装置により検出するにも大変難しい。

上述したように、むしろ、バイアスを固定化して与えた
方が階調が等しい高品質な画像が得られる。

そこで、潜像の先端から数十ｍｍまでの潜像の平均電位
を検出し、これに応じたバイアス電位を、その後の現像
バイアス電位として固定化して現像用電極板に与えれば
階調の等しい高品質な画像が得られることになる。

そのため、潜像の先端から数十間までの間、記憶用スイ
ッチＳＷ１を閉じ、センサー電極により検出された電位
をＭＯ８型トランジスタＦＥＴに入力し、このトランジ
スタＦＥＴの入力に応じた電位を、抵抗Ｒ９を通してコ
ンデンサーＣ１に充電する。

この場合、多様な潜像に応じるため、コンデンサーＣ１
の充電電位は、高低を繰返す場合もあるが、現像液の固
有抵抗や、センサー電極２２０幅、コンデンサーＣ１お
よび抵抗Ｒ９の時定数等により、全体的な応答性を適当
にとって、潜像平均電位をコンデンサーＣ１に記憶させ
ることができる。

潜像先端から数十ｍｍを経過した後は記憶用スイッチＳ
Ｗ１を開くことにより、以後は、開直前のコンデンサー
Ｃ１の値に維持されて、増幅の次ステツプに信号が送ら
れる。

回路中のトランジスタＱ１およびＱ２、抵抗Ｒ３，Ｒ４
およびＲ５は定電流を維持し、ＭＯ８型トランジスタＦ
ＥＴの入力（ゲート）と出力（ドレイン）でインピーダ
ンス変換させている。

また、トランジスタＱ３およびＱ４は、ダーリントン接
続としているため、トランジスタＱ４のエミッタ側は、
コンデンサーＣ１の光電電位と同電位となっている。

さらに、ツェナーダイオードｚ２は、検出された電位に
ツェナー電位を加算するためのもので、この実施例にお
いては次のような関係になっている。

感光体潜像平均電位Ｖｓ−センサー電極検出電位ＶＤ、
現像バイアス電位（演算増幅器出力電位ＶＥ）≒ＶＤ＋
ツェナー電位Ｖ２゜ 地肌汚れのない良好なコピーを得ることができるこのよ
うなオートバイアス現像方法も、しばらく使用している
と、現像用電極板に激しくトナーが付着して、コピー画
像内に黒班点が次第に増加し、コピーの品質を下げてし
まう。

この欠点を除去するために、この実施例においては、演
算増幅器の出力側と現像用電極板との間に逆バイアス用
スイッチＳＷ２を設け、現像時以外のある規定時間だけ
、逆バイアス電源２９（こ）実施例では感光体にセレン
を使用しているので、負電位的４００Ｖ）をスイッチＳ
Ｗ３を介して現像用電極板２６に印加しである。

すなわち、現像時に現像用電極板に付着したトナーを、
現像時以外の短い規定時間（この実施例ではコピーとコ
ピーの遊び時間）だけ、感光体側にトナーを吸着させる
方向の電界、すなわち逆バイアス電位を与えるのである
。

このように、バイアス印加用スイッチＳＷ２を、オート
バイアスと逆バイアスとに規定時間づつコピーサイクル
に合わせそ切換え、現像用電極板に印加することにより
、現像用電極板のトナーによる汚れを完全にな（すこと
ができ、本願発明者らの実験によれば、３００’００枚
のコピーをとっても、地汚れのない高品質なコピーを得
ることができ、良好なオートバイアス動作が確認された
。

次に、フロート用スイッチＳＷ３について説明すると、
このフロート用スイッチＳＷ３は、コピーが終了したと
き、感光体を清掃された状態で停止させるためのもので
ある。

この清掃の目的は、感光体と接触しているクリーニング
部材やスクイズローラが、トナーにより固着されるのを
防止したり弱めたりすることにある。

コピー終了後、全てのコロナ放電器がオフとなったとき
、フロート用スイッチＳＷ３を開いて現像用電極板をフ
ロートの状態とし、感光体を尚１砂取上空回転させると
、感光体を殆んどトナーの付着なしに停止させることが
でき、現像用電極板にもトナーの付着がみられない。

これは、現像用電極板が完全に電気的にフロートになり
、感光体上の潜像に応じて、現像用電極板が潜像と同電
位近くになるためである。

この、コピー終了後フロートにするという機能は、フロ
ートで生じる電位と同じバイアス電位を現像用電極板に
印加しても同じ目的を達成することができるほか、ある
程度の犠牲を払うならば、零電位付近にフロート電位を
保っても良い。

このため、フロート用スイッチＳＷ３を他の電源に接続
してもよいし、別口路中に挿入しても良い。

第４図は、この実施例におけるコピー終了時の現像用電
極板の電位の推移を示したもので、符号Ａは固定バイア
ス印加時、Ｂは逆バイアス印加時、Ｃは最終のコピー開
始時、Ｄは信号入力オシ時、Ｅはフロート時、Ｆはフロ
ート電位を印加した場合のそれぞれの電位であって、こ
の発明の効果が十分に実証されている。

なお、上記実施例は、液体現像剤を使用した場合である
が、粉体現像剤を使用した場合についても、この発明が
適用できることは勿論であり、また演算増幅回路につい
ても、上記実施例では単純な加算回路のみとしたが、そ
の他の種々な演算回路およびその保護回路が用いられる
こともまた当然である。

以上、この発明によれば、静電潜像を耶成された感光体
表面電位を低抵抗の現像剤を介して検出し、この検出電
位に応じて、現像用対応電極板に地汚れのないコピーを
得るに適したバイアス電位を演算増幅して与えるオート
バイアス現像方法において、上記検出電位をスイッチを
介して記憶装置に入力させ、以後この記憶に基づいて演
算増幅された固定バイアス電位を上記現像用対応電極板
に印加できるようにしたので、オートバイアス現像方法
の長所を十分に生かせるとともに、その短所である階調
性の不均一さをも解決して、高品質な地汚れのないコピ
ーを得ることができる。

また、演算増幅されたバイアス電位と、この電位とは逆
極性のバイアス電位とを、スイッチを介して選択的に現
像用対応電極板に印加できるようにすれば、現像時以外
の規定時間に逆極性バイアス電位を上記現像用電極板に
印加して、現像用電極板に付着したトナーを除去するこ
とができ、いわゆるトナーのかふりによるコピーの汚れ
を防止することができる。

さらに、複写終了後、現像用電極板に印加されるバイア
ス電位をスイッチを介して遮断し、上記現像用電極板を
電気的にフロートにするか、あるいはそれに近い電位を
上記現像用電極板に印加して、各コロナ放電器をオフの
状態で感光体を空作動させれば、感光体表面および現像
用電極板にトナーが付着するのを防止でき、次の複写を
、清掃された状態の感光体および現像用電極板を使用し
て、円滑に行なうことができるとともに、鮮明な地汚れ
のないコピーを得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、この発明が適用された湿式電子写真複写機の
概略構成図、第２図は、上記実施例に用いられる現像皿
の斜視図、第３図は、上記実施例の回路図、第４図は、
上記実施例における現像用対応電極板の複写サイクルに
おける電位の推移を示す図である。 ２２・・・・・・センサー電極、２３・・・・・・絶縁
モールド、２４．２５・・・・・・ガード電極、２６・
・・・・・現像用対応電極板、２８・・・・・・演算増
幅器、２９・・・・・・逆バイアス用電源、ｓｗｌ・・
・・・・記憶用スイッチ、ＳＷ２・・・・・・逆バイア
ス用スイッチ、ＳＷ３・・・・・・フロート用スイッチ
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静電潜像を形成された感光体表面電位を比較的低抵
   抗の現像剤を介して検出し、この検出電位に応じて、現
   像用対応電極板に地汚れのないコピーを得るに適したバ
   イアス電位を演算増幅して与えろ電子写真複写機におけ
   るオートバイアス現像方法において、上記検出電位をス
   イッチを介して記憶装置に入力させ、以後この記憶に基
   づいて演算増幅された固定バイアス電位を上記現像用対
   応電極板に印加できるようにしたことを特徴とする電子
   写真複写機におけるオートバイアス現像方法。 ２ 演算増幅されたバイアス電位と、この電位とは逆極
   性のバイアス電位とを、スイッチを介して選択的に現像
   用対応電極板に印加できるようにし、現像時以外には逆
   極性バイアス電位を上記電極板に印加して、上記電極板
   にトナーが付着するのを防止したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の電子写真複写機におけるオート
   バイアス現像方法。 ３ 複写終了後、感光体表面および現像用対応電極板に
   トナーが付着するのを防止するため、上記電極板に印加
   されるバイアス電位をスイッチを介して遮断し、上記電
   極板を電気的にフロートにするか、あるいはそれに近い
   電位を上記電極板に与えて、感光体を空作動させること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の電子写真複写
   機におけるオートバイアス現像方法。