JPS607266B2 - セルフオ−トバイアス現像法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原稿画像の投影された感光体上の表面電位に
応じ、かつ、地肌汚れが生じないようなバイアス電位を
、現像電極に自動的に誘起させて現像を行なう電子写真
複写機のセルフオートバイアス現像法に関する。

この種セルフオートバイアス現像法は、本願出願人によ
ってもいくつか提案されているが、第１図に示すのは、
そのうちの一つを適用した電子写真複写機の一例である
。

表面に光導電性絶縁層を有する感光体ドラム１が、軸２
に支承されて矢印の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。

主コロナ放電器３の極性は、感光体表面の光導電性絶縁
層の特性に応じて適宜選ばれる。次に露光光学系４によ
り、複写されるべき原稿の画像が、一様に帯電された感
光体表面に投影され、感光体表面の電荷が、影像光線の
ために選択的に消散し、静雷潜像が形成される。形成さ
れた静霞潜像は、現像装置５においてトナー粒子と接触
することにより可視像化される。現像装置５は、現像液
６を貯留した液槽７と現像液を現像電極８に供給するた
めのポンプ（図示されず）その他の都材からなる。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９により掻き落とされると、案
内板１川こ案内されてきた転写紙１１に重ねられ、像を
形成しているトナー粒子を十分引きつけるだけの放電を
転写コロナ放電器１２から受けて像が転写される。

次いで像を転写された転写紙１１が排出ローラー３によ
り排出され、感光体表面に残留するトナー粒子は、クリ
ーニングローラ１４およびクリーニングプレード１５に
より除去されるとともに、除電コロナ放電器１６の放電
を受けることにより、感光体表面に残留する電位が除か
れる。この例においては、現像電極８は、抵抗Ｒ２およ
びバイアス電源ＶＢを直列に介して接地されており、そ
の電気的等価回路は第２図のようになる。

Ｒ，は感光体ドラム１の表面と現像電極８との間の抵抗
であり、現像電極の面積、現像剤の固有抵抗、電極の構
造等によって決まる。Ｒ２は挿入された固定抵抗、ＶＢ
はバイアス電源、Ｖｏは現像電極８における電位、Ｖｓ
は感光体上の平均潜像電位をそれぞれ示す。感光体上の
平均潜像電位Ｖｓは、感光体上の現像電極に対応した部
分における潜像の白、中間調、黒等の電位の平均値とし
て表現したもので、被写体に応じて変化すると、黒画像
の面積の大きいほど、大きくなる。また、第３図に示す
ように、２枚の現像電極８ａおよび８ｂを一定の間隙を
もって平行に配置し、現像電極８ｂをバイアス電源ＶＢ
を介して接地しても、第２図と同様な等価回路が得られ
、基本的な電気的現象としては全く同じである。

この場合、Ｒ，は感光体表面と現像電極８ａとの間の抵
抗、Ｒ２は現像電極８ａと８ｂとの間の抵抗となる。そ
してこれらのバイアス特性を示すと第４図のようになる
。

一般に、被写体の画像の少ない場合は、平均潜像電位Ｖ
Ｓは地肌電位とほとんど同一である。こような場合、現
像電極電位Ｖｏが平均潜像電位Ｖｓよりも大きいときは
、コピーの地汚れが発生せず、現像電極電位Ｖ。が平均
潜像電位Ｖｓよりも小さいときは、コピーの地汚れが発
生する。したがって現像電極電位Ｖ。と平均潜像電位Ｖ
ｓとが等しいとき、すなわち直線２１は地汚れ発生の分
岐線といえる。そして、バイアス電源ＶＢを定電圧とす
ると、現像電極電位Ｖ。と平均潜像電位Ｖｓとの関係は
次式で示され、バイアス定電位ＶＢと平均潜像電位ＶＳ
が等しいときに直線２１と交わる直線２２が得られる。
ＶＤ＝；筆電（ＶＳ−ＶＢ）＋ＶＢ このようなセルフオートバイアス方式は、従来ものに比
べて優れているものの、平均潜像電位Ｖｓが小さい場合
、すなわち、被写体の地肌が直白で画像が極めて少ない
場合、現像電極に必要以上に深いバイアス電位が印加さ
れ、露光絞りが過度に開かれたと同じ状態のコピー画像
が得られ、画像が消えそうになる欠点がある。

また、地肌が色付きの場合、平均潜像電位Ｖｓがバイア
ス定電位ＶＢより大きくなると「当然地汚れコピーが発
生する欠点もある。したがって本発明の目的は、このよ
うな欠点を除去して、平均潜像電位の如何にかかわらず
現像電極に適正バイアスを印加できるようにしたセルフ
オードバィアス現像法を提供することにある。

第５図は、本発明の実施例の一つを示しており、現像電
極８は、抵抗Ｒ２および特殊定電圧素子２３を直列に介
して接地されるとともに定電圧放電管ＶＤ，を介して接
地されている。抵抗Ｒ２と特殊定電圧素子２３との接続
則こは、主コロナ放電器３の内部に設けた電極板３ａが
接続される。定亀圧放電管ＶＤ，は、平均潜像電位のあ
る値以上には限界バイアス電位を設けて、コピー画像の
反射濃度の薄まりを防止するために設けたものである。
特殊定電圧素子２３は、微小な電流領域では定電圧の働
きをせずに、純抵抗でもない、電流値に依存して決まる
非直線性の抵抗になるようなものをいい〜第６図に示す
ような特性をもった素子である。こような特性は、ツェ
ナーダィオードであるとか、Ｚｎ０からできているバリ
スター（商品名）という両極性定電圧素子等が、通常、
僅かに持ち合わせている。しかし、この特性は定電圧素
子としては好ましくない劣特性である。本発明による方
法は、この劣特‘性を巧みに利用することが特徴である
。一般に感光体上の潜像と現像電極との間の現像時の電
荷の授受は１０〜５仏Ａ以下であることが実験的に確認
されており、この特殊定電圧素子２３の非直線特性の電
流領域に丁度一致する。

したがって「 このような特殊定電圧素子を用いて、１
０仏Ａ程度の電流容量で僅かな定電流特性もたせて本実
施例のように構成すれば、第７図に示すように地汚れ分
岐線２１から一定の幅△ＶＢだけずれた理想的な適正バ
イアス特性が得られる。これを理論的に説明すると、第
２図の等価回路において、バイアス電源Ｖ８が完全な定
電圧電源であると、平均潜像電位Ｖｓがバイアス定電位
ＶＢより大きいときと小さいときでは抵抗Ｒ２を流れる
電流１８は、その電流方向が逆になる。そして、平均潜
像電位Ｖｓとバイアス定電位ＶＢが等しいときは、抵抗
Ｒ２に流れる電流ＩＥがゼ〇になる。したがって平潟潜
像電位によって抵抗Ｒ２に流れる電流ＩＥが変化するこ
とがわかる。また第５図においてキルヒホッフの法則か
ら次式が成立つ。ＩＢ＝ＩＣ＋１８ ＩＢは、バイアス電源である主コロナ放電器３の電極板
３ａからの電流であり、ｌｃは特殊定電圧素子２３を流
れる電流であり、１８は抵抗Ｒ２を流れる電流である。

この式からバイアス電源からの電流ＩＢに僅かでも定電
流特性をもたせれば、抵抗公２を流れる電流ＩＥの変化
は特殊定電圧素子２３を流れる電流ｌｃの変化となる。
そして、こ特殊定電圧素子２３は第６図に示すような特
性をもっているので、電流領域が１０ｒＡ程度のときは
、この電流ｌｃの変化は、特殊定電圧素子２３の両端電
圧Ｖ８の急激な変化を生じさせ、この両端電圧ＶＢがＶ
Ｂ，，Ｖ８２，ＶＢ３，ＶＢ４・・・・・・と変化する
と第８図に示すような直線２４が得られることになり、
理想的なバイアス電位が得られる。この定電流バイアス
電源は、内部インピーダンスを非常に高める（１００Ｍ
以上）必要があり、これを特別に作ることは非常に高価
な装置になるが、第５図に示すようにコロナ放電器の放
電電流を利用すれば簡単しかも容易に得ることができる
。本発明による方法は微小電流を使用することが特徴に
なっているので、コロナ放電による放電電流を利用する
ことができるのである。また、定電流特性を増すために
、良く知られているグリッドコロナ放電や二重グリッド
コロナ放電等も使える事は勿論である。さらに、本発明
の実施を理論どおり動作させるには、種々な考慮が必要
であるが、特第５図に示す実施例の場合は、現像電極８
を電気的に高絶縁状態に維持するため、被現像面と対面
する現像電極面を除いて、樹脂コートする等の配慮が必
要である。こ実施例においては、第７図に示すような理
想的なバイアス特性が得られるが、第４図において破線
で示すような幾分改良された特性でも、コピーの地汚れ
が生じない領域が可成り拡大される事が確認された。こ
の確認方法は、被写体の地肌を黄、青、緑、ピンク等の
色物を用いて、コピー地肌汚れを評価することにより行
なった。本実施例においては、感光体はセレン系のもの
を使用し、感光体と現像電極の間の抵抗Ｒ，を約２０■
ＭＱ、抵抗Ｒ２を８０■ＭＯに選び、公称定格規定電圧
５６０Ｖのバリスターを使用し、主コロナ放電器から約
１１仏Ａの放電電流を流して確認実験が行なわれ、理論
どおり動作していることが判明した。

なお、本発明による方法は、液体現像法のみならず乾式
現像法にも適用できることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、セルフオートバイアス現像装置の一例を示す
説明図、第２図は、第１図における現像装置の電気的価
値回路を示す回路図、第３図は、別のセルフオートバイ
アス現像装置を示す説明図、第４図は、この二つの現像
装置のバイアス特性を示すグラフ、第５図は、本発明に
よる実施例を示す説明図、第６図は、本発明に使用され
る特殊定電圧素子の特性を示すグラフ、第７図は本発タ
明による実施例におけるバイアス特性を示すグラフ、第
８図は本発明の理論的根拠を説明するためのグラフであ
る。 Ｒ，…・・・感光体表面と現像電極との間の抵抗、Ｒ２
・・・・・・抵抗Ｒ，とバイアス電源ＶＢとの間の抵抗
、ＯＶＢ…・・・バイアス電源、Ｖｏ……現像電極電位
、Ｖ３…・・・感光体上の平均潜像電位、２１・・・・
・・地汚れ分岐線、２３・・・・・・特殊定電圧素子、
ＶＤ．・・・・・・定電圧放電管。 第４図 稀２図 稀５図 荒４図 稀５図 ′稀 ６ 図 第７図 席８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 現像電極に対向する静電潜像面の平均表面電位に対
   応した現像電極電位を、前記静電潜像面と前記現像電極
   との間に介在する現像剤の抵抗および前記現像電極とバ
   イアス電源との間に介在させたバイアス抵抗との間にお
   いて分配誘起させることにより、前記静電潜像の現像を
   行なうセルフオートバイアス現像法であって、前記バイ
   アス抵抗が非直線性の抵抗または素子であるセルフオー
   トバイアス現像法。 ２ 出力電圧が負荷に応じて変化するが、電流の変化は
   少ないような電源をバイアス電源として用いた特許請求
   の範囲第１項記載のセルフオートバイアス現像法。