JPS58171065A - 静電記録装置の現像バイアス装置 - 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】 本発明は、静電記録装置の現像バイアス装置、特に帯電
、露光工程を経て記録体（例えば感光ドラム）上に形成
された静電潜像をジャンピング現像（二よりトナー現像
し静電記録を行う静電記録装置の現像バイアス装置に関
する。

キャリヤー粒子を使用せずトナーのみで現像を行う一成
分現像法では均一なトナーの帯電並びに階調性のある現
像を得るためにジャンピング現像（たとえば特開昭５５
−１８６５６号を参照）が用いられる。通常このような
一成分ジャンピング現像では、感光ドラムと現像スリー
ブ間の距離が離れているため、感光ドラム電位と現像濃
度の特性カーブは第３図の実線へ）のように急峻な立上
りを示し、階調性の非常に悪い現像となってしまうため
、現像スリーブ（二交流の強電界をかけてトナーをドラ
ム−スリーブ間を往復運動させることによって第３図の
破線（Ｂ）、　Ｉｃ）の如くなめらかな立上１月ニして
階調性のある現像を実現している。この現像ローラ≦二
印加するＡＣバイアスは、周波数２００〜１５００Ｈｚ
、振幅６００〜２００５）Ｖ、−。

の波形歪みの非常に少ないものが要求されるが、従来で
はマルチバイブレータやブロッキング発振器で得られた
方形波でトランスをドライブし、トランス２次側のイン
ダクタンスもしくは他のチョークトランスのインダクタ
ンスとＬＣの共振回路を構成して、所定の周波数の正弦
波を得るよう（二しているので、共振回路で消費される
電力が大きく、この為トランスへの励磁電流も大きく振
動音を発生させる結果となり、さら（二共振をとるため
調整が必要なこと、又周波数を変えるためには大容量の
インダクタンス或は大容量のコンデンサな変えなければ
ならず、実際上その調整が非常にむずかしいこと等種々
の欠点を有していた。

従って本発明はこのような従来の欠点を除去するもので
、共振をとるための調整が少なく、また周波数が簡単に
変えられ、さらに階調の再現性のよい高効率で安定した
交流バイアス電圧が得られる低雑音の静電記録装置の現
像バイアス装置を提供することを目的とする。

本発明は、この目的を達成するために正弦波発振回路か
ら得られる正弦波電圧を増幅回路で増幅し、この増幅さ
れた電圧な昇圧トランスで昇圧した交流電圧をバイアス
電圧とし昇圧トランスの出力を検出して正弦波発振回路
の出力振幅を調整する自動利得調整回路Ｃ：より増幅回
路の出力を一定とする構成が採用されている。

次に添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図には表面電位センサを備えた静電記録装置の現像
バイアス装置の実施例が図示されており、感光ドラム１
は例えば表面より絶縁層、光導電層。

導電層の三層で構成されており、この感光ドラム１の囲
１月二感光ドラム１を全面帯電させる１次帯電器２が配
置される。１次帯電器２の次にドラム回転方向に隣接し
て２次帯、電器３．−全面露光ランプ５が配置される。

この２次帯電器３は原稿（図示せず）からの反射光線４
によって露光された感光ドラムの帯電を露光量に応じて
除電させ原稿の静電潜像を感光ドラム１上に形成する。

このように形成された静電潜像は感度をあげるため全面
露光ランプ５によって全面露光されて更に階調性のよい
静電潜像となる。その後、現像器７に移動し、現像スリ
ーブ８を介してトナー現像される。

この現像器１を構成する現像スリーブ８にはジャンピン
グ現像を行うために線１１ａを介してバイアス電圧が印
加される。バイアス電圧は交流バイアス電圧と直流バイ
アス電圧からなり交流バイアス電圧は正弦波発振回路９
ａ又は９ｂ、増幅回路１０及び昇圧トランス１１を介し
て発生される。

正弦波発振回路９ａ、９ｂはスイッチ１６ａによって選
択され、選択された正弦波発振回路はそれぞれ所定の周
波数の正弦波を発振し、この正弦波シ↓Ａ級の電力増幅
をする増幅回路１０で無歪みに増幅されてその後昇圧ト
ランス１１で昇圧される。

Ｖｐ−ｐ〜２０００　’ｐ−ｐ程度に昇圧する。このよ
うに昇圧された交流バイアス電圧は線１１ａを介して現
像スリーブ８に印加される。

昇圧トランス１１の出力は自動利得調整回路１７に送ら
れて基準値と比較されてから正弦波発振回路９ａ及び９
ｂの振幅調整用入力に帰還される。

自動利得調整回路１７に接続されたＬＥＤｌ　は増幅器
１０の出力の大きさＣ１応じて点灯し、出力が小さい場
合は不点灯又は暗くなり回路の異常を知らせる。

一方昇圧トランス１１の２次側の１端には線１１ｂを介
してＤＣ−ＤＣインバータ１４ａの出力が接続され一５
００ｖ〜＋５００Ｖ前後の直流バイアスが印加される。

ＤＣ−ＤＣインバータ　１４ａには表面電位制御回路１
３からの電圧が印加される。

現像器７の直前に設けられた表面電位センサー６は感光
ドラム１上の潜像電位を測定するもので、一定光量下に
形成された潜像電位（以下ＶＳｔ、という）が表面電位
センサー６で検出され表面電位測定回路１２で潜像電位
の１／３ＱＯに変換され表面電位制御回路１３に入力さ
れる。この制御回路１３は、ＤＣ−ＤＣインバータ１４
ａの出力にたとえば（Ｖ８Ｌ＋１００）■なる直流電圧
が出力されるように演算制御する。

ＤＣ−ＤＣインバータ１４−ａの他にさらにＤＣ−ＤＣ
インバータ１４ｂが接続されており、同様に表面電位制
御回路１３の制御を受ける。ＤＣ−ＤＣインバータ１４
ｂはスイッチ１６ａと連動するスイッチ１６ｂ（二よっ
て駆動され正弦波発振回路１ｂが選択されたとき表面電
位制御回路１３１ニー＋５Ｖの電位を送り、　ＤＣ−Ｄ
Ｃインバータ１４ｂは所定の直流電圧（たとえば５０Ｖ
　）を発生させる。従って現像スリーブ８には正弦波発
振回路９ａ又は９ｂから得られる交流バイアス電圧とＤ
Ｃ−ＤＣインノ（−タ１４ａ、１４ｂから得られる直流
バイアス電圧が重畳されて印加される。

第２図には正弦波発振回路９ａ、９ｂ、増幅器１０゜自
動利得調整回路１７、Ｄｃ−Ｄｃインバータ１４ｂの具
体的な回路が図示されている。正弦波発振回路９ａは差
動増幅器Ｑｌ、　　コンデンサＣ３，抵抗Ｒ４゜Ｒ５を
有し、これらで擬似インダクタンスを構成し、この出力
を差動増幅器Ｑ′１を介して正帰還をかけたもので、発
振周波数ｆ１はＲ４＝Ｒ５＝Ｒ’、コンデンサＣＩ、　
Ｃ２の並列容量をＣ′とすキと、ｆ、＝　１／２ｘ〆Ｕ
で１ｐ で表わされる。

正弦波発振回路９ｂも９ａと同様に構成されてオｉ）、
正弦波発振回路９ａはたとえばコンデンサＣ２を調節す
ることにより８００〜１５００Ｈｚの正弦波を発振し、
また正弦波発振回路９ｂはコンデンサＣ７を調節するこ
とにより２００−６００Ｈｚの正弦波電圧を発生するよ
うに構成されている。なおＶｌ、Ｖ２はそれぞれ電源電
圧である。

これらの正弦波発振回路９ａ、９ｂの出力はダイオード
Ｄ２〜Ｄ５から構成されるダイオードスイッチ（二人力
される。スイッチ１６ａを第１図で上側に切り替えスイ
ッチ端子Ｊ１が接地されると、ダイオードＤ２．Ｄ３　
が導通し、またダイオードＤ４．Ｄ５が遮断されて正弦
波発振回路９ａの出力が増幅回路１０に入力される。一
方スイッチ１６ａを下側に切り替えスイッチ端子Ｊ１が
開放されると抵抗Ｒ５４を介してＶ２（＋２４ボルト）
の電圧が各ダイオードの接続点に印加されて、　Ｄ２．
　Ｄ３が遮断、Ｄ４．Ｄ５が導通して正弦波発振回路９
ｂの出力が増幅回路１０に入力される。

増幅回路１０はエミッタホロワＱ６と終段のドライバＱ
７．　ＱＢで構成され、スインｙ＋”　１６　ａの出力
は、抵抗Ｒ２０を介してエミッタホロワＱ６のペース回
路に接続される。トランジスタＱ９は現像バイアス交流
電圧の制御スイッチで、コネクタ端子Ｊ２が開放される
と、トランジスタＱ９のベース回路に抵抗Ｒ１を介して
ｖ２の電圧が印加され、トランジスタＱ９が導通し、抵
抗Ｒ２０，Ｒ２１の交点で電圧は零■となり、交流バイ
アスはＯになる。また端子Ｊ２が接地されると、トラン
ジスタＱ９は開放しＶ２はそのま＼エミッタホロワＱ６
に印加されて所定周波数の交流出力電圧がトランジスタ
Ｑ７．　ＱＢのエミッタに発生する。

上述のコネクタＪ２には記録装置のシーケンスコントロ
ーラより制御信弓が送られており、現像中以外は端子Ｊ
２が開放して交流バイアスを０にしている。コンデンサ
Ｃ２３はトランジスタＱ９のスイッチ、フグ時の立上り
、立下りを平滑にしてオンオフ切換時に昇圧トランスの
２次側に発生すルオーバーシュートリンキングを除去す
るためのものである。

増幅器１０の出力は抵抗Ｒ３１，コンデンサＣ１３を介
して昇圧トランス１１の１次側に印加される。

昇圧トランス１１は高飽和磁束密度のけい素鋼板の積層
タイプのトランスで昇圧比１：１００程度に選ばれ、２
００〜１５００Ｈｚの周波数領域でフラットな周波数特
性を持つように構成されている。

昇圧トランス１１の２次側出力巻線の１端は、ＤＣ−Ｄ
Ｃインバータ１４ｂのｆ＋−）側圧力（Ｊ３端子）に接
続される。ＤＣ−ＤＣインバータ１４ｂの（−）側出力
０４端子）はＤＣ−ＤＣインバータ１４ａ（第２図Ｃ二
は図示せず）の出力が接続されており、この出力は現像
中には（ＶＳＬ　＋　１００Ｖ　）の電圧に制御されて
いる。スイッチ端子Ｊ１が開放になると正弦波発振回路
９ｂが選択されると同時に電子スイッチ１８のトランジ
スタＱＩＯが抵抗Ｒ２５を介して導通してトランジスタ
Ｑｌｌ、Ｑ１２、コンデンサＣ１７、コイルＴ３を含む
自励形のインバータが発振を開始しＪ３．Ｊ４間に５０
Ｖの直流電圧を発生させる。またスイッチ端子Ｊ１が接
地電位になるとトランジスタＱＩＯが遮断してＤＣ−Ｄ
Ｃインバータ１４ｂの１次側に電源が供給されなくなり
、Ｊ３，１４間の電圧はＯｖになる。なお端子Ｊ５は現
像スリーブ８に接続されている。　抵抗Ｒ５０，Ｒ５１
，Ｒ５２，Ｒ５８はブリーダ抵抗の役目と、Ｒ５２とＲ
５８の交点にＡＣ出力の１／Ｚｏｏのモニター用電圧を
発生させるアッテネータの役目を兼ねている。

昇圧トランス１１の２次側、出力巻線Ｗ１と密結合され
た３次巻線Ｗ２が設けられる。この３次巻線Ｗ２には出
力電圧の１／１００の出力の正弦波が誘起されるように
構成される。この３次巻線Ｗ２の出力はダイオードＤ８
で整流して直流電圧に変換する。差動゛増幅器Ｑ１３は
、その電圧と定電圧ダイオードＺＤ１の端子電圧をボリ
ウムＶＲＩで分割して得られる基準電圧とを比較し、そ
の誤差電圧を増幅する。その誤差電圧は正弦波発振回路
９ａ及び９ｂの正帰還電圧を変化させて正弦波発振回路
の出力振幅を一定Ｃユ保っている。整流出力の１部は抵
抗Ｒ３３を介して発光ダイオードＬＥＤ　１（二重波を
流して表示点灯をし正常のＡＣ出力が出力されているか
否かの表示を行う。またＤＣ−ＤＣインバータ１４ｂの
２次側にもブリーダ抵抗Ｒ４４に直列に発光ダイオード
ＬＥＤ２が接続されており、インバータが１駆動されて
正常な電圧が出力されているか否かを表示する。

このように構成された現像バイアス装置（：おいて、所
定のシーケンスに従って帯電、露光が開始され感光ドラ
ム１上に形成された潜像が現像器７に近スくと、記録装
置のシーケンスコントローラより制御信号が送られ端子
Ｊ２を接地する。それによってトランジスタＱ９がオフ
になり抵抗Ｒ２１゜Ｒ２０の交点に交流バイアス電圧が
得られる。たとえば写真のように中間調の多い画像の場
合にはスインｆ１６ａを下側に切り替える。そのとき端
子Ｊ１は開放し、低い周波数の正弦波発振回路９ｂが選
択され２００〜６００　Ｈｚの交流バイアス電圧が得ら
れ、またハーフトーンの少ない原稿に対してはスイッチ
１ｅａを上側に切り替える。それにより端子Ｊ１は接地
し高い周波数の正弦波発振回路９ｂが選択され８００〜
１５００Ｈｚの交流バイアス電圧が得られる。これらの
交流バイアス電圧は増幅器１０により増幅され昇圧トラ
ンス、１１の１次側に印加され、二次側に１　：１００
の昇圧された交流バイアス電圧が得られる。

一方ＤＣ−ＤＣインバータ１４ａの出力には（Ｖ８Ｌ＋
１００Ｖ）の直流バイアス電圧が発生し、スイッチ１６
ａを下側に切り替えたときはＤＣ−ＤＣインバータ１４
ｂが動作して端子Ｊ３．Ｊ４に５０■の電圧が発生する
ので昇圧トランス１１の２次側には（Ｖ８．＋１５０Ｖ
）の直流バイアス電圧が発生する。

従って現像スリーブ８には正弦波発振回路９ａ又は９ｂ
からの交流バイアス電圧と　ＤＣ−ＤＣインバータ１４
ａ又は１４ｂからの直流バイアス電圧が重畳して印加さ
れジャンピング現像が行われる。交流バイアスをかけな
い場合は第３図の囚で示されたようにコントラストの強
い画像（二なるが、高周波の交流バイアスをかけると［
Ｆ］）のよう１：階調がよく再現され、また低周波の交
流バイアスをかけると（Ｃ）のようにさらに階調がよく
再現され、また直流バイアスを１００Ｖから１５０ｖに
増加させると、（Ｄ）のような特性Ｃ二なり、原稿の白
地部分及び低濃度の現像を抑制して階調の再現性のよい
かぶりの少ない現像が得られる。従ってハーフトーンの
多いものは低周波の交流バイアス電圧と大きな直流バイ
アス電圧をかけ、またハーフトーンの少ない原稿に対し
ては高周波の交流バイアスで低い直流バイアスを選ぶよ
うにする。もちろん構造を簡単にするために交流バイア
ス、直流バイアスの大きさを一定にすることができるの
は勿論である。

さらに昇圧トランス１１の出力は３次巻線Ｗ２を介して
自動利得調整回路１７に送られて自動調整されるので、
発振回路９ａ、９ｂの出力がばらついたり変動しても常
に安定した出力が得られる。

また自動利得調整は昇圧トランス１１の出力のほか増幅
器１０の出力を入力として行うようにすることもでき々
。

またスイン’ｌ＃１６ａ、ｂの切り替えを手動でなく通
常の複写記録工程の前に原稿を予め自動的（二走査して
ラインコピーかハーフトーンが多いかを判別して自動的
にバイアス電圧の大きさや周波数を切り替えるようにす
ることができる。

さらＣ−３個以上の互いに周波数の異なる正弦波発振回
路を設け、その一つを選択して交流バイアス電圧とし、
またＤＣ−ＤＣインバータを複数あるいは連続的にその
レベルを切り替えるよう（−して直流バイアス電圧を可
変にできることも勿論である。

第４図には表面電位センサーを設けない場合の実施例が
図示されている。この実施例において第１図と同一部分
には同一の参照符号を付し、その説明は省略されている
。この例では昇圧トランスの２次側巻線の他端（二適当
な固定バイアス１５ａ。

１５ｂを接続し、スイッチ１６ｂにより選択できるよう
にしたもので固定バイアス１５ａを１５ｂ　より小さく
することにより第１図の実施例と同様な効果が得られる
。

ところで、第５図は正弦波発振回路９ａ、９ｂの他の実
施例を説明するもので、本実施例にあっては第２図に示
した正弦波発振回路９ａ、９ｂと、増幅回路１０と結合
させた構造を採用しており、増幅機能をも持った正弦波
発振回路として構成しである。また、第２図（二示す正
弦波発振回路９ａ。

９ｂと、増幅回路１０の構成部品と相当する部品には同
一符号を符しである。

このような増幅機能を持つ正弦波発振回路を用いれば直
接的に昇圧トランス１１を駆動させるこことができ、回
路構成を簡略化することができる。

以上詳細に説明したように本発明に係る装置では次のよ
うな効果が得られる。

１）本発明は従来例の如くＬＣの共振（二上って矩形波
から基準周波数のみを取り出して正弦波をつくり出す方
法を用いていないので、共振のロス分が全くなく、消費
電力も非常に少なく、電磁振動音も無い。

２）周波数の切替が容易である。従来例が矩形波発振回
路の周波数と共振用の大容量のＣ又はＬを変える必要が
あったのに対して、本発明では正弦波発振回路の発振周
波数を変えるだけでいいのでポリウム或は可変コンデン
サ等で簡単に周波数を変えることができる。

３）共振回路の調整が不要である。

４）交流電圧に重畳した直流バイアスを潜像電位に応じ
て変化させることにより、階調性のすぐれたしかもカブ
リの無い現像を実現できる。

５）周波数の異なる複数の正弦波発生回路を切換えた場
合（−も各発振回路の振幅をそれぞれ調整する必要は無
く、常に安定した出力振幅が得られる。

６）現像バイアスの直流バイアス及び交流バイアスのそ
れぞれの出力の正常、異常を簡単にしかも確実に表示で
きる。

７）自動利得調整回路の検出用信号な昇圧トランスの出
力巻線から得るよう（−シているので、昇圧トランスの
周波数特性や１次２２次間の変換効率のバラツキにも影
響を受けない安定した交流バイアス出力を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１の実施例の配置構成図、第２
図は第１図回路の詳細な回路図、第３図は、バイアス電
圧の変化による濃度特性を示した特性図、第４図は本発
明の第２の実施例の配置構成図、第５図は本発明の他の
実施例を示す回路図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録体上に形成された静電潜像を現像器にバイア
   ス電圧を印加することによりトナー現像し、静電記録を
   行なう静電記録装置の現像バイアス装置において、現像
   バイアス装置は正弦波発振回路と、昇圧トランスおよび
   自動利得調整回路とを備え、前記正弦波発振回路から得
   られる正弦波電圧を前記昇圧トランスで昇圧した交流電
   圧を前記バイアス電圧とし、前記昇圧トランスの出力を
   検出して前記正弦波発振回路の振幅を調整する前記自動
   利得調整回路Ｃ二より昇圧−トランスの出力を一定（ユ
   するように構成したことを特徴とする静電記録装置の現
   像バイアス装置。
2. （２）昇圧トランスの２次側に出力巻線キ密結召された
   ３次巻線を設け、この３次巻線（二誘起された電圧を前
   記自動利得調整回路において整流して直流電圧とし、こ
   の直流電圧が一定となるように前記自動利得調整回路に
   より前記正弦波発振回路の出力の振幅を調整するよう（
   −シたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の静
   電記録装置の現像バイアス装置。
3. （３）正弦波発振回路は増幅器と所定の周波数を設定で
   きる帯域フィルタとを備えていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の静電記録装置のバ
   イアス装置。