JPS6231345B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真複写機の現像バイアス装置に
関するものである。

一般に電子写真複写機に用いられる感光体ドラ
ムの表面は、暗所では良好な絶縁体で、帯電した
電荷を保持する性質と、これとは反対に、光を照
射すると電気抵抗が減少し、帯電した表面電荷を
散逸させる性質の光導電層により成り立つてい
る。

このような光導電層表面が一様に帯電された状
態の感光体ドラム上に露光を行うと、画像に応じ
て光の当らない黒い部分（画像部）の電荷は残
り、光が照射される白い部分（非画像部）の電荷
は散逸する。すなわち、静電潜像が形成される。

この静電潜像部分に、トナーと呼ばれ、感光体
とは反対の極性の電荷を帯びた微粒子を接近また
は接触させると、画像部は多量の微粒子を吸引
し、非画像部は吸引しない。

このように感光体ドラムの静電潜像にトナーを
付着させることを現像と呼び、この現像工程の後
に、トナーの付着した像を元にして紙等に転写す
る。しかし、感光体ドラムの非画像部の電荷は露
光によつて完全に除去出来ずに、少量の電荷が残
り、電場の強さに比例したトナーが付着し、これ
は後に転写される紙等の地肌汚れとなる。

この地肌汚れを防ぐために、感光体ドラムの近
傍に現像電極と呼ばれる電極板を感光体ドラム面
に対向配置し、ドラムの帯電々位と同極性で、そ
の大きさが非画像部の電位より若干大きいバイア
ス電位を印加することによつて、画像部のトナー
に影響を与えることなく、非画像部に付着しよう
とするトナーを現像電極に吸引させ、地肌汚れの
ない鮮明な転写像を得ることが出来る。

このことは、トナーの一部が現像電極に付着す
ることになり、これは次に到来する静電潜像を現
像する時に悪影響を及ぼすので、所定の期間だけ
電極板に感光体ドラムの帯電々位とは逆極性のバ
イアスを印加してトナーを電極板から遊離させ、
電極板の清浄化を図つている。この操作が現像電
極のクリーニングと呼ばれ、現像電極を効果的に
制御する回路がバイアス回路である。

第１図は従来の現像バイアス装置の一例を示す
ブロツク図で、図中、１は感光体ドラム、２は潜
像の非画像部の電位（残留電位）を検出する検出
電極、３は現像電極、４は検出電極２の検出値を
残留電位に換算するインピーダンス変換回路、５
は感光体ドラムの露光状態によつて変化する残留
電位を一定時間記憶する最低値記憶回路、６は演
算増幅回路、SW１は残留電位を記憶するタイミ
ングで閉じるスイツチ、SW２は正バイアスと逆
バイアスの印加タイミングを選択するスイツチを
それぞれ示す。また、第３図は現像電極の詳細斜
視図である。

第１図において、静電潜像の形成された感光体
ドラムの非画像部の電位すなわち残留電位を最低
値記憶回路５に記憶させ、この値を演算増幅回路
６に与え続ける。この演算増幅回路６においては
入力電圧に適切な値の電圧を上乗せして、現像電
極内を感光体ドラムの画像部が通り過ぎる期間、
現像電極に与え続ける。

次に画像の後端が現像電極から外れた瞬間に
SW２を蓄電池７側に切替えることにより現像電
極３のクリーニングが行なわれる。

この第１図に示される従来の装置においては感
光体ドラムの残留電位に応じ、これより若干大き
い正バイアスを自動的に印加して現像することが
出来るが、反対に、逆バイアスの印加は、感光体
ドラムに誘起する最悪の条件を想定して比較的大
きな電圧を供給する直流電源７が使用されてい
る。

従つて、感光体ドラムと同極性側は自動バイア
ス制御、感光体と逆極性側は固定バイアス制御が
行われる。従つて、トナーに対しては過大な逆バ
イアスが印加され、長期的に繰返し使用されるべ
きトナーを短期間で劣化させる欠点があつた。

本発明は上記の欠点を除去するためになされた
もので、現像電極のクリーニングに起因するトナ
ーの劣化を低く抑えると共に、その寿命を延ばす
ことのできる電子写真複写機の現像バイアス装置
を得ることを目的とする。

この目的を達成するために本発明は、感光体に
所定の間隙で対向配置した現像電極と、感光体の
残留電位を検出して静電潜像の地肌へのトナーの
付着を防止するための正バイアス電圧（これは大
地電位を基準とした正電圧のみを意味するもので
はなく、感光体を帯電させた極性と同極性の電圧
を意味している）を出力する第１のバイアス回路
と、この正バイアス電圧と逆極性で、且つ、この
正バイアス電圧の大きさに対応して変化する逆バ
イアス電圧を出力する第２のバイアス回路と、静
電潜像の画像部が現像電極に対向しているとき第
１のバイアス回路の電圧を現像電極に印加し、対
向していないとき第２のバイアス回路の出力電圧
を現像電極に印加する切換手段とを備えたもので
ある。

この発明においては、静電潜像の画像部が現像
電極に対向しているとき、残留電位に応じた正バ
イアス電圧を現像電極に印加して地肌へのトナー
の付着を防止し、静電潜像の画像部が現像電極に
対向してないとき、この正バイアス電圧とは逆極
性で、しかも、この正バイアス電圧の大きさに対
応して変化するような逆バイアス電圧を現像電極
に印加してクリーニングを行つているので、過大
な逆バイアスを印加してクリーニングする従来装
置とは異なり、正バイアス電圧に追従して変化す
る逆バイアス電圧しか加わらないため、繰返して
使用されるトナーの劣化を低く抑え得ると同時
に、その寿命を延ばすことができる。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例に
ついて説明する。

第２図は本発明の現像バイアス印加装置の構成
を示すブロツク図で、第１図に示した従来装置の
蓄電池７に替えて、第２の演算増幅回路６ａを付
加して逆特性のバイアス回路としたものである。

この第２の演算増幅回路６ａは前述の演算増幅
回路６とは出力極性のみが異り、最低値記憶回路
の出力に適切な値の電圧を上乗せして、正のバイ
アス値に対応する逆バイアス値を現像電極に印加
するものである。

本来、逆バイアス値は現像電極に印加されたバ
イアスエネルギーに対応するものであるから、逆
バイアス値とその印加時間との積が正バイアス値
とその印加時間との積に、絶対値において等しく
なるようにすればクリーニングができることにな
る。

この場合、バイアス値を大きくして印加時間を
短くすることと、バイアス値を小さくして印加時
間を長くすることを比較すると、前者の劣化が大
きいことが各種の実験によつて明らかになつてい
る。

一方、複写機に対しては複写速度をできるだけ
上げることが要求されており、この要求に応える
には逆バイアス値を大きくした方がバイアス印加
時間を短縮できる点で有利である。しかしなが
ら、トナーの劣化が早まることを覚悟しなければ
ならなかつた。

本実施例は、正バイアスを印加した程度の逆バ
イアスの印加が許容されるものとし、仮りに正バ
イアスが変化したときには逆バイアスもこれに追
従して変化させることにより、複写速度の高速化
を前提にした上で、トナーの劣化を最低に押える
ことができる。

第４図は本発明による現像バイアス装置の他の
実施例を示す回路図で、現像電極が特別に正バイ
アス印加回路を持たないフロート状態になつてい
る場合である。

第４図において、現像電極３は前述の実施例と
同様に感光体ドラムに対して適切な間隙で配置さ
れているが、感光体ドラムに帯電する電荷によつ
て、ドラムの表面電位よりやゝ低く、残留電位よ
りは高い電圧が誘起され、これにより現像が行な
われるものである。

この場合、現像電極に誘起される電圧は、イン
ピーダンスの高い誘起電圧検出回路８により検出
され、検出時にのみ閉じているスイツチSW１を
介してリミツタ回路９に与えられる。このリミツ
タ回路９は増幅部とツエナーダイオードＺ_Dとリ
レーRAを有し、入力電圧が一定レベルを越える
とリレーRAが動作し、このリレーの切替接点ra
を作動させるものである。なお、この切替接点ra
の共通端子はスイツチSW２を介して現像電極３
に接続され、常閉側の切換端子は残留電位より僅
かに大きい蓄電池１０の負側に、常開側の切換端
子は蓄電池１０よりも10％程度出力の大きい蓄電
池１１の負側にそれぞれ接続されている。次に、
SW２は画像範囲が現像電極内にある場合には
開、電極外にある場合には閉となるスイツチで、
図示しないカム等でそのタイミングが制御され、
また、SW１は検出範囲を越えると開となるがリ
ミツタ回路内のコンデンサC₁によりSW１を閉に
したと同様な効果をリレーRAに与える。

ここで、現像電極内に画像先端がくる直前に
SW１が閉、SW２を開とし、電極に誘起された
電位を検出すると共に電極をフロート状態（実質
的には高いインピーダンスで接地した事になる）
とし、画像後端が電極から外れた時に瞬間的に
SW２を閉とし、検出電位に応じたそれぞれ異な
る逆バイアスを印加するものである。

この場合、SW１の閉のタイミングは画像先端
が現像電極幅よりも20〜100mm位通過した所で行
えば、感光体表面電位の平均値に近い値を検出す
ることが出来る。

以上の説明により明らかな如く、本発明によれ
ば現像時の正バイアスエネルギーに応じた逆バイ
アスエネルギーを現像電極のクリーニング時に与
え、トナーの寿命を延ばすことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子写真複写機の現像バイアス
装置の構成を示すブロツク図、第２図は本発明の
一実施例の現像バイアス装置の構成を示すブロツ
ク図、第３図は現像バイアス装置の現像電極の詳
細斜視図、第４図は本発明の他の実施例の構成を
示す回路図である。 １…感光体ドラム、２…現像電極、３…検出電
極、４…インピーダンス変換回路、５…最低値記
憶回路、６，６ａ…演算増幅回路、７，１０，１
１…蓄電池、８…誘起電圧検出回路、９…リミツ
タ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 感光体に所定の間隙で対向配置した現像電極
   と、前記感光体の残留電位を検出して静電潜像の
   地肌へのトナーの付着を防止するための正バイア
   ス電圧を出力する第１のバイアス回路と、この正
   バイアス電圧と逆極性で、且つ、この正バイアス
   電圧の大きさに対応して変化する逆バイアス電圧
   を出力する第２のバイアス回路と、前記静電潜像
   の画像部が前記現像電極に対向しているとき前記
   第１のバイアス回路の出力電圧を前記現像電極に
   印加し、前記静電潜像の画像部が前記現像電極に
   対向していないとき前記第２のバイアス回路の出
   力電圧を前記現像電極に印加する切換手段とを備
   えたことを特徴とする電子写真複写機の現像バイ
   アス装置。