JPS63127266A - 電子写真装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、感光体の帯電電位を高精度に規制することが
できる電子写真装置に関するものである。

（従来の技術） 複写機、プリンタ等の電子写真装置においては、画像濃
度を一定に維持すると共に感光体の長寿命化を図るため
感光体の帯電電位を厳格に規制することが強く要請され
ている。

感光体の帯電電位を規制する方法として、スコロトロン
帯電器を用いて感光体を所定の電位に帯電する方法があ
る。このスコロトロン帯電器は、高電圧源に接続されコ
ロナイオンを放出するコロナワイヤ及びシールドケース
を有する帯電器本体と感光体との間に多数の開口部を有
するメツシュ状のグリッドを配置し、このグリッドに所
定のバイアス電圧を印加してグリッドの開口を経て感光
体方向に放出されるコロナイオンの量を規制するように
構成されている。従って、このスコロトロン帯電器を用
いて感光体を帯電すれば、グリソド電圧を制御すること
によって感光体の帯電電位を制御することができると共
に感光体の全面に亘って均一に帯電することができ、特
に記録幅方向に部分的にコロナイオン放出量が過大又は
過少になる、いわゆるチャージムラがコロナワイヤに生
じても、コロナイオンがグリッドを通過する際過剰又は
過少なコロナイオンがグリッドによって均一化され、チ
ャージムラを有効に低減できる顕著な利点が達成される
。このスコロトロン帯電器には、グリッドを基準電圧源
に接続して常時一定の基準電圧を印加する方式のものと
、グリッドをツェナーダイオードやバリスタ等の電圧降
下素子を介して接地しコロナワイヤから放出されるコロ
ナ電流を利用してグリッドを所定の電位に維持する方式
のものとがある。いずれの方式のスコロトロン帯電器に
おいてもグリッドを感光体表面に近接して配置しなけれ
ばグリッドの効果を達成することができず、グリッドと
感光体との間のギャップは例えば０．５〜１．５鰭程度
に設定する必要がある。このためグリッドと感光体表面
との間の距離が変動すると、感光体帯電電位が大きく変
化する不都合が生じてしまう。

（発明が解決しようとする問題点） グリッドを基準電圧源に接続して常時一定の基準電圧を
印加するスコロトロン帯電器は、温湿度等の環境の変化
に伴うコロナイオン放出量の変動を受けずグリッドを一
定の基準電位に常時維持できる利点がある。しかし、基
準電源のコストが高価なためスコロトロン帯電器自体が
高価になる欠点があった。更に、グリッドから感光体表
面までの距離が基準値かられずかにずれただけでも感光
体の帯電電位が変化してしまう欠点があった。特に、感
光体を交換するような場合例えば駆動ギイヤの噛合状態
がわずかに変化しただけでも感光体からグリッドまでの
距離が変化、このわずかなギャップ変化によって感光体
の帯電電位が変化する不都合が生じていた。一方、グリ
ッドから感光体表面までの距離を高精度に規制するには
、高精度に加工した種々の部品を用いて位置決めしなけ
ればならず、禰造が複雑化すると共に製造コストが高価
になってしまう。

グリッドをツェナーダイオード等の電圧降下素子を介し
て接地し、コロナワイヤからのコロナ電流を利用してグ
リッドを基準電位に維持する方式のスコロトロン帯電器
は、構成を簡単化でき部品点数が削減され、従って製造
コストを安価にできる利点がある。しかしながら、環境
変化に伴ってコロナワイヤから放出されるコロナ電流が
変動してしまい、使用中にグリッド電圧が変動してしま
う不都合があった。更に、グリッドから感光体表面まで
の距離の変化に伴い感光体の帯電電位が変化してしまい
、帯電電位が低くなると画像濃度が低下してしまい、一
方帯電電位が高くなると感光体が早期に劣化してしまう
不都合が生じてしまう。

特に、使用中に帯電電位が減少し易く、画像濃度が低下
する欠点があった。

一方、感光体の帯電電位とグリッドまでの距離との関係
は、第５図に示すようにグリッドを感光体表面に近づけ
る程飽和値に達する。しかしながら、グリッドを感光体
に近づける程隣接配置した現象装置やクリーニング装置
から飛散したトナーが付着し易く、グリッドにトナーが
付着すると帯電電位が変化したりチャージムラが発生す
る不都合が生じてしまう。従って、グリッドを感光体か
らある程度離間させ、距離変動による影響を受ける遷移
領域で使用する必要がある。

従って、本発明の目的は上述した欠点を除去し、グリッ
ドが感光体表面からある程度離間した遷移領域で使用し
てもギャップ変動による影響を受けず、感光体の帯電電
位を常時一定に維持することができる電子写真装置を提
供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明による電子写真装置は、静電潜像を形成すべき感
光体とコロナワイヤとの間に多数の開口部を有するグリ
ッドを配置し、このグリッドに生ずるグリッド電圧に基
づいて感光体の帯電電位を規制する電子写真装置におい
て、感光体の帯電電位を検出する表面電位検出器と、こ
の表面電位検出器の検出出力と基準表面電位に相当する
基準値とを比較して制御信号を出力する比較回路と、前
記グリッドに接続され比較回路からの制御信号に基づい
てグリッド電圧を発生するグリッド電圧発生回路とを具
えることを特徴とするものである。

（作　用） 上述したように、スコロトロン帯電器を遷移領域で使用
した場合、感光体表面からグリッドまでのギャップ変化
による影ツを受は帯電電位が変化する不都合が生じてし
まう。しかしながら、種々の実験及び検討を積み重ねた
結果、ギャップ変化に応じてグリッド電位を適宜変化さ
せることによって感光体の帯電電位を一定の基準値に維
持することができることを見い出した。すなわち、ギャ
ップが大きくなるに従ってグリッド電位が高くなるよう
に制御し、ギャップが小さくなるに従ってグリッド電圧
が低くなるように制御する。このようにギャップ変動に
応じてグリッド電位を制御すれば、感光体の表面電位を
常時一定に維持することができる。このため、本発明で
は表面電位検出器によって感光体の帯電電位を検出し、
この検出出力を基準表面電位に相当する基準値と比較し
て制御信号を作成し、この制御信号に基づいてグリッド
電圧を制御する。この結果、感光体の帯電電位を基準値
に自動的に維持することができる。特に、グリッドを定
電圧効果素子と電子ボリューム素子との直列枝路に接続
し、この直列枝路を流れるコロナ電流量を電子ボリュー
ム素子によって制御すれば、電子ボリューム両端間に生
ずる電圧降下量によってグリッド電圧を制御でき、簡単
な構成でグリッド電圧を自動的に制御することができる
。

（実施例） 第１図は本発明による電子写真装置の一例の構成を示す
線図である。本例では複写機を例にして説明する。静電
潜像を形成すべき感光ドラム１を矢印ａ方向に回転させ
、均一に所定の表面電位に帯電させてから露光装置２に
より露光して静電潜像を形成する。この静電潜像を現像
装置３によって現像してトナー像を作成する。このトナ
ー像は、転写チャージャ４によって感光ドラム１と同期
して搬送されてくる記録紙５に転写する。転写された記
録紙５は分離チャージャ６によって感光ドラム１の表面
から分離され、矢印す方向に搬送され、定着装置（図示
せず）を経て機外に排出される。

感光ドラム１上の未転写トナーはクリーニング装置７に
よってクリーニングされ、イレーサ装置８によって均一
に光除電されてから帯電位置に到達する。本発明では帯
電装置としてスコロトロン帯電器９を用いる。このスコ
ロトロン帯電器９はシールドケース１０、コロナワイヤ
１１、電気絶縁性支持部材１２によって電気的に絶縁支
持されているメッシ江状のグリッド１３を有している。

シールドケース１０を接地すると共にコロナワイヤ１１
を高圧基準電源１４に接続してコロナイオンを感光ドラ
ム１に向けて放出する。コロナワイヤ１１から放出され
たコロナイオンは、その一部がシールドケース１０に捕
獲されてアースに流れ込み、残りの一部がグリッド１３
に捕獲されてコロナ電流となってグリッド電圧発生回路
１５に流れ込む。更に、残りのコロナイオンがグリッド
１３に設けた多数の開口部を通過して感光体ドラム１に
到達し、感光ドラム１を所定の表面電位に帯電する。グ
リッド１３は多数の開口部を有するステンレス製のメツ
シュ部材で構成され、感光体表面に近接配置する。この
結果、感光ドラムｌはグリッド１３のバイアス電圧にほ
ぼ等しい電位に帯電され、従って感光ドラムｌの帯電電
位はグリッド電圧に応じて制御されることになる。スコ
ロトロン帯電器９の後段側に表面電位検出センサ１６を
配置し帯電された感光ドラム１の表面電位を検出して比
較回路１７に出力する。この表面電位検出センサ１６は
、振動型、容量型等の種々の検出センサを用いることが
できる。比較回路１７では、検出した表面電位を基準値
と比較し、この出力を制御信号としてグリッド電圧発生
回路１５に供給する。この基準値は感光ドラム１の所定
の帯電電位に相当するものとし、基準表面電位に対する
検出した表面電位の変化分に応じた制御信号を出力する
。グリッド電圧発生面路１５では、比較器１７からの制
御信号及びグリッド１３からのコロナ電流に基づいてグ
リッド電圧を作成する。

第２図はグリッドと感光ドラムとの間の距離ｄと感光ド
ラムの帯電電位との関係を示すグラフである。横軸はグ
リッドと感光ドラムとの間の距離ｄ　（右方向に進むに
従って小さくなる）を示し、縦軸は感光体の帯電電位を
示す。感光体の帯電電位ｖ０はギヤツブｄが小さくなる
に従ってグリッド電圧ｖ９に漸近しｄ＝１．５＋＋ｎよ
り小さくなるとグリッド電圧ｖ９にほぼ等しくなる。し
かし、ギャップｄが１．５＋ｎ以上になると帯電電位ｖ
０は急激に低下する。従って、従来の装置のようにグリ
ッド電圧Ｖ９を固定した場合ギャップｄが大きくなると
感光ドラムの帯電電位が低下してしまう不都合が生じて
しまう。従って、ギャップｄを極めて小さくなるように
設計することが望ましいが、機械的設計条件よりギャッ
プｄを小さくするには感光ドラムの偏芯量等により限界
がある。一方、ギャップｄが変化しても常時一定の帯電
電位を得るにはギャップｄの変化に応じてグリッド電圧
を変化させればよいことになる。例えば、第２図に示す
設計条件ニオイテ、ｄ＝１．５ｍｍ、Ｖ、　＝−５００
Ｖとし、感光体の帯電電位ｖ０を一４８０ｖに維持する
場合、ギャップｄが１．５龍より大きくなったときには
グリッド電圧ｖ９を一５００ｖより絶対値が大きくなる
ように制御すると共に、ギャップｄがｄ＝１．５ｍｍよ
り小さくなった場合にはグリッド電圧ｖ９が小さくなる
ように制御すれば、ギャップ変化にかかわらず感光体帯
電電位を常時一定値に維持することができる。零発、明
はこのような認識に基づくものであり、表面電位検出セ
ンサ１６による検出信号を基準値と比較し、基準表面電
位に対する変化分に応じてグリッド電圧を制御して感光
体帯電電位を常時一定に維持するように構成する。

第３図は比較回路の一例の構成を示す回路図である。表
面電位検出センサ１６からの検出信号を増幅器２０によ
って増巾し、ローパスフィルタ２１によって高周波成分
を除去してから比較器２２の一方の入力端子に供給する
。基準電圧Ｖｃｃを２個の抵抗Ｒ，，Ｒ，の直列枝路に
接続し、抵抗Ｒ２の一方の端部を接地すると共に抵抗Ｒ
１とＲ２との接続点を比較器２２の他方の入力端子に接
続して基準表面電位に相当する基準信号を入力する。そ
して、表面電位検出センサ１６からの検出信号と基準信
号とを比較して制御信号を出力し、グリッド電圧発生回
路１５に供給する。

第４図はグリッド電圧発生回路の一例の構成を示す回路
図である。グリッド１３を定電圧降下素子として作用す
るツェナーダイオード３０を介して電界効果トランジス
タ（ＦＥＴ）３１のドレインに接続し、ＦＥＴ３１のソ
ースを接地すると共に、ＦＥＴ３１のゲートに比較回路
１７からの制御信号を供給する。上述したように、コロ
ナワイヤ１１からグリッド１３にコロナ電流が流れ込み
、このコロナ電流はツェナーダイオード３０及びＦＥＴ
３１を経てアースに流れ込む。

この場合、ＦＥＴ３１のゲートに供給される制御信号に
よってドレイン−ソース間電流を制御することができ、
従って制御信号によってドレイン−シース間の電圧降下
量が制御される。この場合、感光ドラム１の帯電電位が
基準電位よりも高い場合グリッド電圧が低くなるように
制御し、感光ドラムの帯電電位が基準電位よりも低い場
合にはグリッド電圧が高くように制御すれば、感光ドラ
ムの帯電電位電位を常時一定の基準値に維持することが
できる。このように構成すれば、ＦＥＴが電子ボリュー
ム素子として作用し、グリッド電圧を高速度で制御する
ことができる。特に、比較回路からの制御信号を用いて
、コロナワイヤに接続した高圧電源の出力電圧を制御す
る場合に比べて一層応答性を向上させることができる。

本発明は上述した実施例だけに限定されるものではなく
種々の変形が可能である。例えば上述した実施例では複
写機を例にして説明したが、複写機だけに限定されず、
プリンタ装置のような電子写真装置にも適用することが
できる。

上述した実施例ではＦＥＴを用いてグリッド電圧を制御
する構成としたが、ＦＥＴに限定されず電子ボリューム
として機能できる素子であれば種々の素子を用いること
ができる。

更に、上述した実施例では定電圧降下素子として作用す
るツェナーダイオードと１個のＦＥＴとを以てグリッド
電圧発生回路を構成したが、複数個のＦＥＴを直列接続
してグリッド電圧制御範囲を広くすることもできる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、感光体の帯電電位
を検出し、基準表面電位に相当する基準値と比較して制
御信号を作成し、この制御信号に基づいてスコロトロン
帯電器のグリッド電圧を制御する構成としているから、
感光体とグリッドと間の距離が変化したり、作動中にコ
ロナ帯電器の出力が変動しても感光体の帯電電位を常時
所定の基準値に自動的に維持することができる。特に、
グリッドと感光体表面との間の距離を比較的大きく設定
しても距離変化による影響を受けず常時基準値に自動的
に帯電することができる。

スコロトロン帯電器のグリッドに流れ込むコロナ電流を
利用してグリッド電圧を一定に維持する構成とすれば、
構造を簡単化することができ、製造コストを安価にする
ことができる。

更に、スコロトロン帯電器は帯電電位の安定と共にチャ
ージムラの発生を有効に低減することができ、画像品質
を一層向上することができる。

更に、電子ボリュームを用いてコロナ電流量を制御する
構成としているので、グリッド電圧が極めて高速に制御
され、この結果感光体の帯電電位を速やかに一定値に維
持することができる。

更に、グリッドから感光ドラムまでの距離が変動しても
基準表面電位に帯電することができるので、感光ドラム
に対してグリッドを高精度に位置決めする必要がなくな
り、グリッドの位置決め作業が容易になると共に、位置
決めの部材の加工精度が不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子写真装置の一例の構成を示す
線図、 第２図はグリッドと感光体表面との間の距離に対する感
光体の帯電電位との関係を示すグラフ、第３図は比較回
路の一例の構成を示す回路図、第４図はグリッド電圧発
生回路の一例の構成を示す回路図、 第５図はグリッドから感光体表面までの距離と帯電電位
との関係を示すグラフである。 ９・・・スコロトロン帯電器　１０・・・シールドケー
ス１１・・・コロナワイヤ　　　　１２・・・支持部材
１３・・・グリッド　　　　　　１４・・・高圧電源１
５・・・グリッド電圧発生回路１６・・・表面電位検出
センサ１７・・・比較回路　　　　　　２２・・・比較
器３０・・・ツェナーダイオード　３１・・・ＦＥＴ特
許出願人　　二ソボン・ケンチック・カイシャ・リミテ
ッド 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、静電潜像を形成すべき感光体とコロナワイヤとの間
   に多数の開口部を有するグリッドを配置し、このグリッ
   ドに生ずるグリッド電圧に基づいて感光体の帯電電位を
   規制する電子写真装置において、感光体の帯電電位を検
   出する表面電位検出器と、この表面電位検出器の検出出
   力と基準表面電位に相当する基準値とを比較して制御信
   号を出力する比較回路と、前記グリッドに接続され比較
   回路からの制御信号に基づいてグリッド電圧を発生する
   グリッド電圧発生回路とを具えることを特徴とする電子
   写真装置。 ２、前記グリッド電圧発生回路を、定電圧降下素子と、
   少なくとも１個の電子ボリューム素子との直列枝路を以
   て構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の電子写真装置。