JP2002103664A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】像担持体上に残留するトナーが書込電極に付着
するのを防止し、静電潜像の書込不良を防止する。 【解決手段】像担持体２の軸方向に沿って像担持体と接
触する複数の画像書込電極３ｂを備えた画像形成装置に
おいて、複数の書込電極を、画像形成領域の書込電極と
非画像形成領域の書込電極とに判別し、非画像形成領域
の書込電極には、像担持体上に残留するトナーＴの帯電
電位に対して同極性の電圧を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯電書込装置の書
込電極を像担持体に接触させて像担持体上に静電潜像を
形成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多数の針電極を用いて像担持体に
静電潜像を形成する方式の画像形成装置が知られてい
る。この多針電極方式においては、針電極からの放電に
よって像担持体上に静電潜像を形成するものであり、従
って、放電部は最も放電開始電圧が低い針電極が用いら
れ、これは画像分解能を向上させることからも先端が尖
っていることが望ましい。一般に、針電極と像担持体は
微小な間隙をもって非接触配置され、放電現象によって
像担持体に静電潜像を形成する。

【０００３】しかし、間隙変動による放電開始電圧のバ
ラツキはそのまま静電潜像の電位バラツキになり、筋ム
ラ、画像の途切れ、ボヤケ、チリ等の重大画像欠陥につ
ながっている。よって、間隙を安定的に一定に保つため
に、針電極は高精度かつ高剛性が必要で、これを位置決
め支持する保持部材も高精度かつ高剛性が必要となる。
さらに像担持体の円周方向にも像担持体の母線上に針電
極を正確に位置決めしないと間隙は変化し、均一な帯電
ができない。また、像担持体の回転振れは確実に間隙を
変動させるため、スペーサ等を付加し間隙を管理する
が、像担持体が高速回転する高速印字では振動等によっ
て、間隙を一定に保つことができず、結果として印字ス
ピードが低く抑えられていた。

【０００４】これらを解決するものとして、特開昭６３
−４５１０４号公報においては、針電極を無機ガラスを
コーティングした像担持体に当接させ、更に、像担持体
に潤滑油を塗布することにより針電極の像担持体への摩
耗損傷を防止する提案をおこなっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６３−４５１０４号公報においては、今度は針電極の摩
耗が発生し、放電開始電圧が変動し静電潜像のサイズや
帯電電位が変動してしまうという問題を有している。ま
た、オイルを像担持体に塗る構成が摩耗低減のために必
須の要件のため、トナー等を直接現像できず、像担持体
は中間像担持体としてしか使用できないという問題を有
している。

【０００６】このように、多針電極方式は、静電潜像電
位がバラツキやすく、静電潜像分解能も経時変化するた
め、画像品質が低下するという問題を有し、また、針電
極と像担持体との間隙や位置決めのための高精度な保持
部材や位置決め部材が必要であり、装置の複雑化、大型
化を招くという問題を有している。また、針電極のため
接触圧力が高く、電極および像担持体が短時間で損傷し
てしまうとい問題や、印字高速化が難しいとともに、中
間像担持体として使用するため、装置の大型化を招くと
いう問題を有している。

【０００７】この問題を解決するために、本出願人は、
一端が固定部に支持され他端が像担持体に弾性接触され
る基材と、基材と像担持体の接触面内に形成される電極
部とを備え、電極部に書込信号を送ることにより像担持
体上に静電潜像を形成する際、電極部と像担持体との接
触を安定させ、均質な選択帯電書込が可能となり、画像
むらや筋のない良好な画像を得ることができる画像形成
装置を出願している。

【０００８】しかしながら、この画像形成装置において
は、転写手段で転写残りとなったトナーは、クリーニン
グ手段でクリーニングされるが、転写残りのトナーの全
てがクリーニング手段で除去されるのではなく、僅かな
量ではあるがクリーニング手段をすり抜けたトナーが像
担持体上に残存したままの状態で、再び帯電書込手段の
当接部に至り、このすり抜けトナーが帯電書込手段の当
接部に僅かづつ堆積し、帯電書込電極と像担持体の間隔
を広げる作用を起こし、この間隔が変化することにより
帯電書込電極の潜像形成条件が変化して画像ムラとなっ
て現れるという問題を有している。

【０００９】本発明は、上記の問題を解決するものであ
って、第１の目的は、静電潜像の電位、サイズを安定さ
せ高分解能、高画質の画像を形成することができるとと
もに、電極および像担持体の摩耗を低減させ耐久性の向
上を図ることであり、また、第２の目的は、転写残りト
ナーやクリーニング残りトナーが帯電書込装置に付着し
て発生する静電潜像の書込不良を防止することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そのために本発明の請求
項１記載の画像形成装置は、像担持体の軸方向に沿って
像担持体と接触する複数の画像書込電極を備えた画像形
成装置において、前記複数の書込電極を、画像形成領域
の書込電極と非画像形成領域の書込電極とに判別し、前
記非画像形成領域の書込電極には、像担持体上に残留す
るトナーの帯電電位に対して同極性の電圧を印加するこ
とを特徴とし、請求項２記載の発明は、像担持体の軸方
向に沿って像担持体と接触する複数の画像書込電極を備
えた画像形成装置において、前記複数の書込電極を、画
像形成領域の書込電極と非画像形成領域の書込電極とに
判別し、前記非画像形成領域の書込電極には、像担持体
上に残留するトナーの帯電電位に対して、画像書込時に
は逆極性の電圧を印加し、非画像書込時には同極性の電
圧を印加することを特徴とし、請求項３記載の発明は、
請求項１または２において、前記画像形成領域の書込電
極と非画像形成領域の書込電極との判別を、像担持体の
軸方向に対応する転写材のサイズ情報に基づいて行うこ
とを特徴とし、請求項４記載の発明は、請求項１または
２において、前記画像形成領域の書込電極と非画像形成
領域の書込電極との判別を、像担持体の軸方向に対応す
る書込画像のサイズ情報に基づいて行うことを特徴と
し、請求項５記載の発明は、請求項２において、前記非
画像書込時には同極性の直流電圧に交流電圧を重畳した
電圧を印加することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は、本発明が適用される画
像形成装置の１例を示し、図１（Ａ）は全体構成図、図
１（Ｂ）は図１（Ａ）の像担持体および帯電書込装置の
一部斜視図である。なお、以下の説明において、各図面
間で同一の構成については同一番号を付して説明を省略
する場合がある。

【００１２】図１（Ａ）において、本発明に係る画像形
成装置１は、静電潜像が形成される像担持体２と、像担
持体２に接触してこの像担持体２に静電潜像を書き込む
帯電書込装置３と、像担持体２上の静電潜像を現像剤で
現像する現像装置４と、この現像装置４で現像された像
担持体２上のトナー像を紙等の転写材５に転写する転写
装置６と、転写後の像担持体２上に残っているトナーを
除去するクリーニング装置７とを少なくとも備えてい
る。帯電書込装置３は、一端が固定部９に片持ち式に支
持され、他端は像担持体２に接触されている。

【００１３】図１（Ｂ）に示すように、帯電書込装置３
は、ＦＰＣ（Flexible Print Circuit）またはＰＥＴフ
ィルム等の絶縁性が高くかつ比較的柔らかく弾性のある
可撓性の基材３ａと、基材３ａに形成され、かつこの基
材３ａの撓みによる弱い弾性復元力で像担持体２上に軽
く押圧されて接触または近接して配置される書込電極３
ｂとを備えている。また、基板３ａ上には、ドライバ３
ｃ、導電パターン３ｄが形成され、書込電極３ｂに接続
されている。なお、書込電極３ｂの押圧力は、幅３００
ｍｍで押圧力１０Ｎ以下、すなわち線圧０．３３Ｎ／ｍ
ｍ以下が接触を安定化し電荷注入または放電（の空隙）
を安定化する上で好ましく、摩耗の観点からは接触を安
定に保つ状態を維持しつつ極力線圧を下げることが望ま
しい。

【００１４】図２および図３は、図１の帯電書込装置３
の書込電極３ｂの帯電による静電潜像の書込の原理を説
明し、図２（Ａ）は書込電極３ｂと像担持体２との接触
部の拡大図、図２（Ｂ）はこの接触部の電気的等価回路
図、図２（Ｃ）ないし図２（Ｆ）は各パラメータと像担
持体２の表面電位との関係を示す図、図３（Ａ）は電荷
注入による像担持体に対する帯電の説明図、図３（Ｂ）
は放電による像担持体に対する帯電の説明図、図３
（Ｃ）はパッシェンの法則を説明するための図である。

【００１５】図２（Ａ）に示すように像担持体２は、ア
ルミニウム等の導電性材料からなり、接地されている基
材２ｃと、この基材２ｃの外周に形成された絶縁性を有
する帯電体層２ｄとからなっている。帯電書込装置３の
ＦＰＣ等からなる基材３ａに支持されている書込電極３
ｂが前述のように帯電体層２ｄに所定の軽い押圧力で接
触しているとともに、像担持体２が所定の速度ｖで移動
（回転）している。書込電極３ｂには、所定の高電圧Ｖ
₀または所定の低電圧Ｖ₁が基材３ａを介して選択的に切
り替えられて印加されるようになっている。

【００１６】すなわち、書込電極３ｂと像担持体２との
接触面（ニップ部）において、図２（Ｂ）に示す電気的
な等価回路が構成されている。図２（Ｂ）において、Ｒ
は書込電極３ｂの抵抗を示し、Ｃは像担持体２の静電容
量を示している。書込電極３ｂの抵抗Ｒは、Ａ側の
（−）の所定電圧Ｖ₀またはＢ側の接地電圧Ｖ₁に選択的
に切換接続されるようになっている。

【００１７】等価回路において、書込電極３ｂをＡ側に
接続してこの書込電極３ｂに（−）の所定電圧Ｖ₀を印
加したときの書込電極３ｂの抵抗Ｒと像担持体２の表面
電位との関係は、図２（Ｃ）の実線で示すように書込電
極３ｂの抵抗Ｒが小さい領域では像担持体２の表面電位
が一定の所定電圧Ｖ₀となり、書込電極３ｂの抵抗Ｒが
所定値より大きい領域であると、像担持体２の表面電位
の絶対値が低下する。一方、書込電極３ｂをＢ側に接続
してこの書込電極３ｂを接地したときの書込電極３ｂの
抵抗Ｒと像担持体２の表面電位との関係は、図２（Ｃ）
の点線で示すように書込電極３ｂの抵抗Ｒが小さい領域
では像担持体２の表面電位が一定のほぼ接地電圧Ｖ₁と
なり、書込電極３ｂの抵抗Ｒが所定値より大きい領域で
あると、像担持体２の表面電位の絶対値が上昇する。

【００１８】そして、書込電極３ｂの抵抗Ｒが小さく像
担持体２の表面電位が一定の所定電圧Ｖ₀または一定の
接地電圧Ｖ₁である領域では、図３（Ａ）に示すように
像担持体２に接触する書込電極３ｂと像担持体２の帯電
体層２ｄとの間で、電圧の低い方から高い方へ直接
（−）の電荷の電荷注入が行われ、像担持体２が帯電さ
れる。また、書込電極３ｂの抵抗Ｒが大きく像担持体２
の表面電位が変化し始める領域では、電荷注入による像
担持体２の帯電が次第に小さくなってくるとともに、書
込電極３ｂの抵抗Ｒが大きくなることで図３（Ｂ）に示
すように基材３ａと像担持体２との間で放電が生じてく
るようになる。

【００１９】この基材３ａと像担持体２の基材２ｃとの
間で生じる放電は基材３ａと像担持体２との間の電圧が
放電開始電圧より大きくなったときに生じるが、基材３
ａおよび像担持体２間のギャップとこの放電開始電圧Ｖ
_thとの関係はパッシェンの法則により図３（Ｃ）に示す
ようになる。すなわち、ギャップが約３０μｍ位である
とき放電開始電圧Ｖ_thが最も小さく、ギャップが約３０
μｍより小さくても大きくても放電開始電圧Ｖ_thが大き
くなり、放電が発生し難くなる。この放電によっても像
担持体２の表面が帯電されるようになる。しかし、書込
電極３の抵抗Ｒがこの領域であるときには、電荷注入に
よる像担持体２の帯電が大きいとともに放電による像担
持体２の帯電が小さく、像担持体２の帯電は電荷注入に
よる帯電が支配的となっている。この電荷注入による帯
電では、像担持体２の表面電位は、書込電極３ｂに印加
される所定電圧Ｖ₀または接地電圧Ｖ₁となる。電荷注入
による帯電の場合、書込電極３ｂに供給される所定電圧
Ｖ₀は書込電極３ｂと像担持体２との間で放電が発生す
る放電開始電圧Ｖ_th以下に設定するのが望ましい。

【００２０】書込電極３ｂの抵抗Ｒが更に大きい領域で
あると、電荷注入による像担持体２の帯電が小さく、放
電による像担持体２の帯電が電荷注入による帯電より大
きくなり、像担持体２の帯電は次第に放電による帯電が
支配的となってくる。すなわち、書込電極３ｂの抵抗Ｒ
が大きくなると、像担持体２の表面は主に放電によって
帯電され、電荷注入による像担持体２はほとんど帯電さ
れなくなる。この放電による帯電または除電では、像担
持体２の表面電位は、書込電極３ｂに印加される所定電
圧Ｖ₀または接地電圧Ｖ₁から放電開始電圧Ｖ_thを差し引
いた電圧となる。なお、所定電圧Ｖ₀が（＋）の電圧で
も同じである。

【００２１】したがって、電極の３ｂの抵抗Ｒを、像担
持体２の表面電位が一定の所定電圧｜Ｖ₀｜（±の電圧
があるため、絶対値で表す）あるいは一定の接地電圧Ｖ
₁となる小さい領域に設定するとともに、書込電極３ｂ
に印加する電圧を所定電圧Ｖ₀と接地電圧Ｖ₁との間でス
イッチング制御することにより、電荷注入による像担持
体２の帯電を行うことができるようになる。

【００２２】また、書込電極３ｂをＡ側に接続してこの
書込電極３ｂに（−）の所定電圧Ｖ ₀を印加したときの
像担持体２の容量Ｃと像担持体２の表面電位との関係
は、図２（Ｄ）の実線で示すように、容量Ｃが小さい領
域では像担持体２の表面電位が一定の所定電圧Ｖ₀とな
り、容量Ｃが所定値より大きい領域では、像担持体２の
表面電位の絶対値が低下する。一方、書込電極３ｂをＢ
側に接続してこの書込電極３ｂを接地したときの像担持
体２の容量Ｃと像担持体２の表面電位との関係は、図２
（Ｄ）の点線で示すように像担持体２の容量Ｃが小さい
領域では像担持体２の表面電位が一定のほぼ接地電圧Ｖ
₁となり、像担持体２の容量Ｃが所定値より大きい領域
では、像担持体２の表面電位の絶対値が上昇する。

【００２３】そして、像担持体２の容量Ｃが小さく像担
持体２の表面電位が一定の所定電圧Ｖ₀または一定の接
地電圧Ｖ₁である領域では、像担持体２に接触する書込
電極３ｂと像担持体２の帯電体層２ｄとの間で直接
（−）の電荷の電荷注入が行われる。すなわち、電荷注
入により像担持体２が帯電される。また、像担持体２の
容量Ｃが大きく像担持体２の表面電位が変化し始める領
域では、電荷注入による像担持体２の帯電が次第に小さ
くなってくるとともに、像担持体２の容量Ｃが大きくな
ることで図３（ｂ）に示すように基材３ａと像担持体２
との間で放電が生じてくるようになる。この放電によっ
ても像担持体２の表面が帯電されるようになる。しか
し、像担持体容量Ｃがこの領域であるときには、電荷注
入による像担持体２の帯電が大きいとともに放電による
像担持体２の帯電が小さく、像担持体２の帯電は電荷注
入による帯電が支配的となっている。この電荷注入によ
る帯電では、像担持体２の表面電位は、書込電極３ｂに
印加される所定電圧Ｖ₀または接地電圧Ｖ₁となる。

【００２４】像担持体２の容量Ｃが更に大きい領域であ
ると、書込電極３ｂと像担持体２の帯電体層２ｄとので
間でこの電荷注入はほとんど行われない。すなわち、電
荷注入によっては像担持体２は帯電されなくなる。な
お、所定電圧Ｖ₀が（＋）の電圧の場合でも同様であ
る。

【００２５】したがって、像担持体２の容量Ｃを、像担
持体２の表面電位が一定の所定電圧｜Ｖ₀｜あるいは一
定の接地電圧Ｖ₁となる小さい領域に設定するととも
に、書込電極３ｂに印加する電圧を所定電圧Ｖ₀と接地
電圧Ｖ₁との間でスイッチング制御することにより、電
荷注入による像担持体２の帯電を行うことができるよう
になる。

【００２６】更に、書込電極３ｂをＡ側に接続してこの
書込電極３ｂに（−）の所定電圧Ｖ ₀を印加したときの
像担持体２の速度（周速度）Ｖと像担持体２の表面電位
との関係は、図２（Ｅ）の実線で示すように、像担持体
２の速度ｖが比較的小さい領域では、像担持体２の表面
電位は速度ｖが大きくなるにしたがって上昇し、像担持
体２の速度ｖが所定値より大きくなると、像担持体２の
表面電位の絶対値は一定の電圧となる。像担持体２の表
面電位が像担持体２の速度ｖの増大に応じて大きくなる
のは、書込電極３ｂと像担持体２との間の摩擦による像
担持体２の摩擦による電荷注入の容易化が行われること
によるものであると考えられる。この摩擦による電荷注
入の容易化は像担持体２の速度ｖがある程度大きくなる
と変化しなく、ほぼ一定となる。一方、書込電極３ｂを
Ｂ側に接続してこの書込電極３ｂを接地したときの速度
ｖと表面電位との関係は、図２（Ｅ）の点線で示すよう
に速度ｖに関係なく一定の接地電圧Ｖ₁となる。なお、
所定電圧Ｖ₀が（＋）の電圧の場合でも同様である。

【００２７】更に、書込電極３ｂをＡ側に接続してこの
書込電極３ｂに（−）の所定電圧Ｖ ₀を印加したときの
書込電極３ｂの像担持体２への押圧力（以下、単に書込
電極３ｂの圧力という）と像担持体２の表面電位との関
係は、図２（Ｆ）の実線で示すように書込電極３ｂの圧
力がきわめて小さい領域では、像担持体２の表面電位は
書込電極３ｂの圧力が大きくなるにしたがって比較的急
上昇し、書込電極３ｂの圧力が所定値より大きくなる
と、像担持体２の表面電位の絶対値は一定の電圧とな
る。像担持体２の表面電位が書込電極３ｂの圧力の増大
に応じて急上昇するのは、書込電極３ｂと像担持体２と
の接触が書込電極３ｂの圧力の増大にしたがってより確
実になることによるものであると考えられる。この書込
電極３ｂと像担持体２との接触の確実性は、書込電極３
ｂの圧力がある程度大きくなると変化しなく、ほぼ一定
となる。一方、書込電極３ｂをＢ側に接続してこの書込
電極３ｂを接地したときの書込電極３ｂの圧力と像担持
体２の表面電位との関係は、図２（Ｆ）の点線で示すよ
うに書込電極３ｂの圧力に関係なく一定の接地電圧Ｖ₁
となる。なお、所定電圧Ｖ₀が（＋）の電圧の場合でも
同様である。

【００２８】このようにして、書込電極３ｂの抵抗Ｒお
よび像担持体２の容量Ｃを像担持体２の表面電位が一定
の所定電圧となるように設定するとともに、像担持体２
の速度ｖおよび書込電極３ｂの圧力を像担持体２の表面
電位が一定の所定電圧となるように制御し、書込電極３
ｂに印加する電圧を所定電圧Ｖ₀と接地電圧Ｖ₁との間で
スイッチング制御することにより、電荷注入による像担
持体２の帯電を確実にかつ簡単に行うことができるよう
になる。

【００２９】図４は、複数の書込電極３ｂを像担持体２
の軸方向に配列した場合の配列パターンの例を示す図で
ある。

【００３０】複数の書込電極３ｂの最もシンプルな配列
パターンは、図４（Ａ）に示すように複数の長方形の書
込電極３ｂが像担持体２の軸方向に一列に配列されたも
のである。その場合、複数の書込電極３ｂのうち、所定
数（図示例では８個）の書込電極３ｂがそれぞれそれら
の書込電極３ｂを所定電圧Ｖ₀または接地電圧Ｖ₁に切り
替えることで駆動制御する１つのドライバ３ｃに接続さ
れて１組にまとめられており、この組の複数組が像担持
体２の軸方向に一列に配列されている。

【００３１】しかし、このように書込電極３ｂを単に像
担持体２の軸方向に一列に配列した場合、隣接する書込
電極３ｂ間クロストークを生じてしまう場合がある。そ
こで、図４（Ｂ）に例においては、書込電極３ｂを像担
持体２の軸方向と直交する方向に２列にかつ千鳥状に配
列し、書込電極３ｂの列間隔を広くして電極間クロスト
ークを低減させるるようにしている。

【００３２】図５は、書込電極３ｂに所定電圧Ｖ₀およ
び接地電圧Ｖ₁を切替接続するためのスイッチング回路
を示す図である。図５に示すように、例えば４列に配置
された書込電極３ｂは、それぞれ、対応する高電圧スイ
ッチ（High Voltage Switch；H.V.S.W.）１５に接続さ
れており、これらの高電圧スイッチ１５は、それぞれ、
対応する電極３ｂを所定電圧Ｖ₀と接地電圧Ｖ₁とに切替
接続するようになっている。各高電圧スイッチ１５に
は、それぞれシフトレジスタ（Ｓ.Ｒ.）１６からの画像
書込制御信号が入力され、またこのシフトレジスタ１６
には、バッファ１７に蓄えられている画像信号およびク
ロック１８からのクロック信号がそれぞれ入力される。
そして、シフトレジスタ１６からの画像書込制御信号は
アンド回路１９によりエンコーダ２０からの書込タイミ
ング信号に基づいて各高電圧スイッチ１５に入力される
ようになる。各高電圧スイッチ１５およびアンド回路１
９により各書込電極３ｂへの供給電圧を切替制御する前
述のドライバ３ｃが構成されている。

【００３３】図６は、各電極３ｂの各高電圧スイッチ１
５をそれぞれ所定電圧Ｖ₀または接地電圧Ｖ₁に選択的に
切替制御したときの状態を示し、図６（Ａ）は各電極の
電圧状態を示す図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の電圧状態
で正規現像したときの現像剤像を示す図、図６（Ｃ）は
図６（Ａ）の電圧状態で反転現像したときの現像剤像を
示す図である。

【００３４】図６に示すように、例えばｎ−２番目、ｎ
−１番目、ｎ番目、ｎ＋１番目、ｎ＋２番目の各電極３
ｂが、それぞれの高電圧スイッチ１５が切替制御されて
図６（Ａ）に示す電圧状態になっているとする。そこ
で、このような電圧状態の各電極で潜像担持体２に静電
潜像の書込を行うとともに、正規現像によりこの静電潜
像を現像すると、現像剤８が潜像担持体２の所定電圧Ｖ
₀部上に付着し、図６（Ｂ）にハッチングで示すような
現像剤像が得られる。また、同様にして静電潜像の書込
を行い、反転現像によりこの静電潜像を現像すると、現
像剤８が潜像担持体２の接地電圧Ｖ₁部上に付着し、図
６（Ｃ）にハッチングで示すような現像剤像が得られ
る。

【００３５】このように構成された帯電書込装置３を用
いた画像形成装置１によれば、書込電極３ｂを基材３ａ
の小さな弾性復元力による軽い押圧力で潜像担持体２に
接触させているので、書込電極３ｂを潜像担持体２に安
定して接触させることができるようになる。したがっ
て、潜像担持体２に対する書込電極３ｂによる帯電をよ
り安定して高精度に行うことができる。これにより、静
電潜像の書込をより安定して行うことができるので、良
好な画像を確実にかつ高精度に得ることができる。

【００３６】また、書込電極３ｂを軽い押圧力で潜像担
持体２に接触させているだけであるので、書込電極３ｂ
による潜像担持体２の損傷を防止でき、潜像担持体２の
耐久性を向上させることができる。更に、書込装置３と
して書込電極３ｂを用いているだけであり、従来のよう
な大型のレーザ光発生装置やＬＥＤランプ光発生装置等
を設けないので、装置をより一層小型化することができ
るとともに、部品点数をより一層削減できて一層シンプ
ルで安価な画像形成装置を得ることができる。また、書
込電極３ｂによりオゾンの発生をより一層抑制すること
ができるようになる。

【００３７】図７および図８は、本発明における、書込
電極を画像形成領域と非画像形成領域に分ける判別手段
の例を説明するための図である。図には、像担持体２、
帯電書込装置３、基材３ａ、書込電極３ｂ、転写材５、
転写装置６が示されている。

【００３８】図７の例は、像担持体２および転写材５の
軸方向中央部を転写材５の搬送基準とする場合であり、
帯電書込装置３の書込電極３ｂの全幅に対して、像担持
体２の軸方向中央部を中心として転写材５の画像形成領
域Ｌ１が設定され、画像形成領域Ｌ１の両サイドに非画
像形成領域Ｌ２、Ｌ２が設定される。そして、画像形成
領域Ｌ１および非画像形成領域Ｌ２は、転写材５の搬送
方向と直角方向のサイズ幅Ｗまたは書込電極３ｂ配列方
向の画像データに応じて選択的に可変にされている。

【００３９】図８の例は、像担持体２および転写材５の
軸方向一端を転写材５の搬送基準とする場合であり、帯
電書込装置３の書込電極３ｂの全幅に対して、像担持体
２の軸方向一端に非画像形成領域Ｌ２が設定され、また
他端にも非画像形成領域Ｌ３が設定され、その間に画像
形成領域Ｌ１が設定される。非画像形成領域Ｌ３は、転
写材５端部の余白をユーザが設定するための領域であ
り、したがって設けなくてもよいが、転写材５の幅に対
しては不変である。そして、画像形成領域Ｌ１および非
画像形成領域Ｌ２は、転写材５の搬送方向と直角方向の
サイズ幅Ｗ（サイズ情報）または書込電極３ｂ配列方向
の画像サイズ情報に応じて選択的に可変にされている。

【００４０】図９および図１０は、本発明の画像形成領
域の１実施形態を示し、図９は画像形成領域および非画
像形成領域の書込電極への電圧印加のタイミングを示す
図、図１０は図９の作用を説明するための図である。

【００４１】本実施形態においては、図９に示すよう
に、像担持体２が回転し潜像書込時に、図７および図８
で説明した、判別した画像形成領域Ｌ１に画像データの
オンオフ信号＋Ｖc1、０を印加し、潜像書込の開始前所
定時間および終了後所定時間の間連続して、非画像形成
領域Ｌ２、Ｌ３の書込電極３ｂに、すり抜けトナーＴの
帯電電位に対して同極性で且つ高い電位の電圧＋Ｖc1を
印加するようにしている。なお、本実施形態において
は、像担持体２が回転しているときに、非画像形成領域
の書込電極３ｂに電圧を印加するようにしているが、潜
像書込時に同期して電圧を印加するようにしてもよい。

【００４２】図１０は、非画像形成領域の書込電極３ｂ
へ電圧を印加した状態を示し像担持体２上に残留するト
ナーＴを示している。正規現像の場合、転写装置６の転
写バイアスは「＋」であり、転写装置６をすり抜けるト
ナーは転写バイアスの影響で「＋」に帯電され、転写装
置６をすり抜けてクリーニング手段７で回収されるが、
トナーの一部はクリーニング手段７をすり抜けて書込電
極３ｂを通過する。このとき、すり抜けトナーＴの帯電
電位に対して同極性で且つ高い電位の電圧＋Ｖc1を印加
するため、トナーは書込電極３ｂに吸着することなく、
書込電極３ｂを通過する。通過したトナーは、転写装置
６を通過するが転写バイアスと同極性なのでなのでここ
を通過しクリーニング手段７により除去される。なお、
反転現像の場合には、転写装置６をすり抜けるトナーは
「−」に帯電されるので非画像形成領域の書込電極３ｂ
に印加する極性は反対となる。

【００４３】図１１および図１２は、本発明の画像形成
領域の他の実施形態を示し、図１０は、非画像形成領域
および画像形成領域の書込電極への電圧印加のタイミン
グを示す図、図１１は図１０の作用を説明するための図
である。

【００４４】本実施形態においては、図１１に示すよう
に、像担持体２が回転し潜像書込時に、図７および図８
で説明した、判別した画像形成領域Ｌ１に画像データの
オンオフ信号＋Ｖc1、０を印加し、潜像書込の開始前所
定時間、非潜像書込時および終了後所定時間、非画像形
成領域Ｌ２、Ｌ３の書込電極３ｂに、すり抜けトナーＴ
の帯電電位に対して同極性で且つ高い電位の電圧＋Ｖc1
を印加するようにし、潜像書込時には、すり抜けトナー
Ｔの帯電電位に対して逆極性の電圧−Ｖc1を印加するよ
うにしている。

【００４５】図１２（Ａ）は、画像形成時に非画像形成
領域の書込電極３ｂへ電圧−Ｖc1を印加した状態を示し
ている。転写装置６をすり抜けるトナーは転写バイアス
の影響で「＋」に帯電され、転写装置６をすり抜けてク
リーニング手段７で回収されるが、トナーの一部はクリ
ーニング手段７をすり抜けて書込電極３ｂを通過する。
このとき、すり抜けトナーＴの帯電電位に対して逆極性
の電圧−Ｖc1を印加するため、トナーは書込電極３ｂに
吸着される。図１２（Ｂ）は、スイッチＳを切り換え、
非画像形成時に非画像形成領域の書込電極３ｂへ電圧＋
Ｖc1を印加した状態を示している。図１２（Ａ）の状態
で、書込電極３ｂに吸着されたトナーは、トナーの帯電
電位に対して同極性の電圧＋Ｖc1の印加により、書込電
極３ｂから像担持体２に放出される。放出されたトナー
は、転写装置６を通過するが転写バイアスと同極性なの
でなのでここを通過しクリーニング手段７により除去さ
れる。なお、反転現像の場合には、転写装置６をすり抜
けるトナーは「−」に帯電されるので非画像形成領域の
書込電極３ｂに印加する極性は反対となる。

【００４６】図１３は、図１１および図１２の実施形態
の変形例を示す構成図である。本例においては、すり抜
けトナーの帯電電位に対して、同極性の直流電圧＋Ｖc1
または−Ｖc1に交流電圧を重畳した電圧を印加し、交流
成分によりトナーの放出効率を上げるようにしている。

【００４７】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変
更が可能である。以下、電極部３ｂを像担持体２へ接触
させて静電潜像を書き込む本発明の書込装置を用いた画
像形成装置の具体例を説明する。

【００４８】図１４は、本発明の書込装置を用いた画像
形成装置の他の例を模式的に示す図である。この画像形
成装置１は、像担持体２上に黒Ｋ、イエローＹ、マゼン
タＭおよびシアンＣの４色を色重ねしてフルカラーの現
像を行う画像形成装置であり、無端ベルト状の像担持体
２を備えている。この無端ベルト状の像担持体２は２つ
のローラ２２,２３の間に張架されて、ローラ２２,２３
のうち、駆動側のローラによって図において時計方向に
回転するようになっている。

【００４９】像担持体２の無端ベルトの直線部に沿っ
て、それぞれ各色毎の書込装置３_K,３ _Y,３_M,３_Cおよび
現像装置４_K,４_Y,４_M,４_Cが像担持体２の回転方向上流
側から色Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの順に配設されている。もちろ
ん、これらの現像装置４_K,４_Y,４ _M,４_Cは図示以外のど
のような順序で配設することもできる。各色の書込装置
３_K,３_Y,３_M,３_Cの各電極３ｂは、いずれも前述のよう
に小さな押圧力で軽く像担持体２に接触している。なお
図示しないが、この例の画像形成装置１においても、像
担持体２の無端ベルトの書込装置３_K,３_Y,３_M,３_Cと反
対側の直線部に前述の像担持体一様電荷制御装置が設け
られている。

【００５０】このように構成されたこの例の画像形成装
置１においては、前述と同様に像担持体一様帯電制御装
置によって像担持体２の表面が一様に帯電される。その
後、まずブラックＫの書込装置３_Kの電極３ｂ_Kでブラッ
クＫの静電潜像が像担持体の表面に書き込まれるととも
に、このブラックＫの静電潜像が現像装置４_Kで現像さ
れて像担持体２の表面にブラックＫの現像剤像が形成さ
れる。次いで、シアンＣの書込装置３_Cの電極３ｂ_Cでシ
アンＣの静電潜像が像担持体２_Cの表面におよびブラッ
クＫの現像剤像の上に重ねて書き込まれるとともに、こ
のシアンＣの静電潜像が現像装置４_Cで現像されて像担
持体２の表面にシアンＣの現像剤像が形成される。同様
にして、マゼンタＭの書込装置３_Mの電極３ｂ_Mによる像
担持体２およびブラックＫとシアンＣの各現像剤像の上
に重ねてマゼンタＭの静電潜像が書き込まれた後に、マ
ゼンタＭの静電潜像が現像装置４_Mで現像されて像担持
体２の表面およびブラックＫとシアンＣの各現像剤像の
上にマゼンタＭの現像剤像が形成され、更に、シアンＣ
の書込装置３_Cの電極３ｂ_Cによる像担持体２およびブラ
ックＫとシアンＣとマゼンタＭの各現像剤像の上に重ね
てシアンＣの静電潜像が書き込まれた後に、シアンＣの
静電潜像が現像装置４_Cで現像されて像担持体２の表面
およびブラックＫとシアンＣとマゼンタＭの各現像剤像
の上にシアンＣの現像剤像が形成されて色合わせされ、
その後これらの現像剤像が転写装置６によって転写材５
に各色の現像剤像が色合わせされたフルカラーの現像剤
像が形成される。

【００５１】このように、各色の現像剤像が像担持体２
上で重ね合わされて色合わせされるフルカラーの画像形
成装置においても、本発明の書込装置３を用いること
で、より小型にかつよりシンプルな構成にすることがで
きる。

【００５２】図１５は、本発明の書込装置を用いた画像
形成装置の更に他の例を模式的に示す図である。この例
の画像形成装置１は、各色毎の画像形成装置１_K,１_C,１
_M,１ _Yが転写材５の移動方向の上流側からこれらの順に
タンデムに配設されている。各色の画像形成装置１_K,１
_C,１_M,１_Yの配設順は、どのような順序にも設定するこ
とができる。各画像形成装置１_K,１_C,１_M,１_Yは、それ
ぞれ、像担持体２_K,２_C,２_M,２_Y、書込装置３_K,３_C,
３_M,３_Y、現像装置４_K,４_C,４_M,４_Y、および転写装置６
_K,６_C,６_M,６_Yを備えている。また、図示しないが各画
像形成装置１_K,１_C,１_M,１_Yは、それぞれ、像担持体一
様帯電制御装置が各色毎に書込装置３_K,３_C,３_M,３_Yよ
り各像担持体２_K,２_C,２_M,２_Yの回転方向上流側に配設
されている。

【００５３】このように構成されたこの例の画像形成装
置１においては、まずブラックＫの画像形成装置１_Kに
おいて、ブラックＫの像担持体一様帯電制御装置によっ
て像担持体２_Kの表面が一様に帯電された後、書込装置
３_Kの電極３ｂ_KでブラックＫの静電潜像が像担持体２_K
の表面に書き込まれるとともに、このブラックＫの静電
潜像が現像装置４_Kで現像されて像担持体２_Kの表面にブ
ラックＫの現像剤像が形成される。この像担持体２_K上
のブラックＫの現像剤像が転写装置６_Kで、供給されて
きた転写材５に転写され、転写材５にブラックＫの現像
剤像が形成される。次いで、シアンＣの画像形成装置１
_Cにおいて、シアンＣの像担持体一様帯電制御装置によ
って像担持体２_Cの表面が一様に帯電された後、書込装
置３_Cの電極３ｂ_CでシアンＣの静電潜像が像担持体２_C
の表面に書き込まれるとともに、このシアンＣの静電潜
像が現像装置４_Cで現像されて像担持体２_Cの表面にシア
ンＣの現像剤像が形成される。この像担持体２_C上のシ
アンＣの現像剤像が転写装置６_Cで、供給されてきたブ
ラックＫの現像剤像が形成された転写材５に重ねて転写
され、転写材５にシアンＣの現像剤像が形成される。同
様にして、マゼンタＭの画像形成装置１_Mにおいて書込
装置３_Mの電極３ｂ_Mによる像担持体２_MへのマゼンタＭ
の静電潜像の書込、現像装置４_Mの静電潜像の現像、お
よび転写装置６_Mの転写材５へのマゼンタＭの現像剤像
の重ね転写が行われた後に、イエローＹの画像形成装置
１_Yにおいて書込装置３_Yの電極３ｂ_Yによる像担持体２_Y
へのイエローＹの静電潜像の書込、現像装置４_Yの静電
潜像の現像、および転写装置６_Yの転写材５へのイエロ
ーＹの現像剤像の転写が行われて、転写材５に各色の現
像剤像が色合わせされたフルカラーの現像剤像が形成さ
れる。

【００５４】このように各色の画像形成装置１_K,１_C,１
_M,１_Yがタンデムに配設されたフルカラーの画像形成装
置においても、本発明の書込装置３を用いることで、よ
り小型にかつよりシンプルな構成にすることができる。

【００５５】図１６は、本発明の書込装置を用いた画像
形成装置の更に他の例を模式的に示す図である。図１５
に示す例の各色の画像形成装置１_K,１_C,１_M,１_Yがタン
デムに配置された画像形成装置１では、各画像形成装置
１_K,１_C,１_M,１_Yの像担持体２_K,２_C,２_M,２_Yに形成され
た各色の現像剤像が各画像形成装置１_K,１_C,１_M,１_Y毎
に転写材５に転写されるようになっているが、この例の
画像形成装置１では、図１６に示すように各色の像担持
体２_K,２_C,２_M,２_Yに形成された各色の現像剤像が一旦
中間転写された後、転写材５に転写されるようになって
いる。すなわち、この例の画像形成装置１では、図１５
に示す例の画像形成装置１に中間転写装置２４が設けら
れている。この中間転写装置２４は無端ベルト状の中間
転写体２５を備えており、この中間転写体２５は２つの
ローラ２６,２７間に張架されていて、一方のローラの
駆動で図において反時計方向に回転するようになってい
る。

【００５６】そして、この中間転写体２５の直線状部分
に沿って各画像形成装置１_K,１_C,１ _M,１_Yが配設されて
いるとともに、ローラ２７の位置に１つの転写装置６が
設けられている。この例の画像形成装置１の他の構成は
図１６に示す例の画像形成装置１と同じである。

【００５７】このように構成されたこの例の画像形成装
置１においては、図１５に示す例の画像形成装置１と同
様に各色の像担持体２_K,２_C,２_M,２_Yに各色の現像剤像
がそれぞれ形成され、これらの各色の現像剤像が中間転
写体２５に、図１５に示す例の転写材５へ転写する場合
と同様にして各色の現像剤像が色合わせされて重ね転写
される。この中間転写体２５に中間転写された各色の現
像剤像が転写装置６で転写材５に転写されて、転写材５
にフルカラーの現像剤像が形成される。この例の画像形
成装置１の他の画像形成動作は図１５に示す例の画像形
成装置１と同じである。

【００５８】このように中間転写装置２４を備え、各色
の画像形成装置１_K,１_C,１_M,１_Yがタンデムに配設され
たフルカラーの画像形成装置においても、本発明の書込
装置３を用いることで、より小型にかつよりシンプルな
構成にすることができる。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、電極部と像担持体との接触を安定させ、均質
な選択帯電書込が可能となり、画像むらや筋のない良好
な画像を得ることができる。また、像担持体上に残留す
るトナーが書込電極に付着するのを防止することがで
き、静電潜像の書込不良を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される画像形成装置の１例を示
し、図（Ａ）は全体構成図、図（Ｂ）は図（Ａ）の像担
持体および帯電書込装置の一部斜視図である。

【図２】図１の帯電書込装置の書込電極の帯電による静
電潜像の書込の原理を説明し、図２（Ａ）は書込電極と
像担持体との接触部の拡大図、図２（Ｂ）はこの接触部
の電気的等価回路図、図２（Ｃ）ないし図２（Ｆ）は各
パラメータと像担持体の表面電位との関係を示す図であ
る。

【図３】図３（Ａ）は電荷注入による像担持体に対する
帯電の説明図、図３（Ｂ）は放電による像担持体に対す
る帯電の説明図、図３（Ｃ）はパッシェンの法則を説明
するための図である。

【図４】書込電極の配列パターンの例を示す図である。

【図５】書込電極に所定電圧および接地電圧を切替接続
するためのスイッチング回路を示す図である。

【図６】各電極の各高電圧スイッチをそれぞれ所定電圧
または接地電圧に選択的に切替制御したときの状態を示
し、図６（Ａ）は各電極の電圧状態を示す図、図６
（Ｂ）は図６（Ａ）の電圧状態で正規現像したときの現
像剤像を示す図、図６（Ｃ）は図６（Ａ）の電圧状態で
反転現像したときの現像剤像を示す図である。

【図７】本発明における、書込電極を画像形成領域と非
画像形成領域に分ける判別手段の例を説明するための図
である。

【図８】本発明における、書込電極を画像形成領域と非
画像形成領域に分ける判別手段の他例を説明するための
図である。

【図９】本発明の画像形成領域の他の実施形態を示し、
非画像形成領域および画像形成領域の書込電極への電圧
印加のタイミングを示す図である。

【図１０】図９の作用を説明するための図である。

【図１１】本発明の画像形成領域の他の実施形態を示
し、非画像形成領域および画像形成領域の書込電極への
電圧印加のタイミングを示す図である。

【図１２】図１１の作用を説明するための図である。

【図１３】図１１および図１２の実施形態の変形例を示
す構成図である。

【図１４】本発明の書込装置を用いた画像形成装置の他
の例を模式的に示す図である。

【図１５】本発明の書込装置を用いた画像形成装置の他
の例を模式的に示す図である。

【図１６】本発明の書込装置を用いた画像形成装置の他
の例を模式的に示す図である。

【符号の説明】

２…像担持体 ３…帯電書込装置 ３ａ…基材 ３ｂ…電極部（書込電極）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 依田 兼雄 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 野村 雄二郎 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 鴨志田 伸一 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C162 AE21 AE31 AE44 AE47 AF70 EA20 2H029 AA06 AB16 AB18 AC05 AD02 AD03 AE01 AE06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体の軸方向に沿って像担持体と接触
   する複数の画像書込電極を備えた画像形成装置におい
   て、前記複数の書込電極を、画像形成領域の書込電極と
   非画像形成領域の書込電極とに判別し、前記非画像形成
   領域の書込電極には、像担持体上に残留するトナーの帯
   電電位に対して同極性の電圧を印加することを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】像担持体の軸方向に沿って像担持体と接触
   する複数の画像書込電極を備えた画像形成装置におい
   て、前記複数の書込電極を、画像形成領域の書込電極と
   非画像形成領域の書込電極とに判別し、前記非画像形成
   領域の書込電極には、像担持体上に残留するトナーの帯
   電電位に対して、画像書込時には逆極性の電圧を印加
   し、非画像書込時には同極性の電圧を印加することを特
   徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】前記画像形成領域の書込電極と非画像形成
   領域の書込電極との判別を、像担持体の軸方向に対応す
   る転写材のサイズ情報に基づいて行うことを特徴とする
   請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】前記画像形成領域の書込電極と非画像形成
   領域の書込電極との判別を、像担持体の軸方向に対応す
   る書込画像のサイズ情報に基づいて行うことを特徴とす
   る請求項１または２記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】前記非画像書込時には同極性の直流電圧に
   交流電圧を重畳した電圧を印加することを特徴とする請
   求項２記載の画像形成装置。