JP2002103676A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】転写残り現像剤が帯電書込電極に付着して発生
する静電潜像の書込不良を防止する。 【解決手段】像担持体２上に弾性接触される基材３ａ
と、該基材に設けられ像担持体に静電潜像を形成する書
込電極３ｂと、該書込電極の像担持体回転方向上流側に
配設されるクリーニング手段７とを備え、書込電極に印
加するバイアスよりもクリーニング手段に印加するバイ
アスを絶対値で小さく設定する。

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、現像剤を直接現像できず、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ことができる画像形成装置を
出願している。これによれば、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。

【０００８】この画像形成装置においては、現像手段に
より像担持体上に現像された現像像は、転写手段により
転写材に転写されるが、（１）現像剤の中に通常の電圧
と逆極性の現像剤が含まれるため、このような現像剤に
は転写電界で転写方向とは逆方向の力が作用し、転写残
りとなり、（２）現像手段により像担持体に現像剤が摺
り付けられる等して現像剤の一部が像担持体に付着し、
静電吸着力では転写できなくなり転写残りとなり、像担
持体上に残った現像剤は、帯電書込プロセスに進み、書
込電極を汚す原因となるが、転写残り現像剤の電極部へ
の付着は次のような要因により発生する。 （１）帯電書込バイアスと現像剤の帯電による静電吸着
力による付着 （２）帯電書込電極と現像剤との接触による機械的付着
力による付着 このような転写抜け現像剤は、機械的なクリーニング手
段では完全に除去することは困難であり、特に現像剤に
添加する微粒子（直径１μｍ以下）は殆ど除去すること
ができない。

【０００９】このようにして、発生した電極部の汚れ
は、像担持体の帯電能力（或いは帯電除去能力）を低下
させる。帯電能力の低下は、画像濃度の低下や白地への
現像剤の現像（画像かぶり）の原因となり、画像の画質
を劣化させる。特に、静電吸着力による付着は、書込時
のオン・オフにより付着力が変化するため、画素により
汚れかたが変化し、像担持体の回転方向に平行な筋汚れ
となり、画質を大きく劣化してしまうという問題を有し
ている。

【００１０】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、転写残り現
像剤が帯電書込電極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。

【００１１】

【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、像担持体上に弾性接触され
る基材と、該基材に設けられ像担持体に静電潜像を形成
する書込電極と、該書込電極の像担持体回転方向上流側
に配設されるクリーニング手段とを備え、書込電極に印
加するバイアスよりもクリーニング手段に印加するバイ
アスを絶対値で小さく設定することを特徴とし、請求項
２記載の発明は、像担持体上に弾性接触される基材と、
該基材に設けられ像担持体に静電潜像を形成する書込電
極と、該書込電極の像担持体回転方向上流側に配設され
るクリーニング手段とを備え、書込電極に印加するバイ
アスを放電開始電圧以上で行い、クリーニング手段に印
加するバイアスを放電開始電圧以下に設定することを特
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、前記クリーニング手段に印加するバイアスと逆極
性のバイアスを印加することにより、クリーニング手段
に吸着した現像剤を像担持体に放出することを特徴とす
る。

【００１２】

【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、本発明に係わる画像形
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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【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
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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】図７は、本発明の画像形成装置の１実施形
態を示す構成図である。図７において、帯電書込装置３
は、ＦＰＣ等の絶縁性が低くかつ比較的柔らかく弾性の
ある可撓性の基材３ａを備え、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
している。基材３ａの先端部には、静電潜像を書き込む
多数の書込電極３ｂが設けられ、像担持体２と接触また
は非接触にされている。帯電書込装置３の上流側には、
クリーニング手段７が配設されている。クリーニング手
段７は、基材７ａ上に導電性部材７ｂが設けられ、導電
性部材７ｂには、書込電極３ｂに印加されるバイアスと
同極性のバイアスが印加され、像担持体２上に残留する
転写抜け現像剤を吸着、除去するようにしている。

【００３９】本実施形態においては、書込電極３ｂに印
加する帯電書込バイアスをＶw、クリーニング手段７に
印加するクリーニングバイアスをＶc、書込電極３ｂ侵
入時の像担持体２の表面電位をＶpとしたとき、 ｜Ｖw−Ｖp｜＞｜Ｖc−Ｖp｜ の関係を満足するようにし、帯電書込バイアスよりもク
リーニングバイアスを小さくすることにより、帯電書込
へのクリーニングバイアスの影響を小さくし、確実な帯
電書込を行うことができる。

【００４０】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。前記実施形態は、書込電極３ｂが像担持体２に接
触または非接触のいずれの場合にも適用されるが、本実
施形態は、書込電極３ｂが像担持体２に非接触の場合に
適用される。本実施形態においては、放電開始電圧をＶ
thとしたとき、 ｜Ｖw−Ｖp｜≧Ｖth ｜Ｖc−Ｖp｜≦Ｖth の関係を満足するようにし、帯電書込を放電開始電圧以
上のバイアスで行い、クリーニングバイアスを放電開始
電圧以下にすることにより、帯電書込へのクリーニング
バイアスの影響をさらに小さくし、確実な帯電書込を行
うことができる。

【００４１】クリーニング手段７に吸着した現像剤は、
画像書込シーケンスにおいて除去する場合には、非画像
書込時にクリーニングバイアスとは逆極性の電圧を印加
して像担持体２の非画像領域に放出する。または、クリ
ーニングシーケンスにおいて除去する場合には、クリー
ニングバイアスとは逆極性の電圧を印加して像担持体２
に放出する。これにより、クリーニング手段７に現像剤
が蓄積されず、クリーニング手段７の劣化を防止するこ
とができる。

【００４２】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。

【００４３】図８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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】図９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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】図１０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９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１０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９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。

【００５１】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９に示す例の画像形成装置１と同じである。

【００５２】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９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９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９に示す例の画像形成装置
１と同じである。

【００５３】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。

【００５４】

【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、転写残り現像剤が帯
電書込電極に付着して発生する静電潜像の書込不良を防
止することができる。さらに、帯電書込へのクリーニン
グバイアスの影響を小さくし、確実な帯電書込を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる画像形成装置の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】本発明の画像形成装置の１実施形態を示す構成
図である。

【図８】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９】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１０】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 ７…クリーニング手段

───────────────────────────────────────────────────── 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 阿部 信正 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 AE92 AF70 EA17 EA20 2H029 AA06 AB14 AB16 AD01 AD03 AD07 AE02 2H034 BD09 BD10 BF11 BF12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体上に弾性接触される基材と、該基
   材に設けられ像担持体に静電潜像を形成する書込電極
   と、該書込電極の像担持体回転方向上流側に配設される
   クリーニング手段とを備え、書込電極に印加するバイア
   スよりもクリーニング手段に印加するバイアスを絶対値
   で小さく設定することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】像担持体上に弾性接触される基材と、該基
   材に設けられ像担持体に静電潜像を形成する書込電極
   と、該書込電極の像担持体回転方向上流側に配設される
   クリーニング手段とを備え、書込電極に印加するバイア
   スを放電開始電圧以上で行い、クリーニング手段に印加
   するバイアスを放電開始電圧以下に設定することを特徴
   とする画像形成装置。
3. 【請求項３】前記クリーニング手段に印加するバイアス
   と逆極性のバイアスを印加することにより、クリーニン
   グ手段に吸着した現像剤を像担持体に放出することを特
   徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。