JP2002225330A

JP2002225330A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002225330A
Application number: JP2001023601A
Authority: JP
Inventors: Kenjiro Yoshioka; 研二郎吉岡; Shinichi Kamoshita; 伸一鴨志田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2002-08-14

Abstract

(57)【要約】【課題】低電圧でも高効率で電荷注入を行うことがで
き、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。【解決手段】像担持体２の軸方向に沿って像担持体と接
触配置される複数の書込電極３ｂを備えた書込装置３を
用いて像担持体上に静電潜像を形成する画像形成装置に
おいて、前記像担持体２は、導電性基体２ｃ上に形成さ
れた誘電層２ｂと、該誘電層上に形成された電荷注入層
２ａとを備え、電荷注入層の厚みをｄ₁としたとき、ｄ₁
²＜電極単位面積の関係を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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、絶縁性の無
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行っている。

【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号公報の方式においては、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
てしまうという問題や、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】また、絶縁体への書き込みは、放電モード
で行われるため高圧電源が必要になるという問題や、オ
ゾンが発生するという問題を有している。

【０００８】また、放電モードは、電極と像担持体の接
触部分では起きず、周囲の微小空隙部分で起き、電極の
接触している部分は帯電できず、中抜け帯電不良が生じ
てしまう。例えば、（電圧印加時間）＞（電極接触部分
の長さ）／（像担持体の移動速度）としたとしても、印
加電圧をオフする直前では必ず中抜けが生じてしまう。

【０００９】また、高電圧による書き込みのため、リー
クの防止から電極同士を近接して配置できず、解像度に
限界があるという問題を有している。

【００１０】また、像担持体表面が絶縁体であるので残
留電荷が大きく、一連の画像形成プロセスが終了し、再
書き込みをする場合に除電器で残留電荷を除去する必要
があるが、このとき高圧除電器による放電モードを利用
しないと除電できないという問題を有している。

【００１１】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
であって、低電圧でも高効率で電荷注入を行うことがで
き、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画像形成装置を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
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配置される複数の書込
電極を備えた書込装置を用いて像担持体上に静電潜像を
形成する画像形成装置において、前記像担持体は、導電
性基体上に形成された誘電層と、該誘電層上に形成され
た電荷注入層とを備え、電荷注入層の厚みをｄ₁とした
とき、ｄ₁ ²＜電極単位面積の関係を満足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配置され
る複数の書込電極を備えた書込装置を用いて像担持体上
に静電潜像を形成する画像形成装置において、前記像担
持体は、導電性基体上に形成された誘電層と、該誘電層
上に形成された電荷注入層とを備え、電荷注入層の厚み
をｄ₁、電荷注入層の厚み方向の体積抵抗率をρ_v、表面
方向の体積抵抗率をρ_sとしたとき、ｄ₁ ²＜ρ_s／ρ_v の関係を満足することを特徴とし、請求項３記載の発明
は、請求項２において、ρ_s＞ρ_vとすることを特徴と
し、請求項４記載の発明は、像担持体の軸方向に沿って
像担持体と接触配置される複数の書込電極を備えた書込
装置を用いて像担持体上に静電潜像を形成する画像形成
装置において、前記像担持体は、導電性基体上に形成さ
れた誘電層と、該誘電層上に形成された電荷注入層とを
備え、万線グレーパターンにより階調表現する場合に、
書込電圧をＶ、注入電位をＶ_on、線間電位をＶ_off、電
荷注入層の厚みをｄ₁、誘電層の厚みをｄ₂、電荷注入層
の体積抵抗率をρ、誘電層の誘電率をε、書込時間をΔ
ｔ、線間距離をl_iとしたとき、（d₂/(ρd₁ε)）（１−４d₁ ²／l_i ²)＞｜Ｖ_on−Ｖ_off｜
／（｜Ｖ｜Δｔ）の関係を満足することを特徴とし、請求項５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配置され
る複数の書込電極を備えた書込装置を用いて像担持体上
に静電潜像を形成する画像形成装置において、前記像担
持体は、導電性基体上に形成された誘電層と、該誘電層
上に形成された電荷注入層とを備え、ドットグレーパタ
ーンにより階調表現する場合に、書込電圧をＶ、注入電
位をＶ_on、ドット間電位をＶ_off、電荷注入層の厚みを
ｄ₁、誘電層の厚みをｄ₂、電荷注入層の体積抵抗率を
ρ、誘電層の誘電率をε、書込時間をΔｔ、ドット間距
離をl_iとしたとき、ｄ₂／（ερｄ₁）×（１−２ｄ₁ ²／（l_i ²（１＋２ｒ₀／
l_i）ｌn（１＋l_i／ｒ₀）））＞｜Ｖ_on−Ｖ_off｜／（｜
Ｖ｜Δｔ）の関係を満足することを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明に係る画像
形成装置の実施の形態の基本構成を模式的に示す図であ
る。

【００１４】図１に示すように、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担持
体４ａに担持・搬送された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上の現像剤
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上に残っている電荷を除電するかまたは転写
後の像担持体２を帯電するかして像担持体２上を一様電
荷状態にする像担持体一様電荷制御装置（以下、単に電
荷制御装置という）７とを少なくとも備えている。

【００１５】像担持体２は、アルミ等からなるドラム状
の導電性基体２ｃと、導電性基体２ｃの外周に形成され
たＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる誘電
層２ｂと、誘電層２ｂの外周に形成された電荷注入層２
ａを有する３層構造からなり、導電性基体２ｃは接地さ
れている。

【００１６】本発明の特徴である電荷注入層２ａとして
は、複合導電性高分子材料（電気絶縁性をもつ高分子
材料に導電性材料を混入、分散させたもの）、或いは
導電性高分子材料（高分子材料自体に導電性を有するも
の）が用いられる。

【００１７】のバインダー樹脂の具体例としては、ポ
リエステル樹脂＊、ポリカーボネート樹脂＊、ポリスチ
レン樹脂＊、フッ素樹脂＊、セルロース、塩化ビニル樹
脂、ポリウレタン樹脂＊、アクリル樹脂＊、エポキシ樹
脂＊、シリコーン樹脂＊、アルキド樹脂＊、メラミン樹
脂＊、フェノール樹脂＊、ポリアミド樹脂＊、塩化ビニ
ル−酢酸ビニル共重合体樹脂のいずれか単体、もしくは
２種以上のポリマーアロイを用いる。

【００１８】特に、＊印の樹脂には塗料用樹脂があり、
溶媒を用いて導電性材料と混合、分散が容易、かつ、混
合分散物を塗布して溶媒を飛ばすだけで電荷注入層を形
成できる利点がある。塗料用以外の樹脂の場合は、導電
性材料を入れて溶融混練して混合、分散させる。よっ
て、熱と力が必要であり、また、高温でも粘性の高い樹
脂に異質材料を均一分散させるには界面活性剤や長時間
混練が必要である。ただし、塗料用に比較して高分子同
士の結合が強いので耐摩耗性には優れる。よって、書込
電極が接触する本発明には有効である。

【００１９】また、の導電性材料の具体例としては、
酸化亜鉛、酸化錫、酸化アンチモン、酸化チタン各々
に、アンチモン、インジウム等ドーピングして導電化処
理したもの（＊＊）、或いは銅、アルミ、ニッケル、ス
テンレス、鉄の金属粒子や金属繊維を用いる。前記＊＊
印の酸化物の表面張力は約１００ｄｙｎ／ｃｍ、金属は
約１０００ｄｙｎ／ｃｍ、バインダー樹脂は約４０ｄｙ
ｎ／ｃｍであり、よって表面張力の近い＊＊印の酸化物
の方が樹脂との相溶性が高く、均一分散させやすい利点
がある。

【００２０】上記の導電性高分子材料の具体例として
は、ポリアセチレン、ポリ−ｐ−フェニレン、ポリ−ｐ
−フェニレンスルフィド、ポリピロール、ポリチェニレ
ン、ポリアニリンの単体または各々にＡsＦ₅、Ｉ₂、Ｂ
Ｆ₄等をドーピングしたものを用いる。

【００２１】書込装置３は、ＦＰＣ（Flexible Print C
ircuit ）あるいはＰＥＴ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に支
持されかつこの基材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して静電潜像を書き
込む書込電極３ｂとを備えている。なお、書込電極３ｂ
の押圧力は、幅３００ｍｍで押圧力１０Ｎ以下、すなわ
ち線圧０．３３Ｎ／ｍｍ以下が接触を安定化し電荷注入
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。

【００２２】このように構成された画像形成装置１にお
いては、電荷制御装置７で像担持体２上を一様電荷状態
にした後、像担持体２に接触している書込装置３によ
り、静電潜像が一様電荷状態の像担持体２上に書き込ま
れる。そして、像担持体２上の静電潜像が現像装置４の
現像剤で現像され、その現像剤像が転写装置６で転写材
５に転写される。

【００２３】図２は、本発明の画像形成装置１における
画像形成の基本プロセスを示す図である。本発明の画像
形成装置１における画像形成の基本プロセスとして、
(1) 一様除電−接触帯電書込−正規現像、(2) 一様除電
−接触帯電書込−反転現像、(3) 一様帯電−接触除電書
込−正規現像、および(4) 一様除電−接触除電書込−反
転現像の４つの画像形成プロセスがある。以下、これら
の画像形成プロセスについて説明する。 (1) 一様除電−接触帯電書込−正規現像この画像形成プロセスの一例として、図（Ａ）に示すプ
ロセスがある。この画像形成プロセスは電荷制御装置７
として除電ローラ７ｂが用いられ、また、書込装置３の
書込電極３ｂは電荷注入層２ａに接触して電荷注入層２
ａの画像部を（＋）帯電することでこの電荷注入層２ａ
に静電潜像を書き込むようになっている。除電ローラ７
ｂは電荷注入層２ａに接触されており、この除電ローラ
７ｂにより電荷注入層２ａの電荷が除電されて電荷注入
層２ａ上が、電荷が取り除かれた０Ｖに近い一様電荷状
態にされる。次いで、書込装置３の書込電極３ｂにより
電荷注入層２ａ上の画像部が（＋）帯電されてこの電荷
注入層２ａ上に静電潜像が書き込まれる。そして、現像
装置４の現像ローラ４ａによって搬送される（−）帯電
された現像剤８が電荷注入層２ａの（＋）帯電された画
像部に付着して静電潜像が正規現像される。 (2) 一様除電−接触帯電書込−反転現像この画像形成プロセスの一例として、図（Ｂ）に示すプ
ロセスがある。この画像形成プロセスは、図（Ａ）に示
す例と同様に、電荷制御装置７として除電ローラ７ｂが
用いられている。また、書込装置３の書込電極３ｂは電
荷注入層２ａに接触して電荷注入層２ａの非画像部を
（−）帯電するようになっている。この例の画像形成プ
ロセスにおいては、除電ローラ７ｂにより電荷注入層２
ａの電荷が除電されて電荷注入層２ａ上が、電荷が取り
除かれた０Ｖに近い一様電荷状態にされた後、書込装置
３の書込電極３ｂにより電荷注入層２ａ上の非画像部が
（−）帯電されてこの電荷注入層２ａ上に静電潜像が書
き込まれる。そして、現像装置４の現像ローラ４ａによ
って搬送される（−）帯電された現像剤８が電荷注入層
２ａの（−）帯電されない０Ｖに近い画像部に付着して
静電潜像が反転現像される。 (3) 一様帯電−接触除電書込−正規現像この画像形成プロセスの一例として、図（Ｃ）に示すプ
ロセスがある。この画像形成プロセスは、電荷制御装置
７として帯電用コロナ放電器７ｄが用いられている。図
示しないが、この帯電用コロナ放電器７ｄには、従来と
同様に（−）の直流のバイアス電圧または（−）の直流
に交流を重畳されたバイアス電圧が印加される。また、
書込装置３の書込電極３ｂは電荷注入層２ａに接触して
電荷注入層２ａの非画像部の（−）電荷を除電するよう
になっている。更に、現像ローラ４ａには（＋）の直流
のバイアス電圧が印加されていて、現像ローラ４ａは
（＋）に帯電された現像剤８を電荷注入層２ａの方へ搬
送するようになっている。そして、（＋）帯電された現
像剤８が電荷注入層２ａの除電されない（−）帯電残留
画像部に付着して静電潜像が正規現像される。 (4) 一様帯電−接触除電書込−反転現像この画像形成プロセスの一例として、図（Ｄ）に示すプ
ロセスがある。この画像形成プロセスは、電荷制御装置
７として帯電用コロナ放電器７ｄが用いられている。図
示しないが、この帯電用コロナ放電器７ｄには、従来と
同様に（＋）の直流のバイアス電圧または（＋）の直流
に交流を重畳されたバイアス電圧が印加される。この例
の画像形成プロセスの他の構成は、前述の図２（Ｃ）に
示す例と同じである。この例の画像形成プロセスにおい
ては、帯電用コロナ放電器７ｄにより電荷注入層２ａ上
が（＋）帯電されて所定電圧の一様電荷状態にされた
後、書込装置３の書込電極３ｂにより電荷注入層２ａ上
の画像部の（＋）電荷が除電されてこの電荷注入層２ａ
上に静電潜像が書き込まれる。そして、現像装置４の現
像ローラ４ａによって搬送される（＋）帯電された現像
剤８が誘電体２ｂの（＋）帯電されない画像部に付着し
て静電潜像が反転現像される。

【００２４】図３（Ａ）は、書込装置３の書込電極３ｂ
の帯電または除電による電荷注入層２ａの機能を示す模
式図、図３（Ｂ）は、電極への印加電圧と電荷注入層２
ａの表面電位との関係を示す図である。

【００２５】図３（Ａ）に示すように、書込電極３ｂに
電圧Ｖを印加すると、書込電極３ｂと電荷注入層２ａと
の間で、電圧の低い方から高い方へ直接（−）の電荷の
電荷注入が行われる。すなわち、電荷注入により電荷注
入層２ａが帯電または除電される。このとき、図３
（Ｂ）に示すように、電荷注入層２ａの表面電位は電極
３ｂへの印加電圧Ｖに比例し、電圧を印加した分だけ電
荷が注入される。

【００２６】図４は、本発明に対する比較例を示し、図
４（Ａ）は、図３（Ａ）において電荷注入層２ａをなく
した場合の機能を示す模式図、図４（Ｂ）は、電極への
印加電圧と誘電層の表面電位との関係を示す図である。

【００２７】書込電極の印加電圧Ｖを上げていくと、放
電開始電圧Ｖ_thで電極の周囲から誘電層表面に空隙を介
して放電により電荷が誘電層に移動する。なお、誘電層
は絶縁体なので書込電極が接触していても電荷注入は起
きず、電荷が注入されるまで電極電圧を上げると絶縁破
壊が生じ、誘電層が変質してしまう。従って、図３で説
明した電荷注入による静電書込の方が電源電圧を低くで
きる利点がある。

【００２８】図５は、本発明の特徴を説明するための模
式図である。電荷注入による静電書込においては、書込
電極３ｂの直下に注入される電荷が、書込電極３ｂの周
辺にリークする電荷より大きいこと（以下、これをコン
トラスト電位という）が必要条件となる。そのために
は、電荷注入層２ａの厚み方向の抵抗をＲｖとし、表面
方向の抵抗をＲ_hとしたとき、Ｒ_h＞Ｒ_v …（１）が必要条件となる。ここで、電荷注入層２ａの体積抵抗
率をρ（厚み方向も表面方向も同一）とすると、（１）
式は、 ρ／ｄ₁＞ρ・ｄ₁ 故に、ｄ₁ ²＜１ …（２）となり、ｄ₁ ²が電極単位面積より小さいことが必要条件
となる。

【００２９】次に、電荷注入層２ａの体積抵抗率に異方
性がある場合を考える。すなわち、電荷注入層２ａの厚
み方向の体積抵抗率をρ_v、表面方向の体積抵抗率をρ_s
とすると、（１）式より、 ρ_s／ｄ₁＞ρ_v・ｄ₁ となり、従って、ｄ₁ ²＜ρ_s／ρ_v …（３）が必要条件となる。この場合、（２）式と比較して、ρ
_s＞ρ_vのとき、可能な電荷注入層２ａの厚みｄ₁をより
大きくすることができ、その結果、書込電極３ｂやその
他による摩耗膜減りに対してより長寿命化することがで
きる。

【００３０】以下に、電荷注入層２ａの厚み方向も表面
方向も同一の体積抵抗率ρを有する場合の実施例を説明
する。

【００３１】

【実施例１】電荷注入層２ａ導電化処理した酸化チタンＴ_iＯ₂（チタン工業(株)製、
商品名ＦＣ−３００）とポリアミド樹脂（(株)鉛市製、
商品名ＦＲ−１０４）をエタノール溶液を溶媒として混
合した。混合重量比は、（酸化チタン／ポリアミド樹
脂）＝９５％である。この混合液を誘電層２ｂ上に塗
布、乾燥（真空乾燥機１５０℃、３時間）して電荷注入
層２ａを形成した。体積抵抗率ρは、７×１０⁹Ω・ｃ
ｍであった（ハイレスタＩＰ／三菱油化製で測定）。誘電層２ｂと導電性基体２ｃアルミ素管上に１２０μｍ厚のポリカーボネート樹脂誘
電層を形成した。誘電率εは、２．９×１０^-13Ｆ／ｃ
ｍであった。書込時間電極直径６０μｍ、像担持体表面速度６０ｍｍ／ｓｅｃ
より、書込時間Δｔ＝６０×１０^-4／６＝１（ｍｓ）複数の電極を用いて（単位面積）＝１００μｍ×１０
０μｍ領域に電荷注入した。電極電位−３００Ｖに対して、書込領域の電荷注入層
表面電位は−３００Ｖであった（２７５μｍ厚まで電荷
注入不良無し）。書込領域に隣接する（単位面積）＝１００μｍ×１０
０μｍの電荷注入層表面電位は、電荷注入層の厚みを７
０μｍとしたときは、ー１５０Ｖであり、電荷注入層の
厚みを５０μｍとしたときは、ー６０Ｖであり、電荷注
入層の厚みを３０μｍとしたときは、ー３０Ｖであっ
た。

【００３２】

【比較例１】電荷注入層の厚みを１００μｍとしたとき
は、ー３００Ｖであり、電位差をつけることができなか
った。電荷注入層の厚みを１２０μｍとしたときも、ー
３００Ｖであり、電位差をつけることができなかった。

【００３３】

【実施例２】〜は実施例と同様であり、複数の電極を用いて（単位面積）＝２００μｍ×２０
０μｍ領域に電荷注入した。電極電位−３００Ｖに対して、書込領域の電荷注入層
表面電位は−３００Ｖであった（２７５μｍ厚まで電荷
注入不良無し）。書込領域に隣接する（単位面積）＝２００μｍ×２０
０μｍの電荷注入層表面電位は、電荷注入層の厚みを１
００μｍとしたときは、ー７５Ｖであり、電荷注入層の
厚みを７０μｍとしたときは、ー３０Ｖであり、電荷注
入層の厚みを５０μｍとしたときは、ー２５Ｖであり、
電荷注入層の厚みを３０μｍとしたときは、０Ｖであっ
た。

【００３４】

【比較例２】電荷注入層の厚みを２００μｍとしたとき
は、ー３００Ｖであり、電位差をつけることができなか
った。

【００３５】次に、電荷注入層２ａの厚み方向の体積抵
抗率ρ_vと表面方向の体積抵抗率ρ_sとが、ρ_s＞ρ_vの関
係を有する実施例について説明する。

【００３６】

【実施例３】図６に示すように、電荷注入層２ａの表面
に電極の大きさより小さい凹凸を形成させて、表面方向
の体積抵抗率ρ_sが厚み方向の体積抵抗率ρ_vより大きく
する。凹凸を形成する方法としては、ブラスト処理、研
磨、エッチング、導電性繊維（炭素、ステンレスなど）
のメッシュ構造を用いる。

【００３７】

【実施例４】図７に示すように、誘電層２ｂの表面に電
極の大きさより小さい凹凸を形成し、凹部に抵抗体を充
填させて、表面方向の体積抵抗率ρ_sが厚み方向の体積
抵抗率ρ_vより大きくする。この方法としては、誘電層
２ｂの表面に凹凸を形成し導電性塗料を塗布する。また
は、多孔質誘電体（延伸または発泡多孔質高分子、アル
マイトハニカム構造体、多孔質セラミック）に導電性塗
料を含浸または塗布する。または、導電性繊維（炭素繊
維、グラファイト、鉄繊維、ステンレス繊維、銅繊維）
と高分子材料を混合分散し、延伸または収縮より繊維を
電荷注入層厚み方向に配向させる。または、ポリアクリ
ロニトリルと別高分子のポリマーアロイシートを作り、
厚み方向に部分的に通電焼成し、炭素繊維を作る。

【００３８】

【実施例５】本実施例は、材料自体に異方性をもたせる
もので、導電性高分子を延伸または収縮により通電しや
すい分子方向を電荷注入層厚み方向に配向させる。

【００３９】次に、図８により、べた黒やべた白ではな
く灰色を表現（階調表現）するために、細線を並べた万
線グレーパターンについて、電荷注入層の厚みの条件に
ついて説明する。

【００４０】図８（Ａ）は万線グレーパターンの例を示
し、例えば、１２０μｍ幅白地に６４μｍ幅黒線のパタ
ーンを示している。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の万線グ
レーパターンにおいて、電荷注入層上の位置に対応する
表面電位の絶対値を示している。

【００４１】上記万線グレーパターンにおいて、所定の
コントラスト電位｜Ｖ_ct｜を得るためには、書込電極３
ｂの書込幅ｌ₀の注入電荷による電位が、線間中央部
（ｌ_i／２）における注入電荷による電位より大きいこ
とが必要条件となる。従って、 |V|d₂Δt/(ρd₁ε)-|V|d₁d₂Δt/(ρ(l_i/2)ε(l_i/2))＞|V_on−V_off|＝|V_ct| … （４）ここで、Ｖは、書込電圧、ｄ₁は電荷注入層の厚み、ｄ₂
は誘電層の厚み、ρは電荷注入層の体積抵抗率、εは誘
電層の誘電率、Δｔは書込時間である。従って、（d₂/(ρd₁ε)）（１−４d₁ ²／l_i ²)＞｜Ｖ_ct｜／（｜Ｖ｜Δｔ） …（５）となる。

【００４２】次に、図９および図１０により、べた黒や
べた白ではなく灰色を表現（階調表現）するために、ド
ット（点）を並べたグレーパターンについて、電荷注入
層の厚みの条件について説明する。

【００４３】図９（Ａ）はドットグレーパターンの例を
示し、例えば、直径および間隔が６０μｍの黒ドットの
パターンを示している。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のド
ットパターンにおいて、電荷注入層上の位置に対応する
表面電位の絶対値を示している。ドット領域の厚み方向
の電荷注入層２ａの抵抗Ｒ_vは、Ｒ_v＝ρｄ₁／（π（ｒ₀／２）²） …（７）ここで、ｄ₁は電荷注入層の厚み、ρは電荷注入層の体
積抵抗率、ｒ₀はドットの直径である。ドット領域の厚
み方向の誘電層２ｂの容量Ｃ_vは、Ｃ_v＝ε（π（ｒ₀／２）²）／ｄ₂ …（８）ここで、ｄ₂は誘電層の厚み、εは誘電層の誘電率であ
る。

【００４４】図１０（Ａ）において、あるドットにおい
て、隣りのドット間距離ｌ_iの半分を半径とする円内を
ドット周辺領域とし、図１０（Ｂ）に示す微小厚さｄｒ
の円筒の白矢印方向の抵抗は、ｄＲ＝ρｄｒ／（π（２ｒ＋ｒ₀）ｄ₁） …（９）周辺領域の抵抗Ｒ_hは、Ｒ_h＝∫ｄＲ＝２ρ／（πｄ₁）×ｌn（１＋l_i／ｒ₀） …（１０）ｒ＝０からl_i／２まで積分ドット周辺領域の厚み方向の誘電層の容量Ｃ_hは、Ｃ_h＝（πεl_i ²／（４ｄ₂））×（１＋２ｒ₀／l_i） …（１１）よって、電位差条件式は、１／（Ｒ_vＣ_v）−１／（Ｒ_hＣ_h)＞｜Ｖ_on−Ｖ_off｜／
（｜Ｖ｜Δｔ）ここで、Ｖは電極電位、Δｔは電圧印加時間、Ｖ_onは注
入電位、Ｖ_offはドット間電位である。従って、（７）
式、（８）式、（１０）式、（１１）式より、ｄ₂／（ερｄ₁）×（１−２ｄ₁ ²／（l_i ²（１＋２ｒ₀／l_i）ｌn（１＋l_i／ｒ₀）））＞｜Ｖ_on−Ｖ_off｜／（｜Ｖ｜Δｔ） …（１２）となる。

【００４５】図１１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。

【００４６】複数の書込電極３ｂの最もシンプルな配列
パターンは、図（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を所定電圧または接地電圧に切り替えるこ
とで駆動制御する１つのドライバ１１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。

【００４７】しかし、このように単純な長方形の書込電
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の間に隙間が生じる。このた
め、この隙間に対向する像担持体２の表面は帯電されな
い非帯電部あるいは除電されない非除電部となってしま
う。そこで、図（Ｂ）に示す例においては、書込電極３
ｂが三角形に形成されるとともに、隣接する三角形の書
込電極３ｂの向きが反対となるように交互に配列されて
いる。その場合、複数の書込電極３ｂは、隣接する書込
電極３ｂの三角形の底辺の互いに対向する端部が像担持
体２の軸方向と直交する方向（像担持体の回転方向）に
オーバーラップするように配列されている。これによ
り、前述の非帯電部あるいは除電部は形成されることが
なく、像担持体２全面への帯電可能となる。なお、書込
電極３ｂの形状は、三角形以外に、例えば台形、平行四
辺形、隣接する書込電極３ｂの対向辺に凹凸を設けた形
状等、隣接する書込電極３ｂの一部が互いに像担持体２
の軸方向と直交する方向にオーバーラップするものであ
ればどのような形状にすることもできる。

【００４８】また、図（Ｃ）に示す例の書込電極３ｂの
配列パターンでは、書込電極３ｂが円形に形成されると
とともに、複数の円形の書込電極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てい
る。その場合、１列目および２列目の互いに隣接する各
書込電極３ｂの一部同士が像担持体２の軸方向と直交す
る方向にオーバーラップするように配列されている。こ
の例の書込電極３ｂの配列パターンでも、像担持体２の
表面に前述のような非帯電部あるいは除電部は形成され
ることがなく、像担持体２の全面が帯電可能となる。こ
の例では、隣接する１列目の電極３ｂと２列目の電極３
ｂの所定数の電極３ｂを１つのドライバ１１に接続した
組が複数組、像担持体２の軸方向に配列されているとと
もに、各ドライバ１１はそれぞれ電極３ｂに関して同じ
側に配置されている。

【００４９】そして、図１２に示すように、各ドライバ
１１が、基材３ａ上に形成されかつ断面矩形状の薄い平
板状の例えば銅箔からなる導電パターン９により電気的
に接続されているとともに、同様に各ドライバ１１と各
電極３ｂとが基材３ａ上に形成された導電パターン９に
より電気的に接続されている。そして、これらの導電パ
ターン９は、例えばエッチング等の従来の薄膜パターン
形成方法で形成することができる。そして、図において
上方からラインデータ、書込タイミング信号および高圧
電源が各々のドライバ１１に供給されるようになってい
る。

【００５０】図１３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。例えば４列に配置された書込電極３
ｂは、それぞれ、対応する高電圧スイッチ（High Volta
ge 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１９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１１が
構成されている。

【００５１】図１４は、各電極３ｂの各高電圧スイッチ
１５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（Ａ）は各電極の
電圧状態を示す図、図（Ｂ）は図（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（Ｃ）は図
（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。

【００５２】図Ａ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が像担持体２の所定電圧Ｖ₀部上に付着
し、図（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が像担持
体２の接地電圧Ｖ₁部上に付着し、図（Ｃ）にハッチン
グで示すような現像剤像が得られる。

【００５３】このように構成された書込装置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像担持体２に接触さ
せているので、書込電極３ｂを像担持体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、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。

【００５４】また、書込電極３ｂを軽い押圧力で像担持
体２に接触させているだけであるので、書込電極３ｂに
よる像担持体２の損傷を防止でき、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。

【００５５】次に、電極３ｂを潜像担持体２へ接触させ
て静電潜像を書き込む本発明の画像形成装置の具体例に
ついて説明する。

【００５６】図１５は、本発明の書込装置を用いた画像
形成装置の一例を模式的に示し、図（Ａ）はクリーナを
備えた画像形成装置を示す図、図（Ｂ）はクリーナを備
えていないクリーナレスの画像形成装置を示す図であ
る。

【００５７】図（Ａ）に示す画像形成装置１はモノクロ
の画像形成装置であり、書込装置３の基材３ａが像担持
体２の回転方向上流側から下流側に向かって延びてお
り、この基材３ａの先端に固定された書込電極３ｂが設
けられている。また、転写装置６より像担持体２の回転
方向下流側にクリーニング装置２１が設けられている。
なお、図示しないが書込装置３とクリーニング装置２１
との間に、前述の電荷制御装置７を設けてもよい。電荷
制御装置７を設けない場合には前回の潜像に上書きして
潜像を形成することになるが、電荷制御装置７を省略す
る分、部品点数の削減や装置の小型化を達成することが
できる。

【００５８】このように構成されたモノクロの画像形成
装置１においては、前述と同様に電荷制御装置７により
像担持体２の表面が一様電荷状態にされた後、書込装置
３の各書込電極３ｂが像担持体２を帯電または除電する
ことで、像担持体２の表面に静電潜像が書き込まれる。
像担持体２上の潜像は、像担持体２に非接触の現像装置
４の現像ローラ４ａによって現像剤が付着されて現像さ
れた後、その像担持体２上の現像剤像が転写装置６によ
って転写材５に転写される。転写後に像担持体２上に残
留する現像剤はクリーニング装置２１のクリーニングブ
レード２１ａによって除去され、クリーニングされた像
担持体２の表面が再び像担持体一様電荷制御装置７によ
り一様電荷状態にされる。この例の画像形成装置１は本
発明の書込装置３を用いることにより、より小型でより
シンプルな構成とすることができる。

【００５９】図（Ｂ）に示す画像形成装置１は、図
（Ａ）に示す画像形成装置１においてクリーニング装置
２１を備えていないクリーナレスの画像形成装置であ
る。この例の画像形成装置１は、現像装置４の現像ロー
ラ４ａが像担持体２に接触されていて、接触現像を行う
ようになっている。

【００６０】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、図示しない電荷制御装置７により、像
担持体２および前回の転写後に像担持体２上に残留する
残留現像剤がともに一様電荷状態にされた後、書込装置
３の書込電極３ｂによって像担持体２の表面および残留
現像剤の表面が帯電または除電されて像担持体２上およ
び残留現像剤上に静電潜像が書き込まれる。そして、現
像装置４によってこれらの静電潜像が現像される。この
とき、書込電極３ｂの帯電列を現像剤８がもともと持つ
べき極性に帯電させるように選択することにより、像担
持体２上の非画像部にある残留現像剤は書込電極３ｂに
よってその極性に帯電されるので現像装置４の方へ移動
し、また、像担持体２上の画像部にある残留現像剤はそ
のまま像担持体２に残って現像剤像として用いられるよ
うになる。このように非画像部にある残留現像剤を現像
装置４の方へ移動させることにより、クリーニング装置
２１を設けなくても像担持体２の表面がクリーニングさ
れるようになる。特に、図示しないが転写装置６より像
担持体２の回転方向下流側にブラシを設けて、このブラ
シにより像担持体２上の残留現像剤を散らして均すこと
で、非画像部にある残留現像剤を現像装置４の方へより
効果的移動させて除去することができる。

【００６１】この例の画像形成装置１の他の画像形成動
作は、図（Ａ）に示す画像形成装置１と同じである。こ
の例の画像形成装置１も本発明の書込装置３を用いるこ
とにより、より小型でよりシンプルな構成とすることが
でき、特に、クリーナ装置２１を設けないクリーナレス
にすることで、更にシンプルな構成とすることができ
る。

【００６２】図１６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。この例の画
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。

【００６３】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の各書込電極３ｂ_K,３ｂ_Y,３ｂ_M,３ｂ_C
は、それぞれ前述のように可撓性の基材３ａ_K,３ａ_Y,３
ａ_M,３ａ_Cに設けられている。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
の電荷制御装置７が設けられている。

【００６４】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で現像されて潜像担持体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。なお、各色の現像
剤の形成順序は前述の順序以外にどのような順序にも設
定することができる。

【００６５】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。

【００６６】図１７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、前述と同様
の電荷制御装置７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
設されていてもよい。

【００６７】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の電荷制御装置７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３
ｂ_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の電荷制御装置７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
されて潜像担持体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。

【００６８】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。

【００６９】図１８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１７
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、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、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。

【００７０】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１７に示す例の画像形成装置１と同じである。

【００７１】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１７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１７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１７に示す例の画像形
成装置１と同じである。

【００７２】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。

【００７３】

【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、低電圧でも高効率で電荷注入を行うことがで
き、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の実施の形態の基本
構成を模式的に示す図である。

【図２】本発明の画像形成装置１における画像形成の基
本プロセスを示す図である。

【図３】図（Ａ）は、書込装置の書込電極の帯電または
除電による電荷注入層の機能を示す模式図、図（Ｂ）
は、電極への印加電圧と電荷注入層の表面電位との関係
を示す図、図（Ｃ）は書込時間を説明するための図であ
る。

【図４】本発明に対する比較例を示し、図（Ａ）は、図
３（Ａ）において電荷注入層をなくした場合の機能を示
す模式図、図（Ｂ）は、電極への印加電圧と誘電層の表
面電位との関係を示す図である。

【図５】本発明の特徴を説明するための模式図である。

【図６】本発明の１実施例を説明するための図である。

【図７】本発明の１実施例を説明するための図である。

【図８】万線グレーパターンについての電荷注入層の厚
みの条件を説明するための図である。

【図９】ドットグレーパターンについての電荷注入層の
厚みの条件を説明するための図である。

【図１０】ドットグレーパターンについての電荷注入層
の厚みの条件を説明するための図である。

【図１１】本発明に係わる書込装置の書込電極の配列パ
ターンの例を示す図である。

【図１２】本発明に係わる書込装置の平面図である。

【図１３】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１４】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（Ａ）は各電極の電圧状態を示す図、図（Ｂ）
は図（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（Ｃ）は図（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。

【図１７】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１８】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２ａ…電荷注入層２ｂ…誘電層２ｃ…導電性基体３…書込装置３ｂ…書込電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C162 AE13 AE21 AE31 AE44 AE61 AF20 AF70 EA20 2H029 AA06 AB01 AC01 2H035 CA07 CB02 2H068 GA01 GA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体の軸方向に沿って像担持体と接触
配置される複数の書込電極を備えた書込装置を用いて像
担持体上に静電潜像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体は、導電性基体上に形成された誘電層と、
該誘電層上に形成された電荷注入層とを備え、電荷注入
層の厚みをｄ₁としたとき、ｄ₁ ²＜電極単位面積の関係を満足することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】像担持体の軸方向に沿って像担持体と接触
配置される複数の書込電極を備えた書込装置を用いて像
担持体上に静電潜像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体は、導電性基体上に形成された誘電層と、
該誘電層上に形成された電荷注入層とを備え、電荷注入
層の厚みをｄ₁、電荷注入層の厚み方向の体積抵抗率を
ρ_v、表面方向の体積抵抗率をρ_sとしたとき、ｄ₁ ²＜ρ_s／ρ_v の関係を満足することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】ρ_s＞ρ_vとすることを特徴とする請求項２
記載の画像形成装置。
【請求項４】像担持体の軸方向に沿って像担持体と接触
配置される複数の書込電極を備えた書込装置を用いて像
担持体上に静電潜像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体は、導電性基体上に形成された誘電層と、
該誘電層上に形成された電荷注入層とを備え、万線グレ
ーパターンにより階調表現する場合に、書込電圧をＶ、
注入電位をＶ_on、線間電位をＶ_off、電荷注入層の厚み
をｄ₁、誘電層の厚みをｄ₂、電荷注入層の体積抵抗率を
ρ、誘電層の誘電率をε、書込時間をΔｔ、線間距離を
l_iとしたとき、（d₂/(ρd₁ε)）（１−４d₁ ²／l_i ²)＞｜Ｖ_on−Ｖ_off｜
／（｜Ｖ｜Δｔ）の関係を満足することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】像担持体の軸方向に沿って像担持体と接触
配置される複数の書込電極を備えた書込装置を用いて像
担持体上に静電潜像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体は、導電性基体上に形成された誘電層と、
該誘電層上に形成された電荷注入層とを備え、ドットグ
レーパターンにより階調表現する場合に、書込電圧を
Ｖ、注入電位をＶ_on、ドット間電位をＶ_off、電荷注入
層の厚みをｄ₁、誘電層の厚みをｄ₂、電荷注入層の体積
抵抗率をρ、誘電層の誘電率をε、書込時間をΔｔ、ド
ット間距離をl_iとしたとき、ｄ₂／（ερｄ₁）×（１−２ｄ₁ ²／（l_i ²（１＋２ｒ₀／
l_i）ｌn（１＋l_i／ｒ₀）））＞｜Ｖ_on−Ｖ_off｜／（｜Ｖ｜Δｔ）の関係を満足することを特徴とする画像形成装置。