JP2003089234A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】書込電極への異物の付着を抑制しかつ静電潜像
の電位を最適に調整にして、静電潜像の形成をより安定
して行うことのできる画像形成装置を提供する。 【解決手段】書込電極３ａ₂が像担持体２の裏面に接触
し、対向電極３ｂが書込電極３ａ₂に対向して像担持体
２の表面に接触している。書込電極３ａ₂で像担持体２
の裏面に像の背面書込が行われると、対向電極３ｂによ
り像担持体２の表面に静電潜像が形成される。書込電極
３ａ₂が像担持体の表面に接触しないので、像担持体の
表面の異物が書込電極３ａ₂に付着しない。また、書込
電極３ａ₂および対向電極３ｂの印加電圧により静電潜
像の電位を調整してコントラストのある高精度の静電潜
像を形成できる。その場合、書込層２ｂの面内抵抗を比
較的高く、導電層２ｃの面内抵抗を書込層２よりも低く
設定することで、像の書込が高精度に行われるととも
に、静電潜像の電位調整がより高精度に行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、書込装置の書込電
極により像担持体上に静電潜像を形成することで画像を
形成する画像形成装置の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、静電複写機やプリンタ等の画像形
成装置においては、一般的に帯電装置により感光体の表
面を一様帯電し、この一様帯電された感光体の表面にレ
ーザ光あるいはＬＥＤランプ光等の露光装置の光を露光
することにより、感光体の表面に静電潜像を書き込むよ
うになっている。そして、感光体の表面の静電潜像を現
像装置で現像して感光体の表面に現像剤像を形成し、こ
の現像剤像を転写装置によって紙等の転写材に転写し
て、画像を形成している。このような従来の一般的な画
像形成装置では、静電潜像の書込装置である露光装置が
レーザ光発生装置あるいはＬＥＤランプ光発生装置等に
よって構成されているため、画像形成装置が大型でかつ
複雑な構成となっている。

【０００３】そこで、静電潜像の書込装置として、レー
ザ光やＬＥＤランプ光を用いずに電極により像担持体の
表面に静電潜像を書き込む画像形成装置が特公昭６３−
４５１０４号公報において提案されている。この公告公
報に開示されている画像形成装置は多数の針電極を有す
るマルチスタイラスを備えており、像担持体の表面の無
機ガラス層にマルチスタイラスの針電極を単に接触させ
ている。そして、画像情報の入力信号によりマルチスタ
イラスの対応する針電極に電圧が加えられると、この針
電極によって像担持体に静電潜像が形成されるようにな
っている。この公告公報の画像形成装置によれば、書込
装置として従来のような露光装置を用いていないので、
その分、画像形成装置が小型でかつ比較的シンプルな構
成となっている。

【０００４】また、コロナ放電器により発生させたイオ
ンを、絶縁性基板の先端部に設け像担持体に非接触のイ
オン制御電極により制御することにより、像担持体に静
電潜像を書き込む画像形成装置が特開平０６−１６６２
０６号公報において提案されている。この公開公報の画
像形成装置によっても、書込装置として露光装置を用い
ないので、画像形成装置が小型でかつ比較的シンプルな
構成となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
公告公報の画像形成装置においては、マルチスタイラス
の多数の針電極を像担持体の表面の無機ガラス層に単に
接触させているだけであるので、多数の針電極を像担持
体の表面の無機ガラス層に安定して接触させることが難
しい。このため、像担持体の表面を安定して帯電させる
ことは難しく、良好な画像を得ることが難しいという問
題がある。

【０００６】また、多数の針電極の接触による像担持体
の表面の損傷を防止するために無機ガラス層を像担持体
の表面に設けることが余儀なくされ、像担持体の構成が
その分複雑になる。しかも、無機ガラス層は物理吸着水
特性がきわめてよいことから、無機ガラスの表面に水分
がよく吸着し、この吸着した水分によりガラス表面の電
気伝導率が高められて像担持体の帯電電荷が漏洩してし
まうため、水分が吸着した像担持体の表面を乾燥させて
物理吸着水の影響を防止する手段を設ける必要がある。
このため、装置が更に大型になるばかりでなく、部品点
数が増えて構成が更に複雑になりかつコストが高いもの
となってしまうという問題がある。

【０００７】更に、多数の針電極から放電されるため、
オゾン（Ｏ₃）が発生する可能性が大きいという問題も
ある。このオゾンにより、装置内の部品に錆を発生させ
るばかりでなく、ＮＯ_xと反応して発生する硝酸（ＨＮ
Ｏ₃）により樹脂部品を溶融させるおそれが考えられ
る。しかも、オゾンによって異臭が発生するおそれがあ
る。このため、オゾンを装置内から排出させなければな
らないが、そのためにダクトおよびオゾンフィルタを設
けて排気系を十分にする必要があり、装置が大型になる
ばかりでなく、部品点数が増えて構成がより複雑になり
かつコストが高いものとなってしまう。

【０００８】また、前述の公開公報の画像形成装置にお
いては、イオン制御電極がコロナ放電器で発生したイオ
ンを制御するものであって、像担持体に直接電荷を注入
させるものではないので、画像形成装置が大型にならざ
るを得ないばかりでなく、構成がきわめて複雑になると
いう問題がある。しかも、イオンによる帯電のため、像
担持体により安定して静電潜像を書き込むことは難し
い。更に、イオンを発生させることから基本的にオゾン
が発生するため、前述の公告公報の画像形成装置と同じ
ような問題が生じる。

【０００９】更に、像担持体に直接電荷を注入させるよ
うにするためには、書込電極を像担持体に接触させるこ
とが考えられるが、このようにした場合、像担持体に存
在する転写後の残トナー等の異物が書込電極に付着して
書込電極の抵抗が低下して静電潜像の電位が変化し、良
好な潜像形成安定性が得られなくなることが考えられ
る。

【００１０】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、書込電極への異物の付着
を抑制するとともに静電潜像の電位を最適に調整可能に
して静電潜像の形成をより安定しかつ良好に行うことの
できる画像形成装置を提供することである。本発明の他
の目的は、より一層小型化を図るとともに、部品点数を
より一層削減してより一層シンプルで安価な構成するこ
とのできる画像形成装置を提供することである。本発明
の更に他の目的は、オゾンの発生をより一層抑制するこ
とのできる画像形成装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、請求項１の発明は、静電潜像が形成される像担持体
と、前記像担持体に前記静電潜像を書き込む書込装置
と、前記像担持体上の前記静電潜像を現像する現像装置
と少なくとも備え、前記像担持体が、誘電体層と、この
誘電体層の一面に形成された面内抵抗が比較的高い導電
性の書込層と、前記誘電体層の他面に形成された面内抵
抗が前記書込層より低い導電層とを有し、前記書込装置
が前記書込層に接触して前記像担持体との間で電荷移動
を行う書込電極と、前記導電層に接触して前記書込電極
による電荷移動時に前記導電層に前記静電潜像を形成す
る対向電極とを有することを特徴としている。

【００１２】また、請求項２の発明は、前記対向電極が
前記書込電極と対向して設けられていることを特徴とし
ている。更に、請求項３の発明は、前記対向電極が前記
書込電極と対向する位置からずれた位置に設けられてい
ることを特徴としている。

【００１３】更に、請求項４の発明は、前記対向電極
が、前記潜像担持体の軸方向に延びるデッキ状部材また
は円柱状部材または円筒状部材またはロール状の導電性
ファーブラシからなる電極、前記潜像担持体の軸方向に
延びる導電性ゴムローラからなる電極、前記潜像担持体
の軸方向に延びる導電性ブレードからなる電極、前記潜
像担持体の軸方向に延びる導電性磁気ブラシからなる電
極、および前記潜像担持体の軸方向に沿って切れ目を有
する導電性フィルムまたは導電性ブレードからなる電極
のいずれか１つであることを特徴としている。

【００１４】

【作用】このように構成された本発明の画像形成装置に
おいては、書込装置の書込電極が、静電潜像が形成され
る側の像担持体の表面と反対側の裏面（背面）に像を書
き込むようになる。すなわち、本発明の画像形成装置で
は、書込電極による電荷移動で像担持体に対して背面書
込が行われ、対向電極により像担持体の表面に静電潜像
が形成される。そして、この像担持体の表面上の静電潜
像が現像剤によって現像される。

【００１５】したがって、書込電極による背面書込が像
担持体の現像側の面と反対側の面で行われることになる
が、書込電極が転写後の残現像剤等による異物の付着の
多い現像側の面に接触しないから、書込電極（書込ヘッ
ド）にこのような異物がほとんど付着しなくなる。これ
により、書込電極の汚染が長期にわたって抑制されるよ
うになるため、書込電極の抵抗がほとんど変化しなく、
潜像の電位が安定する。その結果、潜像形成安定性が向
上し、高耐久性の画像形成が可能になる。

【００１６】特に、像担持体が、コンデンサとして機能
する誘電体層と、誘電体層の一面に形成された導電性の
書込層と、誘電体層の他面に形成された導電層とから３
層構造とされるとともに、書込電極が書込層に接触しか
つ対向電極が導電層に接触して設けられる。したがっ
て、書込電極に正または負の書込電圧を印加するととも
に、対向電極に０Ｖの電圧を印加する（つまり、対向電
極を接地する）かあるいは０Ｖでない電圧を印加するか
することにより、書込電極と対向電極との間に電気回路
が形成されて電荷移動が行われるようになり、静電潜像
が書込電極の印加電圧および対向電極の印加電圧に基づ
いて、特に、書込電極の印加電圧のオンの値とオフの値
との差に基づいてその電位を調整されて、確実にかつ安
定して形成されるようになる。これにより、コントラス
トのある高精度の静電潜像が形成される。

【００１７】その場合、書込層の面内抵抗が比較的高
く、また、導電層の面内抵抗が書込層よりも低く設定し
ていることから、書込電極による像の書込が高精度に行
われるとともに、静電潜像の電位調整がより高精度に行
われるようになる。

【００１８】また、書込電極が像担持体に面接触するよ
うにすることにより、互いに接触する書込電極と像担持
体との間で電荷移動が支配的になるとともに、この電荷
移動が安定かつ確実に行われる。この支配的になる電荷
移動により、像が像担持体に安定して簡単に書き込まれ
るようになる。

【００１９】このような電荷移動による帯電または除電
では、互いに接触する書込電極と像担持体との間で電荷
が直接移動するようになるので、像担持体の表面電位が
ほぼ書込電極に印加される電圧となる。したがって、書
込電極に印加する電圧を低電圧に設定することが可能と
なる。

【００２０】更に、書込電極が像担持体に接触するの
で、書込電極と像担持体との間の空間的なギャップがほ
とんど生じなくなる。これにより、不要にイオン化され
る空間的なギャップの空気がほとんどなくなるので、オ
ゾンの発生がより一層抑制されるとともに、低電位で静
電潜像が形成可能となる。更に、書込電極が小さな押圧
力で像担持体に接触するようにすることで、書込電極に
よる像担持体の損傷が防止され、像担持体の耐久性が向
上する。

【００２１】更に、書込電極の抵抗が書込層の抵抗より
小さく設定されることにより、潜像を形成する際の帯電
応答速度は、書込層の抵抗の方が大きいことから、書込
電極表層に抵抗成分が付着した場合でも、その影響を受
け難くなる。

【００２２】更に、書込装置として書込電極および対向
電極が用いられているだけであり、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が不要と
なる。したがって、装置がより一層小型化になるととも
に、部品点数がより一層削減されて一層シンプルで安価
な画像形成装置が得られる。

【００２３】更に、対向電極を構成する導電性ファーブ
ラシや導電性磁気ブラシ等が像担持体に接触することに
より対向電極がクリーニング機能を有するようになるの
で、像担持体の静電潜像形成面に前述の異物が付着する
ことによる静電潜像形成面の抵抗変化が抑制されて、安
定した静電潜像形成が行われるようになる。

【００２４】

【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一例の基本構成を模式的に示す
図である。

【００２５】図１に示すように、この例の画像形成装置
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書込装
置３と、像担持体２上の静電潜像を現像するために現像
剤１７を担持・搬送する現像装置の現像剤担持体（以
下、現像ローラともいう）４と、この現像ローラ４によ
って搬送された現像剤１７で静電潜像が現像されて形成
された像担持体２上の現像剤像を紙、中間転写媒体等の
転写材５に転写する転写装置の転写ローラ６とを少なく
とも備えている。

【００２６】像担持体２は、誘電体層２ａと、この誘電
体層２ａの裏面に形成され、電荷が注入されて像が書き
込まれる、比較的面内抵抗が高く設定された導電性の書
込層２ｂと、書込層２よりも面内抵抗が低く設定され、
静電潜像が形成される導電層２ｃとから３層に構成さ
れ、かつ無端ベルト状に形成されている。なお、表面は
外周面に、また裏面は内周面に対応している。

【００２７】像担持体２の導電性の書込層２ｂおよび導
電層２ｃとしては、例えば、図２（ａ）および（ｂ）に
示すようにいずれも抵抗層２ｂ₁,２ｃ₁で形成される
か、あるいは図２（ｃ）および（ｄ）に示すようにいず
れも互いに独立した多数の独立電極部２ｂ₂,２ｃ₂で形
成される。

【００２８】誘電体層２ａの材料としては、ポリカーボ
ネート樹脂、アクリル樹脂、スチレン系樹脂、ポリエス
テル、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリフェニレン
オキシド、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキド
樹脂、ホスファゼン樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル
−酢酸ビニル共重合体樹脂、シリコ−ン樹脂等の誘電体
としての特性を持つ材料が用いられる。

【００２９】書込層２ｂおよび導電層２ｃは、いずれ
も、樹脂と導電性微粒子とをその混合比（濃度）を調整
して溶剤中で樹脂分散（希釈混合分散）したものを誘電
体層２ａの表裏面の少なくとも一面に、スプレー法、デ
ィップ法等の一般的な方法で塗布することにより作製さ
れる。その場合、書込層２ｂの材質および塗布方法（例
えば、ディップ法であれば、引き上げ速度や濃度等）を
適宜選択することで、前述の独立電極部２ｂ₂,２ｃ₂を
独立分散型電極、独立フローティング型電極として形成
することができる。

【００３０】導電性微粒子の材料としては、 Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃ、Ｍｏ等の金属微粒
子、 ＺｎＯ（酸化亜鉛）、酸化錫、酸化アンチモン、酸
化チタン等を導電性処理した微粒子（例えば、アンチモ
ン、インジウム等をドーピングして導電か処理したもの
等）、 ポリアセチレン、ポリチオフィン、ポリピロール等
にヨウ素をドーピングして、高分子錯体にした導電性微
粒子 が用いられる。なお、像担持体２は無端ベルト状に限定
されることはなく、ドラム状に形成することもできる。

【００３１】この像担持体２は、所定の間隔に配置され
た図示しないモータで駆動される駆動ローラ７と従動ロ
ーラ８とに掛け渡されて、駆動ローラ７の図１において
時計方向の回転で同時計方向に回転するようになってい
る。

【００３２】書込装置３は書込ヘッド部３ａと対向電極
３ｂとから構成されている。書込ヘッド部３ａは、ＦＰ
Ｃ（Flexible Print Circuit の略、以下ＦＰＣと称
す）あるいはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレートの
略、以下ＰＥＴと称す）等の絶縁性が高くかつ比較的柔
らかく弾性のある材料からなる可撓性の基材３ａ₁と、
基材３ａ₁に支持されかつこの基材３ａ₁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、
像の選択帯電書込を行うために像担持体２の書込層２ｂ
に電荷を注入する書込電極３ａ₂とを備えている。この
書込ヘッド部３ａは像担持体２の内側で書込電極３ａ₂
が像担持体２の裏面（背面）の書込層２ｂに接触するよ
うにして配置されていて、書込電極３ａ₂により像担持
体２の裏面に対して電荷移動することで像の書込を行
う、つまり背面書込を行うようになっている。この書込
電極３ａ₂の抵抗は像担持体２の書込層２ｂの抵抗より
小さく設定されている。

【００３３】図３は、書込装置３の書込電極３ａ₂の電
荷移動による像の書込の原理を説明し、（ａ）は書込電
極３ａ₂と像担持体２との接触部の拡大図、（ｂ）はこ
の接触部の電気的等価回路図、（ｃ）ないし（ｆ）は各
パラメータと像担持体２の接触面電位との関係を示す図
である。

【００３４】図３（ａ）に示すように、書込電極３ａ₂
が前述のように像担持体２に所定の小さな押圧力で接触
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。この小さな押圧力は、幅３００ｍｍ
で押圧力１０Ｎ以下、すなわち線圧０.０３Ｎ／ｍｍ以
下が書込電極３ａ₂と像担持体２との接触を安定化し、
電荷移動を安定化する上で好ましく、摩耗の観点から接
触を安定の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。

【００３５】書込電極３ａ₂には、所定の高電圧Ｖ₀また
は所定の低電圧Ｖ₁が基材３ａ₁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（前述のように±
の電荷があるため、高電圧は絶対値が高い電圧をいい、
また、低電圧は高電圧と同じ極性として絶対値が低い電
圧または０Ｖをいう。本明細書における本発明の説明で
は、この低電圧はすべて接地電圧であるとしているの
で、以下の説明では、高電圧Ｖ₀を所定電圧Ｖ₀といい、
低電圧Ｖ₁を接地電圧Ｖ₁という。接地電圧Ｖ₁は０Ｖで
あることは言うまでもない。）。

【００３６】すなわち、書込電極３ａ₂と像担持体２と
の接触部（ニップ部）において、図３（ｂ）に示す電気
的な等価回路が構成されている。図３（ｂ）において、
Ｒは書込電極３ａ₂の抵抗を示し、Ｃは像担持体２の容
量を示している。書込電極３ａ₂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。

【００３７】等価回路において、書込電極３ａ₂をＡ側
に接続してこの書込電極３ａ₂に（−）の所定電圧Ｖ₀を
印加したときの書込電極３ａ₂の抵抗Ｒと書込層２ｂの
書込電極３ａ₂との接触面電位との関係は、図３（ｃ）
に実線で示すように書込電極３ａ₂の抵抗Ｒが小さい領
域では像担持体２の書込層２ｂの接触面電位が一定の所
定電圧Ｖ₀となり、書込電極３ａ₂の抵抗Ｒが所定値より
大きい領域であると、像担持体２の書込層２ｂの接触面
電位の絶対値が低下する。一方、書込電極３ａ₂をＢ側
に接続してこの書込電極３ａ₂を接地したときの書込電
極３ａ₂の抵抗Ｒと像担持体２の接触面電位との関係
は、図３（ｃ）に点線で示すように書込電極３ａ₂の抵
抗Ｒが小さい領域では書込層２ｂの接触面電位が一定の
ほぼ接地電圧Ｖ₁となり、書込電極３ａ₂の抵抗Ｒが所定
値より大きい領域であると、書込層２ｂの接触面電位の
絶対値が上昇する。

【００３８】そして、書込電極３ａ₂の抵抗Ｒが小さく
書込層２ｂの接触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４（ａ）に示すよ
うに書込層２ｂに接触する書込電極３ａ₂とこの書込層
２ｂとの間で、電圧の低い方から高い方へ直接（−）電
荷の接触電荷移動が行われる。すなわち、この接触電荷
移動により像担持体２が帯電または除電される。また、
書込電極３ａ₂の抵抗Ｒが大きく書込層２ｂの接触面電
位が変化し始める領域では、接触電荷移動による書込層
２の書込帯電または除電が次第に小さくなってくるとと
もに、書込電極３ａ₂の抵抗Ｒが大きくなることで図４
（ｂ）に示すように基材３ａ₁と書込層２ｂとの間で放
電による電荷移動（以下、非接触電荷移動ともいう）が
生じてくるようになる。

【００３９】この基材３ａ₁と書込層２ｂとの間で生じ
る非接触電荷移動は基材３ａ₁と像担持体２との間の電
圧（所定電圧Ｖ₀）の絶対値が放電開始電圧Ｖ_thより大
きくなったときに生じるが、基材３ａ₁および書込層２
ｂ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４（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３０μｍ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。この放電つまり非接触電荷移動によって
も像担持体２の表面が帯電または除電されるようにな
る。

【００４０】しかし、書込電極３ａ₂の抵抗Ｒがこの領
域であるときには、接触電荷移動による像担持体２の帯
電または除電が大きいとともに非接触電荷移動による像
担持体２の帯電または除電が小さく、像担持体２の帯電
または除電は接触電荷移動による帯電または除電が支配
的となっている。この接触電荷移動による帯電または除
電では、像担持体２の接触面電位は、書込電極３ａ₂に
印加される所定電圧Ｖ₀または接地電圧Ｖ₁となる。接触
電荷移動による帯電の場合、書込電極３ａ₂に供給され
る所定電圧Ｖ₀は書込電極３ａ₂と書込層２ｂ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。

【００４１】書込電極３ａ₂の抵抗Ｒが更に大きい領域
であると、接触電荷移動による像担持体２の帯電または
除電が小さく、非接触電荷移動による像担持体２の帯電
または除電が接触電荷移動による帯電または除電より大
きくなり、像担持体２の帯電または除電は次第に非接触
電荷移動による帯電または除電が支配的となってくる。
すなわち、書込電極３ａ₂の抵抗Ｒが大きくなると、像
担持体２の表面は主に非接触電荷移動によって帯電また
は除電され、接触電荷移動による像担持体２はほとんど
帯電または除電されなくなる。この非接触電荷移動によ
る帯電または除電では、像担持体２の接触面電位は、書
込電極３ａ₂に印加される所定電圧Ｖ₀または接地電圧Ｖ
₁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。

【００４２】したがって、書込電極３ａ₂の抵抗Ｒを、
書込層２ｂの接触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Ｖ₁となる小さい領域に設定するとともに、書込電
極３ａ₂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、接触電荷移動
による像担持体２の帯電または除電を行うことができる
ようになる。

【００４３】また、書込電極３ａ₂をＡ側に接続してこ
の書込電極３ａ₂に（−）の所定電圧Ｖ₀を印加したとき
の像担持体２の容量Ｃと書込層２ｂの接触面電位との関
係は、図３（ｄ）に実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の接触面電位が一定の所
定電圧Ｖ₀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、書込層２ｂの接触面電位の絶対値が低下
する。一方、書込電極３ａ₂をＢ側に接続してこの書込
電極３ａ₂を接地したときの像担持体２の容量Ｃと書込
層２ｂの接触面電位との関係は、図３（ｄ）に点線で示
すように像担持体２の容量Ｃが小さい領域では書込層２
ｂの接触面電位が一定のほぼ接地電圧Ｖ₁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、書込層２
ｂの接触面電位の絶対値が上昇する。

【００４４】そして、像担持体２の容量Ｃが小さく書込
層２ｂの接触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、書込層２ｂに接触する書
込電極３ａ₂と像担持体２の書込層２ｂとの間で直接
（−）の電荷の接触電荷移動が行われる。すなわち、接
触電荷移動により書込層２ｂが帯電または除電される。
また、像担持体２の容量Ｃが大きく書込層２ｂの接触面
電位が変化し始める領域では、接触電荷移動による書込
層２ｂの帯電または除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４
（ｂ）に示すように基材３ａ₁と像担持体２の誘電体層
２ａとの間で非接触電荷移動が生じてくるようになる。
この非接触電荷移動によっても書込層２ｂの表面が帯電
または除電されるようになる。しかし、像担持体２の容
量Ｃがこの領域であるときには、接触電荷移動による書
込層２ｂの帯電または除電が大きいとともに非接触電荷
移動による書込層２ｂの帯電または除電が小さく、書込
層２ｂの帯電または除電は接触電荷移動による帯電また
は除電が支配的となっている。この接触電荷移動による
帯電または除電では、像担持体２の接触面電位は、書込
電極３ａ₂に印加される所定電圧Ｖ₀または接地電圧Ｖ₁
となる。

【００４５】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３ａ₂と像担持体２の書込層２ｂとので
間でこの接触電荷移動はほとんど行われない。すなわ
ち、接触電荷移動によっては像担持体２は帯電または除
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。

【００４６】したがって、像担持体２の容量Ｃを、像担
持体２の接触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
Ｖ₁となる小さい領域に設定するとともに、書込電極３
ａ₂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、接触電荷移動によ
る像担持体２の帯電または除電を行うことができるよう
になる。

【００４７】更に、書込電極３ａ₂をＡ側に接続してこ
の書込電極３ａ₂に（−）の所定電圧Ｖ₀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の接触面
電位との関係は、図３（ｅ）に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の接
触面電位は速度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の接触面電位の絶対値は一定の電圧となる。像担持体
２の接触面電位が像担持体２の速度ｖの増大に応じて大
きくなるのは、書込電極３ａ₂と像担持体２との間の摩
擦による像担持体２への接触電荷移動の容易化によるも
のであると考えられる。この摩擦による接触電荷移動の
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３ａ₂をＢ
側に接続してこの書込電極３ａ₂を接地したときの書込
層２ｂの速度ｖと書込層２ｂの接触面電位との関係は、
図３（ｅ）に点線で示すように書込層２ｂの速度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。

【００４８】更に、書込電極３ａ₂をＡ側に接続してこ
の書込電極３ａ₂に（−）の所定電圧Ｖ₀を印加したとき
の書込電極３ａ₂の書込層２ｂへの押圧力（以下、単に
書込電極３ａ₂の圧力という）と書込層２ｂの接触面電
位との関係は、図３（ｆ）に実線で示すように書込電極
３ａ₂の圧力がきわめて小さい領域では、書込層２ｂの
接触面電位は書込電極３ａ₂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３ａ₂の圧力が所定値
より大きくなると、書込層２ｂの接触面電位の絶対値は
一定の電圧となる。書込層２ｂの接触面電位が書込電極
３ａ₂の圧力の増大に応じて急上昇するのは、書込電極
３ａ₂と書込層２ｂとの接触が書込電極３ａ₂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３ａ₂と書込層２ｂとの接触
の確実性は、書込電極３ａ₂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３ａ
₂をＢ側に接続してこの書込電極３ａ₂を接地したときの
書込電極３ａ₂の圧力と書込層２ｂの接触面電位との関
係は、図３（ｆ）に点線で示すように書込電極３ａ₂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。

【００４９】このようにして、書込電極３ａ₂の抵抗Ｒ
および像担持体２の容量Ｃを書込層２ｂの接触面電位が
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書込層２ｂの速度ｖおよび書込電極３ａ₂の圧力を
書込層２ｂの接触面電位が一定の所定電圧となるように
制御し、書込電極３ａ₂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、接触電荷移動による書込層２ｂの帯電または除電を
確実にかつ簡単に行うことができるようになる。

【００５０】なお、前述の例では書込電極３ａ₂に印加
する所定電圧Ｖ₀が直流電圧であるが、直流電圧に交流
電圧を重畳することもできる。交流電圧を重畳する場合
は、直流成分を像担持体２に印加する電圧とし、また、
交流成分の振幅を放電開始電圧Ｖ_thの２倍以上に設定す
るとともに、交流成分の周波数を像担持体２の回転にお
ける周波数の５００〜１０００倍程度が好ましい（例え
ば、像担持体２の径が３０φでかつ像担持体２の周速度
が１８０ｍｍ／ｓｅｃであるとすると、像担持体２の回
転における周波数が２Ｈｚであるから、交流成分の周波
数は１０００〜２０００Ｈｚとなる）。

【００５１】図５は、複数の書込電極３ａ₂を像担持体
２の軸方向に配列した場合の配列パターンを示し、
（ａ）は最もシンプルな書込電極の配列パターンの場合
を示す図、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ（ａ）を改良
した書込電極の配列パターンの場合を示す図である。

【００５２】複数の書込電極３ａ₂の最もシンプルな配
列パターンは、図５（ａ）に示すように複数の長方形の
書込電極３ａ₂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３ａ₂のう
ち、所定数（図示例では８個）の書込電極３ａ₂がそれ
ぞれそれらの書込電極３ａ₂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
９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。

【００５３】しかし、このように単純な長方形の書込電
極３ａ₂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３ａ₂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
難い部分あるいは除電され難い部分となってしまう。も
ちろん、この図５（ａ）に示す書込電極３ａ₂の配列で
も、像を書き込む書込ヘッドとして機能することは言う
までもないが、像の書込をより良好にするために、図５
（ａ）に示す書込電極３ａ₂を更に改良することが好ま
しい。

【００５４】そこで、図５（ｂ）に示す例の書込電極３
ａ₂の配列パターンでは、書込電極３ａ₂が三角形に形成
されているとともに、隣接する三角形の書込電極３ａ₂
の向きが互いに反対（三角形の正立状態と倒立状態）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３ａ₂は、隣接する書込電極３ａ₂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（図において上下方向；像担持体２の回転方向；副
走査方向）にオーバーラップする（重なる）ように配列
されている。

【００５５】このように、隣接する書込電極３ａ₂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
ーラップさせることにより、像担持体２の表面に前述の
ような帯電し難い部分あるいは除電し難い部分は形成さ
れなく、像担持体２の表面の全面が帯電可能となる。な
お、書込電極３ａ₂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３ａ₂の対向辺の少
なくとも一部に傾斜辺を有する形状、あるいは隣接する
書込電極３ａ₂の対向辺に凹凸を設けた形状等の隣接す
る書込電極３ａ₂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
うな多角形状にすることもできる。

【００５６】この例でも、図５（ａ）に示す例と同様
に、隣接する所定数の書込電極３ａ₂を１つのドライバ
９に接続した組が複数組配列されているとともに、各ド
ライバ９はそれぞれ書込電極３ａ₂に関して同じ側に配
置されている。

【００５７】また、図５（ｃ）に示す例の書込電極３ａ
₂の配列パターンでは、書込電極３ａ₂が円形に形成され
ているとともに、複数の円形の書込電極３ａ₂が像担持
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
されている。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３ａ₂の一部どうしが像担持体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３ａ₂の配列パターンで
も、像担持体２の表面に前述のような帯電し難い部分あ
るいは除電し難い部分は形成されなく、像担持体２の表
面の全面が帯電可能となる。この例では、隣接する１列
目の書込電極３ａ₂と２列目の書込電極３ａ₂の所定数の
書込電極３ａ₂を１つのドライバ９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９はそれぞれ書込電極３ａ₂に関して同じ側に配
置されている。

【００５８】そして、図６に示すように各ドライバ９
が、基材３ａ₁上に形成されかつ断面矩形状の薄い平板
状の例えば銅（Ｃｕ）箔からなる導電パターン（Ｃｕパ
ターン）１２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９と各書込電極３ａ₂とが基材３ａ₁上
に形成された導電パターン１０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１０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６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力が各ドライバ９
に供給されるようになっている。

【００５９】対向電極３ｂはプレート（平板）状に形成
されており、像担持体２の外側で書込電極３ａ₂に対向
しかつ像担持体２の導電層２ｃに接触して設けられてい
る。この対向電極３ｂは、書込電極３ａ₂が像担持体２
の書込層２ｂに電荷注入（移動）による選択帯電書込を
行ったときに、像担持体２の反対側の導電層２ｃに、書
込電極３ａ₂の電荷注入部分に対応して静電気を誘起さ
せて静電潜像を作成するものである。

【００６０】この対向電極３ｂは０Ｖの電圧（接地電
圧）、あるいは正または負の電圧が印加されることによ
り、書込電極３ａとの間に、３層構造の像担持体２を介
して電気回路を形成される。この電気回路により電荷が
移動することで、像担持体２の表面に静電潜像が作られ
る。この接触対向電極では、図２（ａ）および（ｃ）に
示すように対向電極３ｂは像担持体２の導電層２ｃと像
担持体２の軸方向に沿って均一に当接されている。その
場合、図２（ｂ）および（ｄ）に示すように対向電極３
ｂの像担持体２との接触部３ｂ₁を像担持体２の移動方
向（図において、下方向）に曲げて形成することが、対
向電極３ｂを導電層２ｃに安定して接触させる上で好ま
しい。

【００６１】このように、対向電極３ｂが導電層２ｃに
均一に当接した状態では、図７に示すようにすべての書
込電極３ａ₂と書込層２ｂとの当接領域が対向電極３ｂ
と導電層２ｃとの接触領域内に位置するように設定され
ている。その場合、対向電極３ｂが各書込電極３ａ₂の
配置と同一線上に対応して導電層２ｃに当接するように
配置することが高精度の静電潜像を形成するうえで最も
望ましい。

【００６２】そして、この例の画像形成装置１では、書
込電極３ａ₂に印加する電圧（書込電圧）および対向電
極３ｂに印加する電圧を用いて静電潜像の電位を調整し
て像担持体２の表面の導電層２ｃに静電潜像が作られ
る。

【００６３】例えば、書込電極３ａ₂の印加電圧を、書
込電極３ａ₂のオン時に正極の＋３００Ｖでオフ時に０
Ｖ（接地電圧）に設定し、また対向電極３ｂの印加電圧
を０Ｖ（接地電圧；ＧＮＤ）に設定した場合を考える。
この場合は、導電層２ｃの潜像形成面（トナー像形成
面）には、逆極性の−３００Ｖに相当する電荷が、書込
電極３ａ₂による＋３００Ｖでの書込位置に対応する位
置に移動して逆極性の−３００Ｖの電位の静電潜像が形
成されるとともに、書込電極３ａ₂による０Ｖでの書込
位置に対応する位置は、対向電極３ｂの印加電圧が０Ｖ
であることから電荷が移動しなく０Ｖのままに保持さ
れ、０Ｖの電位の静電潜像が形成される。

【００６４】また、書込電極３ａ₂の印加電圧を、書込
電極３ａ₂のオン時に負極の−３００Ｖでオフ時に０Ｖ
（接地電圧）に設定し、また対向電極３ｂの印加電圧を
０Ｖ（接地電圧；ＧＮＤ）に設定した場合を考える。こ
の場合は、書込電極３ａ₂による−３００Ｖでの書込位
置に対応する位置に移動して逆極性の＋３００Ｖの電位
の静電潜像が形成されることが前述の例と異なるだけ
で、他は前述の例と同じである。このように、前述の２
つの例の場合、つまり対向電極３ｂの印加電圧を０Ｖに
設定した場合は、書込電極の書込電圧の極性と逆極性の
電圧の静電潜像が形成される。

【００６５】更に、書込電極３ａ₂の印加電圧を、書込
電極３ａ₂のオン時に正極または負極にまたオフ時に０
Ｖ（接地電圧）に設定し、また対向電極３ｂの印加電圧
を０Ｖ以外の電圧に設定した場合を考える。この場合
は、書込電極３ａ₂がオフ時にも、書込電極３ａ₂の印加
電圧が０Ｖでかつ対向電極３ｂの印加電圧が０Ｖ以外の
電圧であることから電荷の移動が起こる。これは、書込
電極３ａ₂−像担持体２−対向電極２ｃを通して電位勾
配が生じるためである。しかし、書込電極３ａ₂オフ時
に電荷の移動が起こっても、静電潜像形成には特に問題
はない。

【００６６】これにより、コントラストのある高精度の
静電潜像が形成される。その場合、静電潜像のコントラ
ストは書込電極３ａ₂のオン時の書込電圧とオフ時の書
込電圧との差に大きく左右されるが、対向電極３ｂの印
加電圧はいずれの値にしても、それほど大きな影響はな
い。また、書込層２ｂの面内抵抗が比較的高く、また、
導電層２ｃの面内抵抗が書込層２よりも低く設定してお
り、これにより書込電極３ａ₂による像の書込が高精度
に行われるとともに、静電潜像の電位調整がより高精度
に行われるようになる。

【００６７】接触対向電極の対向電極３ｂとしては、例
えば、 書込電極３ａ₂と同じ形状の導電性部材（金属製部
材、樹脂に導電性微粒子を分散した導電性材料からなる
部材、導電性ゴム等）からなる対向電極３ｂ、 デッキ状導電性ファーブラシ、円筒あるいは円柱状
導電性ファーブラシ、あるいはロール（回転ロール）状
導電性ファーブラシからなる対向電極３ｂ、 円筒あるいは円柱状導電性ゴム部材、あるいは導電
性ゴムローラからなる対向電極３ｂ、 導電性部材（金属製部材、樹脂に導電性微粒子を分
散した導電性材料からなる部材、導電性ゴム等）製の導
電性ブレードからなる対向電極３ｂ、 回転可能または固定の導電性磁気ブラシからなる対
向電極３ｂ、 導電性フィルムからなる対向電極３ｂ、 像担持体２の軸方向に沿って多数の切れ目が入れら
れた導電性フィルムまたは導電性ブレードからなる対向
電極３ｂ、 等がある。その場合、導電性ファーブラシ等が像担持体
２に接触することで、対向電極３ｂがクリーニング機能
を有するようになるので、像担持体２の静電潜像形成面
に残現像剤等の異物が付着することによる静電潜像形成
面の抵抗変化が抑制されて、安定した静電潜像形成が行
われるようになる。

【００６８】図８は、書込電極３ａ₂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８に示すように、例えば４列に配置
された書込電極３ａ₂は、それぞれ、対応する高電圧ス
イッチ（High Voltage Switch；H.V.S.W.）１１に接続
されており、これらの高電圧スイッチ１１は、それぞ
れ、対応する書込電極３ａ₂を所定電圧Ｖ₀と接地電圧Ｖ
１とに切替接続するようになっている。各高電圧スイッ
チ１１には、それぞれシフトレジスタ（Ｓ.Ｒ.）１２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１２には、バッファ１３に蓄えられている画像信号
およびクロック１４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１２からの画像書込制
御信号はアンド回路１５によりエンコーダ１６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１１に入
力されるようになる。各高電圧スイッチ１１およびアン
ド回路１５により各書込電極３ａ₂への供給電圧を切替
制御する前述のドライバ９が構成されている。

【００６９】図９は、各書込電極３ａ₂の各高電圧スイ
ッチ１１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、（ａ）は各書
込電極３ａ₂の電圧状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の電
圧状態で正規現像したときの現像剤像を示す図、（ｃ）
は（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。

【００７０】図９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番目の各書込電
極３ａ₂が、それぞれの高電圧スイッチ１１が切替制御
されて図９（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書込電極３ａ₂で像担
持体２の裏面に像の背面書込を行うことで、対向電極３
ｂにより像担持体２の表面の像背面書込位置に対応した
位置に静電潜像が形成される。そして、正規現像により
この静電潜像を現像すると、現像ローラ５によって搬送
された現像剤１７が像担持体２の所定電圧Ｖ₀部上に付
着し、図９（ｂ）にハッチング（斜線）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１７が像担持体２の接地電圧Ｖ₁部上に付着し、図９
（ｃ）にハッチングで示すような現像剤像が得られる。

【００７１】その場合、静電潜像を現像装置の現像剤１
７で現像する際は、現像剤１７が像担持体２に輸送され
る方向に電界が生じるように、像担持体２を挟んだ背面
側に、所定の電圧（例えば、接地電圧等）を印加した電
極１８を配置することが好ましい。具体的には、所定の
電圧を印加した導電性ローラ、導電性ブラシ、導電性フ
ィルム、導電性ブレード等を像担持体２の背面に接触あ
るいは近接して配置する。

【００７２】このように構成されたこの例の画像形成装
置１によれば、書込ヘッド部３ａの書込電極３ａ₂によ
り背面書込を行うようにしているので、書込電極３ａ₂
が転写後の残現像剤（残トナー）等による異物の付着の
多い現像側の面に接触しないから、書込電極３ａ₂にこ
のような異物がほとんど付着しなくなる。これにより、
書込電極３ａ₂の汚染が長期にわたって抑制されるよう
になるため、書込電極３ａ₂の抵抗がほとんど変化しな
く、潜像の電位が安定する。その結果、潜像形成安定性
が向上し、高耐久性の画像形成が可能になる。

【００７３】また、像担持体２を、コンデンサとして機
能する誘電体層２ａと、誘電体層２ａの一面に形成され
た導電性の書込層２ｂと、誘電体層２ａの他面に形成さ
れた導電層２ｃとから３層構造とするとともに、書込電
極３ａ₂を書込層２ｂに接触させかつ対向電極３ｂを導
電層２ｃに接触させているので、書込電極３ａ₂に正ま
たは負の書込電圧を印加するとともに、対向電極３ｂに
０Ｖの電圧を印加する（つまり、対向電極３ｂを接地す
る）かあるいは０Ｖでない電圧を印加するかすることに
より、書込電極３ａ₂と対向電極３ｂとの間に電気回路
を形成して電荷移動を行うことができるようになる。し
たがって、書込電極３ａ₂の印加電圧および対向電極３
ｂの印加電圧に基づいて、特に書込電極３ａ₂の印加電
圧のオンの値とオフの値との差に基づいて、静電潜像を
その電位が調整されて確実にかつ安定して形成すること
ができるようになる。これにより、コントラストのある
高精度の静電潜像を形成することができる。

【００７４】その場合、書込層２ｂの面内抵抗を比較的
高く、また、導電層２ｃの面内抵抗を書込層２よりも低
く設定しているので、書込電極３ａ₂による像の書込を
高精度に行うことができるとともに、静電潜像の電位調
整をより高精度に行うことができる。

【００７５】更に、対向電極である導電性ファーブラシ
や導電性磁気ブラシ等を像担持体２に接触させること
で、対向電極３ｂにクリーニング機能を持たせることが
できる。これにより、像担持体２の静電潜像形成面に前
述の異物が付着することによる静電潜像形成面の抵抗変
化を抑制でき、安定した静電潜像形成を行うことができ
るようになる。

【００７６】更に、書込電極３ａ₂が像担持体２に面接
触するようにすることにより、互いに接触する書込電極
３ａ₂と像担持体２との間で電荷移動が支配的になると
ともに、この電荷移動が安定かつ確実に行われる。この
支配的になる電荷移動により、静電潜像が像担持体２に
安定して簡単に書き込まれるようになる。

【００７７】このような電荷移動による帯電または除電
では、互いに接触する書込電極３ａ ₂と像担持体２との
間で電荷が直接移動するようになるので、像担持体２の
表面電位がほぼ書込電極３ａ₂に印加される電圧とな
る。したがって、書込電極３ａ₂に印加する電圧を低電
圧に設定することが可能となる。

【００７８】更に、書込電極３ａ₂の抵抗が書込層２ｂ
の抵抗より小さく設定されることにより、像を書き込む
際の帯電応答速度は、書込層２ｂの抵抗の方が大きいこ
とから、書込電極表層に抵抗成分が付着した場合でも、
その影響を受け難くなる。

【００７９】更に、書込電極３ａ₂を可撓性の基材３ａ₁
に支持して、この書込電極３ａ₂を基材３ａ₁の小さな弾
性復元力による小さな押圧力で像担持体２に接触させて
いるので、像担持体２に対する書込電極３ａ₂の位置が
安定し、書込電極３ａ₂と像担持体２との間の接触電荷
移動を安定かつ確実に行うことができる。これにより、
像担持体２に対する書込電極３ａ₂による帯電または除
電をより安定して高精度に行うことができるので、静電
潜像の書込をより安定して行うことができ、良好な画像
を確実にかつ高精度に得ることができる。

【００８０】更に、書込層２ｂを抵抗層２ｂ₁で形成す
るか、書込層２ｂに独立分散型や独立フローティング型
の独立電極部２ｂ₂を設けているので、接触電荷移動の
横方向への広がりが防止できる。これにより、書込電極
３ａ₂と像担持体２との間の接触電荷移動をより効果的
に行うことができるようになる。

【００８１】更に、書込電極３ａ₂を小さな押圧力で像
担持体２に接触させているだけであるので、書込電極３
ａ₂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。

【００８２】更に、書込ヘッド部３として書込電極３ａ
₂を用い、従来のような大型のレーザ光発生装置やＬＥ
Ｄ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。更に、書込電極３ａ₂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。

【００８３】更に、可撓性の基材３ａ₁により、書込電
極３ａ₂が小さい押圧力で像担持体２に接触しているの
で、書込電極３ａ₂と像担持体２との間の空間的なギャ
ップがほとんどない。これにより、不要にイオン化され
る空間的なギャップの空気がほとんどなくなるので、オ
ゾンの発生をより一層抑制できるとともに、低電位で静
電潜像が形成可能となる。

【００８４】図１０は、本発明に係る画像形成装置の実
施の形態の他の例の基本構成を模式的に示す、図１と同
様の図である。なお、前述の例と同じ構成要素には、同
じ符号を付すことにより、その詳細な説明は省略する。

【００８５】前述の図１に示す例では、対向電極３ｂが
プレート状に形成されているが、図１０に示すように、
この例の画像形成装置１では、対向電極３ｂが導電性ゴ
ムローラ、導電性磁気ブラシあるいは導電性ファーブラ
シ等の導電性回転部材から形成されている。この例で
は、この導電性回転部材からなる対向電極３ｂが接地
（ＧＮＤ）されている。この例の画像形成装置１の他の
構成要素は前述の図１に示す例と同じである。

【００８６】このように、対向電極３ｂを書込電極３ａ
₂に対して対向にかつ像担持体２に接触して設けること
で、対向電極３ｂに印加するバイアス電圧により静電潜
像の電位を調整することが可能である。

【００８７】また、対向電極３ｂを導電性ゴムローラ、
導電性磁気ブラシあるいは導電性ファーブラシ等の導電
性回転部材から形成することで、対向電極３ｂにクリー
ニング機能を持たせることができる。したがって、この
対向電極３ｂにより像担持体２の表面に存在する残現像
剤（残トナー）等の異物を除去することができる。この
例の画像形成装置１の他の作用効果は前述の図１に示す
例と同じである。

【００８８】図１１は、本発明に係る画像形成装置の実
施の形態の他の例の基本構成を模式的に示す、図１０と
同様の図である。なお、前述の例と同じ構成要素には、
同じ符号を付すことにより、その詳細な説明は省略す
る。

【００８９】前述の図１０に示す例では、対向電極３ｂ
が書込電極３ａ₂に対向して設けられているが、図１１
に示すように、この例の画像形成装置１では、対向電極
３ｂが書込電極３ａ₂と対向しない位置、つまり書込電
極３ａ₂と対向する位置からずれた位置に非対向で設け
られている。また、この例の像担持体２では、その裏面
に書込層２ｂが形成されているとともに、その表面に導
電層２ｃが形成されている。

【００９０】なお、このように対向電極３ｂを書込電極
３ａ₂と非対向で設ける場合は、像担持体２の裏面に書
込層２ｂを必ずしも設ける必要はないが、像担持体２が
コンデンサの機能を有するために像担持体２の表面には
導電層２ｃを必ず設ける必要がある。この例の画像形成
装置の他の構成要素および作用効果は、前述の図１０に
示す例と同じである。

【００９１】なお、この例では、対向電極３ｂは書込電
極３ａ₂と非対向に設けられるが、この対向電極３ｂも
書込電極３ａ₂からの電荷移動（電荷注入）に基づいて
静電潜像を形成するものであるから、一応、この明細書
では対向電極３ｂとする。また、対向電極３ｂの材質お
よび形状も前述した他の材質および形状にすることもで
きる。

【００９２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像形成装置によれば、書込電極による像の書込を像
担持体の現像側の面と反対側の背面で行うようにしてい
るので、転写後の残現像剤（残トナー）等による異物が
書込電極に付着するのを防止できる。これにより、書込
電極の汚染を長期にわたって抑制できるようになるた
め、書込電極の抵抗の変化を抑制できて、潜像の電位を
安定させることができる。その結果、潜像形成安定性を
向上でき、高耐久性の画像を形成することができるよう
になる。

【００９３】また、書込電極を像担持体の導電性の書込
層に接触させるとともに対向電極を像担持体の導電層に
接触させて書込電極と対向電極との間に電気回路を形成
するようにしているので、書込電極および対向電極にそ
れぞれ印加する電圧により静電潜像の電位を調整してコ
ントラストのある高精度の静電潜像を形成できる。その
場合、書込層の面内抵抗を比較的高く、また、導電層の
面内抵抗を書込層よりも低く設定しているので、書込電
極による像の書込を高精度に行うことができるととも
に、静電潜像の電位調整をより高精度に行うことができ
る。これにより、潜像形成安定性を更に効果的に向上す
ることができる。

【００９４】更に、対向電極を構成する導電性ファーブ
ラシや導電性磁気ブラシ等を像担持体に接触させること
で、対向電極にクリーニング機能を持たせることができ
る。これにより、像担持体の静電潜像形成面に前述の異
物が付着することによる静電潜像形成面の抵抗変化を抑
制でき、安定した静電潜像形成を行うことができるよう
になる。

【００９５】更に、書込装置として書込電極および対向
電極を用いられているだけであるので、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不
要にできる。したがって、装置をより一層小型化にでき
るとともに、部品点数をより一層削減でき、より一層シ
ンプルで安価な画像形成装置を得ることができる。

【００９６】更に、書込電極を像担持体に接触させてい
るので、不要にイオン化される空間的なギャップの空気
をほとんどなくすことができる。これにより、オゾンの
発生がより一層抑制できるとともに、低電位で静電潜像
を形成可能となる。

【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一
例の基本構成を模式的に示す図である。

【図２】 図１に示す例の画像形成装置における像担持
体の層構成の例および接触対向電極を示し、（ａ）は
（抵抗層＋誘電体層＋抵抗層）型の層構成を有する像担
持体およびこの像担持体に均一に接触する接触対向電極
を示す上面図、（ｂ）は（ａ）における正面図、（ｃ）
は（独立電極部＋誘電体層＋独立電極部）型の層構成を
有する像担持体およびこの像担持体に均一に接触する接
触対向電極を示す上面図、（ｄ）は（ｃ）における正面
図である。

【図３】 書込ヘッド部の書込電極の帯電または除電に
よる静電潜像の書込の原理を説明し、（ａ）は書込電極
と像担持体との接触部の拡大図、（ｂ）はこの接触部の
電気的等価回路図、（ｃ）ないし（ｆ）は各パラメータ
と像担持体の接触面電位との関係を示す図である。

【図４】 像担持体に対する帯電または除電を説明し、
（ａ）は接触電荷移動による像担持体に対する帯電また
は除電の説明図、（ｂ）は放電による像担持体に対する
帯電または除電の説明図、（ｃ）はパッシェンの法則を
説明する図である。

【図５】 複数の書込電極を像担持体の軸方向に配列し
た場合の配列パターンを示し、（ａ）は最もシンプルな
書込電極の配列パターンの場合を示す図、（ｂ）および
（ｃ）はそれぞれ（ａ）を改良した書込電極の配列パタ
ーンの場合を示す図である。

【図６】 書込電極およびドライバの配列パターンと配
線パターンとを示す図である。

【図７】 書込電極の配列と対抗電極の配列との相対位
置関係を示す図である。

【図８】書込電極に所定電圧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９】各電極の各高電圧スイッチ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、（ａ）は各電極の電圧状態を示す図、
（ｂ）は（ａ）の電圧状態で正規現像したときの現像剤
像を示す図、（ｃ）は（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１０】本発明の書込ヘッド部を用いた画像形成装置
の他の例の基本構成を模式的に示す、図１と同様の図で
ある。

【図１１】本発明に係る画像形成装置の実施の形態の更
に他の例の基本構成を模式的に示す、図１と同様の図で
ある。

【符号の説明】

１…画像形成装置、２…像担持体、２ｂ…書込層、２ｂ
₁…抵抗層、２ｂ₂…独立電極部、２ｃ…導電層、、２ｃ
₁…抵抗層、２ｃ₂…独立電極部、３…書込装置、３ａ…
書込ヘッド部、３ａ₁…基材、３ａ₂…書込電極、３ｂ…
対向電極、３ｂ₁…接触部、４…現像剤担持体（現像ロ
ーラ）、５…転写材、６…転写ローラ、９…ドライバ、
１０…導電パターン、１７…現像剤

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C162 AE09 AE21 AE30 AE31 AE44 AE47 AE62 AE92 AH03 AH13 AH14 AH15 EA06 EA07 EA08 EA17 EA19 2H029 AA01 AB01 AB04 AB13 AC06 AE02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像が形成される像担持体と、前記
   像担持体に前記静電潜像を書き込む書込装置と、前記像
   担持体上の前記静電潜像を現像する現像装置と少なくと
   も備え、 前記像担持体は、誘電体層と、この誘電体層の一面に形
   成された面内抵抗が比較的高い導電性の書込層と、前記
   誘電体層の他面に形成された面内抵抗が前記書込層より
   低い導電層とを有し、 前記書込装置は前記書込層に接触して前記像担持体との
   間で電荷移動を行う書込電極と、前記導電層に接触して
   前記書込電極による電荷移動時に前記導電層に前記静電
   潜像を形成する対向電極とを有することを特徴とする画
   像形成装置。
2. 【請求項２】 前記対向電極は前記書込電極と対向して
   設けられていることを特徴とする請求項１記載の画像形
   成装置。
3. 【請求項３】 前記対向電極は前記書込電極と対向する
   位置からずれた位置に設けられていることを特徴とする
   請求項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記対向電極は、前記潜像担持体の軸方
   向に延びるデッキ状部材または円柱状部材または円筒状
   部材またはロール状の導電性ファーブラシからなる電
   極、前記潜像担持体の軸方向に延びる導電性ゴムローラ
   からなる電極、前記潜像担持体の軸方向に延びる導電性
   ブレードからなる電極、前記潜像担持体の軸方向に延び
   る導電性磁気ブラシからなる電極、および前記潜像担持
   体の軸方向に沿って切れ目を有する導電性フィルムまた
   は導電性ブレードからなる電極のいずれか１つであるこ
   とを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１記載の画
   像形成装置。