JP2004082504A

JP2004082504A - 書込ヘッド

Info

Publication number: JP2004082504A
Application number: JP2002246231A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kamoshita; 鴨志田　伸一; Kiyoteru Katsuki; 香月　清輝; Nobumasa Abe; 阿部　信正; Atsunori Kitazawa; 北澤　淳憲; Kiyoshi Tsujino; 辻野　浄士
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】解像度の高い画像を得るとともに、電流のクロストークの問題を解消でき、かつ像担持体に安定して書込電極を当接させる。
【解決手段】像担持体２上に静電潜像を形成する書込ヘッドにおいて、該書込ヘッドは、フィルム状基板３ａ、３ａ′と、該フィルム状基板の一方の面に像担持体の軸方向に配置される複数の書込電極３ｂ、３ｂ′、３ｂ″と、前記フィルム状基板に形成され前記書込電極に配線する多層の配線部９、９′、９″とを備えた構成。
【選択図】図１２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、書込電極により像担持体上に静電潜像を形成することにより画像を形成する書込ヘッドに関する。
【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形成するようにしている。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トナー像を形成し、このトナー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。
【０００３】
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になっている。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書込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提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この画像形成装置においては、像担持体上を一様電荷状態にした後、書込電極に書込電圧が印加され、主として、互いに面接触している帯電体層と書込ヘッドの書込電極との間の電荷移動（例えば、電荷注入等）により、静電潜像が一様電荷状態の帯電体層上に書き込まれる。そして、帯電体層上の静電潜像が現像装置によって搬送される現像剤で現像され、その現像剤像が、転写電圧が印加された転写ローラにより紙等の転写材に転写される。
【０００５】
従来、前記書込ヘッドとしては、像担持体の軸方向に一列に書込電極を配置する方式、２枚の書込ヘッドを配設し像担持体の軸方向に書込電極を２列に配置する方式、フィルム状基板を像担持体の軸方向と直交する方向の中央部分で像担持体の軸方向に沿ってヘアピンカーブ状に折り曲げられ、ヘアピンカーブ状部分の所定位置に書込電極を形成する方式が知られている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１７２８１３号公報（段落番号
【００７６】〜
【００８０】および図１２、
【００８７】および図１６、
【００７４】、
【００７５】、
【００８５】、
【００８６】および図１１、図１５）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、像担持体の軸方向に一列に書込電極を配置する方式においては、隣接する書込電極の配線部間の幅が狭いため電流のクロストーク（漏れ）が生じるとともに、解像度をさらに上げるために書込電極の数を増やすことが困難であるとういう問題を有している。また、２枚の書込ヘッドを配設する方式においては、クロストークの問題は解消できるが、書込ヘッドを２列並べるため書込電極間の位置精度を出すのが困難であるとういう問題を有し、またスペースが大きくなり小型化に不向きであるとともにコストが増大するという問題を有している。また、ヘアピンカーブ状部分の所定位置に書込電極を配置する方式においては、クロストークの問題は解決することができるが、ヘアピンカーブ状部の弾性力が不安定であるため、像担持体に安定して当接するのが極めて困難であり、また、スペースが大きくなり小型化に不向きであるという問題を有している。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、解像度の高い画像を得るとともに、電流のクロストークの問題を解消でき、かつ像担持体に安定して書込電極を当接させることができる書込ヘッドを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の書込ヘッドは、像担持体上に静電潜像を形成する書込ヘッドにおいて、該書込ヘッドは、フィルム状基板と、該フィルム状基板の一方の面に像担持体の軸方向に配置される複数の書込電極と、前記フィルム状基板に形成され前記書込電極に配線する多層の配線部とを備えたことを特徴とする。
また、前記フィルム状基板が２枚以上重ねられ、前記配線部が３層以上であることを特徴とする
また、前記フィルム状基板の他方の面に形成された配線部は、フィルム状基板に形成されたスルーホールを介してフィルム状基板の一方の面に配置された書込電極に導通されていることを特徴とする。
また、前記フィルム状基板の他方の面に形成された配線部は、フィルム状基板の先端部を介してフィルム状基板の一方の面に配置された書込電極に導通されていることを特徴とする。
また、前記像担持体の副走査方向に複数列の書込電極を配置していることを特徴とする。
また、前記隣接する列の書込電極が像担持体の主走査方向に千鳥状に配置されていることを特徴とする。
また、前記隣接する列の書込電極が像担持体の副走査方向にオーバーラップして配置されていることを特徴とする。
【００１０】
【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、本発明が適用される画像形成装置の１実施形態を示し、図（Ａ）は基本構成を模式的に示す図、図（Ｂ）は図（Ａ）の像担持体を部分的にかつ模式的に示す拡大断面図である。
【００１１】
図（Ａ）に示すように、画像形成装置１は、アルミニウム等の導電性材料からなるとともに接地されている基材２ａの外周に絶縁性を有して設けられ、かつ静電潜像が形成される帯電体層２ｂを有する像担持体２と、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎｔ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　）あるいはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）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フィルム状基板３ａに支持されかつこのフィルム状基板３ａの撓みによる弱い弾性復元力で像担持体２の帯電体層２ｂ上に軽く押圧されて面接触し、この帯電体層２ｂ上に静電潜像を書き込む書込電極３ｂを有する書込ヘッド３と、現像剤担持体である現像ローラ４ａを有する現像装置４と、転写部材である転写ローラ６ａを有する転写装置６とを少なくとも備えている。
【００１２】
帯電体層２ｂは、絶縁層である誘電体層２ｃとこの誘電体層２ｃの表層に設けられた像書込部である独立電極部２ｄとから構成されている。図（Ｂ）に示すように、この独立電極部２ｄは誘電体層２ｃの表層に配設された多数の独立フローティング電極（以下、単に独立電極ともいう）２ｄ_１から構成されている。これらの独立電極２ｄ_１は互いに電気的に独立しかつ誘電体層２ｃの表面から露出した海島構造に形成されている。なお、図（Ａ）には誘電体層２ｃと独立電極部２ｄとが区画されて示されているが、これは説明の便宜上区画しているだけであって、図（Ｂ）に明瞭に示すように、誘電体層２ｃと独立電極部２ｄとは明確に区画されるものではなく、誘電体層２ｃの表層における多数の独立電極２ｄ_１が存在する部分が独立電極部２ｄである。
そして、像書込時に、ＩＣドライバ１１を介して印加される例えばプラスの電圧が書込電極３ｂから書込電圧Ｖ_１として独立電極部２ｄに印加されて、この独立電極部２ｄの像書込部にプラスの電荷が帯電することで、独立電極部２ｄに像書込が行われる。
【００１３】
誘電体層２ｃの材料としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリフェニレンオキシド、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アルキド樹脂、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。
【００１４】
独立電極部２ｄにおいては、前述の樹脂と多数の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２ｃの表層に、スプレー法、ディップ法等の一般的な適宜の方法で塗布することにより多数の独立電極２ｄ_１が作製される。その場合、各独立電極２ｄ_１は表面に露出している。また、研磨により、多数の独立電極２ｄ_１を露出させるようにすることもできる。その場合、表面平滑性が向上し、書込電極３ｂとの接触抵抗が低減するとともに、書込ヘッド３と帯電体層２ｂとの摩耗が低減する利点がある。
【００１５】
導電性微粒子の材料としては、
▲１▼Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃ、Ｍｏ等の金属微粒子、
▲２▼ＺｎＯ（酸化亜鉛）、酸化錫、酸化アンチモン、酸化チタン等を導電化処理した微粒子（例えば、アンチモン、インジウム等をドーピングして導電化処理したもの等）、
▲３▼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。
【００１６】
このように構成された画像形成装置１においては、像担持体２の帯電体層２ｂ上を一様電荷状態にした後、書込電極３ｂに書込電圧が書込電極３ｂのＩＣドライバ１１を介して印加され、主として、互いに面接触している像担持体２と書込ヘッド３の書込電極３ｂとの間の電荷移動（例えば、電荷注入等）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上の静電潜像が像担持体２の帯電体層２ｂ上に書き込まれる。そして、像担持体２の帯電体層２ｂ上の静電潜像が現像装置４の現像ローラ４ａによって搬送される現像剤で現像され、その現像剤像が、転写電圧が印加された転写ローラ６ａにより紙等の転写材５に転写される。
【００１７】
図２は、書込装置３の書込電極３ｂ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、図（ａ）は書込電極３ｂと像担持体２との接触部の拡大図、図（ｂ）はこの接触部の電気的等価回路図、図（ｃ）ないし図（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である。図３は、像担持体に対する帯電または除電を説明し、図（ａ）は電荷注入による像担持体に対する帯電または除電の説明図、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、図（ｃ）はパッシェンの法則を説明する図である。
【００１８】
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２ａと、この基材２ａの外周に形成された絶縁性を有する帯電体層２ｂとからなっている。書込装置３のＦＰＣ等からなるフィルム状基板３ａに支持されている書込電極３ｂが前述のように帯電体層２ｂ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３ｂと像担持体２との接触を安定化し、電荷注入または放電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。
【００１９】
書込電極３ｂには、所定の高電圧Ｖ_０または所定の低電圧Ｖ_１がフィルム状基板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（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Ｖ_０を所定電圧Ｖ_０といい、低電圧Ｖ_１を接地電圧Ｖ_１という。接地電圧Ｖ_１は０Ｖであることは言うまでもない）。
【００２０】
すなわち、書込電極３ｂと像担持体２との接触部（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Ｖ_０またはＢ側の接地電圧Ｖ_１に選択的に切換接続されるようになっている。
【００２１】
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Ｖ_０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）に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Ｖ_０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）に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Ｖ_１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。
【００２２】
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Ｖ_０または一定の接地電圧Ｖ_１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２ｂ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、電荷注入により像担持体２が帯電または除電される。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３ｂの抵抗Ｒが大きくなることで図３（ｂ）に示すようにフィルム状基板３ａの後述する導電パターンと像担持体２との間で放電が生じてくるようになる。
【００２３】
このフィルム状基板３ａの導電パターンと像担持体２の基材２ａとの間で生じる放電はフィルム状基板３ａと像担持体２との間の電圧（所定電圧Ｖ_０）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、フィルム状基板３ａ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。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の帯電または除電が大きいとともに放電による像担持体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電荷注入による帯電または除電が支配的となっている。この電荷注入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Ｖ_０または接地電圧Ｖ_１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Ｖ_０は書込電極３ｂと像担持体２の基材２ａ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。
【００２４】
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の帯電または除電が小さく、放電による像担持体２の帯電または除電が電荷注入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放電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または除電され、電荷注入による像担持体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Ｖ_０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Ｖ_０が（＋）の電圧でも同じである。
【００２５】
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｜Ｖ_０｜（±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Ｖ_０と接地電圧Ｖ_１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の帯電または除電を行うことができるようになる。
【００２６】
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）に実線で示すように誘電体２ｂ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所定電圧Ｖ_０となり、誘電体２ｂ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）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。
【００２７】
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Ｖ_０または一定の接地電圧Ｖ_１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２ｂ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が帯電または除電される。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３（ｂ）に示すようにフィルム状基板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の表面が帯電または除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の帯電または除電が大きいとともに放電による像担持体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電荷注入による帯電または除電が支配的となっている。この電荷注入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Ｖ_０または接地電圧Ｖ_１となる。
【００２８】
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２ｂ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は帯電または除電されなくなる。なお、所定電圧Ｖ_０が（＋）の電圧の場合でも同様である。
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｜Ｖ_０｜（±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Ｖ_０と接地電圧Ｖ_１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の帯電または除電を行うことができるようになる。
【００２９】
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）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への電荷注入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を接地したときの誘電体２ｂの速度ｖと誘電体２ｂの表面電位との関係は、図２（ｅ）に点線で示すように誘電体２ｂの速度ｖに関係なく一定の接地電圧Ｖ_１となる。なお、所定電圧
Ｖ_０が（＋）の電圧の場合でも同様である。
【００３０】
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）に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３ｂ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）に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
Ｖ_１となる。なお、所定電圧Ｖ_０が（＋）の電圧の場合でも同様である。
【００３１】
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３ｂに印加する電圧を所定電圧Ｖ_０と接地電圧Ｖ_１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。
【００３２】
なお、前述の例では書込電極３ｂに印加する所定電圧Ｖ_０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）。
【００３３】
このように直流電圧に交流電圧を重畳させることにより、書込電極３ｂの放電による帯電または除電がより安定するとともに、交流電圧により書込電極３ｂが振動することで、書込電極３ｂに付着する異物を除去でき、この書込電極３ｂの汚れが防止されるようになる。
【００３４】
図４は、書込電極３ｂに所定電圧Ｖ_０および接地電圧Ｖ_１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Ｖ_０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。
【００３５】
図５は、各電極３ｂの各高電圧スイッチ１５をそれぞれ所定電圧Ｖ_０または接地電圧Ｖ_１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。
【００３６】
図５において、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３ｂが、それぞれの高電圧スイッチ１５が切替制御されて（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Ｖ_０部上に付着し、（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Ｖ_１部上に付着し、（ｃ）にハッチングで示すような現像剤像が得られる。
【００３７】
このように構成された書込ヘッド３を用いた画像形成装置１によれば、書込電極３ｂをフィルム状基板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。
【００３８】
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。
【００３９】
図６は、図１の書込ヘッドの具体例を模式的に示す平面図である。各ドライバ１１はフィルム状基板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配線部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と複数の書込電極３ｂとがフィルム状基板３ａ上に形成された配線部９により電気的に接続、配線されている。これらの配線部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、図において上方の配線部９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。
【００４０】
次に、本発明における書込ヘッドの特徴について説明する。図７は、本発明の書込ヘッドの１実施形態を示し、図（Ａ）は縦断面図、図（Ｂ）および図（Ｃ）は書込電極の配置パターンを示し、図（Ａ）のＸ−Ｘ線で切断し矢印方向に見た断面図である。
【００４１】
本実施形態の書込ヘッド３は、図（Ａ）に示すように、フィルム状基板３ａの一方の面の先端側に、副走査方向（像担持体２の移動方向）に間隔をおいて２列の書込電極３ｂ、３ｂ′を主走査方向（像担持体２の軸方向）に配置している。フィルム状基板３ａの両面には、像担持体２から離れた位置にドライバ１１、１１′が固定されている。先端側の書込電極３ｂ′より手前側の書込電極３ｂは、フィルム状基板３ａの一方の面に形成された配線部９を介して一方のドライバ１１に配線接続され、先端側の書込電極３ｂ′は、フィルム状基板３ａに貫通されたスルーホールＴ内の導電材およびフィルム状基板３ａの他方の面に形成された配線部９′を介して他方のドライバ１１′に接続、導通されている。
【００４２】
書込電極３ｂ、３ｂ′の配置パターンは、図（Ｂ）においては、一方の列の書込電極３ｂと他方の列の書込電極３ｂ′を像担持体２の軸方向に千鳥状に配置し、図（Ｃ）においては、一方の列の書込電極３ｂと他方の列の書込電極３ｂ′を像担持体２の移動方向にオーバーラップするように配置し、書込電極３ｂ、３ｂ′への書込電圧を両方オン、一方のみオンすることにより階調制御を可能にしている。なお、書込電極３ｂ、３ｂ′の形状は、三角形、円形以外に、矩形、台形、平行四辺形等、任意の形状を採用することができる。
【００４３】
本実施形態においては、フィルム状基板３ａの一方の面に書込電極３ｂ、３ｂ′を形成し、フィルム状基板３ａの両面に書込電極３ｂ、３ｂ′に対応した配線部９、９′を多層に形成するため、電流のクロストークを防止することができるとともに、フィルム状基板３ａの両面に配線部９、９′を密に配置することができ、フィルム状基板３ａの弾性力を安定させることができる。
【００４４】
図８は、図７の実施形態の変形例を示し、図（Ａ）は書込電極部の縦断面図、図（Ｂ）は図（Ａ）のＸ−Ｘ線で切断し矢印方向に見た断面図である。図７の実施形態においては、スルーホールＴの位置に他方の列の書込電極３ｂ′を形成しているが、本例においては、スルーホールＴの位置から離れた位置に他方の列の書込電極３ｂ′を形成している。
【００４５】
図９は、本発明における書込ヘッドの他の実施形態を示し、図（Ａ）は書込電極部の縦断面図、図（Ｂ）は図（Ａ）のＸ−Ｘ線で切断し矢印方向に見た断面図である。本実施形態においては、書込電極３ｂ、３ｂ′を像担持体の軸方向に交互に１列に形成し、書込電極３ｂ′をスルーホールＴ内の導電材およびフィルム状基板３ａの他方の面に形成された配線部９′を介して他方のドライバに導通、接続している。本実施形態においても、前記実施形態と同様に、フィルム状基板３ａの一方の面に書込電極３ｂ、３ｂ′を形成し、フィルム状基板３ａの両面に書込電極３ｂ、３ｂ′に対応した配線部９、９′を形成するため、電流のクロストークを防止することができるとともに、フィルム状基板３ａの両面に配線部９、９′を密に配置することができ、フィルム状基板３ａの弾性力を安定させることができる。
【００４６】
図１０は、本発明における書込ヘッドの他の実施形態を示す縦断面図である。本実施形態の書込ヘッド３においては、フィルム状基板３ａの一方の面の先端側に、副走査方向（像担持体２の移動方向）に間隔を設けて２列の書込電極３ｂ、３ｂ′を主走査方向（像担持体２の軸方向）に配置している。フィルム状基板３ａの両面には、像担持体２から離れた位置にドライバ１１、１１′が固定されている。先端側の書込電極３ｂ′より手前側の書込電極３ｂは、フィルム状基板３ａの一方の面に形成された配線部９を介して一方のドライバ１１に配線接続され、先端側の書込電極３ｂ′は、フィルム状基板３ａの先端部およびフィルム状基板３ａの他方の面に形成された配線部９′を介して他方のドライバ１１′に配線接続されている。本実施形態においては、スルーホールを形成しないので、製造コストを低減することができる。
【００４７】
図１１は、本発明における書込ヘッドの他の実施形態を示す縦断面図である。前記各実施形態においては、フィルム状基板３ａの両面にドライバ１１、１１′を設けているが、本実施形態の書込ヘッド３においては、フィルム状基板３ａの他方の面にドライバ１１、１１′を設け、一方の面に形成された配線部９をスルーホールＴ′を介して一方のドライバ１１に配線接続している。
【００４８】
図１２は、本発明における書込ヘッドの他の実施形態を示す縦断面図である。本実施形態においては、フィルム状基板３ａ、３ａ′を２枚重ねて、配線部９、９′、９″を３層構造としている。そして、フィルム状基板３ａの一方の面の先端側に、副走査方向（像担持体２の移動方向）に間隔をおいて３列の書込電極３ｂ、３ｂ′、３ｂ″を主走査方向（像担持体２の軸方向）に配置している。フィルム状基板３ａ′の片面には、図１１の実施形態と同様にドライバ１１、１１′、１１″が固定されている。先端側の書込電極３ｂ′、３ｂ″より手前側の書込電極３ｂは、フィルム状基板３ａの一方の面に形成された配線部９、スルーホールＴ′を介して一方のドライバ１１に配線接続され、中間の書込電極３ｂ′は、フィルム状基板３ａに貫通されたスルーホールＴ内の導電材およびフィルム状基板３ａの他方の面に形成された配線部９′スルーホールＴ′を介して他方のドライバ１１′に接続、導通されている。さらにフィルム状基板３ａの先端側の書込電極３ｂ″はフィルム状基板３ａに貫通されたスルーホールＴ内の導電材およびフィルム状基板３ａ′の他方の面に形成された配線部９″を介して他方のドライバ１１″に接続、導通されている。
【００４９】
図１３は、本発明における書込ヘッドの他の実施形態を示す縦断面図である。本実施形態においては、先端側の書込電極３ｂ″を、図１０の実施形態と同様にフィルム状基板３ａ、３ａ′の先端部およびフィルム状基板３ａ′の他方の面に形成された配線部９″を介して他方のドライバ１１″に配線接続している。
【００５０】
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。例えば、上記実施形態においては、フィルム状基板を１枚または２枚とし、配線部を２層、３層構造としているが、フィルム状基板を３枚以上とし、配線部を４層以上の多層構造にしてもよい。
【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例を示す図である。
【図２】静電潜像の書込の原理を説明するための図である。
【図３】像担持体に対する帯電または除電を説明するための図である。
【図４】書込電極のスイッチング回路を示す図である。
【図５】書込電極を選択的に切替制御したときの現像剤像を示す図である。
【図６】図１の書込ヘッドの具体例を模式的に示す平面図である。
【図７】本発明の書込ヘッドの１実施形態を示す図である。
【図８】図７の実施形態の変形例を示す図である。
【図９】本発明の書込ヘッドの他の実施形態を示す図である。
【図１０】本発明の書込ヘッドの他の実施形態を示す図である。
【図１１】本発明の書込ヘッドの他の実施形態を示す図である。
【図１２】本発明の書込ヘッドの他の実施形態を示す図である。
【図１３】本発明の書込ヘッドの他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
２…像担持体、３…書込ヘッド、３ａ、３ａ′…フィルム状基板、
３ｂ、３ｂ′、３ｂ″…書込電極、９、９′、９″…配線部、
Ｔ、Ｔ′…スルーホール

Claims

像担持体上に静電潜像を形成する書込ヘッドにおいて、該書込ヘッドは、フィルム状基板と、該フィルム状基板の一方の面に像担持体の軸方向に配置される複数の書込電極と、前記フィルム状基板に形成され前記書込電極に配線する多層の配線部とを備えたことを特徴とする書込ヘッド。
前記フィルム状基板が２枚以上重ねられ、前記配線部が３層以上であることを特徴とする請求項１記載の書込ヘッド。
前記フィルム状基板の他方の面に形成された配線部は、フィルム状基板に形成されたスルーホールを介して書込電極に導通されていることを特徴とする請求項１または２記載の書込ヘッド。
前記フィルム状基板の他方の面に形成された配線部は、フィルム状基板の先端部を介して書込電極に導通されていることを特徴とする請求項１または２記載の書込ヘッド。
前記像担持体の副走査方向に複数列の書込電極を配置していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の書込ヘッド。
前記隣接する列の書込電極が像担持体の主走査方向に千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項５記載の書込ヘッド。
前記隣接する列の書込電極が像担持体の副走査方向にオーバーラップして配置されていることを特徴とする請求項５記載の書込ヘッド。