JP3169234B2

JP3169234B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3169234B2
Application number: JP18175791A
Authority: JP
Inventors: 岳雄和田; 真小夫; 敏之川西; 紀慶樽見; 正人五十嵐; 隆志森; 勝明宮脇; 稔鈴木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-10-25
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 2001-05-21
Anticipated expiration: 2016-05-21
Also published as: US5300952A; JPH04348349A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯電した像担持体を像
に対応して熱を与えて部分的に電位減衰させ、これによ
り、この像担持体上に像に対応した潜像を形成し、該潜
像を現像して顕像を得る、プリンター、複写機、ファク
シミリ等の画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、静電潜像を用いた画像形成装置と
しては、像担持体である感光体を帯電した後、原稿から
の反射光、又は、原稿情報に応じたレーザー光を照射し
て静電潜像を形成し、これを湿式トナーや乾式トナーを
用いて現像して顕像化し、そのトナーを紙に転写して最
終画像を得る電子写真方式を採用したものが実用化され
ている。ところが、電子写真方式を採用したものにおい
ては、感光体や光学ユニットが高価なため、装置全体の
コストアップにつながり、又、光学ユニットにおいては
原稿に対応した感光体部分にのみ光を照射すべく、外部
からの光が光学ユニット内に入らないように充分な遮光
が必要であり、その為、部品点数が増大し、構造も複雑
になり、コストアップにもなっていた。一方、帯電した
像担持体を像に対応して熱を与えて部分的に電位減衰さ
せ、これにより、像担持体上に像に対応した潜像を形成
し、この潜像を現像して顕像を得る画像形成法が提案さ
れている（例えば、特公昭３５−１４７２２号公報，特
公昭３７−１５８７８号公報参照）。このように、熱を
用いて潜像を形成するものにおいては、像担持体を感光
体に比し格段に安価に製造することが出来、又、潜像形
成のための熱書込ユニットも電子写真方式における光学
ユニットに比し安価に製造することが出来る。更に、光
学ユニットにおける遮光も必要でないという利点があ
る。しかしながら、これらの公知技術は、熱を用いて潜
像を形成する画像形成法自体の提案にとどまり、これを
採用した画像形成装置を実用化する場合の、潜像形成の
安定性等についての配慮がなされていなかった。

【０００３】本発明の目的は、帯電した像担持体を像に
対応して熱を与えて部分的に電位減衰させ、これによ
り、像担持体上に像に対応した潜像を形成し、潜像を現
像して顕像を得る実用的な画像形成装置を提供すること
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１に係る発明は、帯電した像担持体を
像に対応して熱を与えて部分的に電位減衰させ、これに
より、該像担持体上に像に対応した潜像を形成し、該潜
像を現像して顕像を得る画像形成装置において、有端あ
るいは無端の像担持体の一方の面を帯電する帯電手段
と、該帯電手段により帯電された像担持体面とは反対側
の面に対向するように配置された潜像形成のための加熱
手段と、該加熱手段に対向する像担持体部分を背面から
バックアップするバックアップ部材と、該バックアップ
部材に上記帯電手段で帯電した像担持体面との間の放電
を防止するための電圧を印加する電圧印加手段とを設け
たことを特徴とするものである。帯電した像担持体を像
に対応して熱を与えて部分的に電位減衰させ、これによ
り、該像担持体上に像に対応した潜像を形成し、該潜像
を現像して顕像を得る画像形成装置において、有端ある
いは無端の像担持体の一方の面を帯電する帯電手段と、
該帯電手段により帯電された像担持体面に対向するよう
に配置された潜像形成のための加熱手段と、該加熱手段
に対向する像担持体部分を背面からバックアップするバ
ックアップ部材と、該加熱手段の発熱部材と上記像担持
体表面とに挟まれ、該発熱部材に接触するようにように
設けられた中間部材と、該中間部材に上記帯電手段で帯
電した像担持体面との間の放電を防止するための電圧を
印加する電圧印加手段とを設けたことを特徴とするもの
である。請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成
装置において、上記電圧印加手段が、上記部材表面への
電荷付与により電圧を印加するものであることを特徴と
するものである。

【０００５】

【０００６】

【実施例】先ず、本発明の画像形成装置における画像形
成プロセスについて説明する。図１は像担持体を画像形
成に繰返し使用する場合の画像形成プロセスの概略を示
すものである。電子写真プロセスと同様に、像担持体に
対して、帯電、潜像化、顕像化、転写、クリーニング、
初期化の処理を実行する。電子写真プロセスと異なる点
は、潜像化を光に代え熱によって行なう点、初期化をコ
ロナ放電等に代え熱によっても行なえる点、及び、帯電
に摩擦帯電を実用的に用いることが出来る点である。
尚、上記クリーニングは像担持体上の顕像をほぼ完全に
転写材に転写しうる場合には省略することもできる。こ
のように像担持体を画像形成に繰返し使用する場合に
は、像担持体の特性として、潜像化のための加熱による
帯電電位の減衰特性の他に、加熱による熱変形が生じな
いという特性も要求される。

【０００７】図２は像担持体を画像形成に１度だけ使用
する場合の画像形成プロセスの概略を示すものである。
この画像形成プロセスでは、上記の繰返し使用の画像形
成プロセスにおけるクリーニング及び初期化が省略でき
る。このように像担持体を画像形成に１度だけ使用する
場合には、像担持体の特性として、潜像化のための加熱
による帯電電位の減衰特性が要求されるが、加熱による
熱変形が生じないという特性は必要なものではない。
尚、このように像担持体を画像形成に１度だけ使用する
場合には、転写終了後の像担持体を、図２に実線で示す
ように転写紙と一緒に定着装置を通過させ、その後転写
紙と分離するやり方と、同図に破線に示すように定着前
に転写紙から分離するやり方とが有る。更に、像担持体
自体を最終的な像支持体として用いても良い（この場合
は転写も省略される）。又、この像担持体は、サーマル
転写シートの様にロール状に巻かれた状態で画像形成装
置内に保持し、このロールから巻きだした部分を転写領
域に延在させて、その端部を巻き取るようにしても良い
し、Ａ４，Ａ５等にカットしたシート状にして帯電部、
潜像化部等を通過させるようにしても良い。

【０００８】次に、本発明の画像形成装置に用いられる
像担持体について説明する。上記のように像担持体を画
像形成に繰返し使用する場合も、１度使用する場合も、
像担持体として共通に要求される特性は、加熱による帯
電電位の減衰特性である。この帯電電位の減衰（以下、
電位減衰という）のメカニズムは像担持体として用いる
誘電体の種類によって異なってくる。誘電体の帯電は、
電荷注入によるトラップ電子によるものと、分極（電子
分極、イオン分極、配向分極）によるものとに大別さ
れ、前者における電位減衰は電子がキャリアによってリ
ークすることにより、後者における電位減衰は分極状態
の中和による。更に詳細には、電荷が強制的な電荷注入
によって誘電体内にトラップされている誘電体を用いた
場合、熱によって電子が励起されて電子（正孔）性キャ
リアが発生して電荷が移動する電子性伝導と、熱によっ
て発生したイオン性キャリアによって電荷が移動するイ
オン性伝導とに分けられる（図３参照）。外部から強制
的に分極を起こした誘電体に熱を加えると、分子内の双
極子が自由に回転するようになり、その結果形成されて
いる双極子モーメントが中和されて脱分極を起こして電
位減衰を引き起こす（図４参照）。誘電体の電位減衰の
メカニズムは、このような、誘電体の中に有る電子性キ
ャリア、イオン性キャリア（可動イオン）、双極子等が
混在して、その電気的性質が形成されている。

【０００９】このらの何れによって主に電位減衰が発生
しているのかを調べる方法として、誘電体の熱刺激電流
（Thermally StimulatedCurrent；ＴＳＣ）を調べる方
法が有る。この測定方法は、図５に示すＴＳＣの測定回
路において、先ず、ある程度の高温Ｔｂで試料に電圧Ｖ
ｂを印加して、電荷注入、電荷のトラップ、分極の形
成、空間電荷の生成などを発生させた後、試料を低温に
冷却して分極や注入トラップ電荷を凍結する。それから
一定の昇温速度で試料を加熱して、その昇温途上で測定
を行なう。図６はこのときの試料の温度及び印加電圧の
時間変化を示すものである。熱刺激電流の測定ではスイ
ッチＳ１，Ｓ３を開き、且つ、スイッチＳ２を閉じて試
料の脱分極や脱トラップによる外部回路に流れる電流を
電流計Ａで測定する。この電流が熱刺激電流（ＴＳＣ）
である。又、スイッチＳ１，Ｓ２を開いて外部回路に開
放し、スイッチＳ３を閉じて金属板の電位を表面電位計
で計って、この電位を試料表面の電位とする。これが熱
刺激表面電位（Thermally StimulatedSurface Potentia
l；ＴＳＳＰ）の測定方法である。又、昇温の際に試料
から発生する熱発光（Thermoluminescence）も測定し、
これが測定されることにより、電子性トラップ電荷の存
在を知ることが出来る。

【００１０】図７に、誘電体であるポリエチレン（Ｐ
Ｅ）とポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の温度と
ＴＳＣの実測例を示す。又、ポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤ
Ｆ）、ポリエチレン（ＰＥ）について、測定したＴＳＣ
から求めたＴＳＣ電荷Ｑ_TSCとＶｃ／Ｖｂとの関係を図
８に示す。この図８から判るように、トラップ電子（正
孔）、可動イオン、分極（双極子）のＴＳＣはそれぞれ
特徴が有り、誘電材料中の電気伝導のメカニズムを探る
手段となる。例えば、ＰＥＴの構造は、であり、図８に示したＴＳＣのＡピークは末端基Ｏ−Ｈ
の双極子の回転による分極であり、Ｂピークは上記の直
鎖状分子がミクロブラウン運動をするときにＣ＝Ｏの双
極子が回転して分極することによると推測されている。
又、ＰＥの構造は、であり、分子の偏りの無い無極性である。図８のＴＳＣ
は注入トラップ電子（又は正孔）によるものと推測でき
る。

【００１１】以上は、比較的純粋な材料についての内容
である。本発明における像担持体として用いる誘電体と
して適切なものは、上記のように、帯電後の加熱によっ
て電位減衰するものである。以下、その特性について述
べる。図９は、一定な昇温速度で像担持体を加熱し、マ
イナス１０００ボルトに帯電した電位が減衰する例を示
す。材料の違いによる電位減衰の差が、ＴＳＣと同様に
表われ、これは図７のＴＳＣと対応している。図１０は
メイン樹脂のポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）に
微粒子のＳｉＯ₂を数重量％添加してシートに成型した
ものについて、その表面電位を測定したものである。添
加物を樹脂に添加することで電位減衰が低温側にシフト
する。このような特性の変化は材料の成型方法でも変化
する。像担持体である誘電体の内部に、このような電位
減衰メカニズムを促進させる添加物を混入したり、内部
状態にすることは電位減衰を所望の電位減衰に設定する
場合に効果的であり、電位減衰の特性を任意に設計でき
るようになる。例えば、トラップされた電子を放出する
ためのイオン性キャリアが発生しやすい低分子物質（例
えば、カーボンブラックなど）や、蓄熱効果を促進して
熱伝達効率を上げる物質（例えば、金属粉など）を添加
する。又、像担持体の耐久性の向上や熱変形の防止を図
れる無機物の粒子を添加しても良い。このような無機物
の粒子の中には上記の電位減衰特性を変化させることが
できるものもある。このような電位減衰が開始する電位
減衰開始温度Ｔｓが低いほど、潜像化における書込温度
を低くすることが可能であるが、電位減衰開始温度が室
温または使用環境温度（装置内の温度）よりも低いと、
その温度で電位減衰が開始されて安定した帯電電位が得
られなかったり、帯電後にただちに一様な電位減衰が発
生してしまい、安定した帯電電位が得られず、安定した
潜像の形成が出来ない場合がある。従って、電位減衰開
始温度が室温又は使用環境温度以上であるものを用いる
ことが必要である。

【００１２】この電位減衰開始温度は上述のようにその
材料の成型方法、添加材でも変化する。そして、例えば
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
ート、ポリスルホン、酸無水硬化エポキシ樹脂、ポリメ
チルメタクリレート、不飽和ポリエステル、ポリスチレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ三フッ化塩
化エチレン等の有極性結晶化高分子からなる誘電体で
は、おおよそそのガラス転移温度（これも成型方法、添
加材で変化する）に一致する。これは、ガラス転移開始
温度で材料中の分子の動きが活発になり、構造的にアモ
ルファス状態となって、トラップされた電子が開放され
たり、一方向に形成されている双極子の回転が容易にな
って、脱分極を起こすためと推測されている。この電位
減衰開始温度を測定する方法としては、熱刺激電流や熱
刺激表面電位を測定するための、上述の図５に示す公知
の測定システムを利用することが出来る。図１１は、夫
々、異なる電位減衰開始温度（Ｔ_S）を持った材料から
なる誘電体をマイナス１０００ボルトに帯電させた後に
室温（２７℃）で放置したときの経時での電位減衰を示
したものである。同図中、電位減衰開始温度５０℃の誘
電体は３分経過後も殆ど電位減衰を生じずに安定した帯
電電位を維持することが出来る。電位減衰開始温度３０
℃のものは多少のなだらかな電位減衰を生じるが３分経
過後にもマイナス８００ボルト程度の電位を維持してお
り、充分安定した潜像形成を行なうことが出来る。室温
よりも低い２０℃や１０℃の電位減衰開始温度のもので
は、電位が急激に減衰してしまい満足な潜像形成が不可
能である。このように、電位減衰開始温度が室温以上、
好ましくは使用環境温度よりも１０℃乃至１５℃高いも
のを用いることがことが望ましい。

【００１３】又、潜像形成部における書込温度は電位減
衰開始温度以上である必要があるが、誘電体の熱変形温
度以上であると、誘電体の劣化や熱変形を生じてしま
い、誘電体の繰返し使用において、画像の部分的なみだ
れが発生したり、繰返し回数が増大するとまったく画像
形成が出来ない事態が発生する恐れが有る。そこで、誘
電体としては、電位減衰開始温度が熱変形温度よりも低
い材料を用いる。又、電位減衰開始温度と熱変形温度が
比較的近いと誘電体の劣化を早め、像担持体としての寿
命が短くなるので、好ましくは熱書込温度は熱変形温度
より１０℃乃至２０℃低い温度に設定することが望まし
い。熱変形温度の測定方法としては、ＪＩＳのＫ７２０
６，Ｋ７２０７、ＩＳＯの７５，３０６，２７９９、Ａ
ＳＴＭのＤ６４８，Ｄ１０４３，Ｄ１５２５で規定され
ているが、装置内における誘電体の使用状況にあわせ
て、以下のような測定方法で熱変形温度を求める。図１
２は、その測定システムの概要を示すものである。硬度
５５°の弾性体４１の上にサンプルの材料シート４２を
固定し、直径１cmの円柱４３の底部をヒータ４４で任意
の温度に加熱し、加重４ｇ／mm²で約５秒間サンプルに
この円柱４３を圧接した後、非接触のレーザー変位計４
５で変形量を測定し、下式で変形率を求める。この変形
率が０を超える温度が熱変形温度である。変形率（％）＝（ｄ−ｄｔｒ）／ｄ×１００但し、ｄは変形前のサンプル４２の厚み、ｄｔｒはサン
プル４２の変形量である。弾性体４１の硬度、加重は装
置内における使用状況に最も近いものを用い、又、繰返
し使用に適応できる変形率ならば多少の変形が生じても
問題ない。

【００１４】図１３に熱による表面電位の減衰と材料の
変形率の理想的な関係を示す。上記のプリンターのよう
に画像部（トナーを付着させる部分）の電位を非画像部
（トナーを付着させない部分）の電位よりも下げて（電
位の絶対値を小さくして）潜像を形成する場合、電位減
衰開始温度である電位減衰開始温度をＴｇ、画像部の目
標電位ＳＶになる温度をＴ_SV、誘電体の熱変形温度をＴ
_trとすると、同図に示すようにＴ_S＜Ｔ_SV＜Ｔ_trの関係
になるものが好ましい。又、Ｔ_SVとＴ_trの差が大きいほ
ど誘電体に対する負荷が軽くなり、経時安定性、寿命に
ついても有利である。

【００１５】図１４に表面電位の減衰と材料の変形率の
関係で好ましくない例を示す。この場合、誘電体の材料
が電位減衰を開始する前に変形を始めてしまい、誘電体
を使い捨てにする以外は画像形成装置の像担持体として
使用することが出来ない。以上の要件を全て満足する誘
電体としては、例えば、ポリプロピレン（Ｐ．Ｐ）、ポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテ
レフタレート（ＰＢＴ）が該当する。これらをシート上
に加工して、上記の測定方法により求めた電位減衰開始
温度と熱変形温度を表１に示す。

【表１】このＰ．Ｐ、ＰＥＴ、ＰＢＴの内では、電位減衰開始
温度と熱変形温度の差が比較的大きく、且つ、電位減衰
開始温度が比較的低いＰＥＴが、サーマルプリントヘッ
ド等の熱書込手段を比較的小さなパワーで駆動しても書
込が可能で、像担持体として最も適したものである。但
し、像担持体に採用する誘電体としては、電位減衰開始
温度と熱変形温度と書込手段の能力の相関で決まるた
め、これらの条件によって最適なものを採用することが
望ましい。尚、上記表１中に比較のために記載したポリ
イミド（ＰＩ）やポリスルホン（ＰＳ）は、電位減衰開
始温度が熱変形温度よりも高いので繰返し使用する誘電
体としては採用することが出来ない。

【００１６】図１５に、ネガポジの場合のサーマルプリ
ントヘッド等の熱書込手段による書込温度と電位減衰開
始温度、熱変形温度の理想的な関係を示す。このよう
に、熱変形温度がこれら３つの温度の内で最も高く、
又、熱変形温度が高いほど書込温度を高く設定すること
が可能で、更に、書込温度を熱書込手段の能力により高
くすることができるほど、電位減衰開始温度が高くても
書込が可能である。

【００１７】図１６に、上記ＰＢＴの誘電体ベルトを用
い、一様帯電をマイナス１０００ボルトにして画像形成
を行なった場合の潜像電位を示す。ここで、誘電体ベル
ト１の厚みによる熱容量の違いで熱書込手段にかける熱
量が変わるが、その書込部に接触する誘電体ベルト表面
に約１００℃の温度がかかるように、誘電体ベルトの線
速、厚みを調整している。同図に示すように、ネガポジ
の場合で、画像部の電位はマイナス１００ボルト近くま
で減衰しており、画像部と非画像部の電位差を９００ボ
ルト以上確保することが出来、現像には充分の性能を示
している。これにより、従来実用化されている電子写真
方式に用いられる感光体と同様の性能を得られることが
確認出来た。

【００１８】次に、誘電体を像担持体として用いた画像
形成装置の一例について説明する。図１７は誘電体から
なる像担持体を画像形成に繰返し使用する画像形成装置
の例であり、上記の図１の画像プロセスを実施するもの
である。図１７において、像担持体である誘電体ベルト
１が帯電電極ローラ２、現像電極ローラ３及び転写電極
ローラ４に掛け渡され、これらのローラ２，３，４の何
れかを駆動ローラとして回動される。この帯電電極ロー
ラ２に巻き付いている誘電体ベルト１の表面には、帯電
チャージャー５が対向して設けられ、帯電部を形成して
いる。帯電電極ローラ２と現像電極ローラ３との間の誘
電体ベルト１の裏側には書込手段であるライン型のサー
マルプリントヘッド６が、その書込部が誘電体ベルト１
裏面に当接するように設けられ、潜像化部を形成してい
る。現像電極ローラ３に巻き付いている誘電体ベルト１
の表面には下部が現像タンク７内の現像液中に没してい
る現像ローラ８が接触するように設けられ、顕像化部を
形成している。この現像ローラ８には反転現像バイアス
用の電源９が接続されている。転写電極ローラ４に巻き
付いている誘電体ベルト１の表面には、内部に加熱ラン
プを内蔵した転写定着ローラ１０が接触して設けられ、
転写定着部を形成している。この転写定着ローラ１０に
は転写バイアス用の電源１１が接続されている。転写電
極ローラ４と帯電電極ローラ２との間の誘電体ベルト１
の表側にはクリーニング装置１２が設けられ、クリーニ
ング部を形成している。尚、図示しない給紙装置及び排
紙装置が設けられている。

【００１９】以上の構成において、記録開始指令で回動
される誘電体ベルト１の表面を、帯電部で帯電チャージ
ャー５からのコロナ放電を用いて一様に帯電する。潜像
化部に移動してきた帯電後の誘電体ベルト１に潜像化部
でサーマルプリントヘッド６を像情報に応じて発熱駆動
して潜像を形成する。潜像が形成された誘電体ベルト１
は顕像化部に移動されて現像ローラ８で現像液を付与さ
れ、現像液中の帯電トナーをサーマルプリントヘッド６
の発熱によって電位が低下した部分に押しつけて反転現
像される。トナー像が形成された誘電体ベルト１は転写
定着部に移動されて、ここで、給紙装置から送られてき
た最終的な像支持体である転写紙上にトナー像が転写さ
れると共に定着される。又、誘電体ベルト１はこの転写
定着部における転写定着ローラ１０からの熱によって、
電位が一様に減衰せしめられて初期化され、更に、クリ
ーニング装置１２でクリーニングされて次の一様帯電に
備えられる。転写定着部を通過してトナーが転写定着さ
れた転写紙は排紙装置により、機外に排出される。

【００２０】この実施例によれば、転写同時定着を行な
っているので、転写定着ローラ１０表面に、従来の熱ロ
ーラ定着装置のトナー像に接触する定着ローラ表面のよ
うなオフセット防止層を設ける必要が無く、安価な定着
用のローラを用いることが出来る。又、ベルト状の像担
持体として誘電体ベルト１を用いているので、従来の有
機感光体ベルトのように現像液によって特性が劣化する
ことがないので、像担持体自体も安価で、且つ、画質に
優れた湿式現像方式を採用することが出来る（従来の湿
式現像と共に用いられているセレン感光体は有機感光体
以上に高価なものである）。

【００２１】尚、この実施例においては、ベルト状の誘
電体を用いて、その裏面に書込手段を接触させている
が、これに代え、その表面に書込手段を接触させても良
い。又、ベルト状ではなく、図１８に示すようにドラム
状にして用いても良い。同図中、上記実施例における部
材に対応するものには同一の符号を付している。又、帯
電手段として帯電チャージャー５を用いているが、これ
に代え、帯電ローラ、帯電ブレードを用いても良い。更
に、像担持体が誘電体であり、摩擦帯電によっても充分
な帯電を得ることが出来るので、安価な摩擦帯電部材を
用いても良い。更に、ライン型のサーマルプリントヘッ
ド６を用いているが、これに代え、シャトル型のサーマ
ルプリントヘッドを用いても良い。又、現像装置は、現
像液を用いた湿式現像装置に限らず、乾式二成分又は乾
式一成分の現像剤を用いた乾式現像装置を用いても良
い。更に、圧力定着トナーを用いた現像装置でも良い。
更に、この実施例では湿式現像方式を採用しているの
で、乾式現像方式を採用する場合に比して熱定着温度を
低く設定出来、これにより、誘電体の熱による劣化を押
えて転写同時定着が可能になっているが、乾式現像方式
を採用しても、その乾式トナーの熱定着温度でも劣化し
ない誘電体を採用すれば、同様に転写同時定着を行なう
ことが出来る。このような、転写同時定着の構成に代
え、別に定着ユニットを設けて、転写後に像担持体表面
から分離された転写紙を通過させて定着を行なっても良
い。又、圧力定着トナーを用いる場合には、加熱用のラ
ンプに代え、加圧機構を設ける。

【００２２】図１９は誘電体からなる像担持体を画像形
成に１度だけ使用する画像形成装置の例であり、上記の
図２の画像プロセスを実施するものである。像担持体で
ある誘電体シート３０の搬送経路の下方には、誘電体シ
ート３０の搬送方向上流側から、コロ兼帯電ローラ３
１、表面にトナーを担持するドナーローラ３２を備えた
現像装置３３及び定着ローラ３４が設けられている。そ
して、誘電体シート３０の搬送経路の上方には、このコ
ロ兼帯電ローラ３１に対向して給紙コロ３５、ドナーロ
ーラ３２に対向してサーマルプリントヘッド６、定着ロ
ーラ３４に対向して圧ローラ３７が設けられている。
又、図示しない、誘電体シート３０の手差し装置及び転
写紙の手差し装置が設けられている。

【００２３】以上の構成において、誘電体シート３０
は、給紙コロ３５とコロ兼帯電ローラ３１の接触部の真
近まで操作者による手差しで挿入され、図示しない手差
し装置の搬送手段でこの接触部に搬送され、ここで帯電
される。帯電された誘電体シート３０はサーマルプリン
トヘッド６とドナーローラ３２の間に、上記搬送手段、
及び、給紙コロ３５とコロ兼帯電ローラからの搬送力で
搬送され、潜像形成と顕像化が同時に行なわれる。顕像
化が終わって、定着ローラ３４と圧ローラ３７の接触部
に搬送されている誘電体シート３０の下面に図示しない
手差し装置からの転写紙が重ね合わされ、誘電体シート
３０と重ね合わされた状態でこの接触部を通過し、転写
と定着が同時に行なわれる。定着後の誘電体シート３０
と転写紙の分離は操作者が手作業で行なう。

【００２４】この実施例においては、プリントアウト毎
に操作者が誘電体シート３０の手差し、転写紙の手差し
及び誘電体シート３０と転写紙の分離を行なうことで、
誘電体シート３０や転写紙の自動給紙装置を省略出来る
ので、機械の構成部品、例えば、ローラ、ローラ駆動制
御のためのソレノイド、ギア等が不要になり、コストダ
ウンを図れる。尚、操作者が画像形成を行なうために要
する手操作と装置のコストは相反するが、像担持体の種
類が、同類で装置を構成できるので、コストの面からバ
リエーションの有る画像形成装置が提供できる。又、像
担持体の種類が、同類で装置を構成でき、共通部品を多
くできるので、装置を製造する上での生産効率を上げる
ことが出来る。

【００２５】図２０乃至図２３は、誘電体からなる像担
持体を最終的なトナー像担持体として装置外に排出する
モードと、該誘電体からなる像担持体上のトナー像を紙
等の転写材に転写して該転写材を最終的なトナー像担持
体として装置外に排出するモードとを備えた画像形成装
置の一例を示すものである。図２０は本実施例装置の概
略構成図、図２１は装置への像担持体である誘電体シー
ト３０を挿入する手順を示す説明図、図２２は本実施例
にかかる誘電体シート３０の断面図、図２３（ａ）、
（ｂ）はそれぞれ図２０中のクランパー５０の正面図及
び斜視図である。図２０において、上記の図１９に示す
装置と同様に、誘電体シート３０の搬送経路の下方に
は、誘電体シート３０の搬送方向上流側から、コロ兼帯
電ローラ３１、表面にトナーを担持するドナーローラ３
２を備えた現像装置が設けられ、このコロ兼帯電ローラ
３１に対向して給紙コロ３５、ドナーローラ３２に対向
してサーマルプリントヘッド６が設けられている。そし
て、この給紙コロ３５及びサーマルプリントヘッド６は
図示の作動位置と、該作動位置よりも誘電体シート搬送
経路から上方に離間した退避位置とを取り得るように支
持されている。又、図２４中に破線で示すようにドナー
ローラ３２の周面に右側から対向する位置と、同図中実
線で示すようにドナーローラ３２の周面に上方から対向
する位置とを取り得るように支持されたローラカバー部
材５４が設けられている。

【００２６】この装置の定着装置は誘電体シート３０の
搬送路を挾んで対向し且つ互いに近接する位置と離間す
る位置とを取り得るように支持された定着用の上下熱板
対５１ａ、５１ｂで構成されている。両熱板５１ａ、５
１ｂは周知の発熱機構を備え所定温度に所定温に昇温さ
れるようになっている。この上熱板５１ａは接地され、
下熱板５１ｂには電源５２から転写電界形成用の電圧が
印加され得るようになっている。このような上下熱板対
５１ａ，５１ｂに代え、同様に互いに近接位置と離間位
置とを取り得るように支持された加熱ローラ対を用いて
も良い。

【００２７】装置外に転写紙等を排出する排出部は、互
いに当接する位置と離間する位置とを取り得るように支
持された上下排紙コロ対５３ａ、５３ｂで構成されてい
る。そして、サーマルプリントヘッド６とドナーローラ
３２とで構成された潜像形成・現像部と定着装置の入り
口部との間に設定されたシートクランプ開始位置（図２
０中の実線で示すクランパー５０がある位置）から、離
間位置にある上下熱板対５１ａ、５１ｂの間を通過し、
更に、離間位置にある上下排紙コロ対５３ａ、５３ｂを
通過して該クランプ開始位置に戻る循環経路上を、該循
環経路に沿って設けられている図示しない例えばプラス
チックチェーン対に取り付けられて循環移動される、誘
電体シート及び転写紙の先端クランプ用のクランプー５
０が設けられている。このクランパー５０は図２３
（ａ），（ｂ）に示すように、上記プラスチックチェー
ン対に両端部が取り付けられた爪軸５０ａ、並びに、該
爪軸５０ａに取り付けられた上クランプ爪５０ｂ、該上
クランプ爪５０ｂと共に転写紙の先端部をクランプする
下紙クランプ爪５０ｃ及び該上クランプ爪５０ｂと共に
誘電体シート３０の先端部をクランプする下シートクラ
ンプ爪５０ｄを有している。この上クランプ爪５０ｂ
は、爪軸５０ａと平行に伸びた平板状クランプ部を備え
ており、下紙クランプ爪５０ｃと下シートクランプ爪５
０ｄはそれぞれ爪軸５０ａの軸方向で異なる位置に取り
付けられ、該クランプ部の下面に対向するクランプ面を
備えている。下シートクランプ爪５０ｄは爪軸５０ａに
支持される基端部から先端部までの長さが下紙クランプ
爪５０ｃのそれより短くなるように構成され、その垂直
な先端部端面が転写紙先端面突き当て用の紙突き当て面
５０ｆになっており、又、該紙突き当て面５０ｆよりも
爪軸５０ａよりの部分に誘電体シート３０の先端面突き
当て用の垂直なシート突き当て面５０ｅが形成されてい
る。そして、各爪５０ｂ，５０ｃ，５０ｄには、これら
がクランプ位置とクランプ解除位置とを取り得るように
制御する図示しない爪制御機構が接続されている。又、
上記の上下熱板対５１ａ，５１ｂや上下排紙コロ対５３
ａ，５３ｂの離間位置と近接或いは当接位置とのあいだ
の位置切り替えを行うのに、専用の位置制御機構をこれ
らの近傍に設けるのに代え、該クランパー５０の爪軸５
０ａの両端部に、上下熱板対５１ａ，５１ｂや上下排出
コロ５３ａ，５３ｂの軸の端部に当接してこれらの上下
間隔を押し広げる当接部材を取付け、クランパー５０の
移動に伴って該当接部材でこれらの上下間隔を押し広げ
るようにしても良い。又、図示しない、誘電体シート３
０の手差し装置、及び、自動又は手差しの転写紙給紙装
置が設けられている。尚、ドナーローラ３２上に担持さ
れて潜像の現像に用いられるトナーとしては、定着に必
要な軟化温度が、誘電体シート３０の熱変形温度よりも
低いものを用いる。

【００２８】この装置に用いる誘電体シート３０として
は例えば、図２２に示すように、誘電体層３０ａ、導電
層３０ｂ、保護層３０ｃを積層したものを用いることが
出来る。この導電層３０ｂは誘電体層３０ｃ上に形成し
たアルミ蒸着層で構成することが出来、透明な導電性材
料を用いて透明な導電層として構成しても良い。上記保
護層３０ｃは導電層３０ｂの損傷や剥がれを防止する為
の保護層である。そして、この例では、誘電体シート３
０の装置内における搬送方向に向かって例えば右側端部
の該搬送方向の全幅に亘って、この保護層３０ｃを設け
ずに上面に該導電層３０ｂを露出させて導電層露出部３
０ｄが形成されている。この導電層露出部３０ｄは、こ
こに装置内に設けられた図示しない電極部材が接触して
導電層３０ｂを接地したり或いは所定電圧を印加するた
めのものである。又、この例では、導電層３０ｂの側端
面が誘電体層３０ａの側端面よりも中央よりに位置する
ように構成しているので、誘電体シート１の側端面から
のリークを有効に防止することが出来る。誘電体シート
３０は例えばＡ４サイズにカットされている。このよう
な誘電体シート３０を上記保護層３０ｃが上方に向くよ
うな姿勢で装置内に手差しで挿入して用いる。この手差
し挿入に当たって、正しく誘電体シート３０の保護層３
０ｃが上方に向くような姿勢で挿入されたか否かを自動
的に判別するために、誘電体シート３０の所定面に予め
表裏識別マークを形成し、該マークをクランパー５０や
帯電ローラ３１等に設けた検知装置で検知したり、例え
ばクランパー５０及び給紙ローラ３１にそれぞれ誘電体
シート３０の導電層露出部３０ｄに対する接触端子部を
設け、両方の接触端子部間の導通状態を検知したりする
ようにしても良い。

【００２９】尚、シートモードでは誘電体シート３０そ
のものが最終的なトナー像担持体として用いられるの
で、誘電体シート３０の白色度を高めにしておくことが
望ましい。この為には、例えば、白ペットを誘電体層３
０ａの誘電体材料に使用すれば良い。又、透明の誘電体
材料を用いて透明の誘電体層３０ａを形成する場合は、
導電層３０ｂも透明の導電層に形成し、保護層３０ｃを
白色に形成しても良い。又、誘電体シート３０にはサー
マルプリントヘッド６で加熱されるので、この書込時の
加熱によっても熱変形を起こさないような材料で誘電体
層３０ａ及び保護層３０ｃを形成することが望ましい。
更に、サーマルプリントヘッド６による書込時の加熱や
熱板対５１ａ，５１ｂ間での加熱によって誘電体層３０
ａと保護層３０ｃの熱膨張や熱収縮に差が生じる誘電体
シート３０にカールが発生するので、これらのサーマル
プリントヘッド６や熱板対５０ａ，５０ｂの加熱温度を
誘電体層３０ａ等が熱変形を生じない温度で温度制御す
る。誘電体層３０ａと保護層３０ｃのそれぞれを形成す
る材料としては、互いにその熱特性が比較的近似したも
の、又は、同一材料を用いることが望ましい。

【００３０】そして、この例においては、図示しない操
作パネル上に設けたモード選択スイッチかの信号、又
は、図示しない給紙転写紙の有無検知装置からの信号に
基づいて、誘電体シート３０を最終的なトナー像担持体
として装置外に排出するモード（以下、シートモードと
いう）と、該誘電体シート３０上のトナー像を転写紙に
転写して該転写紙を最終的なトナー像担持体として装置
外に排出するモード（以下、紙モードという）との切替
制御を行うモード切替制御部、該切替制御部からの制御
信号にもとづいて、誘電体シート３０上での潜像が正像
になるようなサーマルプリントヘッド６の駆動信号と、
該潜像が鏡像になるような該駆動信号との何れかを選択
的にサーマルプリントヘッド駆動部に出力する駆動信号
制御部とがＣＰＵ等からなるメイン制御部内に構成され
ている。

【００３１】以下、動作について説明する。待機状態に
おいては、クランプー５０は上記シートクランプ開始位
置にあって上クランプ爪５０ａと下シートクランプ爪５
０ｄ及び下紙クランプ爪５０ｃとクランプ面同志が離間
している。給紙コロ３５及びサーマルプリントヘッド６
は上方の退避位置にあり、ローラカバー５４はドナーロ
ーラ５４の上方の位置にある。図２１に示すように操作
者が誘電体シート３０を装置内に挿入してその先端部が
クランパー５０の上クランプ爪５０ｂと下紙クランプ爪
５０ｄの間に到達すると、これらの爪５０ｂ，５０ｄが
閉じて誘電体シート３０の先端部を挾持する。これまで
の誘電体シート３０挿入動作中に誘電体シート３０の挿
入姿勢を検知して必要に応じて警告手段を駆動する。次
いで、作像が開始されるとクランパー５０を搬送経路に
沿って移動させ、これにより、誘電体シート３０を搬送
する。ローラカバー５４は誘電体シート３０の帯電ロー
ラ３１で帯電された部分がドナーローラ３２上に到達し
たときにドナーローラ３２の右側周面に対向するように
回動され、これにより、誘電体シート３０の下面とドナ
ーローラ３２周面との接触が開始される。この誘電体シ
ート３０のドナーローラ３２との接触部の裏面からサー
マルプリントヘッド６で潜像の書込が行われ、同時に書
き込まれた潜像がドナーローラ３２周面のトナーで現像
される。ここで、サーマルプリントヘッド６で書き込ま
れる潜像は、シートモードにおいては正像であり、紙モ
ードでは鏡像になる。そして、紙モードにおいてはクラ
ンパー５０が上記シートクランプ開始位置よりも定着装
置よりの紙クランプ開始位置（図２０中の破線で示すク
ランパー５０のある位置）に到達したときに給紙装置か
ら送られてきた転写紙の先端が上クランプ爪５０ｂと下
紙クランプ爪５０ｃとの間に到達し、これらの爪５０
ｂ，５０ｄが閉じて転写紙の先端部を挾持する。シート
モードにおいては、転写紙が送られずに、そのまま爪５
０ｂ，５０ｄを閉じる。更に、クランパー５０の移動を
続けて図２０中に破線で示すように離間位置にある上下
熱板５１ａ，５１ｂ間に進入して、これらの間を通過し
終わると、上下熱板５１ａ，５１ｂは近接位置に移動す
る共に、紙モードにおいては電源５２から下熱板５１ｂ
に所定の転写紙用の電圧が印加され、これにより、上下
熱板間に電界を形成して、特に熱板間の入り口付近で誘
電体シート上のトナーを効率良く転写紙に転写する。一
方シートモードにおいては、下熱板５１ｂに電圧を印加
しない。ここで、近接位置における上下熱板間の距離
は、誘電体シート１の厚みよりも大きく且つ誘電体シー
ト１と転写紙の合計の厚みよりも小さくなるように設定
される。これにより、紙モードにおいては誘電体シート
３０と転写紙を上下熱板対で軽く圧接しながら転写定着
を行い、シートモードにおいては誘電体シート３０下面
上のトナー像が下熱板５１ｂに接触しないように、例え
ば、スペーサーコロ等で誘電体シート３０の両端部を保
持しながら搬送する。上下熱板間を通過したクランパー
５０は、ターンして離間位置にある上下排出コロ対５３
ａ，５３ｂ間を通過し、この時点で各クランプ爪５０
ｂ，５０ｃ，５０ｄの間を広げて、クランプしていた誘
電体シート３０及び転写紙、又は、誘電体シート３０を
開放して、そのままシートクランプ開始位置まで移動し
て停止する。一方、開放された誘電体シート３０及び転
写紙、又は、誘電体シート３０は、クランパー５０通過
後に当接位置に移動した上下排出コロ対５３ａ，５３ｂ
で搬送されて装置外に排出され、これにより、画像形成
動作が終了する。

【００３２】紙モードにおいて装置外に排出された誘電
体シート３０及び転写紙は、上下熱板間を通過中に加熱
されて溶融したトナーが冷えて互いに密着した状態であ
り、これらを操作者が互いに剥離する。このとき、誘電
体シート３０とトナーとの離型性が転写紙とトナーとの
離型性よりも良好になっていることから、トナーが転写
紙に固着した状態で、両者が分離される。シートモード
において装置外に排出された誘電体シート３０は、上下
熱板間を通過中に加熱されて溶融したトナーが冷えて固
着しており、最終的なトナー像担持体として利用され
る。そして、紙モードとシートモードとの何れのモード
においても、誘電体シート３０を再利用することが資源
の有効利用の観点から望ましい。その為に、画像形成装
置とは別に誘電体シートクリーニング装置を用意してお
いて、誘電体シート３０上に残留している、又は、固着
しているトナーをクリーニングして除去する。このよう
な誘電体シートクリーニング装置としては、例えば、金
属やセラミック等の剛性材料からなり先端が鋭利な形状
に構成されたブレードを用いてトナーを削り取り、トナ
ーを削り取った誘電体シート表面をファーブラシやウェ
ブブラシ等で更にクリーニングするものを用いることが
出来る。誘電体シート３０に固着したトナーは、上記の
ように比較的離型性が良いが、トナーが完全に溶融して
定着された場合よりも、トナー粒子の個々の形状が残っ
ている状態で定着された場合の方が、再利用の為のクリ
ーニングが容易であるので、このような状態での定着が
可能なように、画像形成装置における定着条件を設定す
ることが望ましい。特に上下熱板対による加圧力を低め
に設定することが有効である。

【００３３】次に、この種の画像形成装置におけるサー
マルプリントヘッド６等の熱書き込み手段（以下、サー
マルプリントヘッド６という）の駆動制御について詳述
する。上述のように、像担持体である誘電体を繰返し使
用する場合には、該誘電体としてその熱変形温度が熱書
込温度よりも高いものを用い、特に、誘電体に対する熱
書込の負荷を軽くして経時安定性の向上や長寿命化を図
る上では画像部の目標電位ＳＶになる温度Ｔ_SVと熱変形
温度Ｔ_trの差が大きい誘電体を用いることが望ましい。
そして、図１３に示すような電位減衰において、誘電体
がサーマルプリントヘッド６で昇温されてその電位減衰
開始温度Ｔ_Sよりも高温における電位減衰の仕方は、誘
電体の帯電部における帯電電位、誘電体の厚み、サーマ
ルプリントヘッド６による昇温速度等によって異なって
くる。この電位減衰の仕方の違いを示す特性値として、
同図１３中の電位減衰カーブのほぼ直線の部分の延長線
ａと帯電部における帯電電位に対応する水平線ｂとの交
点に対応する温度（以下、電位減衰変曲温度という）Ｔ
_S-SVを調べることが有益である。例えば、装置における
画像部目標電位ＳＶやサーマルプリントヘッド６の駆動
条件等が他の条件から予め決まっているときに、この画
像部目標電位ＳＶ等に適した誘電体を選択するときや、
誘電体及び画像部目標電位ＳＶが予め決まっているとき
に、サーマルプリントヘッド６の駆動条件を決定すると
きに、この電位減衰変曲温度Ｔ_S-SVを調べることが有益
である。

【００３４】又、異なったサーマルプリントヘッド６駆
動条件であってもほぼ同じ電位減衰カーブを得ることが
出来る場合がある。例えば、サーマルプリントヘッド６
の各エレメント毎に図２４（ｂ）に示すようなパルス電
圧を印加したときと図２４（ｃ）に示すようなパルス電
圧を印加したときとでほぼ同じ電位減衰カーブを得るこ
とが出来る。図２４（ａ）は縦軸にサーマルプリントヘ
ッド６表面の温度を取り、横軸に加熱時間を取って、サ
ーマルプリントヘッド６の表面温度の時間変化を示すし
たものであり、同図２４（ａ）中のＴ_Ｈモードは、上記
図２４（ｂ）のパルス電圧印加の場合の温度変化であ
り、同図２４（ａ）中のＴ_Ｃモードは上記図２４（ｃ）
のパルス電圧印加の場合の温度変化である。図２４
（ａ）の縦軸には上記の熱変形温度Ｔ_ｔｒ、画像部の目
標電位ＳＶになる温度Ｔ_ｓｖ及び電位減衰変曲温度Ｔ
_ｓ−ＳＶを示している。Ｔ_Ｈモードは連続したパルス電
圧を印加して一気に昇温させ最高温度が熱変形温度Ｔ
_ｔｒよりも高温になっている。一方Ｔ_Ｃモードは最初連
続したパルス電圧を印加して上記Ｔ_Ｈモードと同じ昇温
速度で昇温した後、熱変形温度Ｔ_ｔｒを越えないように
短パルス電圧を印加し、更にその後パルス電圧印加時間
間隔及びパルス幅を変えて熱変形温度Ｔ_ｔｒを越えない
ようにしている。このようにサーマルプリントヘッド６
表面温度の時間変化が互いに異なるモード同志でも電位
減衰カーブが略同じになるのは、両者が誘電体の厚み方
向への熱伝導で層全体を加熱して電荷の移動を促進する
効果については同じになっている為である。そして、こ
のＴ_Ｈモードでは図２４（ａ）中に斜線を付して示すよ
うにサーマルプリントヘッド６表面が熱変形温度Ｔ_ｔｒ
をよりも高温になるときに、このサーマルプリントヘッ
ド６表面と圧接している像担持体のサーマルプリントヘ
ッド６側表面が熱変形を生じる恐れがある。従って、上
記ＴＣモードのように、像担持体のサーマルプリントヘ
ッド６側表面の最高温度が画像部の目標電位ＳＶになる
温度Ｔ_ｓｖ以上且つ熱変形温度Ｔ_ｔｒ未満の範囲内にな
るようにサーマルプリントヘッド６の駆動条件を設定す
ることが望ましい。更に書込みに要する時間を短縮する
ためには最高温度がこの範囲内でも特に熱変形温度Ｔ
_ｔｒ近傍の温度になるように設定することが望ましい。
このような駆動条件をシュミレーション、理論式、実験
式から求めて数値演算をプログラムしておき、サーマル
プリントヘッド６へのパルス電圧の印加を制御する。

【００３５】図２５は、一例に係るサーマルプリントヘ
ッド６の駆動回路のブロック図である。多値印字データ
が図示しない印字データ処理部から送られてくると、隣
接履歴補正部４１は発熱させるエレメント（以下、注目
エレメントという）に対する周囲の近接した複数個のエ
レメントの熱的影響と、注目エレメント自体の過去の複
数ライン分の発熱実績による蓄熱とによる印字画素濃度
への影響を演算し、この演算結果で印字データを補正し
てパルス数データ（パルス数が印字画素濃度に比例した
データ）に変換する。次に、立上り立ち下がり補正部４
２は注目エレメントの過去の数十ライン分の発熱実績と
該エレメントの周囲の数十個のエレメントの発熱とによ
るサーマルプリントヘッド６の基板の蓄熱の注目エレメ
ントへの影響を補正するため、注目エレメント及びその
周囲のエレメントに対するパルス数データの平均値によ
り隣接履歴補正部４１からのパルス数データを補正す
る。この立上り立ち下がり補正部４２からのパルス数デ
ータは抵抗補正部４３において、メモリに予め記憶され
ているサーマルプリントヘッド６の各エレメントの個々
の測定した抵抗値のデータにより補正され、ヘッド駆動
部４５でサーマルプリントヘッド６に適したパルス形態
（パルス幅、パルス数、電圧値、パルス間隔）のデータ
に変換されてサーマルヘッド６へ転送される。基板蓄熱
補正部４６は熱書込時に発熱素子が取り付けられている
基板側に熱が逃げるのを補正するために、該基板に取り
付けた温度検出素子からの出力を用いて、例えば電位減
衰変曲温度よりも低温の所定温度になるように、適宜ダ
ミーパルスを印加する補正を行う。尚、画像記録を１ラ
イン分づつ行うにあたり、例えば、シフトレジスタで１
ライン分づつ取り込んだ画像データを順次１ラテン分づ
つラッチ回路にラッチし、該ラッチ回路から画像データ
を１ライン分づつ奇数番目のドットデータ、偶数番目の
ドットデータという順序で通過させ、これにより、サー
マルプリントヘッドの発熱素子を奇数番目と偶数番目の
２つのブロックに分けて画像データにより順次通電させ
て記録をおこなう、オッド・イーブン駆動を行うことが
望ましい。

【００３６】次に、この種の画像形成装置における潜像
化部の変形例について説明する。潜像化部を形成する具
体的な構成によっては異常画像が発生してまうことがあ
る。例えば、帯電部によって電荷が付与された像担持体
表面（以下、帯電面という）に接触するようにサーマル
プリントヘッド６を配置すると、地肌部の電位バラツキ
が生じて画像にスジ状の地汚れがある異常画像になって
しまう。このような地肌部の電位バラツキは以下の理由
によって生じる。帯電面の電位変化を示す図２６におい
て、Ｖ₀₀は帯電部における電位（初期表面電位）、Ｖ₀
は熱書込前の表面電位、スキャンレスは自然放置による
電位減衰（感光体の暗減衰に相当）、Ｖ_S0（ゼロスキャ
ン）は熱信号を入れずにサーマルプリントヘッド６（フ
ロートタイプ）をスキャン接触したときの電位、即ち地
肌部電位に相当、Ｖ_SA（ベタスキャン）は黒ベタを読み
取りスキャンしたときの電位、即ち画像部電位に相当す
る。同図２６において（Ｖ_S0−Ｖ_SA）が画像形成に有効
な電位差（SIGNAL)で、（Ｖ₀−Ｖ_S0）が地肌部の電位バ
ラツキ（NOISE）となる。そして、この電位バラツキ
（Ｖ₀−Ｖ_S0）は帯電面のＶ₀に相当する電荷Ｑ_Rが、帯
電面とサーマルプリントヘッド６とが接触した際に、両
者の表面電位が等しくなるように分配されるために生じ
るのである。即ち、分配された電荷をＱ_Nとすると、（Ｖ₀−Ｖ_S0）＝Ｑ_N／Ｃ_H＝（Ｑ_R−Ｑ_N）／Ｃ_R と近似される。（ここでＣ_H、Ｃ_Rはそれぞれサーマルプ
リントヘッド６、像担持体の静電容量）そこで、このよ
うな熱書込前の表面電位Ｖ₀からＶ_S0（ゼロスキャン）
への電位低下を防止することが地肌部の電位バラツキに
よる上記異常画像を防止する上で有効である。

【００３７】以下、この為の潜像化部の具体的構成につ
いて説明する。図２７は潜像化部の拡大図である。誘電
体ベルト１は、図示しない帯電部における帯電の均一性
を向上させるために、導電層１ａ上に誘電層１ｂを積層
にして構成されて誘電層表面が帯電面になっている（こ
のような導電層は、図１７に示す例のように帯電部で誘
電体ベルト１の帯電面とは反対側に金属ローラ２或いは
金属板を設けることによって帯電の充分な均一性を確保
できる場合には省略出来るものである）。そして、この
例では、サーマルプリントヘッド６を像担持体である誘
電体ベルト１の帯電面と反対側の導電層１ａ表面に接触
させて配置することにより、熱書込前の表面電位Ｖ₀か
らゼロスキャンＶ_S0への電位低下を防止している。これ
は帯電面にサーマルプリントヘッド６が接触せず、且
つ、サーマルプリントヘッド６と誘電体層１ｂの電荷と
を導電層１ａで静電遮蔽できることによる。

【００３８】このように誘電体ベルト１の帯電面と反対
側の表面にサーマルプリントヘッド６を接触させて加熱
する場合にも帯電面の電位減衰を起こさせて潜像形成が
可能であることは、例えば、図２８（ａ）に示すような
装置で確認することが出来る。図２８（ａ）において、
６０は測温計６１からの検出出力が入力されて電源６２
の出力を制御するコントローラ６３で昇温スピードを制
御できるヒータ、６４は電位計である。このヒータ６０
上に導電層１ａと誘電層１ｂとからなり、予め誘電体表
面を帯電した誘電体ベル１をシート状にカットした誘電
体シート１を帯電面が上になるように載置し、この帯電
面から所定間隔をおいて電位計６４の検出部６４ａを配
置する。この誘電体シート１の導電層１ａは接地してお
く。そして、ヒータ６０を一定の昇温スピード昇温して
誘電体シート１を加熱し、電位計６４で温度上昇にとも
なう誘電体シート１の電位減衰を測定する。図２８
（ｂ）は縦軸に電位計６４で測定した電位を取り、横軸
に誘電体シート１上の温度を取って、上記測定装置によ
る測定結果の一例を示したグラフである。このグラフか
らも帯電した誘電体シート１を帯電面と反対側の表面か
ら加熱し、帯電面側に何ら対向極を配置しなくても電位
減衰を起こさせることが出来ることが判る。尚、厚みが
互いに異なる複数の誘電体シート１について加熱前の帯
電面の電位を種々変えて上記測定を行った結果、加熱前
の帯電面の電位（初期電位）Ｖ₀と誘電体シート１の厚
みｄとの比Ｖ₀／ｄの値が同じであれば、上記図２８
（ｂ）に示すような電位減衰のカーブが同じになること
も判った。尚、図１７又は図２７に示すようにサーマル
ヘッドの発熱部６ａを備えた誘電体ベルト１との接触部
は、断面が半円状に成るように構成することが、誘電体
ベルト１との密着性を向上させて加熱ムラを減少させる
のに有利である。

【００３９】上記の例において、誘電体ベルト１とサー
マルプリントヘッド６との接触をより確実にするため
に、誘電体ベルト１のサーマルプリントヘット６の接触
部の裏面にバックアップ用の部材を接触させて設けるこ
とが出来る。この場合、該バックアップ用の部材の表面
は誘電体ベルト１の帯電面に接触することになるので、
誘電体ベルト１の帯電電荷の分配による熱書込前の表面
電位Ｖ０からゼロスキャンＶＳ０への電位低下を防止す
る為に、該バックアップ用の部材の該帯電面との接触面
を、該帯電面とほぼ同電位にする。図２９はこのような
バックアップ用の部材である背面部材７１を設けた書込
部の模式図を示すものであり、図３０はこの背面部材７
１を図１７に示すような画像形成装置に適用した場合の
概略構成図である。そして、図３１は、バックアップ用
の部材の変形例を示すものである。図２９において、背
面部材７１は導電性ローラ７１ａ上にシームレスに誘電
体７１ｂを巻きつけて構成され、誘電体ベルト１のサー
マルプリントヘッド６が接触している部分の裏面側で、
誘電体ベルト１に接触するように配置されている。ここ
で、導電性ローラ７１ａ全体を導電性ゴムで形成する
か、又は、金属ローラ上に導電性ゴム層を設けて形成す
れば、サーマルプリントヘッド６と誘電体ベルト１の密
着性を向上させることが出来る。該背面部材７１はその
周速が誘電体ベルト１の移動速度と同速度になるように
回転駆動され、誘電体ベルト１の帯電面である誘電体層
１ｂ表面を帯電するコロナ放電器７２と同様に電源７３
に接続されたコロナ放電器７２ａで表面が例えばマイナ
スに帯電される。そして、背面部材７１と誘電体ベルト
１の帯電面とが接触する位置の上方で、サーマルプリン
トヘッド６が誘電体ベルト１の導電層１ａの表面に接触
して熱書込を行う。誘電体ベルト１の帯電面との接触部
を通過した背面部材７１表面に接触するように除電ブラ
シ７４が設けられ、これにより、背面部材７１表面の電
荷を除電して次のコロナ放電器７３による帯電に備え
る。この除電ブラシ７４に代え、除電ローラを用いても
良い。図３１（ａ）の例は、上記例の背面部材７１にお
ける誘電体層７１ｂを省略して、導電性ローラ７１ａを
そのまま背面部材７１として用い、該導電性ローラ７１
ａには誘電体ベルト１の帯電面の電位とほぼ同じになる
よう電源７３ａで電圧が印加されている。

【００４０】以上の各例において、背面部材７１がサー
マルプリントヘッド６が当接する誘電体ベルト１の裏面
から背面部材７１がバックアップするので、サーマルプ
リントヘッド６と誘電体ベルト１との接触を確実にする
ことが出来る。又、誘電体ベルト１の帯電面に接触する
背面部材７１の表面が該帯電面とほぼ同電位になってい
るので、誘電体ベルト１の帯電電荷の分配による熱書込
前の表面電位Ｖ₀からゼロスキャンＶ_S0への電位低下を
防止することが出来る。

【００４１】尚、誘電体ベルト１の帯電面と背面部材７
１の表面との電位差は、パッシェンの放電を防止する観
点からは、５００Ｖ以下になるようにすることが望まし
い。従って、図３１（ａ）に示す例ではサーマルプリン
トヘッド６による熱書込で目標電位Ｖ_SAに電位が低下し
た部分の表面と背面部材７１の表面との間でのパッシェ
ンの放電も防止するために、図３１（ｂ）に示すよう
に、例えば、初期帯電電位Ｖ₀と目標電位Ｖ_SAの中央値
の電位になるように電源７３ａによる印加電圧値を設定
する。これによれば、通常初期帯電電位Ｖ₀の絶対値は
１０００Ｖ前後であるので、背面部材７１と目標電位部
との電位差及び背面部材７１と初期帯電電位部との電位
差の何れもパッシェンの放電が起きない電位差にするこ
とが出来る。

【００４２】一方、図２９に示す例では、背面部材７１
の表層が誘電体層７１ｂで構成されているので、両表面
間でパッシェンの放電を有効に防止することもできる。
図３２（ａ）乃至（ｃ）はその原理を説明するための図
面である。まず図３２（ａ）に示すように、像担持体１
と背面部材７１とに同程度の帯電が施これされ、その後
図３２（ｂ）に示すように両者の帯電面同志を密着させ
た状態で、サーマルプリントヘッド６で印字データに応
じて部分的に加熱して潜像が形成される。この加熱によ
って、サーマルプリントヘッド６で加熱されて電位が低
下した誘電体ベルト部分のみならが、該誘電体ベルト部
分に接触している該誘電層７１ｂの部分も、該誘電体ベ
ルト部分を介して加熱されて電位が減衰し、これによ
り、両者の帯電面の電荷が移動しやくなって電位が減衰
する。この電位減衰の仕方は像担持体１及び背面部材７
１の材質特性、サーマルプリントヘッド６の加熱温度や
加熱時間で決定される。そして、図３２（ｃ）に示すよ
うに像担持体１と背面部材７１を分離し、像担持体１は
次工程である、現像、転写、必要に応じてクリーニン
グ、電位の初期化の各工程が実行された後に図３２
（ａ）の工程に戻る。一方、背面部材７１は帯電面の除
電後に図３２（ａ）の工程に戻る。

【００４３】次に、像担持体の熱書込前の表面電位Ｖ₀
からゼロスキャンＶ_S0への電位低下を防止する為の他の
構成例について説明する。図３３はその概略構成を示し
たものである。この例は、サーマルプリントヘッド６を
誘電体ベルト１の帯電面側に配置する装置において、像
担持体の熱書込前の表面電位Ｖ₀からゼロスキャンＶ_S0
への電位低下を防止するものであり、装置内のレイアウ
ト上の制約等からサーマルプリントヘッド６を誘電体ベ
ルト１の帯電面側に配置に配置せざるを得ない場合に有
効である。図３３においては、複数のプーリーに掛け渡
されて中間ベルト部材８１が誘電体ベルト１の帯電面で
ある誘電体層１ｂ表面に部分的に接触するように設けら
れている。この中間ベルト部材８１は導電層８１ａ上に
誘電体層８１ｂを積層して構成されている。そして、該
中間ベルト部材８１に囲まれた空間に、中間ベルト部材
８１の誘電体ベルト１との接触部の裏面に先端発熱部を
当接させるようにサーマルプリントヘッド６が設けられ
ている。この例においても上記の図２９に示す例と同様
に、コロナ放電器７２ａ、除電ブラシ７４が設けられて
いる。そして、誘電体ベルト１の中間ベルト部材８１と
の接触部の裏面には接地された押圧ローラ８２が接触し
てバックアップ部材を構成している。

【００４４】この例においては、サーマルプリントヘッ
ド６、中間ベルト部材８１、誘電体ベルト１が密着して
状態で、サーマルプリントヘッド６が中間ベルト８を介
して誘電体ベルト１を加熱して潜像の書込を行う。そし
て、サーマルプリントヘッド６と誘電体層１ｂの電荷と
を中間ベルト８１の導電層８１ａで静電遮蔽し、且つ、
誘電体ベル１の帯電面に接触する中間ベルト８１の誘電
体層８１ｂの表面が該帯電面とほぼ同電位に帯電されて
いるので、熱書込前の表面電位Ｖ₀からゼロスキャンＶ
_S0への電位低下を防止できる。更に、この例は、上記図
３２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す原理図において、像
担持体１の帯電面と反対側の面である導電層１ａ表面に
サーマルプリントヘッド６を接触させているのに代え、
背面部材７１の帯電面と反対側の面である導電層７１ａ
の表面にサーマルプリントヘッド６を接触させたものと
同等の関係になっており、同様の原理によって、誘電体
ベルト１の帯電面と中間ベルト８１の帯電面との両方が
サーマルプリントヘッド６の熱書込によって電位減衰を
生じるので、パッシェンの放電も有効に防止できる。
又、この例においては、押圧ローラ８２で、バックアッ
プしているので、サーマルプリントヘッド６、中間ベル
ト部材８１及び誘電体ベルト１の密着が確実になってい
る。

【００４５】尚、図２９又は図３３に示す構成例におけ
る、背面部材７１や中間ベルト８１の誘電体層７１ｂ、
８１ｂを構成する誘電体としては、誘電体ベルト１の誘
電体層１ｂを構成する誘電体と同一の材料を用いること
が出来る。又、図２９に示す構成例における誘電体層７
１ｂを構成する誘電体材料は、誘電体ベルト１の誘電体
層１ｂを構成する誘電体材料よりも電位減衰開始温度が
低いものを用いてもよい。但し、誘電体ベルト１を介し
て伝播される熱によって溶融してない材料であることが
要求される。一方、図３３に示す構成例における誘電体
層８１ｂを構成する誘電体材料は、その電位減衰開始温
度が誘電体ベルト１の誘電体層１ｂを構成する誘電体材
料よりも高温であるものを用いても良い。但し、サーマ
ルプリントヘッド６の加熱による電位減衰が生じたとき
の、それぞれの誘電体層１ｂ、８１ｂの電位差がパッシ
ェンの放電が生じない程度になるように各誘電体材料を
設定する。又、中間ベルト１はサーマルプリントヘッド
６と誘電体ベルト１の間に介在するものであるので、そ
の厚み（主に誘電体層８１ｂの厚み）は比較的薄いこと
が望ましい。

【００４６】次に、像担持体の熱書込前の表面電位Ｖ_０
からゼロスキャンＶ_Ｓ０への電位低下を防止する為の他
の構成例について説明する。サーマルプリントヘッド６
のような加熱機能を備えた書込手段で像担持体を加熱し
て電位減衰を起こさせて潜像を形成するのに代え、像担
持体側に光を吸収して発熱する機能を持たせ、像担持体
の帯電面に対して非接触状態で配置した半導体レーザや
赤外線レーザ等で印字データに基づいて光を照射して電
位減衰を起こさせて潜像を形成する方式を採用すれば、
半導体レーザ等を帯電面から所定距離だけ離して配置で
きるので、熱書込前の表面電位Ｖ_０からゼロスキャンＶ
_Ｓ０への電位低下を防止することが出来る。図３４
（ａ）に示す例は、誘電体ベルト１の導電層１ａに光を
吸収して発熱する機能を持たせ、該導電層１ａ側から半
導体レーザ等による光照射を行うものであり、図３４
（ｂ）に示す例は、誘電体ベルト１の誘電層１ｂに光を
吸収して発熱する粒子を混合分散した誘電体材料で構成
し、誘電体層１ｂ側から半導体レーザ等による光照射を
行うものである。何れの例においても、誘電体ベルト１
の光照射を行う部分を平面に保つためのバックアップ部
材７０を設けることが望ましい。尚、このような半導体
レーザ等による光照射が集中的に行われた誘電体層等の
部分のみが発熱によりる電位減衰を起こす一方、特別の
遮光構造を採用していない通常の装置内に存在する光程
度では誘電体層等は発熱しないので、サーマルプリント
ヘッド等の発熱型の書込手段を用いる上記各実施例装置
と同様に、従来の感光体を用いた画像形成装置における
ような遮光構造を採用する必要が無く、装置構造の簡略
化が図れる。

【００４７】以上、図２９乃至図３０、図３１、図３３
及び図３４に示す各例においては、像担持体の熱書込前
の表面電位Ｖ₀からゼロスキャンＶ_S0への電位低下を防
止することが出来るので、異常画像が発生せず、且つ、
画像形成に有効な充分な大きさの電位差（SIGNAL) を得
ることが出来るので、地汚れの無い高画質の画像を得る
ことが出来る。又、サーマルプリントヘッド６等の加熱
手段が、トナーや紙粉等が付着することがある誘電体ベ
ルト１のトナー像形成面に接触することが無いので、該
加熱手段の書込部の機械的な損傷を防止出来、耐久性を
向上させることが出来る。

【００４８】請求項１乃至３の発明によれば、所定のバ
ックアップ部材を有するので熱書き込み部における像担
持体の位置が安定し安定した書き込みが可能である。ま
た、所定の電圧印加を行うので、ゼロスキャンへの電位
低下も防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】像担持体を画像形成に繰返し使用する場合の画
像形成プロセスの概略を示す説明図。

【図２】像担持体を画像形成に１度だけ使用する場合の
画像形成プロセスの概略を示す説明図。

【図３】誘電体の電子性伝導とイオン性伝導を説明する
ための説明図。

【図４】誘電体の脱分極を説明するための説明図。

【図５】誘電体の熱刺激電流を測定するための装置の回
路図。

【図６】図５図の装置の試料の温度と印加電圧の時間変
化を示すグラフ。

【図７】ポリエチレンとポリエチレンテレフタレートの
温度と熱刺激電流の実測例を示すグラフ。

【図８】ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)、ポリビ
ニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、ポリエチレン（Ｐ
Ｅ）について、ＴＳＣ電荷Ｑ_TSCとＶｃ／Ｖｂとの関係
をする特性図。

【図９】誘電体をマイナス１００ボルトに帯電したとき
の電位の減衰を示す特性図。

【図１０】誘電体の表面電位を測定した特性図。

【図１１】ガラス転移温度が異なる誘電体の経時による
帯電電位の変化を示す特性図。

【図１２】誘電体の熱変形温度の測定方法を説明するた
めの説明図。

【図１３】誘電体の熱による表面電位の減衰と変形率の
理想的な関係を示す特性図。

【図１４】誘電体の表面電位の減衰と変形率の関係で好
ましくない例を示す特性図。

【図１５】サーマルプリントヘッド６の書込温度とガラ
ス転移温度、熱変形温度の理想的な関係を示す特性図。

【図１６】誘電体ベルト１としてＰＢＴのを用い、一様
帯電をマイナス１０００ボルトにして画像形成を行なっ
た場合の潜像電位を示す電位図。

【図１７】本発明の一実施例に係る画像形成装置の概略
構成を示す正面図。

【図１８】本発明の他の実施例に係る画像形成装置の概
略構成を示す正面図。

【図１９】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置
の概略構成を示す正面図。

【図２０】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置
の概略構成を示す正面図。

【図２１】図２１の画像形成装置における誘電体シート
３０挿入手順の説明図。

【図２２】図２１の画像形成装置に使用することが出来
る誘電体シート３０の断面図。

【図２３】（ａ）は図２１の画像形成装置におけるクラ
ンパー５０の正面図、（ｂ）は同クランプー５０の斜視
図。

【図２４】（ａ）はサーマルプリントヘッド６の温度の
経時変化を示すグラフ、（ｂ）はサーマルプリントヘッ
ド６の駆動信号の一例を示す図、（ｃ）は同駆動信号の
他の例を示す図。

【図２５】サーマルプリントヘッド６の駆動回路の一例
を示すブロック図。

【図２６】像担持体の帯電面の電位変化を示すグラフ。

【図２７】画像形成装置における潜像形成部の一構成例
の概略構成図。

【図２８】（ａ）は誘電体シート１の電位減衰測定装置
の概略構成図、（ｂ）は同測定装置による測定結果の一
例を示すグラフ。

【図２９】画像形成装置における潜像形成部の他の構成
例の概略構成図。

【図３０】図２９の潜像形成部を採用した画像形成装置
の概略構成図。

【図３１】（ａ）は画像形成装置における潜像形成部の
更に他の構成例の概略構成図、（ｂ）は同潜像形成部に
おける背面部材７１への印加電圧を説明するための説明
図。

【図３２】（ａ）乃至（ｃ）は図２９の潜像形成部の原
理を説明するための説明図。

【図３３】画像形成装置における潜像形成部の更に他の
構成例の概略構成図。

【図３４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ画像形成装置にお
ける潜像形成部の更に他の構成例の概略構成図。

【符号の説明】

１…誘電体ベルト，１ａ…導電
層１ｂ…誘電体層，５…帯電チ
ャージャ６…サーマルプリントヘッド，７…現像装
置８…現像ローラ，１２…クリ
ーニング装置３０…誘電体シート，７１…背面
部材７１ａ…導電層，７１ｂ…誘
電体層８１…中間ベルト部材，８１ａ…導
電層８１ｂ…誘電体層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者樽見紀慶東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者五十嵐正人東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者森隆志東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者宮脇勝明東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者鈴木稔東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (56)参考文献特開昭58−97064（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/05

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電した像担持体を像に対応して熱を与え
て部分的に電位減衰させ、これにより、該像担持体上に
像に対応した潜像を形成し、該潜像を現像して顕像を得
る画像形成装置において、有端あるいは無端の像担持体の一方の面を帯電する帯電
手段と、該帯電手段により帯電された像担持体面とは反対側の面
に対向するように配置された潜像形成のための加熱手段
と、該加熱手段に対向する像担持体部分を背面からバックア
ップするバックアップ部材と、該バックアップ部材に上記帯電手段で帯電した像担持体
面との間の放電を防止するための電圧を印加する電圧印
加手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】帯電した像担持体を像に対応して熱を与え
て部分的に電位減衰させ、これにより、該像担持体上に
像に対応した潜像を形成し、該潜像を現像して顕像を得
る画像形成装置において、有端あるいは無端の像担持体の一方の面を帯電する帯電
手段と、該帯電手段により帯電された像担持体面に対向するよう
に配置された潜像形成のための加熱手段と、該加熱手段に対向する像担持体部分を背面からバックア
ップするバックアップ部材と、該加熱手段の発熱部材と上記像担持体表面とに挟まれ、
該発熱部材に接触するようにように設けられた中間部材
と、該中間部材に上記帯電手段で帯電した像担持体面との間
の放電を防止するための電圧を印加する電圧印加手段と
を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１又は２の画像形成装置において、上記電圧印加手段が、上記部材表面への電荷付与により
電圧を印加するものであることを特徴とする画像形成装
置。