(57)【要約】【課題】像担持体の導電性微粒子と書込電極とが互いに異なる金属で構成されても、それらの界面に接触腐食が生じないようにして、安定した静電潜像を形成する。【解決手段】像担持体２の導電性微粒子２ｃ1に用いられている金属と書込電極３ａに用いられている金属とが互いに異なる。これらの導電性微粒子２ｃ1と書込電極３ａは画像形成時には当接し、非画像形成時には互いに離間した状態に保持される。これにより、導電性微粒子２ｃ1と書込電極３ａが接触する時間が短くなり、異種金属の接触による接触腐食の発生が最小限に抑制される。したがって、像担持体２の導電性微粒子２ｃ1と書込電極３ａとが互いに異なる金属で構成されても、それらの界面に接触腐食が生じ難くなり、安定した静電潜像を形成することができる。これにより、良好な画像形成を長期にわたって行うことができるようになる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体層中に多数の導電性微粒子が互いに電気的に独立して分散されかつこれらの導電性微粒子の一部の微粒子が表面に露出している独立フローティング電極部を有する像担持体と、前記表面に露出する導電性微粒子に接触して静電潜像を書き込む書込電極を有する書込ヘッド部とを少なくとも備えている画像形成装置において、
前記導電性微粒子に用いられる金属と前記書込電極に用いられる金属とが互いに異なっており、
前記書込電極を前記独立フローティング電極部に当接、離間可能に設けるとともに、画像形成が行われない非画像形成時に、前記書込電極を独立フローティング電極部から離間した状態に保持する制御手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記独立フローティング電極部が前記誘電体層の表面から径方向（深さ方向）内側に向いかつ誘電体層の全周にわたって設けられており、前記誘電体層の径方向のどの位置での円周においても前記導電性微粒子の一部が位置するようにさ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。
【請求項３】
像担持体の誘電体層中に多数の導電性微粒子が互いに電気的に独立して分散された独立フローティング電極部において表面に露出している導電性微粒子に、書込ヘッド部の書込電極を接触させて静電潜像を書き込むことで画像を形成する画像形成方法において、
前記導電性微粒子と前記書込電極とが互いに異なる金属を用いるとともに、
画像形成が行われない非画像形成時に、前記書込電極を前記独立フローティング電極部から離間した状態に保持し、画像形成時に、前記書込電極を前記独立フローティング電極部に当接させた後、前記独立フローティング電極部において表面に露出している導電性微粒子に前記書込電極を接触させて静電潜像を書き込むことで、画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体層中に互いに電気的に独立して分散された多数の導電性微粒子からなる独立フローティング電極部を有し、この独立フローティング電極部の表面に露出する導電性微粒子に書込電極が接触して電荷移動することにより、像担持体上に静電潜像を形成する画像形成装置および画像形成方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、静電複写機やプリンタ等の画像形成装置には、誘電体層中に電気的に独立して分散された多数の導電性微粒子を有する像担持体を備え、書込ヘッド部の書込電極によりこの像担持体上に静電潜像を形成する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図５（ａ）に示すように、この画像形成装置ａは、像担持体ｂの誘電体層ｃ中に分散された導電性微粒子ｄのうち、誘電体層ｃの表面に露出する導電性微粒子ｄに書込電極ｅが接触して、導電性微粒子ｄと書込電極ｅとの間で電荷が移動することにより、像担持体ｂ上に静電潜像が書き込まれるようになっている。
【０００３】
一方、一般に異なる金属どうしを接触配置させた場合、これらの金属のイオン化傾向の違いから、一方の金属は電子が過剰な状態になり、また、他方の金属は電子が不足した状態になる。その場合、界面の金属原子が電子不足になると、電子の供給がなければイオンとなって金属から離れ、金属が溶解するというアノード現象が起き、また、イオンは電子の過剰な場所があるとそこで電子を受け取って金属に戻ろうとするというカソード現象が起きる。そして、溶解した金属あるいは活性化した金属は大気中のガスと反応することで接触腐食を生じ易いことが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２２５３３２号公報。
【非特許文献１】インターネット文献、腐食種々相、柳原護著、大阪府立産業技術総合研究所、２０００年６月０８日、URL:http://www.tri.pref.osaka.jp/group/surface/Post/Yanagihara/Y4.pdf 、ホームページアクセス日：２００３年７月１４日。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述の画像形成装置ａにおいては、像担持体ｂの導電性微粒子ｄに用いられている金属と書込電極ｅに用いられている金属とが異なる金属である場合、導電性微粒子ｄと書込電極ｅとが接触した状態がある程度の時間保持されると、図６（ａ）に示すようにそれらの接触界面において前述の接触腐食が生じるおそれがある。導電性微粒子ｄと書込電極ｅとの接触部にこの接触腐食が生じると、これらの接触部に不純物膜ｆが形成される。このような不純物膜ｆが導電性微粒子ｄと書込電極ｅとの接触部に形成されない場合には、導電性微粒子ｄと書込電極ｅとの間の接触による電気抵抗（以下、接触抵抗という）が比較的小さい。このため、図５（ｂ）に示すように書込電極ｅに印加されるヘッド印加電圧Ａ（実線）に対して、誘電体層ｃの表面に露出する導電性微粒子ｄのドラム表面電位Ｂ（点線）は応答性がよく、ヘッド印加電圧Ａに追従して比較的早く立ち上がり、このヘッド印加電圧Ａに迅速に近づく。しかし、不純物膜ｆが導電性微粒子ｄと書込電極ｅとの接触部に形成された場合には、導電性微粒子ｄと書込電極ｅとの間の接触抵抗が比較的大きくなる。このため、図６（ｂ）に示すようにヘッド印加電圧Ａ（実線）に対して、導電性微粒子ｄのドラム表面電位Ｂ（点線）は応答性が悪く、ヘッド印加電圧Ａに追従しなく早く立ち上がりが比較的遅くなり、ヘッド印加電圧Ａになかなか近づかない。
このように、不純物膜ｆが形成されると、像の書込時つまり書込電極ｅと導電性微粒子ｄとの接触時に、書込電極ｅと導電性微粒子ｄとの間の接触抵抗が大きく変化してしまうため、潜像形成時間の遅れ（時定数遅れ）が生じたり、あるいは像担持体ｂおよび書込電極ｅでのガス化合物膜の不均一な生成により、静電潜像の斑が生じたりする。このため、静電潜像が不安定に形成され、トナー像に濃淡斑が生じて画像形成不良が起こる場合がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、像担持体の導電性微粒子と書込電極とが互いに異なる金属で構成されても、それらの界面に接触腐食が生じないようにして、安定した静電潜像を形成することのできる画像形成装置および画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明の画像形成装置は、誘電体層中に多数の導電性微粒子が互いに電気的に独立して分散されかつこれらの導電性微粒子の一部の微粒子が表面に露出している独立フローティング電極部を有する像担持体と、前記表面に露出する導電性微粒子に接触して静電潜像を書き込む書込電極を有する書込ヘッド部とを少なくとも備えている画像形成装置において、前記導電性微粒子に用いられる金属と前記書込電極に用いられる金属とが互いに異なっており、前記書込電極を前記独立フローティング電極部に当接、離間可能に設けるとともに、画像形成が行われない非画像形成時に、前記書込電極を独立フローティング電極部から離間した状態に保持する制御手段を備えていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明の画像形成装置は、前記独立フローティング電極部が前記誘電体層の表面から径方向（深さ方向）内側に向いかつ誘電体層の全周にわたって設けられており、前記誘電体層の径方向のどの位置での円周においても前記導電性微粒子の一部が位置するようにされていることを特徴とする。
【０００８】
更に、請求項３の発明の画像形成方法は、像担持体の誘電体層中に多数の導電性微粒子が互いに電気的に独立して分散された独立フローティング電極部において表面に露出している導電性微粒子に、書込ヘッド部の書込電極を接触させて静電潜像を書き込むことで画像を形成する画像形成方法において、前記導電性微粒子と前記書込電極とが互いに異なる金属を用いるとともに、画像形成が行われない非画像形成時に、前記書込電極を前記独立フローティング電極部から離間した状態に保持し、画像形成時に、前記書込電極を前記独立フローティング電極部に当接させた後、前記独立フローティング電極部において表面に露出している導電性微粒子に前記書込電極を接触させて静電潜像を書き込むことで、画像を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このように構成された請求項１および２の発明に係る画像形成装置、および請求項３の発明に係る画像形成方法によれば、像担持体の導電性微粒子に用いられている金属と書込電極に用いられている金属とが互いに異なるが、これらの導電性微粒子と書込電極は画像形成時には互いに当接し、非画像形成時には互いに離間した状態に保持される。これにより、導電性微粒子と書込電極との接触時間が短くなり、異種金属の接触による前述の接触腐食の発生を最小限に抑制することができる。したがって、像担持体の導電性微粒子と書込電極とが互いに異なる金属で構成されても、それらの界面に接触腐食が生じ難くなり、安定した静電潜像を形成することができる。これにより、良好な画像形成を長期にわたって行うことができ、高品質の画像を得ることができるようになる。
【００１０】
特に、請求項２の発明によれば、導電性微粒子の一部が、誘電体層の径方向のどの位置での円周においても位置するようにしているので、万一、導電性微粒子と書込電極との接触部に接触腐食が生じても、像担持体の独立フローティング電極部の表層を削ることにより、新たな導電性微粒子の表面を確実に露出させることができる。これにより、接触腐食が生じても、静電潜像の形成不良を防止することができ、高品質の画像をより確実に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明の画像形成装置を実施するための最良の形態を模式的に示し、（ａ）は書込ヘッド部が像担持体に当接した状態を示す図、（ｂ）は書込ヘッド部が像担持体から離間した状態を示す図、図２は図１（ａ）に示す書込ヘッド部の像担持体への当接部分周辺を部分的に拡大して示す部分拡大図である。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、この画像形成装置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の外周に設けられた絶縁性の誘電体層（絶縁体層）２ｂを有する像担持体２と、像担持体２の誘電体層２ｂ上に静電潜像を書き込む書込ヘッド部３と、書込ヘッド部３を支持する可撓性の基材４と、現像剤担持体である現像ローラ５ａおよび現像ローラ５ａ上の現像剤（トナー）の層厚を規制する現像剤層厚規制部材５ｂを有する現像装置５と、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。
【００１３】
図２に示すように、像担持体２の誘電体層２ｂには、静電潜像が書き込まれる独立フローティング電極部２ｃが誘電体層２ｂの表面から径方向（深さ方向）内側に向いかつ誘電体層２ｂの全周にわたって設けられている。この独立フローティング電極部２ｃは、誘電体層２ｂ中に互いに電気的に独立して分散された多数の導電性微粒子２ｃ1を有している。これらの導電性微粒子２ｃ1の一部の微粒子２ｃ1は誘電体層２ｂの表面に露出した海島構造に配置されて、独立フローティング電極を構成している。その場合、導電性微粒子２ｃ1は、誘電体層２ｂの径方向のどの位置での円周においても少なくともその一部が位置するようにされている。したがって、後述するように、誘電体層２ｂおよび表面に露出した導電性微粒子２ｃ1が削られていって、先に削られた導電性微粒子２ｃ1がなくなっても、導電性微粒子２ｃ1の他の一部の微粒子２ｃ1が常に表面に露出するようになっている。
【００１４】
誘電体層２ｂ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、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、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。
また、導電性微粒子２ｃ1の材料としては、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃ、Ｍｏ、Ｗ等の金属微粒子が用いられる。
【００１５】
書込ヘッド部３を支持する基材４は、例えばＦＰＣ（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）等の電気絶縁性が高くかつ比較的柔らかく弾性のある可撓性材料から構成されている。そして、この基材４は、その一端部が固定部８に固定され、他端が自由端である片持ちで取り付けられている。この固定部８は画像形成装置本体に回動可能に支持されているとともに、書込ヘッド部駆動手段７によって回転駆動されるようになっている。
【００１６】
また、書込ヘッド部３は、例えばＣｕ等の金属からなる所定数の書込電極３ａを有しており、これらの書込電極３ａは基材４の自由端部に主走査方向に整列して配置されかつ支持されている。この例の画像形成装置１では、導電性微粒子２ｃ1および書込電極３ａに、互いに異なる金属が用いられている。
そして、各書込電極３ａはそれぞれ基材４の撓みによる弱い弾性復元力で像担持体２の誘電体層２ｂ上に軽く押圧されて面接触することで、この誘電体層２ｂにおける独立フローティング電極部２ｃの、表面に露出している導電性微粒子２ｃ1からなる独立フローティング電極に静電潜像を書き込むようになっている。
【００１７】
更に、図１に示すように、固定部８を回動するための、例えばモータ等の書込ヘッド部駆動手段７が設けられている。図３に示すように、この書込ヘッド部駆動手段７は制御装置１０に接続されている。この制御装置１０は、画像形成装置１の画像形成のための中央処理装置（ＣＰＵ）を用いていて、像担持体２を回転する駆動モータ１１および画像形成の操作を行うための、例えば画像形成装置の操作盤に設けられた画像形成操作キー等の画像形成操作手段１２も制御装置１０に接続されている。なお、制御装置１２として、画像形成装置１の画像形成のためのＣＰＵに代えて、固定部８を回動制御するための専用の制御装置を用いてもよい。
【００１８】
そして、制御装置１０は、画像形成操作手段１２からの画像形成操作信号が入力されないときには、画像形成が行われない非画像形成時であると判断して、図１（ｂ）に示すように書込ヘッド部３の書込電極３ａが像担持体２の独立フローティング電極部２ｃの表面から離間する位置に設定されるように書込ヘッド部駆動手段７を駆動制御する。また、制御装置１０は、画像形成操作手段１２からの画像形成操作信号が入力されたときには、画像形成が行われる画像形成時であると判断して、まず、図１（ａ）に示すように書込ヘッド部駆動手段７を駆動制御して、書込ヘッド部３の書込電極３ａが像担持体２の独立フローティング電極部２ｃの表面に当接する位置に設定する。この書込電極３ａの独立フローティング電極部２ｃへの当接に相前後して、当接制御装置１０は像担持体駆動モータ１１を回転する。そして、その後で、書込電極３ａによる潜像書込を始め、一連の画像形成動作を行うようになっている。なお、制御装置１０が画像形成操作手段１２からの画像形成操作信号の入力の有無により画像形成時あるいは非画像形成時を判断することに代えて、画像形成時あるいは非画像形成時を判断することができるものであれば、他の方法を用いることができることは言うまでもない。
【００１９】
この画像形成装置１による一連の画像形成動作は、像担持体２が図１および図２に示すように時計方向に回転し、この像担持体２の誘電体層２ｂ上を一様電荷状態にした後、書込電極３ａに書込電圧が書込電極３ａのドライバＩＣ９を介して印加され、主として、互いに接触している像担持体２の導電性微粒子２ｃ1と書込ヘッド部３の書込電極３ａとの間の電荷移動（例えば、電荷注入等）により、静電潜像が像担持体２の誘電体層２ｂにおける独立フローティング電極部２ｃ上に書き込まれる。そして、像担持体２の独立フローティング電極部２ｃ上の静電潜像が、現像装置５の現像剤層厚規制部材５ｂによって層厚が規制されかつ時計方向に回転する現像ローラ５ａによって搬送された現像剤で現像される。像担持体２上の現像剤像は、転写電圧が印加されかつ時計方向に回転する転写ローラ６ａで紙等の記録媒体（不図示）に転写される。
【００２０】
そして、像担持体２の導電性微粒子２ｃ1に用いられている金属と書込電極３ａに用いられている金属とが互いに異なるが、これらの導電性微粒子２ｃ1と書込電極３ａは画像形成時には当接し、非画像形成時には互いに離間した状態に保持される。これにより、導電性微粒子２ｃ1と書込電極３ａが接触する時間が短くなり、異種金属の接触による前述の接触腐食の発生を最小限に抑制することができる。これにより、独立フローティング電極部２ｃの導電性微粒子２ｃ1および書込電極３ａの表面が、いずれも前述の不純物膜のない面となっているので、接触抵抗が比較的小さい。したがって、図５（ｂ）に示すように書込電極３ａに印加されるヘッド印加電圧Ａ（実線）に対して導電性微粒子２ｃ1のドラム表面電位Ｂ（点線）の応答性がよいものとなる。
このように、像担持体２の導電性微粒子２ｃ1と書込電極３ａとが互いに異なる金属で構成されても、それらの界面に接触腐食が生じ難くなり、安定した静電潜像を形成することができる。これにより、良好な画像形成を長期にわたって行うことができるようになる。
【００２１】
また、導電性微粒子２ｃ1は、誘電体層２ｂの径方向のどの位置での円周においても少なくともその一部が位置しているので、万一、導電性微粒子２ｃ1と書込電極３ａとの接触部に接触腐食が生じても、図４に示すように像担持体の独立フローティング電極部２ｃの表層を削ることにより、新たな導電性微粒子２ｃ1の表面を露出させることができる。これにより、接触腐食が生じても、静電潜像の形成不良を防止することができ、高品質の画像を確実に得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の画像形成装置および画像形成方法は、電子写真、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の像担持体に静電潜像を形成する画像形成装置および画像形成方法に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の画像形成装置を実施するための最良の形態を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す書込ヘッド部の像担持体への当接部周辺を部分的に拡大して示す部分拡大図である。
【図３】書込ヘッド部の作動制御のためのブロック図である。
【図４】像担持体が所定量削れられた状態を示す、図２と同様の部分拡大図である。
【図５】（ａ）は酸化膜が生じていない場合の像担持体２と書込電極３ａとの当接部を模式的に示す図、（ｂ）はこの場合の導電性微粒子の表面電位の立ち上がりを示す図である。
【図６】（ａ）は酸化膜が生じている場合の像担持体２と書込電極３ａとの当接部を模式的に示す図、（ｂ）はこの場合の導電性微粒子の表面電位の立ち上がりを示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…画像形成装置、２…像担持体、２ａ…基材、２ｂ…誘電体層、２ｃ…独立フローティング電極部、２ｃ1…導電性微粒子、３…書込ヘッド部、３ａ…書込電極、４…基材、５…現像装置、５ａ…現像ローラ、６…転写装置、６ａ…転写ローラ、７…書込ヘッド部駆動手段、８…固定部、９…ドライバＩＣ、１０…制御装置（ＣＰＵ）、１１…像担持体駆動モータ、１２…画像形成操作手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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