JPH02217270A - 画像形成ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特に特願昭６３−１１１９２３号の画像形成装
置に使用される電極からの電荷注入により画像形成を行
う画像形成ヘッドの構造に関する。

［従来の技術］ 従来の電極からの電荷注入型の画像形成ヘッドとしては
、−例としては特公昭６３−４３７４６号に於て示され
ているような針状導電体を絶縁性樹脂で分離しながら並
べて電極群を形成したものでこの電極群は絶縁性の材料
で保持されていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来技術では特公昭６３−４３７４６号におい
て示されているように電極以外の端面部での画像形成部
材との摩擦帯電の発生による電荷潜像の乱れを生じ易く
印字品質の劣化を生じさせ易かった。この点については
特公昭６３−４３７４６号に電極より後端部での摩擦帯
電による乱れを改善する方法を開示している。

さらに印字品質を劣化させるさらに大きな要因として画
像の不均一性が挙げられる０画像の不均一性の主原因と
して画像形成部材の画像形成ヘツドに書き込む前の画像
形成部材上の表面電位の不均一性が挙げられる。この点
については特願昭６３−１１１９２３号において導電性
ローラーを使用することが提案されている。しかし画像
形成部材が導電性ローラーを通過後画像形成ヘッドの電
極に接触する前に電極以外の部分、例えば、ヘッドの電
極を保持する絶縁性部材に接触することにより新たな電
位不均一性が生じてしまいこのことによる印字品質の劣
化は避けられない。

そこで本発明は上記課題を解決することを目的とし、さ
らに詳しくは画像形成へ→ド先端部の構造を改良したヘ
ッドを提供するもので新規なヘッド構造を提供するもの
である。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を開発するため、本発明の画像形成ヘッドは、
絶縁性基板、該絶縁性基板上に形成された複数の互いに
分離された電極群１、電極群１の各々の電極に独立して
電圧を印加する回路を構成要素として少なくとも含み画
像形成部材に接触しながら移動し該画像形成部材上に電
極群１により電荷像を形成する画像形成ヘッドであって
、鉄面・像形成部材が共通の電極に接触した後電極群１
に接触するように該絶縁性基板上に共通の電極を配置し
たことを特徴とする。

絶縁性基板としては、セラミック、ガラス、樹脂、セラ
ミック粒子分散型樹脂、あるいは導電性基板（例えば金
属）上に絶縁性樹脂（例えばポリイミド樹脂）をコート
したような基板などが使える。具体的に材料を挙げると
、フォルステライト、ホウケイ酸ガラス、ガラス入りエ
ポキシ樹脂、ポリイミドコートステンレス基板などであ
る。

電極材料としては耐摺動摩耗性および耐電界摩耗性の良
好な導電材料であれば特に制限が無い。

例えばチタン金属、チタン合金、モリブデン金属、モリ
ブデン合金、タングステン金属、タングステン合金、ク
ロム金属、クロム合金、タンタル金属、タンタル合金、
ニッケル金属、ニッケル合金などが推奨できる。

［作用］ 上記のように構成された画像形成ヘッドは電荷潜像を形
成する互いに分離された電極を画像形成部材が通過する
前に共通の電極に接触し画像形成部材表面の電位を画像
形成部材表面全体にわたって均一化できる。この共通電
極と互いに分離された電極は同一の絶縁性基板上に形成
されているので画電極の配置間隔、厚みのコントロール
が容易で、共通電極で表面電位を調整された画像形成部
材の表面が画像形成用の分離された電極に接触する前に
絶縁性基板などの表面電位を変化させる材料と接触する
機会を最小とすることができ画像形成部材の表面電位変
動を実用上無視することができる。従って印字品質の劣
化を最小にすることが可能となる。

以下、実施例により本発明の詳細を示す。

［実施例］ 実施例１゜ 第１図に本発明の画像形成ヘッドの一実施例を示す、第
１１１１はヘッドの先端部を基板上面から見た図である
。絶縁性の基板１上の先端に共通電極２が形成されてい
る。共通電極２の後部に画像形成用電極３が配置されて
いる。電極３同士の配列ピッチが書き込まれる画像の解
像度を規定している。共通電極２は基板１のエツジ部か
ら始まり共通電極の端部かられずかな間隔をおいて画像
形成用電極が配置されている。

共通電極２および電極３は結線４によりＩＣドライバー
６に接続されている０画像信号、ドライバー作動用電力
、電極印加用電圧はコネクター７を通じて外部からＩＣ
ドライバー６に送られる。

ＩＣドライバー６が実装されている回路基板５は電極が
形成されている基板とは異なりヘッドは二基板からなり
これらの基板の間が結線されている。

これはフォトエツチングが必要な基板１の面積を減らし
製造効率を上げ低コスト化を実現するための措置である
。同一基板上に電極部とＩＣドライバーが配置されても
問題無いし、またドライバー部が薄膜トランジスター製
造技術を活用して電極部と同一基板に形成されてもよい
。

共通電極と画像形成用電極の配置の様子を説明するため
第２図に第１図ａ−ａ’部のヘッド先端部の基板断面図
を示す６画像形成用の電極３の厚みは共通電極２の厚み
より厚く画像形成用電極が共通電極より基板より飛び出
している構造となっている。また共通電極２は基板１の
エツジ部を完全に覆う、かあるいは第２図に示している
ように共通電極２がヘッド先端のエツジ部を構成してい
る。

第２図に示すように共通電極が基板のエツジ部まで伸び
なくとも本発明は十分な効果を有すが、エツジ部に共通
電極が伸びているほうが画像形成部材への押圧を容易に
高めることができへラドタッチがより良好になり共通電
極の効果が大きくなる。

共通電極２と画像形成用電極３の間の隙間は画像形成部
材の変形により絶縁性の基板１に画像形成部材が接触し
ない程度の寸法にまで小さくすればよい、この寸法の最
大値は、共通電極の厚み、画像形成用電極の厚み、画像
形成部材の弾性、画像形成ヘッドの画像形成部材への押
圧などにより決める。

このような構成の電極のヘッドについて画像形成部材に
対する効果について以下に説明する０画像形成部材は画
像形成ヘッドに接触移動しながら画像形成部材表面に電
荷像形成されるわけだが、画像形成部材はヘッドに接す
ると第一に共通電極２に接し画像形成部材表面全面の電
位を所定値に制御する。その後画像形成部材は基板部の
絶縁性の部分に接触せずに画像形成用電極３に接触する
。

電極３を通過後画像形成部材表面には電荷像が形成され
ている。その後電荷像を顕像化するため現像プロセスに
移行するが、現像プロセスに至るまでの間に画像形成部
材表面は絶縁性あるいは導電性の部材と接触する場合が
発生すると電荷像の乱れが発生してしまい印字品質の大
きな劣化を生じてしまう、この問題を回避するため本実
施例では各電極の厚みを制御して共通電極２より画像形
成用電極３の方が絶縁性基板１表面より飛び出している
ようにし、画像形成部材に対して画像形成ヘッドを傾斜
して配置することができるようにした。

この結果、画像形成用電極３を通過した画像形成部材は
基板と遠ざかるように移動するため電荷像の乱れが防止
できる。適正な共通電極２と画像形成用電極３の厚みの
差は共通電極２と画像形成用電極３の間隔などにより異
なるが、画像形成部材に対して画像形成ヘッドが１０”
以上、望ましくは２０°以上傾斜して配置できれば画電
極とも十分な押圧が確保できより良好なヘッドタッチを
実現できる。この場合傾斜角の大きい方が押圧を大きく
でき望ましい。

実施例２゜ 本発明の画像形成ヘッドの別の実施例を数例第３図（ａ
）〜第３図（ｆ）に示す、第３図（ａ）〜（ｆ）は画像
形成ヘッドの第２図に相当するヘッド先端部の基板断面
図である。

第３図（ａ）に示す実施例は、セラミックの絶縁性基板
上の画像形成用電極の位置に対応する位置にグレーズ層
を形成し画像形成用電極の基板からの突出量を大きくし
たものである。このことにより画像形成部材表面に対す
る画像形成ヘッドの傾斜角を大きくできるため画像形成
ヘッドの画像形成部材の押圧を大きくできより良好なヘ
ッドタッチを実現すると共に画像形成部材のヘッド基板
への不必要な接触をいっそう減少できるので優れた画像
品質が得られる。

第３図（ｂ）に示す実施例は、画像形成用電極の上部の
電極幅を下部より広くすることにより共通電極と画像形
成用電極の実効的間隔を小さくし画像形成部材の共通電
極と画像形成用電極の間での画像孔れをいっそう減少さ
せたものである。

第３図（ｃ）に示す実施例は、絶縁性基板として導電性
の基板９上に絶縁層１・０を形成したものを使用した例
である。たとえばステンレス基板にポリイミド樹脂をコ
ートして表面を絶縁性にした基板である６本例の場合、
ヘッド先端部の絶縁層をエツチングして除去し基板の導
電性部を露出させ露出した導電性部を共通電極として使
用している例である。

第３図（ｄ）に示す実施例は、共通電極を部分的に絶縁
性のグレーズ層１１で覆いグレーズ層１１上に画像形成
用電極を形成したものである。この例では画像形成用電
極がヘッド先端部の基板エツジのごく近傍まで近づけて
形成できることと、グレーズ層上に画像形成用電極を形
成できることにより画像形成ヘッドの画像形成部材に対
する傾斜角を大きくできる。したがって画像形成ヘッド
の画像形成部材の押圧を大きくできより良好なヘッドタ
ッチを実現すると共に画像形成部材のヘッド基板への不
必要な接触をいっそう減少できるので優れた画像品質が
得られる。

第３図（ｅ）に示す実施例は、基板上に共通電極と画像
形成用電極を形成した後基板を曲げ、曲げた基板の角に
共通電極と画像形成用電極が配置するようにした例であ
る。各電極が角にあるため結果として画像形成部材への
押圧を大きくでき良好なヘッドタッチが得られる。基板
としてはステンレス基板にポリイミド樹脂のような樹脂
コートした基板が使用可能である。

第３図（ｆ）に示す実施例は、基板として導電性の基板
上に絶縁層を形成した基板で基板の導電性部を露出させ
共通電極として使用した例である。

基板は画像形成用電極を形成した後画像形成用電極が角
にくるように基板を曲げである。第３図（ｅ）と同様良
好なヘッドタッチが確保できる。

実施例３゜ 第４図に示す画像形成装置を使い画像比較を行なった。

この画像形成装置は導電性粉体１２を支持、搬送する部
材として、矢印１３方向に回転し多極マグネットを内蔵
する導電性スリーブ１４を用いる。導電性粉体１２に接
して第一の画像形成部材１５が矢印１６方向に搬送され
る。第一の画像形成部材１５を挟んで導電性粉体１２の
反対側に画像形成へラド１７が配置され、画像信号に応
じて電源１８より画像形成ヘッドの画像形成用電極にバ
イアス電圧が印加される。バイアス電圧が印加された電
極に接している第一の画像形成部材１５には、バイアス
電圧に応じた電荷が注入されるか、あるいは、自発分極
が発生する。それと同時に、バイアス電圧が印加された
画素に対応する（つまり、第一の画像形成部材１５のバ
イアス電圧が印加された画素と反対側の箇所）導電性粉
体１２には、逆極性の電荷が注入される。従って、第一
の画像形成部材１５上に導電性粉体１２を静電気力によ
って付着させることができる。なお、導電性粉体１２を
付着させないように画像形成ヘッドの共通電極に適当な
値の電圧を印加する。

画像に応じて第一の画像形成部材１５上に付着した導電
性粉体１２は、固定化手段１９により加熱、加圧される
ことで導電性粉体１２同士が融合、あるいは、接合し、
接合した状態で第一の画像形成部材１５上に固定化され
る。固定化手段１９としては、例えば、電子写真方式に
て公知であるヒトロール定着器、フラッシュ定着器、圧
力定着器等が挙げられる。

さらに、転写手段として、ヒートロール定着器２０を用
い、第二の画像形成部材２１とともに第一の画像形成部
材１５をヒートロール定着器２０に通し、加熱状態で加
圧して、導電性粉体１２同士の凝集力を利用して、第二
の画像形成部材２１へ一括して導電性粉体を転写する。

ここで、導電性粉体１２としては、ポリスチレン、アク
リル、ポリエステル等の樹脂を主成分とする、いわゆる
、樹脂系粉体か、あるいは、パラフィンワックス、カル
ナバワックス等のワックス類、高級脂肪酸類、低分子量
ポリエチレン、酸化ポリエチレン等のポリオレフィン類
等を主成分にする、いわゆる、ワックス系粉体であって
、１０９Ω口以下、望ましくは、１０６Ωロ以下の比抵
抗を有する粉体であればよく、また、第一の画像形成部
材１５としては、比抵抗ＩＱＩＩＩΩ０以上、望ましく
は、１０Ｉ２Ω口以上のフレキシブルなフィルム、例え
ば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェ
ニレンスルフィド（ｐｐｓ）、ポリイミド等の高分子フ
ィルムであればよい、また、比抵抗１０１ｇΩ口以上の
フレキシブルなフィルム上に比抵抗１０′１Ω口以下の
導電層を電極ヘッド側に形成したものは、バイアス電圧
の低減ができるので望ましい、　（つまり、飽和光学温
度を得るのに必要なバイアス電圧が低減できる。）この
導電層とは、例えば、有機物中にカーボンブラック、金
属粉等を分散したものであって、横方向の比抵抗が高く
、縦方向の比抵抗が低い、いわゆる、異方導電層である
。

本発明者は現像後のトナー像を比較することにより本発
明の電極構造の効果を評価した。従来の共通電極のない
ヘッドによる画像は不均一な地汚れが生じるとともに濃
度のむらも顕著に観測された。

一方共通電極のある実施例１．２に示した本発明の画像
形成ヘッドはまず第一に濃度むらが見られず、画像形成
部材全面にわたって均一な画像が得られた。光学濃度で
平均値１．４５の時Ａ４サイズの画像形成面積で最大ば
らつき幅は０．０６程度であり極めて小さかった。また
共通電極に印加する電圧を変化させることによりトナー
付着による地汚れが減らせた。従来では光学濃度で無印
字領域で０．２５程度であったのが本発明のヘッドでは
０．１５以下にできた。

また従来の導電性ローラーを使った画像形成装置で得ら
れた画像を調べると本発明により得られた画像に比べて
濃度むらが大きかった０画像漬度の平均値で１．４３、
最大濃度と最小温度の差０゜１２であり、目視で明らか
にむらが判別できた。

さらに地汚れも本発明より高く総合して本発明のヘッド
により得られた画像品質がはるかに良好であった。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の画像形成ヘッドは画像形成部
材表面電位を安定化でき形成した画像の乱れも最小にで
きるので画像品質の向上に大きく寄与できる。特に本発
明の画像形成ヘッドはフレキシブルなフィルムに低いテ
ンションで高品質な画像を形成できるので新規な静電方
式のプリンターをはじめ各種画像出力を必要とする機器
、例えばファシス、ワードプロセッサなどの画像形成装
置への応用が期待でき、さらに、トナーを使用した画像
デイスプレーへの応用等も可能でありその応用分野はき
わめて広いものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成ヘッドの一実施例を示す概略
図。 第２図は第１図の画像形成ヘッドの先端部のａす画像形
成ヘッド先端の断面の拡大図。 第４図は画像形成評価に使用した画像形成装置の概略図
。 １・・絶縁性基板 ２・・共通電極 ３・・画像形成用電極 ４・・結線 ５・・回路基板 ６・・ＩＣドライバー ７・・コネクター ８・・グレーズ層 ９・・導電性基板 １０・絶縁層 １トグレ一ズ層 １２・導電性粉体 １３・導電性スリーブの回転方向を示す矢印１４・導電
性スリーブ １５・第一の画像形成部材 １６・第一の画像形成部材の搬送方向を示す矢印１７・
画像形成ヘッド 電源 固定化手段 ヒートロール定着器 第二の画像形成部材 以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴木　喜三部（他１名）第　３　図　
（ｄン ｉ 第３図び少

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、絶縁性基板、該絶縁性基板上に形成された複数の互
   いに分離された電極群１、電極群１の各々の電極に独立
   して電圧を印加する回路を構成要素として少なくとも含
   み画像形成部材に接触しながら移動し該画像形成部材上
   に電極群１により電荷像を形成する画像形成ヘッドにお
   いて、該画像形成部材が共通の電極に接触した後電極群
   １に接触するように該絶縁性基板上に共通の電極を配置
   したことを特徴とする画像形成ヘッド。