JPH058434A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録電極（４）と記録媒体（５）間にトナー
（１）を供給し、記録電極に電圧を印加して、この記録
媒体にトナー像を形成する装置において、記録電極のそ
ばのトナーの流れを円滑にする。 【構成】 磁力（２）により記録電極（４）のそばを磁
性トナー（１）を搬送する構成において、記録電極近く
の実装部品（１８、１９ｂ、１９ｃ）のトナー搬送方向
に対する幅を３ｍｍ以下とし、実装部品同志の間隔を
０．６ｍｍ以下とする。 【効果】 磁界により搬送されるトナーの障害を低減す
ることでトナーの搬送が円滑になり、十分なトナーの電
極への供給により形成画像の濃度の向上が見られた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成装置に関するも
ので、例えば複数の記録電極と記録媒体との間に現像剤
を供給し、記録電極に信号電圧を印加することにより、
記録媒体にトナー等の現像剤を付着させるプリンター、
デイスプレイ装置等に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置においては、特公昭
５１−４６７０７号公報等に記載された方法により画像
を形成するものが知られている。

【０００３】図２はその記録原理を示すための説明図で
ある。現像剤である導電性磁性トナー１を、マグネツト
ローラ２を矢印の向きに回転させることにより、非磁性
円筒３上をマグネツトと逆方向に搬送し、記録制御回路
１３から記録電極４へ記録信号を印加することにより、
記録電荷が導電性磁性トナー中に注入され、記録電極に
近接して設けられた記録媒体５の設置された導電層７と
の間のクーロン力によって、トナーが誘電層６の表面に
付着する。このとき、記録媒体を図の矢印方向に搬送す
ることによって記録信号のＯＮ、ＯＦＦに応じた画像を
記録媒体上に形成することができる。

【０００４】図３は上記の記録原理を用いて実際に製品
化された表示装置の断面図である。図３において、図２
と同一番号の部材は同一部材を示し、そのほかに、クリ
ーニング部材８および導電性ブラシ８ａとクリーニング
用磁石９を用いて、一度形成された記録部材上の画像を
消去する機構を有している。さらに、消去後掻き落され
たトナーは下部に設けたトナー容器に回収され、再利用
できるよう工夫されている。また、記録媒体はエンドレ
スベルト状シートとし、記録ローラ１１を用いて矢印方
向に搬送する機構になっており、これらの機構を本体枠
１２の中に収めて、薄い奥行で広い表示画面を実現でき
るようになっている。

【０００５】上記の装置において、記録電極を実際に非
磁性円筒上に設ける方法として、図４に示すように、電
極列を形成し先端の金属部を露出させたフレキシブル基
盤１４を非磁性円筒に張り付ける方法がある。このと
き、トナーの搬送を妨げないようにフレキシブル基盤に
は多数のトナー穴１５が設けられている。

【０００６】しかしながら、上記のように小さなトナー
穴を通してトナーの搬送を行なう方法には次のような欠
点があった。

【０００７】（１）トナーが穴を通過する際に、穴によ
るトナーの圧縮や摩擦により、トナーの劣化が促進され
る。

【０００８】（２）トナー穴を設けるため、穴の周辺の
電極ピツチを他の部分より微細にする必要があり、電極
先端のピツチを高密度にしようとすると製造上の歩止り
が低下する。

【０００９】上記の欠点を解決する方法として非磁性円
筒上に直接電極及び駆動回路を固定し、これらの部材の
上をトナー搬送させる方法が考えられており、さらに、
記録密度を高めるため、上記フレキシブル基盤より高密
度の電極列の形成が可能な方法として、図５に示すよう
な剛性基盤上に金属薄膜をパターンニングして作成され
た記録ヘツド１６が考えられている。この記録ヘツドは
記録電極支持部材をセラミツク等の剛性基盤１７とし、
記録電極を半導体製造プロセスと同様の方法を用いて、
この剛性基盤上に形成することにより、電極ピツチの高
密度化を図るもので、剛性基盤上に金属薄膜を形成した
後、レジストを塗布し、露光、エツチングを経て電極パ
ターンを形成し、各電極と駆動ＩＣとの接続をワイヤー
ボンデイング等の接続方法を用いて作成するものであ
る。図５では記録信号印加用ＩＣ１８を剛性基盤上に実
装し、このＩＣを駆動するためのＩＣ駆動回路１９が回
路基盤１９ａ上にコネクタや抵抗、コンデンサ等の実装
部品１９ｂを実装して作成され、支持板２０の上で剛性
基盤と回路基盤は接続されている。

【００１０】しかしながら、上記記録ヘツドを非磁性円
筒上に固定する場合、ＩＣ駆動回路上の実装部品が原因
となって、トナーの搬送が妨げられるという問題が生じ
ていた。

【００１１】図６及び図７は、上記の問題を生じた具体
例で、現像領域周辺の装置断面図と斜視図である。図６
において、非磁性円筒３の直径は４００ｍｍ、記録ヘツ
ド１６の幅は２０ｍｍ、厚さは記録ヘツド表面の実装部
品を除いて２ｍｍである。また、信号印加用ＩＣ１８と
実装部品１９ｂの表面は絶縁と保護を兼ねた封止用樹脂
２１でおおわれている。さらに、記録ヘツドの固定を容
易にするため、非磁性円筒表面の一部に１４ｍｍの幅の
平面ができるように加工を施しこの平面部に平面の端と
記録ヘツド１６先端を一致させて記録ヘツドを固定して
いる。非磁性円筒３の厚みが限られているため、この例
では平面の幅が１４ｍｍ以上にできず、記録ヘツドの後
端は非磁性円筒３表面から浮いた状態で固定され、記録
ヘツド１６と非磁性円筒の間に隙間を生じている。この
ような隙間があるとトナー搬送が妨げられるばかりでな
く、隙間にトナー１が侵入し、トナーが徐々に堆積して
圧縮され、記録ヘツドを押し上げるような作用をして記
録ヘツドの固定を弱くし、同時にトナーの劣化を促進す
る。この対策として樹脂により成型した記録ヘツド支持
台２２が設けられ、台の斜面を用いてトナー搬送を滑ら
かに行なえるようにした。

【００１２】しかし、このような対策を施しても、記録
ヘツドの後端部はマグネツト表面から最も離れた位置に
あるためトナーを搬送する磁力が弱く、約９５ガウスま
で低下しており、５００ガウス以上の磁束密後を有する
円筒表面上では問題にならないようなわずかな障害物で
もこの領域に存在するとその障害物を乗り越えたり、２
つ以上の障害物の間を通過する際にトナーの体積を生じ
やすくなる。トナーの体積は図７に示すようなデータ線
１９ｃや抵抗及びコンデンサなどの実装部品１９ｂの周
囲で最初に発生し、矢印で示す範囲以外ではトナーが搬
送しなくなり、最終的には全領域でトナー搬送が不可能
となる。

【００１３】上記の現象は、特に実装部品１９ｂの高さ
がトナーが乗り越えられないほど高くなった場合に著し
く、このときの実装部品の幅と部品同志の実装間隔に依
存する。

【００１４】このような問題は記録ヘツドの幅を狭く、
厚みを薄くすることで改善できるが、実際には技術的に
容易ではなく、実現したとしても大幅なコストアツプが
予想される。さらに、製品化を考えると小型軽量化のた
め、マグネツトローラ２および非磁性円筒３の直径を小
さくする必要があり、同じ記録ヘツド幅でもより小さな
直径の非磁性円筒と組み合せられるような構成が望まれ
ていた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は非磁性円筒上に設けた回路基盤上の実装部品壁面及
び部品間の隙間にトナーが詰まり、これらを核としてト
ナー全体の搬送が妨げられる点である。

【００１６】

【問題を解決するための手段】本発明は、記録ヘツド上
の駆動回路基盤に必要な実装部品の、トナー搬送方向に
対する断面の幅を３ｍｍ以下、部品同志の実装間隔を
０．６ｍｍ以上に設定することで、トナーの詰まりの無
い、滑らかなトナー搬送を実現した。

【００１７】

【実施例】

（実施例１）以下本発明を図示の実施例に基いて説明す
る。

【００１８】図１は本発明による画像記録装置の第１の
実施例を示すものである。図において各部に付けられた
番号は、図７における番号と同一の部材を示しており、
また、記録ヘツド１６の固定条件も図７と同じである。
本実施例では、実装部品の内、チツプ型コンデンサ及び
抵抗のトナー搬送方向に対する断面の幅を２ｍｍとし、
データ線１９ｃは太さ１．５ｍｍのものを使用した。さ
らに、各部品は１０ｍｍ間隔で実装されている。

【００１９】以上の条件で装置の連続運転を行ない、記
録ヘツド上にトナーを搬送し続けたところ、図４の従来
製品で保証しているトナーの耐久時間を経過しても十分
なトナー搬送を確認し、図６のようなトナーの搬送不良
は認められなかった。

【００２０】なお、上記の装置において用いた記録媒体
５は詳細には図８の記録媒体断面図に示すような４層構
造のものを使用しており、表面層６ａは、その体積抵抗
値が１０⁷〜１０¹⁶Ωｃｍが使用可能で、１〜２０μｍ
の厚みを有するブチラール樹脂、アクリル樹脂、ナイロ
ン樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、フエノール
樹脂等のプラスチツク樹脂が適用可能であり、抵抗層６
ｂは、その体積抵抗値が１０⁰〜１０⁷Ωｃｍが適用可能
で、５〜３０μｍの厚みに設定可能で、酸化チタンまた
は酸化アルミニウムまたは酸化スズまたは酸化インジウ
ムをプラスチツク樹脂中に分散させたものが使用可能で
あり、導電層７は、その体積抵抗値が１０⁰〜１０²Ωｃ
ｍで、８００〜１０００Ａの厚みを有するアルミニウム
等の導電性蒸着膜が使用可能で、支持層７’は、７０〜
３００μｍの厚みを有するポリエチレンテレフタレート
樹脂、ポリイミド樹脂等のプラスチツク樹脂で構成する
ことができる。

【００２１】また、導電性磁性トナー１は、プラスチツ
ク樹脂に磁性粉を内添した後、カーボンを外添して製造
された粒径約３μｍ〜１５μｍで好ましくは１０μｍの
粒子で、その電気抵抗値はトナーを磁気ブラシによって
鎖状に形成したときのトナーの連結方向の体積抵抗値
で、１０³〜１０⁸Ωｃｍのものが使用可能である。

【００２２】（実施例２）図８は本発明による画像記録
装置の第２の実施例を示すものである。図において各部
に付けられた番号は、図７における番号と同一の部材を
示しており、また、記録ヘツドの固定条件も図７と同じ
である。本実施例では、実装部品の内、チツプ型コンデ
ンサ及び抵抗のトナー搬送方向に対する断面の幅を３ｍ
ｍとして１０ｍｍ間隔で実装し、ｍｍ以下とすべきであ
ることがわかる。

【００２３】図１０は上記の結果を基に実装部品１９ｂ
の幅をトナー搬送性の問題の無い０．８ｍｍとした２つ
の部品を用い、その実装間隔のみを変化させたときのト
ナーの搬送性を調べたもので、横軸に実装間隔（ｍ
ｍ）、縦軸に表示画面回数（回）をとったものである。
このグラフから実装部品の間隔は０．６ｍｍ以上とる必
要があることがわかる。

【００２４】（実施例３）図１１及び図１２は本発明に
よる画像記録装置の第３の実施例を示す装置断面図と斜
視図である。各図において各部に付けられた番号は、図
６及び図７における番号と同一の部材を示しており、本
実施例では記録電極４と駆動回路１９を同一フレキシブ
ル基盤上に形成し、電極先端はフレキシブル基盤を直接
非磁性円筒３に張り付け、駆動回路部は裏面に剛性の支
持板を設けて実装部の平坦性を持たせている。

【００２５】このような構成にすることによって非磁性
円筒に平面領域を作る手間を省くことが可能となるが、
実装部のトナー搬送性はやはり低下するため、実装部品
はトナー搬送方向に対する断面の幅を２ｍｍとし、実装
間隔を１０ｍｍとした。また、データ線１９ｃは太さ
１．５ｍｍのものを使用し、実装間隔は２ｍｍとして良
好なトナーの搬送性を確認した。

【００２６】なお、上記の装置において用いた記録部材
及びトナーは実施例１と同じものを用いた。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の記録ヘツ
ドを用いた画像形成装置は、記録ヘツド上の駆動回路基
盤に必要な実装部品の、磁力によるトナーの搬送方向に
対する断面の幅を３ｍｍ以下とし、各実装部品の実装間
隔を０．６ｍｍ以上とすることにより、トナーの体積を
防ぎ、良好なトナー搬送を行なうことができる。なお、
これらの数値の他方の限界は、実装部品の大きさにより
定まるものであり、上記断面の幅は小さければ良いが、
更に実装間隔については、広ければ広いほどトナーの搬
送性は向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を用いた画像形成装置の
電極部斜視図。

【図２】本発明に用いる装置の記録原理説明図。

【図３】従来の画像形成装置全体の断面図。

【図４】従来のフレキシブル基盤を用いた記録電極部斜
視図。

【図５】記録ヘツド斜視図。

【図６】従来の記録ヘツドを用いた画像形成装置の現像
領域周辺の断面図。

【図７】従来の記録ヘツドを用いた画像形成装置の記録
電極斜視図。

【図８】本発明の第２の実施例を用いた画像形成装置の
電極部斜視図。

【図９】実装部品幅に対する耐久画面数毎のトナー搬送
性判定グラフ。

【図１０】実装部品間隔に対する耐久画面数毎のトナー
搬送性判定グラフ。

【図１１】本発明の第３の実施例を用いた画像形成装置
の現像領域周辺の断面図。

【図１２】本発明の第３の実施例を用いた画像形成装置
の電極部斜視図。

【符号の説明】

１ 導電性磁性トナー ２ 回転磁石 ３ 非磁性円筒 ４ 記録電極 ５ 記録媒体 ６ 誘電層 ７ 導電層 １１ 記録ローラ １３ 記録制御回路 １６ 記録ヘツド １７ 電極形成用剛性基盤 １８ 信号印加用ＩＣ １９ ＩＣ駆動回路 １９ａ 回路基盤 １９ｂ 実装部品 ２０ 支持板 ２１ 封止用樹脂 ２２ 基盤支持台

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数の記録電極と、前記記録電極上へ現
   像剤を供給する現像剤供給手段と、記録媒体と、前記記
   録電極と前記記録媒体を相対的に移動させる手段と、前
   記記録電極とこの電極用の駆動回路を、現像剤供給手段
   として用いる回転自在なマグネツトローラを内包した非
   磁性円筒表面上に固定する構成の画像形成装置におい
   て、記録電極の近くの実装部品のトナー搬送方向に対す
   る幅を３ｍｍ以下、実装部品同志の実装間隔を０．６ｍ
   ｍ以上とすることを特徴とする画像形成装置。