JPH06143662A - 記録用電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コストと記録特性に優れた記録用電極を提供
する。 【構成】 記録用電極３０は、基板３１上に、多数のア
パチャー３２が形成されていて、前記アパチャー３２の
周囲に開口電極部３３が配置されている。開口電極部３
３の内径は、アパチャー３２の径より大きくなってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やプリンター等
の画像記録装置に用いられる記録用電極に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、荷電粒子を直接変調して受像体上
に記録する画像記録装置が、提案されている。すなわち
米国特許第３６８９９３５号明細書において開示されて
いるように、トナー供給源と、開口部を有した記録電極
と、対向電極とから構成されている。記録電極は、絶縁
層を介して、基準電極と、多数の制御電極とから構成さ
れ、基準電極と、制御電極とが重なる部分に開口部が設
けられる。トナー供給源から帯電したトナーが記録電極
の基準電極に供給され、この記録電極により、トナー流
の前記開口部の通過が変調される。そして、変調された
トナーは、対向電極の方向に引き寄せられて、この対向
電極に搬送される支持体に付着し、画像が形成される。

【０００３】この装置に於いては、記録電極は次のよう
な構成をとっていた。すなわち、特願平３ー３４２４７
号の願書に添付した明細書及び図面に於いて示されるよ
うに、ポリイミド等の樹脂フィルム上に、導電層と開口
部とを形成して記録用電極としていた。

【０００４】さらに、本出願人らは検討を進め、特願平
４−２５４４９４号の出願にて示されるように、トナー
を保持した担持体と記録電極を接触させて配置すること
によって記録特性を大きく改善することができた。

【０００５】この記録電極は、図４及び図５に示すよう
な構造をしている。

【０００６】図４は、従来の記録電極の斜視図であり、
図５はアパチャー近傍の平面図と断面図である。すなわ
ち、記録電極１００は、基材１０１の中央に貫通口たる
アパチャー１０２が設けられていて、上面には開口電極
部１０３が配置されている。ここでアパチャー１０１と
開口電極部１０３は、同一径を有した貫通口となってい
た。そして、トナー流オン時には４０ボルト、またオフ
時には０ボルトを開口電極部１０３に印加することによ
り、トナーを受像紙上に飛翔制御して記録を行うことが
できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された記録電極について次のような問題が発生
していた。すなわち、電極のアパチャーと開口電極部の
内径が同一径を有して、貫通口となっているため、電界
形成上と製造上についての問題があった。

【０００８】前者は、トナーがオン時に飛翔しようとす
る際に、開口電極部がアパチャーと同一となっているた
め、対向電極で形作られる飛翔電界がシールドされて、
トナーの記録速度や解像度が得られにくいことがあっ
た。

【０００９】また、後者については、アパチャーと開口
電極部を全く一致させて加工することが非常に難しかっ
た。この記録電極の製造方法としては、ポリイミド上の
銅膜を開口電極部の形状にエッチングによりパターニン
グした後、エキシマレーザによりポリイミドをアパチャ
ー形状に除去加工する。このとき露光マスクによりエキ
シマレーザの光を遮蔽し、所定形状のレーザ光をポリイ
ミド面に照射するのだが、電極面と露光マスクとの位置
合わせが非常に難しかった。また、露光マスクの開口と
開口電極部の内径が同一寸法となるため、ズレが発生し
た場合には、開口電極部にエキシマレーザが照射される
ことがあった。この場合開口電極部の銅膜は、レーザ光
により損傷を受け使用できなくなることが頻繁に発生し
ていた。本発明は、上述した問題点を解決するためにな
されたものであり、記録特性と製造面で優れた記録用電
極を提案することにあり、またそれを使用した優れた画
像記録装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の記録用電極は、次のような特徴を有してい
る。すなわち記録用電極は、荷電粒子を開口部を有した
記録用電極により直接制御し記録する画像記録装置に使
用される。そして、前記記録用電極の絶縁性基板上に少
なくとも開口部を備えるとともに、前記開口部近傍に開
口電極部が設けられていて、前記開口部よりも開口電極
部の内径を大きくしたことを特徴としている。

【００１１】

【作用】上記の構成を有する本発明により、アパチャー
は開口電極部よりも小さくなる。これにより、トナー飛
翔時に開口電極がシールド効果を発生することを低減さ
せることができ、記録特性が向上される。さらに、エキ
シマレーザによる穴明け加工時においても、製造歩留ま
りを改善し低コストを実現することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１３】図１は、本発明の記録用電極を適用した画
像記録装置の断面図である。画像記録装置１０は、大き
くプロセスユニット２０、記録用電極３０、定着器４
０、用紙搬送ユニット５０、対向電極６０、及び電源部
７０とで構成されている。本装置においては、プロセス
ユニット２０において、記録用電極３０により、用紙５
１上にトナー像が形成された後、定着器４０で加熱定着
が行われて排出される。

【００１４】記録装置の外装１１には、左側面に出力紙
の排出口１２及びトレー１３が、設けられている。

【００１５】本機中央に設置されたプロセスユニット２
０は、次のような構成を有している。すなわち、プロセ
スユニット２０は、帯電ユニット２１及びトナー供給ユ
ニット２２とで構成されていて、前記帯電ユニット２１
には、図中矢印方向に回転可能な担持ローラ２３、供給
ローラ２４、アジテータ２６、及びブレード２５が配置
されている。担持ローラ２３は、金属もしくは樹脂等の
絶縁体の表面を有した剛体のローラであり、後述する記
録用電極３０とは、トナー層を介して密着して設けられ
ている。両ローラはいずれも接地されている。供給ロー
ラ２４は、スポンジやゴムでできた弾性体のローラであ
り、前記担持ローラ２３と共同して、トナーを帯電せし
める。

【００１６】トナー供給ユニット２２は、内部にはトナ
ー２７が充填されていて、ユーザがトナー補給の際装着
される。トナー２７は、粒径７μｍ程度のいわゆる小粒
径トナーが画像的に好ましく、粉砕トナー、重合トナー
共に使用できる。本機に設置がなされると、トナー２７
は帯電ユニット２１に放出され、アジテータ２６により
かくはんされる。

【００１７】プロセスユニット２０の下部には、記録用
電極３０が配置されている。ここで図２及び図３を使用
して、記録用電極について説明する。図２は、本実施例
の記録用電極の詳細斜視図、また図４はアパチャー近傍
の上面図と断面図である。記録用電極３０は、基板３１
上にアパチャー３２が多数設けられていて、各アパチャ
ーの周辺に設置された開口電極３３とそれに連なる導線
部３４とで構成されている。

【００１８】基板３３は、絶縁性基板であれば良く、ポ
リイミドやポリエステル等の樹脂フィルムや、アルミナ
やジルコニア等のセラミックが使用できる。基板３３の
厚みは、印加電圧にもよるが５０μｍ以下望ましくは２
５μｍ程度が選択されると良い。ただしこの厚みは、ア
パチャー近傍においてのみ適用されるのであって、外形
的には大きな規制とならない。

【００１９】アパチャー３２は、前記基板３３を貫通す
る穴であり、穴径としては、３００ＤＰＩの場合、１０
０〜１２０μｍ程度が選択される。アパチャー３２の周
囲には、開口電極部３３が配置されている。開口電極部
３３は、アパチャー３２より大きい内径を有していて、
暑さ１μｍ以下の銅のスパッタ膜や蒸着膜で形成されて
いる。

【００２０】このような形状の穴を製造することは、位
置合わせなどの点できわめて容易になりうる。すなわ
ち、エキシマレーザ加工時には、アパチャー形状に対応
した露光マスクを記録電極に密着もしくは離して配置し
て、レーザ光を照射する。略アパチャー形状のレーザ光
を、予めパターニング時に銅膜がくり貫かれた開口電極
部の内部に照射し、ポリイミドのみを除去加工すること
により、アパチャーが形成される。このとき、開口電極
部とアパチャーの形状に付いて、上述のようにアパチャ
ーの径が開口電極部の内径よりも小さくされているた
め、加工時に銅膜である開口電極にエキシマレーザ光
が、照射されることは皆無である。開口電極部中心と露
光マスクの位置に多少のズレが発生しても、銅膜が照射
され損傷を受けることはない。したがって、従来問題で
あった露光マスクの位置決めの難しさに起因する、エキ
シマ光による銅膜の損傷がなくなり、歩留まり向上に大
いに貢献でき、低コスト化が可能になる。

【００２１】開口電極部３３より導線部３４が延ばされ
ていて、図示しない駆動回路、シフトレジスタやラッチ
回路からなるデータ出力回路に接続されている。駆動回
路により画像信号データに基づき、開口電極３３に、０
ボルトと４０ボルトを選択的に印加することができる。

【００２２】プロセスユニット２０と、用紙５１を挟ん
で、対向電極６０が設けられている。対向電極６０は、
１キロボルトの電圧が印加される電極部６２と、前記電
極部を保持絶縁する支持部６１とで構成されている。

【００２３】さらに、装置下方には、用紙搬送ユニット
５０が設けられている。用紙搬送ユニット５０は、用紙
５１を収納する用紙カセット５２と、けり出しローラ５
３と、用紙反転ローラ５４と、搬送ガイド５５と、送出
ローラ５６と、搬送ローラ５７とで構成されている。各
ローラは、図中矢印方向に回転可能であり、用紙を搬送
することを行える。

【００２４】また、用紙搬送方向下流に定着ユニット４
０が、配置されている。定着ユニット４０は、ヒータ４
２を内蔵したヒートローラ４３と、加圧ローラ４１によ
り構成されている。

【００２５】装置上方には、記録に必要なデータ処理を
行うコントローラ部７１と、駆動や電圧制御をつかさど
る電源部７０が設けられている。

【００２６】次に本実施例の作用について、説明をす
る。

【００２７】外部のコンピュータからデータが送出され
てくると、本装置は作動を開始する。プロセスユニット
２０においては、収納されたトナー２７がアジテータ２
６により、供給ローラ２４に送られ、接地されたブレー
ド２５の摩擦帯電により、負帯電性を付与される。帯電
したトナー２７は、供給ローラ２４から担持ローラ２３
にのせられ、記録用電極３０と接する位置まで運ばれ
る。

【００２８】記録電極においては、データ出力回路から
の信号が導線部を通じて、駆動回路に伝達される。これ
により駆動回路は、０ボルトと４０ボルトを選択的に開
口電極部３３に印加する。このとき接地した担持ローラ
２３と開口電極３３間には、電界が発生し、記録電極３
０と担持ローラ２３により挟まれたトナーは、静電力を
受け、記録制御を行うことができる。すなわち、０ボル
ト印加時には、トナーはアパチャーへ移動することなく
静止しているが、４０ボルト印加時には、負帯電したト
ナーはアパチャーをくぐり抜け、その後対向電極６０に
よって形成された電界により飛翔する。

【００２９】この時、オン時にはアパチャーに対して開
口電極部３２が広がっているため、対向電極６２により
形成される飛翔電界のシールド効果が低減され、電界強
度上昇によりトナー速度が上がり、結果として記録速度
や解像度の向上が可能となる。

【００３０】装置の起動と同時に用紙搬送ユニット５０
からは、用紙５１が送出されてくる。すなわち、半円状
の蹴りだしローラ５３が、用紙カセット５２より用紙５
１を送り出し、用紙反転ローラ５４によって搬送方向を
変更された後、搬送ガイド５５と搬送ローラ５７により
保持送出される。用紙５１が、前記記録電極３０のアパ
チャー３３直下にくると、トナー２７が飛翔して付着す
る。このように各開口電極３３の電圧を独自に制御する
ことにより、トナーが飛翔し対応した画像が用紙５１上
に形成できる。

【００３１】その後、トナーによる画像が形成された用
紙５１は、定着器４０へと搬送される。そして、ここで
用紙上の画像が、ヒートローラ４３と加圧ローラ４１に
よって圧接されることにより定着される。この定着方法
は一般的な方法であるため、詳細な説明は省略する。画
像形成された用紙は、搬送ガイド５５を経由して、排出
口１２へと搬送され出力される。

【００３２】本発明は上述した実施例に拘ることなく、
その主旨を逸脱しない範囲で変更は可能である。本実施
例では、片面のみに開口電極がある記録電極に付いて説
明したが、両面に開口電極を有した記録電極に付いても
当然実施する事は可能であり、同様な効果を発現でき
る。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明により、アパチャーは開口電極部よりも小さくな
る。これにより、トナー飛翔時に開口電極がシールド効
果を発生することを低減させることができ、記録特性が
向上される。さらに、エキシマレーザによる穴明け加工
時においても、製造歩留まりを改善し低コストを実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録用電極を適用した画像記録装置の
断面図である。

【図２】本発明の記録用電極の斜視図である。

【図３】本発明に記録用電極のアパチャー近傍の上面図
と断面図である。

【図４】従来の記録電極の斜視図である。

【図５】従来の記録電極のアパチャー近傍の上面図と断
面図である。

【符号の説明】

２０ プロセスユニット ３０ 記録用電極 ３１ 基板 ３２ アパチャー ３３ 開口電極部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部を有した記録用電極により荷電粒
   子を直接制御して記録する画像記録装置に使用される記
   録用電極に於て、 前記記録用電極の絶縁性基板上に少なくとも開口部を備
   えるとともに、前記開口部近傍に開口電極部が設けられ
   ると共に、前記開口部よりも開口電極部の内径を大きく
   したことを特徴とする記録用電極。