JPH09314891A - 電極体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録特性に優れた記録用電極を提供するこ
と。 【解決手段】 帯電防止コート液３２は、アパチャ６内
部に注入されて充填されるが、吸収シート３０によっ
て、アパチャ６内部に注入されて、アパチャ壁面を通過
した帯電防止コート液３２の大部分が吸収シート３０に
吸収される。帯電防止コート液３２が通過したアパチャ
壁面は、この帯電防止コート液３２に覆われて帯電防止
コート層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、プロッタ、ファクシミリなどに利用し得る画像形成
装置に使用する電極体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置の１つとして、複数
の開口部（以下、アパチャと称する）が形成された電極
を用いて、その電極に対して画像データに基いて電圧を
印加し、トナー粒子が前記アパチャを通過し得るよう制
御して、通過したトナー粒子により支持体上に画像を形
成するものが、米国特許第３６８９９３５号の明細書及
び図面において開示されている。

【０００３】この画像形成装置は、絶縁体よりなる平板
と、この平板の一方の面に形成される連続した基準電極
と、他方の面に形成される互いに絶縁された複数の制御
電極とからなり、前記各制御電極毎に前記３者を貫いて
少なくも１列のアパチャが形成されたアパチャ電極体
と、前記基準電極と制御電極との間に選択的に電位を与
える手段と、印加された電位によってアパチャを通過す
るトナー粒子の流れが変調されるよう帯電したトナー粒
子を供給する手段と、支持体とアパチャ電極体が相対的
に移動し得るよう支持体を粒子流路中に位置決めする手
段とから構成されている。

【０００４】また、例えば特開平６−７９９０７号公報
には、アパチャ電極体の支持体側に制御電極が設けられ
ていて、アパチャ電極体をトナー供給ローラに接触させ
るように配設した画像形成装置が開示されている。

【０００５】上述したようなアパチャ電極体は、以下に
示される順序で製造される。

【０００６】まず始めに、ポリイミドなどの絶縁シート
の上に銅膜をパターニングする事により、制御電極のパ
ターンを形成する。

【０００７】次に、エキシマレーザにより絶縁シートを
貫通するアパチャの穴あけ加工を行う。このエキシマレ
ーザを使用する穴あけ加工は、アブレーションを利用す
るために、極めてきれいな穴を形成できる長所がある反
面、エキシマレーザによるアブレーションにより発生す
るカーボンが、アパチャ上部や壁面に付着する。

【０００８】次に、超音波洗浄やプラズマエッチングに
より、アパチャ上部や壁面に付着したカーボンを除去す
る。

【０００９】更に、前記アパチャの壁面に、ポリイミド
インクにカーボンを分散させた帯電防止コート液をアパ
チャ内部に注入することにより、帯電防止コート層を設
ける。この帯電防止コート層は、アパチャ壁面が帯電す
ることによって、画像形成装置搭載時にトナーが静電気
力を受けてアパチャ壁面に付着して起こる穴ずまりを防
止する目的で設けられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来技術に示された最終工程であるところのアパチャ壁
面に帯電防止コート層を設ける工程において、帯電防止
コート液をアパチャに注入すると、アパチャ壁面どころ
かアパチャ内部にこのコート液が充填されてアパチャを
塞いでしまう問題があった。

【００１１】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、穴を塞がないように、コート層
を穴壁面に形成することのできる電極体の製造方法を提
供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１記載の電極体の製造方法は、第
１の工程において、導線部が配置された絶縁性基板に穴
を形成し、第２の工程において、形成された穴にコート
液を注入することにより穴壁面にコート層を形成すると
共にその穴から余分なコート液を吸収する。

【００１３】また、請求項２記載の電極体の製造方法
は、第２の行程において、穴に対応するように絶縁性基
板の一面側にコート液吸収手段を配置させると共に絶縁
性基板の他面側からコート液を塗布する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図面を参照しながら説明する。

【００１５】図１は、本実施の形態の画像形成装置の概
要を示す図であり、電極体としてのアパチャ電極体１の
上側には、１ｍｍの間隙を有して、円柱状の背面電極ロ
ーラ２２がシャーシ（図示せず）に回動可能に配設され
ており、前記間隙に挿入される支持体２０を搬送し得る
ように構成されている。また、前記アパチャ電極体１の
下側には、そのアパチャ電極体１の長手方向に沿って、
トナー供給装置１０が配設されており、更には、前記背
面電極ローラ２２によって搬送される支持体２０の進行
先には定着装置２６が配設されている。

【００１６】次に、上記各構成要素の詳細を説明する
と、前記トナー供給装置１０は、装置全体のハウジング
を兼ねるトナーケース１１と、そのトナーケース１１内
に収納されるトナー１６と、供給ローラ１２と、トナー
担持ローラ１４と、トナー層規制ブレード１８とから構
成されている。ここにおいて、前記トナー担持ローラ１
４はトナー１６を担持し、アパチャ電極体１に向かって
搬送するものであり、前記供給ローラ１２は、トナー担
持ローラ１４に対してトナー１６を供給するものであ
る。

【００１７】そして、前記供給ローラ１２とトナー担持
ローラ１４は、トナーケース１１に図示する矢印方向に
回転可能に支持されており、両者は接した状態で平行に
配設されている。また、前記トナー層規制ブレード１８
は、トナー担持ローラ１４に担持されるトナー１６の量
がローラ面上で均一になるよう調整するとともに、その
トナー１６を均一に帯電させるためのものであり、トナ
ー担持ローラ１４に圧接されている。

【００１８】前記アパチャ電極体１は、図２に示すよう
に厚さ２５μｍの絶縁性基板としてのポリイミド製の絶
縁シート２に直径１００μｍの複数の穴としてのアパチ
ャ６が１列に形成され、且つ上面に厚さ１μｍの導線部
としての制御電極４が各アパチャ６毎に形成されたもの
である。そして、前記アパチャ電極体１は、図１に示す
ように支持体２０側に制御電極４を対向させた状態で、
絶縁シート２のアパチャ位置でトナー担持ローラ１４に
対して圧接されている。

【００１９】ここにおいて、前記アパチャ電極体１のア
パチャ６とトナー担持ローラ１４との位置関係の詳細を
説明すると、図３に示すように、各アパチャ６は各々の
中心線３０がトナー担持ローラ１４の周面の最上部分
と、トナー担持ローラ１４の中心軸３２とを通過するよ
うに配置されている。これによれば、各アパチャ６は、
トナー担持ローラ１４の周面の最上部分を基準として、
左右に均等に配置されることにより、各アパチャ６を通
過するトナー１６の分布をアパチャ内の全域で均一にす
ることができる。また、アパチャ６の壁面とトナー１６
の飛翔方向とが平行であるため、安定してトナーを飛翔
させることができる。

【００２０】更には、アパチャ電極体１自体は、図３に
示すようにトナー担持ローラ１４に対して、アパチャ６
を中心として左右に同じ角度だけたわむように圧接され
ている。これにより、アパチャ電極体１とトナー担持ロ
ーラ１４との接触面積を大きくすることができるととも
に、アパチャ６の下部周辺を左右均一に圧接することが
できるため、トナーの濃度むらが発生することを極力抑
えることができる。

【００２１】また、前記制御電極４とトナー担持ローラ
１４の間には、制御電圧印加回路８が接続されている。
この制御電圧印加回路８は、画像信号に基いて制御電極
４に対して０Ｖ、もしくは＋５０Ｖの電圧を印加するよ
うに構成されている。

【００２２】更には、前記背面電極ローラ２２とトナー
担持ローラ１４との間には直流電源２４が接続されてお
り、この直流電源は前記背面電極ローラ２２に対して＋
１ｋＶの電圧を印加し得るようになっている。

【００２３】次に、本実施の形態の要部であるアパチャ
電極体１の製造方法の構成を図４から図９を参照しなが
ら説明する。図４から図９は、各々本実施の形態の製造
方法の各工程を示すアパチャ近傍の上面図及びＡ−Ａ’
断面図である。図４は、アパチャ電極体１の回路パター
ン形成時の上面図及び断面図である。材料は、絶縁シー
ト２と制御電極４をはじめとする導電部とで構成されて
いて、前記絶縁シートとしては、前述した材質の中で特
にポリイミド、ポリエステルをはじめとする樹脂フィル
ムが良く使用されている。導線部は、導体膜であれば問
題がなく、クロム、タングステン、アルミ等の各種の金
属材料が導体部の材料として使用できる。本実施の形態
では、通常使用するメタロイヤルフィルム（東洋メタラ
イジング製）を使用して工程説明をするが、本材料は、
２５μm厚のポリイミド基材に８μmの銅がメッキ法にて
構成されている。

【００２４】この材料に対し、レジストのパターンニン
グが行われる。材料は、スピンコートもしくは浸積法に
て感光性レジストを全面的に塗工された後、電極パター
ンに対応した露光マスクを介し紫外光を露光される。そ
の後、剥離液にて余剰のレジストを除去すると、電極パ
ターンに対応したレジストパターンが形成される。

【００２５】レジストパターンを形成した材料は、エッ
チング工程にて処理される。エッチングは、塩化第二鉄
などのエッチング液により、レジスト膜のない銅膜を酸
化腐食処理することにより、レジストパターン状に銅膜
を残すことができる。このようにして絶縁シート２上に
は、電極パターンが形成される。さらに、パターン反対
面には、摺動面コート層７が形成される。摺動面コート
層７は、バインダーにカーボンやシリカ等の添加物を入
れて構成されている。

【００２６】次に図５は、下穴加工工程を示す図であ
る。パターンが形成された材料は、まずエキシマレーザ
による下穴加工が行われる。エキシマレーザは、紫外光
であり、高分子化合物材料に光化学反応を与え、アブレ
ーション加工を行うことが可能となる。理論的にはアブ
レーションにより、高分子化合物はその結合鎖が解離さ
れてその構成原子が飛ばされる。この高分子化合物は、
おもに、カーボンや酸素などの原子によって構成されて
いて、前記アブレーションによって、解離されたカーボ
ン５がアパチャ壁面及び上面（エキシマレーザー照射
側）等に付着する。このカーボン５によって、隣接する
制御電極４間に短絡が発生したり、アパチャ６内での電
界制御性が悪化する。

【００２７】次に、カーボン５の除去加工工程について
説明する。図６は、除去加工工程を示したものである。
除去加工工程は、溶液分散砥粒を吹き付ける加工、いわ
ゆるウエットブラスト加工を用いて行う。

【００２８】ウエットブラスト加工の加工条件の一例と
して、アルミナ砥粒８００番を純水中に２０パーセント
分散させた溶液分散砥粒を使用し、噴射圧力１．８kg／
平米にて加工を行う。このような加工により、エキシマ
レーザ加工時に発生した付着物であるカーボンが除去さ
れる。更に、サンドブラスト加工のように、直接砥粒を
試料に吹き付けることなく、水を介してやさしく試料に
吹き付けることができるとともに、常に試料が水によっ
て冷却されているために、試料の加工変形及び熱変形が
少なくて済む。従って、アパチャ電極の変形による記録
ムラもなくて良好な印字が可能になる。また、この除去
加工工程によりアパチャ電極の各部分を痛めることがな
いので、製造的にも問題は発生しない。

【００２９】以上のように、穴を形成する第１の工程が
完了される。

【００３０】次に、図７から図９を用いて穴壁面に帯電
防止コート層を形成する第２の工程を説明する。

【００３１】図７に示されるように、アパチャ電極の摺
動面コート層７の設けられた面に密着するようにコート
液吸収手段としての吸収シート３０が配置される。そし
て、摺動面コート層７の反対面、すなわち制御電極４の
設けられた面側より、シリコンゴム製のスキージ３１に
よって帯電防止コート液３２が塗布される。

【００３２】この帯電防止コート液３２は、ポリイミド
インクにカーボンなどの導電性粒子の分散されたものが
用いられる。スキージ３１は、帯電防止コート液３２が
全てのアパチャ上部を通過するように移動させられる。
帯電防止コート液３１は、アパチャ６内部に注入されて
充填されるが、図８に示されるように、吸収シート３０
によって、アパチャ６内部に注入されて、アパチャ壁面
を通過した帯電防止コート液３２の大部分が吸収シート
３０に吸収される。帯電防止コート液３２が通過したア
パチャ壁面は、この帯電防止コート液に覆われる。

【００３３】そして、図９に示されるように、吸収シー
ト３０が取り除かれることによって、帯電防止コート液
３２がアパチャ壁面のみに形成されることとなる。最後
に、この帯電防止コート液が乾燥固化されることによっ
て、帯電防止コート層３３が形成される。

【００３４】前記コート液吸収手段としての吸収シート
３０としては、ろ過などに用いられる濾紙を今回用いて
実験したところ、たいへん迅速に帯電防止コート液３０
を吸収することができた。前記帯電防止コート液３２
は、１ポイズ以下の比較的低粘度の液体に調整されるこ
とが望ましい。１ポイズ以上の粘度の帯電防止コート液
を用いると、穴壁面との付着力が高くなりすぎて、逆に
穴を塞いでしまう恐れがある。

【００３５】次に、上述のように構成される画像形成装
置の動作を簡略に説明する。

【００３６】まず始めに、トナー担持ローラ１４と供給
ローラ１２の図１に示す矢印方向の回転により、供給ロ
ーラ１２から送られてくるトナー１６はトナー担持ロー
ラ１４に擦りつけられ、マイナスに帯電させられてトナ
ー担持ローラ１４上に担持される。担持されたトナー１
６は、層規制ブレード１８によって薄層化されるととも
に帯電された後、トナー担持ローラ１４の回転によって
アパチャ電極体１に向かって搬送される。そして、トナ
ー担持ローラ１４上のトナーはアパチャ電極体１の絶縁
シート２に擦られつつアパチャ６の下に供給される。

【００３７】ここで、画像信号に応じて、その画像部分
に対応する制御電極４には、制御電圧印加回路８から＋
５０Ｖの電圧が印加される。その結果、画像部分に対応
するアパチャ６の近傍には、制御電極４とトナー担持ロ
ーラ１４の間の電位差により、制御電極４よりトナー担
持ローラ１４に向かう電気力線が形成される。それによ
り、マイナスに帯電されたトナーは電位の高い方向に静
電力を受け、トナー担持ローラ１４上からアパチャ６を
通過して制御電極４側に引き出される。引き出されたト
ナー１６は、更に、背面電極２２に印加されている電圧
によって支持体２０とアパチャ電極体１との間に形成さ
れる電界により、支持体２０に向かって飛翔し、支持体
２０上に堆積して画素を形成する。

【００３８】また、非画像部分に対応する制御電極４に
は、制御電圧印加回路８から０Ｖの電圧が印加される。
その結果、トナー担持ローラ１４と制御電極４との間に
は電界が形成されないことにより、トナー担持ローラ１
４上のトナー１６は静電力を受けないためアパチャ６を
通過しない。

【００３９】更には、支持体２０は、その面上にトナー
１６により１列の画素が形成される間に、アパチャ列と
垂直の方向に１画素分送られる。そして、上記のプロセ
スを繰り返すことにより支持体２０の全面にトナー像が
形成される。その後、形成されたトナー像は、定着装置
２６によって支持体２０上に定着される。

【００４０】このような記録プロセスにおいて、アパチ
ャ近傍に付着物であるカーボンが無いため、ショート等
の問題が発生することなく、良好な印字を安定して行う
ことができる。更に、アパチャ壁面には、帯電防止コー
ト層が設けられているために、トナーのアパチャ通過等
によって、アパチャ内部壁面が帯電してしまうことがな
くなる。従って、アパチャ壁面にトナーが静電気力によ
って付着堆積することによるアパチャのめ詰まりがなく
なる。

【００４１】尚、本発明は、以上詳述した実施の形態に
限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲に
おいて、種々の変更を加えることが可能である。

【００４２】例えば、コート液吸収手段として、本実施
例での具体例である濾紙以外に、市販の紙おむつ等に応
用されている高分子吸収ポリマーを用いることも可能で
ある。或いは、コート液吸収手段として、アパチャ電極
の１方の面に減圧雰囲気をつくってやることも有効であ
る。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の請求項１記載の電極体の製造方法によれば、第２
の行程において、余分なコート液を吸収するため、その
コート液によって穴が塞がれることが無く、良好な印字
を安定して行う記録用の電極体を提供することができ
る。

【００４４】また、請求項２記載の電極体の製造方法に
よれば、第２の行程において、穴に対応するように絶縁
性基板の一面側にコート液吸収手段を配置させると共に
絶縁性基板の他面側からコート液を塗布するようになっ
ているため、簡単な方法でコート液によって穴が塞がれ
ることが無くコート液を塗布することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の画像形成装置の構成を
示した構成図である。

【図２】上記画像形成装置に用いられるアパチャ電極体
の構成を示す斜視図である。

【図３】上記画像形成装置に用いられるアパチャ電極体
とトナー担持ローラとの構成を模式的に表す図である。

【図４】上記アパチャ電極体の製造方法のエッチング仕
上がり時の上面図と断面図である。

【図５】上記製造方法の第１の工程を説明するための上
面図と断面図である。

【図６】上記製造方法の第１の工程の加工終了時の上面
図と断面図である。

【図７】上記製造方法の第２の工程を説明するための上
面図と断面図である。

【図８】上記製造方法の第２の工程を説明するための上
面図と断面図である。

【図９】上記製造方法の第２の工程の加工終了時の上面
図と断面図である。

【符号の説明】

２ 絶縁性シート ４ 制御電極 ５ カーボン ６ アパチャ ３０ 吸収シート ３１ スキージ ３２ 帯電防止コート液 ３３ 帯電防止コート層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導線部が配置された絶縁性基板に穴を形
   成する第１の工程と、 その行程によって形成された前記穴にコート液を注入す
   ることにより穴壁面にコート層を形成すると共にその穴
   から余分なコート液を吸収する第２の工程とを備えたこ
   とを特徴とする電極体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記第２の行程は、前記穴に対応するよ
   うに前記絶縁性基板の一面側にコート液吸収手段を配置
   させると共に絶縁性基板の他面側からコート液を塗布す
   ることであることを特徴とする請求項１記載の電極体の
   製造方法。