JP2008162104A - 離間電極ユニットと離間電極付き印字部及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子やイオンを発生させる印字ヘッドから離間し、印字ヘッドから注入された電荷を放出する離間電極ユニットであって、基板と、基板に形成された離間電極と、を有し、離間電極が、印字ヘッドから照射された電子やイオンが注入される電荷注入部と、一端部が電荷注入部に連なり他端部に電荷注入部に注入された電子やイオンを放出する電荷放出部を有する電荷流路部と、を備えている。
【選択図】図1
Description
電子写真方式が一様帯電+露光という2工程で、一様帯電した感光体上の露光した部分の電荷を逃がすことで、静電潜像担持体としての感光体上に静電潜像を形成するのに対し、イオン照射方式では、イオン生成可能な雰囲気中(大気中等)においては、放電電極からの電子の放出により発生するイオンの照射による選択的帯電(静電潜像形成帯電)のみで静電潜像担持体(絶縁体であれば良いので、必ずしも感光体である必要はない)上に静電潜像の形成を完了できるので、より簡素化された静電潜像形成方式である。
特に、(特許文献1)乃至(特許文献3)のイオン照射方式は、放電電極に印加しただけでは放電が発生せず加熱することにより放電が発生する電圧(放電制御電圧)を印加した状態で、放電電極への加熱の有無を制御することにより、放電の有無を制御してイオンの発生制御を行う加熱放電方式であり、放電電極に印加する電圧の制御が不要である。その結果、発熱抵抗体等による加熱の制御に使用する5V駆動のような低耐電圧対応のドライバICで放電の発生を制御することができ、放電の制御の観点からは最も優れた制御方式であると言える。
因に、現時点におけるデジタルペーパとしては、微小なボールを二色(例えば白黒)に色分けし、各色の電気特性の違いによりボールを回転して任意の一色を表示するツイストボール方式、微小なボール中に二色(例えば白黒)の微粉末を混入し、各色の微粉末が持つ電気特性の違いにより一色のみを浮上させて表示する電気泳動方式、液晶板あるいは微小な液晶ブロックの液晶シャッターを開閉して、シャッターを開けた部分の背景色を表示する液晶方式等がある。
(1)(特許文献1)、(特許文献2)は、いずれも放電電極を記録媒体や静電潜像担持体の記録面に直接対向させ、電子やイオンを照射するが、放電電極に高電圧の放電制御電圧を印加しているので、放電電極と記録面が接触しないように両者の間隔を適正に保つ必要があり、取り扱い性の改善が望まれていた。
(2)また、加熱放電型印字ヘッドの放電電極は表面が露出しているため粉塵等で汚れ易く、経時的に放電発生の安定性が低下し、画像品質の劣化が発生し易くなるという課題を有していた。
(3)さらに、高電圧の放電制御電圧が印加される放電電極を高密度に形成することが困難であり、高解像度の画像を形成するためには、複数の加熱放電型印字ヘッドを千鳥配置したり、加熱放電型印字ヘッドを細かいピッチで改行したりする必要があり、記録速度が低下し易くなるという課題を有していた。
本発明の請求項1に記載の発明は、電子やイオンを発生させる印字ヘッドから離間し、前記印字ヘッドから注入された電荷を放出する離間電極ユニットであって、基板と、前記基板に形成された離間電極と、を有し、前記離間電極が、前記印字ヘッドから照射された電子やイオンが注入される電荷注入部と、一端部が前記電荷注入部に連なり他端部に前記電荷注入部に注入された電子やイオンを放出する電荷放出部を有する電荷流路部と、を備えている構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
(1)基板に形成された離間電極が、印字ヘッドから照射された電子やイオンが注入される電荷注入部と、一端部が電荷注入部に連なり他端部に電荷注入部に注入された電子やイオンを放出する電荷放出部を有する電荷流路部と、を備えていることにより、印字ヘッドから照射された電子やイオンの電荷を一旦、離間電極に貯え、電荷放出部から静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に対して放出することができ、選択的帯電の効率性に優れる。
(2)印字ヘッドと記録媒体若しくは静電潜像担持体との間に配置される離間電極を通して、印字ヘッドから各種媒体に電荷を付与することができるので、印字ヘッドを各種媒体に直接対向させる必要がなく、電子やイオンを発生させるための電圧が印加された印字ヘッドが、各種媒体に接触することがなく、取り扱い性に優れる。
(3)電荷流路部の電荷放出部が粉塵などで汚れた場合は、安価な離間電極ユニットのみを容易に交換することができ、メンテナンス性、省資源性に優れる。
また、電荷注入部のピッチと電荷流路部の電荷放出部のピッチは同一でもよいし、電荷注入部のピッチよりも電荷流路部の電荷放出部のピッチを狭く形成してもよい。特に、電荷注入部のピッチよりも電荷流路部の電荷放出部のピッチを狭く形成した場合、解像度の粗い印字ヘッドを用いて短時間で高解像度の画像を形成することができ、汎用性に優れる。
電荷注入部の形状は任意に選択することができるが、生産性や高密度配置の観点からは略円形状や略矩形状に形成したものが好適に用いられる。また、各々の電荷流路部の長さは、同一でも異なっていてもよい。
電荷注入部と電荷流路部は同一平面上に配置する必要はなく、ガラスやセラミックなどの硬質な基板を用いる場合は、基板の表面に電荷流路部を形成し、基板の端面に電荷注入部を形成することもできる。
また、フレキシブルな基板を用いた場合、形状自在性に優れるので、平面状態で離間電極を形成した後に、必要に応じて折り曲げたり湾曲させたりして電荷注入部の向きを容易に変更することができる。これにより、静電潜像担持体の形状などに応じて、電荷注入部と共に印字ヘッドの配置を適宜、選択することができ、設計自在性、量産性、汎用性に優れる。
被覆膜は絶縁体で形成され、ガラス、アラミドやポリイミド等の合成樹脂、SiO2等のセラミック、マイカ等の材質が好適に用いられる。被覆膜は、スクリーン印刷、蒸着、スパッタ等により形成することができる。
また、イオンを発生させることができるものとしては、ワイヤ電極や針電極等に高電圧を印加してコロナ放電を発生させるもの、放電電極に印加する電圧や放電電極の加熱温度を制御して電子やイオンを発生させるもの等が好適に用いられる。
記録媒体としては、電荷の作用により内部に可視像が出現するものであればよく、液晶方式、ツイストボール方式、電気泳動方式、粉体移動方式等のデジタルペーパが好適に用いられる。これらは単色表示を行うもの以外に、加法混色法における三原色(R,G,B)を持つカラーフィルタや減法混色法における三原色(Y,M,C)を持つ反射層と組み合わせたり、ツイストボールや微粒子を減法混色法における三原色(Y,M,C)等に着色して色毎に配列したりしてカラー表示を行うものも用いることができる。尚、これらの記録媒体には、媒体本体の上面及び下面に所定のパターンで形成された電極に電子やイオンを照射し、電荷を注入することにより、上面と下面の電極間の電位差によって可視像を形成する電荷注入型の記録媒体も含まれる。
この構成により、請求項1の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)離間電極の電荷注入部の面積が、電荷流路部の面積よりも広く形成されていることにより、印字ヘッドと電荷注入部との位置合わせを簡便に行うことができ、印字ヘッドから照射された電子やイオンを確実に電荷注入部で受け止めて、電荷放出部から放出することができ、画像形成の信頼性に優れる。
(2)電荷流路部の面積よりも広く形成された電荷注入部に多量の電子やイオンを照射して電荷を貯えることができるので、電荷放出部から各種媒体に対して高い電荷を付与することができ、画像品質の信頼性に優れる。
この構成により、請求項1又は2の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)離間電極の電荷注入部の厚さが、電荷流路部の厚さよりも厚く形成されていることにより、電荷注入部の体積を電荷流路部の体積よりも大きくすることができ、電荷注入部に貯えることができる電荷量を増加させ、電荷放出部から放出させる電荷を高くすることができ、画像形成の効率性に優れる。
この構成により、請求項1乃至3の内いずれか1項の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)各々の離間電極の体積が均一に形成されていることにより、各々の離間電極に貯えられる電荷量を均一にすることができ、離間電極の電荷放出部から放出される電荷量のばらつきの発生を防ぐことができ、画像品質の信頼性に優れる。
この構成により、請求項1乃至4の内いずれか1項の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)離間電極における電荷流路部の電荷放出部のピッチが電荷注入部のピッチよりも狭く形成されていることにより、解像度の粗い印字ヘッドを用いて短時間で高解像度の画像を形成することができ、汎用性、画像品質の信頼性に優れる。
電荷放出部及び電荷注入部のピッチがそれぞれ異なる複数の離間電極ユニットを予め用意しておくことにより、印字ヘッド及び各種媒体の種類によって、離間電極ユニットのみを交換するだけで、簡便に解像度を変換することができ、汎用性、取り扱い性に優れる。
この構成により、請求項1乃至5の内いずれか1項の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)離間電極の温度調整を行う温度調整部を備えていることにより、離間電極の温度を略一定に保持することができ、環境温度などに左右されることなく、電荷放出部からほぼ一定の電荷を放出することができ、電荷放出の安定性に優れる。
この構成により、以下のような作用を有する。
(1)離間電極ユニットと、離間電極ユニットにおける離間電極の電荷注入部と離間して配置され電荷注入部に電子やイオンを照射する印字ヘッドを有することにより、印字ヘッドから照射された電子やイオンの電荷を一旦、離間電極に貯え、電荷放出部から各種媒体に対して放出することができるので、印字ヘッドを各種媒体に直接対向させる必要がなく、電子やイオンを発生させるための電圧が印加された印字ヘッドが、各種媒体に接触することがなく、取り扱い性に優れる。
(2)離間電極ユニットと印字ヘッドが離間しているので、印字ヘッド及び各種媒体の解像度に応じて、離間電極のピッチが異なる離間電極ユニットに簡便に交換することができ、汎用性、取り扱い性に優れ、離間電極ユニットにおける電荷流路部の電荷放出部が粉塵などで汚れた場合は、安価な離間電極ユニットのみを容易に交換することができ、メンテナンス性、省資源性に優れる。
離間電極ユニットにおける離間電極の電荷注入部と印字ヘッドを離間させる距離は、印字ヘッドと媒体裏面側の対向電極との間の電位差にもよるが、例えば10μm〜500μmが好ましい。距離が10μmより狭くなるにつれ、位置合わせが困難になり、電荷注入部と印字ヘッドが接触し易くなる傾向があり、500μmより広くなるにつれ、放電の発生効率が低下し、放電量が不十分となり、画像の品質が低下し易くなる傾向があり、いずれも好ましくない。
この構成により、請求項7の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)印字ヘッドが、放電発生部を有する放電電極と、放電電極の放電発生部を選択的に加熱する加熱手段と、を備えた加熱放電型印字ヘッドであることにより、放電電極の放電発生部から放出される電子や電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、離間電極ユニットにおける離間電極の電荷注入部に照射して選択的に電荷を注入することができ、画像形成の効率性に優れる。
(2)加熱放電型印字ヘッドは、放電電極への選択的加熱で放電を行わせる方式であるため、加熱の制御に5V駆動のような低耐電圧対応のドライバICを使用することができ、放電の制御が容易で、取り扱い性に優れる。
加熱放電型印字ヘッドの放電電極は、例えば複数の放電発生部の一端部を共通電極で接続して櫛型に形成したり、複数の放電発生部の両端部を共通電極で接続して梯子型等に形成したりできるほか、長方形状や正方形状等の一枚の平板状に形成することができる(例えば、特開2003−326756号、WO2005/056297号参照)。
櫛型や梯子型のように放電発生部の近傍に共通電極を設けることで、放電電極の放熱面積の拡大及び、熱容量の増大により、放電電極の冷却効果、加熱停止に対する応答性が向上し、また、抵抗値の低減により常に安定した電圧を印加できるので、放電の安定性等を更に向上させることができる。尚、平板状に形成した放電電極では、加熱手段により選択的に加熱されて放電が発生する箇所が放電発生部であり、放電発生部以外が共通電極となる。
放電電極と密着させて加熱する加熱手段としては、従来の感熱式のファクシミリに使用されるサーマルプリントヘッドと同様の構成を好適に用いることができる。具体的には、発熱抵抗体と電気的に接続されたドライバICで発熱抵抗体の発熱を制御するものである。
放電電極と離間して加熱する加熱手段としては、レーザ光を照射する方式や赤外線を照射する方式等を好適に用いることができる。レーザ光を照射する方式としては、レーザ照射部とポリゴンミラーやガルバノミラーを組合せたもの、レーザ照射部をシリアル走査させるもの等が好適に用いられる。また、レーザ光や赤外線を光ファイバーや集光レンズで集光して放電電極に照射してもよい。特に多本数の光ファイバーを高密度かつ高精度に配列した光ファイバーアレイを用いた場合、同時に複数の放電発生部に対し、レーザ光や赤外線を選択的に照射することができ、高速記録が可能である。
この構成により、以下のような作用を有する。
(1)離間電極付き印字部を有することにより、各種媒体に電荷を付与することができ、媒体の種類に応じて可視像や静電潜像を形成することができる。
尚、復元器を備える代わりに、離間電極付き印字部から画像が形成された各種媒体に画像形成時と逆極性のイオンを照射して、不要な画像を消去することもできる。
各種媒体の記録面と反対側の面に対向電極が形成されている場合は、画像形成装置は対向電極への接地や電圧印加を行う対向電極選択部を備えていればよい。
また、各種媒体の記録面と反対側の面に対向電極が形成されていない場合は、各種媒体の記録面と反対側の面に接触又は近接する対向電極を装置側に設けることにより、対向電極選択部による接地や電圧印加を行うことができる。
尚、この画像形成装置は、紙代わりの媒体として持ち運んだりして使用する静電現像方式の記録媒体に画像を形成する以外に、固定若しくは着脱自在に配設された記録媒体を表示媒体として広告などの画像を表示する看板等の画像表示装置としても使用することができる。
この構成により、請求項9の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)記録媒体や静電潜像担持体の記録面と反対側の面に形成若しくは接触又は近接して配設された対向電極に接地又は電圧印加を行う対向電極選択部を備えていることにより、離間電極付き印字部から放出された電子やイオンを記録面の所望の位置に精度良く引き寄せて可視像や静電潜像を形成することができ、画像の高品質性に優れる。
尚、対向電極は媒体と一体に形成してもよいし、媒体と接触又は近接するように配設してもよい。
また、対向電極は媒体の全面に共通の平板状に形成してもよいし、媒体の表示画素の行単位或いは列単位に分割した短冊状に形成してもよい。
対向電極を行単位或いは列単位に分割して形成した場合、対向電極に簡便に選択的な接地や電圧印加を行うことができ、離間電極ユニットにおける離間電極の電荷放出部から放出される電荷を記録面の所望の位置に精度よく導くことができ、画像の位置ずれを防止することができ、画像品質の信頼性に優れる。
この構成により、請求項9又は10の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)静電潜像担持体の前記記録面に形成される静電潜像に基づいて静電潜像担持体に可視像を形成する顕像化手段を有することにより、静電潜像担持体に形成される静電潜像に基づいて、順次、可視像を形成することができ、画像品質の信頼性に優れる。
(2)平板状(シート状)の静電潜像担持体を印字媒体として用いることができ、大量の静電潜像担持体に短時間で高品質な画像を形成することができ量産性に優れる。
また、画像形成装置が、静電潜像担持体に形成された可視像を他の印字媒体に転写するための転写手段を有する場合、転写手段で可視像を他の印字媒体に転写して記録を行うことができるので、普通紙の他、OHPシート、光沢紙等の様々な媒体を印字媒体として使用することができ汎用性に優れる。
尚、転写手段としては、アルミニウム等の金属製のローラの表面をシリコーンゴム等の合成ゴムで被覆した転写定着ローラ等が好適に用いられる。トナー現像の際に圧力定着型のトナーを用いれば、転写手段により押圧することで可視像を印字媒体に転写できると共に、定着させることができる。
請求項1に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
(1)印字ヘッドから電荷注入部に照射された電子やイオンの電荷を一旦、離間電極に貯え、電荷放出部から静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に対して放出することができる選択的帯電の効率性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
(2)印字ヘッドと各種媒体との間に配置される離間電極を通して、印字ヘッドから各種媒体に電荷を付与することができ、印字ヘッドを各種媒体に直接対向させる必要がなく、電子やイオンを発生させるための電圧が印加された印字ヘッドが、各種媒体に接触することがない取り扱い性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
(3)離間電極における電荷流路部の電荷放出部などが粉塵などで汚れた場合は、容易に交換することができるメンテナンス性、省資源性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
(1)電荷流路部の面積よりも広く形成された電荷注入部に多量の電子やイオンを照射して電荷を貯えることができ、電荷放出部から各種媒体に対して高い電荷を付与して高品質な画像を形成することができる画像品質の信頼性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
(1)電荷流路部の体積よりも大きな体積に形成された電荷注入部に多量の電荷を貯えることができ、電荷放出部から各種媒体に対して高い電荷を付与することができる画像形成の効率性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
(1)均一な体積に形成された各々の離間電極に、均一な量の電荷を貯えることができ、離間電極の電荷放出部から放出される電荷量のばらつきを低減して、濃度斑のない高品質な画像を形成することができる画像品質の信頼性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
(1)解像度の粗い印字ヘッドから離間電極の電荷注入部に注入された電荷を、高密度に形成された電荷流路部の電荷放出部から放出することができ、短時間で高解像度の画像を形成することができる汎用性、画像品質の信頼性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
(1)温度調整部により、離間電極の温度を略一定に保持することができ、環境温度などに左右されることなく、電荷放出部からほぼ一定の電荷を放出することができる電荷放出の安定性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
(1)印字ヘッドから照射された電子やイオンの電荷を一旦、離間電極ユニットの離間電極に貯え、電荷放出部から各種媒体に対して放出することができ、電子やイオンを発生させるための電圧が印加された印字ヘッドを、各種媒体に直接対向させる必要がなく、各種媒体との接触を防止することができる取り扱い性に優れた離間電極付き印字部を提供することができる。
(2)印字ヘッドと離間電極ユニットが離間していることにより、印字ヘッド及び各種媒体の解像度に応じて、離間電極ユニットのみを簡便に交換して解像度の変換を行うことや、電荷流路部の電荷放出部が粉塵などで汚れた安価な離間電極ユニットのみを交換して電荷放出の安定性を維持することができる汎用性、取り扱い性、メンテナンス性、省資源性に優れた離間電極付き印字部を提供することができる。
(1)印字ヘッドとして加熱放電型印字ヘッドを用いることにより、放電電極の放電発生部から放出される電子や電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、離間電極ユニットにおける離間電極の電荷注入部に照射して選択的に電荷を注入することができる画像形成の効率性に優れた離間電極付き印字部を提供することができる。
(1)離間電極付き印字部によって、各種媒体に簡便かつ確実に電荷を付与し、高品質な可視像や静電潜像を形成することができる取り扱い性に優れた画像形成装置を提供することができる。
(1)対向電極選択部により、記録媒体若しくは静電潜像担持体の記録面と反対側の面に形成若しくは接触又は近接して配設された対向電極に接地又は電圧印加を行うことができ、離間電極付き印字部から放出された電子やイオンを記録面の所望の位置に精度良く引き寄せて可視像や静電潜像を形成することができる画像の高品質性に優れた画像形成装置を提供することができる。
(1)顕像化手段により、静電潜像担持体に形成される静電潜像に基づいて、順次、可視像を形成することができるので、平板状(シート状)の静電潜像担持体を印字媒体として用いることができ、大量の静電潜像担持体に短時間で高品質な画像を形成することができる量産性、画像品質の信頼性に優れた画像形成装置を提供することができる。
(実施の形態1)
図1(a)は実施の形態1の画像形成装置を示す要部模式断面図であり、図1(b)は実施の形態1の画像形成装置を示す要部模式正面図である。
図1中、1はコンピュータ等からの画像信号に基づいて後述する静電現像方式の記録媒体20に画像を形成する本発明の実施の形態1の画像形成装置、2は記録媒体20の記録面20aに電荷を放出して記録媒体20の内部に可視像を形成する画像形成装置1の離間電極付き印字部、3は加熱放電型印字ヘッドを用いた離間電極付き印字部2の印字ヘッド、4はセラミック等で形成された印字ヘッド3の基板、5は後述する放電電極7の放電発生部7bを選択的に加熱する発熱抵抗体5aを用いた印字ヘッド3の加熱手段、6は加熱手段5の発熱抵抗体5aと後述する放電電極7を絶縁する印字ヘッド3の絶縁膜、7は放電発生部7bの一端部を共通電極7aで接続して櫛型に形成した印字ヘッド3の放電電極、10は印字ヘッド3と組み合わせて用いる離間電極付き印字部2の離間電極ユニット、11はセラミックやガラスなどで形成された離間電極ユニット10の硬質性の基板、12は基板11に形成された離間電極ユニット10の離間電極、13は印字ヘッド3から照射された電子やイオンが注入される離間電極12の電荷注入部、14は一端部が電荷注入部13に連なり他端部に電荷注入部13に注入された電子やイオンを放出する電荷放出部14aを有する離間電極12の電荷流路部、15はガラス、アラミドやポリイミド等の合成樹脂などの絶縁体で形成され電荷注入部13と電荷放出部14aを除いて離間電極12に覆設された離間電極ユニット10の被覆膜、16は印字ヘッド3の放電電極7に放電制御電圧を印加する画像形成装置1の電圧印加部、17は記録媒体20の裏面に短冊状に形成された対向電極を選択的に接地する画像形成装置1の対向電極選択部、20は電荷の作用により内部に可視像が出現する静電現像方式の記録媒体、20aは離間電極付き印字部2から電荷が付与される記録媒体20の記録面、21は記録媒体20の裏面に記録媒体20の表示画素の行単位或いは列単位に分割され記録媒体20と一体に形成された短冊状の対向電極である。
図2は実施の形態1の画像形成装置に用いる離間電極付き印字部における印字ヘッドの加熱手段を示す要部模式平面図である。
図2中、5bは発熱抵抗体5aと電気的に接続され発熱抵抗体5aの発熱を制御する加熱手段5のドライバIC、8aは発熱抵抗体5aに通電するための発熱用共通電極、8bは発熱抵抗体5aに通電するための発熱用個別電極である。
固定板の材質として放熱性に優れるアルミニウム等を用いた場合、離間電極ユニット10で発生した熱を速やかに吸収して放熱する放熱板となり、離間電極12の温度調整を行う温度調整部として機能する。また、温度調整部としてペルチェ素子などを離間電極ユニット10の基板11に配設してもよい。温度調整部により離間電極12を容易に加熱或いは冷却することができ、離間電極12の温度を略一定に保持することができるので、環境温度などに左右されることなく、離間電極12の電荷放出部14aからほぼ一定の電荷を放出することができ、電荷放出の安定性に優れるためである。
また、電荷注入部13の形状は生産性や高密度配置の観点から略矩形状に形成したが、略円形状やその他の任意の形状を選択することができる。
電荷流路部14の内、電荷注入部13側と反対側が電荷放出部14aとなるが、その電荷放出部14aを除いて電荷流路部14に被覆膜15を覆設した。これにより、電荷放出部14a以外から電荷が放出されるのを防止でき、電荷注入部13に注入された電荷を無駄なく電荷放出部14aから集中的に放出することができ、電荷放出の効率性に優れると共に、電荷流路部14を保護することができ、離間電極の耐久性に優れる。
まず、ヘッド側電圧印加工程において、電圧印加部16により印字ヘッド3の放電電極7に放電制御電圧を印加する。
続いて、対向電極選択工程において、画像情報に基づいて対向電極選択部17により記録媒体20の対向電極21を選択し、接地する。
次に、放電電極加熱工程において、画像情報に基づいて加熱手段5のドライバIC5bにより発熱抵抗体5aを選択的に発熱させ、放電電極7の放電発生部7bを選択的に加熱する。これにより、発熱抵抗体5aで加熱された放電発生部7bから放電が発生する。
放電により印字ヘッド3から照射された電子やイオンは、離間電極ユニット10の離間電極12の電荷注入部13に注入される。
電荷注入部13に注入された電子やイオンは、電荷流路部14を通過し、電荷放出部14aから記録媒体20の記録面20aに放出され電荷が付与される。その電荷の作用により、記録媒体20の内部に可視像が出現する。
離間電極付き印字部2と記録媒体20を相対的に移動させることにより、記録媒体20の所望の位置に電荷を付与して任意の画像を形成することができる。
また、本実施の形態では、離間電極付き印字部2における印字ヘッド3として加熱放電型印字ヘッドを用いたが、印字ヘッド3はこれに限定されるものではなく、電子やイオンを発生させることができるものであればよい。例えば、発熱により電子を放出させることができるものとして、発熱抵抗体等を発熱させてその表面から熱電子を放出させるものや、イオンを発生させることができるものとして、ワイヤ電極や針電極等に高電圧を印加してコロナ放電を発生させるもの等を用いることができる。
また、対向電極21は記録媒体20と一体に形成する代わりに、画像形成装置1に設け、記録媒体20の裏面に接触又は近接して配設するようにしてもよい。
尚、記録媒体20としては、電荷の作用により内部に可視像が出現するものであればよく、液晶方式、ツイストボール方式、電気泳動方式、粉体移動方式等のデジタルペーパが好適に用いられる。
(1)基板11に形成された離間電極12が、印字ヘッド3から照射された電子やイオンが注入される電荷注入部13と、一端部が電荷注入部13に連なり他端部に電荷注入部13に注入された電子やイオンを放出する電荷放出部14aを有する電荷流路部14と、を備えていることにより、印字ヘッド3から照射された電子やイオンの電荷を一旦、離間電極12に貯え、電荷放出部14aから静電現像方式の記録媒体20に対して放出することができ、選択的帯電の効率性に優れる。
(2)印字ヘッド3と記録媒体20との間に配置される離間電極12を通して、印字ヘッド3から記録媒体20に電荷を付与することができるので、印字ヘッド3を記録媒体20に直接対向させる必要がなく、電子やイオンを発生させるための電圧が印加された印字ヘッド3が、記録媒体20に接触することがなく、取り扱い性に優れる。
(3)電荷流路部14の電荷放出部14aが粉塵などで汚れた場合は、安価な離間電極ユニット10のみを容易に交換することができ、メンテナンス性、省資源性に優れる。
(4)離間電極12の電荷注入部13の面積が、電荷流路部14の面積よりも広く形成されていることにより、印字ヘッド3と電荷注入部13との位置合わせを簡便に行うことができ、印字ヘッド3から照射された電子やイオンを確実に電荷注入部13で受け止めて、電荷放出部14aから放出することができ、画像形成の信頼性に優れる。
(5)電荷流路部14の面積よりも広く形成された電荷注入部13に多量の電子やイオンを照射して電荷を貯えることができるので、電荷放出部13から記録媒体20に対して高い電荷を付与することができ、画像品質の信頼性に優れる。
(6)各々の離間電極12の体積が均一に形成されていることにより、各々の離間電極12に貯えられる電荷量を均一にすることができ、離間電極12の電荷放出部14aから放出される電荷量のばらつきの発生を防ぐことができ、画像品質の信頼性に優れる。
(1)離間電極ユニット10と、離間電極ユニット10における離間電極12の電荷注入部13と離間して配置され電荷注入部13に電子やイオンを照射する印字ヘッド3を有することにより、印字ヘッド3から照射された電子やイオンの電荷を一旦、離間電極12に貯え、電荷放出部14aから記録媒体20に対して放出することができるので、印字ヘッド3を記録媒体20に直接対向させる必要がなく、電子やイオンを発生させるための電圧が印加された印字ヘッド3が、記録媒体20に接触することがなく、取り扱い性に優れる。
(2)離間電極ユニット10と印字ヘッド3が離間しているので、印字ヘッド3及び記録媒体20の解像度に応じて、離間電極12のピッチが異なる離間電極ユニット10に簡便に交換することができ、汎用性、取り扱い性に優れ、離間電極ユニット10における電荷流路部14の電荷放出部14aが粉塵などで汚れた場合は、安価な離間電極ユニット10のみを容易に交換することができ、メンテナンス性、省資源性に優れる。
(3)印字ヘッド3が、放電発生部7bを有する放電電極7と、放電電極7の放電発生部7bを選択的に加熱する加熱手段5と、を備えた加熱放電型印字ヘッドであることにより、放電電極7の放電発生部7bから放出される電子や電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、離間電極ユニット10における離間電極12の電荷注入部13に照射して選択的に電荷を注入することができ、画像形成の効率性に優れる。
(4)加熱放電型印字ヘッドは、放電電極7への選択的加熱で放電を行わせる方式であるため、加熱の制御に5V駆動のような低耐電圧対応のドライバICを使用することができ、放電の制御が容易で、取り扱い性に優れる。
(1)離間電極付き印字部2を有することにより、記録媒体20に電荷を付与することができ、可視像を形成することができる。
(2)記録媒体20の記録面20aと反対側の面に形成若しくは接触又は近接して配設された対向電極21に接地を行う対向電極選択部17を備えていることにより、離間電極付き印字部2から放出された電子やイオンを記録面20aの所望の位置に精度良く引き寄せて可視像を形成することができ、画像の高品質性に優れる。
図3は実施の形態2の画像形成装置を示す要部模式断面図であり、図4は実施の形態2の画像形成装置の離間電極付き印字部を示す要部模式斜視図であり、図5は実施の形態2の画像形成装置の離間電極付き印字部における印字ヘッドを示す要部模式背面図である。
図3において、実施の形態2の画像形成装置1aが実施の形態1と異なるのは、対向電極選択部17により放電制御電圧の一部を対向電極17に分配して印加している点と、静電現像方式の記録媒体20の代わりに静電潜像担持体30を用いており、静電潜像担持体30の記録面30aに形成される静電潜像に基づいて静電潜像担持体30に可視像を形成する顕像化手段18を備えている点である。
顕像化手段18としては、トナー現像を行う現像器が好適に用いられるが、インクやその他の方法で現像を行ってもよい。尚、トナー現像を行う現像器を用いる場合、トナーの種類は液体トナーでも粉体トナー(乾式トナー)でも構わない。
加熱手段5Aはレーザ照射部とポリゴンミラーやガルバノミラーを組合せたものや、レーザ照射部をシリアル走査させるものが好適に用いられる。基板4をガラス等の透光性の材質で形成することにより、基板4側から放電電極7にレーザ光を照射して加熱することができる。
フレキシブルな基板11を用いることにより、形状自在性に優れるので、平面状態で離間電極12aを形成した後に、必要に応じて折り曲げたり湾曲させたりして電荷注入部13の向きを容易に変更することができる。静電潜像担持体30の形状などに応じて、電荷注入部13と共に印字ヘッド3aの配置を適宜、選択することができ、設計自在性、量産性、汎用性に優れる。
尚、静電潜像担持体30に形成された可視像を他の印字媒体に転写するための転写手段を設けた場合、転写手段で可視像を他の印字媒体に転写して記録を行うことができるので、普通紙の他、OHPシート、光沢紙等の様々な媒体を印字媒体として使用することができ汎用性に優れる。また、転写後の静電潜像担持体30の記録面30aに残留したトナーを物理的に掻き取って清浄化するクリーナと、離間電極付き印字部2aによる書き込み(電子やイオンの照射)の前に静電潜像担持体30の表面を除電する除電器を備えた場合、常に安定した状態で静電潜像担持体30の記録面30aに静電潜像を形成することができ信頼性に優れる。
(1)離間電極12の電荷注入部13の厚さが、電荷流路部14の厚さよりも厚く形成されていることにより、電荷注入部13の体積を電荷流路部14の体積よりも大きくすることができ、電荷注入部13に貯えることができる電荷量を増加させ、電荷放出部14aから放出させる電荷を高くすることができ、画像形成の効率性に優れる。
(2)離間電極12aの温度調整を行う温度調整部として放熱板11aを備えていることにより、離間電極12aの温度を略一定に保持することができ、環境温度などに左右されることなく、電荷放出部14aからほぼ一定の電荷を放出することができ、電荷放出の安定性に優れる。
(1)静電潜像担持体30の記録面30aに形成される静電潜像に基づいて静電潜像担持体30に可視像を形成する顕像化手段18を有することにより、静電潜像担持体30に形成される静電潜像に基づいて、順次、可視像を形成することができ、画像品質の信頼性に優れる。
(2)平板状(シート状)の静電潜像担持体30を印字媒体として用いることができ、大量の静電潜像担持体30に短時間で高品質な画像を形成することができ量産性に優れる。
図6(a)は実施の形態3の画像形成装置を示す要部模式斜視図であり、図6(b)は実施の形態3の画像形成装置に用いる離間電極付き印字部における離間電極ユニットの要部拡大模式平面図である。
図6において、実施の形態3の画像形成装置1bが実施の形態1と異なるのは、対向電極選択部17により対向電極17に正電圧を印加している点である。
また、実施の形態3の画像形成装置1bにおける離間電極付き印字部2bが実施の形態1と異なるのは、印字ヘッド3と離間電極ユニット10bが対向して並列に配置されている点である。
さらに、実施の形態3の画像形成装置1bにおける離間電極付き印字部2bの離間電極ユニット10bが実施の形態1と異なるのは、離間電極12bにおける電荷流路部14の電荷放出部14aのピッチP1が電荷注入部13のピッチP2よりも狭く形成されている点である。
離間電極12bにおける電荷流路部14の電荷放出部14aのピッチP1及び電荷注入部13のピッチPは、組み合わせて使用する印字ヘッド3及び各種媒体の解像度に応じて適宜、選択することができる。
電荷放出部14a及び電荷注入部13のピッチがそれぞれ異なる複数の離間電極ユニット10bを予め用意しておくことにより、印字ヘッド3及び各種媒体の種類によって、離間電極ユニット10bのみを交換するだけで、簡便に解像度を変換することができ、汎用性、取り扱い性に優れる。
以上のように構成された実施の形態3の離間電極付き印字部を用いた画像形成装置の画像形成方法は実施の形態1と同様なので説明は省略する。
(1)離間電極12bにおける電荷流路部14の電荷放出部14aのピッチP1が電荷注入部13のピッチP2よりも狭く形成されていることにより、解像度の粗い印字ヘッド3を用いて短時間で高解像度の画像を形成することができ、汎用性、画像品質の信頼性に優れる。
2,2a,2b 離間電極付き印字部
3,3a 印字ヘッド
4 基板
5,5A 加熱手段
5a 発熱抵抗体
5b ドライバIC
6 絶縁膜
7 放電電極
7b 放電発生部
8a 発熱用共通電極
8b 発熱用個別電極
10,10a,10b 離間電極ユニット
11 基板
11a 放熱板
12,12a,12b 離間電極
13 電荷注入部
14 電荷流路部
14a 電荷放出部
15 被覆膜
16 電圧印加部
17 対向電極選択部
18 顕像化手段
20 記録媒体
20a,30a 記録面
21 対向電極
30 静電潜像担持体
Claims (11)
- 電子やイオンを発生させる印字ヘッドから離間し、前記印字ヘッドから注入された電荷を放出する離間電極ユニットであって、
基板と、前記基板に形成された離間電極と、を有し、前記離間電極が、前記印字ヘッドから照射された電子やイオンが注入される電荷注入部と、一端部が前記電荷注入部に連なり他端部に前記電荷注入部に注入された電子やイオンを放出する電荷放出部を有する電荷流路部と、を備えたことを特徴とする離間電極ユニット。 - 前記離間電極の前記電荷注入部の面積が、前記電荷流路部の面積よりも広く形成されていることを特徴とする請求項1に記載の離間電極ユニット。
- 前記離間電極の前記電荷注入部の厚さが、前記電荷流路部の厚さよりも厚く形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の離間電極ユニット。
- 各々の前記離間電極の体積が均一に形成されていることを特徴とする請求項1乃至3の内いずれか1項に記載の離間電極ユニット。
- 前記離間電極における前記電荷流路部の前記電荷放出部のピッチが前記電荷注入部のピッチよりも狭く形成されていることを特徴とする請求項1乃至4の内いずれか1項に記載の離間電極ユニット。
- 前記離間電極の温度調整を行う温度調整部を備えたことを特徴とする請求項1乃至5の内いずれか1項に記載の離間電極ユニット。
- 請求項1乃至6の内いずれか1項に記載の離間電極ユニットと、前記離間電極ユニットにおける前記離間電極の前記電荷注入部と離間して配置され前記電荷注入部に電子やイオンを照射する印字ヘッドと、を備えたことを特徴とする離間電極付き印字部。
- 前記印字ヘッドが、放電発生部を有する放電電極と、前記放電電極の前記放電発生部を選択的に加熱する加熱手段と、を備えた加熱放電型印字ヘッドであることを特徴とする請求項7に記載の離間電極付き印字部。
- 請求項7又は8に記載の離間電極付き印字部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
- 前記離間電極付き印字部から放出される電荷の作用により、内部に可視像が出現する記録媒体若しくは静電潜像が形成される静電潜像担持体の記録面と反対側の面に形成若しくは接触又は近接して配設された対向電極に接地又は電圧印加を行う対向電極選択部を備えたことを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記静電潜像担持体の前記記録面に形成される静電潜像に基づいて前記静電潜像担持体に可視像を形成する顕像化手段を備えたことを特徴とする請求項9又は10に記載の画像形成装置。
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JP2006353466A JP2008162104A (ja) | 2006-12-27 | 2006-12-27 | 離間電極ユニットと離間電極付き印字部及び画像形成装置 |
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Citations (1)
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JPH1170691A (ja) * | 1997-08-28 | 1999-03-16 | Futaba Corp | 静電記録ヘッドと静電プリンタ |
-
2006
- 2006-12-27 JP JP2006353466A patent/JP2008162104A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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