JP4771484B2 - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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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。
また、イオン照射方式による静電潜像形成方式を応用したものとして、(特許文献3)には、イオンの照射により表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体の表面に形成された静電潜像に基づいて、トナーやインク等を用いた顕像化手段によって静電潜像担持体の表面に可視像を形成し、その可視像を転写手段によって普通紙やOHPシート等の印字媒体に転写する画像形成装置も提案されている。
(1)前述のように、従来の電子写真方式に比べ、イオン照射方式では静電潜像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成工程を簡素化することができるが、普通紙やOHPシート等の印字媒体に画像を形成する場合、いずれも、静電潜像の形成を行う静電潜像形成工程、可視像の形成を行う現像工程、可視像の転写を行う転写工程の3つの独立した工程が必要であり、工程の簡素化が望まれていた。
(2)特に、静電潜像形成工程において静電潜像担持体に形成された静電潜像を、現像工程において静電潜像担持体上で現像し、得られた可視像を転写工程において印字媒体に転写するので、静電潜像形成工程で高品質な静電潜像を形成することができても、転写工程で可視像を転写する際に、位置ずれや転写不良などが発生し易く、画像の高品質性に欠けるため、高解像度が要求される画像の形成には用いることができず、用途が限られており、画像品質の向上が強く望まれていた。そして、静電潜像形成工程,現像工程,転写工程の3つの工程が異なる位置で行われることが位置ずれや転写不良などの発生の大きな原因となっていた。
本発明の請求項1に記載の画像形成方法は、放電電極と前記放電電極を選択的に加熱する加熱手段とを有する加熱放電型印字ヘッドを用いて電荷の作用により印字媒体に画像を形成する画像形成方法であって、トナー担持体の両面の内の前記印字媒体側の面に一様に帯電トナーを付着させる帯電トナー付着工程と、前記トナー担持体の両面の内の前記印字媒体と反対側の面に画像情報に基づいて前記帯電トナーと同極性のイオンを照射して前記トナー担持体を挟んで前記加熱放電型印字ヘッドと対向配置された前記印字媒体の記録面に前記トナー担持体上の帯電トナーを移動させ画像を形成するイオン照射工程と、を備え、前記イオン照射工程が、前記加熱放電型印字ヘッドの前記放電電極と前記印字媒体との間に設定する放電制御電圧に相当する電位差を前記加熱放電型印字ヘッドの前記放電電極と前記印字媒体側に分配して電界を形成する電位差設定工程と、前記加熱手段により前記放電電極を選択的に加熱する放電電極加熱工程と、を備え、前記放電電極加熱工程が、前記放電電極と離間して配設され前記放電電極に選択的に光を照射する光照射部によって行われ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)帯電トナー付着工程を有することにより、特別な制御を行うことなく、簡便かつ確実にトナー担持体の両面の内の印字媒体側の面に一様に帯電トナーを付着させることができ、画像の形成に備えることができ、取り扱い性に優れる。
(2)トナー担持体の両面の内の印字媒体と反対側の面に画像情報に基づいて帯電トナーと同極性のイオンを照射してトナー担持体を挟んで加熱放電型印字ヘッドと対向配置された印字媒体の記録面にトナー担持体上の帯電トナーを移動させ画像を形成するイオン照射工程を有することにより、画像情報に基づいてイオンを照射するだけで、印字媒体上に画像を形成することができるので、従来の静電潜像形成工程,現像工程,転写工程が同じ場所で同時に行われることになり、画像の位置ずれや転写不良などが発生することがなく、画像の高品質性に優れる。
(3)イオン照射工程は従来の静電潜像形成工程,現像工程,転写工程の3つの工程を同時に行う工程とみなすことができ、帯電トナー付着工程とイオン照射工程の2つの工程だけで画像を形成でき、工程が簡素なので、短時間に多量の画像を形成することができ、画像形成の効率性に優れる。
(4)トナー担持体を挟んで加熱放電型印字ヘッドと印字媒体が対向配置されていることにより、トナー担持体に対し、帯電トナー付着工程によって、帯電トナーを付着させる面と、イオン照射工程によりイオンを照射する面が異なるので、加熱放電型印字ヘッドに帯電トナーが付着することがなく、加熱放電型印字ヘッドのメンテナンス性、耐久性に優れる。
(5)放電電極と、放電電極を選択的に加熱する加熱手段と、を有する加熱放電型印字ヘッドを用いることにより、放電電極からの電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、画像情報に基づいてトナー担持体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。
(6)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。
(7)電位差設定工程により、トナー担持体を挟むように配置された印字媒体と放電電極の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定し電界を形成して放電に備えることができ、高電圧となる放電制御電圧を選択的に印加する必要がなく、放電電極加熱工程により加熱手段で放電電極を選択的に加熱することで放電電極から放電を発生させることができ、電界によってイオンをトナー担持体の所望の位置に照射し、帯電トナーとイオンとの間に働く斥力又は引力によって帯電トナーを印字媒体の記録面又はトナー担持体に移動させ、画像を形成することができ、画像形成の制御性に優れる。
(8)放電電極加熱工程が、放電電極と離間して配設され放電電極に選択的に光を照射する光照射部によって行われることにより、放電電極にレーザ光や赤外線などの光を照射して放電を発生させることができ放電発生の効率性に優れる。
(9)放電電極と光照射部が離間して配設されていることにより、放電電極と光照射部が接触することがないので、加熱停止状態での放電電極の冷却時間を大幅に短縮することができ、加熱停止に対する放電停止の応答性を向上させて短時間で放電の有無を切替えることができ、画像品質及び記録速度を向上できる。
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平板ベタ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)。尚、平板ベタ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、印字速度を高速化することができる。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。
加熱放電型印字ヘッドの放電電極と印字媒体との間に放電制御電圧に相当する電位差を設定しておき、放電電極を選択的に加熱することにより放電を発生させ、所望の位置にイオンを照射することができる。
尚、放電電極と印字媒体との間には、放電制御電圧に相当する電位差が発生していればよく、放電制御電圧に相当する電圧を直接、放電電極と印字媒体との間に印加してもよいし、放電制御電圧よりも高い電圧(電界形成用電圧)を放電電極と離間して対向配置される電界形成用電極と印字媒体との間に印加してもよい。
放電制御電圧とは、その電位差だけでは放電電極からの放電は起こらないが、放電電極を加熱することにより放電が起こる電圧域を言う。放電電極とトナー担持体が離間して形成された放電空間が、大気等のイオン生成可能な雰囲気である場合には、放出された電子が酸素や窒素をイオン化し、それらをトナー担持体の表面に到達させることができ、多量のイオンで効率的に電荷を注入することができる。
電界形成用電圧は、放電電極と印字媒体との間に放電制御電圧に相当する電位差が発生するように、放電電極と電界形成用電極との距離に応じて、適宜、選択することができる。
また、放電制御電圧又は電界形成用電圧に相当する電圧を全て放電電極又は電界形成用電極に印加し、印字媒体を接地するようにしてもよいし、放電制御電圧又は電界形成用電圧に相当する電圧の一部を印字媒体側に印加するようにしてもよい。
放電制御電圧や電界形成用電圧の波形としては様々な波形を選択することができ、三角波、矩形波、台形波、sin波等を単独で或いは組合せて用いたり、さらにこれらに直流電圧や交流電圧を重畳したりできる。例えば、放電電極や電界形成用電極に交流電圧のみを印加すると正負のイオンが生成される。そこで、負のイオンのみを選別するには交流電圧に負の直流電圧を重畳し、正のイオンのみを選別するには交流電圧に正の直流電圧を重畳したものを放電電極や電界形成用電極に印加する。
加熱放電型印字ヘッドで発生したイオンをトナー担持体に照射するために、トナー担持体を挟んで加熱放電型印字ヘッドと対向配置された印字媒体への接地や電圧印加を行う。
印字媒体は、接地や電圧印加を行うことができ、帯電トナーが付着することによって画像(可視像)を形成できるものであればよい。よって、印字媒体は導体製或いは絶縁層と導体層を少なくとも一層ずつ有するものであればよい。尚、導体層はベタ状に形成する必要はなく、任意の形状にパターン形成してもよく、記録面に絶縁性の領域と導体性の領域が混在していてもよい。印字媒体の対象物としては、カラーフィルタ用の素材などの場合もあり得る。
トナー担持体は、感光体である必要はなく、絶縁体製又は半導体製のフィルムやシートで形成される。また、トナー担持体の形状は、エンドレスループ式のベルト型,巻き取り式のロール型,平板型のいずれでもよい。トナー担持体が巻き取り式のロール型の場合は、一方のロールから他方のロールにトナー担持体を巻き取りながら使用する。また、トナー担持体が平板型の場合は、印字媒体及びトナー担持体と、加熱放電型印字ヘッドと、を相対的に移動させればよい。よって、加熱放電型印字ヘッドを固定して印字媒体及びトナー担持体を移動させてもよいし、印字媒体及びトナー担持体を固定して加熱放電型印字ヘッドを移動させてもよい。
尚、帯電トナー付着工程では、トナー担持体の両面の内の印字媒体側の面に一様に帯電トナーを付着させるので、イオン照射工程後にトナー担持体に残った帯電トナーを除去する必要がなく、工程を簡素化することができる。
この構成により、以下のような作用を有する。
(1)帯電トナー付着工程を有することにより、特別な制御を行うことなく、簡便かつ確実に印字媒体の記録面に一様に帯電トナーを付着させることができ、画像の形成に備えることができ、取り扱い性に優れる。
(2)トナー担持体を挟んで印字媒体と対向配置された加熱放電型印字ヘッドから画像情報に基づいてトナー担持体の両面の内の加熱放電型印字ヘッド側の面に帯電トナーと逆極性のイオンを照射して印字媒体上の帯電トナーをトナー担持体の両面の内の印字媒体側の面に移動させ画像を形成するイオン照射工程を有することにより、画像情報に基づいてイオンを照射するだけで、印字媒体上に画像を形成することができるので、従来の静電潜像形成工程,現像工程,転写工程が同じ場所で同時に行われることになり、画像の位置ずれや転写不良などが発生することがなく、画像の高品質性に優れる。
(3)トナー担持体に付着した帯電トナーを除去する帯電トナー除去工程を有することにより、トナー担持体を繰り返し使用することができ、画像品質の信頼性、トナー担持体の長寿命性に優れる。
(4)イオン照射工程は従来の静電潜像形成工程,現像工程,転写工程の3つの工程を同時に行う工程とみなすことができ、帯電トナー付着工程,イオン照射工程,帯電トナー除去工程の3つの工程だけで画像を形成でき、工程が簡素なので、短時間に多量の画像を形成することができ、画像形成の効率性に優れる。
(5)トナー担持体を挟んで加熱放電型印字ヘッドと印字媒体が対向配置されていることにより、帯電トナー付着工程によって、帯電トナーが付着する印字媒体と、イオン照射工程を行う加熱放電型印字ヘッドが、直接、接触することがなく、加熱放電型印字ヘッドに帯電トナーが付着しないので、加熱放電型印字ヘッドのメンテナンス性、耐久性に優れる。
(6)放電電極と、放電電極を選択的に加熱する加熱手段と、を有する加熱放電型印字ヘッドを用いることにより、放電電極からの電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、画像情報に基づいてトナー担持体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。
(7)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。
(8)電位差設定工程により、トナー担持体を挟むように配置された印字媒体と放電電極の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定し電界を形成して放電に備えることができ、高電圧となる放電制御電圧を選択的に印加する必要がなく、放電電極加熱工程により加熱手段で放電電極を選択的に加熱することで放電電極から放電を発生させることができ、電界によってイオンをトナー担持体の所望の位置に照射し、帯電トナーとイオンとの間に働く斥力又は引力によって帯電トナーを印字媒体の記録面又はトナー担持体に移動させ、画像を形成することができ、画像形成の制御性に優れる。
(9)放電電極加熱工程が、放電電極と離間して配設され放電電極に選択的に光を照射する光照射部によって行われることにより、放電電極にレーザ光や赤外線などの光を照射して放電を発生させることができ放電発生の効率性に優れる。
(10)放電電極と光照射部が離間して配設されていることにより、放電電極と光照射部が接触することがないので、加熱停止状態での放電電極の冷却時間を大幅に短縮することができ、加熱停止に対する放電停止の応答性を向上させて短時間で放電の有無を切替えることができ、画像品質及び記録速度を向上できる。
帯電トナーについては、請求項1と同様に、液体トナーと粉体トナー(乾式トナー)のいずれを用いてもよいが、液体トナーの場合、印字媒体とトナー担持体の間に帯電トナーが浮遊した状態となるので、イオン照射工程で帯電トナーと逆極性のイオンを照射して印字媒体上の帯電トナーをトナー担持体の印字媒体側の面に移動させるだけでなく、帯電トナーと同極性のイオンを照射して印字媒体とトナー担持体の間に浮遊している帯電トナーを印字媒体の記録面に移動させて画像を形成することもできる。
帯電トナー除去工程では、トナー担持体の表面に残留した帯電トナーを除去することができればよいが、帯電トナーを物理的に掻き取って清浄化するクリーナが好適に用いられる。
この構成により、以下のような作用を有する。
(1)トナー担持体の両面の内の印字媒体側の面に一様に帯電トナーを付着させる帯電トナー供給部を有することにより、特別な制御を行うことなく、簡便かつ確実にトナー担持体の両面の内の印字媒体側の面に一様に帯電トナーを付着させることができ、画像の形成に備えることができ、取り扱い性に優れる。
(2)トナー担持体を挟んで印字媒体と対向配置された加熱放電型印字ヘッドを有することにより、画像情報に基づいてイオンを照射するだけで、トナー担持体上の帯電トナーをイオンとの間に働く斥力によって印字媒体の記録面に移動させて印字媒体上に画像を形成することができるので、画像の位置ずれが発生することがなく、画像の高品質性に優れる。
(3)トナー担持体を挟んで加熱放電型印字ヘッドと印字媒体が対向配置されていることにより、トナー担持体に対し、帯電トナー供給部によって、帯電トナーを付着させる面と、加熱放電型印字ヘッドによりイオンを照射する面が異なるので、加熱放電型印字ヘッドに帯電トナーが付着することがなく、加熱放電型印字ヘッドのメンテナンス性、耐久性に優れる。
(4)帯電トナー供給部と加熱放電型印字ヘッドだけで画像を形成でき、構造が簡素で部品点数が少なく、印字媒体に短時間で高品質な画像を形成することができ、装置の量産性、省スペース性、取り扱い性に優れる。
(5)放電電極と、放電電極を選択的に加熱する加熱手段と、を有する加熱放電型印字ヘッドを用いることにより、放電電極からの電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、画像情報に基づいてトナー担持体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。
(6)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。
(7)加熱放電型印字ヘッドの放電電極と印字媒体との間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成する電位差設定部を有することにより、トナー担持体を挟むように配置された印字媒体と放電電極の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定し電界を形成して放電に備えることができ、高電圧となる放電制御電圧を選択的に印加する必要がなく、加熱手段で放電電極を選択的に加熱することで放電電極から放電を発生させることができ、電界によってイオンをトナー担持体の所望の位置に照射し、帯電トナーとイオンとの間に働く斥力又は引力によって帯電トナーを印字媒体の記録面又はトナー担持体に移動させ、画像を形成することができ、取扱い性に優れる。
(8)電位差設定部が、導体製の印字媒体或いは印字媒体に形成された導体層への接地又は電圧印加を行う媒体側電圧選択部を備えていることにより、印字媒体の材質によらず、加熱放電型印字ヘッドの放電電極と印字媒体との間に、確実に放電制御電圧に相当する電位差を設定することができ、電位差設定の汎用性、信頼性に優れる。
(9)加熱手段が、放電電極と離間して配設され放電電極に光を照射することにより放電電極を選択的に加熱する光照射部を有することにより、放電電極と加熱手段を絶縁するための絶縁膜などを設けることなく、放電電極と加熱手段との間を確実に絶縁することができ、製造工数を低減でき、量産性及び加熱制御の信頼性を向上させることができる。
(10)放電電極と加熱手段が離間して配設されているので、別々に製造したものを簡便に組合せて使用することができ、放電電極又は加熱手段のいずれか一方に不具合が生じた際に、不具合が生じたものだけを修理、交換することができ、メンテナンス性、省資源性に優れる。
(11)放電電極と加熱手段が離間して配設されていることにより、放電電極と加熱手段が接触することがないので、加熱停止状態での放電電極の冷却時間を大幅に短縮することができ、加熱停止に対する放電停止の応答性を向上させて短時間で放電の有無を切替えることができ、画像品質及び記録速度を向上できる。
また、トナー担持体,加熱放電型印字ヘッドについては、請求項1で説明した通りであるので、説明を省略する。
電位差設定部では、放電制御電圧に相当する電圧を直接、放電電極と印字媒体との間に印加してもよいし、放電制御電圧よりも高い電圧(電界形成用電圧)を放電電極と離間して対向配置される電界形成用電極と印字媒体との間に印加してもよい。また、放電制御電圧又は電界形成用電圧に相当する電圧を全て放電電極又は電界形成用電極に印加し、印字媒体を接地するようにしてもよいし、放電制御電圧又は電界形成用電圧に相当する電圧の一部を印字媒体側に分配して印加するようにしてもよい。
光照射部については、請求項1で説明した通りであるので、説明を省略する。
この構成により、以下のような作用を有する。
(1)帯電トナー供給部を有することにより、特別な制御を行うことなく、簡便かつ確実に印字媒体の記録面に一様に帯電トナーを付着させることができ、画像の形成に備えることができ、取り扱い性に優れる。
(2)トナー担持体を挟んで印字媒体と対向配置された加熱放電型印字ヘッドを有することにより、画像情報に基づいてイオンを照射するだけで、印字媒体上の不要な帯電トナーをイオンとの間に働く引力によってトナー担持体側に移動させて印字媒体上に画像を形成することができるので、画像の位置ずれが発生することがなく、画像の高品質性に優れる。
(3)トナー担持体に付着した帯電トナーを除去する帯電トナー除去部を有することにより、トナー担持体を繰り返し使用することができ、画像品質の信頼性、トナー担持体の長寿命性に優れる。
(4)帯電トナー供給部,加熱放電型印字ヘッド,帯電トナー除去部だけで画像を形成でき、構造が簡素で部品点数が少なく、印字媒体に短時間で高品質な画像を形成することができ、装置の量産性、省スペース性、取り扱い性に優れる。
(5)トナー担持体を挟んで加熱放電型印字ヘッドと印字媒体が対向配置されていることにより、帯電トナー供給部によって、帯電トナーが付着する印字媒体と、加熱放電型印字ヘッドが、直接、接触することがなく、加熱放電型印字ヘッドに帯電トナーが付着しないので、加熱放電型印字ヘッドのメンテナンス性、耐久性に優れる。
(6)放電電極と、放電電極を選択的に加熱する加熱手段と、を有する加熱放電型印字ヘッドを用いることにより、放電電極からの電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、画像情報に基づいてトナー担持体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。
(7)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。
(8)加熱放電型印字ヘッドの放電電極と印字媒体との間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成する電位差設定部を有することにより、トナー担持体を挟むように配置された印字媒体と放電電極の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定し電界を形成して放電に備えることができ、高電圧となる放電制御電圧を選択的に印加する必要がなく、加熱手段で放電電極を選択的に加熱することで放電電極から放電を発生させることができ、電界によってイオンをトナー担持体の所望の位置に照射し、帯電トナーとイオンとの間に働く斥力又は引力によって帯電トナーを印字媒体の記録面又はトナー担持体に移動させ、画像を形成することができ、取扱い性に優れる。
(9)電位差設定部が、導体製の印字媒体或いは印字媒体に形成された導体層への接地又は電圧印加を行う媒体側電圧選択部を備えていることにより、印字媒体の材質によらず、加熱放電型印字ヘッドの放電電極と印字媒体との間に、確実に放電制御電圧に相当する電位差を設定することができ、電位差設定の汎用性、信頼性に優れる。
(10)加熱手段が、放電電極と離間して配設され放電電極に光を照射することにより放電電極を選択的に加熱する光照射部を有することにより、放電電極と加熱手段を絶縁するための絶縁膜などを設けることなく、放電電極と加熱手段との間を確実に絶縁することができ、製造工数を低減でき、量産性及び加熱制御の信頼性を向上させることができる。
(11)放電電極と加熱手段が離間して配設されているので、別々に製造したものを簡便に組合せて使用することができ、放電電極又は加熱手段のいずれか一方に不具合が生じた際に、不具合が生じたものだけを修理、交換することができ、メンテナンス性、省資源性に優れる。
(12)放電電極と加熱手段が離間して配設されていることにより、放電電極と加熱手段が接触することがないので、加熱停止状態での放電電極の冷却時間を大幅に短縮することができ、加熱停止に対する放電停止の応答性を向上させて短時間で放電の有無を切替えることができ、画像品質及び記録速度を向上できる。
また、帯電トナー除去部としては、請求項2で説明したように、帯電トナーを物理的に掻き取って清浄化するクリーナが好適に用いられる。
この構成により、請求項6又は7の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)加熱放電型印字ヘッドとトナー担持体との間に離間電極ユニットが配設されていることにより、加熱放電型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、電荷放出部からトナー担持体に対して放出することができるので、加熱放電型印字ヘッドをトナー担持体に直接対向させる必要がなく、加熱放電型印字ヘッドがトナー担持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加熱放電型印字ヘッドが離間しているので、加熱放電型印字ヘッドの解像度に応じて、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。
(3)離間電極ユニットの離間電極が、イオンが照射されて電荷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荷を放出する電荷放出部を備えた電荷流路部と、を有することにより、加熱放電型印字ヘッドの解像度に応じて、電荷注入部や電荷流路部の形状や配置などを適宜、選択することができ、離間電極ユニットの設計自在性に優れる。
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、解像度の粗い加熱放電型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、電荷注入部と共に加熱放電型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。
電荷注入部の厚さは電荷注入部の面積などによもよるが、例えば電荷流路部の厚さの1.1倍〜2倍に形成するのが好ましい。電荷注入部の厚さが電荷流路部の厚さの1.1倍よりも薄くなるにつれ、電荷注入部の体積が不足して十分な電荷を溜めることが困難となり、画像品質が低下し易くなる傾向があり、2倍よりも厚くなるにつれ、製造が困難になり、量産性が低下し易くなる傾向があり、いずれも好ましくない。
尚、各々の離間電極の体積は、電荷注入部の面積や厚さ、電荷流路部の幅、長さ、厚さ等を調整することにより、適宜、選択することができる。
尚、離間電極における電荷流路部の電荷放出部のピッチ及び電荷注入部のピッチは、組み合わせて使用する加熱放電型印字ヘッド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、イオン照射部の種類によって、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。
温度調整部としては、離間電極を加熱或いは冷却して温度調整を行うことができるものであればよい。具体的には、ペルチェ素子などが好適に用いられる。また、基板をアルミニウム等の放熱性に優れる材質で形成した放熱板に配設した場合、離間電極ユニットで発生した熱を速やかに吸収して放熱することができる。放熱板の表面に溝等により凹凸を形成した場合、放熱板の表面積を拡大することができ、放熱の効率性を向上させることができる。
離間電極ユニットにおける離間電極の電荷注入部と加熱放電型印字ヘッドを離間させる距離は、加熱放電型印字ヘッドと印字媒体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、電荷注入部と加熱放電型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。
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)帯電トナー付着工程により表面に一様に帯電トナーが付着したトナー担持体の裏面に、イオン照射工程により画像情報に基づいて帯電トナーと同極性のイオンを照射するだけで、トナー担持体上の帯電トナーを印字媒体上に移動させて画像を形成することができ、従来の静電潜像形成工程,現像工程,転写工程を同じ場所で同時に行うことができ、画像の位置ずれや転写不良などが発生することがなく、高品質な画像を短時間に多量に形成することができる画像形成の効率性、画像の高品質性に優れた画像形成方法を提供することができる。
(2)トナー担持体を挟んで加熱放電型印字ヘッドと印字媒体が対向配置され、トナー担持体に対し、帯電トナー付着工程によって、帯電トナーを付着させる面と、イオン照射工程によりイオンを照射する面が異なるので、加熱放電型印字ヘッドに帯電トナーが付着することがなく、加熱放電型印字ヘッドのメンテナンス性、耐久性に優れた画像形成方法を提供することができる。
(3)放電電極と、放電電極を選択的に加熱する加熱手段と、を有する加熱放電型印字ヘッドを用いることにより、放電電極からの電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、画像情報に基づいてトナー担持体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画像形成方法を提供することができる。
(4)電位差設定工程により、トナー担持体を挟むように配置された印字媒体と放電電極の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定し電界を形成して放電に備えることができ、高電圧となる放電制御電圧を選択的に印加する必要がなく、放電電極加熱工程により加熱手段で放電電極を選択的に加熱することで放電電極から放電を発生させることができ、電界によってイオンをトナー担持体の所望の位置に照射し、帯電トナーとイオンとの間に働く斥力又は引力によって帯電トナーを印字媒体の記録面又はトナー担持体に移動させ、画像を形成することができる放電制御が容易で取扱い性に優れた画像形成方法を提供することができる。
(5)放電電極加熱工程において、放電電極と離間して配設された光照射部により、放電電極に選択的にレーザ光や赤外線などの光を照射して放電を発生させることができる放電発生の効率性に優れた画像形成方法を提供することができる。
(6)放電電極と光照射部が離間して配設され、放電電極と光照射部が接触することがないので、加熱停止状態での放電電極の冷却時間を大幅に短縮することができ、加熱停止に対する放電停止の応答性を向上させて短時間で放電の有無を切替えることができ、画像品質及び記録速度を向上できる放電制御の信頼性に優れた画像形成方法を提供することができる。
(1)帯電トナー付着工程により記録面に一様に帯電トナーが付着した印字媒体に対し、トナー担持体を挟んで対向配置された加熱放電型印字ヘッドから、イオン照射工程により画像情報に基づいて帯電トナーと逆極性のイオンを照射するだけで、印字媒体上の帯電トナーをトナー担持体上に移動させて印字媒体に画像を形成することができ、従来の静電潜像形成工程,現像工程,転写工程を同じ場所で同時に行うことができ、画像の位置ずれや転写不良などが発生することがなく、高品質な画像を短時間に多量に形成することができる画像形成の効率性、画像の高品質性に優れた画像形成方法を提供することができる。
(2)トナー担持体を挟んで加熱放電型印字ヘッドと印字媒体が対向配置され、帯電トナー付着工程によって、帯電トナーを付着する印字媒体と、イオン照射工程を行う加熱放電型印字ヘッドが直接、接触せず、加熱放電型印字ヘッドに帯電トナーが付着することがなく、加熱放電型印字ヘッドのメンテナンス性、耐久性に優れた画像形成方法を提供することができる。
(3)放電電極と、放電電極を選択的に加熱する加熱手段と、を有する加熱放電型印字ヘッドを用いることにより、放電電極からの電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、画像情報に基づいてトナー担持体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画像形成方法を提供することができる。
(4)電位差設定工程により、トナー担持体を挟むように配置された印字媒体と放電電極の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定し電界を形成して放電に備えることができ、高電圧となる放電制御電圧を選択的に印加する必要がなく、放電電極加熱工程により加熱手段で放電電極を選択的に加熱することで放電電極から放電を発生させることができ、電界によってイオンをトナー担持体の所望の位置に照射し、帯電トナーとイオンとの間に働く斥力又は引力によって帯電トナーを印字媒体の記録面又はトナー担持体に移動させ、画像を形成することができる放電制御が容易で取扱い性に優れた画像形成方法を提供することができる。
(5)放電電極加熱工程において、放電電極と離間して配設された光照射部により、放電電極に選択的にレーザ光や赤外線などの光を照射して放電を発生させることができる放電発生の効率性に優れた画像形成方法を提供することができる。
(6)放電電極と光照射部が離間して配設され、放電電極と光照射部が接触することがないので、加熱停止状態での放電電極の冷却時間を大幅に短縮することができ、加熱停止に対する放電停止の応答性を向上させて短時間で放電の有無を切替えることができ、画像品質及び記録速度を向上できる放電制御の信頼性に優れた画像形成方法を提供することができる。
(1)帯電トナー供給部により表面に一様に帯電トナーが付着したトナー担持体の裏面に、加熱放電型印字ヘッドにより画像情報に基づいて帯電トナーと同極性のイオンを照射するだけで、トナー担持体上の帯電トナーをイオンとの間に働く斥力によって印字媒体上に移動させて画像を形成することができ、画像の位置ずれが発生することがなく、高品質な画像を短時間に多量に形成することができる画像形成の効率性、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。
(2)トナー担持体を挟んで加熱放電型印字ヘッドと印字媒体が対向配置され、トナー担持体に対し、帯電トナー供給部によって、帯電トナーを付着させる面と、加熱放電型印字ヘッドによりイオンを照射する面が異なるので、加熱放電型印字ヘッドに帯電トナーが付着することがなく、加熱放電型印字ヘッドのメンテナンス性、耐久性に優れた画像形成装置を提供することができる。
(3)帯電トナー供給部と加熱放電型印字ヘッドだけで画像を形成でき、構造が簡素で部品点数が少なく、印字媒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、省スペース性、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。
(4)放電電極と、放電電極を選択的に加熱する加熱手段と、を有する加熱放電型印字ヘッドを用いることにより、放電電極からの電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、画像情報に基づいてトナー担持体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画像形成装置を提供することができる。
(5)電位差設定部により、トナー担持体を挟むように配置された印字媒体と加熱放電型印字ヘッドの放電電極の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定し電界を形成して放電に備えることができ、高電圧となる放電制御電圧を選択的に印加する必要がなく、加熱手段で放電電極を選択的に加熱することで放電電極から放電を発生させることができ、電界によってイオンをトナー担持体の所望の位置に照射し、帯電トナーとイオンとの間に働く斥力又は引力によって帯電トナーを印字媒体の記録面又はトナー担持体に移動させ、画像を形成することができる取扱い性に優れた画像形成装置を提供することができる。
(6)電位差設定部が、導体製の印字媒体或いは印字媒体に形成された導体層への接地又は電圧印加を行う媒体側電圧選択部を備えていることにより、印字媒体の材質によらず、加熱放電型印字ヘッドの放電電極と印字媒体との間に、確実に放電制御電圧に相当する電位差を設定することができる電位差設定の汎用性、信頼性に優れた画像形成装置を提供することができる。
(7)加熱手段が、放電電極と離間して配設され放電電極に光を照射することにより放電電極を選択的に加熱する光照射部を有することにより、放電電極と加熱手段を絶縁するための絶縁膜などを設けることなく、放電電極と加熱手段との間を確実に絶縁することができ、製造工数を低減できる量産性及び加熱制御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。
(8)放電電極と加熱手段が離間して配設され、放電電極と加熱手段が接触することがなく、加熱停止状態での放電電極の冷却時間を大幅に短縮することができ、加熱停止に対する放電停止の応答性を向上させて短時間で放電の有無を切替えることができる画像品質及び記録速度を向上できる放電制御の信頼性に優れた画像形成方法を提供することができる。
(1)帯電トナー供給部により記録面に一様に帯電トナーが付着した印字媒体に対し、トナー担持体を挟んで対向配置された加熱放電型印字ヘッドから、画像情報に基づいて帯電トナーと逆極性のイオンを照射するだけで、印字媒体上の不要な帯電トナーをイオンとの間に働く引力によってトナー担持体上に移動させて印字媒体上に画像を形成することができ、画像の位置ずれが発生することがなく、高品質な画像を短時間に多量に形成することができる画像形成の効率性、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。
(2)トナー担持体を挟んで加熱放電型印字ヘッドと印字媒体が対向配置され、帯電トナー供給部によって、帯電トナーを付着する印字媒体と、加熱放電型印字ヘッドが直接、接触せず、加熱放電型印字ヘッドに帯電トナーが付着することがなく、加熱放電型印字ヘッドのメンテナンス性、耐久性に優れた画像形成装置を提供することができる。
(3)帯電トナー供給部,加熱放電型印字ヘッド,帯電トナー除去部だけで画像を形成でき、構造が簡素で部品点数が少なく、印字媒体に短時間で高品質な画像を形成することができ、装置の量産性、省スペース性、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。
(4)放電電極と、放電電極を選択的に加熱する加熱手段と、を有する加熱放電型印字ヘッドを用いることにより、放電電極からの電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、画像情報に基づいてトナー担持体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画像形成装置を提供することができる。
(5)電位差設定部により、トナー担持体を挟むように配置された印字媒体と加熱放電型印字ヘッドの放電電極の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定し電界を形成して放電に備えることができ、高電圧となる放電制御電圧を選択的に印加する必要がなく、加熱手段で放電電極を選択的に加熱することで放電電極から放電を発生させることができ、電界によってイオンをトナー担持体の所望の位置に照射し、帯電トナーとイオンとの間に働く斥力又は引力によって帯電トナーを印字媒体の記録面又はトナー担持体に移動させ、画像を形成することができる取扱い性に優れた画像形成装置を提供することができる。
(6)電位差設定部が、導体製の印字媒体或いは印字媒体に形成された導体層への接地又は電圧印加を行う媒体側電圧選択部を備えていることにより、印字媒体の材質によらず、加熱放電型印字ヘッドの放電電極と印字媒体との間に、確実に放電制御電圧に相当する電位差を設定することができる電位差設定の汎用性、信頼性に優れた画像形成装置を提供することができる。
(7)加熱手段が、放電電極と離間して配設され放電電極に光を照射することにより放電電極を選択的に加熱する光照射部を有することにより、放電電極と加熱手段を絶縁するための絶縁膜などを設けることなく、放電電極と加熱手段との間を確実に絶縁することができ、製造工数を低減できる量産性及び加熱制御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。
(8)放電電極と加熱手段が離間して配設され、放電電極と加熱手段が接触することがなく、加熱停止状態での放電電極の冷却時間を大幅に短縮することができ、加熱停止に対する放電停止の応答性を向上させて短時間で放電の有無を切替えることができる画像品質及び記録速度を向上できる放電制御の信頼性に優れた画像形成方法を提供することができる。
(1)加熱放電型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、電荷放出部からトナー担持体に対して放出することができ、加熱放電型印字ヘッドを、トナー担持体に直接対向させる必要がなく、加熱放電型印字ヘッドとトナー担持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画像形成装置を提供することができる。
(2)加熱放電型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、加熱放電型印字ヘッドの解像度に応じて、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の画像形成方法に用いる画像形成装置の要部模式側面図である。
図1中、1は加熱放電型印字ヘッド1Aを用いて電荷の作用により後述する印字媒体30に画像を形成する本発明の実施の形態1の画像形成方法に用いる画像形成装置、20は絶縁体製又は半導体製のフィルムやシートで形成されたエンドレスループ式でベルト型のトナー担持体、21はエンドレスループ状に配置されたトナー担持体20に内接して配設されトナー担持体20を搬送する複数のローラ、22はトナー担持体20の両面の内の印字媒体30側(外周面側)の面に対向して配設されトナー担持体20に一様に正に帯電した帯電トナー23を付着させる帯電トナー供給部、24は印字媒体30を接地するための電位差設定部の媒体側電圧選択部、30はポリエチレンテレフタレートやガラスなどで形成された絶縁層31に媒体側電圧選択部24によって接地するための導体層32が積層された印字媒体、32aは印字媒体32の記録面である。
まず、帯電トナー付着工程において、帯電トナー供給部22によってトナー担持体20の印字媒体30側の面に一様に帯電トナー23を付着させる。
次に、イオン照射工程において、トナー担持体20を挟んで印字媒体30と対向配置された加熱放電型印字ヘッド1Aにより、トナー担持体20の印字媒体30と反対側の面に画像情報に基づいて帯電トナー23と同極性の正イオンを照射する。これにより、帯電トナー23と正イオンとの間に働く斥力によって、トナー担持体20上の帯電トナー23を選択的に印字媒体30の記録面32aに移動させて画像を形成する。
尚、イオン照射工程中は、トナー担持体20と印字媒体30を同期させて移動させるが、トナー担持体20と印字媒体30の移動速度は同速度である必要はない。印字媒体30の移動速度よりも速い移動速度でトナー担持体20を移動させた場合、同一箇所に多量の帯電トナー23を付着させることができ、印字濃度を濃くすることができる。
図2(a)は実施の形態1の画像形成方法に用いる画像形成装置における加熱放電型印字ヘッドの要部模式断面図であり、図2(b)は実施の形態1の画像形成方法に用いる画像形成装置における加熱放電型印字ヘッドの放電ユニットの要部模式正面図である。
図2中、2は加熱放電型印字ヘッド1Aの放電ユニット、3はポリイミド,アラミド,ポリエーテルイミド等の合成樹脂で形成された透光性を有する放電ユニット2の基板、3aは開口部3bを有し基板3が固設された放電ユニット2の形状保持板、4は基板3上にカーボン等を含有する黒色の塗料を塗布したり、クロムを蒸着したりして形成した放電ユニット2の熱吸収層、5は金、銀、銅、アルミニウム等の金属を蒸着、スパッタ、印刷、メッキなどで形成した後、エッチングして梯子型に形成した放電ユニット2の放電電極、5aは放電電極5の複数の放電発生部、5bは複数の放電発生部5aの両端部を接続した放電電極5の共通電極、5cは放電発生部5aと放電発生部5aの間に形成された放電電極5の放電開口部、5dは放電電極5の共通電極5bの一端部に連設して形状保持板3aの一側部に配置され放電制御電圧が印加される放電ユニット2の電気接続部、6は放電ユニット2の放電電極5と離間して配設され放電電極5に選択的に光を照射する光照射部を有する加熱放電型印字ヘッド1Aの加熱手段、25は電気接続部5dに電気的に接続され放電電極5に放電制御電圧を印加する電位差設定部の放電電極側電圧印加部である。
まず、熱吸収層形成工程において、ポリイミド,アラミド,ポリエーテルイミド等の合成樹脂等の基板3の一方の面上に黒色の塗料を塗布したり、クロムを蒸着したりして熱吸収層4を形成する。尚、基板3の材質は、本実施の形態に限定されるものではなく、表面に熱吸収層4及び放電電極5を形成することができると共に、加熱手段6による加熱に耐える耐熱性と、加熱手段6が発する光によって伝播する熱を放電電極5に伝達できる熱伝達性を有するものであればよい。尚、放電電極5が十分な熱吸収性を有する場合は、熱吸収層4は必ずしも設けなくてもよい。また、基板3と熱吸収層4の配置を入れ替えても、熱吸収層4に吸収された熱を基板3を通して放電電極5に伝達することができる。
放電電極5は、梯子型に形成して複数の放電発生部5aに分割することにより、放電発生部5aの縁周辺からの放電量を増加させ、放電の効率性を向上させている。また、放電発生部5aの近傍に共通電極5bを設けることで、放電電極5の放熱面積の拡大及び、熱容量の増大により、放電発生部5aの冷却効果、加熱停止に対する応答性が向上し、高速記録が可能となる。さらに、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、放電の安定性にも優れる。
尚、本実施の形態のように複数の放電発生部5aの両端部を共通電極5bで接続して梯子型に形成した放電電極5は、平板ベタ状の放電電極に複数の放電孔部を形成したものと考えることができ、放電開口部5cが放電孔部に相当する。
放電電極5に印加する交流電圧や直流電圧の数値は、色々な組み合わせが考えられるが、本実施の形態では放電電極5に、一例としてAC550Vpp(三角波1kHz)にDCバイアスで−700Vの電圧を重畳して放電制御電圧として印加した。放電電極5に交流電圧のみを印加すると正負のイオンが生成されるが、正の直流電圧を重畳することにより、正のイオンのみを選別することができ、放電を安定させることができる。尚、負のイオンのみを選別するには交流電圧に負の直流電圧を重畳すればよい。
放電電極5に放電制御電圧を印加しただけでは放電は起こらず、更に別途、加熱手段6を制御して、放電電極5を基板3側から選択的に加熱(100〜300℃)することにより、選択的に加熱された放電電極5の放電発生部5aから放電が発生する。
放電が発生するとイオン生成可能な雰囲気中ではイオンが生成され、トナー担持体20へ向かってイオンが照射される。
図1で説明したように、印字媒体30の表面に設けた導体層32を接地することにより、放電電極5と印字媒体30の間の電位差によって、放電電極5aから印字媒体30の方向に向かって正のイオンが移動する。このとき、放電電極5と印字媒体30の間にトナー担持体20が配設されているので、正のイオンはトナー担持体20の表面に照射され、その電荷の作用によって帯電トナー23が印字媒体30の記録面32a側に移動して画像が形成される。
尚、加熱放電型印字ヘッド1Aの放電電極5と印字媒体30との間に電位差があればよいので、電位差設定部の媒体側電圧選択部24により印字媒体30の導体層32を接地する代わりに、放電制御電圧の一部を分配して印加してもよい。
また、放電電極5と印字媒体30との間には、放電制御電圧に相当する電位差が発生していればよいので、放電制御電圧に相当する電圧を直接、放電電極5と印字媒体30との間に印加する代わりに、放電制御電圧に相当する電位差を発生させる電界の中に加熱放電型印字ヘッド1A,トナー担持体20,印字媒体30などを置いてもよい。例えば、対向配置した印字媒体30と電界形成用電極の間に放電制御電圧よりも高い電圧(電界形成用電圧)を印加しておき、印字媒体30と電界形成用電極の間に加熱放電型印字ヘッド1Aやトナー担持体20を配置することにより、放電電極5と印字媒体30との間に、放電制御電圧に相当する電位差を発生させることができる。
加熱手段6としては、放電電極5から離間して放電発生部5aを選択的に加熱できるものであればよく、光照射部からレーザ光を照射するもの以外に赤外線を光ファイバーや集光レンズで集光して照射するもの等が好適に用いられる。
また、印字媒体30は、接地や電圧印加を行うことができ、帯電トナー23が付着することによって画像(可視像)を形成できるものであればよい。よって、印字媒体30は導体製或いは絶縁層31と導体層32を少なくとも一層ずつ有するものであればよい。尚、導体層32はベタ状である必要はなく、任意の形状にパターン形成することができ、記録面32aに絶縁性の領域と導体性の領域が混在していてもよい。
本実施の形態では、正に帯電した帯電トナー23を用いたが、帯電トナー23は正負のいずれに帯電していてもよく、任意の色に着色することができる。また、帯電トナー23の種類は液体トナーでも粉体トナー(乾式トナー)でもよい。また、トナー担持体20の形状は、本実施の形態に限定されるものではなく、巻き取り式のロール型や平板型でもよい。
(1)帯電トナー付着工程を有することにより、特別な制御を行うことなく、簡便かつ確実にトナー担持体20の両面の内の印字媒体30側の面に一様に帯電トナー23を付着させることができ、画像の形成に備えることができ、取り扱い性に優れる。
(2)トナー担持体20の両面の内の印字媒体30と反対側の面に画像情報に基づいて帯電トナー23と同極性のイオンを照射してトナー担持体20を挟んで加熱放電型印字ヘッド1Aと対向配置された印字媒体30の記録面32aにトナー担持体20上の帯電トナー23を移動させ画像を形成するイオン照射工程を有することにより、画像情報に基づいてイオンを照射するだけで、印字媒体30上に画像を形成することができるので、従来の静電潜像形成工程,現像工程,転写工程が同じ場所で同時に行われることになり、画像の位置ずれや転写不良などが発生することがなく、画像の高品質性に優れる。
(3)イオン照射工程は従来の静電潜像形成工程,現像工程,転写工程の3つの工程を同時に行う工程とみなすことができ、帯電トナー付着工程とイオン照射工程の2つの工程だけで画像を形成でき、工程が簡素なので、短時間に多量の画像を形成することができ、画像形成の効率性に優れる。
(4)トナー担持体20を挟んで加熱放電型印字ヘッド1Aと印字媒体30が対向配置されていることにより、トナー担持体20に対し、帯電トナー付着工程によって、帯電トナー23を付着させる面と、イオン照射工程によりイオンを照射する面が異なるので、加熱放電型印字ヘッド1Aに帯電トナー23が付着することがなく、加熱放電型印字ヘッド1Aのメンテナンス性、耐久性に優れる。
(5)放電電極5と、放電電極5を選択的に加熱する加熱手段6と、を有する加熱放電型印字ヘッド1Aを用いることにより、放電電極5からの電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、画像情報に基づいてトナー担持体20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。
(6)電位差設定工程により、トナー担持体20を挟むように配置された印字媒体30と放電電極5の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定し電界を形成して放電に備えることができ、高電圧となる放電制御電圧を選択的に印加する必要がなく、放電電極加熱工程により加熱手段6で放電電極5を選択的に加熱することで放電電極5から放電を発生させることができ、電界によってイオンをトナー担持体20の所望の位置に照射し、帯電トナー23とイオンとの間に働く斥力によって帯電トナー23を印字媒体30の記録面32aに移動させ、画像を形成することができ、画像形成の制御性に優れる。
(7)放電電極加熱工程が、放電電極5と離間して配設され放電電極5に選択的に光を照射する光照射部によって行われることにより、放電電極5にレーザ光や赤外線などの光を照射して放電を発生させることができ放電発生の効率性に優れる。
(8)放電電極5と光照射部が離間して配設されていることにより、放電電極5と光照射部が接触することがないので、加熱停止状態での放電電極5の冷却時間を大幅に短縮することができ、加熱停止に対する放電停止の応答性を向上させて短時間で放電の有無を切替えることができ、画像品質及び記録速度を向上できる。
(1)トナー担持体20の両面の内の印字媒体30側の面に一様に帯電トナー23を付着させる帯電トナー供給部22を有することにより、特別な制御を行うことなく、簡便かつ確実にトナー担持体20の両面の内の印字媒体30側の面に一様に帯電トナー23を付着させることができ、画像の形成に備えることができ、取り扱い性に優れる。
(2)トナー担持体20を挟んで印字媒体30と対向配置された加熱放電型印字ヘッド1Aを有することにより、画像情報に基づいてイオンを照射するだけで、トナー担持体20上の帯電トナー23をイオンとの間に働く斥力によって印字媒体30の記録面32aに移動させて印字媒体30上に画像を形成することができるので、画像の位置ずれが発生することがなく、画像の高品質性に優れる。
(3)トナー担持体20を挟んで加熱放電型印字ヘッド1Aと印字媒体30が対向配置されていることにより、トナー担持体20に対し、帯電トナー供給部22によって、帯電トナー23を付着させる面と、加熱放電型印字ヘッド1Aによりイオンを照射する面が異なるので、加熱放電型印字ヘッド1Aに帯電トナー23が付着することがなく、加熱放電型印字ヘッド1Aのメンテナンス性、耐久性に優れる。
(4)帯電トナー供給部22と加熱放電型印字ヘッド1Aだけで画像を形成でき、構造が簡素で部品点数が少なく、印字媒体30に短時間で高品質な画像を形成することができ、装置の量産性、省スペース性、取り扱い性に優れる。
(5)放電電極5と、放電電極5を選択的に加熱する加熱手段6と、を有する加熱放電型印字ヘッド1Aを用いることにより、放電電極5からの電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、画像情報に基づいてトナー担持体20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。
(6)加熱放電型印字ヘッド1Aの放電電極5と印字媒体30との間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成する電位差設定部を有することにより、トナー担持体20を挟むように配置された印字媒体30と放電電極5の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定し電界を形成して放電に備えることができ、高電圧となる放電制御電圧を選択的に印加する必要がなく、加熱手段6で放電電極5を選択的に加熱することで放電電極5から放電を発生させることができ、電界によってイオンをトナー担持体20の所望の位置に照射し、帯電トナー23とイオンとの間に働く斥力によって帯電トナー23を印字媒体30の記録面32aに移動させ、画像を形成することができ、取扱い性に優れる。
(7)加熱手段6が、放電電極5と離間して配設され放電電極5に光を照射することにより放電電極5を選択的に加熱する光照射部を有することにより、放電電極5と加熱手段6を絶縁するための絶縁膜などを設けることなく、放電電極5と加熱手段6との間を確実に絶縁することができ、製造工数を低減でき、量産性及び加熱制御の信頼性を向上させることができる。
(8)放電電極5と加熱手段6が離間して配設されているので、別々に製造したものを簡便に組合せて使用することができ、放電電極5又は加熱手段6のいずれか一方に不具合が生じた際に、不具合が生じたものだけを修理、交換することができ、メンテナンス性、省資源性に優れる。
(9)放電電極5と加熱手段6が離間して配設されていることにより、放電電極5と加熱手段6が接触することがないので、加熱停止状態での放電電極5の冷却時間を大幅に短縮することができ、加熱停止に対する放電停止の応答性を向上させて短時間で放電の有無を切替えることができ、画像品質及び記録速度を向上できる。
(10)電位差設定部が、印字媒体30に形成された導体層32への接地又は電圧印加を行う媒体側電圧選択部24を備えていることにより、印字媒体30の材質によらず、加熱放電型印字ヘッドの放電電極5と印字媒体30との間に、確実に放電制御電圧に相当する電位差を設定することができる電位差設定の汎用性、信頼性に優れる。
図3は実施の形態2の画像形成方法に用いる画像形成装置の要部模式側面図であり、図4(a)は実施の形態2の画像形成方法に用いる画像形成装置における加熱放電型印字ヘッドの放電ユニットの要部模式斜視図であり、図4(b)は実施の形態2の画像形成方法に用いる画像形成装置における加熱放電型印字ヘッドの要部模式斜視図である。尚、実施の形態1と同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
図3において、実施の形態2の画像形成方法に用いる画像形成装置が実施の形態1と異なるのは、加熱放電型印字ヘッド1Aの代わりに、加熱放電型印字ヘッド1Bを用いている点である。この加熱放電型印字ヘッド1Bについては後述する。
また、図3において、実施の形態2の画像形成方法に用いる印字媒体30aが実施の形態1と異なるのは、絶縁層31の裏面側に導体層32が積層されて形成され、絶縁層31の表面が記録面31aとなっている点である。
尚、実施の形態2の画像形成方法は実施の形態1と同様なので説明を省略する。
放電発生部5Ba及び電圧入力部5Bbは、光ファイバー7の出口先端及び側面に直接、クロムを蒸着して金メッキするなどして形成することができる。
尚、放熱板16の表面に溝等により凹凸を形成した場合、放熱板16の表面積を拡大することができ、放熱の効率性を向上させることができる。
(1)離間した放電ユニット2aと加熱手段6において、放電ユニット2aの放電電極5Bと、加熱手段6の間を接続する光ファイバー7を有し、光ファイバー7で加熱手段6が発する光を放電電極5Bに照射することにより、放電ユニット2aと加熱手段6を一体にした加熱放電型印字ヘッド1Bとして取り扱うことができ、放電ユニット2aと加熱手段6の位置合わせが不要で、放電電極5Bの所望の放電発生部5Baを確実に加熱して放電を発生させることができ、放電発生の信頼性に優れる。
(2)放電ユニット2aの放電電極5Bが、加熱手段6に接続された光ファイバー7の出口先端に形成されていることにより、放電ユニット2aの製造工程を簡素化することができ量産性に優れると共に、放電ユニット2aをコンパクト化することができ省スペース性、取扱い性に優れる。
(3)放電ユニット2aの放電電極5Bが、光ファイバー7の側面に放電発生部5Baと一体に形成された電圧入力部5Bbを有することにより、高圧基板などを電圧入力部5Bbに電気的に接続することができ、光ファイバー7の側面から電圧入力部5Bbを介して、放電発生部5Baに確実に放電制御電圧を印加することができるので、放電発生部5Baの表面に電気接続部が形成されることがなく、放電発生部5Baをトナー担持体20の表面に近接させながら、トナー担持体20と電気接続部の接触を確実に防止することができ、放電発生の信頼性に優れる。
図5は実施の形態3の画像形成方法に用いる画像形成装置の要部模式側面図であり、図6は実施の形態3の画像形成方法に用いる画像形成装置における加熱放電型印字ヘッドと離間電極ユニットの要部模式斜視図である。尚、実施の形態1又は2と同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
図5において、実施の形態3の画像形成方法に用いる画像形成装置1bが実施の形態1と異なるのは、実施の形態1における加熱放電型印字ヘッド1Aとトナー担持体20との間に離間電極ユニット10が配設されている点である。この離間電極ユニット10については後述する。
また、図5において、実施の形態3の画像形成方法に用いる印字媒体30bが実施の形態1と異なるのは、印字媒体30bが導体層32のみで形成され、導体層32の表面が記録面32aとなっている点である。
図6中、10は加熱放電型印字ヘッド1Aと組み合わせて用いる離間電極ユニット、11はポリイミド,アラミド,ポリエーテルイミド等の薄膜樹脂で形成された離間電極ユニット10のフレキシブルな基板、11aは後述する離間電極12の温度調整を行うための温度調整部として基板11の裏面に固設された離間電極ユニット10の放熱板、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は放熱板11aの端部に配置され加熱放電型印字ヘッド1A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の電荷流路部である。
尚、各々の離間電極12に貯えられる電荷量を均一にするために、各離間電極12の体積は均一に形成した。また、離間電極12の電荷注入部13の厚さは電荷流路部14の厚さよりも厚く形成した。これにより、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量を増加させることができるので、画像形成の効率性に優れる。
離間電極ユニット10が、離間電極12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12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、電荷放出を安定させることができるので、画像の高品質性に優れる。
電荷注入部13に注入されたイオンは、電荷流路部14を通過し、電荷放出部14aからトナー担持体20に放出される。次いで、図5に示したように、実施の形態1と同様に、帯電トナー23とイオンの間に働く斥力により、帯電トナー23が印字媒体30bの記録面32aに移動して画像が形成される。
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。
(1)加熱放電型印字ヘッド1Aとトナー担持体20との間に離間電極ユニット10が配設されていることにより、加熱放電型印字ヘッド1A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10の離間電極12に貯え、電荷放出部14aからトナー担持体20に対して放出することができるので、加熱放電型印字ヘッド1Aをトナー担持体20に直接対向させる必要がなく、加熱放電型印字ヘッド1Aがトナー担持体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と加熱放電型印字ヘッド1Aが離間しているので、加熱放電型印字ヘッド1A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)離間電極ユニット10の離間電極12が、イオンが照射されて電荷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に注入された電荷を放出する電荷放出部14aを備えた電荷流路部14と、を有することにより、加熱放電型印字ヘッド1Aの解像度に応じて、電荷注入部13や電荷流路部14の形状や配置などを適宜、選択することができ、離間電極ユニット10の設計自在性に優れる。
(4)電位差設定部が、導体製の印字媒体30bへの接地又は電圧印加を行う媒体側電圧選択部24を備えていることにより、印字媒体30bの材質によらず、加熱放電型印字ヘッド1Aの放電電極5と印字媒体30bとの間に、確実に放電制御電圧に相当する電位差を設定することができ、電位差設定の汎用性、信頼性に優れる。
図7は実施の形態4の画像形成方法に用いる画像形成装置の要部模式側面図であり、図8(a)は実施の形態4の画像形成方法に用いる画像形成装置における加熱放電型印字ヘッドの要部模式側面図であり、図8(b)は実施の形態4の画像形成方法に用いる画像形成装置における加熱放電型印字ヘッドの要部模式正面図である。尚、実施の形態1乃至3と同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
図7において、実施の形態4の画像形成方法に用いる画像形成装置1cが実施の形態1と異なるのは、加熱放電型印字ヘッド1Aの代わりに加熱放電型印字ヘッド1Cと離間電極ユニット10aが配設されている点と、帯電トナー供給部22が印字媒体30の記録面32aに対向して配設されている点と、トナー担持体20に付着した帯電トナー23を除去する帯電トナー除去部26を備えている点である。
図8において、加熱放電型印字ヘッド1Cが加熱放電型印字ヘッド1Aと異なるのは、放電電極5が複数の放電発生部5aの一端部を共通電極5bで接続して櫛型に形成されている点と、加熱手段6aが絶縁膜8で絶縁されて放電電極5と密着した発熱抵抗体6bを有している点である。
離間電極ユニット10aが実施の形態3における離間電極ユニット10と異なるのは、セラミックやガラスなどで形成された硬質性の基板11bに離間電極12aが形成され電荷注入部13と電荷放出部14aを有する電荷流路部14が同一平面上に配置されている点と、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た被覆膜15が電荷注入部13と電荷放出部14aを除いて離間電極12aに覆設されている点である。
図9は実施の形態4の画像形成方法に用いる画像形成装置における加熱放電型印字ヘッドの加熱手段の要部模式平面図である。
図9中、6cは発熱抵抗体6bと電気的に接続され発熱抵抗体6bの発熱を制御する加熱手段6aのドライバIC、9aは発熱抵抗体6bに通電するための発熱用共通電極、9bは発熱抵抗体6b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10a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12a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10aの基板11bに配設してもよい。温度調整部により離間電極12aを容易に加熱或いは冷却することができ、離間電極12a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12a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。
電荷流路部14の電荷注入部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、帯電トナー付着工程において、帯電トナー供給部22によって印字媒体30の記録面32aに一様に帯電トナー23を付着させる(図7参照)。
次に、イオン照射工程の電位差設定工程におけるヘッド側電圧印加工程で、放電電極側電圧印加部25により加熱放電型印字ヘッド1Cの放電電極5に放電制御電圧を印加する。
続いて、イオン照射工程の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6aのドライバIC6cにより発熱抵抗体6bを選択的に発熱させ、放電電極5の放電発生部5aを選択的に加熱する。これにより、発熱抵抗体6bで加熱された放電発生部5aから放電が発生する。
放電により加熱放電型印字ヘッド1Cから照射された負イオンは、離間電極ユニット10aの離間電極12aの電荷注入部13に注入される。
電荷注入部13に注入されたイオンは、電荷流路部14を通過し、電荷放出部14aからトナー担持体20に放出される。そして、図7に示したように、帯電トナー23とイオンの間に働く引力により、印字媒体30上の帯電トナー23がトナー担持体20側に移動して印字媒体30の記録面32aに画像が形成される。
図10(a)は実施の形態4の画像形成方法に用いる画像形成装置の変形例における加熱放電型印字ヘッドと離間電極ユニットの要部模式斜視図であり、図10(b)は実施の形態4の画像形成方法に用いる画像形成装置の変形例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。
実施の形態4の画像形成方法に用いる画像形成装置1cの変形例が実施の形態4と異なるのは、加熱放電型印字ヘッド1C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。
また、実施の形態4の画像形成方法に用いる画像形成装置1cの変形例における離間電極ユニット10bが実施の形態4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。
また、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、加熱放電型印字ヘッド1C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変形例の画像形成装置が用いられる画像形成方法は実施の形態4と同様なので説明は省略する。
(1)帯電トナー付着工程を有することにより、特別な制御を行うことなく、簡便かつ確実に印字媒体30の記録面32aに一様に帯電トナー23を付着させることができ、画像の形成に備えることができ、取り扱い性に優れる。
(2)トナー担持体20を挟んで印字媒体30と対向配置された加熱放電型印字ヘッド1Cから画像情報に基づいてトナー担持体20の両面の内の加熱放電型印字ヘッド1C側の面に帯電トナー23と逆極性のイオンを照射して印字媒体30上の帯電トナー23をトナー担持体20の両面の内の印字媒体30側の面に移動させ画像を形成するイオン照射工程を有することにより、画像情報に基づいてイオンを照射するだけで、印字媒体30上に画像を形成することができるので、従来の静電潜像形成工程,現像工程,転写工程が同じ場所で同時に行われることになり、画像の位置ずれや転写不良などが発生することがなく、画像の高品質性に優れる。
(3)トナー担持体20に付着した帯電トナー23を除去する帯電トナー除去工程を有することにより、トナー担持体20を繰り返し使用することができ、画像品質の信頼性、トナー担持体20の長寿命性に優れる。
(4)イオン照射工程は従来の静電潜像形成工程,現像工程,転写工程の3つの工程を同時に行う工程とみなすことができ、帯電トナー付着工程,イオン照射工程,帯電トナー除去工程の3つの工程だけで画像を形成でき、工程が簡素なので、短時間に多量の画像を形成することができ、画像形成の効率性に優れる。
(5)トナー担持体20を挟んで加熱放電型印字ヘッド1C及び離間電極ユニット10a(10b)と印字媒体30が対向配置されていることにより、帯電トナー付着工程によって、帯電トナー23が付着する印字媒体30と、イオン照射工程を行う加熱放電型印字ヘッド1C及び離間電極ユニット10a(10b)が、直接、接触することがなく、加熱放電型印字ヘッド1C及び離間電極ユニット10a(10b)に帯電トナー23が付着しないので、加熱放電型印字ヘッド1C及び離間電極ユニット10a(10b)のメンテナンス性、耐久性に優れる。
(6)放電電極5と、放電電極5を選択的に加熱する加熱手段6aと、を有する加熱放電型印字ヘッド1Cを用いることにより、放電電極5からの電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、画像情報に基づいてトナー担持体20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。
(7)加熱放電型印字ヘッド1Cは、放電電極5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IC6c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。
(8)電位差設定工程により、トナー担持体20を挟むように配置された印字媒体30と放電電極5の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定し電界を形成して放電に備えることができ、高電圧となる放電制御電圧を選択的に印加する必要がなく、放電電極加熱工程により加熱手段6aで放電電極5を選択的に加熱することで放電電極5から放電を発生させることができ、電界によってイオンをトナー担持体20の所望の位置に照射し、帯電トナー23とイオンとの間に働く引力によって帯電トナー23をトナー担持体20に移動させ、画像を形成することができ、画像形成の制御性に優れる。
(1)帯電トナー供給部22を有することにより、特別な制御を行うことなく、簡便かつ確実に印字媒体30の記録面32aに一様に帯電トナー23を付着させることができ、画像の形成に備えることができ、取り扱い性に優れる。
(2)トナー担持体20を挟んで印字媒体30と対向配置された加熱放電型印字ヘッド1Cと離間電極ユニット10a(10b)を有することにより、画像情報に基づいてイオンを照射するだけで、印字媒体30上の不要な帯電トナー23をイオンとの間に働く引力によってトナー担持体20側に移動させて印字媒体30上に画像を形成することができるので、画像の位置ずれが発生することがなく、画像の高品質性に優れる。
(3)トナー担持体20に付着した帯電トナー23を除去する帯電トナー除去部26を有することにより、トナー担持体を繰り返し使用することができ、画像品質の信頼性、トナー担持体20の長寿命性に優れる。
(4)帯電トナー供給部22,加熱放電型印字ヘッド1C,離間電極ユニット10a(10b),帯電トナー除去部26だけで画像を形成でき、構造が簡素で部品点数が少なく、印字媒体30に短時間で高品質な画像を形成することができ、装置の量産性、省スペース性、取り扱い性に優れる。
(5)トナー担持体20を挟んで加熱放電型印字ヘッド1C及び離間電極ユニット10a(10b)と印字媒体30が対向配置されていることにより、帯電トナー供給部22によって、帯電トナー23が付着する印字媒体30と、加熱放電型印字ヘッド1C及び離間電極ユニット10a(10b)が、直接、接触することがなく、加熱放電型印字ヘッド1C及び離間電極ユニット10a(10b)に帯電トナー23が付着しないので、加熱放電型印字ヘッド1C及び離間電極ユニット10a(10b)のメンテナンス性、耐久性に優れる。
(6)加熱放電型印字ヘッド1Cとトナー担持体20との間に離間電極ユニット10a(10b)が配設されていることにより、加熱放電型印字ヘッド1C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10a(10b)の離間電極12a(12b)に貯え、電荷放出部14aからトナー担持体20に対して放出することができるので、加熱放電型印字ヘッド1Cをトナー担持体20に直接対向させる必要がなく、加熱放電型印字ヘッド1Cがトナー担持体20に接触することがなく、取り扱い性に優れる。
(7)離間電極ユニット10a(10b)と加熱放電型印字ヘッド1Cが離間しているので、加熱放電型印字ヘッド1Cの解像度に応じて、離間電極12a(12b)のピッチが異なる離間電極ユニット10a(10b)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10a(10b)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10a(10b)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。
(8)離間電極ユニット10a(10b)の離間電極12a(12b)が、イオンが照射されて電荷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に注入された電荷を放出する電荷放出部14aを備えた電荷流路部14と、を有することにより、加熱放電型印字ヘッド1Cの解像度に応じて、電荷注入部13や電荷流路部14の形状や配置などを適宜、選択することができ、離間電極ユニット10a(10b)の設計自在性に優れる。
(9)放電電極5と、放電電極5を選択的に加熱する加熱手段6aと、を有する加熱放電型印字ヘッド1Cを用いることにより、放電電極からの電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、画像情報に基づいてトナー担持体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。
(10)加熱放電型印字ヘッド1Cは、放電電極5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IC6c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。
(11)加熱放電型印字ヘッド1Cの放電電極5と印字媒体30との間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成する電位差設定部を有することにより、トナー担持体20を挟むように配置された印字媒体30と放電電極5の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定し電界を形成して放電に備えることができ、高電圧となる放電制御電圧を選択的に印加する必要がなく、加熱手段6aで放電電極5を選択的に加熱することで放電電極5から放電を発生させることができ、電界によってイオンをトナー担持体の所望の位置に照射し、帯電トナーとイオンとの間に働く引力によって帯電トナー23をトナー担持体20に移動させ、画像を形成することができ、取扱い性に優れる。
(12)電位差設定部が、印字媒体30に形成された導体層32への接地又は電圧印加を行う媒体側電圧選択部24を備えていることにより、印字媒体30の材質によらず、加熱放電型印字ヘッドの放電電極5と印字媒体30との間に、確実に放電制御電圧に相当する電位差を設定することができ、電位差設定の汎用性、信頼性に優れる。
1A,1B,1C 加熱放電型印字ヘッド
2,2a 放電ユニット
3 基板
3a 形状保持板
3b 開口部
4 熱吸収層
5,5B 放電電極
5a,5Ba 放電発生部
5b 共通電極
5Bb 電圧入力部
5c 放電開口部
5d 電気接続部
6,6a 加熱手段
6b 発熱抵抗体
6c ドライバIC
7 光ファイバー
8 絶縁膜
9a 発熱用共通電極
9b 発熱用個別電極
10,10a,10b 離間電極ユニット
11,11b 基板
11a 放熱板
12,12a 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 放熱板
16a 固定部材
16b 電気配線
20 トナー担持体
21 ローラ
22 帯電トナー供給部
24 媒体側電圧選択部
25 放電電極側電圧印加部
26 帯電トナー除去部
30,30a,30b 印字媒体
31 絶縁層
32 導体層
31a,32a 記録面
Claims (5)
- 放電電極と前記放電電極を選択的に加熱する加熱手段とを有する加熱放電型印字ヘッドを用いて電荷の作用により印字媒体に画像を形成する画像形成方法であって、
トナー担持体の両面の内の前記印字媒体側の面に一様に帯電トナーを付着させる帯電トナー付着工程と、前記トナー担持体の両面の内の前記印字媒体と反対側の面に画像情報に基づいて前記帯電トナーと同極性のイオンを照射して前記トナー担持体を挟んで前記加熱放電型印字ヘッドと対向配置された前記印字媒体の記録面に前記トナー担持体上の帯電トナーを移動させ画像を形成するイオン照射工程と、を備え、
前記イオン照射工程が、前記加熱放電型印字ヘッドの前記放電電極と前記印字媒体との間に設定する放電制御電圧に相当する電位差を前記加熱放電型印字ヘッドの前記放電電極と前記印字媒体側に分配して電界を形成する電位差設定工程と、前記加熱手段により前記放電電極を選択的に加熱する放電電極加熱工程と、を備え、
前記放電電極加熱工程が、前記放電電極と離間して配設され前記放電電極に選択的に光を照射する光照射部によって行われることを特徴とする画像形成方法。 - 放電電極と前記放電電極を選択的に加熱する加熱手段とを有する加熱放電型印字ヘッドを用いて電荷の作用により印字媒体に画像を形成する画像形成方法であって、
印字媒体の記録面に一様に帯電トナーを付着させる帯電トナー付着工程と、トナー担持体を挟んで前記印字媒体と対向配置された前記加熱放電型印字ヘッドから画像情報に基づいて前記トナー担持体の両面の内の前記加熱放電型印字ヘッド側の面に前記帯電トナーと逆極性のイオンを照射して前記印字媒体上の帯電トナーを前記トナー担持体の両面の内の前記印字媒体側の面に移動させ画像を形成するイオン照射工程と、前記トナー担持体に付着した帯電トナーを除去する帯電トナー除去工程と、を備え、
前記イオン照射工程が、前記加熱放電型印字ヘッドの前記放電電極と前記印字媒体との間に設定する放電制御電圧に相当する電位差を前記加熱放電型印字ヘッドの前記放電電極と前記印字媒体側に分配して電界を形成する電位差設定工程と、前記加熱手段により前記放電電極を選択的に加熱する放電電極加熱工程と、を備え、
前記放電電極加熱工程が、前記放電電極と離間して配設され前記放電電極に選択的に光を照射する光照射部によって行われることを特徴とする画像形成方法。 - 請求項1に記載の画像形成方法に用いる画像形成装置であって、
トナー担持体と、前記トナー担持体の両面の内の前記印字媒体側の面に一様に帯電トナーを付着させる帯電トナー供給部と、放電電極と前記放電電極を選択的に加熱する加熱手段とを有し前記トナー担持体を挟んで前記印字媒体と対向配置された加熱放電型印字ヘッドと、前記加熱放電型印字ヘッドの前記放電電極と前記印字媒体との間に設定する放電制御電圧に相当する電位差を前記加熱放電型印字ヘッドの前記放電電極と前記印字媒体側に分配して電界を形成する電位差設定部と、を備え、
前記電位差設定部が、導体製の前記印字媒体或いは前記印字媒体に形成された導体層への接地又は電圧印加を行う媒体側電圧選択部を備え、
前記加熱手段が、前記放電電極と離間して配設され前記放電電極に光を照射することにより前記放電電極を選択的に加熱する光照射部を備えていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2に記載の画像形成方法に用いる画像形成装置であって、
トナー担持体と、前記印字媒体の記録面に一様に帯電トナーを付着させる帯電トナー供給部と、放電電極と前記放電電極を選択的に加熱する加熱手段とを有し前記トナー担持体を挟んで前記印字媒体と対向配置された加熱放電型印字ヘッドと、前記加熱放電型印字ヘッドの前記放電電極と前記印字媒体との間に設定する放電制御電圧に相当する電位差を前記加熱放電型印字ヘッドの前記放電電極と前記印字媒体側に分配して電界を形成する電位差設定部と、前記トナー担持体に付着した帯電トナーを除去する帯電トナー除去部と、を備え、
前記電位差設定部が、導体製の前記印字媒体或いは前記印字媒体に形成された導体層への接地又は電圧印加を行う媒体側電圧選択部を備え、
前記加熱手段が、前記放電電極と離間して配設され前記放電電極に光を照射することにより前記放電電極を選択的に加熱する光照射部を備えていることを特徴とする画像形成装置。 - 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、イオンが照射されて電荷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荷を放出する電荷放出部を備えた電荷流路部と、を有する離間電極ユニットが、前記加熱放電型印字ヘッドと前記トナー担持体との間に配設されていることを特徴とする請求項3又は4に記載の画像形成装置。
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