JPH02209264A - 画像形成ヘッド及び画像形成ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は静電方式の画像形成装置の画像形成に利用され
る画像形成ヘッドの構造及び製造方法に関する。

本発明は特に画像形成部材に電極が接触して使用される
画像形成ヘッドの構造及び製造方法に関する。

本発明は特に特公昭５５−３０２２８号、特願昭６３−
１１９２３号の画像形成装置に使用される電極からの電
荷注入により画像形成を行う画像形成ヘッドの構造及び
製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来の電極からの電荷注入型の画像形成ヘッドとしては
、第一の例としては特公昭６３−４３７４６号に於て示
されているような針状導電体を絶縁性樹脂で分離しなが
ら並べて電極群を形成したリ、第二の例としては絶縁性
の平面状基板に導電性膜を印刷で形成するか、真空スパ
ッタリングなどの真空薄膜形成法により導電性薄膜を形
成しその後エツチングにより電極を形成した構造であっ
た。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、第一の従来技術では針状電極の大きさの制限か
ら高解像度化を実現するのは難しく複数列に配置しない
と高解像度化を達成できず、さらに結線技術も離しいた
め非常に高価なものになる。

また特公昭６３−４３７４６号において示されているよ
うに電極以外の端面部での画像形成部材との摩擦帯電の
発生による電荷潜像の乱れを生じ易い。

また第二の従来技術では電極の高解像度化は容易ではあ
るものの比較的低い押圧では画像形成部材との接触を安
定して確保するのが難しく基板の反り、画像形成部材へ
の画像形成ヘッドの押圧の変動などに対して画像品質が
容易に劣化してしまう。特にこの問題は画像形成部材が
ＰＥＴフィルム、ＰＰＳフィルム、ポリイミドフィルム
、アラミドフィルムなどのフレキシブルなフィルムであ
って主にフィルムテンションにより画像形成ヘッドと画
像形成部材の接触を確保しようとする場合に大きな問題
となる。つまりテンションを大きくするとフィルムとの
接触が十分確保できない状況下でフィルムに容易に皺が
生じてしまい安定的な接触が確保できない。

そこで本発明は上記課題を解決することを目的とし、さ
らに詳しくは画像形成ヘッド先端部の構造を改良したヘ
ッドを提供するもので新規なヘッド構造及び新規なヘッ
ド製造方法を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を開発するため、本発明の画像形成ヘッドは、
少なくとも絶縁性基板、該絶縁性基板上に形成された複
数の互いに分離された電極、該複数の電極の各々の電極
に独立して電圧を印加する回路を構成要素として含み、
該電極の先端部の電極幅が厚み方向で変化し電極表面部
の幅が基板上の電極部の幅より大であることを特徴とす
る。

本発明の画像ヘッドの製造方法は、少なくとも絶縁性基
板、該絶縁性基板上に形成された複数の互いに分離され
た電極、該複数の電極の各々の電極に独立して電圧を印
加する回路を構成要素として含む画像形成ヘッドにおい
て、該電極の先端部が、基板全面への導電膜１形成、絶
縁膜によるマスク形成、非マスク部の導電膜１上へ電気
メッキによる導電膜２形成、該絶縁膜除去、該導電膜１
除去からなる工程を含み製造されることを特徴とする。

絶縁性基板としては、セラミック、ガラス、樹脂、セラ
ミック粒子分散型樹脂、あるいは導電性基板（例えば金
属）上に絶縁性樹脂（例えばポリイミド樹脂）をコート
したような基板などが使える。具体的に材料を挙げると
、フォルステライト、ホウケイ酸ガラス、ガラス入りエ
ポキン樹脂、ポリイミドコートステンレス基板などであ
る。

マスク材料としての絶縁膜は絶縁性の材料であれば特に
制限がない。但し後工程で除去できることが必要なため
感光性フォトレジストなどが望ましい。

電気メッキにより形成する導電膜材料としては電気メッ
キができる材料であればなんら制限がなく、Ｎｉ％　Ｃ
ｕなどの金属が例である。

［作用］ 上記のように構成された画像形成ヘッドは基板上の電極
面積を小さくして電極間のスペースを充分広くすること
ができ電気絶縁性が充分確保できる。同時に画像形成部
材に接触する電極面積を充分大きくできるため画像形成
部材との接触状態が安定化できる。また画像形成部材か
ら見て電極だけが突出した状態になっており、結果とし
て画像形成部材への電極の押圧が実効的に高くなり、画
像形成部材と電極の接触状態がより良好になる。

また画像形成ヘッドの電極以外の構成材料が画像形成部
材に接触する面積を減らせるので不要な摩擦帯電を防止
できるので画像の乱れを最小にできる。また本発明の画
像形成ヘッドは電極を二次元配置することが可能で高解
像度の電極配置でがっ大電極面積のヘッドとすることが
できへラドタッチ、画像品質の向上に更に効果がある。

また、本発明の画像形成ヘッドの製造方法はマスクによ
る選択メッキを行うことにより電極部の厚みを厚くでき
電極部をヘッド基板から突出させることができ画像形成
部材との接触を良好にすることができる。更にマスク材
より厚くメッキをすると容易に電極幅が広がって形成で
きこの電極幅の制御により画像品質を容易に管理できる
。また本製造方法は薄膜技術を有効に利用できるので高
解像度化も容易であるし低コスト化も可能である。

以下、実施例により本発明の詳細を示す。

［実施例］ 実施例１゜ 第１図、第２図に本発明の画像形成ヘッドの一実施例を
示す、第１図はヘッドの先端部を基板上面から見た図、
第２図は第１図のａ−ａ’部の断面の拡大図である。絶
縁性の基板１上に第一の電極２が形成されておりヘッド
先端部には更に第二の電極３が形成されている。第一の
電極は外部からの電圧を電極先端に供給する役目を果た
し、第二の電極は第一の電極を通じて供給される電力に
より画像形成部材と接触して電荷を画像形成部材上に注
入して静電荷像を画像形成部材上に形成する。第２図か
ら明らかなように第二の電極は第一の電極上に形成され
ているが、第二の電極の幅は第一の電極に接している部
分の幅は第一の電極の幅とほぼ等しく狭いが厚み方向に
対して幅は変化し特にヘッド先端の表面部の電極幅は広
がっている。この例では表面の形状は平面ではなく凸状
となっており画像形成部材に対する接触状態が良好とな
るようになっている。

次に電極の製造例を第３図を基に説明する。第３図は電
極の製造プロセスを示す工程図であり、電極断面が示さ
れている。まず第一にはう珪酸ガラスの絶縁性基板１上
に第一の電極２としてＮｉＣｒの薄膜を真空スパッタリ
ング法で形成する（第３図（ａ）ＬＮｘＣｒの厚みは１
ミクロン程度である６次にフォトレジストを基板全面に
塗布しヘッド先端部の画像形成部材と接触させる部分の
電極部のレジストを露光現像して除去する（第３図（ｂ
））。このようにして形成したレジスト９の厚みは３〜
４ミクロンであった。次にこのレジスト除去した電極上
に公知の電気メッキ法によりＮｉメッキを施しＮｉ膜を
形成する（第３図（Ｃ））、このときＮｉ膜の厚みはメ
ッキ電流とメッキ時間で管理できる。Ｎｊ、膜の厚みは
マスクとして残しているフォトレジストの厚みより厚く
なるようにする。Ｎ　ｉはフォトレジストの厚みを越え
ると横方向に広がるようになる。厚み方向と横方向の付
着スピードはほぼ等しい。Ｎｉ膜厚を１３〜２０ミクロ
ンになるように調整する。そうするとレジスト上に延び
たＮｉ膜の寸法は２０〜３０ミクロン程度幅が広がる。

このようにして第二の電極が形成される。この後フォト
レジストを除去し、再度レジストを基板上に塗布し第一
の電極２のパターンを形成できるように露光現像した後
Ｎｉエツチングし第一の電極２を形成する（第３図（Ｃ
））。このようにして電極は形成されるが、この後電極
を保護するために絶縁性の保護膜４を電極先端部を除く
基板上に形成する。保護膜４どしては耐環境性のある絶
縁膜であれば特に制限が無いが例えば５ｉ０２を１μｍ
程度スパッタリングあるいはＣＶＤ法で形成した膜など
である。

第一の電極２は結線７によりＩＣドライバー６に接続さ
れている０画像信号、ドライバー作動用電力、電極印加
用電圧はコネクター８を通じて外部からＩＣドライバー
６に送られる。ＩＣドライバー６が実装されている回路
基板５は電極が形成されている基板とは異なりヘッドは
二基板からなりこれらの基板の間が結線されている。こ
れはフォトエツチングが必要な基板１の面積を減らし製
造効率を上げ低コスト化を実現するための措置である。

同一基板上に電極部とＩＣドライバーが配置されても問
題無いし、またドライバ一部が薄膜トランジスター技術
で電極部と同一基板に形成されてもよい。

このようにして製造されたヘッドは電極先端が基板上に
凸部を形成しており基板から突出している状態になって
いるのでヘッド基板を画像形成部材に対して傾斜して押
し当てることができ、さらに、凸部が電極ごとに分離さ
れて形成されていることから画像形成部材に圧力を容易
に印加する事ができ良好な接触を可能とする。さらに画
像形成部材に電極部以外の部分が接触することを最小に
することができるので画像の乱れを最小にすることがで
きる。また本発明では引出し電極間のスペースを最大限
に広げることが可能で電極間の電気リークを最小にする
ことができ高湿度条件下においても画像の劣化が少ない
。また本発明の製造方法により製造した電極の形状は電
極周端部が傾斜した形状になり柔軟性のある画像形成部
材に対してはなじみ良く接触し静電潜像の画質が向上す
る。

本発明のヘッドとメッキを施さない引出し電極だけで電
極先端を形成した従来のヘッドで画像の形成状況の違い
を観測するために第４図に示す画像形成装置を使い画像
比較を行なった。第４図に示す画像形成装置は画像形成
部材１３としてＰＥＴフィルムを用い、ＰＥＴフィルム
の一方の面に画像形成ヘッド１０で電荷像を形成し、同
時にＰＥＴフィルムの他方の面に配置された現像器１１
により導電性トナー１２を画像形成部材１３に搬送し現
像し顕像化する。このとき画像形成ヘッドは画像形成部
材に対して傾斜して配置してあり電極が画像形成部材に
接触し易いようにしである。

この現像の後ＰＥＴフィルム上に現像されたトナー１６
は熱定着器１４により定着され画像は固定化される。も
ちろん別の記録部材に転写定着して画像を得ることも可
能であり本例で示した画像形成装置は本発明の画像形成
ヘッドの応用される一例にすぎない０発明者は現像後の
トナー像を比較することにより本発明の電極構造の効果
を評価した。従来のヘッドによる画像は画像端部でのト
ナー飛散が顕著に観測されるのに対して本発明のヘッド
による画像にはトナー飛散が観測されない。

また従来のヘッドではＰＥＴフィルムのテンションを高
くしても得られた画像に明かな濃度むらが見られたのに
対して、本発明のヘッドでは明かな画像濃度むらが見ら
れず画像形成領域全面にわたり十分均一な画質が得られ
た。

また本発明の画像ヘッドは画像形成部材に対して従来の
ヘッドと比較して広い面積で接触するので電極の摩耗が
大きく減らせ耐久性に明らかな改善がみられた。

実施例２゜ 第５図、第６図に本発明の画像形成ヘッドの別の実施例
を示す。第５図は画像形成ヘッドの先端部を基板上方か
らみた図である。第６図は画像形成ヘッドの先端の側面
図であり、第５図ｂ−ｂ’部の断面図である。本実施例
は基板１上にグレーズ層１８を形成し基板１上とグレー
ズ層１８上に各−列合わせて二列の状態に電極先端部を
並べたものである。第６図に示しである電極１９は基板
１上に形成されたもので二列に配置された電極の相対位
置を示すために第６図中に書き込まれている０本実施例
では電極を二列に配置したにもかかわらずヘッド基板を
画像形成部材に対して傾斜して配置することができる。

また電極面積を充分に大きくした状態で従来以上に高密
度に配置することが可能でありより一層の高密度記録が
可能となる。電極面積を充分大きくしたことにより画像
形成部材との接触が良好な状態に維持できるので良好な
静電画像を形成できる。また本実施例では画像形成部材
の移動方向に対して直角な方向は電極と電極の間に実質
的にスペースが無い状態にできるため顕像後の画像濃度
の確保できると共に白筋の発生の防止ができ画像品質が
高い。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の画像形成ヘッドは画像形成部
材との接触を安定化でき、かつ不要な帯電も防止できる
ので画像品質の向上に大きく寄与できる。特に本発明の
画像形成ヘッドはフレキシブルなフィルムに低いテンシ
ョンで高品質な画像を形成できるので新規な静電方式の
プリンターをはじめ各種画像出力を必要とする機器、例
えばファクス、ワードプロセッサなどの画像形成装置へ
の応用が期待でき、さらに、トナーを使用した画像デイ
スプレーへの応用等も可能でありその応用分野はきわめ
て広いものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成ヘッドの一実施例を示す模式
図。 第２図は第１図の画像形成ヘッドの先端部のａ極の製造
プロセスを示す工程図。 第４図は画像形成評価に使用した画像形成装置の概略図
。 第５図は本発明の画像ヘッドの別の実施例のヘッド先端
部の基板上方からみた図。 第６図は第５図のヘッド先端のｂ−ｂ’部の断面図。 基板 第一の電極 第二の電極 保護膜 回路基板 ＩＣドライバー 結線 第２図 コネクター レジスト 画像形成ヘッド 現像器 導電性トナー 画像形成部材 熱定着器 画像形成部材の移動方向 現像されたトナー 定着されたトナー グレーズ層 基板上に形成された第二の電極 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴木　喜三部（化１名）（ａ） （ｂ） 第３図 第３図 ＜ｄ） 第３図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも絶縁性基板、該絶縁性基板上に形成され
   た複数の互いに分離された電極、該複数の電極の各々の
   電極に独立して電圧を印加する回路を構成要素として含
   む画像形成ヘッドにおいて、該電極の先端部の電極幅が
   厚み方向で変化し電極表面部の幅が基板上の電極部の幅
   より大であることを特徴とする画像形成ヘッド。 ２、少なくとも絶縁性基板、該絶縁性基板上に形成され
   た複数の互いに分離された電極、該複数の電極の各々の
   電極に独立して電圧を印加する回路を構成要素として含
   む画像形成ヘッドにおいて、該電極の先端部が、基板全
   面への導電膜１形成、絶縁膜によるマスク形成、非マス
   ク部の導電膜１上へ電気メッキによる導電膜２形成、該
   絶縁膜除去、該導電膜１除去からなる工程を含み製造さ
   れることを特徴とする画像形成ヘッドの製造方法。