JPH0514656A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】記録電極の製造工程を簡略化し、かつ画像品位
を維持すること。 【構成】記録電極１の作成に関し、導体部１ｄ及び電極
支持部材１ｇの先端間の距離Δｘは、導体部１ｄ−記録
シート５間の距離Ｇの値に対して常時０＜Δｘ≦−1.2
Ｇ＋0.7 （ｍｍ）の関係を満たすように設定することに
より、導体部１ｄ及び電極支持部材１ｇの先端を一致さ
せる加工は不要となり、しかも画像品位を維持すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は現像剤を記録媒体に静電
的に付着させて画像を形成するプリンター，ディスプレ
イ等の画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像情報に応じて画像形成する装置は種
々のものが開発されており、その中に微粉末現像剤であ
る導電性磁性トナーを用い、そのトナーを静電的に記録
媒体に付着させて画像を形成する画像装置がある。

【０００３】例えば特公昭51-46707号公報、ＵＳＰ3914
771 号、特公昭55-30228号公報、及びＵＳＰ3816840 号
等に示す方法が提案されている。図10に示すように、非
磁性円筒スリーブ（以下単に『スリーブ』と言う）50の
外周に有する導電性磁性現像剤（以下『トナー』と言
う）51を、上記スリーブ50と同軸に設けられた回転磁石
（以下マグネットローラ』と言う）52の交番磁界によっ
て、上記スリーブ50の外周面に付着させて搬送する。そ
して、上記トナー51をスリーブ50の外周面上に軸方向に
沿って密に配列された記録電極53を通過させ、上記スリ
ーブ50に近傍して設けられた内側より導電層54ｂ，絶縁
層（又は誘電層）54ａを積層してなる記録媒体54に物理
的に接触しているときに記録制御部55によって電圧を印
加する。この時上記記録電極53と記録媒体54の導電層54
ｂとの間に画像情報に応じた電圧を印加することによっ
て、記録媒体54の絶縁層54ａにトナー51を付着させて画
像を形成するものである。上記記録電極53はスリーブ50
上に電極支持部材56を介して取り付けられている。上記
電極支持部材56としては、ポリイミド樹脂からなるフレ
キシブル基板を用いていたため、製作上の制約から記録
電極及び電極支持部材の先端どうしは一致させることは
困難であり、図11に示すように記録電極53の先端は電極
支持部材56の先端よりΔｘだけ短くして取り付けられて
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成においては、記録電極53先端で記録媒体54上に記録さ
れた画像が、電極支持部材56先端まで通過する際に、絶
縁物上の電位の不安定なトナー51によって乱されたり、
記録電極53から注入された電荷が絶縁物上のトナー51に
拡散する等の理由により、画像品位が低下するおそれが
あった。上記問題を解決するために、予め電極支持部材
56及び記録電極53の先端間にΔｘの距離を設けて記録電
極53を製作した後、記録電極53先端と電極支持部材56先
端が揃うように端部を切断する方法が考えられるが、製
造工程に切断工程を追加することは、製造効率が低下し
て、コスト高の要因となる。

【０００５】一方、解像度を上げるために電極ピッチの
高密度化が考えられるが、現状のフレキシブル基板で
は、その製作上の制約により電極ピッチの高密度化は困
難であり記録信号を印加する駆動回路基板との接続にも
高精度が必要となり、量産性が低下するおそれがある。
上記問題を解決するために、電極支持部材56をセラミッ
ク等の剛性基板とし、記録電極53を半導体製造プロセス
と同様の方法を用いて、上記電極支持部材56上に形成す
ることにより、電極ピッチの高密度化を図る方法が提案
されている。例えば、図12に示すように、剛性基板上に
金属薄膜を形成した後、レジストを塗布し、露光，エッ
チングを経て電極パターン53を形成し、各電極パターン
53と駆動ＩＣ57との接続をワイヤーボンディング等の接
続方法を用いて接続し電極基板58を製造する方法があ
る。

【０００６】更に上記接続方法で高密度の記録電極53を
製造する場合には、生産効率を上げるため図13に示すよ
うに１枚の大判の剛性基板59上に複数の電極パターンを
同時に形成し、各電極パターン毎に切り分ける方法が考
えられる。この場合、電極パターン上にカッターを当て
ると、切断時に電極パターンの端部が剥離したり欠ける
等の問題を生ずるため、切断部と記録電極端部との間に
は一定の距離をおいて切断する方法が必要となり、前記
フレキシブル基板と同様に画質の低下を生ずるおそれが
あった。

【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、記録電極の製造工程を簡略化して、かつ画像品位
を維持することが可能な画像形成装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記従来技術の課題を解
決し、以下に述べる実施例に適用される代表的な手段
は、画像情報に応じて現像剤に電圧を印加するための記
録電極支持部材に支持された記録電極と、前記記録電極
に画像情報に応じた信号電圧を印加するための駆動手段
と、前記記録電極に近接して相対的に移動可能な現像剤
を付着させて画像を形成するための記録媒体と、前記記
録電極と記録媒体との間に現像剤を供給するための現像
剤供給手段とを有し、前記記録電極支持部材の先端部か
ら記録電極の先端迄の距離Δｘ（ｍｍ）と、前記記録電
極−記録媒体間の距離Ｇ（ｍｍ）との間に、０＜Δｘ≦
−1.2 Ｇ＋0.7 （ｍｍ）が成り立つことを特徴とする。

【０００９】

【作用】前記構成によれば、記録電極支持部材の先端部
から記録電極の先端迄の距離Δｘ（ｍｍ）と、前記記録
電極−記録媒体間の距離Ｇ（ｍｍ）との間に、０＜Δｘ
≦−1.2 Ｇ＋0.7 （ｍｍ）が成り立つように構成するこ
とにより、記録電極及び記録電極支持部材の先端部を一
致させる加工を施すことなく、良好な画像を得ることが
できる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を適用した画像
形成装置の一実施例について説明する。図１は画像形成
装置の概略構成を示す断面説明図、図２は記録電極の斜
視説明図、図３は記録媒体の一部拡大断面図、図４乃至
図８は記録電極−記録媒体間の一例を示す模式説明図、
図９は記録電極及び記録電極支持部材の先端間距離Δｘ
と記録電極−記録媒体間距離Ｇとの関係を示すグラフで
ある。

【００１１】先ず図１乃至図３を参照して画像形成装置
の概略構成について説明する。図１に於いて、１は画像
情報に応じて現像剤に電圧を印加するための記録電極で
ある。この記録電極１は、現像剤（以下『トナー』と言
う）２を供給するための現像剤供給手段である非磁性円
筒スリーブ（以下単に『スリーブ』と言う）３の外周面
上に両面テープ等により貼着されている。

【００１２】上記記録電極１は、図２に示すように、フ
レキシブルプリント基板１ａには軸方向に沿って密に設
けられている。この記録電極１は、支持板１ｂに保持さ
れた電極ドライバー１ｃに連結されており、上記記録電
極１の先端部には記録に寄与する導体部１ｄが露出して
設けられている。上記電極ドライバ１ｃとしては、例え
ばＶＦＤドライバ（沖電気製ＭＳＧ1163) 等が用いられ
る。また上記フレキシブルプリント基板１ａには前記ス
リーブ３の軸方向に沿って複数のトナー通し穴１ｅが穿
孔されている。前記スリーブ３の外周上を矢印ａ方向に
搬送されるトナー２は、上記トナー通し穴１ｅを通過し
て前記導体露出部１ｄに到達するように構成されてい
る。また、１ｆは上記電極ドライバ１ｃに連結するコネ
クタである。更に上記記録電極１はスリーブ３上に電極
支持部材１ｇを介して取り付けられている。

【００１３】前記スリーブ３には、回転磁石（以下『マ
グネットローラ』と言う）４が同軸状に取り付けられて
いる。このマグネットローラ４は図示しない駆動モータ
により回転軸４ａを中心に回転駆動され、このマグネッ
トローラ４が形成する交番磁界により前記トナー２を前
記スリーブ３の外周面に沿って搬送するものである。前
記スリーブ３及びマグネットローラ４は、図１に示すよ
うにプラスチック樹脂よりなる現像器７内に収納されて
いる。

【００１４】前記記録電極１の近傍には、トナー２を静
電的に付着させて画像を形成するための記録媒体である
無端ベルト状の記録シート５がその一部を近接させて配
置されている。上記記録シート５は、搬送手段である上
下に対をなして配設された搬送ローラ６に掛け渡されて
おり、図示しない駆動モータにより回転駆動されて前記
記録シート５を図１の矢印ｂ方向に搬送するものであ
る。

【００１５】上記記録シート５は、図３に示すように、
厚さ１〜20μｍで体積抵抗値は１×10⁷ 〜１×10¹⁶Ωｃ
ｍのブチラール樹脂, アクリル樹脂，ナイロン樹脂，ポ
リエステル樹脂，ウレタン樹脂，ナイロン樹脂，フェノ
ール樹脂等のプラスチック樹脂を主成分とする透明材料
からなる表面層５ａ、厚さ５〜30μｍで体積抵抗値は１
×10⁰ 〜１×10⁷ Ωｃｍの酸化チタン，酸化アルミニウ
ム，酸化スズ，酸化インジウム等をプラスチック樹脂中
に分散させたものからなる抵抗層５ｂ、厚さ800 Å〜10
00Åで体積抵抗値は１×10⁰ 〜１×10² Ωｃｍの導電性
を持たせるためのアルミニウム又はＩＴＯ（インジウム
とスズの酸化物）を蒸着した導電層５ｃ、及び厚さは70
〜300 μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂，ポリイ
ミド樹脂等のプラスチック樹脂からなる支持層５ｄを重
合させて構成されている。

【００１６】また図１において、８は前記記録電極１に
対して画像情報に応じた電圧を印加するための制御用回
路基板である。この制御用回路基板８は、画像情報に応
じた信号電圧を前記記録シート５の導電層５ｃに印加し
て表面層５ａ上にトナー２を静電的に付着させて画像を
形成させるものである。例えば、上記制御用回路基板８
からの信号電圧が＋30Ｖが印加されたときはトナー２が
記録シート５に付着し、０Ｖ時には付着しないというよ
うにして画像形成を行う。

【００１７】９はクリーニング用ブラシあって、適当な
角度及び距離をもって記録シート５を摺擦することによ
り、上記記録シート５上に付着しているトナー２をスリ
ーブ３上にかき落とすものである。上記クリーニング用
ブラシ９としては、カーボン繊維、複合化により導電性
を有する軟質性プラスチック（ポリエチレン，ポリプロ
ピレン）、ウレタンゴム、或いはシリコン等の材料が用
いられる。

【００１８】前記マグネットローラ４によりスリーブ３
の外周に付着して搬送されたトナー２は、記録電極１の
トナー通し穴１ｅを通過して導体露出部１ｄ上に搬送さ
れる。この時上記記録電極１に画像情報に応じて電圧を
印加することにより、トナー２を記録シート５に付着さ
せて画像を形成することができる。尚、記録電極１上で
画像形成に寄与しなかったトナー２は、スリーブ３より
現像器７内に落下して、記録シート５に形成された画像
に影響を与えることがない。

【００１９】上記記録シート５上に形成された画像は、
搬送ローラ６の回転によってその記録シート５が図２の
矢印ｂ方向に搬送され、図示しない画像表示部を通過す
るとき外部に表示される。そして、上記画像表示部を通
過した記録シート５は、前記クリーニング部材９に摺擦
されて付着したトナー２が剥ぎ取られると共に帯電履歴
を消去される。上記トナー２は前記スリーブ３上に落下
して再度搬送されて次の記録に備える。

【００２０】尚、本発明で用いられる導電性磁性トナー
２は、プラスチック樹脂に磁性粉を添加した後、カーボ
ンを添加して製造されたもので、例えば重量比１〜10％
のカーボンと、重量比40〜70％のフェライトを含有して
おり、その電気抵抗値はトナー２を磁気ブラシにより鎖
状に形成したときのトナー連結方向の体積抵抗値として
は１×10³ 〜１×10⁸Ωｃｍのものが用いられている。

【００２１】次に本発明の特徴を最も良く表した記録電
極−記録媒体間の模式図を図４乃至図８に示す。本実施
例では記録電極１の導体部ｄ及び電極支持部材１ｇの先
端間距離Δｘ（ｍｍ）、及び導体部１ｄ−記録シート５
間の距離Ｇ（ｍｍ）の値を夫々変化させて良好な画像が
得られた場合の数値を例示する。

【００２２】実験によれば、図４はΔｘ＝0.1 ｍｍ、Ｇ
＝0.5 ｍｍ、図５はΔｘ＝0.2 ｍｍ、Ｇ＝0.4 ｍｍ、図
６はΔｘ＝0.3 ｍｍ、Ｇ＝0.3 ｍｍ、図７はΔｘ＝0.4
ｍｍ、Ｇ＝0.2 ｍｍ、図８はΔｘ＝0.5 ｍｍ、Ｇ＝0.1
ｍｍに夫々設定した場合に良好な画像を得ることができ
た。

【００２３】以上のデータを基に、横軸に導体部１ｄ−
記録シート５間の距離Ｇ、縦軸に導体部ｄ及び電極支持
部材１ｇの先端間距離Δｘをとってグラフ化したものを
図９に示す。上記グラフ中○印をプロットした点の各数
値をもとに装置を設定して画像形成を行った場合には良
好な画像を得ることができた。また、上記グラフ中×印
をプロットした点の各数値をもとに装置を設定して画像
形成を行った場合には画像品位が低下した。

【００２４】以上の実験結果より、記録電極１の作成に
関し、記録電極及び電極支持部材の先端間の距離Δｘ
は、記録電極−記録媒体間の距離Ｇに密接に関連して設
定することにより画像品位を維持することが判明し、図
９における実線の下側、即ち、 ０＜Δｘ≦−1.2 Ｇ＋0.7 （ｍｍ） で示される領域の条件下に記録電極１を製造すれば良好
な画像を得ることができることを見出した。

【００２５】

【発明の効果】本発明は前述したように、記録電極支持
部材の先端部から記録電極の先端迄の距離Δｘ（ｍｍ）
と、前記記録電極−記録媒体間の距離Ｇ（ｍｍ）との間
に、０＜Δｘ≦−1.2 Ｇ＋0.7 （ｍｍ）が成り立つよう
に構成することにより、記録電極及び記録電極支持部材
の先端部を一致させる加工を施すことなく、良好な画像
を得ることができる。特に記録電極支持部材としてフレ
シキブル基板を用いる場合には、基板作成時の切断工程
を省略することができ、また記録電極支持部材として剛
性基板を用いる場合には、大判の基板から複数の基板を
切断するだけで効率良く容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の概略構成を示す断面説明図であ
る。

【図２】記録電極の斜視説明図である。

【図３】記録媒体の一部拡大断面図である。

【図４】記録電極−記録媒体間の一例を示す模式説明図
である。

【図５】記録電極−記録媒体間の一例を示す模式説明図
である。

【図６】記録電極−記録媒体間の一例を示す模式説明図
である。

【図７】記録電極−記録媒体間の一例を示す模式説明図
である。

【図８】記録電極−記録媒体間の一例を示す模式説明図
である。

【図９】記録電極及び記録電極支持部材の先端間距離Δ
ｘと記録電極−記録媒体間距離Ｇとの関係を示すグラフ
である。

【図10】従来の画像形成部の原理説明図である。

【図11】従来の記録電極−記録媒体間の模式説明図であ
る。

【図12】従来の記録電極の製造工程を示す説明図であ
る。

【図13】従来の記録電極の製造工程を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

Δｘは記録電極及び記録電極支持部材の先端間距離、Ｇ
は記録電極−記録媒体間距離、１は記録電極、１ａはフ
レキシブルプリント基板、１ｂは支持板、１ｃは電極ド
ライバ、１ｄは導体部、１ｅは通し穴、１ｆはコネク
タ、１ｇは記録電極支持部材、２はトナー、３はスリー
ブ、４はマグネットローラ、５は記録シート、５ａは表
面層、５ｂは抵抗層、５ｃは導電層、５ｄは支持層、６
は搬送ローラ、７は現像器、８は制御用回路基板、９は
クリーニング用ブラシである。 整理番号２０９００１６

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像情報に応じて現像剤に電圧を印加す
   るための記録電極支持部材に支持された記録電極と、 前記記録電極に画像情報に応じた信号電圧を印加するた
   めの駆動手段と、 前記記録電極に近接して相対的に移動可能な現像剤を付
   着させて画像を形成するための記録媒体と、 前記記録電極と記録媒体との間に現像剤を供給するため
   の現像剤供給手段とを有し、 前記記録電極支持部材の先端部から記録電極の先端迄の
   距離Δｘ（ｍｍ）と、前記記録電極−記録媒体間の距離
   Ｇ（ｍｍ）との間に、 ０＜Δｘ≦−1.2 Ｇ＋0.7 （ｍｍ） が成り立つことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記記録媒体は、表面透明樹脂層と、有
   色の無機物質と、導電層を順次有することを特徴とする
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記記録媒体に形成した画像は、表面部
   にて表示して用いるディスプレイ装置であることを特徴
   とする請求項２記載の画像形成装置。