JPH07290751A - 粉体飛翔記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エッチング、レーザによる穿孔、半田埋め込
み作業、絶縁層の被覆など煩雑であった製造工程を簡易
なものにし、製造時間が短く、製造コストの安価な電界
集中型背面電極を用いた粉体飛翔記録装置を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 必要とする解像度に応じて特定の方向に配列
したトナー通過孔６それぞれに対応する位置にバーリン
グ加工を施してバリ２２を形成する。その後、形成され
たバリ２２の先端が隠れるまで、導電性薄層体２３の上
面を絶縁体２４で被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粉体を飛翔して記録を行
う粉体飛翔記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像形成装置の小型化が望まれる
中、感光体ドラム等の像担持体を用いることなく、電磁
気的にトナーの飛翔を制御して、直接記録紙上に画像を
形成する粉体飛翔記録装置は次世代の画像形成装置とし
て期待されている。

【０００３】以下に従来の粉体飛翔記録装置について説
明する。図６は従来の粉体飛翔記録装置の概略構成図で
ある。トナーを貯留するトナー貯留槽１の内部には、現
像ローラ２、トナーを帯電させるためのスポンジローラ
３、現像ローラ２上のトナー層厚を整える層厚規制ブレ
ード４が備えられており、トナー貯留槽１にはトナーを
飛翔させるための開口部５が設けられている。また、現
像ローラ２の下部にはトナーの飛翔を制御するトナー通
過孔６を備えたトナー制御ヘッド７が設けられている。
トナー制御ヘッド７を介して現像ローラ２と対向する位
置には背面電極８があり、その上面に記録紙９がセット
されている。

【０００４】図７は従来の粉体飛翔記録装置のトナー制
御ヘッド７の構成を示す平面図であり、図８は従来の粉
体飛翔記録装置の図７に示すトナー制御ヘッド７の線Ａ
−Ａ断面図である。図７，図８においてトナー制御ヘッ
ド７は、基準電極１０，制御電極１２がマトリックス状
に配置され、それらを絶縁体１１で絶縁した構成を有し
ており、必要とする解像度に応じてすべての層を貫通す
る複数のトナー通過孔６が配列されている。図９は従来
の粉体飛翔記録装置の背面電極８が平板状である場合の
現像ローラ２から背面電極８へ向かう電気力線１３の様
子を示した図である。ただし、図９にはトナー通過孔６
を電磁気的に開放した場合についてのみ示している。

【０００５】以上のように構成された画像形成装置につ
いて、以下その動作を説明する。トナーはスポンジロー
ラ３により、予め正または負に帯電されているものとす
る。トナーは鏡像力または、磁力により現像ローラ２上
に付着した状態で開口部５まで輸送される。記録紙９へ
の飛翔は、基準電極１０と制御電極１２に適当な電圧を
印加してトナー通過孔６を電磁気的に開閉することによ
って制御される。トナー通過孔６を通過したトナーは現
像ローラ２と背面電極８間に形成された電気力線に沿っ
て飛翔し、記録紙９に付着する。画像信号に応じて、各
トナー通過孔６に対してこのような電磁気的な開閉制御
を行うことにより画像が形成される。

【０００６】しかしながら、上記構成では背面電極８が
平板状であるため、図９に示すように電気力線の拡散が
生じるので、解像度の低下を招くばかりでなく、かぶり
の原因にもなるという問題点を有していた。

【０００７】粉体飛翔記録においてこの問題点を解決す
るためにはトナー通過孔６を小径化する方法、或いは、
トナー通過孔６から背面電極８（記録紙９）に向かう電
気力線を狭い領域に集中させるなどの方法があるが、ト
ナー通過孔６の小径化に関しては、トナー通過孔６の小
径化に伴ってトナーの目詰まりの発生頻度が高くなると
ともに、加工上もトナー通過孔６の小径化には制約があ
るという新たな問題点を有している。一方、背面電極８
上に突起を形成することにより（以下、電界集中型背面
電極と呼ぶ）、トナー通過孔６から背面電極８に向かう
電気力線を狭い領域に集中させ、ドットぼけ等を防止し
高解像度を得る方法は特開平４−３２９１５７号公報等
に示されている。

【０００８】図１０は従来の粉体飛翔記録装置の電界集
中型背面電極の斜視図であり、図１１はその平面図、図
１２は従来の粉体飛翔記録装置の図１１に示す電界集中
型背面電極の線Ｂ−Ｂ断面図である。図１０〜図１２に
おいて、１４は電界集中型背面電極、１５は帯電防止
層、１６は絶縁性フィルム、１７は絶縁性薄層体、１８
は点状電極、１９は配線パターンである。

【０００９】以下、従来の電界集中型背面電極１４の製
造方法を図１２，図１３（ａ），図１３（ｂ）を用いて
説明する。まず、図１３（ａ）に示すようにポリイミド
若しくはポリエステルの絶縁性薄層体１７の裏面に銅、
若しくは金属蒸着膜からなる配線パターン１９をエッチ
ングで形成した後、上面側よりレーザ２０で穴を配線パ
ターン１９に達するまで穿孔する。その後、図１３
（ｂ）に示すようにレーザ２０で穿孔した部分に点状電
極１８となる半田を埋め込み、図１２に示すようにその
表面に絶縁性フィルム１６と帯電防止層１５を順次被覆
する。以上の工程により、電界集中型背面電極１４が製
造される。

【００１０】この点状電極１８はニードル状の先鋭化し
た電極や円筒状電極とすることによって先端部に強い電
界を発生させ、周辺部が厚肉の印字ドットを形成する方
法も考えられている。これらの方法を用いると点状電極
１８の部分に電気力線を集中させることができ、ドット
ぼけの防止法として非常に有効である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、電界集中型背面電極１８を製造するのにエ
ッチング、レーザによる穿孔、半田埋め込み作業、絶縁
層の被覆等の非常に多数の工程が必要となっており、加
工が煩雑化し、製造コストも増大するという問題点を有
していた。

【００１２】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、加工が容易で低製造コストの背面電極を備えた粉体
飛翔記録装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、ヘッドの粉体が通過する穴に対応する位置
にバリが形成された電極を備えたものである。

【００１４】

【作用】本発明は上記構成により、電極にバリを形成す
るだけで電気力線をバリの部分に集中させることができ
る。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の一実施例における粉
体飛翔記録装置の概略構成図である。図１において、電
界集中型背面電極２１以外の構成は従来の粉体飛翔記録
装置と同様なので同じ符号を付与して詳細な説明を省略
する。トナーを飛翔させるための開口部５を設けたトナ
ー貯留槽１には、現像ローラ２、スポンジローラ３、層
厚規制ブレード４が備えられている。その下部にはトナ
ー通過孔６を電磁気的に開閉してトナーの飛翔を制御す
るトナー制御ヘッド７が設けられており、トナー通過孔
６を通過したトナーは電界集中型背面電極２１上の記録
紙９に到達する。また、現像ローラ２の表面とトナー制
御ヘッド７間、トナー制御ヘッド７と電界集中型背面電
極２１表面間の距離はそれぞれ２００μｍ、３００μｍ
となっている。

【００１６】トナー制御ヘッド７の構成も従来例と同様
で、図７，図８に示すように銅を素材とする基準電極１
０、同じく銅を材料とする制御電極１２、ポリイミドの
絶縁体１１で構成されている。各電極の厚さは、基準電
極１０が１７．５μｍ、制御電極１２が１７．５μｍ、
基準電極１０下面と制御電極１２上面との距離が１２．
５μｍで、基準電極１０上面、制御電極１２下面からそ
れぞれ１２．５μｍの距離までは絶縁体１１で覆われて
いる。トナー通過孔６の直径は１００μｍで５００μｍ
間隔で格子状に配列されている。このトナー通過孔６の
配列は任意で、千鳥配列などでもよい。

【００１７】次に、本発明の一実施例における粉体飛翔
記録装置の電界集中型背面電極２１の斜視図を図２に、
同平面図を図３に、本発明の一実施例における粉体飛翔
記録装置の図３に示す電界集中型背面電極２１の線Ｃ−
Ｃ断面図を図４に示す。導電性薄層体２３の材料として
はバリ２２が形成され易いように粘性が高く、また、抵
抗の低い銅などが適当である。厚さ２００μｍ程度の導
電性薄層体２３にバーリング加工によって円筒状のバリ
２２をトナー通過孔６に対応した位置に形成する。電気
力線の集中度を高くするために、バリ２２の直径はでき
るだけ小さくしたほうがよい。また、導電性薄層体２３
の上面にはバリ２２の保護とリーク防止のために例えば
ポリイミドなどの絶縁体２４を被覆する。さらに必要に
応じて、帯電防止剤等を上面に積層する。

【００１８】図５は本発明の一実施例における粉体飛翔
記録装置の電界集中型背面電極２１を使用した場合の電
気力線２５の様子を示した図である。ただし、トナー通
過孔６を電磁気的に開放した場合についてのみ示してあ
る。

【００１９】以上のように構成された粉体飛翔記録装置
について、以下にその動作を説明する。トナーは、例え
ばスチレンアクリル系またはポリエステル系のバインダ
樹脂、顔料のカーボンブラック、電荷制御剤のＣＣＡを
混練し、外添剤としてシリカを添加したものを使用す
る。

【００２０】トナー貯留槽１に収容されたトナーは、現
像ローラ２とスポンジローラ３の間で正に摩擦帯電され
る。現像ローラ２の表面は導電性材料で形成されてお
り、摩擦帯電されたトナーは、現像ローラ２に対する鏡
像力によって現像ローラ２表面に付着した状態で、トナ
ー制御ヘッド７上方にある開口部５まで搬送される。こ
の状態で現像ローラ２と電界集中型背面電極２１に適当
な電位を与えてトナーが飛翔する状態にし、トナー制御
ヘッド７の図７に示す基準電極１０、制御電極１２に与
える電位を画像信号に応じて変化させ、トナーの飛翔を
制御する。例えば、現像ローラ２の電位を０Ｖ、電界集
中型背面電極２１の電位を−１０００Ｖとし、トナー通
過孔６を電磁気的に開く時は基準電極１０を−４００
Ｖ、制御電極１２を−６００Ｖ、閉じるときには、基準
電極１０を−６００Ｖ、制御電極１２を−４００Ｖに設
定する。

【００２１】トナー通過孔６を通過してきたトナーは、
図５に示すようにバリ２２に集中する電気力線２５に沿
って、トナーも集束しながら記録紙９に到達するので、
ドットぼけやかぶりのない良好な画像が得られる。

【００２２】以上のように本実施例によれば、バーリン
グ加工により電界集中型背面電極２１にバリ２２を形成
することによって、容易な加工法でドットぼけやかぶり
のない良好な画像を得ることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明は、ヘッドの粉体が
通過する穴に対応する位置にバリが形成された電極を備
えたことにより、電極にバリを形成するだけで電気力線
をバリの部分に集中させることができ、加工が簡略化す
るとともに製造時間も短縮化することができ、また、高
価な製造装置も必要としないため、安価で量産性に優れ
た電極によりドットのぼけを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における粉体飛翔記録装置の
概略構成図

【図２】本発明の一実施例における粉体飛翔記録装置の
電界集中型背面電極の斜視図

【図３】本発明の一実施例における粉体飛翔記録装置の
電界集中型背面電極の平面図

【図４】本発明の一実施例における粉体飛翔記録装置の
図３に示す電界集中型背面電極の線Ｃ−Ｃ断面図

【図５】本発明の一実施例における粉体飛翔記録装置の
電界集中型背面電極を使用した場合の電気力線の様子を
示した図

【図６】従来の粉体飛翔記録装置の概略構成図

【図７】従来の粉体飛翔記録装置のトナー制御ヘッドの
構成を示す平面図

【図８】従来の粉体飛翔記録装置の図７に示すトナー制
御ヘッドの線Ａ−Ａ断面図

【図９】従来の粉体飛翔記録装置の背面電極が平板状で
ある場合の電気力線の様子を示した図

【図１０】従来の粉体飛翔記録装置の電界集中型背面電
極の斜視図

【図１１】従来の粉体飛翔記録装置の電界集中型背面電
極の平面図

【図１２】従来の粉体飛翔記録装置の図１１に示す電界
集中型背面電極の線Ｂ−Ｂ断面図

【図１３】（ａ）は従来の粉体飛翔記録装置の電界集中
型背面電極の製造法におけるレーザ穿孔工程図 （ｂ）は従来の粉体飛翔記録装置の電界集中型背面電極
の製造法における半田の埋め込みが終了した状態図

【符号の説明】

１ トナー貯留槽 ２ 現像ローラ ３ スポンジローラ ４ 層厚規制ブレード ５ 開口部 ６ トナー通過孔 ７ トナー制御ヘッド ９ 記録紙 １０ 基準電極 １１ 絶縁体 １２ 制御電極 ２１ 電界集中型背面電極 ２２ バリ ２３ 導電性薄層体 ２４ 絶縁体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉体を保持する保持手段と、前記保持手段
   に保持された粉体が通過する穴が設けられたヘッドと、
   前記ヘッドを間に挟み前記保持手段と対向する位置に設
   けられ、粉体が通過する前記ヘッドの穴に対応する位置
   にバリが形成された前記保持手段に保持された粉体を電
   界により引きつける電極と、前記電極の前記保持手段側
   を被覆する絶縁体とを備えたことを特徴とする粉体飛翔
   記録装置。
2. 【請求項２】前記バリがバーリング加工により形成され
   ていることを特徴とする請求項１記載の粉体飛翔記録装
   置。