JPH09254427A - 電極の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録特性に優れた記録用電極を提供するこ
と。 【解決手段】 本記録用電極の製造方法は、第一の加工
法と第二の加工法により、アパチャが形成される。第一
の加工はエキシマレーザ加工であり、加工後にはアパチ
ャ壁面に付着物であるカーボンが形成されてしまう。第
二の形成法であるウエットブラスト加工により、加工変
形及び熱変形を起こすことなく付着物が除去されるた
め、隣接間の短絡や制御性低下が防ぐことができるた
め、良好な記録が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、プロッタ、ファクシミリなどに利用し得る画像形成
装置に使用する記録電極の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置の１つとして、複数
の開口部（以下、アパチャと称する）が形成された電極
を用いて、その電極に対して画像データに基いて電圧を
印加し、トナー粒子が前記アパチャを通過し得るよう制
御して、通過したトナー粒子により支持体上に画像を形
成するものが、米国特許第３６８９９３５号の明細書に
おいて開示されている。

【０００３】この画像形成装置は、絶縁体よりなる平板
と、この平板の一方の面に形成される連続した基準電極
と、他方の面に形成される互いに絶縁された複数の制御
電極とからなり、前記各制御電極毎に前記３者を貫いて
少なくも１列のアパチャが形成されたアパチャ電極体
と、前記基準電極と制御電極との間に選択的に電位を与
える手段と、印加された電位によってアパチャを通過す
るトナー粒子の流れが変調されるよう帯電したトナー粒
子を供給する手段と、支持体とアパチャ電極体が相対的
に移動し得るよう支持体を粒子流路中に位置決めする手
段とから構成されている。

【０００４】また、例えば米国特許第４７４３９２６
号、同４７５５８３７号、同４７８０７３３号、および
同４８１４７９６号の明細書には、アパチャ電極体が支
持体側に制御電極、トナー供給側に基準電極を向けて配
設された画像形成装置が開示されている。

【０００５】これに対して、米国特許第４９１２４８９
号の明細書には、アパチャ電極体を支持体側に基準電
極、トナー供給側に制御電極を向けて配設することによ
り、オフ時に制御電極に対して印加される電圧を、上記
米国特許に開示される画像形成装置に比べて１／４程度
に抑えることができることが記載されている。

【０００６】ここにおいて、前記オフ時とは、支持体上
にトナー粒子を付着させない時、すなわち画像の空白部
分を形成する時点を意味するものであり、逆にオン時と
言えば、支持体上にトナー像を形成する時点を意味する
ものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の画像形成装置に使用されるアパチャ電極
体は、ポリイミド等の絶縁シート上に銅膜によるパター
ンを形成し、その後エキシマレーザによりアパチャの穴
開け加工を行っていた。エキシマレーザを使用するこの
穴開け加工はアブレーションを利用するため、極めてき
れいな穴が形成できる。

【０００８】しかし、その反面エキシマレーザによるア
ブレーションによりポリイミドや摺動膜などの変性物
が、アパチャ上部や壁面に付着し、隣接間ショートや放
電の原因となっていた。すなわちエキシマ加工時に、光
化学反応により高分子の化学結合を切断し、飛散したフ
ラグメントが付着したり、熱加工により銅や添加物が蒸
発付着することが発生していた。

【０００９】この対策として、本発明者は数々の方法を
試みた。第一の方法として、トリクレンやアセトン等の
有機溶剤で強力に超音波洗浄することを行った。しかし
この方法では、各材料の混合物である付着物を十分に除
去することは、事実上不可能であった。さらに、激しく
洗浄を与えることにより、基材のポリイミドから銅線が
剥離する等という問題も発生し適用できなかった。

【００１０】第二の方法として、プラズマエッチングを
行った。この方法は付着物を除去する事は確実にできる
のであるが、反面樹脂フィルムがプラズマにより表面改
質されてしまいトナーの付着等の問題を誘発させてい
た。

【００１１】したがって、いずれの方法においても穴内
の異物を除去して、且つ印字に悪影響を及ぼさないこと
が実現できなかった。

【００１２】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、隣接ショート等を起こすこと無
く、良好な印字特性を有するアパチャ電極を提供するこ
とを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の電極の製造方法は、第一の工程と、第二の工
程とから構成されている。第一の工程は、導線部が配置
された絶縁性基板に、下穴を形成する。第二の工程は、
前記下穴に対し、液体分散砥粒を吹き付けることにより
により穴加工をする。

【００１４】この様な構成を有する本発明の電極の製造
方法は、まず第一の工程においてエキシマレーザにより
穴を形成する。しかる後に、第二の工程において液体分
散砥粒をこの穴の部分に吹き付ける。これによりポリイ
ミド層を変質させること無く、エキシマレーザ加工によ
り発生した変生物等を除去することが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図面を参照しながら説明する。

【００１６】図１は、本実施の形態の画像形成装置の概
要を示す図であり、電極としてのアパチャ電極体１の上
側には、１ｍｍの間隙を有して、円柱状の背面電極ロー
ラ２２がシャーシ（図示せず）に回動可能に配設されて
おり、前記間隙に挿入される支持体２０を搬送し得るよ
うに構成されている。また、前記アパチャ電極体１の下
側には、そのアパチャ電極体１の長手方向に沿って、ト
ナー供給装置１０が配設されており、更には、前記背面
電極ローラ２２によって搬送される支持体２０の進行先
には定着装置２６が配設されている。

【００１７】次に、上記各構成要素の詳細を説明する
と、前記トナー供給装置１０は、装置全体のハウジング
を兼ねるトナーケース１１と、そのトナーケース１１内
に収納されるトナー１６と、供給ローラ１２と、トナー
担持ローラ１４と、トナー層規制ブレード１８とから構
成されている。ここにおいて、前記トナー担持ローラ１
４はトナー１６を担持し、アパチャ電極体１に向かって
搬送するものであり、前記供給ローラ１２は、トナー担
持ローラ１４に対してトナー１６を供給するものであ
る。

【００１８】そして、前記供給ローラ１２とトナー担持
ローラ１４は、トナーケース１１に図示する矢印方向に
回転可能に支持されており、両者は接した状態で平行に
配設されている。また、前記トナー層規制ブレード１８
は、トナー担持ローラ１４に担持されるトナー１６の量
がローラ面上で均一になるよう調整するとともに、その
トナー１６を均一に帯電させるためのものであり、トナ
ー担持ローラ１４に圧接されている。

【００１９】前記アパチャ電極体１は、図２に示すよう
に厚さ２５μｍの絶縁性基板としてのポリイミド製の絶
縁シート２に直径１００μｍの複数のアパチャ６が１列
に形成され、且つ上面に厚さ１μｍの導線部としての制
御電極４が各アパチャ６毎に形成されたものである。そ
して、前記アパチャ電極体１は、図１に示すように支持
体２０側に制御電極４を対向させた状態で、絶縁シート
２のアパチャ位置でトナー担持ローラ１４に対して圧接
されている。

【００２０】ここにおいて、前記アパチャ電極体１のア
パチャ６とトナー担持ローラ１４との位置関係の詳細を
説明すると、図３に示すように、各アパチャ６は各々の
中心線３０がトナー担持ローラ１４の周面の最上部分
と、トナー担持ローラ１４の中心軸３２とを通過するよ
うに配置されている。これによれば、各アパチャ６は、
トナー担持ローラ１４の周面の最上部分を基準として、
左右に均等に配置されることにより、各アパチャ６を通
過するトナー１６の分布をアパチャ内の全域で均一にす
ることができる。また、アパチャ６の壁面とトナー１６
の飛翔方向とが平行であるため、安定してトナーを飛翔
させることができる。

【００２１】更には、アパチャ電極体１自体は、図３に
示すようにトナー担持ローラ１４に対して、アパチャ６
を中心として左右に同じ角度だけたわむように圧接され
ている。これにより、アパチャ電極体１とトナー担持ロ
ーラ１４との接触面積を大きくすることができるととも
に、アパチャ６の下部周辺を左右均一に圧接することが
できるため、トナーの濃度むらが発生することを極力抑
えることができる。

【００２２】また、前記制御電極４とトナー担持ローラ
１４の間には、制御電圧印加回路８が接続されている。
この制御電圧印加回路８は、画像信号に基いて制御電極
４に対して０Ｖ、もしくは＋５０Ｖの電圧を印加するよ
うに構成されている。

【００２３】更には、前記背面電極ローラ２２とトナー
担持ローラ１４との間には直流電源２４が接続されてお
り、この直流電源は前記背面電極ローラ２２に対して＋
１ｋＶの電圧を印加し得るようになっている。

【００２４】次に、本実施の形態の要部であるアパチャ
電極体１の製造方法の構成を図４から図６を参照しなが
ら説明する。図４から図６は、各々本実施の形態の製造
方法の各工程を示すアパチャ近傍の上面図及びＡ−Ａ’
断面図である。図４は、アパチャ電極体１の回路パター
ン形成時の上面図及び断面図である。材料は、絶縁シー
ト２と制御電極４をはじめとする導電部とで構成されて
いて、前記絶縁シートとしては、前述した材質の中で特
にポリイミド、ポリエステルをはじめとする樹脂フィル
ムが良く使用されている。導線部は、導体膜であれば問
題がなく、クロム、タングステン、アルミ等の各種の金
属材料が導体部の材料として使用できる。本実施の形態
では、通常使用するメタロイヤルフィルム（東洋メタラ
イジング製）を使用して工程説明をするが、本材料は、
２５μm厚のポリイミド基材に８μmの銅がメッキ法にて
構成されている。

【００２５】この材料に対し、レジストのパターンニン
グが行われる。材料は、スピンコートもしくは浸積法に
て感光性レジストを全面的に塗工された後、電極パター
ンに対応した露光マスクを介し紫外光を露光される。そ
の後、剥離液にて余剰のレジストを除去すると、電極パ
ターンに対応したレジストパターンが形成される。

【００２６】レジストパターンを形成した材料は、エッ
チング工程にて処理される。エッチングは、塩化第二鉄
などのエッチング液により、レジスト膜のない銅膜を酸
化腐食処理することにより、レジストパターン状に銅膜
を残すことができる。このようにして絶縁シート上に
は、電極パターンが形成される。さらに、パターン反対
面には、摺動面コート層７が形成される。摺動面コート
層７は、バインダーにカーボンやシリカ等の添加物を入
れて構成されている。

【００２７】次に本実施の形態における第１の工程であ
る下穴加工工程を説明する。図５は、この下穴加工工程
を示す図である。パターンを形成された材料は、まずエ
キシマレーザによる下穴加工が行われる。エキシマレー
ザは、紫外光であり、高分子化合物材料に光化学反応を
与え、アブレーション加工を行うことが可能となる。理
論的にはアブレーションにより、高分子化合物はその結
合鎖が解離されてその構成原子が飛ばされる。この高分
子化合物は、おもに、カーボンや酸素などの原子によっ
て構成されていて、前記アブレーションによって、解離
されたカーボン５がアパチャ壁面及び上面（エキシマレ
ーザー照射側）等に付着する。このカーボン５によっ
て、隣接する制御電極間に短絡が発生したり、アパチャ
内での電界制御性が悪化する。

【００２８】次に、第二の工程であるカーボン５の除去
加工工程について説明する。図６は、除去加工工程を示
したものである。除去加工工程は、溶液分散砥粒を吹き
付ける加工、いわゆるウエットブラスト加工を用いて行
う。

【００２９】ウエットブラスト加工の加工条件の一例と
して、アルミナ砥粒８００番を純水中に２０パーセント
分散させた溶液分散砥粒を使用し、噴射圧力１．８kg／
平米にて加工を行うと良好な結果が得られた。このよう
な加工により、エキシマレーザ加工時に発生した付着物
であるカーボンが除去される。更に、サンドブラスト加
工のように、直接砥粒を試料に吹き付けることなく、水
を介してやさしく試料に吹き付けることができるととも
に、常に試料が水によって冷却されているために、試料
の加工変形及び熱変形が少なくて済む。従って、後述す
る記録時の際してはトナーが付着されたりすること無
く、また、アパチャ電極の変形による記録ムラもなくて
良好な印字が可能になる。また、この除去加工工程によ
りアパチャ電極の各部分を痛めることがないので、製造
的にも問題は発生しない。

【００３０】次に、上述のように構成される画像形成装
置の動作を簡略に説明する。

【００３１】まず始めに、トナー担持ローラ１４と供給
ローラ１２の図１に示す矢印方向の回転により、供給ロ
ーラ１２から送られてくるトナー１６はトナー担持ロー
ラ１４に擦りつけられ、マイナスに帯電させられてトナ
ー担持ローラ１４上に担持される。担持されたトナー１
６は、層規制ブレード１８によって薄層化されるととも
に帯電された後、トナー担持ローラ１４の回転によって
アパチャ電極体１に向かって搬送される。そして、トナ
ー担持ローラ１４上のトナーはアパチャ電極体１の絶縁
シート２に擦られつつアパチャ６の下に供給される。

【００３２】ここで、画像信号に応じて、その画像部分
に対応する制御電極４には、制御電圧印加回路８から＋
５０Ｖの電圧が印加される。その結果、画像部分に対応
するアパチャ６の近傍には、制御電極４とトナー担持ロ
ーラ１４の間の電位差により、制御電極４よりトナー担
持ローラ１４に向かう電気力線が形成される。それによ
り、マイナスに帯電されたトナーは電位の高い方向に静
電力を受け、トナー担持ローラ１４上からアパチャ６を
通過して制御電極４側に引き出される。引き出されたト
ナー１６は、更に、背面電極２２に印加されている電圧
によって支持体２０とアパチャ電極体１との間に形成さ
れる電界により、支持体２０に向かって飛翔し、支持体
２０上に堆積して画素を形成する。

【００３３】また、非画像部分に対応する制御電極４に
は、制御電圧印加回路８から０Ｖの電圧が印加される。
その結果、トナー担持ローラ１４と制御電極４との間に
は電界が形成されないことにより、トナー担持ローラ１
４上のトナー１６は静電力を受けないためアパチャ６を
通過しない。

【００３４】更には、支持体２０は、その面上にトナー
１６により１列の画素が形成される間に、アパチャ列と
垂直の方向に１画素分送られる。そして、上記のプロセ
スを繰り返すことにより支持体２０の全面にトナー像が
形成される。その後、形成されたトナー像は、定着装置
２６によって支持体２０上に定着される。

【００３５】このような記録プロセスにおいて、アパチ
ャ近傍に付着物であるカーボンが無いため、ショート等
の問題が発生することなく、良好な印字を安定して行う
ことができる。更に、ウエットブラスト加工によって、
ショート物質が除去されているために、アパチャ電極に
加工変形及び熱変形による歪がないために、ムらのない
良好な記録が可能となる。

【００３６】尚、本発明は、以上詳述した実施の形態に
限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲に
おいて、種々の変更を加えることが可能である。

【００３７】例えば、上記実施の形態では第一の加工と
第二の加工を同方向から行ったが、第一の加工に対し第
二の加工を逆の方向から行っても構わない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、上
記の構成を有する本発明の電極の製造方法は、まず第一
の工程においてエキシマレーザにより、穴を形成する。
しかる後に、第二の工程において溶液分散砥粒の吹き付
け加工であるウエットブラスト加工により穴部を加工す
る。これによりポリイミド層等の変質及び変形させるこ
と無く、エキシマレーザ加工により発生したカーボン等
を除去することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の画像形成装置の構成を
示した構成図である。

【図２】上記画像形成装置に用いられるアパチャ電極体
の構成を示す斜視図である。

【図３】上記画像形成装置に用いられるアパチャ電極体
とトナー担持ローラとの構成を模式的に表す図である。

【図４】上記アパチャ電極体の製造方法のエッチング仕
上がり時の上面図と断面図である。

【図５】上記製造方法の第一の加工終了時の上面図と断
面図である。

【図６】上記製造方法の第二の加工終了時の上面図と断
面図である。

【符号の説明】

１ アパチャ電極体 ２ 絶縁性シート ４ 制御電極 ５ カーボン ６ アパチャ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導線部が配置された絶縁性基板に、下穴
   を形成する第一の工程と、 前記下穴に対し、液体分散砥粒を吹き付けるにより穴加
   工をする第２の工程とで構成されることを特徴とする電
   極の製造方法。