JPH1120225A - アパチャ電極体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貫通孔に設けられた制御電極に対する電圧制
御によりトナー等の荷電体の通過調節を行うことで荷電
体にて画像記録媒体上に画像を記録するアパチャ電極体
に関して、その制御電極間の絶縁破壊を防止する。 【解決手段】 制御電極３２に対して帯電防止層２８ｂ
が形成される部分ついては、帯電防止層２８ｂが直接、
制御電極３２上に形成されるのではなく、必ず電気絶縁
層２８ａを介して設けられている。このことにより、各
制御電極３２が直接、帯電防止層２８ｂに接触すること
が無い。したがって、トナー内に混入している良導電性
の異物が帯電防止層２８ｂに接触しても、制御電極３２
は影響を受けず、各制御電極３２間の電気絶縁性が破壊
されることが防止される。このため、制御通りに制御電
極３２の電圧印加に応じた印刷がなされて、良好な記録
品質を維持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリンタ等の画像記
録装置に用いられるアパチャ電極体に関し、特に、貫通
孔に設けられた制御電極に対する電圧制御によりトナー
等の荷電体の通過調節を行うことで荷電体にて画像記録
媒体上に画像を記録するアパチャ電極体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のアパチャ電極体として
は、例えば、図６に示すごとくの構成が知られている
（特開平８−３４１３６号公報）。ここで、アパチャ電
極体３０２の絶縁シート３０４には、制御電極３０６が
エッチング等により形成されているとともに、レーザ加
工により、制御電極３０６に挟まれたあるいは囲まれた
位置に貫通孔３０８が形成されている。

【０００３】このような形状に形成されたアパチャ電極
体３０２に帯電が生じると、トナー搬送機構により制御
電極３０６とは反対の面から、貫通孔３０８へ搬送され
てくる荷電体であるトナー粒子が、貫通孔３０８内や絶
縁シート３０４の表裏面に付着して、制御電極３０６の
電圧印加によるトナー粒子の飛翔制御が困難となった
り、時々、絶縁シート３０４から帯電により付着したト
ナーの塊が脱落して画像記録媒体を汚したりして、記録
品質を低下させる原因となる。

【０００４】このため、従来は、図６に示すごとく形成
したアパチャ電極体３０２に対して、ほぼ全体に帯電防
止剤を塗布して、アパチャ電極体３０２へのトナー粒子
の帯電による付着を防止していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、帯電防止剤
は、カーボンの薄膜などの導電性がわずかに存在する材
料が用いられているため、帯電防止剤をアパチャ電極体
３０２に被覆すると、多数配列されている制御電極３０
６同士が帯電防止剤にて接続され、あるいは電気的に近
づくことにより絶縁性が低くなり、トナー内に存在する
金属粉等の良導電性の不純物が帯電防止剤に付着しただ
けでも、制御電極３０６間の絶縁が破壊されることがあ
った。

【０００６】制御電極３０６間の絶縁が破壊されると、
所望の制御電極３０６のみに電圧印加することができな
くなって、記録される画像が不鮮明になったり、画像に
汚れやかすれが生じて、記録品質を低下させることとな
った。本発明は、このような制御電極間の絶縁破壊を防
止できるアパチャ電極体の提供を目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】本発明の
アパチャ電極体においては、帯電防止層は、少なくとも
各貫通孔の壁面および制御電極上に設けられているが、
この帯電防止層の内、制御電極上に設けられているすべ
ての部分は、電気絶縁層を介して制御電極上に設けられ
ている。

【０００８】このため、アパチャ電極体に形成されてい
る制御電極には帯電防止層は直接、接触せず、電気絶縁
層によって制御電極と帯電防止層との間の電気絶縁状態
が維持されている。このように制御電極と帯電防止層と
が電気絶縁状態にあるため、荷電体に混入した良導電性
の異物が帯電防止層に接触したとしても、制御電極間の
電気絶縁性が破壊される可能性はなくなる。したがっ
て、制御通りに制御電極に電圧印加がなされて、良好な
記録品質を維持することができる。

【０００９】なお、荷電体としては、例えば、プリンタ
やコピー装置に用いられるトナーが挙げられる。電気絶
縁層は、少なくとも制御電極が設けられている側の絶縁
シートの面の全面に形成されていることが、制御電極間
の絶縁性をより完全にする上で好ましい。このような電
気絶縁層は、例えば、酸化珪素または酸化クロムを主成
分とするものが挙げられ、例えば、電気絶縁性物質をス
パッタリングすることにより形成される。

【００１０】なお、帯電防止層は、少なくとも制御電極
が設けられている側の絶縁シートの面の全面に形成され
ていることが、帯電によるトナー等の荷電体の絶縁シー
トへの付着を完全に防止する上で好ましい。このような
帯電防止層としては、カーボンを主成分とする層あるい
は金属酸化物を主成分とする層が挙げられ、例えば、帯
電防止剤をスパッタリングすることにより形成される。

【００１１】アパチャ電極体の製造は、例えば、次のよ
うな方法が挙げられる。すなわち、まず、絶縁シート上
に複数の制御電極とこの複数の各制御電極に隣接する複
数の貫通孔とを形成し、次に少なくとも制御電極部分に
電気絶縁層を形成し、次に少なくとも制御電極が存在す
る側の絶縁シートの面側に帯電防止層を形成してアパチ
ャ電極体とする方法である。

【００１２】また、絶縁シート上に複数の制御電極を形
成し、この複数の各制御電極に隣接して、複数の貫通孔
をレーザ加工により絶縁シートに形成し、次にブラスト
加工により絶縁シートおよび制御電極上に形成されたレ
ーザ加工時の付着物を取り去り、次に制御電極が形成さ
れている面側に電気絶縁層を形成し、次に電気絶縁層の
上に帯電防止層を形成してアパチャ電極体としても良
い。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、上述した発明が適用され
たアパチャ電極体８が使用されている画像形成ユニット
２の概略構成を表す断面図である。この画像形成ユニッ
ト２は、トナー供給機構としてのトナー供給ユニット４
と、アパチャホルダー６に付設されたアパチャ電極体８
とをユニット化したものである。

【００１４】トナー供給ユニット４は、トナーケース１
０と、そのトナーケース１０の内側の空間により形成さ
れたトナー収容部１２と、トナー供給ローラー１４と、
トナー搬送ローラー１６と、トナー攪拌羽根１８と、ト
ナー規制ブレード２０とから構成されている。

【００１５】金属または合成樹脂製のトナーケース１０
は、主走査方向（図１の紙面に対する垂直方向）に、画
像記録媒体としての記録用紙の最大幅よりも数ｃｍ幅広
になるように形成され、このトナーケース１０の内部に
は、主走査方向に記録用紙の最大幅以上の長さのトナー
供給ローラー１４と、トナー搬送ローラー１６と、トナ
ー攪拌羽根１８と、トナー規制ブレード２０とが組み込
まれている。

【００１６】トナー供給ローラー１４は、シリコーン発
泡体製の円筒形ローラー部材であり、その支軸を介して
回転自在に支持されている。このトナー供給ローラー１
４は、その円筒面の一部を、後述する規制部２２により
仕切られるトナー収容部１２に露出すると共に、トナー
搬送ローラー１６に接触し、ローラー駆動機構（図示せ
ず）により、トナー搬送ローラー１６と同期して図中矢
印方向へ回転駆動される。そして、トナー２４は、接触
して摺動するトナー供給ローラー１４とトナー搬送ロー
ラー１６との間でマイナス極性に摩擦帯電され、トナー
搬送ローラー１６の表面に供給される。

【００１７】トナー収容部１２の図１における右側に
は、トナー２４のトナー供給ローラー１４およびトナー
搬送ローラー１６への供給量を規制すると共に、これら
とトナー収容部１２との間の仕切りとして機能する規制
部２２が、トナー供給ローラー１４の周面に近接または
接触するように配置される。

【００１８】トナー搬送ローラー１６は、金属製のロー
ラー支軸部材の全外周面を半導電性の層または被膜で被
覆して構成され、その支軸を介して回転自在に支持され
ると共にローラー駆動機構（図示せず）に接続され、ト
ナー供給ローラー１４と同期して矢印の方向へ回転駆動
される。

【００１９】上述したように、トナー搬送ローラー１６
の周面に層状に付着しマイナスに帯電したトナー２４
は、絶縁材料で構成されたトナー規制ブレード２０によ
り、所定の層厚（約４０〜５０μｍ）となるように規制
される。トナー攪拌羽根１８は、ローラー駆動機構（図
示せず）により、トナー供給ローラー１４等よりも低速
度で回転駆動され、トナー収容部１２よりトナー２４を
トナー供給ローラー１４の方へ少量ずつ移動させる。

【００２０】また、トナーケース１０の上端部には、ト
ナー２４をトナー収容部１２に補給するための合成樹脂
製のトナーカセット２６が、着脱自在に装着されてい
る。ここで、アパチャホルダー６、およびこれに張設さ
れつつ保持される電極アレーとしてのアパチャ電極体８
について、図２、図３および図４を参照して説明する。

【００２１】アパチャ電極体８は、合成樹脂（例えば、
ポリイミド樹脂）製の、厚さ２５μｍ程度の絶縁シート
２８と、この絶縁シート２８に形成された多数の微小な
通過部である貫通孔３０と、絶縁シート２８の表面にお
いて隣接する貫通孔３０同士の間に形成された多数の制
御電極３２と、絶縁シート２８の表面に制御電極３２に
連続して設けられた多数の導線３４と、これら多数の制
御電極３２および導線３４を電気絶縁破壊から保護する
ために設けられた制御電極３２および導線３４の表面を
覆う電気絶縁層２８ａと、その電気絶縁層２８ａの表面
を覆う帯電防止層２８ｂとから構成されている。なお、
図２および図４（ｂ）においては、電気絶縁層２８ａお
よび帯電防止層２８ｂは透明または半透明の薄層である
ので、制御電極３２および導線３４を実線で示してあ
る。

【００２２】アパチャ電極体８の製造は、まず、絶縁シ
ート２８上にエッチングにより制御電極３２および導線
３４を形成した後、各制御電極３２の間を、レーザ加工
により、貫通孔３０を形成する。そして、レーザ加工の
際に貫通孔３０の周辺に付着している導電性物質（カー
ボン等）の汚れを、ブラスト（例えば、ウエットブラス
ト）加工により取り去る。この状態が図４（ａ）に示さ
れた状態である。次に絶縁シート２８の表裏面の内、制
御電極３２が形成されている表面側の全面にスパッタリ
ングにより電気絶縁層２８ａを形成し、更にその電気絶
縁層２８ａの上から全面に帯電防止層２８ｂをスパッタ
リングにより形成し、駆動用集積回路３６を取り付け、
導線３４の出力端子と導線３４とを接続して、図４
（ｂ）に断面を示したアパチャ電極体８が完成する。

【００２３】図２においては、全ての導線３４を１９グ
ループにグループ化し、これに１９個の駆動用集積回路
３６を対応づけて接続した場合が図示されている。な
お、図２においては、貫通孔３０、制御電極３２および
導線３４はそれぞれ一体として描いているが、実際には
各貫通孔３０、各制御電極３２および各導線３４毎に分
かれている。

【００２４】ここで、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−
Ａの位置での断面図に該当し、制御電極３２が存在する
側からスパッタリングにより、電気絶縁層２８ａおよび
帯電防止層２８ｂを形成した状態における断面図を示し
ている。なお、図４（ｂ）は、理解しやすくするため
に、電気絶縁層２８ａ、帯電防止層２８ｂおよび制御電
極３２の厚さを誇張して表している。

【００２５】また、レーザ加工により形成される各貫通
孔３０は、例えば、幅Ｗ＝１００μｍ、長さＬ＝１００
μｍの矩形状に形成され、記録用紙の搬送方向と直交す
る方向に１列に形成され、各貫通孔３０同士の間のピッ
チは、例えば、１２７μｍ程度であり、Ａ４版の記録用
紙に対応する場合には、貫通孔３０の数、すなわち制御
電極３２の数は約１７００個である。

【００２６】電気絶縁層２８ａは、酸化珪素または酸化
クロム等の電気絶縁材料をスパッタリングによりアパチ
ャ電極体８の制御電極３２側から直接、形成されてい
る。そして、この電気絶縁層２８ａの上から、カーボン
等の帯電防止剤を、アパチャ電極体８の制御電極３２側
からスパッタリングすることにより、帯電防止層２８ｂ
が形成されている。

【００２７】このように、制御電極３２に対して帯電防
止層２８ｂが形成される部分ついては、帯電防止層２８
ｂが直接、制御電極３２上に形成されるのではなく、必
ず電気絶縁層２８ａを介して設けられている。このこと
により、各制御電極３２が直接、帯電防止層２８ｂに接
触することが無い。

【００２８】したがって、トナー２４内に混入している
良導電性の異物が帯電防止層２８ｂに接触しても、制御
電極３２は影響を受けず、各制御電極３２間の電気絶縁
性が破壊されることが防止される。このため、制御通り
に制御電極３２の電圧印加に応じた印刷がなされて、良
好な記録品質を維持することができる。

【００２９】［その他］図４（ｂ）では、制御電極３２
を全面、電気絶縁層２８ａと帯電防止層２８ｂとで覆っ
た例を示したが、制御電極３２においても帯電防止層２
８ｂが配置されない部分であれば、電気絶縁層２８ａが
なくても制御電極３２と帯電防止層２８ｂとが直接接触
しないことから、このように帯電防止層２８ｂが配置さ
れない部分の制御電極３２の表面は、電気絶縁層２８ａ
は存在しなくても良い。

【００３０】例えば、図５に示したごとく、絶縁シート
２８の制御電極３２が存在する側の全面をマスクして、
絶縁シート２８の貫通孔３０内のみに電気絶縁層２８ａ
と帯電防止層２８ｂとを形成した場合、制御電極３２の
周縁部３２ａ，３２ｂには帯電防止層２８ｂが位置する
が制御電極３２の上面３２ｃには、帯電防止層２８ｂは
位置しない。

【００３１】したがって、制御電極３２の上面３２ｃに
は、電気絶縁層２８ａは存在せず、制御電極３２の周縁
部３２ａ，３２ｂのみが、電気絶縁層２８ａを介して帯
電防止層２８ｂを設けている。この場合も、制御電極３
２は帯電防止層２８ｂに直接、接触していないので、前
述したメカニズムにより各制御電極３２間の電気絶縁性
破壊の防止効果が存在する。なお、このような構成で
も、帯電防止層２８ｂが形成されない制御電極３２の上
面３２ｃにも、電気絶縁層２８ａを形成しても良く、こ
のようにすると特に大きな良導電性の異物に対しても制
御電極３２間の電気絶縁性破壊の防止効果を維持するこ
とができる。

【００３２】電気絶縁層２８ａはスパッタリングにより
形成されていたが、例えば、絶縁塗料を印刷にて塗布し
て形成しても良いし、ＣＶＤでも良い。帯電防止層２８
ｂについてもスパッタリング以外に、例えば、帯電防止
塗料を印刷にて塗布して形成しても良いし、ＣＶＤでも
良い。制御電極３２および導線３４もエッチングでな
く、導電性塗料にて印刷して設けても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施の形態としてのアパチャ電極体が使用
されている画像形成ユニットの概略構成を表す断面図で
ある。

【図２】 そのアパチャホルダーとアパチャ電極体との
斜視図である。

【図３】 そのアパチャ電極体の部分拡大斜視図であ
る。

【図４】 そのアパチャ電極体における電気絶縁層と帯
電防止層との構成説明図である。

【図５】 他の例のアパチャ電極体における電気絶縁層
と帯電防止層との構成説明図である。

【図６】 従来のアパチャ電極体の斜視図である。

【符号の説明】

２…画像形成ユニット ４…トナー供給ユニット ６…アパチャホルダー ８…アパチャ電極体 １０…トナーケース １２…トナー収容部 １４…トナー供給ローラー １６…トナー搬送ローラ
ー １８…トナー攪拌羽根 ２０…トナー規制ブレード
２２…規制部 ２４…トナー ２６…トナーカセット ２８…絶縁
シート ２８ａ…電気絶縁層 ２８ｂ…帯電防止層 ３０…
貫通孔 ３２…制御電極 ３２ａ，３２ｂ…周縁部 ３２ｃ
…上面 ３４…導線 ３６…駆動用集積回路

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の貫通孔を有する絶縁シートと、 前記絶縁シートの一方の面において、前記複数の各貫通
   孔に隣接して設けられた制御電極と、 少なくとも前記各貫通孔の壁面および前記制御電極上に
   設けられた帯電防止層と、 を備え、前記制御電極に対する電圧制御により、前記制
   御電極とは反対側の前記絶縁シートの面側から供給され
   る荷電体の前記貫通孔における通過調節を行うことで、
   前記貫通孔を通過した荷電体にて画像記録媒体上に画像
   を形成するアパチャ電極体であって、 前記帯電防止層の内、前記制御電極上に設けられている
   すべての部分は、電気絶縁層を介して前記制御電極上に
   設けられていることを特徴とするアパチャ電極体。
2. 【請求項２】前記帯電防止層は、少なくとも前記制御電
   極が設けられている側の前記絶縁シートの面の全面に形
   成されていることを特徴とする請求項１記載のアパチャ
   電極体。
3. 【請求項３】前記帯電防止層は、帯電防止剤をスパッタ
   リングすることにより形成されていることを特徴とする
   請求項１または２記載のアパチャ電極体。
4. 【請求項４】前記帯電防止層は、カーボンを主成分とす
   ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のアパ
   チャ電極体。
5. 【請求項５】前記電気絶縁層は、少なくとも前記制御電
   極が設けられている側の前記絶縁シートの面の全面に形
   成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   記載のアパチャ電極体。
6. 【請求項６】前記電気絶縁層は、電気絶縁性物質をスパ
   ッタリングすることにより形成されていることを特徴と
   する請求項１〜５のいずれか記載のアパチャ電極体。
7. 【請求項７】前記電気絶縁層は、酸化珪素または酸化ク
   ロムを主成分とすることを特徴とする請求項１〜６のい
   ずれか記載のアパチャ電極体。
8. 【請求項８】前記荷電体は、トナーであることを特徴と
   する請求項１〜７のいずれか記載のアパチャ電極体。