JPH0761022A - 電極の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導線部にダメージ等が無く、加工コストが低
く、且つきれいな穴の形成ができる製造方法を提供する
こと。 【構成】 本電極の製造方法は、第一の加工工程と第二
の加工工程とにより、アパチャが形成される。第一の加
工工程では、パンチやプレス等の簡易的な工法により下
穴３６が形成され、その後、第二の加工工程では、エキ
シマレーザ加工により平滑で均一な穴に仕上げられる。
これにより加工時間が低減でき、コスト低下ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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を相対的
に移動させて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。しかし、穴形成に使用するマ
スキング材の設置の煩雑さや、一部エキシマ照射される
導線部にダメージが発生することが大きな問題となって
いた。さらに、エキシマレーザ装置が非常に高価であ
り、且つ穴加工時間にかなりかかるため、いわゆる加工
コストがかかるのも大きな課題となっていた。

【０００８】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、導線部にダメージ等が無く、加
工コストが低く、且つきれいな穴の形成できる電極製造
方法を提供することにある。

【０００９】

【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、仕上げ加工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している。

【００１０】

【作用】上記の構成を有する本発明の電極の製造方法
は、まず第一の工程により大まかに下穴を形成する。し
かる後に、第二の工程により成形加工を行う。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照しながら説明する。

【００１２】図１は、本発明の電極の製造方法により製
作された電極を利用する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、１ｍ
ｍ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２
２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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】前記アパチャ電極体１は、図２に示すよう
に厚さ２５μｍのポリイミド製の絶縁シート２に直径１
００μｍ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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】次に、本実施例のアパチャ電極体の製造方
法を図４から図９を参照しながら説明する。図４から図
９は、各々本実施例の製造方法の各工程を示すものであ
り、各図（ａ）は、アパチャ電極体のアパチャー近傍に
おける上面図であり、また、各図（ｂ）は、各図（ａ）
におけるＡ−Ａ線断面図である。図４は、本実施例にお
いて用いられる材料の上面図及び断面図である。材料
は、基材３１と銅膜３４とで構成されていて、前記基材
３１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
る。銅膜３４は、導体膜であれば問題がなく、クロム、
タングステン、アルミ等の各種金属材料でも代用でき
る。本実施例では、通常使用するＧＺフィルム（グンゼ
産業（株）の商品名）を使用して工程説明をするが、本
材料は、厚さ２５μmのポリイミド基材に厚さ１μmの銅
がスパッタリングされて構成されている。

【００２１】次に、本材料はレジストのパターンニング
が行われる。図５は、レジストパターン工程後の状態を
示す上面図と断面図である。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３５を全面的に塗工した
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。

【００２２】レジストパターン３５を形成した材料は、
エッチング工程にて処理される。図６は、エッチング工
程を終えた上面図と断面図である。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。このようにして基材３１上
には、電極パターンが形成される。

【００２３】パターンを形成された材料は、まず第一の
工程である下穴加工が行われる。下穴加工は、パンチや
プレス、化学エッチング、サンドブラスト処理、もしく
はマイクロドリル等の簡易的な工法により、アパチャの
径より小さい穴加工を行うものである。この工程は、低
コストで加工が行うことができる工法を利用して、予備
的な穴を形成する工程である。しかし、図７に示すよう
に、本加工により、下穴３６が形成されるが、いわゆる
抜き方向を中心としてバリ３７が発生する。

【００２４】次に、第二の工程であるエキシマ加工工程
について説明する。まず材料には図８に示すように、保
護板３８が設置される。保護板３８は、数十μmの厚み
のステンレス製薄板である。この保護板３８により、加
工するべきアパチャに成るべき場所以外を覆い、エキシ
マ加工時の損傷を防止する。そして、電極面からエキシ
マレーザ光を照射する。これによりアパチャになるべき
ポリイミド面、導線部３５と保護板３８にレーザ照射さ
れ、ポリイミド面のみがアブレーションにより基本的に
除去加工される。第一の工程で発生していたバリ等も除
去でき、導線部に沿った滑らかな加工面が形成できる。

【００２５】本エキシマ加工は、下穴のある箇所をいわ
ゆるなめるように加工を行うため、極めて少ない加工エ
ネルギーで仕上げ加工ができる。従って、エキシマレー
ザのマシンタイムは短くすることが可能になり、高価な
設備投資を最小限にすることができ、コスト低減を図る
ことができる。さらに、銅で形成されている導線部をマ
スク材として利用して本穴加工は行われるのであるが、
導線部に照射される光エネルギーが少ないため、導線部
の損傷も少なく、製品の安定性や歩留まり向上にも貢献
できる。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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
１４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。

【００３０】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。

【００３１】尚、本発明は、以上詳述した実施例に限定
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。

【００３２】例えば、上記実施例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。この場合、バリ
の発生が抑えられる効果がある。

【００３３】また、本実施例では、第二の加工法はエキ
シマレーザ加工を中心として記述したが、化学エッチン
グやプラズマ加工、ブラスト加工など仕上げ加工に適し
たものであればどのような方法でも構わない。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の電極の製造方法は、まず第一の工程により大まか
に下穴を形成する。しかる後に、第二の工程により成形
加工を行うので、導線部にダメージ等が無く、加工コス
トが低く、且つきれいな穴の形成ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電極の製造方法により製作されるアパ
チャ電極体を用いた画像形成装置の概略構成図である。

【図２】アパチャ電極体の構成を示す斜視図である。

【図３】アパチャ電極体とトナー担持ローラとの構成を
模式的に示す図である。

【図４】本発明の電極の製造方法を示す図であって、
（ａ）は、電極の材料の上面図、（ｂ）は、その断面図
である。

【図５】本発明の電極の製造方法を示す図であって、
（ａ）は、パターンニング工程後の電極の材料の上面
図、（ｂ）は、その断面図である。

【図６】本発明の電極の製造方法を示す図であって、
（ａ）は、エッチング工程後の電極の材料の上面図、
（ｂ）は、その断面図である。

【図７】本発明の電極の製造方法を示す図であって、
（ａ）は、第一の加工終了後の電極の材料の上面図、
（ｂ）は、その断面図である。

【図８】本発明の電極の製造方法を示す図であって、
（ａ）は、第二の加工終了後の電極の材料の上面図、
（ｂ）は、その断面図である。

【図９】本発明の電極の製造方法を示す図であって、
（ａ）は、穴加工終了後の電極の材料の上面図、（ｂ）
は、その断面図である。

【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 ６ アパチャ ８ 制御電圧印加回路 １４ トナー担持ローラ ２２ 背面電極ローラ ２４ 直流電源 ３６ 下穴 ３７ バリ

Claims (2)

【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、仕上げ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。
2. 【請求項２】 前記第２の工程は、エキシマレーザを用
   いて加工することを特徴とする請求項１に記載の電極の
   製造方法。