JPH06218568A - 電極の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コストと記録特性に優れた記録用電極を提供
する。 【構成】 記録用電極３０は、基板３１上に開口電極３
３とレジスト３３が配置されていて、更にその上部に保
護板３６が設けられている。エキシマレーザ光は上部か
ら照射されるが、開口電極３３にはレジスト３５が載せ
られているため、レーザ光照射により損傷することはな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やプリンターに
利用する画像記録装置に使用する電極の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、荷電粒子を直接変調して受像体上
に記録する画像記録装置が、提案されている。すなわち
米国特許第３６８９９３５号明細書及び図面において開
示されているように、トナー供給源と、開口部を有した
記録電極と、対向電極とから構成されている。記録電極
は、絶縁層を介して、基準電極と、多数の制御電極とか
ら構成され、更に、基準電極と、制御電極とが重なる部
分に開口部が設けられる。トナー供給源から帯電したト
ナーが記録電極の基準電極に供給され、この記録電極に
より、トナー流の前記開口部の通過が制御される。そし
て、開口部を通過したトナーは、対向電極の方向に引き
寄せられて、この対向電極上に搬送される支持体に付着
し、画像が形成される。

【０００３】この装置に於いては、記録電極は次のよう
な構成をとっていた。すなわち、特願平３−３４２４７
号の願書に添付した明細書及び図面に於いて示されるよ
うに、ポリイミド等の樹脂フィルム上に、導電層と開口
部とを形成して記録用電極としていた。

【０００４】さらに、本出願人らは検討を進め、特願平
４−２５４４９４号の出願にて既に出願したように、ト
ナーを保持した担持体と記録電極を接触させて配置する
ことによって記録特性を大きく改善することができた。
この記録用電極は、図２に示すような構造をしている。
図２は、従来の記録用電極の斜視図である。すなわち、
記録用電極３０は、基材３１の中央に貫通口たるアパチ
ャー３２が設けられていて、上面には開口電極部３３が
配置されている。ここでアパチャー３２と開口電極部３
３は、同一径を有した貫通口となっている。そして、ト
ナー流オン時には４０ボルト、またオフ時には０ボルト
を開口電極部３３に印加することにより、トナーを受像
紙上に飛翔制御して記録を行うことができる。

【０００５】このような記録電極の製作は次のように行
っていた。すなわち、まず両面に銅膜を設けたポリイミ
ド材料を用意する。本材料としては、例えば、ポリイミ
ド厚２５μｍ、銅厚１μｍのグンゼ産業製ＧＺフィルム
等が使用できる。これに対し、全面に感光性レジストを
塗工した後、所定のパターンに露光して感光性レジスト
を重合硬化させた後に未硬化の感光性レジストを除去
し、その後、塩化第二鉄水溶液にて銅膜をエッチングし
てパターン形成する。しかる後に、余剰のレジストを剥
離し、エキシマレーザによる穴明け加工を行う。穴明け
加工は、特願平３−２８７６８０号の願書に添付した明
細所及び図面に詳述されるように、導線パターンをマス
クとして、エキシマレーザ光を照射することにより、一
度に多数の開口部を形成することが可能となった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された記録電極について次のような問題が発生
していた。すなわち、銅厚が非常に小さいポリイミド基
板を利用して、マスク加工を行うと、銅膜が割れたりし
て損傷することがあった。この原因としては、エキシマ
レーザにより発する熱により銅膜が加熱され、酸化もし
くは熱膨張により傷つくことがわかった。銅厚を大きく
すると損傷は減少するが、電界変化により印字特性は大
きく劣化するため、実際的には１μｍ以上の銅膜は使用
できなかった。

【０００７】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、記録特性が優れ且つエキシマ加
工時に導線の損傷が発生しない電極の製造方法を提案す
ることにより、結果的に優れた画像記録装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の電極の製造方法は、次のような特徴を有して
いる。すなわち電極の製造方法は、ふたつの工程からな
っている。第一の工程は、絶縁性基板上に保護膜を使用
することにより、導線部を形成する。第二の工程は、前
記保護膜を配置した状態で、エキシマレーザにより前記
絶縁性基板上に穴加工する。

【０００９】

【作用】上記の構成を有する本発明により、導線部形成
時に使用する保護膜が、導線部に残ったまま、エキシマ
加工が行われる。エキシマによる穴加工では、保護膜の
下層となる導線部にはエキシマ光が直接照射されないた
め、損傷を受けることが非常に低減される。さらに、本
来エキシマレーザ光にて除去加工をされるべきポリイミ
ド面には、レジストは絶対存在しないため障害となるこ
とがない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１１】図１は、本発明の製造方法により製作され
た記録用電極を適用した画像記録装置の断面図であり、
まず画像記録装置１０について簡単に説明する。画像記
録装置は、大きくプロセスユニット２０、記録用電極３
０、定着器４０、用紙搬送ユニット５０、対向電極６
０、及び電源部７０とで構成されている。本装置におい
ては、プロセスユニット２０において、記録用電極３０
により、用紙５１上にトナー像が形成された後、定着器
４０で加熱定着が行われて排出される。

【００１２】記録装置の外装１１には、左側面に出力紙
の排出口１２及びトレー１３が、設けられている。

【００１３】本機中央に設置されたプロセスユニット２
０は、次のような構成を有している。すなわち、プロセ
スユニット２０は、帯電ユニット２１及びトナー供給ユ
ニット２２とで構成されていて、前記帯電ユニット２１
には、図中矢印方向に回転可能な担持ローラ２３、供給
ローラ２４、アジテータ２６、及びブレード２５が配置
されている。前記担持ローラ２３は、金属もしくは樹脂
等の絶縁体の表面を有した剛体のローラであり、後述す
る記録用電極３０とは、トナー層を介して密着して設け
られている。両ローラはいずれも接地されている。供給
ローラ２４は、スポンジやゴムでできた弾性体のローラ
であり、前記担持ローラ２３と共同して、トナーを帯電
せしめる。

【００１４】前記トナー供給ユニット２２は、内部には
トナー２７が充填されていて、ユーザがトナー補給の際
に装着される。トナー２７は、粒径７μｍ程度のいわゆ
る小粒径トナーが画像的に好ましく、粉砕トナー、重合
トナー共に使用できる。本機に設置された状態では、ト
ナー２７は帯電ユニット２１に放出され、アジテータ２
６によりかくはんされる。

【００１５】前記プロセスユニット２０の下部には、本
発明の製造方法で製作された記録用電極３０が配置され
ている。この記録用電極の構成については、従来のもの
と同様であり、同一符号を付して説明する。記録用電極
３０は、基板３１上にアパチャー３２が多数設けられて
いて、各アパチャーの周辺に設置された開口電極３３と
それに連なる導線部とで構成されている。

【００１６】基板３３は、絶縁性基板であれば良く、ポ
リイミドやポリエステル等の樹脂フィルムや、アルミナ
やジルコニア等のセラミックが使用できる。基板３３の
厚みは、印加電圧にもよるが５０μｍ以下望ましくは２
５μｍ程度が選択されると良い。ただしこの厚みは、ア
パチャー近傍においてのみ適用されるのであって、外形
的には大きな規制とならない。

【００１７】前記アパチャー３２は、前記基板３３を貫
通する穴であり、印字密度が穴径としては、３００ＤＰ
Ｉの場合、１００〜１２０μｍ程度の直径が選択され
る。アパチャー３２の周囲には、開口電極部３３が配置
されている。開口電極部３３は、アパチャー３２より大
きい内径を有していて、厚さ１μｍ以下の銅のスパッタ
膜や蒸着膜で形成されている。開口電極部３３より導線
部が延ばされていて、図示しない駆動回路、シフトレジ
スタやラッチ回路からなるデータ出力回路に接続されて
いる。駆動回路により画像信号データに基づき、開口電
極３３に、０ボルトと４０ボルトを選択的に印加するこ
とができる。

【００１８】プロセスユニット２０の用紙５１を挟んで
反対側に、対向電極６０が設けられている。前記対向電
極６０は、１キロボルトの電圧が印加される電極部６２
と、前記電極部を保持絶縁する支持部６１とで構成され
ている。

【００１９】さらに、装置下方には、用紙搬送ユニット
５０が設けられている。用紙搬送ユニット５０は、用紙
５１を収納する用紙カセット５２と、けり出しローラ５
３と、用紙反転ローラ５４と、搬送ガイド５５と、送出
ローラ５６と、搬送ローラ５７とで構成されている。各
ローラは、図中矢印方向に回転可能であり、用紙を搬送
することを行える。

【００２０】また、用紙搬送方向下流に定着ユニット４
０が、配置されている。定着ユニット４０は、ヒータ４
２を内蔵したヒートローラ４３と、加圧ローラ４１によ
り構成されている。

【００２１】装置上方には、記録に必要なデータ処理を
行うコントローラ部７１と、駆動や電圧制御をつかさど
る電源部７０が設けられている。

【００２２】次に、本実施例の記録用電極の製造方法に
ついて説明をする。

【００２３】図３から図８は、各々本実施例の製造方法
の各工程を示すアパチャー近傍の上面図及びＡ−Ａ断面
図である。図３は、本実施例で使用する材料の上面図及
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Ｇ
Ｚフィルム（グンゼ産業製）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１μmの銅
がスパッタリングして構成されている。

【００２４】次に、本材料はレジストのパターンニング
が行われる。図４は、レジストパターン後の状態を示す
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が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が
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。

【００２５】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５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。

【００２６】パターンが形成された材料には、さらにエ
キシマレーザ加工が行われる。まず材料には図６に示す
ように、保護板３６が設置される。保護板３６は、数十
μmの厚みのステンレス製薄板である。この保護板３６
により、アパチャーを形成する場所以外を覆いエキシマ
加工時の損傷を防止する。

【００２７】次に、図７に示すように電極面からエキシ
マレーザ光を照射する。これによりアパチャーになるべ
きポリイミド面、及びレジスト部分と保護板３６にレー
ザが照射され、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。この時、従来は、開口電極
３３の銅膜に直接エキシマレーザ光が照射されていたた
め、この銅膜が損傷を与えられることが多かった。本実
施例では、レジスト３５が、開口電極３３を完全に覆う
ように配置されているため、エキシマレーザ光照射に対
しても保護膜となり、開口電極３３の損傷を防ぐことが
出来る。また、保護板３６の穴の加工精度もあまり必要
とせず、また開口電極３３がレジスト３５により覆われ
ているので、保護板３６の位置決めもラフに行える。さ
らにレジスト３５は、アパチャー部分等に配置されてい
ることは皆無であり、貫通穴加工を阻害することは有り
得ない。

【００２８】エキシマレーザ加工により穴加工された電
極は、残留したレジストなどを除去し、最終的に図８に
示すように基材上に開口電極３３とアパチャー３２を設
けた構成となる。

【００２９】本発明は上述した実施例に拘ることなく、
その主旨を逸脱しない範囲で変更は可能である。本実施
例では、片面のみに開口電極がある記録電極に付いて説
明したが、両面に開口電極を有した記録電極に付いても
当然実施する事は可能であり、同様な効果を発現でき
る。

【００３０】さらに本発明に於いては、レジスト膜を保
護膜として用いたが、四フッ化エチレン膜などの耐エキ
シマレーザ特性の大きい膜を使用すると、より顕著な効
果が期待できる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明により、パターン形成時に使用する保護膜が、導線
上に残ったまま、エキシマ加工が行われる。エキシマに
よる穴加工では、保護膜の下層となる導線部にはエキシ
マ光が直接照射されないため、損傷を受けることが非常
に低減される。さらに、本来エキシマレーザ光にて除去
加工をされるべきポリイミド面には、レジストは絶対存
在しないため障害となることがない。従って、従来に比
べ全くコストがかからないで、穴形状等の精度的にも問
題なく、銅膜の損傷が防止できる画期的な工法となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法で製作された記録電極を備え
る画像記録装置の断面図である。

【図２】その記録電極の斜視図である。

【図３】材料の上面図と断面図である。

【図４】レジストパターンを付与した状態のアパチャー
近傍の上面図と断面図である。

【図５】エッチング処理後のアパチャー近傍の上面図と
断面図である。

【図６】保護板を配置したアパチャー近傍の上面図と断
面図である。

【図７】エキシマレーザの照射状態を示すアパチャー近
傍の上面図と断面図である。

【図８】アパチャー近傍の最終形状を示す上面図と断面
図である。

【符号の説明】

２０ プロセスユニット ３０ 記録用電極 ３１ 基板 ３２ アパチャー ３３ 開口電極部 ３５ レジスト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性基板上に保護膜を使用することに
   より、導線部を形成する第一の工程と、 前記保護膜を配置した状態で、エキシマレーザにより前
   記絶縁性基板に穴加工する第二の工程とから成ることを
   特徴とする電極の製造方法。