JPH09193441A - 粉体飛翔式記録用印字ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉体飛翔式記録用印字ヘッドの製造コスト低
減を図る。 【解決手段】 短冊状の可撓性プリント配線基板１９の
幅方向の両側にはガラスエポキシ基板２０，２１が電気
的に接続される。可撓性プリント配線基板１９に形成さ
れる透孔１７の周縁の制御電極１８は、配線パターン３
２、異方性導電膜３０，３１を介してガラスエポキシ基
板２０，２１上の配線パターン３３に電気的に接続され
る。ガラスエポキシ基板２０，２１上には、半導体集積
回路チップ３４および回路部品３５が搭載される。半導
体集積回路チップ３４内には、配線パターン３３を介し
て制御電極１８に与える電圧を駆動するドライバが含ま
れる。可撓性プリント配線基板１９の使用量が減少し、
かつ半導体集積回路チップ３４に不良が発生した場合の
交換コストを低減することができるので、印字ヘッド１
３の製造コストを低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電潜像を形成す
ることなく、直接記録部材上に粉体状の現像剤を付着さ
せて印字を行う粉体飛翔式記録用印字ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、複写機、ファクシミリあるい
はプリンタ等には、Ｐ．Ｆ．Ｃａｒｌｓｏｎによって１
９３８年に発明されたいわゆる電子写真方式の記録装置
が広く用いられている。電子写真方式では、光導電性感
光体上に静電潜像を形成し、帯電した粉末状の現像剤で
あるトナーを吸着させ、紙などの記録部材上にトナー像
を転写し、加熱融着させて記録を行う。このような電子
写真方式では、光導電性感光体が高価であり、保守の負
担も大きい。

【０００３】近年、図６に示すような粉体飛翔式記録方
式が提案されている。典型的な先行技術は、たとえば特
開平４−２１１９７０号公報などに開示されている。円
筒状の現像ローラ１は、その表面に磁性を有する粉体状
の現像剤であるトナー２を磁気的に吸引することによっ
て担持する。現像ローラ１は、その軸線まわりに回転
し、表面に担持したトナー２を印字ヘッド３が設けられ
ている領域まで搬送する。印字ヘッド３は、現像ローラ
１と記録用紙４との間に介在され、記録用紙４は背面電
極５上に載置される。印字ヘッド３はＦＰＣと略称され
る可撓性プリント配線基板を用いて形成され、ポリイミ
ドなどのフィルム状の絶縁基板６には複数の透孔７が形
成され、その周縁には制御電極８が設けられている。

【０００４】トナー２を負に帯電させ、制御電極８に正
の電圧を印加し、背面電極５に高い正の電圧を印加する
と、現像ローラ１の表面に磁気的吸引力によって付着し
ているトナー２が静電力によって吸引され、現像ローラ
１の表面から飛翔する。透孔７を通過したトナー２は、
背面電極５の正電位によって加速され、記録用紙４上に
到達して付着し、制御電極８に印加する電界に対応した
印字記録が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図６に示すような粉体
飛翔方式の記録のためには、印字ヘッド３として可撓性
プリント配線基板を使用している。可撓性プリント配線
基板は高価である。また、制御電極８に電圧を印加して
印字制御を行うためには、各制御電極８毎に駆動用のド
ライバ回路を設ける必要がある。印字される画像の解像
度を高めるために、制御電極８を数多く設けている場合
などは、対応してドライバを含む半導体集積回路チップ
を数多く搭載する必要がある。半導体集積回路チップ
は、絶縁基板６上にフェイスボンディング方式などで直
接搭載される。半導体集積回路チップを搭載した後は、
保護用の合成樹脂などでコーティングしてしまうので、
半導体集積回路チップの動作確認や交換は非常に困難と
なる。

【０００６】半導体集積回路チップに不良品が存在する
と、印字ヘッド３全体が不良となり、高価な可撓性プリ
ント配線基板が無駄になってしまう。

【０００７】本発明の目的は、コスト低減を図ることが
でき、搭載する半導体集積回路チップの動作確認も容易
な粉体飛翔式記録用印字ヘッドを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁性を有する
粉体状の現像剤を保持する円筒状の現像剤担持体と、現
像剤を加速吸引する加速電極との間に配置され、電界制
御によって現像剤担持体から現像剤を飛翔させ、加速電
極への飛翔経路の途中に挿入される記録部材上に現像剤
を付着させ、電界制御に対応する記録を行うための粉体
飛翔式記録用印字ヘッドであって、複数の透孔を有し、
各透孔の周縁には個別的に制御電極が形成される可撓性
プリント配線基板と、可撓性プリント配線基板の周囲に
設けられ、可撓性プリント配線基板上の各制御電極と電
気的に接続される配線パターンが形成される剛性プリン
ト配線基板とを含むことを特徴とする粉体飛翔式記録用
印字ヘッドである。本発明に従えば、粉体飛翔式記録用
印字ヘッドの制御電極が形成される可撓性プリント配線
基板の周囲には、剛性プリント配線基板が電気的に接続
される。可撓性プリント配線基板は、制御電極の近傍の
みに用いればよいので、総合的な材料コストを低減する
ことができる。

【０００９】また本発明の前記可撓性プリント配線基板
は、円筒状の現像剤担持体の軸線方向に延びる短冊状で
あり、前記剛性プリント配線基板は、２枚使用され、短
冊状の可撓性プリント配線基板の長さ方向に垂直な幅方
向の両端部にそれぞれ接続されることを特徴とする。本
発明に従えば、円筒状の現像剤担持体の軸線方向に延び
る短冊状に可撓性プリント配線基板が形成され、その幅
方向の両端に２枚の剛性プリント配線基板がそれぞれ接
続される。幅方向の両端に剛性プリント配線基板が設け
られるので、中間の可撓性プリント配線基板を円筒状の
現像剤担持体の形状に合わせて湾曲させても確実に保持
することができる。

【００１０】また本発明は、前記可撓性プリント配線基
板と前記剛性プリント配線基板との間の電気的接続部
に、異方性導電膜を有することを特徴とする。本発明に
従えば、可撓性プリント配線基板と剛性プリント配線基
板とは、異方性導電膜によって電気的に接続するので、
多数の接続用配線パターン間を容易に接続することがで
きる。可撓性プリント配線基板と剛性プリント配線基板
とは異方性導電膜によって接続するまでは別個に加工し
て動作確認を行うことができるので、信頼性の高い印字
ヘッドを得ることができる。

【００１１】また本発明は、前記剛性プリント配線基板
はガラスエポキシ製であり、前記制御電極駆動用の半導
体集積回路チップが搭載可能であることを特徴とする。
本発明に従えば、ガラスエポキシ製の剛性プリント配線
基板上には、半導体集積回路チップを直接搭載し、制御
電極への電気的駆動を行うことができるので、印字ヘッ
ドを小形に形成することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態に
よる粉体飛翔式記録装置の概略的な構成を示す。現像剤
担持体である現像ローラ１１は、全表面がＮあるいはＳ
に着磁されているマグネットローラであり、磁性を有す
る粉体状の現像剤であるトナー１２を磁気的に吸引しな
がら担持する。現像ローラ１１の表面から僅かな間隔を
あけて印字ヘッド１３が配置される。印字ヘッド１３が
現像ローラ１１を臨む側の反対側には、記録用紙やＯＨ
Ｐシートなどの記録部材１４が挿入可能な間隔をあけて
加速電極である導電体ローラ１５が配置される。

【００１３】印字ヘッド１３は、ポリイミドなどの耐熱
性絶縁フィルムから成る可撓性の絶縁基板１６に、複数
の透孔１７が形成され、各透孔１７の周縁部に制御電極
１８が設けられている。このような可撓性プリント配線
基板１９は、現像ローラ１１の軸線方向に延びる短冊状
の形状を有し、軸線方向に垂直な幅方向の両端側には剛
性プリント配線基板であるガラスエポキシ基板２０，２
１がそれぞれ配置される。可撓性プリント配線基板１９
と現像ローラ１１との間には、透孔１７が形成されてい
る部分を除いて、ウレタンシートなどの弾性発泡体層２
２，２３が介在され、現像ローラ１１の表面と制御電極
１８との間の間隔を維持する。記録部材１４の搬送経路
には、記録部材ガイド２４が設けられ、印字ヘッド１３
と導電体ローラ１４との間への記録部材１４の挿入を円
滑化している。現像ローラ１１は、０〜＋３００Ｖ程度
のバイアス電圧を印加するためのバイアス電源２５が接
続される。制御電極１８には、＋３００Ｖ程度の電圧を
印加するための制御電源２６が接続される。導電体ロー
ラ１５には、＋１５００Ｖの加速電圧を与える加速電源
２７が接続される。導電体ローラ１５の周囲には、負の
電圧が排斥電源２８から付与されるガード電極２９が設
けられる。

【００１４】図２および図３は、図１に示す印字ヘッド
１３の構成を示す。図２は平面図、図３は図２の切断面
線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図をそれぞれ示す。制御
電極１８は、透孔１７の周縁にリング状に形成され、異
方性導電膜３０，３１を介して電気的に接続される配線
パターン３２，３３を経て、半導体集積回路チップ３４
および回路部品３５から成るドライブ回路によって駆動
される。可撓性プリント配線基板１９とガラスエポキシ
基板２０，２１との間には、異方性導電膜３０，３１が
設けられ、配線パターン３２，３３間の電気的接続を行
う。ガラスエポキシ基板２０，２１上には、複数の半導
体集積回路チップ３４および回路部品３５が搭載され、
制御電極１８に対する電圧駆動を行う。ガラスエポキシ
基板２０，２１の長手方向の一端には、コネクタ３６が
それぞれ設けられ、外部との電気的接続を行う。

【００１５】制御電極１８は、できるだけ高い電圧で駆
動することが好ましい。半導体集積回路チップ３４とし
ては、高速で高耐電圧（３００Ｖ ＤＣ）で６４ＢＩＴ
の駆動出力を有するものを使用し、各ガラスエポキシ基
板２０，２１上に１３個ずつ、合計２６個実装する。各
半導体集積回路チップ３４毎に、回路部品３５として
０．１μＦのコンデンサチップを設ける。可撓性プリン
ト配線基板１９とガラスエポキシ基板２０，２１の接続
部では、０．２５ｍｍピッチでパターン幅０．１ｍｍの
１６６４本のパターンを異方性導電膜（略称ＺＡＦ）３
０，３１でそれぞれ接続する。異方性導電膜３０，３１
は、導電体の微粒子が分散されており、圧縮方向でのみ
導電性粒子間が接触して電気的導通状態となる。異方性
導電膜３０，３１による電気的接続を行っても、可撓性
プリント配線基板１９上の隣接する配線パターン３２間
では、１０ＭΩ以上の絶縁性が確保される。異方性導電
膜３０，３１を介する電気抵抗は、半導体集積回路チッ
プ３４を搭載するボンディングパッドと制御電極１８と
の間で、５００Ω以下であることが確保される。

【００１６】図４は異方性導電膜３０，３１を介する可
撓性プリント配線基板１９とガラスエポキシ基板２０，
２１との電気的接続状態を示す。図４（１）のように、
異方性導電膜３０，３１を挟んで可撓性プリント配線基
板１９上の配線パターン３２とガラスエポキシ基板２
０，２１の配線パターン３３とを対向させた状態で、図
４（２）に示すように上下方向に圧着させる。配線パタ
ーン３２，３３間では、異方性導電膜３０，３１が圧縮
され、熱硬化性樹脂内部に分散される導電性のニッケル
（Ｎｉ）などの粒子相互間が接触して厚み方向の導電性
が生じる。このまま熱硬化性樹脂を硬化させれば、配線
パターン３２，３３間では導通し、隣接する配線パター
ン３２あるいは配線パターン３３同士の間のクロストー
クはほとんど生じないように、異方性接続を行うことが
できる。

【００１７】図５は、制御電極１８の形成状態を示す。
制御電極１８は、可撓性プリント配線基板１９にドリル
などによって機械的に穿孔したり、レーザで孔あけ加工
を行うことによって形成することもできるけれども、好
ましくはアルカリ溶剤によるエッチング処理を行う。た
とえば１７２８個の透孔１７を同時にあけ、制御電極１
８となる銅（Ｃｕ）層の厚みが３５μｍ、絶縁基板１６
となるポリイミドの厚みが５０μｍである場合には、絶
縁基板１６の透孔１７はテーパ状になり、最大径が２３
０μｍ、最小径が１５０μｍであるような透孔１７があ
く。片側から制御電極１８のエッチングを行い、反対側
から溶剤で絶縁基板１６のエッチングを行えば、孔位置
のずれは生じない。

【００１８】以上の発明の実施の形態では、剛性プリン
ト配線基板としてガラスエポキシ基板２０，２１を用い
ているけれども、セラミック基板など他の種類の基板を
用いることもできる。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高価な可
撓性プリント配線基板の周囲に剛性プリント配線基板を
設けているので、安価に印字ヘッドを形成することがで
き、機械的な補強も行うことができる。

【００２０】また本発明によれば、短冊状の可撓性プリ
ント配線基板の幅方向の両端部に剛性プリント配線基板
を電気的に接続するので、円筒状の現像剤担持体の外周
面形状に合わせて可撓性プリント配線基板を湾曲させ、
両側の剛性プリント配線基板によって確実に印字ヘッド
を保持することができる。

【００２１】また本発明によれば、可撓性プリント配線
基板と剛性プリント配線基板との間は、異方性導電膜を
介して電気的に接続されるので、別個に製作するプリン
ト配線基板と剛性プリント配線基板とを容易に電気的に
接続することができる。

【００２２】また本発明によれば、剛性プリント配線基
板はガラスエポキシ製であり、制御電極駆動用の半導体
集積回路チップを直接搭載することができるので、小形
で信頼性の高い印字ヘッドを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の位置形態による粉体飛翔式記録
装置の概略的な構造を示す断面図である。

【図２】図１の記録装置に用いる印字ヘッドの平面図で
ある。

【図３】図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図
である。

【図４】図２および図３の印字ヘッドを異方性導電膜に
よって接続する状態を示す簡略化した断面図である。

【図５】図２の印字ヘッドの制御電極付近の形状を示す
断面図である。

【図６】先行技術による粉体飛翔式記録装置の概略的な
構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１１ 現像ローラ １２ トナー １３ 印字ヘッド １４ 記録部材 １５ 導電体ローラ １６ 絶縁基板 １７ 透孔 １８ 制御電極 １９ 可撓性プリント配線基板 ２０，２１ ガラスエポキシ基板 ３０，３１ 異方性導電膜 ３２，３３ 配線パターン ３４ 半導体集積回路チップ ３５ 回路部品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 595116577 ＲＯＯＭ 1906−07，ＦＯＲＴＲＥＳＳ ＴＯＷＥＲ ＮＯ−250 ＫＩＮＧ’Ｓ ＲＯＲＤ，ＨＯＮＧ ＫＯＮＧ (72)発明者 後藤田 克彦 兵庫県神戸市西区伊川谷町布施畑567−１ ティー・アンド・エム株式会社内 (72)発明者 稲田 久信 兵庫県神戸市西区伊川谷町布施畑567−１ ティー・アンド・エム株式会社内 (72)発明者 庄司 進 兵庫県神戸市西区伊川谷町布施畑567−１ ティー・アンド・エム株式会社内 (72)発明者 近藤 文夫 兵庫県神戸市西区伊川谷町布施畑567−１ ティー・アンド・エム株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性を有する粉体状の現像剤を保持する
   円筒状の現像剤担持体と、現像剤を加速吸引する加速電
   極との間に配置され、電界制御によって現像剤担持体か
   ら現像剤を飛翔させ、加速電極への飛翔経路の途中に挿
   入される記録部材上に現像剤を付着させ、電界制御に対
   応する記録を行うための粉体飛翔式記録用印字ヘッドで
   あって、 複数の透孔を有し、各透孔の周縁には個別的に制御電極
   が形成される可撓性プリント配線基板と、 可撓性プリント配線基板の周囲に設けられ、可撓性プリ
   ント配線基板上の各制御電極と電気的に接続される配線
   パターンが形成される剛性プリント配線基板とを含むこ
   とを特徴とする粉体飛翔式記録用印字ヘッド。
2. 【請求項２】 前記可撓性プリント配線基板は、円筒状
   の現像剤担持体の軸線方向に延びる短冊状であり、 前記剛性プリント配線基板は、２枚使用され、短冊状の
   可撓性プリント配線基板の長さ方向に垂直な幅方向の両
   端部にそれぞれ接続されることを特徴とする請求項１記
   載の粉体飛翔式記録用印字ヘッド。
3. 【請求項３】 前記可撓性プリント配線基板と前記剛性
   プリント配線基板との間の電気的接続部に、異方性導電
   膜を有することを特徴とする請求項１または２記載の粉
   体飛翔式記録用印字ヘッド。
4. 【請求項４】 前記剛性プリント配線基板はガラスエポ
   キシ製であり、 前記制御電極駆動用の半導体集積回路チップが搭載可能
   であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
   の粉体飛翔式記録用印字ヘッド。