JPH1052932A - 記録ヘッドの製造方法並びにその記録ヘッドを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 精度の良く且つ安価に製造できる基板を使用
して記録ヘッドを製造すること。 【解決手段】 長尺の絶縁シート上に制御電極４が、繋
ぎ目８に区切りとして複数のグループに分割されて形成
されている。その繋ぎ目８部分での制御電極４間のピッ
チＰｈは、同じグループ内の制御電極４間のピッチより
広くなるように設定されているので、繋ぎ目８部分での
制御電極４間のピッチＰｈが狭くなって、それらの制御
電極４間での電流リークや放電の発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録ヘッドの製造
方法並びにその記録ヘッドを備えた画像形成装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、アパチャを有した電極に画像信号
を印加することによりトナー粒子のアパチャ通過を制御
して支持体上に画像を得る画像形成装置は、米国特許第
３６８９９３５号明細書で提案されている。

【０００３】この米国特許第３６８９９３５号明細書に
記載された画像形成装置は、絶縁体の層を挟んで片面に
連続したシールド電極ともう一方の面に互いに絶縁され
た複数の制御電極とから構成され、各絶縁された複数の
制御電極毎に３層を貫いて形成されると共に少なくも１
列状に配置されたアパチャを有するアパチャ電極体と、
制御電極にシールド電極との間に選択的に電位を与える
手段と、アパチャ電極体のアパチャに帯電したトナー粒
子を供給する手段と、支持体のアパチャ電極体とは反対
側に配置され、高電圧が印加された背面電極と、支持体
をアパチャ電極体に対して相対的に移動させて支持体を
粒子流路中に位置させる手段とから構成されている。

【０００４】しかしこの装置によると、トナー粒子がア
パチャーに目詰まりして記録品質が低下すると共に、記
録速度もあまり早くすることができなかった。

【０００５】本出願人は、更に検討を進め、特開平６ー
１５５７９８号公報に示すように、トナーを保持した担
持体とアパチャ電極体とを接触させて配置することによ
り記録特性を大きく改善することができる画像記録装置
を提案している。この装置によれば、アパチャが目詰ま
りすることがなくて画質の向上はめざましく、画像記録
装置として小型化、低コスト化が可能となった。

【０００６】この方式の記録ヘッドを記録ヘッドを、図
７に示す。記録ヘッド１００は、２５もしくは５０ミク
ロン厚のポリイミドフィルム等で形成された絶縁シート
１０２上に、８ミクロン厚の銅で構成された導線１０３
を配した基板１０１を使用し、しかる基板１０１上に、
駆動ＩＣ１０５を実装していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような記録ヘッドを製造する時には、大きな問題が発
生していた。すなわち、本記録ヘッドは、画像記録に使
用するため、非常に微細な配線を必要とし、製造上かな
り困難なものであった。例えば解像度が１インチあたり
３００ドットの解像度を有する記録ヘッドを製造する場
合には、この配線部は、少なくとも２０〜３０ミクロン
程度の導線部を、８５ミクロンピッチで配置する必要が
あった。このような配線を幅方向に２００ｍｍ以上もあ
る基板に対して、精密に且つ歩留まりよく製造すること
が大変難しかった。

【０００８】このような記録ヘッド用の基板を製造する
ためには、従来フレキシブル基板（以下ＦＰＣ）製造ラ
インで作成を行っていた。このＦＰＣ製造工程では、銅
膜付きポリイミドに、感光性レジストをつけ、回路パタ
ーンを露光して、現像してレジストによるマスクを作成
し、しかる後に塩化第二鉄等のエッチング液で、マスク
されていない銅を除去し、回路パターンを完成してい
た。

【０００９】このようなＦＰＣ製造においては、従来の
配線精度は、最小導線幅５０ミクロンでピッチ１００ミ
クロン程度であった。そのため、本記録ヘッドのような
高精度基板の製造を行うと、精度と歩留まりの点で量産
的に十分な対応ができないという問題点がある。

【００１０】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、精度と歩留まりの点で量産的に
十分に対応できる記録ヘッドの製造方法並びにその記録
ヘッドを備えた画像記録装置を提供することを目的にし
ている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１記載の記録ヘッドの製造方法は、記
録材供給手段から供給される記録材を電界により直接制
御して受像体上に画像を形成するための記録ヘッド製造
方法であって、複数のグループに分割された多数の制御
電極を、グループ毎に順次、基板上に並べて形成してい
る。

【００１２】これにより、精度の高い制御電極を有した
記録ヘッドを、安価に安定して製造することが可能にな
る。

【００１３】また、請求項２記載の記録ヘッドの製造方
法は、グループ内における隣り合う制御電極ピッチより
も、隣り合う二つのグループのそれぞれの一端の制御電
極間のピッチの方が同じか若しくは広くなるように形成
する。

【００１４】これにより、制御電極のグループ毎につな
いでいっても、隣り合う二つのグループのそれぞれの一
端の制御電極間が狭くなって電流リークや放電が発生す
ることなく、信頼性のある記録を行うことが可能にな
る。

【００１５】更に、請求項３記載の記録ヘッドの製造方
法では、 多数の制御電極の形成後にその制御電極間に
アパチャを形成する工程を備えると共に、複数のグルー
プの並び方向と直交する方向における各グループ毎の制
御電極の位置の誤差がアパチャの大きさの半分以下にな
るように形成する。

【００１６】これにより、アパチャに記録材が挙動を乱
すことなく供給されるので、どの位置でも安定した電界
制御が可能となり、均一性のある画像記録が実現でき
る。

【００１７】また、請求項４記載の画像形成装置は、記
録材供給手段から供給される記録材を電界により直接制
御して受像体上に画像を形成するための記録ヘッドを備
えた画像形成装置において、記録ヘッドの多数の制御電
極が複数のグループに分割されると共に、そのグループ
毎に順次、基板上に並べて形成されている。

【００１８】よって、本画像形成装置は、精度の高い制
御電極を有した記録ヘッドを備えることができ、高解像
度の記録を行うことが可能となる。

【００１９】

【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。

【００２０】図６は、本実施の形態の画像形成装置の概
要を示す図であり、記録ヘッド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、トナーケース１１が配置され、そのトナ
ーケース１１内には、記録材としてのトナー１６と、供
給ローラ１２と、記録材供給手段としてのトナー担持ロ
ーラ１４とが設けられている。ここにおいて、前記トナ
ー担持ローラ１４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１
２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。

【００２１】また、トナー担持ローラ１４と後述する制
御電極４との間には、制御電圧印加回路２３が接続され
ている。この制御電圧印加回路２３は、画像信号に基い
て制御電極４に対して０Ｖ、もしくはプラス４０Ｖの電
圧を印加するように構成されている。

【００２２】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。

【００２３】次に、本実施の形態の記録ヘッドについて
説明する。

【００２４】図１は、本発明を適用した画像形成装置用
記録ヘッドの斜視図であり、また、図２は特にアパチャ
近傍の拡大平面図である。記録ヘッドたるアパチャ電極
体１は、大きく絶縁シート（基板）２、導線３、駆動Ｉ
Ｃ５、アパチャ６とで構成されている。

【００２５】絶縁シート２は、アパチャ電極体１のベー
スとなる基材であり、機械的電気的特性が要求される。
その材質としては、通常はポリイミドが好ましく、現
在、上市されている素材として、ユーピレックスフィル
ム（宇部興産製）、カプトンフィルム（東レデュポン
製）、アピカルフィルム（鐘ケ淵化学製）が使用でき
る。素材厚みとしては、フィルム剛性上５０、７５もし
くは１２５ミクロン厚が望ましいが、それ以下の厚さ例
えば２５ミクロンでももちろん使用可能である。材質的
には前述したポリイミド基材が好ましいが、ポリエステ
ル等でも使用することも可能である。

【００２６】絶縁シート２の上部には導線３が配置され
ている。導線３は、絶縁シート２上に直接密着配置され
たいわゆる二層フレキシブル基板であり、その銅厚は８
ミクロンである。この二層フレキシブル基板は、通常使
用されている絶縁シート２と導線３を接着剤で貼りあわ
せたの三層基板に比べ、微細な配線が可能である。

【００２７】導線パターン３の端部には、駆動ＩＣ５が
各孔の電圧制御のため実装配置されている。駆動ＩＣ５
は、ワイヤーボンディング法もしくはフリップチップ法
にて実装される。

【００２８】次に、絶縁シート２上に形成されたアパチ
ャ６について説明する。

【００２９】図１及び図２に示すように、絶縁シート２
の長手方向に沿って多数のアパチャ６が形成されてい
る。そして、アパチャ６と交互になるように導線３から
続く制御電極４が配置されている。制御電極４のピッチ
は解像度３００ｄｐｉの場合、８５ミクロンであり、線
幅は２０ミクロンである。アパチャ６は、制御電極に二
辺を形成された矩形形状で、幅は８０ミクロンである。

【００３０】ここで本発明の要部である、多数の制御電
極４を複数のグループに分割して、そのグループ毎に順
次、絶縁シート２上に並べて形成することについて説明
する。

【００３１】図３は、アパチャ電極体１を作成する過程
の回路基板の平面図である。本回路基板は、いわゆるＴ
ＡＢテープの製造工程により作成されるため、テープの
両辺にはスプロケット７が設けられている。スプロケッ
ト７は、各辺１．９８ｍｍの矩形の穴が、通常４．７５
ｍｍピッチで形成されている。このスプロケット７は、
製造時のテープの送りに使用されている。絶縁シート２
は、通常４０ｍの長さにスリットして導入され、その上
面には制御電極４や導線３が並べて配置されている。並
べて配置された制御電極４及び導線部３のグループ毎の
間には、後述する繋ぎ目８を二点鎖線にて示した。

【００３２】ＴＡＢテープラインにて、製造する場合に
は、まず絶縁シート２の銅膜上に、感光性レジストを塗
工する。その後、一コマのサイズに従うブロック毎に露
光することにより、感光性レジストは光反応し潜像が形
成される。そして、この１ブロックが後に形成される制
御電極４及び導線部３の１グループを構成する。この潜
像に対し、化学現像を行うことによりレジストパターン
が形成され、銅配線を行う部分にはレジストが残る。こ
の後、塩化第二鉄等のエッチング液を銅面に噴射するこ
とにより、非レジスト部分の銅面は除去され、レジスト
部分の銅面は残り、導線パターンが作成される。これ
は、一般的にはリソグラフィーと呼ばれる方法であり、
微細配線を得るためには欠くべからざる方法である。

【００３３】この際、重要なことは、ブロック毎に露光
を行った時の隣り合うブロックの繋ぎ目８をうまく構成
していくことである。ここで、図４を使用して、繋ぎ目
８近傍の説明を行う。図４は、繋ぎ目８近傍の制御電極
４の拡大図である。本図において、二点鎖線で示す繋ぎ
目８を区切りにして、ブロック毎に露光をして長尺のＴ
ＡＢテープを作成するのであるが、この時、繋ぎ目８を
挟んで隣接した制御電極４の上下左右の位置ずれが非常
に重要になる。これら制御電極４は、繋ぎ目８でない通
常の位置では、当然のことながらに隣接ピッチは８５ミ
クロン、上下方向には全く位置ずれは発生しないが、Ｔ
ＡＢテープの移動誤差等によって繋ぎ目８を挟んで隣接
した制御電極４の上下左右の位置ずれが発生してしま
う。

【００３４】よって、本実施の形態においては、この繋
ぎ目８にまたがる制御電極４間のピッチ（図中Ｐｈ）
を、８５ミクロンより広くなるように設定している（具
体的には８７ミクロン）。この様に広く設定することに
より左右の位置ずれが２ミクロンの範囲ならば、少なく
とも繋ぎ目８にまたがる制御電極４間のピッチを８５ミ
クロンか若しくはそれ以上にすることができる。この８
７ミクロンの設定はＴＡＢテープ製造ラインの製造誤差
に応じて自由に設定できる。

【００３５】さらに、図５においてはアパチャ加工を行
った繋ぎ目８近傍の制御電極４の拡大平面図を示す。ア
パチャ６の長さは、前述したように８０ミクロンである
が、本実施の形態では繋ぎ目８を挟む制御電極４の上下
方向のずれ（図中Ｄｖ）を８０ミクロンの半分すなわち
４０ミクロン以下になるように設定している。

【００３６】尚、アパチャ加工は、エキシマレーザによ
る公知の加工のためその具体的な加工行程の説明は省略
する（例えば、特開平５−１２４２４７号公報）。

【００３７】以上、説明したように本実施の形態の記録
ヘッドの製造方法によれば、従来液晶の駆動ＩＣの実装
方法としてきわめて一般化になっているＴＡＢテープ製
造ラインを使用して、量産が可能になる。この製造方法
は、分割されたコマごとに非接触で縮小露光し、レジス
ト上に光潜像を形成するため、きわめて微細な配線が歩
留まりよく製造することが可能である。したがって、良
好な配線パターンを配置した基板が、安価に製造するこ
とが可能になる。

【００３８】さらに、本実施の形態のアパチャ電極体１
は、トナー１６を使用した直接記録装置において使用さ
れるのであるが、この時、繋ぎ目８の制御電極４間のピ
ッチ（Ｐｈ）の設定が、通常の８５ミクロン以上である
ため、両者間が通常の制御電極４間よりも狭くなること
がない。

【００３９】そして、記録を行う際には、駆動ＩＣ５に
より印字データに対応して、印字を行うドットに対応す
る制御電極４には、プラス４０Ｖ、また行わないドット
には、０Ｖを印可する場合に、繋ぎ目８の制御電極４間
が通常位置の制御電極４間に比べ、隣接ピッチが小さい
と、それらの間で電流がもれたり、非常な場合には放電
したりしてヘッドを損傷していた。すなわち、制御電極
のピッチが変化することは、隣接間に電圧を印可するこ
とに対し非常に危険な状況が発生する。

【００４０】しかしながら、本実施の形態のように繋ぎ
目８の制御電極４間の隣接ピッチが通常位置の制御電極
４間の隣接ピッチに比べ大きければ、繋ぎ目８で隣り合
う制御電極４に異なる電圧を印可しても、通常より距離
が離れるため、電流リークや放電が発生することなく、
安定して電圧印可することが可能となる。

【００４１】また、繋ぎ目８での上下方向のずれ（Ｄ
ｖ）に関して説明すると、前述したように制御電極４間
には、アパチャ６を形成するのであるが、このアパチャ
６の先端から駆動ＩＣ５方向とは逆方向に延びている制
御電極４の部分が、印字品質に非常に影響を与えること
がわかってきた。この長さが、概ねアパチャ６の長さの
半分以上になると、印字時に電圧印可を行った際、搬送
されてくるトナー１６が電界によって運動状態を影響さ
れ、かぶりの原因が発生することになってしまう。

【００４２】そこで、通常部においては、アパチャ６の
大きさに比べ制御電極４の飛び出し量をきわめて小さい
値、例えば数ミクロン程度に設定する。繋ぎ目８の部分
については、飛び出し量の規制から、上下方向のずれ
（Ｄｖ）の量を、少なくともアパチャ６の長さの半分以
下に規制する。それにより、アパチャ６を一列に形成し
た場合、繋ぎ目８で隣接する制御電極４のグループに関
しても、アパチャ６からの制御電極４の飛び出し量が、
規定量以内となるため、良好な印字を可能とすることが
できる。

【００４３】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、その趣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。本発明
の趣旨は、ブロック毎に作成するテープ状基板を使用し
て、多数の制御電極を複数のグループに分割してグルー
プ毎に順次基板上に形成することにより、精度よく安価
な記録ヘッドを製造することにある。

【００４４】例えば、本実施の形態では、直接記録型印
字装置の記録ヘッドに適用した例を説明したが、液晶パ
ネルや、インクジェットヘッドに適用する駆動用回路に
応用することも可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の請求項１記載の記録ヘッドの製造方法によれば、
複数のグループに分割された多数の制御電極を、グルー
プ毎に順次、基板上に並べて形成するようにしているた
め、精度の高い制御電極を有した記録ヘッドを安価に安
定して製造することが可能になる。

【００４６】また、請求項２記載の記録ヘッドの製造方
法によれば、グループ内における隣り合う制御電極ピッ
チよりも、隣り合う二つのグループのそれぞれの一端の
制御電極間のピッチの方が同じか若しくは広くなるよう
に形成しているため、制御電極のグループ毎につないで
いっても、画像記録に悪影響を与えることなく、信頼性
のある記録を行うことが可能な記録ヘッドを製造でき
る。

【００４７】更に、請求項３記載の記録ヘッドの製造方
法によれば、複数のグループの並び方向と直交する方向
における各グループ毎の制御電極の位置の誤差がアパチ
ャの大きさの半分以下になるように形成している、供給
される記録材が挙動を乱すことなく供給されるので、ど
の位置でも安定した電界制御が可能となり、均一性のあ
る画像記録が実現できる記録ヘッドを製造できる。

【００４８】また、請求項４記載の画像形成装置によれ
ば、記録ヘッドの多数の制御電極が複数のグループに分
割されると共に、そのグループ毎に順次、基板上に並べ
て形成されているため、精度の高い制御電極を有した記
録ヘッドにより高解像度の記録を行うことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のアパチャ電極体の斜視
図である。

【図２】上記アパチャ電極体のアパチャ近傍の詳細平面
図である。

【図３】上記アパチャ電極体の作成過程における回路基
板の配線の平面図である。

【図４】上記回路基板の繋ぎ目近傍の平面図である。

【図５】アパチャを形成した上記回路基板の繋ぎ目近傍
の平面図である。

【図６】上記アパチャ電極体を備えた画像形成装置の構
成図である。

【図７】従来の記録ヘッドの斜視図である。

【符号の説明】

１ アパチャ電極体 ２ 絶縁性シート ３ 導線 ４ 制御電極 ６ アパチャ ８ 繋ぎ目

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録材供給手段から供給される記録材を
   電界により直接制御して受像体上に画像を形成するため
   の記録ヘッド製造方法において、 複数のグループに分割された多数の制御電極を、グルー
   プ毎に順次、基板上に並べて形成することを特徴とする
   記録ヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】 前記グループ内における隣り合う制御電
   極ピッチよりも、隣り合う二つのグループのそれぞれの
   一端の制御電極間のピッチの方が同じか若しくは広くな
   るように形成することを特徴とする請求項１に記載の記
   録ヘッド製造方法。
3. 【請求項３】 前記多数の制御電極の形成後にその制御
   電極間にアパチャを形成する工程を備えると共に、前記
   複数のグループの並び方向と直交する方向における各グ
   ループ毎の制御電極の位置の誤差が前記アパチャの大き
   さの半分以下になるように形成することを特徴とする請
   求項１記載の記録ヘッド製造方法。
4. 【請求項４】 記録材供給手段から供給される記録材を
   電界により直接制御して受像体上に画像を形成するため
   の記録ヘッドを備えた画像形成装置において、 前記記録ヘッドの多数の制御電極は、複数のグループに
   分割されると共に、そのグループ毎に順次、基板上に並
   べて形成されていることを特徴とする記録ヘッドを備え
   た画像形成装置。