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WO2006054454A1 - 加熱放電型印字ヘッド - Google Patents

加熱放電型印字ヘッド Download PDF

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Publication number
WO2006054454A1
WO2006054454A1 PCT/JP2005/020389 JP2005020389W WO2006054454A1 WO 2006054454 A1 WO2006054454 A1 WO 2006054454A1 JP 2005020389 W JP2005020389 W JP 2005020389W WO 2006054454 A1 WO2006054454 A1 WO 2006054454A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
discharge
heat
print head
electrode
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2005/020389
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hisanobu Matsuzoe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fukuoka Technoken Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Fukuoka Technoken Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fukuoka Technoken Kogyo Co Ltd filed Critical Fukuoka Technoken Kogyo Co Ltd
Priority to JP2006544881A priority Critical patent/JP4575922B2/ja
Publication of WO2006054454A1 publication Critical patent/WO2006054454A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads

Definitions

  • the present invention relates to a heat-discharge type print head for forming an electrostatic latent image on an electrostatic development type recording medium capable of repetitive recording by the action of electric discharge.
  • Patent Document 1 an ion irradiation method, which is an electrostatic latent image forming method different from the electrophotographic method, has been developed.
  • the electrophotographic method uses two steps of uniform charging and exposure to release the charge of the exposed part on the uniformly charged photoconductor, thereby electrostatic latent image on the photoconductor as the electrostatic latent image carrier.
  • the ion irradiation method in the atmosphere where ions can be generated (in the air, etc.)! /, Due to the discharge from the discharge electrode! Since electrostatic latent image formation can be completed on the electrostatic latent image carrier (insulator is not necessary, so it is not necessarily a photosensitive body) with only electrostatic latent image formation charging. This is a more simplified electrostatic latent image forming system that does not require any exposure optical system.
  • An application of an electrostatic latent image forming method using an ion irradiation method is a static image in which a visible image appears inside due to the action of the electric charge of the electrostatic latent image formed on the surface.
  • An electrostatic latent image can be directly formed by ion irradiation on an electro-development type recording medium to change the latent image into a visible image.
  • the heating / discharging method as shown in (Patent Document 1) and (Patent Document 2), which discharges by selective heating of the discharge electrode, is a driver IC that supports low withstand voltage such as 5V drive for heating control. From the viewpoint of controlling discharge, this is the most excellent control method. For this reason, in order to write in a non-contact manner on an electrostatic development type recording medium generally called a digital paper, the one shown in (Patent Document 2) is an optimum print head that can be considered at present.
  • a minute ball is color-coded into two colors (for example, black and white), and the ball is rotated by the difference in electrical characteristics of each color to display an arbitrary color.
  • Two colors (for example, black and white) of fine powder are mixed in the ball.
  • An electrophoretic method in which only one color is floated and displayed due to the difference in electrical characteristics of the fine powder of color, and a liquid crystal that displays the background color of the part where the shutter is opened by opening and closing the liquid crystal shutter of the liquid crystal plate or small liquid crystal block There are methods.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-326756
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application No. 2004-069350
  • the conventional print head has the following problems.
  • a heating part having a heating element for heating the discharge electrode on a hard substrate such as ceramic is provided in the lower layer, a protective film for insulating the heating part is provided in the intermediate layer, and a discharge part having the discharge electrode is provided in the upper layer.
  • the head substrate is formed by laminating, but since such a hard substrate cannot be curved, the shape of the print head is determined depending on the shape of the head substrate.
  • Patent Document 2 a technology for forming a non-planar substrate using a material such as ceramic to determine the shape of the print head is used. Due to the above restrictions and restrictions on the technology for forming discharge devices such as heat generating parts and discharge parts on non-planar substrates, there was a problem of lack of workability, design flexibility and mass productivity.
  • the present invention solves the above-described conventional problems, and by forming a discharge device on a planar substrate by forming the substrate itself with flexibility, the substrate on which the discharge device is formed is formed in a desired shape.
  • Heat-discharge type print head with excellent processability, mass productivity, and practicality that can be processed into a wide range, has excellent workability and assembly workability, and can overcome limitations on substrate and discharge device formation technology. The purpose is to provide.
  • the heat-discharge type print head of the present invention has the following configuration.
  • the heat discharge type print head according to claim 1 of the present invention is a heat discharge type print head that generates discharge from the discharge electrode by controlling the temperature of the discharge electrode to which a discharge control voltage is applied.
  • a print head which is a heat-resistant and insulating flexible substrate, a heat-generating portion having a heating element formed on the flexible substrate, and a heat-resistant and insulating flexible thin film covering the heat-generating portion. And a discharge part having the discharge electrode formed on the flexible thin film and heated by the heating element.
  • This configuration has the following effects.
  • a flexible substrate on which a discharge device such as a heat generating portion or a discharge portion is formed can be processed into a desired shape, it is desired to form a discharge device on a planar flexible substrate by a technically easy method after the discharge device is formed. If it is processed into a shape, it is possible to manufacture a heat-discharge type print head of a desired shape (previously requiring a high level of technology) using a simple technique, which is excellent in productivity.
  • the discharge electrode to which the discharge control voltage is applied can be heated and controlled by a heating element insulated with a flexible thin film, and thermoelectrons are emitted from the heated discharge electrode, and discharge and light emission occur to generate ions.
  • the amount of ions generated can be controlled, and recording can be performed on a dedicated recording medium such as an electrostatic development type digital paper.
  • the flexible thin film covering the heat generating part has heat resistance and insulating properties, the heat generating element that is not thermally deformed by the heat generated by the heat generating element and the electrodes connected to the heat generating element are protected and discharged. Insulation with the electrode can be ensured, and the discharge electrode can be heated.
  • the flexible substrate and the flexible thin film may be polyimide, aromatic polyamide, polyphenylene oxide, polybenzimidazole, polyphenylene quinoxaline, polyarylate, poly, as long as it is a thin film resin having heat resistance and insulating properties.
  • Ether imide, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, amide, etc. are preferably used. Although it depends on the heating conditions of the heat generating part, if it has a heat resistance of about 300 ° C to 400 ° C at the maximum, it can withstand the heating of the heat generating part. Also, the force that requires insulation according to the voltage applied to the discharge electrode.
  • the thickness of the flexible substrate is preferably 6 ⁇ m to 20 ⁇ m. As the thickness of the flexible substrate becomes thinner than 6 m, handling becomes difficult, and mass productivity and durability tend to decrease. As the thickness becomes thicker than 20 m, the heat transfer efficiency to the discharge electrode tends to decrease. Neither is desirable. In addition, if the dielectric breakdown voltage of the flexible substrate and the flexible thin film is about 100 kVZmm to 300 kVZmm, it is possible to apply the voltage necessary for generating the discharge.
  • the discharge control voltage applied to the discharge electrode refers to a voltage range in which discharge does not occur only by application, but discharge occurs by heating. Since the discharge generation voltage can be controlled by applying a discharge control voltage to the discharge electrode and heating in the heat generating part, any discharge electrode or electrode can be easily selected by selecting the heating point by the heat generating part. Discharge can be selectively generated from any position (discharge generation part), and the flexibility of the shape of the discharge electrode is excellent. Of the discharge part, the vicinity of the heating position by the heat generating part is the discharge generating part.
  • the discharge portion of the heat-discharge type print head is formed by using a common electrode at one end of the plurality of discharge electrodes. It can be connected and formed in a comb shape, or both ends of a plurality of discharge electrodes can be connected by a common electrode to form a ladder shape.
  • the discharge part is formed in a flat plate shape, the portion heated by the heat generating part becomes the discharge generating part, so that the discharge is surely generated without fine alignment between the discharge part and the heat generating part. It is excellent in reliability and mass productivity.
  • the heat radiation area of the discharge part is increased and the heat capacity is increased, so that the cooling effect of the discharge electrode and the response to heating stop are improved, and the resistance value is reduced. Since a stable voltage can always be applied, the discharge stability can be further improved.
  • the width of the common electrode of the discharge part is wider than the width of the discharge electrode, such as a comb shape or a ladder shape, the cooling effect of the discharge electrode that is temporarily heated to 100 to 300 ° C Therefore, it is possible to quickly stop the discharge in response to turning off the heating, shorten the discharge time interval, and switch the presence or absence of the discharge in a short time.
  • the resistance value of the common electrode can be reduced, so that it is generated between each discharge electrode connected by the common electrode. As a result, the variation in discharge amount at each discharge electrode can be reduced, and the discharge stability is excellent.
  • a conductive material layer may be formed on at least the surface of the common electrode in the discharge part.
  • the resistance value of the common electrode can be further reduced, the potential difference generated between the discharge electrodes can be reliably reduced, and the discharge stability is excellent.
  • the conductive material layer has conductivity superior to that of the discharge part, it can be easily formed by screen printing of silver paste or silver plating. By increasing the thickness of the conductive material layer, the resistance value of the common electrode can be reduced, and the discharge stability can be improved.
  • the discharge electrode When the discharge part is formed in a comb-like shape, the discharge electrode can be formed in a substantially rectangular shape, trapezoidal shape, bullet shape, semicircular shape, or a combination thereof. Further, the peripheral length of the periphery of the discharge electrode can be increased by dividing a part of the discharge electrode with a slit or the like or by forming an uneven portion on the peripheral edge. Since the discharge electrode has a large amount of discharge from the periphery of the edge, it is possible to increase the amount of discharge from the discharge electrode by increasing the peripheral length of the periphery of the edge, increasing the amount of irradiated ions and the emission intensity.
  • the discharge control device is excellent in energy saving and efficiency. In addition, since the voltage applied to the discharge electrode can be set small, the discharge electrode has excellent long life.
  • the discharge hole portion may be formed corresponding to the heating position of the heating element.
  • a discharge can be generated from the periphery of the edge of the discharge hole, and the same effect as that obtained by dividing the end of the discharge electrode can be obtained.
  • the shape of the discharge hole can be formed in various shapes such as a substantially circular shape, a substantially elliptical shape, a polygon such as a quadrangle and a hexagon, and a star shape. Further, the number, shape, size, etc. of the discharge holes per heating place can be appropriately selected and combined.
  • a metal such as gold, silver, copper, and aluminum is formed by vapor deposition, sputtering, printing, plating, etc., and then etched to form a pattern as necessary. Etc. are preferably used.
  • a conductive material such as carbon may be used.
  • the thickness of the discharge electrode varies depending on the material and the characteristics of the recording medium used, the thickness when the discharge electrode is formed of gold is preferably 0.1 ⁇ m to 100 m. As the discharge electrode thickness becomes thinner than 0.1 ⁇ m, it is more susceptible to wear and the discharge electrode life tends to be shorter. There is a tendency that the heat capacity increases as the thickness exceeds 100 m, and the response to heating on / off tends to decrease, and the deviation is also preferable.
  • a ground electrode portion or positive electrode for applying an electric field between the discharge electrode of the heating discharge type print head and the recording medium is provided. It is preferable to provide a positive voltage application unit that applies voltage. By providing the ground electrode part, it is possible to irradiate ions from the discharge electrode of the heat discharge type print head toward the recording medium. In addition, when irradiating negative ions, by providing a positive voltage application unit, a positive voltage can be applied to the recording medium side, and the same effect can be obtained. As a result, the unit dots printed by the heat-discharge type print head can be miniaturized, the irradiation position accuracy can be improved, and high-definition recording can be performed.
  • a head substrate is formed by forming a discharge device such as a heat generating portion or a discharge portion on a flexible substrate.
  • the heating means is to electrically connect the driver IC and the heat generating part and to control the heating of the heat generating part to the heating element by the driver IC.
  • a discharge control device of the heating discharge type controls the discharge of the discharge electrode force of the discharge part.
  • the heating means is equipped with a driver IC that selectively energizes the heating element to control the heat generation of the heating element, it is possible to control the heat generation of the heating element at a low voltage and the voltage applied to the discharge electrode As a result, the discharge control device can be reduced in size and extended in life. Further, it is excellent in mass productivity and reliability as a heat discharge type print head.
  • the same configuration as that of a thermal print head used in a conventional thermal facsimile can be suitably used.
  • the heating elements are electrically connected with electrodes formed in a comb-like or matrix pattern, a part corresponding to an arbitrary discharge electrode in one heating element or a plurality corresponding to individual discharge electrodes Any of the heating elements can be selectively energized to generate heat.
  • the heating element TaSiO, RuO or the like is preferably used.
  • the heat discharge type print head is obtained by disposing a printed wiring board having a connector for electrically connecting to the outside together with a discharge control device on a heat radiating plate formed of a material such as aluminum. Since the head substrate of the discharge control device has flexibility, it can be fixed to the heat sink by bending or bending according to the shape of the heat sink. For this reason, the discharge electrode has a substantially obtuse angle with the end face of the heat sink that is substantially perpendicular to the surface of the heat sink, the raised portion that protrudes from the surface of the heat sink and is formed into a loose hill, etc., and the surface of the heat sink. It can be easily placed at various positions such as the edge of the heat sink, providing excellent design flexibility and productivity.
  • the driver IC is placed on the surface of the heat sink or on the same plane as the heat sink, the discharge electrode is placed on a different surface from the driver IC placement surface, and the discharge electrode placement surface and the driver IC are placed. Therefore, it is possible to increase the degree of freedom of arrangement of the heat-discharge type print head and improve versatility. It is better not to bend like a digital paper or the like! Since the recording medium can be conveyed linearly without interfering with the driver IC, it can be suitably used for a horizontal printer. In addition, since the electrostatic latent image can be formed from an optimum position with respect to the electrostatic latent image carrier having various shapes, the versatility and the reliability of the image quality are excellent.
  • the head substrate of the discharge control device on the heat sink, the heat generated in the heat generating portion can be quickly absorbed into the heat sink and the heat dissipated by the heat sink. Cooling is possible. As a result, it is possible to improve the response of the discharge stop corresponding to the heating stop. It is excellent in reliability because it can protect the driver IC etc. with heat. In the range that does not affect the mounting of the discharge control device and printed wiring board, if the surface of the heat sink is uneven by grooves, the surface area of the heat sink can be increased and the efficiency of heat dissipation can be improved. be able to.
  • this heat-discharge type print head it is possible to form an electrostatic latent image or an image by oxidation-reduction reaction. Also, according to the light emission accompanying discharge, it is possible to use a digital paper or the like using a photochromic compound that forms an image with ultraviolet rays or visible rays as a recording medium.
  • An IC cover may be placed on the surface of the driver IC to protect the driver IC. . As a result, it is possible to reliably prevent the driver IC and the recording medium from coming into contact with each other, and the reliability is excellent.
  • the invention according to claim 2 is the heat-discharge type print head according to claim 1, comprising an insulating film formed on at least one of both surfaces of the flexible thin film. It has a configuration.
  • the insulating film may be a thin film made of an inorganic material such as SiON or SiO, or other insulating films.
  • the thin film may be formed of a material having an affinity (regardless of organic or inorganic).
  • a material having an affinity regardless of organic or inorganic.
  • those having high thermal conductivity that can efficiently transfer the heat of the heating element to the discharge electrode are preferred.
  • an insulating film is formed by multiple coatings, even if pinholes are generated by each coating, the possibility of overlapping pinholes can be reduced by repeated coating. Since the heat generating portion can be reliably insulated, the reliability is excellent.
  • a heat-discharge type print head is a heat-discharge type print head that generates a discharge from the discharge electrode by controlling the temperature of the discharge electrode to which a discharge control voltage is applied.
  • a flexible substrate having heat resistance and insulation; a discharge part having the discharge electrode formed on one surface side of both surfaces of the flexible substrate; and the other surface side of both surfaces of the flexible substrate And a heating part having a heating element for heating the discharge electrode.
  • This configuration has the following effects.
  • a flexible board on which a discharge device such as a heat generating part or a discharge part is formed can be processed into a desired shape and has great processability and versatility. If the flexible substrate is covered with the desired shape after it is formed, a heat-discharge type print head with a desired shape (previously requiring advanced technology) can be manufactured using a simple technique, which is excellent in productivity.
  • a heating element in which a discharge electrode to which a discharge control voltage is applied is insulated by a flexible substrate
  • the heating can be controlled by the discharge electrode, thermionic electrons are emitted from the heated discharge electrode, discharge and light emission occur, and the ion generation amount can be controlled in an atmosphere where ions can be generated. It is possible to record on a dedicated recording medium such as an electro-developing digital paper.
  • the flexible substrate has heat resistance and insulation properties, it protects the heating element that is not thermally deformed by the heat generated by the heating element and the electrode connected to the heating element to ensure insulation from the discharge electrode.
  • the discharge electrode can be heated.
  • the heating and discharging type print head of claim 3 is the same as that of claim 1 except for the arrangement of the flexible substrate, the discharge part, and the heat generating part. The description is omitted.
  • the invention according to claim 4 is the heat-discharge type print head according to claim 3, comprising a flexible thin film having heat resistance and insulation covering the heat generating portion. Have.
  • the flexible thin film is the same as in claim 1 and the description thereof is omitted.
  • a heat-discharge type print head is a heat-discharge type print head that generates a discharge from the discharge electrode by controlling the temperature of the discharge electrode to which a discharge control voltage is applied.
  • a discharge unit comprising: (a) a flexible substrate having heat resistance and insulation; and a discharge part having the discharge electrode formed on one side of both surfaces of the flexible substrate; A heating unit having a heating element for heating the discharge electrode, and a heating unit disposed on the other side of the both sides of the flexible substrate of the discharge unit. ing.
  • a discharge unit having a discharge part and a heat generation unit having a heat generation part are separately formed, and they are combined to form a head substrate.
  • a discharge device separation type the material, shape, formation method, etc. of the flexible substrate, the discharge part, and the heat generation part are the same as in claim 1, and the explanation is omitted.
  • the heat generating part of the heat generating unit may be formed on a flexible substrate having flexibility similar to the discharge unit, or may be formed on a hard substrate such as ceramic.
  • the discharge unit and the heat generating unit can be fixed by bonding the substrates together with a heat-resistant adhesive.
  • the positioning of the discharge unit and the heat generating unit can be performed by protruding a positioning pin on one of the substrates and fitting the pin.
  • the invention according to claim 6 is the heat discharge type print head according to claim 5, wherein the discharge unit and the heat generating unit are detachably arranged! / Have a scolding configuration! / Speak. With this configuration, in addition to the operation of the fifth aspect, the following operation is provided.
  • the discharge unit and the heat generating unit are detachable so that if any one of them is defective, it can be easily replaced or repaired, especially when the discharge electrode is worn. Since the unit can be replaced, the running cost of the heat-discharge type print head can be reduced, and the maintenance and resource saving are excellent.
  • the positioning of the discharge unit and the heat generating unit can be performed by pin fitting as described above. After positioning, both ends of the discharge unit and the heat generating unit in the longitudinal direction and the outer periphery can be sandwiched by a detachable fixing jig and fixed by a detachable fixing means such as pin fitting or screwing.
  • the invention according to claim 7 is the heat-discharge type print head according to any one of claims 3 to 6, wherein the force is formed on at least one of both surfaces of the flexible substrate.
  • the insulating film is provided with a structure.
  • the invention according to claim 8 is the heating discharge type print head according to any one of claims 1 to 7, wherein the discharge electrode is insulated from the discharge electrode on the discharge portion side of the flexible substrate.
  • the induction electrode is formed and has a structure.
  • the induction electrode may be formed so as to be horizontally spaced (offset) from the end (edge) on the discharge generation side of the discharge electrode!
  • an induction electrode is formed on the flexible thin film covering the heat generating part, and the induction electrode is covered with a flexible thin film similar to the flexible thin film covering the heat generating part.
  • a discharge electrode can be formed.
  • the induction electrode and the discharge electrode may be formed side by side on the flexible thin film covering the heat generating part, and the induction electrode may be covered with the flexible thin film, or the discharge electrode is formed on the flexible thin film covering the heat generating part.
  • the induction electrode may be formed on the discharge electrode other than the end (edge) on the discharge generating portion side with a flexible thin film.
  • an induction electrode is formed on the flexible substrate on which the discharge part is formed, and a flexible thin film is formed.
  • the discharge electrode can be formed on the induction electrode.
  • the induction electrode and the discharge electrode may be formed side by side on the flexible substrate, and the induction electrode may be covered with a flexible thin film, or on the flexible substrate. It is also possible to form a discharge electrode and form an induction electrode after covering the discharge electrode other than the end (edge) on the discharge generation side with a flexible thin film.
  • the invention according to claim 9 is the heat discharge type print head according to any one of claims 1 to 8, wherein the heat resistance is such that the discharge electrode is covered leaving a discharge generation portion. And a flexible coating film having insulation properties.
  • the discharge can be prevented from being generated from an extra portion other than the discharge generation portion of the discharge electrode. Can be focused on a single spot and the image forming efficiency is excellent.
  • a step can be formed between the surface of the discharge generation part and the surface of the flexible coating film.
  • the gap between the recording medium and the recording medium to be arranged can be kept constant, the contact with the discharge generation part can be prevented, and the discharge with the strength of the discharge generation part can be stabilized.
  • the discharge part the vicinity of the heating position of the heat generating part by the heating element is the discharge generating part.
  • the flexible coating film is covered on the common electrode and on the discharge electrode excluding the discharge generation part. More specifically, the flexible coating film has openings formed in a substantially circular shape, a substantially elliptical shape, a substantially rectangular shape, etc. in the discharge generating portion of the discharge portion (near the heating position of the heat generating portion by the heating element). Have.
  • the opening may be formed independently for each of the plurality of discharge generating portions, or may be formed in a continuous long hole shape so as to extend over the plurality of discharge generating portions.
  • the same material as that of the flexible thin film is preferably used.
  • the invention described in claim 10 is the heating and discharging type print head according to claim 9, wherein It has an uneven structure formed on the surface of the flexible coating film. / With this configuration, in addition to the operation of the ninth aspect, the following operation is provided.
  • the discharge electrode to which the discharge control voltage is applied can be heated and controlled by a heating element insulated with a flexible thin film, and thermoelectrons are emitted from the heated discharge electrode, and discharge and light emission occur to generate ions.
  • the amount of ion generation can be controlled, and recording on a dedicated recording medium such as an electrostatic development type digital paper is possible.
  • a print head can be provided.
  • the discharge electrode to which the discharge control voltage is applied can be heated and controlled by a heating element insulated by a flexible substrate, and thermoelectrons are emitted from the heated discharge electrode, and discharge and light emission occur to generate ions.
  • the amount of ion generation can be controlled, and recording on a dedicated recording medium such as an electrostatic development type digital paper is possible.
  • a print head can be provided.
  • Heat-discharge type with excellent productivity and heating efficiency that can insulate heat-generating part and discharge part with flexible substrate and can efficiently transfer heat of heat-generating part to discharge part through flexible substrate A print head can be provided.
  • a mold print head can be provided.
  • Detachable discharge units and heat generating units can be easily replaced or repaired, and they are excellent in maintainability, and each unit is treated as a consumable item, which saves running costs and saves resources.
  • An excellent heat discharge type print head can be provided.
  • the step formed between the surface of the discharge generation part and the surface of the flexible coating film can prevent contact between the discharge generation part and the recording medium, and keep the gap between the recording medium and the discharge medium constant. It is possible to provide a heat discharge type print head with excellent reliability that can stabilize the discharge from the generating portion.
  • FIG. 1 (a) Schematic side view showing a heat discharge type print head in Embodiment 1 (b) Main part schematic perspective view showing a heat discharge type print head in Embodiment 1
  • FIG. 2 is a plan development view of the main part of the head substrate of the heat-discharge-type print head in Embodiment 1.
  • FIG. 3 (a) Cross-sectional view taken along line A—A in FIG. 2 (b) B—B in FIG. Cross sectional view
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the main part of the head substrate of the heat discharge type print head according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a discharge control device for the heat discharge type print head according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a heating part forming step of the head substrate of the heat discharge type print head in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a discharge portion forming step of the head substrate of the heat discharge type print head in the first embodiment.
  • FIG. 8 (a) Schematic plan view showing a first modification of the head substrate of the heat-discharge type print head in Embodiment 1. (b) Schematic cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 8 (a).
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a second modification of the head substrate of the heat-discharge type print head in the first embodiment.
  • FIG. 10 (a) is a schematic plan view showing a third modification of the head substrate of the heat-discharge-type print head in Embodiment 1. (b) Schematic cross-sectional view taken along line D-D in FIG. 10 (a).
  • FIG. 11 (a) Schematic showing a first modification of the heat-discharge type print head in the first embodiment. Side view (b) Requirement showing a first modification of the heat-discharge type print head in the first embodiment. Part schematic perspective view ⁇ 12] (a) Schematic showing a second modification of the heat-discharge type print head in the first embodiment Side view (b) Main part showing a second modification of the heat-discharge type print head in the first embodiment Model perspective view
  • FIG. 13 is a diagram showing an ion irradiation method of the heat discharge type print head in Embodiment 1.
  • FIG. 14 (a) Schematic side view showing the heat discharge type print head in Embodiment 2.
  • Embodiment 2 Schematic perspective view of the main part showing a heat discharge type print head in
  • FIG. 15 (a) Plan view of the main part of the head substrate of the heat-discharge type print head in Embodiment 2 (b) Cross section taken along line E—E in FIG. 15 (a)
  • FIG. 16 is an exploded plan view of the main part of the head substrate of the heat-discharge type print head in the third embodiment.
  • FIG. 17 (a) Sectional view taken along line FF in FIG. 16 (b) Sectional view taken along line GG in FIG.
  • FIG. 18 (a) Schematic plan view showing a first modification of the head substrate of the heat-discharge-type print head in Embodiment 3. (b) Schematic cross-sectional view taken along line H—H in FIG. 18 (a).
  • FIG. 20 (a) Schematic plan view showing a third modification of the head substrate of the heat-discharge-type print head in Embodiment 3. (b) Schematic cross-sectional view taken along line I-I in FIG. 20 (a).
  • FIG. 21 is a configuration diagram of a discharge device separation type heating discharge print head in Embodiment 4.
  • FIG. 22 (a) A head substrate of a discharge device separation type heating discharge print head in Embodiment 4. Schematic sectional view showing the discharge unit (b) Schematic sectional view showing the heat generating unit of the head substrate of the heat discharge type print head of the discharge device separation type in Embodiment 4 (c) Discharge device separation type in the embodiment 4 Schematic cross-sectional view showing the head substrate of the heat-discharge type print head (d) Schematic cross-sectional view showing a modification of the head substrate of the discharge device separation-type heat-discharge type print head in Embodiment 4
  • FIG. 1 (a) is a schematic side view showing a heating / discharging print head in the first embodiment
  • FIG. 1 (b) is a schematic perspective view of a main part showing the heating / discharging print head in the first embodiment. .
  • la is an end face type heat discharge type print head corresponding to the horizontal printer type according to Embodiment 1 of the present invention
  • 2 is a heat discharge type print head formed of a material such as aluminum
  • 3a is an arcuate end surface formed at the tip of the heat sink 2
  • 4 is a heat discharge disposed in the heat sink 2 by laminating discharge devices such as a heat generating portion and a discharge portion 15 described later on a flexible substrate described later.
  • 5a is a plurality of discharge electrodes of the discharge unit 5 formed in a comb-like shape
  • 5b is a common electrode of the discharge unit 5 connecting one end of the discharge electrode 5a
  • 7 is a head substrate 4
  • a discharge control device for a heat discharge type print head la equipped with a driver IC6, 8 is a printed wiring board provided with a connector 8a for electrical connection with the outside and disposed on the heat sink 2
  • 9 is a driver IC6 and a print IC covered to protect the wiring board 8
  • the bar 9a is disposed on the back surface of the IC cover 9 and is connected to the common electrode 5b of the discharge part 5 by electrical wiring (not shown) to supply a high voltage (discharge control voltage) to the discharge electrode 5a. It is.
  • FIG. 2 is a plan development view of the main part of the head substrate of the heat-discharge type print head according to Embodiment 1
  • FIG. 3 (a) is a cross-sectional view taken along the line A—A in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the main part of the head substrate of the heat-discharge type print head according to the first embodiment.
  • 10 is a flexible substrate of the head substrate 4 formed of a thin film resin such as polyimide, aramid, polyetherimide, etc. having heat resistance and insulation, and 11 is integrated with a plurality of heating comb electrodes 11a.
  • a thin film resin such as polyimide, aramid, polyetherimide, etc. having heat resistance and insulation
  • 11 is integrated with a plurality of heating comb electrodes 11a.
  • l ib is a common electrode for heating disposed on the top surface of the common conductor pattern for heat generation 11
  • 12 is an individual electrode for heating formed on the top surface of the flexible substrate 10 alternately with the comb-shaped electrode for heat generation 11a
  • 12a is a bonding pad formed at the end of the individual electrode 12 for heat generation
  • 13 is a heat generation part of the discharge control device 5
  • 13a is electrically connected to the upper part of the comb electrode 11a for heat generation and the individual electrode 12 for heat generation
  • 14 is a heat-resistant and insulating polyimide covered on the upper surface of the flexible substrate 10 except for the ends of the heat generating common electrode l ib and the heat generating individual electrode 12
  • a flexible thin film such as aramid or polyetherimide
  • 14a is an insulating film formed on the upper surface of the flexible thin film 14
  • 15 is a discharge generating portion of the discharge electrode 5a that generates a discharge when
  • the discharge section 5 described above is insulated from the heating element 13a by the flexible thin film 14 and the insulating film 14a, and the plurality of discharge electrodes 5a are disposed at positions corresponding to the individual heating electrodes 12 respectively.
  • the flexible thin film 14 has heat resistance and insulation, an insulating film 14a is formed on the upper surface of the flexible thin film 14 in order to more reliably insulate between the discharge part 5 and the heat generating part 13.
  • the insulating film 14a is formed only on the upper surface of the flexible thin film 14, but the insulating film 14a may be formed on at least one of the both surfaces of the flexible thin film 14.
  • Insulating film 14a is made of inorganic material such as SiON or SiO or other insulating material.
  • It can be formed into a thin film with a quality (regardless of organic or inorganic).
  • a material having high thermal conductivity capable of efficiently transferring the heat of the heating element 13a to the discharge electrode 5a is preferable.
  • the insulating film 14a is formed by multiple coatings in multiple times, even if pinholes are generated by each coating, the possibility of overlapping pinholes is reduced by the repeated coating. Since the heat generating portion 13 can be reliably insulated, the reliability is excellent.
  • the single-area layer type head substrate 4 is formed in a flat state, it is extremely thin and flexible, so it can be easily processed (deformed) from the flat state into a shape (desired shape) along the heat sink 2. That's right.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of the discharge control device for the heat discharge type print head in the first embodiment.
  • the head substrate 4 has a discharge part 5 and a heat generation part 13.
  • Heating part 13 and electrical The heating element 13a of the heat generating part 13a is connected to the driver IC6 (the driver IC6 is wire-bonded to the lead pattern extending from the heat generating part 13 with a gold wire and then sealed with a resin for protecting the IC such as epoxy resin).
  • the heating means 16 controls the heat generation. It is the discharge control device 7 of the heat discharge type print head la that controls the discharge from the discharge electrode 5a by controlling the heating of the discharge part 5 to the discharge electrode 5a by the heating means 16.
  • the heat generated in the heat generating portion 13 can be quickly absorbed by the heat radiating plate 2 and radiated from the heat radiating plate 2.
  • the heat generating part 13 can be rapidly cooled to improve the response to the heating stop.
  • it can protect the driver IC6 etc. from heat and has excellent reliability.
  • irregularities are formed on the surface of the heat radiating plate 2 by grooves or the like, the surface area of the heat radiating plate 2 can be increased, and the efficiency of heat radiation can be improved.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a process for forming a heat generating portion of the head substrate of the heat discharge type print head according to the first embodiment
  • FIG. 7 is a process for forming a discharge portion of the head substrate of the heat discharge type print head according to the first embodiment.
  • FIG. 6 after a conductor such as a gold paste is printed on the surface of the flexible substrate 10 formed in a flat shape, a plurality of comb electrodes 11a for heating and individual heating electrodes connected by a heating common conductor pattern 11 by etching. Electrode 12 is formed. After that, a strip-like shape is printed by printing TaSiO, RuO, etc. on the top of the heating comb electrode 11a and the heating individual electrode 12.
  • a heating element 13a is formed. Further, the heat generating common electrode 11 is formed on the upper surface of the heat generating common conductor pattern 11 by printing silver paste or the like.
  • Bonding pads 12a were formed at the ends of the individual heating electrodes 12. This makes it easy to connect to the driver IC 6 by wire bonding.
  • the heating means 16 preferably has the same configuration as a thermal print head used in a conventional thermal facsimile. In this case, the manufacturing process of the existing thermal print head can be followed, and the discharge control device 7 can be manufactured at low cost by diverting the manufacturing device.
  • the heating element 13a of the heating part 13 is formed in a strip shape, the heating comb electrodes 11a and the heating individual electrodes 12 are alternately arranged, and one heating individual electrode 12 at each center is provided. Between the heat generating comb electrodes 11a on both sides of the discharge electrode 5a, and selectively generate heat at any part of the heating element 13a corresponding to the position of the discharge generating part 15 of each discharge electrode 5a.
  • the force used to heat 5a is not limited to this, and any structure that can selectively heat the discharge generating portion 15 of each discharge electrode 5a is acceptable.
  • the flexible thin film 14 is formed by printing a thin film resin such as polyetherimide.
  • the flexible thin film 14 only needs to be able to protect and insulate the heating common electrode l lb, the heating individual electrode 12, the heating element 13a, etc., but efficiently transfer the heat of the heating element 13a to the discharge electrode 5a.
  • Those having high thermal conductivity that can be used are preferably used.
  • the flexible thin film 14 may be formed by applying a resin solution having heat resistance and insulation resistance, such as polyimide galamide, by screen printing or the like, or a thin film sheet formed by the same resin. Cover and form.
  • a plurality of discharge electrodes 5 a facing the heat generating individual electrodes 12 of the heating means 16 and a common electrode 5 b connecting them are formed on the flexible thin film 14.
  • a metal such as gold, silver, copper, aluminum, or the like, which is formed by vapor deposition or sputtering printing and then etched to form a pattern is suitably used.
  • a conductive material such as carbon may be used.
  • the discharge electrode 5a is formed in a substantially rectangular shape in the present embodiment, it can be formed in a trapezoidal shape, a shell shape, a semicircular shape, or a combination thereof. Further, since the discharge generating portion 15 of the discharge electrode 5a has a large amount of discharge from the periphery of the edge, a plurality of uneven portions are formed on the outer peripheral edge portion of the discharge electrode 5a so that the peripheral length of the periphery of the discharge electrode 5a is increased, thereby generating discharge. Efficiency can be improved. As a result, the amount of discharge from the discharge generator 15 increases, and the amount of ion irradiation and light emission intensity can be increased, so that the energy saving property of the discharge control device 15 is excellent. In addition, since the voltage applied to the discharge electrode 5a can be set small, the long life of the discharge electrode 5a Also excellent.
  • FIG. 8 (a) is a schematic plan view showing a first modified example of the head substrate of the heat-discharge type print head according to Embodiment 1, and FIG. 8 (b) is a CC line arrow in FIG. 8 (a).
  • FIG. 8 the first modification of the head substrate in the first embodiment is different from the first embodiment in that the head substrate 4a has heat resistance and insulation covered on the surface of the discharge part 5.
  • the flexible coating film 17 is provided, and the flexible coating film 17 has a substantially circular opening 17a at a position corresponding to the discharge generating portion 15 (near the position of the heating element 13a) of each discharge electrode 5a.
  • the flexible coating film 17 was formed in the same manner as the flexible thin film 14 described above. Instead of forming a plurality of independent openings 17a, a long hole-like opening extending over the plurality of discharge electrodes 5a may be formed.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a second modification of the head substrate of the heat-discharge type print head.
  • the second modification of the head substrate in the first embodiment is different from the first modification in that a plurality of uneven portions 17b are formed on the surface of the flexible coating film 17 of the head substrate 4b. Is a point.
  • the surface distance of the flexible coating film 17 can be extended and the surface resistance can be increased, and leakage from the discharge generating part 15 of the discharge electrode 5a to the surroundings can be easily prevented.
  • the uneven portion 17b on the surface of the flexible coating film 17 can be easily formed by screen printing or the like. Alternatively, an uneven portion may be formed on the surface of the flexible coating film 17 using the same material as the insulating film 14a.
  • Fig. 10 (a) is a schematic plan view showing a third modification of the head substrate of the heat-discharge type print head according to Embodiment 1
  • Fig. 10 (b) is a diagram of D in Fig. 10 (a).
  • the third modification of the head substrate in the first embodiment is different from the first embodiment in that the end force on the heating element 13a side of the discharge electrode 5a of the head substrate 4c is also separated in the horizontal direction.
  • the point that the induction electrode 18 is formed on the insulating film 14a, and the flexible thin film 19 and the insulating film 19a that cover the induction electrode 18 are formed between the insulating film 14a and the discharge part 5. is there.
  • the flexible thin film 19 and the insulating film 19a are the same as the flexible thin film 14 and the insulating film 14a described above.
  • the induction electrode 18 was formed in a strip shape on the insulating film 14a and grounded.
  • the gap between the discharge electrode 5a of the discharge part 5 and the induction electrode 18 can be kept constant at all times, and by applying a voltage between the discharge electrode 5a and the induction electrode 18, a discharge can be reliably generated.
  • the discharge is generated by being pulled by the induction electrode 18, but by grounding the irradiated object side such as a recording medium, the ions are irradiated to the irradiated object in the same direction as when the induction electrode 18 is not provided. .
  • FIG. 11 (a) is a schematic side view showing a first modification of the heat-discharge type print head according to Embodiment 1
  • FIG. 11 (b) is a first side view of the heat-discharge type print head according to Embodiment 1. It is a principal part schematic perspective view which shows the modification.
  • the first modification of the heat-discharge type print head in the first embodiment is different from that in the first embodiment in that the discharge generating portion 15 of the discharge electrode 5a is inclined to the heat sink 2. This is a point that is an edge type head arranged on the edge 3b of the head.
  • the driver IC 6 and the discharge electrode 5a are disposed at an obtuse angle.
  • the recording medium can be conveyed in a straight line rather than being bent as described above, and can be suitably used for a horizontal printer.
  • the discharge electrode 5a is arranged in an edge type, the heat discharge type print head lb can be arranged without being bulky in the height direction, and it corresponds to electrostatic latent image carriers having various shapes. Can be versatile.
  • FIG. 12 (a) is a schematic side view showing a second modification of the heat discharge type print head in the first embodiment
  • FIG. 12 (b) is a heat discharge type print head in the first embodiment.
  • Second It is a principal part model perspective view which shows a modification.
  • the second modification of the heating discharge type print head in the first embodiment is different from the first embodiment in that the discharge generating portion 15 of the discharge electrode 5a protrudes from the surface of the heat sink 2 and is loose.
  • This is a raised head that is arranged to protrude from the driver IC 6 on the raised surface of the raised portion 3c formed in a hill shape.
  • the electrostatic latent image carrier or recording medium and the driver IC6 or IC cover 9 It is possible to reduce the bulkiness in the height direction without causing interference, and it is excellent in space saving.
  • the head substrate 4 Since the thickness of the flexible substrate 10 and the flexible thin film 14 of the head substrate 4 (4a, 4b, 4c) is extremely thin, for example, several ⁇ m to several tens of ⁇ m, the head substrate 4 ( The total thickness of 4a, 4b, and 4c) can be reduced to a few tens of ⁇ m to several hundreds of ⁇ m and can be made extremely thin. Since the head substrate 4 (4a, 4b, 4c) is naturally flexible, the head substrate 4 (4a, 4b, 4c) is bent or bent in accordance with the shape of the end surface portion 3a, the edge portion 3b, and the raised portion 3c of the heat sink 2 from the planar state.
  • FIG. 13 is a diagram showing an ion irradiation method of the heat-discharge type print head in Embodiment 1 of the present invention.
  • a discharge control voltage to the discharge electrode 5a (a voltage range in which discharge does not occur just by application! /, But discharge occurs when heated) is applied to the high-voltage substrate connected to the common electrode 5b of the discharge part 5 Start with 9a (see Figure 1).
  • the AC voltage and DC voltage applied to the discharge electrode 5a (common electrode 5b) of the discharge unit 5 is a force that can be used in various combinations.
  • the discharge electrode 5a of the discharge unit 5 is, for example, AC550Vpp (triangular wave) A voltage of -700V was superimposed on the DC bias and applied. The AC550Vpp voltage was superimposed to obtain discharge stability.
  • the heat generating part 13 is controlled by the driver IC 6 to generate the heat generating element 13a.
  • the driver IC 6 controls the driver IC 6 to generate the heat generating element 13a.
  • Thermoelectrons are emitted from the discharge generating portion 15 of the selectively heated discharge electrode 5a at an applied voltage in the range of the discharge control voltage, and discharge occurs as shown by the arrows in FIGS.
  • an electrostatic force is applied to the electrostatic latent image carrier and the recording medium.
  • ions are irradiated.
  • An electrostatic latent image is formed on the surface of the electrostatic latent image carrier irradiated with ions.
  • an electrostatic latent image can be formed or an image can be formed by an oxidation-reduction reaction.
  • An image can also be formed on a recording medium that reacts to light emission such as ultraviolet rays and visible rays.
  • the value of the discharge control voltage can be selected as appropriate in combination with the heating temperature by the heating element 13a.
  • the heating element 13a was heated at a low voltage of 24V, and the driver IC 6 used as a switch for generating heat from the heating element 13a was a 5V drive with a low withstand voltage.
  • a high voltage substrate 9 a is disposed on the back surface of the IC cover 9 and is electrically connected to the common electrode 5 b of the discharging unit 5.
  • the electrical wiring for applying the discharge control voltage can be shortened, and the high-voltage board 9a can be handled integrally with the thermal discharge type print head la.
  • the thermal discharge type print head la and the high-voltage board 9a can be moved together, which makes it difficult to apply a load to the electrical wiring. Generation can be reduced.
  • the arrangement position of the high-voltage substrate 9a is not limited to the present embodiment, and it is sufficient that the discharge control voltage can be applied to the common electrode 5b of the discharge section 5. Also, heat discharge type mark In the character heads lb and lc, the high voltage substrate 9a (see FIG. 1) is not shown, but can be provided in the same manner as in the first embodiment.
  • the heat-discharge type print head according to Embodiment 1 has the following effects.
  • the flexible substrate 4 (4a, 4b, 4c) on which the discharge devices such as the heat generating portion 13 and the discharge portion 5 are formed can be formed into a desired shape, so that the flexible substrate 4 (4a, 4b, 4c) If the flexible substrate 4 (4a, 4b, 4c) is processed into a desired shape after forming a discharge device by a method that is technically easy, the desired shape (previously advanced technology has been Therefore, it is excellent in productivity.
  • the discharge electrode 5a to which the discharge control voltage is applied can be heated and controlled by the heating element 13a insulated by the flexible thin film 14 and the insulating film 14a, and thermoelectrons are emitted from the heated discharge electrode 5a.
  • the amount of ions generated can be controlled, and recording can be performed on a dedicated recording medium such as an electrostatic development type digital paper.
  • the flexible thin film 14 covering the heat generating part 13 has heat resistance and insulation, it is connected to the heat generating element 13a and the heat generating element 13a that are not thermally deformed by the heat generated by the heat generating element 13a.
  • the electrode can be protected to ensure insulation from the discharge electrode 5a, and the discharge electrode 5a can be heated.
  • a heat-discharge type print head according to Embodiment 2 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • FIG. 14 (a) is a schematic side view showing a heating / discharging print head in the second embodiment
  • FIG. 14 (b) is a schematic perspective view of a main part showing the heating / discharging print head in the second embodiment.
  • the heating discharge type print head Id in the second embodiment is different from the first embodiment in that the discharge electrode 5a is arranged near the lowermost part of the heat sink 2 and is the same as the discharge needle of the electrostatic plotter.
  • it is a vertical discharge type that corresponds to a horizontal printer type that is arranged perpendicular to the recording medium.
  • the discharge part 5 can be generated in a direction substantially perpendicular to the surface of the discharge electrode 5a simply by placing the discharge part 5 at the lowermost part (tip) of the surface of the heat sink 2, the mass production of the heat discharge type print head Id is improved. It is excellent and can be suitably used as a horizontal printer compatible type.
  • FIG. 15 (a) is a developed plan view of the main part of the head substrate of the heat-discharge type print head according to the second embodiment
  • FIG. 15 (b) is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. 15 (a).
  • the head substrate 4d of the heat discharge type print head in the second embodiment is different from the head substrate 4 of the heat discharge type print head in the first embodiment on the lowermost surface (tip) side of the discharge electrode 5a.
  • the area where the discharge is generated is located at the lower part of the discharge generator 15 and the surrounding area is covered with a flexible thin film 14 similar to the flexible thin film 14 and the flexible coating film 17 without obstructing the downward irradiation of ions. It is.
  • the method for manufacturing the head substrate 4d of the heat-discharge type print head in the second embodiment is the same as that in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the heating and discharging type print head in the second embodiment is different from that in the first embodiment only in the ion irradiation direction, and the driving method is the same as that in the first embodiment, so that the description thereof is omitted.
  • the heat-discharge type print head according to the second embodiment has the following functions in addition to the functions of the first embodiment.
  • a wide area from the discharge electrode 5a of the discharge part 5 is covered by covering with the flexible thin film 20 leaving a directivity part downward from the discharge generation part 15 located on the lowermost surface (tip) side of the discharge electrode 5a. Discharge can be prevented, and discharge can be efficiently generated in a direction substantially perpendicular to the surface of the discharge electrode 5a.
  • a heat-discharge type print head according to Embodiment 3 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • FIG. 16 is a plan development view of the main part of the head substrate of the heat-discharge type print head according to the third embodiment.
  • FIG. 17 (a) is a cross-sectional view taken along the line F—F in FIG. Is G-G in Fig. 16.
  • FIG. 17 (a) is a cross-sectional view taken along the line F—F in FIG. Is G-G in Fig. 16.
  • the head substrate 4e of the heat discharge type print head in the third embodiment is different from the first embodiment in that the discharge is performed on one surface side of both surfaces of the flexible substrate 10 via the insulating film 10a.
  • the discharge portion 5 having the electrode 5a is formed, and the heat generating portion 13 for heating the discharge electrode 5a is formed on the other surface side.
  • the manufacturing method of the head substrate 4e of the heat discharge type print head in the third embodiment is different from the first embodiment in that the discharge part 5 and the heat generating part 13 are formed on the front and back of the flexible substrate 10, Since each process is the same as that of Embodiment 1, description is abbreviate
  • the force insulating film 10a in which the insulating film 10a similar to the insulating film 14a described above is formed only on the upper surface of the flexible substrate 10 is provided on at least one surface of both surfaces of the flexible substrate 10. What is necessary is just to form. Thereby, the discharge part 5 and the heat generating part 13 can be reliably insulated. Further, in the double-sided laminated head substrate 4e, when the discharge part 5 and the heat generating part 13 are formed on different surfaces of the flexible substrate 10, respectively, either may be formed first.
  • FIG. 18 (a) is a schematic plan view showing a first modified example of the head substrate of the heat-discharge type print head according to Embodiment 3, and FIG. 18 (b) is an H—H line in FIG. 18 (a).
  • FIG. 18 (a) is a schematic plan view showing a first modified example of the head substrate of the heat-discharge type print head according to Embodiment 3, and FIG. 18 (b) is an H—H line in FIG. 18 (a).
  • FIG. 18 (b) is an H—H line in FIG. 18 (a).
  • the first modification of the head substrate in the third embodiment differs from the third embodiment in that the head substrate 4f has heat resistance and insulation covered on the surface of the discharge part 5.
  • the flexible coating film 17 is provided, and the flexible coating film 17 has a substantially circular opening 17a at a position corresponding to the discharge generating portion 15 (near the position of the heating element 13a) of each discharge electrode 5a.
  • the flexible coating film 17 was formed in the same manner as the flexible thin film 14 described above. Instead of forming a plurality of independent openings 17a, a long hole-like opening extending over the plurality of discharge electrodes 5a may be formed.
  • the gap between the discharge generating part 15 of the discharge electrode 5a and the recording medium or the like disposed oppositely The gap can be kept constant, preventing contact between the discharge electrode 5a and the recording medium.
  • the discharge from the discharge generator 15 can be stabilized.
  • FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing a second modification of the head substrate of the heat-discharge type print head according to the third embodiment.
  • the second modification of the head substrate in the third embodiment is different from the first modification in that a plurality of uneven portions 17b are formed on the surface of the flexible coating film 17 of the head substrate 4g. Is a point.
  • the surface distance of the flexible coating film 17 can be extended and the surface resistance can be increased, and leakage from the discharge generating part 15 of the discharge electrode 5a to the surroundings can be easily prevented.
  • the uneven portion 17b on the surface of the flexible coating film 17 can be easily formed by screen printing or the like. Or, using the same material as the insulating film 10a,
  • Concave and convex portions may be formed on the surface of 17.
  • FIG. 20 (a) is a schematic plan view showing a third modification of the head substrate of the heat-discharge type print head according to the third embodiment
  • FIG. 20 (b) is a diagram of FIG. 20 (a) II.
  • the third modification of the head substrate in the third embodiment is different from the third embodiment in FIG. 20 in that the end of the discharge electrode 5a of the head substrate 4h on the heating element 13a side
  • the force is also separated horizontally, and the induction electrode 18 is formed on the insulating film 10a, and the flexible thin film 19 and the insulating film 19a covering the induction electrode 18 are provided between the insulating film 10a and the discharge part 5. It is formed ⁇ ;.
  • the induction electrode 18 was formed in a strip shape on the insulating film 14a and grounded.
  • the gap between the discharge electrode 5a of the discharge part 5 and the induction electrode 18 can be kept constant at all times, and by applying a voltage between the discharge electrode 5a and the induction electrode 18, a discharge can be reliably generated.
  • the discharge is generated by being pulled by the induction electrode 18, but by grounding the irradiated object side such as a recording medium, the ions are irradiated to the irradiated object in the same direction as when the induction electrode 18 is not provided. .
  • the head substrate 4e (4f, 4g, 4h) is rich in flexibility, it is flat like the head substrate 4 (4a, 4b, 4c) of the heating discharge type print head in the first embodiment. From the state, heat sink 2 can be bent or bent according to the shape of end face 3a, edge 3b, raised part 3c, etc. It can be easily processed (deformed), and the same heat discharge type print head la, lb, lc as in the first embodiment can be obtained.
  • the heat-discharge type print head according to the third embodiment has the following functions in addition to the functions of the first embodiment.
  • the flexible substrate 10 has heat resistance and insulation, it is not thermally deformed by the heat generated by the heating element 13a, and the electrodes connected to the heating element 13a and the heating element 13a are protected and discharged. Insulation with the electrode 5a can be ensured, and the discharge electrode 5a can be heated.
  • the high temperature heat generating part 13 can be prevented from being exposed, and insulation between the heat generating part 13 and the outside can be ensured, resulting in excellent safety.
  • a heat-discharge type print head according to Embodiment 4 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • FIG. 21 is a configuration diagram of the heat discharge print head of the discharge device separation type according to the fourth embodiment
  • FIG. 22 (a) is a head substrate of the heat discharge print head of the discharge device separation type according to the fourth embodiment.
  • FIG. 22 (b) is a schematic cross-sectional view showing a heat generating unit of the head substrate of the discharge device separated type heat-discharge type print head in Embodiment 4
  • FIG. 22 (c) is a schematic cross-sectional view showing the head substrate of the discharge device separated type heat discharge type print head according to the fourth embodiment
  • FIG. 22 (d) shows the discharge device separated type heat discharge according to the fourth embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a modification of the head substrate of the mold print head.
  • the heating and discharging type print head in the fourth embodiment is different from the first to third embodiments in that the discharge part 5 and the heat generating part 13 are separately formed on the flexible substrate 10.
  • the discharge unit 21 and the heat generating unit 22 are used, and the discharge substrate 21 is combined with the heat generating unit 22 to form the head substrates 4i and 4j.
  • the manufacturing power of the head unit discharge unit 21 and the heat generation unit 22 of the heat discharge type print head according to the fourth embodiment is different from that of the third embodiment except for separate flexible substrates.
  • the discharge portion 5 and the heat generating portion 13 are formed in FIG. 10. Since each step is the same as that of the third embodiment, the description thereof is omitted.
  • the discharge unit 21 and the heat generating unit 22 may be bonded together to form the head substrate 4i, or the discharge unit 21 may be discharged as shown in FIG. 22 (d).
  • the heat generating part 13 of the unit 5 and the heat generating unit 22 may be back to back, and the flexible substrates 10 may be bonded together to form the head substrate 4j.
  • the discharge unit 21 and the heat generating unit 22 are fixed with jigs for fixing the longitudinal ends and outer peripheral portions of the discharge unit 21 and the heat generating unit 22 from above and below instead of being bonded together with a heat-resistant adhesive. It is good also as attachment or detachment by pinching and fixing.
  • the fixing jig may be fixed by a detachable fixing means such as pin fitting or screwing. Positioning of the discharge unit 21 and the heat generation unit 22 can be performed by pin fitting with a pin protruding from one of the discharge unit 21 and the heat generation unit 22 and a fitting hole formed in the other.
  • the flexible substrate 10 of both the discharge unit 21 and the heat generating unit 22 may be provided with fitting holes, and both may be positioned and fixed using pins of a fixing jig.
  • the heat generating unit 22 has a function of heating the discharge unit 21, and may be formed on a hard substrate such as ceramic instead of being formed on the flexible substrate 10 having flexibility.
  • an existing thermal print head can be used as the heat generating unit 22.
  • a flexible cover film 17 having an opening 17a is formed on the surface of the discharge portion 5 as in the first modification of the head substrate of the heat-discharge type print head in the first and third embodiments.
  • a plurality of uneven portions are formed on the surface of the flexible coating film 17. You can do it, or you don't have to provide the flexible coating 17.
  • the heat-discharge type print head according to the fourth embodiment has the following actions in addition to the actions of the first to third embodiments.
  • discharge unit 21 and the heat generating unit 22 can be manufactured as separate parts, the respective manufacturing processes of the discharge unit 21 and the heat generating unit 22 can be simplified, yield can be improved, and mass productivity is excellent.
  • the discharge unit 21 and the heat generating unit 22 are detachable, they can be easily replaced or repaired if any one of them fails, especially when the discharge electrode 5a is worn. Since the discharge unit 21 can be replaced, the running cost of the discharge control device 7 can be reduced, and the maintenance and resource saving are excellent. In particular, a remarkable effect can be obtained when an existing thermal print head is used as the heating unit 22.
  • the substrate on which the discharge device is formed can be processed into a desired shape. It is possible to provide a heat-discharge-type print head with excellent assembly workability, design flexibility, mass productivity, and practicality that can overcome the restrictions on substrate and discharge device formation technology. It can be suitably used as a compatible print head

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Abstract

　基板自体に柔軟性を持たせることにより、平面状態の基板に放電デバイスを形成した後に、放電デバイスを形成した基板を所望の形状に加工することができ加工性、組立作業性に優れ、基板及び放電デバイスの形成技術上の制約を克服することができる設計自在性、量産性、実用性に優れた加熱放電型印字ヘッドを提供することを目的とする。 　耐熱性及び絶縁性を有するフレキシブル基板と、フレキシブル基板の上に形成された発熱体を有する発熱部と、発熱部を被覆した耐熱性及び絶縁性を有するフレキシブル薄膜と、フレキシブル薄膜の上に形成され発熱体により加熱される放電電極を有する放電部と、を備えている。                                                                                 

Description

加熱放電型印字ヘッド
技術分野
[0001] 本発明は、繰り返し記録可能な静電現像方式の記録媒体に放電の作用により静電 潜像を形成するための加熱放電型印字ヘッドに関するものである。
背景技術
[0002] 近年、（特許文献 1)に示すように、電子写真方式とは別方式の静電潜像形成方式 である、イオン照射方式が開発されてきている。
電子写真方式が一様帯電 +露光という 2工程を用いて、一様帯電した感光体上の 露光した部分の電荷を逃がすことで、静電潜像担持体としての感光体上に静電潜像 を形成するのに対して、イオン照射方式ではイオン発生可能な雰囲気中（大気中等） にお!/、ては、放電電極からの放電に伴!、発生するイオンの照射による選択的帯電（ 静電潜像形成帯電)のみで静電潜像担持体 (絶縁体であれば良!、ので、必ずしも感 光体である必要はない）上に静電潜像の形成を完了できるので、ポリゴンミラー等の 露光光学系を全く必要としない、より簡素化された静電潜像形成方式である。
このような加熱放電方式の一形態であるイオン照射方式による静電潜像形成方式 を応用したものは、表面に形成された静電潜像の電荷の作用により内部に可視像が 出現する静電現像方式の記録媒体に対して、静電潜像をイオン照射により直接形成 して潜像を顕像に変化させることができる。
特に、（特許文献 1)や (特許文献 2)に示すような放電電極への選択的加熱で放電 を行わせる加熱放電方式は、加熱の制御に 5V駆動のような低耐電圧対応のドライバ ICが使用できるので、放電の制御の観点からは最も優れた制御方式である。そのた め、一般的にデジタルぺーパと称される静電現像方式の記録媒体に非接触で書き 込むには、（特許文献 2)に示すものは現在考え得る最適な印字ヘッドである。
因に、現時点におけるデジタルぺーパとしては、微小なボールを二色 (例えば白黒 )に色分けし、各色の電気特性の違いによりボールを回転して任意の一色を表示す るツイストボール方式、微小なボール中に二色 (例えば白黒)の微粉末を混入し、各 色の微粉末が持つ電気特性の違いにより一色のみを浮上させて表示する電気泳動 方式、液晶板あるいは微小な液晶ブロックの液晶シャッターを開閉して、シャッターを 開けた部分の背景色を表示する液晶方式等がある。
特許文献 1：特開 2003 - 326756号公報
特許文献 2 :特願 2004— 069350号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] し力しながら、上記従来の印字ヘッドでは以下の課題を有していた。
( 1 )セラミック等の硬い基板上に放電電極を加熱するための発熱体を有する発熱 部を下層に、発熱部を絶縁するための保護膜を中間層に、放電電極を有する放電 部を上層に積層してヘッド基板を形成して 、るが、このような硬 、ヘッド基板は湾曲さ せることができないので、ヘッド基板の形状次第で印字ヘッドの形状が決まることにな る。
(2)そのため、（特許文献 2)に示すような水平プリンタ対応型の印字ヘッドを製造 するには、印字ヘッドの形状を決めるためのセラミック等の素材を用いた非平面の基 板の形成技術上の制約及び、非平面の基板への発熱部や放電部等の放電デバィ スの形成技術上の制約を受け、加工性、設計自在性、量産性に欠けるという課題を 有していた。
[0004] 本発明は上記従来の課題を解決するもので、基板自体に柔軟性を持たせることに より、平面状態の基板に放電デバイスを形成した後に、放電デバイスを形成した基板 を所望の形状に加工することができ加工性、組立作業性に優れ、基板及び放電デバ イスの形成技術上の制約を克服することができる設計自在性、量産性、実用性に優 れた加熱放電型印字ヘッドを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0005] 上記課題を解決するために本発明の加熱放電型印字ヘッドは、以下の構成を有し ている。
本発明の請求項 1に記載の加熱放電型印字ヘッドは、放電制御電圧が印加された 放電電極を温度制御することにより前記放電電極から放電を発生させる加熱放電型 印字ヘッドであって、耐熱性及び絶縁性を有するフレキシブル基板と、前記フレキシ ブル基板の上に形成された発熱体を有する発熱部と、前記発熱部を被覆した耐熱 性及び絶縁性を有するフレキシブル薄膜と、前記フレキシブル薄膜の上に形成され 前記発熱体により加熱される前記放電電極を有する放電部と、を備えて!ヽる構成を 有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
(1)発熱部や放電部等の放電デバイスを形成したフレキシブル基板は所望の形状に 加工できるので、平面状態のフレキシブル基板へ技術的に容易な方法で放電デバ イスを形成した後にフレキシブル基板ごと所望の形状に加工すれば、平易な技術を 用いて所望の形状 (従来は高度な技術を要した)の加熱放電型印字ヘッドを製造で きるので、生産性に優れる。
(2)放電制御電圧が印加された放電電極をフレキシブル薄膜で絶縁された発熱体 により加熱制御することができ、加熱された放電電極から熱電子が放出されると共に 放電や発光が起こり、イオン生成可能な雰囲気中にお 、てはイオン発生量を制御す ることができ、静電現像方式のデジタルぺーパ等の専用の記録媒体に記録を行うこ とがでさる。
(3)発熱部を被覆するフレキシブル薄膜が耐熱性及び絶縁性を有することにより、発 熱体の発する熱で熱変形することがなぐ発熱体及び発熱体に接続された電極を保 護して放電電極との絶縁性を確保でき、放電電極の加熱を行うことができる。
ここで、フレキシブル基板及びフレキシブル薄膜としては、耐熱性及び絶縁性を有 する薄膜榭脂であればよぐポリイミド，芳香族ポリアミド，ポリフエ-レンォキシド，ポリ ベンズイミダゾール，ボリフエ-ルキノキサリン，ポリアリレート，ポリエーテルイミド，ポリ エーテルスルフォン，ポリフエ二レンサルファイド，ポリエーテルエーテルケトン，ァラミ ド等が好適に用いられる。発熱部の加熱条件によっても異なるが、最大で 300°C〜4 00°C程度の耐熱性があれば、発熱部の加熱に耐えることができる。また、放電電極 に印加する電圧に応じた絶縁性が必要となる力 フレキシブル基板やフレキシブル 薄膜単独で十分な絶縁性を確保できな ヽ場合は、柔軟性と放電電極への熱伝達性 を妨げな!/、範囲で絶縁膜を形成する等すればょ 、。 放電電極に印加する電圧とフレキシブル基板の絶縁破壊電圧との関係にもよるが
、フレキシブル基板の厚さとしては、 6 μ m〜20 μ mが好ましい。フレキシブル基板の 厚さが 6 mより薄くなるにつれ取り扱いが困難になり、量産性、耐久性が低下し易く なる傾向があり、 20 mより厚くなるにつれ放電電極への熱伝達効率が低下し易くな る傾向があり、いずれも好ましくない。尚、フレキシブル基板及びフレキシブル薄膜の 絶縁破壊電圧が、 100kVZmm〜300kVZmm程度であれば、放電の発生に必要 な電圧を印加することが可能である。
[0007] 放電電極に印加する放電制御電圧とは、印加しただけでは放電は起こらないが、 加熱することにより放電が起こる電圧域を言う。放電電極に放電制御電圧を印加する と共に、発熱部で加熱を行うことにより放電の発生を制御できるので、発熱部による 加熱箇所を選択することで容易に任意の放電電極或!ヽは放電電極の任意の位置（ 放電発生部)から選択的に放電を発生させることができ、放電電極の形状の自在性 に優れる。尚、放電部の内、発熱部による加熱位置近傍が放電発生部となる。
加熱放電型印字ヘッドの放電部は、複数の放電発生部を有する放電電極を長方 形状や正方形状等の一枚の平板状に形成する以外に、複数の放電電極の一端部 を共通電極で接続し櫛歯状に形成したり、複数の放電電極の両端部を共通電極で 接続し梯子状に形成したりできる。特に放電部を平板状に形成した場合、発熱部に より加熱された箇所が放電発生部となるため、放電部と発熱部との細かな位置合わ せをすることなく確実に放電を発生させることができ、信頼性、量産性に優れる。また 、放電電極近傍に共通電極を設けることで、放電部の放熱面積の拡大及び、熱容量 の増大により、放電電極の冷却効果、加熱停止に対する応答性が向上し、また、抵 抗値の低減により常に安定した電圧を印加できるので、放電の安定性等を更に向上 させることがでさる。
[0008] 特に、櫛歯状や梯子状のように放電部の共通電極の幅を放電電極の幅より幅広に 形成した場合、一時的に 100〜300°Cに加熱される放電電極の冷却効果が向上し 熱の籠りを防ぐことができるので、加熱のオフに迅速に応答して放電を停止でき、放 電時間間隔を短縮して短時間で放電の有無を切替えることができる。また、共通電極 の抵抗値を引き下げることができ、共通電極で接続された各々の放電電極の間に生 じる電位差を極力抑えることができるので、各々の放電電極における放電量のばらつ きを低減でき、放電の安定性に優れる。
また、放電部の内の少なくとも共通電極の表面には導電材層を形成してもよい。こ れにより、共通電極の抵抗値を更に引き下げることができ、各々の放電電極間に生じ る電位差を確実に低減でき、放電の安定性に優れる。導電材層は放電部よりも優れ た導電性を有するものであればよぐ銀ペーストのスクリーン印刷ゃ銀メツキ等により 容易に形成することができる。導電材層の厚みを増すことにより、共通電極の抵抗値 を低減でき、放電の安定性を向上させることができる。
[0009] 放電部を櫛歯状に形成する場合、放電電極の形状は、略矩形状、台形状、砲弾状 、半円形状あるいはこれらを組合せた形状等に形成することができる。また、放電電 極の一部をスリット等で分割したり、周縁部に凹凸部を形成したりすることで放電電極 の縁周辺の周長を増加させることができる。放電電極は縁周辺からの放電量が多 ヽ ので、縁周辺の周長を長くすることで、放電電極からの放電量を増加させることがで き、照射されるイオン量や発光強度を増カロさせることができ、放電制御装置の省エネ ルギー性、効率性に優れる。また、放電電極への印加電圧を小さく設定できるので、 放電電極の長寿命性にも優れる。
放電電極の端部を分割したり周縁部に凹凸部を形成したりする代りに、発熱体の加 熱位置に対応させて放電孔部を形成してもよい。これにより、放電孔部の縁周辺から 放電を発生させることができ、放電電極の端部を分割するのと同様の作用を得ること ができる。放電孔部の形状は、略円形、略楕円形、四角形や六角形等の多角形、星 形など様々な形状に形成することができる。また、加熱箇所 1箇所当たりの放電孔部 の数、形状、大きさ等は適宜選択して組合せることができる。
[0010] 放電電極及び共通電極としては、金、銀、銅、アルミニウム等の金属を、蒸着、スパ ッタ、印刷、メツキ等で形成した後、必要に応じてエッチングしてパターン形成するも の等が好適に用いられる。また、その他にカーボン等の導電材料を用いてもよい。 放電電極の厚さは材質や使用する記録媒体の特性等によっても異なるが、放電電 極を金で形成する場合の厚さは 0. 1 μ m〜 100 mが好ましい。放電電極の厚さが 0. 1 μ mより薄くなるにつれ摩耗の影響を受け易く放電電極の寿命が短くなる傾向 があり、 100 mより厚くなるにつれ熱容量が増加し加熱のオン Zオフに対する応答 性が低下し易くなる傾向があり、 、ずれも好ましくな 、。
[0011] 加熱放電型印字ヘッドからの放電に伴うイオンの照射によって記録を行う記録媒体 の裏側には、加熱放電型印字ヘッドの放電電極と記録媒体間に電界をかけるための 接地電極部又は正電圧を印加する正電圧印加部を配設することが好ま ヽ。接地電 極部を設けることで、加熱放電型印字ヘッドの放電電極から記録媒体に向かってィ オンを照射させることができる。また、負のイオンを照射する場合に、正電圧印加部を 設けることで、記録媒体側に正電圧を印加することができ、同様な効果を得ることが できる。これにより、加熱放電型印字ヘッドによって印字される単位ドットを微細化す ることができると共に、照射位置精度を向上させることができ、高精細な記録を行うこ とがでさる。
[0012] 加熱放電型印字ヘッドにおいては、フレキシブル基板上に発熱部や放電部等の放 電デバイスを形成したものがヘッド基板となる。ドライバ ICと発熱部とを電気的に接合 し、ドライバ ICで発熱部の発熱体への加熱を制御するのが加熱手段であり、加熱手 段による放電部の放電電極への加熱の制御により、放電部の放電電極力 の放電を 制御するのが加熱放電方式の放電制御装置である。
加熱手段が、発熱体に選択的に通電して発熱体の発熱を制御するドライバ ICを備 えているので、発熱体の発熱を低電圧で制御することができると共に、放電電極に印 加する電圧自体を引き下げることができ、放電制御装置の小型化、長寿命化を図る ことができる。また、加熱放電型印字ヘッドとしての量産性、信頼性に優れる。
加熱手段としては、従来の感熱式のファクシミリに使用されるサーマルプリントヘッド と同様の構成を好適に用いることができる。例えば、複数の放電電極にまたがって配 設された 1つの発熱体の任意の箇所を選択的に発熱させるものや複数の放電電極 に対応して個別に配設された複数の発熱体を選択的に発熱させるものがある。 発熱体を櫛歯状やマトリックス状等のパターンに形成された電極で電気的に接続し た場合、 1つの発熱体の中で任意の放電電極に対応する箇所又は個々の放電電極 に対応する複数の発熱体の内の任意の発熱体に選択的に通電して発熱させること ができる。 発熱体としては、 TaSiO、 RuO等が好適に用いられる。
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[0013] 加熱放電型印字ヘッドは、放電制御装置と共に外部と電気的に接続するためのコ ネクタを備えたプリント配線基板をアルミニウム等の材質で形成した放熱板に配設し て得られる。放電制御装置のヘッド基板が柔軟性を有するので、放熱板の形状に合 わせて湾曲或いは折曲する等して放熱板への固定を行うことができる。このため、放 電電極を放熱板の表面と略直交する放熱板の端面部、放熱板の表面に突出し緩や 力な丘状等に形成された隆起部、放熱板の表面と略鈍角をなす放熱板の縁部等の 様々な位置に容易に配置することができ、設計自在性、生産性に優れる。また、ドラ ィバ ICが放熱板の表面若しくは放熱板と同一平面上に配置されている場合、放電電 極をドライバ ICの配置面と異なる面に配置して、放電電極の配置面とドライバ ICの配 置面とが同一平面上にないようにすることができるので、加熱放電型印字ヘッドの配 置の自由度を増大させることができ、汎用性を向上させることができる。デジタルぺー パ等のように湾曲させな 、方がよ!、記録媒体をドライバ ICと干渉させることなく直線 状に搬送することができるので、水平プリンタに好適に用いることができる。また、多 種多様な形状の静電潜像担持体に対し最適な位置から静電潜像を形成できるので 、汎用性、画像品質の信頼性に優れる。
[0014] また、放電制御装置のヘッド基板を放熱板に配設することで、発熱部で発生した熱 を速やかに放熱板に吸収し、放熱板力 放熱することができるので、発熱部の急速 冷却が可能となる。この結果、加熱停止に対応する放電停止の応答性を向上させる ことができる。カロえて、ドライバ IC等を熱力 守ることができ信頼性に優れる。放電制 御装置やプリント配線基板の取り付けに影響しない範囲で、放熱板の表面に溝等に より凹凸を形成した場合、放熱板の表面積を拡大することができ、放熱の効率性を向 上させることができる。
この加熱放電型印字ヘッドによれば、静電潜像の形成や酸化還元反応による画像 の形成も可能である。また放電に伴う発光によれば、紫外線や可視光線等で画像を 形成するフォトクロミック化合物を用いたデジタルぺーパ等を記録媒体として使用す ることがでさる。
尚、ドライバ ICの表面にはドライバ ICを保護するために ICカバーを覆設してもよい 。これにより、ドライバ ICと記録媒体等が接触するのを確実に防止でき信頼性に優れ る。
[0015] 請求項 2に記載の発明は、請求項 1に記載の加熱放電型印字ヘッドであって、前 記フレキシブル薄膜の両面の内の少なくとも一方の面に形成された絶縁膜を備えて いる構成を有している。
この構成により、請求項 1の作用に加え、以下のような作用を有する。
( 1)発熱部と放電部とを絶縁するフレキシブル薄膜にピンホールが生じていても、フ レキシブル薄膜に絶縁膜を形成することで発熱部と放電部との絶縁性を確保でき信 頼性に優れる。
[0016] ここで、絶縁膜は SiON, SiO等の無機質で薄膜を形成しても良いし、その他の絶
2
縁性を有する材質 (有機'無機を問わず)で薄膜を形成しても良い。特に、発熱体の 熱を効率よく放電電極に伝達することができる高熱伝導性のものが好まし 、。特に、 複数回に分けて重ね塗りして絶縁膜を形成した場合、一回毎の塗りでピンホールが 発生したとしても、重ね塗りすることでピンホール同士が重なる可能性を低減すること ができ、確実に発熱部を絶縁することができるので信頼性に優れる。
[0017] 本発明の請求項 3に記載の加熱放電型印字ヘッドは、放電制御電圧が印加された 放電電極を温度制御することにより前記放電電極から放電を発生させる加熱放電型 印字ヘッドであって、耐熱性及び絶縁性を有するフレキシブル基板と、前記フレキシ ブル基板の両面の内の一方の面側に形成された前記放電電極を有する放電部と、 前記フレキシブル基板の両面の内の他方の面側に形成され前記放電電極を加熱す る発熱体を有する発熱部と、を備えて ヽる構成を有して ヽる。
この構成により、以下のような作用を有する。
( 1)発熱部や放電部等の放電デバイスを形成したフレキシブル基板は所望の形状に 加工でき加工自在性、普遍性に富むので、平面状態のフレキシブル基板へ技術的 に容易な方法で放電デバイスを形成した後にフレキシブル基板ごと所望の形状にカロ ェすれば、平易な技術を用いて所望の形状 (従来は高度な技術を要した)の加熱放 電型印字ヘッドを製造でき、生産性に優れる。
(2)放電制御電圧が印加された放電電極をフレキシブル基板で絶縁された発熱体 により加熱制御することができ、加熱された放電電極から熱電子が放出されると共に 放電や発光が起こり、イオン生成可能な雰囲気中にお 、てはイオン発生量を制御す ることができ、静電現像方式のデジタルぺーパ等の専用の記録媒体に記録を行うこ とがでさる。
(3)フレキシブル基板を挟んで発熱部と放電部を形成するので、別途、発熱部と放 電部を絶縁するためのフレキシブル薄膜を形成する必要がなく生産工数を低減でき ると共に、フレキシブル基板を介して発熱部と放電部とが完全に密着するので、熱の 伝達効率が良くなり、加熱の効率性に優れる。
(4)フレキシブル基板が耐熱性及び絶縁性を有することにより、発熱体の発する熱で 熱変形することがなぐ発熱体及び発熱体に接続された電極を保護して放電電極と の絶縁性を確保でき、放電電極の加熱を行うことができる。
ここで、請求項 3の加熱放電型印字ヘッドは、フレキシブル基板，放電部，発熱部 の配置が請求項 1と異なるだけで、材質、形状、形成方法などについては請求項 1と 同様であるので、説明を省略する。
[0018] 請求項 4に記載の発明は、請求項 3に記載の加熱放電型印字ヘッドであって、前 記発熱部を被覆した耐熱性及び絶縁性を有するフレキシブル薄膜を備えている構 成を有している。
この構成により、請求項 3の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)発熱部をフレキシブル薄膜で被覆することにより、高温になる発熱部が剥き出し になるのを防止でき、発熱部と外部との絶縁性を確保でき安全性に優れる。
ここで、フレキシブル薄膜は請求項 1と同様なので説明を省略する。
[0019] 本発明の請求項 5に記載の加熱放電型印字ヘッドは、放電制御電圧が印加された 放電電極を温度制御することにより前記放電電極から放電を発生させる加熱放電型 印字ヘッドであって、（a)耐熱性及び絶縁性を有するフレキシブル基板と、前記フレ キシブル基板の両面の内の一方の面側に形成された前記放電電極を有する放電部 と、を備えた放電ユニットと、（b)前記放電電極を加熱する発熱体を有する発熱部を 備え、前記放電ユニットの前記フレキシブル基板の両面の内の他方の面側に配設さ れた発熱ユニットと、を備えている構成を有している。 この構成により、請求項 3の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)放電ユニットと発熱ユニットとを別個の部品として製造できるので、各々のユニット の製造工程を簡素化でき、歩留まりを向上でき量産性に優れる。
(2)放電ユニットと発熱ユニットのそれぞれの特性のばらつきを考慮して組み合わせ ることにより、加熱放電型印字ヘッドとしての特性のばらつきを低減してほぼ均一な性 能を得ることができ実用性、量産性に優れる。
[0020] ここで、請求項 5に記載の加熱放電型印字ヘッドは、放電部を有する放電ユニットと 、発熱部を有する発熱ユニットとを別個に形成し、それらを合体させてヘッド基板とす る放電デバイス分離型であるが、フレキシブル基板，放電部，発熱部の材質、形状、 形成方法などについては請求項 1と同様であるので、説明を省略する。
尚、発熱ユニットの発熱部については、放電ユニットと同様に柔軟性を有するフレキ シブル基板上に形成しても良 、し、セラミック等の硬 、基板上に形成しても良 、。 放電ユニットと発熱ユニットは、基板同士を耐熱性を有する接着剤で接着すること により固定することができる。また、放電ユニットと発熱ユニットの位置決めは、いずれ か一方の基板に位置決めピンを突設し、ピン嵌合することにより行うことができる。
[0021] 請求項 6に記載の発明は、請求項 5に記載の加熱放電型印字ヘッドであって、前 記放電ユニットと前記発熱ユニットが着脱自在に配設されて！/ヽる構成を有して！/ヽる。 この構成により、請求項 5の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)放電ユニットと発熱ユニットが着脱自在であることにより、 、ずれか一方に不具合 が発生した場合に、容易に交換或いは修理を行うことができ、特に放電電極が摩耗 した際には、放電ユニットの取り替えで対応できるので、加熱放電型印字ヘッドのラ ンユングコストを低減でき、メンテナンス性、省資源性に優れる。
ここで、放電ユニットと発熱ユニットの位置決めは、前述と同様にピン嵌合で行うこと ができる。位置決め後に放電ユニットと発熱ユニットの長手方向の両端部や外周部 等を着脱自在な固定治具で挟み、ピン嵌合やねじ止め等の着脱自在な固定手段で 固定することができる。
[0022] 請求項 7に記載の発明は、請求項 3乃至 6の内いずれ力 1項に記載の加熱放電型 印字ヘッドであって、前記フレキシブル基板の両面の内の少なくとも一方の面に形成 された絶縁膜を備えて 、る構成を有して 、る。
この構成により、請求項 3乃至 6の内いずれか 1項の作用にカ卩え、以下のような作用 を有する。
(1)フレキシブル基板にピンホールが生じて 、ても、フレキシブル基板に絶縁膜を形 成することで発熱部と放電部との絶縁性を確保でき信頼性に優れる。
ここで、絶縁膜は請求項 2と同様であるので、説明を省略する。
[0023] 請求項 8に記載の発明は、請求項 1乃至 7の内いずれ力 1項に記載の加熱放電型 印字ヘッドであって、前記フレキシブル基板の前記放電部側に前記放電電極と絶縁 されて形成された誘導電極を備えて 、る構成を有して 、る。
この構成により、請求項 1乃至 7の内いずれか 1項の作用にカ卩え、以下のような作用 を有する。
(1)放電電極と記録媒体 (アース側）との間隔が広過ぎて放電が起こりにく!ヽ場合で も、放電電極の近傍に形成された誘導電極がアースとして機能するので、放電電極 から誘導電極への放電が確実に起こり、画像形成の信頼性に優れる。
[0024] ここで、誘導電極は放電電極の放電発生部側の端部 (縁)から水平方向に離間（ォ フセット）して形成すればよ!、。
発熱部と放電部をフレキシブル基板の同一面側に形成する場合は、発熱部を被覆 したフレキシブル薄膜上に誘導電極を形成し、発熱部を被覆したフレキシブル薄膜と 同様のフレキシブル薄膜で誘導電極を被覆した上に放電電極を形成することができ る。また、発熱部を被覆したフレキシブル薄膜上に誘導電極と放電電極を並べて形 成し、フレキシブル薄膜で誘導電極を被覆するようにしてもよいし、発熱部を被覆した フレキシブル薄膜上に放電電極を形成し、放電電極の放電発生部側の端部 (縁)以 外をフレキシブル薄膜で被覆した上に誘導電極を形成するようにしてもょ 、。
発熱部と放電部をフレキシブル基板を挟んで反対面に形成する場合や発熱ュニッ トと放電ユニットを別々に形成する場合は、放電部が形成されるフレキシブル基板上 に誘導電極を形成し、フレキシブル薄膜で誘導電極を被覆した上に放電電極を形成 することができる。また、フレキシブル基板上に誘導電極と放電電極を並べて形成し 、フレキシブル薄膜で誘導電極を被覆するようにしてもよいし、フレキシブル基板上に 放電電極を形成し、放電電極の放電発生部側の端部 (縁)以外をフレキシブル薄膜 で被覆した上に誘導電極を形成するようにしてもょ 、。
尚、誘導電極を被覆するフレキシブル薄膜上に請求項 2と同様の絶縁膜を形成し た場合、フレキシブル薄膜にピンホールが生じていても、誘導電極と放電部との絶縁 性を確保でき信頼性に優れる。
[0025] 請求項 9に記載の発明は、請求項 1乃至 8の内いずれ力 1項に記載の加熱放電型 印字ヘッドであって、前記放電電極に放電発生部を残して被覆された耐熱性及び絶 縁性を有するフレキシブル被覆膜を備えて 、る構成を有して 、る。
この構成により、請求項 1乃至 8の内いずれか 1項の作用にカ卩え、以下のような作用 を有する。
(1)放電電極の放電発生部を残して周囲をフレキシブル被覆膜で被覆するので、放 電電極の放電発生部以外の余分な箇所から放電が発生するのを防止でき、電子や イオン、紫外線を一箇所に集中して照射させることができ画像形成の効率性に優れ る。
(2)放電電極の放電発生部を残してフレキシブル被覆膜を形成することにより、放電 発生部表面とフレキシブル被覆膜の表面との間に段差を形成することができるので、 放電電極と対向配置される記録媒体との間のギャップを一定に保つことができ、放電 発生部との接触を防止でき、放電発生部力もの放電を安定させることができる。
[0026] ここで、放電部の内、発熱部の発熱体による加熱位置近傍が放電発生部となる。放 電部が共通電極と放電電極を有する場合、フレキシブル被覆膜は共通電極に覆設 されると共に、放電発生部を除く放電電極に覆設される。より具体的には、フレキシブ ル被覆膜は、放電部の放電発生部 (発熱部の発熱体による加熱位置近傍）に略円 形状、略楕円形状、略矩形状等に形成された開口部を有する。開口部は複数の放 電発生部に対し、それぞれ独立に形成してもよいし、複数の放電発生部にまたがるよ うに長孔状に連続させて形成してもよ 、。
フレキシブル被覆膜には、前述のフレキシブル薄膜と同様の材質が好適に用いら れる。
[0027] 請求項 10に記載の発明は、請求項 9に記載の加熱放電型印字ヘッドであって、前 記フレキシブル被覆膜の表面に形成された凹凸部を備えて 、る構成を有して！/、る。 この構成により、請求項 9の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)フレキシブル被覆膜の表面に多くの凹凸部を設けることにより、表面距離が伸延 されて表面抵抗が増加し、電流が剥身の放電電極の放電発生部から周囲に漏電す るのを防止できるので、放電制御に用いるドライバ ICへの悪影響も発生せず、放電 制御の安定性を向上させることができる。
(2)漏電がなくなるため、放電電極に印加した印加電圧の低下がなくなり、放電の安 定性、効率性に優れる。
発明の効果
[0028] 以上のように、本発明の加熱放電型印字ヘッドによれば、以下のような有利な効果 が得られる。
請求項 1に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
(1)発熱部や放電部等の放電デバイスを平面状態のフレキシブル基板へ技術的に 容易な方法で形成した後に、フレキシブル基板ごと湾曲或 ヽは折曲する等して容易 に所望の形状に加工 (変形)できるので、生産工程が簡便で生産性に優れ、様々な 形状に対応可能で設計自在性に優れた加熱放電型印字ヘッドを提供することができ る。
(2)放電制御電圧が印加された放電電極をフレキシブル薄膜で絶縁された発熱体 により加熱制御することができ、加熱された放電電極から熱電子が放出されると共に 放電や発光が起こり、イオン生成可能な雰囲気中にお 、てはイオン発生量を制御す ることができ、静電現像方式のデジタルぺーパ等の専用の記録媒体に記録を行うこ とができる省エネルギー性に優れた加熱放電型印字ヘッドを提供することができる。
(3)加熱制御により容易に加熱放電型印字ヘッドからの放電に伴うイオン発生量や 発光強度を制御できるので、記録媒体上での面積階調を容易に行うことができ、記 録媒体の画像品質を向上させることができる高品質で信頼性に優れた加熱放電型 印字ヘッドを提供することができる。
[0029] 請求項 2に記載の発明によれば、請求項 1の効果に加え、以下のような効果を有す る。 (1)フレキシブル薄膜の少なくとも一方の面に絶縁膜を形成することで発熱部と放電 部を確実に絶縁できる信頼性に優れた加熱放電型印字ヘッドを提供することができ る。
[0030] 請求項 3に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
(1)発熱部や放電部等の放電デバイスを平面状態のフレキシブル基板へ技術的に 容易な方法で形成した後に、フレキシブル基板ごと湾曲或 ヽは折曲する等して容易 に所望の形状に加工 (変形)できるので、生産工程が簡便で生産性に優れ、様々な 形状に対応可能で設計自在性に優れた加熱放電型印字ヘッドを提供することができ る。
(2)放電制御電圧が印加された放電電極をフレキシブル基板で絶縁された発熱体 により加熱制御することができ、加熱された放電電極から熱電子が放出されると共に 放電や発光が起こり、イオン生成可能な雰囲気中にお 、てはイオン発生量を制御す ることができ、静電現像方式のデジタルぺーパ等の専用の記録媒体に記録を行うこ とができる省エネルギー性に優れた加熱放電型印字ヘッドを提供することができる。
(3)フレキシブル基板により発熱部と放電部を絶縁できると共に、発熱部の熱をフレ キシブル基板を介して効率良く放電部に伝達することができる生産性、加熱の効率 性に優れた加熱放電型印字ヘッドを提供することができる。
[0031] 請求項 4に記載の発明によれば、請求項 3の効果に加え、以下のような効果を有す る。
(1)高温になる発熱部をフレキシブル薄膜で被覆することにより、外部との絶縁性を 確保できる安全性に優れた加熱放電型印字ヘッドを提供することができる。
[0032] 請求項 5に記載の発明によれば、請求項 3の効果に加え、以下のような効果を有す る。
(1)放電ユニットと発熱ユニットとを別個の部品として製造することにより、各々のュ- ットの製造工程を簡素化して歩留まりを向上できる量産性に優れた熱放電型印字へ ッドを提供することができる。
(2)放電ユニットと発熱ユニットのそれぞれの特性のばらつきを考慮して組み合わせ ることにより、ほぼ均一な性能を得ることができる実用性、量産性に優れた加熱放電 型印字ヘッドを提供することができる。
[0033] 請求項 6に記載の発明によれば、請求項 5の効果に加え、以下のような効果を有す る。
( 1)着脱自在な放電ユニットや発熱ユニットは、容易に交換或いは修理を行うことが でき、メンテナンス性に優れると共に、各ユニットを消耗品として扱うことにより、ラン二 ングコストを低減できる省資源性に優れた加熱放電型印字ヘッドを提供することがで きる。
[0034] 請求項 7に記載の発明によれば、請求項 3乃至 6の内いずれか 1項の効果にカロえ、 以下のような効果を有する。
(1)フレキシブル基板の少なくとも一方の面に絶縁膜を形成することで発熱部と放電 部を確実に絶縁できる信頼性に優れた加熱放電型印字ヘッドを提供することができ る。
[0035] 請求項 8に記載の発明によれば、請求項 1乃至 7の内いずれか 1項の効果にカロえ、 以下のような効果を有する。
(1)放電電極の近傍に形成された誘導電極がアースとして機能することにより、放電 電極から誘導電極への放電を確実に発生させて記録媒体に画像を形成することが できる画像形成の信頼性に優れた加熱放電型印字ヘッドを提供することができる。
[0036] 請求項 9に記載の発明によれば、請求項 1乃至 8の内いずれか 1項の効果にカロえ、 以下のような効果を有する。
(1)放電電極の放電発生部以外をフレキシブル被覆膜で被覆して余分な箇所から 放電が発生するのを防止することにより、電子やイオン、紫外線を一箇所に集中して 照射させることができる画像形成の効率性に優れた加熱放電型印字ヘッドを提供す ることがでさる。
(2)放電発生部表面とフレキシブル被覆膜の表面との間に形成された段差により、放 電発生部と記録媒体との接触を防止でき、記録媒体とのギャップを一定に保って放 電発生部からの放電を安定させることができる信頼性に優れた加熱放電型印字へッ ドを提供することができる。
[0037] 請求項 10に記載の発明によれば、請求項 9の効果に加え、以下のような効果を有 する。
(1)フレキシブル被覆膜の表面に多くの凹凸部を設け、表面距離を伸延させることに より、表面抵抗を増カロさせることができ、剥身の放電発生部から周囲に漏電するのを 防止して、ドライバ ICによる放電制御の安定性を向上させることができる信頼性に優 れた加熱放電型印字ヘッドを提供することができる。
(2)漏電を防止することにより、放電電極に印加した印加電圧 (放電制御電圧）が低 下するのを防止でき、放電の安定性、効率性に優れた加熱放電型印字ヘッドを提供 することができる。
図面の簡単な説明
[図 1] (a)実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドを示す模式側面図 (b)実施の 形態 1における加熱放電型印字ヘッドを示す要部模式斜視図
[図 2]実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の要部平面展開図 [図 3] (a)図 2の A— A線矢視断面図（b)図 2の B— B線矢視断面図
[図 4]実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の要部分解斜視図 [図 5]実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドの放電制御装置の構成図
[図 6]実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の発熱部形成工程 を示す斜視図
[図 7]実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の放電部形成工程 を示す斜視図
[図 8] (a)実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の第 1の変形例 を示す模式平面図 (b)図 8 (a)の C— C線矢視模式断面図
[図 9]実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の第 2の変形例を示 す模式断面図
[図 10] (a)は実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の第 3の変形 例を示す模式平面図 (b)図 10 (a)の D— D線矢視模式断面図
[図 11] (a)実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドの第 1の変形例を示す模式 側面図 (b)実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドの第 1の変形例を示す要部 模式斜視図 圆 12] (a)実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドの第 2の変形例を示す模式 側面図 (b)実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドの第 2の変形例を示す要部 模式斜視図
[図 13]実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドのイオン照射方法を示す図 [図 14] (a)実施の形態 2における加熱放電型印字ヘッドを示す模式側面図 (b)実施 の形態 2における加熱放電型印字ヘッドを示す要部模式斜視図
[図 15] (a)実施の形態 2における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の要部平面展 開図（b)図 15 (a)の E— E線矢視断面図
[図 16]実施の形態 3における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の要部平面展開図
[図 17] (a)図 16の F— F線矢視断面図（b)図 16の G— G線矢視断面図
[図 18] (a)実施の形態 3における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の第 1の変形例 を示す模式平面図 (b)図 18 (a)の H— H線矢視模式断面図
圆 19]実施の形態 3における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の第 2の変形例を 示す模式断面図
[図 20] (a)実施の形態 3における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の第 3の変形例 を示す模式平面図 (b)図 20 (a)の I-I線矢視模式断面図
[図 21]実施の形態 4における放電デバイス分離型の加熱放電型印字ヘッドの構成図 [図 22] (a)実施の形態 4における放電デバイス分離型の加熱放電型印字ヘッドのへ ッド基板の放電ユニットを示す模式断面図 (b)実施の形態 4における放電デバイス分 離型の加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の発熱ユニットを示す模式断面図（c)実 施の形態 4における放電デバイス分離型の加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板を示 す模式断面図（d)実施の形態 4における放電デバイス分離型の加熱放電型印字へ ッドのヘッド基板の変形例を示す模式断面図
符号の説明
la, lb, lc, Id 加熱放電型印字ヘッド
2 放熱板
3a 端面部
3b 縁部 3c 隆起部
, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h, 4i, 4j ヘッド基板
5 放電部
5a 放電電極
5b 共通電極
6 ドライバ
7 放電制御装置
8 プリント配線基板
8a コネクタ
9 ICカバー
9a 高圧基板
10 フレキシブル基板
10a, 14a, 19a 絶縁膜
11 発熱用共通導体パターン
11a 発熱用櫛歯電極
l ib 発熱用共通電極
12 発熱用個別電極
12a ボンディングパッド
13 発熱部
13a 発熱体
14, 19, 20 フレキシブル薄膜
15 放電発生部
16 加熱手段
17 フレキシブル被覆膜
17a 開口部
17b 凹凸部
18 誘導電極
21 放電ユニット 22 発熱ユニット
発明を実施するための最良の形態
[0040] (実施の形態 1)
本発明の実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドについて、以下図面を参照 しながら説明する。
図 1 (a)は実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドを示す模式側面図であり、 図 1 (b)は実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドを示す要部模式斜視図であ る。
図 1中、 laは本発明の実施の形態 1における水平プリンタ対応型の部類の端面型 の加熱放電型印字ヘッド、 2はアルミニウム等の材質で形成した加熱放電型印字へ ッド laの放熱板、 3aは放熱板 2の先端に形成された円弧状の端面部、 4は後述する フレキシブル基板に後述する発熱部や放電部 15等の放電デバイスが積層され放熱 板 2に配設された加熱放電型印字ヘッド laのヘッド基板、 5aは櫛歯状に形成された 放電部 5の複数の放電電極、 5bは放電電極 5aの一端部を接続する放電部 5の共通 電極、 7はヘッド基板 4とドライバ IC6を備えた加熱放電型印字ヘッド laの放電制御 装置、 8は外部と電気的に接続するためのコネクタ 8aを備え放熱板 2に配設されたプ リント配線基板、 9はドライバ IC6及びプリント配線基板 8を保護するために覆設され た ICカバー、 9aは ICカバー 9の背面に配設され放電部 5の共通電極 5bに電気配線 (図示せず)で接続され放電電極 5aに対して高電圧 (放電制御電圧)を供給する高 圧基板である。
[0041] 次に、ヘッド基板の構造について詳細を説明する。
図 2は実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の要部平面展開 図であり、図 3 (a)は図 2の A— A線矢視断面図であり、図 3 (b)は図 2の B— B線矢視 断面図であり、図 4は実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の要 部分解斜視図である。
図 2乃至図 4中、 10は耐熱性及び絶縁性を有するポリイミド，ァラミド，ポリエーテル イミド等の薄膜樹脂で形成されたヘッド基板 4のフレキシブル基板、 11は複数の発熱 用櫛歯電極 11aと一体に形成されフレキシブル基板 10の上面に形成された発熱用 共通導体パターン、 l ibは発熱用共通導体パターン 11の上面に配設された発熱用 共通電極、 12は発熱用櫛歯電極 11aと交互にフレキシブル基板 10の上面に形成さ れた発熱用個別電極、 12aは発熱用個別電極 12の端部に形成されたボンディング パッド、 13は放電制御装置 5の発熱部、 13aは発熱用櫛歯電極 11a及び発熱用個 別電極 12の上部に電気的に接続され形成された発熱部 13の発熱体、 14は発熱用 共通電極 l ib及び発熱用個別電極 12の端部を除いてフレキシブル基板 10の上面 に覆設された耐熱性及び絶縁性を有するポリイミド，ァラミド，ポリエーテルイミド等の フレキシブル薄膜、 14aはフレキシブル薄膜 14の上面に形成された絶縁膜、 15は発 熱体 13aで加熱されることにより放電が発生する放電電極 5aの放電発生部である。
[0042] 尚、前述の放電部 5はフレキシブル薄膜 14及び絶縁膜 14aにより発熱体 13aと絶 縁され、複数の放電電極 5aは各々の発熱用個別電極 12に対応する位置に配設さ れている。フレキシブル薄膜 14は耐熱性及び絶縁性を有するが、より確実に放電部 5と発熱部 13との間を絶縁するために、フレキシブル薄膜 14の上面に絶縁膜 14aを 形成した。本実施の形態では、フレキシブル薄膜 14の上面のみに絶縁膜 14aを形 成したが、絶縁膜 14aはフレキシブル薄膜 14の両面の内の少なくとも一方の面に形 成すればよい。絶縁膜 14aは SiON, SiO等の無機質やその他の絶縁性を有する材
2
質 (有機'無機を問わず)で薄膜状に形成することができる。特に、発熱体 13aの熱を 効率よく放電電極 5aに伝達することができる高熱伝導性のものが好ましい。また、複 数回に分けて重ね塗りして絶縁膜 14aを形成した場合、一回毎の塗りでピンホール が発生したとしても、重ね塗りすることでピンホール同士が重なる可能性を低減するこ とができ、確実に発熱部 13を絶縁することができるので信頼性に優れる。
片面積層型のヘッド基板 4は平面状態で形成するものの、極めて薄くかつ柔軟性 に富んでいるため、平面状態から容易に放熱板 2に沿う形状 (所望の形状）に加工す る（変形させる)ことがでさる。
[0043] 次に、放電制御装置の構成について詳細に説明する。
図 5は実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドの放電制御装置の構成図であ る。
図 5において、ヘッド基板 4は放電部 5と発熱部 13とを有する。発熱部 13と電気的 に接続されたドライバ IC6 (発熱部 13から延びるリードパターンにドライバ IC6を金線 でワイヤボンディングした後に、エポキシ榭脂等の IC保護用の樹脂で封止する）で発 熱部 13の発熱体 13aの発熱を制御するのが加熱手段 16である。加熱手段 16により 放電部 5の放電電極 5aへの加熱を制御することで、放電電極 5aからの放電を制御 するのが加熱放電型印字ヘッド laの放電制御装置 7である。
尚、ヘッド基板 4に放熱板 2を配設することで発熱部 13で発生した熱を速やかに放 熱板 2に吸収させ、放熱板 2から放熱することができる。これにより、発熱部 13の急速 冷却を可能にして加熱停止に対する応答性を向上させている。また、ドライバ IC6等 を熱カゝら守ることができ信頼性に優れる。放熱板 2の表面に溝等により凹凸を形成し た場合、放熱板 2の表面積を拡大することができ、放熱の効率性を向上させることが できる。
[0044] 次に、ヘッド基板の製造方法について詳細に説明する。
図 6は実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の発熱部形成ェ 程を示す斜視図であり、図 7は実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドのヘッド 基板の放電部形成工程を示す斜視図である。
まず、発熱部形成工程について説明する。
図 6において、平面状に形成されたフレキシブル基板 10の表面に金ペースト等の 導体を印刷した後、エッチングにより発熱用共通導体パターン 11で接続された複数 の発熱用櫛歯電極 11a及び発熱用個別電極 12を形成する。その後、発熱用櫛歯電 極 11a及び発熱用個別電極 12の上部に TaSiO、 RuO等を印刷する等して帯状の
2 2
発熱体 13aを形成する。また、発熱用共通導体パターン 11の上面には銀ペースト等 を印刷する等して発熱用共通電極 l ibを形成する。
[0045] 発熱用個別電極 12の端部にはボンディングパッド 12aを形成した。これにより、ワイ ャボンディングによるドライバ IC6との接続を容易に行うことができる。
尚、加熱手段 16は従来の感熱式のファクシミリに使用されるサーマルプリントヘッド と同様の構成が好適に用いられる。この場合、既存のサーマルプリントヘッドの製造 工程を踏襲でき、製造装置を流用して放電制御装置 7を低コストで製造することがで きる。 本実施の形態では、発熱部 13の発熱体 13aを帯状に形成し、発熱用櫛歯電極 11 aと発熱用個別電極 12を交互に配設し、各中央の 1本の発熱用個別電極 12とその 両側の発熱用櫛歯電極 11aとの間に通電することにより各々の放電電極 5aの放電 発生部 15の位置に対応する発熱体 13aの任意の箇所を選択的に発熱させ、放電電 極 5aを加熱する方式とした力 これに限定されるものではなぐ各々の放電電極 5aの 放電発生部 15を選択的に加熱できる構造であればよ!ヽ。
[0046] 次に、放電部形成工程について説明する。
図 7にお 、て、発熱用共通電極 1 lb及び発熱用個別電極 12の各端部を除 、てフ レキシブル基板 10の表面に 300°C程度の耐熱性及び絶縁性を有するポリイミド，ァ ラミド，ポリエーテルイミド等の薄膜榭脂を印刷する等してフレキシブル薄膜 14を形成 する。フレキシブル薄膜 14は発熱用共通電極 l lb、発熱用個別電極 12、発熱体 13 a等を保護し、絶縁できるものであればよいが、発熱体 13aの熱を効率よく放電電極 5 aに伝達することができる高熱伝導性のものが好適に用いられる。フレキシブル薄膜 1 4は、ポリイミドゃァラミド等の耐熱性及び耐絶縁性を有する榭脂の溶液をスクリーン 印刷等で塗布して形成してもよ ヽし、同様の榭脂で形成された薄膜シートを覆設して 形成してちょい。
[0047] 次に、フレキシブル薄膜 14の上部に加熱手段 16の発熱用個別電極 12に対向した 複数の放電電極 5a及びそれらを接続する共通電極 5bを形成する。放電電極 5a及 び共通電極 5bの形成には、金、銀、銅、アルミニウム等の金属を、蒸着ゃスパッタゃ 印刷で形成した後、エッチングしてパターン形成するものが好適に用いられる。また、 その他にカーボン等の導電材料を用いてもよい。
尚、本実施の形態では放電電極 5aを略矩形状に形成したが、台形状、砲弾状、半 円形状あるいはこれらを組合せた形状等に形成することができる。また、放電電極 5a の放電発生部 15は縁周辺からの放電量が多いので、縁周辺の周長が長くなるように 放電電極 5aの外周周縁部に複数の凹凸部を形成して放電の発生効率を向上させる ことができる。その結果、放電発生部 15からの放電量が増加し、イオン照射量や発 光強度を増加させることができるので、放電制御装置 15の省エネルギー性に優れる 。また、放電電極 5aへの印加電圧を小さく設定できるので、放電電極 5aの長寿命性 にも優れる。
[0048] 次に、ヘッド基板の変形例について説明する。
図 8 (a)は実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の第 1の変形 例を示す模式平面図であり、図 8 (b)は図 8 (a)の C— C線矢視模式断面図である。 図 8において、実施の形態 1におけるヘッド基板の第 1の変形例が実施の形態 1と 異なるのは、ヘッド基板 4aが、放電部 5の表面に覆設された耐熱性及び絶縁性を有 するフレキシブル被覆膜 17を有し、フレキシブル被覆膜 17が各々の放電電極 5aの 放電発生部 15 (発熱体 13a位置近傍）に当たる位置に略円形状の開口部 17aを有 する点である。フレキシブル被覆膜 17は前述のフレキシブル薄膜 14と同様にして形 成した。尚、独立した複数の開口部 17aを形成する代わりに、複数の放電電極 5aに またがった長孔状の開口部を形成してもよ 、。
放電電極 5aの放電発生部 15表面とフレキシブル被覆膜 17の表面との間に段差を 形成することができるので、放電電極 5aの放電発生部 15と対向配置される記録媒体 等との間のギャップを一定に保つことができ、放電電極 5aと記録媒体等との接触を防 止でき、放電発生部 15からの放電を安定させることができる。
[0049] 図 9は加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の第 2の変形例を示す模式断面図であ る。
図 9において、実施の形態 1におけるヘッド基板の第 2の変形例が第 1の変形例と 異なるのは、ヘッド基板 4bのフレキシブル被覆膜 17の表面に複数の凹凸部 17bが 形成されている点である。
これにより、フレキシブル被覆膜 17の表面距離を伸延させ表面抵抗を増加させるこ とができ、簡便に放電電極 5aの放電発生部 15から周囲への漏電を防止できる。尚、 フレキシブル被覆膜 17の表面の凹凸部 17bは、スクリーン印刷等を用いて容易に形 成することができる。あるいは、絶縁膜 14aと同じ材質を用いて、フレキシブル被覆膜 17の表面に凹凸部を形成しても良い。
[0050] 図 10 (a)は実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の第 3の変 形例を示す模式平面図であり、図 10 (b)は図 10 (a)の D— D線矢視模式断面図であ る。 図 10において、実施の形態 1におけるヘッド基板の第 3の変形例が実施の形態 1と 異なるのは、ヘッド基板 4cの放電電極 5aの発熱体 13a側の端部力も水平方向に離 間して絶縁膜 14a上に誘導電極 18が形成されている点と、絶縁膜 14aと放電部 5と の間に誘導電極 18を覆設するフレキシブル薄膜 19及び絶縁膜 19aが形成されて ヽ る^;である。
フレキシブル薄膜 19及び絶縁膜 19aは、前述のフレキシブル薄膜 14及び絶縁膜 1 4aと同様である。
誘導電極 18は絶縁膜 14a上に帯状に形成し接地した。放電部 5の放電電極 5aと 誘導電極 18間のギャップを常に一定に保つことができ、放電電極 5aと誘導電極 18 間に電圧を印加することにより、確実に放電を発生させることができる。放電は誘導 電極 18に引張られるように発生するが、記録媒体等の被イオン照射体側を接地する ことで、イオンは誘導電極 18が無い場合と同様に被イオン照射体に向力つて照射さ れる。
[0051] 次に、実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドの変形例について説明する。
図 11 (a)は実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドの第 1の変形例を示す模 式側面図であり、図 11 (b)は実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドの第 1の 変形例を示す要部模式斜視図である。
図 11にお 、て、実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドの第 1の変形例が実 施の形態 1と異なるのは、放電電極 5aの放電発生部 15が、放熱板 2の傾斜状の縁 部 3bに配置されたエッジ型のヘッドである点である。
ドライバ IC6が配置された放熱板 2の傾斜状の縁部 3bに放電電極 5aを配置するこ とにより、ドライバ IC6と放電電極 5aとが鈍角をなすように配置されるので、特にデジ タルぺーパ等のように湾曲させな 、方がよ 、記録媒体を直線状に搬送することがで き、水平プリンタに好適に用いることができる。また、放電電極 5aの配置方式がエッジ 型であることにより、高さ方向に嵩張らずに加熱放電型印字ヘッド lbを配置すること ができ、多種多様な形状の静電潜像担持体に対応することができ汎用性に優れる。
[0052] 図 12 (a)は実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドの第 2の変形例を示す模 式側面図であり、図 12 (b)は実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドの第 2の 変形例を示す要部模式斜視図である。
図 12において、実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドの第 2の変形例が実 施の形態 1と異なるのは、放電電極 5aの放電発生部 15が、放熱板 2の表面に突出し 緩やかな丘状に形成された隆起部 3cの隆起面にドライバ IC6より突出して配置され た隆起型のヘッドである点である。
放熱板 2と静電潜像担持体や記録媒体が略平行になるように加熱放電型印字へッ ド lcを配置した場合でも、静電潜像担持体や記録媒体とドライバ IC6や ICカバー 9 が干渉することがなぐ高さ方向の嵩張りを低減でき省スペース性に優れる。
[0053] ヘッド基板 4 (4a, 4b, 4c)のフレキシブル基板 10やフレキシブル薄膜 14の厚みは 、各々が例えば数 μ m〜数十 μ mと極めて薄!、ものであるため、ヘッド基板 4 (4a, 4 b, 4c)の総合的な厚さを数十 μ m〜数百 μ m程度に抑えて極めて薄く形成すること ができる。ヘッド基板 4 (4a, 4b, 4c)は当然ながら柔軟性に富んでいるため、平面状 態から放熱板 2の端面部 3a,縁部 3b,隆起部 3cの形状に合わせて湾曲或いは折曲 する等して容易に加工する (変形させる）ことができ、放電部 5や発熱部 13等の放電 デバイスの形成技術上の制約を受けることなぐ加熱放電型印字ヘッド la, lb, lcを 得ることができる。また、ヘッド基板 4 (4a, 4b, 4c)は共通のままで、放熱板 2の形状 に応じてヘッド基板 4 (4a, 4b, 4c)の貼り付け位置を変えるだけで様々な形態の加 熱放電型印字ヘッド la, lb, lcを得ることができ、汎用性、量産性に優れる。
[0054] 以上のように形成された加熱放電型印字ヘッドの駆動方法につ!、て説明する。
図 13は本発明の実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドのイオン照射方法を 示す図である。
放電電極 5aへの放電制御電圧（印加しただけでは放電が起こらな!/、が、加熱する ことにより放電が起こる電圧域を言う）の印加は放電部 5の共通電極 5bに接続された 高圧基板 9a (図 1参照）から行う。放電部 5の放電電極 5a (共通電極 5b)に印加する 交流電圧や直流電圧の数値は、色々な組み合わせが考えられる力 本実施の形態 では放電部 5の放電電極 5aに、一例として AC550Vpp (三角波 1kHz)に DCバイァ スでー 700Vの電圧を重畳して印加した。尚、 AC550Vppの電圧は放電の安定性を 得るために重畳した。 [0055] 放電部 5の放電電極 5a (共通電極 5b)に放電制御電圧以下の電圧が印加された 状態で、図 5で説明したように、発熱部 13をドライバ IC6で制御し、発熱体 13aにより 放電電極 5aを選択的に加熱（100〜300°C)する。選択的に加熱された放電電極 5a の放電発生部 15から放電制御電圧の範囲の印加電圧で熱電子が放出され、図 3、 図 8乃至図 12の矢印で示したように放電が起こる。
放電が起こるとイオン生成可能な雰囲気中ではイオンが生成され、図 1 (a) ,図 11 ( a) ,図 12 (a)で示したように静電潜像担持体や記録媒体へ向力つてイオンが照射さ れる。そして、イオンが照射された静電潜像担持体の表面には静電潜像が形成され る。記録媒体には、その種類により静電潜像の形成や酸化還元反応による画像の形 成ができる。また、紫外線や可視光線等の発光に反応する記録媒体にも画像を形成 することができる。
[0056] 放電電極 5a (共通電極 5b)に交流電圧のみを印加すると正負のイオンが生成され るが、負のイオンのみを選別するには交流電圧に負の直流電圧を重畳すればよぐ 正のイオンのみを選別するには交流電圧に正の直流電圧を重畳すればよい。
尚、放電制御電圧の値は発熱体 13aによる加熱温度との組み合わせで適宜、選択 することができる。また、発熱体 13aの加熱は 24Vの低電圧で行い、発熱体 13aを発 熱させるためのスィッチとして用いるドライバ IC6には、 5V駆動の低耐電圧対応のも のを用いた。
[0057] 実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッド laは、図 1に示したように ICカバー 9 の背面に高圧基板 9aを配設し、放電部 5の共通電極 5bに電気的に接続することに より、放電制御電圧を印加するための電気配線を短くすることができ、高圧基板 9aを 熱放電型印字ヘッド laと一体に取扱うことができる。これにより、電気配線の取り回し が不要で画像形成装置への組込みが容易で量産性に優れる。特に、熱放電型印字 ヘッド laを走査させて画像を形成する場合、熱放電型印字ヘッド laと高圧基板 9aを 一体に移動させることができるので、電気配線に負荷などがかかり難ぐ導通不良の 発生を低減できる。
尚、高圧基板 9aの配設位置は本実施の形態に限定されるものではなぐ放電部 5 の共通電極 5bに放電制御電圧を印加することができればよい。また、加熱放電型印 字ヘッド lb, lcにおいては、高圧基板 9a (図 1参照）は図示していないが、実施の形 態 1と同様に設けることができる。
以上のように実施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドによれば、以下の作用を 有する。
(1)発熱部 13や放電部 5等の放電デバイスを形成したフレキシブル基板 4 (4a, 4b, 4c)は所望の形状にカ卩ェできるので、平面状態のフレキシブル基板 4 (4a, 4b, 4c) へ技術的に容易な方法で放電デバイスを形成した後にフレキシブル基板 4 (4a, 4b , 4c)ごと所望の形状に加工すれば、平易な技術を用いて所望の形状 (従来は高度 の技術を要した)の加熱放電型印字ヘッド laを製造できるので生産性に優れる。
(2)放電制御電圧が印加された放電電極 5aをフレキシブル薄膜 14及び絶縁膜 14a で絶縁された発熱体 13aにより加熱制御することができ、加熱された放電電極 5aから 熱電子が放出されると共に放電や発光が起こり、イオン生成可能な雰囲気中におい てはイオン発生量を制御することができ、静電現像方式のデジタルぺーパ等の専用 の記録媒体に記録を行うことができる。
(3)発熱部 13を被覆するフレキシブル薄膜 14が耐熱性及び絶縁性を有することによ り、発熱体 13aの発する熱で熱変形することがなぐ発熱体 13a及び発熱体 13aに接 続された電極を保護して放電電極 5aとの絶縁性を確保でき、放電電極 5aの加熱を 行うことができる。
(4)発熱部 13と放電部 5とを絶縁するフレキシブル薄膜 14にピンホールが生じてい ても、フレキシブル薄膜 14に絶縁膜 14aを形成することで発熱部 13と放電部 5との絶 縁性を確保でき信頼性に優れる。
(5)放電電極 5aの放電発生部 15を残して周囲をフレキシブル被覆膜 17で被覆した 場合、放電電極 5aの放電発生部 15以外の余分な箇所から放電が発生するのを防 止でき、電子やイオン、紫外線を一箇所に集中して照射させることができ画像形成の 効率性に優れる。
(6)放電電極 5aの放電発生部 15を残してフレキシブル被覆膜 17を形成した場合、 放電発生部 15表面とフレキシブル被覆膜 17の表面との間に段差を形成することが できるので、放電電極 5aと対向配置される記録媒体との間のギャップを一定に保つ ことができ、放電発生部 15との接触を防止でき、放電発生部 15からの放電を安定さ せることができる。
(7)フレキシブル被覆膜 17の表面に多くの凹凸部 17bを設けた場合、表面距離が伸 延されて表面抵抗が増加し、電流が剥身の放電電極 5aの放電発生部 15から周囲に 漏電するのを防止できるので、放電制御に用いるドライバ IC6への悪影響も発生せ ず、放電制御の安定性を向上させることができる。漏電がなくなるため、放電電極 5a に印加した印加電圧の低下がなくなり、放電の安定性、効率性に優れる。
(8)放電電極 5aの発熱体 13a側の端部力も水平方向に離間して絶縁膜 14a上に誘 導電極 18を形成した場合、放電電極 5aと記録媒体 (アース側）との間隔が広過ぎて 放電が起こりにくい場合でも、放電電極 5aの近傍に形成された誘導電極 18がアース として機能するので、放電電極 5aから誘導電極 18への放電が確実に起こり、画像形 成の信頼性に優れる。
[0059] (実施の形態 2)
本発明の実施の形態 2における加熱放電型印字ヘッドについて、以下図面を参照 しながら説明する。
図 14 (a)は実施の形態 2における加熱放電型印字ヘッドを示す模式側面図であり 、図 14 (b)は実施の形態 2における加熱放電型印字ヘッドを示す要部模式斜視図で ある。
図 14において、実施の形態 2における加熱放電型印字ヘッド Idが実施の形態 1と 異なるのは、放電電極 5aが放熱板 2の最下部の近傍に配置され、静電プロッタの放 電針と同様に、記録媒体に対して垂直に配置された水平プリンタ対応型の部類の垂 直放電型である点である。
放電部 5を放熱板 2の表面の最下部（先端）に配置するだけで放電電極 5aの表面 と略直角方向に放電を発生させることができるので、加熱放電型印字ヘッド Idの量 産性に優れ、水平プリンタ対応型として好適に用いることができる。
[0060] 次に、ヘッド基板の構造について詳細を説明する。
図 15 (a)は実施の形態 2における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の要部平面 展開図であり、図 15 (b)は図 15 (a)の E— E線矢視断面図である。 図 15において、実施の形態 2における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板 4dが実 施の形態 1における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板 4と異なるのは、放電電極 5a の最下面 (先端)側に位置する放電発生部 15から下方に向力 部分を残して、イオン の下方への照射を妨げな 、範囲で周囲をフレキシブル薄膜 14やフレキシブル被覆 膜 17と同様のフレキシブル薄膜 20で被覆している点である。
実施の形態 2における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板 4dの製造方法は、実施 の形態 1と同様なので説明を省略する。
尚、図 9の場合と同様に、フレキシブル薄膜 20の表面に多くの凹凸部 (段差)を設 ければ、フレキシブル薄膜 20の表面距離が伸延されて図 15に示したものより表面抵 抗が増加するので、電流が剥身の放電電極 5aの放電発生部 15から周囲に漏電しな くなる。
また、実施の形態 2における加熱放電型印字ヘッドは、実施の形態 1とイオン照射 方向が異なるだけで、駆動方法は実施の形態 1と同様であるので説明を省略する。
[0061] 以上のように実施の形態 2における加熱放電型印字ヘッドによれば、実施の形態 1 の作用にカ卩え、以下の作用を有する。
(1)放電電極 5aの最下面 (先端)側に位置する放電発生部 15から下方に向力 部分 を残して、フレキシブル薄膜 20で被覆することにより、放電部 5の放電電極 5aからの 広範囲な放電を防止することができ、放電電極 5aの表面と略直角方向に効率よく放 電を発生させることができる。
(2)放電電極 5aの放電発生部 15以外の余分な所からは放電しないので、放電部 5 力もの漏電でドライバ IC6に被害を及ぼすことがなくなり放電制御の安定性に優れる と共に、漏電がなくなることにより、放電電極 5aに印加した印加電圧の低下を防止で き、放電の安定性を向上させることができる。
[0062] (実施の形態 3)
本発明の実施の形態 3における加熱放電型印字ヘッドについて、以下図面を参照 しながら説明する。
図 16は実施の形態 3における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の要部平面展開 図であり、図 17 (a)は図 16の F— F線矢視断面図であり、図 17 (b)は図 16の G— G 線矢視断面図である。
図 16及び 17において、実施の形態 3における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板 4eが実施の形態 1と異なるのは、フレキシブル基板 10の両面の内の一方の面側に 絶縁膜 10aを介して放電電極 5aを有する放電部 5が形成され、他方の面側に放電 電極 5aを加熱するための発熱部 13が形成された両面積層型である点である。
実施の形態 3における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板 4eの製造方法が、実施 の形態 1と異なるのは、フレキシブル基板 10の表裏に放電部 5及び発熱部 13を形成 している点であり、各工程は実施の形態 1と同様なので説明を省略する。
尚、本実施の形態では、フレキシブル基板 10の上面のみに前述の絶縁膜 14aと同 様の絶縁膜 10aを形成した力 絶縁膜 10aはフレキシブル基板 10の両面の内の少 なくとも一方の面に形成すればよい。これにより、確実に放電部 5と発熱部 13との間 を絶縁することができる。また、両面積層型のヘッド基板 4eにおいて、フレキシブル 基板 10の異なる側の面にそれぞれ放電部 5と発熱部 13を形成する際には、どちらを 先に形成しても良い。
次に、ヘッド基板の変形例について説明する。
図 18 (a)は実施の形態 3における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の第 1の変 形例を示す模式平面図であり、図 18 (b)は図 18 (a)の H— H線矢視模式断面図で ある。
図 18において、実施の形態 3におけるヘッド基板の第 1の変形例が実施の形態 3と 異なるのは、ヘッド基板 4fが、放電部 5の表面に覆設された耐熱性及び絶縁性を有 するフレキシブル被覆膜 17を有し、フレキシブル被覆膜 17が各々の放電電極 5aの 放電発生部 15 (発熱体 13a位置近傍）に当たる位置に略円形状の開口部 17aを有 する点である。フレキシブル被覆膜 17は前述のフレキシブル薄膜 14と同様にして形 成した。尚、独立した複数の開口部 17aを形成する代わりに、複数の放電電極 5aに またがった長孔状の開口部を形成してもよ 、。
放電電極 5aの放電発生部 15表面とフレキシブル被覆膜 17の表面との間に段差を 形成することができるので、放電電極 5aの放電発生部 15と対向配置される記録媒体 等との間のギャップを一定に保つことができ、放電電極 5aと記録媒体等との接触を防 止でき、放電発生部 15からの放電を安定させることができる。
[0064] 図 19は実施の形態 3における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の第 2の変形例 を示す模式断面図である。
図 19において、実施の形態 3におけるヘッド基板の第 2の変形例が第 1の変形例と 異なるのは、ヘッド基板 4gのフレキシブル被覆膜 17の表面に複数の凹凸部 17bが 形成されている点である。
これにより、フレキシブル被覆膜 17の表面距離を伸延させ表面抵抗を増加させるこ とができ、簡便に放電電極 5aの放電発生部 15から周囲への漏電を防止できる。尚、 フレキシブル被覆膜 17の表面の凹凸部 17bは、スクリーン印刷等を用いて容易に形 成することができる。あるいは、絶縁膜 10aと同じ材質を用いて、フレキシブル被覆膜
17の表面に凹凸部を形成しても良い。
[0065] 図 20 (a)は実施の形態 3における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の第 3の変 形例を示す模式平面図であり、図 20 (b)は図 20 (a)の I I線矢視模式断面図である 図 20において、実施の形態 3におけるヘッド基板の第 3の変形例が実施の形態 3と 異なるのは、ヘッド基板 4hの放電電極 5aの発熱体 13a側の端部力も水平方向に離 間して絶縁膜 10a上に誘導電極 18が形成されている点と、絶縁膜 10aと放電部 5と の間に誘導電極 18を覆設するフレキシブル薄膜 19及び絶縁膜 19aが形成されて ヽ る^;である。
誘導電極 18は絶縁膜 14a上に帯状に形成し接地した。放電部 5の放電電極 5aと 誘導電極 18間のギャップを常に一定に保つことができ、放電電極 5aと誘導電極 18 間に電圧を印加することにより、確実に放電を発生させることができる。放電は誘導 電極 18に引張られるように発生するが、記録媒体等の被イオン照射体側を接地する ことで、イオンは誘導電極 18が無い場合と同様に被イオン照射体に向力つて照射さ れる。
[0066] ヘッド基板 4e (4f, 4g, 4h)は柔軟性に富んで 、るため、実施の形態 1における加 熱放電型印字ヘッドのヘッド基板 4 (4a, 4b, 4c)と同様に、平面状態から放熱板 2の 端面部 3a,縁部 3b,隆起部 3c等の形状に合わせて湾曲或いは折曲する等して容 易に加工する（変形させる）ことができ、実施の形態 1と同様の加熱放電型印字ヘッド la, lb, lcを得ることができる。
[0067] 以上のように実施の形態 3における加熱放電型印字ヘッドによれば、実施の形態 1 の作用にカ卩え、以下の作用を有する。
(1)フレキシブル基板 10を挟んで発熱部 13と放電部 5を形成するので、別途、発熱 部 13と放電部 5を絶縁するためのフレキシブル薄膜を形成する必要がなく生産工数 を低減できると共に、フレキシブル基板 10を介して発熱部 13と放電部 5とが完全に 密着するので、熱の伝達効率が良くなり、加熱及び放電の効率性に優れる。
(2)フレキシブル基板 10が耐熱性及び絶縁性を有することにより、発熱体 13aの発 する熱で熱変形することがなく、発熱体 13a及び発熱体 13aに接続された電極を保 護して放電電極 5aとの絶縁性を確保でき、放電電極 5aの加熱を行うことができる。
(3)発熱部 13をフレキシブル薄膜 14で被覆することにより、高温になる発熱部 13が 剥き出しになるのを防止でき、発熱部 13と外部との絶縁性を確保でき安全性に優れ る。
(4)フレキシブル基板 10にピンホールが生じていても、フレキシブル基板 10に絶縁 膜 10aを形成することで発熱部 13と放電部 5との絶縁性を確保でき信頼性に優れる
[0068] (実施の形態 4)
本発明の実施の形態 4における加熱放電型印字ヘッドについて、以下図面を参照 しながら説明する。
図 21は実施の形態 4における放電デバイス分離型の加熱放電型印字ヘッドの構 成図であり、図 22 (a)は実施の形態 4における放電デバイス分離型の加熱放電型印 字ヘッドのヘッド基板の放電ユニットを示す模式断面図であり、図 22 (b)は実施の形 態 4における放電デバイス分離型の加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の発熱ュ- ットを示す模式断面図であり、図 22 (c)は実施の形態 4における放電デバイス分離型 の加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板を示す模式断面図であり、図 22 (d)は実施の 形態 4における放電デバイス分離型の加熱放電型印字ヘッドのヘッド基板の変形例 を示す模式断面図である。 [0069] 図 21及び 22において、実施の形態 4における加熱放電型印字ヘッドが実施の形 態 1乃至 3と異なるのは、放電部 5と発熱部 13とを別個にフレキシブル基板 10上に形 成して、それぞれを放電ユニット 21と発熱ユニット 22とし、発熱ユニット 22に放電ュ- ット 21を合体させてヘッド基板 4i, 4jとする放電デバイス分離型である点である。 図 22 (a) , (b)において、実施の形態 4における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基 板の放電ユニット 21及び発熱ユニット 22の製造方法力 実施の形態 3と異なるのは、 別々のフレキシブル基板 10に放電部 5及び発熱部 13を形成している点であり、各ェ 程は実施の形態 3と同様なので説明を省略する。
[0070] 図 22 (c)に示すように、放電ユニット 21と発熱ユニット 22をそのまま貼り合わせてへ ッド基板 4iとしてもよいし、図 22 (d)に示すように、放電ユニット 21の放電部 5と発熱 ユニット 22の発熱部 13を背中合わせにし、それぞれのフレキシブル基板 10同士を 貼り合わせてヘッド基板 4jとしてもよい。
尚、放電ユニット 21と発熱ユニット 22は耐熱性を有する接着剤で接着して一体ィ匕 する代わりに、放電ユニット 21と発熱ユニット 22の長手方向の両端部や外周部等を 上下から固定治具で挟んで固定することにより着脱自在としてもよい。固定治具はピ ン嵌合やねじ止め等の着脱自在な固定手段で固定すればよい。放電ユニット 21と発 熱ユニット 22の位置決めは、放電ユニット 21と発熱ユニット 22のいずれか一方にピ ンを突設し、他方に嵌合孔を穿設してピン嵌合で行うことができる。また、放電ュニッ ト 21と発熱ユニット 22の双方のフレキシブル基板 10に嵌合孔を穿設しておき、固定 治具のピンを利用して両者を位置決め固定してもよい。尚、発熱ユニット 22は放電ュ ニット 21を加熱する機能を有して 、ればよぐ柔軟性を有するフレキシブル基板 10 上に形成する代わりに、セラミック等の硬い基板上に形成してもよい。発熱ユニット 22 をセラミック等の硬 、基板上に形成する場合、発熱ユニット 22としては既存のサーマ ルプリントヘッドを使用することもできる。
本実施の形態では、実施の形態 1及び 3における加熱放電型印字ヘッドのヘッド基 板の第 1の変形例と同様に、放電部 5の表面に開口部 17aを有するフレキシブル被 覆膜 17を形成したが、実施の形態 1及び 3における加熱放電型印字ヘッドのヘッド 基板の第 2の変形例と同様に、フレキシブル被覆膜 17の表面に複数の凹凸部を形 成してもょ 、し、或いはフレキシブル被覆膜 17を設けなくてもよ 、。
[0071] 以上のように実施の形態 4における加熱放電型印字ヘッドによれば、実施の形態 1 乃至 3の作用に加え、以下の作用を有する。
(1)放電ユニット 21と発熱ユニット 22とを別個の部品として製造できるので、放電ュ ニット 21及び発熱ユニット 22のそれぞれの製造工程を簡素化でき、歩留まりを向上 でき量産性に優れる。
(2)放電ユニット 21と発熱ユニット 22のそれぞれの特性のばらつきを考慮して組み合 わせること〖こより、ヘッド基板 4i, 4jとしての特性のばらつきを低減してほぼ均一な性 能を得ることができ実用性、量産性に優れる。
(3)放電ユニット 21と発熱ユニット 22を着脱自在とした場合、いずれか一方に不具合 が発生した場合に、容易に交換或いは修理を行うことができ、特に放電電極 5aが摩 耗した際には、放電ユニット 21の取り替えで対応できるので、放電制御装置 7のラン ユングコストを低減でき、メンテナンス性、省資源性に優れる。特に、発熱ユニット 22 として既存のサーマルプリントヘッドを使用する場合に顕著な作用が得られる。
産業上の利用可能性
[0072] 本発明は、基板自体に柔軟性を持たせることにより、平面状態の基板に放電デバイ スを形成した後に、放電デバイスを形成した基板を所望の形状に加工することができ 加工性、組立作業性に優れ、基板及び放電デバイスの形成技術上の制約を克服す ることができる設計自在性、量産性、実用性に優れた加熱放電型印字ヘッドの提供 を行うことができ、水平プリンタ対応型の印字ヘッドとして好適に利用することができる

Claims

請求の範囲
[1] 放電制御電圧が印加された放電電極を温度制御することにより前記放電電極から 放電を発生させる加熱放電型印字ヘッドであって、
耐熱性及び絶縁性を有するフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の上に形 成された発熱体を有する発熱部と、前記発熱部を被覆した耐熱性及び絶縁性を有 するフレキシブル薄膜と、前記フレキシブル薄膜の上に形成され前記発熱体により加 熱される前記放電電極を有する放電部と、を備えたことを特徴とする加熱放電型印 子ヘッド。
[2] 前記フレキシブル薄膜の両面の内の少なくとも一方の面に形成された絶縁膜を備 えたことを特徴とする請求項 1に記載の加熱放電型印字ヘッド。
[3] 放電制御電圧が印加された放電電極を温度制御することにより前記放電電極から 放電を発生させる加熱放電型印字ヘッドであって、
耐熱性及び絶縁性を有するフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の両面の 内の一方の面側に形成された前記放電電極を有する放電部と、前記フレキシブル基 板の両面の内の他方の面側に形成され前記放電電極を加熱する発熱体を有する発 熱部と、を備えたことを特徴とする加熱放電型印字ヘッド。
[4] 前記発熱部を被覆した耐熱性及び絶縁性を有するフレキシブル薄膜を備えたこと を特徴とする請求項 3に記載の加熱放電型印字ヘッド。
[5] 放電制御電圧が印加された放電電極を温度制御することにより前記放電電極から 放電を発生させる加熱放電型印字ヘッドであって、
(a)耐熱性及び絶縁性を有するフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の両面 の内の一方の面側に形成された前記放電電極を有する放電部と、を備えた放電ュ -ッ卜と、
(b)前記放電電極を加熱する発熱体を有する発熱部を備え、前記放電ユニットの 前記フレキシブル基板の両面の内の他方の面側に配設された発熱ユニットと、を備 えたことを特徴とする加熱放電型印字ヘッド。
[6] 前記放電ユニットと前記発熱ユニットが着脱自在に配設されたことを特徴とする請 求項 5に記載の加熱放電型印字ヘッド。
[7] 前記フレキシブル基板の両面の内の少なくとも一方の面に形成された絶縁膜を備 えたことを特徴とする請求項 3乃至 6の内いずれか 1項に記載の加熱放電型印字へッ ド、。
[8] 前記フレキシブル基板の前記放電部側に前記放電電極と絶縁されて形成された誘 導電極を備えたことを特徴とする請求項 1乃至 7の内いずれか 1項に記載の加熱放 電型印字ヘッド。
[9] 前記放電電極に放電発生部を残して被覆された耐熱性及び絶縁性を有するフレ キシブル被覆膜を備えたことを特徴とする請求項 1乃至 8の内いずれか 1項に記載の 加熱放電型印字ヘッド。
[10] 前記フレキシブル被覆膜の表面に形成された凹凸部を備えたことを特徴とする請 求項 9に記載の加熱放電型印字ヘッド。
PCT/JP2005/020389 2004-11-19 2005-11-07 加熱放電型印字ヘッド Ceased WO2006054454A1 (ja)

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