DE112007000287T5

DE112007000287T5 - Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur

Info

Publication number: DE112007000287T5
Application number: DE112007000287T
Authority: DE
Inventors: Akihiko Nagaokakyo-shi Kamada; Norio Nagaokakyo-shi Sakai; Issei Nagaokakyo-shi Yamamoto
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2027-01-31
Also published as: JP4710974B2; WO2007097163A1; JPWO2007097163A1; US20080305425A1; US7736830B2; DE112007000287B4

Abstract

Ein Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur, mit:
einem ersten Schritt eines Erzeugens eines ersten Tonerbildes unter Verwendung eines ersten Toners und eines zweiten Tonerbildes unter Verwendung eines zweiten Toners jeweils mittels Elektrophotographie, wobei der erste Toner ein resistives Material enthält, wobei der zweite Toner einen von dem ersten Toner verschiedenen Widerstandswert aufweist; und
einem zweiten Schritt eines Transferierens und Fixierens des ersten Tonerbildes und des zweiten Tonerbildes auf ein zu druckendes Objekt, um die Schaltungsstruktur zu bilden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur und insbesondere auf ein Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur mittels Drucken unter Verwendung von Elektrophotographie.
Stand der Technik
Eine keramische Mehrschichtleiterplatte umfasst eine Widerstandsstruktur, die als Widerstandselement dient, und eine Schaltungsstruktur, die eine Leiterstruktur umfasst, die als Induktor und als Kondensatorelektrode dient.
Beispielsweise wird eine Widerstandsstruktur in einer keramischen Mehrschichtleiterplatte dadurch gebildet, dass resistive Paste auf eine keramische Grünschicht aufgebracht wird, indem ein aus der keramischen Grünschicht und einer anderen keramischen Grünschicht gebildetes Grünlaminat gebildet wird und indem das Grünlaminat gebrannt wird.
Eine Widerstandsstruktur auf der Oberfläche einer keramischen Mehrschichtleiterplatte wird allgemein dadurch gebildet, dass resistive Paste, die auf eine gebrannte keramische Mehrschichtleiterplatte aufgebracht wird, gebacken wird. Eine Widerstandsstruktur auf der Oberfläche einer keramischen Mehrschichtleiterplatte kann auch durch ein Brennen einer auf ein Grünlaminat aufgebrachten resistiven Paste gebildet werden.
Der Widerstandswert einer Widerstandsstruktur wird durch die folgenden beiden Verfahren, alleine oder in Kombination, gesteuert.
Ein erstes Verfahren stützt sich auf eine Größensteuerung einer Widerstandsstruktur. Um den Widerstandswert zu erhöhen, wird beispielsweise der Elektrodenabstand erhöht, die Elektrodenbreite verringert oder die Dicke eines gedruckten Films verringert. Die Umkehrung dieser Vorgänge kann durchgeführt werden, um den Widerstandswert zu verringern.
Ein gebrannter Dickfilmwiderstand wird üblicherweise mit einem Laser getrimmt, um den Widerstandswert mit hoher Präzision zu steuern (siehe beispielsweise Patentschrift 1).
Gemäß einem zweiten Verfahren wird der Widerstandswert einer Widerstandsstruktur durch den Widerstandswert von resistiver Paste gesteuert. Mit einer Verringerung der Größe und des Profils von Komponenten wird auch der Widerstandsstrukturbereich verringert. Deshalb ist es extrem schwierig, den Widerstandswert einer Widerstandsstruktur durch ein Verändern der Abmessungen der Widerstandsstruktur zu verändern. Unter diesen Umständen wird eine Mehrzahl von resistiven Pasten, die unterschiedliche Widerstände aufweisen, entsprechend kombiniert, um einen gewünschten Widerstandswert zu erzielen.
Jedoch beinhaltet dies viele Arten von resistiven Pasten, die unterschiedliche Widerstände aufweisen, was somit eine komplizierte Bestandsverwaltung und beträchtliche Verwaltungskosten erforderlich macht.
Um also die komplizierte Verwaltung von resistiven Pasten zu vermeiden, kann eine begrenzte Anzahl von Pasten, die unterschiedliche Widerstände aufweisen, vermischt werden, um einen gewünschten Widerstandswert zu liefern. Ein derartiges Mischverfahren, das einen Grundstock lediglich einer begrenzten Anzahl von resistiven Pasten, die unterschiedliche Widerstände aufweisen (beispielsweise 10, 100, 1.000 und 10.000 Ohm pro Quadrat) beinhaltet, findet bisher breite Anwendung (siehe beispielsweise Patentschrift 2).

Patentschrift 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 63-261796
Patentschrift 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 62-290102

Offenbarung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Eine keramische Mehrschichtleiterplatte umfasst viele keramische Schichten, um diverse Schaltungen zu integrieren. Widerstandsstrukturen, die unterschiedliche Widerstände aufweisen, sind auf derselben Schicht integriert. Um Widerstandsstrukturen zu bilden, die unterschiedliche Widerstände aufweisen, muss resistive Paste und eine Druckplatte für jede der Widerstandsstrukturen durch eine andere resistive Paste und eine andere Druckplatte ersetzt werden.
Um beispielsweise fünf Widerstandsstrukturen, die unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen, auf einer einzigen Schicht herzustellen, benötigt sogar das oben beschriebene Mischverfahren bis zu fünf Mischungen von resistiven Pasten und fünf Druckplatten, wodurch fünf Druckzyklen benötigt werden, während die Druckplatte und die resistive Paste jede Widerstandsstruktur ersetzt werden.
Angesichts der oben beschriebenen Situationen liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum problemlosen Bilden einer Schaltungsstruktur, die einen gewünschten Widerstandswert aufweist.
Mittel zum Lösen der Probleme
Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur, die die folgende Struktur aufweist, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen.
Ein Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur umfasst (1) einen ersten Schritt eines Bildens eines ersten Tonerbildes unter Verwendung eines ersten Toners sowie eines zweiten Tonerbildes unter Verwendung eines zweiten Toners jeweils mittels Elektrophotographie, wobei der erste Toner ein resistives Material enthält, der zweite Toner einen von dem ersten Toner unterschiedlichen Widerstandswert aufweist; und (2) einen zweiten Schritt eines Transferierens und Fixierens des ersten Tonerbildes und des zweiten Tonerbildes an ein bzw. auf einem zu druckenden Objekt, um die Schaltungsstruktur zu bilden.
Somit können das erste Tonerbild und das zweite Tonerbild, das einen von dem ersten Tonerbild unterschiedlichen Widerstandswert aufweist, entsprechend kombiniert werden, um den Widerstandswert einer Schaltungsstruktur, die aus dem ersten Tonerbild und dem zweiten Tonerbild gebildet ist, zu steuern.
Bei dem ersten Schritt kann der zweite Toner eine andere Menge desselben resistiven Materials wie der erste Toner enthalten, oder er kann ein anderes resistives Material als der erste Toner enthalten. Ferner können das erste Tonerbild und das zweite Tonerbild gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeiten erzeugt werden.
Der zweite Schritt kann nach der Einleitung des ersten Schritts begonnen werden und kann vor Abschluss des ersten Schritts begonnen werden. Beispielsweise kann das erste Tonerbild, nachdem das erste Tonerbild erzeugt wurde, vor der Erzeugung des zweiten Tonerbildes transferiert oder fixiert werden.
Vorzugsweise ist der erste Toner ein einen Leiter enthaltender Toner, bei dem ein Widerstandspartikel mit einer Harzschicht überzogen ist. Der zweite Toner ist ein Glas enthaltender Toner, bei dem ein Glaspartikel mit einer Harzschicht überzogen ist. Stärker bevorzugt enthalten die Harzschichten des einen Leiter enthaltenden Toners und/oder des Glas enthaltenden Toners ein Ladungssteuerungsmittel.
Der einen Leiter enthaltende Toner und der Glas enthaltende Toner können kombiniert werden, um den möglichen Widerstandsbereich einer Schaltungsstruktur zu erhöhen.
Vorzugsweise ist der erste Toner ein Toner zum Bilden einer Struktur mit niedrigem Widerstandswert. Dieser Toner ist aus einem Widerstandspartikel, aus auf der Oberfläche des Widerstandspartikels angeordneter Glasfritte und aus einer um das Widerstandspartikel herum angeordneten Harzschicht gebildet. Vorzugsweise ist der zweite Toner ein Toner zum Bilden einer Struktur mit hohem Widerstandswert. Dieser Toner weist dieselbe Struktur auf wie der Toner zum Bilden einer Struktur mit niedrigem Widerstandswert, mit der Ausnahme, dass die Menge der Glasfritte größer ist als in dem Toner zum Bilden einer Struktur mit niedrigem Widerstandswert. Stärker bevorzugt enthält die Harzschicht des Toners zum Bilden einer Struktur mit niedrigem Widerstandswert und/oder des Toners zum Bilden einer Struktur mit hohem Widerstandswert ein Ladungssteuerungsmittel.
Der Toner zum Bilden einer Struktur mit niedrigem Widerstandswert und der Toner zum Bilden einer Struktur mit hohem Widerstandswert können kombiniert werden, um den Widerstandswert einer Schaltungsstruktur minutiös und problemlos zu steuern.
Bei dem ersten Schritt werden vorzugsweise der erste Toner und der zweite Toner auf einen gemeinsamen Photorezeptor aufgebracht, um das erste Tonerbild bzw. das zweite Tonerbild zu erzeugen. Bei dem zweiten Schritt werden das erste Tonerbild und das zweite Tonerbild, die auf dem gemeinsamen Photorezeptor erzeugt wurden, vorzugsweise gleichzeitig transferiert und werden an dem zu druckenden Objekt fixiert.
Die Erzeugung des ersten Tonerbildes und des zweiten Tonerbildes auf dem gemeinsamen Photorezeptor ermöglicht, dass das erste Tonerbild und das zweite Tonerbild mit hoher Präzision ausgerichtet werden. Ferner verringert die Verwendung des gemeinsamen Photorezeptors die Anzahl von Komponenten und verbessert somit die Miniaturisierung der Vorrichtung.
Bei dem ersten Schritt wird vorzugsweise der erste Toner verwendet, um das erste Tonerbild auf einem Photorezeptor zu erzeugen, und der zweite Toner wird verwendet, um das zweite Tonerbild auf einem anderen Photorezeptor zu erzeugen. Bei dem zweiten Schritt werden das erste Tonerbild und das zweite Tonerbild vorzugsweise an einen gemeinsamen Zwischentransferkörper transferiert, und das erste Tonerbild und das zweite Tonerbild, die an den Zwischentransferkörper transferiert wurden, werden anschließend an das zu druckende Objekt transferiert.
Somit können sich das erste Tonerbild und das zweite Tonerbild ohne weiteres gegenseitig überlappen.
Bei dem zweiten Schritt wird vorzugsweise das erste Tonerbild transferiert und fixiert, und anschließend wird das zweite Tonerbild transferiert und fixiert.
Wenn das erste Tonerbild und das zweite Tonerbild separat transferiert und fixiert werden, werden der erste Toner, der das erste Tonerbild erzeugt, und der zweite Toner, der das zweite Tonerbild erzeugt, vernachlässigbar gemischt. Somit können ein erstes Schaltungsstrukturelement, das durch das Transferieren und Fixieren des ersten Tonerbildes gebildet ist, und ein zweites Schaltungsstrukturelement, das durch das Transferieren und Fixieren des zweiten Tonerbildes gebildet ist, unabhängig voneinander problemlos einen gewünschten Widerstandswert aufweisen.
Bezüglich eines bevorzugten Aspekts eines Verfahrens zum Bilden einer Schaltungsstruktur ist das erste Schaltungsstrukturelement zwischen ein Paar von Elektroden geschaltet, die auf dem zu druckenden Objekt angeordnet sind, und das zweite Schaltungsstrukturelement ist an zumindest einem Teil des ersten Schaltungsstrukturelements platziert.
Nach der Bildung einer Schaltungsstruktur kann das zweite Schaltungsstrukturelement teilweise entfernt werden, um den Widerstandswert der Schaltungsstruktur fein einzustellen.
Bezüglich eines weiteren bevorzugten Aspekts eines Verfahrens zum Bilden einer Schaltungsstruktur ist (a) ein erstes Schaltungsstrukturelement, das durch das Transferieren und Fixieren des ersten Tonerbildes gebildet ist, mit einer eines Paares von Elektroden, die auf dem zu druckenden Objekt angeordnet sind, verbunden, ist (b) ein zweites Schaltungsstrukturelement, das durch das Transferieren und Fixieren des zweiten Tonerbildes gebildet ist, mit der anderen des Paares von Elektroden verbunden, die auf dem zu druckenden Objekt angeordnet sind, und ist (c) das zweite Schaltungsstrukturelement an zumindest einem Teil des ersten Schaltungsstrukturelements platziert.
Da das erste Schaltungsstrukturelement und das zweite Schaltungsstrukturelement zwischen ein Paar von Elektroden in Reihe geschaltet sind, kann der Widerstandswert der Schaltungsstruktur ohne weiteres geschätzt werden.
Bezüglich eines weiteren bevorzugten Aspekts eines Verfahrens zum Bilden einer Schaltungsstruktur werden eine Mehrzahl von ersten Stücken eines ersten Schaltungsstrukturelements, das durch das Transferieren und Fixieren des ersten Tonerbildes gebildet ist, und eine Mehrzahl von zweiten Stücken eines zweiten Schaltungsstrukturelements, das durch das Transferieren und Fixieren des zweiten Tonerbildes gebildet ist, alternativ derart platziert, dass die ersten Stücke und die zweiten Stücke über das zu druckende Objekt zueinander benachbart sind.
Diese Struktur kann die Dicke der Schaltungsstruktur verringern. Außerdem kann die Struktur einen im Wesentlichen einheitlichen Widerstandswert der Schaltungsstruktur über das zu druckende Objekt erzielen.
Vorzugsweise werden das erste Tonerbild und das zweite Tonerbild bei dem ersten Schritt so geschichtet, dass der erste Toner und der zweite Toner gemischt werden.
Das Mischen des ersten Toners und des zweiten Toners kann zu einem im Wesentlichen einheitlichen Widerstandswert einer Schaltungsstruktur über das zu druckende Objekt führen.
Vorzugsweise ist das zu druckende Objekt eine keramische Grünschicht.
Dies ermöglicht, dass eine Schaltungsstruktur im Vergleich zu einer Schaltungsstruktur, die durch ein Aufbringen von resistiver Paste auf eine keramische Grünschicht gebildet wird, auf effiziente und präzise Weise auf einer keramischen Grünschicht gebildet wird.
Vorzugsweise umfasst ein Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur ferner einen dritten Schritt eines Laminierens einer Mehrzahl von keramischen Grünschichten, einschließlich der keramischen Grünschicht, auf der die Schaltungsstruktur gebildet ist, um ein Laminat zu bilden; und einen vierten Schritt eines Brennens des Laminats zusammen mit der Schaltungsstruktur.
In diesem Fall wird die Schaltungsstruktur gebacken, während die keramische Grünschicht gebrannt wird. Somit kann eine Schaltungsstruktur einer einheitlichen Qualität auf effiziente Weise gebildet werden.
Vorteile der Erfindung
Ein Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung kann ohne weiteres eine Schaltungsstruktur liefern, die einen gewünschten Widerstandswert aufweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1(A) und 1(B) sind schematische Ansichten von Tonerstrukturen. (Beispiel 1-1)
2(A) und 2(B) sind schematische Ansichten von Tonerstrukturen. (Beispiel 1-2)
3 ist eine schematische Ansicht eines elektrophotographischen Druckers. (Beispiel 2-1)
4 ist eine schematische Ansicht eines weiteren elektrophotographischen Druckers. (Beispiel 2-2)
5 ist eine schematische Ansicht eines wieder anderen elektrophotographischen Druckers. (Modifikation des Beispiels 2-2)
6 ist eine schematische Ansicht eines elektrophotographischen Druckers. (Beispiel 2-3)
7(A) und 7(B) sind (A) eine Querschnittsansicht und (B) eine Draufsicht, die den Druckzustand veranschaulichen. (Beispiel 3-1)
8 ist eine Draufsicht, die den Druckzustand veranschaulicht. (Modifikation 1 des Beispiels 3-1)
9 ist eine Draufsicht, die den Druckzustand veranschaulicht (Modifikation 2 des Beispiels 3-1)
10 ist eine Querschnittsansicht, die den Druckzustand veranschaulicht. (Modifikation 3 des Beispiels 3-1)
11 ist eine Draufsicht, die den Druckzustand veranschaulicht (Modifikation 4 des Beispiels 3-1)
12(A) und 12(B) sind (A) eine Querschnittsansicht und (B) eine Draufsicht, die den Druckzustand veranschaulichen. (Beispiel 3-2)
13(A) und 13(B) sind (A) eine Querschnittsansicht und (B) eine Draufsicht, die den Druckzustand veranschaulichen. (Beispiel 3-3)
14(A) und 14(B) sind (A) eine Querschnittsansicht und (B) eine Draufsicht, die den Sinterzustand veranschaulichen. (Beispiel 3-3)

1 und 2: Toner
4, 4x und 4y: keramische Grünschicht
6, 6a, 6b, 6x und 6y: Elektrode
10: Harzschicht
11: Ladungssteuerungsmittel
12: Leitertoner
13: Widerstandspartikel (einen Widerstand enthaltender Toner)
14: Glastoner (Glas enthaltender Toner)
15: Glaspartikel
16: Toner mit niedrigem Widerstandswert (Toner zum Bilden einer Struktur mit niedrigem Widerstandswert)
17: Glasfritte
18: Toner mit hohem Widerstandswert (Toner zum Erzeugen einer Struktur mit hohem Widerstandswert)
20, 20a, 20b und 20s: elektrophotographische Vorrichtung
21, 22 und 24: Entwicklungseinheit
30: Photorezeptor
32: Ladevorrichtung
34: Belichtungsvorrichtung
36: Reinigungsvorrichtung
40, 41a und 41b: Elektrophotographie-Maschineneinheit
42 und 43: Zwischentransferkörper
44, 44a, 44b und 45: Transfervorrichtung
46: Fixierungsvorrichtung
50 und 60: Widerstandsstruktur (Schaltungsstruktur)
70, 70s und 70t: erstes Widerstandsstrukturelement (erstes Schaltungsstrukturelement)
72, 72a, 72b, 72s und 72t: zweites Widerstandsstrukturelement (zweites Schaltungsstrukturelement)
81 und 82: Toner
84: Widerstandsstruktur (Schaltungsstruktur)

Beste Modi zum Ausführen der Erfindung
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf 1 bis 14 beschrieben.
Im Folgenden wird die Bildung einer Schaltungsstruktur eines Widerstandselements (hiernach als „Widerstandsstruktur" bezeichnet) im Inneren einer keramischen Mehrschichtleiterplatte beschrieben. Eine Widerstandsstruktur wird mittels Elektrophotographie, d. h. durch Erzeugen eines Tonerbildes mit einem Toner, der ein resistives Material enthält, und durch Transferieren und Fixieren des Tonerbildes an eine bzw. auf einer keramischen Grünschicht, die ein zu druckendes Objekt ist, gebildet. Zumindest zwei Tonertypen, die nach einem Brennen unterschiedliche Widerstände aufweisen, können entsprechend kombiniert werden, um eine Widerstandsstruktur zu bilden, die einen gewünschten Widerstandswert aufweist.
Zuerst werden unterschiedliche Tonertypen, die unterschiedliche Widerstände aufweisen, zur Verwendung bei der Bildung einer Widerstandsstruktur unter Bezugnahme auf 1 und 2 nachstehend beschrieben.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 1-1
Als Beispiele von Toner, die unterschiedliche Widerstände aufweisen, zur Verwendung bei der Bildung einer Widerstandsstruktur veranschaulichen 1(A) und 1(B) schematisch einen Leitertoner 12 und einen Glastoner 14.
Wie in 1(A) veranschaulicht ist, ist bei dem Leitertoner 12 ein Widerstandspartikel 13, das aus einem resistiven Material wie z. B. Rutheniumoxid gebildet ist, mit einer Harzschicht 10, die ein Ladungssteuerungsmittel 11 enthält, überzogen.
Der Leitertoner 12 kann wie folgt hergestellt werden. Zuerst werden ein Rutheniumoxidpulver, das eine durchschnittliche Partikelgröße von 6,1 μm aufweist, ein Styrenacrylharz und ein Azo-Ladungssteuerungsmittel in einem Hybridisierungssystem (Nara Machinery Co., Ltd.) in einem Gewichtsverhältnis von 90:9,9:0,1 gemischt, um einen Leitertoner 12 zu erzeugen, der eine durchschnittliche Partikelgröße von 7,3 μm aufweist. Der Leitertoner 12 und ein Ferritträger, der eine durchschnittliche Partikelgröße von 60 μm aufweist, werden in einem Gewichtsverhältnis von 20:80 gemischt, um einen Entwickler zu erzeugen, der den Toner 12 und den Ferritträger enthält.
Wie in 1(B) veranschaulicht ist, wird in dem Glastoner 14 ein Glaspartikel 15, das aus einem resistiven Material wie z. B. Borsilikatglas gebildet ist, mit einer Harzschicht 10, die ein Ladungssteuerungsmittel 11 enthält, überzogen.
Der Glastoner 14 kann wie folgt hergestellt werden. Zuerst werden B₂O₃, SiO₂, BaO, CaO und Al₂O₃ als Rohmaterialien einer nicht reduzierbaren Borsilikat-Glasfritte hergestellt. Diese Materialien werden in einem Molverhältnis von 36,0:31,7:18,0:9,3:5,0 gemischt. Das Gemisch wird bei einer Temperatur im Bereich von 1200°C bis 1350°C geschmolzen und anschließend in reinem Wasser gequentscht. Das gequentschte Gemisch wird mit einer Schwingmühle zu nicht reduzierbarer Glasfritte, die eine durchschnittliche Partikelgröße von 1 μm oder weniger aufweist, pulverisiert. Die Glasfritte, ein Styrenacrylharz und ein Azo-Ladungssteuerungsmittel werden in einem Hybridisierungssystem (Nara Machinery Co., Ltd.) in einem Gewichtsverhältnis von 90:9,9:0,1 gemischt, um einen Glastoner 14 zu erzeugen, der eine durchschnittliche Partikelgröße von 8,2 μm aufweist. Der Glastoner 14 und ein Ferritträger, der eine durchschnittliche Partikelgröße von 60 μm aufweist, werden in einem Gewichtsverhältnis von 20:80 gemischt, um einen Entwickler zu erzeugen, der den Glastoner 14 und den Ferritträger enthält.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 1-2
Als andere Tonertypen, die unterschiedliche Widerstände aufweisen, zur Verwendung bei der Bildung einer Widerstandsstruktur veranschaulichen 2(A) und 2(B) schematisch einen niederohmigen Toner 16, der einen relativ niedrigen Widerstandswert aufweist, bzw. einen hochohmigen Toner 18, der einen relativ hohen Widerstandswert aufweist.
Wie in 2(A) veranschaulicht ist, enthält in dem Toner 16 mit niedrigem Widerstandswert ein Widerstandspartikel 13, das aus einem resistiven Material wie z. B. Rutheniumoxid gebildet ist, eine Glasfritte 17, die in der Oberfläche desselben eingebettet ist, und ist mit einer Harzschicht 10, die ein Ladungssteuerungsmittel 11 enthält, überzogen.
Der Toner 16 mit niedrigem Widerstandswert kann wie folgt hergestellt werden. B₂O₃, SiO₂, BaO, CaO und Al₂O₃ werden als Rohmaterialien einer nicht reduzierbaren Borsilikat-Glasfritte hergestellt. Diese Materialien werden in einem Molverhältnis von 36,0:31,7:18,0:9,3:5,0 gemischt. Das Gemisch wird bei einer Temperatur im Bereich von 1200°C bis 1350°C geschmolzen und anschließend in reinem Wasser gequentscht. Das gequentschte Gemisch wird mit einer Schwingmühle zu nicht reduzierbarer Glasfritte, die eine durchschnittliche Partikelgröße von 1 μm oder weniger aufweist, pulverisiert. Diese nicht reduzierbare Glasfritte und ein Rutheniumoxidpulver werden in einem Hybridisierungssystem (Nara Machinery Co., Ltd.) in einem Gewichtsverhältnis von 10:90 gemischt, um ein zusammengesetztes Pulver zu erzeugen, das die nicht reduzierbare Glasfritte enthält, die in der Oberfläche des Rutheniumoxidpulvers eingebettet ist. Das zusammengesetzte Pulver, ein Styrenacrylharz und ein Azo-Ladungssteuerungsmittel werden in einem Hybridisierungssystem (Nara Machinery Co., Ltd.) in einem Gewichtsverhältnis von 90:9,9:0,1 gemischt, um einen Toner 16 mit niedrigem Widerstandswert zu erzeugen, der eine durchschnittliche Partikelgröße von 8,2 µm aufweist. Der Toner 16 mit niedrigem Widerstandswert und ein Ferritträger, der eine durchschnittliche Partikelgröße von 60 µm aufweist, werden in einem Gewichtsverhältnis von 20:80 gemischt, um einen Entwickler zu erzeugen, der den Toner 16 mit niedrigem Widerstandswert und den Ferritträger enthält.
Wie in 2(B) veranschaulicht ist, enthält bei dem Toner 18 mit hohem Widerstandswert ein Widerstandspartikel 13, das aus einem resistiven Material wie z. B. Rutheniumoxid gebildet ist, die Glasfritte 17, die in der Oberfläche desselben eingebettet ist, und ist mit einer Harzschicht 10, die ein Ladungssteuerungsmittel 11 enthält, überzogen. Der Toner 18 mit hohem Widerstandswert weist dieselbe Struktur auf wie der Toner 16 mit niedrigem Widerstandswert, enthält jedoch die Glasfritte 17 in einer anderen Menge als der Toner 16 mit niedrigem Widerstandswert. Das heißt, dass sich der Widerstandswert des Toners mit dem Gehalt der Glasfritte 17 erhöht. Das Widerstandspartikel des Toners 18 mit hohem Widerstandswert kann sich von dem Widerstandspartikel des Toners 16 mit niedrigem Widerstandswert unterscheiden. Da jedoch der Widerstandswert durch den Glasfrittengehalt gesteuert werden kann, sind diese Widerstandspartikel in Bezug auf die Verwaltungskosten vorzugsweise vom selben Typ und weisen dieselbe Größe auf.
Der Toner 18 mit hohem Widerstandswert kann wie folgt hergestellt werden. B₂O₃, SiO₂, BaO, CaO und Al₂O₃ werden als Rohmaterialien einer nicht reduzierbaren Borsilikat-Glasfritte hergestellt. Diese Materialien werden in einem Molverhältnis von 36,0:31,7:18,0:9,3:5,0 gemischt. Das Gemisch wird bei einer Temperatur im Bereich von 1200°C bis 1350°C geschmolzen und anschließend in reinem Wasser gequentscht. Das gequentschte Gemisch wird mit einer Schwingmühle zu nicht reduzierbarer Glasfritte, die eine durchschnittliche Partikelgröße von 1 µm oder weniger aufweist, pulverisiert. Diese nicht reduzierbare Glasfritte und ein Rutheniumoxidpulver werden in einem Hybridisierungssystem (Nara Machinery Co., Ltd.) in einem Gewichtsverhältnis von 30:70 gemischt, um ein zusammengesetztes Pulver zu erzeugen, das die nicht reduzierbare Glasfritte enthält, die in der Oberfläche des Rutheniumoxidpulvers eingebettet ist. Das zusammengesetzte Pulver, ein Styrenacrylharz und ein Azo-Ladungssteuerungsmittel werden in einem Hybridisierungssystem (Nara Machinery Co., Ltd.) in einem Gewichtsverhältnis von 90:9,9:0,1 gemischt, um einen Toner 18 mit hohem Widerstandswert zu erzeugen, der eine durchschnittli che Partikelgröße von 8,2 µm aufweist. Der Toner 18 mit hohem Widerstandswert und ein Ferritträger, der eine durchschnittliche Partikelgröße von 60 µm aufweist, werden in einem Gewichtsverhältnis von 20:80 gemischt, um einen Entwickler zu erzeugen, der den Toner 18 mit hohem Widerstandswert und den Ferritträger enthält.
Obwohl das Ladungssteuerungsmittel bei diesem Ausführungsbeispiel in dem Harz dispergiert ist, kann das Ladungssteuerungsmittel auch auf der Oberfläche des Harzes dispergiert sein.
Eine elektrophotographische Vorrichtung zum Erzeugen eines Tonerbildes und zum Transferieren und Fixieren des Tonerbildes wird nachstehend unter Bezugnahme auf 3 bis 6 beschrieben.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 2-1
3 veranschaulicht schematisch die Struktur einer elektrophotographischen Vorrichtung 20 vom Einwalzentyp.
Die elektrophotographische Vorrichtung 20 umfasst eine Elektrophotographie-Maschineneinheit 40, eine Transfervorrichtung 44 und eine Fixierungsvorrichtung 46.
Die Elektrophotographie-Maschineneinheit 40 umfasst eine Ladevorrichtung 32, eine Belichtungsvorrichtung 34, eine erste Entwicklungseinheit 22, eine zweite Entwicklungseinheit 24 und eine Reinigungsvorrichtung 36, die jeweils um einen Photorezeptor 30 vom Walzentyp herum angeordnet sind. Die Ladevorrichtung 32 elektrisiert die Oberfläche 31 des Photorezeptors 30. Beispielsweise ist die Ladevorrichtung 32 eine Koronaladevorrichtung. Die Belichtungsvorrichtung 34 bestrahlt die Oberfläche 31 des Photorezeptors 30 mit Licht, um eine gewünschte latente Bildstruktur (nicht gezeigt) zu erzeugen. Die erste Entwicklungseinheit 22 lie fert einen ersten Toner 1, der ein resistives Material enthält, auf die auf dem Photorezeptor 30 gebildete latente Bildstruktur, um ein erstes Tonerbild zu entwickeln. Die zweite Entwicklungseinheit 24 liefert einen zweiten Toner 2, der ein resistives Material enthält, auf die auf dem Photorezeptor 30 gebildete latente Bildstruktur, um ein zweites Tonerbild zu entwickeln. Die Reinigungsvorrichtung 36 reinigt die Oberfläche 31 des Photorezeptors 30, nachdem ein Tonerbild transferiert wurde.
Die Transfervorrichtung 44 transferiert den ersten Toner 1 und den zweiten Toner 2 des auf der Oberfläche 31 des Photorezeptors 30 erzeugten ersten und zweiten Tonerbildes auf eine keramische Grünschicht 4, die ein zu druckendes Objekt ist.
Die Fixierungsvorrichtung 46 fixiert den ersten Toner 1 und den zweiten Toner 2, die auf die keramische Grünschicht 4 transferiert wurden, um eine vorbestimmte Widerstandsstruktur 3 auf der keramischen Grünschicht 4 zu bilden. Beispielsweise ist die Fixierungsvorrichtung 46 eine Blitzlampe.
Nachstehend wird die Funktionsweise der elektrophotographischen Vorrichtung 20 beschrieben.
Während der Photorezeptor 30 in der durch einen Pfeil 38 angegebenen Richtung gedreht wird, wird zunächst die Oberfläche des Photorezeptors 30 bei einem konstanten Potential (z. B. negative Ladung) durch die Ladevorrichtung 32 gleichmäßig elektrisiert. Beispiele des elektrostatischen Ladens umfassen Scorotron-Laden, Rollen-Laden und Bürsten-Laden.
Ansprechend auf ein Bildsignal, das der Widerstandsstruktur entspricht, bestrahlt die Belichtungsvorrichtung 34 anschließend die Oberfläche 31 des Photorezeptors 30 mit Licht, um negative Ladungen an dem bestrahlten Abschnitt zu beseitigen, wodurch ein Elektrische-Ladung-Bild (elektro statisches latentes Bild) erzeugt wird, das der Widerstandsstruktur auf der Oberfläche 31 des Photorezeptors 30 entspricht. Das Licht kann durch einen Laseroszillator oder eine Licht emittierende Diode (LED – light-emitting diode) erzeugt werden.
Der erste Toner 1, der ein resistives Material enthält, wird anschließend mit der ersten Entwicklungseinheit 22 elektrostatisch auf das elektrostatische latente Bild aufgebracht, um ein sichtbares Bild (erstes Tonerbild) zu erzeugen.
Der zweite Toner 2, der ein resistives Material enthält, wird anschließend mit der zweiten Entwicklungseinheit 24 elektrostatisch auf das elektrostatische latente Bild aufgebracht, um ein sichtbares Bild (zweites Tonerbild) zu erzeugen.
Der erste Toner 1 und der zweite Toner 2 in den Entwicklungseinheiten 22 und 24 werden mit einem Träger gemischt. Der erste Toner 1 und der zweite Toner 2 sind negativ geladen, und der Träger ist positiv geladen. Der erste Toner 1 und der zweite Toner 2 werden mit Entwicklungshülsen 23 und 25 umgekehrt auf den Photorezeptor 30 aufgebracht. Der Träger wird aus den Entwicklungshülsen 23 und 25 wiedergewonnen, ohne abzufallen. Im Einzelnen sind die Trägerpartikel an den Entwicklungshülsen 23 und 25 auf Grund einer Magnetkraft zwischen Trägerpartikeln aufgerichtet. Die Spitze der Trägerpartikel streicht über die Oberfläche 31 des Photorezeptors 30. Der erste Toner 1 und der zweite Toner 2, die an der Spitze der Trägerpartikel angeordnet sind, werden auf eine Weise auf das elektrostatische latente Bild aufgebracht, die von dem Gleichgewicht der elektrostatischen Kraft zwischen dem Träger, dem Toner und dem Photorezeptor abhängt, wodurch das Tonerbild entwickelt wird.
Ein Trägerpartikel, das eine größere Größe aufweist, weist eine geringere Wahrscheinlichkeit auf, bei der Entwicklung von den Entwicklungshülsen abzufallen, im Fall einer Verwendung eines derartigen Trägerpartikels wird es jedoch schwieriger, die Widerstandsstruktur präzise zu bilden. Andererseits fallen Trägerpartikel, die eine geringere Größe aufweisen, leichter von den Entwicklungshülsen ab, es wird jedoch leichter, die Widerstandsstruktur präzise zu bilden. Somit liegt die Trägerpartikelgröße vorzugsweise im Bereich zwischen 25 und 80 µm.
Wie bei dem Toner ist auch der Träger eine magnetische Substanz, z. B. Ferrit, die bzw. das mit einem Harz überzogen ist. Vorzugsweise ist der Glasübergangspunkt Tg^c oder der Glaserweichungspunkt Ts^c des auf dem Träger gebildeten Harzes zumindest 20°C höher als die Fixierungstemperatur des Toners. Mit anderen Worten ist der Glasübergangspunkt Tg^c oder der Glaserweichungspunkt Ts^c vorzugsweise zumindest 20°C höher als der Glasübergangspunkt Tg^t oder der Glaserweichungspunkt Ts^t des auf dem Toner gebildeten Harzes (Tg^c ≥ Tg^t + 20°C oder Ts^c ≥ Ts^t + 20°C). Der Grund hierfür liegt darin, dass, wenn der Glasübergangspunkt Tg^c oder der Glaserweichungspunkt Ts^c nahe bei der oder nicht höher als die Fixierungstemperatur des Toners liegt, Trägerverunreinigungen in dem Tonerbild ebenfalls fixiert werden und schwierig zu beseitigen sind.
Die Entwicklungseinheiten 22 und 24 sind dahin gehend entworfen, die Dichte des Tonerbildes, das heißt die Menge des an den Photorezeptor 30 gelieferten ersten Toners 1 und zweiten Toners 2, zu steuern. Beispielsweise wird die Position oder die Magnetfeldintensität einer Magnetrolle, die ein Magnetfeld zum Liefern von Toner an die Entwicklungshülsen 23 und 25 erzeugt, dahin gehend verändert, die Menge an Toner, der auf die Entwicklungshülsen 23 und 25 aufgebracht wird, zu steuern.
Dann, während die keramische Grünschicht 4, die durch die Transfervorrichtung 44 positiv geladen ist, in die Nähe der oder in Kontakt mit der Oberfläche 31 des Photorezeptors 30 gebracht wird, wird die keramische Grünschicht 4 synchron zu der Drehung des Photorezeptors 30 in die durch einen Pfeil 6 angegebene Richtung befördert. Somit wird das auf der Oberfläche 31 des Photorezeptors 30 erzeugte Tonerbild (der erste Toner 1 und der zweite Toner 2) auf die Oberfläche 5 der keramischen Grünschicht 4 transferiert. Im Einzelnen wird das Tonerbild anhand eines bekannten Verfahrens wie z. B. eines Koronatransferverfahrens, eines Rollentransferverfahrens oder eines Bandtransferverfahrens transferiert.
Obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel lediglich die keramische Grünschicht 4 befördert wird, kann eine auf einem Trägerfilm gebildete keramische Grünschicht 4 zusammen mit dem Trägerfilm befördert werden. Da das Tonerbild durch eine Verschiebung der keramischen Grünschicht 4 relativ zu dem Photorezeptor 30 transferiert werden kann, kann die keramische Grünschicht 4 feststehend sein, und es können die Elektrophotographie-Maschineneinheit 40, die Transfervorrichtung 44 und die Fixierungsvorrichtung 46 bewegt werden. Alternativ dazu können sowohl die keramische Grünschicht 4 als auch die Elektrophotographie-Maschineneinheit 40 bewegt werden.
Nachdem das Tonerbild auf die keramische Grünschicht 4 transferiert wurde, werden der erste Toner 1 und der zweite Toner 2, die auf der Oberfläche 31 des Photorezeptors 30 verbleiben, durch die Reinigungsvorrichtung 36 beseitigt und wiedergewonnen.
Die keramische Grünschicht 4, auf die das Tonerbild transferiert wird, wird anschließend zu der Fixierungsvorrichtung 46 befördert. Die Fixierungsvorrichtung 46 schmilzt die auf dem ersten Toner 1 und dem zweiten Toner 2 gebildete Harzschicht, fixiert den ersten Toner 1 und den zweiten Toner 2 und bildet dadurch die Widerstandsstruktur 3. Das Fixieren kann anhand eines beliebigen Fixierungsverfahrens wie z. B. Heißrollenfixieren, Ofenfixieren, Blitzfixieren oder Lösungsmittelfixieren durchgeführt werden.
Bevor der auf die keramische Grünschicht 4 transferierte Toner die Fixierungsvorrichtung 46 erreicht, wird der Toner vorzugsweise unter einem Magneten befördert, um einen Träger zu adsorbieren (nicht gezeigt). Der Magnet beseitigt möglicherweise in dem Toner vorhandene Trägerpartikel, bevor der Toner fixiert wird, wodurch Variationen des Widerstandswertes der Widerstandsstruktur verringert werden.
Eine vorbestimmte Anzahl von keramischen Grünschichten, auf denen die Widerstandsstruktur 3 gebildet ist, werden anschließend bei einem Laminierungsprozess zusammengepresst. Das resultierende Laminat wird anschließend bei einem Brennvorgang bei einer vorbestimmten Temperatur gebrannt. Während die keramischen Grünschichten gebrannt werden, wird die Harzkomponente in der Widerstandsstruktur 3 eliminiert, wodurch eine keramische Mehrschichtleiterplatte gebildet wird, die einen Dickfilmwiderstand umfasst und eine einheitliche Qualität aufweist.
Die elektrophotographische Vorrichtung 20 erzeugt das erste Tonerbild und das zweite Tonerbild auf dem gemeinsamen Photorezeptor 30, wodurch das erste Tonerbild und das zweite Tonerbild ohne weiteres mit hoher Präzision ausgerichtet werden. Das erste Tonerbild und das zweite Tonerbild können entsprechend kombiniert werden, um ohne weiteres eine Widerstandsstruktur zu liefern, die einen gewünschten Widerstandswert aufweist. Ferner ist die Anzahl von Komponenten eines Mechanismus zum Erzeugen eines Tonerbildes reduziert. Dies verbessert die Miniaturisierung der Vorrichtung.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 2-2
4 veranschaulicht schematisch die Struktur einer weiteren elektrophotographischen Vorrichtung 20a, die einen Zwischentransferkörper umfasst.
Wie in 4 veranschaulicht ist, umfasst die elektrophotographische Vorrichtung 20a zwei Sätze von Elektrophotographie-Maschineneinheiten 41a und 41b. Wie bei der oben beschriebenen elektrophotographischen Vorrichtung 20 vom Einwalzentyp umfasst jede der Elektrophotographie-Maschineneinheiten 41a und 42b eine Ladevorrichtung 32, eine Belichtungsvorrichtung 34, eine Entwicklungseinheit 26 zum Liefern von Toner 1 oder 2 an einen Photorezeptor 30 vom Walzentyp sowie eine Reinigungsvorrichtung 36, die alle um den Photorezeptor 30 herum angeordnet sind.
Im Gegensatz zu der elektrophotographischen Vorrichtung 20 vom Einwalzentyp ist jedoch jeder der Photorezeptoren 30 mit einer Entwicklungseinheit 26 ausgestattet. Die elektrophotographische Vorrichtung 20a umfasst ferner einen Zwischentransferkörper 42 zwischen den Photorezeptoren 30 der Elektrophotographie-Maschineneinheiten 41a und 41b und einer keramischen Grünschicht 4.
Der Zwischentransferkörper 42 kann ein aus einem PET-Film gebildetes Endlosband sein. Jedes auf den Oberflächen 31 der Photorezeptoren 30 in den Elektrophotographie-Maschineneinheiten 41a und 41b erzeugte Tonerbild wird vorübergehend auf den Zwischentransferkörper 42 transferiert. Die auf den Zwischentransferkörper 42 transferierten Tonerbilder werden durch eine Transfervorrichtung 45 gleichzeitig auf die Oberfläche 5 der keramischen Grünschicht 4 transferiert.
Bei der elektrophotographischen Vorrichtung 20a können das erste Tonerbild und das zweite Tonerbild einander ohne weiteres überlappen.
5 veranschaulicht schematisch die Struktur einer wieder anderen elektrophotographischen Vorrichtung 20s.
Wie in 5 veranschaulicht ist, umfasst die elektrophotographische Vorrichtung 20s statt des Zwischentransferkörpers 42 vom Bandtyp einen Zwischentransferkörper 43 vom Walzentyp (siehe 4). Die elektrophotographische Vorrichtung 20s umfasst ferner statt zwei Sätzen von Elektrophotographie-Maschineneinheiten 41a und 41b eine Elektrophotographie-Maschineneinheit 40, die zwei Entwicklungseinheiten 22 und 24 umfasst (siehe 4).
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 2-3
6 veranschaulicht schematisch die Struktur einer elektrophotographischen Vorrichtung 20b vom Zweiwalzentyp ohne einen Zwischentransferkörper.
Wie in 6 veranschaulicht ist, umfasst die elektrophotographische Vorrichtung 20b zwei Sätze von Elektrophotographie-Maschineneinheiten 41a und 41b, zwei Sätze von Transfervorrichtungen 44a und 44b sowie Fixierungsvorrichtungen 46. Synchron zu der Drehung von Photorezeptoren 30 in der durch Pfeile 38 angegebenen Richtung befördert die elektrophotographische Vorrichtung 20b eine keramische Grünschicht 4 in der durch einen Pfeil 6 angegebenen Richtung. Ein durch die erste Elektrophotographie-Maschineneinheit 41a erzeugtes erstes Tonerbild wird durch die Transfervorrichtung 44a auf die keramische Grünschicht 4 transferiert. Ein durch die zweite Elektrophotographie-Maschineneinheit 41b erzeugtes zweites Tonerbild wird durch die Transfervorrichtung 44b auf die keramische Grünschicht 4 transferiert. Die zwei auf die keramische 4 Grünschicht transferierten Tonerbilder werden durch eine Fixierungsvorrichtung 46 fixiert.
Bei der elektrophotographischen Vorrichtung 20b werden, da das erste Tonerbild und das zweite Tonerbild separat transferiert und fixiert werden, ein erster Toner 1, der das erste Tonerbild erzeugt, und ein zweiter Toner 2, der das zweite Tonerbild erzeugt, auf vernachlässigbare Weise gemischt. Somit können ein erstes Widerstandsstrukturelement, das aus dem ersten Tonerbild resultiert, und ein zweites Widerstandsstrukturelement, das aus dem zweiten Tonerbild resultiert, unabhängig voneinander ohne Schwierigkeit einen gewünschten Widerstandswert aufweisen.
Ausführungsbeispiele einer Widerstandsstruktur, die durch das Transferieren und Fixieren eines Tonerbildes mit einer elektrophotographischen Vorrichtung gebildet ist, werden nachstehend unter Bezugnahme. auf 7 bis 14 beschrieben.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 3-1
Als Erstes wird ein Ausführungsbeispiel einer Widerstandsstruktur, die durch die Aufbringung einer Mehrzahl von Tonerbildern gebildet wird, nachstehend unter Bezugnahme auf 7 und 11 beschrieben.
Wie in einer Querschnittsansicht der 7(A) und einer Draufsicht der 7(B) veranschaulicht ist, werden ein erstes Widerstandsstrukturelement 70, das aus einem ersten Tonerbild resultiert, und ein zweites Widerstandsstrukturelement 72, das aus einem zweiten Tonerbild resultiert, auf einer keramischen Grünschicht 4 zwischen einem Paar von Elektroden 6 geschichtet, um eine Widerstandsstruktur 50 zu bilden. Beispielsweise sind die Elektroden 6 mit Durchgangsloch-Leitern (nicht gezeigt), die durch die keramische Grünschicht 4 verlaufen, verbunden. Die Elektroden 6 können Endflächen der Durchgangsloch-Leiter sein.
Ein zweites Widerstandsstrukturelement 72, das einen relativ geringen Widerstandswert aufweist, kann auf einem ers ten Widerstandsstrukturelement 70, das einen relativ großen Widerstandswert aufweist, gebildet werden, um den Widerstandswert des Dickfilmwiderstands zu verringern. Das zweite Widerstandsstrukturelement 72 kann durch einen Laser teilweise beseitigt werden, um den Widerstandswert der Widerstandsstruktur 50 zwischen den Elektroden 6 fein einzustellen.
Obwohl in 7(B) die Breite des zweiten Widerstandsstrukturelement 72 (die Länge in einer zu den Elektroden 6 parallelen Richtung) geringer ist als die Breite des ersten Widerstandsstrukturelement 70, können diese Breiten identisch sein, und das Element 70 und das Element 72 können einander vollständig überlappen.
Wie in einer Draufsicht der 8 veranschaulicht ist, kann die Breite eines zweiten Widerstandsstrukturelements 72a größer sein als die Breite des ersten Widerstandsstrukturelements 70. Mit anderen Worten können sowohl das erste Widerstandsstrukturelement 70 als auch das zweite Widerstandsstrukturelement 72a mit den Elektroden 6 verbunden sein.
Wie in einer Draufsicht der 9 veranschaulicht ist, kann ein Streifen eines zweiten Widerstandsstrukturelements 72b auf einem Teil des ersten Widerstandsstrukturelements 70 angeordnet sein. Der Streifen des zweiten Widerstandsstrukturelements 72b dient dazu, das erste Widerstandsstrukturelement 70 auf der keramischen Grünschicht 4 festzuhalten.
Ferner überlappt sich das erste Widerstandsstrukturelement eventuell nur mit einer Elektrode, überlappt sich das zweite Widerstandsstrukturelement eventuell nur mit der anderen Elektrode, und überlappt sich das zweite Widerstandsstrukturelement ganz oder teilweise mit dem ersten Widerstandsstrukturelement.
Wie in einer Querschnittsansicht der 10 veranschaulicht ist, kann das erste Widerstandsstrukturelement 70s alternativ dazu teilweise auf einer der Elektroden 6a angeordnet sein, ein zweites Widerstandsstrukturelement 72s kann teilweise auf dem ersten Widerstandsstrukturelement 70s angeordnet sein, und die andere der Elektroden 6b kann teilweise auf dem zweiten Widerstandsstrukturelement 72s angeordnet sein. Die Elektrode 6b kann auch mittels Elektrophotographie gebildet werden.
Wie in einer Querschnittsansicht der 11 veranschaulicht ist, können Widerstandsstrukturelemente 70t und 72t zwischen einem Paar von Elektroden 6x und 6y, die einander in der Dickenrichtung zugewandt sind, geschichtet sein. Die Widerstandsstrukturelemente 70t und 72t können mit den Elektroden 6x und 6y in Reihe geschaltet sein.
Eine derartige Struktur kann erzeugt werden, indem die Widerstandsstrukturelemente 70t und 72t auf der Elektrode 6x, die auf der keramischen Grünschicht 4x angeordnet ist, gebildet werden und indem eine keramische Grünschicht 4y, die die Elektrode 6y umfasst, darauf platziert wird.
Die Elektroden 6x und 6y sind mit Durchgangsloch-Leitern 5x und 5y, die durch die keramischen Grünschichten 4x und 4y verlaufen, verbunden. Die Widerstandsstrukturelemente 70t und 72t können ohne die Elektroden 6x und 6y direkt mit den Durchgangsloch-Leitern 5x und 5y verbunden sein.
Wenn die Widerstandsstrukturelemente zwischen die Elektroden in Reihe geschaltet sind, kann ohne weiteres ein Widerstandswert einer Widerstandsstruktur zwischen den Elektroden entworfen werden.
Wenn Widerstandsstrukturelemente, die aus Tonerbildern resultieren, geschichtet werden, sollte ein Vermischen des Toners des ersten Widerstandsstrukturelements und des Toners des zweiten Widerstandsstrukturelements minimiert wer den, da das Vermischen den Entwurf des Widerstandes schwierig macht. Somit werden das Fixieren des ersten Tonerbildes und des zweiten Tonerbildes, was das erste Widerstandsstrukturelement bzw. das zweite Widerstandsstrukturelement erzeugt, vorzugsweise separat durchgeführt, beispielsweise mit der in 6 veranschaulichten elektrophotographischen Vorrichtung 20b.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 3-2
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 12(A) und 12(B) ein tesselliertes Tonerbild beschrieben.
Wie in einer Querschnittsansicht der 12(A) und einer Draufsicht der 12(B) veranschaulicht ist, werden eine Mehrzahl von ersten Stücken von ersten Widerstandsstrukturelementen 74, die aus einem ersten Tonerbild resultieren, und eine Mehrzahl von zweiten Stücken von zweiten Widerstandsstrukturelementen 76, die aus einem zweiten Tonerbild resultieren, abwechselnd in einer Struktur, die im Wesentlichen eine Gitterstruktur ist, auf eine keramische Grünschicht 4 zwischen ein Paar von Elektroden 6 derart platziert, dass die ersten Stücke und die zweiten Stücke zueinander benachbart sind, wodurch eine tessellierte Widerstandsstruktur 60 gebildet wird.
Die tessellierte Widerstandsstruktur 60 kann eine verringerte Dicke aufweisen. Die tessellierte Widerstandsstruktur 60 kann über die keramische Grünschicht 4 hinweg auch einen im Wesentlichen einheitlichen Widerstandswert aufweisen.
Obwohl die Form der Stücke der Widerstandsstrukturelemente 74 und 76 in 12(B) im Wesentlichen quadratisch ist, kann sie im Wesentlichen dreieckig, im Wesentlichen rechteckig, im Wesentlichen polygonal wie z. B. pentagonal oder hexagonal sein oder eine komplizierte Form wie ein Puzzlespiel aufweisen. Benachbarte Stücke sind zumindest teilwei se in Kontakt miteinander. Somit kann die Grenze einen Zwischenraum umfassen, oder benachbarte Stücke können einander überlappen.
Die Größe der Stücke der Widerstandsstrukturelemente 74 und 76 liegt vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 20 µm × 20 µm und etwa 2 mm × 2 mm, wenn die Auflösung des Tonerbildes 1200 dpi beträgt. Kleinere Stücke der Widerstandsstrukturelemente 74 und 76 führen zu einem feineren gemischten Zustand der Widerstandsstrukturen 74 und 76 und zu einem einheitlicheren Widerstandswert über die keramische Grünschicht 4 hinweg.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 3-3
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden unterschiedliche Tonertypen gemischt, um eine Widerstandsstruktur zu bilden, wie in 13 und 14 veranschaulicht ist.
Wie in einer Querschnittsansicht der 13(A) und einer Draufsicht der 13(B) veranschaulicht ist, wird eine gemischte Tonerschicht 80 auf einer keramischen Grünschicht 4 zwischen einem Paar von Elektroden 6 gebildet. Wie in einer vergrößerten Ansicht, die in 13(A) durch das Bezugszeichen X angegeben ist, veranschaulicht ist, sind ein erster Toner 81 und ein zweiter Toner 82 in der gemischten Tonerschicht 80 gemischt.
Wie in einer Querschnittsansicht der 14(A) und einer Draufsicht der 14(B) veranschaulicht ist, kann die gemischte Tonerschicht 80 gesintert werden, um auf einem keramischen Substrat 4s zwischen dem Paar von Elektroden 6 eine Widerstandsstruktur 84 zu bilden. Die Widerstandsstruktur 84 weist einen im Wesentlichen einheitlichen Widerstandswert auf.
Der Widerstandswert der Widerstandsstruktur 84 kann durch das Verhältnis des ersten Toners 81 zu dem zweiten Toner 82 in der gemischten Tonerschicht 80 gesteuert werden.
Die gemischte Tonerschicht 80 kann mit der in 3 oder 5 veranschaulichten elektrophotographischen Vorrichtung 20 oder 20s vom Einwalzentyp gebildet werden. In diesem Fall kann die Anzahl von Entwicklungseinheiten 22 und 24 erhöht werden, um die Anzahl von Tonerbildern zu erhöhen.
Alternativ dazu kann die gemischte Tonerschicht 80 mit einer Entwicklungseinheit gebildet werden, bei der der erste Toner und der zweite Toner unabhängig voneinander an eine Entwicklungshülse geliefert werden und das resultierende Tonergemisch von der Entwicklungshülse an einen Photorezep tor geliefert wird. Falls der Toner mittels elektromagnetischer Kraft zu der Entwicklungshülse fliegt, kann die elektrische Feldstärke oder die Magnetfeldstärke gesteuert werden, um die Tonermenge ohne weiteres einzustellen. Der Toner kann in dem Luftstrom in Richtung auf die Entwicklungshülse geblasen werden.
Schlussfolgerungen
Wie oben beschrieben wurde, kann eine Mehrzahl von Typen von Tonern, die unterschiedliche Widerstände aufweisen, kombiniert werden, um mittels Elektrophotographie ohne weiteres eine Widerstandsstruktur zu bilden, die einen gewünschten Widerstandswert aufweist. Genauer gesagt können verschiedene Tonertypen in verschiedenen Verhältnissen kombiniert werden, um Widerstandsstrukturen zu bilden, die unterschiedliche Widerstände aufweisen. Es ist ausreichend, dass die Bildung der Widerstandsstruktur lediglich begrenzte Tonertypen, die unterschiedliche Widerstände aufweisen, speichert.
Wenn Leitertoner und Glastoner kombiniert werden, hängt der Widerstandswert einer Widerstandsstruktur von dem Gehalt des Leitertoners 12 ab. Somit ist der Widerstandswert leicht zu schätzen. In diesem Fall ist der verfügbare Widerstandsbereich einer Widerstandsstruktur relativ groß.
Im Gegensatz dazu ist der verfügbare Widerstandsbereich einer Widerstandsstruktur dann, wenn Toner mit niedrigem Widerstandswert und Toner mit hohem Widerstandswert kombiniert werden, relativ klein. Jedoch können der Toner mit niedrigem Widerstandswert und der Toner mit hohem Widerstandswert kombiniert werden, um den Widerstandswert einer Schaltungsstruktur fein einzustellen.
Wenn eine einzelne Schicht eine Mehrzahl von Widerstandsstrukturen umfasst, die unterschiedliche Widerstände auf weisen, muss bei einem Verfahren, bei dem resistive Paste gedruckt wird, jede Widerstandsstruktur die Widerstandssteuerung der resistiven Paste und die Herstellung einer Druckplatte durchgeführt werden. Im Gegensatz dazu kann eine einzelne Schicht mittels Elektrophotographie in einem einzigen Schritt gedruckt werden. Somit kann eine Keramikplatte für einen kurzen Zeitraum und bei geringen Kosten hergestellt werden.
Ferner muss bei einem Verfahren, bei dem resistive Paste gedruckt wird, die keramische Grünschicht im dem Fall, dass ein Drucken auf einer einzelnen keramischen Grünschicht durchgeführt wird, während eine Druckplatte und resistive Paste mehrmals ausgetauscht werden, genauso oft getrocknet werden. Die Trocknungsschrumpfung (Prozentsatz) der keramischen Schicht variiert mit der Anzahl von Trocknungszyklen. Bei einer Mehrzahl von keramischen Grünschichten, die eine Keramikplatte bilden, kann eine unterschiedliche Anzahl von Trocknungszyklen der keramischen Grünschichten zu Schwankungen der Größe der keramischen Grünschichten führen. Dies kann eine Fehlausrichtung der keramischen Grünschichten verursachen. Im Gegensatz dazu kann die Fehlausrichtung vermieden werden, da eine einzelne Schicht nach der anderen mittels Elektrophotographie gedruckt wird. Somit kann eine qualitativ hochwertige Keramikplatte hergestellt werden.
Ferner erfordert die Elektrophotographie keine Druckplatte und kann somit die Plattenaustauschzeit, die Plattenreinigungszeit und alle Kosten, die mit einer Platte verbunden sind, einschließlich der Kosten der Platte, verringern. Außerdem benötigt die Elektrophotographie auch keinen Herstellungszeitraum einer Platte. Somit kann innerhalb eines kurzen Zeitraums eine kostengünstige Keramikplatte bereitgestellt werden.
Bei einem Verfahren, bei dem resistive Paste gedruckt wird, muss eine zuvor gemischte resistive Paste hergestellt werden. Somit muss die Mischpaste sorgfältig gelagert werden, um keine Verschlechterung der Qualität wie z. B. Gelierung oder Abscheidung zu bewirken. Die Elektrophotographie kann derartige Bürden beseitigen.
Ein Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, und es können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden.
Beispielsweise sind Tonertypen, die unterschiedliche Widerstände aufweisen, nicht auf zwei Typen, wie sie oben beschrieben wurden, beschränkt. Beispielsweise können vier Tonertypen, die einen Widerstandswert von 10, 100, 1.000 oder 10.000 (Ohm pro Quadrat) aufweisen, an einen Drucker geliefert werden.
Ferner ist das resistive Material nicht auf Rutheniumoxid, das in einer oxidierenden Atmosphäre gebrannt werden kann, beschränkt. Beispielsweise kann Nioblanthan (NbLa), das in einer reduzierenden Atmosphäre gebrannt werden kann, ebenfalls geeignetermaßen verwendet werden.
Ferner kann anstelle des mechanischen Überziehens unter Verwendung eines Hybridisierungssystems (Nara Machinery Co., Ltd.), das oben beschrieben wurde, ein Verfahren zum Herstellen von Toner ein anderes bekanntes Verfahren sein, beispielsweise ein direktes Polymerisationsverfahren, ein Ausfällungspolymerisationsverfahren, ein Phasenumkehremulgierungsverfahren und ein Pulverisierungsverfahren.
Desgleichen ist das Entwicklungsverfahren nicht auf eine Trockentyp-Zwei-Komponenten-Entwicklung unter Verwendung eines Entwicklers beschränkt, der Toner und einen oben beschriebenen Träger enthält, und es kann ein Trockentyp-Einkomponenten-Magnetentwicklungsverfahren, ein Trockentyp-Einkomponenten-Entwicklungsverfahren oder ein Nassentwicklungsverfahren sein.
Das zu bedruckende Objekt ist nicht auf eine keramische Grünschicht beschränkt und kann ein gebranntes keramisches Substrat oder ein anderes Substrat sein, das aus einem Material gebildet ist, das nicht Keramik ist. Die vorliegende Erfindung kann nicht nur auf eine Widerstandsstruktur, die als Widerstandselement dient, sondern auch auf eine Schaltungsstruktur angewendet werden, die eine Leiterstruktur umfasst, die als Induktor und als Kondensatorelektrode dient.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird ein Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur geliefert. Diverse Schaltungsstrukturen, die unterschiedliche Widerstände aufweisen, können anhand des Verfahrens ohne weiteres gebildet werden.
Ein Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur umfasst (1) einen ersten Schritt eines Erzeugens eines ersten Tonerbildes unter Verwendung eines ersten Toners 1 und eines zweiten Tonerbildes unter Verwendung eines zweiten Toners jeweils mittels Elektrophotographie, wobei der erste Toner ein resistives Material enthält, wobei der zweite Toner einen von dem ersten Toner verschiedenen Widerstandswert aufweist; und (2) einen zweiten Schritt eines Transferierens und Fixierens des ersten Tonerbildes und des zweiten Tonerbildes auf ein zu druckendes Objekt 4, um eine Widerstandsstruktur 3 zu bilden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 63-261796 [0010]
- JP 62-290102 [0010]

Claims

Ein Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur, mit: einem ersten Schritt eines Erzeugens eines ersten Tonerbildes unter Verwendung eines ersten Toners und eines zweiten Tonerbildes unter Verwendung eines zweiten Toners jeweils mittels Elektrophotographie, wobei der erste Toner ein resistives Material enthält, wobei der zweite Toner einen von dem ersten Toner verschiedenen Widerstandswert aufweist; und einem zweiten Schritt eines Transferierens und Fixierens des ersten Tonerbildes und des zweiten Tonerbildes auf ein zu druckendes Objekt, um die Schaltungsstruktur zu bilden.
Das Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur gemäß Anspruch 1, bei dem der erste Toner ein einen Leiter enthaltender Toner ist, bei dem ein Widerstandspartikel mit einer Harzschicht überzogen ist, und der zweite Toner ein Glas enthaltender Toner ist, bei dem ein Glaspartikel mit einer Harzschicht überzogen ist.
Das Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur gemäß Anspruch 2, bei dem die Harzschicht des einen Leiter enthaltenden Toners und/oder des Glas enthaltenden Toners ein Ladungssteuerungsmittel enthält.
Das Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur gemäß Anspruch 1, bei dem der erste Toner ein Toner zum Bilden einer Struktur mit niedrigem Widerstandswert ist und ein Widerstandspartikel, auf der Oberfläche des Widerstandspartikels angeordnete Glasfritte und eine um das Widerstandspartikel herum angeordnete Harzschicht umfasst, und der zweite Toner ein Toner zum Bilden einer Struktur mit hohem Widerstandswert ist und das Widerstandspartikel, die auf der Oberfläche des Widerstandspartikels angeordnete Glasfritte und eine um das Widerstandspartikel herum angeordnete Harzschicht umfasst, wobei die Menge der Glasfritte größer ist als bei dem Toner zum Bilden einer Struktur mit niedrigem Widerstandswert.
Das Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur gemäß Anspruch 4, bei dem die Harzschicht des Toners zum Bilden einer Struktur mit niedrigem Widerstandswert und/oder des Toners zum Bilden einer Struktur mit hohem Widerstandswert ein Ladungssteuerungsmittel enthält.
Das Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem bei dem ersten Schritt der erste Toner und der zweite Toner auf einen gemeinsamen Photorezeptor aufgebracht werden, um das erste Tonerbild beziehungsweise das zweite Tonerbild zu erzeugen, und bei dem zweiten Schritt das auf dem Photorezeptor erzeugte erste Tonerbild und zweite Tonerbild gleichzeitig transferiert werden und auf dem zu druckenden Objekt fixiert werden.
Das Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem bei dem ersten Schritt der erste Toner dazu verwendet wird, das erste Tonerbild auf einem Photorezeptor zu erzeugen, und der zweite Toner dazu verwendet wird, das zweite Tonerbild auf einem anderen Photorezeptor zu erzeugen, und bei dem zweiten Schritt das erste Tonerbild und das zweite Tonerbild auf einen gemeinsamen Zwischentransferkörper transferiert werden, und das erste Tonerbild und das zweite Tonerbild, die auf den Zwischentransferkörper transferiert wurden, anschließend auf das zu druckende Objekt transferiert werden.
Das Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem bei dem zweiten Schritt das erste Tonerbild transferiert und fixiert und anschließend das zweite Tonerbild transferiert und fixiert wird.
Das Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner mit den Schritten: Schalten eines ersten Schaltungsstrukturelements, das durch das Transferieren und Fixieren des ersten Tonerbildes gebildet ist, zwischen ein Paar von Elektroden, die auf dem zu druckenden Objekt angeordnet sind, und Platzieren eines zweiten Schaltungsstrukturelements, das durch das Transferieren und Fixieren des zweiten Tonerbildes gebildet ist, auf zumindest einem Teil des ersten Schaltungsstrukturelements.
Das Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner mit den Schritten: Verbinden eines ersten Schaltungsstrukturelements, das durch das Transferieren und Fixieren des ersten Tonerbildes gebildet ist, mit einer eines Paares von Elek troden, die auf dem zu druckenden Objekt angeordnet sind, Verbinden eines zweiten Schaltungsstrukturelements, das durch das Transferieren und Fixieren des zweiten Tonerbildes gebildet ist, mit der anderen des Paares von Elektroden, die auf dem zu druckenden Objekt angeordnet sind, und Platzieren des zweiten Schaltungsstrukturelements auf zumindest einem Teil des ersten Schaltungsstrukturelements.
Das Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner mit den Schritten: abwechselndes Platzieren einer Mehrzahl von ersten Stücken eines ersten Schaltungsstrukturelements, das durch das Transferieren und Fixieren des ersten Tonerbildes gebildet ist, und einer Mehrzahl von zweiten Stücken eines zweiten Schaltungsstrukturelements, das durch das Transferieren und Fixieren des zweiten Tonerbildes gebildet ist, derart, dass die ersten Stücke und die zweiten Stücke über das zu druckende Objekt hinweg zueinander benachbart sind.
Das Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem bei dem ersten Schritt das erste Tonerbild und das zweite Tonerbild derart geschichtet werden, dass der erste Toner mit dem zweiten Toner vermischt wird.
Das Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem das zu druckende Objekt eine keramische Grünschicht ist.
Das Verfahren zum Bilden einer Schaltungsstruktur gemäß Anspruch 13, ferner mit: einem dritten Schritt eines Laminierens einer Mehrzahl von keramischen Grünschichten, einschließlich der keramischen Grünschicht, auf der die Schaltungsstruktur gebildet ist, um ein Laminat zu bilden; und einem vierten Schritt eines Brennens des Laminats zusammen mit der Schaltungsstruktur.