JPH09254435A - イオンフロー静電記録ヘッド装置及びその製造方法 - Google Patents
イオンフロー静電記録ヘッド装置及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 イオンフロー静電記録ヘッドの電極接続部と
駆動回路基板接続部とを接続するボンディングワイヤと
帯電ドラム間での放電や、電流漏れを起こすことのない
高画質のイオンフロー静電記録ヘッド装置及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】 厚さ１mmの絶縁基板11上に厚さ１μｍの
各電極の接続部12Ｍ，14Ｍ，16Ｍを備えたイオンフロー
静電記録ヘッドを、前記電極接続部に対応して接続部12
Ｎ，14Ｎ，16Ｎを形成した駆動回路基板18上に搭載し、
直径18μｍのアルミ合金ワイヤ19を用いてボンディング
ツールで駆動回路基板接続部に対して１打目のボンディ
ングを行い、上方に凸状に湾曲ループを作らないように
して電極接続部に２打目のボンディングを行って、両接
続部の電気的接続を行い、液状樹脂で封止してイオンフ
ロー静電記録ヘッド装置を構成する。
駆動回路基板接続部とを接続するボンディングワイヤと
帯電ドラム間での放電や、電流漏れを起こすことのない
高画質のイオンフロー静電記録ヘッド装置及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】 厚さ１mmの絶縁基板11上に厚さ１μｍの
各電極の接続部12Ｍ，14Ｍ，16Ｍを備えたイオンフロー
静電記録ヘッドを、前記電極接続部に対応して接続部12
Ｎ，14Ｎ，16Ｎを形成した駆動回路基板18上に搭載し、
直径18μｍのアルミ合金ワイヤ19を用いてボンディング
ツールで駆動回路基板接続部に対して１打目のボンディ
ングを行い、上方に凸状に湾曲ループを作らないように
して電極接続部に２打目のボンディングを行って、両接
続部の電気的接続を行い、液状樹脂で封止してイオンフ
ロー静電記録ヘッド装置を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、静電式の印刷や
複写に利用されるイオンフロー静電記録ヘッドを、該ヘ
ッドを駆動する駆動信号を供給する駆動回路基板上に搭
載してなるイオンフロー静電記録ヘッド装置及びその製
造方法に関する。
複写に利用されるイオンフロー静電記録ヘッドを、該ヘ
ッドを駆動する駆動信号を供給する駆動回路基板上に搭
載してなるイオンフロー静電記録ヘッド装置及びその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、例えば静電印刷などにおいて、
高電流密度のイオン発生させ、これを抽出して選択的に
被帯電部材に付与して、この被帯電部材を画像状に帯電
させる静電記録装置が知られている。
高電流密度のイオン発生させ、これを抽出して選択的に
被帯電部材に付与して、この被帯電部材を画像状に帯電
させる静電記録装置が知られている。
【０００３】この静電記録装置に用いられるイオンフロ
ー静電記録ヘッドには、図５の（Ａ），（Ｂ）に示すよ
うな構成のものが知られている。図５の（Ａ），（Ｂ）
において、１は絶縁基板で、該絶縁基板１上には同方向
に略直線状に延設され、略平行に並設された複数の第１
電極２が設けられている。これらの第１電極２は、誘電
体層３の一方の面に固着されている。また、誘電体層３
の他方の面には、第１電極２の延設方向と異なる方向に
延設された複数の第２電極４が接着剤８で固着されてい
る。そして、複数の第１電極２・・・と複数の第２電極
４・・・とでマトリックスを構成しており、更に、この
第２電極４のマトリックスの交差部と対応する部分に
は、イオン発生用の開口部４ａが形成されている。ま
た、第２電極４の第１電極２とは反対側には、絶縁体層
５を介して第３電極６が配設されており、これらの絶縁
体層５及び第３電極６には、第２電極４の開口部４ａと
対応する開口部５ａ，６ａが形成されており、これらの
開口部５ａ，６ａによってイオン流通過口７が形成され
ている。
ー静電記録ヘッドには、図５の（Ａ），（Ｂ）に示すよ
うな構成のものが知られている。図５の（Ａ），（Ｂ）
において、１は絶縁基板で、該絶縁基板１上には同方向
に略直線状に延設され、略平行に並設された複数の第１
電極２が設けられている。これらの第１電極２は、誘電
体層３の一方の面に固着されている。また、誘電体層３
の他方の面には、第１電極２の延設方向と異なる方向に
延設された複数の第２電極４が接着剤８で固着されてい
る。そして、複数の第１電極２・・・と複数の第２電極
４・・・とでマトリックスを構成しており、更に、この
第２電極４のマトリックスの交差部と対応する部分に
は、イオン発生用の開口部４ａが形成されている。ま
た、第２電極４の第１電極２とは反対側には、絶縁体層
５を介して第３電極６が配設されており、これらの絶縁
体層５及び第３電極６には、第２電極４の開口部４ａと
対応する開口部５ａ，６ａが形成されており、これらの
開口部５ａ，６ａによってイオン流通過口７が形成され
ている。
【０００４】そして、このように構成されたイオンフロ
ー静電記録ヘッドにおいては、第１電極２と第２電極４
とのマトリックスの、選択された部分に対応する第１電
極２と第２電極４との間に、交互に高電圧を印加するこ
とにより、その部分に対向する第２電極４の開口部４ａ
近傍に、正・負のイオンが発生する。また、第２電極４
と第３電極６との間にはバイアス電圧が印加され、その
極性によって決まるイオンのみが、発生したイオンから
選択的に抽出され、イオン流通過口７を通過し、第３電
極６と対向して配置される被帯電部材を部分的に帯電さ
せることができる。したがって、マトリックス構造の第
１及び第２の電極を選択的に駆動することにより、ドッ
トによる静電記録を行うことができるようになってい
る。
ー静電記録ヘッドにおいては、第１電極２と第２電極４
とのマトリックスの、選択された部分に対応する第１電
極２と第２電極４との間に、交互に高電圧を印加するこ
とにより、その部分に対向する第２電極４の開口部４ａ
近傍に、正・負のイオンが発生する。また、第２電極４
と第３電極６との間にはバイアス電圧が印加され、その
極性によって決まるイオンのみが、発生したイオンから
選択的に抽出され、イオン流通過口７を通過し、第３電
極６と対向して配置される被帯電部材を部分的に帯電さ
せることができる。したがって、マトリックス構造の第
１及び第２の電極を選択的に駆動することにより、ドッ
トによる静電記録を行うことができるようになってい
る。
【０００５】このように構成されているイオンフロー静
電記録ヘッドにおいては、通常、絶縁基板１の端部に、
図５の（Ｃ）に示すように、第１電極２と第２電極４と
第３電極６の一端がそれぞれ引き出され、該イオンフロ
ー静電記録ヘッドを駆動する駆動信号を供給するための
駆動回路基板との接続部２Ｍ，４Ｍ，６Ｍが、それぞれ
形成されている。これらの接続部表面の材料には、通
常、ハンダやボンディングワイヤが密着しやすいよう
に、銅，銅合金，錫，錫合金，アルミニウム，アルミニ
ウム合金，金，金合金，銀合金等が用いられている。
電記録ヘッドにおいては、通常、絶縁基板１の端部に、
図５の（Ｃ）に示すように、第１電極２と第２電極４と
第３電極６の一端がそれぞれ引き出され、該イオンフロ
ー静電記録ヘッドを駆動する駆動信号を供給するための
駆動回路基板との接続部２Ｍ，４Ｍ，６Ｍが、それぞれ
形成されている。これらの接続部表面の材料には、通
常、ハンダやボンディングワイヤが密着しやすいよう
に、銅，銅合金，錫，錫合金，アルミニウム，アルミニ
ウム合金，金，金合金，銀合金等が用いられている。
【０００６】また一般に、電子部品を搭載したモジュー
ル基板の金属端子をメイン基板に接続する場合に、特開
平６−６０２７号公報には、接続部にハンダメッキを施
したりクリームハンダを塗布したりして、ハンダ付けに
より接続するようにしたものが開示されており、また特
開平６−６９６２４号公報には、電子部品のリード端子
を回路基板にハンダ付けにより接続したものが開示され
ている。
ル基板の金属端子をメイン基板に接続する場合に、特開
平６−６０２７号公報には、接続部にハンダメッキを施
したりクリームハンダを塗布したりして、ハンダ付けに
より接続するようにしたものが開示されており、また特
開平６−６９６２４号公報には、電子部品のリード端子
を回路基板にハンダ付けにより接続したものが開示され
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近のイオ
ンフロー静電記録ヘッドは、より高密度で高精細性を要
求されるため、その製造技術としては、従来のようなプ
リント基板技術では対応が難しく、微細加工が可能な半
導体製造技術を用いるようになってきている。半導体製
造技術における導体配線材料としては、一般的にはアル
ミニウムやアルミニウム合金が用いられるが、イオンフ
ロー静電記録ヘッドの導体材料にこれらの材料を用いる
と、各種積層工程におけるエッチング工程や駆動時の高
電圧印加時に、溶解したり酸化劣化したりして、経時的
に急速に消滅する危険性を有する。このため、イオンフ
ロー静電記録ヘッドの導体材料としては、アルミニウム
の上に表層として導電性セラミックである窒化チタンを
積層したり、導体そのものをモリブデンやチタンや白金
等の高融点金属で製作する方法等が採られることがあ
る。
ンフロー静電記録ヘッドは、より高密度で高精細性を要
求されるため、その製造技術としては、従来のようなプ
リント基板技術では対応が難しく、微細加工が可能な半
導体製造技術を用いるようになってきている。半導体製
造技術における導体配線材料としては、一般的にはアル
ミニウムやアルミニウム合金が用いられるが、イオンフ
ロー静電記録ヘッドの導体材料にこれらの材料を用いる
と、各種積層工程におけるエッチング工程や駆動時の高
電圧印加時に、溶解したり酸化劣化したりして、経時的
に急速に消滅する危険性を有する。このため、イオンフ
ロー静電記録ヘッドの導体材料としては、アルミニウム
の上に表層として導電性セラミックである窒化チタンを
積層したり、導体そのものをモリブデンやチタンや白金
等の高融点金属で製作する方法等が採られることがあ
る。
【０００８】しかし、上記のような表層材料や高融点金
属を用いた場合には、通常、ハンダや各種ボンディング
ワイヤが固着し難く、ハンダ付けや通常のワイヤボンデ
ィングで電気的な接続を行うことはできない。したがっ
て、上記特開平６−６０２７号公報や特開平６−６９６
２４号公報に開示されているように、ハンダやクリーム
ハンダを用いて固着しようとすると、固着不良により接
続部の初期強度及び耐久信頼性が得られない。
属を用いた場合には、通常、ハンダや各種ボンディング
ワイヤが固着し難く、ハンダ付けや通常のワイヤボンデ
ィングで電気的な接続を行うことはできない。したがっ
て、上記特開平６−６０２７号公報や特開平６−６９６
２４号公報に開示されているように、ハンダやクリーム
ハンダを用いて固着しようとすると、固着不良により接
続部の初期強度及び耐久信頼性が得られない。
【０００９】また、イオンフロー静電記録ヘッドとその
駆動回路基板とは、実装上、それぞれの接続部が同一平
面上に配置されるとは限らず、通常、イオンフロー静電
記録ヘッドの厚み分だけ、0.5 mm〜数mmのかなりの段差
をもって接続されることが多い。このような場合、ワイ
ヤボンディングで接続するのが一般的であるが、前述の
ような問題点があり、そのまま採用することはできな
い。
駆動回路基板とは、実装上、それぞれの接続部が同一平
面上に配置されるとは限らず、通常、イオンフロー静電
記録ヘッドの厚み分だけ、0.5 mm〜数mmのかなりの段差
をもって接続されることが多い。このような場合、ワイ
ヤボンディングで接続するのが一般的であるが、前述の
ような問題点があり、そのまま採用することはできな
い。
【００１０】更に、ボンディングワイヤは、通常１打目
と２打目の間を上に凸状のループを描いて接続される
が、イオンフロー静電記録ヘッドの第３電極の表面に
は、帯電ドラムが接近して配置されており、前記ボンデ
ィングワイヤのループが帯電ドラムに接近したり接触し
たりすると、ワイヤループと帯電ドラム間での放電や電
流リークが発生し、極度の画質低下やイオンフロー静電
記録ヘッドの破壊までも引き起こしてしまう。しかし、
従来は他に良い接続手段がないため、慎重に条件を設定
して、敢えてワイヤボンディングを用いているのが現状
である。
と２打目の間を上に凸状のループを描いて接続される
が、イオンフロー静電記録ヘッドの第３電極の表面に
は、帯電ドラムが接近して配置されており、前記ボンデ
ィングワイヤのループが帯電ドラムに接近したり接触し
たりすると、ワイヤループと帯電ドラム間での放電や電
流リークが発生し、極度の画質低下やイオンフロー静電
記録ヘッドの破壊までも引き起こしてしまう。しかし、
従来は他に良い接続手段がないため、慎重に条件を設定
して、敢えてワイヤボンディングを用いているのが現状
である。
【００１１】本発明は、従来のイオンフロー静電記録ヘ
ッドにおける上記問題点を解消するためになされたもの
で、請求項１記載の発明は、ボンディングワイヤと帯電
ドラム間での放電や電流漏れを起こすことのない高画質
なイオンフロー静電記録ヘッド装置を提供することを目
的とする。請求項２記載の発明は、ボンディングワイヤ
と帯電ドラムとの距離を十分に保ち、より高画質のイオ
ンフロー静電記録ヘッド装置を提供することを目的とす
る。請求項３記載の発明は、ボンディングワイヤの初期
固着性及び高い固着耐久性を有し、より高画質のイオン
フロー静電記録ヘッド装置の製造方法を提供することを
目的とする。請求項４記載の発明は、固着し難い接続部
表面にでも比較的容易に強固なワイヤボンディングを可
能とするイオンフロー静電記録ヘッド装置の製造方法を
提供することを目的とする。
ッドにおける上記問題点を解消するためになされたもの
で、請求項１記載の発明は、ボンディングワイヤと帯電
ドラム間での放電や電流漏れを起こすことのない高画質
なイオンフロー静電記録ヘッド装置を提供することを目
的とする。請求項２記載の発明は、ボンディングワイヤ
と帯電ドラムとの距離を十分に保ち、より高画質のイオ
ンフロー静電記録ヘッド装置を提供することを目的とす
る。請求項３記載の発明は、ボンディングワイヤの初期
固着性及び高い固着耐久性を有し、より高画質のイオン
フロー静電記録ヘッド装置の製造方法を提供することを
目的とする。請求項４記載の発明は、固着し難い接続部
表面にでも比較的容易に強固なワイヤボンディングを可
能とするイオンフロー静電記録ヘッド装置の製造方法を
提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１記載の発明は、絶縁基板上に一方向に且つ
平行に延設された複数の第１電極と、該第１電極と交差
する方向に延設され、前記第１電極と共にマトリックス
を形成し、該マトリックスの交差部と対応する部分に開
口部が形成されている複数の第２電極と、該第２電極に
対し前記第１電極とは反対側に配置され、前記マトリッ
クスの交差部と対応する部分に開口部が形成されている
第３電極と、前記第１電極と第２電極との間に設けられ
た誘電体層と、前記第２電極と第３電極との間に設けら
れ、前記マトリックスの交差部に対応する部分に開口部
が形成されている絶縁体層とを備えたイオンフロー静電
記録ヘッドを、該イオンフロー静電記録ヘッドに駆動信
号を供給する駆動回路基板上に搭載してなるイオンフロ
ー静電記録ヘッド装置において、前記第１電極、第２電
極及び第３電極はそれぞれ前記駆動回路基板への接続部
を備えると共に、前記駆動回路基板は前記電極接続部に
対応する接続部を備え、前記電極接続部と駆動回路基板
接続部との間には0.5 mm以上の段差を有し、且つボンデ
ィングワイヤの最高位置が電極接続部の表面上0.2 mm以
内となるようにボンディングワイヤで両接続部間を接続
するものである。このように構成することにより、イオ
ンフロー静電記録ヘッドの第３電極表面近くに配置した
帯電ドラムとボンディングワイヤが必要以上に近づくこ
となく、したがって、ボンディングワイヤと帯電ドラム
間での放電や電流漏れを起こすことのない高画質のイオ
ンフロー静電記録ヘッド装置を実現することができる。
め、請求項１記載の発明は、絶縁基板上に一方向に且つ
平行に延設された複数の第１電極と、該第１電極と交差
する方向に延設され、前記第１電極と共にマトリックス
を形成し、該マトリックスの交差部と対応する部分に開
口部が形成されている複数の第２電極と、該第２電極に
対し前記第１電極とは反対側に配置され、前記マトリッ
クスの交差部と対応する部分に開口部が形成されている
第３電極と、前記第１電極と第２電極との間に設けられ
た誘電体層と、前記第２電極と第３電極との間に設けら
れ、前記マトリックスの交差部に対応する部分に開口部
が形成されている絶縁体層とを備えたイオンフロー静電
記録ヘッドを、該イオンフロー静電記録ヘッドに駆動信
号を供給する駆動回路基板上に搭載してなるイオンフロ
ー静電記録ヘッド装置において、前記第１電極、第２電
極及び第３電極はそれぞれ前記駆動回路基板への接続部
を備えると共に、前記駆動回路基板は前記電極接続部に
対応する接続部を備え、前記電極接続部と駆動回路基板
接続部との間には0.5 mm以上の段差を有し、且つボンデ
ィングワイヤの最高位置が電極接続部の表面上0.2 mm以
内となるようにボンディングワイヤで両接続部間を接続
するものである。このように構成することにより、イオ
ンフロー静電記録ヘッドの第３電極表面近くに配置した
帯電ドラムとボンディングワイヤが必要以上に近づくこ
となく、したがって、ボンディングワイヤと帯電ドラム
間での放電や電流漏れを起こすことのない高画質のイオ
ンフロー静電記録ヘッド装置を実現することができる。
【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載のイ
オンフロー静電記録ヘッド装置において、前記ボンディ
ングワイヤは直径が50μｍ以下で、前記ボンディングさ
れたワイヤの最高位置を前記電極接続部の表面上50μｍ
以内とするものである。通常、イオンフロー静電記録ヘ
ッドにおいては、各電極の駆動回路基板への接続部は、
厚さ50〜150 μｍの絶縁体層下に配置した上で、各接続
部部分上のみの絶縁体層を除去し、各接続部を外部に露
出させるようにしているので、直径が50μｍ以下のワイ
ヤを用いて最高位置を50μｍ以下に抑えると、ワイヤを
絶縁体層表面より下方に位置させることができ、イオン
フロー静電記録ヘッドの表面に断線しやすいワイヤを突
出させることなく実装することが可能となる。また接続
部とボンディングワイヤの樹脂封止も容易に行うことが
できる。
オンフロー静電記録ヘッド装置において、前記ボンディ
ングワイヤは直径が50μｍ以下で、前記ボンディングさ
れたワイヤの最高位置を前記電極接続部の表面上50μｍ
以内とするものである。通常、イオンフロー静電記録ヘ
ッドにおいては、各電極の駆動回路基板への接続部は、
厚さ50〜150 μｍの絶縁体層下に配置した上で、各接続
部部分上のみの絶縁体層を除去し、各接続部を外部に露
出させるようにしているので、直径が50μｍ以下のワイ
ヤを用いて最高位置を50μｍ以下に抑えると、ワイヤを
絶縁体層表面より下方に位置させることができ、イオン
フロー静電記録ヘッドの表面に断線しやすいワイヤを突
出させることなく実装することが可能となる。また接続
部とボンディングワイヤの樹脂封止も容易に行うことが
できる。
【００１４】請求項３記載の発明は、前記請求項１記載
のイオンフロー静電記録ヘッド装置の製造方法におい
て、ボンディングワイヤの１打目のボンディングを前記
駆動回路基板接続部に対して行ってボンディングワイヤ
の一端を固着し、２打目のボンディングを電極接続部に
対して行うことを特徴とするものである。このようにし
てワイヤボンディングを行うことにより、ボンディング
時のワイヤの最高位置を低く抑えることが容易になると
共に、１打目を電極接続部へ２打目を駆動回路基板接続
部へ行う通常のワイヤボンディング手順では固着しにく
い接続部の材質及び性状であっても、比較的容易に固着
でき、ボンディングワイヤの初期固着性及び高い固着耐
久性を有し、より高画質のイオンフロー静電記録ヘッド
装置を製造することができる。上記のようにワイヤの初
期固着性及び固着耐久性が得られる理由は明確ではない
が、ワイヤの保持、圧着、加熱、切断、引き出し等にお
ける力とタイミングが合いやすいこと、前記各電極接続
部におけるワイヤ固着性と前記駆動回路基板接続部にお
けるワイヤ固着性とに差異があることによるものと考え
られる。
のイオンフロー静電記録ヘッド装置の製造方法におい
て、ボンディングワイヤの１打目のボンディングを前記
駆動回路基板接続部に対して行ってボンディングワイヤ
の一端を固着し、２打目のボンディングを電極接続部に
対して行うことを特徴とするものである。このようにし
てワイヤボンディングを行うことにより、ボンディング
時のワイヤの最高位置を低く抑えることが容易になると
共に、１打目を電極接続部へ２打目を駆動回路基板接続
部へ行う通常のワイヤボンディング手順では固着しにく
い接続部の材質及び性状であっても、比較的容易に固着
でき、ボンディングワイヤの初期固着性及び高い固着耐
久性を有し、より高画質のイオンフロー静電記録ヘッド
装置を製造することができる。上記のようにワイヤの初
期固着性及び固着耐久性が得られる理由は明確ではない
が、ワイヤの保持、圧着、加熱、切断、引き出し等にお
ける力とタイミングが合いやすいこと、前記各電極接続
部におけるワイヤ固着性と前記駆動回路基板接続部にお
けるワイヤ固着性とに差異があることによるものと考え
られる。
【００１５】請求項４記載の発明は、請求項３記載のイ
オンフロー静電記録ヘッド装置の製造方法において、前
記ボンディングワイヤの各接続部へのボンディングを、
ボンディングツールによりボンディングワイヤを加熱・
加圧しながら、各接続部及び又はボンディングツールを
相対的に平行に反対方向に移動させて行うことを特徴と
するものである。これにより、各接続部上に超音波加熱
等により加熱溶融されたボンディングワイヤがなすりつ
けられる状態となり、固着面積も増大し、その結果、通
常の手順では固着し難い接続部表面にでも比較的容易に
ワイヤボンディングが可能となる。なお、上記製造方法
において、加熱時間は通常のワイヤボンディングよりも
かなり長めにする必要がある。
オンフロー静電記録ヘッド装置の製造方法において、前
記ボンディングワイヤの各接続部へのボンディングを、
ボンディングツールによりボンディングワイヤを加熱・
加圧しながら、各接続部及び又はボンディングツールを
相対的に平行に反対方向に移動させて行うことを特徴と
するものである。これにより、各接続部上に超音波加熱
等により加熱溶融されたボンディングワイヤがなすりつ
けられる状態となり、固着面積も増大し、その結果、通
常の手順では固着し難い接続部表面にでも比較的容易に
ワイヤボンディングが可能となる。なお、上記製造方法
において、加熱時間は通常のワイヤボンディングよりも
かなり長めにする必要がある。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、実施の形態について説明す
る。図１は本発明に係るイオンフロー静電記録ヘッド装
置の第１の実施の形態のイオンフロー静電記録ヘッドの
一部を示す断面図で、図２の（Ａ），（Ｂ）はイオンフ
ロー静電記録ヘッドを駆動回路基板へ搭載し接続を行う
前の状態を示すイオンフロー静電記録ヘッド装置の全体
平面図及び斜視図である。図において、11は石英製のイ
オンフロー静電記録ヘッドの絶縁基板であり、この絶縁
基板11上には、アルミニウム膜上に窒化チタンを成膜し
て形成したイオン発生用の誘導電極となる複数の第１電
極12・・・が設けられている。これらの複数の第１電極
12・・・は、一方向に向けて略平行に並設されている。
絶縁基板11及び第１電極12・・・上には、酸化珪素上に
窒化珪素を積層してなる誘電体層13が設けられている。
そしてこの誘電体層13の表面には、放電電極となるモリ
ブデン製の複数の第２電極14・・・が設けられている。
この複数の第２電極14・・・は、誘電体層13に対する絶
縁基板11とは反対側の面に配置され、第１電極12・・・
と交差する方向に並設されており、第１電極12・・・と
第２電極14・・・とによってマトリックスを構成してい
る。そして更に、第２電極14・・・には、前記マトリッ
クスと対応する部分にそれぞれイオン発生用の開口部14
ａ・・・が形成されている。
る。図１は本発明に係るイオンフロー静電記録ヘッド装
置の第１の実施の形態のイオンフロー静電記録ヘッドの
一部を示す断面図で、図２の（Ａ），（Ｂ）はイオンフ
ロー静電記録ヘッドを駆動回路基板へ搭載し接続を行う
前の状態を示すイオンフロー静電記録ヘッド装置の全体
平面図及び斜視図である。図において、11は石英製のイ
オンフロー静電記録ヘッドの絶縁基板であり、この絶縁
基板11上には、アルミニウム膜上に窒化チタンを成膜し
て形成したイオン発生用の誘導電極となる複数の第１電
極12・・・が設けられている。これらの複数の第１電極
12・・・は、一方向に向けて略平行に並設されている。
絶縁基板11及び第１電極12・・・上には、酸化珪素上に
窒化珪素を積層してなる誘電体層13が設けられている。
そしてこの誘電体層13の表面には、放電電極となるモリ
ブデン製の複数の第２電極14・・・が設けられている。
この複数の第２電極14・・・は、誘電体層13に対する絶
縁基板11とは反対側の面に配置され、第１電極12・・・
と交差する方向に並設されており、第１電極12・・・と
第２電極14・・・とによってマトリックスを構成してい
る。そして更に、第２電極14・・・には、前記マトリッ
クスと対応する部分にそれぞれイオン発生用の開口部14
ａ・・・が形成されている。
【００１７】誘電体層13における第２電極14・・・の並
設面側には、第２電極14・・・を埋設する状態で厚さ50
μｍのボリイミド製の絶縁体層15が設けられている。更
に、絶縁体層15の表面には帯状のチタン製の第３電極16
が積層され、この第３電極16には第１電極12・・・と第
２電極14・・・とのマトリックスに対応する部分に開口
部16ａ・・・が形成されている。また、絶縁体層15には
第２電極14・・・の各開口部14ａ・・・と第３電極16の
各開口部16ａ・・・との間を連通する開口部15ａ・・・
が形成されており、第３電極16の各開口部16ａ・・・は
絶縁体層15の開口部15ａ・・・を介して第２電極14・・
・の開口部14ａ・・・と連通されて、イオンフロー静電
記録ヘッドのイオン流通過口17・・・を形成している。
設面側には、第２電極14・・・を埋設する状態で厚さ50
μｍのボリイミド製の絶縁体層15が設けられている。更
に、絶縁体層15の表面には帯状のチタン製の第３電極16
が積層され、この第３電極16には第１電極12・・・と第
２電極14・・・とのマトリックスに対応する部分に開口
部16ａ・・・が形成されている。また、絶縁体層15には
第２電極14・・・の各開口部14ａ・・・と第３電極16の
各開口部16ａ・・・との間を連通する開口部15ａ・・・
が形成されており、第３電極16の各開口部16ａ・・・は
絶縁体層15の開口部15ａ・・・を介して第２電極14・・
・の開口部14ａ・・・と連通されて、イオンフロー静電
記録ヘッドのイオン流通過口17・・・を形成している。
【００１８】そして、このように構成されたイオンフロ
ー静電記録ヘッドの動作時には、印字信号に基づいて第
１電極12・・・と第２電極14・・・との間のマトリック
スが適宜選択され、選択されたマトリックス部分に対応
する第１電極12・・・と第２電極14・・・との間に、交
流電圧が印加される。これにより、選択されたマトリッ
クス部分に対応する第２電極14・・・の開口部14ａ・・
・内の近傍部分に正・負イオンが発生する。このとき、
第２電極14・・・と第３電極16との間にはバイアス電圧
が印加され、その極性によって決まるイオンのみが、第
２電極14・・・の開口部14ａ・・・内の近傍部分に発生
したイオンから抽出される。そして、抽出されたイオン
は絶縁体層15の開口部15ａ及び第３電極16の開口部16ａ
・・・を通過し、図示しない帯電ドラムを局部的に帯電
させる。したがって、第１電極12・・・及び第２電極14
・・・の選択的駆動により、帯電ドラム上にドット潜像
を形成することができるようになっている。
ー静電記録ヘッドの動作時には、印字信号に基づいて第
１電極12・・・と第２電極14・・・との間のマトリック
スが適宜選択され、選択されたマトリックス部分に対応
する第１電極12・・・と第２電極14・・・との間に、交
流電圧が印加される。これにより、選択されたマトリッ
クス部分に対応する第２電極14・・・の開口部14ａ・・
・内の近傍部分に正・負イオンが発生する。このとき、
第２電極14・・・と第３電極16との間にはバイアス電圧
が印加され、その極性によって決まるイオンのみが、第
２電極14・・・の開口部14ａ・・・内の近傍部分に発生
したイオンから抽出される。そして、抽出されたイオン
は絶縁体層15の開口部15ａ及び第３電極16の開口部16ａ
・・・を通過し、図示しない帯電ドラムを局部的に帯電
させる。したがって、第１電極12・・・及び第２電極14
・・・の選択的駆動により、帯電ドラム上にドット潜像
を形成することができるようになっている。
【００１９】そして、このように構成されたイオンフロ
ー静電記録ヘッドにおいては、絶縁基板11上に、図２の
（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１電極12・・・，第２
電極14・・・，及び第３電極16がそれぞれ引き出され、
実装するガラス繊維強化エポキシ製の駆動回路基板18と
電気的に接続するための接続部12Ｍ，14Ｍ，16Ｍ，が、
それぞれ形成されている。また、駆動回路基板18上に
は、図２の（Ａ），（Ｂ）に示すように、接続部12Ｍ，
14Ｍ，16Ｍに対応する態様で、それぞれ金からなる表面
を有する接続部12Ｎ，14Ｎ，16Ｎが設けられている。な
お、上記構成のイオンフロー静電記録ヘッドは、半導体
製造技術により、成膜，フォトエッチングされ、積層・
パターニングして製作される。
ー静電記録ヘッドにおいては、絶縁基板11上に、図２の
（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１電極12・・・，第２
電極14・・・，及び第３電極16がそれぞれ引き出され、
実装するガラス繊維強化エポキシ製の駆動回路基板18と
電気的に接続するための接続部12Ｍ，14Ｍ，16Ｍ，が、
それぞれ形成されている。また、駆動回路基板18上に
は、図２の（Ａ），（Ｂ）に示すように、接続部12Ｍ，
14Ｍ，16Ｍに対応する態様で、それぞれ金からなる表面
を有する接続部12Ｎ，14Ｎ，16Ｎが設けられている。な
お、上記構成のイオンフロー静電記録ヘッドは、半導体
製造技術により、成膜，フォトエッチングされ、積層・
パターニングして製作される。
【００２０】次に、上記構成のイオンフロー静電記録ヘ
ッドを駆動回路基板18へ搭載した後、ヘッドの絶縁基板
11上の第１電極の接続部12Ｍと、駆動回路基板18上の対
応した接続部12Ｎとの接続態様について、図３の拡大斜
視図を参照しながら具体的に説明する。本実施の形態で
は絶縁基板11は厚さ１mmで、駆動回路基板18は厚さ0.1
mmである。接続部12Ｍ，12Ｎの厚さはそれぞれ計約１μ
ｍである。このような態様の第１電極12の接続部12Ｍと
駆動回路基板18上の対応した接続部12Ｎと間を、市販の
ワイヤボンディングツール20と直径18μｍの１％Ｓi と
50ppm Ｎi 入りのアルミ合金ワイヤ19を用いて、ワイヤ
ボンディングする。まず、ボンディングツール20により
接続部12Ｎにワイヤ19の１打目を打ち、続いて上方に凸
状に湾曲したループをつくらないようにして接続部12Ｍ
にワイヤ19の２打目を打ち、図３に示すように両接続部
12Ｍ，12Ｎ間をワイヤ19で接続する。そして、このボン
ディングワイヤ19と接続部12Ｍ及び12Ｎ上に、液状樹脂
を塗布硬化させて接続部分を封止する。以下接続部14Ｍ
と14Ｎ間、接続部16Ｍと16Ｎ間についても、同様の方法
で接続を行い、イオンフロー静電記録ヘッド装置を完成
する。
ッドを駆動回路基板18へ搭載した後、ヘッドの絶縁基板
11上の第１電極の接続部12Ｍと、駆動回路基板18上の対
応した接続部12Ｎとの接続態様について、図３の拡大斜
視図を参照しながら具体的に説明する。本実施の形態で
は絶縁基板11は厚さ１mmで、駆動回路基板18は厚さ0.1
mmである。接続部12Ｍ，12Ｎの厚さはそれぞれ計約１μ
ｍである。このような態様の第１電極12の接続部12Ｍと
駆動回路基板18上の対応した接続部12Ｎと間を、市販の
ワイヤボンディングツール20と直径18μｍの１％Ｓi と
50ppm Ｎi 入りのアルミ合金ワイヤ19を用いて、ワイヤ
ボンディングする。まず、ボンディングツール20により
接続部12Ｎにワイヤ19の１打目を打ち、続いて上方に凸
状に湾曲したループをつくらないようにして接続部12Ｍ
にワイヤ19の２打目を打ち、図３に示すように両接続部
12Ｍ，12Ｎ間をワイヤ19で接続する。そして、このボン
ディングワイヤ19と接続部12Ｍ及び12Ｎ上に、液状樹脂
を塗布硬化させて接続部分を封止する。以下接続部14Ｍ
と14Ｎ間、接続部16Ｍと16Ｎ間についても、同様の方法
で接続を行い、イオンフロー静電記録ヘッド装置を完成
する。
【００２１】上記構成のイオンフロー静電記録ヘッド装
置においては、次のような効果が得られる。すなわち、
表面が窒化チタンのような導電性セラミックからなる第
１電極12の接続部12Ｍの表面や、モリブデンやチタンの
ような高融点金属製の第２電極及び第３電極の接続部14
Ｍ，16Ｍの表面には、通常のハンダ付けやワイヤボンデ
ィングによる固着が不可能で、高い耐久信頼性を有する
電気的な接続が困難であるが、本実施の形態の接続態様
を用いることにより、比較的容易に初期固着が可能であ
り、高い固着耐久性も得られる。また、絶縁体層15の表
面よりもボンディングワイヤ19の最高位置を低くするこ
とができるので、絶縁体層15の表面からボンディングワ
イヤが突出することなく、イオンフロー静電記録ヘッド
を駆動回路基板18に実装することができ、ボンディング
ワイヤ19へのダメージを防止できるほかに、各接続部や
ボンディングワイヤの絶縁封止も容易であり、帯電ドラ
ムとの距離も十分に確保できるため、高画質のイオンフ
ロー静電記録ヘッド装置が得られる。
置においては、次のような効果が得られる。すなわち、
表面が窒化チタンのような導電性セラミックからなる第
１電極12の接続部12Ｍの表面や、モリブデンやチタンの
ような高融点金属製の第２電極及び第３電極の接続部14
Ｍ，16Ｍの表面には、通常のハンダ付けやワイヤボンデ
ィングによる固着が不可能で、高い耐久信頼性を有する
電気的な接続が困難であるが、本実施の形態の接続態様
を用いることにより、比較的容易に初期固着が可能であ
り、高い固着耐久性も得られる。また、絶縁体層15の表
面よりもボンディングワイヤ19の最高位置を低くするこ
とができるので、絶縁体層15の表面からボンディングワ
イヤが突出することなく、イオンフロー静電記録ヘッド
を駆動回路基板18に実装することができ、ボンディング
ワイヤ19へのダメージを防止できるほかに、各接続部や
ボンディングワイヤの絶縁封止も容易であり、帯電ドラ
ムとの距離も十分に確保できるため、高画質のイオンフ
ロー静電記録ヘッド装置が得られる。
【００２２】次に、第２の実施の形態について説明す
る。第１の実施の形態においては、電極接続部12Ｍ，14
Ｍ，16Ｍにワイヤをボンディングする際に、ボンディン
グツールでボンディングワイヤを単に加熱・加圧して固
着するようにしたものを示したが、第２の実施の形態で
は、通常よりボンディングツールに印加する超音波の時
間を長めに設定し、ボンディングワイヤ19をボンディン
グツールで加圧しつつ超音波加熱してワイヤ19を溶融・
圧着させ、この際同時に、接続部及び又はボンディング
ツールを水平移動させて、溶融軟化したワイヤ19を接続
部になすりつけるようにして、接続するものである。
る。第１の実施の形態においては、電極接続部12Ｍ，14
Ｍ，16Ｍにワイヤをボンディングする際に、ボンディン
グツールでボンディングワイヤを単に加熱・加圧して固
着するようにしたものを示したが、第２の実施の形態で
は、通常よりボンディングツールに印加する超音波の時
間を長めに設定し、ボンディングワイヤ19をボンディン
グツールで加圧しつつ超音波加熱してワイヤ19を溶融・
圧着させ、この際同時に、接続部及び又はボンディング
ツールを水平移動させて、溶融軟化したワイヤ19を接続
部になすりつけるようにして、接続するものである。
【００２３】この実施の形態によれば、第１の実施の形
態と同様に、固着しにくい材質の接続部や段差のある接
続部同士にも容易に電気的接続を行うことができ、耐久
性のある高精細な画像を形成するイオンフロー静電記録
ヘッド装置を実現することができる。また、第１の実施
の形態のもの以上に、初期固着性及び固着耐久性を向上
させることができる。すなわち、図４の（Ｂ）に示す通
常のワイヤボンディングによる接続態様に比べ、本実施
の形態においては図４の（Ａ）に示すように、接続部に
おけるなすりつけ部19ａによりワイヤ19の接続部に対す
る接触面積が増加し、且つ溶融・軟化したワイヤ材料の
接続部表面の微細な凹凸に対する投錨効果により、より
固着性が増大する。なお、こすりつけにより平坦化され
薄膜化したワイヤの固着部分の材料強度自体は弱くなっ
ており、強度が要求される場合には、この部分の絶縁封
止による補強が不可欠となる。また、その場合には直径
30μｍのワイヤを用いることも有用である。
態と同様に、固着しにくい材質の接続部や段差のある接
続部同士にも容易に電気的接続を行うことができ、耐久
性のある高精細な画像を形成するイオンフロー静電記録
ヘッド装置を実現することができる。また、第１の実施
の形態のもの以上に、初期固着性及び固着耐久性を向上
させることができる。すなわち、図４の（Ｂ）に示す通
常のワイヤボンディングによる接続態様に比べ、本実施
の形態においては図４の（Ａ）に示すように、接続部に
おけるなすりつけ部19ａによりワイヤ19の接続部に対す
る接触面積が増加し、且つ溶融・軟化したワイヤ材料の
接続部表面の微細な凹凸に対する投錨効果により、より
固着性が増大する。なお、こすりつけにより平坦化され
薄膜化したワイヤの固着部分の材料強度自体は弱くなっ
ており、強度が要求される場合には、この部分の絶縁封
止による補強が不可欠となる。また、その場合には直径
30μｍのワイヤを用いることも有用である。
【００２４】
【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、請求項１記載の発明によれば、イオンフロー静電記
録ヘッドの第３電極表面近くに配置される帯電ドラムと
ボンディングワイヤが必要以上に近づくことなく、した
がってボンディングワイヤと帯電ドラム間での放電や電
流漏れを起こすことのない高画質のイオンフロー静電記
録ヘッド装置を実現することができる。請求項２記載の
発明によれば、ボンディングワイヤと帯電ドラムとの距
離を十分に保つことができ、より高画質のイオンフロー
静電記録ヘッド装置を実現することができる。また請求
項３記載の発明によれば、ボンディング時のワイヤの最
高位置を低く抑えることができ、また通常のボンディン
グ手順では固着しにくい接続部であっても比較的容易に
固着できるため、ボンディングワイヤの初期固着性及び
高い固着耐久性を有する高画質のイオンフロー静電記録
ヘッド装置を実現することができる。また請求項４記載
の発明によれば、各接続部上にボンディングワイヤがな
すりつけられる状態となり、固着面積も増大し、通常で
は固着し難い接続部表面にも比較的容易にワイヤボンデ
ィングが可能となる。
に、請求項１記載の発明によれば、イオンフロー静電記
録ヘッドの第３電極表面近くに配置される帯電ドラムと
ボンディングワイヤが必要以上に近づくことなく、した
がってボンディングワイヤと帯電ドラム間での放電や電
流漏れを起こすことのない高画質のイオンフロー静電記
録ヘッド装置を実現することができる。請求項２記載の
発明によれば、ボンディングワイヤと帯電ドラムとの距
離を十分に保つことができ、より高画質のイオンフロー
静電記録ヘッド装置を実現することができる。また請求
項３記載の発明によれば、ボンディング時のワイヤの最
高位置を低く抑えることができ、また通常のボンディン
グ手順では固着しにくい接続部であっても比較的容易に
固着できるため、ボンディングワイヤの初期固着性及び
高い固着耐久性を有する高画質のイオンフロー静電記録
ヘッド装置を実現することができる。また請求項４記載
の発明によれば、各接続部上にボンディングワイヤがな
すりつけられる状態となり、固着面積も増大し、通常で
は固着し難い接続部表面にも比較的容易にワイヤボンデ
ィングが可能となる。
【図１】本発明に係るイオンフロー静電記録ヘッド装置
の第１の実施の形態のイオンフロー静電記録ヘッドの一
部を示す断面図である。
の第１の実施の形態のイオンフロー静電記録ヘッドの一
部を示す断面図である。
【図２】図１に示したイオンフロー静電記録ヘッドを駆
動回路基板へ搭載し電気的接続を行う前の状態を示す平
面図及び斜視図である。
動回路基板へ搭載し電気的接続を行う前の状態を示す平
面図及び斜視図である。
【図３】図２に示したイオンフロー静電記録ヘッドの第
１電極の接続部と駆動回路基板の接続部との接続態様を
示す概略図である。
１電極の接続部と駆動回路基板の接続部との接続態様を
示す概略図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を説明するためのボ
ンディングワイヤの接続態様を示す図である。
ンディングワイヤの接続態様を示す図である。
【図５】従来のイオンフロー静電記録ヘッド装置の構成
を示す図である。
を示す図である。
11 絶縁基板 12 第１電極 13 誘電体層 14 第２電極 15 絶縁体層 16 第３電極 17 開口部 18 駆動回路基板 19 ボンディングワイヤ
Claims (4)
- 【請求項１】 絶縁基板上に一方向に且つ平行に延設さ
れた複数の第１電極と、該第１電極と交差する方向に延
設され、前記第１電極と共にマトリックスを形成し、該
マトリックスの交差部と対応する部分に開口部が形成さ
れている複数の第２電極と、該第２電極に対し前記第１
電極とは反対側に配置され、前記マトリックスの交差部
と対応する部分に開口部が形成されている第３電極と、
前記第１電極と第２電極との間に設けられた誘電体層
と、前記第２電極と第３電極との間に設けられ、前記マ
トリックスの交差部に対応する部分に開口部が形成され
ている絶縁体層とを備えたイオンフロー静電記録ヘッド
を、該イオンフロー静電記録ヘッドに駆動信号を供給す
る駆動回路基板上に搭載してなるイオンフロー静電記録
ヘッド装置において、前記第１電極、第２電極及び第３
電極はそれぞれ前記駆動回路基板への接続部を備えると
共に、前記駆動回路基板は前記電極接続部に対応する接
続部を備え、前記電極接続部と駆動回路基板接続部との
間には0.5 mm以上の段差を有し、且つボンディングワイ
ヤの最高位置が電極接続部の表面上0.2 mm以内となるよ
うにボンディングワイヤで両接続部が接続されているこ
とを特徴とするイオンフロー静電記録ヘッド装置。 - 【請求項２】 前記ボンディングワイヤは直径が50μｍ
以下で、前記ボンディングされたワイヤの最高位置を前
記電極接続部の表面上50μｍ以内としたことを特徴とす
る請求項１記載のイオンフロー静電記録ヘッド装置。 - 【請求項３】 前記請求項１記載のイオンフロー静電記
録ヘッド装置の製造方法において、ボンディングワイヤ
の１打目のボンディングを前記駆動回路基板接続部に対
して行ってボンディングワイヤの一端を固着し、２打目
のボンディングを電極接続部に対して行うことを特徴と
するイオンフロー静電記録ヘッド装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記ボンディングワイヤの各接続部への
ボンディングは、ボンディングツールによりボンディン
グワイヤを加熱・加圧しながら、各接続部及び又はボン
ディングツールを相対的に平行に反対方向に移動させて
行うことを特徴とする請求項３記載のイオンフロー静電
記録ヘッド装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8091797A JPH09254435A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | イオンフロー静電記録ヘッド装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8091797A JPH09254435A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | イオンフロー静電記録ヘッド装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09254435A true JPH09254435A (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=14036612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8091797A Withdrawn JPH09254435A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | イオンフロー静電記録ヘッド装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09254435A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008251793A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | インサート成形物 |
-
1996
- 1996-03-22 JP JP8091797A patent/JPH09254435A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008251793A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | インサート成形物 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030603 |