JPH02153760A - 電荷移動像形成カートリッジおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、像を形成するためのカートリッジおよびかか
るカートリッジの製造方法、特に、その後に行なわれる
トナー処理（ｔｏｎｉｎｇ）およびキャリヤ（ｃａｒｒ
ｉｅｒ）への転写のために、誘電体に潜像を形成するた
めの電荷移動像形成カートリッジ（ｃｈａｒｇｅ　ｔｒ
ａｎｓｆｅｒ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｃａｒｔｒｉｄｇｅ）
及びかかるカートリッジの製造方法に関する。

本明細書においては、本発明を、誘電体を被着したプリ
ントドラムを用いたプリンタを例にとって説明するが、
本発明は、種々の構成の受像面を利用したプリンタと組
合わせて使用することもでき、またプリンタ以外の装置
にも有用であることは、当業者にとって明らかなことで
ある。

（従来の技術） コンピュータまたはワードプロセッサの出力を受けて、
該出力を、「ハードコピーＪ　（”ｈａｒｄｃｏｐｙ”
）と広く呼ばれる紙の上の像に変換することができる周
辺機器の必要性が高まっている。−前約には、かかる周
辺技術は、フォトランド（Ｆａｔ　−１ａｎｄｌ　　と
キャリッシュ（Ｃａｒｒｉｓｈｌ　に付与された米国特
許第４．２６７、５５６号に記載のものと同様な電荷移
動プロセスを利用したプリンタである。このプリンタは
、誘電体の周囲に電極の組合せ体を利用しており、この
電極組合わせ体は、例えば、ワックスを含浸させた酸化
アルミニウムを被覆したドラムに帯電させるように制御
される。このようにして、潜像が、紙に形成されるべき
像に対応して形成され、潜像は次にトナー処理に付され
、紙に転写された後に融着される。別のコピーを得るこ
とが必要な場合には、かかる手順が繰返され、必要な枚
数のコピーを得る。更に、電子制御により像を変化させ
ることができるので、像の一部をプリントしたり、像全
体を紙面上で９０度回転させることもできる。このよう
な変化が可能であるので、電子的に得られた情報のハー
ドコピーが必要なときには常に、かかるプリンタを所望
の装置とすることができる。

カートリッジ構造体の一例が、マツカラム（Ｍｃ−Ｃａ
ｌｌｕｍ）等に付与され、本譲受人に譲渡された米国特
許第４．６７９．０６０号および同第４．７４５．４２
１号に記載されている。このカートリッジは、複数の比
較的薄い平面構造の層を備え、カートリッジの内面に配
設された電極マトリックスの形態をなす電荷発生器によ
り電荷移動像を形成する。カートリッジにより得られる
電荷は、駆動電極およびフィンガー電極と通常呼ばれれ
、中実の誘電体により離隔された２つの導体間に高電圧
交流電位を印加することにより形成される。フィンガー
電極には、電荷が形成されるエツジの周囲に複数の孔が
設けられ、ドラムの誘電体表面に電荷を誘引するために
、フィンガー電極とプリントドラムとの間に抽出電圧パ
ルスが供給される。いずれか１つの孔からドラムにドツ
ト像を形成するためには、２つの電位、即ち、放電電位
と抽出電位とが同時に存在しなければならない、これに
より、最少数の相互接続部とパルス駆動源とを有するド
ットマトリックスの多重化が可能となる。

この特許に記載のカートリッジは、フィンガー電極とド
ラムとの間に、ドツト像をより鮮明にするように作用す
るスクリーン電極を更に備えている。

使用に際しては、駆動電極とフィンガー電極との間の誘
電体の材料としては、マイカ（ｍｉｃａ）、特に、白雲
母（Ｍｕｓｃｏｖｉｔｅ　ｍ１ｃａ）ＨＪＡｌｚ（Ｓｉ
０４）ｓが好ましいことがわかった。これは、この材料
がこのような状況において、誘電体として望ましい性質
、即ち、高い絶縁耐力、低い損失係数、高い誘電率、高
い耐コロナ性を有するとともに、半透明であるので、カ
ートリッジの製造に際して種々の電極の位置決めを容易
に行なうことができるからである。

絶縁耐力とは、簡単に云うと、所定の厚さの絶縁フィル
ムが、例えば、絶縁破壊などの物理的破壊を生ずるのに
必要な最少の電圧のことである。

これは、誘電体が無線周波数において２０００−３００
０ボルトのビークビーク値（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ
）に耐えなければならず、しかも電荷の形成を行なわせ
るためには、誘電体層は比較的薄くなければならないの
で、カートリッジにとって重要なことである。

マイカの絶縁耐力は、３０００−６０００ボルト／ミル
の範囲にある。

材料の損失係数は、極板間にその材料を配置したコンデ
ンサを充電するのに必要なエネルギの量と、そのコンデ
ンサが完全に放電するときに受けるエネルギの量との差
により示すことができる。

この差、即ち、エネルギロスは、誘電体の固有電気抵抗
およびヒステリシス効果により生じ、誘電体を加熱する
ことになる。マイカの損失係数は、通常、０．０１−０
．０４である。

絶縁材料に関しては、誘電率（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　
ｃｏｎ−ｓｔａｎｔ）　（Ｋ）は、極板間にかかる材料
を備えたコンデンサの電気容量の、極板間に空気が存在
する同様のコンデンサの電気容量に対する比率として表
わすことができる。実用上の目的から、乾燥空気の誘電
率が単位として採用され、マイカの誘電率は６．５乃至
８の範囲にある。

フィンガー電極における電荷の発生は、コロナ放電の形
態をとる。このプロセスでは、材料に作用する電気応力
（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　５ｔｒｅｓｓｌの劣化効果の
ほかに、絶縁材料を劣化させる物質の生成がある。材料
のコロナ抵抗（ｃｏｒｏｎａ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）
とは、簡単に云うと、その材料の対劣化性の目安という
ことができる。

（発明が解決しようとする課題） マイカは、所望の仕様を満足させるが、多くの欠点も有
している。現在のところ、マイカは、１つの材料源から
得られるだけで、継続して確実に供給することは保証す
ることができない、また、マイカは天然の産物であるか
ら、利用することができる埋蔵源が限られており、従っ
て、カートリッジの需要がこのように増大すると、埋蔵
源は枯渇するようになる。しかしながら、マイカの代替
物が探究されている主な理由は、マイカの物理的特性に
限界があるからである。マイカは脆く、壊れやすく、そ
のため、輸送に際し、またカートリッジの製造の全工程
において、十分に注意して扱わなければならない。更に
、マイカは、限られた寸法範囲のものを入手することが
できるだけであるので、カートリッジの物理的寸法や形
状が制限を受ける。現在、より長いカートリッジを使用
してよりワイドな像を形成することについての要求があ
るが１．上記したような制限があると、かかる要求を満
たすことができない。このような問題を解決するために
、−本の長いカートリッジの代わりに、２つ以上の短い
カートリッジを組合わせたモジュラ−カートリッジ（ｍ
ｏｄｕｌａｒ　ｃａｒｔｒｉｄｇｅ）を提供する研究が
なされている。しかしながら、かかる方策は、隣接する
カートリッジにより形成される像を円滑に整合させるこ
とが困難であることがわかった。しかも、当然のことな
がら、−本の長いカートリッジをつくるのに比べて、２
つ以上の短いカートリッジをつくる方が、−層費用を要
することになる。より幅の狭いカートリッジに対する需
要もある。以前は、これは実施不可能であった。その理
由は、マイカを折った縁部では予測し難い不連続性とク
ラックとを生ずるので、マイ力は、常に、マイカのシー
トの縁部と、均一な特性が要求される領域との間にある
幅を残して寸法取りされるからである。

代わりの誘電体を提供する研究は、当初は、ガラスおよ
びガラスセラミック誘導体に関するものであった。これ
らは、上記した所要の特性を備えてはいるが、別の困難
な問題が生じた。即ち、８５０℃以上での焼成（ｆｉｒ
ｉｎｇｌを必要とする高温誘電体には、従来のエポキシ
基板の代わりに、カートリッジ用としてセラミック基板
を提供することが必要となった。このようなセラミック
基板の準備により、カートリッジは著しく高価なものと
なってしまった。６００℃付近の焼成温度を有する低温
誘電体には、ガラス基板か、磁器コーティングを施した
鋼製基板を使用することが要求されるが、前者は脆くて
放熱性に欠け、後者は安価で形成が容易であるが、表面
が平滑ではなく、カートリッジに用いるには不適当であ
ることがわかった。

好ましい被着性、即ち、スクリーン印刷により、基板に
誘電体を形成する場合に、多（の問題に遭遇し、大きな
領域欠陥（ｌａｒｇｅ　ａｒｅａ　ｄｅｆｅｃｔｌを生
ずることになる。また、磁器の上に駆動電極をめっきす
るのは困難であることがわかり、しかもめっきした駆動
電極はガラス誘電体と反応し易いものであった。

エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびアクリル樹脂のよ
うな広く入手することができる低温誘電体についての当
初の試験により、低温誘電体はコロナ抵抗が劣り、カー
トリッジにおける寿命が非常に短いという、一般的な見
方が確認されたが、低温誘電体は、必要とされる硬化（
ｃｕｒｉｎｇ）技術に対する困難さが少なく、現存の製
造設備を継続して使用することができるという観点から
、一般的には魅力のあるものとなっている。

種々の誘電体の試験において、部分的に組立てられたカ
ートリッジを試験したときに、コロナ抵抗が著しく改善
されることが見出された。これは、誘電体の表面のシリ
コーンベースの接着剤の存在によるものであることがわ
かった。この接着剤は、後の製造工程において除去され
る。これに基づきシリコーンの一般的な研究が行なわれ
、更に試験を行なった結果、シリコーンまたは重合有機
シロキサンは、高いコロナ抵抗を示すことがわかった。

引続き行なわれた研究により、他の用途に向けられてい
る、商業的に入手することができるシリコーン改質ポリ
マ（ｓｉｌｉｃｏｎｅ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｐｏｌｙｍ
ｅｒｌが見出された。当初の試験では、この材料は必要
なコロナ抵抗を有し、マイカの代わりに使用することが
できるものであることがわかった。

従って、本発明の目的は、適宜の低温誘電体を使用した
電荷移動像形成に使用するカートリッジを提供すること
にある。

本発明の別の目的は、かかるカートリッジを製造する方
法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の−の観点によれば、誘電体基板と、該基板の一
側に沿って第１の方向へ延びる第１の電極と、第２の方
向へ延びる第２の電極と、誘電体材料からなる粒状充填
剤を含有する重合性材料からなり、第１および第２の電
極を分離する誘電体層とを備えてなる構成の電荷移動像
形成カートリッジが提供されている。

本発明によれば、更に、誘電体基板と、該基板の一側に
沿って第１の方向へ延びる第１の電極と、第２の方向へ
延びる第２の電極と、シリコーンで改質されたポリマか
らなり、第１および第２の電極を分離する誘電体層とを
備えてなる構成の電荷移動像形成カートリッジが提供さ
れている。

本発明によれば、更に、誘電体基板と、該基板の一側に
沿って第１の方向へ延びる第１の電極と、第２の方向へ
延びる第２の電極と、シリコーンで改質されたポリエス
テル／アルキドからなり、第１および第２の電極を分離
する誘電体層とを備えてなる構成の電荷移動像形成カー
トリッジが提供されている。

本発明の別の観点によれば、一側に沿って第１の方向へ
延びる第１の電極を備えた誘電体基板を提供する工程と
、液体の形態をなしかつ誘電体材料からなる粒状充填剤
を含有する重合性材料の層を基体に被着して第１の電極
を被覆する工程と、前記層を硬化する工程と、エツジ構
造体を画定する第２の電極を提供する工程と、第２の１
極が第２の方向へ延びかつエツジ構造体が第１の電極を
またぐように前記第２の電極を硬化した層に固着する工
程とを備えてなる構成の電荷移動像形成カートリッジの
製造方法が提供されている。

本発明によれば、更に、一側に沿って第１の方向へ延び
る第１の電極を備えた誘電体基板を提供する工程と、未
重合シリコーン改質ポリマ誘電体の層を基体に被着して
第１の電極を被覆する工程と、前記ポリマ誘電体層を硬
化する工程と、エツジ構造体を画定する第２の電極を提
供する工程と、第２の電極が第２の方向へ延びかつエツ
ジ構造体が第１の電極をまたぐように前記第２の電極を
硬化した誘電体層に固着する工程とを備えてなる構成の
電荷移動像形成カートリッジの製造方法が提供されてい
る。

本発明によれば、更に、一側に沿って第１の方向へ延び
る第１の電極を備えた誘電体基板を提供する工程と、未
重合シリコーン改質ポリエステル／アルキド誘電体の層
を基体に被着して第１の電極を被覆する工程と、前記ポ
リマ誘電体層を硬化する工程と、エツジ構造体を画定す
る第２の電極を提供する工程と、第２の電極が第２の方
向へ延びかつエツジ構造体が第１の電極をまたぐように
前記第２の電極を硬化した誘電体層に固着する工程とを
備えてなる電荷移動像形成カートリッジの製造方法が提
供されている。

（実施例） 先づ、第１図について説明すると、第１図は本発明に係
る電荷移動像形成カートリッジの好ましい実施例を備え
たプリンタの一例を示す概略側面図である０本発明は、
この種のプリンタに関して特に有用であるが、電荷移動
像形成を行なう、別の構成のプリンタおよび他の装置と
ともに使用することができるものである。

プリントドラム２２は、軸線２４を中心に回転すること
ができるように取着され、かつ、本発明の好ましい実施
例に係る電荷移動カートリッジ３０から像を受けること
ができる誘電面２８を有する導電性コア２６を備えてい
る。カートリッジ３０は、電気制御システム３２により
駆動され、カートリッジ取付は体（ｍｏｕｎｔｉｎｇ）
　３４によって所定の位置に保持される。ドラム２２が
図示の方向に回転すると、潜像がカートリッジ３０によ
り誘電面２８の外面に形成される。この像は、次に、フ
ィーダ機構３８によってホッパ３６から供給されるトナ
ーと接触される。得られたトナー処理された像は、一対
のフィードローラ４６を介してプリンタに入る紙シート
４４のような受容体の通路に配置された従順な（ｃｏｍ
ｐｌｉａｎｔ）外層４２を有する圧力ローラ４０との間
に形成されたニップ（ｎｉｐ）に向けてドラム２２によ
って移送される。

二゛ツブにおける圧力は、トナーを紙シートに移すのに
十分なものであり、印加される圧力は、ドラム２２の軸
線とローラ４０の軸線とが互いに対して約４５分の角度
で画定されているという構成によって高められるので、
トナーは、ドラムから紙に移されるときに紙に融着され
る０紙は、一対の出口ローラ４８の間を通ってプリンタ
を出る。

才へレータによるすべての操作と保守は、プリンタの一
方の側から行なうことができることが所望され、このた
め、アクセス用の開口（ａｃｃｅｓｓｏｐｅｎｉｎｇｌ
　５０がプリンタの側部に設けられ、取付は体３４を起
動してカートリッジ３０を外した後に、カートリッジ３
０にアクセスすることができるようにしている。

カートリッジ３０を示す第２乃至４図について説明する
。カートリッジ３０の主構造部材は、中空で、略矩形の
細長いアルミニウムのスパイン（ｓｐｉｎｅ）　５２で
あり、このスパイン５２は、内壁５４、外壁５６および
側壁５８．６０を有している。外壁５６には、カートリ
ッジ取付は体３４（第１図）と係合する長平方向に延び
る位置決めリブ６２が設けられており、スパインの一端
は、取付は体３４から引出すようにスパインを把持する
ハンドル６４を形成している。スパイン５２の内部には
、多数のフィンがあり、その１つが参照番号６６で示さ
れている。フィンは、内壁５４から側壁５８．６０に平
行に外方へ延びている。高速プリンタにおいて使用する
カートリッジにおいては、フィンは、スパイン５２を通
る冷却空気に内壁から熱を放散する。低速プリンタにお
いて使用されるカートリッジにおいては、フィンは、ス
パインを通る加熱空気から内壁の加熱を容易にすること
ができ、あるいは、フィンは省略することができ、加熱
素子（図示せず）をスパインの中に配設することができ
る。

柔軟な基体即ち基板６８が、スパイン５２の内壁５４と
側壁５８．６０とに固着されている。基板は、第５図に
関して説明されるカートリッジの種々の構成素子の取付
は体として作用する。

第５図は、製造工程にあるカートリッジを示し、構成素
子の全てが基板６８に取着されているが、基板はスパイ
ン５２に形成される前の状態にある１本実施例において
はガラス繊維強化エポキシのような柔軟な誘電材料であ
る柔軟な基板６８によって担持されている最も内側の構
成素子は、第１の電極即ち駆動電極７０である。これら
の電極７０は、銅被覆基板６８をエツチングすることに
より形成され、基板６８に対して略長手方向に沿って延
びる複数の並列導体（ｐａｒａｌｌｅｌ　ｃｏｎｄｕ−
ｃｔｏｒｌ　７２からなり、各接点７４が各並列導体７
２の一端から略側方へ延びている。

本発明のカートリッジの要部を構成する誘電体層７６が
並列導体７２の上方に配設されている。

誘電体層については、詳細に後述する。

第２の電極即ちフィンガー電極７８が、ステンレス鋼の
シートをエツチングすることにより形成されており、該
電極７８は、第５図に示すように、誘電体層７６の上方
で固着されて次の層を形成する。電極７８は、誘電体層
７６の上方に配置するための第１の部分８０と、誘電体
層７６の両側を介して交互に延びるように第１の部分の
端部に配設された接点８２とを有している。カートリッ
ジは、全ての接点が誘電体層７６の一方の側を介して延
びるように、構成することもできる。第１の部分８０は
、コロナまたは電荷発生部位として作用するようにエツ
ジ構造体（ｅｄｇｅ　５ｔｒｕｃｔｕｒｅ）８５（第６
図）を提供する孔８３を有している。

スペーサＪ’１８３が、フィンガ電極７８の上方に配設
された薄層８４と８６とにより形成されている０層８４
と８６は、基体を、デュポン社から商標ＶＡＣＲＥＬが
付されて販売されているソルダマスクのような乾燥フィ
ルムソルダマスク（ｄｒｙ　ｆｉｌｍｓｏｌｄｅｒ　ｍ
ａｓｋ）で別々に積層し、その後エツチングすることに
より形成される。２つの層は、所定の厚さを得るために
使用され、フィンガー電極７８の第１の部分をカバーす
る中央部８８を有している。複数の並列スロット９０が
、フィンガー電極の第１の部分８０に形成された孔に対
応した位置に設けられている０層８４の端部９２は駆動
電極の接点７４間の空間を占めており、側部９４が第１
の電極接点８２の端部を基板６８に取着している。第２
の層８６は第１のスペーサ層の中央部の上方に形成され
ている。

スクリーン電極９６が、第２の即ち最外側層８６によっ
て支持されている。スクリーン電極９６および関連する
スペーサ層８４．８６は、駆動電極７０とフィンガ電極
７８とにより必要な電荷像形成マトリックスが提供され
るので、任意のものである。しかしながら、プリントの
品質はスクリーン電極の使用により高められるので、好
ましい実施例においては、スクリーン電極が使用される
。電極９６には、フィンガ電極とスペーサ層のそれぞれ
の孔とスロットに対応して並行に配設された複数の孔９
８が形成されている。ソルダマスクオーバーコート層１
００が、基体に被着されるべき最後の素子であり、スク
リーン９６を基板６８に封着する作用をする。

基板アセンブリはスパイン５２に取着され（第４図）、
両面接着テープの層により所定の場所に保持される。並
列導体７２とフィンガー電極の第１の部分８０を担持す
る基板の部分は、スパインの内壁に固着され、電極接点
を担持する基板の部分はスパインの側壁に取着される。

第６図は、第５図のカートリッジの概略断面図であり、
第６図においては、カートリッジの構成を明瞭に示すた
めに厚さを幾分拡大して示しである。更に、２つのスペ
ーサ層８４．８６は、単一層として図示されている。

選択された駆動電極７０とフィンガー電極７８との間に
交流電圧を印加することにより、コロナ放電がフィンガ
ー電極の孔のエツジ８５における空気の絶縁破壊によっ
て形成される。抽出電圧パルスがフィンガー電極に印加
され、電荷をドラムに付勢する。上記したように、別の
電位がスクリーン電極に印加され、電荷がカートリッジ
の種々の孔およびスルットを介して移行するときに電荷
を集中させる。

誘電体層７６の劣化が、例えば、フィンガー電極の孔８
３の露出した部分で起こり、カートリッジは、誘電性が
電極７０と７８との間で誘電破壊を生ずる程度まで失わ
れることにより故障を生ずることが考えられる。汚染、
誘電体の化学成分の浸出または水分の吸収をはじめとす
る、誘電性に関する別の故障の原因もある。

第７ａおよび７ｂ図は、種々の材料のコロナ抵抗を測定
するために行なわれた試験の結果を示す、低温誘電体の
サンプルを、ガラススライドにペーストとして塗布し、
硬化してから、プラズマエツチング装置（ｐｌａｓｍａ
　ｅｔｃｈｅｒ）においてコロナに曝した。第７ａ図の
最も上の線は、アクリル樹脂の挙動を示し、数分以内で
カートリッジの故障をもたらすことになる。その他の線
は、種々のシリコーン樹脂の挙動を示すもので、次の通
りである。

ＤＣ２５７？　、ダウ・コーニングｌ−２５７７コンフ
オーマル・コーティング（ＤＯＷ　Ｃ０ＲＮＩＮＧ　１
−２５７７　ＣＯＮ−ＦＯＲＭＡＬ　Ｃ０ＡＴＩＮＧＩ ＧＥ　５Ｒ８０＝ジーイー・シリコーン・マイカ・ボン
ディング・アンド・モイスチャ・レジスタンド・ワニス
・ニスアール８０（ＧＥ　５ＩＬＩＣＯＮＥ　ＭＩＣＡ
ＢＯＮＤＩＮＧ　ＡＮＤ　ＭＯＩＳＴＵＲＥ　ＲＥＳＩ
ＳＴＡＮＴ　ＶＡＲＮＩＳＨＳＲ８０） ＭＳ　４６０　＝　　ミラー・ステフエンソン・エムニ
ス−４６０・シリコーン・レジン・コーティング（ＭＩ
ＬＬＥＲ５ＴＥＰＨＥＮＳＯＮ　ＭＳ−４６０５ＩＬＩ
ＣＯＮＥ　ＲＥＳＩＮＣＯＡＴＩＮＧＩ これらの調査研究の結果、商業的に入手することができ
るシリコーン改質ポリエステル／アルキド［エレクトロ
・サイエンス・ラブズ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−５ｃｉｅｎｃ
ｅ　Ｌａｂｓ）のイーニスエル２４１（ＥＳＬ　２４１
）］を、種々の望ましくない汚染物質を除去した後にカ
ートリッジにおいて試験した。この試験により、材料の
絶縁耐力は、比較的低く（約６０Ｖｒ、、／７＋ｍ　＠
　２５門厚さ）、得られた層は印加電圧に耐えるのに十
分な厚さ（３０ｐｆｆｉ）としなければならなかった、
しかしながら、このように厚さのある誘電体を有し、従
って、大きな電極間隔を有する状態で組立てられたカー
トリッジは、フィンガー電極エツジにおいて電界強度（
Ｅ）が不十分となって空気の絶縁破壊を引き起こすよう
な大きな電極間隔において交流電圧が印加されると、プ
リントを行なわなかった（Ｅ＝Ｖ／ｄ、ｄ＝電極間隔）
。

所定の強度を回復させる最も自明の方法は、交流電圧を
増加させることであるが、カートリッジは、現行の作動
電圧の現行の装置において使用するのに適していること
が好ましい、更に、２８００Ｖのビークビーク値の現在
使用されている電圧は、所望のものよりも高いと考えら
れ、より低い作動電圧がカートリッジの信頼性を改良す
るものと考えられる。従って、以下に説明するように、
別の方法をとった。

電極と電極との間のカートリッジの領域は、直列の２つ
のコンデンサとして考えることができる。第１のものは
、誘電体材料によって形成され、一方、第２のものは誘
電体の表面とフィンガー電極との間の、フィンガー電極
接着剤を横切るエアギャップにより形成される。２つの
コンデンサの電圧を一定にしたまま、誘電体の厚さを大
きくするとともにこのエアギャップの電圧を保持するこ
とが所望された。エアギャップは、既に、製造工程にお
いて現在使用されている接着剤で得られる最小値（３ミ
クロン）であった。

コンデンサの交流電圧降下がそのキャパシタンスに反比
例することを考慮して、厚さの増加を補償するために誘
電体のキャパシタンスを太き（することを決定した。キ
ャパシタンスが材料の誘電率をその厚みで除したものに
比例すると仮定した場合、ペーストの誘電率を大きくす
ると、誘電体の厚さが例え３０ミクロンであっても、カ
ートリッジをコロナを発生することができる作動領域ま
で戻すことがわかった。

誘電率を、充填剤（酸化チタン）の添加により、当初試
験された７から約１４に高めたところ、この新しい組成
物を使用して組立てたプリントカートリッジは、マイカ
誘電体を用いて従来の態様で構成したカートリッジと同
等のプリント品質でプリント操作を行なった。

実際には、樹脂マトリックスと適合することができる誘
電体材料であれば、如何なるものも、充填剤として使用
することができる。最も広く使用される誘電体充填剤に
は、アルミニウムおよび鉛のような珪酸塩、シリカ、ア
ルミナ、磁器材料、二酸化珪素、および、例えば、チタ
ン酸・バリウムのような任意のチタン酸塩がある。

ポリマと充填剤との比率を８０／２０から３０／７０に
変えることにより、誘電率を４と１７との間で変えるこ
とができ、しかも得られる上方値（ｕｐｐｅｒｖａｌｕ
ｅ）は、ビークビーク値が１３００−１６００ボルトの
現行の電圧と比較して、ビークビーク値が１１００ボル
トという低いコロナ開始（ｉｎｃｅｐｔｉｏｎｌ即ちし
きい値となった。

誘電体の厚さと誘電体の組成の変動が耐電気応力性、し
きい電圧およびカートリッジの寿命に及ぼす影響が、下
記の第工表に示されているが、第１表は、（ＥＳＬ　２
４１の）異なる誘電体層を有するカートリッジの試験に
より得られた結果である。

５Ｌ−２４ ％有機バインダ （ポリマ） ％無機充填剤 （溶剤、湿潤剤など無視） ６２％ ３８％ 第１ ３７％ ２７％ ６３％ ７３％ 厚さ ｄ　ｓ／ｐｍ 耐短時間電気応力性 ＠１４００Ｖ、、　、　６０時間 しきい電圧 １００％ 不合格 ５０％　　　１００％　　　１００％　　　５０％　　
　１００％　　　１０（１％　　　　５０％　　　１０
０％合格　　合格　　不合格　合格　　合格　　不合格
　　合格　　合格寿命／時間 ３Ｇ−６０÷ ２５−６０÷ ２５−１００＋ 充填剤の添加による誘電率の増加を容易にするために、
湿潤剤、表面張力低下剤または定着剤を材料に加える。

湿潤剤は、充填剤の粒子の移動度を低下させることによ
り、材料の電気的逸散（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｄｉｓ
ｓｉｐａｔｉｏｎｌを保持する作用も行な、うことがで
きる０粒子は一層小さくなると湿潤するのが一層困難に
なるので、これは、充填剤の粒度が小さくなるときに一
層重要となる。多くの場合、充填剤物質は、サイズが５
ミクロン以下の範囲にあるが、一般には、より小さいサ
イズであるのが一層好都合である。

誘電体材料は、樹脂またはペーストの形態で提供され、
スクリーン印刷によりカートリッジに被着される。所定
の厚さの単一のコーティングを形成するのが一層好都合
であることは明らかであるが、（単一層凝集の制限に対
して）もっと数の多い一層薄いスクリーン印刷体は一層
信頼性のあるコーティングを形成する。実際には、２つ
のコーティングが使用された。使用することができる別
の被着法には、押出し、浸漬コーティング、噴霧、ロー
ルコーティングおよび延伸コーティングがある。

粘度のような樹脂の機械的特性を変えるとともに、特定
の被着工程に適するように乾燥速度を変えるために、ブ
チル・セルソルブ（Ｂｕｔｙｌ　Ｃｅ１ｌｕ　−５ｏｌ
ｖｅｌのような溶剤を材料に含めることができる。好ま
しい実施例における場合のように、スクリーン印刷によ
り誘電体を被着する場合には、ペーストは比較的緩慢な
乾燥速度を有することが望ましい、また、通常はシリコ
ーンベースの流動剤（ｆｌｏｗ　ａｇｅｎｔ）を加えて
、被着した樹脂のレベリング（ｌｅｖｅｌｌｉｎｇ）を
容易にすることができる。

材料は、未重合であるときに流動し、第６図に示すよう
に、駆動電極間のギャップを占める。ペーストを使用す
ると、誘電体を基板に固着するのに接着剤を使用する必
要性がなくなる。材料は、エポキシ以外に、銅、ステン
レス鋼およびソルダマスクにも良好に付着する。

被着後は、使用した溶剤は室温での蒸発により、あるい
は時間をもっと短くしたい場合には、任意の方法による
加熱によりもしくは真空処理により、除去することがで
きる。

次に、カートリッジを１５０’Ｃ−２２０℃で焼成処理
し、ポリマを硬化する。得られた重合化誘電体層はフレ
キシブルであり、損傷を与えることなく適正な程度まで
カートリッジを曲げることができるものとなる。これま
で使用されていたマイカのシートは入念な包装が必要と
されるのに比べ、未重合の形態の樹脂は、取扱いが遥か
に簡単である。

更に、重合した材料は半透明であるので、製造の際にカ
ートリッジの構成素子を目視により整合させることがで
き、しかも得られる誘電体材料の熱伝導性はマイカの約
３倍であるので、温度感受性のあるフィンガー電極の温
度制御が容易となる。

（効果） 以上のように、本発明においては、種々の構成要素の相
対的な特性を変えることにより材料の種々の特性を変え
ることができる。シリコーンのポリマベースも変えるこ
とができるとともに、上記したシリコーンのほかに、加
硫した天然ゴムも適宜の誘電体を形成することが分かっ
た。

更に、本発明の材料を使用して任意の所望の形状の誘電
体層を得ることができるので、マイカを使用した場合に
はつくることができなかった細いあるいは長いカートリ
ッジの製造をはじめとする、電荷移動像形成における数
多くの可能性を開くことができる。

上記説明が単なる例示であり、数多くの修正と変更とを
本発明の範囲内において行なうことができるものである
ことは、当業者に明らかである。

本明細書において説明した特定のカートリッジの構成は
、単なる例示であって、本発明は任意の適宜のカートリ
ッジにおいて実施することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好ましい実施例に係るカートリッジを
備える電荷移動プリンタを示す側面図、第２図は第１図
に示すカートリッジの側面図、第３図は第２図のカート
リッジの底面図、第４図は第２図のカートリッジの端面
図、第５図は製造工程にある第２図のカートリッジの層
が形成される前の状態を示す斜視図、第６図は第５図の
６−６線断面図、第７ａおよび７ｂ図は種々の誘電体材
。 料のコロナによる重量損失の時間に対する関係を示すグ
ラフ図である。 ２２・・・プリンタドラム、２４・・・軸線、２６・・
・導電性コア、２８・・・誘電面、３０・・・カートリ
ッジ、３２・・・電気制御システム、３４・・・カート
リッジ取付は体、３６・・・ホッパ、３８・・・フィー
ダ機構、４０・・・圧力ローラ、４２・・・外層、４４
・・・紙シート、４６・・・フィードローラ、４８・・
・出口ローラ、５０・・・アクセス用開口、５２・・・
スパイン、５４・・・内壁、５６・・・外壁、５８．６
０・・・側壁、６２・・・リブ、６４・・・ハンドル、
６６・・・フィン、６８・・・基体、７０・・・駆動電
極、７２・・・並列導体、７４・・・接点、７６・・・
誘電体層、７８・・・フィンガ電極、８０・・・第１の
部分、８２・・・接点、８３・・・孔、８５・・・エツ
ジ構造体、８４．８６・・・薄層、８７・・・スペーサ
層、８８・・・中央部、９０・・・並列スロット、９２
・・・端部、９４・・・側部、９６・・・スクリーン電
極、９８・・・孔。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘電体基板と、 該基板の一側に沿って第１の方向へ延びる第１の電極と
   、 第２の方向へ延びる第２の電極と、 誘電体材料からなる粒状充填剤を含有する重合性材料か
   らなり、第１および第２の電極を分難する誘電体層とを
   備えてなる電荷移動像形成カートリッジ。
2. （２）誘電体基板と、 該基板の一側に沿って第１の方向へ延びる第１の電極と
   、 第２の方向へ延びる第２の電極と、 シリコーン改質ポリマからなり、第１および第２の電極
   を分離する誘電体層とを備えてなる電荷移動像形成カー
   トリッジ。
3. （３）誘電体基板と、 該基板の一側に沿って第１の方向へ延びる第１の電極と
   、 第２の方向へ延びる第２の電極と、 シリコーン改質ポリエステル／アルキドからなり、第１
   および第２の電極を分離する誘電体層とを備えてなる電
   荷移動像形成カートリッジ。
4. （４）一側に沿って第１の方向へ延びる第１の電極を備
   えた誘電体基板を提供する工程と、 液体の形態をなしかつ誘電体材料からなる粒状充填剤を
   含有する重合性材料の層を基体に被着して第１の電極を
   被覆する工程と、 前記層を硬化する工程と、 エッジ構造体を画定する第２の電極を提供する工程と、 第２の電極が第２の方向へ延びかつエッジ構造体が第１
   の電極をまたぐように前記第２の電極を硬化した層に固
   着する工程とを備えてなる電荷移動像形成カートリッジ
   の製造方法。
5. （５）一側に沿って第１の方向へ延びる第１の電極を備
   えた誘電体基板を提供する工程と、 未重合シリコーン改質ポリマ誘電体の層を基体に被着し
   て第１の電極を被覆する工程と、 前記ポリマ誘電体層を硬化する工程と、 エッジ構造体を画定する第２の電極を提供する工程と、 第２の電極が第２の方向へ延びかつエッジ構造体が第１
   の電極をまたぐように前記第２の電極を硬化した誘電体
   層に固着する工程とを備えてなる電荷移動像形成カート
   リッジの製造方法。
6. （６）一側に沿って第１の方向へ延びる第１の電極を備
   えた誘電体基板を提供する工程と、 未重合シリコーン改質ポリエステル／アルキド誘電体の
   層を基体に被着して第１の電極を被覆する工程と、 前記ポリマ誘電体層を硬化する工程と、 エッジ構造体を画定する第２の電極を提供する工程と、 第２の電極が第２の方向へ延びかつエッジ構造体が第１
   の電極をまたぐように前記第２の電極を硬化した誘電体
   層に固着する工程とを備えてなる電荷移動像形成カート
   リッジの製造方法。