JPH05124254A - イオンフロー静電記録ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、イオン発生時の放電によるイオン発
生部位の汚れを防止することができ、長期間に亙り安定
にイオンを発生させることを最も主要な特徴とする。 【構成】酸化チタンおよびチタン酸バリウムの粉体を含
有させた加熱硬化型ストレートシリコーンレジンによっ
て誘電体層６を形成したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は例えば静電記録装置で
使用されるイオンフロー静電記録ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば静電印刷等の技術分野で
は高電流密度のイオンを発生させ、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静電記録ヘ
ッドは誘電体層とその誘電体層の一方の側に固着され、
第１の方向に伸びる複数の第１電極と、誘電体層の他方
の側に固着され、第１電極の伸び方向と交差する方向に
伸びる複数の第２電極とを有し、複数の第１電極と複数
の第２電極とでマトリックスを構成する。

【０００４】このマトリックスの選択された部分に対応
する第１電極と第２電極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電極の近傍に正
・負のイオンが発生する。この発生したイオンを選択的
に抽出して被帯電部材を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なうことができ
る。

【０００５】ところで、イオンフロー静電記録ヘッドの
動作時には誘電体層の表面で放電現象を生じさせている
ので、イオンフロー静電記録ヘッドの駆動中はこの誘電
体層の表面は高電圧の放電中にさらされることになる。

【０００６】ここで、使用される誘電体層を形成する誘
電物質はイオン発生のために印加される高電圧でも絶縁
破壊しないことが要求される。また、イオンの発生を効
率よくするため、高い誘電率を持つものが適している。
そして、高電位差がかかり誘電体表面で放電現象を発生
させるため高い耐コロナ性も要求される。

【０００７】そこで、例えば、特開平２−１５３７６０
号公報ではこのイオンフロー静電記録ヘッドの誘電体層
として酸化チタンを充填物として添加したシリコーン改
質ポリエステル／アルキド樹脂をバインダーとしたもの
を使用している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】特開平２−１５３７６
０号公報でイオンフロー静電記録ヘッドの誘電体層とし
て用いている酸化チタンを添加したシリコーン改質ポリ
エステル／アルキド樹脂は樹脂の形態を司る主鎖骨格が
シロキサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−）および炭素結合（−Ｃ
−Ｃ−）、炭素酸素結合（−Ｃ−Ｏ−）で構成されてい
る。

【０００９】この場合、シロキサン結合部分は結合エネ
ルギが大きいが炭素が関わる結合部分では結合エネルギ
が比較的小さい問題がある。そのため、シリコーン改質
ポリエステル／アルキド樹脂をイオンフロー静電記録ヘ
ッドの誘電体層として使用した場合には誘電体層の表面
で放電現象が生じ始めると結合エネルギが大きいシロキ
サン結合部分は格別に影響を受けないが、結合エネルギ
が比較的小さい炭素が関わる結合部分では放電のエネル
ギにより化学結合が切断される問題がある。

【００１０】そして、この化学結合の切断部分により、
誘電体層から分解物が発生し、第２電極の開口部などの
イオン発生部位が経時的に汚れが進み、イオンの発生が
不安定になるおそれがあった。そのため、このイオンフ
ロー静電記録ヘッドを用いて画像を形成する場合には経
時的に画像にむらが生じ、長期間に亙り安定した均質の
画像が得られない問題があった。

【００１１】この発明は上記事情に着目してなされたも
ので、その目的は、イオン発生時の放電によるイオン発
生部位の汚れを防止することができ、長期間に亙り安定
にイオンを発生させることができるイオンフロー静電記
録ヘッドを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は絶縁基板上に
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電極と、これらの第１電極と交差する方向に延設
され、前記第１電極とともにマトリックスを形成し、こ
のマトリックスに対応する部位に開口部が形成された複
数の第２電極と、この第２電極に対して前記第１電極と
は反対側に配置され、前記マトリックスに対応する部位
に開口部が形成された第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、前記マトリックスに対応する
部位に開口部が形成された絶縁体層とを備えたイオンフ
ロー静電記録ヘッドにおいて、酸化チタンおよびチタン
酸バリウムのうち少なくともいずれか一方の粉体を含有
させた加熱硬化型ストレートシリコーンレジンによって
前記誘電体層を形成したものである。

【００１３】

【作用】上記の構成において、主鎖骨格が炭素結合（−
Ｃ−Ｃ−）、炭素酸素結合（−Ｃ−Ｏ−）のような炭素
が関わる結合部分に比べて結合エネルギが大きいシロキ
サン結合のみで形成されているストレートシリコーンレ
ジンによって誘電体層を形成することにより、放電によ
る分子主鎖の切断を起こりにくくして誘電体層からの分
解物の発生を低減し、イオン発生部位の汚れを防止して
長期間に亙り安定にイオンを発生させるようにしたもの
である。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について図１お
よび図２を参照して説明する。図１は静電記録装置で使
用されるイオンフロー静電記録ヘッド１の要部の概略構
成を示すもので、２はイオン発生部、３はイオン流制御
部である。

【００１５】イオン発生部２にはイオン発生用の複数の
第１電極４…と複数の第２電極５…とが設けられてお
り、これらの第１電極４…と第２電極５…との間には誘
電体からなる誘電体層６が配設されている。この誘電体
層６は酸化チタンおよびチタン酸バリウムのうち少なく
ともいずれか一方の粉体を含有させた加熱硬化型ストレ
ートシリコーンレジンによって形成されている。

【００１６】なお、静電記録ヘッド１には絶縁基板７が
設けられており、この絶縁基板７上に一方向に延びる複
数の第１電極４…が略平行に並設されている。また、誘
電体層６は絶縁基板７における第１電極４…の配設面側
に設けられている。

【００１７】さらに、複数の第２電極５…は誘電体層６
における絶縁基板７とは反対側の面に第１電極４…と交
差する方向に並設させた状態で接着剤Ｓによって固着さ
れており、第１電極４…と第２電極５…とによってマト
リックスが構成されている。そして、第２電極５…には
このマトリックスと対応する部位にそれぞれ開口部５ａ
…が形成されている。

【００１８】また、イオン流制御部３には第２電極５…
に対して第１電極４…とは反対側に配置された帯状の第
３電極８が設けられている。この第３電極８には第１電
極４…と第２電極５…とのマトリックスと対応する部位
に開口部８ａ…が形成されている。さらに、第２電極５
…と第３電極８との間には絶縁体層９が配設されてい
る。この絶縁体層９には第２電極５…および第３電極８
の各開口部５ａ…、８ａ…と対応する部位に開口部９ａ
が形成されている。

【００１９】そして、イオンカートリッジ１の動作時に
は印字信号にもとづいて第１電極４…と第２電極５…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４…と第２電極５…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５…の開口部５ａ…
内の近傍部位に正負イオンが発生する。このとき、第２
電極５…と第３電極８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５…
の開口部５ａ…内の近傍部位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９の開口
部９ａおよび第３電極８の開口部８ａ…を通過し、図示
しない誘電体ドラムを局部的に帯電させる。したがっ
て、第１電極４…および第２電極５…の選択的駆動によ
り、誘電体ドラム上にドット潜像を形成することができ
る。

【００２０】次に、図１および図２のイオンフロー静電
記録ヘッドの製造方法について詳細に説明する。まず、
例えばアラミド繊維強化エポキシ基板によって形成され
る絶縁基板７に厚さ９μｍの銅箔を一体に貼り付けた電
気基板を準備する。そして、この電気基板に通常のフォ
トリソグラフィーおよびエッチング加工を施すことによ
り、絶縁基板７上に一方向に延びる複数の第１電極４…
を回路形成させる。このように絶縁基板７上に第１電極
４…を回路形成したのち、絶縁基板７を洗浄し、乾燥さ
せる。

【００２１】さらに、絶縁基板７および第１電極４…上
に誘電体層６を形成する。この誘電体層６の形成時には
加熱硬化型ストレートシリコーンレジンで縮合反応によ
り硬化する例えば東レ・ダウコーニング・シリコーン
（株）社製のＳＲ２４０６（商品名）の６０重量部と平
均粒径０．３〜０．５μｍの酸化チタンの５１重量部お
よび平均粒径１〜２μｍのチタン酸バリウム粉体の２６
重量部を混合し、ボールミルにより混練して酸化チタン
を十分に分散させる。その後、トルエンを揮発させ、粘
度調整を行ない粘度３００〜１０００ポイズ程度の誘電
体ペーストを作成する。ここで加えたＳＲ２４０６はス
トレートシリコーンレジンの５５重量％トルエン溶液に
なっており、ここで加えたストレートシリコーンレジン
分は３３重量部となる。

【００２２】次に、絶縁基板７および第１電極４…上に
メタルマスク版を用いてスクリーン印刷機により、誘電
体ペーストを印刷して塗布する。続いて、スクリーン印
刷された誘電体ペーストを例えば１００℃で３０分間で
トルエンを揮発させ、乾燥させたのち、１５０℃で５時
間加熱硬化させることにより、例えば厚さ３０μｍ程度
の誘電体層６が形成される。

【００２３】また、この誘電体層６の上に第２電極５…
がシリコーン系接着剤Ｓを介して接着される。この場
合、第２電極５…は予め例えば厚さ３０μｍ程度のステ
ンレス箔をエッチング等でパターニングしておいた電極
板によって形成されている。そして、この電極板の第２
電極５…の開口部５ａ…を複数の第１電極４…に位置合
わせさせた状態で第２電極５…がシリコーン系接着剤Ｓ
を介して誘電体層６上に接着される。なお、この接着剤
Ｓはシリコーン系接着剤以外の接着剤、例えばアクリル
系、ウレタン系、イミド系、エポキシ系等の熱硬化性接
着剤でも適用可能である。

【００２４】続いて、この第２電極５…および誘電体層
６の上に絶縁体層９を形成する例えば厚さ１００μｍ程
度の感光性絶縁フィルム（ソルダーレジスト）を真空ラ
ミネートする。さらに、この感光性絶縁フィルムに露光
・現像等のフォトエッチング処理を施して複数の第２電
極５…の開口部５ａ…と対応した開口部９ａを形成す
る。

【００２５】さらに、このように形成された絶縁体層９
の上に例えば厚さ３０μｍ程度のステンレス箔に第２電
極５…の開口部５ａ…と対応した開口部８ａ…が形成さ
れた第３電極８が接合される。この場合、第３電極８が
その開口部８ａ…を第２電極５…の開口部５ａ…と対応
させた状態で位置決めして重ね合わされることにより、
イオンフロ−静電記録ヘッド１が製造される。なお、絶
縁体層９と第３電極８とは接着剤、粘着剤や両面テープ
で貼り合わせるか、第３電極８を片面テープで絶縁体層
９に押さえ付ける構成にしてもよい。

【００２６】そこで、上記構成のものにあっては加熱硬
化型ストレートシリコーンレジンで縮合反応により硬化
するＳＲ２４０６の６０重量部と酸化チタンの５１重量
部およびチタン酸バリウム粉体の２６重量部を混合し、
酸化チタンおよびチタン酸バリウムの粉体をそれぞれ含
有させた加熱硬化型ストレートシリコーンレジンによっ
てイオンフロー静電記録ヘッド１の誘電体層６を形成し
たので、主鎖骨格が炭素結合（−Ｃ−Ｃ−）、炭素酸素
結合（−Ｃ−Ｏ−）のような炭素が関わる結合部分に比
べて結合エネルギが大きいシロキサン結合のみで形成さ
れているストレートシリコーンレジンによって誘電体層
６を形成することができる。

【００２７】そのため、イオン発生時の放電による誘電
体層６の分子主鎖の切断を起こりにくくすることができ
るので、従来のような誘電体層６からの分解物の発生を
低減することができ、イオン発生部位の汚れを防止して
長期間に亙り安定にイオンを発生させることができる。

【００２８】なお、上記構成のイオンフロー静電記録ヘ
ッド１によって連続駆動耐久試験を行なった結果、第２
電極５…の開口部５ａ…への汚れの発生が少なく、経時
的に安定して均一なイオン発生量が確保でき、長期間に
亙り精細で高品質な画像を安定に得ることができた。

【００２９】また、上記構成のイオンフロー静電記録ヘ
ッド１の誘電体層６は平均粒径０．１〜５μｍの酸化チ
タンおよびチタン酸バリウムのうち少なくともいずれか
一方の粉体を５５〜８０重量％含有させた加熱硬化型ス
トレートシリコーンレジンによって形成することが望ま
しい。

【００３０】ここで、加熱硬化型ストレートシリコーン
レジン中の酸化チタンおよびチタン酸バリウムの粉体の
含有量が５５重量％より小さい場合にはレジンの硬化収
縮が大きいため、酸化チタンおよびチタン酸バリウムの
粉体の含有量は５５重量％以上が望ましい。さらに、加
熱硬化型ストレートシリコーンレジン中の酸化チタンお
よびチタン酸バリウムの粉体の含有量が８０重量％より
大きい場合にはレジンが硬くなるので、入れ過ぎると脆
くなり、破損するおそれがある。そのため、加熱硬化型
ストレートシリコーンレジン中の酸化チタンおよびチタ
ン酸バリウムの粉体の含有量は５５〜８０重量％程度の
範囲が好適である。

【００３１】また、加熱硬化型ストレートシリコーンレ
ジン中に含有される酸化チタンおよびチタン酸バリウム
の粉体の平均粒度が０．１μｍ以下の場合には誘電体ペ
ーストを作成した際にチクソ性が強くなり過ぎるので、
絶縁基板７および第１電極４…上に印刷し難くなるおそ
れがある。さらに、酸化チタンおよびチタン酸バリウム
の粉体の平均粒度が５μｍ以上の場合には誘電体層６の
表面の粗さが大きくなるので、この誘電体層６の上に第
２電極５…が接着し難くなるおそれがある。そのため、
加熱硬化型ストレートシリコーンレジン中に含有される
酸化チタンおよびチタン酸バリウムの粉体の平均粒度は
０．１〜５μｍの範囲が好適である。

【００３２】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、イオンフロー静電記録ヘッド１の
誘電体層６を次に示す第２の実施例のように構成しても
よい。すなわち、この実施例では絶縁基板７はポリイミ
ドによって形成されており、この絶縁基板７に厚さ５μ
ｍの銅箔を一体に貼り付け、さらにこの電気基板に通常
のフォトリソグラフィーおよびエッチング加工を施すこ
とにより、絶縁基板７上に一方向に延びる複数の第１電
極４…が回路形成される。

【００３３】次に、加熱硬化型ストレートシリコーンレ
ジンで付加反応により硬化する例えば信越化学社製のＸ
−４０−２０５０（商品名）の３０重量部と平均粒径
０．２〜０．６μｍの酸化チタンの７０重量部およびキ
シレン５０重量部を混合し、これをボールミルにより混
練して酸化チタンを十分に分散させる。その後、キシレ
ンを揮発させ、粘度調整を行ない粘度３００〜１０００
ポイズ程度の誘電体ペーストを作成する。

【００３４】この誘電体ペーストを第１の実施例と同様
に絶縁基板７および第１電極４…上に塗布したのち、こ
の誘電体ペーストを例えば１００℃、１時間でキシレン
を揮発させ、乾燥させたのち、２００℃で２．５時間加
熱硬化させることにより、例えば厚さ３０μｍ程度の誘
電体層６が形成される。

【００３５】さらに、この誘電体層６の上に第１の実施
例と同様の方法によって第２電極５…、絶縁体層９、第
３電極８が順次積層され、イオンフロ−静電記録ヘッド
１が製造される。

【００３６】このようにして、製造されたイオンフロー
静電記録ヘッド１でも第１の実施例と同様に主鎖骨格が
炭素結合（−Ｃ−Ｃ−）、炭素酸素結合（−Ｃ−Ｏ−）
のような炭素が関わる結合部分に比べて結合エネルギが
大きいシロキサン結合のみで形成されているストレート
シリコーンレジンによって誘電体層６を形成することが
できるので、イオン発生時の放電による誘電体層６の分
子主鎖の切断を起こりにくくすることができ、従来のよ
うな誘電体層６からの分解物の発生を低減し、イオン発
生部位の汚れを防止して長期間に亙り安定にイオンを発
生させることができる。さらに、その他この発明の要旨
を逸脱しない範囲で種々の変形実施できることは勿論で
ある。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、酸化チタンおよびチタ
ン酸バリウムのうち少なくともいずれか一方の粉体を含
有させた加熱硬化型ストレートシリコーンレジンによっ
て誘電体層を形成したので、イオン発生時の放電による
イオン発生部位の汚れを防止することができ、長期間に
亙り安定にイオンを発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１実施例のイオンフロー静電記
録ヘッドの概略構成を示す要部の縦断面図。

【図２】 イオンフロー静電記録ヘッドの断面斜視図。

【符号の説明】

４…第１電極，５…第２電極，５ａ，８ａ，９ａ…開口
部，６…誘電体層，７…絶縁基板，８…第３電極，９…
絶縁体層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板上に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電極と、これらの第
   １電極と交差する方向に延設され、前記第１電極ととも
   にマトリックスを形成し、このマトリックスに対応する
   部位に開口部が形成された複数の第２電極と、この第２
   電極に対して前記第１電極とは反対側に配置され、前記
   マトリックスに対応する部位に開口部が形成された第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、
   前記マトリックスに対応する部位に開口部が形成された
   絶縁体層とを備えたイオンフロー静電記録ヘッドにおい
   て、酸化チタンおよびチタン酸バリウムのうち少なくと
   もいずれか一方の粉体を含有させた加熱硬化型ストレー
   トシリコーンレジンによって前記誘電体層を形成したこ
   とを特徴とするイオンフロー静電記録ヘッド。