JPH0564917A

JPH0564917A - イオンフロー静電記録ヘツド

Info

Publication number: JPH0564917A
Application number: JP22727291A
Authority: JP
Inventors: Michio Shirai; 道雄白井; 雅道 ▲ひじ▼野; Masamichi Hijino
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1991-09-06
Filing date: 1991-09-06
Publication date: 1993-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、第１電極と第２電極との間の印加電
圧を比較的低くしても充分にイオンを発生させることが
でき、誘電体層にかかる負担を軽減することを最も主要
な特徴とする。【構成】第１電極４，４間の電極間間隙内に低誘電体充
填部２１を形成し、第１電極４…上に高誘電体２２を配
置して誘電体層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】本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、例えば静電印刷等において、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、非接触状態で被帯電部材に静電荷像を形成する静
電記録装置が知られている。

【０００３】図４（Ａ），（Ｂ）は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。また、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。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】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
にイオン流通過用の開口部８ａ…が形成されている。

【０００７】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
…と対応する部位にイオン流通過用の開口部９ａ…が形
成されている。そして、第２電極５…、絶縁体層９およ
び第３電極８の各開口部５ａ…、９ａ…、８ａ…によっ
てイオン流通過口１１…が形成されている。

【０００８】また、イオンフロー静電記録ヘッド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、負のイオンが発生する。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。

【０００９】ここで、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、マトリックス構造の第１電極４…および第２電極
５…を選択的に駆動することにより、誘電体ドラム上に
ドットによる静電気録を行なうことができる。

【００１０】ところで、イオンフロー静電記録ヘッド１
の電源部は一般にこのイオンフロー静電記録ヘッド１と
共振回路を形成しており、イオンフロー静電記録ヘッド
１の電気容量が特定の範囲にあるときに正常に駆動す
る。

【００１１】ここで、イオンフロー静電記録ヘッド１の
電気容量はイオンフロー静電記録ヘッド１の絶縁基板７
が固定される例えば、プリンタ本体側の支持体の物質と
第１電極４…との間の電気容量と、各第１電極４…間の
電気容量および第１電極４…と第２電極５…との間の誘
電物質の電気容量の和であらわされる。この場合、第１
電極４…と第２電極５…との間の誘電物質の電気容量が
大きいほど、一定の印加電圧下で多くのイオンを発生さ
せることができるので、イオンフロー静電記録ヘッド１
の動作時にイオンが発生を開始する印加電圧が低くな
り、イオンが発生しやすくなる。

【００１２】そして、従来のイオンフロー静電記録ヘッ
ド１では例えば、特表昭57-501348号公報には第１電極
４…と第２電極５…との間の誘電体層６を形成する誘電
物質として比誘電率が５〜８程度のマイカが用いられ、
これが有機ポリシロキサン系の粘着剤を介して第１電極
４…上に固着されたものが示されている。ここで用いら
れるマイカは、シート状で厚さは非常に薄いものとなっ
ている。

【００１３】また、特開平2-153760号公報では誘電物質
としてシリコーン変性ポリエステル−アルキド樹脂等の
有機高分子材料に酸化チタンの微粉末を分散させてペー
スト状にしたものを直接第１電極４…上に塗布し、硬化
させて比誘電率１５の誘電体層６を形成したものが示さ
れている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】特表昭57-501348 号公
報のように誘電体層６を形成する誘電物質として使用さ
れるマイカを粘着剤を介して第１電極４…上に固着した
場合には第１電極４…と第２電極５…との間の距離はマ
イカの厚さよりも粘着剤の層の分だけ長くなっている。
さらに、マイカを第１電極４…上に固着する有機ポリシ
ロキサン系の粘着剤は比誘電率が３程度と低いものであ
る。

【００１５】ここで、第１電極４…と第２電極５…との
間の誘電体層６の電気容量は比誘電率に比例し、第１電
極４…と第２電極５…との間の距離に反比例するので、
特表昭57-501348 号公報の場合には第１電極４…と第２
電極５…との間の誘電体層６の電気容量はマイカのみを
使用する場合に比べて小さくなる問題がある。そのた
め、この特表昭57-501348 号公報の構成のイオンフロー
静電記録ヘッド１で充分にイオンを発生させるためには
第１電極４…と第２電極５…との間に高い印加電圧をか
けるか、マイカの厚さを極端に薄くする必要があるの
で、誘電体層６には高い耐電圧特性が要求され、大きな
負担がかかる問題があった。

【００１６】また、特開平2-153760号公報では比誘電率
１５程度のペースト状の誘電物質を直接第１電極４…上
に塗布しているので、この誘電物質の塗布作業時には各
第１電極４…間の間隙部にも誘電体層６と同じ誘電物質
が同時に充填されることになる。この場合、イオンフロ
ー静電記録ヘッド１全体の電気容量を特定範囲に設定す
るためには各第１電極４…間に充填された誘電物質の電
気容量が高い分だけ第１電極４…と第２電極５…との間
の電気容量を低くしなければならない。そのため、充分
にイオンを発生させるためには第１電極４…と第２電極
５…との間に高い印加電圧をかける必要があるので、こ
の場合も誘電体層６には高い耐電圧特性が要求され、大
きな負担がかかる問題がある。

【００１７】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的は、第１電極と第２電極との間の印加電圧
を比較的低くしても充分にイオンを発生させることがで
き、誘電体層にかかる負担を軽減す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。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本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電極の延設方向と異なる方向
に延設され、前記第１電極とともにマトリックスを構成
し、かつこのマトリックスと対応する部位に開口部が形
成された複数の第２電極と、前記第２電極に対して前記
第１電極とは反対側に配置され、前記マトリックスと対
応する部位にイオン流通過用の開口部が形成された第３
電極と、前記第１電極と第２電極との間に配設された誘
電体層と、前記第２電極と第３電極との間に配設された
絶縁体層とを有し、前記絶縁体層における前記マトリッ
クスと対応する部位にイオン流通過用の開口部が形成さ
れたイオンフロー静電記録ヘッドにおいて、前記第１電
極間の電極間間隙内に比誘電率４以下の絶縁物質を充填
した低誘電体充填部を形成し、前記第１電極上に比誘電
率１０以上の絶縁物質からなる高誘電体を配置して前記
誘電体層を形成したものである。

【００１９】

【作用】上記構成によればイオンフロー静電記録ヘッド
本体全体の電気容量を特定範囲に抑えた状態で、第１電
極間の電極間間隙内に充填された低誘電体充填部の絶縁
物質の比誘電率を４以下に低く設定して第１電極間の電
気容量を小さくし、この第１電極間の低誘電体充填部内
の絶縁物質の比誘電率を小さくした分だけ第１電極上の
誘電体層に比誘電率が１０以上の高誘電体を配置して第
１電極と第２電極との間の誘電物質の電気容量を大きく
することにより、イオンフロー静電記録ヘッド本体の動
作時における第１電極と第２電極との間の印加電圧を比
較的低くしても充分にイオンを発生させるようにしたも
のである。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１（Ａ），
（Ｂ）および図２を参照して説明する。なお、図１
（Ａ），（Ｂ）中で、図４（Ａ），（Ｂ）と同一部分に
は同一の符号を付してその説明を省略する。

【００２１】すなわち、この実施例では絶縁基板７は合
成樹脂材料、例えばアラミド繊維強化エポキシ基板が使
用される。そして、この絶縁基板７上に厚さ９μｍの銅
箔が貼着されて一体化されたのち、エッチング加工でパ
ターニングして第１電極４…が回路形成されている。

【００２２】また、複数の第１電極４…がパターニング
された絶縁基板７上の各第１電極４，４間の電極間間隙
内には比誘電率４以下の絶縁物質を充填した低誘電体充
填部２１が形成されている。

【００２３】この低誘電体充填部２１は例えば比誘電率
３．０の付加反応型シリコーンのトルエン・シクロヘキ
サン（混合比１：１）２０ｗｔ％溶液を使用して付加反
応型シリコーンを厚さ１０μｍでディッピングし、溶剤
を揮発させた後に、ドクターブレードにより、第１電極
４…上の付加型シリコーンをかきとることにより、複数
の第１電極４…間に気泡なく、付加型シリコーンを充填
したものである。複数の第１電極４…間に充填された付
加型シリコーンはさらに１２０℃の加熱温度で１時間硬
化されて各第１電極４，４間の電極間間隙内に比誘電率
３．０の付加型シリコーン（低誘電体）が充填された絶
縁基板７が得られる。

【００２４】また、複数の第１電極４…上および各第１
電極４，４間の低誘電体層２１上には比誘電率１０以上
の絶縁物質からなる例えば厚さ３０μｍの高誘電体２２
が配置されて誘電体層６が形成されている。

【００２５】この誘電体層６の成形時には複数の第１電
極４…上および各第１電極４，４間の低誘電体層２１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
電体ペーストが塗布されたのち、この誘電体ペーストが
１００℃の温度で１時間乾燥され、続いて１５０℃の加
熱温度で５時間保持されて硬化されるようになってい
る。ここで、使用される誘電体ペーストは例えばポリエ
ステル変性シリコーンレジンに酸化チタンの微粉末を充
填したもので、硬化後の比誘電率が１５のものである。

【００２６】また、誘電体層６上の第２電極５…は予め
例えば厚さ３０μｍのステンレス箔がエッチング等でパ
ターニングされて複数の第２電極５…および各第２電極
５の開口部５ａ…が形成されたもので、複数の第１電極
４…と各第２電極５の開口部５ａ…とを対応させて位置
決めした状態で、誘電体層６上に配置され、接着剤ｓを
介して誘電体層６側に接着されている。この接着剤ｓは
シリコーン系接着剤を用いるが、他にもアクリル系、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。

【００２７】さらに、絶縁体層９は絶縁基板７、第２電
極５およびその開口部５ａ…内の誘電体層６上に感光性
絶縁フィルム（ソルダーレジスト）を真空ラミネートし
て形成される。そして、この絶縁体層９の形成後、この
絶縁体層９に通常の感光性フィルムと同様に露光、現像
等のフォトエッチング処理が施されて第２電極５…の開
口部５ａ…と対応する位置に開口部９ａ…が形成され
る。

【００２８】また、絶縁体層９の上には第３電極８がそ
の開口部８ａ…を絶縁体層９の開口部９ａ…に対応させ
た状態で位置決めされて接着され、イオンフロー静電記
録ヘッド１が製造される。この場合、第３電極８と絶縁
体層９とは例えば、接着剤、粘着剤や両面テープで貼り
合わせるようになっている。

【００２９】そこで、上記構成のものにあってはイオン
フロー静電記録ヘッド１の本体全体の電気容量を特定範
囲に抑えた状態で、第１電極４…間の電極間間隙内に比
誘電率３．０の低誘電体が充填された低誘電体充填部２
１を形成して第１電極４，４間の電気容量を小さくし、
この第１電極４，４間の低誘電体充填部２１内の絶縁物
質の比誘電率を小さくした分だけ第１電極４…上の誘電
体層６に比誘電率が１５の高誘電体２２を配置して第１
電極４…と第２電極５…との間の誘電物質の電気容量を
大きくしたので、イオンフロー静電記録ヘッド１の本体
の動作時における第１電極４…と第２電極５…との間の
印加電圧を比較的低くしても充分にイオンを発生させる
ことができ、誘電体層６にかかる負担を軽減することが
できる。

【００３０】ここで、各第１電極４，４間の絶縁物質の
比誘電率ε_Lが４よりも大きい場合には各第１電極４，
４間の電気容量を充分に小さくすることができず、さら
に第１電極４…上の誘電体層６の絶縁物質の比誘電率ε
_Fが１０よりも小さい場合には第１電極４…と第２電極
５…との間の電気容量を充分に大きくすることができな
いので、イオンの発生が不充分なものとなり、誘電体層
６にかかる負担を軽減することが困難なものとなる。し
たがって、上記実施例のように各第１電極４，４間の絶
縁物質の比誘電率ε_Lを４以下に設定して各第１電極
４，４間の電気容量を充分に小さくするとともに、第１
電極４…上の誘電体層６の絶縁物質の比誘電率ε_Fを１
０以上に設定することにより、イオンフロー静電記録ヘ
ッド１の本体の動作時における第１電極４…と第２電極
５…との間の印加電圧を従来に比べて低くしても充分に
イオンを発生させることができ、誘電体層６にかかる負
担を軽減することができる。

【００３１】また、誘電体層６の成形時には複数の第１
電極４…上および各第１電極４，４間の低誘電体層２１
上に誘電体ペーストを塗布したのち、この誘電体ペース
トを１００℃の温度で１時間乾燥し、続いて１５０℃の
加熱温度で５時間保持させて硬化させて誘電体層６を成
形するようにしたので、誘電体層６を第１電極４…上に
接着剤を介して固定する場合のように第１電極４…と第
２電極５…との間の距離が誘電体層６の厚さよりも粘着
剤の層の分だけ長くなるおそれがない。そのため、誘電
体層６を第１電極４…上に接着剤を介して固定する場合
に比べて第１電極４…と第２電極５…との間の電気容量
を大きくすることができる。

【００３２】なお、図２はイオンフロー静電記録ヘッド
１の第１電極４…と第２電極５…との間に電圧を印加し
た場合の印加電圧とイオン発生量との関係を示すもの
で、本実施例のイオンフロー静電記録ヘッド１の動作特
性Ｘと従来構成のイオンフロー静電記録ヘッド１の動作
特性Ｙとが示されている。ここで、従来構成のイオンフ
ロー静電記録ヘッド１は絶縁基板７上の各第１電極４，
４間の電極間間隙内に低誘電体充填部２１が形成されて
おらず、複数の第１電極４…上に直接、比誘電率１５の
誘電体ペーストを厚さ４０μｍで塗布して誘電体層６を
形成したものである。

【００３３】この図２の動作特性Ｘからも明らかなよう
に本実施例のイオンフロー静電記録ヘッド１では１２０
０Ｖ付近からイオン電流が増加し、イオンが発生する。
その後、印加電圧の増加にともない急激にイオンの発生
量が増加している。

【００３４】これに対して、動作特性Ｙで示される従来
構成のイオンフロー静電記録ヘッド１ではイオン電流が
増加し、イオンが発生するのは１７００Ｖ付近からであ
り、印加電圧の増加に対するイオンの発生量の増加の割
合は本実施例のイオンフロー静電記録ヘッド１よりも低
くなっている。

【００３５】したがって、この図２の特性からも本実施
例のイオンフロー静電記録ヘッド１は第１電極４…と第
２電極５…との間の印加電圧を従来に比べて低くしても
充分にイオンを発生させることができ、誘電体層６にか
かる負担を軽減できることを確認することができる。

【００３６】また、図３はこの発明の第２の実施例を示
すものである。これは、絶縁基板７をポリイミド系樹脂
材料で形成し、予め銅箔をエッチング加工でパターニン
グして第１電極４…のパターンが回路形成された第１電
極４…の電極板が絶縁基板７のポリイミド系樹脂材料内
に埋設されて一体化されたものを使用する。

【００３７】このポリイミド系樹脂材料は比誘電率が
３．０である。そのため、この実施例では各第１電極
４，４間の電極間間隙内に浸入する比誘電率が３．０の
ポリイミド系樹脂材料の浸入部７ａによって各第１電極
４，４間の電極間間隙内の低誘電体充填部３１が形成さ
れている。

【００３８】また、複数の第１電極４…上および各第１
電極４，４間の低誘電体層３１上の誘電体層６は付加反
応型のシリコーンゴムに酸化チタン粉末とチタン酸バリ
ウム粉末とを充填した誘電体ペーストを硬化させた比誘
電率が１８の高誘電体３２によって形成されている。こ
の誘電体層６は第１の実施例と同様の方法で形成され
る。

【００３９】さらに、誘電体層６の上には第１の実施例
と同じ構成の第２電極５…、絶縁体層９、第３電極８が
順次積層されてこの第２の実施例のイオンフロー静電記
録ヘッド１が製造される。

【００４０】したがって、この実施例では第１電極４，
４間の電極間間隙内に浸入させた絶縁基板７と一体成形
される比誘電率３．０のポリイミド系樹脂材料からなる
浸入部７ａによって低誘電体充填部３１を形成し、第１
電極４…上に比誘電率１８の高誘電体３２を配置して誘
電体層６を形成したので、第１の実施例と同様にイオン
フロー静電記録ヘッド１の本体全体の電気容量を特定範
囲に抑えた状態で、第１電極４，４間の電気容量を小さ
くし、第１電極４…と第２電極５…との間の誘電物質の
電気容量を大きくすることができる。そのため、この場
合もイオンフロー静電記録ヘッド１の本体の動作時にお
ける第１電極４…と第２電極５…との間の印加電圧を従
来よりも低くしても充分にイオンを発生させることがで
き、誘電体層６にかかる負担を軽減することができる。
なお、この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施で
きることは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば第１電極間の電極間間隙
内に比誘電率４以下の絶縁物質を充填した低誘電体充填
部を形成し、第１電極上に比誘電率１０以上の絶縁物質
からなる高誘電体を配置して誘電体層を形成したので、
第１電極と第２電極との間の印加電圧を比較的低くして
も充分にイオンを発生させることができ、誘電体層にか
かる負担を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例のイオンフロー静電
記録ヘッドを示すもので、（Ａ）は要部の縦断面図、
（Ｂ）は同斜視図。

【図２】印加電圧とイオン発生量との関係を示す特性
図。

【図３】この発明の第２の実施例を示す要部の縦断面
図。

【図４】従来例を示すもので、（Ａ）はイオンフロー
静電記録ヘッドの要部の概略構成を示す斜視図、（Ｂ）
は同縦断面図。

【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，２１，３１…低誘電体充填部，２２，３２…
高誘電体。

Claims

【特許請求の範囲】

【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電極の延設方向と異なる方向に延設され、前記第１電
極とともにマトリックスを構成し、かつこのマトリック
スと対応する部位に開口部が形成された複数の第２電極
と、前記第２電極に対して前記第１電極とは反対側に配
置され、前記マトリックスと対応する部位にイオン流通
過用の開口部が形成された第３電極と、前記第１電極と
第２電極との間に配設された誘電体層と、前記第２電極
と第３電極との間に配設された絶縁体層とを有し、前記
絶縁体層における前記マトリックスと対応する部位にイ
オン流通過用の開口部が形成されたイオンフロー静電記
録ヘッドにおいて、前記第１電極間の電極間間隙内に比
誘電率４以下の絶縁物質を充填した低誘電体充填部を形
成し、前記第１電極上に比誘電率１０以上の絶縁物質か
らなる高誘電体を配置し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。