JPH0577481A

JPH0577481A - イオンフロー静電記録ヘツド

Info

Publication number: JPH0577481A
Application number: JP23961291A
Authority: JP
Inventors: 雅道 ▲ひじ▼野; Masamichi Hijino
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1991-09-19
Filing date: 1991-09-19
Publication date: 1993-03-30

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、誘電体層を安価に成形し、比誘電率
が高く、可撓性を有し、かつ表面硬度を大きくして割
れ、傷等が発生しにくくして製造工程の簡略化を図るこ
とを最も主要な特徴とする。【構成】誘電体層６をアルキド系樹脂とシリコーンＲＴ
Ｖ樹脂と高誘電率系セラミック粉末との混在物によって
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−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】ここで使用される誘電体を形成する誘電物
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。

【０００６】例えば、特開昭５７−２０１３４８号公報
では誘電物質としてマイカが用いられ、有機ポリシロキ
サン系の接着剤により電極に固着させている。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。また、特開平２−１５３７６０号公報では酸
化チタンを充填物として添加したシリコ―ン改質ポリエ
ステル／アルキド樹脂を用いている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開昭５７−２０１３
４８号公報にみられるように誘電物質として用いられて
いるマイカは比誘電率が６〜８と低いので、電気容量を
確保するためには薄膜にする必要がある。このマイカの
薄膜は非常に割れ易く、製造中に破損する可能性が非常
に高いので、工程の歩留まりが悪い問題がある。その結
果、マイカは高価になり、イオンフロー静電記録ヘッド
のコストアップにつながる問題がある。さらに、マイカ
を第１電極に貼りつける工程が別に必要になるので、イ
オンフロ−静電記録ヘッドの製造コストが高くなる問題
もある。

【０００８】また、特開平２−１５３７６０号公報で用
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／アルキド樹脂は高い絶縁破壊強度，耐コロナ性を
有し、誘電体層として優れた特性を持っている。しか
し、硬化後の樹脂は硬くて脆い特性を有しているので、
静電記録ヘッドの製造工程中、硬化時の応力等により誘
電体層の割れ等が生じ易い問題がある。

【０００９】なお、シリコーンＲＴＶ（Room Temperrat
ureValcanizing 室温加硫）のみに酸化チタン等を添加
することも考えられるが、この場合には硬化後の樹脂の
表面硬度が小さいため傷等が付きやすく、また樹脂の硬
化収縮が小さいため比誘電率が小さくなる等の不具合が
ある。

【００１０】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、誘電体層をマイカを使用する場合に
比べて安価に成形することができでるとともに、比誘電
率が高く、可撓性を有し、かつ表面硬度を大きくして割
れ、傷等が発生しにくくすることができ、加えて製造工
程の簡略化を図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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は一方向に、平
行に延設された複数の第１電極と、この第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、アルキド
系樹脂とシリコーンＲＴＶ樹脂と高誘電率系セラミック
粉末との混在物によって前記誘電体層を形成したもので
ある。

【００１２】

【作用】上記の構成において、誘電体層の形成時にはア
ルキド系樹脂とシリコーンＲＴＶ樹脂と高誘電率系セラ
ミック粉末とを混合し、ペ−スト状にして第１電極上に
塗布し、加熱硬化させる。このように誘電体層の成形素
材のアルキド系樹脂内に弾性率の低いシリコーンＲＴＶ
樹脂を混在させることにより、アルキド系樹脂の硬化収
縮応力を緩和し、可撓性を付与して柔軟性の高い塗膜を
形成して誘電体層の柔軟性を高め、製造工程中に誘電体
層が破損するすることを防止するとともに、誘電体層を
ペ−スト状にして第１電極上に直接塗布させることによ
り、製造工程を簡略化するようにしたものである。

【００１３】

【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（Ａ），（Ｂ）は静
電記録装置で使用されるイオンフロ−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。

【００１４】また、イオン発生部３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はアルキド系樹脂とオイル状シリコーンを用い
たシリコーンＲＴＶ（Room Temperrature Valcanizing
室温加硫）樹脂と高誘電率系セラミック粉末との混在物
によって形成されている。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】また、イオン流制御部４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９が配設されている。
この絶縁体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。

【００１８】そして、イオンカ−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。

【００１９】次に、図１（Ａ），（Ｂ）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、例えば厚さ１００μｍのガラス−エポキシＦＲＰ板
によって形成される絶縁基板７に銅箔を貼り付けた電気
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−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。ここで、第１電極４…の厚さは１８
μｍである。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。

【００２０】次に、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の形成時には予
め例えばエポキシポリエーテル変性シリコーン樹脂ＳＦ
８４２１，アミノ変性シリコーン樹脂ＳＦ８４１７（東
レ・ダウコーニング・シリコーン（株）社製商品名）等
のオイル状シリコーンを用いたシリコーンＲＴＶ樹脂
と、シリコーン変性ポリエステル／アルキド樹脂タイプ
２４１−１５（エレクトリック−サイエンスラボラト
リーズ社製商品名）等のアルキド系樹脂とを重量比１：
１：１０の割合で電動式混練機（乳鉢、乳棒）により混
練し、これに高誘電率系セラミック粉末、例えば酸化チ
タンとチタン酸バリウムの重量比１〜３：９の混合粉体
を徐々に加えて混合し、混合粉体の含有量８０wt．％の
誘電体ペーストを作成する。ここで加えた混合粉体はシ
ランカップリング剤の３〜５wt．％エタノール溶液中で
混合し、乾燥させたものである。さらに、誘電体ペース
トの作成後、減圧脱泡装置により、この誘電体ペースト
の脱泡を行なう。

【００２１】次に、絶縁基板７および第１電極４…上に
接着性向上のためのシリコーンプライマーのトルエン溶
液を塗布し、風乾させる。この状態で、次に、誘電体ペ
ーストを絶縁基板７上の第１電極４…上にスクリーン印
刷によって印刷する。続いて、スクリーン印刷された誘
電体ペーストを例えば１５０℃で５時間加熱硬化させ、
図２（Ａ）に示すように例えば厚さ４０μｍ程度の誘電
体層６が形成される。

【００２２】次に、シリコーン系粘着剤Ｓを例えば厚さ
３０μｍ程度のステンレス鋼によって形成される第２電
極５…における誘電体層６との接合面側に均一に塗布す
る。そして、図２（Ｂ）に示すように複数の第１電極４
…と第２電極５…の開口部５ａ…とが対応するように第
２電極５…を誘電体層６上に配置した状態で軽く加圧
し、この第２電極５…を誘電体層６上に固定する。

【００２３】続いて、この第２電極５…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、フォトリソグラフィーにより、この感光性絶縁フ
ィルムに複数の第２電極５…の開口部５ａ…と対応した
開口部９ａを形成する。続いて、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
鋼によって形成される第３電極８を開口部８ａ…が対応
するように位置決めして接着することにより、図２
（Ｃ）に示すようにイオンフロ−静電記録ヘッド１が製
造される。

【００２４】そこで、上記構成のものにあってはイオン
フロ−静電記録ヘッド１の誘電体層６をアルキド系樹脂
とこのアルキド樹脂との相溶性があるオイル状シリコー
ンを用いたシリコーンＲＴＶ樹脂と高誘電率系セラミッ
ク粉末との混在物によって形成し、誘電体層６の形成時
にはアルキド系樹脂とシリコーンＲＴＶ樹脂と高誘電率
系セラミック粉末とを混合し、ペ−スト状にして第１電
極４…上に塗布したのち、加熱硬化させることにより、
シリコーンＲＴＶ樹脂がオイル状でも微細乳化させ、ア
ルキド系樹脂の硬化時に同時に硬化または後硬化させる
ことができるので、樹脂層内に弾性の低い応力緩和部を
設けることができる。このように誘電体層６の成形素材
のアルキド系樹脂内に弾性率の低いシリコーンＲＴＶ樹
脂を混在させることができるので、アルキド系樹脂の硬
化収縮応力を緩和し、可撓性を付与して柔軟性の高い塗
膜を形成することができる。

【００２５】そのため、誘電体層６の柔軟性を高め、誘
電体層６の表面硬度を高めて製造工程中にこの誘電体層
６に傷、割れ等が発生することを防止することができ、
歩留まりを向上させることができる。

【００２６】さらに、誘電体層６をペ−スト状にして第
１電極４…上に直接塗布させるようにしたので、誘電体
物質としてマイカを使用する場合に比べて製造工程を簡
略化することができる。

【００２７】また、誘電体層６の成形に用いるシリコー
ンＲＴＶ樹脂としてはアルキド樹脂との相溶性があるオ
イル状シリコーンの他、電気的な特性が不均一にならな
いレベルの超微粒子状のシリコーンパウダー等を用いる
ことができる。この場合、オイル状シリコーンＲＴＶを
アルキド樹脂と混合する際、相溶性あるいは分離状態が
悪く、海島構造等が形成されてしまうと、成形後の誘電
体層６の局部的な電気特性・耐性が異なり、イオンフロ
−静電記録ヘッド１の動作時の画像品質が悪化してしま
う。そのため、乳化剤、エーテル変性タイプ等の変性シ
リコーンＲＴＶを用いることにより、誘電体層６全体の
特性を均一化することができる。

【００２８】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、次に示す第２の実施例のようにイ
オンフロ−静電記録ヘッド１の誘電体層６をアルキド系
樹脂とシリコーンパウダーを用いたシリコーンＲＴＶ樹
脂と高誘電率系セラミック粉末との混在物によって形成
してもよい。

【００２９】この場合、絶縁基板７は厚さ７０μｍのポ
リイミドフィルムによって形成されている。そして、こ
の絶縁基板７に厚さ９μｍの銅箔を貼りつけたフレキシ
ブル基板材料をフォトリソグラフィーおよびエッチング
加工することにより、第１電極４…が回路形成されてい
る。

【００３０】また、誘電体層６の成形時には予め表面に
ポリエーテル変性シリコーン処理を施した粒子径０．１
μｍのシリコーンパウダーとシリコーン変性ポリエステ
ル／アルキド樹脂タイプ２４１−１５（エレクトリック
−サイエンスラボラトリーズ社製商品名）を重量比
１：１０の比率で電動式混練機（乳鉢、乳棒）により混
練しながら、酸化チタンとチタン酸バリウムの重量比１
〜３：８の混合粉体を徐々に加えて混合し、混合粉体の
含有量７２．４wt．％の誘電体ペーストを作成する。

【００３１】次に、減圧脱泡装置により振動を加えなが
らこの誘電体ペーストの脱泡を行なう。ここで、誘電体
ペーストに含有させる混合粉体の量を７０wt．％未満に
した場合には誘電体ペーストの誘電率が低くなり、十分
なイオン発生効率が得られなくなる。また、含有混合粉
体の量が９０wt．％より多くなった場合には誘電体ペー
ストの柔軟性が低下し、誘電体層６に亀裂が生じ易くな
るので、マイカに対する優位性が低くなってしまう。な
お、ここで加えた混合粉体は、シランカップリング剤を
３〜５wt．％エタノール溶液中で混合し、乾燥させたも
のである。

【００３２】次に、上記誘電体ペーストを絶縁基板７お
よび第１電極４…上にスクリーン印刷により印刷したの
ち、８０℃で加熱乾燥してペースト中に含まれる溶剤成
分を蒸発させる。さらに、その後、１５０℃で１時間加
熱硬化させることにより、誘電体層６を形成する。

【００３３】次に、第１の実施例と同様にシリコーン系
粘着剤Ｓを第２電極５…における誘電体層６との接合面
側に均一に塗布し、複数の第１電極４…と第２電極５…
の開口部５ａ…が対応するように第２電極５…を誘電体
層６上に配し、かるく加圧し第２電極５…を固定する。

【００３４】続いて、第２電極５…の上に感光性絶縁フ
ィルム（ソルダーレジスト）を真空ラミネートし、フォ
トリソグラフィーにより、複数の第２電極５…の開口部
５ａ…に対応した開口部９ａ…を設け、その上に第３電
極８を開口部８ａ…が対応するように位置決めして接着
し、本発明の目的物であるイオンフロー静電記録ヘッド
１が製造される。

【００３５】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の実施例と同様に誘電体層６
が柔軟性を有しているため、製造過程で誘電体層６が破
損することがなく、歩留まりを向上させることができ
た。

【００３６】なお、シリコーンパウダーを用いる場合、
使用するパウダーの粒子径が大きすぎたり、シリコーン
改質ポリエステル／アルキド樹脂との分離が不十分であ
ると、加熱硬化の誘電体層６の表面状態が凸凹になり、
また、局部的な電気特性・耐性が異なり、イオンフロ−
静電記録ヘッド１の画像品質が悪化してしまう。そこ
で、粒子径が０．５μｍ以下で、かつ粒子表面を疎水処
理したものを用いた。また、上記第１の実施例および第
２の実施例で示した誘電体層６の諸特性を次の表１に示
す。

【００３７】

【表１】

【００３８】ここで、耐電圧の評価は無線周波数，２０
００−３０００ボルトのピーク・ピーク値に対して１時
間以上の耐性を示したものを合格とし、表中に○印で示
す。また、耐コロナ放電性の評価はガラススライド上に
誘電体層６を本実施例と同様の厚みで作成し、プラズマ
エッチング装置において行ない、重量損失を測定し、１
０時間以上変化のないものを表中に○印で示す。

【００３９】したがって、この表１からも明らかなよう
に上記第１の実施例および第２の実施例で示した誘電体
層６は耐電圧および耐コロナ放電性がともに良好である
ことが確認された。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。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、アルキド系樹脂とシリ
コーンＲＴＶ樹脂と高誘電率系セラミック粉末との混在
物によって誘電体層を形成したので、誘電体層をマイカ
を使用する場合に比べて安価に成形することができでる
とともに、比誘電率が高く、可撓性を有し、かつ表面硬
度を大きくして割れ、傷等が発生しにくくすることがで
き、さらに製造工程の簡略化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示すもので、（Ａ）
はイオンフロ−静電記録ヘッドの概略構成を示す要部の
縦断面図、（Ｂ）はイオンフロ−静電記録ヘッドの断面
斜視図。

【図２】イオンフロ−静電記録ヘッドのの製造工程を
示すもので、（Ａ）は誘電体層の積層状態を示す縦断面
図、（Ｂ）は第２電極の積層状態を示す縦断面図、
（Ｃ）は絶縁体層および第３電極を順次積層させた状態
を示す縦断面図。

【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。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方向に、平行に延設された複数の第１
電極と、この第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、アルキド系樹脂とシリコーンＲＴＶ
樹脂と高誘電率系セラミック粉末との混在物によって前
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。