JPH0768833A

JPH0768833A - 静電記録ヘッド

Info

Publication number: JPH0768833A
Application number: JP21840693A
Authority: JP
Inventors: Shunei Tanaka; 俊英田中; Yumiko Komori; 由美子小森; Tetsuo Yamada; 哲夫山田; Satoru Hirosaki; 悟広崎; Koji Udagawa; 浩二宇田川
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1993-09-02
Filing date: 1993-09-02
Publication date: 1995-03-14

Abstract

(57)【要約】【目的】従前と同様あるいはそれ以上に優れたイオン
放出効率を有し、しかも、製造工程において取扱い易
く、歩留りが良くて安価な静電記録ヘッドを提供するこ
とにある。【構成】誘導電極と放電電極とが絶縁層を介して互い
に立体交差する位置関係に配置されてマトリックスを形
成し、上記放電電極には上記誘導電極が立体交差する位
置にイオン生成用の空間領域を形成するイオン生成手段
と、前記イオン生成手段の放電電極側に配設され、上記
空間領域と重なる位置に開口を有するスクリーン電極か
らなるイオン流制御手段とで構成される静電記録ヘッド
において、スクリーン電極の一般部の肉厚をこのスクリ
ーン電極がその剛性を維持できる厚みに形成すると共
に、上記開口の周縁部には上記一般部の肉厚より薄い薄
肉部を形成したことを特徴とする静電記録ヘッドであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プリンタやファクシ
ミリ等においてその感光体等上に静電潜像を形成するた
めに使用される静電記録ヘッドに係り、詳しくは、絶縁
層を挟んで重ね合わせに配置される誘導電極及び放電電
極からなるイオン生成手段と、スクリーン電極からなる
イオン流制御手段とを備えた静電記録ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の静電記録ヘッドとして
は、例えば特開昭５４−７８１３４号公報に記載されて
いるようなタイプのものが知られている。このものは、
具体的には図６及び図７に示すように、絶縁基板３０
と、その上に互いに平行に配設された複数の帯状の誘導
電極３１と、これらの誘導電極３１の上に積層された第
１の絶縁層３２と、この第１の絶縁層３２の上に上記誘
導電極３１とマトリクスを形成するように互いに交差し
て配設され、誘導電極３１と重なり合う部分にはイオン
生成用の空間領域３４を有する複数の帯状の放電電極３
３と、これらの放電電極３３の上に積層され、上記放電
電極３３の空間領域３４に対応する位置にイオン導出用
の開孔部３６を有する第２の絶縁層３５と、この第２の
絶縁層３５の上に配設され、上記放電電極３３の空間領
域３４及び第２の絶縁層３５の開孔部３６に対応する位
置にイオン導出用の開孔部３８を有する平板状のスクリ
ーン電極３７とで構成されている。この静電記録ヘッド
は、上記誘導電極３１と放電電極３３との間に高周波高
電圧を、放電電極３３にイオン制御電圧を、また、スク
リーン電極３７に直流電圧をそれぞれ印加して使用す
る。

【０００３】そして、イオンは、誘導電極３１と放電電
極３３との間の電界によって空間領域３４に形成される
強電界が沿面コロナ放電を誘発することで生成され、そ
の一部は放電電極３３からスクリーン電極３７に向かっ
て形成される電気力線に沿って移動してスクリーン電極
３７に吸収され、残りは放電電極３３から感光体に向か
って形成される電気力線に沿って開孔部３８を通過して
放出され、感光体に付着し所定の静電潜像を形成する
（なお、生成したイオン量に対する放出されたイオンの
量の割合を「イオン放出効率」と呼ぶ）。

【０００４】また、発明者らはスクリーン電極の表面の
何処でイオンの吸収が発生しているかを調べ、図８に示
すように、スクリーン電極に与えられた電圧と等しい電
位を有する等電位面Ａ（以下、境界等電位面という）が
スクリーン電極と接してできる閉じた線分（以下、境界
閉曲線という）よりも放電電極側にある部分、つまり開
口側面の境界閉曲線よりも放電電極よりの側面とスクリ
ーン電極の放電電極側側面とでイオンの吸収が行われる
ことを突き止めた。

【０００５】そして、適切な現像が行える静電潜像を形
成するために必要な放出イオン量を確保するために、ス
クリーン電極はそれによるイオンの吸収を抑えて所望の
イオン放出効率に形成する必要があり、その為、上記静
電記録ヘッドにおいて使用されているスクリーン電極の
肉厚は例えば１ミル（約２５．４μｍ）程度の極めて薄
い厚さに形成されている。それ故、スクリーン電極は十
分な剛性を持たず、その製造工程、例えば開口を形成す
る時やイオン生成手段に取り付ける時等において折り曲
げられて変形しやすく、歩留りが悪くコストの上昇を誘
発していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、このような従来の静電記録ヘッドにおける問題点を
解消し、イオン放出効率を低下させることなく、しか
も、製造工程で変形しずらく取扱い易い十分な剛性を持
つスクリーン電極を有する静電記録ヘッドを開発すべく
鋭意研究を重ねた結果、スクリーン電極の一般部の肉厚
を変形しない厚みに形成すると共に、開口の周縁部には
上記一般部の肉厚より薄い薄肉部を形成することによ
り、問題を解決できることを見出し、本発明を完成し
た。従って、本発明の目的は、従前と同様あるいはそれ
以上に優れたイオン放出効率を有し、しかも、製造工程
において取扱い易く、歩留りが良くて安価な静電記録ヘ
ッドを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、互
いに平行な複数の誘導電極と互いに平行な複数の放電電
極とが絶縁層を介して互いに立体交差する位置関係に配
置されてマトリックスを形成し、上記放電電極には上記
誘導電極が立体交差する位置にイオン生成用の空間領域
を形成し、放電電極と誘導電極との間に生成せしめた電
界で空間領域内にイオンを生成するイオン生成手段と、
前記イオン生成手段の放電電極側には上記空間領域と重
なる位置に開口を有するスクリーン電極を配設し、この
スクリーン電極と放電電極との間に電界を形成して上記
空間領域内に生成したイオンの開口からの放出を制御す
るイオン流制御手段とで構成される静電記録ヘッドにお
いて、スクリーン電極の一般部の肉厚をこのスクリーン
電極がその剛性を維持できる厚みに形成すると共に、上
記開口の周縁部には上記一般部の肉厚より薄い薄肉部を
形成したことを特徴とする静電記録ヘッドである。

【０００８】本発明において、イオン生成手段は、絶縁
基板と、その上に互いに平行に配設された複数の帯状の
誘導電極と、これら誘導電極の上に積層された絶縁層
と、この絶縁層の上に上記誘導電極とマトリクスを形成
するように互いに交差して配設され、誘導電極と重なり
合う部分にはイオン生成用の空間領域を有する複数の帯
状の放電電極とで構成されている。

【０００９】上記絶縁基板は、静電記録ヘッドの基材と
なるものであり、例えばアルミナ、ジルコニア等のセラ
ミクス、ガラス及びマイカ等の無機材料で形成され、そ
の厚みは通常数百μｍ〜数ｍｍに形成される。この絶縁
基板の厚みは、実際には製造される静電記録ヘッドのサ
イズやその製造方法等によって異なるものであり、静電
記録ヘッドの基材として要求される機械的剛性等から決
定される。なお、この絶縁基板に加熱温度制御可能なヒ
ーターからなる加熱手段を取り付けて、静電記録ヘッド
を所定の温度、通常４０〜１００℃に加熱し生成するイ
オン量を増加させることも可能である。

【００１０】上記絶縁基板上に配設される帯状の誘導電
極は、通常、金、銀、白金、銅、タングステン等の導電
性金属、及びこれらを主体とした複合材料等の一般的な
導体材料で形成される。この誘導電極の幅寸法、厚さ、
及び配設する本数は、作製される静電記録ヘッドのサイ
ズや解像度等で異なるが、例えば３００〜４００ｄｐｉ
の場合、その幅寸法については５０〜３００μｍ程度で
あり、厚さについては０．１〜２０μｍ程度であり、ま
た、本数については４〜２０本程度である。

【００１１】また、上記絶縁層としては、絶縁基板と同
様に、例えばアルミナ、ジルコニア等のセラミクス、及
びガラス、マイカ等の無機材料が使用される。この絶縁
層は誘電層として機能するものであり、その厚みは誘導
電極と放電電極との間の絶縁耐圧剛性やイオン生成手段
で生成されるイオン量に影響を及ぼす。このため、この
絶縁層の厚みについては、大きな絶縁耐圧剛性を得るた
めにはその厚みを大きくするのが望ましく、また、電界
を強くして多量のイオンを生成させるためにはその厚み
を小さくするのが望ましいので、自ずと上下限が存在
し、通常、１０〜５０μｍに設定される。

【００１２】更に、この絶縁層上に配設される帯状の放
電電極を形成する材料としては、例えばニッケル、クロ
ム等のように酸化することにより表面に不動態膜を形成
する金属や、酸化ルテニウム等の酸化物導電体等の耐放
電特性を有する導電材料が用いられる。そして、この放
電電極の幅寸法、厚さ、及び配設する本数は、作製され
る静電記録ヘッドのサイズや解像度等で異なるが、通
常、その幅寸法については５０〜３００μｍ程度であ
り、厚さについては０．１〜２０μｍ程度であり、ま
た、本数については１００〜１０００本程度である。こ
のような放電電極は、例えば厚膜印刷、メッキ、蒸着等
の方法によって上記絶縁層上に設けられる。また、この
放電電極には、上記誘導電極とマトリクスを形成して互
いに交差し、この誘導電極と重なり合う部分に、沿面コ
ロナ放電を発生させてイオンを生成させるための空間領
域が形成される。この空間領域とは放電電極の近傍でか
つ上記絶縁層、すなわち誘電層が露出している部分をい
い、例えば放電電極に開孔部を設けてこの開孔部を空間
領域としたり、あるいは、この放電電極を一端が接続さ
れた二本の平行な線状あるいは帯状の電極で構成し、こ
れら二本の線状あるいは帯状の電極の間を空間領域とし
てもよい。

【００１３】一方、本発明のイオン流制御手段は、上記
イオン生成手段の放電電極側に配設されるスクリーン電
極により構成される。スクリーン電極は、例えばステン
レス鋼、ニッケル等の材料をその剛性を維持できる厚み
に形成した一般部と、生成したイオンを放出するために
上記空間領域に対向する位置に設けられた開口と、上記
一般部の肉厚より薄い厚さを有し上記開口の周縁部に形
成された薄肉部とからなる。

【００１４】一般部は、薄肉部を保護し製造工程におい
て変形しないようにスクリーン電極に十分な剛性を与え
るために設けられ、取り扱い易さ、価格、入手の容易さ
等から考えて、厚みが５０μｍ以上であるものが好まし
い。

【００１５】開口は、イオン生成手段が生成したイオン
を感光体等側に放出するために設けられ、例えば、その
大きさは記録画像の解像度が２００ｄｐｉの時には２０
０μｍφ、６００ｄｐｉの時には５０μｍφに設定され
る。

【００１６】薄肉部は、一般部の厚みに係わらず開口の
周縁部端面を所望の幅に形成するために設けられ、開口
の周縁部に一般部よりも薄い厚みに形成される。また、
薄肉部は、一般部により変形しないように保護されてい
るため、開口の周縁部端面の幅をできるだけ狭く形成
し、その面積を減らすことができるので、スクリーン電
極によるイオンの吸収を従前と同様あるいはそれ以下に
抑えることができる。そして、図３及び５において、薄
肉部の径ａが開口の径ｂに比べてあまり大きくないとき
には、薄肉部を設けることでイオンの吸収を抑える効果
を十分に発揮することができないので、スクリーン電極
の一般部の表面を延ばしてできる平面から開口側面の端
部までの距離をｃとしたとき、ａ＞ｂ＋ｃを満たす
ように薄肉部の径ａを形成すればよい。なお、薄肉部の
径ａは、スクリーン電極の剛性を劣化させないように、
隣り合う薄肉部同士が連接しない大きさに形成する。

【００１７】また、薄肉部の形状は、スクリーン電極の
放電電極側及び／又は感光体等側が削れたように形成
し、それが開口側面の厚さと等しい均一な厚みに形成し
ても、開口から一般部に向かって徐々に厚みを増やして
いくテーパー状に形成しても、開口から一般部に向かっ
て一段又は二段以上の階段状に厚みを増やしていくよう
に形成してもよく、又は、それらを組み合せたように形
成してもよく、例えば、スクリーン電極の放電電極側の
面を削って薄肉部を形成した場合には、開口を通る電気
力線の周りに電界剛性の弱い部分が形成されるので、境
界等電位面は放電電極側に膨らんで凸状に広がってその
面積を増加し、それに直交し開口に収束する電気力線の
数も増えることになるため、その電気力線に乗って放出
されるイオンの量が増加することになり、他にも、スク
リーン電極の感光体等側を削らず一様な平面になるよう
に薄肉部を形成した場合には、スクリーン電極と感光体
等との間に形成される電界が従来と変わらないので、本
発明の静電記録ヘッドを従来のものと置き換えて使用す
ることができる。

【００１８】このようなスクリーン電極を製造する方法
としては、エッチング、放電加工、電鋳加工、パンチン
グ等があり、例えば、エッチングであるならば、フォト
プロセスによるマスキングとエッチングとを繰り返して
薄肉部、開口の順に形成し、放電加工であるならば、放
電により開口となる貫通穴と薄肉部となるテーパ穴とを
順に形成し、電鋳加工であるならば、スクリーン電極に
形成したい開口と薄肉部に丁度はまる形状を有する型を
放電加工で彫り、電鋳でスクリーン電極に転写し、それ
を型から取り外して形成する。

【００１９】なお、スクリーン電極をイオン生成手段に
固定する際にこれらの間にスペーサを介装することで、
放電電極とスクリーン電極との間に一定の間隔を設け、
イオン流制御のために放電電極とスクリーン電極との間
に印加する電圧に応じて所望の電界を安定して生成させ
ることができる。この目的で使用するスペーサとして
は、例えばガラス系、セラミックス系等の無機絶縁材料
や、ポリイミド等の耐熱性有機絶縁材料等が使用でき、
その厚さについては通常５０〜３００μｍに設定され、
また、当然のことながら上記放電電極に形成されるイオ
ン生成用空間領域やスクリーン電極に形成される開孔部
に対応する位置に、イオン導出用の開孔部が設けられ
る。

【００２０】

【作用】本発明の静電記録ヘッドは、スクリーン電極の
一般部の肉厚を変形しない厚みに形成すると共に、開口
の周縁部に上記一般部の肉厚より薄い薄肉部を形成する
ことにより、スクリーン電極によるイオンの吸収を抑
え、しかも、スクリーン電極に製造工程で変形しずらく
取扱い易い十分な剛性を持たせることができる。

【００２１】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいて、本
発明を具体的に説明する。

【００２２】実施例１図１に示すように、静電記録ヘッドは、イオン生成手段
とイオン流制御手段とからなり、感光体等７が対向配置
されている。

【００２３】図１及び図２に示すように、イオン生成手
段は、長方形状で厚み１．６ｍｍのアルミナ平板からな
る絶縁基板１１上に、互いに平行な複数の誘導電極１と
互いに平行な複数の放電電極２とが絶縁層３を介して互
いに立体交差する位置関係に配置されて構成されてい
る。また、上記放電電極２は上記誘導電極１が立体交差
する位置にイオン生成用の空間領域４を有する。１６は
スペーサ１２に設けられた開口である。

【００２４】図１及び図２に示すように、イオン流制御
手段は放電電極２の下に絶縁性のスペーサ１２を介して
配設されたスクリーン電極６からなり、図３及び図４に
示すように、スクリーン電極６は、その解像度を３００
ｄｐｉにするため上記空間領域４と重なる位置に直径８
０μｍの開口５を設け、一般部１８を５０μｍに、開口
の周縁部端面１９を３０μｍの厚みに、また、薄肉部１
７の径を１５０μｍの大きさに形成した。なお、薄肉部
１７はスクリーン電極６の放電電極側を削って開口とそ
の中心を重ねるように設けられた円形をしている。

【００２５】上記のスクリーン電極６を製造してポリイ
ミド粘着テープを用いてスペーサに固着してみたとこ
ろ、製造工程において変形せず、取扱い易く、歩留りが
良くなった。

【００２６】そして、静電記録ヘッドの誘導電極１とス
クリーン電極６との間に高周波高電圧源１３を、放電電
極２にパルス電圧源１４を、スクリーン電極６と感光体
等７との間に直流電圧源１５を接続し、スクリーン電極
側を上にしてＸ−Ｙテーブル上に配設し、更に、Ｚテー
ブルにガード電極付き微小電流プローブを配設して静電
記録ヘッドの開口を通り抜けてくる放出イオン量を測定
した。その結果を、厚さ３０μｍの均一な厚みを有し、
また、その開口部は直径８０μｍを有するスクリーン電
極を有する静電記録ヘッドのものと比べたところ、放出
されるイオン量に差は無かった。

【００２７】比較例１スクリーン電極は厚さ５０μｍの均一な厚みを有し、ま
た、その開口部は直径８０μｍを有するものを使用した
以外は、実施例１と同様のものを使用した。そして、そ
の結果を、厚さ３０μｍの均一な厚みを有し、また、そ
の開口部は直径８０μｍを有するスクリーン電極を有す
る静電記録ヘッドのものと比べたところ、放出されるイ
オン量はその６５％に減衰した。

【００２８】実施例２図５に示すように、スクリーン電極は、その解像度を３
００μｍの開口５を設け、一般部１８を５０μｍに、開
口の周縁部端面１９を１０μｍの厚みに、また、薄肉部
１７の径を１５０μｍの大きさに形成した。なお、薄肉
部１７はスクリーン電極６の放電電極側を削って開口と
その中心を重ねるような円形を有し、テーパー状に形成
した。それ以外は、実施例１と同様のものを使用した。
そして、その結果を、厚さ３０μｍの均一な厚みを有
し、また、その開口部は直径８０μｍを有するスクリー
ン電極を有する静電記録ヘッドのものと比べたところ、
放出されるイオン量はその１１５％に増加した。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、スクリーン電極の開口
周縁部の側面の幅を小さくし、そこで吸収されるイオン
量の増加を防止あるいは減少したため、イオン放出効率
を従前と同様あるいはそれ以上にすることができ、しか
も、スクリーン電極は、その一般部がその製造工程で折
れたり曲がったりしない十分な厚みを有するため、製造
工程において取扱い易く、歩留りが良くなり、安価に形
成することができるので、優れたイオン放出効率を有
し、しかも、製造工程において取扱い易く、歩留りが良
くて安価な静電記録ヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例１に係る静電記録ヘ
ッドを示す要部断面図である。

【図２】図２は、図１の静電記録ヘッドの平面図であ
る。

【図３】図３は、図１のスクリーン電極の開口周辺を
示す断面図である。

【図４】図４は、図１のスクリーン電極を放電電極側
から見た平面図である。

【図５】図５は、本発明の実施例２に係るスクリーン
電極の開口周辺を示す断面図である。

【図６】従来の静電記録ヘッドの要部断面図である。

【図７】図７は、図６の静電記録ヘッドの平面図であ
る。

【図８】図８は、図６の静電記録ヘッドに形成される
等電位面を示した電界分布図である。

【符号の説明】

１：誘導電極、２：放電電極、３：絶縁層、１１：絶縁
基板、４：空間領域、６：スクリーン電極、５：開口。１：誘導電極２：放電電極３：絶縁層４：空間領域５：開口６：スクリーン電極１１：絶縁基板１７：薄肉部１８：一般部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者広崎悟神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者宇田川浩二神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに平行な複数の誘導電極と互いに平
行な複数の放電電極とが絶縁層を介して互いに立体交差
する位置関係に配置されてマトリックスを形成し、上記
放電電極には上記誘導電極が立体交差する位置にイオン
生成用の空間領域を形成し、放電電極と誘導電極との間
に生成せしめた電界で空間領域内にイオンを生成するイ
オン生成手段と、前記イオン生成手段の放電電極側には
上記空間領域と重なる位置に開口を有するスクリーン電
極を配設し、このスクリーン電極と放電電極との間に電
界を形成して上記空間領域内に生成したイオンの開口か
らの放出を制御するイオン流制御手段とで構成される静
電記録ヘッドにおいて、スクリーン電極の一般部の肉厚
をこのスクリーン電極がその剛性を維持できる厚みに形
成すると共に、上記開口の周縁部には上記一般部の肉厚
より薄い薄肉部を形成したことを特徴とする静電記録ヘ
ッド。