(57)【要約】【課題】解像度等が向上して安定した印画が可能な放電電極装置を提供する。【解決手段】放電電極装置１ａにあって、基板２上に加熱部３ａを設けた。また、この加熱部３ａを絶縁層７で被覆した。また、絶縁層７上に、加熱部３ａにより加熱される放電用電極８を設けた。さらに、放電用電極８上に保護膜９ａを形成した。ここで、保護膜９ａは、円形の孔部１１を備え、個別放電電極部８ｂが露出すると共に、この露出部を放電電極部１０としている。そして、放電用電極８の上面と保護膜９ａの上面との差ｈを、１μｍ以上２５０μｍ以下とした。さらに好適な構成として、前記差ｈを１μｍ以上１００μｍ以下とした。【選択図】図１
2008023861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
該基体の表面上に形成された加熱部、及び該加熱部を被覆してなる薄膜状の絶縁層を具備する加熱手段と、
該加熱手段の絶縁層上に配設され、前記加熱部により加熱される放電用電極と、
上面が放電用電極の上面よりも高くなるように、かつ、当該放電用電極の一部又は全部が露出するように前記絶縁層上に形成される保護膜とを備え、
保護膜によって被覆されない放電用電極の露出部位を放電電極部とした放電電極装置において、
放電用電極の上面と保護膜の上面との差が、１μｍ以上２５０μｍ以下であることを特徴とする放電電極装置。
【請求項２】
基体と、
該基体の表面上に形成された加熱部と、
該加熱部を被覆してなる薄膜状の保護膜と、
該保護膜上面に形成された凹部内に、上面が当該保護膜の上面より低くなるように配設された、前記加熱部により加熱される放電用電極とを備え、
保護膜によって被覆されない放電用電極の露出部位を放電電極部とした放電電極装置において、
放電用電極の上面と保護膜の上面との差が、１μｍ以上２５０μｍ以下であることを特徴とする放電電極装置。
【請求項３】
放電用電極の上面と保護膜の上面との差が、１μｍ以上１００μｍ以下であること特徴とする請求項１又は請求項２記載の放電電極装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電式の印刷や複写に利用されるイオンフロー静電記録ヘッド等に用いられる放電電極装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、静電式の印刷や複写に利用されるイオンフロー静電記録ヘッド等において、高電流密度のイオンを発生させ、これを印刷媒体に放電して、当該印刷媒体に文字等を印刷する放電電極装置は良く知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
例えば特許文献１で開示されている放電電極装置ａは、図６に示されるように、基板ｂと、該基板ｂ上に形成された加熱部ｃとを備えている。この加熱部ｃは、基板ｂ上に配設される導電パターンｄと、導電パターンｄ上に配設される発熱用電極ｅと、同導電パターンｄ上に配設される発熱体ｆとで構成されている。さらに、加熱部ｃ上には、絶縁層ｇが形成され、該絶縁層ｇ上に放電用電極ｋが設けられている。また、この放電用電極ｋ上には、当該放電用電極ｋの一部を露出するように保護膜ｉが形成され、この保護膜ｉ上に表面が絶縁化された印刷媒体ｊが乗載されている。
【０００４】
かかる構成にあって、放電用電極ｋに対して電圧が印加されると共に、当該放電用電極ｋが発熱体ｆにより加熱されると、保護膜ｉによって被覆されない放電用電極ｋの露出部位からイオンが放出され、保護膜ｉ上の印刷媒体ｊに照射されることとなる。このように、イオンが印刷媒体ｊに照射されることにより、当該印刷媒体ｊに文字等が印刷されることとなる。
【０００５】
ところで上記特許文献１には、保護膜ｉを形成することにより得られる作用効果が、次のように開示されている。
すなわち、放電用電極と印刷媒体との間に保護膜を設けると、放電用電極と印刷媒体との間に段差が形成されることとなり、放電用電極と印刷媒体とのギャップを一定に保つことができ、両者の接触を防止することができる、というものである。
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ／２００５／０５６２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１は、印刷媒体に対して印刷可能な構成を示唆する内容に留まっており、該従来構成を製品化する段階においては、印画精度が低く、安定した印刷ができないという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題を解決して印刷媒体に対して高精度に印画することができる放電電極装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、基体と、該基体の表面上に形成された加熱部、及び該加熱部を被覆してなる薄膜状の絶縁層を具備する加熱手段と、該加熱手段の絶縁層上に配設され、前記加熱部により加熱される放電用電極と、上面が放電用電極の上面よりも高くなるように、かつ、当該放電用電極の一部又は全部が露出するように前記絶縁層上に形成される保護膜とを備え、保護膜によって被覆されない放電用電極の露出部位を放電電極部とした放電電極装置において、放電用電極の上面と保護膜の上面との差が、１μｍ以上２５０μｍ以下であることを特徴とする放電電極装置である。
【００１０】
かかる構成にあって、印刷対象となる印刷媒体に印画を行うには、放電用電極を保護する保護膜上に印刷媒体を乗載すると共に、当該印刷媒体の一部を前記放電電極部の直上に臨ませる。そして、この放電電極部から印刷媒体の一部に向けてイオンを放出することにより、当該印刷媒体に画像が形成される。このとき、放電用電極の上面と保護膜の上面との差の上限値を２５０μｍ以下にすると、放電電極部と印刷媒体との離間距離が適正に保たれ、少なくとも、解像度（ｄｐｉ）が２０以上かつドット径（μｍ）が１２５０以下となって、適正な印画精度が確保できることとなる。一方、放電用電極の上面と保護膜の上面との差の下限値を１μｍに設定すると、少なくとも印刷媒体表面と放電電極部とが接触してしまうことを防止することができる。これは、印刷対象となる印刷媒体の表面粗さを考慮したものであり、換言すれば、当該差を１μｍ未満に設定してしまうと、印刷媒体の表面粗さが無視できなくなり、当該印刷媒体の表面と放電電極部とが接触してしまう可能性が極めて高くなる。
【００１１】
また、放電電極装置としては、他の構成が提案される。
すなわち、基体と、該基体の表面上に形成された加熱部と、該加熱部を被覆してなる薄膜状の保護膜と、該保護膜上面に形成された凹部内に、上面が当該保護膜の上面より低くなるように配設された、前記加熱部により加熱される放電用電極とを備え、保護膜によって被覆されない放電用電極の露出部位を放電電極部とした放電電極装置において、放電用電極の上面と保護膜の上面との差が、１μｍ以上２５０μｍ以下であることを特徴とする放電電極装置である。
【００１２】
かかる構成にあっても、印刷媒体に印画を行うには、放電用電極を保護する保護膜上に印刷媒体を乗載すると共に、当該印刷媒体の一部を前記放電電極部の直上に臨ませる。そして、該放電電極部から印刷媒体の一部に向けてイオンを放出する。このとき、放電用電極の上面と保護膜の上面との差の上限値を２５０μｍ以下にすると、上述のように、適正な印画精度が確保できることとなる。一方、放電用電極の上面と保護膜の上面との差の下限値を１μｍに設定することにより、上述のように、少なくとも印刷媒体表面と放電電極部とが接触してしまうことを防止することができる。すなわち、請求項１及び請求項２に係る発明にあって、保護膜は、印刷媒体と放電用電極とを印画精度を落とすことなく非接触に保持する機能を有するものである。なお、特に請求項２に係る発明の保護膜は、加熱部と放電用電極とを絶縁する役割も果たすこととなる。
【００１３】
さらに、これまでに述べた構成にあっては、放電用電極の上面と保護膜の上面との差が、１μｍ以上１００μｍ以下である構成が好適である。
【００１４】
このように、放電用電極の上面と保護膜の上面との差の上限値を１００μｍ以下とすることにより、少なくとも、解像度（ｄｐｉ）を５０以上かつドット径（μｍ）を５００未満とすることが可能となる。したがって、一段と印画精度が向上することとなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る放電電極装置は、放電用電極の上面と保護膜の上面との差を１μｍ以上２５０μｍ以下としたため、少なくとも、解像度（ｄｐｉ）を２０以上かつドット径（μｍ）を１２５０以下とすることができ、安定して印刷媒体に印画できる効果を奏する。また、印刷対象となる印刷媒体が放電電極部に接触することがないという利点もある。
【００１６】
また、基体の表面上に形成された加熱部と、該加熱部を被覆してなる薄膜状の保護膜と、該保護膜上面に形成された凹部内に、上面が当該保護膜の上面より低くなるように配設された、前記加熱部により加熱される放電用電極とを備え、保護膜によって被覆されない放電用電極の露出部位を放電電極部とした放電電極装置において、放電用電極の上面と保護膜の上面との差を、１μｍ以上２５０μｍ以下とした場合にあっても、解像度（ｄｐｉ）を２０以上かつドット径（μｍ）を１２５０以下とすることができ、安定して印刷媒体に印画できる効果を奏する。また、印刷対象となる印刷媒体が放電電極部に接触することがないという利点もある。
【００１７】
また、放電用電極の上面と保護膜の上面との差を、１μｍ以上１００μｍ以下とした場合は、少なくとも、解像度（ｄｐｉ）を５０以上かつドット径（μｍ）を５００未満とすることができ、さらに高い精度の印画が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
添付図面に従って、本発明に係る放電電極装置１ａの実施例を説明する。
図１に示されるように、放電電極装置１ａは、積層構造となっており、最下位置に基板２を備えている。かかる基板２は、セラミック材料により構成されている。なお、上記基板２により、本発明に係る基体が構成される。
【００１９】
さらに、前記基板２上には、導電性材料からなる導電パターン４が形成されている。さらに、この導電パターン４上には、発熱用電極５が配設されている。ここで、導電パターン４及び発熱用電極５は、金ペースト等の導体を基板２上に印刷した後、エッチングにより形成することができるものである。
【００２０】
また、導電パターン４上であって、発熱用電極５と離間した位置には、発熱体６が配設されている。この発熱体６は、例えばＴａＳｉＯ２，ＲｕＯ２を印刷して形成するのが好適である。
【００２１】
そして、上述の導電パターン４、発熱用電極５、及び発熱体６により、放電電極装置１ａの加熱部３ａが構成される。この加熱部３ａは、従来から良く知られている感熱式のファクシミリに使用されているサーマルプリントヘッドと同様の構成であり、このような構成とすることにより低廉で汎用性の高いものとすることができる。
【００２２】
さらに、導電パターン４、発熱用電極５、及び発熱体６上には、薄膜状の絶縁層７が形成されている。この絶縁層７により、加熱部３ａが被覆されることとなる。なお、加熱部３ａと絶縁層７とにより、本発明に係る加熱手段が構成される。
【００２３】
また、前記絶縁層７上には、所定厚の放電用電極８が形成されている。この放電用電極８は、図１，２に示されるように、横長で帯形状の共通放電電極部８ａと、当該共通放電電極部８ａの一側縁（図２では下縁）から間隔を置いて突出した矩形状の個別放電電極部８ｂとで構成されている。また、放電用電極８の材質としては、アルミニウムや金等が好適に用いられ、アルミニウムを蒸着、又はスパッタしたり、金膜をエッチングするなどしてパターン形成される。なお、アルミニウムで放電用電極８を構成する場合は、その厚みを５μｍから１００μｍとするのが好適である。これは、前記厚みが５μｍより薄くなると耐摩耗性が悪くなるためであり、１００μｍより厚くなると熱伝導性が低下し、発熱体６を用いた加熱制御につき応答性が悪くなるためである。なお、放電用電極８の外形は、上記外形に限定されることなく、適宜、設計変更可能である。
【００２４】
さらに、図１に示されるように、放電用電極８上には、この放電用電極８の一部を被覆する保護膜９ａが形成されている。換言すれば、この保護膜９ａは、放電用電極８の一部を上方へ露出するようにして絶縁層７上に形成されている。この保護膜９ａは、絶縁体で構成され、ガラス、アラミドやポリイミド等の合成樹脂、ＳｉＯ２等のセラミック、マイカ等が好適に採用される。
【００２５】
ここで、放電用電極８を被覆する保護膜９ａの被覆態様につき、さらに詳述すると、放電用電極８のうち、共通放電電極部８ａは保護膜９ａによって完全に被覆され、一方、個別放電電極部８ｂは保護膜９ａに形成された円形の孔部１１を介して上方に露出している。本発明にあっては、この孔部１１を介して露出している電極部位を、放電電極部１０としている。なお、前記孔部１１の形状は、適宜変更可能であり、上記構成に代えて単一の孔部に対して複数の放電電極部が配置される構成であっても良い。ところで、この保護膜９ａは、公知のスクリーン印刷、蒸着、又はスパッタ等の手法により好適に形成される。
【００２６】
また、図１に示されるように、放電用電極８が形成されていない絶縁層７上にも保護膜９ａが形成されており、その上面が放電用電極８上の保護膜９ａの上面と面一となっている。さらに、放電用電極８と保護膜９ａとの関係においては、保護膜９ａの上面が放電用電極８の上面よりも高くなるように設定される。そして、後述するように、このような保護膜９ａ上に印刷対象となる印刷媒体２０が乗載されることとなる。
【００２７】
次に、上記放電電極装置１ａを用いた印画方法を説明する。
まず、前記保護膜９ａ上に印刷媒体２０を乗載する。このとき、当該印刷媒体２０の一部によって保護膜９ａに開口した孔部１１を遮閉するようにする。これにより、印刷媒体２０の一部が、放電電極部１０の直上に臨むこととなる。
【００２８】
次に、放電用電極８に電圧を印加する。ここでは、ＡＣ５５０Ｖｐｐ（三角波１ｋＨｚ）に対してＤＣバイアスで−７００Ｖの電圧を重畳している。ここで、上述のように、放電用電極８は単一の共通放電電極８ａと複数の個別放電電極８ｂとで構成されているため、共通放電電極８ａに電圧を付与することにより、この共通放電電極８ａを介して各個別放電電極８ｂに電圧を印加することが可能となっている。
【００２９】
これと共に、発熱用電極５を介して発熱体６に電圧を印加させて当該発熱体６を発熱させる。そして、発熱体６の上方に配置された個別放電電極８ｂを２００℃〜３００℃に加熱する。
【００３０】
そうすると、放電電極部１０で放電が発生し、当該放電電極部１０からイオンが空気中に放出され、当該イオンが放電電極部１０の直上に配された印刷媒体２０に照射される。これにより、イオンが照射された印刷媒体２０の照射部位において印画が可能となる。
【００３１】
次に、本発明の要部について説明する。
本発明にあって、放電用電極８の上面と保護膜９ａの上面との差ｈ（図１参照）は、１μｍ以上２５０μｍ以下の範囲で設定される。さらに好ましくは、１μｍ以上１００μｍ以下の範囲で設定される。
【００３２】
ここで、放電用電極８の上面と保護膜９ａの上面との差ｈを１μｍ以上としたのは、印刷媒体２０の表面粗さを考慮したためである。例えば、印刷媒体２０として良く採用される汎用のＰＥＴフィルムを本発明に適用した場合にあって、その表面粗さ（算術平均粗さ）は、少なくとも０．２μｍ以下である（参考：株式会社菱化システムホームページ「世界のフィルム表面展」http://www.rsi.co.jp/kagaku/ip/museum/film/worldfilm/）。したがって、放電用電極８の上面と保護膜９ａの上面との差ｈを１μｍ以上に限定することにより、印刷媒体２０の表面に散在する凹凸の先端が放電用電極８の放電電極部１０と接触してしまうことを回避できることとなる。なお、上記ＰＥＴフィルムの表面粗さは、今後益々小さくなると予想される（参考文献  ＰＥＴフィルム−延伸技術・特性・評価・高機能化・用途展開−1990年10月31日発行  発行所：株式会社技術情報協会22頁図23参照）。ところで、この参考文献の２０頁２．４には、ＰＥＴの滑り性を向上させる手段がいくつか提案されている。
【００３３】
一方、放電用電極８の上面と保護膜９ａの上面との差ｈを２５０μｍ以下に限定したのは、図３に示される実験データによるものである。すなわち、図３に示されるように、前記差ｈを５００μｍに設定した場合は、解像度（ｄｐｉ）が５で、ドット径（μｍ）が２５００である。また、前記差ｈを３００μｍに設定した場合は、解像度（ｄｐｉ）が１７、ドット径（μｍ）が１５００である。さらに、前記差ｈを２５０μｍに設定した場合は、解像度（ｄｐｉ）が２０で、ドット径（μｍ）が１２５０である。
【００３４】
上記結果を評価すると、放電用電極８の上面と保護膜９ａの上面との差ｈが２５０μｍより厚いと、少なくとも印画可能ではあるが、実用化には適さないと判断できる。これに対し、前記差ｈを２５０μｍとした場合は、解像度（ｄｐｉ）が２０で、ドット径（μｍ）が１２５０であるため、安定して印刷媒体２０に印画可能な構成となる。
【００３５】
さらに、図３に示されるように、前記差ｈを２５０μｍの４０％に相当する１００μｍに設定した場合は、解像度（ｄｐｉ）が５０以上で、ドット径（μｍ）が５００未満となる。すなわち、前記差ｈを４０％だけ小さくすることにより、解像度（ｄｐｉ）及びドット径（μｍ）は２５０％向上することとなる。したがって、前記差ｈを４０％に変更することが比較的容易であることを考慮すれば、放電用電極８又は保護膜９ａの簡単な膜厚変更により飛躍的に印画精度が向上することとなる。
【００３６】
なお、上述したように、放電用電極８の上面と保護膜９ａの上面との差ｈを小さくする方向へ変更することにより、解像度が向上し、かつドット径が小さくなるのは、次の理由によるものと考えられる。
すなわち、前記差ｈが減少すると、印刷媒体２０の印刷対象面（下面）と放電電極部１０との離間距離が小さくなり、当該放電電極部１０から放出されるイオンの放出距離が短縮されることとなる。ここで、照射されるイオンは、放電電極部１０から拡散状に放出されるため（図１参照）、イオンの放出距離が長いと、印刷媒体２０の表面に広い範囲に渡って印画され、ドット径は拡張され、解像度が悪くなってしまう。したがって、前記差ｈを減少させてイオンの放出距離を短縮することにより、イオンの拡散によるドット径の拡張を抑制して印画を行うことが可能となる。
【００３７】
なお、本発明は、図４に示されるように、保護膜９ａが放電用電極８の全部を露出するように絶縁層７上に形成される放電電極装置１ｂを含むものである。かかる構成にあっては、放電用電極８全体が、放電電極部１０として機能することとなる。また、放電用電極８の両脇に形成される保護膜９ａの上面は互いに面一に形成される。
【００３８】
さらに、本発明は、図５に示されるような変形例についても適用されるものである。すなわち、図５に示される放電電極装置１ｃは、基板２上に発熱体６が形成され、該発熱体６上に発熱用電極５が形成されている。この発熱体６と発熱用電極５により、本発明（請求項２）に係る加熱部３ｂが構成される。
【００３９】
さらに、加熱部３ｂ上には、保護膜９ｂが薄膜状に形成されている。この保護膜９ｂは、上述のように、ガラス、アラミドやポリイミド等の合成樹脂、ＳｉＯ２等のセラミック、マイカ等の絶縁体により構成されると共に、公知のスクリーン印刷、蒸着、又はスパッタ等の手法により好適に形成される。この保護膜９ｂ上には、上述の構成と同様に、印刷する際に印刷媒体２０が乗載されることとなる。
【００４０】
そして、この保護膜９ｂ上面には、所定径かつ所定深さの凹部２５が形成されており、この凹部２５内に放電用電極８が形成されている。この放電用電極８は、加熱部３ｂによって加熱される位置に配置されていると共に、当該放電用電極８の被覆されない露出部位が放電電極部１０となっている。さらに、この放電用電極８の上面は、保護膜９ｂの上面より低くなるように形成されている。そして、上記した構成と同様に、放電用電極８の上面と保護膜９ｂの上面との差ｈを１μｍ以上２５０μｍ以下に設定されている。
【００４１】
かかる放電電極装置１ｃとすることにより、解像度（ｄｐｉ）を２０以上かつドット径（μｍ）を１２５０以下とすることができ、安定して印刷媒体に印画できる。また、印刷対象となる印刷媒体２０が放電電極部１０に接触することがないという利点もある。さらに、保護膜９ｂが上記構成の絶縁層７の役割も果たすこととなり、構成を省略することにより全体として薄厚化が可能となる利点がある。
【００４２】
ところで、上記の実施例に係る説明にあっては、便宜上、放電電極装置１ａ，１ｂ，１ｃの積層方向につき、上下を規定して説明したが、本発明がその上下方向に拘束されないことは勿論のことである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】放電電極装置１ａの縦断面図である。
【図２】放電電極装置１ａの平面図である。
【図３】放電用電極８の上面と保護膜９ａの上面との差ｈに関する実験データを示す図表である。
【図４】放電電極装置１ｂの縦断面図である。
【図５】放電電極装置１ｃの縦断面図である。
【図６】従来構成に係る放電電極装置ａの縦断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ａ，１ｂ，１ｃ  放電電極装置
２  基板
３ａ，３ｂ  加熱部
４  導電パターン
５  発熱用電極
６  発熱体
７  絶縁層
８  放電用電極
９ａ，９ｂ  保護膜
１０  放電電極部
２０  印刷媒体
２５  凹部
【図１】
2008023861.tif 000003
【図２】
2008023861.tif 000004
【図３】
2008023861.tif 000005
【図４】
2008023861.tif 000006
【図５】
2008023861.tif 000007
【図６】
2008023861.tif 000008