JPH07304207A

JPH07304207A - イオンフロー静電記録ヘッド

Info

Publication number: JPH07304207A
Application number: JP9644594A
Authority: JP
Inventors: Naohito Shiga; 直仁志賀
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-05-10
Filing date: 1994-05-10
Publication date: 1995-11-21

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は高温下で長時間保持される場合でも誘
電体層が劣化せず、マイカと同程度の高精細な画像を形
成することができるとともに、安価に製造することを最
も主要な特徴とする。【構成】絶縁基板１２をセラミック材料、誘電体層１４
を酸窒化珪素材料によってそれぞれ形成したものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば静電印刷などにおいて、
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上に帯
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イオンフロ
ー静電記録ヘッドには図３（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、絶縁基板１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２が設けられている。こ
れらの第１電極２は誘電体層３の一方の面に固着されて
いる。

【０００４】また、誘電体層３の他方の面には第１電極
２の延設方向と異なる方向に延設された複数の第２電極
４が固着されている。そして、複数の第１電極２…と複
数の第２電極４…とでマトリックスが構成されている。
そして、この第２電極４のマトリックスと対応する部位
にはイオン発生用の開口部４ａが形成されている。

【０００５】また、第２電極４の第１電極２と反対側に
は絶縁体層５を介して第３電極６が配設されている。こ
れらの絶縁体層５および第３電極６には第２電極４の開
口部４ａと対応する開口部５ａ，６ａが形成されてお
り、これらの開口部５ａ，６ａによってイオン流通過口
７が形成されている。

【０００６】そして、第１電極２と第２電極４との間の
マトリックスの選択された部分に対応する第１電極２と
第２電極４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４の開口部４ａ近傍に
正・負のイオンが発生する。

【０００７】また、第２電極４と第３電極６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
ンのみが発生したイオンから選択的に抽出され、イオン
流通過口７を通過し、第３電極６と対向配置される被帯
電部材を部分的に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。

【０００８】ところで、イオンフロー静電記録ヘッドで
使用される誘電体層３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、この誘電体層３はイオンを効率良く発
生させ、絶縁破壊にも耐えられる程度の厚さを必要とす
るため、高誘電率を有するものが適している。

【０００９】そこで、従来から誘電体層３を形成する誘
電物質としてマイカが用いられている。この誘電体層３
は有機ポリシロキサン系の粘着剤を接着剤８として、こ
れを介して第２電極４に固着されている。しかしなが
ら、マイカの歩留まりが悪く、高価になる問題がある。

【００１０】また、例えば特開平２−１５３７６０号公
報にはイオンフロー静電記録ヘッドの誘電体層３の材料
として、シリコーン変性ポリエステル−アルキド樹脂と
いった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使用したものが示されてい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】特開平２−１５３７６
０号公報のようにシリコーン変性ポリエステル−アルキ
ド樹脂といった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誘電体層３のペースト材料
を電極上に直接塗布し、硬化させることにより、誘電体
層３を成形する方法ではペースト材料の乾燥に１００℃
で、１時間保持させる必要があるとともに、ペースト材
料の硬化に１５０℃で、５時間保持させる必要があるの
で、高温、長時間の条件で誘電体層３の成形作業が行わ
れることになる。

【００１２】さらに、イオンフロー静電記録ヘッドの駆
動時には第１電極２と第２電極４との間の高電圧下での
放電により、この放電部分の周辺部材、特に電極２，４
間に存在する誘電体層３は高温に曝される。

【００１３】そのため、誘電体層３のバインダーとして
有機高分子系樹脂を用いた場合には高分子樹脂中にいく
ら高誘電率粉末を分散させても、高電圧印加状態という
厳しい使用環境下では比較的短時間で誘電体層３のバイ
ンダーに熱酸化劣化を生じて高分子鎖がバラバラに切断
されるので、誘電体層３の表面から次第に粉を吹く現象
が見られる。

【００１４】従って、イオンフロー静電記録ヘッドの初
期の電気特性を維持できず、経時的に第２電極４の各開
口部４ａ内での電気特性が変化し、均一にイオンを発生
できない部分が発生したり、漏電、及び短絡現象が起き
るおそれがあるので、高精細な画像が得られない問題が
ある。

【００１５】また、従来から一般に用いられている誘電
物質としてのマイカは、電気的特性や耐久性は他の誘電
体材料よりも優れているが、天然物であるため、均一な
厚さ、均一な電気特性、ピンホール等の欠陥のない均質
性等の特性を満足する材料を選定、選別することが、非
常に困難なものとなる。その結果、イオンフロー静電記
録ヘッド全体が高価になる問題がある。

【００１６】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、高温下で長時間保持される場合でも誘
電体層が劣化せず、マイカと同程度の高精細な画像を形
成することができるとともに、安価に製造することがで
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。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は絶縁基
板上に一方向にかつ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の電極と、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、前記絶縁基板をセラミック材料、前
記誘電体層を酸窒化珪素材料によってそれぞれ形成した
ものである。

【００１８】また、請求項２の発明は絶縁基板上に一方
向にかつ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の
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、前記絶縁基板をセラミック材料によって形成すると
ともに、化学組成がＳｉ₃ Ｎ₄ の化学量論量よりもＳｉ
元素を多く含み、Ｎ元素とＳｉ元素との原子比が０．５
〜１．１の非晶質窒化珪素を主体とし、厚さが１３μｍ
以下に設定された前記誘電体層を設けたものである。

【００１９】

【作用】請求項１の発明ではセラミック材料製の絶縁基
板および第１電極上に酸窒化珪素材料製の誘電体層を使
用することにより、誘電体層の耐熱性を高め、熱膨張率
を低くし、かつ放電による熱酸化劣化を受けにくくして
初期の電気特性を長時間維持できるようにしたものであ
る。

【００２０】また、請求項２の発明ではセラミック材料
製の絶縁基板を使用し、かつ化学組成がＳｉ₃ Ｎ₄ の化
学量論量よりもＳｉ元素を多く含み、Ｎ元素とＳｉ元素
との原子比が０．５〜１．１の非晶質窒化珪素を主体と
し、厚さが１３μｍ以下に設定された誘電体層を使用す
ることにより、下地であるセラミック製絶縁基板や、第
１電極との熱膨張係数差や、膜応力にも耐え、良好な誘
電体層の膜耐久性を得るとともに、誘電体層の誘電率
や、絶縁耐圧を保持したまま、耐クラック性に優れた誘
電体層を形成できるようにしたものである。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について図１乃
至図２（Ｅ）を参照して説明する。図１は静電記録装置
のイオンフロー静電記録ヘッド１１の概略構成を示すも
ので、１２はイオンフロー静電記録ヘッド１１の絶縁基
板である。この絶縁基板１２としては平滑性及び耐熱性
に優れるセラミック基板、例えば厚さ１．１ｍｍの表面
研磨アルミナ製基板が使用される。

【００２２】また、絶縁基板１２上にはイオン発生用の
誘導電極である複数の第１電極１３…が設けられてい
る。これらの複数の第１電極１３…は一方向に向けて略
平行に並設されている。ここで、第１電極１３…は絶縁
基板１２の表面に図２（Ａ）に示すようにフォトレジス
トで第１電極１３のパターンが作製されたのち、無電解
メッキによりニッケル−燐の第１電極１３が厚さ１μｍ
に形成されている。

【００２３】また、絶縁基板１２および第１電極１３…
上には酸窒化珪素材料によって形成された誘電体層１４
が設けられている。この誘電体層１４は次のように成形
される。

【００２４】まず、絶縁基板１２および第１電極１３…
の上にシラザン系化合物を溶剤に溶解させたもの、例え
ば濃度５０ｖｏｌ％のポリユリアシラザンのキシレン溶
液がディッピングで塗布される。続いて、７０℃で溶剤
が乾燥された後、プログラム昇温で５℃／ｍｉｎ．の昇
温速度で９００℃迄昇温される。更に、９００℃で１０
分間保持された後、５０℃／ｍｉｎ．で室温まで徐冷さ
れて成膜される。その後、ディッピングから成膜までの
工程が再度繰り返され、図２（Ｂ）に示すように絶縁基
板１２および第１電極１３…の上に、厚さ８μｍの誘電
体層１４が形成される。

【００２５】また、この誘電体層１４の表面には図２
（Ｃ）に示すように放電電極である複数の第２電極１５
…が一体化された電極板が強固に固着されている。ここ
で、第２電極１５…は次のように成形される。

【００２６】まず、誘電体層１４の上に、スパッタリン
グでクロムが厚さ０．１μｍに成膜され、続いて電解メ
ッキでニッケルが厚さ０．３μｍに成膜された金属層が
形成される。その後、この金属層は第２電極１５に対応
する所定の電極パターンにフォトエッチングされる。こ
のとき、金属層には第１電極１３と第２電極１５との間
のマトリックスと対応する部位にそれぞれイオン発生用
の開口部１５ａ…が形成されている。また、この金属層
の表面には電解金メッキと、電解ロジウムメッキとが施
されて厚さ各約１．０μｍの金属被覆層が被覆されて第
２電極１５が形成される。

【００２７】さらに、複数の第２電極１５…は誘電体層
１４における絶縁基板１２とは反対側の面に配置され、
第１電極１３…と交差する方向に並設されており、第１
電極１３…と第２電極１５…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１５…にはこのマト
リックスと対応する部位にそれぞれイオン発生用の開口
部１５ａ…が形成されている。

【００２８】また、誘電体層１４における第２電極１５
…の並設面側には第２電極１５…を埋設する状態で絶縁
体層１６が設けられている。この絶縁体層１６は誘電体
層１４の第２電極１５側が絶縁体フィルムで真空ラミネ
ートされたのち、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図２（Ｄ）
に示すように第２電極１５…の各開口部１５ａ…と対応
する部位に開口部１６ａが形成されるようになってい
る。

【００２９】さらに、絶縁体層１６の表面には帯状の第
３電極１７が接着されている。この第３電極１７には第
１電極１３…と第２電極１５…とのマトリックスと対応
する部位に予め開口部１７ａ…が形成されている。そし
て、第３電極１７は絶縁体層１６の開口部１６ａと第３
電極１７の開口部１７ａとが位置合わせさせた状態で絶
縁体層１６上に重ね合わされて図１に示すイオンフロ−
静電記録ヘッド１１が製造される。なお、絶縁体層１６
と第３電極１７との間は粘着剤や両面テープで貼り合わ
せる他、第３電極１７上から片面テープで絶縁体層１６
に貼り付けてもよい。そして、この第３電極１７の開口
部１７ａ…は絶縁体層１６の開口部１６ａ…および第２
電極１５…の開口部１５ａ…と連通されてイオンフロー
静電記録ヘッド１１のイオン流通過口１８…が形成され
ている。

【００３０】そして、イオンフロー静電記録ヘッド１１
の動作時には印字信号にもとづいて第１電極１３…と第
２電極１５…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１３…と
第２電極１５…との間に交流電圧が印加される。

【００３１】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１５…の開口部１５ａ…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１５
…と第３電極１７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１５…の
開口部１５ａ…内の近傍部位に発生したイオンから抽出
される。

【００３２】そして、抽出されたイオンは絶縁体層１６
の開口部１６ａおよび第３電極１７の開口部１７ａ…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１３…および第２電極１５…
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。

【００３３】そこで、上記構成のイオンフロー静電記録
ヘッド１１によれば次の効果を奏する。すなわち、イオ
ンフロー静電記録ヘッド１１の誘電体層１４の製造時に
絶縁基板１２および第１電極１３…の上に、濃度５０ｖ
ｏｌ％のポリユリアシラザンのキシレン溶液をディッピ
ングで塗布し、続いて７０℃で溶剤を乾燥させることに
より、まず溶剤が揮発し、さらにプログラム昇温で５℃
／ｍｉｎ．の昇温速度で９００℃迄昇温させて高温で塗
布材料の加熱硬化を行うことにより、塗布材料が次第に
セラミック材料に変化し始め、塗布材料層内の酸化珪素
と窒化珪素との組成比が傾斜した酸窒化珪素の誘電体層
１４が形成される。そのため、酸化珪素よりも高誘電率
で、緻密で凝集力の高いセラミック製の誘電体層１４を
成形することができるので、耐熱性が高く、低熱膨張率
で、かつ放電による熱酸化劣化を受けにくくすることが
できる。

【００３４】その結果、高分子樹脂中に高誘電率粉末を
分散させて誘電体層１４を成形させた場合のように高電
圧印加状態という激しい使用環境下で、誘電体層１４の
樹脂成分が短時間で熱酸化劣化し、ぼろぼろになり、初
期の電気特性を維持できなくなるおそれがないので、本
実施例のセラミック製の誘電体層１４によればイオンフ
ロー静電記録ヘッド１１の製造時に誘電体層１４が高温
状態に加熱されたり、イオンフロー静電記録ヘッド１１
の駆動時に第１電極１３と第２電極１５との間の高電圧
下での放電により、この放電部分の周辺部材、特に電極
１３，１５間に存在する誘電体層１４が高温下で長時間
保持される場合でも誘電体層１４が劣化せず、初期の電
気特性を長時間維持することができる。

【００３５】さらに、誘電体層１４は高温で連続膜にレ
ベリングされるので、形成された誘電体層１４の表面に
は滑らかな平滑面を形成することができる。そのため、
第２電極１５の接着性も良好なものとなり、第２電極１
４の接着層の精度も向上させることができる。

【００３６】この結果、誘電体層１４を挟んだ第１電極
１３と第２電極１５との間の放電は経時的に安定化する
ので、第２電極１５の各開口部１５ａ内で発生するイオ
ン量は均一となる。

【００３７】また、従来のように破壊しやすい天然マイ
カを選別したり、接着したりする手間が不要になるの
で、天然マイカを使用する場合に比べて誘電体層１４の
歩留まりが向上する。その上、特別高価なイオンフロー
静電記録ヘッド１１の製造設備も不要となるので、マイ
カと同程度の高精細で、耐久性のあるイオンフロー静電
記録ヘッド１１を安価に製造することができる。

【００３８】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。本実施例は第１の実施例において、濃度５０ｖｏ
ｌ％のポリユリアシラザンのキシレン溶液をディッピン
グで第１電極上に塗布して誘電体層１４を形成させる代
わりに、分子量約２０００のペルヒドロポリシラザンを
２０ｗｔ％溶解したキシレン溶液中にディッピングし
て、乾燥、硬化させて誘電体層１４を成膜したものであ
る。なお、この誘電体層１４の成膜工程を除いては、第
１の実施例と同様の製造方法でイオンフロー静電記録ヘ
ッド１１が製作される。

【００３９】また、ディッピング後の塗布材料の乾燥は
７０℃で行なわれる。さらに、その後の塗布材料の高温
焼成はプログラム昇温で、５℃／ｍｉｎ．の昇温速度で
５００℃迄上げ、更に５００℃で１０分間保持した後、
５０℃／ｍｉｎ．で室温まで徐冷する一連の成膜工程
が、再度更に７回繰り返されて成膜され、厚さ８μｍの
誘電体層１４が形成される。

【００４０】そこで、上記方法で製造されたイオンフロ
ー静電記録ヘッド１１では次の効果を奏する。すなわ
ち、第１の実施例と同様に、誘電体層１４が酸化珪素よ
りも高誘電率で、緻密で、凝集力の高いセラミック製で
あるため、耐熱性が高く、低熱膨張率で、かつ放電によ
る熱酸化劣化を受けにくく、初期の電気特性を長時間維
持することができる。

【００４１】更に、形成された誘電体層１４の表面は、
高温で低速昇温の為にレベリングし、平滑で接着性も良
好なものとなり、第２電極１５の密着力も向上する。ま
た、破壊しやすい天然マイカを選別したり、接着したり
する手間がいらないので、誘電体層１４の歩留まりが向
上し、特別高価な製造設備も不要である。この結果、誘
電体層１４を挟んだ第１電極１３と第２電極１５との間
の放電は経時的に安定化するので、第２電極１５の各開
口部１５ａ内で発生するイオン量は均一となり、高精細
で耐久性のある安価なイオンフロー静電記録ヘッド１１
が得られる。

【００４２】また、本実施例では、第１の実施例よりも
かなり低温で誘電体層１４を成膜できる為、加工工程で
の熱歪みが残留し難く、誘電体層１４の破損が一層少な
くなる。そのため、誘電体層１４の周囲の他の構成部品
の材料の制約も少なくなり、より安価な材料、製造工程
が採用できる。

【００４３】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。本実施例ではイオンフロー静電記録ヘッド１１の
絶縁基板１２として厚さ１．１ｍｍの表面グレーズドア
ルミナ製基板が使用される。さらに、この絶縁基板１２
の表面にはフォトレジストで第１電極１３のパターンが
作製され、無電解メッキによりニッケル−燐の第１電極
１３が厚さ１μｍに形成される。

【００４４】また、絶縁基板１２および第１電極１３の
上には第１，第２の実施例のようなシラザン系化合物の
溶剤溶液を塗布・乾燥・加熱硬化して誘電体層１４を形
成する代わりに、化学組成がＳｉ₃ Ｎ₄ の化学量論量よ
りもＳｉ元素を多く含み、ＮとＳｉとの比（原子比Ｎ／
Ｓｉ）が０．５〜１．１の非晶質窒化珪素を主体とする
セラミックを厚さ１３μｍ以下に成膜して誘電体層１４
が形成される。本実施例ではスパッタリングにより、厚
さ１２μｍの窒化珪素製の誘電体層１４が形成される。

【００４５】このスパッタリングはクライオポンプの排
気系を有するチャンバー内に純度９９．９９９％の珪素
ターゲットを装着し、窒素を添加したアルゴンを導入し
た状態で、高周波放電によるスパッタリングが行なわれ
る。

【００４６】ここで、誘電体層１４の成膜条件は電力４
３０Ｗ、ガス圧１０ｍＴｏｒｒ、基板加熱温度４００℃
とし、導入ガスの窒素とアルゴンの流量比Ｎ₂ ／Ａｒ
（ｃｃ／ｓｅｃ．）を変えて組成比Ｎ／Ｓｉの非晶質窒
化珪素の薄膜がアルミナ製の絶縁基板１２上に形成され
る。

【００４７】また、誘電体層１４の成膜時に導入するガ
スの流量比Ｎ₂ ／Ａｒが０．０６以上に設定されている
場合には組成比のＮ／Ｓｉ比は０．５〜１．１の薄膜と
なる。このＮ／Ｓｉ比は小さくなるほど、膜ストレス
（圧縮力）も軽減される。

【００４８】なお、誘電体層１４の膜の硬さや、電気特
性はＮ／Ｓｉの比に依らず、殆ど変化しない。従って、
流量比Ｎ₂ ／Ａｒが０．１４で成膜し、Ｎ／Ｓｉが約１
の誘電体層１４が得られる。

【００４９】この上に、スパッタリングでクロムを０．
１μｍ、続いて電解メッキでニッケルを０．３μｍ成膜
し、この金属層を所定のパターンにフォトエッチング
し、更にこの金属層表面を電解金メッキと電解ロジウム
メッキで厚さ各約１．０μｍ被覆して、第２電極１５を
形成する。なお、この第２電極１５の成形工程の後の工
程は、第１の実施例と同様の製造方法でイオンフロー静
電記録ヘッド１１が製作される。

【００５０】そこで、上記方法で製造されたイオンフロ
ー静電記録ヘッド１１では次の効果を奏する。すなわ
ち、化学組成がＳｉ₃ Ｎ₄ の化学量論量よりもＳｉ元素
を多く含み、Ｎ／Ｓｉ比（原子比）が０．５〜１．１の
非晶質窒化珪素を主体とするセラミックの誘電体層１４
をスパッタリングにより、厚さ１２μｍ以下に成膜した
ので、下地であるセラミック製の絶縁基板１２や第１電
極１３との熱膨張係数差や膜応力にも耐え、良好な膜耐
久性が得られる。

【００５１】また、本実施例の上記非晶質窒化珪素を主
体とするセラミックの誘電体層１４は硬さや電気特性的
には殆ど化学量論的な窒化珪素と差がないので、誘電率
や絶縁耐圧を保持したまま、耐クラック性に優れた誘電
体層１４が形成できる。

【００５２】なお、本実施例でも誘電体層１４は緻密で
凝集力の高いセラミック製であるため、耐熱性が高く、
低熱膨張率で、かつ耐クラック性に優れ、さらに放電に
よる熱酸化劣化を受けにくく、初期の電気特性を長時間
維持することができる。

【００５３】さらに、形成された誘電体層１４の表面
は、平滑で接着性も良好なものとなり、第２電極１５の
密着力も向上する。また、破壊しやすい天然マイカを選
別したり、接着したりする手間がいらないので、誘電体
層１４の歩留まりが向上し、特別高価な製造設備も不要
である。この結果、誘電体層１４を挟んだ第１電極１３
と第２電極１５との間の放電は経時的に安定化するの
で、第２電極１５の各開口部１５ａ内で発生するイオン
量は均一となり、高精細で耐久性のある安価なイオンフ
ロー静電記録ヘッド１１が得られる。

【００５４】また、本実施例では第２の実施例と同様に
かなり低温で誘電体層１４を成膜できる為、加工工程で
の熱歪みが残留し難く、誘電体層１４の破損が少なくな
る。そのため、誘電体層１４の周囲の他の構成部品の材
料の制約も少なくなり、より安価な材料、製造工程が採
用できる。

【００５５】さらに、本実施例では有機溶剤を使用する
こと無く、チャンバー内で無人で誘電体層１４を成膜で
きるので、安全で低コストの加工が可能である。なお、
ＲＦスパッタリング法を用いずに、ＥＣＲプラズマＣＶ
Ｄ法や、Ｎ₂ ガスを併用したＮＨ₃ ガスとＳｉＨ₄ ガス
からのプラズマＣＶＤ法等を用いることにより、更に低
温下で、緻密な誘電体層１４を成膜できるため、イオン
フロー静電記録ヘッド１１の製造工程における耐クラッ
ク性はより向上し、より大きな長いイオンフロー静電記
録ヘッド１１が作製できる。

【００５６】また、非晶質窒化珪素を主体とするセラミ
ックの誘電体層１４の膜厚が１３μｍを超えると、絶縁
基板１２や第１電極１３との膜応力と熱膨張係数差とか
ら、急激に絶縁基板１２にクラックが生じ易くなり、断
線や絶縁破壊等の不具合を引き起こすおそれがあるの
で、非晶質窒化珪素を主体とするセラミックの誘電体層
１４の膜厚は１３μｍ以下に成膜することが好ましい。

【００５７】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、誘電体層１４の酸窒化珪素の成膜
方法としてはポリユリアシラザンや、パーヒドロポリシ
ラザン等のシラザン化合物を、必要に応じて硬化剤を添
加したり、トルエンや、キシレン等の炭化水素系溶剤、
或いはジエチルエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒ
ドロフラン等の溶剤に適当な濃度で溶解させて粘度調製
した溶液を、スピンコート、ディッピング、スプレー等
の手法で塗布し、溶剤を乾燥後、加熱硬化させて行なう
ようにしてもよい。

【００５８】また、誘電体層１４は通常は大気中で加熱
硬化させるが、加熱の際の窒素やアルゴン等の雰囲気ガ
スの割合と膜厚によっては、酸化珪素よりも誘電率が高
い窒化珪素が多く含まれる酸窒化珪素になる。さらに、
誘電体層１４の膜中の酸化珪素と窒化珪素の分布は、一
般に、自由表面に近い程ＳｉＯ₂ が多く、反対に自由表
面から中へ潜る程Ｓｉ₃ Ｎ₄ が多くなる。

【００５９】また、化学組成がＳｉ₃ Ｎ₄ の化学量論量
よりもＳｉ元素を多く含み、Ｎ／Ｓｉ比（原子比）が
０．５〜１．１の非晶質窒化珪素を主体とするセラミッ
クを成膜するにはスパッタリングや、プラズマＣＶＤ
や、ＥＣＲプラズマＣＶＤや、マグネトロン・スパッタ
や、イオン・クラスタ・デポジションや、光ＣＶＤや、
反応性蒸着等により、雰囲気ガスの流量比を制御して行
い、誘電体層１４の厚さを１３μｍ以下に形成するよう
にしてもよい。

【００６０】さらに、その他本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。次に、本
発明の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。

【００６１】記（付記項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
極とともにマトリクスを構成し、かつこのマトリクスと
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電極に対応して前記第１電極とは反対側に配置
され、前記マトリクスと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
設された絶縁体とを有し、前記絶縁体における前記マト
リクスと対応する部位に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、用いる前記絶縁基板がセ
ラミック基板であり、この表面に形成した前記第１電極
上に配する前記誘電体層が、酸窒化珪素であることを特
徴とするイオンフロー静電記録ヘッド。

【００６２】（付記項２）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クスを構成し、かつこ
のマトリ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電極に対応して前記第１電極と
は反対側に配置され、前記マトリクスと対応する部位に
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とを有し、前記絶縁体に
おける前記マトリクスと対応する部位に開口部が形成さ
れた、イオンフロー静電記録ヘッドにおいて、用いる前
記絶縁基板がセラミック基板であり、この表面に形成し
た前記第１電極上に配する前記誘電体層が、化学組成が
Ｓｉ₃ Ｎ₄ の化学量論量よりもＳｉ元素を多く含み、Ｎ
とＳｉとの原子比が０．５〜１．１の非晶質窒化珪素を
主体とし、厚さが１３μｍ以下である誘電体層であるこ
とを特徴とするイオンフロー静電記録ヘッド。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば誘電体層がセラミック製
であるため、高耐熱性・低熱膨張率でかつ放電による熱
酸化劣化を受けにくく、初期の電気特性を長時間維持す
ることができる。更に、誘電体層の表面は緻密で、平滑
で、接着性も良好なものとなり、第２電極の接着層の精
度も向上する。この結果、第１電極と第２電極との間の
放電は経時的に安定化し、第２電極の各開口部内で発生
するイオン量は均一となるので、高精細で、耐久性のあ
る安価なイオンフロー静電記録ヘッド本体を製造でき
る。

【図面の簡単な説明】

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

【図２】本発明の第１の実施例のイオンフロ−静電記
録ヘッドの製造工程を示すもので、（Ａ）は絶縁基板上
に第１電極が形成された状態を示す要部の縦断面図、
（Ｂ）は第１電極上に誘電体層が形成された状態を示す
要部の縦断面図、（Ｃ）は誘電体層の上に第２電極が形
成された状態を示す要部の縦断面図、（Ｄ）は絶縁体層
に開口部が形成された状態を示す要部の縦断面図。

【図３】（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。

【符号の説明】

１２…絶縁基板、１３…第１電極、１４…誘電体層、１
５…第２電極、１６…絶縁体層、１７…第３電極。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板上に一方向にかつ平行に延設さ
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の電極と、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、前記絶縁基板を
セラミック材料、前記誘電体層を酸窒化珪素材料によっ
てそれぞれ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。
【請求項２】絶縁基板上に一方向にかつ平行に延設さ
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の電極と、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、前記絶縁基板を
セラミック材料によって形成するとともに、化学組成が
Ｓｉ₃ Ｎ₄ の化学量論量よりもＳｉ元素を多く含み、Ｎ
元素とＳｉ元素との原子比が０．５〜１．１の非晶質窒
化珪素を主体とし、厚さが１３μｍ以下に設定された前
記誘電体層を設けたことを特徴とするイオンフロー静電
記録ヘッド。