JPH10119341A - 静電像形成装置用電荷発生器及びその製造方法 - Google Patents
静電像形成装置用電荷発生器及びその製造方法Info
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- JPH10119341A JPH10119341A JP29127596A JP29127596A JPH10119341A JP H10119341 A JPH10119341 A JP H10119341A JP 29127596 A JP29127596 A JP 29127596A JP 29127596 A JP29127596 A JP 29127596A JP H10119341 A JPH10119341 A JP H10119341A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 密着性あるいは熱応力による剥離やクラック
等の発生を防止することの可能な静電像形成装置用電荷
発生器及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 石英基板１上に多結晶シリコン膜からな
る第１のバッファ層６を介してタングステン膜製のライ
ン電極５を形成し、熱処理を行って珪化タングステン層
からなる中間層７を形成する。次いで、酸化シリコン膜
からなる第１の誘電膜８を形成し、窒化シリコン膜から
なる第２のバッファ層９を介して酸化窒化アルミニウム
膜からなる第２の誘電膜10を形成する。次いで、フィン
ガーホール14を有するフィンガー電極11，ポリイミドか
らなる絶縁膜12，スクリーンホール15を有するスクリー
ン電極13，及び絶縁膜12へのチャネル16を順次形成して
電荷発生器を構成する。
等の発生を防止することの可能な静電像形成装置用電荷
発生器及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 石英基板１上に多結晶シリコン膜からな
る第１のバッファ層６を介してタングステン膜製のライ
ン電極５を形成し、熱処理を行って珪化タングステン層
からなる中間層７を形成する。次いで、酸化シリコン膜
からなる第１の誘電膜８を形成し、窒化シリコン膜から
なる第２のバッファ層９を介して酸化窒化アルミニウム
膜からなる第２の誘電膜10を形成する。次いで、フィン
ガーホール14を有するフィンガー電極11，ポリイミドか
らなる絶縁膜12，スクリーンホール15を有するスクリー
ン電極13，及び絶縁膜12へのチャネル16を順次形成して
電荷発生器を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、静電印刷に用い
られる静電像形成装置用電荷発生器及びその製造方法に
関する。
られる静電像形成装置用電荷発生器及びその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電荷を直接誘電性記録体上に移送
しデポジッションさせる原理により、誘電性記録体上に
静電荷による潜像を形成する方式として、コロナ放電を
利用した電荷発生器を用いる方法が特公平２−６２８６
２号公報に開示されており、またかかる電荷発生器を、
半導体微細加工技術を用いて高精細に形成する手法が、
本件出願人の出願に係る特開平８−１０８５６７号，特
開平８−１２３１５９号，特願平７−１１９０１８号，
特開平８−１９２５２９号等において提案されている。
しデポジッションさせる原理により、誘電性記録体上に
静電荷による潜像を形成する方式として、コロナ放電を
利用した電荷発生器を用いる方法が特公平２−６２８６
２号公報に開示されており、またかかる電荷発生器を、
半導体微細加工技術を用いて高精細に形成する手法が、
本件出願人の出願に係る特開平８−１０８５６７号，特
開平８−１２３１５９号，特願平７−１１９０１８号，
特開平８−１９２５２９号等において提案されている。
【０００３】図７は、従来提案された静電像形成装置用
電荷発生器の構成例の一部を破断して示す斜視図であ
る。図７において、100 は１個の電荷発生制御素子を示
しており、電荷発生器は多数個の電荷発生制御素子100
を１次元、あるいは２次元状に配列して構成されてい
る。電荷発生制御素子100 は、絶縁基板101 と、ライン
電極102 と、誘電膜103 と、フィンガー電極104 と、絶
縁膜105 と、スクリーン電極106 とで構成され、フィン
ガー電極104 とスクリーン電極106 にはフィンガーホー
ル（孔部）107 及びスクリーンホール（孔部）108 がそ
れぞれ形成されており、また絶縁膜105 にはチャネル10
9 が形成されている。
電荷発生器の構成例の一部を破断して示す斜視図であ
る。図７において、100 は１個の電荷発生制御素子を示
しており、電荷発生器は多数個の電荷発生制御素子100
を１次元、あるいは２次元状に配列して構成されてい
る。電荷発生制御素子100 は、絶縁基板101 と、ライン
電極102 と、誘電膜103 と、フィンガー電極104 と、絶
縁膜105 と、スクリーン電極106 とで構成され、フィン
ガー電極104 とスクリーン電極106 にはフィンガーホー
ル（孔部）107 及びスクリーンホール（孔部）108 がそ
れぞれ形成されており、また絶縁膜105 にはチャネル10
9 が形成されている。
【０００４】そして、上記構造の電荷発生制御素子100
を構成する各電極102 ，104 ，106は、スパッタリング
法や真空蒸着法等の手法によって形成された金属膜上
に、写真蝕刻法によってレジストパターンを形成した
後、レジストパターンに被覆されていない部分をエッチ
ングによって除去することにより形成される。また誘電
膜103 には、ＰＣＶＤ（Plasma-assisted Chemical Vap
or Deposition ）等の手法により形成された酸化シリコ
ンあるいは窒化シリコン等の静電耐圧の高い材料が使用
され、絶縁膜105 にはポリイミド等の耐熱性の高い樹脂
が使用されている。絶縁膜105 中に形成されるチャネル
109 は、エッチング法により所望の個所の絶縁膜105 を
選択的に除去することにより形成されている。
を構成する各電極102 ，104 ，106は、スパッタリング
法や真空蒸着法等の手法によって形成された金属膜上
に、写真蝕刻法によってレジストパターンを形成した
後、レジストパターンに被覆されていない部分をエッチ
ングによって除去することにより形成される。また誘電
膜103 には、ＰＣＶＤ（Plasma-assisted Chemical Vap
or Deposition ）等の手法により形成された酸化シリコ
ンあるいは窒化シリコン等の静電耐圧の高い材料が使用
され、絶縁膜105 にはポリイミド等の耐熱性の高い樹脂
が使用されている。絶縁膜105 中に形成されるチャネル
109 は、エッチング法により所望の個所の絶縁膜105 を
選択的に除去することにより形成されている。
【０００５】次に、このように構成されている電荷発生
制御素子100 の動作について説明する。図７において、
誘電膜103 を挟んで配置されたライン電極102 とフィン
ガー電極104 間に、交流電圧を印加することにより、フ
ィンガーホール107 の側壁部及びその近傍において、コ
ロナ放電現象により電荷群が発生する。この電荷群の内
の移動度の大きい負電荷が、潜像形成に利用される。フ
ィンガー電極104 に対向して、絶縁膜105 を介在させて
形成したスクリーン電極106 が、フィンガー電極104 に
印加される電位よりも正の電位の状態になると、コロナ
放電により発生した負電荷は、スクリーン電極106 に形
成されているスクリーンホール（孔部）108 より抽出さ
れる。スクリーンホール108 より抽出された負電荷は、
誘電性記録体であるドラム（図示せず）に向けて加速さ
れ、ドラムにデポジッションし静電潜像を形成する。逆
にスクリーン電極106 が、フィンガー電極104 に対して
負の電位の状態になる場合は、スクリーンホール108 か
らの負電荷の抽出は阻止され、ドラムへの潜像は形成さ
れなくなる。
制御素子100 の動作について説明する。図７において、
誘電膜103 を挟んで配置されたライン電極102 とフィン
ガー電極104 間に、交流電圧を印加することにより、フ
ィンガーホール107 の側壁部及びその近傍において、コ
ロナ放電現象により電荷群が発生する。この電荷群の内
の移動度の大きい負電荷が、潜像形成に利用される。フ
ィンガー電極104 に対向して、絶縁膜105 を介在させて
形成したスクリーン電極106 が、フィンガー電極104 に
印加される電位よりも正の電位の状態になると、コロナ
放電により発生した負電荷は、スクリーン電極106 に形
成されているスクリーンホール（孔部）108 より抽出さ
れる。スクリーンホール108 より抽出された負電荷は、
誘電性記録体であるドラム（図示せず）に向けて加速さ
れ、ドラムにデポジッションし静電潜像を形成する。逆
にスクリーン電極106 が、フィンガー電極104 に対して
負の電位の状態になる場合は、スクリーンホール108 か
らの負電荷の抽出は阻止され、ドラムへの潜像は形成さ
れなくなる。
【０００６】しかしながら、図７に示されている電荷発
生制御素子100 は、誘電膜103 の表面が放電によって劣
化することにより、スクリーンホール108 から抽出され
る負電荷の量が時間と共に変動するという問題があっ
た。この問題を解決するため図８に示す素子構造が提案
されている。すなわち図８に示す電荷電荷発生制御素子
100 においては、誘電膜103 が第１の誘電膜103-１と第
２の誘電膜103-２とから構成されており、第２の誘電膜
103-２に酸化アルミニウム等のコロナ放電に対する耐久
性の高い材料を使用することにより、誘電膜の損傷によ
る電荷量の変動を防止するようにしている。
生制御素子100 は、誘電膜103 の表面が放電によって劣
化することにより、スクリーンホール108 から抽出され
る負電荷の量が時間と共に変動するという問題があっ
た。この問題を解決するため図８に示す素子構造が提案
されている。すなわち図８に示す電荷電荷発生制御素子
100 においては、誘電膜103 が第１の誘電膜103-１と第
２の誘電膜103-２とから構成されており、第２の誘電膜
103-２に酸化アルミニウム等のコロナ放電に対する耐久
性の高い材料を使用することにより、誘電膜の損傷によ
る電荷量の変動を防止するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図７や図８
に示される電荷発生制御素子は、その製造工程において
加熱と冷却が繰り返される。その際、熱膨脹率の異なる
部材が接している界面において、図９に示すように、熱
膨脹率の大きい材料202 の膨脹が熱膨脹率の小さい材料
201 に拘束されることにより、応力（熱応力）205 が発
生して、クラック203 や剥離204 等の不具合を引き起こ
すという問題がある。これらの不具合は、図８に示した
電荷発生制御素子においては、第１の誘電膜103-１（酸
化シリコン等）と第２の誘電膜103-２（酸化アルミニウ
ム等）の界面等、接している部材同士の熱膨脹率の差が
大きい部分で発生しやすい。絶縁基板101 とライン電極
102の接する界面においても、各々の材料の組み合わせ
によっては同様な問題が生じる。更にライン電極102 の
材料として、タングステンは低抵抗、低熱膨脹率、高い
耐薬品性等優れた性能を有するが、絶縁基板101 として
石英を使用する場合には、密着性が不十分なため製造工
程中に絶縁基板101 から剥離しやすいとうい問題があ
る。
に示される電荷発生制御素子は、その製造工程において
加熱と冷却が繰り返される。その際、熱膨脹率の異なる
部材が接している界面において、図９に示すように、熱
膨脹率の大きい材料202 の膨脹が熱膨脹率の小さい材料
201 に拘束されることにより、応力（熱応力）205 が発
生して、クラック203 や剥離204 等の不具合を引き起こ
すという問題がある。これらの不具合は、図８に示した
電荷発生制御素子においては、第１の誘電膜103-１（酸
化シリコン等）と第２の誘電膜103-２（酸化アルミニウ
ム等）の界面等、接している部材同士の熱膨脹率の差が
大きい部分で発生しやすい。絶縁基板101 とライン電極
102の接する界面においても、各々の材料の組み合わせ
によっては同様な問題が生じる。更にライン電極102 の
材料として、タングステンは低抵抗、低熱膨脹率、高い
耐薬品性等優れた性能を有するが、絶縁基板101 として
石英を使用する場合には、密着性が不十分なため製造工
程中に絶縁基板101 から剥離しやすいとうい問題があ
る。
【０００８】本発明は、従来の静電像形成装置用電荷発
生器における上記問題点を解消するためになされたもの
で、密着性あるいは熱応力による剥離やクラック等の発
生を防止することの可能な静電像形成装置用電荷発生器
及びその製造方法を提供することを目的とする。
生器における上記問題点を解消するためになされたもの
で、密着性あるいは熱応力による剥離やクラック等の発
生を防止することの可能な静電像形成装置用電荷発生器
及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１記載の発明は、絶縁基板表面に形成された
ライン電極と、該ライン電極の表面に形成された誘電膜
と、該誘電膜の表面に形成され中心部に電荷生成用の孔
部を有するフィンガー電極と、該フィンガー電極表面に
中心部に電荷を通過せしめる孔部を有する絶縁膜を介し
て形成された、中心部に電荷流出用の孔部を有するスク
リーン電極とからなる電荷発生制御素子を複数個配列し
て構成した静電像形成装置用電荷発生器において、前記
絶縁基板と前記ライン電極の間にバッファ層を設けるも
のである。これにより、ライン電極の剥離を防止するこ
とが可能となる。
め、請求項１記載の発明は、絶縁基板表面に形成された
ライン電極と、該ライン電極の表面に形成された誘電膜
と、該誘電膜の表面に形成され中心部に電荷生成用の孔
部を有するフィンガー電極と、該フィンガー電極表面に
中心部に電荷を通過せしめる孔部を有する絶縁膜を介し
て形成された、中心部に電荷流出用の孔部を有するスク
リーン電極とからなる電荷発生制御素子を複数個配列し
て構成した静電像形成装置用電荷発生器において、前記
絶縁基板と前記ライン電極の間にバッファ層を設けるも
のである。これにより、ライン電極の剥離を防止するこ
とが可能となる。
【００１０】請求項２記載の発明は、絶縁基板表面に形
成されたライン電極と、該ライン電極の表面に形成され
た複数の異なる誘電膜から構成された多層誘電膜と、該
多層誘電膜の表面に形成され中心部に電荷生成用の孔部
を有するフィンガー電極と、該フィンガー電極表面に中
心部に電荷を通過せしめる孔部を有する絶縁膜を介して
形成された、中心部に電荷流出用の孔部を有するスクリ
ーン電極とからなる電荷発生制御素子を複数個配列して
構成した静電像形成装置用電荷発生器において、前記絶
縁基板と前記ライン電極の間あるいは前記多層誘電膜を
構成する複数の異なる誘電膜の間の少なくとも一方にバ
ッファ層を設けるものである。これにより、ライン電極
と絶縁基板との間あるいは多層誘電膜中における、密着
性あるいは熱応力による剥離やクラック等の発生を防止
することができる。
成されたライン電極と、該ライン電極の表面に形成され
た複数の異なる誘電膜から構成された多層誘電膜と、該
多層誘電膜の表面に形成され中心部に電荷生成用の孔部
を有するフィンガー電極と、該フィンガー電極表面に中
心部に電荷を通過せしめる孔部を有する絶縁膜を介して
形成された、中心部に電荷流出用の孔部を有するスクリ
ーン電極とからなる電荷発生制御素子を複数個配列して
構成した静電像形成装置用電荷発生器において、前記絶
縁基板と前記ライン電極の間あるいは前記多層誘電膜を
構成する複数の異なる誘電膜の間の少なくとも一方にバ
ッファ層を設けるものである。これにより、ライン電極
と絶縁基板との間あるいは多層誘電膜中における、密着
性あるいは熱応力による剥離やクラック等の発生を防止
することができる。
【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の静電像形成装置用電荷発生器において、前記バッフ
ァ層と前記絶縁基板間及び前記バッファ層と前記ライン
電極間における密着強度が、前記バッファ層を設けずに
前記絶縁基板と前記ライン電極とを直接接する場合の密
着強度に比べて大なるように構成されていることを特徴
とするものである。これにより、ライン電極と絶縁基板
の密着性を一層向上させ、ライン電極の剥離をより効果
的に防止することができる。
載の静電像形成装置用電荷発生器において、前記バッフ
ァ層と前記絶縁基板間及び前記バッファ層と前記ライン
電極間における密着強度が、前記バッファ層を設けずに
前記絶縁基板と前記ライン電極とを直接接する場合の密
着強度に比べて大なるように構成されていることを特徴
とするものである。これにより、ライン電極と絶縁基板
の密着性を一層向上させ、ライン電極の剥離をより効果
的に防止することができる。
【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれか１項に記載の静電像形成装置用電荷発生器におい
て、前記絶縁基板と前記ライン電極間に形成されている
前記バッファ層の熱膨脹率が、前記絶縁基板及び前記ラ
イン電極のそれぞれの熱膨脹率の間の値であることを特
徴とするものである。これにより、絶縁基板とライン電
極の界面に発生する熱応力を低下させ、絶縁基板の反り
や剥離、損傷の発生を防止することができる。
ずれか１項に記載の静電像形成装置用電荷発生器におい
て、前記絶縁基板と前記ライン電極間に形成されている
前記バッファ層の熱膨脹率が、前記絶縁基板及び前記ラ
イン電極のそれぞれの熱膨脹率の間の値であることを特
徴とするものである。これにより、絶縁基板とライン電
極の界面に発生する熱応力を低下させ、絶縁基板の反り
や剥離、損傷の発生を防止することができる。
【００１３】請求項５記載の発明は、請求項２記載の静
電像形成装置用電荷発生器において、前記多層誘電膜を
構成する複数の異なる誘電膜間に設けた前記バッファ層
の熱膨脹率が、該バッファ層に隣接する前記複数の異な
る誘電膜のそれぞれの熱膨脹率の間の値であることを特
徴とするものである。これにより、複数の誘電膜の界面
に発生する熱応力を緩和し、絶縁基板の反りや各誘電膜
の剥離、損傷の発生を防止することができる。
電像形成装置用電荷発生器において、前記多層誘電膜を
構成する複数の異なる誘電膜間に設けた前記バッファ層
の熱膨脹率が、該バッファ層に隣接する前記複数の異な
る誘電膜のそれぞれの熱膨脹率の間の値であることを特
徴とするものである。これにより、複数の誘電膜の界面
に発生する熱応力を緩和し、絶縁基板の反りや各誘電膜
の剥離、損傷の発生を防止することができる。
【００１４】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のい
ずれか１項に記載の静電像形成装置用電荷発生器の製造
方法において、前記バッファ層及び該バッファ層の両面
に隣接する層を形成した後に熱処理を行う工程を備え、
該バッファ層を構成する原子と該バッファ層の両面に接
して形成された層を構成する原子を互いに他方に拡散す
ることによって、それらの界面に中間層を形成すること
を特徴とするものである。このように熱処理を行って中
間層を形成することにより、バッファ層と該バッファ層
の両面に接して形成されている層とが一層強固に結合さ
れ、剥離が更に効果的に防止される。
ずれか１項に記載の静電像形成装置用電荷発生器の製造
方法において、前記バッファ層及び該バッファ層の両面
に隣接する層を形成した後に熱処理を行う工程を備え、
該バッファ層を構成する原子と該バッファ層の両面に接
して形成された層を構成する原子を互いに他方に拡散す
ることによって、それらの界面に中間層を形成すること
を特徴とするものである。このように熱処理を行って中
間層を形成することにより、バッファ層と該バッファ層
の両面に接して形成されている層とが一層強固に結合さ
れ、剥離が更に効果的に防止される。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に実施の形態について説明す
る。図１〜図５は本発明に係る静電像形成装置用電荷発
生器及びその製造方法の実施の形態を説明するための製
造工程を示す図である。まず図１に示すように、石英基
板１の表面に第１のバッファ層となる多結晶シリコン膜
２及びライン電極形成用のタングステン膜３を形成す
る。次に図２に示すように、レジストパターン４を形成
した後、レジストパターン４に被覆されていない部分の
タングステン膜３及び多結晶シリコン膜２をＲＩＥ（Re
active Ion Etching）等の手法によって除去することに
より、ライン電極５及び第１のバッファ層６を形成す
る。ここで第１のバッファ層６は、ライン電極５と石英
基板１との密着性を向上させることにより、ライン電極
５の剥離を防止する機能を有する。
る。図１〜図５は本発明に係る静電像形成装置用電荷発
生器及びその製造方法の実施の形態を説明するための製
造工程を示す図である。まず図１に示すように、石英基
板１の表面に第１のバッファ層となる多結晶シリコン膜
２及びライン電極形成用のタングステン膜３を形成す
る。次に図２に示すように、レジストパターン４を形成
した後、レジストパターン４に被覆されていない部分の
タングステン膜３及び多結晶シリコン膜２をＲＩＥ（Re
active Ion Etching）等の手法によって除去することに
より、ライン電極５及び第１のバッファ層６を形成す
る。ここで第１のバッファ層６は、ライン電極５と石英
基板１との密着性を向上させることにより、ライン電極
５の剥離を防止する機能を有する。
【００１６】次に、レジストパターン４を除去した後、
減圧あるいは不活性ガス雰囲気中で600℃以上の温度で
熱処理を行う。この熱処理により、ライン電極５と第１
のバッファ層６の密着性が向上する。すなわち、この熱
処理によって第１のバッファ層６を構成するシリコン原
子とライン電極５を構成するタングステン原子が互いに
拡散して反応することにより、図３の（Ａ）及びその一
部の丸印部分を拡大して示す図３の（Ｂ）に示すよう
に、珪化タングステン層がそれらの界面に中間層７とし
て形成され、ライン電極５と第１のバッファ層６が強固
に結合される。
減圧あるいは不活性ガス雰囲気中で600℃以上の温度で
熱処理を行う。この熱処理により、ライン電極５と第１
のバッファ層６の密着性が向上する。すなわち、この熱
処理によって第１のバッファ層６を構成するシリコン原
子とライン電極５を構成するタングステン原子が互いに
拡散して反応することにより、図３の（Ａ）及びその一
部の丸印部分を拡大して示す図３の（Ｂ）に示すよう
に、珪化タングステン層がそれらの界面に中間層７とし
て形成され、ライン電極５と第１のバッファ層６が強固
に結合される。
【００１７】次に図４に示すように、第１の誘電膜８と
して酸化シリコン膜を形成した後、第２のバッファ層
（窒化シリコン膜）９を介して第２の誘電膜10として酸
化窒化アルミニウム膜（AlＯx Ｎy ，０≦ｘ，ｙ）を形
成する。次に 600℃以上の温度で熱処理を行うことによ
り、第２の誘電膜10を稠密化する。ここで、第２の誘電
膜10は第１の誘電膜８をコロナ放電によるダメージから
保護する効果を有する。なおここで、第２の誘電膜10
を、第２のバッファ層９を介さず第１の誘電膜８に接し
て形成する場合には、第１の誘電膜８を構成する酸化シ
リコン膜の熱膨脹率は、第２の誘電膜10を構成する酸化
窒化アルミニウム膜の熱膨脹率と大きく異なっているた
め、熱処理工程等において温度が上昇した場合、それら
の界面において熱応力が発生し、基板の反りや誘電膜の
剥離、損傷を引き起こす。これに対して、本実施の形態
においては、図４における第２のバッファ層９として形
成されている窒化シリコンは、その上下に形成された第
１の誘電膜８を構成する酸化シリコン膜と第２の誘電膜
10を構成する酸化窒化アルミニウムのほぼ中間の熱膨脹
率を有するので、第２のバッファ層９とその両面に接し
て形成された第１の誘電膜８又は第２の誘電膜10との熱
膨脹率差は、第１の誘電膜８と第２の誘電膜10との熱膨
脹率差より小さくなる。すなわち熱応力は、互いに接し
ている材料の熱膨脹率の差が大きいほど大きくなるた
め、第２のバッファ層９を形成することにより、後工程
で熱処理を行う際に第１の誘電膜８と第２の誘電膜10の
界面に発生する熱応力が緩和される。
して酸化シリコン膜を形成した後、第２のバッファ層
（窒化シリコン膜）９を介して第２の誘電膜10として酸
化窒化アルミニウム膜（AlＯx Ｎy ，０≦ｘ，ｙ）を形
成する。次に 600℃以上の温度で熱処理を行うことによ
り、第２の誘電膜10を稠密化する。ここで、第２の誘電
膜10は第１の誘電膜８をコロナ放電によるダメージから
保護する効果を有する。なおここで、第２の誘電膜10
を、第２のバッファ層９を介さず第１の誘電膜８に接し
て形成する場合には、第１の誘電膜８を構成する酸化シ
リコン膜の熱膨脹率は、第２の誘電膜10を構成する酸化
窒化アルミニウム膜の熱膨脹率と大きく異なっているた
め、熱処理工程等において温度が上昇した場合、それら
の界面において熱応力が発生し、基板の反りや誘電膜の
剥離、損傷を引き起こす。これに対して、本実施の形態
においては、図４における第２のバッファ層９として形
成されている窒化シリコンは、その上下に形成された第
１の誘電膜８を構成する酸化シリコン膜と第２の誘電膜
10を構成する酸化窒化アルミニウムのほぼ中間の熱膨脹
率を有するので、第２のバッファ層９とその両面に接し
て形成された第１の誘電膜８又は第２の誘電膜10との熱
膨脹率差は、第１の誘電膜８と第２の誘電膜10との熱膨
脹率差より小さくなる。すなわち熱応力は、互いに接し
ている材料の熱膨脹率の差が大きいほど大きくなるた
め、第２のバッファ層９を形成することにより、後工程
で熱処理を行う際に第１の誘電膜８と第２の誘電膜10の
界面に発生する熱応力が緩和される。
【００１８】次に図５に示すようにフィンガーホール14
を有するフィンガー電極11，絶縁膜（ポリイミド）12，
スクリーンホール15を有するスクリーン電極13，及び絶
縁膜12へのチャネル16を順次形成することにより電荷発
生器を完成する。なお、バッファ層，誘電膜，及び各電
極の成膜は、スパッタリング、ＣＶＤ（Chemical Vapor
Deposition ）、真空蒸着法等の手法により行う。
を有するフィンガー電極11，絶縁膜（ポリイミド）12，
スクリーンホール15を有するスクリーン電極13，及び絶
縁膜12へのチャネル16を順次形成することにより電荷発
生器を完成する。なお、バッファ層，誘電膜，及び各電
極の成膜は、スパッタリング、ＣＶＤ（Chemical Vapor
Deposition ）、真空蒸着法等の手法により行う。
【００１９】この実施の形態においては、第１のバッフ
ァ層６として多結晶シリコン膜を用いて、ライン電極５
と絶縁基板１との密着性を改善しているが、酸化アルミ
ニウム膜や窒化シリコン膜も、多結晶シリコン膜と同様
に密着性改善の機能を有する。特に窒化シリコンは、熱
膨脹率がその両面に接するタングステンと石英の中間の
値なので、第２のバッファ層９と同様の理由で、石英基
板１とライン電極５の界面に発生する熱応力を低下させ
る機能も有する。また図３に示すように、この実施の形
態においては、ライン電極５の形成後に熱処理を行うこ
とにより、中間層７を形成しているが、図１においてタ
ングステン膜３の成膜時に基板温度を 600℃以上に設定
することにより、成膜と同時に中間層７を形成するよう
にしてもよい。但し中間層７を形成しない場合でも、石
英基板１及びライン電極５と第１のバッファ層６の密着
性に問題を生じない場合、中間層７は形成しなくてもよ
い。
ァ層６として多結晶シリコン膜を用いて、ライン電極５
と絶縁基板１との密着性を改善しているが、酸化アルミ
ニウム膜や窒化シリコン膜も、多結晶シリコン膜と同様
に密着性改善の機能を有する。特に窒化シリコンは、熱
膨脹率がその両面に接するタングステンと石英の中間の
値なので、第２のバッファ層９と同様の理由で、石英基
板１とライン電極５の界面に発生する熱応力を低下させ
る機能も有する。また図３に示すように、この実施の形
態においては、ライン電極５の形成後に熱処理を行うこ
とにより、中間層７を形成しているが、図１においてタ
ングステン膜３の成膜時に基板温度を 600℃以上に設定
することにより、成膜と同時に中間層７を形成するよう
にしてもよい。但し中間層７を形成しない場合でも、石
英基板１及びライン電極５と第１のバッファ層６の密着
性に問題を生じない場合、中間層７は形成しなくてもよ
い。
【００２０】また本実施の形態においては、第２の誘電
膜10として酸化窒化アルミニウム膜を使用しているが、
コロナ放電に対する耐久性が高い材料であれば、例えば
酸化窒化ジルコニウム（ZrＯx Ｎy ，０≦ｘ，ｙ），酸
化窒化ホウ素（ＢＯx Ｎy ，０≦ｘ，ｙ）等の他の材料
を使用してもよい。また熱応力低減のため、図６に示す
ように第２の誘電膜10をフィンガーホール14の近傍のみ
に第２のバッファ層９を介して形成してもよい。また第
１の誘電膜８を酸化シリコン膜で構成している例を示し
たが、静電耐圧の高い材料であれば、例えば酸化アルミ
ニウム，窒化シリコン等の他の材料も使用可能である。
更にフィンガー電極11の下地の表面平坦化のために、第
１の誘電膜８中にＳＯＧ（Spin On Glass ）層を形成し
てもよい。
膜10として酸化窒化アルミニウム膜を使用しているが、
コロナ放電に対する耐久性が高い材料であれば、例えば
酸化窒化ジルコニウム（ZrＯx Ｎy ，０≦ｘ，ｙ），酸
化窒化ホウ素（ＢＯx Ｎy ，０≦ｘ，ｙ）等の他の材料
を使用してもよい。また熱応力低減のため、図６に示す
ように第２の誘電膜10をフィンガーホール14の近傍のみ
に第２のバッファ層９を介して形成してもよい。また第
１の誘電膜８を酸化シリコン膜で構成している例を示し
たが、静電耐圧の高い材料であれば、例えば酸化アルミ
ニウム，窒化シリコン等の他の材料も使用可能である。
更にフィンガー電極11の下地の表面平坦化のために、第
１の誘電膜８中にＳＯＧ（Spin On Glass ）層を形成し
てもよい。
【００２１】また本発明の実施の形態では、絶縁基板と
ライン電極間、及び２層構造の誘電膜を構成する２層の
異なる誘電膜の間にバッファ層を形成したものを示した
が、絶縁基板、ライン電極、及び誘電膜を構成する材料
の組み合わせによっては、バッファ層を形成しなくても
不具合を生じない場合がある。その場合は必ずしも絶縁
基板・ライン電極間、及び異なる誘電膜間の両方にバッ
ファ層を形成する必要はなく、密着性の低い部分のみに
バッファ層を形成すればよい。また３層以上の膜からな
る誘電膜に応用してもよい。更に必要に応じて他の界
面、例えばフィンガー電極と絶縁膜の界面、あるいは絶
縁膜とスクリーン電極の界面等にバッファ層を形成して
もよい。
ライン電極間、及び２層構造の誘電膜を構成する２層の
異なる誘電膜の間にバッファ層を形成したものを示した
が、絶縁基板、ライン電極、及び誘電膜を構成する材料
の組み合わせによっては、バッファ層を形成しなくても
不具合を生じない場合がある。その場合は必ずしも絶縁
基板・ライン電極間、及び異なる誘電膜間の両方にバッ
ファ層を形成する必要はなく、密着性の低い部分のみに
バッファ層を形成すればよい。また３層以上の膜からな
る誘電膜に応用してもよい。更に必要に応じて他の界
面、例えばフィンガー電極と絶縁膜の界面、あるいは絶
縁膜とスクリーン電極の界面等にバッファ層を形成して
もよい。
【００２２】また本発明の実施の形態においては、電荷
発生器を構成する各々の部分が接する界面のうち、密着
性の低い部分や熱応力の大きい部分にバッファ層を形成
することにより、密着性の向上及び熱応力の低減を行っ
ているため、製造工程中に剥離やクラック等の不具合を
生ずることがない。
発生器を構成する各々の部分が接する界面のうち、密着
性の低い部分や熱応力の大きい部分にバッファ層を形成
することにより、密着性の向上及び熱応力の低減を行っ
ているため、製造工程中に剥離やクラック等の不具合を
生ずることがない。
【００２３】
【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、本発明によれば、電荷発生器を構成する誘電膜や電
極等の部材間の密着性の向上及び、それらの界面に発生
する熱応力の緩和が可能となるため、剥離やクラック等
の不具合を防止することが可能となる。
に、本発明によれば、電荷発生器を構成する誘電膜や電
極等の部材間の密着性の向上及び、それらの界面に発生
する熱応力の緩和が可能となるため、剥離やクラック等
の不具合を防止することが可能となる。
【図１】本発明に係る静電像形成装置用電荷発生器及び
その製造方法の実施の形態を説明するための製造工程を
示す図である。
その製造方法の実施の形態を説明するための製造工程を
示す図である。
【図２】図１に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
である。
【図３】図２に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
である。
【図４】図３に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
である。
【図５】図４に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
である。
【図６】本発明に係る静電像形成装置用電荷発生器の第
１の実施の形態の変形例を示す図である。
１の実施の形態の変形例を示す図である。
【図７】従来の静電像形成装置用電荷発生器の構成例を
破断して示す斜視図である。
破断して示す斜視図である。
【図８】従来の静電像形成装置用電荷発生器の他の構成
例を破断して示す斜視図である。
例を破断して示す斜視図である。
【図９】互いに熱膨脹率の異なる材料の接合面に生ずる
熱応力及びそれにより発生する不具合を示す図である。
熱応力及びそれにより発生する不具合を示す図である。
１ 石英基板 ２ 多結晶シリコン膜 ３ タングステン膜 ４ レジストパターン ５ ライン電極 ６ 第１のバッファ層 ７ 中間層 ８ 第１の誘電膜 ９ 第２のバッファ層 10 第２の誘電膜 11 フィンガー電極 12 絶縁膜 13 スクリーン電極 14 フィンガーホール 15 スクリーンホール 16 チャネル
Claims (6)
- 【請求項１】 絶縁基板表面に形成されたライン電極
と、該ライン電極の表面に形成された誘電膜と、該誘電
膜の表面に形成され中心部に電荷生成用の孔部を有する
フィンガー電極と、該フィンガー電極表面に中心部に電
荷を通過せしめる孔部を有する絶縁膜を介して形成され
た、中心部に電荷流出用の孔部を有するスクリーン電極
とからなる電荷発生制御素子を複数個配列して構成した
静電像形成装置用電荷発生器において、前記絶縁基板と
前記ライン電極の間にバッファ層を設けたことを特徴と
する静電像形成装置用電荷発生器。 - 【請求項２】 絶縁基板表面に形成されたライン電極
と、該ライン電極の表面に形成された複数の異なる誘電
膜から構成された多層誘電膜と、該多層誘電膜の表面に
形成され中心部に電荷生成用の孔部を有するフィンガー
電極と、該フィンガー電極表面に中心部に電荷を通過せ
しめる孔部を有する絶縁膜を介して形成された、中心部
に電荷流出用の孔部を有するスクリーン電極とからなる
電荷発生制御素子を複数個配列して構成した静電像形成
装置用電荷発生器において、前記絶縁基板と前記ライン
電極の間あるいは前記多層誘電膜を構成する複数の異な
る誘電膜の間の少なくとも一方にバッファ層を設けたこ
とを特徴とする静電像形成装置用電荷発生器。 - 【請求項３】 前記バッファ層と前記絶縁基板間及び前
記バッファ層と前記ライン電極間における密着強度が、
前記バッファ層を設けずに前記絶縁基板と前記ライン電
極とを直接接する場合の密着強度に比べて大なるように
構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の
静電像形成装置用電荷発生器。 - 【請求項４】 前記絶縁基板と前記ライン電極間に形成
されている前記バッファ層の熱膨脹率が、前記絶縁基板
及び前記ライン電極のそれぞれの熱膨脹率の間の値であ
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載
の静電像形成装置用電荷発生器。 - 【請求項５】 前記多層誘電膜を構成する複数の異なる
誘電膜間に設けた前記バッファ層の熱膨脹率が、該バッ
ファ層に隣接する前記複数の異なる誘電膜のそれぞれの
熱膨脹率の間の値であることを特徴とする請求項２記載
の静電像形成装置用電荷発生器。 - 【請求項６】 請求項１〜５記載の静電像形成装置用電
荷発生器の製造方法において、前記バッファ層及び該バ
ッファ層の両面に隣接する層を形成した後に熱処理を行
う工程を備え、該バッファ層を構成する原子と該バッフ
ァ層の両面に接して形成された層を構成する原子を互い
に他方に拡散することによって、それらの界面に中間層
を形成することを特徴とする静電像形成装置用電荷発生
器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29127596A JPH10119341A (ja) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | 静電像形成装置用電荷発生器及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29127596A JPH10119341A (ja) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | 静電像形成装置用電荷発生器及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10119341A true JPH10119341A (ja) | 1998-05-12 |
Family
ID=17766776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29127596A Withdrawn JPH10119341A (ja) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | 静電像形成装置用電荷発生器及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10119341A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1216836A1 (en) * | 2000-12-20 | 2002-06-26 | Hewlett-Packard Company | Fluid-jet printhead and method of fabrication thereof |
| US6513913B2 (en) | 2001-04-30 | 2003-02-04 | Hewlett-Packard Company | Heating element of a printhead having conductive layer between resistive layers |
| US6558969B2 (en) | 2001-01-29 | 2003-05-06 | Hewlett-Packard Development Company | Fluid-jet printhead and method of fabricating a fluid-jet printhead |
-
1996
- 1996-10-15 JP JP29127596A patent/JPH10119341A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1216836A1 (en) * | 2000-12-20 | 2002-06-26 | Hewlett-Packard Company | Fluid-jet printhead and method of fabrication thereof |
| US6785956B2 (en) | 2000-12-20 | 2004-09-07 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of fabricating a fluid jet printhead |
| US6558969B2 (en) | 2001-01-29 | 2003-05-06 | Hewlett-Packard Development Company | Fluid-jet printhead and method of fabricating a fluid-jet printhead |
| US6513913B2 (en) | 2001-04-30 | 2003-02-04 | Hewlett-Packard Company | Heating element of a printhead having conductive layer between resistive layers |
| US7168157B2 (en) | 2001-04-30 | 2007-01-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of fabricating a printhead |
| US7716832B2 (en) | 2001-04-30 | 2010-05-18 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of manufacturing a fluid ejection device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040106 |