JPS61151557A

JPS61151557A - イオン流変調装置

Info

Publication number: JPS61151557A
Application number: JP27330484A
Authority: JP
Inventors: Sakae Tamura; 栄田村; Tsutomu Uehara; 上原　勤; Takeshi Matsuo; 武松尾; Katsumi Suzuki; 克己鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-12-26
Filing date: 1984-12-26
Publication date: 1986-07-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は複写機等に組込まれるイオン流変調装置に関し
、更に詳しくは、光信号に対する応答速度が早く複写装
置に適用したときその高速複写を可能にし、かつ製造も
容易なイオン流変調装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］特開昭５８−３５１５０号公報には、光信号によって、
コロナイオン流を変調する装置として光導電性材料を利
用したイオン流変調装置が開示されている。

この装置は、絶縁性支持体層の一面に配列された複数の
イオン流制御電極、絶縁性支持体層の反対面に全面に亘
って設けられた共通電極、イオン流制御電極の上に設け
られた光導電体層と更にその上に設けられたー明電極（
第１電極）、イオン流制御電極の上で前述の光導電体層
が設けられている個所とは別の個所に設けられた抵抗体
層と更にその上に設けられた第２電極、共通電極の電位
を基準にして第１電極と第２電極に互いに逆極性の電圧
を与えるための電源装置、各イオン流制御電極と絶縁性
支持体層と共通電極とのいずれをも貫通して穿設された
イオン流通過孔及びコロナ発生源から構成されており、
次のように動作する。

第１電極に光信号が、照射されていない場合は、第１電
極とイオン流制御電極間の電気抵抗（Ｒｄａｒｋ）はイ
オン流制御電極と第２電極間の電気抵抗（Ｒｃｏｎｓｔ
）よりも充分高い値となるようにそれぞれの抵抗が設計
されているので、その場合にはイオン流制御電極の電位
は第２電極の電位と略等しい値にある。しかし、第１電
極に光信号が照射されると、イオン流制御電極と第１電
極間の電気抵抗は、前記Ｒｃｏｎｇｔよりも充分低い値
（Ｒｐｈｏｔｏ）にまで変化するのでイオン流制御電極
の電位は第１電極のそれに略等しい値になる。

かくして、第１電極と第２電極には前記したように逆極
性の電圧が印加されているので、第１電極に照射される
光信号の有無及び光の強さによって共通電極とイオン流
制御電極との間に形成される電界の向きと強さを制御す
ることが可能となる。その結果、コロナ発生源からイオ
ン流通過孔を通過するイオンの極性、個数、イオンの通
過速度等が光信号によって変調されることになる。

しかしながら上記した装置には次のような問題がある。

すなわち、その第１の問題とは、上記装置がイオン流制
御電極上に光導電体層や抵抗体層を設け、更にその上に
第１電極、第２電極を設けるという構造であるため、光
導電体層にはその厚み方向に高い電圧が印加されざるを
得す、それゆえ第１電極とイオン流制御電極、第２電極
とイオン流制御電極が短絡状態になり易く、その結果イ
オン流変調機能が損なわれることである。

そして第２の問題は、上記装置を製造する際には、絶縁
性支持体層上に共通電極やイオン流制御電極を設ける第
１の工程と、イオン流制御電極上に光導電体層と抵抗体
層とを設ける第２の工程と、第２の工程で設けられた光
導電体層上に透明な第１電極を設ける第３の工程及び第
２の工程で設けられた抵抗体層上に第２電極を設ける工
程が必要であり、全体としてその製造工程が複雑になる
ことである。

［発明の目的］本発明は上記した問題点を解消し、信頼性が高くしかも
簡単な工程を経て製造することができるイオン流変調装
置の提供を目的とする。更に１士　光位暑への広鷺凍昨
バ阜？譜写彷署等に適用したとき充分に実用的な応答を
可能にするイオン流変調装置の提供を目的とする。

［発明の概要］本発明のイオン流変調装置は、（ａ）絶縁体層と、（ｂ）前記絶縁体層の表面に所定間隔をおいて配列され
た複数本のイオン流制御電極と、（ｃ）前記絶縁体層の裏面全体に設けられた共通電極と
、（ｄ）前記各イオン流制御電極、前記絶縁体層及び前記
共通電極のいずれをも貫通して穿設されたイオン流通過
孔と、（ｅ）前記各イオン流制御電極の一端部の前記絶縁体層
の表面に設けられかつ各イオン流制御電撮が光制御スイ
ッチを介して共通接続されている第１電極と、（Ｄ前記各イオン流制御電極の他端部の前記絶縁体層の
表面に設けられかつ抵抗体層を介して各イオン流制御電
極が共通接続されている第２電極とからなる構造であっ
て、ＲＮ記光制御スインチのオン抵抗が１０９オーム以下で
あることを特徴とする。

以下、本発明装置を第１図、第２図に示したｌ実施例に
基づいて更に詳細に説明する。第１図は、本発明装置の
斜視図であり、第２図は要部断面図である。

まず　図で１５は絶縁体層でありその裏面には全面に亘
って共通電極１１が形成されている。

絶縁体層１５の表面には複数本のイオン流制御電極１２
が所定の間隔をおいて互いに平行に配列されている。３
０はイオン流通過孔で、共通電極１１゜絶縁体層１５、
各イオン流制御電極１２を貫通して穿設され、コロナ放
電ワイヤ４１に沿って配置される。

各イオン流制御電極１２の一端部（図の左端）には、光
制御スイッチ２１を介して、これら電極１２を共通接続
する第１電極１３が、また他端部（図では右端）には、
抵抗体層２２を介してこれら電極１２を共通接続する第
２電極１４が、いずれもイオン流通過孔３０の配列方向
と同一の方向に短冊状に形成されている。第１電極１３
、第２電極１４は各イオン流制御電極１２に所定電圧を
選択的に与えるための電源電圧供給端子であり、各々の
イオン流制御電極１２は光制御スイッチ２１を介して第
１電極と接続している。電源の接＃！態様は第２図に示
すとおりである。

この装置において、光制御スイッチ２１としては光導電
体層が適用されるが、応答速度を早めるという点からす
ると、この層２１に光信号が印加された状態でのイオン
流制御電極１２と第１電極１３間の抵抗を低くするよう
な材料又は構造であることが好ましい、具体的には、装
置の応答速度を０．１秒程度に規制できるオン抵抗が１
０９オームであることからして、この光制御スイッチ２
１のオン抵抗を１０９オーム以下に設定することが好適
である。

光制御スイッチ２１のオン抵抗を低くするためには、例
えば、ＣｄＳ粉末を分散せしめて固有抵抗が低い光導電
体を使用する方法、イオン流側ｕ４電極１２や第１電極
１３や光導電体層２１の厚みを厚くする方法、イオン流
制御電極１２と第１電極１３との間隔を短くする方法な
どを適用することができる。

更には、光導電体として水素化アモルファスシリコンに
Ｂ、　　Ａ見、Ｇａ、　Ｉｎのような周期律表ＩＩＩＢ
族元素を微量ドーピングしたものは水素化アモルファス
シリコンの光導電特性を損なうことなくオン抵抗を低く
することができ、しかもイオン流制御電極１２と第１電
極１３との間の耐電圧性を向１させることができるので
極めて有用である。

本発明装置の好ましい製造方法は、まず絶縁体層１５の
両面に常法の成膜技術を適用して共通電極！！、各イオ
ン流制御電極１２．第１電極１３、第２電極１４をそれ
ぞれ所定の配置で形成したのち、イオン流通過孔３０を
穿設し、更にイオン流制御電極１２と第１電極１３、イ
オン流制御電極１２と第２電極１４の間に露出している
絶縁体層１５の表面にそれぞれ光導電体層２１及び抵抗
体層２２を同じく常法の成膜技術により形成すればよい
。

［発明の実施例］厚み５０ＩＬ腸のポリイミドフィルムの両面にニッケル
メッキを施したのち、片面にエツチング処理を施し、イ
オン流制御電極１２、第１電極１３、第２電極１４を形
成した。裏面のニッケル膜はそのまま共通電極１１とし
て残した。イオン流制御電極１２の輻約１００１Ｌ■、
イオン流制御電極１２と第１電極１３及びイオン流制御
電極１２と第２電極１４との間隔はいずれも約　１００
４ｍであった。その後、直径約８０五層のイオン流通過
孔３０を穿設した。

各電極間にプラズマＣｖＤ法を適用して水素化アモルフ
ァスシリコン層を形成し、それぞれ光制御スイー２チ２
１、抵抗体層２２とした。イオン流制御電極１２と第１
電極１３間及びイオン流制御電極１２と第２電極１３間
の電気抵抗は、水素化アモルファスシリコン層に光照射
しない場合はいずれも１０νオームであり、光照射して
１００４１　ｕｘの明るさのときにはｌＯ８オームであ
った。

次に第２図に示した結線状態のこの装置において、イオ
ン流制御電極１２と第２電極１４間の水素化アモルファ
スシリコン層（抵抗体層２２）に照射する光の強さを変
えてイオン流制御電極１２と第２電極１３間の電気抵抗
を変化させ、光制御スイッチ２１に所定の光信号を印加
し、そのときにイオン流制御電Ｊ４ｉ１２の電位が変化
するに要する時間、すなわち応答時間を測定した。その
結果を第３図に示した。

第３図から明らかなように、光制御スイフチ２１に光信
号を印加して、イオン流制御電極Ｉ２の電位が第２１極
１４のそれと略等しい状態から第１電極１３の電位と等
しい値に変化するまでに要する時間は、イオン流制御電
極１２と第１電極１３の間（光制御スイッチ２１）に光
信号が印加された状態における両電極間の電気抵抗に比
例し、また同様に、光制御スイッチ２１に照射されてい
た光信号をオフ状態にしたとき、イオン流制御電極１２
の電位が第２電極１４のそれに戻るまでに要する時間は
イオン流制御電８ｉ１２と第２電極１４間（抵抗体層２
２）の電気抵抗に比例することが判明した。すなわち、
装置の応答速度を早めるためには光制御スイッチ２１の
オン抵抗を低くすればよく、０．１秒程度を基準とした
ときそのオン抵抗を１０９以下に設定することが望まし
いことになる。

また、この装置において、オン抵抗が１０９オームであ
る水素化アモルファスシリコンから成り厚みＩｇｍの光
制御スイッチを設けたときには、イオン流制御電極１２
と第１電８１３間に　１００ボルト以ヒの電圧を印加す
ると両電極間に流れる電流が急増した。しかし、微量の
Ｂをドーピングした水素化アモルファスシリコンの場合
には、そのオン抵抗が１０７まで低下し、イオン流制御
電極１２と第１電極１３間の絶縁破壊電圧は２００ポル
ト以上であった。

［発明の効果］本発明の装置は、光制御スイッチ２１及び抵抗体層２２
にはそれぞれ厚み方向と交わる方向に電圧が印加され各
層の厚み方向に高い電圧が印加されないので、各層の厚
みが数ＪＬｍ以下であったとしてもイオン流制御電極１
２と第１電極１３間が短絡状態に陥ることはなく、した
がって高い信頼性を備えている。

また、装置の応答速度は、それを複写装置等に組込んだ
とき充分実用できる程度に早い、更には、装置の製造も
従来の方法に比べて簡単である。また、光制御スイッチ
には、光照射によって大幅にその抵抗は変化するがしか
し毒性が高い光導電体、例えばＣｄＳ系を用いることな
〈実施例で示したように実用的な応答速度を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の１例を示す斜視図であり、第２図
は断面略図である。第３図は、実施例装置の応答速度の
測定結果を示す図である。１１・・・・・・共通電極、　　１２・・・・・・イオ
ン流制御電極１３・・・・・・第１電極、１４・・・・
・・第２電極。１５・・・・・・絶縁体層、　　１７．１８・・・・・
・電圧源、２１・・・・・・光制御スイッチ、２２・・・・・・抵抗体層、　　３０・・・・・・イオ
ン流通過孔、４１・・・・・・コロナ放電ワイヤ、４２・・・・・・コロナ放電シールド電極。

Claims

【特許請求の範囲】１、（ａ）絶縁体層と、（ｂ）前記絶縁体層の表面に所定間隔をおいて配列され
た複数本のイオン流制御電極と、（ｃ）前記絶縁体層の裏面全体に設けられた共通電極と
、（ｄ）前記各イオン流制御電極、前記絶縁体層及び前記
共通電極のいずれをも貫通して穿設されたイオン流通過孔と、（ｅ）前記各イオン流制御電極の一端部の前記絶縁体層
の表面に設けられかつ各イオン流制御電極が光制御スイッチを介して共通接続されている第１電極と、（ｆ）前記各イオン流制御電極の他端部の前記絶縁体層
の表面に設けられかつ抵抗体層を介して各イオン流制御電流が共通接続されている第２電極とを備えているイオン流変調装置であって、前記光制御
スイッチのオン抵抗が１０＾９オーム以下であることを
特徴とするイオン流変調装置。２、前記光制御スイッチが、光導電体層から成る特許請
求の範囲第１項記載のイオン流変調装置。３、前記光導電体層が周期律表III＿Ｂ族元素を含有す
る水素化アモルファスシリコンから成る光導電体層であ
る特許請求の範囲第２項記載のイオン流変調装置。