JPH10807A - 静電式インクジェット記録ヘッドの製造方法 - Google Patents

静電式インクジェット記録ヘッドの製造方法

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仁史 峯本
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人司 竹本
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 メニスカスを形成する記録ヘッドの凹凸面に
アスペクト比の大きい凸部を形成するための静電式イン
クジェット記録ヘッドの製造方法の提供にある。 【解決手段】 帯電したトナー粒子を含んだインクに電
界を与え、トナー粒子に働くクーロン力によりインク滴
を噴射して記録媒体上に印字を行う静電式インクジェッ
ト記録装置において、選択的に電界を発生させるための
吐出電極と、前記吐出電極上の吐出ポイントに前記イン
クを供給するための流路を有する静電式インクジェット
記録ヘッドを、厚さ数十μｍの平板状の導体プレート１
と厚さ数十μｍの平板状の絶縁体プレート２を交互に積
層し、前記絶縁体プレート２のみをエッチングするエッ
チング液によりエッチングを行い、前記導体プレート１
が突出した凹凸形状の記録ヘッドを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トナーを記録媒体
に付着させ記録を行う記録装置に関し、特に静電式イン
クジェット記録方式を利用した記録ヘッドの製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ノンインパクト記録法は、記録時におけ
る騒音の発生が無視し得る程度に極めて小さいという点
において、最近関心を集めている。その中で、簡単な機
構で記録媒体上に直接高速で記録が可能であり、しかも
普通紙に記録の行えるインクジェット記録法は極めて有
力な記録法であって、これまでにも様々な方式が提案さ
れている。その中に、キャリア液体中にトナー粒子を分
散させたインクを用い、針状の吐出電極と、これに対向
する記録紙背面に設けた電極間に電圧を印加し、発生し
た電界の静電力によりインク中の色材を飛翔せしめ、記
録を行う方法がある。
【０００３】同方式の一例を、図４及び図５を参照しな
がら説明する。基板１０１は平板状の絶縁性材料からな
り、その表面には所望の解像度と同等な間隔で複数の吐
出電極１０２が形成されている。吐出電極１０２は、Ｃ
ｕ，Ｎｉ等の導電性材料を基板１０１表面全体にスパッ
タした後、吐出電極１０２形状がパターニングされたマ
スクを介して露光・現像することにより基板１０１上に
形成されている。また、吐出電極１０２は各々独立した
電極として形成されており、各々の吐出電極１０２の一
端は不図示のドライバに接続され、記録時には選択的に
高電圧パルスが印加される。さらに、吐出電極１０２が
形成された基板１０１表面は、インクと吐出電極１０２
が絶縁されるように、絶縁性コーティング材がスピンコ
ートされている。メニスカス形成部材１０３は、吐出電
極１０２が形成された基板１０１上に絶縁性を有する感
光性のレジスト材をラミネートまたはスピンコートした
後、メニスカス形成部材１０３形状がパターニシグされ
たマスクを介して露光・現像することにより、各々の吐
出電極１０２上に重なるように形成されている。メニス
カス形成部材１０３の上には、メニスカス形成部材１０
３の先端部より後退した位置にカバー１０４が取り付け
られている。カバー１０４は、絶縁性材料からなり、あ
らかじめインク供給口１０５及びインク排出口１０６が
加工されている。基板１０１とカバー１０４と、さらに
各吐出電極１０２上のメニスカス形成部材１０３によ
り、微小なスリット状の吐出開口部１０７が形成され、
インク供給口１０５より供給されたインクが吐出開口部
１０７を通り、吐出開口部１０７より外側に突き出てい
るメニスカス形成部材１０３の先端部へ供給され、各々
のメニスカス形成部材１０３先端部でメニスカスが形成
される構造となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の静電式インクジェット記録ヘッドは、メニスカ
ス形成部材を感光性のレジスト材を利用して形成してい
るため、厚みが数十μｍと制限され、さらに、メニスカ
ス形成部材をフォトリソグラフィによる露光・現像で形
成しているため、インクの吐出ポイントであるメニスカ
ス形成部材先端のコーナー部が弛れた形状になるため、
安定したメニスカス形状が得られないという問題があ
る。したがって、本発明の目的は、このような点に鑑み
てなされたもので、静電界でインク中のトナー粒子を含
んだインク滴を吐出させる静電式インクジェット記録へ
ッドにおいて、メニスカスを形成する記録へッドの凹凸
面にアスペクト比の大きい凸部を形成するための静電式
インクジェット記録ヘッドの製造方法の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の静電式インクジェット記録ヘッドの
製造方法は、帯電したトナー粒子を含んだインクに電界
を与え、トナー粒子に働くクーロン力によりインク滴を
噴射して記録媒体上に印字を行う静電式インクジェット
記録装置において、選択的に電界を発生させるための吐
出電極と、前記吐出電極上の吐出ポイントに前記インク
を供給するための流路を有する静電式インクジェット記
録ヘッドを、厚さ数十μｍの平板状の導体と厚さ数十μ
ｍの平板状の絶縁体とを交互に積層し、前記絶縁体のみ
をエッチングするエッチング液によりエッチングを行
い、前記導体が突出した凹凸形状の記録ヘッドを得るこ
とを特徴としている。請求項２記載の静電式インクジェ
ット記録ヘッドの製造方法は、請求項１記載の静電式イ
ンクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記エッ
チング液によるエッチングの時間を設定することによ
り、前記記録ヘッドの凹凸形状を任意のアスペクト比に
形成することを特徴としている。請求項３記載の静電式
インクジェット記録ヘッドの製造方法は、請求項１また
は請求項２記載の静電式インクジェット記録ヘッドの製
造方法において、前記導体と絶縁体とを積層してなる基
体を切断して角部を形成し、該角部をインク滴の吐出ポ
イントとすることを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図１は、本発明の静電式インクジェット
記録ヘッドの実施の形態の製造工程図である。まず、Ｎ
ｉ，Ｃｕ等の金属材料からなる厚さ数十μｍの平板状の
導体プレート（導体）１と、プラスチック材料等からな
る平板状の絶縁体プレート（絶縁体）２を交互に積層
し、貼り合わせ記録ヘッド用の基体３を形成する。その
際、導体プレート１と導体プレート１のピッチが、所望
の解像度と同じ間隔で積層されるように、絶縁体プレー
ト２の厚みが決定される。例えば、３００ｄｐｉの印字
解像度を得るためには、導体プレート１の厚さｔ＝３０
μｍとした場合に、導体プレ一ト１と導体プレート１の
ピッチが８５μｍになるため、絶縁体プレート２の厚さ
は約５５μｍになる。また導体プレート１は、所望のド
ット数と同じ数だけ積層する。上記基体３をダイシング
等により切断し、導体プレート１と絶縁体プレート２が
交互に積層された所望の大きさのヘッドチップ４を得
る。
【０００７】上記ヘッドチップ４を、絶縁体プレート２
の材科とのみ反応し且つ導体プレート１の材科とは反応
しないエッチング液中にある一定の時間だけ浸し、絶縁
体プレート２部の表面から所望の量だけエッチングする
事によって、ヘッドチップ４の積層された断面部におい
て、導体プレート１部が突出した凸部となる凹凸形状が
形成されたへッドチップ４を得る。尚、絶縁体プレート
２の材料は、ある一定のエッチング速度によりエッチン
グされるため、エッチング時間を任意に設定することに
よって、任意のアスペクト比の凸部形状を得ることが出
来る。図２は、本発明の製造方法により製造されたヘッ
ドチップを用いた実施の形態の記録ヘッドの概要図であ
る。図３は、本発明の製造方法により製造されたヘッド
チップを用いた実施の形態の記録ヘッドの吐出部の構成
図である。本発明の記録ヘッドは、図１の製造方法によ
り製造されたヘッドチップ４と、アッパーカバー５と、
ロアカバー６と、コンタクト基板７から構成されてい
る。また、記録ヘッドの吐出ポイント８に対向する方向
には、記録紙９を介して記録紙９搬送用のプラテンを兼
ねた対向電極１０が配設されている。
【０００８】ヘッドチップ４は、凹凸形状が形成された
お互いに接しあう２面のコーナー部において、凸形状を
形成している各導体プレート１を所望のドットに対する
吐出電極として利用し、凸形状を形成している導体プレ
ート１のコーナー部を所望のドットに対するインク滴の
吐出ポイント８として利用される。また、各凸部の両側
に形成された凹部は、各吐出ポイント８付近での個別の
メニスカスを形成しつつ、インクフローを行うための流
路として利用される。アッパーカバー５は、プラスチッ
ク成型品等による絶縁性材科からなり、コンタクト基板
７の上部に配設されコンタクト基板７とともにインク１
１を保持するアッパーチャンバ１２を形成する。アッパ
ーカバー５の上部には、アッパーチャンバ１２内にイン
ク１１を供給するためのインク供給口１３が形成され、
インク供給ロ１３は、不図示のインク循環用ポンプ及び
インクタンクとチューブを介して接続されている。ま
た、アッパーカバー５の一部は、ヘッドチップ４の上部
に配設され、吐出ポイント８より後退した位置で凹凸面
の上部をカバーしている。
【０００９】ロアカバー６は、プラスチック成型品等に
よる絶縁性材料からなり、コンタクト基板７の下部に配
設されコンタクト基板７とともにインク１１を保持する
ロアチャンバ１４を形成する。ロアカバー６の下部に
は、ロアチヤンバ１４内からインク１１を排出するため
のインク排出口１５が形成され、インク排出口１５は、
不図示のインクタンクとチューブを介して接続されてい
る。また、ロアカバー６の一部は、ヘッドチップ４の下
部に配設され、吐出ポイント８より後退した位置で凹凸
面の下部をカバーしている。コンタクト基板７は、絶縁
性材料からなり、コンタクト基板７表面には、不図示の
駆動ドライバと接続するための電極パッド１６と、各電
極パッド１６から入力された駆動電圧を各導体プレート
１へ供給するための導体パターンが形成されている。コ
ンタクト基板７は、ヘッドチップ４上の各導体プレート
１とコンタクト基板７上の各導体がワイヤボンディング
等により電気的に接続されている。尚、導体プレート１
と導体の接続部及び各導体は、絶縁性樹脂により被膜及
び封止されている。また、コンタクト基板７は、電極パ
ッド１６を含めた導体パターンが形成されたプリント基
板またはＦＰＣ等が絶縁性のプレートに貼り合わされた
構成でもよい。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように本発明の静電式イン
クジェット記録ヘッドの製造方法によれば、下記の効果
を得ることができる。請求項１記載の静電式インクジェ
ット記録ヘッドの製造方法によれば、平板状の導体と絶
縁体が交互に積層されたヘッドチップを、絶縁体の材料
のみに反応するエッチング液によりエッチングすること
によって、容易に導体部分が突出した凹凸形状に形成し
てアスペクト比の大きい凸部からなる複数の吐出電極が
形成されたヘッドチップを得ることができる。請求項２
記載の静電式インクジェット記録ヘッドの製造方法によ
れば、エッチングの処理時間を任意に設定することによ
って極めて容易に記録ヘッドの凹凸形状を要求のアスペ
クト比に形成することができる。請求項３記載の静電式
インクジェット記録ヘッドの製造方法によれば、切断し
て角部を形成することにより、極めて容易に、インク滴
の吐出ポイントを有する記録ヘッドを製造することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の静電式インクジェット記録へッドの
実施の形態の製造工程図である。
【図２】 本発明の製造方法により製造されたヘッドチ
ップを用いた実施の形態の記録へッド部の正面図及びそ
のＡ−Ａ断面図である。
【図３】 本発明の製造方法により製造されたヘッドチ
ップを用いた実施の形態の記録ヘッドの吐出部の構成を
説明する記録ヘッドの吐出部の斜視図である。
【図４】 従来の静電式インクジェット記録ヘッドの斜
視図である。
【図５】 従来の静電式インクジェット記録ヘッドのヘ
ッド先端部の平面図及ぴそのＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
１ 導体プレート（導体） ２ 絶縁体プレート（絶縁体） ３ 基体 ４ ヘッドチップ ５ アッパーカバー ６ ロアカバー ７ コンタクト基板 ８ 吐出ポイント（吐出電極） ９ 記録紙（記録媒体） １０ 対向電極 １１ インク １２ アッパーチャンバ １３ インク供給ロ １４ ロアチヤンバ １５ インク排出口 １６ 電極パッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 溝口 忠志 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日本 電気株式会社内 (72)発明者 峯本 仁史 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日本 電気株式会社内 (72)発明者 竹本 人司 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日本 電気株式会社内 (72)発明者 萩原 良広 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日本 電気株式会社内 (72)発明者 薬師寺 徹 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日本 電気株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 帯電したトナー粒子を含んだインクに電
    界を与え、トナー粒子に働くクーロン力によりインク滴
    を噴射して記録媒体上に印字を行う静電式インクジェッ
    ト記録装置において、 選択的に電界を発生させるための吐出電極と、前記吐出
    電極上の吐出ポイントに前記インクを供給するための流
    路を有する静電式インクジェット記録ヘッドを、厚さ数
    十μｍの平板状の導体と厚さ数十μｍの平板状の絶縁体
    とを交互に積層し、前記絶縁体のみをエッチングするエ
    ッチング液によりエッチングを行い、前記導体が突出し
    た凹凸形状の記録ヘッドを得ることを特徴とする静電式
    インクジェット記録ヘッドの製造方法。
  2. 【請求項２】 前記エッチング液によるエッチングの時
    間を設定することにより、前記記録ヘッドの凹凸形状を
    任意のアスペクト比に形成することを特徴とする請求項
    １記載の静電式インクジェット記録ヘッドの製造方法。
  3. 【請求項３】 前記導体と絶縁体とを積層してなる基体
    を切断して角部を形成し、該角部をインク滴の吐出ポイ
    ントとすることを特徴とする請求項１または請求項２記
    載の静電式インクジェット記録ヘッドの製造方法。
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