JPH11268275A - ライン型静電式インクジェットヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マトリックス形の駆動回路を簡単な構造で実
現することのできるライン型静電式インクジェットヘッ
ドを得ることを目的とする。 【解決手段】 ヘッド基板１０と、ヘッド基板１０に取
り付けられ、所定の比抵抗を有するインクが吐出される
スリット状のインク吐出孔が形成されたノズル板と、イ
ンク吐出孔に沿って配設され、インク吐出孔と直交して
延びてインク吐出用の電界を発生させる複数の記録電極
１３と、それぞれの記録電極１３に２本が電気的に接続
され、インク吐出孔のインクを吐出させるパルス電圧を
記録電極１３に伝送するリード線１４と、リード線１４
に設けられ、１ＭΩ〜１００ＭΩの抵抗値を有する高抵
抗リード１５とを備えたライン型静電式インクジェット
ヘッドとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電力によりイン
クを吐出させて記録紙に印字を行うライン型静電式イン
クジェットヘッドおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ノンインパクト記録技術は、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。特に、簡単な機構
で普通紙に高速記録を行うことができるインクジェット
記録技術は極めて有力な記録技術であって、これまでに
も様々な方式が提案されており、現在もなお、高速記録
化、高解像度化、フルカラー化に適した技術が鋭意研究
されている。なかでも発熱体の熱により発生する蒸気の
圧力でインク滴を吐出させるバブルジェット方式（特公
昭６１−５９９１１号）や、圧電素子によって発生され
る機械的な圧力パルスによりインク滴を吐出させるピエ
ゾ方式（特公昭５３−１２１３８号）のように、複数の
ドットを並列に記録するマルチノズルタイプが代表的な
ものである。

【０００３】インクジェットプリンタに使用される記録
ヘッドとしては、キャリッジに搭載されて記録紙の搬送
方向（副走査方向）に対し直交する方向（主走査方向）
に移動して記録を行うシリアル走査型ヘッドが実用化さ
れている。このシリアル走査型ヘッドでは、機械的に移
動して記録を行うため、記録速度を速くすることが難し
い。

【０００４】そこで、記録ヘッドを記録紙の幅と同じサ
イズの長尺ヘッドとして機械的な可動部分を減らし、記
録速度を上げることができるいわゆるライン走査型ヘッ
ドを使用したインクジェットプリンタが提案されてい
る。

【０００５】しかし、このようなインクジェットプリン
タを実現することはノズル数が従来のシリアルインクジ
ェットプリンタと比較して１０倍程度増加するので、ノ
ズルの目詰まりの防止と目詰まりしたノズルの復旧の観
点から問題がある。しかも、高消費電力のインクジェッ
トプリンタとなるので、省エネルギーの電気製品が推奨
されている現在では好ましいものとはいえない。さら
に、従来のインクジェットプリンタでは解像度の向上が
困難であるという問題点もある。つまり、蒸気の圧力を
使うバブルジェット方式では、直径２０μｍ（これは記
録紙上に直径５０数μｍくらいの記録ドットに相当す
る）以下の粒径のインク粒を生成するのが難しく、また
圧電素子が発生する圧力を使うピエゾ方式では、記録ヘ
ッドが複雑な構造となるために加工技術上の問題で解像
度の高いヘッドが作りにくいからである。

【０００６】これらの欠点を克服するために、薄膜の電
極アレイに電圧を印加し、静電気力を用いてインクを吐
出させるライン型静電式インクジェット記録技術が提案
されている。具体的には、特開昭４９−６２０２４号公
報記載の炭化水素系溶剤に着色材を分散させたインクを
スリット状ノズルをからインクを吐出させる技術があ
る。この技術では、記録ヘッドの構成が個別のドット毎
のノズルを必要としないスリット状のノズル構成あるた
めに、ライン走査型記録ヘッドを実現する上で大きな障
害であった目詰まりの防止と復旧に対して有効である。

【０００７】また、静電式インクジェット記録方式は記
録信号パルス長により直径１０μｍ程度の記録ドットを
容易に形成でき、信号電圧幅を変化させることにより、
直径１００μｍ以上の大きな記録ドットも形成できる。
従って、高解像度化と同時に多値面積階調も可能である
ために、高解像度化フルカラー化に最も適したインクジ
ェット技術といえる。

【０００８】さらに、静電式インクジェット記録技術は
インク滴を吐出させるエネルギーが前述した他の技術と
比較して１桁以上小さいので、従来のシリアルインクジ
ェットプリンタと同等の低消費電力のラインインクジェ
ットプリンタを実現することができる。

【０００９】以下、従来のライン型静電式インクジェッ
トヘッドの構成とインク吐出過程及びその駆動について
説明する。

【００１０】図１４は従来のライン型静電式インクジェ
ットヘッドの概略構成を示す斜視図、図１５は従来のラ
イン型静電式インクジェットヘッドのヘッド基板の構成
を示す斜視図である。

【００１１】図１４および図１５に示すように、ヘッド
基板１０には、インク吐出孔１９となるスリット状開口
部を持つノズル板１１が接着されている。また、ヘッド
基板１０には、インク吐出孔１９と直交してこのインク
吐出孔１９に沿って複数設けられた記録電極１３の先端
にインクを供給するためのインクタンク１２が搭載され
ている。このように、従来のライン型静電式インクジェ
ットヘッドは、インク（図示せず）を保持するインク吐
出孔１９が設けられ、このインク吐出孔１９と直交する
複数の記録電極１３が配設されており、記録電極１３の
先端近傍に存在するインクに電界が集中するように構成
されている。なお、記録電極１３の先端は凸状の形状に
なっていれば電界の集中性が一層良好になる。

【００１２】ヘッド基板１０は、記録電極１３の他に、
この記録電極１３から延びるリード線１４と、リード線
１４を介して記録電極１３をドライバに電気的に接合す
るためのパッド１６が設けられている。このパッド１６
はＦＰＣ配線基板（図示せず）にボンディングされる。
なお、一般に、ＦＰＣ配線基板にはマトリックス回路及
びドライバＩＣ等が搭載されている。

【００１３】次に、図１６を参照して、従来のライン型
静電式インクジェットヘッドの記録部について説明す
る。ここで、図１６は従来のライン型静電式インクジェ
ットヘッドの記録部の概略構成を示す説明図である。

【００１４】インクタンク１２内とスリット状のインク
流路内にインクが充填された状態において、インクは表
面張力によりインク吐出孔１９の周囲内にメニスカス３
１を形成する。インクタンク１２内のインクには１００
Ｐａ程度の正圧が付与されているために、メニスカス３
１はインク吐出孔１９から緩やかに飛び出した状態で形
成される。そして、インク吐出方向には、インクの記録
媒体となる記録紙（図示せず）と、この記録紙の背面に
位置してインクを静電力で吐出させる対向電極３３が配
置される。対向電極３３は記録時には−１ｋＶ程度の電
圧が印加され、記録電極の電位が制御されることにな
る。

【００１５】次に、従来のライン型静電式インクジェッ
トヘッドのインク吐出過程を図１７を参照して詳細に説
明する。ここで、図１７は従来のライン型静電式インク
ジェットヘッドのインク吐出の動作を連続的に示す説明
図である。

【００１６】非記録時においては、図１７（ａ）に示す
ように、対向電極３３に電圧印加されており、記録電極
１３には電圧が印加されていない。この状態において
は、メニスカス３１はノズル板１１の開口部において記
録電極１３の先端形状に沿って緩やかに飛び出した形状
になっている。次に、記録時には、ドライバ３により記
録電極１３に信号パルス電圧が印加され、記録電極１３
の先端に電界が集中するとともにメニスカス３１表面に
電荷がチャージされるので、図１７（ｂ）に示すよう
に、静電力によりメニスカス３１が対向電極３３に向か
い成長していく。そして、ついには、図１７（ｃ）に示
すように、インク３０は記録紙３２に向かって吐出す
る。さらに、図１７（ｄ）に示すように、ドライバ３に
より信号パルス電圧が切られると、吐出したインク３０
は対向電極３３との間に配置された記録紙３２に付着
し、ヒータ（図示せず）により加熱され、定着される。
これにより、記録紙３２への記録が行われる。所望のイ
ンクの吐出が終わると、インク３０がインク吐出孔１９
に移動することによりインク３０が補給され、図１７
（ｅ）に示すように、インク３０のメニスカス３１は、
インク吐出前の初期状態と同じくインク吐出孔１９にお
いて記録電極１３の先端形状に沿って緩やかに飛び出し
た形状になる。そして、以後は以上説明したインク吐出
の動作が繰り返され、継続して記録が行われる。

【００１７】次に、このインクが吐出する際の駆動法を
説明する。一般に、ライン型静電式インクジェットヘッ
ドでは時分割駆動法が行われている。そして、複数の記
録電極１３の時分割駆動には、マトリックス形駆動法が
採用されている。また、マトリックス形駆動法の記録電
極１３の選択は、外部のマトリックス構成の回路すなわ
ちＦＰＣ配線基板等の外部電気回路で行なわれる。

【００１８】ここでは、図１８を参照して一般的なマト
リックス形駆動法について説明を行う。図１８はｍ×ｎ
マトリックス形駆動法の駆動原理を示す説明図である。

【００１９】図示するように、記録電極１３に対応し
て、この記録電極１３に電圧を印加するためのドライバ
Ｘ１〜Ｘｍ，Ｙ１〜Ｙｎが設けられている。そして、所
定の記録電極１３をドライバＸ１〜Ｘｍ，Ｙ１〜Ｙｎで
駆動するため、記録電極１３は、ＡＮＤ回路を構成する
抵抗やダイオード等の素子を介してドライバＸ１〜Ｘ
ｍ，Ｙ１〜Ｙｎと電気的に接続されている。記録電極は
ｍ×ｎ本、ドライバはｍ＋ｎ個設けられている。そし
て、記録電極Ｅｍｎを選択するには、Ｘ側ｍ、Ｙ側ｎの
ドライバにより記録に必要な電圧を印加することによ
る。

【００２０】ライン型静電式インクジェットヘッドのマ
トリックス形駆動法としてよく用いられるものは、抵抗
マトリックス形駆動法と抵抗ダイオードマトリックス形
駆動法である。このマトリックス形駆動法の長所は、ド
ライバＩＣを少なくできることにある。図１８の場合に
おいては、ｍ×ｎ−（ｍ＋ｎ）個の削減が可能となる。
従って、低コストのライン型静電式インクジェットヘッ
ドの実現には不可欠な駆動技術となっている。

【００２１】さらに、詳細に抵抗マトリックス形駆動法
の具体例を以下に説明する。具体例として１６本の記録
電極について説明する。図１９および図２０は記録電極
と記録電極ドライバとの接続関係を示す説明図である。
ここで、図１９は抵抗マトリックス形駆動法の駆動原理
を示す説明図、図２０は抵抗マトリックス形駆動法を用
いたＦＰＣ配線基板４０とライン型静電式インクジェッ
トヘッド４１との接続状態を示す回路図である。なお、
図２０においてはライン型静電式インクジェットヘッド
４１はヘッド基板のみを図示し、ノズル板やインクタン
クは図示していない。また、図１９と図２０は回路的に
は等価である。

【００２２】図１９および図２０に示すように、１６本
の記録電極Ｅ１〜Ｅ１６が各インク吐出孔に対応して設
けられている。また、複数（ここでは４つ）の第１の記
録電極ドライバ１ａ〜１ｄが第１の抵抗Ｒ１〜Ｒ１６を
介して記録電極Ｅ１〜Ｅ１６と電気的に接続されてい
る。第１の記録電極ドライバ１ａは記録電極Ｅ１〜Ｅ４
と、第１の記録電極ドライバ１ｂは記録電極Ｅ５〜Ｅ８
と、第１の記録電極ドライバ１ｃは記録電極Ｅ９〜Ｅ１
２と、第１の記録電極ドライバ１ｄは記録電極Ｅ１３〜
Ｅ１６とそれぞれ接続されている。そして、このように
相互に異なるグループの記録電極Ｅ１〜Ｅ１６と接続さ
れた第１の記録電極ドライバ１ａ〜１ｄは、それぞれグ
ループ単位で記録電極Ｅ１〜Ｅ１６に所定の電圧を印加
する。

【００２３】また、複数（ここでは４つ）の第２の記録
電極ドライバ２ａ〜２ｄが第２の抵抗Ｒ１７〜Ｒ３２を
介して記録電極Ｅ１〜Ｅ１６と電気的に接続されてい
る。第２の記録電極ドライバ２ａは記録電極Ｅ１，Ｅ
５，Ｅ９，Ｅ１３と、第２の記録電極ドライバ２ｂは記
録電極Ｅ２，Ｅ６，Ｅ１０，Ｅ１４と，第２の記録電極
ドライバ９は記録電極Ｅ３，Ｅ７，Ｅ１１，Ｅ１５と、
第２の記録電極ドライバ２ｄは記録電極Ｅ４，Ｅ８，Ｅ
１２，Ｅ１６とそれぞれ接続されている。そして、この
ように第１の記録電極ドライバ１ａ〜１ｄに対するグル
ープ分けで相互に異なるグループが同一のグループとな
る記録電極Ｅ１〜Ｅ１６と電気的に接続された第２の記
録電極ドライバ２ａ〜２ｄは、第１の記録電極ドライバ
１ａ〜１ｄの場合と同じように、グループ単位で記録電
極Ｅ１〜Ｅ１６に所定の電圧を印加する。従って、この
ような第１の記録電極ドライバ１ａ〜１ｄによる電圧印
加タイミング及び第２の記録電極ドライバ２ａ〜２ｄに
よる電圧印加タイミングの組み合わせにより記録電極Ｅ
１〜Ｅ１６が時分割駆動される（ここでは４分割駆
動）。なお、第１の抵抗Ｒ１〜Ｒ１６の抵抗値は全て同
一となっている。また、第２の抵抗Ｒ１７〜Ｒ３２の抵
抗値も全て同一となっている。但し、第１の抵抗Ｒ１〜
Ｒ１６と第２の抵抗Ｒ１７〜Ｒ３２の抵抗値は同一でな
くてもよい。

【００２４】静電方式によるインク吐出原理は、記録電
極Ｅ１〜Ｅ１６と対向電極（図示せず）とに電圧を印加
すること、あるいは印加しないことによる両者間の電界
の強弱、つまり対向電極と記録電極の電位の大小によ
り、それぞれの記録電極Ｅ１〜Ｅ１６に対応して設けら
れたインク吐出孔からインクの吐出あるいは非吐出を行
うものである。

【００２５】そして、記録電極Ｅ１〜Ｅ４と対向電極と
の間の電位差は、第１分割期間中では第１の記録電極ド
ライバ１ａと第２の記録電極ドライバ２ａ〜２ｄとで制
御される。同様に記録電極Ｅ５〜Ｅ８と対向電極との間
の電位差は、第２分割期間中では第１の記録電極ドライ
バ１ｂと第２の記録電極ドライバ２ａ〜２ｄとで制御さ
れる。従って、第１の記録電極ドライバ１ａをＨレベル
（３００Ｖ）、第１の記録電極ドライバ１ｂ〜１ｄをＬ
レベル（ＧＮＤ）とすることにより、第１分割期間がア
クティブとなる。第１分割期間中においては第１の記録
電極ドライバ１ａが接続された記録電極Ｅ１〜Ｅ４が選
択されると同時に、例えば第２の記録電極ドライバ２
ａ，２ｃをＨレベル（３００Ｖ）、第２の記録電極ドラ
イバ２ｂ，２ｄをＬレベル（ＧＮＤ）とすることによ
り、記録電極Ｅ１〜Ｅ４と対向電極との間の電位の大小
が決定され、インク吐出孔からインクの吐出、非吐出が
行われる。

【００２６】次に、記録電極Ｅ１〜Ｅ１６からのインク
の吐出及び非吐出状態の電位について説明する。なお、
ここではインクの吐出電位は１．３ｋＶとする。

【００２７】第１分割期間中の記録電極Ｅ１，Ｅ３に印
加される電圧は、第１の記録電極ドライバ１ａがＨレベ
ル（３００Ｖ）、第２の記録電極ドライバ２ａ、２ｃが
Ｈレベル（３００Ｖ）のため、抵抗分割から、 （３００×Ｒ＋３００×Ｒ）／（Ｒ＋Ｒ）＝６００Ｒ／
（２Ｒ）＝３００Ｖ となる。また、対向電極には−１ｋＶが印加されている
ので、記録電極Ｅ１，Ｅ３と対向電極との電位差はイン
クの吐出電位である１．３ｋＶとなり、記録電極Ｅ１，
Ｅ３に対応したインク吐出孔からインクが吐出される。

【００２８】一方、第１分割期間中の記録電極Ｅ２，Ｅ
４に印加される電圧は、第１の記録電極ドライバ１ａが
Ｈレベル（３００Ｖ）、第２の記録電極ドライバ２ａ、
２ｄがＬレベル（ＧＮＤ）のため、抵抗分割から、 （３００×Ｒ＋０×Ｒ）／（Ｒ＋Ｒ）＝３００Ｒ／（２
Ｒ）＝１５０Ｖ となり、対向電極との電位差は１．１５ｋＶとなる。従
って、吐出電位である１．３ｋＶには到達せず、インク
の非吐出状態が維持される。一般に、抵抗のみを用いた
抵抗マトリックス形駆動法では半選択電圧が記録電極に
誘起されるが、この半選択電圧を記録のインクの吐出電
圧（ここでは１．３ｋＶ）以下にしておけば不要な記録
を生じない。

【００２９】同様にして、第２分割期間中では第１の記
録電極ドライバ１ｂがＨレベルとなり、第２の記録電極
ドライバ２ａ、２ｂ、２ｄがＨレベル、第２の記録電極
ドライバ２ｃがＬレベルとなる場合では、対向電極と記
録電極Ｅ５，Ｅ６，Ｅ８との電位差が吐出電位である
１．３ｋＶとなり、対向電極と記録電極Ｅ７との電位差
が非吐出電位である１．１５ｋＶとなる。

【００３０】第１，２分割期間中における対向電極と記
録電極Ｅ１〜Ｅ４、Ｅ５〜Ｅ８との電位差及び第３、４
分割期間以降の対向電極と記録電極Ｅ９〜Ｅ１２，Ｅ１
３〜Ｅ１６との電位差もこのようにして第１の記録電極
ドライバ１ａ〜１ｄと第２の記録電極ドライバ２ａ〜２
ｄとが協働した印加電圧制御を行うことで時分割駆動が
可能となる。

【００３１】なお、抵抗ダイオードマトリックス形駆動
法も同様の構成と動作であるが、この場合はＲ１〜Ｒ１
６をダイオードとし、ドライバ側をカソード、記録電極
側をアノードにして置き換え接続する。なお、抵抗ダイ
オードマトリックス形駆動法では半選択電圧が生じない
ので、制御電圧の余裕度が高い。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のマトリックス形駆動技術を採用したライン
型静電式インクジェットヘッドの場合、ＦＰＣ配線基板
上に多数の抵抗またはダイオードを配置する必要があ
る。そして、抵抗マトリックス形駆動法の場合は、電極
総数の２倍の数の抵抗が必要となるし、抵抗ダイオード
マトリックス形駆動法の場合は、電極総数の同数の抵抗
とダイオードが必要となる。従って、マトリックス形駆
動技術によりドライバＩＣの数を激減できても、ＦＰＣ
配線基板上には、非常に多くの抵抗またはダイオード部
品を搭載することが必要となる。

【００３３】具体的には、３００ｄｐｉＡ４カラーライ
ンヘッドにおいては、抵抗マトリックス形駆動法の場合
は、２００００個の抵抗が必要となるし、抵抗ダイオー
ドマトリックス形駆動法の場合は、１００００個の抵抗
とダイオードが必要となる。そして、その電気的接点の
煩雑さと共に、ＦＰＣ配線基板面積の肥大化は避けられ
ない。

【００３４】さらに、画質の高密度化及び高速度化に伴
って記録電極の数が多くなるために、必ずしも低コスト
のマトリックス形駆動法によるライン型静電式インクジ
ェットヘッドが実現できるとは限らない。

【００３５】また、静電式インクジェットヘッドのイン
クの吐出は高電圧が必要なことから、放電の可能性があ
る。しかも、ライン型静電式インクジェットヘッドの場
合になると、さらにその可能性は増大する。そして、放
電が生じた場合、すなわち記録電極間放電や記録電極と
対向電極間放電を生じた場合には、放電時の熱で記録電
極や対向電極の金属部分が溶融してしまい記録ヘッドと
しての機能が失われるおそれがある。

【００３６】このように、従来のライン型静電式インク
ジェットヘッドでは、駆動手段をなす回路パターンの構
成が複雑でスペース的にもかさばるものとなり、このこ
とは、特に電極数の多いラインヘッドにおいては製造と
コストの両面で克服すべき大きな障害となっている。ま
た、動作の安定性や品質の観点からも克服すべき課題は
多い。

【００３７】そこで、本発明は、マトリックス形の駆動
回路を簡単な構造で実現することのできるライン型静電
式インクジェットヘッドを提供することを目的とする。

【００３８】また、本発明は、インク吐出時に印加され
る高電圧による放電を防止することのできるライン型静
電式インクジェットヘッドを提供することを目的とす
る。

【００３９】そして、本発明は、このようなライン型静
電式インクジェットヘッドを安定して作製することので
きるライン型静電式インクジェットヘッドの製造方法を
提供することを目的とする。

【００４０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明のライン型静電式インクジェットヘッドは、
ヘッド基板と、ヘッド基板に取り付けられ、所定の比抵
抗を有するインクが吐出されるスリット状のインク吐出
孔が形成されたノズル板と、インク吐出孔に沿って配設
され、インク吐出孔と直交して延びてインク吐出用の電
界を発生させる複数の記録電極と、それぞれの記録電極
に２本が電気的に接続され、インク吐出孔のインクを吐
出させるパルス電圧を記録電極に伝送するリード線と、
リード線に設けられ、１ＭΩ〜１００ＭΩの抵抗値を有
する抵抗部材とを備えたものである。

【００４１】これにより、マトリックス回路の一部及び
マトリックス形駆動に必要な抵抗がヘッド基板上に集積
されるので、マトリックス形の駆動回路を簡単な構造で
実現することが可能になる。

【００４２】また、本発明のライン型静電式インクジェ
ットヘッドは、ヘッド基板と、ヘッド基板に取り付けら
れ、所定の比抵抗を有するインクが吐出されるスリット
状のインク吐出孔が形成されたノズル板と、インク吐出
孔に沿って配設され、インク吐出孔と直交して延びてイ
ンク吐出用の電界を発生させる複数の記録電極と、それ
ぞれの記録電極に２本が電気的に接続され、インク吐出
孔のインクを吐出させるパルス電圧を記録電極に伝送す
るリード線と、各記録電極の一方のリード線に設けら
れ、１ＭΩ〜１００ＭΩの抵抗値を有する抵抗部材と、
各記録電極の他方のリード線に設けられ、３００Ｖ以上
の降伏電圧を有するダイオードとを備えたものである。

【００４３】これにより、マトリックス回路の一部及び
マトリックス形駆動に必要な抵抗がヘッド基板上に集積
されるので、マトリックス形の駆動回路を簡単な構造で
実現することが可能になる。

【００４４】本発明のライン型静電式インクジェットヘ
ッドは、ヘッド基板と、ヘッド基板に取り付けられ、所
定の比抵抗を有するインクが吐出されるスリット状のイ
ンク吐出孔が形成されたノズル板と、インク吐出孔に沿
って配設され、インク吐出孔と直交して延びてインク吐
出用の電界を発生させる複数の記録電極と、それぞれの
記録電極に対して電気的に接続され、インク吐出孔のイ
ンクを吐出させるパルス電圧を記録電極に伝送するリー
ド線と、リード線に設けられ、１ＭΩ〜１００ＭΩの抵
抗値を有する抵抗部材とを備えたものである。

【００４５】これにより、放電時に流れる電流を大幅に
低減させることができるので、インク吐出時に印加され
る高電圧による放電を防止することが可能になる。

【００４６】本発明のライン型静電式インクジェットヘ
ッドの製造方法は、前述したライン型静電式インクジェ
ットヘッドにおけるリード線、記録電極および抵抗部材
を、スパッタリング法または蒸着法で導伝性膜を成膜
し、この導伝性膜をフォトリソグラフィー法でパターン
形成し、リフトオフ法またはエッチング法で形状加工し
て形成したものである。

【００４７】これにより、製造公差の蓄積なく多数の記
録電極を形成することができて記録電極間の抵抗値のバ
ラツキを極めて小さくすることができるので、高品質の
ライン型静電式インクジェットヘッドを安定して作製す
ることが可能になる。

【００４８】本発明のライン型静電式インクジェットヘ
ッドの製造方法は、前述したライン型静電式インクジェ
ットヘッドにおけるダイオードを、所定の導電性を有す
る半導体領域に不純物を選択拡散して形成したものであ
る。

【００４９】これにより、製造公差の蓄積なく多数の記
録電極を形成することができて記録電極間の抵抗値のバ
ラツキを極めて小さくすることができるので、高品質の
ライン型静電式インクジェットヘッドを安定して作製す
ることが可能になる。

【００５０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、ヘッド基板と、ヘッド基板に取り付けられ、所定の
比抵抗を有するインクが吐出されるスリット状のインク
吐出孔が形成されたノズル板と、インク吐出孔に沿って
配設され、インク吐出孔と直交して延びてインク吐出用
の電界を発生させる複数の記録電極と、それぞれの記録
電極に２本が電気的に接続され、インク吐出孔のインク
を吐出させるパルス電圧を記録電極に伝送するリード線
と、リード線に設けられ、１ＭΩ〜１００ＭΩの抵抗値
を有する抵抗部材とを備えたライン型静電式インクジェ
ットヘッドであり、マトリックス回路の一部及びマトリ
ックス形駆動に必要な抵抗がヘッド基板上に集積される
ので、マトリックス形の駆動回路を簡単な構造で実現す
ることが可能になるという作用を有する。

【００５１】また、本発明の請求項２に記載の発明は、
ヘッド基板と、ヘッド基板に取り付けられ、所定の比抵
抗を有するインクが吐出されるスリット状のインク吐出
孔が形成されたノズル板と、インク吐出孔に沿って配設
され、インク吐出孔と直交して延びてインク吐出用の電
界を発生させる複数の記録電極と、それぞれの記録電極
に２本が電気的に接続され、インク吐出孔のインクを吐
出させるパルス電圧を記録電極に伝送するリード線と、
各記録電極の一方のリード線に設けられ、１ＭΩ〜１０
０ＭΩの抵抗値を有する抵抗部材と、各記録電極の他方
のリード線に設けられ、３００Ｖ以上の降伏電圧を有す
るダイオードとを備えたライン型静電式インクジェット
ヘッドであり、マトリックス回路の一部及びマトリック
ス形駆動に必要な抵抗がヘッド基板上に集積されるの
で、マトリックス形の駆動回路を簡単な構造で実現する
ことが可能になるという作用を有する。

【００５２】本発明の請求項３に記載の発明は、ヘッド
基板と、ヘッド基板に取り付けられ、所定の比抵抗を有
するインクが吐出されるスリット状のインク吐出孔が形
成されたノズル板と、インク吐出孔に沿って配設され、
インク吐出孔と直交して延びてインク吐出用の電界を発
生させる複数の記録電極と、それぞれの記録電極に対し
て電気的に接続され、インク吐出孔のインクを吐出させ
るパルス電圧を記録電極に伝送するリード線と、リード
線に設けられ、１ＭΩ〜１００ＭΩの抵抗値を有する抵
抗部材とを備えたライン型静電式インクジェットヘッド
であり、放電時に流れる電流を大幅に低減させることが
できるので、インク吐出時に印加される高電圧による放
電を防止することが可能になるという作用を有する。

【００５３】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１、２または３記載の発明において、抵抗部材には、金
属と酸化物または炭化物との化合物であるサーメットが
用られているライン型静電式インクジェットヘッドであ
り、サーメットにより抵抗値の温度変化の小さくするこ
とができるので、環境温度が変化しても印字性能のバラ
ツキを抑制することが可能になるという作用を有する。

【００５４】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１、２、３または４記載のライン型静電式インクジェッ
トヘッドの製造方法であって、リード線、記録電極およ
び抵抗部材を、スパッタリング法または蒸着法で導伝性
膜を成膜し、この導伝性膜をフォトリソグラフィー法で
パターン形成し、リフトオフ法またはエッチング法で形
状加工して形成するライン型静電式インクジェットヘッ
ドの製造方法であり、製造公差の蓄積なく多数の記録電
極を形成することができて記録電極間の抵抗値のバラツ
キを極めて小さくすることができるので、高品質のライ
ン型静電式インクジェットヘッドを安定して作製するこ
とが可能になるという作用を有する。

【００５５】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
２または５記載のライン型静電式インクジェットヘッド
の製造方法であって、ダイオードを、所定の導電性を有
する半導体領域に不純物を選択拡散して形成するライン
型静電式インクジェットヘッドの製造方法であり、製造
公差の蓄積なく多数の記録電極を形成することができて
記録電極間の抵抗値のバラツキを極めて小さくすること
ができるので、高品質のライン型静電式インクジェット
ヘッドを安定して作製することが可能になるという作用
を有する。

【００５６】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図１３を用いて説明する。なお、これらの図面にお
いて同一の部材には同一の符号を付しており、重複した
説明は省略されている。また、これらの図面において、
既に説明した図１４から図２０と同一の部材にも同一の
符号を付しており、重複した説明は省略されている。

【００５７】（実施の形態１）本実施の形態では、抵抗
マトリックス形駆動によるライン型静電式インクジェッ
トヘッドに関して説明を行う。

【００５８】ここで、図１は本発明の実施の形態１によ
るライン型静電式インクジェットヘッドの概略構成を示
す斜視図、図２は本発明の実施の形態１によるライン型
静電式インクジェットヘッドのヘッド基板の構成を示す
斜視図、図３〜図８は図１のライン型静電式インクジェ
ットヘッドの製造プロセスを連続的に示す斜視図であ
る。

【００５９】実施の形態１におけるライン型静電式イン
クジェットヘッドの構成が従来のライン型静電式インク
ジェットヘッドと異なっている点は、抵抗マトリックス
回路をヘッド基板上に設けたことであり、インクの吐出
形態及びその制御も従来のライン型静電式インクジェッ
トヘッドと同一である。従って、ここではヘッド基板を
中心として説明する。

【００６０】図１に示すように、ヘッド基板１０には、
インク吐出孔１９となるスリット状開口部を持つノズル
板１１が取り付けられている。このような実施の形態１
のライン型静電式インクジェットヘッドは、インク（図
示せず）を保持するインク吐出孔１９を設け、このイン
ク吐出孔１９と直交して延びる複数の記録電極１３をイ
ンク吐出孔１９に沿って配設し、記録電極１３の先端近
傍に存在するインクに電界が集中されるよう構成されて
いる。

【００６１】また、図２に示すように、１本の記録電極
１３に対して２本のリード線１４が接続されている。２
本のリード線１４には高抵抗値を有する高抵抗リード
（抵抗部材）１５が設けられている。そして、リード線
１４と高抵抗リード１５とをインクや他のリード線１４
と絶縁するために、リード線１４および高抵抗リード１
５は絶縁膜１７によりコーティングされている。さら
に、リード線１４には、このリード線を介して記録電極
１３をＦＰＣ配線基板（図示せず）と電気的に接合する
ためのパッド１６がヘッド基板１０上に設けられてい
る。このヘッド基板１０のパッド１６は、ＦＰＣ配線基
板にワイヤボンディング等で電気的に接合される。

【００６２】なお、リード線１４に高抵抗リード１５が
付与されているので、実施の形態１におけるＦＰＣ配線
基板には抵抗マトリックス形駆動に使用される抵抗部品
が不要となり、当該ＦＰＣ配線基板は従来と比較して非
常に単純な構成で小型化される。

【００６３】次に、図３〜図８を参照して、実施の形態
１におけるライン型静電式インクジェットヘッドの製造
方法を以下に説明する。

【００６４】実施の形態１のライン型静電式インクジェ
ットヘッドの製造には半導体プロセスが利用されてい
る。これは、寸法精度が良く、その結果、製造公差の蓄
積のない安定した形状のヘッド基板を形成することがで
きるからである。

【００６５】図３に示すヘッド基板１０の基板材料に
は、石英や青板ガラス等のガラスやアルミナセラミック
等の絶縁性を有し且つ鏡面からなるものが使用されてい
る。なお、実施の形態１においては、石英ガラスがヘッ
ド基板１０の基板材料に用いられている。基板の形状や
寸法及び厚みは特に限定されるものではないが、ここで
は２５０ｍｍ角で厚み１ｍｍとなっている。なお、本実
施の形態のヘッド基板１０の寸法は２３０ｍｍ×７ｍｍ
であり、２５０ｍｍ角の基板から約３０個のヘッド基板
１０が作製されることになる。なお、ここでは、ヘッド
基板１０が１個の場合で説明されている。

【００６６】まず最初に、ヘッド基板１０上に高抵抗リ
ード１５の形成を行う。ここで、高抵抗となる膜はスパ
ッタリング法または蒸着法で行う。そして、パターン形
成をフォトリソグラフィー法で行い、形状加工をリフト
オフ法またはプラズマエッチング法で行うことにより、
図４に示すような高抵抗リード１５が形成される。高抵
抗となる膜は高融点金属（Ｔａ，Ｎｂ，Ｃｒ等）と酸化
物、炭化物等の化合物であるサーメットを使用する。サ
ーメット抵抗は温度に対する抵抗変化が他の抵抗材料に
比較して低いため好適に用いられる。また、化合物の構
成比により抵抗値を幅広く設定できる点で設計自由度が
高い。

【００６７】実施の形態１においては、クロムとＳｉＯ
の化合物を使用し、抵抗リード幅２０μｍ、抵抗リード
長さ１ｍｍ、厚み０．１μｍの形状とした。また、抵抗
膜の比抵抗は２Ωｃｍで、クロムとＳｉＯの原子比は互
いに５０％とした。高抵抗リード１５の抵抗値は１０Ｍ
Ωとした。

【００６８】次に記録電極１３、パッド１６及び通常の
リード線１４（低抵抗のリード線）の形成を行う。記録
電極１３、パッド１６及びリード線１５となる導伝性膜
はスパッタリング法または蒸着法で行う。そして、パタ
ーン形成をフォトリソグラフィー法で行い、形状加工を
リフトオフ法または化学エッチング法で行うことによ
り、図５に示すような記録電極１３とパッド１６とリー
ド線１４が形成される。そして、リード線１４を介して
高抵抗リード１５と記録電極１３及びパッド１６が接合
される。

【００６９】実施の形態１においては、記録電極１３と
パッド１６となる導伝性膜は、金及び金の密着強化層と
なるＴｉを蒸着法を用いて形成した。また、パターン形
成はリフトオフ法でおこなった。金及び金の密着強化層
となるＴｉの形状、厚み等は特に限定されないが、ここ
では、金の厚みが１．０μｍ、Ｔｉの厚みが０．０５μ
ｍとした。

【００７０】次に、リード線１４及び高抵抗リード１５
の保護を目的に絶縁膜１７を形成し、フォトリソグラフ
ィー法によりパッド部と不要な記録電極上の絶縁膜を除
去することにより、図６に示すようなヘッド基板１０が
形成される。

【００７１】なお、絶縁膜１７の材料は、耐インク性及
び絶縁性に優れたものであれば良い。これには無機絶縁
膜や有機絶縁膜等あるが、特に限定されるものではな
い。実施の形態１においては、感光性ポリイミド樹脂が
用いられている。

【００７２】ここでヘッド基１０板上のパターン形成プ
ロセスは終了する。前述のように、ライン型静電式イン
クジェットヘッドは２５０ｍｍ角基板上に一括して多数
作製される。また、多数作製されたヘッド基板１０はダ
イサで個々の基板に切断される。

【００７３】ノズル板１１は、マイクログラインダ等を
用いてガラス等の絶縁性の基板を溝加工し、インク流路
及びインク吐出孔となるスリット状開口部を形成するこ
とにより作製される。そして、これにより、多数のノズ
ル板１１が一括して作製される。ここで、溝加工の深さ
すなわちスリット内高さは、これが高くなるとインク洩
れが発生しやすく、低いとインク流路抵抗が大きくなっ
て記録周波数が低下するために、所定の範囲であること
が必要となり、５０〜３００μｍの範囲で好適である。
実施の形態１においては１００μｍとした。なお、一括
作製されたノズル板１１を１個づつにダイサで切断する
と、個々に分離されたノズル板１１が得られる。

【００７４】ノズル板１１を形成したならば、インク吐
出孔の表面に発インク処理を行う。発インク処理はイン
クのメニスカスを安定的に形成するためにおこなわれ
る。実施の形態１においては、このような発インク処理
にアモルファスフッ素樹脂を使用した。

【００７５】次に、図７に示すように、以上の様に作製
されたノズル板１１とヘッド基板１０とを接着する。そ
してインクタンク１２の接着を行い、これが固化されれ
ば、図８に示すようなライン型静電式インクジェットヘ
ッドが完成する。完成後、パッド１６とＦＰＣ配線基板
とがワイヤボンディング等で接続される。

【００７６】ここで、実施の形態１の製造方法に従って
ライン型静電式インクジェットヘッドを作製し、その記
録特性を調べた。ヘッドの形態としては、記録電極１３
のピッチは１５０ｄｐｉ、高抵抗リード抵抗値は１０Ｍ
Ω（材料Ｃｒ−ＳｉＯ）とした。また、比較のための従
来のライン型静電式インクジェットヘッドも、記録電極
１３のピッチは１５０ｄｐｉとし、１０ＭΩの市販の抵
抗部品をＦＰＣ配線基板上に取り付けて使用した。

【００７７】これによれば、記録特性は両者ほぼ同等で
あった。唯一異なる点は、記録電極間のドット径のバラ
ツキが従来のライン型静電式インクジェットヘッドの方
が大きく、実施の形態１のライン型静電式インクジェッ
トヘッドの方が印字品質に優れることがわかった。ま
た、環境温度５、２５、４５℃の範囲で記録電極間のド
ット径のバラツキを調べても同様の結果であった。

【００７８】この原因は、（表１）に示すように、記録
電極の抵抗値バラツキと抵抗値の温度変化によることが
わかった。

【００７９】

【表１】

【００８０】このことにより、各抵抗にバラツキがある
と、記録電極には抵抗分割による電圧が印加されるため
に各記録電極間に電圧にバラツキが生じることになる。
そして、実施の形態１のライン型静電式インクジェット
ヘッドは抵抗材料及び形成方法が優れていることが明ら
かになった。

【００８１】すなわち、実施の形態１のライン型静電式
インクジェットヘッドの製造は、一貫した半導体プロセ
スで見られるような高精度の作製技術を使用しているた
め、製造公差の蓄積がなく抵抗値等のバラツキを極めて
小さくできる。、また、高抵抗リードも半導体プロセス
により一括で作製されるので、低コストのライン型静電
式インクジェットヘッドを実現することができる。され
に、実施の形態１の抵抗材料は抵抗部品に比較して抵抗
値の温度変化が小さいため、環境温度変化による抵抗値
等のバラツキも極めて小さくできる。

【００８２】なお、実施の形態１においては、高抵抗リ
ード１５に１０ＭΩの抵抗を使用したが、１ＭΩ〜１０
０ＭΩの範囲で同様の効果が確認できた。抵抗値が１Ｍ
Ω以下の場合は、記録電極に電圧を印加した時の電流値
が大きくなっていくために消費電力が増加する。その結
果、不要な熱が発生してインクの温度が変化するために
安定したインク吐出が困難となった。また、抵抗値が１
００ＭΩ以上の場合は、記録電極間の浮遊容量のため
に、記録電極先端に所望の電圧を印加するのに時間遅れ
が発生する。その結果、安定したインク吐出が困難とな
った。

【００８３】以上のように、本実施の形態のライン型静
電式インクジェットヘッドによれば、マトリックス形の
駆動回路に必要な抵抗をヘッド基板１０上に高抵抗リー
ド１５として集積しているので、電気的接点の煩雑さが
解消されてマトリックス形の駆動回路を簡単な構造で実
現することが可能になる。これにより、ＦＰＣ配線基板
の小型化を図ることができ、コンパクトなライン型静電
式インクジェットヘッドを得ることができる。

【００８４】また、本実施の形態のライン型静電式イン
クジェットヘッドによれば、高抵抗リード１５により記
録電極と対向電極との間の電位が正確に制御されるの
で、インク吐出時に印加される高電圧による放電を防止
することが可能になる。これにより、インクの吐出制御
を安定的に行うことが可能になって、信頼性の高いライ
ン型静電式インクジェットヘッドを得ることができる。

【００８５】さらに、本実施の形態のライン型静電式イ
ンクジェットヘッドによれば、半導体プロセスで用いら
れるスパッタリング法、フォトリソグラフィー法、エッ
チング法といった高精度の作製技術を使用しているの
で、製造公差の蓄積がなく、記録電極間の抵抗値のバラ
ツキを極めて小さくなり、高品質なライン型静電式イン
クジェットヘッドを安定して作製することが可能にな
る。

【００８６】そして、高抵抗リード１５はこのような半
導体プロセスにより一括して作製されるので、低コスト
のライン型静電式インクジェットヘッドを得ることが可
能になる。なお、このメリットは、記録電極数の増加と
ともに増大する。

【００８７】（実施の形態２）本実施の形態において
は、抵抗ダイオードマトリックス形駆動によるライン型
静電式インクジェットヘッドに関して説明を行う。

【００８８】ここで、図９は本発明の実施の形態２によ
るライン型静電式インクジェットヘッドの概略構成を示
す斜視図、図１０は本発明の実施の形態２によるライン
型静電式インクジェットヘッドのヘッド基板の構成を示
す斜視図、図１１は図９および図１０のライン型静電式
インクジェットヘッドに形成されたダイオードを示す断
面図である。

【００８９】実施の形態２におけるライン型静電式イン
クジェットヘッドの構成が従来のライン型静電式インク
ジェットヘッドと異なっている点は、抵抗ダイオードマ
トリックス回路をヘッド基板上に設けたことであり、イ
ンクの吐出形態及びその制御も従来のライン型静電式イ
ンクジェットヘッドと同一である。さらに、実施の形態
２におけるライン型静電式インクジェットヘッドの構成
が実施の形態１のライン型静電式インクジェットヘッド
と異なっている点は、実施の形態１では、１本の記録電
極１３に２本の高抵抗リード１５が付与されているのに
対して、本実施の形態では、１本の記録電極１３に２本
のリード線１４が接続され、一方のリード線１４には高
抵抗値を有する高抵抗リード１５が付与され、他方のリ
ード線１４にはダイオード１８が付与されているところ
にある。つまり、本実施の形態のライン型静電式インク
ジェットヘッドはダイオード１８を除いて、他は実施の
形態１のライン型静電式インクジェットヘッドと同様で
ある。そこで、ここではダイオード１８を中心として説
明する。

【００９０】図１０に示すように、ダイオード１８は１
本の記録電極１３に接続された２本のリード線１４の一
方側に形成されている。なお、ダイオード１８は、カソ
ード電極がパッド１６側に、アノード電極が記録電極１
３側に接続されている。また、記録電極１３には３００
Ｖの電圧が印加されるために、ダイオード１８は高耐圧
性を有するものとなっている。

【００９１】実施の形態２におけるライン型静電式イン
クジェットヘッドの製造方法は実施の形態１のそれとほ
ぼ同様であるが、ダイオード１８の作製プロセスが追加
されている点で異なっている。従って、本実施の形態に
おける製造方法についてはダイオード１８の作製プロセ
スのみを説明する。なお、実施の形態２のヘッド基板の
製造もまた半導体プロセスを利用している。これは、寸
法精度が良く、その結果安定した形状のヘッド基板の形
成が行えるとともに、ダイオード１８を形成するのに不
可欠だからである。

【００９２】実施の形態２におけるライン型静電式イン
クジェットヘッドの高耐圧性を有するダイオード１８の
一例を図１１を参照して説明する。

【００９３】図１１に示すように、ダイオード１８の一
部をなすＮ型シリコンで形成されたＮ領域（半導体領
域）２０には、このＮ型の導電性を有するＮ領域２０の
表面部に高濃度のＮ型不純物を選択拡散してなるＮ＋領
域２１および高濃度のＰ型不純物を選択拡散してなるＰ
＋領域２２が形成されている。Ｎ領域２０の表面はフィ
ールド絶縁膜２３で覆われている。そして、このフィー
ルド絶縁膜２３に形成されたスルーホールを介してＮ＋
領域２１とＰ＋領域２２がリード線１４と接合され、そ
れぞれカソード電極とアノード電極を構成している。

【００９４】上記構成において、アノード電極とカソー
ド電極との間に逆方向電圧を印加すると、Ｎ領域２０と
ヘッド基板表面との接合部からＮ領域２０内に空乏層が
拡がる。さらにより高い電圧を印加すると、空乏層がフ
ィールド絶縁膜２３に接触するので、Ｐ＋領域２２とＮ
＋領域間２３との距離によって所定の降伏電圧が決ま
る。それはＮ領域２０の不純物濃度に影響されず、しか
もＰ＋領域２２とＮ＋領域２１間の距離を大きくするこ
とにより高耐圧を得る。従って、実施の形態２において
は、Ｐ＋領域２２とＮ＋領域２３間の距離を２００μｍ
として高耐圧を安定して維持できるダイオードとした。

【００９５】このような実施の形態２の製造方法に従っ
てライン型静電式インクジェットヘッドを作製し、その
記録特性を調べた。ヘッドの形態としては、記録電極１
３のピッチは１５０ｄｐｉ、高抵抗リード１５の抵抗値
１０ＭΩ（材料Ｃｒ−ＳｉＯ）、ダイオード１８の耐圧
は３００Ｖとした。また、比較のための従来のライン型
静電式インクジェットヘッドも、記録電極１３のピッチ
は１５０ｄｐｉとし、１０ＭΩの市販の抵抗部品と耐圧
が３００ＶのダイオードをＦＰＣ配線基板上に取り付け
て使用した。なお、信号電圧は３００Ｖとした。

【００９６】これによれば、記録特性は両者ほぼ同等で
あった。唯一異なる点は、記録速度に差が出たことであ
り、実施の形態２のライン型静電式インクジェットヘッ
ドの方は、１０ｋＨｚの印字速度まで環境温度に関係な
く安定して印字動作が行われた。これに対し、従来のラ
イン型静電式インクジェットヘッドは、環境温度２５℃
では１０ｋＨｚまでは安定に印字動作が行われたが、環
境温度４５℃では１０ｋＨｚでは印字不良が見られた。

【００９７】この理由は、ＦＰＣ配線基板に抵抗及びダ
イオードを配置した従来のライン型静電式インクジェッ
トヘッドでは、抵抗と記録電極の配線長さが実施の形態
２のライン型静電式インクジェットヘッドに比較して非
常に長くなって配線間の浮遊容量が大きくなるので、記
録電極先端に所望の電圧を印加するのに時間遅れが発生
したためである。また、環境温度が高くなれば抵抗値も
大きくなるために、より一層、所望の電圧を印加する時
間遅れが生じ、その結果、安定なインク吐出が困難とな
ったためである。

【００９８】なお、実施の形態２においても、実施の形
態１と同様に高抵抗リード１５に１０ＭΩの抵抗を使用
したが、１ＭΩ〜１００ＭΩの範囲で同様の効果が確認
できた。この理由は実施の形態１において述べたものと
同様である。

【００９９】また、実施の形態２においては、耐圧が３
００Ｖのダイオード１８を使用したが、３００Ｖ以上の
耐圧のダイオードでも同様の効果が確認できた。しか
し、３００Ｖ以下ではダイオードの異常が多発して記録
特性を安定に維持できなかった。

【０１００】以上のように、本実施の形態のライン型静
電式インクジェットヘッドによれば、マトリックス形の
駆動回路に必要な抵抗とダイオードとをヘッド基板１０
上に高抵抗リード１５とダイオード１８として集積して
いるので、電気的接点の煩雑さが解消されてマトリック
ス形の駆動回路を簡単な構造で実現することが可能にな
る。これにより、ＦＰＣ配線基板の小型化を図ることが
でき、コンパクトなライン型静電式インクジェットヘッ
ドを得ることができる。

【０１０１】また、本実施の形態のライン型静電式イン
クジェットヘッドによれば、高抵抗リード１５とダイオ
ード１８により記録電極と対向電極との間の電位が正確
に制御されるので、インク吐出時に印加される高電圧に
よる放電を防止することが可能になる。これにより、イ
ンクの吐出制御を安定的に行うことが可能になって、信
頼性の高いライン型静電式インクジェットヘッドを得る
ことができる。

【０１０２】さらに、本実施の形態のライン型静電式イ
ンクジェットヘッドによれば、半導体プロセスで用いら
れるスパッタリング法、フォトリソグラフィー法、エッ
チング法といった高精度の作製技術を使用しているの
で、製造公差の蓄積がなく、記録電極間の抵抗値のバラ
ツキを極めて小さくなり、高品質なライン型静電式イン
クジェットヘッドを安定して作製することが可能にな
る。

【０１０３】そして、高抵抗リード１５及びダイオード
１８はこのような半導体プロセスにより一括して作製さ
れるので、低コストのライン型静電式インクジェットヘ
ッドを得ることが可能になる。なお、このメリットは、
記録電極数の増加とともに増大する。

【０１０４】（実施の形態３）本実施の形態において
は、ライン型静電式インクジェットヘッドの駆動につい
ての説明を行う。

【０１０５】ここで、図１２は本発明の実施の形態３に
よるライン型静電式インクジェットヘッドの概略構成を
示す斜視図、図１３は本発明の実施の形態３によるライ
ン型静電式インクジェットヘッドのヘッド基板の構成を
示す斜視図である。

【０１０６】実施の形態３におけるライン型静電式イン
クジェットヘッドの構成が従来のライン型静電式インク
ジェットヘッドと異なっている点は、高抵抗値を有する
高抵抗リード１５が設けられていることであり、インク
の吐出形態及びその制御については同一である。

【０１０７】また、実施の形態３におけるライン型静電
式インクジェットヘッドの製造方法は実施の形態１と同
様であり、ここでは説明を省く。

【０１０８】ここで、実施の形態３のライン型静電式イ
ンクジェットヘッドにおける放電特性を説明する。

【０１０９】本実施の形態においては、１ｋＨｚ、５０
０Ｖの記録信号を偶数番めの記録電極に１時間印加し、
また奇数番めの記録電極は０Ｖとして放電特性を調べ
た。また、ヘッドの形態としては、記録電極１３のピッ
チは１５０ｄｐｉ、高抵抗リード１５の抵抗値は１０Ｍ
Ω（材料Ｃｒ−ＳｉＯ）とした。また、比較のための従
来のライン型静電式インクジェットヘッドも、記録電極
１３のピッチは１５０ｄｐｉとし、抵抗は取り付けなか
った。

【０１１０】その結果、従来のライン型静電式インクジ
ェットヘッドでは隣接間の記録電極で放電が生じ、記録
電極は溶融して安定な吐出を行うことができなくなっ
た。さらに、対向電極にも溶融した跡が観察された。

【０１１１】これに対し、本実施の形態のライン型静電
式インクジェットヘッドでは放電が生じることはなく、
安定な吐出が維持された。これは、記録電極間や記録電
極と対向電極間で放電を生じた場合には、高抵抗リード
１５により放電電流を極端に小さくすることができるた
め、放電時の熱で記録電極や対向電極の金属部分が溶融
することがなくなることによる。

【０１１２】なお、実施の形態３においては、高抵抗リ
ード１５に１０ＭΩの抵抗を使用したが、１ＭΩ〜１０
０ＭΩの範囲で同様の効果が確認できた。抵抗値が１Ｍ
Ω以下の場合は、放電時の電流値が大きくなっていくた
めに放電時の局部的な熱発生が大きくなる。その結果、
記録電極先端が熱により溶融して変形するために、安定
なインク吐出が困難となった。また、抵抗値が１００Ｍ
Ω以上の場合は、記録電極間の浮遊容量のために、記録
電極先端に所望の電圧を印加するのに時間遅れが発生す
る。その結果安定なインク吐出が困難となった。

【０１１３】このように、本実施の形態のライン型静電
式インクジェットヘッドによれば、リード線１４に設け
られた高抵抗リード１５により記録電極間の放電や記録
電極と対向電極間の放電が防止されるので、インクの吐
出制御を安定して行うことが可能になる。これにより、
印字動作を安定的に行うことができる。

【０１１４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、マトリ
ックス回路の一部及びマトリックス形駆動に必要な抵抗
をヘッド基板上に集積することにより、電気的接点の煩
雑さが解消されてＦＰＣ配線基板の小型化が可能にな
る。これにより、マトリックス形の駆動回路を簡単な構
造で実現することができるという有効な効果が得られ
る。

【０１１５】また、本発明によれば、抵抗部材の抵抗材
料に金属と酸化物または炭化物との化合物であるサーメ
ットを使用すれば抵抗値の温度変化の小さくすることが
できるので、環境温度が変化しても印字性能のバラツキ
を抑制することが可能になるという有効な効果が得られ
る。

【０１１６】さらに、本発明によれば、リードに抵抗部
材を設けることにより放電時に流れる電流を大幅に低減
させることができるので、インク吐出時に印加される高
電圧による放電を防止することが可能になるという有効
な効果が得られる。

【０１１７】そして、本発明によれば、製造公差の蓄積
なく多数の記録電極を形成することができて記録電極間
の抵抗値のバラツキを極めて小さくすることができるの
で、高品質のライン型静電式インクジェットヘッドを安
定して作製することが可能になるという有効な効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１によるライン型静電式イ
ンクジェットヘッドの概略構成を示す斜視図

【図２】本発明の実施の形態１によるライン型静電式イ
ンクジェットヘッドのヘッド基板の構成を示す斜視図

【図３】図１のライン型静電式インクジェットヘッドの
製造プロセスの一部を示す斜視図

【図４】図１のライン型静電式インクジェットヘッドの
図３に続く製造プロセスを示す斜視図

【図５】図１のライン型静電式インクジェットヘッドの
図４に続く製造プロセスを示す斜視図

【図６】図１のライン型静電式インクジェットヘッドの
図５に続く製造プロセスを示す斜視図

【図７】図１のライン型静電式インクジェットヘッドの
図６に続く製造プロセスを示す斜視図

【図８】図１のライン型静電式インクジェットヘッドの
図７に続く製造プロセスを示す斜視図

【図９】本発明の実施の形態２によるライン型静電式イ
ンクジェットヘッドの概略構成を示す斜視図

【図１０】本発明の実施の形態２によるライン型静電式
インクジェットヘッドのヘッド基板の構成を示す斜視図

【図１１】図９および図１０のライン型静電式インクジ
ェットヘッドに形成されたダイオードを示す断面図

【図１２】本発明の実施の形態３によるライン型静電式
インクジェットヘッドの概略構成を示す斜視図

【図１３】本発明の実施の形態３によるライン型静電式
インクジェットヘッドのヘッド基板の構成を示す斜視図

【図１４】従来のライン型静電式インクジェットヘッド
の概略構成を示す斜視図

【図１５】従来のライン型静電式インクジェットヘッド
のヘッド基板の構成を示す斜視図

【図１６】従来のライン型静電式インクジェットヘッド
の記録部の概略構成を示す説明図

【図１７】従来のライン型静電式インクジェットヘッド
のインク吐出の動作を連続的に示す説明図

【図１８】ｍ×ｎマトリックス形駆動法の駆動原理を示
す説明図

【図１９】抵抗マトリックス形駆動法の駆動原理を示す
説明図

【図２０】抵抗マトリックス形駆動法を用いたＦＰＣ配
線基板とライン型静電式インクジェットヘッドとの接続
状態を示す回路図

【符号の説明】

１０ ヘッド基板 １１ ノズル板 １３ 記録電極 １４ リード線 １５ 高抵抗リード（抵抗部材） １８ ダイオード １９ インク吐出孔

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッド基板と、 前記ヘッド基板に取り付けられ、所定の比抵抗を有する
   インクが吐出されるスリット状のインク吐出孔が形成さ
   れたノズル板と、 前記インク吐出孔に沿って配設され、前記インク吐出孔
   と直交して延びてインク吐出用の電界を発生させる複数
   の記録電極と、 それぞれの前記記録電極に２本が電気的に接続され、前
   記インク吐出孔の前記インクを吐出させるパルス電圧を
   前記記録電極に伝送するリード線と、 前記リード線に設けられ、１ＭΩ〜１００ＭΩの抵抗値
   を有する抵抗部材とを備えたことを特徴とするライン型
   静電式インクジェットヘッド。
2. 【請求項２】ヘッド基板と、 前記ヘッド基板に取り付けられ、所定の比抵抗を有する
   インクが吐出されるスリット状のインク吐出孔が形成さ
   れたノズル板と、 前記インク吐出孔に沿って配設され、前記インク吐出孔
   と直交して延びてインク吐出用の電界を発生させる複数
   の記録電極と、 それぞれの前記記録電極に２本が電気的に接続され、前
   記インク吐出孔の前記インクを吐出させるパルス電圧を
   前記記録電極に伝送するリード線と、 前記各記録電極の一方の前記リード線に設けられ、１Ｍ
   Ω〜１００ＭΩの抵抗値を有する抵抗部材と、 前記各記録電極の他方の前記リード線に設けられ、３０
   ０Ｖ以上の降伏電圧を有するダイオードとを備えたこと
   を特徴とするライン型静電式インクジェットヘッド。
3. 【請求項３】ヘッド基板と、 前記ヘッド基板に取り付けられ、所定の比抵抗を有する
   インクが吐出されるスリット状のインク吐出孔が形成さ
   れたノズル板と、 前記インク吐出孔に沿って配設され、前記インク吐出孔
   と直交して延びてインク吐出用の電界を発生させる複数
   の記録電極と、 それぞれの前記記録電極に対して電気的に接続され、前
   記インク吐出孔の前記インクを吐出させるパルス電圧を
   前記記録電極に伝送するリード線と、 前記リード線に設けられ、１ＭΩ〜１００ＭΩの抵抗値
   を有する抵抗部材とを備えたことを特徴とするライン型
   静電式インクジェットヘッド。
4. 【請求項４】前記抵抗部材には、金属と酸化物または炭
   化物との化合物であるサーメットが用られていることを
   特徴とする請求項１、２または３記載のライン型静電式
   インクジェットヘッド。
5. 【請求項５】請求項１、２、３または４記載のライン型
   静電式インクジェットヘッドの製造方法であって、 前記リード線、前記記録電極および前記抵抗部材を、 スパッタリング法または蒸着法で導伝性膜を成膜し、 この導伝性膜をフォトリソグラフィー法でパターン形成
   し、 リフトオフ法またはエッチング法で形状加工して形成す
   ることを特徴とするライン型静電式インクジェットヘッ
   ドの製造方法。
6. 【請求項６】請求項２または５記載のライン型静電式イ
   ンクジェットヘッドの製造方法であって、前記ダイオー
   ドを、所定の導電性を有する半導体領域に不純物を選択
   拡散して形成することを特徴とするライン型静電式イン
   クジェットヘッドの製造方法。