JPS609910B2 - 積層帯電電極板の製造方法 - Google Patents

積層帯電電極板の製造方法

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JPS609910B2
JPS609910B2 JP52140831A JP14083177A JPS609910B2 JP S609910 B2 JPS609910 B2 JP S609910B2 JP 52140831 A JP52140831 A JP 52140831A JP 14083177 A JP14083177 A JP 14083177A JP S609910 B2 JPS609910 B2 JP S609910B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明の背景 静電圧インクジェット装置は、一般的に二種に分けられ
る。
第１種の装置は、米国特許第３５９６２７５号に示され
るようなもので、加圧された導電性流体が１個のノズル
から流体フィラメントとして発射され、均一ドロップの
流れへ分割するために振動を与えられる。
各ドロップが流体フィラメントから分離する時、それら
は帯電電極からの電界によって選択的且つ可変的に帯電
されてよい。次いで各ドロップは、静電偏向フィールド
を通過し、各ドロップによって担持された電荷の大きさ
‘こ相関した距離だけ、正規の通路から偏向される。次
いで各ドロップは偏向距離によって決定されるロケーシ
ョンに贋かれた記録媒体に衝突する。第２種の装置は、
米国特許第３３７３４３７号に示されるようなもので、
加圧された導軍性流体が複数個のオリフィスから発射さ
れ、均一ドロップの複数の流れへ分割される。各ドロッ
プが、その流体フィラメントから分離する時に、それら
は関した帯電電極によって選択的に帯電される。この種
の装置は、各ドロップを可変的に帯電するのではなく２
進的に動作し、１つのドロップに所定の電荷を与えるか
、又は帯電しないままに残す。次いで各ドロップは静電
偏向フィールドを通過し、帯電ドロップはそれによって
ドロップ捕獲器（即ち、ガター）へ偏向され、帯電され
ないドロップは、偏向されないでそのまま偏向フィール
ドを通過して、印刷用記録媒体へ衝突する。これまで使
用されている帯電電極は、インクジェット流を部分的又
は全体的に囲み且つ若干のドロップ距離だけストリーム
に沿って一様に伸長する導電Ｉ性物質を含む。
このように構成する理由はドロップがフィラメントから
分離する瞬間に、そのドロップは帯電電極によって設定
された電界に従って帯電されることになるが、正確な分
離地点は、流体粘度及び流体圧といったフアクタに基づ
いてストリームの軸方向で変化することによる。電界は
この軸方向の距離に沿って均一であげればならず、それ
によって各ドロップは、分離耳９点の如何を問わず正し
く帝電させられる。例えば、米国特許第３５９６２７５
号に示される帯電電極は、伸長されたりング（即ち、筒
）を含む。米国特許第３３７３４３７号では、帯電電極
はＵ型チャネルを含む。リング又はチャネル電極を支持
部材へ捜入し、次いで帯電電極を帯電信号源へ接続する
ことは、困難且つコストのかかる仕事である。
特に、米国特許第３５９６２７５号に開示される多ジェ
ット２進型インクジェット装置においてそうである。イ
ンクジェット帯電板は、材料上の互換性及び組立につい
て問題を生じる。
要求される機能的特徴として、７６．２×１０×‐３−
１２７．０×１０‐３弧（３０一５０ミル）の誘電体基
板中に、直径１７．７８×１０‐３一２５．４０×１０
‐３（７−１０ミル）のづ・ごな孔を６０−２４０個の
多数にわたって配列しなければならず、孔の直径及び孔
相互間の距離に厳密な公差が要求される。各々の孔から
ピン・コネクタ・パッド又は他の外部回路へ向う別個の
スルーホール、導通路等が必要となる。全ての導線は、
孔を通過する導電性インクから絶縁されなければならな
い。定常状態の動作においては、インクが帯電板に触れ
ることはないが、その外部表面は時としてインクで滞れ
やすいので、化学反応及び隣接した電極による部分的帯
電を避ける方策が必要である。帯電板にスロット又は食
刻孔を設ける加工過程では、誘電体の外部表面に金属層
を設けるのにメッキ又は蒸着手法が使用される。
このような手法は、制御を必要とする孔の直径に変化を
生じ、金属層形成方法に従って不均一な厚さを生じる。
ピンホールを生じない薄膜パッシべ−ションは、表面回
路の場合に困難な仕事である。何故ならば、金属層表面
、孔の内側、基板及び金属層の双方から生じる凹凸を含
む全ての表面がカバーされなければならないからである
。本発明の要約 本発明は、感光性ガラスにより多層の帯電板を形成する
方法を提案するものであり、この方法は、感光性物質よ
り成る複数の層をマスクを通して照射源へ露光し、感光
性物質層の露光された領域を食刻して、関孔及び導体路
スロットより成るパターンを発生し、それぞれの層の関
孔を同軸的に整列させて各層を積層状態に配置し、その
積層体を自己拡散接着を生じるような温度で熱処理する
ことによって各層を接着し、導体路を金属化して、帯電
電極のために帯電信号を受取る、開孔からの導電路を形
成するステップより成るものである。
実施例の説明 第３図及び第４図の帯電板２０‘ま、静電圧インクジェ
ット組立体と共に使用される。
帯電板は複数個の帯電トンネル開孔を設けられ、これら
の開孔は、第２図に示されるように１枚の層の上の行と
して配列されるか、又は第３図に示される如く多数の層
における複数の行として配列される。帯電トンネル関孔
は、帯電板全体を通過し、対応する複数の流体ストリー
ム（即ち、インクジェット流）を通す。米国特許第３５
９６２７５号の教示するところに従い、複数のインクジ
ェット流は、流体ジェットヘツドーこよって発生され、
均一大きさのドロップより成るストリームへ分割される
。帯電板２川まノズル・オリフィスから或る距離だけ離
れて配置され、インクジェット流フィラメントは、対応
するトンネル関孔２１及び２２（第４図）内で、均一ド
ロップより成るストリームへ分割されるようになってい
る。従って、ドロップは分割の時に静電荷を選択的に与
えられ、荷電されたドロップは後に静電偏向フィールド
によってガターへ偏向され、荷電されないドロップは記
録媒体へ進んでその上に衝突する。流体ストリームを発
生し、流体ストリームに振動を与えてドロップの分離を
制御し、電荷を与える装置を含む特定の静電圧流体ジェ
ットヘッド組立体、及び偏向及びガター装置は、米国特
許第３９５５２０３号に説明されている。
帯電板２０の構造は第３図に示されている。
この帯電板は上記米国特許第３９５５２０３号のインク
ジェットヘッド組立体で使用されてよい。帯電電極２川
ま、適当な感光性物質より成る複数の層３０ａ−３０ｃ
から構成される。
層３０ａ一３０ｃの各々は、一連の関孔３２及び３４を
含むが、更に各層は適当な導体４０ａ−４０ｂを含んで
よい。これらの導体は、第１の関孔３２及び３４に隣接
した場所から第２の開孔３６及び３８へ伸長される。開
孔３２，３４，３６，３８及び導体４０ａ−４０ｂの配
置は帯電板の構造を決定する要素であり、帯電板２０は
、選択されたパターンで相互に積層された複数の層３０
ａ−３０ｃを含む。個々の層は、マスクを通して感光性
物質が感応する或る波長の光へ感光性物質を露光し、次
いで物質特性を変えるように感光性物質を熱処理するこ
とによって製造される。
この処理操作は第１図に示されるが、この図では１つの
関孔のみが示される。層３０は、マスク２９を通して、
光源２２のような適当な源からの照射へ露光される。次
いで、層は食刻液を塗布され、その結果、露光領域の物
質は食刻によって除去される。この操作によって関孔及
び導体路が層の中に形成され、第２図に示されるように
最終仕上げの層ができる。選択された帯電板を製造する
のに必要な全ての他の層も、同様にして作られる。感光
性物質のための食刻手法も周知である。関連出願として
、感光性物質のための新規な二重露光二重食刻手法を開
示しているものがあり、この手法は帯電板のような精密
部品の製造に特に適用することができる。導体の金属化
は、食刻された導体路を金属ペーストで充填し、導体を
形成するように金属ペーストを癒合させる熱処理によっ
て達成される。
他の方法として、導体は適当な共融合金から形成されて
よく、この共融合金は加熱され、そして毛管作用により
導体路へ引込まれる。金属化ステップは、帯電板の組立
て過程中の最終ステップと組合わせることが望ましい。
最終の組立てステップは、適当な固着手段を用いて全て
の個々の層を積層構成に揃える（全ての対応する開孔を
揃える）ことを含む。次いで帯電板組立体は、自己拡散
接着を達成するのに十分な温度及び時間で熱処理される
ことによって接着される。熱処理は、導体及びスルーホ
ール接続を同時に形成するように働く。何故ならば、通
常、金属化物質は接着温度に合わせて選択されるからで
ある。本発明の方法は、一般的に言って、顕著に異なっ
た化学作用を行なう複数の共存相へ変換することのでき
る任意の単一物質に対して有効である。しかし望ましい
物質としては、感光性ガラスがよい。適当な感光性ガラ
スの例は、コーニング・グラス社によってフオトセラム
（Ｆｏｔｏ−Ｃｅｒａｍ）の商品名で販売されている。
このガラスは、適当なマスクを通して水銀／キセノン光
へ選択的に露光される。次いで、この物質は、約３０分
の間、約５９２０の温度へ層を加熱することによって熱
処理される。この熱処理は、露光領域におけるガラス特
性を変化させ、露光領域は、１２％フッ化水素酸水溶液
のような適当な食刻液により非常に早い食刻速度で浸蝕
される。
食刻動作は、帯電トンネル用及び相互接続用の導体スロ
ット及びスルーホールについて行なわれる。二重露光二
重食刻手法を利用すれば、正確な仕上り寸法を持ったス
ルーホール及び選択された深さの導体スロットを形成す
ることができる。各々の層が作られた後に、金属化の方
法として二種が考えられる。
１つの方法は、金属粉を適当な結合剤に溶かしたペース
トを導体スロットへ充填することである。
次いで、層が加熱され、スロット中に電気導体が形成さ
れるように金属ペーストが癒合される。もし所望ならば
、金属パターンがスロット中で確実に形成されるように
、層を重ねてもよい。他方、金属ペーストを前と同じよ
うに導体スロット中に充填し、各々の層を積層化する熱
処理の１環として、金属粉を癒合させる熱処理を施して
もよい。
金属化を実現する他の方法は、共融合金を使用すること
であり、このような合金として、例えば約３１０ｑｏの
融点を有する金一シリコン共融合金がある。
金属化は、合金の融点を超える温度へ帯電板を加熱する
ことによって達成されるが、この場合、金属は毛管作用
によって導体スロット中に引込まれる。或る場合には、
この処理操作は接着操作と併行して達成することができ
る。これらの金属化手法は、インキの腐食作用に対して
帯電電極を保護するためのパッシベーション・ステップ
を必要としない利益がある。
何故ならば、インキは誘電体基板によって導体から分離
されているからである。各々の層を接着するための熱処
理は、先ず適当な固着手段を使用して、スルーホールが
同軸的に揃うように、適当に設計された層を適当な順序
に揃えることによって行なわれる。
次いで、揃えられた層は、約１２一１独時間の間、約９
０ぴ０の熱を加えられ、自己拡散接着による積層体が形
成される。もし所望ならば、各層の接触を保つために、
加熱操作の間、固着手段によって軽い圧力を加えてもよ
い。本明細書において完成した組立体との関連で「層」
の語が使用されるが、「層」の個別性は積層過程で失わ
れるかも知れない。第３図に示される帯電電極の実施例
は、感光性物質より成る複数の層を含む。
これらの各層は「前述したように感光性ガラスを処理す
ることにより、特定の帯電電極２０を作るために個別化
された層へ形成される。第３図に示される帯電電極の実
施例において、第１の層３０ａ及び第２の層３０ｂは、
一連の導体４０ａ−４０ｂを有する。層３０ａにおいて
は、導体４０ａが隣接した開孔３２から開孔３６へ延長
され、層３０ｂにおいては、導体４０ｂが関孔３４から
関孔３８へ延長される。導体４０ａの部分４２は開孔３
２を囲むが「それから離隔されており、導体４０ｂの部
分４４は開孔３４を囲んでいる。この構成によれば、導
体は帯電トンネルを形成する開孔３２及び３４と接触し
ないようになっている。第４図の端子４６，４８へ印加
された電位は、後続する偏向動作のために、形成された
ばかりのドロップを帯電するのに十分な電界を生じるが
、電極はインクに触れないよう密閉されている。第４図
のスルーホール接続４７及び４９は、異なった層の上の
全ての対応する導体に対して電気接続を生じる金属化ス
テップの間に形成され、端子４６及び４８へ接続される
電気信号は、接続された帯電トンネルで対応する電界を
生じるようにされる。帯電板２０を作るためには、選択
された数の層３０ａ及び３０ｂが配置され、開孔３２，
３４及び３６，３８が揃えられ、積層体の上部及び下部
に層３０ｃが置かれる。
層３０ｃは導体パターンを有しないが、対応する関孔２
１，２２及びスルーホール接続４７，４９を有する。前
述した如くこれらの層は熱処理ステップで相互に接着さ
れ「第４図に示される帯電板２０が形成される。この帯
電板は複数列の開孔を有する。即ち、開孔２１は１列の
整列した開孔を表わし、開孔２２は他の列の整列された
関孔を表わす。関孔２１，２２（従って開孔３２及び３
４）は同じ大きさであり、各層の上の同じ位置に設けら
れる。層３Ｑａ一３０ｂは任意の適当な手法によって作
ることができる。
１つの適当な手法は、関連出願に説明されている二重露
出二重食刻手法である。
この手法が有用である理由は、開孔が第２食刻動作で正
確に選択された大きさへ食刻され、同時に適当な導線の
深さを生じるからである。第５図に示される本発明の実
施例は、関孔５２，５４及び５６，５８のパターンｔ及
び導体６０及び６２のパターンを有する層５０を含む。
導体６０は層５０の上部表面に設けられ「導体６２は層
５０の下部表面に設けられる。導体パターンは２ステッ
プの処理で食刻される。下部表面が適当な材料によって
マスクされている間に、導体６０のためのスロットが食
刻され、上部表面がマスクされている間に導体６２が食
刻される。帯電板は、層５０をサンドイッチにした２枚
の層６４で組立てられるが「 これらの層は関孔５２，
５４及び５６，５８を有する。これらの層はｔ前述した
如く、自己拡散接着操作によって積層される。第７図に
示される本発明の実施例は、複数個の層を使用しており
、層には関孔７２，７４及び７６，７８が食刻孔を貫通
されている。中間層８０は関孔７２？ ７４及び７６，
７８１こ対応する関孔及び導体８４を有する。中間層８
６は関孔７２，７４，７６，７８１こ対応する食刻開孔
を有する。第８図に示される如く、これらの層、及び７
２，７４蔓 ？６に対応する開孔及び開孔７８を含む上
部及び下部の層８８はこれらの関孔の全てが整列するよ
うに積層される。次いでこれらの層は相互に接着され、
前述した如く、多層帯電板を形成するために金属化工程
を施される。
【図面の簡単な説明】
第１図は多層帯電板の１枚の層に対してとられる露光ス
テップを示す斜視図、第２図は帯電板の仕上り層の１部
を示す斜視図、第３図は本発明に従って構成される帯電
板構造体の分解図、第４図は第３図の多層帯電板を集成
したものの斜視図、第５図は本発明に従って構成される
第２の帯電板構造体の分解図、第６図は第５図の多層帯
電板を集成したものの斜視図、第７図は本発明に従って
構成される第３の帯電板構造体の分解図、第８図は第７
図の多層帯電板を集成したものの斜視図である。 ２０…・・・帯電板、２１，２２……トンネル関孔、３
０ａ−３０ｃ・・・・・・層、３２，３４，３６，３８
・・・…関孔、４０ａ一４０ｂ……導体、４６，４８…
…端子、４７，４９……スルーホール接続。 ＦＩＧ．’ ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ．４ ＦＩＧ．５ ＦＩＧ． ＦＩＧ．７ ＦＩＧ．８

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 感光性物質の板体を食刻して複数の開孔及び導電路
    より成る予定のパターンを有する層状体を形成し、各々
    の食刻層状体の対応する開孔が同軸的に揃うように上記
    食刻層状体を複数枚積重ね、積重ねられた層状体が相互
    に接着するのに十分な温度及び時間の間、上記層状体を
    加熱し、上記導電路に沿って電気を導く回路を形成する
    ため該導電路を金属化処理することを特徴とする積層帯
    電電極板を製造する方法。
JP52140831A 1976-12-27 1977-11-25 積層帯電電極板の製造方法 Expired JPS609910B2 (ja)

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US05/754,708 US4096626A (en) 1976-12-27 1976-12-27 Method of making multi-layer photosensitive glass ceramic charge plate

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JPS5382415A JPS5382415A (en) 1978-07-20
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