JPH07227992A - 記録ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極とノズルの位置ずれのない高品質な記録
ヘッドおよびその記録ヘッドを容易かつ高精度に製造可
能な製造方法を提供する。 【構成】 個別電極１６を形成した基板１４上に感光性
樹脂層を形成し、これを露光・現像してノズルの隔壁と
なる凸部１５を形成してヘッドカバー部を作成し、ヘッ
ド基板１１にインク供給口、インク室およびノズルの一
壁面となる凹部１２を形成してヘッド基板を作成し、こ
れらを接合して記録ヘッドを完成させる。さらに、個別
電極１６の形成と同時に基板１４に形成した位置合わせ
用マークと、フォトマスクに形成したマークを合わせる
ことにより、フォトマスクを基板１４上の正しい位置に
設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気粘性流体をインク
として用いる直接記録式の記録ヘッドに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクとして電気粘性流体を用
い、紙等の被記録体とノズルを接触させた状態でノズル
からインクを吐出させて、インクを飛翔させることなく
被記録体に直接付着させて記録を行なう記録装置があ
る。

【０００３】例えば、特開平４−２５７４８５号公報に
開示されており、これはインクに記録媒体へ向かう方向
の静圧を加えておいて、ノズル内に設けられた電極対に
よりノズル内のインクに電界を印加し、その粘度を変化
させてノズルからのインクの吐出を制御するものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記ノズルの吐出孔
は、例えば４５×４０μｍというように非常に微細なも
ので、さらにこの内部に電極を形成するため、その製造
が非常に難しかった。

【０００５】特に、ヘッド基板とヘッドカバー部を組み
合わせて記録ヘッドを形成する際に、一方に形成された
ノズルとなる凹部と他方に形成された電極との位置合わ
せが難しい。この位置合わせがずれていると、ノズル内
の電極がない部分からインク漏れをおこして記録品質を
低下させてしまう。

【０００６】さらに、ノズルとなる微細な凹部の一壁面
に電極の成膜やパターニングを行なうことも非常に困難
なことである。蒸着やスパッタリング等の真空を利用し
た方法で電極を形成すると、凹部の各壁面に電極材料が
付着してしまい、不要な電極材料を除去しないと電界分
布がばらつき、やはり記録品質を低下させることにな
る。この電極材料の除去作業も、凹部が微細であるため
非常に難しい。また、パターニングするために、フォト
レジストを微細な凹凸のある基板に均一な厚みで形成す
ることも難しい。

【０００７】本発明は、電極とノズルの位置ずれのない
高品質な記録ヘッドおよびその記録ヘッドを容易かつ高
精度に製造可能な製造方法を提供することを目的として
いる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、電気粘性流体
をインクとして用い、複数のノズルから選択的にインク
を吐出して、インクを飛翔させることなく直接に被記録
体へ付着させる記録ヘッドにおいて、上記各ノズル間の
隔壁を感光性樹脂で形成することにより、上記課題を解
決するものである。

【０００９】また、本発明は、インクが充填されるイン
ク室と共通電極が形成されたヘッド基板と、個別電極が
形成されたヘッドカバー部とによって形成される、電気
粘性流体をインクとして用いる直接記録式の記録ヘッド
の製造方法において、上記ヘッドカバー部に個別電極を
形成する工程と、上記ヘッドカバー部の個別電極を形成
した面を感光性樹脂で被覆する工程と、この感光性樹脂
を露光した後、不要部を除去してノズル間の隔壁となる
凸部を形成する工程とを設けることにより、上記課題を
解決するものである。

【００１０】特に、上記ヘッドカバー部に個別電極を形
成する工程において、上記感光性樹脂を露光するための
フォトマスクと上記ヘッドカバー部との位置合わせ用マ
ークを上記ヘッドカバー部に形成することが好ましい。

【００１１】さらに、上記位置合わせ用マークを上記個
別電極と同じ材料で形成することが好ましい。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１３】図１（ａ）に記録ヘッドを構成するヘッド
基板を示す。ヘッド基板１１には、電気粘性流体である
インクが供給されるインク供給口、インクが充填される
インク室およびノズルとなる凹部１２が形成され、この
凹部１２の底面全面に共通電極１３を設けてある。図１
（ｂ）に記録ヘッドを構成するヘッドカバー部を示す。
ヘッドカバー部は、基板１４上に、ノズルの隔壁とな
る、感光性樹脂からなる凸部１５〜１５を形成し、それ
ぞれノズルと対応した個別電極１６〜１６を設けた構成
となっている。

【００１４】インクとなる電気粘性流体は、顔料や染料
等の着色剤と、含水ポリマ微粒子やセラミック微粒子等
の固体微粒子を、鉱油や炭化水素系液体やシリコーン油
等の電気絶縁性液体に分散させたものである。

【００１５】ヘッド基板１１および基板１４は、プラス
チックやガラスやセラミックス等の絶縁体で形成され
る。共通電極１３および個別電極１６はＣｒ，Ａｌ，Ｎ
ｉ等の金属材料やＩＴＯ等の導電材料からなり、スパッ
タリングや蒸着等の薄膜形成方法や印刷等の手段で厚み
０．１〜５μｍ程度に形成される。互いに隣接している
個別電極間の距離は３０〜２００μｍ程度である。な
お、電極保護のために、ＳｉＯ２，ＳｉＮ等の無機絶縁
膜やポリイミド等の有機絶縁膜を電極上に厚み０．１〜
２０μｍ程度に設けてもよい。

【００１６】上記ヘッド基板と上記ヘッドカバー部は図
２に示したように組み合わされてインク供給口１７、イ
ンク室１８およびノズル１９〜１９を形成する。ノズル
１９内の共通電極と個別電極との距離は３０〜２００μ
ｍ程度である。

【００１７】以上の構成の記録ヘッドにおいて、加圧手
段（図示せず。）によりインクにノズル方向の静圧を１
平方センチメートル当り０．０１〜１ｋｇｆ程度加えて
おき、共通電極１３と個別電極１６によりノズル１９内
のインクに選択的に電界を印加し、インクの粘度を変化
させることによりノズル１９からのインクの吐出を制御
する。すなわち、ノズル１９内のインクに電界を印加し
ていない状態では、インクの粘度が低いので、インクが
ノズルから吐出可能となり、電界を印加している状態で
は、インクの粘度が高くなるので、インクがノズルから
吐出しない。なお、共通電極１３と個別電極１６の間に
印加する電圧は１０〜２００Ｖ程度である。

【００１８】つぎに、上記記録ヘッドの製造方法につい
て説明する。

【００１９】まず、上記ヘッド基板の製造方法について
説明する。図３（ａ）に示したように、まず基板１１
に、インクが供給されるインク供給口、インクが充填さ
れるインク室およびノズルとなる凹部１２を形成する。
これにはプラスチック等の射出成型やエッチング等の方
法が適している。つづいて、図３（ｂ）に示したように
共通電極１３を形成する。その方法としては、マスキン
グして真空蒸着やスッパタリング等の手段を用いる。こ
のようにして、ヘッド基板を形成する。なお、この後
に、電極保護等の目的で電極上に絶縁層を設けてもよ
い。

【００２０】つぎに、上記ヘッドカバー部の製造方法に
ついて説明する。図４（ａ）〜（ｃ）に示したように、
平板状のガラスやプラスチックやセラッミクス等の基板
１４に電極材料からなる電極層１６ａを形成し、これを
パターニングして個別電極１６〜１６を形成する。

【００２１】つづいて、図４（ｄ）に示したように、基
板１４の個別電極１６を形成した側に感光性樹脂層１５
ａを被覆する。感光性樹脂としては、感光性ポリイミド
やポリアミドやドライフィルムレジスト等を利用する。
例えば、フジハント社のドライフィルムレジストＡ−８
００であれば、１００℃で１平方センチメートル当り３
ｋｇの圧力でコートする。

【００２２】感光性樹脂層１５ａの被覆後、室温で１０
分程度放置した後、上記感光性樹脂上にフォトマスクを
設置して露光を行なう。このフォトマスクは、個別電極
１６の隔壁を形成するようにパターニングされている。
露光量は、超高圧水銀灯を用いて１平方センチメートル
当り６０ｍｊ程度で行なう。露光後、室温で１０分程度
放置した後、１％程度の炭酸ナトリウム水溶液を用い
て、３０℃で１平方センチメートル当り１ｋｇのスプレ
ー圧で現像を行ない、水洗を行なうことより、図４
（ｅ）に示したように、感光性樹脂層１５ａは個別電極
間を残して除去され、個別電極１６〜１６の隔壁となる
凸部１５〜１５が形成される。

【００２３】このようにして、ヘッドカバー部を形成す
る。なお、この後に、電極保護等の目的で電極上に絶縁
層を設けてもよい。

【００２４】以上のようにして形成したヘッド基板とヘ
ッドカバー部とを接合して記録ヘッドが完成する。

【００２５】ところで、上記ヘッド基板を製造する際、
個別電極を形成する工程において、図５（ａ）に示した
ように、感光性樹脂層１５ａを露光するためのフォトマ
スクとの位置合わせ用マークＡを個別電極と同じ材料に
て形成してもよい。この場合は、図５（ｂ）に示したよ
うに、フォトマスクに位置合わせマークＡと対応するマ
ークＢを形成し、マークＡとＢを合わせることにより、
ヘッド基板とフォトマスクとを容易に正確な位置合わせ
を行なうことができる。この後、上記と同様の工程によ
りヘッドカバー部を完成させる。そして、図６に示した
ように、ヘッドカバー部２０とヘッド基板２１を接合
し、ヘッドカバー部２０のＣ部分を切除することにより
記録ヘッドが完成する。

【００２６】なお、上記位置合わせマークは三角形に限
るものではない。例えば、図７に示した形状として、ヘ
ッド基板とヘッドカバー部のうち、一方にマーク７ａ〜
７ａを形成し、他方にマーク７ｂを形成し、同図に示し
たように両マークを合わせるようにしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、ノズル間の隔壁を感光
性樹脂で形成するので、製造が容易で、かつ高品質な記
録ヘッドを提供することができる。

【００２８】また、個別電極を形成した平坦な基板上に
感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂を露光・現像す
ることによってノズルの隔壁を形成するので、ノズルと
なる凹部の一壁面のみに個別電極を形成したヘッドカバ
ー部を容易に製造することができる。

【００２９】さらに、個別電極の形成と同時に基板上に
位置合わせマークを形成し、この後工程で感光性樹脂を
露光する際に用いるフォトマスクに上記位置合わせマー
クと対応するマークを設けるようにしたので、両マーク
を合わせるだけでフォトマスクをヘッド基板上の正しい
位置に容易に設置することができる。

【００３０】すなわち、電極とノズルの位置ずれのない
高品質な記録ヘッドを容易かつ高精度に製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による記録ヘッドの要部の構成を示した
斜視図

【図２】本発明による記録ヘッドの他の要部の構成を示
した斜視図

【図３】本発明によるヘッド基板の製造工程を説明する
ための説明図

【図４】本発明によるヘッドカバー部の製造工程を説明
するための説明図

【図５】本発明による記録ヘッドの他の製造方法を説明
するための説明図

【図６】本発明による記録ヘッドの他の製造方法を説明
するための説明図

【図７】位置合わせマークの一例を示した説明図

【符号の説明】

１１ ヘッド基板 １４ 基板 １５ 凸部 １５ａ 感光性樹脂 １６ 個別電極 Ａ，Ｂ，７ａ，７ｂ 位置合わせ用マーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気粘性流体をインクとして用い、複数
   のノズルから選択的にインクを吐出して、インクを飛翔
   させることなく直接に被記録体へ付着させる記録ヘッド
   において、 上記各ノズル間の隔壁が感光性樹脂で形成されているこ
   とを特徴とする記録ヘッド。
2. 【請求項２】 インクが充填されるインク室と共通電極
   が形成されたヘッド基板と、個別電極が形成されたヘッ
   ドカバー部とによって形成される記録ヘッドの製造方法
   において、 上記ヘッドカバー部に個別電極を形成する工程と、 上記ヘッドカバー部の個別電極を形成した面を感光性樹
   脂で被覆する工程と、 この感光性樹脂を露光した後、不要部を除去してノズル
   間の隔壁となる凸部を形成する工程と、 を有することを特徴とする記録ヘッドの製造方法。
3. 【請求項３】 上記ヘッドカバー部に個別電極を形成す
   る工程において、上記感光性樹脂を露光するためのフォ
   トマスクと上記ヘッドカバー部との位置合わせ用マーク
   を上記ヘッドカバー部に形成することを特徴とする請求
   項２記載の記録ヘッドの製造方法。
4. 【請求項４】 上記位置合わせ用マークを上記個別電極
   と同じ材料で形成することを特徴とする請求項３記載の
   記録ヘッドの製造方法。