(57)【要約】【課題】  電気化学的手法を用いた、電気メッキ方法や電気エッチング方法において、自由に、パターン、文字、写真画像などを簡便にプリントすることが可能な、コンパクトなプリントヘッドを提供すること。【解決手段】  本発明の電気化学プリントヘッドは、エッチング液１２を満たし、下面に微小な穴の開いたタンク１１と、タンク１１の外側に配置された接触電極１４に対して、負または零電位となるように、タンク内に配置した容器内電極１３に選択的に電圧を印加するためのスイッチ配線１８とを備え、微小穴を金属媒体にほぼ密着させながら移動させ、金属媒体にパターン形成をする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチング液またはメッキ液を溜めるための容器と、該容器内には前記エッチング液またはメッキ液に電圧を印加するための容器内電極と、前記容器外には、容器外電極とを備え、前記容器の下部には、前記エッチング液またはメッキ液を突出するための微小穴を有することを特徴とする電気化学プリントヘッド。
【請求項２】
前記容器にエッチング液を溜め、前記容器外電極に印加される電圧の電位に対して、前記容器内電極に印加される電圧の電位が、負または零のどちらかとなるように、前記容器内電極または前記容器外電極に印加する電圧を切り替えるスイッチを有することを特徴とする請求項１に記載の電気化学プリントヘッド。
【請求項３】
前記容器にメッキ液を溜め、前記容器外電極に印加される電圧の電位に対して、前記容器内電極に印加される電圧の電位が、正または零のどちらかとなるように、前記容器内電極または前記容器外電極に印加する電圧を切り替えるスイッチを有することを特徴とする請求項１に記載の電気化学プリントヘッド。
【請求項４】
金属媒体と前記容器外電極とを接触させ、さらに前記金属媒体に対して前記微小穴をほぼ密着させながら移動させ、前記金属媒体にパターンを形成することを特徴とする請求項１に記載の電気化学プリントヘッド。
【請求項５】
前記金属媒体は透明導電体であることを特徴とする請求項４に記載の電気化学プリントヘッド。
【請求項６】
前記金属媒体は透明導電体の上に遮光金属媒体を積層した導電媒体であることを特徴とする請求項４に記載の電気化学プリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製品や金属薄膜がコートされた種々の媒体上に文字や、図表、写真などの画像や種々のパターンを自由に画像形成する電気化学プリントヘッドに係わるものである。また、電子デバイスや回路基板上に形成された種々のパターン配線のリーク補正や、断線補正などにも応用できる電気化学プリントヘッドに係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気化学的手法を用いた、電気エッチング方法や電気メッキ方法がある。これらの方法はエッチング液やメッキ液中にカソード電極（正電圧）、とアノード電極（零電圧）を入れる。被エッチング導電媒体をエッチングする時は、被エッチング導電媒体をカソード電極につなぐと通常に比べ素早くエッチングされる。また、被メッキ導電体をメッキする時は被メッキ導電体をアノード電極につなぐと通常に比べ素早くメッキされる。
【０００３】
例えば、特開平９−１０４９９７号公報には、メッキ槽の中に複数のカソード電極、アノード電極が配置させ、かつ、電極をメッシュ状にすることにより、メッキ槽内にある両面フレキシブル基板のパターン導電部にニッケルメッキする際に、槽内の電流密度を平準化させて均一にメッキする技術が開示されている。
【特許文献１】特開平９−１０４９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の電気化学的手法を用いた、電気メッキ方法や電気エッチング方法は、カソード電極、アノード電極、被メッキ部がすべてメッキ槽内に納められており、装置が大きくなる傾向があった。また、既に形成されたパターン導電部にメッキするため、自由なメッキパターンを簡便に形成することが困難であった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は電気化学的手法を用いた、電気メッキ方法や電気エッチング方法において、自由に、パターン、文字、写真画像などを簡便にプリントすることが可能なコンパクトなプリントヘッドを提供することを目的としている。また、電子デバイスや回路基板上に形成された種々のパターン配線のリーク補正や断線の補正を簡便に行う電気化学プリントヘッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電気化学プリントヘッドは、エッチング液またはメッキ液を溜めるための容器と、容器内にはエッチング液またはメッキ液に電圧を印加するための容器内電極と、容器外には、容器外電極とを備え、容器の下部には、前記エッチング液またはメッキ液を突出するための微小穴を有することを特徴とする。
【０００７】
容器にエッチング液を溜め、容器外電極に印加される電圧の電位に対して、容器内電極に印加される電圧の電位が、負または零のどちらかとなるように、容器内電極または容器外電極に印加する電圧を切り替えるスイッチを有することを特徴とする。
【０００８】
容器にメッキ液を溜め、容器外電極に印加される電圧の電位に対して、容器内電極に印加される電圧の電位が、正または零のどちらかとなるように、容器内電極または容器外電極に印加する電圧を切り替えるスイッチを有することを特徴とする。
【０００９】
金属媒体と容器外電極とを接触させ、さらに金属媒体に対して微小穴をほぼ密着させながら移動させ、金属媒体にパターンを形成することを特徴とする。
【００１０】
金属媒体は透明導電体の上に遮光金属媒体を積層した導電媒体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記記載の構成により、本発明の電気化学ヘッドは金属製品などの工芸、美術品や透明導電膜が付着したガラス基板やプラスチック基板、プラシートなどに自由に文字や絵、画像などの種々のパターンを簡便に描画可能となった。また、電子デバイスや回路基板などに形成された金属配線パターンのリーク修正や、断線の修正など、微細な形状の修復も可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の形態を詳述する。電気化学エッチング手法を用いた電気化学プリントヘッドを以下、実施例に記載し、図面に基づいて詳述する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の電気化学プリントヘッドの構成を図１にもとづいて説明する。図１に於いて、容器となるタンク１１には、塩酸水溶液であるエッチング液１２が満たされており、被メッキ物である金属媒体と接する容器の下部には０．５ｍｍ径の微小穴が開いている。また、前記タンク１１内には、銅金属からなる容器内電極１３が配置されている。さらに、タンク１１の外側には、タンク１１と近接して固定された容器外電極の接触電極１４が配置される。また、接触電極１４はガラス基板１７上に形成した透明導電体の厚さ０．２μｍのＩＴＯ膜１６と、遮光金属媒体である厚さ０．１２ミクロンの遮光クロム膜１５とが積層された金属媒体上に接触して配置される。本実施例では、このＩＴＯ膜１６と遮光クロム膜１５は、ガラス基板１７の一面に形成されている。タンク１１の下面における微小穴は、金属媒体である遮光クロム膜１５にほぼ密着させながら、相対移動させることができる。
【００１４】
容器内電極１３には、２０ボルトと零ボルトの電圧を選択して印加するように、電圧を切り替えるスイッチとしてスイッチ配線１８を配置している。また、容器外電極には２０ボルトの電圧が印加される。容器内電極１３を零ボルト（電圧無印加状態）とすると、容器外電極には２０ボルトが印加されているため、容器外電極に印加される電圧の電位に対して、容器内電極に印加される電圧の電位は負となる。また、容器内電極１３に２０ボルトを印加すると、容器外電極には２０ボルトが印加されているため、容器外電極に印加される電圧の電位と容器内電極に印加される電圧の電位に差がなくなり、つまり零となる。
【００１５】
容器内電極に印加する電圧を零とすると、微小穴からしみだすエッチング液１２が、遮光クロム膜１５を瞬時にクロム膜をエッチングし、クロム膜が除去される。また、容器内電極１３に２０ボルトの電圧が印加されると、容器外電極と容器内電極との間の電位差がなくなり、エッチングは緩慢に進む。微小穴からしみだされたエッチング液は極少量なため、すぐに乾いてしまい金属媒体上に余分に残ることは無い。
【００１６】
このように、遮光クロム膜１５上でタンク１１を前後左右に相対移動させると同時に、容器内電極の電圧をスイッチで切り替えることによって、遮光クロム膜上のクロム膜が選択的にエッチングされて削除され、黒地に透明パターンの文字や図表をあたかも筆記具で書くように、素早く、簡便に描画することが可能できた。
【００１７】
ここでは、スイッチ配線を容器内電極に設けたが、容器外電極に印加される電圧の電位
に対して、容器内電極に印加される電圧の電位が負または零となるように制御されるならば、容器外電極にスイッチ配線を設けても構わない。
【実施例２】
【００１８】
本発明の電気化学プリントヘッドの構成を図２にもとづいて説明する。図２に於いて、容器であるタンク２１は硫酸銅水溶液を用いたメッキ液２２を満たしている。その他、容器の下面の微小穴、タンク２１内の銅金属からなる容器内電極２３、容器外電極の接触電極２４の配置は実施例１と同じ構成である。
【００１９】
接触電極２４はガラス基板２７上に形成した透明導電体である厚さ０．２μｍのＩＴＯ膜２６の金属媒体上に接触して配置される。本実施例ではた。このこのＩＴＯ膜２６は、ガラス基板２７の一面に形成されている。タンク２１の下面における微小穴は、金属媒体であるＩＴＯ膜２６にほぼ密着させながら、相対移動させることができる。
【００２０】
容器内電極２３には、２０ボルトと零ボルトの電圧を選択して印加するように、電圧を切り替えるスイッチとしてスイッチ配線１８を配置している。また、容器外電極には零ボルト（電圧無印加状態）としている。容器内電極２３に２０ボルトを印加すると、容器外電極を零ボルトとしているため、容器外電極に印加される電圧の電位に対して、容器内電極に印加される電圧の電位は正となる。また、容器内電極２３に零ボルトとすると、容器外電極にも零ボルトが印加されているため、容器外電極に印加される電圧の電位と容器内電極に印加される電圧の電位に差がなくなり、つまり零となる。
【００２１】
容器内電極に印加する電圧を２０ボルトとすると、微小穴からしみだすメッキ液２２は、金属銅で形成されたメッキ膜２５となり、ＩＴＯ膜２６上に速い速度で形成される。また、容器内電極に電圧が印加されないと、ほとんどＩＴＯ膜２６上ではメッキされない。また、容器内電極２３を零ボルトとすると、容器外電極と容器内電極との間の電位差がなくなり、メッキは緩慢に進む。微小穴からしみだされたメッキ液は極少量なため、すぐに乾いてしまい金属媒体上に余分に残ることは無い。
【００２２】
このように、タンク２１をＩＴＯ膜２６上で前後左右に相対移動させると同時に、容器内電極の電圧をスイッチで切り替えることによって、透明なＩＴＯ膜２６上にメッキ膜２５が選択付加され、透明の地の上に銅色の膜で遮光されたパターンの文字、図表を比較的速い速度で簡便に描画することが可能であった。
【００２３】
ここでは、スイッチ配線を容器内電極に設けたが、容器外電極に印加される電圧の電位に対して、容器内電極に印加される電圧の電位が正または零となるように制御されるならば、容器外電極にスイッチ配線を設けても構わない。
【実施例３】
【００２４】
本発明の他の実施例について図３を用いて説明する。図３においてガラス基板上に金属媒体であるＩＴＯパターン３６が形成されている。このＩＴＯパターン３６にはＩＴＯリーク部３５が発生している。そこで、容器となるタンク３１には、塩酸水溶液であるエッチング液３２を満たし、ＩＴＯパターン３６と接する容器の下部には０．５ｍｍ径の微小穴が開いている。また、タンク３１内には、銅金属からなる容器内電極３３が配置されて、この容器内電極３３に対して−２０ボルトまたは零ボルトの電圧を選択印加可能なスイッチ配線３７が、容器内電極３３と接続配置されている。さらに、タンク３１の外側には、タンク３１と近接して固定された、零ボルトの電圧が印加される容器外電極の接触電極３４が配置される。
【００２５】
このように、接触電極３４に印加される電圧の電位に対して、容器内電極３３に印加さ
れる電圧の電位が、負または零のどちらかになるように選択できるので、容器内電極３３に２０ボルトの電圧が選択印加されると瞬時にタンク３１の下面における微小穴からしみだすエッチング液３２が、ＩＴＯリーク部３５のＩＴＯ膜をエッチングする。また、ＩＴＯリーク部に電圧が印加されないと、エッチングは緩慢に進む。微小穴からしみだされたエッチング液は極少量なため、すぐに乾いてしまい金属媒体上に余分に残ることは無い。ＩＴＯリーク部３５上でタンク３１を前後左右に相対移動させることにより、ＩＴＯリーク部３５のＩＴＯ膜が削除され、ＩＴＯパターンの修復が可能となった。
【実施例４】
【００２６】
本発明の他の実施例について図４を用いて説明する。図４において、基板上に金属膜で形成された電極パターン線４６が配置されている。この電極パターン線４６には断線部４５が発生している。そこで、下面に０．５ミリ径の微小穴が開いている容器であるタンク４１には硫酸銅水溶液を用いたメッキ液４２を満たし、また、タンク４１内には、銅金属からなる容器内電極４３が配置され、２０ボルトまたは零ボルトの電圧を選択印加可能なスイッチ配線４７が配置されている。さらに、タンク４１の外側に近接して固定された、零ボルトの電圧が印加される容器外電極の接触電極４４を配置する。
【００２７】
このように、接触電極４４に印加される電圧の電位に対して、容器内電極４３に印加される電圧の電位が、正または零のどちらかになるように選択できる。容器内電極４３に正の２０ボルトの電圧を印加し、容器外電極の接触電極４４に零電圧を印加すると、タンク４１の下面からメッキ液４２がしみだし、電極パターン線４６に対して容器内電極４３の電圧の電位が正となるので、メッキ膜が断線部４５に速い速度で形成される。また、容器内電極４３に電圧が印加されないと、ほとんど断線部ではメッキされない。容器内電極４３に正の２０ボルトを印加させながら、タンク４１を断線部４５で前後に相対移動させることにより、断線部４５上にメッキ膜が選択付加され、電極パターン線４６の断線が修復された。
【００２８】
なお、本実施例では、容器にペン型のものを用いて、文字や図表などのパターン形成を行ったが、幅広で、ライン状に微小穴を有する容器を採用すれば、ラインごとのパターン形成が可能となり、画面の大きいプリントを行う場合には、プリント時間を短縮でき有利である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の電気化学プリントヘッドを示す模式図である。
【図２】本発明の電気化学プリントヘッドを示す模式図である。
【図３】本発明の電気化学プリントヘッドを示す模式図である。
【図４】本発明の電気化学プリントヘッドを示す模式図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１  タンク
１２  エッチング液
１３  電極
１４  接触電極
１５  遮光クロム膜
１６  ＩＴＯ膜
１７  ガラス基板
２１  タンク
２２  メッキ液
２３  電極
２４  接触電極
２５  メッキ膜
２６  ＩＴＯ膜
２７  ガラス基板
【図１】
2007002270.tif 000003
【図２】
2007002270.tif 000004
【図３】
2007002270.tif 000005
【図４】
2007002270.tif 000006