JP2763563B2 - インクジェット記録ヘッドの製造方法 - Google Patents
インクジェット記録ヘッドの製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はインクを吐出するための吐出口形成部材(オ
リフィスプレート)を具えたインクジェット記録ヘッド
の製造方法に関する。
リフィスプレート)を具えたインクジェット記録ヘッド
の製造方法に関する。
[従来の技術] この種のインクジェット記録ヘッドの本体は、例えば
第8図および第9図に示すようにインクを吐出するため
のオリフィス41(吐出口)を有するオリフィスプレート
40と、各オリフィスに連通したインク液路401を形成す
るための天板と、インク液路401の一部を構成し、かつ
吐出のためのエネルギーを発生する電気熱変換体101を
有する基板100とによって構成されている。
第8図および第9図に示すようにインクを吐出するため
のオリフィス41(吐出口)を有するオリフィスプレート
40と、各オリフィスに連通したインク液路401を形成す
るための天板と、インク液路401の一部を構成し、かつ
吐出のためのエネルギーを発生する電気熱変換体101を
有する基板100とによって構成されている。
オリフィスプレートはインクを吐出するための微細な
オリフィスを有し、このオリフィスがインクジェット記
録ヘッドの吐出性能を左右する重要な要素となってい
る。すなわち、インクジェット記録ヘッドのオリフィス
プレートは、微少なオリフィスが設けられるため加工性
が良く、また、インクに直接接触するため耐インク性が
良いなどの性能を必要とされる。
オリフィスを有し、このオリフィスがインクジェット記
録ヘッドの吐出性能を左右する重要な要素となってい
る。すなわち、インクジェット記録ヘッドのオリフィス
プレートは、微少なオリフィスが設けられるため加工性
が良く、また、インクに直接接触するため耐インク性が
良いなどの性能を必要とされる。
従来、上記の性能を満たす材料として、SuS,ニッケ
ル,Cr,Alなどの金属板や、所望の厚み材料を簡易に、し
かも安価に得られる、PI,PES,PEEK,PEなどの樹脂フィル
ム材などが用いられていた。
ル,Cr,Alなどの金属板や、所望の厚み材料を簡易に、し
かも安価に得られる、PI,PES,PEEK,PEなどの樹脂フィル
ム材などが用いられていた。
一方、近年の記録技術の進歩に伴って高速,高精細な
記録が要求されるようになりつつあり、このため、オリ
フィスはその大きさ(オリフィス径)が微小で、かつ高
密度に形成されるようになってきた。この結果、オリフ
ィスの加工法も様々な工夫がなされており、なかでもレ
ーザー光を用いた加工は、微細加工に適しているため、
オリフィスの加工にも用いられている。
記録が要求されるようになりつつあり、このため、オリ
フィスはその大きさ(オリフィス径)が微小で、かつ高
密度に形成されるようになってきた。この結果、オリフ
ィスの加工法も様々な工夫がなされており、なかでもレ
ーザー光を用いた加工は、微細加工に適しているため、
オリフィスの加工にも用いられている。
ところが、微小なオリフィスのあいたオリフィスプレ
ートと、これに対応したインク液路を接合することは極
めて難しく、互いの位置ずれが多々生じて吐出性能が劣
化し記録品位が低下することがあった。また、接合に際
してなんらかの接着剤を用いるが、位置ずれにより接合
時にその接着でインク液路を防いでしまうこともあっ
た。このため、最近ではオリフィスプレートの材料とし
ての樹脂フィルムをヘッドに接合した後に、レーザー光
によってオリフィス加工をする方法がとられるようにな
った。
ートと、これに対応したインク液路を接合することは極
めて難しく、互いの位置ずれが多々生じて吐出性能が劣
化し記録品位が低下することがあった。また、接合に際
してなんらかの接着剤を用いるが、位置ずれにより接合
時にその接着でインク液路を防いでしまうこともあっ
た。このため、最近ではオリフィスプレートの材料とし
ての樹脂フィルムをヘッドに接合した後に、レーザー光
によってオリフィス加工をする方法がとられるようにな
った。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来の方法では以下に説明する種々の
問題点があった。
問題点があった。
すなわち、インクジェット記録ヘッドのオリフィス
は、その形状がインク液路側から吐出口側に向うほど径
が小さくなるいわゆるテーパ状が望ましい。しかしなが
ら、従来の単一のフィルムにレーザー加工を施す場合
は、第9図に示されるように吐出口側からインク液路に
行くほど径が小さくなるテーパ形状になってしまうとい
う問題点があった。
は、その形状がインク液路側から吐出口側に向うほど径
が小さくなるいわゆるテーパ状が望ましい。しかしなが
ら、従来の単一のフィルムにレーザー加工を施す場合
は、第9図に示されるように吐出口側からインク液路に
行くほど径が小さくなるテーパ形状になってしまうとい
う問題点があった。
また、インクジェット記録ヘッドのオリフィスは、吐
出口面が不用なインクや結露等によって濡れないため、
あるいはインクの浸み込みを防止するため撥水性を有す
ることが望ましいが、従来はオリフィスを加工した後、
撥水処理を施していた。この場合、オリフィス内部に撥
水材が進入したり、均一な撥水面が得られないなどの問
題点があった。
出口面が不用なインクや結露等によって濡れないため、
あるいはインクの浸み込みを防止するため撥水性を有す
ることが望ましいが、従来はオリフィスを加工した後、
撥水処理を施していた。この場合、オリフィス内部に撥
水材が進入したり、均一な撥水面が得られないなどの問
題点があった。
本発明は、上述した従来の問題点を解消するためにな
されたものであり、その目的とするところは複数種類の
材料で構成したオリフィスプレートにオリフィスを加工
することにより、吐出性能を向上させたインクジェット
記録ヘッドを提供することにある。
されたものであり、その目的とするところは複数種類の
材料で構成したオリフィスプレートにオリフィスを加工
することにより、吐出性能を向上させたインクジェット
記録ヘッドを提供することにある。
[課題を解決するための手段] そのために本発明ではインクを吐出するための吐出口
を有する吐出口形成部材と、前記吐出口に連通したイン
ク液路と、該インク液路の一部に配設され、インクを吐
出するために利用されるエネルギを発生する吐出エネル
ギ発生素子とを有し、飛翔液滴を形成して記録を行うイ
ンクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記吐出
口形成部材は、その表面にレーザー光に対してマスクと
なる材料で形成され吐出口の一部となる開口を有する層
を有し、該層を介してレーザー加工することで吐出口を
形成することを特徴とする。
を有する吐出口形成部材と、前記吐出口に連通したイン
ク液路と、該インク液路の一部に配設され、インクを吐
出するために利用されるエネルギを発生する吐出エネル
ギ発生素子とを有し、飛翔液滴を形成して記録を行うイ
ンクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記吐出
口形成部材は、その表面にレーザー光に対してマスクと
なる材料で形成され吐出口の一部となる開口を有する層
を有し、該層を介してレーザー加工することで吐出口を
形成することを特徴とする。
[作用] 以上の構成によれば、吐出口の加工性を向上させ、吐
出口加工による弊害の派生を防止することができる。
出口加工による弊害の派生を防止することができる。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第1図は本発明の一実施例に係るインクジェット記録
ヘッドを示し、インクタンクを一体としたディスポーザ
ブルなものである。
ヘッドを示し、インクタンクを一体としたディスポーザ
ブルなものである。
図に示すインクジェット記録ヘッド第8図に示したよ
うに、インク液路および共通液室を構成するための凹部
(以下、溝)を一体に形成した天板と、吐出エネルギー
を発生するための電気熱変換体(以下、吐出ヒータ)お
よびこれに電気信号を供給するためのAl配線とが成膜技
術によってSi基板上に形成された基板(以下、ヒータボ
ード)とを接合することによって構成される記録ヘッド
本体(不図示)を具え、この接合によって形成されるイ
ンク液路の開口を配する開口配設面には、図に示される
ように後述されるオリフィスプレート40a,40bが貼り合
わされる。
うに、インク液路および共通液室を構成するための凹部
(以下、溝)を一体に形成した天板と、吐出エネルギー
を発生するための電気熱変換体(以下、吐出ヒータ)お
よびこれに電気信号を供給するためのAl配線とが成膜技
術によってSi基板上に形成された基板(以下、ヒータボ
ード)とを接合することによって構成される記録ヘッド
本体(不図示)を具え、この接合によって形成されるイ
ンク液路の開口を配する開口配設面には、図に示される
ように後述されるオリフィスプレート40a,40bが貼り合
わされる。
また、図中600は記録ヘッド本体に隣接して配設され
るサブインクタンクであり、このサブインクタンク600
および上記本体は蓋300および800によって支持される。
さらに、1000はカートリッジ本体、1100はカートリッジ
本体の蓋部材である。カートリッジ本体内部にはインク
タンクが内蔵され、サブインクタンク600に適宜インク
を供給する。
るサブインクタンクであり、このサブインクタンク600
および上記本体は蓋300および800によって支持される。
さらに、1000はカートリッジ本体、1100はカートリッジ
本体の蓋部材である。カートリッジ本体内部にはインク
タンクが内蔵され、サブインクタンク600に適宜インク
を供給する。
第2図は本発明の一実施例によりインクジェット記録
ヘッドのインク液路断面である。同図において、40aは
2種に材料からなるオリフィスプレートの一方のプレー
トであり、40bはもう一方のオリフィスプレートであ
る。本実施例では、プレート40aの材料として厚さ約20
μmのPIフィルム、プレート40bの材料としては、PIフ
ィルム40aをインク液路の開口が配される開口面に接合
するための厚さ約20μmのドライフィルム(東京応化製
SE−320)を用いた。
ヘッドのインク液路断面である。同図において、40aは
2種に材料からなるオリフィスプレートの一方のプレー
トであり、40bはもう一方のオリフィスプレートであ
る。本実施例では、プレート40aの材料として厚さ約20
μmのPIフィルム、プレート40bの材料としては、PIフ
ィルム40aをインク液路の開口が配される開口面に接合
するための厚さ約20μmのドライフィルム(東京応化製
SE−320)を用いた。
また、本実施例においては、PIフィルム40aとドライ
フィルム40bを接合してからインク液路の開口面に接合
したが、むろんドライフィルム40bを開口面に接合した
後にPIフィルム40aを接合しても良い。この接合により
記録ヘッド本体は第3図に示す状態となる。
フィルム40bを接合してからインク液路の開口面に接合
したが、むろんドライフィルム40bを開口面に接合した
後にPIフィルム40aを接合しても良い。この接合により
記録ヘッド本体は第3図に示す状態となる。
次に、オリフィスプレートを接合した記録ヘッド本体
にレーザー光によってオリフィスを加工する。本実施例
では、エキシマレーザーを使用した。第4図に示すよう
に、まず、オリフィスの形状91を有したSuSのマスク9
を用い、インク液路の開口とマスク9のオリフィス形状
91との位置合せをした後、エキシマレーザー光をマスク
9に数秒間照射する。オリフィスプレート40a,40bはエ
キシマレーザー光により照射された部分が除去され、オ
リフィス41が形成される。このとき、フィルムの材質に
より除去される範囲が変化するため第2図に示すような
形状のオリフィス41が得られる。
にレーザー光によってオリフィスを加工する。本実施例
では、エキシマレーザーを使用した。第4図に示すよう
に、まず、オリフィスの形状91を有したSuSのマスク9
を用い、インク液路の開口とマスク9のオリフィス形状
91との位置合せをした後、エキシマレーザー光をマスク
9に数秒間照射する。オリフィスプレート40a,40bはエ
キシマレーザー光により照射された部分が除去され、オ
リフィス41が形成される。このとき、フィルムの材質に
より除去される範囲が変化するため第2図に示すような
形状のオリフィス41が得られる。
第2図に示すように先端に向うほど径が小さくなる形
状は、吐出速度が増加し、また吐出方向も一定になるな
どの効果があり、記録画像品位の向上につながる。
状は、吐出速度が増加し、また吐出方向も一定になるな
どの効果があり、記録画像品位の向上につながる。
第5図および第6図は本発明の他の実施例に関し、第
2図と同様の断面図である。インク液路401の形状およ
びオリフィスプレート40bの材料は第2図と同様のドラ
イフィルムを用いる。次に、SUS等にエッチングを施す
ことによりオリフィスと形成した金属材40a′をインク
液路の開口と位置合わせしながら接合する。この状態を
第5図に示す。
2図と同様の断面図である。インク液路401の形状およ
びオリフィスプレート40bの材料は第2図と同様のドラ
イフィルムを用いる。次に、SUS等にエッチングを施す
ことによりオリフィスと形成した金属材40a′をインク
液路の開口と位置合わせしながら接合する。この状態を
第5図に示す。
次に、第1の実施例と同じようにエキシマレーザー光
を照射してオリフィスを加工する。この状態を第6図に
示す。第6図からわかるように本実施例ではマスクを兼
ねたSUS材40a′がそのままオリフィスプレートとなるた
めレーザー加工用のマスクを別に用意する必要がないと
いう効果が得られる。
を照射してオリフィスを加工する。この状態を第6図に
示す。第6図からわかるように本実施例ではマスクを兼
ねたSUS材40a′がそのままオリフィスプレートとなるた
めレーザー加工用のマスクを別に用意する必要がないと
いう効果が得られる。
なお、さらに他の実施例について説明する。インク液
路の形状およびオリフィスプレート40bの材料は上述の
実施例と同じであり、オリフィスプレート40aの材料と
して撥水性を有したマイラー,テドラーなどのフィルム
を用いる。予めこのフィルム40aをプレート40bと接合
し、次に、インク液路の開口面に接合する。しかる後、
エキシマレーザー光にて、オリフィスを加工する。本実
施例によって得られる記録ヘッドは吐出口面となるオリ
フィスプレートに撥水性があるため、吐出口面に不要な
インク溜りや結露が生ぜず、これらの影響を排した安定
した吐出が可能となる。
路の形状およびオリフィスプレート40bの材料は上述の
実施例と同じであり、オリフィスプレート40aの材料と
して撥水性を有したマイラー,テドラーなどのフィルム
を用いる。予めこのフィルム40aをプレート40bと接合
し、次に、インク液路の開口面に接合する。しかる後、
エキシマレーザー光にて、オリフィスを加工する。本実
施例によって得られる記録ヘッドは吐出口面となるオリ
フィスプレートに撥水性があるため、吐出口面に不要な
インク溜りや結露が生ぜず、これらの影響を排した安定
した吐出が可能となる。
以上説明した記録ヘッド本体は、第1図に示すような
カートリッジ形態で得ることができ、さらにこれを用い
て第7図のようなインクジェットプリンタ、すなわち、
ディスポーザブルのカートリッジを用いるインクジェッ
トプリンタを構成することができる。
カートリッジ形態で得ることができ、さらにこれを用い
て第7図のようなインクジェットプリンタ、すなわち、
ディスポーザブルのカートリッジを用いるインクジェッ
トプリンタを構成することができる。
なお、第7図のおいて8は第1図に示したカートリッ
ジであり、このカートリッジ8は、押え部材81によりキ
ャリッジ15の上に固定されており、これらはシャフト21
に沿って長手方向に往復動可能となっている。また、キ
ャリッジ15に対する位置決めは、例えば蓋300に設けた
穴と、キャリッジ15側に設けたダボ等により行うことが
できる。さらに、電気的接続は配線基板に設けた接続パ
ッドに、キャリッジ15上のコネクタを結合させればよ
い。
ジであり、このカートリッジ8は、押え部材81によりキ
ャリッジ15の上に固定されており、これらはシャフト21
に沿って長手方向に往復動可能となっている。また、キ
ャリッジ15に対する位置決めは、例えば蓋300に設けた
穴と、キャリッジ15側に設けたダボ等により行うことが
できる。さらに、電気的接続は配線基板に設けた接続パ
ッドに、キャリッジ15上のコネクタを結合させればよ
い。
記憶ヘッドにより吐出されたインクは、記録ヘッドと
微少間隔をおいて、プラテン19に記録面を規制された記
録媒体18を到達し、記録媒体18上に画像を形成する。
微少間隔をおいて、プラテン19に記録面を規制された記
録媒体18を到達し、記録媒体18上に画像を形成する。
記憶ヘッドには、ケーブル16およびこれに結合する端
子を介して適宜のデータ供給源より画像データに応じた
吐出信号が供給される。カートリッジ8は、用いるイン
ク色等に応じて、1ないし複数個(図では2個)を設け
ることができる。
子を介して適宜のデータ供給源より画像データに応じた
吐出信号が供給される。カートリッジ8は、用いるイン
ク色等に応じて、1ないし複数個(図では2個)を設け
ることができる。
また、第7図において、17はキャリッジ15をシャフト
21に沿って走査させるためのキャリッジモータ、22はモ
ータ17の駆動力をキャリッジ15に伝達するワイヤであ
る。また、20はプラテンローラ19に結合して記録媒体18
を搬送させるためのフィードモータである。
21に沿って走査させるためのキャリッジモータ、22はモ
ータ17の駆動力をキャリッジ15に伝達するワイヤであ
る。また、20はプラテンローラ19に結合して記録媒体18
を搬送させるためのフィードモータである。
[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、吐
出の加工性を向上させ、吐出口加工の弊害の派生を防止
することができる。
出の加工性を向上させ、吐出口加工の弊害の派生を防止
することができる。
この結果は、予め形成された吐出口形成部材(オリフ
ィスプレート)に従来の吐出口(オリフィス)加工を施
すのみで従来に比較してより吐出性能を向上させること
ができる。
ィスプレート)に従来の吐出口(オリフィス)加工を施
すのみで従来に比較してより吐出性能を向上させること
ができる。
第1図は本発明の一実施例にかかるインクジェット記録
ヘッドカートリッジの外観斜視図、 第2図は第1図に示したカートリッジを構成する記憶ヘ
ッド本体の断面図、 第3図および第4図は第2図に示した記憶ヘッド本体の
オリフィス加工過程を示す模式的斜視図、 第5図および第6図は本発明の他の実施例に関するオリ
フィス加工過程を示す断面図、 第7図は本発明の実施例に関する記録ヘッドカートリッ
ジが装着されるインクジェットプリンタの一例を示す斜
視図、 第8図および第9図はインクジェット記録ヘッドの一従
来例を示すそれぞれ分解斜視図および断面図である。 40a,40a′,40b……オリフィスプレート、 41……オリフィス、 100……基板(ヒータボード)、 101……電気熱変換体、 400……天板、 401……インク液路。
ヘッドカートリッジの外観斜視図、 第2図は第1図に示したカートリッジを構成する記憶ヘ
ッド本体の断面図、 第3図および第4図は第2図に示した記憶ヘッド本体の
オリフィス加工過程を示す模式的斜視図、 第5図および第6図は本発明の他の実施例に関するオリ
フィス加工過程を示す断面図、 第7図は本発明の実施例に関する記録ヘッドカートリッ
ジが装着されるインクジェットプリンタの一例を示す斜
視図、 第8図および第9図はインクジェット記録ヘッドの一従
来例を示すそれぞれ分解斜視図および断面図である。 40a,40a′,40b……オリフィスプレート、 41……オリフィス、 100……基板(ヒータボード)、 101……電気熱変換体、 400……天板、 401……インク液路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 隆 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−202743(JP,A) 特開 昭57−174272(JP,A) 特開 昭61−32761(JP,A) 特開 昭62−142370(JP,A) 特開 昭63−73643(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/16
Claims (4)
- 【請求項1】インクを吐出するための吐出口を有する吐
出口形成部材と、前記吐出口に連通したインク液路と、
該インク液路の一部に配設され、インクを吐出するため
に利用されるエネルギを発生する吐出エネルギ発生素子
とを有し、飛翔液滴を形成して記録を行うインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法において、 前記吐出口形成部材は、その表面にレーザー光に対して
マスクとなる材料で形成され吐出口の一部となる開口を
有する層を有し、該層を介してレーザー加工することで
吐出口を形成することを特徴とするインクジェット記録
ヘッドの製造方法。 - 【請求項2】前記吐出口のレーザー加工はエキシマレー
ザーにより行われることを特徴とする請求項1記載のイ
ンクジェット記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項3】前記吐出エネルギ発生素子は電気熱変換体
であることを特徴とする請求項1記載のインクジェット
記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項4】前記吐出エネルギ発生素子は熱エネルギを
前記インクに作用させる形態を有することを特徴とする
請求項3記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
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-
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- 1989-01-13 JP JP1007403A patent/JP2763563B2/ja not_active Expired - Fee Related
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