JP2940431B2 - プリンタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリンタ装置に関する。
詳しくは、オリフィスプレートのインク或いは希釈液を
吐出するためのノズルとなる貫通孔の形状を工夫するこ
とにより、その作製が容易に行われ、吐出量精度が良好
で精度良好な印刷を行うことが可能なプリンタ装置に係
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、特にオフィス等においてデスクト
ップパブリッシングと称されるコンピュータを使用した
文書作成が盛んに行われるようになってきており、最近
では文字や図形だけでなく、写真様のカラーの自然画像
を文字，図形とともに出力するといった要求も増加して
きている。そして、これに伴い、高品位な自然画像をプ
リントすることが要求され、中間調の再現が重要となっ
てきている。

【０００３】また、記録信号に応じてインク液滴をノズ
ルより吐出して紙，フィルム等の記録媒体に記録する、
いわゆるオンデマンド型のプリンタ装置は、小型化，低
コスト化が可能なため、近年急速に普及しつつある。こ
のように、インク液滴を吐出する方法としては、様々な
方法が提案されているが、ピエゾ素子を用いる方法また
は発熱素子を用いる方法が一般的である。前者はピエゾ
素子の変形によりインクに圧力を加えて吐出させる方法
である。後者は、発熱素子によりインクを加熱沸騰させ
て発生する泡の圧力でインクを吐出させる方法である。

【０００４】なお、上記のようにインク液滴を吐出させ
るプリンタ装置のプリントヘッドは、多くの場合、イン
ク液滴を吐出させるための力をインクに加える部分（例
えばピエゾ素子や発熱素子を備えるインク溜まり）とイ
ンク液滴に吐出方向を与えるノズル部分（いわゆるオリ
フィスプレート）により構成されており、上記オリフィ
スプレートは例えば電気メッキを基本とした方法で製造
されている。

【０００５】そして、上記のような中間調を再現する方
法としては、様々な方法が提案されている。すなわち、
第１の方法としてはピエゾ素子或いは発熱素子に与える
電圧やパルス幅を変化させて吐出する液滴サイズを制御
し、印刷ドットの径を可変として階調を表現するものが
挙げられる。

【０００６】しかし、上記第１の方法においては、ピエ
ゾ素子或いは発熱素子に与える電圧やパルス幅を下げす
ぎるとインクが吐出しなくなるため最小液滴径に限界が
あり、表現可能な階調段数が少なく、特に低濃度の表現
が非常に困難であるという欠点を有している。従って、
自然画像のプリントアウトには不満足なものである。

【０００７】また、第２の方法としては、ドット径は変
化させずに１画素を例えば４×４のドットよりなるマト
リクスで構成し、このマトリクス単位でいわゆるディザ
法を用いて階調表現を行う方法が挙げられる。しかし、
この第２の方法においても、１画素を４×４のマトリク
スで構成した場合、１７階調の濃度を表現することがで
きるが、例えば上記第１の方法と同じドット密度で印刷
した場合には解像度が１／４に劣化してしまい、荒さが
目立つため、これも自然画像のプリントアウトには不満
足なものである。

【０００８】そこで、本発明者等は、インクを吐出する
際にインクと希釈液を混合することにより、オンデマン
ド型のプリンタ装置のプリントヘッドから吐出されるイ
ンク液滴の濃度を変化させ、印刷されるドットの濃度を
制御することを可能にし、解像度の劣化を発生させるこ
となく自然画像をプリントアウトするプリンタ装置を提
案してきた。

【０００９】すなわち、図１７に示すように、プリント
ヘッドを構成するオリフィスプレート１０１に、例えば
インク用のノズルとされる第１の孔部１０２と希釈液用
のノズルとされる第２の孔部１０３を、これら第１，２
の孔部１０２，１０３の一端がオリフィスプレート１０
１の表面１０１ａに面する液体吐出部１０４において接
続されるように形成する。

【００１０】なお、上記第２の孔部１０３をオリフィス
プレート１０１の厚さ方向に形成し、その上端側に液体
吐出部１０４を形成するものとし、一方の第１の孔部１
０２をＬ字状に形成して液体吐出部の側面に接続される
ように形成すれば良い。そして、上記第１，２の貫通孔
１０２，１０３の他端を図示しないインク溜まり或いは
希釈液溜まりに接続するようにすれば、インク溜まり及
び希釈液溜まりから第１，２の貫通孔１０２，１０３を
通じてインク及び希釈液は液体吐出部１０４に供給さ
れ、ここで混合されて吐出されることとなり、吐出され
るインク液滴の濃度を変化させ、印刷されるドットの濃
度が制御される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記本
発明者等の提案してきたプリントヘッドにおいては、上
記プリントヘッドを構成するオリフィスプレートの製造
工程が非常に煩雑なものとなっている。以下、上記オリ
フィスプレートの製造工程の一例を示す。

【００１２】すなわち、先ず、図１８に示すように、ス
テンレス等よりなる母材１１１上にドライフィルムレジ
ストをラミネートする、或いは液状レジストをコーティ
ングして露光現像し、第１，２の孔部の一端となる部分
に所定形状のレジストパターン１１２を形成する。

【００１３】次に、図１９に示すように、母材１１１の
レジストパターン１１２形成面上にレジストパターン１
１２と同等の厚さのニッケル膜１１３を電気メッキによ
り形成する。続いて、図２０に示すように、母材１１１
上のレジストパターン１１２，ニッケル膜１１３上に、
ドライフィルムレジストをラミネートする、或いは液状
レジストをコーティングして露光現像し、第１の孔部に
相当するパターン１１２ａと第２の孔部に相当するパタ
ーン１１２ｂを接続するようなレジストパターン１１４
を形成する。

【００１４】次に、図２１に示すように、レジストパタ
ーン１１４形成面上にレジストパターン１１４と同等の
厚さのニッケル膜１１５を電気メッキにより形成する。
次いで、図２２に示すように、母材１１１上のレジスト
パターン１１４，ニッケル膜１１５上に、ドライフィル
ムレジストをラミネートする、或いは液状レジストをコ
ーティングして露光現像し、液体吐出部に相当するレジ
ストパターン１１６を形成する。

【００１５】次に、図２３に示すように、レジストパタ
ーン１１６形成面上にレジストパターン１１６上も含め
てスパッタリング或いは蒸着等の手法によりニッケル薄
膜１１７を形成する。次に、図２４に示すように、レジ
ストパターン１１６形成面上のレジストパターン１１６
形成部分を除いてニッケル薄膜１１７上に、レジストパ
ターン１１６よりも薄いニッケル膜１１８を電気メッキ
により形成する。

【００１６】そして最後に、上記レジストパターン１１
２，１１４，１１６を、例えばＫＯＨ水溶液やＮａＯＨ
水溶液等のレジスト除去液により除去し、ニッケル膜１
１３，１１５、ニッケル薄膜１１７、ニッケル膜１１８
の積層物を母材１１１から剥して図１７に示したような
オリフィスプレートを得る。

【００１７】従って、上述のように、本発明者等が提案
してきたプリントヘッドのオリフィスプレートを製造す
るには、メッキ工程だけで製造を行うことが出来ず、煩
雑である上、スパッタリングや蒸着装置等の高額な装置
が必要であり、製造コストが高価なものとなってしまう
という不都合が生じる。

【００１８】また、上記オリフィスプレートを製造する
には、数回の電気メッキやレジストパターンの形成が必
要とされるため、煩雑である上、作製に要する時間が長
くなってしまい、生産性があまり良好ではない。さらに
は、上記オリフィスプレートを製造するには、数回の電
気メッキを行っており、上記オリフィスプレートにおい
ては、孔部の位置合わせ誤差が大きくなりやすく、液体
の吐出量が不均一となる可能性もあり、印刷精度がばら
つく可能性もある。

【００１９】そこで本発明は従来の実情に鑑みて提案さ
れたものであり、作製が容易に行われ、生産性が良好
で、液体の吐出量が均一で印刷精度良好に印刷を行うこ
とを可能とするプリンタ装置を提供することを目的とす
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明者等は鋭意検討した結果、オリフィスプレー
トに形成されるインク用或いは希釈液用のノズルとなる
孔部の少なくとも一方をオリフィスプレートの厚さ方向
に対して斜めに形成するようにすれば、上記孔部をレー
ザ等の照射により容易に形成することが可能となり、オ
リフィスプレートの作製が容易となり、また従来のよう
な各層間の位置合わせの必要がなくなることからノズル
となる孔部が精度良好に形成され、液体の吐出量を均一
とすることが可能であること、結果的にプリンタ装置の
生産性が良好となり印刷精度も良好となることを見い出
した。

【００２１】すなわち、本発明のプリンタ装置は、オリ
フィスプレートの一方の面から他方の面へと貫通して設
けられ、その一方の面に呈する開口が液体供給口とさ
れ、他方の面に呈する開口が液体吐出口とされた第１の
貫通孔と、オリフィスプレートの一方の面から他方の面
へと貫通して設けられ、その一方の面に呈する開口が液
体供給口とされ、他方の面に呈する開口が液体吐出口と
された第２の貫通孔とを有し、上記第１の貫通孔と上記
第２の貫通孔が対応するように配列され、これら第１の
貫通孔と第２の貫通孔とから供給される液体がオリフィ
スプレート上で混合され吐出されるプリンタヘッドを有
するプリンタ装置において、上記対応する第１の貫通孔
及び第２の貫通孔のうち、少なくとも一方の貫通孔がオ
リフィスプレートの厚さ方向に対して斜めに形成されて
おり、上記第１の貫通孔同士及び第２の貫通孔同士が所
定の配列方向において隣合うようにして配列されている
ことを特徴とするものである。

【００２２】なお、上記本発明のプリンタ装置において
は、上記オリフィスプレートの厚さ方向に対して斜めに
形成される貫通孔がオリフィスプレートの厚さ方向に対
して５°以上傾いていることが好ましい。また、上記本
発明のプリンタ装置においては、上記第１の貫通孔がオ
リフィスプレートの厚さ方向に対して斜めに形成されて
おり、上記第２の貫通孔がオリフィスプレートの厚さ方
向に対して平行に形成されていても良い。

【００２３】さらにまた、上記本発明のプリンタ装置に
おいては、上記第１の貫通孔がインク用のノズルであ
り、上記第２の貫通孔が希釈液用のノズルであることが
好ましい。なお、上記本発明のプリンタ装置において
は、上記第１の貫通孔及び上記第２の貫通孔がオリフィ
スプレートの厚さ方向に対して斜めに形成されていても
良い。

【００２４】そして、上記本発明のプリンタ装置におい
ては、上記第１の貫通孔及び上記第２の貫通孔の断面積
が上記液体供給口側から上記液体吐出口側に向かって小
さくなっていくことが好ましい。さらに、上記本発明の
プリンタ装置においては、上記対応する第１の貫通孔と
第２の貫通孔間の最短距離が、第１の貫通孔同志及び第
２の貫通孔同志の最短距離よりも小さいことが好まし
い。

【００２５】また、上記本発明のプリンタ装置において
は、上記第１の貫通孔が液体吐出口に近づくに従い、上
記第２の貫通孔の液体吐出口に近づいていくようになさ
れていても良い。さらにまた、上記本発明のプリンタ装
置においては、上記第１の貫通孔及び上記第２の貫通孔
が液体吐出口に近づくに従い、互いに近づいていくよう
になされていても良い。

【００２６】そして、上記本発明のプリンタ装置におい
ては、上記第１の貫通孔及び上記第２の貫通孔がレーザ
加工により形成されていることが好ましい。さらに、上
記本発明のプリンタ装置においては、上記第１の貫通孔
とそれに対応する上記第２の貫通孔とが配列される方向
と、第１の貫通孔同志及び第２の貫通孔同志が配列され
る方向とが略直交していることが好ましい。

【００２７】

【作用】本発明のプリンタ装置は、オリフィスプレート
の一方の面から他方の面へと貫通して設けられ、その一
方の面に呈する開口が液体供給口とされ、他方の面に呈
する開口が液体吐出口とされた第１の貫通孔と、オリフ
ィスプレートの一方の面から他方の面へと貫通して設け
られ、その一方の面に呈する開口が液体供給口とされ、
他方の面に呈する開口が液体吐出口とされた第２の貫通
孔とを有し、上記第１の貫通孔と上記第２の貫通孔が対
応するように配列されたプリントヘッドを有しており、
上記対応する第１の貫通孔及び第２の貫通孔のうち、少
なくとも一方の貫通孔がオリフィスプレートの厚さ方向
に対して斜めに形成されているため、上記第１及び第２
の貫通孔はレーザ等の照射により形成される。また、貫
通孔をレーザ等の照射により形成することから、従来の
ような各層の位置合わせが不要となる。

【００２８】さらに、本発明のプリンタ装置において
は、第１の貫通孔同志及び第２の貫通孔同志が所定の配
列方向において隣合うようにして配列されており、上記
第１の貫通孔とそれに対応する上記第２の貫通孔とが配
列される方向と、第１の貫通孔同志及び第２の貫通孔同
志が配列される方向とが略直交するようにすれば、各貫
通孔と光源間の距離が全て同一となるため、全ての焦点
を合わせることが可能となり、これら貫通孔が一度に形
成される。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。この実施例に
おいては、インクを定量側に、希釈液を吐出側に配し、
これらの混合液体であるインク溶液を記録紙等に向かっ
て吐出させるようにした、いわゆるキャリアジェットプ
リンタ装置の例について述べる。

【００３０】実施例１ 本実施例のプリンタ装置は、図１に示すような、オリフ
ィスプレート１１を有するプリントヘッドを有するもの
である。上記オリフィスプレート１１は、オリフィスプ
レート１１の一方の面１１ａから他方の面１１ｂへと貫
通して設けられた一対の貫通孔１，２を有し、その貫通
孔１，２の一方の主面１１ａに呈する開口が液体供給口
１ａ，２ａとされ、他方の主面１１ｂに呈する開口が液
体吐出口１ｂ，２ｂとされてなるものである。

【００３１】そして、上記オリフィスプレート１１にお
いては、一方の貫通孔２がオリフィスプレート１１の厚
さ方向に対して５°以上の傾きを有して斜めに形成さ
れ、他方の貫通孔１がオリフィスプレート１１の厚さ方
向に対して平行に形成されている。なお、以下、一方の
貫通孔２を第１の貫通孔２と称し、他方の貫通孔１を第
２の貫通孔１と称する。さらに、第１の貫通孔２が液体
吐出口２ｂに近づくに従い、第２の貫通孔１の液体吐出
口１ｂに近づいていくようになされている。

【００３２】また、上記オリフィスプレートにおいて
は、第１の貫通孔２をインク用のノズルとしており、第
２の貫通孔１を希釈液用のノズルとしている。さらにま
た、上記オリフィスプレート１１においては、図１及び
図２に示すように、第１，２の貫通孔２，１の断面積が
液体供給口１ａ，２ａ側から液体吐出口１ｂ，２ｂ側に
向かって小さくなっている。すなわち、第１，２の貫通
孔２，１の液体供給口２ａ，１ａ側の断面積をそれぞれ
Ｓ２_a ，Ｓ１_a とし、液体吐出口２ｂ，１ｂ側の断面積
をそれぞれＳ２_b ，Ｓ１_b とした場合、Ｓ２_b ＜Ｓ
２_a、Ｓ１_b ＜Ｓ１_a の関係が成り立つこととなる。

【００３３】そして、上記オリフィスプレートにおいて
は、第２の貫通孔１の液体吐出口１ｂ側の断面積Ｓ１_b
を０．０４ｍｍ² 以下としており、第１の貫通孔２の液
体吐出口２ｂ側の断面積Ｓ２_b を上記断面積Ｓ１_b の１
／３としている。これは、第１の貫通孔２における液体
の流路抵抗を大きくし、吐出する液滴の大きさの制御を
良好とするためである。

【００３４】なお、上記断面積Ｓ１_b は５０μｍ² 〜
０．０４ｍｍ² の範囲、さらには１００μｍ² 〜０．０
１ｍｍ² の範囲とすることが好ましい。上記範囲よりも
大きいと、プリンタ装置として最低限必要とされる解像
度を確保することが困難であり、上記範囲よりも小さい
と、吐出が困難となる。なお、Ｓ１_b が０．０４ｍｍ²
のときの解像度は、７５ｄｐｉ程度であり、０．０１ｍ
ｍ² のときの解像度は、２００ｄｐｉ程度である。

【００３５】さらに、上記断面積Ｓ１_b ，Ｓ２_b の比
（Ｓ２_b ／Ｓ１_b ）は、５／１００００≦Ｓ２_b ／Ｓ１
_b ≦１０、さらには５以下、さらには１／１００≦Ｓ２
_b ／Ｓ１_b ≦５、より望ましくは１／１００≦Ｓ２_b ／
Ｓ１_b ≦１／２とすることが好ましい。断面積の比が１
０よりも大であると、貫通孔の周囲にインクが広がって
しまい、印刷の精度が低下してしまう。また、断面積の
比が５／１００００よりも小さいと、一回で定量可能な
量が少量過ぎる。そして、上記断面積の比の範囲を上記
のように狭めていくと、高精度なインクの定量が可能と
なり、形成されるドットの最低濃度を低くすることも可
能となる。

【００３６】また、上記オリフィスプレートにおいて
は、第１の貫通孔２と第２の貫通孔１の液体吐出口２
ｂ，１ｂ間の最短距離Ｄを１／１０√Ｓ１_b ≦Ｄ≦５√
Ｓ１_b 、または１０〜５００μｍの範囲としている。上
記最短距離Ｄを上記範囲よりも大とすると、インク定量
の応答性が良好とならず、上記範囲よりも小さくする
と、自然混合がし易くなる。

【００３７】さらに、上記オリフィスプレートの厚さ
は、液滴の飛翔方向を安定化するため、また高くなった
液体の圧力に耐え得るように、５０μｍ程度としてい
る。なお、後述の製造方法において述べるように、貫通
孔をレーザ等のエネルギービームの照射により形成する
場合には、上記厚さを１５〜１００μｍ程度とすること
が好ましい。

【００３８】次に、本実施例のプリンタ装置のプリント
ヘッドを示す。上記プリントヘッドは、図３に示すよう
に、上記オリフィスプレート１１の第１の貫通孔２の液
体供給口２ａ側に内部にインク６の充填されている箱状
のインク溜まり１６を配し、第２の貫通孔１の液体供給
口１ａ側に内部に希釈液５の充填されている箱状の希釈
液溜まり１５を配したキャリアジェットプリンタ装置に
対応するものである。そして、上記希釈液溜まり１５の
底面１５ａには発熱素子３が配され、上記インク溜まり
１６の底面１６ａには発熱素子４が配されている。

【００３９】従って、上記プリントヘッドにより印刷を
行う場合には、先ず、図３中に示すように、インク溜ま
り１６内部に充填されているインク６を毛細管現象によ
り第１の貫通孔２に充填して第１のメニスカスＭ₂ を形
成し、希釈液溜まり１５内部に充填されている希釈液５
を毛細管現象により第２の貫通孔１内に充填して第２の
メニスカスＭ₁ を形成する。

【００４０】次に、図４に示すように、インク溜まり１
６の底面１６ａに配された発熱素子４に電圧パルスを与
え、インク溜まり１６内部のインク６を加熱して発熱素
子４に対応する位置に泡Ｂ₂ を発生させる。すると、図
４中に示されるように、インク溜まり１６内部の圧力が
高まり、これに伴って第１の貫通孔２内の圧力も高ま
り、貫通孔２内のインク６が液体吐出口２ｂから押し出
されオリフィスプレート１１の主面１１ｂ上に滴状に付
着する。なお、このとき、インク６の押し出される量
は、発熱素子４に供給される電圧パルスの電圧値または
パルス幅によって制御される。

【００４１】続いて、図５に示すように、希釈液溜まり
１５の底面１５ａに配された発熱素子３に電圧パルスを
与え、希釈液溜まり１５内部の希釈液５を加熱して発熱
素子３に対応する位置に泡Ｂ₁ を発生させる。すると、
図５中に示されるように、希釈液溜まり１５内部の圧力
が高まり、これに伴って第２の貫通孔１内の圧力も高ま
り、貫通孔１内の希釈液５が液体吐出口１ｂから押し出
され、オリフィスプレート１１の主面１１ｂ上に滴状に
付着しているインク６と一体化し、滴状のインク溶液７
が形成される。

【００４２】そしてこのとき、もしくはこれに先立って
発熱素子４への電圧パルスの供給を停止すると、泡Ｂ₂
が急速に消滅し、インク溜まり１６及び第１の貫通孔２
内の内部圧力が低下する。これにより、図６に示される
ように、インク溶液７とインク６間は引きちぎられ、イ
ンク６は第１の貫通孔２内に引き込まれ、再びメニスカ
スＭ₂ を形成する。なお、インク溶液７は柱状に成長す
る。

【００４３】次に、発熱素子３の電圧パルスの供給を停
止する。すると、図７に示すように、泡Ｂ₁ が急速に消
滅して行き、希釈液溜まり１５及び第２の貫通孔１内の
内部圧力が低下し、希釈液５が第２の貫通孔１内に引き
込まれることから、インク溶液７の液体吐出口１ｂ側に
くびれ７ａが生じる。

【００４４】さらに泡Ｂ₁ が小さくなっていくと、図８
に示すように、インク溶液７の飛翔が開始され、図９に
示すように、インク溶液７が空中に飛び出す。そして、
上記インク溶液７は記録媒体上に付着し、印刷がなされ
る。このとき、インクと希釈液の混合物であるインク溶
液７の濃度は第１の貫通孔２から押し出されるインク６
の量により決定され、発熱素子４に与えられる電圧パル
スの振幅やパルス幅によってインク６の量が定量されて
制御される。上記振幅やパルス幅を大きくすると、イン
ク６の量が増加し、小さくするとインク６の量が減少
し、インク溶液７の濃度が変化し、形成されるドットの
濃度が変化する。上記電圧パルスの振幅，パルス幅の可
変範囲は実験的に最適な値に定めれば良い。

【００４５】また、上述のプリントヘッドにおける一連
の動作は一例であり、各動作のタイミングや状態、例え
ばインク溶液の形状、充填動作等は液体吐出口の大きさ
等の構造的要素、インクや希釈液の粘性や表面張力等の
物理的要素、吐出周波数等の動作条件によって変化す
る。

【００４６】上記実施例においては、発熱素子を使用し
たプリントヘッドを有するプリンタ装置の例を示した
が、本発明はピエゾ素子を使用したプリントヘッドを有
するプリンタ装置にも適用可能である。このようなプリ
ンタ装置のプリントヘッドとしては、例えば、図１０に
示すような、上述のオリフィスプレート１１の第１の貫
通孔２の液体供給口２ａ側に内部にインク６の充填され
ている箱状のインク溜まり２６を配し、第２の貫通孔１
の液体供給口１ａ側に内部に希釈液５の充填されている
箱状の希釈液溜まり２５を配したものが挙げられる。そ
して、上記希釈液溜まり２５の側面２５ａにピエゾ素子
２３を配し、上記インク溜まり２６の側面２６ａにはピ
エゾ素子２４が配されている。

【００４７】上記プリントヘッドにおいても前述のプリ
ントヘッドと同様に印刷が行われる。ただし、上記プリ
ントヘッドにおいては、希釈液５及びインク６の押し出
しがピエゾ素子２３，２４に電圧パルスを供給して各ピ
エゾ素子２３，２４を変形させることによりインク溜ま
り２６，希釈液溜まり２５に圧力を加えて行われ、押し
出された希釈液５とインク６によりインク溶液７が形成
される。

【００４８】また、上記実施例においては、オリフィス
プレートの厚さ方向に対して斜めに形成される第１の貫
通孔をインク用のノズルとし、オリフィスプレートの厚
さ方向に対して平行に形成される第２の貫通孔を希釈液
用のノズルとしたキャリアジェットプリンタ装置の例に
ついて述べたが、本発明は第１の貫通孔を希釈液用のノ
ズルとし、第２の貫通孔をインク用のノズルとしたイン
クジェットプリンタ装置にも適用可能である。この場
合、希釈液の量を変化させて階調を表現することとな
る。

【００４９】さらに、上記実施例においては、オリフィ
スプレートの第１及び第２の貫通孔のうちの一方の第１
の貫通孔がオリフィスプレートの厚さ方向に対して斜め
に形成され、第２の貫通孔がオリフィスプレートの厚さ
方向に対して平行に形成される例について述べたが、第
１及び第２の貫通孔の両方をオリフィスプレートの厚さ
方向に対して斜めに形成しても同様の効果が得られる。

【００５０】次に、上記のようなプリンタ装置に使用さ
れているオリフィスプレートの製造方法の例を幾つか述
べる。第１の製造方法においては、先ず、図１１に示す
ように、オリフィスプレートを構成するプレート３１の
一主面３１ａ側からプレート３１の厚さ方向に図中矢印
Ｍ₁ で示すレーザ等のエネルギービームを照射する。な
お、上記レーザとしては、エキシマレーザ，炭酸ガスレ
ーザ，ＹＡＧレーザ等が例示される。

【００５１】すると、図１２に示すように、プレート３
１の厚さ方向に一主面３１ａ側から相対向する主面３１
ｂ側に貫通し、一主面３１ａ側の開口３２ａが液体供給
口とされ、相対向する主面３１ｂ側の開口３２ｂが液体
吐出口とされる第２の貫通孔３２が形成される。

【００５２】このとき、上記第２の貫通孔３２において
は、レーザ等の照射により形成されることから、エネル
ギービームが入射される側の一主面３１ａにおける断面
積Ｓ３２_a の方が相対向する主面３１ｂにおける断面積
Ｓ３２_b よりも大きくなり、Ｓ３２_b ＜Ｓ３２_a の関係
が成り立つ。

【００５３】次に図１２中に示すように、プレート３１
の一主面３１ａ側からプレート３１の厚さ方向に対して
斜め方向に図中矢印Ｍ₂ で示すレーザ等のエネルギービ
ームを照射する。なお、このとき、エネルギービームの
照射方向はプレート３１の厚さ方向に対して５°以上傾
いているようにし、エネルギービームの照射方向は一主
面３１ａ側から主面３１ｂ側に向かうにつれ第２の貫通
孔３２の液体吐出口である開口３２ｂに近づく方向とす
る。また、上記レーザとしては、エキシマレーザ，炭酸
ガスレーザ，ＹＡＧレーザ等が例示される。

【００５４】すると、図１３に示すように、プレート３
１の厚さ方向に一主面３１ａ側から相対向する主面３１
ｂ側に貫通し、一主面３１ａ側の開口３３ａが液体供給
口とされ、相対向する主面３１ｂ側の開口３３ｂが液体
吐出口とされる第１の貫通孔３３が形成され、オリフィ
スプレートが完成する。

【００５５】すなわち、第１の貫通孔３３はオリフィス
プレートの厚さ方向に対して５゜以上傾いて斜めに形成
され、第２の貫通孔３２はオリフィスプレートの厚さ方
向に対して平行に形成されることとなる。このとき、上
記第１の貫通孔３３においては、レーザ等の照射により
形成されることから、エネルギービームが入射される側
の一主面３１ａにおける断面積Ｓ３３_a の方が相対向す
る主面３１ｂにおける断面積Ｓ３３_b よりも大きくな
り、Ｓ３３_b ＜Ｓ３３_a の関係が成り立つ。また、第１
の貫通孔３３は、液体吐出口である開口３３ｂに近づく
に従い、第２の貫通孔３３の液体吐出口である開口３２
ｂに近づいていくような貫通孔として形成される。

【００５６】第２の製造方法においては、第１の製造方
法と同様に第２の貫通孔を形成した後、図１４に示すよ
うにプレート３１を所定の角度で傾け、第２の貫通孔３
２を形成するために照射したエネルギービームと同方向
の図中矢印Ｍ₃ で示すエネルギービームを照射する。上
記のようにプレート３１が傾けられていることから上記
エネルギービームは一主面３１ａ側からプレート３１の
厚さ方向に対して斜め方向に照射されることとなる。

【００５７】なお、このとき、エネルギービームの照射
方向がプレート３１の厚さ方向に対して５°以上傾いて
いるようにプレート３１を傾け、エネルギービームの照
射方向は一主面３１ａ側から主面３１ｂ側に向かうにつ
れ第２の貫通孔３２の液体吐出口である開口３２ｂに近
づく方向とする。この結果、第１の製造方法と同様に第
１の貫通孔が形成され、オリフィスプレートが完成す
る。

【００５８】また、第３の製造方法においては、図１５
に示すように、プレート３１の一主面３１ａ側から第１
の製造方法において使用した図中矢印Ｍ₁ ，Ｍ₂ で示す
方向のエネルギービームを照射する。その結果、第１，
２の貫通孔が同時に形成され、オリフィスプレートが完
成する。

【００５９】これまで述べたように、本実施例のプリン
タ装置のプリントヘッドに使用されるオリフィスプレー
トは、プレートにレーザ等を照射することにより容易に
形成され、従来のようにスパッタリングや蒸着装置等の
高額な装置は不要であり、プリンタ装置の製造コストを
安価なものとすることができ、作製に要する時間も短縮
され、プリンタ装置の生産性が良好となる。

【００６０】また、本実施例のプリンタ装置のプリント
ヘッドに使用されるオリフィスプレートの製造は、レー
ザの照射のみにより行われるため、従来のような孔部の
位置合わせ等は不要であり、貫通孔が精度良好に形成さ
れることから、上記オリフィスプレートにおいては液体
の吐出量が均一となり、プリンタ装置の印刷精度が良好
となる。

【００６１】さらにまた、本実施例のプリンタ装置にお
いては、インクと希釈液を混合してインク溶液の濃度を
変化させて中間調を表現することから、解像度も良好と
なる。実施例２ 本実施例においては、マルチタイプのプリントヘッドを
有するプリンタ装置の例について述べる。本実施例のプ
リンタ装置のプリントヘッドに使用されるオリフィスプ
レートは、図１６に示すように、オリフィスプレート５
１の一方の面から他方の面へと貫通して設けられ、一方
の面に呈する開口が液体供給口とされ、他方の面に呈す
る開口が液体吐出口とされてなる実施例１で述べた一対
の貫通孔と同様の一対の貫通孔４１，４２が図中矢印Ｐ
で示す所定の配列方向に規則的に配列されてなるもので
ある。

【００６２】そして、上記オリフィスプレート５１にお
いても、一方の貫通孔４２がオリフィスプレート５１の
厚さ方向に対して５°以上の傾きを有して斜めに形成さ
れ、他方の貫通孔４１がオリフィスプレート５１の厚さ
方向に対して平行に形成されている。なお、以下、一方
の貫通孔４２を第１の貫通孔４２と称し、他方の貫通孔
４１を第２の貫通孔４１と称する。

【００６３】さらに、第１の貫通孔４２が液体吐出口に
近づくに従い、第２の貫通孔４１の液体吐出口に近づい
ていくようになされている。さらにまた、上記オリフィ
スプレートにおいては、第１，２の貫通孔４２，４１の
断面積や間隔、オリフィスプレートの厚さ等は実施例１
のプリンタ装置に使用されているオリフィスプレートと
同様である。

【００６４】また、上記オリフィスプレートにおいて
も、第１の貫通孔４２をインク用のノズルとしており、
第２の貫通孔４１を希釈液用のノズルとしている。そし
て、上記オリフィスプレートにおいては特に、図中矢印
Ｐで示す所定の配列方向において、第１の貫通孔４２同
士、第２の貫通孔４１同士が隣合うようにして配されて
おり、かつこれら第１の貫通孔４２同士、第２の貫通孔
４１同士は液体供給口側において図中破線で示す接続部
４３により接続されている。

【００６５】このとき、上記オリフィスプレートにおい
ては、第１，２の貫通孔４２，４１間の最短距離Ｄ₁
が、例えば上記第１の貫通孔４２とこれと所定方向で隣
合う他の第１の貫通孔４２との間隔Ｄ₂ よりも小さいも
のとされている。このことは、第２の貫通孔４１におい
ても同様である。

【００６６】さらに、上記オリフィスプレートにおいて
は、一対の第１，２の貫通孔４２，４１が所定の方向に
規則的に配列された貫通孔列４４が、図中矢印ｍで示す
プリントヘッド走行方向に複数列配されている。なお、
上記オリフィスプレートにおいては、複数の貫通孔列４
４のプリントヘッド走行方向ｍにおける配列位置を若干
ずらし、すなわち例えば第１列目の貫通孔列４４に対し
て第２列目の貫通孔列４４を図中下方にずらす等して配
列位置をずらし、解像度を向上させるようにしても良
い。

【００６７】上記オリフィスプレートは、実施例１で示
したオリフィスプレートと同様にプリントヘッドに組み
込むことが可能である。また、ここでも、キャリアジェ
ットプリンタ装置に使用されるオリフィスプレートの例
について述べたが、本発明は定量側に希釈液を配し、吐
出側にインクを配し、これらの混合液であるインク溶液
を記録紙に向かって吐出させるようにした、いわゆるイ
ンクジェットプリンタ装置にも適用可能である。この場
合、希釈液の量を定量的に変化させて階調を表現するこ
ととなる。

【００６８】さらに、ここでは、オリフィスプレートの
一対の貫通孔の一方がオリフィスプレートの厚さ方向に
対して斜めに形成され、他方がオリフィスプレートの厚
さ方向に対して平行に形成される例について述べたが、
一対の貫通孔の両方をオリフィスプレートの厚さ方向に
対して斜めに形成しても同様の効果が得られる。

【００６９】また、本実施例のプリンタ装置のオリフィ
スプレートを製造する場合には、実施例１で述べたオリ
フィスプレートの製造方法に準じて製造を行えば良く、
一対の貫通孔を複数形成すれば良い。なお、このとき、
上述の貫通孔列に対応する穴部の形成されたマスクを用
意し、これをプレート上に配してレーザー光を照射する
ようにすれば貫通孔列を構成する複数の貫通孔を一度に
形成することができる。さらに、複数の貫通孔列に対応
する穴部の形成されたマスクを用意し、これをプレート
上に配してレーザー光を照射するようにすれば複数の貫
通孔列を一度に形成することも可能である。

【００７０】このように所定の穴部の形成されているマ
スクを使用すれば、複数の貫通孔を一度に形成すること
が可能であることから、複数の貫通孔を一個ずつ形成し
ていく場合に比較して作製時間を大幅に短縮する事が可
能となり、生産性を大幅に向上させることができる。

【００７１】また、一度に複数の貫通孔を形成すること
から貫通孔間の位置ずれを抑えることも可能であり、複
数の貫通孔を位置精度良好に形成できる。従って、本実
施例のプリンタ装置に使用されるオリフィスプレートに
おいても、プレートにレーザ等を照射することにより容
易に形成が行われ、従来のようにスパッタリングや蒸着
装置等の高額な装置は不要であり、プリンタ装置の製造
コストを安価なものとすることができ、作製に要する時
間も短縮され、プリンタ装置の生産性が良好となる。特
に、本実施例のようなマルチタイプのプリントヘッドを
有するプリンタ装置においては製造コスト及び作製に要
する時間が重要な課題となるが、本発明はこれを解決す
るものであり、その工業的価値は非常に高い。

【００７２】また、本実施例のプリンタ装置に使用され
るオリフィスプレートの製造は、レーザの照射のみによ
り行われるため、従来のような孔部の位置合わせ等は不
要であり、貫通孔が精度良好に形成されることから、上
記オリフィスプレートにおいては液体の吐出量が均一と
なり、プリンタ装置の印刷精度が良好となる。

【００７３】さらにまた、本実施例のプリンタ装置にお
いては、インクと希釈液を混合してインク溶液の濃度を
変化させて中間調を表現することから、解像度も良好と
なる。

【００７４】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のプリンタ装置は、オリフィスプレートの一方の面か
ら他方の面へと貫通して設けられ、その一方の面に呈す
る開口が液体供給口とされ、他方の面に呈する開口が液
体吐出口とされた第１の貫通孔と、オリフィスプレート
の一方の面から他方の面へと貫通して設けられ、その一
方の面に呈する開口が液体供給口とされ、他方の面に呈
する開口が液体吐出口とされた第２の貫通孔とを有し、
上記第１の貫通孔と上記第２の貫通孔が対応するように
配列されたプリントヘッドを有しており、上記対応する
第１の貫通孔及び第２の貫通孔のうち、少なくとも一方
の貫通孔がオリフィスプレートの厚さ方向に対して斜め
に形成されているため、上記第１及び第２の貫通孔はレ
ーザ等の照射により形成される。なお、例えば上記第１
の貫通孔をインク用のノズルとし、上記第２の貫通孔を
希釈液用のノズルとすれば、インクが希釈液のノズル側
に滲みだし、これらの混合が良好に行われる。

【００７５】従って、上記本発明のプリンタ装置は容易
に作製することが可能であり、製造コストを安価なもの
とすることができ、作製に要する時間も短縮され、生産
性が良好となる。また、本発明をマルチタイプのプリン
トヘッドを有するプリンタ装置に適用した場合には、そ
の製造コストを大幅に低減し、作製に要する時間も大幅
に短縮することが可能であり、その工業的価値は非常に
高い。

【００７６】さらに、本発明のプリンタ装置において
は、貫通孔をレーザ等の照射により形成することが可能
であり、従来のような各層の位置合わせが不要となり、
貫通孔が精度良好に形成されるため、オリフィスプレー
トの液体の吐出量が均一となり、プリンタ装置の印刷精
度が良好となる。

【００７７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したプリンタ装置に使用されるオ
リフィスプレートの一実施例を示す断面図である。

【図２】本発明を適用したプリンタ装置に使用されるオ
リフィスプレートの一実施例を示す平面図である。

【図３】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドの一例の動作を順に示すものであり、オリフィスプレ
ートにメニスカスが形成されている状態を示す模式図で
ある。

【図４】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドの一例の動作を順に示すものであり、貫通孔内のイン
クを押し出した状態を示す模式図である。

【図５】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドの一例の動作を順に示すものであり、貫通孔内の希釈
液を押し出してインク溶液を形成した状態を示す模式図
である。

【図６】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドの一例の動作を順に示すものであり、インク溶液が柱
状に成長した状態を示す模式図である。

【図７】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドの一例の動作を順に示すものであり、柱状のインク溶
液にくびれが生じた状態を示す模式図である。

【図８】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドの一例の動作を順に示すものであり、インク溶液が飛
翔を開始した状態を示す模式図である。

【図９】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドの一例の動作を順に示すものであり、インク溶液が空
中に飛び出した状態を示す模式図である。

【図１０】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの他の例を示す模式図である。

【図１１】オリフィスプレートを製造する製造方法の一
例を工程順に示すものであり、プレートに第２の貫通孔
を形成するためにエネルギービームを照射している状態
を示す模式図である。

【図１２】オリフィスプレートを製造する製造方法の一
例を工程順に示すものであり、プレートに第１の貫通孔
を形成するためにエネルギービームを照射している状態
を示す模式図である。

【図１３】オリフィスプレートを製造する製造方法の一
例を工程順に示すものであり、プレートに第１，２の貫
通孔が形成された状態を示す模式図である。

【図１４】オリフィスプレートを製造する製造方法の他
の例を示すものであり、プレートに第１の貫通孔を形成
するためにエネルギービームを照射している状態を示す
模式図である。

【図１５】オリフィスプレートを製造する製造方法のさ
らに他の例を示すものであり、プレートに第１，２の貫
通孔を形成するためにエネルギービームを照射している
状態を示す模式図である。

【図１６】本発明を適用したプリンタ装置に使用される
オリフィスプレートの他の実施例を模式的に示す平面図
である。

【図１７】従来のオリフィスプレートを示す断面図であ
る。

【図１８】従来のオリフィスプレートの製造方法を工程
順に示すものであり、母材上にレジストパターンを形成
する工程を示す断面図である。

【図１９】従来のオリフィスプレートの製造方法を工程
順に示すものであり、母材上にニッケル膜を形成する工
程を示す断面図である。

【図２０】従来のオリフィスプレートの製造方法を工程
順に示すものであり、ニッケル膜上にレジストパターン
を形成する工程を示す断面図である。

【図２１】従来のオリフィスプレートの製造方法を工程
順に示すものであり、ニッケル膜上にニッケル膜を形成
する工程を示す断面図である。

【図２２】従来のオリフィスプレートの製造方法を工程
順に示すものであり、レジストパターン上にレジストパ
ターンを形成する工程を示す断面図である。

【図２３】従来のオリフィスプレートの製造方法を工程
順に示すものであり、ニッケル膜上にニッケル薄膜を形
成する工程を示す断面図である。

【図２４】従来のオリフィスプレートの製造方法を工程
順に示すものであり、ニッケル薄膜上にニッケル膜を形
成する工程を示す断面図である。

【符号の説明】

１，４１ 第２の貫通孔、１ａ，２ａ 液体供給口、１
ｂ，２ｂ 液体吐出口、２，４２ 第１の貫通孔、１
１，５１ オリフィスプレート、１１ａ 一方の面、１
１ｂ 他方の面、Ｄ，Ｄ₁ 最短距離、Ｄ₂ 間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 隆昭 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−71902（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−23985（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/135 B41J 2/205 B41J 2/045

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オリフィスプレートの一方の面から他方
   の面へと貫通して設けられ、その一方の面に呈する開口
   が液体供給口とされ、他方の面に呈する開口が液体吐出
   口とされた第１の貫通孔と、 オリフィスプレートの一方の面から他方の面へと貫通し
   て設けられ、その一方の面に呈する開口が液体供給口と
   され、他方の面に呈する開口が液体吐出口とされた第２
   の貫通孔とを有し、 上記第１の貫通孔と上記第２の貫通孔が対応するように
   配列され、これら第１の貫通孔と第２の貫通孔とから供
   給される液体がオリフィスプレート上で混合され吐出さ
   れるプリンタヘッドを有するプリンタ装置において、 上記対応する第１の貫通孔及び第２の貫通孔のうち、少
   なくとも一方の貫通孔がオリフィスプレートの厚さ方向
   に対して斜めに形成されており、 上記第１の貫通孔同士及び第２の貫通孔同士が所定の配
   列方向において隣合うようにして配列されていることを
   特徴とするプリンタ装置。
2. 【請求項２】 上記オリフィスプレートの厚さ方向に対
   して斜めに形成される貫通孔がオリフィスプレートの厚
   さ方向に対して５°以上傾いていることを特徴とする請
   求項１記載のプリンタ装置。
3. 【請求項３】 上記第１の貫通孔がオリフィスプレート
   の厚さ方向に対して斜めに形成されており、上記第２の
   貫通孔がオリフィスプレートの厚さ方向に対して平行に
   形成されていることを特徴とする請求項１記載のプリン
   タ装置。
4. 【請求項４】 上記第１の貫通孔がインク用のノズルで
   あり、上記第２の貫通孔が希釈液用のノズルであること
   を特徴とする請求項１記載のプリンタ装置。
5. 【請求項５】 上記第１の貫通孔及び上記第２の貫通孔
   がオリフィスプレートの厚さ方向に対して斜めに形成さ
   れていることを特徴とする請求項１記載のプリンタ装
   置。
6. 【請求項６】 上記第１の貫通孔及び上記第２の貫通孔
   の断面積が上記液体供給口側から上記液体吐出口側に向
   かって小さくなっていくことを特徴とする請求項１記載
   のプリンタ装置。
7. 【請求項７】 上記対応する第１の貫通孔と第２の貫通
   孔間の最短距離が、第１の貫通孔同志及び第２の貫通孔
   同志の最短距離よりも小さいことを特徴とする請求項１
   記載のプリンタ装置。
8. 【請求項８】 上記第１の貫通孔が液体吐出口に近づく
   に従い、上記第２の貫通孔の液体吐出口に近づいていく
   ことを特徴とする請求項３記載のプリンタ装置。
9. 【請求項９】 上記第１の貫通孔及び上記第２の貫通孔
   が液体吐出口に近づくに従い、互いに近づいていくこと
   を特徴とする請求項５記載のプリンタ装置。
10. 【請求項１０】 上記第１の貫通孔及び上記第２の貫通
    孔がレーザ加工により形成されていることを特徴とする
    請求項１記載のプリンタ装置。
11. 【請求項１１】 上記第１の貫通孔とそれに対応する上
    記第２の貫通孔とが配列される方向と、第１の貫通孔同
    志及び第２の貫通孔同志が配列される方向とが略直交し
    ていることを特徴とする請求項１記載のプリンタ装置。