JP3460421B2 - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

インクジェットヘッドの製造方法

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JP3460421B2 JP33859595A JP33859595A JP3460421B2 JP 3460421 B2 JP3460421 B2 JP 3460421B2 JP 33859595 A JP33859595 A JP 33859595A JP 33859595 A JP33859595 A JP 33859595A JP 3460421 B2 JP3460421 B2 JP 3460421B2
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、インクを吐出する
ことによって印字を行うインクジェットヘッドの製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、各種事務機器の出力用印刷機器と
して、高印字品質、高解像度、低騒音、安価であって、
しかもインクの印字媒体への定着などの工程が必要な
く、またライン化、カラー出力化が容易に可能である点
などからプリンタにおいてインクジェットヘッドを用い
たインクジェットプリンタが主流となっている。
【0003】以下に、従来のインクジェットヘッドの製
造方法について説明する。図8は従来のインクジェット
ヘッドの断面図、図9は従来のインクジェットヘッドの
ノズルプレートの平面図、図10は従来のインクジェッ
トヘッドのノズルプレートの断面図である。図8から図
10において、1はノズルプレートで樹脂等のレーザ加
工可能な材質でできている。2はインク、3はインク2
を吐出させるためのオリフィス、4は流路でエキシマレ
ーザー光を流路4の形状のマスクに透過させるハーフ堀
加工によって成形されている。またオリフィス3は流路
4の加工の後に流路4に対して正確に位置決めされるよ
うに測定装置等を用いて流路4の加工面に対してオリフ
ィス3の形状のマスクを合わせてエキシマレーザ光をマ
スクに透過させ照射し貫通孔加工が行われる。この加工
されたノズルプレート1を基板5と組み合わせることで
インク2の通る空間が形成されている。基板5にはオリ
フィス3や流路4にインク2を供給するためのインク供
給孔6が開けられている。また基板5はインク2の収容
部であるインクタンク7と接合され、インク供給孔6を
通してインク2がインクタンク7よりオリフィス3へ供
給されるように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のインクジェットヘッドの製造方法では、インクジェ
ットヘッドのオリフィス3や流路4は高精度な位置決め
精度を要求されるため、わずかなずれが発生しても印字
性能が大幅に低下するという問題点を有していた。ま
た、オリフィス3の加工の際にレーザー光が流路4の非
加工部にかかった場合オリフィス3の形状が変形し、イ
ンク2の吐出方向がずれる,吐出量が変化する等、印字
性能を大きく損なうという問題点を有していた。さら
に、オリフィス3が流路4の加工面内で加工が可能な場
合でもオリフィス3と流路4の間に段差8が発生するた
め段差8でインク2の流れが乱れたり、ゴミや泡だまり
の原因となり吐出を阻害する原因となるという問題点を
有していた。
【0005】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、安定したインクのオリフィスからの吐出が可能なイ
ンクジェットヘッドの製造方法を提供することを目的と
している。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、ノズル板に溝を形成し、このノズル板に形
成された溝をレーザ加工可能な材料で埋めた後、ノズル
板に形成された溝と一部が重なる位置にレーザ加工によ
り孔を形成し、ノズル板に形成された溝を埋めた材料を
除去して、基板と合わせるもの、また、ノズル板に孔を
形成し、このノズル板に形成された孔をレーザ加工可能
な材料で埋めた後、ノズル板に形成された孔と一部が重
なる位置にレーザ加工により溝を形成し、ノズル板に形
成された孔を埋めた材料を除去して、基板と合わせるも
ので、この製造方法により、安定したインクの孔からの
吐出が可能なインクジェットヘッドが得られる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、互いにつながった溝と孔とを有するノズル板と、こ
のノズル板の溝が形成された面に接する基板とを有し、
インクがノズル板の溝を通りこのノズル板の孔より吐出
されるインクジェットヘッドの製造方法であって、ノズ
ル板に溝を形成し、このノズル板に形成された溝をレー
ザ加工可能な材料で埋めた後、ノズル板に形成された溝
と一部が重なる位置にレーザ加工により孔を形成し、ノ
ズル板に形成された溝を埋めた材料を除去して、基板と
合わせるものであり、溝をレーザ加工可能な材料で埋め
た後、孔をレーザ加工するので、孔を形成する際にレー
ザ光が溝形状の影響を受けず、孔の変形がなく、インク
の吐出が安定するとともに、溝と孔の段差をなくすこと
ができ、ゴミや泡が段差に溜まることを防止できるとい
う作用を有する。
【0008】請求項2に記載の発明は、互いにつながっ
た溝と孔とを有するノズル板と、このノズル板の溝が形
成された面に接する基板とを有し、インクがノズル板の
溝を通りこのノズル板の孔より吐出されるインクジェッ
トヘッドの製造方法であって、ノズル板に孔を形成し、
このノズル板に形成された孔をレーザ加工可能な材料で
埋めた後、ノズル板に形成された孔と一部が重なる位置
にレーザ加工により溝を形成し、ノズル板に形成された
孔を埋めた材料を除去して、基板と合わせるものであ
り、孔をレーザ加工可能な材料で埋めた後、溝をレーザ
加工するので、溝を形成する際にレーザ光が孔形状に影
響を及ぼすことを防止でき、孔の変形がなく、インクの
吐出が安定するとともに、溝と孔の段差をなくすことが
でき、ゴミや泡が段差に溜まることを防止できるという
作用を有する。
【0009】請求項3に記載の発明は、請求項1または
請求項2に記載の発明において、レーザ加工に用いられ
るレーザがエキシマレーザであり、請求項1,請求項2
と同様の作用を有する。
【0010】以下、本発明の実施の形態について説明す
る。図1は本発明の一実施の形態によるインクジェット
ヘッドの製造方法を用いて製造されたインクジェットヘ
ッドの断面図である。ここで従来例と同じ構成部につい
ては同一符号を付して説明を省略する。
【0011】図1において、33はインク11を吐出さ
せる印字ヘッドである。34はノズルプレートで樹脂
(例えばポリイミド,ポリエステル,エポキシ,ポリカ
ーボネート,ポリウレタン,ポリサルフォン,アクリル
等)やセラミックスやガラス等のエキシマレーザ加工可
能な材質でできている。35はインク11を吐出させる
ためのオリフィス、36は流路、25はインク11をオ
リフィス35から吐出させる吐出エネルギ発生手段であ
る。
【0012】ここでオリフィス35および流路36の製
造方法について説明する。まず、図2に示すようにノズ
ルプレート部材38に流路溝37が射出成形、レーザ加
工等によって形成される。
【0013】次に、図3に示すように樹脂(例えばポリ
イミド,ポリエステル,エポキシ,ポリカーボネート,
ポリウレタン,ポリサルフォン,アクリル等)やセラミ
ックスやガラス等のエキシマレーザ加工可能な材料39
を熱や溶媒で溶融させて流路溝37にスピンコートやデ
ィップ等の方法で流し込む。
【0014】最後に、図4(a)に示すようにレーザ光
をパルス発振可能なエキシマレーザ発振装置40により
エキシマレーザ光41を合成石英,無水合成石英,ボロ
シリケートクラウンガラス等の低光吸収性の基板からな
る図5に示す形状のマスク43に照射する。
【0015】この時、マスク43上のアルミニウム,
金,誘電体多層膜等を蒸着等の工法で膜付けされた全反
射コーティング44に照射されたエキシマレーザ光41
はマスク43を透過することはない。
【0016】一方、コーティング無し部45に照射され
たエキシマレーザ光41はマスク43を透過し、エキシ
マレーザ光42となり流路溝37と一部が重なるように
位置合わせされ照射される。
【0017】この時の加工の形状は、マスク43上のコ
ーティング無し部45の形状となる。エキシマレーザ光
42の照射パルス数の増加にともないノズルプレート部
材38上には図4(b)に示すように溝46が形成され
る。更にエキシマレーザ光42の照射を続けると溝46
は更に深くなり図4(c)に示すようにノズルプレート
部材38を貫通しオリフィス35となる。この後材料3
9を溶剤、熱等で溶かし除去し、図6に示すノズルプレ
ート34が得られる。
【0018】この加工されたノズルプレート34を図1
に示す基板5と組み合わせることでインク11の通る空
間が形成される。基板5にはオリフィス35や流路36
にインク11を供給するためのインク供給孔6が開けら
れている。また基板5はインク11の収容部であるイン
クタンク7と接合されている。また基板5のオリフィス
35と近接した部分には吐出エネルギ発生手段25が設
けられている。
【0019】なお、本実施の形態では流路溝37を形成
した後、オリフィス35をエキシマレーザ光42で形成
したが、オリフィス35を形成した後、流路溝37をエ
キシマレーザ光42で形成してもよい。
【0020】次に、図7により印字ヘッド33を用いて
印字を行うインクジェットプリンタ26の構成について
説明する。シャーシ27および、シャーシ27に保持さ
れたキャリッジシャフト28とキャリッジ送りベルト2
9に印字ヘッド33は保持されている。またシャーシ2
7には紙送りシャフト30および紙送りローラ31が備
えられている。また紙送りローラ31には印字媒体32
が印字ヘッド9に対向するように保持されている。
【0021】上記の構成においてその動作を説明する。
図1に示す吐出エネルギ発生手段25が、インク11が
吐出するためのエネルギをインク11に与えることでイ
ンク11のオリフィス35からの吐出が行われる。
【0022】ここで吐出エネルギ発生手段25は例えば
導電性のインク11に通電することで生じるジュール熱
により沸騰気泡を発生させ沸騰気泡の圧力によってイン
ク11を吐出させる物、抵抗体の発熱によりインク11
に沸騰気泡を発生させ沸騰気泡の圧力によってインク1
1を吐出させる物、圧電素子の変形の圧力でインク11
を吐出させる物等が使用できる。
【0023】オリフィス35からインク11を吐出させ
ている間、印字ヘッド33はキャリッジシャフト28上
をキャリッジ送りベルト29に案内されながら移動す
る。更に印字媒体32も紙送りローラ31により任意の
方向に移動する。上記動作により印字媒体32上にイン
ク11が付着し絵や文字等の印字が可能となる。
【0024】以上のように本発明の一実施の形態におけ
るインクジェットヘッドの製造方法によれば、少なくと
も1つに互いにつながった溝と孔を持つ2枚もしくは複
数のプレートを合わせることでインク11の通る流路3
6を形成するインクジェットヘッドの製造方法であっ
て、 (1)溝もしくは孔の形成。 (2)形成された溝もしくは孔をレーザ加工可能な材料
で埋める。 (3)(1)で孔を形成した場合には溝を、溝を形成し
た場合には孔を(1)の溝もしくは孔に一部が重なる位
置にレーザ加工。 (4)(2)で埋めた材料を除去。 という工程を用い、孔または溝を加工するレーザは先に
形成された孔または溝を埋めた材料と共にプレートに加
工を施すため、レーザが孔または溝を加工する際に、こ
のレーザが先に形成された孔または溝に影響を与えない
と共に、影響を受けず、孔や溝の変形が生じることを防
止できる。また、先に形成された溝または孔に一部が重
なる位置に孔または溝をレーザ加工するため、溝と孔と
の段差を無くすことができる。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明
は、孔の変形がなく、インクの吐出が安定するととも
に、溝と孔の段差をなくすことにより、ゴミや泡が段差
に溜まることを防止でき、長期に渡って安定したインク
の吐出を行うことのできるインクジェットヘッドを製造
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態によるインクジェットヘ
ッドの製造方法を用いて製造されたインクジェットヘッ
ドの断面図
【図2】本発明の一実施の形態によるインクジェットヘ
ッドの製造方法の説明図
【図3】本発明の一実施の形態によるインクジェットヘ
ッドの製造方法の説明図
【図4】本発明の一実施の形態によるインクジェットヘ
ッドの製造方法の説明図
【図5】本発明の一実施の形態によるインクジェットヘ
ッドの製造に用いられるマスクの平面図
【図6】本発明の一実施の形態によるインクジェットヘ
ッドの製造方法を用いて製造されたインクジェットヘッ
ドのノズルプレートの平面図
【図7】本発明の一実施の形態によるインクジェットヘ
ッドの製造方法を用いて製造されたインクジェットヘッ
ドを用いたインクジェットプリンタの平面図
【図8】従来のインクジェットヘッドの断面図
【図9】従来のインクジェットヘッドのノズルプレート
の平面図
【図10】従来のインクジェットヘッドのノズルプレー
トの断面図
【符号の説明】
5 基板 6 インク供給孔 7 インクタンク 11 インク 25 吐出エネルギ発生手段 26 インクジェットプリンタ 27 シャーシ 28 キャリッジシャフト 29 キャリッジ送りベルト 30 紙送りシャフト 31 紙送りローラ 32 印字媒体 33 印字ヘッド 34 ノズルプレート 35 オリフィス 36 流路 37 流路溝 38 ノズルプレート部材 39 材料 40 エキシマレーザ発振装置 41,42 エキシマレーザ光 43 マスク 44 全反射コーティング 45 コーティング無し部 46 溝

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いにつながった溝と孔とを有するノズル
    板と、このノズル板の溝が形成された面に接する基板と
    を有し、インクが前記ノズル板の溝を通り該ノズル板の
    孔より吐出されるインクジェットヘッドの製造方法であ
    って、前記ノズル板に溝を形成し、前記ノズル板に形成
    された溝をレーザ加工可能な材料で埋めた後、前記ノズ
    ル板に形成された溝と一部が重なる位置にレーザ加工に
    より孔を形成し、前記ノズル板に形成された溝を埋めた
    材料を除去して、前記基板と合わせることを特徴とする
    インクジェットヘッドの製造方法。
  2. 【請求項2】互いにつながった溝と孔とを有するノズル
    板と、このノズル板の溝が形成された面に接する基板と
    を有し、インクが前記ノズル板の溝を通り該ノズル板の
    孔より吐出されるインクジェットヘッドの製造方法であ
    って、前記ノズル板に孔を形成し、前記ノズル板に形成
    された孔をレーザ加工可能な材料で埋めた後、前記ノズ
    ル板に形成された孔と一部が重なる位置にレーザ加工に
    より溝を形成し、前記ノズル板に形成された孔を埋めた
    材料を除去して、前記基板と合わせることを特徴とする
    インクジェットヘッドの製造方法。
  3. 【請求項3】前記レーザ加工に用いられるレーザがエキ
    シマレーザであることを特徴とする請求項1または請求
    項2記載のインクジェットヘッドの製造方法。
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