JPH0752392A

JPH0752392A - ノズル形成方法

Info

Publication number: JPH0752392A
Application number: JP5204932A
Authority: JP
Inventors: Hikoharu Aoki; 彦治青木
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1993-08-19
Filing date: 1993-08-19
Publication date: 1995-02-28

Abstract

(57)【要約】【目的】寸法精度がよく、インク滴の飛翔方向のばら
つきを生じさせることの無いノズルを形成すること。【構成】加工テーブル８上に支持用シート１０を載
せ、その支持用シート１０上に撥水・撥油性膜２１を下
面としてノズル用シート９を載せる。次に、バキューム
溝２６内のエアーをバキュームして、ノズル用シート９
と支持用シート１０とを撥水・発油性膜２１を介して密
着状態にする。この状態で、エキシマレーザビーム２を
ノズル用シート９に照射して、ノズル２５を形成する。
この時、エキシマレーザビーム２を支持用シート１０の
途中まで加工されるように過剰照射して、レーザを吸収
しない撥水・撥油性膜２１を、ノズル用シート９及び支
持用シート１０の分子、原子の分解、飛散によって、加
工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エキシマレーザによっ
てノズルを形成するノズル形成方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のノズル形成方法として
は、特開平２−１２１８４２号公報に記載されているも
のがあり、以下その概略を説明する。

【０００３】インクを噴射するヘッドを構成するノズル
プレートは、複数のインクが噴射されるノズルを有して
いる。そして、そのノズルは、ポリイミド、ポリエーテ
ルサルフォン等の高分子材料で形成されたノズルプレー
トに、前記ノズルプレートのノズルが加工される部位に
対応して透明な部分が設けられたマスクを介して、エキ
シマレーザを照射することにより形成される。その形成
過程を詳しく説明すると、エキシマレーザの照射によ
り、前記ノズルプレートは、エキシマレーザを吸収し、
次に高分子材料の分子結合が切られ、その結合が切られ
た分子、原子が分解、飛散してノズルが形成される（ア
メリカン・ケミカル・ソサエティ発行のケミカル・レビ
ュー、１９８９年、ｖｏｌ．８９、Ｎｏ．６参照）。

【０００４】そして、このノズルの形状は、エキシマレ
ーザ入射側の内径が、エキシマレーザ出口側の内径より
大きくなる。ここで、ノズルの形状は、インク噴射側の
内径が、ヘッド内側の内径より小さい方が好ましいの
で、ノズルプレートのヘッド内側となる面からエキシマ
レーザが照射される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平２ー１２１８４２号公報に記載されている方法
では、従来から用いられているポリミド、ポリエーテル
サルフォン等の材質のノズルプレートに、インク噴射性
を向上するためのフッ素系やシリコン系の撥水・撥油性
膜が塗布されていると、レーザ加工性は著しく悪くな
る。

【０００６】そのフッ素系やシリコン系の材質の撥水・
撥油性膜は、紫外線用レーザであるエキシマレーザ（例
えば、ＡｒＦ＝１９８ｎｍ，ＫｒＦ＝２４８ｎｍ，Ｘｅ
Ｋｒ＝３０８ｎｍ）を吸収しないので、エキシマレーザ
では加工されなく、上述したプレートの分子、原子の分
解、飛散によるエネルギによって加工される。そして、
上述したように、ノズルの形状は、インク噴射側の内径
が、ヘッド内側の内径より小さい方が好ましいので、前
記撥水・撥油性膜の形成された面と反対側の面からエキ
シマレーザが照射される。このため、前記撥水・撥油性
膜に与える、プレートの分子、原子の分解、飛散による
エネルギが小さいので、撥水・撥油性膜の加工が良好に
行なわれなく、ノズル形状、寸法精度が、従来要求され
ている精度±２μｍに対して、２〜３倍程度悪くなって
いた。また、インク噴射側の穴形状が悪く、インク滴の
飛翔方向にばらつきが生じて、印字品質が悪くなる問題
があった。

【０００７】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、寸法精度がよく、インク滴の飛
翔方向のばらつきを生じさせることのないノズルを形成
するノズル形成方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項１では、エキシマレーザを吸収する材
料で形成された基板と、前記エキシマレーザを吸収しな
い材料で前記基板の一面に形成された撥水・撥油性膜と
を有するノズルプレートに、インクが噴射されるノズル
をエキシマレーザによって形成するノズル形成方法であ
って、前記ノズルプレートの前記撥水・撥油性膜側を、
エキシマレーザ加工可能な材料で形成された支持部材に
接触させ、前記ノズルプレートの前記基板側から、エキ
シマレーザを照射して、前記基板及び前記支持部材を加
工することによって、前記基板と前記支持部材との間に
挟まれた前記撥水・撥油性膜を加工した後、前記支持部
材を前記ノズルプレートから離脱して、ノズルプレート
にノズルを形成することを特徴とする。

【０００９】請求項２では、前記基板及び前記支持部材
の加工は、前記エキシマレーザを吸収して、分子結合が
切られ、その切られた分子、原子が分解、飛散すること
によって行なわれ、前記撥水・撥油性膜の加工は、前記
基板及び前記支持部材の分子、原子の分解、飛散によっ
て、行なわれることを特徴とする。

【００１０】請求項３では、前記撥水・撥油性膜は、フ
ッ素系またはシリコン系の材料で形成されたことを特徴
とする。

【００１１】請求項４では、前記ノズルは、前記撥水・
撥油性膜側の内径が、前記基板側の内径より小さくなる
ように形成されたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記構成を有する本発明では、前記ノズルプレ
ートの前記撥水・撥油性膜側を、エキシマレーザを吸収
する材料で形成された支持部材に接触させ、前記ノズル
プレートの前記基板側から、エキシマレーザを照射し
て、前記基板及び前記支持部材を加工することによっ
て、前記基板と前記支持部材との間に挟まれた前記撥水
・撥油性膜を加工した後、前記支持部材を前記ノズルプ
レートから離脱して、ノズルプレートにノズルを形成す
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１４】図１は全体の構成を示す構成図である。

【００１５】本実施例のレーザ加工機では、エキシマレ
ーザビーム２を発するレーザ発振器１より出たエキシマ
レーザビーム２は、ミラー３ａ，３ｂ，３ｃによって、
加工テーブル８にいたる光路が形成される。ミラー３ａ
とミラー３ｂとの間の光路には、エキシマレーザビーム
２を所望のサイズに拡大するビームエキスパンダー４が
設けられている。ミラー３ｂとミラー３ｃとの間の光路
には、エキシマレーザビーム２を開けようとする穴に対
応した形状にするためのマスク５が設けられており、ま
たマスク５の下流には、マスク５を通過したマスク像を
結像光学系７に導くためのフィールドレンズ６が設けら
れている。前記結像光学系７は、ミラー３ｃと加工テー
ブル８との間に設けられ、加工テーブル８に置かれた被
加工物にマスク５を透過したエキシマレーザビーム２を
所定の大きさに絞り込むためのものである。

【００１６】本実施例では、請求項１の基板としてのシ
ート状のノズル用シート９と撥水・撥油性膜２１（図
２）と、請求項１記載の支持部材としての支持用シート
１０とが、被加工物であり、ノズル用シート９及び撥水
・撥油性膜２１にインク噴射口となるノズルを形成しよ
うとするものである。

【００１７】マスク５及び結像光学系７は、ノズル形状
やレーザ加工条件などによって適切に設定する。本実施
例に用いたエキシマレーザは２４８ｎｍの波長をもつＫ
ｒＦエキシマレーザである。

【００１８】図２に、ノズル用シート９とその下に設置
された支持用シート１０の保持方法の具体的実施例及び
ノズル加工状況を示す。

【００１９】ノズル用シート９及び支持用シート１０は
高分子材料であるポリイミドで形成されており、ノズル
用シート９には、フッ素系ポリマーまたはシリコン系ポ
リマーである撥水・撥油性膜２１が塗布されている。支
持用シート１０には、ノズル用シート９を支持用シート
１０上に密着されるための穴２３が設けられいる。ま
た、ノズル用シート９を支持用シート１０に密着させる
ために、加工テーブル８にはバキューム溝２６が設けら
れており、そのバキューム溝２６は支持用シート１０の
穴２３と連通する。そのバキューム溝２６は、図示しな
いバキュームポンプに、ホース２８を介して連結されて
いる。

【００２０】そして、加工テーブル８上に、支持用シー
ト１０を載せ、支持用シート１０上に、撥水・撥油性膜
２１を下面としてノズル用シート９を載せる。次に、バ
キューム溝２６内のエアーを、ホース２８を介して前記
バキュームポンプによって、バキュームして、ノズル用
シート９と支持用シート１０とを撥水・発油性膜２１を
介して密着状態にする。この状態で、マスク５を通り結
像光学系７によって集光されたエキシマレーザビーム２
をノズル用シート９に照射して、ノズル２５を形成す
る。この時、エキシマレーザビーム２を支持用シート１
０の途中まで加工されるように過剰照射して、エキシマ
レーザを吸収しない撥水・撥油性膜２１を、エキシマレ
ーザビーム２によるノズル用シート９及び支持用シート
１０の分子の分解、飛散によって、加工するものであ
る。

【００２１】さらに、撥水・撥油性膜２１が加工される
状態を説明するための概略を図３、図４に示す。高分子
材料がエキシマレーザビーム２で加工される時、アブレ
ーション加工が行われる。このアブレーション加工に関
するメカニズムはアメリカン・ケミカル・ソサエティ発
行のケミカル・レビュー、１９８９年、ｖｏｌ．８９，
Ｎｏ．６に記載されており、その内容を紹介すると、図
３の（ａ）〜（ｃ）の３工程からなっている。まず、最
初に（ａ）でノズル用シート９がマスク５を透過したエ
キシマレーザビーム２を吸収し、次に（ｂ）で高分子材
料の分子結合が切られ、（ｃ）で結合が切られた分子、
原子が分解、飛散するものである。この（ｃ）の工程を
利用して、エキシマレーザを吸収しないフッ素系ポリマ
ーまたはシリコン系ポリマーの撥水・撥油性膜２１を加
工するものである。

【００２２】図４に本実施例の加工状況概略を示す。ま
ず、最初にノズル用シート９の上述したアブレーション
加工が実施され、分解された分子、原子２９が飛散分解
してノズル加工が行われる。この分子、原子２９の飛散
のエネルギによって、従来程度に撥水・撥油性膜２１が
加工される。そして、ノズル用シート９の加工が終わ
り、エキシマレーザビーム２が撥水・撥油性膜２１に達
すると、エキシマレーザビーム２は撥水・撥油性膜２１
を透過し、支持用シート１０に達する。支持用シート１
０はノズル用シート９と同一材質のため、アブレーショ
ン加工が行われる。この支持用シート１０の分子、原子
の分解、飛散のエネルギによっても、撥水・撥油性膜２
１が加工される。そして、支持用シート１０は、エキシ
マレーザが撥水・撥油性膜２１を透過したスポット径の
領域がアブレーション加工されるので、撥水・発油性膜
２１には、エキシマレーザが撥水・撥油性膜２１を透過
した部分のスポット径と同じ径の穴が形成される。

【００２３】ノズル加工後、前記バキュームポンプの駆
動を停止し、ノズル用シート９を支持用シート１０から
離脱させる。すると、ノズル用シート９及び撥水・撥油
性膜２１にノズル加工がされており、撥水・撥油性膜２
１側の内径がノズル用シート９側の内径より小さいノズ
ル２５が形成されている。

【００２４】上述したように、撥水・撥油性膜２１を、
ノズル用シート９と支持用シート１０との間に挟んで、
ノズル用シート９側からエキシマレーザビーム２を照射
するので、ノズル用シート９及び支持用シート１０の加
工における分子、原子の分解、飛散のエネルギによっ
て、撥水・撥油性膜２１が加工される。このため、撥水
・撥油性膜２１には、エキシマレーザが透過したスポッ
ト径と同じ径の穴が良好に加工される。従って、ノズル
の寸法精度が良く、インク滴の飛翔方向のばらつきを生
じさせない。従って、このノズル形成方法で形成したノ
ズルを使用したインク噴射装置では、印字品質が良好で
ある。

【００２５】尚、本発明は上述した実施例にのみ限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において
種々の変更を加えることができる。例えば、本実施例に
おいては、ノズル用シート９と支持用シート１０との密
着は、エアーバキュームによって行なわれていたが、分
離可能な接着剤を用いて密着させてもよい。

【００２６】また、本実施例では、支持部材としてシー
ト状の支持用シート１０を用いたが、ブロック状であっ
てもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のノズル形成方法によれば、前記基板と前記支持部
材とに前記撥水・撥油性膜を挟んで、前記ノズルプレー
トの前記基板側から、エキシマレーザを照射するので、
前記基板及び前記支持部材の分子、原子の分解、飛散の
エネルギによって、前記撥水・撥油性膜が加工される。
このため、撥水・撥油性膜は、良好に加工され、ノズル
の寸法精度が良く、インク滴の飛翔方向のばらつきを生
じさせない。従って、このノズル形成方法で形成された
ノズルを使用したインク噴射装置では、印字品質が良好
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のノズル加工装置の概略構成
図である。

【図２】前記実施例のレーザ加工方法でのノズル用シー
トと支持用シートとを固定する方法の説明図である。

【図３】エキシマレーザによるアブレーション加工の説
明図である。

【図４】前記実施例の加工メカニズムを示す説明図であ
る。

【符号の説明】

２エキシマレーザビーム９ノズル用シート１０支持用シート２１撥水・撥油性膜２９分解分子、原子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エキシマレーザを吸収する材料で形成さ
れた基板と、前記エキシマレーザを吸収しない材料で前
記基板の一面に形成された撥水・撥油性膜とを有するノ
ズルプレートに、インクが噴射されるノズルをエキシマ
レーザによって形成するノズル形成方法であって、前記ノズルプレートの前記撥水・撥油性膜側を、エキシ
マレーザを吸収する材料で形成された支持部材に接触さ
せ、前記ノズルプレートの前記基板側から、エキシマレ
ーザを照射して、前記基板及び前記支持部材を加工する
ことによって、前記基板と前記支持部材との間に挟まれ
た前記撥水・撥油性膜を加工した後、前記支持部材を前
記ノズルプレートから離脱して、ノズルプレートにノズ
ルを形成することを特徴とするノズル形成方法。
【請求項２】前記基板及び前記支持部材の加工は、前
記エキシマレーザを吸収して、分子結合が切られ、その
切られた分子、原子が分解、飛散することによって行な
われ、前記撥水・撥油性膜の加工は、前記基板及び前記
支持部材の分子、原子の分解、飛散によって、行なわれ
ることを特徴とする請求項１記載のノズル形成方法。
【請求項３】前記撥水・撥油性膜は、フッ素系または
シリコン系の材料で形成されたことを特徴とする請求項
１記載のノズル形成方法。
【請求項４】前記ノズルは、前記撥水・撥油性膜側の
内径が、前記基板側の内径より小さくなるように形成さ
れたことを特徴とする請求項１記載のノズル形成方法。