JPH0976492A - インクジェットヘッド及びその製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッド及びその製造方法Info
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- JPH0976492A JPH0976492A JP23167695A JP23167695A JPH0976492A JP H0976492 A JPH0976492 A JP H0976492A JP 23167695 A JP23167695 A JP 23167695A JP 23167695 A JP23167695 A JP 23167695A JP H0976492 A JPH0976492 A JP H0976492A
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Abstract
クジェットヘッド及びその製造方法に関し、印字品位の
向上、低コスト化を図ることを目的とする。 【解決手段】 ノズル板41を形成する基板42に形成
したノズル孔43内に感光性フィルム等の耐腐食性高分
子樹脂などのドライフィルムレジスト51を充填し、エ
ッチングによる研削でドライフィルムレジスト51を突
出させた後、表面処理層44を形成してドライフィルム
レジスト51を除去する構成とする。
Description
て記録を行うインクジェットヘッド及びその製造方法に
関する。近年、コンピュータやワードプロセッサの汎用
化に伴い、これら電子機器の出力装置の一つであるプリ
ンタが数多く使用されており、このプリンタの一つにイ
ンクジェットプリンタが普及してきている。そして、イ
ンクジェットプリンタに搭載されるインクジェットヘッ
ドにおける印字品質の向上、低コスト化が要求されてい
る。
の概念図を示す。図7に示すインクジェットプリンタ1
1は、回転駆動される搬送手段であるプラテンロール1
2が外面の半周に巻き付けられた記録紙13を用紙送り
するもので、プラテンロール12の軸方向と平行に2本
のステーシャフト14a,14bが固定される。このス
テーシャフト14a,14bに摺動自在にキャリッジ1
5が設けられて往復駆動される。このキャリッジ15上
にインクジェットヘッドユニット16がインク滴を吐出
するノズルを記録紙13側に向かって配置されて構成さ
れる。そして、インク供給手段としてのインク溜まり1
7よりチューブ18を介してインクジェットヘッドユニ
ット16にインクが供給されるものである。
ッドの分解斜視図を示す。図8に示すインクジェットヘ
ッド21は、複数配列されて上記インクジェットヘッド
ユニット16を構成するもので、部品ごとに分解して示
しており、金属又はヤング率が1×1010Pa程度以上
のプラスチック等のような剛性の高い部材(例えば感光
性フィルム)で形成された長方形状の外壁22に囲まれ
て、圧力室23が形成されている。
インク液が充填され、その前面側(図において上方)に
は、ノズル孔25が穿設されたノズル板26が接合され
ている(後述する)。ノズル孔25は、外方の印字部
(図示せず)に向いており、圧力室23内のインク液が
ノズル孔25からインク滴となって印字部に向かって吐
出される。
が1×105 〜1×109 Pa程度のゴム又は樹脂等か
らなる弾力性のあるパッキング27を間に挟み込んで、
弾性変形可能な加圧板28が配置されている。加圧板2
8は長方形状に形成されて全面で圧力室23に面してお
り、長手方向の両端部において、細いリブ29によって
支持体30に連結されている。それと直角の方向では自
由端になっている。
れると変形するピエゾ素子31が密着して配置されてい
る。加圧板28に対するピエゾ素子31の当接面は長方
形であり、その長手方向は加圧板28の長手方向と一致
している。32は電極である。
ッドの説明図を示す。図9(A)に示すように、インク
ジェットヘッド21におけるピエゾ素子31に電圧を印
加することにより、ピエゾ素子31が収縮して加圧板2
8が下方に膨らむように弾性変形する。
に連結されているが、リブ29の幅を狭く形成してある
ので、大きく撓むことができ、下方にほぼ平行移動す
る。この動作によって、インク供給口24から圧力室2
3内へインク液が吸い込まれる。
をゼロにすると、ピエゾ素子31が弾性で元の位置に戻
り、それによって加圧板28が圧力室23側に押されて
元の位置に戻る。この動作によって、圧力室23内のイ
ンク液が、ノズル孔25から印字部へインク滴となって
噴射される。
金属板、高分子樹脂板等にプレス加工、レーザ加工、エ
ッチング加工、モールド加工等の工程を経てノズル孔2
5となる開口部が形成されたものである。例えば図9
(B)に示すように、金属板26aにプレス加工を施し
て円錐形とするテーパ部26bと円筒形を有するスレー
ト部26cとを形成している。そして、スレート部26
cの先端におけるノズル孔25の開口部分に撥水層26
dが形成されている。
飛翔方向の安定化からノズル孔25の周辺にインクが不
均一に残らないようにするために形成されるものであ
る。インク飛翔の安定化という点ではノズル孔25の周
辺を親水化して一様に濡れるようにする方法もあるが、
ノズル板26のクリーニング性から撥水層26dを形成
する方が有利である。
剤によるノズル孔25の目詰まりやノズル孔径のばらつ
きを生じるという問題がある。すなわち、ノズル孔25
の断面積とインクの流速、流量との関係がv=V/S
(vはインク流速(m/S)、Vはインク流量(m3 /
S)、Sはノズル断面積(m2 ))で表わされ、流量V
が各ノズル孔25を同一とした場合にノズル断面積Sと
インク流量Vは反比例する結果、ノズル孔径のばらつき
(すなわちノズル断面積の変化)はインク流速vの変化
を生じさせるものである。
つきの許容量は±6%であり、ノズル孔径のばらつきを
±3%以内に抑える必要がある。そこで、ノズル孔25
に目詰まりを生じさせることなく、開口部分に撥水処理
を行う方法として、例えば特開平6−87216号公報
に示されているように、ベースとしてのプラスチック上
にフッ素重合体を含有する部材で例えば共析メッキによ
りコーティングを施し、エキシマレーザで開口部上のコ
ーティング部分を除去してノズル孔25を形成すること
が知られている。
ノズル板26を加工する際にノズル開口部分にバリが発
生することから、このバリを除去するために研磨等の後
加工を行うが、研磨によってノズル開口部分の内部にバ
リが発生し、さらにこれをも除去するために研磨工程で
高精度な作業が要求されてコスト高になるという問題が
ある。
を厚くするとノズル開口部にだれ込み26d1 を生じて
寸法精度を低下させ、インクの飛翔特性に影響を及ぼ
し、印字品位を低下させる原因となる。一方、層厚を薄
くすると部分的な剥離や撥インク性能の低下を生じてイ
ンク飛翔の安定性が損われるという問題がある。
5を形成するために加工性からノズル板26のベースに
プラスチックを用いると、ヘッドの高集積化、印字速度
の高速化に伴う単位面積当たりの荷重が増加してピエゾ
素子31に対して剛性不足となる。これは、ノズル孔2
5から噴射されたインク粒子体積とその飛翔速度がそれ
ぞれ外壁22を介して伝達された変位体積と圧力によっ
て決定されることから、ヘッド剛性が不足すると圧力損
失のために効率よくインク粒子を発生させることができ
なくなるという問題がある。
ゾ素子(圧電素子)31を用いる場合の一般的な条件、
すなわちノズル板26の加圧される面が1×0.2 mm2 ,
加圧圧力が1MPaで160plのインクを加圧させるた
めの変位を生じさせる条件において、ヤング率4×10
9 Paのプラスチックのノズル板26では1.1 μm の変
位で約70plの体積変化を生じるもので、約44%の圧
力損失を生じることになる。
もので、インク飛翔の安定性による印字品位の向上を図
り、ノズル加工性よりコスト低下を図るインクジェット
ヘッド及びその製造方法を提供することを目的とする。
に、請求項1では、インク液が充填される圧力室の一方
にノズル孔が形成されたノズル板が設けられ、他方に変
形自在な加圧板が設けられ、アクチュエータにより該加
圧板を変形させて該ノズル孔よりインク滴を噴射させる
インクジェットヘッドにおいて、前記ノズル板上に、該
ノズル孔の穴径より略3%の範囲内で該ノズル孔内への
入り込みを許容した撥インク性の表面処理層が設けられ
るインクジェットヘッドが構成される。
室の一方にノズル孔が形成されたノズル板が設けられ、
他方に変形自在な加圧板が設けられ、アクチュエータに
より該加圧板を変形させて該ノズル孔よりインク滴を噴
射させるインクジェットヘッドの製造方法において、前
記ノズル板に前記ノズル孔を所定数形成する工程と、形
成した該ノズル孔内にレジスト部材を充填する工程と、
該ノズル板の表面の少なくとも該ノズル孔周辺を研削し
て充填した該レジスト部材を突出させる工程と、該ノズ
ル板の該レジスト部材を突出させた表面上に表面処理層
を形成する工程と、該ノズル孔に充填したレジスト部材
を除去する工程と、を含んでインクジェットヘッドが製
造される。
材は耐腐食性高分子樹脂が使用される。請求項4では、
請求項3記載の耐腐食性高分子樹脂として感光性樹脂フ
ィルム又は低弾性率とする部材が含有された感光性樹脂
フィルムが使用される。
研削を化学的研削又は物理的研削により行う。請求項6
では、請求項2記載の表面処理層が、フッソ系高分子樹
脂又はシリコン系高分子樹脂の撥インク性物質からなる
微粒子を含有する共析めっきで形成される。
室の一方にノズル孔が形成されたノズル板が設けられ、
他方に変形自在な加圧板が設けられ、アクチュエータに
より該加圧板を変形させて該ノズル孔よりインク滴を噴
射させるインクジェットヘッドの製造方法において、前
記ノズル板を形成する基板に前記ノズル孔を形成する工
程と、該基板のインク滴噴出側の表面に、該基板よりレ
ーザ研削のレーザエネルギ密度しきい値の大な撥インク
性の部材で表面処理層を形成する工程と、該ノズル孔内
に入り込んだ該表面処理層の部材をレーザにより除去す
る工程と、を含んでインクジェットヘッドが製造され
る。
なくともヤング率1×1010Paの部材を用いる。請求
項9では、請求項7記載におけるレーザによる前記表面
処理層の開口部は、前記ノズル孔の穴径より略3%の範
囲内で小なる径で形成される。
ズル孔内に、該基板より前記レーザ研削のレーザエネル
ギ密度しきい値の小の部材が充填された後に、該レーザ
による前記表面処理層に前記インク滴を噴射するノズル
孔が形成される。上述のように請求項1の発明では、ノ
ズル板上に撥インク性の表面処理層を設ける場合に、該
表面処理層のノズル孔内への入り込みを該ノズル孔の穴
径の略3%の範囲内に許容させる。これにより、表面処
理層のノズル孔への入り込みによる穴径の変化に伴う噴
射されるインク粒子速度のばらつきを6%以内に抑制す
ることが可能となって、インク飛翔の安定性、印字品位
の向上を図ることが可能となる。
成したノズル孔内に例えば感光性フィルム等の耐腐食性
高分子樹脂などのレジスト部材を充填し、化学的又は物
理的な研削でレジスト部材を突出させた後、表面処理層
を形成してレジスト部材を除去する。これにより、表面
処理層のノズル孔への入り込みを3%の範囲内に抑制し
て形成することが可能になると共に、従来のバリ除去の
工程が省略されて加工コストを低下させ、低コスト化を
図ることが可能となる。
孔をレーザにより、表面処理層に例えばノズル孔の穴径
より略3%の範囲内で小の開口部を最終的に形成する際
に、基板を少なくともヤング率1×1010Paの部材で
あって表面処理層よりレーザ研削のレーザエネルギ密度
しきい値の大なる部材を用いる。これにより、ノズル板
を損傷させずにノズル形成が可能となってインク粒子の
飛翔速度、噴射量、飛翔方向が安定され、印字品位の向
上を図ることが可能となる。 請求項10の発明では、
基板のノズル孔内に該基板よりレーザ研削のレーザエネ
ルギ密度しきい値の小の部材を充填して表面処理層を形
成した後に、該部材と共に表面処理層にインク滴を噴射
するノズル孔を形成する。これにより、ノズル板の内面
加工精度によらないノズル孔が形成されてヘッド剛性が
確保されると共に、安価な加工法が選択可能となり、ま
たノズル孔に対する表面処理層の噴射部分の位置合わせ
のマージンが広がって加工精度の向上、低コスト化を図
ることが可能となる。
部断面図を示す。図1は、本発明の特徴を示すノズル板
の断面図を示したもので、前述の図7に示すインクジェ
ットプリンタ(11)におけるインクジェットヘッドユ
ニット(16)に搭載された図8に示すインクジェット
ヘッド(21)のノズル板(26)に相当するものであ
る。従って、ノズル板以外の構成は図8と同様であるこ
とから説明を省略する。
ズル孔43が所定形成されたもので、ノズル孔43はテ
ーパ部43aとストレート部43bとにより構成され
る。そして、基板42のノズル孔43のストレート部4
3b側の表面上に撥インク性の表面処理層44が形成さ
れ、この表面処理層44におけるノズル孔43(ストレ
ート部43b)に対応する部分に開口部44aが形成さ
れる。すなわち、ノズル孔43のストレート部43bと
表面処理層44の開口部44aがインク滴の噴射孔とな
る。
3bには、表面処理層44が入り込むだれ込みを生じる
もので、ストレート部43bの穴径φ1 に対してだれ込
みで生じた表面処理層44の開口部44aの穴径φ2 に
よってインク滴の噴射孔の穴径を変化させるが、開口部
44aの穴径φ2 をストレート部43bの穴径φ1 より
3%の範囲内で小の径になるようにだれ込みを許容して
形成される。この3%の径の違いは表面処理層44の開
口部44aと、ノズル孔43のストレート部43bの内
側面とをほぼ同一側面上に並ぶようにするためのもので
ある。
43のストレート部43bにだれ込みによって生じる噴
射孔の寸法精度低下が印字品位に大きな影響を及ぼすも
ので、画質に影響するインクドットのずれが許容される
量が一般に20μm 程度とされている。そして、ずれを
生じる主な原因の一つにインク粒子速度のバラツキがあ
り、印字品位に基づく速度バラツキが許容される量は、
中心速度に対して6%程度となる。
口部分(噴射孔)の寸法精度に依存することから、寸法
精度を向上させなければならない。そこで、アクチュエ
ータとしてのピエゾ素子(圧電素子)の変位で噴射され
るインク量が各ノズル孔43で同様のときにはインク流
速は前述のようにv=V/Sで表わされ、表面処理層4
4のだれ込みによる断面積がS1 (m2 )に変化したと
きには境界条件から噴射されるインク粒子速度v1 (m
/S)は、v1 =(S/S1 )・vで表わされる。
の比(S/S1 )として得ることができ、印字品位を確
保するインク粒子速度のバラツキを6%以内に抑制する
ためには噴射孔の穴径の変化(ノズル孔43のストレー
ト部43bの穴径φ1 に対する表面処理層44の開口部
44aの穴径φ2 )を略3%以内にするものである。こ
れによって、上述のように表面処理層44の開口部44
aの側面とノズル孔43のストレート部43bの側面を
ほぼ同一側面上に並ぶようにすることができ、インク飛
翔特性を安定させ、印字品位を向上させることができる
ものである。
明する。基板42は、例えばセラミックス、ガラス、金
属等の弾性率の高い部材が選択される。使用条件として
はノズル孔43はインクに浸漬することから、インクに
対して腐食等の構造変化を起こさない材料であることが
必要であり、本実施例では耐蝕性の高いステンレススチ
ール(例えばSUS316)を使用する。
樹脂膜やシリコン系高分子樹脂膜等が使用される。本実
施例ではポリテトラフルオロエチレン(PTFE)微粒
子を含有するニッケル共析メッキにより形成している。
これは、耐摩耗性、層厚の均一性、厚さ制御性が優れて
いることから品質安定化を図ることができるためであ
る。また、撥インク性においてもPTFE樹脂自体の撥
インク性とほぼ同程度の特性(接触角にして90度以
上)が得られ、安定したインク飛翔特性を得るに十分で
あるためである。
成の製造説明図を示す。図2(A)に示すように、厚さ
100μm 〜300μm のステンレススチール(SUS
316)板の基板42を、プレス加工、エッチング加
工、放電加工、レーザ加工等の方法によって加工し、ノ
ズル孔43を設ける。ここでは、円錐形のノズル孔43
をプレス加工によって作製するもので、ノズル孔43の
ストレート部43bは穴径40μm ,長さ20μm と
し、テーパ部43aはテーパ角20°としている。ノズ
ル開口部表面は、加工時に発生したバリ42aを除去す
るために粗く研磨されているが、バリが完全に除去され
たものではなく、ノズル開口部に一部だれ込んだ状態の
基板42である。
れたノズル孔43に対してレジスト部材である耐腐食性
高分子樹脂を充填する。樹脂材としては後に剥離するこ
と及び樹脂の加工特性を考慮して感光性液体レジストを
用いることができる。ここでは、光硬化性のアクリル系
樹脂のドライフィルムレジスト(DFR)51を用いて
いる。DFRは十分な熱量を与えることによって粘性を
持つ液状となり、容易にノズル穴内部に充填することが
できる。また、剥離に際しても水溶性のDFRを使用す
ればアルカリ性水溶液で容易に剥離できるものである。
ス用エッチング液に浸漬してノズル開口部表面をエッチ
ングする。ノズル開口部には、ノズル孔43の加工時ま
たは粗研磨時に発生したバリ42aが存在するが、エッ
チングすることによって容易に削除できる。これによ
り、ノズル板加工時の最終仕上げ研磨工程を省くことが
でき、コストの低減が図られる。
り、基板42に与える機械的な応力が小さくてすむため
加工寸法精度を向上させることができるものである。エ
ッチングする深さは10μm とし、ストレート部43b
が10μm となるノズル板43(基板42)を得てい
る。但し、ノズル穴加工後に十分な加工精度が得られな
かった場合、エッチングする深さを変えてストレート部
43bの寸法を調節することができる。この場合、ノズ
ル開口部付近のDFR51は耐腐食性を持つためにエッ
チング液に浸されずに表面上で突出することになる。
ストライクニッケルメッキを行い、図2(D)に示すよ
うにノズル開口部表面にニッケル共析メッキにより表面
処理層44を形成する。この表面処理層44の厚さは突
出したDFR51の高さを越えない範囲の厚さである。
漬することにより、図2(E)に示すようにDFR51
が剥離除去されてノズル板41が完成するものである。
なお、ノズル板41の基板42としてセラミック、ガラ
ス等のエッチングが困難なものを使用した場合には、研
削工程(図2(C))でサンドブラストによる物理的研
削手段が用いられる。この場合、DFR51は、通常の
成分であるアクリル樹脂の他にウレタン樹脂を含有した
耐サンドブラスト用のもの(例えば、東京応化(株)製
のBFシリーズ)が用いられる。なお、物理的研削手段
は、基板42に金属部材を用いた場合でも適用すること
ができる。
ケル共析メッキによる表面処理層44はDFR51の突
出部分に沿って形成されることからノズル孔43内にだ
れ込むことが阻害され、正確にノズル孔43(ストレー
ト部43b)及び表面処理層44の開口部44aの寸法
精度を維持することができる。従って、ノズル孔43の
ストレート部43bの側面と表面処理層44の開口部4
4aの側面とを穴径3%以内でほぼ同一側面で形成する
ことができ、インク飛翔の安定化、印字品位の向上を図
ることができるものである。
成の他の製造工程図を示す。図3(A),(B)に示す
ように、ステンレススチールの基板42にテーパ部43
a及びストレート部43bよりなりノズル孔43をプレ
ス加工等で形成し、このノズル孔43にレジスト部材と
してのDFR51を充填することは図2(A),(B)
と同様である。
開口部表面にアルカリ現像、剥離タイプの液体レジスト
又はDFRの皮膜52を形成し、マスクパターンを用い
て露光、現像することにより、ノズル開口部周辺の皮膜
を除去する。つぎに、図3(D)に示すように、基板
(ステンレススチール)に対してエッチングを行うエッ
チング液に浸漬して皮膜52の開口部分の表面の研削を
行う。エッチング深さはエッチング条件を変えることに
よって調整されるもので、深さ調整によりストレート部
43bの長さ及びDFR51の突出量が調整される。
カリ液を用いて皮膜52を剥離する。この場合、DFR
51は耐アルカリ製のレジストであって除去されずに残
る。その後、水洗、酸洗浄、電解脱脂、水洗、ストライ
クニッケルメッキが行われる。
開口部表面にニッケル共析メッキを行い、耐インク性の
表面処理層44が形成される。層厚はDFR51の突出
量を越えない程度に行われる。そして、図3(G)に示
すように、溶剤現像タイプのレジスト剥離液を用いてD
FR51を剥離、除去するものである。
と同様に、表面処理層44はDFR51の突出部分によ
って形成されることからノズル孔43内へのメッキのだ
れ込みが低減(穴径で3%以内)されて正確な寸法精度
を維持することができ、表面処理層44の開口部44a
の側面とノズル孔43のストレート部43bの側面を段
差のない形状となってインク飛翔の安定性、印字品位の
向上が図られる。また、このように製造することによ
り、特にレジスト部材としてDFR51を用いることに
より、過熱工程があるのみで露光工程を省くことができ
ると共に、基板42の裏面から一工程で行うことができ
ることから、製造コストを低減することができるもので
ある。
断面図を示す。図4は、第1実施例と同様に、インクジ
ェットヘッド(図8参照)に使用されるノズル板61の
ノズル孔63部分の断面図を示している。図4に示すノ
ズル板61は、基板62にテーパ部63a(供給側を広
口)を有するノズル孔63が形成され、噴射側に耐イン
ク性の表面処理層64がノズル孔63に対応した開口部
64aを有して形成されたものである。
Pa以上であって、表面処理層64よりレーザ研削を行
う場合のレーザエネルギ密度しきい値の大な部材が使用
される。また、表面処理層64の開口部64aの穴径φ
4 はノズル孔63の噴射側の穴径φ3 より3%以内の差
で形成される。
成の製造説明図を示す。図5(A)において、基板62
は例えば厚さ100μm のステンレススチール(SUS
316)板が用いられ、プレス加工により噴射側の穴径
45μm ,供給側の穴径100μm のテーパ部63aを
有するノズル孔63が形成される。この場合、基板62
はヤング率が2×1011Paであり、1×1010Pa以
上のものである。
段としてピエゾ素子(圧電素子)を用いる場合の一般的
な条件としてノズル基板の圧力伝達により加圧される面
が例えば1×0.2 mm,加圧圧力が例えば1MPaで16
0plのインクを加圧、変位させる条件下において、ヤン
グ率4×109 Paのプラスチックのノズル基板では、
1.1 μm 変位して約70plの体積変化して約44%の圧
力損失を生じることから、圧力損失を20%以下にする
ためにはノズル基板のヤング率が1×1010Pa以上必
要であるからである。
Paのものを使用することにより、加圧面1×0.2 mm,
圧力1MPaのときの基板62の変位が0.02μm となっ
て約1plの体積変化を生じることになり、加圧、変位さ
せる160plのインクの約1%の損失に抑制することが
できるものである。
チール)62のレーザ(例えばエキシマレーザ)に対す
る溶融しきい値としてのレーザエネルギ密度しきい値が
10J/cm2 以上であり、この基板62の噴射側に例え
ばポリイミド系フッ素樹脂を20μm コーティングして
表面処理層64が形成される。この表面処理層64のレ
ーザエネルギ密度しきい値は0.1 J/cm2 以下であり、
基板62より小の部材が選択されている。この場合、表
面処理層64のコーティングにおける開口部64bの穴
径は、ノズル孔63の噴射側の穴径より小に形成され
る。
2の供給側より発振波長308nm,エネルギ密度2.0 J
/cm2 のXeClエキシマレーザ光53を照射する。こ
のとき、このレーザ光では研削されない基板62のノズ
ル孔63の噴射側の穴部分をマスクとして、ノズル孔6
3の噴射側に形成された表面処理層64の部分が溶融、
除去されて研削される。これにより、表面処理層64の
開口部64aがノズル孔63の噴射側の穴径とほぼ同等
(穴径の差が3%以内)に形成されるものである。
記の他に、金属の放電加工、エッチング、電鋳、YAG
レーザ加工、基板62にセラミックを用いた場合のセラ
ミックの焼成等で行ってもよい。また、表面処理層64
を形成する部材として、他のフッ素系樹脂を用いてもよ
い。
とにより、基板62での圧力損失を減少させ、アクチュ
エータとしてのピエゾ素子(圧電素子)で発生した圧力
を効率よくインク押し出し力に変換することができると
共に、ノズル周辺(噴射部分)に形状精度の良好な表面
処理層64が形成されてインク飛翔の安定化、印字品位
の向上を図ることができるものである。
説明図を示す。図6(A)において、図5と同様のノズ
ル孔63が形成された基板(SUS316)62におけ
る該ノズル孔63内に、基板62よりレーザ研削のレー
ザエネルギ密度しきい値の小なる充填層65が形成され
る。この充填層65としては、例えばDFR(東京応化
工業(株)製PR155)があり、レーザエネルギ密度
しきい値が1.0 J/cm 2 以下であって、基板62のレー
ザエネルギ密度しきい値が10J/cm2 以上より小であ
る。そこで、基板62のノズル孔63の噴射側の全面に
上述と同様のポリイミド系フッソ樹脂を20μm コーテ
ィングして表面処理層64cが形成される。
2のノズル孔63の供給側より、発振波長308nm,エ
ネルギ密度2.0 J/cm2 のXeClエキシマレーザ光5
3を照射することにより、充填層65,及びノズル孔6
3に対応する表面処理層64が研削されて、該表面処理
層64に噴射孔64aが径35μm で形成されるもので
ある。
第1実施例と同様に金属の放電加工、エッチング、電
鋳、YAGレーザ加工、基板62にセラミックを使用し
た場合のセラミック焼成等により行ってもよい。また、
充填層65として、レーザ研削しきい値が1.0 J/cm2
以下のポリイミド等のプラスチックを用いてもよい。さ
らに、表面処理層64として他のフッ素樹脂を用いても
よい。
同様の効果を有すると共に、基板62の内面加工精度に
よらずにノズル噴射孔を形成することができ、充填層6
5を高強度の部材を選択することによりプリントヘッド
の剛性を確保することができる。また、レーザ研削する
ことから基板62のノズル孔63の加工の選択範囲が拡
大し、安価な加工法を選択することができると共に、ノ
ズル孔63の中心と表面処理層64の開口部64aの中
心とが偏心してもよく、レーザ加工時の位置合わせのマ
ージンを拡大させることができるものである。
ば、ノズル板上に撥インク性の表面処理層を設ける場合
に、該表面処理層のノズル孔内への入り込みを該ノズル
孔の穴径の略3%の範囲内に許容させることにより、表
面処理層のノズル孔への入り込みによる穴径の変化に伴
う噴射されるインク粒子速度のばらつきを6%以内に抑
制することが可能となって、インク飛翔の安定性、印字
品位の向上を図ることができる。
に形成したノズル孔内に例えば感光性フィルム等の耐腐
食性高分子樹脂などのレジスト部材を充填し、化学的又
は物理的な研削でレジスト部材を突出させた後、表面処
理層を形成してレジスト部材を除去することにより、表
面処理層のノズル孔への入り込みを3%の範囲内に抑制
して形成することが可能になると共に、従来のバリ除去
の工程が省略されて加工コストを低下させ、低コスト化
を図ることができる。
ズル孔をレーザにより、表面処理層に例えばノズル孔の
穴径より略3%の範囲内で小の開口部を最終的に形成す
る際に、基板を少なくともヤング率1×1010Paの部
材であって表面処理層よりレーザ研削のレーザエネルギ
密度しきい値の大なる部材を用いることにより、ノズル
板を損傷させずにノズル形成が可能となってインク粒子
の飛翔速度、噴射量、飛翔方向が安定され、印字品位の
向上を図ることができる。
孔内に該基板よりレーザ研削のレーザエネルギ密度しき
い値の小の部材を充填して表面処理層を形成した後に、
該部材と共に表面処理層にインク滴を噴射するノズル孔
を形成することにより、ノズル板の内面加工精度によら
ないノズル孔が形成されてヘッド剛性が確保されると共
に、安価な加工法が選択可能となり、またノズル孔に対
する表面処理層の噴射部分の位置合わせのマージンが広
がって加工精度の向上、低コスト化を図ることができ
る。
る。
ある。
る。
る。
る。
Claims (10)
- 【請求項1】 インク液が充填される圧力室の一方にノ
ズル孔が形成されたノズル板が設けられ、他方に変形自
在な加圧板が設けられ、アクチュエータにより該加圧板
を変形させて該ノズル孔よりインク滴を噴射させるイン
クジェットヘッドにおいて、 前記ノズル板上に、該ノズル孔の穴径より略3%の範囲
内で該ノズル孔内への入り込みを許容した撥インク性の
表面処理層が設けられることを特徴とするインクジェッ
トヘッド。 - 【請求項2】 インク液が充填される圧力室の一方にノ
ズル孔が形成されたノズル板が設けられ、他方に変形自
在な加圧板が設けられ、アクチュエータにより該加圧板
を変形させて該ノズル孔よりインク滴を噴射させるイン
クジェットヘッドの製造方法において、 前記ノズル板に前記ノズル孔を所定数形成する工程と、 形成した該ノズル孔内にレジスト部材を充填する工程
と、 該ノズル板の表面の少なくとも該ノズル孔周辺を研削し
て充填した該レジスト部材を突出させる工程と、 該ノズル板の該レジスト部材を突出させた表面上に表面
処理層を形成する工程と、 該ノズル孔に充填したレジスト部材を除去する工程と、 を含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方
法。 - 【請求項3】 請求項2記載のレジスト部材は耐腐食性
高分子樹脂が使用されることを特徴とするインクジェッ
トヘッドの製造方法。 - 【請求項4】 請求項3記載の耐腐食性高分子樹脂とし
て感光性樹脂フィルム又は低弾性率とする部材が含有さ
れた感光性樹脂フィルムが使用されることを特徴とする
インクジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項5】 請求項2記載のノズル板の研削を化学的
研削又は物理的研削により行うことを特徴とするインク
ジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項6】 請求項2記載の表面処理層が、フッソ系
高分子樹脂又はシリコン系高分子樹脂の撥インク性物質
からなる微粒子を含有する共析めっきで形成されること
を特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項7】 インク液が充填される圧力室の一方にノ
ズル孔が形成されたノズル板が設けられ、他方に変形自
在な加圧板が設けられ、アクチュエータにより該加圧板
を変形させて該ノズル孔よりインク滴を噴射させるイン
クジェットヘッドの製造方法において、 前記ノズル板を形成する基板に前記ノズル孔を形成する
工程と、 該基板のインク滴噴出側の表面に、該基板よりレーザ研
削のレーザエネルギ密度しきい値の大な撥インク性の部
材で表面処理層を形成する工程と、 該ノズル孔内に入り込んだ該表面処理層の部材をレーザ
により除去する工程と、 を含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方
法。 - 【請求項8】 請求項7記載の基板は、少なくともヤン
グ率1×1010Paの部材を用いることを特徴とするイ
ンクジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項9】 請求項7記載におけるレーザによる前記
表面処理層の開口部は、前記ノズル孔の穴径より略3%
の範囲内で小なる径で形成されることを特徴とするイン
クジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項10】 請求項7記載の基板のノズル孔内に、
該基板より前記レーザ研削のレーザエネルギ密度しきい
値の小の部材が充填された後に、該レーザによる前記表
面処理層に前記インク滴を噴射するノズル孔が形成され
ることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
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JP23167695A JP3438797B2 (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | インクジェットヘッドの製造方法 |
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1138491A2 (en) | 2000-03-21 | 2001-10-04 | Nec Corporation | Ink jet head having improved pressure chamber and its manufacturing method |
US6341836B1 (en) | 1999-03-17 | 2002-01-29 | Fujitsu Limited | Water-repellent coating and method for forming same on the surface of liquid jet |
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JP2006326868A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Brother Ind Ltd | 板状部材構造およびその製造方法 |
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-
1995
- 1995-09-08 JP JP23167695A patent/JP3438797B2/ja not_active Expired - Fee Related
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