JP2000318162A - 液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法および液体噴射記録ヘッドの製造方法 - Google Patents
液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法および液体噴射記録ヘッドの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 オリフィスプレートの液吐出側にマスクプレ
ートを密着させ、該マスクプレート側からのレーザ光の
照射によって、液吐出側に先細りのテーパ形状の吐出ノ
ズルを加工する際に、マスクプレートの耐久破損ダメー
ジを回避することができる液体噴射記録ヘッドの吐出ノ
ズル加工方法を提供する。 【解決手段】 基板材質がガラス材、石英または無機結
晶材料で、該基板材質に吐出口形状のマスクパターン１
１を形成するとともに高エネルギー紫外線ビームが入射
する面に該紫外線の波長に合わせた誘電体多層干渉膜等
の全反射ミラーコーティングを施したマスクプレート１
を、液体噴射記録ヘッドのオリフィスプレート２の液吐
出側に密着させ、マスクプレート１側から複数の高エネ
ルギー紫外線レーザ光Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを照射することに
よって、オリフィスプレート２に液吐出側に先細りのテ
ーパ形状の吐出ノズル２１を加工する。
ートを密着させ、該マスクプレート側からのレーザ光の
照射によって、液吐出側に先細りのテーパ形状の吐出ノ
ズルを加工する際に、マスクプレートの耐久破損ダメー
ジを回避することができる液体噴射記録ヘッドの吐出ノ
ズル加工方法を提供する。 【解決手段】 基板材質がガラス材、石英または無機結
晶材料で、該基板材質に吐出口形状のマスクパターン１
１を形成するとともに高エネルギー紫外線ビームが入射
する面に該紫外線の波長に合わせた誘電体多層干渉膜等
の全反射ミラーコーティングを施したマスクプレート１
を、液体噴射記録ヘッドのオリフィスプレート２の液吐
出側に密着させ、マスクプレート１側から複数の高エネ
ルギー紫外線レーザ光Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを照射することに
よって、オリフィスプレート２に液吐出側に先細りのテ
ーパ形状の吐出ノズル２１を加工する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録液等の液滴を
飛翔させて記録媒体上に液滴を付着させる液体噴射記録
ヘッドにおける吐出ノズルを紫外線レーザにより昇華加
工する吐出ノズル加工方法に関するものであり、さらに
液体噴射記録ヘッドの製造方法に関するものである。
飛翔させて記録媒体上に液滴を付着させる液体噴射記録
ヘッドにおける吐出ノズルを紫外線レーザにより昇華加
工する吐出ノズル加工方法に関するものであり、さらに
液体噴射記録ヘッドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インク等の記録液の液滴を飛翔させて記
録媒体上に液滴を付着させる液体噴射記録装置（インク
ジェットプリンタ）において、印刷品質は記録液を吐出
する部分であるノズル部分の特性に大きく依存してお
り、このノズル部分の特性は、ノズル径のばらつきやノ
ズルの形状によってほぼ決定される。このノズルを形成
する方法としては、大きくは２つの方法が用いられてお
り、金属プレートを用いる電鋳法もしくは放電加工法に
より形成する方法と、有機高分子樹脂材料をエキシマレ
ーザに代表される紫外線レーザ等の高エネルギーレーザ
で昇華（アブレーション）加工する方法が提案されてい
るが、現在では、後者の紫外線レーザ加工方法を用いて
微細加工する方法が一般的となっている。
録媒体上に液滴を付着させる液体噴射記録装置（インク
ジェットプリンタ）において、印刷品質は記録液を吐出
する部分であるノズル部分の特性に大きく依存してお
り、このノズル部分の特性は、ノズル径のばらつきやノ
ズルの形状によってほぼ決定される。このノズルを形成
する方法としては、大きくは２つの方法が用いられてお
り、金属プレートを用いる電鋳法もしくは放電加工法に
より形成する方法と、有機高分子樹脂材料をエキシマレ
ーザに代表される紫外線レーザ等の高エネルギーレーザ
で昇華（アブレーション）加工する方法が提案されてい
るが、現在では、後者の紫外線レーザ加工方法を用いて
微細加工する方法が一般的となっている。
【０００３】この紫外線レーザ加工方法において、有機
高分子樹脂材料を昇華加工する好適なレーザのエネルギ
ー密度で加工を行なうと、レーザの入射側からレーザの
出射側にかけて加工面積が徐々に減少するいわゆるテー
パ形状の加工特性となる。また、液体噴射記録ヘッドの
印刷品質を上げるために要求されるノズル形状が記録液
の吐出側に先細りのテーパ形状であるため、レーザの加
工方法としては、記録液の供給側からのレーザ照射によ
って行なわれ、すなわち、記録液吐出ノズルを形成する
プレートは、ノズルを加工形成した後に、記録液を供給
する部材に結合する工程が取られてきた。
高分子樹脂材料を昇華加工する好適なレーザのエネルギ
ー密度で加工を行なうと、レーザの入射側からレーザの
出射側にかけて加工面積が徐々に減少するいわゆるテー
パ形状の加工特性となる。また、液体噴射記録ヘッドの
印刷品質を上げるために要求されるノズル形状が記録液
の吐出側に先細りのテーパ形状であるため、レーザの加
工方法としては、記録液の供給側からのレーザ照射によ
って行なわれ、すなわち、記録液吐出ノズルを形成する
プレートは、ノズルを加工形成した後に、記録液を供給
する部材に結合する工程が取られてきた。
【０００４】しかしながら、液吐出ノズル長は、印刷品
質上、約数１０μｍから約１００μｍの長さが要求さ
れ、このノズルを形成するプレートの厚みも当然のこと
ながら同様の厚みを有するため、この吐出口形成プレー
トは非常に薄く変形しやすい部材であり、吐出口形成プ
レートに対し液供給側からレーザ加工しなければなら
ず、そして、吐出ノズルを加工形成した後に記録液を供
給する部材に結合しなければならないために、結合後、
吐出口形成プレートがストレス変形を起こし、同一方向
に整列した複数の吐出ノズルが形成できず、記録液の吐
出方向がばらばらになってしまい、印刷品質を劣化させ
てしまうという問題点があった。
質上、約数１０μｍから約１００μｍの長さが要求さ
れ、このノズルを形成するプレートの厚みも当然のこと
ながら同様の厚みを有するため、この吐出口形成プレー
トは非常に薄く変形しやすい部材であり、吐出口形成プ
レートに対し液供給側からレーザ加工しなければなら
ず、そして、吐出ノズルを加工形成した後に記録液を供
給する部材に結合しなければならないために、結合後、
吐出口形成プレートがストレス変形を起こし、同一方向
に整列した複数の吐出ノズルが形成できず、記録液の吐
出方向がばらばらになってしまい、印刷品質を劣化させ
てしまうという問題点があった。
【０００５】そこで、このような問題点を解決するため
に、液体噴射記録ヘッドを組み立てた後に、液吐出ノズ
ルを加工する方法が提案されている。
に、液体噴射記録ヘッドを組み立てた後に、液吐出ノズ
ルを加工する方法が提案されている。
【０００６】その一つは、特表平６−５１０９５８号公
報（コンパック・コンピュータ・コーポレイション）に
提案されている方法で、吐出口形成プレートに対して、
マスクパターンで制限された光ビームを２つの方向から
斜入射させる方法であり、光ビームを斜入射させること
によって光ビームの進行方向に吐出口形成プレートが加
工され、結果的に、吐出口形成プレートが外側より内側
の加工幅の広いテーパ形状が形成される。
報（コンパック・コンピュータ・コーポレイション）に
提案されている方法で、吐出口形成プレートに対して、
マスクパターンで制限された光ビームを２つの方向から
斜入射させる方法であり、光ビームを斜入射させること
によって光ビームの進行方向に吐出口形成プレートが加
工され、結果的に、吐出口形成プレートが外側より内側
の加工幅の広いテーパ形状が形成される。
【０００７】他の一つは、特公平６−２４８７４号公報
（ザールリミテッド）に提案されている方法で、ノズル
パターンが形成されたマスクプレートを吐出口形成プレ
ートに密着させた形で光ビームを照射し、密着させたマ
スクプレートと吐出口形成プレートに光ビームが斜入射
するように、揺動またはピボット回転運動をさせて、光
ビームの入射方向に加工が進行することによって、吐出
口形成プレートの液吐出側に先細りのテーパ形状のノズ
ルを形成するものである。
（ザールリミテッド）に提案されている方法で、ノズル
パターンが形成されたマスクプレートを吐出口形成プレ
ートに密着させた形で光ビームを照射し、密着させたマ
スクプレートと吐出口形成プレートに光ビームが斜入射
するように、揺動またはピボット回転運動をさせて、光
ビームの入射方向に加工が進行することによって、吐出
口形成プレートの液吐出側に先細りのテーパ形状のノズ
ルを形成するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た特表平６−５１０９５８号公報に記載された方法にお
いては、２つの方向のみの光ビーム加工のため、光ビー
ムの斜入射方向に対しては、吐出口形成プレートの液吐
出側に先細りのテーパ形状が形成されるが、これと直角
方向では液吐出側に口広がりのテーパ形状が形成され
る。このように、液吐出方向に対して対称なコーン形状
のテーパが形成されないため、液吐出側に口広がりのテ
ーパ形状の方向では、記録液の吐出流体抵抗となって、
液吐出の周期が遅くなり、高速な印刷ができなくなり、
さらに、口広がりなノズル形状の場合、液吐出時にミス
トが発生してしまうという問題点が生じる。
た特表平６−５１０９５８号公報に記載された方法にお
いては、２つの方向のみの光ビーム加工のため、光ビー
ムの斜入射方向に対しては、吐出口形成プレートの液吐
出側に先細りのテーパ形状が形成されるが、これと直角
方向では液吐出側に口広がりのテーパ形状が形成され
る。このように、液吐出方向に対して対称なコーン形状
のテーパが形成されないため、液吐出側に口広がりのテ
ーパ形状の方向では、記録液の吐出流体抵抗となって、
液吐出の周期が遅くなり、高速な印刷ができなくなり、
さらに、口広がりなノズル形状の場合、液吐出時にミス
トが発生してしまうという問題点が生じる。
【０００９】さらに、マスクパターンの投影結像系では
ないため、吐出ノズルの加工は一つずつ個別に加工しな
ければならないため、非常に多くの吐出ノズル配列を形
成しなければならない場合には、加工時間が長くなり、
生産性として非常に不利となるという問題点があり、さ
らに、光ビームのエネルギー強度の振れに対して敏感に
ノズルの加工サイズが変化してしまうため、加工精度の
安定性の面で困難という問題点もある。
ないため、吐出ノズルの加工は一つずつ個別に加工しな
ければならないため、非常に多くの吐出ノズル配列を形
成しなければならない場合には、加工時間が長くなり、
生産性として非常に不利となるという問題点があり、さ
らに、光ビームのエネルギー強度の振れに対して敏感に
ノズルの加工サイズが変化してしまうため、加工精度の
安定性の面で困難という問題点もある。
【００１０】また、前述した特公平６−２４８７４号公
報に記載された方法においては、マスクプレートと吐出
口形成プレートを経時的に光ビームに対して傾ける運動
をさせるため、加工開始状態と加工終了状態によって、
つまり、加工の経時的動作過程によって、液吐出方向軸
に対して対称なテーパ形状を加工することが困難とな
り、結果的に、個々の液体噴射記録ヘッドにおいて、記
録液の吐出が安定して一定均一な方向に飛翔させること
が難しいという問題点がある。
報に記載された方法においては、マスクプレートと吐出
口形成プレートを経時的に光ビームに対して傾ける運動
をさせるため、加工開始状態と加工終了状態によって、
つまり、加工の経時的動作過程によって、液吐出方向軸
に対して対称なテーパ形状を加工することが困難とな
り、結果的に、個々の液体噴射記録ヘッドにおいて、記
録液の吐出が安定して一定均一な方向に飛翔させること
が難しいという問題点がある。
【００１１】また、マスクパターンの全体（すなわち、
配列された多数の吐出ノズル）を一括で加工することは
できるが、マスクプレートと吐出口形成プレートを経時
的に光ビームに対して傾ける運動をさせるため、加工時
間が運動動作の時間によって制限され、加工時間が長く
かかり、生産性として不利となるという問題点もある。
配列された多数の吐出ノズル）を一括で加工することは
できるが、マスクプレートと吐出口形成プレートを経時
的に光ビームに対して傾ける運動をさせるため、加工時
間が運動動作の時間によって制限され、加工時間が長く
かかり、生産性として不利となるという問題点もある。
【００１２】そこで、前述した問題点を解決すべく、本
出願人は、先に、液体噴射記録ヘッドの吐出口が一次元
配列で複数個または複数個の配列が複数列形成される吐
出口形成プレートの外面に、吐出口の形状がパターニン
グされたマスクプレートを密着させ、マスクプレート面
の垂直軸に対して所定角度傾いた方向でかつ回転対称な
方向から複数の高エネルギー紫外線平行ビームを同時照
射することによって、吐出口形成プレートに吐出ノズル
を昇華加工形成する方法を提案した（特願平１０−１８
２４０７号出願）。
出願人は、先に、液体噴射記録ヘッドの吐出口が一次元
配列で複数個または複数個の配列が複数列形成される吐
出口形成プレートの外面に、吐出口の形状がパターニン
グされたマスクプレートを密着させ、マスクプレート面
の垂直軸に対して所定角度傾いた方向でかつ回転対称な
方向から複数の高エネルギー紫外線平行ビームを同時照
射することによって、吐出口形成プレートに吐出ノズル
を昇華加工形成する方法を提案した（特願平１０−１８
２４０７号出願）。
【００１３】この方法によって形成される吐出ノズルは
液吐出方向軸に対して対称な形状であって、吐出口形成
プレートの外側（液吐出側）に部分的にまた全体が先細
りのテーパ形状が形成でき、そして、短時間で多数の吐
出ノズルを一括加工することができる。しかし、この方
法においても、マスクプレートを、加工を行なう吐出口
形成プレートに密着させるため、マスクプレート自体も
加工を受け、ダメージを受けやすく、耐久的に長くもた
ないという問題点があった。
液吐出方向軸に対して対称な形状であって、吐出口形成
プレートの外側（液吐出側）に部分的にまた全体が先細
りのテーパ形状が形成でき、そして、短時間で多数の吐
出ノズルを一括加工することができる。しかし、この方
法においても、マスクプレートを、加工を行なう吐出口
形成プレートに密着させるため、マスクプレート自体も
加工を受け、ダメージを受けやすく、耐久的に長くもた
ないという問題点があった。
【００１４】そこで、本発明は、上記の従来技術の有す
る未解決の課題に鑑みてなされたものであって、吐出口
形成プレートの外側からのレーザ光の照射によるレーザ
加工によって、液吐出側に部分的にまた全体が先細りの
テーパ形状で液吐出方向軸に対して対称な形状の吐出ノ
ズルが形成でき、かつ、短時間で多数配列される吐出ノ
ズルを一括加工することができる吐出ノズル加工方法に
おいて、マスクプレートの耐久破損ダメージを回避する
ことができる吐出ノズル加工方法を提供するとともに、
液体噴射記録ヘッドの製造方法を提供することを目的と
するものである。
る未解決の課題に鑑みてなされたものであって、吐出口
形成プレートの外側からのレーザ光の照射によるレーザ
加工によって、液吐出側に部分的にまた全体が先細りの
テーパ形状で液吐出方向軸に対して対称な形状の吐出ノ
ズルが形成でき、かつ、短時間で多数配列される吐出ノ
ズルを一括加工することができる吐出ノズル加工方法に
おいて、マスクプレートの耐久破損ダメージを回避する
ことができる吐出ノズル加工方法を提供するとともに、
液体噴射記録ヘッドの製造方法を提供することを目的と
するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法
は、液体噴射記録ヘッドの吐出口が一次元配列で複数個
または複数個の配列が複数列形成される吐出口形成プレ
ートの液吐出側に、形成しようとする吐出口の形状がパ
ターニングされたマスクプレートを密着させ、該マスク
プレート側から高エネルギー紫外線ビームを照射するこ
とによって、前記吐出口形成プレートに吐出ノズルを昇
華加工形成する液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方
法において、前記マスクプレートは、基板材質がガラス
材、石英または無機結晶材料で作製されており、該基板
材質に吐出口の形状の貫通穴を形成し、高エネルギー紫
外線ビームが入射する面に該紫外線の波長に合わせた全
反射ミラーコーティングを施したものであることを特徴
とする。
め、本発明の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法
は、液体噴射記録ヘッドの吐出口が一次元配列で複数個
または複数個の配列が複数列形成される吐出口形成プレ
ートの液吐出側に、形成しようとする吐出口の形状がパ
ターニングされたマスクプレートを密着させ、該マスク
プレート側から高エネルギー紫外線ビームを照射するこ
とによって、前記吐出口形成プレートに吐出ノズルを昇
華加工形成する液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方
法において、前記マスクプレートは、基板材質がガラス
材、石英または無機結晶材料で作製されており、該基板
材質に吐出口の形状の貫通穴を形成し、高エネルギー紫
外線ビームが入射する面に該紫外線の波長に合わせた全
反射ミラーコーティングを施したものであることを特徴
とする。
【００１６】本発明の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル
加工方法においては、前記マスクプレートの基板材質
が、可視光域で無色透明な光学ガラス材料、石英または
無機結晶材料であることが好ましく、また、前記マスク
プレートの貫通穴は、レーザによるエッチング加工、Ｘ
線γ線等の放射線によるエッチング加工、レジストパタ
ーニング後の微粒子吹き付け（パウダーブラスト）、ま
たはレジストパターニング後のケミカルエッチングによ
って形成することができ、さらに、前記マスクプレート
の全反射ミラーコーティングは、高エネルギー紫外線ビ
ームが入射する面に、該紫外線の波長に合わせた誘電体
多層干渉膜を蒸着またはスパッタリング工程によって形
成することができる。
加工方法においては、前記マスクプレートの基板材質
が、可視光域で無色透明な光学ガラス材料、石英または
無機結晶材料であることが好ましく、また、前記マスク
プレートの貫通穴は、レーザによるエッチング加工、Ｘ
線γ線等の放射線によるエッチング加工、レジストパタ
ーニング後の微粒子吹き付け（パウダーブラスト）、ま
たはレジストパターニング後のケミカルエッチングによ
って形成することができ、さらに、前記マスクプレート
の全反射ミラーコーティングは、高エネルギー紫外線ビ
ームが入射する面に、該紫外線の波長に合わせた誘電体
多層干渉膜を蒸着またはスパッタリング工程によって形
成することができる。
【００１７】本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法
は、一次元配列で複数個または複数個の配列が複数列形
成される吐出口が形成される吐出口形成プレートを備え
た液体噴射記録ヘッドの製造方法であって、前記吐出口
形成プレートの液吐出側に、形成しようとする吐出口の
形状がパターニングされたマスクプレートを密着させ、
該マスクプレート側から高エネルギー紫外線ビームを照
射することによって、前記吐出口形成プレートに吐出ノ
ズルを昇華加工形成する液体噴射記録ヘッドの製造方法
において、前記マスクプレートは、基板材質がガラス
材、石英または無機結晶材料で作製されており、該基板
材質に吐出口の形状の貫通穴を形成し、高エネルギー紫
外線ビームが入射する面に該紫外線の波長に合わせた全
反射ミラーコーティングを施したものであることを特徴
とする。
は、一次元配列で複数個または複数個の配列が複数列形
成される吐出口が形成される吐出口形成プレートを備え
た液体噴射記録ヘッドの製造方法であって、前記吐出口
形成プレートの液吐出側に、形成しようとする吐出口の
形状がパターニングされたマスクプレートを密着させ、
該マスクプレート側から高エネルギー紫外線ビームを照
射することによって、前記吐出口形成プレートに吐出ノ
ズルを昇華加工形成する液体噴射記録ヘッドの製造方法
において、前記マスクプレートは、基板材質がガラス
材、石英または無機結晶材料で作製されており、該基板
材質に吐出口の形状の貫通穴を形成し、高エネルギー紫
外線ビームが入射する面に該紫外線の波長に合わせた全
反射ミラーコーティングを施したものであることを特徴
とする。
【００１８】本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法に
おいては、前記マスクプレートの基板材質が、可視光域
で無色透明な光学ガラス材料、石英または無機結晶材料
であることが好ましく、また、前記マスクプレートの貫
通穴は、レーザによるエッチング加工、Ｘ線γ線等の放
射線によるエッチング加工、レジストパターニング後の
微粒子吹き付け（パウダーブラスト）、またはレジスト
パターニング後のケミカルエッチングによって形成する
ことができ、さらに、前記マスクプレートの全反射ミラ
ーコーティングは、高エネルギー紫外線ビームが入射す
る面に、該紫外線の波長に合わせた誘電体多層干渉膜を
蒸着またはスパッタリング工程によって形成することが
できる。
おいては、前記マスクプレートの基板材質が、可視光域
で無色透明な光学ガラス材料、石英または無機結晶材料
であることが好ましく、また、前記マスクプレートの貫
通穴は、レーザによるエッチング加工、Ｘ線γ線等の放
射線によるエッチング加工、レジストパターニング後の
微粒子吹き付け（パウダーブラスト）、またはレジスト
パターニング後のケミカルエッチングによって形成する
ことができ、さらに、前記マスクプレートの全反射ミラ
ーコーティングは、高エネルギー紫外線ビームが入射す
る面に、該紫外線の波長に合わせた誘電体多層干渉膜を
蒸着またはスパッタリング工程によって形成することが
できる。
【００１９】
【作用】本発明によれば、液体噴射記録ヘッドの吐出口
形成プレートの外面（液吐出側）に、形成しようとする
吐出口の形状がパターニングされたマスクプレートを密
着させ、マスクプレート側から高エネルギー紫外線平行
ビームを照射することによって、吐出形成プレートに吐
出ノズルを昇華加工形成する液体噴射記録ヘッドの吐出
ノズル加工方法において、基板材質としてのガラス材、
石英または無機結晶材料に吐出口形状の貫通穴を形成し
かつ高エネルギー紫外線ビームが入射する面にこの紫外
線の波長に合わせた全反射ミラーコーティングを施した
マスクプレートを用いることによって、マスクプレート
の耐久破損ダメージを回避することができ、さらに、マ
スクプレートに熱膨張や熱変形が生じないことから高精
度の加工が可能となり、吐出口形成プレートの液吐出側
に部分的にまたは全体が先細りのテーパ形状で液吐出側
の開口径が均一な吐出ノズルが形成でき、かつ、短時間
で多数の吐出ノズルを一括加工することができる。
形成プレートの外面（液吐出側）に、形成しようとする
吐出口の形状がパターニングされたマスクプレートを密
着させ、マスクプレート側から高エネルギー紫外線平行
ビームを照射することによって、吐出形成プレートに吐
出ノズルを昇華加工形成する液体噴射記録ヘッドの吐出
ノズル加工方法において、基板材質としてのガラス材、
石英または無機結晶材料に吐出口形状の貫通穴を形成し
かつ高エネルギー紫外線ビームが入射する面にこの紫外
線の波長に合わせた全反射ミラーコーティングを施した
マスクプレートを用いることによって、マスクプレート
の耐久破損ダメージを回避することができ、さらに、マ
スクプレートに熱膨張や熱変形が生じないことから高精
度の加工が可能となり、吐出口形成プレートの液吐出側
に部分的にまたは全体が先細りのテーパ形状で液吐出側
の開口径が均一な吐出ノズルが形成でき、かつ、短時間
で多数の吐出ノズルを一括加工することができる。
【００２０】さらに、本発明によれば，液体噴射記録ヘ
ッドを組立てた後の最終工程で吐出ノズルを加工形成す
ることが可能となることで、吐出口形成プレートの組立
て結合による変形に起因する液吐出方向の非等方向性が
解消され、かつ、吐出口形成プレートの外側（液吐出
側）に先細りのテーパ形状の吐出ノズルが形成できるこ
とによって、液滴の吐出方向が一定方向に安定し、吐出
する記録液の飛翔スピードが向上する。したがって、液
体噴射記録ヘッドの印刷品質が格段に向上するとともに
高速印刷が可能となる。
ッドを組立てた後の最終工程で吐出ノズルを加工形成す
ることが可能となることで、吐出口形成プレートの組立
て結合による変形に起因する液吐出方向の非等方向性が
解消され、かつ、吐出口形成プレートの外側（液吐出
側）に先細りのテーパ形状の吐出ノズルが形成できるこ
とによって、液滴の吐出方向が一定方向に安定し、吐出
する記録液の飛翔スピードが向上する。したがって、液
体噴射記録ヘッドの印刷品質が格段に向上するとともに
高速印刷が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００２２】図１は、本発明の液体噴射記録ヘッドの吐
出ノズル加工方法を示す概略図であり、以下に、本発明
の吐出ノズル加工方法を詳細に説明する。
出ノズル加工方法を示す概略図であり、以下に、本発明
の吐出ノズル加工方法を詳細に説明する。
【００２３】図１において、１は形成しようとする吐出
口形状に対応するマスクパターン１１が開口されたマス
クプレート、２は吐出ノズル２１が形成される吐出口形
成プレート（以下、オリフィスプレートともいう。）、
３はオリフィスプレート２を結合する液体噴射記録ヘッ
ド本体であり、吐出ノズル２１は、液体噴射記録ヘッド
本体３に組み立て結合された吐出口形成プレート２に対
して、液吐出側から紫外線レーザ光Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが照
射されることにより加工形成される。これらのレーザ光
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、あらかじめオリフィスプレート２に
密着されたマスクプレート１の垂線に対してそれぞれ異
なる方向に傾いており、レーザ光Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの重ね
合わせ位置はマスクプレート１のパターン部分に定めら
れている。したがって、本発明において加工される吐出
ノズル２１の液吐出側端部の吐出口径はマスクプレート
１の開口径で一義的に決まり、レーザパワーのばらつき
によって影響を受けることがなくなるため、均一な液吐
出側端部の吐出口径を作製することが可能である。
口形状に対応するマスクパターン１１が開口されたマス
クプレート、２は吐出ノズル２１が形成される吐出口形
成プレート（以下、オリフィスプレートともいう。）、
３はオリフィスプレート２を結合する液体噴射記録ヘッ
ド本体であり、吐出ノズル２１は、液体噴射記録ヘッド
本体３に組み立て結合された吐出口形成プレート２に対
して、液吐出側から紫外線レーザ光Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが照
射されることにより加工形成される。これらのレーザ光
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、あらかじめオリフィスプレート２に
密着されたマスクプレート１の垂線に対してそれぞれ異
なる方向に傾いており、レーザ光Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの重ね
合わせ位置はマスクプレート１のパターン部分に定めら
れている。したがって、本発明において加工される吐出
ノズル２１の液吐出側端部の吐出口径はマスクプレート
１の開口径で一義的に決まり、レーザパワーのばらつき
によって影響を受けることがなくなるため、均一な液吐
出側端部の吐出口径を作製することが可能である。
【００２４】ここで、各レーザ光Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのマス
クプレート１への照射方向を詳細に述べると、図２に示
すようなｘｙｚ座標系を設定した場合、図３に示す方
向、すなわち、各レーザ光はｙｚ平面への射影において
は、ｙ軸（吐出ノズル２１の配列方向）に対して、各４
５度の角度（各レーザ光同士の角度が９０度）をなし、
ｘ軸（マスクプレート１の垂直方向）に対して、同一の
傾斜角度θをなすような方向から照射される。なお、角
度θは加工するオリフィスプレート２の厚さやレーザ光
のエネルギー密度によって設計角度が設定されるが、お
およそ５度から２０度の角度に設定されるものであり、
本実施例では１３度としている。
クプレート１への照射方向を詳細に述べると、図２に示
すようなｘｙｚ座標系を設定した場合、図３に示す方
向、すなわち、各レーザ光はｙｚ平面への射影において
は、ｙ軸（吐出ノズル２１の配列方向）に対して、各４
５度の角度（各レーザ光同士の角度が９０度）をなし、
ｘ軸（マスクプレート１の垂直方向）に対して、同一の
傾斜角度θをなすような方向から照射される。なお、角
度θは加工するオリフィスプレート２の厚さやレーザ光
のエネルギー密度によって設計角度が設定されるが、お
およそ５度から２０度の角度に設定されるものであり、
本実施例では１３度としている。
【００２５】次に、マスクプレート１の構成と製造工程
について、図４を参照して、説明する。
について、図４を参照して、説明する。
【００２６】マスクプレート1 の基板材質としての板厚
が５０μｍから１００μｍのＢＫ７等の光学ガラス板材
を所定大きさに切断したマスクプレート基板２０１に、
高エネルギーレーザ光をパターン照射して、吐出口形状
に対応するマスクパターン（貫通穴）１１を開口し、そ
の後に、オリフィスプレートの吐出ノズル加工時にレー
ザが照射される側（図中上面）に、吐出ノズル加工時に
照射される紫外線レーザの波長に合わせた誘電体多層干
渉膜ミラーコーティング２０２を蒸着またはスパッタリ
ング工程によって形成することにより、マスクプレート
１が製造される。また、マスクプレート１の基板材質と
しては、可視光域で無色透明な光学ガラス材料、石英ま
たは無機結晶材料を用いることが好ましく、マスクプレ
ートのマスクパターン（貫通穴）１１の形成には、レー
ザによるエッチング加工、Ｘ線γ線等の放射線によるエ
ッチング加工、レジストパターニング後の微粒子吹き付
け（パウダーブラスト）、またはレジストパターニング
後のケミカルエッチング等を採用することもできる。
が５０μｍから１００μｍのＢＫ７等の光学ガラス板材
を所定大きさに切断したマスクプレート基板２０１に、
高エネルギーレーザ光をパターン照射して、吐出口形状
に対応するマスクパターン（貫通穴）１１を開口し、そ
の後に、オリフィスプレートの吐出ノズル加工時にレー
ザが照射される側（図中上面）に、吐出ノズル加工時に
照射される紫外線レーザの波長に合わせた誘電体多層干
渉膜ミラーコーティング２０２を蒸着またはスパッタリ
ング工程によって形成することにより、マスクプレート
１が製造される。また、マスクプレート１の基板材質と
しては、可視光域で無色透明な光学ガラス材料、石英ま
たは無機結晶材料を用いることが好ましく、マスクプレ
ートのマスクパターン（貫通穴）１１の形成には、レー
ザによるエッチング加工、Ｘ線γ線等の放射線によるエ
ッチング加工、レジストパターニング後の微粒子吹き付
け（パウダーブラスト）、またはレジストパターニング
後のケミカルエッチング等を採用することもできる。
【００２７】上述したような製造工程によって製作され
たマスクプレート１を用いて、オリフィスプレートの吐
出ノズル加工を行なうことによって、マスクプレートに
照射される紫外線レーザは、吐出口パターン穴１１を通
過した紫外線レーザ光だけが吐出ノズルの加工に用いら
れ、その他のほとんどのレーザ光が反射されて、マスク
プレート自体にレーザ光の吸収が起こらないために、熱
膨張、熱変形を起こさないですみ、すなわち、マスクプ
レートの変形が起こらないため、高精度の加工が行なわ
れ、かつ、マスクプレート自体の耐久時間が長持ちする
こととなる。
たマスクプレート１を用いて、オリフィスプレートの吐
出ノズル加工を行なうことによって、マスクプレートに
照射される紫外線レーザは、吐出口パターン穴１１を通
過した紫外線レーザ光だけが吐出ノズルの加工に用いら
れ、その他のほとんどのレーザ光が反射されて、マスク
プレート自体にレーザ光の吸収が起こらないために、熱
膨張、熱変形を起こさないですみ、すなわち、マスクプ
レートの変形が起こらないため、高精度の加工が行なわ
れ、かつ、マスクプレート自体の耐久時間が長持ちする
こととなる。
【００２８】以上のように、密着されたマスクプレート
１とオリフィスプレート２に対して、４つの方向から紫
外線レーザの平行ビームＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを同時に照射
し、オリフィスプレート２の厚み方向に、各レーザビー
ムの進行方向に昇華加工することによって、液吐出方向
（マスクプレート側）に先細りなテーパ形状を有した複
数の吐出ノズル２１が形成される。
１とオリフィスプレート２に対して、４つの方向から紫
外線レーザの平行ビームＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを同時に照射
し、オリフィスプレート２の厚み方向に、各レーザビー
ムの進行方向に昇華加工することによって、液吐出方向
（マスクプレート側）に先細りなテーパ形状を有した複
数の吐出ノズル２１が形成される。
【００２９】こうして加工形成された吐出ノズル２１の
形状は、回転対称な切断円錐形状となるのではなく、４
つのｘ軸に対する軸対称方向からのレーザ照射加工であ
るため、図６に図示するように、記録液の吐出側（図中
にて手前側）においては円錐状であって、記録液の供給
側（図中にて奥側）においては４つの円が放射状に重な
った略四角形の形状で、オリフィスプレート２の厚み方
向において、徐々に円形から略四角形に変化する形状が
形成される。
形状は、回転対称な切断円錐形状となるのではなく、４
つのｘ軸に対する軸対称方向からのレーザ照射加工であ
るため、図６に図示するように、記録液の吐出側（図中
にて手前側）においては円錐状であって、記録液の供給
側（図中にて奥側）においては４つの円が放射状に重な
った略四角形の形状で、オリフィスプレート２の厚み方
向において、徐々に円形から略四角形に変化する形状が
形成される。
【００３０】このような吐出ノズル加工を実現するため
に用いる、マスクプレート１の垂線に対して傾いた４つ
の方向から紫外線レーザの平行ビームＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを
同時照射するための光学系の一例を図７を参照して説明
する。
に用いる、マスクプレート１の垂線に対して傾いた４つ
の方向から紫外線レーザの平行ビームＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを
同時照射するための光学系の一例を図７を参照して説明
する。
【００３１】紫外線レーザの平行ビームを放射するエキ
シマレーザ発振器１０１から放射されたレーザビーム
は、ビームコンプレッサ１０２によって所定断面形状の
大きさに整形変換される。そして、第１のプリズム１０
３に導光され、プリズム頂角を含む領域によって、2 つ
の出射角の異なるビームに分離された後、プリズム１０
３と同形状であって、頂角が対向するように配置された
第２のプリズム１０４によって、２つの分離されたビー
ムが平行な進行ビームａ，ｂになるよう変換される。ビ
ームａ，ｂは平行なままピラミッド形状の４つの斜面を
有する第３のプリズム１０５に入射し、図８に示すよう
に、４つの軸対称な傾斜角をもつ斜面によって、各ビー
ムＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの光束が中心軸（光軸）に対して同等
な角度をもってＧの領域で重なり合うように導光され
る。また、Ｇの領域での４つのレーザ光束の重なり合い
は、プリズム１０３とプリズム１０４の間隔によって調
整される。すなわち、マスクプレート１の垂直軸に対し
て、４つの軸対称方向から、同一偏角で、レーザビーム
が照射されることになる。
シマレーザ発振器１０１から放射されたレーザビーム
は、ビームコンプレッサ１０２によって所定断面形状の
大きさに整形変換される。そして、第１のプリズム１０
３に導光され、プリズム頂角を含む領域によって、2 つ
の出射角の異なるビームに分離された後、プリズム１０
３と同形状であって、頂角が対向するように配置された
第２のプリズム１０４によって、２つの分離されたビー
ムが平行な進行ビームａ，ｂになるよう変換される。ビ
ームａ，ｂは平行なままピラミッド形状の４つの斜面を
有する第３のプリズム１０５に入射し、図８に示すよう
に、４つの軸対称な傾斜角をもつ斜面によって、各ビー
ムＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの光束が中心軸（光軸）に対して同等
な角度をもってＧの領域で重なり合うように導光され
る。また、Ｇの領域での４つのレーザ光束の重なり合い
は、プリズム１０３とプリズム１０４の間隔によって調
整される。すなわち、マスクプレート１の垂直軸に対し
て、４つの軸対称方向から、同一偏角で、レーザビーム
が照射されることになる。
【００３２】次に、上述の吐出ノズルの加工方法が適用
される液体噴射記録ヘッドについて、図５を参照して、
説明する。
される液体噴射記録ヘッドについて、図５を参照して、
説明する。
【００３３】図５において、３３は基板であり、この基
板上には記録液を吐出するための電気熱変換素子や電気
機械変換素子等の液吐出圧発生素子３４が設けられてい
る。この液吐出圧発生素子３４は吐出ノズル２１に連通
する液流路３１内に配されており、個々の液流路３１は
共通液室３２に連通している。この共通液室３２には液
供給管（不図示）が接続され、記録液タンクより液供給
管を介して記録液が供給される。また、３５は液流路３
１および共通液室３２を形成するための凹部を有する天
板であり、基板３３と接合されることで液流路３１、共
通液室３２を形成している。さらに、基板３３と天板３
５との接合体の液流路端部側には吐出ノズル２１を備え
るオリフィスプレート２が設けられている。また、オリ
フィスプレート２に形成される吐出ノズル２１の配置
は、一次元配列で複数個または複数個の配列が複数列と
いうように適宜設定することができる。
板上には記録液を吐出するための電気熱変換素子や電気
機械変換素子等の液吐出圧発生素子３４が設けられてい
る。この液吐出圧発生素子３４は吐出ノズル２１に連通
する液流路３１内に配されており、個々の液流路３１は
共通液室３２に連通している。この共通液室３２には液
供給管（不図示）が接続され、記録液タンクより液供給
管を介して記録液が供給される。また、３５は液流路３
１および共通液室３２を形成するための凹部を有する天
板であり、基板３３と接合されることで液流路３１、共
通液室３２を形成している。さらに、基板３３と天板３
５との接合体の液流路端部側には吐出ノズル２１を備え
るオリフィスプレート２が設けられている。また、オリ
フィスプレート２に形成される吐出ノズル２１の配置
は、一次元配列で複数個または複数個の配列が複数列と
いうように適宜設定することができる。
【００３４】このような液体噴射記録ヘッドは以下のよ
うに作製することができる。
うに作製することができる。
【００３５】すなわち、まず、液吐出圧発生用の発熱抵
抗素子であるヒータ３４と不図示のシフトレジスタ等の
集積回路、電気配線とをシリコン基板にパターニングし
て基板３３を作製するとともに、液流路３１および共通
液室３２となる凹部と不図示の液供給部をシリコンプレ
ートにケミカルエッチングすることにより形成して天板
３を作製する。その後、液吐出側端面および液流路３１
とヒータ３４の配列が一致するように基板３３と天板３
５とをアライメント接合した後、吐出ノズルが未形成状
態のオリフィスプレート２を、接合された天板３５と基
板３３の接合体の液吐出側端面に接着する。この状態で
上述した吐出ノズル加工方法を用いて吐出ノズル２１を
加工形成し、以後、不図示のヒータ駆動用の端子をパタ
ーニングした電気基板を結合するとともに、アルミ製の
ベースプレートを基板３３を接合し、次いで、各部材を
保持するホルダおよび記録液供給のための記録液タンク
を結合することによって液体噴射記録ヘッドを組み立て
ることができる。
抗素子であるヒータ３４と不図示のシフトレジスタ等の
集積回路、電気配線とをシリコン基板にパターニングし
て基板３３を作製するとともに、液流路３１および共通
液室３２となる凹部と不図示の液供給部をシリコンプレ
ートにケミカルエッチングすることにより形成して天板
３を作製する。その後、液吐出側端面および液流路３１
とヒータ３４の配列が一致するように基板３３と天板３
５とをアライメント接合した後、吐出ノズルが未形成状
態のオリフィスプレート２を、接合された天板３５と基
板３３の接合体の液吐出側端面に接着する。この状態で
上述した吐出ノズル加工方法を用いて吐出ノズル２１を
加工形成し、以後、不図示のヒータ駆動用の端子をパタ
ーニングした電気基板を結合するとともに、アルミ製の
ベースプレートを基板３３を接合し、次いで、各部材を
保持するホルダおよび記録液供給のための記録液タンク
を結合することによって液体噴射記録ヘッドを組み立て
ることができる。
【００３６】また、液流路３１および共通液室３２とな
る凹部と液供給部が形成される天板３５と吐出ノズルが
未形成状態のオリフィスプレート２とをポリサルフォン
等の樹脂の射出成形により一体に形成した構造体を、ヒ
ータ３４をパターニングした集積回路シリコンチップを
マウントした基板３３にアライメント接合した後に、上
述した吐出ノズル加工方法を用いて吐出ノズル２１を形
成し、以後、不図示のヒータ駆動用の端子をパターニン
グした電気基板を結合するとともに、アルミ製のベース
プレートを基板３３を接合し、次いで、各部材を保持す
るホルダおよび記録液供給のための記録液タンクを結合
することで液体噴射記録ヘッドを組み立てることもでき
る。
る凹部と液供給部が形成される天板３５と吐出ノズルが
未形成状態のオリフィスプレート２とをポリサルフォン
等の樹脂の射出成形により一体に形成した構造体を、ヒ
ータ３４をパターニングした集積回路シリコンチップを
マウントした基板３３にアライメント接合した後に、上
述した吐出ノズル加工方法を用いて吐出ノズル２１を形
成し、以後、不図示のヒータ駆動用の端子をパターニン
グした電気基板を結合するとともに、アルミ製のベース
プレートを基板３３を接合し、次いで、各部材を保持す
るホルダおよび記録液供給のための記録液タンクを結合
することで液体噴射記録ヘッドを組み立てることもでき
る。
【００３７】なお、本発明における吐出ノズルの加工
は、液体噴射記録ヘッドの構成がいかなるものであって
も、吐出ノズルを形成するオリフィスプレートが、これ
を保持する部材に接合された後の工程で行なうことが望
ましい。このように液体噴射記録ヘッドを製造すること
で、オリフィスプレートが、この保持部材と結合すると
きに生じるひずみに伴なって、吐出ノズルの配列が変形
したり、吐出ノズルの向きが不均一方向に変形すること
による記録液の吐出方向位置変動が生じることを防ぐこ
とが可能となる。
は、液体噴射記録ヘッドの構成がいかなるものであって
も、吐出ノズルを形成するオリフィスプレートが、これ
を保持する部材に接合された後の工程で行なうことが望
ましい。このように液体噴射記録ヘッドを製造すること
で、オリフィスプレートが、この保持部材と結合すると
きに生じるひずみに伴なって、吐出ノズルの配列が変形
したり、吐出ノズルの向きが不均一方向に変形すること
による記録液の吐出方向位置変動が生じることを防ぐこ
とが可能となる。
【００３８】また、上述のように加工形成される吐出ノ
ズル２１においては、オリフィスプレート２の液供給側
の吐出ノズル２１の形状が略四角形であり、また、液流
路３１の液流動方向の切断面が四角形で形成されている
ことから、各々の形状がフィットするように吐出ノズル
２１がレーザ加工形成されているため、吐出ノズル形状
と液流路形状が滑らかに連続するようにでき、記録液の
流動抵抗が軽減され、記録液飛翔スピードが高まり、液
体噴射記録ヘッド品質として、印刷スピードが向上する
という効果も発生する。したがって、液流路断面形状が
矩形のときにｙｚ平面で液流路断面の頂角方向からレー
ザが照射されることが望ましい。
ズル２１においては、オリフィスプレート２の液供給側
の吐出ノズル２１の形状が略四角形であり、また、液流
路３１の液流動方向の切断面が四角形で形成されている
ことから、各々の形状がフィットするように吐出ノズル
２１がレーザ加工形成されているため、吐出ノズル形状
と液流路形状が滑らかに連続するようにでき、記録液の
流動抵抗が軽減され、記録液飛翔スピードが高まり、液
体噴射記録ヘッド品質として、印刷スピードが向上する
という効果も発生する。したがって、液流路断面形状が
矩形のときにｙｚ平面で液流路断面の頂角方向からレー
ザが照射されることが望ましい。
【００３９】本発明の具体的な実施例において、液体噴
射記録ヘッド本体に５０μｍ厚のポリサルフォンからな
るオリフィスプレートを接合した後、このオリフィスプ
レートに、照射レーザの波長において光反射率が９８％
以上で、φ２０μｍの開口を３００ｄｐｉの配列密度で
１５０個の貫通開口を有するマスクプレートを密着さ
せ、前述した光学系（図７）を用いて、レーザパワー密
度が１Ｊ／ｃｍ2 でマスクプレートに４つの平行ビーム
を照射することで吐出ノズルを形成した。なお、このと
きの各平行ビームの傾斜角は液吐出方向軸に対して１３
度となるようにした。このように液体噴射記録ヘッドを
５０個作製し、吐出ノズルの形状を観察したところ、い
ずれの吐出ノズルにおいても液吐出側に先細りのテーパ
形状が形成されており、また、各吐出ノズルにおける液
吐出側端部の開口径のばらつきも従来のものに比べ格段
に低減されていた。
射記録ヘッド本体に５０μｍ厚のポリサルフォンからな
るオリフィスプレートを接合した後、このオリフィスプ
レートに、照射レーザの波長において光反射率が９８％
以上で、φ２０μｍの開口を３００ｄｐｉの配列密度で
１５０個の貫通開口を有するマスクプレートを密着さ
せ、前述した光学系（図７）を用いて、レーザパワー密
度が１Ｊ／ｃｍ2 でマスクプレートに４つの平行ビーム
を照射することで吐出ノズルを形成した。なお、このと
きの各平行ビームの傾斜角は液吐出方向軸に対して１３
度となるようにした。このように液体噴射記録ヘッドを
５０個作製し、吐出ノズルの形状を観察したところ、い
ずれの吐出ノズルにおいても液吐出側に先細りのテーパ
形状が形成されており、また、各吐出ノズルにおける液
吐出側端部の開口径のばらつきも従来のものに比べ格段
に低減されていた。
【００４０】また、このようにして作製した液体噴射記
録ヘッドにて実際に印刷を行なったところ、優れた印刷
品位の画像が得られた。
録ヘッドにて実際に印刷を行なったところ、優れた印刷
品位の画像が得られた。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液体噴射記録ヘッドの吐出口形成プレートの液吐出側
（外面）に、形成しようとする吐出口の形状がパターニ
ングされたマスクプレートを密着させ、マスクプレート
側から高エネルギー紫外線平行ビームを照射することに
よって、吐出口形成プレートに吐出ノズルを昇華加工形
成する液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法におい
て、基板材質としてのガラス材、石英または無機結晶材
料に吐出口形状の貫通穴を形成しかつ高エネルギー紫外
線ビームが入射する面にこの紫外線の波長に合わせた全
反射ミラーコーティングを施したマスクプレートを用い
ることによって、マスクプレートの耐久破損ダメージを
回避することができ、さらに、マスクプレートに熱膨張
や熱変形が生じないことから高精度の加工が可能とな
り、吐出口形成プレートの液吐出側に部分的にまたは全
体が先細りのテーパ形状で液吐出側の開口径が均一な吐
出ノズルが形成でき、かつ、短時間で多数の吐出ノズル
を一括加工することができる。
液体噴射記録ヘッドの吐出口形成プレートの液吐出側
（外面）に、形成しようとする吐出口の形状がパターニ
ングされたマスクプレートを密着させ、マスクプレート
側から高エネルギー紫外線平行ビームを照射することに
よって、吐出口形成プレートに吐出ノズルを昇華加工形
成する液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法におい
て、基板材質としてのガラス材、石英または無機結晶材
料に吐出口形状の貫通穴を形成しかつ高エネルギー紫外
線ビームが入射する面にこの紫外線の波長に合わせた全
反射ミラーコーティングを施したマスクプレートを用い
ることによって、マスクプレートの耐久破損ダメージを
回避することができ、さらに、マスクプレートに熱膨張
や熱変形が生じないことから高精度の加工が可能とな
り、吐出口形成プレートの液吐出側に部分的にまたは全
体が先細りのテーパ形状で液吐出側の開口径が均一な吐
出ノズルが形成でき、かつ、短時間で多数の吐出ノズル
を一括加工することができる。
【００４２】さらに、本発明によれば，液体噴射記録ヘ
ッドを組立てた後の最終工程で吐出ノズルを加工形成す
ることが可能となることで、吐出口形成プレートの組立
て結合による変形に起因する液吐出方向の非等方向性が
解消され、かつ、吐出口形成プレートの外側（液吐出
側）に先細りのテーパ形状が形成できることによって、
液滴の吐出方向が一定方向に安定し、吐出する記録液の
飛翔スピードが向上する。したがって、液体噴射記録ヘ
ッドの印刷品質が格段に向上するとともに高速印刷が可
能となる。
ッドを組立てた後の最終工程で吐出ノズルを加工形成す
ることが可能となることで、吐出口形成プレートの組立
て結合による変形に起因する液吐出方向の非等方向性が
解消され、かつ、吐出口形成プレートの外側（液吐出
側）に先細りのテーパ形状が形成できることによって、
液滴の吐出方向が一定方向に安定し、吐出する記録液の
飛翔スピードが向上する。したがって、液体噴射記録ヘ
ッドの印刷品質が格段に向上するとともに高速印刷が可
能となる。
【図１】本発明の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工
方法を示す概略図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側
面図、（ｃ）は下面図である。
方法を示す概略図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側
面図、（ｃ）は下面図である。
【図２】本発明の液体噴射記録ヘッドの座標系を示す斜
視図である。
視図である。
【図３】本発明の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工
方法におけるレーザ照射方向を説明する説明図である。
方法におけるレーザ照射方向を説明する説明図である。
【図４】本発明の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工
方法に用いるマスクプレートの製造工程を説明する概略
図である。
方法に用いるマスクプレートの製造工程を説明する概略
図である。
【図５】本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法によっ
て製造される液体噴射記録ヘッドを示す概略図であり、
（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図であ
る。
て製造される液体噴射記録ヘッドを示す概略図であり、
（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図であ
る。
【図６】本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法によっ
て製造される液体噴射記録ヘッドの吐出ノズルの斜視図
である。
て製造される液体噴射記録ヘッドの吐出ノズルの斜視図
である。
【図７】本発明の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工
方法に適用される光学系の概略図である。
方法に適用される光学系の概略図である。
【図８】本発明の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工
方法に適用される光学系におけるピラミッド形状プリズ
ムによる導光を示す概略図である。
方法に適用される光学系におけるピラミッド形状プリズ
ムによる導光を示す概略図である。
１ マスクプレート ２ オリフィスプレート（吐出口形成プレート） ３ 液体噴射記録ヘッド本体 １１ マスクパターン（貫通穴） ２１ 吐出ノズル（吐出口） ３１ 液流路 ３２ 共通液室 ３３ 基板 ３４ 液吐出圧発生素子（ヒータ） ３５ 天板 １０１ レーザ発振器 １０２ ビームコンプレッサ １０３，１０４ プリズム １０５ ピラミッド形状プリズム ２０１ マスクプレート基板 ２０２ 誘電体多層干渉膜ミラーコーティング
Claims (8)
- 【請求項１】 液体噴射記録ヘッドの吐出口が一次元配
列で複数個または複数個の配列が複数列形成される吐出
口形成プレートの液吐出側に、形成しようとする吐出口
の形状がパターニングされたマスクプレートを密着さ
せ、該マスクプレート側から高エネルギー紫外線ビーム
を照射することによって、前記吐出口形成プレートに吐
出ノズルを昇華加工形成する液体噴射記録ヘッドの吐出
ノズル加工方法において、前記マスクプレートは、基板
材質がガラス材、石英または無機結晶材料で作製されて
おり、該基板材質に吐出口の形状の貫通穴を形成し、高
エネルギー紫外線ビームが入射する面に該紫外線の波長
に合わせた全反射ミラーコーティングを施したものであ
ることを特徴とする液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加
工方法。 - 【請求項２】 前記マスクプレートの基板材質は、可視
光域で無色透明な光学ガラス材料、石英または無機結晶
材料であることを特徴とする請求項１記載の液体噴射記
録ヘッドの吐出ノズル加工方法。 - 【請求項３】 前記マスクプレートの貫通穴は、レーザ
によるエッチング加工、Ｘ線γ線等の放射線によるエッ
チング加工、レジストパターニング後の微粒子吹き付け
（パウダーブラスト）、またはレジストパターニング後
のケミカルエッチングによって形成することを特徴とす
る請求項１または２記載の液体噴射記録ヘッドの吐出ノ
ズル加工方法。 - 【請求項４】 前記マスクプレートの全反射ミラーコー
ティングは、高エネルギー紫外線ビームが入射する面
に、該紫外線の波長に合わせた誘電体多層干渉膜を蒸着
またはスパッタリング工程によって形成することを特徴
とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液体噴
射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法。 - 【請求項５】 一次元配列で複数個または複数個の配列
が複数列形成される吐出口が形成される吐出口形成プレ
ートを備えた液体噴射記録ヘッドの製造方法であって、
前記吐出口形成プレートの液吐出側に、形成しようとす
る吐出口の形状がパターニングされたマスクプレートを
密着させ、該マスクプレート側から高エネルギー紫外線
ビームを照射することによって、前記吐出口形成プレー
トに吐出ノズルを昇華加工形成する液体噴射記録ヘッド
の製造方法において、前記マスクプレートは、基板材質
がガラス材、石英または無機結晶材料で作製されてお
り、該基板材質に吐出口の形状の貫通穴を形成し、高エ
ネルギー紫外線ビームが入射する面に該紫外線の波長に
合わせた全反射ミラーコーティングを施したものである
ことを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項６】 前記マスクプレートの基板材質は、可視
光域で無色透明な光学ガラス材料、石英または無機結晶
材料であることを特徴とする請求項５記載の液体噴射記
録ヘッドの製造方法。 - 【請求項７】 前記マスクプレートの貫通穴は、レーザ
によるエッチング加工、Ｘ線γ線等の放射線によるエッ
チング加工、レジストパターニング後の微粒子吹き付け
（パウダーブラスト）、またはレジストパターニング後
のケミカルエッチングによって形成することを特徴とす
る請求項５または６記載の液体噴射記録ヘッドの製造方
法。 - 【請求項８】 前記マスクプレートの全反射ミラーコー
ティングは、高エネルギー紫外線ビームが入射する面
に、この紫外線の波長に合わせた誘電体多層干渉膜を蒸
着またはスパッタリング工程によって形成することを特
徴とする請求項５いし７のいずれか１項に記載の液体噴
射記録ヘッドの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11130752A JP2000318162A (ja) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | 液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法および液体噴射記録ヘッドの製造方法 |
| US09/339,869 US20020062563A1 (en) | 1998-06-29 | 1999-06-25 | Method for processing discharge port of ink jet head, and method for manufacturing ink jet head |
| EP99112352A EP0968824A1 (en) | 1998-06-29 | 1999-06-28 | Method for processing discharge port of ink jet head, and method for manufacturing ink jet head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11130752A JP2000318162A (ja) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | 液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法および液体噴射記録ヘッドの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000318162A true JP2000318162A (ja) | 2000-11-21 |
Family
ID=15041804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11130752A Pending JP2000318162A (ja) | 1998-06-29 | 1999-05-12 | 液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法および液体噴射記録ヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000318162A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005511313A (ja) * | 2001-11-30 | 2005-04-28 | 松下電器産業株式会社 | レーザーフライス加工方法 |
| CN120404663A (zh) * | 2025-07-01 | 2025-08-01 | 上海万泽精密铸造有限公司 | 应用于喷嘴柄部矫形的气体浓度调控干涉成像系统 |
-
1999
- 1999-05-12 JP JP11130752A patent/JP2000318162A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005511313A (ja) * | 2001-11-30 | 2005-04-28 | 松下電器産業株式会社 | レーザーフライス加工方法 |
| CN120404663A (zh) * | 2025-07-01 | 2025-08-01 | 上海万泽精密铸造有限公司 | 应用于喷嘴柄部矫形的气体浓度调控干涉成像系统 |
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