JPH054346A - インクジエツトヘツドの製造方法 - Google Patents
インクジエツトヘツドの製造方法Info
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- JPH054346A JPH054346A JP15459491A JP15459491A JPH054346A JP H054346 A JPH054346 A JP H054346A JP 15459491 A JP15459491 A JP 15459491A JP 15459491 A JP15459491 A JP 15459491A JP H054346 A JPH054346 A JP H054346A
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Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Nozzles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の電鋳法により製造されたノズル形成部
材の２段目、即ち間隙形成部のパターニング跡としてで
きる空間に気泡が取り込まれ易く、除去しづらいため、
この空間をなくし、気泡の停留しづらい構造が製造でき
る方法を提供することで、インク滴の気泡による飛翔特
性の変動を起さず、印字品質の優れたインクジェットヘ
ッドを製造可能とした。 【構成】 １）ステンレスのマスター基板１０１にレジ
スト１０２を形成する。２）第１層１ｃのニッケルメッ
キを成長させる。３）レジスト１０２を除去し、フィル
ムレジスト１０４をラミネートする。４）第１層１ｃの
上にさらに間隙形成部１ｂを形成する。５）フィルムレ
ジスト１０４を剥離し、マスター１０１を遊離させ、オ
ーバーハングのない断面をもつ、ノズル形成部材１を得
る。
材の２段目、即ち間隙形成部のパターニング跡としてで
きる空間に気泡が取り込まれ易く、除去しづらいため、
この空間をなくし、気泡の停留しづらい構造が製造でき
る方法を提供することで、インク滴の気泡による飛翔特
性の変動を起さず、印字品質の優れたインクジェットヘ
ッドを製造可能とした。 【構成】 １）ステンレスのマスター基板１０１にレジ
スト１０２を形成する。２）第１層１ｃのニッケルメッ
キを成長させる。３）レジスト１０２を除去し、フィル
ムレジスト１０４をラミネートする。４）第１層１ｃの
上にさらに間隙形成部１ｂを形成する。５）フィルムレ
ジスト１０４を剥離し、マスター１０１を遊離させ、オ
ーバーハングのない断面をもつ、ノズル形成部材１を得
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インク滴を飛翔させ記
録を行なうインクジェットヘッドの製造方法に関する。
録を行なうインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のノズル形成部材は、２層以上の電
鋳法により製造される。２層以上の構成が採用されるの
は、対向して配設されるノズル開口部と、圧力発生器と
の間に所定の間隙を作り、インクを充填し、圧力室とし
て使用するとともに、インク供給路として使用するため
である。２層以上の電鋳法により製造されるノズル形成
部材は、マスターと呼ばれるステンレス板等の導電性基
板にレジスト材を塗布、露光、現像し、所定の形状を形
成した後、めっき層を析出させ、第１層を得る。また
は、マスターに不導体であるガラス等を用いる場合に
は、蒸着、スパッタなどにより全面に形成した導電性の
薄膜をフォトリソグラフィの手法でパターニングし、め
っき層を析出させ、第１層を得る。いずれにしても、第
１層上にレジスト材を塗布、露光、現像によりパターン
を形成し、めっき層を析出させ、第２層を得る。以上の
ような手法によりノズル形成部材を製造する場合、第２
層形成時に使用されるレジスト材の厚みは、ノズル形成
部材の第２層厚みに比べ、薄く管理されている。
鋳法により製造される。２層以上の構成が採用されるの
は、対向して配設されるノズル開口部と、圧力発生器と
の間に所定の間隙を作り、インクを充填し、圧力室とし
て使用するとともに、インク供給路として使用するため
である。２層以上の電鋳法により製造されるノズル形成
部材は、マスターと呼ばれるステンレス板等の導電性基
板にレジスト材を塗布、露光、現像し、所定の形状を形
成した後、めっき層を析出させ、第１層を得る。また
は、マスターに不導体であるガラス等を用いる場合に
は、蒸着、スパッタなどにより全面に形成した導電性の
薄膜をフォトリソグラフィの手法でパターニングし、め
っき層を析出させ、第１層を得る。いずれにしても、第
１層上にレジスト材を塗布、露光、現像によりパターン
を形成し、めっき層を析出させ、第２層を得る。以上の
ような手法によりノズル形成部材を製造する場合、第２
層形成時に使用されるレジスト材の厚みは、ノズル形成
部材の第２層厚みに比べ、薄く管理されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述のような従来の技
術により製造された２層構成のノズル形成部材は、第２
層形成のためのレジスト塗布部分に、第２層のめっき層
がオーバーハングする。ノズル形成部材の完成品として
は、パターニングに使用したレジスト材を除去する。従
って、第１層と第２層の界面の、第２層端面には、レジ
スト厚み分の空間が存在する。このような空間は、ヘッ
ドとして組立後、インクを充填するときにおいて、イン
クの流れが発生しない。このため、この空間は気泡を抱
える危険性が高い。また、真空充填などにより、気泡が
なく充填された場合でも、供給されたインク中に混入し
た気泡を取り込むと除去する手段がない。このような気
泡は、圧力発生器を作動させ、インク圧力を高めノズル
開口部よりインクを吐出させる一連の動作において、イ
ンク圧力を減じる作用を生じると共に、ガスキャビテー
ションの発生源となる。ガスキャビテーションとは、エ
アレーションとも呼ばれ、液中の気泡が加圧、減圧の繰
り返しを受ける事で、液中に溶解する気体を取り込み、
成長、分裂することをいう。圧力発生器の動作により発
生させる圧力を減らすことは、即ち、インク滴飛翔速度
と、インク滴飛翔量を減少させることを意味し、印字品
質を劣化させる。甚だしい場合には、インク滴の飛翔そ
のものを阻害する場合さえある。ガスキャビテーション
は気泡の発生により、前述のインク圧力を減じることに
直結する。
術により製造された２層構成のノズル形成部材は、第２
層形成のためのレジスト塗布部分に、第２層のめっき層
がオーバーハングする。ノズル形成部材の完成品として
は、パターニングに使用したレジスト材を除去する。従
って、第１層と第２層の界面の、第２層端面には、レジ
スト厚み分の空間が存在する。このような空間は、ヘッ
ドとして組立後、インクを充填するときにおいて、イン
クの流れが発生しない。このため、この空間は気泡を抱
える危険性が高い。また、真空充填などにより、気泡が
なく充填された場合でも、供給されたインク中に混入し
た気泡を取り込むと除去する手段がない。このような気
泡は、圧力発生器を作動させ、インク圧力を高めノズル
開口部よりインクを吐出させる一連の動作において、イ
ンク圧力を減じる作用を生じると共に、ガスキャビテー
ションの発生源となる。ガスキャビテーションとは、エ
アレーションとも呼ばれ、液中の気泡が加圧、減圧の繰
り返しを受ける事で、液中に溶解する気体を取り込み、
成長、分裂することをいう。圧力発生器の動作により発
生させる圧力を減らすことは、即ち、インク滴飛翔速度
と、インク滴飛翔量を減少させることを意味し、印字品
質を劣化させる。甚だしい場合には、インク滴の飛翔そ
のものを阻害する場合さえある。ガスキャビテーション
は気泡の発生により、前述のインク圧力を減じることに
直結する。
【０００４】本発明のインクジェットヘッドは、このよ
うな問題点を解決するもので、その目的とする所は、気
泡の取り込みのないノズル形成部材の製造方法を提供す
る事で、吐出特性の安定したインクジェットヘッドの製
造方法を提供する所にある。
うな問題点を解決するもので、その目的とする所は、気
泡の取り込みのないノズル形成部材の製造方法を提供す
る事で、吐出特性の安定したインクジェットヘッドの製
造方法を提供する所にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドに於けるノズル形成部材は、２層以上の積層をす
る電鋳法で製造し、少なくとも２層目以降のパターニン
グを電鋳層以上の厚みをもつレジストで行なう事を特徴
とする。
ヘッドに於けるノズル形成部材は、２層以上の積層をす
る電鋳法で製造し、少なくとも２層目以降のパターニン
グを電鋳層以上の厚みをもつレジストで行なう事を特徴
とする。
【０００６】
【実施例】図１に本発明におけるインクジェットヘッド
の構成を示す主要断面図を示す。ノズル開口部１ａと、
間隙形成部１ｂを有するノズル形成部材１は、間隙形成
部１ｂで弾性板４と接合されている。図１において、間
隙形成部１ｂは、弾性板４と接合されている部分の断面
を示しているが、流路から圧力室９へインク液を導くた
め、間欠的であり、所々で流路７ａと圧力室９とを接続
するインク液通路を構成している。
の構成を示す主要断面図を示す。ノズル開口部１ａと、
間隙形成部１ｂを有するノズル形成部材１は、間隙形成
部１ｂで弾性板４と接合されている。図１において、間
隙形成部１ｂは、弾性板４と接合されている部分の断面
を示しているが、流路から圧力室９へインク液を導くた
め、間欠的であり、所々で流路７ａと圧力室９とを接続
するインク液通路を構成している。
【０００７】ノズル開口部１ａに対応して圧力発生器が
設置されている。圧力発生器は、積層型圧電素子２と圧
力板３、弾性板４から構成される。積層型圧電素子２
は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛系複合ペロブスカイ
トセラミック材料と、銀、あるいは、銀ーパラジウム合
金、白金などの導電性材料が交互に積層さたものであ
る。圧電素子２は、電圧印加にともない変位する自由部
２ａと変位しない固定部２ｂからなり、固定部２ｂで、
固定基板５と接合されている。固定部２ｂと絶縁性の固
定基板５上の個別電極５ａとの接続をとるため、接合は
導電性接着剤を使用している。圧電素子２の一方の電極
は、固定部端面から固定基板側に引き回され、個別電極
５ａを通じ、ＦＰＣ６より外部電気回路に接続される。
また、他方の電極は、自由部２ａ端面から固定基板の反
対側に引き出され、共通電極板８に接続され、やはり外
部電気回路に接続される。圧電素子自由部２ａ先端に
は、圧力板３が接合されている。圧力板３はまた、弾性
板４に接合されている。弾性板４は流路形成部材７と、
ノズル形成部材間隙形成部１ｂとに接合されている。
設置されている。圧力発生器は、積層型圧電素子２と圧
力板３、弾性板４から構成される。積層型圧電素子２
は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛系複合ペロブスカイ
トセラミック材料と、銀、あるいは、銀ーパラジウム合
金、白金などの導電性材料が交互に積層さたものであ
る。圧電素子２は、電圧印加にともない変位する自由部
２ａと変位しない固定部２ｂからなり、固定部２ｂで、
固定基板５と接合されている。固定部２ｂと絶縁性の固
定基板５上の個別電極５ａとの接続をとるため、接合は
導電性接着剤を使用している。圧電素子２の一方の電極
は、固定部端面から固定基板側に引き回され、個別電極
５ａを通じ、ＦＰＣ６より外部電気回路に接続される。
また、他方の電極は、自由部２ａ端面から固定基板の反
対側に引き出され、共通電極板８に接続され、やはり外
部電気回路に接続される。圧電素子自由部２ａ先端に
は、圧力板３が接合されている。圧力板３はまた、弾性
板４に接合されている。弾性板４は流路形成部材７と、
ノズル形成部材間隙形成部１ｂとに接合されている。
【０００８】動作について説明する。圧電素子２は、待
機状態で電圧を印加され、自由部２ａが自由長さに比べ
収縮した状態にある。外部電気回路により電圧を解除さ
れると自由部２ａは自由長さに復帰する。この振動は圧
力板３と、弾性板４を振動させ、圧力室９に充填された
インク液圧力を高め、ノズル開口部１ａよりインク滴を
飛翔させる。インク滴飛翔後、圧電素子２には電圧が印
加され待機状態に復帰し、圧力室９には流路７ａよりイ
ンク液が補填される。
機状態で電圧を印加され、自由部２ａが自由長さに比べ
収縮した状態にある。外部電気回路により電圧を解除さ
れると自由部２ａは自由長さに復帰する。この振動は圧
力板３と、弾性板４を振動させ、圧力室９に充填された
インク液圧力を高め、ノズル開口部１ａよりインク滴を
飛翔させる。インク滴飛翔後、圧電素子２には電圧が印
加され待機状態に復帰し、圧力室９には流路７ａよりイ
ンク液が補填される。
【０００９】図２に従来の方法で製造されたノズル形成
部材を使用したインクジェットヘッドの構成の主要断面
図を示す。
部材を使用したインクジェットヘッドの構成の主要断面
図を示す。
【００１０】ノズル形成部材１１はノズル開口部１１ａ
を有する第１層１１ｃと間隙形成部１１ｂからなる。間
隙形成部１１ｂはその根元に空隙１１ｄを持つ。空隙１
１ｄにおいては、インク液の流れがないため、気泡が停
留する。即ち、圧力室９内部に気泡が存在することにな
る。印字動作に於て、圧電素子２が自由長さに復帰し、
圧力室９内部のインク液圧力を高めるとき、空隙１１ｄ
の気泡はインク液圧力を受け収縮する。このため、圧力
室９のインク液圧力の上昇は気泡のないときに比べ相対
的に低い。したがって、吐出するインク滴の飛翔速度、
飛翔量が減少し、良好な印字品質を確保できない。
を有する第１層１１ｃと間隙形成部１１ｂからなる。間
隙形成部１１ｂはその根元に空隙１１ｄを持つ。空隙１
１ｄにおいては、インク液の流れがないため、気泡が停
留する。即ち、圧力室９内部に気泡が存在することにな
る。印字動作に於て、圧電素子２が自由長さに復帰し、
圧力室９内部のインク液圧力を高めるとき、空隙１１ｄ
の気泡はインク液圧力を受け収縮する。このため、圧力
室９のインク液圧力の上昇は気泡のないときに比べ相対
的に低い。したがって、吐出するインク滴の飛翔速度、
飛翔量が減少し、良好な印字品質を確保できない。
【００１１】図３に本実施例に用いたノズル形成部材の
製造工程の概略図を示す。図３ａにおいて、ステンレス
板などの導電性マスター基板１０１上にスピンコートに
より絶縁性の感光性塗料即ち、レジスト１０２を全面に
塗布し、プレベークする。フォトマスクを密着させ露
光、現像後、ポストベークすることでノズル開口部と、
外形を規制するレジストパターン１０２を得る。この
時、レジストの厚みは、５ミクロンとなるように塗布条
件を管理した。
製造工程の概略図を示す。図３ａにおいて、ステンレス
板などの導電性マスター基板１０１上にスピンコートに
より絶縁性の感光性塗料即ち、レジスト１０２を全面に
塗布し、プレベークする。フォトマスクを密着させ露
光、現像後、ポストベークすることでノズル開口部と、
外形を規制するレジストパターン１０２を得る。この
時、レジストの厚みは、５ミクロンとなるように塗布条
件を管理した。
【００１２】図３ｂに於て、マスター１０１面より厚み
５０ミクロンのニッケルめっきを成長させ、ノズル開口
部１ａを有する、第１層１ｃを得る。
５０ミクロンのニッケルめっきを成長させ、ノズル開口
部１ａを有する、第１層１ｃを得る。
【００１３】図３ｃにおいて、レジスト１０２を除去
後、厚み１００ミクロンのフィルムレジスト１０４を全
面に熱圧着ローラーによりラミネートする。なお、本実
施例においては、１００ミクロンのフィルムレジスト
は、より正確に述べれば、厚み５０ミクロンのフィルム
レジストの２枚を重ね合わせたものである。これを、レ
ジスト１０２と同様にフォトリソグラフィの手法を用
い、間隙形成部１ｂの空間を持つパターン１０４を作成
する。
後、厚み１００ミクロンのフィルムレジスト１０４を全
面に熱圧着ローラーによりラミネートする。なお、本実
施例においては、１００ミクロンのフィルムレジスト
は、より正確に述べれば、厚み５０ミクロンのフィルム
レジストの２枚を重ね合わせたものである。これを、レ
ジスト１０２と同様にフォトリソグラフィの手法を用
い、間隙形成部１ｂの空間を持つパターン１０４を作成
する。
【００１４】図３ｄで、第１層１ｃより厚み８０ミクロ
ンのニッケルめっきを成長させ、間隙形成部１ｂを形造
る。
ンのニッケルめっきを成長させ、間隙形成部１ｂを形造
る。
【００１５】図３ｅは、最終的にレジスト、フィルムレ
ジストを剥離除去し、マスターからめっきを遊離させる
ことで、目的とするノズル形成部材１を得ることができ
る。このように製造されたノズル形成部材の間隙形成部
１ｂは、端部の断面が図３ｅに示す通り、直線であり、
気泡を抱き込む空間がない。従って、インク液の充填が
容易であり、充填後供給路より運び込まれる気泡も、停
滞する場所がないため、簡単な気泡排出動作により除去
できる。気泡排出動作とは、ヘッド内部のインク圧力を
高めるか、もしくはノズル開口部よりインク液を吸引す
るかでノズル開口部などから、インク液と同時に気泡を
排出するための一連の動作のことである。
ジストを剥離除去し、マスターからめっきを遊離させる
ことで、目的とするノズル形成部材１を得ることができ
る。このように製造されたノズル形成部材の間隙形成部
１ｂは、端部の断面が図３ｅに示す通り、直線であり、
気泡を抱き込む空間がない。従って、インク液の充填が
容易であり、充填後供給路より運び込まれる気泡も、停
滞する場所がないため、簡単な気泡排出動作により除去
できる。気泡排出動作とは、ヘッド内部のインク圧力を
高めるか、もしくはノズル開口部よりインク液を吸引す
るかでノズル開口部などから、インク液と同時に気泡を
排出するための一連の動作のことである。
【００１６】図４に従来のノズル形成部材の製造工程の
概略図を示す。図４ａ、図４ｂについては図３ａ、図３
ｂと全く同様に、ノズル開口部１ａを持つ第１層１１ｃ
を得る。図４ｃにおいて、レジスト１０２を除去後、ス
ピンコートにより、全面に再度レジストを塗布、プレベ
ーク後、フォトマスクを密着させ露光、現像、ポストベ
ークによりレジストパターン１０３を得る。厚みは、や
はり５ミクロンである。図４ｄで、第１層１１ｃより８
０ミクロンのめっきを成長させ間隙形成部１１ｂを得
る。図４ｅに示すのがレジスト剥離後、マスターからは
がしたノズル形成部材１１の断面図となるが、間隙形成
部１１ｂの根本には、レジスト１０３の存在した空間が
できる。したがって、この空間の寸法は、高さ５ミクロ
ンであり、奥行きは間隙形成部１１ｂの厚みからレジス
ト厚みを差し引きした量、即ち、７５ミクロンである。
言い換えれば、入り口が狭く、奥行きの深い隙間であ
り、インク液の充填がしにくい構造であり、かつ、一旦
ここに捕えられた気泡は容易に排出されない。
概略図を示す。図４ａ、図４ｂについては図３ａ、図３
ｂと全く同様に、ノズル開口部１ａを持つ第１層１１ｃ
を得る。図４ｃにおいて、レジスト１０２を除去後、ス
ピンコートにより、全面に再度レジストを塗布、プレベ
ーク後、フォトマスクを密着させ露光、現像、ポストベ
ークによりレジストパターン１０３を得る。厚みは、や
はり５ミクロンである。図４ｄで、第１層１１ｃより８
０ミクロンのめっきを成長させ間隙形成部１１ｂを得
る。図４ｅに示すのがレジスト剥離後、マスターからは
がしたノズル形成部材１１の断面図となるが、間隙形成
部１１ｂの根本には、レジスト１０３の存在した空間が
できる。したがって、この空間の寸法は、高さ５ミクロ
ンであり、奥行きは間隙形成部１１ｂの厚みからレジス
ト厚みを差し引きした量、即ち、７５ミクロンである。
言い換えれば、入り口が狭く、奥行きの深い隙間であ
り、インク液の充填がしにくい構造であり、かつ、一旦
ここに捕えられた気泡は容易に排出されない。
【００１７】
【発明の効果】本発明の製造方法によるインクジェット
ヘッドは、気泡を完全に排除しつつ、インク液を充填で
きる。さらに、圧力室に気泡が存在する可能性を大幅に
低減でき、また気泡排出も容易なため、インク滴の吐出
特性、特に、飛翔速度、飛翔量が気泡の影響で減少し、
ばらつくのを押さえることができ安定、良好な印字品質
が確保できる。
ヘッドは、気泡を完全に排除しつつ、インク液を充填で
きる。さらに、圧力室に気泡が存在する可能性を大幅に
低減でき、また気泡排出も容易なため、インク滴の吐出
特性、特に、飛翔速度、飛翔量が気泡の影響で減少し、
ばらつくのを押さえることができ安定、良好な印字品質
が確保できる。
【図１】本発明の製造方法を用い構成されたインクジェ
ットヘッドの主要断面図。
ットヘッドの主要断面図。
【図２】従来の製造方法を用い構成されたインクジェッ
トヘッドの主要断面図。
トヘッドの主要断面図。
【図３】本発明のノズル形成部材の製造工程の概略図。
【図４】従来のノズル形成部材の製造工程の概略図。
１ ノズル形成部材 １ａ ノズル開口部 １ｂ 間隙形成部 ２ 圧電素子 ３ 圧力板 ４ 弾性板 ５ 固定基板 ６ ＦＰＣ ７ 流路形成部材 ８ 共通電極 ９ 圧力室 １１ ノズル形成部材 １０１ マスター基板 １０２ レジストパターン １０３ レジストパターン １０４ レジストフィルムパターン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数のノズル開口部とこれに対応させた
圧力発生器を有し、圧力発生器を動作させることで、ノ
ズル開口部と圧力発生器の間に満たしたインクの圧力を
高めノズル開口部から吐出させ、該ノズル開口部を有す
るノズル形成部材を２層以上の電鋳法で製造するインク
ジェットヘッドの製造方法において、少なくとも２層目
以降のパターニングを電鋳層以上の厚みをもつレジスト
で行なうことを特徴とするインクジェットヘッドの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15459491A JPH054346A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | インクジエツトヘツドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15459491A JPH054346A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | インクジエツトヘツドの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH054346A true JPH054346A (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=15587602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15459491A Pending JPH054346A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | インクジエツトヘツドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH054346A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008096883A1 (en) * | 2007-02-09 | 2008-08-14 | Ricoh Company, Ltd. | Liquid jet head and image forming apparatus |
-
1991
- 1991-06-26 JP JP15459491A patent/JPH054346A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008096883A1 (en) * | 2007-02-09 | 2008-08-14 | Ricoh Company, Ltd. | Liquid jet head and image forming apparatus |
| JP2008213460A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-09-18 | Ricoh Co Ltd | 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 |
| CN101541540B (zh) | 2007-02-09 | 2011-11-02 | 株式会社理光 | 液体喷头和图像形成设备 |
| US8141983B2 (en) | 2007-02-09 | 2012-03-27 | Ricoh Company, Ltd. | Liquid jet head and image forming apparatus |
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