JPH0811312A - インクジェットヘッドのノズルプレート製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッドのノズルプレート製造方法Info
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- JPH0811312A JPH0811312A JP14744194A JP14744194A JPH0811312A JP H0811312 A JPH0811312 A JP H0811312A JP 14744194 A JP14744194 A JP 14744194A JP 14744194 A JP14744194 A JP 14744194A JP H0811312 A JPH0811312 A JP H0811312A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 印字品質に優れ、大量生産性に優れたインク
ジェットヘッドのノズルプレート製造方法を提示するこ
と。 【構成】 オリフィス部4の径よりも小さな穴5が形成
され、且つ穴5と底部において連通した有底孔6が形成
されたノズルプレート本体10を、ポリサルホンで射出
成形する。次に、ノズルプレート本体10の穴5を含む
領域にエキシマレーザビーム9を照射する。すると、穴
5の周りが除去されて、点線で示すオリフィス部4が形
成され、ノズル2が形成される。
ジェットヘッドのノズルプレート製造方法を提示するこ
と。 【構成】 オリフィス部4の径よりも小さな穴5が形成
され、且つ穴5と底部において連通した有底孔6が形成
されたノズルプレート本体10を、ポリサルホンで射出
成形する。次に、ノズルプレート本体10の穴5を含む
領域にエキシマレーザビーム9を照射する。すると、穴
5の周りが除去されて、点線で示すオリフィス部4が形
成され、ノズル2が形成される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクが噴射される複
数のノズルが形成されたインクジェットヘッドのノズル
プレート製造方法に関するものである。
数のノズルが形成されたインクジェットヘッドのノズル
プレート製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ドロップオンデマンド方式のイン
クジェットヘッドとして、例えば、圧電セラミックスの
変形によってインク流路の容積を変化させ、その容積減
少時にインク流路内のインクをノズルから液滴として噴
射し、容積増大時にインク導入口からインク流路内にイ
ンクを導入するようにしたものがある。そして、所要の
印字データに従って所要の位置のノズルからインク滴を
噴射させることにより、インクジェットヘッドと対向す
る紙面上等に所望する文字や画像を形成するものであ
る。
クジェットヘッドとして、例えば、圧電セラミックスの
変形によってインク流路の容積を変化させ、その容積減
少時にインク流路内のインクをノズルから液滴として噴
射し、容積増大時にインク導入口からインク流路内にイ
ンクを導入するようにしたものがある。そして、所要の
印字データに従って所要の位置のノズルからインク滴を
噴射させることにより、インクジェットヘッドと対向す
る紙面上等に所望する文字や画像を形成するものであ
る。
【0003】この種のインクジェットヘッドとしては、
例えば特開昭63−247051号公報に記載されてい
るものがある。このインクジェットヘッドは、圧電セラ
ミックスの隔壁によって隔てられた複数の平行なインク
流路を形成し、前記インク流路の一端をノズルプレート
の前記ノズルに連通し、他の一端にインクを供給するイ
ンク供給手段を接続し、前記隔壁の変形によってインク
流路の容積を変化させて前記ノズルからインクを噴射す
る。
例えば特開昭63−247051号公報に記載されてい
るものがある。このインクジェットヘッドは、圧電セラ
ミックスの隔壁によって隔てられた複数の平行なインク
流路を形成し、前記インク流路の一端をノズルプレート
の前記ノズルに連通し、他の一端にインクを供給するイ
ンク供給手段を接続し、前記隔壁の変形によってインク
流路の容積を変化させて前記ノズルからインクを噴射す
る。
【0004】上記のようなインクジェットヘッドのノズ
ルプレートの製造方法としては、例えば、特開昭61−
32761号公報に開示されているように、フィルム状
のノズルプレートにエキシマレーザビームによりノズル
を形成する方法が知られている。また、特開平3−29
7651号公報に開示されているように、高分子樹脂材
料の射出成形法によりノズルが形成されたノズルプレー
トを成形する方法が知られている。
ルプレートの製造方法としては、例えば、特開昭61−
32761号公報に開示されているように、フィルム状
のノズルプレートにエキシマレーザビームによりノズル
を形成する方法が知られている。また、特開平3−29
7651号公報に開示されているように、高分子樹脂材
料の射出成形法によりノズルが形成されたノズルプレー
トを成形する方法が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】インクジェットヘッド
のノズルは、ノズル内の体積が小さいと、インク流路内
にエアーを巻き込み、良好なインク噴射が行えず、印字
品質が低下するという問題があった。上述した特開昭6
1−32761号公報に開示されたエキシマレーザビー
ムによりノズルを形成する方法では、ノズル体積を大き
くすることができない。そこで、特開平3−29765
1号公報に開示されたノズルプレートを射出成形で製造
する方法によれば、ノズル内の体積を大きくし、エアー
の巻き込みを防止するなど、インク噴射に対して良好な
ノズル内形状にすることが容易に可能となる。しかしな
がら、ノズルプレートの射出成形時にノズル穴が貫通し
たものを製造すると、ノズル穴近傍やノズル穴内にバリ
が生じ、インクの吐出方向が曲げられ、印字品質が悪い
という問題があった。
のノズルは、ノズル内の体積が小さいと、インク流路内
にエアーを巻き込み、良好なインク噴射が行えず、印字
品質が低下するという問題があった。上述した特開昭6
1−32761号公報に開示されたエキシマレーザビー
ムによりノズルを形成する方法では、ノズル体積を大き
くすることができない。そこで、特開平3−29765
1号公報に開示されたノズルプレートを射出成形で製造
する方法によれば、ノズル内の体積を大きくし、エアー
の巻き込みを防止するなど、インク噴射に対して良好な
ノズル内形状にすることが容易に可能となる。しかしな
がら、ノズルプレートの射出成形時にノズル穴が貫通し
たものを製造すると、ノズル穴近傍やノズル穴内にバリ
が生じ、インクの吐出方向が曲げられ、印字品質が悪い
という問題があった。
【0006】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、印字品質に優れたインクジェッ
トヘッドのノズルプレートを製造する方法を提示するこ
とを目的とするものである。
になされたものであり、印字品質に優れたインクジェッ
トヘッドのノズルプレートを製造する方法を提示するこ
とを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項1では、複数のノズルが形成されたイ
ンクジェットヘッドのノズルプレート製造方法におい
て、前記ノズルが形成される位置に、正規の前記ノズル
の径よりも小さな穴が形成されたプレートを射出成形に
より成形する工程と、前記プレートの前記穴を含む領域
にレーザビームを照射して、前記ノズルを加工する工程
とからなることを特徴とする。
に本発明の請求項1では、複数のノズルが形成されたイ
ンクジェットヘッドのノズルプレート製造方法におい
て、前記ノズルが形成される位置に、正規の前記ノズル
の径よりも小さな穴が形成されたプレートを射出成形に
より成形する工程と、前記プレートの前記穴を含む領域
にレーザビームを照射して、前記ノズルを加工する工程
とからなることを特徴とする。
【0008】請求項2では、前記プレートには、前記穴
に連通し、テーパ部を有する有底孔が形成されることを
特徴とする。
に連通し、テーパ部を有する有底孔が形成されることを
特徴とする。
【0009】請求項3では、前記穴は、前記テーパ部を
形成するための型と、前記プレートのインク噴射側の面
を成形するための型との間に隙間を設けることによって
形成されることを特徴とする。
形成するための型と、前記プレートのインク噴射側の面
を成形するための型との間に隙間を設けることによって
形成されることを特徴とする。
【0010】請求項4では、前記レーザビームは、エキ
シマレーザビームであることを特徴とする。
シマレーザビームであることを特徴とする。
【0011】
【作用】上記の構成を有する本発明のインクジェットヘ
ッドのノズルプレート製造方法では、前記ノズルが形成
される位置に、正規の前記ノズルの径よりも小さな穴が
形成されたプレートが射出成形により成形され、前記プ
レートの前記穴を含む領域にレーザビームが照射され、
短時間のうちに前記ノズルが加工される。
ッドのノズルプレート製造方法では、前記ノズルが形成
される位置に、正規の前記ノズルの径よりも小さな穴が
形成されたプレートが射出成形により成形され、前記プ
レートの前記穴を含む領域にレーザビームが照射され、
短時間のうちに前記ノズルが加工される。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
【0013】図3、図4及び図5に示すように、インク
ジェットヘッド300は、圧電セラミックスプレート3
02とカバープレート320とノズルプレート1とマニ
ホールド部材301とから構成されている。
ジェットヘッド300は、圧電セラミックスプレート3
02とカバープレート320とノズルプレート1とマニ
ホールド部材301とから構成されている。
【0014】その圧電セラミックスプレート302は、
チタン酸ジルコン酸鉛系(PZT)等のセラミックス材
料で形成され、圧電セラミックスプレート302には、
ダイヤモンドブレード等により切削加工された複数の横
溝303が形成されている。また、その横溝303の側
面となる隔壁306は矢印305の方向に分極されてい
る。それらの横溝303は同じ深さであり、かつ平行で
あり、圧電セラミックスプレート302の対向する端面
302a、302bに開口して加工されている。
チタン酸ジルコン酸鉛系(PZT)等のセラミックス材
料で形成され、圧電セラミックスプレート302には、
ダイヤモンドブレード等により切削加工された複数の横
溝303が形成されている。また、その横溝303の側
面となる隔壁306は矢印305の方向に分極されてい
る。それらの横溝303は同じ深さであり、かつ平行で
あり、圧電セラミックスプレート302の対向する端面
302a、302bに開口して加工されている。
【0015】また、圧電セラミックスプレート302の
端面302aには、縦溝311aが横溝303に連通す
るように1つ置きに形成されている。圧電セラミックス
プレート302の端面302bには、縦溝311bが横
溝303に連通するように1つ置きに形成されている。
そして、縦溝311a、311bは交互に形成されてお
り、縦溝311aと縦溝311bとは、隣合う横溝30
3に形成されている。尚、縦溝311aは、両外側の横
溝303に設けられている。また、圧電セラミックプレ
ート302の横溝303加工側に対して反対側の面30
2cには、パターン324、325が形成されている。
端面302aには、縦溝311aが横溝303に連通す
るように1つ置きに形成されている。圧電セラミックス
プレート302の端面302bには、縦溝311bが横
溝303に連通するように1つ置きに形成されている。
そして、縦溝311a、311bは交互に形成されてお
り、縦溝311aと縦溝311bとは、隣合う横溝30
3に形成されている。尚、縦溝311aは、両外側の横
溝303に設けられている。また、圧電セラミックプレ
ート302の横溝303加工側に対して反対側の面30
2cには、パターン324、325が形成されている。
【0016】そして、圧電セラミックスプレート302
の溝加工面、且つ端面302aに対して斜め上方の位置
に配置されたスパッタリング等の蒸着源(図示せず)か
ら金属電極308、309、310が形成される(矢印
330a、330bの方向から蒸着される)。尚、圧電
セラミックスプレート302の端面302a及び隔壁3
06の天頂部に金属電極が形成されないようにマスクし
ておく。すると、図3に示すように、金属電極308は
横溝303の両側面の上半分の領域に形成され、金属電
極309は、縦溝311aが形成されていない横溝30
3の端面302a側の側面の一部及び底面の一部に形成
され、金属電極310は縦溝311aの側面のうち端面
302a側に形成される。尚、金属電極308と金属電
極309とは電気的に接続され、金属電極308と金属
電極310とは電気的に接続されている。
の溝加工面、且つ端面302aに対して斜め上方の位置
に配置されたスパッタリング等の蒸着源(図示せず)か
ら金属電極308、309、310が形成される(矢印
330a、330bの方向から蒸着される)。尚、圧電
セラミックスプレート302の端面302a及び隔壁3
06の天頂部に金属電極が形成されないようにマスクし
ておく。すると、図3に示すように、金属電極308は
横溝303の両側面の上半分の領域に形成され、金属電
極309は、縦溝311aが形成されていない横溝30
3の端面302a側の側面の一部及び底面の一部に形成
され、金属電極310は縦溝311aの側面のうち端面
302a側に形成される。尚、金属電極308と金属電
極309とは電気的に接続され、金属電極308と金属
電極310とは電気的に接続されている。
【0017】次に、圧電セラミックスプレート302の
面302c、且つ端面302bに対して斜め上方の位置
に配置されたスパッタリング等の蒸着源(図示せず)か
ら金属電極316、317が形成される(矢印331
a、331bの方向から蒸着される)。尚、圧電セラミ
ックスプレート302の端面302b及び面302cの
パターン324、325が形成された領域に金属電極が
形成されないようにマスクしておく。すると、図5に示
すように、その金属電極316は、圧電セラミックスプ
レート302の面302cにおいて縦溝311aの底面
より端面302a側の領域及び縦溝311a内面の側面
の一部に形成される。このとき、縦溝311aに形成さ
れた金属電極310上にも金属電極316が形成され
て、縦溝311aの側面に形成された金属電極316が
金属電極310を介して金属電極308と電気的に接続
される。このため、縦溝311aが形成された横溝30
3aの片側の隔壁306に形成された金属電極308
が、その隔壁306によって構成される横溝303bを
挟む他の横溝303aにおける該横溝303bを構成す
るもう一つの隔壁306に形成された金属電極308と
電気的に接続される。また、金属電極316はパターン
324に電気的に接続される。
面302c、且つ端面302bに対して斜め上方の位置
に配置されたスパッタリング等の蒸着源(図示せず)か
ら金属電極316、317が形成される(矢印331
a、331bの方向から蒸着される)。尚、圧電セラミ
ックスプレート302の端面302b及び面302cの
パターン324、325が形成された領域に金属電極が
形成されないようにマスクしておく。すると、図5に示
すように、その金属電極316は、圧電セラミックスプ
レート302の面302cにおいて縦溝311aの底面
より端面302a側の領域及び縦溝311a内面の側面
の一部に形成される。このとき、縦溝311aに形成さ
れた金属電極310上にも金属電極316が形成され
て、縦溝311aの側面に形成された金属電極316が
金属電極310を介して金属電極308と電気的に接続
される。このため、縦溝311aが形成された横溝30
3aの片側の隔壁306に形成された金属電極308
が、その隔壁306によって構成される横溝303bを
挟む他の横溝303aにおける該横溝303bを構成す
るもう一つの隔壁306に形成された金属電極308と
電気的に接続される。また、金属電極316はパターン
324に電気的に接続される。
【0018】そして、図4及び図5に示すように、金属
電極317は、圧電セラミックスプレート302の面3
02cにおいて縦溝311bの底面より圧電セラミック
スプレート302の中央側から端面302b側の領域、
縦溝311b内面の側面の全部及び縦溝311bの端面
302b側に形成される。このとき、縦溝311bと連
通する横溝303bの金属電極308上にも金属電極3
17が形成されて、縦溝311bの側面に形成された金
属電極317と電気的に接続される。このため、縦溝3
11bが形成された横溝303bの全ての金属電極30
8が金属電極317によって電気的に接続される。ま
た、金属電極317はパターン325に電気的に接続さ
れる。
電極317は、圧電セラミックスプレート302の面3
02cにおいて縦溝311bの底面より圧電セラミック
スプレート302の中央側から端面302b側の領域、
縦溝311b内面の側面の全部及び縦溝311bの端面
302b側に形成される。このとき、縦溝311bと連
通する横溝303bの金属電極308上にも金属電極3
17が形成されて、縦溝311bの側面に形成された金
属電極317と電気的に接続される。このため、縦溝3
11bが形成された横溝303bの全ての金属電極30
8が金属電極317によって電気的に接続される。ま
た、金属電極317はパターン325に電気的に接続さ
れる。
【0019】次に、前記圧電セラミックスプレート30
2の少なくとも金属電極308、309、317をスピ
ンコート法によりエポキシ樹脂の保護膜77(図7)で
被覆する。
2の少なくとも金属電極308、309、317をスピ
ンコート法によりエポキシ樹脂の保護膜77(図7)で
被覆する。
【0020】尚、スピンコート法によるエポキシ樹脂膜
のほか、ディッピング法、CVD法、などによりアクリ
ル樹脂などの他の有機材質或はSiO2などの無機材質
の保護膜77で被覆してもよい。
のほか、ディッピング法、CVD法、などによりアクリ
ル樹脂などの他の有機材質或はSiO2などの無機材質
の保護膜77で被覆してもよい。
【0021】尚、金属電極310及び後述する空気室3
27を形成する横溝303aに形成されている金属電極
308はインクに接しないので、保護膜77により必ず
しも被覆する必要はない。
27を形成する横溝303aに形成されている金属電極
308はインクに接しないので、保護膜77により必ず
しも被覆する必要はない。
【0022】次に、カバープレート320はセラミック
ス材料、ガラス材料または樹脂材料等から形成されてお
り、圧電セラミックスプレート302の横溝303加工
側の面と、カバープレート320とをエポキシ系接着剤
120(図7)によって接着する。従って、インクジェ
ットヘッド300には、横溝303の上面が覆われて、
縦溝311bと連通するインク室304(図7参照)及
び縦溝311aと連通する非噴射領域としての空気室3
27(図7参照)が構成される。尚、インク室304は
横溝303bに対応しており、空気室327は横溝30
3aに対応している。インク室304及び空気室327
は長方形断面の細長い形状であり、全てのインク室30
4はインクが充填され、空気室327は空気が充填され
る領域である。
ス材料、ガラス材料または樹脂材料等から形成されてお
り、圧電セラミックスプレート302の横溝303加工
側の面と、カバープレート320とをエポキシ系接着剤
120(図7)によって接着する。従って、インクジェ
ットヘッド300には、横溝303の上面が覆われて、
縦溝311bと連通するインク室304(図7参照)及
び縦溝311aと連通する非噴射領域としての空気室3
27(図7参照)が構成される。尚、インク室304は
横溝303bに対応しており、空気室327は横溝30
3aに対応している。インク室304及び空気室327
は長方形断面の細長い形状であり、全てのインク室30
4はインクが充填され、空気室327は空気が充填され
る領域である。
【0023】そして、圧電セラミックスプレート302
の端面302a及びカバープレート320の端面に、各
インク室304の位置に対応した位置にノズル2が設け
られたノズルプレート1を接着する。このノズルプレー
ト1に形成されているノズル2は、図8に示すようにテ
ーパ部3及びオリフィス部4から成る。
の端面302a及びカバープレート320の端面に、各
インク室304の位置に対応した位置にノズル2が設け
られたノズルプレート1を接着する。このノズルプレー
ト1に形成されているノズル2は、図8に示すようにテ
ーパ部3及びオリフィス部4から成る。
【0024】次に、ノズルプレート1の製造方法を説明
する。まず、図1に示すような、オリフィス部4の径よ
りも小さな穴5が形成され、且つ穴5と底部において連
通した有底孔6が形成されたノズルプレート本体10
を、樹脂材料であるポリサルホンで射出成形する。この
ときの金型構造の概略図を図9(a)、図9(b)に示
す。図9(b)は図9(a)のA−A断面を示す。図9
中、テーパ部3を形成する山部103は有底孔6に対応
する。山部103はコア110に形成されている。そし
て、射出成形時、射出成形材料はゲート100から導入
され、金型の空間に充填される。この時の金型温度は1
50℃であり、材料温度は370℃であり、樹脂材料を
充填する圧力は1200〜1500kg/cm2であ
る。これによって、ノズル2のテーパ部3となる有底孔
6が形成されたノズルプレート本体10が射出成形され
る。そして、インクが噴射される側の面を成形する型板
104と各山部103との空隙によって穴5が形成され
る。
する。まず、図1に示すような、オリフィス部4の径よ
りも小さな穴5が形成され、且つ穴5と底部において連
通した有底孔6が形成されたノズルプレート本体10
を、樹脂材料であるポリサルホンで射出成形する。この
ときの金型構造の概略図を図9(a)、図9(b)に示
す。図9(b)は図9(a)のA−A断面を示す。図9
中、テーパ部3を形成する山部103は有底孔6に対応
する。山部103はコア110に形成されている。そし
て、射出成形時、射出成形材料はゲート100から導入
され、金型の空間に充填される。この時の金型温度は1
50℃であり、材料温度は370℃であり、樹脂材料を
充填する圧力は1200〜1500kg/cm2であ
る。これによって、ノズル2のテーパ部3となる有底孔
6が形成されたノズルプレート本体10が射出成形され
る。そして、インクが噴射される側の面を成形する型板
104と各山部103との空隙によって穴5が形成され
る。
【0025】ここで、穴5の形成について説明する。図
2に示すように型板104と山部103との隙間の大き
さにより穴5が形成されたり、穴5が形成されなかった
りする。すなわち、隙間の全くない図2(a)の状態か
ら図2(b)に示すある大きさまでは成形樹脂材料が隙
間に流れ込まず、穴5が形成されずに開口部にバリを有
するノズルが形成される。そして、図2(b)より隙間
が大きくなり、図2(c)から図2(d)の状態までは
穴5が形成される。そして、さらに隙間を大きくする
と、図2(e)のように穴5が形成されないとともに、
有底孔の底部の厚さはかなり厚くなる。図2(e)の状
態では、厚さが厚いので、オリフィス部を加工するため
のエキシマレーザビームの照射時間が長くなり、加工コ
ストが高い。
2に示すように型板104と山部103との隙間の大き
さにより穴5が形成されたり、穴5が形成されなかった
りする。すなわち、隙間の全くない図2(a)の状態か
ら図2(b)に示すある大きさまでは成形樹脂材料が隙
間に流れ込まず、穴5が形成されずに開口部にバリを有
するノズルが形成される。そして、図2(b)より隙間
が大きくなり、図2(c)から図2(d)の状態までは
穴5が形成される。そして、さらに隙間を大きくする
と、図2(e)のように穴5が形成されないとともに、
有底孔の底部の厚さはかなり厚くなる。図2(e)の状
態では、厚さが厚いので、オリフィス部を加工するため
のエキシマレーザビームの照射時間が長くなり、加工コ
ストが高い。
【0026】尚、上述した図2(c)から図2(d)に
おける型板104と山部103との隙間の大きさは30
〜40μmである。ただし、穴5が形成される隙間の大
きさは、金型温度、材料温度、材料、充填圧力等によっ
て変化する。
おける型板104と山部103との隙間の大きさは30
〜40μmである。ただし、穴5が形成される隙間の大
きさは、金型温度、材料温度、材料、充填圧力等によっ
て変化する。
【0027】次に、オリフィス部4の正規の口径よりも
小さな穴5が形成された状態のノズルプレート本体10
に、オリフィス部4をエキシマレーザビームにより穴開
け加工する。図1に示すように、ノズルプレート本体1
0の穴5が形成された有底孔6の底面に対して、オリフ
ィス部4の断面形状と相似形のマスクを透過したエキシ
マレーザビーム9を照射する。すると、エキシマレーザ
ビーム9が照射された穴5の周りが除去されて、点線で
示すオリフィス部4が形成され、ノズルプレート1が製
造される。
小さな穴5が形成された状態のノズルプレート本体10
に、オリフィス部4をエキシマレーザビームにより穴開
け加工する。図1に示すように、ノズルプレート本体1
0の穴5が形成された有底孔6の底面に対して、オリフ
ィス部4の断面形状と相似形のマスクを透過したエキシ
マレーザビーム9を照射する。すると、エキシマレーザ
ビーム9が照射された穴5の周りが除去されて、点線で
示すオリフィス部4が形成され、ノズルプレート1が製
造される。
【0028】なお、ノズルプレート1の材質としては、
ポリサルホンのほか、液晶ポリマー、ポリアセタール、
ポリフェニルサルホン、ポリフタルアミド、ポリフェニ
レンオキサイド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサ
ルホン、ポリカーボネートなどの樹脂材料を用いること
ができる。
ポリサルホンのほか、液晶ポリマー、ポリアセタール、
ポリフェニルサルホン、ポリフタルアミド、ポリフェニ
レンオキサイド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサ
ルホン、ポリカーボネートなどの樹脂材料を用いること
ができる。
【0029】また、セラミックス粉末、或いは金属粉末
の射出成形技術を用いてノズルプレート1を作製するこ
ともできる。すなわち、セラミックス粉末、或いは金属
粉末を樹脂材料などのバインダーと混合混練し、金型に
射出成形し、射出成形体を得た後、脱脂処理し樹脂材料
を射出成形体より除去し、脱脂体を得る。さらに、脱脂
体を焼結炉に挿入して焼結処理を行う。この焼結処理に
より脱脂体は収縮し、金型寸法よりも約10〜30%程
度小さくなる。このため、金型側のノズル寸法及びピッ
チは製品よりも収縮分を見込んで大きくしておく必要が
ある。セラミックス粉末及び金属粉末としては、例え
ば、アルミナ、ジルコニア、窒化珪素、炭化珪素、ステ
ンレスなどを用いることができる。
の射出成形技術を用いてノズルプレート1を作製するこ
ともできる。すなわち、セラミックス粉末、或いは金属
粉末を樹脂材料などのバインダーと混合混練し、金型に
射出成形し、射出成形体を得た後、脱脂処理し樹脂材料
を射出成形体より除去し、脱脂体を得る。さらに、脱脂
体を焼結炉に挿入して焼結処理を行う。この焼結処理に
より脱脂体は収縮し、金型寸法よりも約10〜30%程
度小さくなる。このため、金型側のノズル寸法及びピッ
チは製品よりも収縮分を見込んで大きくしておく必要が
ある。セラミックス粉末及び金属粉末としては、例え
ば、アルミナ、ジルコニア、窒化珪素、炭化珪素、ステ
ンレスなどを用いることができる。
【0030】そして、図5に示すように、マニホールド
部材301が、圧電セラミックスプレート302の端面
302b及び圧電セラミックスプレート302の面30
2cにおける縦溝311b側に接着される。マニホール
ド部材301にはマニホールド322が形成されてお
り、そのマニホールド322は縦溝311bを包囲して
いる。
部材301が、圧電セラミックスプレート302の端面
302b及び圧電セラミックスプレート302の面30
2cにおける縦溝311b側に接着される。マニホール
ド部材301にはマニホールド322が形成されてお
り、そのマニホールド322は縦溝311bを包囲して
いる。
【0031】圧電セラミックスプレート302の面30
2cに形成されたパターン324、325は、図示しな
いフレキシブルプリント基板の配線パターンと接続され
る。そのフレキシブルプリント基板の配線パターンは、
後述する制御部に接続された図示しないリジット基板に
接続されている。
2cに形成されたパターン324、325は、図示しな
いフレキシブルプリント基板の配線パターンと接続され
る。そのフレキシブルプリント基板の配線パターンは、
後述する制御部に接続された図示しないリジット基板に
接続されている。
【0032】次に、制御部のブロック図を示す図6によ
って、制御部の構成を説明する。圧電セラミックスプレ
ート302の面302cに形成されたパターン324、
325は、前記フレキシブルプリント基板、前記リジッ
ト基板を介して各々個々にLSIチップ151に接続さ
れ、クロックライン152、データライン153、電圧
ライン154及びアースライン155もLSIチップ1
51に接続されている。LSIチップ151は、クロッ
クライン152から供給された連続するクロックパルス
に基づいて、データライン153上に現れるデータか
ら、どのノズル2からインク滴の噴射を行うべきかを判
断し、噴射するインク室304の両側の空気室327の
金属電極308に導通するパターン324に、電圧ライ
ン154の電圧Vを印加する。また、他のパターン32
4及びインク室304の金属電極308に導通するパタ
ーン325をアースライン155に接続する。
って、制御部の構成を説明する。圧電セラミックスプレ
ート302の面302cに形成されたパターン324、
325は、前記フレキシブルプリント基板、前記リジッ
ト基板を介して各々個々にLSIチップ151に接続さ
れ、クロックライン152、データライン153、電圧
ライン154及びアースライン155もLSIチップ1
51に接続されている。LSIチップ151は、クロッ
クライン152から供給された連続するクロックパルス
に基づいて、データライン153上に現れるデータか
ら、どのノズル2からインク滴の噴射を行うべきかを判
断し、噴射するインク室304の両側の空気室327の
金属電極308に導通するパターン324に、電圧ライ
ン154の電圧Vを印加する。また、他のパターン32
4及びインク室304の金属電極308に導通するパタ
ーン325をアースライン155に接続する。
【0033】次に、本実施例のインクジェットヘッド3
00の動作を説明する。図7(b)のインク室304b
からインク滴を噴射するために、当該インク室304b
の両側の空気室327b、327cのインク室304b
側の金属電極308c、308fに対し電圧パルスをパ
ターン324を介して与え、他の金属電極308には、
他のパターン324、パターン325を介して接地す
る。すると、隔壁306bには矢印113b方向の電界
が発生し、隔壁306cには矢印113c方向の電界が
発生して、隔壁306bと306cとが互いに離れるよ
うに動く。インク室304bの容積が増えて、ノズル2
付近を含むインク室304b内の圧力が減少する。この
状態をL/aで示される時間だけ維持する。すると、そ
の間縦溝311bを介してマニホールド322からイン
クがインク室304bに供給される。なお、上記L/a
は、インク室304内の圧力波が、インク室304の長
手方向(縦溝311bからノズルプレート14まで、ま
たはその逆)に対して、片道伝播するに必要な時間であ
り、インク室304の長さLとインク中での音速aによ
って決まる。
00の動作を説明する。図7(b)のインク室304b
からインク滴を噴射するために、当該インク室304b
の両側の空気室327b、327cのインク室304b
側の金属電極308c、308fに対し電圧パルスをパ
ターン324を介して与え、他の金属電極308には、
他のパターン324、パターン325を介して接地す
る。すると、隔壁306bには矢印113b方向の電界
が発生し、隔壁306cには矢印113c方向の電界が
発生して、隔壁306bと306cとが互いに離れるよ
うに動く。インク室304bの容積が増えて、ノズル2
付近を含むインク室304b内の圧力が減少する。この
状態をL/aで示される時間だけ維持する。すると、そ
の間縦溝311bを介してマニホールド322からイン
クがインク室304bに供給される。なお、上記L/a
は、インク室304内の圧力波が、インク室304の長
手方向(縦溝311bからノズルプレート14まで、ま
たはその逆)に対して、片道伝播するに必要な時間であ
り、インク室304の長さLとインク中での音速aによ
って決まる。
【0034】圧力波の伝播理論によると、前記の立ち上
げからちょうどL/aの時間経つとインク室304b内
の圧力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミング
に合わせて電極308c、308fに印加されている電
圧を0Vに戻す。すると、隔壁306bと306cは変
形前の状態(図7(a))に戻り、インクに圧力が加え
られる。その時、前記正に転じた圧力と隔壁306b、
306cが変形前の状態に戻って、発生した圧力とがた
し合わされ、比較的高い圧力がインク室304b内のイ
ンクに与えられて、インク滴がノズル2から噴出され
る。
げからちょうどL/aの時間経つとインク室304b内
の圧力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミング
に合わせて電極308c、308fに印加されている電
圧を0Vに戻す。すると、隔壁306bと306cは変
形前の状態(図7(a))に戻り、インクに圧力が加え
られる。その時、前記正に転じた圧力と隔壁306b、
306cが変形前の状態に戻って、発生した圧力とがた
し合わされ、比較的高い圧力がインク室304b内のイ
ンクに与えられて、インク滴がノズル2から噴出され
る。
【0035】以上説明したように、本実施例のノズルプ
レート1の製造方法では、正規のオリフィス部4の径よ
りも小さな穴5が形成されるようにノズルプレート本体
10が、射出成形によって成形されているので、穴5が
形成された部分(有底孔6の底部)の厚さは薄くなる。
このため、ノズル2のオリフィス部4の加工を行うため
の、加工コストの高いエキシマレーザビーム9の照射時
間を短くすることができる。従って、低コストによって
ノズル2を形成することができる。
レート1の製造方法では、正規のオリフィス部4の径よ
りも小さな穴5が形成されるようにノズルプレート本体
10が、射出成形によって成形されているので、穴5が
形成された部分(有底孔6の底部)の厚さは薄くなる。
このため、ノズル2のオリフィス部4の加工を行うため
の、加工コストの高いエキシマレーザビーム9の照射時
間を短くすることができる。従って、低コストによって
ノズル2を形成することができる。
【0036】また、射出成形によってノズルプレート1
を成形しているので、ノズル2内部の形状をインク噴射
に対して良好な形状に容易に成形することができ、大量
生産性に優れる。また、このように製造されたノズルプ
レート1を用いたインクジェットヘッド300では、ノ
ズル2の近傍やノズル2内にバリが生じることがないの
で、インクの噴射方向が良好で、印字品質に優れる。さ
らに、テーパ部3を有したノズル2では、ノズル2内の
体積が大きいので、インク室304内にエアーを巻き込
まず印字品質に優れる。
を成形しているので、ノズル2内部の形状をインク噴射
に対して良好な形状に容易に成形することができ、大量
生産性に優れる。また、このように製造されたノズルプ
レート1を用いたインクジェットヘッド300では、ノ
ズル2の近傍やノズル2内にバリが生じることがないの
で、インクの噴射方向が良好で、印字品質に優れる。さ
らに、テーパ部3を有したノズル2では、ノズル2内の
体積が大きいので、インク室304内にエアーを巻き込
まず印字品質に優れる。
【0037】尚、前記実施例においては、まず駆動電圧
をインク室304bの容積が増加する方向に印加し、次
に駆動電圧の印加を停止しインク室304bの容積を自
然状態に減少してインク室304bからインク滴を噴射
していたが、まず駆動電圧をインク室304bの容積が
減少するように印加してインク室304bからインク滴
を噴射し、次に駆動電圧の印加を停止してインク室30
4bの容積を前記減少状態から自然状態へと増加させて
インク室304b内にインクを供給してもよい。
をインク室304bの容積が増加する方向に印加し、次
に駆動電圧の印加を停止しインク室304bの容積を自
然状態に減少してインク室304bからインク滴を噴射
していたが、まず駆動電圧をインク室304bの容積が
減少するように印加してインク室304bからインク滴
を噴射し、次に駆動電圧の印加を停止してインク室30
4bの容積を前記減少状態から自然状態へと増加させて
インク室304b内にインクを供給してもよい。
【0038】また、本実施例では、隔壁306は、圧電
セラミックスで形成されていたが、隔壁の上半分の領域
を圧電セラミックスで形成し、下半分をアルミナ等の圧
電セラミックスでない材料で形成してもよい。
セラミックスで形成されていたが、隔壁の上半分の領域
を圧電セラミックスで形成し、下半分をアルミナ等の圧
電セラミックスでない材料で形成してもよい。
【0039】更に、本実施例では、隔壁306の上半分
の領域による圧電変形によって、インク室304からイ
ンクを噴射していたが、隔壁の上半分の領域の圧電セラ
ミックスの分極方向と反対方向の分極方向である圧電セ
ラミックスで隔壁の下半分の領域を形成し、隔壁の側面
全面に金属電極を形成して、隔壁全体の圧電変形によっ
て、インク室からインクを噴射させてもよい。
の領域による圧電変形によって、インク室304からイ
ンクを噴射していたが、隔壁の上半分の領域の圧電セラ
ミックスの分極方向と反対方向の分極方向である圧電セ
ラミックスで隔壁の下半分の領域を形成し、隔壁の側面
全面に金属電極を形成して、隔壁全体の圧電変形によっ
て、インク室からインクを噴射させてもよい。
【0040】また、本実施例では、圧電セラミックスを
用いたインクジェットヘッドであったが、周知のバブル
ジェット式のインクジェットヘッドであっても良い。
用いたインクジェットヘッドであったが、周知のバブル
ジェット式のインクジェットヘッドであっても良い。
【0041】また、本実施例では、マスクを通過したエ
キシマレーザビーム9を照射してオリフィス部4の加工
を行っていたが、周知のコンタクトマスク法によってエ
キシマレーザビームを照射してオリフィス部の加工を行
ってもよい。また、エキシマレーザービームの照射時
に、ノズルプレート本体もしくはエキシマレーザビーム
をを揺動させて、テーパの付いたオリフィス部を形成し
てもよい。
キシマレーザビーム9を照射してオリフィス部4の加工
を行っていたが、周知のコンタクトマスク法によってエ
キシマレーザビームを照射してオリフィス部の加工を行
ってもよい。また、エキシマレーザービームの照射時
に、ノズルプレート本体もしくはエキシマレーザビーム
をを揺動させて、テーパの付いたオリフィス部を形成し
てもよい。
【0042】また、本実施例では、ノズルプレート本体
10の有底孔6形成側からエキシマレーザービーム9を
照射してオリフィス部4を形成していたが、ノズルプレ
ート本体10の有底孔6形成側と反対側の面からエキシ
マレーザビームを照射してオリフィス部を形成してもよ
い。
10の有底孔6形成側からエキシマレーザービーム9を
照射してオリフィス部4を形成していたが、ノズルプレ
ート本体10の有底孔6形成側と反対側の面からエキシ
マレーザビームを照射してオリフィス部を形成してもよ
い。
【0043】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明のインクジェットヘッドのノズルプレート製造方法に
よれば、前記ノズルが形成される位置に、正規の前記ノ
ズルの径よりも小さな穴が形成されるようにプレートが
射出成形により成形されるので、レーザービームの照射
によって加工される部分の厚さが薄く形成される。この
ため、この加工におけるレーザビームの照射時間が短く
なるので、加工コストが下がり、大量生産性に優れる。
また、射出成形によって前記プレートを成形しているの
で、ノズル内部の形状をインク噴射に対して良好な形状
に容易に成形することができ、大量生産性に優れる。ま
た、このように製造されたノズルプレートを用いたイン
クジェットヘッドでは、ノズルの近傍やノズル内にバリ
が生じることがないので、インクの噴射方向が良好で、
印字品質に優れる。
明のインクジェットヘッドのノズルプレート製造方法に
よれば、前記ノズルが形成される位置に、正規の前記ノ
ズルの径よりも小さな穴が形成されるようにプレートが
射出成形により成形されるので、レーザービームの照射
によって加工される部分の厚さが薄く形成される。この
ため、この加工におけるレーザビームの照射時間が短く
なるので、加工コストが下がり、大量生産性に優れる。
また、射出成形によって前記プレートを成形しているの
で、ノズル内部の形状をインク噴射に対して良好な形状
に容易に成形することができ、大量生産性に優れる。ま
た、このように製造されたノズルプレートを用いたイン
クジェットヘッドでは、ノズルの近傍やノズル内にバリ
が生じることがないので、インクの噴射方向が良好で、
印字品質に優れる。
【図1】本発明の一実施例のオリフィス部を形成するレ
ーザ加工方法を示す説明図である。
ーザ加工方法を示す説明図である。
【図2】前記実施例のノズルプレート本体を射出成形す
るための説明図である。
るための説明図である。
【図3】前記実施例のインクジェットヘッドを示す斜視
図である。
図である。
【図4】前記実施例の圧電セラミックスプレートを示す
斜視図である。
斜視図である。
【図5】前記実施例のインクジェットヘッドを示す斜視
図である。
図である。
【図6】前記実施例のインクジェットヘッドの制御部を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図7】前記実施例のインクジェットヘッドの作動状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図8】前記実施例のインクジェットヘッドのノズル部
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図9】前記実施例のノズルプレートを製造するための
射出成形金型を示す断面図である。
射出成形金型を示す断面図である。
1 ノズルプレート 2 ノズル 3 テーパ部 4 オリフィス部 5 穴 6 有底孔 9 エキシマレーザビーム 10 ノズルプレート本体 103 山部 104 型板 110 コア 300 インクジェットヘッド
Claims (4)
- 【請求項1】 インクが噴射される複数のノズルが形成
されたインクジェットヘッドのノズルプレート製造方法
において、 前記ノズルが形成される位置に、正規の前記ノズルの径
よりも小さな穴が形成されたプレートを射出成形により
成形する工程と、 前記プレートの前記穴を含む領域にレーザビームを照射
して、前記ノズルを加工する工程とからなることを特徴
とするインクジェットヘッドのノズルプレート製造方
法。 - 【請求項2】 前記プレートには、前記穴に連通し、且
つテーパ部を有する有底孔が形成されることを特徴とす
る請求項1記載のインクジェットヘッドのノズルプレー
ト製造方法。 - 【請求項3】 前記穴は、前記テーパ部を形成するため
の型と、前記プレートのインク噴射側の面を成形するた
めの型との間に隙間を設けることによって形成されるこ
とを特徴とする請求項2記載のインクジェットヘッドの
ノズルプレート製造方法。 - 【請求項4】 前記レーザビームは、エキシマレーザビ
ームであることを特徴とする請求項1記載のインクジェ
ットヘッドのノズルプレート製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14744194A JPH0811312A (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | インクジェットヘッドのノズルプレート製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14744194A JPH0811312A (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | インクジェットヘッドのノズルプレート製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0811312A true JPH0811312A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=15430414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14744194A Pending JPH0811312A (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | インクジェットヘッドのノズルプレート製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0811312A (ja) |
-
1994
- 1994-06-29 JP JP14744194A patent/JPH0811312A/ja active Pending
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