JPH0818846B2 - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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】従来よりインクジェットヘッドには、流
路基板としてガラス基板が用いられ、このガラス基板に
インク射出口，加圧室，インク溜り，インク供給口など
が連通するインク流路となる溝がエッチングにより形成
してある。この様な溝を設けた流路基板に振動板を接合
し、加圧室に対向する位置の振動板の表面に圧電素子を
接着してインクジェットヘッドとしている。近来ヘッド
の小型化と印字品質の向上のために、多数のインク射出
口を備え、ヘッドの前面の同一面上に複数のインク射出
口を複数の列に配置するものが提案されている。複数の
列のインク射出口が同一面上に配列されると、インクの
射出が繰り返されているうちに、並列するインク射出口
を覆うように、ヘッドの前面にインクの表面張力によっ
てインクの層が付着してしまう。この為にヘッドの前面
に対して垂直方向にインク粒子を飛翔させるのが望まし
いのであるが、インクの層が付着しているために、イン
ク粒子がこのインクの層の影響を受けて内方に傾いた方
向に飛翔することになる。この為に正しい印字間隔で印
字できないことになり、印字品質が低下する問題があっ
た。

【０００３】この問題を解決する技術として、例えば特
開昭５７−４９５６７号公報には、図３（Ａ）（Ｂ）に
示すように、流路基板１００の表裏両面のそれぞれにノ
ズル群１００ａ…と１００ｂ…とを列をなして形成し、
ノズル前面上の両方のノズル列の中央に凹部１００ｃを
形成し、振動板１０１，１０２を接合したインクジェッ
トヘッドが開示してある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、流路
基板の素材としてガラスが用いられている。このために
上記のような凹部をノズル前面に形成するための別工程
が必要となり、工程数が多くなって複雑化する問題があ
る。またこの様な凹部を機械加工で作ると、ガラスに欠
けやひび等が生じ易く、インク層の形状が不均一とな
り、インク粒子の飛翔方向が不均一になり、ヘッドの歩
留まりが低下する。

【０００５】そこで本発明の目的は、感光性ガラスを流
路基板の素材として用い、複雑なインク流路や、前面の
凹部などを容易に形成し、インク粒子の飛翔方向が均一
で印字品質の良好なインクジェットヘッドの製造方法を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、感光
性ガラス板を端面側から露光して、感光性ガラス板の前
面の中間部に前面凹部用露光部を形成し、感光性ガラス
板の表面側から露光して感光性ガラス板の表面から裏面
に至る溝用露光部を形成し、その後で前面凹部用露光部
と溝用露光部とを熱処理して前面凹部用結晶部及び溝用
結晶部を形成し、前面凹部用結晶部を除く前面をマスキ
ングし、前面凹部用結晶部及び溝用結晶部をエッチング
して、感光性ガラス板の表面及び裏面の両面にインク流
路となる溝を形成するとともに、前面の表裏両面の溝間
に凹部を形成する。

【０００７】また前面凹部用露光部を感光性ガラス板の
板厚方向中間部に形成し、これを熱処理して前面凹部用
結晶部を形成した後で、感光性ガラス板の表面及び裏面
側から露光して表裏両面に溝用露光部を形成し、熱処理
して溝用結晶部を形成し、後は上記と同様にしてマスキ
ングし、エッチングし、表面及び裏面の両面にインク流
路となる溝と、前面の表裏両面の溝間に凹部とを形成す
る。

【０００８】

【作用】感光性ガラス板を端面側から露光することによ
って、前面凹部用結晶部を形成すると、溝用結晶部と共
にエッチングされ、溝と凹部とが同時に形成できる。

【０００９】

【実施例】図１を参照して本発明の製造工程を説明す
る。まずＡ工程において、感光性ガラス板１の端面１ａ
に対向して、フォトマスク２を配置する。フォトマスク
２には感光性ガラス板の前面１ｂに形成される凹部４の
幅及び深さに等しい形状の露光パターン２ａと、その他
の領域に遮光部２ｂとが形成してある。紫外線をこのフ
ォトマスク２を通過させて端面側（板厚方向に直交する
方向）から感光性ガラス板１を露光すると、感光性ガラ
ス板の前面の中間部に、図１（Ｂ）に示す前面凹部用露
光部１１ａが形成される。

【００１０】次にＢ工程において、感光性ガラス板１の
表面１ｃに対向して、フォトマスク３を配置する。フォ
トマスク３には感光性ガラス板１の表面に形成する溝、
この例ではインクジェットヘッド１０のインク射出口，
加圧室，インク溜り，インク供給口などを連通するイン
ク流路となるための溝５の露光パターン３ａと、その周
囲に遮光部３ｂとが形成してある。紫外線をこのフォト
マスク３を通過させて表面１ｃに直交する方向から感光
性ガラス板１を露光すると、前面凹部用露光部１１ａは
まだ結晶化されていないので、感光性ガラス板の板厚方
向に貫通して表面１ｃから裏面１ｄに至る溝用露光部が
形成される。

【００１１】その後でＣ工程において、前面凹部用露光
部１１ａと、表面１ｃから裏面１ｄに至る溝用露光部と
を熱処理して結晶化し、前面凹部用結晶部１１と溝用結
晶部１２とを形成する。

【００１２】Ｄ工程において、前面凹部用結晶部１１を
除く前面をマスキング材６でマスキングし、最後に前面
凹部用結晶部１１と溝用結晶部１２とを所定の深さまで
エッチングする。この１回のエッチングで前面１ｂの中
間部に凹部４と、表面１ｃ及び裏面１ｄの両面に溝５…
とが形成される。前面凹部用結晶部１１を除く前面をマ
スキング材６でマスキングする理由は、もしこのマスキ
ングをしないと、エッチングの際に溝用結晶部１２が前
面１ｂ側からも溶解してしまい、このために溝５と凹部
４とが前面で連通してしまう。これを回避して溝用結晶
部１２の溶解が表面１ｃ側と裏面１ｄ側からのみ為され
るようにするため、エッチングに先立ってマスキング材
６でマスキングしておくものである。また、溝用結晶部
１２を除く表面１ｃ及び裏面１ｄは非結晶部であるの
で、マスキングしないでエッチングしても、溶解速度が
溝用結晶部に比較して極めて遅く、例えば１／５０程度
の速 度でしか溶解しない。従って溝用結晶部１２を除く
表面１ｃ及び裏面１ｄをマスキングする必要はない。

【００１３】図１（Ｅ）はマスキング材６を除去した平
面図を示し、図１（Ｆ）はその前面図を示しており、表
裏両面の溝５…の前端部、即ちインク射出口の列は、凹
部４によって隔てられて、それぞれ独立した平面に整列
することになる。このようにして感光性ガラス板１の表
裏両面にインク流路となる溝５が形成されるので、これ
をインクジェットヘッドの流路基板として用い、表裏両
面に２点鎖線で示すように振動板７，７を接合し、図示
しない圧電素子を所定の位置に貼着することによってイ
ンクジェットヘッドが製造される。

【００１４】図１の実施例では、表裏両面に形成される
溝５は、感光性ガラス板１の表面１ｃ側からの露光によ
って板厚方向に貫通して溝用露光部が形成されたので、
表裏両面の同じ位置に設けられることになる。

【００１５】これに対して図２に示す他の実施例は、表
裏両面の異なる位置に溝を設ける製造方法である。この
場合には、Ａ工程において感光性ガラス板８の端面８ａ
に対向して配置するフォトマスク９には、感光性ガラス
板の板厚方向中間部を所定の幅で横切る形状の露光パタ
ーン９ａと、その他の領域に遮光部９ｂとが形成してあ
る。紫外線をこのフォトマスク９を通過させて端面側か
ら感光性ガラス板１を露光すると、感光性ガラス板の板
厚方向中間部に、前面凹部用露光部が形成される。

【００１６】次にＢ工程において、この前面凹部用露光
部を熱処理して、前面凹部用結晶部８１を形成する。こ
の前面凹部用結晶部８１は、感光性ガラス板８の板厚中
間部を横切って板厚を２分していると共に、露光部を結
晶化した結晶部は着色して紫外線を通さなくなるので、
光を遮断する作用をも有している。

【００１７】この後でＣ工程において、感光性ガラス板
８の表面８ｃに対向して、上記と同じフォトマスク３を
配置し、感光性ガラス板８の裏面８ｄに対向して、別の
フォトマスク３１を配置する。フォトマスク３１には感
光性ガラス板８の裏面８ｄに形成する溝用の露光パター
ン３１ａと、その周囲に遮光部３１ｂとが形成してあ
る。紫外線を感光性ガラス板８の表裏両面側からフォト
マスク３，３１を通過させて感光性ガラス板８を露光す
ると、感光性ガラス板の表裏両面から前面凹部用結晶部
８１までの深さの溝用露光部が形成される。いずれの側
からの露光も前面凹部用結晶部８１が光遮断作用を有す
るので、反対側を露光することはない。

【００１８】この後の工程は、図示しないが、図１のＣ
工程と同様の熱処理によって溝用露光部を結晶化して表
裏両面に溝用結晶部を形成する。次いで図１のＤ工程と
同様に前面凹部用結晶部８１を除く前面をマスキング材
でマスキングして、表裏両面の溝用結晶部が前面側から
溶解するのを回避しておき、最後に前面凹部用結晶部８
１と表裏両面の溝用結晶部とを所定の深さまでエッチン
グする。この１回のエッチングで図１の場合と同様に前
面８ｂの中間部に凹部４と、表面８ｃ及び裏面８ｄの両
面に溝５…とが形成されるが、この溝は表裏両面の異な
る位置にそれぞれ形成されている。

【００１９】図２（Ｄ）は製造されたインクジェットヘ
ッドの前面を示しており、表裏で半ピッチずれた位置に
溝５…の前端部、即ちインク射出口が整列し、凹部４に
よって隔てられて、それぞれ独立した平面に整列する。
感光性ガラス板８の表裏両面に振動板７，７を接合し、
図示しない圧電素子を所定の位置に貼着することによっ
てインクジェットヘッドとなる。

【００２０】図２の製造工程では、表裏両面の露光を同
時に行っているが、表面側を露光した後で感光性ガラス
板８を反転させて裏面側を露光するようにしてもよく、
この場合、フォトマスク３の露光パターン３ａを、反転
することによって反ピッチ溝の位置がずれるように形成
しておけば、同じフォトマスクを表裏両面の露光に使用
することができる。

【００２１】このインクジェットヘッドは、図示しない
インク供給手段からインク流路内にインクが充填され、
図示しない圧電素子に電力が供給されたとき、振動板７
が内方へ変形して加圧室内のインクが加圧され、インク
射出口からインクが射出されるものである。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のインク
ジェットヘッドの製造方法では、感光性ガラス板を端面
側から露光し熱処理して前面凹部用結晶部を形成するの
で、溝用結晶部と共に１回のエッチングによって前面に
凹部と表裏両面にインク流路となる溝とが形成され、製
造が容易であり、凹部によってインク粒子の飛翔方向が
均一になるので、印字品質の良好なインクジェットヘッ
ドが提供できる。

【００２３】また前面凹部用結晶部を板厚中間部に設け
て板厚を２分すると、この結晶部は光を遮断する作用を
有するので、感光性ガラス板を表裏両面から露光しても
相互に反対側を露光することがなく、表裏両面の異なる
位置に溝を形成することが可能になる。この溝は露光時
に用いられるマスクによってその位置を定められるの
で、位置精度を出すことが容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法の工程を示す説明図である。

【図２】本発明の他の製造方法の工程を示す説明図であ
る。

【図３】従来のインクジェットヘッドの前面形状を説明
する拡大断面図及び拡大正面図である。

【符号の説明】

１，８ 感光性ガラス板 １ａ，８ａ 端面 １ｂ，８ｂ 前面 １ｃ，８ｃ 表面 １ｄ，８ｄ 裏面 ４ 凹部 ５ 溝 ６ マスキング材 １１，８１ 前面凹部用結晶部 １２ 溝用結晶部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光性ガラス板を端面側から露光して、
   上記感光性ガラス板の前面の中間部に前面凹部用露光部
   を形成し、 上記感光性ガラス板の表面側から露光して、上記感光性
   ガラス板の表面から裏面に至る溝用露光部を形成し、 その後で上記前面凹部用露光部と上記溝用露光部とを熱
   処理して、前面凹部用結晶部及び溝用結晶部を形成し、 上記前面凹部用結晶部を除く前面をマスキングし、 上記前面凹部用結晶部及び上記溝用結晶部をエッチング
   して、上記感光性ガラス板の表面及び裏面の両面にイン
   ク流路となる溝を形成するとともに、前面の上記表裏両
   面の溝間に凹部を形成することを特徴とするインクジェ
   ットヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】 感光性ガラス板を端面側から露光して、
   上記感光性ガラス板の板厚方向中間部に前面凹部用露光
   部を形成し、 上記前面凹部用露光部を熱処理して前面凹部用結晶部を
   形成し、 その後で上記感光性ガラス板の表面及び裏面側から露光
   して、表裏両面に溝用露光部を形成し、 上記表裏両面の溝用露光部を熱処理して溝用結晶部を形
   成し、 上記前面凹部用結晶部を除く前面をマスキングし、 上記前面凹部用結晶部及び上記表裏両面の溝用結晶部を
   エッチングして、上記感光性ガラス板の表面及び裏面の
   両面にインク流路となる溝を形成するとともに、前面の
   上記表裏両面の溝間に凹部を形成することを特徴とする
   インクジェットヘッドの製造方法。