JPH08267754A

JPH08267754A - オリフィスプレート

Info

Publication number: JPH08267754A
Application number: JP7537795A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Nakayama; 徹生中山; Kouichirou Kijima; 公一朗木島; Masato Ando; 真人安藤; Takaaki Murakami; 隆昭村上
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-10-15
Anticipated expiration: 2014-08-25
Also published as: JP2940431B2

Abstract

(57)【要約】【目的】作製を容易とし、生産性を良好とし、液体の
吐出量を均一にして印刷精度を良好とする。【構成】オリフィスプレート１１の一方の面１１ａか
ら他方の面１１ｂへと貫通して設けられ、一方の面１１
ａに呈する開口が液体供給口１ａ，２ａとされ、他方の
面１１ｂに呈する開口が液体吐出口１ｂ，２ｂとされた
第１，２の貫通孔２，１の少なくとも一方の貫通孔をオ
リフィスプレート１１の厚さ方向に対して斜めに形成す
る。なお、上記第１，２の貫通孔２，１を所定の配列方
向に規則的に配列し、所定の配列方向において、第１の
貫通孔２同士、第２の貫通孔１同士が隣合うようにして
配しても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリンタ装置に搭載され
る印刷用ヘッドを構成するオリフィスプレートに関す
る。詳しくは、インク或いは希釈液を吐出するためのノ
ズルとなるオリフィスプレートの貫通孔の形状を工夫す
ることにより、その作製が容易に行われ、吐出量精度が
良好で精度良好な印刷を行うことが可能なオリフィスプ
レートに係るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、特にオフィス等においてデスクト
ップパブリッシングと称されるコンピュータを使用した
文書作成が盛んに行われるようになってきており、最近
では文字や図形だけでなく、写真用のカラーの自然画像
を文字，図形とともに出力するといった要求も増加して
きている。そして、これに伴い、高品位な自然画像をプ
リントすることが要求され、中間調の再現が重要となっ
てきている。

【０００３】また、記録信号に応じてインク液滴をノズ
ルより吐出して紙，フィルム等の記録媒体に記録する、
いわゆるオンデマインド型のプリンタ装置は、小型化，
低コスト化が可能なため、近年急速に普及しつつある。

【０００４】このように、インク液滴を吐出する方法と
しては、様々な方法が提案されているが、ピエゾ素子を
用いる方法または発熱素子を用いる方法が一般的であ
る。前者はピエゾ素子の変形によりインクに圧力を加え
て吐出させる方法である。後者は、発熱素子によりイン
クを加熱沸騰させて発生する泡の圧力でインクを吐出さ
せる方法である。

【０００５】なお、上記のようにインク液滴を吐出させ
るプリンタ装置の印刷用ヘッドは、インク液滴を吐出さ
せるための力をインクに加える部分（例えばピエゾ素子
や発熱素子を備えるインク溜まり）とインク液滴に吐出
方向を与えるノズル部分（いわゆるオリフィスプレー
ト）により構成されており、上記オリフィスプレートは
電気メッキを基本とした方法で製造されている。

【０００６】そして、上記のような中間調を再現する方
法としては、様々な方法が提案されている。すなわち、
第１の方法としてはピエゾ素子或いは発熱素子に与える
電圧やパルス幅を変化させて吐出する液滴サイズを制御
し、印刷ドットの径を可変として階調を表現するものが
挙げられる。

【０００７】しかし、上記第１の方法においては、ピエ
ゾ素子或いは発熱素子に与える電圧やパルス幅を下げす
ぎるとインクが吐出しなくなるため最小液滴径に限界が
あり、表現可能な階調段数が少なく、特に低濃度の表現
が非常に困難であるという欠点を有している。従って、
自然画像のプリントアウトには不満足なものである。

【０００８】また、第２の方法としては、ドット径は変
化させずに１画素を例えば４×４のドットよりなるマト
リクスで構成し、このマトリクス単位でいわゆるディザ
法を用いて階調表現を行う方法が挙げられる。

【０００９】しかし、この第２の方法においても、１画
素を４×４のマトリクスで構成した場合、１７階調の濃
度を表現することができるが、例えば上記第１の方法と
同じドット密度で印刷した場合には解像度が１／４に劣
化してしまい、荒さが目立つため、これも自然画像のプ
リントアウトには不満足なものである。

【００１０】そこで、本発明者等は、インクを吐出する
際にインクと希釈液を混合することにより、オンデマイ
ンド型のプリンタ装置の印刷用ヘッドから吐出されるイ
ンク液滴の濃度を変化させ、印刷されるドットの濃度を
制御することを可能にし、解像度の劣化を発生させるこ
となく自然画像をプリントアウトする印刷用ヘッドを提
案してきた。

【００１１】すなわち、図１７に示すように、印刷用ヘ
ッドを構成するオリフィスプレート１０１に、例えばイ
ンク用のノズルとされる第１の孔部１０２と希釈液用の
ノズルとされる第２の孔部１０３を、これら第１，２の
孔部１０２，１０３の一端がオリフィスプレート１０１
の表面１０１ａに面する液体吐出部１０４において接続
されるように形成する。

【００１２】なお、上記第２の孔部１０３をオリフィス
プレート１０１の厚さ方向に形成し、その上端側に液体
吐出部１０４を形成するものとし、一方の第１の孔部１
０２をＬ字状に形成して液体吐出部の側面に接続される
ように形成すれば良い。

【００１３】そして、上記第１，２の貫通孔１０２，１
０３の他端を図示しないインク溜まり或いは希釈液溜ま
りに接続するようにすれば、インク溜まり及び希釈液溜
まりから第１，２の貫通孔１０２，１０３を通じてイン
ク及び希釈液は液体吐出部１０４に供給され、ここで混
合されて吐出されることとなり、吐出されるインク液滴
の濃度を変化させ、印刷されるドットの濃度が制御され
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記本
発明者等の提案してきた印刷用ヘッドにおいては、上記
印刷用ヘッドを構成するオリフィスプレートの製造工程
が非常に煩雑なものとなっている。以下、上記オリフィ
スプレートの製造工程の一例を示す。

【００１５】すなわち、先ず、図１８に示すように、ス
テンレス等よりなる母材１１１上にドライフィルムレジ
ストをラミネートする、或いは液状レジストをコーティ
ングして露光現像し、第１，２の孔部の一端となる部分
に所定形状のレジストパターン１１２を形成する。

【００１６】次に、図１９に示すように、母材１１１の
レジストパターン１１２形成面上にレジストパターン１
１２と同等の厚さのニッケル膜１１３を電気メッキによ
り形成する。

【００１７】続いて、図２０に示すように、母材１１１
上のレジストパターン１１２，ニッケル膜１１３上に、
ドライフィルムレジストをラミネートする、或いは液状
レジストをコーティングして露光現像し、第１の孔部に
相当するパターン１１２ａと第２の孔部に相当するパタ
ーン１１２ｂを接続するようなレジストパターン１１４
を形成する。

【００１８】次に、図２１に示すように、レジストパタ
ーン１１４形成面上にレジストパターン１１４と同等の
厚さのニッケル膜１１５を電気メッキにより形成する。

【００１９】次いで、図２２に示すように、母材１１１
上のレジストパターン１１４，ニッケル膜１１５上に、
ドライフィルムレジストをラミネートする、或いは液状
レジストをコーティングして露光現像し、液体吐出部に
相当するレジストパターン１１６を形成する。

【００２０】次に、図２３に示すように、レジストパタ
ーン１１６形成面上にレジストパターン１１６上も含め
てスパッタリング或いは蒸着等の手法によりニッケル薄
膜１１７を形成する。

【００２１】次に、図２４に示すように、レジストパタ
ーン１１６形成面上のレジストパターン１１６形成部分
を除いてニッケル薄膜１１７上に、レジストパターン１
１６よりも薄いニッケル膜１１８を電気メッキにより形
成する。

【００２２】そして最後に、上記レジストパターン１１
２，１１４，１１６を、例えばＫＯＨ水溶液やＮａＯＨ
水溶液等のレジスト除去液により除去し、ニッケル膜１
１３，１１５、ニッケル薄膜１１７、ニッケル膜１１８
の積層物を母材１１１から剥して図１７に示したような
オリフィスプレートを得る。

【００２３】従って、上述のように、本発明者等が提案
してきた印刷用ヘッドのオリフィスプレートを製造する
には、メッキ工程だけで製造を行うことが出来ず、煩雑
である上、スパッタリングや蒸着装置等の高額な装置が
必要であり、製造コストが高価なものとなってしまうと
いう不都合が生じる。

【００２４】また、上記オリフィスプレートを製造する
には、数回の電気メッキやレジストパターンの形成が必
要とされるため、煩雑である上、作製に要する時間が長
くなってしまい、生産性があまり良好ではない。

【００２５】さらには、上記オリフィスプレートを製造
するには、数回の電気メッキを行っており、上記オリフ
ィスプレートにおいては、孔部の位置合わせ誤差が大き
くなりやすく、液体の吐出量が不均一となる可能性もあ
り、印刷精度がばらつく可能性もある。

【００２６】そこで本発明は従来の実情に鑑みて提案さ
れたものであり、作製が容易に行われ、生産性が良好
で、液体の吐出量が均一で印刷精度良好に印刷を行うこ
とを可能とするオリフィスプレートを提供することを目
的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明者等は鋭意検討した結果、オリフィスプレー
トに形成されるインク用或いは希釈液用のノズルとなる
孔部の少なくとも一方をオリフィスプレートの厚さ方向
に対して斜めに形成するようにすれば、上記孔部をレー
ザー等の照射により容易に形成することが可能となり、
オリフィスプレートの作製が容易となり、また従来のよ
うな各層間の位置合わせの必要がなくなることからノズ
ルとなる孔部が精度良好に形成され、液体の吐出量を均
一とすることが可能であることを見い出した。

【００２８】すなわち、本発明は、プレートの一方の面
から他方の面へと貫通して設けられた一対の貫通孔を有
し、その貫通孔の一方の面に呈する開口が液体供給口と
され、他方の面に呈する開口が液体吐出口とされたオリ
フィスプレートにおいて、少なくとも一方の貫通孔がオ
リフィスプレートの厚さ方向に対して斜めに形成されて
いることを特徴とするものである。

【００２９】また、本発明は、プレートの一方の面から
他方の面へと貫通して設けられ、その一方の面に呈する
開口が液体供給口とされ、他方の面に呈する開口が液体
吐出口とされた第１の貫通孔と第２の貫通孔よりなる一
対の貫通孔が所定の配列方向に規則的に配列されてなる
オリフィスプレートにおいて、上記一対の貫通孔の少な
くとも一方の貫通孔がオリフィスプレートの厚さ方向に
対して斜めに形成されており、かつ所定の配列方向にお
いて、第１の貫通孔同士、第２の貫通孔同士が隣合うよ
うにして配されていることを特徴とするものである。

【００３０】なお、このとき、斜めとされる貫通孔がオ
リフィスプレートの厚さ方向に対して５°以上傾いてい
ることが好ましい。

【００３１】また、本発明のオリフィスプレートにおい
ては、一対の貫通孔のうちの一方の貫通孔がオリフィス
プレートの厚さ方向に対して斜めに形成される第１の貫
通孔として形成され、他方の貫通孔がオリフィスプレー
トの厚さ方向に対して平行に形成される第２の貫通孔と
して形成されていても良い。

【００３２】さらに本発明のオリフィスプレートにおい
ては、一対の貫通孔の両方がオリフィスプレートの厚さ
方向に対して斜めに形成されていても良い。

【００３３】なお、上記本発明のオリフィスプレートに
おいては、一対の貫通孔の断面積が液体供給口側から液
体吐出口側に向かって小さくなっていることが好まし
い。

【００３４】さらに、本発明のオリフィスプレートにお
いては、一対の貫通孔の一方の貫通孔がインク用のノズ
ルとされ、他方の貫通孔が希釈液用のノズルとされてい
ることが好ましい。

【００３５】さらにまた、本発明のオリフィスプレート
においては、一対の貫通孔間の最短距離が液体吐出口に
近づくに従い、小さくなっていくことが好ましい。

【００３６】なお、上記一対の貫通孔が所定の配列方向
に規則的に配列されてなるオリフィスプレートにおいて
は、一対の貫通孔間の最短距離が、上記一対の貫通孔の
一方とこれと所定方向で隣合う他の一対の貫通孔の一方
との間隔よりも小さいことが好ましい。

【００３７】さらに、上記一対の貫通孔はレーザー加工
により形成されることが好ましく、プレートを有機材
料，無機材料，金属材料のうちの一種により構成するよ
うにしても良い。

【００３８】

【作用】本発明のオリフィスプレートにおいては、プレ
ートの一方の面から他方の面へと貫通して設けられ、一
方の面に呈する開口が液体供給口とされ、他方の面に呈
する開口が液体吐出口とされた一対の貫通孔の少なくと
も一方の貫通孔がオリフィスプレートの厚さ方向に対し
て斜めに形成されているため、上記一対の貫通孔はレー
ザー等の照射により形成される。また、貫通孔をレーザ
ー等の照射により形成することから、従来のような各層
の位置合わせが不要となる。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。

【００４０】この実施例においては、インクを定量側
に、希釈液を吐出側に配し、これらの混合液体であるイ
ンク溶液を記録紙等に向かって吐出させるようにした、
いわゆるキャリアジェットプリンタ装置に用いるオリフ
ィスプレートの例について述べる。

【００４１】実施例１本実施例のオリフィスプレートは、図１に示すように、
オリフィスプレート１１の一方の面１１ａから他方の面
１１ｂへと貫通して設けられた一対の貫通孔１，２を有
し、その貫通孔１，２の一方の主面１１ａに呈する開口
が液体供給口１ａ，２ａとされ、他方の主面１１ｂに呈
する開口が液体吐出口１ｂ，２ｂとされてなるものであ
る。

【００４２】そして、本実施例のオリフィスプレート１
１においては、一方の貫通孔２がオリフィスプレート１
１の厚さ方向に対して５°以上の傾きを有して斜めに形
成され、他方の貫通孔１がオリフィスプレート１１の厚
さ方向に対して平行に形成されている。なお、以下、一
方の貫通孔２を第１の貫通孔２と称し、他方の貫通孔１
を第２の貫通孔１と称する。さらに、第１の貫通孔２が
液体吐出口２ｂに近づくに従い、第２の貫通孔１の液体
吐出口１ｂに近づいていくようになされている。

【００４３】また、本実施例のオリフィスプレートにお
いては、第１の貫通孔２をインク用のノズルとしてお
り、第２の貫通孔１を希釈液用のノズルとしている。

【００４４】さらにまた、本実施例のオリフィスプレー
ト１１においては、図１及び図２に示すように、第１，
２の貫通孔２，１の断面積が液体供給口１ａ，２ａ側か
ら液体吐出口１ｂ，２ｂ側に向かって小さくなってい
る。すなわち、第１，２の貫通孔２，１の液体供給口２
ａ，１ａ側の断面積をそれぞれＳ２_a ，Ｓ１_a とし、液
体吐出口２ｂ，１ｂ側の断面積をそれぞれＳ２_b ，Ｓ１
_b とした場合、Ｓ２_b ＜Ｓ２_a 、Ｓ１_b ＜Ｓ１_a の関係
が成り立つこととなる。

【００４５】そして、本実施例のオリフィスプレートに
おいては、第２の貫通孔１の液体吐出口１ｂ側の断面積
Ｓ１_b を０．０４ｍｍ² 以下としており、第１の貫通孔
２の液体吐出口２ｂ側の断面積Ｓ２_b を上記断面積Ｓ１
_b の１／３としている。これは、第１の貫通孔２におけ
る液体の流路抵抗を大きくし、吐出する液滴の大きさの
制御を良好とするためである。

【００４６】なお、上記断面積Ｓ１_b は５０μｍ² 〜
０．０４ｍｍ² の範囲、さらには１００μｍ² 〜０．０
１ｍｍ² の範囲とすることが好ましい。上記範囲よりも
大きいと、プリンタ装置として最低限必要とされる解像
度を確保することが困難であり、上記範囲よりも小さい
と、吐出が困難となる。なお、Ｓ１_b が０．０４ｍｍ²
のときの解像度は、７５ｄｐｉ程度であり、０．０１ｍ
ｍ² のときの解像度は、２００ｄｐｉ程度である。

【００４７】さらに、上記断面積Ｓ１_b ，Ｓ２_b の比
（Ｓ２_b ／Ｓ１_b ）は、５／１００００≦Ｓ２_b ／Ｓ１
_b ≦１０、さらには５以下、さらには１／１００≦Ｓ２
_b ／Ｓ１_b ≦５、より望ましくは１／１００≦Ｓ２_b ／
Ｓ１_b ≦１／２とすることが好ましい。断面積の比が１
０よりも大であると、貫通孔の周囲にインクが広がって
しまい、印刷の精度が低下してしまう。また、断面積の
比が５／１００００よりも小さいと、一回で定量可能な
量が少量過ぎる。そして、上記断面積の比の範囲を上記
のように狭めていくと、高精度なインクの定量が可能と
なり、形成されるドットの最低濃度を低くすることも可
能となる。

【００４８】また、本実施例のオリフィスプレートにお
いては、第１の貫通孔２と第２の貫通孔１の液体吐出口
２ｂ，１ｂ間の最短距離Ｄを１／１０√Ｓ１_b ≦Ｄ≦５
√Ｓ１_b の範囲としている。上記最短距離Ｄを上記範囲
よりも大とすると、インク定量の応答性が良好となら
ず、上記範囲よりも小さくすると、自然混合が難しくな
る。

【００４９】さらに、本実施例のオリフィスプレートの
厚さは、液滴の飛翔方向を安定化するため、また高くな
った液体の圧力に耐え得るように、５０μｍ程度として
いる。なお、後述の製造方法において述べるように、貫
通孔をレーザ等のエネルギービームの照射により形成す
る場合には、上記厚さを１５〜１００μｍ程度とするこ
とが好ましい。

【００５０】次に、本実施例のオリフィスプレートを使
用した印刷用ヘッドを示す。上記印刷用ヘッドは、図３
に示すように、本実施例のオリフィスプレート１１の第
１の貫通孔２の液体供給口２ａ側に内部にインク６の充
填されている箱状のインク溜まり１６を配し、第２の貫
通孔１の液体供給口１ａ側に内部に希釈液５の充填され
ている箱状の希釈液溜まり１５を配したキャリアジェッ
トプリンタ装置に対応するものである。そして、上記希
釈液溜まり１５の底面１５ａには発熱素子３が配され、
上記インク溜まり１６の底面１６ａには発熱素子４が配
されている。

【００５１】従って、上記印刷用ヘッドにより印刷を行
う場合には、先ず、図３中に示すように、インク溜まり
１６内部に充填されているインク６を毛細管現象により
第１の貫通孔２に充填して第１のメニスカスＭ₂ を形成
し、希釈液溜まり１５内部に充填されている希釈液５を
毛細管現象により第２の貫通孔１内に充填して第２のメ
ニスカスＭ₁ を形成する。

【００５２】次に、図４に示すように、インク溜まり１
６の底面１６ａに配された発熱素子４に電圧パルスを与
え、インク溜まり１６内部のインク６を加熱して発熱素
子４に対応する位置に泡Ｂ₂ を発生させる。

【００５３】すると、図４中に示されるように、インク
溜まり１６内部の圧力が高まり、これに伴って第１の貫
通孔２内の圧力も高まり、貫通孔２内のインク６が液体
吐出口２ｂから押し出されオリフィスプレート１１の主
面１１ｂ上に滴状に付着する。なお、このとき、インク
６の押し出される量は、発熱素子４に供給される電圧パ
ルスの電圧値またはパルス幅によって制御される。

【００５４】続いて、図５に示すように、希釈液溜まり
１５の底面１５ａに配された発熱素子３に電圧パルスを
与え、希釈液溜まり１５内部の希釈液５を加熱して発熱
素子３に対応する位置に泡Ｂ₁ を発生させる。

【００５５】すると、図５中に示されるように、希釈液
溜まり１５内部の圧力が高まり、これに伴って第２の貫
通孔１内の圧力も高まり、貫通孔１内の希釈液５が液体
吐出口１ｂから押し出され、オリフィスプレート１１の
主面１１ｂ上に滴状に付着しているインク６と一体化
し、滴状のインク溶液７が形成される。

【００５６】そしてこのとき、もしくはこれに先立って
発熱素子４への電圧パルスの供給を停止すると、泡Ｂ₂
が急速に消滅し、インク溜まり１６及び第１の貫通孔２
内の内部圧力が低下する。これにより、図６に示される
ように、インク溶液７とインク６間は引きちぎられ、イ
ンク６は第１の貫通孔２内に引き込まれ、再びメニスカ
スＭ₂ を形成する。なお、インク溶液７は柱状に成長す
る。

【００５７】次に、発熱素子３の電圧パルスの供給を停
止する。すると、図７に示すように、泡Ｂ₁ が急速に消
滅して行き、希釈液溜まり１５及び第２の貫通孔１内の
内部圧力が低下し、希釈液５が第２の貫通孔１内に引き
込まれることから、インク溶液７の液体吐出口１ｂ側に
くびれ７ａが生じる。

【００５８】さらに泡Ｂ₁ が小さくなっていくと、図８
に示すように、インク溶液７の飛翔が開始され、図９に
示すように、インク溶液７が空中に飛び出す。そして、
上記インク溶液７は記録媒体上に付着し、印刷がなされ
る。

【００５９】このとき、インクと希釈液の混合物である
インク溶液７の濃度は第１の貫通孔２から押し出される
インク６の量により決定され、発熱素子４に与えられる
電圧パルスの振幅やパルス幅によってインク６の量が定
量されて制御される。上記振幅やパルス幅を大きくする
と、インク６の量が増加し、小さくするとインク６の量
が減少し、インク溶液７の濃度が変化し、形成されるド
ットの濃度が変化する。上記電圧パルスの振幅，パルス
幅の可変範囲は実験的に最適な値に定めれば良い。

【００６０】また、上述の印刷用ヘッドにおける一連の
動作は一例であり、各動作のタイミングや状態、例えば
インク溶液の形状、充填動作等は液体吐出口の大きさ等
の構造的要素、インクや希釈液の粘性や表面張力等の物
理的要素、吐出周波数等の動作条件によって変化する。

【００６１】上記実施例においては、発熱素子を使用し
た印刷用ヘッドの例を示したが、本実施例のオリフィス
プレートはピエゾ素子を使用した印刷用ヘッドにも使用
可能である。

【００６２】このような印刷用ヘッドとしては、例え
ば、図１０に示すような、本実施例のオリフィスプレー
ト１１の第１の貫通孔２の液体供給口２ａ側に内部にイ
ンク６の充填されている箱状のインク溜まり２６を配
し、第２の貫通孔１の液体供給口１ａ側に内部に希釈液
５の充填されている箱状の希釈液溜まり２５を配したも
のが挙げられる。そして、上記希釈液溜まり２５の側面
２５ａにピエゾ素子２３を配し、上記インク溜まり２６
の側面２６ａにはピエゾ素子２４が配されている。

【００６３】上記印刷用ヘッドにおいても前述の印刷用
ヘッドと同様に印刷が行われる。ただし、上記印刷用ヘ
ッドにおいては、希釈液５及びインク６の押し出しがピ
エゾ素子２３，２４に電圧パルスを供給して各ピエゾ素
子２３，２４を変形させることによりインク溜まり２
６，希釈液溜まり２５に圧力を加えて行われ、押し出さ
れた希釈液５とインク６によりインク溶液７が形成され
る。

【００６４】また、上記実施例においては、オリフィス
プレートの厚さ方向に対して斜めに形成される第１の貫
通孔をインク用のノズルとし、オリフィスプレートの厚
さ方向に対して平行に形成される第２の貫通孔を希釈液
用のノズルとしたキャリアジェットプリンタ装置に使用
されるオリフィスプレートの例について述べたが、本発
明は第１の貫通孔を希釈液用のノズルとし、第２の貫通
孔をインク用のノズルとしたインクジェットプリンタ装
置に使用されるオリフィスプレートにも適用可能であ
る。この場合、希釈液の量を変化させて階調を表現する
こととなる。

【００６５】さらに、上記実施例においては、オリフィ
スプレートの一対の貫通孔の一方がオリフィスプレート
の厚さ方向に対して斜めに形成され、他方がオリフィス
プレートの厚さ方向に対して平行に形成される例につい
て述べたが、一対の貫通孔の両方をオリフィスプレート
の厚さ方向に対して斜めに形成しても同様の効果が得ら
れる。

【００６６】次に、本実施例のオリフィスプレートの製
造方法の例を幾つか述べる。第１の製造方法において
は、先ず、図１１に示すように、オリフィスプレートを
構成するプレート３１の一主面３１ａ側からプレート３
１の厚さ方向に図中矢印Ｍ₁ で示すレーザ等のエネルギ
ービームを照射する。なお、上記レーザとしては、エキ
シマレーザ，炭酸ガスレーザ，ＹＡＧレーザ等が例示さ
れる。

【００６７】すると、図１２に示すように、プレート３
１の厚さ方向に一主面３１ａ側から相対向する主面３１
ｂ側に貫通し、一主面３１ａ側の開口３２ａが液体供給
口とされ、相対向する主面３１ｂ側の開口３２ｂが液体
吐出口とされる第２の貫通孔３２が形成される。

【００６８】このとき、上記第２の貫通孔３２において
は、レーザ等の照射により形成されることから、エネル
ギービームが入射される側の一主面３１ａにおける断面
積Ｓ３２_a の方が相対向する主面３１ｂにおける断面積
Ｓ３２_b よりも大きくなり、Ｓ３２_b ＜Ｓ３２_a の関係
が成り立つ。

【００６９】次に図１２中に示すように、プレート３１
の一主面３１ａ側からプレート３１の厚さ方向に対して
斜め方向に図中矢印Ｍ₂ で示すレーザ等のエネルギービ
ームを照射する。なお、このとき、エネルギービームの
照射方向はプレート３１の厚さ方向に対して５°以上傾
いているようにし、エネルギービームの照射方向は一主
面３１ａ側から主面３１ｂ側に向かうにつれ第２の貫通
孔３２の液体吐出口である開口３２ｂに近づく方向とす
る。また、上記レーザとしては、エキシマレーザ，炭酸
ガスレーザ，ＹＡＧレーザ等が例示される。

【００７０】すると、図１３に示すように、プレート３
１の厚さ方向に一主面３１ａ側から相対向する主面３１
ｂ側に貫通し、一主面３１ａ側の開口３３ａが液体供給
口とされ、相対向する主面３１ｂ側の開口３３ｂが液体
吐出口とされる第１の貫通孔３３が形成され、オリフィ
スプレートが完成する。

【００７１】このとき、上記第１の貫通孔３３において
は、レーザ等の照射により形成されることから、エネル
ギービームが入射される側の一主面３１ａにおける断面
積Ｓ３３_a の方が相対向する主面３１ｂにおける断面積
Ｓ３３_b よりも大きくなり、Ｓ３３_b ＜Ｓ３３_a の関係
が成り立つ。また、第１の貫通孔３３は、液体吐出口で
ある開口３３ｂに近づくに従い、第２の貫通孔３３の液
体吐出口である開口３２ｂに近づいていくような貫通孔
として形成される。

【００７２】第２の製造方法においては、第１の製造方
法と同様に第２の貫通孔を形成した後、図１４に示すよ
うにプレート３１を所定の角度で傾け、第２の貫通孔３
２を形成するために照射したエネルギービームと同方向
の図中矢印Ｍ₃ で示すエネルギービームを照射する。上
記のようにプレート３１が傾けられていることから上記
エネルギービームは一主面３１ａ側からプレート３１の
厚さ方向に対して斜め方向に照射されることとなる。

【００７３】なお、このとき、エネルギービームの照射
方向がプレート３１の厚さ方向に対して５°以上傾いて
いるようにプレート３１を傾け、エネルギービームの照
射方向は一主面３１ａ側から主面３１ｂ側に向かうにつ
れ第２の貫通孔３２の液体吐出口である開口３２ｂに近
づく方向とする。この結果、第１の製造方法と同様に第
１の貫通孔が形成され、オリフィスプレートが完成す
る。

【００７４】また、第３の製造方法においては、図１５
に示すように、プレート３１の一主面３１ａ側から第１
の製造方法において使用した図中矢印Ｍ₁ ，Ｍ₂ で示す
方向のエネルギービームを照射する。その結果、第１，
２の貫通孔が同時に形成され、オリフィスプレートが完
成する。

【００７５】これまで述べたように、本実施例のオリフ
ィスプレートは、プレートにレーザ等を照射することに
より容易に形成され、従来のようにスパッタリングや蒸
着装置等の高額な装置は不要であり、製造コストを安価
なものとすることができ、作製に要する時間も短縮さ
れ、生産性が良好となる。

【００７６】また、本実施例のオリフィスプレートの製
造は、レーザの照射のみにより行われるため、従来のよ
うな孔部の位置合わせ等は不要であり、貫通孔が精度良
好に形成されることから、本実施例のオリフィスプレー
トにおいては液体の吐出量が均一となり、印刷精度が良
好となる。

【００７７】さらにまた、本実施例のオリフィスプレー
トにおいては、インクと希釈液を混合してインク溶液の
濃度を変化させて中間調を表現することから、解像度も
良好となる。

【００７８】実施例２本実施例においては、マルチタイプのオリフィスプレー
トの例について述べる。本実施例のオリフィスプレート
は、図１６に示すように、オリフィスプレート５１の一
方の面から他方の面へと貫通して設けられ、一方の面に
呈する開口が液体供給口とされ、他方の面に呈する開口
が液体吐出口とされてなる実施例１で述べた一対の貫通
孔と同様の一対の貫通孔４１，４２が図中矢印Ｐで示す
所定の配列方向に規則的に配列されてなるものである。

【００７９】そして、本実施例のオリフィスプレート５
１においても、一方の貫通孔４２がオリフィスプレート
５１の厚さ方向に対して５°以上の傾きを有して斜めに
形成され、他方の貫通孔４１がオリフィスプレート５１
の厚さ方向に対して平行に形成されている。なお、以
下、一方の貫通孔４２を第１の貫通孔４２と称し、他方
の貫通孔４１を第２の貫通孔４１と称する。

【００８０】さらに、第１の貫通孔４２が液体吐出口に
近づくに従い、第２の貫通孔４１の液体吐出口に近づい
ていくようになされている。さらにまた、本実施例のオ
リフィスプレートにおいては、第１，２の貫通孔４２，
４１の断面積や間隔、オリフィスプレートの厚さ等は実
施例１のオリフィスプレートと同様である。

【００８１】また、本実施例のオリフィスプレートにお
いても、第１の貫通孔４２をインク用のノズルとしてお
り、第２の貫通孔４１を希釈液用のノズルとしている。

【００８２】そして、本実施例のオリフィスプレートに
おいては特に、図中矢印Ｐで示す所定の配列方向におい
て、第１の貫通孔４２同士、第２の貫通孔４１同士が隣
合うようにして配されており、かつこれら第１の貫通孔
４２同士、第２の貫通孔４１同士は液体供給口側におい
て図中破線で示す接続部４３により接続されている。

【００８３】このとき、本実施例においては、第１，２
の貫通孔４２，４１間の最短距離Ｄ₁ が、例えば上記第
１の貫通孔４２とこれと所定方向で隣合う他の第１の貫
通孔４２との間隔Ｄ₂ よりも小さいものとされている。

【００８４】さらに、本実施例のオリフィスプレートに
おいては、一対の第１，２の貫通孔４２，４１が所定の
方向に規則的に配列された貫通孔列４４が、図中矢印ｍ
で示す印刷用ヘッド走行方向に複数列配されている。

【００８５】なお、本実施例のオリフィスプレートにお
いては、複数の貫通孔列４４の印刷ヘッド走行方向ｍに
おける配列位置を若干ずらし、すなわち例えば第１列目
の貫通孔列４４に対して第２列目の貫通孔列４４を図中
下方にずらす等して配列位置をずらし、解像度を向上さ
せるようにしても良い。

【００８６】本実施例のオリフィスプレートは、実施例
１のオリフィスプレートと同様に印刷用ヘッドに組み込
むことが可能である。

【００８７】また、上記実施例においても、キャリアジ
ェットプリンタ装置に使用されるオリフィスプレートの
例について述べたが、本発明は定量側に希釈液を配し、
吐出側にインクを配し、これらの混合液であるインク溶
液を記録紙に向かって吐出させるようにした、いわゆる
インクジェットプリンタ装置に使用されるオリフィスプ
レートにも適用可能である。この場合、希釈液の量を定
量的に変化させて階調を表現することとなる。

【００８８】さらに、上記実施例においても、オリフィ
スプレートの一対の貫通孔の一方がオリフィスプレート
の厚さ方向に対して斜めに形成され、他方がオリフィス
プレートの厚さ方向に対して平行に形成される例につい
て述べたが、一対の貫通孔の両方をオリフィスプレート
の厚さ方向に対して斜めに形成しても同様の効果が得ら
れる。

【００８９】また、本実施例のオリフィスプレートを製
造する場合には、実施例１のオリフィスプレートの製造
方法に準じて製造を行えば良く、一対の貫通孔を複数形
成すれば良い。

【００９０】なお、このとき、上述の貫通孔列に対応す
る穴部の形成されたマスクを用意し、これをプレート上
に配してレーザー光を照射するようにすれば貫通孔列を
構成する複数の貫通孔を一度に形成することができる。
さらに、複数の貫通孔列に対応する穴部の形成されたマ
スクを用意し、これをプレート上に配してレーザー光を
照射するようにすれば複数の貫通孔列を一度に形成する
ことも可能である。

【００９１】このように所定の穴部の形成されているマ
スクを使用すれば、複数の貫通孔を一度に形成すること
が可能であることから、複数の貫通孔を一個ずつ形成し
ていく場合に比較して作製時間を大幅に短縮する事が可
能となり、生産性を大幅に向上させることができる。

【００９２】また、一度に複数の貫通孔を形成すること
から貫通孔間の位置ずれを抑えることも可能であり、複
数の貫通孔を位置精度良好に形成できる。

【００９３】従って、本実施例のオリフィスプレートに
おいても、プレートにレーザ等を照射することにより容
易に形成が行われ、従来のようにスパッタリングや蒸着
装置等の高額な装置は不要であり、製造コストを安価な
ものとすることができ、作製に要する時間も短縮され、
生産性が良好となる。特に、本実施例のようなマルチタ
イプのオリフィスプレートにおいては製造コスト及び作
製に要する時間が重要な課題となるが、本発明はこれを
解決するものであり、その工業的価値は非常に高い。

【００９４】また、本実施例のオリフィスプレートの製
造は、レーザの照射のみにより行われるため、従来のよ
うな孔部の位置合わせ等は不要であり、貫通孔が精度良
好に形成されることから、本実施例のオリフィスプレー
トにおいては液体の吐出量が均一となり、印刷精度が良
好となる。

【００９５】さらにまた、本実施例のオリフィスプレー
トにおいては、インクと希釈液を混合してインク溶液の
濃度を変化させて中間調を表現することから、解像度も
良好となる。

【００９６】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のオリフィスプレートにおいては、プレートの一方の
面から他方の面へと貫通して設けられ、一方の面に呈す
る開口が液体供給口とされ、他方の面に呈する開口が液
体吐出口とされた一対の貫通孔の少なくとも一方の貫通
孔がオリフィスプレートの厚さ方向に対して斜めに形成
されているため、上記一対の貫通孔はレーザー等の照射
により形成される。

【００９７】従って、上記オリフィスプレートは容易に
作製することが可能であり、製造コストを安価なものと
することができ、作製に要する時間も短縮され、生産性
が良好となる。

【００９８】また、本発明をマルチタイプのオリフィス
プレートに適用した場合には、その製造コストを大幅に
低減し、作製に要する時間も大幅に短縮することが可能
であり、その工業的価値は非常に高い。

【００９９】さらに、貫通孔をレーザー等の照射により
形成することから、従来のような各層の位置合わせが不
要となり、貫通孔が精度良好に形成されるため、オリフ
ィスプレートの液体の吐出量が均一となり、印刷精度が
良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したオリフィスプレートの一実施
例を示す断面図である。

【図２】本発明を適用したオリフィスプレートの一実施
例を示す平面図である。

【図３】本発明を適用したオリフィスプレートを使用し
た印刷用ヘッドの一例の動作を順に示すものであり、オ
リフィスプレートにメニスカスが形成されている状態を
示す模式図である。

【図４】本発明を適用したオリフィスプレートを使用し
た印刷用ヘッドの一例の動作を順に示すものであり、貫
通孔内のインクを押し出した状態を示す模式図である。

【図５】本発明を適用したオリフィスプレートを使用し
た印刷用ヘッドの一例の動作を順に示すものであり、貫
通孔内の希釈液を押し出してインク溶液を形成した状態
を示す模式図である。

【図６】本発明を適用したオリフィスプレートを使用し
た印刷用ヘッドの一例の動作を順に示すものであり、イ
ンク溶液が柱状に成長した状態を示す模式図である。

【図７】本発明を適用したオリフィスプレートを使用し
た印刷用ヘッドの一例の動作を順に示すものであり、柱
状のインク溶液にくびれが生じた状態を示す模式図であ
る。

【図８】本発明を適用したオリフィスプレートを使用し
た印刷用ヘッドの一例の動作を順に示すものであり、イ
ンク溶液が飛翔を開始した状態を示す模式図である。

【図９】本発明を適用したオリフィスプレートを使用し
た印刷用ヘッドの一例の動作を順に示すものであり、イ
ンク溶液が空中に飛び出した状態を示す模式図である。

【図１０】本発明を適用したオリフィスプレートを使用
した印刷用ヘッドの他の例を示す模式図である。

【図１１】本発明を適用したオリフィスプレートを製造
する製造方法の一例を工程順に示すものであり、プレー
トに第２の貫通孔を形成するためにエネルギービームを
照射している状態を示す模式図である。

【図１２】本発明を適用したオリフィスプレートを製造
する製造方法の一例を工程順に示すものであり、プレー
トに第１の貫通孔を形成するためにエネルギービームを
照射している状態を示す模式図である。

【図１３】本発明を適用したオリフィスプレートを製造
する製造方法の一例を工程順に示すものであり、プレー
トに第１，２の貫通孔が形成された状態を示す模式図で
ある。

【図１４】本発明を適用したオリフィスプレートを製造
する製造方法の他の例を示すものであり、プレートに第
１の貫通孔を形成するためにエネルギービームを照射し
ている状態を示す模式図である。

【図１５】本発明を適用したオリフィスプレートを製造
する製造方法のさらに他の例を示すものであり、プレー
トに第１，２の貫通孔を形成するためにエネルギービー
ムを照射している状態を示す模式図である。

【図１６】本発明を適用したオリフィスプレートの他の
実施例を模式的に示す平面図である。

【図１７】従来のオリフィスプレートを示す断面図であ
る。

【図１８】従来のオリフィスプレートの製造方法を工程
順に示すものであり、母材上にレジストパターンを形成
する工程を示す断面図である。

【図１９】従来のオリフィスプレートの製造方法を工程
順に示すものであり、母材上にニッケル膜を形成する工
程を示す断面図である。

【図２０】従来のオリフィスプレートの製造方法を工程
順に示すものであり、ニッケル膜上にレジストパターン
を形成する工程を示す断面図である。

【図２１】従来のオリフィスプレートの製造方法を工程
順に示すものであり、ニッケル膜上にニッケル膜を形成
する工程を示す断面図である。

【図２２】従来のオリフィスプレートの製造方法を工程
順に示すものであり、レジストパターン上にレジストパ
ターンを形成する工程を示す断面図である。

【図２３】従来のオリフィスプレートの製造方法を工程
順に示すものであり、ニッケル膜上にニッケル薄膜を形
成する工程を示す断面図である。

【図２４】従来のオリフィスプレートの製造方法を工程
順に示すものであり、ニッケル薄膜上にニッケル膜を形
成する工程を示す断面図である。

【符号の説明】

１，４１第２の貫通孔１ａ，２ａ液体供給口１ｂ，２ｂ液体吐出口２，４２第１の貫通孔１１，５１オリフィスプレート１１ａ一方の面１１ｂ他方の面Ｄ，Ｄ₁ 最短距離Ｄ₂ 間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村上隆昭東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プレートの一方の面から他方の面へと貫
通して設けられた一対の貫通孔を有し、その貫通孔の一
方の面に呈する開口が液体供給口とされ、他方の面に呈
する開口が液体吐出口とされたオリフィスプレートにお
いて、少なくとも一方の貫通孔がオリフィスプレートの厚さ方
向に対して斜めに形成されていることを特徴とするオリ
フィスプレート。
【請求項２】斜めとされる貫通孔がオリフィスプレー
トの厚さ方向に対して５°以上傾いていることを特徴と
する請求項１記載のオリフィスプレート。
【請求項３】一方の貫通孔がオリフィスプレートの厚
さ方向に対して斜めに形成される第１の貫通孔として形
成され、他方の貫通孔がオリフィスプレートの厚さ方向
に対して平行に形成される第２の貫通孔として形成され
ていることを特徴とする請求項１記載のオリフィスプレ
ート。
【請求項４】一対の貫通孔の両方がオリフィスプレー
トの厚さ方向に対して斜めに形成されていることを特徴
とする請求項１記載のオリフィスプレート。
【請求項５】一対の貫通孔の断面積が液体供給口側か
ら液体吐出口側に向かって小さくなっていくことを特徴
とする請求項１記載のオリフィスプレート。
【請求項６】一対の貫通孔の一方の貫通孔がインク用
のノズルとされ、他方の貫通孔が希釈液用のノズルとさ
れていることを特徴とする請求項１記載のオリフィスプ
レート。
【請求項７】第１の貫通孔が液体吐出口に近づくに従
い、第２の貫通孔の液体吐出口に近づいていくことを特
徴とする請求項３記載のオリフィスプレート。
【請求項８】一対の貫通孔が液体吐出口に近づくに従
い、互いに近づいていくことを特徴とする請求項４記載
のオリフィスプレート。
【請求項９】一対の貫通孔がレーザー加工により形成
されることを特徴とする請求項１記載のオリフィスプレ
ート。
【請求項１０】プレートが有機材料，無機材料，金属
材料のうちの一種よりなることを特徴とする請求項１記
載のオリフィスプレート。
【請求項１１】プレートの一方の面から他方の面へと
貫通して設けられ、その一方の面に呈する開口が液体供
給口とされ、他方の面に呈する開口が液体吐出口とされ
た第１の貫通孔と第２の貫通孔よりなる一対の貫通孔が
所定の配列方向に規則的に配列されてなるオリフィスプ
レートにおいて、上記一対の貫通孔の少なくとも一方の貫通孔がオリフィ
スプレートの厚さ方向に対して斜めに形成されており、
かつ所定の配列方向において、第１の貫通孔同士、第２
の貫通孔同士が隣合うようにして配されていることを特
徴とするオリフィスプレート。
【請求項１２】斜めとされる貫通孔がオリフィスプレ
ートの厚さ方向に対して５°以上傾いていることを特徴
とする請求項１１記載のオリフィスプレート。
【請求項１３】一方の貫通孔がオリフィスプレートの
厚さ方向に対して斜めに形成される第１の貫通孔として
形成され、他方の貫通孔がオリフィスプレートの厚さ方
向に対して平行に形成される第２の貫通孔として形成さ
れていることを特徴とする請求項１１記載のオリフィス
プレート。
【請求項１４】一対の貫通孔の両方がオリフィスプレ
ートの厚さ方向に対して斜めに形成されていることを特
徴とする請求項１１記載のオリフィスプレート。
【請求項１５】一対の貫通孔の断面積が液体供給口側
から液体吐出口側に向かって小さくなっていくことを特
徴とする請求項１１記載のオリフィスプレート。
【請求項１６】一対の貫通孔の一方の貫通孔がインク
用のノズルとされ、他方の貫通孔が希釈液用のノズルと
されていることを特徴とする請求項１１記載のオリフィ
スプレート。
【請求項１７】一対の貫通孔間の最短距離が、上記一
対の貫通孔の一方とこれと所定方向で隣合う他の一対の
貫通孔の一方との間隔よりも小さいことを特徴とする請
求項１１記載のオリフィスプレート。
【請求項１８】第１の貫通孔が液体吐出口に近づくに
従い、第２の貫通孔の液体吐出口に近づいていくことを
特徴とする請求項１３記載のオリフィスプレート。
【請求項１９】一対の貫通孔が液体吐出口に近づくに
従い、互いに近づいていくことを特徴とする請求項１４
記載のオリフィスプレート。
【請求項２０】一対の貫通孔がレーザー加工により形
成されることを特徴とする請求項１１記載のオリフィス
プレート。
【請求項２１】プレートが有機材料，無機材料，金属
材料のうちの一種よりなることを特徴とする請求項１１
記載のオリフィスプレート。