JPH09323425A - ノズルプレート及びその製造方法 - Google Patents
ノズルプレート及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 インク噴射時に起る噴射方向や噴射タイミン
グのばらつきをなくし、高印字品質を確保できる、ノズ
ルプレート及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 ノズルプレート及びその製造方法は、イ
ンクが噴射されるノズル孔２がエキシマレーザにより加
工されるノズルプレート１において、ノズルプレート１
に対して、エキシマレーザにより加工するときに使用す
る加工レンズの開口数（ＮＡ）が０．１３以上、０．３
５以下である。
グのばらつきをなくし、高印字品質を確保できる、ノズ
ルプレート及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 ノズルプレート及びその製造方法は、イ
ンクが噴射されるノズル孔２がエキシマレーザにより加
工されるノズルプレート１において、ノズルプレート１
に対して、エキシマレーザにより加工するときに使用す
る加工レンズの開口数（ＮＡ）が０．１３以上、０．３
５以下である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット式
印字ヘッドに使用されるノズルプレート及びその製造方
法であり、さらに詳細には、インクが噴射されるノズル
孔が開口数０．１３〜０．３５の加工レンズを用いてエ
キシマレーザにより加工されるノズルプレート及びその
製造方法に関するものである。
印字ヘッドに使用されるノズルプレート及びその製造方
法であり、さらに詳細には、インクが噴射されるノズル
孔が開口数０．１３〜０．３５の加工レンズを用いてエ
キシマレーザにより加工されるノズルプレート及びその
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、インクジェット式印字ヘッド
に用いられるノズルプレートにおいて、インク滴を噴射
させる微小なノズル孔の加工には、紫外線用レーザであ
るエキシマレーザ（例えば、ＡｒＦ＝１９８ｎｍ，Ｋｒ
Ｆ＝２４８ｎｍ，ＸｅＫｒ＝３０８ｎｍ）が用いられて
いる。この孔開け加工に使用される加工レンズは、一般
に開口数（ＮＡ）が０．０５程度のものが使用されてい
た。なお、開口数（ＮＡ）とは、光学系の明るさ、解像
力などに関係する性能を表わす量であり、工学器械で、
光軸上の点状物体（物点）において、入射瞳の半径が張
る角α、物点が存在する媒質の屈折率をｎとするとき、
ｎｓｉｎαをいう。
に用いられるノズルプレートにおいて、インク滴を噴射
させる微小なノズル孔の加工には、紫外線用レーザであ
るエキシマレーザ（例えば、ＡｒＦ＝１９８ｎｍ，Ｋｒ
Ｆ＝２４８ｎｍ，ＸｅＫｒ＝３０８ｎｍ）が用いられて
いる。この孔開け加工に使用される加工レンズは、一般
に開口数（ＮＡ）が０．０５程度のものが使用されてい
た。なお、開口数（ＮＡ）とは、光学系の明るさ、解像
力などに関係する性能を表わす量であり、工学器械で、
光軸上の点状物体（物点）において、入射瞳の半径が張
る角α、物点が存在する媒質の屈折率をｎとするとき、
ｎｓｉｎαをいう。
【０００３】ここで、ＮＡ＝０．０５の加工レンズを使
用して形成された従来のノズルプレートのノズル孔の形
状を図７、図８及び図９に示す。図７の（ａ）は従来の
ノズルプレートを示す正面図、（ｂ）は同断面図、図８
及び図９は従来のノズルプレートのノズル孔を撮影した
顕微鏡写真を示している。図７の（ａ）に示すように、
従来のノズルプレート３１は、使用インク成分中に含ま
れる溶剤に対して耐溶解性のある材質で、インクが噴射
される多数のノズル孔３２を有する。また、図７の
（ｂ）は、図の上方からレーザを入射し、孔開け加工し
た場合の従来のノズルプレート３１の断面図である。図
に示すように従来のノズルプレート３１のノズル孔３２
ではレーザ入射側の周りに、加工のダレ３３が生じてい
る。
用して形成された従来のノズルプレートのノズル孔の形
状を図７、図８及び図９に示す。図７の（ａ）は従来の
ノズルプレートを示す正面図、（ｂ）は同断面図、図８
及び図９は従来のノズルプレートのノズル孔を撮影した
顕微鏡写真を示している。図７の（ａ）に示すように、
従来のノズルプレート３１は、使用インク成分中に含ま
れる溶剤に対して耐溶解性のある材質で、インクが噴射
される多数のノズル孔３２を有する。また、図７の
（ｂ）は、図の上方からレーザを入射し、孔開け加工し
た場合の従来のノズルプレート３１の断面図である。図
に示すように従来のノズルプレート３１のノズル孔３２
ではレーザ入射側の周りに、加工のダレ３３が生じてい
る。
【０００４】次に、ダレの大きさと加工レンズのＮＡの
関係を図５に示す。ダレ量は図５（ａ）に示すように、
ダレの長さＬをダレ量Ｌ（μｍ）として定義する。ダレ
量が小さいほど、加工精度が良いことになる。従来のノ
ズルプレートでは、ＮＡ＝０．０５であるので、図５
（ｂ）に示すようにダレ量が約５μｍとなる。図８及び
図９はその実際の形状を示した顕微鏡写真である。一
方、ノズルプレートとして使用する際には、インクの噴
射孔の回りのダレ量が２μｍ以下である必要がある。ダ
レ量が大きいと、インクの噴射の際にインク滴の速度の
低下、あるいはインクの曲がりが生じやすく、印字品質
を低下させる原因となる。
関係を図５に示す。ダレ量は図５（ａ）に示すように、
ダレの長さＬをダレ量Ｌ（μｍ）として定義する。ダレ
量が小さいほど、加工精度が良いことになる。従来のノ
ズルプレートでは、ＮＡ＝０．０５であるので、図５
（ｂ）に示すようにダレ量が約５μｍとなる。図８及び
図９はその実際の形状を示した顕微鏡写真である。一
方、ノズルプレートとして使用する際には、インクの噴
射孔の回りのダレ量が２μｍ以下である必要がある。ダ
レ量が大きいと、インクの噴射の際にインク滴の速度の
低下、あるいはインクの曲がりが生じやすく、印字品質
を低下させる原因となる。
【０００５】そのため、従来のノズルプレートでは、ノ
ズル孔を孔開け加工した後、アクチュエータとの接着に
際して、レーザ入射側を用いる。すなわち、ノズルプレ
ートのダレを生じているレーザ入射側とアクチュエータ
を接着剤により接合して印字ヘッドを形成する。このよ
うにすることにより、ノズル孔のインク噴射側の加工精
度を上げ、インクのメニスカスの安定を図っている。も
し、インクのメニスカスの形状が不安定であると、ノズ
ル孔から噴射されるインクの飛翔方向が液滴曲がりによ
り不安定になったり、インクの噴射タイミングにばらつ
きが生じたりする。その結果、印字品質の低下を招くこ
とになるからである。
ズル孔を孔開け加工した後、アクチュエータとの接着に
際して、レーザ入射側を用いる。すなわち、ノズルプレ
ートのダレを生じているレーザ入射側とアクチュエータ
を接着剤により接合して印字ヘッドを形成する。このよ
うにすることにより、ノズル孔のインク噴射側の加工精
度を上げ、インクのメニスカスの安定を図っている。も
し、インクのメニスカスの形状が不安定であると、ノズ
ル孔から噴射されるインクの飛翔方向が液滴曲がりによ
り不安定になったり、インクの噴射タイミングにばらつ
きが生じたりする。その結果、印字品質の低下を招くこ
とになるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ノズルプレート及びその製造方法には次のような問題が
あった。従来のノズルプレートでは、まずレーザ加工に
よりノズル孔を形成し、その後、従来のノズルプレート
をアクチュエータに接着剤を用いて接合する。その接合
時に、余分な接着剤がノズル孔の内側に流れ込む恐れが
ある。このことは、ノズル孔の形状を不安定にし、イン
クのメニスカスを不安定にする虞がある。さらに、ノズ
ル孔が形成された後接着するので、ノズル孔とアクチュ
エータの位置合わせを正確にする必要がある。ノズル孔
とアクチュエータとにずれが生じると、インクの飛翔方
向が不安定になり、インク噴射タイミングにばらつきが
生じる。これらのことは、接着技術を非常に高度で困難
なものにしていた。
ノズルプレート及びその製造方法には次のような問題が
あった。従来のノズルプレートでは、まずレーザ加工に
よりノズル孔を形成し、その後、従来のノズルプレート
をアクチュエータに接着剤を用いて接合する。その接合
時に、余分な接着剤がノズル孔の内側に流れ込む恐れが
ある。このことは、ノズル孔の形状を不安定にし、イン
クのメニスカスを不安定にする虞がある。さらに、ノズ
ル孔が形成された後接着するので、ノズル孔とアクチュ
エータの位置合わせを正確にする必要がある。ノズル孔
とアクチュエータとにずれが生じると、インクの飛翔方
向が不安定になり、インク噴射タイミングにばらつきが
生じる。これらのことは、接着技術を非常に高度で困難
なものにしていた。
【０００７】一方、上記接着時の困難を回避するため
に、まずノズルプレートをアクチュエータに接着した後
に、エキシマレーザにより孔開け加工する方法が考えら
れる。ここで、ノズルプレートをアクチュエータに接着
した後に、エキシマレーザにより孔開け加工する場合に
は、レーザの入射方向をインクの噴射側からとして加工
するのが好ましい。これは、インクの入射側すなわち結
合面側から加工すると、エキシマレーザのエネルギによ
り、ノズルプレートとアクチュエータの接着が弱くなっ
たり、合わせ位置がずれたり、最悪の場合、ノズルプレ
ートとアクチュエータが剥離してしまうからである。
に、まずノズルプレートをアクチュエータに接着した後
に、エキシマレーザにより孔開け加工する方法が考えら
れる。ここで、ノズルプレートをアクチュエータに接着
した後に、エキシマレーザにより孔開け加工する場合に
は、レーザの入射方向をインクの噴射側からとして加工
するのが好ましい。これは、インクの入射側すなわち結
合面側から加工すると、エキシマレーザのエネルギによ
り、ノズルプレートとアクチュエータの接着が弱くなっ
たり、合わせ位置がずれたり、最悪の場合、ノズルプレ
ートとアクチュエータが剥離してしまうからである。
【０００８】そのため、ノズルプレートをアクチュエー
タに接着した後に、ノズルプレートに孔開け加工するに
は、インクの噴射側からエキシマレーザを入射し加工す
る。この場合、レーザの入射側であり、ノズル孔のイン
ク噴射側に、レーザ加工時のダレが生じる。図５に示す
ように、ＮＡ＝０．０５で加工すると、ダレ量は約５μ
ｍとなり、ダレ量が大きすぎるため、インクのメニスカ
スが不安定になってしまう。よって、ノズル孔から噴射
されるインクの飛翔方向が液滴曲がりにより不安定にな
ったり、インクの噴射タイミングにばらつきが生じたり
する。その結果として、印字品質の低下を招くという問
題が生じる。
タに接着した後に、ノズルプレートに孔開け加工するに
は、インクの噴射側からエキシマレーザを入射し加工す
る。この場合、レーザの入射側であり、ノズル孔のイン
ク噴射側に、レーザ加工時のダレが生じる。図５に示す
ように、ＮＡ＝０．０５で加工すると、ダレ量は約５μ
ｍとなり、ダレ量が大きすぎるため、インクのメニスカ
スが不安定になってしまう。よって、ノズル孔から噴射
されるインクの飛翔方向が液滴曲がりにより不安定にな
ったり、インクの噴射タイミングにばらつきが生じたり
する。その結果として、印字品質の低下を招くという問
題が生じる。
【０００９】以上述べたように、ノズルプレートに対す
るエキシマレーザによる孔開け加工を、ノズルプレート
とアクチュエータの接着前にすると接着技術に困難があ
り、接着後にするとノズル孔の形状に問題があり、いず
れも良好な加工状態が得られなかった。
るエキシマレーザによる孔開け加工を、ノズルプレート
とアクチュエータの接着前にすると接着技術に困難があ
り、接着後にするとノズル孔の形状に問題があり、いず
れも良好な加工状態が得られなかった。
【００１０】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、ノズルプレートにインクが噴射される
ノズル孔を形成するに際し、エキシマレーザにより加工
する際に生じるダレを低下させ、接着を容易にし、綺麗
な形状のノズル孔を形成することにより高印字品質を確
保できる、ノズルプレート及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
れたものであり、ノズルプレートにインクが噴射される
ノズル孔を形成するに際し、エキシマレーザにより加工
する際に生じるダレを低下させ、接着を容易にし、綺麗
な形状のノズル孔を形成することにより高印字品質を確
保できる、ノズルプレート及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のノズルプレートは、インクが噴射されるノズ
ル孔がエキシマレーザにより加工されるノズルプレート
であって、ノズルプレートに対して、エキシマレーザに
より加工するときに使用する加工レンズの開口数（Ｎ
Ａ）が０．１３以上、０．３５以下であることを特徴と
する。また、本発明のノズルプレートは、加工レンズの
開口数（ＮＡ）が０．２以下であるとさらによい。ま
た、本発明のノズルプレートは、エキシマレーザによる
加工が、インクの噴射方向から行われることを特徴とす
る。
に本発明のノズルプレートは、インクが噴射されるノズ
ル孔がエキシマレーザにより加工されるノズルプレート
であって、ノズルプレートに対して、エキシマレーザに
より加工するときに使用する加工レンズの開口数（Ｎ
Ａ）が０．１３以上、０．３５以下であることを特徴と
する。また、本発明のノズルプレートは、加工レンズの
開口数（ＮＡ）が０．２以下であるとさらによい。ま
た、本発明のノズルプレートは、エキシマレーザによる
加工が、インクの噴射方向から行われることを特徴とす
る。
【００１２】一般に、投影レンズによる解像力Ｒと、そ
のときの焦点深度Ｄは、光学系のＮＡと露光光の波長λ
から、Ｒ＝ｋ1λ／ＮＡ、Ｄ＝±ｋ2λ／ＮＡ2で与えら
れる。ここで、ｋ1、ｋ2は、使用する材料等の条件によ
り決まる定数である。これより、露光光の波長を固定し
た場合、ＮＡに反比例して解像力Ｒは大きくなる事がわ
かる。すなわち、ＮＡを大きくすることにより、加工精
度を上げることが出来る。一方、焦点深度Ｄは、ＮＡ2
に反比例することより、加工精度を上げるためにＮＡを
大きくすることは、焦点深度が浅くなり、位置合わせな
どの加工技術を要求されることもわかる。
のときの焦点深度Ｄは、光学系のＮＡと露光光の波長λ
から、Ｒ＝ｋ1λ／ＮＡ、Ｄ＝±ｋ2λ／ＮＡ2で与えら
れる。ここで、ｋ1、ｋ2は、使用する材料等の条件によ
り決まる定数である。これより、露光光の波長を固定し
た場合、ＮＡに反比例して解像力Ｒは大きくなる事がわ
かる。すなわち、ＮＡを大きくすることにより、加工精
度を上げることが出来る。一方、焦点深度Ｄは、ＮＡ2
に反比例することより、加工精度を上げるためにＮＡを
大きくすることは、焦点深度が浅くなり、位置合わせな
どの加工技術を要求されることもわかる。
【００１３】図５に、光学系のＮＡと、ダレ量の関係を
示す。ノズル孔をエキシマレーザにより加工するときに
使用する加工レンズのＮＡを０．１３以上と大きくする
ことにより、加工分解能が良くなり、ダレを防止して加
工できる。図５に示すように、例えばＮＡ＝０．１３の
時、ダレ量は約２μｍである。ダレ量が２μｍ以内であ
れば、ノズル孔として使用上問題無い。すなわち、ダレ
量の点においては、ＮＡが０．１３以上であることが望
ましい。
示す。ノズル孔をエキシマレーザにより加工するときに
使用する加工レンズのＮＡを０．１３以上と大きくする
ことにより、加工分解能が良くなり、ダレを防止して加
工できる。図５に示すように、例えばＮＡ＝０．１３の
時、ダレ量は約２μｍである。ダレ量が２μｍ以内であ
れば、ノズル孔として使用上問題無い。すなわち、ダレ
量の点においては、ＮＡが０．１３以上であることが望
ましい。
【００１４】次に、図６に、光学系のＮＡと焦点深度の
関係を示す。図６に示すように、ＮＡを大きくすると、
焦点深度が浅くなる。例えば、ＮＡ＝０．１５では焦点
深度が約５μｍとなる。焦点深度が浅くなることは、そ
れだけ加工時の位置合わせが難しくなることを意味す
る。ＮＡ＝０．３５の時、焦点深度が約１μｍとなり、
これ以上焦点深度が浅くなると加工時の位置合わせが非
常に困難となる。すなわち、焦点深度の点においては、
ＮＡが０．３５以下であることが望ましい。さらには、
焦点深度が３μｍ以上となる、ＮＡ＝０．２以下であれ
ば、より好ましい。
関係を示す。図６に示すように、ＮＡを大きくすると、
焦点深度が浅くなる。例えば、ＮＡ＝０．１５では焦点
深度が約５μｍとなる。焦点深度が浅くなることは、そ
れだけ加工時の位置合わせが難しくなることを意味す
る。ＮＡ＝０．３５の時、焦点深度が約１μｍとなり、
これ以上焦点深度が浅くなると加工時の位置合わせが非
常に困難となる。すなわち、焦点深度の点においては、
ＮＡが０．３５以下であることが望ましい。さらには、
焦点深度が３μｍ以上となる、ＮＡ＝０．２以下であれ
ば、より好ましい。
【００１５】また、ＮＡ＝０．１３〜０．３５とするこ
とにより、レーザ入射側のダレが使用上問題の無い程度
まで低減されるので、レーザ入射側をインク噴射側とす
ることに何等問題は生じない。すなわち、ノズルプレー
トをアクチュエータと接着してから後、インク噴射側よ
りレーザを入射し、孔開け加工することが出来る。この
ことから、接着時の位置合わせや接着剤の流れ込み等の
接着時の問題を回避できることになる。
とにより、レーザ入射側のダレが使用上問題の無い程度
まで低減されるので、レーザ入射側をインク噴射側とす
ることに何等問題は生じない。すなわち、ノズルプレー
トをアクチュエータと接着してから後、インク噴射側よ
りレーザを入射し、孔開け加工することが出来る。この
ことから、接着時の位置合わせや接着剤の流れ込み等の
接着時の問題を回避できることになる。
【００１６】これらのことから、綺麗な形状のノズル孔
を容易に形成することができ、インクのメニスカスの形
状が安定しているため、ノズル孔から噴射されるインク
の飛翔方向やインクの噴射タイミングにばらつきが生じ
ない。従って、本発明のノズルプレートを用いた印字ヘ
ッドは、高印字品質を確保することができる。
を容易に形成することができ、インクのメニスカスの形
状が安定しているため、ノズル孔から噴射されるインク
の飛翔方向やインクの噴射タイミングにばらつきが生じ
ない。従って、本発明のノズルプレートを用いた印字ヘ
ッドは、高印字品質を確保することができる。
【００１７】さらに、本発明のノズルプレートの製造方
法は、インクが噴射されるノズル孔がエキシマレーザに
より加工されるノズルプレートの製造方法であって、ノ
ズルプレートに対して、エキシマレーザにより加工する
ときに使用する加工レンズの開口数（ＮＡ）が０．１３
以上、０．３５以下であることを特徴とする。また、本
発明のノズルプレートの製造方法は、加工レンズの開口
数（ＮＡ）が０．２以下であるとさらによい。また、本
発明のノズルプレートの製造方法は、エキシマレーザに
よる加工が、インクの噴射方向から行われることを特徴
とする。
法は、インクが噴射されるノズル孔がエキシマレーザに
より加工されるノズルプレートの製造方法であって、ノ
ズルプレートに対して、エキシマレーザにより加工する
ときに使用する加工レンズの開口数（ＮＡ）が０．１３
以上、０．３５以下であることを特徴とする。また、本
発明のノズルプレートの製造方法は、加工レンズの開口
数（ＮＡ）が０．２以下であるとさらによい。また、本
発明のノズルプレートの製造方法は、エキシマレーザに
よる加工が、インクの噴射方向から行われることを特徴
とする。
【００１８】本発明の製造方法によれば、上記したよう
に綺麗な形状のノズル孔を持つノズルプレートを容易に
製造することができる。インクのメニスカスの形状が安
定しているため、ノズル孔から噴射されるインクの飛翔
方向やインクの噴射タイミングにばらつきが生じない。
従って、本発明の製造方法によるノズルプレートを用い
た印字ヘッドは、高印字品質を確保することができる。
に綺麗な形状のノズル孔を持つノズルプレートを容易に
製造することができる。インクのメニスカスの形状が安
定しているため、ノズル孔から噴射されるインクの飛翔
方向やインクの噴射タイミングにばらつきが生じない。
従って、本発明の製造方法によるノズルプレートを用い
た印字ヘッドは、高印字品質を確保することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るノズルプレー
ト及びその製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。
図１、図２及び図３に本発明のノズルプレートを示す。
図１の（ａ）は本発明のノズルプレートを示す正面図、
（ｂ）は同断面図、図２及び図３はＮＡ＝０．１５の加
工レンズにて加工したノズル孔を撮影した顕微鏡写真を
示している。図１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、ノ
ズルプレート１は、適所にインクを噴射するための多数
のノズル孔２が一列に形成されている。
ト及びその製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。
図１、図２及び図３に本発明のノズルプレートを示す。
図１の（ａ）は本発明のノズルプレートを示す正面図、
（ｂ）は同断面図、図２及び図３はＮＡ＝０．１５の加
工レンズにて加工したノズル孔を撮影した顕微鏡写真を
示している。図１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、ノ
ズルプレート１は、適所にインクを噴射するための多数
のノズル孔２が一列に形成されている。
【００２０】ノズルプレート１は、使用インク成分中に
含まれる溶剤に対して耐溶解性のある材質であり、例え
ば本実施の形態では、ノズルプレート１の材質は厚さ７
５μｍのポリイミド樹脂である。しかし、これに限定す
る事なく、使用するインクの溶剤に対し耐溶解性があ
り、エキシマレーザで孔開け加工が出来る材料であれ
ば、例えば熱硬化性樹脂等でもかまわない。
含まれる溶剤に対して耐溶解性のある材質であり、例え
ば本実施の形態では、ノズルプレート１の材質は厚さ７
５μｍのポリイミド樹脂である。しかし、これに限定す
る事なく、使用するインクの溶剤に対し耐溶解性があ
り、エキシマレーザで孔開け加工が出来る材料であれ
ば、例えば熱硬化性樹脂等でもかまわない。
【００２１】次に、ノズルプレート１に対する孔開け加
工方法を図４に基づいて説明する。図４に示すように、
エキシマレーザを発するレーザ発振器１０より出たエキ
シマレーザビーム１１を、ベンドミラー１２を介して、
希望する加工形状と相似形のマスク１３を通す。もう一
度ベンドミラー１２を介して、加工レンズ１４によりマ
スク形状をノズルプレート１上に結像させてノズル孔２
の加工を行なう。ここで、加工テーブル１５にノズルプ
レート１をセットするに際し、まず、ノズルプレート１
はアクチュエータと接着剤を用いて接着される。その
後、ノズルプレート１はインクの噴射側を上にして加工
テーブル１５にセットされる。セットされたノズルプレ
ート１に対し、エキシマレーザビーム１１を結像させ、
インクの噴射側からレーザを入射させて孔開け加工す
る。
工方法を図４に基づいて説明する。図４に示すように、
エキシマレーザを発するレーザ発振器１０より出たエキ
シマレーザビーム１１を、ベンドミラー１２を介して、
希望する加工形状と相似形のマスク１３を通す。もう一
度ベンドミラー１２を介して、加工レンズ１４によりマ
スク形状をノズルプレート１上に結像させてノズル孔２
の加工を行なう。ここで、加工テーブル１５にノズルプ
レート１をセットするに際し、まず、ノズルプレート１
はアクチュエータと接着剤を用いて接着される。その
後、ノズルプレート１はインクの噴射側を上にして加工
テーブル１５にセットされる。セットされたノズルプレ
ート１に対し、エキシマレーザビーム１１を結像させ、
インクの噴射側からレーザを入射させて孔開け加工す
る。
【００２２】本実施の形態では、エキシマレーザビーム
１１は２４８ｎｍの波長を持つＫｒＦエキシマレーザを
使用し、加工点のエネルギ密度は８００ｍＪ／ｃｍ2 で
ある。また、マスク１３には直径３００μｍの孔が開い
ていて、加工レンズ１４は１／５の縮小率レンズであ
る。従って、ノズル孔２の直径は６０μｍとなる。これ
らの条件は、ノズル形状により適切に設定する必要があ
る。
１１は２４８ｎｍの波長を持つＫｒＦエキシマレーザを
使用し、加工点のエネルギ密度は８００ｍＪ／ｃｍ2 で
ある。また、マスク１３には直径３００μｍの孔が開い
ていて、加工レンズ１４は１／５の縮小率レンズであ
る。従って、ノズル孔２の直径は６０μｍとなる。これ
らの条件は、ノズル形状により適切に設定する必要があ
る。
【００２３】次に、図５の（ａ）にダレ量の定義、
（ｂ）に加工レンズ１４のＮＡとダレ量との関係をグラ
フで示す。ダレ量とは、図５（ａ）に示すように、ノズ
ル孔２の加工精度を定量的に長さＬで表わしたものであ
る。ダレ量が小さいほど加工精度は良い。一方、図５
（ｂ）のグラフより、加工レンズ１４のＮＡが大きいほ
ど、ダレ量は小さくなることがわかる。ダレ量が２μｍ
以下なら使用精度上問題ないので、加工レンズ１４のＮ
Ａを０．１３以上とすれば良いことがわかる。
（ｂ）に加工レンズ１４のＮＡとダレ量との関係をグラ
フで示す。ダレ量とは、図５（ａ）に示すように、ノズ
ル孔２の加工精度を定量的に長さＬで表わしたものであ
る。ダレ量が小さいほど加工精度は良い。一方、図５
（ｂ）のグラフより、加工レンズ１４のＮＡが大きいほ
ど、ダレ量は小さくなることがわかる。ダレ量が２μｍ
以下なら使用精度上問題ないので、加工レンズ１４のＮ
Ａを０．１３以上とすれば良いことがわかる。
【００２４】さらに、図６に加工レンズ１４のＮＡと焦
点深度との関係をグラフで示す。焦点深度とは焦点面の
前後で鮮明に見える焦点面の光軸方向の範囲をいう。こ
のグラフより、加工レンズ１４のＮＡが大きいほど、焦
点深度が浅くなることが分かる。焦点深度が浅くなれば
加工の際の位置合わせがより困難となるので、加工技術
上焦点深度は１μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上必
要である。よって、加工レンズ１４のＮＡは０．３５以
下、より好ましくは０．２以下にすれば良い。
点深度との関係をグラフで示す。焦点深度とは焦点面の
前後で鮮明に見える焦点面の光軸方向の範囲をいう。こ
のグラフより、加工レンズ１４のＮＡが大きいほど、焦
点深度が浅くなることが分かる。焦点深度が浅くなれば
加工の際の位置合わせがより困難となるので、加工技術
上焦点深度は１μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上必
要である。よって、加工レンズ１４のＮＡは０．３５以
下、より好ましくは０．２以下にすれば良い。
【００２５】従って、加工レンズ１４のＮＡは、ダレ量
と焦点深度とを考慮して、０．１３以上０．３５以下、
より好ましくは０．１３以上０．２以下とするのが良
い。ここでは、ＮＡ＝０．１５を用いている。図２及び
図３はＮＡ＝０．１５の加工レンズ１４を用いてレーザ
加工したノズル孔２の形状である。従来のノズルプレー
トである図８及び図９との比較によれば、ダレが小さく
綺麗な形状のノズル孔２が形成されていることがわか
る。
と焦点深度とを考慮して、０．１３以上０．３５以下、
より好ましくは０．１３以上０．２以下とするのが良
い。ここでは、ＮＡ＝０．１５を用いている。図２及び
図３はＮＡ＝０．１５の加工レンズ１４を用いてレーザ
加工したノズル孔２の形状である。従来のノズルプレー
トである図８及び図９との比較によれば、ダレが小さく
綺麗な形状のノズル孔２が形成されていることがわか
る。
【００２６】以上詳細に説明したように、本実施の形態
のノズルプレート１によれば、ノズルプレート１にイン
クが噴射されるノズル孔２をエキシマレーザにより加工
する際に、生じるダレが小さいので、インクのメニスカ
スの形状を安定させることができる。よって、ノズル孔
２から噴射されるインクの飛翔方向が液滴曲がりにより
不安定になったり、インクの噴射タイミングにばらつき
が生じたりすることを防止できる。その結果として高印
字品質を確保できる。
のノズルプレート１によれば、ノズルプレート１にイン
クが噴射されるノズル孔２をエキシマレーザにより加工
する際に、生じるダレが小さいので、インクのメニスカ
スの形状を安定させることができる。よって、ノズル孔
２から噴射されるインクの飛翔方向が液滴曲がりにより
不安定になったり、インクの噴射タイミングにばらつき
が生じたりすることを防止できる。その結果として高印
字品質を確保できる。
【００２７】また、本実施の形態のノズルプレート１の
製造方法によれば、ノズルプレート１にインクが噴射さ
れるノズル孔２をエキシマレーザにより加工する際に、
生じるダレが小さいので、高精度なノズル孔２を形成で
きる。そのため、インクの噴射方向より加工を行うこと
ができるので、ノズルプレート１をアクチュエータに接
着した後でも、孔開け加工ができる。よって、印字ヘッ
ド製造工程における、ノズルプレート１とアクチュエー
タとの接着時に起っていた、ノズル孔２への接着剤の流
れ込みや位置合わせの不具合を、回避しつつ高精度なノ
ズル孔２を形成できる。以上により、高印字品質を確保
できるノズルプレート１を製造できる。
製造方法によれば、ノズルプレート１にインクが噴射さ
れるノズル孔２をエキシマレーザにより加工する際に、
生じるダレが小さいので、高精度なノズル孔２を形成で
きる。そのため、インクの噴射方向より加工を行うこと
ができるので、ノズルプレート１をアクチュエータに接
着した後でも、孔開け加工ができる。よって、印字ヘッ
ド製造工程における、ノズルプレート１とアクチュエー
タとの接着時に起っていた、ノズル孔２への接着剤の流
れ込みや位置合わせの不具合を、回避しつつ高精度なノ
ズル孔２を形成できる。以上により、高印字品質を確保
できるノズルプレート１を製造できる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明した通り本発明のノズルプレー
トによれば、ノズルプレートにインクが噴射されるノズ
ル孔をエキシマレーザにより加工する際に、加工レンズ
のＮＡを０．１３以上０．３５以下とすることにより、
生じるダレを小さくする事が出来る。従って、インクの
噴射方向からレーザ加工できるので、アクチュエータと
の接着が容易になる。そのため、綺麗な形状のノズル孔
を形成できるので、インクのメニスカスの形状を安定さ
せることができ、ノズル孔から噴射されるインクの飛翔
方向が液滴曲がりにより不安定になったり、インクの噴
射タイミングにばらつきが生じたりすることを防止でき
る。その結果として高印字品質を確保できる。
トによれば、ノズルプレートにインクが噴射されるノズ
ル孔をエキシマレーザにより加工する際に、加工レンズ
のＮＡを０．１３以上０．３５以下とすることにより、
生じるダレを小さくする事が出来る。従って、インクの
噴射方向からレーザ加工できるので、アクチュエータと
の接着が容易になる。そのため、綺麗な形状のノズル孔
を形成できるので、インクのメニスカスの形状を安定さ
せることができ、ノズル孔から噴射されるインクの飛翔
方向が液滴曲がりにより不安定になったり、インクの噴
射タイミングにばらつきが生じたりすることを防止でき
る。その結果として高印字品質を確保できる。
【００２９】また、本発明のノズルプレートの製造方法
によれば、ノズルプレートにインクが噴射されるノズル
孔をエキシマレーザにより加工する際に、加工レンズの
ＮＡを０．１３以上０．３５以下とすることにより、生
じるダレを小さくする事が出来るの。したがって、イン
クの噴射方向より加工を行っても高精度なノズル孔を成
形することができるので、ノズルプレートをアクチュエ
ータに接着した後でも、孔開け加工ができる。よって、
印字ヘッド製造工程における、ノズルプレートとアクチ
ュエータとの接着時に起っていた、ノズル孔への接着剤
の流れ込みや位置合わせの不具合をなくすことができ、
高印字品質を確保できるノズルプレートを製造できる。
によれば、ノズルプレートにインクが噴射されるノズル
孔をエキシマレーザにより加工する際に、加工レンズの
ＮＡを０．１３以上０．３５以下とすることにより、生
じるダレを小さくする事が出来るの。したがって、イン
クの噴射方向より加工を行っても高精度なノズル孔を成
形することができるので、ノズルプレートをアクチュエ
ータに接着した後でも、孔開け加工ができる。よって、
印字ヘッド製造工程における、ノズルプレートとアクチ
ュエータとの接着時に起っていた、ノズル孔への接着剤
の流れ込みや位置合わせの不具合をなくすことができ、
高印字品質を確保できるノズルプレートを製造できる。
【図１】（ａ）は本発明の実施の一形態によるノズルプ
レートの正面図、（ｂ）は同断面図である。
レートの正面図、（ｂ）は同断面図である。
【図２】本発明の実施の一形態による加工レンズの開口
数（ＮＡ）を０．１５で加工したノズル孔を３５０倍で
顕微鏡により観察した顕微鏡写真である。
数（ＮＡ）を０．１５で加工したノズル孔を３５０倍で
顕微鏡により観察した顕微鏡写真である。
【図３】本発明の実施の一形態による加工レンズの開口
数（ＮＡ）を０．１５で加工したノズル孔を１０００倍
で顕微鏡により観察した顕微鏡写真である。
数（ＮＡ）を０．１５で加工したノズル孔を１０００倍
で顕微鏡により観察した顕微鏡写真である。
【図４】ノズルプレートの孔開け加工の方法を示した図
である。
である。
【図５】（ａ）はダレ量の定義を示す図、（ｂ）は加工
レンズの開口数（ＮＡ）とダレ量の関係を示したグラフ
である。
レンズの開口数（ＮＡ）とダレ量の関係を示したグラフ
である。
【図６】加工レンズの開口数（ＮＡ）と焦点深度の関係
を示したグラフである。
を示したグラフである。
【図７】（ａ）は従来のノズルプレートの正面図、
（ｂ）は同断面図である。
（ｂ）は同断面図である。
【図８】従来のノズルプレートの製造方法である加工レ
ンズの開口数（ＮＡ）を０．０５で加工したノズル孔を
３５０倍で顕微鏡により観察した顕微鏡写真である。
ンズの開口数（ＮＡ）を０．０５で加工したノズル孔を
３５０倍で顕微鏡により観察した顕微鏡写真である。
【図９】従来のノズルプレートの製造方法である加工レ
ンズの開口数（ＮＡ）を０．０５で加工したノズル孔を
１０００倍で顕微鏡により観察した顕微鏡写真である。
ンズの開口数（ＮＡ）を０．０５で加工したノズル孔を
１０００倍で顕微鏡により観察した顕微鏡写真である。
１ ノズルプレート ２ ノズル孔 １０ レーザ発信器 １１ レーザビーム １３ マスク １４ 加工レンズ
Claims (6)
- 【請求項１】 インクが噴射されるノズル孔がエキシマ
レーザにより加工されるノズルプレートにおいて、 前記ノズルプレートに対して、前記エキシマレーザによ
り加工するときに使用する加工レンズの開口数（ＮＡ）
が０．１３以上、０．３５以下であることを特徴とする
ノズルプレート。 - 【請求項２】 請求項１に記載するものにおいて、 前記加工レンズの開口数（ＮＡ）が０．２以下であるこ
とを特徴とするノズルプレート。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載するもの
において、 前記エキシマレーザによる加工が、前記インクの噴射方
向から行われることを特徴とするノズルプレート。 - 【請求項４】 インクが噴射されるノズル孔がエキシマ
レーザにより加工されるノズルプレートの製造方法にお
いて、 前記ノズルプレートに対して、前記エキシマレーザによ
り加工するときに使用する加工レンズの開口数（ＮＡ）
が０．１３以上、０．３５以下であることを特徴とする
ノズルプレートの製造方法。 - 【請求項５】 請求項４に記載する製造方法において、 前記加工レンズの開口数（ＮＡ）が０．２以下であるこ
とを特徴とするノズルプレートの製造方法。 - 【請求項６】 請求項４または請求項５に記載する製造
方法において、 前記エキシマレーザによる加工が、前記インクの噴射方
向から行われることを特徴とするノズルプレートの製造
方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8166887A JPH09323425A (ja) | 1996-06-05 | 1996-06-05 | ノズルプレート及びその製造方法 |
| US08/867,810 US6554400B1 (en) | 1996-06-05 | 1997-06-03 | Nozzle plate and a manufacturing process thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8166887A JPH09323425A (ja) | 1996-06-05 | 1996-06-05 | ノズルプレート及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09323425A true JPH09323425A (ja) | 1997-12-16 |
Family
ID=15839471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8166887A Pending JPH09323425A (ja) | 1996-06-05 | 1996-06-05 | ノズルプレート及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6554400B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09323425A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030217995A1 (en) * | 2002-05-23 | 2003-11-27 | Yosuke Toyofuku | Laser processing method using ultra-short pulse laser beam |
| US7393369B2 (en) * | 2002-06-11 | 2008-07-01 | Trulite, Inc. | Apparatus, system, and method for generating hydrogen |
| US7556660B2 (en) * | 2003-06-11 | 2009-07-07 | James Kevin Shurtleff | Apparatus and system for promoting a substantially complete reaction of an anhydrous hydride reactant |
| AU2005304304B2 (en) * | 2004-11-12 | 2009-01-15 | Trulite, Inc. | Hydrogen generator cartridge |
| US7648786B2 (en) * | 2006-07-27 | 2010-01-19 | Trulite, Inc | System for generating electricity from a chemical hydride |
| US7651542B2 (en) * | 2006-07-27 | 2010-01-26 | Thulite, Inc | System for generating hydrogen from a chemical hydride |
| US8357214B2 (en) * | 2007-04-26 | 2013-01-22 | Trulite, Inc. | Apparatus, system, and method for generating a gas from solid reactant pouches |
| US20090025293A1 (en) * | 2007-07-25 | 2009-01-29 | John Patton | Apparatus, system, and method for processing hydrogen gas |
| AU2008279082A1 (en) | 2007-07-25 | 2009-01-29 | Trulite, Inc. | Apparatus, system, and method to manage the generation and use of hybrid electric power |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5208604A (en) * | 1988-10-31 | 1993-05-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet head and manufacturing method thereof, and ink jet apparatus with ink jet head |
| US5703675A (en) * | 1992-01-17 | 1997-12-30 | Nikon Corporation | Projection-exposing apparatus with deflecting grating member |
| US5538817A (en) * | 1994-06-17 | 1996-07-23 | Litel Instruments | Gray level imaging masks and methods for encoding same |
-
1996
- 1996-06-05 JP JP8166887A patent/JPH09323425A/ja active Pending
-
1997
- 1997-06-03 US US08/867,810 patent/US6554400B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6554400B1 (en) | 2003-04-29 |
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