JPH10278281A - インクジェットプリンターヘッドの製造方法 - Google Patents
インクジェットプリンターヘッドの製造方法Info
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- JPH10278281A JPH10278281A JP8618297A JP8618297A JPH10278281A JP H10278281 A JPH10278281 A JP H10278281A JP 8618297 A JP8618297 A JP 8618297A JP 8618297 A JP8618297 A JP 8618297A JP H10278281 A JPH10278281 A JP H10278281A
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Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 振動板の接合強度とシール性が向上させ、液
室間の干渉が低減し、吐出性能の安定した信頼性の高い
ヘッドを作ること 【解決手段】 駆動素子の変形を液室の一部をなす振動
板に伝達し、液室内に圧力を発生させることによりイン
クを吐出するインクジェットプリンターヘッドの製造方
法において、液室を形成する液室形成部材に振動板を接
合する工程と、所定の液室パターンが描画されたレーザ
ー加工用のマスクパターンを前記液室形成部材の表面に
直接形成する工程と、前記振動板上に前記マスクパター
ンに対応させて伝達棒を形成する工程と、前記マスクパ
ターンを用いてレーザーにより前記液室形成部材の加工
を行う工程とによって製造する。
室間の干渉が低減し、吐出性能の安定した信頼性の高い
ヘッドを作ること 【解決手段】 駆動素子の変形を液室の一部をなす振動
板に伝達し、液室内に圧力を発生させることによりイン
クを吐出するインクジェットプリンターヘッドの製造方
法において、液室を形成する液室形成部材に振動板を接
合する工程と、所定の液室パターンが描画されたレーザ
ー加工用のマスクパターンを前記液室形成部材の表面に
直接形成する工程と、前記振動板上に前記マスクパター
ンに対応させて伝達棒を形成する工程と、前記マスクパ
ターンを用いてレーザーにより前記液室形成部材の加工
を行う工程とによって製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、駆動素子の変形を
液室の一部をなす振動板に伝達し、液室内に圧力を発生
させることによりインクを吐出するインクジェットプリ
ンターヘッドの製造方法に関する。
液室の一部をなす振動板に伝達し、液室内に圧力を発生
させることによりインクを吐出するインクジェットプリ
ンターヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】駆動素子の変形を液室の一部をなす振動
板に伝達し、液室内に圧力を発生させることによりイン
クを吐出するインクジェットプリンターヘッドにおいて
は、印字性能を向上させるためには液室の形状、剛性、
振動板の剛性、振動モード、等の最適化が必要である
が、従来の方法では液室、振動板を個々に独立して最適
値に製造し、それらを接合して組み立てるという方法を
とっていた。
板に伝達し、液室内に圧力を発生させることによりイン
クを吐出するインクジェットプリンターヘッドにおいて
は、印字性能を向上させるためには液室の形状、剛性、
振動板の剛性、振動モード、等の最適化が必要である
が、従来の方法では液室、振動板を個々に独立して最適
値に製造し、それらを接合して組み立てるという方法を
とっていた。
【０００３】以下は従来の方法によって作られる、圧電
素子を用いたインクジェットプリンターヘッドの製造方
法について図を用いて説明する。
素子を用いたインクジェットプリンターヘッドの製造方
法について図を用いて説明する。
【０００４】従来の方法によって作られるインクジェッ
トプリンターヘッドの構成は例えば図１に示すように、
ノズル板５１、液室形成部材７、振動板５、伝達棒１
１、駆動素子１がそれぞれ別体で製造され、それらをエ
ポキシなどの接着剤で互いに接合することによって完成
される。
トプリンターヘッドの構成は例えば図１に示すように、
ノズル板５１、液室形成部材７、振動板５、伝達棒１
１、駆動素子１がそれぞれ別体で製造され、それらをエ
ポキシなどの接着剤で互いに接合することによって完成
される。
【０００５】図中ノズル板５１は約１００μｍのステン
レス鋼板（以下ＳＵＳと表す）の打ち抜き加工によって
作られ、表側には撥水性が付与される。ノズル穴は約４
０μｍ程度の直径を持ち、液室３に合わせて配列され
る。
レス鋼板（以下ＳＵＳと表す）の打ち抜き加工によって
作られ、表側には撥水性が付与される。ノズル穴は約４
０μｍ程度の直径を持ち、液室３に合わせて配列され
る。
【０００６】液室３はプラスチック材料を所定の形状に
金属金型による射出成形や、エキシマレーザー加工によ
って作られる。射出成形の場合はエポキシ系の熱可塑性
樹脂、エキシマレーザー加工の場合はポリサルフォンな
どの光の吸収波長が適したものを選択する。
金属金型による射出成形や、エキシマレーザー加工によ
って作られる。射出成形の場合はエポキシ系の熱可塑性
樹脂、エキシマレーザー加工の場合はポリサルフォンな
どの光の吸収波長が適したものを選択する。
【０００７】振動板５は肉厚５μｍ程度のニッケル板で
電気鋳造法を用いて製作され、各液室位置に合わせて突
起状の伝達棒が設けられており、駆動素子１の変形を効
率よく振動板５に伝えることと、液室３との位置合わせ
精度の公差を緩める役割をする。
電気鋳造法を用いて製作され、各液室位置に合わせて突
起状の伝達棒が設けられており、駆動素子１の変形を効
率よく振動板５に伝えることと、液室３との位置合わせ
精度の公差を緩める役割をする。
【０００８】駆動素子１はチタン酸ジルコン酸鉛からな
り、グリーンシートと電極を交互に積層したものを焼結
して作られる。本例では焼成済みのものを直方体状に切
り出し、基台５３に接合した後ワイヤーソーによって液
室ピッチに合わせて溝加工している。駆動素子１は基台
５３から振動板５の方向に分極が施されており、駆動素
子内部に共通電極と駆動電極が交互に積層されている。
ワイヤーソーによって溝加工すると内部電極も分離され
るので、分極方向と平行に電圧をかけることによってそ
れぞれの山を独立して駆動させることができる。
り、グリーンシートと電極を交互に積層したものを焼結
して作られる。本例では焼成済みのものを直方体状に切
り出し、基台５３に接合した後ワイヤーソーによって液
室ピッチに合わせて溝加工している。駆動素子１は基台
５３から振動板５の方向に分極が施されており、駆動素
子内部に共通電極と駆動電極が交互に積層されている。
ワイヤーソーによって溝加工すると内部電極も分離され
るので、分極方向と平行に電圧をかけることによってそ
れぞれの山を独立して駆動させることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各部品
の組立においては接合強度、接合ギャップ、部品位置合
わせ、等が満足されなければならないが、ヘッドを構成
する部品の中でも特に振動板は、厚さが約５〜１０μｍ
しかないためにその接合において位置合わせ誤差や接着
時の位置ズレ、破れなどが起こり歩留まりを悪くするだ
けでなく、十分な変位が得られないなど特性上も問題点
があった。
の組立においては接合強度、接合ギャップ、部品位置合
わせ、等が満足されなければならないが、ヘッドを構成
する部品の中でも特に振動板は、厚さが約５〜１０μｍ
しかないためにその接合において位置合わせ誤差や接着
時の位置ズレ、破れなどが起こり歩留まりを悪くするだ
けでなく、十分な変位が得られないなど特性上も問題点
があった。
【００１０】すなわち、各部品を組み立てるとき接合面
積が十分あり、位置決め精度も緩やかであればよいが、
近年印字性能の向上に対する要求が強まり、ノズル間の
ギャップがだんだｎ狭くなってきている。仮に１８０ｄ
ｐｉ（１４１μｍピッチ）でヘッドを設計すると液室３
の幅は９０μｍ、壁の厚さは５０μｍ程度が限界で、伝
達棒１１の幅を３０μｍとすると位置合わせ公差は±１
０μｍ程度と見込まれる。この時各部品の端面を揃える
とかガイドピン５５等を使った位置決め方法では、各部
品自体に対して高い寸法精度を要求し、さらに伝達棒１
１が形成された振動板５を液室３の位置に合わせて液室
形成部材７に接合するのは位置ズレ、接着不良を招きや
すい。
積が十分あり、位置決め精度も緩やかであればよいが、
近年印字性能の向上に対する要求が強まり、ノズル間の
ギャップがだんだｎ狭くなってきている。仮に１８０ｄ
ｐｉ（１４１μｍピッチ）でヘッドを設計すると液室３
の幅は９０μｍ、壁の厚さは５０μｍ程度が限界で、伝
達棒１１の幅を３０μｍとすると位置合わせ公差は±１
０μｍ程度と見込まれる。この時各部品の端面を揃える
とかガイドピン５５等を使った位置決め方法では、各部
品自体に対して高い寸法精度を要求し、さらに伝達棒１
１が形成された振動板５を液室３の位置に合わせて液室
形成部材７に接合するのは位置ズレ、接着不良を招きや
すい。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そこで前記課題を解決す
るために本発明においては、駆動素子の変形を液室の一
部をなす振動板に伝達し、液室内に圧力を発生させるこ
とによりインクを吐出するインクジェットプリンターヘ
ッドの製造方法において、液室を形成する液室形成部材
に振動板を接合する工程と、所定の液室パターンが描画
されたレーザー加工用のマスクパターンを前記液室形成
部材の表面に直接形成する工程と、前記振動板上に前記
マスクパターンに対応させて伝達棒を形成する工程と、
前記マスクパターンを用いてレーザーにより前記液室形
成部材の加工を行う工程とによってインクジェットプリ
ンターヘッドを製造することにより、液室形成部材と振
動板との接合にまつわる問題を解決する。
るために本発明においては、駆動素子の変形を液室の一
部をなす振動板に伝達し、液室内に圧力を発生させるこ
とによりインクを吐出するインクジェットプリンターヘ
ッドの製造方法において、液室を形成する液室形成部材
に振動板を接合する工程と、所定の液室パターンが描画
されたレーザー加工用のマスクパターンを前記液室形成
部材の表面に直接形成する工程と、前記振動板上に前記
マスクパターンに対応させて伝達棒を形成する工程と、
前記マスクパターンを用いてレーザーにより前記液室形
成部材の加工を行う工程とによってインクジェットプリ
ンターヘッドを製造することにより、液室形成部材と振
動板との接合にまつわる問題を解決する。
【００１２】ここで、前記マスクパターンは、前記液室
形成部材表面に電極を形成する工程と、前記電極の表面
に感光性レジストを塗布し、フォトリソグラフィー法に
より露光・現像する工程と、前記電極を用いて電解鍍金
を行う工程と、前記感光性レジストを除去する工程とに
よって形成するものとすることができる。
形成部材表面に電極を形成する工程と、前記電極の表面
に感光性レジストを塗布し、フォトリソグラフィー法に
より露光・現像する工程と、前記電極を用いて電解鍍金
を行う工程と、前記感光性レジストを除去する工程とに
よって形成するものとすることができる。
【００１３】そして、前記伝達棒は、前記振動板表面に
電極を形成する工程と、前記電極の表面に感光性レジス
トを塗布し、フォトリソグラフィー法により露光・現像
する工程と、前記電極を用いて電解鍍金を行う工程と、
前記感光性レジストを除去する工程とによって形成する
ものとすることができる。
電極を形成する工程と、前記電極の表面に感光性レジス
トを塗布し、フォトリソグラフィー法により露光・現像
する工程と、前記電極を用いて電解鍍金を行う工程と、
前記感光性レジストを除去する工程とによって形成する
ものとすることができる。
【００１４】また、前記振動板は前記伝達棒を形成する
ための電極とすることができ、前記マスクパターンと前
記伝達棒の形成を電解鍍金により同時に行うこともでき
る。
ための電極とすることができ、前記マスクパターンと前
記伝達棒の形成を電解鍍金により同時に行うこともでき
る。
【００１５】（作用）本発明を用いれば駆動素子の変形
を液室の一部をなす振動板に伝達し、液室内に圧力を発
生させることによりインクを吐出するインクジェットプ
リンターヘッドにおいて、液室形成部材と振動板をあら
かじめ接合した後、フォトリソグラフィー法による光学
的な寸法精度で伝達棒の形成と液室加工ができるため、
振動板の接合に関する様々な問題を解消でき、個々の部
品に対する寸法精度に過度な要求をすることなく、歩留
まりの良い吐出性能の安定した高印字品質のインクジェ
ットプリンターヘッドが得られることになる。
を液室の一部をなす振動板に伝達し、液室内に圧力を発
生させることによりインクを吐出するインクジェットプ
リンターヘッドにおいて、液室形成部材と振動板をあら
かじめ接合した後、フォトリソグラフィー法による光学
的な寸法精度で伝達棒の形成と液室加工ができるため、
振動板の接合に関する様々な問題を解消でき、個々の部
品に対する寸法精度に過度な要求をすることなく、歩留
まりの良い吐出性能の安定した高印字品質のインクジェ
ットプリンターヘッドが得られることになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下本発明を実施例により詳細に
説明する。
説明する。
【００１７】図２、図３は本実施例の工程図を表し、
（ａ）〜（h）は工程の順番を示す。
（ａ）〜（h）は工程の順番を示す。
【００１８】（実施例）図２（ａ）では、液室形成部材
７は厚さ約３００μｍのポリサルフォン系樹脂（以下Ｐ
ＳＦと表す）からなり、振動板５は厚さ約５μｍのＳＵ
Ｓからなる。これらを紫外線硬化性樹脂により全面接合
し１枚の基板とする。
７は厚さ約３００μｍのポリサルフォン系樹脂（以下Ｐ
ＳＦと表す）からなり、振動板５は厚さ約５μｍのＳＵ
Ｓからなる。これらを紫外線硬化性樹脂により全面接合
し１枚の基板とする。
【００１９】図２（ｂ）では、この基板に対しＰＳＦ側
に真空蒸着等でクロムを４００オングストローム蒸着
し、その上からさらに基板の表面に感光性レジスト１５
をスピンコートにて厚さ約２０μｍに塗布し、プリベー
クを行う。感光性レジスト１５はフォトリソグラフィー
法により、液室パターンの描かれた石英マスクを用いて
露光・現像を行い、ポストベークを行う。
に真空蒸着等でクロムを４００オングストローム蒸着
し、その上からさらに基板の表面に感光性レジスト１５
をスピンコートにて厚さ約２０μｍに塗布し、プリベー
クを行う。感光性レジスト１５はフォトリソグラフィー
法により、液室パターンの描かれた石英マスクを用いて
露光・現像を行い、ポストベークを行う。
【００２０】図２（ｃ）では、ＳＵＳ側は同様に、伝達
棒パターンが描かれた石英マスクをこの液室パターンに
対して光学的に位置合わせをして露光・現像し、ポスト
ベークを行う。
棒パターンが描かれた石英マスクをこの液室パターンに
対して光学的に位置合わせをして露光・現像し、ポスト
ベークを行う。
【００２１】図２（ｄ）では、ポストベークが完了する
と感光性レジスト１５の隙間にはＰＳＦ側には蒸着した
クロム、振動板側にはＳＵＳが露出しているので次にこ
れらを電極にして両面同時にニッケル電鋳を肉厚１０μ
ｍ程度まで行う。電鋳は片面ずつ行っても良いが同時に
行うことにより内部応力の問題を減らすことができる。
と感光性レジスト１５の隙間にはＰＳＦ側には蒸着した
クロム、振動板側にはＳＵＳが露出しているので次にこ
れらを電極にして両面同時にニッケル電鋳を肉厚１０μ
ｍ程度まで行う。電鋳は片面ずつ行っても良いが同時に
行うことにより内部応力の問題を減らすことができる。
【００２２】図２（ｅ）では、ニッケル電鋳後感光性レ
ジスト１５を専用剥離液で取り除くとパターニングされ
たニッケル電鋳層が形成される。このマスクパターン９
はフォトリソグラフィの光学的な寸法精度によって作ら
れるので５μｍ以下の精度で製造することが可能であ
る。
ジスト１５を専用剥離液で取り除くとパターニングされ
たニッケル電鋳層が形成される。このマスクパターン９
はフォトリソグラフィの光学的な寸法精度によって作ら
れるので５μｍ以下の精度で製造することが可能であ
る。
【００２３】図３（ｆ）では、この段階でＰＳＦ上には
液室部分に４００オングストロームのクロムと液室壁部
分に１０μｍのニッケルが存在しているのでこの面に対
しエキシマレーザー加工機によって垂直方向にクロム４
００オングストローム分レーザー加工する。
液室部分に４００オングストロームのクロムと液室壁部
分に１０μｍのニッケルが存在しているのでこの面に対
しエキシマレーザー加工機によって垂直方向にクロム４
００オングストローム分レーザー加工する。
【００２４】図３（ｇ）では、液室部分のクロムが消失
しＰＳＦが現れるのでレーザーの出力を落とし、ニッケ
ルとＰＳＦのレーザーに対する加工速度の差を利用して
ＰＳＦ部をレーザー加工していく。すると最終的に液室
３の部分に相当するＰＳＦは消失し、振動板５であるＳ
ＵＳに到達する。この時のレーザーの出力はＳＵＳを貫
通する程には高まっていないのでこれがストッパーの役
目を果たし、加工する全ての液室部分の深さ方向の均一
性を保証する。
しＰＳＦが現れるのでレーザーの出力を落とし、ニッケ
ルとＰＳＦのレーザーに対する加工速度の差を利用して
ＰＳＦ部をレーザー加工していく。すると最終的に液室
３の部分に相当するＰＳＦは消失し、振動板５であるＳ
ＵＳに到達する。この時のレーザーの出力はＳＵＳを貫
通する程には高まっていないのでこれがストッパーの役
目を果たし、加工する全ての液室部分の深さ方向の均一
性を保証する。
【００２５】図３（ｈ）では、以上の工程により振動板
５が既に接合された形で液室３が加工でき、さらにこの
上に１００μｍのＳＵＳ板を穴開け加工したノズル板５
１をＰＳＦ側から接合し、伝達棒１１には別途溝加工し
た駆動素子１を位置合わせして接合することにより、最
終的に吐出可能なインクジェットプリンターヘッドが得
られる。
５が既に接合された形で液室３が加工でき、さらにこの
上に１００μｍのＳＵＳ板を穴開け加工したノズル板５
１をＰＳＦ側から接合し、伝達棒１１には別途溝加工し
た駆動素子１を位置合わせして接合することにより、最
終的に吐出可能なインクジェットプリンターヘッドが得
られる。
【００２６】
【発明の効果】上記のごとく本発明によれば、振動板の
接合強度とシール性が向上し、液室間の干渉が低減さ
れ、吐出性能の安定した信頼性の高いヘッドを作ること
が可能になる。
接合強度とシール性が向上し、液室間の干渉が低減さ
れ、吐出性能の安定した信頼性の高いヘッドを作ること
が可能になる。
【図１】従来の方法によって作られるインクジェットプ
リンターヘッドの簡単な部品構成図。
リンターヘッドの簡単な部品構成図。
【図２】実施例の簡単な工程図。
【図３】実施例の簡単な工程図。
１ 駆動素子 ３ 液室 ５ 振動板 ７ 液室形成部材 ９ マスクパターン １１ 伝達棒 １３ 電極 １５ 感光性レジスト ５１ ノズル板 ５３ 基台 ５５ ガイドピン
Claims (5)
- 【請求項１】 駆動素子の変形を液室の一部をなす振動
板に伝達し、液室内に圧力を発生させることによりイン
クを吐出するインクジェットプリンターヘッドの製造方
法において、液室を形成する液室形成部材に振動板を接
合する工程と、所定の液室パターンが描画されたレーザ
ー加工用のマスクパターンを前記液室形成部材の表面に
直接形成する工程と、前記振動板上に前記マスクパター
ンに対応させて伝達棒を形成する工程と、前記マスクパ
ターンを用いてレーザー光により前記液室形成部材の加
工を行う工程とによって製造されることを特徴とするイ
ンクジェットプリンターヘッドの製造方法。 - 【請求項２】 前記マスクパターンが、前記液室形成部
材表面に電極を形成する工程と、前記電極の表面に感光
性レジストを塗布し、フォトリソグラフィー法により露
光・現像する工程と、前記電極を用いて電解鍍金を行う
工程と、前記感光性レジストを除去する工程とによって
形成されることを特徴とするインクジェットプリンター
ヘッドの製造方法。 - 【請求項３】 前記伝達棒が、前記振動板表面に電極を
形成する工程と、前記電極の表面に感光性レジストを塗
布し、フォトリソグラフィー法により露光・現像する工
程と、前記電極を用いて電解鍍金を行う工程と、前記感
光性レジストを除去する工程とによって形成されること
を特徴とするインクジェットプリンターヘッドの製造方
法。 - 【請求項４】 前記振動板が前記伝達棒を形成するため
の電極となることを特徴とする、請求項３におけるイン
クジェットプリンターヘッドの製造方法。 - 【請求項５】 前記マスクパターンと前記伝達棒の形成
を電解鍍金により同時に行うことを特徴とする、請求項
１におけるインクジェットプリンターヘッドの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8618297A JPH10278281A (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | インクジェットプリンターヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8618297A JPH10278281A (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | インクジェットプリンターヘッドの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10278281A true JPH10278281A (ja) | 1998-10-20 |
Family
ID=13879633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8618297A Pending JPH10278281A (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | インクジェットプリンターヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10278281A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017030184A (ja) * | 2015-07-30 | 2017-02-09 | セイコーエプソン株式会社 | 電子デバイス、液体噴射ヘッド、および、電子デバイスの製造方法 |
| CN112026073A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-12-04 | 青岛理工大学 | 一种ar衍射光波导压印模具的制备方法及软模具和应用 |
-
1997
- 1997-04-04 JP JP8618297A patent/JPH10278281A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017030184A (ja) * | 2015-07-30 | 2017-02-09 | セイコーエプソン株式会社 | 電子デバイス、液体噴射ヘッド、および、電子デバイスの製造方法 |
| CN112026073A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-12-04 | 青岛理工大学 | 一种ar衍射光波导压印模具的制备方法及软模具和应用 |
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