JPH10286965A - インクジェットヘッドのインク吐出口形成方法 - Google Patents
インクジェットヘッドのインク吐出口形成方法Info
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- JPH10286965A JPH10286965A JP9993097A JP9993097A JPH10286965A JP H10286965 A JPH10286965 A JP H10286965A JP 9993097 A JP9993097 A JP 9993097A JP 9993097 A JP9993097 A JP 9993097A JP H10286965 A JPH10286965 A JP H10286965A
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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
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の逆テーパ穴を精度良く一括して安価に
形成することである。 【解決手段】 高分子材料からなるノズル板１６をイン
クが供給される溝８が形成されたヘッド本体６の端面開
口部に接着するノズル板接着工程と、前記ノズル板１６
の表面に多数の円形開口２１を有しその主たる成分中に
鉄分を含まない合金あるいは非鉄金属板からなるマスク
板２２を接着するマスク接着工程と、前記マスク板２２
の上方の少なくとも２方向以上の入射角でレーザ光を照
射して前記マスク板２２に設けられた円形開口２１部分
の接着剤１７，２０と前記ノズル板１６の高分子膜を除
去する孔明工程と、前記マスク板２２を取り外すマスク
板取外工程とよりなる。
形成することである。 【解決手段】 高分子材料からなるノズル板１６をイン
クが供給される溝８が形成されたヘッド本体６の端面開
口部に接着するノズル板接着工程と、前記ノズル板１６
の表面に多数の円形開口２１を有しその主たる成分中に
鉄分を含まない合金あるいは非鉄金属板からなるマスク
板２２を接着するマスク接着工程と、前記マスク板２２
の上方の少なくとも２方向以上の入射角でレーザ光を照
射して前記マスク板２２に設けられた円形開口２１部分
の接着剤１７，２０と前記ノズル板１６の高分子膜を除
去する孔明工程と、前記マスク板２２を取り外すマスク
板取外工程とよりなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多数のインク吐出
口を備えたインクジェットヘッドに係るものであり、特
に、ヘッド本体に高分子材料からなるノズル板を接着し
た後にレーザ光照射によりノズル板に多数のインク吐出
口を形成するようにしたインクジェットヘッドのインク
吐出口形成方法に関するものである。
口を備えたインクジェットヘッドに係るものであり、特
に、ヘッド本体に高分子材料からなるノズル板を接着し
た後にレーザ光照射によりノズル板に多数のインク吐出
口を形成するようにしたインクジェットヘッドのインク
吐出口形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、圧電部材を用いたオンデマンド方
式のインクジェットプリンタにおいて採用されているイ
ンクジェットヘッド１の構造を図６に示す。すなわち、
このインクジェットヘッド１は、少なくとも一方が圧電
部材よりなる下層基板２及び上層基板３とからなる積層
された基板４と天板５を接着又は接合により一体化して
ヘッド本体６を形成した後、このヘッド本体６の端面開
口部にノズル板７を接着した構造になっている。さら
に、詳しく説明すると、基板４には、上層基板３の上面
から下層基板２の内部まで到達するとともに前面が開口
し後部が閉鎖した多数の溝８が形成されており、さら
に、これらの溝８の後部から基板４の上面後端まで延長
して前記溝８内に形成された電極９ａに接続された配線
パターン９ｂが形成されている。この時、基板４に形成
された溝８は、それらの溝８の両側に形成された側壁１
０と天板５とで一つ一つが遮断されてインク流路を兼ね
たインク室１１とされ、さらに、これらのインク室１１
のすべてに連通するインク供給口として作用する共通イ
ンク供給路１２が前記天板５の下面に形成されている。
また、前記ノズル板７には、前記インク室１１毎に開口
するインク吐出口１３が形成されている。
式のインクジェットプリンタにおいて採用されているイ
ンクジェットヘッド１の構造を図６に示す。すなわち、
このインクジェットヘッド１は、少なくとも一方が圧電
部材よりなる下層基板２及び上層基板３とからなる積層
された基板４と天板５を接着又は接合により一体化して
ヘッド本体６を形成した後、このヘッド本体６の端面開
口部にノズル板７を接着した構造になっている。さら
に、詳しく説明すると、基板４には、上層基板３の上面
から下層基板２の内部まで到達するとともに前面が開口
し後部が閉鎖した多数の溝８が形成されており、さら
に、これらの溝８の後部から基板４の上面後端まで延長
して前記溝８内に形成された電極９ａに接続された配線
パターン９ｂが形成されている。この時、基板４に形成
された溝８は、それらの溝８の両側に形成された側壁１
０と天板５とで一つ一つが遮断されてインク流路を兼ね
たインク室１１とされ、さらに、これらのインク室１１
のすべてに連通するインク供給口として作用する共通イ
ンク供給路１２が前記天板５の下面に形成されている。
また、前記ノズル板７には、前記インク室１１毎に開口
するインク吐出口１３が形成されている。
【０００３】しかして、一般に、ノズル板７に形成され
るインク吐出口１３の孔径は、約３０μｍであり、ノズ
ル板７としては、板厚５０μｍ程度の金属板が使用され
る。このようなノズル板７の製造は、通常、電鋳法と呼
ばれるメッキ法が用いられる。このメッキ法により製造
されたノズル板７には、多数のインク吐出口１３が形成
されており、ヘッド本体６に接着固定される。この接着
固定時に、ヘッド本体６の溝８とノズル板７のインク吐
出口１３との位置を精密に位置決めする必要がある。
るインク吐出口１３の孔径は、約３０μｍであり、ノズ
ル板７としては、板厚５０μｍ程度の金属板が使用され
る。このようなノズル板７の製造は、通常、電鋳法と呼
ばれるメッキ法が用いられる。このメッキ法により製造
されたノズル板７には、多数のインク吐出口１３が形成
されており、ヘッド本体６に接着固定される。この接着
固定時に、ヘッド本体６の溝８とノズル板７のインク吐
出口１３との位置を精密に位置決めする必要がある。
【０００４】別の手段としては、インク吐出口１３が予
め形成されていないノズル板７をヘッド本体６に接着
し、その後に、ノズル板７にレーザ光で孔明をしてイン
ク吐出口１３を形成することが行なわれている。この場
合、ノズル板７の材料としては、主に高分子材料が使用
され、レーザ光としては精密なアブレーション加工が可
能なエキシマレーザが使用される。そして、図７に示す
ように、インク吐出口１３の形状は、インクの良好な吐
出のために、レーザが照射される入射方向に対して逆テ
ーパであることが必須要件とされている。このような逆
テーパのインク吐出口１３を形成する方法としては、反
射対物レンズによる方法や、金属ステンシルマスクをポ
リイミドプレートに密着し、被加工物をビームに対して
傾かせて孔明する方法（特公平６−２４８７４号公報参
照）がある。
め形成されていないノズル板７をヘッド本体６に接着
し、その後に、ノズル板７にレーザ光で孔明をしてイン
ク吐出口１３を形成することが行なわれている。この場
合、ノズル板７の材料としては、主に高分子材料が使用
され、レーザ光としては精密なアブレーション加工が可
能なエキシマレーザが使用される。そして、図７に示す
ように、インク吐出口１３の形状は、インクの良好な吐
出のために、レーザが照射される入射方向に対して逆テ
ーパであることが必須要件とされている。このような逆
テーパのインク吐出口１３を形成する方法としては、反
射対物レンズによる方法や、金属ステンシルマスクをポ
リイミドプレートに密着し、被加工物をビームに対して
傾かせて孔明する方法（特公平６−２４８７４号公報参
照）がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ヘッド本体にノズル板
を接着固定してからインク吐出口をレーザ光により形成
するようにした方法において、形成したインク吐出口が
接着剤により塞がってしまうと云う問題がある。前述の
反射対物レンズによる方法は、インク吐出口を１つずつ
しか形成することができないため、数百個のインク吐出
口を形成するには、時間がかかると云う問題点を有して
いる。また、後者の被加工物をビームに対して傾かせて
孔明する方法は、一括して多数のインク吐出口を形成す
ることができると云う利点を有する。しかしながら、孔
明に当たっては、ノズル板１５の表面にマスク板１４を
密着させているものであるが、この密着距離精度を確保
することが必須の要件であり、実際には、レーザ照射時
に金属によるマスク板１４が加熱され、変形することに
より、数μｍの間隙がマスク板１４とノズル板１５との
間に生じ、これにより、孔形状が楕円になったり、精度
が悪化すると云う問題点がある。すなわち、マスク板１
４とノズル板１５との間に隙間が生じた場合のインク吐
出口１３の孔径に影響する状態を図８に示す。ここで、
一点鎖線で示したものが、マスク板１４とノズル板１５
とが密着してＡなる所望の孔径のインク吐出口１３が形
成される状態を示しており、実線で示したものが、マス
ク板１４とノズル板１５との間に隙間ｓの浮き上がりが
生じてインク吐出口１３の孔径がＢになってしまった状
態を示しているものである。具体的には、入射角を２０
度とした時のマスク板１４とノズル板１５との間の距離
と孔径の増加分との関係は、図９に示す状態であり、例
えば、マスク板１４とノズル板１５との間の距離が３μ
ｍ変化するだけで２μｍの孔径変化が生じる。
を接着固定してからインク吐出口をレーザ光により形成
するようにした方法において、形成したインク吐出口が
接着剤により塞がってしまうと云う問題がある。前述の
反射対物レンズによる方法は、インク吐出口を１つずつ
しか形成することができないため、数百個のインク吐出
口を形成するには、時間がかかると云う問題点を有して
いる。また、後者の被加工物をビームに対して傾かせて
孔明する方法は、一括して多数のインク吐出口を形成す
ることができると云う利点を有する。しかしながら、孔
明に当たっては、ノズル板１５の表面にマスク板１４を
密着させているものであるが、この密着距離精度を確保
することが必須の要件であり、実際には、レーザ照射時
に金属によるマスク板１４が加熱され、変形することに
より、数μｍの間隙がマスク板１４とノズル板１５との
間に生じ、これにより、孔形状が楕円になったり、精度
が悪化すると云う問題点がある。すなわち、マスク板１
４とノズル板１５との間に隙間が生じた場合のインク吐
出口１３の孔径に影響する状態を図８に示す。ここで、
一点鎖線で示したものが、マスク板１４とノズル板１５
とが密着してＡなる所望の孔径のインク吐出口１３が形
成される状態を示しており、実線で示したものが、マス
ク板１４とノズル板１５との間に隙間ｓの浮き上がりが
生じてインク吐出口１３の孔径がＢになってしまった状
態を示しているものである。具体的には、入射角を２０
度とした時のマスク板１４とノズル板１５との間の距離
と孔径の増加分との関係は、図９に示す状態であり、例
えば、マスク板１４とノズル板１５との間の距離が３μ
ｍ変化するだけで２μｍの孔径変化が生じる。
【０００６】本発明は、複数の逆テーパ穴を精度良く一
括して安価に形成する方法を提供することを目的とす
る。
括して安価に形成する方法を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
高分子材料からなるノズル板をインクが供給される溝が
形成されたヘッド本体の端面開口部に接着するノズル板
接着工程と、前記ノズル板の表面に多数の円形開口を有
しその主たる成分中に鉄分を含まない合金あるいは非鉄
金属板からなるマスク板を接着するマスク接着工程と、
前記マスク板の上方の少なくとも２方向以上の入射角で
レーザ光を照射して前記マスク板に設けられた円形開口
部分の接着剤と前記ノズル板の高分子膜を除去する孔明
工程と、前記マスク板を取り外すマスク板取外工程とよ
りなることを特徴とするものである。従って、マスク板
が酸化することがなくて耐久性に富み、繰り返して利用
することができ、しかも、マスク板を用いて孔明を行う
ため、高精度で多数のインク吐出口を一括して形成する
ことができるものである。
高分子材料からなるノズル板をインクが供給される溝が
形成されたヘッド本体の端面開口部に接着するノズル板
接着工程と、前記ノズル板の表面に多数の円形開口を有
しその主たる成分中に鉄分を含まない合金あるいは非鉄
金属板からなるマスク板を接着するマスク接着工程と、
前記マスク板の上方の少なくとも２方向以上の入射角で
レーザ光を照射して前記マスク板に設けられた円形開口
部分の接着剤と前記ノズル板の高分子膜を除去する孔明
工程と、前記マスク板を取り外すマスク板取外工程とよ
りなることを特徴とするものである。従って、マスク板
が酸化することがなくて耐久性に富み、繰り返して利用
することができ、しかも、マスク板を用いて孔明を行う
ため、高精度で多数のインク吐出口を一括して形成する
ことができるものである。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載のマ
スク板の引張強さが４００Ｎ／ｍｍ2 より大きいことを
特徴とするものである。従って、マスク板を繰り返して
利用することができる。
スク板の引張強さが４００Ｎ／ｍｍ2 より大きいことを
特徴とするものである。従って、マスク板を繰り返して
利用することができる。
【０００９】請求項３記載の発明は、高分子材料からな
るノズル板をインクが供給される溝が形成されたヘッド
本体の端面開口部に接着するノズル板接着工程と、前記
ノズル板の表面に多数の円形開口を有し非金属材料の表
面に金属からなる反射膜を形成したマスク板を接着する
マスク接着工程と、前記マスク板の上方の少なくとも２
方向以上の入射角でレーザ光を照射して前記マスク板に
設けられた円形開口部分の接着剤と前記ノズル板の高分
子膜を除去する孔明工程と、前記マスク板を取り外すマ
スク板取外工程とよりなることを特徴とするものであ
る。従って、マスク板を安価に形成することができて使
い捨てをすることも可能であり、レーザ光を照射した時
にマスク板の開口部分以外の光は反射膜で反射されるた
め、マスク板が高温になって変形することがなく、高精
度のインク吐出口を形成することができる。
るノズル板をインクが供給される溝が形成されたヘッド
本体の端面開口部に接着するノズル板接着工程と、前記
ノズル板の表面に多数の円形開口を有し非金属材料の表
面に金属からなる反射膜を形成したマスク板を接着する
マスク接着工程と、前記マスク板の上方の少なくとも２
方向以上の入射角でレーザ光を照射して前記マスク板に
設けられた円形開口部分の接着剤と前記ノズル板の高分
子膜を除去する孔明工程と、前記マスク板を取り外すマ
スク板取外工程とよりなることを特徴とするものであ
る。従って、マスク板を安価に形成することができて使
い捨てをすることも可能であり、レーザ光を照射した時
にマスク板の開口部分以外の光は反射膜で反射されるた
め、マスク板が高温になって変形することがなく、高精
度のインク吐出口を形成することができる。
【００１０】請求項４記載の発明は、請求項３記載のマ
スク板が射出成形された樹脂からなることを特徴とする
ものである。従って、きわめて安価なマスク板を得るこ
とができる。
スク板が射出成形された樹脂からなることを特徴とする
ものである。従って、きわめて安価なマスク板を得るこ
とができる。
【００１１】請求項５記載の発明は、請求項４の樹脂材
料が熱硬化性であることを特徴とするものである。従っ
て、安価で寸法安定性の高いマスク板を形成することが
できる。
料が熱硬化性であることを特徴とするものである。従っ
て、安価で寸法安定性の高いマスク板を形成することが
できる。
【００１２】請求項６記載の発明は、請求項３のマスク
板が射出成形されたセラミックスからなることを特徴と
するものである。従って、安価で寸法安定性が高く、耐
熱性の高いマスク板を形成することができる。
板が射出成形されたセラミックスからなることを特徴と
するものである。従って、安価で寸法安定性が高く、耐
熱性の高いマスク板を形成することができる。
【００１３】請求項７記載の発明は、マスク板が切削加
工されたセラミックスからなることを特徴とするもので
ある。従って、安価で寸法安定性が高く、耐熱性の高い
マスク板を形成することができる。
工されたセラミックスからなることを特徴とするもので
ある。従って、安価で寸法安定性が高く、耐熱性の高い
マスク板を形成することができる。
【００１４】請求項８記載の発明は、請求項３の金属よ
りなる反射膜が無電解メッキにより成膜されたことを特
徴とするものである。従って、簡単に反射膜を形成する
ことができる。
りなる反射膜が無電解メッキにより成膜されたことを特
徴とするものである。従って、簡単に反射膜を形成する
ことができる。
【００１５】請求項９記載の発明は、請求項１又は３の
マスク板のノズル板との接着面に予め撥液膜が形成され
ていることを特徴とするものである。従って、加工後の
マスク板の剥離を容易に行うことができる。
マスク板のノズル板との接着面に予め撥液膜が形成され
ていることを特徴とするものである。従って、加工後の
マスク板の剥離を容易に行うことができる。
【００１６】請求項１０記載の発明は、高分子材料から
なるノズル板をインクが供給される溝が形成されたヘッ
ド本体の端面開口部に接着するノズル板接着工程と、前
記ノズル板の表面に多数の円形開口を有し鉄又は鉄合金
の表面に金属からなる反射膜を形成したマスク板を接着
するマスク接着工程と、前記マスク板の上方の少なくと
も２方向以上の入射角でレーザ光を照射して前記マスク
板に設けられた円形開口部分の接着剤と前記ノズル板の
高分子膜を除去する孔明工程と、前記マスク板を取り外
すマスク板取外工程とよりなることを特徴とするもので
ある。従って、安価で機械的強度の高いマスク板を得る
ことができる。
なるノズル板をインクが供給される溝が形成されたヘッ
ド本体の端面開口部に接着するノズル板接着工程と、前
記ノズル板の表面に多数の円形開口を有し鉄又は鉄合金
の表面に金属からなる反射膜を形成したマスク板を接着
するマスク接着工程と、前記マスク板の上方の少なくと
も２方向以上の入射角でレーザ光を照射して前記マスク
板に設けられた円形開口部分の接着剤と前記ノズル板の
高分子膜を除去する孔明工程と、前記マスク板を取り外
すマスク板取外工程とよりなることを特徴とするもので
ある。従って、安価で機械的強度の高いマスク板を得る
ことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
乃至図５に基づいて説明する。図６乃至図９で説明した
部分と同一部分は同一符号を用い説明も省略する。ま
ず、溝８が形成されたヘッド本体６の端面開口部に、高
分子材料、すなわち、ポリイミドやポリサルフォンより
なる所定厚さのノズル板１６を接着剤１７により接着す
る。この接着は、図２に示すように、ＰＥＴフィルム１
８の一面に２液性エポキシ樹脂等よりなる前記接着剤１
７を６〜７μｍの厚さにスクリーン印刷等により塗布
し、ヘッド本体６の端面開口部に接着剤１７側を接触さ
せてローラ等の加圧具１９で押圧して転写する。ヘッド
本体６に転写された接着剤１７の厚さは、３〜３.５μ
ｍとなる。このように転写された接着剤１７の上にノズ
ル板１６を接合させ、接着剤１７が十分に硬化するまで
均一な圧力をかける治具にセットして接着固定するもの
である。ついで、図３に示すように、ノズル板１６の表
面をアセトン等で洗浄してその表面を乾かしてからシア
ノアクリレート系接着剤（瞬間接着剤）等のマスク接着
剤２０を滴下して多数の円形開口２１が形成されたマス
ク板２２が接着される。この場合にも、マスク接着剤２
０が十分に硬化するまで均一な圧力をかける治具にセッ
トしておく。
乃至図５に基づいて説明する。図６乃至図９で説明した
部分と同一部分は同一符号を用い説明も省略する。ま
ず、溝８が形成されたヘッド本体６の端面開口部に、高
分子材料、すなわち、ポリイミドやポリサルフォンより
なる所定厚さのノズル板１６を接着剤１７により接着す
る。この接着は、図２に示すように、ＰＥＴフィルム１
８の一面に２液性エポキシ樹脂等よりなる前記接着剤１
７を６〜７μｍの厚さにスクリーン印刷等により塗布
し、ヘッド本体６の端面開口部に接着剤１７側を接触さ
せてローラ等の加圧具１９で押圧して転写する。ヘッド
本体６に転写された接着剤１７の厚さは、３〜３.５μ
ｍとなる。このように転写された接着剤１７の上にノズ
ル板１６を接合させ、接着剤１７が十分に硬化するまで
均一な圧力をかける治具にセットして接着固定するもの
である。ついで、図３に示すように、ノズル板１６の表
面をアセトン等で洗浄してその表面を乾かしてからシア
ノアクリレート系接着剤（瞬間接着剤）等のマスク接着
剤２０を滴下して多数の円形開口２１が形成されたマス
ク板２２が接着される。この場合にも、マスク接着剤２
０が十分に硬化するまで均一な圧力をかける治具にセッ
トしておく。
【００１８】しかして、マスク板２２を鉄又は鉄合金で
形成した場合には、レーザ照射時にマクス板２２自体が
加工され、高分子材料フィルムよりなるノズル板１６の
加工形状にムラが生じた。すなわち、加工前のマスク形
状とは異なる形状でノズル板１６が加工された。そのた
め、マスク板２２の材料としては、アルミニュウム、
銅、ニッケル等の非鉄金属材料が用いられる。具体的に
は、ばね用燐青銅（Ｃ５２１０Ｐ）、ばね用洋白（Ｃ７
７０１Ｐ）、ニッケル銅合金（ＮＣｕＰ）、ジュラルミ
ン（Ａ２０２４Ｐ）等である。ばね用燐青銅は、その鉄
含有量が０.１％以下であり、縦弾性係数が４７０〜６
１０Ｎ／ｍｍ2 である。ばね用洋白は、その鉄含有量が
０.２５％ 以下であり、縦弾性係数が７０５〜８０５Ｎ
／ｍｍ2 である。ニッケル銅合金は、その鉄含有量が
２.５％ 以下であり、縦弾性係数が４８５Ｎ／ｍｍ2 以
上である。ジュラルミンは、その鉄含有量が０.５％ 以
下であり、縦弾性係数が４４０Ｎ／ｍｍ2 以上である。
形成した場合には、レーザ照射時にマクス板２２自体が
加工され、高分子材料フィルムよりなるノズル板１６の
加工形状にムラが生じた。すなわち、加工前のマスク形
状とは異なる形状でノズル板１６が加工された。そのた
め、マスク板２２の材料としては、アルミニュウム、
銅、ニッケル等の非鉄金属材料が用いられる。具体的に
は、ばね用燐青銅（Ｃ５２１０Ｐ）、ばね用洋白（Ｃ７
７０１Ｐ）、ニッケル銅合金（ＮＣｕＰ）、ジュラルミ
ン（Ａ２０２４Ｐ）等である。ばね用燐青銅は、その鉄
含有量が０.１％以下であり、縦弾性係数が４７０〜６
１０Ｎ／ｍｍ2 である。ばね用洋白は、その鉄含有量が
０.２５％ 以下であり、縦弾性係数が７０５〜８０５Ｎ
／ｍｍ2 である。ニッケル銅合金は、その鉄含有量が
２.５％ 以下であり、縦弾性係数が４８５Ｎ／ｍｍ2 以
上である。ジュラルミンは、その鉄含有量が０.５％ 以
下であり、縦弾性係数が４４０Ｎ／ｍｍ2 以上である。
【００１９】このようにマスク板２２が接着されるとと
もにノズル板１６が接着固定されたヘッド本体６を図４
に示すレーザ装置２３により図５に示すように３ステッ
プで逆テーパを持ったインク吐出口２４が形成される。
前記レーザ装置２３は、Ｘテーブル２５上に直線移動で
きるように取り付けられた可動台２６が設けられ、この
可動台２６に円弧運動するゴニオステージ２７が設けら
れ、このゴニオステージ２７に前記インク吐出口２４の
位置が回転中心となるように前記ヘッド本体６が取り付
けられている。ついで、レーザ発振器２８が設けられ、
このレーザ発振器２８から発生したレーザ光２９は、反
射鏡３０、入射レンズ３１、カライドスコープ３２、結
像レンズ３３を経て前記ノズル板１６に照射されてい
る。ついで、このレーザ装置２３によるインク吐出口２
４の形成は、図５に示すように、１回目として右上から
左下に向けてレーザ光２９を照射して斜めの孔を形成
し、２回目として左上から右下に向けてレーザ光２９を
照射して１回目の孔と合成し、３回目として垂直方向に
レーザ光を照射して中心部分を加工する。このようにし
て形成されたインク吐出口２４は、上面が円形であり、
下面が一方向に長い長孔となっているものである。
もにノズル板１６が接着固定されたヘッド本体６を図４
に示すレーザ装置２３により図５に示すように３ステッ
プで逆テーパを持ったインク吐出口２４が形成される。
前記レーザ装置２３は、Ｘテーブル２５上に直線移動で
きるように取り付けられた可動台２６が設けられ、この
可動台２６に円弧運動するゴニオステージ２７が設けら
れ、このゴニオステージ２７に前記インク吐出口２４の
位置が回転中心となるように前記ヘッド本体６が取り付
けられている。ついで、レーザ発振器２８が設けられ、
このレーザ発振器２８から発生したレーザ光２９は、反
射鏡３０、入射レンズ３１、カライドスコープ３２、結
像レンズ３３を経て前記ノズル板１６に照射されてい
る。ついで、このレーザ装置２３によるインク吐出口２
４の形成は、図５に示すように、１回目として右上から
左下に向けてレーザ光２９を照射して斜めの孔を形成
し、２回目として左上から右下に向けてレーザ光２９を
照射して１回目の孔と合成し、３回目として垂直方向に
レーザ光を照射して中心部分を加工する。このようにし
て形成されたインク吐出口２４は、上面が円形であり、
下面が一方向に長い長孔となっているものである。
【００２０】このようにしてレーザ光２９の照射によ
り、高分子材料よりなるノズル板１６と接着剤１７、マ
スク接着剤２０がアブレレーション（除去）される。レ
ーザ光２９の照射範囲は、マスク板２２の円形開口２１
より大きい範囲にわたるものであるが、ノズル板１６に
対しては、マスク板２２の円形開口２１により照射範囲
が規制される。具体的には、ゴニオステージ２７でヘッ
ド本体６を傾けた状態でＸテーブル２５をＸ方向に移動
させてレーザ光２９の照射を一回行ない、ついで、２回
目としてゴニオステージ２７を逆方向に回動させてから
Ｘテーブル２５を移動させ、さらに、３回目としてゴニ
オステージ２７を水平にしてＸテーブル２５を移動させ
ることにより、逆テーパ状のインク吐出口２４が形成さ
れる。実際には、ノズル板１６上に存在する接着剤１
７、マスク接着剤２０の存在により、通常は、さらに数
回のレーザ光２９の走査が必要である。
り、高分子材料よりなるノズル板１６と接着剤１７、マ
スク接着剤２０がアブレレーション（除去）される。レ
ーザ光２９の照射範囲は、マスク板２２の円形開口２１
より大きい範囲にわたるものであるが、ノズル板１６に
対しては、マスク板２２の円形開口２１により照射範囲
が規制される。具体的には、ゴニオステージ２７でヘッ
ド本体６を傾けた状態でＸテーブル２５をＸ方向に移動
させてレーザ光２９の照射を一回行ない、ついで、２回
目としてゴニオステージ２７を逆方向に回動させてから
Ｘテーブル２５を移動させ、さらに、３回目としてゴニ
オステージ２７を水平にしてＸテーブル２５を移動させ
ることにより、逆テーパ状のインク吐出口２４が形成さ
れる。実際には、ノズル板１６上に存在する接着剤１
７、マスク接着剤２０の存在により、通常は、さらに数
回のレーザ光２９の走査が必要である。
【００２１】このようにノズル板１６にインク吐出口２
４を形成した後にマスク板２２を剥離するマスク板取外
工程が実行される。この剥離時にマスク板２２には力が
加えられるが、マスク板２２の材料は、前述のように縦
弾性係数が高いものであり、引張強さが大きいので、多
少の反りが発生したとしても再利用することが可能であ
る。前述の例示した材料、すなわち、ばね用燐青銅（Ｃ
５２１０Ｐ）、ばね用洋白（Ｃ７７０１Ｐ）、ニッケル
銅合金（ＮＣｕＰ）、ジュラルミン（Ａ２０２４Ｐ）等
は、いずれも縦弾性係数、すなわち、引張強さが４００
Ｎ／ｍｍ2 より大きいものである。
４を形成した後にマスク板２２を剥離するマスク板取外
工程が実行される。この剥離時にマスク板２２には力が
加えられるが、マスク板２２の材料は、前述のように縦
弾性係数が高いものであり、引張強さが大きいので、多
少の反りが発生したとしても再利用することが可能であ
る。前述の例示した材料、すなわち、ばね用燐青銅（Ｃ
５２１０Ｐ）、ばね用洋白（Ｃ７７０１Ｐ）、ニッケル
銅合金（ＮＣｕＰ）、ジュラルミン（Ａ２０２４Ｐ）等
は、いずれも縦弾性係数、すなわち、引張強さが４００
Ｎ／ｍｍ2 より大きいものである。
【００２２】次に、本発明の第二の実施の形態を説明す
る。本実施の形態におけるマスク板２２は、非金属材料
の表面に金属からなる反射膜を形成したものである。例
えば、母型となる穴明板を樹脂の射出成形で形成し、そ
の表面にレーザ光の反射率の高い金属膜を無電解メッキ
により成膜したものである。母型となる穴明板を構成す
る樹脂としては、レーザ光がかかることによる発熱に耐
える耐熱性樹脂であることが望ましく、特に、熱硬化性
樹脂が好適である。そして、反射膜は無電解メッキによ
り安価に形成されており、銅・ニッケル等が利用され
る。この反射膜が使用によって損傷した場合には、金属
膜としての反射膜のみを再生して母型となる穴明板を繰
り返して使用することができる。勿論、母型となる穴明
板を樹脂の射出成形により形成した場合には、その母型
は安価であり、しかも、無電解メッキにより形成される
反射膜も安価であるため、使い捨てにしても加工コスト
は低いものである。
る。本実施の形態におけるマスク板２２は、非金属材料
の表面に金属からなる反射膜を形成したものである。例
えば、母型となる穴明板を樹脂の射出成形で形成し、そ
の表面にレーザ光の反射率の高い金属膜を無電解メッキ
により成膜したものである。母型となる穴明板を構成す
る樹脂としては、レーザ光がかかることによる発熱に耐
える耐熱性樹脂であることが望ましく、特に、熱硬化性
樹脂が好適である。そして、反射膜は無電解メッキによ
り安価に形成されており、銅・ニッケル等が利用され
る。この反射膜が使用によって損傷した場合には、金属
膜としての反射膜のみを再生して母型となる穴明板を繰
り返して使用することができる。勿論、母型となる穴明
板を樹脂の射出成形により形成した場合には、その母型
は安価であり、しかも、無電解メッキにより形成される
反射膜も安価であるため、使い捨てにしても加工コスト
は低いものである。
【００２３】さらに、本発明の第三の実施の形態を説明
する。本実施の形態は、マスク板２２の母型となる穴明
板を射出形成や切削加工で形成したセラミックスにした
ものである。そのため、マスク形状が微細であってもそ
の強度が高く、母型自体の材料が高価なものであっても
繰返して使用する回数が増えることにより１回の加工コ
ストは安価になるものである。
する。本実施の形態は、マスク板２２の母型となる穴明
板を射出形成や切削加工で形成したセラミックスにした
ものである。そのため、マスク形状が微細であってもそ
の強度が高く、母型自体の材料が高価なものであっても
繰返して使用する回数が増えることにより１回の加工コ
ストは安価になるものである。
【００２４】ついで、本発明の第四の実施の形態を説明
する。本実施の形態は、マスク板２２の母型となる穴明
板の材料を安価な鉄又は鉄合金により形成したものであ
る。そして、その表面にレーザ光の反射率の高い金属膜
を無電解メッキにより成膜する。これにより、酸化の問
題やレーザ光によって加工されるためにマスクとしての
機能を果たさない鉄又は鉄合金であっても、その表面に
反射膜を形成することにより、安価な材料でマスク板２
２を形成することが可能になり、使い捨てを行うことも
できるものである。
する。本実施の形態は、マスク板２２の母型となる穴明
板の材料を安価な鉄又は鉄合金により形成したものであ
る。そして、その表面にレーザ光の反射率の高い金属膜
を無電解メッキにより成膜する。これにより、酸化の問
題やレーザ光によって加工されるためにマスクとしての
機能を果たさない鉄又は鉄合金であっても、その表面に
反射膜を形成することにより、安価な材料でマスク板２
２を形成することが可能になり、使い捨てを行うことも
できるものである。
【００２５】本発明の第五の実施の形態を説明する。本
実施の形態のマスク板２２は、前述の第一乃至第四のい
ずれの実施の形態で製造されたマスク板２２であって
も、ノズル板１６との接着面に予め撥液膜を形成したも
のである。この場合の撥液膜としては、弗素樹脂系のコ
ーティング材を使用することや弗素樹脂のスパッタリン
グ、或いは、弗素樹脂の共析メッキ等により形成され
る。この場合、コーティング材がマスク板２２の円形開
口２１に入り込んでしまっても、レーザ加工時にこれを
除去することができるので問題はない。そして、レーザ
加工後にマスク板２２を剥離するが、撥液膜が存在する
ことにより、負荷が少なく容易に剥離することができ、
マスク板２２が変形することがないので、残った接着剤
を溶剤で除去して再利用することができる。
実施の形態のマスク板２２は、前述の第一乃至第四のい
ずれの実施の形態で製造されたマスク板２２であって
も、ノズル板１６との接着面に予め撥液膜を形成したも
のである。この場合の撥液膜としては、弗素樹脂系のコ
ーティング材を使用することや弗素樹脂のスパッタリン
グ、或いは、弗素樹脂の共析メッキ等により形成され
る。この場合、コーティング材がマスク板２２の円形開
口２１に入り込んでしまっても、レーザ加工時にこれを
除去することができるので問題はない。そして、レーザ
加工後にマスク板２２を剥離するが、撥液膜が存在する
ことにより、負荷が少なく容易に剥離することができ、
マスク板２２が変形することがないので、残った接着剤
を溶剤で除去して再利用することができる。
【００２６】
【発明の効果】請求項１記載の発明は、高分子材料から
なるノズル板をインクが供給される溝が形成されたヘッ
ド本体の端面開口部に接着するノズル板接着工程と、前
記ノズル板の表面に多数の円形開口を有しその主たる成
分中に鉄分を含まない合金あるいは非鉄金属板からなる
マスク板を接着するマスク接着工程と、前記マスク板の
上方の少なくとも２方向以上の入射角でレーザ光を照射
して前記マスク板に設けられた円形開口部分の接着剤と
前記ノズル板の高分子膜を除去する孔明工程と、前記マ
スク板を取り外すマスク板取外工程とよりなるので、マ
スク板が酸化することがなくて耐久性に富み、繰り返し
て利用することができ、しかも、マスク板を用いて孔明
を行うため、高精度で多数のインク吐出口を一括して形
成することができると云う効果を有する。
なるノズル板をインクが供給される溝が形成されたヘッ
ド本体の端面開口部に接着するノズル板接着工程と、前
記ノズル板の表面に多数の円形開口を有しその主たる成
分中に鉄分を含まない合金あるいは非鉄金属板からなる
マスク板を接着するマスク接着工程と、前記マスク板の
上方の少なくとも２方向以上の入射角でレーザ光を照射
して前記マスク板に設けられた円形開口部分の接着剤と
前記ノズル板の高分子膜を除去する孔明工程と、前記マ
スク板を取り外すマスク板取外工程とよりなるので、マ
スク板が酸化することがなくて耐久性に富み、繰り返し
て利用することができ、しかも、マスク板を用いて孔明
を行うため、高精度で多数のインク吐出口を一括して形
成することができると云う効果を有する。
【００２７】請求項２記載の発明は、マスク板の引張強
さを４００Ｎ／ｍｍ2 より大きくしたので、マスク板を
繰返して利用することができると云う効果を有する。
さを４００Ｎ／ｍｍ2 より大きくしたので、マスク板を
繰返して利用することができると云う効果を有する。
【００２８】請求項３記載の発明は、高分子材料からな
るノズル板をインクが供給される溝が形成されたヘッド
本体の端面開口部に接着するノズル板接着工程と、前記
ノズル板の表面に多数の円形開口を有し非金属材料の表
面に金属からなる反射膜を形成したマスク板を接着する
マスク接着工程と、前記マスク板の上方の少なくとも２
方向以上の入射角でレーザ光を照射して前記マスク板に
設けられた円形開口部分の接着剤と前記ノズル板の高分
子膜を除去する孔明工程と、前記マスク板を取り外すマ
スク板取外工程とよりなるので、マスク板を安価に形成
することができて使い捨てをすることも可能であり、レ
ーザ光を照射した時にマスク板の開口部分以外の光は反
射膜で反射されるため、マスク板が高温になって変形す
ることがなく、高精度のインク吐出口を形成することが
できると云う効果を有する。
るノズル板をインクが供給される溝が形成されたヘッド
本体の端面開口部に接着するノズル板接着工程と、前記
ノズル板の表面に多数の円形開口を有し非金属材料の表
面に金属からなる反射膜を形成したマスク板を接着する
マスク接着工程と、前記マスク板の上方の少なくとも２
方向以上の入射角でレーザ光を照射して前記マスク板に
設けられた円形開口部分の接着剤と前記ノズル板の高分
子膜を除去する孔明工程と、前記マスク板を取り外すマ
スク板取外工程とよりなるので、マスク板を安価に形成
することができて使い捨てをすることも可能であり、レ
ーザ光を照射した時にマスク板の開口部分以外の光は反
射膜で反射されるため、マスク板が高温になって変形す
ることがなく、高精度のインク吐出口を形成することが
できると云う効果を有する。
【００２９】請求項４記載の発明は、マスク板が射出成
形された樹脂からなるので、きわめて安価なマスク板を
得ることができると云う効果を有する。
形された樹脂からなるので、きわめて安価なマスク板を
得ることができると云う効果を有する。
【００３０】請求項５記載の発明は、マスク板を形成す
る樹脂材料が熱硬化性であるので、安価で寸法安定性の
高いマスク板を形成することができると云う効果を有す
る。
る樹脂材料が熱硬化性であるので、安価で寸法安定性の
高いマスク板を形成することができると云う効果を有す
る。
【００３１】請求項６記載の発明は、マスク板が射出成
形されたセラミックスからなるので、安価で寸法安定性
が高く、耐熱性の高いマスク板を形成することができる
と云う効果を有する。
形されたセラミックスからなるので、安価で寸法安定性
が高く、耐熱性の高いマスク板を形成することができる
と云う効果を有する。
【００３２】請求項７記載の発明は、マスク板が切削加
工されたセラミックスからなるので、安価で寸法安定性
が高く、耐熱性の高いマスク板を形成することができる
と云う効果を有する。
工されたセラミックスからなるので、安価で寸法安定性
が高く、耐熱性の高いマスク板を形成することができる
と云う効果を有する。
【００３３】請求項８記載の発明は、マスク板の表面に
形成される金属よりなる反射膜が無電解メッキにより成
膜されるので、簡単に反射膜を形成することができると
云う効果を有する。
形成される金属よりなる反射膜が無電解メッキにより成
膜されるので、簡単に反射膜を形成することができると
云う効果を有する。
【００３４】請求項９記載の発明は、マスク板のノズル
板との接着面に予め撥液膜を形成したので、加工後のマ
スク板の剥離を容易に行うことができて変形が少ない状
態にすることができるため、再利用できる回数を増やす
ことができると云う効果を有する。
板との接着面に予め撥液膜を形成したので、加工後のマ
スク板の剥離を容易に行うことができて変形が少ない状
態にすることができるため、再利用できる回数を増やす
ことができると云う効果を有する。
【００３５】請求項１０記載の発明は、高分子材料から
なるノズル板をインクが供給される溝が形成されたヘッ
ド本体の端面開口部に接着するノズル板接着工程と、前
記ノズル板の表面に多数の円形開口を有し鉄又は鉄合金
の表面に金属からなる反射膜を形成したマスク板を接着
するマスク接着工程と、前記マスク板の上方の少なくと
も２方向以上の入射角でレーザ光を照射して前記マスク
板に設けられた円形開口部分の接着剤と前記ノズル板の
高分子膜を除去する孔明工程と、前記マスク板を取り外
すマスク板取外工程とよりなるので、安価で機械的強度
の高いマスク板を得ることができると云う効果を有す
る。
なるノズル板をインクが供給される溝が形成されたヘッ
ド本体の端面開口部に接着するノズル板接着工程と、前
記ノズル板の表面に多数の円形開口を有し鉄又は鉄合金
の表面に金属からなる反射膜を形成したマスク板を接着
するマスク接着工程と、前記マスク板の上方の少なくと
も２方向以上の入射角でレーザ光を照射して前記マスク
板に設けられた円形開口部分の接着剤と前記ノズル板の
高分子膜を除去する孔明工程と、前記マスク板を取り外
すマスク板取外工程とよりなるので、安価で機械的強度
の高いマスク板を得ることができると云う効果を有す
る。
【図１】本発明の第一の実施の形態を示すもので、イン
ク吐出口を形成するための全ての工程を示す工程図であ
る。
ク吐出口を形成するための全ての工程を示す工程図であ
る。
【図２】ヘッド本体にノズル板を接着する工程を示す工
程図である。
程図である。
【図３】ノズル板が接着されたヘッド本体にマスク板を
接着する工程を示す工程図である。
接着する工程を示す工程図である。
【図４】レーザ装置の全体を示す斜視図である。
【図５】インク吐出口の加工ステップを示す縦断側面図
である。
である。
【図６】インクジェットヘッドの一例を示す一部を切り
欠いた斜視図である。
欠いた斜視図である。
【図７】インク吐出口の断面形状を示す部分断面図であ
る。
る。
【図８】ノズル板からマスク板が浮き上がった時の弊害
を示すための部分断面図である。
を示すための部分断面図である。
【図９】ノズル板からマスク板が浮き上がった時の浮き
上がり量と孔径との相対関係を示すグラフである。
上がり量と孔径との相対関係を示すグラフである。
６ ヘッド本体 ８ 溝 １６ ノズル板 １７ 接着剤 ２０ 接着剤 ２１ 円形開口 ２２ マスク板
Claims (10)
- 【請求項１】 高分子材料からなるノズル板をインクが
供給される溝が形成されたヘッド本体の端面開口部に接
着するノズル板接着工程と、前記ノズル板の表面に多数
の円形開口を有しその主たる成分中に鉄分を含まない合
金あるいは非鉄金属板からなるマスク板を接着するマス
ク接着工程と、前記マスク板の上方の少なくとも２方向
以上の入射角でレーザ光を照射して前記マスク板に設け
られた円形開口部分の接着剤と前記ノズル板の高分子膜
を除去する孔明工程と、前記マスク板を取り外すマスク
板取外工程とよりなることを特徴とするインクジェット
ヘッドのインク吐出口形成方法。 - 【請求項２】 マスク板の引張強さが４００Ｎ／ｍｍ2
より大きいことを特徴とする請求項１記載のインクジェ
ットヘッドのインク吐出口形成方法。 - 【請求項３】 高分子材料からなるノズル板をインクが
供給される溝が形成されたヘッド本体の端面開口部に接
着するノズル板接着工程と、前記ノズル板の表面に多数
の円形開口を有し非金属材料の表面に金属からなる反射
膜を形成したマスク板を接着するマスク接着工程と、前
記マスク板の上方の少なくとも２方向以上の入射角でレ
ーザ光を照射して前記マスク板に設けられた円形開口部
分の接着剤と前記ノズル板の高分子膜を除去する孔明工
程と、前記マスク板を取り外すマスク板取外工程とより
なることを特徴とするインクジェットヘッドのインク吐
出口形成方法。 - 【請求項４】 マスク板が射出成形された樹脂からなる
ことを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッド
のインク吐出口形成方法。 - 【請求項５】 樹脂材料が熱硬化性であることを特徴と
する請求項４記載のインクジェットヘッドのインク吐出
口形成方法。 - 【請求項６】 マスク板が射出成形されたセラミックス
からなることを特徴とする請求項３記載のインクジェッ
トヘッドのインク吐出口形成方法。 - 【請求項７】 マスク板が切削加工されたセラミックス
からなることを特徴とする請求項３記載のインクジェッ
トヘッドのインク吐出口形成方法。 - 【請求項８】 金属よりなる反射膜が無電解メッキによ
り成膜されたことを特徴とする請求項３記載のインクジ
ェットヘッドのインク吐出口形成方法。 - 【請求項９】 マスク板のノズル板との接着面に予め撥
液膜が形成されていることを特徴とする請求項１又は３
記載のインクジェットヘッドのインク吐出口形成方法。 - 【請求項１０】 高分子材料からなるノズル板をインク
が供給される溝が形成されたヘッド本体の端面開口部に
接着するノズル板接着工程と、前記ノズル板の表面に多
数の円形開口を有し鉄又は鉄合金の表面に金属からなる
反射膜を形成したマスク板を接着するマスク接着工程
と、前記マスク板の上方の少なくとも２方向以上の入射
角でレーザ光を照射して前記マスク板に設けられた円形
開口部分の接着剤と前記ノズル板の高分子膜を除去する
孔明工程と、前記マスク板を取り外すマスク板取外工程
とよりなることを特徴とするインクジェットヘッドのイ
ンク吐出口形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9993097A JPH10286965A (ja) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | インクジェットヘッドのインク吐出口形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9993097A JPH10286965A (ja) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | インクジェットヘッドのインク吐出口形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10286965A true JPH10286965A (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=14260468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9993097A Pending JPH10286965A (ja) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | インクジェットヘッドのインク吐出口形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10286965A (ja) |
-
1997
- 1997-04-17 JP JP9993097A patent/JPH10286965A/ja active Pending
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