JPH10296986A - インクジェット記録ヘッドの製造方法およびインクジェット記録ヘッド - Google Patents
インクジェット記録ヘッドの製造方法およびインクジェット記録ヘッドInfo
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- JPH10296986A JPH10296986A JP11295997A JP11295997A JPH10296986A JP H10296986 A JPH10296986 A JP H10296986A JP 11295997 A JP11295997 A JP 11295997A JP 11295997 A JP11295997 A JP 11295997A JP H10296986 A JPH10296986 A JP H10296986A
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- recording head
- ink
- orifice
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- ink jet
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 記録ヘッドのオリフィス等をレーザ加工によ
って形成する際に生じる付着生成物を良好に除去する。 【解決手段】 レーザにより加工されるオリフィス等よ
り小さなサイズの微粒子をノズル7から加工物である天
板5およびオリフィスプレート6に噴射して付着生成物
の除去を行う。この際、用いる微粒子の材質を水酸化ア
ルミニウムとし、また、噴射量を比較的小さなものとす
ることにより、天板等に付着した生成物を除去できると
ともに、天板等の表面や形状を損なわないようにするこ
とができる。
って形成する際に生じる付着生成物を良好に除去する。 【解決手段】 レーザにより加工されるオリフィス等よ
り小さなサイズの微粒子をノズル7から加工物である天
板5およびオリフィスプレート6に噴射して付着生成物
の除去を行う。この際、用いる微粒子の材質を水酸化ア
ルミニウムとし、また、噴射量を比較的小さなものとす
ることにより、天板等に付着した生成物を除去できると
ともに、天板等の表面や形状を損なわないようにするこ
とができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般にインクと呼ば
れる記録液を微細な吐出口から吐出するインクジェット
記録ヘッドの製造方法及びその製造方法によって製造さ
れたインクジェット記録ヘッドに関し、詳しくは記録ヘ
ッドを形成する樹脂にレーザ光を照射して加工をおこな
うアブレーションや、成膜、その他の加工などの際に被
加工部材の表面に付着した汚染物質(副生成物)を除去
する方法に関するものである。
れる記録液を微細な吐出口から吐出するインクジェット
記録ヘッドの製造方法及びその製造方法によって製造さ
れたインクジェット記録ヘッドに関し、詳しくは記録ヘ
ッドを形成する樹脂にレーザ光を照射して加工をおこな
うアブレーションや、成膜、その他の加工などの際に被
加工部材の表面に付着した汚染物質(副生成物)を除去
する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、インクジェット記録装置にお
けるインク吐出方式として、電気機械変換体を用いたも
の、また電界中にインク滴を飛翔させるとともにこの電
界を変化させることにより選択的に液滴を偏向して吐出
させるもの等、種々の吐出方式が知られている。
けるインク吐出方式として、電気機械変換体を用いたも
の、また電界中にインク滴を飛翔させるとともにこの電
界を変化させることにより選択的に液滴を偏向して吐出
させるもの等、種々の吐出方式が知られている。
【0003】これらの中でも、熱エネルギーを利用して
記録液を吐出する方式のインクジェット記録ヘッドは、
記録用の液滴を吐出して飛翔用液滴を形成するための液
体吐出部(吐出口)を高密度に配列することができ、高
解像力の記録をすることが可能であるほか、全体的にコ
ンパクト化も容易であるなど種々の利点を有しており、
広く実用化されている。
記録液を吐出する方式のインクジェット記録ヘッドは、
記録用の液滴を吐出して飛翔用液滴を形成するための液
体吐出部(吐出口)を高密度に配列することができ、高
解像力の記録をすることが可能であるほか、全体的にコ
ンパクト化も容易であるなど種々の利点を有しており、
広く実用化されている。
【0004】図1はこの方式のインクジェット記録ヘッ
ドの構成を示す斜視図である。また、図2は、この記録
ヘッドの流路を形成する前の、液室20とオリフィス面
(以下オリフィスプレート)6を一体成形した天板を示
す模式的斜視図である。
ドの構成を示す斜視図である。また、図2は、この記録
ヘッドの流路を形成する前の、液室20とオリフィス面
(以下オリフィスプレート)6を一体成形した天板を示
す模式的斜視図である。
【0005】記録ヘッド製造において図2に示す天板の
部分19にエキシマレーザ光を照射して流路(不図示)
を形成した後、オリフィスプレート部6に流路と連通す
るようにエキシマレーザ光を照射して穴明け加工をする
ことで、吐出口(以下オリフィス)を形成する。このよ
うにオリフィス等の加工は、エキシマレーザ光による加
工が一般的である。
部分19にエキシマレーザ光を照射して流路(不図示)
を形成した後、オリフィスプレート部6に流路と連通す
るようにエキシマレーザ光を照射して穴明け加工をする
ことで、吐出口(以下オリフィス)を形成する。このよ
うにオリフィス等の加工は、エキシマレーザ光による加
工が一般的である。
【0006】エキシマレーザの構成を図3に示す。同図
において、1はレーザ光発振装置、2はレーザ光発振装
置から発振されたレーザビーム、3はレーザビームを集
光するためのレンズ、4はオリフィスのパターンのすべ
て、あるいは一部を有したマスク、6は樹脂により一体
成形された天板のオリフィスプレートの部分、5は天板
である。
において、1はレーザ光発振装置、2はレーザ光発振装
置から発振されたレーザビーム、3はレーザビームを集
光するためのレンズ、4はオリフィスのパターンのすべ
て、あるいは一部を有したマスク、6は樹脂により一体
成形された天板のオリフィスプレートの部分、5は天板
である。
【0007】ところで、従来のレーザ加工では、樹脂か
らなる被加工物がレーザ光によるアブレーションで分解
除去される際に生ずる炭素あるいは炭化物からなると思
われる微小破片が流路周辺や吐出口周辺部に付着堆積す
る現象が知られている。そのため、従来はヘリウムガス
を吹き付けながらレーザ光で流路加工及びオリフィス加
工をすることにより、上述のような微小破片が吐出口周
辺等に付着することを防止していた。このような従来の
構成については、例えば特開平4−279357号公報
に記載されている。しかしながら、このようなヘリウム
ガスの吹き付けを伴うレーザ加工は付着物を完全に除去
することは困難であるという問題がある。
らなる被加工物がレーザ光によるアブレーションで分解
除去される際に生ずる炭素あるいは炭化物からなると思
われる微小破片が流路周辺や吐出口周辺部に付着堆積す
る現象が知られている。そのため、従来はヘリウムガス
を吹き付けながらレーザ光で流路加工及びオリフィス加
工をすることにより、上述のような微小破片が吐出口周
辺等に付着することを防止していた。このような従来の
構成については、例えば特開平4−279357号公報
に記載されている。しかしながら、このようなヘリウム
ガスの吹き付けを伴うレーザ加工は付着物を完全に除去
することは困難であるという問題がある。
【0008】一方、上記微小破片が付着する場合には、
付着堆積物の厚さは、甚だしい場合は数μmに及び、設
計寸法公差の点からも無視し得ない寸法になる。そし
て、この付着堆積物の量はレーザ光照射部のパワー密度
分布やパワーの増減、パルス幅等によって変化するの
で、その量を制御することは困難であることが多い。
付着堆積物の厚さは、甚だしい場合は数μmに及び、設
計寸法公差の点からも無視し得ない寸法になる。そし
て、この付着堆積物の量はレーザ光照射部のパワー密度
分布やパワーの増減、パルス幅等によって変化するの
で、その量を制御することは困難であることが多い。
【0009】一方、近年のインクジェット記録装置では
高画質化の要求に応えるため、その一構成として、画像
の解像度を上げるため吐出口及び流路をより高密度な配
置としそれに伴い、吐出口や流路のサイズを、より微細
化することが必要となりつつある。そのため、上記のよ
うな付着堆積物が存在するとその存在による影響は相対
的に大きなものとなり、その偏在による流路寸法のばら
つきや、吐出方向のばらつき、また、不吐出等がより重
大な問題となる。
高画質化の要求に応えるため、その一構成として、画像
の解像度を上げるため吐出口及び流路をより高密度な配
置としそれに伴い、吐出口や流路のサイズを、より微細
化することが必要となりつつある。そのため、上記のよ
うな付着堆積物が存在するとその存在による影響は相対
的に大きなものとなり、その偏在による流路寸法のばら
つきや、吐出方向のばらつき、また、不吐出等がより重
大な問題となる。
【0010】これに対し、付着物を除去する方法として
ブラスト加工による方法が考えられる。ブラスト加工
は、サンド(硅砂)やその他、粒子径が数10μmから
100μm程度の粒子を圧縮空気を用いて被加工物に噴
射しその衝撃力で被加工物を削り取ったり、被加工物の
表面に付着したスケールや塗料等を選択的に除去したり
する方法である。
ブラスト加工による方法が考えられる。ブラスト加工
は、サンド(硅砂)やその他、粒子径が数10μmから
100μm程度の粒子を圧縮空気を用いて被加工物に噴
射しその衝撃力で被加工物を削り取ったり、被加工物の
表面に付着したスケールや塗料等を選択的に除去したり
する方法である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ブラスト加工機は加工量を制御しにくいため高精度の加
工には実用上、用いることが出来なかった。
ブラスト加工機は加工量を制御しにくいため高精度の加
工には実用上、用いることが出来なかった。
【0012】また、本発明が対称とするインクジェット
記録ヘッドでは数10μm程度以下のサイズの流路や吐
出口における付着物を問題にしているので、付着物の除
去を良好に行なうには少なくとも数10μm程度以下、
望ましくは数μm程度以下の粒子を用いることが必要と
なる。
記録ヘッドでは数10μm程度以下のサイズの流路や吐
出口における付着物を問題にしているので、付着物の除
去を良好に行なうには少なくとも数10μm程度以下、
望ましくは数μm程度以下の粒子を用いることが必要と
なる。
【0013】さらには、従来のブラスト加工機は、本来
的に被加工物を削り取るよう構成されているため、レー
ザ加工に伴って生じる付着物の除去にそのまま用いるこ
とができないという問題もある。
的に被加工物を削り取るよう構成されているため、レー
ザ加工に伴って生じる付着物の除去にそのまま用いるこ
とができないという問題もある。
【0014】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、レーザ加工
による付着物を良好に除去できるインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法およびインクジェット記録ヘッドを提供
することにある。
れたものであり、その目的とするところは、レーザ加工
による付着物を良好に除去できるインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法およびインクジェット記録ヘッドを提供
することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
インクを吐出するインクジェット記録ヘッドの製造方法
において、インクジェット記録ヘッドを形成する部材の
所定の形状をレーザにより加工し、該加工により形成さ
れる所定の形状のサイズより小さなサイズの粒子を前記
部材に対して噴射することにより、前記加工によって当
該部材に付着した物質を除去する、ステップを有したこ
とを特徴とする。
インクを吐出するインクジェット記録ヘッドの製造方法
において、インクジェット記録ヘッドを形成する部材の
所定の形状をレーザにより加工し、該加工により形成さ
れる所定の形状のサイズより小さなサイズの粒子を前記
部材に対して噴射することにより、前記加工によって当
該部材に付着した物質を除去する、ステップを有したこ
とを特徴とする。
【0016】好ましくは、前記粒子は水酸化アルミニウ
ムからなることを特徴とする。
ムからなることを特徴とする。
【0017】または前記粒子はポリスチレンからなるこ
とを特徴とする。
とを特徴とする。
【0018】また、インクを吐出するインクジェット記
録ヘッドにおいて、インクを吐出するためのオリフィス
および該オリフィスに連通する液路用溝であって、レー
ザを用いて形成されたオリフィスおよび液路用溝を具
え、前記レーザによるオリフィスおよび液路用溝の形成
の後、該オリフィスおよび液路用溝それぞれのサイズよ
り小さなサイズの粒子が噴射されて、前記レーザの加工
により当該オリフィスおよび液路用溝に付着した物質を
除去されたことを特徴とする。
録ヘッドにおいて、インクを吐出するためのオリフィス
および該オリフィスに連通する液路用溝であって、レー
ザを用いて形成されたオリフィスおよび液路用溝を具
え、前記レーザによるオリフィスおよび液路用溝の形成
の後、該オリフィスおよび液路用溝それぞれのサイズよ
り小さなサイズの粒子が噴射されて、前記レーザの加工
により当該オリフィスおよび液路用溝に付着した物質を
除去されたことを特徴とする。
【0019】以上の構成によれば、インクジェット記録
ヘッドの例えばオリフィス等、所定の形状をレーザによ
り形成する場合、そのレーザ加工によってオリフィス等
に付着する物質をオリフィス等のサイズより小さなサイ
ズの粒子を噴射して除去するので、粒子を付着物質に適
切に当てることができこの物質を良好に除去できる。
ヘッドの例えばオリフィス等、所定の形状をレーザによ
り形成する場合、そのレーザ加工によってオリフィス等
に付着する物質をオリフィス等のサイズより小さなサイ
ズの粒子を噴射して除去するので、粒子を付着物質に適
切に当てることができこの物質を良好に除去できる。
【0020】また、粒子の材質を水酸化アルミニウム等
とするので、上記物質の除去に際して記録ヘッドの部材
に損傷を与えることを防止できる。
とするので、上記物質の除去に際して記録ヘッドの部材
に損傷を与えることを防止できる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を詳細に説明する。
実施形態を詳細に説明する。
【0022】図1は本発明の一実施形態に係わるインク
ジェットカートリッジを示す外観斜視図であり、記録ヘ
ッドとインクタンクを一体とし、装置に対して交換可能
なものである。
ジェットカートリッジを示す外観斜視図であり、記録ヘ
ッドとインクタンクを一体とし、装置に対して交換可能
なものである。
【0023】図1に示すインクジェット記録ヘッドは、
インク流路および共通液室を構成するための凹部(以
下、溝ともいう)、さらにはオリフィスプレート6を一
体に形成した天板と、インク吐出に利用されるエネルギ
ーを発生するための電気熱変換体(以下、吐出ヒータと
もいう)およびこれに電気信号を供給するためのAl配
線とが、成膜技術によってSi基板上に形成された基板
(以下、ヒータボードともいう)とを接合することによ
ってその主要部が構成される。
インク流路および共通液室を構成するための凹部(以
下、溝ともいう)、さらにはオリフィスプレート6を一
体に形成した天板と、インク吐出に利用されるエネルギ
ーを発生するための電気熱変換体(以下、吐出ヒータと
もいう)およびこれに電気信号を供給するためのAl配
線とが、成膜技術によってSi基板上に形成された基板
(以下、ヒータボードともいう)とを接合することによ
ってその主要部が構成される。
【0024】図中300は上記基板を接合して記録ヘッ
ドの構造部材をなすベース板であり、また、300は、
記録ヘッドとインクタンクとの間でインク供給のために
介在するインク供給部である。また、1000はカート
リッジ本体であり、カートリッジ本体内部にはインクタ
ンクが内蔵され、インク供給部600を介して記録ヘッ
ドに適時インクを供給することができる。
ドの構造部材をなすベース板であり、また、300は、
記録ヘッドとインクタンクとの間でインク供給のために
介在するインク供給部である。また、1000はカート
リッジ本体であり、カートリッジ本体内部にはインクタ
ンクが内蔵され、インク供給部600を介して記録ヘッ
ドに適時インクを供給することができる。
【0025】図4(A)および(B)は上述したヒータ
ボードのそれぞれ平面図およびその部分拡大図である。
ボードのそれぞれ平面図およびその部分拡大図である。
【0026】同図(A)において101はヒータボード
の基体、103は複数の吐出ヒータが配列する吐出ヒー
タ部である。104は端子であり、ワイヤボンディング
により別体の回路基板端子と接続される。102は温度
センサーであり、吐出ヒータ部103等と同じ成膜プロ
セスにより形成される。同図(B)において、18およ
び106はそれぞれ、吐出ヒータおよび配線である。ま
た、108はヘッド内のインクを加熱するための保温ヒ
ータである。
の基体、103は複数の吐出ヒータが配列する吐出ヒー
タ部である。104は端子であり、ワイヤボンディング
により別体の回路基板端子と接続される。102は温度
センサーであり、吐出ヒータ部103等と同じ成膜プロ
セスにより形成される。同図(B)において、18およ
び106はそれぞれ、吐出ヒータおよび配線である。ま
た、108はヘッド内のインクを加熱するための保温ヒ
ータである。
【0027】一方、記録ヘッドの天板は耐インク性に優
れたポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフ
ェニレンオキサイト等の樹脂を用い、オリフィスプレー
トと共に金型内で一体に同時成形され図2に示す天板を
得ることができる。
れたポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフ
ェニレンオキサイト等の樹脂を用い、オリフィスプレー
トと共に金型内で一体に同時成形され図2に示す天板を
得ることができる。
【0028】このように成形された天板は、洗浄された
後、撥水処理が行われる。撥水剤の塗布は吸収体である
ベルイータ・Fメッシュ(鐘紡(株)製)を所定の大き
さにカットし、その吸収体を撥水処理剤に浸漬して引き
上げ、それを洗浄した溝付き天板の吐出口形成面に押し
つけながら移動させることにより行う。撥水処理剤はサ
イトップCTX−CZ5A(旭硝子(株)製)を用い
る。撥水剤の塗布が完了した溝付き天板は、150℃の
オーブン中で5時間、熱乾燥、硬化され、その後徐冷
し、80℃以下でオーブンから取り出される。
後、撥水処理が行われる。撥水剤の塗布は吸収体である
ベルイータ・Fメッシュ(鐘紡(株)製)を所定の大き
さにカットし、その吸収体を撥水処理剤に浸漬して引き
上げ、それを洗浄した溝付き天板の吐出口形成面に押し
つけながら移動させることにより行う。撥水処理剤はサ
イトップCTX−CZ5A(旭硝子(株)製)を用い
る。撥水剤の塗布が完了した溝付き天板は、150℃の
オーブン中で5時間、熱乾燥、硬化され、その後徐冷
し、80℃以下でオーブンから取り出される。
【0029】次に、本実施形態のインク流路溝やオリフ
ィスの形成方法を説明する。
ィスの形成方法を説明する。
【0030】図3は、以上のようにして得られた天板5
と一体に形成されたオリフィスプレート6にエキシマレ
ーザを照射してインク流路およびオリフィスの加工を行
う様子を示す模式図である。
と一体に形成されたオリフィスプレート6にエキシマレ
ーザを照射してインク流路およびオリフィスの加工を行
う様子を示す模式図である。
【0031】図3において、1はKrfエキシマレーザを
発振するレーザ光発振装置、2はレーザ光発振装置1か
ら発振される波長248nm、パルス幅約15nsec
のパルスレーザビーム、3はレーザビーム2を集光する
ための合成石英レンズ、4はレーザビーム2に対して遮
蔽可能なクロムを蒸着した投影マスクであり、ワーク面
上でインク流路溝幅が35μm、非溝部の幅が7.5μ
mになるようなパターンが設けられている。1パルスあ
たり0.7J/cm2 のエネルギー密度で360パルス
照射することにより溝の深さ30μmが得られた。
発振するレーザ光発振装置、2はレーザ光発振装置1か
ら発振される波長248nm、パルス幅約15nsec
のパルスレーザビーム、3はレーザビーム2を集光する
ための合成石英レンズ、4はレーザビーム2に対して遮
蔽可能なクロムを蒸着した投影マスクであり、ワーク面
上でインク流路溝幅が35μm、非溝部の幅が7.5μ
mになるようなパターンが設けられている。1パルスあ
たり0.7J/cm2 のエネルギー密度で360パルス
照射することにより溝の深さ30μmが得られた。
【0032】このようにしてインク流路を加工した後、
天板5を90度回転させて、天板と一体に形成されたオ
リフィスプレートにインク流路側から同様にエキシマレ
ーザビームを照射してオリフィス加工を行う。エキシマ
レーザビームのパワー密度は、0.7J/cm2 でオリ
フィスの加工を行う。このようにして、直径20μm、
ピッチ42.5μmのオリフィスを得ることができる。
天板5を90度回転させて、天板と一体に形成されたオ
リフィスプレートにインク流路側から同様にエキシマレ
ーザビームを照射してオリフィス加工を行う。エキシマ
レーザビームのパワー密度は、0.7J/cm2 でオリ
フィスの加工を行う。このようにして、直径20μm、
ピッチ42.5μmのオリフィスを得ることができる。
【0033】以上のようにエキシマレーザで流路溝や穴
加工を行なった加工表面を倍率200倍の金属顕微鏡で
観察したところ、黒色の付着生成物が全面に堆積してい
ることを確認した。なお、付着生成物は炭化物が主体で
ある為に黒色であり、樹脂により形成される天板は透明
もしくはやや黄色みがかった色である為付着生成物は容
易に判別できる。
加工を行なった加工表面を倍率200倍の金属顕微鏡で
観察したところ、黒色の付着生成物が全面に堆積してい
ることを確認した。なお、付着生成物は炭化物が主体で
ある為に黒色であり、樹脂により形成される天板は透明
もしくはやや黄色みがかった色である為付着生成物は容
易に判別できる。
【0034】次に、エキシマレーザで溝とオリフィスを
加工した際に発生した上述の付着生成物の除去を行な
う。
加工した際に発生した上述の付着生成物の除去を行な
う。
【0035】除去装置としてはソニー(株)製のパウダ
ービーム加工機HJ−2700を用いた。本装置は乾燥
した高圧エアーで微粒子を常に分散化させながら噴射ノ
ズルに供給させる機構を持つ装置である。
ービーム加工機HJ−2700を用いた。本装置は乾燥
した高圧エアーで微粒子を常に分散化させながら噴射ノ
ズルに供給させる機構を持つ装置である。
【0036】図5に示すように微粒子供給部10は電子
天秤9上にあり、微粒子の減少速度を計測出来る。供給
部10には、エアー用マスフローメータ13、エアー用
レギュレータ14およびエアー供給ライン15を介して
エアーが供給され、この供給部10へ送る高圧エアーの
流量を多くすると、噴射ノズル7に送られる微粒子の量
を増すことができる。微粒子が常に一定量減少するよう
に制御することで、6〜30g/minの任意の量をノ
ズル7に供給して噴射できる。供給部内の微粒子が減少
して重量が供給の下限に達すると、補給用バルブ11が
自動的に開き補給ライン17を介して微粒子が補給さ
れ、上限の重量で閉じる。このようにして、供給部10
には自動的に微粒子が補給される。
天秤9上にあり、微粒子の減少速度を計測出来る。供給
部10には、エアー用マスフローメータ13、エアー用
レギュレータ14およびエアー供給ライン15を介して
エアーが供給され、この供給部10へ送る高圧エアーの
流量を多くすると、噴射ノズル7に送られる微粒子の量
を増すことができる。微粒子が常に一定量減少するよう
に制御することで、6〜30g/minの任意の量をノ
ズル7に供給して噴射できる。供給部内の微粒子が減少
して重量が供給の下限に達すると、補給用バルブ11が
自動的に開き補給ライン17を介して微粒子が補給さ
れ、上限の重量で閉じる。このようにして、供給部10
には自動的に微粒子が補給される。
【0037】しかしながら、このような装置は本来的に
パウダービームにより切削加工することを目的とするも
のであり、本実施形態のように記録ヘッド加工に伴って
生じる付着物の除去にそのまま用いることはできない。
このため噴射する微粒子の材質、噴射量(供給量)等を
適切に定める必要がある。
パウダービームにより切削加工することを目的とするも
のであり、本実施形態のように記録ヘッド加工に伴って
生じる付着物の除去にそのまま用いることはできない。
このため噴射する微粒子の材質、噴射量(供給量)等を
適切に定める必要がある。
【0038】本実施形態では、上記図5に示す構成にお
いて、微粒子として、水酸化アルミニウムAl(OH)
3 の平均粒径4μmのものを用いる。微粒子供給量は6
g/minもしくはそれ以下とし、また、エア流量は3
00nm3 /min、噴射ノズル7とワーク間距離は2
5mmとし、溝加工面及びオリフィスプレート面それぞ
れに対して噴射角度が45°になるようにワークを傾け
てセットし、微粒子を噴射する。噴射ノズル7の口径は
10mm×1.6mmであり、必要加工長15mm長さ
のワークの長手方向に対して100mm/秒で4回スキ
ャンを行ないながら噴射する。その際、ノズル7の口径
の長手方向をワークの長手方向に沿うようにスキャンさ
せた。総加工時間は4秒、加工面に対する実質の噴射加
工時間は約0.1秒である。その後、軽くエアブローし
て微粒子を飛ばしてから、純水で超音波洗浄した後にス
ピンドライヤーで乾燥させる。
いて、微粒子として、水酸化アルミニウムAl(OH)
3 の平均粒径4μmのものを用いる。微粒子供給量は6
g/minもしくはそれ以下とし、また、エア流量は3
00nm3 /min、噴射ノズル7とワーク間距離は2
5mmとし、溝加工面及びオリフィスプレート面それぞ
れに対して噴射角度が45°になるようにワークを傾け
てセットし、微粒子を噴射する。噴射ノズル7の口径は
10mm×1.6mmであり、必要加工長15mm長さ
のワークの長手方向に対して100mm/秒で4回スキ
ャンを行ないながら噴射する。その際、ノズル7の口径
の長手方向をワークの長手方向に沿うようにスキャンさ
せた。総加工時間は4秒、加工面に対する実質の噴射加
工時間は約0.1秒である。その後、軽くエアブローし
て微粒子を飛ばしてから、純水で超音波洗浄した後にス
ピンドライヤーで乾燥させる。
【0039】因に、パウダービーム加工機を本来の切削
等に用いる場合の条件は、粒子としてSiC(炭化シリ
コン)の平均粒径7μmのものを用いる。また、その供
給量は208g/min、ノズル口径20mm×0.6
mmである。
等に用いる場合の条件は、粒子としてSiC(炭化シリ
コン)の平均粒径7μmのものを用いる。また、その供
給量は208g/min、ノズル口径20mm×0.6
mmである。
【0040】微粒子の噴射加工を行なった加工表面を倍
率200倍の金属顕微鏡で観察して、付着生成物の無い
ことを確認した。
率200倍の金属顕微鏡で観察して、付着生成物の無い
ことを確認した。
【0041】次に、加工面をSEM(走査型電子顕微
鏡)の倍率1000倍で観察して付着生成物の除去され
た加工面の表面状態を観察した。その結果、表面は1μ
m程度の凹凸を持った梨地状になっているものの、流路
溝の角部が丸くなったり形状が変形したりしていないこ
とが確認できた。また、微粒子の残留も見られなかっ
た。
鏡)の倍率1000倍で観察して付着生成物の除去され
た加工面の表面状態を観察した。その結果、表面は1μ
m程度の凹凸を持った梨地状になっているものの、流路
溝の角部が丸くなったり形状が変形したりしていないこ
とが確認できた。また、微粒子の残留も見られなかっ
た。
【0042】他の実施形態として、微粒子の材質として
ポリスチレンを用い同様な条件でこの微粒子を噴射させ
て付着生成物の除去を行うものでもよい。この場合も金
属顕微鏡で観察して、付着生成物の無いことを確認し
た。また、走査型電子顕微鏡を用いて付着生成物の除去
された加工面の表面状態を観察したところ、流路溝の角
部が丸くなったり形状が変形したりしていないことが確
認でき、さらに、微粒子の残留も見られなかった。
ポリスチレンを用い同様な条件でこの微粒子を噴射させ
て付着生成物の除去を行うものでもよい。この場合も金
属顕微鏡で観察して、付着生成物の無いことを確認し
た。また、走査型電子顕微鏡を用いて付着生成物の除去
された加工面の表面状態を観察したところ、流路溝の角
部が丸くなったり形状が変形したりしていないことが確
認でき、さらに、微粒子の残留も見られなかった。
【0043】(その他)なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
(例えば電気熱変換体やレーザ光等)を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば記録の高密度化,高精細化が
達成できるからである。
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
(例えば電気熱変換体やレーザ光等)を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば記録の高密度化,高精細化が
達成できるからである。
【0044】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第4723129号明細書,同第4740
796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型,
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体(インク)
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長,収縮により吐出用開口を介して液体(インク)を吐
出させて、少なくとも1つの滴を形成する。この駆動信
号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が
行われるので、特に応答性に優れた液体(インク)の吐
出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信
号としては、米国特許第4463359号明細書,同第
4345262号明細書に記載されているようなものが
適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明の米国特許第4313124号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。
ば、米国特許第4723129号明細書,同第4740
796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型,
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体(インク)
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長,収縮により吐出用開口を介して液体(インク)を吐
出させて、少なくとも1つの滴を形成する。この駆動信
号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が
行われるので、特に応答性に優れた液体(インク)の吐
出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信
号としては、米国特許第4463359号明細書,同第
4345262号明細書に記載されているようなものが
適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明の米国特許第4313124号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。
【0045】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口,液路,電気熱変換体
の組合せ構成(直線状液流路または直角液流路)の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第4558333号明細書,米国特許第44
59600号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭59−123670号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭59−138461号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。
書に開示されているような吐出口,液路,電気熱変換体
の組合せ構成(直線状液流路または直角液流路)の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第4558333号明細書,米国特許第44
59600号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭59−123670号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭59−138461号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。
【0046】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された1個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された1個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【0047】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。
【0048】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。
【0049】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して1個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。
個数についても、例えば単色のインクに対応して1個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。
【0050】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を30℃以上70℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭54−56847号公報あるいは特開昭60−7
1260号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を30℃以上70℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭54−56847号公報あるいは特開昭60−7
1260号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。
【0051】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。
【0052】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、インクジェット記録ヘッドの例えばオリフィ
ス等、所定の形状をレーザにより形成する場合、そのレ
ーザ加工によってオリフィス等に付着する物質をオリフ
ィス等のサイズより小さなサイズの粒子を噴射して除去
するので、粒子を付着物質に適切に当てることができこ
の物質を良好に除去できる。
によれば、インクジェット記録ヘッドの例えばオリフィ
ス等、所定の形状をレーザにより形成する場合、そのレ
ーザ加工によってオリフィス等に付着する物質をオリフ
ィス等のサイズより小さなサイズの粒子を噴射して除去
するので、粒子を付着物質に適切に当てることができこ
の物質を良好に除去できる。
【0053】また、粒子の材質を水酸化アルミニウム等
とするので、上記物質の除去に際して記録ヘッドの部材
に損傷を与えることを防止できる。
とするので、上記物質の除去に際して記録ヘッドの部材
に損傷を与えることを防止できる。
【0054】この結果、付着堆積物の偏在による流路寸
法のバラツキや、付着堆積物の一部分の脱落による液滴
の吐出方向のバラツキ発生や吐出口を塞ぐことによる記
録への悪影響を防止でき、高画質化の要求に応えること
が可能となる。
法のバラツキや、付着堆積物の一部分の脱落による液滴
の吐出方向のバラツキ発生や吐出口を塞ぐことによる記
録への悪影響を防止でき、高画質化の要求に応えること
が可能となる。
【図1】本発明の一実施形態に係るインクジェットカー
トリッジの構成を示す外観斜視図である。
トリッジの構成を示す外観斜視図である。
【図2】上記カートリッジにおける記録ヘッドを形成す
るオリフィスプレート一体形の天板を示す斜視図であ
る。
るオリフィスプレート一体形の天板を示す斜視図であ
る。
【図3】本発明の一実施形態におけるレーザによる流路
溝およびオリフィス加工の様子を模式的に示す図であ
る。
溝およびオリフィス加工の様子を模式的に示す図であ
る。
【図4】(A)及び(B)は上記記録ヘッドを形成する
ヒータボードのそれぞれ平面図及び部分拡大図である。
ヒータボードのそれぞれ平面図及び部分拡大図である。
【図5】本発明の一実施形態において微粒子を噴射して
レーザ加工時の付着物を除去している様子を模式的に示
す図である。
レーザ加工時の付着物を除去している様子を模式的に示
す図である。
1 レーザ光発振装置 2 レーザビーム 3 集光レンズ 4 マスク 5 天板 6 オリフィスプレート 7 微粒子噴射ノズル 9 電子天秤 10 微粒子供給タンク 11 微粒子補給用バルブ 12 噴射ノズル供給側マスフローメータ 13 エアー用マスフローメータ 14 エアー用レギュレータ 15 ドライエアー供給ライン 16 微粒子圧送ライン 17 微粒子補給ライン 18 吐出ヒータ 19 液路加工面 20 液室部 101 ヒータボード基体 102 温度センサー 103 吐出ヒータ部 104 端子 106 配線 108 保温ヒータ 300 ベース部材 600 インク供給部 1000 カートリッジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池亀 健 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内
Claims (7)
- 【請求項1】 インクを吐出するインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法において、 インクジェット記録ヘッドを形成する部材の所定の形状
をレーザにより加工し、 該加工により形成される所定の形状のサイズより小さな
サイズの粒子を前記部材に対して噴射することにより、
前記加工によって当該部材に付着した物質を除去する、 ステップを有したことを特徴とするインクジェット記録
ヘッドの製造方法。 - 【請求項2】 前記粒子は水酸化アルミニウムからなる
ことを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法。 - 【請求項3】 前記粒子はポリスチレンからなることを
特徴とする請求項1記載のインクジェット記録ヘッドの
製造方法。 - 【請求項4】 前記粒子の噴射量は、略6g/min以
下であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか
記載のインクジェット記録ヘッド製造方法。 - 【請求項5】 前記インクジェット記録ヘッドは、熱エ
ネルギーを利用してインクを吐出することを特徴とする
請求項1ないし4のいずれか記載のインクジェット記録
ヘッド製造方法。 - 【請求項6】 インクを吐出するインクジェット記録ヘ
ッドにおいて、 インクを吐出するためのオリフィスおよび該オリフィス
に連通する液路用溝であって、レーザを用いて形成され
たオリフィスおよび液路用溝を具え、 前記レーザによるオリフィスおよび液路用溝の形成の
後、該オリフィスおよび液路用溝それぞれのサイズより
小さなサイズの粒子が噴射されて、前記レーザの加工に
より当該オリフィスおよび液路用溝に付着した物質を除
去されたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項7】 前記インクジェット記録ヘッドは、熱エ
ネルギーを利用してインクを吐出することを特徴とする
請求項6記載のインクジェット記録ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11295997A JPH10296986A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | インクジェット記録ヘッドの製造方法およびインクジェット記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11295997A JPH10296986A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | インクジェット記録ヘッドの製造方法およびインクジェット記録ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10296986A true JPH10296986A (ja) | 1998-11-10 |
Family
ID=14599828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11295997A Pending JPH10296986A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | インクジェット記録ヘッドの製造方法およびインクジェット記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10296986A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009063769A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Bridgestone Corp | 情報表示用パネルの製造方法および粒子散布装置 |
| JP2015198161A (ja) * | 2014-04-01 | 2015-11-09 | Tdk株式会社 | 圧電素子 |
-
1997
- 1997-04-30 JP JP11295997A patent/JPH10296986A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009063769A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Bridgestone Corp | 情報表示用パネルの製造方法および粒子散布装置 |
| JP2015198161A (ja) * | 2014-04-01 | 2015-11-09 | Tdk株式会社 | 圧電素子 |
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