JPH11286115A - インクジェットプリントヘッドの製造方法 - Google Patents

インクジェットプリントヘッドの製造方法

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JPH11286115A JP10089970A JP8997098A JPH11286115A JP H11286115 A JPH11286115 A JP H11286115A JP 10089970 A JP10089970 A JP 10089970A JP 8997098 A JP8997098 A JP 8997098A JP H11286115 A JPH11286115 A JP H11286115A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高い位置決め精度を必要とせず、低コストで歩
留まり良く製造することができるインクジェット式プリ
ントヘッドの製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】ヘッドチップ７の片面に形成されたインク
プール４と、ヘッドチップ７のインクプール４を形成し
た面と反対側の面に形成された複数の圧力室２と、イン
クプール４から複数の圧力室２にそれぞれ連通する複数
の供給孔５と、複数の圧力室２からそれぞれヘッドチッ
プ７を貫通する複数の貫通路６とが形成されたヘッドチ
ップ７を有するインクジェットプリントヘッドの製造方
法において、単一の感光性ガラス板１０を感光させエッ
チングすることにより圧力室２、供給孔５及び貫通路６
をそれぞれ形成する工程と、熱処理することにより感光
性ガラス板１０をセラミックス化する工程とを有するこ
とを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リントヘッドの製造方法に関し、特に１つのインクプー
ルから、内部のインクに圧力を加えてインク滴を吐出す
るための複数の圧力室にそれぞれ供給路を介してインク
を供給するプリントヘッド及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のプリントヘッドは、インクプー
ルから所定のピッチで高密度に配列された複数のノズル
及び圧力室にインクを供給するための圧力室、供給路及
びインクプール等の３次元的なインク流路を有してい
る。このインク流路を有する基板を形成するのに、従
来、溝及び孔を形成した複数の基板を位置決めして積層
し、これらを接合して１体化することにより形成してい
た。
【０００３】図８は、特開平７−１５６３９６号公報に
開示されたプリントヘッド（以下、従来例１という）の
断面図であり、図９は、その製造方法を示す図である。
【０００４】圧力室形成板１０７の一方には振動板１０
９、他方にはノズル１０３を有するノズル板１０８が有
り圧力室１０２を形成している。インク供給路１１１は
圧力室形成板１０７の平面に対して直角に貫通しており
ノズル板１０８に形成された連通路１０４を介して圧力
室１０２と連通している。インクリザーバ１１５の内部
にはインクリザーバ室１１６が設けられインク供給路１
１１に連通している。複数の圧力室１０２が振動板１０
９に平行に並べられて圧力室形成板１０７に形成され、
対応する複数のインク供給路１１１が１つのインクリザ
ーバ室１１６に連通している。
【０００５】まず、振動板１０９、プレスによって貫通
した圧力室１０２とインク供給路１１１を打ち抜いた圧
力室形成板１０７及びプレスによってノズル１０３を打
ち抜き連通路１０４を形成したノズル板１０８をそれぞ
れ別々に製造する。
【０００６】次にジルコニアのグリーンシートを材料と
する上記振動板１０９、圧力室形成板１０７及びノズル
板１０８を積層して１体に焼結する。
【０００７】そして、振動板１０７表面に導電ペースト
材料を圧力室１０２に対応する部分に形成し電極１１４
を焼成し、次に圧電素子１０１となる材料を圧力室１０
２に対応する部分に形成し焼成する。
【０００８】また、図１０は、特開平７−２４６７０１
号公報に開示されたプリントヘッド（以下、従来例２と
いう）の断面図である。
【０００９】インクジェットヘッド板２１０は３枚の平
板状の基板２０７、２０８及び２０９を接着して形成さ
れている。表側基板２０８の表面には多数のノズル孔２
０３が板面に垂直に並んで開口形成されている。後側基
板２０９には、圧力室２０２が前面側から凹んで、１列
のノズル孔２０３に左右から交互に重なり合うように各
々が互いに独立して溝状に形成されていてそれにノズル
孔２０３が個々に連通して形成される。表側基板２０８
には圧力室２０２に供給するためのインクを一時的に貯
留するためのインク溜め室２０４が表側基板２０８の裏
側面から凹んで形成されている。インク溜め室２０４と
圧力室２０２との間は各圧力室２０２に対して個々に連
通するように中基板２０７板面に垂直に貫通形成された
インク供給路２０５によって連通している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来例１では、
積層時の位置ズレや焼成による位置精度のばらつき、反
りなどの発生を管理しなければ、特にノズル付近におい
て壁面に段差ができ、インク滴に関わる吐出特性に影響
を及ぼし、ノズル間の液滴速度、液滴のサイズ及び追従
周波数といった吐出特性のばらつき発生要因となり、歩
留まりの低下や高コスト化の問題があった。
【００１１】また、従来例２では、積層時の位置ズレや
接合時の接着剤のはみ出し、未接着部の発生により、従
来例1と同様に、ノズル孔内の壁面に段差ができ、吐出
特性に影響を及ぼし、歩留まりの低下や高コスト化の問
題があった。
【００１２】また、圧力室や供給孔の寸法及び位置精度
のばらつきは、ヘッドの固有周期やインクのリフィル特
性に大きく影響してくる。
【００１３】また、セラミックの場合、２０〜３０μｍ
の微細なノズル孔は加工が困難であり、また、インクプ
ールのような面積の大きな部分は、焼成時に大きな変形
が発生することがあり、焼成が難しい。この問題を解決
するため、インクプール形成板、供給孔形成板は金属で
製造し、圧力室形成板はセラミックで製造するという方
法があるが、部品点数が増えてしまう。
【００１４】本発明の目的は、高い位置決め精度で基板
を接合する必要がなく、低コストで歩留まり良く製造す
ることができるインクジェット式プリントヘッドの製造
方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明の
インクジェット式プリントヘッドの製造方法は、基板の
片面に形成されたインクプールと、基板の前記インクプ
ールを形成した面と反対側の面に形成された複数の圧力
室と、前記インクプールから前記複数の圧力室にそれぞ
れ連通する複数の供給孔と、前記複数の圧力室からそれ
ぞれ基板を貫通する複数の貫通路とが形成された基板を
有するインクジェットプリントヘッドの製造方法におい
て、単一の感光性ガラスセラミックス基板を感光させエ
ッチングすることにより前記圧力室、供給孔及び貫通路
をそれぞれ形成する工程と、熱処理することにより前記
感光性ガラスセラミックスをセラミックス化する工程と
を有することを特徴としている。
【００１６】請求項１に係るインクジェット式プリント
ヘッドの製造方法によれば、単一の基板にインクプール
と、圧力室と、供給孔と、貫通路とが一体成形されるた
め、低コストで歩留まり良く、高い位置決め精度を必要
とせずに、高集積化が可能なインクジェット式プリント
ヘッドを製造することができる。
【００１７】また、エッチングによりテーパや曲面形状
など複雑な形状の微細加工が可能となる。
【００１８】請求項２に係る本発明のインクジェット式
プリントヘッドの製造方法は、請求項１の特徴に加えて
前記インクプールをサンドブラストにより形成する工程
を更に有することを特徴としている。
【００１９】感光性ガラスは、照射された光の形状に従
い厚さ方向全体が感光してしまうが、請求項２に係る本
発明によれば、両面に形成される形状が異なる場合でも
反対側の面の圧力室のパターンを包含する形状に制限さ
れることなく、自由な形状のインクプールを形成でき、
また、インクプールを必要十分な寸法精度を確保しなが
ら低コストで製造出来る。
【００２０】請求項３に係る本発明のインクジェット式
プリントヘッドの製造方法は、請求項２の特徴に加え
て、サンドブラストによるインクプール形成工程の後、
貫通孔及び供給孔形成工程を行い、その後、圧力室形成
工程を行うことを特徴としている。
【００２１】請求項３に係る発明によれば、各工程で形
成された形状が後の工程で更に加工されことがなく、簡
単に精度良く基板を製造できる。
【００２２】請求項４に係る本発明のインクジェット式
プリントヘッドの製造方法は、基板の片面に形成された
インクプールと、基板の前記インクプールを形成した面
と反対側の面に形成された複数の圧力室と、前記インク
プールから前記複数の圧力室にそれぞれ連通する複数の
供給孔と、基板の前記インクプールを形成した面に形成
された複数のノズルと、前記複数の圧力室から対応する
ノズルにそれぞれ連通する複数の連通路とが形成された
基板を有するインクジェットプリントヘッドの製造方法
において、単一の感光性ガラスセラミックス基板を感光
させエッチングすることにより前記圧力室、供給孔、ノ
ズル及び貫通路をそれぞれ形成する工程と、熱処理する
ことにより前記感光性ガラスセラミックスをセラミック
ス化する工程とを有することを特徴としている。
【００２３】請求項４に係るインクジェット式プリント
ヘッドの製造方法によれば、単一の基板にインクプール
と、圧力室と、供給孔と、連通路とさらにノズルが一体
成形されるため、低コストで歩留まり良く、高い位置決
め精度を必要とせずに、高集積化が可能なインクジェッ
ト式プリントヘッドを製造することができる。
【００２４】また、エッチングによりノズルを形成する
ので２０〜３０μｍ程度の微細なノズルの加工が可能と
なる。
【００２５】請求項５に係る本発明のインクジェット式
プリントヘッドの製造方法においては、請求項４の特徴
に加えて前記ノズルを形成する工程は、収束光により前
記感光性ガラスセラミックス基板を感光させる工程を有
している。
【００２６】請求項５に係る本発明によれば、連通路側
に向かって広がるテーパを有したノズルが容易に形成で
きる。
【００２７】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係るプリントヘッ
ドについて図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】図１は本発明に係るプリントヘッドの分解
斜視図である。このプリントヘッドは、ノズルプレート
８、ヘッドチップ７、振動板９及び圧電素子１が図１の
ように積層されて接合され構成される。
【００２９】ノズルプレート８は、厚さ１００μｍ程度
のステンレスまたはニッケルの板材を材料としており、
板材を貫通する直径２５〜３５μｍ程度のノズル３が複
数列形成されている。ノズル３は、プレス加工、エッチ
ングにより形成される。また、電鋳によりノズルプレー
ト８を形成してもよい。
【００３０】ヘッドチップ７は、感光性を有しエッチン
グによりパターンに従った凹部を形成でき、加熱処理等
によりセラミックスに変化する材料、例えば、金属イオ
ンを増感剤と共に加え熔解した珪酸塩ガラスを用いた感
光性ガラス板１０から製造される。このように生成され
た珪酸塩ガラスは、紫外線を照射し適切な条件で加熱
（現像）処理を行うと、照射部分内に金属コロイドが生
じ、それを核として照射部分に結晶が成長し、その部分
が酸により溶解しやすくなる。また、珪酸塩ガラス全体
を上記の加熱処理とは別の条件で熱処理してセラミック
ス化すると、感光しない物理的、化学的耐久性に優れた
ガラスセラミックスとなる。これを利用して本願のヘッ
ドチップ７に紫外線描画と同等レベルにまで寸法精度が
良い溝パターンが形成される。
【００３１】ヘッドチップ７には、ノズルプレート８の
接合する面にインクプール４が形成され、また、その反
対側の振動板９の接合する面には、ノズル３にそれぞれ
対応する複数の圧力室２が形成され、また、ノズルプレ
ート８のノズル３に対応してヘッドチップ７を貫通する
貫通路６及び貫通路６と同一方向にヘッドチップ７を貫
通し、各圧力室に連通する供給孔５が形成されている。
これらインクプール４、圧力室２、貫通路６及び供給孔
５の位置関係を図２を参照して説明する。図２は、ヘッ
ドチップ７に形成されるインクプール４、圧力室２、貫
通路６及び供給孔５の位置関係を示す概略透視図であ
る。
【００３２】貫通路６は、ノズルプレート８のノズル３
に対応して複数列形成されている。各列の貫通路６及び
ノズル３は、隣りの列に対してそれぞれ列方向にプリン
タの解像度で規定される１ドットの自然数倍、一様に位
置がずれて形成されている。
【００３３】また、インクプール４は、貫通路６の各列
と並行した部分を有し、貫通路６の列をはずれた部分で
それらがつながった形状となっている。
【００３４】また、圧力室２は、各貫通路６とそれぞれ
連接し、貫通路６の列に対して直角方向に伸びる溝とし
て形成されている。
【００３５】また、インクプール４と圧力室２とは、一
部重なりあっており、インクプール４は、貫通路６と同
一方向にヘッドチップ７を貫通する供給孔５をそれぞれ
介して圧力室２に連通する配置となっている。
【００３６】また、ヘッドチップ７に形成される圧力室
２、インク供給孔５、インクプール４及び貫通路６の位
置関係は、図３及び図４に示すものを採用してもよい。
【００３７】図１にもどり、振動板９及び圧電素子１に
ついて説明する。
【００３８】振動板９は、厚さ１０〜３０μｍ程度の一
様な厚さのステンレス、ニッケルなどの金属材料、また
は、ポリイミドと金属の複合材料で形成された板であ
る。
【００３９】圧電素子１は、材料としては、ジルコン酸
チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ
酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、アンチモ
ンスズ酸鉛、チタン酸鉛を主成分とする。圧電素子１
は、この圧電材料と電極とを交互に積層したものを焼成
し、溝加工を行って各圧力室に対応した駆動柱に分割
し、さらに各駆動柱をそれぞれ独立に駆動するための個
別電極が形成される。圧電素子１の各駆動柱は、個別電
極に加えられた駆動信号に従って駆動されて変形し、所
望の圧力室２に対応する部分の振動板９へ変形を与え
る。また、圧電素子１の積層方向は、縦効果により振動
板９を変形する方向としている。
【００４０】次に本発明の第１の実施の形態である製造
方法を図５を参照して説明する。
【００４１】まず１枚の感光性ガラス板１０を用意す
る。
【００４２】感光性ガラス板１０は、金属イオンを増感
剤と共に加え熔解した珪酸塩ガラスであり、前処理とし
て両面を研磨する。
【００４３】次に第１の工程で感光性ガラス板１０にサ
ンドブラストによりインクプール４を形成する。（図５
（ａ）） サンドブラストによる工程は、感光性ガラス板１０表面
にインクプール４に対応する部分が孔となっている金属
製の板状のマスク１１をのせ、サンドブラストにより、
インクプール４を形成する。インクプール形成後、感光
性ガラス板は、洗浄される。
【００４４】つぎに第２の工程でインクプール４を形成
した感光性ガラス板１０にインクプール４を形成した面
と反対の面から貫通エッチングにより、供給孔５と貫通
路６を形成する。（図５（ｂ）） 貫通エッチングによる工程は、感光性ガラス板１０のイ
ンクプール４を形成した面と反対側の面上に、供給孔５
と貫通路６以外の部分を遮光するマスク１２をのせ、紫
外線を照射することにより、感光性ガラス板１０内に潜
像を作る。このとき、感光性ガラス板１０は紫外線が照
射された厚さ方向全ての部分が感光した状態となる。
【００４５】次に、加熱処理により感光した部分（潜
像）を結晶化させ酸に溶けやすくする。
【００４６】具体的には、ガラス転移温度以上の高温で
熱処理すると、金属原子が集まってコロイドを析出させ
る。さらにやや高い温度で熱処理を続けると、金属コロ
イドを核に感光部に微結晶が成長する。析出結晶は、母
体のガラスよりも科学的耐久性が低く、薄いフッ酸溶液
などの酸で溶解可能となる。
【００４７】結晶化した部分を酸ですべて溶解除去（エ
ッチング）し、感光性ガラス板10に供給孔５と貫通路６
が形成される。後処理として、感光性ガラス板１０の洗
浄を行う。
【００４８】次に、第３の工程でハーフエッチングによ
って圧力室２を形成する。（図５（ｃ）） ハーフエッチングによる工程は、感光性ガラス板１０の
インクプール４を形成した面と反対側の面上に、圧力室
２以外の部分を遮光するマスク１３をのせ、紫外線を照
射することにより、ガラス内に圧力室２のパターンの潜
像を作る。
【００４９】加熱処理により感光した部分（潜像）を結
晶化させ酸に溶けやすくする。
【００５０】さらに、セラミックス化するときの前工程
として未露光部分にも紫外線を照射する。
【００５１】そして、インクプール４を形成した面と反
対側の面上から結晶化した部分を酸で溶解除去（エッチ
ング）していく。
【００５２】また、エッチング時間の調整によって圧力
室の深さを所望の深さに形成する。
【００５３】次に、熱処理によりセラミックス化する。
【００５４】洗浄を行い、他の部品との接合部分などに
必要に応じて研磨を行うと、感光しない物理的、化学的
耐久性に優れたガラスセラミックスで形成されたヘッド
チップ７が製造される。
【００５５】次に、第4の工程でヘッドチップ７の貫通
孔に対応した位置にノズルを形成したノズルプレートを
インクプール４が形成された面に接合する。
【００５６】また、第5の工程でヘッドチップ７の圧力
室２が形成された面に振動板９を接合する。
【００５７】さらに、第6の工程で対応する圧力室と圧
電素子１の各駆動柱とを精度良く位置あわせして振動板
９に圧電素子１が接合される。
【００５８】従来の金属板の積層では、各パターン毎に
厚みの異なるインクプール形成板、供給孔形成板、圧力
室形成板に各パターン加工（エッチング、プレス、レー
ザ加工など）を施した後、積層、接合していたので、イ
ンクプール、供給孔及び圧力室の積層時の位置ずれは１
０μｍ程度あったのに対し、本発明では単一の感光ガラ
ス板１０に、順次マスク１１、１２、１３を乗せ、イン
クプール４、供給孔５及び圧力室２を形成するので、こ
れらの位置ずれは、マスク１１、１２、１３によるマス
クの設置位置ずれのレベルとなり、５μｍ程度にまで精
度が向上できる。
【００５９】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。
【００６０】図６は、第2の実施の形態に係るプリント
ヘッドの断面図である。
【００６１】第1の実施の形態にかかるプリントヘッド
では、ノズル３がノズルプレート８に形成され、ヘッド
チップ７に接合された構成であったのが、本実施形態で
は、ヘッドチップ１４にノズル１５まで一体形成され、
インクプール４が単なる板であるカバー１６により覆わ
れている点で異なる。
【００６２】ヘッドチップ１４には、それぞれ、圧力室
２と連通してインクプール４の形成された側の方向に伸
びるが、貫通しない連結孔１７が設けられ、連結孔１７
の底部にそれぞれノズル１５が設けられている。
【００６３】インクプール４は、金属、あるいは樹脂の
板であるカバー１６がヘッドチップ１４に接合されるこ
とにより覆われている。
【００６４】次に、第2の実施の形態の製造方法を図７
を参照して説明する。
【００６５】第1の実施の形態における製造方法と同様
に、第1の工程でインクプール４をサンドブラストで形
成する。（図７（ａ）） 次に、第2の工程で感光性ガラス板１０のインクプール
４を形成した面と反対側の面上に、供給孔５と連通孔１
７以外の部分を遮光するマスク１２をのせ、連通孔１７
のパターンから内部に向かって収束する収束光を照射す
る（図７（ｂ））。この収束光の焦点は、反対側の面上
のノズルが形成されるべき位置となるように設定する。
各収束光の焦点位置は、照射時に観測しながら感光性ガ
ラス板１０に照射し、それぞれの収束光毎別々に調整し
てもよい。
【００６６】連通孔のパターン位置から感光性ガラス板
１０内部に透過していくにつれて収束する紫外線により
円錐状の部分が感光され、エッチングによりノズル１５
と一体化した円錐状の連通孔が形成される。
【００６７】次に、第３の工程として、感光性ガラス板
１０のインクプール４を形成した面と反対側の面上に、
連通孔１７以外の部分を遮光するマスク１９をのせ、連
通孔１７の部分に平行光を照射し、マスク１９をのせた
側からハーフエッチングを行う（図7（ｃ））。このと
きのエッチング時間は、次の第4の工程でのエッチング
時間と合計して所定の連通孔深さが得られるように設定
する。
【００６８】次に、第４の工程として、第1の実施の形
態における第3の工程と同じ工程を行って圧力室２を形
成する（図7（ｄ））。
【００６９】これ以降は、第1の実施の形態の第4から第
6の工程を順次行い、プリントヘッドを製造する。
【００７０】この実施の形態の第2の工程は、感光性ガ
ラス板１０のインクプール４を形成した面の側に、供給
孔５とノズル１５以外の部分を遮光するマスク１８をの
せ、紫外線を照射するようにしてもよい。この時、ノズ
ル１５の部分にはそれぞれのノズルごとにレンズで収束
された紫外線を照射する。この収束光の焦点は、ノズル
１５が形成されるべき位置となるように設定されてい
る。
【００７１】また、第２の工程で感光性ガラス板１０の
インクプール４を形成した面と反対側の面上に、供給孔
５とノズル１５以外の部分を遮光するマスク２０をの
せ、まずノズル１５の径の貫通孔を形成した後に、マス
ク１２をのせて連通孔１７のパターンから内部に向かっ
て収束する収束光を照射して円錐状の部分を形成しても
よい。これにより均一なノズル径を得やすくなる。
【００７２】第2の実施の形態では、ノズルをヘッドチ
ップに一体に形成するので、ノズルと連通孔の位置決め
精度を向上でき、ノズルー圧力室間における接着剤のは
み出しの問題を解消し、さらに高精度のインクジェット
ヘッドが得られる。
【００７３】また、複数の色についてそれぞれ形成され
るインク流路のブロックを、すべて一体でして形成して
もよい。それによって色ごとに別々に作成したものを接
合する場合よりも効率よく、また、高精度に製造できる また、供給孔、貫通路及び連通路は基板の面に対して垂
直方向でなくても構わない。また、圧電素子の積層方向
をヘッド積層方向と垂直とし、圧電素子の横効果を利用
するようにしても良い。
【００７４】また、圧電素子は、積層型ではなく、単板
またはバイモルフとしても良い。
【００７５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェット式プリントヘッドの製造方法によれば、単一の感
光ガラス板１０に、順次マスクを乗せ、インクプール
４、供給孔５及び圧力室２さらにはノズルをも形成する
ので、これらの位置ずれは、マスクの設置位置ずれのレ
ベルとなり、精度が向上でき、低コストで歩留まり良
く、したがって高集積化が可能なインクジェット式プリ
ントヘッドを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第1の実施の形態にかかるプリントヘ
ッドの分解斜視図である。
【図２】図１のヘッドチップ７に形成されるインクプー
ル４、圧力室２、貫通路６及び供給孔５の位置関係の例
を示す概略透視図である。
【図３】図１のヘッドチップ７に形成されるインクプー
ル４、圧力室２、貫通路６及び供給孔５の位置関係の例
を示す概略透視図である。
【図４】図１のヘッドチップ７に形成されるインクプー
ル４、圧力室２、貫通路６及び供給孔５の位置関係の例
を示す概略透視図である。
【図５】本発明の第1の実施の形態である製造方法を示
す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態にかかるプリントヘ
ッドの断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態である製造方法を示
す断面図である。
【図８】従来例１のインクジェット式プリントヘッドの
断面図である。
【図９】図８のインクジェット式プリントヘッドの製造
方法を示す断面図である。
【図１０】従来例２のインクジェット式プリントヘッド
の断面図である。
【符号の説明】
１ 圧電素子 ２ 圧力室 ３、１５ ノズル ４ インクプール ５ 供給孔 ６ 貫通路 ７、１４ ヘッドチップ ８ ノズルプレート ９ 振動板 １０ 感光性ガラス板 １１、１２、１３、１８、１９ マスク １６ カバー １７ 連通孔

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板の片面に形成されたインクプール
    と、基板の前記インクプールを形成した面と反対側の面
    に形成された複数の圧力室と、前記インクプールから前
    記複数の圧力室にそれぞれ連通する複数の供給孔と、前
    記複数の圧力室からそれぞれ基板を貫通する複数の貫通
    路とが形成された基板を有するインクジェットプリント
    ヘッドの製造方法において、 単一の感光性ガラスセラミックス基板を感光させエッチ
    ングすることにより前記圧力室、供給孔及び貫通路をそ
    れぞれ形成する工程と、熱処理することにより前記感光
    性ガラスセラミックスをセラミックス化する工程とを有
    することを特徴とするインクジェットプリントヘッドの
    製造方法。
  2. 【請求項２】前記インクプールをサンドブラストにより
    形成する工程を更に有することを特徴とする請求項１記
    載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
  3. 【請求項３】サンドブラストによるインクプール形成工
    程の後、貫通孔及び供給孔形成工程を行い、その後、圧
    力室形成工程を行うことを特徴とする請求項２記載のイ
    ンクジェットプリントヘッドの製造方法。
  4. 【請求項４】 基板の片面に形成されたインクプール
    と、基板の前記インクプールを形成した面と反対側の面
    に形成された複数の圧力室と、前記インクプールから前
    記複数の圧力室にそれぞれ連通する複数の供給孔と、基
    板の前記インクプールを形成した面に形成された複数の
    ノズルと、前記複数の圧力室から対応するノズルにそれ
    ぞれ連通する複数の連通路とが形成された基板を有する
    インクジェットプリントヘッドの製造方法において、 単一の感光性ガラスセラミックス基板を感光させエッチ
    ングすることにより前記圧力室、供給孔、ノズル及び貫
    通路をそれぞれ形成する工程と、熱処理することにより
    前記感光性ガラスセラミックスをセラミックス化する工
    程とを有することを特徴とするインクジェットプリント
    ヘッドの製造方法。
  5. 【請求項５】前記ノズルを形成する工程は、収束光によ
    り前記感光性ガラスセラミックス基板を感光させる工程
    を有することを特徴とする請求項４に記載のインクジェ
    ットプリントヘッドの製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005349796A (ja) * 2004-06-14 2005-12-22 Fuji Xerox Co Ltd インクジェット記録ヘッドの製造方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1314246A (zh) * 2000-03-21 2001-09-26 日本电气株式会社 喷墨头及其制造方法
US7052117B2 (en) 2002-07-03 2006-05-30 Dimatix, Inc. Printhead having a thin pre-fired piezoelectric layer
GB2410463A (en) * 2004-01-29 2005-08-03 Hewlett Packard Development Co A method of making an inkjet printhead
US8491076B2 (en) 2004-03-15 2013-07-23 Fujifilm Dimatix, Inc. Fluid droplet ejection devices and methods
US7281778B2 (en) 2004-03-15 2007-10-16 Fujifilm Dimatix, Inc. High frequency droplet ejection device and method
EP1836056B1 (en) 2004-12-30 2018-11-07 Fujifilm Dimatix, Inc. Ink jet printing
US7988247B2 (en) 2007-01-11 2011-08-02 Fujifilm Dimatix, Inc. Ejection of drops having variable drop size from an ink jet printer
JP5662664B2 (ja) * 2008-12-19 2015-02-04 東京応化工業株式会社 加工基板及びその製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2971853A (en) * 1953-03-05 1961-02-14 Corning Glass Works Ceramic body and method of making it
DE3445761A1 (de) * 1983-12-16 1985-06-27 Pitney Bowes, Inc., Stamford, Conn. Verfahren und herstellung einer wandleranordnung
JPS63128948A (ja) * 1986-11-19 1988-06-01 Sharp Corp インクジエツトヘツド
DE3814720A1 (de) * 1988-04-30 1989-11-09 Olympia Aeg Verfahren zur herstellung einer grundplatte mit durch aetzen hergestellte einarbeitungen fuer einen tintendruckkopf
US5157420A (en) * 1989-08-17 1992-10-20 Takahiro Naka Ink jet recording head having reduced manufacturing steps
JPH04216939A (ja) * 1990-12-18 1992-08-07 Seiko Epson Corp インクジェット記録ヘッド
JPH08118662A (ja) * 1994-10-26 1996-05-14 Mita Ind Co Ltd インクジェットプリンタ用印字ヘッド及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005349796A (ja) * 2004-06-14 2005-12-22 Fuji Xerox Co Ltd インクジェット記録ヘッドの製造方法

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CA2268224A1 (en) 1999-10-02
AU740275B2 (en) 2001-11-01

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