JPS5813355B2 - ソリツド・オリフイス板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、米国特許第３，５７７，１９８号、第３，７
０ １，４ ７ ６号、第３．７ ０ １，９ ９
８号、第３，７ ０ ９，４ ３ ２号、第３，７ ３
９，３ ９ ３号、第３，８ ８ ２，５ ０ ８号
、第３，９ ７ ０，２ ２ ２号及び第４，０ ３
１，５ ６ １号に発表されたタイプのジェット小滴レ
コーダーに関する。

このようなジェット小滴レコーダーは、オリフイス板と
チャージ板とを含む一連の電気的かつ流体的構成要素か
ら成り、１列以上のインク・ジェットを発生しそしてこ
のジェットから形成されるインク小滴を選択的にチャー
ジする。

代表的にはこのような各列には数百のジェットが形成さ
れ、そして各ジェットは約４ ０ ０ＫＨｚの速度でイ
ンク小滴を発生するように刺激される。

このような小滴は全て電気的偏向場の中を落下し、そし
てチャージされた小滴は補獲器の方へ偏向される。

チャージされなかった小滴は、記録ヘッドの下を移動す
る移動印刷用紙の上に付着する。

このジェット小滴レコーダーにおける危急な要求の１つ
は、正確に配置され完全に平行でかつ全く一様な数百の
インク・ジェットを発生するオリフイス板である。

このオリフイス板は、また使用されるインク合成物と両
立しなければならずそしてそのインクに対して耐腐蝕性
でなければならない。

更に、オリフイスのまわりの部分は、正確な動作を維持
するためにオリフイスからインクや汚れの沈澱物を取り
除いてきれいにできるほど十分広くなっているべきであ
る。

このオリフイス板を製造する１つの方法は、周知のフォ
トレジスト技術を使用して行なうことができる適当な基
板をエッチすることである。

しかしこの方法では、全てのオリフイスに事実上完全な
一様性を要求することは困難である。

例えば金属基板がエッチされるとき、要求された正確さ
を達成するためには多大の注意を払わなければならない
。

エッチされたオリフイス板の形成における成功は、結晶
の特定面に沿って結晶基板を選択的にエッチすることに
よシ達成された。

例えば米国特許第３，９ ２ １，９ １ ６号、第３
，９ ４ ９，４ １ ０号、及び第４，０ ０ ７，
４ ６ ４号である。

しかしながら、好適な結晶材料（シリコン）は、望まし
いほどのインクに対する耐腐蝕性を有してはおらず、多
くのこれらの参照文献に示された如き耐腐蝕コーティン
グを時には必要とする。

例えばこのような結晶オリフイス板は、高価（単結晶で
作られる）であり製造するのに困難で費用を要し、そし
て常に所望の強さと耐久性を有するとは限らない。

従って、安価で容易に製造でき強く耐久性がありかつ信
頼のおける形状における上記の要求を満たすオリフイス
板の必要性が残っている。

要約すると、本発明は、従来技術の形状の困難を、単一
の材料で形成される充実した均質のオリフイス板により
克服して上記の要求を満たす。

好適実施例においてオリフイス板はニッケル金属で形成
され、このニッケルはジェット小滴レコーダーに使用さ
れるインクと両立し、そして耐蝕性を有する。

このオリフイス板の製造方法は、オリフィス間に非常な
一様性を提供する。

更に、オリフイスの両側に広々としたそして接近し易い
窪みと穴とが設けられる。

穴を囲むものがないので、オリフイス板とオリフイスと
は正確な動作のためにきれいにしておくことが容易であ
る。

オリフイス板自体は、メッキ（ ｐｌａｔｉｎｇ ）技
術よシ完全に形成される。

穴あけあるいはエッチングは含まない。

この事は、そのオリフイス板の製造中各種のオリフイス
及びプレートの寸法の良好な制御を提供する。

実際、オリフイス板は都合よく一対で形成できる。

適当な平板基板（例えばステンレス鋼の薄板）は、その
両面が適当なフォトレジスト材料で覆われる。

次にこのフォトレジストは適当なマスクを通して露光さ
れそして現像されるので、形成されるべきオリフイスに
対応する基板の各面の丸い好適には円柱形のフォトレジ
スト・ペッグが残る。

次にニッケルの如きオリフイス板材料は、基板の上にメ
ッキ（好適には電気メッキ）される。

メッキは、ニッケルがペッグの高さ以上に成長するまで
続き、その高さに達するとニッケルは基板から上方にだ
けでなく各ペッグの背の上を内側にメッキし始める。

このメッキは、ペッグの背をニッケルで漸進的に覆い、
そして正確な所望の寸法のオリフイスが基板の各面上の
フォトレジスト・ペッグの上に形成されるまで続く。

レジスト・ペッグによって占められた容積は結局最終的
なオリフィス板のオリフイスの窪みとなる。

次により大きくかつはるかに厚いプラグは、オリフイス
のペッグと対向する（即ち窪みと対向する）面に各オリ
フィスを覆うように形成される。

このプラグもまた、適当なコーティング、マスキング、
及び現像の工程によりフォトレジスト材料で形成される
。

各プラグは円柱形が好ましく、最終的に形成する穴も同
様に円柱形となる。

次に基板は、ニッケルが基板の各面のレジスト・プラグ
の頂部の高さにまで成長するように再びメッキされる。

この時、オリフイス板は基板の各面上に作られる。

フォトレジスト及び基板は従来の技術（例えば化学的に
フォトレジストを溶解しそして機械的にオリフイス板を
基板からはがす）によって除かれ、２個の充実した均質
の金属のオリフイス板を基板の各面から産出する。

従って、本発明の目的は、ジェット小滴レコーダーで使
用するためのソリッド・オリフイス板、ニッケルの如き
単一の均質な材料で全て形成されたオリフイス板、ペッ
グのまわりのオリフイスを形成するために基板のレジス
ト・ペッグのまわりに材料をメッキし次にオリフイスの
上にレジストプラグを形成しオリフイス板を厚くするた
めに更にプラグの側面のまわりにオリフイス板材料をメ
ッキし次にレジストと基板とが除去されて形成されるオ
リフイス板、及びオリフイスが一様で耐耐性が高く清掃
が容易でかつオリフイス板が手近の使用における十分な
強さを提供するために必要な厚さで容易に製造できるよ
うな安価でしかも信頼度の高い形状でオリフイス板を提
供することである。

本発明を図面を参照して以下に説明する。

オリフイス板１０（第１図に示す）は、まずステンレス
鋼の板の如き適当な基板１２を準備することによって形
成される。

ステンレス鋼板は、この鋼板が平らでかつ狂わないこと
が確実であるために必要な程度の厚さでよい。

それから基板１２は、この各面上に一連の円柱形ペッグ
１４を形成するために適当なマスクを通して露光される
フォトレジスト材料により周知の方法で覆われる。

レジスト・ペッグ１４は、フォトレジストが現像されそ
して露光されなかったレジストが洗い落された後基板１
２上に残る。

基板１２は、次に第３図に示す如くニッケル１６でメッ
キされる。

ニッケルは、適度の強さを提供しかつオリフイスの腐蝕
を最小限にするようなインク・ジェット・レコーダーに
使用される流動インク合成物と両立するために好ましい
。

メッキは、例えば適当な溶解度で基板１２を電気メッキ
することにより行なわれる。

この電気メッキ工程の間に、ニッケル１６は基板の導電
性の部分上に形成される。

従って、ペッグ１４の上にはニッケルはメッキされない
。

ニッケル板１６がペッグ１４の頂部に達してこの頂部を
メッキする時、ペッグの縁のまわりのニッケルは導電性
であるためメッキはペッグ１４の頂部の縁を越えて内側
に進みはじめ、基板から離れる外側の方向だけでなくペ
ッグの頂部を横切る放射状方向にもメッキを引き起こす
。

オリフイス板１０用のオリフイス１５を形成しかつ限定
するためにペッグ１４の上の開口部がニッケルによって
所望の正確な直径で囲まれるまでこのメッキは続けられ
る。

次にオリフイス板は、ジェット小滴レコーダーに使用す
るための所望の物理的な強さを提供するために厚くされ
る。

明らかな如くオリフイス板が厚くされるとき、清掃する
ため及び沈殿物が蓄積する可能性を減少させるためオリ
フイスへの広々とした接近を提供するために実質的に円
柱形の穴が各オリフィス１５と対向して形成される。

第４図及び第５図はこれらの段階を示している。

まず第１に、ペッグ１４と比べより大きな直径と相当大
きな厚さとを有する円柱形プラグ１７は各オリフイス１
５のペッグ１４と対向する側に形成され、そしてほぼ一
線で形成される（第４図に示す）。

それから、ニッケルのメッキは再び始まりプラグ１７の
側面を上ってプラグの外側の面に達する。

次にレジストと基板は除去される。

基板の両側に残っているニッケル材料がオリフイス板で
ある。

ペッグ１４の各々で前に占有されていた部分はオリフイ
スの窪み２１を定め、そしてプラグ１７で占有されてい
た部分は今は円柱形の穴２２であり、これらの各々の穴
と窪みとの間にオリフイス１５ ，が配置されている。

この窪み２１と穴２２とは清掃のため及び汚れや他の沈
殿物が蓄積する可能性を減少させるためにオリフイス１
５への広くかつ容易な接近手段を提供する。

代表的な実施例において、ニッケルが最初にメッキされ
るとき（第３図）、約０．０３８ｍｍ（１．５ミル）の
厚さにメッキされる。

円柱形のプラグ１７（第４図）は、ほぼ直径がほぼ０．
２５４ｍｍ（１０ミル）厚さが０．１５２ｍｍ（６ミル
）なので最終的なオリフィス板は厚さが０．１９１ｍｍ
（７。

５ミル）である。

従って以上のことからわかる如く、本発明は多くの利点
を有している。

オリフイス板は、比較的費用がかからずかつ簡単な工程
により比較的安価な材料で形成される。

この結果得られるオリフイス板は一様であり、この一様
さはエッチングあるいは穴あけよりも得ることが容易で
ある。

結晶のオリフイス板と対照して、本発明は、用意されな
ければならない特定方向を有する高価で割れやすい単結
晶よりも安価なステンレス鋼基板で始まる。

標準的なフォトレジスト技術が使用され、それに次いで
基板上に所望の金属の標準的で安価な電気メッキが行な
われる。

プラグ１７は、オリフイス板１０に必要な強さを提供す
るために適当な厚さで形成される。

最終的なオリフイス板は、極めて一様であり、ジェット
小滴レコーダーに使用されるインクと両立し、そしてそ
のオリフイスは清掃のために容易に接近することができ
る。

事実、オリフイスへの広い出入によりそれらのオリフイ
スは、もし例えばコーティングが望ましいような環境の
もとで特別なインクが使用される場合、保護コーティン
グをすることが可能である。

以上に述べた方法及び物は本発明の好適実施例を構成す
るが、本発明はこれらに制限されず、本発明の範囲を逸
脱することなく変更ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って製作されたソリッド・オリフ
イス板を示す。 第２図は、第１図に示されたオリフイス板の準備の第１
段階としてその上に形成されたレジスト・ペッグを有す
る基板の一部を示す。 第３図はオリフィス板ノズルを形成するために基板上に
オリフイス板材料がメッキされる製作の次の段階を示す
。 第４図は、レジスト・プラグがオリフイスの上に形成さ
れる第３図の次の段階を示す。 第５図は、追加の材料がプラグの頂部にまでメッキされ
る第４図の次の段階を示す。 第６図は、第５図の基板とレジストとを除いた後の２個
の完成したオリフイス板を示す。 第７図は、１個のオリフイスを詳細に示すためのオリフ
ィス板の一部を省略した断片図。 符号説明、１０・・・・・・オリフィス板、１２・・・
・・・基板、１４・・・・・・レジスト・ペッグ、１５
・・・・・・オリフイス、１６・・・・・・ニッケル、
１７・・・・・・レジスト・プラグ、２１・・・・・・
窪み、２２・・・・・・穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ イ）オリフイスの窪みを定めるために基板上にレジ
   スト・ペッグを形成する工程、 ロ）前記オリフイスの前記窪みを形成しかつ前記ペッグ
   のまわりにオリフイスを形成するために前記ペッグの側
   面のまわシの前記基板をプレーテイングする工程、 ハ）前記オリフイスの前記窪みと対向する側の穴を画定
   するために前記オリフイスの上にレジスト・プラグを形
   成する工程、 ニ）オリフィス板を厚くしかつ前記穴を形成するために
   前記プラグの側面のまわりの前記基板を再びプレーテイ
   ングする工程、及び ホ）前記窪みと前記穴との間に配置されたオリフイスを
   有するオリフイス板を残すために前記レジストと前記基
   板とを除去する工程、 から成るジェット小滴レコーダーでの使用に適したソリ
   ッド・オリフイス板の製造方法。 ２ 前記プレーテイング工程の両方が、均質なオリフイ
   ス板を形成するために同一の材料で前記基板をプレーテ
   イングすることを含む特許請求の範囲第１項記載のソリ
   ッド・オリフイス板の製造方法。 ３ 前記プレーテイング工程の両方が、ソリッド・ニッ
   ケル・オリフイス板を形成するためにニッケルでプレー
   テイングすることを含む特許請求の範囲第２項記載のソ
   リッド・オリフイス板の製造方法。 ４ 前記第１のプレーテイング工程が、前記オリフィス
   を形成するために前記ペッグの頂部の縁を横切って内側
   にプレーテイングすることを含む特許請求の範囲第１項
   記載のソリッド・オリフイス板の製造方法。 ５ 前記形成工程が、実質的に円柱形の前記窪みと実質
   的に円柱形の前記穴とを形成するために実質的に円柱形
   の前記ペッグと実質的に円柱形の前記プラグとを形成す
   ることを含む特許請求の範囲第１項記載のソリッド・オ
   リフィス板の製造方法。