JPS59118469A - プリントヘツド - Google Patents

プリントヘツド

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JPS59118469A
JPS59118469A JP58221343A JP22134383A JPS59118469A JP S59118469 A JPS59118469 A JP S59118469A JP 58221343 A JP58221343 A JP 58221343A JP 22134383 A JP22134383 A JP 22134383A JP S59118469 A JPS59118469 A JP S59118469A
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orifice
ink
resistor
orifice plate
outer frame
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フランク・エル・クロウタ−
Enu Rou Robaato
ロバ−ト・エヌ・ロウ
Eichi Makurerando Pooru
ポ−ル・エイチ・マクレランド
Jiei Niirusen Niirusu
ニ−ルス・ジエイ・ニ−ルセン
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/162—Manufacturing of the nozzle plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J2/1621—Manufacturing processes
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    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプリン1−\ノドの構造に関し、特にバブル型
・インクジェット・プリンlへノドにおけるオリフィス
板の構造に関する。
バブル型インクジェットプリイタについては特開昭58
−36=465号や、米国特許4243994弓、42
96421 号、42511324号、4313124
号、4325735号、4330181号、43342
34可、4335389号、=4336548号、−+
33e61+号、4339762号、4345262℃
等に述−・られている。これら従来技術の装置は、w本
釣に−インク包含毛イロI管、・インク吐出Aリフイス
をもつオリフィス板、そして・インク加熱機構(オリフ
ィスにきわめて近接配置された抵抗器)より成る。動作
させる場合、・インク加ξ、ハ(、見構が急激に加熱さ
れ、ある量のエイ・ルギが・インクに伝達され、その結
果少量の一インクが気化し、毛細管中にバブルを発生す
る。よって圧力映が発生し一つまたは複数個のインク液
滴がオリフィスから記録媒体表面に向かって吐出される
。−インクに与えられるエネルギ量を制御ずろことによ
り、・インク茅気かオリフィスから逃ける以前に、バブ
ルは急速に消磁する(つぶれる)。
しかしながら、上記従来技術において開示されたオリフ
ィス考5は、11寺にオリフィスと・インク毛イ田管し
か具備していない。プリンI−・ノ1゛の残りの部分は
別個に構成される。ちなわら、・インクをLhm管に供
給するための・インク保持体は別個に構成される。そし
てオリフィス管の水力学約分8;1[は完全に別個の毛
イ■管チャネルを設けるが、または19741間に独立
した分離体を構成することにより行なわれる。したがっ
て上述した従来技iMは、1′ンクを供給するためのイ
〉′り11j蔵部川外枠ril+と」リフイス間の水力
学的分離部との両方を有する一体形成されたオリフィス
板を開示していない。またかかるオリフィス板を精密且
つ安価に作る方法も開示していない。
本発明の一実施例によるオリフィス板は電気的に形成で
きる物質より成り、インク貯蔵部用外枠1〕1;とオリ
フィス間の水力学的分離部との両方を一体的に具備する
。オリフィス板の形成方法は、まず最初に硬質型部(何
回も使用可能)と軟質型部(型が使用される度毎に新し
くする)とをもつ型を作ることである。硬質型部の表面
は、・インク貯蔵部用外枠部と水力学的分離部とを画定
するために、マスクおよび工、チング技術、またはマス
クおよび電気メツキ技術により形成される。一方軟質型
部は、オリフィスとAリフイス板間の端部境界部とを画
定するために、マスクおよび現象技術により形成される
。
型の完成後、その表面に電気メッキが行なわれ、比較的
均一な厚さの金属が形成される。そして次に、電気メッ
キされた部分(表面)は型から分離される。そして複i
l&f[Iのバブル型インクジェ、I・プリン1−ヘッ
ドをもつザンドイノチを作るために、対応する数の抵抗
器をもつ基板に整列さ一υ、結合される。そして個々の
プリン1−・ノド・ユニソI−に分離される。以下図面
を用いて本発明を説明する。
第1図は本発明によるプリン1ヘツドに使用するオリフ
ィス板の斜視図である。図において11はオリフィス板
であり、インク貯蔵部用外枠部13、複数個のオリフィ
ス15.17.19.21、複数子の水力学的分離部2
3.25.27(オリフィス間のクロストークの防止)
を有する。
第2図は第1図のA−A部分に対応するプリントヘッド
の断面図であり、特に・イ〉・り貯蔵部用外枠部とプリ
ン)・−・ノドの残部との関係を示したものである。!
@l、第2図において、インク貯蔵部用外枠部13は、
短い毛細管チャネル31を介して近くのオリフィス15
に速<・インクを供給するための・インク貯蔵部29を
提供する。チャネル31の長さは幅広く可変できるが、
チャネルの長さが短いほど、オリフィスの再充填速度早
くなる。
しかしながら、チャネルの長さをあまり短くすると、水
力学的分離部を設けた意味が減少する。このような制限
を考慮し、インクジエソ1の動作特性を最適化するには
、チャネル31の長さは、約0.51〜0.76mmで
ある。インクジェノ1に対する熱的エネルギは抵抗器3
3により与えられる。抵抗器33には導電体35.37
を介して電力が与えられる。
二酸化シリコンのようなパシベーション物質の薄層39
が抵抗器33と導電体35.37上に形成される。一般
に、チャネル31を定めるパシベーション層39とオリ
フィス板11との間の間隔は、約0.025〜0.05
mmである。ただし、−インク貯蔵部29の領域におい
ては約0.064〜0.13mmである。
また抵抗器33と基板43との間に熱制御層41が用い
られる。これは、バブル消滅に対する所望の速度をうる
ためである。熱制御層41に対する物質と厚さは基板に
用いられる物質により変る。
例えば、シリコン、セラミック、または金属基板を用い
た場合には、熱制御層41に対して、約0.08〜0 
、13mmの厚さをもつSiOが選ばれる。
第3図は第1図のB−B部分に対応するプリント−・ノ
ドの断面図であり、特に分離部とプリント−・ノドの残
部との関係を示したものである。第4図は第1図のC−
C部分に対応するプリン]・ヘッドの断面図であり、特
にインク貯蔵部用外枠部と分離部との関係を示したもの
である。両図において、23.25.27は水力学的分
離部であり、オリフィス板11の表面から、各抵抗器間
で下部に伸びて、パシベーション層39と接触している
。
それにより、抵抗器のある位置から発散したmi SR
波に対する抵抗器間での直接通路を除去する。
10はインク供給管であり、インクをインク貯蔵部29
に供給する。
オリフィス板11の形成法は、まず最初にオリフィス板
11の望ましい型をもつ型を形成し、次にその型の上に
金属または合金を電気的に形成しく例えばメッキや蒸着
)、最終的にその電気的に形成されたオリフィス板11
は型から分離することである。オリフィス板11を電気
的に形成するだめに使用される物質はメッキ可能な金属
であり、tall 、t ハニソケル、銅、ベリリウム
銅、スズ、合金である。第5図は第1図のB−13部分
に対応する、オリフィス板形成用型の断面図である。型
は何回も使用できる硬質型部51とその都度新しくする
軟質型部53とより成る。硬質型部51は、分離部とイ
ンク貯蔵部用外枠部とを含むオリフィス板の内表面を定
める。軟質型部53はオリフィスを定める。価格を下げ
るために、型部51は、多数回(少なくとも50回)使
用でき、作成するのに安価な物質で作らねばならない。
上記要求に合致する硬質型部用物質は、銅、真鍮、ベリ
リウム銅、ニッケル、モリフテン・ステンレススチール
、チタンのようなシー[状金属または合金である。また
、鋼で覆った金属または金属で覆った繊維強化プラスチ
フス(積層プリン1板で使用されるようなもの)のよう
な合成物、または積層物質でもよい。
硬質型部51を作るための方法は、−(ツク貯蔵部用外
枠部13と分離部23.25.27とを画定するための
領域をマスクし、次にエツチング除去し、およびまたは
電気メッキにより必要とする場所に物質を付加すること
である。この形成方法を1”2Hするためにいくつかの
例を以下に示す。
例1 出発物質として精密に研削、研磨された304Lステン
レススチール板を用いる場合、 (A)インク貯蔵部用外枠部に対する所望のパターンを
画定するためにシート表面をマスクする。
物理的なマスク法も使用できるけれども、ステンレスス
チールにおけるマスキングの問題点を除去するためには
一般のIC処理技術を使用するのかよい。この例で使用
する一般のIC処理技術は以下のとおりである。
a)感光性乳剤をシートに与える(例えばシプレ、イ 
(shipley ) AZ119Sのようなボシテブ
・ホトレジスト)。
b)乳剤を固めるために焼く。
C)インク貯蔵部用件枠部13用の所望なパターンを露
出する。
d)レジスト像を現像する。
(B)マスクされていない表面をエツチング゛し、ソー
l上に外枠部13の型を持つ凸部を作る。
(C)分離部用の所望パターンを画定するためGこシー
1を再びマスタする(上述したAZ119Sのようなボ
シデブ・ホトレジストを用し)る)。そしてステップ(
A)と同一の処理を行なう。
(D)マスクされていない表面をエツチング゛し、ソー
ト中に分離部に対応する凹部を作る。
もし出発物質の表面が合成物または積層物質の場合には
、幾分異なったステ・7プを用し)る。メS、t!・な
らば、これら物質を覆う金属の厚さはそれほど厚くない
からである。かかる場合の処理は以Tの′i82、第3
例に示す。
例2 出発物質として銅で覆った繊維強化エポキシ板(積層プ
リント仮のようなもの)を用し)る場合、(八)水力学
的分離部を画定するためにシー1 (板)の表面をマス
クする。
(13)銅をエツチングし、表面中に分離部Gこ対応す
る凹部を作る。
(C)インク貯蔵部用外枠部を画定J−るノこめGこ表
面をマクスする。
(D)表面に銅を電気メ・ツキし、り(枠91(の型を
もつ凸部を作る。
(E)後工程での型51とメー1ノフィン、板11との
分離を容易にするための分離表面を1′[るためGこ、
表面上に無電解でニッケルを、4−− /\−メッキす
る。
例3 出発物質として銅で覆った繊維工、Iでキシ板(耳責層
プリント板のようなもの)を用し)る+烏合(A)水力
学的分離部を画定するためGこソー1(板)の表面をマ
スクする。
(B)銅の被膜の厚さを増加するためにi同を電気メッ
キする。それにより分Alt 81!cこ対りm−る回
合トを作る。
(C)インク貯蔵部用外枠部を画定場−るノこめ(こ表
面をマスクする。
(D>上記外枠部に対応する表面上Gこ凸9を形成する
ために銅を電気メ・ツキする。
(E)分離表面(例2のEで説明した)を作るために、
低い電流密度でニッケルを電気メノギする硬質型部51
の形成に続いて、軟質型部53が表面上に形成される。
軟質型部53は光映像をかたとることかできる非導電性
プラスチフスまたは[・う・イフィルム・ホトレジスト
で形成される。オリフィスに対応する特定な型は一般に
、約0.05mmの高さと約0.08mmの直径をもつ
円筒である。上記プラスチ、りまたはレジストは一般の
マスクおよび現象技術により形成される。
オリフィス用マスクが形成されるのと同時に、軟質型部
53によりオリフィス11に対する所望の端部境界を先
生的に容易に定めることができる。
したがって、単一のオリフィス板側の硬質型部51を作
るのではなく、複数制のオリフィス板を定めた大きな硬
質型部をつくるのが経済的である。多数のオリフィス板
に対して、軟質型部も多く作ることができる。バクーン
中に、軟質型部53により定められた所望の端部境界部
を同時に作ることにより、種々のオリフィス板に容易に
分離することができる。
硬質型部51および軟質型部53の形成に続いて、全表
面にニッケルのような適切なる物質が電気メッキされる
。厚さは約0.03〜0.1mmであり、最適厚さは約
0.06mmである。この厚さは、電気メッキされた金
属が軟質型部53の高さをわずかに超えて、該型部53
とわずかにオーバラップ′りるように選ばれる。軟質型
部53は非導電性であるので、それは板ではない。この
オーバーラツプにより、オリフィスの寸法は軟質型部5
3の直径よりも幾分小さくなり (第2.3図参照)、
その結果としてのオリフィスの型はより良いインク液滴
を生せしめる。代表的なオリフィスの−v]法(直径)
は約0.04〜0.1mmであり、最適寸法は約0.0
6mmである。
電気メッキの後、新しく形成されたオリフィス板は型か
らシートの型で分離される。そのシー1は対応する数の
抵抗器をもつ基板に整列させて結合され、多数のバブル
型インクジェットプリンI・ヘッドをもつサンドイソヂ
構造を作る。そしてこれは個々のプリントへ・ノドに分
割、分離される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるブリ>′l−・ノlに使用するオ
リフィス板の斜視図、第2図は第1図のA−A部分に、
第3図は第1図のB−B部分に、第4図は第1図のC−
C部分にそれぞれ対応する本発明のプリントへ、ドの断
面口、第5図は第1図のB−B部分に対応する、第1図
で示したオリフィス板形成用型の断面図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数個のオリフィスと、前記オリフィス間を分離するた
    めの分離部と、インク貯蔵部用り)枠部とを−・体的に
    有するオリフィス板を具備するプリン1−−−ノド。
JP58221343A 1982-11-23 1983-11-24 プリントヘツド Granted JPS59118469A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US443980 1982-11-23
US06/443,980 US4528577A (en) 1982-11-23 1982-11-23 Ink jet orifice plate having integral separators

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59118469A true JPS59118469A (ja) 1984-07-09
JPH0223351B2 JPH0223351B2 (ja) 1990-05-23

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ID=23762980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58221343A Granted JPS59118469A (ja) 1982-11-23 1983-11-24 プリントヘツド

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US (1) US4528577A (ja)
EP (1) EP0109755B1 (ja)
JP (1) JPS59118469A (ja)
DE (1) DE3376399D1 (ja)

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