JP2000318162A - Method for machining ejection nozzle of liquid ejection recording head and manufacture of liquid ejection recording head - Google Patents

Method for machining ejection nozzle of liquid ejection recording head and manufacture of liquid ejection recording head

Info

Publication number
JP2000318162A
JP2000318162A JP11130752A JP13075299A JP2000318162A JP 2000318162 A JP2000318162 A JP 2000318162A JP 11130752 A JP11130752 A JP 11130752A JP 13075299 A JP13075299 A JP 13075299A JP 2000318162 A JP2000318162 A JP 2000318162A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
recording head
mask plate
liquid
jet recording
liquid jet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11130752A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jun Koide
小出  純
Original Assignee
Canon Inc
キヤノン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc, キヤノン株式会社 filed Critical Canon Inc
Priority to JP11130752A priority Critical patent/JP2000318162A/en
Priority claimed from US09/339,869 external-priority patent/US20020062563A1/en
Publication of JP2000318162A publication Critical patent/JP2000318162A/en
Application status is Pending legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, e.g. INK-JET PRINTERS, THERMAL PRINTERS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1601Production of bubble jet print heads
    • B41J2/1604Production of bubble jet print heads of the edge shooter type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, e.g. INK-JET PRINTERS, THERMAL PRINTERS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/162Manufacturing of the nozzle plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, e.g. INK-JET PRINTERS, THERMAL PRINTERS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Production of nozzles manufacturing processes
    • B41J2/1632Production of nozzles manufacturing processes machining
    • B41J2/1634Production of nozzles manufacturing processes machining laser machining

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for machining an ejection nozzle tapering toward the liquid ejecting side by irradiating a laser beam from the side of a mask plate applied tightly to the liquid ejecting side of an orifice plate while avoiding damage of durability on the mask plate. SOLUTION: A mask pattern 11 of ejection opening shape is formed on a substrate material of glass, quartz or inorganic crystal and a mask plate 1 subjected to total reflection mirror coating of a dielectric multiplayer interference film, or the like, matched with the wavelength of UV-rays is applied tightly to the liquid ejecting side of the orifice plate 2 in a liquid ejection recording head on the incident plane of high energy UV-beam. A plurality of high energy UV laser beams A, B, C, D are irradiated from the mask plate 1 side thus machining an ejection nozzle 21 tapered toward the liquid ejecting side in the orifice plate 2.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、記録液等の液滴を飛翔させて記録媒体上に液滴を付着させる液体噴射記録ヘッドにおける吐出ノズルを紫外線レーザにより昇華加工する吐出ノズル加工方法に関するものであり、さらに液体噴射記録ヘッドの製造方法に関するものである。 The present invention relates to the related discharge nozzle processing method for sublimating processing the discharge nozzle by ultraviolet laser in the liquid jet recording head to deposit a droplet droplets onto a recording medium by flying a recording liquid such as , and the relate method of manufacturing a liquid jet recording head.

【0002】 [0002]

【従来の技術】インク等の記録液の液滴を飛翔させて記録媒体上に液滴を付着させる液体噴射記録装置(インクジェットプリンタ)において、印刷品質は記録液を吐出する部分であるノズル部分の特性に大きく依存しており、このノズル部分の特性は、ノズル径のばらつきやノズルの形状によってほぼ決定される。 BACKGROUND OF THE INVENTION Ink liquid jet recording apparatus for depositing droplets on a recording medium by ejecting droplets of recording liquid such as (inkjet printers), print quality of the nozzle portion is a portion for ejecting the recording liquid are highly dependent on the properties, characteristics of the nozzle portion is substantially determined by variations in nozzle diameter and shape of the nozzle. このノズルを形成する方法としては、大きくは2つの方法が用いられており、金属プレートを用いる電鋳法もしくは放電加工法により形成する方法と、有機高分子樹脂材料をエキシマレーザに代表される紫外線レーザ等の高エネルギーレーザで昇華(アブレーション)加工する方法が提案されているが、現在では、後者の紫外線レーザ加工方法を用いて微細加工する方法が一般的となっている。 UV The method, largely typified are used in two ways, and a method of forming by electroforming or electrical discharge machining method using a metal plate, an organic polymer resin material to an excimer laser to form the nozzle a method of sublimation (ablation) processed by a high energy laser such as laser are proposed, at present, a method of fine processing using the latter ultraviolet laser processing method has become common.

【0003】この紫外線レーザ加工方法において、有機高分子樹脂材料を昇華加工する好適なレーザのエネルギー密度で加工を行なうと、レーザの入射側からレーザの出射側にかけて加工面積が徐々に減少するいわゆるテーパ形状の加工特性となる。 [0003] In this ultraviolet laser processing method, when the machining energy density suitable laser sublimation process the organic polymer resin materials, so-called taper machining area from the laser incident side of toward the laser emission side of the gradually decreases the processing characteristics of the shape. また、液体噴射記録ヘッドの印刷品質を上げるために要求されるノズル形状が記録液の吐出側に先細りのテーパ形状であるため、レーザの加工方法としては、記録液の供給側からのレーザ照射によって行なわれ、すなわち、記録液吐出ノズルを形成するプレートは、ノズルを加工形成した後に、記録液を供給する部材に結合する工程が取られてきた。 Further, since the nozzle shape required to increase the print quality of the liquid jet recording head is a tapered shape tapered to the discharge side of the recording liquid, a processing method of the laser, the laser irradiation from the supply side of the recording liquid performed, i.e., the plates forming a recording liquid ejection nozzle, the nozzle after processing form, the step of coupling have been taken in member for supplying a recording liquid.

【0004】しかしながら、液吐出ノズル長は、印刷品質上、約数10μmから約100μmの長さが要求され、このノズルを形成するプレートの厚みも当然のことながら同様の厚みを有するため、この吐出口形成プレートは非常に薄く変形しやすい部材であり、吐出口形成プレートに対し液供給側からレーザ加工しなければならず、そして、吐出ノズルを加工形成した後に記録液を供給する部材に結合しなければならないために、結合後、 However, liquid delivery nozzle length, the print quality is required a length of about several 10μm to about 100 [mu] m, since it has the same thickness while also appreciated that the thickness of the plate forming the nozzle, the ejection outlet forming plate is easy member deforms very thin, it is necessary to laser processing from the liquid supply side to the discharge port forming plate, and, coupled to member for supplying recording liquid discharge nozzles after processing form for there must be, after binding,
吐出口形成プレートがストレス変形を起こし、同一方向に整列した複数の吐出ノズルが形成できず、記録液の吐出方向がばらばらになってしまい、印刷品質を劣化させてしまうという問題点があった。 Discharge port forming plate undergoes a stress deformation, can not be formed with a plurality of ejection nozzles aligned in the same direction, the ejection direction of the recording liquid becomes apart, there is a problem that the print quality is degraded.

【0005】そこで、このような問題点を解決するために、液体噴射記録ヘッドを組み立てた後に、液吐出ノズルを加工する方法が提案されている。 [0005] In order to solve such a problem, after the assembly of the liquid jet recording head, a method of processing a liquid delivery nozzle has been proposed.

【0006】その一つは、特表平6−510958号公報(コンパック・コンピュータ・コーポレイション)に提案されている方法で、吐出口形成プレートに対して、 [0006] In method one, proposed in Kohyo 6-510958 JP (Compaq Computer Corporation), with respect to the discharge port forming plate,
マスクパターンで制限された光ビームを2つの方向から斜入射させる方法であり、光ビームを斜入射させることによって光ビームの進行方向に吐出口形成プレートが加工され、結果的に、吐出口形成プレートが外側より内側の加工幅の広いテーパ形状が形成される。 A method for obliquely incident restricted light beam at the mask pattern from the two directions, the discharge port forming plate to the traveling direction of the light beam is processed by obliquely incident light beam, as a result, the discharge port forming plate There wide tapered shape of the processing width of the inner side of the outer is formed.

【0007】他の一つは、特公平6−24874号公報(ザールリミテッド)に提案されている方法で、ノズルパターンが形成されたマスクプレートを吐出口形成プレートに密着させた形で光ビームを照射し、密着させたマスクプレートと吐出口形成プレートに光ビームが斜入射するように、揺動またはピボット回転運動をさせて、光ビームの入射方向に加工が進行することによって、吐出口形成プレートの液吐出側に先細りのテーパ形状のノズルを形成するものである。 [0007] The other is, in the method proposed in KOKOKU 6-24874 Patent Publication (Saar Limited), a light beam in a manner that is adhered to the mask plate in which the nozzle pattern is formed on the discharge port forming plate irradiated, so that the light beam to the mask plate and the discharge port forming plate is adhered to oblique incidence, by the rocking or pivoting movement, by working in the direction of incidence of the light beam travels, the discharge port forming plate the liquid discharge side and forms a nozzle tapered tapered.

【0008】 [0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述した特表平6−510958号公報に記載された方法においては、2つの方向のみの光ビーム加工のため、光ビームの斜入射方向に対しては、吐出口形成プレートの液吐出側に先細りのテーパ形状が形成されるが、これと直角方向では液吐出側に口広がりのテーパ形状が形成される。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in the method described in Japanese Patent Kohyo 6-510958 described above, since the light beam processing of only two directions, with respect to the oblique incident direction of the light beam Although tapered shape tapered is formed on the liquid discharge side of the discharge port forming plate, in this perpendicular direction tapered mouth spread the liquid discharge side is formed. このように、液吐出方向に対して対称なコーン形状のテーパが形成されないため、液吐出側に口広がりのテーパ形状の方向では、記録液の吐出流体抵抗となって、 Since the tapered symmetrical cone shape is not formed to the liquid discharge direction, in the direction of the taper of the mouth spread the liquid discharge side, become the discharged fluid resistance of the recording liquid,
液吐出の周期が遅くなり、高速な印刷ができなくなり、 The period of the liquid discharge is delayed, will not be able to high-speed printing,
さらに、口広がりなノズル形状の場合、液吐出時にミストが発生してしまうという問題点が生じる。 Further, if the mouth spread nozzle shape, a problem that the mist is generated occurs during the liquid ejection.

【0009】さらに、マスクパターンの投影結像系ではないため、吐出ノズルの加工は一つずつ個別に加工しなければならないため、非常に多くの吐出ノズル配列を形成しなければならない場合には、加工時間が長くなり、 Furthermore, since it is not a projection imaging system of a mask pattern, if processing of ejection nozzles that have since it is necessary to process one by one individually, to be formed a very large number of ejection nozzles array, processing time becomes longer,
生産性として非常に不利となるという問題点があり、さらに、光ビームのエネルギー強度の振れに対して敏感にノズルの加工サイズが変化してしまうため、加工精度の安定性の面で困難という問題点もある。 Very there is a problem that it is disadvantageous as a production, yet, since the sensitive processing size of the nozzle with respect to deflection of the energy intensity of the light beam is changed, a problem that it is difficult in terms of the stability of machining accuracy there is also a point.

【0010】また、前述した特公平6−24874号公報に記載された方法においては、マスクプレートと吐出口形成プレートを経時的に光ビームに対して傾ける運動をさせるため、加工開始状態と加工終了状態によって、 [0010] In the method described in KOKOKU 6-24874 Patent Publication described above, in order to exercise tilting against time the light beam of the mask plate and the discharge port forming plate, processing and end processing start state by the state,
つまり、加工の経時的動作過程によって、液吐出方向軸に対して対称なテーパ形状を加工することが困難となり、結果的に、個々の液体噴射記録ヘッドにおいて、記録液の吐出が安定して一定均一な方向に飛翔させることが難しいという問題点がある。 In other words, the temporal operation process of machining, it is difficult to process a symmetrical taper shape with respect to the liquid ejection axis, consequently, in each of the liquid jet recording head, stable ejection of the recording liquid constant it is disadvantageously difficult to fly in a uniform direction.

【0011】また、マスクパターンの全体(すなわち、 [0011] In addition, the entire mask pattern (ie,
配列された多数の吐出ノズル)を一括で加工することはできるが、マスクプレートと吐出口形成プレートを経時的に光ビームに対して傾ける運動をさせるため、加工時間が運動動作の時間によって制限され、加工時間が長くかかり、生産性として不利となるという問題点もある。 Can be processed at once a large number of ejection nozzles) which are arranged, in order to exercise tilting the discharge port forming plate and the mask plate relative time the light beam, the processing time is limited by the time movement operation , processing time-consuming long, there is also a problem that is disadvantageous as productivity.

【0012】そこで、前述した問題点を解決すべく、本出願人は、先に、液体噴射記録ヘッドの吐出口が一次元配列で複数個または複数個の配列が複数列形成される吐出口形成プレートの外面に、吐出口の形状がパターニングされたマスクプレートを密着させ、マスクプレート面の垂直軸に対して所定角度傾いた方向でかつ回転対称な方向から複数の高エネルギー紫外線平行ビームを同時照射することによって、吐出口形成プレートに吐出ノズルを昇華加工形成する方法を提案した(特願平10−18 [0012] To solve the above problems, the present applicant has previously discharge port discharge port of the liquid jet recording head a plurality or a plurality of sequences in one-dimensional array is a plurality of rows formed form the outer surface of the plate, the mask plate shape of the discharge port is patterned into close contact, simultaneously irradiated with a plurality of high energy UV collimated beam from and rotationally symmetrical direction at a predetermined angle inclined direction with respect to the vertical axis of the mask plate surface by proposed a method for the discharge nozzle sublime processed and formed on the discharge port forming plate (Japanese Patent Application No. 10-18
2407号出願)。 2407 patent application).

【0013】この方法によって形成される吐出ノズルは液吐出方向軸に対して対称な形状であって、吐出口形成プレートの外側(液吐出側)に部分的にまた全体が先細りのテーパ形状が形成でき、そして、短時間で多数の吐出ノズルを一括加工することができる。 [0013] discharge nozzle formed by this method is a symmetrical shape with respect to the liquid ejection axis, partly also the whole outside (liquid discharge side) of the discharge port forming plate are tapered tapered form can, and it is possible to collectively process the plurality of injection nozzles in a short time. しかし、この方法においても、マスクプレートを、加工を行なう吐出口形成プレートに密着させるため、マスクプレート自体も加工を受け、ダメージを受けやすく、耐久的に長くもたないという問題点があった。 However, even in this method, the mask plate, in order to close contact with the discharge port forming plate for machining, mask plate itself subjected to machining, easily damaged, there is a problem that no durably long.

【0014】そこで、本発明は、上記の従来技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、吐出口形成プレートの外側からのレーザ光の照射によるレーザ加工によって、液吐出側に部分的にまた全体が先細りのテーパ形状で液吐出方向軸に対して対称な形状の吐出ノズルが形成でき、かつ、短時間で多数配列される吐出ノズルを一括加工することができる吐出ノズル加工方法において、マスクプレートの耐久破損ダメージを回避することができる吐出ノズル加工方法を提供するとともに、 [0014] The present invention, which was made in view of the unsolved problems of the prior art described above, the laser processing by the irradiation of the laser beam from the outside of the discharge port forming plate, the liquid discharge side partially also be entirely formed discharge nozzles symmetrical shape with respect to the liquid ejection direction axis tapered tapered, and the discharge nozzle processing method capable of collectively processing a discharge nozzle for a short time in a number sequence in addition to providing a discharge nozzle processing method capable of avoiding the durability damage damage of the mask plate,
液体噴射記録ヘッドの製造方法を提供することを目的とするものである。 It is an object to provide a method of manufacturing a liquid jet recording head.

【0015】 [0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法は、液体噴射記録ヘッドの吐出口が一次元配列で複数個または複数個の配列が複数列形成される吐出口形成プレートの液吐出側に、形成しようとする吐出口の形状がパターニングされたマスクプレートを密着させ、該マスクプレート側から高エネルギー紫外線ビームを照射することによって、前記吐出口形成プレートに吐出ノズルを昇華加工形成する液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法において、前記マスクプレートは、基板材質がガラス材、石英または無機結晶材料で作製されており、該基板材質に吐出口の形状の貫通穴を形成し、高エネルギー紫外線ビームが入射する面に該紫外線の波長に合わせた全反射ミラーコーティ To achieve the above object, according to an aspect of the discharge nozzle processing method for a liquid jet recording head of the present invention, a plurality or a plurality of sequences discharge ports in one-dimensional array of the liquid jet recording head the liquid discharge side of the discharge port forming plate are a plurality of rows forming a mask plate shape of the discharge port is patterned to be formed in close contact, by irradiating a high energy ultraviolet beam from the mask plate side, the ejection in the discharge nozzle processing method for a liquid jet recording head for subliming process forming the discharge nozzle to the outlet forming plate, the mask plate, a glass material substrate material, are fabricated of quartz or inorganic crystalline material, the discharge port to the substrate material a total reflection mirror Coated that of the through hole is formed in the shape, high-energy ultraviolet light beam is tailored to the wavelength of the ultraviolet light on the surface to be incident グを施したものであることを特徴とする。 And wherein the were subjected to grayed.

【0016】本発明の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法においては、前記マスクプレートの基板材質が、可視光域で無色透明な光学ガラス材料、石英または無機結晶材料であることが好ましく、また、前記マスクプレートの貫通穴は、レーザによるエッチング加工、X [0016] In the discharge nozzle processing method for a liquid jet recording head of the present invention, the substrate material of the mask plate, colorless and transparent optical glass material in the visible light region, preferably a quartz or inorganic crystalline material, and, through holes of the mask plate, etching by laser, X
線γ線等の放射線によるエッチング加工、レジストパターニング後の微粒子吹き付け(パウダーブラスト)、またはレジストパターニング後のケミカルエッチングによって形成することができ、さらに、前記マスクプレートの全反射ミラーコーティングは、高エネルギー紫外線ビームが入射する面に、該紫外線の波長に合わせた誘電体多層干渉膜を蒸着またはスパッタリング工程によって形成することができる。 Etching by radiation lines γ rays, spraying fine particles after resist patterning can be formed by chemical etching of (powder blasting), or after resist patterning, further, the total reflection mirror coating of the mask plate, high-energy UV a plane beam is incident, it may be formed by vapor deposition or sputtering process the dielectric multilayer interference film matching the wavelength of the ultraviolet light.

【0017】本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法は、一次元配列で複数個または複数個の配列が複数列形成される吐出口が形成される吐出口形成プレートを備えた液体噴射記録ヘッドの製造方法であって、前記吐出口形成プレートの液吐出側に、形成しようとする吐出口の形状がパターニングされたマスクプレートを密着させ、 The method of manufacturing a liquid jet recording head of the present invention, the liquid jet recording head having a discharge port forming plate discharge port a plurality or a plurality of sequences in a one-dimensional array is formed in a plurality of arrays are formed a manufacturing method, the liquid discharge side of the discharge port forming plate, is adhered to the mask plate shape of the discharge port is patterned to be formed,
該マスクプレート側から高エネルギー紫外線ビームを照射することによって、前記吐出口形成プレートに吐出ノズルを昇華加工形成する液体噴射記録ヘッドの製造方法において、前記マスクプレートは、基板材質がガラス材、石英または無機結晶材料で作製されており、該基板材質に吐出口の形状の貫通穴を形成し、高エネルギー紫外線ビームが入射する面に該紫外線の波長に合わせた全反射ミラーコーティングを施したものであることを特徴とする。 By irradiating the high-energy ultraviolet beam from the mask plate side, the method of manufacturing a liquid jet recording head for subliming process forming the discharge nozzle to the discharge port forming plate, the mask plate, the substrate material is glass material, quartz or it is made of an inorganic crystalline material, forming a through hole in the shape of the discharge port to the substrate material, in which high-energy ultraviolet light beam is subjected to a total reflection mirror coating that matches the wavelength of the ultraviolet light on the surface to be incident it is characterized in.

【0018】本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法においては、前記マスクプレートの基板材質が、可視光域で無色透明な光学ガラス材料、石英または無機結晶材料であることが好ましく、また、前記マスクプレートの貫通穴は、レーザによるエッチング加工、X線γ線等の放射線によるエッチング加工、レジストパターニング後の微粒子吹き付け(パウダーブラスト)、またはレジストパターニング後のケミカルエッチングによって形成することができ、さらに、前記マスクプレートの全反射ミラーコーティングは、高エネルギー紫外線ビームが入射する面に、該紫外線の波長に合わせた誘電体多層干渉膜を蒸着またはスパッタリング工程によって形成することができる。 [0018] In the method of manufacturing a liquid jet recording head of the present invention, the substrate material of the mask plate, colorless and transparent optical glass material in the visible light region, preferably a quartz or inorganic crystalline material, and the mask through holes of the plate, etching by laser, etching by radiation of X-rays γ-rays or the like, spraying fine particles after resist patterning can be formed by chemical etching of (powder blasting), or after resist patterning, further wherein the total reflection mirror coating of the mask plate may be formed on a surface high-energy ultraviolet light beam is incident, a dielectric multilayer interference film matching the wavelength of the ultraviolet by vapor deposition or sputtering process.

【0019】 [0019]

【作用】本発明によれば、液体噴射記録ヘッドの吐出口形成プレートの外面(液吐出側)に、形成しようとする吐出口の形状がパターニングされたマスクプレートを密着させ、マスクプレート側から高エネルギー紫外線平行ビームを照射することによって、吐出形成プレートに吐出ノズルを昇華加工形成する液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法において、基板材質としてのガラス材、 According to the present invention, the outer surface (liquid discharge side) of the discharge port forming plate of the liquid jet recording head is brought into close contact with the mask plate shape of the discharge port is patterned to be formed, the high from the mask plate side by irradiating an energy ultraviolet collimated beam, in the discharge nozzle processing method for a liquid jet recording head the discharge nozzle sublime processed and formed on the discharge forming plate, a glass material as a substrate material,
石英または無機結晶材料に吐出口形状の貫通穴を形成しかつ高エネルギー紫外線ビームが入射する面にこの紫外線の波長に合わせた全反射ミラーコーティングを施したマスクプレートを用いることによって、マスクプレートの耐久破損ダメージを回避することができ、さらに、マスクプレートに熱膨張や熱変形が生じないことから高精度の加工が可能となり、吐出口形成プレートの液吐出側に部分的にまたは全体が先細りのテーパ形状で液吐出側の開口径が均一な吐出ノズルが形成でき、かつ、短時間で多数の吐出ノズルを一括加工することができる。 By using the discharge port shape mask plate through hole is formed and a high energy ultraviolet beam is subjected to a total reflection mirror coating that matches the wavelength of the ultraviolet light on the surface to be incident on the quartz or inorganic crystalline material, the durability of the mask plate it is possible to avoid breakage damage, further high-precision machining since no thermal expansion or thermal deformation to the mask plate is possible, partially or taper of the total tapered liquid discharge side of the discharge port forming plate opening diameter of the liquid discharge side can be formed uniform discharge nozzle shape, and can be collectively processed a number of ejection nozzles in a short time.

【0020】さらに、本発明によれば,液体噴射記録ヘッドを組立てた後の最終工程で吐出ノズルを加工形成することが可能となることで、吐出口形成プレートの組立て結合による変形に起因する液吐出方向の非等方向性が解消され、かつ、吐出口形成プレートの外側(液吐出側)に先細りのテーパ形状の吐出ノズルが形成できることによって、液滴の吐出方向が一定方向に安定し、吐出する記録液の飛翔スピードが向上する。 Furthermore, according to the present invention, it becomes possible to process forms a discharge nozzle at the final step after assembling the liquid jet recording head, the liquid due to deformation caused by the assembly binding of the discharge port forming plate non-isotropic in the discharge direction is eliminated, and, by the discharge nozzle tapering tapered outward (liquid discharge side) of the discharge port forming plate can be formed, the direction of ejection of the liquid droplet is stabilized in a certain direction, the discharge flying speed of the recording liquid that can be improved. したがって、液体噴射記録ヘッドの印刷品質が格段に向上するとともに高速印刷が可能となる。 Accordingly, print quality of the liquid jet recording head is capable of high-speed printing with remarkably improved.

【0021】 [0021]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 It is described with reference to the embodiment of the embodiment of the present invention in the drawings.

【0022】図1は、本発明の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法を示す概略図であり、以下に、本発明の吐出ノズル加工方法を詳細に説明する。 [0022] Figure 1 is a schematic diagram showing a discharge nozzle processing method for a liquid jet recording head of the present invention, it will be described below discharge nozzle processing method of the present invention in detail.

【0023】図1において、1は形成しようとする吐出口形状に対応するマスクパターン11が開口されたマスクプレート、2は吐出ノズル21が形成される吐出口形成プレート(以下、オリフィスプレートともいう。)、 [0023] In FIG. 1, 1 is the mask pattern 11 is apertured mask plate corresponding to the discharge port shapes to be formed, 2 says ejection port forming plate discharging nozzle 21 is formed (hereinafter, also called orifice plate. ),
3はオリフィスプレート2を結合する液体噴射記録ヘッド本体であり、吐出ノズル21は、液体噴射記録ヘッド本体3に組み立て結合された吐出口形成プレート2に対して、液吐出側から紫外線レーザ光A,B,C,Dが照射されることにより加工形成される。 3 is a liquid jet recording head main body for coupling the orifice plate 2, the discharge nozzle 21, to the discharge port forming plate 2 is assembled coupled to the liquid jet recording head main body 3, the ultraviolet laser light A from the liquid discharge side, B, C, are processed and formed by D is irradiated. これらのレーザ光A,B,C,Dは、あらかじめオリフィスプレート2に密着されたマスクプレート1の垂線に対してそれぞれ異なる方向に傾いており、レーザ光A,B,C,Dの重ね合わせ位置はマスクプレート1のパターン部分に定められている。 These laser beams A, B, C, D are inclined in different directions with respect to pre-orifice plate 2 in contact is perpendicular line of the mask plate 1, the laser beam A, B, C, located Overlay D It is defined in the pattern portion of the mask plate 1. したがって、本発明において加工される吐出ノズル21の液吐出側端部の吐出口径はマスクプレート1の開口径で一義的に決まり、レーザパワーのばらつきによって影響を受けることがなくなるため、均一な液吐出側端部の吐出口径を作製することが可能である。 Therefore, the discharge diameter of the liquid-discharge-side end portion of the discharge nozzle 21 to be processed in the present invention is uniquely determined by the opening diameter of the mask plate 1, since it is no longer affected by the variation of laser power, homogeneous liquid discharge it is possible to produce a discharge port diameter of the side end portion.

【0024】ここで、各レーザ光A,B,C,Dのマスクプレート1への照射方向を詳細に述べると、図2に示すようなxyz座標系を設定した場合、図3に示す方向、すなわち、各レーザ光はyz平面への射影においては、y軸(吐出ノズル21の配列方向)に対して、各4 [0024] Here, the laser beam A, B, C, Describing an irradiating direction of the mask plate 1 of D in detail, if you set the xyz coordinate system as shown in FIG. 2, a direction shown in FIG. 3, That is, in the projection of the laser light yz plane, the y-axis (direction of arrangement of the discharge nozzles 21), each 4
5度の角度(各レーザ光同士の角度が90度)をなし、 5 degree angle (angle 90 degrees between each laser beam) forms a,
x軸(マスクプレート1の垂直方向)に対して、同一の傾斜角度θをなすような方向から照射される。 x-axis with respect to (vertical direction of the mask plate 1) is irradiated from a direction that forms an identical inclination angle theta. なお、角度θは加工するオリフィスプレート2の厚さやレーザ光のエネルギー密度によって設計角度が設定されるが、おおよそ5度から20度の角度に設定されるものであり、 Although the angle θ is designed angle is set by the energy density of the thickness and the laser beam of the orifice plate 2 is processed, which is set from approximately 5 degrees to an angle of 20 degrees,
本実施例では13度としている。 In the present embodiment, there is a 13 degrees.

【0025】次に、マスクプレート1の構成と製造工程について、図4を参照して、説明する。 Next, the structure and manufacturing process of the mask plate 1, with reference to FIG. 4, will be described.

【0026】マスクプレート1 の基板材質としての板厚が50μmから100μmのBK7等の光学ガラス板材を所定大きさに切断したマスクプレート基板201に、 [0026] mask plate substrate 201 thickness as the substrate material of the mask plate 1 was cut optical glass plate of BK7 or the like 100μm from 50μm to a predetermined size,
高エネルギーレーザ光をパターン照射して、吐出口形状に対応するマスクパターン(貫通穴)11を開口し、その後に、オリフィスプレートの吐出ノズル加工時にレーザが照射される側(図中上面)に、吐出ノズル加工時に照射される紫外線レーザの波長に合わせた誘電体多層干渉膜ミラーコーティング202を蒸着またはスパッタリング工程によって形成することにより、マスクプレート1が製造される。 The high-energy laser beam is patterned irradiation, open the mask pattern (through holes) 11 corresponding to the discharge port shape, thereafter, on the side (upper surface in the figure) the laser is irradiated during discharge nozzle machining of the orifice plate, by the dielectric multilayer interference film mirror coating 202 to match the wavelength of the ultraviolet laser emitted during discharge nozzle machining is formed by vapor deposition or sputtering process, the mask plate 1 is manufactured. また、マスクプレート1の基板材質としては、可視光域で無色透明な光学ガラス材料、石英または無機結晶材料を用いることが好ましく、マスクプレートのマスクパターン(貫通穴)11の形成には、レーザによるエッチング加工、X線γ線等の放射線によるエッチング加工、レジストパターニング後の微粒子吹き付け(パウダーブラスト)、またはレジストパターニング後のケミカルエッチング等を採用することもできる。 Further, as the substrate material of the mask plate 1, colorless and transparent optical glass material in the visible light region, it is preferable to use quartz or inorganic crystalline material, the formation of the mask pattern (through holes) 11 of the mask plate by laser etching, etching by radiation of X-rays γ-rays or the like, spraying fine particles after resist patterning (powder blasting), or can be employed chemical etching after resist patterning.

【0027】上述したような製造工程によって製作されたマスクプレート1を用いて、オリフィスプレートの吐出ノズル加工を行なうことによって、マスクプレートに照射される紫外線レーザは、吐出口パターン穴11を通過した紫外線レーザ光だけが吐出ノズルの加工に用いられ、その他のほとんどのレーザ光が反射されて、マスクプレート自体にレーザ光の吸収が起こらないために、熱膨張、熱変形を起こさないですみ、すなわち、マスクプレートの変形が起こらないため、高精度の加工が行なわれ、かつ、マスクプレート自体の耐久時間が長持ちすることとなる。 [0027] Using the mask plate 1 fabricated by the manufacturing process described above, the ultraviolet by performing discharge nozzles machining of the orifice plate, ultraviolet laser irradiated to the mask plate, passing through the discharge port pattern holes 11 only the laser light is used in the processing of the discharge nozzle, the other is reflected most of the laser light, in order to mask plate itself does not occur absorption of the laser beam, a corner without causing thermal expansion, thermal deformation, i.e., since the deformation of the mask plate does not occur, high-precision processing is performed, and, so that the endurance time of the mask plate itself is long-lasting.

【0028】以上のように、密着されたマスクプレート1とオリフィスプレート2に対して、4つの方向から紫外線レーザの平行ビームA,B,C,Dを同時に照射し、オリフィスプレート2の厚み方向に、各レーザビームの進行方向に昇華加工することによって、液吐出方向(マスクプレート側)に先細りなテーパ形状を有した複数の吐出ノズル21が形成される。 [0028] As described above, with respect to contact mask plate 1 and the orifice plate 2, four parallel beams A UV laser from the direction, B, C, and irradiated simultaneously D, and the thickness direction of the orifice plate 2 , by sublimating processing in the traveling direction of the laser beams, a plurality of discharge nozzles 21 having a tapered taper shape in the liquid ejection direction (the mask plate side) is formed.

【0029】こうして加工形成された吐出ノズル21の形状は、回転対称な切断円錐形状となるのではなく、4 The shape of the discharge nozzle 21 thus processed form, rather than a rotationally symmetric cut conical shape, 4
つのx軸に対する軸対称方向からのレーザ照射加工であるため、図6に図示するように、記録液の吐出側(図中にて手前側)においては円錐状であって、記録液の供給側(図中にて奥側)においては4つの円が放射状に重なった略四角形の形状で、オリフィスプレート2の厚み方向において、徐々に円形から略四角形に変化する形状が形成される。 One of a laser irradiation processing from axisymmetric direction with respect to the x-axis for, as shown in FIG. 6, the discharge side of the recording liquid (the near side in the figure) is a conical, the supply side of the recording liquid four circles in (far side in the figure) is in the form of a substantially square overlapping radially, in the thickness direction of the orifice plate 2, the shape gradually changes from a circular to substantially rectangular is formed.

【0030】このような吐出ノズル加工を実現するために用いる、マスクプレート1の垂線に対して傾いた4つの方向から紫外線レーザの平行ビームA,B,C,Dを同時照射するための光学系の一例を図7を参照して説明する。 [0030] used to implement such a discharge nozzle processing, parallel beam A of the ultraviolet laser from four directions inclined with respect to the normal of the mask plate 1, B, C, optical system for simultaneously irradiating the D Referring to FIG 7 illustrates an example of a.

【0031】紫外線レーザの平行ビームを放射するエキシマレーザ発振器101から放射されたレーザビームは、ビームコンプレッサ102によって所定断面形状の大きさに整形変換される。 The laser beam emitted from an excimer laser oscillator 101 for emitting a collimated beam of ultraviolet laser is shaped converted by the beam compressor 102 to the magnitude of a predetermined cross-sectional shape. そして、第1のプリズム10 The first prism 10
3に導光され、プリズム頂角を含む領域によって、2 つの出射角の異なるビームに分離された後、プリズム10 3 is guided to, the region including the prism apex angle, after being separated into different beams of the two outgoing angle, the prism 10
3と同形状であって、頂角が対向するように配置された第2のプリズム104によって、2つの分離されたビームが平行な進行ビームa,bになるよう変換される。 3 and a same shape, apex angle by the second prism 104 are arranged so as to face, the two separated beams parallel progression beams a, is converted so as to be b. ビームa,bは平行なままピラミッド形状の4つの斜面を有する第3のプリズム105に入射し、図8に示すように、4つの軸対称な傾斜角をもつ斜面によって、各ビームA,B,C,Dの光束が中心軸(光軸)に対して同等な角度をもってGの領域で重なり合うように導光される。 Beam a, b is incident on the third prism 105 having four slopes pyramidal remain parallel, as shown in FIG. 8, the inclined surface having an inclination angle four axisymmetric, each beam A, B, C, light beam D is guided so as to overlap in the area of ​​G with equal angles with respect to the central axis (optical axis). また、Gの領域での4つのレーザ光束の重なり合いは、プリズム103とプリズム104の間隔によって調整される。 The overlap of the four laser beams in the region of G is adjusted by the spacing of the prism 103 and the prism 104. すなわち、マスクプレート1の垂直軸に対して、4つの軸対称方向から、同一偏角で、レーザビームが照射されることになる。 That is, with respect to the vertical axis of the mask plate 1, four axisymmetric direction at the same deflection angle, so that the laser beam is irradiated.

【0032】次に、上述の吐出ノズルの加工方法が適用される液体噴射記録ヘッドについて、図5を参照して、 [0032] Next, the liquid jet recording head which working method of the discharge nozzle described above is applied, with reference to FIG. 5,
説明する。 explain.

【0033】図5において、33は基板であり、この基板上には記録液を吐出するための電気熱変換素子や電気機械変換素子等の液吐出圧発生素子34が設けられている。 [0033] In FIG. 5, 33 is a substrate, the liquid discharge pressure generating element 34 such as electrothermal converting elements or electro-mechanical converting element for discharging the recording liquid is provided on the substrate. この液吐出圧発生素子34は吐出ノズル21に連通する液流路31内に配されており、個々の液流路31は共通液室32に連通している。 The liquid discharge pressure generating element 34 is disposed in the liquid flow path 31 communicating with the discharge nozzle 21, each liquid passage 31 is communicated with a common liquid chamber 32. この共通液室32には液供給管(不図示)が接続され、記録液タンクより液供給管を介して記録液が供給される。 The common liquid chamber 32 the liquid supply pipe (not shown) are connected, the recording liquid is supplied through the liquid supply pipe from the recording liquid tank. また、35は液流路3 Also, 35 is the liquid flow path 3
1および共通液室32を形成するための凹部を有する天板であり、基板33と接合されることで液流路31、共通液室32を形成している。 A top plate having recesses for forming the first and the common liquid chamber 32, the liquid flow path 31 by being bonded to the substrate 33 to form a common liquid chamber 32. さらに、基板33と天板3 In addition, the substrate 33 and the top plate 3
5との接合体の液流路端部側には吐出ノズル21を備えるオリフィスプレート2が設けられている。 The liquid flow path end side of the bonded body of the 5 orifice plate 2 with a discharge nozzle 21 is provided. また、オリフィスプレート2に形成される吐出ノズル21の配置は、一次元配列で複数個または複数個の配列が複数列というように適宜設定することができる。 The arrangement of the discharge nozzles 21 formed in the orifice plate 2 may be a plurality or a plurality of sequences are suitably set so that multiple columns in one-dimensional array.

【0034】このような液体噴射記録ヘッドは以下のように作製することができる。 [0034] Such a liquid jet recording head can be manufactured as follows.

【0035】すなわち、まず、液吐出圧発生用の発熱抵抗素子であるヒータ34と不図示のシフトレジスタ等の集積回路、電気配線とをシリコン基板にパターニングして基板33を作製するとともに、液流路31および共通液室32となる凹部と不図示の液供給部をシリコンプレートにケミカルエッチングすることにより形成して天板3を作製する。 [0035] That is, first, an integrated circuit such as shift registers (not shown) and the heater 34 is a heating resistor element for a liquid discharge pressure generating, with an electric wiring are patterned on a silicon substrate to produce a substrate 33, a liquid flow road 31 and the common liquid chamber 32 recess and the liquid supply unit (not shown) is formed by chemical etching to the silicon plate making ceiling plate 3. その後、液吐出側端面および液流路31 Thereafter, the liquid discharge side end face and the liquid flow passage 31
とヒータ34の配列が一致するように基板33と天板3 Substrate 33, as the sequence of the heater 34 is coincident with the top plate 3
5とをアライメント接合した後、吐出ノズルが未形成状態のオリフィスプレート2を、接合された天板35と基板33の接合体の液吐出側端面に接着する。 5 and after alignment joining the discharge nozzle to adhere to the orifice plate 2 of the unformed state, on the liquid discharge side end surface of the joined body of bonded top plate 35 and the substrate 33. この状態で上述した吐出ノズル加工方法を用いて吐出ノズル21を加工形成し、以後、不図示のヒータ駆動用の端子をパターニングした電気基板を結合するとともに、アルミ製のベースプレートを基板33を接合し、次いで、各部材を保持するホルダおよび記録液供給のための記録液タンクを結合することによって液体噴射記録ヘッドを組み立てることができる。 The discharge nozzle 21 is processed and formed using a discharge nozzle processing method described above in this state, thereafter, with couple electrical substrate patterning the terminals of heater driving (not shown), the aluminum base plate is bonded to the substrate 33 , then it is possible to assemble the liquid jet recording head by combining the recording liquid tank for the holder and the recording liquid supply holding each member.

【0036】また、液流路31および共通液室32となる凹部と液供給部が形成される天板35と吐出ノズルが未形成状態のオリフィスプレート2とをポリサルフォン等の樹脂の射出成形により一体に形成した構造体を、ヒータ34をパターニングした集積回路シリコンチップをマウントした基板33にアライメント接合した後に、上述した吐出ノズル加工方法を用いて吐出ノズル21を形成し、以後、不図示のヒータ駆動用の端子をパターニングした電気基板を結合するとともに、アルミ製のベースプレートを基板33を接合し、次いで、各部材を保持するホルダおよび記録液供給のための記録液タンクを結合することで液体噴射記録ヘッドを組み立てることもできる。 Further, integrally by injection molding of liquid flow paths 31 and the common liquid chamber 32 to become concave and the liquid resin of polysulfone and an orifice plate 2 of the top plate 35 and the discharge nozzle supply portion is formed not formed state the formed structure, after the alignment bonded to the substrate 33 has been mounted integrated circuit silicon chip patterning the heaters 34, the discharge nozzle 21 is formed by using a discharge nozzle processing method described above, thereafter, the heater driving (not shown) terminal with coupling electrical substrate patterning of use, the aluminum base plate is bonded to the substrate 33, then the liquid jet recording by combining the recording liquid tank for the holder and the recording liquid supply holding each member it is also possible to assemble the head.

【0037】なお、本発明における吐出ノズルの加工は、液体噴射記録ヘッドの構成がいかなるものであっても、吐出ノズルを形成するオリフィスプレートが、これを保持する部材に接合された後の工程で行なうことが望ましい。 [0037] The processing of the discharge nozzle in the present invention, also configuration of the liquid jet recording head comprising any of those, an orifice plate forming the discharge nozzle, at a step after being bonded to the member for holding the it is desirable to perform. このように液体噴射記録ヘッドを製造することで、オリフィスプレートが、この保持部材と結合するときに生じるひずみに伴なって、吐出ノズルの配列が変形したり、吐出ノズルの向きが不均一方向に変形することによる記録液の吐出方向位置変動が生じることを防ぐことが可能となる。 By thus manufacturing a liquid jet recording head, the orifice plate, taken accompanied strain occurs when coupling this holding member, sequence or deformation of the discharge nozzle, the direction of the discharge nozzle in the non-uniform direction is possible to prevent the ejection direction position variation of the recording liquid due to the deformation occurs to become.

【0038】また、上述のように加工形成される吐出ノズル21においては、オリフィスプレート2の液供給側の吐出ノズル21の形状が略四角形であり、また、液流路31の液流動方向の切断面が四角形で形成されていることから、各々の形状がフィットするように吐出ノズル21がレーザ加工形成されているため、吐出ノズル形状と液流路形状が滑らかに連続するようにでき、記録液の流動抵抗が軽減され、記録液飛翔スピードが高まり、液体噴射記録ヘッド品質として、印刷スピードが向上するという効果も発生する。 Further, in the discharge nozzle 21 to be processed formed as described above, the shape of the discharge nozzle 21 of the liquid supply side of the orifice plate 2 is a substantially square, also the cutting of the liquid flow direction of the liquid flow passage 31 since the surface is formed in a square, can ensure discharge nozzles 21 so that each shape is fit for being laser processed form, discharge nozzle shape and the liquid flow path shape smoothly continuous recording liquid the flow resistance of relief, increased recording liquid jet speeds, a liquid jet recording head quality, also occurs effect that printing speed is improved. したがって、液流路断面形状が矩形のときにyz平面で液流路断面の頂角方向からレーザが照射されることが望ましい。 Therefore, it is desirable that the liquid flow path cross-sectional shape is a laser from the top angle direction of the liquid flow path section in the yz plane is illuminated when the rectangle.

【0039】本発明の具体的な実施例において、液体噴射記録ヘッド本体に50μm厚のポリサルフォンからなるオリフィスプレートを接合した後、このオリフィスプレートに、照射レーザの波長において光反射率が98% [0039] In a particular embodiment of the present invention, after bonding the orifice plate consisting of 50μm thick polysulfone to the liquid jet recording head main body, in the orifice plate, the light reflectance at the wavelength of the irradiated laser 98%
以上で、φ20μmの開口を300dpiの配列密度で150個の貫通開口を有するマスクプレートを密着させ、前述した光学系(図7)を用いて、レーザパワー密度が1J/cm 2でマスクプレートに4つの平行ビームを照射することで吐出ノズルを形成した。 Above, are brought into close contact with the mask plate having 150 through-opening the opening of the φ20μm array density of 300dpi, with the above-described optical system (FIG. 7), 4 to the mask plate laser power density of 1 J / cm 2 One of the formation of the discharge nozzle by irradiating a collimated beam. なお、このときの各平行ビームの傾斜角は液吐出方向軸に対して13 The inclination angle of each collimated beam at this time with respect to the liquid ejection axis 13
度となるようにした。 It was set to be in degrees. このように液体噴射記録ヘッドを50個作製し、吐出ノズルの形状を観察したところ、いずれの吐出ノズルにおいても液吐出側に先細りのテーパ形状が形成されており、また、各吐出ノズルにおける液吐出側端部の開口径のばらつきも従来のものに比べ格段に低減されていた。 Thus the liquid jet recording head produced 50, observation of the shape of the discharge nozzle, are tapered in the tapered form in the liquid discharge side in any of the discharge nozzle, also the liquid discharge in the discharge nozzles variations in the opening diameter of the side end portion was also dramatically reduced compared with the conventional.

【0040】また、このようにして作製した液体噴射記録ヘッドにて実際に印刷を行なったところ、優れた印刷品位の画像が得られた。 Further, when the printing is actually performed in this way the liquid jet recording head thus prepared was obtained images with excellent print quality.

【0041】 [0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 As described in the foregoing, according to the present invention,
液体噴射記録ヘッドの吐出口形成プレートの液吐出側(外面)に、形成しようとする吐出口の形状がパターニングされたマスクプレートを密着させ、マスクプレート側から高エネルギー紫外線平行ビームを照射することによって、吐出口形成プレートに吐出ノズルを昇華加工形成する液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法において、基板材質としてのガラス材、石英または無機結晶材料に吐出口形状の貫通穴を形成しかつ高エネルギー紫外線ビームが入射する面にこの紫外線の波長に合わせた全反射ミラーコーティングを施したマスクプレートを用いることによって、マスクプレートの耐久破損ダメージを回避することができ、さらに、マスクプレートに熱膨張や熱変形が生じないことから高精度の加工が可能となり、吐出口形成プレー The liquid discharge side of the discharge port forming plate of the liquid jet recording head (outer surface), the shape of the discharge port to be formed is brought into close contact with the mask plate which is patterned by irradiation with high-energy ultraviolet parallel beam from the mask plate side in the discharge nozzle processing method for a liquid jet recording head for subliming process forming the discharge nozzle to the discharge port forming plate, a glass material, forming a through hole of the discharge port shape quartz or inorganic crystalline materials and high energy ultraviolet radiation as a substrate material by using a mask plate which has been subjected to total reflection mirror coating beam is matched to the wavelength of the ultraviolet light on the surface to be incident, it is possible to avoid durable breakage damage of the mask plate, further, the thermal expansion or thermal deformation to the mask plate It enables high-precision machining since that does not cause a discharge port formed play の液吐出側に部分的にまたは全体が先細りのテーパ形状で液吐出側の開口径が均一な吐出ノズルが形成でき、かつ、短時間で多数の吐出ノズルを一括加工することができる。 The entire part or to the liquid discharge side can opening diameter formed uniform discharge nozzles of the liquid discharge side in the tapered tapered, and can be collectively processed a number of ejection nozzles in a short time.

【0042】さらに、本発明によれば,液体噴射記録ヘッドを組立てた後の最終工程で吐出ノズルを加工形成することが可能となることで、吐出口形成プレートの組立て結合による変形に起因する液吐出方向の非等方向性が解消され、かつ、吐出口形成プレートの外側(液吐出側)に先細りのテーパ形状が形成できることによって、 [0042] Further, according to the present invention, it becomes possible to process forms a discharge nozzle at the final step after assembling the liquid jet recording head, the liquid due to deformation caused by the assembly binding of the discharge port forming plate non-isotropic in the discharge direction is eliminated, and, by the tapered shape of the tapered can be formed on the outer side of the discharge port forming plate (liquid discharge side),
液滴の吐出方向が一定方向に安定し、吐出する記録液の飛翔スピードが向上する。 The direction of ejection of the liquid droplet is stabilized in a certain direction, the flying speed of the recording liquid is improved discharging. したがって、液体噴射記録ヘッドの印刷品質が格段に向上するとともに高速印刷が可能となる。 Accordingly, print quality of the liquid jet recording head is capable of high-speed printing with remarkably improved.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法を示す概略図であり、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は下面図である。 Figure 1 is a schematic diagram showing a discharge nozzle processing method for a liquid jet recording head of the present invention, (a) is a front view, (b) is a side view, (c) is a bottom view.

【図2】本発明の液体噴射記録ヘッドの座標系を示す斜視図である。 2 is a perspective view showing the coordinate system of the liquid jet recording head of the present invention.

【図3】本発明の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法におけるレーザ照射方向を説明する説明図である。 3 is an explanatory diagram for explaining a laser irradiation direction of the discharge nozzle processing method for a liquid jet recording head of the present invention.

【図4】本発明の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法に用いるマスクプレートの製造工程を説明する概略図である。 4 is a schematic diagram for explaining a manufacturing process of the mask plate used for the discharge nozzle processing method for a liquid jet recording head of the present invention.

【図5】本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法によって製造される液体噴射記録ヘッドを示す概略図であり、 [Figure 5] is a schematic diagram showing a liquid jet recording head manufactured by the manufacturing method for a liquid jet recording head of the present invention,
(a)は上面図、(b)は正面図、(c)は側面図である。 (A) is a top view, (b) is a front view, (c) is a side view.

【図6】本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法によって製造される液体噴射記録ヘッドの吐出ノズルの斜視図である。 6 is a perspective view of the discharge nozzle of the liquid jet recording head manufactured by the manufacturing method for a liquid jet recording head of the present invention.

【図7】本発明の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法に適用される光学系の概略図である。 7 is a schematic diagram of an optical system to be applied to the discharge nozzle processing method for a liquid jet recording head of the present invention.

【図8】本発明の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法に適用される光学系におけるピラミッド形状プリズムによる導光を示す概略図である。 8 is a schematic diagram showing a light guide by pyramid-shaped prism in an optical system to be applied to the discharge nozzle processing method for a liquid jet recording head of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 マスクプレート 2 オリフィスプレート(吐出口形成プレート) 3 液体噴射記録ヘッド本体 11 マスクパターン(貫通穴) 21 吐出ノズル(吐出口) 31 液流路 32 共通液室 33 基板 34 液吐出圧発生素子(ヒータ) 35 天板 101 レーザ発振器 102 ビームコンプレッサ 103,104 プリズム 105 ピラミッド形状プリズム 201 マスクプレート基板 202 誘電体多層干渉膜ミラーコーティング 1 mask plate 2 orifice plate (discharge port forming plate) 3 liquid jet recording head main body 11 mask pattern (through holes) 21 discharge nozzles (ejection ports) 31 liquid passage 32 common liquid chamber 33 the substrate 34 liquid discharge pressure generating element (heater ) 35 top plate 101 laser oscillator 102 beam compressor 103, 104 prism 105 pyramid-shaped prism 201 mask plate substrate 202 dielectric multilayer interference film mirror coating

Claims (8)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 液体噴射記録ヘッドの吐出口が一次元配列で複数個または複数個の配列が複数列形成される吐出口形成プレートの液吐出側に、形成しようとする吐出口の形状がパターニングされたマスクプレートを密着させ、該マスクプレート側から高エネルギー紫外線ビームを照射することによって、前記吐出口形成プレートに吐出ノズルを昇華加工形成する液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法において、前記マスクプレートは、基板材質がガラス材、石英または無機結晶材料で作製されており、該基板材質に吐出口の形状の貫通穴を形成し、高エネルギー紫外線ビームが入射する面に該紫外線の波長に合わせた全反射ミラーコーティングを施したものであることを特徴とする液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法。 1. A liquid discharge side of the discharge port forming plate in which a plurality or a plurality of sequences discharge port of the liquid jet recording head in a one-dimensional array is formed in a plurality of arrays, the shape of the discharge port to be formed is patterned brought into close contact with the mask plate, which is, by irradiating a high energy ultraviolet beam from the mask plate side, the discharge nozzle processing method for a liquid jet recording head for subliming process forming the discharge nozzle to the discharge port forming plate, the mask plate the substrate material is glass material, are fabricated of quartz or inorganic crystalline material, forming a through hole in the shape of the discharge port to the substrate material, the high energy ultraviolet beam is matched to the wavelength of the ultraviolet light on the surface to be incident discharge nozzle processing method for a liquid jet recording head, characterized in that were subjected to total reflection mirror coating.
  2. 【請求項2】 前記マスクプレートの基板材質は、可視光域で無色透明な光学ガラス材料、石英または無機結晶材料であることを特徴とする請求項1記載の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法。 Substrate material according to claim 2, wherein said mask plate is colorless and transparent optical glass material in the visible light region, the discharge nozzle processing method according to claim 1 liquid jet recording head, wherein it is a quartz or inorganic crystalline material .
  3. 【請求項3】 前記マスクプレートの貫通穴は、レーザによるエッチング加工、X線γ線等の放射線によるエッチング加工、レジストパターニング後の微粒子吹き付け(パウダーブラスト)、またはレジストパターニング後のケミカルエッチングによって形成することを特徴とする請求項1または2記載の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法。 Through holes wherein the mask plate is etched by laser, etching by radiation of X-rays γ-rays or the like, fine particles blown (powder blasting) after resist patterning, or formed by chemical etching after resist patterning claim 1 or 2 discharge nozzle processing method for a liquid jet recording head wherein a.
  4. 【請求項4】 前記マスクプレートの全反射ミラーコーティングは、高エネルギー紫外線ビームが入射する面に、該紫外線の波長に合わせた誘電体多層干渉膜を蒸着またはスパッタリング工程によって形成することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の液体噴射記録ヘッドの吐出ノズル加工方法。 4. A total reflection mirror coating of the mask plate, the surface of the high-energy ultraviolet light beam is incident, and forming a dielectric multi-layer interference film matching the wavelength of the ultraviolet by vapor deposition or sputtering process discharge nozzle processing method for a liquid jet recording head according to any one of claims 1 to 3.
  5. 【請求項5】 一次元配列で複数個または複数個の配列が複数列形成される吐出口が形成される吐出口形成プレートを備えた液体噴射記録ヘッドの製造方法であって、 5. A method of manufacturing a liquid jet recording head having a discharge port forming plate discharge port is formed with a plurality or a plurality of sequences in one-dimensional array is a plurality of rows formed,
    前記吐出口形成プレートの液吐出側に、形成しようとする吐出口の形状がパターニングされたマスクプレートを密着させ、該マスクプレート側から高エネルギー紫外線ビームを照射することによって、前記吐出口形成プレートに吐出ノズルを昇華加工形成する液体噴射記録ヘッドの製造方法において、前記マスクプレートは、基板材質がガラス材、石英または無機結晶材料で作製されており、該基板材質に吐出口の形状の貫通穴を形成し、高エネルギー紫外線ビームが入射する面に該紫外線の波長に合わせた全反射ミラーコーティングを施したものであることを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法。 The liquid discharge side of the discharge port forming plate, a mask plate shape of the discharge port is patterned to be formed in close contact, by irradiating a high energy ultraviolet beam from the mask plate side, to the discharge port forming plate the method of manufacturing a discharge nozzle the liquid jet recording head for subliming processed form, the mask plate, a glass material substrate material, are fabricated of quartz or inorganic crystalline material, the through-holes of the shape of the discharge port to the substrate material formed, the manufacturing method of the liquid jet recording head, wherein the high-energy ultraviolet light beam were subjected to total reflection mirror coating that matches the wavelength of the ultraviolet light on the surface to be incident.
  6. 【請求項6】 前記マスクプレートの基板材質は、可視光域で無色透明な光学ガラス材料、石英または無機結晶材料であることを特徴とする請求項5記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。 Substrate material according to claim 6, wherein said mask plate, method of manufacturing a liquid jet recording head according to claim 5, wherein the visible light region is colorless and transparent optical glass material, quartz or inorganic crystalline material.
  7. 【請求項7】 前記マスクプレートの貫通穴は、レーザによるエッチング加工、X線γ線等の放射線によるエッチング加工、レジストパターニング後の微粒子吹き付け(パウダーブラスト)、またはレジストパターニング後のケミカルエッチングによって形成することを特徴とする請求項5または6記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。 Through holes wherein said mask plate is etched by laser, etching by radiation of X-rays γ-rays or the like, fine particles blown (powder blasting) after resist patterning, or formed by chemical etching after resist patterning claim 5 or 6 method of manufacturing a liquid jet recording head wherein a.
  8. 【請求項8】 前記マスクプレートの全反射ミラーコーティングは、高エネルギー紫外線ビームが入射する面に、この紫外線の波長に合わせた誘電体多層干渉膜を蒸着またはスパッタリング工程によって形成することを特徴とする請求項5いし7のいずれか1項に記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。 8. The total reflection mirror coating of the mask plate, the surface of the high-energy ultraviolet light beam is incident, and forming a dielectric multi-layer interference film matching the wavelength of the ultraviolet by vapor deposition or sputtering process a method for manufacturing a liquid jet recording head according to any one of claims 5 stone 7.
JP11130752A 1999-05-12 1999-05-12 Method for machining ejection nozzle of liquid ejection recording head and manufacture of liquid ejection recording head Pending JP2000318162A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11130752A JP2000318162A (en) 1999-05-12 1999-05-12 Method for machining ejection nozzle of liquid ejection recording head and manufacture of liquid ejection recording head

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11130752A JP2000318162A (en) 1999-05-12 1999-05-12 Method for machining ejection nozzle of liquid ejection recording head and manufacture of liquid ejection recording head
US09/339,869 US20020062563A1 (en) 1998-06-29 1999-06-25 Method for processing discharge port of ink jet head, and method for manufacturing ink jet head
EP19990112352 EP0968824A1 (en) 1998-06-29 1999-06-28 Method for processing discharge port of ink jet head, and method for manufacturing ink jet head

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000318162A true JP2000318162A (en) 2000-11-21

Family

ID=15041804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11130752A Pending JP2000318162A (en) 1999-05-12 1999-05-12 Method for machining ejection nozzle of liquid ejection recording head and manufacture of liquid ejection recording head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000318162A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005511313A (en) * 2001-11-30 2005-04-28 松下電器産業株式会社 Laser milling method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005511313A (en) * 2001-11-30 2005-04-28 松下電器産業株式会社 Laser milling method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5278584A (en) Ink delivery system for an inkjet printhead
CA1292384C (en) Acoustic lens arrays for ink printing
JP3179834B2 (en) Liquid flight recording device
US6766567B2 (en) Ink jet print head having a porous ink supply layer
US5707684A (en) Method for producing micro-optical components
CN101098734B (en) Miniature aerosol jet and aerosol jet array
US6520626B1 (en) Liquid ejection head, method for preventing accidental non-eject using the ejection head and manufacturing method of the ejection head
US5959643A (en) Modular drop-on-demand printing apparatus method of manufacture thereof, and method of drop-on-demand printing
JP2012006405A (en) Printhead
EP0566249A1 (en) Improved inkjet printhead
EP0865922B1 (en) Reduced spray inkjet printhead orifice
EP0629504B1 (en) Orifice plate for ink jet printer
US5648805A (en) Inkjet printhead architecture for high speed and high resolution printing
US6313435B1 (en) Mask orbiting for laser ablated feature formation
EP0313341B1 (en) Thermal ink-jet head structure
JP5818848B2 (en) Print head
US5604519A (en) Inkjet printhead architecture for high frequency operation
US5378137A (en) Mask design for forming tapered inkjet nozzles
EP0495663B1 (en) Liquid jet unit with orifices and recording apparatus using the same
US20020175975A1 (en) Inkjet recording head and method for manufacturing the same
CA2084344C (en) Structure and method for aligning a substrate with respect to orifices in an inkjet printhead
US5940957A (en) Laser process for making a filter for an ink jet
US4014029A (en) Staggered nozzle array
US5563642A (en) Inkjet printhead architecture for high speed ink firing chamber refill
CA2240800C (en) Method of and apparatus for forming nozzles