JP2001187451A - Printing head, production method therefor, orifice plate used in the head, and production method therefor - Google Patents

Printing head, production method therefor, orifice plate used in the head, and production method therefor

Info

Publication number
JP2001187451A
JP2001187451A JP2000322891A JP2000322891A JP2001187451A JP 2001187451 A JP2001187451 A JP 2001187451A JP 2000322891 A JP2000322891 A JP 2000322891A JP 2000322891 A JP2000322891 A JP 2000322891A JP 2001187451 A JP2001187451 A JP 2001187451A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
orifice
orifice plate
tapered portion
print head
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.)
Granted
Application number
JP2000322891A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001187451A5 (en
JP4177544B2 (en
Inventor
Isao Suzuki
伊左雄 鈴木
Masashi Shimozato
正志 下里
Hiroshi Ito
弘 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba TEC Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba TEC Corp
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 Toshiba Corp, Toshiba TEC Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2000322891A priority Critical patent/JP4177544B2/en
Publication of JP2001187451A publication Critical patent/JP2001187451A/en
Publication of JP2001187451A5 publication Critical patent/JP2001187451A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4177544B2 publication Critical patent/JP4177544B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the printing resolution without causing deterioration of the printing quality. SOLUTION: This device comprises an orifice plate 6 having a plurality of orifices 7, and a head body 5 provided integrally with the orifice plate, sectioned into a plurality of ink chambers 12 for guiding an ink to each of the orifices, for ejecting the ink from the corresponding orifice by increasing the pressure of each ink chamber, wherein each orifice has a necking for limiting the ink ejecting direction error substantially to ±5 mrad or less with respect to the orifice central axis.

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、複数のインク吐出
孔から吐出されるインク滴でドットイメージをプリント
するプリントヘッド及びその製造方法並びにこのヘッド
に使用するオリフィスプレート及びその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a print head for printing a dot image with ink droplets ejected from a plurality of ink ejection holes, a method for manufacturing the same, an orifice plate used for the head, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】典型的なインクジェットプリンタのプリ
ントヘッドは、ヘッドボディおよびこのヘッドボディの
端部に固定されるオリフィスプレートを有している。オ
リフィスプレートは、インク吐出孔として並べられた複
数のオリフィスを持っている。ヘッドボディは、隔壁に
より区画される複数のインク室および各インク室の圧力
を変化させて対応するオリフィスからインクを吐出させ
る、例えば、バブルジェット(登録商標)式あるいはカ
イザー式のようなインク吐出機構を有する。バブルジェ
ット式インク吐出機構は、インク吐出時に気泡の発生に
よりインク室の圧力を増大させ、カイザー式インク吐出
機構は、インク吐出時に隔壁の変形によりインク室の圧
力を増大させる。
2. Description of the Related Art A print head of a typical ink jet printer has a head body and an orifice plate fixed to an end of the head body. The orifice plate has a plurality of orifices arranged as ink ejection holes. An ink ejection mechanism such as a bubble jet (registered trademark) type or a Kaiser type ejects ink from a plurality of ink chambers defined by partition walls and pressures of the respective ink chambers and corresponding orifices. Having. The bubble jet ink ejection mechanism increases the pressure in the ink chamber due to the generation of bubbles during ink ejection, and the Kaiser ink ejection mechanism increases the pressure in the ink chamber due to deformation of the partition walls during ink ejection.

【0003】オリフィスプレートは、インク流入側から
インク吐出側に向かって徐々に細い径となる順テーパ状
となるように一般に電鋳と呼ばれるメッキ法により複数
のオリフィスを形成し接着剤でヘッドボディに固定され
る金属板からなる。しかし、このプレート構造は高い解
像度でドットイメージをプリントするためにオリフィス
ピッチをさらに狭くすることが難しい。すなわち、接着
剤がオリフィスプレートの接着工程でプレート主表面か
ら隣接するオリフィス内に流れ込み、インク飛翔の障害
となる目詰りを起こし易い。
The orifice plate is formed with a plurality of orifices by a plating method generally called electroforming so that the orifice plate has a forward tapered shape having a gradually decreasing diameter from the ink inflow side toward the ink discharge side. It consists of a fixed metal plate. However, it is difficult for this plate structure to further narrow the orifice pitch in order to print a dot image with high resolution. That is, the adhesive flows from the main surface of the plate into the adjacent orifice in the step of bonding the orifice plate, and is likely to cause clogging which hinders ink flying.

【0004】オリフィスピッチがこのような理由から限
界に近い場合には、例えばオリフィスの配列方向にオリ
フィスピッチより狭いピッチでプリントヘッドをシフト
させながらプリントヘッドの駆動を繰り返す駆動方式を
用いてドットイメージの高解像度化が図られる。しか
し、この駆動方式では、ドットプリント位置がプリント
ヘッドのシフト機構の精度に依存してばらつくため、鮮
明なドットイメージが得にくいという問題があった。
When the orifice pitch is close to the limit for such a reason, for example, a drive system in which the print head is repeatedly driven while shifting the print head at a pitch smaller than the orifice pitch in the arrangement direction of the orifices is used. Higher resolution is achieved. However, this driving method has a problem that it is difficult to obtain a clear dot image because the dot print position varies depending on the precision of the shift mechanism of the print head.

【0005】ところで、特開平5−330064号公報
は上述の問題を解消できる技術を開示している。この公
報においては、オリフィスプレートがヘッドボディの端
部に予め固定された樹脂板で構成され、複数のオリフィ
スがレーザ光をこの樹脂板にインク吐出側から照射する
ことにより形成される。レーザ光はインク吐出側のスペ
ースに設定される焦点で最も小さなビーム径となるよう
に結像光学系により集光され、この焦点から広がりなが
ら樹脂板に入射する。この樹脂板では、アブレーション
がレーザ光に露出された部分で進行し、これによりイン
ク流入側からインク吐出側に向かって徐々に細い径とな
る順テーパ状のオリフィスを形成する。この場合、目詰
りの原因となる接着剤がオリフィスに流入しないため、
高解像度でドットイメージをプリントするためにオリフ
ィスピッチを十分狭く設定することができる。
[0005] Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-330064 discloses a technique capable of solving the above-mentioned problem. In this publication, an orifice plate is formed of a resin plate previously fixed to an end of a head body, and a plurality of orifices are formed by irradiating a laser beam to the resin plate from an ink discharge side. The laser light is condensed by the imaging optical system so as to have the smallest beam diameter at the focal point set in the space on the ink ejection side, and enters the resin plate while spreading from this focal point. In this resin plate, ablation proceeds at a portion exposed to the laser beam, thereby forming a forward tapered orifice having a gradually decreasing diameter from the ink inflow side toward the ink discharge side. In this case, the adhesive that causes clogging does not flow into the orifice,
The orifice pitch can be set sufficiently small to print a dot image with high resolution.

【0006】しかし、結像光学系の焦点と樹脂板との相
対的な位置関係をそれぞれのオリフィスについて一定に
維持できないと、レーザ光の広がりのためにこれらオリ
フィスの最小径にバラツキが生じ、均一サイズのドット
をプリントすることが困難になる。
However, if the relative positional relationship between the focal point of the imaging optical system and the resin plate cannot be kept constant for each orifice, the minimum diameter of these orifices will vary due to the spread of the laser light, and uniformity will occur. It becomes difficult to print dots of a size.

【0007】また、特開平10−76666号公報はオ
リフィスの最小径のバラツキを低減できるオリフィス形
成技術を開示している。この公報においては、複数のオ
リフィスがレーザ光をインク流入側およびインク吐出側
から樹脂板に照射することにより形成される。インク流
入側からのレーザ光はインク吐出側のスペースに設定さ
れる焦点で最も小さなビーム径となるように結像光学系
により集光され、この焦点に向かう途中で樹脂板に入射
する。このとき、アブレーションがレーザ光に露出され
た樹脂板の部分で進行し、これによりインク流入側から
インク吐出側に向かって徐々に細い径となる順テーパ状
のオリフィスを形成する。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-76666 discloses an orifice forming technique capable of reducing the variation in the minimum diameter of the orifice. In this publication, a plurality of orifices are formed by irradiating a resin plate with laser light from an ink inflow side and an ink discharge side. The laser light from the ink inflow side is condensed by the imaging optical system so as to have the smallest beam diameter at the focal point set in the space on the ink ejection side, and enters the resin plate on the way to this focal point. At this time, the ablation proceeds at the portion of the resin plate exposed to the laser beam, thereby forming a forward tapered orifice having a gradually decreasing diameter from the ink inflow side toward the ink discharge side.

【0008】さらに、インク吐出側からのレーザ光はイ
ンク流入側のスペースに設定される焦点で最も小さなビ
ーム径となるように結像光学系により集光され、この焦
点に向かう途中で樹脂板に入射する。このとき、アブレ
ーションがレーザ光に露出された樹脂板の部分で進行
し、これによりインク吐出側の樹脂板表面付近でオリフ
ィスを逆テーパ状にする。これはインク吐出側で生じる
オリフィスの径のバラツキを補償することができる。
Further, the laser light from the ink discharge side is condensed by the imaging optical system so as to have the smallest beam diameter at the focal point set in the space on the ink inflow side, and is directed to the resin plate on the way to this focal point. Incident. At this time, the ablation proceeds at the portion of the resin plate exposed to the laser beam, thereby causing the orifice to have an inverted taper near the surface of the resin plate on the ink ejection side. This can compensate for variations in the diameter of the orifice generated on the ink ejection side.

【0009】しかし、このオリフィス形成技術は各オリ
フィスを形成するためにインク流入側から樹脂板に照射
されるレーザ光を必要とするため、このレーザ光の照射
を妨げないように樹脂板を予めヘッドボディの端部に固
定することが難しい。もし、オリフィスの形成後に樹脂
板をヘッドボディに接着剤で固定すれば、上述したよう
に接着剤がプレート主表面から隣接するオリフィス内に
流入してオリフィスの目詰りを起こす可能性がある。従
って、高解像度でドットイメージをプリントするために
オリフィスピッチを十分狭く設定することができない。
また、レーザ光はインク流入側に加えてインク吐出側か
らも樹脂板に照射されるため、各オリフィスにおいて順
テーパ部分と逆テーパ部分との境界にレーザ光の位置ず
れによる段差が生じやすい。この段差はインク室の圧力
変化によってオリフィスから吐出されるインクの流れを
乱し、インク滴の吐出方向にバラツキを発生させる結果
となる。
However, this orifice forming technique requires laser light to be applied to the resin plate from the ink inflow side in order to form each orifice. It is difficult to fix to the end of the body. If the resin plate is fixed to the head body with an adhesive after the formation of the orifice, the adhesive may flow from the main surface of the plate into the adjacent orifice and cause clogging of the orifice. Therefore, the orifice pitch cannot be set sufficiently small to print a dot image with high resolution.
In addition, since the laser beam is applied to the resin plate not only from the ink inflow side but also from the ink ejection side, a step is likely to occur at the boundary between the forward tapered portion and the reverse tapered portion at each orifice due to the displacement of the laser light. The step disturbs the flow of the ink ejected from the orifice due to the change in the pressure of the ink chamber, resulting in a variation in the ejection direction of the ink droplet.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このように上述した特
開平5−330064号公報のものでは、オリフィスの
最小径にバラツキが生じ、均一サイズのドットをプリン
トすることが困難になるという問題があり、また、特開
平10−76666号公報のものでは、オリフィスピッ
チを十分狭く設定することができず、また、インク滴の
吐出方向にバラツキを発生させるという問題があった。
As described above, the structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 5-330064 has a problem that the minimum diameter of the orifice varies and it becomes difficult to print dots of uniform size. Further, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 10-76666, there is a problem that the orifice pitch cannot be set to be sufficiently small, and that the ejection direction of ink droplets varies.

【0011】そこで、請求項1乃至5記載の発明は、プ
リント品位を低下させることなくプリント解像度を向上
させることができるプリントヘッドを提供する。
Accordingly, the inventions according to claims 1 to 5 provide a print head capable of improving print resolution without deteriorating print quality.

【0012】また、請求項6乃至13記載の発明は、プ
リント品位を低下させることなくプリント解像度を向上
させることができるプリントヘッドの製造方法を提供す
る。
Further, the invention according to claims 6 to 13 provides a method of manufacturing a print head which can improve print resolution without deteriorating print quality.

【0013】また、請求項14記載の発明は、プリント
品位を低下させることなくプリント解像度を向上させる
ことができるプリントヘッドに使用するオリフィスプレ
ートを提供する。
Further, the invention according to claim 14 provides an orifice plate used for a print head capable of improving print resolution without deteriorating print quality.

【0014】また、請求項15記載の発明は、プリント
品位を低下させることなくプリント解像度を向上させる
ことができるプリントヘッドに使用するオリフィスプレ
ートの製造方法を提供する。
[0015] The invention according to claim 15 provides a method of manufacturing an orifice plate used in a print head capable of improving print resolution without deteriorating print quality.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
インク吐出孔として並べられた複数のオリフィスを持つ
オリフィスプレートと、複数のオリフィスにそれぞれイ
ンクを導く複数のインク室に区画してオリフィスプレー
トと一体化され各インク室の圧力を増大することにより
対応オリフィスからインクを吐出させるヘッドボディと
を備え、各オリフィスは、このオリフィスの中心軸に対
してインク吐出方向誤差を実質的に±5mrad以下に
制限するくびれを有するプリントヘッドにある。
According to the first aspect of the present invention,
An orifice plate having a plurality of orifices arranged as ink ejection holes and a plurality of ink chambers for guiding ink to the plurality of orifices, respectively, and integrated with the orifice plate to increase the pressure of each ink chamber. And a head body for ejecting ink from the orifice, and each orifice is a print head having a constriction that limits an ink ejection direction error with respect to a center axis of the orifice to substantially ± 5 mrad or less.

【0016】請求項2記載の発明は、請求項1記載のプ
リントヘッドにおいて、くびれは、オリフィスプレート
の厚さ方向においてインク流入側からインク吐出側に向
かって所定開口サイズまで徐々に狭くなる順テーパ部
と、この順テーパ部に連結した非順テーパ部とにより構
成されることにある。
According to a second aspect of the present invention, in the print head according to the first aspect, the constriction is gradually reduced to a predetermined opening size from the ink inflow side to the ink discharge side in the thickness direction of the orifice plate. And a non-forward tapered portion connected to the forward tapered portion.

【0017】請求項3記載の発明は、請求項2記載のプ
リントヘッドにおいて、非順テーパ部は、オリフィスプ
レートの厚さ方向においてインク流入側からインク吐出
側に向かって所定開口サイズとほぼ同じ開口サイズであ
るストレート部としたことにある。
According to a third aspect of the present invention, in the print head according to the second aspect, the non-forward tapered portion has an opening substantially the same as a predetermined opening size from the ink inflow side to the ink discharge side in the thickness direction of the orifice plate. The straight part is the size.

【0018】請求項4記載の発明は、請求項2記載のプ
リントヘッドにおいて、非順テーパ部は、オリフィスプ
レートの厚さ方向においてインク流入側からインク吐出
側に向かって所定開口サイズから徐々に広くなる逆テー
パ部としたことにある。
According to a fourth aspect of the present invention, in the print head according to the second aspect, the non-forward tapered portion gradually widens from a predetermined opening size from the ink inflow side to the ink discharge side in the thickness direction of the orifice plate. The reverse tapered portion is formed as follows.

【0019】請求項5記載の発明は、請求項2記載のプ
リントヘッドにおいて、非順テーパ部の奥行きをオリフ
ィスプレートの厚さの30%以内としたことにある。
According to a fifth aspect of the present invention, in the print head according to the second aspect, the depth of the non-forward tapered portion is within 30% of the thickness of the orifice plate.

【0020】請求項6記載の発明は、請求項2記載のプ
リントヘッドにおいて、オリフィスプレートは、インク
吐出側表面として形成され非順テーパ部を取り囲む撥水
層を含むことにある。
According to a sixth aspect of the present invention, in the print head of the second aspect, the orifice plate includes a water-repellent layer formed as an ink ejection side surface and surrounding the non-forward tapered portion.

【0021】請求項7記載の発明は、オリフィスプレー
トを複数のインク室に区画されたヘッドボディに接着剤
により接着する接着ステップと、複数のインク室にそれ
ぞれ連通するインク吐出孔として並びこれらインク室の
圧力の増大によりそれぞれインクを吐出する複数のオリ
フィスをレーザ光の照射によりオリフィスプレートに形
成する開口ステップとを備え、開口ステップは、オリフ
ィスプレートの内部に集光面を設定した結像光学系を用
いてレーザ光を集光して、オリフィスプレートの厚さ方
向においてインク流入側からインク吐出側に向かって所
定開口サイズまで徐々に狭くなる順テーパ部、並びにこ
の順テーパ部に連結した非順テーパ部を同時に形成する
ことによりオリフィスにくびれを持たせる整形ステップ
を含むプリントヘッドの製造方法にある。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an adhesive step of bonding an orifice plate to a head body divided into a plurality of ink chambers by an adhesive, and a step of arranging ink discharge holes communicating with the plurality of ink chambers. Forming an orifice plate on the orifice plate by irradiating a laser beam with a plurality of orifices for ejecting ink by increasing the pressure of the laser beam.The opening step includes an imaging optical system having a light-collecting surface set inside the orifice plate. A forward taper portion that converges the laser beam and gradually narrows to a predetermined opening size from the ink inflow side toward the ink ejection side in the thickness direction of the orifice plate, and a non-forward taper connected to the forward taper portion Prints that include a shaping step to constrict the orifice by simultaneously forming the In the manufacturing method of de.

【0022】請求項8記載の発明は、請求項7記載のプ
リントヘッドの製造方法において、開口ステップは、接
着ステップ後に行われることにある。
According to an eighth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a print head according to the seventh aspect, the opening step is performed after the bonding step.

【0023】請求項9記載の発明は、請求項7記載のプ
リントヘッドの製造方法において、レーザ光は、オリフ
ィスプレートのインク吐出側表面に照射されることにあ
る。
According to a ninth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a print head according to the seventh aspect, the laser beam is irradiated on the ink ejection side surface of the orifice plate.

【0024】請求項10記載の発明は、請求項7記載の
プリントヘッドの製造方法において、オリフィスプレー
トは、インク吐出側表面として撥水膜を持ち、整形ステ
ップは、撥水膜に保護膜を接着した状態でレーザ光を照
射しこの照射後に保護膜を剥離するステップを含むこと
にある。
According to a tenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a print head according to the seventh aspect, the orifice plate has a water-repellent film as an ink ejection side surface, and the shaping step includes bonding a protective film to the water-repellent film. And a step of irradiating a laser beam in a state in which the protection film is removed after the irradiation.

【0025】請求項11記載の発明は、請求項7記載の
プリントヘッドの製造方法において、非順テーパ部の奥
行きは、結像光学系により設定される集光面の位置をオ
リフィスプレートの厚さ方向に移動させることにより調
整されることにある。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a print head according to the seventh aspect, the depth of the non-forward tapered portion is determined by the position of the condensing surface set by the imaging optical system and the thickness of the orifice plate. In the direction of movement.

【0026】請求項12記載の発明は、請求項7記載の
プリントヘッドの製造方法において、非順テーパ部は、
オリフィスプレートの厚さ方向においてインク流入側か
らインク吐出側に向かって所定開口サイズとほぼ同じ開
口サイズであるストレート部としたことにある。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a print head according to the seventh aspect, the non-forward tapered portion comprises:
In the thickness direction of the orifice plate, the straight portion has the same opening size as the predetermined opening size from the ink inflow side to the ink discharge side.

【0027】請求項13記載の発明は、請求項7記載の
プリントヘッドの製造方法において、非順テーパ部は、
オリフィスプレートの厚さ方向においてインク流入側か
らインク吐出側に向かって所定開口サイズから徐々に広
くなる逆テーパ部としたことにある。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a print head according to the seventh aspect, the non-forward tapered portion includes:
An inverse tapered portion that gradually widens from a predetermined opening size from the ink inflow side to the ink discharge side in the thickness direction of the orifice plate is provided.

【0028】請求項14記載の発明は、樹脂板およびこ
の樹脂板を覆う撥液膜の積層体と、この積層体にインク
吐出孔として並ぶ複数のオリフィスとを備え、各オリフ
ィスは、積層体の厚さ方向においてインク流入側からイ
ンク吐出側に向かって所定開口サイズまで徐々に狭くな
る順テーパ部、並びにこの順テーパ部に連結し積層体の
厚さの30%以内である奥行きの非順テーパ部により構
成されるくびれを持つオリフィスプレートにある。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a laminate of a resin plate and a liquid-repellent film covering the resin plate, and a plurality of orifices arranged as ink discharge holes in the laminate. A forward tapered portion which gradually narrows to a predetermined opening size from the ink inflow side to the ink ejection side in the thickness direction, and a non-forward taper having a depth within 30% of the thickness of the laminate connected to the forward tapered portion The orifice plate has a constriction constituted by a section.

【0029】請求項15記載の発明は、樹脂板および撥
液膜の積層体を形成する積層ステップと、インク吐出孔
として並ぶ複数のオリフィスをレーザ光の照射により積
層体に形成する開口ステップとを備え、開口ステップ
は、積層体の内部に集光面を設定した結像光学系を用い
てレーザ光を集光して、積層体の厚さ方向においてイン
ク流入側からインク吐出側に向かって所定開口サイズま
で徐々に狭くなる順テーパ部、並びにこの順テーパ部に
連結し積層体の厚さの30%以内である奥行きを持つ非
順テーパ部を同時に形成することによりオリフィスにく
びれを持たせる整形ステップを含むオリフィスプレート
の製造方法にある。
According to a fifteenth aspect of the present invention, a laminating step of forming a laminated body of a resin plate and a liquid-repellent film and an opening step of forming a plurality of orifices arranged as ink discharge holes in the laminated body by irradiating a laser beam. The opening step includes condensing laser light using an imaging optical system having a condensing surface set inside the multilayer body, and performing a predetermined operation from the ink inflow side to the ink ejection side in the thickness direction of the multilayer body. Shaping to constrict the orifice by simultaneously forming a forward taper portion gradually narrowing to the opening size and a non-forward taper portion connected to the forward taper portion and having a depth within 30% of the thickness of the laminated body. A method for manufacturing an orifice plate including steps.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1はインクジェットプリ
ントユニット1の外観を示す図で、このインクジェット
プリントユニット1は、支持部材として用いられるベー
スプレート2、インク滴でドットイメージをプリントす
るプリントヘッド3、およびこのプリントヘッド3を駆
動する駆動回路基板4を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing the appearance of an ink jet print unit 1. The ink jet print unit 1 includes a base plate 2 used as a support member, a print head 3 for printing a dot image with ink droplets, and a drive circuit board for driving the print head 3. 4 is provided.

【0031】前記プリントヘッド3および駆動回路基板
4は、ベースプレート2にマウントされている。前記プ
リントヘッド3は、ヘッドボディ5およびこのヘッドボ
ディ5と一体化されたオリフィスプレート6を備えてい
る。前記オリフィスプレート6は、インク吐出孔として
80μm以下の所定ピッチで並べられた複数のオリフィ
ス7を持つ。前記ヘッドボディ5は、インクを供給また
は排出するためのインクチューブ8に接続されている。
The print head 3 and the drive circuit board 4 are mounted on the base plate 2. The print head 3 includes a head body 5 and an orifice plate 6 integrated with the head body 5. The orifice plate 6 has a plurality of orifices 7 arranged as ink ejection holes at a predetermined pitch of 80 μm or less. The head body 5 is connected to an ink tube 8 for supplying or discharging ink.

【0032】図2はオリフィス7の並びに沿ったプリン
トヘッド3の断面構造を示す図で、前記ヘッドボディ5
は、これらオリフィス7にそれぞれインクを導く細長い
溝として形成される複数のインク室12および各インク
室12の圧力を変化させて対応オリフィス7から図2に
矢印で示すインク吐出方向にインクを吐出させる、例え
ばカイザー式のインク吐出機構ACを有している。
FIG. 2 is a view showing a cross-sectional structure of the print head 3 along the row of the orifices 7.
Changes the pressures of the plurality of ink chambers 12 formed as elongated grooves for guiding the ink to the orifices 7 and the ink chambers 12 to eject ink from the corresponding orifices 7 in the ink ejection direction indicated by arrows in FIG. , For example, a Kaiser-type ink ejection mechanism AC.

【0033】このインク吐出機構ACは電歪部材で構成
され、ヘッドボディ5を複数のインク室12に区画する
複数の隔壁11、およびこれら隔壁を挟持するように付
加される複数の電極10を有し、インク吐出時にこれら
電極10に電圧を印加することによりこれら隔壁11を
変形させてインク室12の圧力を増大させるようになっ
ている。前記駆動回路基板4は、プリントヘッド3のイ
ンク吐出機構ACを駆動する複数のICチップ等から構
成されており、接続ケーブル9により外部のコントロー
ラに接続されている。
This ink discharge mechanism AC is composed of an electrostrictive member, and has a plurality of partitions 11 for partitioning the head body 5 into a plurality of ink chambers 12, and a plurality of electrodes 10 added so as to sandwich these partitions. By applying a voltage to these electrodes 10 at the time of ink ejection, these partition walls 11 are deformed to increase the pressure in the ink chamber 12. The drive circuit board 4 is composed of a plurality of IC chips or the like for driving the ink ejection mechanism AC of the print head 3, and is connected to an external controller by a connection cable 9.

【0034】前記オリフィスプレート6は、樹脂板14
と、インクをはじくためにインク吐出側において樹脂板
14を覆う撥液膜13との積層体で形成されている。前
記撥液膜13は紫外域の波長を持つ光に対して吸収係数
の高い、例えばポリイミドのようなポリマー系材料の高
分子樹脂で構成されている。
The orifice plate 6 includes a resin plate 14
And a liquid-repellent film 13 that covers the resin plate 14 on the ink ejection side to repel ink. The liquid repellent film 13 is made of a polymer resin such as a polymer material such as polyimide, which has a high absorption coefficient for light having a wavelength in the ultraviolet region.

【0035】前記各オリフィス7は、30μm以下の直
径でこの積層体を貫通して形成され、前記オリフィスプ
レート6をヘッドボディ5の端部に固定することにより
それぞれインク室12に連通するようになる。前記各オ
リフィス7は、インク吐出側に逆テーパ部を配置し、イ
ンク流入側に順テーパ部を配置するように形成されるく
びれを有する。この逆テーパ部はインク室12の圧力を
増大させることにより吐出されるインクの直進性を高め
てインクの吐出効率を向上させるために設けられる。
Each of the orifices 7 has a diameter of 30 μm or less and penetrates through the laminated body. Each of the orifices 7 communicates with the ink chamber 12 by fixing the orifice plate 6 to an end of the head body 5. . Each of the orifices 7 has a constriction formed such that a reverse taper portion is disposed on the ink discharge side and a forward taper portion is disposed on the ink inflow side. The reverse tapered portion is provided to increase the straightness of the ejected ink by increasing the pressure of the ink chamber 12 and improve the ejection efficiency of the ink.

【0036】図3は図2に示すプリントヘッドの製造に
用いられる孔加工装置の構成を示す図で、前記オリフィ
スプレート6のオリフィス7はこの孔加工装置により形
成される。この孔加工装置は、KrFエキシマレーザ発
振器30、バリアブルアッテネータ31、アップコリメ
ータ32、イメージローテータ33、ミラー34、アレ
イレンズ照明系35、リレーレンズ39、第1のマスク
36A、第2のマスク36B、投影レンズ(結像レン
ズ)37、Xステージ38a、Yステージ38b、およ
びZステージ38cを有する。
FIG. 3 is a view showing a configuration of a hole processing device used for manufacturing the print head shown in FIG. 2. The orifice 7 of the orifice plate 6 is formed by the hole processing device. This hole processing apparatus includes a KrF excimer laser oscillator 30, a variable attenuator 31, an up collimator 32, an image rotator 33, a mirror 34, an array lens illumination system 35, a relay lens 39, a first mask 36A, a second mask 36B, and a projection. It has a lens (imaging lens) 37, an X stage 38a, a Y stage 38b, and a Z stage 38c.

【0037】48は微細加工コントローラで、この微細
加工コントローラ48は、エキシマレーザ発振器30に
対してレーザ制御信号(トリガ信号)を送出し、エキシ
マレーザ発振器30の動作制御を行う機能を有してい
る。又、前記微細加工コントローラ48は、イメージロ
ーテータ33に対して回転速度制御信号を送出し、例え
ばオリフィスプレート20の孔開け加工に必要な例えば
200パルスのレーザ光の照射の間にイメージローテー
タ33を連続して回転させる機能を有している。
Reference numeral 48 denotes a fine processing controller, which has a function of transmitting a laser control signal (trigger signal) to the excimer laser oscillator 30 and controlling the operation of the excimer laser oscillator 30. . Further, the micromachining controller 48 sends a rotation speed control signal to the image rotator 33, and continuously rotates the image rotator 33 during irradiation of, for example, 200 pulses of laser light necessary for drilling the orifice plate 20. And has the function of rotating.

【0038】又、前記微細加工コントローラ48は、バ
リアブルアッテネータ31に対してフルエンス制御信号
を送出し、エキシマレーザ発振器30から出力されるレ
ーザ光のパルス数に応じてレーザ光の出力強度を調整す
る機能を有している。又、前記微細加工コントローラ4
8は、オートフォーカスユニット49に対してフォーカ
ス制御信号を送出し、マスク像をオリフィスプレート2
0に結像させる機能を有している。
The micro-machining controller 48 sends a fluence control signal to the variable attenuator 31 to adjust the output intensity of the laser light according to the number of laser light pulses output from the excimer laser oscillator 30. have. Further, the fine processing controller 4
8 sends a focus control signal to the auto-focus unit 49 to convert the mask image into the orifice plate 2.
It has a function of forming an image at 0.

【0039】このオートフォーカスユニット49には、
カメラ50が接続され、このカメラ50により撮像され
るオリフィスプレート20上のマスク像に基づいてフォ
ーカスのずれを求め、このフォーカスのずれを無くす駆
動信号をzドライバ61に送出する機能を有している。
このzドライバ61は、オートフォーカスユニット49
からの駆動信号に従ってzステージ38cを動作させる
機能を有している。
This auto focus unit 49 includes:
A camera 50 is connected, and has a function of calculating a focus shift based on a mask image on the orifice plate 20 captured by the camera 50 and transmitting a drive signal for eliminating the focus shift to the z driver 61. .
This z driver 61 is
Has a function of operating the z stage 38c in accordance with the drive signal from

【0040】又、微細加工コントローラ48は、xyド
ライバ62に対して位置制御信号を送出し、マスク像を
オリフィスプレート20上に投影させるようにxyテー
ブル38a、38bを動作させる機能を有している。
The micromachining controller 48 has a function of transmitting a position control signal to the xy driver 62 and operating the xy tables 38a and 38b so that the mask image is projected on the orifice plate 20. .

【0041】前記KrFエキシマレーザ発振器30は、
波長400nm以下の紫外域でパルス状のレーザ光を出
力する。前記バリアブルアッテネータ31、アップコリ
メータ32、イメージローテータ33、ミラー34は、
前記KrFエキシマレーザ発振器30から出力されるレ
ーザ光の光路上に配置されている。前記アレイレンズ照
明系35、リレーレンズ39、マスク36A、マスク3
6Bおよび投影レンズ37は、前記ミラー34の反射光
路上に配置されている。
The KrF excimer laser oscillator 30 comprises:
A pulsed laser beam is output in an ultraviolet region having a wavelength of 400 nm or less. The variable attenuator 31, the up collimator 32, the image rotator 33, and the mirror 34
It is arranged on the optical path of the laser light output from the KrF excimer laser oscillator 30. Array lens illumination system 35, relay lens 39, mask 36A, mask 3
6B and the projection lens 37 are arranged on the reflection optical path of the mirror.

【0042】前記Xステージ38a、Yステージ38
b、およびZステージ38cは、前記投影レンズ37の
光軸方向に設けられ、このZステージ38c上に被加工
物として載置されるプリントヘッド3のオリフィスプレ
ート6をそれぞれX軸、Y軸、およびZ軸方向に移動可
能に構成している。
The X stage 38a and the Y stage 38
b and the Z stage 38c are provided in the optical axis direction of the projection lens 37, and respectively move the orifice plate 6 of the print head 3 mounted as a workpiece on the Z stage 38c to the X axis, the Y axis, and the It is configured to be movable in the Z-axis direction.

【0043】ここで、前記アレイレンズ照明系35、リ
レーレンズ39、マスク36A、36Bおよび投影レン
ズ37の光学系の具体的構成について、図4を参照して
説明する。図4に示すようにレーザ光の光路上には、ア
レイレンズ照明系35、リレーレンズ39、第1のマス
ク36A、第2のマスク36Bおよび投影レンズ37が
配置されている。
Here, a specific configuration of the optical system of the array lens illumination system 35, the relay lens 39, the masks 36A and 36B, and the projection lens 37 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, an array lens illumination system 35, a relay lens 39, a first mask 36A, a second mask 36B, and a projection lens 37 are arranged on the optical path of the laser light.

【0044】前記アレイレンズ照明系35は、図4およ
び図5に示すように、2つのシリンドリカルレンズ35
a、35bを互いに垂直に交わる方向に間隔L0をおい
て配置したものとなっている。これらのシリンドリカル
レンズ35a、35bの各集光面42(集光点を含む
面)は、シリンドリカルレンズ35bから距離L1のと
ころの同一面に一致するようになっている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the array lens illumination system 35 includes two cylindrical lenses 35.
a and 35b are arranged at an interval L0 in a direction perpendicular to each other. Each of the light condensing surfaces 42 (surfaces including the light condensing points) of these cylindrical lenses 35a and 35b coincides with the same surface at a distance L1 from the cylindrical lens 35b.

【0045】また、これらシリンドリカルレンズ35
a,35bの集光面42をリレーレンズ39により投影
レンズ37の入射瞳(絞り)41の面に結像し、これに
より投影レンズ37に対して、テレセントリックな条件
が成立するようにアレイレンズ照明系35、リレーレン
ズ39、入射瞳41、投影レンズ37に対して第1のマ
スク36Aと第2のマスク36Bとが配置されている。
Further, these cylindrical lenses 35
The condensing surfaces 42a and 35b are imaged by the relay lens 39 on the surface of the entrance pupil (aperture) 41 of the projection lens 37, whereby the array lens illumination is performed on the projection lens 37 so that the telecentric condition is satisfied. A first mask 36A and a second mask 36B are arranged for the system 35, the relay lens 39, the entrance pupil 41, and the projection lens 37.

【0046】このようなテレセントリックな光学系を通
してレーザ光をインク吐出側から照射することにより、
オリフィスプレート6の板面に対して垂直な軸線をも
ち、かつ逆テーパ部と順テーパ部を有するオリフィス7
が形成される。
By irradiating a laser beam from the ink ejection side through such a telecentric optical system,
Orifice 7 having an axis perpendicular to the plate surface of orifice plate 6 and having a reverse tapered portion and a forward tapered portion.
Is formed.

【0047】次に、孔加工装置によってオリフィスプレ
ート6にオリフィス7を形成する具体的な方法について
説明する。図6は、孔加工装置でオリフィス7を形成す
る前のオリフィスプレート6(被加工用プレート)の構
造を示す。ここでは、オリフィスプレート6は樹脂板1
4および撥液膜13の積層体からなり、前記樹脂板14
の表面を撥液膜13で覆うことにより形成されている。
そして、前記撥液膜13を保護する保護フィルム51が
撥液膜13の表面に粘着剤52で仮固定されている。
Next, a specific method for forming the orifice 7 on the orifice plate 6 by the hole processing device will be described. FIG. 6 shows the structure of the orifice plate 6 (plate to be processed) before the orifice 7 is formed by the hole drilling device. Here, the orifice plate 6 is the resin plate 1
4 and a liquid repellent film 13,
Is covered by a liquid repellent film 13.
A protective film 51 for protecting the liquid-repellent film 13 is temporarily fixed to the surface of the liquid-repellent film 13 with an adhesive 52.

【0048】次に、このようなオリフィスプレート6の
インク吐出側から上述の孔加工装置を用いて整形したレ
ーザ光を図7の(a)に示すように照射する。このレーザ
光は、上述した孔加工装置のテレセントリックな光学系
を通過すると、その進行方向に垂直な断面が集光面40
まで次第に径が細くなり集光面40からは垂直断面が次
第に径が太くなるようにくびれたビーム形状となるよう
に整形される。
Next, as shown in FIG. 7A, a laser beam shaped by using the above-described hole processing apparatus is irradiated from the ink discharge side of the orifice plate 6 as shown in FIG. When this laser beam passes through the telecentric optical system of the above-described hole drilling device, a cross section perpendicular to the traveling direction of the laser beam forms a condensing surface 40.
The beam is shaped so that the diameter gradually becomes narrower and the vertical cross section from the condensing surface 40 becomes a narrow beam shape so that the diameter gradually increases.

【0049】この実施の形態では、このようにくびれた
ビーム形状となるレーザ光の集光面40をオリフィスプ
レート断面内部に位置させながら加工することによっ
て、逆テーパ部7aと順テーパ部7bとからなるオリフ
ィス7をオリフィスプレート6に形成する。ここでは、
保護フィルム51で保護されたオリフィスプレート6に
インク吐出側からレーザ光を照射してオリフィス7を形
成し、その後に保護フィルム51を剥離してオリフィス
プレート6を完成する。こうして形成されたオリフィス
を図7の(b)に示す。尚、保護フィルム51の効果でレ
ーザ光を吸収して加工が促進されるとともに、インク吐
出口におけるエッジ形状の乱れが抑制される。
In this embodiment, the laser beam condensing surface 40 having such a constricted beam shape is processed while being positioned inside the cross section of the orifice plate, so that the reverse tapered portion 7a and the forward tapered portion 7b are separated from each other. The orifice 7 is formed on the orifice plate 6. here,
The orifice plate 6 protected by the protective film 51 is irradiated with laser light from the ink discharge side to form the orifice 7, and then the protective film 51 is peeled off to complete the orifice plate 6. The orifice thus formed is shown in FIG. The processing is promoted by absorbing the laser beam by the effect of the protective film 51, and the disturbance of the edge shape at the ink discharge port is suppressed.

【0050】ここで、このようなオリフィス7の形成プ
ロセス全体をさらに具体的に述べる。まず、図8の(a)
に示すように、オリフィスプレート6の表面でインクを
はじくために形成された撥液膜13上に接着剤52を塗
布して保護フィルム51を貼りつける。次に、図8の
(b)に示すように、孔加工装置を制御して、くびれたビ
ーム形状のレーザ光を保護フィルム51で保護されたイ
ンク吐出側からオリフィスプレート6に向けて照射す
る。
Here, the entire process of forming such an orifice 7 will be described more specifically. First, (a) of FIG.
As shown in FIG. 7, an adhesive 52 is applied on the liquid-repellent film 13 formed on the surface of the orifice plate 6 to repel ink, and a protective film 51 is attached. Next, FIG.
As shown in (b), the hole processing apparatus is controlled to irradiate a laser beam having a narrow beam shape from the ink ejection side protected by the protection film 51 toward the orifice plate 6.

【0051】続いて、図8の(c)に示すように、このレ
ーザ光の照射で孔が貫通した後にオリフィスプレート6
から保護フィルム51を接着剤52ごと剥離する。こう
して、図8の(d)に示すようなくびれを持つオリフィス
7をオリフィスプレート6に形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 8C, after the holes are penetrated by the irradiation of the laser beam, the orifice plate 6
Then, the protective film 51 is peeled off together with the adhesive 52. Thus, an orifice 7 having a constriction is formed on the orifice plate 6 as shown in FIG.

【0052】これら一連の処理では、オリフィスプレー
ト6がヘッドボディ5に予め固定された状態でオリフィ
ス7の形成が行われる。従って、接着剤などの流入によ
り生じるオリフィス7の目詰りを防止できる。尚、孔加
工装置の制御によってレーザ光のビーム形状を変えるこ
とによって、様々なくびれのオリフィス7も形成でき
る。
In these series of processes, the orifice 7 is formed while the orifice plate 6 is fixed to the head body 5 in advance. Therefore, clogging of the orifice 7 caused by the inflow of the adhesive or the like can be prevented. The orifice 7 having various constrictions can be formed by changing the beam shape of the laser beam under the control of the hole processing apparatus.

【0053】例えば、図9の(a)に示すようにレーザ光
の絞り角θを小さくしてオリフィスプレート6に照射す
ることにより、図9の(b)に示すような集光面40近傍
にほとんどテーパのないストレート部7cを有するオリ
フィス7を形成することができる。
For example, by irradiating the orifice plate 6 with a small stop angle θ of the laser beam as shown in FIG. 9A, the vicinity of the condensing surface 40 as shown in FIG. The orifice 7 having the straight portion 7c having almost no taper can be formed.

【0054】また、孔加工装置の制御によって、オリフ
ィスプレート6の断面内部におけるレーザ光の集光面4
0の位置をオリフィスプレート6の厚さ方向において近
づけたり遠ざけたりして移動させることによって、レー
ザ光のくびれにより規定される逆テーパ部7aの奥行き
Wを変えることができる。
Also, by controlling the hole processing device, the laser light focusing surface 4 inside the cross section of the orifice plate 6 is controlled.
By moving the zero position closer or farther in the thickness direction of the orifice plate 6, the depth W of the reverse tapered portion 7a defined by the constriction of the laser beam can be changed.

【0055】例えば、図10に示すようにレーザ光の集
光面40をオリフィスプレート6の厚さ方向においてイ
ンク吐出側に偏らせて位置させると、オリフィス7の逆
テーパ部7aの奥行きWを短くすることができる。ま
た、図11に示すようにレーザ光の集光面40をオリフ
ィスプレート6の厚さ方向においてインク流入側に偏ら
せて位置させると、これとは逆にオリフィス7の逆テー
パ部7aの奥行きWを長くすることができる。
For example, as shown in FIG. 10, when the condensing surface 40 of the laser beam is positioned so as to be deviated toward the ink ejection side in the thickness direction of the orifice plate 6, the depth W of the reverse tapered portion 7a of the orifice 7 becomes shorter. can do. Further, as shown in FIG. 11, when the laser light focusing surface 40 is positioned so as to be biased toward the ink inflow side in the thickness direction of the orifice plate 6, the depth W of the reverse tapered portion 7a of the orifice 7 is reversed. Can be lengthened.

【0056】オリフィス7の順テーパ部7bは、インク
に対して圧力上昇を促す効果を持っているので、順テー
パ部7bの奥行きWが長い場合には少ない吐出力でイン
クを吐出することができる。このため、オリフィス7の
逆テーパ部7aの奥行きWが順テーパ部7bの奥行きよ
りも長いと、逆テーパ部7aからのインク吐出時にイン
クの吐出圧力の低下が著しくなり、インク吐出速度の低
下を招くなどの不都合を生じる。また、逆テーパ部7a
の奥行きWが長すぎると、インク吐出方向の直進性が損
なわれる。
Since the forward tapered portion 7b of the orifice 7 has the effect of increasing the pressure of the ink, the ink can be ejected with a small ejection force when the depth W of the forward tapered portion 7b is long. . For this reason, if the depth W of the reverse taper portion 7a of the orifice 7 is longer than the depth of the forward taper portion 7b, the ink ejection pressure drops significantly when ink is ejected from the reverse taper portion 7a, and the ink ejection speed decreases. It causes inconveniences such as inviting. Also, the reverse tapered portion 7a
Is too long, the straightness in the ink ejection direction is impaired.

【0057】従って、オリフィス7の逆テーパ部7aの
奥行きWは、オリフィス7の全長に対して半分以下であ
ることが望ましい。図9の(b)に示すストレート部7c
を有するオリフィス7でも同様である。このように、オ
リフィスプレート6の断面内部におけるレーザ光の集光
面40の位置を調整することによって適切に順テーパ部
7bの奥行きを制限したオリフィス7を形成することが
できる。
Therefore, it is desirable that the depth W of the reverse tapered portion 7a of the orifice 7 is less than half of the entire length of the orifice 7. The straight portion 7c shown in FIG.
The same is true for the orifice 7 having. As described above, by adjusting the position of the laser light focusing surface 40 inside the cross section of the orifice plate 6, the orifice 7 in which the depth of the forward tapered portion 7b is appropriately restricted can be formed.

【0058】以上のように、この実施の形態において
は、オリフィスプレート6内部でくびれるようにレーザ
光を照射する一回の処理で、オリフィス7の逆テーパ部
7aおよび順テーパ部7bを同時に形成することができ
る。
As described above, in this embodiment, the reverse tapered portion 7a and the forward tapered portion 7b of the orifice 7 are simultaneously formed by a single process of irradiating the laser beam so as to be constricted inside the orifice plate 6. be able to.

【0059】ここで、オリフィス形状によるインク吐出
特性の違いについて説明する。図12の(a)は矢印で示
すインク吐出方向にインクを吐出するために順テーパ部
7bだけを持つオリフィス7を示す。この順テーパ部7
bは厚さ30μmのオリフィスプレート6においてテー
パ角度12°並びに奥行き30μmとなるように形成さ
れる。
Here, the difference in the ink ejection characteristics depending on the orifice shape will be described. FIG. 12A shows an orifice 7 having only a forward tapered portion 7b for discharging ink in an ink discharging direction indicated by an arrow. This forward tapered portion 7
b is formed to have a taper angle of 12 ° and a depth of 30 μm in the orifice plate 6 having a thickness of 30 μm.

【0060】図12の(b)は矢印で示すインク吐出方向
にインクを吐出するために逆テーパ部7aおよび順テー
パ部7bを持つオリフィスを示す。逆テーパ部7aおよ
び順テーパ部7bは厚さ30μmのオリフィスプレート
6において連結した状態でテーパ角度12°並びにそれ
ぞれ奥行き5μmおよび25μmとなるように形成され
る。
FIG. 12B shows an orifice having a reverse tapered portion 7a and a forward tapered portion 7b for discharging ink in the ink discharging direction indicated by the arrow. The reverse taper portion 7a and the forward taper portion 7b are formed so as to have a taper angle of 12 ° and a depth of 5 μm and 25 μm, respectively, in a state of being connected to the orifice plate 6 having a thickness of 30 μm.

【0061】インク吐出特性の評価では、図13に示す
ようにプリントヘッド3の各オリフィス7から吐出され
たインク滴を上方から高速度カメラを用いて撮影し、オ
リフィス7からその中心軸Xに沿って1mm離れた平面
に到達したインク滴の位置ずれ量を吐出方向誤差として
測定した。具体的には、高速度カメラに付属した測定装
置が撮影により得られる顕微鏡像からインク滴の位置ず
れ量を測定する。
In the evaluation of the ink ejection characteristics, as shown in FIG. 13, ink droplets ejected from each orifice 7 of the print head 3 are photographed from above using a high-speed camera, and are taken from the orifice 7 along the central axis X thereof. The amount of misalignment of the ink droplet that reached a plane 1 mm apart was measured as the ejection direction error. Specifically, the measuring device attached to the high-speed camera measures the displacement amount of the ink droplet from a microscope image obtained by photographing.

【0062】図14は、図12の(a)に示すオリフィス
7のインク吐出特性を示し、図15は、図12の(b)に
示すオリフィス7のインク吐出特性を示す。ここでは、
横軸がインク室の番号を表し、縦軸が位置ずれ量を表し
ている。
FIG. 14 shows the ink discharge characteristics of the orifice 7 shown in FIG. 12A, and FIG. 15 shows the ink discharge characteristics of the orifice 7 shown in FIG. here,
The horizontal axis represents the number of the ink chamber, and the vertical axis represents the displacement amount.

【0063】プリントヘッド3が、図12の(a)に示す
形状の複数のオリフィス7を配列したオリフィスプレー
ト6を持つ場合、インク滴の到達地点、すなわちドット
プリント位置が図14に示すようにオリフィス7の中心
軸から最大で±20μm以上もずれる。これは20mr
adという吐出方向誤差に相当する。例えば、300d
piの画像密度で1列のドットをプリントした場合、ド
ットプリント位置が10μm程度ずれただけでこれが線
欠陥として肉眼で認識されてしまう。
When the print head 3 has an orifice plate 6 in which a plurality of orifices 7 having the shape shown in FIG. 12A are arranged, the arrival point of the ink droplet, that is, the dot printing position is changed as shown in FIG. 7 deviates by more than ± 20 μm from the central axis. This is 20 mr
This corresponds to an ejection direction error of “ad”. For example, 300d
When one row of dots is printed at an image density of pi, a dot defect of only about 10 μm causes the dot to be visually recognized as a line defect.

【0064】従って、図12の(a)に示す形状のオリフ
ィス7では上述のように大きな吐出方向誤差を持つこと
から、このオリフィス7を有するオリフィスプレート6
を使用したプリントヘッド3を用いてドット画像をプリ
ントしても、良好な画質を得ることはできない。
Therefore, since the orifice 7 having the shape shown in FIG. 12A has a large ejection direction error as described above, the orifice plate 6 having this orifice 7 has a large error.
However, even if a dot image is printed using the print head 3 that uses, good image quality cannot be obtained.

【0065】プリントヘッド3が、図12の(b)に示す
形状の複数のオリフィス7を配列したオリフィスプレー
ト6を持つ場合、インク滴の到達地点、すなわちドット
プリント位置が図15に示すようにオリフィス7の中心
軸から最大で±5μm以内に納まる。これは±5mra
dという吐出方向誤差に相当する。図15によれば、さ
らに飛翔方向誤差のバラツキも小さく安定することがわ
かる。これは、逆テーパ部7aが順テーパ部7bから押
し出されたインクをインク滴としてよりスムーズに吐出
させるためであると考えられる。
When the print head 3 has the orifice plate 6 in which a plurality of orifices 7 having the shape shown in FIG. 12B are arranged, the arrival point of the ink droplet, that is, the dot print position is changed to the orifice as shown in FIG. 7 is within ± 5 μm at the maximum from the central axis. This is ± 5mra
This corresponds to an ejection direction error of d. According to FIG. 15, it can be seen that the dispersion of the flight direction error is small and stable. This is considered to be because the reverse tapered portion 7a more smoothly discharges the ink pushed out from the forward tapered portion 7b as ink droplets.

【0066】ちなみに、インク吐出機構ACがインクを
吐出するために必要とする吐出電圧Eを逆テーパ部7a
の奥行きWに対して測定したところ、図16に示す結果
が得られた。ここで、逆テーパ部7aの奥行きは、オリ
フィスプレート6、すなわち撥液膜13および樹脂板1
4の積層体の厚さに対する割合で示される。この測定結
果によれば、吐出電圧Eが逆テーパ部7aの奥行きWの
増大に伴って増大することがわかる。従って、逆テーパ
部7aの奥行きWは吐出電圧Eを増大させないために短
いことが好ましい。
Incidentally, the ejection voltage E required for the ink ejection mechanism AC to eject ink is changed to the reverse taper portion 7a.
As a result, the results shown in FIG. 16 were obtained. Here, the depth of the reverse tapered portion 7a is equal to the orifice plate 6, that is, the liquid-repellent film 13 and the resin plate 1.
4 is shown as a ratio to the thickness of the laminate. According to this measurement result, it can be seen that the discharge voltage E increases as the depth W of the reverse tapered portion 7a increases. Therefore, it is preferable that the depth W of the reverse tapered portion 7a is short in order not to increase the ejection voltage E.

【0067】また、逆テーパ部7aの奥行きWに対して
±5mradを越える吐出方向誤差の発生割合を測定し
たところ、図17に示す結果が得られた。ここでも、逆
テーパ部7aの奥行きWは、オリフィスプレート6、す
なわち撥液膜13および樹脂板14の積層体の厚さに対
する割合で示される。
When the occurrence ratio of the ejection direction error exceeding ± 5 mrad with respect to the depth W of the inverse tapered portion 7a was measured, the result shown in FIG. 17 was obtained. Also here, the depth W of the reverse tapered portion 7a is shown as a ratio to the thickness of the orifice plate 6, that is, the thickness of the laminate of the liquid-repellent film 13 and the resin plate 14.

【0068】吐出方向誤差の発生割合は全体の2%以下
であれば許容できる。この場合、逆テーパ部7aの奥行
きWは、0<W<オリフィスプレート6の厚さの30
%、であればよい。さらに、上述の吐出電圧の増大を考
慮した場合には、逆テーパ部7aの奥行きWは、0<W
<オリフィスプレート6の厚さの20%、であることが
好ましい。この場合、吐出方向誤差の発生割合も全体の
1%以下となるため、最適であるといえる。
The occurrence ratio of the ejection direction error is acceptable if it is 2% or less of the whole. In this case, the depth W of the inverted tapered portion 7a is 0 <W <30 of the thickness of the orifice plate 6.
%. Further, in consideration of the increase in the ejection voltage described above, the depth W of the reverse tapered portion 7a is 0 <W
<20% of the thickness of the orifice plate 6 is preferable. In this case, the rate of occurrence of the ejection direction error is 1% or less of the whole, so it can be said that this is optimal.

【0069】上述したように、オリフィス7が図12の
(b)に示すように逆テーパ部7aおよび順テーパ部7b
で構成されるくびれを持つ場合に、明らかに高い直進性
をインク滴の飛翔において得られる傾向にある。この傾
向は、オリフィス7が図9の(b)で示したストレート部
7cを逆テーパ部7bの代わりに持つ場合でもほぼ同様
であった。
As described above, the orifice 7 is
As shown in (b), the reverse tapered portion 7a and the forward tapered portion 7b
When there is a constriction constituted by the following formula, there is a tendency that apparently high straightness is obtained in the flight of ink droplets. This tendency was substantially the same even when the orifice 7 had the straight portion 7c shown in FIG. 9B instead of the reverse tapered portion 7b.

【0070】以上のように、オリフィスプレート6にく
びれたビーム形状のレーザ光を照射する一回の処理で、
逆テーパ部7aおよび順テーパ部7bを同時に形成する
ので、アライメントエラーが逆テーパ部7aおよび順テ
ーパ部7b間に生じることがない。従って、オリフィス
プレート6にオリフィス7を形成する加工作業を容易に
すると共に、この加工精度を向上させることができ、し
かもオリフィス7から飛翔するインク滴の直進性を高
め、インク滴の吐出精度を向上させることができる。
As described above, one process of irradiating the orifice plate 6 with a laser beam having a constricted beam shape can be performed by a single process.
Since the reverse taper portion 7a and the forward taper portion 7b are formed at the same time, no alignment error occurs between the reverse taper portion 7a and the forward taper portion 7b. Therefore, the processing operation for forming the orifice 7 on the orifice plate 6 is facilitated, and the processing accuracy can be improved. In addition, the straightness of the ink droplet flying from the orifice 7 is improved, and the ejection accuracy of the ink droplet is improved. Can be done.

【0071】また、オリフィスプレート6をプリントヘ
ッド3のヘッドボディ5に接着剤で固定した後にレーザ
光をオリフィスプレート6に照射してオリフィス7を形
成することにより、接着剤によるオリフィス7の詰りを
防止できる。
Further, the orifice plate 6 is fixed to the head body 5 of the print head 3 with an adhesive, and then the orifice plate 6 is irradiated with a laser beam to form the orifice 7, thereby preventing the orifice 7 from being clogged by the adhesive. it can.

【0072】また、レーザ光の集光面の位置をオリフィ
スプレート6の厚さ方向に沿って移動させることによ
り、オリフィス7の逆テーパ部7aの奥行きWを設定可
能であるため、インク滴の飛翔において高い直進性を実
現するために最適な形状でオリフィス7を容易に形成で
きる。
The depth W of the reverse tapered portion 7a of the orifice 7 can be set by moving the position of the laser beam condensing surface along the thickness direction of the orifice plate 6, so that the ink droplets fly. The orifice 7 can be easily formed in an optimum shape for realizing high straightness.

【0073】尚、この実施の形態と同様のオリフィス7
を形成するためにレーザ光をインク流入側からオリフィ
スプレート6に照射することもできるが、レーザ光をイ
ンク吐出側から照射する方がレーザ光を制御し易く、よ
り加工精度を向上させることができる。特に、オリフィ
ス7はミクロン単位の微細な孔径を必要とするため、レ
ーザ光の制御の容易さは重要な利点である。また、ヘッ
ドボディ5のインク室がオリフィスプレート6とは反対
側端部で閉られている場合には、インク流入側からレー
ザ光を照射できないため、インク吐出側からレーザ光を
照射することも重要な利点である。
The orifice 7 similar to that of this embodiment is used.
Although laser light can be applied to the orifice plate 6 from the ink inflow side to form the laser beam, irradiating the laser light from the ink discharge side facilitates control of the laser light and can further improve processing accuracy. . In particular, since the orifice 7 requires a fine pore diameter in the order of microns, easy control of laser light is an important advantage. When the ink chamber of the head body 5 is closed at the end opposite to the orifice plate 6, laser light cannot be irradiated from the ink inflow side, so that it is important to irradiate laser light from the ink discharge side. Is a great advantage.

【0074】また、この実施の形態では、オリフィスプ
レート6の表面に撥液膜13を設けた場合について説明
したが、オリフィスプレート6の表面に撥液膜13を設
けない場合でも、順テーパ部7bだけでなく逆テーパ部
7aをも有するオリフィス7では、図15に示す結果と
同様にインク吐出での直進性が高いという結果が得られ
た。
In this embodiment, the case where the liquid repellent film 13 is provided on the surface of the orifice plate 6 has been described. However, even when the liquid repellent film 13 is not provided on the surface of the orifice plate 6, the forward tapered portion 7b In the orifice 7 having not only the inverted tapered portion 7a but also the inverted tapered portion 7a, the result that the straightness in the ink ejection is high was obtained similarly to the result shown in FIG.

【0075】また、撥液膜13のあるオリフィスプレー
ト6で10分以上の連続吐出を達成できたのに対して、
撥液膜13の形成されていないオリフィスプレート6で
は撥水がなされないのでインクがオリフィスプレート6
に付着したままとなり、4分程度の連続吐出でオリフィ
ス7にインク詰りを生じてしまった。
While the orifice plate 6 having the liquid-repellent film 13 can achieve continuous ejection for 10 minutes or more,
In the orifice plate 6 where the liquid-repellent film 13 is not formed, water is not repelled.
And the ink was clogged in the orifice 7 by continuous ejection for about 4 minutes.

【0076】従って、連続吐出を長い時間継続するよう
な使用の場合には、撥液膜13を設けたオリフィスプレ
ート6を用いる方が望ましい。
Therefore, in the case of continuous discharge for a long time, it is preferable to use the orifice plate 6 provided with the liquid-repellent film 13.

【0077】また、この実施の形態では、オリフィスプ
レート6をヘッドボディ5の前面に固着させた後に、レ
ーザ光の照射によりオリフィス7を形成する製造方法に
ついて説明したが、必ずしもこれに限定されるものでは
なく、予め所定の形状に形成されたオリフィスプレート
6に実施の形態と同様な方法でレーザ光を照射して所定
の形状のオリフィスを形成した後に、オリフィスプレー
ト6をヘッドボディ5に固着することによりプリントヘ
ッド3を製造するものであってもよい。
Further, in this embodiment, the manufacturing method for forming the orifice 7 by irradiating the laser beam after fixing the orifice plate 6 to the front surface of the head body 5 has been described, but it is not necessarily limited to this. Instead, the orifice plate 6 formed in a predetermined shape is irradiated with a laser beam in the same manner as in the embodiment to form an orifice in a predetermined shape, and then the orifice plate 6 is fixed to the head body 5. May be used to manufacture the print head 3.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1乃至5記
載の発明によれば、各オリフィスにこのオリフィスの中
心軸に対してインク吐出方向誤差を実質的に±5mra
d以下に制限するくびれを有するので、プリント品位を
低下させることなくプリント解像度を向上させることが
できるプリントヘッドを提供できる。
As described in detail above, according to the first to fifth aspects of the present invention, each orifice has an ink ejection direction error of ± 5 mra with respect to the center axis of the orifice.
Since there is a constriction limited to d or less, it is possible to provide a print head capable of improving print resolution without lowering print quality.

【0079】また、請求項6乃至13記載の発明によれ
ば、オリフィスプレートの厚さ方向においてインク流入
側からインク吐出側に向かって所定開口サイズまで徐々
に狭くなる順テーパ部とこの順テーパ部に連結した非順
テーパ部を同時に形成することによりオリフィスにくび
れを持たせることができるので、プリント品位を低下さ
せることなくプリント解像度を向上させることができる
プリントヘッドの製造方法を提供できる。
According to the present invention, the forward tapered portion gradually narrows to a predetermined opening size from the ink inflow side to the ink ejection side in the thickness direction of the orifice plate, and the forward tapered portion. By forming a non-forward tapered portion connected to the orifice at the same time, the orifice can be constricted, so that it is possible to provide a method of manufacturing a print head capable of improving print resolution without deteriorating print quality.

【0080】また、請求項14記載の発明によれば、積
層体の厚さ方向においてインク流入側からインク吐出側
に向かって所定開口サイズまで徐々に狭くなる順テーパ
部とこの順テーパ部に連結し積層体の厚さの30%以内
である奥行きの非順テーパ部により構成されるくびれを
有するので、プリント品位を低下させることなくプリン
ト解像度を向上させることができるプリントヘッドに使
用するオリフィスプレートを提供する。
According to the fourteenth aspect of the present invention, the forward tapered portion gradually narrows to a predetermined opening size from the ink inflow side toward the ink discharge side in the thickness direction of the laminate, and is connected to the forward tapered portion. An orifice plate used in a print head that can improve print resolution without deteriorating print quality because it has a constriction constituted by a non-forward tapered portion having a depth within 30% of the thickness of the laminate. provide.

【0081】また、請求項15記載の発明によれば、積
層体の厚さ方向においてインク流入側からインク吐出側
に向かって所定開口サイズまで徐々に狭くなる順テーパ
部とこの順テーパ部に連結し積層体の厚さの30%以内
である奥行きを持つ非順テーパ部を同時に形成すること
によりオリフィスにくびれを持たせることができるの
で、プリント品位を低下させることなくプリント解像度
を向上させることができるプリントヘッドに使用するオ
リフィスプレートの製造方法を提供できる。
According to the fifteenth aspect of the present invention, the forward tapered portion gradually narrows to a predetermined opening size from the ink inflow side to the ink discharge side in the thickness direction of the laminate, and is connected to the forward tapered portion. By simultaneously forming a non-forward tapered portion having a depth of 30% or less of the thickness of the laminate, the orifice can be constricted, so that the print resolution can be improved without deteriorating the print quality. A method of manufacturing an orifice plate used for a print head that can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係るインクジェットプリ
ントユニットの外観を示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of an inkjet print unit according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態におけるプリントヘッドの断面
図。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the print head according to the embodiment.

【図3】同実施の形態におけるプリントヘッドの製造に
用いられる孔加工装置の構成を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a hole processing apparatus used for manufacturing a print head according to the embodiment.

【図4】図3における孔加工装置に設けられた光学系の
構成を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an optical system provided in the hole processing apparatus shown in FIG. 3;

【図5】図4におけるシリンドリカルレンズの構成を概
略的に示す図。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a cylindrical lens in FIG. 4;

【図6】図3における孔加工装置でオリフィスを形成す
る前のオリフィスプレートの構造を示す断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing a structure of an orifice plate before an orifice is formed by the hole drilling device in FIG. 3;

【図7】図6に示すオリフィスプレートにレーザ光を照
射して形成されるオリフィスを説明するための断面図。
7 is a cross-sectional view illustrating an orifice formed by irradiating the orifice plate shown in FIG. 6 with a laser beam.

【図8】同実施の形態におけるオリフィスを形成するプ
ロセス全体を説明するための断面図。
FIG. 8 is a sectional view for explaining the whole process of forming the orifice in the embodiment.

【図9】図6に示すオリフィスプレートに細いビーム形
状のレーザ光を照射してストレート部を持つように形成
されるオリフィスを説明するための断面図。
9 is a cross-sectional view for explaining an orifice formed to have a straight portion by irradiating a laser beam having a narrow beam shape to the orifice plate shown in FIG. 6;

【図10】図6に示すオリフィスプレートに照射される
レーザ光の集光面位置をインク吐出側に偏らせた場合に
得られるオリフィスを説明するための断面図。
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining an orifice obtained when the light-collecting surface position of the laser beam irradiated on the orifice plate shown in FIG. 6 is shifted toward the ink ejection side.

【図11】図6に示すオリフィスプレートに照射される
レーザ光の集光面位置をインク流入側に偏らせた場合に
得られるオリフィスを説明するための断面図。
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining an orifice obtained when the position of the light-converging surface of the laser beam applied to the orifice plate shown in FIG. 6 is shifted toward the ink inflow side.

【図12】インク吐出特性を評価するために使用した順
テーパ部だけを持つオリフィスと順テーパ部および逆テ
ーパ部を持つオリフィスを示す断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing an orifice having only a forward tapered portion and an orifice having a forward tapered portion and a reverse tapered portion used for evaluating ink ejection characteristics.

【図13】インクの吐出評価方法を説明するための図。FIG. 13 is a diagram for explaining an ink ejection evaluation method.

【図14】順テーパ部だけを持つオリフィスのインク吐
出特性を示す図。
FIG. 14 is a view showing ink ejection characteristics of an orifice having only a forward tapered portion.

【図15】順テーパ部および逆テーパ部を持つオリフィ
スのインク吐出特性を示す図。
FIG. 15 is a view showing ink ejection characteristics of an orifice having a forward tapered portion and a reverse tapered portion.

【図16】順テーパ部および逆テーパ部を持つオリフィ
スの逆テーパ部の奥行きと吐出電圧との関係を示す図。
FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the depth of a reverse taper portion of an orifice having a forward taper portion and a reverse taper portion and discharge voltage.

【図17】順テーパ部および逆テーパ部を持つオリフィ
スの逆テーパ部の奥行きとインク吐出誤差の発生割合と
の関係を示す図。
FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the depth of the reverse taper of an orifice having a forward taper and a reverse taper and the rate of occurrence of ink ejection errors.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…インクジェットプリントユニット 3…プリントヘッド 5…ヘッドボディ 6…オリフィスプレート 7…オリフィス 12…インク室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ink-jet printing unit 3 ... Print head 5 ... Head body 6 ... Orifice plate 7 ... Orifice 12 ... Ink chamber

フロントページの続き (72)発明者 下里 正志 静岡県三島市南町6番78号 東芝テック株 式会社三島事業所内 (72)発明者 伊藤 弘 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術センター内 Fターム(参考) 2C057 AF30 AF33 AG07 AG09 AG44 AP12 AP23 AP25 AP60 BA03 BA14 Continued on the front page (72) Inventor Masashi Shimozato 6-78, Minamicho, Mishima-shi, Shizuoka Toshiba Tec Corp. Mishima Plant (72) Inventor Hiroshi Ito 33 Shinisogo-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Pref. F-term in Toshiba Production Technology Center (reference) 2C057 AF30 AF33 AG07 AG09 AG44 AP12 AP23 AP25 AP60 BA03 BA14

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インク吐出孔として並べられた複数のオ
リフィスを持つオリフィスプレートと、前記複数のオリ
フィスにそれぞれインクを導く複数のインク室に区画し
てオリフィスプレートと一体化され各インク室の圧力を
増大することにより対応オリフィスからインクを吐出さ
せるヘッドボディとを備え、前記各オリフィスは、この
オリフィスの中心軸に対してインク吐出方向誤差を実質
的に±5mrad以下に制限するくびれを有することを
特徴とするプリントヘッド。
1. An orifice plate having a plurality of orifices arranged as ink discharge holes, and a plurality of ink chambers for guiding ink to the plurality of orifices, respectively, and integrated with the orifice plate to reduce the pressure of each ink chamber. A head body for discharging ink from the corresponding orifice by increasing the size of each orifice, wherein each of the orifices has a constriction that limits an error in the ink discharge direction with respect to a center axis of the orifice to substantially ± 5 mrad or less. And print head.
【請求項2】 くびれは、オリフィスプレートの厚さ方
向においてインク流入側からインク吐出側に向かって所
定開口サイズまで徐々に狭くなる順テーパ部と、この順
テーパ部に連結した非順テーパ部とにより構成されるこ
とを特徴とする請求項1記載のプリントヘッド。
2. The constriction includes a forward tapered portion gradually narrowing to a predetermined opening size from an ink inflow side to an ink ejection side in a thickness direction of the orifice plate, and a non-forward tapered portion connected to the forward tapered portion. The print head according to claim 1, wherein:
【請求項3】 非順テーパ部は、オリフィスプレートの
厚さ方向においてインク流入側からインク吐出側に向か
って所定開口サイズとほぼ同じ開口サイズであるストレ
ート部であることを特徴とする請求項2記載のプリント
ヘッド。
3. The non-forward tapered portion is a straight portion having an opening size substantially equal to a predetermined opening size from an ink inflow side to an ink discharge side in a thickness direction of the orifice plate. Printhead as described.
【請求項4】 非順テーパ部は、オリフィスプレートの
厚さ方向においてインク流入側からインク吐出側に向か
って所定開口サイズから徐々に広くなる逆テーパ部であ
ることを特徴とする請求項2記載のプリントヘッド。
4. The non-forward tapered portion is a reverse tapered portion that gradually widens from a predetermined opening size from an ink inflow side to an ink discharge side in a thickness direction of the orifice plate. Print head.
【請求項5】 非順テーパ部の奥行きがオリフィスプレ
ートの厚さの30%以内であることを特徴とする請求項
2記載のプリントヘッド。
5. The print head according to claim 2, wherein the depth of the non-forward tapered portion is within 30% of the thickness of the orifice plate.
【請求項6】 オリフィスプレートは、インク吐出側表
面として形成され非順テーパ部を取り囲む撥水層を含む
ことを特徴とする請求項2記載のプリントヘッド。
6. The print head according to claim 2, wherein the orifice plate includes a water-repellent layer formed as an ink ejection side surface and surrounding the non-forward tapered portion.
【請求項7】 オリフィスプレートを複数のインク室に
区画されたヘッドボディに接着剤により接着する接着ス
テップと、前記複数のインク室にそれぞれ連通するイン
ク吐出孔として並びこれらインク室の圧力の増大により
それぞれインクを吐出する複数のオリフィスをレーザ光
の照射により前記オリフィスプレートに形成する開口ス
テップとを備え、前記開口ステップは、前記オリフィス
プレートの内部に集光面を設定した結像光学系を用いて
前記レーザ光を集光して、前記オリフィスプレートの厚
さ方向においてインク流入側からインク吐出側に向かっ
て所定開口サイズまで徐々に狭くなる順テーパ部、並び
にこの順テーパ部に連結した非順テーパ部を同時に形成
することにより前記オリフィスにくびれを持たせる整形
ステップを含むことを特徴とするプリントヘッドの製造
方法。
7. A bonding step of bonding an orifice plate to a head body defined by a plurality of ink chambers with an adhesive, and a step of arranging ink discharge holes communicating with the plurality of ink chambers and increasing the pressure of the ink chambers. An opening step of forming a plurality of orifices for ejecting ink on the orifice plate by irradiating a laser beam, wherein the opening step uses an imaging optical system in which a condensing surface is set inside the orifice plate. A forward taper portion which condenses the laser light and gradually narrows to a predetermined opening size from an ink inflow side toward an ink ejection side in a thickness direction of the orifice plate; and a non-forward taper connected to the forward taper portion Including a shaping step of constricting the orifice by simultaneously forming a portion. A method for manufacturing a print head, comprising:
【請求項8】 開口ステップは、接着ステップ後に行わ
れることを特徴とする請求項7記載のプリントヘッドの
製造方法。
8. The method according to claim 7, wherein the opening step is performed after the bonding step.
【請求項9】 レーザ光は、オリフィスプレートのイン
ク吐出側表面に照射されることを特徴とする請求項7記
載のプリントヘッドの製造方法。
9. The method according to claim 7, wherein the laser beam is applied to a surface of the orifice plate on the ink ejection side.
【請求項10】 オリフィスプレートは、インク吐出側
表面として撥水膜を持ち、整形ステップは、前記撥水膜
に保護膜を接着した状態でレーザ光を照射しこの照射後
に保護膜を剥離するステップを含むことを特徴とする請
求項7記載のプリントヘッドの製造方法。
10. The orifice plate has a water-repellent film as an ink ejection side surface, and the shaping step is a step of irradiating a laser beam with the protective film adhered to the water-repellent film and removing the protective film after the irradiation. The method for manufacturing a print head according to claim 7, comprising:
【請求項11】 非順テーパ部の奥行きは、結像光学系
により設定される集光面の位置をオリフィスプレートの
厚さ方向に移動させることにより調整されることを特徴
とする請求項7記載のプリントヘッドの製造方法。
11. The apparatus according to claim 7, wherein the depth of the non-forward tapered portion is adjusted by moving the position of the light-converging surface set by the imaging optical system in the thickness direction of the orifice plate. Print head manufacturing method.
【請求項12】 非順テーパ部は、オリフィスプレート
の厚さ方向においてインク流入側からインク吐出側に向
かって所定開口サイズとほぼ同じ開口サイズであるスト
レート部であることを特徴とする請求項7記載のプリン
トヘッドの製造方法。
12. The non-forward tapered portion is a straight portion having an opening size substantially equal to a predetermined opening size from an ink inflow side to an ink discharge side in a thickness direction of the orifice plate. A method for manufacturing the print head described in the above.
【請求項13】 非順テーパ部は、オリフィスプレート
の厚さ方向においてインク流入側からインク吐出側に向
かって所定開口サイズから徐々に広くなる逆テーパ部で
あることを特徴とする請求項7記載のプリントヘッドの
製造方法。
13. The tapered portion according to claim 7, wherein the non-forward tapered portion is a reverse tapered portion that gradually widens from a predetermined opening size from an ink inflow side to an ink ejection side in a thickness direction of the orifice plate. Print head manufacturing method.
【請求項14】 樹脂板およびこの樹脂板を覆う撥液膜
の積層体と、この積層体にインク吐出孔として並ぶ複数
のオリフィスとを備え、前記各オリフィスは、前記積層
体の厚さ方向においてインク流入側からインク吐出側に
向かって所定開口サイズまで徐々に狭くなる順テーパ
部、並びにこの順テーパ部に連結し前記積層体の厚さの
30%以内である奥行きの非順テーパ部により構成され
るくびれを持つことを特徴とするオリフィスプレート。
14. A laminate of a resin plate and a liquid-repellent film covering the resin plate, and a plurality of orifices arranged as ink ejection holes in the laminate, wherein each of the orifices is arranged in a thickness direction of the laminate. A forward tapered portion that gradually narrows to a predetermined opening size from the ink inflow side toward the ink discharge side, and a non-forward tapered portion connected to the forward tapered portion and having a depth of 30% or less of the thickness of the laminate. An orifice plate characterized by having a constricted shape.
【請求項15】 樹脂板および撥液膜の積層体を形成す
る積層ステップと、インク吐出孔として並ぶ複数のオリ
フィスをレーザ光の照射により前記積層体に形成する開
口ステップとを備え、前記開口ステップは、前記積層体
の内部に集光面を設定した結像光学系を用いて前記レー
ザ光を集光して、前記積層体の厚さ方向においてインク
流入側からインク吐出側に向かって所定開口サイズまで
徐々に狭くなる順テーパ部、並びにこの順テーパ部に連
結し前記積層体の厚さの30%以内である奥行きを持つ
非順テーパ部を同時に形成することにより前記オリフィ
スにくびれを持たせる整形ステップを含むことを特徴と
するオリフィスプレートの製造方法。
15. A laminating step of forming a laminated body of a resin plate and a liquid-repellent film, and an opening step of forming a plurality of orifices arranged as ink discharge holes in the laminated body by irradiating a laser beam. The laser beam is condensed using an imaging optical system in which a light condensing surface is set inside the laminate, and a predetermined opening is formed from the ink inflow side toward the ink discharge side in the thickness direction of the laminate. The orifice is constricted by simultaneously forming a forward taper portion gradually narrowing to a size and a non-forward taper portion connected to the forward taper portion and having a depth of 30% or less of the thickness of the laminate. A method for manufacturing an orifice plate, comprising a shaping step.
JP2000322891A 1999-10-22 2000-10-23 PRINT HEAD, MANUFACTURING METHOD THEREOF, ORPHID PLATE USED FOR THE HEAD, AND ITS MANUFACTURING METHOD Expired - Fee Related JP4177544B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000322891A JP4177544B2 (en) 1999-10-22 2000-10-23 PRINT HEAD, MANUFACTURING METHOD THEREOF, ORPHID PLATE USED FOR THE HEAD, AND ITS MANUFACTURING METHOD

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30127399 1999-10-22
JP11-301273 1999-10-22
JP2000322891A JP4177544B2 (en) 1999-10-22 2000-10-23 PRINT HEAD, MANUFACTURING METHOD THEREOF, ORPHID PLATE USED FOR THE HEAD, AND ITS MANUFACTURING METHOD

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2001187451A true JP2001187451A (en) 2001-07-10
JP2001187451A5 JP2001187451A5 (en) 2005-07-07
JP4177544B2 JP4177544B2 (en) 2008-11-05

Family

ID=26562628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000322891A Expired - Fee Related JP4177544B2 (en) 1999-10-22 2000-10-23 PRINT HEAD, MANUFACTURING METHOD THEREOF, ORPHID PLATE USED FOR THE HEAD, AND ITS MANUFACTURING METHOD

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4177544B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010094968A (en) * 2008-10-20 2010-04-30 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Manufacturing method of inkjet head
JP2012166462A (en) * 2011-02-15 2012-09-06 Toshiba Tec Corp Inkjet head and method of manufacturing inkjet head
WO2017018485A1 (en) * 2015-07-30 2017-02-02 京セラ株式会社 Nozzle plate, liquid ejection head using same, and recording device
CN114248548A (en) * 2020-09-24 2022-03-29 东芝泰格有限公司 Liquid spray head

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010094968A (en) * 2008-10-20 2010-04-30 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Manufacturing method of inkjet head
JP2012166462A (en) * 2011-02-15 2012-09-06 Toshiba Tec Corp Inkjet head and method of manufacturing inkjet head
WO2017018485A1 (en) * 2015-07-30 2017-02-02 京セラ株式会社 Nozzle plate, liquid ejection head using same, and recording device
JPWO2017018485A1 (en) * 2015-07-30 2018-05-31 京セラ株式会社 Nozzle plate, liquid discharge head using the same, and recording apparatus
US10328702B2 (en) 2015-07-30 2019-06-25 Kyocera Corporation Nozzle plate, liquid ejection head using same, and recording device
CN114248548A (en) * 2020-09-24 2022-03-29 东芝泰格有限公司 Liquid spray head

Also Published As

Publication number Publication date
JP4177544B2 (en) 2008-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5940957A (en) Laser process for making a filter for an ink jet
EP0367541B1 (en) Method of manufacturing an ink jet head
KR100508193B1 (en) Inkject print nozzle plates
JPH01108056A (en) Nozzle for ink jet printer
US6422686B1 (en) Liquid discharge head and method of manufacturing the same
JP3127570B2 (en) Method of manufacturing inkjet head
US6592206B1 (en) Print head and manufacturing method thereof
JP4177544B2 (en) PRINT HEAD, MANUFACTURING METHOD THEREOF, ORPHID PLATE USED FOR THE HEAD, AND ITS MANUFACTURING METHOD
JP3192720B2 (en) Liquid ejector having a plurality of ejection sections and recording apparatus using the same
US7829818B2 (en) Ink jet head nozzle plate manufacturing method, ink jet head nozzle plate manufacturing apparatus, ink jet head nozzle plate, ink jet head, and ink jet recording apparatus
JP3126276B2 (en) Inkjet recording head
JP3086146B2 (en) Ink jet recording head, method of manufacturing the same, laser processing apparatus, and ink jet recording apparatus
JP3285041B2 (en) Method of manufacturing inkjet head
JP3530744B2 (en) Method of manufacturing ink jet recording head
JP2001150686A (en) Method for producing ink-jet printer head
JP2002001563A (en) Laser processing apparatus and its method
JP2000218802A (en) Method and apparatus for producing printer head and orifice processing apparatus
JPH106065A (en) Laser beam machine and ink jet recording head machined groove with laser machine
JP3109011B2 (en) Ink jet recording head and method of manufacturing the same
JP4474167B2 (en) Ink jet printer head unit and method of manufacturing ink jet printer head unit
JPH11188882A (en) Liquid jet recording head and manufacture thereof
JPH08127125A (en) Laser processing method and apparatus and ink jet recording head formed thereby
JP2002067333A (en) Method for forming nozzle of ink jet head
JPH05338157A (en) Ink jet head and manufacture thereof
JP2005193464A (en) Method for manufacturing inkjet printer head unit and inkjet printer head unit

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041110

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041110

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080520

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080718

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080819

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080822

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110829

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4177544

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120829

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120829

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130829

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R370 Written measure of declining of transfer procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees