JP2940121B2 - インクジェット記録ヘッド用基板の製造方法 - Google Patents
インクジェット記録ヘッド用基板の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はインクジェット記録装置に用いられるヘッド
基板の製造方法に関する。
基板の製造方法に関する。
（従来技術） オンデマンド型インクジェット記憶装置に要求されて
いる高印字品質化に応えるためにはノズル密度をより高
めることが必要で、このために、例えば特開昭56−172
号公報に見られるように、共通の基板上に形成したノズ
ル列に対して複数のインク室をその両側に交互に配置さ
せて高密度化したインクジェット記録ヘッドが提案され
ており、さらにこの種の記録ヘッドを低コストで形成す
るために、基板を高分子樹脂材により形成する手段が採
られるようになってきた。
いる高印字品質化に応えるためにはノズル密度をより高
めることが必要で、このために、例えば特開昭56−172
号公報に見られるように、共通の基板上に形成したノズ
ル列に対して複数のインク室をその両側に交互に配置さ
せて高密度化したインクジェット記録ヘッドが提案され
ており、さらにこの種の記録ヘッドを低コストで形成す
るために、基板を高分子樹脂材により形成する手段が採
られるようになってきた。
ところで、高密度化したインクジェット記録ヘッドに
より高印字品質を得るためには、インク室から供給路を
経て圧力室に入り、圧力室内で加圧され、圧力室の一端
に連通したノズルより噴射される、一連のインク挙動、
即ちインク飛行速度や飛行方向そして１ドット当りのイ
ンク量等が、個別にばらつきがないことが求められる。
インク挙動のばらつきに大きな影響を与える要因は、圧
力室の入口に相当する供給路の断面積と、出口に相当す
るノズルの断面積のばらつきである。実験的に、供給路
とノズルの断面積のばらつきがそれぞれ±15％以下であ
れば、例え他の部分がばらついても印字品質は確保され
る。
より高印字品質を得るためには、インク室から供給路を
経て圧力室に入り、圧力室内で加圧され、圧力室の一端
に連通したノズルより噴射される、一連のインク挙動、
即ちインク飛行速度や飛行方向そして１ドット当りのイ
ンク量等が、個別にばらつきがないことが求められる。
インク挙動のばらつきに大きな影響を与える要因は、圧
力室の入口に相当する供給路の断面積と、出口に相当す
るノズルの断面積のばらつきである。実験的に、供給路
とノズルの断面積のばらつきがそれぞれ±15％以下であ
れば、例え他の部分がばらついても印字品質は確保され
る。
これを各部の寸法精度に置き換えると、短形断面の供
給路で幅、深さ各々約40μｍに対し±2.5μｍ、円形断
面の供給路及びノズルで直径約40μｍに対し±2.5μｍ
になる。しかし現実的には、高分子樹脂材の射出成形法
で、このような微細寸法を高精度に成形することは困難
である。
給路で幅、深さ各々約40μｍに対し±2.5μｍ、円形断
面の供給路及びノズルで直径約40μｍに対し±2.5μｍ
になる。しかし現実的には、高分子樹脂材の射出成形法
で、このような微細寸法を高精度に成形することは困難
である。
また、微細寸法を高精度に成形するために、特開平１
−294047号に見られるように、インク室、圧力室、供給
路、ノズル全てをレーザービームで加工する方法がある
が、これは工数がかかり、非現実的である。
−294047号に見られるように、インク室、圧力室、供給
路、ノズル全てをレーザービームで加工する方法がある
が、これは工数がかかり、非現実的である。
ノズルについては、電鋳やエッチング等により加工し
たばらつきのないノズルを形成したノズル板を、ヘッド
基板とは別部品として用意し、ヘッド基板に添着する方
法で対応がとられている。
たばらつきのないノズルを形成したノズル板を、ヘッド
基板とは別部品として用意し、ヘッド基板に添着する方
法で対応がとられている。
しかしながら、供給路については、従来は形状的な及
びコスト的な制約からインク室と圧力室を成形するとき
に同時に射出成形法で成形する以外に適当な方法がな
く、ノズルの断面積のばらつきは±50％以上にもなり、
結果的に高印字品質を得ることができないという問題が
派生している。
びコスト的な制約からインク室と圧力室を成形するとき
に同時に射出成形法で成形する以外に適当な方法がな
く、ノズルの断面積のばらつきは±50％以上にもなり、
結果的に高印字品質を得ることができないという問題が
派生している。
（発明が解決しようとする課題） 本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、高印字品質が得られるインクジ
ェット記録ヘッド基板を製造することができる、新たな
製造方法を提案することにある。
の目的とするところは、高印字品質が得られるインクジ
ェット記録ヘッド基板を製造することができる、新たな
製造方法を提案することにある。
（課題を解決するための手段） すなわち、本発明はかかる課題を解決するためのイン
クジェット記録ヘッド用基板の製造方法として、高分子
樹脂材の射出成形法によりインク室と圧力室を成形し、
ついで、該インク室と該圧力室の連結部にレーザービー
ムを照射して、供給路を形成するようにしたものであ
る。
クジェット記録ヘッド用基板の製造方法として、高分子
樹脂材の射出成形法によりインク室と圧力室を成形し、
ついで、該インク室と該圧力室の連結部にレーザービー
ムを照射して、供給路を形成するようにしたものであ
る。
（実施例１） 第１図は、本発明の一実施例をなす、矩形断面の供給
路をもったヘッド基板の製造方法を示したものである。
路をもったヘッド基板の製造方法を示したものである。
第１図（ａ）は、ヘッド基板の射出成形工程を示した
もので、ヘッド基板１は固定側型板10と可動側型板20と
の間に射出注入されたポリサルフォン、ポリエーテルサ
ルフォンあるいはポリカーボネート等の高分子樹脂素材
により一体的に成形される。
もので、ヘッド基板１は固定側型板10と可動側型板20と
の間に射出注入されたポリサルフォン、ポリエーテルサ
ルフォンあるいはポリカーボネート等の高分子樹脂素材
により一体的に成形される。
この成形に使用される固定側型板10には、そのキャビ
ティ部に、成形すべきヘッド基板１上のインク室２、圧
力室４に対応した各部の成形用凸部12、14が形成され、
また、圧力室成形用凸部14の一端部には、ノズル６と連
通するための通孔５を形成するためのピン15が設けら
れ、他方、これに対する可動側型板20には、上記の通孔
５を形成するためのピン15に対向する部分に、ピン15の
先端部の支持穴21が形成されている。なお、図中の符号
22はランナー部、23はゲート部を示しており、また24は
イジェクタピンを示している。
ティ部に、成形すべきヘッド基板１上のインク室２、圧
力室４に対応した各部の成形用凸部12、14が形成され、
また、圧力室成形用凸部14の一端部には、ノズル６と連
通するための通孔５を形成するためのピン15が設けら
れ、他方、これに対する可動側型板20には、上記の通孔
５を形成するためのピン15に対向する部分に、ピン15の
先端部の支持穴21が形成されている。なお、図中の符号
22はランナー部、23はゲート部を示しており、また24は
イジェクタピンを示している。
このように構成された両型板10、12間にランナー部22
及びゲート部23を介して上述した高分子樹脂素材が射出
注入されると、一面にインク室２、圧力室４を有し、圧
力室の一端に第２図に示すノズル板７に設けたノズル６
と連通するための、通孔を有するヘッド基板１が成形さ
れる。
及びゲート部23を介して上述した高分子樹脂素材が射出
注入されると、一面にインク室２、圧力室４を有し、圧
力室の一端に第２図に示すノズル板７に設けたノズル６
と連通するための、通孔を有するヘッド基板１が成形さ
れる。
第１図（ｂ）は、このようにして成形されたヘッド基
板１への供給路３の形成工程を示したもので、上述した
工程により成形されたヘッド基板１は、インク室２及び
圧力室４形成面を表にして固定され、インク室２及び圧
力室４の連結部にレーザービームを照射することによ
り、所要の供給路３が形成される。第１図（ｃ）は、形
成された供給路３の断面図である。第１図（ｄ）は、形
成された供給路３の斜視図である。
板１への供給路３の形成工程を示したもので、上述した
工程により成形されたヘッド基板１は、インク室２及び
圧力室４形成面を表にして固定され、インク室２及び圧
力室４の連結部にレーザービームを照射することによ
り、所要の供給路３が形成される。第１図（ｃ）は、形
成された供給路３の断面図である。第１図（ｄ）は、形
成された供給路３の斜視図である。
これに用いるレーザービーム発生装置40は、レーザー
触媒として、ArF、KrF、XeCl、XeF等を用いた発振波長
が193乃至351nmの、化学結合を直接開裂させるに必要な
紫外光領域の高エネルギーのフォトンを高強度で発振で
きるエキシマレーザー装置が好ましい。装置40から出力
したレーザービームをイメージマスク41と集光レンズ42
を用いて、ヘッド基板１上のインク室２と圧力室４の連
結部に収束させて、所要の供給路３を形成する。
触媒として、ArF、KrF、XeCl、XeF等を用いた発振波長
が193乃至351nmの、化学結合を直接開裂させるに必要な
紫外光領域の高エネルギーのフォトンを高強度で発振で
きるエキシマレーザー装置が好ましい。装置40から出力
したレーザービームをイメージマスク41と集光レンズ42
を用いて、ヘッド基板１上のインク室２と圧力室４の連
結部に収束させて、所要の供給路３を形成する。
実際にポリカーボネートを素材として、ヘッド基板１
を射出成形法により形成し、インク室２及び圧力室４の
連結部に縮小率が８の集光レンズ42を用いてエネルギー
密度6.0J/cm2のレーザービームを照射したところ、繰り
返し周波数200Hzで約200回のショット数により幅40μ
ｍ、深さ40μｍでテーパー角度θが約２度の供給路３を
１供給路当り１秒で形成することができた。
を射出成形法により形成し、インク室２及び圧力室４の
連結部に縮小率が８の集光レンズ42を用いてエネルギー
密度6.0J/cm2のレーザービームを照射したところ、繰り
返し周波数200Hzで約200回のショット数により幅40μ
ｍ、深さ40μｍでテーパー角度θが約２度の供給路３を
１供給路当り１秒で形成することができた。
必要に応じて、ヘッド基板１とレーザービーム装置40
のいずれか一方を供給路３の配置に合わせて順次相対的
に移動させながら、ヘッド基板１上に所要数の供給路３
を形成する。
のいずれか一方を供給路３の配置に合わせて順次相対的
に移動させながら、ヘッド基板１上に所要数の供給路３
を形成する。
このようにしてヘッド基板１の射出成形工程と供給路
３のレーザービーム照射工程を終えたヘッド基板１に
は、第２図に示すように通孔５に対応させてノズル板７
が添着され、さらにインク室２と圧力室４を覆うように
壁部材８が添設され、ついでその上に、ピエゾ振動子8a
を添着し、その上にインクタンクと連通するインク供給
部材９を添着して、インクジェット記録ヘッドとして構
成させる。
３のレーザービーム照射工程を終えたヘッド基板１に
は、第２図に示すように通孔５に対応させてノズル板７
が添着され、さらにインク室２と圧力室４を覆うように
壁部材８が添設され、ついでその上に、ピエゾ振動子8a
を添着し、その上にインクタンクと連通するインク供給
部材９を添着して、インクジェット記録ヘッドとして構
成させる。
この方法により、供給路数48のヘッド基板を100個加
工したときに、矩型断面供給路の全寸法は幅、深さ共に
平均値で40.0μｍ、標準偏差値0.6μｍに分布し、テー
パー角度θは均一性を保っていた。これは、断面積ばら
つきで±９％であり、実印字においても高印字品質を確
保することができた。
工したときに、矩型断面供給路の全寸法は幅、深さ共に
平均値で40.0μｍ、標準偏差値0.6μｍに分布し、テー
パー角度θは均一性を保っていた。これは、断面積ばら
つきで±９％であり、実印字においても高印字品質を確
保することができた。
（実施例２） 第３図は、本発明の他の実施例をなす、円形断面の供
給路をもったヘッド基板の製造方法を示したものであ
る。
給路をもったヘッド基板の製造方法を示したものであ
る。
第３図（ａ）は、ヘッド基板の射出成形工程を示した
もので、ヘッド基板１は固定側型板10と可動側型板20と
の間に射出注入された高分子樹脂素材により一体的に成
形される。
もので、ヘッド基板１は固定側型板10と可動側型板20と
の間に射出注入された高分子樹脂素材により一体的に成
形される。
この成形に使用される固定側型板10には、そのキャビ
ティ部に、ヘッド基板１の圧力室４に対応した成形用凸
部14が形成され、また、圧力室成形用凸部14の一端部に
は、ノズル６と連通するための通孔５を形成するための
ピン15が設けられ、他方、これに対する可動側型板20に
は、そのキャビィティ部に、ヘッド基板１のインク室２
に対応した成形用凸部12が形成され、また上記の通孔５
を形成するためのピン15に対向する部分に、ピン15の先
端部の支持穴21が形成されている。なお、図中の符号22
はランナー部、23はゲート部、24はイジェクタピンを示
している。
ティ部に、ヘッド基板１の圧力室４に対応した成形用凸
部14が形成され、また、圧力室成形用凸部14の一端部に
は、ノズル６と連通するための通孔５を形成するための
ピン15が設けられ、他方、これに対する可動側型板20に
は、そのキャビィティ部に、ヘッド基板１のインク室２
に対応した成形用凸部12が形成され、また上記の通孔５
を形成するためのピン15に対向する部分に、ピン15の先
端部の支持穴21が形成されている。なお、図中の符号22
はランナー部、23はゲート部、24はイジェクタピンを示
している。
このように構成された両型板10、12間にランナー部22
及びゲート部23を介して上述した高分子樹脂素材が射出
注入されると、一面にインク室２を有し、他面に圧力室
４を有し、圧力室の一端にノズル板７に設けたノズル６
と連通するための、通孔５を有するヘッド基板１が成形
される。
及びゲート部23を介して上述した高分子樹脂素材が射出
注入されると、一面にインク室２を有し、他面に圧力室
４を有し、圧力室の一端にノズル板７に設けたノズル６
と連通するための、通孔５を有するヘッド基板１が成形
される。
第３図（ｂ）は、このようにして成形されたヘッド基
板１への供給路の形成工程を示したもので、上述した工
程により成形されたヘッド基板１は、インク室２形成面
を表にして固定され、インク室２の一端から圧力室４に
向かってレーザービームを照射することにより、所要の
供給路３が形成される。第３図（ｃ）は、形成された供
給路３の断面図である。第３図（ｄ）は、形成された供
給路３の斜視図である。
板１への供給路の形成工程を示したもので、上述した工
程により成形されたヘッド基板１は、インク室２形成面
を表にして固定され、インク室２の一端から圧力室４に
向かってレーザービームを照射することにより、所要の
供給路３が形成される。第３図（ｃ）は、形成された供
給路３の断面図である。第３図（ｄ）は、形成された供
給路３の斜視図である。
これに用いるレーザービーム発生装置40は、第１図
（ｂ）の場合と同一である。装置40から出力したレーザ
ービームをイメージマスク41と集光レンズ42を用いて、
ヘッド基板１上のインク室２の一端に収束させて、所要
の供給路３を形成する。
（ｂ）の場合と同一である。装置40から出力したレーザ
ービームをイメージマスク41と集光レンズ42を用いて、
ヘッド基板１上のインク室２の一端に収束させて、所要
の供給路３を形成する。
実際にポリカーボネートを素材として、ヘッド基板１
を射出成形法により形成し、インク室２及び圧力室４の
連結部に縮小率が８の集光レンズ42を用いてエネルギー
密度が6.0J/cm2のレーザービームを照射したところ、繰
り返し周波数200Hzで約600回のショット数により穴径40
μｍ、深さ120μｍでテーパー角度θが約２度の供給路
３を１供給路当り３秒で形成することができた。
を射出成形法により形成し、インク室２及び圧力室４の
連結部に縮小率が８の集光レンズ42を用いてエネルギー
密度が6.0J/cm2のレーザービームを照射したところ、繰
り返し周波数200Hzで約600回のショット数により穴径40
μｍ、深さ120μｍでテーパー角度θが約２度の供給路
３を１供給路当り３秒で形成することができた。
必要に応じて、ヘッド基板１とレーザービーム装置40
のいずれか一方を供給路３の配置に合わせて順次相対的
に移動させながら、ヘッド基板１上に所要数の供給路３
を形成する。
のいずれか一方を供給路３の配置に合わせて順次相対的
に移動させながら、ヘッド基板１上に所要数の供給路３
を形成する。
このようにしてヘッド基板１の射出成形工程と供給路
３のレーザービーム照射工程を終えたヘッド基板１に
は、第４図に示すように通孔５に対応させてノズル板７
が添着される。ノズル板７は同時にインク室２を覆う役
目を果たす。さらに圧力室３を覆うよう壁部材８が添設
され、ついでその上に、ピエゾ振動子8aを添着し、イン
クタンクと連通するインク供給部材９を添着し、インク
ジェット記録ヘッドとして構成させる。
３のレーザービーム照射工程を終えたヘッド基板１に
は、第４図に示すように通孔５に対応させてノズル板７
が添着される。ノズル板７は同時にインク室２を覆う役
目を果たす。さらに圧力室３を覆うよう壁部材８が添設
され、ついでその上に、ピエゾ振動子8aを添着し、イン
クタンクと連通するインク供給部材９を添着し、インク
ジェット記録ヘッドとして構成させる。
この方法により、供給路数48のヘッド基板を100個加
工したときに、円形断面供給路の全寸法は直径の平均値
で40μｍ、標準偏差値0.5μｍに分布し、テーパー角度
θは均一性を保っていた。これは、断面積ばらつきで±
7.5％であり、実印字においても高印字品質を確保する
ことができた。
工したときに、円形断面供給路の全寸法は直径の平均値
で40μｍ、標準偏差値0.5μｍに分布し、テーパー角度
θは均一性を保っていた。これは、断面積ばらつきで±
7.5％であり、実印字においても高印字品質を確保する
ことができた。
上記実施例以外にも、ヘッド基板１とインク室２及び
圧力室３の形状や位置を工夫することにより、同様の効
果が得られるヘッド基板を形成することが可能である。
圧力室３の形状や位置を工夫することにより、同様の効
果が得られるヘッド基板を形成することが可能である。
（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、インク室及び圧力
室など成形精度が印字品質に直接影響しない部分は、射
出成形法により能率良く加工し、成形精度が印字品質に
大きく影響する供給路は、加工寸法ばらつきを極く少な
くすることのできるレーザービーム照射により形成する
ことにより、高印字品質が得られるインクジェット記録
ヘッド基板を効率的に製造することができる。
室など成形精度が印字品質に直接影響しない部分は、射
出成形法により能率良く加工し、成形精度が印字品質に
大きく影響する供給路は、加工寸法ばらつきを極く少な
くすることのできるレーザービーム照射により形成する
ことにより、高印字品質が得られるインクジェット記録
ヘッド基板を効率的に製造することができる。
第１図（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例をなすヘッド基
板の各工程を示した図、第１図（ｃ）は形成された供給
路３の断面図、第１図（ｄ）は形成された供給路３の斜
視図、第２図はそのヘッド基板をもとに組み付けたイン
クジェット記録ヘッドの一例を示す側面図である。 第３図（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施例をなすヘッド
基板の各工程を示した図、第３図（ｃ）は形成された供
給路３の断面図、第３図（ｄ）は形成された供給路３の
斜視図、第４図はそのヘッド基板をもとに組み付けたイ
ンクジェット記録ヘッドの一例を示す側面図である。 １……ヘッド基板、２……インク室 ３……供給路、４……圧力室 ５……通孔、６……ノズル ７……ノズル板 10……固定側型板、20……可動側型板 40……レーザービーム発生装置 41……マスク、42……集光レンズ
板の各工程を示した図、第１図（ｃ）は形成された供給
路３の断面図、第１図（ｄ）は形成された供給路３の斜
視図、第２図はそのヘッド基板をもとに組み付けたイン
クジェット記録ヘッドの一例を示す側面図である。 第３図（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施例をなすヘッド
基板の各工程を示した図、第３図（ｃ）は形成された供
給路３の断面図、第３図（ｄ）は形成された供給路３の
斜視図、第４図はそのヘッド基板をもとに組み付けたイ
ンクジェット記録ヘッドの一例を示す側面図である。 １……ヘッド基板、２……インク室 ３……供給路、４……圧力室 ５……通孔、６……ノズル ７……ノズル板 10……固定側型板、20……可動側型板 40……レーザービーム発生装置 41……マスク、42……集光レンズ
Claims (1)
- 【請求項１】高分子樹脂材の射出成形法により、インク
室と圧力室を成形する第１の工程と、レーザービームを
照射して、該インク室と該圧力室を連結する供給路を形
成する第２の工程と、よりなることを特徴とするインク
ジェット記録ヘッド用基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25477390A JP2940121B2 (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | インクジェット記録ヘッド用基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25477390A JP2940121B2 (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | インクジェット記録ヘッド用基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04131244A JPH04131244A (ja) | 1992-05-01 |
| JP2940121B2 true JP2940121B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=17269686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25477390A Expired - Fee Related JP2940121B2 (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | インクジェット記録ヘッド用基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2940121B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5255022A (en) * | 1992-04-02 | 1993-10-19 | Xerox Corporation | Ink manifold having elastomer channel plate for ink jet printhead and process for making |
| US6183064B1 (en) | 1995-08-28 | 2001-02-06 | Lexmark International, Inc. | Method for singulating and attaching nozzle plates to printheads |
| JP3423551B2 (ja) * | 1996-12-13 | 2003-07-07 | キヤノン株式会社 | インクジェット記録ヘッド製造方法及びインクジェット記録ヘッド |
| US6158843A (en) * | 1997-03-28 | 2000-12-12 | Lexmark International, Inc. | Ink jet printer nozzle plates with ink filtering projections |
| JP3480235B2 (ja) * | 1997-04-15 | 2003-12-15 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェットプリンタヘッドおよびその製造方法 |
-
1990
- 1990-09-25 JP JP25477390A patent/JP2940121B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04131244A (ja) | 1992-05-01 |
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