JP3047678B2 - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッドの製造方法Info
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットヘッド
に関し、特に射出成形により成形され、インク噴出口が
形成されたノズルプレートを有するインクジェットヘッ
ドの製造方法に関するものである。
に関し、特に射出成形により成形され、インク噴出口が
形成されたノズルプレートを有するインクジェットヘッ
ドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ドロップオンデマンド方式のイン
クジェットヘッドとして、インク噴出エネルギー発生素
子を用いたインクジェットヘッドが提案されている。例
えば、インク噴出エネルギー発生素子としての圧電セラ
ミックスの変形によってインク流路の容積を変化させる
ことにより、その容積減少時にインク流路内のインクを
インク噴出口から液滴として噴射し、容積増大時にイン
ク導入口から溝内にインクを導入するようにしたものが
ある。そして、所要の印字データに従って所要の位置の
インクジェットヘッドからインク滴を噴出させることに
より、インクジェットヘッドと対向する紙面上等に所望
する文字や画像を形成するものである。
クジェットヘッドとして、インク噴出エネルギー発生素
子を用いたインクジェットヘッドが提案されている。例
えば、インク噴出エネルギー発生素子としての圧電セラ
ミックスの変形によってインク流路の容積を変化させる
ことにより、その容積減少時にインク流路内のインクを
インク噴出口から液滴として噴射し、容積増大時にイン
ク導入口から溝内にインクを導入するようにしたものが
ある。そして、所要の印字データに従って所要の位置の
インクジェットヘッドからインク滴を噴出させることに
より、インクジェットヘッドと対向する紙面上等に所望
する文字や画像を形成するものである。
【０００３】この種のインクジェットヘッドとしては、
例えば特開昭６３−２４７０５１号公報、特開昭６３−
２５２７５０号公報及び特開平２−１５０３５５号公報
に記載されているものがある。かかる従来例を図７，
８，９及び１０を参照して説明する。
例えば特開昭６３−２４７０５１号公報、特開昭６３−
２５２７５０号公報及び特開平２−１５０３５５号公報
に記載されているものがある。かかる従来例を図７，
８，９及び１０を参照して説明する。
【０００４】図７に示すように、インクジェットヘッド
１は、圧電セラミックスプレート２とカバープレート３
とノズルプレート３１と基板４１とから構成されてい
る。
１は、圧電セラミックスプレート２とカバープレート３
とノズルプレート３１と基板４１とから構成されてい
る。
【０００５】製法としては、まず、圧電セラミックス粉
末を用いてシート成形法、押し出し成形法などにより圧
電セラミックスのシートが成形され、所定の大きさに切
断加工されて圧電セラミックス板が形成される。そし
て、圧電セラミックス板が所定の温度で焼結され、圧電
セラミックス焼結体が得られる。ここで、圧電セラミッ
クス板の表面の平面度を良好にするために圧電セラミッ
クス板の表面の研削加工が行われる。次に、その圧電セ
ラミックス焼結体に、分極処理が施され、圧電セラミッ
クス素子が形成される。そして、その圧電セラミックス
素子が薄い円板状のダイヤモンドブレード等により切削
加工され、圧電セラミックスプレート２が形成される。
末を用いてシート成形法、押し出し成形法などにより圧
電セラミックスのシートが成形され、所定の大きさに切
断加工されて圧電セラミックス板が形成される。そし
て、圧電セラミックス板が所定の温度で焼結され、圧電
セラミックス焼結体が得られる。ここで、圧電セラミッ
クス板の表面の平面度を良好にするために圧電セラミッ
クス板の表面の研削加工が行われる。次に、その圧電セ
ラミックス焼結体に、分極処理が施され、圧電セラミッ
クス素子が形成される。そして、その圧電セラミックス
素子が薄い円板状のダイヤモンドブレード等により切削
加工され、圧電セラミックスプレート２が形成される。
【０００６】そして、その圧電セラミックスプレート２
には、複数の溝８が形成されている。また、その溝８の
側面となる側壁１１は矢印５（図９）の方向に分極され
ている。それら溝８は同じ深さであり、かつ平行であ
る。それら溝８の深さは圧電セラミックスプレート２の
一端面１５に近づくにつれて徐々に浅くなっており、一
端面１５付近には浅溝１６が形成されている。そして、
溝８の内面には、その両側面の上半分に金属電極１３が
スパッタリング等によって形成されている。また、浅溝
１６の内面には、その側面及び底面に金属電極９がスパ
ッタリング等によって形成されている。これにより、溝
８の両側面に形成された金属電極１３は浅溝１６に形成
された金属電極９によって電気的に接続されている。
には、複数の溝８が形成されている。また、その溝８の
側面となる側壁１１は矢印５（図９）の方向に分極され
ている。それら溝８は同じ深さであり、かつ平行であ
る。それら溝８の深さは圧電セラミックスプレート２の
一端面１５に近づくにつれて徐々に浅くなっており、一
端面１５付近には浅溝１６が形成されている。そして、
溝８の内面には、その両側面の上半分に金属電極１３が
スパッタリング等によって形成されている。また、浅溝
１６の内面には、その側面及び底面に金属電極９がスパ
ッタリング等によって形成されている。これにより、溝
８の両側面に形成された金属電極１３は浅溝１６に形成
された金属電極９によって電気的に接続されている。
【０００７】次に、カバープレート３は、ガラス材料、
セラミックス材料または樹脂材料等により形成されてい
る。そして、カバープレート３には、研削または切削加
工等によって、インク導入口２１及びマニホールド２２
が形成されている。そして、圧電セラミックスプレート
２の溝８加工側の面とカバープレート３のマニホールド
２２加工側の面とがエポキシ系接着剤等によって接着さ
れる。従って、インクジェットヘッド１には、溝８の上
面が覆われて横方向に互いに間隔を有する複数のインク
流路１２が構成される。そのインク流路は長方形断面の
細長い形状であり、全てのインク流路内には、インクが
充填される。
セラミックス材料または樹脂材料等により形成されてい
る。そして、カバープレート３には、研削または切削加
工等によって、インク導入口２１及びマニホールド２２
が形成されている。そして、圧電セラミックスプレート
２の溝８加工側の面とカバープレート３のマニホールド
２２加工側の面とがエポキシ系接着剤等によって接着さ
れる。従って、インクジェットヘッド１には、溝８の上
面が覆われて横方向に互いに間隔を有する複数のインク
流路１２が構成される。そのインク流路は長方形断面の
細長い形状であり、全てのインク流路内には、インクが
充填される。
【０００８】そして、圧電セラミックスプレート２の溝
８の加工側に対して反対側の面には、基板４１が、エポ
キシ系接着剤等によって接着されている。その基板４１
には各インク流路の位置に対応した位置に導電層のパタ
ーン４２が形成されている。その導電層のパターン４２
と浅溝１６の底面の金属電極９とは、ワイヤボンディン
グによって導線４３で接続されている。
８の加工側に対して反対側の面には、基板４１が、エポ
キシ系接着剤等によって接着されている。その基板４１
には各インク流路の位置に対応した位置に導電層のパタ
ーン４２が形成されている。その導電層のパターン４２
と浅溝１６の底面の金属電極９とは、ワイヤボンディン
グによって導線４３で接続されている。
【０００９】さらに、圧電セラミックスプレート２及び
カバープレート３の端面４に、各インク流路の位置に対
応した位置にインク噴出口３２が設けられたノズルプレ
ート３１が接着されている。このノズルプレート３１
は、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエ
ーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエー
テルケトン、ポリエーテルサルホン、ポリカーボネイト
等の樹脂材料或いはステンレス、ニッケル、アルミニウ
ム、クロムなどの金属材料によって形成されている。
カバープレート３の端面４に、各インク流路の位置に対
応した位置にインク噴出口３２が設けられたノズルプレ
ート３１が接着されている。このノズルプレート３１
は、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエ
ーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエー
テルケトン、ポリエーテルサルホン、ポリカーボネイト
等の樹脂材料或いはステンレス、ニッケル、アルミニウ
ム、クロムなどの金属材料によって形成されている。
【００１０】次に、制御部のブロック図を示す図８によ
って、制御部の構成を説明する。基板４１に形成された
導電層のパターン４２は各々個々にＬＳＩチップ５１に
接続されている。また、クロックライン５２、データラ
イン５３、電圧ライン５４及びアースライン５５もＬＳ
Ｉチップ５１に接続されている。ＬＳＩチップ５１は、
クロックライン５２から供給される連続したクロックパ
ルスに基づいて、データライン５３上に現れるデータに
応じて、どのインク噴出口３２からインク液滴の噴出を
行うべきかを判断する。そして、駆動するインク流路１
２内の金属電極１３に導通する導電層のパターン４２
に、電圧ライン５４の電圧Ｖを印加する。また、駆動す
るインク流路１２以外の金属電極１３に導通する導電層
のパターン４２にはアースライン５５の電圧０Ｖを印加
する。
って、制御部の構成を説明する。基板４１に形成された
導電層のパターン４２は各々個々にＬＳＩチップ５１に
接続されている。また、クロックライン５２、データラ
イン５３、電圧ライン５４及びアースライン５５もＬＳ
Ｉチップ５１に接続されている。ＬＳＩチップ５１は、
クロックライン５２から供給される連続したクロックパ
ルスに基づいて、データライン５３上に現れるデータに
応じて、どのインク噴出口３２からインク液滴の噴出を
行うべきかを判断する。そして、駆動するインク流路１
２内の金属電極１３に導通する導電層のパターン４２
に、電圧ライン５４の電圧Ｖを印加する。また、駆動す
るインク流路１２以外の金属電極１３に導通する導電層
のパターン４２にはアースライン５５の電圧０Ｖを印加
する。
【００１１】次に、図９，図１０によって、インクジェ
ットヘッド１の動作を説明する。
ットヘッド１の動作を説明する。
【００１２】ＬＳＩチップ５１が、所要のデータに従っ
て、インクジェットヘッド１のインク流路１２ｂからイ
ンクの噴出を行なうと判断する。すると、金属電極１３
ｅと１３ｆとに正の駆動電圧Ｖが印加され、金属電極１
３ｄと１３ｇとが接地される。すると、図７に示すよう
に、側壁１１ｂには矢印１４ｂの方向の駆動電界が発生
し、側壁１１ｃには矢印１４ｃの方向の駆動電界が発生
する。すると、駆動電界方向１４ｂ及び１４ｃは分極方
向５とが直交しているため、側壁１１ｂ及び１１ｃは、
圧電厚みすべり効果により、この場合、インク流路１２
ｂの内部方向に急速に変形する。この変形によってイン
ク流路１２ｂの容積が減少してインク圧力が急速に増大
し、圧力波が発生して、インク流路１２ｂに連通するイ
ンク噴出口３２からインク滴が噴出される。また、駆動
電圧Ｖの印加が停止されると、側壁１１ｂ及び１１ｃが
変形前の位置に徐々に戻るためインク流路１２ｂ内のイ
ンク圧力が徐々に低下する。すると、インク供給口２１
からマニホールド２２を通してインク流路１２ｂ内にイ
ンクが供給される。
て、インクジェットヘッド１のインク流路１２ｂからイ
ンクの噴出を行なうと判断する。すると、金属電極１３
ｅと１３ｆとに正の駆動電圧Ｖが印加され、金属電極１
３ｄと１３ｇとが接地される。すると、図７に示すよう
に、側壁１１ｂには矢印１４ｂの方向の駆動電界が発生
し、側壁１１ｃには矢印１４ｃの方向の駆動電界が発生
する。すると、駆動電界方向１４ｂ及び１４ｃは分極方
向５とが直交しているため、側壁１１ｂ及び１１ｃは、
圧電厚みすべり効果により、この場合、インク流路１２
ｂの内部方向に急速に変形する。この変形によってイン
ク流路１２ｂの容積が減少してインク圧力が急速に増大
し、圧力波が発生して、インク流路１２ｂに連通するイ
ンク噴出口３２からインク滴が噴出される。また、駆動
電圧Ｖの印加が停止されると、側壁１１ｂ及び１１ｃが
変形前の位置に徐々に戻るためインク流路１２ｂ内のイ
ンク圧力が徐々に低下する。すると、インク供給口２１
からマニホールド２２を通してインク流路１２ｂ内にイ
ンクが供給される。
【００１３】ところで、上記のごときノズルプレート３
１の形成方法としては、シート状のプレートに穴開け加
工を施す方法のほか、たとえば、特開平３−２９７６５
１号公報に、ニッケル電鋳、射出成形、プレス加工によ
る方法が開示されている。
１の形成方法としては、シート状のプレートに穴開け加
工を施す方法のほか、たとえば、特開平３−２９７６５
１号公報に、ニッケル電鋳、射出成形、プレス加工によ
る方法が開示されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た射出成形法によりノズルプレート３１を成形する方法
は、量産性には優れるものの、インク噴出口が高集積度
のインクジェットヘッドのインク噴出口のピッチは非常
に微細であるので、それを形成するための金型の山部の
ピッチも非常に微細となり、その部分の成形樹脂の流動
抵抗が大きく、射出成形できない場合があり、それを解
決するために、高射出圧力、高射出速度により射出成形
を行うと、金型の山部の特に両外側が破壊することがあ
った。
た射出成形法によりノズルプレート３１を成形する方法
は、量産性には優れるものの、インク噴出口が高集積度
のインクジェットヘッドのインク噴出口のピッチは非常
に微細であるので、それを形成するための金型の山部の
ピッチも非常に微細となり、その部分の成形樹脂の流動
抵抗が大きく、射出成形できない場合があり、それを解
決するために、高射出圧力、高射出速度により射出成形
を行うと、金型の山部の特に両外側が破壊することがあ
った。
【００１５】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、インク噴出口が高集積度のノズ
ルプレートを射出成形により作製する場合に、金型が高
射出圧力、高射出速度にも破壊せず、射出成形を可能な
らしめるインクジェット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。
になされたものであり、インク噴出口が高集積度のノズ
ルプレートを射出成形により作製する場合に、金型が高
射出圧力、高射出速度にも破壊せず、射出成形を可能な
らしめるインクジェット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。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１のインクジェットヘッドの製造方法
では、射出成形法により成形され、インク噴出口が形成
されたノズルプレートを有するインクジェットヘッドに
おいて、ノズルプレートを射出成形する際の金型のノズ
ルプレートの複数のインク噴出口に相当する金型の複数
の山部の両外側にダミーの山部を設けることを特徴とす
る。
に本発明の請求項１のインクジェットヘッドの製造方法
では、射出成形法により成形され、インク噴出口が形成
されたノズルプレートを有するインクジェットヘッドに
おいて、ノズルプレートを射出成形する際の金型のノズ
ルプレートの複数のインク噴出口に相当する金型の複数
の山部の両外側にダミーの山部を設けることを特徴とす
る。
【００１７】また、請求項２のインクジェットヘッドの
製造方法では、前記インク噴出口は、テーパ部と、その
テーパ部先端のオリフィス部とからなり、前記金型の山
部は 、前記テーパ部に対応する形状であることを特徴と
する。
製造方法では、前記インク噴出口は、テーパ部と、その
テーパ部先端のオリフィス部とからなり、前記金型の山
部は 、前記テーパ部に対応する形状であることを特徴と
する。
【００１８】更に、請求項３のインクジェットヘッドの
製造方法では、前記金型は、前記インク噴出口に相当す
る金型の複数の山部の間の空間における成形樹脂の流動
抵抗よりも、前記ダミーの山部とその外側との空間にお
ける成形樹脂の流動抵抗が小さいことを特徴とする。
製造方法では、前記金型は、前記インク噴出口に相当す
る金型の複数の山部の間の空間における成形樹脂の流動
抵抗よりも、前記ダミーの山部とその外側との空間にお
ける成形樹脂の流動抵抗が小さいことを特徴とする。
【００１９】更に、請求項４のインクジェットヘッドの
製造方法では、前記インク噴出口のテーパ部は、前記金
型の山部によって成形し、インク噴出口のオリフィス部
は、レーザ加工により形成することを特徴とする。
製造方法では、前記インク噴出口のテーパ部は、前記金
型の山部によって成形し、インク噴出口のオリフィス部
は、レーザ加工により形成することを特徴とする。
【００２０】更に、請求項５のインクジェットヘッドの
製造方法では、複数のインク噴出口が形成されたノズル
プレートを有するインクジェットヘッドにおいて、前記
ノズルプレートにおける複数のインク噴出口に相当する
複数の山部を金型内の空隙に設け、その金型に樹脂を充
填して、ノズルプレートを成形するとともに、そのノズ
ルプレート表面のインク噴出口近傍に撥水性の物質をイ
ンサート成形することを特徴とする。
製造方法では、複数のインク噴出口が形成されたノズル
プレートを有するインクジェットヘッドにおいて、前記
ノズルプレートにおける複数のインク噴出口に相当する
複数の山部を金型内の空隙に設け、その金型に樹脂を充
填して、ノズルプレートを成形するとともに、そのノズ
ルプレート表面のインク噴出口近傍に撥水性の物質をイ
ンサート成形することを特徴とする。
【００２１】
【作用】上記の構成を有する本発明の請求項１のインク
ジェットヘッドの製造方法によれば、射出成形法により
成形され、インク噴出口が形成されたノズルプレートを
有するインクジェットヘッドにおいて、ノズルプレート
を射出成形する際の金型のインク噴出口に相当する金型
の複数の山部の両外側にダミーの山部を設けるので、射
出圧力が最もかかりやすい部分が補強され、金型が破壊
しない。
ジェットヘッドの製造方法によれば、射出成形法により
成形され、インク噴出口が形成されたノズルプレートを
有するインクジェットヘッドにおいて、ノズルプレート
を射出成形する際の金型のインク噴出口に相当する金型
の複数の山部の両外側にダミーの山部を設けるので、射
出圧力が最もかかりやすい部分が補強され、金型が破壊
しない。
【００２２】また、請求項２のインクジェットヘッドの
製造方法では、金型の山部が、インク噴出口のテーパ部
に対応する形状であるので、その山部が補強され、金型
が破壊しない。
製造方法では、金型の山部が、インク噴出口のテーパ部
に対応する形状であるので、その山部が補強され、金型
が破壊しない。
【００２３】更に、請求項３のインクジェットヘッドの
製造方法では、インク噴出口に相当する金型の複数の山
部の間の空間における成形樹脂の流動抵抗よりも、ダミ
ーの山部とその外側との空間における成形樹脂の流動抵
抗が小さいので、成形樹脂は流入時に先に、ダミーの山
部の外側から流入するため、金型の複数の山部が破壊し
ない。
製造方法では、インク噴出口に相当する金型の複数の山
部の間の空間における成形樹脂の流動抵抗よりも、ダミ
ーの山部とその外側との空間における成形樹脂の流動抵
抗が小さいので、成形樹脂は流入時に先に、ダミーの山
部の外側から流入するため、金型の複数の山部が破壊し
ない。
【００２４】更に、請求項４のインクジェットヘッドの
製造方法では、インク噴出口のテーパ部は、金型の山部
によって成形するので、インク噴出口の体積を大きくで
き、その結果エアーの侵入が防止でき、インクの噴出不
良が防止できる。またインク噴出口のオリフィス部は、
レーザ加工により形成するので、オリフィス部にいわゆ
るバリが発生せず、インクの噴出方向が曲げられること
が無く、良好な印字品質を得ることができる。
製造方法では、インク噴出口のテーパ部は、金型の山部
によって成形するので、インク噴出口の体積を大きくで
き、その結果エアーの侵入が防止でき、インクの噴出不
良が防止できる。またインク噴出口のオリフィス部は、
レーザ加工により形成するので、オリフィス部にいわゆ
るバリが発生せず、インクの噴出方向が曲げられること
が無く、良好な印字品質を得ることができる。
【００２５】更に、請求項５のインクジェットヘッドの
製造方法では、金型に樹脂を充填してノズルプレートを
成形するとともに、そのノズルプレート表面のインク噴
出口近傍に撥水性の物質をインサート成形するので、ノ
ズルプレート表面のインク噴出口近傍がインクに濡れる
ことによって、インクの飛び出し方向が変えられたり、
インク滴の飛翔が不可能となったりすることを解消する
ことができる。
製造方法では、金型に樹脂を充填してノズルプレートを
成形するとともに、そのノズルプレート表面のインク噴
出口近傍に撥水性の物質をインサート成形するので、ノ
ズルプレート表面のインク噴出口近傍がインクに濡れる
ことによって、インクの飛び出し方向が変えられたり、
インク滴の飛翔が不可能となったりすることを解消する
ことができる。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお都合上、従来例と同一部位、及び均等部位に
は同一符号をつけ、その説明を省略する。
する。なお都合上、従来例と同一部位、及び均等部位に
は同一符号をつけ、その説明を省略する。
【００２７】本実施例のインクジェットヘッド１は、図
１に示すように、分極処理され、溝８、側壁１１（図示
せず）が形成されている圧電セラミックスプレート２
と、インク導入口２１及びマニホールド２２（図示せ
ず）が形成されているセラミックス製のカバープレート
３とがエポキシ系接着剤により接着される。これによ
り、インクジェットヘッド１には、溝８の上面が覆われ
て横方向に互いに間隔を有する複数のインク流路１２が
構成される。
１に示すように、分極処理され、溝８、側壁１１（図示
せず）が形成されている圧電セラミックスプレート２
と、インク導入口２１及びマニホールド２２（図示せ
ず）が形成されているセラミックス製のカバープレート
３とがエポキシ系接着剤により接着される。これによ
り、インクジェットヘッド１には、溝８の上面が覆われ
て横方向に互いに間隔を有する複数のインク流路１２が
構成される。
【００２８】そして、圧電セラミックスプレート２及び
カバープレート３の端面に、各インク流路の位置に対応
した位置にインク噴出口６４が設けられたノズルプレー
ト６１を接着することによりインクジェットヘッドが形
成される。このノズルプレート６１は、以下に詳述する
ように、射出成形により成形し、オリフィス部をエキシ
マレーザにより形成した。
カバープレート３の端面に、各インク流路の位置に対応
した位置にインク噴出口６４が設けられたノズルプレー
ト６１を接着することによりインクジェットヘッドが形
成される。このノズルプレート６１は、以下に詳述する
ように、射出成形により成形し、オリフィス部をエキシ
マレーザにより形成した。
【００２９】ノズルプレート６１の一例を図２に示す。
このノズルプレート６１の製造方法としては、テーパ部
６３が形成され、オリフィス部６２が貫通していない状
態の成形品を射出成形により成形した後、オリフィス部
６２をエキシマレーザにより穴開け加工し作製した。
このノズルプレート６１の製造方法としては、テーパ部
６３が形成され、オリフィス部６２が貫通していない状
態の成形品を射出成形により成形した後、オリフィス部
６２をエキシマレーザにより穴開け加工し作製した。
【００３０】ここで、本実施例においては、上記のよう
にノズルプレート６１のオリフィス部６２はエキシマレ
ーザにより穴開けされるため、オリフィス部６２にいわ
ゆるバリが発生せず、インクの噴出方向が曲げられるこ
とが無いため、良好な印字品質を示す。また、インク噴
出口６４の体積が大きく、テーパ部６３が設けられてい
るため、エアーの侵入が防止でき、インクの噴出不良が
防止できる。
にノズルプレート６１のオリフィス部６２はエキシマレ
ーザにより穴開けされるため、オリフィス部６２にいわ
ゆるバリが発生せず、インクの噴出方向が曲げられるこ
とが無いため、良好な印字品質を示す。また、インク噴
出口６４の体積が大きく、テーパ部６３が設けられてい
るため、エアーの侵入が防止でき、インクの噴出不良が
防止できる。
【００３１】なお、ノズルプレート６１の材質はポリフ
ェニレンサルファイドのほか、液晶ポリマー、ポリアセ
タール、ポリフェニルサルホン、ポリフタルアミド、ポ
リエーテルサルホンなどの樹脂材料を用いることができ
る。
ェニレンサルファイドのほか、液晶ポリマー、ポリアセ
タール、ポリフェニルサルホン、ポリフタルアミド、ポ
リエーテルサルホンなどの樹脂材料を用いることができ
る。
【００３２】さて、本実施例のノズルプレート６１を射
出成形する際の金型構造は図３に示すようになる。射出
成形の際、樹脂材料は図３（ａ）に示すゲート１００よ
り導入され、金型内の空隙に充填され、ノズルプレート
６１本体が得られる。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−
Ａ線断面を示す。図３（ｂ）の紙面に対して垂直方向か
ら樹脂材料が流れ込んでくることになるが、この種のイ
ンクジェットヘッドの場合、インク流路１２のピッチは
かなり微細であるためノズルプレート６１のテーパ部６
３の形状を形成する金型の山部１０３のピッチもかなり
微細となるので、複数の山部１０３により構成される領
域１０５における樹脂の流動抵抗は大きい。よって、領
域１０５よりも山部１０３の外側の領域１０６の方が樹
脂の流動抵抗が小さい場合には、樹脂はまず、ゲート１
００から樹脂領域１０６を流動し、ゲート１００の無い
側に到達する。次に、ゲート１００側、ゲート１００の
無い側の両方向から山部１０３の間の空隙に充填され
る。ここで、ゲート１００は１ヶ所である必要はなく、
複数個でもあっても良い。樹脂の流動性が悪い場合に
は、複数個のゲート１００から樹脂を充填した方が望ま
しい。
出成形する際の金型構造は図３に示すようになる。射出
成形の際、樹脂材料は図３（ａ）に示すゲート１００よ
り導入され、金型内の空隙に充填され、ノズルプレート
６１本体が得られる。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−
Ａ線断面を示す。図３（ｂ）の紙面に対して垂直方向か
ら樹脂材料が流れ込んでくることになるが、この種のイ
ンクジェットヘッドの場合、インク流路１２のピッチは
かなり微細であるためノズルプレート６１のテーパ部６
３の形状を形成する金型の山部１０３のピッチもかなり
微細となるので、複数の山部１０３により構成される領
域１０５における樹脂の流動抵抗は大きい。よって、領
域１０５よりも山部１０３の外側の領域１０６の方が樹
脂の流動抵抗が小さい場合には、樹脂はまず、ゲート１
００から樹脂領域１０６を流動し、ゲート１００の無い
側に到達する。次に、ゲート１００側、ゲート１００の
無い側の両方向から山部１０３の間の空隙に充填され
る。ここで、ゲート１００は１ヶ所である必要はなく、
複数個でもあっても良い。樹脂の流動性が悪い場合に
は、複数個のゲート１００から樹脂を充填した方が望ま
しい。
【００３３】以上説明したように、ゲート１００の数に
係わらず、射出成形時、樹脂は最も流動抵抗の小さい領
域１０６を最初に流れることになる。その時、微細な山
部１０３のうちの両外側の一方の面には、高射出圧力、
高射出速度で流れ込んできた樹脂の圧力を受けるが、他
方の面には樹脂は存在しない状態、すなわち、支えの無
い状態なので、山部１０３は樹脂の圧力により破壊する
ことがある。
係わらず、射出成形時、樹脂は最も流動抵抗の小さい領
域１０６を最初に流れることになる。その時、微細な山
部１０３のうちの両外側の一方の面には、高射出圧力、
高射出速度で流れ込んできた樹脂の圧力を受けるが、他
方の面には樹脂は存在しない状態、すなわち、支えの無
い状態なので、山部１０３は樹脂の圧力により破壊する
ことがある。
【００３４】そこで、インク流路１２に対応したノズル
プレート６１のテーパ部６３を形成する金型の山部１０
３の両外側に、樹脂の圧力がかかる方向に対する強度を
高めたダミーの山部１０４を設けることにより、金型の
破壊を防ぐことができる。特に、ダミーの山部１０４の
下方の根元に応力が集中するので、その強度を高める方
法として、ダミーの山部１０４の形状としては厚さを増
したり、応力が集中する裾野の形状をＲ形状、または面
取り形状とする。即ち、この裾野部は直角で無いのが望
ましい。
プレート６１のテーパ部６３を形成する金型の山部１０
３の両外側に、樹脂の圧力がかかる方向に対する強度を
高めたダミーの山部１０４を設けることにより、金型の
破壊を防ぐことができる。特に、ダミーの山部１０４の
下方の根元に応力が集中するので、その強度を高める方
法として、ダミーの山部１０４の形状としては厚さを増
したり、応力が集中する裾野の形状をＲ形状、または面
取り形状とする。即ち、この裾野部は直角で無いのが望
ましい。
【００３５】但し、ダミー山部１０４の外側の領域１０
６の空隙が余りに小さいと樹脂は流れず、ノズルプレー
ト６１は射出成形できないので、ダミーの山部１０４の
厚さを増す場合には、領域１０６の空隙を考慮した厚さ
にする必要がある。従って、本実施例においては、領域
１０６の成形樹脂の流動抵抗を、領域１０５のそれより
小さくすることにより、成形樹脂を先に領域１０６に流
入させ、次にその成形樹脂を領域１０５の複数の山部１
０３の空隙の両側に回り込ませるようにした。これによ
り、高速高圧で射出しても金型が破壊されることがな
く、更に流動抵抗が大きい、即ち成形樹脂が流入しにく
い領域１０５の空隙に対しはその両側から成形樹脂が流
入するので、複数の山部１０３の間隔を微小にしたよう
な高集積度のインク噴出口を有するノズルプレートを、
高速、高圧で射出する事により成形することが出来る。
６の空隙が余りに小さいと樹脂は流れず、ノズルプレー
ト６１は射出成形できないので、ダミーの山部１０４の
厚さを増す場合には、領域１０６の空隙を考慮した厚さ
にする必要がある。従って、本実施例においては、領域
１０６の成形樹脂の流動抵抗を、領域１０５のそれより
小さくすることにより、成形樹脂を先に領域１０６に流
入させ、次にその成形樹脂を領域１０５の複数の山部１
０３の空隙の両側に回り込ませるようにした。これによ
り、高速高圧で射出しても金型が破壊されることがな
く、更に流動抵抗が大きい、即ち成形樹脂が流入しにく
い領域１０５の空隙に対しはその両側から成形樹脂が流
入するので、複数の山部１０３の間隔を微小にしたよう
な高集積度のインク噴出口を有するノズルプレートを、
高速、高圧で射出する事により成形することが出来る。
【００３６】尚、複数の山部１０３は、上記のように、
図３（ｂ）における左右方向に関しては強度が低いが、
図３（ｂ）の紙面に対する垂直方向に関しては、図２及
び後述する図４から明らかなように、テーパ部６３の広
がりの分だけ肉厚があるため強度が高い。従って、この
方向からの射出圧力に対しては山部１０３が破損する様
なことはないため、かなりの高圧で射出できるものであ
る。
図３（ｂ）における左右方向に関しては強度が低いが、
図３（ｂ）の紙面に対する垂直方向に関しては、図２及
び後述する図４から明らかなように、テーパ部６３の広
がりの分だけ肉厚があるため強度が高い。従って、この
方向からの射出圧力に対しては山部１０３が破損する様
なことはないため、かなりの高圧で射出できるものであ
る。
【００３７】図４に示す山部１０３及びダミーの山部１
０４が形成される金型コア１１０の製造方法としては、
図５に示すような形状の金型コア素材１１１を切削加
工、研削加工、ワイヤカット加工により作製し、その
後、薄い円盤状のダイヤモンドブレードなどで溝をいれ
ることにより、山部１０３及びダミーの山部１０４を形
成する。これにより、ダミーの山部１０４の裾野がＲ形
状であっても、面取り形状であっても容易に形成するこ
とができる。
０４が形成される金型コア１１０の製造方法としては、
図５に示すような形状の金型コア素材１１１を切削加
工、研削加工、ワイヤカット加工により作製し、その
後、薄い円盤状のダイヤモンドブレードなどで溝をいれ
ることにより、山部１０３及びダミーの山部１０４を形
成する。これにより、ダミーの山部１０４の裾野がＲ形
状であっても、面取り形状であっても容易に形成するこ
とができる。
【００３８】また、ノズルプレート表面のインク噴出口
近傍がインクに濡れると、インクの飛び出し方向が変え
られたり、インク滴の飛翔が不可能となったりする問題
に対処する手法として、図６に示すように射出成形によ
りノズルプレート８１本体に撥水性の物質９０をインサ
ート成形する方法があるが、この場合の射出成形法に
も、本発明の手法を用いることができる。
近傍がインクに濡れると、インクの飛び出し方向が変え
られたり、インク滴の飛翔が不可能となったりする問題
に対処する手法として、図６に示すように射出成形によ
りノズルプレート８１本体に撥水性の物質９０をインサ
ート成形する方法があるが、この場合の射出成形法に
も、本発明の手法を用いることができる。
【００３９】尚、本発明は上記の実施例に限定されるも
のではなく、その主旨を逸脱しない範囲での変形は可能
である。また、本発明におけるノズルプレートは、ピエ
ゾを用いたタイプや、いわゆるバブルジェットタイプ等
の様々なインクジェットに適用可能である。
のではなく、その主旨を逸脱しない範囲での変形は可能
である。また、本発明におけるノズルプレートは、ピエ
ゾを用いたタイプや、いわゆるバブルジェットタイプ等
の様々なインクジェットに適用可能である。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明によれば、射出成形法により成形され、インク噴出口
が形成されたノズルプレートを有するインクジェットヘ
ッドにおいて、ノズルプレートを射出成形する際の金型
のインク噴出口に相当する金型の複数の山部の両外側に
ダミーの山部を設けるので、金型が破壊すること無く、
高速、高圧で射出成形できる。これにより射出成形条件
の範囲が広くなり最適な射出成形条件を選定することが
できる。また、高集積度のインク噴出口を有するインク
ジェットヘッドのノズルプレートを射出成形により作製
することが可能となる。
明によれば、射出成形法により成形され、インク噴出口
が形成されたノズルプレートを有するインクジェットヘ
ッドにおいて、ノズルプレートを射出成形する際の金型
のインク噴出口に相当する金型の複数の山部の両外側に
ダミーの山部を設けるので、金型が破壊すること無く、
高速、高圧で射出成形できる。これにより射出成形条件
の範囲が広くなり最適な射出成形条件を選定することが
できる。また、高集積度のインク噴出口を有するインク
ジェットヘッドのノズルプレートを射出成形により作製
することが可能となる。
【００４１】また、金型の山部が、インク噴出口のテー
パ部に対応する形状であることで、その山部が破壊する
ことなく、より高速高圧で射出成形することができる。
パ部に対応する形状であることで、その山部が破壊する
ことなく、より高速高圧で射出成形することができる。
【００４２】更に、インク噴出口に相当する金型の複数
の山部の間の空間における成形樹脂の流動抵抗よりも、
ダミーの山部の外側の空間における成形樹脂の流動抵抗
が小さいことにより、成形樹脂が先にダミーの山部の外
側に流入し、次に複数の山部の間の空隙に流入するた
め、金型を破損させることなく高集積度のインク噴出口
を有するインクジェットヘッドのノズルプレートを量産
性に優れた射出成形により作製することが可能となる。
の山部の間の空間における成形樹脂の流動抵抗よりも、
ダミーの山部の外側の空間における成形樹脂の流動抵抗
が小さいことにより、成形樹脂が先にダミーの山部の外
側に流入し、次に複数の山部の間の空隙に流入するた
め、金型を破損させることなく高集積度のインク噴出口
を有するインクジェットヘッドのノズルプレートを量産
性に優れた射出成形により作製することが可能となる。
【００４３】更に、インク噴出口のテーパ部を金型の山
部によって成形し、インク噴出口のオリフィス部をレー
ザ加工により形成することで、インク噴出口の体積を大
きくでき、その結果エアーの侵入が防止でき、インクの
噴出不良が防止できる。また、オリフィス部にいわゆる
バリが発生せず、インクの噴出方向が曲げられることが
無く、良好な印字品質を得ることができる。
部によって成形し、インク噴出口のオリフィス部をレー
ザ加工により形成することで、インク噴出口の体積を大
きくでき、その結果エアーの侵入が防止でき、インクの
噴出不良が防止できる。また、オリフィス部にいわゆる
バリが発生せず、インクの噴出方向が曲げられることが
無く、良好な印字品質を得ることができる。
【００４４】更に、金型に樹脂を充填してノズルプレー
トを成形するとともに、そのノズルプレート表面のイン
ク噴出口近傍に撥水性の物質をインサート成形すること
で、 ノズルプレート表面のインク噴出口近傍がインクに
濡れることによって、インクの飛び出し方向が変えられ
たり、インク滴の飛翔が不可能となったりすることを解
消することができる。
トを成形するとともに、そのノズルプレート表面のイン
ク噴出口近傍に撥水性の物質をインサート成形すること
で、 ノズルプレート表面のインク噴出口近傍がインクに
濡れることによって、インクの飛び出し方向が変えられ
たり、インク滴の飛翔が不可能となったりすることを解
消することができる。
【図１】本発明の実施例のインクジェットヘッドの構成
の概略を示す斜視図である。
の概略を示す斜視図である。
【図２】前記実施例のインクジェットヘッドを示す断面
図である。
図である。
【図３】本発明の実施例のノズルプレート用金型を示す
断面図である。
断面図である。
【図４】本発明の実施例のノズルプレート用金型コアを
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図５】本発明の実施例のノズルプレート用金型コア素
材を示す斜視図である。
材を示す斜視図である。
【図６】本発明の他の実施例のインクジェットヘッドを
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図７】従来例のインクジェットヘッドの構成を示す斜
視図である。
視図である。
【図８】従来例のインクジェットヘッドの制御部を示す
説明図である。
説明図である。
【図９】従来例のインクジェットヘッドの構成を示す説
明図である。
明図である。
【図１０】従来例のインクジェットヘッドの作動状態を
示す説明図である。
示す説明図である。
２ 圧電セラミックスプレート ３ カバープレート ６１ ノズルプレート ６２ オリフィス部 ６３ テーパ部 ６４ インク噴出口 １００ ゲート １０３ 複数の山部 １０４ ダミーの山部 １１０ 金型コア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/135
Claims (5)
- 【請求項１】 射出成形法により成形され、インク噴出
口が形成されたノズルプレートを有するインクジェット
ヘッドにおいて、 前記ノズルプレートを射出成形する際の金型のノズルプ
レートの複数のインク噴出口に相当する金型の複数の山
部の両外側にダミーの山部を設けることを特徴とするイ
ンクジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項２】 前記インク噴出口は、テーパ部と、その
テーパ部先端のオリフィス部とからなり、前記金型の山
部は、前記テーパ部に対応する形状であることを特徴と
する請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項３】 前記金型は、前記インク噴出口に相当す
る金型の複数の山部の間の空間における成形樹脂の流動
抵抗よりも、前記ダミーの山部とその外側との空間にお
ける成形樹脂の流動抵抗が小さいことを特徴とする請求
項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項４】 前記インク噴出口のテーパ部は、前記金
型の山部によって成形し、インク噴出口のオリフィス部
は、レーザ加工により形成することを特徴とする請求項
２記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項５】 複数のインク噴出口が形成されたノズル
プレートを有するインクジェットヘッドにおいて、 前記ノズルプレートにおける複数のインク噴出口に相当
する複数の山部を金型内の空隙に設け、その金型に樹脂
を充填して、ノズルプレートを成形するとともに、その
ノズルプレート表面のインク噴出口近傍に撥水性の物質
をインサート成形することを特徴とするインクジェット
ヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13357193A JP3047678B2 (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13357193A JP3047678B2 (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06344559A JPH06344559A (ja) | 1994-12-20 |
| JP3047678B2 true JP3047678B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=15107925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13357193A Expired - Lifetime JP3047678B2 (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3047678B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0510987D0 (en) * | 2005-05-28 | 2005-07-06 | Xaar Technology Ltd | Droplet deposition apparatus |
-
1993
- 1993-06-03 JP JP13357193A patent/JP3047678B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06344559A (ja) | 1994-12-20 |
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