JP3113077B2 - 直線的なオリフィスプレートを電鋳する方法 - Google Patents
直線的なオリフィスプレートを電鋳する方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- B41J2/01—Ink jet
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は連続式のインクジェット
印刷に関し、より詳細には、インクジェット印刷用の比
較的長く高解像度のオリフィスプレートを製造するため
の改善された方法に関する。
印刷に関し、より詳細には、インクジェット印刷用の比
較的長く高解像度のオリフィスプレートを製造するため
の改善された方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】多ジェット型（マルチジェットタイプ）
の連続式インクジェット印刷においては、インクが圧力
を受けて循環され、オリフィスプレートに沿って直線的
な列として形成された複数のオリフィスから噴出する。
噴出したインクジェットは、帯電電極付近で励起されて
液滴に分断され、通常の２色印刷の方法においては、帯
電された液滴は電場によりキャッチャへ偏向され、帯電
していない液滴は引き続き印刷媒体へ向かう。
の連続式インクジェット印刷においては、インクが圧力
を受けて循環され、オリフィスプレートに沿って直線的
な列として形成された複数のオリフィスから噴出する。
噴出したインクジェットは、帯電電極付近で励起されて
液滴に分断され、通常の２色印刷の方法においては、帯
電された液滴は電場によりキャッチャへ偏向され、帯電
していない液滴は引き続き印刷媒体へ向かう。
【０００３】連続式の２色インクジェット方法を採用し
た商業的な装置を用いることに成功しており、該装置
は、低解像度（例えば、インチ当たりのオリフィスの数
が１２０）を有する長い（例えば頁幅の）オリフィスプ
レートと、高解像度（インチ当たりのオリフィスの数が
３００）を有する短い（例えば行高さの）オリフィスプ
レートとを用いている。中程度の解像度を有する中程度
の長さのオリフィス列を用いることにも成功している。
た商業的な装置を用いることに成功しており、該装置
は、低解像度（例えば、インチ当たりのオリフィスの数
が１２０）を有する長い（例えば頁幅の）オリフィスプ
レートと、高解像度（インチ当たりのオリフィスの数が
３００）を有する短い（例えば行高さの）オリフィスプ
レートとを用いている。中程度の解像度を有する中程度
の長さのオリフィス列を用いることにも成功している。
【０００４】印刷媒体の各行を横断する印刷ヘッドを動
かす際に短いオリフィスプレートを用いることに成功し
ている。長いオリフィスプレート及び中程度のオリフィ
スプレートが静止型の印刷ヘッドに用いられているが、
解像度が低いという問題がある。静止型の印刷ヘッドが
高解像度で印刷媒体に一回で印刷できる幅を広くするた
めに、低解像度を有する長いオリフィスプレートを印刷
媒体の経路に沿って交互に介挿することが提案されてい
る。この構成は、許容できる品質を得るためには、オリ
フィスプレート間の整合の精度、及び媒体の動きと液滴
の位置決め（アドレス）との間の同期の精度を非常に高
くすることを必要とし、商業的には実現可能ではなかっ
た。
かす際に短いオリフィスプレートを用いることに成功し
ている。長いオリフィスプレート及び中程度のオリフィ
スプレートが静止型の印刷ヘッドに用いられているが、
解像度が低いという問題がある。静止型の印刷ヘッドが
高解像度で印刷媒体に一回で印刷できる幅を広くするた
めに、低解像度を有する長いオリフィスプレートを印刷
媒体の経路に沿って交互に介挿することが提案されてい
る。この構成は、許容できる品質を得るためには、オリ
フィスプレート間の整合の精度、及び媒体の動きと液滴
の位置決め（アドレス）との間の同期の精度を非常に高
くすることを必要とし、商業的には実現可能ではなかっ
た。
【０００５】従って、比較的長く、高解像度のオリフィ
スプレートを提供し、これにより、大きな移動印刷幅を
有しかつ信頼性のある静止型の印刷ヘッドの位置決めを
可能とする方法に対する継続的な需要がある。オリフィ
スプレートの製造には非常に多くの技術が用いられて来
たが、厳密に均一な寸法のオリフィスを有する高解像度
のオリフィスプレートを形成するための最も有効な方法
は、米国特許第４，１８４，９２５号に記載される電鋳
方法であった。この方法においては、厳密な寸法の突起
が電気メッキ基材に形成され、オリフィスプレートに
は、上記突起の頂部までかつ該頂部を若干越えて電気メ
ッキが施され、これによりメッキ時間により調節される
厳密な直径が得られる。この製造方法は、短いオリフィ
スプレートに関しては成功しているが、より長い列に関
しては、厳密なオリフィス寸法の均一性が得られていな
い。
スプレートを提供し、これにより、大きな移動印刷幅を
有しかつ信頼性のある静止型の印刷ヘッドの位置決めを
可能とする方法に対する継続的な需要がある。オリフィ
スプレートの製造には非常に多くの技術が用いられて来
たが、厳密に均一な寸法のオリフィスを有する高解像度
のオリフィスプレートを形成するための最も有効な方法
は、米国特許第４，１８４，９２５号に記載される電鋳
方法であった。この方法においては、厳密な寸法の突起
が電気メッキ基材に形成され、オリフィスプレートに
は、上記突起の頂部までかつ該頂部を若干越えて電気メ
ッキが施され、これによりメッキ時間により調節される
厳密な直径が得られる。この製造方法は、短いオリフィ
スプレートに関しては成功しているが、より長い列に関
しては、厳密なオリフィス寸法の均一性が得られていな
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの重要な
目的は、高解像度のオリフィス列及び厳密なオリフィス
の均一性を有し比較的長いオリフィスプレートを電鋳す
るための改善された方法を提供することである。本発明
は、単一の静止型の印刷ヘッドによって、一回の操作で
印刷媒体の広い範囲に高解像度の印刷を可能とすること
により、重要な利点を提供するものである。
目的は、高解像度のオリフィス列及び厳密なオリフィス
の均一性を有し比較的長いオリフィスプレートを電鋳す
るための改善された方法を提供することである。本発明
は、単一の静止型の印刷ヘッドによって、一回の操作で
印刷媒体の広い範囲に高解像度の印刷を可能とすること
により、重要な利点を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はある観点におい
て、直線的なオリフィスプレートを電鋳するする方法を
提供し、該方法は、（ａ）所望のオリフィス列パターン
に対応し、電気絶縁性で均一な直径及び高さの突起から
成る直線的な列パターンを導電性のメッキ基材に形成す
る段階と、（ｂ）導電性のラバーパネルを、上記直線的
な列パターンに直交する上記メッキ基材の縁部に隣接し
て置く段階と、（ｃ）上記メッキ基材のパターン担持面
を、導電材料製の薄い部片で、隣接するラバーパネルの
同一平面上の表面に接続する段階と、（ｄ）接続された
上記メッキ基材及びラバーパネルのユニットを電解装置
の中に置く段階と、（ｅ）上記電解装置を作動させ、上
記突起のパターンの高さよりも若干大きな厚み、及び厳
密に均一な直径のオリフィスの直線的な列を有するオリ
フィスプレートを形成する段階とを備える。
て、直線的なオリフィスプレートを電鋳するする方法を
提供し、該方法は、（ａ）所望のオリフィス列パターン
に対応し、電気絶縁性で均一な直径及び高さの突起から
成る直線的な列パターンを導電性のメッキ基材に形成す
る段階と、（ｂ）導電性のラバーパネルを、上記直線的
な列パターンに直交する上記メッキ基材の縁部に隣接し
て置く段階と、（ｃ）上記メッキ基材のパターン担持面
を、導電材料製の薄い部片で、隣接するラバーパネルの
同一平面上の表面に接続する段階と、（ｄ）接続された
上記メッキ基材及びラバーパネルのユニットを電解装置
の中に置く段階と、（ｅ）上記電解装置を作動させ、上
記突起のパターンの高さよりも若干大きな厚み、及び厳
密に均一な直径のオリフィスの直線的な列を有するオリ
フィスプレートを形成する段階とを備える。
【０００８】
【実施例】以下に図面を参照して本発明の好ましい実施
例を説明する。
例を説明する。
【０００９】図１は電解装置２０を示しており、この装
置は、電解槽の中に浸漬されて電気的に励起され、これ
により本発明に従ってオリフィスプレートを形成するこ
とができる。この装置２０は、窓２２、２３を有するプ
ラスチック製のフレーム２１を備えており、上記窓は、
固定具２６の中に保持された基材ユニット１０に対して
メッキをするために電解液を流すことを可能とする。固
定具２６は、フレーム２１の支持用切欠部すなわちノッ
チ２７の中へ挿入することができ、また上記固定具は、
固定具２６の縁部に固定され、基材ユニット１０を電解
装置の中で適正な位置に保持するプラスチック製のシー
ルド要素２８を備えている。チタン製のアノードバスケ
ット２９が、その広い面をメッキ基材ユニット１０の広
い面に平行にした状態で、フレーム２１の両端部に取り
付けられている。
置は、電解槽の中に浸漬されて電気的に励起され、これ
により本発明に従ってオリフィスプレートを形成するこ
とができる。この装置２０は、窓２２、２３を有するプ
ラスチック製のフレーム２１を備えており、上記窓は、
固定具２６の中に保持された基材ユニット１０に対して
メッキをするために電解液を流すことを可能とする。固
定具２６は、フレーム２１の支持用切欠部すなわちノッ
チ２７の中へ挿入することができ、また上記固定具は、
固定具２６の縁部に固定され、基材ユニット１０を電解
装置の中で適正な位置に保持するプラスチック製のシー
ルド要素２８を備えている。チタン製のアノードバスケ
ット２９が、その広い面をメッキ基材ユニット１０の広
い面に平行にした状態で、フレーム２１の両端部に取り
付けられている。
【００１０】図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、本発明の
実施は一般に、導電性のプレート基材２を厳密な厚みを
有するホトレジスト層１で被覆する段階を含む。複合要
素（図２Ａに示す）をマスクを通して露光させて写真平
板技術により処理し、直線的な列の複数の突起のパター
ン１ａを形成し、これらの間に分離隆起部１ｂを設け
る。突起のパターンは非導電性であり、厳密に均一な突
起の高さ及び突起の直径を有している。非導電性のメッ
キパターンには、米国特許第４，１８４，９２５号明細
書に記載されるようにホトレジストを形成するか、ある
いは米国特許第４，９７１，６６５号明細書に記載され
るように陽極処理すなわち薄膜を施すことができる。し
かしながら、以下の記載から理解されるように、本発明
の実施は、オリフィスプレートのパターンがスピンコー
ティング及びマスク合わせ技術を用いて写真平板技術に
より形成された高解像度突起から成る場合の方法におい
て特に有用である。上の表現において、「高解像度」の
突起の列とは、例えばインチ当たり２４０又はそれ以上
の数の突起を有し、これに対応する高い解像度のオリフ
ィス列の形成を容易にする列のことである。
実施は一般に、導電性のプレート基材２を厳密な厚みを
有するホトレジスト層１で被覆する段階を含む。複合要
素（図２Ａに示す）をマスクを通して露光させて写真平
板技術により処理し、直線的な列の複数の突起のパター
ン１ａを形成し、これらの間に分離隆起部１ｂを設け
る。突起のパターンは非導電性であり、厳密に均一な突
起の高さ及び突起の直径を有している。非導電性のメッ
キパターンには、米国特許第４，１８４，９２５号明細
書に記載されるようにホトレジストを形成するか、ある
いは米国特許第４，９７１，６６５号明細書に記載され
るように陽極処理すなわち薄膜を施すことができる。し
かしながら、以下の記載から理解されるように、本発明
の実施は、オリフィスプレートのパターンがスピンコー
ティング及びマスク合わせ技術を用いて写真平板技術に
より形成された高解像度突起から成る場合の方法におい
て特に有用である。上の表現において、「高解像度」の
突起の列とは、例えばインチ当たり２４０又はそれ以上
の数の突起を有し、これに対応する高い解像度のオリフ
ィス列の形成を容易にする列のことである。
【００１１】上述の如き高解像度の列において正確な寸
法の均一性を得るためには、正確なホトレジスト層の厚
みが望まれる。これは、１００ｒｐｍよりも大きな速度
で基材をスピンコーティングすることを必要とする。上
述の如きスピンコーティング手法を利用するためには、
メッキ基材の形状を円形又は方形等の対称的にバランス
された形状とするのが効果的である（図５の基材２参
照）。スピンコーティングのためには対称的な基材が望
ましいが、そのような基材はメッキ装置において最適で
はない。すなわち、基材に電鋳されるオリフィスプレー
トは長くかつ幅が狭いために、対称的な基材部材は最適
ではない電場の分布を生じさせる。これにより、不均一
なメッキ厚及び不均一な直径のオリフィスが生ずること
になる。
法の均一性を得るためには、正確なホトレジスト層の厚
みが望まれる。これは、１００ｒｐｍよりも大きな速度
で基材をスピンコーティングすることを必要とする。上
述の如きスピンコーティング手法を利用するためには、
メッキ基材の形状を円形又は方形等の対称的にバランス
された形状とするのが効果的である（図５の基材２参
照）。スピンコーティングのためには対称的な基材が望
ましいが、そのような基材はメッキ装置において最適で
はない。すなわち、基材に電鋳されるオリフィスプレー
トは長くかつ幅が狭いために、対称的な基材部材は最適
ではない電場の分布を生じさせる。これにより、不均一
なメッキ厚及び不均一な直径のオリフィスが生ずること
になる。
【００１２】図５及び図６は、均一な電場の分布を維持
しながら、対称な（方形の）基材にメッキすることを可
能とする１つの形態を示している。すなわち、電解技術
においてラバーパネル（ｒｏｂｂｅｒ ｐａｎｅｌ））
として知られている導電性の無垢のパネル３、４が、メ
ッキ基材に形成されたホトレジストの突起のパターンの
列の長手方向に直交するメッキ基材２の縁部に隣接して
設けられている。ラバーパネルは、メッキ基材の厚みに
約等しい厚みを有し、また、シールド２８の間でメッキ
基材の幅と同じように広がる幅を有している。パネル
３、４の長さは、メッキ基材に作用するメッキ電界を均
一な強さにするに十分な長さである。
しながら、対称な（方形の）基材にメッキすることを可
能とする１つの形態を示している。すなわち、電解技術
においてラバーパネル（ｒｏｂｂｅｒ ｐａｎｅｌ））
として知られている導電性の無垢のパネル３、４が、メ
ッキ基材に形成されたホトレジストの突起のパターンの
列の長手方向に直交するメッキ基材２の縁部に隣接して
設けられている。ラバーパネルは、メッキ基材の厚みに
約等しい厚みを有し、また、シールド２８の間でメッキ
基材の幅と同じように広がる幅を有している。パネル
３、４の長さは、メッキ基材に作用するメッキ電界を均
一な強さにするに十分な長さである。
【００１３】本発明によれば、メッキ基材２のパターン
担持面は、その側部に沿って隣接するラバーパネル３、
４の側部の面と同一平面にして面に電気的に接続され
る。このために、図６に示すように、導電性材料製の薄
い部片９が、メッキ基材の頂面と電気的に接するように
固定されている（図６）。特に好ましい材料は、例えば
６．４ｍｍ（１／４インチ）幅の電気的なテープである
スコッチ（Ｓｃｏｔｃｈ：登録商標）９７５６−３等の
導電性の銅−シリコン接着テープである。例えば薄い金
属部片及びハンダ等の他の部片接合材料は同業者には明
らかであろう。
担持面は、その側部に沿って隣接するラバーパネル３、
４の側部の面と同一平面にして面に電気的に接続され
る。このために、図６に示すように、導電性材料製の薄
い部片９が、メッキ基材の頂面と電気的に接するように
固定されている（図６）。特に好ましい材料は、例えば
６．４ｍｍ（１／４インチ）幅の電気的なテープである
スコッチ（Ｓｃｏｔｃｈ：登録商標）９７５６−３等の
導電性の銅−シリコン接着テープである。例えば薄い金
属部片及びハンダ等の他の部片接合材料は同業者には明
らかであろう。
【００１４】本発明の１つの好ましい態様を実施する際
には、図５及び図６に示すようなメッキ基材及びラバー
パネルのユニット１０を図示の如くまた図１に関して説
明したように固定具２６に置く。ユニットのメッキ基材
は対称的な形状（例えばほぼ方形）を有しており、ま
た、図２Ａ及び図２Ｂに関して説明したようにスピンコ
ーティング及びマスク露出の平板写真技術段階により形
成された高解像度の複数の直線的な列の突起のパターン
を有している。次に、固定具２６を図１に示す電解装置
２０の中に置き、該装置２０を、例えば透明なニッケル
メッキ溶液を保有する浴の中に置く。次に装置２０を当
業界で周知の態様である時間にわたって電気的に励起す
るが、その時間は、突起１ａの高さに等しい厚み１３
（図４参照）まで、またこの厚みに加えて、突起１ａの
頂部に延在して個々のオリフィスの正確な直径を画定す
る追加の厚み１１まで、メッキ基材上にニッケルのメッ
キを成長させるに十分な時間とする。次にメッキユニッ
ト１０をメッキ装置から取り出す。これにより、均一な
直径の高解像度オリフィス１４を有する個々のオリフィ
スプレート１５がもたらされるが、これらオリフィスプ
レートは、従来得ることのできたものよりも大きな長さ
を有する。
には、図５及び図６に示すようなメッキ基材及びラバー
パネルのユニット１０を図示の如くまた図１に関して説
明したように固定具２６に置く。ユニットのメッキ基材
は対称的な形状（例えばほぼ方形）を有しており、ま
た、図２Ａ及び図２Ｂに関して説明したようにスピンコ
ーティング及びマスク露出の平板写真技術段階により形
成された高解像度の複数の直線的な列の突起のパターン
を有している。次に、固定具２６を図１に示す電解装置
２０の中に置き、該装置２０を、例えば透明なニッケル
メッキ溶液を保有する浴の中に置く。次に装置２０を当
業界で周知の態様である時間にわたって電気的に励起す
るが、その時間は、突起１ａの高さに等しい厚み１３
（図４参照）まで、またこの厚みに加えて、突起１ａの
頂部に延在して個々のオリフィスの正確な直径を画定す
る追加の厚み１１まで、メッキ基材上にニッケルのメッ
キを成長させるに十分な時間とする。次にメッキユニッ
ト１０をメッキ装置から取り出す。これにより、均一な
直径の高解像度オリフィス１４を有する個々のオリフィ
スプレート１５がもたらされるが、これらオリフィスプ
レートは、従来得ることのできたものよりも大きな長さ
を有する。
【００１５】例えば、スピンコーティングされ、対称的
な形状のメッキ基材に接続されたラバーパネルを特徴と
する上述の方法を用いることにより、約２．５４×１０
-4ｍｍ（約０．０１ミル）よりも小さな厚みの変動を有
する比較的長いオリフィスプレートを製造することがで
きた。その結果、インチ当たりのオリフィスの数が２４
０である解像度を有する約１０８ｍｍ（約４．２５イン
チ）のオリフィス列を備えたオリフィスプレートを制御
してオリフィスの寸法の変動を±７．６×１０-4ｍｍ
（０．０３ミル）とすることができる。
な形状のメッキ基材に接続されたラバーパネルを特徴と
する上述の方法を用いることにより、約２．５４×１０
-4ｍｍ（約０．０１ミル）よりも小さな厚みの変動を有
する比較的長いオリフィスプレートを製造することがで
きた。その結果、インチ当たりのオリフィスの数が２４
０である解像度を有する約１０８ｍｍ（約４．２５イン
チ）のオリフィス列を備えたオリフィスプレートを制御
してオリフィスの寸法の変動を±７．６×１０-4ｍｍ
（０．０３ミル）とすることができる。
【００１６】本発明を特定の好ましい実施例を参照して
詳細に説明したが、本発明の原理及び範囲内において種
々の変形及び変更を行うことができることは理解されよ
う。
詳細に説明したが、本発明の原理及び範囲内において種
々の変形及び変更を行うことができることは理解されよ
う。
【図１】本発明を実施するのに有用な電解装置の斜視図
である。
である。
【図２】図２Ａは、本発明において用いられるメッキ基
材を形成する一連の段階を示す概略的な斜視図であり、
図２Ｂは、本発明において用いられるメッキ基材を形成
する一連の段階を示す概略的な斜視図である。
材を形成する一連の段階を示す概略的な斜視図であり、
図２Ｂは、本発明において用いられるメッキ基材を形成
する一連の段階を示す概略的な斜視図である。
【図３】本発明に従って形成されたオリフィスプレート
の概略的な斜視図である。
の概略的な斜視図である。
【図４】図３のプレートの断面図である。
【図５】本発明による電解基材及びラバーパネルのユニ
ットの斜視図である。
ットの斜視図である。
【図６】ラバーパネル及び電解基材を電気的に接合する
ための好ましい技術を示すために図５の一部を拡大して
示す斜視図である。
ための好ましい技術を示すために図５の一部を拡大して
示す斜視図である。
１ ホトレジスト層 ２ メッキ基材 ３、４ ラバーパネル １０ メッキ基材及びラバーパネルユニット １４ オリフィス １５ オリフィス
プレート ２０ 電解装置
プレート ２０ 電解装置
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−33182（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−338551（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/135 C25D 1/08
Claims (5)
- 【請求項１】 直線的なオリフィスプレートを電鋳する
方法において、 （ａ）所望のオリフィスパターンに対応する非導電性の
直線的に配列された突起のパターンを導電性のメッキ基
材に形成する段階と、 （ｂ）導電性のラバーパネル（ｒｏｂｂｅｒ ｐａｎｅ
ｌ）を前記メッキ基材の前記直線的なパターンの両端部
に近い縁部に隣接して設ける段階と、 （ｃ）前記メッキ基材のメッキ表面を導電材料製の薄い
部片で隣接するラバーパネルの頂面に接続する段階と、 （ｄ）メッキ基材及びラバーパネルのユニットを電解装
置の中に置き、該装置を所定時間作動させ、厳密に均一
な直径のオリフィスから成る直線的な列を有するオリフ
ィスプレートを形成する段階とを備えることを特徴とす
る方法。 - 【請求項２】 請求項１の方法において、前記メッキ基
材が対称的にバランスされていることを特徴とする方
法。 - 【請求項３】 請求項２の方法において、前記突起のパ
ターンを形成する段階が、ホトレジスト材料を前記基材
にスピンコーティングし、前記ホトレジスト材料の突起
ではない部分を平板写真技術により露光させて除去する
段階を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項４】 請求項１の方法において、前記メッキ基
材はほぼ方形であり、前記メッキ基材は、厳密に均一な
寸法の突起を有する複数の高解像度の直線的なパターン
を有することを特徴とする方法。 - 【請求項５】 直線的なオリフィスプレートを電鋳する
方法において、 （ａ）所望のオリフィス列パターンに対応し、電気絶縁
性で均一な直径及び高さの突起から成る直線的な列パタ
ーンを導電性のメッキ基材に形成する段階と、 （ｂ）導電性のラバーパネルを、前記直線的な列パター
ンに直交する前記メッキ基材の縁部に隣接して置く段階
と、 （ｃ）前記メッキ基材のパターン担持面を、導電材料製
の薄い部片で、隣接するラバーパネルの同一平面上の表
面に接続する段階と、 （ｄ）接続された前記メッキ基材及びラバーパネルのユ
ニットを電解装置の中に置く段階と、 （ｅ）前記電解装置を作動させ、前記突起のパターンの
高さよりも若干大きな厚み、及び厳密に均一な直径のオ
リフィスの直線的な列を有するオリフィスプレートを形
成する段階とを備える方法。
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-
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-
1992
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