JP3189484B2 - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
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- JP3189484B2 JP3189484B2 JP9139593A JP9139593A JP3189484B2 JP 3189484 B2 JP3189484 B2 JP 3189484B2 JP 9139593 A JP9139593 A JP 9139593A JP 9139593 A JP9139593 A JP 9139593A JP 3189484 B2 JP3189484 B2 JP 3189484B2
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- JP
- Japan
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- ink
- flow path
- pressure
- supply path
- dry film
- Prior art date
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インク滴を飛翔させ、
記録紙等の記録媒体上にインク像を形成するプリンタ等
のインクジェット記録装置に関し、さらに詳細には、イ
ンクジェットヘッドに関する。
記録紙等の記録媒体上にインク像を形成するプリンタ等
のインクジェット記録装置に関し、さらに詳細には、イ
ンクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】オンデマンド型インクジェットヘッド
は、一般に図１１に示されるように、一定開口径の複数
のノズル２１と、ノズル２１のそれぞれに連通する複数
の圧力室２ａ及び圧力を加える圧力発生体３０と、圧力
室２ａとリザーバ２ｂを連通する複数の供給路２ｄを備
えている。
は、一般に図１１に示されるように、一定開口径の複数
のノズル２１と、ノズル２１のそれぞれに連通する複数
の圧力室２ａ及び圧力を加える圧力発生体３０と、圧力
室２ａとリザーバ２ｂを連通する複数の供給路２ｄを備
えている。
【０００３】従来、このようなインクジェットを作成す
る方法として、例えばガラスや金属の板に切削やエッチ
ングなどにより、微細な溝を形成した後、板を張り合わ
せて流路の形成を行う方法や、特公昭６２−５９６７２
号公報や特公平４−１６０６６号公報に見られるよう
に、溝を形成した感光性樹脂を張り合わせて流路の形成
を行う方法が知られている。
る方法として、例えばガラスや金属の板に切削やエッチ
ングなどにより、微細な溝を形成した後、板を張り合わ
せて流路の形成を行う方法や、特公昭６２−５９６７２
号公報や特公平４−１６０６６号公報に見られるよう
に、溝を形成した感光性樹脂を張り合わせて流路の形成
を行う方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来のインクジ
ェットヘッドの構造では、供給路の精度が上がらず、詳
しくはインクジェットヘッドのインク吐出特性に最も影
響の大きな流路抵抗値がばらつき、ヘッド間やノズル間
のインク量やスピードのバラツキとなり、印字スピード
の低下、印字品質や歩留まりの低下となる。
ェットヘッドの構造では、供給路の精度が上がらず、詳
しくはインクジェットヘッドのインク吐出特性に最も影
響の大きな流路抵抗値がばらつき、ヘッド間やノズル間
のインク量やスピードのバラツキとなり、印字スピード
の低下、印字品質や歩留まりの低下となる。
【０００５】オンデマンド型インクジェットヘッドは、
必要なときにだけインク液滴を吐出するので、連続的な
吐出でも間欠的な吐出でも一定重量及び一定スピードの
インク液滴を吐出する事が必要である。本発明者は、従
来のインク液滴の吐出特性について詳しく観察と分析を
重ねた結果、主に以下の３状態が発生していることが分
かった。そこでインク液滴の形状を、メニスカスの状態
に着目し、図を用いて説明する。図８（ａ）では、ノズ
ル２１に十分にインク１１０が満たされ、ノズル開口部
１０にインク１１０の表面張力により保持されるメニス
カス１１１が静的に中立の位置にある。この状態から圧
力発生体からの圧力伝搬によりインク液滴が吐出される
と、図８（ｂ）に表されるようにインク液滴は飛び出
し、丸いインク液滴１２０ａとなる事が分かった。図９
（ａ）のメニスカス１１１はインク吐出後の振動により
大きく引き込まれている。この状態でインク液滴が吐出
されると、図９（ｂ）に表されるようにインク液滴はイ
ンク柱１２０ｂとなり、丸いインク液滴１２０ａに比べ
てスピードは速く重量は少なくなることが分かった。ま
た図１０（ａ）のように、メニスカス１１１が振動によ
り大きく盛り上がってしまった状態から吐出されると、
図１０（ｂ）のように、インク液滴は１２０ｃのような
節を持ち、時にはここでちぎれて２つの液滴になった
り、時には過多のインクが吐出されるため次の吐出にイ
ンク供給が間に合わず次のインク液滴が小さくなってし
まったり、最悪の場合にはインク供給ができずに気泡を
引き込みドット抜けとなってしまうことが分かった。こ
れらから、一定重量及びスピードのインク液滴を吐出す
る為には、メニスカスの位置をできるだけ一定に保たな
ければならないことが分かった。
必要なときにだけインク液滴を吐出するので、連続的な
吐出でも間欠的な吐出でも一定重量及び一定スピードの
インク液滴を吐出する事が必要である。本発明者は、従
来のインク液滴の吐出特性について詳しく観察と分析を
重ねた結果、主に以下の３状態が発生していることが分
かった。そこでインク液滴の形状を、メニスカスの状態
に着目し、図を用いて説明する。図８（ａ）では、ノズ
ル２１に十分にインク１１０が満たされ、ノズル開口部
１０にインク１１０の表面張力により保持されるメニス
カス１１１が静的に中立の位置にある。この状態から圧
力発生体からの圧力伝搬によりインク液滴が吐出される
と、図８（ｂ）に表されるようにインク液滴は飛び出
し、丸いインク液滴１２０ａとなる事が分かった。図９
（ａ）のメニスカス１１１はインク吐出後の振動により
大きく引き込まれている。この状態でインク液滴が吐出
されると、図９（ｂ）に表されるようにインク液滴はイ
ンク柱１２０ｂとなり、丸いインク液滴１２０ａに比べ
てスピードは速く重量は少なくなることが分かった。ま
た図１０（ａ）のように、メニスカス１１１が振動によ
り大きく盛り上がってしまった状態から吐出されると、
図１０（ｂ）のように、インク液滴は１２０ｃのような
節を持ち、時にはここでちぎれて２つの液滴になった
り、時には過多のインクが吐出されるため次の吐出にイ
ンク供給が間に合わず次のインク液滴が小さくなってし
まったり、最悪の場合にはインク供給ができずに気泡を
引き込みドット抜けとなってしまうことが分かった。こ
れらから、一定重量及びスピードのインク液滴を吐出す
る為には、メニスカスの位置をできるだけ一定に保たな
ければならないことが分かった。
【０００６】それでは次に、メニスカスの挙動について
説明する。メニスカスは、静的な位置を中心に
説明する。メニスカスは、静的な位置を中心に
【０００７】
【数１】
【０００８】で表される振動をする。ここでＡおよびφ
は初期条件より決まる任意定数で、ωはメニスカス及び
流路のコンプライアンス、流路のレジスタンスＲ及びイ
ナータンスＭから求められる。ｋは減衰定数と呼ばれ、 ｋ＝Ｒ／Ｍ・・・（２） で表される。図１１において、一般に供給路２ｄが、流
路のレジスタンスＲ及びイナータンスＭを支配する。図
１１において供給路２ｄは矩形断面をしているが、煩雑
になるので円管流路で説明する。ＲとＭは、 Ｒ＝８πηＬ／Ｓ2・・・（３） Ｍ＝Ｌρ／Ｓ・・・（４） η：インクの粘性係数 Ｌ：流路長 Ｓ：流路面積
ρ：インクの比重 で表される。従って減衰定数ｋは ｋ＝８πη／（ρＳ）・・・（５） となる。
は初期条件より決まる任意定数で、ωはメニスカス及び
流路のコンプライアンス、流路のレジスタンスＲ及びイ
ナータンスＭから求められる。ｋは減衰定数と呼ばれ、 ｋ＝Ｒ／Ｍ・・・（２） で表される。図１１において、一般に供給路２ｄが、流
路のレジスタンスＲ及びイナータンスＭを支配する。図
１１において供給路２ｄは矩形断面をしているが、煩雑
になるので円管流路で説明する。ＲとＭは、 Ｒ＝８πηＬ／Ｓ2・・・（３） Ｍ＝Ｌρ／Ｓ・・・（４） η：インクの粘性係数 Ｌ：流路長 Ｓ：流路面積
ρ：インクの比重 で表される。従って減衰定数ｋは ｋ＝８πη／（ρＳ）・・・（５） となる。
【０００９】一定重量及びスピードのインク液滴を吐出
するために、メニスカス位置Ｘをできるだけ一定に保つ
には、上式（１）より定数Ａを小さくｋを大きくするこ
とが必要である。吐出効率を良くするほど、つまり供給
路２ｄよりもノズル２１に流れるインク流量を多くする
ほど、圧力発生体３０に印加されるエネルギーが小さく
なり、Ａは小さくなる。吐出効率はノズル２１と供給路
２ｄの流路抵抗比で決定されるものであるから、供給路
２ｄのレジスタンスＲを大きくすることが有効である。
従って、メニスカス位置Ｘをできるだけ一定に保つため
には、定数Ｒおよびｋを大きくすることが必要となる。
前述した式（３）、（５）よりＲ、ｋ共に流路面積Ｓが
支配的である。従って、メニスカス位置Ｘをできるだけ
一定に保つためには、流路面積Ｓが最も重要なパラメー
タであることが分かった。
するために、メニスカス位置Ｘをできるだけ一定に保つ
には、上式（１）より定数Ａを小さくｋを大きくするこ
とが必要である。吐出効率を良くするほど、つまり供給
路２ｄよりもノズル２１に流れるインク流量を多くする
ほど、圧力発生体３０に印加されるエネルギーが小さく
なり、Ａは小さくなる。吐出効率はノズル２１と供給路
２ｄの流路抵抗比で決定されるものであるから、供給路
２ｄのレジスタンスＲを大きくすることが有効である。
従って、メニスカス位置Ｘをできるだけ一定に保つため
には、定数Ｒおよびｋを大きくすることが必要となる。
前述した式（３）、（５）よりＲ、ｋ共に流路面積Ｓが
支配的である。従って、メニスカス位置Ｘをできるだけ
一定に保つためには、流路面積Ｓが最も重要なパラメー
タであることが分かった。
【００１０】以上の事から流路面積精度の低下が、特性
の低下つまりは応答性の低下、ヘッド間やノズル間のイ
ンク量やスピードのバラツキとなり、印字スピードの低
下、印字品質や歩留まりの低下となる事が分かった。
の低下つまりは応答性の低下、ヘッド間やノズル間のイ
ンク量やスピードのバラツキとなり、印字スピードの低
下、印字品質や歩留まりの低下となる事が分かった。
【００１１】従来のようなインクジェットヘッドの構造
では、溝を形成した流路を張り合わせるが故に、図１１
のように供給路２ｄのインク流動方向は、流路基板の平
面に対して平行な方向になり、ガラスなどのエッチング
であれば時間により深さがバラツキ、感光性樹脂であれ
ば基板同士の接合時やラミネート時に流路がつぶれるた
め、供給路面積、上記Ｓが著しく変動する。そのため、
前述したように応答性、印字スピード、印字品質や歩留
まりの低下という問題がある。
では、溝を形成した流路を張り合わせるが故に、図１１
のように供給路２ｄのインク流動方向は、流路基板の平
面に対して平行な方向になり、ガラスなどのエッチング
であれば時間により深さがバラツキ、感光性樹脂であれ
ば基板同士の接合時やラミネート時に流路がつぶれるた
め、供給路面積、上記Ｓが著しく変動する。そのため、
前述したように応答性、印字スピード、印字品質や歩留
まりの低下という問題がある。
【００１２】そこで、本発明は、こうした問題を解決す
るもので、その目的は、高密度化、高ノズル数に対応す
るとともに、高精度で簡易組立が可能であり、さらに
は、動作効率が高く、高応答性、高印字品質で耐久性に
優れたインクジェットヘッドを提供することにある。
るもので、その目的は、高密度化、高ノズル数に対応す
るとともに、高精度で簡易組立が可能であり、さらに
は、動作効率が高く、高応答性、高印字品質で耐久性に
優れたインクジェットヘッドを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、圧力発生体を備えた圧力発生
基板と、複数の感光性樹脂を積層した流路形成層と、前
記圧力発生基板と前記流路形成層でインク流路が形成さ
れたインクジェットヘッドであって、前記圧力発生体に
対応して配置された圧力室とリザーバとを連通させる供
給路が、前記圧力発生基板に対向した前記流路形成層に
配設され、前記供給路はインク流動方向と前記流路形成
層の厚み方向とが一致するよう形成されていることを特
徴とする。
めに、請求項１の発明は、圧力発生体を備えた圧力発生
基板と、複数の感光性樹脂を積層した流路形成層と、前
記圧力発生基板と前記流路形成層でインク流路が形成さ
れたインクジェットヘッドであって、前記圧力発生体に
対応して配置された圧力室とリザーバとを連通させる供
給路が、前記圧力発生基板に対向した前記流路形成層に
配設され、前記供給路はインク流動方向と前記流路形成
層の厚み方向とが一致するよう形成されていることを特
徴とする。
【００１４】
【作用】一般に感光性樹脂はレジストとして用い、半導
体素子などの微細加工を行う。微細パターンをウエハー
上に固定する媒体であるので、平面方向の精度は大変良
く、サブミクロンオーダーでの加工も可能である。それ
に比べて厚み方向は、ドライフィルムタイプであれば素
材の持つ厚みばらつきで数μｍ、液状の物もマスクやス
キージ時の厚みばらつきが数μｍあり、さらにラミネー
トや熱融着、接着のつぶればらつきが数μｍ考えられ
る。
体素子などの微細加工を行う。微細パターンをウエハー
上に固定する媒体であるので、平面方向の精度は大変良
く、サブミクロンオーダーでの加工も可能である。それ
に比べて厚み方向は、ドライフィルムタイプであれば素
材の持つ厚みばらつきで数μｍ、液状の物もマスクやス
キージ時の厚みばらつきが数μｍあり、さらにラミネー
トや熱融着、接着のつぶればらつきが数μｍ考えられ
る。
【００１５】従って本発明の上記の構成及び製造方法に
よれば、供給路の面積精度が上がり、インクジェットヘ
ッドのインク吐出特性に最も影響の大きな流路抵抗値
を、理想的な値に限りなく近づける事ができるため、イ
ンク吐出特性の向上つまり応答性の向上、ヘッド間やノ
ズル間のインク量やスピードのバラツキが減るので、印
字スピードの向上、印字品質や歩留まりの向上となり、
高密度化、マルチノズル化に対応するとともに、高精度
で簡易組立が可能であり、さらには、動作効率が高く、
高応答性、高印字品質で耐久性に優れたインクジェット
ヘッドを提供することができる。
よれば、供給路の面積精度が上がり、インクジェットヘ
ッドのインク吐出特性に最も影響の大きな流路抵抗値
を、理想的な値に限りなく近づける事ができるため、イ
ンク吐出特性の向上つまり応答性の向上、ヘッド間やノ
ズル間のインク量やスピードのバラツキが減るので、印
字スピードの向上、印字品質や歩留まりの向上となり、
高密度化、マルチノズル化に対応するとともに、高精度
で簡易組立が可能であり、さらには、動作効率が高く、
高応答性、高印字品質で耐久性に優れたインクジェット
ヘッドを提供することができる。
【００１６】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。
明する。
【００１７】図１は本発明のインクジェットヘッドの一
実施例を示す斜視図である。図において符号３は圧力発
生体３０を備えた圧力発生基板であり、この圧力発生体
３０としては一般に発熱素子もしくは圧電素子が用いら
れる。圧力発生体３０として発熱素子が用いられると
き、近傍のインクを加熱することにより圧力は発生さ
れ、圧電素子が用いられるときには、この素子の機械的
振動によって圧力を発生させる。なお、この圧力発生体
３０には図示されていない信号入力用電極が接続してあ
る。インク流路を形成する流路基板２は感光性樹脂を積
層し溝を形成したもので、圧力発生基板３と複数のノズ
ル２１を備えたノズルプレート１で挟み込み、流路とな
る空間を形成する。ノズルプレート１には流路と対応し
たノズル２１が形成され、そのノズル開口部１０から
は、前述した圧力発生体３０の発生する圧力によりイン
ク液滴を吐出する。前述した圧力発生体３０に対応して
流路基板２には圧力室２ａが形成され、全圧力室２ａに
インクを十分に供給するために、リザーバ２ｂは流路抵
抗が十分小さくなる大きさで形成されている。圧力室２
ａとノズル２１はノズル連通路２ｃにより、圧力室２ａ
とリザーバ２ｂは供給路２ｄにより連通されている。さ
らに供給路２ｄのインク流動方向と、感光性樹脂部材の
厚み方向とは一致し、供給路２ｄが全流路の流路抵抗を
支配する。
実施例を示す斜視図である。図において符号３は圧力発
生体３０を備えた圧力発生基板であり、この圧力発生体
３０としては一般に発熱素子もしくは圧電素子が用いら
れる。圧力発生体３０として発熱素子が用いられると
き、近傍のインクを加熱することにより圧力は発生さ
れ、圧電素子が用いられるときには、この素子の機械的
振動によって圧力を発生させる。なお、この圧力発生体
３０には図示されていない信号入力用電極が接続してあ
る。インク流路を形成する流路基板２は感光性樹脂を積
層し溝を形成したもので、圧力発生基板３と複数のノズ
ル２１を備えたノズルプレート１で挟み込み、流路とな
る空間を形成する。ノズルプレート１には流路と対応し
たノズル２１が形成され、そのノズル開口部１０から
は、前述した圧力発生体３０の発生する圧力によりイン
ク液滴を吐出する。前述した圧力発生体３０に対応して
流路基板２には圧力室２ａが形成され、全圧力室２ａに
インクを十分に供給するために、リザーバ２ｂは流路抵
抗が十分小さくなる大きさで形成されている。圧力室２
ａとノズル２１はノズル連通路２ｃにより、圧力室２ａ
とリザーバ２ｂは供給路２ｄにより連通されている。さ
らに供給路２ｄのインク流動方向と、感光性樹脂部材の
厚み方向とは一致し、供給路２ｄが全流路の流路抵抗を
支配する。
【００１８】図１１に示す従来の構造だと、供給路２ｄ
の深さバラツキが約±５μｍあり、一般に供給路２ｄは
深さ約３０μｍ、幅約４０μｍで形成されるので、流路
抵抗値は約±４０％ばらついた。それに対して本実施例
図１のような構造では、供給路２ｄを１０μｍの矩刑断
面形状にした場合、幅は約±０．５μｍのバラツキを持
つが、流路抵抗値は約±２０％以下のばらつきとなっ
た。これによって、応答性が約２０％向上し、印字品質
の向上及び歩留まりも約２０％の向上となった。
の深さバラツキが約±５μｍあり、一般に供給路２ｄは
深さ約３０μｍ、幅約４０μｍで形成されるので、流路
抵抗値は約±４０％ばらついた。それに対して本実施例
図１のような構造では、供給路２ｄを１０μｍの矩刑断
面形状にした場合、幅は約±０．５μｍのバラツキを持
つが、流路抵抗値は約±２０％以下のばらつきとなっ
た。これによって、応答性が約２０％向上し、印字品質
の向上及び歩留まりも約２０％の向上となった。
【００１９】図２（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施
例を示すものである。図２（ａ）のように圧力室２ａ側
の段差を階段状の段差４０にすることで、接触角及び表
面張力が大きく濡れ性が悪いインクでも、淀み点が小さ
くなるので気泡の滞りが減少し、ドット抜けが減少して
信頼性がより向上する。リザーバ２ｂ側には階段状の段
差４０は設けていないが、リザーバ２ｂ側に階段状の段
差４０を設けることも効果がある。このように階段状の
段差を持つ供給路２ｄを製造するためには、図２（ｂ）
のようにドライフィルムフォトレジスト６０とドライフ
ィルムフォトレジスト６２を積層して、それぞれに異な
ったパターンを形成する。
例を示すものである。図２（ａ）のように圧力室２ａ側
の段差を階段状の段差４０にすることで、接触角及び表
面張力が大きく濡れ性が悪いインクでも、淀み点が小さ
くなるので気泡の滞りが減少し、ドット抜けが減少して
信頼性がより向上する。リザーバ２ｂ側には階段状の段
差４０は設けていないが、リザーバ２ｂ側に階段状の段
差４０を設けることも効果がある。このように階段状の
段差を持つ供給路２ｄを製造するためには、図２（ｂ）
のようにドライフィルムフォトレジスト６０とドライフ
ィルムフォトレジスト６２を積層して、それぞれに異な
ったパターンを形成する。
【００２０】図３に本発明の第３の実施例を示す。イン
クの物性などにより気泡の排出性が悪く、さらに淀み点
を減少させる必要がある場合には、図３に示すようにリ
ザーバ２ｂ及び圧力室２ａの段差をなくすことで可能と
なる。またこの時、パターンずれなどを考慮して十数μ
ｍ程度の段差を設けても気泡への影響はほとんどない。
クの物性などにより気泡の排出性が悪く、さらに淀み点
を減少させる必要がある場合には、図３に示すようにリ
ザーバ２ｂ及び圧力室２ａの段差をなくすことで可能と
なる。またこの時、パターンずれなどを考慮して十数μ
ｍ程度の段差を設けても気泡への影響はほとんどない。
【００２１】図４に本発明の第４の実施例を示す。第４
の実施例では、供給路２ｄを円形にした。図４に示すよ
うな円形断面の供給路２ｄでは、露光条件、感光性樹脂
の厚み、供給路２ｄの断面寸法、現像条件などの変化に
於いても、現像不良の糟が残り難く安定した形状が形成
できた。
の実施例では、供給路２ｄを円形にした。図４に示すよ
うな円形断面の供給路２ｄでは、露光条件、感光性樹脂
の厚み、供給路２ｄの断面寸法、現像条件などの変化に
於いても、現像不良の糟が残り難く安定した形状が形成
できた。
【００２２】以下に以上述べた実施例１〜４の製造方法
を説明する。図５はノズルプレート１側の流路形成層の
製造工程を示すもので、図５（ａ）に示したノズルプレ
ート１の内面、つまり流路成形面に、例えばネガ型感光
性エポキシアクリレート系のドライフィルムフォトレジ
スト５１を熱あるいは圧力を加えつつラミネートする。
このドライフィルムフォトレジスト５１は流動性を有さ
ないが、接着性を有しているため、ノズルプレート１に
多少の外力を加えても容易に接着することができる（図
５（ｂ））。
を説明する。図５はノズルプレート１側の流路形成層の
製造工程を示すもので、図５（ａ）に示したノズルプレ
ート１の内面、つまり流路成形面に、例えばネガ型感光
性エポキシアクリレート系のドライフィルムフォトレジ
スト５１を熱あるいは圧力を加えつつラミネートする。
このドライフィルムフォトレジスト５１は流動性を有さ
ないが、接着性を有しているため、ノズルプレート１に
多少の外力を加えても容易に接着することができる（図
５（ｂ））。
【００２３】ついで、ノズルプレート１上に形成した図
示しない位置合わせ用のパターン、あるいはノズル２１
に合わせるようにしてこの上にフォトマスクＭ１を位置
させる。このフォトマスクＭ１は、図１に示したよう
に、後にノズル２１に通じるノズル連通路２ｃと、リザ
ーバ２ｂを形成するような領域のパターンが予め不透明
部分ａ，ｂとして形成されている。
示しない位置合わせ用のパターン、あるいはノズル２１
に合わせるようにしてこの上にフォトマスクＭ１を位置
させる。このフォトマスクＭ１は、図１に示したよう
に、後にノズル２１に通じるノズル連通路２ｃと、リザ
ーバ２ｂを形成するような領域のパターンが予め不透明
部分ａ，ｂとして形成されている。
【００２４】従って図５（ｃ）に示したように、このフ
ォトマスクＭ１の上から、硬化反応を起こさせるには不
十分な量の光、例えば９０ｍＪ／cm2程度の光エネルギ
ーをドライフィルムフォトレジスト５１に平行光として
照射すると、不透明部分ａ，ｂに当たるドライフィルム
フォトレジスト５１の面には、ノズル２１に通じるノズ
ル連通路２ｃ部分とリザーバ２ｂが未露光部分５１Ａと
なり、他の透明部分ｃ、つまりこれらの周囲の部分は硬
化反応の中間状態、つまり溶剤には不溶ではあるが接着
性を有するような半硬化部分５１Ｂとなる。次にトリク
ロルエタンのような溶剤を用いてこれらのドライフィル
ムフォトレジスト５１から未露光部分５１Ａを除去する
（図５（ｄ））。
ォトマスクＭ１の上から、硬化反応を起こさせるには不
十分な量の光、例えば９０ｍＪ／cm2程度の光エネルギ
ーをドライフィルムフォトレジスト５１に平行光として
照射すると、不透明部分ａ，ｂに当たるドライフィルム
フォトレジスト５１の面には、ノズル２１に通じるノズ
ル連通路２ｃ部分とリザーバ２ｂが未露光部分５１Ａと
なり、他の透明部分ｃ、つまりこれらの周囲の部分は硬
化反応の中間状態、つまり溶剤には不溶ではあるが接着
性を有するような半硬化部分５１Ｂとなる。次にトリク
ロルエタンのような溶剤を用いてこれらのドライフィル
ムフォトレジスト５１から未露光部分５１Ａを除去する
（図５（ｄ））。
【００２５】一方、圧力発生基板３側に設ける流路形成
層は図６に示した工程により成形される。この時、圧力
発生体３０として発熱素子を用いる場合は、ドライフィ
ルムフォトレジストをラミネートする前に、圧力室に対
応する部分で基板の内面つまり流路成形面に発熱素子を
設け、信号入力用電極も設ける。圧力発生体３０として
圧電素子を用いる場合は、流路基板を完成させた後にこ
れを設ける。
層は図６に示した工程により成形される。この時、圧力
発生体３０として発熱素子を用いる場合は、ドライフィ
ルムフォトレジストをラミネートする前に、圧力室に対
応する部分で基板の内面つまり流路成形面に発熱素子を
設け、信号入力用電極も設ける。圧力発生体３０として
圧電素子を用いる場合は、流路基板を完成させた後にこ
れを設ける。
【００２６】まず圧力発生基板３の内面つまり流路成形
面に、ノズルプレート１に設けたドライフィルムフォト
レジスト５１と同種のドライフィルムフォトレジスト５
５をラミネートする（図６（ａ））。そして図６（ｂ）
に示すように、その上に圧力室２ａ、リザーバ２ｂを形
成する部分に不透明部ｆ，ｇを設けたフォトマスクＭ５
を位置させ、そこにドライフィルムフォトレジストが半
硬化となるような量の光、例えば９０ｍＪ／cm2程度の
光エネルギを照射すると、圧力室２ａとリザーバ２ｂが
未露光部分５５Ａとなり、他の透明部分ｈ、つまりこれ
らの周囲の部分は半硬化部分５５Ｂとなる。そして未露
光部分５５Ａのドライフィルムフォトレジスト５５を溶
剤によって除去し、図６（ｃ）のような流路形成層を形
成する。
面に、ノズルプレート１に設けたドライフィルムフォト
レジスト５１と同種のドライフィルムフォトレジスト５
５をラミネートする（図６（ａ））。そして図６（ｂ）
に示すように、その上に圧力室２ａ、リザーバ２ｂを形
成する部分に不透明部ｆ，ｇを設けたフォトマスクＭ５
を位置させ、そこにドライフィルムフォトレジストが半
硬化となるような量の光、例えば９０ｍＪ／cm2程度の
光エネルギを照射すると、圧力室２ａとリザーバ２ｂが
未露光部分５５Ａとなり、他の透明部分ｈ、つまりこれ
らの周囲の部分は半硬化部分５５Ｂとなる。そして未露
光部分５５Ａのドライフィルムフォトレジスト５５を溶
剤によって除去し、図６（ｃ）のような流路形成層を形
成する。
【００２７】続いて供給路２ｄを形成するためのドライ
フィルムフォトレジスト５３をラミネートするが、この
ドライフィルムフォトレジスト５３はノズルプレート
側、圧力発生体３０を備えた基板側どちらにラミネート
しても最終的には同様の構造を得ることができる。
フィルムフォトレジスト５３をラミネートするが、この
ドライフィルムフォトレジスト５３はノズルプレート
側、圧力発生体３０を備えた基板側どちらにラミネート
しても最終的には同様の構造を得ることができる。
【００２８】ノズルプレート側にドライフィルムフォト
レジスト５３をラミネートし（図７（ａ））、図７
（ｂ）のようにノズル連通路２ｃ、供給路２ｄを形成す
る部分に不透明部ｋ，ｎを設けたフォトマスクＭ３を位
置させ、そこにドライフィルムフォトレジストが半硬化
となるような量の光、例えば９０ｍＪ／cm2程度の光エ
ネルギを照射すると、ノズル連通路２ｃと供給路２ｄが
未露光部分５３Ａとなり、他の透明部分ｍ、つまりこれ
らの周囲の部分は半硬化部分５３Ｂとなる。そして未露
光部分５３Ａのドライフィルムフォトレジスト５３を溶
剤によって除去し、図７（ｃ）のような流路形成層を形
成する。
レジスト５３をラミネートし（図７（ａ））、図７
（ｂ）のようにノズル連通路２ｃ、供給路２ｄを形成す
る部分に不透明部ｋ，ｎを設けたフォトマスクＭ３を位
置させ、そこにドライフィルムフォトレジストが半硬化
となるような量の光、例えば９０ｍＪ／cm2程度の光エ
ネルギを照射すると、ノズル連通路２ｃと供給路２ｄが
未露光部分５３Ａとなり、他の透明部分ｍ、つまりこれ
らの周囲の部分は半硬化部分５３Ｂとなる。そして未露
光部分５３Ａのドライフィルムフォトレジスト５３を溶
剤によって除去し、図７（ｃ）のような流路形成層を形
成する。
【００２９】そして、上述した各工程を経て成形された
ノズルプレート１側の流路形成層と圧力発生基板３側の
流路形成層を加圧加熱接合すると、熱重合して図１のよ
うに両者は一体的に接合し、耐インク性ももたせること
ができる。
ノズルプレート１側の流路形成層と圧力発生基板３側の
流路形成層を加圧加熱接合すると、熱重合して図１のよ
うに両者は一体的に接合し、耐インク性ももたせること
ができる。
【００３０】また、ポジ型の感光性樹脂を用いると、ド
ライフィルムフォトレジスト５１と供給路２ｄを形成す
るためのドライフィルムフォトレジスト５３は同時に現
像することができる。供給路２ｄを形成するためのドラ
イフィルムフォトレジスト５３を圧力発生基板３側にラ
ミネートすると、ドライフィルムフォトレジスト５３，
５５を同時に現像することができる。
ライフィルムフォトレジスト５１と供給路２ｄを形成す
るためのドライフィルムフォトレジスト５３は同時に現
像することができる。供給路２ｄを形成するためのドラ
イフィルムフォトレジスト５３を圧力発生基板３側にラ
ミネートすると、ドライフィルムフォトレジスト５３，
５５を同時に現像することができる。
【００３１】以上の構成は単なる一例に過ぎず、感光性
樹脂として液状のものを用いても、同様の構造で同様の
効果を得ることができる。
樹脂として液状のものを用いても、同様の構造で同様の
効果を得ることができる。
【００３２】またこの様な構造にかかる穿孔工程に関し
ては、上記のような現像による製造方法以外に、通常用
いられるレーザービームによる加工も有効である。
ては、上記のような現像による製造方法以外に、通常用
いられるレーザービームによる加工も有効である。
【００３３】
【発明の効果】本発明のインクジェットヘッドは、上述
のように供給路の面積精度が上がり、つまりインクジェ
ットヘッドのインク吐出特性に最も影響の大きな流路抵
抗値を、理想的な値に限りなく近づける事ができるた
め、インク吐出特性の向上つまり応答性の向上、ヘッド
間やノズル間のインク量やスピードのバラツキが減るの
で、印字スピードの向上、印字品質や歩留まりの向上と
なり、高密度化、マルチノズル化に対応するとともに、
高精度で簡易組立が可能であり、さらには、動作効率が
高く、高応答性、高印字品質で耐久性に優れたインクジ
ェットヘッドを提供することができる。
のように供給路の面積精度が上がり、つまりインクジェ
ットヘッドのインク吐出特性に最も影響の大きな流路抵
抗値を、理想的な値に限りなく近づける事ができるた
め、インク吐出特性の向上つまり応答性の向上、ヘッド
間やノズル間のインク量やスピードのバラツキが減るの
で、印字スピードの向上、印字品質や歩留まりの向上と
なり、高密度化、マルチノズル化に対応するとともに、
高精度で簡易組立が可能であり、さらには、動作効率が
高く、高応答性、高印字品質で耐久性に優れたインクジ
ェットヘッドを提供することができる。
【図１】本発明のインクジェットヘッドの一実施例を示
した説明図。
した説明図。
【図２】供給路に階段状の段差を設けた一実施例を示し
た説明図。
た説明図。
【図３】供給路の段差をなくした一実施例を示した説明
図。
図。
【図４】供給路の断面形状を円形にした一実施例を示し
た説明図。
た説明図。
【図５】ノズルプレート側の流路形成層の成形工程を示
した説明図。
した説明図。
【図６】圧力発生基板側の流路形成層の成形工程を示し
た説明図。
た説明図。
【図７】供給路を形成するための感光性樹脂層の成形工
程を示した説明図。
程を示した説明図。
【図８】メニスカスが静的に中立の位置にある状態から
吐出する際の、インク液滴形状の説明図。
吐出する際の、インク液滴形状の説明図。
【図９】メニスカスが大きく引き込まれている状態から
吐出する際の、インク液滴形状の説明図。
吐出する際の、インク液滴形状の説明図。
【図１０】図１０は、メニスカスが大きく盛り上がって
いる状態から吐出する際の、インク液滴形状の説明図。
いる状態から吐出する際の、インク液滴形状の説明図。
【図１１】従来の一実施例を示した説明図。
１ ・・・・ノズルプレート ２ ・・・・流路基板 ２ａ ・・・・圧力室 ２ｂ ・・・・リザーバ ２ｃ ・・・・ノズル連通路 ２ｄ ・・・・供給路 ３ ・・・・圧力発生基板 １０ ・・・・ノズル開口部 ２１ ・・・・ノズル ３０ ・・・・圧力発生体 ４０ ・・・・階段状の段差 ５１，５３，５５，６０，６１・・・・ドライフィルム
フォトレジスト ５１Ａ，５３Ａ，５５Ａ・・・・未硬化ドライフィルム
フォトレジスト ５１Ｂ，５３Ｂ，５５Ｂ・・・・半硬化ドライフィルム
フォトレジスト Ｍ１，Ｍ３，Ｍ５ ・・・・フォトマスク ａ，ｂ，ｆ，ｇ，ｋ，ｎ・・・・不透明部分 ｃ，ｈ，ｍ ・・・・透明部分 １１０ ・・・・インク １１１ ・・・・メニスカス １２０ａ ・・・・丸いインク液滴 １２０ｂ ・・・・インク柱 １２０ｃ ・・・・節を持ったインク液滴
フォトレジスト ５１Ａ，５３Ａ，５５Ａ・・・・未硬化ドライフィルム
フォトレジスト ５１Ｂ，５３Ｂ，５５Ｂ・・・・半硬化ドライフィルム
フォトレジスト Ｍ１，Ｍ３，Ｍ５ ・・・・フォトマスク ａ，ｂ，ｆ，ｇ，ｋ，ｎ・・・・不透明部分 ｃ，ｈ，ｍ ・・・・透明部分 １１０ ・・・・インク １１１ ・・・・メニスカス １２０ａ ・・・・丸いインク液滴 １２０ｂ ・・・・インク柱 １２０ｃ ・・・・節を持ったインク液滴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/16
Claims (1)
- 【請求項１】 圧力発生体を備えた圧力発生基板と、複
数の感光性樹脂を積層した流路形成層と、前記圧力発生
基板と前記流路形成層でインク流路が形成されたインク
ジェットヘッドであって、 前記圧力発生体に対応して配置された圧力室とリザーバ
とを連通させる供給路が、前記圧力発生基板に対向した
前記流路形成層に配設され、前記供給路はインク流動方
向と前記流路形成層の厚み方向とが一致するよう形成さ
れていることを特徴とするインクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9139593A JP3189484B2 (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9139593A JP3189484B2 (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | インクジェットヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06297711A JPH06297711A (ja) | 1994-10-25 |
| JP3189484B2 true JP3189484B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=14025198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9139593A Expired - Fee Related JP3189484B2 (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3189484B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7325841B2 (ja) | 2021-01-19 | 2023-08-15 | 株式会社不二工機 | 電動弁 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001072519A1 (fr) * | 2000-03-27 | 2001-10-04 | Fujitsu Limited | Tete a jet d'encre a buses multiples et procede de fabrication de celle-ci |
| JP4323947B2 (ja) * | 2003-01-10 | 2009-09-02 | キヤノン株式会社 | インクジェット記録ヘッド |
| US7517043B2 (en) * | 2004-12-16 | 2009-04-14 | Xerox Corporation | Fluidic structures |
| KR100644705B1 (ko) * | 2005-07-04 | 2006-11-10 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 |
| JP2008149617A (ja) * | 2006-12-19 | 2008-07-03 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッド、および、これを備えた液体噴射装置 |
-
1993
- 1993-04-19 JP JP9139593A patent/JP3189484B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7325841B2 (ja) | 2021-01-19 | 2023-08-15 | 株式会社不二工機 | 電動弁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06297711A (ja) | 1994-10-25 |
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