JPH04107149A - ノズルの製造方法 - Google Patents
ノズルの製造方法Info
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- JPH04107149A JPH04107149A JP22572490A JP22572490A JPH04107149A JP H04107149 A JPH04107149 A JP H04107149A JP 22572490 A JP22572490 A JP 22572490A JP 22572490 A JP22572490 A JP 22572490A JP H04107149 A JPH04107149 A JP H04107149A
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Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は、コンピューター等の出力端末プリンター ワ
ードプロセッサー、ファクシミ１九 複写機、缶詰め装
置や箱詰め装置のロット番号印字機等の印字記録部など
に用いられる、インクジェットヘッドのノズルの製造方
法に関する。
ードプロセッサー、ファクシミ１九 複写機、缶詰め装
置や箱詰め装置のロット番号印字機等の印字記録部など
に用いられる、インクジェットヘッドのノズルの製造方
法に関する。
［従来の技術］
第５図に示す、ノズルプレート２に設けられた単一ある
いは複数のノズル１から、水性、油性インク等の印字媒
体４を圧電素子６の駆動により、紙、フィルム等の記録
媒体５に噴射してＥ１字記録を行うインクジェットヘッ
ドにおいて、ノズル１は印字媒体４の噴射口であり、そ
の大きさ、形状、精度等は記録媒体５に記録される印字
品質を大きく左右する重要なものである。そのため、大
きさ、形状、精度等が最適に設定できるノズル１の製造
方法の開発は、インクジェットヘッドの製造において最
大の課題である。
いは複数のノズル１から、水性、油性インク等の印字媒
体４を圧電素子６の駆動により、紙、フィルム等の記録
媒体５に噴射してＥ１字記録を行うインクジェットヘッ
ドにおいて、ノズル１は印字媒体４の噴射口であり、そ
の大きさ、形状、精度等は記録媒体５に記録される印字
品質を大きく左右する重要なものである。そのため、大
きさ、形状、精度等が最適に設定できるノズル１の製造
方法の開発は、インクジェットヘッドの製造において最
大の課題である。
この状況は圧電方式だけでなく、抵抗加熱方式、静電方
式等信のインクジェットヘッドでも同様である。
式等信のインクジェットヘッドでも同様である。
通常用いられている、 ドツトマトリックス印字のイン
クジェット記録装置において、インクの１ドツト当りの
重量は、主にドツト密度によって決まり、例えば１８０
ドツト／イシチでは０．３μｇ、３００ドツト／′イン
チではＱ、 ２μｇ程度となるが、何れにしても掻く
微量であり、ノズルの大きさ、部ち円形断面ノズルでの
穴径は、０．１ｍｍ以下で０．０５ｍｍ程度と極微小径
であることを要求される。
クジェット記録装置において、インクの１ドツト当りの
重量は、主にドツト密度によって決まり、例えば１８０
ドツト／イシチでは０．３μｇ、３００ドツト／′イン
チではＱ、 ２μｇ程度となるが、何れにしても掻く
微量であり、ノズルの大きさ、部ち円形断面ノズルでの
穴径は、０．１ｍｍ以下で０．０５ｍｍ程度と極微小径
であることを要求される。
また、インクが僅かなエネルギーで、流れを乱すことな
く安定的に噴射て゛きるようにするために、ノズル形状
は、出口に向かって不連続にならないように徐々に断面
積を絞られており、且つ穴径に対して２倍以上、３倍か
ら４倍のノズル長さが必要である。
く安定的に噴射て゛きるようにするために、ノズル形状
は、出口に向かって不連続にならないように徐々に断面
積を絞られており、且つ穴径に対して２倍以上、３倍か
ら４倍のノズル長さが必要である。
更に、近年は印字装置の高速、高密度化に対応するため
に、２４ノズル以上、稀には２００ノズルという多ノズ
ルのインクジェットヘッドが求められており、この多ノ
ズルインクジェットヘッドを高い印字品質を維持して実
用化するためには、インクの飛行速度や１ドツト当りの
インク重量を高度Ｃご均一化するために、全ノズルの寸
法精度が±２．５μｍＬメ下、面粗さ精度も２μｍ以下
というような高度に均一な精度を要求される。
に、２４ノズル以上、稀には２００ノズルという多ノズ
ルのインクジェットヘッドが求められており、この多ノ
ズルインクジェットヘッドを高い印字品質を維持して実
用化するためには、インクの飛行速度や１ドツト当りの
インク重量を高度Ｃご均一化するために、全ノズルの寸
法精度が±２．５μｍＬメ下、面粗さ精度も２μｍ以下
というような高度に均一な精度を要求される。
以上に述べたようなインクジェットヘッドのノズルに求
められる、大きさ、形状、精度等の厳しい条件を実現て
′きるＳ！遣方法は、掻く限られるが、従来のノズルの
製造方法として、電鋳とエツチングが広く一般的に知ら
れている。
められる、大きさ、形状、精度等の厳しい条件を実現て
′きるＳ！遣方法は、掻く限られるが、従来のノズルの
製造方法として、電鋳とエツチングが広く一般的に知ら
れている。
まず、第３図（ａ）から（ｅ）に沿って電鋳の製造工程
を説明する。
を説明する。
（ａ）金属板や金属Ｎ膜をブレーティングしたガラス板
など１を鋳基板１３に、フォトレジスト１４をスピンナ
ー等で全面に、薄く、均一に塗布する。
など１を鋳基板１３に、フォトレジスト１４をスピンナ
ー等で全面に、薄く、均一に塗布する。
＜ｂ）＝有接硬化させたフォトレジスト１４を、電鋳上
がり時の形状を想定したパターンを持ったマスク１５を
通して、フォトレジスト１４の加工に適した特殊光を照
射して、感光させる。
がり時の形状を想定したパターンを持ったマスク１５を
通して、フォトレジスト１４の加工に適した特殊光を照
射して、感光させる。
（Ｃ）エツチングやスパッタリングにより、電鋳て金属
を着けたい部分のフォトレジスト１４を除去する。
を着けたい部分のフォトレジスト１４を除去する。
（ｄ）電鋳基板１３をメツキ桶にセットして、船釣には
ニッケルを電解或は無電解メツキにより付着させ、′ｇ
ｉｔ鋳加工を行う。
ニッケルを電解或は無電解メツキにより付着させ、′ｇ
ｉｔ鋳加工を行う。
（ｅ）ｆ鋳基板１３からメツキ部分を剥離し、て、ノズ
ル１を持ったノズルプレート２が完成する。
ル１を持ったノズルプレート２が完成する。
次に、第４図（ａ）から（ｆ）に沿ってエツチングの加
工方法を説明する。
工方法を説明する。
（ａ）ステンレススチール、黄銅等の金属の板状の原料
１６に、フォトレジスト１４をスピンナー等で全面に、
薄く、均一に塗布する。
１６に、フォトレジスト１４をスピンナー等で全面に、
薄く、均一に塗布する。
（ｂ）塗布後硬化させたフォトレジスト１４を、エツチ
ング上がり時の形状を想定したパターンを持ったマスク
１５を通して特殊光で感光させる。
ング上がり時の形状を想定したパターンを持ったマスク
１５を通して特殊光で感光させる。
（Ｃ）フォトレジスト１４の除去に適したエツチングや
スパッタリングにより、板状の原料１６の除去したい部
分のフォトレジスト１４を除去する。
スパッタリングにより、板状の原料１６の除去したい部
分のフォトレジスト１４を除去する。
（ｄ）板状の原料１６の除去に適しカエッチング液を用
いて、エツチング加工を行う。通常はノズル１と外形も
同時にエツチング加工する。
いて、エツチング加工を行う。通常はノズル１と外形も
同時にエツチング加工する。
（ｅ）フォトレジスト１４を剥離して、ノズル１を持っ
たノズルプレート２が完成する。
たノズルプレート２が完成する。
（ｆ）穴径に対して厚さを増すためには、両面エツチン
グを行う。
グを行う。
［発明が解決しようとする課題］
以上述べてきた従来技術のノズルの製造方法においては
、次の課題を有する。
、次の課題を有する。
まず、電鋳によｒ）製造されたノズルでは、メツキの付
着が基板の板厚方向と平面方向にほぼ均等うに進行する
という電鋳の特性がら、ノズル形状が第３図（ｅ）に示
すように、フォトレジストの開口部のエツジを中心とし
た半円形の断面を持ち、ノズルの上面と下面では穴径が
大きく異なる。このため、出口に向がって徐々に断面積
を絞っていくという要求形状を満足することができない
。
着が基板の板厚方向と平面方向にほぼ均等うに進行する
という電鋳の特性がら、ノズル形状が第３図（ｅ）に示
すように、フォトレジストの開口部のエツジを中心とし
た半円形の断面を持ち、ノズルの上面と下面では穴径が
大きく異なる。このため、出口に向がって徐々に断面積
を絞っていくという要求形状を満足することができない
。
次に、エツチングにより製造されたノズルでは、形状は
、穴径に対して余り長いノズル加工をすることができな
い。片面からのエツチングでは穴径と同等、両面エツチ
ングでも大系の２倍程度が現実的な能力である。また、
両面エツチングでは第４図（ｆ）に示すように、板厚方
向中央部が０許にたいして絞られた形状になり、良好な
噴射特性は確保できない。
、穴径に対して余り長いノズル加工をすることができな
い。片面からのエツチングでは穴径と同等、両面エツチ
ングでも大系の２倍程度が現実的な能力である。また、
両面エツチングでは第４図（ｆ）に示すように、板厚方
向中央部が０許にたいして絞られた形状になり、良好な
噴射特性は確保できない。
更に大きな課題は、電鋳でもエツチングでも、全ノズル
の寸法精度が±２．５μｍ以下、面粗さ精度も２μｍ以
下というような高度に均一な精度を確保できないことで
ある。
の寸法精度が±２．５μｍ以下、面粗さ精度も２μｍ以
下というような高度に均一な精度を確保できないことで
ある。
また、電鋳もエツチングも、工程が複雑で特殊な化学的
プロセスを必要とするため、量産性、設備費用、製造コ
ストに関して問題がある。
プロセスを必要とするため、量産性、設備費用、製造コ
ストに関して問題がある。
本発明はこのような課題を解決するもので、その目的と
するところは、ノズルの所要精度が確保され、最適形状
が設定でき、また高分子樹脂材にも金属にも通用でき、
更に特殊な化学プロセスを用いることなく、効率的に製
造できることにある。
するところは、ノズルの所要精度が確保され、最適形状
が設定でき、また高分子樹脂材にも金属にも通用でき、
更に特殊な化学プロセスを用いることなく、効率的に製
造できることにある。
上記課題を解決するために、本発明のノズルの製造方法
は、単一或は複数の円形断面を持ったノズルから、印字
媒体を記録媒体に噴射して印字記録を行うインクジェッ
トヘッドにおいて、ノズルを、レーザービーム照射で加
工することを特長とする。
は、単一或は複数の円形断面を持ったノズルから、印字
媒体を記録媒体に噴射して印字記録を行うインクジェッ
トヘッドにおいて、ノズルを、レーザービーム照射で加
工することを特長とする。
［実施例］
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図（ａ）から（Ｃ）に実施例を示す。
図（ａ）から（Ｃ）に実施例を示す。
（ａ）適切な厚さのポリサルフオン、ポリエーテルサル
フォン或はポリカーボネート等の高分子樹脂材、または
、ステンレススチール或は黄銅等の金属の板状の原料１
６を用意し、レーザービーム発生装置１０から出力した
レーザービームをイメジマスク１１と集光レンズ１２を
用いて、板状の原料１６の表面に集束させて、ノズル１
を加工する。
フォン或はポリカーボネート等の高分子樹脂材、または
、ステンレススチール或は黄銅等の金属の板状の原料１
６を用意し、レーザービーム発生装置１０から出力した
レーザービームをイメジマスク１１と集光レンズ１２を
用いて、板状の原料１６の表面に集束させて、ノズル１
を加工する。
（ｂ）ノズル１の配置に応じて、板状の原料１６または
レーザービーム装ｙ１１０のいずれか一方を順次相対的
に移動させ、所要数のノズル１を加工する。
レーザービーム装ｙ１１０のいずれか一方を順次相対的
に移動させ、所要数のノズル１を加工する。
（Ｃ）外形形状をプレス等で加工して、ノズルプレート
２が完成する。
２が完成する。
この際、レーザービーム発生装置１１１１としては、レ
ーザー触媒としてＡｒＦ、ＫｒＦ−ＸｅＣ１、ＸｅＦ等
を用いた発振波長が１９３乃至３５１ｎｍ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−
装置が好ましし）。
ーザー触媒としてＡｒＦ、ＫｒＦ−ＸｅＣ１、ＸｅＦ等
を用いた発振波長が１９３乃至３５１ｎｍ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−
装置が好ましし）。
また、イメージマスク１１と集光レンズ１２等で構成さ
れる光学系は、加工条件やレーザー装置の性能に応じて
適切に設定する。
れる光学系は、加工条件やレーザー装置の性能に応じて
適切に設定する。
第２図に、ポリカーボネートを素材として用しまた実施
例のノズル形状を示す。ノズル長さしよ０゜１５ｍｍに
設定し、ロ許径０．０７ｍｍ力）ら出口に向かって連続
的に徐々に断面積が絞られ、ノズル径０．０４ｍｍの理
想的なノズル形状を得ることができた。なお、穴径は０
．０２ｍｍ程度まで小さくすることも可能であり、穴径
に対して十分なノズル長が確保できる。
例のノズル形状を示す。ノズル長さしよ０゜１５ｍｍに
設定し、ロ許径０．０７ｍｍ力）ら出口に向かって連続
的に徐々に断面積が絞られ、ノズル径０．０４ｍｍの理
想的なノズル形状を得ることができた。なお、穴径は０
．０２ｍｍ程度まで小さくすることも可能であり、穴径
に対して十分なノズル長が確保できる。
更に、ノズルの寸法精度と面粗さ精度につＩＬＡては、
従来の技術に対して本実施例の改善効果力＜顕著に見ら
れ、４８ノズルのノズルプレートを１００個加工したデ
ータで、全ノズルの寸法精度力τ±２．５μｍ以下、面
粗さ精度も２μｍ以下を確実に満足することができた。
従来の技術に対して本実施例の改善効果力＜顕著に見ら
れ、４８ノズルのノズルプレートを１００個加工したデ
ータで、全ノズルの寸法精度力τ±２．５μｍ以下、面
粗さ精度も２μｍ以下を確実に満足することができた。
［発明の効果］
本発明は、以上説明したように、インクジェットヘッド
の唄討口であるノズルの加工にあたって、ノズルの所要
精度が確保され、最適形状が設定でき、また高分子樹脂
材にも適用でき、更に特殊な化学的プロセスを用いるこ
となく、効率的に製造できることにある。
の唄討口であるノズルの加工にあたって、ノズルの所要
精度が確保され、最適形状が設定でき、また高分子樹脂
材にも適用でき、更に特殊な化学的プロセスを用いるこ
となく、効率的に製造できることにある。
第１図（ａ）から（Ｃ）は本発明の実施例を示す概略図
、第２図は本発明の実施例によるノズル形状の拡大図、
第３図（ａ）から（ｅ）は電鋳による従来技術を示す概
ｊＩｌ！図、第４図（ａ）から（ｆ）はエツチングによ
る従来技術を示す概略図、第５図はインクジェットヘッ
ドの概略図である。 １・・ノズル ２・・ノズルプレート３・・基
板 ４・・印字媒体５・・記録媒体
６・・圧電素子１０・・レーザービーム発生装置 １１・・マスク １２・・集光レンズ１３・・電
鋳基板 １４・・フォトレジスト１５・・マスク
１６・・板状の原粁ノス°ル （σ） （ｂ） （ａ） （ｂ） （Ｃ） （ｄ） 、／−１ （ｅ） 第３図 （Ｑ） （ｂ） （Ｃ） （ｄン ／′ （ｅ） （ｆ） 第４図
、第２図は本発明の実施例によるノズル形状の拡大図、
第３図（ａ）から（ｅ）は電鋳による従来技術を示す概
ｊＩｌ！図、第４図（ａ）から（ｆ）はエツチングによ
る従来技術を示す概略図、第５図はインクジェットヘッ
ドの概略図である。 １・・ノズル ２・・ノズルプレート３・・基
板 ４・・印字媒体５・・記録媒体
６・・圧電素子１０・・レーザービーム発生装置 １１・・マスク １２・・集光レンズ１３・・電
鋳基板 １４・・フォトレジスト１５・・マスク
１６・・板状の原粁ノス°ル （σ） （ｂ） （ａ） （ｂ） （Ｃ） （ｄ） 、／−１ （ｅ） 第３図 （Ｑ） （ｂ） （Ｃ） （ｄン ／′ （ｅ） （ｆ） 第４図
Claims (4)
- （１）単一あるいは複数の円形断面を持ったノズルから
、印字媒体を記録媒体に噴射して印字記録を行うインク
ジェットヘッドのノズルの製造方法において、前記ノズ
ルを、レーザービーム照射で加工することを特徴とする
ノズルの製造方法。 - （２）前記ノズルを、穴径０．１ｍｍ以下に加工するこ
とを特徴とする請求項１記載のノズルの製造方法。 - （３）前記ノズルを、高分子樹脂材に加工することを特
徴とする請求項１記載のノズルの製造方法。 - （４）前記ノズルを、金属に加工することを特徴とする
請求項１記載のノズルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22572490A JPH04107149A (ja) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | ノズルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22572490A JPH04107149A (ja) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | ノズルの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04107149A true JPH04107149A (ja) | 1992-04-08 |
Family
ID=16833825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22572490A Pending JPH04107149A (ja) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | ノズルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04107149A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6158843A (en) * | 1997-03-28 | 2000-12-12 | Lexmark International, Inc. | Ink jet printer nozzle plates with ink filtering projections |
| US6183064B1 (en) | 1995-08-28 | 2001-02-06 | Lexmark International, Inc. | Method for singulating and attaching nozzle plates to printheads |
-
1990
- 1990-08-28 JP JP22572490A patent/JPH04107149A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6183064B1 (en) | 1995-08-28 | 2001-02-06 | Lexmark International, Inc. | Method for singulating and attaching nozzle plates to printheads |
| US6323456B1 (en) | 1995-08-28 | 2001-11-27 | Lexmark International, Inc. | Method of forming an ink jet printhead structure |
| US6158843A (en) * | 1997-03-28 | 2000-12-12 | Lexmark International, Inc. | Ink jet printer nozzle plates with ink filtering projections |
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