JPH04235046A - インクジェットノズルの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクを吐出させて記録
を行なうインクジェットプリンターに関し、特にはイン
クを吐出するインクジェットノズルの新規かつ改良され
た製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェットノズルを製造する
方法としてエレクトロフォーミング（電鋳）法により微
細孔（以下、ノズルと称す）を形成する方法が知られて
いる。この方法により製造されたノズルは、図６に示す
断面形状を有している。ヘッドとして構成する際には図
７に示すようにこの金属プレート１を流路２及び圧力室
３が形成され圧電素子４が積層された基板５に接着剤６
を用いて接合する方法が知られている。

【０００３】また図８に示すように基板５に高分子材よ
りなるノズルプレート８を接合し、このプレートにレー
ザー光を照射しノズルをアブレーション加工により形成
する方法が知られている。レーザーとしてはエキシマレ
ーザーが用いられる。アブレーション加工とは、レーザ
ーエネルギーにより分子間の結合を切ることにより固体
から瞬時に気体分子へと状態変化を生じさせることによ
り除去加工を行なうことを言う。レーザー光発生装置１
２より発せられたレーザー光Ｌをマスク９のマスク穴１
０で絞り込み、これを集光レンズ１１で集光後に加工面
に照射することによってアブレーション加工を行なう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、第１の従来例
の場合図７に示すノズル形状では圧力室３の内部で発生
した圧力波をインク滴吐出後に減衰させるための流路抵
抗を有するストレート部イを形成することが難しく、仮
に厚みｔを増してこれを確保しようとすると穴径ｄが大
きくばらつき均一な飛行特性が得られないという問題点
があった。またこの金属プレート１を接着剤６を用いて
基板５に接合する際には、ノズル７の内部に接着剤６が
侵入し正常なインク吐出状態が得られないという問題点
も有していた。

【０００５】また第２の従来例では記録媒体と対向する
ノズル面口が高分子よりなるため耐擦性が低くノズル面
に容易に傷がつき飛行不良が発生するという問題点があ
った。

【０００６】そこで本発明はこのような問題点を解決す
るもので、その目的とするところは、減衰特性が得られ
るノズル形状を確保すると共に、ノズルプレートを接合
する際のノズルの目詰まりの問題を解決したインクジェ
ットノズルの製作方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ノズル製作方法は、微細孔の形成された金属プレートを
、レーザーによりアブレーション加工可能な部材により
第１プレートに接合した後、この金属板と第１プレート
のユニットを流路の形成されている基板に接合した後、
ノズルに対応する位置にアブレーション加工を施し基板
の流路と金属プレートのノズルとを連通させることを特
徴とする。

【０００８】

【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。図１は本発明の第一の実施例のノズル部拡大図
であり、インクジェットノズルのプレートととして電鋳
法で製作した金属プレート１を用いた場合の実施例であ
る。６は接着層であり、ノズル内まで接着剤が満ちてい
る。この接着剤は、アブレーション加工可能なことが要
求されるが、エポキシ樹脂系、アクリル系、ポリウレタ
ン系、シリコーン系、ゴム系等の接着剤は、いずれもア
ブレーション加工可能であり、本発明では、この接着剤
の種類を限定するものではない。１３は第１プレートで
あり、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリ
フェニレンオキサイド、ポリプロピレン、アモルファス
ポレオリフィンなどの樹脂が用いられる。５は流路の形
成されている基板である。製造工程としては、まず微細
孔の形成されている金属プレート１と第１プレート１３
を接着剤６で接合した後、更にこのユニットを流路の形
成されている基板５に接着又は、溶剤溶着する。

【０００９】次にレーザー光Ｌを金属プレート１のノズ
ル７に対応した位置に照射し、このノズル７と流路２を
アブレーション加工により連通させる。本実施例ではレ
ーザー光Ｌは、金属プレート１側より基板５側に照射さ
れている。この場合図８に示したようなマスク９をこの
アブレーション加工されない金属プレート１が兼ねる事
が可能でありマスク９とノズル７の位置合わせが不要で
あり大幅に加工効率を上げることが可能である。またノ
ズル７内に接着剤が侵入しても問題無いため金属プレー
ト１面に均一な厚みの接着層をスクリーン印刷等の方法
により容易に塗布可能である。

【００１０】第二の実施例としては、第一の本実施例に
おいて前記ユニットを基板５に接合する前に、ノズル７
に対応した位置にアブレーション加工を施しノズルを連
通させた後、このユニットを基板５に接合することも可
能である。これによりアブレーション加工後にノズル７
内の加工形状を容易に検査することが可能となる。その
ため仮に不良であってもこのユニットのみ使用不能とな
るだけであり、流路や圧電素子の積層された基板５まで
不良となることが無いため、安価なインクジェット記録
ヘッドの製造が可能となる。

【００１１】図２は、本発明の第三の実施例であり前記
第二の実施例のユニットが基板５と弾性部材１４を介し
て取り外し可能な方法、例えばネジ止め等により固定さ
れている。これにより使用中にノズル部に不良が発生し
た場合このユニットのみを交換する事により印字が可能
となる。これにより安価でかつ容易な記録ヘッドの交換
が可能となる。

【００１２】図３は、本発明の第四の実施例であり構成
要素は図１と同様であるがレーザー光Ｌが基板５側から
金属プレート１側へ照射されている実施例である。この
場合レーザー光Ｌが金属プレート１と交わる点における
孔径ｄ２は、ノズルの出口側の径ｄ１より大きい事が必
要である。なぜならばノズル出口に接着層の一部が残っ
た場合これが剥げて目ずまりを起こし易いからである。 また本実施例のようにレーザー光に平行光を用いず集束
光を用いればテーパ形状のノズルが形成でき電鋳の円弧
部とスムーズに交わる形状が形成できる。このためイン
ク滴の曲がりが発生し難し安定した吐出が可能となる。

【００１３】図４は、本発明の他の実施例であり金属プ
レート１がプレス法やエッチングにより形成され、スト
レートに近い断面形状を有している。また接着剤６は、
アブレーション加工可能なホットメルトタイプの接着シ
ートより構成されている。この他には感光性ドライフィ
ルム（東京応化製、オーディル）を用いることも可能で
あり、本発明では特にこのシート材の材料を限定するも
のでなく、アブレーション加工可能で金属プレート１と
基板５を接合できる材料であればよい。本実施例では、
レーザー光Ｌは金属プレート１側より照射されている。 この場合接着シート６と金属プレート１の間の繋ぎ目に
は段差が形成されずノズル７内でのインクの流れが乱さ
れることが無いため安定した飛行特性を得ることが可能
である。図５は本発明の他の実施例であり図４の発明と
レーザー光Ｌの照射方向が反対になった場合であり構成
要素は同じである。この場合接着シート６と金属プレー
ト１との間には段差ができる。

【００１４】本発明者の実験によればこの段差が１００
μｍを越えた場合ノズル内の流れが乱れ安定した飛行特
性得られないことが確認された。それ故この段差は１０
０μｍ以下にする事が必要である。このためにはレーザ
ー光Ｌとノズルの位置を正確に合わせる必要がある。本
発明では、これを解決するために金属プレート１側より
強い光を照射する事によりノズル７の形状を接着シート
面に投影することによりその位置を確認する方法がとら
れている。さらにはこの投影像をＣＣＤカメラ等により
取り込みコンピュウターにより画像処理しその中心座標
を求める。そしてその座標をもとにレーザー光発生装置
１２及びマスク９、集光レンズ１１の位置を制御してい
るＮＣ送り機構を作動させ位置出しを行なう。この動作
を各ノズルごとに行なっても良いし、リファレンス用の
ノズルを決めて位置出しを行なってもよい。又本発明は
、圧電素子を用いたヘッドだけでなく熱エネルギーによ
り気泡を発生させ、これにより圧力波を発生させるタイ
プのヘッドにも応用でき、本発明ではこのエネルギー発
生源を特定するものではない。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、アブレーション加工さ
れない金属プレートを第一プレートに接着層を介して接
合し、その後にこのユニットのノズルに対応した位置の
接着剤及び、第一プレート部材をアブレーション加工に
より除去し、ノズルと基板の流路を連通させているため
ノズルが目ずまった状態での接合が可能となる。このた
め接合材の選択の幅が広がり最適な材料を容易に選択で
きる。また流路抵抗をもったノズル形状が構成できる。 さらに記録媒体と対向する面が金属より形成できるため
傷がつかず安定した飛行特性を得ることができる。

【００１６】さらに、金属プレートと第一プレートが接
合されたユニット状態で加工後のノズル形状が検査可能
となり、製品の歩留まりを向上できる。更にノズル部に
不良が発生した場合には、このユニットのみの交換で記
録ヘッドを再生させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェットノズル部断面図。

【図２】本発明のインクジェットノズル部断面図。

【図３】本発明のインクジェットノズル部断面図。

【図４】本発明のインクジェットノズル部断面図。

【図５】本発明のインクジェットノズル部断面図。

【図６】電鋳法により作製した従来のノズルプレートの
断面図。

【図７】従来のヘッドの断面図。

【図８】従来のレーザー加工構成及びヘッド断面図。

【符号の説明】

１　　金属プレート ２　　流路 ３　　圧力室 ４　　圧電素子 ５　　基板 ６　　接着剤 ７　　微細孔（ノズル） ８　　ノズルプレート ９　　マスク １０　　マスク穴 １１　　集光レンズ １２　　レーザー光発生装置 １３　　第１プレート １４　　弾性部材 Ｌ　　レーザー光

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　（ａ）微細孔の形成された金属プレー
   トをレーザーによりアブレーション加工可能な部材を介
   してアブレーション加工可能な第１プレートと接合する
   工程、（ｂ）前記第一プレートと流路の形成された基板
   を接合する工程、（ｃ）金属板の微細孔に対応する位置
   のアブレーション可能な部材及び第１プレートをレーザ
   ーによりアブレーション加工し、基板の流路と金属プレ
   ートの微細孔を連通させる工程、とを含むことを特徴と
   するインクジェットノズルの製造方法。
2. 【請求項２】　　（ａ）微細孔の形成された金属プレー
   トをレーザーによりアブレーション加工可能な部材を介
   してアブレーション加工可能な第１プレートと接合する
   工程、（ｂ）金属板の微細孔に対応する位置のアブレー
   ション可能な部材及び第１プレートをレーザーによりア
   ブレーション加工し、微細孔を連通させる工程、（ｃ）
   前記第１プレートに、流路の形成された基板を接合する
   工程、とを含むことを特徴とするインクジェットノズル
   の製造方法。