JPH05330064A - ノズル板の成形方法 - Google Patents
ノズル板の成形方法Info
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- JPH05330064A JPH05330064A JP4163855A JP16385592A JPH05330064A JP H05330064 A JPH05330064 A JP H05330064A JP 4163855 A JP4163855 A JP 4163855A JP 16385592 A JP16385592 A JP 16385592A JP H05330064 A JPH05330064 A JP H05330064A
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- JP
- Japan
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- nozzle plate
- outside
- light
- mask
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ノズル面外側からのビーム照射で、かつ機械
的動きのないテーパ状ノズル孔を形成する。 【構成】 ノズル板３はアブレーションに必要なエネル
ギー密度の低いプラスチック材料を用いる。流路板５は
ガラス、樹脂、金属等より成る。ＵＶビーム光は、ノズ
ル板の材料のアブレーションに適した波長を有する。テ
ーパーノズル孔の形成は、ビームウエストＡ以後の拡が
り光を用い、ビームの拡がり角に応じてテーパ状ノズル
孔がアブレーションにて形成される。
的動きのないテーパ状ノズル孔を形成する。 【構成】 ノズル板３はアブレーションに必要なエネル
ギー密度の低いプラスチック材料を用いる。流路板５は
ガラス、樹脂、金属等より成る。ＵＶビーム光は、ノズ
ル板の材料のアブレーションに適した波長を有する。テ
ーパーノズル孔の形成は、ビームウエストＡ以後の拡が
り光を用い、ビームの拡がり角に応じてテーパ状ノズル
孔がアブレーションにて形成される。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、ノズル板の成形方法に関し、よ
り詳細には、インクジェットプリンタ用ノズル及びノズ
ル板の成形方法に関する。
り詳細には、インクジェットプリンタ用ノズル及びノズ
ル板の成形方法に関する。
【０００２】
【従来技術】高集積ノズルのオンデマンド型インクジェ
ットの実用化が進んでいるが、特に、高画質を達成する
ためには、各ノズルの特性が一様で、ばらつきの少ない
ことが要求される。これは、ノズル径の大きさとインク
滴の吐出速度が特に相関があり、ノズル径のばらつきに
応じて滴速度が変化すると、マルチノズルを同じタイミ
ング信号で駆動した場合、印写面に到達する時間がばら
つき、結果的に紙上でのドット位置が変動することにな
り、画質低下を招くことになる。
ットの実用化が進んでいるが、特に、高画質を達成する
ためには、各ノズルの特性が一様で、ばらつきの少ない
ことが要求される。これは、ノズル径の大きさとインク
滴の吐出速度が特に相関があり、ノズル径のばらつきに
応じて滴速度が変化すると、マルチノズルを同じタイミ
ング信号で駆動した場合、印写面に到達する時間がばら
つき、結果的に紙上でのドット位置が変動することにな
り、画質低下を招くことになる。
【０００３】そこで、マルチノズルにおけるノズル径に
ついては、非常に高精度な値が要求され、いろいろな加
工法が従来から提案され、実用化されている。例えば、
比較的ノズル密度の低い場合は、液室と同時にノズルも
射出成型により製造する方法や、フォトリソグラフィ技
術を利用した方法、電鋳技術による方法、感光性ガラス
をエッチングにより穴加工して得る方法があった。しか
し、高精度なノズルを低コストで得る方法として、最近
エキシマレーザビームを照射して穴加工を行う方法が注
目され、各種の検討が進められている。
ついては、非常に高精度な値が要求され、いろいろな加
工法が従来から提案され、実用化されている。例えば、
比較的ノズル密度の低い場合は、液室と同時にノズルも
射出成型により製造する方法や、フォトリソグラフィ技
術を利用した方法、電鋳技術による方法、感光性ガラス
をエッチングにより穴加工して得る方法があった。しか
し、高精度なノズルを低コストで得る方法として、最近
エキシマレーザビームを照射して穴加工を行う方法が注
目され、各種の検討が進められている。
【０００４】例えば、特開平３ー２７７５５４号公報に
提案されている「インクジェット記録ヘッド用基板の製
造方法」は、流路とノズルが一体形のもので、ノズル裏
側からＵＶ（紫外線）ビームにてアブレーション（abla
tion；融除）加工し、その際、ビーム径を段階的に小さ
くしてテーパ形状を形成するものである。しかしなが
ら、ビーム径を段階的に小さくしながらテーパ形状を形
成するので、ノズル面外側を小径とするテーパはノズル
面外側からのビーム照射ではつくれない。従って、ノズ
ル内側からのビーム照射が不可能な場合には、適さな
い。また、１度の照射では、１個のノズル孔しかつくれ
ないという欠点がある。
提案されている「インクジェット記録ヘッド用基板の製
造方法」は、流路とノズルが一体形のもので、ノズル裏
側からＵＶ（紫外線）ビームにてアブレーション（abla
tion；融除）加工し、その際、ビーム径を段階的に小さ
くしてテーパ形状を形成するものである。しかしなが
ら、ビーム径を段階的に小さくしながらテーパ形状を形
成するので、ノズル面外側を小径とするテーパはノズル
面外側からのビーム照射ではつくれない。従って、ノズ
ル内側からのビーム照射が不可能な場合には、適さな
い。また、１度の照射では、１個のノズル孔しかつくれ
ないという欠点がある。
【０００５】また、特開平１ー１０８０５０号公報の
「インクジェットプリンタ用ノズル」は、ノズル表面に
接触マスクを設け、ＵＶ平行光にてアブレーション加工
し、その際、ＵＶ平行光のノズル面入射角を変化させテ
ーパ形状を形成するものである。しかしながら、ノズル
面外側からのビーム照射が可能であること複数のノズル
孔が同時につくれることでは優れている。しかし、ＵＶ
光とノズル面との入射角を変化させる際に機械的な動き
を伴うので、装置が大きくなってしまうという欠点があ
る。
「インクジェットプリンタ用ノズル」は、ノズル表面に
接触マスクを設け、ＵＶ平行光にてアブレーション加工
し、その際、ＵＶ平行光のノズル面入射角を変化させテ
ーパ形状を形成するものである。しかしながら、ノズル
面外側からのビーム照射が可能であること複数のノズル
孔が同時につくれることでは優れている。しかし、ＵＶ
光とノズル面との入射角を変化させる際に機械的な動き
を伴うので、装置が大きくなってしまうという欠点があ
る。
【０００６】
【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、ノズル面外側からのビーム照射でかつ機械的動
きのないテーパ状ノズル孔を形成すること、またビーム
形状（ビーム断面光強度分布）の不均一性にて生じるノ
ズル形状の乱れを抑制すること、さらにノズル面外側か
らのビーム照射で、機械的動きがなく同時に複数のテー
パ状ノズル孔を形成するようにしたノズル板の成形方法
を提供することを目的としてなされたものである。
もので、ノズル面外側からのビーム照射でかつ機械的動
きのないテーパ状ノズル孔を形成すること、またビーム
形状（ビーム断面光強度分布）の不均一性にて生じるノ
ズル形状の乱れを抑制すること、さらにノズル面外側か
らのビーム照射で、機械的動きがなく同時に複数のテー
パ状ノズル孔を形成するようにしたノズル板の成形方法
を提供することを目的としてなされたものである。
【０００７】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
ドロップ・オン・デマンド型のインクジェットヘッドに
おいて、ノズル板またはノズル部を高分子樹脂材にて形
成し、該ノズル板またはノズル部のノズル孔形成位置
に、ノズル面外側から広がりつつある紫外線レーザビー
ム光を照射して、ノズル孔をノズル面外側から内側に向
って径が大きくなるようなテーパ状に形成すること、更
には、（２）前記ノズル面外側の近傍に、前記高分子樹
脂材に比べてアブレーションの起こりにくい材料（たと
えば、金属、ガラス）からなるマスクを設けたこと、更
には、（３）前記（２）において、前記紫外線レーザビ
ーム光を、光学的に径を拡げかつシリンドリカルレンズ
にて光軸に直交する１方向にのみ集束、拡大させ、前記
マスクの光透過孔を直線上に複数個設けたことを特徴と
したものである。以下、本発明の実施例に基づいて説明
する。
ドロップ・オン・デマンド型のインクジェットヘッドに
おいて、ノズル板またはノズル部を高分子樹脂材にて形
成し、該ノズル板またはノズル部のノズル孔形成位置
に、ノズル面外側から広がりつつある紫外線レーザビー
ム光を照射して、ノズル孔をノズル面外側から内側に向
って径が大きくなるようなテーパ状に形成すること、更
には、（２）前記ノズル面外側の近傍に、前記高分子樹
脂材に比べてアブレーションの起こりにくい材料（たと
えば、金属、ガラス）からなるマスクを設けたこと、更
には、（３）前記（２）において、前記紫外線レーザビ
ーム光を、光学的に径を拡げかつシリンドリカルレンズ
にて光軸に直交する１方向にのみ集束、拡大させ、前記
マスクの光透過孔を直線上に複数個設けたことを特徴と
したものである。以下、本発明の実施例に基づいて説明
する。
【０００８】図1は、本発明によるノズル板の成形方法
の一実施例を説明するための図で、図中、１はＵＶビー
ム光、２は光学レンズ、３はノズル板、４はノズル孔、
５は流路板、６は流路、７はインクジェットヘッドであ
る。ノズル板３は、アブレーション（ablation：融除）
に必要なエネルギー密度の低いプラスチック材料等（ポ
リイミド、ポリカーボネイト、ＰＥＩ、ＰＰＳ、ＰＥＳ
など）を材料とする。また、流路板５は、ガラス、樹
脂、金属等を材料とする。ＵＶビーム光１は、ノズル板
の材料のアブレーションに適した波長を持つＵＶビーム
光（ＫｒＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＦを媒質としたエキシマレ
ーザ等）である。ビーム形状は、アパーチャー等であら
かじめ円形に補正しておく。テーパノズル孔の形成は、
ビームウエストＡ以後の拡がり光を用いる。ビームの拡
がり角に応じて、テーパノズル孔がアブレーションにて
形成される。その際、テーパ形状は、ビーム光１のビー
ム形状（ビーム断面の光強度分布）に依存するため円形
で均一な強度分布とする必要がある。図２は、図１の構
成図を示している。
の一実施例を説明するための図で、図中、１はＵＶビー
ム光、２は光学レンズ、３はノズル板、４はノズル孔、
５は流路板、６は流路、７はインクジェットヘッドであ
る。ノズル板３は、アブレーション（ablation：融除）
に必要なエネルギー密度の低いプラスチック材料等（ポ
リイミド、ポリカーボネイト、ＰＥＩ、ＰＰＳ、ＰＥＳ
など）を材料とする。また、流路板５は、ガラス、樹
脂、金属等を材料とする。ＵＶビーム光１は、ノズル板
の材料のアブレーションに適した波長を持つＵＶビーム
光（ＫｒＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＦを媒質としたエキシマレ
ーザ等）である。ビーム形状は、アパーチャー等であら
かじめ円形に補正しておく。テーパノズル孔の形成は、
ビームウエストＡ以後の拡がり光を用いる。ビームの拡
がり角に応じて、テーパノズル孔がアブレーションにて
形成される。その際、テーパ形状は、ビーム光１のビー
ム形状（ビーム断面の光強度分布）に依存するため円形
で均一な強度分布とする必要がある。図２は、図１の構
成図を示している。
【０００９】図３は、本発明によるノズル板の成形方法
の他の実施例を示す図で、図中、８は、マスクで、その
他、図１と同じ作用とする部分は同一の符号を付してあ
る。この実施例は、ノズル面外側近傍にマスク８を設け
ているのが特徴である。マスク８はアブレーションに必
要なエネルギー密度の比較的高いガラスや金属等を材料
とする。マスクの併用によりビーム形状の乱れによるノ
ズル形状の乱れが抑制される。
の他の実施例を示す図で、図中、８は、マスクで、その
他、図１と同じ作用とする部分は同一の符号を付してあ
る。この実施例は、ノズル面外側近傍にマスク８を設け
ているのが特徴である。マスク８はアブレーションに必
要なエネルギー密度の比較的高いガラスや金属等を材料
とする。マスクの併用によりビーム形状の乱れによるノ
ズル形状の乱れが抑制される。
【００１０】図４は、図３における実施例のノズル孔の
形成の様子を示す図である。図において、マスク８の孔
部には、孔径よりも大きな拡がり光を照射する。する
と、比較的均一性の良い中心部の光がノズル板３にあた
ること、および照射形状がマスク８にて制限されること
から、ノズル形状の乱れが抑制される。ここでマスク８
は、ガラスのエッチング加工やニッケルの電鋳加工等に
て作製可能である。
形成の様子を示す図である。図において、マスク８の孔
部には、孔径よりも大きな拡がり光を照射する。する
と、比較的均一性の良い中心部の光がノズル板３にあた
ること、および照射形状がマスク８にて制限されること
から、ノズル形状の乱れが抑制される。ここでマスク８
は、ガラスのエッチング加工やニッケルの電鋳加工等に
て作製可能である。
【００１１】図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明には、ノズ
ル板の成形方法の更には他の実施例を示す図で、シリン
ドリカルレンズ系を利用した半テーパノズル孔形成の例
である。図（ａ）は上面図、図（ｂ）は側面図、図
（ｃ）は斜視図である。図中、９はＵＶ平行光、１０は
シリンドリカルレンズ系で、その他、図３と同じ作用を
する部分は同一の符号を付してある。ＵＶ平行光９はエ
キシマレーザのビーム光をアフォーカル光学系を用いる
などして形成する。シリンドリカルレンズ系１０は平行
光９を、光軸に直交する一方向にのみ集束、拡大させ
る。ノズル面外側には前記と同様にマスク８が設けてあ
る。該マスク８には、ノズル板３に形成するノズル孔４
の位置に合わせて孔部が直線上に並んでいる。このマス
クの孔列上にシリンドリカルレンズ系透過収束後の拡大
光（光軸直交一方向にのみ拡大）を照射する。すると、
ノズル板３は、ＵＶ光の拡がりのない方向には、ストレ
ートにアブレーションが進み、拡がりのある方向には、
拡がり角に応じてテーパ状にアブレーションが進む（こ
れを半テーパ形状と言う）。
ル板の成形方法の更には他の実施例を示す図で、シリン
ドリカルレンズ系を利用した半テーパノズル孔形成の例
である。図（ａ）は上面図、図（ｂ）は側面図、図
（ｃ）は斜視図である。図中、９はＵＶ平行光、１０は
シリンドリカルレンズ系で、その他、図３と同じ作用を
する部分は同一の符号を付してある。ＵＶ平行光９はエ
キシマレーザのビーム光をアフォーカル光学系を用いる
などして形成する。シリンドリカルレンズ系１０は平行
光９を、光軸に直交する一方向にのみ集束、拡大させ
る。ノズル面外側には前記と同様にマスク８が設けてあ
る。該マスク８には、ノズル板３に形成するノズル孔４
の位置に合わせて孔部が直線上に並んでいる。このマス
クの孔列上にシリンドリカルレンズ系透過収束後の拡大
光（光軸直交一方向にのみ拡大）を照射する。すると、
ノズル板３は、ＵＶ光の拡がりのない方向には、ストレ
ートにアブレーションが進み、拡がりのある方向には、
拡がり角に応じてテーパ状にアブレーションが進む（こ
れを半テーパ形状と言う）。
【００１２】図６（ａ）、（ｂ）は、半テーパ形状のノ
ズル孔を示す図で、図（ａ）は斜視図、図（ｂ）はノズ
ル孔形状の正面、側面、上面図である。ノズル面外側か
ら内側に向かって径ノズル孔の径が大きくなるような半
テーパ状に形成されているノズル形状としては、半テー
パ形状であっても表面張力により界面面積を小さくする
よう作用するため、小径側でのメニスカス保持は達成で
きるので特に問題はない。
ズル孔を示す図で、図（ａ）は斜視図、図（ｂ）はノズ
ル孔形状の正面、側面、上面図である。ノズル面外側か
ら内側に向かって径ノズル孔の径が大きくなるような半
テーパ状に形成されているノズル形状としては、半テー
パ形状であっても表面張力により界面面積を小さくする
よう作用するため、小径側でのメニスカス保持は達成で
きるので特に問題はない。
【００１３】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、以下のような効果がある。 （１）請求項１のノズル孔形成方法においては、ＵＶビ
ーム光の拡がりを利用しているので、ノズル面外側から
のビーム照射でかつ機械的動きを伴わないテーパ状ノズ
ル孔形成が可能である。 （２）請求項２のノズル孔形成方法においては、ノズル
面外側近傍にマスクを設けているので、請求項１の効果
に加え、ビーム形状の不均一性にて生じるノズル形状の
乱れを抑制することができる。 （３）請求項３のノズル孔形成方法においては、シリン
ドリカルレンズ系にてＵＶ平行光を直線上に集束拡大さ
せているので、直線上に並んだ複数個の半テーパ状（ノ
ズル厚片方向にのみテーパ状となっているもの）ノズル
孔形成が可能である。
と、以下のような効果がある。 （１）請求項１のノズル孔形成方法においては、ＵＶビ
ーム光の拡がりを利用しているので、ノズル面外側から
のビーム照射でかつ機械的動きを伴わないテーパ状ノズ
ル孔形成が可能である。 （２）請求項２のノズル孔形成方法においては、ノズル
面外側近傍にマスクを設けているので、請求項１の効果
に加え、ビーム形状の不均一性にて生じるノズル形状の
乱れを抑制することができる。 （３）請求項３のノズル孔形成方法においては、シリン
ドリカルレンズ系にてＵＶ平行光を直線上に集束拡大さ
せているので、直線上に並んだ複数個の半テーパ状（ノ
ズル厚片方向にのみテーパ状となっているもの）ノズル
孔形成が可能である。
【図１】 本発明によるノズル板の成形方法の一実施例
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図２】 図１の構成図である。
【図３】 本発明によるノズル板の成形方法の他の実施
例を示す図である。
例を示す図である。
【図４】 図３における実施例のノズル板の形成の様子
を示す図である。
を示す図である。
【図５】 本発明によるノズル板の成形方法の更に他の
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【図６】 本発明の半テーパ形状のノズル孔を示す図で
ある。
ある。
１…ＵＶビーム光、２…光学レンズ、３…ノズル板、４
…ノズル孔、５…流路板、６…流路、７…インクジェッ
トヘッド。
…ノズル孔、５…流路板、６…流路、７…インクジェッ
トヘッド。
Claims (3)
- 【請求項１】 ドロップ・オン・デマンド型のインクジ
ェットヘッドにおいて、ノズル板またはノズル部を高分
子樹脂材にて形成し、該ノズル板またはノズル部のノズ
ル孔形成位置に、ノズル面外側から広がりつつある紫外
線レーザビーム光を照射して、ノズル孔をノズル面外側
から内側に向って径が大きくなるようなテーパ状に形成
することを特徴とするノズル板の成形方法。 - 【請求項２】 前記ノズル面外側の近傍に、前記高分子
樹脂材に比べてアブレーションの起こりにくい材料から
なるマスクを設けたことを特徴とする請求項１記載のノ
ズル板の成形方法。 - 【請求項３】 前記紫外線レーザビーム光を、光学的に
径を拡げかつシリンドリカルレンズにて光軸に直交する
１方向にのみ集束、拡大させ、前記マスクの光透過孔を
直線上に複数個設けたことを特徴とする請求項２記載の
ノズル板の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4163855A JPH05330064A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | ノズル板の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4163855A JPH05330064A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | ノズル板の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05330064A true JPH05330064A (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=15782037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4163855A Pending JPH05330064A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | ノズル板の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05330064A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6261742B1 (en) * | 1999-02-01 | 2001-07-17 | Hewlett-Packard Company | Method for manufacturing a printhead with re-entrant nozzles |
| US6592206B1 (en) | 1999-10-22 | 2003-07-15 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Print head and manufacturing method thereof |
| US7503644B2 (en) | 2004-09-28 | 2009-03-17 | Fujifilm Corporation | Liquid ejection head, liquid ejection apparatus and image forming apparatus |
| US10201867B2 (en) | 2014-12-16 | 2019-02-12 | AGC Inc. | Through-hole forming method, through-hole forming apparatus, and method of manufacturing glass substrate provided with through-hole |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP4163855A patent/JPH05330064A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6261742B1 (en) * | 1999-02-01 | 2001-07-17 | Hewlett-Packard Company | Method for manufacturing a printhead with re-entrant nozzles |
| US6387575B2 (en) | 1999-02-01 | 2002-05-14 | Hewlett-Packard Company | Redirecting optical mask for creating re-entrant nozzles |
| US6583382B2 (en) | 1999-02-01 | 2003-06-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Apparatus for creating re-entrant nozzles |
| US6592206B1 (en) | 1999-10-22 | 2003-07-15 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Print head and manufacturing method thereof |
| US7503644B2 (en) | 2004-09-28 | 2009-03-17 | Fujifilm Corporation | Liquid ejection head, liquid ejection apparatus and image forming apparatus |
| US10201867B2 (en) | 2014-12-16 | 2019-02-12 | AGC Inc. | Through-hole forming method, through-hole forming apparatus, and method of manufacturing glass substrate provided with through-hole |
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