JPH06122203A - Manufacture of nozzle plate of ink jet head - Google Patents

Manufacture of nozzle plate of ink jet head

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JPH06122203A
JPH06122203A JP27315692A JP27315692A JPH06122203A JP H06122203 A JPH06122203 A JP H06122203A JP 27315692 A JP27315692 A JP 27315692A JP 27315692 A JP27315692 A JP 27315692A JP H06122203 A JPH06122203 A JP H06122203A
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JP
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Patent type
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plate
nozzle
nozzle plate
ink
formed
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Pending
Application number
JP27315692A
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Japanese (ja)
Inventor
Hikoharu Aoki
Yasuisa Kobayashi
Manabu Yoshimura
学 吉村
靖功 小林
彦治 青木
Original Assignee
Brother Ind Ltd
ブラザー工業株式会社
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Publication date

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, e.g. INK-JET PRINTERS, THERMAL PRINTERS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/10Finger type piezoelectric elements

Abstract

PURPOSE:To provide a manufacturing method of an ink jet head wherein the extremely accurate drilling of nozzles on a nozzle plate can be executed in a nozzle plate forming process. CONSTITUTION:A photo resist is applied on a region where a nozzle hole 50 is formed on a plate 59. A region on the plate 59 where photo resist is not covered is applied with copper plate 104 as a mask to remove the photo resist. After that, the plate 59 with the mask of copper plate is irradiated with a laser beam to form a nozzle hole 50, thereby achieving the nozzle plate of the ink jet head.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プリンターのインクジェットヘッドの製造方法に係わり、特にノズルプレート製造方法に関するものである。 The present invention relates relates to a method for producing an ink jet head of the printer, and particularly to a nozzle plate production method.

【0002】 [0002]

【従来の技術】圧電式インクジェットヘッドが近年提案されている。 BACKGROUND ART piezoelectric ink jet head has been proposed recently. このヘッドは複数の噴射装置を備えている。 The head includes a plurality of injectors. この噴射装置は、圧電アクチュエータの寸法変位によってインク室の容積を変化させることにより、その容積減少時にインク室内のインクを噴射し、容積増大時にインク室内にインクを導入するようにしたもので、ドロップオンデマンド方式と呼ばれている。 The injection device, by changing the volume of the ink chamber by the dimensional displacements of the piezoelectric actuator, by ejecting ink chamber of the ink at the time of volume reduction, but which is adapted to introduce ink into the ink chamber when the volume increases, a drop It has been referred to as on-demand system. そして、このような噴射装置を多数互いに近接して配設して、ヘッドを構成し、所定の位置の噴射装置からインクを噴射させることにより、所望する文字や画像を形成することができる。 Then, such injection device number and disposed close to each other to constitute a head, by ejecting ink from ejection device in a predetermined position, it is possible to form characters and images desired.

【0003】このようなインクジェットヘッドについて、図4に示すヘッド1の斜視図及び図5に示すヘッド1の一部の断面図を用いて具体的に説明する。 [0003] Such an inkjet head, will be described in detail with reference to cross-sectional view of part of the head 1 shown in perspective view and FIG. 5 of the head 1 shown in FIG.

【0004】複数の側壁5を有し、かつ矢印28の方向に分極処理を施した圧電セラミックス板2とフタ6とを接合することで、図5における横方向に互いに間隔を有する多数の平行なインク流路4が構成される。 [0004] having a plurality of side walls 5, and by bonding the piezoelectric ceramics plate 2 and the lid 6 subjected to polarization treatment in a direction of arrow 28, a number of parallel with intervals to each other in the lateral direction in FIG. 5 the ink flow path 4 is formed. インク流路4は長方形断面の長くて狭いものであり、側壁5はインク流路4の全長にわたって伸び、インク流路4の中心軸に垂直に変形可能である。 Ink flow paths 4 are those narrower rectangular cross-section long side wall 5 extends over the entire length of the ink flow path 4, is deformable perpendicular to the central axis of the ink flow path 4. 従って、側壁5が変形することによりインク流路4の容積が変化し、インク流路4 Thus, the volume of the ink flow path 4 changes by the side wall 5 is deformed, the ink flow path 4
内のインク圧が変化する。 The ink pressure of the inner changes. 側壁5の表面の下半分(あるいは上半分)の領域には、駆動電界印加用の駆動電極7 In the region of the surface under the half of the side wall 5 (or top half), a driving electrode for applying a driving electric field 7
が形成してあり、該駆動電極7の表面にはインクと駆動電極7とを絶縁するための絶縁処理が施してある。 There Yes formed, on the surface of the drive electrodes 7 are subjected is insulated for insulating the driving electrodes 7 ink. 圧電セラミックス板2とフタ6との一端には、各インク流路4の一端に連通するノズル穴50を有するノズルプレート60が接着剤70によって固定されている。 One end of the piezoelectric ceramic plate 2 and the lid 6, a nozzle plate 60 having nozzle holes 50 communicating with one end of each ink channel 4 is fixed by the adhesive 70. このノズルプレート60と、インク流路4の他端に連通するインク供給部(図示しない)と、該インク流路4を形成する側壁5と、該インク流路4を塞ぐフタ6とから噴射装置34が構成される。 This nozzle plate 60, ink supply portion communicating with the other end of the ink flow path 4 (not shown), a side wall 5 which forms the ink flow path 4, the injection device from the lid 6 for closing the ink flow path 4 34 is configured.

【0005】このヘッド1において図5に示すように、 [0005] As shown in FIG. 5 in the head 1,
所定の印字データに従って例えば噴射装置34Bが選択されると、図示しない駆動装置によって駆動電極7C, When a predetermined accordance print data, for example injection apparatus 34B is selected, the drive electrode 7C by an unillustrated driving device,
7Dと駆動電極7E,7Fの各々の間に駆動電界10が印加される。 7D and the drive electrodes 7E, driving electric field 10 is applied between each 7F. このとき駆動電界方向と分極方向とが直交しているため、側壁5B,5Cは圧電厚みすべり効果によってインク流路4Bの外部方向にくの字形に変形する。 Since this time driving electric field direction and the polarization directions are orthogonal, the side wall 5B, 5C is deformed in the outside direction meat-shaped ink passage 4B by a piezoelectric thickness shear effect. このとき、インク流路4B内にインクが供給される。 At this time, ink is supplied to the ink flow path 4B. その後、前記駆動電界10の印加を遮断すると、該側壁5B,5Cがもとの位置に戻る。 After that, when interrupting the application of the driving electric field 10, the side wall 5B, 5C return to their original positions. この変形によりインク流路4B内のインク圧が大となり、インク流路4B Ink pressure in the ink flow path 4B becomes large by this modification, the ink flow path 4B
に対応するノズル穴50からインク液滴が噴射される。 Ink droplets are ejected from the nozzle holes 50 corresponding to.

【0006】従来のノズルプレート60の製造方法として、例えば特開平3ー101960号公報に示される方法が知られている。 [0006] As a conventional method of manufacturing a nozzle plate 60, a method has been known as shown in Japanese Unexamined Patent Publication No. 3 over 101,960.

【0007】図6に示すようにエキシマレーザ装置61 [0007] Excimer laser device 61 as shown in FIG. 6
より発振されたレーザービーム64は光学レンズ系66 More oscillated laser beam 64 is an optical lens system 66
を介して銅製のマスク62に照射される。 It is irradiated to the copper mask 62 through. マスク62にはノズルプレート60の所定のノズルパターンの拡大相似形のパターンが形成されている。 Pattern of expansion similar figure of predetermined nozzle pattern of the nozzle plate 60 is formed in the mask 62. マスク62を介したレーザービーム64は、さらにレンズ67によってプレート59上に集光され、プレート59の所定位置に所定形状のノズル穴50を形成する。 Laser beam 64 through the mask 62 is focused on the plate 59 by further lens 67, to form the nozzle hole 50 having a predetermined shape on a predetermined position of the plate 59. このようにして、プレート59上の所定位置に所定形状のノズル穴50を多数個形成することにより、ノズルプレート60が形成される。 In this way, by plurality forming a nozzle hole 50 having a predetermined shape on a predetermined position on the plate 59, the nozzle plate 60 is formed. プレート59は、インク成分中の溶剤に対して劣化の起こらない材質、たとえばポリイミド樹脂を用いる。 Plate 59, the material does not occur deterioration in the solvent in the ink components, for example, a polyimide resin.

【0008】その後、図7に示すようにノズルプレート60を圧電セラミックス板2およびフタ6の一端面に接着剤70で接着する。 [0008] Then, glued 70 to the nozzle plate 60 to one end surface of the piezoelectric ceramic plate 2 and the lid 6 as shown in FIG.

【0009】 [0009]

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来のインクジェットヘッドのノズルプレート60の製造方法では、マスク62とポリイミド等のプレート59との間に隙間があるためにレーザービーム64の散乱が生じたり、マスク62との位置合わせが不正確になりやすく、 The [0006] method of manufacturing a nozzle plate 60 of the conventional ink jet head as described above, scattering of the laser beam 64 is generated due to the gap between the plate 59 of the mask 62 and polyimide or, alignment of the mask 62 tends to be inaccurate,
その結果高精度のノズルプレート加工が難しく、製品の不良率が大きくなると言った問題点があった。 As a result high-precision nozzle plate processing is difficult, there problem defect rate said larger product.

【0010】また、プレート59上にレーザービーム6 [0010] In addition, the laser beam 6 on the plate 59
4を集光するためのレンズ67は、プレート59上に形成されるノズル穴50の数だけ必要になると予想され、 4 lens 67 for focusing is expected to require only the number of the nozzle holes 50 formed on the plate 59,
製造設備が非常に複雑なものになるといった問題点も予想される。 Production facility is also anticipated problem that becomes very complicated.

【0011】本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、容易にノズル穴の高精度な形成ができ、ノズルプレート形成工程における製品の不良率を大幅に低下させることが可能なインクジェットヘッドのノズルプレートの製造方法を提供することを目的とする。 [0011] The present invention has been made to solve the above problems, easily highly accurate formation of the nozzle holes, it can significantly reduce the failure rate of the products in the nozzle plate forming step and to provide a method of manufacturing a nozzle plate of an ink jet head.

【0012】 [0012]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するために本発明のインクジェットヘッドのためのノズルプレートの製造方法は、複数のインク流路が形成された本体と、その本体に固定され、前記複数のインク流路の一端にそれぞれ連通する複数のノズル穴が形成されたノズルプレートとを備えたインクジェットヘッドのためのノズルプレートの製造方法であって、プレート上のノズル穴が形成されるべき領域を除いた領域に高エネルギー線遮断マスクを密着形成する工程と、マスクが形成されたプレートに高エネルギー線を照射する工程とを備えている。 Means for Solving the Problems A method of manufacturing a nozzle plate for an ink jet head of the present invention in order to achieve the object, a body in which a plurality of ink channels are formed, fixed to the body, wherein a method of manufacturing a nozzle plate for an ink jet head having a nozzle plate in which a plurality of the nozzle holes are formed to respectively communicate with one end of a plurality of ink flow paths, the area to the nozzle holes on the plate is formed a step of contact forming a high-energy ray blocking mask in a region except for and a step of irradiating the high energy beam to the plate on which the mask is formed.

【0013】 [0013]

【作用】上記の構成を有する本発明のインクジェットヘッドのノズルプレート製造方法によれば、プレートとマスクが密着しているため高エネルギー線の散乱によるノズル穴形状の不良もなく、ノズル穴の位置合わせが正確にでき、きわめて高精度のノズル穴加工が可能となる。 SUMMARY OF] According to the nozzle plate manufacturing method of the ink jet head of the present invention having the above configuration, the plate and the mask without failure of the nozzle hole shape by the scattering of high energy radiation because of the close contact, the alignment of the nozzle holes can be accurate, it is possible to nozzle hole processing of extremely high accuracy.
また、マスクは穴加工後除去する必要はなく、むしろ、 The mask need not be removed after drilling, but rather,
金属めっきなどの表面処理皮膜によりマスクを形成すれば強度及び耐食性等に優れたノズルプレートが形成される。 By forming the mask strength and corrosion resistance superior nozzle plate is formed by a surface treatment film such as a metal plating.

【0014】 [0014]

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を、図1 EXAMPLES Hereinafter, an embodiment embodying the present invention, FIG. 1
〜図3を参照して詳細に説明する。 With reference to to 3 will be described in detail. なお、従来例と同一部位、及び均等部位には同一符号をつけて説明する。 Incidentally, the conventional example in the same site, and is evenly sites described with the same reference numerals.

【0015】まず、図1(a)に示すようにプレート5 Firstly, the plate 5 as shown in FIG. 1 (a)
9の表面のノズル穴が形成されるべき位置にフォトレジスト102を塗布する。 Applying a photoresist 102 at positions where 9 the nozzle holes of the surface is formed. プレート59は使用インク成分に対して耐溶剤性のある材質がよい。 Plate 59 should preferably be a material with solvent resistance to the use ink components. 例えば、ポリイミド樹脂などである。 For example, a polyimide resin. プレート59にはフォトレジスト1 Photoresist 1 to plate 59
02を塗布する前にあらかじめめっき前処理の一工程である化学腐食処理を施しておく。 02 previously subjected to chemical corrosion process is a one step advance plating pretreatment prior to applying the. これは、クロム酸ー硫酸混液にプレート59を数分間浸漬するもので、プレート59の表面を親水性表面にする処理である。 This is for immersing the plate 59 for a few minutes to chromic acid over sulfuric mixture is a process for the surface of the plate 59 on the hydrophilic surface. プレート59の表面を親水性表面にすることにより、後に行なう無電解めっきの工程において、プレート59表面と無電解めっき液との濡れ性を向上させ、プレート59とめっき皮膜との密着性を向上させることができる。 By the surface of the plate 59 on the hydrophilic surface, in the step of electroless plating performed later to improve the wettability between the plate 59 surface electroless plating solution, to improve the adhesion between the plating film and the plate 59 be able to. フォトレジスト102の塗布はよく知られているフォトリソグラフィーによって行われる。 Coating a photoresist 102 is performed by photolithography well known.

【0016】さらに、めっき前処理工程である感受性化処理と活性化処理を行う。 Furthermore, performing the sensitization process and activation process is a plating pretreatment step. 感受性化処理は塩化第一スズ・塩酸水溶液にプレート59を数分間浸漬するもので、 Sensitive treatment intended to dip the plates 59 a few minutes stannous aqueous hydrochloric acid chlorides,
活性化処理は塩化パラジウム・塩酸水溶液にプレート5 Activation treatment plate 5 palladium chloride-hydrochloric acid solution
9を数分間浸漬する処理である。 9 is a process of immersing a few minutes.

【0017】フォトレジスト102を塗布するとともに上記処理を施したプレート59を無電解めっき液に浸漬すると、図1(b)に示すようにフォトレジスト102 [0017] dipping the plate 59 subjected to the treatment with a photoresist 102 in an electroless plating solution, the photoresist 102 as shown in FIG. 1 (b)
が塗布されていない部分に、マスクとしてのめっき層1 A portion but not coated, plated layer 1 as a mask
04が形成される。 04 is formed. めっきには一般に銅めっきが使われるが、ニッケルめっきや銀めっきなども使用できる。 In general copper plating is used in the plating, but such as nickel plating or silver plating may also be used. 銅めっきの場合、硫酸銅系の無電解めっき液が一般に使われる。 For copper plating, an electroless plating solution of copper sulfate is commonly used.

【0018】次に、図1(c)のようにフォトレジスト102を有機溶剤で除去し、最後に図1(d)のように高エネルギー線、例えばエキシマレーザービーム64を照射すると、レジスト除去部106が溶解して複数個のノズル穴50が所定位置に形成されノズルプレート60 Next, the photoresist 102 as shown in FIG. 1 (c) is removed with an organic solvent, and finally a high energy beam as in FIG. 1 (d), for example, is irradiated with excimer laser beam 64, the resist removal portion 106 a plurality of nozzle holes 50 are formed at predetermined positions by dissolving the nozzle plate 60
が完成する。 There is completed.

【0019】ノズル穴加工は微細穴加工に最も適した加工が望ましく、本実施例においては図2に示すように波長248nmのKrFエキシマレーザビーム64を用い、ノズル穴形状およびピッチが等しくノズルプレート60に密着するめっき層104およびレンズ100を介して穴加工を行った。 The nozzle hole machining is desirably most suitable process for fine drilling, the use of a KrF excimer laser beam 64 having a wavelength of 248nm as shown in FIG. 2 in this embodiment, the nozzle hole shape and pitch are equal nozzle plate 60 was drilling through the plated layer 104 and the lens 100 adheres to. 加工穴は直径30μmの穴を複数個同一ピッチであけた。 Processing hole is a hole with a diameter of 30μm by a plurality same pitch. ここで、エキシマレーザによる穴明け加工においては、一般に図2に示すように、レーザの入射側の穴径が出射側の穴径より大きくなる、すなわちテーパ穴が加工される。 Here, in the drilling excimer laser, as generally shown in FIG. 2, the hole diameter of the laser incident side of is greater than the hole diameter on the exit side, that is, the tapered hole being machined.

【0020】上記方法により作製されたノズルプレート60を図3に示すように、インク流路4をもうけた圧電セラミックス板2およびフタ6に接着剤70により接着することによりインクジェットヘッド1が構成される。 [0020] The nozzle plate 60 manufactured by the above method as shown in FIG. 3, the ink-jet head 1 is constituted by bonding with an adhesive 70 to the piezoelectric ceramics plate 2 and the lid 6 provided with an ink flow path 4 .
接着剤70はノズルプレート60のめっき層104が形成されている面に塗布し、圧電セラミックス板2及びフタ6と接着するのが望ましい。 The adhesive 70 is applied to the surface of the plated layer 104 of the nozzle plate 60 are formed, to adhere the piezoelectric ceramics plate 2 and the lid 6 is desirable. その理由として、ノズル穴50の形状は一般に、インク流路4側が大きく吐出側が小さいテーパを持つ方が、インク流路4側が小さく吐出側が大きい場合や、インク流路4側と吐出側が同じ場合すなわち、テーパの無いストレートなノズル穴よりも、インク液滴の吐出時にかかる抵抗が小さく、インク液滴の量及び吐出速度が安定して得られるためである。 The reason is that the shape generally of the nozzle holes 50, people with an ink flow path 4 side is large discharge side is small taper, or when the ink flow path 4 side is smaller discharge side is large, when the discharge side is the same that is, the ink flow path 4 side , than straight nozzle hole without taper, small resistance applied upon ejection of ink droplets, because the amount and discharge speed of ink droplets can be stably obtained.

【0021】なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。 [0021] The present invention is not limited to the embodiments described above, it can be modified in various ways without departing from the scope and spirit thereof. 例えば、本実施例ではノズルプレート60にポリイミド樹脂を用い、無電解めっき法によりめっき層104を形成する方法について記述したが、めっき層104の形成法にはほかに真空蒸着法なども使用可能である。 For example, the nozzle plate 60 in the present embodiment a polyimide resin has been described a method of forming a plating layer 104 by an electroless plating method, the method of forming the plating layer 104 can also be used such as a vacuum deposition method besides is there. また、ノズルプレート60に用いた材質が導電性を有する材料であれば、電気めっき法によりめっき層104を形成することも可能である。 Further, as long as the material material having a conductivity used for the nozzle plate 60, it is also possible to form the plating layer 104 by electroplating.

【0022】 [0022]

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本発明のインクジェットヘッドのノズルプレート製造方法においては、プレート上のノズル穴が形成されるべき領域を除いた領域に高エネルギー線遮断マスクを密着形成する工程と、マスクが形成されたプレートに高エネルギー線を照射する工程とを備えたため、ノズル穴の位置合わせが正確にでき、きわめて高精度のノズル穴加工が可能となる。 As apparent from that described in the foregoing, in the nozzle plate manufacturing method of the ink jet head of the present invention, a high-energy ray blocking mask area excluding the area to be formed has a nozzle hole on the plate a step of adhesion formation, because of a step of irradiating the high energy beam to the plate on which the mask is formed, the alignment of the nozzle holes can be accurate, it is possible to nozzle hole processing of extremely high accuracy. また、マスクパターンは穴加工後除去する必要はなく、むしろ、金属めっきなどの表面処理皮膜に覆われているため強度及び耐食性等に優れたノズルプレートが形成され、より信頼性の高いノズルプレートが提供できるのである。 The mask pattern is not necessary to remove after drilling, but rather, the strength and corrosion resistance superior nozzle plate because it is covered with a surface treatment film such as a metal plating is formed, and more reliable nozzle plate We can provide.

【0023】さらに、本発明のノズルプレート製造方法においては、高エネルギー線照射装置中の光学レンズ系を簡略化できるため、製造設備を簡素化することことが可能となる。 Furthermore, in the nozzle plate production method of the present invention, it is possible to simplify the optical lens system in the high-energy beam irradiation apparatus, it is possible to simplify the manufacturing facility.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】実施例のノズルプレートの形成方法を示した図である。 1 is a diagram showing a method of forming a nozzle plate of Example.

【図2】実施例のエキシマレーザによるノズル穴加工工程の説明図である。 FIG. 2 is an explanatory view of a nozzle hole processing step by an excimer laser of Example.

【図3】実施例のノズルプレートの接着工程の説明図である。 3 is an explanatory view of a step of bonding the nozzle plate of Example.

【図4】従来のインクジェットヘッドを示す斜視図である。 4 is a perspective view showing a conventional ink jet head.

【図5】従来のインクジェットヘッドの断面図である。 5 is a cross-sectional view of a conventional ink jet head.

【図6】従来のノズルプレートの製造工程の説明図である。 6 is an explanatory view of a fabrication process of the nozzle plate.

【図7】従来のノズルプレートの接着工程の説明図である。 7 is an explanatory view of a bonding process of a conventional nozzle plate.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 ヘッド 4 インク流路 50 ノズル穴 59 プレート 60 ノズルプレート 64 エキシマレーザービーム 104 マスクとしてのめっき層 1 head 4 the ink flow path 50 nozzle holes 59 plate 60 nozzle plate 64 plated layer as the excimer laser beam 104 Mask

Claims (1)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】複数のインク流路が形成された本体と、その本体に固定され、前記複数のインク流路の一端にそれぞれ連通する複数のノズル穴が形成されたノズルプレートとを備えたインクジェットヘッドのためのノズルプレートの製造方法であって、 プレート上のノズル穴が形成されるべき領域を除いた領域に高エネルギー線遮断マスクを密着形成する工程と、 マスクが形成されたプレートに高エネルギー線を照射する工程と、を備えることを特徴とするノズルプレートの製造方法。 And 1. A body having a plurality of ink channels are formed, fixed to the body, the ink jet that includes a nozzle plate having a plurality of nozzles holes are formed in communication to one end of said plurality of ink flow paths a method of manufacturing a nozzle plate for the head, a step of contact forming a high-energy ray blocking mask area excluding the area to be formed has a nozzle hole on the plate, high energy plate on which the mask is formed method of manufacturing a nozzle plate, characterized in that it comprises a step of irradiating the line, the.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7325309B2 (en) * 2004-06-08 2008-02-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method of manufacturing a fluid ejection device with a dry-film photo-resist layer

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