JPH0679486A - インクジェットヘッドの加工方法 - Google Patents

インクジェットヘッドの加工方法

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JPH0679486A
JPH0679486A JP4225950A JP22595092A JPH0679486A JP H0679486 A JPH0679486 A JP H0679486A JP 4225950 A JP4225950 A JP 4225950A JP 22595092 A JP22595092 A JP 22595092A JP H0679486 A JPH0679486 A JP H0679486A
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JP
Japan
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excimer laser
photosensitive glass
glass substrate
hole
recess
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JP4225950A
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English (en)
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Akihiro Shimokata
晃博 下方
Yasushi Ema
恭 江馬
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 感光性ガラス基板に貫通穴を形成することに
よりインクジェットヘッドのノズルを形成する作業を、
エキシマレーザの照射を用いてバリやチッピングを生じ
させることなく行う。 【構成】 感光性ガラス基板10のエキシマレーザ10
0を照射する側とは反対側の面に石英ガラス板24を固
着して、熱の吸収並びに衝撃の受止めを行い、エキシマ
レーザによる貫通作業完了段階である出射口部分でのバ
リやチッピングの発生を有効に防止した。なお、他の発
明はエキシマレーザ100による貫通穴の形成を一定の
深さの凹部の段階で中止し、他方側の面を研磨あるいは
同じくエキシマレーザの照射により除去して上記凹部を
貫通穴とするようにしている。従って、エキシマレーザ
による出射口部の形成(完全な貫通)が回避されるの
で、パリやチッピングの発生も有効に回避される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットヘッド
の加工方法、特に感光性ガラス基板に貫通穴を形成し
て、これをノズルやインク流路などのノズルとするイン
クジェットヘッドの加工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】微細な形状を有するインクジェットヘッ
ドのノズルやインク経路を形成するために、精密な加工
を行うことのできる感光性ガラスを基板として用いるこ
とが行われている。
【0003】このようなノズルやインク経路の形成は、
感光性ガラス基板の所定箇所を露光工程などを施すこと
によって結晶化させ、その部分をさらにエッチングして
凹部や貫通穴を形成することにより行っている。
【0004】図4には、上記のような加工により形成さ
れたインクジェットヘッドの一例が示されている。
【0005】図示のように、感光性ガラス基板10に
は、ノズル12及びインク流路14が形成されており、
ノズル12の部分は、感光性ガラス基板10を厚さ方向
に貫通した状態となっている。
【0006】また、ノズル12のインク滴を噴出する側
とは反対側の面には振動板16が固着されており、さら
に、その振動板16の外側にはピエゾ素子18が所定箇
所に固着されている。上記の構成では、ノズル12の部
分とインク流路14の部分がまず露光工程によって結晶
化された後エッチングにより除去されて形成されるもの
である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、感光性
ガラス基板をエッチングしてノズルを形成する場合、エ
ッチング作業に相当の時間を要し、加工の迅速化を妨げ
るという事情がある。また、エッチング時間を適切な時
間に調整する必要もあり、その作業は面倒なものであっ
た。
【0008】そこで、感光性ガラス基板にノズルやイン
ク経路を貫通形成する場合に、本出願人はエキシマレー
ザを照射することにより行うことを提案した。
【0009】これは、エキシマレーザが、ビームの焦点
近傍を使った点あるいは線による加工を行うCO2 レー
ザやYAGレーザ等と異なり、比較的広いビーム幅(例
えば25mm×8mmの長方形状)を有し、マスクやレ
ンズを用いることにより基板上に所望の貫通穴や凹部を
比較的容易に形成することが可能であることに着目した
ことによる。
【0010】また、エキシマレーザはパルス発振により
照射されるので、そのパルス数の調整が容易であり、貫
通穴や凹部を形成する際にパルス数の調整によりその深
さを正確に設定することができることによるものであ
る。
【0011】さらに、エキシマレーザ加工は、紫外線に
よる非熱的なメカニズムによるものであり、他の赤外線
レーザによる溶融・気化といった熱加工的プロセスとは
根本的に異り、極めて高精度でかつ熱影響の少ない加工
を行うことができることによるものである。
【0012】しかしながら、エキシマレーザを用いて感
光性ガラス基板に貫通穴を形成する場合、以下のような
課題が生じる。
【0013】すなわち、図5に示したように、感光性ガ
ラス基板10(同図(A))の一方の面からエキシマレ
ーザ100を照射することにより(同図(B))貫通穴
20を形成した場合、そのレーザの貫通した出射口側に
はバリやチッピング22が発生する(同図(C)参
照)。このようなバリやチッピング22が生じると、同
図(D)に示したようにその開口部分の縁部は不規則な
形状となり、インクジェットヘッドの完成時においてイ
ンクの噴射に悪影響を与え印字品質の低下を招くという
問題がある。
【0014】本発明は、上記のような問題点を解決する
ことを課題としてなされたものであり、その目的は感光
性ガラス基板の一方の面からエキシマレーザを照射して
ノズルとなる貫通穴を形成する場合に、バリやピッチン
グの生じない適切なインクジェットヘッドの加工方法を
提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載のイングジェットヘッドの加工方法
は、感光性ガラス基板に貫通穴を形成してノズルを形成
するインクジェットヘッドの加工方法において、前記感
光性ガラス基板への貫通穴の形成は、(i) エキシマレー
ザの透過性が良好でかつエキシマレーザによっては加工
されない硬度を有する硬質部材を前記感光性ガラス基板
の一方の面に密着配置する工程と、(ii)エキシマレーザ
を前記感光性ガラス基板の他方の面から照射する照射工
程と、によって行われることを特徴とする。
【0016】また、請求項2に記載のインクジェットヘ
ッドの加工方法は、感光性ガラス基板に貫通穴を形成し
てノズルを形成するインクジェットヘッドの加工方法に
おいて、前記感光性ガラス基板への貫通穴の形成は、
(i) エキシマレーザを前記感光性ガラス基板の一方の面
から照射して凹部を形成する凹部形成工程と、(ii)前記
感光性ガラス基板の他方の面を前記凹部の底部に達する
位置まで研磨して前記凹部を貫通穴とする研磨工程と、
によって行われることを特徴とする。
【0017】さらに、請求項3に記載のインクジェット
ヘッドの加工方法は、感光性ガラス基板に貫通穴を形成
してノズルを形成するインクジェットヘッドの加工方法
において、前記感光性ガラス基板への貫通穴の形成は、
(i) エキシマレーザを感光性ガラス基板の一方の面から
照射して凹部を形成する凹部形成工程と、(ii)前記感光
性ガラス基板の他方の面の前記凹部対向位置からエキシ
マレーザを照射して前記凹部まで貫通させる工程と、に
よって行われることを特徴とする。
【0018】
【作用】上記請求項1に記載のインクジェットヘッドの
加工方法によれば、エキシマレーザが照射される面とは
反対側の面にエキシマレーザでは加工されない硬質の物
質でかつエキシマレーザを良好に透過させる部材が密着
配置されているので、感光性ガラス基板を貫通したエキ
シマレーザの出射口部分におけるエキシマレーザによる
衝撃は、その硬質部材によって受け止められる。また、
エキシマレーザによる熱もその部材側に逃すことができ
るので、基板のレーザの出射口でのバリやピッチングの
発生が有効に抑えられる。
【0019】次に、請求項2に記載のイングジェットヘ
ッドの加工方法は、エキシマレーザを照射して感光性ガ
ラス基板に貫通穴を形成する間において、貫通穴の形成
が終了する時点、すなわちエキシマレーザの出射口の部
分が加工されるとき、照射側とは反対側の面から約20
μm〜30μmの範囲でチッピングが生じることに着目
したものである。従って、その出射口の部分までエキシ
マレーザで一気に貫通させるのではなく、チッピングの
生じない途中位置までエキシマレーザで凹部を形成して
おき、その後に感光性ガラス基板の他方側面を研磨して
上記凹部を貫通穴とするようにしたものである。これに
より、チッピングの生じる前にエキシマレーザによる作
業が終了するので、形成された貫通穴はバリやピッチン
グのない適正な形状となる。
【0020】請求項3に記載のインクジェットヘッドの
加工方法によれば、感光性ガラス基板の一方の面からエ
キシマレーザを照射して凹部を形成し、さらに他方の面
からエキシマレーザを照射して上記凹部を貫通させるよ
うにしたことにより、バリやピッチングを有効に解消す
ることができる。これは、エキシマレーザの照射側、す
なわち入射側のチッピング量は、出射側に比較して約1
0分の1程度であることに着目したもので、これによ
り、エキシマレーザにより出射口まで完全に貫通させる
のではなく、感光性ガラス基板の双方側から途中位置ま
でエキシマレーザの照射を行うことによって貫通穴が形
成されるので、出射口側に生じるチッピングを有効に回
避することができるものである。
【0021】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。
【0022】図1は、第1の実施例の製造方法を示す説
明図である。
【0023】まず、同図(A)に示したように感光性ガ
ラス基板10の一方の面(図上底面側)には、エキシマ
レーザでは加工されない硬質の物質で、かつエキシマレ
ーザ波長域λ=248nm付近を良好に透過させる部材
が密着配置されている。本実施例では、石英ガラス板2
4が用いられている。
【0024】この状態で、同図(B)に示したようにエ
キシマレーザ100の照射を開始する。ここで、石英ガ
ラス板24は、エキシマレーザ100を透過するが変形
することはない。そして、エキシマレーザの照射による
衝撃を受け止め、かつ熱を吸収することができる。
【0025】さらに、エキシマレーザ100の照射を続
けることにより同図(C)に示したように感光性ガラス
基板10の部分には貫通穴20が形成される。そして、
石英ガラス板24を取り除くことにより、同図(D)に
示したようにパリやチッピングのない適正な形状の貫通
穴20が形成された感光性ガラス基板10が完成する。
【0026】次に、図2は第2の実施例を示している。
【0027】まず、同図(A)に示した感光性ガラス基
板10に対し、同図(B)に示したようにエキシマレー
ザ100を照射し、感光性ガラス基板10の底部から所
定の高さX、例えば30μm以上の部分まで凹部21を
形成する。このように、完全に貫通させない状態では、
出射部が生じていないので、バリやピッチングが生じて
いない。
【0028】次に、同図(C)に破線を施した部分を研
磨することにより除去する。これにより同図(D)に示
したように凹部21は完全に貫通された状態となり、適
正な形状の貫通穴20が形成された感光性ガラス基板1
0が完成する。
【0029】尚、上記のように30μm以上の高さとし
たのは、感光性ガラス基板10に入射径φ70μm、出
射径φ40μm、加工厚480μmの加工条件で加工を
行う場合、エキシマレーザの出射側でのチッピングの発
生は、他方の面から20μm〜30μmの範囲で起るこ
とが実験により明らかとなっていることに基づく。
【0030】このように、エキシマレーザの照射をバリ
やチッピングの最も生じ易い領域に至る前に中止するこ
とにより適正な形状の貫通穴20が得られるものであ
る。
【0031】図3は、さらに他の実施例を示している。
同図(A)に示した感光性ガラス基板10に対し同図
(B)に示したように、一方の側面からエキシマレーザ
100を照射する。そして、感光性ガラス基板10の厚
さ方向の所定位置まで凹部21が形成された時にその照
射を中止する。
【0032】この状態から同図(C)に示したように、
感光性ガラス基板10の他方の面から再びエキシマレー
ザ100の照射を行う。エキシマレーザの照射によるバ
リやピッチングの発生は、エキシマレーザ100の入射
部分にはほとんど生じないことから、一方の面からの照
射によってバリやチッピングの生じる前にその照射を中
止して、反対側面からエキシマレーザ100を照射する
ので、双方共にバリやピッチングの発生を有効に防止で
きる。そして、反対側からのエキシマレーザ100の照
射によって凹部21は貫通穴20となる。
【0033】なお、同図(D)は、一方の面に形成した
凹部21と他方の面に形成した穴23の大きさを大きく
異ならせた構成例が示されている。このように、エキシ
マレーザの照射作業において、マスクからレンズまでの
距離及びレンズから感光性ガラス基板10までの距離を
種々調整することにより形成すべき穴の大きさを種々調
整することができ、加工の形状を多様化することが容易
である。
【0034】上記各実施例のように、エキシマレーザ1
00を照射して貫通穴を形成することにより、エッチン
グ加工に比べ極めて短時間でその作業が終了し、コスト
の低減も図られる。例えば、KrFタイプの発振器をも
つエキシマレーザで感光性ガラス基板10をマスクイメ
ージング法を用いて加工した場合、M値(縮小率)10
〜15で発振パルス数を150〜200PPSとする
と、1パルス当り0.2〜0.3μmだけ凹部を形成し
ていくことができる。このように、パルス数によって正
確に凹部の深さを調整できるので、上記図2や図3に示
したような実施例においても一方の面側に形成する凹部
の深さを正確に調整することが可能である。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイン
クジェットヘッドの加工方法によれば、感光性ガラス基
板へのノズル貫通穴の形成をエキシマレーザにより短時
間かつ低コストで形成することができる。さらに、その
形成時においてバリやチッピングの発生が有効に抑えら
れるので、完成した貫通穴は適正な形状に保たれる。こ
れにより、印字品質を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)〜(D)は第1の実施例の製造方法の説
明図である。
【図2】(A)〜(D)は第2の実施例の製造方法の説
明図である。
【図3】(A)〜(C)は第3の実施例の説明図、同図
(D)は凹部の大きさを変化させた例の説明図である。
【図4】インクジェットヘッドの一般的構造を示す説明
図である。
【図5】エキシマレーザを用いて貫通穴を形成する場合
の問題点の説明図である。
【符号の説明】
10 感光性ガラス基板 20 貫通穴 21 凹部 22 バリやチッピング 24 石英ガラス板 100 エキシマレーザ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 感光性ガラス基板に貫通穴を形成してノ
    ズルを形成するインクジェットヘッドの加工方法におい
    て、 前記感光性ガラス基板への貫通穴の形成は、 エキシマレーザの透過性が良好でかつエキシマレーザに
    よっては加工されない硬度を有する硬質部材を前記感光
    性ガラス基板の一方の面に密着配置する工程と、 エキ
    シマレーザを前記感光性ガラス基板の他方の面から照射
    する照射工程と、 によって行われることを特徴とする
    インクジェットヘッドの加工方法。
  2. 【請求項2】 感光性ガラス基板に貫通穴を形成してノ
    ズルを形成するインクジェットヘッドの加工方法におい
    て、 前記感光性ガラス基板への貫通穴の形成は、 エキシマレーザを前記感光性ガラス基板の一方の面から
    照射して凹部を形成する凹部形成工程と、 前記感光性ガラス基板の他方の面を前記凹部の底部に達
    する位置まで研磨して前記凹部を貫通穴とする研磨工程
    と、 によって行われることを特徴とするインクジェットヘッ
    ドの加工方法。
  3. 【請求項3】 感光性ガラス基板に貫通穴を形成してノ
    ズルを形成するインクジェットヘッドの加工方法におい
    て、 前記感光性ガラス基板への貫通穴の形成は、 エキシマレーザを感光性ガラス基板の一方の面から照射
    して凹部を形成する凹部形成工程と、 前記感光性ガラス基板の他方の面の前記凹部対向位置か
    らエキシマレーザを照射して前記凹部まで貫通させる工
    程と、 によって行われることを特徴とするインクジェットヘッ
    ドの加工方法。
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