JPH08156263A - インク噴射装置のノズルプレート - Google Patents

インク噴射装置のノズルプレート

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JPH08156263A
JPH08156263A JP29971594A JP29971594A JPH08156263A JP H08156263 A JPH08156263 A JP H08156263A JP 29971594 A JP29971594 A JP 29971594A JP 29971594 A JP29971594 A JP 29971594A JP H08156263 A JPH08156263 A JP H08156263A
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ink jet
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JP29971594A
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Hikoharu Aoki
彦治 青木
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, 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

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズル位置を確実に検出できるようにするこ
とで、ノズルとインク室とを精度よく接合できるノズル
プレートを提供し、ひいては、印字品質に優れ、大量生
産に優れたインクジェットヘッドを提供することにあ
る。 【構成】 撥水・撥油性膜33をノズルプレート31に
塗布する前に、染料もしくは顔料を前記撥水・撥油性膜
に混入するか、または、ノズルプレート33の基板自体
に染料、顔料を混入させて製造し、前記ノズルプレート
31にノズル加工後、圧電セラミックスプレート2に対
して前記ノズルプレート31を位置決めし、接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクを噴射して紙面
等に印刷を行うインク噴射装置のノズルプレートに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ドロップオンデマンド方式のイン
クジェットヘッドとして、圧電素子や電気−熱変換素子
等のエネルギー発生素子を用いて適宜インク吐出を行う
インクジェットヘッドが提案されている。例えば、イン
ク吐出を行うエネルギー発生素子として圧電セラミック
スの変形によってインク流路の容積を変形させることに
より、その容積減少時にインク流路内のインクをノズル
から液滴として噴射し、容積増大時にインク導入口から
溝内にインクを導入するようにしたものがある。そし
て、所要の印字データによって所要の位置のインクジェ
ットヘッドからインク滴を噴射させることにより、イン
クジェットヘッドと対向する紙面上等に所望する文字や
画像を形成するものである。
【0003】この種のインクジェットヘッドとしては、
例えば特開昭63ー247051号公報、特開昭63ー
252750号報及び特開平2ー150355号公報に
記載されているものがある。かかる従来例を図4を参照
して説明する。
【0004】図4に示すように、インクジェットヘッド
1は、圧電セラミックスプレート2とカバープレート3
とノズルプレート31と基板41とから構成されてい
る。
【0005】製法としては、まず、圧電セラミックス粉
末を用いてシート成形法、などにより圧電セラミックス
のシートが成形され、所定の大きさに切断加工されて圧
電セラミックス板が成形される。そして、圧電セラミッ
クス板が所定の温度で焼結され、圧電セラミックス焼結
体が得られる。次に、その圧電セラミックス焼結体に、
分極処理が施され、圧電セラミックス素子が形成され
る。そして、その圧電セラミックス素子が薄い円板状の
ダイヤモンドブレード等により切削加工され、圧電セラ
ミックスプレート2が形成される。
【0006】そして、その圧電セラミックスプレート2
には、複数の溝8が形成されている。そして、溝8の内
面には、その両側面の上半分に金属電極13がスパッタ
リング等によって形成されている。また、浅溝16の内
面には、その側面及び底面に金属電極9がスパッタリン
グ等によって、形成されている。これにより、溝の両側
面に形成された金属電極13は浅溝16に形成された金
属電極9によって電気的に接続されている。
【0007】次にカバープレート3は、ガラス材料、セ
ラミックス材料または樹脂材料等から形成されている。
そして、カバープレート3には、研削または切削加工等
によって、インク導入口21及びマニホールド22が形
成されている。そして、圧電セラミックスプレート2の
溝8加工側の面とカバープレート3のマニホールド22
加工側の面とがエポキシ系接着剤等によって接着されて
いる。従って、インクジェットヘッド1には、溝8の上
面が覆われて横方向に互いに間隔を有する複数のインク
流路が構成される。そのインク流路は長方形断面の細長
い形状であり、全てのインク流路内には、インクが充填
される。
【0008】そして、圧電セラミックスプレート2の溝
8の加工に対して反対側の面には、基板41が、エポキ
シ系接着剤等によって接着されている。その基板41に
は各インク流路の位置に対応した位置に導電層のパター
ン42が形成されている。その導電層のパターン42と
浅溝16の底面の金属電極9とは、ワイヤーボンディン
グによって導線43で接続されている。
【0009】さらに、圧電セラミックスプレート2及び
カバープレート3の端面4に、各インク流路の位置に対
応した位置にノズル32が設けられたノズルプレート3
1が接着されている。
【0010】このように、上記のインクジェットヘッド
は主に上述した4つの部品から構成されており、特に、
圧電セラミックスプレート2とノズルプレート31の接
着は、印字特性がその組み付け精度により大きく左右さ
れるため、圧電セラミックスプレート2の溝に対して精
度よくノズル32を位置決めして行わなくてはならず、
位置決め用として、ノズルプレートに加工したノズルを
CCDカメラで認識し、画像処理して位置決めを行って
いた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たノズルプレート31の材料には一般的に透明樹脂材料
が用いられており、その上、薄膜状に形成されるのが常
であるため、ノズル加工部と非加工部の濃淡差が小さ
く、画像処理する場合、エラーになったり、位置決め精
度が落ちることがある。
【0012】そのため、エラーになる時は自動化ライン
が止まり、生産性が上がらなかった。さらに、位置決め
精度が落ちる場合はインク滴の飛翔方向のばらつきが生
じる。
【0013】そこで、本発明の目的は、CCDカメラ等
の画像処理装置を用いて、手作業に依らず自動化処理に
てノズルプレートと圧電セラミックスプレートとを正確
に位置合わせすることができるノズルプレートを提供す
ることにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に記載のインク噴射装置のノズルプレートは、
インクを噴射して画像を形成する複数のノズルを備えた
ものであり、更に、そのノズルプレートには着色が施さ
れている。
【0015】尚、前記ノズルプレートは、樹脂材料で形
成された基材自体に着色剤を混合して着色がなされてい
てもよい。
【0016】尚、前記ノズルプレートは、その表層に着
色剤を塗布してなる着色層が形成されていてもよい。
【0017】尚、前記ノズルプレートは、樹脂材料で形
成された基材と、前記基材の一面に形成される撥水・撥
油膜とからなり、前記撥水・撥油膜は、その中に着色剤
を混合して着色がなされているものでもよい。
【0018】尚、前記ノズルプレートは、前記ノズルの
位置を画像処理装置にて認識させることでインクジェッ
トヘッドのインク流路の端部に組み付けられるものであ
り、前記画像処理装置が認識可能な色にて着色が施され
ていてもよい。
【0019】尚、前記着色剤は、前記画像処理装置が認
識可能な波長を有する光を反射するものでもよい。
【0020】尚、前記着色剤は、前記画像処理装置が認
識可能な波長を有する光を吸収するものでもよい。
【0021】
【作用】上記の構成を有する本発明の請求項1に係るイ
ンク噴射装置のノズルプレートにおいては、着色するこ
とによって、ノズル加工部と非加工部の濃淡差を大きく
し、ノズルプレートの製造時や組み付け時において位置
決めを容易にするものである。
【0022】請求項2に係るインク噴射装置のノズルプ
レートにおいては、その基材の樹脂材料に着色剤を混合
することにより着色がなされている。この場合、前記ノ
ズルプレートの製造工程において、着色剤の塗工や吹き
付け等の着色を行う特別な工程を必要としないため、製
造設備が簡略化でき、また、生産性に優れている。
【0023】請求項3に係るインク噴射装置のノズルプ
レートにおいては、その表面に着色剤を塗布してなる着
色層を形成されたものであり、任意の着色剤による様々
な色が着色されたノズルプレートを容易な加工で提供で
きる。
【0024】請求項4に係るインク噴射装置のノズルプ
レートにおいては、基材の一面に形成された撥水・撥油
膜がノズル近辺のぬれ性を改善し、常に適正なインク噴
射を保証する。また、その撥水・撥油膜中に着色剤を混
合することにより着色がなされている。そのため、前記
ノズルプレートの製造工程において、着色剤の塗工や吹
き付け等の着色を行う特別な工程を必要としないため、
製造設備が簡略化でき、生産性に優れている。
【0025】請求項5に係るインク噴射装置のノズルプ
レートにおいては、前記ノズルプレート上に設けられた
ノズル位置を、画像処理により、容易に且つ正確に認識
させるものであり、ノズルプレートの製造時やインクジ
ェットヘッドの組み付けに有用である。更に、自動化装
置によるインクジェットヘッドの自動組み付けの実現を
可能にする。
【0026】請求項6に係るインク噴射装置のノズルプ
レートにおいては、ノズル非加工部に、前記画像処理装
置が認識可能な波長を有する光を反射するような着色が
されているため、ノズル加工部と非加工部の認識差を大
きくし、ノズルプレートの製造時や組み付け時において
画像処理による位置決めを容易にするものである。
【0027】請求項7に係るインク噴射装置のノズルプ
レートにおいては、ノズル非加工部に、前記画像処理装
置が認識可能な波長を有する光を吸収するような着色が
されているため、ノズル加工部と非加工部の認識差を大
きくし、ノズルプレートの製造時や組み付け時において
画像処理による位置決めを容易にするものである。
【0028】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。なお都合上、従来例と同一部位、及
び均等部位には同一符号を付け、その説明は省略する。
また、本発明のインクジェットヘッドは図4に示した主
に4つの部品から構成され、4つの構成部品とは圧電セ
ラミックスプレート2、カバープレート3、ノズルプレ
ート31、基板41であり、実施例として具体的に示す
のはノズルプレート31と圧電セラミックス2の接合に
関してである。
【0029】図1は複数のノズル32が加工されたノズ
ルプレート31を示すものである。ノズルプレート31
は、同図において、ポリイミドの100μmを用いた基
板34に、インク吐出側に水溶性の黒色染料(BASF
japan社製のBASACID BLAC X 3
4)を撥水・撥油材料としてのフッ素系ポリマー(四フ
ッ化エチレン・六フッ化プロピレン)に溶かした混合液
を塗布して撥水・撥油性膜33を形成した後、ノズルプ
レート側よりエキシマレーザビーム(波長248nm)
を照射して、インク噴射口となるノズル32を形成した
ものである。
【0030】次に、図2で前記圧電セラミックスプレー
ト2に対する位置決め方法について示す。カバープレー
ト3が接着された圧電セラミックスプレート2はステー
ジ60に固定された支持板61上に保持治具62で固定
されている。この圧電セラミックスプレート2は、対物
レンズ52の付いたCCDカメラ53によってその端面
が解析され、圧電セラミックスプレート2に加工されて
いる溝8の内、両端の溝8aと8bの各々の中心位置が
画像処理により認識される。そして、その認識された位
置座標を図示しないコンピュータ上に記憶し、その2つ
の位置座標から圧電セラミックスプレート2全体の位置
を把握する。
【0031】さらに、図3に示すように、前記ノズルプ
レート31を図示しないエヤーバキュームによってステ
ージ51に固定し、前記図2と同様に対物レンズ52が
付いたCCDカメラ53によってノズルプレート31表
面を解析する。尚、ノズルプレート31が吸着されるス
テージ51の表面は光を反射する金属面になっており、
照明の光をCCDカメラ側から前記ステージ51方向へ
照射している。上述したように、ノズルプレート31に
は染料により着色が成されているため、照明の光は吸収
される。一方、ノズル32部分は光を透過し、裏面の金
属面にて光が反射される。よって、薄板状のノズルプレ
ート31においても、ノズル32とそれ以外の部分との
コントラストにより、明確にノズル位置を検出し、正確
な画像認識を行うことが可能となる。
【0032】尚、本実施例においては、ノズル列の内、
その両端のノズル32a,32bの各々の中心位置のみ
を画像処理により認識し、図示しないコンピュータ上に
記憶することで、ノズル列全体の位置を把握する。
【0033】図2で示した圧電セラミックスプレート2
に対して、図3で示すノズルプレート31を位置決めし
て接着するためには、ノズルプレート31の位置を前記
コンピュータに送ったデータに基づいて位置補正を行
う。この位置補正は、図3に示すステージ51でX軸方
向移動70とY軸方向移動71、さらに、回転ステージ
50によりθ軸方向回転72されることにより行うもの
である。
【0034】本実施例のノズルプレート31は、CCD
カメラ53等により画像取り込みがなされる画像処理に
おいて、ノズルプレート表面とノズル形成部とが明確に
区別されて認識されるように、着色が成されたものであ
る。よって、ノズルプレート31を圧電セラミックプレ
ート2に組み付ける際の位置合わせが良好となり、印字
品質のよいインクジェットヘッド1を提供することが可
能となる。また、本実施例のノズルプレート31の製造
工程においては、着色剤の塗工や吹き付け等の着色を行
う特別な工程を必要としないため、製造設備を簡略化で
き、生産性に優れている。
【0035】尚、本発明は上述した実施例にのみ限定さ
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。
【0036】本実施例においては、ノズルプレート31
の位置を認識するために、ノズル列の両端部に配設され
たノズル32a,32bの位置を検出していたが、ノズ
ル以外に位置決め穴を別途設け、その位置決め穴の位置
を検出することにて位置出しを行ってもよい。
【0037】さらに、ノズルプレート31としてシート
状の部材を用いたが、射出成形等によるブロック状部材
であってもよい。
【0038】また、着色剤として黒色の染料を用いた
が、ノズル32とそれ以外の部分とが充分に識別可能と
なるならば、黒色に限定されることなく他の色にても代
用できる。また、着色剤は染料に限定されることなく、
顔料などノズルプレート31に適正な着色が施すもので
あれば他の材料を用いてもよい。
【0039】尚、本実施例においては撥水・撥油膜33
に染料を混合させることでノズルプレート31の着色を
行っていたが、基板34自体に染料等の着色剤を混合し
て着色を行ってもよい。この場合にも、ノズルプレート
31の製造工程において着色にかかる特別の工程を必要
としないため、同様に製造設備が簡略化でき、且つ生産
性を高くできる。また、このノズルプレート31は、ノ
ズル周辺のぬれ性を問題としないインクジェットヘッ
ド、例えば、ホットメルトインクを使用するインクジェ
ットヘッド等においては、撥水・撥油膜33を特に必要
としない。
【0040】他の変形例として、ノズルプレート31の
基板34表面に着色剤を塗工してなる着色層を形成して
着色を行ったものがあげられる。着色層は、基板の圧電
セラミックスプレート2側の面に形成されても良いし、
インク噴出側の面に形成されても良いし、また、その両
方に形成されていてもよい。尚、着色層がインク噴出側
の面に形成される場合には、撥水・撥油膜33はその着
色層の上に形成させることになる。この着色層は、周知
の容易な加工方法(スプレーやスピンコータによる吹き
付けや塗工)により容易に形成することができる。ま
た、この場合も、ノズル周辺のぬれ性を問題としないイ
ンクジェットヘッド、例えば、ホットメルトインクを使
用するインクジェットヘッド等においては、撥水・撥油
膜33が無くてもよい。
【0041】また、本実施例ではノズルプレート31に
光を吸収する染料等の着色剤を用いて着色を施していた
が、ステージ51の表面を光を吸収する素材で加工し、
ノズルプレート31(撥水・撥油膜33もしくは基板3
4)に光を反射する染料や顔料等の着色剤を塗布もしく
は混合してもよい。この場合、ノズルプレート31の表
面は光を反射するので明るくなり、ノズル32が設けら
れた位置は光が透過し、裏面に位置するステージ51の
表面がその光を吸収するため暗くなる。よって、上記実
施例と同様に薄板状のノズルプレート31においても、
ノズル32とそれ以外の部分とのコントラストにより、
明確にノズル位置を検出し、正確な画像認識が行うこと
が可能となる。
【0042】尚、ノズルプレート31に施される着色
は、上記CCDカメラ等の画像処理装置において認識可
能な波長を有する光のみ吸収、もしくは反射するような
素材により成されていればよい。
【0043】
【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によれ
ば、着色することによって、ノズル加工部と非加工部の
濃淡差を大きくし、ノズル加工部でのCCDカメラ等を
用いたノズルプレートの位置決めが容易になり、ノズル
接着の精度が向上し、さらに自動機による位置確認不良
が無くなるため、生産性も向上する。従って、このノズ
ルプレートで形成されたインクジェットヘッドでは、印
字品質が良好になり、インクジェットヘッドの製造コス
トも低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のノズルプレートの概略を示
す説明図である。
【図2】ノズルプレートと圧電セラミックスを接合する
場合の圧電セラミックス位置決め方法を示す模式的斜視
図である。
【図3】ノズルプレートと圧電セラミックスを接合する
場合のノズルプレートの位置決めを示す模式的斜視図で
ある。
【図4】従来のインクジェットヘッドの構成を示す斜視
図である。
【符号の説明】
2 圧電セラミックスプレート 3 カバープレート 8 溝 31 ノズルプレート 32 ノズル 33 撥水・撥油膜 41 基板 50 回転ステージ 51 ステージ 52 対物レンズ 53 CCDカメラ 60 ステージ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクを噴射して画像を形成する複数の
    ノズルを備えたインク噴射装置のノズルプレートにおい
    て、 前記ノズルプレートに着色を施したことを特徴とするイ
    ンク噴射装置のノズルプレート。
  2. 【請求項2】 前記ノズルプレートは、樹脂材料で形成
    された基材自体に着色剤を混合して着色がなされている
    ことを特徴とする請求項1に記載のインク噴射装置のノ
    ズルプレート。
  3. 【請求項3】 前記ノズルプレートは、その表層に着色
    剤を塗布してなる着色層が形成されていることを特徴と
    する請求項1に記載のインク噴射装置のノズルプレー
    ト。
  4. 【請求項4】 前記ノズルプレートは、樹脂材料で形成
    された基材と、前記基材の一面に形成される撥水・撥油
    膜とからなり、 前記撥水・撥油膜は、その中に着色剤を混合して着色が
    なされていることを特徴とする請求項1に記載のインク
    噴射装置のノズルプレート。
  5. 【請求項5】 前記ノズルプレートは、前記ノズルの位
    置を画像処理装置にて認識させることでインクジェット
    ヘッドのインク流路の端部に組み付けられるものであ
    り、前記画像処理装置が認識可能な色にて着色が施され
    ていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記
    載のインク噴射装置のノズルプレート。
  6. 【請求項6】 前記着色剤は、前記画像処理装置が認識
    可能な波長を有する光を反射するものであることを特徴
    とする請求項5に記載のインク噴射装置のノズルプレー
    ト。
  7. 【請求項7】 前記着色剤は、前記画像処理装置が認識
    可能な波長を有する光を吸収するものであることを特徴
    とする請求項5に記載のインク噴射装置のノズルプレー
    ト。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005047261A (ja) * 2003-07-15 2005-02-24 Konica Minolta Medical & Graphic Inc インクジェットプリンタ及び記録ヘッド

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JP4617720B2 (ja) * 2003-07-15 2011-01-26 コニカミノルタエムジー株式会社 インクジェットプリンタ及び記録ヘッド

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