JPH09207345A - インクジェットプリントヘッドの振動板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】貫通孔を備えたインクジェットプリントヘッド
の振動板を製造する場合に、貫通孔の位置決めが容易か
つ正確に行え、しかも振動板に割れなどの損傷を極力生
じさせることもなく、振動板を簡易な作業工程によって
能率良くかつ低コストで製造できるようにする。 【解決手段】１または複数の貫通孔１０が設けられたイ
ンクジェットプリントヘッドの振動板１を製造するため
の方法であって、上記振動板１の材料となる板材の表面
に、振動板１の外形と貫通孔１０とのそれぞれの加工箇
所ｂ，ｃを開放状態としたマスク３を施し、上記マスク
３の上から上記板材にブラスト処理またはエッチング処
理を施すことにより、振動板１の外形の加工とこの振動
板１への貫通孔１０の形成加工とを同時に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本願発明は、インクジェットプリントヘッ
ドの構成部品としての振動板を効率良くかつ適切に製造
するための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリントヘッドの基本的
構成の一例を、図６に示す。このインクジェットプリン
トヘッドは、インク流路基板６の凹溝状のインク流路６
０に面して設けられた矩形薄板状の振動板１を矢印ａ方
向に撓み変形させることにより、インク流路６０内の容
積を一時的に減少させて、上記インク流路６０内に充填
されているインクをインクノズル口６１からインク滴と
して吐出できるようにしたものである。なお、上記振動
板１の外面側には、ＩＴＯ膜（微量の添加物品を含む酸
化スズ膜、あるいは酸化スズ膜を含む酸化インジウム
膜）からなる導電層１２が形成された上で、圧電素子１
３が実装されており、この圧電素子１３に電圧印加を行
うことにより、上記振動板１が上述の撓み変形を行うよ
うになっている。

【０００３】本願出願人は、上記のようなインクジェッ
トプリントヘッドにおいて、同図に示すように、振動板
１にインク流入口となる貫通孔１０を形成することを先
に着想した（特願平７−２５３１０９号）。このような
構成によれば、振動板１の背面側に配置されるインクカ
ートリッジ７のインク流出口７０を、上記貫通孔１０に
対面させることができる。これに対し、図７に示すよう
に、インク流路６０をインク流路基板６の端部６ａまで
延設し、この端部６ａにインク流入口１０ａを設けた従
来既存の構成においては、インク流入口１０ａに対して
インクカートリッジ７のインク流出口７０を対面させる
ことはできない。したがって、図７に示す従来のものと
比較すると、図６に示す構成では、インクカートリッジ
７内のインクをインク流路６０内へ流入させる構造を簡
易にでき、ひいてはプリントヘッド全体の構成の簡素化
ならびに小型化が図れるという利点が得られる。

【０００４】上記振動板１は、たとえば図５に示すよう
な形態をなしているが、この振動板１は、耐薬品性（耐
インク性）や可撓性を具備している必要があり、たとえ
ば厚みが５０μｍ程度の極薄のガラス板によって構成さ
れるのが通例である。また、上記貫通孔１０としては、
たとえばその直径が１ｍｍ程度の小径にする必要があ
り、この貫通孔１０を形成する際には、振動板１に割れ
などの破損を生じないように極力配慮する必要がある。

【０００５】そこで、本願出願人は、上記振動板１を製
造する手段として、たとえば図８に示すような手段を試
みた。すなわち、この手段は、まず同図（ａ）に示すよ
うに、矩形状などの所定の外形形状の振動板１を予め製
造しておき、これをいわゆるダミー板となる台板２ｅ上
に貼付する。次いで、同図（ｂ）に示すように、振動板
１と台板２ｅとの表面にフォトレジスト層３１を形成
し、その後同図（ｃ），（ｄ）に示すように、露光マス
ク４ｅを用いた露光、およびその現像処理を行うことに
より、上記フォトレジスト層３１に開口穴３２を形成す
る。なお、上記露光マスク４ｅの位置決めは、振動板１
の外形の適当な箇所を基準として位置決めする。そし
て、その後上記振動板１に上記フォトレジスト層３１の
上からブラスト処理などを施すことにより、同図（ｅ）
に示すように、振動板１への貫通孔１０の穿孔を行った
後に、上記フォトレジスト層３１を剥離させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の手段では、貫通孔１０を加工する前提条件として、
適当なガラス板に加工を施すことにより予め振動板１を
製造しておく必要がある。すなわち、従来では、振動板
１の外形の加工と、貫通孔１０の加工作業とをそれぞれ
別工程によって行っている。したがって、従来では、振
動板１の製造が完了するまでの一連の作業工程数が非常
に多くなっており、振動板１の生産性が悪く、その製造
コストが高価となっていた。また、振動板１を取り扱う
作業工程数が多いほど、薄肉ガラス製などの振動板１は
破損を生じる可能性が高くなるために、従来の手段で
は、このような観点からしても、改善の余地があった。

【０００７】さらに、重要な課題として、従来では、振
動板１のフォトレジスト層３１を露光するときに、露光
マスク４ｅを振動板１の外形を基準として位置決めして
いる。このため、従来では、振動板１に対する露光マス
ク４ｅの位置決めが難しくなっており、フォトレジスト
層３ｅに形成される開口穴３２の位置合わせ精度を充分
に高めることが難しいものとなっていた。したがって、
従来の手段では、上記開口穴３２に基づいてその後形成
される貫通孔１０の位置精度も悪くなってしまい、歩留
りが悪くなっていた。

【０００８】さらに、従来では、上記図８（ｂ）に示す
作業工程の段階において、フォトレジスト層３１の各部
のうち、振動板１と台板２ｅとの段差部Ｎに位置する部
位は、その厚みｔ１が他の部位よりも薄くなる傾向があ
る。したがって、その後振動板１にブラスト処理を施し
たときに、上記段差部Ｎの近傍のフォトレジスト層３ｅ
の厚みが薄い部分、すなわち振動板１の端部などがダメ
ージを受ける場合があり、これが原因となって振動板１
に割れや欠けが生じる虞れもあった。

【０００９】その他、従来では、貫通孔１０の穿孔作業
を、複数枚の振動板１について同時に行うためには、複
数枚の振動板１を台板２ｅ上において、所定の配置態様
に正確に位置決めした上で、これら複数枚の振動板１の
それぞれに対して露光マスク４ｅを正確に位置しなけれ
ばならない。したがって、従来の手段では、振動板１の
加工製造を複数枚同時に行うことも容易ではなかった。

【００１０】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、貫通孔を備えたインクジェット
プリントヘッドの振動板を製造する場合に、貫通孔の位
置決めが容易かつ正確に行え、しかも振動板に割れなど
の損傷を極力生じさせることもなく、振動板を簡易な作
業工程によって能率良くかつ低コストで製造できるよう
にすることをその課題としている。

【００１１】

【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【００１２】すなわち、本願発明は、１または複数の貫
通孔が設けられたインクジェットプリントヘッドの振動
板を製造するための方法であって、上記振動板の材料と
なる板材の表面に、振動板の外形と貫通孔とのそれぞれ
の加工箇所を開放状態としたマスクを施す工程と、上記
マスクの上から上記板材にブラスト処理またはエッチン
グ処理を施すことにより、振動板の外形の加工とこの振
動板への貫通孔の形成加工とを同時に行う工程とを含む
ことを特徴としている。

【００１３】本願発明では、上記板材の表面にマスクを
施す工程は、上記板材の表面にフォトレジスト層を形成
した後に、このフォトレジスト層への露光、現像処理を
行うことにより、所定箇所がエッチングされたフォトレ
ジスト層を形成する工程である構成とすることができ
る。

【００１４】また、本願発明では、上記板材の表面に
は、振動板の複数枚分に相当するマスクを施し、その後
上記板材にブラスト処理またはエッチング処理を施すこ
とにより、上記板材から複数枚の振動板を同時に製造す
る構成とすることもできる。

【００１５】本願発明は、振動板の外形の加工とこの振
動板への貫通孔の形成加工とを同時に行っているため
に、振動板の外形加工を終了した後に別工程によって貫
通孔の形成を行っていた従来の手段と比較すると、振動
板の製造が終了するまでに到る一連の作業工程数を大幅
に少なくすることができる。したがって、本願発明で
は、振動板の製造効率を高め、その製造コストを安価に
することができる。また、外形加工が終了した後に振動
板を取り扱う頻度も少なくできるので、振動板の取扱い
時において振動板が破損するようなことも極力少なくす
ることができる。

【００１６】さらに重要な効果として、本願発明は、従
来とは異なり、振動板の外形を基準として貫通孔の形成
位置を位置決めする手段ではなく、振動板の材料となる
板材に所定のマスクを施す段階において、このマスクに
よって形成される振動板の外形加工領域と貫通孔の加工
領域に相当する部分との相対的な位置精度を高めておけ
ば、その後のブラスト処理またはエッチング処理によっ
て貫通孔を振動板の所望位置へ正確に形成することが可
能である。したがって、本願発明では、貫通孔の位置精
度を高めることができ、貫通孔の位置不良に原因する歩
留りの悪化をも解消することができるという利点が得ら
れる。

【００１７】また、本願発明では、振動板の材料となる
板材としては、振動板本来のサイズよりも大きめのサイ
ズのものを用いればよく、この板材の表面に所定のマス
クを施す際には、このマスク自体を上記板材に対して正
確に位置合わせするような必要もなく、作業の容易化が
図れる。

【００１８】さらに、本願発明は、振動板よりも大きな
サイズの板材にマスクを施した後に、振動板の外形を上
記板材よりも小さなサイズに仕上げることできるため
に、上記板材の端部においてマスクの厚みが部分的に薄
くなるような事態を生じても、この部分には関係なく、
振動板の外形を加工することが可能となる。したがっ
て、従来とは異なり、振動板の端部近傍においてマスク
の厚みが他の部分よりも薄くなることに原因して、振動
板の端部に割れや欠けなどの破損が安易に生じるような
ことも適切に防止することができる。

【００１９】さらに、本願発明では、振動板の材料とな
る板材の表面にマスクを施すときに、このマスクを振動
板の複数枚分に相当するものにしておけば、その後の１
回のブラスト処理またはエッチング処理によって、複数
枚の振動板を同時に製作することもできる。したがっ
て、振動板のいわゆる複数枚取りも簡易に行うことがで
き、その生産性をより一層高めることができるという利
点が得られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。な
お、本実施形態については、先の図５において説明した
ものと同様に、計４箇所の貫通孔１０を形成した振動板
１を製造する場合を一例として説明する。

【００２１】図１（ａ）〜（ｆ）は、本願発明に係るイ
ンクジェットプリントヘッドの振動板の製造方法の作業
工程の一例を示す説明図である。図２は、図１（ｄ）に
示す状態の斜視図である。図３は、図１（ｆ）に示す状
態の斜視図である。

【００２２】まず、図１（ａ）に示すように、ダミー板
となる適当な台板２の上面に、振動板１の材料となる板
材としてのガラス板１Ａを貼り付ける。このガラス板１
Ａは、たとえば耐インク性（耐薬品性）に優れる硼珪酸
ガラスであり、その厚みは約５０μｍ程度の極薄であ
る。また、このガラス板１Ａは矩形状に形成されている
が、そのサイズは、最終的に製造される振動板１の縦横
のサイズよりも大きめであり、たとえば振動板１を４枚
合わせたサイズよりも１まわり大きなサイズである。

【００２３】次に、同図（ｂ）に示すように、上記ガラ
ス板１Ａの表面の全面にフォトレジスト層３Ａを形成す
る。そして、その後同図（ｃ）に示すように、露光マス
ク４を用いて上記フォトレジスト層３Ａに露光を行って
から、同図（ｄ）に示すように、その現像処理を行う。
このような露光、現像処理を行うことにより、図２に示
すように、上記ガラス板１Ａの表面に、上記フォトレジ
スト層によって構成されたマスク３を作製する。

【００２４】このマスク３は、図４に示すように、計４
枚の振動板１を前後左右に２枚ずつ配列した形態に対応
している。具体的には、このマスク３は、図２に示すよ
うに、上記計４枚の振動板１のそれぞれに対応する計４
箇所の矩形状のマスク領域ａ１と、これらの各マスク領
域ａ１を囲む矩形枠状のマスク領域ａ２とを有してお
り、これらの各マスク領域ａ１，ａ２が、上記ガラス板
１Ａの表面を被覆保護している。このマスク３は、上記
マスク領域ａ１，ａ１どうしの相互間と、上記マスク領
域ａ１，ａ２の相互間との領域が、平面視田の字状にエ
ッチングされた開放領域（非マスク領域）ｂとなってお
り、この開放領域ｂが、上記ガラス板１Ａを計４枚の振
動板１の外形に区分するようになっている。また、振動
板１に対応する計４箇所の各マスク領域ａ１には、貫通
孔状の孔部ｃが４箇所ずつ形成されている。これら複数
の孔部ｃは、振動板１の各貫通孔１０に対応する部位で
あり、上記開放領域ｂと同様に、ガラス板１Ａの表面の
一部をその上方へ開放する開放領域に相当する。

【００２５】図１（ｃ）で示された露光マスク４は、フ
ォトレジスト層３Ａを上述したマスク３のパターンに露
光するように形成されたものであり、上記マスク３の開
放領域ｂと各孔部ｃに対応する透孔部ｂ１，ｃ１を有し
ている。したがって、上記マスク３に形成される振動板
１の外形を形成するための開放領域ｂと、振動板１の貫
通孔１０を形成するための各孔部ｃとの位置合わせを正
確に行うためには、上記露光マスク４を製作する段階に
おいて、上記透孔部ｂ１，ｃ１を精度良く形成すればよ
く、その寸法精度を高めることが比較的容易に行える。
また、上記露光マスク４を、ガラス板１Ａの上方にセッ
ティングするときには、この露光マスク４がガラス板１
Ａの上方からはみ出さないように配置させればよく、こ
の露光マスク４をガラス板１Ａの特定箇所に対して正確
に位置決めするような必要はない。したがって、露光マ
スク４のセッティング作業も容易である。

【００２６】上記マスク３を製作した後には、図１
（ｅ）に示すように、マスク３の上側からブラスト材ｍ
を吹きつけて、上記ガラス板１Ａのショットブラストを
行う。このショットブラスト作業は、たとえばブラスト
材ｍとして、粒径が３０μｍ程度の炭化ケイ素を用いて
行う。そして、このブラスト作業が終了した後には、同
図（ｆ）に示すように、マスク３を剥離して除去する。

【００２７】上記ブラスト作業によれば、ガラス板１Ａ
の各部のうち、上記マスク３の開放領域ｂと複数の孔部
ｃとのそれぞれに対面する箇所がブラスト材ｍによって
削られる。その結果、上記ガラス板１Ａは、図３に示す
ように、上記マスク３と同一パターン形状に加工され
る。すなわち、上記ガラス板１Ａは、マスク３の開放領
域ｂに対応する部分が削られることにより、計４枚の振
動板１の外形が加工される。これにより、１枚のガラス
板１Ａから４枚の振動板１を同時に形成することができ
る。また、上記マスク３の孔部ｃに対応する部分が削ら
れることにより、各振動板１に計４箇所ずつの貫通孔１
０が形成される。したがって、一回のブラスト作業によ
って、計４枚の振動板１の外形の加工と各貫通孔１０の
加工とが同時に行えることとなり、振動板１の製造作業
効率が非常に良好となる。

【００２８】さらに、上記のようにして加工された振動
板１の外形と各貫通孔１０との相対的な位置関係は、マ
スク３の開放領域ｂと孔部ｃとの相対的な位置関係と同
様である。したがって、振動板１の外形に対する各貫通
孔１０の位置精度を高めることも容易となる。また、上
記振動板１は、この振動板１よりも大きなサイズのガラ
ス板１Ａからいわば削り出されたものであり、たとえば
図１（ｅ）に示すように、ガラス板１Ａの端部Ｎ１の近
辺において、マスク３の厚みが部分的に薄くなる現象を
生じていても、このガラス板１Ａの端部Ｎ１は振動板１
の端部としては形成されない。したがって、上記マスク
３の一部分の厚みが薄いことに原因し、この部分がブラ
スト作業によって仮にダメージを受けたとしても、これ
によって振動板１の端部に割れなどを生じさせることは
ない。その結果、本願発明では、端部に割れや欠けなど
の損傷が少ない振動板１を製造することも可能となる。

【００２９】なお、上記のようにして製造された振動板
１は、たとえば先に説明した図６に示すように、インク
ジェットプリントヘッドのインク流路基板６に重ね合わ
されて使用される。既述したとおり、この振動板１の片
面には、たとえばＩＴＯ膜からなる導電層１２が形成さ
れた上で、圧電素子１３が実装されるが、上記振動板１
の製造作業は、ガラス板１Ａに導電層１２を形成した
後、または形成前のいずれの時期に行ってもよい。

【００３０】上記実施形態では、１枚の振動板１に計４
箇所の貫通孔１０を形成している。したがって、この振
動板１では、上記４箇所の貫通孔１０を、たとえばシア
ン、マゼンタ、イエロー、およびブラックの計４色のイ
ンクのそれぞれのインク流入口として利用することかで
きる。ただし、本願発明はこれに限定されず、たとえば
ブラックを用いないカラープリント用のインクジェット
プリントヘッドでは貫通孔１０を計３箇所に、また白黒
プリント用の場合にはブラックのインクのインク流入口
として利用できるように、１箇所のみ形成してもよい。
本願発明では、貫通孔１０の具体的な個数などは限定さ
れない。

【００３１】また、上記実施形態では、１枚のガラス板
１Ａから４枚の振動板１を同時に製造しているが、本願
発明はこれに限定されない。本願発明では、さらに多く
の枚数の振動板１を同時に製造してもよいことは勿論の
こと、振動板１を１枚ずつ製造しても構わない。

【００３２】さらに、上記実施形態では、ガラス板１Ａ
を加工する手段として、ブラスト処理を施しているが、
本願発明はやはりこれに限定されず、これに代えてたと
えばエッチング処理によってガラス板１Ａを加工しても
よい。

【００３３】また、上記実施形態では、振動板１をガラ
ス製にしているが、振動板１の具体的な材質も問わな
い。インクジェットプリントヘッドの振動板１は、たと
えば合成樹脂製の薄肉板で構成することも可能であり、
このような材質の振動板１を製造する場合についても本
願発明を適用することが可能である。

【００３４】さらに、上記実施形態では、フォトレジス
ト層の露光、現像処理によって所定のマスクを形成して
いるが、本願発明ではマスクの形成手段として、他の手
段を採用することも可能である。すなわち、本願発明で
は、振動板の材料となる板材の表面に、スクリーン印刷
を施すことにより、所定のパターン形状のマスクを上記
板材表面に形成してもよい。また、これとは異なる手段
として、たとえば所定のパターン形状のマスクをフィル
ムなどによって形成しておき、このフィルム製などのマ
スクを振動板の材料となる板材の表面に貼付するように
してもよい。

【００３５】その他、本願発明に係るインクジェットプ
リントヘッドの振動板の製造方法における各作業工程の
具体的な構成は、種々に変更自在である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｆ）は、本願発明に係るインクジェ
ットプリントヘッドの振動板の製造方法の作業工程の一
例を示す説明図。

【図２】図１（ｄ）に示す状態の斜視図。

【図３】図１（ｆ）に示す状態の斜視図。

【図４】製造される複数枚の振動板の一例を示す正面
図。

【図５】振動板の一例を示す斜視図。

【図６】振動板を有するインクジェットプリントヘッド
の一例を示す要部拡大断面図。

【図７】振動板を有するインクジェットプリントヘッド
の他の例を示す要部拡大断面図。

【図８】（ａ）〜（ｆ）は、従来における振動板の製造
方法の一例を示す説明図。

【符号の説明】

１ 振動板 １Ａ ガラス板（板材） ３ マスク ３Ａ フォトレジスト層 １０ 貫通孔 ａ１，ａ２ マスク領域 ｂ 開放領域 ｃ 孔部（開放領域）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １または複数の貫通孔が設けられたイン
   クジェットプリントヘッドの振動板を製造するための方
   法であって、 上記振動板の材料となる板材の表面に、振動板の外形と
   貫通孔とのそれぞれの加工箇所を開放状態としたマスク
   を施す工程と、 上記マスクの上から上記板材にブラスト処理またはエッ
   チング処理を施すことにより、振動板の外形の加工とこ
   の振動板への貫通孔の形成加工とを同時に行う工程とを
   含むことを特徴とする、インクジェットプリントヘッド
   の振動板の製造方法。
2. 【請求項２】 上記板材の表面にマスクを施す工程は、
   上記板材の表面にフォトレジスト層を形成した後に、こ
   のフォトレジスト層への露光、現像処理を行うことによ
   り、所定箇所がエッチングされたフォトレジスト層を形
   成する工程である、請求項１に記載のインクジェットプ
   リントヘッドの振動板の製造方法。
3. 【請求項３】 上記板材の表面には、振動板の複数枚分
   に相当するマスクを施し、その後上記板材にブラスト処
   理またはエッチング処理を施すことにより、上記板材か
   ら複数枚の振動板を同時に製造する、請求項１または２
   に記載のインクジェットプリントヘッドの振動板の製造
   方法。