JPH10278279A - Manufacture of print head - Google Patents
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- JPH10278279A JPH10278279A JP9326364A JP32636497A JPH10278279A JP H10278279 A JPH10278279 A JP H10278279A JP 9326364 A JP9326364 A JP 9326364A JP 32636497 A JP32636497 A JP 32636497A JP H10278279 A JPH10278279 A JP H10278279A
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光照射によ
って高分子材料から構成された被加工用プレートに、例
えばインジェットプリントヘッドにおけるオリフィス孔
を加工を含むプリントヘッドの製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a printhead including processing an orifice hole in an ink jet printhead on a plate to be processed made of a polymer material by laser light irradiation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】インクジェットプリンタのヘッド部分
は、図１３に示すように複数のインク供給溝１に対し、
複数のオリフィス孔２の形成された金属オリフィス板３
が接着されている。このうち各インク供給溝１の隔壁４
は、図１４に示すようにＰＺＴ（圧電素子）により形成
され、このＰＺＴに電圧が印加されることにより隔壁４
が変形し、インクをオリフィス孔２から吐出すものとな
っている。2. Description of the Related Art As shown in FIG.
Metal orifice plate 3 having a plurality of orifice holes 2
Is glued. Among them, the partition 4 of each ink supply groove 1
Is formed of PZT (piezoelectric element) as shown in FIG. 14, and when a voltage is applied to this PZT, partition walls 4 are formed.
Are deformed, and the ink is ejected from the orifice hole 2.
【０００３】このようなインクジェットプリンタのオリ
フィス孔２は、約３０ミクロン径に形成され、かつその
金属オリフィス板３には板厚５０μｍ程度のプレートが
用いられている。The orifice hole 2 of such an ink-jet printer is formed to have a diameter of about 30 μm, and a metal orifice plate 3 having a thickness of about 50 μm is used.
【０００４】そして、この金属オリフィス板３は、通
常、電鋳法と呼ばれるメッキ法により製造されており、
この製造の後に、図１３に示すように各オリフィス孔２
と各インク供給溝１とを精度高く位置決めしてプリンタ
のヘッド部分に接着される。The metal orifice plate 3 is usually manufactured by a plating method called an electroforming method.
After this production, as shown in FIG.
And the ink supply grooves 1 are accurately positioned and adhered to the head portion of the printer.
【０００５】しかしながら、金属オリフィス板３をプリ
ンタのヘッド部分に接着するとき、オリフィス孔２が接
着材５で塞がってしまう問題がある。However, when bonding the metal orifice plate 3 to the head of the printer, there is a problem that the orifice hole 2 is closed by the adhesive 5.
【０００６】このような問題を回避するために、オリフ
ィス孔２を加工する前のオリフィスプレートをプリンタ
のヘッド部分に接着した後、オリフィスプレートにレー
ザ光を照射してオリフィス孔２を開ける加工方法が提案
されている。In order to avoid such a problem, there is a processing method in which an orifice plate before processing the orifice hole 2 is bonded to a head portion of a printer, and then the orifice plate is irradiated with laser light to open the orifice hole 2. Proposed.
【０００７】この場合、オリフィスプレートの材料とし
ては主に高分子材料が使用され、かつレーザ光としては
精密なアブレーション加工が可能なエキシマレーザが使
用される。In this case, a polymer material is mainly used as a material of the orifice plate, and an excimer laser capable of performing precise ablation processing is used as a laser beam.
【０００８】このような加工方法では、オリフィス孔２
がレーザビーム入射方向に対して図１４に示すように逆
テーパに形成されることが必須条件であり、これがイン
クの良好な吐出に必要な条件である。In such a processing method, the orifice hole 2
Is required to be formed in a reverse taper with respect to the laser beam incident direction as shown in FIG. 14, which is a condition necessary for good ink ejection.
【０００９】逆テーパ形状を持つオリフィス孔加工方法
としては、例えば一次及び二次の反射面を用いてレーザ
光を反射させて被覆板に照射し、オリフィス孔を加工す
る方法（特表平６−５１０９５８号公報）、マスクを密
着しヘッドをレーザビームに対して傾けさせてノズル孔
を開ける方法（特開平１−１０８０５６号公報）があ
る。As a method of forming an orifice hole having an inverted tapered shape, for example, a method of processing an orifice hole by reflecting a laser beam using a primary and a secondary reflecting surface and irradiating the laser beam on a coating plate (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-118). 510958), and a method in which a nozzle is opened by closely attaching a mask and tilting a head with respect to a laser beam (JP-A-1-108056).
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記一
次及び二次の反射面を用いる方法では、オリフィス孔を
１個づつしか形成できないので、数百個のオリフィス孔
を形成するのには時間がかかり、生産技術上実現性の低
い方法である。However, in the method using the primary and secondary reflecting surfaces, only one orifice hole can be formed one by one, so that it takes time to form several hundred orifice holes. This method is not feasible in terms of production technology.
【００１１】一方、マスクを密着しヘッドをレーザビー
ムに対して傾ける方法では、一括して複数の孔を形成で
きるものの、孔径精度を確保するためマスクを密着させ
るとともにその密着距離精度を確保する必要があり、そ
のうえレーザ照射により損傷するマスクの交換が必要で
あり、これらが生産上不度合いとなる。On the other hand, in the method in which the mask is brought into close contact and the head is tilted with respect to the laser beam, a plurality of holes can be formed at one time. In addition, it is necessary to replace a mask that is damaged by laser irradiation, which is inferior in production.
【００１２】例えば、図１５の金属ステンシルマスクと
オリフィスプレート材の距離関係と孔径の関係を示すよ
うに、マスク・プレート間距離が３μｍ変化するだけ
で、２μｍの孔径変化が生じる。For example, as shown in FIG. 15 showing the relationship between the distance between the metal stencil mask and the orifice plate material and the hole diameter, a change in the hole diameter of 2 μm occurs only by changing the distance between the mask and the plate by 3 μm.
【００１３】実際、レーザ照射時に金属ステンシルマス
クが加熱され、変形することにより、マスクとポリイミ
ドプレートとの間に数μｍの間隙が生じ、加工されたオ
リフィス孔形状が楕円になったり、精度が低下する問題
が発生する。In fact, when the metal stencil mask is heated and deformed during laser irradiation, a gap of several μm is generated between the mask and the polyimide plate, and the shape of the processed orifice hole becomes elliptical or the accuracy decreases. Problems occur.
【００１４】そこで本発明は、複数の逆テーパ形状のオ
リフィス孔を目詰まりなく一括に、かつ孔径精度を高く
形成できるプリントヘッドの製造方法を提供することを
目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a print head capable of forming a plurality of reverse tapered orifice holes in a lump without clogging and with high hole diameter accuracy.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】請求項１によれば、複数
のインク供給溝の形成されたプリントヘッド筐体に対
し、高分子材料から成る被加工用プレートを接着する工
程と、複数の開口が形成された金属部材を、これら開口
と各インク供給溝とを位置決めして被加工用プレートの
表面上に接着する工程と、金属部材をマスクとしてレー
ザ光を複数の開口を通して被加工用プレートに照射し、
これら開口に対応して部分的に少なくとも被加工用プレ
ート及び接着材を除去して複数のインク噴出孔を形成す
る工程と、を有するプリントヘッドの製造方法である。According to a first aspect of the present invention, there is provided a process for adhering a processing plate made of a polymer material to a print head housing having a plurality of ink supply grooves formed therein, and a plurality of openings. Forming the metal member on the surface of the plate to be processed by positioning these openings and the respective ink supply grooves, and applying a laser beam to the plate through a plurality of openings using the metal member as a mask. Irradiate,
Forming a plurality of ink ejection holes by partially removing at least a plate to be processed and an adhesive corresponding to these openings.
【００１６】請求項２によれば、高分子材料から成る被
加工用プレートの一方の表面に金属部材を形成する工程
と、プリントヘッド筐体における複数のインク供給溝に
対応する金属部材の部分を除去して複数の開口を形成す
る工程と、これら開口の形成された金属部材の形成され
た被加工用プレートを各インク供給溝と位置決めして接
着した状態で、金属部材をマスクとしてレーザ光を複数
の開口を通して被加工用プレートに照射し、これら開口
に対応して部分的に少なくとも被加工用プレート及び接
着材を除去して複数のインク噴出孔を形成する工程と、
を有するプリントヘッドの製造方法である。According to the second aspect, the step of forming the metal member on one surface of the plate to be processed made of a polymer material, and the step of forming the metal member corresponding to the plurality of ink supply grooves in the print head housing. Removing the plurality of openings, and positioning and bonding the plate on which the metal member having the openings is formed to each ink supply groove and applying laser light using the metal member as a mask. Irradiating the plate to be processed through the plurality of openings, forming a plurality of ink ejection holes by removing at least the plate to be processed and the adhesive corresponding to these openings,
This is a method for manufacturing a print head having:
【００１７】請求項３によれば、請求項１又は２記載の
プリントヘッドの製造方法において、被加工用プレート
としては、高分子材料としてポリイミド又はポリサルフ
ォンが用いられる。According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing a print head according to the first or second aspect, as the plate to be processed, polyimide or polysulfone is used as a polymer material.
【００１８】請求項４によれば、請求項１又は２記載の
プリントヘッドの製造方法において、レーザ光を金属板
の複数の開口を通して被加工用プレートに少なくとも２
方向から照射する。According to a fourth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a print head according to the first or second aspect, at least two laser beams are applied to the plate to be processed through the plurality of openings of the metal plate.
Irradiate from direction.
【００１９】請求項５によれば、請求項１又は２記載の
プリントヘッドの製造方法において、レーザ光は、波長
１９０ｎｍから４００ｎｍの範囲を用いる。According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a print head according to the first or second aspect, the laser beam has a wavelength in a range from 190 nm to 400 nm.
【００２０】請求項６によれば、請求項２記載のプリン
トヘッドの製造方法において、被加工用プレートの一方
の表面に金属部材を蒸着、スパッタ又はメッキにより形
成する。According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a print head according to the second aspect, a metal member is formed on one surface of the plate to be processed by vapor deposition, sputtering, or plating.
【００２１】請求項７によれば、請求項２記載のプリン
トヘッドの製造方法において、エッチングにより金属部
材を部分的に除去する。According to a seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a print head according to the second aspect, the metal member is partially removed by etching.
【００２２】請求項８によれば、請求項２記載のプリン
トヘッドの製造方法において、金属部材付きの被加工用
プレートをプリントヘッド筐体に接着し、この後に、プ
リントヘッド筐体の複数のインク供給溝に対応する金属
部材を部分的に除去して複数の開口を形成する。According to the eighth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a print head according to the second aspect, the plate to be processed with the metal member is bonded to the print head housing, and thereafter, the plurality of inks of the print head housing are provided. A plurality of openings are formed by partially removing the metal member corresponding to the supply groove.
【００２３】請求項９によれば、請求項２記載のプリン
トヘッドの製造方法において、被加工用プレートに金属
部材を形成し、プリントヘッド筐体の複数のインク供給
溝に対応して金属部材を部分的に除去して複数の開口を
形成し、この後に、これら開口を有する金属部材の形成
された加工プレートをプリントヘッド筐体に位置決めし
て接着する。According to a ninth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a print head according to the second aspect, a metal member is formed on the plate to be processed, and the metal member is formed corresponding to the plurality of ink supply grooves of the print head housing. A plurality of openings are formed by partial removal, and thereafter, a processing plate on which a metal member having these openings is formed is positioned and adhered to a print head housing.
【００２４】請求項１０によれば、請求項２記載のプリ
ントヘッドの製造方法において、金属部材としてレーザ
光に対する吸収性を有する非金属部材を用いる。According to a tenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a print head according to the second aspect, a non-metallic member having absorptivity to laser light is used as the metal member.
【００２５】請求項１１によれば、請求項１記載のプリ
ントヘッドの製造方法において、テーパ状の複数の開口
部が形成された金属部材を用い、この金属部材をマスク
としてレーザ光を複数の開口部を通過させるとともに開
口部の傾斜している側壁で反射させて被加工用プレート
に照射し、この被加工用プレートにテーパ状の複数のイ
ンク噴出孔を形成する。According to the eleventh aspect, in the method of manufacturing a print head according to the first aspect, a metal member having a plurality of tapered openings is used, and the metal member is used as a mask to emit a laser beam to the plurality of openings. The laser beam passes through the portion and is reflected on the inclined side wall of the opening to irradiate the plate to be processed to form a plurality of tapered ink ejection holes in the plate to be processed.
【００２６】請求項１２によれば、請求項１１記載のプ
リントヘッドの製造方法において、所望のテーパ角に形
成された開口部を持つ金属部材を被加工用プレートに接
着し、被加工用プレートに形成されるインク噴出孔のテ
ーパ角を制御する。According to a twelfth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a print head according to the eleventh aspect, a metal member having an opening formed at a desired taper angle is adhered to the plate to be processed. The taper angle of the formed ink ejection hole is controlled.
【００２７】請求項１３によれば、請求項１１記載のプ
リントヘッドの製造方法において、金属部材は、レーザ
光に対して反射率の高い材料から形成されている。According to a thirteenth aspect, in the method for manufacturing a print head according to the eleventh aspect, the metal member is formed of a material having a high reflectance with respect to the laser beam.
【００２８】請求項１４によれば、請求項１１記載のプ
リントヘッドの製造方法において、被加工用プレートに
テーパ状のインク噴出孔を形成する条件は、レーザ光を
開口部に対して略垂直方向に入射し、金属部材に形成さ
れた開口部のテーパ角をｓ1、金属部材の板厚をｔ、開
口部におけるレーザ光入射側及び出射側の穴径をそれぞ
れｄ1 、ｄ2 とした場合、（ｄ1 ＋ｄ2 ）／２ｔとｔａ
ｎ（２ｓ1 ）との大きさの関係を変える。According to a fourteenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a print head according to the eleventh aspect, the condition for forming the tapered ink ejection hole in the plate to be processed is such that the laser light is directed substantially perpendicularly to the opening. When the taper angle of the opening formed in the metal member is s 1 , the plate thickness of the metal member is t, and the hole diameters of the opening on the laser light incident side and the emission side are d 1 and d 2 , respectively. , (D 1 + d 2 ) / 2t and ta
The magnitude relationship with n (2s 1 ) is changed.
【００２９】[0029]
(1) 以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参
照して説明する。(1) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００３０】図１は本発明のプリントヘッドの製造方法
をインジェットプリンタのオリフィス孔加工に適用した
製造プロセスを示す図である。FIG. 1 is a view showing a manufacturing process in which the method of manufacturing a print head according to the present invention is applied to orifice hole processing of an ink jet printer.
【００３１】先ず、第１の工程において、同図(a) に示
すようにインクジェットプリンタのヘッド部分（以下、
プリントヘッドと称する）１０には、複数のインク供給
溝１が形成されており、このヘッド部に対して接着材１
１を介して高分子材料から成る被加工用プレート、例え
ばポリイミドシート１２が接着される。なお、被加工用
プレートは、ポリイミドシート１２に限らずポリサルフ
ォン等を用いてもよい。First, in a first step, as shown in FIG. 1A, a head portion of an ink jet printer (hereinafter, referred to as "head portion").
A plurality of ink supply grooves 1 are formed in a print head 10.
A work plate made of a polymer material, for example, a polyimide sheet 12 is adhered through 1. The plate to be processed is not limited to the polyimide sheet 12, but may be polysulfone or the like.
【００３２】次に、第２の工程において、同図(b) に示
すようにポリイミドシート１２上に複数の開口が形成さ
れた金属部材、すなわち金属ステンシルマスク（以下、
金属マスクと省略する）１３が接着材１４により接着さ
れる。Next, in a second step, a metal member having a plurality of openings formed on the polyimide sheet 12 as shown in FIG.
A metal mask (abbreviated as 13) is adhered by an adhesive.
【００３３】この金属マスク１３は、オリフィス孔加工
時に照射するエキシマレーザからの紫外光に対して反射
率の高い金属、例えばＡｌ、Ｃｕが用いられ、図２に示
すように加工すべきオリフィス孔と同形状の円形開口が
複数のインク供給溝１と対応する位置に形成されてい
る。The metal mask 13 is made of a metal having a high reflectivity to ultraviolet light from an excimer laser irradiated at the time of processing the orifice hole, for example, Al or Cu. As shown in FIG. A circular opening having the same shape is formed at a position corresponding to the plurality of ink supply grooves 1.
【００３４】従って、金属マスク１３をプリントヘッド
１０に接着するときには、図１(c)に示すように金属マ
スク１３の各円形開口の位置と複数のインク供給溝１の
位置とが一致するように位置決めされる。Therefore, when bonding the metal mask 13 to the print head 10, the positions of the circular openings of the metal mask 13 and the positions of the plurality of ink supply grooves 1 coincide with each other as shown in FIG. Positioned.
【００３５】次に、第３の工程において、図１(d) に示
すようにレーザ照射により金属マスク１３の円形開口下
のポリイミドシート１２及び接着材１１、１４のアブレ
ーションを行う。Next, in a third step, as shown in FIG. 1D, the polyimide sheet 12 and the adhesives 11, 14 under the circular openings of the metal mask 13 are ablated by laser irradiation.
【００３６】図３はかかるプリンタ孔加工に適用するレ
ーザ加工装置の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a laser processing apparatus applied to such printer hole processing.
【００３７】Ｘテーブル２０上には、ゴニオステージ２
１が搭載されている。Ｘテーブル２０は、ゴニオステー
ジ２１をＸ方向に移動自在とするものであり、かつゴニ
オステージ２１は、金属マスク１３の接着されたプリン
トヘッド１０を載置し、Ｘ方向を軸として揺動するもの
である。The gonio stage 2 is placed on the X table 20.
1 is mounted. The X table 20 makes the gonio stage 21 movable in the X direction, and the gonio stage 21 mounts the print head 10 to which the metal mask 13 is adhered and swings around the X direction. It is.
【００３８】一方、波長１９０ｎｍから４００ｎｍの紫
外線の範囲のパルスのレーザ光を出力するＫｒＦエキシ
マレーザ発振器２２が配置されている。このＫｒＦエキ
シマレーザ発振器２２から出力されるレーザ光路上に
は、ミラー２３、入射レンズ２４、カライドスコープ２
５及び結像レンズ２６が配置されている。On the other hand, there is provided a KrF excimer laser oscillator 22 for outputting a pulsed laser beam having a wavelength in the range from 190 nm to 400 nm of ultraviolet light. A mirror 23, an incident lens 24, and a kaleidoscope 2 are placed on the laser beam path output from the KrF excimer laser oscillator 22.
5 and an imaging lens 26 are arranged.
【００３９】このようなレーザ加工装置を用いてのプリ
ンタ孔加工は次の通り行われる。The processing of a printer hole using such a laser processing apparatus is performed as follows.
【００４０】ゴニオステージ２１上には、図１(d) に示
す金属マスク１３の接着されたプリントヘッド１０が載
置される。On the gonio stage 21, the print head 10 to which the metal mask 13 shown in FIG.
【００４１】ＫｒＦエキシマレーザ発振器２２からレー
ザ光が出力されると、このレーザ光は、ミラー２３で反
射し、入射レンズ２４を通してカライドスコープ２５に
入射し、ここでポリイミドシート１２における加工点で
所定の形状と均一な光強度分布が得られるように調整さ
れる。そして、レーザ光は、結像レンズ２６により金属
マスク１３及びポリイミドシート１２に結像される。When a laser beam is output from the KrF excimer laser oscillator 22, the laser beam is reflected by a mirror 23 and is incident on a kaleidoscope 25 through an incident lens 24. And a uniform light intensity distribution are obtained. The laser light is imaged on the metal mask 13 and the polyimide sheet 12 by the imaging lens 26.
【００４２】このレーザ光の照射において、金属マスク
１３上に照射されたレーザ光は反射されるが、金属マス
ク１３の各円形開口部分に照射されたレーザ光は、これ
ら円形開口を通して直接にポリイミドシート１２及び接
着材１１、１４へ照射されるので、これらポリイミドシ
ート１２及び接着材１１、１４はレーザ光のエネルギー
で除去される。In this laser light irradiation, the laser light irradiated on the metal mask 13 is reflected, but the laser light irradiated on each circular opening of the metal mask 13 is directly passed through these circular openings to the polyimide sheet. Since the polyimide sheet 12 and the adhesives 11 and 14 are irradiated, the polyimide sheet 12 and the adhesives 11 and 14 are removed by the energy of the laser beam.
【００４３】このレーザ光の照射では、図４に示すよう
に３ステップでポリイミドシート１２に逆テーパ形状の
オリフィス孔を加工する。すなわち、ポリイミドシート
１２に対するレーザ光の入射角は、逆テーパ孔を形成す
るために、垂直方向の照射を除く２方向以上の角度とし
ている。In this laser beam irradiation, an inverted tapered orifice hole is formed in the polyimide sheet 12 in three steps as shown in FIG. That is, the incident angle of the laser beam to the polyimide sheet 12 is set to two or more directions excluding vertical irradiation in order to form a reverse tapered hole.
【００４４】例えば、図４(a) に示すように、ゴニオス
テージ２１を動作させてポリイミドシート１２に対する
レーザ光の照射方向に対して傾斜させ、この状態でＸテ
ーブル２０によりノズル全体、すなわち金属マスク１３
の全体に対してレーザ光を１回走査する。For example, as shown in FIG. 4 (a), the gonio stage 21 is operated to tilt the polyimide sheet 12 with respect to the irradiation direction of the laser beam, and in this state, the X-table 20 is used for the entire nozzle, that is, the metal mask. 13
Is scanned once with laser light.
【００４５】次に、同図(b) に示すように、ゴニオステ
ージ２１を動作させてポリイミドシート１２に対するレ
ーザ光の照射方向を先とは反対方向に傾斜させ、この状
態でＸテーブル２０によりノズル全体に対してレーザ光
を１回走査する。Next, as shown in FIG. 3B, the gonio stage 21 is operated to incline the direction of laser light irradiation on the polyimide sheet 12 in the opposite direction to the first direction. The whole is scanned once with laser light.
【００４６】次に、同図(c) に示すように、ゴニオステ
ージ２１を動作させてポリイミドシート１２に対するレ
ーザ光の照射方向を垂直方向に配置、この状態でＸテー
ブル２０によりノズル全体に対してレーザ光を１回走査
する。Next, as shown in FIG. 5C, the gonio stage 21 is operated to arrange the laser beam irradiation direction on the polyimide sheet 12 in the vertical direction. The laser beam is scanned once.
【００４７】このようにポリイミドシート１２に対して
最低でも計３回はレーザ光を走査し、図１(e) に示すよ
うにポリイミドシート１２に逆テーパ形状を持つオリフ
ィス孔２７を形成する。As described above, the polyimide sheet 12 is scanned with laser light at least three times in total, and an orifice hole 27 having a reverse tapered shape is formed in the polyimide sheet 12 as shown in FIG.
【００４８】このようなレーザ光の照射によるオリフィ
ス孔２７の形成により接着材１１、１４も除去される。
なお、ポリイミドシート１２上に存在する接着材１１、
１４を完全に除去するためには、通常さらに数回のレー
ザ走査を行うとよい。The adhesive materials 11 and 14 are also removed by forming the orifice hole 27 by the irradiation of the laser beam.
The adhesive 11 existing on the polyimide sheet 12,
In order to completely remove 14, it is usually better to perform several more laser scans.
【００４９】次に、第４の工程において、オリフィス孔
２７の形成の後、図１(e) に示すように金属マスク１３
が取り外され、続いて同図(f) に示すようにポリイミド
シート１２上に存在する接着材１４の残査が除去され
る。Next, in a fourth step, after the formation of the orifice hole 27, the metal mask 13 is formed as shown in FIG.
Is removed, and then the residue of the adhesive 14 present on the polyimide sheet 12 is removed as shown in FIG.
【００５０】このように上記第１の実施の形態において
は、複数のインク供給溝１の形成されたプリントヘッド
１０に対してポリイミドシート１２を接着し、このポリ
イミドシート１２の表面上に複数の開口が形成された金
属マスク１３を各インク供給溝１との位置決めを行って
接着し、金属マスク１３を通してＫｒＦエキシマレーザ
光の照射角度を変えてポリイミドシート１２に照射し、
このポリイミドシート１２に逆テーパ形状のオリフィス
孔２７を形成するようにしたので、プリントヘッド１０
にポリイミドシート１２を接着した後にオリフィス孔２
７を形成することができ、オリフィス孔２７が接着材１
１、１４により目詰まりすることなく、インクの良好な
吐出に必要な条件である逆テーパ形状のオリフィス孔２
７を確実に加工でき、しかも複数の逆テーパ形状のオリ
フィス孔２７を一括に加工できる。As described above, in the first embodiment, the polyimide sheet 12 is bonded to the print head 10 in which the plurality of ink supply grooves 1 are formed, and a plurality of openings are formed on the surface of the polyimide sheet 12. The metal mask 13 on which is formed is positioned and bonded to each of the ink supply grooves 1, and the polyimide sheet 12 is irradiated with the KrF excimer laser beam at different irradiation angles through the metal mask 13,
Since the orifice hole 27 having a reverse taper shape is formed in the polyimide sheet 12, the print head 10
After bonding polyimide sheet 12 to orifice hole 2
7 can be formed, and the orifice hole 27 is
Inversely tapered orifice holes 2 necessary for good ink discharge without clogging due to 1, 14
7 can be machined reliably, and a plurality of reverse tapered orifice holes 27 can be machined collectively.
【００５１】又、金属マスク１３がポリイミドシート１
２に接着されているので、密着性の不足を回避でき、孔
径の精度を大幅に改善して高くできる。The metal mask 13 is made of the polyimide sheet 1
2, the shortage of adhesion can be avoided, and the accuracy of the hole diameter can be greatly improved and increased.
【００５２】なお、オリフィス孔２７の逆テーパ形状
は、ゴニオステージ２１の傾斜角度を変えることにより
任意の逆テーパ角に加工できる。The inverted tapered shape of the orifice hole 27 can be formed to any desired tapered angle by changing the angle of inclination of the gonio stage 21.
【００５３】(2) 次に本発明の第２の実施の形態につい
て説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付し
てある。(2) Next, a second embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【００５４】図５は本発明のプリントヘッドの製造方法
をインジェックトプリンタのオリフィス孔加工に適用し
た製造プロセスを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process in which the method of manufacturing a print head according to the present invention is applied to orifice hole processing of an ink jet printer.
【００５５】先ず、第１の工程において、同図(a) に示
すようにプリントヘッドオリフィス用の高分子材料の加
工用シート、例えばポリイミドシート３０の一方の表面
に対し、金属膜３１が蒸着、スパッタ又はメッキ等によ
り成膜される。First, in a first step, a metal film 31 is deposited on one surface of a processing sheet of a polymer material for a printhead orifice, for example, a polyimide sheet 30, as shown in FIG. The film is formed by sputtering or plating.
【００５６】なお、高分子材料の加工用シートとして
は、ポリイミドシート３０に限らずポリサルフォンによ
ってなるシートを用いてもよい。The processing sheet of the polymer material is not limited to the polyimide sheet 30, but a sheet made of polysulfone may be used.
【００５７】又、金属膜３１としては、オリフィス孔の
加工時に照射するエキシマレーザからの紫外光に対して
反射率の高い金属、例えばＡｌ、Ｃｕが用いられる。The metal film 31 is made of a metal having a high reflectance with respect to ultraviolet light from an excimer laser irradiated at the time of processing the orifice hole, for example, Al or Cu.
【００５８】次に、第２の工程において、金属膜３１と
して例えばアルミニウム膜（以下、金属膜３１をアルミ
膜３１として説明する）の成膜されたポリイミドシート
３０が、同図(b) に示すようにプリントヘッド１０に接
着材３２により接着される。Next, in the second step, a polyimide sheet 30 on which, for example, an aluminum film (hereinafter, the metal film 31 is described as the aluminum film 31) is formed as the metal film 31, is shown in FIG. Is adhered to the print head 10 by the adhesive 32.
【００５９】次に、第３の工程において、ポリイミドシ
ート３０に成膜されたアルミ膜３１に対し、通常のＰＥ
Ｐ（Photo Engraving Process ）工程によりオリフィス
孔部分のエッチングを行い、複数の円形開口を形成す
る。Next, in a third step, the ordinary PE film is applied to the aluminum film 31 formed on the polyimide sheet 30.
The orifice hole is etched by a P (Photo Engraving Process) process to form a plurality of circular openings.
【００６０】図１(d) は複数の円形開口の形成されたア
ルミ膜３１を示し、これがレーザ光をポリイミドシート
３０に照射してオリフィス孔を形成するときの金属マス
クとなる。FIG. 1D shows an aluminum film 31 in which a plurality of circular openings are formed, which serves as a metal mask when an orifice hole is formed by irradiating a polyimide sheet 30 with laser light.
【００６１】ここで、ＰＥＰ工程では、同図(e) に示す
ようにプリントヘッド１０における複数のインク供給溝
１の中心に各オリフィス孔を形成するために位置決めが
必要である。Here, in the PEP process, positioning is necessary to form each orifice hole at the center of the plurality of ink supply grooves 1 in the print head 10 as shown in FIG.
【００６２】この場合、アルミ膜３１付きポリイミドシ
ート３０をプリントヘッド１０に貼り付け後に、アルミ
膜３１に対するエッチングを行っているが、アルミ膜３
１付きポリイミドシート３０をプリントヘッド１０に貼
り付けず、アルミ膜３１付きポリイミドシート３０にエ
ッチングにより複数の円形開口を形成し、この後に、複
数の円形開口の形成されたアルミ膜３１付きポリイミド
シート３０をプリントヘッド１０に貼り付けてもよい。In this case, after the polyimide sheet 30 with the aluminum film 31 is attached to the print head 10, the aluminum film 31 is etched.
A plurality of circular openings are formed in the polyimide sheet 30 with the aluminum film 31 by etching without attaching the polyimide sheet 30 with the aluminum film 31 to the print head 10, and thereafter, the polyimide sheet 30 with the aluminum film 31 in which the plurality of circular openings are formed. May be attached to the print head 10.
【００６３】次に、第４の工程において、図１(f) に示
すようにレーザ照射によりアルミ膜３１の円形開口下の
ポリイミドシート３０及び接着材３２のアブレーション
を行う。Next, in a fourth step, as shown in FIG. 1F, ablation of the polyimide sheet 30 and the adhesive 32 under the circular opening of the aluminum film 31 is performed by laser irradiation.
【００６４】このレーザ照射によるプリンタヘッドの製
造に用いるレーザ加工装置は、上記図３に示すレーザ加
工装置が適用される。The laser processing apparatus shown in FIG. 3 is used as a laser processing apparatus used for manufacturing a printer head by laser irradiation.
【００６５】ゴニオステージ２１上には、アルミ膜３１
付きのポリイミドシート３０が接着されたプリントヘッ
ド１０が載置される。An aluminum film 31 is provided on the gonio stage 21.
The print head 10 to which the attached polyimide sheet 30 is adhered is placed.
【００６６】ＫｒＦエキシマレーザ発振器２２からレー
ザ光が出力されると、このレーザ光は、ミラー２３で反
射し、入射レンズ２４を通してカライドスコープ２５に
入射し、ここでポリイミドシート３０における加工点で
所定の形状と均一分布が得られるように調整される。そ
して、レーザ光は、結像レンズ２６によりアルミ膜３１
付きのポリイミドシート３０に結像される。When a laser beam is output from the KrF excimer laser oscillator 22, the laser beam is reflected by a mirror 23 and is incident on a kaleidoscope 25 through an incident lens 24. Is adjusted so as to obtain a shape and a uniform distribution. Then, the laser light is transmitted to the aluminum film 31 by the imaging lens 26.
An image is formed on the attached polyimide sheet 30.
【００６７】このレーザ光の照射において、アルミ膜３
１上に照射されたレーザ光は反射されるが、アルミ膜３
１の各円形開口部分に照射されたレーザ光は、これら円
形開口を通して直接にポリイミドシート３０及び接着材
３２へ照射されるので、これらポリイミドシート３０及
び接着材３２はレーザ光のエネルギーにより除去され
る。In this laser beam irradiation, the aluminum film 3
Although the laser light irradiated on the surface 1 is reflected, the aluminum film 3
The laser light applied to each of the circular openings 1 is directly applied to the polyimide sheet 30 and the adhesive 32 through these circular openings, so that the polyimide sheet 30 and the adhesive 32 are removed by the energy of the laser light. .
【００６８】このレーザ光の照射では、上記図４に示す
と同様に、３ステップでポリイミドシート３０に逆テー
パ形状のオリフィス孔を加工する。例えば、図４(a) に
示すように、ゴニオステージ２１を動作させてポリイミ
ドシート３０に対するレーザ光の照射方向に対して傾斜
させ、この状態でＸテーブル２０によりアルミ膜３１の
全体に対してレーザ光を１回走査する。In this laser beam irradiation, as shown in FIG. 4, an inverse tapered orifice hole is formed in the polyimide sheet 30 in three steps. For example, as shown in FIG. 4A, the gonio stage 21 is operated to be inclined with respect to the irradiation direction of the laser beam to the polyimide sheet 30. Light is scanned once.
【００６９】次に、同図(b) に示すように、ゴニオステ
ージ２１を動作させてポリイミドシート３０に対するレ
ーザ光の照射方向を先とは反対方向に傾斜させ、この状
態でＸテーブル２０によりノズル全体に対してレーザ光
を１回走査する。Next, as shown in FIG. 2B, the gonio stage 21 is operated to incline the irradiation direction of the laser beam to the polyimide sheet 30 in the opposite direction, and in this state, the nozzle is moved by the X table 20. The whole is scanned once with laser light.
【００７０】次に、同図(c) に示すように、ゴニオステ
ージ２１を動作させてポリイミドシート３０に対するレ
ーザ光の照射方向を垂直方向に配置し、この状態でＸテ
ーブル２０によりノズル全体に対してレーザ光を１回走
査する。Next, as shown in FIG. 3C, the gonio stage 21 is operated to irradiate the polyimide sheet 30 with the laser beam in the vertical direction. To scan once with laser light.
【００７１】このようにポリイミドシート３０に対して
最低でも計３回はレーザ光を走査し、図５(g) に示すよ
うにポリイミドシート３０に逆テーパの形状を持つオリ
フィス孔３３を形成する。In this way, the polyimide sheet 30 is scanned with laser light at least three times at least, and an orifice hole 33 having an inversely tapered shape is formed in the polyimide sheet 30 as shown in FIG. 5 (g).
【００７２】このようなレーザ光の照射によるオリフィ
ス孔３３の形成により接着材３２も除去される。The adhesive 32 is also removed by the formation of the orifice hole 33 by such laser beam irradiation.
【００７３】次に、第４の工程において、オリフィス孔
３３の形成の後、アルミ膜３１が取り外されるか、又は
アルミ膜３１上にテフロン系の撥水膜３４が形成され
る。Next, in a fourth step, after the orifice hole 33 is formed, the aluminum film 31 is removed, or a Teflon-based water-repellent film 34 is formed on the aluminum film 31.
【００７４】このように上記第２の実施の形態において
は、ポリイミドシート３０の一方の表面にアルミ膜３１
を形成し、このアルミ膜３１にプリントヘッドにおける
複数のインク供給溝１に対応する部分を除去して複数の
開口を形成し、このアルミ膜３１付きポリイミドシート
３０をプリントヘッド３０に位置決めして接着した状態
に、アルミ膜３１をマスクとしてレーザ光を照射し、ポ
リイミドシート３０に複数の逆テーパ形状のオリフィス
孔３３を形成するようにしたので、上記第１の実施の形
態と同様に、プリントヘッド１０にアルミ膜３１の付い
たポリイミドシート３０を接着した後にオリフィス孔３
４を形成することができる。よって、オリフィス孔３４
が接着材３２により目詰まりすることなく、確実なオリ
フィス孔３４を加工でき、しかも複数の逆テーパ形状の
オリフィス孔３４を一括に加工できる。As described above, in the second embodiment, the aluminum film 31 is formed on one surface of the polyimide sheet 30.
Is formed on the aluminum film 31, portions corresponding to the plurality of ink supply grooves 1 in the print head are removed to form a plurality of openings, and the polyimide sheet 30 with the aluminum film 31 is positioned and adhered to the print head 30. In this state, a laser beam is irradiated using the aluminum film 31 as a mask to form a plurality of inverted tapered orifice holes 33 in the polyimide sheet 30. Therefore, the print head is formed in the same manner as in the first embodiment. After bonding the polyimide sheet 30 with the aluminum film 31 to the orifice hole 10
4 can be formed. Therefore, the orifice hole 34
Can reliably form the orifice hole 34 without being clogged by the adhesive 32, and can process a plurality of reverse tapered orifice holes 34 at once.
【００７５】又、アルミ膜３１がポリイミドシート３０
に接着されているので、密着性不足を回避でき、孔径の
精度を大幅に改善して高くできる。そのうえ、コンタク
トマスク法で必要となった密着性管理が不要となり、マ
スクの繰り返し使用による耐久性の低下が問題とならな
い。The aluminum film 31 is made of polyimide sheet 30.
In this case, insufficient adhesion can be avoided, and the accuracy of the hole diameter can be greatly improved and increased. In addition, it is not necessary to manage the adhesion, which is required in the contact mask method, and there is no problem that the durability is reduced due to repeated use of the mask.
【００７６】さらに、マスクとしてのアルミ膜３１を損
傷することなくオリフィス孔３４を形成できるる。Further, the orifice hole 34 can be formed without damaging the aluminum film 31 as a mask.
【００７７】又、オリフィス孔３４の逆テーパ形状は、
ゴニオステージ２１の傾斜角度を変えることにより任意
の大きさの逆テーパ角に加工できる。The reverse tapered shape of the orifice hole 34 is as follows.
By changing the angle of inclination of the gonio stage 21, it is possible to machine an inverse taper angle of any size.
【００７８】なお、上記第２の実施の形態では、ポリイ
ミドシート３０にレーザ光に対して反射作用を持つ金属
マスクとして例えばアルミ膜３１が成膜されたが、これ
に限らず、図６(a) に示すようにポリイミドシート３０
の表面上にレーザ光に対して吸収性を有する非金属材料
の吸収型マスク４０をパターニングして形成してもよ
い。In the second embodiment, for example, an aluminum film 31 is formed on the polyimide sheet 30 as a metal mask having a reflecting effect on laser light. However, the present invention is not limited to this. ), The polyimide sheet 30
May be formed by patterning an absorption mask 40 made of a non-metallic material having absorptivity to laser light on the surface of the substrate.
【００７９】この場合、同図(b) に示すようにレーザ光
の照射によりポリイミドシート３０が除去されるととも
に吸収型マスク４０も除去されてその膜厚が減少する。In this case, as shown in FIG. 9B, the polyimide sheet 30 is removed by laser beam irradiation, and the absorption mask 40 is also removed, so that the film thickness is reduced.
【００８０】そうして、同図(c) に示すようにポリイミ
ドシート３０に円形開口が貫通して形成される。Thus, a circular opening is formed through the polyimide sheet 30 as shown in FIG.
【００８１】従って、吸収型マスク４０の初期膜厚は、
ポリイミドシート３０に円形開口が貫通するまでに、吸
収型マスク４０が完全に除去されない厚さに形成してお
けばよい。Therefore, the initial film thickness of the absorption mask 40 is
By the time the circular opening penetrates through the polyimide sheet 30, the absorption type mask 40 may be formed so as not to be completely removed.
【００８２】(3) 以下、本発明の第３の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。(3) Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００８３】図７は本発明のプリントヘッドの製造方法
をインジェットプリンタのオリフィス孔加工に適用した
製造プロセスを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process in which the method for manufacturing a print head of the present invention is applied to orifice hole processing of an ink jet printer.
【００８４】先ず、第１の工程において、同図(a) に示
すようにプリントヘッド１０には、複数のインク供給溝
１が形成されており、このヘッド部に対して接着材１１
を介して高分子材料から成る被加工用プレート、例えば
ポリイミドシート１２が接着される。なお、被加工用プ
レートは、ポリイミドシート１２に限らずポリサルフォ
ン等を用いてもよい。First, in the first step, a plurality of ink supply grooves 1 are formed in the print head 10 as shown in FIG.
A work plate made of a polymer material, for example, a polyimide sheet 12 is adhered through the substrate. The plate to be processed is not limited to the polyimide sheet 12, but may be polysulfone or the like.
【００８５】次に、第２の工程において、同図(b) に示
すようにポリイミドシート１２上に複数の開口が形成さ
れた金属部材、すなわち金属ステンシルマスク（以下、
金属マスクと省略する）５０が接着材１４により接着さ
れる。Next, in a second step, a metal member having a plurality of openings formed on the polyimide sheet 12 as shown in FIG.
A metal mask (abbreviated as 50) is adhered by the adhesive.
【００８６】この金属マスク５０は、オリフィス孔の加
工時に照射するエキシマレーザからの紫外光に対して反
射率の高い金属、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗな
どにより形成されている。The metal mask 50 is formed of a metal having a high reflectance with respect to ultraviolet light from an excimer laser irradiated during processing of the orifice hole, for example, Al, Cu, Ni, Mo, W or the like.
【００８７】又、この金属マスク５０には、図８に示す
ように各インク供給溝１と対応する位置に、テーパ状の
複数の開口部５１がポリイミドシート１２に形成する各
オリフィス孔の位置に対応して形成されている。なお、
テーパ状の形状を持つ開口部５１の金属マスク５０への
形成は、機械的加工等により行われる。In the metal mask 50, a plurality of tapered openings 51 are formed at positions corresponding to the respective ink supply grooves 1 at positions of the respective orifice holes formed in the polyimide sheet 12 as shown in FIG. It is formed correspondingly. In addition,
The opening 51 having a tapered shape is formed on the metal mask 50 by mechanical processing or the like.
【００８８】従って、金属マスク５０をポリイミドシー
ト１２上に接着する場合、テーパ状の各開口部５１の径
の大きい側を上方に向け、径の小さい側をポリイミドシ
ート１２側に向けて接着する。Therefore, when bonding the metal mask 50 onto the polyimide sheet 12, the tapered openings 51 are bonded with the large diameter side facing upward and the small diameter side facing the polyimide sheet 12 side.
【００８９】次に、第３の工程において、図７(d) に示
すようにレーザ照射により金属マスク５０の開口部５１
下のポリイミドシート１２及び接着材１１、１４のアブ
レーションを行う。Next, in a third step, as shown in FIG. 7D, the opening 51 of the metal mask 50 is irradiated by laser irradiation.
Ablation of the lower polyimide sheet 12 and the adhesives 11 and 14 is performed.
【００９０】図９はかかるプリンタ孔加工に適用するレ
ーザ加工装置の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a laser processing apparatus applied to such printer hole processing.
【００９１】ＫｒＦエキシマレーザ発振器５２は、例え
ば波長１９０ｎｍから４００ｎｍの紫外線の範囲の波長
を持つパルスのレーザ光を出力する機能を有している。The KrF excimer laser oscillator 52 has a function of outputting pulsed laser light having a wavelength in the range of, for example, ultraviolet light having a wavelength of 190 nm to 400 nm.
【００９２】このＫｒＦエキシマレーザ発振器５２から
出力されるレーザ光路上には、ミラー５３、入射レンズ
５４、カライドスコープ５５及び光学レンズ５６が配置
されている。On the laser beam path output from the KrF excimer laser oscillator 52, a mirror 53, an incident lens 54, a kaleidoscope 55, and an optical lens 56 are arranged.
【００９３】このようなレーザ加工装置を用いてのプリ
ンタ孔の加工は次の通り行われる。Processing of a printer hole using such a laser processing apparatus is performed as follows.
【００９４】ＫｒＦエキシマレーザ発振器５２からレー
ザ光が出力されると、このレーザ光は、ミラー５３で反
射し、入射レンズ５４を通してカライドスコープ５５に
入射する。When a laser beam is output from the KrF excimer laser oscillator 52, this laser beam is reflected by a mirror 53 and enters a callide scope 55 through an incident lens 54.
【００９５】ここで、レーザ光は、カライドスコープ５
５の作用によりポリイミドシート１２における加工点で
のレーザ光の強度が均一な分布となるように調整され
る。そして、レーザ光は、光学レンズ５６により平行光
に変換されて、金属マスク５０及びポリイミドシート１
２に対して垂直方向に照射される。Here, the laser light is transmitted through the kaleidoscope 5
By the operation of 5, the intensity of the laser beam at the processing point on the polyimide sheet 12 is adjusted so as to have a uniform distribution. Then, the laser light is converted into parallel light by the optical lens 56, and the metal mask 50 and the polyimide sheet 1 are converted.
2 is irradiated in the vertical direction.
【００９６】この場合、平行光となっているレーザ光
を、金属マスク５０の全ての開口部５１をカバーする長
さのライン状のレーザ光に変換し、このライン状のレー
ザ光を金属マスク５０に照射してもよい。In this case, the parallel laser light is converted into a linear laser light having a length covering all the openings 51 of the metal mask 50, and this linear laser light is converted into the metal mask 50. May be irradiated.
【００９７】このとき、金属マスク５０には、テーパ状
の複数の開口部５１が形成されているので、ポリイミド
シート１２へのオリフィス孔の加工は、図１０の金属マ
スクの１つの開口部における加工作用の詳細図に示す通
りにして行われる。At this time, since a plurality of tapered openings 51 are formed in the metal mask 50, the processing of the orifice holes in the polyimide sheet 12 is performed in one of the openings of the metal mask of FIG. The operation is performed as shown in the detailed diagram of the operation.
【００９８】すなわち、平行光となっているレーザ光
は、金属マスク５０及びポリイミドシート１２に対して
垂直方向に照射されるので、金属マスク５０の表面に照
射されたレーザ光は反射されるが、金属マスク５０の各
開口部５１内に入射したレーザ光は、その一部が通り抜
けて直接ポリイミドシート１２に照射し、他の一部が傾
斜している側壁で反射してポリイミドシート１２に対し
て角度を持って照射する。That is, since the parallel laser light is applied to the metal mask 50 and the polyimide sheet 12 in the vertical direction, the laser light applied to the surface of the metal mask 50 is reflected. A part of the laser light entering each opening 51 of the metal mask 50 passes through and irradiates the polyimide sheet 12 directly, and the other part is reflected by the inclined side wall and is reflected on the polyimide sheet 12. Irradiate at an angle.
【００９９】このようにレーザ光は、ポリイミドシート
１２に対して直接に照射するとともに角度を持って照射
するので、これらレーザ光が照射される部分のポリイミ
ドシート１２及び接着材１１、１４は除去され、ポリイ
ミドシート１２には、図７(e) 及び図１０に示すように
逆テーパのオリフィス孔５７が形成される。As described above, since the laser beam is directly applied to the polyimide sheet 12 and is applied at an angle, the polyimide sheet 12 and the adhesives 11 and 14 at the portions irradiated with the laser beam are removed. In the polyimide sheet 12, an orifice hole 57 having a reverse taper is formed as shown in FIGS. 7 (e) and 10.
【０１００】ここで、図１０の金属マスク開口部におけ
る加工作用の詳細図に示すように、金属マスク５０の側
壁のテーパ角をｓ1 （rad ）、レーザ光の照射角を金属
マスク５０に対して垂直、金属マスク５０の板厚をｔ
（mm）、金属マスク５０の開口部５１におけるレーザ光
入射側の穴径をｄ1 （mm）、出射側の穴径をｄ2 （mm）
とすると、ポリイミドシート１２に逆テーパ形状を持つ
オリフィス孔５７を形成するための条件（上記第１の実
施の形態のように３方向からのレーザ光照射と同じ条
件）は、 （ｄ1 ＋ｄ2 ）／２ｔ＝ｔａｎ（２ｓ1 ） …(1) となる。Here, as shown in a detailed view of the processing operation at the metal mask opening in FIG. 10, the taper angle of the side wall of the metal mask 50 is s 1 (rad), and the irradiation angle of the laser beam is And the thickness of the metal mask 50 is t
(Mm), the hole diameter on the laser beam incident side in the opening 51 of the metal mask 50 is d 1 (mm), and the hole diameter on the emission side is d 2 (mm).
Then, the conditions for forming the orifice hole 57 having the reverse tapered shape in the polyimide sheet 12 (the same conditions as the laser beam irradiation from three directions as in the first embodiment) are as follows: (d 1 + d 2) ) / 2t = tan (2s 1 ) (1)
【０１０１】一方、逆テーパのオリフィス孔５７を形成
する条件の上記式(1) において、左辺の数値が右辺の数
値よりも大きくなり、 （ｄ1 ＋ｄ2 ）／２ｔ＞ｔａｎ（２ｓ1 ） …(2) の関係になると、金属マスク５０の側壁でのレーザ光の
反射がさらに片側１回づつ増える。これにより、逆テー
パ形状のオリフィス孔５７の形成は、図１１に示すよう
にレーザ光がポリイミドシート１２に対して５方向から
の照射となり、テーパ角の大きなオリフィス孔５８が形
成される。On the other hand, in the above equation (1) under the condition of forming the reverse tapered orifice hole 57, the numerical value on the left side becomes larger than the numerical value on the right side, and (d 1 + d 2 ) / 2t> tan (2s 1 ) According to the relationship (2), the reflection of the laser beam on the side wall of the metal mask 50 further increases once each side. As a result, when the orifice hole 57 having the reverse tapered shape is formed, the laser beam is applied to the polyimide sheet 12 from five directions as shown in FIG. 11, and the orifice hole 58 having a large taper angle is formed.
【０１０２】又、逆テーパのオリフィス孔５７を形成す
る条件の上記式(1) において、右辺の数値が左辺の数値
よりも大きくなり、 （ｄ1 ＋ｄ2 ）／２ｔ＜ｔａｎ（２ｓ1 ） …(3) の関係になると、図１２に示すように金属マスク５０の
側壁で１回の反射によりレーザ光のポリイミドシート１
２に対する照射のエリアが狭くなる。これにより、ポリ
イミドシート１２には、側壁が逆テーパ形状部分ととも
にストレートの部分を持つオリフィス孔５９が形成され
る。In the above equation (1) under the condition of forming the reverse tapered orifice hole 57, the value on the right side is larger than the value on the left side, and (d 1 + d 2 ) / 2t <tan (2s 1 ) In the relationship of (3), as shown in FIG. 12, the polyimide sheet 1 of the laser beam is reflected once by the side wall of the metal mask 50.
The area of irradiation for 2 becomes smaller. As a result, an orifice hole 59 is formed in the polyimide sheet 12 so that the side wall has a straight portion along with the inversely tapered portion.
【０１０３】このように逆テーパのオリフィス孔５７を
形成する条件を上記式(1) 〜(3) のいずれかに選択する
ことにより、ポリイミドシート１２に形成されるオリフ
ィス孔のテーパ角を制御できる。The taper angle of the orifice hole formed in the polyimide sheet 12 can be controlled by selecting the condition for forming the reverse tapered orifice hole 57 in any of the above formulas (1) to (3). .
【０１０４】従って、オリフィス孔の仕様に応じて逆テ
ーパのオリフィス孔５７を形成する条件を選択すればよ
い。Therefore, the condition for forming the reverse tapered orifice hole 57 may be selected according to the specifications of the orifice hole.
【０１０５】次に、第４の工程において、オリフィス孔
５７の形成の後、図７(e) に示すように金属マスク５０
が取り外され、続いて同図(f) に示すようにポリイミド
シート１２上に存在する接着材１４の残査が除去され
る。Next, in a fourth step, after forming the orifice hole 57, as shown in FIG.
Is removed, and then the residue of the adhesive 14 present on the polyimide sheet 12 is removed as shown in FIG.
【０１０６】このように上記第３の実施の形態において
は、金属マスク５０にテーパ状の開口部５１を形成し、
この金属マスク５０に対して垂直方向に平行光となって
いるレーザ光を照射するので、上記第１及び第２の実施
の形態のようにゴニオステージ２１を用いなくても、簡
単な構成でかつ容易にポリイミドシート１２に対し、イ
ンクの良好な吐出に必要な条件である逆テーパ形状を持
つ複数のオリフィス孔５７を一括で精度が高く形成でき
る。As described above, in the third embodiment, the tapered opening 51 is formed in the metal mask 50,
Since the metal mask 50 is irradiated with laser light that is parallel light in the vertical direction, the metal mask 50 has a simple configuration without using the gonio stage 21 unlike the first and second embodiments. A plurality of orifice holes 57 having an inversely tapered shape, which is a condition necessary for good ink ejection, can be easily formed on the polyimide sheet 12 with high accuracy.
【０１０７】従って、光学系に特別な性能が要求される
ことがないので、装置構成の簡略化が図れるとともに高
速処理が可能となる。Accordingly, no special performance is required for the optical system, so that the configuration of the apparatus can be simplified and high-speed processing can be performed.
【０１０８】そのうえ、逆テーパのオリフィス孔５７を
形成する条件、すなわち金属マスク５０の開口部のテー
パ角ｓ1 、金属マスク５０の板厚ｔを選択し、その条件
に対応する開口部５１が形成された金属マスク５０を使
用することにより、ポリイミドシート１２に形成される
オリフィス孔のテーパ角を制御できたり、テーパ角の側
壁とあわせてストレート側壁を持つ孔も加工できる。In addition, conditions for forming the reverse tapered orifice hole 57, that is, the taper angle s 1 of the opening of the metal mask 50 and the thickness t of the metal mask 50 are selected, and the opening 51 corresponding to the conditions is formed. By using the metal mask 50 formed as described above, the taper angle of the orifice hole formed in the polyimide sheet 12 can be controlled, and a hole having a straight side wall can be formed together with the taper angle side wall.
【０１０９】なお、上記第１及び第２の実施の形態と同
様に、プリントヘッド１０にポリイミドシート１２を接
着した後にオリフィス孔５７を形成することができ、オ
リフィス孔５７が接着材１１、１４により目詰まりする
ことなく、確実なオリフィス孔５７を加工でき、しかも
複数の逆テーパ形状のオリフィス孔５７を一括に加工で
きる。As in the first and second embodiments, the orifice hole 57 can be formed after the polyimide sheet 12 is bonded to the print head 10, and the orifice hole 57 is A reliable orifice hole 57 can be formed without clogging, and a plurality of reverse tapered orifice holes 57 can be formed at once.
【０１１０】又、金属マスク５０がポリイミドシート１
２に接着されているので、密着性不足を回避でき、孔径
精度を大幅に改善して高くできる。Further, the metal mask 50 is made of the polyimide sheet 1
2, the shortage of adhesion can be avoided, and the hole diameter accuracy can be greatly improved and increased.
【０１１１】なお、上記第３の実施の形態は、次の通り
変形してもよい。Note that the third embodiment may be modified as follows.
【０１１２】例えば、金属マスク５０の開口部５１の形
状は、単純なテーパ形状に限らず、傾斜する側壁に凹曲
面又は凸曲面を設けたり、傾斜する側壁に段差を設けた
りして、ポリイミドシート１２に形成される逆テーパ状
のオリフィス孔５７の形状を制御してもよい。For example, the shape of the opening portion 51 of the metal mask 50 is not limited to a simple taper shape, and a concave or convex curved surface may be provided on an inclined side wall, or a step may be provided on an inclined side wall to form a polyimide sheet. The shape of the reverse tapered orifice hole 57 formed in the nozzle 12 may be controlled.
【０１１３】[0113]
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、複
数の逆テーパ形状のオリフィス孔を目詰まりなく一括
に、かつ孔径精度を高く形成できるプリントヘッドの製
造方法を提供できる。As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing a print head capable of forming a plurality of orifice holes having a reverse tapered shape in a lump without clogging and with high hole diameter accuracy.
【図１】本発明に係わるプリントヘッドの製造方法をイ
ンジェクトプリンタのオリフィス孔加工に適用した第１
の実施の形態の製造プロセスを示す図。FIG. 1 shows a first example in which a method of manufacturing a print head according to the present invention is applied to orifice hole processing of an injection printer.
FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process according to the embodiment.
【図２】同オリフィス孔加工に用いる金属マスクの構成
図。FIG. 2 is a configuration diagram of a metal mask used for processing the orifice hole.
【図３】同プリンタ孔加工に適用するレーザ加工装置の
構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a laser processing apparatus applied to the printer hole processing.
【図４】レーザ光照射による逆テーパのオリフィス孔の
形成方法を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a method of forming a reverse tapered orifice hole by laser beam irradiation.
【図５】本発明に係わるプリントヘッドの製造方法をイ
ンジェクトプリンタのオリフィス孔加工に適用した第２
の実施の形態の製造プロセスを示す図。FIG. 5 is a second example in which the method for manufacturing a print head according to the present invention is applied to orifice hole processing of an injection printer.
FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process according to the embodiment.
【図６】吸収型マスクをパターニングして形成したポリ
イミドシートを示す図。FIG. 6 is a view showing a polyimide sheet formed by patterning an absorption mask.
【図７】本発明に係わるプリントヘッドの製造方法をイ
ンジェクトプリンタのオリフィス孔加工に適用した第３
の実施の形態の製造プロセスを示す図。FIG. 7 shows a third example in which the method of manufacturing a print head according to the present invention is applied to orifice hole processing of an injection printer.
FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process according to the embodiment.
【図８】同オリフィス孔加工に用いる金属マスクの構成
図。FIG. 8 is a configuration diagram of a metal mask used for processing the orifice hole.
【図９】プリンタ孔加工に適用するレーザ加工装置の構
成図。FIG. 9 is a configuration diagram of a laser processing apparatus applied to printer hole processing.
【図１０】金属マスク開口部における加工作用を示す模
式図。FIG. 10 is a schematic view showing a processing action at a metal mask opening.
【図１１】金属マスク開口部の条件を変更した場合の加
工作用を示す模式図。FIG. 11 is a schematic view showing a processing operation when the condition of the metal mask opening is changed.
【図１２】金属マスク開口部の条件を変更した場合の加
工作用を示す模式図。FIG. 12 is a schematic diagram showing a processing operation when the condition of the metal mask opening is changed.
【図１３】従来のインクジェットプリンタにおける金属
オリフィス板の接着状態を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a bonding state of a metal orifice plate in a conventional ink jet printer.
【図１４】オリフィス孔の逆テーパ形状を示す図。FIG. 14 is a diagram showing an inverted tapered shape of an orifice hole.
【図１５】マスク密着性と孔径増加との関係を示す図。FIG. 15 is a diagram showing the relationship between mask adhesion and increase in hole diameter.
１…複数のインク供給溝、 １０…プリントヘッド、 １１，１４，３２…接着材、 １２，３０…ポリイミドシート、 １３…金属ステンシルマスク（金属マスク）、 ２０…Ｘテーブル、 ２１…ゴニオステージ、 ２２…ＫｒＦエキシマレーザ発振器、 ２５…カライドスコープ、 ２６…結像レンズ、 ２７，３３…オリフィス孔、 ３１…金属膜（アルミ膜）、 ４０…吸収型マスク、 ５０…金属マスク、 ５１…開口部、 ５２…ＫｒＦエキシマレーザ発振器、 ５７，５８，５９…オリフィス孔。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plural ink supply groove, 10 ... Print head, 11, 14, 32 ... Adhesive material, 12, 30 ... Polyimide sheet, 13 ... Metal stencil mask (metal mask), 20 ... X table, 21 ... Goniometer stage, 22 ... KrF excimer laser oscillator, 25 ... kaleidoscope, 26 ... imaging lens, 27, 33 ... orifice hole, 31 ... metal film (aluminum film), 40 ... absorption mask, 50 ... metal mask, 51 ... opening, 52: KrF excimer laser oscillator, 57, 58, 59: orifice holes.
Claims (14)
トヘッド筐体に対し、高分子材料から成る加工用プレー
トを接着する工程と、 複数の開口が形成された金属部材を、これら開口と前記
各インク供給溝とを位置決めして前記被加工用プレート
の表面上に接着する工程と、 前記金属部材をマスクとしてレーザ光を前記複数の開口
を通して前記被加工用プレートに照射し、これら開口に
対応して部分的に少なくとも前記被加工用プレート及び
接着材を除去して複数のインク噴出孔を形成する工程
と、を有することを特徴とするプリントヘッドの製造方
法。A step of bonding a processing plate made of a polymer material to a print head housing having a plurality of ink supply grooves formed therein; Positioning each ink supply groove and bonding the ink supply groove to the surface of the plate to be processed; and irradiating the plate to be processed with the laser beam through the plurality of openings using the metal member as a mask. Forming a plurality of ink ejection holes by partially removing at least the work plate and the adhesive.
一方の表面に金属部材を形成する工程と、 プリントヘッド筐体における複数のインク供給溝に対応
する前記金属部材の部分を除去して複数の開口を形成す
る工程と、 これら開口の形成された前記金属部材の形成された前記
被加工用プレートを前記各インク供給溝と位置決めして
接着した状態で、前記金属部材をマスクとしてレーザ光
を前記複数の開口を通して前記被加工用プレートに照射
し、これら開口に対応して部分的に少なくとも前記被加
工用プレート及び接着材を除去して複数のインク噴出孔
を形成する工程と、を有することを特徴とするプリント
ヘッドの製造方法。2. A step of forming a metal member on one surface of a plate to be processed made of a polymer material, and removing a plurality of portions of the metal member corresponding to a plurality of ink supply grooves in a print head housing. Forming the openings, and in a state where the plate to be processed, on which the metal members having the openings are formed, are positioned and bonded to the respective ink supply grooves, laser light is emitted using the metal members as masks. Irradiating the plate to be processed through the plurality of openings, and forming a plurality of ink ejection holes by partially removing at least the plate to be processed and the adhesive corresponding to the openings. A method for manufacturing a print head, comprising:
してポリイミド又はポリサルフォンが用いられることを
特徴とする請求項１又は２記載のプリントヘッドの製造
方法。3. The method according to claim 1, wherein the plate to be processed is made of polyimide or polysulfone as a polymer material.
開口を通して前記被加工用プレートに少なくとも２方向
から照射することを特徴とする請求項１又は２記載のプ
リントヘッドの製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the laser beam is irradiated on the plate to be processed from at least two directions through the plurality of openings of the metal plate.
００ｎｍの範囲を用いることを特徴とする請求項１又は
２記載のプリントヘッドの製造方法。5. The method according to claim 1, wherein the laser light has a wavelength of 190 nm to 4 nm.
3. The method for manufacturing a print head according to claim 1, wherein a range of 00 nm is used.
属部材を蒸着、スパッタ又はメッキにより形成すること
を特徴とする請求項２記載のプリントヘッドの製造方
法。6. The method according to claim 2, wherein a metal member is formed on one surface of the plate to be processed by vapor deposition, sputtering or plating.
に除去することを特徴とする請求項２記載のプリントヘ
ッドの製造方法。7. The method according to claim 2, wherein the metal member is partially removed by etching.
トを前記プリントヘッド筐体に接着し、この後に、前記
プリントヘッド筐体の複数のインク供給溝に対応する前
記金属部材を部分的に除去して前記複数の開口を形成す
ることを特徴とする請求項２記載のプリントヘッドの製
造方法。8. The method according to claim 8, further comprising: bonding the work plate with the metal member to the print head housing; and thereafter, partially removing the metal member corresponding to the plurality of ink supply grooves of the print head housing. 3. The method according to claim 2, wherein the plurality of openings are formed.
形成し、前記プリントヘッド筐体の複数のインク供給溝
に対応して前記金属部材を部分的に除去して前記複数の
開口を形成し、この後に、これら開口を有する前記金属
部材の形成された前記加工プレートを前記プリントヘッ
ド筐体に位置決めして接着することを特徴とする請求項
２記載のプリントヘッドの製造方法。9. The method according to claim 9, wherein the metal member is formed on the plate to be processed, and the plurality of openings are formed by partially removing the metal member corresponding to the plurality of ink supply grooves of the print head housing. 3. The method of manufacturing a print head according to claim 2, further comprising positioning the processing plate on which the metal member having the openings is formed on the print head housing and bonding the processing plate.
する吸収性を有する非金属部材を用いることを特徴とす
る請求項２記載のプリントヘッドの製造方法。10. The method according to claim 2, wherein a non-metallic member having absorptivity to the laser beam is used as the metal member.
前記金属部材を用い、この金属部材をマスクとしてレー
ザ光を前記複数の開口部を通過させるとともに前記開口
部の傾斜している側壁で反射させて前記被加工用プレー
トに照射し、この被加工用プレートにテーパ状の複数の
インク噴出孔を形成することを特徴とする請求項１記載
のプリントヘッドの製造方法。11. A metal member having a plurality of tapered openings formed therein, and a laser beam is passed through the plurality of openings by using the metal member as a mask, and the inclined side wall of the opening is 2. The method for manufacturing a print head according to claim 1, wherein the plate to be processed is reflected and irradiated to the plate to be processed, and a plurality of tapered ink ejection holes are formed in the plate to be processed.
部を持つ前記金属部材を前記被加工用プレートに接着
し、前記被加工用プレートに形成される前記インク噴出
孔のテーパ角を制御することを特徴とする請求項１１記
載のプリントヘッドの製造方法。12. A metal member having an opening formed at a desired taper angle is bonded to the plate to be processed, and a taper angle of the ink ejection hole formed in the plate to be processed is controlled. The method for manufacturing a print head according to claim 11, wherein:
て反射率の高い材料から形成されていることを特徴とす
る請求項１１記載のプリントヘッドの製造方法。13. The method according to claim 11, wherein the metal member is formed of a material having a high reflectance with respect to the laser beam.
記インク噴出孔を形成する条件は、前記レーザ光を前記
開口部に対して略垂直方向に入射し、前記金属部材に形
成された前記開口部のテーパ角をｓ1 、前記金属部材の
板厚をｔ、前記開口部における前記レーザ光入射側及び
出射側の穴径をそれぞれｄ1 、ｄ2 とした場合、（ｄ1
＋ｄ2 ）／２ｔとｔａｎ（２ｓ1 ）との大きさの関係を
変えることを特徴とする請求項１１記載のプリントヘッ
ドの製造方法。14. A condition for forming the tapered ink ejection hole in the plate to be processed is such that the laser beam is incident on the opening in a direction substantially perpendicular to the opening and the opening formed in the metal member is formed. When the taper angle of the portion is s 1 , the plate thickness of the metal member is t, and the hole diameters of the opening on the laser light incident side and the emission side are d 1 and d 2 , respectively, (d 1
+ D 2) / 2t and tan (2s 1) and the method according to claim 11 printhead, wherein varying the magnitude of the relationship.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9326364A JPH10278279A (en) | 1997-02-10 | 1997-11-27 | Manufacture of print head |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2652997 | 1997-02-10 | ||
| JP9-26529 | 1997-02-10 | ||
| JP9326364A JPH10278279A (en) | 1997-02-10 | 1997-11-27 | Manufacture of print head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10278279A true JPH10278279A (en) | 1998-10-20 |
Family
ID=26364317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP9326364A Pending JPH10278279A (en) | 1997-02-10 | 1997-11-27 | Manufacture of print head |
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|---|---|
| JP (1) | JPH10278279A (en) |
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