JPH11188882A - 液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吐出口プレートにおける吐出口の吐出面側の
開口面積を大きくするとともに吐出口周辺の表面性状を
変化させて、液滴の吐出方向の安定化を特別な工程を設
けることなく実現し、製造のスループットを向上させ
て、印字特性を良好なものとすることができる液体噴射
記録ヘッドの製造方法を提供する。 【解決手段】 コヒーレントなレーザ光Ｌの照射により
吐出口２３となる穴を一括アブレーション加工する際
に、吐出口プレート２１の吐出面側にレーザ光Ｍを照射
して、吐出口プレート２１の吐出面側の部位２４を削り
取って吐出口形成部位の厚さを薄くし、同時に吐出口プ
レート２１の吐出面の表面性状を変化させ、さらに吐出
口形成時に発生する副生成物の付着を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光の照射に
よる溝加工や穴あけ加工等によって樹脂製天板に液流路
や吐出口を作製する液体噴射記録ヘッドの製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】インク等の記録液を微細な吐出口（オリ
フィス）から飛翔液滴として吐出させて記録紙等の被記
録媒体に記録あるいは印刷を行なう液体噴射記録ヘッド
は、複数の吐出エネルギー発生素子とそのリード電極を
有する基板（ヒーターボード）を有し、この基板上に液
流路（ノズル）や共通液室を形成する樹脂製のノズル層
（液流路形成層）を積層した上で、記録液の供給管を備
えたガラス製の天板を重ねたものが一般的であったが、
最近では、ガラス製の天板を省略し、液流路および共通
液室に加えて記録液の供給管等を一体的に設けて樹脂製
の天板を射出成形等によって一体成型し、次いで吐出口
を加工形成した後に、この天板を弾性部材によって基板
に押圧して一体化した液体噴射記録ヘッドが開発されて
いる。このような液体噴射記録ヘッドは、組立て部品点
数が大幅に低減され、かつ組立て工程もきわめて簡略化
されるために、液体噴射記録装置の低コスト化に大きく
貢献するものとして期待されている。

【０００３】このように形成された樹脂製天板を用いた
液体噴射記録ヘッドの基本的態様を図１１に図示する。
図１１において、樹脂製天板の一部を破断して示す液体
噴射記録ヘッドＥｏは、吐出エネルギー発生素子として
の複数の電気熱変換素子１０１ａを有する基板１０１
と、各電気熱変換素子１０１ａ上に位置する液流路１０
２ｆとこれに連通する共通液室１０２ｃを備えた樹脂製
天板１０２を有し、樹脂製天板１０２には、各液流路１
０２ｆに連通する吐出口（オリフィス）１０２ｇを有す
る吐出口プレート部１０２ｂと、共通液室１０２ｃに開
口する液供給口１０２ｅを有する筒状突出部１０２ｄが
一体的に設けられている。

【０００４】このように液流路１０２ｆおよび共通液室
１０２ｃに加えて吐出口プレート部１０２ｂと筒状突出
部１０２ｄを有する樹脂製天板ブランク（粗成形品）を
射出成形等によって一体的に形成し、次いで吐出口１０
２ｇを加工形成した後、複数の液流路１０２ｆが基板１
０１の電気熱変換素子１０１ａ上にそれぞれ位置するよ
うに樹脂製天板１０２を位置決めしたうえで、図示しな
い弾性部材によって天板１０２を基板１０１に押圧し、
これと一体的に結合させている。基板１０１は、各電気
熱変換素子１０１ａに電気信号を発生する駆動回路を搭
載した配線基板１０３とともにベースプレート１０４上
にビス止め等の公知の方法で固着される。

【０００５】また、液流路１０２ｆを設ける前の本体部
分１０２ａと吐出口１０２ｇを設ける前の吐出口プレー
ト１０２ｂ等からなるブランク（粗成形品）を射出成形
によって一体成形したうえで、エキシマレーザ光を用い
て樹脂製天板１０２の本体部分１０２ａに液流路１０２
ｆを溝加工し、同様にエキシマレーザ光を用いて吐出口
プレート１０２ｂに各吐出口１０２ｇを穴あけ加工する
ことによって、樹脂製天板１０２を作製する方法も開発
されている。

【０００６】このように、射出成形とレーザ加工とを組
み合わせることによって、樹脂製天板を安価に製造する
ことができるため、液体噴射記録ヘッドの低コスト化を
一層促進できる。なお、射出成形によって得られるブラ
ンクにレーザ光を照射して溝加工や穴あけ加工を施すた
めのレーザ加工装置は、エキシマレーザが適しており、
一般的に、レーザ光源としてのレーザ発振器と、液体噴
射記録ヘッドの液流路や吐出口の加工形成用の開口パタ
ーンを有するマスクと、レーザ光によってマスクの開口
パターンをブランクに投影する光学系を備えている。

【０００７】ところで、液体噴射記録ヘッドにおいて
は、実際に記録を実行する場合、記録信号に応答して吐
出される主たるインク液滴に付随して、該主たるインク
液滴に遅れて吐出口から飛翔する微小なインク液滴が発
生する場合がある。また、主たるインク液滴が記録紙に
着弾した時、その着弾の際にインクが跳ね返る現象が生
じ、極めて微細なインク液滴が記録領域中に発生する場
合もある。こうした微小インク（以下、インクミストと
もいう。）が発生すると液体噴射記録ヘッドの吐出口周
辺に付着し、インクの液溜まりが生じることがしばしば
ある。こうした液溜まりの発生は、吐出口からのインク
液滴の吐出を不安定にしたり、インクの不吐出を引き起
こす等の問題の発生につながることが知られている。

【０００８】従来、こうした問題を解決するために、特
開平４−２１１９５９号公報に開示されているように、
吐出口が設けられた吐出口面に撥水処理を施すことが行
われている。図１２に、吐出口面に撥水処理を施した液
体噴射記録ヘッドを模式的に図示する。

【０００９】図１２において、１１０は液供給口１１
１、吐出口１１２、液室、液流路および吐出口プレート
１１３等が形成されている天板、１１６は記録液を吐出
口１１３から吐出させるための吐出エネルギー発生素子
を有する基板であり、１１４は吐出口１１２が設けられ
た吐出口面であって、撥水膜１１５は図１２においては
吐出口面１１４のほぼ全面に形成されている。このよう
に吐出口面１１４のほぼ全面に撥水膜１１５を形成した
場合、吐出口１１２の周辺部分にはインクの滞留が少な
くなり、前述した記録液の不安定吐出等の問題はある程
度改善される。

【００１０】しかし、連続した長期間の高周波駆動で、
高印字スピードでかつ高デューティーで記録を実行する
場合には、発生するインクミストの量が多く、吐出口面
にインクの液滴が次第に滞留するようになる。そのた
め、特開平６−２１０８５９号公報に記載されているよ
うに、液体噴射記録ヘッドの吐出口面に対し、吐出口か
ら所定距離隔てた箇所に吐出口の配列方向に沿った帯状
親水領域を形成する方法が知られている。この帯状親水
領域は、吐出口面に形成された撥水膜へ吐出側からレー
ザ光を照射して、吐出口プレートの表面を削りとること
によって、撥水膜の一部をともに取り去ることで、その
側面および底面領域が親水領域とされた溝状の構造を形
成している。このように、吐出口面に撥水および親水処
理が施された液体噴射記録ヘッドを図１３に模式的に図
示する。

【００１１】図１３において、１１０および１１６は、
図１２と同様に、吐出口プレート１１３を有する天板お
よび吐出エネルギー発生素子を有する基板であり、１１
４は吐出口１１２が設けられた吐出口面である。吐出口
面１１４には、撥水性領域１２０と親水性領域１２１が
形成されており、このように親水性領域１２１を吐出口
１１２の配列方向に沿った帯状の溝として設けることに
よって、吐出口近傍に付着したインクミストの存在を除
去するとともに、吐出口面に付着したインクミストの成
長を抑制し、インクの吐出を安定化させるようにしてい
る。

【００１２】ところで、前述したようにレーザ光を用い
て吐出口となる穴を加工形成する場合に、加工時に発生
する副生成物がその加工表面に付着する。これにより、
副生成物が付着した吐出口周辺部の部位の表面エネルギ
ーが高くなり、インク等の記録液に対する濡れ性が高く
なり、すなわち表面が親水性となる。

【００１３】副生成物による樹脂表面エネルギーの上昇
すなわち親水化をさけるため、エキシマレーザにより樹
脂製ブランクに溝や穴の加工形成を施した後に、吐出口
（オリフィス）の周囲に付着した副生成物を除去する方
法は、特開平４−２７９３５６号公報等に開示されてお
り、副生成物を除去するために、加熱処理を行なう、超
音波洗浄を行なう、超音波水流による洗浄を行なう、高
圧水流による洗浄を行なう、粘着テープによる貼る剥が
すを繰り返す手法などの方法が知られている。

【００１４】また、特開平４−２７９３５５号公報に記
載されているように、樹脂表面に予めレジスト等をコー
ティングしておき、エキシマレーザにより樹脂製ブラン
クに吐出口となる穴の加工を施した後に、現像液により
副生成物ごとレジストを洗浄、除去することにより、副
生成物を除去する方法も知られている。さらに、特開平
５−１３８８８８号公報に記載されているように、エキ
シマレーザにより樹脂製ブランクに吐出口となる穴の加
工を行なうと同時に、吐出口プレートの穴を貫通したレ
ーザ光が出射してくる側にエキシマレーザ光を照射し、
副生成物の吐出口プレート表面への付着を防止するよう
になし、液体噴射記録ヘッドの不具合である不吐出や印
字よれの原因となる副生成物の吐出口プレートへの付着
を防止する方法などが知られている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、インク等の
記録液を吐出するための吐出口をレーザ光の照射等によ
って加工する液体噴射記録ヘッドにおいては、吐出口の
加工精度がその印字品位や印字性能に大きく影響する。
そこで、吐出口の吐出面側の開口面積をある程度大きく
しかつ吐出液滴の吐出方向を安定させることが重要とな
る。

【００１６】しかしながら、上記の従来技術のようにブ
ランクを射出成形等により作製する手法では、吐出口を
形成する吐出口プレートを薄く成形することはその樹脂
成形上の精度から難しく、また、レーザ光の照射による
貫通穴あけ加工においては、レーザ光の出射側の開口面
積が入射側の開口面積に対して小さくなるようなテーパ
形状の穴となる。そのため、厚く成形された吐出口プレ
ートに所望の大きな開口面積を有する吐出口をレーザ加
工することは難しい。そこで、所望の吐出口径を得るた
めに、高い出力のレーザ光を長時間照射して、貫通穴あ
け加工を行なっているけれども、高い出力のレーザ光を
長時間照射することは、樹脂ブランクに変形等の悪影響
を及ぼすために、形状精度のよい吐出口を形成すること
ができなかった。

【００１７】そのため、レーザ光を照射することによ
り、厚く成形された吐出口プレートを薄く削る加工がで
きれば、大きな面積を有する吐出口の形成が容易に行な
えるようになる。しかし、吐出口プレートをレーザ光に
より薄く削る場合、吐出口プレート上の領域別にそれぞ
れの化学的な表面性状を変化させることが必要となる。
そのため、レーザ光により吐出口プレートを薄く削る工
程に加えて、吐出口プレート全面に撥水層を形成する工
程、および、その撥水層の一部に対しレーザ光を照射し
て、撥水層を吐出口プレート表面ごと削り取り親水性を
発現させる工程等が、必要となる。

【００１８】また、レーザ光によりブランクに吐出口と
なる穴の形成を施した後に、吐出口周辺部に付着する副
生成物により、表面エネルギーが上昇する問題を解決す
るためにも別の工程が必要となる。

【００１９】このように副生成物を除去するために、特
に、加熱処理を施し、副生成物を除去する方法では、１
２０℃１時間という高温かつ長時間の処理が必要とな
る。また、超音波洗浄や超音波水流による手法の場合
は、処理後ブランクを乾燥させる工程が必要であるとと
もに僅かな超音波発生条件の変動で吐出口となる微細な
穴を形成した吐出口プレートにクラックが入り製品機能
上問題となる。洗浄粘着テープを用いてブランクの表面
に付着した副生成物を除去する場合も、副生成物除去専
用の工程を設ける必要が生じる。また、レジストを予め
塗布しておきレーザ光により加工した後に現像しレジス
トごと副生成物を除去する手法においてもレジストの現
像および洗浄の工程が必要となる。

【００２０】また、エキシマレーザによりブランクに吐
出口の形成を行なう際に、レーザ光が出射してくる側の
面に、エキシマレーザ光を照射する手法では、吐出口プ
レートを薄く削り、加工の際発生する副生成物の吐出口
周辺への付着は防ぐことができるが、吐出口プレート表
面を予め撥水処理した撥水層も削ることになるため、吐
出口近傍にある樹脂の表面エネルギーが上昇し、液体と
ブランクのインタラクトが強まる。すなわち、液体噴射
記録ヘッドの不具合である不吐出や印字よれの原因とな
り、製品機能上問題となった。

【００２１】このような厚く成形された吐出口プレート
に開口面積の大きな吐出口を容易に形成する手法を開発
するためには、吐出口プレートをレーザ光で薄く削る必
要があり、そのため、薄く削った吐出口プレートの表面
エネルギーを部分的に変化させなければならない。この
ように、厚い吐出口プレートにレーザ光で吐出口を形成
する場合、いくつかの別の工程を設ける必要があった。
そのため製品製造のスループットが著しく低下するとい
う未解決の課題があった。

【００２２】そこで、本発明は、上記の従来技術の有す
る未解決の課題に鑑みてなされたものであって、ブラン
クの吐出口プレートに対しレーザ光を照射し、吐出口プ
レートを薄く削る加工を行なうと同時に、吐出口プレー
トの表面エネルギーを部分的に変化させ、液滴の吐出の
安定化を特別な工程を設けることなく実現し、製品製造
のスループットを向上させることができる液体噴射記録
ヘッドの製造方法、ならびに該製造方法により製造され
印字特性の良好な液体噴射記録ヘッドを提供することを
目的とするものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法は、コヒー
レントなレーザ光を光源とし、マスクを使用し、該マス
クの像を光学系を用いて加工対象としての粗成形品に投
影し、液流路となる溝および吐出口となる穴を一括アブ
レーション加工する液体噴射記録ヘッドの製造方法にお
いて、前記加工対象が有する吐出口プレートの出射側に
なる面にレーザ光を照射し、吐出口プレートを薄く削る
加工を施すことを特徴とする。

【００２４】そして、本発明の液体噴射記録ヘッドの製
造方法においては、吐出口プレートの出射側になる面に
レーザ光を照射し、吐出口プレートの表面性状を変化さ
せることが好ましい。

【００２５】また、本発明の液体噴射記録ヘッドの製造
方法においては、吐出口プレートの出射側になる面へ照
射するレーザ光として、吐出口が一括アブレーションに
より貫通加工された後に、該吐出口を通過してくるレー
ザ光を用いることができ、また、レーザ発振器と加工対
象との間に設けられた光学系内に置かれたレーザマスク
における反射光を用いることができ、あるいはまた、吐
出口を一括アブレーション加工するために照射するレー
ザ光とは別のレーザ発振器から照射されるレーザ光を用
いることもできる。

【００２６】本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法に
おいては、吐出口プレートの出射側になる面へのレーザ
光の照射を、レーザ光による吐出口の一括アブレーショ
ン加工が完了する前から、あるいは一括アブレーション
加工が完了した後に、行なうことができる。

【００２７】さらに、本発明の液体噴射記録ヘッドの製
造方法においては、吐出口プレートの出射側になる面に
レーザ光を照射するとともに、酸素ガスまたはテトラフ
ルオロメタン等のフッ素原子を構造中にもつガス状分子
を吹き付けて加工し、吐出口プレートの表面性状を変化
させることが好ましい。

【００２８】そして、本発明の液体噴射記録ヘッドの製
造方法においては、コヒーレントなレーザ光の光源とし
ては紫外線レーザが好適であり、エキシマレーザまたは
ＹＡＧレーザが適している。

【００２９】上記目的を達成するため、本発明の液体噴
射記録ヘッドは、請求項１ないし１３のいずれか１項記
載の液体噴射記録ヘッドの製造方法によって製造された
ことを特徴とする。

【００３０】

【作用】本発明によれば、加工対象にレーザ光を照射し
吐出口となる穴を一括アブレーション加工する際に、吐
出口プレートの出射側になる面（液体吐出面）にレーザ
光を照射し、吐出口プレートを薄く削る加工処理、吐出
口プレートの表面性状を変化させる処理および吐出口形
成時に発生する副生成物の吐出口近傍への付着を防止す
る処理を施すことにより、吐出口開口面積を大きくする
ことができ、これにより、飛翔される液滴は大きく、か
つその飛翔液滴の吐出方向は安定し、そして印字につい
ても良好な結果を得ることができる。また、従来特別な
工程で行なっていた副生成物の除去や吐出口周辺部の表
面性状の変化を、吐出口加工と同時に行なえるため、製
品製造のスループットが向上し、製品の製造コストを低
減することができる。

【００３１】さらに、上記の加工処理とともに酸素ガス
あるいはフッ素原子を構造中に有するガス状分子を吹き
付けることにより、吐出口プレートの削り取った部分の
中の特定の局部的な部位の表面性状を変化させることが
でき、液滴の吐出を安定させることができ、良好な印字
特性を得ることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００３３】図１は、本発明の液体噴射記録ヘッドの製
造方法を適用する液体噴射記録ヘッドを説明するもので
あり、液体噴射記録ヘッドは、吐出エネルギー発生素子
としての電気熱変換素子１ｂを複数有する基板１（図１
の（ｃ）参照）と樹脂製天板２（図１の（ｂ）参照）と
から構成され、樹脂製天板２は、共通液室２ｃと記録液
受け口２ｅと液流路形成面２ｄからなる天板本体２ａお
よび吐出口２ｇを形成する吐出口プレート２ｂを有する
樹脂製の粗成形品である（天板）ブランク２ｏ（図１の
（ａ））を公知の射出成形等によって一体成形し、この
天板ブランク２ｏの液流路形成面２ｄに対してレーザ光
の照射による溝加工によって液流路２ｆを形成し、さら
に吐出口プレート２ｂに対してレーザの照射による穴加
工によって液流路２ｆに連通する吐出口２ｇを形成して
作製されている。このようにして得られた樹脂製天板２
を、表面１ａに吐出エネルギー発生素子としての電気熱
変換素子１ｂを複数有する基板１に位置合わせして接合
し、液体噴射記録ヘッドを作製している。

【００３４】このような溝加工および穴加工に用いるレ
ーザ加工装置は、図２に示すように、コヒーレントなレ
ーザ光Ｌを発生する光源となるレーザ発振器１０と、レ
ーザ発振器１０から照射されるレーザ光Ｌの発振電圧や
発振周波数を変更させるコントローラ１１、溝加工用お
よび／または穴加工用の開口パターンを有するマスク１
２と、レーザ光Ｌの光軸方向前後自由にマスクを移動さ
せる移動駆動装置１３と、この移動駆動装置１３を制御
するコントローラ１４と、前記マスク１２の開口パター
ンを被加工物Ｗ（天板ブランク２ｏ）に投影するための
投影光学系１５と、レーザ光Ｌの光軸のまわりに投影光
学系１５を回転させる回転駆動装置１６と、この回転駆
動装置１６を制御するコントローラ１７を備えている。
被加工物Ｗ（天板ブランク２ｏ）は、コントローラ１９
によって制御される移動ステージ１８によってレーザ光
Ｌの光軸（Ｘ軸）に垂直な平面（ＹＺ平面）内で位置決
めされる。

【００３５】マスク１２として、液流路を形成するため
の溝加工用の開口パターンを有するもの、吐出口を形成
するための穴加工用の開口パターンを有するもの、ある
いは液流路を形成するための溝加工用と吐出口を形成す
るための穴加工用の両方の開口パターンを有するもの等
を用いることができる。

【００３６】マスク１２の移動駆動装置１３は、ステッ
ピングモータあるいはサーボモータ等のモータを用いた
駆動機構を有しており、コントローラ１４により、マス
ク１２をレーザ光Ｌの光軸上、溝加工用および／または
穴加工用の開口パターン配列方向（Ｙ軸）、またはレー
ザ光Ｌの光軸を中心とする回転方向に自由に任意の方向
へミクロン単位の精度で、動かすことができる。また、
マスク１２の移動についても、ある一定速度での連続移
動あるいはある間欠をおいての移動を必要に応じて選択
することができる。

【００３７】また、コンピュータ等を用いることで、レ
ーザ発振器１０および各移動駆動装置１３、１６、１８
を制御するためのコントローラ１１、１４、１７、１９
を一つにまとめて制御してもよい。

【００３８】マスク１２を通過した液流路形成用または
吐出口形成用のレーザ光Ｌは、被加工物Ｗである天板ブ
ランク２ｏ（以下、単にブランク２ｏともいう。）を瞬
時にアブレーション加工する。このとき、所望する加工
寸法および加工ピッチの溝や穴を得るために、そして吐
出口の所望の開口面積を得るために、さらに加工時間を
短くするために、単位時間当たり高いエネルギー密度の
レーザ光を照射する必要がある。例えば、単位時間当た
り１Ｊ／ｃｍ² のレーザエネルギー密度で、レーザ発振
周波数を２００Ｈｚとしたレーザ光で加工した場合、数
秒間のレーザ照射で大きな面積を有した吐出口の加工が
完了となる。なお、このようなレーザ加工装置を用い
て、レーザ光をブランクに対して照射して吐出口となる
穴を加工する際には、副生成物が発生する。

【００３９】図３は、図１に図示する天板の吐出口プレ
ート２ｂを拡大して示し、本発明の液体噴射記録ヘッド
の製造方法に基づいて吐出口が加工されている状態を図
示する概略図である。

【００４０】図３において、Ｌは図２に図示するレーザ
加工装置における吐出口形成用のレーザ光、Ｍは吐出口
プレートの吐出表面を削り取るためのレーザ光であり、
２１は天板の吐出口プレートであり、液体吐出表面側に
はレーザ加工前に撥水層２２が形成されている。撥水剤
としてサイトップ（商品名、旭ガラス（株）製）を用
い、吐出口プレート２１にサイトップを塗布した後、１
２０℃で１時間熱処理し、撥水層２２を形成した。２３
はレーザ光Ｌの照射によって加工形成される吐出口であ
り、２４は吐出口プレート２１のレーザ光Ｍによって除
去された部位で、２５はレーザ光Ｍ照射用のレーザマス
クである。

【００４１】本実施例においては、吐出口プレート２１
の撥水層２２が形成されていない面側からマスク（図３
には図示しない）を通過したレーザ光Ｌを入射させて、
レーザ光Ｌの照射によりアブレーション加工し、吐出口
プレート２１に吐出口２３を形成する。そして、その際
に、レーザ光Ｍを、吐出口形成用レーザ光Ｌの出射側と
なる面側、すなわち撥水層２２を設けた吐出面側からマ
スク２５を介して吐出口を形成する部位の吐出口プレー
ト２１の吐出面に照射する。このレーザ光Ｍの照射によ
り吐出口プレート２１の吐出面の表面が薄く削られる。

【００４２】これにより、吐出口２３を形成する部位の
吐出口プレート２１の吐出面が削られるために、吐出口
２３を形成する部位の吐出口プレート２１は薄くなり、
樹脂成形により吐出口プレート２１が厚く形成されてい
ても、レーザ光Ｌにより大きな開口面積を有する吐出口
２３を加工することができる。

【００４３】そこで、このように加工された天板を用い
て液体噴射記録ヘッドを製作し、これをプリンタに装着
して、吐出液滴の観察ならびに記録紙への記録を行なっ
たところ、吐出口プレート部を薄く削る加工処理を施さ
ない従来の液体噴射記録ヘッドに対して、吐出口の開口
面積が大きいために飛翔される液滴が大きく、吐出方向
が安定し、また印字についても良好な結果が得られた。

【００４４】次に、図２に図示するレーザ加工装置によ
り吐出口を加工する際に、吐出口プレートの吐出面に対
してレーザ光を照射して吐出口プレートの表面性状を変
化させる態様を図４に基づいて説明する。

【００４５】図４は、図１に図示する天板の吐出口プレ
ート２ｂを拡大して示し、吐出口が加工されている状態
を図示する概略図である。

【００４６】図４において、Ｌは吐出口形成用のレーザ
光、Ｎは吐出口プレートの表面性状を変化させる処理用
のレーザ光であり、２６は吐出口プレート２１における
レーザ光Ｎによってその表面性状が変化した部位で、２
７はレーザ光Ｎ照射用のレーザマスクである。なお、図
中２１、２２、２３は図３に図示する実施例と同様な部
材であり、それぞれ吐出口プレート、撥水層、吐出口で
ある。

【００４７】レーザマスク２７を通過したレーザＮの照
射により、レーザ光が照射された部位の吐出口プレート
表面２６を酸化させ、あるいはその部位２６の表面粗さ
を変化させることで、吐出口プレートの表面エネルギー
を高める、すなわち、表面の親水性を向上させることが
できる。またレーザ光Ｎが照射された部位２６の吐出口
２３に対する相対位置は、レーザマスク２７により任意
に設定することができる。すなわち、吐出口２３周辺部
において、その表面エネルギーを上昇させることがレー
ザマスク２７を用いることで容易に行なえる。さらに、
表面エネルギーを異にする領域の寸法は、レーザマスク
を種々作製しておくことで容易に変更可能である。

【００４８】以上の構成により、レーザ光により吐出口
プレートを薄く削る追加工を行なった際も、吐出口プレ
ート上の領域別の化学的な表面性状を変化させることが
可能となる。

【００４９】次に、本発明の他の実施例を図５に基づい
て説明する。

【００５０】図５は、図１に図示する天板の吐出口プレ
ート２ｂを拡大して示し、吐出口が加工されている状態
を図示する概略図である。

【００５１】図５において、Ｌは吐出口形成用のレーザ
光、Ｏはレーザ光Ｌを光学手段を用いて折り返し、吐出
口プレートの吐出面の削りおよび表面性状変化に用いる
レーザ光であり、２１、２２、２３はそれぞれ前述の実
施例のものと同様の吐出口プレート、撥水層、吐出口で
あり、２８はレーザ光Ｏを通過させるレーザマスク、２
９はレーザ光Ｌを折り返す光学プリズム、３０は光学プ
リズム２９により折り返されたレーザ光を吐出口プレー
ト２１方向に反射させる反射ミラー、３１はレーザ光Ｏ
による削り取られた吐出口プレートの吐出面の部位であ
り、レーザ光Ｏによりその表面性状が変化させられてい
る。

【００５２】本実施例においては、図２に図示するレー
ザ加工装置により吐出口２３を加工する際に、レーザ光
Ｌにより吐出口プレート２１の吐出口２３が貫通し始め
ると同時に、貫通したレーザ光Ｌを光学プリズム２９お
よび反射ミラー３０等の光学的手段を用いて折り返し、
レーザマスク２８を介してレーザ光Ｏを吐出口プレート
２１の吐出面に対して照射する。このようにレーザマス
ク２８を通過したレーザ光Ｏの照射により、レーザ光Ｏ
が照射された部位の吐出口プレート２１の吐出面３１が
削られ、同時に削り取られた部位の表面性状を変化させ
る。

【００５３】したがって、樹脂成形により吐出口プレー
トが厚く成形されていても、大きな開口面積を有する吐
出口２３を加工することができる。また、この折り返し
レーザ光Ｏを吐出口プレート２１に照射することで、吐
出口プレート２１の削り取られた部位３１の表面を酸化
させ、また吐出口プレート２１の一部分を削り落とすた
め、表面粗さが変化する。すなわち、吐出口プレートの
表面エネルギーが高まる。これにより、吐出口プレート
の表面の親水性を向上させることができる。

【００５４】さらに、折り返しレーザ光Ｏを吐出口プレ
ート２１に照射することで、レーザ光Ｌにより、吐出口
２３を形成するときに発生する副生成物が吐出口２３の
周辺部に付着することを防止できる。

【００５５】加えて、折り返しレーザ光Ｏが照射された
部位３１の吐出口２３に対する相対位置は、レーザマス
ク２８により任意に設定することができる。すなわち、
吐出口２３周辺部は、表面エネルギーを低くしておき、
その外周部のみ表面エネルギーを上昇させることがレー
ザマスク２８を用いることで容易に行なえる。さらに、
表面エネルギーが違う領域の寸法は、レーザマスクを種
々作製しておくことで容易に変更可能である。

【００５６】さらに、本発明の他の実施例を図６に基づ
いて説明する。

【００５７】図６において、Ｌはレーザ発振器１０から
発振された吐出口形成用のレーザ光、Ｐはレーザ光Ｌが
通過する光学系の途中に設置されたマスク１２の反射レ
ーザ光であって、光学手段を用いて、吐出口プレートの
吐出口面を照射するように導き、吐出口プレート削りお
よび表面性状変化に用いるレーザ光である。２１、２
２、２３はそれぞれ前述の実施例のものと同様の吐出口
プレート、撥水層、吐出口であり、２８はレーザ光Ｐを
通過させるマスクである。３２はレーザ発振器１０から
発振されたレーザ光Ｌを吐出口２３を形成するために吐
出口プレート２１に対して照射するための光学レンズ系
であり、３３（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ）はレーザマス
ク１２から反射されたレーザ光Ｐを吐出口プレート２１
表面へ導くための光学レンズ系である。

【００５８】図６に図示する実施例においては、図２に
図示するレーザ加工装置により吐出口を加工する際に、
光学レンズ系３２の途中に設置されているレーザマスク
１２の反射光を用い、その反射レーザ光を光学レンズ系
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ等の光学手段により、吐出口プ
レート２１の吐出表面に対して照射する。このようにレ
ーザマスク１２により反射されて光学レンズ系３３ａ、
３３ｂ、３３ｃ等を経てレーザマスク２８を通過したレ
ーザ光Ｐの照射により、レーザ光Ｐが照射された部位の
吐出口プレート２１の吐出面の一部３１は削り落とさ
れ、同時に吐出口プレートの表面性状が変化する。

【００５９】したがって、樹脂成形により吐出口プレー
トが厚く成形されていても、レーザ光が照射された部位
の吐出口プレート表面３１は削られて薄くなり、大きな
開口面積を有する吐出口２３を加工することができる。
また、レーザマスク１２で反射されたレーザ光Ｐを吐出
口プレート２１の吐出面側に照射することで、吐出口プ
レートの削り取られた部位３１の表面を酸化させ、また
吐出口プレート２１の一部分３１を削り落とすため、表
面粗さが変化する。すなわち、吐出口プレート２１の表
面エネルギーが高まる。これにより、吐出口プレートの
表面の親水性を向上させることができる。

【００６０】さらに、レーザマスク１２で反射されたレ
ーザ光Ｐを吐出口プレート２１の吐出面側に照射するこ
とで、レーザ光Ｌにより吐出口２３を形成するときに発
生する副生成物が吐出口２３の周辺部に付着することを
防止できる。

【００６１】加えて、レーザ光Ｐが照射された部位３１
の吐出口２３に対する相対位置は、レーザマスク２８に
より任意に設定することができる。すなわち、吐出口２
３周辺部は、表面エネルギーを低くしておき、その外周
部のみ表面エネルギーを上昇させることがレーザマスク
２８を用いることで容易に行なえる。さらに、表面エネ
ルギーが違う領域の寸法は、レーザマスクを種々作製し
ておくことで容易に変更可能である。

【００６２】また、本発明のさらに他の実施例を図７に
基づいて説明する。

【００６３】図７において、Ｌはレーザ発振器１０から
発振された吐出口形成用のレーザ光であり、Ｑは吐出口
形成用のレーザ発振器１０から発振されたレーザ光Ｌを
分割したレーザ光であって、吐出口プレート削りおよび
表面性状変化に用いるレーザ光である。２１、２２、２
３はそれぞれ前述の実施例のものと同様の吐出口プレー
ト、撥水層、吐出口であり、２８はレーザ光Ｑを通過さ
せるレーザマスクである。３２はレーザ発振器１０から
発振されたレーザ光Ｌを吐出口２３を形成するために吐
出口プレート２１に対して照射するための光学レンズ系
であり、３４はレーザ発振器１０から発振されたレーザ
光を分割するための光学手段であり、３５（３５ａ、３
５ｂ、３５ｃ）は光学手段３４により分割されたレーザ
光Ｑを吐出口プレート２１表面へ導くための光学レンズ
系である。

【００６４】図７に図示する実施例において、図２に図
示するレーザ加工装置により吐出口を加工する際に、吐
出口形成用のレーザ発振器１０から発振されるレーザ光
Ｌを光学手段３４により分割し、この分割したレーザ光
Ｑを光学レンズ系３５ａ、３５ｂ、３５ｃにより、吐出
口プレート２１の吐出表面に対して照射する。このよう
に分割されてレーザマスク２８を通過したレーザ光Ｑの
照射により、レーザ光Ｑが照射された部位の吐出口プレ
ートの吐出面の一部３１が削られ、同時に吐出口プレー
トの表面性状を変化させる。

【００６５】したがって、樹脂成形により吐出口プレー
トが厚く成形されていても、レーザ光Ｑが照射された部
位の吐出口プレート表面３１は削られて薄くなり、大き
な開口面積を有する吐出口２３を加工することができ
る。

【００６６】また、光学手段３４で分割されたレーザ光
Ｑを吐出口プレート２１の吐出面側に照射することで、
吐出口プレートの表面を酸化させ、また吐出口プレート
２１の一部分３１を削り落とすため、表面粗さが変化す
る。すなわち、吐出口プレート２１の表面エネルギーが
高まる。これにより、吐出口プレート２１表面の親水性
を向上させることができる。

【００６７】さらに、光学手段３４で分割されたレーザ
光Ｑを吐出口プレート２１に照射することで、レーザ光
Ｌにより、吐出口２３を形成するときに発生する副生成
物が吐出口２３の周辺部に付着することを防止できる。

【００６８】加えて、レーザ光Ｑが照射された部位３１
の吐出口２３に対する相対位置は、レーザマスク２８に
より任意に設定することができる。すなわち、吐出口２
３周辺部は、表面エネルギーを低くしておき、その外周
部のみ表面エネルギーを上昇させることがレーザマスク
２８を用いることで容易に行なえる。さらに、表面エネ
ルギーが違う領域の寸法は、レーザマスクを種々作製し
ておくことで容易に変更可能である。

【００６９】以上のように、図５、図６および図７に図
示する実施例に基づいてそれぞれ加工した天板を用いて
液体噴射記録ヘッドを製作し、これらをプリンタに装着
して、吐出液滴の観察ならびに記録紙への記録を行なっ
た。その結果、全ての実施例のものにおいて、吐出口周
辺部の吐出口プレートの表面を削り落とす処理および表
面エネルギー変化処理を施さない液体噴射記録ヘッドに
対して、吐出口開口面積が大きいため、飛翔される液滴
が大きく、さらに飛翔液滴の吐出方向が安定し、印字に
ついても良好な結果を得た。

【００７０】次に、本発明の他の実施例を図８に基づい
て説明する。

【００７１】図８において、Ｌはレーザ発振器１０から
発振された吐出口形成用のレーザ光であり、Ｒは吐出口
形成用のレーザ発振器１０とは異なる別の光源３６から
発振されたレーザ光であって、吐出口プレート削りおよ
び表面性状変化に用いるレーザ光である。２１、２２、
２３はそれぞれ前述の実施例のものと同様の吐出口プレ
ート、撥水層、吐出口であり、２８はレーザ光Ｒを通過
させるレーザマスクである。３２はレーザ発振器１０か
ら発振されたレーザ光Ｌを吐出口２３を形成するために
吐出口プレート２１に対して照射するための光学レンズ
系であり、３７（３７ａ、３７ｂ）はレーザ発振器３６
から発振されたレーザ光Ｒを吐出口プレート２１表面へ
照射するための光学レンズ系である。

【００７２】図８に図示する実施例において、図２に図
示するレーザ加工装置により吐出口を加工する際に、吐
出口形成用のレーザ発振器１０とは別のレーザ発振器３
６から発振されるレーザ光Ｒを光学レンズ系３７ａ、３
７ｂを経て吐出口プレート２１の吐出面に対し照射する
ようにし、レーザマスク２８を通過したレーザ光Ｒの照
射により、このレーザ光が照射された部位の吐出口プレ
ート表面３１を削りとり、同時に吐出口プレートの表面
性状を変化させる。

【００７３】したがって、樹脂成形により吐出口プレー
トが厚く成形されていても、レーザ光Ｑが照射された部
位の吐出口プレート２１の表面３１は削られて薄くな
り、大きな開口面積を有する吐出口２３を加工すること
ができる。

【００７４】また、レーザ光Ｒを吐出口プレート２１の
吐出面側に照射することで、吐出口プレートの表面を酸
化させ、また吐出口プレート２１の一部分３１を削り落
とすため、表面粗さが変化する。すなわち、吐出口プレ
ート２１の表面エネルギーが高まる。これにより、吐出
口プレート２１表面の親水性を向上させることができ
る。

【００７５】さらに、レーザ光Ｒを吐出口プレート２１
に照射することで、レーザ光Ｌにより、吐出口２３を形
成するときに発生する副生成物が吐出口２３の周辺部に
付着することを防止できる。

【００７６】加えて、レーザ光Ｒが照射された部位３１
の吐出口２３に対する相対位置は、レーザマスク２８に
より任意に設定することができる。すなわち、吐出口２
３周辺部は、表面エネルギーを低くしておき、その外周
部のみ表面エネルギーを上昇させることがレーザマスク
２８を用いることで容易に行なえる。さらに、表面エネ
ルギーが違う領域の寸法は、レーザマスクを種々作製し
ておくことで容易に変更可能である。

【００７７】そして、このように加工された天板を用い
て液体噴射記録ヘッドを製作し、これをプリンタに装着
して、吐出液滴の観察ならびに記録紙への記録を行なっ
た。その結果、吐出口周辺部の吐出口プレートの表面を
削り落とす処理および表面エネルギー変化処理を施さな
い液体噴射記録ヘッドに対して、吐出口開口面積が大き
いため、飛翔される液滴が大きく、さらに飛翔液滴の吐
出方向が安定し、印字についても良好な結果を得た。

【００７８】ところで、図２に図示するレーザ加工装置
により吐出口を加工する際に、上述した図６、図７、あ
るいは図８に図示する実施例のように、レーザ光の照射
による吐出口の加工が完了する前から、吐出口形成用の
レーザ光の照射とは反対側の吐出口プレートの吐出面に
対してレーザ光を照射して、吐出口プレートの一部を削
り、吐出口プレートを薄くする処理と、吐出口プレート
の表面性状を変化させる処理を施すことができる。

【００７９】このように、吐出口形成の加工と同時に、
吐出口プレートを削る加工および吐出口プレートの表面
性状を変化させる加工、さらに吐出口近傍に付着する副
生成物を防止する加工が行なえるため、全ての加工処理
に必要な時間を短縮することができる。これにより、液
体噴射記録ヘッドの製造のスループットが向上し、製造
コスト低減に大きく貢献できる利点がある。

【００８０】また、図２に図示するレーザ加工装置によ
り吐出口を加工する際に、レーザ光の照射による吐出口
の加工が完了した後に、吐出口形成用のレーザ光の照射
とは反対側の吐出口プレートの吐出面に対して他の手段
を用いてレーザ光を照射して、吐出口プレートの一部を
削り、吐出口プレートを薄くする処理と、吐出口プレー
トの表面性状を変化させる処理を施すこともできる。こ
のようにすることにより、吐出口の加工形成の後に、吐
出口プレートを削る加工および吐出口プレートの表面性
状を変化させる加工、さらに吐出口近傍に付着する副生
成物を防止する加工を行なうため、吐出口形成時に発生
する副生成物の妨害を受けることなく、これら全ての処
理を確実に行なうことができる。

【００８１】さらに、本発明の別の実施例を図９に基づ
いて説明する。

【００８２】本実施例は、前述した実施例に基づいて、
図２に図示するレーザ加工装置による吐出口の加工、吐
出口プレートの吐出面に対しレーザ光を照射し、吐出口
プレートを削る加工、吐出口プレートの表面性状を変化
させる処理、吐出口形成時に発生する副生成物の吐出口
近傍への付着を防止する処理を施した後に、あるいは同
時に、酸素ガスを吐出口プレートの吐出面に対し吹き付
けながらレーザ光を照射し、吐出口近傍にある特定部位
における吐出口プレートの表面性状を変化させる処理を
施すものである。

【００８３】図９において、Ｌはレーザ発振器から発振
された吐出口形成用のレーザ光であり、Ｓは吐出口プレ
ート削りおよび／または表面性状変化処理に用いるレー
ザ光である。２１、２２、２３および２４は、それぞれ
前述の実施例のものと同様の吐出口プレート、撥水層、
吐出口、およびレーザ光により削り取られた部位であ
る。そして、４０は吐出口プレートの吐出面に対し酸素
ガスを吹き付けるためのガスノズルであり、４１は吐出
口プレートに対して吹き付けている酸素ガス分子であ
り、４２は酸素ガスの吹き付けによりその表面エネルギ
ーがより一層高まった、すなわち親水性が向上させられ
た、特定部位であり、４３は前述した実施例等で示した
レーザマスクとは異なった開口寸法および開口位置を有
するレーザマスクであって、前述した実施例にしたがっ
て、吐出口プレートを削る処理、その表面性状を変化さ
せる処理、さらに吐出口形成時に発生する副生成物の付
着を防止する処理を施した部位の中の特定の部位にレー
ザ光Ｓが照射されるように、前述した実施例等に示した
レーザマスク２５、２８に比べて、レーザ光通過用の開
口部が狭く形成されている。

【００８４】図９に図示する実施例においては、先ず、
前述した実施例にしたがって、吐出口プレートを削る処
理、その表面性状を変化させる処理、さらに吐出口形成
時に発生する副生成物の付着を防止する処理を施した
後、引き続いて、図９に示す処理を行なうものであり、
レーザマスク４３を通過したレーザ光Ｓを、既に削りと
られて表面性状を変化させさらに吐出口形成時に発生す
る副生成物を防止する処理がなされた部位２４の中の特
定の局部的な部位４２だけにレーザマスク４３を介して
照射するようにし、そしてレーザ光Ｓを照射する際に、
ガスノズル４０から酸素ガスを加工部に吹き付ける。す
ると、吐出口プレート上でレーザ光Ｓが照射された特定
部位４２だけ、その表面エネルギーが高くなる。すなわ
ち、親水性が向上する。このようにすることにより、吐
出口周辺部の局部的な表面性状を変化させることが可能
となる。

【００８５】レーザ光Ｓが照射された部位４２の吐出口
２３に対する相対位置は、レーザマスク４３により任意
に設定することができる。すなわち、吐出口２３周辺部
は、表面エネルギーを低くしておき、その外周部の特定
部のみ表面エネルギーを上昇させることがレーザマスク
４３を用いることで容易に行なえる。さらに、表面エネ
ルギーが違う領域の寸法は、レーザマスクを種々作製し
ておくことで容易に変更可能である。

【００８６】そこで、このように加工された天板を用い
て液体噴射記録ヘッドを製作し、これをプリンタに装着
して、吐出液滴の観察ならびに記録紙への記録を行なっ
たところ、吐出口周辺部の吐出口プレートの表面を削り
落とす処理および表面エネルギー変化処理を施さない液
体噴射記録ヘッドに対して、吐出口開口面積が大きいた
め飛翔される液滴が大きく、さらに飛翔液滴の吐出方向
が安定し、また印字についても良好な結果を得た。

【００８７】次に、本発明のさらに他の実施例を図１０
に基づいて説明する。

【００８８】本実施例は、前述した実施例に基づいて、
図２に図示するレーザ加工装置による吐出口の加工、吐
出口プレート表面に対しレーザ光を照射し、吐出口プレ
ートを削る加工、吐出口プレートの表面性状を変化させ
る処理、吐出口形成時に発生する副生成物の吐出口近傍
への付着を防止する処理を施した後に、あるいは同時
に、フッ素原子を構造中に有するガス状分子を吐出口プ
レートに対し吹き付けながらレーザ光を照射し、吐出口
近傍にある特定部位における吐出口プレートの表面性状
を変化させる処理を施すものである。

【００８９】図１０において、Ｌはレーザ発振器から発
振された吐出口形成用のレーザ光であり、Ｔは吐出口プ
レート削りおよび／または表面性状変化処理に用いるレ
ーザ光である。２１、２２、２３および２４はそれぞれ
前述の実施例のものと同様の吐出口プレート、撥水層、
吐出口、およびレーザ光により削り取られた部位であ
る。そして、５０は吐出口プレートの吐出面に対しフッ
素原子を構造中に有するガス状分子を吹き付けるための
ガスノズルであり、５１は吐出口プレートに対して吹き
付けているフッ素原子を構造中に有するガス状分子であ
り、５２はフッ素原子を構造中に有するガス状分子の吹
き付けによりその表面エネルギーがより一層低くなっ
た、すなわち疎水性が向上させられた、特定部位であ
り、５３は第１の実施例で示したレーザマスクとは異な
った開口寸法および開口位置を有するレーザマスクであ
って、前述した実施例にしたがって、吐出口プレートを
削る処理、その表面性状を変化させる処理、さらに吐出
口形成時に発生する副生成物の付着を防止する処理を施
した部位の中の特定の部位にレーザ光Ｔが照射されるよ
うに、前述した実施例に示したレーザマスク２５、２８
に比べて、レーザ光通過用の開口部が狭く形成されてい
る。

【００９０】図１０に図示する実施例においては、先
ず、前述した実施例にしたがって、吐出口プレートを削
る処理、その表面性状を変化させる処理、さらに吐出口
形成時に発生する副生成物の付着を防止する処理を施し
た後、引き続いて、図１０に示す処理を行なうものであ
り、レーザマスク５３を通過したレーザ光Ｔを、既に削
りとられて表面性状の変化および副生成物の付着を防止
する処理がなされた部位２４の中の特定の部位５２だけ
にレーザマスク５３を介して照射するようにし、そして
レーザ光Ｔを照射する際に、ガスノズル５０からフッ素
原子を構造中に有するガス状分子５１を加工部に吹き付
ける。すると、吐出口プレート上でレーザ光Ｔが照射さ
れた特定部位５２だけ、その表面エネルギーが低くな
る。すなわち、疎水性が向上する。このようにすること
により、吐出口周辺部の局部的な表面性状を変化させる
ことが可能となる。

【００９１】レーザ光Ｔが照射された部位５２の吐出口
２３に対する相対位置は、レーザマスク５３により任意
に設定することができる。すなわち、吐出口２３周辺部
における特定部を表面エネルギーをさらに低くさせるこ
とがレーザマスク５３を用いることで容易に行なえる。
さらに、表面エネルギーが違う領域の寸法は、レーザマ
スクを種々作製しておくことで容易に変更可能である。

【００９２】そこで、このように加工された天板を用い
て液体噴射記録ヘッドを製作し、これをプリンタに装着
して、吐出液滴の観察ならびに記録紙への記録を行なっ
たところ、吐出口周辺部の吐出口プレートの表面を削り
落とす処理および表面エネルギー変化処理を施さない液
体噴射記録ヘッドに対して、吐出口開口面積が大きいた
め飛翔される液滴が大きく、さらに飛翔液滴の吐出方向
が安定し、また印字についても良好な結果を得た。

【００９３】また、フッ素原子を構造中に有するガス状
分子として、テトラフルオロメタン（分子式ＣＦ₄ ）を
用いることができる。このテトラフルオロメタンは、加
工に用いるレーザ光の一部が照射されると、反応性の高
いフッ素原子を発生させる。そのフッ素原子は吐出口プ
レート上の吐出口周辺部を化学的に表面修飾、すなわち
フッ素化、するため、吐出口プレートの表面エネルギー
は低下し、吐出口近傍の吐出口プレート表面は安定した
撥水性を示す。また、テトラフルオロメタンは、非常に
安定した分子であり、常温常圧において気体であるため
に取扱いが容易である。そのため液体噴射記録ヘッドの
製造工程への導入も行ないやすい。

【００９４】このようなテトラフルオロメタンを用いて
加工処理を行なった天板を用いて液体噴射記録ヘッドを
製作して吐出液滴の観察ならびに記録紙への記録を行な
ったところ、図１０に図示する実施例と同様の効果を得
ることができた。

【００９５】また、以上に説明した実施例において、図
２に図示するレーザ加工装置による吐出口の加工、吐出
口プレート表面に対しレーザ光を照射し、吐出口プレー
トを削る加工、吐出口プレートの表面性状を変化させる
処理、吐出口形成時に発生する副生成物の吐出口近傍へ
の付着を防止する処理、さらに、酸素ガスあるいはフッ
素原子を構造中に有するガス状分子を吹き付け、吐出口
プレートを削った部分の中の特定の部位の表面性状を変
化させる処理を施すことに用いるコヒーレントなレーザ
光源として、エキシマレーザを用いて加工を行なった。

【００９６】ここで、本実施例に用いられるエキシマレ
ーザ光について説明する。エキシマレーザは、紫外光を
発振可能なレーザであり、高強度のエネルギーを出力で
き、単色性が良く、指向性があり、短パルス発振がで
き、さらに、レンズで集光することによりエネルギー密
度を非常に大きくできる利点を有している。すなわち、
エキシマレーザ発振器は希ガスとハロゲンの混合気体を
放電励起することで、短パルス（１５〜３５ｎｓ）の紫
外光を発振できる装置であり、Ｋｒ−Ｆ、Ｘｅ−Ｃｌ、
Ａｒ−Ｆレーザ等がよく用いられる。これらの発振エネ
ルギーは数１００ｍｊ／パルスであり、パルス繰り返し
周波数は３０〜１０００Ｈｚである。

【００９７】このエキシマレーザ光のような高輝度の短
パルス紫外光をポリマー樹脂表面に照射すると、照射部
が瞬間的にプラズマ発光と衝撃音を伴なって分解、飛散
する所謂、Ablative Photodecomposition（ＡＰＤ）過
程が生じ、この過程によってポリマー樹脂の加工が可能
となる。

【００９８】このようなエキシマレーザによる加工精度
と他のレーザによるそれとを比較した場合、例えば、ポ
リイミドフィルムにエキシマレーザ（ＫｒＦレーザ）を
用いてレーザ光を照射すると、ポリイミドフィルムの光
吸収波長がＵＶ領域にあるため、きれいな穴をあけるこ
とができるが、ＵＶ領域にない従来のＹＡＧレーザでは
穴があくもののエッジ面が荒れ、赤外線であるＣＯ₂ レ
ーザでは穴の周囲にクレータができてしまう。

【００９９】そこで、エキシマレーザ光であるＫｒＦレ
ーザを用いて加工した天板を用いて液体噴射記録ヘッド
を製作し、これをプリンタに装着して、吐出液滴の観察
ならびに記録紙への記録を行なったところ、エキシマレ
ーザのもつ優れた加工特性により、飛翔液滴の吐出方向
が安定し、また印字についても良好な結果を得た。

【０１００】さらにまた、図２に図示するレーザ加工装
置による吐出口の加工、吐出口プレート表面に対しレー
ザ光を照射し、吐出口プレートを削る加工、吐出口プレ
ートの表面性状を変化させる処理、吐出口形成時に発生
する副生成物の吐出口近傍への付着を防止する処理、お
よび、酸素ガスあるいはフッ素原子を構造中に有するガ
ス状分子を吹き付け、吐出口プレートを削った部分の中
の特定の部位の表面性状を変化させる処理を施すことに
用いるコヒーレントなレーザ光源として、ＹＡＧレーザ
の第４高調波を用いて加工を行なうこともできる。

【０１０１】一般に、ＹＡＧレーザは、１０６８ｎｍの
波長をもつレーザとして知られている。しかし、光学結
晶を透過したＹＡＧレーザの第４高調波は、紫外線領域
である２６８ｎｍの波長のレーザ光を発振する。そこ
で、本実施例ではこのＹＡＧレーザの第４高調波を用い
て加工を行なった。

【０１０２】このＹＡＧレーザの第４高調波を用いて加
工を行なうと、レーザ光源のメンテナンスが比較的容易
であり、さらに、エキシマレーザのようなレーザガスが
必要でないためメンテナンスに要するコストおよび時間
が軽減できる。これにより、液体噴射記録ヘッド製造の
スループットが向上し、製造コスト低減に貢献できる。

【０１０３】以上の各実施例に説明したように、レーザ
加工装置により吐出口を加工する際に、吐出口プレート
の吐出面に対しレーザ光を照射して、吐出口プレートを
削る加工処理、吐出口プレートの表面性状を変化させる
処理、吐出口形成時に発生する副生成物の吐出口近傍へ
の付着を防止する処理、さらに、酸素ガスあるいはフッ
素原子を構造中に有するガス状分子を吹き付け、吐出口
プレートを削った部分の中の特定の部位の表面性状を変
化させる処理等の処理のいずれか、もしくはすべてを施
すことにより加工した天板を用いて液体噴射記録ヘッド
を製作することにより、吐出口開口面積が大きいため飛
翔される液滴が大きく、さらに飛翔液滴の吐出方向が安
定し、また印字についても良好な結果を得ることがで
き、また、従来別工程で行なっていた副生成物の除去や
表面性状の変化を、吐出口加工と同時に行なえるため、
製品製造のスループットが向上し、製品の製造コストを
低減することができる。

【０１０４】また、本発明は、特に液体噴射記録方式の
中で熱エネルギーを利用して飛翔液滴を形成し、記録を
行なう、いわゆるインクジェット記録方式の記録ヘッ
ド、記録装置において、優れた効果をもたらすものであ
る。

【０１０５】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されており、本発明はこれらの基
本的な原理を用いて行なうものが好ましい。この記録方
式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のい
ずれにも適用可能である。

【０１０６】この記録方式を簡単に説明すると、記録液
（インク）が保持されているシートや液流路に対応して
配置されている吐出エネルギー発生素子である電気熱変
換体に駆動回路より吐出信号を供給する、つまり、記録
情報に対応して記録液（インク）に核沸騰現象を越え、
膜沸騰現象を生じるような急速な温度上昇を与えるため
の少なくとも一つの駆動信号を印加することによって、
熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜
沸騰を生じさせる。このように記録液（インク）から電
気熱変換体に付与する駆動信号に一対一に対応した気泡
を形成できるため、特にオンデマンド型の記録法には有
効である。この気泡の成長、収縮により吐出口を介して
記録液（インク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を
形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適
切に気泡の成長収縮が行なわれるので、特に応答性に優
れた記録液（インク）の吐出が達成でき、より好まし
い。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４
４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に
記載されているようなものが適している。なお、上記熱
作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３
１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さ
らに優れた記録を行なうことができる。

【０１０７】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液流路、電気熱変換
体を組み合わせた構成（直線状液流路又は直角液流路）
の他に、米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許
第４４５９６００号明細書に開示されているように、熱
作用部が屈曲する領域に配置された構成を持つものにも
本発明は有効である。

【０１０８】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出口とする構成を開
示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成
を有するものにおいても本発明は有効である。

【０１０９】さらに、本発明が有効に利用される記録ヘ
ッドとしては、記録装置が記録可能である被記録媒体の
最大幅に対応した長さのフルラインタイプの記録ヘッド
がある。このフルラインヘッドは、上述した明細書に開
示されているような記録ヘッドを複数組み合わせること
によってフルライン構成にしたものや、一体的に形成さ
れた一個のフルライン記録ヘッドであってもよい。

【０１１０】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。

【０１１１】また、記録ヘッドに対する回復手段や予備
的な補助手段を付加することは、記録装置を一層安定に
することができるので好ましいものである。これらを具
体的に挙げれば、記録ヘッドに対しての、キャッピング
手段、クリーニング手段、加圧または吸引手段、電気熱
変換体あるいはこれとは別の加熱素子、あるいはこれら
の組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を
行なう予備吐出モード手段を付加することも安定した記
録を行なうために有効である。

【０１１２】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみを記録するモードだけではなく、記録
ヘッドを一体的に構成したものか、複数個の組み合わせ
で構成したものかのいずれでもよいが、異なる色の複色
カラーまたは、混色によるフルカラーの少なくとも一つ
を備えた装置にも本発明は極めて有効である。

【０１１３】以上の説明においては、インクを液体とし
て説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクで
あって、室温で軟化もしくは液体となるもの、あるい
は、インクジェットにおいて一般的に行なわれている温
度調整の温度範囲である３０℃以上７０℃以下の温度範
囲で軟化もしくは液体となるものでもよい。すなわち、
使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであれば
よい。加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をイン
クの固形状態から液体状態への態変化のエネルギーとし
て使用せしめることで防止するか、または、インクの蒸
発防止を目的として放置状態で固化するインクを用いる
かして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じ
た付与によってインクが液化してインク液状として吐出
するものや記録媒体に到達する時点ではすでに固化し始
めるもの等のような、熱エネルギーによって初めて液化
する性質のインクの使用も可能である。このような場合
インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開
昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質
シート凹部または貫通孔に液状または固形物として保持
された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形
態としてもよい。上述した各インクに対して最も有効な
ものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。

【０１１４】さらに加えて、インクジェット記録装置の
形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出
力端末として用いられるものの他、リーダ等と組み合わ
せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミ
リ装置の形態を採るものであってもよい。

【０１１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザ光の照射による穴加工によって樹脂製天板に液体
を吐出する吐出口を形成する際に、吐出口プレートの吐
出面に対しレーザ光を照射して、厚く成形された吐出口
プレートの吐出口周辺部を削り落とし、吐出口近傍の吐
出口プレートの表面性状を変化させ、さらに吐出口形成
時に発生する副生成物の吐出口近傍への付着を防止する
ことができ、従来において、大きな開口面積を有する吐
出口を形成することが難しく、吐出口周辺部の局部的な
表面性状を変化させることができず、さらに副生成物が
吐出口周辺に付着してその表面エネルギーが上昇し印字
特性が悪くなるという従来の課題を解決することができ
る。

【０１１６】さらに、吐出口の開口面積を大きく形成す
ることができるため、飛翔される液滴が大きく、さらに
飛翔液滴の吐出方向が安定し、また印字特性も良好な液
体噴射記録ヘッドを製造することができ、また、従来別
工程で行なっていた副生成物の除去や局部的な表面性状
の変化を吐出口加工工程と同時に行なえるため、液体噴
射記録ヘッド製造のスループットが向上し、製造コスト
を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法を適用
する液体噴射記録ヘッドを説明する図であり、（ａ）は
液体噴射記録ヘッドにおける樹脂成形された天板ブラン
クの斜視図であり、（ｂ）は同じく液流路および吐出口
が加工形成された天板の斜視図であり、（ｃ）は液体噴
射記録ヘッドにおいて樹脂製天板に接合される基板の斜
視図である。

【図２】本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法に適用
するレーザ加工装置の概略的な構成図である。

【図３】本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法の一実
施例に基づいて加工される吐出口プレートの加工態様を
図示する概略図である。

【図４】本発明の他の実施例に基づいて加工される吐出
口プレートの加工態様を図示する概略図である。

【図５】本発明の他の実施例に基づいて加工される吐出
口プレートの加工態様を図示する概略図である。

【図６】本発明のさらに他の実施例に基づいて加工され
る吐出口プレートの加工態様を図示する概略図である。

【図７】本発明のさらに他の実施例に基づいて加工され
る吐出口プレートの加工態様を図示する概略図である。

【図８】本発明の他の実施例に基づいて加工される吐出
口プレートの加工態様を図示する概略図である。

【図９】本発明の別の実施例に基づいて加工される吐出
口プレートの加工態様を図示する概略図である。

【図１０】本発明のさらに別の実施例に基づいて加工さ
れる吐出口プレートの加工態様を図示する概略図であ
る。

【図１１】液体噴射記録ヘッドの基本的態様を樹脂製天
板の一部を破断して示す模式的な斜視図である。

【図１２】吐出口プレートのほぼ全面にわたって撥水処
理された液体噴射記録ヘッドの概略的な斜視図である。

【図１３】吐出口プレートに撥水処理および親水処理が
施された液体噴射記録ヘッドの概略的な斜視図である。

【符号の説明】

１ 基板 １ｂ 電気熱変換素子 ２ （樹脂製）天板 ２ａ 本体部分 ２ｂ 吐出口プレート ２ｆ 液流路 ２ｇ 吐出口 ２ｏ （天板）ブランク １０ レーザ光源 １２ （レーザ）マスク １５ 投影光学系 １６ 回転駆動装置 １８ 移動ステージ ２１ 吐出口プレート ２２ 撥水層 ２３ 吐出口 ２４ 削り取られた部位 ２５、２７、２８ （レーザ）マスク ３１ 削り取られた部位 ４０ ガスノズル ４１ 酸素ガス ５０ ガスノズル ５１ ガス状分子 Ｌ （吐出口形成用）レーザ光 Ｍ〜Ｔ （吐出面照射用）レーザ光 Ｗ 被加工物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古川 雅朗 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 後藤 顕 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 伊東 美紀 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コヒーレントなレーザ光を光源とし、レ
   ーザマスクを使用し、該レーザマスクの像を光学系を用
   いて加工対象としての粗成形品に投影し、吐出口となる
   穴を一括アブレーション加工する液体噴射記録ヘッドの
   製造方法において、前記加工対象が有する吐出口プレー
   トの出射側になる面にレーザ光を照射し、吐出口プレー
   トを薄く削る加工を施すことを特徴とする液体噴射記録
   ヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】 吐出口プレートの出射側になる面にレー
   ザ光を照射し、吐出口プレートの表面性状を変化させる
   ことを特徴とする請求項１記載の液体噴射記録ヘッドの
   製造方法。
3. 【請求項３】 吐出口プレートの出射側になる面へのレ
   ーザ光の照射を、吐出口が一括アブレーションにより貫
   通加工された後に、該吐出口を通過してくるレーザ光で
   行なうことを特徴とする請求項１または２記載の液体噴
   射記録ヘッドの製造方法。
4. 【請求項４】 吐出口プレートの出射側になる面へ照射
   するレーザ光は、吐出口を一括アブレーション加工する
   ためにレーザ光を発振するレーザ発振器と同一のレーザ
   発振器から照射されるものであることを特徴とする請求
   項１ないし３のいずれか１項記載の液体噴射記録ヘッド
   の製造方法。
5. 【請求項５】 吐出口プレートの出射側になる面へ照射
   するレーザ光は、レーザ発振器と加工対象との間に設け
   られた光学系内に置かれたレーザマスクにおける反射光
   であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１
   項記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。
6. 【請求項６】 吐出口プレートの出射側になる面へ照射
   するレーザ光は、吐出口を一括アブレーション加工する
   ために照射するレーザ光とは別のレーザ発振器から照射
   されるものであることを特徴とする請求項１ないし３の
   いずれか１項記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。
7. 【請求項７】 吐出口プレートの出射側になる面へのレ
   ーザ光の照射を、レーザ光による吐出口の一括アブレー
   ション加工が完了する前から行なうことを特徴とする請
   求項１ないし６のいずれか１項記載の液体噴射記録ヘッ
   ドの製造方法。
8. 【請求項８】 吐出口プレートの出射側になる面へのレ
   ーザ光の照射を、レーザ光による吐出口の一括アブレー
   ション加工が完了した後に行なうことを特徴とする請求
   項１ないし６のいずれか１項記載の液体噴射記録ヘッド
   の製造方法。
9. 【請求項９】 吐出口プレートの出射側になる面にレー
   ザ光を照射するとともに、酸素ガスを吹き付けて加工
   し、吐出口プレートの表面性状を変化させることを特徴
   とする請求項１ないし８のいずれか１項記載の液体噴射
   記録ヘッドの製造方法。
10. 【請求項１０】 吐出口プレートの出射側になる面にレ
    ーザ光を照射するとともに、フッ素原子を構造中にもつ
    ガス状分子を吹き付けて加工し、吐出口プレートの表面
    性状を変化させることを特徴とする請求項１ないし８の
    いずれか１項記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。
11. 【請求項１１】 加工対象に吹き付けるガスがテトラフ
    ルオロメタンであることを特徴とする請求項１０記載の
    液体噴射記録ヘッドの製造方法。
12. 【請求項１２】 コヒーレントなレーザ光の光源は、紫
    外線レーザであることを特徴とする請求項１ないし１１
    のいずれか１項記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。
13. 【請求項１３】 コヒーレントなレーザ光の光源は、エ
    キシマレーザ、またはＹＡＧレーザであることを特徴と
    する請求項１ないし１１のいずれか１項記載の液体噴射
    記録ヘッドの製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項１ないし１３のいずれか１項記
    載の液体噴射記録ヘッドの製造方法によって製造された
    ことを特徴とする液体噴射記録ヘッド。
15. 【請求項１５】 吐出口から液体を吐出するために利用
    される熱エネルギーを発生する電気熱変換素子が設けら
    れていることを特徴とする請求項１４記載の液体噴射記
    録ヘッド。