JPH1191114A - インクジェット記録ヘッドのノズル板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チャンネルの内に充填されているインクの圧
力を選択的に変化せしめて、そのチャンネルに連通した
ノズルより選択的にインクを突出せしめるインクジェッ
ト記録ヘッドに使用される前記ノズルが形成されたノズ
ル板の製造方法に関するもので、特にインクの吐出性能
の改善されたノズルを容易に作成する方法を提供する。 【解決手段】 レーザビームの照射により開口する孔の
傾斜角度が異なる複数の異種材料の板状体を前記傾斜角
度が小さいものから順次積層し、その積層体１６の傾斜
角度が小さい板状体の側からレーザビーム１７を照射
し、開口された孔５の断面形状を、各材料層内のテーパ
ー角度が次第に大きくした開口を形成し、この開口をノ
ズル５とすることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、隔壁により隔てら
れた互いに並行する複数のチャンネルを有し、前記チャ
ンネルの内に充填されているインクの圧力を選択的に変
化せしめて、そのチャンネルに連通したノズルより選択
的にインクを突出せしめるインクジェット記録ヘッドに
使用される前記ノズルが形成されたノズル板の製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開昭６３−２５２７
５０号公報に開示のようにインク吐出原理として圧電素
子のせん断モード変形を利用したインクジェット記録装
置が考えられている。この構成は図４に示すように、大
きく圧電セラミックスのアクチュエータ部材１とカバー
プレート３とノズルプレート２とプリント配線板６とか
ら構成されている。そのアクチュエータ部材１には、ダ
イヤモンドプレード等により切削加工された複数のチャ
ンネル９が形成されている。また、そのチャンネル９間
の側壁１０は溝深さ方向に分極処理を施されている。

【０００３】それらのチャンネル９は同じ深さであり、
かつ平行で、チャンネル９の深さは、図５に示すように
アクチュエータ部材１の後端面１１に近づくに従い次第
に浅くなっており、後端面１１付近にはチャンネルの浅
い領域が形成されている。そして、各チャンネル９の両
側面の上側半分には信号電極４がスパッタリングや蒸着
等によって形成されている。また、チャンネルの浅い領
域においても同様に側面及び底面に信号電極４がスパッ
タリングや蒸着等によって形成されている。これにより
チャンネル９の両側面に形成された信号電極４はチャン
ネルの浅い領域の底面に形成された信号電極４によって
電気的に接続されている。

【０００４】次に、カバープレート３は、セラミックス
材料または樹脂材料等から形成されている。また、カバ
ープレート３には、研削または切削加工等によって、イ
ンク供給口８及びマニホールド７が形成されている。そ
して、アクチュエータ部材１のチャンネル９の加工側の
面とカバープレート３のマニホールド７の加工側の面と
をエポキシ系接着剤１２によって接着する（図５）。こ
のようにして、インクジェットヘッドにはチャンネル９
の上面が覆われて横方向に同じ間隔を有する複数のイン
ク流路としてのチャンネル９が構成される。そのチャン
ネル９は長方形断面の細長い形状であり、全てのチャン
ネル内には、インク供給口８からインクが充填される。

【０００５】図４に示すように、アクチュエータ部材１
及びカバープレート３の端面に、ノズル板２が接着され
ている。このノズル板２はポリイミド、ポリエーテルイ
ミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポ
リカーボネイト等のプラスチックによって形成されてい
る。このノズル板２はエポキシ系接着剤などを用いてア
クチュエータ部材１及びカバープレート３のインク吐出
面側に貼付した後に、各チャンネル９の中心を顕微鏡な
どにより位置決めした後、エキシマレーザなどの装置を
用いてノズル５の孔開けを行っている。

【０００６】そして、アクチュエータ部材１のチャンネ
ル９と反対側の面には、プリント配線板６がエポキシ系
接着剤等によって接着されている。そのプリント配線板
６には各チャンネルの位置に対応した位置に導電性パタ
ーンが形成されている。その導電性パターンとチャンネ
ルの浅い領域の底面に形成した信号電極４はボンディン
グワイヤー１６で接続されており、信号電極４への選択
的な電圧印加により、隔壁を変形せしめ、その変形にと
もなうインク圧によりノズル５からのインクの吐出を制
御している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の構
成では、ノズル板２を貼付した後に、インク吐出のため
のノズル数と同等な数のノズルを加工しなければならな
いため、インク吐出ノズル数の増加とともにこの工数も
増えることになり、またこの加工方法であると、ノズル
の断面形状が直線的なテーパー状となり、ノズルとノズ
ル板の裏面の出会う位置に角が付いた形状となるため、
チャンネルからノズル部へインクが突入するときのイン
クに対する流体抵抗を十分に小さくできなくなる問題が
あった。本発明は、このノズルの断面形状をインクの流
れに対して抵抗を小さくするようにして、インク吐出効
率の良いインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供す
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録ヘッドのノズル板の製造方法は、レーザビームの照
射により開口する孔の傾斜角度が異なる複数の異種材料
の板状体を前記傾斜角度が小さいものから順次積層し、
その積層体の傾斜角度が小さい板状体の側からレーザビ
ームを照射し、開口された孔の断面形状を、各材料層内
のテーパー角度が次第に大きくした開口を形成し、この
開口をノズルとすることを特徴とする。この製造方法に
よれば、従来のように単一の材料からなるノズル板をレ
ーザにより開口加工した場合のように、ノズル断面が直
線的なテーパーの付いた形状となることもなく、ノズル
板の厚み方向に前記ノズルの加工が進行するに従い、積
層材料が異なり、各材料内のテーパー角度が次第に大き
くなることで、前記ノズルの断面形状が概略あるＲを持
って加工され、インク吐出効率のよいインク流路を形成
することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の請求項１に記載
された発明の実施の形態について、図１および図２を用
いて説明する。なお、図４，５で示した従来例と実質的
に同一な構成部品には同一符号を付している。

【００１０】まず、図２に示すように、ノズル板２の材
料としてエキシマレーザビーム１７に対する加工特性の
異なる異種材料を積層したシート１６に対して、ノズル
開口５を加工するためにシート１６の表面に、メタルマ
スク１９を密着させてエキシマレーザビーム１７の平行
光を照射する。シート１６の材料としては、例えば、エ
キシマレーザビーム１７に対して孔加工される角度θが
異なる異種材料として、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、
ポリイミド（ＰＩ）、ポリサルホン（Ｐｓｆ）或いはガ
ラスエポキシなどがある。これらは通常のエキシマレー
ザビーム１７による孔加工時のテーパー角度θが、ポリ
塩化ビニールで約４゜、ポリサルホンで約２゜また、ガ
ラスエポキシで約７゜であり、これらの材料を図２のよ
うに、エキシマレーザビーム１７を照射する面側から前
記のテーパー角度θが大きい材料の順に積層する。

【００１１】このようにすることで、ノズル開口部５の
断面形状は、各材料内では、前述の材料によりそれぞれ
定まる所定の角度θで加工が進み、ノズル５の断面形状
は、全体として直線状のテーパーにはならず、ドーム型
の断面形状をしたノズル５ができる。さらにこの方法に
よると、ノズル配列と同形状のメタルマスク１９を用い
ることで、開口数Ｎ．Ａ．の大きな光学系１８で、一本
のビームを絞ってノズルを形成する方式（図３）に対
し、全てのノズル開口部５を一括して加工することがで
きることになる。このようにして作製したノズル板１６
をアクチュエータ部材１の端面に貼付する。このノズル
板１６を貼付することで図４に示すように、従来ノズル
板裏面近傍のチャンネル内で存在していたインク吐出時
の圧力損失が軽減されることになる。

【００１２】このようにすることで、従来はノズルプレ
ートを貼付した後に、インク吐出のためのノズル数と同
等な数のノズルを加工しなければならないため、圧電セ
ラミックスに形成したインク吐出のためのチャンネルと
同等な個数のノズル加工を必要とし、インク吐出ノズル
数の増加とともにこの工数も増えることになり、またこ
の加工方法であると、ノズルの断面形状が直線的にテー
パーの付いたものとなるため、ノズル部へインクが突入
するときのインクに対する流体抵抗を十分に小さくでき
なくなる。本発明は、ノズルの断面形状をインクの流れ
に対して抵抗を小さくし、インク吐出効率の良いインク
ジェット記録ヘッドが得られる。

【００１３】

【発明の効果】本発明のインクジェット記録ヘッドのノ
ズル板の製造方法によれば、従来ノズルの断面形状が直
線的にテーパーの付いたものが、傾斜角度が徐々に大き
くなる形状にすることができるため、インク吐出効率の
良いインクジェット記録ヘッドが容易に得られるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるインクジェット
記録ヘッドのノズル板の製造方法を適用したせん断モー
ド型インクジェット記録ヘッドの長手方向断面図

【図２】同インクジェット記録ヘッドのノズル断面図

【図３】従来のインクジェット記録ヘッドのノズル断面
図

【図４】従来のせん断モード型インクジェット記録ヘッ
ドの分解斜視図

【図５】同インクジェット記録ヘッドのチャンネル長手
方向断面図

【符号の説明】

５ ノズル １６ シート（ノズル板） １７ レーザビーム １９ メタルマスク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザビームの照射により開口する孔の傾
   斜角度が異なる複数の異種材料の板状体を前記傾斜角度
   が小さいものから順次積層し、その積層体の傾斜角度が
   小さい板状体の側からレーザビームを照射し、開口され
   た孔の断面形状を、各材料層内のテーパー角度が次第に
   大きくした開口を形成し、この開口をノズルとすること
   を特徴とするインクジェット記録ヘッドのノズル板の製
   造方法。