JPS5836062B2

JPS5836062B2 - インクジェツトノズル成形用金型の製作方法

Info

Publication number: JPS5836062B2
Application number: JP9103881A
Authority: JP
Inventors: 鉄夫吉沢; 隆志黒川; 正人小林; 茂男奈良
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1981-06-13
Filing date: 1981-06-13
Publication date: 1983-08-06
Also published as: JPS57207188A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、プリンタ用のインクジェットノズルをプラス
チックで或形して作るための金型の主要部の製作方法に
関するものである。

インクジェットノズルの単孔のものは第１図に示すよう
に、一端からインク導入穴１が設けられ、他端に該イン
ク導入穴１に続いてインク噴出口２が設けられている。

ノズルにおいて重要なことは、３０μｍ〜６０ｌｔｍで
あるインク噴出口２の直径のばらつきが２μ筑以下、外
径に対する偏心が１μ扉以下、１たインク噴出側端面の
直角方向に対するインク噴出口２の軸の傾きが１分以下
の精度が必要である。

ところでこのようなノズルは、従来ガラス、セラミック
、金属などの材料から切削、研磨、レーザ光加工等で１
個１個それぞれ高精度加工により製作している。

しかしながら必要精度のものを得るための歩留りは現在
１〜２多程度であるため極めて高価格なものになってい
る。

筐た従来第２図に示すように、インク噴出口２のみをル
ビー、サフイアのような宝石類にレーザ光による穴あけ
加工によって形成したテツプ３を円筒状のノズル本体端
部に埋め込んだものもあるが、レーザ加工後の仕上げ加
工に多くの時間を要し、さらにチツプ３をノズル本体に
埋め込む際の正確な位置合わせが難しく、製作には多く
の時間を要しかつ歩留りが悪く、結局高価格なものとな
っている。

筐た第３図に示すように、複数個の噴出口２を有するも
のにおいては、シリコンウエハからエッチング加工など
の方法で作っているが、エッチングに時間を要し、一方
エッチング条件のゆらぎのため、寸法精度のばらつきが
大きくなるので高精度のものを得るには高度な技術と高
価な装置を必要とし、そのためノズルは極めて高価格な
ものとなっている。

さらに従来上記のような構造のノズルをプラスチック成
形によって得る試みがなされたが、高精度な成形用金型
を作ることができなく、従ってインクジェットノズルを
プラスチック製のものにすることができなかった。

本発明は、一端にインク噴出口を形成するための穴を設
けあるいは一端に設けた穴にインク噴出口を形成させる
ためのピンの一端部を挿嵌して所要インクジェットノズ
ルの外形寸法になるよう形成したマスク型を作り、該マ
スク型を電鋳槽に入れて電鋳を行ない、該マスク型の表
面に所要厚さの電鋳金属層を形威せしめ、それにより得
られた電鋳体から上記マスク型を取り去って電鋳型を得
ることを特徴とし、高精度で量産化し得て低価格のプラ
スチックのインクジェットノズルを得るようにすること
ができる高精度な成形用金型の主体部を容易に製作し得
るようにするどとを目的とするものであって、以下図面
に従って詳細に説明する。

第４図にぱ電鋳用マスク型を示す。

同図ａに示されたマスク型４は、金属、セラミックある
いは金属とセラミックの複合材より、作るべきノズルと
同じ外形寸法としたマスク型本体５の一端にインク噴出
口を形或するための穴６を高精度に穿設したものである
。

同図ｂに示したマスク型４′は、同様なマスク型本体５
′の＝端にインク噴出口を形成させるためのビン７がす
き昔なく挿嵌される穴８を高精度に穿設し、その穴８に
ピン７を挿嵌したものである。

同図ｃ，ｄに示したマスク型４“４“′は複穴インクジ
ェットノズルを作るためのものであり、同図Ｃに示した
ものは同図ａと同様の穴６を複数個穿設したもの、また
同図ｄに示したものは同図ｂと同様の穴８を複数個穿設
し、各穴８にそれぞれピン７を挿嵌したものである。

以上のようなマスク型を高精度に作製することは容易で
ある。

上記のように作製したマスク型は、セラミック材料より
なるものであればその表面に金属蒸着あるいはスパツタ
により導電層を形成しておいてから第５図に示すように
電鋳槽９のニッケル電鋳浴１０内へ入れ、電極１１との
間に電源１２より電圧を印加して電鋳し、マスク型４〜
４″上に必要な厚さにニッケル層１３を形或させて電鋳
を終り槽９内から取り出す。

このようにしてマスク型４〜４″′上に電鋳した電鋳体
からマスク型４〜４″′を取り外し、外周を切削等によ
り所要形状に仕上げる。

このようにして作られた電鋳型１４〜１４”は第６図に
示される。

第４図ａ，ｅに示されたマスタ型４，４〃を用いたと
きはその穴６内に入った電鋳金属がそれぞれ第６図ａ、
同図Ｃに示す電鋳型においてインク噴出口を作るべき突
起１５となる。

オた第４図ｂ，ｄに示されたマスク型４，４″′を用い
たときは、そのとき穴８に挿嵌しておいたピン７基部が
電鋳体の中に埋め込筐れ、電鋳体からマスタ型を取り除
いても電鋳体に残る。

その前半部が電鋳型１４’ ，１４”’の内面
から突出し、その突出部分がインク噴出口を形或させる
ための部分となる。

これら電鋳型１４〜１４′ｌｌのように穴底から微小な
、傾きの極めて小さい径寸法精度のよい突起１５，７を
切削によって形成することは不可能に近いことであるが
、上記のように容易に作成できるマスク型から電鋳によ
って簡単に得られる。

上記のように製作した本発明電鋳型１４〜１４′ｌ′を
用いてプラスチックのノズルを或型する場合、単穴用の
電鋳型１４．１４’の場合は第７図に示すようにインク
導入穴を形成すべき駒１６を有する金型１Ｔと組み合わ
せ、複穴用の電鋳型１４ｌ′，１４／／／の場合は第９
図に示すように駒１６′を支持固定した金型１７′と組
み合わせて行えばよい。

そのとき駒１６．１６’の先端は突起１５，７と丁度接
触するように高精度に加工される。

筐た金型１７，１７’には樹脂注入のためのゲート、ラ
ンナ（図示せず）が設けられる。

このような金型１７，１７’は切削等により容易に精度
よく作り得る。

つぎに本発明方法により製作した電鋳型を用いた成形金
型により成形したプラスチックのインクジェットノズル
の製作結果について述べる。

第８図ａに示すように、マスク型材料として横幅１．２
關、厚さ０．５關の真ちゅう快削板を使用し、先端部面
取りをした後、径３０μ扉±１μ流の穴を横幅方向にビ
ッチＱ．Ｉｍｌ＋！±０．１μｍの間隔で１０個、
トルクモータ使用のドリルを１μ扉精度の試料移動装置
を用い、深さ０．５闘に加工し、その各穴に、隙間なく
入る約３０μｍの径に仕上げた焼入れ鋼製のピンを挿入
したものを作成した。

このように作成したマスク型をニッケル電鋳槽に入れて
電鋳を行ない、電鋳体を得、その電鋳体からマスタ型を
取り外して外周の加工を行ない、第８図ｂに示す電鋳型
を作成した。

電鋳体内に基部が埋め込１れたピン７のピッチは０．０
９９〜０．１０１ｍｍの範囲になっており
、捷た各ピンの突出高さは０．４９８〜０．５０１
ｍＮの範囲内にあり、ピン７の傾きは０．５分以下であ
った。

このようにマスク型の寸法形状が電鋳型に極めて高精度
に忠実に転写されている。

つぎにこの電鋳型を第９図に示すように電鋳型の各ピン
７とそれぞれ対応する駒１６／を設けた金型１７′と組
み合わせて成形用金型を作り、この成形用金型を用い、
カーボンファイバを充填したフェノール樹脂を、成形圧
力２００〜３５０ｋ９／ｃＩＩｔ、或形温度１６５〜
１７０℃で注意深く成形した結果、得られた或形品は第
１０図に示す構造となり、そのうち８０％のものは、先
端インク噴出口の径は２８〜３０μ扉、ピッチ０．０９
７〜０．０９９順、傾きは０．５分以下であった。

このように成形金型からの転写精度が極めてよく必要精
度を満足するものが高歩留うで成形できた。

以上のように本発明方法によれば、切削等によってはイ
ンク噴出口を形或させるための突起を作ることが不可能
に近い部分の成型用金型の主要部を、極めて容易にしか
も高精度に得ることができる。

従ってこのような金型を用いて成形したインクジェット
ノズルは同じ高精度のものとすることができ、筐た同じ
一個のマスク型より同寸法形状の電鋳金型を多数作って
おくことができ、同じ高精度のプラスチックインクジェ
ットノズルを歩留りよく量産化ができ、価格を極めて低
くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の単穴のインクジェットノズルを示し、同
図ａは断面図、同図ｂは正面図、第２図は従来の単穴の
インクジェットノズルの他の例の断面図、第３図は従来
の複穴のインクジェットノズルを示し、同図ａは断面図
、同図ｂは正面図、第４図はマスク型を示し、同図ａは
単穴ノズル用マスク型の一例断面図、同図ｂは単穴ノズ
ル用マスク型の他のｆＥ断面図、同図Ｃは複穴ノズル用
マスク型の一例の断面図、同図ｄは複穴ノズル用マスク
型の他の例の断面図、第５図は電鋳状態の説明図、第６
図は電鋳型を示し、同図ａ，ｂ，ｃ，ｄはそれぞれ第４
図ａ，ｂ，ｃ，ｄのマスタ型により作られた電鋳型の断
面図、第１図は単穴用ノズルの成形金型全体の断面図、
第８図は本発明による製作例を示し、同図ａはマスク型
の斜視図、同図ｂは電鋳型の断面図、第９図は第８図ｂ
に示した電鋳型を用いた複穴ノズノレ用成形金型全体の
断面図、第１０図は第９図の金型で製作されたインクジ
ェットノズルの斜視図である。２・・・インク噴出口、４〜４″′・・・マスタ型、６
・・・穴、７・・・ピン、８・・・ピン挿嵌穴、９・・
・電鋳槽、１３・・・電鋳金属層、１４〜１４”・・・
電鋳型。

Claims

【特許請求の範囲】

１一端にインク噴出口を形成するための穴を設けある
いは一端に設けた穴にインク噴出口を形成させるための
ピンの一端部を挿嵌して所要インクジェットノズルの外
形寸法になるよう形成したマスク型を作り、該マスク型
を電鋳槽に入れて電鋳を行ない、該マスク型の表面に所
要厚さの電鋳金属層を形成せしめ、それにより得られた
電鋳体から上記マスク型を取り去って電鋳型を得ること
を特徴とするインクジェットノズル成形用金型の製作方
法。