JPS60220755A - 弁素子及びその製造方法 - Google Patents

弁素子及びその製造方法

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JPS60220755A
JPS60220755A JP7774484A JP7774484A JPS60220755A JP S60220755 A JPS60220755 A JP S60220755A JP 7774484 A JP7774484 A JP 7774484A JP 7774484 A JP7774484 A JP 7774484A JP S60220755 A JPS60220755 A JP S60220755A
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porous
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valve element
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Tsutomu Itano
板野 勉
Michihisa Suga
菅 通久
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17596Ink pumps, ink valves

Landscapes

  • Check Valves (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微細な機械式弁およびその製造方法に関し、特
にインクジェットヘッドに適した弁素子およびその製造
方法に関する。
〔従来技術とその問題点〕
インクジェットプリンタ技術は普通紙への記録が可能で
、しかもカラー化が容易等の理由により最近急速に実用
化されつつある。
従来、中間調記録特性の向上や記録速度の向上を実現す
るためにインクジェットヘッドに弁素子を組み込んだ例
があるが、このような弁素子としては特開昭57−67
77号に示されたものが知られている。この中の代表的
なものについて、構造の概略を第1図に示す。すなわち
、第1図(α)に示すように中心にインク通路101を
有する弁座102と、中心に円筒状の弁103を周囲の
支持部104と円環状固定部105とより支えている弁
板106とを重ね合わせることにより構成され、通常イ
ンク通路101は弁103によシ遮断されてい゛る。弁
座102と弁板106とは、弁板周囲の円環状固定部分
105でのみ密着固定されており、第1図(b)に示す
ように、インク通路101側から圧力が作用すると、弁
103が押し上げられ、弁103と弁座102との間隙
を通ってインクが流出し、一方第1図(C)に示すよう
に圧力が逆方向へ作用すると、弁103は弁座102に
押し付けられるため、インクの流れは遮断される。
このような弁においては、弁103の直径はインク通路
101の直径より大きくとられるが、二つの直径の差は
、順方向の流れを容易にするためにできるだけ小さいこ
とが望ましい。その結果前述の構造のままで、弁座と弁
板とを機械加工あるいはエレクトロフォーミング等によ
り個別に製作し重ね合わせて固着させる方法では、充分
な組立て精度が得られず特性のばらつきを生ずる原因と
なっていた。
さらにこのような問題を解決するため特願昭57−22
0593号に弁素子およびその製造方法が示されている
。これは上述の問題点を解決するために前記弁座と弁板
とを一体化形成したもので、構造としては前記説明の弁
素子とほぼ同じである。この製造方法においては、エレ
クトロフォーミング技術を中心として蒸着技術、フォト
リソ技術、エツチング技術等が用いられプロセスが非常
に複雑になる他、めっきを施した場合の膜厚の均一性に
関する厳しい条件管理を必要とするばかりでなく、各工
程での条件管理を厳しくする必要がある。
さらに上述のような条件管理が行なわれ、個々の工程で
の歩留りが良い場合でも工程数が多いため、最終的な歩
留りが悪く、しかも上述のような多種の技術を用いるた
め、量産性に欠け、高価になる等の欠点があった。また
弁座と弁と重なりが小さく、組み立ての際に混入したゴ
ミが詰まるという欠点があった・ 〔発明の目的〕 本発明は、このような従来の欠点を除去せしめて、従来
の機能を損うことなく、信頼性が良く安価でしかも量産
性に優れた歩留りの高い弁素子とその製造方法を提供す
ることにある。
〔発明の構成〕
本発明は弁座に多孔質基板を用い、その一方の多孔質面
上に弁板を開閉可能に設け、弁板部分を除く該多孔質面
の孔を遮閉層で封止したことを特徴とする弁素子、及び
多孔質基板の一方の多孔質面上に弁板を取付けた後、粒
体を混合分散させた液体中に該基板を浸漬し、弁板を装
着した多孔質面に前記粒体を堆積させた後これを多孔質
面に固着せしめ、弁板部分を除く多孔質面の孔を粒体固
形層をもって封止することを特徴とする弁素子の製造方
法、多孔質基板の一方の多孔質面に弁板を取付けた後、
該多孔質面側から基板に粒体を混合した液体を通過させ
て吸着させこれを多孔質面に固着せしめ、弁板部分を除
く多孔質面の孔を粒体固形層をもって封止することを特
徴とする弁素子の製造方法、板面の一部に弁板を一体に
形成したカバーを多孔質基板の一方の多孔質面に被着し
、弁板部分を除く多孔質面の孔をカバーをもって封止す
ることを特徴とする弁素子の製造方法である。
〔実施例〕
以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。
第2図(α)は本発明の実施例を示す斜視図である。
本発明は弁座にガラス、セラミック等の焼結体又は金属
せんいの圧縮体からなる弁座用多孔質基板201を用い
、その上に耐腐食性に優れた金、ニッケル、クロム等の
金属体あるいは高分子材料のような可撓性に富んだ弁板
202の一部202tLを熱圧着あるいは接着剤等によ
り固着し、弁板202部分を除く多孔質面201αの孔
を遮閉層203で封止したものである。なお、遮閉層は
後述する種々の製造方法が可能であり、耐腐食性に優れ
た金属か金属酸化物又は高分子材料や無機物等製造方法
に応じて種々の材料を用いることができる。
このような弁素子の順方向に圧力が作用した場合の状態
を第2図(b)に示す。多孔質面201Gは弁板202
の部分を除いて遮閉層203で被覆されているため、多
孔質基板201の微細孔を通った流体は弁板202の可
動部分202bに集中しその圧力でこれを押し上げ僅か
に生じた隙間から流出する。この弁素子は片持ち式で支
持されており、力に対する変位量は容易に計算できる他
流量の調整についても弁板の膜厚と可動部の形状を変え
ることによシ容易にできる。
さらにこの弁素子では前述のように流体が多孔質基板2
01の微細孔を通過するため一種のフィルターの役目を
兼ね、組立て時にゴミが混入した場合でも無数の孔の一
部が塞がるのみで特性の上で大きな影響がなく、信頼性
の高い弁素子が得られるO 弁素子の逆方向に圧力が作用した場合は、第2図(C)
に示すように弁板202の可動部分2026は多孔質板
201に押し付けられ流体の流れを遮断する。
次に前記実施例で示された弁素子を製造するための第1
の製造方法を第3図(α)〜(C)に示す。第3図(勾
の工程ではあらかじめ成形加工されたガラス、セラミッ
ク等の焼結体又は金属繊維の圧縮体でできた弁座用多孔
質基板201の上部の多孔質面201α上に、あらかじ
め機械的又はエレクトロフォーミング等によシ成形加工
された弁板202を積層配置しその固定部2o25を基
板に固着する。この場合の固着の方法としては接着剤に
よる方法が最も簡単である。又この場合多孔質基板の孔
は全面にほぼ均一に存在しているため、弁板202の可
動部分20助は特に目合わせに気を配るまでもなく、は
ぼ中心付近に配置するだけで充分である。
第3図(6)の工程では前記多孔質基板201に弁板2
02を固着したものを、例えば有機溶剤あるいは水中に
粒子を混合分散させた液体301を収めた容器302の
底に置いておき、粒子が沈殿するのを待って取シだし、
ヒータ303にて熱溶融させて前記多孔質基板201の
多孔質面201α上に粒子の固形体からなる遅閉層20
3を形成し、該遅閉層203をもって弁板202部分を
除く多孔質面201αの孔を封止する。この場合、例え
ばワックス粒子を水中に分散させたものを用いているが
、この他に低融点ガラス粒体、或いは金属粒子とワック
ス粒子とを組み合わせたものを用いてもよい。この製造
方法の利点としては、混合液の容器として容量の大きな
ものを選ぶことにより一度に大量の処理が可能となり、
よシ量産化に適している。
次に弁素子の第2の製造方法の実施例を第4図に示す。
第4図(α)の工程では前記同様の多孔質基板201上
に弁板202の固定部2021Lを固着する。(6)の
工程では前記多孔質基板に弁板を固着したものを吸引固
定する機構を持った吸引治具401により弁板を装着し
た多孔質面を下方に向けて吸着した後、有機溶剤あるい
は水中に粒子を混合分散させた液体402中に基板20
1を浸漬する。そして、下面の多せ、多孔質の孔径より
大きい粒体を下面の多孔質面201αに吸着させる。こ
の場合吸引側に圧力ゲージを用いれば、孔が粒体によっ
て詰まる状態をモニターすることができ、多孔質面に粒
子をより確° 実に吸着することができる。
粒体を吸着した後、第4図(c)の工程で前述の第1の
実施例の場合と同様にヒータ403によシ熱溶融させ、
前記多孔質基板201に固着せしめ、粒子の固形体から
なる遅閉層203を形成し、該遅閉層をもって弁板部分
を除く多孔質面20把の孔を封止する。
なお、ここで用いる粒体及び液体は第1の実施例の場合
と同様である。
この方法は第1の実施例と比較して、前述のように圧力
ゲージを使用することにより確実に層状の遅閉層203
を作ることができる点に特徴がある。
次に弁素子の第3の製造方法の実施例について第5図(
α)、 (b)に示す。第5図(α)の工程では遅閉層
503として弁板502をエレクトロフォーミングで一
体形成されたカバーを用いている。この場合に弁板50
2の可動部分5025とカバー503との隙間504は
小さい程好ましく数μ以下が良いが、これを実現するた
めの数μの目合わせはエレクトロフォーミングでめっき
を行う際にオーバハングさせて簡単に実現できる。(6
)の工程では前述同様の多孔質基板501の片面の上に
第5図(→の工程で製造した力/Z−503を被着して
カバー503をもって弁板502部分を除く多孔質面5
01の孔を封止する。この製造方法は、カバーに弁板が
一体に形成されているから、第1及び第2の実施例と比
較してカバーを化学的製法により形成する工程を省略で
きる特徴がある。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように本発明は弁座に多孔質基
板を用いることにより構造が簡単になり、インクジェッ
トヘッドを組み立てる際に混入するゴミが混入しても一
部の孔が塞がるのみであり特性に大きな影響を与えられ
ることがなく、しかも製造の際の高精度の目合わせが不
要となり、弁座と弁板とを独立して形成できる利点を生
かしつつ、工程数を削減して短時間で製作でき、安価で
量産性に適し、歩留り良く高信頼性の弁素子を提供でき
る効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(α)〜(C)は従来のインクジェット用弁素子
の概略図、第2図(α)〜(C)は本発明による実施例
を示す概略図、第3図(5)〜(C)は本発明の弁素子
の製造方法の第1の実施例を示す概略図、第4図(cL
)〜<c>は本発明の弁素子の製造方法の第2の実施例
を示す概略図、第5図(α) 、 (b)は本発明の弁
素子の製造方法の第3の実施例を示す概略図である。 図において、101・・・孔、102・・・弁座、10
3・・・弁、104・・・弁支持部、105・・・固定
部、106・・・弁板、201・・・多孔質基板、20
2・・・弁板、20カ・・・固定部、202b・・・可
動部、203・・・遮閉層、301,402・・・混合
液、303・・・ヒータ、401・・・吸引治具、50
1・・・多孔質基板、502・・・弁板、50詔・・・
可動部、503・・・遮閉層(カバー)である。 特許出願人 日本電気株式会社 第1図 (Q) (b) (G) 1U11υ2 第2図 (b) (C) Zノ1a 第3図 −303 第4図 (b) ↑ 第5 (αつ 惚 (b) う 02 ≧ 01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)弁座に多孔質基板を用い、その一方の多孔質面上
    に弁板を開閉可能に設け、弁板部分を除く該多孔質面の
    孔を遅閉層で封止したことを特徴とする弁素子。
  2. (2)多孔質基板の一方の多孔質面上に弁板を取付けた
    後、粒体を混合分散させた液体中に該基板を浸漬し、弁
    板を装着した多孔質面上に前記粒体を堆積させた後これ
    を多孔質面に固着せしめ、弁板部分を除く多孔質面の孔
    を粒体固形層をもって封止することを特徴とする弁素子
    の製造方法。
  3. (3)多孔質基板の一方の多孔質面上に弁板を取付けた
    後、該多孔質面側から基板に粒体を混合分散させた液体
    を通過させて該多孔質面に粒体を吸着させこれを多孔質
    面に固着せしめ、弁板部分を除く多孔質匍の孔を粒体固
    形層をもって封止することを特徴とする弁素子の製造方
    法。
  4. (4)板面一部に弁板を一体に形成したカバーを多孔質
    基板の一方の多孔質面に被着し、弁板部分を除く多孔質
    面の孔をカバーをもって封止することを特徴とする弁素
    子の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0899104A2 (en) * 1997-08-26 1999-03-03 Canon Kabushiki Kaisha A liquid discharge head and a method of manufacture therefor
US6540321B1 (en) 1999-05-31 2003-04-01 Canon Kabushiki Kaisha Ink tank, ink-jet cartridge, ink-supplying apparatus, ink-jet printing apparatus and method for supplying ink

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