JPS60222672A - 弁素子 - Google Patents

弁素子

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JPS60222672A
JPS60222672A JP59077746A JP7774684A JPS60222672A JP S60222672 A JPS60222672 A JP S60222672A JP 59077746 A JP59077746 A JP 59077746A JP 7774684 A JP7774684 A JP 7774684A JP S60222672 A JPS60222672 A JP S60222672A
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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） 本発明は微細な機庫式の弁素子に関し、特にインクジェ
ットヘッドに適した弁素子に関する。
（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シ最近急速に実用
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紘特開昭５７−６７
７７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概略を第１図に示す
。すなわち第１図（ａ）に示すように中心に孔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よシ支えている弁部品
１０６とを重ね合わせることによシ構成され、通常イン
ク通路１０１は弁１０３により遮断されている。弁座１
０１と弁部品１０６とは、弁部品の周囲の円環状固定部
分１０５でのみ密着固定されておシ、第１図（ｂ）に示
すように、イｙり通路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１０２０間隙を通
ってインクが流出するが、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
直径よシ大きくとられるが、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くすることが
望ましい。
その結果、前述の構造のままで弁座と弁部品とを機械加
工あるいはエレクトロフォーミング等によシ個別に製作
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５７−２
２０５９３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部
品を一体化形成したもので構造としては前記説明の弁素
子とはぼ同じである。一体化形成するだめの代表的な実
施例を第２図（、）〜（ｇ）　Ｋ示した。
このような、従来の構造における弁素子の一体化形成の
製作方法では、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ｔエツチング技術等が用い
られている。特にこの場合（ｂ）の工程で数十μｍの厚
めつきにより弁座２０１の形成を行なっているがこのめ
っき膜厚は数μの精度が必要である。さらに前記厚めつ
きを施した弁座１上にスペーサ２０２を（ｃ）の工程で
形成した後（ｄ）（ｅ）の工程で弁の７オトレジストパ
ターン２０３を形成している。この弁の形成に当たって
は前述した通シ弁座に設けた孔部との重なシが特性上重
要であり、やはシ数μｍの高精度の目合わせが必要であ
る。以上の説明のように従来の弁のプロセスでは数μの
精度で形成しためっき膜の上にさらに数μの目合せが必
要になるため高い歩留まシが得られない欠点があった。
さらに従来の弁では重なυ部分が存在したためコミがこ
の部分にかがシ易い欠点があった。
（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
の特性を損うことなく歩留り良く、量産性に優れた弁素
子を提供することにある。
（発明の構成） 平板状弁部材に所定の形状になるようにスリット状の切
れ込みを設けて形成した弁と、開孔部とストッパーを有
する弁座から成シ、前記弁に対応する部分に開孔部とス
トッパーが位置するように前記弁座を積層配置せしめ、
前記弁とストッパー間を、分離せしめると共に前記弁と
弁座は一体化形成せしめたことを特徴とする弁素子が得
られる。
（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３図（ａ）は本発明の第１の実施例の斜視図を
示す。第３図（ａ）において弁座３０１はニッケルツク
ロム等の耐薬品性と機械的強度に優れた金属体で数十μ
の膜厚で形成されている。弁３０２はやはシニッケルν
りロム等の金属体で形成され細穴３０３により３辺が弁
座から切シ離されていると同時に一辺は弁座と一体化さ
れておりその部分を支点にして弁座面と垂直方向に可撓
性を持たせている。
この場合、弁３０２は両側に自由に変形する。
そのため、一方の側にストッパー３０４を設け、弁３０
２の変形を一方の側に限定している。
第３図（ｂ）（ｃ）は上記第３図（、）に示した弁素子
の弁作用を説明するためのｈ−Ａ′断面図である。第３
図（ｂ）において矢印の方向に圧力が生じた場合、弁３
０２は下方に押し下げられ所定の流量が得られる。
さらに第３図（ｃ）において矢印の方向に圧力が生じた
場合は、弁３０２はストッパー３０４によって変形が阻
止されるため細穴３０３を通して僅かに流れるのみであ
る。
前記本発明の弁素子を試作した結果、例えば弁３０２の
膜厚を４μ、弁の支点からの長さを２００μ　弁の横幅
を６００μ、細穴の幅を１μ以下とした場合に０．５気
圧の時順方向では２　ｓ　ｗａ／　ｓ　ｓ逆方向では２
−／Ｓ程度と１０倍以上の順逆比が得られた。インクジ
ェットヘッドにこの弁を適用したところ１０ＫＨｚとい
う高い滴子数波数での動作の確認が得られた。
次に本発明の弁素子の製造方法を第４図に（、）〜（１
）の工程に分は前記第３図（、）のＡ−Ａ’で切断した
場合の斜視断面図で示した。第４図（、）の工程では例
えばガラス等の基板４０１の片面上に導電性に優れ且つ
前記基板２１との密着性に優れた例えばクロムラアルミ
ニウム等の揶１の金属層４０２と後述のめつき金属と同
−若しくはめっき可能な例えばニッケル２クロム等の第
２の金属層４０３を蒸着あるいはスパッタ等の方法によ
多形成する。
次に（ｂ）の工程では前記第３図（、）の弁素子の第１
の実施例で説明した細大を形成するだめの第１のレジス
トパターン４０４をフォトリソ技術によって形成してい
る。（ｃ）の工程では、前記（ｂ）の工程で形成された
第１のレジストパターン４０４以外（’）部分に、耐薬
品性及び機械的強に優れたニッケルあるいはクロム等の
第１のめっき層４０５を形成する。前記第１のレジスト
パターン４０４の膜厚以上にめっきを施した場合、前記
第１のレジストパターン４０４上にめっき膜が両側から
成長し、細い隙間が形成される。この隙が前述の細穴４
０６となる。
（ｄ）の工程では、さらに前記第１のめっき層と選択エ
ツチング可能な例えばアルミ等の第３の金属層４０７を
全面に蒸着あるいはスパッタ等の方法によ多形成する。
（ｅ）の工程では、７オトリソ技術によシ第２のレジス
トパターン４０８を形成している。このレジストパター
ン４０８は弁とストッパーを分離するスペーサを形成す
るだめのものである。
（ｆ）の工程では、前記第２のレジストパターン４０８
に覆われた以外の前記第３の金属層４０７をエツチング
除去した後、図示していないが前記第２のレジストパタ
ーン４０８を除去する。
（ｇ）の工程では、フィルムレジストの例えばラミナー
ＡＸ（ダイナケム製）によシ４０〜５０μの膜厚の第３
のレジストパターン４０９を形成する。
これはエレクトロフォーミッグによ、ｂ／Ｉｔぼ均一な
膜厚で弁座及びストッパーと弁への開孔部を形成するも
のである。
（ｈ）の工程では、前記第３のレジストパターンに覆わ
れた以外の部分を表面処理した後、前記第１のめりき層
４０５と同様に耐薬品性？機械的強度等に優れた金属め
っきを前記第３のレジストパターン４０９の膜厚とほぼ
同程度に第２のめりき層４１０の形成を行う。（＋）の
工程では最終的に弁素子としての不要な部分の除去を行
なう。まず前記ガラス基板４０１をフッ酸によシ溶解除
去した後、前記第３のレジストパターン４０９をアルカ
ストリップ９９Ａ（ダイナケム製）によシ溶解除去する
。さらにスペーサとしての第３の金属層４０７と第１の
金属層４０２を選択的にエツチング除去した後筒２の金
属層４０３をエツチング除去する。
この場合前記第１１第２のめっき層と前記第２の金属層
が同じニッケルを用いた場合であっても膜質および膜厚
の差を利用することにより前記第１２第２のめっき層に
差程影響を与えることなく第２の金属層４０３の除去が
できる。最後に第１のレジストパターン４０４の除去を
行ない洗浄して工程が完了する。
第５図は本発明の弁素子の第２の実施例の斜視図を示す
。この場合前記細大によ多形成した弁３０２を両側に配
したものである。
第６図は本発明の弁素子の第３の実施例の斜視図を示す
。この場合ストッパー３０４の役割をよシ確実にしたも
のである。
（発明の効果） 以上の説明から明らかなように本発明による弁素子は平
板部材に所定の形状になるようにスリット状の切れ込み
を設けて形成した弁とストッパーの組み合わせによる簡
単な構造のために重なシの部分がなくごみ詰まシが少な
い他顕微ｆＡ観察により簡単に弁素子の成否の判定がで
きる。又構造が簡単なために弁素子を製造する際に高精
度の目合わせが必要なく、プロセスが容易になシ、既存
のめつき技術ツフォトリソ技術ｐエツチング技術を巧み
に利用することによシ、歩留り良くしかも量産性に適し
た弁素子が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の弁素子の一例の斜視図、第１図（ｂ）お
よび（ｃ）は従来の弁素子の動作を説明するための断面
図。第２図（ａ）〜（ｇ）は従来のめっき技術を主体と
し弁座と弁を一体化形成した場合の弁素子の製造方法の
例を斜視断面図で示した。 第３図（、）は本発明の弁素子の第１の実施例を示す斜
視図、第３図（ｂ）　ｌ　（Ｃ）は本発明の弁素子の弁
作用を説明するだめの断面図を示す。第４図（ａ）〜（
ｉ）は本発明の弁素子の製造方法の一例の各工程を示す
斜視断面図である。 さらに第５図は本発明の弁素子の第２の実施例を示す斜
視図、第６図は本発明の第３の実施例を示す斜視図であ
る。 図において、１０１・・・孔、１０２・・・弁座、１０
３・・・弁、１０４・・・支持部、１０５・・・円環状
固定部分、１０６・・・弁部品、２０１・・・弁座−２
０２・・・スペーサ、２０３・・・フォトレジストパタ
ーン、３０１・・・弁座、３０２・・・弁、３０３・・
・細穴、３０４・・・ストッパー、３０５・・・開孔部
、４０１・−・基板、４０２・・・第１の金属層、４０
３・・・第２の金属層、４０４・・・第１のレジストパ
ターン、４０５・・・第１のめっき層、４０６・・・細
穴：　４０７・・・第３の金属層、４０８・・・第２の
レジストパターン、４０９・・・第２のめっき層、４１
０・・・第２のめっき層。 第１図 （０） オ　２　図 オ　３　図 第４図 〕７ ５ オ　５　図 オ６図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 平板上弁部材に所定の形状になるようにスリット状の切
    れ込みを設けて形成した弁と、開孔部とストッパーを有
    する弁座から成シ、前記弁に対応する部分に開孔部とス
    トッパーが位置するように前記弁座を積層配置せしめ、
    前記弁とストッパー間を分離せしめると共に前記弁と弁
    座は一体化形成せしめたことを特徴とする弁素子。
JP59077746A 1984-04-18 1984-04-18 弁素子 Granted JPS60222672A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59077746A JPS60222672A (ja) 1984-04-18 1984-04-18 弁素子
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DE8585302743T DE3579491D1 (de) 1984-04-18 1985-04-18 Ventilelement zur verwendung in einem tintenstrahldruckkopf.
EP85302743A EP0160463B1 (en) 1984-04-18 1985-04-18 Valve element for use in an ink-jet printer head

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