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JP2000301728A - Manufacture of ink jet printer head - Google Patents

Manufacture of ink jet printer head

Info

Publication number
JP2000301728A
JP2000301728A JP11011099A JP11011099A JP2000301728A JP 2000301728 A JP2000301728 A JP 2000301728A JP 11011099 A JP11011099 A JP 11011099A JP 11011099 A JP11011099 A JP 11011099A JP 2000301728 A JP2000301728 A JP 2000301728A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
pressure chamber
flow path
medium
head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP11011099A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Okamoto
健司 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP11011099A priority Critical patent/JP2000301728A/en
Publication of JP2000301728A publication Critical patent/JP2000301728A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently form an ink pressure chamber, an ink channel, or the like, with high accuracy while suppressing generation of a stretching recess on the bottom. SOLUTION: An ink channel 6, an ink channel 5, or the like, of blind hole structure is made through laser machining by projecting a laser beam from a laser unit to a head member 2 mounted on the machining table of a machining system. Laser machining is carried out under a state where the laser beam and the head member 2 turn relatively on coaxial circles of specified diameters through oscillatory operation of the laser beam projecting section of the laser unit or the machining table.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタに備えられるヘッド装置の製造方法に関し、さら
に詳しくはノズル孔にインクや希釈液を供給する媒体流
路及び/又は媒体圧力室をヘッド部材に精密に形成する
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a head device provided in an ink jet printer, and more particularly, to a method in which a medium flow path and / or a medium pressure chamber for supplying ink or a diluent to a nozzle hole is precisely formed on a head member. To a method for forming the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】オンデマンド型インクジェットプリンタ
は、記録画像等の解像度や画質の飛躍的な向上を可能と
する小型で低廉なプリンタとして実用化されている。オ
ンデマンド型インクジェットプリンタは、制御信号に応
じてインクの液滴をヘッド装置のノズルより吐出して、
これを紙やフィルムなどの記録媒体上に飛翔させて画像
等の記録を行う。オンデマンド型インクジェットプリン
タは、インク滴を飛翔させる方法として、ピエゾ素子の
変位によりインクを加圧する圧電方法と、発熱素子によ
りノズル中のインクを加熱気化して発生する泡の圧力を
利用するバブルジェット方法とが採用される。
2. Description of the Related Art On-demand type ink jet printers have been put into practical use as small and inexpensive printers capable of dramatically improving the resolution and image quality of recorded images and the like. On-demand type inkjet printers discharge ink droplets from nozzles of a head device according to a control signal,
This is made to fly on a recording medium such as paper or film to record an image or the like. An on-demand type ink jet printer uses a piezoelectric method in which ink is pressurized by displacement of a piezo element and a bubble jet that uses the pressure of bubbles generated by heating and evaporating ink in a nozzle by a heating element as a method of flying ink droplets. Method is adopted.

【0003】プリンタについては、オフィスにおいて、
デスクトップ・パブリッシングと称されるコンピュータ
を利用した文書等の作成が盛んとなっており、文字や図
形のみならず写真のようなカラー自然画像も文字や図形
とともに印刷する要求が増加している。プリンタは、パ
ーソナルユースにおいても、年賀状やグリーティングカ
ードの作成用としてかかる需要が大きい。プリンタにお
いては、高品位な自然画像をプリントアウトするため
に、中間調の表示による階調表現が重要となっている。
上述した圧電方法やバブルジェット方法による記録方法
においては、いずれも原理的にインクの濃度を吐出直前
に変えることができないために、記録媒体上でドット単
位での中間調濃度の階調表現は困難である。
[0003] As for printers, in offices,
Creation of documents and the like using a computer called desktop publishing has become popular, and there is an increasing demand for printing not only characters and figures but also color natural images such as photographs with characters and figures. There is a great demand for printers for creating New Year's cards and greeting cards even in personal use. 2. Description of the Related Art In a printer, in order to print out a high-quality natural image, gradation expression by halftone display is important.
In the above-described recording methods based on the piezoelectric method and the bubble jet method, since the ink density cannot be changed in principle immediately before ejection, it is difficult to express the halftone density in dot units on the recording medium. It is.

【0004】オンデマンド型インクジェットプリンタに
おいては、従来、記録画像の階調表現を疑似的に行うた
めに種々の方法が提案されている。例えば第1の方法と
しては、ピエゾ素子や発熱素子に印加する電圧やパルス
幅を変調させて吐出する液滴サイズを制御し、印字ドッ
トの径を可変とし階調を表現する方法が提案されてい
る。しかしながら、かかる第1の方法は、電圧やパルス
幅を下げすぎるとインクが吐出しなくなるために最小液
滴径に限界があり、特に低濃度の階調表現には不向きで
ある。
[0004] In the on-demand type ink jet printer, various methods have been proposed so far to simulate the gradation expression of a recorded image. For example, as a first method, there has been proposed a method in which the voltage or pulse width applied to a piezo element or a heating element is modulated to control the size of a droplet to be ejected, and the diameter of a print dot is made variable to express gradation. I have. However, the first method has a limitation on the minimum droplet diameter because the ink is not ejected if the voltage or the pulse width is excessively reduced, and is not suitable particularly for low-density gradation expression.

【0005】また、第2の方法としては、ドット径を一
定として1画素を複数のマトリックス、例えば1画素を
4×4のドットマトリクスで構成し、このマトリックス
単位でいわゆるディザ法を用いて階調表現を行う方法で
ある。第2の方法は、17階調の表現が可能となる。し
かしながら、かかる第2の方法は、上述した第1の方法
と同一のドット密度で印刷を行った場合に解像度が1/
4に劣化して粗さが目立ち易く自然画像が充分に表現し
得ないといった問題がある。また、第2の方法は、かか
る問題を解決するために画像処理を精密に行った場合
に、制御回路等の複雑化や演算処理速度の低下、すなわ
ちプリントアウト時間の長時間化を招くといった問題が
生じる。
[0005] As a second method, one pixel is composed of a plurality of matrices, for example, one pixel is composed of a 4.times.4 dot matrix with a constant dot diameter, and a gradation is obtained by a so-called dither method in a unit of this matrix. It is a way to express. The second method enables expression of 17 gradations. However, in the second method, when printing is performed at the same dot density as the first method described above, the resolution is reduced to 1 /
4 and there is a problem that the roughness is conspicuous and a natural image cannot be sufficiently expressed. In the second method, when image processing is performed precisely in order to solve such a problem, the control circuit and the like become complicated and the arithmetic processing speed is reduced, that is, the printout time is lengthened. Occurs.

【0006】本出願人は、上述した従来のオンデマンド
型プリンタの問題点を原理的に解決する方法として、先
に特開平5−201024号「インクジェットプリンタ
ヘッド及びインクジェットプリンタ」公報に開示された
新規なインクジェットプリンタヘッド及びインクジェッ
トプリンタ(以下、キャリアジェット型プリンタと称す
る。)を提供した。キャリアジェット型プリンタは、制
御信号等に基づいてインクと透明媒体である希釈液を所
定の混合比で吐出直前に混合して希釈インクとし、この
希釈インクを直ちにノズルから吐出させて記録媒体上に
飛翔させて画像等をプリントアウトする。キャリアジェ
ット型プリンタは、希釈液を所定の混合比で混合するこ
とにより吐出するインクの液滴毎にインクの濃度を制御
することで、記録媒体上のドット毎に自在に階調を表現
することを可能とする。したがって、キャリアジェット
型プリンタは、解像度を劣化することなく中間階調が豊
富な自然画像についても高精度にプリントアウトするこ
とを可能とする。
The present applicant has proposed a method for solving the above-mentioned problem of the conventional on-demand type printer in principle, which is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-201024, entitled "Inkjet Printer Head and Inkjet Printer". An inkjet printer head and an inkjet printer (hereinafter, referred to as a carrier jet type printer) are provided. A carrier jet type printer mixes ink and a diluent, which is a transparent medium, at a predetermined mixing ratio based on a control signal or the like immediately before ejection to form a diluted ink, and immediately ejects the diluted ink from a nozzle onto a recording medium. Print out images and so on by flying. Carrier jet printers express the gradation freely for each dot on a recording medium by controlling the density of each ink droplet ejected by mixing a diluent at a predetermined mixing ratio. Is possible. Therefore, the carrier jet type printer can print out a natural image rich in intermediate gradations with high accuracy without deteriorating the resolution.

【0007】従来のインクジェットプリンタには、例え
ば図12に示したヘッド装置100が備えられている。
ヘッド装置100は、ヘッドプレート101と、振動板
102と、積層型ピエゾ素子103とが備えられてい
る。ヘッドプレート101は、例えば樹脂材料や金属材
料或いはセラミック材料等によって形成され、インク圧
力室104と、インク流路105と、ノズル孔106及
びインク供給流路107や図示しないインク溜め室等が
形成されている。インク圧力室104は、ヘッドプレー
ト101の一方主面101aに開口する凹部からなり、
その底部104aに一端を開口されてやや小径とされた
インク流路105が連通されている。インク流路105
には、その底部105aに一端を開口されたノズル孔1
06が連通されている。ノズル孔106は、他端がヘッ
ドプレート101を貫通して他方主面101bに開口し
ている。
A conventional ink jet printer is provided with, for example, a head device 100 shown in FIG.
The head device 100 includes a head plate 101, a vibration plate 102, and a stacked piezo element 103. The head plate 101 is formed of, for example, a resin material, a metal material, a ceramic material, or the like, and has an ink pressure chamber 104, an ink flow path 105, a nozzle hole 106, an ink supply flow path 107, an ink storage chamber (not shown), and the like. ing. The ink pressure chamber 104 is formed of a concave portion that opens on one main surface 101a of the head plate 101,
An ink flow path 105 having an opening at one end and a slightly smaller diameter is communicated with the bottom 104a. Ink channel 105
Has a nozzle hole 1 having one end opened at its bottom 105a.
06 is communicated. The other end of the nozzle hole 106 penetrates the head plate 101 and opens on the other main surface 101b.

【0008】ヘッド装置100は、ヘッドプレート10
1に対して、インク圧力室104を閉塞するようにして
一方主面101aに振動板102が接合される。ヘッド
装置100は、インク圧力室104に対応して振動板1
02にピエゾ素子103が接合される。ヘッド装置10
0は、画像信号等に基づいて制御部から供給された駆動
電圧がピエゾ素子103に印加されると、このピエゾ素
子103に長手方向の振動動作が発生してインク圧力室
104内に容積変動を生じさせる。ヘッド装置100
は、これによってインク圧力室104からインクをイン
ク流路105に押し出してノズル孔106から吐出する
ようにする。
The head device 100 includes a head plate 10
On the other hand, the diaphragm 102 is joined to the main surface 101a so as to close the ink pressure chamber 104. The head device 100 corresponds to the diaphragm 1 corresponding to the ink pressure chamber 104.
The piezo element 103 is bonded to the element 02. Head device 10
0 indicates that when a driving voltage supplied from the control unit based on an image signal or the like is applied to the piezo element 103, a longitudinal vibration action is generated in the piezo element 103, and a volume fluctuation occurs in the ink pressure chamber 104. Cause. Head device 100
This causes the ink to be pushed out of the ink pressure chamber 104 into the ink flow path 105 and ejected from the nozzle hole 106.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ヘッド装置100にお
いては、ヘッドプレート101に対して上述した各部を
形成するために、材料に応じた適宜の精密加工法、例え
ば電鋳加工、プレス加工、エッチング加工、放電加工、
射出成形、レーザ加工等が施される。レーザ加工は、材
料の局部を瞬間的に昇温させて溶熱蒸発させて加工を行
う方法であり、雰囲気条件の制限が無いこと、非接触加
工であること、特別な騒音や粉塵対策が不要であるこ
と、制御が容易であること等の種々の利点を有してい
る。レーザ加工には、一般にエキシマレーザ加工が採用
され、レーザ装置から出射されたエキシマレーザが所定
形状のマスクを介してヘッドプレート101に照射され
る。
In the head device 100, in order to form the above-mentioned parts on the head plate 101, an appropriate precision processing method according to the material, for example, electroforming, pressing, etching, etc. , Electrical discharge machining,
Injection molding, laser processing, etc. are performed. Laser processing is a method in which the local area of a material is heated instantaneously to evaporate it by heat, and there is no restriction on atmospheric conditions, non-contact processing, and no special noise or dust measures are required. And various advantages such as easy control. Excimer laser processing is generally employed for laser processing, and an excimer laser emitted from a laser device is irradiated on the head plate 101 via a mask having a predetermined shape.

【0010】インク圧力室104或いはインク流路10
5は、上述したようにそれぞれ底部104a、105a
を有する凹部、すなわち止まり穴としてエキシマレーザ
加工によってヘッドプレート101に高精度に形成され
る。ところで、インク圧力室104或いはインク流路1
05は、レーザスポットの外周部位において加工が進行
するエキシマレーザ加工の特性上、図12及び図13に
示すように底部105aの外周縁の部位においてダレ状
態となってそれぞれ張出し凹部108、109が形成さ
れる。したがって、インク圧力室104或いはインク流
路105は、それぞれの底部104a、105aが鋭角
に尖った外周縁を有する円弧面を呈して形成される。張
出し凹部108、109は、インク圧力室104やイン
ク流路105の深さ寸法にほぼ比例し、加工深さが大き
いほどその深さ寸法も大きい。
The ink pressure chamber 104 or the ink flow path 10
5 are the bottoms 104a, 105a respectively as described above.
Are formed in the head plate 101 with high precision by excimer laser processing as recesses having blind holes. By the way, the ink pressure chamber 104 or the ink flow path 1
Due to the characteristics of excimer laser processing in which processing proceeds at the outer peripheral portion of the laser spot, the outer peripheral portion of the bottom portion 105a is sagged as shown in FIGS. Is done. Accordingly, the ink pressure chamber 104 or the ink flow path 105 is formed such that each of the bottoms 104a and 105a has an arcuate surface having a sharp outer peripheral edge. The overhanging recesses 108 and 109 are substantially proportional to the depth dimension of the ink pressure chamber 104 and the ink flow path 105, and the greater the processing depth, the greater the depth dimension.

【0011】ヘッド装置100は、インク圧力室104
やインク流路105にインクが供給される際に、張出し
凹部108、109に気泡が溜まりやすくなる。ヘッド
装置100は、このためにピエゾ素子103が振動動作
してインク圧力室104内の容積変動に伴ってノズル孔
106からインクを吐出する際に、吐出力の低下や吐出
量の減少等が発生する。ヘッド装置100は、これによ
って画像等のプリントアウト精度が劣化するといった問
題が生じる。ヘッド装置100においては、張出し凹部
108、109に溜まった気泡を、例えばインク溜め室
側からの加圧操作やノズル孔106側からの吸引操作等
を行って除去することも考慮されるが、効率的に除去す
ることは困難であった。
The head device 100 includes an ink pressure chamber 104.
When the ink is supplied to the ink passage 105 or the ink flow path 105, air bubbles easily accumulate in the overhanging concave portions 108 and 109. For this reason, in the head device 100, when the piezo element 103 oscillates and discharges ink from the nozzle holes 106 according to the volume fluctuation in the ink pressure chamber 104, a decrease in the discharge force or a decrease in the discharge amount occurs. I do. As a result, the head device 100 has a problem that printout accuracy of an image or the like is deteriorated. In the head device 100, it is considered that bubbles accumulated in the overhanging recesses 108 and 109 are removed by, for example, performing a pressing operation from the ink reservoir chamber side or a suction operation from the nozzle hole 106 side. It was difficult to remove it.

【0012】一方、キャリアジェット型プリンタにおい
ては、上述したようにインクと希釈液とを混合した希釈
インク液によって画像等をプリントアウトすることによ
り中間階調が豊富な自然画像を高精度にプリントアウト
可能としている。キャリアジェット型プリンタは、この
ためにインク或いは希釈液を精度良く吐出させる必要が
あり、上述した張出し凹部108、109に溜まった気
泡による吐出力の低下や吐出量の減少が大きな問題とな
る。
On the other hand, in a carrier jet type printer, a natural image rich in intermediate gradations is printed out with high precision by printing out an image or the like with a dilute ink liquid obtained by mixing an ink and a diluting liquid as described above. It is possible. For this purpose, the carrier jet type printer needs to discharge the ink or the diluting liquid with high precision, and the above-mentioned reduction in the discharge force and the discharge amount due to the bubbles accumulated in the overhanging recesses 108 and 109 pose a serious problem.

【0013】本発明は、インク圧力室やインク流路を形
成する際に上述した張出し凹部の発生を抑制することに
よって、インクや希釈液が精度良く吐出されるようにし
たインクジェットプリンタ用ヘッド装置の製造方法を提
供することを目的に提案されたものである。
According to the present invention, there is provided a head device for an ink jet printer in which ink or a diluting liquid is discharged with high accuracy by suppressing the above-mentioned overhanging concave portion when forming an ink pressure chamber or an ink flow path. It has been proposed for the purpose of providing a manufacturing method.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
本発明にかかるインクジェットプリンタ用ヘッド装置の
製造方法は、加工台装置の加工台上に位置決め載置され
たヘッド部材に対して、所定形状のマスクを介してレー
ザ装置から出射されたレーザを照射することによって、
ヘッド部材に止まり穴構造のインク供給部と連通された
やや大径のインク流路やインク圧力室等をレーザ加工す
る。ヘッド装置の製造方法は、レーザ装置のレーザ出射
部と加工台の少なくともいずれか一方が、中心軸を固定
した同一面内の振動動作を行っている状態で上述したイ
ンク流路やインク圧力室を形成するようにする。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a head device for an ink jet printer which achieves the above-mentioned object, wherein a head member positioned and mounted on a processing table of a processing table apparatus is formed in a predetermined shape. By irradiating the laser emitted from the laser device through the mask of,
Laser processing is performed on a slightly larger diameter ink flow path, ink pressure chamber, and the like, which are communicated with the ink supply section having a blind hole structure in the head member. The method of manufacturing the head device includes the above-described ink flow path and ink pressure chamber in a state where at least one of the laser emitting unit and the processing table of the laser device performs a vibration operation in the same plane with the center axis fixed. To form.

【0015】本発明にかかるインクジェットプリンタ用
ヘッド装置の製造方法によれば、レーザ装置から出射さ
れたレーザが、レーザ出射部或いは加工台装置の加工台
の振動動作によって所定の直径をもった同軸円周上を周
回しながらヘッド部材に対してインク流路やインク圧力
室を施すことで、加工されるこれらインク流路やインク
圧力室がその底部の外周縁部位における加工の進行を抑
制されてほぼ平坦面を呈して形成されるようになる。し
たがって、インクジェットプリンタ用ヘッド装置の製造
方法によれば、インク流路やインク圧力室がその底部の
外周縁部位に張出し凹部の発生を抑制された精度の高い
形状を以って形成されることで気泡の発生が抑制され、
インクや希釈液を精度良く吐出するヘッド装置が製作さ
れる。
According to the method of manufacturing a head device for an ink jet printer according to the present invention, the laser emitted from the laser device is coaxially circular having a predetermined diameter due to the oscillation operation of the laser emitting portion or the processing table of the processing table device. By applying the ink flow path and the ink pressure chamber to the head member while rotating on the circumference, the processing of the ink flow path and the ink pressure chamber to be processed at the outer peripheral edge portion at the bottom thereof is suppressed, and It is formed to have a flat surface. Therefore, according to the method of manufacturing a head device for an ink jet printer, the ink flow path and the ink pressure chamber are formed with a high-precision shape that suppresses the occurrence of a protruding recess at the outer peripheral edge portion at the bottom thereof. The generation of air bubbles is suppressed,
A head device that ejects ink and a diluting liquid with high accuracy is manufactured.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。図1及び図2に示
したヘッド装置1は、一般的なインクジェットプリンタ
に搭載され、ヘッドプレート2と、振動板3と、積層型
ピエゾ素子4とを備える基本的な構成を従来のヘッド装
置100と同等とし、ヘッドプレート2に形成したノズ
ル孔7からインク10を吐出させる。ヘッド装置1は、
ヘッドプレート2に対して振動板3を接合するとともに
この振動板3の所定の位置にピエゾ素子4を接合し、図
示しないホルダ部材によってこれらを保持することによ
りヘッド部を構成する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The head device 1 shown in FIGS. 1 and 2 is mounted on a general inkjet printer, and has a basic configuration including a head plate 2, a diaphragm 3, and a stacked piezo element 4. The ink 10 is ejected from the nozzle holes 7 formed in the head plate 2. The head device 1
A diaphragm is joined to the head plate 2 and a piezo element 4 is joined to a predetermined position of the diaphragm 3 and held by a holder member (not shown) to constitute a head portion.

【0017】ヘッドプレート2は、例えばインクに対す
る化学的な耐性を有するとともに機械的特性を有するポ
リエーテルイミドやポリエチレンテレフタレート等のプ
ラスチック材によって形成される。勿論、ヘッドプレー
ト2は、ニッケルやステンレス等の金属プレート、或い
はガラスやシリコン等のセラミックプレート等の素材に
よって形成することも可能である。ヘッドプレート2
は、具体的には厚さ寸法が0.5mmのポリエーテルイ
ミドプレートを素材とし、レーザ加工を施すことによっ
て詳細を後述する精密なインク圧力室5やインク流路6
或いはノズル孔7が形成されてなる。ヘッドプレート2
には、インク圧力室5の側方に位置してインク供給室8
が凹設されるとともに、このインク供給室8とインク圧
力室5とに連通するインク供給流路9が形成される。
The head plate 2 is formed of, for example, a plastic material such as polyetherimide or polyethylene terephthalate having chemical resistance to ink and mechanical properties. Of course, the head plate 2 can also be formed of a material such as a metal plate such as nickel or stainless steel, or a ceramic plate such as glass or silicon. Head plate 2
Specifically, using a polyetherimide plate having a thickness of 0.5 mm as a material, and performing a laser processing, a precise ink pressure chamber 5 and an ink flow path 6 described in detail later.
Alternatively, a nozzle hole 7 is formed. Head plate 2
The ink supply chamber 8 is located beside the ink pressure chamber 5.
Are formed, and an ink supply passage 9 communicating with the ink supply chamber 8 and the ink pressure chamber 5 is formed.

【0018】インク圧力室5は、ヘッドプレート2の一
方主面2aに凹設された略楕円形を呈する凹部によって
構成される。インク圧力室5は、具体的には長軸寸法が
0.9mm、短軸寸法が0.4mmであり、深さ寸法が
0.1mmとされる。インク圧力室5は、ヘッドプレー
ト2に形成された底付き穴であり、いわゆる止まり穴構
造を構成する。
The ink pressure chamber 5 is formed by a recess having a substantially elliptical shape, which is recessed on one main surface 2a of the head plate 2. Specifically, the major dimension of the ink pressure chamber 5 is 0.9 mm, the minor axis dimension is 0.4 mm, and the depth dimension is 0.1 mm. The ink pressure chamber 5 is a bottomed hole formed in the head plate 2 and forms a so-called blind hole structure.

【0019】ヘッドプレート2には、インク圧力室5の
底部5aの一端部側に位置して、高さ方向のインク流路
6が連通して形成されている。インク流路6は、内径寸
法が0.2mm、深さ寸法が0.35mmとされた底付
きの円孔であり、いわゆる止まり穴構造を構成する。ヘ
ッドプレート2には、インク流路6の底部6aから他方
の主面2bに貫通する内径寸法を0.03mmとされた
ノズル孔7が形成されている。ノズル孔7は、円孔に限
らず、楕円形状や、三角形或いは三日月形状等の適宜の
形状であってもよい。
In the head plate 2, an ink flow path 6 in the height direction is formed so as to communicate with one end of the bottom 5a of the ink pressure chamber 5. The ink passage 6 is a bottomed circular hole having an inner diameter of 0.2 mm and a depth of 0.35 mm, and forms a so-called blind hole structure. The head plate 2 has a nozzle hole 7 having an inner diameter of 0.03 mm penetrating from the bottom 6a of the ink flow path 6 to the other main surface 2b. The nozzle hole 7 is not limited to a circular hole, and may have an appropriate shape such as an elliptical shape, a triangular shape, or a crescent shape.

【0020】ヘッドプレート2は、後述するようにエキ
シマレーザ加工によってインク圧力室5やインク流路6
或いはノズル孔7が形成されるが、その加工特性上、各
部の内周壁に約2°程度のテーパが付される。ヘッドプ
レート2は、インク圧力室5及びインク流路6が止まり
穴構造を呈しているが、後述する方法によってエキシマ
レーザ加工を施すことにより、それぞれの底部5a、6
aが張出し凹部の発生を抑制された精度の高い平坦面を
以って構成される。
The head plate 2 is provided with an ink pressure chamber 5 and an ink flow path 6 by excimer laser processing as described later.
Alternatively, although the nozzle hole 7 is formed, the inner peripheral wall of each part is tapered by about 2 ° due to its processing characteristics. The head plate 2 has a blind hole structure in which the ink pressure chamber 5 and the ink flow path 6 are closed. However, by excimer laser processing according to a method described later, each of the bottoms 5a, 6 is formed.
a is formed with a highly accurate flat surface in which the occurrence of the overhanging concave portion is suppressed.

【0021】以上のように構成されたヘッドプレート2
には、インク圧力室5やインク供給室8を閉塞するよう
にして一方主面2aに振動板3が接合される。振動板3
は、化学的な耐性を有する適宜の材料、例えばポリイミ
ド系樹脂フィルムによって形成される。なお、振動板3
は、図1及び図2に示すようにインク圧力室5の開口縁
に沿った部位を薄肉として振動特性の向上が図られてい
る。振動板3には、上述したインク圧力室5に対応位置
してピエゾ素子4の先端部が接合される。
The head plate 2 constructed as described above
The diaphragm 3 is joined to the main surface 2a such that the ink pressure chamber 5 and the ink supply chamber 8 are closed. Diaphragm 3
Is formed of an appropriate material having chemical resistance, for example, a polyimide resin film. The diaphragm 3
As shown in FIGS. 1 and 2, the portion along the opening edge of the ink pressure chamber 5 is made thin to improve the vibration characteristics. The distal end of the piezo element 4 is joined to the vibration plate 3 at a position corresponding to the above-described ink pressure chamber 5.

【0022】ピエゾ素子4は、詳細を省略するが、圧電
セラミックと電極材とが交互に積層されてなり、電圧の
印加により歪み変位動作が発生する。ピエゾ素子は、印
加電圧に対して長手方向に伸びる変位動作を生じるもの
や、縮む変位動作を生じるものが用いられる。勿論、ピ
エゾ素子は、印加電圧に対して直交する方向に変位動作
が生じるものが用いられてもよい。
Although the details of the piezo element 4 are omitted, piezoelectric ceramics and electrode materials are alternately laminated, and a strain displacement operation occurs by applying a voltage. As the piezo element, an element that generates a displacement operation that extends in the longitudinal direction with respect to an applied voltage or an element that generates a displacement operation that contracts is used. As a matter of course, a piezo element that generates a displacement operation in a direction orthogonal to the applied voltage may be used.

【0023】なお、ヘッド装置1は、振動板3の駆動手
段として、上述したピエゾ素子4に変えて例えば発熱素
子や電磁変換素子或いは電歪素子等によるアクチュエー
タを採用してもよい。また、ヘッド装置1は、これら駆
動素子をインク圧力室5内に収納するようにしてもよ
い。
The head device 1 may employ an actuator such as a heating element, an electromagnetic conversion element, or an electrostriction element instead of the piezo element 4 as the driving means of the vibration plate 3. Further, the head device 1 may house these driving elements in the ink pressure chamber 5.

【0024】以上のように構成されたヘッド装置1にお
いては、画像信号等に基づいて制御部から供給された駆
動電圧がピエゾ素子4に印加されると、このピエゾ素子
4に長手方向の歪み変位動作が発生して振動板3が駆動
される。ヘッド装置1は、この振動板3の振動動作によ
ってインク圧力室5内に容積変動が生じ、内部のインク
10をインク流路6へと押し出すようにする。ヘッド装
置100は、これによってインク10をノズル孔7から
吐出して、記録媒体に画像等をプリントアウトする。な
お、ヘッド装置1は、インク圧力室5内にインク供給室
8からインク10が補充供給される。
In the head device 1 configured as described above, when a driving voltage supplied from the control unit based on an image signal or the like is applied to the piezo element 4, the piezo element 4 is distorted in the longitudinal direction. An operation occurs and the diaphragm 3 is driven. The head device 1 causes a fluctuation in volume in the ink pressure chamber 5 due to the vibration operation of the vibration plate 3, and pushes the ink 10 inside into the ink flow path 6. The head device 100 thereby discharges the ink 10 from the nozzle holes 7 to print out an image or the like on a recording medium. In the head device 1, the ink 10 is replenished and supplied from the ink supply chamber 8 into the ink pressure chamber 5.

【0025】上述したヘッドプレート2は、図3に示す
エキシマレーザ装置11を用いていわゆるマスクイメー
ジ法により各部が形成される。エキシマレーザ装置11
は、レーザ出射部12からパワー密度の高いエキシマレ
ーザ13を出射し、ヘッドプレート素材14に対して所
定のアブレーション加工を施す。エキシマレーザ装置1
1は、ヘッドプレート素材14の加工部位に対する深さ
寸法に応じて発信周波数とパルス数とが適宜調整されて
所望のエキシマレーザ13を出射する。エキシマレーザ
装置11には、エキシマレーザ13の光学系の途中に詳
細を省略するマスク機構15が配置されている。マスク
機構15には、それぞれ上述したインク圧力室5等の各
部に対応した形状を呈して開口されてエキシマレーザ1
3を透過させるマスク孔が形成されたマスク部材16が
取り付けられる。
Each part of the above-described head plate 2 is formed by a so-called mask image method using the excimer laser device 11 shown in FIG. Excimer laser device 11
Emits an excimer laser 13 having a high power density from the laser emitting unit 12 and performs a predetermined ablation process on the head plate material 14. Excimer laser device 1
1 is to emit a desired excimer laser 13 by appropriately adjusting the transmission frequency and the number of pulses in accordance with the depth dimension of the head plate material 14 with respect to the processing portion. In the excimer laser device 11, a mask mechanism 15 whose details are omitted in the optical system of the excimer laser 13 is disposed. The excimer laser 1 is opened in the mask mechanism 15 so as to have a shape corresponding to each part such as the ink pressure chamber 5 described above.
A mask member 16 in which a mask hole for transmitting 3 is formed is attached.

【0026】マスク部材16は、銅板やステンレス板等
にエッチング処理を施したりニッケル等をエレクトロフ
ォーミングすることによって高精度の各マスク孔を形成
してなる。マスク部材16は、ヘッドプレート素材14
に形成する各部の寸法とエキシマレーザ13の光学系の
縮小率とによって、マスク孔の開口寸法が適宜設定され
る。エキシマレーザ装置11は、光学系の縮小率が例え
ば4.5の仕様とされている。
The mask member 16 is formed by performing high-precision mask holes by etching a copper plate or a stainless steel plate or by electroforming nickel or the like. The mask member 16 is made of the head plate material 14.
The size of the opening of the mask hole is appropriately set in accordance with the size of each part to be formed and the reduction ratio of the optical system of the excimer laser 13. The excimer laser device 11 has a reduction ratio of an optical system of, for example, 4.5.

【0027】エキシマレーザ装置11は、図示しないが
上述したマスク機構15を数値制御するマスクチェンジ
ャが備えられている。エキシマレーザ装置11は、この
マスクチェンジャによってマスク機構15を制御するこ
とによって、エキシマレーザ13の光路中に加工する所
定の部位に対応した所定のマスク孔を位置させるように
する。
The excimer laser device 11 includes a mask changer (not shown) for numerically controlling the above-described mask mechanism 15. The excimer laser device 11 controls the mask mechanism 15 by the mask changer so that a predetermined mask hole corresponding to a predetermined portion to be processed is located in the optical path of the excimer laser 13.

【0028】ヘッドプレート素材14は、加工台装置1
7上に位置決め載置された状態で、上述したエキシマレ
ーザ装置11によって所定の部位に対するレーザ加工が
施される。加工台装置17は、詳細を省略するがヘッド
プレート素材14を載置する加工台18が、水平面にお
ける位置、すなわちx軸とy軸に対して調整移動自在と
されるとともに、高さ方向における位置、すなわちz軸
に対しても調整移動自在とされて構成されている。加工
台装置17は、加工台18をx軸或いはy軸にに調整移
動することによってヘッドプレート素材14に対する加
工位置の調整を行い、z軸に調整移動することによって
ヘッドプレート素材14に対するエキシマレーザ13の
スポット調整を行う。
The head plate blank 14 is formed by
While being positioned and mounted on the, laser processing is performed on a predetermined portion by the excimer laser device 11 described above. Although the processing table device 17 is not described in detail, the processing table 18 on which the head plate material 14 is placed can be adjusted and moved with respect to the horizontal plane, that is, the x-axis and the y-axis, and the position in the height direction. That is, it is configured to be adjustable and movable also with respect to the z-axis. The processing table device 17 adjusts a processing position with respect to the head plate material 14 by adjusting and moving the processing table 18 in the x-axis or the y-axis, and adjusts and moves the excimer laser 13 on the head plate material 14 by adjusting and moving in the z-axis. Adjust the spot.

【0029】加工台18に位置決めされたヘッドプレー
ト素材14の加工部位に対してエキシマレーザ13を照
射して行うエキシマレーザ加工は、ヘッドプレート素材
14とエキシマレーザ13とが相対的に所定の直径をも
った円周上を所定の速度で周回しながら動くようにして
行われる。エキシマレーザ加工は、具体的にはインク圧
力室5を加工する場合には、エキシマレーザ装置11か
ら周波数100Hz、パルス数230ショットのエキシ
マレーザ13が出射され、このエキシマレーザ13とヘ
ッドプレート素材14とが相対的に直径24μm、30
mm/minの周回速度をもって動くようにして行われ
る。また、エキシマレーザ加工は、インク流路6を加工
する場合には、エキシマレーザ装置11から周波数10
0Hz、パルス数575ショットのエキシマレーザ13
が出射され、このエキシマレーザ13とヘッドプレート
素材14とが相対的に直径30μm、30mm/min
の周回速度をもって動くようにして行われる。
In the excimer laser processing performed by irradiating an excimer laser 13 to a processing portion of the head plate material 14 positioned on the processing table 18, the head plate material 14 and the excimer laser 13 have a relatively predetermined diameter. This is performed by moving while moving at a predetermined speed on the circle having the circle. In the excimer laser processing, specifically, when processing the ink pressure chamber 5, an excimer laser 13 having a frequency of 100 Hz and a pulse number of 230 shots is emitted from the excimer laser device 11, and the excimer laser 13 and the head plate material 14 Are relatively 24 μm in diameter, 30
It is performed by moving at a circling speed of mm / min. In the excimer laser processing, when processing the ink flow path 6, the excimer laser device
Excimer laser 13 with 0 Hz and 575 shots pulse
The excimer laser 13 and the head plate material 14 are relatively 30 μm in diameter and 30 mm / min.
It is made to move with the orbital speed of.

【0030】エキシマレーザ装置11は、上述したエキ
シマレーザ加工を行うために、例えば本体或いはレーザ
出射部12が図示しない駆動機構部によって振動動作さ
れるように構成される。エキシマレーザ装置11は、レ
ーザ出射部12から出射されたエキシマレーザ13が、
加工台18上に位置決めした状態で固定されたヘッドプ
レート素材14に対して上述した動作を行いながら照射
されて所定のエキシマレーザ加工が行われるようにす
る。
The excimer laser device 11 is configured so that, for example, the main body or the laser emitting unit 12 is oscillated by a driving mechanism (not shown) in order to perform the above-described excimer laser processing. The excimer laser device 11 is configured such that the excimer laser 13 emitted from the laser
The head plate material 14 fixed while being positioned on the processing table 18 is irradiated while performing the above-described operation so that predetermined excimer laser processing is performed.

【0031】本発明においては、エキシマレーザ装置1
1側を固定側とするとともに加工台装置17側を可動部
として構成してもよい。加工台装置17は、上述したエ
キシマレーザ加工を行うために、加工台18が図示しな
い駆動機構部によって振動動作されるように構成され
る。加工台装置17は、加工台18上にヘッドプレート
素材14を位置決めした状態で固定するとともに、この
加工台18が駆動機構部によって上述した周回速度で振
動動作される。加工台装置17には、エキシマレーザ装
置11のレーザ出射部12から出射されたエキシマレー
ザ13がヘッドプレート素材14に照射されることによ
って、上述した振動動作を行いながら所定のエキシマレ
ーザ加工が行われるようにする。
In the present invention, the excimer laser device 1
One side may be a fixed side and the processing table device 17 side may be configured as a movable part. The processing table device 17 is configured such that the processing table 18 is vibrated by a drive mechanism (not shown) in order to perform the above-described excimer laser processing. The processing table device 17 fixes the head plate material 14 on the processing table 18 in a state where it is positioned, and the processing table 18 is vibrated by the drive mechanism at the above-described rotation speed. The excimer laser 13 emitted from the laser emitting unit 12 of the excimer laser device 11 is irradiated on the head plate material 14 to the processing table device 17 to perform predetermined excimer laser processing while performing the above-described vibration operation. To do.

【0032】さらに、本発明においては、エキシマレー
ザ装置11のレーザ出射部12と加工台装置17の加工
台18とを可動部として構成し、これらが相対的に上述
した振動動作を行うように構成してもよい。また、エキ
シマレーザ装置11及び加工台装置17については、レ
ーザ出射部12や加工台18以外の部位を可動部として
構成して上述した振動動作を行うようにしてもよい。エ
キシマレーザ装置11は、例えばレーザ出射部12から
出射されるエキシマレーザ13が上述した振動動作を行
うように制御してもよい。
Further, in the present invention, the laser emitting section 12 of the excimer laser device 11 and the processing table 18 of the processing table apparatus 17 are configured as movable sections, and these are configured to relatively perform the above-described vibration operation. May be. In addition, the excimer laser device 11 and the processing table device 17 may be configured such that a portion other than the laser emission unit 12 and the processing table 18 is configured as a movable unit to perform the above-described vibration operation. The excimer laser device 11 may control, for example, the excimer laser 13 emitted from the laser emitting unit 12 to perform the above-described oscillation operation.

【0033】本発明は、図4乃至図6に示したキャリア
ジェット型プリンタ(以下、単にインクジェットプリン
タと称する。)に備えられるヘッド装置20を製作する
際にも採用される。インクジェットプリンタは、詳細を
後述するヘッド装置20の定量側からインク21が吐出
されるとともに吐出側から希釈液22が吐出され、これ
らを混合することによって所定の濃度の希釈インク液2
3が記録紙などの被記録材に飛翔されて画像等を記録す
る。ヘッド装置20は、インク21或いは希釈液22の
吐出手段として後述するように一対のピエゾ素子24、
25を備えるが、いわゆるバブルジェット方式によって
インク21や希釈液23を定量供給するバブルジェット
プリンタに用いられるものであってもよい。
The present invention is also used when manufacturing the head device 20 provided in the carrier jet type printer (hereinafter simply referred to as an ink jet printer) shown in FIGS. The ink jet printer discharges ink 21 from a fixed amount side of a head device 20, which will be described in detail later, and discharges a diluting liquid 22 from a discharging side.
3 is flying on a recording material such as a recording paper to record an image or the like. The head device 20 includes a pair of piezo elements 24 as ejection means for the ink 21 or the diluting liquid 22, as described later.
25, but may be used in a bubble jet printer that supplies a fixed amount of the ink 21 or the diluent 23 by a so-called bubble jet method.

【0034】ヘッド装置20は、定量側のノズル孔(イ
ンクノズル孔)27と吐出側のノズル孔(希釈液ノズル
孔)28とがそれぞれ独立に形成されたヘッドプレート
26を有している。ヘッド装置20は、ヘッドプレート
26が、上述した第1の実施の形態のヘッド装置1と同
様に、インク21や希釈液22に対する化学的な耐性を
有するとともに機械的特性を有する厚さ寸法が0.5m
mのポリエーテルイミドを素材として形成されている。
ヘッドプレート26は、その他のプラスチック材や、ニ
ッケル、ステンレス等の金属プレート或いはガラスやシ
リコン等のセラミックプレート等の素材によって形成す
ることも可能である。勿論、ヘッド装置20は、いわゆ
るバブルジェット方式によってインク21や希釈液22
を定量供給するバブルジェットプリンタに用いられるも
のであってもよい。
The head device 20 has a head plate 26 in which a fixed amount nozzle hole (ink nozzle hole) 27 and a discharge side nozzle hole (diluent nozzle hole) 28 are formed independently. In the head device 20, the head plate 26 has a chemical resistance to the ink 21 and the diluent 22 as well as the head device 1 according to the first embodiment described above, and a thickness dimension having mechanical characteristics of 0. .5m
m of polyetherimide.
The head plate 26 can also be formed of a material such as another plastic material, a metal plate such as nickel or stainless steel, or a ceramic plate such as glass or silicon. Of course, the head device 20 is provided with the ink 21 and the diluent 22 by a so-called bubble jet method.
May be used in a bubble jet printer that supplies a fixed amount of the liquid.

【0035】ヘッドプレート26には、図4に示すよう
にヘッドプレート素材に対してエキシマレーザ加工を施
すことにより一方主面26aに開口するインク圧力室2
9が形成されるとともに、このインク圧力室29とイン
クノズル孔27とに連通するインク流路30が形成され
ている。ヘッドプレート26には、インク圧力室29の
側方に位置して一方主面26aに開口するインク供給室
31が形成されるとともに、このインク供給室31とイ
ンク圧力室29とに連通するインク供給流路32が形成
されている。インクノズル孔27は、詳細を後述するが
ヘッドプレート26の他方主面26bに開口され、イン
ク流路30とともに垂直方向に対して30°の傾斜が付
された傾斜貫通孔として構成されている。
As shown in FIG. 4, the head plate material is subjected to excimer laser processing to form an ink pressure chamber 2 having an opening on one main surface 26a.
9 are formed, and an ink flow path 30 communicating with the ink pressure chamber 29 and the ink nozzle hole 27 is formed. In the head plate 26, an ink supply chamber 31 is formed which is located on the side of the ink pressure chamber 29 and opens on the one main surface 26a, and an ink supply chamber communicating with the ink supply chamber 31 and the ink pressure chamber 29 is formed. A channel 32 is formed. As will be described in detail later, the ink nozzle hole 27 is formed as an inclined through hole that is opened in the other main surface 26b of the head plate 26 and that is inclined at 30 ° with respect to the vertical direction together with the ink flow path 30.

【0036】ヘッドプレート26には、ヘッドプレート
素材に対してエキシマレーザ加工を施すことにより一方
主面26aに開口する希釈液圧力室33が形成されると
ともに、この希釈液圧力室33と希釈液ノズル孔28と
に連通する希釈液流路34が形成されている。ヘッドプ
レート26には、希釈液圧力室33の側方に位置して一
方主面26aに開口する希釈液供給室35が形成される
とともに、この希釈液供給室35と希釈液圧力室33と
に連通する希釈液供給流路36が形成されている。希釈
液ノズル孔28は、詳細を後述するがヘッドプレート2
6の他方主面26bに開口され、希釈液流路34ととも
に垂直孔として構成される。
The head plate 26 is formed with a diluent pressure chamber 33 which is opened on one main surface 26a by performing excimer laser processing on the head plate material. A diluent flow path 34 communicating with the hole 28 is formed. The head plate 26 is formed with a diluent supply chamber 35 which is located on the side of the diluent pressure chamber 33 and opens on one main surface 26a. A communicating diluent supply channel 36 is formed. The diluent nozzle hole 28 has a head plate 2
6, and is formed as a vertical hole together with the diluent flow path 34.

【0037】ヘッドプレート26は、上述した第1の実
施の形態によって詳細に説明した方法と同様のエキシマ
レーザ加工が施されて形成される。ヘッドプレート26
は、例えば希釈液22の供給部側が加工形成された後
に、インク液21の供給部側の加工形成が行われる。す
なわち、ヘッドプレート26は、素材を上述した加工台
装置17に位置決め載置した状態で、その主面にエキシ
マレーザ装置11から出射されるエキシマレーザ13を
所定のマスク部材16を有するマスク機構15を介して
照射することによって互いに隣り合って開口する希釈液
圧力室33や希釈液供給室35が形成される。
The head plate 26 is formed by excimer laser processing similar to the method described in detail in the first embodiment. Head plate 26
For example, after the supply portion side of the diluent 22 is formed, the process portion on the supply portion side of the ink liquid 21 is formed. In other words, the head plate 26 is configured such that the excimer laser 13 emitted from the excimer laser device 11 is provided on the main surface of the mask mechanism 15 having a predetermined mask member 16 in a state where the material is positioned and mounted on the processing table device 17 described above. The diluent pressure chamber 33 and the diluent supply chamber 35 which are opened adjacent to each other by being irradiated with the liquid are formed.

【0038】希釈液圧力室33は、図5及び図7に示す
ように楕円形状の凹部、いわゆる止まり穴構造を以って
ヘッドプレート素材の主面に形成される。希釈液圧力室
33は、エキシマレーザ装置11から出射された周波数
100Hz、パルス数230ショットのエキシマレーザ
13が素材に照射されるとともにこのエキシマレーザ1
3と素材とが相対的に直径24μm、30mm/min
の周回速度をもって振動動作された状態で加工される。
希釈液圧力室33は、かかるエキシマレーザ加工によっ
て、底部33aの外周縁に張出し凹部の発生が抑制され
て高精度の平坦面を以って形成される。
As shown in FIGS. 5 and 7, the diluent pressure chamber 33 is formed on the main surface of the head plate material with an elliptical concave portion, a so-called blind hole structure. The diluent pressure chamber 33 irradiates the material with the excimer laser 13 having a frequency of 100 Hz and a pulse number of 230 shots emitted from the excimer laser device 11 and excimer laser 1.
3 and the material are relatively 24 μm in diameter and 30 mm / min
It is processed in a state where it is oscillated at a revolving speed of.
The diluent pressure chamber 33 is formed with a high-precision flat surface by suppressing the occurrence of a projecting recess on the outer peripheral edge of the bottom portion 33a by such excimer laser processing.

【0039】ヘッドプレート26には、上述した工程に
よって形成された希釈液圧力室33の底部33aの一端
部側に所定の深さを有する希釈液流路34が凹設され
る。すなわち、ヘッドプレート26には、希釈液圧力室
33の底部33aの所定位置に所定のマスク部材16に
交換されたマスク機構15を介してエキシマレーザ13
が照射されることによって、所定の深さを有する希釈液
流路34が凹設される。希釈液流路34は、エキシマレ
ーザ装置11から出射された周波数100Hz、パルス
数575ショットのエキシマレーザ13が希釈液圧力室
33の底部33aの所定位置に照射されるとともに、こ
のエキシマレーザ13と素材14とが相対的に直径30
μm、30mm/minの周回速度をもって振動動作さ
れた状態で加工される。希釈液流路34は、かかるエキ
シマレーザ加工により、その底部34aが外周縁に張出
し凹部の発生を抑制された高精度の平坦面を以って形成
される。
The diluent flow path 34 having a predetermined depth is formed in the head plate 26 at one end of the bottom 33a of the diluent pressure chamber 33 formed by the above-described process. That is, the excimer laser 13 is provided on the head plate 26 via a mask mechanism 15 replaced with a predetermined mask member 16 at a predetermined position on the bottom 33a of the diluent pressure chamber 33.
Is irradiated, the diluent flow path 34 having a predetermined depth is recessed. The diluent flow path 34 irradiates an excimer laser 13 having a frequency of 100 Hz and a pulse number of 575 shots emitted from the excimer laser device 11 to a predetermined position of the bottom 33 a of the diluent pressure chamber 33, 14 is relatively 30 in diameter
The workpiece is machined in a state of being vibrated at a circling speed of 30 μm at a speed of 30 μm. The diluent flow path 34 is formed by such excimer laser processing as having a high-precision flat surface in which the bottom 34a protrudes to the outer peripheral edge and the occurrence of a concave portion is suppressed.

【0040】ヘッドプレート26には、上述した工程に
よって形成された希釈液流路34の底部34aに、所定
のマスク部材16に交換されたマスク機構15を介して
エキシマレーザ13が照射されることによって、素材を
貫通する希釈液ノズル孔28が形成される。この希釈液
ノズル孔28は、貫通孔であることから上述したように
エキシマレーザ13と素材14とを相対的に振動動作さ
せながらのエキシマレーザ加工を施して形成する必要は
無い。希釈液ノズル孔28は、希釈液22を吐出すると
いう機能上、その吐出口の形状が点対象形状とされてい
る。希釈液ノズル孔28は、吐出口が設計や製造の容易
さから円形を呈しているが、例えば正方形状に形成して
もよい。
The excimer laser 13 is applied to the head plate 26 by irradiating the bottom 34 a of the diluent flow path 34 formed by the above-described process through the mask mechanism 15 replaced with a predetermined mask member 16. Then, a diluent nozzle hole 28 penetrating the material is formed. Since the diluent nozzle hole 28 is a through-hole, it is not necessary to perform excimer laser processing while relatively oscillating the excimer laser 13 and the material 14 as described above. The diluent nozzle hole 28 has a function of discharging the diluent 22, and its discharge port has a point-symmetrical shape. The diluting liquid nozzle hole 28 has a circular discharge port for ease of design and manufacture, but may be formed in a square shape, for example.

【0041】ヘッドプレート26は、上述した希釈液2
2の供給部側の加工が施されると、インク液21の供給
部側の加工形成が行われる。ヘッドプレート26には、
素材の主面にエキシマレーザ装置11から出射されるエ
キシマレーザ13が所定のマスク部材16を有するマス
ク機構15を介して照射されることによって、上述した
希釈液圧力室33に隣り合ってインク圧力室29やイン
ク供給室31が形成される。インク圧力室29は、図5
及び図8に示すように楕円形状の凹部、いわゆる止まり
穴構造を以ってヘッドプレート素材の主面に形成され
る。インク圧力室29は、エキシマレーザ装置11から
出射された周波数100Hz、パルス数230ショット
のエキシマレーザ13が素材に照射されるとともにこの
エキシマレーザ13と素材とが相対的に直径24μm、
30mm/minの周回速度をもって振動動作された状
態で加工される。インク圧力室29は、かかるエキシマ
レーザ加工によって、底部29aの外周縁に張出し凹部
の発生が抑制されて高精度の平坦面を以って形成され
る。なお、インク圧力室29及びインク供給室31につ
いては、上述した希釈液22の供給部側の加工と同時に
行うようにしてもよい。
The head plate 26 is provided with the diluent 2 described above.
When the processing on the supply section side of No. 2 is performed, the processing on the supply section side of the ink liquid 21 is performed. In the head plate 26,
The main surface of the material is irradiated with an excimer laser 13 emitted from the excimer laser device 11 through a mask mechanism 15 having a predetermined mask member 16 so that the ink pressure chamber is adjacent to the diluent pressure chamber 33 described above. 29 and an ink supply chamber 31 are formed. The ink pressure chamber 29 is shown in FIG.
As shown in FIG. 8, an elliptical concave portion, a so-called blind hole structure, is formed on the main surface of the head plate material. The ink pressure chamber 29 irradiates the material with an excimer laser 13 having a frequency of 100 Hz and a pulse number of 230 shots emitted from the excimer laser device 11, and the excimer laser 13 and the material have a relative diameter of 24 μm.
It is processed in a state where it is vibrated at a revolving speed of 30 mm / min. By the excimer laser processing, the ink pressure chamber 29 is formed with a high-precision flat surface by suppressing the occurrence of a projecting concave portion on the outer peripheral edge of the bottom portion 29a. The ink pressure chamber 29 and the ink supply chamber 31 may be performed at the same time as the above-described processing on the supply side of the diluent 22.

【0042】ヘッドプレート26は、上述したインク圧
力室29の加工が終了すると加工台装置17の加工台1
8が傾倒動作されることによって、素材主面が水平方向
に対して30°の傾斜を付された状態とされる。ヘッド
プレート26には、この状態でインク圧力室29の底部
29aの一端部側に所定の深さを有するインク流路30
が凹設される。すなわち、ヘッドプレート26には、イ
ンク圧力室29の底部29aの所定位置に所定のマスク
部材16に交換されたマスク機構15を介してエキシマ
レーザ13が照射されることによって、水平面に対して
30°傾斜した所定の深さを有する傾斜止まり穴からな
るインク流路30が凹設される。
When the processing of the ink pressure chamber 29 described above is completed, the head plate 26 moves the processing table 1 of the processing table apparatus 17.
The tilting operation of 8 causes the main surface of the material to be inclined by 30 ° with respect to the horizontal direction. In this state, the ink flow path 30 having a predetermined depth is provided at one end of the bottom portion 29 a of the ink pressure chamber 29 in the head plate 26.
Is recessed. That is, the head plate 26 is irradiated with the excimer laser 13 at a predetermined position of the bottom 29 a of the ink pressure chamber 29 via the mask mechanism 15 replaced with the predetermined mask member 16, so that the head plate 26 is 30 ° with respect to the horizontal plane. The ink flow path 30 is formed as an inclined blind hole having a predetermined inclined depth.

【0043】インク流路30は、エキシマレーザ装置1
1から出射された周波数100Hz、パルス数660シ
ョットのエキシマレーザ13がインク圧力室29の底部
29aの所定位置に照射されるとともに、このエキシマ
レーザ13と素材14とが相対的に直径30μm、30
mm/minの周回速度をもって振動動作された状態で
加工される。インク流路30は、かかるエキシマレーザ
加工により、その底部30aが外周縁に張出し凹部の発
生を抑制された高精度の平坦面を以って形成される。
The ink flow path 30 is provided in the excimer laser device 1
An excimer laser 13 having a frequency of 100 Hz and a pulse number of 660 shots emitted from 1 is irradiated on a predetermined position of the bottom 29a of the ink pressure chamber 29, and the excimer laser 13 and the material 14 are relatively 30 μm in diameter and 30 μm in diameter.
It is processed in a state where it is vibrated at a revolving speed of mm / min. The ink flow path 30 is formed by the excimer laser processing with a high-precision flat surface in which the bottom 30a protrudes to the outer peripheral edge and the occurrence of the concave portion is suppressed.

【0044】ヘッドプレート26には、上述した工程に
よって形成されたインク流路30の底部30aに、所定
のマスク部材16に交換されたマスク機構15を介して
エキシマレーザ13が照射されることによって、素材を
貫通するインクノズル孔27が形成される。このインク
ノズル孔28は、貫通孔であることから上述したように
エキシマレーザ13と素材14とを相対的に振動動作さ
せながらのエキシマレーザ加工を施して形成する必要は
無い。インクノズル孔27は、その形状についての自由
度が高く、円形状に限らず、例えば楕円形状や三角形或
いは三日月形状等の適宜の形状を以って形成される。
The excimer laser 13 is applied to the head plate 26 by irradiating the bottom 30a of the ink flow path 30 formed by the above-described process via the mask mechanism 15 replaced with a predetermined mask member 16. An ink nozzle hole 27 penetrating the material is formed. Since the ink nozzle hole 28 is a through hole, it is not necessary to form the ink nozzle hole 28 by performing excimer laser processing while relatively oscillating the excimer laser 13 and the material 14 as described above. The ink nozzle hole 27 has a high degree of freedom in its shape, and is formed not only in a circular shape but also in an appropriate shape such as an elliptical shape, a triangular shape, or a crescent shape.

【0045】ヘッドプレート26には、図6に示すよう
に上述したように他方主面26bに30°の傾斜を付さ
れたインクノズル孔27と垂直な希釈液ノズル孔28の
吐出口とが互いに近接してそれぞれ開口されている。ヘ
ッドプレート26は、詳細を後述するようにインクノズ
ル孔27からインク21を吐出するとともに希釈液ノズ
ル孔28から希釈液22を吐出して主面26b上におい
て希釈インク液23を生成する。ヘッドプレート26
は、インクノズル孔27や希釈液ノズル孔28の吐出口
の周辺でインク21や希釈液22或いは希釈インク液2
3による濡れを防止して希釈インク液23の吐出の安定
性や吐出方向の精度を向上させるために、その主面26
bに撥水処理が施されている。
In the head plate 26, as shown in FIG. 6, as described above, the other main surface 26b is provided with an ink nozzle hole 27 inclined at 30 ° and a discharge port of a diluent nozzle hole 28 perpendicular to each other. Each is opened in close proximity. The head plate 26 discharges the ink 21 from the ink nozzle holes 27 and discharges the diluent 22 from the diluent nozzle holes 28 to generate the dilute ink 23 on the main surface 26b, as described in detail later. Head plate 26
The ink 21, the diluting liquid 22, or the diluting liquid 2 around the discharge port of the ink nozzle hole 27 or the diluting nozzle hole 28
3 to prevent the wetting of the diluted ink liquid 23 and improve the stability of the discharge of the diluted ink 23 and the accuracy of the discharge direction.
b has been subjected to a water-repellent treatment.

【0046】以上のように構成されたヘッドプレート2
6には、その一方主面26aにインク圧力室29及び希
釈液圧力室33を閉塞するようにして振動板37が接合
される。振動板37は、化学的な耐性を有する適宜の材
料、例えばポリイミド系樹脂フィルムによって形成され
る。なお、振動板37は、図4に示すようにインク圧力
室29や希釈液圧力室33の開口縁に沿った部位を薄肉
として振動特性の向上が図られている。振動板37に
は、上述したインク圧力室インク圧力室29や希釈液圧
力室33に対応位置してそれぞれピエゾ素子24、25
の先端部が接合されている。
The head plate 2 configured as described above
6, a diaphragm 37 is joined to one main surface 26a so as to close the ink pressure chamber 29 and the diluent pressure chamber 33. The diaphragm 37 is formed of an appropriate material having chemical resistance, for example, a polyimide resin film. As shown in FIG. 4, the vibration plate 37 has a thin portion along the opening edges of the ink pressure chamber 29 and the diluent pressure chamber 33 to improve the vibration characteristics. The vibration plate 37 has piezo elements 24 and 25 at positions corresponding to the above-described ink pressure chamber 29 and the diluent pressure chamber 33, respectively.
Are joined together.

【0047】ピエゾ素子24、25は、詳細を省略する
が、圧電セラミックと電極材とが交互に積層されてな
り、電圧の印加により歪み変位動作が発生する。ピエゾ
素子24、25は、印加電圧に対して長手方向に伸びる
変位動作を生じるものや、縮む変位動作を生じるものが
用いられる。勿論、ピエゾ素子は、印加電圧に対して直
交する方向に変位動作が生じるものが用いられてもよ
い。
Although the details of the piezo elements 24 and 25 are omitted, piezoelectric ceramics and electrode materials are alternately laminated, and a strain displacement operation occurs when a voltage is applied. As the piezo elements 24 and 25, those generating a displacement operation extending in the longitudinal direction with respect to an applied voltage and those generating a contraction displacement operation are used. As a matter of course, a piezo element that generates a displacement operation in a direction orthogonal to the applied voltage may be used.

【0048】なお、ヘッド装置20は、図示を省略する
が上述した構成のインク供給部と希釈液供給部とを16
組備えて構成されており、各組のインクノズル孔27と
希釈液ノズル孔28とがそれぞれ互いに隣り合って形成
されている。また、ヘッド装置20は、カラー画像をプ
リントアウトする場合には、イエロー、マゼンタ、シア
ン及びブラックの4色に対応する4個によってヘッドア
ッセンブリを構成し、これらヘッドアッセンブリがライ
ン上に多数個配列してカラー記録画像をプリントアウト
する。
Although not shown, the head device 20 includes the ink supply unit and the diluent supply unit having the above-described configuration.
The ink nozzle holes 27 and the diluent nozzle holes 28 of each set are formed adjacent to each other. When printing out a color image, the head device 20 forms a head assembly with four heads corresponding to four colors of yellow, magenta, cyan, and black, and a large number of these head assemblies are arranged on a line. To print out the color record image.

【0049】以上のように構成されたヘッド装置20
は、画像信号等に基づいて制御部から供給された駆動電
圧がピエゾ素子24,25に印加されると、これらピエ
ゾ素子24,25が駆動されることによって長手方向の
歪み変位動作が発生して振動板37が駆動される。ヘッ
ド装置20は、この振動板37の振動動作によってイン
ク圧力室29、希釈液圧力室33内に容積変動が生じ
て、インク21及び希釈液22をインクノズル孔27及
び希釈液ノズル孔28から吐出させる。ヘッド装置20
は、インク21と希釈液22とを所定の濃度に混合した
希釈インク液23を被記録媒体に飛翔させて画像等をプ
リントアウトする。
The head device 20 configured as described above
When a driving voltage supplied from the control unit based on an image signal or the like is applied to the piezo elements 24 and 25, the piezo elements 24 and 25 are driven to generate a strain displacement operation in the longitudinal direction. The diaphragm 37 is driven. The head device 20 discharges the ink 21 and the diluting liquid 22 from the ink nozzle holes 27 and the diluting liquid nozzle holes 28 due to the volume fluctuations in the ink pressure chamber 29 and the diluting liquid pressure chamber 33 due to the vibration operation of the vibration plate 37. Let it. Head device 20
Prints out an image or the like by flying a diluted ink liquid 23 obtained by mixing the ink 21 and the diluent liquid 22 at a predetermined concentration onto a recording medium.

【0050】ヘッド装置20は、詳細には図9に示した
一連の動作によって、所定の濃度の希釈インク液23に
よって画像等をプリントアウトする。ヘッド装置20に
おいては、同図(a)に示すように待機状態において、
毛細管圧力によってインク流路30及び希釈液流路34
を介してインクノズル孔27及び希釈液ノズル孔28内
にそれぞれインク21及び希釈液22が供給された状態
となっている。インク21及び希釈液22は、それぞれ
インクノズル孔27及び希釈液ノズル孔28の吐出口に
おいてインクメニスカス21a、希釈液メニスカス22
aを形成している。
The head device 20 prints out an image or the like with the diluted ink 23 having a predetermined density by a series of operations shown in FIG. 9 in detail. In the head device 20, in the standby state as shown in FIG.
The ink flow path 30 and the diluent flow path 34 due to the capillary pressure
, The ink 21 and the diluent 22 are supplied into the ink nozzle holes 27 and the diluent nozzle holes 28, respectively. The ink 21 and the diluent 22 are respectively supplied to the ink meniscus 21 a and the diluent meniscus 22 at the discharge ports of the ink nozzle holes 27 and the diluent nozzle holes 28.
a.

【0051】ヘッド装置20においては、画像信号等に
基づいて制御部からの駆動電圧がインク供給部側のピエ
ゾ素子24に印加されることによってインク圧力室29
内に容積変動が生じ、同図(b)に示すようにインクノ
ズル孔27から定量のインク21がヘッドプレート26
の主面26b上に押し出される。インクノズル孔27
は、上述したように吐出口が希釈液ノズル孔28に近接
して開口されるとともに30°の傾斜孔として構成され
ていることにより、定量のインク21を希釈液ノズル孔
28の吐出口に向かって吐出する。
In the head device 20, the driving voltage from the control unit is applied to the piezo element 24 on the ink supply unit side based on the image signal and the like, so that the ink pressure chamber 29 is controlled.
As shown in FIG. 3B, a fixed amount of ink 21 is supplied from the ink nozzle hole 27 to the head plate 26.
On the main surface 26b. Ink nozzle hole 27
As described above, the discharge port is opened close to the diluent nozzle hole 28 and is configured as a 30 ° inclined hole, so that a fixed amount of the ink 21 is directed toward the discharge port of the diluent nozzle hole 28. To discharge.

【0052】ヘッド装置20においては、インク21
が、同図(c)に示すように希釈液ノズル孔28の吐出
口に形成された希釈液メニスカス22aと表面張力によ
って結合した状態となる。ヘッドプレート26には、イ
ンクノズル孔27と希釈液ノズル孔28の周囲に希釈イ
ンク液23による濡れ部位23aが生成される。
In the head device 20, the ink 21
Is connected to the diluent meniscus 22a formed at the discharge port of the diluent nozzle hole 28 by surface tension as shown in FIG. In the head plate 26, a portion 23 a wet by the diluted ink 23 is generated around the ink nozzle holes 27 and the diluent nozzle holes 28.

【0053】ヘッド装置20においては、インク供給部
側のピエゾ素子24に対する電圧印可が切られることに
よってインク圧力室29内の容積変動が初期状態に復旧
することから、インクメニスカス21aが次第にインク
ノズル孔27内に引き込まれはじめる。ヘッド装置20
においては、希釈液供給部側のピエゾ素子25に画像信
号等に基づいて制御部からの駆動電圧が印加されること
によって希釈液圧力室33内に容積変動が生じ、同図
(d)に示すように希釈液ノズル孔28から希釈液22
がヘッドプレート26の主面26b上に押し出される。
なお、インク圧力室29には、その容積変動が初期状態
に復旧する際にインク供給室31からインク21が補充
供給される。
In the head device 20, since the volume fluctuation in the ink pressure chamber 29 is restored to the initial state by the application of the voltage to the piezo element 24 on the ink supply section side, the ink meniscus 21a gradually becomes the ink nozzle hole. It begins to be drawn into 27. Head device 20
In (2), when a drive voltage from the control unit is applied to the piezo element 25 on the diluent supply unit side based on an image signal or the like, a volume change occurs in the diluent pressure chamber 33, and the state shown in FIG. Through the diluent nozzle hole 28 as shown in FIG.
Is pushed out onto the main surface 26b of the head plate 26.
The ink pressure chamber 29 is replenished with the ink 21 from the ink supply chamber 31 when the volume change is restored to the initial state.

【0054】ヘッド装置20においては、希釈液ノズル
孔28から希釈液22がさらに吐出されるに伴って、同
図(e)に破線で示すようにインクメニスカス21aが
インクノズル孔27内に引き込まれる。ヘッド装置20
においては、希釈液供給部側のピエゾ素子25に対する
電圧印可が切られることによって希釈液圧力室33内の
容積変動が初期状態に復旧することから、同図(f)に
破線で示すように希釈液メニスカス22aが次第に希釈
液ノズル孔28内に引き込まれるとともに、希釈インク
液23が吐出口から次第に離れていく。なお、希釈液圧
力室33には、その容積変動が初期状態に復旧する際に
希釈液供給室35から希釈液22が補充供給される。
In the head device 20, as the diluent 22 is further discharged from the diluent nozzle hole 28, the ink meniscus 21a is drawn into the ink nozzle hole 27 as shown by a broken line in FIG. . Head device 20
In (2), when the voltage application to the piezo element 25 on the diluting liquid supply unit side is cut off, the volume fluctuation in the diluting liquid pressure chamber 33 is restored to the initial state, so that the dilution is performed as indicated by the broken line in FIG. The liquid meniscus 22a is gradually drawn into the diluent nozzle hole 28, and the dilute ink 23 gradually moves away from the discharge port. The diluent 22 is replenished and supplied to the diluent pressure chamber 33 from the diluent supply chamber 35 when the volume fluctuation is restored to the initial state.

【0055】希釈インク液23は、インク21と希釈液
22とが所定の混合割合となり、希釈液22から引きち
ぎられて同図(g)に示すように記録媒体に向かって飛
翔される。希釈インク液23は、記録媒体に着弾して画
像等の記録を行う。一方、インク21は、インクノズル
孔27内に引き込まれた状態から毛細管圧力によって次
第に吐出口へとはみ出して、同図(h)に示すように吐
出口において再びインクメニスカス21aを形成する。
なお、インクメニスカス21aには、インクノズル孔2
7の吐出口部位において慣性によって若干の振動が生じ
る。
The diluted ink liquid 23 has a predetermined mixing ratio of the ink 21 and the diluent liquid 22, is torn off from the diluent liquid 22, and flies toward the recording medium as shown in FIG. The diluted ink liquid 23 lands on a recording medium to record an image or the like. On the other hand, the ink 21 gradually protrudes from the state of being drawn into the ink nozzle hole 27 to the ejection port by the capillary pressure, and forms the ink meniscus 21a again at the ejection port as shown in FIG.
The ink meniscus 21a has an ink nozzle hole 2
A slight vibration occurs at the discharge port 7 due to inertia.

【0056】希釈液22は、希釈液ノズル孔28内に引
き込まれた状態から毛細管圧力によって同図(i)に示
すように次第に吐出口へとはみ出して、吐出口において
再び希釈液メニスカス22aを形成する。この希釈液メ
ニスカス22aも、希釈液ノズル孔28の吐出口におい
て慣性によって若干の振動が生じる。ヘッド装置20に
おいては、上述した動作を経た後に、同図(j)に示す
ようにインク21及び希釈液22が、それぞれインクノ
ズル孔27及び希釈液ノズル孔28の吐出口においてイ
ンクメニスカス21a、希釈液メニスカス22aを形成
した初期状態に復帰して次の印刷動作までの待機状態と
なる。ヘッド装置20においては、上述した希釈インク
液23の吐出動作が繰り返されることによって、記録媒
体に所定の画像等の記録を行う。
The diluent 22 gradually protrudes from the state of being drawn into the diluent nozzle hole 28 by the capillary pressure to the discharge port as shown in FIG. 7I, and forms the diluent meniscus 22a again at the discharge port. I do. The diluting liquid meniscus 22a also slightly vibrates at the discharge port of the diluting liquid nozzle hole 28 due to inertia. In the head device 20, after the above-described operation, the ink 21 and the diluting liquid 22 are supplied to the ink meniscus 21a and the diluting liquid 21 at the discharge ports of the ink nozzle holes 27 and the diluting liquid nozzle holes 28, respectively, as shown in FIG. It returns to the initial state where the liquid meniscus 22a has been formed, and enters a standby state until the next printing operation. In the head device 20, a predetermined image or the like is recorded on a recording medium by repeating the above-described operation of discharging the diluted ink liquid 23.

【0057】なお、上述したヘッド装置20の一連の動
作については、一例であってこれに限定されるものでは
無い。ヘッド装置20の動作は、そのタイミングや状
態、例えば希釈インク液23の形状、充填動作などはイ
ンクノズル孔27や希釈液ノズル孔28或いはその吐出
口の開口径等のヘッドプレート26の構造的要素、イン
ク21や希釈液22の粘度や表面張力などの物理的要
素、吐出周波数などの動作条件によって変化する。
The above-described series of operations of the head device 20 is merely an example, and the present invention is not limited to this. The operation of the head device 20 is based on its timing and state, for example, the shape of the diluted ink 23, the filling operation, and the like. It changes depending on physical factors such as the viscosity and surface tension of the ink 21 and the diluent 22, and operating conditions such as the ejection frequency.

【0058】ヘッド装置20においては、インク21を
吐出する吐出圧力の上昇量及び上昇時間、すなわちピエ
ゾ素子24に与える電圧パルスの電圧値或いはパルス幅
を調節することにより、希釈インク液23に含まれる希
釈液22の混合比率、すなわちインク濃度が調節され
る。ヘッド装置20は、1ドット毎に濃度を変化させる
ことが可能であり、このドットを多数形成することで、
中間調の階調表現が可能となり、精度の高い階調表現に
よる自然画像がプリントアウトされる。
In the head device 20, the ink 21 is contained in the diluted ink liquid 23 by adjusting the amount and time of increase of the discharge pressure for discharging the ink 21, that is, the voltage value or pulse width of the voltage pulse applied to the piezo element 24. The mixing ratio of the diluent 22, that is, the ink concentration is adjusted. The head device 20 can change the density for each dot, and by forming a large number of these dots,
The gradation expression of the halftone becomes possible, and the natural image by the gradation expression with high accuracy is printed out.

【0059】ヘッド装置20は、上述したようにエキシ
マレーザ13とヘッドフレート26とを相対的に中心軸
を固定した同一面内の振動動作を行わさせた状態でエキ
シマレーザ加工が施されて止まり穴構造のインク圧力室
29及びインク流路30或いは希釈液圧力室33及び希
釈液流路34が形成される。ヘッド装置20は、かかる
エキシマレーザ加工によってインク圧力室29及びイン
ク流路30或いは希釈液圧力室33及び希釈液流路34
が、それぞれの底部の外周縁において張出し凹部の発生
が抑制されて高精度に形成されるようになる。
The head device 20 is subjected to excimer laser processing in a state where the excimer laser 13 and the head plate 26 are oscillated in the same plane with their center axes fixed relative to each other as described above. An ink pressure chamber 29 and an ink flow path 30 having a structure or a diluent pressure chamber 33 and a diluent flow path 34 are formed. The head device 20 is provided with the ink pressure chamber 29 and the ink channel 30 or the diluent pressure chamber 33 and the diluent channel 34 by the excimer laser processing.
However, the occurrence of overhanging concave portions at the outer peripheral edges of the respective bottom portions is suppressed, so that they are formed with high precision.

【0060】したがって、ヘッド装置20は、インク2
1や希釈液22を充填する際に、これらインク圧力室2
9及びインク流路30或いは希釈液圧力室33及び希釈
液流路34においてインク21や希釈液22に気泡を生
じさせることは無い。ヘッド装置20は、気泡によるイ
ンクノズル孔27や希釈液ノズル孔28の詰り現象が抑
制されるとともにインク21や希釈液22が精密に吐出
されて、高精度な画像等の記録が行われるようになる。
また、ヘッド装置20は、ノズル孔27や希釈液ノズル
孔28の補充が簡単に行われるとともに、面倒かつ困難
な気泡抜きの作業が不要となり取扱いが簡便となる。
Therefore, the head device 20 is provided with the ink 2
1 and the diluent 22, these ink pressure chambers 2
No bubbles are generated in the ink 21 or the diluent 22 in the ink channel 9 or the diluent pressure chamber 33 or the diluent flow channel 34. The head device 20 suppresses the clogging of the ink nozzle hole 27 and the diluent nozzle hole 28 due to air bubbles, and also discharges the ink 21 and the diluent 22 precisely, thereby recording a high-precision image or the like. Become.
Further, in the head device 20, the replenishment of the nozzle holes 27 and the diluent nozzle holes 28 is easily performed, and the troublesome and difficult work of removing bubbles is not required, and the handling is simplified.

【0061】ところで、ヘッド装置においては、ノズル
孔からインクの吐出を滑らかに行うために、例えば特開
平5−318744号「インクジェットヘッドの製造方
法」公報に開示されるようないわゆる等高線加工によっ
てノズル孔を形成する方法が提案されている。すなわ
ち、この先願公報のヘッド装置40は、図10に示すよ
うに、ベースプレート41にレーザ加工によってノズル
孔42を構成する貫通孔を形成するとともに、このノズ
ル孔42の周囲に非貫通孔である止め穴43の加工を施
すことによって任意曲線のプロフィールを有するノズル
オリフィス44を構成してなる。ヘッド装置40は、ノ
ズル孔42に連通して中心軸を一致されるとともに次第
に内径を小径とした止め穴43が多段に形成されること
で、ノズル体積が大きくなってインクメニスカスの挙動
が安定するようになる。
Incidentally, in the head device, in order to smoothly discharge the ink from the nozzle holes, the nozzle holes are formed by so-called contour processing as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-318744, "Method of Manufacturing Inkjet Head". Have been proposed. That is, in the head device 40 of the prior application, as shown in FIG. 10, a through-hole forming a nozzle hole 42 is formed in a base plate 41 by laser processing, and a non-through hole around the nozzle hole 42 is formed. By processing the hole 43, a nozzle orifice 44 having an arbitrary curved profile is formed. The head device 40 communicates with the nozzle hole 42 so that the central axis is coincident and the stop hole 43 having a gradually decreasing inner diameter is formed in multiple stages, so that the nozzle volume is increased and the behavior of the ink meniscus is stabilized. Become like

【0062】しかしながら、かかるヘッド装置40にお
いては、各止め穴43を形成する際に同図に示すように
それぞれの底部の外周縁に張出し凹部45が形成される
ことによってインクの流れが悪くなるといった問題があ
る。したがって、ヘッド装置40においては、各止め穴
43についてその深さを浅くすることにより、換言すれ
ば止め穴43を多段に形成することで張出し凹部45の
発生量を小さくする対応が図られる。ヘッド装置40
は、かかる対応によって加工時間が長くなってしまうと
いった問題が生じる。
However, in such a head device 40, when each stop hole 43 is formed, as shown in FIG. There's a problem. Therefore, in the head device 40, the depth of each stop hole 43 is made shallow, in other words, by forming the stop holes 43 in multiple stages, it is possible to reduce the generation amount of the projecting recess 45. Head device 40
In such a case, there is a problem that the processing time is lengthened by such measures.

【0063】上述した問題点を解決するために、図11
に示したヘッド装置50は、ベースプレート51にレー
ザ加工によってノズル孔52を構成する貫通孔を形成す
るとともにこのノズル孔52の周囲に非貫通孔である止
まり穴53の加工を施す基本工程を同様とするが、各止
まり穴53を形成する際に上述したエキシマレーザ加工
が施されることを特徴とする。すなわち、ヘッド装置5
0は、エキシマレーザ13とヘッドフレート51とに直
径20μm、30mm/minの相対的な同一面内の振
動動作を行う状態でエキシマレーザ加工を施こして各止
まり穴53が形成される。
In order to solve the above problem, FIG.
The head device 50 shown in FIG. 3 has the same basic process as forming a through hole constituting the nozzle hole 52 in the base plate 51 by laser processing and processing a blind hole 53 which is a non-through hole around the nozzle hole 52. However, when forming each blind hole 53, the above-mentioned excimer laser processing is performed. That is, the head device 5
No. 0 indicates that each blind hole 53 is formed by performing excimer laser processing on the excimer laser 13 and the head plate 51 in a state of performing relative in-plane vibration operations of 20 μm in diameter and 30 mm / min in the same plane.

【0064】ヘッド装置50は、かかるエキシマレーザ
加工が施されることで、同図に示すように各止まり穴5
3が張出し凹部の発生を抑制された高精度に形成され
る。したがって、ヘッド装置50は、止まり穴53の段
数を増やすこと無く、換言すれば加工時間が短縮されて
滑らかなプロフィールのノズルオリフィス54が構成さ
れる。
The head device 50 is subjected to such excimer laser processing so that each blind hole 5 is formed as shown in FIG.
3 is formed with high precision in which the occurrence of the overhanging concave portion is suppressed. Therefore, in the head device 50, the nozzle orifice 54 having a smooth profile is formed without increasing the number of steps of the blind hole 53, in other words, the processing time is reduced.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明にかか
るインクジェットプリンタ用ヘッド装置の製造方法によ
れば、加工ステージ上に載置されたヘッド部材に対して
レーザ装置から出射されたレーザを照射して止まり穴構
造のインク流路やインク圧力室等をレーザ加工する際
に、レーザ出射部或いは加工ステージの振動動作によっ
て相対的に所定の直径をもった同軸円周上を周回する振
動動作を行った状態で行うようにすることから、これら
インク流路やインク圧力室等がその底部の外周縁部位に
おける張出し凹部の発生を抑制された精度の高い平坦面
を呈して形成されるようになる。したがって、インクジ
ェットプリンタ用ヘッド装置の製造方法によれば、イン
ク流路やインク圧力室等を滑らかな形状を以って形成す
ることでこれらの内部に気泡が発生することが抑制され
るようになり、インクや希釈液を精度良く吐出して画像
等を高精度に記録するヘッド装置が廉価に製造される。
As described above in detail, according to the method of manufacturing a head device for an ink jet printer according to the present invention, a laser beam emitted from a laser device is applied to a head member mounted on a processing stage. When laser processing the ink flow path, ink pressure chamber, etc. of the blind hole structure, the vibration operation of orbiting the concentric circle having a relatively predetermined diameter by the vibration operation of the laser emitting unit or the processing stage. Since the ink flow path and the ink pressure chamber and the like are formed in the same state, the ink flow path, the ink pressure chamber, and the like are formed so as to exhibit a highly accurate flat surface in which the occurrence of the projecting concave portion in the outer peripheral edge portion at the bottom is suppressed. . Therefore, according to the method of manufacturing a head device for an ink jet printer, by forming the ink flow path, the ink pressure chamber, and the like with a smooth shape, it is possible to suppress the generation of air bubbles therein. In addition, a head device that discharges ink or a diluting liquid with high accuracy and records an image or the like with high accuracy is manufactured at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用されたインクジェットプリンタ用
のヘッド装置の正面側からの要部縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a head device for an ink jet printer to which the present invention is applied, as viewed from the front side.

【図2】同ヘッド装置の側面側からの要部縦断面図であ
る。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a main part of the head device as viewed from a side.

【図3】同ヘッド装置に備えられるヘッドプレートにエ
キシマレーザ加工を施すエキシマレーザ加工装置及び加
工台装置の概略構成の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a schematic configuration of an excimer laser processing apparatus for performing excimer laser processing on a head plate provided in the head apparatus and a processing table apparatus.

【図4】本発明を適用されたオンディマンド型インクジ
ェットプリンタ用のヘッド装置の正面側からの要部縦断
面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a main part of a head device for an on-demand type inkjet printer to which the present invention is applied, as viewed from the front side.

【図5】同ヘッド装置の要部平面図である。FIG. 5 is a plan view of a main part of the head device.

【図6】同ヘッド装置に備えられるヘッドプレートに形
成されるインクノズル孔と希釈液ノズル孔の開口部の構
成を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of openings of ink nozzle holes and diluent nozzle holes formed in a head plate provided in the head device.

【図7】同希釈液の供給部の構成を説明する要部縦断面
図である。
FIG. 7 is a vertical sectional view of an essential part for explaining a configuration of a supply section of the diluent.

【図8】同インクの供給部の構成を説明する要部縦断面
図である。
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of a main part illustrating a configuration of an ink supply unit.

【図9】同希釈インク液の吐出動作の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a discharging operation of the diluted ink liquid.

【図10】等高線加工を施して形成されたノズル孔の説
明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a nozzle hole formed by performing contour processing.

【図11】本発明を適用して等高線加工を施して形成さ
れたノズル孔の説明図である。
FIG. 11 is an explanatory view of a nozzle hole formed by performing contour processing according to the present invention.

【図12】従来のインクジェットプリンタ用のヘッド装
置の要部縦断面図である。
FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a main part of a conventional head device for an ink jet printer.

【図13】同ヘッド装置のインク流路及びノズル孔部位
の構成を説明する要部縦断面図である。
FIG. 13 is a vertical cross-sectional view of a main part illustrating a configuration of an ink flow path and a nozzle hole portion of the head device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ヘッド装置、2 ヘッドプレート、3 振動板、4
ピエゾ素子、5 インク圧力室、6 インク流路、7
ノズル孔、8 インク供給室、9 インク供給流路、
10 インク、11 エキシマレーザ装置、12 レー
ザ出射部、13エキシマレーザ、14 ヘッドプレート
素材、15 マスク機構、16 マスク部材、17 加
工台装置、18 加工台、20 ヘッド装置、21 イ
ンク、22 希釈液、23 希釈インク液、24,25
ピエゾ素子、26 ヘッドプレート、27 インクノ
ズル孔、28 希釈液ノズル孔22、29 インク圧力
室、30 インク流路、31 インク供給室、32 イ
ンク供給流路、33 希釈液圧力室、34 希釈液流
路、35 希釈液供給室、36 希釈液供給流路、37
振動板
1 head device, 2 head plate, 3 diaphragm, 4
Piezo element, 5 ink pressure chamber, 6 ink flow path, 7
Nozzle holes, 8 ink supply chambers, 9 ink supply channels,
Reference Signs List 10 ink, 11 excimer laser device, 12 laser emitting portion, 13 excimer laser, 14 head plate material, 15 mask mechanism, 16 mask member, 17 processing table device, 18 processing table, 20 head device, 21 ink, 22 diluent, 23 diluted ink solution, 24, 25
Piezo element, 26 head plate, 27 ink nozzle hole, 28 diluent nozzle hole 22, 29 ink pressure chamber, 30 ink flow path, 31 ink supply chamber, 32 ink supply flow path, 33 diluent pressure chamber, 34 diluent flow Channel, 35 diluent supply chamber, 36 diluent supply flow path, 37
Diaphragm

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加工台装置の加工台上に位置決め載置さ
れたヘッド部材に対して、所定形状のマスクを介してレ
ーザ装置から出射されたレーザを照射することによっ
て、上記ヘッド部材に止まり穴構造のインク供給部と連
通されたインク圧力室やノズル孔が連通するインク流路
等を形成してなり、 上記レーザ装置のレーザ出射部と加工台の少なくともい
ずれか一方が、中心軸を固定した同一面内の振動動作を
行っている状態で上記インク圧力室やインク流路等を形
成することを特徴とするインクジェットプリンタ用ヘッ
ド装置の製造方法。
1. A laser beam emitted from a laser device through a mask having a predetermined shape is applied to a head member positioned and mounted on a processing table of a processing table apparatus, whereby a blind hole is formed in the head member. The ink pressure chamber and the ink flow path and the like which are communicated with the nozzle holes are formed so as to communicate with the ink supply unit having the structure. At least one of the laser emitting unit and the processing table of the laser device has a fixed central axis. A method of manufacturing a head device for an ink jet printer, wherein the ink pressure chamber, the ink flow path, and the like are formed in a state where an in-plane vibration operation is performed.
【請求項2】 上記レーザ装置は、エキシマレーザ装置
であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェッ
トプリンタ用ヘッド装置の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the laser device is an excimer laser device.
【請求項3】 上記インク圧力室やインク流路等は、上
記ヘッド部材の一方の主面に開口するとともに底部に他
方の主面に貫通する小径のインクノズル孔が形成されか
つインク供給部と連通されたやや大径のインク流路及び
/又は、上記ヘッド部材の一方の主面に開口するととも
に振動板によって閉塞されかつ上記インク流路にインク
を供給するインク圧力室であることを特徴とする請求項
1に記載のインクジェットプリンタ用ヘッド装置の製造
方法。
3. The ink pressure chamber, the ink flow path, and the like, have a small-diameter ink nozzle hole that is open at one main surface of the head member and penetrates the other main surface at the bottom, and is provided with an ink supply unit. An ink pressure chamber which is communicated with a somewhat large-diameter ink flow path and / or which is opened on one main surface of the head member and is closed by a diaphragm and supplies ink to the ink flow path. The method for manufacturing a head device for an ink jet printer according to claim 1.
【請求項4】 上記インク圧力室やインク流路等は、 上記ヘッド部材の一方の主面に開口するとともに底部に
他方の主面に貫通する小径の吐出媒体ノズル孔が形成さ
れかつ吐出媒体供給部と連通されたやや大径の吐出媒体
流路及び/又は、上記ヘッド部材の一方の主面に開口す
るとともに振動板によって閉塞されかつ上記吐出媒体流
路に吐出媒体を供給する吐出媒体圧力室及び/又は、 上記ヘッド部材の一方の主面に開口するとともに底部に
他方の主面に上記吐出媒体ノズルに近接して貫通する小
径の定量媒体ノズル孔が形成されかつ定量媒体供給部と
連通されたやや大径の定量媒体流路及び/又は、上記ヘ
ッド部材の一方の主面に開口するとともに振動板によっ
て閉塞されかつ上記定量媒体流路に定量媒体を供給する
定量媒体圧力室であり、 上記定量媒体ノズルから吐出媒体ノズル側に定量媒体を
しみ出させた状態で上記吐出媒体ノズルから吐出媒体を
吐出させることによって希釈混合媒体が飛翔されること
を特徴とする請求項1に記載のインクジェットプリンタ
用ヘッド装置の製造方法。
4. The ink pressure chamber, the ink flow path, etc., have a small diameter discharge medium nozzle hole which is opened at one main surface of the head member and penetrates the other main surface at the bottom portion. And a discharge medium pressure chamber that opens to one main surface of the head member and is closed by a diaphragm and supplies a discharge medium to the discharge medium flow path. And / or a small-diameter fixed-medium nozzle hole that is open on one main surface of the head member and penetrates the bottom surface on the other main surface in close proximity to the discharge medium nozzle and communicates with the fixed-medium supply unit. A quantitation medium flow chamber having a slightly larger diameter and / or a quantitation medium pressure chamber that is open on one main surface of the head member and is closed by a diaphragm and supplies a quantitation medium to the quantitation medium flow path; 2. The ink jet printer according to claim 1, wherein the mixed medium is caused to fly by discharging the discharge medium from the discharge medium nozzle in a state where the fixed medium is exuded from the fixed medium nozzle to the discharge medium nozzle side. A method for manufacturing a printer head device.
【請求項5】 上記定量媒体はインク又は希釈液である
とともに上記吐出媒体は希釈液又はインクであることを
特徴とする請求項4に記載のインクジェットプリンタ用
ヘッド装置の製造方法。
5. The method according to claim 4, wherein the quantifying medium is an ink or a diluting liquid, and the ejection medium is a diluting liquid or an ink.
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Cited By (2)

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JP2002144547A (en) * 2000-11-14 2002-05-21 Konica Corp Ink jet head and its nozzle hole forming method
JP4736174B2 (en) * 2000-11-14 2011-07-27 コニカミノルタホールディングス株式会社 Method for forming nozzle hole of inkjet head

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