JPH0242355B2 - - Google Patents
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- JPH0242355B2 JPH0242355B2 JP59092249A JP9224984A JPH0242355B2 JP H0242355 B2 JPH0242355 B2 JP H0242355B2 JP 59092249 A JP59092249 A JP 59092249A JP 9224984 A JP9224984 A JP 9224984A JP H0242355 B2 JPH0242355 B2 JP H0242355B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- ring
- liquid
- nozzle
- shaped convex
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1631—Manufacturing processes photolithography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1606—Coating the nozzle area or the ink chamber
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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- B41J2/1626—Manufacturing processes etching
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、微小開口よりインク液を噴射させ、
被記録物に文字、図形、画像等を記録するインク
ジエツトヘツドのノズル製造方法に関するもので
ある。
被記録物に文字、図形、画像等を記録するインク
ジエツトヘツドのノズル製造方法に関するもので
ある。
従来例の構成とその問題点
近年、カラープリンタやコンピユータの端末機
器として、インクジエツト記録装置が利用される
ようになつてきた。
器として、インクジエツト記録装置が利用される
ようになつてきた。
第1図は、特開昭57−131569号公報に示された
インクノズルの断面図を示す。1はインクノズル
板、2はノズル端部、3はインク吐出口である。
第1図のように、ノズル端部2にリング状の凸状
部が設けられた構成であると、ノズル端部2が一
定形状であり、鋭利な端縁を有するため、インク
液滴を噴射させた後のノズル端部2へのぬれによ
るインク液の残存は少なくなり、表面張力により
引き合う力の側方指向力は極く僅かとなり、また
すべての側方指向力は等しくなるため、インク液
滴がインク吐出口3の軸線方向に噴射されるとい
う効果があることが知られている。
インクノズルの断面図を示す。1はインクノズル
板、2はノズル端部、3はインク吐出口である。
第1図のように、ノズル端部2にリング状の凸状
部が設けられた構成であると、ノズル端部2が一
定形状であり、鋭利な端縁を有するため、インク
液滴を噴射させた後のノズル端部2へのぬれによ
るインク液の残存は少なくなり、表面張力により
引き合う力の側方指向力は極く僅かとなり、また
すべての側方指向力は等しくなるため、インク液
滴がインク吐出口3の軸線方向に噴射されるとい
う効果があることが知られている。
この構成のインクノズルがどのようにして製造
されるかは前記公報には示されておらず不明であ
るが、感光性樹脂を使用して第1図と同様の構造
のものを使う製造方法として第2図に示す方法が
知られている。
されるかは前記公報には示されておらず不明であ
るが、感光性樹脂を使用して第1図と同様の構造
のものを使う製造方法として第2図に示す方法が
知られている。
第2図のaは、感光性樹脂16の上に露光マス
ク17を重ねて露光しているところである。イン
ク吐出口20に相当するマスクパターン18とそ
の周辺に網目状マスクパターン19があり、パタ
ーン18の部分は光を透過しないので、パターン
18で覆われている領域の感光性樹脂16は露光
されない。また網目状パターン19によつて覆わ
れている領域の感光性樹脂16は完全にはマスク
されていないので若干露光された状態になる。ま
た、パターン18の周縁は、環状に露光される。
露光された部分の感光性樹脂16は重合反応を起
して硬化し、溶剤不溶性になる。
ク17を重ねて露光しているところである。イン
ク吐出口20に相当するマスクパターン18とそ
の周辺に網目状マスクパターン19があり、パタ
ーン18の部分は光を透過しないので、パターン
18で覆われている領域の感光性樹脂16は露光
されない。また網目状パターン19によつて覆わ
れている領域の感光性樹脂16は完全にはマスク
されていないので若干露光された状態になる。ま
た、パターン18の周縁は、環状に露光される。
露光された部分の感光性樹脂16は重合反応を起
して硬化し、溶剤不溶性になる。
第2図aの状態で露光後溶剤で現像処理する
と、マスク18で覆われていた部分は溶剤で溶解
され、第2図bに示すようにインク吐出口20が
穿孔される。網目状マスクパターン19で覆われ
ている部分は溶剤に対する溶解度が低下し、第2
図bに示すようにインク吐出口20を穿孔するに
要する時間での現像処理では感光性樹脂16の板
厚の途中までの溶解がなされる。一方マスク18
の周辺のリング状部は露光が十分に行なわれ、そ
の部分は溶剤に不溶であるため第2図bに示すよ
うにインク吐出口20の周辺に凸状部が形成され
ることになる。最後にインク吐出口20の凸状部
が形成された面の反対側の面からインク吐出口2
0の形状を円錐形に切削することにより第1図の
ような構成のヘツドノズルが感光性樹脂を使うこ
とにより得られる。現像処理が完了後加熱または
紫外線照射により感光性樹脂は硬化される。
と、マスク18で覆われていた部分は溶剤で溶解
され、第2図bに示すようにインク吐出口20が
穿孔される。網目状マスクパターン19で覆われ
ている部分は溶剤に対する溶解度が低下し、第2
図bに示すようにインク吐出口20を穿孔するに
要する時間での現像処理では感光性樹脂16の板
厚の途中までの溶解がなされる。一方マスク18
の周辺のリング状部は露光が十分に行なわれ、そ
の部分は溶剤に不溶であるため第2図bに示すよ
うにインク吐出口20の周辺に凸状部が形成され
ることになる。最後にインク吐出口20の凸状部
が形成された面の反対側の面からインク吐出口2
0の形状を円錐形に切削することにより第1図の
ような構成のヘツドノズルが感光性樹脂を使うこ
とにより得られる。現像処理が完了後加熱または
紫外線照射により感光性樹脂は硬化される。
ところが、以上の方法ではインク吐出口20の
直径D2や、凸状部の端面の直径D3等の寸法精度
は良いのであるが、インク吐出口20の形状は、
テーパ状となり、座グリが入つた形状にはできな
いので、インク吐出口20の管内抵抗を小さくす
ることが難かしい。そのために噴射エネルギーが
大きくなり問題となつていた。また感光性樹脂1
6は、有機物質であるために、インク特に油性イ
ンクで膨潤したり、剛性がないために第4図bの
ΔBの寸法が20μmであるような微細な形状であ
ると変形してしまう問題があつた。
直径D2や、凸状部の端面の直径D3等の寸法精度
は良いのであるが、インク吐出口20の形状は、
テーパ状となり、座グリが入つた形状にはできな
いので、インク吐出口20の管内抵抗を小さくす
ることが難かしい。そのために噴射エネルギーが
大きくなり問題となつていた。また感光性樹脂1
6は、有機物質であるために、インク特に油性イ
ンクで膨潤したり、剛性がないために第4図bの
ΔBの寸法が20μmであるような微細な形状であ
ると変形してしまう問題があつた。
第3図は絶縁基板上に金属層を形成した2層構
造のノズル板を使用してリング状の凸状部が設け
られたインクノズルを形成する製造工程を示すも
ので、本出願人が先に出願した方法を示す。第3
図aは絶縁基板12の片面に銅層13が接着され
ている2層構造のノズル板である。第3図のb
は、第3図aのノズル板にレジストでマスキング
した後、銅層13部を化学エツチングして凸状部
が形成されたところである。第3図のcは、銅層
13による凸状部にマイクロドリル加工により、
インク吐出口14が穿孔されたところである。
造のノズル板を使用してリング状の凸状部が設け
られたインクノズルを形成する製造工程を示すも
ので、本出願人が先に出願した方法を示す。第3
図aは絶縁基板12の片面に銅層13が接着され
ている2層構造のノズル板である。第3図のb
は、第3図aのノズル板にレジストでマスキング
した後、銅層13部を化学エツチングして凸状部
が形成されたところである。第3図のcは、銅層
13による凸状部にマイクロドリル加工により、
インク吐出口14が穿孔されたところである。
この方法は1つのノズルを形成するにはよいの
であるが、2個以上のノズルを並べたマルチノズ
ルを作成する場合には種々の問題がある。すなわ
ち、化学エツチングで加工するとサイドエツチン
グが大きいために、凸状部の端面の直径寸法D1
にバラツキが生じたり、また端面の形状が真円と
ならずバラツキを生じる。さらに、マイクロドリ
ルで加工するとインク吐出口14が凸状部の端面
に対して偏心ΔAを生じたり、バリ15を生じ
る。したがつて第3図のような製造方法である
と、各ノズル相互間の寸法精度を良くすることが
困難であり、そのために2個以上並べたマルチノ
ズルの場合、各々のノズルの記録特性が揃わず問
題となつていた。
であるが、2個以上のノズルを並べたマルチノズ
ルを作成する場合には種々の問題がある。すなわ
ち、化学エツチングで加工するとサイドエツチン
グが大きいために、凸状部の端面の直径寸法D1
にバラツキが生じたり、また端面の形状が真円と
ならずバラツキを生じる。さらに、マイクロドリ
ルで加工するとインク吐出口14が凸状部の端面
に対して偏心ΔAを生じたり、バリ15を生じ
る。したがつて第3図のような製造方法である
と、各ノズル相互間の寸法精度を良くすることが
困難であり、そのために2個以上並べたマルチノ
ズルの場合、各々のノズルの記録特性が揃わず問
題となつていた。
発明の目的
本発明は、以上のような欠点を解消するもの
で、剛性があり、比抵抗が強く、耐インク性にす
ぐれ、かつ寸法精度が良く、容易に加工すること
ができるインクジエツト記録ヘツドのノズル製造
方法を提供することを目的としている。
で、剛性があり、比抵抗が強く、耐インク性にす
ぐれ、かつ寸法精度が良く、容易に加工すること
ができるインクジエツト記録ヘツドのノズル製造
方法を提供することを目的としている。
発明の構成
上記目的を達成するため本発明は、感光性ガラ
ス板にノズル孔を形成すべき位置の周囲部のリン
グ状のパターンを除いて露光する第1の工程と、
前記露光された感光性ガラス板を熱処理現像する
第2の工程と、前記感光性ガラス板の両面をハー
フエツチングしてリング状の凸状部を両面に形成
する第3の工程と、前記ハーフエツチングされた
片面を耐エツチング液性材料でマスキングする第
4の工程と、第4の工程でマスキングされた面と
は反対側の面の前記リング状の凸状部を障壁とし
て利用し、前記リング状の凸状部の中に液体状の
耐エツチング液性材料を入れることなく、前記リ
ング状の凸状部の周りに前記液体状の耐エツチン
グ液性材料をぬれ広がらせてマスキングする第5
の工程と、第5の工程でマスキングされた前記液
体状の耐エツチング液性材料を固体状へと変化さ
せる第6の工程と、第5の工程でマスキングした
方向から前記リング状の凸状部の中をエツチング
して前記感光性ガラス板に貫通孔を形成する第7
の工程によりインクジエツト記録ヘツドのノズル
を製造するものである。
ス板にノズル孔を形成すべき位置の周囲部のリン
グ状のパターンを除いて露光する第1の工程と、
前記露光された感光性ガラス板を熱処理現像する
第2の工程と、前記感光性ガラス板の両面をハー
フエツチングしてリング状の凸状部を両面に形成
する第3の工程と、前記ハーフエツチングされた
片面を耐エツチング液性材料でマスキングする第
4の工程と、第4の工程でマスキングされた面と
は反対側の面の前記リング状の凸状部を障壁とし
て利用し、前記リング状の凸状部の中に液体状の
耐エツチング液性材料を入れることなく、前記リ
ング状の凸状部の周りに前記液体状の耐エツチン
グ液性材料をぬれ広がらせてマスキングする第5
の工程と、第5の工程でマスキングされた前記液
体状の耐エツチング液性材料を固体状へと変化さ
せる第6の工程と、第5の工程でマスキングした
方向から前記リング状の凸状部の中をエツチング
して前記感光性ガラス板に貫通孔を形成する第7
の工程によりインクジエツト記録ヘツドのノズル
を製造するものである。
実施例の説明
以下本発明の実施例について図面とともに詳細
に説明する。
に説明する。
まず、本発明により製造されるインクノズル板
を使用して好適なインクジエツト記録装置の一例
を第4図に示す。第4図において、絶縁性のノズ
ル板4には空気吐出口5が穿孔されており、この
ノズル板4と平行してノズル板6が配置され、か
つノズル板6には空気吐出口5に対向してインク
吐出口7が穿孔されている。インク吐出口7には
空気吐出口5方向に延びる凸状部が設けられてい
る。ノズル板4とノズル板6により形成される空
気層8には周辺から空気流が送られ、空気吐出口
5より流出させて空気流の曲りによる急激な圧力
勾配の変化を形成させる。信号源9はノズル板4
の表面でかつ空気吐出口5の周辺に設けられた電
極10とインク吐出口7内のインクとの間に電位
差が生じるように、電極10およびインク吐出口
7に連通した導電性のインク供給管11に電気的
に接続されている。インク液滴は、空気流と静電
力とにより噴射される。第4図のように、インク
吐出口7に空気吐出口5方向に延びる凸状部が設
けられた構成であると、空気流は、突出したイン
ク吐出口7の影響でより急激に曲げられ、インク
吐出口7の近傍には空気流の死水域が発生し、こ
の死水域では空気流の圧力勾配がほとんどなく、
したがつてインク吐出口7でインクメカニカスが
若干変動してもインクが噴出することがなく、イ
ンクのメカニカスの安定感が高まる。
を使用して好適なインクジエツト記録装置の一例
を第4図に示す。第4図において、絶縁性のノズ
ル板4には空気吐出口5が穿孔されており、この
ノズル板4と平行してノズル板6が配置され、か
つノズル板6には空気吐出口5に対向してインク
吐出口7が穿孔されている。インク吐出口7には
空気吐出口5方向に延びる凸状部が設けられてい
る。ノズル板4とノズル板6により形成される空
気層8には周辺から空気流が送られ、空気吐出口
5より流出させて空気流の曲りによる急激な圧力
勾配の変化を形成させる。信号源9はノズル板4
の表面でかつ空気吐出口5の周辺に設けられた電
極10とインク吐出口7内のインクとの間に電位
差が生じるように、電極10およびインク吐出口
7に連通した導電性のインク供給管11に電気的
に接続されている。インク液滴は、空気流と静電
力とにより噴射される。第4図のように、インク
吐出口7に空気吐出口5方向に延びる凸状部が設
けられた構成であると、空気流は、突出したイン
ク吐出口7の影響でより急激に曲げられ、インク
吐出口7の近傍には空気流の死水域が発生し、こ
の死水域では空気流の圧力勾配がほとんどなく、
したがつてインク吐出口7でインクメカニカスが
若干変動してもインクが噴出することがなく、イ
ンクのメカニカスの安定感が高まる。
第5図は第4図に示したノズル板6にインク吐
出口7を形成したインクノズルの製造工程を示
す。第5図aにおいて、21は感光性ガラスでた
とえばCeO2およびAg2Oを含むSiO2−Al2O3−
Li2O系ガラスであり、その上に露光マスク22
を配置して、波長280〜350nmの紫外光をあてて
露光を行なう。露光マスク22において、リング
状の部分22aは光を遮断し、22bの部分は光
を透過する。第5図bは第5図aの光の照射後の
様子を示し光があたつた部分21bは Ce3++Ag++紫外光→Ce4++Ag0 なる反応がおこり、これに第1次熱処理を施し、
Agの金属コロイドを発生させ、さらに第2次熱
処理により、この金属コロイドが核になつて
Li2O−SiO2結晶が発生する。このような熱処理
現像により得られるLi2O−SiO2結晶はきわめて
酸に溶解しやすい。したがつて光が当つた部分2
1bは、弗酸水溶液によつて容易にエツチングす
ることができる。光があたらなかつた21aの部
分は結晶化していない部分で弗酸水溶液には腐食
されにくい。次に第5図cにおいて、感光性ガラ
ス21の両面を弗酸水溶液により所定の深さにハ
ーフエツチングする。例えば、結晶化している部
分21bを30μmの深さにハーフエツチングする
には、弗酸濃度5%の弗酸水溶液、液温20℃、浸
漬エツチングにより約5分でできる。感光性ガラ
ス21の結晶化している部分21bと結晶化して
いない部分21aのエツチング速度の比は約30:
1と差があるので、結晶化している部分21bの
方が速くエツチングされるため、図の中で23と
24で示した部分が速くエツチングされて、両面
にほぼ同じリング状の凸状部25と26が形成さ
れる。結晶化していない部分21aも少しエツチ
ングされるため、リング状の凸状部25と26は
テーパ状となる。次に第5図dに示すように感光
性ガラス21の片面全体を、耐エツチング液性材
料たとえば耐弗酸性材料としてパラフイン系のエ
レクトロンワツクス(宗電子工業(株)製)28でマ
スキングする。エレクトロンワツクス28は、温
度の高低により液相と固相の生じるパラフイン系
の接着剤で約48℃以上の温度では液状となるた
め、感光性ガラス21を例えば58℃に上げて、エ
レクトロンワツクス28を塗つてマスキングし、
取り扱いを良くするためにガラス基板29を、エ
レクトロンワツクス28に貼りつける。そして、
エレクトロンワツクス28でマスキングした面と
反対の面を、前記と同材料のエレクトロンワツク
ス27でマスキングする。感光性ガラス21を例
えば58℃に上げて、エレクトロンワツクス27の
塗る量を塗る面積に合わせ適量とし、所定の時間
保持すれば、リング状の凸状部26の近傍に塗ら
れたエレクトロンワツクス27は、除々にぬれて
広がり、リング状の凸状部26の中にエレクトロ
ンワツクス27が入ることなくマスキングするこ
とができる。ここでは、エレクトロンワツクス2
7の膜厚を5μm以上としている。弗酸濃度5%
の弗酸水溶液、液温20℃、浸漬エツチングにより
約5分エツチングを行なつた場合、結晶化してい
る部分21bのハーフエツチングされた表面24
aは、中心線平均粗さが0.1μmであり、結晶化し
ていない部分21aのハーフエツチングされたリ
ング状の凸状部26の端面26aと側面26b
は、中心線平均粗さが0.01μmと0.05μmで、端面
26aは、他の表面に比べ表面粗さが小さいため
に、エレクトロンワツクス27のぬれ性が悪い。
したがつて端面26aのぬれ性が悪いために、リ
ング状の凸状部26の周縁26cでエレクトロン
ワツクス27をくいとめることが可能である。ま
た、リング状の凸状部26は、凸状に高くなつて
いるためにエレクトロンワツクス27を溜めるこ
とができるので、エレクトロンワツクス27を厚
く塗ることができる。これらの理由により、リン
グ状の凸状部26は、エレクトロンワツクス27
のぬれの速さを遅らせてくいとめる障壁の働きが
あるが、寸法が小さすぎるとエレクトロンワツク
ス27がリング状の凸状部26の中に入るのを、
くいとめることが難かしくなるので適当な大きさ
に設定する必要がある。ここでは、図の中でΔC
=30μm、ΔD=20μmとしている。次にエレクト
ロンワツクス27の温度を低くして液体状から固
体状へと変化させる。更に第5図eにおいて、エ
レクトロンワツクス27でマスキングした方か
ら、感光性ガラス21の2度目のエツチングをリ
ング状の凸状部26の中から、反対側のリング状
の凸状部25の中に穴が貫通するまで行なう。エ
レクトロンワツクス27は、約34℃の温度で軟化
しはじめるので、34℃より低い温度の弗酸水溶液
でエツチングした方が良く、また機械的強度が小
さいので、エツチング方法を浸漬方法とすると良
い。例えば、2度目のエツチング深さが170μm、
穴径が約50μmのときには、弗酸濃度5%の弗酸
水溶液、液温20℃、浸漬方法により35分ででき
る。エツチング部30は貫通した部分で、感光性
ガラス21の結晶化している部分21bが多くエ
ツチングされ、かつ結晶化していない部分21a
も少しエツチングされてテーパ状となる。エツチ
ング部31は、弗酸水溶液によるエレクトロンワ
ツクス27の僅かの溶け出しや、結晶化していな
い部分21aのエツチングのために生じたサイド
エツチング部であり、結晶化している部分21b
も少しサイドエツチングされている。次に第5図
fに示すように前記のエツチング後、水洗いをし
てからトリクロルエチレンの超音波洗浄により、
エレクトロンワツクス27と28を剥離し、同時
にガラス基板29も除去して、図のようなリング
状の凸状部25を有するノズルを形成できた。な
おリング状の凸状部25の反対面が凹凸であるた
めに不都合が生じる場合には、第5図gのように
研磨をして図のように平らにするとよい。また感
光性ガラス21の剛性、耐酸性、耐熱性等をさら
に良くしたい場合には、全体に再び紫外線をあて
て、第3次熱処理を施すことによりLi2O・2SiO2
結晶を発生させるとよい。
出口7を形成したインクノズルの製造工程を示
す。第5図aにおいて、21は感光性ガラスでた
とえばCeO2およびAg2Oを含むSiO2−Al2O3−
Li2O系ガラスであり、その上に露光マスク22
を配置して、波長280〜350nmの紫外光をあてて
露光を行なう。露光マスク22において、リング
状の部分22aは光を遮断し、22bの部分は光
を透過する。第5図bは第5図aの光の照射後の
様子を示し光があたつた部分21bは Ce3++Ag++紫外光→Ce4++Ag0 なる反応がおこり、これに第1次熱処理を施し、
Agの金属コロイドを発生させ、さらに第2次熱
処理により、この金属コロイドが核になつて
Li2O−SiO2結晶が発生する。このような熱処理
現像により得られるLi2O−SiO2結晶はきわめて
酸に溶解しやすい。したがつて光が当つた部分2
1bは、弗酸水溶液によつて容易にエツチングす
ることができる。光があたらなかつた21aの部
分は結晶化していない部分で弗酸水溶液には腐食
されにくい。次に第5図cにおいて、感光性ガラ
ス21の両面を弗酸水溶液により所定の深さにハ
ーフエツチングする。例えば、結晶化している部
分21bを30μmの深さにハーフエツチングする
には、弗酸濃度5%の弗酸水溶液、液温20℃、浸
漬エツチングにより約5分でできる。感光性ガラ
ス21の結晶化している部分21bと結晶化して
いない部分21aのエツチング速度の比は約30:
1と差があるので、結晶化している部分21bの
方が速くエツチングされるため、図の中で23と
24で示した部分が速くエツチングされて、両面
にほぼ同じリング状の凸状部25と26が形成さ
れる。結晶化していない部分21aも少しエツチ
ングされるため、リング状の凸状部25と26は
テーパ状となる。次に第5図dに示すように感光
性ガラス21の片面全体を、耐エツチング液性材
料たとえば耐弗酸性材料としてパラフイン系のエ
レクトロンワツクス(宗電子工業(株)製)28でマ
スキングする。エレクトロンワツクス28は、温
度の高低により液相と固相の生じるパラフイン系
の接着剤で約48℃以上の温度では液状となるた
め、感光性ガラス21を例えば58℃に上げて、エ
レクトロンワツクス28を塗つてマスキングし、
取り扱いを良くするためにガラス基板29を、エ
レクトロンワツクス28に貼りつける。そして、
エレクトロンワツクス28でマスキングした面と
反対の面を、前記と同材料のエレクトロンワツク
ス27でマスキングする。感光性ガラス21を例
えば58℃に上げて、エレクトロンワツクス27の
塗る量を塗る面積に合わせ適量とし、所定の時間
保持すれば、リング状の凸状部26の近傍に塗ら
れたエレクトロンワツクス27は、除々にぬれて
広がり、リング状の凸状部26の中にエレクトロ
ンワツクス27が入ることなくマスキングするこ
とができる。ここでは、エレクトロンワツクス2
7の膜厚を5μm以上としている。弗酸濃度5%
の弗酸水溶液、液温20℃、浸漬エツチングにより
約5分エツチングを行なつた場合、結晶化してい
る部分21bのハーフエツチングされた表面24
aは、中心線平均粗さが0.1μmであり、結晶化し
ていない部分21aのハーフエツチングされたリ
ング状の凸状部26の端面26aと側面26b
は、中心線平均粗さが0.01μmと0.05μmで、端面
26aは、他の表面に比べ表面粗さが小さいため
に、エレクトロンワツクス27のぬれ性が悪い。
したがつて端面26aのぬれ性が悪いために、リ
ング状の凸状部26の周縁26cでエレクトロン
ワツクス27をくいとめることが可能である。ま
た、リング状の凸状部26は、凸状に高くなつて
いるためにエレクトロンワツクス27を溜めるこ
とができるので、エレクトロンワツクス27を厚
く塗ることができる。これらの理由により、リン
グ状の凸状部26は、エレクトロンワツクス27
のぬれの速さを遅らせてくいとめる障壁の働きが
あるが、寸法が小さすぎるとエレクトロンワツク
ス27がリング状の凸状部26の中に入るのを、
くいとめることが難かしくなるので適当な大きさ
に設定する必要がある。ここでは、図の中でΔC
=30μm、ΔD=20μmとしている。次にエレクト
ロンワツクス27の温度を低くして液体状から固
体状へと変化させる。更に第5図eにおいて、エ
レクトロンワツクス27でマスキングした方か
ら、感光性ガラス21の2度目のエツチングをリ
ング状の凸状部26の中から、反対側のリング状
の凸状部25の中に穴が貫通するまで行なう。エ
レクトロンワツクス27は、約34℃の温度で軟化
しはじめるので、34℃より低い温度の弗酸水溶液
でエツチングした方が良く、また機械的強度が小
さいので、エツチング方法を浸漬方法とすると良
い。例えば、2度目のエツチング深さが170μm、
穴径が約50μmのときには、弗酸濃度5%の弗酸
水溶液、液温20℃、浸漬方法により35分ででき
る。エツチング部30は貫通した部分で、感光性
ガラス21の結晶化している部分21bが多くエ
ツチングされ、かつ結晶化していない部分21a
も少しエツチングされてテーパ状となる。エツチ
ング部31は、弗酸水溶液によるエレクトロンワ
ツクス27の僅かの溶け出しや、結晶化していな
い部分21aのエツチングのために生じたサイド
エツチング部であり、結晶化している部分21b
も少しサイドエツチングされている。次に第5図
fに示すように前記のエツチング後、水洗いをし
てからトリクロルエチレンの超音波洗浄により、
エレクトロンワツクス27と28を剥離し、同時
にガラス基板29も除去して、図のようなリング
状の凸状部25を有するノズルを形成できた。な
おリング状の凸状部25の反対面が凹凸であるた
めに不都合が生じる場合には、第5図gのように
研磨をして図のように平らにするとよい。また感
光性ガラス21の剛性、耐酸性、耐熱性等をさら
に良くしたい場合には、全体に再び紫外線をあて
て、第3次熱処理を施すことによりLi2O・2SiO2
結晶を発生させるとよい。
第6図は、前記の製造方法により形成したノズ
ルの断面図である。インク吐出口は、エツチング
部23aとエツチング部30aとから成つてい
る。1度目のエツチングで、リング状の凸状部2
5aとインク吐出口のエツチング部23aがΔE
の深さに、2度目のエツチングで、インク吐出口
のエツチング部30aがΔFの深さに形成されて
いる。2度目のエツチングでは、エツチング部2
3aの中にエレクトロンワツクスを入れてマスキ
ングしてからエツチングを行ない、貫通した時点
から少しオーバエツチングさせて、エツチング部
30aの穴径を大きくし、図のように座グリがつ
いたインク吐出口を形成することができるので、
本実施例によれば、管内抵抗の小さいインク吐出
口を形成することができる。本実施例によれば、
エツチングを2回することによりノズルを形成す
るが、1度目のエツチング時間が短かくてサイド
エツチングが少ないため、寸法精度を出しやす
く、また1度目のエツチング後マスキングを行な
い、1度目のエツチング面を保護してから2度目
のエツチングを行なつているので、特に重要な寸
法であるインク吐出口の直径D4とD5およびリン
グ状の凸状部25aの周縁26cの直径D6のバ
ラツキの寸法精度を、±2μmにおさえることがで
きる。これはノズルが複数個並んだマルチノズル
構造でも同様である。本発明の具体的な寸法は、
D4=45μm、D5=50μm、D6=90μm、ΔE=30μ
m、ΔF=170μmである。本実施例によれば、リ
ング状の凸状部を利用することにより、弗酸濃度
5%の弗酸水溶液、液温25℃、浸漬方法による30
分以上のエツチングにも耐えられるように、耐弗
酸性材料のエレクトロンワツクスを5μm以上と
厚くマスキングすることができ、さらにノズルが
4個/mmに並んでいるような、高密度なパターン
もマスキングすることができるので、高密度のノ
ズルを高精度に形成することができる。そして、
ΔGの寸法は20μmと小さいのであるが、感光性
ガラスに剛性があるので、変形しないノズルがで
きる。感光性ガラスは耐インク性にも優れており
膨潤等のおそれもなく、また比抵抗が高く絶縁物
であるので、前記説明した空気流と静電力を用い
たインクジエツト記録ヘツドにこのノズル板を用
いた場合、静電力がインクに集中するために良好
な吐出特性が得られた。そしてまた露光マスクの
リング状パターンがそのまま感光性ガラス板に露
光、現像により転写され、エツチング加工される
感光性ガラス自体にエツチングされ易い部分とさ
れ難い部分の色分けが成されるために、インク吐
出口とリング状の凸状部の周縁の同心度及びイン
ク吐出口の真直度の良いノズル板が製造できた。
ルの断面図である。インク吐出口は、エツチング
部23aとエツチング部30aとから成つてい
る。1度目のエツチングで、リング状の凸状部2
5aとインク吐出口のエツチング部23aがΔE
の深さに、2度目のエツチングで、インク吐出口
のエツチング部30aがΔFの深さに形成されて
いる。2度目のエツチングでは、エツチング部2
3aの中にエレクトロンワツクスを入れてマスキ
ングしてからエツチングを行ない、貫通した時点
から少しオーバエツチングさせて、エツチング部
30aの穴径を大きくし、図のように座グリがつ
いたインク吐出口を形成することができるので、
本実施例によれば、管内抵抗の小さいインク吐出
口を形成することができる。本実施例によれば、
エツチングを2回することによりノズルを形成す
るが、1度目のエツチング時間が短かくてサイド
エツチングが少ないため、寸法精度を出しやす
く、また1度目のエツチング後マスキングを行な
い、1度目のエツチング面を保護してから2度目
のエツチングを行なつているので、特に重要な寸
法であるインク吐出口の直径D4とD5およびリン
グ状の凸状部25aの周縁26cの直径D6のバ
ラツキの寸法精度を、±2μmにおさえることがで
きる。これはノズルが複数個並んだマルチノズル
構造でも同様である。本発明の具体的な寸法は、
D4=45μm、D5=50μm、D6=90μm、ΔE=30μ
m、ΔF=170μmである。本実施例によれば、リ
ング状の凸状部を利用することにより、弗酸濃度
5%の弗酸水溶液、液温25℃、浸漬方法による30
分以上のエツチングにも耐えられるように、耐弗
酸性材料のエレクトロンワツクスを5μm以上と
厚くマスキングすることができ、さらにノズルが
4個/mmに並んでいるような、高密度なパターン
もマスキングすることができるので、高密度のノ
ズルを高精度に形成することができる。そして、
ΔGの寸法は20μmと小さいのであるが、感光性
ガラスに剛性があるので、変形しないノズルがで
きる。感光性ガラスは耐インク性にも優れており
膨潤等のおそれもなく、また比抵抗が高く絶縁物
であるので、前記説明した空気流と静電力を用い
たインクジエツト記録ヘツドにこのノズル板を用
いた場合、静電力がインクに集中するために良好
な吐出特性が得られた。そしてまた露光マスクの
リング状パターンがそのまま感光性ガラス板に露
光、現像により転写され、エツチング加工される
感光性ガラス自体にエツチングされ易い部分とさ
れ難い部分の色分けが成されるために、インク吐
出口とリング状の凸状部の周縁の同心度及びイン
ク吐出口の真直度の良いノズル板が製造できた。
第7図は、本発明の他の実施例におけるノズル
の製造方法を説明するための断面図である。第7
図aにおいて、感光性ガラス32の両面にほぼ同
じリング状の凸状部34と37が、第5図の実施
例の工程a〜cと同じ工程により形成される。3
2aは結晶化していない部分で、32bは結晶化
している部分である。感光性ガラス32の片面を
耐エツチング液性材料たとえば耐弗酸性材料のエ
ピコート(シエル、ケミカル社製のエポキシ樹脂
の接着剤)33でマスキングする。ここでは、常
温で液状の主剤がエピコート828、硬化剤として
エピキユアZを用いている。感光性ガラス32を
例えば40℃に上げて、エピコート33の塗る量を
塗る面積に合わせ適量とし、所定の時間保持すれ
ば、第5図の実施例と同じ理由により、リング状
の凸状部34の中にエピコート33が入ることな
くマスキングすることができる。ここでは、エピ
コート33の膜厚を5μm以上としている。次に、
エピコート33を常温で50時間仮硬化させた後、
70℃の温度で60分本硬化させる。この仮硬化を除
くと、温度を上げた時にリング状の凸状部34の
中に、エピコート33が粘度が低くなつて入つて
しまうので注意を要する。そして、感光性ガラス
32を58℃の温度に上げて、エピコート33でマ
スキングした反対の面全体を、耐エツチング液性
材料のエレクトロンワツクス35でマスキング
し、その後取り扱いを良くするためにエレクトロ
ンワツクス35に、ガラス基板36を貼りつけ
る。次に第7図bにおいて、エピコート33でマ
スキングした方から、感光性ガラス32の2度目
のエツチングをリング状の凸状部34の中から、
反対側のリング状の凸状部37の中に穴が貫通す
るまで行なう。エツチング部38は、貫通した部
分である。エツチング部39は、結晶化していな
い部分32aのエツチングのために生じたサイド
エツチング部であり、結晶化している部分32b
も少しエツチングされている。次に第7図cにお
いて、前記の弗酸水溶液によるエツチング後、水
洗いをしてからトリクロルエチレンの超音波洗浄
によりエレクトロンワツクス35を剥離し、同時
にガラス基板36も除去する。その後、酸素のプ
ラズマ灰化によりエピコート33を剥離して、図
のようなリング状の凸状部37を有するノズルを
形成できた。第7図dは感光性ガラス32の他方
の面を研磨して平らにした状態を示す。また感光
性ガラス32に紫外線をあてて、第3次熱処理を
施している。
の製造方法を説明するための断面図である。第7
図aにおいて、感光性ガラス32の両面にほぼ同
じリング状の凸状部34と37が、第5図の実施
例の工程a〜cと同じ工程により形成される。3
2aは結晶化していない部分で、32bは結晶化
している部分である。感光性ガラス32の片面を
耐エツチング液性材料たとえば耐弗酸性材料のエ
ピコート(シエル、ケミカル社製のエポキシ樹脂
の接着剤)33でマスキングする。ここでは、常
温で液状の主剤がエピコート828、硬化剤として
エピキユアZを用いている。感光性ガラス32を
例えば40℃に上げて、エピコート33の塗る量を
塗る面積に合わせ適量とし、所定の時間保持すれ
ば、第5図の実施例と同じ理由により、リング状
の凸状部34の中にエピコート33が入ることな
くマスキングすることができる。ここでは、エピ
コート33の膜厚を5μm以上としている。次に、
エピコート33を常温で50時間仮硬化させた後、
70℃の温度で60分本硬化させる。この仮硬化を除
くと、温度を上げた時にリング状の凸状部34の
中に、エピコート33が粘度が低くなつて入つて
しまうので注意を要する。そして、感光性ガラス
32を58℃の温度に上げて、エピコート33でマ
スキングした反対の面全体を、耐エツチング液性
材料のエレクトロンワツクス35でマスキング
し、その後取り扱いを良くするためにエレクトロ
ンワツクス35に、ガラス基板36を貼りつけ
る。次に第7図bにおいて、エピコート33でマ
スキングした方から、感光性ガラス32の2度目
のエツチングをリング状の凸状部34の中から、
反対側のリング状の凸状部37の中に穴が貫通す
るまで行なう。エツチング部38は、貫通した部
分である。エツチング部39は、結晶化していな
い部分32aのエツチングのために生じたサイド
エツチング部であり、結晶化している部分32b
も少しエツチングされている。次に第7図cにお
いて、前記の弗酸水溶液によるエツチング後、水
洗いをしてからトリクロルエチレンの超音波洗浄
によりエレクトロンワツクス35を剥離し、同時
にガラス基板36も除去する。その後、酸素のプ
ラズマ灰化によりエピコート33を剥離して、図
のようなリング状の凸状部37を有するノズルを
形成できた。第7図dは感光性ガラス32の他方
の面を研磨して平らにした状態を示す。また感光
性ガラス32に紫外線をあてて、第3次熱処理を
施している。
本実施例によれば、第5図の実施例のエレクト
ロンワツクスに比べ、エピコート33の感光性ガ
ラス32との接着性が良く、機械的強度が大きい
ために、エツチング部39の大きさを小さくする
ことができ、また弗酸水溶液によるエツチング方
法を、浸漬方法だけでなく吹かけ方法とすること
もできる。本実施例では、マスキングの材料に、
エピコート33とエレクトロンワツクス35を用
いたが、エレクトロンワツクス35のかわりにエ
ピコートを用いれば、エツチング時の弗酸水溶液
の温度を上げることができエツチング速度を速く
することができる。
ロンワツクスに比べ、エピコート33の感光性ガ
ラス32との接着性が良く、機械的強度が大きい
ために、エツチング部39の大きさを小さくする
ことができ、また弗酸水溶液によるエツチング方
法を、浸漬方法だけでなく吹かけ方法とすること
もできる。本実施例では、マスキングの材料に、
エピコート33とエレクトロンワツクス35を用
いたが、エレクトロンワツクス35のかわりにエ
ピコートを用いれば、エツチング時の弗酸水溶液
の温度を上げることができエツチング速度を速く
することができる。
なお、以上の説明では、マスキングの材料をエ
レクトロンワツクスおよびエピコートとした場合
について説明したが、マスキングの材料は、その
他のパラフイン、その他の接着剤あるいはレジス
トなどを使用してもよい。また、凸状部の形状は
円とは限らず、四角、三角等何れの形状でも形成
可能である。さらに感光性ガラスの両面を別々に
ハーフエツチングし、リング状の凸状部の大きさ
を、異なる大きさにしてもよい。
レクトロンワツクスおよびエピコートとした場合
について説明したが、マスキングの材料は、その
他のパラフイン、その他の接着剤あるいはレジス
トなどを使用してもよい。また、凸状部の形状は
円とは限らず、四角、三角等何れの形状でも形成
可能である。さらに感光性ガラスの両面を別々に
ハーフエツチングし、リング状の凸状部の大きさ
を、異なる大きさにしてもよい。
発明の効果
以上のように本発明は、感光性ガラス板にノズ
ル孔を形成すべき位置の周囲部のリング状のパタ
ーンを除いて露光する第1の工程と、前記露光さ
れた感光性ガラス板を熱処理現像する第2の工程
と、前記感光性ガラス板の両面をハーフエツチン
グしてリング状の凸状部を両面に形成する第3の
工程と、前記ハーフエツチングされた片面を耐エ
ツチング液性材料でマスキングする第4の工程
と、第4の工程でマスキングされた面とは反対側
の面の前記リング状の凸状部を障壁として利用
し、前記リング状の凸状部の中に液体状の耐エツ
チング液性材料を入れることなく、前記リング状
の凸状部の周りに前記液体状の耐エツチング液性
材料をぬれ広がらせてマスキングする第5の工程
と、第5の工程でマスキングされた前記液体状の
耐エツチング液性材料を固体状へと変化させる第
6の工程と、第5の工程でマスキングした方向か
ら前記リング状の凸状部の中をエツチングして前
記感光性ガラス板に貫通孔を形成する第7の工程
により、インクジエツト記録ヘツドのリング状の
凸状部を有するノズルを形成したものであり、次
のような効果が得られる。
ル孔を形成すべき位置の周囲部のリング状のパタ
ーンを除いて露光する第1の工程と、前記露光さ
れた感光性ガラス板を熱処理現像する第2の工程
と、前記感光性ガラス板の両面をハーフエツチン
グしてリング状の凸状部を両面に形成する第3の
工程と、前記ハーフエツチングされた片面を耐エ
ツチング液性材料でマスキングする第4の工程
と、第4の工程でマスキングされた面とは反対側
の面の前記リング状の凸状部を障壁として利用
し、前記リング状の凸状部の中に液体状の耐エツ
チング液性材料を入れることなく、前記リング状
の凸状部の周りに前記液体状の耐エツチング液性
材料をぬれ広がらせてマスキングする第5の工程
と、第5の工程でマスキングされた前記液体状の
耐エツチング液性材料を固体状へと変化させる第
6の工程と、第5の工程でマスキングした方向か
ら前記リング状の凸状部の中をエツチングして前
記感光性ガラス板に貫通孔を形成する第7の工程
により、インクジエツト記録ヘツドのリング状の
凸状部を有するノズルを形成したものであり、次
のような効果が得られる。
(1) ノズルの寸法精度が良くなり、インクの吐出
量、インクの吐出方向および記録特性を揃える
ことができる。
量、インクの吐出方向および記録特性を揃える
ことができる。
(2) インク吐出口は、座グリがついた形状にな
り、管内抵抗が小さくなるので、インクジエツ
トヘツドにおける駆動電圧を低くできる。
り、管内抵抗が小さくなるので、インクジエツ
トヘツドにおける駆動電圧を低くできる。
(3) 弗酸濃度5%の弗酸水溶液によるエツチング
を、25℃で30分以上行なつても耐えられるよう
に、耐弗酸性材料を5μm以上に厚くマスキン
グすることができ、ノズル孔を高精度エツチン
グ加工できる。
を、25℃で30分以上行なつても耐えられるよう
に、耐弗酸性材料を5μm以上に厚くマスキン
グすることができ、ノズル孔を高精度エツチン
グ加工できる。
(4) 高密度高精度のマルチノズルを形成すること
ができる。
ができる。
(5) 剛性があり、比抵抗が高く、耐インク性にす
ぐれた感光性ガラスを、容易に加工することが
できる。
ぐれた感光性ガラスを、容易に加工することが
できる。
第1図は従来のインクジエツト記録ヘツドのノ
ズル部の一例を示す断面図、第2図は従来のイン
クノズルの製造方法を説明するための工程図、第
3図は本出願人の先行出願に係るインクノズルの
製造方法を説明するための工程図、第4図は本発
明の適用されるインクジエツト記録装置の一例を
示す断面図、第5図は本発明によるノズル製造方
法の実施例を示す工程図、第6図は本発明により
得られたインクジエツト記録ヘツドノズルの拡大
断面図、第7図は本発明によるノズル製造方法の
他の実施例を示す工程図である。 21,32……感光性ガラス、22……露光マ
スク、23a,30a……エツチング部、25,
25a,26,34,37……凸状部、27,2
8,33,35……耐エツチング液性材料、2
9,36……ガラス基板。
ズル部の一例を示す断面図、第2図は従来のイン
クノズルの製造方法を説明するための工程図、第
3図は本出願人の先行出願に係るインクノズルの
製造方法を説明するための工程図、第4図は本発
明の適用されるインクジエツト記録装置の一例を
示す断面図、第5図は本発明によるノズル製造方
法の実施例を示す工程図、第6図は本発明により
得られたインクジエツト記録ヘツドノズルの拡大
断面図、第7図は本発明によるノズル製造方法の
他の実施例を示す工程図である。 21,32……感光性ガラス、22……露光マ
スク、23a,30a……エツチング部、25,
25a,26,34,37……凸状部、27,2
8,33,35……耐エツチング液性材料、2
9,36……ガラス基板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 感光性ガラス板にノズル孔を形成すべき位置
の周囲部のリング状のパターンを除いて露光する
第1の工程と、前記露光された感光性ガラス板を
熱処理現像する第2の工程と、前記感光性ガラス
板の両面をハーフエツチングしてリング状の凸状
部を両面に形成する第3の工程と、前記ハーフエ
ツチングされた片面を耐エツチング液性材料でマ
スキングする第4の工程と、第4の工程でマスキ
ングされた面とは反対側の面の前記リング状の凸
状部を障壁として利用し、前記リング状の凸状部
の中に液体状の耐エツチング液性材料を入れるこ
となく、前記リング状の凸状部の周りに前記液体
状の耐エツチング液性材料をぬれ広がらせてマス
キングする第5の工程と、第5の工程でマスキン
グされた前記液体状の耐エツチング液性材料を固
体状へと変化させる第6の工程と、第5の工程で
マスキングした方向から前記リング状の凸状部の
中をエツチングして前記感光性ガラス板に貫通孔
を形成する第7の工程を含むことを特徴とするイ
ンクジエツト記録ヘツドのノズル製造方法。 2 第5の工程において、耐エツチング液性材料
が温度の高低により液相と固相の相変化の生じる
パラフインであることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載のインクジエツト記録ヘツドのノズ
ル製造方法。 3 第5の工程において、耐エツチング液性材料
が化学反応により固体化する接着剤であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のインクジ
エツト記録ヘツドのノズル製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59092249A JPS60234853A (ja) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | インクジエツト記録ヘツドのノズル製造方法 |
| US06/781,058 US4728392A (en) | 1984-04-20 | 1985-09-27 | Ink jet printer and method for fabricating a nozzle member |
| US07/074,305 US4801954A (en) | 1984-04-20 | 1987-07-15 | Ink jet printer |
| US07/074,306 US4801955A (en) | 1984-04-20 | 1987-07-15 | Ink jet printer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59092249A JPS60234853A (ja) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | インクジエツト記録ヘツドのノズル製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60234853A JPS60234853A (ja) | 1985-11-21 |
| JPH0242355B2 true JPH0242355B2 (ja) | 1990-09-21 |
Family
ID=14049148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59092249A Granted JPS60234853A (ja) | 1984-04-20 | 1984-05-08 | インクジエツト記録ヘツドのノズル製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60234853A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4979975A (en) * | 1989-08-07 | 1990-12-25 | Corning Incorporated | Fast response photosensitive opal glasses |
| KR100649407B1 (ko) * | 1999-06-16 | 2006-11-24 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 잉크젯 헤드의 노즐막힘 방지장치 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5549295A (en) * | 1978-10-05 | 1980-04-09 | Toray Ind Inc | Ink roller for dry lithographic printing |
| JPS57205166A (en) * | 1981-03-19 | 1982-12-16 | Xerox Corp | Manufacture of opening board for ink jet type printer |
| JPS58112755A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-05 | Nec Corp | インクズエツト記録ヘツド用ノズルおよびその製造方法 |
-
1984
- 1984-05-08 JP JP59092249A patent/JPS60234853A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60234853A (ja) | 1985-11-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |