(57)【要約】【課題】より改善された小滴噴出装置を提供する。【解決手段】本発明の小滴噴出装置は、流体チャネル層と、レーザ切除した接着領域を有し前記流体チャネル層上に配設された金属ダイヤフラム層と、前記接着領域に装着された複数の電気構成物とを有する。上記前記金属ダイヤフラム層はステンレススチールを有すると好適である。前記レーザ切除した接着領域は、レーザ切除しパターン化した接着領域を含むと好適である。前記レーザ切除した接着領域は、レーザ切除した複数の点を含むと好適である。前記レーザ切除した接着領域は、レーザ切除し重なりあった複数の点を含むと好適である。前記レーザ切除した接着領域は、約２０％〜約６０％重なり合った、レーザ切除し重なりあった複数の点を含むと好適である。前記レーザ切除した接着領域は、レーザ切除した複数の線を含むと好適である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体チャネル層と、
レーザ切除した接着領域を有し、前記流体チャネル層上に配設された金属ダイヤフラム層と、
前記接着領域に装着された複数の電気構成物と
を有する、小滴噴射装置。
【請求項２】
前記金属ダイヤフラム層はステンレススチールを有する、請求項１に記載の小滴噴射装置。
【請求項３】
前記レーザ切除した接着領域は、レーザ切除しパターン化した接着領域を含む、請求項１に記載の小滴噴射装置。
【請求項４】
前記レーザ切除した接着領域は、レーザ切除した複数の点を含む、請求項１に記載の小滴噴射装置。
【請求項５】
前記レーザ切除した接着領域は、レーザ切除し重なりあった複数の点を含む、請求項１に記載の小滴噴射装置。
【請求項６】
前記レーザ切除した接着領域は、約２０％〜約６０％重なり合った、レーザ切除し重なりあった複数の点を含む、請求項１に記載の小滴噴射装置。
【請求項７】
前記レーザ切除した接着領域は、レーザ切除した複数の線を含む、請求項１に記載の小滴噴射装置。
【請求項８】
前記レーザ切除した接着領域は、レーザ切除し重なりあった複数の線を含む、請求項１に記載の小滴噴射装置。
【請求項９】
前記レーザ切除した接着領域は、パルスレーザビームによって形成される、請求項１に記載の小滴噴射装置。
【請求項１０】
金属ダイヤフラム層を流体チャネル層に装着し、
金属ダイヤフラムをレーザ切除して、レーザ切除した接着領域を形成し、
複数の電気構成物を、レーザ切除した接着領域に装着する、
ことを含む、小滴噴出装置を製造する方法。
【請求項１１】
前記金属ダイヤフラム層をレーザ切除する処理は、約６ＫＨｚ〜約２１ＫＨｚの範囲のパルス周波数のレーザビームで金属ダイヤフラム層をレーザ切除することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記金属ダイヤフラム層をレーザ切除する処理は、約４０ＫＨｚ〜約６０ＫＨｚの範囲のパルス周波数のレーザビームで金属ダイヤフラム層をレーザ切除することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記金属ダイヤフラム層をレーザ切除する処理は、約１００ＫＨｚ〜約１５０ＫＨｚの範囲のパルス周波数のレーザビームで金属ダイヤフラム層をレーザ切除することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記金属ダイヤフラム層をレーザ切除する処理は、約０ＫＨｚ〜約１５０ＫＨｚの範囲のパルス周波数のレーザビームで金属ダイヤフラム層をレーザ切除することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記金属ダイヤフラム層をレーザ切除する処理は、前記金属ダイヤフラム層に複数の点をレーザ切除することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記金属ダイヤフラム層をレーザ切除する処理は、前記金属ダイヤフラム層に複数の重なりあった点をレーザ切除することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記金属ダイヤフラム層をレーザ切除する処理は、前記金属ダイヤフラム層に、約２０％〜約６０％重なりあった複数の点をレーザ切除することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記金属ダイヤフラム層をレーザ切除する処理は、前記金属ダイヤフラム層に線のパターンをレーザ切除することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
前記金属ダイヤフラム層をレーザ切除する処理は、前記金属ダイヤフラム層に重なりあった線のパターンをレーザ切除することを含む、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小滴噴出装置に関し、例えば、インクジェット用の装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷された媒体を作成するためのドロップ（小滴）オンデマンドインクジェット技術は、プリンタ、プロッタ、ファックス装置等の商用製品において採用されてきた。通常、インクジェット画像は、プリントヘッドまたはプリントヘッドアセンブリに実装される複数の小滴生成装置が噴出するインク小滴を受け面上に選択的に配置することによって形成される。例えば、プリントヘッドアセンブリおよび受け面を相対的に移動し、例えば適切なコントローラによって小滴生成装置を制御して適切なタイミングで小滴を放出する。受け面は転写面または紙等の印刷媒体でもよい。転写面の場合、これに画像を印刷した後に紙等の出力印刷媒体に転写する。
【０００３】
【特許文献１】特開平１２−３４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
周知のインクジェット小滴噴射装置構造体は、金属のダイヤフラムに粘着装着された電気機械式変換器を使用するが、構成物を金属の表面に粘着装着することは困難である。
【０００５】
本発明は、上記課題等に鑑みてなされたものであり、より改善された小滴生成装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の小滴噴射装置は以下のような装置である。流体チャネル層と、レーザ切除した接着領域を有し、前記流体チャネル層上に配設された金属ダイヤフラム層と、前記接着領域に装着された複数の電気構成物とを有することを特徴とする。上記前記金属ダイヤフラム層はステンレススチールを有すると好適である。前記レーザ切除した接着領域は、レーザ切除しパターン化した接着領域を含むと好適である。前記レーザ切除した接着領域は、レーザ切除した複数の点を含むと好適である。前記レーザ切除した接着領域は、レーザ切除し重なりあった複数の点を含むと好適である。前記レーザ切除した接着領域は、約２０％〜約６０％重なり合った、レーザ切除し重なりあった複数の点を含むと好適である。前記レーザ切除した接着領域は、レーザ切除した複数の線を含むと好適である。前記レーザ切除した接着領域は、レーザ切除し重なりあった複数の線を含むと好適である。前記レーザ切除した接着領域は、パルスレーザビームによって形成されると好適である。
【０００７】
本発明の小滴噴射装置を製造する方法は以下のような製造方法である。金属ダイヤフラム層を流体チャネル層に装着し、金属ダイヤフラムをレーザ切除して、レーザ切除した接着領域を形成し、複数の電気構成物を、レーザ切除した接着領域に装着する、ことを含む、小滴噴出装置を製造する方法である。前記金属ダイヤフラム層をレーザ切除する処理は、約６ＫＨｚ〜約２１ＫＨｚの範囲のパルス周波数のレーザビームで金属ダイヤフラム層をレーザ切除すると好適である。前記金属ダイヤフラム層をレーザ切除する処理は、約４０ＫＨｚ〜約６０ＫＨｚの範囲のパルス周波数のレーザビームで金属ダイヤフラム層をレーザ切除すると好適である。前記金属ダイヤフラム層をレーザ切除する処理は、約１００ＫＨｚ〜約１５０ＫＨｚの範囲のパルス周波数のレーザビームで金属ダイヤフラム層をレーザ切除すると好適である。前記金属ダイヤフラム層をレーザ切除する処理は、約０ＫＨｚ〜約１５０ＫＨｚの範囲のパルス周波数のレーザビームで金属ダイヤフラム層をレーザ切除すると好適である。前記金属ダイヤフラム層をレーザ切除する処理は、前記金属ダイヤフラム層に複数の点をレーザ切除すると好適である。前記金属ダイヤフラム層をレーザ切除する処理は、前記金属ダイヤフラム層に複数の重なりあった点をレーザ切除すると好適である。前記金属ダイヤフラム層をレーザ切除する処理は、前記金属ダイヤフラム層に、約２０％〜約６０％重なりあった複数の点をレーザ切除すると好適である。前記金属ダイヤフラム層をレーザ切除する処理は、前記金属ダイヤフラム層に線のパターンをレーザ切除すると好適である。前記金属ダイヤフラム層をレーザ切除する処理は、前記金属ダイヤフラム層に重なりあった線のパターンをレーザ切除すると好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、コントローラ１０と、複数の小滴噴出小滴生成装置を含むことができるプリントヘッドアセンブリ２０とを有するドルップ（小滴）オンデマンド印刷装置の一例を示す概略ブロック図である。コントローラ１０は、小滴生成装置の各々に駆動信号を供給することによって小滴生成装置を選択的に励磁する。小滴生成装置の各々はセラミック圧電性変換器等の圧電性変換器を採用することができる。その他の例として、小滴生成装置の各々は、シア(shear)モード変換器、環状圧縮変換器、電歪変換器、電磁気変換器、または電気抵抗変換器を採用することができる。プリントヘッドアセンブリ２０は、シートまたはステンレススチール等のプレートを積層して形成することができる。
【０００９】
図２は、図１の印刷装置のプリントヘッドアセンブリ２０に採用できる小滴生成装置３０の一実施形態を示す概略ブロック図である。小滴生成装置３０は、多岐管、リザーバまたはその他のインク保持構造体からインク３３が供給される引入チャネル３１を有する。インク３３は圧力またはポンプ室３５に送られる。圧力またはポンプ室３５は、一方が例えば可撓性ダイヤフラム３７によって閉じられている。可撓性ダイヤフラム３７には電気機械式変換器３９が装着されている。電気機械式変換器３９は、例えば圧力室３５の上に設けることができる。電気機械式変換器３９は、例えば電極４３同士の間に設けられた圧要素４１を含む圧電変換器でもよい。電極４３は、コントローラ１０から小滴発射および非発射信号を受信する。電気機械式変換器３９を始動するとインクが圧力室３５から小滴形成引出チャネル４５に流れる。更に、小滴引出チャネル４５からインク小滴４９が受け媒体４８に向けて噴出される。受け媒体４８は例えば転写面であっても良い。引出チャネル４５はノズルまたは開口部４７を含むことができる。
【００１０】
インク３３は溶解または位相変化した固体インクでもよく、電気機械式変換器３９は、例えば曲げモードで動作する圧電変換器でもよい。
【００１１】
図３は、複数の小滴生成装置３０（図２）を例えば小滴生成装置列として実装することができるプリントヘッドアセンブリ２０の一例を示す概略正面図である。インクジェットプリントヘッドアセンブリは流体チャネル層１３１（または基礎構造体）と、この流体チャネル層１３１に装着されたダイヤフラム層１３７と、このダイヤフラム層１３７に装着された変換層１３９とを有する。流体チャネル層１３１は流体チャネルと、小滴生成装置３０のチャンバとを実装し、ダイヤフラム層１３７は小滴生成装置のダイヤフラム３７を実装する。変換層１３９は小滴生成装置３０の電気機械式変換器３９を実装する。
【００１２】
例として、ダイヤフラム層１３７は、流体チャネル層１３１に装着または接着（bond）されたステンレススチール等の金属プレートまたはシートを有する。更に例として、流体チャネル層１３１は、積層された多数のプレートまたはシートを有することができる。変換層１３９は、切込みが入ったセラミックの変換器の列を有することができる。これらの変換器は、例えばエポキシ接着剤によってダイヤフラム層１３７に装着または接着されている。
【００１３】
図４は、レーザ切除によって形成された、ザラついて滑らかでない接着領域１３７Ａを有する金属のダイヤフラム層１３７の一実施形態を示す概略平面図である。接着領域１３７Ａは、例えば切除された複数の窪み、穴、点、および／または線を含むことができる。変換層１３９が接着領域１３７Ａに接着されている。接着領域１３７Ａは、接着領域１３７Ａを形成する予定の金属ダイヤフラム層の部分をレーザビームで段階的に走査することによって形成することができる。レーザビームは継続波（例えば、非パルス）でもパルス波でもよい。Ｎｄ：ＹＡＧレーザまたはＮｄ：バナジウム酸塩レーザを、例えば０ＫＨｚ〜約１５０ＫＨｚの範囲のパルス周波数で用いることができる。ここで、０ＫＨｚとは継続波動作を意味する。別の例として、レーザを約６ＫＨｚ〜約２１ＫＨｚの範囲のパルス周波数で動作させることができる。また更に別の例として、レーザを約４０ＫＨｚ〜約６０ＫＨｚの範囲のパルス周波数で動作させることができる。レーザを約１００ＫＨｚ〜約１５０ＫＨｚの範囲のパルス周波数でも動作させることができる。接着領域１３７Ａは、金属ダイヤフラム層を流体チャネル層１３１に装着した後に形成することができる。
【００１４】
図５は、ダイヤフラグム層の接着領域を形成する際にレーザビームが追跡できる走査パスの例を概略的に示す。レーザービームは実質的に平行である複数の第１パス６１と、実質的に平行である複数の第２パス６２とを追跡する。複数の第２走査パス６２は複数の第１走査パス６１に対して平行でない。例えば、第２走査パス６２を第１走査パス６１に対して約９０度にすることができる。また、第１走査パス６１を接着領域１３７Ａの長さ方向の広がりＬに対して約４５度にし、第２走査パス６２を約１３５度にすることもできる。
【００１５】
実質的に平行な第１走査パス６１は重なり合ってもよいし、重なりあわなくてもよい。同様に、実質的に平行な第２走査パス６２も、重なり合っても良いし、重なり合わせなくてもよい。
【００１６】
図６は、レーザ切除によって形成できるパターン化された接着領域１３７Ａを含むダイヤフラム層の概略的な平面図である。例として、接着領域１３７Ａは、レーザ切除または再溶解された非常に小さな窪み、穴、点である、実質的に平行な第１の行７１と、レーザ切除または再溶解された非常に小さな窪み、穴、点である、実質的に平行な第２の行７２とを有する。切除または再溶解された窪み、穴、点は、例えばパルスレーザビームを走査することによって形成される。実質的に平行な第１の行７１は、実質的に平行は第２の行７２に対しては平行ではない。
【００１７】
レーザ切除された非常に小さな窪み、穴、点である、実質的に平行な第１の行７１は重なりあってもよいし、重なりあわなくてもよい。同様に、レーザ切除または再溶解された非常に小さな窪み、穴、点である、実質的に平行な第２の行７２も、重なりあってもよいし、重なりあわなくてもよい。重なりあっている場合、切除した穴は、例えば約２０％〜約６０％の範囲内で直線的に重なりあうことができる。この重なりは、走査線に沿って隣接する切除穴と重なるのでもよいし、隣接する走査線に添った切除穴と重なるのでもよいし、その両方でもよい。通常、接着領域１３７Ａは、レーザ切除された、重なりあったり合わなかったりする複数の窪み、穴、点を有することができる。
【００１８】
他の例として、パターン化された接着領域１３７Ａは、レーザ除去または再溶解された、非常に小さな実質的に平行である複数の第１の線７１と、レーザ除去または再溶解された非常に小さな実質的に平行である複数の第２の線７２とを有する。除去または再溶解された非常に小さな線は、例えば連続波レーザビームを走査することによって形成される。実質的に平行である第１の行７１は、実質に平行である第２の行と平行ではない。除去または再溶解された非常に小さな実質的に平行である複数の第１の線７１は重なりあっても、あわなくても良い。同様に、除去または再溶解された実質的に平行である複数の第２の線７２も、重なりあってもよいし、あわなくても良い。通常、接着領域１３７は、レーザ除去した複数の線を有することができる。
【００１９】
他の電気的構成物を、金属ダイアフラムのレーザ除去した接着領域に装着することができる。
【００２０】
本発明を実施形態を参照して説明したが、本発明の要旨および範囲内で変更や変形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ドロップオンデマンド小滴噴出装置の実施形態を示す概略ブロック図である。
【図２】図１の小滴噴出装置に採用することができる小滴生成装置の実施形態の概略ブロック図である。
【図３】インクジェットプリントヘッドアセンブリの実施形態の概略正面図である。
【図４】図３のインクジェットプリントヘッドアセンブリの金属ダイヤフラム層の実施形態の概略平面図である。
【図５】図４のダイヤフラム層の接着領域を形成する際にレーザビームによって追跡することができる走査パスの一例を概略的に示す図である。
【図６】パターン化された接着領域を含むダイヤフラム層を示す概略平面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  コントローラ、２０  プリントヘッドアッセンブリ、３０  小滴生成装置、３３  インク、３５  圧力室、３７  可撓性ダイヤフラム、３９  電気機械式変換器、４１  圧要素、４３  電極、４５  引出チャネル、４７  ノズル、６１  第１の走査パス、６２  第２の走査パス、７１  第１の行、７２  第２の行、１３１  流体チャネル層、１３７  ダイヤフラム層、１３７Ａ  接着領域、１３９  変換層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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