JPH05220966A

JPH05220966A - インクジェットヘッドの製造方法

Info

Publication number: JPH05220966A
Application number: JP4028244A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Miura; 和彦三浦
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1992-02-14
Publication date: 1993-08-31

Abstract

(57)【要約】【目的】インクジェットヘッドが本来有する、インク
吐出性能を損なわずに、ノズルが高密度、高集積された
ヘッドを効率よく生産する。【構成】接着剤の塗布手段が、凹版２０の凹部２３に
接着剤を押しなべる工程と、その凹部２３へ、圧電モジ
ュール１００の流路端面１０６を押しつける工程とによ
って、接着剤２４を少量、且つ均一に塗布した後に、ノ
ズル基板１０１と圧電モジュール１００とを接合するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インク滴を飛翔させ、
記録紙等の記録媒体上にインク像を形成するプリンタ等
インクジェット方式の記録装置に関し、更に詳細にはイ
ンクジェットヘッドの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェットヘッドとしては、
特公昭６３−２５２７５０号公報、あるいは特公昭６３
−２４７０５１号公報に開示された装置は、その前駆を
成すものである。

【０００３】これらのインクジェットヘッドは図７に示
すように、ノズルの並び方向１１１に互いに間隔を有す
る複数の平行な流路２０４を有しており、これら流路２
０４は流路２０４の長手方向１１２に伸びる側壁２０５
により区画されている。これら流路２０４の一端２０３
は複数のノズル１０２を有するノズル基板１０１に接続
され、他の一端はインクを各流路に補充するインク供給
路２０９に接続されている。側壁２０５は、その一部あ
るいは全体が圧電物質で構成され、電気的アクチュエー
ト手段（図示せず）により剪断モードなどのノズルの並
び方向１１１に平行な変形を引き起こし、流路２０４を
圧力発生室としてインクの圧力を変化させ、ノズル１０
２からインク滴を吐出させるものであった。

【０００４】また、その製造方法は、図８に示すよう
に、厚さ方向に分極された圧電セラミックスからなる上
部基板（第１の流路部材）２０１および下部基板（第２
の流路部材）２０２上に平行な流路２０４を複数形成す
る工程と、図９に示すように、隣接する流路２０４を区
画する側壁２０５に、電極層２０７を流路２０４ごとに
形成する工程と、図７に示すように、上記工程を施した
上部基板２０１と下部基板２０２とを、両基板の流路２
０４同士が対向して重なり、上部基板２０１の側壁電極
層２０７ａと下部基板２０２の側壁電極２０７ｂとが、
両基板の表面部２０８で電気的に接続されるように接合
して、流路形成部材２０６を形成する工程と、ノズル基
板１０１と流路形成部材２０６の一端とを接着する工程
からなるものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来例の製造
方法では、接着工程において流路２０４内ならびにノズ
ル１０２内に、流動した接着剤が流入して、インク滴の
吐出特性を悪化させることが確認されている。著しい場
合にはノズル１０２および流路２０４を接着剤が塞いで
しまっていた。さらにノズル数がますます高密度にな
り、隣接するノズル開口間の間隔が狭くなると、流入し
た接着剤の量が少量であっても、インク滴の吐出特性に
与える影響は無視できなくなっていた。

【０００６】そこで本発明は、かかる問題を解決すべく
成されたものであり、インクジェットヘッドが本来有す
るインク吐出性能を損なわずに、ノズルが高密度、高集
積されたヘッドを品質よく生産することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、複数
のノズルが形成されたノズル基板と、そのノズルの並び
方向に互いに間隔を有する複数の平行な流路を形成する
１つの、又は複数の流路部材を接着してなる流路形成部
材とを接着することにより構成され、前記流路内の圧力
を変化させて、流路の一端に位置するノズルよりインク
滴を吐出せしめるインクジェットヘッドの製造方法であ
って、前記ノズル基板と流路形成部材とを接着するため
の接着工程、前記流路部材同士を接着するための接着工
程のうち少なくとも１つの接着工程が、（１）接着剤を
凹版の凹部に押しなべる工程と、被接着面のうち少なく
ともいずれか一方の被接着面を凹版の凹部に押し当て
て、接着剤を被接着面に塗布する工程とを有すること又
は、（２）接着剤を凹版の凹部に押しなべる工程と、弾
性体を凹版に押し当てて、弾性体側へ接着剤を転写する
工程と、被接着面のうち少なくともいずれか一方の被接
着面へ弾性体を押し当てて、接着剤を塗布する工程とを
有すること又は、（３）被接着面同士を対向させて予め
重ね合わせる工程と、重ね合わせた被接着面同士の間隙
に、粘度が少なくとも１５００[m・Pa・s]以下である接着
剤を浸透させる工程とを有すること又は、（４）被接着
面のうち少なくともいずれか一方に、粘度が２００[m・P
a・s]以下である接着剤を霧化して塗布する工程を有する
こと又は、（５）粘度が少なくとも１５００[m・Pa・s]以
下である接着剤を、連続気泡構造の弾性体の内部に浸透
させる工程と、被接着面のうち少なくともいずれか一方
を、連続気泡構造の弾性体に押し当てて、接着剤を被接
着面に塗布する工程とを有することを特徴とする。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明のインクジェットヘッドの製
造方法を説明する。図１は、本発明の方法により製造さ
れたインクジェットヘッドの一例を示す一部省略斜視図
である。このようなインクジェットヘッドの製造方法に
おいて接着工程には、圧電基板（流路部材）１０３と１
０４との接着工程、流路上面１１４と上蓋基板（流路部
材）１０５との接着工程、流路端面１０６とノズル基板
１０１との接着工程が挙げられ、本方法はいずれの接着
工程にも適用できるが、ここでは便宜的に流路端面１０
６とノズル基板１０１との接着工程を代表例として説明
する。

【０００９】（第１実施例）まず、圧電基板１０３、１
０４、および上蓋基板１０５を接着して一体化した流路
形成部材である圧電モジュール１００とノズル基板１０
１とを準備する。既にこの時点で圧電モジュール１００
には流路１０６が回転砥石刃などによって形成されてお
り、その流路１０６の側壁１０８には側壁電極１０９ａ
が形成されている。

【００１０】つぎに図２（ａ）の如く、平板２１の上に
はフィルム状孔版２２がセットされており、この二部材
により凹版２０が構成されている。平板２１には、窒化
ケイ素板を用いた。

【００１１】図２（ｂ）に示すように、この凹版２０に
接着剤２４を乗せ、ドクターブレード２５をもって、移
動方向２６へ移動させる。したがって、接着剤２４は凹
部２３の中に押しなべられる。フィルム状孔版２２とし
ては、ドクターブレード２５移動時の厚さ精度やその耐
久性を考慮して金属フィルムを用いた。また、接着剤２
４には、耐熱性、耐薬品性、接合強度などのバランスに
優れたエポキシ系接着剤を用いた。

【００１２】このように接着剤２４を、フィルム状孔版
２２の厚みにまで押しなべた凹部２３へ、図２（ｃ）に
示すように、圧電モジュール１００の流路端面１０６を
押し当てる。

【００１３】つぎに、図２（ｄ）に示すように、凹部２
３と圧電モジュール１００とを分離すると、流路端面１
０６に接着剤２４ａが転写される。このときの接着剤２
４の転写率は略５０厚さ％となるため、それを考慮し
て、予め所望する厚みにフィルム状孔版２２を選定す
る。ただし、本実施例のインクジェットヘッドでは、流
路１０７（図１参照）の形成密度を増してゆくと（例え
ば１５０ｄｐｉ；dot/inch）、接着剤２４の塗布時や、
ノズル基板との接合時に接着剤が流路中に流入してしま
う。したがってフィルム状孔版２２の厚みは、好ましく
は０．０２[mm]以下であり、更に好ましくは０．０１２
[mm]以下である。最も好ましくは０．００８[mm]以下で
ある。

【００１４】なお、凹版２０は平板２１とフィルム状孔
版２２とが分離できるため、フィルム状孔版２２が消耗
した場合や、凹部２３の深さや形状を変更する場合に
は、フィルム状孔版２２の交換によって、容易に変更で
きる特徴がある。

【００１５】つぎに、図２（ｅ）に示すように、ノズル
基板１０１と、流路端面１０６とをアライメントをす
る。

【００１６】最後に、図２（ｆ）に示すように、接着剤
２４ａが所望する硬化条件にしたがって圧締硬化させ
る。

【００１７】図３乃至図６は、接着工程についての他の
実施例を示したものである。

【００１８】（第２実施例）図３（ａ）〜（ｈ）に示し
た実施例は、前記接着剤の塗布手段として、凹版２０か
ら弾性体３１を介して圧電モジュール１００の流路端面
１０６に接着剤３０を転写、塗布するようにしたもので
ある（（ｃ）〜（ｇ）参照）。特にこの実施例において
は、弾性体３１の弾性力によって、凹部２３と被接着面
（ここではノズル基板１０１と流路端面１０６との少な
くとも何れか一方）との平坦性に依存することなく、少
量の接着剤３０ａを均一な厚みにすることができる。

【００１９】（第３実施例）図４（ａ）〜（ｃ）に示し
た実施例は、被接着面１０１ａ、１０６同士を、重ね合
わせたノズル基板１０１と圧電モジュール１００との間
隙ｃへ接着剤４０を浸透させたものである。特にこの実
施例においては、ノズル基板１０１と圧電モジュール１
００とを予めセット（図４（ａ））するため、接着剤４
０塗布後のノズル基板１０１と圧電モジュール１００と
のアライメントの煩雑さがなくなる。なお、接着剤４０
の毛細管力を利用して浸透方向４１へ浸透させるため
に、接着剤４０の粘度は、少なくとも１５００[m・Pa・s]
以下とする。

【００２０】（第４実施例）図５に示した実施例は、前
記接着剤の塗布手段として、接着剤５０を霧化（霧化し
た接着剤５０ａ）して、圧電モジュール１００の流路端
面１０６へ塗布したものである。

【００２１】接着剤５０の粘度は、接着剤５０を霧化
（霧化した接着剤５０ａ）する（図５（ａ））ために、
少なくとも２００[m・Pa・s]以下とし、好ましくは１００
[m・Pa・s]以下とする。さらに好ましくは５０[m・Pa・s]以
下とする。低粘度であるほど好ましい。特にこの実施例
では、接着剤５０としては極めて低粘度な接着剤を得る
ために、アセトンなどの溶剤５２によって、稀釈したエ
ポキシ系接着剤を用いた。したがって、接着剤５０を流
路端面１０６へ塗布した後に減圧処理などの脱溶剤処理
を行って、接合後の残留気泡を防ぐことが必要である
（図５（ｂ））。

【００２２】本実施例の接着剤の塗布手段は、第２実施
例と同様に流路端面１０６の平坦性に依存することな
く、少量の接着剤を均一な厚みで塗布できる。

【００２３】（第５実施例）図６に示した実施例は、前
記接着剤の塗布手段を、スポンジ（連続気泡構造を有す
る弾性体）６１の内部に接着剤６０を浸透させて、接着
剤６０ｂを圧電モジュール１００の流路端面１０６へ塗
布したものである。接着剤６０の毛細管力によってスポ
ンジ６１中へ浸透させるため、接着剤６０の粘度は、少
なくとも１５００[m・Pa・s]以下とし、好ましくは５００
[m・Pa・s]以下とする。さらに好ましくは２００[m・Pa・s]
以下とする。低粘度であるほど好ましい。特にこの実施
例では、第４実施例と同様に接着剤としては、アセトン
などの溶剤６５によって稀釈したエポキシ系接着剤を用
いた。

【００２４】まず、接着剤６０中へスポンジ６１を漬
け、スポンジ６１の内部へ接着剤６０を浸透（浸透する
接着剤６０ａ）させる（図６（ａ））。

【００２５】そのスポンジ６１へ、圧電モジュール１０
０の流路端面１０６を押し当てる（図６（ｂ））。

【００２６】圧電モジュール１００を押し当てたスポン
ジ６１の表面には、接着剤６０ｂが染み出て、流路端面
１０６に塗布される（図６（ｃ））。

【００２７】つぎに、流路端面１０６に塗布した接着剤
６０ｃを、減圧処理などの脱溶剤６５処理を行って、接
合後の残留気泡を防ぐ。（図６（ｄ））つぎに、ノズル
基板１０１と、圧電モジュール１００とをアライメント
し、最後に、接着剤６０ｃが所望する硬化条件にしたが
って圧締硬化させる（図６（ｅ））。

【００２８】本実施例の接着剤の塗布手段は、接着剤６
０を流路端面１０６に直接塗布するためのスポンジ６１
が、緩衝材の役目を果たし、塗布面（流路端面１０６）
の平坦性に依存せずに、少量の接着剤６０ｃを均一の厚
さで塗布できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明のインクジェットヘッドの製造方
法によれば、インクジェットヘッドが本来有するインク
吐出性能を損なわずに、ノズルが高密度、高集積された
ヘッドを効率よく生産できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明製造方法によるインクジェットヘッドの
一例を示す斜視図である。

【図２】（ａ）〜（ｆ）は、本発明によるインクジェッ
トヘッドの製造方法の第１実施例を示す製造工程図であ
る。

【図３】（ａ）〜（ｈ）は、本発明によるインクジェッ
トヘッドの製造方法の第２実施例を示す製造工程図であ
る。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明によるインクジェッ
トヘッドの製造方法の第３実施例を示す製造工程図であ
る。

【図５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明によるインクジェッ
トヘッドの製造方法の第４実施例を示す製造工程図であ
る。

【図６】（ａ）〜（ｅ）は、本発明によるインクジェッ
トヘッドの製造方法の第５実施例を示す製造工程図であ
る。

【図７】従来のインクジェットヘッド及びその製造方法
を示す製造工程図である。

【図８】同じく製造工程図。

【図９】同じく製造工程図。

【符号の説明】

２０凹版２１平板２２フィルム状孔版２３凹版の凹部２４接着剤２４ａ流路端面に塗布された接着剤２４ｂ凹版上に残された接着剤２５ドクターブレード２６ドクターブレードの移動方向３０接着剤３０ａ弾性体に転写された接着剤３０ｂ凹版上に残された接着剤３０ｃ流路端面に塗布された接着剤３０ｄ弾性体に残された接着剤３１弾性体３２印圧方向３３印圧方向４０接着剤４１接着剤の浸透方向５０接着剤及びその移動方向５０ａ霧化された接着剤５０ｂ流路端面に塗布された接着剤５１スプレーノズル５２溶剤６０接着剤６０ａスポンジへ浸透する接着剤及びその浸透方向６０ｂスポンジの表面に染み出た接着剤６０ｃ流路端面に塗布せれた接着剤６１スポンジ６２容器６３モジュールの移動方向６４モジュールの移動方向６５溶剤１００圧電モジュール１０１ノズル基板１０２ノズル開口１０３圧電基板１０４圧電基板１０５上蓋基板１０６流路端面１０７流路１０８側壁１０９ａ側壁電極１０９ｂ側壁電極１０９ｃ表面電極１１０圧力発生室１１１インク供給手段１１２ノズルの並び方向１１３長手方向１１４流路上面２００圧電モジュール２０１上部基板２０２下部基板２０３流路端面２０４流路２０５側壁２０６圧力発生室２０７電極２０７ａ側壁電極２０７ｂ側壁電極２０７ｃ表面電極２０８上下基板の電気的接続面２０９インク供給手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のノズルが形成されたノズル基板
と、そのノズルの並び方向に互いに間隔を有する複数の
平行な流路を形成する１つの、又は複数の流路部材を接
着してなる流路形成部材とを接着することにより構成さ
れ、前記流路内の圧力を変化させて、流路の一端に位置
するノズルよりインク滴を吐出せしめるインクジェット
ヘッドの製造方法であって、前記ノズル基板と流路形成
部材とを接着するための接着工程、前記流路部材同士を
接着するための接着工程のうち少なくとも１つの接着工
程が、接着剤を凹版の凹部に押しなべる工程と、被接着
面のうち少なくとも何れか一方の被接着面を凹版の凹部
に押し当てて、接着剤を被接着面に塗布する工程とを有
することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方
法。
【請求項２】請求項１記載の少なくとも１つの接着工
程が、接着剤を凹版の凹部に押しなべる工程と、弾性体
を凹版に押し当てて、弾性体側へ接着剤を転写する工程
と、被接着面のうち少なくとも何れか一方の被接着面へ
弾性体を押し当てて、接着剤を塗布する工程とを有する
ことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】請求項１または請求項２の凹版は平板と
この平板上に分離可能に設置されたフィルム状孔版とに
よって構成されていることを特徴とするインクジェット
ヘッドの製造方法。
【請求項４】凹版の凹部の深さが、０．００３[mm]以
上０．０２[mm]以下であることを特徴とする請求項１又
は２又は３記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項５】請求項１記載の少なくとも１つの接着工
程が、被接着面同士を対向させて、予め重ね合わせる工
程と、重ね合わせた被接着面同士の間隙に、粘度が少な
くとも１５００[m・Pa・s]以下である接着剤を浸透させる
工程とを有することを特徴とするインクジェットヘッド
の製造方法。
【請求項６】請求項１記載の少なくとも１つの接着工
程が、被接着面のうち少なくとも何れか一方に、粘度が
２００[m・Pa・s]以下である接着剤を霧化して塗布する工
程を有することを特徴とするインクジェットヘッドの製
造方法。
【請求項７】請求項１記載の少なくとも１つの接着工
程がを、粘度が少なくとも１５００[m・Pa・s]以下である
接着剤を、連続気泡構造の弾性体の内部に浸透させる工
程と、被接着面のうち少なくとも何れか一方を、連続気
泡構造の弾性体に押し当てて、接着剤を被接着面に塗布
する工程とを有することを特徴とするインクジェットヘ
ッドの製造方法。