JPH06155751A - インクジェット式印字ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流路基板と弾性板との接合強度における信頼
性を維持でき、また、耐久性を向上させる。さらに、ノ
ズル開口形状が容易に割れ、カケがなく安定形成でき、
インク吐出特性の良好なインクジェット式印字ヘッドの
製造方法を提供する。 【構成】 ノズル１９と圧力室１８と供給口２０とを表
面に形成する流路基板１７とインク吐出圧力を伝達する
薄膜よりなる弾性板１６との接合体を鋭利なブレード８
によりノズル開口部２２を切削する。切削はブレード８
面に対し弾性板１６を９０度未満の傾きＤを設け弾性板
側より切削進入させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、印字信号に応じてイン
ク滴を吐出して、記録紙等の記録媒体上にインク像を形
成するオンデマンド型インクジェット式プリンタの記録
ヘッドの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ノズルと圧力室のインク流路を複数組有
して供給口に連通する溝が形成された基板と天板とを接
着したインクジェット式印字ヘッドの製造方法が、特公
平１−２２８８６１号公報に記載されている。

【０００３】上記従来の技術ではノズルの垂直方向の縁
部すなわちノズル開口部の製造は、切断または研摩によ
る加工で行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図４を用い従来の製造
方法の問題点を詳細に説明する。流路基板１７と弾性板
１６との接合体は、インク吐出圧力伝達のために剛性の
低い弾性板１６と剛性の高い流路基板１７の組合せであ
るため、その接合部の強度において容易に破壊にいたる
方向性を有する。従って、図４のように弾性板１６のブ
レード８面に対する角度Ｄ’が９０度以上では弾性板１
６の剥離破壊が生ずることとなる。また剥離に至らない
場合でも、強度の低い流路基板１７と弾性板１６の境界
面へ加工負荷が加わりノズル開口部２２周囲の割れやカ
ケが生じるという問題を有している。その上、表面にノ
ズルと圧力室と供給口となる連通したインク流路を形成
する流路基板とこれに対向する前記圧力室へインク吐出
圧力を伝達する弾性板との接合部へも前記製造方法によ
る負荷が加わり、インク流路形状の維持あるいは流路間
のインクシール性についての信頼性を損なうことにな
る。

【０００５】また、加工法の手段である切断は、ブレー
ドの同一ヶ所が加工するためブレードの耐久性が著しく
劣ることになる。

【０００６】本発明は上記問題を解決したインクジェッ
トヘッドを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
式印字ヘッドの製造方法は、表面にノズルと圧力室と供
給口となる連通したインク流路を形成する流路基板は合
成樹脂よりなり、該流路基板に対向して接合する前記圧
力室へインク吐出圧力を伝達する弾性板は金属および合
成樹脂あるいは何れか単一素材の薄膜よりなるインクジ
ェット式印字ヘッドにおいて、前記ノズルに垂直方向の
平面を切削加工するのにあたり、前記弾性板側よりブレ
ードで切削進入させ、前記ブレードに対して傾きを設け
ることを特徴とする。

【０００８】

【実施例】以下本発明によるインクジェット式印字ヘッ
ドの製造方法を実施例により詳細に説明する。図１は、
本発明の製造方法を説明するための図である。図２は、
本発明の一実施例として圧電素子の印加電界方向の変位
を利用したインクジェット式印字ヘッドの分解斜視図で
ある。図３は、図２のＡ−Ａ’線部分断面図であり駆動
方法を説明するための図である。

【０００９】これらの図において、１７は流路基板であ
り、弾性板１６と共にノズル１９および圧力室１８およ
び供給口２０を形成する。流路基板１７の凸部は、圧力
室１８，１８を個別に分割する隔壁２１となる。弾性板
１６を介して圧力室１８に当接する各々の位置に、基台
１１により固着される圧電素子１２が一対一に対応、配
設されることによりインクジェット式印字ヘッドが構成
される。圧力室１８が低密度で配列される場合は、隔壁
２１へ当接する位置へも圧電素子を配設することもあ
る。

【００１０】図２をもとに本発明により製造されるイン
クジェット式印字ヘッドを説明する。圧電素子１２は、
一方の側面には基台１１の信号電極１３に固着、電気接
続される電極２３（図３参照）が設けられ、他の一方の
側面には共通電極１４に固着、電気接続される電極２４
（図３参照）が設けられている。電極２３と電極２４と
は、各々信号電極１３および共通電極１４を介して駆動
回路１５に接続されている。圧電素子１２は基台１１上
に並列に配設されている。

【００１１】圧電素子１２は櫛状に分割された構造であ
り、複数の圧電素子１２が並列に形成されている。これ
らは、例えばダイシングソー、ワイヤーソー等で加工
し、圧電素子１２を基台１１表面まで切断するフルカッ
トまたは基台１１まで切断の至らないハーフカットを行
う。圧電素子１２の材料はここではチタン酸ジルコン酸
鉛（ＰＺＴ）を用い、単層圧電素子または積層圧電素子
のいずれの構造をも使用可能である。本実施例では、単
層圧電素子を用いている。

【００１２】信号電極１３は、本実施例では圧電素子ブ
ロックを基台１１へ固着後、前記切削手段にて基台１１
表面まで切削することで、各圧電素子１２の独立電極と
して形成される。共通電極１４は銅箔などの薄膜を複数
の圧電素子１２の電極２４上の一部に電気接続させる。

【００１３】流路基板１７は圧力室１８を形成する溝と
これと連通したノズル１９を一体的に形成している。流
路基板１７は例えばプラスチックの射出成形により容易
に形成することができる。その他技術として、感光性樹
脂によるエッチング加工で成形することや流路基板１７
の隔壁２１とその他の部分とを個別にプレス加工、エッ
チング加工等で成形し固着することで成形できる。但
し、ここでは連続するノズル１９，１９‥‥のノズル開
口面２２を鋭利な刃で切削加工するため合成樹脂を基本
材質としている。但し、弾性板１６は、インク吐出圧力
伝達のための特性を要するため金属の薄膜、例えば１か
ら２μｍ程度の電鋳ニッケルまたは合成樹脂、例えば５
μｍ程度のポリイミドの薄膜を使用する。

【００１４】次に本実施例の印字ヘッドの動作について
説明する。図３によりインク吐出動作を説明する。駆動
回路１５（図２参照）から信号電極１３に信号が印加さ
れ、圧電素子１２の一方の電極２３へ伝達される。共通
電極１４に接続する圧電素子１２の他の一方の電極２４
は共通電位であるため、信号伝達による電極２３での電
位の変化により圧電効果が生じ、圧電素子１２は基台１
１を基準に圧力室１８方向に変位する。この動作を基本
にして本発明による駆動方法を説明する。

【００１５】図３ａに示すように圧電素子１２がこれと
固着する弾性壁１６の圧力室１８を押圧するＢ方向へ変
位させる動作により、圧力室１８の容積減少変化を生じ
させ、インク吐出動圧が発生し、インクが吐出される。
また、次動作として図３ｂに示すように圧電素子１２が
これと固着する弾性壁１６を押圧解除Ｃ方向へ変位させ
る動作により、圧力室１８の容積増大変化を生じさせ、
インク供給動圧が発生し、インクが圧力室１８を充す。
以上の動作を印字に必要なノズル１９へ連通する圧力室
１８と当接する圧電素子１２に選択的に信号を伝達する
ことで、インク像を紙等の媒体上へ形成できる。

【００１６】図１は、本発明のノズル開口部の製造方法
を説明するための図である。ノズル開口部２２の成形
は、鋭利なブレード８をＥ方向へ移動またはノズル開口
部２２を反Ｅ方向へ移動させることで容易に行える。こ
の図において、１７は流路基板であり流路基板１７には
複数のノズル１９を設けてある。１６は弾性板であり弾
性板１６は、流路基板１７と接合することでその縁部に
ノズル開口部２２を形成する。

【００１７】本発明の製造方法は、接合形成された複数
のノズル開口部２２形状を容易に同一形状へと整形する
ものである。まず、ノズル開口部２２の加工時、流路基
板１７と弾性板１６の接合体は、ブレード８を固定する
フレームと同一のフレーム上に強固に固定され、周囲か
らの振動による加工ブレを生じない状態にする。そし
て、本発明の特徴であるブレード８が弾性板１６側より
切削進入するようブレード８に対して弾性板１６が９０
度未満となる角度Ｄに設置する。但し、鋭利なブレード
８の耐久性を考慮して０度に至らない、好ましくは４５
度以上、より好ましくは７０度から９０度未満の範囲で
調整する。角度の調整は、流路基板１７と弾性板１６の
材質およびノズル開口形状を考慮して、切削負荷の小さ
な状態にする。本実施例で、流路基板１７にポリサルフ
ォン、弾性板１６にＳＵＳ薄膜で両部材を接合後、ブレ
ードに対し８０度の傾きを設け切削成形したところ、正
方形のノズル開口部２２に割れ、カケなく、また接合部
の破壊なく安定加工できた。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、並列に密接して配
設されるインク吐出装置の流路基板と弾性板とにより形
成されるノズル開口部を鋭利なブレードにより、切削が
弾性板側より進入されるよう角度を設けることで、流路
基板と弾性板との接合強度における信頼性を維持でき、
またブレードの広い部分が使用されるため、ブレードへ
の負荷が低く耐久性が向上する。その上、ノズル開口形
状が容易に割れ、カケなく安定形成できるため、インク
吐出特性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法を説明するための図である。

【図２】本発明の１実施例のインクジェット式印字ヘッ
ドの構成を示す斜視図である。

【図３】（ａ）同上実施例の駆動方法を説明するための
部分断面図である。（インク吐出時） （ｂ）同上実施例の駆動方法を説明するための部分断面
図である。（インク供給時）

【図４】従来の製造方法を説明するための図である。

【符号の説明】

１１ 基台 １２ 圧電素子 １３ 信号電極 １４ 共通電極 １５ 駆動回路 １６ 弾性板 １７ 流路基板 １８ 圧力室 １９ ノズル ２０ インク供給口 ２１ 隔壁 ２２ ノズル開口部 ２３ 圧電素子電極 ２４ 圧電素子電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面にノズルと圧力室と供給口となる連
   通したインク流路を形成する流路基板は合成樹脂よりな
   り、該流路基板に対向して接合する前記圧力室へインク
   吐出圧力を伝達する弾性板は金属および合成樹脂あるい
   は何れか単一素材の薄膜よりなるインクジェット式印字
   ヘッドにおいて、前記ノズルに垂直方向の平面を切削加
   工するのにあたり、前記弾性板側よりブレードで切削進
   入させ、前記ブレードに対して前記弾性板に傾きを設け
   ることを特徴とするインクジェット式印字ヘッドの製造
   方法。
2. 【請求項２】 前記インクジェット式印字ヘッドの前記
   弾性板と前記ブレードとの傾きが９０度未満であること
   を特徴とする請求項１記載のインクジェット式印字ヘッ
   ドの製造方法。