JPH06297699A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流路板に形成されたインク流路である溝から
接合部材を通してのインク流路外へのインクの流出を防
ぎ、高い信頼性を有するインクジェットヘッドを提供す
る。 【構成】 多層板で構成されるインクジェットヘッドに
おいて、流路板１と接合される振動板２が少なくとも一
カ所の折り曲げ部を有し、振動板２が圧力室９とインク
流路６とを同時に形成することを特徴としている。ま
た、振動板２の端部は、インク流路内でシール剤によっ
て被覆されていることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置に用いるインクジェットヘッドに関わる。

【０００２】

【従来の技術】多層板で構成され且つ多層板の一つがイ
ンク流路とする溝を形成された流路板であり、多層板の
一つが流路板と接合される振動板であるインクジェット
ヘッドの製造方法が特開平１−１０５７５１号公報、特
開平２−８０２５２号公報に示されている。前記公報が
示すようにインクの流路を形成された流路板と振動板と
は接着剤で接合される（特開平１−１０５７５１号公
報）か、多結晶シリコン、またはアモルファスシリコン
を用いて陽極接合する（特平２−８０２５２号公報）手
段が採用されている。何れの場合も、流路板と接合され
る振動板は平板構造となっている。この為流路板と振動
板とを接合する接合部材はインク流路内で流路内を満た
すインクに接触している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した如く多層板構
造からなり、構成部材の一つである振動板が平板である
インクジェットヘッドの従来の技術では、流路板と振動
板とを接合する接着剤、或いはシリコン等の接合部材が
流路内でインクに接し、インクの作用により接合部材の
吸水、或は組成変化が生じ接合強度の劣化が発生すると
いう課題があった。更に接合部材の劣化の為に誘発され
るインク流路外へのインクの流出、また接合部材の剥が
れによるインクジェットヘッドの故障を生じせしめる課
題を有した。

【０００４】本発明は、かかる従来の課題点を解決する
為になされたものであり、その目的は流路板に形成され
たインク流路である溝から接合部材を通してのインク流
路外へのインクの流出を防ぎ、高い信頼性を有するイン
クジェットヘッドを提供することである。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明のインクジェットヘ
ッドは、異なる複数の部材からなる多層板構造のインク
ジェットヘッドである。本発明はこの様なインクジェッ
トヘッドにおいて、多層板の一つである振動板が少なく
とも一カ所の折り曲げ部を有し、圧力室とインク流路と
を同時に形成することを特徴としている。また、振動板
の折り曲げ部の端部は、インク流路内でシール剤によっ
て被覆されていることを特徴としている。

【０００６】

【作用】本発明のインクジェットヘッドは、振動板が少
なくとも一カ所の折り曲げ部を有し、圧力室とインク流
路とを同時に形成する。また、振動板の折り曲げ部の端
部は、インク流路内でシール剤によって被覆されてい
る。インク流路外へのインクの流出はないので高い信頼
性を有するインクジェットヘッドの提供を可能にする。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【０００８】図１及び図２により本発明のインクジェッ
トヘッドの第１の実施例を説明する。

【０００９】図１は、本発明のインクジェットヘッドの
分解斜視図であり、図２（ａ）は図１のインクジェット
ヘッドのＡＡ断面図であり、インク流路とする溝６の長
さ方向と直交する方向に圧力室９の部分を切ったときの
断面を示している。流路板１にはインク流路となる溝６
が形成され溝６に対向する部分にスリットを形成し、後
に折り曲げて貫通孔とする振動板２が流路板１と接着剤
３で接合されている。スペーサ板４には溝６に対向する
部分と圧力室９に相当する部分とに貫通孔が形成され、
インクの射出口であるノズル１１を備えたノズル板５と
接着剤８で接合されている。またスペーサ板４は振動板
２と接着剤７で接合されている。圧力室９は上面をノズ
ル板５、下面を振動板２で囲まれ且つ隣接する圧力室と
はスペーサ板４を隔壁として独立している。同時に圧力
室９は振動板２の貫通孔とスペーサ板４の貫通孔とを介
して流路板１の溝６と連通している。圧電素子１０は振
動板２と接着剤１２で接合されている。圧電素子１０に
電圧を印加すると圧電素子１０と固着している振動板２
がたわみ、ノズル１１からインク滴が射出される。

【００１０】図２（ｂ）はノズル１１の上方から見た平
面図である。図２（ｂ）に示すように、ノズル１１は一
つの圧力室９と一つの圧電素子１０と対をなし、溝６の
長さ方向と平行する方向に複数個並んでいる。

【００１１】図３は本実施例において用いられる折り曲
げ後の振動板２とスペーサ板４の平面図である。ハッチ
ング部は貫通孔である。インクジェットヘッドの構成部
材である流路板１、振動板２、スペーサ板４、及びノズ
ル板５の材質は総てステンレスとした。振動板２は厚み
が０．０３ｍｍのステンレス箔を用いた。流路板１と振
動板２とを接合する接着剤３には、ステンレスに対して
充分な接着強度を有し且つ耐水性も有するポリエステル
系接着剤を使用した。振動板２とスペーサ板４とを接合
する接着剤７、及びスペーサ板４とノズル板５とを接合
する接着剤８にはフィルム化が可能であり膜厚の管理が
容易なポリオレフィン系接着剤を使用した。次に折り曲
げ部を有する振動板２と流路板１との接合方法を図４で
説明する。

【００１２】図４（ａ）は、０．０３ｍｍ厚のステンレ
ス箔にエッチング法にてスリットを形成した振動板２の
平面図である。図４（ｂ）に示す如く振動板２の流路板
１との接合面には接着剤３のポリエステル系接着剤を前
面塗布する。次にポリエステル系接着剤を塗布した振動
板２を流路板１に対向して設置する。図４（ｃ）に示す
如く、凹形状をなす流路板１の溝６に対応する凸形状を
なす押圧部材１４で振動板２を押し当てる。押圧部材１
４で振動板２を押し当てたままポリエステル系接着剤を
硬化させると、所望の折り曲げ部を有し圧力室とインク
流路とを同時に形成する振動板２が得られる。本発明で
は振動板２と流路板１とを接合した後、スペーサ板４と
ノズル板５とをポリオレフィン系接着剤で接合し図１に
示すインクジェットヘッドを作製した。

【００１３】従来技術によるインクジェットヘッドと比
較して、インク流路外へのインク進入経路が長くなった
為、流路外へのインク流出が無くなった。その結果流路
に隣接する圧電素子のインクの流入による故障を防止出
来た。また、印字品質を確保する為に必要な安定したイ
ンク射出特性を得ることが出来た。また、振動板と流路
板との接着面積が広くなった為に、振動板が平板構造で
ある従来のインクジェットヘッドと比べ、本発明のイン
クジェットヘッドは機械強度、特に溝６の方向の曲げ強
度と捻り強度が向上した。この機械強度が向上したこと
は、ヘッド構造が溝６の方向に長いラインヘッド構造と
なる場合特に有効となる。

【００１４】図２に示す実施例１では、インク組成が強
度のアルカリ性を呈する場合、インク進入経路を延長し
ただけでは充分なインクジェットヘッドの信頼性を得る
ことが困難となることがある。

【００１５】そこでインク組成に依らない高い信頼性を
有するインクジェットヘッドを得ることを目的として勘
案したのが図５に示す第２の実施例である。図５は図２
と同様に振動板２が一カ所の折り曲げ部を有するインク
ジェットヘッドの断面図である。

【００１６】図５においてインクジェットヘッドを構成
する部材である流路板１、振動板２スペーサ板４、ノズ
ル板５は、実施例１と同じく材質はステンレスである。
図中１３は流路板１に形成された溝６の内部にある振動
板２の端部を被覆するシール剤である。シール剤として
シリコン系、ポリウレタン系、クロロプレンゴム、ブチ
ルゴムを採用した。これらのシール剤は、耐薬品性、耐
水性に優れ接着剤３のインクとの接触を完全に防止する
ことが出来る。接着剤３のインクとの接触を防止出来た
為、ステンレスに対する接着強度はあるがインクに対す
る耐久性の乏しいポリイミド系接着剤の使用が可能にな
った。また、同じくインクに対する耐久性の乏しいアク
リル系接着剤も使用が可能となった。本発明ではポリイ
ミド系、アクリル系何れの接着剤も使用してインクジェ
ットヘッドを作製したが、圧電素子１０へのインクの流
入はなく、充分な信頼性を有するインクジェットヘッド
を提供することが出来た。

【００１７】図６に本発明の第３の実施例を示す。図６
は図２と同じくインクジェットヘッドの断面図である。
振動板２は二カ所の折り曲げ部を有し、シール剤１３は
シール剤１３のインクに接する表面が溝６の底面と平行
になるよう被覆形成されている。二カ所の折り曲げ部を
有する振動板２は、図４（ａ）においてエッチングで形
成するスリット幅を狭くし且つ折り曲げ部の長さが溝６
の深さを上回る様設定することで得られる。またインク
に接する表面が溝６の底面と平行となるシール剤１３
は、図４（ｃ）の押圧部材１４の凸部の長さを溝６の深
さより短くすることで得られる。こうして形成されるシ
ール剤１３の厚みは、流路板１の場所によらず一定に保
つことが出来る。

【００１８】流路板１、振動板２、スペーサ板４、ノズ
ル板５はステンレスで形成した。接着剤３には、ポリエ
ステル系、ポリイミド系、アクリル系を採用した。接着
剤７及び接着剤８にはポリオレフィン系の接着剤を採用
した。シール剤１３にはシリコン系、ポリウレタン系、
クロロプレンゴム、ブチルゴムを採用した。本実施例に
よれば、圧電素子１０へのインクの流入はなく、充分な
信頼性を有するインクジェットヘッドを提供することが
出来たばかりでなく、インク流路である溝６の内部を流
れるインクの淀みがなくなり、為に溝６内に発生する気
泡の停滞がなくなった。即ち気泡の停滞によって発生す
るインクの射出不能、インクの射出速度の低下、インク
の射出量の低下という欠点がなくなった。更にヘッドの
機械強度は、実施例１と実施例２と比べ一層向上した。

【００１９】第３の実施例の図６において、流路板１と
振動板２をポリサルフォンを材料として形成した。接着
剤３がインクと接触しない為ポリサルフォンに対して接
着強度はあるがインクに対しては耐久性のない接着剤が
使用可能になった為である。ポリサルフォンを材質とす
る流路板１はプラスティック成形で、振動板２は厚みが
０．０３ｍｍのフィルムを使用し、図４のスリット部は
プレス法で形成した。接着剤３にはアクリル系接着剤を
採用した。実施例３の流路板１、振動板２がステンレス
製である場合と比較すると、実施例４は安価なインクジ
ェットヘッドの製造を実現した。

【００２０】

【発明の効果】本発明のインクジェットヘッドは、振動
板が少なくとも一カ所の折り曲げ部を有し、圧力室とイ
ンク流路とを同時に形成する、また振動板の端部はシー
ル剤で被覆される。インク流路である溝と圧電素子との
間にある接着剤は、充分な接着面積を確保することが出
来るまたはシール剤によりインクに接することがない
為、圧電素子へのインクの流入はなく圧電素子が故障す
ることがない。また振動板と流路板との接着面積が広が
り、インクジェットヘッドの機械強度が向上した。従っ
て信頼性の高いインクジェットヘッドを提供することが
実現できる。更に振動板と流路板とを接合する接着剤に
要求された、接着機能とシール機能とを分離し本来の接
着機能のみに限定することにより、接着剤の選択の幅を
広げ、また流路板と振動板の材料の選択の幅を広げるこ
とにより安価なインクジェットヘッドの製造が実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェットヘッドの分解斜視図。

【図２】本発明のインクジェットヘッドの断面図、及び
平面図。

【図３】本発明のインクジェットヘッドを構成する、折
り曲げ後の振動板とスペーサ板を示す平面図。

【図４】本発明のインクジェットヘッドの折り曲げ部を
有する振動板の形成方法を示した図。

【図５】本発明のインクジェットヘッドの断面図。

【図６】本発明のインクジェットヘッドの断面図。

【符号の説明】

１ 流路板 ２ 振動板 ３ 接着剤 ４ スペーサ板 ５ ノズル板 ６ 溝 ７ 接着剤 ８ 接着剤 ９ 圧力室 １０ 圧電素子 １１ ノズル １２ 接着剤 １３ シール剤 １４ 押圧部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズル孔が形成されたノズル板と、イン
   ク流路が形成された流路板と、圧力室とを具備し、該圧
   力室が少なくとも二つの部材からなり、該部材の一つが
   振動板であるインクジェットヘッドであって、前記振動
   板が、前記圧力室と前記インク流路を同時に形成するこ
   とを特徴とするインクジェトヘッド。
2. 【請求項２】 前記インク流路の内部で前記振動板の端
   部が、シール剤で被覆されていることを特徴とするイン
   クジェットヘッド。