JPH09193380A - インクジェットヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク流路内をオゾン処理し、インクの濡れ
性を向上させると共に、アクチュエータとマニホールド
部材との接合面に介在されるシール部材によるシール性
が良好で、インクがリークしたりすることのないインク
ジェットヘッド及びその製造方法を提供することを目的
とする。 【解決手段】 マニホールド部材２６のアクチュエータ
２４との接合面及びこの接合面近傍の外周面３１にはオ
ゾン処理を施すことなく、マニホールド部材２６のイン
ク流路壁面２７ｗのみをオゾン処理し、マニホールド部
材２６とアクチュエータ２４とを接合し、接合面をシー
ル部材２９によりシールする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷記録装置用印
字ヘッドに係り、特にインク液滴を被印字面に噴射して
印刷するインクジェット式印字ヘッドの製造に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インク液滴を被印字面に噴射
して印刷するインクジェット式印字ヘッドは、分極され
た圧電部材にインク室を形成する複数本の溝が設けら
れ、その溝壁面に電極が設けられたアクチュエータと、
インク室へインクを供給するためのインク流路が形成さ
れアクチュエータに接合されるマニホールド部材とから
構成され、上記アクチュエータの溝の一端側に複数のノ
ズルを有するノズルプレートが装着され、アクチュエー
タの電極に電圧を印加することにより圧電部材が変形
し、それにより、ノズルからインク液滴が被印字面に噴
射されるようになっている。

【０００３】このような構成の印字ヘッドにおいて、イ
ンク流路は、インクの濡れ性を向上し、インクの初期導
入を容易とするため、特公平２−５４７８４号公報に開
示されているように染料処理を施すことが知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このイ
ンク流路内壁の染料処理はインク流路内壁に染料を付着
させてインク流路内壁を親水化しているので、染料がは
く離すると、インクの流れを妨げたり、ノズルをつまら
せたりして、インク噴射に悪影響を及ぼすおそれがあっ
た。

【０００５】本発明は、上記問題点を解消するためにな
されたもので、インク流路内をオゾン処理し、インクの
濡れ性を向上すると共に、アクチュエータとマニホール
ド部材との接合面に介在されるシール部材によるシール
性が良好で、インクがリークしたりすることのないイン
クジェットヘッド及びその製造方法を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めになされた請求項１の発明のインクジェットヘッド
は、インク室が形成され該インク室内のインク液をノズ
ルより液滴として噴出させるアクチュエータと、インク
室へインクを供給するためのインク流路が形成されアク
チュエータに接合されるマニホールド部材とから成るイ
ンクジェットヘッドにおいて、インク流路壁面にオゾン
処理がされて成るマニホールド部材がシール部材を介し
てアクチュエータに接合されているものである。上記構
成においては、インク流路壁面にオゾン処理がされたマ
ニホールド部材がシール部材を介してアクチュエータに
接合されている。このため、インク流路壁面のインクの
濡れ性は良く、マニホールド部材からアクチュエータへ
のインク供給がスムースに行える。

【０００７】また、請求項２の発明のインクジェットヘ
ッドは、請求項１に記載の構成において、マニホールド
部材のアクチュエータとの接合面及びシール部材が当接
する部位にはオゾン処理が施されていないものである。
上記構成においては、マニホールド部材のアクチュエー
タとの接合面及びシール部材が当接する部位にはオゾン
処理が施されていない。このため、マニホールド部材と
シール部材との密着性が優れ、インクがリークすること
はない。

【０００８】また、請求項３の発明のインクジェットヘ
ッドは、請求項２に記載の構成において、シール部材が
シリコーン材料から成るものである。上記構成において
は、シール部でのシリコーン材料の密着性が低くなるこ
とはなく、上記と同じ作用が得られる。

【０００９】また、請求項４の発明のインクジェットヘ
ッドの製造方法は、インク室が形成され該インク室内の
インク液をノズルより液滴として噴出させるアクチュエ
ータと、インク室へインクを供給するためのインク流路
が形成されアクチュエータに接合されるマニホールド部
材とから成るインクジェットヘッドの製造方法におい
て、マニホールド部材のアクチュエータとの接合面及び
シール部材が当接する部位を除いてオゾン処理を施す工
程と、このオゾン処理が施されたマニホールド部材をア
クチュエータに接合する工程と、この接合面をシール部
材によりシールする工程とを有する方法である。上記方
法においては、マニホールド部材のアクチュエータとの
接合面及びシール部材が当接する部位を除いてオゾン処
理を施し、このオゾン処理が施されたマニホールド部材
をアクチュエータに接合し、この接合面をシール部材に
よりシールする。このため、インク流路のインクの濡れ
性が良好で、しかも、接合面をシールするシール部材と
マニホールド部材との密着性が優れたものとなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
形態を図面を参照して説明する。図１は本発明のインク
ジェットヘッドを採用してなるプリンタの外観図、図２
はインクジェットヘッドの部分破断斜視図である。

【００１１】図１において、プリンタ１は、印字機構
２、紙送り機構３、及びパージ装置４などから構成され
ている。印字機構２は、インクジェット式印字ヘッド５
を備えるヘッドユニット６と、印字ヘッド５にインクを
供給するインクカートリッジ７などからなり、ヘッドユ
ニット６とインクカートリッジ７は、キャリッジ８に搭
載されている。キャリッジ８は、ベルト９を介してキャ
リッジ・モータ１０により駆動されており、キャリッジ
軸１１に沿って水平移動するようになっている。なお、
印字ヘッド５は、複数個のノズルを縦一列に有してお
り、キャリッジ８の移動に対応して、ノズルからインク
を噴射する。

【００１２】紙送り機構３は、給紙カセット又は手差し
給紙部から供給された印刷用紙ＰＡを印字ヘッド５に対
面させながら移動させるものであり、プラテンローラ１
２、圧ローラ１３、及びラインフィード（ＬＦ）モータ
（図示せず）などで構成されている。給紙カセットなど
から供給された印刷用紙ＰＡは、プラテンローラ１２と
圧ローラ１３に圧接されて保持され、ラインフィードモ
ータの回転に合わせて移動される。

【００１３】パージ装置４は、印字ヘッド５の使用中に
内部に気泡が発生したり、吐出面上にインクの液滴が付
着することにより吐出不良を起こすことを解消し、良好
な吐出状態に回復させるための装置である。パージ装置
４の先端には、キャップ１４が設けられていて、このキ
ャップ１４に印字ヘッド５が覆われている時に、ポンプ
により負圧を発生させて、印字ヘッド５の内部の不良イ
ンクを吸引して印字ヘッド５を回復させている。

【００１４】図２において、インクジェット式印字ヘッ
ド５は、圧電素子である圧電セラミックス基板１６に、
ダイシング加工等によって互いに平行な溝加工がなさ
れ、インク室となる多数の溝１７が形成されている。こ
れらの溝１７の一方の端には、ノズル１８を持つノズル
プレート１９が装着されている。溝１７を構成する側壁
２１（圧電側壁という）は、矢印Ｂ方向に分極された圧
電素子により形成されており、圧電側壁２１の上半分の
表面にはこの分極方向と直角方向の電界を印加するため
の電極２２が形成されている。また、溝１７が形成され
た圧電セラミックス基板１６の上部は、カバープレート
２３によって蓋をされている。このような構成によっ
て、溝１７の断面形状は、圧電側壁２１とカバープレー
ト２３とで囲まれた長方形を呈することになる。

【００１５】次に、このインクジェット式印字ヘッド５
の印字動作を説明する。インクジェット式印字ヘッド５
は、プリンタ１のキャリッジ８に搭載され、搬入された
印刷すべき用紙ＰＡに沿って往復移動され、図示しない
ホストコンピュータ等からインターフェースを介して転
送された印字データ（ドットデータ）に基づいて電極２
２に印加される電圧により動作する。すなわち、電極２
２に印加される電圧により、圧電側壁２１は剪断変形
し、この変形により溝１７の内圧が高まり、インクカー
トリッジから供給された該溝１７内のインクはノズル１
８から噴射され、印字動作が行われることになる。

【００１６】次に、インク室となる溝１７へのインク供
給について説明する。図３はインク室が形成されてカバ
ープレートで蓋をされたアクチュエータ２４と該アクチ
ュエータ２４にインクを供給するために接合されるマニ
ホールド部材２６との接合を説明する図である。図４
は、接合されたアクチュエータ２４とマニホールド部材
２６に、ノズルプレート１９を装着してインクジェット
ヘッドを構成した状態の断面図である。

【００１７】これらの図において、マニホールド部材２
６は樹脂、金属、又はセラミックス材により形成され、
インク流路２７の内壁面２７ｗはオゾン処理され、アク
チュエータ２４の後端面２５と、マニホールド部材２６
のインク流路２７の開口端面２８とが接着剤により接合
される。この接合により、マニホールド部材２６のイン
ク流路２７とアクチュエータ２４の溝１７とは相互に繋
がり連続したインクの流路となる。また、この後端面２
５と開口端面２８との接合面は、インク流路２７の内壁
面２７ｗのオゾン処理に際してもオゾンにさらされるこ
となく、すなわち、オゾン処理されていない（その詳細
は図５及び図６により後述する）。そして、上記の両接
合面の周囲はシリコーンゴム２９によりシールされる。
このシーリングにより、アクチュエータ２４とマニホー
ルド部材２６との接合はより堅固となり、接合部からイ
ンクが漏出することがない。ここに、インクカートリッ
ジ７から供給されるインクはマニホールド部材２６のイ
ンク流路２７を経てアクチュエータ２４のインク室１７
へ供給される。

【００１８】図５及び図６はそれぞれマニホールド部材
のオゾン処理工程を示す断面図である。オゾン処理と
は、被オゾン処理物に紫外線（ＵＶ）を照射することに
より、表面に付着している有機物を直接分解又は活性化
して酸化作用を起こしやすくし、かつ同時に、ＵＶの作
用で発生したオゾンから分離した活性化酸素の酸化作用
で有機物を揮発性の物質（例えば、Ｈ₂Ｏ ，ＣＯ，ＣＯ
₂ ，ＮＯ₂ 等）に分解変化させて除去する方法である。
マニホールド部材２６のシール部やアクチュエータ２４
との接合面となる開口端面２８は、オゾン処理により、
その表面の有機物が除去される。そして、このオゾン処
理条件（ＵＶ照度、時間等）及び被オゾン処理物の材質
によっては、オゾン処理の目的であるインクとの濡れ性
を向上するものの、接着強度が低下してマニホールド部
材２６と接着剤との間にすき間ができてインクが漏出す
ることがある。従って、オゾン処理に際しては、これら
シール部や開口端面２８がオゾンに晒されることを回避
する必要がある。

【００１９】そこで、オゾン処理に際しては、図５に示
すように、支持台３０上に載置されたマニホールド部材
２６の外周面３１や開口端面２８を金属製の遮蔽部材３
２により遮蔽することにより、これらの部位をオゾンの
照射から回避させている。

【００２０】こうして、オゾン処理を施すことにより、
マニホールド部材２６のインク流路２７は、その内壁面
２７ｗのみがオゾン処理される（オゾン洗浄）。図示の
多数の矢印はオゾンの照射を示す。このように、インク
流路２７の内壁面２７ｗをオゾン処理することにより、
内壁面２７ｗのインクの濡れ性が向上し、インク室への
インク供給がスムースとなる。

【００２１】また、マニホールド部材２６のインク流路
２７の内壁面２７ｗにオゾンを照射する際の対オゾン遮
蔽は、図６に示すように、マニホールド部材２６の外周
面３１や開口端面２８にシール部材たるシリコーンゴム
２９を予め添着した状態で、シリコーンゴム２９を遮蔽
部材として用いると共に、このシリコーンゴム２９を、
その後のマニホールド部材２６とアクチュエータ２４と
の接合状態ではシール部材として用いるようにしてもよ
い。

【００２２】上記の、図５若しくは図６に示したいずれ
かの方法を採用することによって、マニホールド部材２
６の外周面３１や開口端面２８にはオゾンを照射するこ
となく、インク流路２７の内壁面２７ｗのみをオゾンに
さらすことにより、マニホールド部材２６の外周面３１
や開口端面２８のオゾンによる接着不良を来すことな
く、マニホールド部材２６とアクチュエータ２４との接
合が実現され、インク流路２７のインクの濡れ性を向上
することができる。このため、上記の実施の形態の製造
方法によればインクの濡れ性の良いインク流路２７が実
現され、かつ、接合部からのインク漏出を避けることが
可能となる。また、この方法により製造されたインクジ
ェットヘッドはインク流路２７のインクの濡れ性が良
く、かつ、接合部からのインク漏出がなく、インク室１
７へのインクの供給がスムースである。

【００２３】なお、本発明のインクジェットヘッドは、
インク流路壁面２７ｗにオゾン処理がされて成るマニホ
ールド部材２６がシール部材２９を介してアクチュエー
タ２４に接合され、マニホールド部材２６のアクチュエ
ータ２４との接合面及びシール部材２９が当接する外周
面３１にオゾン処理が施されないようにしたものであれ
ばよく、図３乃至図６に示した構成に限られない。

【００２４】また、本発明のインクジェットヘッドの製
造方法は、マニホールド部材２６のアクチュエータ２４
との接合面及びシール部材２９が当接する部位を除いて
オゾン処理を施す工程と、この処理が施されたマニホー
ルド部材２６をアクチュエータ２４に接合する工程と、
接合面をシール部材２９によりシールする工程とから成
っておればよい。例えば、上記の実施の形態における、
マニホールド部材２６やアクチュエータ２４の材料、そ
れらの接着剤による接合の接着剤の種類さらには接合の
手法、シール部の遮蔽部材さらには遮蔽の手法、などは
上記の実施の形態に限られない。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明に係るイ
ンクジェットヘッドによれば、インク流路壁面にオゾン
処理がされて成るマニホールド部材がシール部材を介し
てアクチュエータに接合されている。このため、インク
流路壁面のインクの濡れ性が良く、インク流路からアク
チュエータへのインク導入がスムースになり、しかも、
シール部材によるシール性が良好で接合部からのインク
漏出が防止される。

【００２６】また、請求項２の発明に係るインクジェッ
トヘッドよれば、請求項１の発明に加えて、マニホール
ド部材のアクチュエータとの接合面及びシール部材が当
接する部位にはオゾン処理が施されていない。このた
め、マニホールド部材のアクチュエータとの接合面及び
シール部材が当接する部位がオゾンによる劣化を受け
ず、接合部におけるシール部材の密着性が高くなり、接
合部からのインク漏出を確実に避けることができる。

【００２７】また、請求項３の発明に係るインクジェッ
トヘッドによれば、請求項２の発明において、シール部
材をシリコーン材料としたものである。このため、上記
の作用効果に加えて、シール部材自体が耐候性や耐薬品
性に優れ、接合部が一層堅固となる。

【００２８】また、請求項４の発明に係るインクジェッ
トヘッドの製造方法によれば、マニホールド部材のアク
チュエータとの接合面及びシール部材が当接する部位を
除いてオゾン処理を施し、この処理が施されたマニホー
ルド部材をアクチュエータに接合し、この接合面をシー
ル部材によりシールするので、インク流路壁面のインク
の濡れ性が良好で、しかも接合部からのインク漏出のな
いインクジェットヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェットヘッドを採用したプリ
ンタの外観図である。

【図２】本発明のインクジェットヘッドの部分破断斜視
図である。

【図３】本発明の一実施の形態におけるマニホールド部
材とアクチュエータとの分解斜視図である。

【図４】本発明のインクジェットヘッドの一実施の形態
を示す断面図である。

【図５】本発明のインクジェットヘッドの製造方法にお
けるオゾン処理過程の一実施の形態を示す断面図であ
る。

【図６】本発明のインクジェットヘッドの製造方法にお
けるオゾン処理過程の他の実施の形態を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

５ インクジェット式印字ヘッド １７ 溝（インク室） ２４ アクチュエータ ２６ マニホールド部材 ２７ インク流路 ２８ 開口端面 ２９ シリコーンゴム（シール部材、シリコーン材
料） ３１ 外周面 ３２ 遮蔽部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク室が形成され該インク室内のイン
   ク液をノズルより液滴として噴出させるアクチュエータ
   と、前記インク室へインクを供給するためのインク流路
   が形成され前記アクチュエータに接合されるマニホール
   ド部材とから成るインクジェットヘッドにおいて、 インク流路壁面にオゾン処理がされて成るマニホールド
   部材がシール部材を介して前記アクチュエータに接合さ
   れていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 【請求項２】 前記マニホールド部材の前記アクチュエ
   ータとの接合面及び前記シール部材が当接する部位はオ
   ゾン処理が施されていないことを特徴とする請求項１に
   記載のインクジェットヘッド。
3. 【請求項３】 前記シール部材はシリコーン材料からな
   ることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘ
   ッド。
4. 【請求項４】 インク室が形成され該インク室内のイン
   ク液をノズルより液滴として噴出させるアクチュエータ
   と、前記インク室へインクを供給するためのインク流路
   が形成され前記アクチュエータに接合されるマニホール
   ド部材とから成るインクジェットヘッドの製造方法にお
   いて、 前記マニホールド部材の前記アクチュエータとの接合面
   及び前記シール部材が当接する部位を除いてオゾン処理
   を施す工程と、 前記の処理が施されたマニホールド部材を前記アクチュ
   エータに接合する工程と、 前記接合面をシール部材によりシールする工程とから成
   ることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。