JPH10157108A - インクジェットプリンタヘッド - Google Patents
インクジェットプリンタヘッドInfo
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- JPH10157108A JPH10157108A JP31728496A JP31728496A JPH10157108A JP H10157108 A JPH10157108 A JP H10157108A JP 31728496 A JP31728496 A JP 31728496A JP 31728496 A JP31728496 A JP 31728496A JP H10157108 A JPH10157108 A JP H10157108A
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Links
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板と天板とを接着したヘッド本体の反りや
うねりの発生を抑制することである。 【解決手段】 板厚方向に分極した少なくとも１枚以上
の圧電部材を積層した基板３を形成し、この基板３に互
いに平行な複数の溝４とこれらの溝４を隔てる少なくと
も一部が前記圧電部材からなる側壁５とを等間隔に形成
し、前記溝４の上部を覆う天板９を取り付けて複数のイ
ンク室１１を形成したインクジェットプリンタヘッドに
おいて、前記天板９を圧電部材と同等の熱膨張係数を有
する材料により形成した。
うねりの発生を抑制することである。 【解決手段】 板厚方向に分極した少なくとも１枚以上
の圧電部材を積層した基板３を形成し、この基板３に互
いに平行な複数の溝４とこれらの溝４を隔てる少なくと
も一部が前記圧電部材からなる側壁５とを等間隔に形成
し、前記溝４の上部を覆う天板９を取り付けて複数のイ
ンク室１１を形成したインクジェットプリンタヘッドに
おいて、前記天板９を圧電部材と同等の熱膨張係数を有
する材料により形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電部材を用いた
オンデマンド方式のインクジェットプリンタヘッドに関
する。
オンデマンド方式のインクジェットプリンタヘッドに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、インク供給部に接続されて並設さ
れた多数のインク室の先端に、インク吐出口を有するノ
ズル板を固定し、インク室の圧力を高めてインク吐出口
からインク滴を飛翔させるようにしたインクジェットプ
リンタヘッドがある。このようなインクジェットプリン
タヘッドにおいて、インク室のインク圧を高める方法と
しては、特開昭６３−２４７０５１号公報に開示された
技術がある。すなわち、インク室の両側に配列された側
壁の少なくとも一部を圧電部材により形成し、その側壁
の側面に電極を形成し、この電極に電圧を印加すること
により側壁を変形させ、この時の印加電圧の極性により
側壁の変形方向を変えることにより、インク室の容積を
拡張してインク供給部からインクを吸引したり、インク
室の容積を縮小させて内部のインクをインク吐出口から
吐出させるものである。
れた多数のインク室の先端に、インク吐出口を有するノ
ズル板を固定し、インク室の圧力を高めてインク吐出口
からインク滴を飛翔させるようにしたインクジェットプ
リンタヘッドがある。このようなインクジェットプリン
タヘッドにおいて、インク室のインク圧を高める方法と
しては、特開昭６３−２４７０５１号公報に開示された
技術がある。すなわち、インク室の両側に配列された側
壁の少なくとも一部を圧電部材により形成し、その側壁
の側面に電極を形成し、この電極に電圧を印加すること
により側壁を変形させ、この時の印加電圧の極性により
側壁の変形方向を変えることにより、インク室の容積を
拡張してインク供給部からインクを吸引したり、インク
室の容積を縮小させて内部のインクをインク吐出口から
吐出させるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述の特開昭６３−２
４７０５１号公報で開示された構造のインクジェットプ
リンタヘッドのヘッド本体は、少なくとも一方が圧電部
材よりなる上部基板と下部基板とよりなる基板に天板を
接着剤により接着して形成しているものが用いられてい
る。この形式のインクジェットプリンタヘッドにおい
て、基板と天板との厚さが異なったり、材質が異なった
り、或いは、熱膨張係数の異なる接着剤を用いたとして
も、幅の狭いシリアルタイプのものである場合には、全
体的な形状の変化、すなわち、反りやうねりの程度が小
さいため、格別な問題は発生していない。しかしなが
ら、印字速度の高速化等の目的で、全体の長さを用紙の
幅に合わせたラインタイプのインクジェットプリンタヘ
ッドの開発が研究されている。この形式のインクジェッ
トプリンタヘッドにおいては、その幅寸法がかなり大き
くなるため、基板と天板との厚さが異なったり、材質が
異なったり、或いは、熱膨張係数の異なる接着剤を用い
た場合に、基板と天板とを加熱接着する工程で発生する
反りやうねりは、図６に示すように、１００μｍ程度に
も達することがあり、実用化の上で大きな問題になって
いる。
４７０５１号公報で開示された構造のインクジェットプ
リンタヘッドのヘッド本体は、少なくとも一方が圧電部
材よりなる上部基板と下部基板とよりなる基板に天板を
接着剤により接着して形成しているものが用いられてい
る。この形式のインクジェットプリンタヘッドにおい
て、基板と天板との厚さが異なったり、材質が異なった
り、或いは、熱膨張係数の異なる接着剤を用いたとして
も、幅の狭いシリアルタイプのものである場合には、全
体的な形状の変化、すなわち、反りやうねりの程度が小
さいため、格別な問題は発生していない。しかしなが
ら、印字速度の高速化等の目的で、全体の長さを用紙の
幅に合わせたラインタイプのインクジェットプリンタヘ
ッドの開発が研究されている。この形式のインクジェッ
トプリンタヘッドにおいては、その幅寸法がかなり大き
くなるため、基板と天板との厚さが異なったり、材質が
異なったり、或いは、熱膨張係数の異なる接着剤を用い
た場合に、基板と天板とを加熱接着する工程で発生する
反りやうねりは、図６に示すように、１００μｍ程度に
も達することがあり、実用化の上で大きな問題になって
いる。
【０００４】本発明は、基板と天板とを加熱接着して基
板を形成する場合に、反りやうねりの発生が少ないよう
にすることを目的とする。
板を形成する場合に、反りやうねりの発生が少ないよう
にすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
板厚方向に分極した少なくとも１枚以上の圧電部材を積
層した基板を形成し、この基板に互いに平行な複数の溝
とこれらの溝を隔てる少なくとも一部が前記圧電部材か
らなる側壁とを等間隔に形成し、前記側壁を形成する圧
電部材に電圧を印加する電極とこれらの電極に接続され
た配線パターンとを前記基板に形成し、前記溝の上部を
覆う天板と前記溝の正面部を覆うノズル板とを取り付け
て複数のインク室を形成したインクジェットプリンタヘ
ッドにおいて、前記天板を圧電部材と同等の熱膨張係数
を有する材料により形成したものである。したがって、
基板と天板とを加熱接着して基板を形成する場合に、基
板と天板との厚さが異なったり、材質が異なったり、或
いは、熱膨張係数の異なる接着剤を用いたりしたとして
も、反りやうねりの少ないヘッド本体とすることができ
るものである。
板厚方向に分極した少なくとも１枚以上の圧電部材を積
層した基板を形成し、この基板に互いに平行な複数の溝
とこれらの溝を隔てる少なくとも一部が前記圧電部材か
らなる側壁とを等間隔に形成し、前記側壁を形成する圧
電部材に電圧を印加する電極とこれらの電極に接続され
た配線パターンとを前記基板に形成し、前記溝の上部を
覆う天板と前記溝の正面部を覆うノズル板とを取り付け
て複数のインク室を形成したインクジェットプリンタヘ
ッドにおいて、前記天板を圧電部材と同等の熱膨張係数
を有する材料により形成したものである。したがって、
基板と天板とを加熱接着して基板を形成する場合に、基
板と天板との厚さが異なったり、材質が異なったり、或
いは、熱膨張係数の異なる接着剤を用いたりしたとして
も、反りやうねりの少ないヘッド本体とすることができ
るものである。
【０００６】請求項２記載の発明は、下部基板と上部基
板とを圧電部材により形成した基板を設け、この基板と
同一の圧電部材により天板を形成したものである。した
がって、基板と天板とは同一の熱膨張係数を有する材料
であるため、反りやうねりの少ないヘッド本体とするこ
とができるものである。
板とを圧電部材により形成した基板を設け、この基板と
同一の圧電部材により天板を形成したものである。した
がって、基板と天板とは同一の熱膨張係数を有する材料
であるため、反りやうねりの少ないヘッド本体とするこ
とができるものである。
【０００７】請求項３記載の発明は、天板が、鉄−ニッ
ケルを含有する合金であり、圧電部材と同等の熱膨張係
数を有するニッケルの含有量であるように設定したもの
である。したがって、基板と同じ熱膨張係数を有する天
板を形成することが容易なものである。
ケルを含有する合金であり、圧電部材と同等の熱膨張係
数を有するニッケルの含有量であるように設定したもの
である。したがって、基板と同じ熱膨張係数を有する天
板を形成することが容易なものである。
【０００８】請求項４記載の発明は、成形時の流動方向
の熱膨張係数が圧電部材の熱膨張係数と同等である樹脂
により天板を形成したものである。したがって、基板と
同じ熱膨張係数を有する天板を樹脂によっても形成する
ことができるものである。
の熱膨張係数が圧電部材の熱膨張係数と同等である樹脂
により天板を形成したものである。したがって、基板と
同じ熱膨張係数を有する天板を樹脂によっても形成する
ことができるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の第一の形態を図１
ないし図５に基づいて説明する。図１はインクジェット
プリンタヘッドの全体構造を示すもので、板厚方向に分
極した２枚の圧電部材よりなる下部基板１と上部基板２
とをその分極方向が逆向きとなるように接着して基板３
を形成する。すなわち、前記下部基板１の片面に、例え
ば、加熱硬化型一液性エポキシ接着剤等による接着剤を
スクリーン印刷にて１０〜３０μｍ程度の均一な厚さに
塗布し、上部基板２を貼り合わせる。
ないし図５に基づいて説明する。図１はインクジェット
プリンタヘッドの全体構造を示すもので、板厚方向に分
極した２枚の圧電部材よりなる下部基板１と上部基板２
とをその分極方向が逆向きとなるように接着して基板３
を形成する。すなわち、前記下部基板１の片面に、例え
ば、加熱硬化型一液性エポキシ接着剤等による接着剤を
スクリーン印刷にて１０〜３０μｍ程度の均一な厚さに
塗布し、上部基板２を貼り合わせる。
【００１０】このように形成した基板３に対して溝加工
することにより、前記上部基板２の上面から下部基板１
の内部に達する多数の溝４とこれらの溝４を隔てる多数
の側壁５とを平行に形成する。この溝加工は、ＩＣウエ
ハの切断などに用いるダイシングソーのダイヤモンドホ
イールなどを用いて行う。これらの溝４は、基板３の前
面側において開口し、奥側を閉止した形状に形成する。
溝４の寸法はインクジェットプリンタヘッドの仕様によ
り決定するが、例えば、深さ寸法を０．２〜１ｍｍ、幅
寸法を２０〜２００μｍ、長さ寸法を５〜５００ｍｍ程
度に形成する。
することにより、前記上部基板２の上面から下部基板１
の内部に達する多数の溝４とこれらの溝４を隔てる多数
の側壁５とを平行に形成する。この溝加工は、ＩＣウエ
ハの切断などに用いるダイシングソーのダイヤモンドホ
イールなどを用いて行う。これらの溝４は、基板３の前
面側において開口し、奥側を閉止した形状に形成する。
溝４の寸法はインクジェットプリンタヘッドの仕様によ
り決定するが、例えば、深さ寸法を０．２〜１ｍｍ、幅
寸法を２０〜２００μｍ、長さ寸法を５〜５００ｍｍ程
度に形成する。
【００１１】前記溝４の内面には無電解ニッケルメッキ
法により電極６を形成する。このとき、前記上部基板２
の上面に電極６と連続する配線パターン７を同時に形成
する。水性インクを使用する場合は、電極６と配線パタ
ーン７（一部）との上、少なくともインクと接触する部
分に絶縁膜８を形成する。図２は絶縁膜８を成膜後の溝
４部分の断面を示す。この絶縁膜８の形成に当って電着
塗料を用いれば、その電着塗料の溶液と接することによ
り細かな溝４内部までの電極６上に絶縁膜８が均一に形
成される。
法により電極６を形成する。このとき、前記上部基板２
の上面に電極６と連続する配線パターン７を同時に形成
する。水性インクを使用する場合は、電極６と配線パタ
ーン７（一部）との上、少なくともインクと接触する部
分に絶縁膜８を形成する。図２は絶縁膜８を成膜後の溝
４部分の断面を示す。この絶縁膜８の形成に当って電着
塗料を用いれば、その電着塗料の溶液と接することによ
り細かな溝４内部までの電極６上に絶縁膜８が均一に形
成される。
【００１２】ここで、電極６及び配線パターン７を形成
し、さらに、絶縁膜８を形成した基板３に対して天板９
を接着することによりヘッド本体１０を形成し、接着し
た天板９で溝４の上部開口面を覆うことにより多数のイ
ンク室１１を形成する。前記天板９の内面には、前記イ
ンク室１１に交差して全てのインク室１１に連通する共
通インク室１２が形成されており、この共通インク室１
２に連通するインク供給口１３が形成されている。しか
して、前記天板９の材質としては、圧電部材の熱膨張係
数が２〜６×１０~ 6／℃であるため、その圧電部材の熱
膨張係数と同様な熱膨張係数を有するものであることが
望ましい。すなわち、７×１０~ 6／℃以下の熱膨張係数
の材質であることが必要であり、天板９の材料として下
部基板１及び上部基板２と同じ圧電部材が用いられる。
そして、下部基板１と上部基板２と天板９とを貼り合わ
せた基板３をオートクレーブ装置（図示せず）に入れて
加圧加熱（１２０℃×２Ｈ、１〜５ｋｇｆ／ｃｍ2 ）
し、接着剤を硬化させる。機械的に基板３を押え、加圧
した治具のままオーブンに入れて加熱硬化（１２０℃×
２Ｈ）させても良い。このように天板９が基板３に接着
されたヘッド本体１０は、その天板９が圧電部材よりな
る下部基板１及び上部基板２と同一材料であるため、熱
膨張係数の違いによる反りやうねりの発生を低減するこ
とが可能である。基板３の大きさが、１４０ｍｍ×４０
ｍｍである場合、従来、図６に示す状態で１００μｍ以
上のうねりがあったものに対して、１４０ｍｍ長さにわ
たっての反りが実測値で１０μｍ以下と所望の値を得る
ことができた。
し、さらに、絶縁膜８を形成した基板３に対して天板９
を接着することによりヘッド本体１０を形成し、接着し
た天板９で溝４の上部開口面を覆うことにより多数のイ
ンク室１１を形成する。前記天板９の内面には、前記イ
ンク室１１に交差して全てのインク室１１に連通する共
通インク室１２が形成されており、この共通インク室１
２に連通するインク供給口１３が形成されている。しか
して、前記天板９の材質としては、圧電部材の熱膨張係
数が２〜６×１０~ 6／℃であるため、その圧電部材の熱
膨張係数と同様な熱膨張係数を有するものであることが
望ましい。すなわち、７×１０~ 6／℃以下の熱膨張係数
の材質であることが必要であり、天板９の材料として下
部基板１及び上部基板２と同じ圧電部材が用いられる。
そして、下部基板１と上部基板２と天板９とを貼り合わ
せた基板３をオートクレーブ装置（図示せず）に入れて
加圧加熱（１２０℃×２Ｈ、１〜５ｋｇｆ／ｃｍ2 ）
し、接着剤を硬化させる。機械的に基板３を押え、加圧
した治具のままオーブンに入れて加熱硬化（１２０℃×
２Ｈ）させても良い。このように天板９が基板３に接着
されたヘッド本体１０は、その天板９が圧電部材よりな
る下部基板１及び上部基板２と同一材料であるため、熱
膨張係数の違いによる反りやうねりの発生を低減するこ
とが可能である。基板３の大きさが、１４０ｍｍ×４０
ｍｍである場合、従来、図６に示す状態で１００μｍ以
上のうねりがあったものに対して、１４０ｍｍ長さにわ
たっての反りが実測値で１０μｍ以下と所望の値を得る
ことができた。
【００１３】インクジェットプリンタヘッドに用いられ
るインク等に耐性があれば有機接着剤又は無機接着剤の
どちらでもよく、接着剤の塗布方法は他にスピンコー
タ、スプレー塗布、刷毛塗り等、使用する接着剤に合わ
せて選択可能である。
るインク等に耐性があれば有機接着剤又は無機接着剤の
どちらでもよく、接着剤の塗布方法は他にスピンコー
タ、スプレー塗布、刷毛塗り等、使用する接着剤に合わ
せて選択可能である。
【００１４】また、硬化温度も使用する接着剤によって
異なるが、４０〜２００℃程度である。なお、この温度
は、圧電部材の分極に影響を与えない程度の温度である
（２００℃以上で分極の劣化が始まるため、注意が必要
である）。
異なるが、４０〜２００℃程度である。なお、この温度
は、圧電部材の分極に影響を与えない程度の温度である
（２００℃以上で分極の劣化が始まるため、注意が必要
である）。
【００１５】ついで、前記ヘッド本体１０に対して、前
記インク室１１の先端側の開口面１４を覆うようにイン
ク吐出口１５を備えたノズル板１６を接着する。しかし
ながら、このノズル板１６を接着するためには、前記開
口面１４が全体的に平坦な平面でなければならない。し
かるに、図３(ａ)に示すように、基板３と天板９との両
者間の微妙な位置ずれによる段差があったり、図３(ｂ)
に示すように、基板３又は天板９のどちらか一方にエッ
ジやダレがあった場合には、開口面１４の境界部に凹み
ができたりし、ノズル板１６を均一な接着層で接着する
ことが不可能である。すなわち、このような段差や凹み
があると、ノズル板１６を接着する際、接合不良を生じ
る原因となる。例えば、接着剤を用いた場合、インク室
１１やインク吐出口１５を接着剤で塞がないためには接
着剤を非常に薄く塗布する必要があるが、この時、段差
があると接着されない部分ができる。逆に、この部分を
接着しようとすると、接着剤が厚くなりインク室１１や
インク吐出口１５を塞いでしまう。このような段差や凹
みを解消するためには、基板３と天板９とを接着した後
に、同時切断するか、開口面１４を研磨し、図３(ｃ)に
示すように平坦にする。
記インク室１１の先端側の開口面１４を覆うようにイン
ク吐出口１５を備えたノズル板１６を接着する。しかし
ながら、このノズル板１６を接着するためには、前記開
口面１４が全体的に平坦な平面でなければならない。し
かるに、図３(ａ)に示すように、基板３と天板９との両
者間の微妙な位置ずれによる段差があったり、図３(ｂ)
に示すように、基板３又は天板９のどちらか一方にエッ
ジやダレがあった場合には、開口面１４の境界部に凹み
ができたりし、ノズル板１６を均一な接着層で接着する
ことが不可能である。すなわち、このような段差や凹み
があると、ノズル板１６を接着する際、接合不良を生じ
る原因となる。例えば、接着剤を用いた場合、インク室
１１やインク吐出口１５を接着剤で塞がないためには接
着剤を非常に薄く塗布する必要があるが、この時、段差
があると接着されない部分ができる。逆に、この部分を
接着しようとすると、接着剤が厚くなりインク室１１や
インク吐出口１５を塞いでしまう。このような段差や凹
みを解消するためには、基板３と天板９とを接着した後
に、同時切断するか、開口面１４を研磨し、図３(ｃ)に
示すように平坦にする。
【００１６】このような構成において、インク吐出の動
作は、次のように行われる。まず、ヘッド本体１０のイ
ンク室１１にインクを供給した状態でインク室１１の両
側に位置する側壁５を分極方向が相反する下部基板１と
上部基板２とのシェアモード変形により湾曲させ徐々に
離反させ、これを急激に初期位置に復帰させてインク室
１１のインクを加圧することでインク吐出口１５からイ
ンク滴を吐出させる。このとき、クロストークを防止す
るため、偶数番目のインク室１１と奇数番目のインク室
１１とを交互に加圧するように圧力発生手段として作用
する側壁５を駆動する。さらに、この側壁５は、インク
室１１にインクを吸引して充填する場合に徐々に変形
し、インク室１１に充填したインクを加圧する場合には
急激に変形する。なお、前述のように、インク吐出口１
５の断面形状は、内方が拡開し外方が縮径するようにテ
ーパ状に形成されているため、インク室１１で加圧した
インクの吐出は効率良く行なわれる。
作は、次のように行われる。まず、ヘッド本体１０のイ
ンク室１１にインクを供給した状態でインク室１１の両
側に位置する側壁５を分極方向が相反する下部基板１と
上部基板２とのシェアモード変形により湾曲させ徐々に
離反させ、これを急激に初期位置に復帰させてインク室
１１のインクを加圧することでインク吐出口１５からイ
ンク滴を吐出させる。このとき、クロストークを防止す
るため、偶数番目のインク室１１と奇数番目のインク室
１１とを交互に加圧するように圧力発生手段として作用
する側壁５を駆動する。さらに、この側壁５は、インク
室１１にインクを吸引して充填する場合に徐々に変形
し、インク室１１に充填したインクを加圧する場合には
急激に変形する。なお、前述のように、インク吐出口１
５の断面形状は、内方が拡開し外方が縮径するようにテ
ーパ状に形成されているため、インク室１１で加圧した
インクの吐出は効率良く行なわれる。
【００１７】しかして、基板３に接着された天板９は、
前述のように両者の熱膨張係数が同じであり、その熱膨
張係数の違いに基づく反りやうねりの発生が低減されて
いる。そのため、ラインタイプのインクジェットプリン
タヘッドとして形成した場合に、反りやうねりのない状
態のものを歩留まり良く製造することができ、安価・簡
便で信頼性の高いインクジェットプリンタヘッドを提供
することができる。
前述のように両者の熱膨張係数が同じであり、その熱膨
張係数の違いに基づく反りやうねりの発生が低減されて
いる。そのため、ラインタイプのインクジェットプリン
タヘッドとして形成した場合に、反りやうねりのない状
態のものを歩留まり良く製造することができ、安価・簡
便で信頼性の高いインクジェットプリンタヘッドを提供
することができる。
【００１８】次に、ノズル板１６の材料としては、鉄ニ
ッケル系合金が用いられる。この鉄ニッケル系合金のニ
ッケルの組成を適宜選択することにより、圧電材料より
なる基板３の熱膨張係数とほとんど同じかそれよりも小
さい熱膨張係数の合金が得られる。一般的な圧電材料の
熱膨張係数は、２〜５×１０~ 6であるため、使用する圧
電材料の熱膨張係数に合わせてノズル板１６の鉄ニッケ
ル系合金のニッケルの組成を２０〜４５％の間で調整す
る。この組成調整により、基板３の熱膨張係数と同様又
はそれよりも小さい熱膨張係数を有するノズル板１６の
形成が可能である。
ッケル系合金が用いられる。この鉄ニッケル系合金のニ
ッケルの組成を適宜選択することにより、圧電材料より
なる基板３の熱膨張係数とほとんど同じかそれよりも小
さい熱膨張係数の合金が得られる。一般的な圧電材料の
熱膨張係数は、２〜５×１０~ 6であるため、使用する圧
電材料の熱膨張係数に合わせてノズル板１６の鉄ニッケ
ル系合金のニッケルの組成を２０〜４５％の間で調整す
る。この組成調整により、基板３の熱膨張係数と同様又
はそれよりも小さい熱膨張係数を有するノズル板１６の
形成が可能である。
【００１９】また、ノズル板１６の厚みは、１００μｍ
以下とする。この程度の厚みの板を使用することによ
り、インク吐出口１５の加工が容易になり、孔形成度を
向上させることができる。このインク吐出口１５の加工
としては、レーザ加工やプレス加工が有力である。勿
論、必要な精度を得ることができれば、その他の加工方
法であってもよい。
以下とする。この程度の厚みの板を使用することによ
り、インク吐出口１５の加工が容易になり、孔形成度を
向上させることができる。このインク吐出口１５の加工
としては、レーザ加工やプレス加工が有力である。勿
論、必要な精度を得ることができれば、その他の加工方
法であってもよい。
【００２０】つぎに、本発明の実施の第二の形態を説明
する。構造としては、第一の形態と同様に図１乃至図５
に示すものと同様であり、同一部分は同一符号を用い説
明も省略する。本実施の形態における天板９は、基板３
を構成する下部基板１及び上部基板２と同等の熱膨張係
数を有する鉄−ニッケルを含有する合金（厚さ０.１〜
２.５ｍｍ）により形成したものである。そのため、例
えば、主成分が４２ニッケル・鉄合金は、熱膨張係数が
４〜５×１０~ 6／℃であり、２９ニッケル・１７コバル
ト・鉄合金は、熱膨張係数が４.５ 〜５×１０~ 6／℃で
あり、圧電部材の熱膨張係数２〜６×１０~ 6／℃と同程
度の値を得ることができるものである。
する。構造としては、第一の形態と同様に図１乃至図５
に示すものと同様であり、同一部分は同一符号を用い説
明も省略する。本実施の形態における天板９は、基板３
を構成する下部基板１及び上部基板２と同等の熱膨張係
数を有する鉄−ニッケルを含有する合金（厚さ０.１〜
２.５ｍｍ）により形成したものである。そのため、例
えば、主成分が４２ニッケル・鉄合金は、熱膨張係数が
４〜５×１０~ 6／℃であり、２９ニッケル・１７コバル
ト・鉄合金は、熱膨張係数が４.５ 〜５×１０~ 6／℃で
あり、圧電部材の熱膨張係数２〜６×１０~ 6／℃と同程
度の値を得ることができるものである。
【００２１】具体的には、圧電部材よりなる上部基板２
と同程度の厚さの４２ニッケル・鉄合金（熱膨張係数≒
４.５×１０~ 6／℃ ）を所定の大きさに機械加工して天
板９とし、これを基板３に接着することにより、反りや
うねりの発生を低減することが可能となる。基板３の大
きさが１４０ｍｍ×４０ｍｍで、１４０ｍｍ長さで反り
やうねりを測定したところ、図６の測定方法で１０μｍ
以下と所望の値を得ることができた。
と同程度の厚さの４２ニッケル・鉄合金（熱膨張係数≒
４.５×１０~ 6／℃ ）を所定の大きさに機械加工して天
板９とし、これを基板３に接着することにより、反りや
うねりの発生を低減することが可能となる。基板３の大
きさが１４０ｍｍ×４０ｍｍで、１４０ｍｍ長さで反り
やうねりを測定したところ、図６の測定方法で１０μｍ
以下と所望の値を得ることができた。
【００２２】ついで、本発明の実施の第三の形態を説明
する。構造としては、第一の形態と同様に図１乃至図４
に示すものと同様であり、同一部分は同一符号を用い説
明も省略する。本実施の形態における天板９は、液晶ポ
リマー（ＬＣＰ）、ポリフェニルサルファイド（ＰＰ
Ｓ）等の樹脂により形成したものであり、成形時の流動
方向の熱膨張係数が圧電部材と同様な７×１０~ 6／℃以
下のものである。このような液晶ポリマー（ＬＣＰ）、
ポリフェニルサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂において
は、成形時の流動方向とそれに直交する方向との熱膨張
係数が大幅に相違する。すなわち、成形時の流動方向の
熱膨張係数は、それに直交する方向の熱膨張係数に対し
てかなり小さいものである。このようなことから、基板
３の上面に接着する天板９は、長手方向が成形時の流動
方向であり、それと直交する方向の幅は、基板３の幅よ
りも小さい。これにより、長辺方向については、反りや
うねりのない状態が得られ、それに直交する方向には、
熱膨張係数が大きくてもその幅が小さいため、全体的に
は反りやうねりの発生が押えられる。
する。構造としては、第一の形態と同様に図１乃至図４
に示すものと同様であり、同一部分は同一符号を用い説
明も省略する。本実施の形態における天板９は、液晶ポ
リマー（ＬＣＰ）、ポリフェニルサルファイド（ＰＰ
Ｓ）等の樹脂により形成したものであり、成形時の流動
方向の熱膨張係数が圧電部材と同様な７×１０~ 6／℃以
下のものである。このような液晶ポリマー（ＬＣＰ）、
ポリフェニルサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂において
は、成形時の流動方向とそれに直交する方向との熱膨張
係数が大幅に相違する。すなわち、成形時の流動方向の
熱膨張係数は、それに直交する方向の熱膨張係数に対し
てかなり小さいものである。このようなことから、基板
３の上面に接着する天板９は、長手方向が成形時の流動
方向であり、それと直交する方向の幅は、基板３の幅よ
りも小さい。これにより、長辺方向については、反りや
うねりのない状態が得られ、それに直交する方向には、
熱膨張係数が大きくてもその幅が小さいため、全体的に
は反りやうねりの発生が押えられる。
【００２３】具体的な一例を上げると、住友化学製の液
晶ポリマー（Ｅ５００８、流動方向：１×１０~ 6／℃、
流動方向と直角方向：６４×１０~ 6／℃）を所定の形状
に成形加工したものを天板９として用い、これを基板３
に接着した。これにより、基板３の大きさが１４０ｍｍ
×４０ｍｍで、１４０ｍｍ長さで反りやうねりを測定し
たところ、図６の測定方法で１０μｍ以下と所望の値を
得ることができた。
晶ポリマー（Ｅ５００８、流動方向：１×１０~ 6／℃、
流動方向と直角方向：６４×１０~ 6／℃）を所定の形状
に成形加工したものを天板９として用い、これを基板３
に接着した。これにより、基板３の大きさが１４０ｍｍ
×４０ｍｍで、１４０ｍｍ長さで反りやうねりを測定し
たところ、図６の測定方法で１０μｍ以下と所望の値を
得ることができた。
【００２４】ここで、天板９の材質としては、前述の液
晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニルサルファイド（Ｐ
ＰＳ）等の樹脂に限定されるものではなく、例えば、エ
ポキシ樹脂にガラス粉末等を混入して熱膨張係数を７×
１０~ 6／℃以下の範囲に調整した材料としても良いもの
である。
晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニルサルファイド（Ｐ
ＰＳ）等の樹脂に限定されるものではなく、例えば、エ
ポキシ樹脂にガラス粉末等を混入して熱膨張係数を７×
１０~ 6／℃以下の範囲に調整した材料としても良いもの
である。
【００２５】
【発明の効果】請求項１記載の発明は、板厚方向に分極
した少なくとも１枚以上の圧電部材を積層した基板を形
成し、この基板に互いに平行な複数の溝とこれらの溝を
隔てる少なくとも一部が前記圧電部材からなる側壁とを
等間隔に形成し、前記側壁を形成する圧電部材に電圧を
印加する電極とこれらの電極に接続された配線パターン
とを前記基板に形成し、前記溝の上部を覆う天板と前記
溝の正面部を覆うノズル板とを取り付けて複数のインク
室を形成したインクジェットプリンタヘッドにおいて、
前記天板を圧電部材と同等の熱膨張係数を有する材料に
より形成したので、基板と天板とを加熱接着して基板を
形成する場合に、基板と天板との厚さが異なったり、材
質が異なったり、或いは、熱膨張係数の異なる接着剤を
用いたりしたとしても、反りやうねりの少ないヘッド本
体とすることができると云う効果を有する。
した少なくとも１枚以上の圧電部材を積層した基板を形
成し、この基板に互いに平行な複数の溝とこれらの溝を
隔てる少なくとも一部が前記圧電部材からなる側壁とを
等間隔に形成し、前記側壁を形成する圧電部材に電圧を
印加する電極とこれらの電極に接続された配線パターン
とを前記基板に形成し、前記溝の上部を覆う天板と前記
溝の正面部を覆うノズル板とを取り付けて複数のインク
室を形成したインクジェットプリンタヘッドにおいて、
前記天板を圧電部材と同等の熱膨張係数を有する材料に
より形成したので、基板と天板とを加熱接着して基板を
形成する場合に、基板と天板との厚さが異なったり、材
質が異なったり、或いは、熱膨張係数の異なる接着剤を
用いたりしたとしても、反りやうねりの少ないヘッド本
体とすることができると云う効果を有する。
【００２６】請求項２記載の発明は、下部基板と上部基
板とを圧電部材により形成した基板を設け、この基板と
同一の圧電部材により天板を形成したので、基板と天板
とは同一の熱膨張係数を有する材料であるため、反りや
うねりの少ないヘッド本体とすることができると云う効
果を有する。
板とを圧電部材により形成した基板を設け、この基板と
同一の圧電部材により天板を形成したので、基板と天板
とは同一の熱膨張係数を有する材料であるため、反りや
うねりの少ないヘッド本体とすることができると云う効
果を有する。
【００２７】請求項３記載の発明は、天板が、鉄−ニッ
ケルを含有する合金であり、圧電部材と同等の熱膨張係
数を有するニッケルの含有量であるように設定したの
で、基板と同じ熱膨張係数を有する天板を形成すること
が容易であると云う効果を有する。
ケルを含有する合金であり、圧電部材と同等の熱膨張係
数を有するニッケルの含有量であるように設定したの
で、基板と同じ熱膨張係数を有する天板を形成すること
が容易であると云う効果を有する。
【００２８】請求項４記載の発明は、成形時の流動方向
の熱膨張係数が圧電部材の熱膨張係数と同等である樹脂
により天板を形成したので、基板と同じ熱膨張係数を有
する天板を樹脂によっても形成することができると云う
効果を有する。
の熱膨張係数が圧電部材の熱膨張係数と同等である樹脂
により天板を形成したので、基板と同じ熱膨張係数を有
する天板を樹脂によっても形成することができると云う
効果を有する。
【図１】本発明の実施の第一の形態を示すインクジェッ
トプリンタヘッドの全体構造を示す一部を切り欠いた斜
視図である。
トプリンタヘッドの全体構造を示す一部を切り欠いた斜
視図である。
【図２】溝に電極及び絶縁膜を形成した状態の縦断正面
図である。
図である。
【図３】基板と天板との両者の位置関係を示すもので、
(ａ)は両者がずれた状態を示し、(ｂ)は両者間に凹みが
発生した状態を示し、(ｃ)は開口面を平坦に仕上げた状
態を示すものである。
(ａ)は両者がずれた状態を示し、(ｂ)は両者間に凹みが
発生した状態を示し、(ｃ)は開口面を平坦に仕上げた状
態を示すものである。
【図４】基板と天板との分解斜視図である。
【図５】基板に天板を接着したヘッド本体の斜視図であ
る。
る。
【図６】ヘッド本体の反りの状態を示す説明図である。
１ 下部基板 ２ 上部基板 ３ 基板 ４ 溝 ５ 側壁 ６ 電極 ７ 配線パターン ９ 天板 １１ インク室 １６ ノズル板
Claims (4)
- 【請求項１】 板厚方向に分極した少なくとも１枚以上
の圧電部材を積層した基板を形成し、この基板に互いに
平行な複数の溝とこれらの溝を隔てる少なくとも一部が
前記圧電部材からなる側壁とを等間隔に形成し、前記側
壁を形成する圧電部材に電圧を印加する電極とこれらの
電極に接続された配線パターンとを前記基板に形成し、
前記溝の上部を覆う天板と前記溝の正面部を覆うノズル
板とを取り付けて複数のインク室を形成したインクジェ
ットプリンタヘッドにおいて、前記天板を圧電部材と同
等の熱膨張係数を有する材料により形成したことを特徴
とするインクジェットプリンタヘッド。 - 【請求項２】 下部基板と上部基板とを圧電部材により
形成した基板を設け、この基板と同一の圧電部材により
天板を形成したことを特徴とする請求項１記載のインク
ジェットプリンタヘッド。 - 【請求項３】 天板は、鉄−ニッケルを含有する合金で
あり、圧電部材と同等の熱膨張係数を有するニッケルの
含有量であるように設定したことを特徴とする請求項１
記載のインクジェットプリンタヘッド。 - 【請求項４】 成形時の流動方向の熱膨張係数が圧電部
材の熱膨張係数と同等である樹脂により天板を形成した
ことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリン
タヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31728496A JPH10157108A (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | インクジェットプリンタヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31728496A JPH10157108A (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | インクジェットプリンタヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10157108A true JPH10157108A (ja) | 1998-06-16 |
Family
ID=18086522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31728496A Pending JPH10157108A (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | インクジェットプリンタヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10157108A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001066356A1 (en) * | 2000-03-10 | 2001-09-13 | Silverbrook Research Pty Ltd | Thermal expansion compensation for modular printhead assembly |
| JP2001322275A (ja) * | 2000-05-18 | 2001-11-20 | Konica Corp | インクジェットヘッド |
| EP1302320A3 (en) * | 2001-10-10 | 2003-11-12 | SII Printek Inc | Ink jet head, method of manufacturing the same and ink jet recording apparatus |
| AU2004214595B2 (en) * | 2000-03-10 | 2005-11-03 | Memjet Technology Limited | A modular printhead assembly with thermal distortion compensation |
| KR100552664B1 (ko) * | 2002-10-12 | 2006-02-20 | 삼성전자주식회사 | 측벽에 의해 한정되는 잉크 챔버를 가진 일체형 잉크젯프린트헤드 및 그 제조방법 |
| US7178903B2 (en) | 1997-07-15 | 2007-02-20 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink jet nozzle to eject ink |
| US7497555B2 (en) | 1998-07-10 | 2009-03-03 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet nozzle assembly with pre-shaped actuator |
| US8056596B2 (en) | 2007-10-22 | 2011-11-15 | The Goodyear Tire + Rubber Company, Inc. | Multiple ply modular construction |
| WO2014077261A1 (ja) * | 2012-11-14 | 2014-05-22 | コニカミノルタ株式会社 | インクジェットヘッドの製造方法、及び、インクジェットヘッド |
-
1996
- 1996-11-28 JP JP31728496A patent/JPH10157108A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7178903B2 (en) | 1997-07-15 | 2007-02-20 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink jet nozzle to eject ink |
| US7753492B2 (en) | 1997-07-15 | 2010-07-13 | Silverbrook Research Pty Ltd | Micro-electromechanical fluid ejection mechanism having a shape memory alloy actuator |
| US7497555B2 (en) | 1998-07-10 | 2009-03-03 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet nozzle assembly with pre-shaped actuator |
| WO2001066356A1 (en) * | 2000-03-10 | 2001-09-13 | Silverbrook Research Pty Ltd | Thermal expansion compensation for modular printhead assembly |
| US6652071B2 (en) | 2000-03-10 | 2003-11-25 | Silverbrook Research Pty Ltd | Thermal expansion compensation for modular printhead assembly |
| AU2004214595B2 (en) * | 2000-03-10 | 2005-11-03 | Memjet Technology Limited | A modular printhead assembly with thermal distortion compensation |
| JP2001322275A (ja) * | 2000-05-18 | 2001-11-20 | Konica Corp | インクジェットヘッド |
| EP1302320A3 (en) * | 2001-10-10 | 2003-11-12 | SII Printek Inc | Ink jet head, method of manufacturing the same and ink jet recording apparatus |
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| WO2014077261A1 (ja) * | 2012-11-14 | 2014-05-22 | コニカミノルタ株式会社 | インクジェットヘッドの製造方法、及び、インクジェットヘッド |
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