JPH10211704A - インクジェットヘッドおよびインクジェットヘッド用インク室形成部材の製造方法 - Google Patents

インクジェットヘッドおよびインクジェットヘッド用インク室形成部材の製造方法

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JPH10211704A
JPH10211704A JP9018497A JP1849797A JPH10211704A JP H10211704 A JPH10211704 A JP H10211704A JP 9018497 A JP9018497 A JP 9018497A JP 1849797 A JP1849797 A JP 1849797A JP H10211704 A JPH10211704 A JP H10211704A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着剤による組み立てを不要とするため感光
性ガラスで一体に形成したインク室形成部材を有するイ
ンクジェットヘッドを提供する。 【解決手段】 パターン露光およびエッチングにより複
数の凹部１８を形成した天板１４とこの天板１４の凹部
１８形成面に熱処理により一体に接合されたガラス薄板
１６とで構成されるインク室形成部材１２を備え、上記
ガラス薄板１６で覆われた上記各凹部１８の内部をそれ
ぞれインク室２０とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像信号に応じて
ノズルからインク滴を吐出し、これを記録紙等の記録媒
体に付着させて画像を記録するインクジェットヘッドに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、インク室に収容されたインクを圧
電アクチュエータ等の加圧手段で加圧してノズルからイ
ンク滴を吐出させるインクジェットヘッドが知られてい
る。この種のインクジェットヘッドでは、一般に、複数
の凹部を形成したインク室形成部材に金属等の薄板から
なる振動板やノズルプレートを接着剤により固定し、こ
の振動板等で覆われた上記各凹部の内部をそれぞれイン
ク室としていた。そして、このようなインク室形成部材
の形成方法の一つに、レジストを利用した所定のパター
ンに電鋳より金属層を成長させて形成する方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電鋳でインク
室形成部材を形成する場合、金属めっき液の通電をコン
トロールして厚膜化するため、所望の厚みの金属層を得
るのに時間がかかり、生産コストが高くなるという問題
があった。また、このようなプロセスで作製したインク
室形成部材に振動板等を接着剤で固定してインク室を形
成するため、接着剤を塗布して組み立てる工程が必要と
なり、これもコストアップ要因となっていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明のインク
ジェットヘッドは上記問題点を解決すべく、パターン露
光およびエッチングにより複数の凹部を形成した感光性
ガラスからなる天板と、この天板の凹部形成面に熱処理
により一体に接合されたガラス薄板とで構成されるイン
ク室形成部材を備え、上記ガラス薄板で覆われた上記各
凹部の内部をそれぞれインク室としたものである。
【０００５】このインクジェットヘッドでは、上記ガラ
ス薄板を上記天板と同じ感光性ガラスで形成するのが好
ましい。また、上記天板に上記インク室と連通するノズ
ルをパターン露光およびエッチングにより形成してもよ
い。
【０００６】さらに、本発明のインクジェットヘッド用
インク室形成部材の製造方法は、感光性ガラスにパター
ン露光する露光工程と、露光された上記感光性ガラスを
エッチングして複数の凹部を形成するエッチング工程
と、エッチングされた上記感光性ガラスを結晶化させる
熱処理工程と、結晶化した上記感光性ガラスの凹部形成
面にガラス薄板を熱処理により一体に接合する接合工程
と、からなる。
【０００７】
【発明の効果】本発明にかかるインクジェットヘッドお
よびインク室形成部材の製造方法によれば、インク室用
の凹部を有する部材を電鋳で形成する場合に比べてイン
ク室形成部材を短時間で作製することができ、生産コス
トを低減できる。また、複数の部材を接着剤で固定して
インク室を形成するものではないので、接着を塗布する
工程がなくなり、組立工程を簡略化できる。さらに、ガ
ラス製のインク室壁面は水性インクに対する濡れ性がよ
いので、毛管現象によるインクの流れが円滑になり、気
泡の発生も防止できる。
【０００８】また、天板に接合するガラス薄板も同じく
感光性ガラスで形成した場合には、異種材料のガラス薄
板を接合する場合よりも接着強度が増加し、長寿命化で
きる。
【０００９】さらに、天板にインク室と連通するノズル
を形成した場合には、ノズルプレートを別に設ける必要
がなく、生産コストを一層低減できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。図１，２は、本発明の
一実施形態であるインクジェットヘッド１０を示す。こ
のヘッド１０は天板１４とガラス薄板１６とで構成され
るインク室形成部材１２を備えている。天板１４の一方
の面には、後述するようにパターン露光およびエッチン
グすることにより複数の溝状凹部１８が平行にかつ等ピ
ッチで形成される。上記ガラス薄板１６は天板１４の凹
部形成面に熱処理により一体に接合されている。これに
より、ガラス薄板１６で覆われた上記各凹部１８の内部
がそれぞれインク室２０となっている。インク室２０は
矩形断面を有し、図２に示すように細長く延びている。
なお、上記凹部１８の形状は長溝状に限定されるもので
はなく、凹部形成面側から見て正方形や円形等の形状の
凹部としてもよい。
【００１１】図２に示すように、インク室形成部材１２
の一方の端面にはノズルプレート２２が接着されてい
る。ノズルプレート２２には各インク室２０の一端にそ
れぞれ連通するテーパ状のノズル２４が形成されてい
る。また、インク室形成部材１２の他方の端面には、各
インク室２０にそれぞれ対応するインクインレット２６
を有するオリフィスプレート２８が接着されている。オ
リフィスプレート２８には、内部にインク供給室３０を
有するインク供給室形成部材３２が接着されている。イ
ンク供給室３０はインクインレット２６を介してインク
室２０に連通するとともに、図示しないインクタンクに
接続されている。
【００１２】上記ノズルプレート２２、オリフィスプレ
ート２８およびインク供給室形成部材３２は、セラミッ
ク、金属、ガラス、またはプラスチック等からなる基板
３８によってもそれぞれ支持されている。
【００１３】上記インク室形成部材１２と基板３８との
間には振動板４０が固定されている。振動板４０は周知
の圧電材料（例えば、ＰＺＴ）からなり、その上面と下
面にそれぞれ共通電極、個別電極として機能する導電性
金属層（図示せず）がめっきやスパッタリング等の方法
で形成されている。また、振動板４０は、ダイシング加
工で複数のセパレート溝４２を形成することにより分断
され、ガラス薄板１６を介してインク室２０に対向する
圧電アクチュエータ４４と、それ以外の支持壁４６とに
分離されている。各圧電アクチュエータ４４は、高温下
で上下の共通電極と個別電極との間に高電圧を印加して
分極処理されている。
【００１４】つぎに、上記インク室形成部材１２の製造
方法について具体的な材料名や数値を例示しながら説明
する。図３に示すように、支持体５０上に感光性ガラス
５２を約３５０μｍの厚みに塗布する。感光性ガラス５
２にはＨＯＹＡ（株）製ＰＥＧ−３Ｃ、支持体には薄く
離型用ワックスをコートした鏡面仕上げのコーニング社
製♯７０５９ガラスをそれぞれ用いる。
【００１５】続いて、図４に示すように上記感光性ガラ
ス５２に、Ｃｒ層５４でマスクした石英ガラス板５６を
介してＧ線の紫外線（またはブロード紫外線も可）を２
５０ｍＪ／ｃｍ2で１５秒間パターン露光する。これに
より、Ｃｒ層５４でマスクされていない領域に対応する
感光性ガラス５２の部分５８に紫外線が照射され、この
部分５８にのみガラスの結晶化が進み、酸に対する溶解
性が発現する。
【００１６】そして、上記露光された感光性ガラス５２
および支持体５０を２ＮのＨ2ＳＯ4水溶液に３０分間浸
してケミカルエッチングする。これにより、図５に示す
ように露光部分５８が所定深さだけ溶解し、インク室２
０となる複数の溝状凹部１８が形成される。その後、９
０℃で３０分間焼成する熱処理工程により感光性ガラス
を結晶化させて上記天板１４を得る。
【００１７】つぎに、図６に示すように、別の支持体６
０上に同一材料の感光性ガラスを約３０μｍの厚みに塗
布し、これを９０℃で３０分間焼成して上記ガラス薄板
１６を得る。
【００１８】続いて、図７に示すように、図５に示す天
板１４および支持体５０を反転させて図６に示すガラス
薄板１６上に重ね合わせ、上方より５００ｇ／ｃｍ2の
荷重をかけた状態で全体を１５０℃で１時間焼成する。
この熱処理により天板１４とガラス薄板１６とが融着し
て一体に接合される。その後、支持体５０，６０を取り
外すことにより、図８に示すようにインク室形成部材１
２ができあがる。
【００１９】以上に説明したインクジェットヘッド１０
およびインク室形成部材１２の製造方法では、インク室
用の凹部を有する部材を電鋳で形成する場合に比べてイ
ンク室形成部材１２を短時間で製造することができ、生
産コストを低減できる。また、上記インク室形成部材１
２は天板１４とガラス薄板１６とを熱処理により一体接
合するものであり、接着剤を用いて固定するものではな
いので、接着剤を塗布する工程がなくなり組立工程を簡
略化できる。
【００２０】また、インク室形成部材１２については、
天板１４に接合するガラス薄板１６も同じく感光性ガラ
スで形成してあるため、異種材料のガラス薄板を接合す
る場合よりも接着強度が増加し、長寿命化できる。ただ
し、異種材料からなるガラス薄板を接合することも可能
である。
【００２１】上記インクジェットヘッド１０では、イン
クタンクからインク供給室３０に供給されたインクがイ
ンクインレット２６を介してインク室２０に収容されて
いる。この状態で、図示しないドライバ回路から画像信
号に応じて上下面の共通電極と個別電極との間に駆動電
圧が印加されると、圧電アクチュエータ４４が厚み方向
に瞬時に伸び変形してガラス薄板１６をインク室２０側
に押し込む。これにより加圧されたインク室２０内のイ
ンクがノズル２４からインク滴となって吐出し、図示し
ない記録媒体に付着して画像が記録される。電圧印加が
解除されると圧電アクチュエータ４４は元の状態に復帰
し、インク供給室３０からインク室２０へ毛管現象によ
りインクが補給される。このように、インクの吐出およ
び補給動作の際にインク室２０内にインクの流れが生じ
るが、インク室２０の四方のガラス製壁面は水性インク
に対する濡れ性がよいので、上記インクの流れが円滑に
なり、かつ気泡の混入や発生も防止できる。
【００２２】つぎに、図９〜１３を参照して別の実施形
態のインクジェットヘッド７０について説明するが、ノ
ズル位置以外は上記インクジェットヘッド１０と同じで
あるため構成およびインク吐出動作の説明を省略する。
【００２３】上述したインクジェットヘッド１０ではイ
ンク室形成部材２０の端面にノズルプレート２２を接着
してノズル２４を設けたが、図９に示すインクジェット
ヘッド７０のように、各インク室２０に連通するノズル
７２をインク室形成部材１３に形成してもよい。この場
合、上記ノズルプレート２２に代えて孔を形成していな
い閉塞板をインク室形成部材１２の端面に接着する。
【００２４】上記ノズル７２を有するインク室形成部材
１３はつぎのようにして製造される。まず、図１０に示
すように、離型用ワックスを塗った支持体５０上にフッ
素含有コート材（図示せず）を塗布した後、その上に感
光性ガラス７４を約８０μｍの厚みに塗布する。続い
て、Ｃｒ層８４でマスクした石英ガラス板８６を介して
紫外線をパターン露光し、ノズル７２となる感光性ガラ
ス７４の部分７６を結晶化させる。この際、露光条件を
１８０ｍＪ／ｃｍ2、８秒間と弱くすることで上記部分
７６をテーパ状にすることができる。
【００２５】つぎに、図１１に示すように、上記感光性
ガラス７４の上に感光性ガラス７８を約３００μｍの厚
みに塗布する。続いて、図１２に示すように、この感光
性ガラス７８にＣｒ層５４でマスクした石英ガラス板５
６を介して紫外線をパターン露光し、インク室２０用の
溝状凹部１８となる部分８０を結晶化させる。そして、
これら感光性ガラス７４，７８をＨ2ＳＯ4水溶液に浸し
て上記各部分７６，８０をケミカルエッチングしたのち
一体焼成することにより、図１３に示すようにノズル７
２を有する天板１５を得ることができる。この天板１５
にガラス薄板１６を接合する工程は、上記インク室形成
部材１２の場合と同じである（図６〜８を参照）。
【００２６】このように、インク室形成部材１３にノズ
ル７２を形成した場合には、別にノズルプレートを設け
る必要がなく、生産コストを一層低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態であるインクジェットヘ
ッドの断面図である。
【図２】 図１におけるインクジェットヘッドのII−II
線断面図である。
【図３】 インク室形成部材の製造工程を説明するため
の図である。
【図４】 インク室形成部材の製造工程を説明するため
の図である。
【図５】 インク室形成部材の製造工程を説明するため
の図である。
【図６】 インク室形成部材の製造工程を説明するため
の図である。
【図７】 インク室形成部材の製造工程を説明するため
の図である。
【図８】 インク室形成部材の製造工程を説明するため
の図である。
【図９】 別の実施形態のインクジェットヘッドの断面
図である。
【図１０】 インク室形成部材の製造工程を説明するた
めの図である。
【図１１】 インク室形成部材の製造工程を説明するた
めの図である。
【図１２】 インク室形成部材の製造工程を説明するた
めの図である。
【図１３】 インク室形成部材の製造工程を説明するた
めの図である。
【符号の説明】
１０，７０…インクジェットヘッド、１２，１３…イン
ク室形成部材、１４，１５…天板、１６…ガラス薄板、
１８…凹部、２０…インク室、２４，７２…ノズル。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パターン露光およびエッチングにより複
    数の凹部を形成した感光性ガラスからなる天板と、この
    天板の凹部形成面に熱処理により一体に接合されたガラ
    ス薄板とで構成されるインク室形成部材を備え、上記ガ
    ラス薄板で覆われた上記各凹部の内部をそれぞれインク
    室としたインクジェットヘッド。
  2. 【請求項２】 上記ガラス薄板を上記天板と同じ感光性
    ガラスで形成した請求項１に記載のインクジェットヘッ
    ド。
  3. 【請求項３】 上記天板に上記インク室と連通するノズ
    ルをパターン露光およびエッチングにより形成した請求
    項１または２に記載のインクジェットヘッド。
  4. 【請求項４】 感光性ガラスにパターン露光する露光工
    程と、露光された上記感光性ガラスをエッチングして複
    数の凹部を形成するエッチング工程と、エッチングされ
    た上記感光性ガラスを結晶化させる熱処理工程と、結晶
    化した上記感光性ガラスの凹部形成面にガラス薄板を熱
    処理により一体に接合する接合工程と、からなるインク
    ジェットヘッド用インク室形成部材の製造方法。
JP9018497A 1997-01-31 1997-01-31 インクジェットヘッドおよびインクジェットヘッド用インク室形成部材の製造方法 Pending JPH10211704A (ja)

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