JP2000280482A - 微細形状構造体とその製造方法 - Google Patents
微細形状構造体とその製造方法Info
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- JP2000280482A JP2000280482A JP9104599A JP9104599A JP2000280482A JP 2000280482 A JP2000280482 A JP 2000280482A JP 9104599 A JP9104599 A JP 9104599A JP 9104599 A JP9104599 A JP 9104599A JP 2000280482 A JP2000280482 A JP 2000280482A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 微細形状構造体とその製造方法において、微
細な凹凸形状を持つ形態を簡単かつ安価に作製でき、し
かも精度や平面度を正確に出すことを可能とする。 【解決手段】 金型４１内で、微細粒の金属酸化物また
はセラミックス４４を圧縮充填し、さらにその中に加熱
硬化型樹脂４７を注入して硬化させることで、記録ヘッ
ドのインク流路を構成する微細な凹凸形状を持つ構造体
を成形する。これにより、インク流路を囲む壁面を、高
い精度でかつ高剛性をもって形成できる。
細な凹凸形状を持つ形態を簡単かつ安価に作製でき、し
かも精度や平面度を正確に出すことを可能とする。 【解決手段】 金型４１内で、微細粒の金属酸化物また
はセラミックス４４を圧縮充填し、さらにその中に加熱
硬化型樹脂４７を注入して硬化させることで、記録ヘッ
ドのインク流路を構成する微細な凹凸形状を持つ構造体
を成形する。これにより、インク流路を囲む壁面を、高
い精度でかつ高剛性をもって形成できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置の記録ヘッド等に適用され、インク流路等の微細
形状を持つ構造体とその製造方法に関する。
録装置の記録ヘッド等に適用され、インク流路等の微細
形状を持つ構造体とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】この
種装置の記録ヘッドは、記録の解像度の高まりに伴い、
極めて微細なインクチャンネル等を含むインク流路を持
つ構造体を必要とする。例えば、特開平４−１２５１５
７号公報に示されるように、圧電トランスデューサを用
いてインクチャンネルの容積を変化させることにより、
インクチャンネル内のインクを噴射する噴射装置を多数
備えた記録ヘッドが知られている。このインクチャンネ
ルは、矩形体に例えば５０μｍ程度の凹凸を形成するこ
とで形成される。このような微細構造体は、剛性を必要
とすることから、通常、高いヤング率を持つ焼結セラミ
ックス等を機械加工し、または、金属をエッチングして
作製していた。
種装置の記録ヘッドは、記録の解像度の高まりに伴い、
極めて微細なインクチャンネル等を含むインク流路を持
つ構造体を必要とする。例えば、特開平４−１２５１５
７号公報に示されるように、圧電トランスデューサを用
いてインクチャンネルの容積を変化させることにより、
インクチャンネル内のインクを噴射する噴射装置を多数
備えた記録ヘッドが知られている。このインクチャンネ
ルは、矩形体に例えば５０μｍ程度の凹凸を形成するこ
とで形成される。このような微細構造体は、剛性を必要
とすることから、通常、高いヤング率を持つ焼結セラミ
ックス等を機械加工し、または、金属をエッチングして
作製していた。
【０００３】しかしながら、焼結セラミックスの場合、
材料が高価なばかりか切削加工しにくく、また、金属の
場合、ウェットエッチングを行うと精度が出難いという
問題があった。また、樹脂材料の場合は、微細加工また
は成形が容易であるが、ヤング率が低くなり過ぎ、ま
た、収縮して精度や平面度が出せないといった問題があ
る。
材料が高価なばかりか切削加工しにくく、また、金属の
場合、ウェットエッチングを行うと精度が出難いという
問題があった。また、樹脂材料の場合は、微細加工また
は成形が容易であるが、ヤング率が低くなり過ぎ、ま
た、収縮して精度や平面度が出せないといった問題があ
る。
【０００４】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、微細な凹凸形状を持つ形態を簡単か
つ安価に作製でき、しかも高いヤング率をもち精度や平
面度を正確に出すことが可能な微細形状構造体とその製
造方法を提供することを目的とする。
されたものであり、微細な凹凸形状を持つ形態を簡単か
つ安価に作製でき、しかも高いヤング率をもち精度や平
面度を正確に出すことが可能な微細形状構造体とその製
造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】上記目
的を達成するために、請求項１記載の微細形状構造体
は、微細粒の金属酸化物またはセラミックスの中に化学
反応硬化型樹脂が混入された状態で硬化され、少なくと
も一つの面がインク噴射用のアクチュエータを持つ記録
ヘッドのインク流路を構成する微細な凹凸形状を持つ形
態とされているものである。
的を達成するために、請求項１記載の微細形状構造体
は、微細粒の金属酸化物またはセラミックスの中に化学
反応硬化型樹脂が混入された状態で硬化され、少なくと
も一つの面がインク噴射用のアクチュエータを持つ記録
ヘッドのインク流路を構成する微細な凹凸形状を持つ形
態とされているものである。
【０００６】この構成により、微細な凹凸面形状を持つ
高いヤング率の構造体が得られ、この凹凸をインク流路
とした高精度の記録ヘッドを簡単かつ安価に提供でき
る。
高いヤング率の構造体が得られ、この凹凸をインク流路
とした高精度の記録ヘッドを簡単かつ安価に提供でき
る。
【０００７】上記構成において好ましくは、請求項２に
記載のように、前記アクチュエータは分極された圧電セ
ラミックス層と複数に分割した内部電極層とを交互に積
層してなる積層圧電素子からなり、このアクチュエータ
を、前記凹凸を有する面に、前記内部電極層が前記凹凸
に対応するように配置したものである。この構成によ
り、積層圧電素子でインク流路の開放面を覆い、内部電
極間に電位を印加することにより、同電極間に位置する
圧電セラミックス層の一部が局所変形し、インク流路内
のインクに圧力を与え、インク噴射を行うことができ
る。
記載のように、前記アクチュエータは分極された圧電セ
ラミックス層と複数に分割した内部電極層とを交互に積
層してなる積層圧電素子からなり、このアクチュエータ
を、前記凹凸を有する面に、前記内部電極層が前記凹凸
に対応するように配置したものである。この構成によ
り、積層圧電素子でインク流路の開放面を覆い、内部電
極間に電位を印加することにより、同電極間に位置する
圧電セラミックス層の一部が局所変形し、インク流路内
のインクに圧力を与え、インク噴射を行うことができ
る。
【０００８】請求項３に記載の微細形状構造体の製造方
法は、微細な凹凸面を持つ金型に微細粒の金属酸化物ま
たはセラミックスを注入する工程と、前記微細粒の金属
酸化物またはセラミックスの上から化学反応硬化型樹脂
を流し込む工程と、前記工程の後に熱を加えて全体を硬
化させる工程とからなるものである。この方法において
は、微細粒の金属酸化物またはセラミックスの隙間に化
学反応硬化型樹脂が詰まった微細形状構造体を簡単に作
製できる。
法は、微細な凹凸面を持つ金型に微細粒の金属酸化物ま
たはセラミックスを注入する工程と、前記微細粒の金属
酸化物またはセラミックスの上から化学反応硬化型樹脂
を流し込む工程と、前記工程の後に熱を加えて全体を硬
化させる工程とからなるものである。この方法において
は、微細粒の金属酸化物またはセラミックスの隙間に化
学反応硬化型樹脂が詰まった微細形状構造体を簡単に作
製できる。
【０００９】上記請求項３に記載の方法において好まし
くは、請求項４に記載のように、金型に微細粒の金属酸
化物またはセラミックスを注入する工程の後に、その金
属酸化物またはセラミックスの上から所定の圧力でプレ
スする工程を有するものである。この方法においては、
微細粒の金属酸化物またはセラミックスの密度が高ま
り、より剛性の高い微細形状構造体を作製できる。
くは、請求項４に記載のように、金型に微細粒の金属酸
化物またはセラミックスを注入する工程の後に、その金
属酸化物またはセラミックスの上から所定の圧力でプレ
スする工程を有するものである。この方法においては、
微細粒の金属酸化物またはセラミックスの密度が高ま
り、より剛性の高い微細形状構造体を作製できる。
【００１０】上記請求項３又は請求項４に記載の方法に
おいて好ましくは、請求項５に記載のように、金型の微
細な凹凸面は、インク噴射用のアクチュエータを持つ記
録ヘッドのインク流路を構成するためのものである。こ
の方法においては、微細な凹凸をインク流路とした記録
ヘッドを簡単かつ安価に提供できる。
おいて好ましくは、請求項５に記載のように、金型の微
細な凹凸面は、インク噴射用のアクチュエータを持つ記
録ヘッドのインク流路を構成するためのものである。こ
の方法においては、微細な凹凸をインク流路とした記録
ヘッドを簡単かつ安価に提供できる。
【００１１】請求項６に記載の微細形状構造体の製造方
法は、微細な凹凸面を持つ金型に樹脂と微細粒の金属酸
化物またはセラミックスの混合物を注入し、硬化して第
１層を作成する工程と、前記第１層の上に樹脂と微細粒
の金属酸化物またはセラミックスの混合物を注入し、硬
化して第２層以降を作成する工程とからなるものであ
る。この方法においては、３層以上の複数層を同様に重
ねることを妨げるものではない。これにより、樹脂と微
細粒の金属酸化物またはセラミックスから成る第１が硬
化時に収縮した分を第２層以降で補充することで精度の
高い微細形状構造体を作製でき、かつ剛性および平面度
の精度を確保することができる。
法は、微細な凹凸面を持つ金型に樹脂と微細粒の金属酸
化物またはセラミックスの混合物を注入し、硬化して第
１層を作成する工程と、前記第１層の上に樹脂と微細粒
の金属酸化物またはセラミックスの混合物を注入し、硬
化して第２層以降を作成する工程とからなるものであ
る。この方法においては、３層以上の複数層を同様に重
ねることを妨げるものではない。これにより、樹脂と微
細粒の金属酸化物またはセラミックスから成る第１が硬
化時に収縮した分を第２層以降で補充することで精度の
高い微細形状構造体を作製でき、かつ剛性および平面度
の精度を確保することができる。
【００１２】請求項６に記載の方法において好ましく
は、請求項７に記載のように、第２層以降を作成する工
程において、注入される樹脂と微細粒の金属酸化物また
はセラミックスの上にプレート状部材を一体に積層する
ものである。この方法においては、構造体を構成する複
数の部分をプレート状部材により高剛性をもって一体化
し簡単に剛性の高い微細形状構造体を作製できる。
は、請求項７に記載のように、第２層以降を作成する工
程において、注入される樹脂と微細粒の金属酸化物また
はセラミックスの上にプレート状部材を一体に積層する
ものである。この方法においては、構造体を構成する複
数の部分をプレート状部材により高剛性をもって一体化
し簡単に剛性の高い微細形状構造体を作製できる。
【００１３】請求項６または請求項７に記載の方法にお
いて好ましくは、請求項８に記載のように、金型の微細
な凹凸面は、インク噴射用のアクチュエータを持つ記録
ヘッドのインク流路を構成するためのものである。この
方法においては、微細な凹凸から成るインク流路を持つ
記録ヘッドを簡単かつ安価に提供することができる。
いて好ましくは、請求項８に記載のように、金型の微細
な凹凸面は、インク噴射用のアクチュエータを持つ記録
ヘッドのインク流路を構成するためのものである。この
方法においては、微細な凹凸から成るインク流路を持つ
記録ヘッドを簡単かつ安価に提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
微細形状構造体とその製造方法について説明する。本例
では、微細形状構造体を圧電式インクジェットプリンタ
の記録ヘッドに適用した場合について、図１乃至図３を
参照して説明する。
微細形状構造体とその製造方法について説明する。本例
では、微細形状構造体を圧電式インクジェットプリンタ
の記録ヘッドに適用した場合について、図１乃至図３を
参照して説明する。
【００１５】図１および図２は、圧電式インクジェット
プリンタの記録ヘッド１０の分解斜視図および断面図で
ある。この記録ヘッド１０は、上方に開口する所定の幅
および長さを有して所定間隔で列状に配置された複数の
インクチャンネル１２を構成するためのチャンネル壁１
３が形成された矩形容器状のチャンネル本体１４（請求
項でいう微細形状構造体であり、詳細は後述）と、この
チャンネル本体１４の開口部側を覆って固着された積層
圧電素子１８（インク噴射用のアクチュエータ）とを備
えて構成されている。各インクチャンネル１２は、前面
側にインクを噴射するノズル１９が形成され、チャンネ
ル壁１３はノズル１９に向けて断面テーパ状に形成され
ている。各インクチャンネル１２はインク導入側で通路
２０に連通し、不図示のインクカートリッジからインク
が矢印で示すように供給される。インクチャンネル１
２，ノズル１９および通路２０は、積層圧電素子１８で
覆われることで、微細形状のインク流路を構成してい
る。
プリンタの記録ヘッド１０の分解斜視図および断面図で
ある。この記録ヘッド１０は、上方に開口する所定の幅
および長さを有して所定間隔で列状に配置された複数の
インクチャンネル１２を構成するためのチャンネル壁１
３が形成された矩形容器状のチャンネル本体１４（請求
項でいう微細形状構造体であり、詳細は後述）と、この
チャンネル本体１４の開口部側を覆って固着された積層
圧電素子１８（インク噴射用のアクチュエータ）とを備
えて構成されている。各インクチャンネル１２は、前面
側にインクを噴射するノズル１９が形成され、チャンネ
ル壁１３はノズル１９に向けて断面テーパ状に形成され
ている。各インクチャンネル１２はインク導入側で通路
２０に連通し、不図示のインクカートリッジからインク
が矢印で示すように供給される。インクチャンネル１
２，ノズル１９および通路２０は、積層圧電素子１８で
覆われることで、微細形状のインク流路を構成してい
る。
【００１６】積層圧電素子１８は、圧電・電歪効果を有
する複数の圧電セラミックス層３０と、各圧電セラミッ
クス層３０間でチャンネル壁１３の位置に対応するよう
に形成された複数の内部正電極層３２と、各圧電セラミ
ックス層３０間で各インクチャンネル１２の中央部に対
応するように形成された複数の内部負電極層３４とを複
数積層したものである。圧電セラミックス層３０は、強
誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセ
ラミックス材料（厚さ約４０μｍ）に構成されており、
積層方向に分極されている。同図の圧電セラミックズ層
３０に示されている矢印は分極方向を示している。内部
正電極層３２と内部負電極層３４は、Ａｇ−Ｐｄ系の金
属材料（厚さ約２μｍ）でなり、各電極層は約４０μｍ
と非常に狭い間隔で設けられている。
する複数の圧電セラミックス層３０と、各圧電セラミッ
クス層３０間でチャンネル壁１３の位置に対応するよう
に形成された複数の内部正電極層３２と、各圧電セラミ
ックス層３０間で各インクチャンネル１２の中央部に対
応するように形成された複数の内部負電極層３４とを複
数積層したものである。圧電セラミックス層３０は、強
誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセ
ラミックス材料（厚さ約４０μｍ）に構成されており、
積層方向に分極されている。同図の圧電セラミックズ層
３０に示されている矢印は分極方向を示している。内部
正電極層３２と内部負電極層３４は、Ａｇ−Ｐｄ系の金
属材料（厚さ約２μｍ）でなり、各電極層は約４０μｍ
と非常に狭い間隔で設けられている。
【００１７】積層圧電素子１８は、前記特開平４−１２
５１５７号公報に記載のように、圧電セラミックス層３
０を形成するための素材の上側表面に、内部正電極層３
２と、内部負電極層３４とをスクリーン印刷によって形
成してシートを作成する。このシートを交互に所要枚数
積層し、その上部には上側表面に内部電極層のないシー
トを重ねて、全体を加熱プレスし、脱脂、焼結等の必要
な手段を施すことにより、製造される。かくして得られ
た積層圧電素子１８に電界をかけて分極処理を施す。そ
の後、内部正電極層３２と内部負電極層３４が露出して
いる箇所に外部正負電極３２ａ，３４ａがそれぞれ取り
付けられる。
５１５７号公報に記載のように、圧電セラミックス層３
０を形成するための素材の上側表面に、内部正電極層３
２と、内部負電極層３４とをスクリーン印刷によって形
成してシートを作成する。このシートを交互に所要枚数
積層し、その上部には上側表面に内部電極層のないシー
トを重ねて、全体を加熱プレスし、脱脂、焼結等の必要
な手段を施すことにより、製造される。かくして得られ
た積層圧電素子１８に電界をかけて分極処理を施す。そ
の後、内部正電極層３２と内部負電極層３４が露出して
いる箇所に外部正負電極３２ａ，３４ａがそれぞれ取り
付けられる。
【００１８】上記構成でなる記録ヘッドの動作について
図３を参照して説明する。所定の印字データに従って、
内部正電極層３２と内部負電極層３４の間に電圧が印加
されると、それらの間に位置する圧電セラミックス層３
０に実質的に分極方向と垂直な方向のバイアス電界が印
加されると、圧電・電歪の厚み滑り効果の寸法歪に従い
内部負電極層３４に対応する部分がインクチャンネル１
２の内部方向に変形し、インクチャンネル１２の容積を
減少させる。すると、インクチャンネル１２内のインク
がノズル１９からされる。また、電圧の印加が遮断され
内部負電極層３４に対応する部分が元の位置まで戻され
ると、その時のインクチャンネル１２の容積増加に伴っ
てインクが補充される。
図３を参照して説明する。所定の印字データに従って、
内部正電極層３２と内部負電極層３４の間に電圧が印加
されると、それらの間に位置する圧電セラミックス層３
０に実質的に分極方向と垂直な方向のバイアス電界が印
加されると、圧電・電歪の厚み滑り効果の寸法歪に従い
内部負電極層３４に対応する部分がインクチャンネル１
２の内部方向に変形し、インクチャンネル１２の容積を
減少させる。すると、インクチャンネル１２内のインク
がノズル１９からされる。また、電圧の印加が遮断され
内部負電極層３４に対応する部分が元の位置まで戻され
ると、その時のインクチャンネル１２の容積増加に伴っ
てインクが補充される。
【００１９】次に、上記チャンネル本体１４の組成およ
び製造方法について説明する。チャンネル本体１４は、
微細形状構造体であって、微細粒の金属酸化物またはセ
ラミックス（以下、代表してセラミックス粒という）の
中に化学反応硬化型樹脂が混入された状態で硬化され、
一つの面に上記インクチャンネル１２（インク流路）を
構成する微細な凹凸形状が形成されている。なお、微細
粒の金属酸化物としては、シリカ（SiO2）、アルミナ
（Al2O3）、フェライト（MOFe2O3）等が挙げられる。化
学反応硬化型樹脂としては、２液を混合することにより
硬化する樹脂（接着剤）、加熱硬化型樹脂（接着剤）等
が挙げられる。
び製造方法について説明する。チャンネル本体１４は、
微細形状構造体であって、微細粒の金属酸化物またはセ
ラミックス（以下、代表してセラミックス粒という）の
中に化学反応硬化型樹脂が混入された状態で硬化され、
一つの面に上記インクチャンネル１２（インク流路）を
構成する微細な凹凸形状が形成されている。なお、微細
粒の金属酸化物としては、シリカ（SiO2）、アルミナ
（Al2O3）、フェライト（MOFe2O3）等が挙げられる。化
学反応硬化型樹脂としては、２液を混合することにより
硬化する樹脂（接着剤）、加熱硬化型樹脂（接着剤）等
が挙げられる。
【００２０】微細形状構造体の第１の製造方法について
図４および図５を用いて説明する。本製造では、微細な
凹凸面４２（５０μｍ程度の凹凸）を持つ金型４１が用
いられる。この微細な凹凸面４２は、インクチャンネル
１２を含むインク流路に対応する形状を凸部として、チ
ャンネル壁１３と対応する形状を凹部として備える。ま
ず、フッ素樹脂系の離型処理を施した上記形態でなる金
型４１内に流動性の高い微細粒のセラミックス粒４４
（粒径１μｍ未満）を注入する。さらに、いわゆる圧粉
体滴下法を用いて、セラミックス粒４４の上から所定の
オス型４５により所定の圧力（数千ｋｇ／ｃｍ2程度）
でプレスする。これにより、セラミックス粒４４の密度
を高めるとともに微細な凹凸面にセラミックス粒を詰め
て、成形物の精度および剛性を高めることができる。
図４および図５を用いて説明する。本製造では、微細な
凹凸面４２（５０μｍ程度の凹凸）を持つ金型４１が用
いられる。この微細な凹凸面４２は、インクチャンネル
１２を含むインク流路に対応する形状を凸部として、チ
ャンネル壁１３と対応する形状を凹部として備える。ま
ず、フッ素樹脂系の離型処理を施した上記形態でなる金
型４１内に流動性の高い微細粒のセラミックス粒４４
（粒径１μｍ未満）を注入する。さらに、いわゆる圧粉
体滴下法を用いて、セラミックス粒４４の上から所定の
オス型４５により所定の圧力（数千ｋｇ／ｃｍ2程度）
でプレスする。これにより、セラミックス粒４４の密度
を高めるとともに微細な凹凸面にセラミックス粒を詰め
て、成形物の精度および剛性を高めることができる。
【００２１】その後、図５に示すように、加熱硬化型樹
脂４７（例えば２液性のエポキシ接着剤）をノズル４８
から流し込む。加熱硬化型樹脂４７はセラミックス粒４
４の隙間に沁み込む。その後に真空ベーク（真空オーブ
ンで１５０℃で２時間以上）により加熱することによ
り、熱硬化反応により全体を硬化させる。その後、成形
物を金型４１より取り出す。
脂４７（例えば２液性のエポキシ接着剤）をノズル４８
から流し込む。加熱硬化型樹脂４７はセラミックス粒４
４の隙間に沁み込む。その後に真空ベーク（真空オーブ
ンで１５０℃で２時間以上）により加熱することによ
り、熱硬化反応により全体を硬化させる。その後、成形
物を金型４１より取り出す。
【００２２】こうして、構造体の凹凸面を構成する壁面
にはセラミックス粒４４が高密度に充填され、かつセラ
ミックス粒４４の隙間に加熱硬化型樹脂４７が詰まって
いることで、剛性が高く(ヤング率が高い)、高精度な微
細形状構造体を容易に作製できる。さらにまた、このよ
うにして作製された微細形状構造体と上記積層圧電素子
１８とを用いて、高精度で微細な凹凸形状でなるインク
流路を持つ記録ヘッドを簡単かつ安価に提供することが
できる。
にはセラミックス粒４４が高密度に充填され、かつセラ
ミックス粒４４の隙間に加熱硬化型樹脂４７が詰まって
いることで、剛性が高く(ヤング率が高い)、高精度な微
細形状構造体を容易に作製できる。さらにまた、このよ
うにして作製された微細形状構造体と上記積層圧電素子
１８とを用いて、高精度で微細な凹凸形状でなるインク
流路を持つ記録ヘッドを簡単かつ安価に提供することが
できる。
【００２３】次に、第２の製造方法について、図６を参
照して説明する。図６（ａ）に示すように、上記と同等
の微細な凹凸面５２を持つ金型５１（スタンパー）に、
離形剤５３を介して、微細粒の金属酸化物またはセラミ
ックスを加熱硬化型樹脂（例えばポリイミド樹脂）に混
練した樹脂材料５４を注入し、１５０℃程度に加熱して
硬化させ、第１層を作成する。上記樹脂材料５４は、い
わゆる混練脱泡法により処理したものを用いればよい。
混練脱泡法は、例えば、１液性のエポキシ系接着剤と１
μｍ程度のセラミックス粒（例えば微粉末チタニア等）
を重量比で１対２程度の割合で十分に混合しながら、真
空引きとして脱泡する。上記第１層は、図６（ｂ）に示
すように、硬化により収縮する。
照して説明する。図６（ａ）に示すように、上記と同等
の微細な凹凸面５２を持つ金型５１（スタンパー）に、
離形剤５３を介して、微細粒の金属酸化物またはセラミ
ックスを加熱硬化型樹脂（例えばポリイミド樹脂）に混
練した樹脂材料５４を注入し、１５０℃程度に加熱して
硬化させ、第１層を作成する。上記樹脂材料５４は、い
わゆる混練脱泡法により処理したものを用いればよい。
混練脱泡法は、例えば、１液性のエポキシ系接着剤と１
μｍ程度のセラミックス粒（例えば微粉末チタニア等）
を重量比で１対２程度の割合で十分に混合しながら、真
空引きとして脱泡する。上記第１層は、図６（ｂ）に示
すように、硬化により収縮する。
【００２４】さらに、図６（ｃ）に示すように、第１層
の上に上記と同等の樹脂材料５５を注入し、その上にセ
ラミック焼結体等で成るプレート状部材５６を積層した
状態で、加熱と同時に圧力をかけて硬化させることによ
り、図６（ｄ）に示すように、プレート状部材５６と一
体化した樹脂材料５５の第２層を作成する。その後、図
６（ｅ）に示すように、成形物を金型５１から取り出
す。なお、同等の樹脂材料を３層以上重ねて硬化させ、
最終層の上にプレート状部材を積層してもよい。
の上に上記と同等の樹脂材料５５を注入し、その上にセ
ラミック焼結体等で成るプレート状部材５６を積層した
状態で、加熱と同時に圧力をかけて硬化させることによ
り、図６（ｄ）に示すように、プレート状部材５６と一
体化した樹脂材料５５の第２層を作成する。その後、図
６（ｅ）に示すように、成形物を金型５１から取り出
す。なお、同等の樹脂材料を３層以上重ねて硬化させ、
最終層の上にプレート状部材を積層してもよい。
【００２５】この方法においては、樹脂と微細粒の金属
酸化物またはセラミックスから成る複数の層から微細形
状構造体を作製することで、第１の層が硬化時に収縮し
た分を第２層以降で補充することができ、チャンネル壁
１３をはじめノズル１９のまわりの壁を高い精度で成形
でき、剛性および平面度の精度を確保することができ、
ひいては、この微細形状構造体を用いて微細な凹凸から
成るインク流路を持つ記録ヘッドを簡単かつ安価に提供
することができる。樹脂とセラミックス粒の混合比は、
望むヤング率に応じて、増減される。
酸化物またはセラミックスから成る複数の層から微細形
状構造体を作製することで、第１の層が硬化時に収縮し
た分を第２層以降で補充することができ、チャンネル壁
１３をはじめノズル１９のまわりの壁を高い精度で成形
でき、剛性および平面度の精度を確保することができ、
ひいては、この微細形状構造体を用いて微細な凹凸から
成るインク流路を持つ記録ヘッドを簡単かつ安価に提供
することができる。樹脂とセラミックス粒の混合比は、
望むヤング率に応じて、増減される。
【００２６】なお、本発明は上記実施の形態の構成、製
造方法に限られず、種々の変形が可能であり、例えば、
微細形状構造体はインクジェットプリンタヘッドに適用
されるだけでなく、微細なキャビティ等の構成を必要と
する用途に適用可能である。また、上記実施の形態で
は、インクチャンネル１２，ノズル１９，流路２０を一
体に成形したが、それらを別々の構造体に成形して、組
合わせて記録ヘッドを構成してもよい。構造体の剛性を
高めるために、表面に、アルミナを溶射する等して高剛
性の膜を付与するようにしてもよい。
造方法に限られず、種々の変形が可能であり、例えば、
微細形状構造体はインクジェットプリンタヘッドに適用
されるだけでなく、微細なキャビティ等の構成を必要と
する用途に適用可能である。また、上記実施の形態で
は、インクチャンネル１２，ノズル１９，流路２０を一
体に成形したが、それらを別々の構造体に成形して、組
合わせて記録ヘッドを構成してもよい。構造体の剛性を
高めるために、表面に、アルミナを溶射する等して高剛
性の膜を付与するようにしてもよい。
【図１】本発明の一実施形態による圧電式インクジェッ
トプリンタヘッドに用いられるアレーの分解斜視図であ
る。
トプリンタヘッドに用いられるアレーの分解斜視図であ
る。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図であり、ヘッドの動作状
態を示す図である。
態を示す図である。
【図４】微細形状構造体の第１の製造方法を説明するた
めの断面図である。
めの断面図である。
【図５】微細形状構造体の第１の製造方法を説明するた
めの断面図である。
めの断面図である。
【図６】微細形状構造体の第２の製造方法を説明するた
めの断面図である。
めの断面図である。
１２ インクチャンネル １４ チャンネル本体（微細形状構造体） １８ 積層圧電素子（インク噴射用のアクチュエータ） ３０ 圧電セラミックス層 ４０ セラミックス粒（金属酸化物またはセラミック
ス） ４１ 金型 ４４ 金型の微細な凹凸面 ４７ 加熱硬化型樹脂 ５１ 金型 ５２ 金型の微細な凹凸面 ５４ 樹脂材料（第１層） ５５ 樹脂材料 ５６ プレート状部材（第２層）
ス） ４１ 金型 ４４ 金型の微細な凹凸面 ４７ 加熱硬化型樹脂 ５１ 金型 ５２ 金型の微細な凹凸面 ５４ 樹脂材料（第１層） ５５ 樹脂材料 ５６ プレート状部材（第２層）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｋ 101:10 103:04 Ｂ２９Ｌ 31:00 Ｆターム(参考） 2C057 AF93 AG44 AG48 AP02 AP11 AP45 AQ03 AQ10 BA03 BA14 4F204 AA39 AA40 AC01 AD03 AD04 AF01 AG01 AG03 AG05 AG27 AH33 FA01 FB01 FB11 FB25 FF01 FF06 FG01 FG03 FG09 FN08 FN11 FN13 FQ01 FQ15 FW06
Claims (8)
- 【請求項１】 微細粒の金属酸化物またはセラミックス
の中に化学反応硬化型樹脂が混入された状態で硬化さ
れ、少なくとも一つの面がインク噴射用のアクチュエー
タを持つ記録ヘッドのインク流路を構成する微細な凹凸
形状を持つ形態とされていることを特徴とする微細形状
構造体。 - 【請求項２】 前記アクチュエータは分極された圧電セ
ラミックス層と複数に分割した内部電極層とを交互に積
層してなる積層圧電素子からなり、このアクチュエータ
を、前記凹凸を有する面に、前記内部電極層が前記凹凸
に対応するように配置したことを特徴とする請求項１に
記載の微細形状構造体。 - 【請求項３】 微細な凹凸面を持つ金型に微細粒の金属
酸化物またはセラミックスを注入する工程と、 前記微細粒の金属酸化物またはセラミックスの上から化
学反応硬化型樹脂を流し込む工程と、 前記工程の後に熱を加えて全体を硬化させる工程とから
なることを特徴とする微細形状構造体の製造方法。 - 【請求項４】 前記金型に微細粒の金属酸化物またはセ
ラミックスを注入する工程の後に、その金属酸化物また
はセラミックスの上から所定の圧力でプレスする工程を
有することを特徴とする請求項３に記載の微細形状構造
体の製造方法。 - 【請求項５】 前記金型の微細な凹凸面は、インク噴射
用のアクチュエータを持つ記録ヘッドのインク流路を構
成するためのものであることを特徴とする請求項３また
は請求項４に記載の微細形状構造体の製造方法。 - 【請求項６】 微細な凹凸面を持つ金型に樹脂と微細粒
の金属酸化物またはセラミックスの混合物を注入し、硬
化して第１層を作成する工程と、 前記第１層の上に樹脂と微細粒の金属酸化物またはセラ
ミックスの混合物を注入し、硬化して第２層以降を作成
する工程とからなることを特徴とする微細形状構造体の
製造方法。 - 【請求項７】 前記第２層以降を作成する工程におい
て、注入される樹脂と微細粒の金属酸化物またはセラミ
ックスの上にプレート状部材を一体に積層することを特
徴とする請求項６に記載の微細形状構造体の製造方法。 - 【請求項８】 前記金型の微細な凹凸面は、インク噴射
用のアクチュエータを持つ記録ヘッドのインク流路を構
成するためのものであることを特徴とする請求項６また
は請求項７に記載の微細形状構造体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9104599A JP2000280482A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 微細形状構造体とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9104599A JP2000280482A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 微細形状構造体とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000280482A true JP2000280482A (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=14015544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9104599A Pending JP2000280482A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 微細形状構造体とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000280482A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004160915A (ja) * | 2002-11-15 | 2004-06-10 | Brother Ind Ltd | 液滴噴射装置およびその製造方法 |
| JP2005062886A (ja) * | 2003-08-14 | 2005-03-10 | Fci | 光ファイバ用フェルールアセンブリ |
| KR100928616B1 (ko) | 2008-12-04 | 2009-11-30 | 황춘섭 | 밀착부와 공간부로 구성되고 Jet printing되는 극미세인쇄방법 |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP9104599A patent/JP2000280482A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004160915A (ja) * | 2002-11-15 | 2004-06-10 | Brother Ind Ltd | 液滴噴射装置およびその製造方法 |
| JP2005062886A (ja) * | 2003-08-14 | 2005-03-10 | Fci | 光ファイバ用フェルールアセンブリ |
| KR100928616B1 (ko) | 2008-12-04 | 2009-11-30 | 황춘섭 | 밀착부와 공간부로 구성되고 Jet printing되는 극미세인쇄방법 |
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20060314 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
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|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081104 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090203 |