JP2001010048A - インクジェットヘッド、その製造方法及び記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、インク漏れを防止しつつ高品位画
像を形成することが可能なインクジェットヘッド、その
製造方法及び記録装置を提供することを例示的目的とす
る。 【解決手段】 インクジェットへッドの圧力室板の接着
剤との接合面に切り込みを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、記録装置
に係わり、特に、インクジェットプリンタに使用される
印字ヘッド（インクジェットヘッド）に関する。インク
ジェットプリンタとは、一般に、インクジェットヘッド
のノズルからインク滴を印刷用紙に吹き付けることによ
り印字するノンインパクトプリンタ（インクリボンを使
用しないプリンタ）をいう。本発明は、ピエゾ型やバブ
ル型のインクジェットヘッドに好適であり、単体のプリ
ンタの他、印刷機能を有する複写機やファクシミリ、コ
ンピュータシステムあるいはワードプロセッサ若しくは
これらの複合機などに広く適用することができる。ここ
で、ピエゾ型のインクジェットヘッドは圧電素子を使用
してインクを押し出す仕組みになっており、バブル型の
インクジェットヘッドは熱を加えてインクを押し出す仕
組みになっている。

【０００２】

【従来の技術】近年、高品位画像を高速で形成し、ま
た、カラー印刷にも対応可能な記録装置の需要がますま
す高まっていることから、インクジェットプリンタはま
すます注目されるようになってきている。インクジェッ
トヘッドの中で、例えば、圧電素子を使用するピエゾ型
インクジェットヘッドはエネルギー効率が優れているな
どの理由から近年ますます注目されてきている。この種
のインクジェットヘッドは典型的に、圧力室板、薄膜、
圧電素子をこの順番に接着剤で接合した三層体に、ノズ
ル孔を有するノズル板を接合することによって構成され
る。圧力室板には、ガラス等の剛性部材などに溝を設け
ることによって、複数の圧力室と、これに対応するイン
ク供給路と、共通インク室が形成されている。ノズル板
は、そのノズル孔はそれぞれ対応する圧力室の開口部の
ほぼ中央に整列するように配置されるように三層体に接
合される。

【０００３】圧電素子は内部電極と外部電極を有し、外
部電極から内部電極に電圧が印加されると、すなわち、
圧電素子が通電されると、薄膜を介して圧力室を加圧す
るように変形し、電圧が除去されれば、すなわち放電に
より、元の状態に復帰する。薄膜は圧電素子の変形を圧
力室に伝達する。従って、外部電極から内部電極へ電圧
が印加されると圧電素子は変形して薄膜を介して圧力室
を加圧し、これにより圧力室からインクがノズル孔より
吐出されることになる。本出願人も、ノズル孔の隣接ピ
ッチを狭めて高解像度画像を形成するために、積層構造
を有し、かつ、溝により複数の部分に分割された圧電素
子を採用するインクジェットヘッドを既に幾つか提案し
ている。

【０００４】このように積層構造を有するインクジェッ
トヘッドは、通常、薄膜には比較的厚い熱硬化型接着層
が形成される。かかる接着層と圧力室板とを加圧及び加
熱して接着剤を硬化させることによって薄膜は圧力室板
と接合される。このように比較的厚い接着層は、薄膜と
圧力室板とを単に強固に接着するのみならず、圧力室、
インク供給路、及び共通インク室からインクが漏れ出る
ことを防止し、また、ヘッドの汚れや漏れ出たインクが
圧電素子に侵入してこれを短絡させることを防止してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような接
着方法は、接着層の厚みが厚いために薄膜と圧力室板を
接着する際に圧力室やインク供給路などに接着剤が流れ
込むという問題を有している。接着剤は圧力室及びイン
ク供給路の体積を減少させ、場合によっては、インク供
給路を塞いで圧力室へインクを供給を妨げることにな
る。また、複数の圧力室やインク供給路に流れ込んだ接
着剤はそれぞれが不均一に盛りあがり、接着層の厚さに
むらが生じることになる。このため、圧力室板が傾斜
し、ノズル孔がそれぞれ対応する圧力室の開口部のほぼ
中央に整列することが困難になる。この結果、圧力室内
のインク量や内部圧力値が変化してインクの飛翔特性
（液滴の量や速度など）がノズル間でばらつき、高品位
画像が得られないという問題があった。

【０００６】この一方、薄膜と圧力室板との接着層の厚
さを薄くすることも考えられるが圧力室などからのイン
ク漏れを十分に防止できなくなるため、接着剤の量を著
しく減少させる方法は好ましくない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、この
ような従来の課題を解決する新規かつ有用なインクジェ
ットヘッド、その製造方法及び記録装置を提供すること
を例示的な概括的目的とする。

【０００８】より特定的には、インク漏れを防止しつつ
高品位画像を形成することが可能なインクジェットヘッ
ド、その製造方法及び記録装置を提供することを本発明
の例示的目的とする。

【０００９】上記目的を達成するために、本発明の例示
的一態様としてのインクジェットヘッドは、インクを収
納する圧力室を有する圧力室板と、当該圧力室板に接続
される弾性部材と、前記圧力室板の前記圧力室を前記弾
性部材を介して加圧することができる圧電素子と、前記
弾性部材と前記圧力室板とを接着する接着剤とを有し、
前記圧力室板は前記接着剤の退避用切り込みを有する。
かかるインクジェットヘッドによれば、接着剤は弾性部
材を圧力室板に接着する際に圧力室板に設けられた切り
込みに退避することができる。

【００１０】また、本発明の別の例示的一態様としての
インクジェットヘッドは、インクを収納する圧力室を形
成する圧力室板と、前記圧力室板に接続される補助部材
と、前記圧力室を加圧して当該圧力室内の前記インクを
噴射することができる圧力印加部材と、前記補助部材と
前記圧力室板とを接着する接着剤とを有し、前記圧力室
板は前記接着剤の退避用切り込みを有する。かかるイン
クジェットヘッドも、接着剤は弾性部材を圧力室板に接
着する際に圧力室板に設けられた切り込みに退避するこ
とができる。本インクジェットヘッドは、ピエゾ型とバ
ブル型を問わず広くインクジェットヘッドに適用するこ
とができる。

【００１１】本発明の例示的一態様としての記録装置
は、インクジェットヘッドと、当該インクジェットヘッ
ドを駆動する駆動装置を有し、前記インクジェットヘッ
ドは、インクを収納する圧力室を形成する圧力室板と、
前記圧力室板に接続される補助部材と、前記圧力室を加
圧して当該圧力室内の前記インクを噴射することができ
る圧力印加部材と、前記補助部材と前記圧力室板とを接
着する接着剤とを有し、前記圧力室板は前記接着剤の退
避用切り込みを有する。かかるインクジェット記録装置
も上述したインクジェットヘッドの作用を有する。

【００１２】本発明の例示的一態様としてのインクジェ
ットヘッドの製造方法は、インクを収納する圧力室を有
する圧力室板に切り込みを形成する工程と、前記切り込
みに接着剤が流れ込むことを許容しながら前記圧力室板
に前記接着剤を介して弾性部材を接続する工程と、前記
圧力室板の前記圧力室を前記弾性部材を介して加圧する
ことができる圧電素子を前記弾性部材に接続する工程と
を有する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の例示的一態様としてのインクジェットヘッド１００
とその製造方法を説明する。なお、各図において同一の
参照番号は同一の部材を表し、重複説明は省略する。ま
た、同一の参照番号にアルファベットの大文字を付した
ものは対応する部材の変形例を表し、特に断らない限
り、アルファベットのない参照番号は全ての変形例を総
括するものとする。

【００１４】まず、図１を参照するに、インクジェット
ヘッド１００は、圧力室板１０と、圧電素子２０と、ノ
ズル板３０と、樹脂フィルム４０と、保護層５０とを有
している。ここで、図1はインクジェットヘッド１００
の分解斜視図である。圧力室板１０と樹脂フィルム４０
と保護層５０は、ノズル板３０の面３０ａが接合される
面であるノズル接合面６０において整列している。

【００１５】圧力室板１０は、略直方体の形状を有し
て、所望の数（図1では便宜上４つ）の圧力室１２とイ
ンク供給路１４、並びに、共通インク室１６を有する。
圧力室板１０は、プラスチック、感光性ガラス、金属材
料によって構成することができる。また、後述されるよ
うに、圧力室板１０の底面１０ｃには切り込み１８が形
成されている。圧力室板１０はその底面１０ｃにおいて
樹脂フィルム４０（に形成された接着層７０）に接合さ
れる。

【００１６】圧力室１２は、インクを供給されてこれを
収納すると共に内部圧力が高まるとインクを開口１２ａ
に連通されたノズル孔３２から噴射する。内部圧力は、
後述するように、直下の圧電体ブロック２１が変形に伴
って変化する。圧力室１２は、圧力室板１０上に形成さ
れた凹状の溝と弾性変形可能な樹脂フィルム４０により
略直方体の空間として形成されている。

【００１７】共通インク室１６は、各圧力室１２にイン
ク供給路１４を介してインクを供給する。共通インク室
１６は、圧力室１２の急激な内部圧力変動を吸収するよ
うに底面は樹脂フィルム４０で画定されており、圧力室
板１０の側面１０ｂにおいて図示しないインク供給装置
に接続されている。共通インク室１６は、圧力室１２が
収縮加圧されてインクを吐出した後、復帰する際に、イ
ンク供給路１４を介して、圧力室１２に必要量のインク
を供給する。図１に示すようにインク供給路１４は圧力
室１２及び共通インク室１６よりも寸法が小さいため
に、安定したインク供給のためにはその断面積を維持す
ることが重要となることが理解されるであろう。

【００１８】樹脂フィルム又は振動板４０は、圧力室１
２、共通インク室１６、インク供給路１４の一面を構成
し、後述の圧電体ブロック２１の変形を圧力室１２に伝
達すると共に圧力室１２内のインクが圧電素子２０の溝
２３に侵入するのを防止する機能を果たす。樹脂フィル
ム４０の厚さは例えば１６ミクロン程度であり、単層か
ら構成されてもよいし複数の層から構成されてもよい。
樹脂フィルム４０は圧力室１２の一面を形成する部材で
あるが、弾性変形の可能な金属薄膜により構成されても
よい。樹脂フィルム４０には後述するように接着層７０
及び７２が形成されている。

【００１９】圧電素子２０は、積層構造を有して、前面
２０ａから後面２０ｂに延びる平行な溝２３によって分
割された複数（図１では便宜上４つ）の圧電体ブロック
２１を有する。各圧電体ブロック２１の積層内には内部
電極２２、２４が設けられ、内部電極２２は外部電極２
６と、内部電極２４は外部電極２８と接続されている。
なお、図１は、作図の便宜上、一の外部電極２８のみを
示す。内部電極２２と２４とがＡ方向に重なっている部
分が活性部２５であり、この活性部２５において、各圧
電体ブロック２１は変形する。活性部２５の長さは圧力
室１２に加えられるべき圧力に応じて調節される。

【００２０】外部電極２６は、圧電素子２０の前面２０
ａの全面に蒸着された電極層であり、全ての圧電体ブロ
ック２１に共通する外部電極である。外部電極２６はア
ースされている。これに対して、外部電極２８は、圧電
素子２０の後面２０ｂの上にあるが、後面２０ｂの全面
に蒸着されてはおらず、各圧電体ブロック２１に対応し
た位置にのみ個別的に設けられた電極層である。外部電
極２８は、通電されなければ電位はゼロであるが、通電
されれば正の電圧を内部電極２４に印可することができ
る。

【００２１】かかる構造より、圧電素子２０の各圧電体
ブロック２１は、外部電極２８に電圧が印可されないと
内部電極２２、２４の電位が共にゼロのため変形しな
い。しかし、外部電極２８から電圧が印可されると、各
圧電体ブロック２１は他の圧電体ブロック２１とは独立
して、図1のＡ方向（縦方向）に変形可能ある。換言す
れば、Ａ方向が圧電体ブロック２１の分極方向になる。
外部電極２８からの通電が停止すると、すなわち、圧電
素子２０に充電された電荷が放電されることにより、対
応する圧電体ブロック２１は元の状態に復帰する。

【００２２】次に、図２乃至図５を参照して、本発明の
インクジェットヘッド１００の圧力室板１０と樹脂フィ
ルム４０の接着について説明する。ここで、図２は圧力
室板１０と樹脂フィルム４０とが接着される前の両者の
一部拡大断面図であり、図３は両者が接着された後の両
者の一部拡大断面図である。また、図４は図２に示す圧
力室板と樹脂フィルムの一部拡大断面図であり、図５は
図３に示す圧力室板と樹脂フィルムの一部拡大断面図で
ある。

【００２３】図２及び図３に拡大して示されているよう
に、樹脂フィルム４０と圧電素子２０は接着層７２によ
り接着されており、圧力室板１０と樹脂フィルム４０は
接着層７０により接着されている。接着層（接着剤）７
０及び７２は、例えば、パナック社製ウレタン系熱硬化
型接着剤（フィルム状）を使用することができる。以
下、接着層７０に注目すると、接着層７０は圧力室板１
０と樹脂フィルム４０とが接着される前は（即ち、図２
及び図４に示す状態においては）、接着層７０は約３μ
ｍの厚さを有している。

【００２４】図２乃至図５に示されているように、圧力
室板１０は底面１０ｃに複数の凹状の切り込み又は溝１
８を有している。但し、切り込み１８の形状は凹形に限
定されるものではなく、複数の切り込み１８は異なる大
きさ、形状、隣接間隔などを有していてもよい。図２及
び図４に示すように、圧力室板１０と樹脂フィルム４０
を配置した後に、図３及び図５に示されるように、両者
を加圧すると、切り込み１８に接着剤７０が流れ込み、
はみ出し７０ａが開口１２ａを塞ぐ割合が切り込み１８
を有しないインクジェットヘッドよりも少なくなること
が理解されるであろう。また、図３及び図５に示すよう
に、接着後は例えば接着層７０は約１乃至２μｍの厚さ
を有している。かかる厚さの接着層７０は圧力室１２、
インク供給路１４及び共通インク室１６からインクが漏
れることを効果的に防止することができると共に各構成
要素を強固に接合しているのでインクジェットヘッド１
００の安定した構造を達成している。

【００２５】次に、図６乃至図８を参照して、図１に示
すインクジェットヘッド１００の圧力室板１０の例示的
一態様としての製造方法を説明する。ここで、図６は、
切り込み１８を有する圧力室板１０の底面１０ｃから見
た平面図である。図７は、図６に示す圧力室板１０の底
面１０ｃを上にした部分拡大斜視図である。図８は、図
６及び図７に示す圧力室板１０の例示的な製造方法のフ
ローチャートである。

【００２６】本実施例では、圧力室板１０は、例えば感
光性ガラスから構成され、周知のリソグラフィ技術を利
用して圧力室１２、インク供給路１４、共通インク室１
６及び切り込み１８のマスクパターンを形成する（ステ
ップ２０１）。本実施例では、複数の切り込み１８を幅
５μｍ、深さ５μ、ピッチｌ０μｍのストライプ状に、
圧力室１２の長手方向に平行になるように配置した。切
り込み１８は、隣接する圧力室１２及びインク供給路１
４の少なくとも一方から離間されるように形成されてい
る。切り込み１８には常に接着剤７０が充満されるわけ
ではないので隣接する圧力室１２を切り込み１８によっ
て接続すれば、一方の圧力室１２の内部圧力が隣の圧力
室１２に伝搬して隣の圧力室１２から意図せずにインク
が噴出したり、加圧されるべき圧力室１２の内部圧力が
下がり、噴射されるインク滴の量や速度が変化したりす
るからである。

【００２７】次に、かかるマスクを利用して圧力室板１
０の底面１０ａを露光する（ステップ２０３）。次に、
圧力室板１０をエッチングして（ステップ２０５）、図
６に示す圧力室板１０を完成させる。エッチング深さ及
び長さの制御など、エッチングに必要な装置及び方法は
当業者には周知のいかなるものをも使用することができ
るので、ここでは詳しい説明は省略する。本実施例の切
り込み１８は、特に、圧力室１２よりも小さいインク供
給路１４の断面積を確保しており、これによって、安定
した圧力室１２へのインク供給を達成している。もちろ
ん、切り込み１８は圧力室１２の断面積を維持すること
を確保しているので、圧力室１２のインク量が著しく減
少することはない。また、切り込み１８は圧力室板１０
の設置平面度を維持して圧力室１２の開口１２ａのほぼ
中央に対応するノズル孔３２が配置されることを可能に
し、ノズル孔３２からインク滴が安定して発射されるこ
とを可能にしている。特に、隣接ノズル間隔がますます
狭くなっていくことが求められるインクジェットヘッド
においては切り込み１８は簡単かつ安価にノズル間のク
ロストークを防止していることが理解されるであろう。

【００２８】切り込み１８を形成する方法としては上述
したエッチングに限定されないことはいうまでもない。
例えば、切り込み１８は、底面１０ｃを化学溶液に浸漬
して形成したり、電鋳、精密機械加工により形成した
り、予め圧力室１２、インク供給路１４、共通インク室
１６及び切り込み１８が形成された型に圧力室板１０の
材料を流し込んで成形することができる。以下、図９乃
至図１４を参照して、圧力室板１０の底面１０ｃを研磨
によって切り込み１８Ａを形成する方法について説明す
る。

【００２９】図９乃至図１０は、研磨した底面１０ｃを
有する圧力室板１０と樹脂フィルム４０の接着部分の一
部拡大断面図であり、図９は接着前の状態であり、図１
０は接着後の状態である。図９に示されるように、圧力
室板１０の底面１０ｃには研磨によって切り込み１８Ａ
が形成されている。図１０に示されるように、圧力室板
１０と樹脂フィルム４０を接合すると、切り込み１８Ａ
に接着剤７０が流れ込み、はみ出し７０ａが開口１２ａ
を塞ぐ割合が切り込み１８Ａを有しないインクジェット
ヘッドよりも少なくなることが理解されるであろう。

【００３０】次に、図１１乃至図１４を参照して、切り
込み１８Ａを形成する例示的な研磨方法について説明す
る。ここで、図１１は圧力室板１０の成形を説明するた
めの概略断面図である。図１２は図１１に示す圧力室板
１０の研磨方法について説明するための概略断面図であ
る。図１３は完成した圧力室板１０の概略断面図であ
る。図１４は切り込み１８Ａを形成する例示的な研磨方
法のフローチャートである。

【００３１】図１１のように圧力室１２、インク供給路
１４及び共通インク室１６のパターンが予め形成されて
いる型８０に圧力室板１０のガラス材料を流し込んで切
り込み１８Ａが形成される前の圧力室板１０形成する
（ステップ２５１）。次に、この圧力室板１０を、図１
２に示すように、その底面１０ｃを介して定盤８２の回
転テーブル８３に載置する（ステップ２５３）。定盤８
２は、例えば、日本エンギス（株）社製自動精密鏡面ラ
ッピングマシーン「ハイプレス」を使用することができ
るが、これに限定されるものではない。回転テーブル８
３にはスラリー噴射器８６によりスラリー、例えば、ダ
イヤモンドスラリーを噴き付けられている。圧力室板１
０は重り８４によって定盤８２に抗して所定の圧力が印
加されるが、回転テーブル８３とは相対的に固定されて
いるか、相対的に運動することが可能である。なお、圧
力室板１０から定盤８２に所定の圧力が印加される限
り、重り８４は必ずしも必要ではないことはいうまでも
ない。これにより、圧力室板１０の底面１０ｃは研磨さ
れることになる。図１３に示すように圧力室板１０は完
成する（ステップ２５５）。

【００３２】本実施例では、圧力室板１０は回転テーブ
ル８３の径方向に圧力室１２の長手方向が整列されて回
転テーブル８３に載置される。これにより、圧力室１２
及びインク供給路１４のそれぞれの長手方向に沿って切
り込み１８Ａが形成されることが理解されるであろう。
もっとも切り込み１８Ａの断面形状は、図９及び図１０
に示すように、完全な二等辺三角形の整列にはならない
ことに留意しなければならない。即ち、図９及び図１０
に示す切り込み１８Ａの形状は単なる例示である。切り
込み１８Ａの深さ、粗さ、形状などは、スラリーの材質
や粒径、重り８３の重さ、研磨時間によって制御するこ
とができる。本実施例では、平均粗さＲａが±３μｍに
なるように処理を施した。

【００３３】なお、上述した研磨方法に代替的に、圧力
室板１０の底面１０ｃをサンドブラスト等を利用して研
磨してもよいことは理解されるであろう。もっとも、上
述したように、隣接する圧力室１２やインク供給路１４
が切り込み１８によって接続されないことが好ましいの
で、サンドブラストは圧力室１２の長手方向に沿って行
われることが好ましい。

【００３４】次に、図１、図１５乃至図１８を参照し
て、本発明のインクジェットヘッド１００の製造方法に
ついて説明する。ここで、図１５は、本発明のインクジ
ェットヘッド１００の例示的な製造方法のフローチャー
トである。図１６は、図１５に示す製造方法の一工程を
説明するための概略断面図である。図１７は、図１５に
示す製造方法の別の一工程を説明するための概略断面図
である。まず、上記のいずれかの方法又は更に代替的な
方法に基づいて、切り込み１８、圧力室１２、インク供
給路１４及び共通インク室１６を有する圧力室板１０を
形成する（ステップ３０１）。

【００３５】次に、圧電素子２０を形成する（ステップ
３０２）。このステップ３０２はステップ３０１に先立
って行われてもよいし、平行して行われてもよい。ステ
ップ３０２においては、まず、複数枚のグリーンシート
が用意される。各グリーンシートはセラミックの粉末な
どの溶剤にまぜて混練してペースト状にし、ドクターブ
レードにより５０ミクロン程度に薄膜形成する。グリー
ンシートのうち、３枚のグリーンシートの片方の表面に
は、それぞれ内部電極２２のパターンが印刷・形成さ
れ、３枚のグリーンシートの片方の表面には、それぞれ
内部電極２４が印刷・形成され、残りには何も内部電極
は形成されない。内部電極２２と２４の印刷は、銀とパ
ラジウムの合金を粉状にしたものに溶剤をまぜてペース
ト状にしたものを塗布して、パターン形成することによ
りなされる。次に、内部電極２２が形成された３枚と内
部電極２４が形成された３枚を交互に張り合わせ、残り
の６枚もその後張り合わせる。これにより、圧電素子２
０の積層構造を形成する。圧電素子２０のうち内部電極
２２、２４を含まない下のグリーンシートは基盤部とな
る。

【００３６】さて、これらのグリーンシートを積層した
状態で焼成する。続いて、ダイヤモンドカッターによっ
て前面２０ａから後面２０ｂに少なくとも最初の６枚の
グリーンシートを部分的に切断する。これによって、溝
２３によって分割された複数の圧電体ブロック２１を形
成する。最後に、前面２０ａと後面２０ｂに外部電極２
６、２８をそれぞれ蒸着により形成する。なお、焼成前
に溝２３を形成しておくことも可能である。完成した圧
電素子２０は、外部電極２６、２８に電圧を印可するこ
とによって特性検査がなされ、動作不良のものは排除さ
れる。

【００３７】次に、ノズル板３０をステンレスなどの金
属により形成する(ステップ３０３)。各ノズル孔３２
は、ピンを使用したパンチなどにより、好ましくは、ノ
ズル板３０の前面３０ｂから後面３０ａに向かって広が
る円錐状（断面的にテーパ状）に加工する。圧力室板１
０とノズル板３０を一体的に構成せずに圧力室板１０に
ノズル板３０を接着する理由の一つは、かかる円錐状の
ノズル孔３２を得るためである。本実施例では、後面３
０ａにおけるノズル孔３２の大きさは８０ミクロン程
度、前面３０ｂにおけるノズル孔３２の大きさは２５〜
３５ミクロン程度としている。なお、このステップ３０
３はステップ３０１、ステップ３０２に先立って行われ
てもよいし、平行して行われてもよい。

【００３８】次に、図１６に示すように、動作が確認さ
れた圧電素子２０から５００ミクロン程度ノズル板３０
に向かって突出するように樹脂フィルム４０を接着する
（ステップ３０４）。このように配置する理由は、将
来、圧電素子２０を保護するように、保護層５０を塗布
するための段差２９を形成するためである。

【００３９】次いで、図１７に示すように、圧力室板１
０を、樹脂フィルム４０から３００ミクロン程度ノズル
板３０に向かって引っ込むように、かつ、圧電素子２０
からノズル板３０に向かって２００ミクロン程度突出す
るように、圧電素子２０に対抗する側に、配置して接着
する（ステップ３０５）。圧力室板１０が樹脂フィルム
４０に接着される前には、各圧電体ブロック２１と圧力
室１２が対応するように位置合わせが行われる。本実施
例では、圧電素子２０と樹脂フィルム４０の接着を樹脂
フィルム４０と圧力室板１０の接着よりも先行させてい
る。しかし、本発明が、ステップ３０５をステップ３０
４に先行させた場合を含むことは明らかである。

【００４０】ステップ３０５においては、上述したよう
に、切り込み１８に接着剤７０が流れ込むために、はみ
出し７０ａが圧力室１２及びインク供給路１４に占める
割合は切り込み１８を有しない圧力室板よりも少なくな
る。その一方、接合後の接着層７０は圧力室１２、イン
ク供給路１４及び共通インク室１６からのインク漏れを
防止すると共に各構成要素を強固に接合しているのでイ
ンクジェットヘッド１００の安定した構造を達成してい
る。

【００４１】本実施例では、圧力室板１０を樹脂フィル
ム４０よりもノズル板３０に向かって引っ込むように配
置される。これは、後述するように、この後に保護層５
０を段差２９に塗布する時に、保護層５０が開口１２ａ
から圧力室１２の内部に侵入して圧力室１２の開口１２
ａを塞ぐのを極力防ぐためである。もっとも本発明は、
保護層５０を塗布する前に、樹脂フィルム４０から突出
した圧力室板１０（特に、樹脂フィルム４０に対抗する
面）に適当なマスクを配置することによって保護層５０
が圧力室１２の内部に侵入することを防止できるため、
この場合には、圧力室板１０が樹脂フィルム４０よりも
ノズル板３０に向かって突出していても問題はない。ま
た、圧力室板１０は圧電素子２０からノズル板３０に向
かって突出するように配置される。これは、後述する研
磨工程において、圧電素子２０が研磨されることを防止
するためである。

【００４２】図１７に示す圧力室板１０と樹脂フィルム
４０と圧電素子２０からなる三層体を作る時は、Ａ方向
を重力の方向に向けることによって、その作成が容易と
なる。図４では、樹脂フィルム４０は、三層体中で突出
した状態になっているために、圧力室板１０に向かって
重力の作用で曲がることが予想されるが、圧力室板１０
樹脂フィルム４０の表面張力を利用することにより図１
７に示す三層構造を保つことができる。なお、重力の方
向は必ずしもＡ方向に一致する必要はないことはいうま
でもない。

【００４３】その後、保護層５０を樹脂フィルム４０と
圧電素子２０との段差２９に形成する（ステップ３０
６）。本実施例では、保護層５０に熱硬化型エポキシ系
接着剤を使用しているため、保護層５０は塗布された後
に熱硬化される。保護層５０は粘性が比較的低いので段
差２９に塗布される際に、圧電素子２０の溝２３からそ
の内部に一部侵入する。そして、熱硬化されると、保護
層５０は、溝２３を一部封止した状態で硬化する。な
お、ステップ３０６とステップ３０５を交換して、先に
保護層５０を塗布した後に、圧力室板１０を接着するこ
とも可能である。

【００４４】次いで、圧力室板１０と樹脂フィルム４０
と保護層５０の端部が研磨されて平滑なノズル接合面６
０を形成する（ステップ３０７）。この研磨工程は、ノ
ズル板３０のノズル３２を精度良く圧力室１２に連通す
るように、かつ、ノズル板３０をしっかりと圧力室板１
０などに固定するために必要な工程である。研磨が終了
すると、保護層が２０乃至５０μｍ程度ノズル接合面６
０に塗布され（ステップ３０８）、ノズル板３０が、ノ
ズル孔３２が圧力室１２に対応するように、ノズル接合
面６０に接着される（ステップ３０９）。切り込み１８
が圧力室板１０の平面度を維持しているのでノズル孔３
２は圧力室１２の開口１２ａのほぼ中央に整列されるこ
とが可能になる。

【００４５】次に、図１８を参照して、図１に示すイン
クジェットヘッド１００を適用可能なカラーインクジェ
ットプリンタ（記録装置）１について説明する。ここ
で、図１８は、記録装置１の概略全体斜視図である。

【００４６】記録装置１のハウジング１１０内にはプラ
テン１１２が回転自在に設けられている。記録動作中、
プラテン１１２は駆動モータ１１４によって間欠的に回
転駆動させられ、これにより記録紙Ｐが所定の送りピッ
チで矢印Ｗ方向に間欠的に送られる。また、記録装置１
のハウジング１１０内にはプラテン１１２に対して平行
にその上方側に案内ロッド１６が設けられており、この
案内ロッド１１６上にはキャリッジ１１８が摺動自在に
取り付けられている。

【００４７】キャリッジ１１８は無端駆動ベルト１２０
に取り付けられており、無端駆動ベルト１２０は駆動モ
ータ１２２によって駆動され、これによりキャリッジ１
１８はプラテン１１２に沿って往復運動（走査）させら
れる。キャリッジ１１８には黒色用の記録ヘッド１２４
及びカラー用の記録ヘッド１２６が搭載されている。カ
ラー用の記録ヘッド１２６は３つの部分から構成され得
る。黒色用の記録ヘッド１２４には黒色インクカートリ
ッジ１２８が着脱自在に装着され、カラー用の記録ヘッ
ド１２６にはカラーインクカートリッジ１３０、１３２
及び１３４が着脱自在に装着される。

【００４８】黒色インクカートリッジ１２８には本発明
のインクのうち黒色インクが収容され、カラーインクカ
ートリッジ１３０、１３２及び１３４にはそれぞれ本発
明のインクのうちイエローインク、シアンインク及びマ
ゼンタインクが収容される。カートリッジは対応するヘ
ッドに接続された図示しない孔（インク供給部）を底面
に有し、カートリッジ内にはインクが染み込んだスポン
ジやインクを入れたアルミパックが入っている。キャリ
ッジ１１８がプラテン１１２に沿って往復運動される
間、黒色用の記録ヘッド１２４及びカラー用の記録ヘッ
ド１２６がワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ
等から得られる画像データに基づいて駆動され、これに
より記録紙Ｐ上に所定の文字、画像などが記録される。
記録動作停止時には、キャリッジ１１８はホームポジシ
ョンに戻され、このホームポジションにはノズル保守機
構（バックアップユニット）１３６が設けられている。

【００４９】ノズル保守機構１３６には可動吸引キャッ
プ（図示せず）と、この可動吸引キャップに接続された
吸引ポンプ（図示せず）が設けられている。記録ヘッド
１２４及び１２６がホームポジションに位置付けされる
と、各記録ヘッドのノズル板に吸引キャップが吸着さ
れ、吸引ポンプを駆動することにより、ノズル板のノズ
ルが吸引される。このようにして、ノズルの目詰まりが
未然に防止される。

【００５０】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。本発明の例示的一態様としてのインクジェットヘッ
ドはインクを収納する圧力室を有する圧力室板と、当該
圧力室板に接続される弾性部材と、前記圧力室板の前記
圧力室を前記弾性部材を介して加圧することができる圧
電素子と、前記弾性部材と前記圧力室板とを接着する接
着剤とを有し、前記圧力室板は前記接着剤の退避用切り
込みを有する。

【００５１】前記圧力室板は前記圧力室を複数有し、前
記切り込みを隣接する前記圧力室の間に有してもよい。
前記切り込みは前記隣接する前記圧力室の少なくともい
ずれか一方から離間して形成されてもよい。前記圧力室
板は、前記圧力室を複数有すると共に当該圧力室に前記
インクを供給する複数のインク供給路を更に有し、前記
切り込みを隣接する前記インク供給路の間に有すること
ができる。前記切り込みは前記隣接する前記インク供給
路の少なくともいずれか一方から離間して形成されてい
るものとする。前記圧力室板は前記切り込みを前記弾性
部材と接続する接続面において平均粗さが±２μｍ以上
として有することができる。

【００５２】本発明の別の例示的一態様としてのインク
ジェットヘッド、はインクを収納する圧力室を形成する
圧力室板と、前記圧力室板に接続される補助部材と、前
記圧力室を加圧して当該圧力室内の前記インクを噴射す
ることができる圧力印加部材と、前記補助部材と前記圧
力室板とを接着する接着剤とを有し、前記圧力室板は前
記接着剤の退避用切り込みを有する。

【００５３】本発明の例示的一態様としての記録装置
は、インクジェットヘッドと、当該インクジェットヘッ
ドを駆動する駆動装置を有し、前記インクジェットヘッ
ドは、インクを収納する圧力室を形成する圧力室板と、
前記圧力室板に接続される補助部材と、前記圧力室を加
圧して当該圧力室内の前記インクを噴射することができ
る圧力印加部材と、前記補助部材と前記圧力室板とを接
着する接着剤とを有し、前記圧力室板は前記接着剤の退
避用切り込みを有する。

【００５４】本発明の例示的一態様としてのインクジェ
ットヘッドの製造方法は、インクを収納する圧力室を有
する圧力室板に切り込みを形成する工程と、前記切り込
みに接着剤が流れ込むことを許容しながら前記圧力室板
に前記接着剤を介して弾性部材を接続する工程と、前記
圧力室板の前記圧力室を前記弾性部材を介して加圧する
ことができる圧電素子を前記弾性部材に接続する工程と
を有する。

【００５５】前記切り込み形成工程は、前記切り込みの
パターンを有する金型を利用した成形によって前記切り
込みを形成することができる。代替的に、前記切り込み
形成工程は、前記圧力室板を研磨して前記切り込みとを
形成することができる。更に代替的に、前記切り込み形
成工程は、前記圧力室板にリソグラフィにより前記切り
込みに対応するパターンを形成する工程と、前記パター
ンをエッチングする工程とを有することができる。

【００５６】

【発明の効果】圧力室板と、圧電素子板とを、フィルム
材を挟んで貼り合わせる際に、圧力室板の切り込みに接
着剤が流れ込み、接着剤はみ出しが本発明を適用してい
ないインクジェットヘッドよりも少なくなった。よって
圧力室及びインク供給路の体積が減少したり、インク供
給口である圧力室の開口やインク供給路が塞がることが
なくなった。また、接着剤層の厚さにむらが生じること
もなくなった。

【００５７】さらに、インク供給口寸法及び圧力室寸法
がほぼ設計値通りに得られ、インク飛翔特性及びノズル
間バラツキが改善された。また、接着面表面積が増えた
こととアンカー効果により接合強度が向上した。

【００５８】これらのことにより、簡単な構造で安価に
高品質な印字をすることができ、さらに故障の少ないイ
ンクジェットヘッドを実現できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の例示的一態様としてのインクジェ
ットヘッドの概略分解斜視図である。

【図２】 図１に示すインクジェットヘッドの圧力室板
と樹脂フィルムが接続される前の両者の例示的な一部拡
大断面図である。

【図３】 図２に示す圧力室板と樹脂フィルム接合され
た後の両者の一部拡大断面図である。

【図４】 図２に示す圧力室板と樹脂フィルムの一部拡
大断面図である。

【図５】 図３に示す圧力室板と樹脂フィルムの一部拡
大断面図である。

【図６】 切り込みを有する圧力室板の底面の例示的な
平面図である。

【図７】 図６に示す圧力室板の底面を上にした部分拡
大斜視図である。

【図８】 図６及び図７に示す圧力室板の例示的な製造
方法のフローチャートである。

【図９】 図１に示すインクジェットヘッドの圧力室板
と樹脂フィルムが接続される前の両者の別の例示的な一
部拡大断面図である。

【図１０】 図９に示す圧力室板と樹脂フィルム接合さ
れた後の両者の一部拡大断面図である。

【図１１】 図９及び図１０に示す圧力室板の例示的な
製造方法の一工程を説明するための断面図である。

【図１２】 図９及び図１０に示す圧力室板の例示的な
製造方法の別の一工程を説明するための断面図である。

【図１３】 図９及び図１０に示す圧力室板の例示的な
製造方法の更に別の一工程を説明するための断面図であ
る。

【図１４】 図９及び図１０に示す圧力室板の例示的な
製造方法のフローチャートである。

【図１５】 図１に示すインクジェットヘッドの例示的
な製造方法のフローチャートである。

【図１６】 図１５に示す製造方法の一工程を説明する
ための概略断面図である。

【図１７】 図１５に示す製造方法の別の一工程を説明
するための概略断面図である。

【図１８】 図１に示すインクジェットヘッドを適用可
能なインクジェットプリンタの概略全体斜視図である。

【符号の説明】

１ 記録装置 １０ 圧力室板 １０ｃ 底面 １２ 圧力室 １２ａ 圧力室開口 １４ インク供給路 １６ 共通インク室 １８ 切り込み １８Ａ 切り込み ２０ 圧電素子 ２１ 圧電体ブロック ２２ 内部電極 ２４ 内部電極 ２６ 外部電極 ３０ ノズル板 ３２ ノズル孔 ４０ 樹脂フィルム ５０ 保護層 ７０ 接着層（接着剤） ７０ａ はみ出し ７２ 接着層（接着剤） ８２ 定盤 ８３ 回転テーブル ８４ 重り ８６ スラリー １００ インクジェットヘッド

フロントページの続き (72)発明者 三瓶 浩一 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 渡辺 睦郎 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF24 AF69 AF93 AG12 AG92 AG93 AP02 AP25 BA03 BA14

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
   る。インクを収納する圧力室を有する圧力室板と、 当該圧力室板に接続される弾性部材と、 前記圧力室板の前記圧力室を前記弾性部材を介して加圧
   することができる圧電素子と、 前記弾性部材と前記圧力室板とを接着する接着剤とを有
   するインクジェットヘッドであって、前記圧力室板は前
   記接着剤の退避用切り込みを有するインクジェットヘッ
   ド。
2. 【請求項２】 インクを収納する圧力室を形成する圧力
   室板と、 前記圧力室板に接続される補助部材と、 前記圧力室を加圧して当該圧力室内の前記インクを噴射
   することができる圧力印加部材と、 前記補助部材と前記圧力室板とを接着する接着剤とを有
   するインクジェットヘッドであって、前記圧力室板は前
   記接着剤の退避用切り込みを有するインクジェットヘッ
   ド。
3. 【請求項３】 インクジェットヘッドと、 当該インクジェットヘッドを駆動する駆動装置を有する
   記録装置であって、 前記インクジェットヘッドは、 インクを収納する圧力室を形成する圧力室板と、 前記圧力室板に接続される補助部材と、 前記圧力室を加圧して当該圧力室内の前記インクを噴射
   することができる圧力印加部材と、 前記補助部材と前記圧力室板とを接着する接着剤とを有
   し、前記圧力室板は前記接着剤の退避用切り込みを有す
   る記録装置。
4. 【請求項４】 インクを収納する圧力室を有する圧力室
   板に切り込みを形成する工程と、 前記切り込みに接着剤が流れ込むことを許容しながら前
   記圧力室板に前記接着剤を介して弾性部材を接続する工
   程と、 前記圧力室板の前記圧力室を前記弾性部材を介して加圧
   することができる圧電素子を前記弾性部材に接続する工
   程とを有するインクジェットヘッドの製造方法。