JP2001322274A

JP2001322274A - 液滴吐出ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2001322274A
Application number: JP2000145898A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Ota; 善久太田; Shuzo Matsumoto; 修三松本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2001-11-20

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】電極取り出し部にインクが付着すると、イン
クによって電極間で電気的リークが発生して吐出不能に
なったり、誤動作をするチャンネルが発生する。そこ
で、電極取り出し部へのインクの侵入を防止した。【解決手段】ノズル板４３の一部が圧力発生手段を設
けたアクチュエータ部材の電極取り出し部５５ａを覆っ
ている構成とした。ここで、ノズル板４３とアクチュエ
ータ部材の電極取り出し部５５ａとの間にプリント基板
６１が挟み込まれていることが好ましい。この場合、プ
リント基板６１と電極取り出し部５５ａの接続部の封止
とノズル板４３とアクチュエータ部材との接合を同一の
部材で行っていることが好ましい。また、アクチュエー
タ部材よりもノズル板４３が大きいことが好ましい。さ
らに、アクチュエータ部材及びノズル板４３を固定する
フレーム部材６５を有し、このフレーム部材６５はノズ
ル板よりも大きいことが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液滴吐出ヘッド及びその
製造方法並びにインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プリンタ、ファクシミリ、複写
装置、プロッタ等の画像記録装置（画像形成装置）とし
て用いるインクジェット記録装置において使用する液滴
吐出ヘッドであるインクジェットヘッドは、液滴を吐出
するノズルと、このノズルが連通する加圧室（圧力室、
加圧液室、液室、吐出室、インク流路等とも称され
る。）と、この加圧室内のインクを加圧する圧力発生手
段とを備えて、圧力発生手段を駆動することで加圧室内
インクを加圧してノズルから液滴を吐出させる。

【０００３】従来のインクジェットヘッドは、圧力発生
手段の種類という点から、圧電素子を用いて加圧室の壁
面を形成して振動板を変形変位させることでインク滴を
吐出させるピエゾ型のもの、加圧室内に配設した発熱抵
抗体を用いてインクの膜沸騰でバブルを発生させてイン
ク滴を吐出させるバブル型のもの、加圧室の壁面を形成
する振動板（又はこれと一体の電極）と電極を用いて静
電力で振動板を変形変位させることでインク滴を吐出さ
せる静電型のものなどに大別される。

【０００４】また、従来のインクジェットヘッドは、イ
ンク滴の吐出方向という点から、特にピエゾ型及び静電
型のものにあっては、特開平６−８４４９号公報、特開
平６−２３９８６号公報などに記載されているように、
振動板の変位方向と直交する方向にインク滴を吐出させ
るエッジシュータ方式と、特開平９−３１４８３７号公
報、特開平１０−３０４６８５号公報などに記載されて
いるように振動板の変位方向にインク滴を吐出させるサ
イドシュータ方式とに大別される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うなインクジェットヘッドにおいては、圧力発生手段を
駆動するために外部の駆動回路と圧力発生手段とをフレ
キシブルプリント基板（以下「ＦＰＣケーブル」とい
う。）などのプリント基板（接続手段）を介して接続し
なければならない。そのため、圧力発生手段を配置した
アクチュエータ部材に圧力発生手段を構成する電極或い
は圧電素子などに接続した電極とプリント基板とを接続
するための電極取り出し部を設けるようにしている。

【０００６】この場合、電極取り出し部にインクが付着
すると、インクによって電極間で電気的リークが発生し
て吐出不能になったり、誤動作をするチャンネルが発生
する。

【０００７】特に、振動板の変位方向がインク滴吐出方
向に一致するサイドシュータ方式の静電型インクジェッ
トヘッドの場合にあっては、ヘッドの小型化に従って、
電極取り出し部とノズル面とが近接していることから電
極取り出し部へのインクの侵入が生じ易くなっている。

【０００８】なお、このような問題は、圧力発生手段と
して振動板に対向配置した電極を有する静電型インクジ
ェットヘッドに限らず、例えば基板上に積層型圧電素子
を配置したインクジェットヘッドにあっても、基板上に
電気機械変換素子に駆動波形を与えるための電極取り出
し部を設けて、この電極取り出し部とプリント基板とを
接続するような場合には同様に発生するものである。た
だし、積層型圧電素子を用いる場合にはノズル面と電極
パターンとが静電型インクジェットヘッドに比べて離れ
ているので、静電型インクジェットヘッドの場合ほど顕
著ではない。

【０００９】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、信頼性を向上した液滴吐出ヘッド及びその製造
方法及びそのインクジェット記録装置を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、ノズル板の一部が
圧力発生手段を設けたアクチュエータ部材の電極取り出
し部を覆っている構成としたものである。

【００１１】ここで、ノズル板とアクチュエータ部材の
電極取り出し部との間にプリント基板が挟み込まれてい
ることが好ましい。この場合、プリント基板と電極取り
出し部の接続部の封止とノズル板とアクチュエータ部材
との接合を同一の部材で行っていることが好ましい。ま
た、アクチュエータ部材よりもノズル板が大きいことが
好ましい。

【００１２】さらに、アクチュエータ部材及びノズル板
を固定するフレーム部材を有し、このフレーム部材はノ
ズル板よりも大きいことが好ましい。

【００１３】ここで、アクチュエータ部材はノズル板よ
りも内側でフレーム部材に接合していることが好まし
い。また、アクチュエータ部材とフレーム部材との間に
間隙を有することが好ましい。この場合、アクチュエー
タ部材とフレーム部材との間の間隙がノズル板で覆われ
ていることが好ましい。さらに、アクチュエータ部材
は、このアクチュエータ部材の外周より内側でフレーム
部材に接合していることが好ましい。

【００１４】また、ノズルが連通する加圧室へ液体を供
給する共通液室流路をヘッド中央部に設け、両側に配列
した各加圧室へ液体を供給することができる。さらに、
ノズルが連通する加圧室へ液体を供給する共通液室流路
を電極取り出し部より上方に立体的に配置することがで
きる。この場合、共通液室流路を電極取り出し部の略直
上に配置していることが好ましい。

【００１５】さらに、圧力発生手段がノズルが連通する
加圧室の壁面を形成する振動板と、この振動板に対向す
る電極とを有し、振動板を静電力で変形変位させること
で加圧室内液体を加圧してノズルから液滴を吐出させる
ものであることが好ましい。

【００１６】本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法
は、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
アクチュエータ部材の電極取り出し部にプリント基板を
接合するとともにノズル板を接合した後、プリント基板
をフレーム部材とアクチュエータ部材の間隙に通して、
アクチュエータ部材をフレーム部材に接合する構成とし
たものである。

【００１７】本発明に係るインクジェット記録装置は、
インクジェットヘッドとして上記本発明に係る液滴吐出
ヘッドを用いたものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図１は本発明に係るインクジ
ェット記録装置の機構部の概略斜視説明図、図２は同機
構部の側面説明図である。

【００１９】このインクジェット記録装置は、記録装置
本体１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キ
ャリッジに搭載したインクジェットヘッドからなる記録
ヘッド、記録ヘッドへのインクを供給するインクカート
リッジ等で構成される印字機構部２等を収納し、装置本
体１の下方部には前方側から多数枚の用紙３を積載可能
な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい。）４を抜
き差し自在に装着することができ、また、用紙３を手差
しで給紙するための手差しトレイ５を開倒することがで
き、給紙カセット４或いは手差しトレイ５から給送され
る用紙３を取り込み、印字機構部２によって所要の画像
を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ６に排紙
する。

【００２０】印字機構部２は、図示しない左右の側板に
横架したガイド部材である主ガイドロッド１１と従ガイ
ドロッド１２とでキャリッジ１３を主走査方向（図２で
紙面垂直方向）に摺動自在に保持し、このキャリッジ１
３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ
（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する
本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッ
ドからなるヘッド１４をインク滴吐出方向を下方に向け
て装着し、キャリッジ１３の上側にはヘッド１４に各色
のインクを供給するための各インクタンク（インクカー
トリッジ）１５を交換可能に装着している。

【００２１】ここで、キャリッジ１３は後方側（用紙搬
送方向下流側）を主ガイドロッド１１に摺動自在に嵌装
し、前方側（用紙搬送方向下流側）を従ガイドロッド１
２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ
１３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１
７で回転駆動される駆動プーリ１８と従動プーリ１９と
の間にタイミングベルト２０を張装し、このタイミング
ベルト２０をキャリッジ１３に固定している。また、記
録ヘッドとしてここでは各色のヘッド１４を用いている
が、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘ
ッドでもよい。

【００２２】一方、給紙カセット４にセットした用紙３
をヘッド１４の下方側に搬送するために、給紙カセット
４から用紙３を分離給装する給紙ローラ２１及びフリク
ションパッド２２と、用紙３を案内するガイド部材２３
と、給紙された用紙３を反転させて搬送する搬送ローラ
２４と、この搬送ローラ２４の周面に押し付けられる搬
送コロ２５及び搬送ローラ２４からの用紙３の送り出し
角度を規定する先端コロ２６とを設けている。搬送ロー
ラ２４は副走査モータ２７によってギヤ列を介して回転
駆動される。

【００２３】そして、キャリッジ１３の主走査方向の移
動範囲に対応して搬送ローラ２４から送り出された用紙
３を記録ヘッド１４の下方側で案内する用紙ガイド部材
である印写受け部材２９を設けている。この印写受け部
材２９の用紙搬送方向下流側には、用紙３を排紙方向へ
送り出すために回転駆動される搬送コロ３１、拍車３２
を設け、さらに用紙３を排紙トレイ６に送り出す排紙ロ
ーラ３３及び拍車３４と、排紙経路を形成するガイド部
材３５，３６とを配設している。

【００２４】また、キャリッジ１３の移動方向右端側に
はヘッド１４の信頼性を維持、回復するための信頼性維
持回復機構（以下「サブシステム」という。）３７を配
置している。キャリッジ１３は印字待機中にはこのサブ
システム３７側に移動されてキャッピング手段などでヘ
ッド１４をキャッピングされる。

【００２５】次に、このインクジェット記録装置のヘッ
ド１４を構成する液滴吐出ヘッドであるインクジェット
ヘッドの一例について図３乃至図を参照して説明する。
なお、図３はヘッド１４の分解斜視説明図、図４は同ヘ
ッド１４の振動板長手方向の断面説明図、図５は図４の
要部拡大図、図６は同ヘッドの振動板短手方向の断面説
明図、図７は同ヘッド１４を透過状態で示す要部平面説
明図である。

【００２６】インクジェットヘッド４０は、単結晶シリ
コン基板、多結晶シリコン基板、ＳＯＩ基板などのシリ
コン基板等を用いた振動板／液室基板４１と、この振動
板／液室基板１の下側に設けたシリコン基板、パイレッ
クス（登録商標）ガラス基板、セラミックス基板等を用
いた電極基板４２と、振動板／液室基板４１の上側に設
けたノズル板４３とを備え、複数のインク滴を吐出する
ノズル４４、各ノズル４４が連通するインク流路である
加圧室４６、各加圧室４６にインク供給路を兼ねた流体
抵抗部４７を介して連通する共通液室流路４８などを形
成している。このインクジェットヘッド４０においては
電極基板４２がアクチュエータ部材となる。

【００２７】振動板／液室基板４１にはノズル４４が連
通する複数の加圧室４６及びこの加圧室４６の壁面であ
る底部をなす振動板５０（電極を兼ねているが別に電極
を形成しても良い。）を形成する凹部を形成し、ノズル
板４３には流体抵抗部４７を形成する溝を形成し、また
振動板／液室基板４１と電極基板４２には共通液室流路
４８を形成する貫通部を形成している。

【００２８】ここで、振動板／液室基板４１は、例えば
単結晶シリコン基板を用いた場合、予め振動板厚さにボ
ロンを注入してエッチングストップ層となる高濃度ボロ
ン層を形成し、電極基板４２と接合した後、加圧室４６
となる凹部をＫＯＨ水溶液などのエッチング液を用いて
異方性エッチングすることにより、このとき高濃度ボロ
ン層がエッチングストップ層となって振動板５０が高精
度に形成される。また、多結晶シリコン基板で振動板５
０を形成する場合は、液室基板上に振動板となる多結晶
シリコン薄膜を形成する方法、または、予め電極基板４
２を犠牲材料で平坦化し、その上に多結晶シリコン薄膜
を成膜した後、犠牲材料を除去することで形成できる。

【００２９】なお、振動板５０に別途電極膜を形成して
もよいが、上述したように不純物の拡散などによって振
動板が電極を兼ねるようにしている。また、振動板５０
の電極基板４２側の面に絶縁膜を形成することもでき
る。この絶縁膜としてはＳiＯ₂等の酸化膜系絶縁膜、Ｓ
i₃Ｎ₄等の窒化膜系絶縁膜などを用いることができる。
絶縁膜の成膜は、振動板表面を熱酸化して酸化膜を形成
したり、成膜手法を用いたりすることができる。

【００３０】また、電極基板４２には酸化膜層４２ａを
形成し、この酸化膜層４２ａの部分に凹部５４を形成し
て、この凹部５４底面に振動板５０に対向する電極５５
を設け、振動板５０と電極５５との間にギャップ５６を
形成し、これらの振動板５０と電極５５とによってアク
チュエータ部を構成している。電極５５は外部に延設し
て外部駆動回路に接続された接続手段と接続するための
接続部（電極取り出し部）５５ａとしている。なお、電
極５５表面にはＳiＯ₂膜などの酸化膜系絶縁膜、Ｓi₃Ｎ
₄膜などの窒化膜系絶縁膜からなる電極保護膜５７を成
膜しているが、電極表面５５に電極保護膜５７を形成し
ないで、振動板５０側に絶縁膜を形成することもでき
る。

【００３１】この電極基板４２として単結晶シリコン基
板を用いる場合には通常のシリコンウエハーを用いるこ
とができる。その厚さはシリコンウエハーの直径で異な
るが、直径４インチのシリコンウエハーであれば厚さが
５００μｍ程度、直径６インチのシリコンウエハーであ
れば厚さは６００μｍ程度であることが多い。シリコン
ウエハー以外の材料を選択する場合には、振動板／液室
基板のシリコンと熱膨張係数の差が小さい方が振動板と
接合する場合に信頼性を向上できる。

【００３２】これらの振動板／液室基板４１と電極基板
４２との接合は、接着剤による接合も可能であるが、よ
り信頼性の高い物理的な接合、例えば電極基板４２がシ
リコンで形成される場合、酸化膜を介した直接接合法を
用いることができる。この直接接合は１０００℃程度の
高温化で実施する。また、電極基板４２がガラスの場
合、陽極接合を行うことができる。電極基板４２をシリ
コンで形成して、陽極接合を行う場合には、電極基板４
２と振動板／液室基板４１との間にパイレックスガラス
を成膜し、この膜を介して陽極接合を行うこともでき
る。さらに、振動板／液室基板４１と電極基板４２にシ
リコン基板を使用して金等のバインダーを接合面に介在
させた共晶接合で接合することもできる。

【００３３】また、電極基板４２の電極５５としては、
通常半導体素子の形成プロセスで一般的に用いられるＡ
ｌ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属材料や、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ等の
高融点金属、または不純物により低抵抗化した多結晶シ
リコン材料などを用いることができる。電極基板４２を
シリコンウエハで形成する場合には、電極基板４２と電
極５５との間には絶縁層（上述した酸化膜層４２ａ）を
形成する必要がある。電極基板４２にガラス基板、セラ
ミック基板等の絶縁性材料を用いる場合には電極５５と
の間に絶縁層を形成する必要はない。

【００３４】また、電極基板４２にシリコン基板を用い
る場合、電極５５としては、不純物拡散領域を用いるこ
とができる。この場合、拡散に用いる不純物は基板シリ
コンの導電型と反対の導電型を示す不純物を用い、拡散
領域周辺にｐｎ接合を形成し、電極５５と電極基板４２
とを電気的に絶縁する。

【００３５】ノズル板４３には、多数のノズル４４を形
成するとともに、共通液室流路４７と加圧室４６を連通
するための流体抵抗部４７を形成する溝部を形成してい
る。ここでは、このノズル板４３はＮｉ電鋳工法で製作
しているが、この他、例えば、ＳＵＳ、或いは樹脂と金
属層の複層構造のものなども用いることができる。

【００３６】このノズル板４３は、図４及び図５にも示
すように、アクチュエータ部材である電極基板４２より
も大きく形成し、ノズル板４３の一部がアクチュエータ
部材の電極取り出し部５５ａを覆うようにしている。こ
のようにノズル板４３をアクチュエータ部材よりも大き
くすることにより、ノズル板４３でアクチュエータ部材
の電極取り出し部５５ａを完全に覆うことができて、ノ
ズル板４３上に滞留するインクが電極取り出し部５５ａ
の部分に侵入することを確実に防止することができる。

【００３７】このインクジェットヘッド４０ではノズル
４４を二列配置し、この各ノズル４４に対応して加圧室
４６、振動板５０、電極５５なども二列配置し、各ノズ
ル列の中央部（ヘッド中央部）に共通液室流路４８を配
置して、共通液室流路４８から左右の加圧室４６にイン
クを振り分けて供給する構成を採用している。これによ
り、各加圧室４６へのインク供給を均等に配分すること
ができ、各加圧室の駆動状態の緩衝をほとんど受けるこ
となく、均一なインク滴吐出特性を確保することができ
て、簡単なヘッド構成で多数のノズルを有するマルチノ
ズルヘッドを構成することができる。

【００３８】そして、インクジェットヘッド４０の電極
５５に連続する電極取り出し部）５５ａににヘッド駆動
回路であるドライバＩＣ（駆動用ＩＣチップ）６０をワ
イヤボンドによって搭載したＦＰＣケーブル６１を異方
性導電膜などを介して接続している。このとき、電極基
板４２とノズル板４３との間（ギャップ５６入口）を含
めて電極取り出し部５５ａとノズル板４３との間は、図
４及び図５に示すようにエポキシ樹脂等の接着剤を用い
たギャップ封止剤６２にて気密封止し、ギャップ５６内
に湿気が侵入して振動板５０が変位しなくなるのを防止
している。

【００３９】このように、ノズル板４３と電極取り出し
部５５ａとの間にＦＰＣケーブル６１を挟むことで電極
取り出し部５５ａの省スペース化を図れる。また、電極
取り出し部５５ａとＦＰＣケーブル６１との接続部の封
止とノズル板４３と電極基板４２との接合とを同じ部材
であるギャップ封止剤６２で行うことにより、工程の簡
略化を図れる。

【００４０】さらに、インクジェットヘッド４０のアク
チュエータ部材である電極基板４２及びノズル板４３を
をフレーム部材６５上に接着剤で接合している。ここ
で、フレーム部材６５の外側部６５ａはノズル板４３よ
りも大きく、外側部６５ａ内周側に形成した段部６５ｃ
にノズル板４３の端部をエポキシ樹脂等の接着剤を用い
たギャップ封止剤６８にて封止接合し、撥水性を有する
ノズル板４３表面のインクが電極基板４２やＦＰＣケー
ブル６１等に回り込むことを防止している。

【００４１】このように、フレーム部材６５をノズル板
４３より大きく形成することで、フレーム部材６５とノ
ズル板４３の接合が容易になる。また、フレーム部材６
５の段部６５ｃの段差をノズル板４３の厚さより大きく
して、フレーム部材６５上面よりもノズル板４３の吐出
面が下がった位置になる、つまり、ノズル板４３をフレ
ーム部材６５より立体的に凹ませた構成をとることで、
紙詰まり等が生じた場合にジャム紙がノズル板４３の吐
出面を擦ることを低減できる。

【００４２】また、アクチュエータ部材である電極基板
４２はフレーム部材６５の内側部６５ｂ上に接合するこ
とにより、電極基板４２はノズル板４３よりも内側でフ
レーム部材６５に接合している。これにより、上述した
ようにノズル板４３をフレーム部材６５より立体的に凹
ませた構成をとることが可能になる。

【００４３】このフレーム部材６５にはインクジェット
ヘッド４０の共通液室流路４８に外部からインクを供給
するためのインク供給穴６６を形成しており、またＦＰ
Ｃケーブル６１等はフレーム部材６５に形成した穴部６
７に収納される。

【００４４】ここで、アクチュエータ部材である電極基
板４２の端部はフレーム部材６５の穴部６７の側壁面よ
り内側に位置することでフレーム部材６５との間に間隙
６９を設けている。これにより、電極取り出し部５５ａ
に接続するＦＰＣケーブル６１を湾曲させて隙間６９を
通すことができ、ノズル板４３とは反対側にＦＰＣケー
ブル６１を這いまわすことができる。

【００４５】そして、この電極基板４２端部とフレーム
部材６５との間の間隙６９がノズル板４３で覆われてい
るものとすることで、隙間６９を覆うための別部材が不
要になる。

【００４６】さらに、アクチュエータ部材である電極基
板４２は、上述したように、電極基板４２の外周より内
側でフレーム部材６５の内側部６５ｂに接合しているの
で、折り曲げて隙間６９を通したＦＰＣケーブル６１上
にフレーム部材６１内部でドライバＩＣ６０を配置する
ことができるようになる。

【００４７】そして、このヘッド１４のフレーム部材６
５にはインクカートリッジ１５とのジョイント部材７０
が連結されて、フレーム部材６５に熱融着したフィルタ
７１を介してインクカートリッジ１５からインク供給穴
６６を通じて共通液室流路４８にインクが供給される。

【００４８】このインクジェットヘッド４０において
は、振動板５０を共通電極とし、電極５５を個別電極と
して（逆の構成とすることもできる。）、振動板５０と
電極５５との間に駆動電圧を印加することによって、振
動板５０と電極５５との間に発生する静電力によって振
動板５０が電極５５側に変形変位し、この状態から振動
板５０と電極５５間の電荷を放電させることによって振
動板５０が復帰変形して、加圧室４６の内容積（体積）
／圧力が変化することによって、ノズル４４からインク
滴が吐出される。

【００４９】すなわち、個別電極とする電極５５にパル
ス電圧を印加すると、共通電極となる振動板５０との間
に電位差が生じて、個別電極５５と振動板５０の間に静
電力が生じる。この結果、振動板５０は印加した電圧の
大きさに応じて変位する。その後、印加したパルス電圧
を立ち下げることで、振動板５０の変位が復元して、そ
の復元力により加圧室４６内の圧力が高くなり、ノズル
４４からインク滴が吐出される。この場合、振動板５０
を電極５５（実際には絶縁保護膜５７表面）に当接する
まで変位させる方式を当接駆動方式、振動板５０を電極
５５に当接させない位置まで変位させる方式を非当接駆
動方式と称する。

【００５０】このインクジェットヘッド４０の組み立て
手順について説明すると、アクチュエータ部材である電
極基板４２の電極取り出し部５５ａにドライバＩＣ６０
が搭載されたＦＰＣケーブル６１を異方性導電膜などに
より電気的に接続する。そして、アクチュエータ部の振
動板／液室基板４１とノズル板４３とを接合するため、
振動板／液室基板４１の上面に接着剤を塗布する。

【００５１】この接着剤接合を行う場合、接着剤のはみ
出しが噴射特性に影響を与えるため、接着剤塗布膜厚は
１μｍ前後にすることが好ましい。したがって、振動板
／液室基板４１上面への接着剤の塗布は転写法によって
行うことが好ましい。転写法は、例えば、ローラ上でド
クターブレードによって接着剤を薄膜化し、この薄膜化
した接着剤を、別のローラ周面に設けた転写パッドに転
写し、更に転写パッドから振動板／液室基板上面に接着
剤を転写する方法が一般的である。

【００５２】また、振動板５０と電極５５とのギャップ
５６を封止するために接着剤６２を塗布する。さらに、
ノズル板４３と振動板／液室基板４１との位置決めをす
るために仮接合用の紫外線硬化型接着剤或いは瞬間接着
剤を振動板／液室基板４１の角部に塗布する。そして、
ノズル板４３とアクチュエータ部の振動板／液室基板４
１との位置合わせをして仮加圧を行う。ここで、紫外線
硬化型接着剤の場合には、紫外線を照射して接着剤を硬
化させ、本加圧を行い加熱硬化させる。

【００５３】加熱接合するときに、アクチュエータ部が
長いと、シリコン基板からなる振動板／液室基板４１と
Ｎｉ或いはＳＵＳ等からなるノズル板４３との線膨張係
数の差によって反りが発生してしまう。この反りが発生
すると、内部応力によってアクチュエータ部が破壊され
る。したがって、硬化温度は低い方が良く、二液混合型
（常温硬化型）のエポキシ系接着剤が好ましい。硬化温
度としては、４０から１００℃が好ましい。

【００５４】このようにして、アクチュエータ部材であ
る電極基板４２にＦＰＣケーブル６１を接続し、振動板
／液室基板４１にノズル板４３を接合した後、ＦＰＣケ
ーブル６１及びドライバＩＣ６０をフレーム部材６５の
穴部６７に通して、フレーム部材６５の内側部６５ｂに
電極基板４２を、フレーム部材６５の外側部６１ａにノ
ズル板４３を接合する。

【００５５】このように、アクチュエータ部材の電極取
り出し部にプリント基板を接合するとともにノズル板を
接合した後、プリント基板をフレーム部材とアクチュエ
ータ部材の間隙を通して、アクチュエータ部材をフレー
ム部材に接合することによって、高い信頼性が要求され
るドライバＩＣ（ＩＣチップ）接合や接合信頼性を確保
するために高度な接合技術を要するノズル板とアクチュ
エータ部材の接合を回りの部材の影響を受けることなく
行うことができる。

【００５６】次に、本発明の他の実施形態について図８
を参照して説明する。なお、同図は同実施形態に係る液
滴吐出ヘッドの振動板長手方向の要部断面説明図であ
る。このインクジェットヘッドは、アクチュエータ部材
である電極基板４２上に、加圧室４６及びその壁面をな
す振動板５０を形成した振動板基板８１と、流体抵抗部
４７及びノズル連通路８２の一部をなす穴部を形成した
流体抵抗板８３と、共通液室流路４８を形成する穴部及
びノズル連通路８２の一部をなす穴部を形成したドライ
フィルムレジスト（ＤＦＲ）等からなる共通液室板８４
と、ノズル４４を形成したノズル板４３とを順次積層し
て構成している。

【００５７】そして、このインクジェットヘッドにおい
ては、共通液室流路４８をＦＰＣケーブル６１と電極基
板４２の電極取り出し部５５ａとの接続部の直上に配置
することで、立体的な配置を行っている。これにより、
加圧室４６や共通液室流路４８の振動板長手方向長さを
短くできて、電極基板４２の長さを短くすることができ
るので、電極基板や振動板基板或いは振動板／液室基板
をシリコンウエハで形成するときに１枚のウエハから取
り出せる個数を増加することができる。

【００５８】なお、流体抵抗板８３の流体抵抗部４７の
寸法精度はインク滴特性、特に周波数応答性に大きな影
響を及ぼすために、流体抵抗板９３はノズル板４３のノ
ズル４４と同精度が得られる工法を採用している。

【００５９】次に、本発明の更に他の実施形態について
図９を参照して説明する。なお、同図は同実施形態に係
る液滴吐出ヘッドの振動板長手方向の要部断面説明図で
ある。このインクジェットヘッドは、上記図８のインク
ジェットヘッドと同様に、電極基板４２上に、振動板基
板８１と、流体抵抗板８３と、共通液室板８４と、ノズ
ル板４３とを順次積層したものであるが、共通液室流路
４８を電極取り出し部５５ａより上方で、加圧室４６と
電極取り出し部５５ａとの間に配置したものである。

【００６０】ただし、このように、加圧室４６、共通液
室流路８３、電極取り出し部５５ａが略直列に配置され
る構成にした場合には、上記他の実施形態のインクジェ
ットヘッドに比べて電極基板４２の振動板長手方向の長
さは長くなり、ウエハ上でのスケールメリットは低減す
る。

【００６１】なお、上記各実施形態においては本発明を
静電型インクジェットヘッドに適用した例で説明した、
ピエゾ型インクジェットヘッドにも適用することはでき
る。また、液滴吐出ヘッドとしてはインクジェットヘッ
ドに限らず、液体レジスト等を吐出するヘッドにも適用
することができる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る液滴
吐出ヘッドによれば、ノズル板の一部がアクチュエータ
部材の電極取り出し部を覆っているので、ノズル板の吐
出面に付着する液体が電極取り出し部へ侵入することを
防止できて、信頼性、耐久性が向上する。

【００６３】ここで、ノズル板とアクチュエータ部材の
電極取り出し部の間にプリント基板が挟み込まれている
ことにより、電極取り出し部の省スペース化を図れ、コ
ンパクトで、安価なヘッドを得ることができる。この場
合、プリント基板と電極取り出し部の接続部の封止とノ
ズル板とアクチュエータ部材との接合を同一の部材で行
うことで、簡単な工程で封止及び接合を行うことができ
る。

【００６４】また、アクチュエータ部材よりもノズル板
を大きくすることにより、電極取り出し部を確実に覆う
ことができ、電極取り出し部への液体の侵入を完全に遮
断できて、信頼性及び耐久性が向上する。

【００６５】さらに、アクチュエータ部材及びノズル板
を固定するフレーム部材を有し、このフレーム部材をノ
ズル板よりも大きくすることで、フレーム部材とノズル
板との接合が容易になっているとともに、紙詰まりなど
の外乱に対してノズル板を保護することができる。この
場合、アクチュエータ部材は、ノズル板よりも内側でフ
レーム部材に接合することにより、ノズル板をフレーム
部材上面よりも立体的に凹ませることができて、紙詰ま
りなどの外乱に対してノズル板を保護することができ
る。

【００６６】また、アクチュエータ部材とフレーム部材
との間に間隙を有することで、電極取り出し部に接合し
ているプリント基板を間隙からノズル板と反対側に容易
に引出すことできる。この場合、アクチュエータ部材と
フレーム部材との間の間隙をノズル板で覆うことで、ノ
ズル板を蓋部材として代用できて、他の蓋部材を追加す
ることがないため、安価に液を遮断することができると
ともに、信頼性、密封性を向上できる。

【００６７】さらに、アクチュエータ部材は、このアク
チュエータ部材の外周より内側でフレーム部材に接合す
ることにより、プリント基板上に駆動ＩＣを実装してフ
レーム内部に収納することができて、小型化を図れる。

【００６８】また、ノズルが連通する加圧室へ液体を供
給する共通液室流路をヘッド中央部に設け、両側に配列
した各加圧室へ液体を供給することにより、安定した液
滴吐出特性を得ることができる。この場合、ノズルが連
通する加圧室へ液体を供給する共通液室流路をプリント
基板と電極取り出し部との接続部より上方に立体的に配
置することにより、液室長手方向の寸法を小さくするこ
とができ、低コスト化を図れる。

【００６９】本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法に
よれば、上記本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法で
あって、アクチュエータ部材にノズル板及びプリント基
板を接合した後、プリント基板をフレーム部材の間隙を
通して、フレーム部材に接合するので、ヘッド品質の安
定化を図れる。

【００７０】本発明に係るインクジェット記録装置によ
れば、インクジェットヘッドとして上記本発明に係る液
滴吐出ヘッドを用いたので、信頼性及び耐久性が向上
し、安定した画像品質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の機構部
の概略斜視説明図

【図２】同記録装置の側断面説明図

【図３】同記録装置のヘッドの分解斜視説明図

【図４】同ヘッドの振動板長手方向の断面説明図

【図５】図４の要部拡大図

【図６】同ヘッドの振動板短手方向の断面説明図

【図７】同ヘッドを透過状態で示す要部平面説明図

【図８】本発明に係る液滴吐出ヘッドの他の実施形態を
説明する要部拡大断面説明図

【図９】本発明に係る液滴吐出ヘッドの更に他の実施形
態を説明する要部拡大断面説明図

【符号の説明】

１３…キャリッジ、１４…ヘッド、２４…搬送ローラ、
３３…排紙ローラ、４０…インクジェットヘッド、４１
…振動板／液室基板、４２…電極基板、４３…ノズル
板、４４…ノズル、４６…加圧室、４７…流体抵抗部、
４８…共通液室流路、５０…振動板、５１…フレキシブ
ルプリント基板、５５…電極、５５ａ…電極取り出し
部、６０…ドライバＩＣ、６１…フレーム部材、６２…
接着剤、６９…隙間、８１…振動板基板、８２…ノズル
連通路、８３…流体抵抗板、８４…共通液室流路板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液滴を吐出する複数のノズルを有するノ
ズル板と、前記ノズルから液滴を吐出させる圧力を発生
する圧力発生手段を設けたアクチュエータ部材とを備え
た液滴吐出ヘッドにおいて、前記ノズル板の一部が前記
アクチュエータ部材の電極取り出し部を覆っていること
を特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおい
て、前記ノズル板と前記アクチュエータ部材の電極取り
出し部との間にプリント基板が挟み込まれていることを
特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】請求項２に記載の液滴吐出ヘッドにおい
て、前記プリント基板と前記電極取り出し部の接続部の
封止と前記ノズル板と前記アクチュエータ部材との接合
を同一の部材で行っていることを特徴とする液滴吐出ヘ
ッド。
【請求項４】請求項１乃３のいずれかに記載の液滴吐
出ヘッドにおいて、前記アクチュエータ部材よりも前記
ノズル板が大きいことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の液滴
吐出ヘッドにおいて、前記アクチュエータ部材及びノズ
ル板を固定するフレーム部材を有し、このフレーム部材
は前記ノズル板よりも大きいことを特徴とする液滴吐出
ヘッド。
【請求項６】請求項５に記載の液滴吐出ヘッドにおい
て、前記アクチュエータ部材は前記ノズル板よりも内側
で前記フレーム部材に接合していることを特徴とする液
滴吐出ヘッド。
【請求項７】請求項５又は６に記載の液滴吐出ヘッド
において、前記アクチュエータ部材とフレーム部材との
間に間隙を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項８】請求項７に記載の液滴吐出ヘッドにおい
て、前記アクチュエータ部材とフレーム部材との間の間
隙が前記ノズル板で覆われていることを特徴とする液滴
吐出ヘッド。
【請求項９】請求項５乃至７のいずれかに記載の液滴
吐出ヘッドにおいて、前記アクチュエータ部材は、この
アクチュエータ部材の外周より内側で前記フレーム部材
に接合していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１０】請求項１乃至９に記載の液滴吐出ヘッ
ドにおいて、前記ノズルが連通する加圧室へ液体を供給
する共通液室流路をヘッド中央部に設け、両側に配列し
た各加圧室へ液体を供給することを特徴とする液滴吐出
ヘッド。
【請求項１１】請求項１乃至９に記載の液滴吐出ヘッ
ドにおいて、前記ノズルが連通する加圧室へ液体を供給
する共通液室流路を前記電極取り出し部より上方に立体
的に配置していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１２】請求項１１に記載の液滴吐出ヘッドに
おいて、前記共通液室流路を前記電極取り出し部の略直
上に配置していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１３】請求項１乃至１２のいずれかに記載の
液滴吐出ヘッドにおいて、前記圧力発生手段が前記ノズ
ルが連通する加圧室の壁面を形成する振動板と、この振
動板に対向する電極とを有し、前記振動板を静電力で変
形変位させることで加圧室内液体を加圧して前記ノズル
から液滴を吐出させることを特徴とする液滴吐出ヘッ
ド。
【請求項１４】請求項２乃至１３のいずれかに記載の
液滴吐出ヘッドを製造する方法において、前記アクチュ
エータ部材の電極取り出し部にプリント基板を接合する
とともに前記ノズル板を接合した後、前記プリント基板
を前記フレーム部材とアクチュエータ部材の間隙を通し
て、前記アクチュエータ部材をフレーム部材に接合する
ことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１５】インクジェットヘッドを搭載したイン
クジェット記録装置において、前記インクジェットヘッ
ドが前記請求項１乃至１３のいずれかの液滴吐出ヘッド
であることを特徴とするインクジェット記録装置。