JP2002187278A - インクジェットヘッドおよび製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッドおよび製造方法Info
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Abstract
のノズルプレートに貼り付けた構造の多ノズル型のイン
クジェットヘッドを、簡単かつ精度良く製造可能にする
こと。 【解決手段】 インクジェットヘッド1は、同一構造の
複数個のインクジェットヘッド・チップ2を、位置決め
部品4によって位置決めした状態で、1枚のノズルプレ
ート3に貼り付けた構造となっている。位置決め部品4
のノズルプレート位置決め面45にノズルプレート3を
位置決めして接着し、次に、位置決め部品4に形成され
ている位置決め溝41に各インクジェットヘッド・チッ
プ2を差し込むことにより、これらをノズルプレート3
に対して位置決めでき、またインクジェットヘッド・チ
ップ相互間の位置決めもなされる。
Description
ジェットヘッド・チップをノズルプレートに貼り合わせ
ることにより構成される小型で多ノズルのインクジェッ
トヘッド、およびその製造方法に関するものである。
ウエハに作り込まれている複数のインクジェットヘッド
・チップを切り出し、切り出したインクジェットヘッド
・チップを2個あるいは3個以上備えた構造のものが知
られている。
しては、例えば、特開平7−117229号公報に開示
されているように、インクノズル列が形成されたノズル
プレートを別途制作し、これをインクジェットヘッド本
体の前端面に貼り合わせることにより、所望の流路形状
をしたインクノズルを構成するものが知られている。
ップを備えたインクジェットヘッドを構成するために
は、上記公報に開示されているような一枚のノズルプレ
ートに多数のインクノズル列を形成しておき、このノズ
ルプレートに複数のインクジェットヘッド・チップを貼
り付ける構造を採用することができる。この構造を採用
すれば、多ノズルのインクジェットヘッドを構成でき
る。
を多ノズル化するに当たっては、その高品質化に対応し
て、半導体ウエハから切り出されたインクジェットヘッ
ド・チップをノズルプレートに貼り合わせる際の貼り合
わせ精度を高める必要がある。各インクジェットヘッド
・チップの貼り合わせ精度が悪いと、当該ノズルプレー
トに形成されている各インクノズルと、各インクジェッ
トヘッド・チップに形成されているインクノズル連通孔
との位置合わせ精度も低下するので、高品質のインクジ
ェットヘッドを製造できない。
インクジェットヘッド・チップを貼り合わせる場合に
は、インクジェットヘッド・チップとノズルプレートと
の位置合わせ、および各インクジェットヘッド・チップ
相互間の位置合わせが必要である。
ェットヘッド・チップとノズルプレートとの位置決め
を、簡単かつ精度良く行なうことのできる方法は提案さ
れていない。
ノズルプレートとインクジェットヘッド・チップを簡単
かつ精度良く貼り合わせ可能な構造のインクジェットヘ
ッドを提案することにある。
ートと複数のインクジェットヘッド・チップを簡単かつ
精度良く貼り合わせ可能な構造のインクジェットヘッド
を提案することにある。
造のインクジェットヘッドの製造方法を提案することに
ある。
めに、本発明のインクジェットヘッドは:インクジェッ
トヘッド・チップと、このインクジェットヘッド・チッ
プに接合されたノズルプレートと、これらインクジェッ
トヘッド・チップおよびノズルプレートを相互に位置決
めしている位置決め部品とを有し;前記インクジェット
ヘッド・チップは、複数のインクノズル連通孔が配列さ
れた前端面を備え;前記ノズルプレートは、前記インク
ノズル連通孔のそれぞれに対応するインクノズルが形成
されており;前記位置決め部品は、前記インクジェット
ヘッド・チップを位置決めするヘッドチップ位置決め部
と、前記ノズルプレートを位置決めするノズルプレート
位置決め部とを備えており;当該位置決め部品によって
位置決めされた状態で、前記インクジェットヘッド・チ
ップの前記前端面に、前記ノズルプレートが接合されて
いることを特徴としている。
ップ位置決め部を、前記インクジェットヘッド・チップ
を差し込み可能な位置決め溝とすることができる。
前記位置決め溝に対して垂直なノズルプレート位置決め
面を備えたものとすることができる。
してノズルプレートを位置決めピンを用いて位置決めす
ることができる。そのためには、前記ノズルプレート位
置決め面にピン孔を形成し、前記ノズルプレートにはピ
ン貫通孔を形成しておけばよい。
ヘッド・チップを前記前端面の側から差し込む差し込み
側開口と、前記ノズルプレート位置決め面に開口してい
るノズルプレート側開口、これらの開口を繋ぐヘッドチ
ップ差し込み部とを備えた構成とすることができる。
ドチップ差し込み部に差し込まれているインクジェット
ヘッド・チップにインクを供給するインク供給路を形成
しておくことが望ましい。
トヘッド・チップを1枚のノズルプレートに貼り合わせ
ることにより構成された多ノズル型のインクジェットヘ
ッドに適している。
隔で平行に複数のインクノズル列を形成した構成を採用
できる。
数のインクノズル列を配列した構成を採用できる。
ヘッドの製造方法に関するものであり、本発明による方
法は:前記位置決め部品の前記ノズルプレート位置決め
部に前記ノズルプレートを位置決めして、当該位置決め
部品に接着固定し;前記位置決め部品の前記ヘッドチッ
プ位置決め部に前記インクジェットヘッド・チップを位
置決めし;この状態で、前記インクジェットヘッド・チ
ップの前記前端面を前記ノズルプレートに接着固定する
ことを特徴としている。
適用したインクジェットヘッドおよびその製造方法を説
明する。
クジェットヘッドの一例を示す分解斜視図であり、図2
はそのII−II線で切断した部分の部分断面図であ
る。
ェットヘッド1は、同一構造の4個のインクジェットヘ
ッド・チップ2(2(1)ないし2(4))と、1枚の
ノズルプレート3と、これらインクジェットヘッド・チ
ップ2とノズルプレート3を位置決めするための位置決
め部品4とを有している。
部分には、ヘッド駆動用ICチップ(図示せず)が搭載
された中継基板8が接合され、中継基板8には外部接続
用のフレキシブル配線基板9が接合されている。
ットヘッド・チップ2は同一構造をした静電駆動型のも
のであり、シリコン単結晶基板からなる基板11と、同
じくシリコン単結晶基板からなるキャビティ基板12
と、電極ガラス基板13とを貼り合わせることにより構
成されている。
力室14と、各インク圧力室14にインクを供給するた
めの共通インク室15が形成されている。各インク圧力
室14の底面部分には面外方向に弾性変位可能な振動板
部分16が形成されている。
12に接合されている面に、各インク圧力室14を共通
インク室15に連通しているインク供給口18が形成さ
れている。キャビティ基板12に基板11を接合するこ
とにより、これらの前面にはインク圧力室14の前端面
開口が形成され、これがインクノズル連通孔19とされ
ている。
接合あるいは接着接合により貼り付けられた電極ガラス
基板13においては、各振動板部分16に対峙する部分
に凹部21が形成され、各凹部21の底面には振動板部
分16に対峙した個別電極22が形成されている。キャ
ビティ基板12にはインク取り入れ口23が形成されて
おり、インク取り入れ口23には、後述のように、外部
のインク供給源からインクが供給される。
のインクノズル列31(31(1)、31(2)、31
(3)、31(4))が一定間隔で平行に配列されてい
る。各インクノズル列3は同一個数のインクノズル32
から構成されており、各インクノズル32は、先端側が
小径部分とされ、後端部分が大径部分とされた断面形状
をしている。このような形状のインクノズルはICPに
より形成することができる。この構成のノズルプレート
3に、4個のインクジェットヘッド・チップ2の前端面
20を位置決めした状態で貼り合わせると、各インクノ
ズル32の後端開口33が各インク圧力室14のインク
ノズル連通孔19に一致するようになっている。
列31は、一定のピッチ(例えば1/180インチ)で
多数個のインクノズル32が一列に配列された構成とな
っている。また、隣接するインクノズル列31は、相互
にインクノズル32が相互に半ピッチずれた千鳥配列と
なるように設定されている。さらには、各インクノズル
列31は一定の間隔で平行となるように設定されてい
る。この間隔は、例えば、1/360インチのn倍(n
は自然数)とされる。
状をした本体40と、ここに形成した4個のヘッドチッ
プ位置決め溝41(41(1)ないし41(4))を備
えている。位置決め溝41は細長い長方形の溝であり、
本体41の表面43に開いたヘットチップ差し込み側開
口44から本体裏面45まで貫通しており、当該本体裏
面45にはノズルプレート側開口46が開いている。
46の間はヘッドチップ差し込み部47とされており、
この左右の側面48、49が各インクジェットヘッド・
チップ2の左右の側面2a、2bをガイドし、上下の面
51、52が各インクジェットヘッド・チップ2の上下
の面2c、2dをガイドする。
溝41に対して垂直なノズルプレート位置決め面とされ
ている。従って、このノズルプレート位置決め面45に
ノズルプレート3を密着させると、各位置決め溝41に
差し込まれたインクジェットヘッド・チップ3は当該ノ
ズルプレート3に対して垂直な状態に位置決めされる。
の対角位置には一対の位置決め用のピン貫通孔53、5
4が形成されている。これらのピン貫通孔53、54に
対応するノズルプレート位置決め面45の部分には、位
置決め用のピン孔55、56が形成されている。
ート位置決め面45に密着させ、これら位置決め用のピ
ン貫通孔53、54をピン孔55、56に合わせ、この
状態で位置決めピン57、58を打ち込むことにより、
ノズルプレート3がノズルプレート位置決め面45に位
置決めされた状態になる。
決め溝41に差し込まれたインクジェットヘッド・チッ
プ2に対して外部のインク供給源(図示せず)からイン
クを供給するインク供給路61を備えている。各インク
供給路61は、ヘッドチップ差し込み部47の内周面に
おけるインクジェットヘッド・チップ2のインク取り込
口23が位置する部分に形成された内側開口62と、本
体表面43に形成された外側開口63と、これらの間を
連通しているL形の通路部分64から構成されている。
図2において想像線で示すように、インク供給管64が
接続されている。外部に配置されている不図示のインク
供給源から供給されるインクは、インク供給管64を介
して、インク供給路61に供給され、ここを介して、各
インクジェットヘッド・チップ2のインク取り込み口2
3を経由して共通インク室15に供給される。
ヘッド1は次のようにして、各部品の位置合わせが行わ
れる。まず、ノズルプレート3を位置決め部品4の本体
裏面であるノズルプレート位置決め面45に位置決め
し、位置決めピン57、58を打ち付けて固定すると共
に、接着剤によってこれらを位置決めされた状態で接着
する。
状態にある位置決め部品4における各位置決め溝41
に、前端面側から各インクジェットヘッド・チップ2を
差し込む。インクジェットヘッド・チップ2を差し込
み、その前端面がノズルプレート3に当たった状態にな
ると、各インクジェットヘッド・チップ2の位置決め状
態が自動的に形成される。この後は、接着剤を用いて、
各インクジェットヘッド・チップ2をノズルプレート3
に接着接合する。
2とノズルプレート3を接着接合するために、インクジ
ェットヘッド・チップ2を各位置決め溝41に差し込む
前に、インクジェットヘッド・チップ2のインクノズル
連通溝19が開口した前端面に接着剤を転写して薄く塗
布し、位置決め溝41に差し込んだ後に加圧して接着剤
を硬化させ、接着接合しても良い。これにより、インク
ノズル後端側の開口部とインクノズル連通溝19を確実
にシールして固着することが可能となる。
1では、位置決め部品4を用いて、1枚のノズルプレー
ト3に対して複数個のインクジェットヘッド・チップ2
を位置決めするようにしている。従って、複数個のイン
クジェットヘッド・チップ2を個別にノズルプレート3
に位置決めする場合とは異なり、位置決め作業が簡単に
なる。また、インクジェットヘッド・チップ相互間の位
置決めも簡単になる。
め溝41を精度良く形成しておくことにより、ノズルプ
レート3に対する複数個のインクジェットヘッド・チッ
プ2の位置決め、および、インクジェットヘッド・チッ
プ間の位置決めを、高精度に行なうことができる。位置
決め部品4における各位置決め溝41を精度良く形成す
るには、位置決め部品4を樹脂の射出成形や、アルミニ
ウムの鍛造、ステンレスのエッチング加工等により形成
すればよい。
能な多ノズル型のインクジェットヘッドを歩留り良く、
簡単な作業により、製造することができる。
作は次の通りである。各インクジェットヘッド・チップ
2のキャビティ基板12に形成したインク圧力室14の
底面を規定している振動板部分16が共通電極として機
能し、このキャビティ基板12と各個別電極22との間
に駆動電圧を印加すると、電圧が印加された個別電極2
2に対峙している振動板部分16が静電気力によって振
動し、これに伴ってインク圧力室14の容積変化が起こ
り、当該インク圧力室14に連通しているインクノズル
32からインク液滴が吐出する。また、共通電極および
個別電極に対する給電は、これらに接合された中継基板
8および当該配線基板8に接合されたフレキシブル配線
基板9を経由して行われる。
たインクジェットヘッドの別の例を示す分解斜視図であ
る。この図に示すインクジェットヘッド70の基本的な
構成は上記のインクジェットヘッド1と同一であり、異
なる点は、ノズルプレートに形成された複数のインクノ
ズル列が千鳥状に配置されており、これらに各インクジ
ェットヘッド・チップを位置決めできるように位置決め
部品が形成されている点である。従って、以下において
は異なる構成部分に関連する説明のみを行なう。
構造の4個のインクジェットヘッド・チップ72(72
(1)ないし72(4))と、1枚のノズルプレート7
3と、これらインクジェットヘッド・チップ72とノズ
ルプレート73を位置決めするための位置決め部品74
とを有している。
記の例におけるインクジェットヘッド・チップ2と同一
構造のものである。ノズルプレート73には、4条のイ
ンクノズル列91(91(1)、91(2)、91
(3)、91(4))が形成されているが、本例では、
これらのインクノズル列91が千鳥状に配列されてい
る。各インクノズル列93は同一個数のインクノズル9
2から構成されており、各インクノズル92の形状は、
上述の例におけるインクノズル32と同様である。
直方体形状をした本体100と、ここに形成した4個の
ヘッドチップ位置決め溝101(101(1)ないし1
01(4))を備えている。位置決め溝101も上記の
例における位置決め溝41と同様な形状をしている。し
かしながら、本例では、ノズルプレート72に形成され
ている千鳥状の各インクノズル列91に対応して、千鳥
状に4個の位置決め溝101が形成されている。
置決め溝91に対して垂直なノズルプレート位置決め面
とされている。従って、このノズルプレート位置決め面
105にノズルプレート73を密着させると、各位置決
め溝101に差し込まれたインクジェットヘッド・チッ
プ72は当該ノズルプレート73に対して垂直な状態に
位置決めされる。
5の対角位置には一対の位置決め用のピン孔113、1
14が形成されている。これらのピン孔113、114
に対応するノズルプレート位置決め面105の部分に
は、位置決め用のピン貫通孔115、116が形成され
ている。
ヘッド70においても、位置決め部品74によって、複
数のインクジェットヘッド・チップ72を1枚のノズル
プレート73に対して、簡単、かつ精度良く位置決めし
て、貼り付けることができる。
は、4個のインクジェットヘッド・チップを1枚のノズ
ルプレートに貼り付けた構造のインクジェットヘッドに
関するものであるが、3個以下あるいは5個以上のイン
クジェットヘッド・チップをノズルプレートに貼り付け
た構造のインクジェットヘッドに対しても、本発明を同
様に適用できる。また、単一のインクジェットヘッド・
チップをノズルプレートに貼り付けた構造のインクジェ
ットヘッドに対しても本発明を適用できることは勿論で
ある。
ジェットヘッドに関するものであるが、それ以外の駆動
形式のインクジェットヘッドに対しても本発明を同様に
適用できる。例えば、圧電方式等のインクジェットヘッ
ドに対しても適用できる。
ェットヘッドにおいては、ヘッドチップ位置決め部およ
びノズルプレート位置決め部を備えた位置決め部品を用
いて、ノズルプレートにインクジェットヘッド・チップ
を位置決めして貼り付けるようにしている。
ッド・チップを1枚のノズルプレートに貼り付けた構造
の多ノズル型のイクジェットヘッドを製造する場合に、
ノズルプレートに対して各インクジェットヘッド・チッ
プの位置決めを簡単、かつ精度良く行なうことができ
る。また、各インクジェットヘッド・チップ相互間の位
置決めも簡単かつ精度良く行なうことができる。
クジェットヘッドを高い良品率で製造可能になるので、
高精細な印字を行なうことのできる多ノズルのインクジ
ェットヘッドを廉価に製造可能になる。
ッドを示す分解斜視図である。
切断した部分を示す部分断面図である。
例を示す分解斜視図である。
ッド・チップ 3、73 ノズルプレート 4、74 位置決め部品 8 中継基板 9 フレキシブル配線基板 14 インク圧力室 16 振動板部分 19 インクノズル連通孔 22 個別電極 23 インク取り込口 31、31(1)ないし31(4)、91 インクノズ
ル列 32、92 インクノズル 33 インクノズルの後端側開口 40 位置決め部品の本体 41、41(1)ないし41(4)、101 位置決め
溝 44、104 ヘッドチップ差し込み側開口 45、105 ノズルプレート位置決め面 46、106 ノズルプレート側開口 47、107 ヘッドチップ差し込み部 51、52、113、114 ピン孔 53、54、115、116 ピン貫通孔 57、58 位置決めピン 61 インク供給路 62 内側開口 63 外側開口 64 通路部分
Claims (10)
- 【請求項1】 インクジェットヘッド・チップと、この
インクジェットヘッド・チップに接合されたノズルプレ
ートと、これらインクジェットヘッド・チップおよびノ
ズルプレートを相互に位置決めしている位置決め部品と
を有し、 前記インクジェットヘッド・チップは、複数のインクノ
ズル連通孔が配列された前端面を備え、 前記ノズルプレートは、前記インクノズル連通孔のそれ
ぞれに対応するインクノズルが形成されており、 前記位置決め部品は、前記インクジェットヘッド・チッ
プを位置決めするヘッドチップ位置決め部と、前記ノズ
ルプレートを位置決めするノズルプレート位置決め部と
を備えており、 当該位置決め部品によって位置決めされた状態で、前記
インクジェットヘッド・チップの前記前端面に、前記ノ
ズルプレートが接合されていることを特徴とするインク
ジェットヘッド。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記位置決め部品の前記ヘッドチップ位置決め部は、前
記インクジェットヘッド・チップを差し込み可能な位置
決め溝であることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項3】 請求項2において、 前記ノズルプレート位置決め部は、前記位置決め溝に対
して垂直なノズルプレート位置決め面を備えていること
を特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項4】 請求項3において、 前記ノズルプレート位置決め部は、位置決めピンと、前
記ノズルプレート位置決め面に形成されたピン孔と、前
記ノズルプレートに形成したピン貫通孔とを備えてお
り、 前記位置決めピンを前記ピン貫通孔から前記ピン孔に打
ち込むことにより、前記ノズルプレートが前記ノズルプ
レート位置決め面に位置決めされることを特徴とするイ
ンクジェットヘッド。 - 【請求項5】 請求項3において、 前記位置決め溝は、インクジェットヘッド・チップを前
記前端面の側から差し込む差し込み側開口と、前記ノズ
ルプレート位置決め面に開口しているノズルプレート側
開口と、これらの開口を繋ぐヘッドチップ差し込み部と
を備えていることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項6】 請求項5において、 前記位置決め部品は、前記ヘッドチップ差し込み部に差
し込まれているインクジェットヘッド・チップにインク
を供給するインク供給路を備えていることを特徴とする
インクジェットヘッド。 - 【請求項7】 請求項1ないし6のうちのいずれかの項
において、 複数の前記インクジェットヘッド・チップと、これらの
インクジェットヘッド・チップに接合された1枚の前記
ノズルプレートとを有しており、 前記ノズルプレートは、各インクジェットヘッド・チッ
プの前記インクノズル連通孔のそれぞれに対応するイン
クノズルからなるインクノズル列が複数形成されてお
り、 前記位置決め部品は複数の前記ヘッドチップ位置決め部
を備えており、 当該位置決め部品によって位置決めされた状態で、複数
の前記インクジェットヘッド・チップの前記前端面に、
前記ノズルプレートが接合されていることを特徴とする
インクジェットヘッド。 - 【請求項8】 請求項7において、 前記ノズルプレートには、複数の前記インクノズル列が
一定間隔で平行に配列されていることを特徴とするイン
クジェットヘッド。 - 【請求項9】 請求項7において、 前記ノズルプレートには、複数の前記インクノズル列が
千鳥状に配列されていることを特徴とするインクジェッ
トヘッド。 - 【請求項10】 請求項1ないし9のうちのいずれかの
項に記載のインクジェットヘッドの製造方法であって、 前記位置決め部品の前記ノズルプレート位置決め部に前
記ノズルプレートを位置決めして、当該位置決め部品に
接着固定し、 前記位置決め部品の前記ヘッドチップ位置決め部に前記
インクジェットヘッド・チップを位置決めし、 この状態で、前記インクジェットヘッド・チップの前記
前端面を前記ノズルプレートに接着固定することを特徴
とするインクジェットヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000387322A JP2002187278A (ja) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | インクジェットヘッドおよび製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000387322A Withdrawn JP2002187278A (ja) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | インクジェットヘッドおよび製造方法 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2002187278A (ja) |
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