JP2002234157A - インクジェット式記録ヘッド、及びその振動板の製造方法 - Google Patents
インクジェット式記録ヘッド、及びその振動板の製造方法Info
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Abstract
録ヘッドを提供すること。 【解決手段】 振動板が、金属薄板と高分子延伸フィル
ム22との接合板材からなり、金属薄板22をエッチン
グしてアイランド部9が形成され、またアイランド部9
の形成領域の外周を囲むように金属薄板がエッチングに
より除去されている。
Description
動子を駆動源とするインクジェット式記録ヘッド、より
詳細には圧電振動子の伸縮を受けて圧力発生室を収縮、
膨張させる振動板の構造と、その製造方法に関する。
にノズル開口列のピッチが小さくなる傾向にあり、この
ためシリコン単結晶のウエハーを異方性エッチングし、
これに他の方法で製作されたノズルプレートや振動板を
接着剤で固定して流路ユニットを構成し、これに圧電振
動子の変位を伝達して圧力発生室に圧力を発生させ、こ
の圧力によりインク滴をノズル開口から吐出させるよう
に構成されている。
なると、圧力発生室の幅が極めて小さくなるるため、圧
力発生室の長手方向全体を効率的に変形させる必要上、
弾性変形可能な板材に圧力発生室の長手方向に延びる凸
部、いわゆるアイランド部を形成し、このアイランド部
を介して圧電振動子の変位を振動板に伝達している。
一方の表面に、浸漬法、ロールコート法、スプレー法等
により高分子材料の層を形成し、金属の薄板をエッチン
グしてアイランド部を形成するとともに、エッチングに
より露出した高分子材料層をダイヤフラム部としたもの
が提案されている(WO93/25390号)。
分子材料層をダイヤフラム部とする関係上、ダイヤフラ
ム部にピンホールが発生しやすく、圧力発生室のインク
の漏れ出しの虞や、また強度が低く破損の虞を抱えてい
る。このような問題を解消するために、高分子材料層を
厚めに造膜することも考えられるが、ダイヤフラム部の
剛性が高くなって吐出効率が低下するという新たな問題
が発生する。また、振動ユニットから漏れ出した電流に
より、振動板を構成する金属薄板が電蝕により破損する
という問題もある。
題に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは金属を構成部材とする振動板を備えた耐久性と信頼
性の高いインクジェット式記録ヘッドを提供することで
ある。
るために本発明においては、ノズル開口が穿設されたノ
ズルプレートと、圧力発生室、インク供給口、及び共通
のインク室を形成するスペーサと、及び前記圧力発生室
に対向するアイランド部を備えた振動板とを接合して形
成された流路ユニットと、前記アイランド部に当接して
インク滴を吐出させる縦振動モードの圧電振動子とから
なるインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記振動板
が、金属薄板と高分子延伸フィルムとの接合板材からな
り、前記金属薄板をエッチングして前記アイランド部が
形成され、また前記アイランド部の形成領域の外周を囲
むように前記金属薄板がエッチングにより除去されてい
る。
延伸フィルムをダイヤフラム部として使用できるため、
ダイヤフラム部のピンホールを可及的に無くし、また圧
電振動子が当接する領域と他の領域とを電気的に絶縁し
て振動ユニットからの電流の流れ出しを防止して、電蝕
による振動板を破損を防止する。
に基づいて説明する。図1、図2は、それぞれ本発明の
インクジェット式記録ヘッドの一実施例を示すものであ
って、図中符号1は、ノズル開口2、2、2‥‥が穿設
されたノズルプレート、3は、圧力発生室4、4、4、
インク供給口5、5、5‥‥、及びリザーバ6を区画す
るスペーサ、7は、本発明が特徴とする振動板で、これ
らノズルプレート1、及び振動板7は、スペーサ部材3
の両面を封止するように接着剤により接合されて流路ユ
ニットを構成している。
に接着剤21を介して積層された金属薄板20をエッチ
ングして形成された、圧力発生室4の幅方向の中心領域
に、圧力発生室4の長手方向に延びるアイランド部9を
備え、このアイランド部9を介して後述する圧電振動子
11により変位を受けるようになっている。
数の圧電振動子11、11を固定板12に固定して構成
された振動子ユニットで、基台13に形成された振動子
ユニット収容孔14に収容され、先端を振動板7のアイ
ランド部9に当接するように位置決めされて固定板12
を介して基台13に固定されている。
接続するインク供給管15が設けられており、インク供
給管15は、その先端を振動板7のインク供給口32を
介してスペーサ3により構成された共通のインク室6に
連通されている。なお、図中符号16は、ノズルプレー
ト1、スペーサ3、及び振動板7により構成される流路
ユニットと基台13とを固定する枠体であり、また符号
17は、ヘッドをキャリッジに固定する基板をそれぞれ
示す。
を示すものであって、図3は、複数個の振動板7、7、
7‥‥を1枚のラミネート材に一括して作り付けた状態
を、また図4は、ラミネート材から切り離された1つの
振動板を示すものである。
に基づいて説明する。インクに対して耐久性を備えた厚
さ30μmの金属薄板20、例えばステンレス鋼の一方
の面に接着剤21を塗布し、接着剤をプレ乾燥させた後
に厚さ4μm程度の高分子延伸フィルム22、例えばポ
リフェニレンサルフアイド(PPS)樹脂の延伸フィル
ムを接着してラミネート材を構成する(図5(I))。
て大判を切り出し、エッチングパターン露光時の基準と
なる孔24、24と、プレスにセットする時の位置決め
用の基準孔25、26、27、28と、大判から切断さ
れた単独の振動板7としての位置決め用の基準孔30、
31と、インク供給口となる孔32等の通孔33を予め
プレス加工により穿設しておく(図5(II))。
となるようにガラス基板Bにセットし、端部がガラス基
板Bの表面に及ぶように金属薄板20の表面に感光性樹
脂フィルムFを貼り付け、ラミネート材全体をフィルム
Fでもってガラス基板Bに固定する。
樹脂フィルムFの密着工程とワークのガラス基板Bへの
固定とを1つの工程で済ませることが可能となる。また
プレス加工により予めラミネート材に穴が形成されてい
るため、この穴の端面をエッチング液から保護する必要
があるが、液体フォトレジストに比較してエッチング液
に対する保護能力の高い樹脂フィルムの使用により、エ
ッチング時の穴の変形を確実に防止することができる。
形成したマスクを、基準孔24、24を用いて位置決め
して感光性樹脂フィルムFを露光する。これにより、プ
レス加工により正確に穿設された基準孔24、24に対
して可及的に小さな相対誤差でエッチング用の窓W、W
が形成されることになる(図5(III))。
エッチングすることにより、金属薄板が除去されて接着
剤21が露出して、ダイヤフラム部となる領域D、Dに
囲まれたアイランド部9が形成されることになる(図5
(IV))。
示すものであって、この実施例のおいては、上述のエッ
チング工程で、アイランド部9、9の形成に合わせて各
振動板7、7、7の周囲の金属薄板20を貫通するよう
にエッチングして、高分子延伸フィルム22だけの溝3
4が形成されており、各振動板7、7、7‥‥は、高分
子延伸フィルム22を介して接続されている。
材をガラス基板Bから取り外し、大判としての位置決め
用の基準孔25、26、27、28ををプレスの位置決
めピンに挿入し、各振動板7、7、7‥‥を溝34で切
断して、個々の振動板7、7、7に切分ける。このよう
に切断領域の金属薄板がエッチングにより除去されてい
るため、高分子延伸フィルム22を切断するだけでよい
から、プレスのダイの寿命が延長されることになる。
あって、振動ユニットが当接する領域、つまり図中符号
9、9、40、40で示す領域は、金属薄板20がエッ
チングにより除去され、接着剤21が露出する掘状の領
域により囲まれていて、振動ユニットが当接しない領域
と電気的に絶縁されているため、圧電振動子11の先端
やまたダミーの圧電振動子の電極からの電流の流れ出し
を防止して、電蝕による振動板を破損を防止することが
できる。なお、図中符号41は、流路3内に存在するイ
ンク溜り部のインクの振動を吸収するための窓で、ラミ
ネート材の金属薄板20だけをエッチングして、高分子
延伸性フィルム22と接着剤との層だけとして形成され
ている。
のであって、高分子延伸性フィルム8の表面に接着剤2
1の層を介してアイランド部9が固定されており、その
周囲には接着剤21が表面に露出した高分子延伸フィル
ム8からなるダイヤフラム部が形成されている。
層を介して高分子延伸フィルム8に固定されているた
め、アイランド部9先端での応力が接着剤21により拡
散され、高分子延伸フィルムへの応力集中が緩和される
ばかりでなく、表面の接着剤21が一種のシール材とな
って万一、高分子延伸性フィルム8に傷や欠陥が存在し
たとしても、インクの漏れ出しを防止することができ
る。
上、ピンホール等の欠陥が存在すると、製造工程で破断
するため、製品に仕上げることができない。このため、
十分に吟味された材料を延伸したフィルムにあっては、
厚みが数μm程度と極めて薄くなっても、ピンホール等
の欠陥がほとんど皆無で、信頼性が極めて高い材料であ
る。このため、溶剤キャステング法等により金属薄板に
高分子フィルムの層を形成する従来法に比較して極めて
信頼性の高い製品を提供することができる。
としてステンレス鋼を用いているが、エッチングが可能
で、しかも接着性の高い他の金属、例えば銅、ニッケ
ル、鉄、ステンレス、シリコンの薄板を用いることがで
きる。
ニレンサルフアイド(PPS)樹脂を用いているが、延
伸可能な他の高分子材料、例えば、ポリイミド(PI)
樹脂、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂、ボリアミド
イミド(PAI)樹脂、ポリバラバン酸(PPA)樹
脂、ボリサルホン(PSF)樹脂、ポリエーテルサルホ
ン(PES)樹脂樹脂、ポリエーテルケトン(PEK)
樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、
ポリオレフィン(APO)樹脂、ポリエチレンナフタレ
ート(PEN)樹脂、アラミド樹脂、ポリプロピレン樹
脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリカーネート樹脂等を用い
ることもできる。
欠陥が無く、かつ耐久性の高い高分子延伸性フィルムを
振動板として使用することができ、また圧電振動子が当
接しない領域と、圧電振動子が当接する領域との境界の
金属薄板が除去されていて電気的に絶縁されているた
め、圧電振動子の電極からの電流の流れ出しを防止し
て、電蝕による振動板を破損を防止して、信頼性の高い
記録ヘッドを実現することができる。
例を示す組み立て斜視図である。
例を示す断面図である。
る振動板を、同一のラミネート材に複数形成した状態を
示す図である。
製造工程を示す図である。
拡大して示す断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 ノズル開口が穿設されたノズルプレート
と、圧力発生室、インク供給口、及び共通のインク室を
形成するスペーサと、及び前記圧力発生室に対向するア
イランド部を備えた振動板とを接合して形成された流路
ユニットと、 前記アイランド部に当接してインク滴を吐出させる縦振
動モードの圧電振動子とからなるインクジェット式記録
ヘッドにおいて、 前記振動板が、金属薄板と高分子延伸フィルムとの接合
板材からなり、前記金属薄板をエッチングして前記アイ
ランド部が形成され、また前記アイランド部の形成領域
の外周を囲むように前記金属薄板がエッチングにより除
去されているインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項2】ノズル開口が穿設されたノズルプレート
と、圧力発生室、インク供給口、及び共通のインク室を
形成するスペーサと、及び前記圧力発生室に対向するア
イランド部を備えた振動板とを接合して形成された流路
ユニットと、 前記アイランド部に当接してインク滴を吐出させる縦振
動モードの圧電振動子とダミーの振動子とからなる圧電
振動ユニットをを備えたインクジェット式記録ヘッドに
おいて、 前記振動板が、金属薄板と高分子延伸フィルムとの接合
板材からなり、前記金属薄板をエッチングして前記アイ
ランド部と前記ダミーの振動子とが当接する領域とが形
成され、前記アイランド部及び前記ダミーの振動子が当
接する領域のそれぞれの外周を囲むように前記金属薄板
がエッチングにより除去されているインクジェット式記
録ヘッド。 - 【請求項3】 金属薄板と高分子延伸フィルムとからな
るラミネート材を感光性樹脂フィルムにより基台に固定
して、アイランド部、及びダミーの振動子が当接する領
域等の所要のエッチングパターンを形成する工程と、 前記金属薄板を貫通するまでエッチングする工程と、 からなるインクジェット式記録ヘッドの振動板の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002001325A JP3508861B2 (ja) | 2002-01-08 | 2002-01-08 | インクジェット式記録ヘッド、及びその振動板の製造方法 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP1755395A Division JP3503661B2 (ja) | 1995-01-09 | 1995-01-09 | インクジェット式記録ヘッド、及びその振動板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002234157A true JP2002234157A (ja) | 2002-08-20 |
JP3508861B2 JP3508861B2 (ja) | 2004-03-22 |
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ID=19190605
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002001325A Expired - Lifetime JP3508861B2 (ja) | 2002-01-08 | 2002-01-08 | インクジェット式記録ヘッド、及びその振動板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3508861B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006315310A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Sony Corp | 液体吐出ヘッドの製造方法、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 |
-
2002
- 2002-01-08 JP JP2002001325A patent/JP3508861B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006315310A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Sony Corp | 液体吐出ヘッドの製造方法、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 |
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