JP2002240305A

JP2002240305A - インクジェットヘッドの製造方法

Info

Publication number: JP2002240305A
Application number: JP2001042091A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nomori; 弘之野守; Hiroshi Takeuchi; 寛竹内
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2001-02-19
Filing date: 2001-02-19
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】熱硬化型の接着剤で二つのインクジェットヘッ
ド用部材を接合した場合に、駆動効率が低下せず駆動電
圧が高くならないインクジェットヘッドの製造方法の提
供。【解決手段】熱膨張率の異なる２つのインクジェットヘ
ッド用部材を熱硬化性型接着剤で接合して製造するイン
クジェットヘッドの製造方法において、前記熱膨張率の
低い方のインクジェットヘッド用部材の側から加熱す
る。好ましくは、熱膨張率の高い方のインクジェットヘ
ッド用部材の側から冷却することである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動効率に優れる
インクジェットヘッドの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】小液滴のインクを飛翔させ、対象物に付
着させるインクジェット技術は、紙、フィルム、布に文
字や画像をプリントするプリンタ、ＦＡＸ、コピー機な
ど広い分野に応用されている。

【０００３】インクを小液滴にして飛翔させるインクジ
ェットヘッドの製造工程では、異種材料を接着すること
が多い。

【０００４】接着剤の性能として、架橋密度が高く、硬
化後の弾性率が高く、耐インクに優れることが要求さ
れ、一般に硬化温度が高いほどこれらの性能が優れる。

【０００５】主剤と硬化剤を別に保存して使用時に混合
する２液性の接着剤は、均一な混合が難しく、安定な生
産が難しい。あらかじめ主剤と硬化剤を混合した１液性
の接着剤では低温で保管して常温で接着するものもある
が、保存の安定性に欠けるため、室温で保存が可能な１
液性の接着剤は加熱硬化型である。

【０００６】これらの理由からインクジェットヘッドの
製造の際、たとえば、ヘッドとカバープレートの接着や
ヘッドと基材との接着の際に、熱硬化型の接着剤が多く
使用されている。

【０００７】一方、インクジェットヘッド用部材とし
て、近年、充填密度が大きく、圧電定数が大きく、加工
性に優れることから、強誘電性材料、一般にはチタン酸
ジルコン酸鉛（商品名：ＰＺＴ）からなる圧電素子が用
いられている。

【０００８】

【問題を解決しようとする課題】しかるに、かかる圧電
素子を一方のインクジェットヘッド用部材に用い、これ
と他方のインクジェットヘッド用部材とを熱硬化型の接
着剤で接着してインクジェットヘッドを製造すると、イ
ンクジェットヘッドの駆動効率が低下し、駆動電圧が上
昇することがある。駆動電圧が高いと、高容量の駆動回
路が必要になる問題、ヘッドの電極でのオーム損や誘電
損失でヘッド温度が上昇し、インク粘度が変化して吐出
が不安定になる問題、圧電素子に加わる電界が一定値を
越えると、その圧電特性が失われる問題がある。

【０００９】そこで、本発明は、熱硬化型の接着剤で二
つのインクジェットヘッド用部材を接合した場合に、駆
動効率が低下せず駆動電圧が高くならないインクジェッ
トヘッドの製造方法を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法は、熱膨
張率の異なる２つのインクジェットヘッド用部材を熱硬
化性型接着剤で接合して製造するインクジェットヘッド
の製造方法において、前記熱膨張率の低い方のインクジ
ェットヘッド用部材の側から加熱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である。

【００１１】請求項２記載の発明は、前記熱膨張率の高
い方のインクジェットヘッド用部材の側から冷却するこ
とを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの
製造方法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るインクジェッ
トヘッドの製造方法の実施の形態について説明する。

【００１３】本発明のインクジェットヘッドの製造方法
においては、熱膨張率の異なる２つのインクジェットヘ
ッド用部材を熱硬化性型接着剤で接合して製造する際
に、熱膨張率の低い方のインクジェットヘッド用部材の
側から加熱することを特徴としている。

【００１４】かかる加熱において、熱膨張率の高い部材
の側は加熱せずに開放状態にしておく態様、熱膨張率の
高い部材の側から冷却する態様が好ましい態様として挙
げられるが、中でも熱膨張率の高い部材の側を冷却する
態様はインクジェットヘッドの駆動効率を上昇させる上
でより好ましい。

【００１５】本発明において、加熱と共に加圧すること
がインクジェットヘッドの駆動効率をより上昇させる上
で好ましい。加圧する圧力としては、０．３〜１００ｋ
ｇ／ｃｍ²の範囲が好ましい。

【００１６】本発明において、加熱の際に使用できる加
熱手段としては、ホットプレート等のような加熱具が挙
げられ、加熱・加圧面に圧着して使用できる加熱具が好
ましい。また圧電素子側を冷却する冷却手段としては、
アルミニウムブロックに水を流して冷却する手法が挙げ
られる。

【００１７】本発明に用いられる接着剤は熱硬化型接着
剤であれば特に限定されないが、本発明では、中でも接
着強度、ガラス転移点、硬化温度、耐インク性、可使時
間等から、1液、中温硬化型（８０〜１００℃）のエポ
キシ接着剤が好ましく用いられる。市販品としては、た
とえば３ボンド社製「２２０２」、「２２０６」、「２
２１７Ｂ」等、田岡化学社製「ＡＨ３０４１Ｗ」、「Ａ
Ｈ−３０６３Ｒ」等、長瀬チバ社製「Ａ−１００２」な
どが挙げられる。

【００１８】本発明における圧電素子に用いられる強誘
電性材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（結晶やセラ
ミックス）の他、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ロッ
シェル塩等の結晶やセラミックス材料、ポリフッ化ビニ
リデン等の高分子材料が挙げられる。

【００１９】本発明の製造方法によって製造されたイン
クジェットヘッドで吐出させることのできるインクに
は、例えば、水性溶媒に水溶性染料を溶解させた水性染
料インク、油性溶媒に油溶性染料を溶解させた油性染料
インク、水性溶媒に水に不溶または難溶の染料を分散さ
せた分散染料インク、水性溶媒または油性溶媒に顔料を
分散させた水性または油性の顔料インクなどが挙げられ
る。

【００２０】本発明の製造方法によって製造されたイン
クジェットヘッドは、通常の印字用のインク以外にもさ
まざまな化合物をそのまま、または溶媒に溶解又は分散
させて吐出することができ、液晶用カラーフィルターの
製造、有機ＥＬディスプレイの製造などに応用すること
ができる。

【００２１】以下に、本発明を適用できるインクジェッ
トヘッドの具体的な実施形態について説明する。

【００２２】図１はシェアモード型のインクジェットヘ
ッドの斜視図、図２は圧電素子の変形を示す図、図３は
接着剤層を含めた部分断面図である。

【００２３】インクジェットヘッド１は、基材２、分極
した圧電素子２ｂ、カバープレート４、ノズルプレート
５及び供給プレート６によりヘッド本体が構成される。

【００２４】かかるインクジェットヘッド１を製造する
には、基材２と分極した圧電素子２ｂを貼り合わせ、ダ
イシングソーを用いて圧電素子２ｂに溝を切ることによ
り、溝２ａ及び圧電素子２ｂの壁（シェアモード変形
壁）を複数形成し、この溝２ａの両隔壁となる圧電素子
２ｂの内側に電極３（図２、図３参照）を設け、カバー
プレート４（図３参照）を接合して溝２ａの天井を封鎖
した後、溝２ａの長さ方向と直交する方向に沿って切断
して適宜長さのヘッドチップを複数形成し、次いで、各
ヘッドチップにおける溝２ａの出口側をノズルプレート
５で覆い、入口側をインクの流動を制限する部材である
供給プレート６で覆い、インクを吐出させるためのエネ
ルギーを発生させる圧力室Ａと空気室Ｂを交互に複数形
成し、供給プレート６側にインク供給部７を接続して製
造する。

【００２５】ノズルプレート５には、圧力室Ａに対応す
る部分にノズル孔５ａが形成される。このノズル孔５ａ
を吐出方向に細くなるように形成すると、インクの流動
抵抗が低くなり、また気泡が排出され易いので好まし
い。供給プレート６には、圧力室Ａに対応する部分にイ
ンク導入口６ａが形成される。インク導入口６ａの大き
さは、圧力室断面と同じ大きさにすると、ここに気泡が
停滞しないので好ましいが、インク導入口６ａを絞るこ
とにより圧力室Ａ内のインクの圧力波の振動や、ノズル
孔５ａ内のインクメニスカスの振動を抑制することがで
き、インク吐出後の圧力室Ａ内やノズル孔５ａ内のイン
クの状態が早く初期状態に復帰するので、高速駆動を行
う場合には、たとえばインク導入口６ａの大きさをノズ
ル孔５ａと同じ大きさにすると駆動が安定するので好ま
しい。

【００２６】溝２ａは、長さ０．５〜１０．０ｍｍ、深
さ５０〜１０００μｍ、幅１０〜１０００μｍ程度にす
るのが好ましく、印刷密度の倍の密度で設ける。例え
ば、１８０ｄｐｉで印刷したければ、２５４００／３６
０＝７０μｍ間隔に設ける。空気室Ｂの溝幅は、圧力室
Ａの溝幅より狭い方が、ノズル密度を高めることができ
るので好ましい。しかし、必要に応じて空気室Ｂの溝幅
を適宜選択することが好ましい。

【００２７】このように、ヘッド本体に圧力室Ａと空気
室Ｂを圧電素子２ｂからなる隔壁で区画して交互に複数
形成している。ヘッド本体は、圧力室Ａの出口側にイン
クを吐出するノズル孔５ａを有すると共に、圧力室Ａの
入口側にノズル孔５ａと対向する位置にインク導入口６
ａを有し、このインク導入口６ａからノズル孔５ａへイ
ンクを供給する圧力室Ａ兼インク流路が形成されてい
る。

【００２８】インクジェットヘッドの電極３の形成は、
例えば、圧電素子２ｂの頭頂部に保護膜を設けた後、溝
隔壁の延長面と一定の角度をなす面内にある蒸発源か
ら、電極となる金属を蒸発させて圧電素子２ｂ全面に金
属を蒸着し、この金属の蒸着後に保護膜を除去して電極
３を形成する。このようにすることにより、簡単に溝隔
壁に電極３を形成することができる。

【００２９】電極３となる金属には、例えば、金、銀、
アルミニウム、パラジウム、ニッケル、クロム、タンタ
ル、チタン等を用いることができる。特に、電気的特
性、耐蝕性、加工性の点から、金、アルミニウム、ニッ
ケルクロム合金が好ましい。また、無電解メッキにより
金、銀、銅、ニッケルの電極を形成してもよい。

【００３０】圧力室Ａ及び空気室Ｂの左右隔壁（圧電素
子）に別々に形成した電極３を互いに繋ぐ接続電極の形
成には、例えば、圧電素子２ｂにカバープレート４を接
合した後にインク供給側端面とカバープレート４の上面
を感光性樹脂層でマスクし、基材２の溝２ａの底壁部の
一端を蒸着して各溝内部の両隔壁に設けた電極３と連通
する接続電極を形成することにより、簡単に各溝内部の
両隔壁に設置された電極３，３と連通する接続電極を形
成することができる。

【００３１】そして、各溝２ａ内部の両隔壁に設けられ
た電極３，３と接続電極を含む面に絶縁膜を被着して、
電極３，３及び接続電極を絶縁することができる。これ
は、圧力室Ａの電極に電圧を掛け、導電性のインクを使
用する場合に、短絡して吐出できなくなったり、インク
を電気分解して気泡を発生させたり、電極を腐蝕させた
りすることを防止するためである。

【００３２】この絶縁膜としては、ポリパラキシリレン
被膜（以下、パリレン膜という。）を用いることが好ま
しい。このパリレン膜は、固体のジパラキシリレンダイ
マーを蒸着源とするＣＶＤ（Chemical Vapour Depositi
on）法により形成する。即ち、ジパラキシリレンダイマ
ーが気化、熱分解して発生したジラジカルパラキシリレ
ンが、ヘッド基体上に吸着し重合反応して被膜を形成す
るものである。

【００３３】パリレン膜を設けた圧力室Ａに気泡が混入
すると、パリレン膜面に付着してこびりつき、抜けにく
い。このためパリレン膜の表面を酸素プラズマ処理し
て、親水化することが好ましい。

【００３４】本実施の形態では、ヘッド本体に圧力室Ａ
と空気室Ｂを圧電素子２ｂからなる隔壁（シェアモード
変形壁）で区画して交互に複数形成されており、圧電素
子２ｂの変形の影響が、空気室Ｂで遮断され、他の圧力
室Ａに及ばないので、全圧力室Ａから同時に吐出でき、
高い周波数で駆動できるようになっている。しかし、空
気室Ｂを設けずに隣り合う圧力室Ａを同時に吐出しない
ように位相をずらして駆動することも可能である。更
に、圧力室Ａにインク導入口６ａからノズル孔５ａへイ
ンクを供給するストレートなインク流路を形成すること
により、インク流路に屈曲部を持たないので、ここに、
気泡が停滞しないようにしているが、カバープレートや
基材にインク導入口を設ける構成も可能である。

【００３５】本実施の形態のインクジェットヘッド１に
使用する強誘電性材料からなる圧電素子としては、チタ
ン酸ジルコン酸鉛（以下、ＰＺＴという。）が、充填密
度が大きく、圧電定数が大きく、加工性が良いので好ま
しい。ＰＺＴは、焼成後、温度を下げると、急に結晶構
造が変化して、原子がズレ、片側がプラス、反対側がマ
イナスという双極子の形の細かい結晶の集まりになる。
こうした自発分極は方向がランダムで、極性を互いに打
ち消しあっているので、更に分極処理が必要となる。

【００３６】分極処理は、ＰＺＴの薄板を電極で挟み、
シリコン油中に漬けて、１０〜３５ｋｖ／ｃｍ程度の高
電界を掛けて分極する。分極したＰＺＴに、図３に示す
ように分極方向に直角に電圧を掛けると、圧電素子（Ｐ
ＺＴ）の隔壁が圧電滑り効果により、斜め方向にくの字
形にせん断変形して、圧力室Ａの容積が膨張して、イン
ク供給部７からインクが圧力室Ａに供給される。この
時、圧力室Ａ内に負の圧力波が発生して、インク中を伝
わり、時間Ｌ／ｖ（Ｌ：圧力室の長さ、ｖインク中の音
速）経過すると、圧力波が圧力室Ａ末端に到達して反射
され、位相が反転して正の圧力波になる。この時、電極
に印加した電圧をグランドに落とすと、圧電素子の隔壁
の変形が無くなり、圧力室Ａの容積が縮小してインクに
圧力が掛かる。反転した正の圧力波と、壁からの圧力が
加え合わさって、高い圧力がインクに掛かり、ノズル孔
５ａからインクが吐出される。圧電素子の変形量が大き
い程、インクに掛かる力が大きくなり、インク滴の吐出
速度が早くなり、吐出の直進性が高くなり、画像の解像
度が向上する。

【００３７】圧電素子２ｂの変形を大きくするために
は、１枚のＰＺＴを使用して、図２（ａ）に示すよう
に、その上半分に電極３を設けて、上半分を変形させる
よりも、図２（ｂ）に示すように２枚のＰＺＴを、分極
方向が反対になるように接合して、全面に電極３を設
け、２枚のＰＺＴに電圧を掛けて使用することが好まし
い。これはシェブロン型として特公平６−６１９３６号
公報、特公平６−６３７５号公報に開示されている。２
枚のＰＺＴを分極方向が反対になるように接合して使用
すると、１枚のＰＺＴの場合よりせん断変形量が倍にな
るので、同じ変形量を得るには、駆動電圧が１／２で済
む。反対方向に分極した２枚のＰＺＴを接合し、それを
基材２に接合して隔壁を形成し、圧力室Ａの電極３に電
圧を掛ける場合には、隔壁の全面に電極を設け、溝２ａ
の底部には設けないようにすることが好ましい。

【００３８】本実施の形態では、図３に示すように、こ
の分極した２枚の圧電素子を接着剤８０で接合した圧電
素子２ｂを用い、それを基材２に接着剤８で接合してか
らダイシングソーを用いて溝を形成することによって、
隔壁により区切られるインク流路を備えたヘッド本体を
形成し、隔壁の側面に金属を蒸着させて電極３を形成
し、溝２ａの長さ方向と直交する方向に沿って適宜長さ
に切断してヘッドチップを複数形成した後、各ヘッドチ
ップにカバープレート４を接着剤８で接合して覆ってい
る。

【００３９】圧電素子と圧電素子間の接着剤８０による
接合では、接着剤層の硬化後の厚みを１０〜１５μｍ以
下にすることが好ましく、これにより２枚の圧電素子間
の接着の信頼性が十分となり、インクもれを起こし難
く、電極の接続が阻害される虞れを少なくできる。ま
た、基材２と圧電素子間の接着剤８による接合、及びカ
バープレート４とヘッド本体間の接着剤８による接合で
は、接着剤層の硬化後の厚みを２μｍ以下にすることが
好ましく、これにより圧電素子隔壁の変形を吸収してし
まう虞れを少なくできる。

【００４０】このようにして、２枚の圧電素子を分極方
向が反対になるように接着剤で接合した圧電素子２ｂ
を、基材２に接着剤で接合した後にダイシングソーを用
いて溝２ａを形成して、溝２ａの両隔壁に電極３を設け
てから、溝２ａの天井をカバープレート４で塞ぐように
接着剤で接合し、溝２ａの入口、出口を、インク導入口
６ａを持つ供給プレート６とノズル孔５ａを持つノズル
プレート５で塞ぐようにそれぞれ接着剤で接合する。

【００４１】基材２及びカバープレート４には、非圧電
性非金属材料、例えば、脱分極したＰＺＴ、フォルステ
ライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂）、ホトベール（住金ホト
ンセラミックス社製のホウケ酸ガラスを主成分にフッ素
金雲母及びジルコニアを含む特殊セラミック）、ＭｇＯ
−ＴｉＯ₂−ＣａＯの３成分系セラミック、ＢａＴｉ
Ｏ₃、焼結アルミナ、石英ガラス類、焼結コーデュライ
ト、焼結ムライトのいずれか、またはジルコニア、安定
化ジルコニア、部分安定化ジルコニア、ジルコニア強化
セラミックス、正方晶ジルコニア多結晶体、窒化アルミ
ニウム、シリコン、窒化シリコン、シリコンカーバイド
等を使用することが好ましい。

【００４２】また、ノズルプレート５及び供給プレート
６は、例えば、ステンレス等の金属や、ポリイミド、ポ
リエーテルイミド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等
の樹脂が使用される。ノズルプレート５および供給プレ
ート６は接着前にレーザー穿孔、機械穿孔によりノズル
孔５ａまたはインク導入口６ａを形成してもよいし、接
着後にレーザー穿孔によりノズル孔５ａまたはインク導
入口６ａを形成してもよい。

【００４３】ノズルプレート５のノズル孔５ａの径は５
〜５０μｍ程度であり、接着剤がノズル孔５ａ内に付着
すると吐出しなくなったり、吐出されるインク滴が小さ
くなったりして性能に重大な影響を及ぼす。また、ノズ
ルプレート５には複数の圧力室Ａに対応して複数のノズ
ル孔５ａが開けられる。したがって、ノズルプレート５
の接着剤による接合に要求される位置精度は、ノズル孔
５ａの径、ノズルプレート５を接合する面のインク流路
または圧力室Ａの大きさなどによって異なるが、通常の
インクジェットヘッドではノズル径以下の精度であるこ
とが好ましい。ノズル孔の間隔は１０〜１０００μｍ
で、６４〜１０２４程度のノズル孔が開けられているも
のが多いが、更にノズルの数は多くなる傾向にある。プ
リントしようとする紙幅全体を一度にプリントする方式
のものでは、例えば７０００ノズル、全幅が３０ｃｍの
ものが知られており、この場合３０ｃｍの範囲で１０μ
ｍ程度の位置精度であることが好ましい。

【００４４】またノズルプレート５の吐出側の面は撥イ
ンク処理されることが多いが、接着前の接着面に撥イン
ク処理させると接着剤による十分な接合が行われなくな
る可能性があるので、接着前に撥インク処理を行う場合
は、接着面が撥インク処理されないようにすることが好
ましい。

【００４５】いずれの場合においても、接着剤による接
合を行う際には、接着剤の塗設面は親水化処理をして濡
れ性を増しておくことが好ましい。濡れ性を増す処理と
しては界面活性剤や、酸又はアルカリによる洗浄や、オ
ゾン処理、コロナ放電処理、プラズマ処理が好ましい。

【００４６】各インクジェットヘッド用部材同士を熱硬
化型接着剤を用いて接合するに際しては、熱膨張率の低
い方の部材の側から加熱を行うことにより接着剤を硬化
させる。本実施形態において、インクジェットヘッド用
部材同士の接合としては、基材２と圧電素子２ｂとの接
合、該接合部材とカバープレートとの接合がそれぞれ挙
げられ、これらの接合時において、それぞれ熱膨張率の
低い方の部材の側から加熱を行うことにより接着剤を硬
化させる。このとき、熱膨張率の高い部材の側は加熱せ
ずに開放状態としておいてもよいが、冷却手段によって
冷却することが好ましい。

【００４７】なお、本実施の形態では、基材２と圧電素
子２ｂを別部材で構成し、両者を接着剤で接合した例を
示したが、分極した厚さの異なる２枚のＰＺＴ基板を貼
り合わせた圧電素子のヘッド基板を用意し、薄いＰＺＴ
基板側から厚いＰＺＴ基板の途中までダイシングソー等
により溝２ａを形成する構成を採用することもできる。
この場合にはヘッド構造が単純になる。

【００４８】

【実施例】以下、本発明の実施例により本発明を例証す
るが、本発明はかかる実施例によって何ら限定されるも
のではない。

【００４９】以下の接合及びの各工程を含む手法
で、以下に示す条件で図２（ａ）に示す非シェブロン構
造のシェアモードタイプのインクジェットヘッドを製造
した。

【００５０】まず、基材（フォルステライト：２ＭｇＯ
・ＳｉＯ₂、厚さ１ｍｍ、線膨張係数１０ｐｐｍ／℃）
とＰＺＴ（厚さ２００μｍ、線膨張係数３ｐｐｍ／℃）
を、以下に示す接着剤を用いて接合する（接合）。次
いで、ＰＺＴの側から深さ２００μｍ、幅７０μｍの溝
を切り、電極を形成し、パリレン処理する。上記基材と
ＰＺＴとの接合部材に対して、カバープレート（脱分極
したＰＺＴ、厚さ１ｍｍ、線膨張係数２ｐｐｍ／℃）
を、以下に示す接着剤を用いて接合する（接合）。そ
の後、溝の長さが３ｍｍとなるように、溝の長さ方向と
直交する方向に沿って切断してヘッドチップを形成し、
このヘッドチップに対し、ノズルプレート（１００μｍ
厚のポリイミドに、直径３０μｍのノズル孔を形成した
もの）を接着（ヘッドチップとノズルプレートの両側か
ら加熱、圧力は１ｋｇ／ｃｍ²）し、電極の取り出しと
インク流路の接着（常温硬化タイプシリコン接着剤）を
行い、インクジェットヘッドを構成した。

【００５１】〔接着剤〕熱硬化型接着剤：田岡化学テクノダインＡＨ３０４１Ｗ
（田岡化学社製）

【００５２】〔接合時の接着剤の加熱条件〕加熱温度：１００℃（接着剤部分の温度）加熱加圧時間：６０分圧力：１０ｋｇ／ｃｍ² 加熱方法：以下のＡ〜Ｃの加熱方法を採用した。

【００５３】Ａ（本発明加熱）：熱膨張率の低い方の部
材の側から加熱し、熱膨張率の高い方の部材の側はアル
ミニウムブロックに水を流して１５℃に冷却した。Ｂ（本発明加熱）：熱膨張率の低い方の部材の側から加
熱し、熱膨張率の高い方の部材の側はそのまま放置し
た。Ｃ（比較加熱）：熱膨張率の高低に関わらず、両部材の
側から加熱・加圧した。

【００５４】実験例１〜６上記接合の各工程において、表１に示すようにＡ〜
Ｃの各加熱方法を採用してそれぞれインクジェットヘッ
ドを製造した。

【００５５】製造された各インクジェットヘッドについ
て、インクを吐出速度７ｍ／ｓｅｃで吐出させた時の駆
動電圧を測定した。その結果を表１に示す。

【００５６】なお、インクは、色材を含まない出射評価
用のダミーインクを調整して用いた。組成は、グリセリ
ン１０％、ジエチレングリコール１０％、トリエチレン
グリコールモノブチルエーテル１０％、界面活性剤（日
信化学社製オルフィンＥ１０１０）０．１％、残りが水
である。

【００５７】

【表１】

【００５８】表１から、実験例１〜４（本発明）では、
接合の全ての接合工程において、熱膨張率の低い方
の部材の側から加熱を行っているため、駆動電圧が低下
している。特に、実験例１では、一方の熱膨張率の高い
方の部材の側は常に冷却しているため、更に駆動電圧が
低下しており、最も駆動効率が良くなっている。

【００５９】これに対し、接合時に熱膨張率の高い方の
部材の側からも加熱を行う工程を含んでいる実験例５、
６（比較例）では、駆動電圧が上昇し、圧電特性が劣化
していることがわかる。駆動電圧は低い方がよいが、実
験例５、６のように接合のために接着のために熱膨張率
の高い方の部材の側からも加熱を行うと駆動効率が低下
し、駆動電圧が上昇する。これは、熱膨張率の高い方の
部材の側からも加熱を行うと、接合する２つの部材の熱
膨張率の差から、加熱接着後に常温に戻したときに、接
合した２つの部材に恰もバイメタルのように変形させる
力が働き、このときに圧電素子に加わる応力が、圧電素
子の圧電効果を低下させることによるものであると考え
られる。

【００６０】なお、駆動電圧が低い方がよい理由は、駆
動電圧が高いと、高容量の駆動回路が必要になること、
ヘッドの電極でのオーム損や誘電損失でヘッド温度が上
昇し、インク粘度が変化して吐出は不安定になること、
圧電素子に加わる電界が一定値を越えると圧電素子の圧
電特性が失われるからである。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、熱硬化型の接着剤で二
つのインクジェットヘッド用部材を接着した場合に、駆
動効率が低下せず駆動電圧が高くならないインクジェッ
トヘッドの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シェアモード型インクジェットヘッドの斜視図

【図２】シェアモード型インクジェットヘッドの圧電素
子の変形を示す図

【図３】シェアモード型インクジェットヘッドの接着剤
層を示す部分断面図

【符号の説明】

１：インクジェットヘッド２：基材２ａ：溝２ｂ：圧電素子３：電極４：カバープレート５：ノズルプレート５ａ：ノズル孔６：供給プレート６ａ：インク導入口７：インク供給部Ａ：圧力室Ｂ：空気室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱膨張率の異なる２つのインクジェットヘ
ッド用部材を熱硬化性型接着剤で接合して製造するイン
クジェットヘッドの製造方法において、前記熱膨張率の
低い方のインクジェットヘッド用部材の側から加熱する
ことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】前記熱膨張率の高い方のインクジェットヘ
ッド用部材の側から冷却することを特徴とする請求項１
記載のインクジェットヘッドの製造方法。