JP2006142509A - インクジェットヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の細長いチャンネル溝4が形成された圧電基板1と、チャンネル溝4に対応した複数のノズル孔23がチャンネル溝4の略中央に位置するように接合されるノズルプレート25を備え、ノズルプレート25はノズル孔23からチャンネル溝4の長手方向に沿って等間隔となる位置に長手方向に対して直交する方向に所定の幅と深さで延びる溝状の凹部24A、24Bが形成され、凹部によって隣接するチャンネル溝4を連通させる間隙がノズル孔23から等間隔となるチャンネル壁4aの上端面とノズルプレート25の表面との間に形成されると共に、各チャンネル溝4においてインクの吐出に寄与するアクティブ領域が前記溝の長手方向に沿ったノズル孔23の両側に規定される。
【選択図】図2
Description
圧電基板101には、ダイシングによって複数の細長いインク室104が形成されると共に、インク室104の端部に浅溝部105が形成される。
インク室104と浅溝部105の内壁面には電極106とそれを保護する電極保護膜(図示せず)が形成され、浅溝部105に引き出された電極106は、浅溝部105の間隔に対応して配置された外部基板108の端子にそれぞれ接続される。
すなわち、共通インク室107A,107Bは複数のインク室104に対して直交するように形成され、インクは共通インク室107A,107Bを介して各インク室104に供給され、各ノズル孔110から吐出される。
外部基板108から画像データに応じた電圧が各インク室104の電極106に印加されると、インク室104の内壁が内側に向かって凸となるように変形し、インク室104内のインクを加圧する。この結果、インクがノズル孔110から吐出される。
このような圧電方式のインクジェットヘッドユニット100には、電圧を加減して圧電体の変形を制御することによりインクの加圧力およびインク噴出滴量をコントロールできるため、階調印刷が容易であるという特徴がある。
さらに、上述したように、トップシューター型のインクジェットヘッドユニット100は、背景技術の項で紹介したサイドシューター型のインクジェットヘッドとは異なり、インクの吐出に寄与するアクティブエリアA.E1,A.E2がノズル孔110を両側に存在するため、比較的低い吐出電圧で駆動させることができ、発熱や消費電力の面で有利であるという特徴も有する。
というのは、従来のトップシューター型のインクジェットヘッドユニット100の場合、アクティブエリアA.E1,A.E2の距離はノズル孔110から共通インク室107A,107Bまでの距離でそれぞれ決定されるからである。言い換えれば、従来のトップシューター型のインクジェットヘッドユニット100では、ノズル孔110から共通インク室107A,107Bに到達するまでのインク室104の内壁の上端面とノズルプレート109との接合距離によってアクティブエリアA.E1,A.E2がそれぞれ決定されることとなる。
また、画像形成速度を上げるために駆動周波数を上げ、単位時間あたりの吐出回数を増加させると、インク室104内の圧力の残留振動により後続のインク吐出が不安定になる恐れもある。
特に、駆動周波数を増加させた場合には、残留した圧力波が減衰しないうちに後続するインクが吐出されるため、吐出速度が大きく変動したり、場合によっては吐出が極めて不安定化し、吐出が止まってしまう恐れもある。
すなわち、この発明によれば、両アクティブ領域の距離は、圧電基板とノズルプレートとの接合精度ではなく、ノズルプレートに形成される凹部の位置精度によって決定されることとなり、仮に製造工程において圧電基板とノズルプレートが所望の精度で接合されなくても、ノズルプレートに形成された凹部の位置精度が所定の範囲内にある限りは両アクティブ領域の距離は必然的に等しくなり、高品質なインクジェットヘッドを安定して生産することが可能となる。
また、各チャンネル溝においてインクを加圧することにより生じた圧力波はその大部分が隣接するチャンネル溝を連通させる間隙を通過する際に減衰されるので、残留振動が抑制され高速駆動でも安定した吐出特性が維持される。
複数のチャンネル溝はチャンネル壁によって隔てられ互いに平行に並ぶ所定の幅と深さをもった細長い溝であればよく、各チャンネル溝の内壁面には画像に応じた電圧の印加時に、分極方向と垂直に電界を発生させて各チャンネル溝の壁部をせん断方向に変形させるための電極が形成される。
このような構成によれば、凹部によってチャンネル壁の上端面とノズルプレートの表面との間に形成される間隙は、その高さ方向の距離が非常に僅かなものとなり、圧力波はその大部分が僅かな距離の間隙を通過する際により効果的に減衰されるようになる。このため、後続するインク吐出に影響するような圧力波の残留振動の発生をより効果的に防止でき、画像データに忠実で高速かつ高品質な画像形成が可能となる。
なお、20μm以上であっても、圧力波の減衰効果は得られるが、後述の実施例に記載する通り、減衰効果が最も効果的に発揮されるのは凹部の深さが20μm以下の場合である。
インクの吐出に寄与する領域であるアクティブ領域の距離は、インク室の形状、インク、駆動周波数等の諸要素を考慮して最適値を決定する必要があり、インクジェットヘッドの設計にあたって非常に重要な設計事項の1つである。
この発明では、上述の通り、ノズル孔から等間隔の位置に凹部が形成され、ノズル孔から凹部までの距離によってアクティブエリアの距離が規定されるので、所望の吐出特性を得るうえで最適となる位置に凹部を形成することにより、仮に製造工程で圧電基板とノズルプレートとの接合ずれが生じてもノズルプレートの両側には所望の吐出特性を発揮するうえで最適となる距離を有するアクティブ領域がそれぞれ設けられる。
このため、高品質、かつ、高性能なインクジェットヘッドを安定して生産することが可能となる。
これには、ノズルプレートのノズル孔はエキシマレーザー加工によって形成されることが一般的であるという事情がある。
ノズル孔を加工する際にノズル孔加工用のマスクを用いたエキシマレーザー加工によってノズル孔を形成し、その後、凹部形成用のマスクを用いたエキシマレーザー加工によって凹部を形成すれば、凹部形成用のマスクを新たに用意するだけでこの発明によるインクジェットヘッドを製造することができ、生産コストの増加を最小限に抑えることができる。
また、パルス制御のエキシマレーザーを用いれば、パルス数の制御によって所望の深さを有する凹部が再現性良く形成される。
このような構成において、高分子材料はポリイミドフィルムおよびポリエーテルサルフォンのいずれかであることが好ましい。
というのは、ポリイミドフィルムやポリエーテルサルフォン等の高分子材料は、エキシマレーザーを吸収することにより分子結合が切断され、分子あるいは原子状態に分解、蒸発することにより、マスクのパターンに忠実に反映した形状を得ることができるため、ノズル孔や凹部を精度良く形成するうえで好都合であるからである。
また、ノズル孔加工用のマスクに加えて、凹部形成用のマスクを用意するのみで凹部を形成できるようになり、生産コストの増加を最小限に抑えられることは上述の通りである。
図1はこの発明の実施例によるインクジェットヘッドが組み込まれたインクジェットヘッドユニットの斜視図、図2は図1のA−A断面図、図3はインクジェットヘッド本体部の製造工程を示す工程図、図4および図5はインクジェットヘッド本体部を組み込んでインクジェットヘッドユニットを製造する工程を示す工程図、図6はノズルプレートの製造工程を示す工程図、図7および図8はインク吐出後の圧力波がノズルプレートの凹部によって形成された間隙を通過する際に吸収、もしくは減衰される作用を説明する説明図であり、図8は図7のB−B部分拡大断面を示している。
また、凹部24A,24Bによって形成された僅かな間隙により、インク室4内に生じた圧力波は間隙を通過する際にその大部分が吸収、あるいは減衰され、残留振動による吐出特性の悪化が防止され、高速駆動でも安定した吐出特性が維持される。
まず、図3(a)に示されるように、圧電基板1に対して矢印で示されるようにダイシングブレード30を上下動させ複数のインク室4と浅溝部5を形成する。
インク室4と浅溝部5との間に形成されたアール形状は、ダイシングブレード30の外形に対応したものである。
なお、圧電基板1は厚さが1.02mmであり、分極方向の異なる0.22mmと0.8mmの2枚の圧電基板を貼り合わせることにより形成されたものである。
というのは、浅溝部5は後の工程でその表面に電極6(図2参照)が形成されることにより外部接続端子として機能する部分であり、この実施例のように圧電基板1の両端に浅溝部5をそれぞれ形成すれば、一方の端にのみ浅溝部5が形成される場合よりも接続ピッチとして2倍の余裕が生まれ、インク室4の幅方向のピッチが外部接続端子の接続ピッチ限界に制約されずに済むからである。
また、外部接続端子の接続ピッチを限界まで狭める必要がなくなることにより、外部基板と信頼性の高い接続を行うことができるようになるという利点もある。
一方、各浅溝部5は深さが25μmであり、幅はインク室4の幅と一致する80μmである。
後に外部接続端子となる浅溝部5の幅を広げるため、浅溝部5のみに複数回のブレード加工を行うこともでき、このようにすれば、外部基板との接続信頼性がより一層向上するが、一般に80μmの幅があれば十分に信頼性のある接続が行える。
なお、電極6の形成時には、インク室4、浅溝部5以外の圧電基板1の表面にも電極が形成される。この状態では、隣接するインク室4が短絡した状態となるため電極6の形成後、ダイシングマシンを利用して圧電基板1の表面を厚さ20μmだけ研削加工し、圧電基板1の表面に形成された不要な電極を除去する。
この結果、圧電基板1の厚さは1.02mmから1.0mmとなり、各インク室4および各浅溝5の内壁面のみに電極6が形成された状態となる。これにより、浅溝部5は外部基板との接続に用いられる外部接続用端子となる。
なお、上記の研削加工により圧電基板1の裏面と表面の平行度のずれは最大でも1μm以内に整えられる。
共通インク室7A,7Bは、インク室4の深さよりも浅く形成されるので、各インク室4の内壁面に形成された電極6と各浅溝部5の内壁面に形成された電極6との導通状態は確保される(図2参照)。
共通インク室7A,7Bは全てのインク室4にインクを供給することを目的としており、インクに対する流路抵抗が低いことが望ましいことから、共通インク室7A,7Bの幅は、可能な範囲でなるべく広く設定される。
各インクジェットヘッド本体部10は、上記のウェーハー状態からダイシングマシンを利用して分割することにより得られる。
まず、図4(a)に示されるように、ベース20を作製する。ベース20は厚さ3mmのアルミ、ステンレス、セラミクス等からなるプレート体に0.95mmの深さだけザグリ加工を施し、ザグリ加工によって形成されたヘッド収容用凹部20aの底の両端に穿孔加工を施し、インク供給パイプ21A,21Bを接続することにより形成されている。
なお、ヘッド収容用凹部20aの深さは上述の通り0.95mmであるため、厚さ1.0mmのインクジェットヘッド本体部10は、ベース20の表面から50μmだけ突出した状態となる。
これにより、インクジェットヘッド本体部10の各インク室4に画像データに基づいた電圧を印加することが可能となり、外部から駆動させることが可能となる。
なお、外部基板との接続方法としては、上述の異方性導電樹脂を用いた接続方法以外にも、外部基板のリードをインクジェットヘッド本体部10の外部接続端子に直接接続する方法や、外部基板のリードをインクジェットヘッド本体部10の外部接続端子にワイヤーボンディングする方法などがある。
このような状態でも特に問題は生じないが、もし、フレキシブル配線基板22A,22Bがインクジェットヘッド本体部10に接続された状態で、それらの表面を同一の高さにする必要があれば、インクジェットヘッド本体部10のうちフレキシブル配線基板22A,22Bと重なる両端部分のみを50μmだけザグリ加工すればよい。
この場合、外部接続端子としての浅溝部5の深さとして5μmを確保する必要があるため、インクジェットヘッド本体部10の製造工程において浅溝部5を形成する際にその深さを上述の25μmではなく75μmに設定する必要がある。
この電極保護膜は、その形成時にインクジェットヘッド本体部10の表面、フレキシブル配線基板22A,22B、ベース20およびインク供給パイプ21A,21Bのあらゆる部分に付着するため、付着させる必要のないフレキシブル配線基板22A,22Bには電極保護膜の形成に先だって予めマスキングテープ等でマスクし、付着防止を図る。
ノズルプレート25の外形寸法は、インクジェットヘッド本体部10(図5(c)参照)の外形寸法よりも大きく、ベース20のヘッド収容用凹部20a(図4(b)参照)を覆うように接合される。
インクジェットヘッド本体部10にノズルプレート25を接合した後、ノズルプレート25とベース20との隙間、および、ノズルプレート25とフレキシブル配線基板22A,22Bとの隙間に接着剤を流し込み、外部からインクジェットヘッド本体部10を封止する。
以上の工程により図1および図2に示されるインクジェットヘッドユニット26が作製される。
まず、図6(a)に示されるように、ポリイミドフィルム、或いは、ポリエーテルサルフォン等の高分子材料からなる基体フィルム25aのインク吐出面となる側にインクに対して撥水効果のある撥水膜25bを成膜し、さらに撥水膜を保護するために撥水膜上に保護テープ27を貼り付ける。
この際、エキシマレーザーが、基体フィルム25aおよび撥水膜25bを透過し、保護テープ27の一部に達するまで照射されることにより、基体フィルム25aを構成する高分子の分子結合が切断され、分子あるいは原子状態に分解して蒸発し、ノズル孔形成用マスク40の開口40aに対応した位置に基体フィルム25aおよび撥水膜25bを貫通するノズル孔23が形成される。
この際、ノズル孔23の形成時と同様に基体フィルム25aを構成する高分子の分子結合が切断され、分子あるいは原子状態に分解して蒸発することにより所定の深さを有する凹部24A,24Bが形成される。なお、凹部24A,24Bは照射されるエキシマレーザーのパルス数を制御することにより所定の深さで形成される。
ノズル孔23から両凹部24A,24Bまでの距離A.E1とA.E2の距離のばらつきが5μm以下であれば、インクジェットヘッドユニット26の吐出特性に影響を与えることはない。
エキシマレーザー加工は、従来よりノズル孔23の形成工程において用いられてきた方法であることから、実施例のノズルプレート25は、凹部形成用マスク50を新たに用意するのみで作製でき、従来より存在した設備をそのまま利用できるため、生産コストの増加を最小限に抑えることができる。
この結果、高品質、かつ、高性能なインクジェットヘッド26を、生産コストの増大を伴うことなく安定して生産できるようになる。
図7に示されるように、電圧に印加によりインク室4の内壁面が内側に凸に変形しノズル孔23からインクが吐出されるのと同時にインク室4内のアクティブエリアA.E1,A.E2で生じた圧力波は、矢印で示すように、インクの供給経路とは逆に凹部24A,24Bおよび共通インク室7A,7Bの方向へ進行していく。圧力波が凹部24A,24Bに達した際、圧力波の若干の成分は凹部24A,24Bの内壁面で反射してインク室4内に戻るが、圧力波の大半の成分は凹部24A,24Bによって形成された間隙をそれぞれ通過する。
このため、図9に示される従来のインクジェットヘッド100のように圧力波の大半が共通インク室107A,107Bの内壁面で反射してインク室104に戻ることはなく、圧力波の大半は凹部24A,24Bによって形成された間隙を通過する際にそれぞれ吸収、もしくは減衰し、残留振動の抑制が図られる。
そこで、図9に示される従来構造のインクジェットヘッドユニット100と、凹部24A,24Bの深さのみを4段階に変更したこの発明の実施例によるインクジェットヘッド26を用いて各インクジェットユニットの吐出特性を評価し圧力波に起因する残留振動を判定する実験を行った。その結果を以下の表1に示す。
一方、表1からは明らかにされていないが、凹部24A,24Bの各インク室4の長手方向に沿った長さL(図7参照)は、インクジェットヘッド本体部10の全長寸法の範囲内で可能な限り長く設定した方が圧力波に起因する残留振動の抑制効果が高いことも確認された。
この結果、残留振動の影響が極力抑えられ、後続するインクの吐出がスムーズに行われ、画像データに忠実な高品質な画像形成を高速で行うことが可能となる。
2・・・インクジェットヘッド
4・・・インク室
5・・・浅溝部
6・・・電極
7A,7B・・・共通インク室
10・・・インクジェット本体部
20・・・ベース
20a・・・ヘッド収容用凹部
21A,21B・・・インク供給パイプ
22A,22B・・・フレキシブル配線基板
23・・・ノズル孔
24A,24B・・・凹部
25・・・ノズルプレート
25a・・・基体フィルム
25b・・・撥水膜
26・・・インクジェットヘッドユニット
27・・・保護テープ
30,31・・・ダイシングブレード
40・・・ノズル孔形成用マスク
40a,50a,50b・・・開口
50・・・凹部形成用マスク
A.E1,A.E2・・・アクティブエリア
D・・・凹部の深さ
L・・・凹部のインク室の長手方向に沿った長さ
Claims (7)
- チャンネル壁によって隔てられ互いに平行となるように並ぶ複数の細長いチャンネル溝が形成された圧電基板と、前記チャンネル溝に対応した複数のノズル孔を有し各ノズル孔が各チャンネル溝の長手方向の略中央に位置するように圧電基板上に接合されるノズルプレートとを備え、ノズルプレートはノズル孔からチャンネル溝の長手方向に沿って等間隔となる位置に前記溝の長手方向に対して直交する方向に所定の幅と深さで延びる溝状の凹部がそれぞれ形成され、前記凹部によって隣接するチャンネル溝を連通させる間隙がノズル孔から等間隔となるチャンネル壁の上端面とノズルプレートの表面との間にそれぞれ形成されると共に、各チャンネル溝においてインクの吐出に寄与するアクティブ領域が前記溝の長手方向に沿ったノズル孔の両側にそれぞれ規定されることを特徴とするインクジェットヘッド。
- 凹部は、深さがそれぞれ20μm以下である請求項1に記載のインクジェットヘッド。
- ノズル孔から凹部までの距離は、所望の吐出特性を得るうえで必要とされるアクティブ領域の距離に基づいて決定される請求項1又は2に記載のインクジェットヘッド。
- ノズルプレートの凹部はエキシマレーザー加工によって形成される請求項1〜3のいずれか1つに記載のインクジェットヘッド。
- ノズルプレートが高分子材料からなる請求項1〜4のいずれか1つに記載のインクジェットヘッド
- 高分子材料が、ポリイミドフィルムおよびポリエーテルサルフォンのいずれかである請求項5に記載のインクジェットヘッド。
- 請求項1に記載のインクジェットヘッドを製造するための方法であって、圧電基板に複数のチャンネル溝を形成する工程と、ノズルプレートにノズル孔を形成する工程と、ノズルプレートのノズル孔からチャンネル溝の長手方向に沿って等間隔となる位置に前記溝の長手方向に対して直交する方向に所定の幅と深さで延びる溝状の凹部をそれぞれ形成する工程と、各ノズル孔が各チャンネル溝の長手方向の略中央に位置するように圧電基板とノズルプレートとを接合する工程とを備えるインクジェットヘッドの製造方法。
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Cited By (7)
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WO2007148606A1 (ja) * | 2006-06-21 | 2007-12-27 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | 精密微細空間の形成方法、精密微細空間を有する部材の製造方法および感光性積層フィルム |
JP2008000964A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | 精密微細空間の形成方法、精密微細空間を有する部材の製造方法および感光性積層フィルム |
JP2008000963A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | 精密微細空間の形成方法、精密微細空間を有する部材の製造方法および感光性積層フィルム |
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JP2014117942A (ja) * | 2012-12-19 | 2014-06-30 | Sii Printek Inc | 液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドの製造方法および液体噴射装置 |
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