JP2007001075A - インクジェットヘッドの製造方法およびインクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェットヘッド形成の際に、しわなどの変形を防止しながら厚さの薄い振動板を熱圧着することができるインクジェットヘッドの製造方法、およびその方法で製造されたインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【解決手段】
振動板４を固定部材本体３３０の外側面に密着させ、振動板４の両端側のそれぞれを固定部材本体３３０と外部固定部材３４０との間に挟持して、振動板固定部材３１３に振動板４を固定する振動板固定工程と、積層部材２の開口部を振動板固定部材３１３に対向させて配置する配置工程と、振動板固定部材３１３および積層部材２を加熱する加熱工程と、加熱された振動板固定部材３１３を、加熱された積層部材２の開口部を覆うように振動板４を介して押圧し熱圧着する熱圧着工程とを具備し、振動板４の変形を防止しながら拡散接合できる。
【選択図】図９

Description

本発明は、金属製薄板の積層部材などで構成されるインクジェットヘッド構成部材に振動板を熱圧着するのに適したインクジェットヘッドの製造方法、およびその製造方法によって製作されたインクジェットヘッドに関する。

インクジェット印刷機におけるノズル（インク吐出孔）は、印刷密度を向上させるために、微小間隔に複数配置され、そのノズルには、微量のインクを導くための配管部が接続されている。この配管部をパイプで形成した場合には、インクジェット印刷機の極小化を図ることが困難であった。そこで、パイプを用いずに、所定位置に所定形状の開口が形成された薄板を複数枚積層し、熱圧着して積層部材を製作することで、インク流路を形成する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、上記のように薄板を複数枚積層して構成されたインクジェットヘッドでは、電圧の負荷により体積が変化して伸縮する圧電素子を利用して、インクをノズルから噴出させる構成を採用するものがある。この場合、圧電素子は、インク流路壁としても機能する振動板、およびフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）を介して配置される。この際、圧電素子の伸縮を効果的に利用するために、振動板の厚さは、薄い方が望ましい。

しかしながら、振動板の厚さを薄くすると、熱圧着処理によって、振動板が、空隙となっている流路側に窪んだ状態に変形したり、しわ状に変形したりすることがあった。これによって、フレキシブルプリント配線板を介して圧電素子を振動板の外側面に適切に設置することが困難となるとともに、圧電素子からの振動が減衰して、各ノズルからインクを均一に吐出することが困難となっていた。

そこで、従来においては、振動板の変形を抑制するために、振動板の厚さを増加させたりしていた。また、熱圧着処理を施す場合には、比較的低温によって熱圧着を施したり、熱圧着後に変形した振動板の外側面を研磨したりしていた。
特開２００３−２９０９３５号公報

上記したように、振動板の変形を抑制するために、振動板の厚さを増加させることは、圧電素子の駆動振動の減衰率が高くなり、圧電素子の振幅を効果的に利用することができないという問題があった。また、比較的低温によって熱圧着を施すことで、接合ムラが発生しやすくなるという問題があった。さらに、熱圧着後に変形した振動板の外側面を研磨することによって、振動板を破損するという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、インクジェットヘッド形成の際に、しわなどの変形を防止しながら厚さの薄い振動板を熱圧着することができるインクジェットヘッドの製造方法、およびその方法で製造されたインクジェットヘッドを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、インクジェットヘッド構成部材の側面に開口したインク流路の開口部を覆うように振動板を熱圧着するインクジェットヘッドの製造方法であって、前記振動板を、平面からなる一端面を有する固定部材の前記一端面に密接させ、前記振動板の端部を前記固定部材の前記一端面に隣り合った側面に挟持して固定する振動板固定工程と、前記固定部材の一端面に面する平行な位置に、前記インクジェットヘッド構成部材の開口部が位置するように前記インクジェットヘッド構成部材を配置するインクジェットヘッド構成部材配置工程と、前記振動板を固定した固定部材および前記インクジェットヘッド構成部材を加熱する加熱工程と、前記加熱された固定部材を、前記加熱されたインクジェットヘッド構成部材の開口部を覆うように前記振動板を介して押圧し、前記振動板を前記インクジェットヘッド構成部材に熱圧着する熱圧着工程とを具備することを特徴とする。

このインクジェットヘッドの製造方法によれば、固定部材が加熱され、熱膨張することで、固定部材の一端面に密接させて固定された振動板を伸張させ、その振動板が伸張した状態で、インクジェットヘッド構成部材の開口部を覆うように熱圧着されるので、しわなどを形成することなく振動板を熱圧着することができる。

本発明のインクジェットヘッドは、上記したインクジェットヘッドの製造方法によって製作されたことを特徴とする。

このインクジェットヘッドによれば、振動板を変形させることなく熱圧着できるので、各インク吐出孔から均一な量のインクを吐出することができる。

本発明のインクジェットヘッドの製造方法によれば、インクジェットヘッド形成の際に、しわなどの変形を防止しながら厚さの薄い振動板を熱圧着することができる。

以下、本発明の一実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明に係る一実施の形態のインクジェットヘッドの製造方法によって製作されたインクジェットヘッド１の全体の概略構成を示す斜視図である。図２は、図１のインクジェットヘッド１の構造を分解して示す斜視図であり、図３は、図１のインクジェットヘッド１の底面の構成を示す平面図であり、図４は、図１のインクジェットヘッド１の上面の構成を示す平面図である。

なお、ここでは、インクジェットヘッド１として、複数の流路形成積層板を積層して形成されるものを一例として説明するが、この構成に限られるものではない。例えば、インクジェットヘッド構成部材として機能し、側面にインク流路の一部が開口するように形成された積層構造以外の構造を有する金属部材などで形成されたインクジェットヘッド１などでもよい。

図１に示すように、インクジェットヘッド１は、インクジェットヘッド構成部材として機能する金属製の積層部材２を具備している。この積層部材２は、図２に示すように、複数種（図２に示す例では大別して５種）の金属製の第１流路形成積層板２１〜第５流路形成積層板２５を複数枚（例えば、２５〜２５０枚）積層して構成されている。これらの第１流路形成積層板２１〜第５流路形成積層板２５は、厚さが例えば０．０２ｍｍ〜０．２ｍｍの金属製（例えば、ＳＵＳ３０４等）の板材から構成されており、これらを拡散接合等によって圧着することにより、ブロック状に形成されている。また、第１流路形成積層板２１〜第５流路形成積層板２５に開口されたインク流路は、例えば、エッチング加工やブラスト加工によって形成される。

また、積層部材２の底面には、図２および図３に示すように、複数のインク吐出孔３ａ（直径、例えば０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍの孔）が形成されたオリフィスプレート３が拡散接合等によって接合されている。このオリフィスプレート３は、積層部材２と同一の材料（例えば、ＳＵＳ３０４等）から構成されており、厚さが例えば０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍとされている。また、図３に示すように、インク吐出孔３ａは、１列形成され、例えば、パンチング加工やレーザ加工、エッチング加工によって形成される。

また、積層部材２の両面には、図２に示すように、振動板（箔）４が、拡散接合等によって接合されている。この振動板４は、積層部材２と同一の材料（例えば、ＳＵＳ３０４等）から構成されており、厚さが例えば０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍとされている。また、振動板４は、レーザ加工やエッチング加工によって形成される。

振動板４の外側面には、接着剤（例えば、メチルシアノアクリレートやエポキシ系、アクリル系の接着剤）等によって、所定形状の導体パターンが形成されたフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）５が貼着されており、このフレキシブルプリント基板５には、圧電素子６が熱圧着接合等により接合されている。圧電素子６は、材質がＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等から構成されており、厚さが例えば、０．５ｍｍ〜２ｍｍとされている。この圧電素子６には、各インク吐出孔３ａにそれぞれ対応した電極が、蒸着等の方法で形成されており、これらの電極は、フレキシブルプリント基板５に形成された導体パターンと電気的に接続されている。

図２に示される、第１流路形成積層板２１〜第５流路形成積層板２５は、中央部に配置される第１流路形成積層板２１から積層方向両側に向けて、一方がインク吐出孔３ａの奇数列の流路を形成するように、他方がインク吐出孔３ａの偶数列の流路を形成するように配置されている。そして、これらの両側のインク流路は、一方側と他方側とが、図３に示されるインク吐出孔３ａのように、同一直線上に形成されるようになっている。

上記した中央部に配置される第１流路形成積層板２１には、インク供給流路２０１、インク溜め部２０２、インク吐出部２０７を形成するための開口部が設けられている。また、第１流路形成積層板２１の外側に配置される第２流路形成積層板２２には、インク供給流路２０１、インク溜め部２０２を形成するための開口部と、下側インク流路２０６を形成するための開口部が設けられている。

この第２流路形成積層板２２の外側に配置される第３流路形成積層板２３には、下側インク流路２０６と、上側共通インク流路２０３とを形成するための開口部が設けられている。また、この第３流路形成積層板２３の外側に配置される第４流路形成積層板２４には、下側インク流路２０６と、上側個別インク流路２０４とを形成するための開口部が設けられている。

そして、最も外側に配置される第５流路形成積層板２５には、上下方向インク流路２０５を形成するための開口部が設けられている。

上記した構成の第１流路形成積層板２１〜第５流路形成積層板２５を、所定の順序で、所定枚数積層し、拡散接合することにより、積層部材２内には、インク供給流路２０１からインク吐出部２０７に至るインク流路が、積層方向中央部から両側に向けて形成される。そして、図１および図４に示すように、積層部材２の上側に、インク供給孔２ａが開口した状態となる。

積層部材２へのインクの供給は、インク供給孔２ａから行われる。そして、このインク供給孔２ａから供給されたインクは、インク供給流路２０１を通って、インク溜め部２０２に導入され、このインク溜め部２０２から、上側共通インク流路２０３、上側個別インク流路２０４、上下方向インク流路２０５、下側インク流路２０６をこの順で通過して、インク吐出部２０７内にまで充填される。

そして、上記のように積層部材２内にインクが充填された状態で、フレキシブルプリント基板５を介して、圧電素子６に駆動信号が加わると、駆動信号が加わった部分の圧電素子６が変形することによって対応する部分の振動板４が振動し、対応する部分の上下方向インク流路２０５内のインクを押圧し、オリフィスプレート３の対応するインク吐出孔３ａから所定量のインクが吐出されるようになっている。

次に、上記した積層部材２の両側面の上下方向インク流路２０５の開口部を覆うように振動板４を拡散接合して、インクジェットヘッド１を製造する方法について、図５〜１０を参照して説明する。

図５には、拡散接合を行う熱圧着装置３００の概要図を示している。また、図６は、振動板４を振動板固定部材３１３に固定した状態を示した断面図である。また、図７および図８には、上下方向インク流路２０５の開口部を覆うように振動板４を拡散接合する概要を説明するための図を示している。さらに、図９には、拡散接合時における接合部の断面の一部を模式的に示している。また、図１０には、振動板４における上下方向インク流路２０５の開口部を覆うように積層部材２に拡散接合された以外の領域の切り離しを説明するための図を示している。

図５に示すように、この熱圧着装置３００は、炉３１０と、この炉３１０の床上に設置された支え台３１１と、この支え台３１１上に設置されたあて板３１２と、このあて板３１２上に配置された積層部材２を上方から支え台３１１側に押圧する振動板固定部材３１３が取り付けられた圧着冶具３１４と、この圧着冶具３１４を駆動するアクチュエータ３１５とから主に構成されている。

炉３１０は、熱圧着を行う高温加熱が可能な炉であって、炉３１０内の温度を最大１３００℃程度まで上昇させることができる。また、炉３１０内を真空状態にして加熱することも可能であり、または炉３１０内を、例えば、窒素などの不活性ガス雰囲気にして加熱することも可能である。ここで、炉３１０内を真空状態にして、振動板４を拡散接合する場合には、接合強度が高いという利点があり、また、不活性ガス雰囲気にして、振動板４を拡散接合する場合には、短時間で処理が終了するという利点がある。

圧着冶具３１４は、振動板固定部材３１３に固定された振動板４を、積層部材２の上下方向インク流路２０５の開口部を覆うように、上方から支え台３１１側に押圧する部材である。この圧着冶具３１４は、アクチュエータ３１５によって駆動される。

図６に示すように、振動板固定部材３１３は、平面からなる一端面３３０ａを有する固定部材本体３３０と、この固定部材本体３３０の一端面３３０ａに隣り合った側面３３０ｂ、３３０ｂと振動板４を挟持する外部固定部材３４０とから構成されている。また、固定部材本体３３０は、本体内部部材３３１と、この本体内部部材３３１の振動板４と接触する側に形成された剥離層３３２とから構成されている。一方、外部固定部材３４０は、外部本体３４１と、その外部本体３４１の振動板４と接触する側に形成された剥離層３４２とから構成されている。

ここで、固定部材本体３３０を構成する本体内部部材３３１は、例えば、振動板４を構成するＳＵＳ３０４の線膨張係数（例えば、２０〜１００℃で１７×１０^−６／Ｋ）よりも大きな線膨張係数を有する材料で形成され、具体的にはジュラルミン（線膨張係数；例えば、２０〜１００℃で２３×１０^−６／Ｋ）などの金属が用いられる。また、ここでは、本体内部部材３３１を直方体に形成し、圧着冶具３１４と、例えば、ねじなどによって固定している。

また、本体内部部材３３１の振動板４と接触する側に形成された剥離層３３２は、例えば、ステンレス鋼にアルミニウムを含有させた析出硬化型ステンレス鋼などで形成される。この析出硬化型ステンレス鋼として、具体的には、日本冶金製の４３０Ａ、日本高周波鋼業製のＫＴＡ１７−７、ＫＭＳ１８−１４、ＫＭＳ１８−１７、日新製鋼製のＮＣＡ１、日本金属製のＳＵＳ６３１、日本金属工業製のＮＴＫ４０５、ＮＴＫ６３１、ＮＴＫＮＹ−８０Ａ等を使用することができる。なお、剥離層３３２を形成する材料の線膨張係数は、本体内部部材３３１の線膨張係数と同じ程度であることが好ましい。この剥離層３３２は、振動板４を固定する前に、炉３１０内で、１０００℃程度に加熱されることにより、その表面にアルミニウムを析出し、析出したアルミニウムが酸化アルミニウム（アルミナ；Ａｌ_２Ｏ_３）の層を形成する。この層の形成によって、振動板４との溶着が防止される。また、剥離層３３２が形成する一端面３３０ａは、このあて板３１２上に配置された積層部材２の上下方向インク流路２０５の開口部に面して設置され、さらに、上下方向インク流路２０５の開口部が形成された面と略平行に配置されている。

また、剥離層３３２における一端面３３０ａと側面３３０ｂ、３３０ｂとは、例えば９０度などの所定の角度を有する交角部を形成するが、この一端面３３０ａと側面３３０ｂ、３３０ｂとが交わる部分を曲率（Ｒ部）を有して形成してもよい。このＲ部を有することで、振動板４を拡散接合する際に、例えば、一端面３３０ａと側面３３０ｂ、３３０ｂとの交角部において剥離層３３２が切断されるなどの不都合を防止することができる。なお、一端面３３０ａと側面３３０ｂ、３３０ｂとが交わる部分を曲率（Ｒ部）を有して形成する場合には、平面を形成する一端面３３０ａが、振動板４を拡散接合する積層部材２の接合面よりも広くなるように、つまり、Ｒ部が接合面の外側に位置するように構成される。これによって、積層部材２の接合面には、平面からなる一端面３３０ａが、振動板４を介して接することになり、振動板４を積層部材２の接合面に均一に押圧して拡散接合することができる。なお、剥離層３３２は、本体内部部材３３１にねじ止めなどによって固定される。

また、外部固定部材３４０は、振動板４の両端側のそれぞれを振動板固定部材３１３と挟持するもので、外部固定部材３４０を構成する外部本体３４１は、ジュラルミンなどの材料で形成される。この外部本体３４１の振動板４と接触する側に形成された剥離層３４２は、上記した剥離層３３２と同じ材料で形成される。また、剥離層３３２の場合と同様に、剥離層３４２は、振動板４を固定する前に、炉３１０内で、１０００℃程度に加熱し、その表面に酸化アルミニウム（アルミナ；Ａｌ_２Ｏ_３）の層を形成してから使用される。この層の形成によって、振動板４との溶着が防止される。なお、剥離層３４２は、外部本体３４１にねじ止めなどによって固定される。また、外部固定部材３４０は、固定部材本体３３０に、例えば、ねじ止めなどで固定され、これによって、振動板４を固定部材本体３３０と外部固定部材３４０との間に挟持することができる。ここで、振動板４の両端側のそれぞれを固定部材本体３３０と外部固定部材３４０との間に挟持する際、振動板４が大きくたるむことがないように、振動板４を固定部材本体３３０の外側面に密着させている。

また、振動板４と接触する剥離層３３２の一端面３３０ａ、側面３３０ｂ、３３０ｂ、および剥離層３４２の接触面は、鏡面仕上げされていることが好ましい。これらの面を鏡面仕上げすることで、振動板４におけるこれらの面との接触面に傷がつくのを防止することができる。特に、一端面３３０ａと接触する振動板４の接触面における傷の発生を防止することで、振動板４とフレキシブルプリント基板５との接合部における気泡の介在を防止することができる。なお、振動板４が拡散接合される積層部材２の接合面も、鏡面仕上げされていることが好ましい。積層部材２の接合面を鏡面仕上げすることで、振動板４との拡散接合を的確に行うことができる。

あて板３１２は、支え台３１１と積層部材２との間に介在し、積層部材２が支え台３１１と溶着するのを防止する部材である。また、あて板３１２は、剥離層３３２と同じ上記した材料で形成される。また、剥離層３３２の場合と同様に、あて板３１２は、積層部材２を設置する前に、炉３１０内で、１０００℃程度に加熱し、その表面に酸化アルミニウム（アルミナ；Ａｌ_２Ｏ_３）の層を形成してから使用される。この層の形成によって、積層部材２との溶着が防止される。

なお、あて板３１２上に設置される積層部材２の位置決めを容易に行うために、例えば、支え台３１１上に設置されたあて板３１２の表面に、積層部材２の形状に対応させた均一な深さの溝部等を形成してもよい。なお、容易に積層部材２の位置決めを行う方法は、溝部を形成することに限られず、所定の位置に積層部材２を容易に設置できる構成ならばよい。

次に、図６〜図９を参照して、振動板４を積層部材２の側面に拡散接合する方法について具体的に説明する。

まず、積層部材２をあて板３１２上に設置する前、および振動板４を振動板固定部材３１３に固定する前に、あて板３１２および振動板固定部材３１３を炉３１０内において１１００℃で３６０分程度熱し、あて板３１２および振動板固定部材３１３の剥離層３３２、３４２の表面に、アルミニウムを析出させ、そのアルミニウムが酸化した酸化アルミニウム層（アルミナ層）である層を形成する。

続いて、あて板３１２上の所定の位置に積層部材２を配置する。さらに、前述したように、振動板４が大きくたるむことがないように、振動板４を固定部材本体３３０の外側面に密着させ、振動板４の両端側のそれぞれを固定部材本体３３０と外部固定部材３４０との間に挟持して、振動板固定部材３１３に振動板４を固定する。

続いて、炉３１０内を加熱し、炉３１０内の温度を８５０℃に設定する。そして、その設定温度を２０分維持する。この加熱によって、図６に示すように、振動板固定部材３１３を構成する本体内部部材３３１および振動板４は、熱膨張して伸張する。図６には、その伸張する方向のうちの一方向について矢印で示している。図６に示すように、本体内部部材３３１が体積膨張するので、本体内部部材３３１の各面は、その面積を拡大するように伸張する。また、剥離層３３２は、本体内部部材３３１の伸びに追従して伸びる。この際、前述したように、本体内部部材３３１を形成する材料は、振動板４を形成する材料よりも線膨張係数が大きいため、本体内部部材３３１の伸び、つまり固定部材本体３３０の伸びの方が、振動板４の伸びよりも大きくなり、振動板４は、固定部材本体３３０によって伸張される。この結果、振動板４は、固定部材本体３３０の外側面に、しわなどを形成することなく伸張された状態で接する。

続いて、アクチュエータ３１５によって圧着治具３１４を下降させ、振動板固定部材３１３に伸張した状態で固定されている振動板４を、上下方向インク流路２０５の開口部を覆うように積層部材２の接合面に押圧する。

続いて、この状態で、炉３１０内の温度を９５０〜１０５０℃で２時間維持し、振動板４を積層部材２の接合面に拡散接合した後、２４時間の除冷処理を行う。なお、この設定温度および加熱時間は、積層部材２および振動板４を形成する材料や厚さ、大きさなどの形状を考慮して適宜に設定可能である。

上記した処理工程を実施することで、振動板４が積層部材２の上下方向インク流路２０５の開口部を有する側面に拡散接合される。

次に、図９を参照して、上記した加熱処理中におけるインク流路内の状態を説明する。

上記したように、炉３１０内を加熱することで、固定部材本体３３０に伸張した状態に固定された振動板４は、上下方向インク流路２０５の開口部を覆うように積層部材２の接合面に当接した後も、伸張した状態が維持される。これによって、振動板４が、上下方向インク流路２０５側に窪んだ状態に変形したり、しわ状に変形したりすることがない。

そして、振動板４は、この伸張した状態を維持したまま、積層部材２の接合面に拡散接合される。また、除冷処理工程においても、この伸張した状態が徐々に緩和されるため、振動板４が、上下方向インク流路２０５側に窪んだ状態に変形したり、しわ状に変形したりすることがない。

冷却後、図１０に示すように、積層部材２の形状に対応させて、振動板４に形成された切り離し部４００で振動板４を切断することで、振動板４の不要部分４０１を取り除く。ここで、切り離し部４００は、積層部材２の形状に対応させて、振動板４の所定の領域に形成された、例えばミシン目などで構成される。なお、切り離し部４００の構成は、これに限られるものではなく、容易に振動板４の不要部分４０１を取り除ける構成ならばよい。

また、上記した積層部材２の接合面と異なる側にも、上下方向インク流路２０５の開口部を有する場合には、上記した方法で、その異なる側の上下方向インク流路２０５の開口部を覆うように振動板４を拡散接合する。

続いて、振動板４上には、一方の面に圧電素子６が異方性導電ファイル（ＡＣＦ）を用いて熱圧着されたフレキシブルプリント基板５が、接着剤により接着されインクジェットヘッド１が形成される。なお、振動板４上にフレキシブルプリント基板５を接着する際、フレキシブルプリント基板５を振動板４側に押圧して接着される。

以上説明したように、本発明に係る一実施の形態では、振動板４を固定する振動板固定部材３１３の本体内部部材３３１を形成する材料を、振動板４を形成する材料よりも線膨張係数が大きい材料で構成しているため、加熱した際、本体内部部材３３１の伸び、つまり固定部材本体３３０の伸びの方が、振動板４の伸びよりも大きくなり、振動板４を固定部材本体３３０によって伸張することができる。これによって、振動板４は、固定部材本体３３０の外側面に、しわなどを形成することなく伸張された状態で接することができ、拡散接合の際の振動板４におけるしわ状の変形などを防止することができる。

また、固定部材本体３３０に伸張した状態に固定された振動板４は、上下方向インク流路２０５の開口部を覆うように積層部材２の接合面に当接した後も、伸張した状態が維持されるので、振動板４が、上下方向インク流路２０５側に窪んだ状態に変形したり、しわ状に変形したりすることを防止することができる。

また、上記したインクジェットヘッドの製造方法で製作されたインクジェットヘッド１においては、変形を有しない振動板４が形成されるため、フレキシブルプリント基板５の接合や、フレキシブルプリント基板５を介しての圧電素子６の接合を的確に行うことができる。これによって、圧電素子６の伸縮による変動を振動板４に的確に伝達し、各インク吐出孔３ａから均一な量のインクを吐出することができる。

また、上記した一実施の形態では、図５に示すように、振動板４の両端側のそれぞれを固定部材本体３３０と外部固定部材３４０との間に挟持して、振動板固定部材３１３に振動板４を固定しているが、振動板４の固定方法はこれに限られるものではない。例えば、図５に示した、外部固定部材３４０、３４０に加えて、これらに垂直な位置にさらに２つの外部固定部材を設けて、振動板４を４方向から挟持するように構成してもよい。なお、この場合には、増設された外部固定部材に対応する固定部材本体３３０の表面は、剥離層で構成される。また、振動板４には、増設された外部固定部材に挟持される端部が形成され、さらに、積層部材２の形状に対応した切り離し部４００が形成される。このように、振動板４を４つの方向から挟持することによって、各方向により均一に振動板４を伸張することができ、拡散接合の際の振動板４におけるしわ状の変形などを防止することができる。

また、積層部材２として、両側面に上下方向インク流路２０５の開口部を有する形態のものを例にして説明したが、例えば、一側面にのみ上下方向インク流路の開口部を有する形態の積層部材にも、本発明は適用することができる。この場合にも、上記した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

また、上記した拡散接合方法で、振動板４を積層部材２の側面に拡散接合する際、インク流路に内圧をかけて、振動板４をインク流路内から振動板固定部材３１３の剥離層３３２の一端面３３０ａに押圧しながら拡散接合してもよい。

この振動板４を剥離層３３２の一端面３３０ａに押圧する方法として、例えば、インク供給孔２ａ以外の、例えばインク吐出孔３ａなどのインク流路を気密に封鎖し、振動板４を積層部材２に押圧した状態で、インク供給孔２ａから圧縮された空気や不活性ガスをインク流路内に供給することなどが挙げられる。この方法を採用することで、拡散接合の際、振動板４が、上下方向インク流路２０５側に窪んだ状態に変形したり、しわ状に変形したりすることをさらに効果的に防止することができる。

（他の実施の形態）
ここで、上記した一実施の形態では、図１０に示すように、振動板４は、積層部材２の長手方向の両端側に、固定部材本体３３０と外部固定部材３４０によって挟持される不要部分４０１を有する構成となっているが、この構成に限られるものではない。

例えば、図１１に示すように、積層部材２の短手方向の両端側に、固定部材本体３３０と外部固定部材３４０によって挟持される不要部分４０１ａを有するように振動板４ａを構成してもよい。また、切り離し部４００ａは、積層部材２の形状に対応して形成されている。

また、図１２に、この場合の拡散接合時における接合部の断面の一部を模式的に示す。
上記した振動板４を用いる場合と同様に、炉３１０内を加熱することで、固定部材本体３３０に伸張した状態に固定された振動板４ａは、上下方向インク流路２０５の開口部を覆うように積層部材２の接合面に当接した後も、伸張した状態が維持される。これによって、振動板４ａが、上下方向インク流路２０５側に窪んだ状態に変形したり、しわ状に変形したりすることがない。なお、この場合には、振動板４ａは、不要部分４０１ａの方向、つまり、積層部材２の短手方向に伸びる。

そして、振動板４ａは、この伸張した状態を維持したまま、積層部材２の接合面に拡散接合される。また、除冷処理工程においても、この伸張した状態が徐々に緩和されるため、振動板４ａが、上下方向インク流路２０５側に窪んだ状態に変形したり、しわ状に変形したりすることがない。

冷却後、図１１に示すように、積層部材２の形状に対応させて、振動板４ａに形成された切り離し部４００ａで振動板４ａを切断することで、振動板４ａの不要部分４０１ａを取り除く。

さらに、図１３に示すように、振動板は、長方形で、かつこの長手方向に対して所定の角度ずらして、積層部材２に拡散接合するように構成されてもよい。この場合には、振動板４ｂの長手方向の両端側が、固定部材本体３３０と外部固定部材３４０によって挟持される。また、振動板４ｂには、積層部材２の形状に対応させて、切り離し部４００ｂが形成される。そして、この振動板４ｂも、上記した振動板４、４ａの場合と同様の方法で、積層部材２に拡散接合される。このように、振動板が伸ばされる方向に対する積層部材２の接合面の配置方向は、特に限定されるものではない。

これらの他の実施の形態の場合も、上記した振動板４を用いる一実施の形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。

本発明に係る一実施の形態のインクジェットヘッドの製造方法において製造されたインクジェットヘッドの全体の概略構成を示す斜視図。 図１のインクジェットヘッドの構造を分解して示す斜視図。 図１のインクジェットヘッドの底面の構成を示す平面図。 図１のインクジェットヘッドの上面の構成を示す平面図。 熱圧着装置の概要図。 振動板を振動板固定部材に固定した状態を示した断面図。 上下方向インク流路の開口部を覆うように振動板を拡散接合する概要を説明するための図。 上下方向インク流路の開口部を覆うように振動板を拡散接合する概要を説明するための図。 拡散接合時における接合部の断面の一部を模式的にに示した図。 振動板が積層部材に拡散接合された以外の領域の切り離しを説明するための図。 他の実施の形態における振動板が積層部材に拡散接合された状態を示す図。 他の実施の形態での拡散接合時における接合部の断面の一部を模式的に示した図。 他の実施の形態における振動板が積層部材に拡散接合された状態を示す図。

符号の説明

１…インクジェットヘッド、２…積層部材、４…振動板、２０５…上下方向インク流路、２０７…インク吐出部、３００…熱圧着装置、３１０…炉、３１１…支え台、３１２…あて板、３１３…振動板固定部材、３１４…圧着冶具、３１５…アクチュエータ、３３０…固定部材本体、３３０ａ…一端面、３３０ｂ…側面、３３１…本体内部部材、３３２…剥離層、３４０…外部固定部材、３４１…外部本体、３４２…剥離層。

Claims (11)

1. インクジェットヘッド構成部材の側面に開口したインク流路の開口部を覆うように振動板を熱圧着するインクジェットヘッドの製造方法であって、
   前記振動板を、平面からなる一端面を有する固定部材の前記一端面に密接させ、前記振動板の端部を前記固定部材の前記一端面に隣り合った側面に挟持して固定する振動板固定工程と、
   前記固定部材の一端面に面する平行な位置に、前記インクジェットヘッド構成部材の開口部が位置するように前記インクジェットヘッド構成部材を配置するインクジェットヘッド構成部材配置工程と、
   前記振動板を固定した固定部材および前記インクジェットヘッド構成部材を加熱する加熱工程と、
   前記加熱された固定部材を、前記加熱されたインクジェットヘッド構成部材の開口部を覆うように前記振動板を介して押圧し、前記振動板を前記インクジェットヘッド構成部材に熱圧着する熱圧着工程と
   を具備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。
2. 前記熱圧着工程において、
   前記インクジェットヘッド構成部材の側面と異なる面に形成された前記インク流路の開口部を封止し、前記インク流路内を加圧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。
3. 前記固定部材を形成する材料が、前記振動板を形成する材料よりも線膨張係数が大きいことを特徴とする請求項１および２記載のインクジェットヘッドの製造方法。
4. 前記インクジェットヘッド構成部材および前記振動板は、ステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のインクジェットヘッドの製造方法。
5. 前記振動板において、前記インクジェットヘッド構成部材に熱圧着される部分以外の領域は、切り離し可能に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のインクジェットヘッドの製造方法。
6. 前記固定部材の少なくとも前記振動板と接する面は、剥離層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のインクジェットヘッドの製造方法。
7. 前記剥離層が、アルミニウムを含有する金属を加熱してアルミニウムを析出させて形成された酸化アルミニウムで構成されていることを特徴とする請求項６記載のインクジェットヘッドの製造方法。
8. 前記振動板が熱圧着される前記インクジェットヘッド構成部材の圧着面に前記振動板を介して当接する前記固定部材の一端面、または前記インクジェットヘッド構成部材の圧着面および前記固定部材の一端面が鏡面処理されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のインクジェットヘッドの製造方法。
9. 前記熱圧着工程は、真空下で行われることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載のインクジェットヘッドの製造方法。
10. 前記熱圧着工程は、不活性ガス雰囲気下で行われることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載のインクジェットヘッドの製造方法。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか１項記載の製造方法によって製作されたことを特徴とするインクジェットヘッド。

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