JP2007062082A - インクジェットヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 インクジェットヘッドの拡散接合工程の回数を低減する。
【解決手段】 インク流路用の孔が形成された複数枚の金属製の薄板５〜９が重ねられ拡散接合されることにより、インクの流入口１２、吐出口４及び両口間を結ぶ流路を備えたマニホールド１が形成され、上記吐出口に対応するようにオリフィスプレート１９と振動板１０がマニホールド１に接合されたインクジェットヘッドにおいて、一枚の金属製のブランク板３２に連設されたオリフィスプレート１９と振動板１０とが、マニホールド１の表面に拡散接合される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プリンタ等で使用されるインクジェットヘッドとその製造方法に関する。

従来、インクジェットヘッドのマニホールドを複数枚の金属製薄板を積み重ねて拡散接合することにより作ることが提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。インクジェットヘッドのマニホールドを拡散接合により形成すると、薄板の接合面が原子の相互拡散によって密着するので、インク漏れ防止効果が高まる。また、接着剤、ハンダ等により薄板を接合して構成したインクジェットヘッドに比べ、拡散接合によるインクジェットヘッドはインクに含まれる溶剤、インクジェットヘッドの洗浄用の溶剤等により接合部が腐食したり溶けたりしないので、インク漏れ防止効果が高い。

特開平２−１０７４５０号公報 特開平１０−１６６５９９号公報

従来のインクジェットヘッドには次のような問題がある。
（１）インク流路を形成するマニホールドに対し振動板、オリフィスプレート等を接着剤により接合しているが、これらの接着剤がインクの溶剤や洗浄用の溶剤で溶けたり剥落したりする。
（２）マニホールドに対し、振動板、オリフィスプレート等を別々に接着するので、工程数が多い。振動板、オリフィスプレート等を金属で作ってマニホールドに拡散接合することも考えられるが、拡散接合を繰り返すことによる材料の劣化が問題となる。
（３）インクの流路等の形成に機械加工を行う部分があり、そのため時間がかかり、高価となり、精度が不安定になりやすい。
（４）薄板にメッキをしてロウ接合する場合があるが、メッキをするために工数、費用がかかり、金メッキを行うとすると材料費が高価になる。
（５）オリフィスプレート及び振動板は、マニホールドと材質が異なるので、拡散接合する場合線膨張係数が異なり、接合時の位置精度が低下する。

従って、本発明は上記問題点を解決することができるインクジェットヘッド及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記問題点を解決するため、請求項１に係る発明は、インク流路用の孔が形成された複数枚の金属製の薄板が重ねられ拡散接合されることにより、インクの流入口、吐出口及び両口間を結ぶ流路を備えたマニホールドが形成され、上記吐出口に対応するようにオリフィスプレートと振動板がマニホールドに接合されたインクジェットヘッドにおいて、一枚の金属製のブランク板に連設されたオリフィスプレートと振動板とが、マニホールドの表面に拡散接合されたインクジェットヘッドを採用する。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、マニホールドの吐出口が設けられる面と振動板が接合される面とが稜線で交差し、この稜線に合致する折れ線が上記ブランク板に形成されたインクジェットヘッドを採用する。

また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッドにおいて、所定の薄板にその厚さ方向に貫通する吐出口用孔が形成されると共にこの吐出口用孔が薄板の端面と交差する位置に端面口が形成され、上記吐出口がこの端面口によって薄板の端面の集積面上に形成されたインクジェットヘッドを採用する。

また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、吐出口が複数枚の薄板の端面口を合致させることにより形成されたインクジェットヘッドを採用する。

また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、所定の薄板にその厚さ方向に貫通する流路用孔が形成され、流路用孔によってインクの流路が形成されたインクジェットヘッドを採用する。

また、請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、インクの流路が複数枚の薄板の流路用孔を合致させることにより形成されたインクジェットヘッドを採用する。

また、請求項７に係る発明は、請求項３に記載のインクジェットヘッドにおいて、マニホールドの上記集積面にオリフィスプレートが拡散接合され、集積面に隣接する他の面に振動板が拡散接合されたインクジェットヘッドを採用する。

また、請求項８に係る発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、マニホールド及びブランク板が同じ金属材料で形成されたインクジェットヘッドを採用する。

また、請求項９に係る発明は、請求項８に記載のインクジェットヘッドにおいて、金属材料が合金であるインクジェットヘッドを採用する。

また、請求項１０に係る発明は、請求項８に記載のインクジェットヘッドにおいて、金属材料がステンレス鋼であるインクジェットヘッドを採用する。

また、請求項１１に係る発明は、請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、各薄板の少なくとも流入口、吐出口及び流路に対応する箇所が電解研磨により表面処理されたインクジェットヘッドを採用する。

また、請求項１２に係る発明は、請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、振動板の表面に回路基板が接着されたインクジェットヘッドを採用する。

また、請求項１３に係る発明は、請求項１２に記載のインクジェットヘッドにおいて、回路基板に圧電素子が接着されたインクジェットヘッドを採用する。

また、請求項１４に係る発明は、請求項１３に記載のインクジェットヘッドにおいて、圧電素子が異方性導電材を介して回路基板に接着されたインクジェットヘッドを採用する。

また、請求項１５に係る発明は、請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、表面が耐溶剤性保護層で被覆されたインクジェットヘッドを採用する。

また、請求項１６に係る発明は、請求項１５に記載のインクジェットヘッドにおいて、少なくとも異方性導電材の表面が耐溶剤性保護層で被覆されたインクジェットヘッドを採用する。

また、請求項１７に係る発明は、インク流路用の孔が形成された複数枚の金属製の薄板を重ね合わせ拡散接合することにより、インクの流入口、吐出口及び両口間を結ぶ流路を備えたマニホールドを形成し、このマニホールドにオリフィスプレートと振動板を接合するインクジェットヘッドの製造方法において、オリフィスプレートと振動板とを一枚の金属製のブランク板に形成し、この一枚のブランク板をマニホールドの表面に拡散接合することにより、オリフィスプレートと振動板とを同時にマニホールドと一体化するインクジェットヘッドの製造方法を採用する。

また、請求項１８に係る発明は、請求項１７に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、ブランク板のオリフィスプレートと振動板との境に折れ線を形成し、この折れ線がマニホールドの稜線に合致するようにブランク板をマニホールドの面に当てて拡散接合するインクジェットヘッドの製造方法を採用する。

また、請求項１９に係る発明は、請求項１７又は請求項１８に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、素材板内に輪郭溝及びつなぎ部を介して薄板を形成し、この素材板同士を拡散接合して少なくともインクの吐出口を形成した後につなぎ部を切断して薄板同士の接合されたものをマニホールドとして取り出すインクジェットヘッドの製造方法を採用する。

また、請求項２０に係る発明は、請求項１９に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、真空又は保護雰囲気中で、ステンレス鋼製の素材板を重ね合わせて所定圧力でプレスし、７５０℃〜１１００℃の温度範囲内で加熱することにより全素材板の拡散接合を行うインクジェットヘッドの製造方法を採用する。

また、請求項２１に係る発明は、請求項１９又は請求項２０に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、少なくとも流路及び吐出口を含んだ薄板の素材板を拡散接合した後、つなぎ部を切断して薄板同士の接合されたものをマニホールドとして取り出し、吐出口が覗く薄板の端面の集積面を研磨し、この研磨した平滑面にブランク板のオリフィスプレートを拡散接合するインクジェットヘッドの製造方法を採用する。

また、請求項２２に係る発明は、請求項１７乃至請求項２１のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法において、各薄板の少なくとも流入口、吐出口及び流路に対応する箇所を電解研磨により表面処理するインクジェットヘッドの製造方法を採用する。

本発明によれば、オリフィスプレートと振動板とを一枚のブランク板としてマニホールドに同時に拡散接合するので、それだけ位置精度に優れ、隙間がなく、インク漏れのないインクジェットヘッドとすることができ、また、拡散接合回数が少ないことによる材料の劣化が防止された品質の良いインクジェットヘッドとすることができる。

また、薄板の厚さの変更、薄板の枚数の変更、薄板の位置の変更、薄板の端面口の位置、幅の変更等によって適正な開口面積、位置、向き、長さの吐出口を形成することができ、従ってインキを精度良く吐出することができる。また、従来のような接着剤等が不要になるので、精度、耐久性、耐溶剤性に優れたインクジェットヘッドとすることができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１及び図２に示すように、このインクジェットヘッドは、例えばステンレス鋼製のマニホールド１を備え、マニホールド１の略長方形の前面に、吐出口４と、吐出口４に重なるインクの微小な液滴を噴射する一列に並んだ複数個のオリフィス２とを有し、マニホールド１の背面にインクの流入口３を有する。マニホールド１の内部には、流入口３と吐出口４との間を結ぶインクの流路が形成される。

マニホールド１は、図３に示すように、金属製の数種類の薄板５，６，７，８，９がそれぞれ一枚又は多数枚積み重ねられ拡散接合されることにより形成される。

すなわち、マニホールド１の中心部に複数枚の第一の薄板５が重ねられて配置され、この第一の薄板５の積層体の両側に第二の薄板６が複数枚重なった状態で配置され、この第二の薄板６の各積層体の外側に第三の薄板７が複数枚重なった状態でそれぞれ配置され、この第三の薄板７の積層体の外側に第四の薄板８が複数枚重なった状態でそれぞれ配置され、この第四の薄板８の積層体の外側にそれぞれ第五の薄板９が配置される。

マニホールド１の中心部に置かれる第一の薄板５は、この薄板５の長手方向に伸びる第一の流路用孔１１を中央部に有する。第一の流路用孔１１は、ケミカルエッチング等により形成され、第一の薄板５をその厚さ方向に広い面積で貫通する。第一の流路用孔１１からは、インクの流入口３に通じる流入口用孔１２が分岐する。また、第一の流路用孔１１の長手方向に沿って第一の薄板５をその厚さ方向に貫通する吐出口用孔１４が形成される。吐出口用孔１４が第一の薄板５の端面と交差する位置には端面口４ａが形成され、複数個の端面口４ａの重なりによって図２に示すように吐出口４が薄板５，６，７，８の端面の集積面１３であるマニホールド１の正面に開口する。流入口用孔１２が第一の薄板５の他の端面と交差する位置にも端面口が形成され、複数個の端面口の重なりによって流入口３が薄板５，６，７，８の端面の集積面であるマニホールド１の背面に開口する。

第二の薄板６には、上記第一の薄板５と重なり合って同じ流路を形成する第一の流路用孔１１、流入口用孔１２が、第二の薄板６を厚さ方向に貫通するように形成される。また、上記吐出口用孔１４の始端にそれぞれ合致する小さい長円形の第二の流路用孔１５が、第二の薄板６をその厚さ方向に貫通するように形成される。

第三の薄板７には、第一と第二の薄板５，６の第一の流路用孔１１に合致する第三の流路用孔１６が、第三の薄板７をその厚さ方向に貫通するように形成される。また、上記第二の薄板６と重なり合って同じ流路を形成する第二の流路用孔１５が形成される。

第四の薄板８には、第三の薄板７の第三の流路用孔１６に合致し、吐出口４ごとに分割された小面積の第四の流路用孔１７が、第四の薄板８をその厚さ方向に貫通するように形成される。また、上記第二と第三の薄板６，７と重なり合って同じ流路を形成する第二の流路用孔１５が形成される。

第五の薄板９には、上記第四の薄板８と重なり合って、第四の流路用孔１７と第二の流路用孔１５とを連通させる第五の流路用孔１８が、第五の薄板９を厚さ方向に貫通するように形成される。

このマニホールド１に、第五の薄板９の上から第六の薄板１０がそれぞれ拡散接合される。第六の薄板１０は、振動板として機能する板であり、第五の薄板９の第五の流路用孔１８を遮蔽する。

上記第一乃至第五の薄板５，６，７，８，９は、例えばＳＵＳ３０４製であり、厚さが０．０２ｍｍ〜０．２ｍｍ／枚のものが使用される。第六の薄板１０を除きマニホールド１の形成には例えば２５枚〜２５０枚使用される。第六の薄板１０は、例えば第一乃至第五の薄板５，６，７，８，９と同様にＳＵＳ３０４製であり、厚さが０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍ／枚のものがマニホールド１の両側にそれぞれ一枚ずつ使用される。

上記第一乃至第六の薄板５，６，７，８，９，１０が重畳され、第一乃至第五の流路用孔１１，１５，１６，１７，１８が連通することによってインクの流路が形成され、流入口３からマニホールド１内に流入したインクは、第一の流路用孔１１、第三の流路用孔１６、第四の流路用孔１７、第五の流路用孔１８、第二の流路用孔１５、吐出口用孔１４へと流れ、吐出口４に到達してオリフィス２からマニホールド１の前方へ噴射される。

このように、第一の薄板５にその厚さ方向に貫通する吐出口用孔１４が形成されると共にこの吐出口用孔１４が第一の薄板５の端面と交差する位置に端面口４ａが形成され、吐出口４がこの端面口４ａによってすべての薄板５，６，７，８，９，１０の端面の集積面１３上に形成されることから、第一の薄板５の厚さの変更、位置の変更、端面口４ａの位置又は幅の変更等によって、適正な開口面積、位置、向き、長さの吐出口４が形成される。また、第一の薄板５を複数枚重畳し、これら第一の薄板５の厚さや枚数を適宜変更することにより、吐出口４の開口面積が自在に加減される。また、同様に第一乃至第五の薄板５，６，７，８，９を増減変更することにより、適正な形状、大きさのインク流路が形成される。

なお、第一の薄板５から一方の積層方向に積層される第二乃至第五の薄板６，７，８，９は、奇数番目の吐出口４を形成し、他方の積層方向に積層される第二乃至第五の薄板６，７，８，９は、偶数番目の吐出口４を形成する。

オリフィス２は、図２及び図３に示すように、金属製例えばステンレス鋼製の薄板からなるオリフィスプレート１９に円形の小孔として穿設される。このオリフィスプレート１９がマニホールド１の上記集積面１３である正面の研磨面に後述する拡散接合により接着される。各オリフィス２はマニホールド１の各吐出口４にそれぞれ対応し、吐出口４の開口を整える。

オリフィスプレート１９は、図２及び図３に示すように、振動板である第六の薄板１０と共に一枚の金属製のブランク板３２に連設され、ブランク板３２がマニホールド１の表面に拡散接合されることにより、第六の薄板１０と一体で同時にマニホールド１に固着される。

ブランク板３２には、オリフィスプレート１９を中央にしてその両側に第六の薄板１０がそれぞれ配置され、オリフィスプレート１９と両側の第六の薄板１０との境界にそれぞれ折れ線３２ａが形成される。折れ線３２ａはエッチング、プレス等によりブランク板３２に形成される。マニホールド１の吐出口４が設けられる面は振動板である第六の薄板１０が接合される面と交差し、この交差により形成される稜線９ａにブランク板３２の折れ線３２ａが合致する。これにより、オリフィスプレート１９と第六の薄板１０はマニホールド１に対し正確に位置決めされ、拡散接合により隙間なくマニホールド１の表面に密着する。なお、インクジェットヘッドにより第六の薄板１０を一枚のみ必要とする場合は、ブランク板３２にはオリフィスプレート１９と一枚の第六の薄板１０のみが設けられる。

図１乃至図３に示すように、マニホールド１の両側面における振動板である第六の薄板１０の表面には、回路基板であるフレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）２０が図示しない熱圧着シートを介して貼着される。また、ピエゾ素子からなる圧電素子２１が帯シート状に配列され、圧電素子２１の各帯シートがフレキシブルプリントサーキット２０の上に貼着される。圧電素子２１は各吐出口４ごとに配置されるが、例えば一方の帯シートの圧電素子２１の列は偶数番目の吐出口４に対応して配置され、他方の帯シートの圧電素子２１の列は奇数番目の吐出口４に対応して配置される。

また、圧電素子２１はフレキシブルプリントサーキット２０に対し異方性導電材（ＡＣＦ）２２を介して貼着される。異方性導電材としてはシート状、ペースト状、ボンディング状、板状、バンプ状等所望の形態のものを使用可能である。

また、圧電素子２１及びその周辺部は図２に示すように耐溶剤性保護層２３で被覆される。耐溶剤性保護層２３は、例えばポリパラキシレン等の耐溶剤性材料を化学蒸着、塗工等によりコーティングすることにより形成される。この耐溶剤性保護層２３による被覆により、インクの溶剤、インクジェットヘッドの洗浄用溶剤による異方性導電材２２の侵食が防止され、電気的導通不良の発生が防止される。この耐溶剤性保護層２３は異方性導電材が露出した箇所のみを被覆するように設けてもよい。

ここで、上記構成のインクジェットヘッドの作用について説明する。

インクジェットヘッドは、図示しないプリンタ内に装着される。この装着はたとえばマニホールド１に設けられた図１及び図３に示す孔２４に図示しない固定ネジを通すことにより行われる。

インクは流入口３からマニホールド１内に流入し、第一の流路用孔１１、第三の流路用孔１６、第四の流路用孔１７、第五の流路用孔１８、第二の流路用孔１５、吐出口用孔１４へと流れ、オリフィス２の先端に到達しメニスカスを形成する。

そこで、フレキシブルプリントサーキット２０から圧電素子２１に所定の信号が入力されると、圧電素子２１が振動板である第六の薄板１０を振動させる。これにより、オリフィス２の箇所でメニスカスを形成したインキがオリフィス２から微細な液滴となって噴射される。

このインクの液滴が紙、板等の被塗布材の表面に付着し、被塗布材の表面にパターンを形成する。

次に、上記マニホールドの製造方法について説明する。

（１）図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示すように、第一乃至第四の薄板５，６，７，８の素材板５ａ，６ａ，７ａ，８ａを用意する。

これらのすべての素材板５ａ，６ａ，７ａ，８ａは同じ形状、大きさ及び厚さに形成され、各素材板５ａ，６ａ，７ａ，８ａ内に第一乃至第四の薄板５，６，７，８がそれぞれ輪郭溝２５の刻設によって形成される。輪郭溝２５を境界にして第一乃至第四の薄板５，６，７，８はそれぞれを取り囲む耳部２６と分かたれ、輪郭溝２５内に点在するつなぎ部２７によって耳部２６に連結される。輪郭溝２５は例えばケミカルエッチングにより形成され、つなぎ部２７はこのケミカルエッチングと同時に薄板の略半分の肉厚のハーフカット部として形成される。

このように、すべての素材板５ａ，６ａ，７ａ，８ａとして同じ形状、大きさ及び厚さのものを使用することから、マニホールドを精度よく大量に生産することができる。

（２）第一乃至第四の薄板５，６，７，８の素材板５ａ，６ａ，７ａ，８ａを積み重ねた重畳体を図５（Ａ）に示すように拡散接合装置内に装填する。図５（Ａ）において、符号２８は真空チャンバを示し、この真空チャンバ２８内に重畳体を当て板２９，３０で上下から挟んだ状態で収納し、錘３１によって図６（Ａ）に示すように加圧する。

この拡散接合は、真空チャンバ２８内の真空中で、第一乃至第四の薄板５，６，７，８の素材板５ａ，６ａ，７ａ，８ａを重ね合わせて錘３１による拡散接合可能な圧力でプレスし、７５０℃〜１１００℃で加熱することによって行う。この拡散接合により、素材板５ａ，６ａ，７ａ，８ａの各接合面で原子が相互拡散し、接合界面の結晶粒界が移動し、接合界面から空隙が略消滅し、インクの漏れが適正に防止される。

（３）拡散接合が終了した薄板の重畳体を真空チャンバ２８から取り出し、図６（Ｂ）に示すように、素材板５ａ，６ａ，７ａ，８ａの耳部２６をつなぎ部２７の箇所で破断させて薄板５，６，７，８のみの重畳体を取り出す。

上述の拡散接合時において、各薄板５，６，７，８は耳部２６によって囲まれているので、錘３１による加圧力が付加されても、吐出口用孔１４、流入口用孔１２、流路用孔１１，１５，１６，１７の圧潰が防止され、吐出口４、流入口３、インク流路が適正に形成される。

（４）耳部２６が除去された薄板５，６，７，８の重畳体を、その両面に第五の薄板９を当てた上で、図５（Ａ）に示すごとく前回と同様にして真空チャンバ２８内に収納し、前回と同様な条件で図６（Ｃ）に示すごとく第五の薄板９を拡散接合する。

なお、第五の薄板９は耳部２６を有しないが、第一乃至第四の薄板５，６，７，８の素材板５ａ，６ａ，７ａ，８ａと同様に耳部を有する素材板として形成し、前回の拡散接合の際に第一乃至第四の薄板５，６，７，８の素材板５ａ，６ａ，７ａ，８ａと共に拡散接合することも可能である。

（５）上記（４）の工程を終えた重畳体の正面は図６（Ｃ）に示すような薄板５，６，７，８，９の端面の集積面１３となって現れ、集積面１３に吐出口４が開口する。この集積面１３を研磨盤等により研磨して平滑面に仕上げる。

（６）図３及び図６（Ｄ）に示すようなオリフィスプレート１９と振動板である第六の薄板１０とを折れ線３２ａを介し連設した一枚の金属製のブランク板３２を用意し、このブランク板３２を折れ線３２ａで折り曲げ、折れ線３２ａがマニホールド１の稜線９ａに合致するようにマニホールド１に当てる。これにより、オリフィスプレート１９がマニホールド１の正面に正確に位置決めされ、第六の薄板１０が第五の薄板９の上に正確に位置決めされる。ブランク板１は上記各薄板５，６，７，８，９と同様な金属材料で第六の薄板１０と同程度の薄さに作られる。

（７）図５（Ｂ）に示すように、ブランク板３２を当てたマニホールド１を拡散接合装置内に装填する。この拡散接合装置は図５（Ａ）に示したものと同様であり、その真空チャンバ２８内にブランク板３２の当てられたマニホールド１が吐出口４を下向き又は上向きにした状態で収納され固定される。符号３３，３４はマニホールド１を上下から挟む当て板を夫々示し、両当て板３３，３４による上下からの押圧作用でブランク板３２のオリフィスプレート１９がマニホールド１の集積面１３に密着する。また、符号３５，３６はマニホールド１を左右から挟むクランプ板を夫々示し、両クランプ板３５，３６を台形ネジ装置３７，３８等の加圧手段により互いに接近させブランク板３２内の振動板である第六の薄板１０をマニホールド１の集積面に直交する平面すなわち第五の薄板９の上面に密着させる。

（８）このブランク板３２の拡散接合を、上記マニホールド１の拡散接合と同様な条件で行い、ブランク板３２のオリフィスプレート１９と第六の薄板１０とをマニホールド１に同時に接合する。このようにオリフィスプレート１９と第六の薄板１０とをマニホールド１に同時に拡散接合するので、拡散接合の回数が減り、それだけ金属材料の劣化が防止される。

集積面１３は研磨され平滑面となっているので、オリフィスプレート１９は集積面１３に隙間なく密着する。図６（Ｆ）に示すように、オリフィスプレート１９の円形の各オリフィス２が集積面１３上の矩形の吐出口４に合致し、吐出口４の形状を整える。

上記薄板５，６，７，８，９及びブランク板３２は望ましくはすべて同じ材質すなわちステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４）で作られ、このため線膨張係数が同じとなり、拡散接合時の位置精度が向上する。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、上記実施の形態では薄板、ブランク板をステンレス鋼製としたが、その他の合金で形成することも可能である。また、上記実施の形態では薄板及びブランク板がすべて同じ金属材料で形成されるが、異種類の金属材料を取り混ぜて拡散接合することも可能である。

本発明に係るインクジェットヘッドをオリフィス側から見た斜視図である。 図１に示すインクジェットヘッドのマニホールドの垂直断面図である。 図１に示すインクジェットヘッドの分解斜視図である。 マニホールドの製造に使用する各種素材板の斜視図である。 マニホールドの製造に使用する拡散接合装置の概念図である。 マニホールドの製造工程を示す説明図である。

符号の説明

１…マニホールド
３…流入口
４…吐出口
４ａ…端面口
５，６，７，８，９，１０…薄板
５ａ，６ａ，７ａ，８ａ…素材板
１１，１５，１６，１７，１８…流路用孔
１３…集積面
１４…吐出口用孔
１９…オリフィスプレート
２０…回路基板
２１…圧電素子
２２…異方性導電シート
２３…保護層
２５…輪郭溝
２７…つなぎ部
３２…ブランク板
３２ａ…折れ線

Claims (22)

1. インク流路用の孔が形成された複数枚の金属製の薄板が重ねられ拡散接合されることにより、インクの流入口、吐出口及び両口間を結ぶ流路を備えたマニホールドが形成され、上記吐出口に対応するようにオリフィスプレートと振動板がマニホールドに接合されたインクジェットヘッドにおいて、一枚の金属製のブランク板に連設されたオリフィスプレートと振動板とが、マニホールドの表面に拡散接合されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、マニホールドの吐出口が設けられる面と振動板が接合される面とが稜線で交差し、この稜線に合致する折れ線が上記ブランク板に形成されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
3. 請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッドにおいて、所定の薄板にその厚さ方向に貫通する吐出口用孔が形成されると共にこの吐出口用孔が薄板の端面と交差する位置に端面口が形成され、上記吐出口がこの端面口によって薄板の端面の集積面上に形成されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、吐出口が複数枚の薄板の端面口を合致させることにより形成されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、所定の薄板にその厚さ方向に貫通する流路用孔が形成され、流路用孔によってインクの流路が形成されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、インクの流路が複数枚の薄板の流路用孔を合致させることにより形成されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
7. 請求項３に記載のインクジェットヘッドにおいて、マニホールドの上記集積面にオリフィスプレートが拡散接合され、集積面に隣接する他の面に振動板が拡散接合されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、マニホールド及びブランク板が同じ金属材料で形成されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
9. 請求項８に記載のインクジェットヘッドにおいて、金属材料が合金であることを特徴とするインクジェットヘッド。
10. 請求項８に記載のインクジェットヘッドにおいて、金属材料がステンレス鋼であることを特徴とするインクジェットヘッド。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、各薄板の少なくとも流入口、吐出口及び流路に対応する箇所が電解研磨により表面処理されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、振動板の表面に回路基板が接着されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
13. 請求項１２に記載のインクジェットヘッドにおいて、回路基板に圧電素子が接着されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
14. 請求項１３に記載のインクジェットヘッドにおいて、圧電素子が異方性導電材を介して回路基板に接着されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
15. 請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、表面が耐溶剤性保護層で被覆されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
16. 請求項１５に記載のインクジェットヘッドにおいて、少なくとも異方性導電材の表面が耐溶剤性保護層で被覆されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
17. インク流路用の孔が形成された複数枚の金属製の薄板を重ね合わせ拡散接合することにより、インクの流入口、吐出口及び両口間を結ぶ流路を備えたマニホールドを形成し、このマニホールドにオリフィスプレートと振動板を接合するインクジェットヘッドの製造方法において、オリフィスプレートと振動板とを一枚の金属製のブランク板に形成し、この一枚のブランク板をマニホールドの表面に拡散接合することにより、オリフィスプレートと振動板とを同時にマニホールドと一体化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。
18. 請求項１７に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、ブランク板のオリフィスプレートと振動板との境に折れ線を形成し、この折れ線がマニホールドの稜線に合致するようにブランク板をマニホールドの面に当てて拡散接合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。
19. 請求項１７又は請求項１８に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、素材板内に輪郭溝及びつなぎ部を介して薄板を形成し、この素材板同士を拡散接合して少なくともインクの吐出口を形成した後につなぎ部を切断して薄板同士の接合されたものをマニホールドとして取り出すことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
20. 請求項１９に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、真空又は保護雰囲気中で、ステンレス鋼製の素材板を重ね合わせて所定圧力でプレスし、７５０℃〜１１００℃の温度範囲内で加熱することにより全素材板の拡散接合を行うことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
21. 請求項１９又は請求項２０に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、少なくとも流路及び吐出口を含んだ薄板の素材板を拡散接合した後、つなぎ部を切断して薄板同士の接合されたものをマニホールドとして取り出し、吐出口が覗く薄板の端面の集積面を研磨し、この研磨した平滑面にブランク板のオリフィスプレートを拡散接合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。
22. 請求項１７乃至請求項２１のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法において、各薄板の少なくとも流入口、吐出口及び流路に対応する箇所を電解研磨により表面処理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。

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