JP2014136429A

JP2014136429A - 圧電変換器を保護する方法

Info

Publication number: JP2014136429A
Application number: JP2014003493A
Authority: JP
Inventors: Mark A Cellura; マーク・エイ・セルラ; Peter J Nystrom; ピーター・ジェイ・ニストロム; Bryan R Dolan; ブライアン・アール・ドーラン; Gary D Redding; ゲイリー・ディー・レディング
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2014-07-28
Anticipated expiration: 2034-01-10
Also published as: US8708465B1; JP6130308B2

Abstract

【課題】圧電変換器は、酸素に触れると経時的に劣化し、完全な接着が損なわれ、滴の吐出が邪魔される虞のある接着剤により隔膜と接着するが、滴の吐出が安定持続するインクジェット式印字ヘッドとする接着方法を提供する。
【解決手段】（ａ）複数の圧電変換器１３２が接着剤で接着された隔膜プレート１０４を供給するステップと、（ｂ）圧電変換器上に封止剤の薄膜１４０を配置するステップと、（ｃ）封止剤が接着剤を密封するのに十分な程度の熱、圧力、またはその組み合わせを封止剤薄膜に加えるステップと、により構成する。
【選択図】図５

Description

本開示は、圧電インクジェット式印字ヘッドおよびその製造方法に関する。

インクジェットシステムは、複数の噴射口を有する印字ヘッドを１つ以上含み、これらの噴射口から記録媒体に液体の滴が吐出される。印字ヘッドの噴射口は、印字ヘッドのインク供給チャンバまたはマニホールドからインクを受け、また、このインク供給チャンバまたはマニホールドは、インク容器またはインクカートリッジなどの供給源からインクが供給される。これらの噴射口はそれぞれがチャネルを含み、そのチャネルの一方の端はインク供給マニホールドと流体連通する。インクチャネルのもう一方の端には開口部またはノズルが取り付けられており、そこからインク滴が吐出される。噴射口のノズルは、その噴射口のノズルに対応する開口を有する開口プレートすなわちノズルプレート内に形成することができる。動作中、滴の発射信号により噴射口のアクチュエータが作動して、噴射口ノズルから記録媒体上に液体の滴を吐出する。記録媒体、および／または、印字ヘッド組立体が相対的に移動すると、噴射口のアクチュエータを選択的に作動させて滴を吐出することにより、付着した滴を正確にパターン化して、記録媒体上に特定のテキストおよびグラフィック画像を形成する。

圧電インクジェット式印字ヘッドは、一般に可撓性を有する隔膜と圧電変換器とを含み、この圧電変換器は、隔膜に取り付けられている。圧電変換器に電圧がかかると（通常は電圧供給源に電気的に接続した電極と電気接続させることにより）、圧電変換器が屈折し、すなわち曲がり、これにより、隔膜が収縮し一定の量のインクがチャンバからノズルを通って吐出される。この収縮により、さらにインクがメインのインク容器から開口を通ってチャンバに引き込まれて、吐出されたインクと入れ替わる。

圧電変換器は接着剤により隔膜と接着する。この接着剤は酸素に触れると経時的に劣化し、圧電変換器と隔膜との間の完全な接着が損なわれ、これに伴い、滴の吐出が邪魔される、すなわち、妨げられる。酸化に強く、かつ、この用途に適するという両方の条件を備えた接着剤を得るのは困難である。

他の解決策も提案されているが、それらも付加的な問題を抱えている。例えば、圧電変換器の領域を粘着性の液体またはエポキシ樹脂で満たし、その後、それらを硬化させる解決策があるが、この解決策は、複数のステップと余計な時間を要する。また、この解決策では、粘着性の液体またはエポキシ樹脂を混合し塗布しなければならず、気泡が頻繁に接着剤に入りこむため、これらの気泡を硬化前に取り除かなければならない。その他に、圧電変換器領域全体の外周をシールする解決策も可能性があるが、この解決策では、塗布ロボットの形態の追加的な機械の投資と専門知識が必要となり得る。

次のようなインクジェット式印字ヘッドを作成する方法を本明細書で開示する。この方法には、（ａ）その隔膜プレートに接着剤により接着した複数の圧電変換器を有する隔膜プレートを供給するステップと、（ｂ）圧電変換器上に封止剤の薄膜を配置するステップと、（ｃ）封止剤が接着剤を密封するのに十分な程度の熱、圧力、またはその組み合わせを、封止剤の薄膜に加えるステップと、が含まれる。また、次のようなインクジェット式印字ヘッドを作成する方法を本明細書で開示する。この方法には、（ａ）それぞれが複数の面を有する複数の圧電変換器を有する隔膜プレートを供給するステップであって、この圧電変換器は、少なくとも１つの面上で隔膜プレートと接着剤により接着し、この圧電変換器は、少なくとも１面の隔膜プレートと接着しない面を有し、これらの複数の圧電変換器の非接着面間には間隙が画定される、ステップと、（ｂ）隔膜プレートに接着しない、圧電変換器の少なくとも１つの面上に封止剤の薄膜を配置するステップと、（ｃ）この封止剤が間隙内に流れ、接着剤を密封するのに十分な程度の熱、圧力、またはその組み合わせを、この封止剤の薄膜に加えるステップと、が含まれる。次のようなインクジェット式印字ヘッドを本明細書でさらに開示する。このインクジェット式印字ヘッドは、（ａ）隔膜プレートと、（ｂ）隔膜プレートにこの接着剤で取り付けられた複数の圧電変換器と、（ｃ）この接着剤を密封する封止剤の材料と、（ｄ）圧電変換器に対応しそれらに動作可能に接続する複数のノズルと、（ｅ）この圧電変換器に動作可能に接続する電気回路基板と、を含む。

図１は、インクジェット式印字ヘッドの実施形態を示す概略的な断面側面図である。図２は、図１のインクジェット式印字ヘッドの実施形態を示す概略図である。図３は、隔膜層、本体層、およびポリマー層を含む、部分的に完成したインクジェット式印字ヘッドを示す断面図である。図４は、隔膜層に取り付けられた圧電変換器をさらに含む、図３と同じ部分のインクジェット式印字ヘッドを示す断面図である。図５は、製造処理中のスタックプレス内のインクジェット式印字ヘッドの部分を示す概略的な分解断面図である。図６は、組立体が電気回路基板と接着され、インクチャネルが取り除かれた後の完成した図５の組立体を示す断面図である。図７は、本体層に取り付けられた出口プレート、および剛性または可撓性を有する電気回路層に取り付けられたインクマニホールドを含む、完成したインクジェット式印字ヘッドを示す断面図である。図８は、実施例３で作成された印字ヘッドの幅全体にわたる表面の深さを示すグラフである。図９は、圧電変換器間の間隙領域に押し込まれた封止剤の材料をさらに含む、図４と同じ部分のインクジェット式印字ヘッドの断面図である。但し、これらの図面の縮尺は一定ではない。

本明細書に開示するシステムおよび方法、ならびにそのシステムおよび方法の詳細の関する環境を全体として理解するために、図面を参照する。全ての図面では、同様の参照符号は全体にわたり同様の構成要素を示す。本明細書で使用される用語「プリンタ」は、デジタル複写機、製本機、ファクシミリ、多機能装置などの、印刷の出力機能をあらゆる目的で実行する全ての装置を含む。この種類の装置は、数ある用途のなかでも、バイオアッセイ、リソグラフィ用のマスクキング、印刷された有機エレクトロニクスなどの印刷電子構成部品、およびＤモデルの作成などに用いることができる。用語「ポリマー」は、長鎖分子から形成される炭素系化合物の広い範囲内の全てものを包含し、その中には、熱硬化性ポリイミド、熱可塑性物質、樹脂、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、または当技術分野で知られている関連化合物、およびそれらの混合物が含まれる。用語「インク」とは、当技術分野で知られているワックス系インクまたはゲル系インクのことを指すことができ、噴射口から吐出することができる全ての液体を指すことができる。それらの液体の中には、水性溶液、溶剤系溶液、ＵＶ硬化性ポリマー、およびそれらの混合物が含まれる。用語「金属」は、銅、アルミニウム、チタニウムなどの単一の金属要素または、ステンレス鋼の合金、アルミニウム−マンガン合金などの金属合金、およびそれらの混合物を包含する。本明細書で使用される「変換器」とは、電気信号に反応して、隣接する面または隣接する物質に加えられる移動力を生成する構成要素である。この移動力により、隣接する面または隣接する物質を押すことができる、または引くことができる。

図１および図２には、インクジェット式印字ヘッドのアレイ内に使用するために好適な単一のインクジェットイジェクタ１０の一例が示されている。インクジェットイジェクタ１０は、インクのマニホールド２６４に連結する本体４８を有し、この本体４８を通して複数のインクジェット本体にインクが供給される。この本体は、インク滴を形成する開口部、すなわちノズル２７４も含み、このノズルからインクが吐出される。インクジェット式印字ヘッドは、一般に密接して配置されるインクジェットイジェクタ１０のアレイを含み、これらのインクジェットイジェクタ１０が、紙のシートまたは中間画像形成部材などの画像受取り部（図示せず）上にインク滴を吐出する。

連続する経路内をマニホールドからノズルにインクが流れる。インクは、マニホールド２６４から、ポート１１６、入口２６２、および圧力チャンバの開口１２０を通りインク圧力チャンバ１２２に移動する。このインク圧力チャンバ１２２の一方の面には、可撓性を有する隔膜３０が取り付けられている。圧電変換器１３２は、あらゆる好適な技術により隔膜３０に堅く固定され、かつインク圧力チャンバ１２２に重なり合う。電子回路内の電子変換器の駆動装置３６に連結し得る金属膜の層３４を、圧電変換器１３２の両側に取り付けることもできる。

インク滴の吐出は発射信号により行われる。金属膜層３４全体に渡って発射信号が伝わり、圧電変換器１３２を励振させ、これによりその変換器が曲がる。圧電変換器を作動させると、隔膜３０が変形して、インク圧力チャンバ１２２から出口ポート１２４、出口チャネル２７０、およびノズル２７４を通してインクを押し出す。吐出されたインクは、インクの滴を形成し、画像受取り部に付着する。インク滴を吐出した後、圧電変換器１３２が反対に曲がり、それと同時に隔膜３０が動くことにより、インク圧力チャンバ１２２の補給容量が増加し、これによりマニホールド２６４から圧力チャンバ１２２にインクが流れ込む。

インクジェットアレイの印字ヘッドを製造し易くするために、インクジェットイジェクタ１０のアレイを、複数の積層プレートまたは積層シートから形成することができる。これらのシートは、複数の圧力チャンバ、出口、および開口で構成され、次いで、これらを重ね合わせて積層にする。図により示される実施形態は説明が目的であるため、同様の液体の経路を実現するために、これらの実施形態より多い層または少ない層を使用することもよくある。

単一のインクジェットイジェクタの構造に関する図１および図２を再度参照すると、これらのシートまたはプレートは、隔膜プレートすなわち隔膜層１０４と、インクジェット本体プレート１１１と、入口プレート４６と、出口プレート１１２と、開口プレート２７２と、を含む。インク圧力チャンバ１２２と重なり合う隔膜プレート１０４内の領域である隔膜３０に、圧電変換器１３２は接着する。

図３には、部分的に完成したインクジェット式印字ヘッドの断面図が示されている。この印字ヘッドは、隔膜プレートすなわち隔膜層１０４と、本体層１１１と、および熱可塑性ポリマー層１０８と、を含む。この隔膜プレート１０４は、金属、セラミック、ガラス、またはプラスチックシートから形成され得、かつ、１つ以上のインクポート１１６を有する。このインクポート１１６は、層を貫通して延在し、１つのインクポートが、本体層１１１内のそれぞれの圧力チャンバ１２２に対応する。この隔膜プレートは、簡単に曲げるために十分な薄さを有するだけでなく、変形後、元の形状に戻るために十分な弾力性も備えなければならない。隔膜層は、切れ目のないシートであるポリマー層に接着する。このポリマー層を形成するための好適な材料の例として、ＤｕＰｏｎｔＥＬＪ−１００（商標）が挙げられる。このポリマー層は、ポリイミド材料またはその他のポリマーからも形成することができ、それらには、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリエステルイミド、ポリアミド、ポリエチレンナフタレンなどが含まれる。ポリマー層は、自己接着性および熱可塑性を有し得る、または本体層１１１と接触するこのポリマー層の面に接着性の薄い層を有する。あるいは、その他の熱可塑性または熱硬化性を有する接着剤を用いてポリマー層を隔膜に接着させることもできる。さらに別の代替案では、接着剤は、粘着性の液体を塗布した膜、すなわち転移膜でよい。

本体層は、ポリマー層の反対側に接着する。本明細書では、本体プレート１１１および出口プレート１１２として示される通り、液体経路層は１枚または複数の金属シートから形成され得、これらは、ろう付けにより取り付けられる。この液体経路層は、成形されエッチングされた単一の構造、あるいは、制作された単一の構造から形成することもできる。液体経路層は、経路および空洞を形成する種々の層を通る開口またはチャネルを含み、これにより完成した印字ヘッドをインクが流れる。圧力チャンバは、上段部分を形成する隔膜層１０４およびポリマー層１０８と、液体の本体層を形成し、かつ圧力チャンバの横の壁および基部を提供する本体プレート１１１および出口プレート１１２とで構成される。チャンバの基部は出口ポート１２４を有し、圧電変換器（図示せず）により隔膜が変形すると、圧力チャンバ内に保持されるインクを、出口１２４を介して本体層から吐出することができる。

図４には、さらに圧電変換器が取り付けられた図３のインクジェット式印字ヘッドの同じ部分の断面図が示されている。この図では、圧電変換器１３２は、圧力チャンバ１２２と一列に並んだ隔膜プレート１０４に接着されている。適切な位置に圧電変換器を接着するために、最初に圧電変圧器を、その隔膜プレートと反対側の面を一時的に担体プレートに貼り付けて、担体プレート（図４に図示せず）上に配列する。次いで、熱硬化性ポリマー（一般には、エポキシ樹脂）などの接着剤を隔膜シートの面に塗布する。この担体プレートと隔膜プレートを一列に並べ、熱硬化性ポリマーにより圧電変換器が隔膜プレートに接着されるまで圧力と熱を加える。既知の技術を用いて、担体プレートを圧電変換器から分離させる。接着させるときの圧力により、圧電要素の下から余剰な接着性熱硬化性ポリマー１２８が絞り出され、残余接着剤が露出した隔膜上に残り、そのうちのいくらかがインクポート１１６に流入する可能性がある。接着用の接着剤の流入は、ポリマー接着層１０８で止められる。次に、圧電変換器を隔膜プレートに堅く接着させて、圧電変換器のうちの１つが変形すると、その隔膜プレートも同じ方向に変形するようにする。

圧電変換器は複数の面を有し、これらの面の少なくとも１つは隔膜プレートに接着する。４つ面（すなわち、４面体）は、３次元の対象が有し得る最も少ない数の面である。一般には、圧電変換器は６面を有するが、その他の構成およびそれより多くの面を有する構成も可能である。特定な実施形態では、圧電変換器は立方体形状またはタイル形状（すなわち、６面、もしくは立方体またはタイルの縁が完全な形状でない場合では、おおよそ６面を有する）を有し、その１面が接着剤により隔膜プレートに接着する。

図５には、製造工程中のスタックプレス内のインクジェット式印字ヘッドの部分の概略的な分解断面図が示されている。圧電変換器１３２は隔膜プレート１０４に接着し、この隔膜プレート１０４は、図４に示される方法により、本体プレート１１１に据え付けられる。封止剤の薄膜１４０は圧電変換器１３２の上段に据え付けられる。封止剤の薄膜１４０がアレイ全体に渡ってほぼ平面に置かれるよう、スペーサ１５０を隔膜プレート１０４上に据え付け、圧電変換器１３２とほぼ同じ高さにする。スタックプレスの下部カセット１６０およびスタックプレスの上部取付け板１７０を有するスタックプレス内に、この配列を据え付ける。ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）などの保護材料１６５の犠牲層を、スタックプレスの下部カセット１６０と印字ヘッドとの間に据え付ける。スタックプレスの一部である使い捨て用ブロック１８０を、スタックプレスの上部取付け板１７０と封止剤の薄膜１４０との間に取り付ける。使い捨て用ブロック１８０は、接着力を保護するために、離型剤１８５で、またはその他の好適な手段により被覆される。

封止剤の薄膜１４０は、オリゴマー、ポリマー、またはその他の好適な材料などの薄膜の封止剤の材料から形成される。好適な封止剤の材料の例として、日本のＨｉｔａｃｈｉＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．製の、シロキシサン変形ポリアミドイミド樹脂であるＨＩＴＡＣＨＩ製のＫＳ６６００などのポリアミドイミド樹脂が挙げられる。

「薄膜」とは、シートすなわち薄の形態の薄い連続材料を意味する。この薄い膜は、オリゴマーもしくはポリマーまたはその他の好適な材料でよい。

薄膜は、あらゆる所望の厚さまたは効果的な厚さでよい。一実施形態では、この薄膜の厚さは、圧電変換器の厚さにほぼ近い。例えば、圧電変換器が５０μｍの厚さの場合、一実施形態では薄膜は少なくとも約３８μｍ、別の実施形態では少なくとも約４３μｍ、さらに別の実施形態では少なくとも約４８μｍであり、一実施形態では約６２μｍ以下、別の実施形態では約５７μｍ以下、さらに別の実施形態では約５２μｍ以下である。

この封止剤の材料は、隣接する圧電変換器間の機械的な接触、すなわち混線を最小にするのに十分に低いヤング率を有する。一実施形態では、ヤング率は２ＧＰａ以下であり、別の実施形態では１ＧＰａ以下である。

一実施形態では、封止剤の材料は熱硬化性材料であり、一実施形態では、硬化温度は少なくとも約２５℃、別の実施形態では少なくとも約５０℃、さらに別の実施形態では少なくとも約１００℃であり、一実施形態では約５００℃以下、別の実施形態では約４００℃以下、さらに別の実施形態では約３００℃以下である。

別の実施形態では、具体的には、印字ヘッドの動作温度が熱可塑性材料の溶解点より低い場合は、封止剤の材料は熱可塑性材料でよい。この実施形態では、この熱可塑性材料は、類似する熱硬化性材料が硬化するための好適な温度に近い温度にさらされる。

封止剤は、ゲル状、結晶状、半結晶状、または非結晶状でよく、好適な材料の混合物も使用可能である。したがって、好適な溶解点、軟化点、およびガラス転移点は、特定な実施形態に関して提供される。

封止剤の材料の溶解点は、一実施形態では、少なくとも約２５℃、別の実施形態では少なくとも約５０℃、さらに別の実施形態では少なくとも約１００℃であり得、一実施形態では約５００℃以下、別の実施形態では約４００℃以下、さらに別の実施形態では約３００℃以下であり得る。

封止剤の材料のリフロー点は、一実施形態では、少なくとも約２５℃、別の実施形態では少なくとも約５０℃、さらに別の実施形態では少なくとも約１００℃であり得、一実施形態では約５００℃以下、別の実施形態では約４００℃以下、さらに別の実施形態では約３００℃以下であり得る。

封止剤の材料の軟化点は、一実施形態では、少なくとも約２５℃、別の実施形態では少なくとも約５０℃、さらに別の実施形態では少なくとも約１００℃であり得、一実施形態では約５００℃以下、別の実施形態では約４００℃以下、さらに別の実施形態では約３００℃以下であり得る。

封止剤の材料のガラス転移温度（Ｔ_ｇ）は、一実施形態では、少なくとも約２５℃、別の実施形態では少なくとも約５０℃、さらに別の実施形態では少なくとも約１００℃であり得、一実施形態では約５００℃以下、別の実施形態では約４００℃以下、さらに別の実施形態では約３００℃以下であり得る。

スタックプレスは、封止剤の材料の望ましい流動性能を達成するのに十分な時間だけ、一定の温度および圧力で動作する。この温度および圧力は、封止剤として用いられる特定な材料に依存し、通常は封止剤の製造業者による取扱い説明書から供給される。非結晶状の材料の場合、この温度は通常Ｔｇより高く、熱可塑性材料の溶解点より低い。ＨＩＴＡＣＨＩ製のＫＳ６６００に関する好適な時間、温度、および圧力条件の例では、２９０℃で３０分間２００ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）の圧力をかける。

続いて、封止剤を硬化させることができる。例えば、封止剤の硬化圧力は、一実施形態では、少なくとも約５０ｐｓｉ、別の実施形態では少なくとも約１５０ｐｓｉ、さらに別の実施形態では少なくとも約１８０ｐｓｉであり得、一実施形態では約３００ｐｓｉ以下で、別の実施形態では約２５０ｐｓｉ以下、さらに別の実施形態では約２２０ｐｓｉ以下であり得る。

封止剤の硬化温度は、例えば、一実施形態では、少なくとも約５０℃、別の実施形態では少なくとも約１５０℃、さらに別の実施形態では少なくとも約１８０℃であり得、一実施形態ではわずか約３５０℃、別の実施形態ではわずか約２５０℃、さらに別の実施形態ではわずか約２２０℃であり得る。

封止剤の硬化時間は、例えば、一実施形態では少なくとも約１０分、別の実施形態では少なくとも約２０分、さらに別の実施形態では少なくとも約３０分であり得、一実施形態ではわずか約２００分、別の実施形態ではわずか約１００分、さらに別の実施形態ではわずか約５０分で硬化し得る。

その後に続く製造ステップのため、圧電変換器間の間隙を封止剤の材料で、かなりの程度まで満たして、変換器間に比較的に浅い谷だけを残す、または谷を残さないことが所望されることもある。回路（いくつかの実施形態では可撓性の回路）などのその後の層に取り付けるために用いられた接着剤で、印字ヘッドの平面構造を損なうことなく、これらの残った浅い谷をさらに満たす。これらの実施形態では、封止剤の材料で満たされた後に残った、圧電変換器の間の間隙領域の最大の深さは、一実施形態では、２５μｍ以下、別の実施形態では１５μｍ以下、さらに別の実施形態では１０μｍ以下である。

図６には、インクジェットイジェクタが電気回路基板（ＥＣＢ）２５２と接着され、インクの入口が取り除かれた後の完成した図５の組立体の断面図が示されている。一実施形態では、レーザを用いて、ポリマー層１０８を貫通するインク経路２６２の穴をあける。

ＥＣＢ２５２内の既存の穴２６３は、インク経路２６２より大きく、インク経路が回路基板２５２により遮断されることがないようにインク経路と位置を合わせて配置される。別の実施形態では、回路基板をＥＣＢと類似する圧電要素のアレイと位置を合わせた電気パッドを有する可撓性の回路と取り換えることができる。インク経路用の既存の穴が可撓性を有する回路に存在し得るため、または、一実施形態では、レーザによる穴あけ処理によりインク経路が形成されるため、インク経路２６２が形成される。下記にさらに詳細に記載する通り、圧電要素１３２が組立体に取り付けられる前に、ポリマー層１０８が隔膜１０４に取り付けられる限り、完全な印字ヘッド組立体および層の加工は様々な順序で行うことができる。

図７には、開口プレートの接着層２６８により、出口プレート１１２に取り付けられた開口プレート２７２を含む完成したインクジェットヘッドの断面図が示されている。マニホールド２６４は、１つ以上の圧力チャンバの入口にインクを供給するインク容器として機能し、各圧力チャンバは、このマニホールドに接続する専用のインクの入口を有する。本体層１１１を出口層１２に取り付けて、各圧力チャンバの部分を形成する。開口プレートの接着層２６８は、各圧力チャンバに対応する出口チャネル２７０を含む。開口プレート２７２は金属またはポリマーから形成され得、開口すなわちノズル２７４を有し、この開口すなわちノズル２７４がプレートを貫通して延在し、これにより印字ヘッドからインクを小滴として吐出することができる。

別の実施形態では、異なる数の層を有し得、またはいくつかの機能を単一の層に組み合わせることができる。その他の組立体および加工順序も可能である。

動作中、マニホールドからＥＣＢチャネル２６３および入口ポート２６２を通り圧力チャンバ１２２にインクが流れる。電気発射信号が、導電トレース２５６を介して圧電層２１０内の圧電変換器１３２に送られ、エポキシ樹脂２４８、または電気接続２４８を生成するその他の手段に伝導し、これにより、圧電変換器が曲がり、隔膜１０４およびポリマー層１０８が圧力チャンバ内へ変形する。この変形により、インクが出口ポート１２４から、出口チャネル２７０に押し出され、ノズル２７４を通過し、印字ヘッドからインクの小滴として吐出される。インクの小滴が吐出された後、圧電変換器は反対方向に変形し、隔膜およびポリマー層を同時に動かして、マニホールドから圧力チャンバにインクを引き込むことにより、この処理を援助して、マニホールドから供給されるインクでチャンバは再度満たされる。

図９には、図４と類似する、圧電変換器１３２間の間隙領域に封止剤の材料１４０が押し込まれた後の、同じ部分のインクジェット式印字ヘッドの断面図が示されている。但し、圧電変換器１３２の上部には、封止剤の材料１４０が少量だけ残っている。

実施例１
印字ヘッドアレイの部分が提供された。この印字ヘッドアレイの部分は、３１６Ｌステンレス鋼の本体プレートと、３１６Ｌステンレス鋼の隔膜層と、圧電変換器の２０×８４のアレイと、を含み、この圧電変換器はジルコン酸チタン酸鉛を有する隔膜層に接着する。

印字ヘッドのアレイの部分を図５で示す構成のスタックプレス内に配置し、３８μｍの厚さのＨＩＴＡＣＨＩ製のＫＳ６６００の薄膜を圧電変換器の上部に配置する。大流量に関して製造業者が推奨する接着パラメータに従って、２９０℃の熱と２００ｐｓｉの圧力を３０分間加えた。泡すなわち気泡は見られなかった。表面形状には特徴は無かった。全ての圧電変換器のタイルは封止剤の材料で覆われた。

実施例２
封止剤としてＨＩＴＡＣＨＩ製のＫＳ６６００に代わりに、厚さ９０μｍのＡＤＷＩＬＬＤ−６２４型紫外線剥離テープ（米国のＬｉｎｔｅｃ社製）を使用した以外は、実施例１の工程を繰り返した。１９０℃の熱と１００ｐｓｉの圧力を３０分間加えた。材料は高い流動性能を示し、泡すなわち気泡は見られなかった。表面形状には特徴は無かった。全ての圧電変換器タイルは封止剤の材料で覆われた。

実施例３
封止剤としてＨＩＴＡＣＨＩ製のＫＳ６６００に代わりに、厚さ９０μｍの、ＡＤＷＩＬＬＧ−６５型剥離テープ（米国のＬｉｎｔｅｃ社製）を使用した以外は、実施例１の工程を繰り返した。１９０℃の熱と１００ｐｓｉの圧力を３０分間加えた。材料は高い流動性能を示し、泡すなわち気泡は見られなかった。表面形状には特徴が見られ、その特徴を図８に示す。図８には、封止剤を塗布後の印字ヘッドの幅全体にわたる表面の深さ（Ｙ軸）のグラフが示されている。図８で示される通り、幅の狭い間隙内でわずか５μｍのくぼみ見られ、幅の広い間隙内で８μｍのくぼみが見られた。商業製造された印字ヘッドには幅の広い間隙は存在しないため、５μｍのくぼみが商業製造された印字ヘッド内で見られる最大のくぼみと思われる。全ての圧電変換器タイルは封止剤の材料で覆われた。

Claims

インクジェット式印字ヘッドを作成する方法であって、
（ａ）隔膜プレートに接着剤により接着した複数の圧電変換器を有する隔膜プレートを供給するステップと、
（ｂ）封止剤の薄膜を前記圧電変換器上に配置するステップと、
（ｃ）前記封止剤が前記接着剤を密封するのに十分な程度の、熱、圧力、または熱と圧力の組み合わせを、前記封止剤の薄膜に加えるステップと、を含む方法。
前記接着剤が酸化にさらされる、請求項１に記載の方法。
前記接着剤がエポキシ樹脂である、請求項１に記載の方法。
前記封止剤がポリアミドイミドである、請求項１に記載の方法。
前記封止剤が２ＧＰａ以下のヤング率を有する、請求項１に記載の方法。
前記封止剤が熱硬化性材料である、請求項１に記載の方法。
前記封止剤が熱可塑性材料である、請求項１に記載の方法。
インクジェット式印字ヘッドを作成する方法であって、
（ａ）それぞれが複数の面を有する複数の圧電変換器を有する隔膜プレートを供給するステップであって、前記圧電変換器は、少なくとも１つの面上で隔膜プレートと接着剤により接着し、前記圧電変換器は、少なくとも１面の隔膜プレートと接着しない面を有し、複数の圧電変換器の非接着面間には間隙が画定される、ステップと、
（ｂ）前記隔膜プレートに接着しない、前記圧電変換器の少なくとも１つの面上に封止剤の薄膜を配置するステップと、
（ｃ）前記封止剤が前記間隙内に流れ、前記接着剤を密封するのに十分な程度の熱、圧力、または熱と圧力の組み合わせを、前記封止剤の薄膜に加えるステップと、を含む方法。
前記接着剤が酸化にさらされ、前記封止剤が２ＧＰａ以下のヤング率を有する、請求項８に記載の方法。
（ａ）隔膜プレートと、
（ｂ）接着剤を用いて前記隔膜プレートに取り付けられた複数の圧電変換器と、
（ｃ）前記接着剤を密封する封止剤の材料と、
（ｄ）前記圧電変換器に対応し、前記電圧変換器に動作可能に接続する複数のノズルと、
（ｅ）前記圧電変換器に動作可能に接続する電気回路基板と、を含むインクジェット式印字ヘッド。