JP3127573B2 - インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法

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JP3127573B2
JP3127573B2 JP14444692A JP14444692A JP3127573B2 JP 3127573 B2 JP3127573 B2 JP 3127573B2 JP 14444692 A JP14444692 A JP 14444692A JP 14444692 A JP14444692 A JP 14444692A JP 3127573 B2 JP3127573 B2 JP 3127573B2
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head
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秀昭 鈴木
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液滴を飛翔させて記録
を行なうインクジェット記録ヘッドの構造とその製造方
法に関わる。
【0002】
【従来の技術】従来、圧電素子あるいは発熱素子等に電
圧を印加してノズルよりインクを吐出するインクジェッ
ト記録ヘッドにおいては、図11、12に示すように、
ノズル部13と印加電圧導線17との隔離、およびノズ
ルの目詰まりや、インク流路内の気泡の排出等のための
クリーニング機構に付随するインク吸引キャップ18を
密着できる場所を設けなければならない。そのためにヘ
ッド基板1のノズル部13を突出させることができる穴
を設けたマスク板7にヘッド基板1のノズル部13を挿
入し、両者をゴムパッキン16でシールさせている。
【0003】ノズル部13がマスク板7から突き出た状
態でインクジェットプリンタ使用時に、記録紙が浮き上
がったり、ペーパージャムを起こして記録ヘッド1に接
触するとノズル面12に記録紙が接触する。そうなる
と、ノズル面12に傷および、欠けが生じ、吐出インク
の飛行に曲がりが生じ印字品質の劣化の一因となる。こ
の対策として、特開昭63−4956にも示されている
ように、ノズル板7に絞り加工等で滑らかな保護突起1
9を形成している。この保護突起19はヘッド基板1の
両側にあって、該保護突起13の先端はノズル面12よ
り0.1〜0.5mm記録紙に近くなるように形成され
ている。
【0004】また一方、インクジェットプリンタには一
般に、ノズル部13周辺に紙粉等のごみが溜ると、ノズ
ル近傍で局部的に濡れが変化し、インクの飛行曲がりが
発生し、印字品質の劣化の一因となる。この対策とし
て、図13に示すように、ノズル部の紙粉及び、異物を
除去するために、柔軟な部材のワイピングブレード15
でノズル面12を拭いている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ノズル
部を突出させた状態では、ワイピングブレードの移動方
向側のノズル部周辺(図13b部)に紙粉等のごみは残
り、完全に除去することはできない。それを解消するた
めにノズル部の突出量を増し、ノズル部周辺に溜るゴミ
の影響を抑えることが考えられるが、ワイピングブレー
ドによってノズル部エッジが欠けてしまう恐れがある。
また、ノズル面の保護のために保護突起の間隔はできる
だけ狭い方が良い。しかし狭くし過ぎると、ワイピング
ブレードは保護突起とヘッド基板の間隙のゴミを除去で
きなくなる。
【0006】また、ノズル配列を斜めにした場合は、保
護突起の間隔をさらに狭くしなければ、ノズル面の保護
はできない。
【0007】ノズル面の清掃のため洗浄液を出して洗浄
するという提案もされているが、その吐出機構とそれに
付随する部品が多く必要になるので良い方法ではない。
【0008】さらに、前記従来例ではヘッド基板をマス
ク板に固定するために、ゴムパッキンと、それを押さえ
る部材が必要であり、また、マスク板に絞り加工をしな
ければならず、構造上および生産効率上不経済である。
【0009】そこで、この問題を解決するためには、・
ノズル板穴とヘッド基板を完全にシールできること。
【0010】・ヘッド基板1のノズル部周辺に溜るゴミ
を除去できること。
【0011】・ノズル面12を保護できること。
【0012】・部品点数を減らすことができること。
【0013】以上の4項目を満足する方法が必要とな
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録ヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、ノズルと
連通するインク流路溝とを有するヘッド基板を具備した
インクジェットヘッドにおいて、ヘッド基板のノズル形
成面は、該ノズル形成面より大きな開口を有するマスク
板の開口内奥に位置しており、ヘッド基板のノズル形成
面に対し垂直方向となる面と、開口が樹脂によって連結
されていることを特徴とする。また、係るインクジェッ
ト記録ヘッドにおいて、ヘッド基板のノズル形成面エッ
ジと、前記マスク板の開口のエッジとが、樹脂により滑
らかに連結されていることを特徴とする。また、本発明
のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、液滴を飛翔
させて記録を行うインクジェット記録ヘッドにおいて、
インク流路溝とそれに連通するノズルを有するインク吐
出部が形成されているヘッド基板のノズル面を、ヘッド
基板を囲うマスク板の表面より引き出した状態で、ヘッ
ド基板とマスク板の間に樹脂を充填した後、ノズル面を
マスク板の表面より引き込んだ状態で樹脂を硬化させる
ことを特徴とする。
【0015】
【実施例】図1はヘッド基板1の斜視図である。図2は
本発明の構成を示す斜視図である。図3、4、5は本発
明の1実施例の工程毎図である。
【0016】図1のヘッド基板1は、インクを吐出する
ためのノズル2とそれに連通する流路溝3、圧力発生部
4を有する第1基板5と、薄い第2基板6を接合してイ
ンク流路を形成している。7はマスク板であり、ノズル
2の形成されているノズル部を突出させることができる
穴8を設けてある。この穴8にノズル部13を挿入す
る。ノズル部13と穴8の間には樹脂が充填されてい
る。本実施例においては流動性の高い接着剤9によっ
て、ヘッド基板1のノズル部13と、マスク板7は充填
シールされている。ノズル面12は、マスク板7の印字
面(表面)に対し窪んでいる。この窪み量は1μm以上
1mm以下、好ましくは5μm以上500μm以下が望
ましい。ヘッド基板1のノズル部エッジ10とマスク板
穴8のエッジ11とを滑らかに連結した状態になってい
る。
【0017】ノズル部エッジ10とマスク板穴8の隙間
は30μm以上200μm以下が望ましい。
【0018】次に、この構造の形成の仕方を説明する。
図3に示すようにマスク板穴8からヘッド基板1のノズ
ル部13を突き出す。その量は5μm以上500μm以
下が望ましい。
【0019】そして、図4に示すようにノズル部13と
マスク板7の間に接着剤9を注入する。粘度が低い接着
剤を用いれば、急速にヘッド基板1とマスク板穴8の隙
間に流れ込み、一点注入で隙間を完全にシールする事が
可能である。この時、接着剤9は表面張力によって、ノ
ズル側のノズル部エッジ10からマスク板穴8のエッジ
11に滑らかに連結することが重要である。この流動性
の高い接着剤9にはアクリル系、エポキシ系の光硬化型
接着剤、エポキシ系、ウレタン系、シリコン系の付加反
応、付加重合型接着剤、嫌気性接着剤等が挙げられる。
その粘度は100cP以上30000cP以下であれば
よいが、好ましくは500cP以上15000cP以下
が望ましい。また、表面張力も高いほどよい。尚、本実
施例においては、シリコン系の付加反応型接着剤SE9
157(東レ・ダウコーニング社製)(粘度5000c
P)を用いた。ただし、接着剤の粘度が約5000cP
以下の場合は、図4のようにノズル面12を上にして注
入しないとノズル面まで接着剤で覆われてしまう。約5
000cP以上であればノズル面が上であっても下であ
ってもノズル面12に接着剤が回り込むことはない。接
着剤の粘度が接着剤9を充填したら、図5に示すよう
に、接着剤9のタックフリータイム以内にノズル面12
がマスク板穴8のエッジ11より引込む様にヘッド基板
1を下げる。その時の下げ量は1μm以上1mm以下、
好ましくは5μm以上500μm以下が望ましい。接着
剤の硬化を促し、製造の安定を図るため、一定高温度下
(30℃〜70℃)でこの動作を行なうと良い場合もあ
る。
【0020】こうしてできたヘッド基板1のノズル部1
3はマスク板7によって保護される。また、マスク板7
の加工は突起19をつけることなく平らな板に穴を開け
るだけでよいことにもなる。
【0021】また、ノズル目詰まり及び、流路の気泡排
出用のキャッピング吸引において、絞り加工等で成形さ
れている保護突起が不要となるのでキャッピング面積を
減少することができる。これによってキャップ18の形
状を小さくでき、それに伴い吸引ポンプの吸引力も少な
くて済み、インククリーニング機構の小型化が可能とな
るという効果も付随する。
【0022】本実施例の方法を用いてノズル2のマルチ
化および、カラー化においてヘッド基板1を並列に複数
個配置した場合を図6に、従来例を用いたものを図8に
示す。ヘッド基板1間のピッチを狭めてもマスク板7に
並列穴8を開けるだけでノズル面12の保護が可能で、
しかも、ノズル面12のごみ除去もせっかく除いたごみ
を隣の突起19の陰に置き去りにすることもない。
【0023】図7は第1基板5の両面に流路が形成され
ている場合である。この場合において、ノズル面12の
ノズル間に溝を彫り、マスク板7の穴8を両ノズル2に
対応するように開けて該製造方法によってノズル面12
を窪ませてシールする。両面に流路を形成した場合クロ
ストークの発生防止のため第1基板を厚くする必要があ
る。そうすると、ヘッド基板1の幅(図7a部)も広く
なり、このままノズル面12を窪ませても十分なノズル
保護とはならないからである。第1基板の片面だけに流
路を形成している場合でもノズル部の第1基板側を削り
落としてノズル部の幅を狭めても有効であることは言う
までもない。
【0024】(比較例) 図9は、ノズル部13をマス
ク板7の表面に対し、初めから窪ませた状態で、流動性
の高い接着剤9(本実施例で用いた)でシールした場合
である。流動性の高い接着剤9を注入した場合は、その
流動性故にノズル2を塞いでしまう。
【0025】ある程度流動性の低い接着剤14(粘度5
0000cPのシリコン系接着剤)を用いた場合を図1
0に示す。接着剤の注入はマスク板の印字面の反対側か
ら行った。この場合、ノズル2は塞がらないが、ヘッド
基板1のノズル部外周10とマスク板穴8のエッジ部1
1が滑らかに連結せずに窪みができるため、その部分に
ごみが溜り印字に悪影響を及ぼす。流動性の低い(粘度
の高い)接着剤の場合、ヘッド基板のノズル面をマスク
板より突き出した状態で接着剤を充填してからノズル面
をマスク板より引き込んでも、ヘッド基板1のノズル部
外周10とマスク板穴8のエッジ部11が滑らかに連結
しないので、効果はない。
【0026】
【発明の効果】以上のごとく、本発明によれば、インク
滴を吐出するノズルと、ノズルと連通するインク流路溝
とを有するヘッド基板を具備したインクジェットヘッド
において、ヘッド基板のノズル形成面は、該ノズル形成
面より大きな開口を有するマスク板の開口内奥に位置し
ており、ヘッド基板のノズル形成面に対し垂直方向とな
る面と、開口が樹脂によって連結されていることによ
り、ノズル形成面を紙ジャム等により発生する外乱から
保護することができ、且つ、ノズル部及びマスク板に溜
まるごみを除去し易くできるという効果を有する。ま
た、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、
液滴を飛翔させて記録を行うインクジェット記録ヘッド
において、インク流路溝とそれに連通するノズルを有す
るインク吐出部が形成されているヘッド基板のノズル面
を、ヘッド基板を囲うマスク板の表面より引き出した状
態で、ヘッド基板とマスク板の間に樹脂を充填した後、
ノズル面をマスク板の表面より引き込んだ状態で樹脂を
硬化させることにより、寸法公差を気にせずに簡単にノ
ズル部エッジとマスク板穴のエッジを滑らかに連結する
ことができ、ごみが溜まるような段差が生じないように
することができる。また、ヘッド基板を固定する部材が
マスク板と接着剤のみでよく、さらにマスク板の突起が
不用なので、構造的、製造的に経済性がよいという利点
もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】ヘッド基板1の斜視図。
【図2】インクジェット記録ヘッドの斜視図。
【図3】実施例の工程説明図。
【図4】実施例の工程説明図。
【図5】実施例の工程説明図。
【図6】実施例の説明図。
【図7】実施例の説明図。
【図8】実施例の比較説明図。
【図9】実施例の比較説明図。
【図10】実施例の比較説明図。
【図11】従来例の説明図。
【図12】従来例の説明図。
【図13】従来例の説明図。
【符号の説明】
1.ヘッド基板 2.ノズル 3.流路溝 4.圧力発生部 5.第1基板 6.第2基板 7.ノズル板 8.ノズル板穴 9.流動性の高い接着剤 10.ノズル部エッジ 11.マスク板穴のエッジ 12.ノズル面 13.ノズル部 14.流動性の低い接着剤 15.ワイピングブレード 16.ゴムパッキン 17.印加電圧導線 18.インク吸引キャップ 19.保護突起
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−59047(JP,A) 特開 平4−176657(JP,A) 特開 平2−274549(JP,A) 特開 昭62−216755(JP,A) 特開 昭63−5949(JP,A) 実開 平3−72441(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/045 B41J 2/01 B41J 2/055 B41J 2/16

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インク滴を吐出するノズルと、前記ノズ
    ルと連通するインク流路溝とを有するヘッド基板を具備
    したインクジェットヘッドにおいて、 前記ヘッド基板のノズル形成面は、該ノズル形成面より
    大きな開口を有するマスク板の前記開口内奥に位置して
    おり、前記ヘッド基板のノズル形成面に対し垂直方向と
    なる面と、前記開口が樹脂によって連結されていること
    を特徴とするインクジェット記録ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記ヘッド基板のノズル形成面エッジ
    と、前記マスク板の開口のエッジとが、樹脂により滑ら
    かに連結されていることを特徴とする請求項1記載のイ
    ンクジェット記録ヘッド。
  3. 【請求項3】 液滴を飛翔させて記録を行うインクジェ
    ット記録ヘッドにおいて、インク流路溝とそれに連通す
    るノズルを有するインク吐出部が形成されているヘッド
    基板のノズル面を、ヘッド基板を囲うマスク板の表面よ
    り引き出した状態で、ヘッド基板とマスク板の間に樹脂
    を充填した後、ノズル面をマスク板の表面より引き込ん
    だ状態で樹脂を硬化させることを特徴とするインクジェ
    ット記録ヘッドの製造方法。
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