JP3405392B2 - インクジェット式記録ヘッド、及びその弾性板の製造方法 - Google Patents
インクジェット式記録ヘッド、及びその弾性板の製造方法Info
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- JP3405392B2 JP3405392B2 JP29171897A JP29171897A JP3405392B2 JP 3405392 B2 JP3405392 B2 JP 3405392B2 JP 29171897 A JP29171897 A JP 29171897A JP 29171897 A JP29171897 A JP 29171897A JP 3405392 B2 JP3405392 B2 JP 3405392B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は、圧電振動子を駆
動源とするインクジェット式記録ヘッド、より詳細には
圧電振動子の伸縮を受けて圧力発生室を収縮、膨張させ
る弾性板の構造に関する。
動源とするインクジェット式記録ヘッド、より詳細には
圧電振動子の伸縮を受けて圧力発生室を収縮、膨張させ
る弾性板の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】記録ヘッドの記録密度の向上を図るため
にノズル開口列のピッチが小さくなる傾向にあり、この
ためシリコン単結晶のウエハーを異方性エッチングし、
これに他の方法で製作されたノズルプレートや弾性板を
接着剤で固定して流路ユニットを構成し、弾性板に圧電
振動子の変位を伝達して圧力発生室に圧力を発生させ、
この圧力によりインク滴をノズル開口から吐出させるよ
うに構成されている。
にノズル開口列のピッチが小さくなる傾向にあり、この
ためシリコン単結晶のウエハーを異方性エッチングし、
これに他の方法で製作されたノズルプレートや弾性板を
接着剤で固定して流路ユニットを構成し、弾性板に圧電
振動子の変位を伝達して圧力発生室に圧力を発生させ、
この圧力によりインク滴をノズル開口から吐出させるよ
うに構成されている。
【０００３】このように圧力発生室の配列密度が大きく
なると、圧力発生室の幅が極めて小さくなるるため、圧
力発生室の長手方向全体を効率的に変形させる必要上、
ＷＯ９３／２５３９０号明細書に見られるように金属の
薄板の一方の表面に、浸漬法、ロールコート法、スプレ
ー法等により高分子材料の層を形成し、金属の薄板をエ
ッチングしてアイランド部を形成するとともに、エッチ
ングにより露出した高分子材料層をダイヤフラム部とし
て構成することにより、アイランド部を介して圧電振動
子に当接させ、もって圧電振動子の変位を圧力発生室全
体に効率よく伝達させることが提案されている。
なると、圧力発生室の幅が極めて小さくなるるため、圧
力発生室の長手方向全体を効率的に変形させる必要上、
ＷＯ９３／２５３９０号明細書に見られるように金属の
薄板の一方の表面に、浸漬法、ロールコート法、スプレ
ー法等により高分子材料の層を形成し、金属の薄板をエ
ッチングしてアイランド部を形成するとともに、エッチ
ングにより露出した高分子材料層をダイヤフラム部とし
て構成することにより、アイランド部を介して圧電振動
子に当接させ、もって圧電振動子の変位を圧力発生室全
体に効率よく伝達させることが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、印字品質の改善
にともなってインクの種類が多様化し、揮発性の高いイ
ンクが使用された場合には、金属に比較して遮気度が低
い高分子膜から圧力発生室のインクの溶媒が揮散して、
インクの粘度が上昇して印刷動作の信頼性が低下すると
いう問題がある。本発明はこのような問題に鑑みてなさ
れたものであって，その目的とするところは圧力発生室
の容積変化の効率を落とすことなく、圧力発生室からの
インク溶媒の揮散を抑えることができるインクジェット
式記録ヘッドを提供することである。
にともなってインクの種類が多様化し、揮発性の高いイ
ンクが使用された場合には、金属に比較して遮気度が低
い高分子膜から圧力発生室のインクの溶媒が揮散して、
インクの粘度が上昇して印刷動作の信頼性が低下すると
いう問題がある。本発明はこのような問題に鑑みてなさ
れたものであって，その目的とするところは圧力発生室
の容積変化の効率を落とすことなく、圧力発生室からの
インク溶媒の揮散を抑えることができるインクジェット
式記録ヘッドを提供することである。
【０００５】本発明の他の目的は、上記インクジェット
式記録ヘッドに適した弾性板の製造方法を提案すること
である。
式記録ヘッドに適した弾性板の製造方法を提案すること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、ノズル開口が穿設されたノ
ズルプレートと、前記ノズル開口に連通する圧力発生室
を形成するスペーサと、前記圧力発生室に対向する位置
にダイヤフラム部及びアイランド部を備えた弾性板とを
接合してなる流路ユニットと、前記アイランド部に当接
して前記ダイヤフラム部を弾性変形させる圧電振動子と
からなるインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記弾
性板が、高分子フィルム、接着剤層、遮気層、金属板の
順番で積層して構成され、前記高分子フィルムに金属の
アイランド部を形成して構成されている。
るために本発明においては、ノズル開口が穿設されたノ
ズルプレートと、前記ノズル開口に連通する圧力発生室
を形成するスペーサと、前記圧力発生室に対向する位置
にダイヤフラム部及びアイランド部を備えた弾性板とを
接合してなる流路ユニットと、前記アイランド部に当接
して前記ダイヤフラム部を弾性変形させる圧電振動子と
からなるインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記弾
性板が、高分子フィルム、接着剤層、遮気層、金属板の
順番で積層して構成され、前記高分子フィルムに金属の
アイランド部を形成して構成されている。
【０００７】
【作用】インクの溶媒が高分子フィルムに浸透し、大気
に揮散しようとすると、ダイヤフラム部を構成している
高分子フィルムの表面の遮気層がインク溶媒の通過を阻
止して、圧力発生室内のインクの粘度上昇を防止する。
に揮散しようとすると、ダイヤフラム部を構成している
高分子フィルムの表面の遮気層がインク溶媒の通過を阻
止して、圧力発生室内のインクの粘度上昇を防止する。
【０００８】
【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。図１、図２は、それぞれ本発明の
インクジェット式記録ヘッドの一実施例を示すものであ
って、図中符号１は、ノズル開口２、２、２‥‥が穿設
されたノズルプレート、３はスペーサで、圧力発生室
４、インク供給口５、及びリザーバ６を区画する部材で
ある。
に基づいて説明する。図１、図２は、それぞれ本発明の
インクジェット式記録ヘッドの一実施例を示すものであ
って、図中符号１は、ノズル開口２、２、２‥‥が穿設
されたノズルプレート、３はスペーサで、圧力発生室
４、インク供給口５、及びリザーバ６を区画する部材で
ある。
【０００９】７は、本発明が特徴とする弾性板で、図３
に示したように肉厚２乃至１０μｍのポリフェニレンサ
ルファイド（ＰＰＳ）樹脂等の高分子フィルム８、この
好ましくは延伸によりフィルム化されたものを基材とし
て、これの表面に可及的に薄い接着剤層９、及びエッチ
ング剤に耐蝕性を有し、かつ遮気性の高い材料、たとえ
ばシリカやアルミナ等を膜厚１００乃至１０００オング
ストローム程度の遮気層１０を介して、金属等の剛性が
高く、かつエッチングが可能な材料、例えば不錆鋼等を
肉厚１０乃至５０μｍ程度に圧延した薄板を圧力発生室
４の容積を変化させるのに適した形状に整形したアイラ
ンド部１１が圧力発生室４に対応するように形成されて
いる。
に示したように肉厚２乃至１０μｍのポリフェニレンサ
ルファイド（ＰＰＳ）樹脂等の高分子フィルム８、この
好ましくは延伸によりフィルム化されたものを基材とし
て、これの表面に可及的に薄い接着剤層９、及びエッチ
ング剤に耐蝕性を有し、かつ遮気性の高い材料、たとえ
ばシリカやアルミナ等を膜厚１００乃至１０００オング
ストローム程度の遮気層１０を介して、金属等の剛性が
高く、かつエッチングが可能な材料、例えば不錆鋼等を
肉厚１０乃至５０μｍ程度に圧延した薄板を圧力発生室
４の容積を変化させるのに適した形状に整形したアイラ
ンド部１１が圧力発生室４に対応するように形成されて
いる。
【００１０】これにより、圧力発生室４に対向する領域
には、アイランド部１１を取り囲むように弾性変形可能
な高分子延伸フィルム８、シリカやアルミナ等の遮気層
１０からなるダイヤフラム部１２が形成されている。高
分子延伸フィルム８は、フィルム化の工程でピンホール
等の発生が皆無であるため、ダイヤフラム部１１を構成
する材料として使用すると、圧力発生室４からのインク
の漏洩を確実に防止できて信頼性の高いインクジェット
式記録ヘッドを構成することが可能となる。
には、アイランド部１１を取り囲むように弾性変形可能
な高分子延伸フィルム８、シリカやアルミナ等の遮気層
１０からなるダイヤフラム部１２が形成されている。高
分子延伸フィルム８は、フィルム化の工程でピンホール
等の発生が皆無であるため、ダイヤフラム部１１を構成
する材料として使用すると、圧力発生室４からのインク
の漏洩を確実に防止できて信頼性の高いインクジェット
式記録ヘッドを構成することが可能となる。
【００１１】この弾性板７、及びノズルプレート１は、
スペーサ部材３の両面を封止するように接着剤により接
合されて流路ユニット１３を構成している。
スペーサ部材３の両面を封止するように接着剤により接
合されて流路ユニット１３を構成している。
【００１２】図中符号１４は、圧電振動子で、一方の極
となる電極１５と、他方の極となる電極１６とを圧電材
料１７を介してサンドイッチ状に積層し、一方の電極１
５を先端側に、また他方の電極１７を後端側に露出させ
て構成され、先端をアイランド部１１に当接させて固定
板１８を介してヘッドフレーム１９に固定されている。
となる電極１５と、他方の極となる電極１６とを圧電材
料１７を介してサンドイッチ状に積層し、一方の電極１
５を先端側に、また他方の電極１７を後端側に露出させ
て構成され、先端をアイランド部１１に当接させて固定
板１８を介してヘッドフレーム１９に固定されている。
【００１３】この実施例において、圧電振動子１４に駆
動信号に印加して充電すると、圧電振動子１４が収縮し
て圧力発生室４が膨張する。これによりリザ−バ６のイ
ンクがインク供給口５を経由して圧力発生室４に流れこ
む。
動信号に印加して充電すると、圧電振動子１４が収縮し
て圧力発生室４が膨張する。これによりリザ−バ６のイ
ンクがインク供給口５を経由して圧力発生室４に流れこ
む。
【００１４】圧電振動子１４の電荷を放電させると、圧
電振動子１４が元の状態に伸長して圧力発生室４が収縮
する。圧電振動子１４の変位は、アイランド部１１によ
り圧力発生室４の長手方向に均等に伝達され、高分子フ
ィルムからなるダイヤフラム部１２が弾性変形して圧力
発生室４の容積が収縮する。これにより、圧力発生室４
のインクが加圧されてノズル開口２からインク滴として
吐出する。
電振動子１４が元の状態に伸長して圧力発生室４が収縮
する。圧電振動子１４の変位は、アイランド部１１によ
り圧力発生室４の長手方向に均等に伝達され、高分子フ
ィルムからなるダイヤフラム部１２が弾性変形して圧力
発生室４の容積が収縮する。これにより、圧力発生室４
のインクが加圧されてノズル開口２からインク滴として
吐出する。
【００１５】一方、流路ユニット１３にインクが充填さ
れた状態に置かれると、インクの溶媒が高分子フィルム
８に浸透し、大気に揮散しようとするが、高分子フィル
ム８の表面に形成された遮気層１０がインク溶媒の通過
を阻止するから、圧力発生室４内のインクの粘度上昇が
防止される。
れた状態に置かれると、インクの溶媒が高分子フィルム
８に浸透し、大気に揮散しようとするが、高分子フィル
ム８の表面に形成された遮気層１０がインク溶媒の通過
を阻止するから、圧力発生室４内のインクの粘度上昇が
防止される。
【００１６】次に上述した弾性板７の製造方法について
説明する。エッチング可能な厚さ２０μｍの金属の薄
板、例えばステンレス鋼板２０を用意し（図３
（I））、これの少なくとも一方の面にエッチング剤に
耐蝕性を有し、かつ遮気性の高い材料、たとえばシリカ
やアルミナ等を５００オングストローム程度の膜厚でス
パッタリングして遮気層２１を形成する（図３（I
I））。
説明する。エッチング可能な厚さ２０μｍの金属の薄
板、例えばステンレス鋼板２０を用意し（図３
（I））、これの少なくとも一方の面にエッチング剤に
耐蝕性を有し、かつ遮気性の高い材料、たとえばシリカ
やアルミナ等を５００オングストローム程度の膜厚でス
パッタリングして遮気層２１を形成する（図３（I
I））。
【００１７】遮気層２１の表面に接着剤２２を塗布し、
接着剤をプレ乾燥させた後、たとえば厚さ４μｍ程度の
ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂の延伸フィ
ルム２３を接着してラミネート材２４を構成する（図３
（III））。この乾燥工程では接着剤２２の溶媒は、一
方の面が大気に開放されている高分子延伸フィルム２３
を浸透して大気に揮散することができ、遮気層２１との
間に溶媒による気泡が残留することはない。
接着剤をプレ乾燥させた後、たとえば厚さ４μｍ程度の
ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂の延伸フィ
ルム２３を接着してラミネート材２４を構成する（図３
（III））。この乾燥工程では接着剤２２の溶媒は、一
方の面が大気に開放されている高分子延伸フィルム２３
を浸透して大気に揮散することができ、遮気層２１との
間に溶媒による気泡が残留することはない。
【００１８】ラミネート材２４のステンレス鋼板２０の
表面に感光性樹脂フィルム２５を貼り付け、エッチング
すべきパターンを形成したマスクを用いて感光性樹脂フ
ィルム２５を露光して、アイランド部１１となる領域に
エッチング保護膜を形成する（図３（IV））。
表面に感光性樹脂フィルム２５を貼り付け、エッチング
すべきパターンを形成したマスクを用いて感光性樹脂フ
ィルム２５を露光して、アイランド部１１となる領域に
エッチング保護膜を形成する（図３（IV））。
【００１９】ついで、このエッチング保護膜を用いてラ
ミネート材２５をエッチングすると、遮気層２１でエッ
チングが停止して遮気層２１、接着剤層２２を備えた高
分子延伸フィルム２３からなるダイヤフラム部に囲まれ
たアイランド部が形成される（図３（V））。もとよ
り、接着剤層２２は、その表面を耐エッチング性が高い
遮気層２１により被覆されているから、エッチング工程
で損傷を受けることはない。エッチングの終了後に感光
性樹脂フィルム２５を除去することにより弾性板が完成
する（図３（VI））。
ミネート材２５をエッチングすると、遮気層２１でエッ
チングが停止して遮気層２１、接着剤層２２を備えた高
分子延伸フィルム２３からなるダイヤフラム部に囲まれ
たアイランド部が形成される（図３（V））。もとよ
り、接着剤層２２は、その表面を耐エッチング性が高い
遮気層２１により被覆されているから、エッチング工程
で損傷を受けることはない。エッチングの終了後に感光
性樹脂フィルム２５を除去することにより弾性板が完成
する（図３（VI））。
【００２０】なお、上述の実施例のおいては、金属薄板
としてステンレス鋼を用いているが、エッチングが可能
で、しかも接着性の高い他の金属、例えば銅、ニッケ
ル、鉄、シリコンの薄板を用いることができる。
としてステンレス鋼を用いているが、エッチングが可能
で、しかも接着性の高い他の金属、例えば銅、ニッケ
ル、鉄、シリコンの薄板を用いることができる。
【００２１】また、高分子延伸フィルムとしてポリフェ
ニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂を用いているが、延
伸可能な他の高分子材料、例えば、ポリイミド（ＰＩ）
樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、ボリアミド
イミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリバラバン酸（ＰＰＡ）樹
脂、ポリサルホン（ＰＳＦ）樹脂、ポリエーテルサルホ
ン（ＰＥＳ）樹脂樹脂、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）
樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、
ポリオレフィン（ＡＰＯ）樹脂、ポリエチレンナフタレ
ート（ＰＥＮ）樹脂、アラミド樹脂、ポリプロピレン樹
脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリカーネート樹脂等を用い
ることもできる。
ニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂を用いているが、延
伸可能な他の高分子材料、例えば、ポリイミド（ＰＩ）
樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、ボリアミド
イミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリバラバン酸（ＰＰＡ）樹
脂、ポリサルホン（ＰＳＦ）樹脂、ポリエーテルサルホ
ン（ＰＥＳ）樹脂樹脂、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）
樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、
ポリオレフィン（ＡＰＯ）樹脂、ポリエチレンナフタレ
ート（ＰＥＮ）樹脂、アラミド樹脂、ポリプロピレン樹
脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリカーネート樹脂等を用い
ることもできる。
【００２２】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
高分子フィルムに浸透し、大気に揮散しようとするイン
クの溶媒を遮気層により阻止できて、圧力発生室内のイ
ンクの粘度上昇を防止することができる。
高分子フィルムに浸透し、大気に揮散しようとするイン
クの溶媒を遮気層により阻止できて、圧力発生室内のイ
ンクの粘度上昇を防止することができる。
【図１】本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施
例を、圧力発生室の長手方向の断面で示す図である。
例を、圧力発生室の長手方向の断面で示す図である。
【図２】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上インクジェ
ット式記録ヘッドの発生室の並び方向の断面で示す図、
及びアイランド部近傍を拡大して示す図である。
ット式記録ヘッドの発生室の並び方向の断面で示す図、
及びアイランド部近傍を拡大して示す図である。
【図３】図（I）乃至（VI）は、それぞれ同上弾性板の
製造工程を示す図である。
製造工程を示す図である。
１ ノズルプレート
２ ノズルプレート
３ スペーサ
４ 圧力発生室
５ インク供給口
６ リザーバ
７ 弾性板
８ 高分子延伸フィルム
９ 接着剤
１０ 遮気層
１１ アイランド部
１２ ダイヤフラム部
１３ 流路ユニット
１４ 圧電振動子
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B41J 2/045
B41J 2/055
B41J 2/16
Claims (11)
- 【請求項１】 ノズル開口が穿設されたノズルプレート
と、前記ノズル開口に連通する圧力発生室を形成するス
ペーサと、前記圧力発生室に対向する位置にダイヤフラ
ム部及びアイランド部を備えた弾性板とを接合してなる
流路ユニットと、前記アイランド部に当接して前記ダイ
ヤフラム部を弾性変形させる圧電振動子とからなるイン
クジェット式記録ヘッドにおいて、 前記弾性板が、高分子フィルム、接着剤層、遮気層、金
属板の順番で積層して構成され、前記高分子フィルムに
金属のアイランド部を形成して構成されているインクジ
ェット式記録ヘッド。 - 【請求項２】 前記高分子フィルムが、高分子延伸フィ
ルムである請求項１に記載のインクジェット式記録ヘッ
ド。 - 【請求項３】 前記遮気層が、シリカ、またはアルミナ
により構成されている請求項１に記載のインクジェット
式記録ヘッド。 - 【請求項４】 前記遮気層の膜厚が１００乃至１０００
オングストロームである請求項１に記載のインクジェッ
ト式記録ヘッド。 - 【請求項５】 前記高分子フィルムの膜厚が２μｍ乃至
１０μｍである請求項１に記載のインクジェット式記録
ヘッド。 - 【請求項６】 エッチング可能な金属の薄板の一方の面
に、エッチング剤に耐蝕性を有し、かつ遮気性が高い材
料からなる遮気層を形成する工程と、前記遮気層の表面
に接着剤の層を介して高分子フィルムを積層する工程
と、前記金属の薄板をエッチングによりアイランド部を
形成する工程とからなるインクジェット式記録ヘッドの
弾性板の製造方法。 - 【請求項７】 前記高分子フィルムが、高分子延伸フィ
ルムである請求項６に記載のインクジェット式記録ヘッ
ドの弾性板の製造方法。 - 【請求項８】 前記遮気層が、シリカ、またはアルミナ
のスパッタリングにより形成されている請求項６に記載
のインクジェット式記録ヘッドの弾性板の製造方法。 - 【請求項９】 前記遮気層の膜厚が、１００乃至１００
０オングストロームである請求項６に記載のインクジェ
ット式記録ヘッドの弾性板の製造方法。 - 【請求項１０】 前記高分子フィルムの膜厚が２乃至１
０μｍである請求項６に記載のインクジェット式記録ヘ
ッドの弾性板の製造方法。 - 【請求項１１】 前記アイランド部を取り囲むようにエ
ッチングして前記アイランド部の周囲にダイヤフラム部
が構成されている請求項６に記載のインクジェット式記
録ヘッドの弾性板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29171897A JP3405392B2 (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | インクジェット式記録ヘッド、及びその弾性板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29171897A JP3405392B2 (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | インクジェット式記録ヘッド、及びその弾性板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11105284A JPH11105284A (ja) | 1999-04-20 |
| JP3405392B2 true JP3405392B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=17772505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29171897A Expired - Lifetime JP3405392B2 (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | インクジェット式記録ヘッド、及びその弾性板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3405392B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009090563A (ja) * | 2007-10-10 | 2009-04-30 | Ricoh Co Ltd | 液滴吐出ヘッドとその製造方法及び画像形成装置 |
-
1997
- 1997-10-08 JP JP29171897A patent/JP3405392B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11105284A (ja) | 1999-04-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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