JP3467563B2 - インクジェット式記録ヘッド、及びインクジェット式記録ヘッド用弾性板の製造方法 - Google Patents
インクジェット式記録ヘッド、及びインクジェット式記録ヘッド用弾性板の製造方法Info
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- JP3467563B2 JP3467563B2 JP21663597A JP21663597A JP3467563B2 JP 3467563 B2 JP3467563 B2 JP 3467563B2 JP 21663597 A JP21663597 A JP 21663597A JP 21663597 A JP21663597 A JP 21663597A JP 3467563 B2 JP3467563 B2 JP 3467563B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸方向に伸縮する
圧電振動子をアクチュエータに使用して、圧力発生室を
膨張収縮させてノズル開口からインク滴を吐出させるイ
ンクジェット式記録ヘッドに関する。
圧電振動子をアクチュエータに使用して、圧力発生室を
膨張収縮させてノズル開口からインク滴を吐出させるイ
ンクジェット式記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】縦振動モードの圧電振動子をアクチュエ
ータに使用するインクジェット式記録ヘッドは、図５に
示したようにスペーサＡとともに圧力発生室Ｂ、インク
供給口Ｃ、共通のインク室Ｄを形成する弾性板Ｅの、圧
力発生室Ｂの中心線上に周囲を薄肉部Ｆで取り囲まれ、
相対的に剛性が高く形成されたアイランド部Ｇを設け、
これに圧電振動子Ｈを当接させて、圧電振動子Ｈの変位
を高い効率で圧力発生室Ｂの容積変化に変換するように
構成されている。このうように弾性板Ｅのアイランド部
Ｇを介して圧電振動子Ｈの変位を弾性板Ｅに伝達するこ
とにより、圧力発生室Ｂの広い範囲を効率的に変形させ
ることが可能となる。
ータに使用するインクジェット式記録ヘッドは、図５に
示したようにスペーサＡとともに圧力発生室Ｂ、インク
供給口Ｃ、共通のインク室Ｄを形成する弾性板Ｅの、圧
力発生室Ｂの中心線上に周囲を薄肉部Ｆで取り囲まれ、
相対的に剛性が高く形成されたアイランド部Ｇを設け、
これに圧電振動子Ｈを当接させて、圧電振動子Ｈの変位
を高い効率で圧力発生室Ｂの容積変化に変換するように
構成されている。このうように弾性板Ｅのアイランド部
Ｇを介して圧電振動子Ｈの変位を弾性板Ｅに伝達するこ
とにより、圧力発生室Ｂの広い範囲を効率的に変形させ
ることが可能となる。
【０００３】このような記録ヘッドの、アイランド部
Ｇ、厚肉部Ｋは金属薄板を等方性のエッチングして形成
する製造方法がとられている。
Ｇ、厚肉部Ｋは金属薄板を等方性のエッチングして形成
する製造方法がとられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般的に等方性のエッ
チングでは、エッチングにより抜く寸法が小さくなるほ
どエッチング液の濃度差が顕著になり、形状を一定に管
理することが難しい。よって等方性のエッチングによっ
て形成されたアイランド部、厚肉部の誤差は大きくな
る。このため弾性板のコンプライアンスのばらつきが大
きくなり、インク吐出の際にインク速度、インク量がば
らつく。
チングでは、エッチングにより抜く寸法が小さくなるほ
どエッチング液の濃度差が顕著になり、形状を一定に管
理することが難しい。よって等方性のエッチングによっ
て形成されたアイランド部、厚肉部の誤差は大きくな
る。このため弾性板のコンプライアンスのばらつきが大
きくなり、インク吐出の際にインク速度、インク量がば
らつく。
【０００５】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アイランド部の
形成精度を高めて、弾性板のコンプライアンスのばらつ
きを小さくすることによってインク吐出のばらつきをお
さえ、またインクと接するところでは耐インク性を有す
る材料を用い弾性板に耐インク性を持たせたインクジェ
ット式記録ヘッドを提供することである。
ものであって、その目的とするところはアイランド部の
形成精度を高めて、弾性板のコンプライアンスのばらつ
きを小さくすることによってインク吐出のばらつきをお
さえ、またインクと接するところでは耐インク性を有す
る材料を用い弾性板に耐インク性を持たせたインクジェ
ット式記録ヘッドを提供することである。
【０００６】また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。
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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような問題点を解決
するために本発明においては、インク滴を吐出するノズ
ル開口と、ノズル開口に連通する圧力発生室と、外部よ
りインク供給路を介して供給を受けかつ圧力発生室へ供
給するインクを貯留する共通のインク室と、共通のイン
ク室と圧力発生室を連通させるインク供給口とを区画し
たスペーサと、スペーサの一面を封止して圧力発生室を
膨張、収縮させる弾性板と、弾性板に当接する縦振動
モードの圧電振動子と、該圧電振動子とスペーサ、及び
弾性板を固定するヘッドケースと、からなるインクジェ
ット式記録ヘッドであって、インク供給路は、ヘッドフ
レームと、弾性板に設けられた貫通孔とにより構成され
ており、弾性板は、圧電振動子に当接する領域に設けら
れたアイランド部と、アイランド部を取り囲むように形
成されて弾性変形領域となる薄肉部と、薄肉部を取り囲
む第１の厚肉部と、第１の厚肉部のさらに外側に形成さ
れ貫通孔が設けられた第２の厚肉部とにより構成され、
アイランド部、第１の厚肉部は感光性樹脂材料にて形成
され、第２の厚肉部は耐アルカリ性を有する材料にて形
成されていることを特徴とする。また、本発明のインク
ジェット式記録ヘッド用弾性板の製造方法は、薄肉部と
して機能できる厚さのフィルムに耐アルカリ性を有する
金属層を形成する工程と、金属層に第2の厚肉部となる
領域と一致するエッチング保護膜を形成する工程と、エ
ッチングにより第2の厚肉部を形成する工程と、エッチ
ング保護膜を除去し、アイランド部、第1の厚肉部に適
した厚みの感光性フィルムを積層する工程と、薄肉部の
領域を除去可能にするために感光性フィルムを露光する
工程と、露光により除去可能となった領域の感光性フィ
ルムを除去する工程と、からなることを特徴とする。
するために本発明においては、インク滴を吐出するノズ
ル開口と、ノズル開口に連通する圧力発生室と、外部よ
りインク供給路を介して供給を受けかつ圧力発生室へ供
給するインクを貯留する共通のインク室と、共通のイン
ク室と圧力発生室を連通させるインク供給口とを区画し
たスペーサと、スペーサの一面を封止して圧力発生室を
膨張、収縮させる弾性板と、弾性板に当接する縦振動
モードの圧電振動子と、該圧電振動子とスペーサ、及び
弾性板を固定するヘッドケースと、からなるインクジェ
ット式記録ヘッドであって、インク供給路は、ヘッドフ
レームと、弾性板に設けられた貫通孔とにより構成され
ており、弾性板は、圧電振動子に当接する領域に設けら
れたアイランド部と、アイランド部を取り囲むように形
成されて弾性変形領域となる薄肉部と、薄肉部を取り囲
む第１の厚肉部と、第１の厚肉部のさらに外側に形成さ
れ貫通孔が設けられた第２の厚肉部とにより構成され、
アイランド部、第１の厚肉部は感光性樹脂材料にて形成
され、第２の厚肉部は耐アルカリ性を有する材料にて形
成されていることを特徴とする。また、本発明のインク
ジェット式記録ヘッド用弾性板の製造方法は、薄肉部と
して機能できる厚さのフィルムに耐アルカリ性を有する
金属層を形成する工程と、金属層に第2の厚肉部となる
領域と一致するエッチング保護膜を形成する工程と、エ
ッチングにより第2の厚肉部を形成する工程と、エッチ
ング保護膜を除去し、アイランド部、第1の厚肉部に適
した厚みの感光性フィルムを積層する工程と、薄肉部の
領域を除去可能にするために感光性フィルムを露光する
工程と、露光により除去可能となった領域の感光性フィ
ルムを除去する工程と、からなることを特徴とする。
【０００８】
【作用】圧電振動子の変位を受けるアイランド部と第1
の厚肉部を形成精度の高い感光性フィルムで形成するこ
とによって弾性板のコンプライアンスのばらつきを小さ
くしインクの吐出バラツキをおさえ、またインク供給路
が形成されていることによってインクと触れる第２の厚
肉部を耐アルカリ性を有する材料で形成することによっ
て弾性板に耐インク性をもたせることができる。
の厚肉部を形成精度の高い感光性フィルムで形成するこ
とによって弾性板のコンプライアンスのばらつきを小さ
くしインクの吐出バラツキをおさえ、またインク供給路
が形成されていることによってインクと触れる第２の厚
肉部を耐アルカリ性を有する材料で形成することによっ
て弾性板に耐インク性をもたせることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】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（イ）は、本発明
の一実施例を示すものであって図中符号１は、弾性板で
圧力発生室２、インク供給口３、共通のインク室４を区
画するスペーサ５の一方の面を封止して、ノズルプレー
ト６とともに流路ユニット７を構成し、その他方の面を
ヘッドケース８に固定されている。
した実施例に基づいて説明する。図１（イ）は、本発明
の一実施例を示すものであって図中符号１は、弾性板で
圧力発生室２、インク供給口３、共通のインク室４を区
画するスペーサ５の一方の面を封止して、ノズルプレー
ト６とともに流路ユニット７を構成し、その他方の面を
ヘッドケース８に固定されている。
【００１０】スペーサ５は、図１(ロ)に示したように各
圧力発生室２、２を区画する隔壁９を備え、各圧力発生
室２に対向する領域の弾性板１に広い弾性変形可能な領
域を確保して、ノズル開口１４からインク滴を効率よく
吐出させるように構成されている。
圧力発生室２、２を区画する隔壁９を備え、各圧力発生
室２に対向する領域の弾性板１に広い弾性変形可能な領
域を確保して、ノズル開口１４からインク滴を効率よく
吐出させるように構成されている。
【００１１】弾性板１は図２に示したように圧力発生室
２に対向する領域に、圧力発生室２の長手方向に延びる
アイランド部１０が形成され、これを取り囲むように弾
性変形領域となる薄肉部１１が形成されている。薄肉部
１１の外周には第１の厚肉部１２が形成されさらにその
外側に第２の厚肉部１３が形成されている。ケース８は
第１の厚肉部１２と第２の厚肉部１３とに接着されて形
成されている。
２に対向する領域に、圧力発生室２の長手方向に延びる
アイランド部１０が形成され、これを取り囲むように弾
性変形領域となる薄肉部１１が形成されている。薄肉部
１１の外周には第１の厚肉部１２が形成されさらにその
外側に第２の厚肉部１３が形成されている。ケース８は
第１の厚肉部１２と第２の厚肉部１３とに接着されて形
成されている。
【００１２】２０は、圧電振動子で、この実施例では圧
電材料２１と２つの極をなす電極２２、２３とを交互に
積層して縦振動、つまり長手方向に変位するように構成
される。
電材料２１と２つの極をなす電極２２、２３とを交互に
積層して縦振動、つまり長手方向に変位するように構成
される。
【００１３】図３に示したように複数の圧電振動子２０
は、アイランド部１０の配列ピッチに一致するように固
定基板２４に固定されて振動子ユニット２５として構成
される。その先端２０ａを前述のアイランド部１０に接
着剤で固定し、固定基板２４を介してヘッドケースにも
固定することにより記録ヘッドが完成する。
は、アイランド部１０の配列ピッチに一致するように固
定基板２４に固定されて振動子ユニット２５として構成
される。その先端２０ａを前述のアイランド部１０に接
着剤で固定し、固定基板２４を介してヘッドケースにも
固定することにより記録ヘッドが完成する。
【００１４】ところでアイランド部１０と第１の厚肉部
１２は感光性樹脂材料で形成されている。感光性樹脂材
料を用いて形成する場合、不要領域にマスクをして、光
を当て必要領域を硬化させ、硬化していない部分を取り
除く。この時光に直進性があるため、マスクのエッジ部
で光がマスク面に対し垂直に感光性樹脂材料を透過する
ため、必要領域のエッジ部の形成精度が高く、形成誤差
を±３〜５μｍにすることができる。従来は金属を等方
性のエッチングし形成していたため形成誤差は±１０〜
１５μｍであった。このため従来に比べコンプライアン
スのばらつきをおさえることができる。
１２は感光性樹脂材料で形成されている。感光性樹脂材
料を用いて形成する場合、不要領域にマスクをして、光
を当て必要領域を硬化させ、硬化していない部分を取り
除く。この時光に直進性があるため、マスクのエッジ部
で光がマスク面に対し垂直に感光性樹脂材料を透過する
ため、必要領域のエッジ部の形成精度が高く、形成誤差
を±３〜５μｍにすることができる。従来は金属を等方
性のエッチングし形成していたため形成誤差は±１０〜
１５μｍであった。このため従来に比べコンプライアン
スのばらつきをおさえることができる。
【００１５】また、共通のインク室４へのインク供給路
周辺１６において、第２の厚肉部はインクに触れるため
に材料がインク中のアルカリイオンなどにより侵される
危険がある。このため、第２の厚肉部には耐アルカリな
ど耐薬品性に優れたＳＵＳなどの金属材料かフッ素系高
分子材料を用いることによりヘッドの耐久性を向上させ
ることができる。
周辺１６において、第２の厚肉部はインクに触れるため
に材料がインク中のアルカリイオンなどにより侵される
危険がある。このため、第２の厚肉部には耐アルカリな
ど耐薬品性に優れたＳＵＳなどの金属材料かフッ素系高
分子材料を用いることによりヘッドの耐久性を向上させ
ることができる。
【００１６】つぎに上述した弾性板の製造方法の一実施
例を図４に基づいて説明する。
例を図４に基づいて説明する。
【００１７】高分子樹脂からなる厚さ数μｍのフィルム
４０と耐インク性を備えた第２の厚肉部１３となりうる
金属板４１を接着剤層４２を介して積層する(Ｉ)。金属
板４１の表面に第２の厚肉部１３となる領域にエッチン
グ保護膜４３を形成して、エッチングを行う（II）。こ
れにより金属板４１には残部が薄肉部１１として機能で
きる程度の深さ、この実施例では接着層４２に到達する
凹部４４が形成される。
４０と耐インク性を備えた第２の厚肉部１３となりうる
金属板４１を接着剤層４２を介して積層する(Ｉ)。金属
板４１の表面に第２の厚肉部１３となる領域にエッチン
グ保護膜４３を形成して、エッチングを行う（II）。こ
れにより金属板４１には残部が薄肉部１１として機能で
きる程度の深さ、この実施例では接着層４２に到達する
凹部４４が形成される。
【００１８】エッチング保護膜４３を除去してアイラン
ド部１０、第１の厚肉部１２に適した厚みの感光性ドラ
イフィルム４５を積層し（III）、薄肉部１１が除去可
能なように露光し、アイランド部１０と第１の厚肉部１
２以外のドライフィルム４６を除去する（IV）。
ド部１０、第１の厚肉部１２に適した厚みの感光性ドラ
イフィルム４５を積層し（III）、薄肉部１１が除去可
能なように露光し、アイランド部１０と第１の厚肉部１
２以外のドライフィルム４６を除去する（IV）。
【００１９】次にアイランド部１０と第1の厚肉部１２
に残留したドライフィルム４５を紫外線照射や電子線照
射によって硬化させる（Ｖ）。
に残留したドライフィルム４５を紫外線照射や電子線照
射によって硬化させる（Ｖ）。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
インク滴を吐出するノズル開口と、ノズル開口に連通す
る圧力発生室と、外部よりインク供給路を介して供給を
受けかつ圧力発生室へ供給するインクを貯留する共通の
インク室と、共通のインク室と圧力発生室を連通させる
インク供給口とを区画したスペーサと、スペーサの一面
を封止して圧力発生室を 膨張、収縮させる弾性板と、
弾性板に当接する縦振動モードの圧電振動子と、該圧電
振動子とスペーサ、及び弾性板を固定するヘッドケース
と、からなるインクジェット式記録ヘッドであって、イ
ンク供給路は、ヘッドフレームと、弾性板に設けられた
貫通孔とにより構成されており、弾性板は、圧電振動子
に当接する領域に設けられたアイランド部と、アイラン
ド部を取り囲むように形成されて弾性変形領域となる薄
肉部と、薄肉部を取り囲む第１の厚肉部と、第１の厚肉
部のさらに外側に形成され貫通孔が設けられた第２の厚
肉部とにより構成され、アイランド部、第１の厚肉部は
感光性樹脂材料にて形成され、第２の厚肉部は耐アルカ
リ性を有する材料にて形成されていることにより、圧電
振動子の変位を受けるアイランド部と第1の厚肉部を形
成精度の高い感光性フィルムで形成することによって弾
性板のコンプライアンスのばらつきを小さくしインクの
吐出バラツキをおさえ、またインク供給路が形成されて
いることによってインクと触れる第２の厚肉部を耐アル
カリ性を有する材料で形成することによって弾性板に耐
インク性をもたせることができる。
インク滴を吐出するノズル開口と、ノズル開口に連通す
る圧力発生室と、外部よりインク供給路を介して供給を
受けかつ圧力発生室へ供給するインクを貯留する共通の
インク室と、共通のインク室と圧力発生室を連通させる
インク供給口とを区画したスペーサと、スペーサの一面
を封止して圧力発生室を 膨張、収縮させる弾性板と、
弾性板に当接する縦振動モードの圧電振動子と、該圧電
振動子とスペーサ、及び弾性板を固定するヘッドケース
と、からなるインクジェット式記録ヘッドであって、イ
ンク供給路は、ヘッドフレームと、弾性板に設けられた
貫通孔とにより構成されており、弾性板は、圧電振動子
に当接する領域に設けられたアイランド部と、アイラン
ド部を取り囲むように形成されて弾性変形領域となる薄
肉部と、薄肉部を取り囲む第１の厚肉部と、第１の厚肉
部のさらに外側に形成され貫通孔が設けられた第２の厚
肉部とにより構成され、アイランド部、第１の厚肉部は
感光性樹脂材料にて形成され、第２の厚肉部は耐アルカ
リ性を有する材料にて形成されていることにより、圧電
振動子の変位を受けるアイランド部と第1の厚肉部を形
成精度の高い感光性フィルムで形成することによって弾
性板のコンプライアンスのばらつきを小さくしインクの
吐出バラツキをおさえ、またインク供給路が形成されて
いることによってインクと触れる第２の厚肉部を耐アル
カリ性を有する材料で形成することによって弾性板に耐
インク性をもたせることができる。
【図１】（イ）,（ロ）は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、圧力発生室の長手方向及び
圧力発生室の配列方向の圧力発生室近傍の断面図であ
る。
録ヘッドの一実施例を示す、圧力発生室の長手方向及び
圧力発生室の配列方向の圧力発生室近傍の断面図であ
る。
【図２】同上記録ヘッドに使用する弾性板の一実施例を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図３】同上記録ヘッドに使用する振動子ユニットの一
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【図４】（Ｉ）乃至（Ｖ）はそれぞれ弾性板の製造方法
の一実施例を示す図である。
の一実施例を示す図である。
【図５】（イ）,（ロ）は、それぞれ従来のインクジェ
ット式記録ヘッド、及び弾性板の一例を示す断面図と上
面図である。
ット式記録ヘッド、及び弾性板の一例を示す断面図と上
面図である。
１ 弾性板
２ 圧力発生室
３ インク供給口
４ 共通のインク室
５ スペーサ
６ ノズルプレート
７ 流路形成ユニット
８ ケース
10 アイランド部
11 薄肉部
12 第1の厚肉部
13 第2の厚肉部
14 ノズル開口
15 インク供給路
20 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 (2)
- 【請求項１】 インク滴を吐出するノズル開口と、前記
ノズル開口に連通する圧力発生室と、外部よりインク供
給路を介して供給を受けかつ前記圧力発生室へ供給する
インクを貯留する共通のインク室と、前記共通のインク
室と前記圧力発生室を連通させるインク供給口とを区画
したスペーサと、 前記スペーサの一面を封止して前記圧力発生室を 膨
張、収縮させる弾性板と、 前記弾性板に当接する縦振動モードの圧電振動子と、 該圧電振動子と前記スペーサ、及び弾性板を固定するヘ
ッドケースと、 からなるインクジェット式記録ヘッドであって、 前記インク供給路は、前記ヘッドフレームと、前記弾性
板に設けられた貫通孔とにより構成されており、 前記弾性板は、前記圧電振動子に当接する領域に設けら
れたアイランド部と、前記アイランド部を取り囲むよう
に形成されて弾性変形領域となる薄肉部と、前記薄肉部
を取り囲む第１の厚肉部と、前記第１の厚肉部のさらに
外側に形成され前記貫通孔が設けられた第２の厚肉部と
により構成され、 前記アイランド部、前記第１の厚肉部は感光性樹脂材料
にて形成され、前記第２の厚肉部は耐アルカリ性を有す
る材料にて形成されていることを特徴とするインクジェ
ット式記録ヘッド。 - 【請求項２】 薄肉部として機能できる厚さのフィルム
に耐アルカリ性を有する金属層を形成する工程と、前記
金属層に第2の厚肉部となる領域と一致するエッチング
保護膜を形成する工程と、エッチングにより第2の厚肉
部を形成する工程と、前記エッチング保護膜を除去し、
アイランド部、第1の厚肉部に適した厚みの感光性フィ
ルムを積層する工程と、薄肉部の領域を除去可能にする
ために感光性フィルムを露光する工程と、前記露光によ
り除去可能となった領域の感光性フィルムを除去する工
程と、 からなるインクジェット式記録ヘッド用弾性板の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21663597A JP3467563B2 (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | インクジェット式記録ヘッド、及びインクジェット式記録ヘッド用弾性板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21663597A JP3467563B2 (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | インクジェット式記録ヘッド、及びインクジェット式記録ヘッド用弾性板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1158731A JPH1158731A (ja) | 1999-03-02 |
| JP3467563B2 true JP3467563B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=16691534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21663597A Expired - Fee Related JP3467563B2 (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | インクジェット式記録ヘッド、及びインクジェット式記録ヘッド用弾性板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3467563B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5045824B2 (ja) | 2010-03-26 | 2012-10-10 | パナソニック株式会社 | インクジェットヘッド及びそれを具備するインクジェット装置 |
-
1997
- 1997-08-11 JP JP21663597A patent/JP3467563B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH1158731A (ja) | 1999-03-02 |
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