JP5457935B2 - インクジェットヘッドおよびインクジェット装置ならびにそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
[1]外部から供給されたインクが流れるインク供給流路と;前記インクを吐出するためのノズルが形成された底面と、振動板から構成される上面とを有し、かつ前記インク供給流路内をインクが流れる方向に沿って一列に配列された2以上のインク室と;前記インク室を仕切る隔壁と;前記2以上のインク室の上面それぞれを振動させ、一列に配列された2以上の積層ピエゾ素子と、前記積層ピエゾ素子間に配置された2以上の支柱と、が固定され、かつ前記インク室の上面上に配置されたピエゾプレートと;を有するインクジェットヘッドであって、前記インク室の上面を構成する振動板は、前記2以上の積層ピエゾ素子のうち隣接する2つの積層ピエゾ素子の間において、前記隔壁と前記2以上の支柱とによって挟まれて固定され、前記隣接する2つの積層ピエゾ素子の間には、ギャップが大きい箇所と、ギャップが小さい箇所とが形成され、前記2以上の支柱は、前記ギャップが大きい箇所にのみ配置される、インクジェットヘッド。
[2]前記積層ピエゾ素子間のギャップの最大値は、50〜140μmである、[1]に記載のインクジェットヘッド。
[3]前記積層ピエゾ素子は、六角柱状であり、前記六角柱状の積層ピエゾ素子の底面は、互いに対向し、かつ前記積層ピエゾ素子が配列された方向に平行な辺aおよび辺bを有し、それぞれの前記積層ピエゾ素子の辺aは、同一の直線に重なり、それぞれの前記積層ピエゾ素子の辺bは、同一の直線に重なる、[1]または[2]に記載のインクジェットヘッド。
[4]前記インク室の上面および底面は、六角形である、[3]に記載のインクジェットヘッド。
[5]2以上の前記インク室と連通し、前記インク室から排出されたインクが流れるインク排出流路をさらに有する、[1]〜[4]のいずれか一つに記載のインクジェットヘッド。
[6][1]〜[5]のいずれか一つ記載のインクジェットヘッドを有するインクジェット装置。
[7]積層ピエゾ素子および支柱が固定されたピエゾプレートを準備するステップと、前記積層ピエゾ素子および支柱上に振動板を積層するステップと、前記振動板上に隔壁およびノズルプレートを積層するステップと、を有する[1]〜[5]のいずれか一つに記載のインクジェットヘッドを製造する方法であって、前記積層ピエゾ素子および支柱が固定されたピエゾプレートを準備するステップは、ピエゾプレートを準備するステップと、前記ピエゾプレートに圧電シートと導電シートとを積層し、長方体状の積層体を形成するステップと、前記長方体状の積層体の底面の長辺に対して傾いた2以上の溝Aを、一定ピッチで前記積層体に設けるステップと、前記長方体状の積層体の底面の長辺に対して、前記溝Aと逆方向に傾き、かつ前記溝Aと交差する2以上の溝Bを、一定ピッチで前記積層体に設け、前記積層ピエゾ素子と、前記支柱とを形成するステップと、を有する、インクジェットヘッドを製造する方法。
本発明のインクジェットヘッドは、積層型のピエゾ素子(以下単に「積層ピエゾ素子」とも称する)を用いるベンドモード型のインクジェットヘッドである。本発明のインクジェットヘッドは、1)インク供給流路と、2)インク供給流路と連通した複数のインク室と、3)インク室を仕切る隔壁と、4)インク室の上面上に配置され、複数の積層ピエゾ素子と支柱とが固定されたピエゾプレートとを有する。
インク供給流路は、外部から供給されるインクが流れる流路である。インク供給流路を流れるインクは、後述するインク室群のインク室に供給される。インク供給流路は、外部からインクが供給される導入口を有する。インク供給流路に供給されるインク供給量は、特に限定されず、数ml/minであっても、それ以上であってもよい。
インク室は、インク供給流路と連通し、インクを収容するための空間である。インク室に収容されるインクの種類は、特に限定されず、製造物の種類によって適宜選択される。たとえば、製造物が有機ELパネルである場合、インク室に収容されるインクの例には、発光材料などの有機発光物質を含む高粘度の溶液が含まれる。
隔壁は、インク室を仕切り、インク室の側面を構成する部材である。隔壁は、例えば、複数のステンレス(例えばSUS304ステンレス鋼)板を熱拡散接合によって貼り合わすことで製造されてもよい。隔壁はインク室の上面およびインク室の底面に貼り付けられている。
ピエゾプレートは、複数のピエゾ素子および支柱が固定された板である。ピエゾプレートの材料は例えばセラミックスである。ピエゾプレートの材料をセラミックスとすることで、ピエゾ素子とピエゾプレートの熱膨張係数を同じにすることができる。
上述した本発明のインクジェットヘッドは、本発明の効果を損なわない限り任意の方法で製造される。本発明のインクジェットヘッドの製造方法の好ましい例は、1)積層ピエゾ素子および支柱が固定されたピエゾプレートを準備する第1ステップと、2)ピエゾプレートの積層ピエゾ素子および支柱上にダイヤフラムを積層する第2ステップと、3)ダイヤフラム上に隔壁およびノズルプレートを積層する第3ステップと、を有する。
本発明のインクジェット装置は、前述のインクジェットヘッドを具備することを特徴とするが、それ以外は公知のインクジェット装置の部材を適宜有する。例えば、インクジェットヘッドを固定する部材や、インクを塗布する対象物を載置して移動するための移動ステージなどを有する。
図5は、本発明の実施の形態1のインクジェットヘッド100の斜視図である。図5に示されるようにインクジェットヘッド100は、インク供給流路101と、インクの流れ方向Xに沿って配列された複数のインク室110とを有する。インク供給流路101はインク供給口103を介してインクタンク105に接続している。
実施の形態2では、インク排出流路を有するインクジェットヘッドについて説明する。
101 インク供給流路
102 インク排出流路
103 インク供給口
104 インク排出口
105 インクタンク
107 インク連通孔
110 インク室
111 ノズル
120 ノズルプレート
123 振動板(ダイヤフラム)
125 隔壁
140 ピエゾプレート
141 積層ピエゾ素子
143 支柱
145 圧電シート
146 導電シート
147 積層体
149 溝
Claims (7)
- 外部から供給されたインクが流れるインク供給流路と;
前記インクを吐出するためのノズルが形成された底面と、振動板から構成される上面とを有し、かつ前記インク供給流路内をインクが流れる方向に沿って一列に配列された2以上のインク室と;
前記インク室を仕切る隔壁と;
前記2以上のインク室の上面それぞれを振動させ、一列に配列された2以上の積層ピエゾ素子と、前記積層ピエゾ素子間に配置された2以上の支柱と、が固定され、かつ前記インク室の上面上に配置されたピエゾプレートと;を有するインクジェットヘッドであって、
前記インク室の上面を構成する振動板は、前記2以上の積層ピエゾ素子のうち隣接する2つの積層ピエゾ素子の間において、前記隔壁と前記2以上の支柱とによって挟まれて固定され、
前記隣接する2つの積層ピエゾ素子の間には、ギャップが大きい箇所と、ギャップが小さい箇所とが形成され、
前記2以上の支柱は、前記ギャップが大きい箇所にのみ配置される、インクジェットヘッド。 - 前記積層ピエゾ素子間のギャップの最大値は、50〜140μmである、請求項1に記載のインクジェットヘッド。
- 前記積層ピエゾ素子は、六角柱状であり、
前記六角柱状の積層ピエゾ素子の底面は、互いに対向し、かつ前記積層ピエゾ素子が配列された方向に平行な辺aおよび辺bを有し、
それぞれの前記積層ピエゾ素子の辺aは、同一の直線に重なり、
それぞれの前記積層ピエゾ素子の辺bは、同一の直線に重なる、請求項1に記載のインクジェットヘッド。 - 前記インク室の上面および底面は、六角形である、請求項3に記載のインクジェットヘッド。
- 2以上の前記インク室と連通し、
前記インク室から排出されたインクが流れるインク排出流路をさらに有する、請求項1に記載のインクジェットヘッド。 - 請求項1に記載のインクジェットヘッドを有するインクジェット装置。
- 積層ピエゾ素子および支柱が固定されたピエゾプレートを準備するステップと、
前記積層ピエゾ素子および支柱上に振動板を積層するステップと、
前記振動板上に隔壁およびノズルプレートを積層するステップと、を有する請求項1に記載のインクジェットヘッドを製造する方法であって、
前記積層ピエゾ素子および支柱が固定されたピエゾプレートを準備するステップは、
ピエゾプレートを準備するステップと、
前記ピエゾプレートに圧電シートと導電シートとを積層し、長方体状の積層体を形成するステップと、
前記長方体状の積層体の底面の長辺に対して傾いた2以上の溝Aを、一定ピッチで前記積層体に設けるステップと、
前記長方体状の積層体の底面の長辺に対して、前記溝Aと逆方向に傾き、かつ前記溝Aと交差する2以上の溝Bを、一定ピッチで前記積層体に設け、前記積層ピエゾ素子と、前記支柱とを形成するステップと、を有する、請求項1に記載のインクジェットヘッドを製造する方法。
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