JPH02276649A - インクジェット記録ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、とくにふっ素樹脂、たとえばテフロン（デ
ュポン社の商品名）の膜が被覆された部材を用いたイン
クジェット記録ヘッドの製造方法に関する。

【従来の技術】

従来、微細なノズル孔よりインクを噴射して紙などの記
録媒体上に付着させて記録を行う方法は、インクジェッ
ト記録方法として知られている。そして、その原理の一
つとしてオン・デマンド型インクジェット記録ヘッドに
よる方法がある。 この方式のインクジェット記録ヘッドの一従来例は、−
船釣には本発明に係る一実施例と共通に平面図である第
１図と、側断面図である第２図とに示すように、ガラス
、金属板などにエツチングや機械加工等により複数のイ
ンクノズル２．噴射流路３．インク加圧室５．インク供
給路６および共通なインク溜め７などを形成したキャビ
ティ板１と、振動板９とを積層、一体化したのち、イン
ク加圧室５に対向する位置に電気機械変換素子としての
圧電素子１０が接着された構造をとっている。 このような構造において、圧電素子１０に電気信号とし
ての電圧を印加すると、振動板９がインク加圧室５め内
側に変位してインク加圧室５の容積を急激に減少せしめ
、その容積分に相当するインクがインクノズル２から噴
射され、それがインク滴となって記録紙に点着して印字
されることになる。 ところで、キャビテイ板１と振動板９を接合する場合、
有機系接着剤を用いて接着するとことも考えられるが、
インクジェット記録ヘッドに使われるインクは、普通紙
との馴染みなどを考えアルカリ性のものが使われること
が多い、そのため、有機系接着剤では信幀性に問題があ
る。また、接着剤のだれ込みによって微細に加工された
噴射流路３を埋めてしまうおそれもある。したがって、
その材質がガラス同士のときは熱圧着し、金属同士のと
きは拡散接合等で接合していた。 また、インクジェット記録ヘッドの別の従来例について
以下に、本発明に係る別の実施例と共通な図を参照しな
がら説明する。第３図はこの従来例の要部の斜視図、第
４図は第３図のインクノズルに関する側断面図である。 第３図、第４図において、ガラス基板としてのキャビテ
ィＦｉ１１の両面上にインク加圧室１５、これにつなが
るフレキシブルチューブ−として構成された流路管１３
用の接着溝１４、インク供給路工６およびインク溜め１
７を、フォトエツチング等により溝として形成する。さ
らに、インク供給路１６とインク溜め１７を連結する部
分に幅の狭いフィルタ流路１８を設けである。また、イ
ンク加圧室１５０入口と出口にインクの流れを円滑にす
るために、振動板２０のだれ込みを防止するために島状
突起１９を設けである。このキャビテイ板Ｉｆのチュー
ブ接着溝Ｉ４の部分に、流路管１３を接着し、振動板２
０を貼り合わせる。振動板２０の加圧室１５に対向する
箇所に、圧電素子２２が固着される。また、インクノズ
ル１２はノズルプレート２１に集中させて取り付ける。 二の従来例においては、流路管１３およびインクノズル
１２をテフロン製チューブで構成しである。 例えば、インクノズル１２は内径５０μ＋ｉ、外形０　
、３ａ＋ｍのチューブ、流路管１３は熱収縮性チューブ
（初期内径０．７６Ｉｌ＋ｍ、収縮後内径０．３ｍｍ）
を使用している。 まず、熱収縮性チューブの流路管１３の左側開口部（第
４図参照）にインクノズル１２を嵌め込み１５０〜１８
０°Ｃに加熱し、収縮させて両者をしっかり固着させる
。 流路管１３の右側端部を接着溝１４に嵌め込み、振動板
２０をキャビテイ板１１に重ね、接着する。キャビテイ
板１１と、圧電素子２２を備える振動板２０とが固着さ
れたものが、噴射ユニットを構成する。第３図、第４図
に示した従来例では、噴射ユニットは１組だけであるが
、この噴射ユニットの複数組を多段に、つまりキャビテ
イ板１１の面に直角に重ねたり、多列つまりキャビテイ
板１１の面の方向に列状に並設したり、または多段、多
列の複合形で配置したりすることも可能である。また、
図示した従来例では、インク加圧室１５．振動板２０は
、キャビテイ板１１の両面にそれぞれ設けられているが
、個数的に必要がなければ、もちろん片面だけに設けら
れてもよい。 このようにして、長さ１０〜２０ｍｍの流路管１３を介
してインクノズル１２とインク加圧室１５とを一対一に
接続することができ、しかもインクノズル１２をノズル
プレート２１に集中して配置させ、ピッチ０．３ｍｍ、
ノズル個数的４０で良好な賞射特性を持つマルチノズル
化、高密度化を図ったインクジェット以上説明したよう
に、−従来例では、接合に際し５００〜９００°Ｃの高
温をかける必要があり、接合したヘッドのそりやうねり
が問題になった。また、接合に時間も要した。また、振
動板９もガラスや金属などの弾性率が高い材質なので、
圧電素子１０を用いてインクを吐出させるために必要な
変位を振動板９に与えるためには、高い電圧と大きな圧
電素子１０が必要となる。このことはまた必然的に、イ
ンクノズル２の微小、高集積化の妨げになり、さらに印
加電圧の増加による圧電素子１０の劣化にもつながる。 また、別の従来例（第３図、第４図参照）では、ノズル
１２と流路管１３とがそれぞれテフロン製チューブで構
成される。これらテフロンの表面部分はインクとのぬれ
性が非常に悪く、そのため特に別の従来例では、インク
ノズル１２．流路管１３の狭小なインクとの接触部分に
気泡が混入したとき、この気泡はノズル側からインクを
吸引する、いわゆるボンピング処理をしてもなかなか除
去できない。 第１の発明の課題は、−従来例がもつ以上の問題点を解
消し、比較的低温での加熱圧着によって製造され、品質
と信転性の向上が図れるインクジェット記録ヘッドの製
造方法を提供することにある。 第２の発明の課題は、別の従来例がもつ以上の問題点を
解消し、ふっ素樹脂、たとえばテフロンからなる部材と
インクとの間のぬれ性の向上が図られたインクジェット
記録ヘッドの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

第１の発明に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法
においては、 インク溜めとインク加圧室とインク噴射用ノズルとが連
通ずる溝として形成される基板と；この基板の前記溝側
に接着されかつこの基板とは逆側の表面で前記インク加
圧室に対向する位置に圧電アクチュエータが設けられる
一振動板と；を備える記録ヘッドの製造方法において、
前記振動板の前記基板と接着される側の表面を、ふっ素
樹脂の膜、たとえばテフロン（デュポン社の商品名）の
膜によって被覆したのち、前記振動板と前記基板とを加
熱圧着する。 第２の発明に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法
においては、 構成部材のインクと接触する表面部分についてふっ素除
去処理を施すようにする。

【作　用】

第１発明に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法で
は、基板と振動板との接着は、振動板の接着側の表面に
被覆されたふっ素樹脂の膜、たとえばテフロン膜の、１
８０〜２５０°Ｃでの加熱圧着によるから、基板、振動
板は熱変形をほとんど生じることがない。 第２発明に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法で
は、ふっ素樹脂膜が被覆された部材を用いて比較的低温
での加熱圧着によって構成部材相互を接合したのち、ふ
っ素樹脂膜のインクと接触する表面部分について、ふっ
素除去処理を施すようにしたので、ふっ素樹脂膜とイン
クとの間のぬれ性が向上する。

【実施例】

第１発明に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法を
適用した実施例について第１図、第２図を参照しながら
説明する。なお、この第１図、第２図は従来例の説明に
も既に用いられたものである。 第１図で、ガラスまたは金属材料からなる基板としての
キャビテイ板１上にインク加圧室５、それに連続する噴
射流路３、インクノズル２、インク供給路６、およびイ
ンク溜め７をフォトエツチング等による溝として形成す
る。さらに、インク供給路６とインク溜め７とを連結す
る部分に、インクノズル２とほぼ同一の深さ３幅のフィ
ルタ流路８を設けである。また、インク加圧室５の入口
と出口にインクの流れを円滑にするためと、振動板９の
だれ込みとを防止するために、島状突起４が設けである
。 このキャビテイ板１の溝側の面と振動板９とを接合する
ことによって形・成される空間がインクの流通路となる
。そして、振動板９のインク加圧室５に対向する箇所に
、圧電素子１０が固着される。 なお、第２図に示すように、インクノズル２．フィルタ
ー流路８の深さに比べ、噴射流路３．インク加圧室５．
インク供給路６のそれをより深くしである。 この実施例においては、振動板９としてテフロンを膜厚
１２．５μ階でコーティングした厚さ５０μｍのポリイ
ミドフィルムを用い、キャビテイ板１と１８０〜２５０
°Ｃで加熱圧着する。この加熱圧着は次のように行う。 まず、ホットプレート上に、フォトエツチングされたキ
ャビテイ板と、面のでた金属プレートとを置き、２５０
°Ｃ位まで加熱実る。十分に加熱した後、テフロンをコ
ーティングしたポリイミドフィルムである振動板９を、
先程の加熱した金属プレートでアイロンをかけるように
端から押圧していく。そして再度、面のでた金属プレー
トに挟んで荷重をかけ加熱圧着する。このようにするこ
とにより、キャビテイ板１と振動板９との間に気泡が入
ることなく、かつ微細な溝を埋めることなく、両者を接
着することができる。 また、別の実施例として、金属材料からなる振動板の一
方の表面に、両面にテフロンコーティングしたポリイミ
ドフィルムを接着したものを用いることもできる。 第２発明に係る一実施例について第１図、第２図を参照
しながら、また別の実施例について第３図１第４図を参
照しながら説明する。 第１発明に係る実施例の第１図、第２図において、イン
クノズル２．噴射流路３．インク供給路６、フィルタ流
路８などの箇所に、また別の従来例に係る第３図、第４
図において、インクノズル１２、流路管１３に、それぞ
れ以下のふっ素除去処理をおこなう。すなわち、■アセ
トンを流した後、十分に脱脂して乾燥し、■ふっ素樹脂
除去剤、たとえばテトラエッチ（ｉｌｆｌ工社■の商品
名）を素早く流し込み、■１０秒後に処理した面をアル
コールで十分に洗浄し、次いで水で洗い蛎す。 以上の処理を施したテフロン表面部分のぬれ性の改善は
、次の実験結果によって確認することができる。テフロ
ンシートまたはテフロン板に係るインクに対する接触角
は、以上の処理を施す前と後とで、１０２〜１０８度か
ら５５〜５６度にほぼ半減する。言いかえれば、ぬれ性
はほぼ２倍になる。

【発明の効果】

第１発明によれば、従来の技術に比べ次のようなすぐれ
た効果がある。 （１）接着部は耐インク性が高く、とくに微細なノズル
や流路としての溝が埋まるおそれもなく、さらに熱変形
することがない。 （２）実施例によれば、振動板がポリイミドなどの有機
材料からなる膜状部材であるから、小形化およびノズル
の高密度化とともに、耐久性とくに連続変位特性と製造
歩留り率との向上が図れる。 （３）別の実施例によれば、振動板の基材が金属である
から、（２）項と同様に小形化およびノズルの高密度化
とともに、耐久性とくに連続変位特性と製造歩留り率と
の向上が図れ、さらに加えてより強度をもたせることが
できる。 第２の発明によれば、製造後ふっ素樹脂膜のインクと接
触する表面部分について、ふっ素除去処理が施されるか
ら、ふっ素樹脂膜とインクとの間のぬれ性が向上し、そ
の結果、■ノズル噴射箇所にインク滴の付着がなくなり
、インク吐出の信頼性向上が図れる、■混入した気泡の
吸引除去が簡単になる、■これに関連して気泡吸引用の
ポンピング装置の小形化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明、第２発明に共通に係る実施例の要部
の平面図、 第２図は同じくその側面図、 第３図は第２発明に係る別の実施例の要部の斜視図、 第４図は同じくその側断面図である。 符号説明 １：キャビテイ板、２：インクノズル、３：噴射流路、
５：インク加圧室、 ６：インク供給路、９：振動板、刊：圧電素子、１１：
キャビテイ板、１２：インクノズル、１３：流路管、１
４：接着溝、１５：インク加圧室、１６：インク供給路
、１７：インク溜め、２０：振動板、２１：ノズルプレ
ート、２２：圧電素子。 第１回 毫３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）インク溜めとインク加圧室とインク噴射用ノズルと
   が連通する溝として形成される基板と；この基板の前記
   溝側に接着されかつこの基板とは逆側の表面で前記イン
   ク加圧室に対向する位置に圧電アクチュエータが設けら
   れる振動板と；を備える記録ヘッドの製造方法において
   、前記振動板の、前記基板と接着される側の表面をふっ
   素樹脂の膜によって被覆したのち、前記振動板と前記基
   板とを加熱圧着す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。 ２）ふっ素樹脂からなる部材あるいは表面がふっ素樹脂
   で被覆された部材を構成部材として備え、構成部材相互
   の接合を少なくとも一部は加熱圧着により行うインクジ
   ェット記録ヘッドの製造方法において、前記各構成部材
   のインクと接触する表面部分についてふっ素除去処理を
   施す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。