JPH0421448A - インクジェットヘッド - 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］ 本発明は、インクジェット記録に係わるもので、特にイ
ンク中において、圧力発生器を駆動させ、ノズル開口部
よりインクを吐出させて印字を行うインクジェットプリ
ンターのヘッド構造に関する。

［従来の技術１ 従来、ノズル形成部材として使用されるＮｌ電鋳箔に対
し、ベース基板材質はオーステナイト系ステンレス合金
、あるいは、Ｎｉ−Ｆｅ合金のエツチング箔もしくはＳ
ｉエツチング薄板のノズル形成部材に対して、Ｎｉ−Ｆ
ｅ合金のベース基板を組み合わせる等、ノズル形成部材
とベース基板の加熱接合処理温度までの平均熱膨張係数
をできるだけ近似させた組み合わせが一般的に選択され
ていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前述の従来技術では使用温度から、加熱接合温
度までの全域に渡りベース基板が熱膨張によりノズル形
成部材に及ぼす応力は小さくなるものの、元来ノズル形
成部材が持っていた製造工程中の残留応力や、加熱接合
処理時に接合層から生じる硬化収縮の歪、接合層の熱膨
張の応力などを吸収できずノズル形成部材の平面性を十
分保つことができなかった。

そこで、本発明の目的とするところは、ノズル形成部材
がその残留応力、接合層から受ける硬化収縮の歪、接合
層の熱膨張の応力などを吸収し、ノズル形成部材の平面
性の優れたインクジェットプリンターヘッドを提供する
所にある。

［課題を解決するための手段１ 本発明のインクジェットヘッドは、複数のノズル開口部
に、ある間隔を持って対向してインク中に配置された圧
電変換器を備え、該圧電変換器をインク中で動作させ、
前記ノズル開口部近傍のインクの圧力を高めて前記ノズ
ル開口部よりインク滴を吐出させるインクジェットヘッ
ドにおいて、ノズル形成部材を固定するベース基板の平
均熱膨張係数が、ノズル形成部材より小さいことを特徴
とする。

〔作　用〕

本発明の前記インクジェットヘッドによれば、ノズル形
成部材は、加熱接合温度未満の領域に於て、常にベース
基板より平面的な引っ張り応力を受けるため剛性で劣る
ノズル形成部材は残留応力などの歪みを解放される。

［実　施　例１ 第１図に、本発明におけるインクジェットヘッドの主要
断面図を示す、複数本のお互いに平行に配列された圧電
変換器２は、圧電セラミックス１３とその片面にＡｕな
どの薄膜金属から形成された電極層１４と電極層１４の
反対面にＮｉ−Ｆｅ合金などの金属層１２の三部材で構
成される。圧電変換器２と対向して配設されたノズル開
口部９を有するＮｉのノズル形成部材８は導電性接合層
ｌＯにより接合されている。アルミナのベース基板１１
の上側には、圧電変換器２に対応するようにストライブ
状にバターニングされた電極層１５があり、これに導電
性接合層ｌＯにより圧電変換器２を固定している。ここ
で電極層１５は、圧電変換器２へ、外部からの動作電気
信号を伝えるための役割をなし、導電性接合層ｌＯによ
り薄膜電極１４と導通されており、ノズル形成部材８は
、共通電極の働きを兼ねている。圧電変換器２とノズル
形成部材８との間には、図示しないインク３が満たされ
ており、インク３は、圧電変換器２のノズル形成部材の
反対側より供給される。圧電変換器２は外部からの動作
電気信号により圧電セラミックス１３が収縮し、収縮し
ない金属層１２との間に生じる曲げモーメントにより、
反ノズル形成部材側に変位するが、動作電気信号が解除
されることで、弾性的な復元力によりノズル開口部９近
傍のインク圧力を高め、インク開口部９よりインク滴を
飛翔させノズル形成部材８に隣接した、図示しない紙な
どの配録媒体上にインク像を形成する。

このようにノズル開口部９近傍のインク圧力を高めるこ
とで、インク滴を吐出させるインクジェットプリンター
ヘッドに於ては、ノズル形成部材と圧電変換器２との距
離がインク飛翔特性に大きく寄与するため、この距離を
均−且つ適性な値とすることが重要である。

第２図に本発明によるインクジェットヘッドの概略図を
示す、ノズル形成部材８は、圧電変換器２を介してベー
ス基板１１に接合されているが。

圧電変換器２はノズル開口部９に合わせ細かく分断され
ておりノズル形成部材８に働く熱膨張の応力はベース基
板１１に依存する。またＮｉのノズル形成部材８は、導
電性接合層１０の硬化温度に加熱された状態でアルミナ
のベース基板１１に加圧接合されており、硬化温度より
低い使用温度下では、ベース基板１１より引っ張り応力
を受けており、この引っ張り応力のためヘッド全域に渡
り優れた平面性を有し圧電変換器２との距離を均一に保
っている。また導電性接合層１０として本実施例では硬
化収縮が少なく１４０度Ｃから１８０度Ｃで硬化するエ
ポキシ系の接合剤を使用しているため硬化時の収縮及び
接合層の熱膨張によりノズル形成部材８が受ける応力を
十分吸収し、且つノズル形成部材の引っ張りによる破断
限界応力までの余裕率を十分取ることが可能となった。

なお、本実施例に於ては、ベース基板としてアルミナ、
ノズル形成部材としてＮ１の組み合わせを選定している
が、炭素鋼やマルテンサイト系もしくはフェライト系ス
テンレスのベース基板とＮ１、オーステナイト系ステン
レスのノズル形成部材でも良いしＮｉ−Ｆｅ合金、Ｓ１
単結晶のノズル形成部材に対し、石英ガラスのベース基
板であっても良い、また導電性接合層１０は、エポキシ
系接着剤を使用したが、これに限らず、アクリル系接着
剤、ポリイミド系接着剤、シリコン系接着剤などを使用
したり、更には、ソルダーによる接合、熱拡散による接
合においても本発明の効果は同様に得られ本発明は、本
実施例に限定されない。

［発明の効果］ 以上述べたように、ベース基板の平均熱膨張係数がノズ
ル形成部材の平均熱膨張係数より小さくなるように両者
の材質選定することで、ノズル形成部材にベース基板よ
り引っ張り応力を作用させ、ノズル形成部材の平面度を
保ち、ヘッド全域に渡り圧電変換器とノズル形成部材の
間隙を同一にし、均一なインク飛翔特性を持つインクジ
ェットヘッドの製造が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインクジェットヘッドの主要断面図、
第２図は本発明によるインクジェットヘッドの概略図。 圧電変換器 ノズル形成部材 ノズル開口部 導電性接合層 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴　木　喜三部（他１名）第１Ｆ？１ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数のノズル開口部に、ある間隔を持って対向してイン
   ク中に配置された圧電変換器を備え、該圧電変換器をイ
   ンク中で動作させ、前記ノズル開口部近傍のインクの圧
   力を高めて前記ノズル開口部よりインク滴を吐出させる
   インクジェットヘッドにおいて、 ノズル形成部材を固定するベース基板の平均熱膨張係数
   が、ノズル形成部材より小さいことを特徴とするインク
   ジェットヘッド。