JPH07314671A - インクジェット記録装置の記録ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧電式インクジェットヘッドにおいて、シー
ル不良をなくすとともに、インクの吐出速度を上げるこ
と。 【構成】 分極処理された圧電部材１１と振動板１２を
接着剤１９で接着し、次に振動板１２と予めエキシマレ
ーザー等で加工されたプラスチックの給液ブロック１３
を、圧電部材１１が給液ブロック１３の凹部に重なるよ
うに配置して室温硬化接着剤１５で接着し、最後にノズ
ル板１４を給液ブロック１３の端面に室温硬化接着剤１
６で接着して、圧力室１７を形成する。 【効果】 材質の異なる部品の接着に室温硬化接着剤を
用いることにより、部品を高温にすることがないので、
部品の熱変形や熱応力が生ぜず、封止が強固になり、材
料からのガス放出がないので圧力室内に撥水性の被膜が
できず、気泡の残留なしにインクを注入でき、その結
果、記録ヘッドの吐出性能が大幅に向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置における記録ヘッドの構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、記録ヘッド
のインク吐出口（以下、ノズルと称する）から印字情報
に基づいてインクを記録シートに吐出して、文字、画像
等の情報を記録する装置である。図１（ｄ）は記録ヘッ
ドの圧力室部分の構造の一例を示す側面図で、図２は、
図１（ｄ）のＡ−Ａ線に沿って上方から見た断面図であ
り、図３は、図１（ｄ）の左側から見た正面図である。
給液ブロック１３はプラスチック製で、エキシマレーザ
ー等を用いて凹所形成や穴開け等の微細加工が施され、
上面に振動板１２、左端面にノズル板１４が接着されて
圧力室１７が形成され、図２と図３に見るように圧力室
１７に重なる位置で、圧電部材１１が振動板１２に接着
されている。インクはインク注入口２０から圧力室１７
内に入り、図示しない吸引機構によってノズル１８まで
導かれる。圧電部材１１に電圧が加えられて変形するこ
とにより、給液ブロック１３と振動板１２とノズル板１
４で構成された圧力室１７の容積が減少し、圧力室１７
内のインクに圧力が加わってノズル１８から吐出され
る。

【０００３】このような構造において、給液ブロック１
３と振動板１２あるいはノズル板１４との接着、振動板
１２と圧電部材１１との接着等は、従来、高温硬化接着
剤を用いて行われていた。すなわち給液ブロック１３を
エキシマレーザーで加工し、接着剤によって給液ブロッ
ク１３と振動板１２を接合し、高温にして接着剤を固化
し、次に接着剤によって振動板１２と圧電部材１１を接
合し、高温にして接着剤を固化し、最後に接着剤によっ
てノズル板１４を給液ブロック１３の端面に接合し、高
温にして接着剤を固化して、記録ヘッドの圧力室部分を
製造していた。これらの接着工程において、高温とは例
えば１００℃以上である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、ある部品に熱
を加えると温度に比例して膨張する。記録ヘッドの製造
において二つの部品を接着する場合、従来のように高温
硬化接着剤を用いると、線膨張係数の違いによって部品
の反りや接着剤の剥離が生じてしまう。特にプラスチッ
クの給液ブロックと金属の振動板では線膨張係数の差が
大きいので、このような問題が起こり勝ちである。ま
た、加熱によって接着剤および構成部品からガスが放出
されて、圧力室内に撥水性の被膜を形成するので、イン
クの注入時に気泡が残りやすい。例えば、シリコン接着
剤の硬化中にシロキサンガスが発生する等である。ま
た、金属に比べてプラスチックは熱変形しやすく、密封
不良の原因となる。

【０００５】本発明の目的は、分極された圧電部材に電
圧を印加して変形させることにより、インクに圧力を加
えてノズルから吐出し、記録動作を行うインクジェット
記録装置において、圧力室構成部品の接着に伴う前記の
ような問題を解決し、ガス放出による撥水被膜の形成が
なく、プラスチック部品の変形がなく、かつ接着不良の
ないインクジェット記録装置の記録ヘッドを提供するこ
とである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
め、本発明は、圧力室を構成するプラスチックの給液ブ
ロックとその他の部品の接着に、室温硬化接着剤を用い
ることを特徴とする。

【０００７】

【作用】室温硬化接着剤を用いれば、部品の接着が室温
で行われるので、前記のような障害が全て回避される。
すなわち、材質の異なる部品を接着しても線膨張係数の
差による熱応力が生ぜず、プラスチック部品が熱を受け
て変形することもないので、もれのないシールが得られ
る。また、加熱によるガス放出がないので、撥水性被膜
が形成されず、気泡の残留なしにインクを圧力室内に注
入できるので、圧電部材による圧力が圧力室に加わった
時、エネルギーが気泡の体積縮小に費やされることなく
インクに圧力を及ぼす。これにより、従来より格段に吐
出速度の向上したインクジェット記録装置の記録ヘッド
が実現される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 ［実施例１］図１は、実施例１におけるインクジェット
記録装置の記録ヘッドの圧力室の側面図で、圧力室の形
成工程を示すものである。まず、予め分極処理された圧
電部材１１と振動板１２を、図１（ａ）、（ｂ）に示す
ごとく、接着剤１９で接着する。振動板１２は金属（例
えばＮｉ）であり、振動のしやすさと干渉防止のため
に、図示は省くが圧電部材１１の接着箇所毎に、各圧電
部材を囲んでループ状の窪みを設けてある場合が多い。
この接着は無機材料同士の接着なので、高温硬化接着剤
でもよい。次に、予めエキシマレーザー等で凹所形成と
穴あけ加工を施したプラスチック製の給液ブロック１３
に対し、前記圧電部材１１の接着された振動板１２を、
図２および図３に示すように、圧電部材１１が給液ブロ
ック１３の圧力室１７をなす凹部に重なるように配置し
て、図１（ｂ）、（ｃ）のごとく室温硬化接着剤１５で
接着し、最後に、ノズル板１４を、図１（ｃ）、（ｄ）
に示すごとく、給液ブロック１３の端面に室温硬化接着
剤１６で接着し、圧力室１７を形成する。図１（ｄ）が
圧力室部分の完成状態である。

【０００９】［実施例２］図４は、実施例２におけるイ
ンクジェット記録装置の記録ヘッドの圧力室の形成工程
を示すものである。まず、エキシマレーザー等でプラス
チックの給液ブロック１３に凹所形成と穴あけ加工を施
した後、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、給液ブロッ
ク１３と振動板１２とを室温硬化接着剤１５で接着し、
次に、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、予め分極処理
された圧電部材１１を振動板１２上に、給液ブロック１
３の凹部に重なる位置に、室温硬化接着剤４５で接着
し、最後に、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、ノズル
板１４を給液ブロック１３の端面に室温硬化接着剤１６
で接着し、圧力室１７を形成する。

【００１０】［実施例３］図５は、実施例３におけるイ
ンクジェット記録装置の記録ヘッドの圧力室の形成工程
を示すものである。まず、図５（ａ）に示すように、振
動板１２の給液ブロック１３と接合する面に、給液ブロ
ック１３と同じ材質のプラスチックを溶剤で溶かした溶
液をスピンナー等を用いて薄くコーティングした後焼成
し、プラスチック薄膜５１を形成する。次に、エキシマ
レーザー等で凹所形成と穴あけ加工を施した給液ブロッ
ク１３と振動板１２を、図５（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、室温硬化接着剤１５で接着する。次に、図５
（ｂ）、（ｃ）に示すように、予め分極処理した圧電部
材１１を振動板１２上に、給液ブロック１３の凹部に重
なる位置に、室温硬化接着剤４５で接着し、最後に、図
５（ｃ）、（ｄ）に示すように、ノズル板１４を給液ブ
ロック１３の端面に室温硬化接着剤１６で接着し、圧力
室１７を形成する。予め振動板１２の表面にプラスチッ
ク薄膜５１を形成することにより室温硬化接着剤１５と
の結合力が強まって、振動板１２と給液ブロック１３の
接着が強固になる。

【００１１】近年、インクジェット記録装置の記録ヘッ
ドにはますます高密度実装が要求され、その構成部品で
あるプラスチックの給液ブロックの加工にも高精度が必
要とされる。プラスチックの加工法で、精度・コスト両
面から最も優れているのがエキシマレーザーによる加工
である。エキシマレーザーで加工できるプラスチックの
特徴は、エキシマレーザー光の吸収係数が大きいもので
あり、例を挙げれば、ポリイミド、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリウレタ
ン、ポリカーボネイト、ポリサルフォン、メタクリル樹
脂、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリエステ
ル、エポキシ樹脂である。エキシマレーザー光の吸収係
数が小さいプラスチックは、熱の影響が顕著になり、加
工精度が低下する。

【００１２】一方、室温硬化接着剤は、細密パターンで
塗布されることが多いので、通常スクリーン印刷によっ
て行われており、前記室温硬化接着剤の粘度は、１００
〜５００Ｐ（２５℃）が望ましい。また、室温硬化接着
剤は、圧電部材による圧力がかかる圧力室の形成に使用
されるため、接着の強度・耐久性に優れていることが必
要で、エポキシ樹脂が最適である。

【００１３】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明に基づき、室
温硬化接着剤を用いて部品を接合して圧力室を形成すれ
ば、材質の異なる部品の接着において熱応力が生ぜず、
プラスチック部品の熱変形がないので、記録ヘッドにお
ける重大問題であるシール不良によるインクのもれが解
消する。また、材料からのガス放出がないので、圧力室
内の親水性が損なわれず、気泡の残留なしにインクを圧
力室内に注入できる等の効果があり、記録ヘッドの吐出
性能が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の記録ヘッドの圧力室側
面図である。

【図２】本発明の第１の実施例の記録ヘッドの図１
（ｄ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】本発明の第１の実施例の記録ヘッドの図１
（ｄ）の左側から見た正面図である。

【図４】本発明の第２の実施例の記録ヘッドの圧力室側
面図である。

【図５】本発明の第３の実施例の記録ヘッドの圧力室側
面図である。

【符号の説明】

１１ 圧電部材 １２ 振動板 １３ 給液ブロック １４ ノズル板 １５、１６、４５ 室温硬化接着剤 １７ 圧力室 １９ 接着剤 ５１ プラスチック薄膜

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分極された圧電部材に電圧を印加して変
   形させることにより、インクに圧力を加えて吐出し、記
   録動作を行うインクジェット記録装置において、 圧力
   室を構成する部品の一部をプラスチックで製作し、該プ
   ラスチック部品と圧力室を構成する他の部品を室温硬化
   接着剤で接着した構造を特徴とするインクジェット記録
   装置の記録ヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のインクジェット記録装
   置の記録ヘッドにおいて、 プラスチックがポリイミド、ポリエチレンテレフタレー
   ト、ポリエーテルエーテルケトン、ポリウレタン、ポリ
   カーボネイト、ポリサルフォン、メタクリル樹脂、ポリ
   エーテルイミド、ポリアリレート、ポリエステル、エポ
   キシ樹脂の集団から選ばれることを特徴とするインクジ
   ェット記録装置の記録ヘッド。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のインクジェット記録装
   置の記録ヘッドにおいて、 室温硬化接着剤がエポキシ樹脂であることを特徴とする
   インクジェット記録装置の記録ヘッド。