JPH081931A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズルプレートとヘッド本体との接着を良好
に行うこと。 【構成】 ノズルプレート２とヘッド本体１との接着
は、ノズル３とインク室１０との位置が一致するように
ノズルプレート２とヘッド本体１とを位置決めし、加圧
及び加熱をして行う。この時、接着層３０内にすでに混
入していた微細気泡１００ａが加熱により膨張して気泡
塊１００ｂとなり拡大して行くが、排出穴４によって気
泡塊１００ｂは大気と連通する。このため気泡塊１００
ｂの拡大はこの時点で終わり、接着部分の減少が最小限
にとどめられる。このため、ノズルプレート２とヘッド
本体１とを接着する接着層３０の接着力が良好である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクが充填されるイ
ンク室を有し、インクを吐出するために該インク室にエ
ネルギーを与えるヘッド本体と、インクが吐出される吐
出口が形成され、該吐出口が前記インク室と連通するよ
うに接着剤によって前記ヘッド本体に接着されるプレー
ト部材とを有するインクジェット記録ヘッドに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェット記録ヘッドは、図
５に示すように、インク吐出口としてのノズル３が複数
形成されたノズルプレート２と、前記ノズル３に連通す
るインク室１０（図６）が設けられたヘッド本体１から
構成されている。このヘッド本体１に設けられたインク
室１０には、ノズル３からインク滴を吐出するためのエ
ネルギー発生体（図示せず）が備えられている。このエ
ネルギー発生体によって発生されるエネルギーがインク
室１０内のインクに加えられることによって、ノズル３
からインク滴が吐出される。エネルギー発生体として
は、例えば、特公昭５３−１２１３８号公報に開示され
ているカイザー型、あるいは特公昭６１−５９９１４号
公報に開示されているサーマルジェット型がその代表的
なものである。

【０００３】前記に示したインクジェット記録ヘッドを
構成しているノズルプレート２は、例えば、ポリイミド
等の樹脂シートやＮｉ等の金属プレートにノズル３が形
成された平板である。このノズルプレート２とヘッド本
体１とは、ノズルプレート２にノズル３を形成した後に
ノズルプレート２の接合面、あるいはヘッド本体１側の
接合面全面に接着剤３０（図６（ａ））を塗布した後、
両者を位置決めして加圧、加熱などの処理を施すことに
よって固定接合されていた。この時使われる接着剤３０
としては、例えば、熱硬化性エポキシ系接着剤や二液性
エポキシ系接着剤等が主に使われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インクジェット記録ヘッドでは、図６（ａ）の様にノズ
ルプレート２をヘッド本体１（図５）に接着、固定する
際に、ノズルプレート２とヘッド本体１との間の接着層
に気泡塊１００ｂが発生し、接着部分が減少するという
問題が生じていた。この気泡が発生する原因としては、
１．エポキシ接着剤中に混入している目に見えない微細
気泡が加熱硬化時に空気の熱膨張により気泡塊へ成長
し、そのまま硬化してしまうため、２．ヘッド本体１の
ノズルプレート２との接着面の端面切断や研磨の際に使
われる切削液や研磨液などの水分が十分に除去されずに
接着面に残り、この水分が加熱硬化時に水蒸気となって
気泡塊を生じてしまう、３．二液性エポキシ系接着剤を
使用する場合には、主剤と硬化剤を攪拌、混合する際に
微細気泡が混入し、ノズルプレート２を加圧固定すると
きに気泡を取り除くことができない等の原因が考えられ
る。

【０００５】上述の原因により、図６（ｂ）の様にノズ
ルプレート２とヘッド本体１との接着層３０の間の微細
気泡１００ａは、図６（ｃ）のように気泡塊１００ｂの
如く成長して、ノズルプレート２とヘッド本体１との接
着部分を減少させて接着力を弱めてしまう。このため、
インクジェット記録ヘッドの歩留まりが低下する問題が
あった。また、この気泡１００ｂの成長がインク室１０
とノズルプレート２との境界面４０まで形成されると、
インクを吐出するためのエネルギーが気泡塊１００ｂの
方へと分散してしまい、安定した印字が得られず、イン
ク滴の不吐出を招いてしまうと言う問題を生じていた。

【０００６】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、ノズルプレートとヘッド本体と
の接着を良好に行うことができるインクジェット記録ヘ
ッドを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１では、インクが充填されるインク室
を有し、インクを吐出するために該インク室にエネルギ
ーを与えるヘッド本体と、インクが吐出される吐出口が
形成され、該吐出口が前記インク室と連通するように接
着剤によって前記ヘッド本体に接着されたプレート部材
とを有するインクジェット記録ヘッドに於いて、前記プ
レート部材における前記ヘッド本体との接着部分に、複
数の孔が形成されていることを特徴とする。

【０００８】請求項２では、前記孔は、前記インク室の
近傍に配置されることを特徴とする。

【０００９】請求項３では、前記吐出口及び前記孔は、
レーザービームにより同時に形成されることを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】上記の構成を有する本発明のインクジェット記
録ヘッドでは、前記プレート部材における前記ヘッド本
体との接着部分に形成された複数の孔によって、プレー
トとヘッド本体との接着部に発生した気泡が大気と連通
され、気泡の拡大が防止されて前記接着部分の減少が防
止される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１２】図１は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの概略構成を示す図であり、図２はインクジェット記
録ヘッドの断面図である。

【００１３】ヘッド本体１には、インク滴を吐出するた
めのノズル３が穿設されたノズルプレート２が接合され
る。このノズル３はノズルプレート２をヘッド本体１に
接合したときに、インク室１０に連通されるように穿設
されている。

【００１４】前記ヘッド本体１は、インク室１０となる
溝を隔てる複数の側壁６を有し、且つ矢印Ｄの方向に分
極処理を施した圧電セラミックス板９とカバープレート
８とを接合することで、横方向に互いに間隔を有する多
数の平行なインク室１０が構成されている。前記インク
室１０の形状は、例えば高さ４００μｍ、幅８０μｍの
長方形形状であり、また前記側壁６の厚さは例えば７５
μｍである。このヘッド本体１に、前記ノズルプレート
２を接合することでインクジェット記録ヘッドが構成さ
れている。また、前記ヘッド本体１の側壁６の上半分
（あるいは下半分）には電極１２が形成されており、こ
の駆動電極１２にインク吐出のための駆動パルス信号を
パターン電極１２ａを介して印加すること事により、側
壁６が図２（ａ）の状態から図２（ｂ）の状態に変形
し、インク室１０の体積が変化する。このインク室１０
の体積変化によりインク室１０内のインクに圧力が加わ
り、インク滴がノズル３より吐出されるようになってい
る。このインクの吐出には、例えば特開昭６３−２４７
０５１号公報および特開昭６３−２５２７５０号公報に
記載されている原理が利用されている。

【００１５】また、前記ノズルプレート２には、ヘッド
本体１とノズルプレート２との接合部分（ヘッド本体１
に形成されたインク室１０除く部分）に、排出穴４が穿
設されている。この排出穴４は、例えば直径５０〜１０
０μｍの穴をインク室１０から約０．５ｍｍ離れた位置
において約１５５μｍ間隔に穿設されている。この間隔
は、インク室１０が形成されている間隔とほぼ同様であ
る。

【００１６】このノズルプレート２には、例えばポリイ
ミドなどの樹脂シートが用いられており、ノズルプレー
ト２に形成されるノズル３と排出穴４は、図３に示すよ
うに前記樹脂シート２２上にエキシマレーザービーム７
を照射することにより穿孔している。この際、エキシマ
レーザービーム７をノズル３、排出穴４の径まで絞り込
んで１孔ずつ穿孔することも可能であるが、図３に示す
ように、ノズル３、排出穴４のサイズと同サイズの穴を
複数あけた金属プレート２０をマスクとして用い、ノズ
ル３と排出穴４とを同時に穿孔することによって、加工
時間の短縮を可能にしている。

【００１７】次に、以上のように加工されたノズルプレ
ート２をヘッド本体１に接着する場合について説明す
る。まず、ヘッド本体１のノズルプレート２との接合面
に接着剤を薄く均一に塗布するのだが、接着剤をヘッド
本体１に塗布するには、シリコンゴム板上に接着剤（例
えばエポテック社製「３５３ＮＤ」等の）を薄く均一に
塗布し、その面にヘッド本体１のノズルプレート２との
接合面を押しつけてインク室１０を除く接合面の全面に
接着剤を転写することにより接着剤を接合面に薄く、均
一に塗布することが可能である。

【００１８】次に、ノズル３とインク室１０との位置が
一致するようにノズルプレート２とヘッド本体１とを位
置決めし、加圧及び加熱をして接着固定する。この時、
図４（ａ）に示すように接着層３０内にすでに混入して
いた微細気泡１００ａが図４（ｂ）に示すように加熱に
より膨張して気泡塊１００ｂとなり拡大して行くが、イ
ンク室１０近傍に形成されている排出穴４によって気泡
塊１００ｂは大気と連通する。このため気泡塊１００ｂ
の拡大はこの時点で終わり、この排出穴４よりインク室
１０側へは成長しない。このため、インク室１０の周囲
には確実に接着層３０が形成される。また、気泡塊１０
０ｂの拡大によるノズルプレート２とヘッド本体１との
接着部分の減少がこの時点で終わるため、接着部分の減
少を最小限に防ぐことができる。

【００１９】上述したように、本実施例のインクジェッ
ト記録ヘッドでは、ノズルプレート２のヘッド本体１と
の接着部分に排出穴４が形成されているので、接着層３
０内の気泡１００ａが、接着時の拡大において排出穴４
に連通して大気に開放される。拡大する気泡がこの排出
穴４と連通すると、空気が大気に流れ気泡塊１００ｂは
それ以上大きくなることがない。従って、ノズルプレー
ト２とヘッド本体１との接着部分の減少を最小限に防ぐ
ことができ、接着力が良好である。従って、インクジェ
ット記録ヘッドの歩留まりが向上する。

【００２０】尚、排出穴４を穿設する位置については特
に限定するものではないが、気泡塊がインク室１０とノ
ズルプレート２との境界に形成されるのを防ぐためにイ
ンク室１０近傍に排出穴４を形成することが望ましい。
さらに、排出穴４の間隔についても、インク室１０の間
隔とほぼ同じ間隔に形成されることが望ましい。

【００２１】以上に記載した実施例は単なる一例にすぎ
ず、ノズル３や排出穴４の大きさ、形状については、例
えば円形以外の長方形や楕円などにしたりすることも可
能である。また、ノズルプレート２の材質については樹
脂シートに限定するものではなく、金属、プラスチッ
ク、セラミックス等でもよい。さらに、ノズル３や排出
穴４の加工法についても本実施例によらず、射出成形な
どによって形成されてもかまわない。また、インク滴を
吐出するためのエネルギー発生方法についても、特公昭
５３−１２１３８号公報に開示されているカイザー型や
特公昭６１−５９９１４号公報に開示されているサーマ
ルジェット型のエネルギー発生方法であってもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明のインクジェット記録ヘッドによれば、前記プレート
部材における前記ヘッド本体との接着部分に複数の孔が
形成されているので、該孔によってプレートとヘッド本
体との接着部に発生した気泡が大気に連通される。これ
により、ノズルプレートとヘッド本体との接着部に発生
した気泡の拡大を防止することができ、前記気泡による
接着部分の減少を従来より減らすことができ、従来より
接着力が高くなりノズルプレートとヘッド本体との接着
を良好に行うことができる。このため、ヘッド製造時の
歩留を向上を実現することができ、耐久性、高安定性に
優れ、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のインクジェット記録ヘッド
を示す斜視図である。

【図２】前記実施例のインクジェット記録ヘッドの断面
図である。

【図３】前記実施例のインクジェット記録ヘッドのノズ
ル形成を示す断面図である。

【図４】前記実施例のインクジェット記録ヘッドの接着
状態を示す断面図である。

【図５】従来例のインクジェット記録ヘッドを示す斜視
図である。

【図６】従来例のインクジェット記録ヘッドの接着状態
を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ヘッド本体 ２ ノズルプレート ３ ノズル ４ 排出穴 ６ 側壁 １０ インク室 ３０ 接着層 １００ａ 微細気泡 １００ｂ 気泡塊

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクが充填されるインク室を有し、イ
   ンクを吐出するために該インク室にエネルギーを与える
   ヘッド本体と、インクが吐出される吐出口が形成され、
   該吐出口が前記インク室と連通するように接着剤によっ
   て前記ヘッド本体に接着されるプレート部材とを有する
   インクジェット記録ヘッドに於いて、 前記プレート部材における前記ヘッド本体との接着部分
   に、複数の孔が形成されていることを特徴とするインク
   ジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】 前記孔は、前記インク室の近傍に配置さ
   れることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット
   記録ヘッド。
3. 【請求項３】 前記吐出口及び前記孔は、レーザービー
   ムにより同時に形成されることを特徴とする請求項１に
   記載のインクジェット記録ヘッド。