JPH08230180A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズル加工を容易化することによりインクジ
ェットヘッドの製造コストの低減を図る。 【構成】 圧電性板材からなる流路基板１に多数の流路
溝部１ａが平行に配設してあり、各流路溝部の両側壁部
には流路電極４が形成してある。流路基板の流路溝部形
成面に流路カバー板２を被せることにとり、インク流路
３が区画形成されている。流路基板１の、インク流路３
の開口端部側の端面１ｂに流路溝部１ａと連通するよう
に刻設されたノズル溝部６と、この開口端部側の端面１
ｂを塞ぐように設けられた流路終端板５とによって、ノ
ズルＮが区画形成されている。面倒であったノズル形成
が容易となり、またノズルＮに接着剤が詰るようなこと
がなくなるので、製造コストが低減されるとともに、印
字品位が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットヘッド
に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットヘッドには、圧電素子に
よってインクにエネルギーを印加するカイザー型や発熱
素子を用いる熱バブル型等がある。近年は、流路基板自
体を圧電性材で構成し、流路溝の側壁部に電圧を印加し
て、側壁部が変形することに起因する流路溝の容積変化
を利用してインクをノズルから射出させるようにしたい
わゆるせん断モード型のインクジェットヘッドが提案さ
れている（例えば特開昭６３−２４７０５１号公報）。

【０００３】せん断モード型のインクジェットヘッドの
要部の構成は、図５に示すように、セラミック等の圧電
性材からなる流路基板５１の上面に複数の流路溝５１ａ
…を平行に刻設し、この流路溝形成面に流路カバー板５
２を被せて、インク流路５３を区画形成している。流路
溝部５１ａの両側の側壁部には流路電極５４が形成して
あり、この流路電極には、図示しない回路から電圧を印
加可能にしてある。

【０００４】インク流路５３の開口部側には、この開口
部に対応したノズル孔５５ａを有するノズルプレート５
５を接合することによって、インク流路と外部空間とを
連通可能にしてある。上記した構成において、インク流
路５３にインクを供給し、ある特定のインク流路の電極
膜５４に電圧を印加すると、両側の側壁部が電歪現象に
よってそれぞれ内側に変形する。この結果、インク流路
の容積が小さくなってインク流路内のインクが圧縮さ
れ、インク滴がノズル孔５５ａから射出して記録媒体に
付着するようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したインクジェッ
トヘッドの構成は、ノズル孔をノズルプレートに穿設し
たものを用いているが、これらのノズル孔はノズルプレ
ートを流路基板５１と流路カバー板５２とを接合してな
るインク流路の開口部面に接着した後に、レーザ加工に
よって孔あけされている。このとき、ノズル孔は、良好
な射出特性を得るために、外側を小さく、内側を大きく
したテーパ孔とすることが求められている。しかし、レ
ーザ加工は、入口側が大きく出口側が小さく加工される
性質を有するため、ノズルプレートを流路基板に接合し
た後に外部からレーザを照射してこのような形状の孔を
得るのは非常に困難である。また、レーザ加工では、レ
ーザ加工の際の蒸発物が流路内に付着することがあり、
このために流路内におけるインクの流れの障害になるこ
ともあるが、ノズルプレートによって開口部がほとんど
閉ざされているため、このような付着物を除去するのが
困難である問題がある。

【０００６】これに対して、ノズルプレートに予めノズ
ル孔を穿設してから、流路基板と流路カバー板の接合体
に接着しようとする試みもあるが、この場合には接着剤
がノズル孔に入り込んで、ノズルの性能に悪影響を及ぼ
す問題がある。

【０００７】そこで本発明の目的は、面倒なノズルプレ
ートへのノズルの穿設を行わず、高精度のノズルを有す
るインクジェットヘッドの製造コストの低減を図ること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のインクジェットヘッドは、圧電性材料か
らなる流路基板に平行に刻設してある複数の流路溝部
と、この流路溝部形成面に被せてインク流路を区画形成
する流路カバー板とを有し、インク流路の開口端部に連
通してインクを吐出するノズルが流路基板または流路カ
バー板に設けてあり、各ノズルは、インク流路から徐々
に細くなるように傾斜して刻設してあるノズル溝部と、
開口端部側の端面を塞ぐように設けられた流路終端板と
によって区画形成してあるところに特徴がある。

【０００９】

【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、せん断モード型インクジェットヘ
ッドの要部を拡大して示したものであり、圧電性セラミ
ック材からなる流路基板１と流路カバー板２とを積層し
たものに対し、ノズルプレートに代わる流路終端板５を
接合する直前の状態になっている。図示するように、流
路基板１の流路溝部１ａの形成面に、流路カバー板２を
被せてインク流路３が区画形成してある。流路溝部１ａ
の両側壁部には、高さの上半分に流路電極４が形成して
ある。

【００１０】図２，３に示すように、流路基板１の上面
には、多数の上述した流路溝部１ａが設けてある（流路
溝部は１条のみ図示）。各流路溝部１ａは、同じ幅及び
同じ深さに形成され、同一間隔で平行に刻設されてお
り、流路基板の一端面１ｂに開口している。各流路溝部
１ａの内端部１ｃは、円曲面に形成してあり、流路カバ
ー板２に設けられたインク供給口（図４参照）からイン
ク流路へのインク流入の円滑化を図っている。

【００１１】流路溝部１ａの両側壁部にはＮｉなどの導
電性薄膜からなる既述の流路電極４が形成されている。
これらの流路電極４は、流路溝部１ａの内端部で合流
し、さらにこれを流路基板１の上面に延長してボンディ
ングパッド４ａおよび引出しパターン４ｂが形成され、
回路基板の配線パターンと接続可能にしてある（図４参
照）。

【００１２】流路基板１の上面に流路カバー板２が接合
されて流路溝部１ａからなるインク流路３が形成されて
いる。このインク流路３は開口端部３ａを有しており、
流路基板１の開口端部３ａ側の端面１ｂには、流路溝部
１ａと連通するようにノズル溝部６が板厚方向に刻設し
てある。ノズル溝部６は、流路溝部１ａよりも幅狭で、
流路溝部の底面から流路基板の背面側にかけて、背面側
を浅くする傾斜面に形成されている。ノズル溝部６の形
状は、具体的には溝幅が２０〜４５μｍが好適であり、
傾斜面の角度すなわちノズル溝部６と端面１ｂとの間の
角度（α）が３０〜６０°であることが望ましい。ノズ
ル溝部６の形成は、ダイシングソー等により行われる。
または、流路基板１を圧電性セラミック材にて製造する
際にノズル溝部６を有する形状に予め成形しておくこと
もできる。

【００１３】インクジェットヘッドの組み立ては以下の
要領で行われる。まず、上記した流路基板１の流路溝部
形成面に、平面形状同一の流路カバー板２を接着剤で接
合することによって既述のインク流路３が区画形成され
る。次に、インク流路３の開口端部３ａが設けられてい
る端面１ｂに、流路基板１と流路カバー板２とを重ね合
わせた厚さに相当する幅の流路終端板３を接着剤で接合
する。この接合により開口端部３ａは塞がれてテーパ状
のノズルＮが区画形成される。

【００１４】このようにして、本発明では、ノズルプレ
ートに代えて、孔部を有しない流路終端板を開口端部端
面に接合するものであるため、従来技術におけるよう
に、レーザ加工による面倒なノズルの形成や、接着剤に
よるノズル孔の詰りなどが生じなくなり、インクジェッ
トヘッドの製造を容易にしている。

【００１５】図４は、本発明に係るインクジェットヘッ
ドを基板７上に取り付けた状態を示している。ノズルＮ
は、図４からは見えないが、流路基板１の先端部下面に
配設されており、インク滴は下向きに射出されるように
なっている。流路カバー板２の上面には、インクタンク
（図示略）とインクジェットヘッドとを連通させるイン
ク供給パイプ８が接続してある。基板７には、ドライバ
ＩＣ９その他の回路素子が実装してあり、回路パターン
７ａと流路基板１上のボンディングパッド４ａとが接続
されている。

【００１６】上記した構成のインクジェットヘッドは、
ドライバＩＣ９から特定のインク流路３の流路電極４に
電圧信号を印加すると、電歪現象によって両側の側壁部
が内側に変形し、インク流路３の容積を小さくする。こ
の結果、インク流路３内に供給されていたインクが加圧
され、ノズルＮからインク滴となってインク流路３と直
下方向（図４下方）に射出する。

【００１７】本実施例では、せん断モード型のインクジ
ェットヘッドとして説明してあるが、せん断モード型に
限定される趣旨ではなく、本発明は、インクジェットヘ
ッド全般に適用可能である。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、従来の構成におい
ては、インク流路と連通するノズル孔が穿設されたノズ
ルプレートを用いていたためノズル孔穿設が面倒であっ
たのに対し、本発明では流路基板または流路カバー板に
ノズル溝部を設け、孔部を有しない流路終端板を設ける
構成にしてあるので、面倒なレーザ加工等によるノズル
孔穿設が不要となり、製造コストの低減に寄与する。ま
た、レーザ加工による蒸発物がインク流路内に付着する
こともなくなる。さらに、ノズルプレートにノズルを形
成してから接合する従来技術の場合のように、接着剤が
ノズルに詰るようなこともなくなり、高品位のインクジ
ェットヘッドが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】流路終端板をインク流路の開口端部に固着させ
る前の状態を示す部分斜視図である。

【図２】流路基板の部分斜視図である。

【図３】流路基板を流路溝部に沿ってその中央部で切断
した状態を示す拡大断面図である。

【図４】インクジェトヘッドを基板に取り付けた状態を
示す斜視図である。

【図５】従来技術を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 流路基板 １ａ 流路溝部 １ｂ 開口端部側の端面 ２ 流路カバー板 ３ インク流路 ３ａ 開口端部 ５ 流路終端板 ６ ノズル溝部 Ｎ ノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電性材料からなる流路基板に平行に刻
   設してある複数の流路溝部と、上記流路溝部形成面に被
   せてインク流路を区画形成する流路カバー板とを有し、 上記インク流路の開口端部に連通してインクを吐出する
   ノズルが上記流路基板または上記流路カバー板の平面側
   に設けてあり、 上記各ノズルは、上記インク流路から徐々に細くなるよ
   うに傾斜して刻設してあるノズル溝部と、上記開口端部
   側の端面を塞ぐように設けられた流路終端板とによって
   区画形成されていることを特徴とするインクジェットヘ
   ッド。