JPH09123466A - インクジェットプリンタヘッドの製造方法 - Google Patents

インクジェットプリンタヘッドの製造方法

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JPH09123466A
JPH09123466A JP28834495A JP28834495A JPH09123466A JP H09123466 A JPH09123466 A JP H09123466A JP 28834495 A JP28834495 A JP 28834495A JP 28834495 A JP28834495 A JP 28834495A JP H09123466 A JPH09123466 A JP H09123466A
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JP
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adhesive
temperature
substrate
printer head
pressure
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JP28834495A
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English (en)
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Takashi Kikuchi
隆 菊地
Masashi Shimozato
正志 下里
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TEC CORP
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TEC CORP
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少なくとも一方が圧電部材からなる部材を接
着剤で接着してインクジェットプリンタヘッドの基板を
製造する場合、接着剤の中に気泡が残留しないようにす
る。 【解決手段】 予熱して粘度を低くした接着剤を、積層
させて接着する部材の接着面に塗布することにより、塗
布した接着剤の厚みを薄くして接着剤中に残留する気泡
を少なくする。接着剤を挾んで部材を接合させた後、そ
の部材を接合方向へ加圧するとともに接着剤の粘度が最
も低くなる温度へ昇温し、接着剤の厚みをより一層薄く
して接着剤中に気泡が残留しないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、オンデマンド方式
のインクジェットプリンタヘッドの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、インク供給部に接続して並設した
多数の圧力室の先端にインク吐出口を有するノズル板を
固定し、印字指令に応じて圧力室内のインク圧を選択的
に高めてインク吐出口からインク滴として吐出させるよ
うにしたオンデマンド方式のインクジェットプリンタヘ
ッドが知られている。
【0003】このようなインクジェットプリンタヘッド
における圧力室内のインク圧を高めてインク滴を吐出さ
せる方法としては、圧力室の両側に配列した側壁の少な
くとも一部を圧電部材により形成し、その側壁の側面に
電極を設け、この電極に電圧を印加して側壁をシェアモ
ード変形させる方法が特開昭63−247051号公報
に開示されている。
【0004】ここで、インクジェットプリンタヘッドの
製造工程で一対の圧電部材同士を接着し、又は、セラミ
ックス基板やガラス基板等の部材と圧電部材とを接着し
て基板を形成する際に、その接着面間に気泡が入る場合
がある。気泡が入ると、その気泡によって隣合う圧力室
内のインクがリークし、各圧力室内のインク圧を印字指
令に応じて正確に高めることができなくなる。従って、
圧電部材同士又は圧電部材と他の部材とを接着する際に
は、その接着面間に気泡が入らないようにしなければな
らない。
【0005】接着面間に気泡が入らないように接着を行
なう方法としては、特開昭61−292244号公報や
特開平4−14636号公報において、接着面に接着剤
を塗布した部材を真空雰囲気中に置くことにより接着剤
中から気泡を脱泡する方法が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した特開
昭61−292244号公報や特開平4−14636号
公報において開示された接着方法では、接着剤の厚みを
充分に薄くすることができず、接着剤の内部に気泡が残
留する。圧電部材を接着して基板を形成したときに接着
剤の中に気泡が残留している基板を用いてインクジェッ
トプリンタヘッドを製造すると、この気泡によって隣合
う圧力室内のインクがリークし、印字指令に応じたイン
ク滴の吐出性能が低下する。
【0007】そこで、請求項1及び2記載の発明は、隣
合う圧力室内のインクがリークすることを防止できるイ
ンクジェットプリンタヘッドの製造方法を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
少なくとも一方が板厚方向に分極させた圧電部材を積層
させて接着した基板と、この基板に交互に形成した少な
くとも一部が前記圧電部材からなる多数の側壁と溝と、
前記側壁に設けた電極と、前記溝の上部を覆う天板と前
記溝の正面部を覆うノズル板とを前記基板に取付けて形
成した多数の圧力室とを有するインクジェットプリンタ
ヘッドの製造方法において、積層させて接着する前記部
材と接着剤とを予熱し、前記部材の接着面に前記接着剤
を塗布し、前記部材を真空雰囲気中に入れて接合し、接
合した前記部材を大気圧中に戻して接合方向に加圧し、
この加圧状態で前記接着剤の粘度が最も低くなる温度に
昇温し、この昇温状態で所定時間放置した後に前記接着
剤の硬化温度まで昇温するようにしたので、予熱して粘
度を低くした接着剤を接着面に塗布することによりその
塗布状態が薄くなり、しかも、接着剤を塗布した部材を
所定の圧力で接合方向へ加圧するとともに接着剤の粘度
が最も低くなる温度に昇温するため、接着剤の厚みは非
常に薄くなり、この接着剤の中に気泡が残留しなくな
る。
【0009】請求項2記載の発明は、少なくとも一方が
板厚方向に分極させた圧電部材を積層させて接着した基
板と、この基板に交互に形成した少なくとも一部が前記
圧電部材からなる多数の側壁と溝と、前記側壁に設けた
電極と、前記溝の上部を覆う天板と前記溝の正面部を覆
うノズル板とを前記基板に取付けて形成した多数の圧力
室とを有するインクジェットプリンタヘッドの製造方法
において、積層させて接着する前記部材と接着剤とを予
熱し、前記部材の接着面に前記接着剤を塗布し、前記部
材を真空雰囲気中に入れて接合し、接合した前記部材を
大気圧中に戻して前記接着剤の粘度が最も低くなる温度
に昇温し、この昇温状態で前記部材を接合方向に加圧
し、この加圧状態で所定時間放置した後に前記接着剤の
硬化温度まで昇温するようにしたので、予熱して粘度を
低くした接着剤を接着面に塗布することによりその塗布
状態が薄くなり、しかも、接着剤を塗布した部材を接着
剤の粘度が最も低くなる温度に昇温して所定の圧力で接
合方向へ加圧するため、接着剤の厚みは非常に薄くな
り、この接着剤の中に気泡が残留しなくなる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図1ない
し図5に基づいて説明する。インクジェットプリンタヘ
ッド1は図1に示すように、基板2に対して天板3とノ
ズル板4とを接着することにより形成している。
【0011】前記基板2は、底板5の上に二層の圧電部
材6,7を接着することにより三層構造に形成する。前
記底板5は、剛性が高く熱変形の少ないセラミックスや
ガラスを材料として形成し、その板厚寸法を0.5〜5
mm程度としている。前記圧電部材6,7は、板厚方向
に分極したものをその分極方向が逆向きとなるように接
着する。
【0012】また、前記基板2に対して溝加工を施すこ
とにより、圧電部材7の上面から圧電部材6の内部に達
するとともに互いに平行な多数の溝8とこれらの溝8を
隔てる多数の側壁9とを交互に形成する。この溝加工
は、ICウエハの切断等に用いるダイシングソーのダイ
ヤモンドホイール等を用いて行ない、これらの溝8を、
基板2の前面側において開口し、奥側を閉塞した形状に
形成する。溝8の寸法はインクジェットプリンタヘッド
の仕様により決定するが、例えば、深さ寸法を0.2〜
1mm、幅寸法を20〜200μm、長さ寸法を5〜5
00mmに形成する。
【0013】ついで、溝8と側壁9とを形成した前記基
板2に対して無電解メッキ処理を施すことにより、前記
側壁9の側面に電極10を形成し、及び、前記圧電部材
7の上面にこれらの電極10と連続する配線パターン1
1を形成する。さらに、この基板2を用いて前記インク
ジェットプリンタヘッド1を完成させたときに、前記電
極10がインクと接触することを防止するために、電極
10の上に絶縁膜12を被覆する。
【0014】このようにして溝8や側壁9、及び、電極
10や絶縁膜12を形成した基板2に対し、溝8の上部
を覆うように前記天板3を接着し、及び、溝8の正面部
を覆うように前記ノズル板4を接着し、各溝8をこれら
の天板3とノズル板4とで囲むことにより多数の圧力室
13を形成する。前記ノズル板4には、各圧力室13に
連通する多数のインク吐出口14を形成し、前記天板3
の下面には、各圧力室13に連通するとともにこれらの
圧力室13にインクを供給するためのインク供給管(図
示せず)を接続するインク供給路15を形成する。
【0015】ここで、前記圧電部材6,7同士を接着工
程を図4及び図5に基づいて説明する。まず、前記圧電
部材6,7とこれらの圧電部材6,7を接着する接着剤
16とを予熱する。この予熱温度は、接着剤16のポッ
トライフを接着作業時間より長くする必要があるために
30〜50℃とし、予熱した接着剤16を、図4に示す
ようにスクリーン印刷版17を用いて一方の圧電部材6
の接着面にスクリーン印刷する。この接着剤16は、イ
ンクに対する耐性を有してスクリーン印刷が可能なも
の、例えば、田岡化学(株)の型番AW3041である
一液性のエポキシ系接着剤が好適であり、この接着剤1
6を予熱して粘度を低くした状態でスクリーン印刷する
ことにより5〜10数μmの非常に薄い厚みに塗布する
ことができる。
【0016】ついで、接着剤16を塗布した圧電部材6
と他方の圧電部材7とを図示しない真空装置内に入れ、
塗布した接着剤16の中から気泡18を脱泡させ、その
後、この真空装置内で圧電部材6,7を接合させ、接合
した圧電部材6,7を大気圧中に戻す。
【0017】接合した圧電部材6,7を大気圧中に戻し
た後、図5に示すように接着加圧ジグ19で1〜3kg
/cm2 の圧力で加圧し、この加圧状態のまま高温槽2
0に入れて接着剤16の粘度が最も低くなる温度に昇温
し、その温度で30分〜1時間放置する。接着剤16の
粘度が最も低くなる温度は図3のグラフで示すT1 であ
り、この温度は接着剤の種類により異なるが、40〜6
0℃の範囲である。
【0018】その後、接着剤16の硬化温度(図3に示
すT2 )まで昇温させ、接着剤16を硬化させる。接着
剤の硬化温度は接着剤の種類により異なるが、圧電部材
6,7の分極の劣化を防止するために200℃を上限と
する。
【0019】このような構成において、このインクジェ
ットプリンタヘッド1では、圧力室13内にインクを供
給した状態で配線パターン11を介して電極10へ電圧
を印加すると、圧電部材6,7で形成した側壁9が圧力
室13の容積を大きくする方向へシェアモード変形し、
やがて、側壁9が急激に初期位置に復帰する。そして、
側壁9が急激に初期位置に復帰した際に、圧力室13内
のインクを加圧することによりそのインクの一部がイン
ク吐出口14からインク滴として吐出する。このインク
滴の吐出時には、クロストークを防止するため、偶数番
目の圧力室13と奇数番目の圧力室13とを交互に加圧
する。インク吐出口14は先端側に向かうにつれて次第
に縮径するテーパ状に形成してあるため、インク滴をイ
ンク吐出口14から効率良く吐出させることができる。
【0020】本実施の形態で使用した接着剤16は一液
性のエポキシ系接着剤であり、この接着剤16は図2に
示すように、硬化温度に達するまでは温度が上昇するに
つれて粘度が低くなる性質がある。そこで、二枚の圧電
部材6,7の接着工程において、接着剤16を圧電部材
6,7とともに30〜50℃に予熱して粘度を低くした
後にスクリーン印刷することにより、スクリーン印刷し
た接着剤16の厚みを非常に薄くすることができ、この
接着剤16の中に残留する気泡18を減少させることが
できる。
【0021】さらに、図3に示すように、接着剤16を
挾んで接合させた圧電部材6,7を大気圧中でその接合
方向へ加圧するとともに接着剤16の粘度が最も低くな
る温度(T1 )に昇温させて所定時間放置することによ
り、接着剤16の厚みがより一層薄くなるとともに接着
剤16の中から気泡18が押し出され、接着剤16の中
に気泡18が残留しなくなる。従って、このような方法
で接着した圧電部材6,7に対して溝加工して溝8と側
壁9とを形成した場合には、接着剤16の中に残留して
いる気泡18によって隣合う圧力室13内のインクがリ
ークすることがなくなり、印字指令に応じたインク滴の
吐出性能を向上させることができる。
【0022】図6は、接着剤16を挾んで接合した圧電
部材6,7を接着加圧ジグ19で加圧する際に、数mm
の厚さ寸法を有するシリコンなどの弾性部材21を介装
したものである。このような弾性部材21を介装するこ
とにより、圧電部材も6,7の接着面に対して均一に圧
力が加わるようになり、接着剤16の厚みの均一にな
り、接着剤16の厚みが部分的に厚くなってその部分に
気泡18が残留することを防止できる。
【0023】なお、本実施の形態においては、接着剤1
6を挾んで圧電部材6,7を接合した後に加圧し、つい
で、接着剤16の粘度が最も低くなる温度に昇温させる
場合を例に挙げて説明したが、接着剤16を挾んで圧電
部材6,7を接合した後に接着剤16の粘度が最も低く
なる温度に昇温させ、ついで、圧電部材6,7を接合方
向に加圧してもよい。このように、加圧するタイミング
を代えた場合でも、粘度が最も低くなる温度に昇温した
接着剤16を加圧する点では同じであり、接着剤16の
厚みが非常に薄くなり、接着剤16の中に気泡が残留し
なくなる。
【0024】また、本実施の形態においては、2枚の圧
電部材6,7を接着して基板2を形成した場合を例に挙
げて説明したが、1枚の圧電部材6と圧電部材以外の部
材、例えば、セラミックス基板やガラス基板等を接着し
て基板を形成したものであってもよい。
【0025】
【発明の効果】請求項1及び2記載の発明によれば、隣
合う圧力室内のインクがリークすることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態のインクジェットプリン
タヘッドを一部を破断して示す斜視図である。
【図2】接着剤の温度と粘度との関係を示すグラフであ
る。
【図3】圧電部材の接着工程の制御温度を示すグラフで
ある。
【図4】スクリーン印刷版と接着剤をスクリーン印刷し
た圧電部材とを示す斜視図である。
【図5】接着剤を挾んで接合させた圧電部材を加圧する
形態を示す正面図である。
【図6】接着剤を挾んで接合させた圧電部材を加圧する
形態の変形例を示す正面図である。
【符号の説明】
1 インクジェットプリンタヘッド 2 基板 3 天板 4 ノズル板 6,7 部材 8 溝 9 側壁 10 電極 13 圧力室 16 接着剤

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一方が板厚方向に分極させた
    圧電部材を積層させて接着した基板と、この基板に交互
    に形成した少なくとも一部が前記圧電部材からなる多数
    の側壁と溝と、前記側壁に設けた電極と、前記溝の上部
    を覆う天板と前記溝の正面部を覆うノズル板とを前記基
    板に取付けて形成した多数の圧力室とを有するインクジ
    ェットプリンタヘッドの製造方法において、積層させて
    接着する前記部材と接着剤とを予熱し、前記部材の接着
    面に前記接着剤を塗布し、前記部材を真空雰囲気中に入
    れて接合し、接合した前記部材を大気圧中に戻して接合
    方向に加圧し、この加圧状態で前記接着剤の粘度が最も
    低くなる温度に昇温し、この昇温状態で所定時間放置し
    た後に前記接着剤の硬化温度まで昇温することを特徴と
    するインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
  2. 【請求項2】 少なくとも一方が板厚方向に分極させた
    圧電部材を積層させて接着した基板と、この基板に交互
    に形成した少なくとも一部が前記圧電部材からなる多数
    の側壁と溝と、前記側壁に設けた電極と、前記溝の上部
    を覆う天板と前記溝の正面部を覆うノズル板とを前記基
    板に取付けて形成した多数の圧力室とを有するインクジ
    ェットプリンタヘッドの製造方法において、積層させて
    接着する前記部材と接着剤とを予熱し、前記部材の接着
    面に前記接着剤を塗布し、前記部材を真空雰囲気中に入
    れて接合し、接合した前記部材を大気圧中に戻して前記
    接着剤の粘度が最も低くなる温度に昇温し、この昇温状
    態で前記部材を接合方向に加圧し、この加圧状態で所定
    時間放置した後に前記接着剤の硬化温度まで昇温するこ
    とを特徴とするインクジェットプリンタヘッドの製造方
    法。
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