JPH1134318A - インクジェットヘッド - Google Patents

インクジェットヘッド

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JPH1134318A
JPH1134318A JP18848997A JP18848997A JPH1134318A JP H1134318 A JPH1134318 A JP H1134318A JP 18848997 A JP18848997 A JP 18848997A JP 18848997 A JP18848997 A JP 18848997A JP H1134318 A JPH1134318 A JP H1134318A
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ink
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pressurizing chamber
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Masatoshi Yasuhara
正俊 安原
Kishiharu Itatsu
岸春 板津
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NEC Corp
Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
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NEC Corp
Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/10Finger type piezoelectric elements

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヘッド基板とふた部材を接着一体化したもの
にノズルプレートを接着する際に、ふた部材部で接着剤
が過剰となり、インク加圧室内部にはみ出したり、イン
ク噴射口を塞いだりすることを防止する。 【解決手段】 ふた部材4のヘッド基板2と接着した面
と反対面のノズルプレート3側の端近傍の少なくともイ
ンク噴射口8の存在する範囲にインク噴射口8並び方向
の溝18を設ける。ふた部材4に接着するには過剰な接
着剤は、ふた部材4に設けられた溝18によるふた部材
4の剛性低下で、ふた部材4の溝18とノズルプレート
3間が曲がって接着されることにより吸収される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドに関し、特に、インクジェットプリンタに用い、必
要に応じて圧電素子に電圧を印加して、その変形により
インク加圧室内に発生する圧力波でインク噴射口からイ
ンク滴を記録媒体に向けて吐出するインクジェットヘッ
ドに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のインクジェットヘッド
は、圧電材料から成るヘッド基板と、ヘッド基板を覆う
ふた部材とを接着して一体化し、さらに、インク噴射口
を持つノズルプレートをヘッド基板とふた部材に接着し
ている。インク噴射口やインク加圧室に接着剤が流れ込
むと、インク滴の吐出不良となり、印字不良の原因とな
る。
【0003】インク噴射口やインク加圧室に接着剤が流
れ込むことを少なくする接着方法が特開平06−183
011号公報に開示されている。この公報によると、半
硬化状態の接着剤の付いたノズルプレートを用いて仮接
着後、ノズルの穴加工を行い、その後、本硬化させてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のインク
ジェットヘッドは、圧電材料からなるヘッド基板とふた
部材には材質差による表面状態差が存在し、各々が必要
とする接着剤層厚さが異なるが、より多くを必要とする
ヘッド基板での必要接着剤厚さをノズルプレートに形成
して接着するため、ふた部材部では接着剤が過剰とな
り、インク加圧室内部にはみ出したり、インク噴射口を
塞いだりすることが避けられないという問題点がある。
【0005】本発明の目的は、接着剤がインク加圧室内
部にはみ出したり、インク噴射口を塞いだりすることを
防止し、製造時の歩留まりと印字品質とを向上させたイ
ンクジェットヘッドを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、複数のインク加圧室を有し圧電材料から成る
ヘッド基板と、前記ヘッド基板を覆うふた部材とに、複
数のインク噴射口を形成したノズルプレートを接着し、
前記インク加圧室を圧電効果で変形させて前記インク噴
射口からインク滴を吐出させるインクジェットヘッドに
おいて、前記ふた部材が余剰接着剤を吸収するように変
形する構造であることを特徴とする本発明のインクジェ
ットヘッドは、複数のインク加圧室を有し圧電材料から
成るヘッド基板と、前記ヘッド基板を覆うふた部材と
に、複数のインク噴射口を形成したノズルプレートを接
着し、前記インク加圧室を圧電効果で変形させて前記イ
ンク噴射口からインク滴を吐出させるインクジェットヘ
ッドにおいて、前記ふた部材に前記インク噴射口並び方
向の溝を設けるようにしてもよい。
【0007】本発明のインクジェットヘッドは、前記溝
は少なくとも前記インク噴射口の存在する範囲にあるよ
うにしてもよい。
【0008】本発明のインクジェットヘッドは、前記溝
は前記ふた部材の前記ヘッド基板に対する面とは反対側
にあるようにしてもよい。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0010】図1は本発明のインクジェットヘッドの分
解斜視図、図2はインクジェットヘッドの加圧室長手方
向の断面図である。
【0011】インクジェットヘッド1は、圧電材料から
なり相互に平行な複数の細長いインク加圧室6を有する
ヘッド基板2と、インク加圧室6全体を覆うふた部材4
と、インク噴射口8が設けられたノズルプレート3と、
インク加圧室6にインクを供給するインク供給室5から
構成される。
【0012】ヘッド基板2は圧電セラミック等の圧電材
料からなり、ベース11に取り付けられている。また、
ヘッド基板2はインクジェットヘッド1の基本的な構成
要素となっているので、インク加圧室6を形成し、また
インク供給室5を取り付けられるように充分な大きさが
確保されている。
【0013】ヘッド基板2の表面に形成された略円弧状
のインク加圧室6は、印字用のインク(図示略)を内部
に貯留し、所定の圧力を発生させてインクを外部に噴出
させるためのものである。また、インク加圧室6の両側
には、圧電材料からなる壁を隔ててダミー溝7が形成さ
れている。即ち、インク加圧室6とダミー溝7は一つお
きに交互に形成されている。このダミー溝7は、圧電効
果によるインク加圧室6の体積変化を容易とするための
ものである。またダミー溝7は、インク供給口10から
インクが侵入しないように、インク加圧室6より短く形
成される。
【0014】また、ヘッド基板2の上には、インク加圧
室6のほぼ全体を覆うようにふた部材4が接着されてい
る。このふた部材4はインク加圧室6を覆うことにより
インク加圧室6を密閉空間とし、インクを確実に噴出さ
せるために設けられている。ふた部材4に設けられた分
離溝9は、ダミー溝7と同様に、圧電効果によるインク
加圧室6の体積変化を容易とするためのものである。ふ
た部材4とインク加圧室6の一端部には印字用のインク
が噴出するインク噴射口8が形成されたノズルプレート
3が接着されている。ふた部材4には、ふた部材4のヘ
ッド基板2と接着した面と反対面のノズルプレート3側
の端近傍の少なくともインク噴射口8の存在する範囲に
インク噴射口8並び方向の溝18が設けられている。
【0015】また、圧電材料からなるヘッド基板2に対
する電気的接続のために、電気的パターンが形成され外
部との接続用のコネクタ12が取り付けてあるベース1
1にヘッド基板2が接着されている。そして、ボンディ
ングワイヤ13によってヘッド基板2とベース11が接
続され、さらにボンディングワイヤ13に保護のシール
ド14が施されている。
【0016】図3は図2のX−X断面図、図4は図3に
示すインクジェットヘッド1に電圧が加えられ、インク
加圧室6が変形している状態を示す断面図である。
【0017】インク加圧室6の内部には、圧電材料を駆
動するための電極15a、15b、15cが設けられて
いる。一方、ヘッド基板2の上面には電極は装備されて
いない。即ち、上面にマスキングを施してインク加圧室
6の内部にのみ電極15a、15b、15cを形成し、
その後マスキングを剥がしても良いし、全面に電極15
a、15b、15cを形成した後、上面をラッピングす
ることにより、上面に付いた電極材料を取り去るように
しても良い。
【0018】さらに、インク加圧室6内には、電極15
a、15b、15cの劣化を防止すると共に、インクに
電流が流れないようにするための保護層16が形成され
ている。水性のインクは導電性があり、電流が流れると
固体分が析出して堆積し、インク噴出口8を詰まらせた
りしてインクジェットヘッド1の信頼性を損なうからで
ある。このための保護層16は、絶縁性のものでインク
に浸されず、電極15a、15b、15cにも悪影響を
与えないものであれば良い。
【0019】Si2等をCVDやスパッタで積層しても
良いし、他の材料をコーティングしても良い。
【0020】また、ヘッド基板2には、圧電材料に形成
された壁17a、17bを圧電素子として機能させるた
めに、インク加圧室6の両側のダミー溝7a、7bに形
成された電極15a、15cからインク加圧室6に形成
された電極15b方向(図4中の矢印方向)に電圧が加
えられて分極処理がなされるようになっている。
【0021】次にインクジェットヘッド1の製造方法に
ついて図1を参照して説明する。
【0022】インク加圧室6は、ダイシングブレード
(図示略、半径ほぼ2インチ)にて形成される。実際に
はまず、圧電材料からなるヘッド基板2の上面からイン
ク加圧室6の深さ(ほぼ200μm)まてダイシングブ
レードで垂直下方に加工を進める。その後必要に応じて
インク加圧室6の長さ(図1の左右方向)分平行にダイ
シングブレードを移動させて加工し、その後垂直上方に
持ち上げる。このようにすることにより、インク加圧室
6の前後に一定の曲率(半径ほぼ2インチ)を持った傾
斜面が形成される。
【0023】インク噴出口8の近傍のノズルプレート3
に連通する空間の加工に関しては、インク噴出ロ8の内
径に合わせた適当な深さのところで溝列と直角方向に切
断する。例えば、図2を参照すると、ダイシングブレー
ドで加工されたインク加圧室6の最左端部を切断する
と、ふた部材4とヘッド基板2によって形成されるイン
ク加圧室6の空間は浅いものとなる。一方、インク加圧
室6の中央方向に近い側で切断するほど深い空間が形成
される。
【0024】ヘッド基板2とふた部材4を接着して一体
化したものに、ノズルプレート3に接着剤を付けたもの
を押し当てて接着する。ヘッド基板2とふた部材4には
材質差による表面状態差が存在し、各々が必要とする接
着剤層厚さが異なり、ヘッド基板2の方が多くを要す
る。ふた部材4に接着するには過剰な接着剤は、ふた部
材4に設けられた溝18によるふた部材4の剛性低下
で、ふた部材4の溝18とノズルプレート3間が曲がっ
て接着されることにより吸収される。その結果、余剰接
着剤がインク噴射口8に入って詰まったり、インク加圧
室6内部にはみ出したりすることを防止することができ
る。
【0025】次に、動作について図2〜図4を参照して
説明する。
【0026】まず、インクを噴出させたいインク噴出口
8に対応するインク加圧室6に形成された電極15bを
共通電極とし、インク加圧室6の左右両側のダミー溝7
a、7bに形成された電極15a、15cを個別電極と
してある。そして、電極15a及び15cと電極15b
の相互間に、駆動のための電圧が供給される(図3参
照)。電圧が加えられると圧電材料の壁17a、17b
は、高さ方向には縮み、幅方向には膨らむ(図4参
照)。変形前と変形後の体積変化によりインク加圧室6
内には、圧力波が発生し、圧力波はインク噴出口8まで
伝搬し、インク噴出口8からインクが噴出する。分離溝
9a、9bは、圧電効果によるインク加圧室6の体積変
化を容易とする。
【0027】噴出した分のインクは、インク供給口10
(図2参照)を通ってインク供給室5から補給される。
インク供給室5へは図示しない外部のインクタンクから
補給されるようになっている。
【0028】ここで、分極及び電圧印加方向は、上記記
載の方向に限定されるものではなく、上記と逆でも良
い。また、他の伸縮モード(圧電素子の分極方向と駆動
のための電圧印加方向が同じである)動作のインクジェ
ットヘッド(分極方向と電圧印加方向が圧電材の厚さ方
向である)や、圧電素子の分極方向と駆動のための電圧
印加方向が直角方向であるせん断モード(電圧印加方向
は、本実施の形態で示した方向と同じで、分極方向が圧
電材料の厚さ方向である、等)での動作のインクジェッ
トヘッドでも良い。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ヘッド
基板とふた部材を接着して一体化したものに、ノズルプ
レートに接着剤を付けたものを押し当てて接着する際
に、ふた部材に接着するには過剰な接着剤は、ふた部材
に設けられた溝によるふた部材の剛性低下で、ふた部材
の溝部とノズルプレート間が曲がって接着されることに
より吸収されるため、余剰接着剤がインク噴射口8に入
って詰まったり、インク加圧室6内部にはみ出したりす
ることを防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクジェットヘッドの分解斜視図で
ある。
【図2】インク加圧室長手方向の断面図である。
【図3】図2のX−X断面図である。
【図4】電圧が加えられてインク加圧室が変形している
状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 インクジェットヘッド 2 ヘッド基板 3 ノズルプレート 4 ふた部材 5 インク供給室 6 インク加圧室 7、7a、7b ダミー溝 8 インク噴射口 9、9a、9b 分離溝 10 インク供給口 11 ベース 12 コネクタ 13 ボンディングワイヤ 14 シールド 15a、15b、15c 電極 16 保護層 17a、17b 壁 18 溝

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のインク加圧室を有し圧電材料から
    成るヘッド基板と、前記ヘッド基板を覆うふた部材と
    に、複数のインク噴射口を形成したノズルプレートを接
    着し、前記インク加圧室を圧電効果で変形させて前記イ
    ンク噴射口からインク滴を吐出させるインクジェットヘ
    ッドにおいて、前記ふた部材が余剰接着剤を吸収するよ
    うに変形する構造であることを特徴とするインクジェッ
    トヘッド。
  2. 【請求項2】 複数のインク加圧室を有し圧電材料から
    成るヘッド基板と、前記ヘッド基板を覆うふた部材と
    に、複数のインク噴射口を形成したノズルプレートを接
    着し、前記インク加圧室を圧電効果で変形させて前記イ
    ンク噴射口からインク滴を吐出させるインクジェットヘ
    ッドにおいて、前記ふた部材に前記インク噴射口並び方
    向の溝を設けたことを特徴とするインクジェットヘッ
    ド。
  3. 【請求項3】 前記溝は少なくとも前記インク噴射口の
    存在する範囲にあることを特徴とする請求項2記載のイ
    ンクジェットヘッド。
  4. 【請求項4】 前記溝は前記ふた部材の前記ヘッド基板
    に対する面とは反対側にあることを特徴とする請求項2
    または3記載のインクジェットヘッド。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002029049A (ja) * 2000-07-14 2002-01-29 Brother Ind Ltd インクジェットヘッドおよびその製造方法
JP2012081695A (ja) * 2010-10-14 2012-04-26 Toshiba Tec Corp インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法

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JP2002029049A (ja) * 2000-07-14 2002-01-29 Brother Ind Ltd インクジェットヘッドおよびその製造方法
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