JPS5887060A - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインクオンデマンド型のインクシェッドヘッド
１こ関するものである。

一般にインクオンデマンド型のインクシェッドヘッドを
用いた印字装置は、ノンインパクト方式であるため、機
誠音の発生が少い。しかも被印字物体は特殊な感熱紙な
どを使用することを心安とせず普通紙はもらろん、金属
やプラスチックなどよりなる物体の表面で、必ずしも平
面状を成していない部分ｔこでも容易１こインクをドツ
ト状に付着し、それらドツトの組合せ１こより印字する
ことができるという特徴がある。その他、印字装置全体
の構成が簡単で小型化される、印字速度が速い、印字エ
ネルギーが小さいという特徴があり、さら１こ微細な孔
径をもったノズルを用いることによって、福メτドツト
密度の高い印字が可能となり、印字品質を高めることが
できる。また、ノズルの孔径としては３０〜２０（１１
ｚ　程度のものが良好な印字特性をもら、しかも、ノズ
ル孔の形状が精度よく所定形状１こ穿設されていること
が特１こ重要である。

ところが、ノズル孔は上記の如＜３０〜２ＱＯ７ｚ程度
）径をもった非常ｔこ微細なものであるため、ノズル自
体が硬質材料で構成されている場合はもらろん、比較的
軟い材料で構成されている場合でも、ノズル孔を精度よ
く穿設することは非常１こ峻しい作業である。かかるノ
ズル孔の穿設方法として金属材１こ細いドリルでもって
孔をあけたり、あるいは金属材、ガラス材等をフォトエ
ツチング手段により所定の形状に侵蝕せしめること１こ
よりノズル孔とする溝を形成し、上部に蓋となる板材を
貼着してノズル孔を形成することも考えられる。しかし
、極めて細いドリルで孔をあけることは量産時に孔径精
度（通常±２μ以下）の維持が難しく、また、フォトエ
ツチングによる溝の掘削（形成）では、核間の内壁面に
微細な凹凸が形成され、しかも、コーナ部がなだらか１
こ蝕刻されてシャープに形成されないこと、さら−こ蓋
となる板材を貼着するため１こ用いた接着剤が流れ込ん
でノズル孔の形を変形させたり、用いる接着剤の量が少
いような場合ｔこは隣接した溝同志が連通してしまい、
インクジェットヘッドとして役立たないものとなること
が多い。また、板材をガラス付けして貼着する場合も接
着剤を用いたものと同様の事態が発生する。このように
精度のよい微細なノズル孔をもった印字品質のよいイン
クジェットヘッドを簡単に歩留りよく製作する方法は未
だ確立されているとは言い難い。それ故、理想的な印字
品質をもったインジェットヘッドが得られていないのが
実状である。

本発明は上記事情１こ鑑みて開発したもので、未焼成の
セラミックグリーンシート而に対し、インク供給部、加
圧室、ノズル孔等の形状をした押型板を重ね合せて加圧
成型した後、蓋部材である他のセラミックグリンシート
を重な合せたものを焼成することによりセラミックより
なる高精度のノズル孔をもったインクジェットヘッドを
もたらさんとするものである。

以下、本発明を図？こより説明する。

第１図は本発明ｔこよるインジェットヘッドの半成製で
ある板状のセラミック体Ｃでインク供給部Ｓ加圧室Ｐ、
インク流通溝Ｒ１ノズル孔Ｎを有するもので、実際１こ
は図示しない他のセラミック板状体が重ね合さり一体的
なものとなっている。

第２図は本発明をこよるインクジェットヘッドの製造工
程を示す。

まず、本発明ノズルを形成するベース基板としては焼成
曲のセラミノフグリンフートｌが用いられる。このセラ
ミックグリンシート１は、例えば、ドクターブレード法
による成形法や、一般的ｔこはセラミック原料粉末と、
可塑性をもつ有機原料及び溶剤−こより泥漿を造り、こ
れを所望の厚さのノート状ｔこ成形する方法Ｖこより得
たシートを所定形状に打ら抜いたり切断することによっ
て作られたものである。したがって、このセラミツフグ
リンシー）・１それ自体は比較的柔らかく可塑性をもら
、手で自由に変形できる程度のものである。

そこで、第２図１ごて示す製造系統のうち、（Ａ）系統
では、セラミツフグリン７−）１の上面１こ金属製の型
板２人を載置した後、該型板２人を図示してない加圧手
段ｔこより、セラミックグリンシート１ｔｒ一対し、少
くとも型板２人とセラミックグリンシート１の各上面が
同一平面ンこなる如く押し付け、しかる後、加圧を止め
、型板２人をセラミックグリンシート１からとりはずす
こと１こより、凹部が形成される。このようｔこ加圧室
、インク流通溝、ノズル孔等を成す四部３が形成された
セラミックｌの上面に１１ＫＷｒｌｌＡ材を成すセラｉ
ｙクシート夛ゴ邪７フ了−項−重１５１Ｆ雇二′両シー
トｌ、４を熱　５− 圧着により接着し、その後、１３００−１６００　ｔＥ
の酸化雰囲気中にて焼成することによって、セラミック
体５中にインク流通溝Ｒ等を備えたインクジェットヘッ
ドＨが製作される３ 次に他の系統の製造工程を（Ｂ）に示すが、これをこオ
イテも前述の（Ｎ系統の製法に用いたと同様のセラミッ
クグリンシート１の上面に、合成樹脂、木。

紙などの有機質、あるいは熱により分解したり、昇華す
るような消失する性質をもった材質で形成した型板２Ｂ
を載置（あるい１ま付着）した後、該型板２Ｂを図示し
ていない加圧手段により、セラミックグリンシート１に
対し、少くとも型板２Ｂとセラミックグリンシートｌの
各上面が同一平面となる如く押し付ける。すなわら、セ
ラミツフグリンシー）１内に型板２Ｂを埋入しておき、
その−ト面ｔこ蓋部材を成すセラミックンート４Ｂを載
置し、熱圧着１こより両７−ト１．４Ｂを接着し、その
後１３００〜１６００℃の酸化雰囲気中で焼成すること
ｔこより、有機質や熱で消失する性質を有する材料より
成る型板２Ｂ自体は燃焼したり分解して−〇　− 消失してしまう結果、セラミック体５中にインク流通＠
Ｒや加圧室・Ｐ等を備えてなるインクジェットヘッドＨ
が製作される。なお、両工程における熱圧着のかわりｔ
こ、蓋部材４に密着液（有機バインダー）Ｋ−塗布し、
その後圧着することも可能であり、又密着液塗布後熱圧
着する方法も可能である。

ところで、蓋部材４Ａは焼成後セラミック体５の表９５
　ａ　となり、その厚みはＯ１〜０．２／Ｊ程度と薄く
、その人皮５ａの外表面トこは、例えば各溝Ｒ中に溜っ
ているインクに加圧し、先端部に設けたノズル孔Ｎから
インク粒子として噴出作動させるべく機械振動を発生、
もしくは印加する手段が配設される。一方、（Ｂ）系統
の製造工程１こおいて図示したようｔこ少くとも各溝Ｒ
に交・１応する部位に接着一体化する蓋部材４Ｂの材料
としてチタン酸バリウムの如き圧電セラミックを用いた
表皮５ａ　＃こ電極（図示せず）を設けておき、該電ｆ
ｆ！、に所定の駆動電圧を印加することトこより、電圧
１こ見合った振動を圧電セラミックより成る表皮５ａ　
が行うこと１こおける所定のノズル孔Ｎよりインク粒と
なって噴出し、該インク粒の付着によるドツトの組合せ
でもって紙や物品の表面１こ文字、マーク等を印字する
。

〔実施例１〕 厚さ、１．２ｊｌｌｌｌのセラミックグリーンシート上
にＪダさ００８朋でインク溝、ノズル孔等の形状をした
金属製の押型を載置し、該押型１こ刑し、温度８５　”
Ｃのもとて圧カフ　８０　Ｋｇ　／ｃｄを３分間印加し
て四部形状を形成した後、押型をセラミックグリン／−
トから取りはずし、上蓋として他のセラミノクグリンン
ートを重ね合せ、熱圧着（こより両セラミックグリノン
ートを密着せしめ、その後、１３００〜１６００′ｃの
酸化性雰囲気中で焼成した。

この結束、圧力室、インク溝等の深さが熱圧着時１こ１
０　ｐ程度につぶれたものとなり、かつ全体の大きさが
焼成前ｔこくらべ１５〜２５チ縮少となるがインク溝や
ノズル孔の詰り、インク溝相互間のリーク（流通）はな
く、かつ、インク溝やノズル孔の断面形状等の変形はほ
とんど認められず、所定の明確な形状をしたドツトでも
って印字することのできるインクジェットヘッドを製作
することができた。

〔実施例２〕 上記実施例１と同様のセラミックグリンンート上１こ、
インク溝、ノズル孔等の形状にした厚さ０．０８　ｗｅ
のプラスチックフィルであるアクリルシート製の押型を
載置し、該押型１こ灼し、常温のもとで、圧カフ８０Ｋ
ｇ／ｃ４を５分間印加して、少くとも押型とセラきツク
グリン７−トの各上面が同一平面となるように押型をセ
ラミツフグリンノート中に埋入せしめ、この同一平面上
−こインクの噴出圧力を加える蓋部材（表皮）とする他
のセラミックグリン／−トとして各インク溝に対応する
上面にチタン酸バリウムの如ぎ圧電セラミックシートを
重ね合せ、熱圧着により両ンートを密着した後、１３０
０〜１６００℃の酸化雰囲気中で焼成した。その陵、圧
電セラミック体より成る各人皮ｔこ駆動電極を設ける。

　９− このように製作されたインクジェットヘッドの電極１こ
所定の電圧を印加することにより表皮が振動し、それに
伴いインク溝中のインターこ圧力が加わり、それｔこ対
応したノズル孔からインクが粒状となって噴出するもの
であるが、このように製作された場合１こおいても、全
体の大きさは焼成前より１５〜２５％縮少したものとな
り、しかもインク溝相互間のリークはないのはもちろん
、インク溝やノズル孔の断面形状等の変形はほとんど認
められず、所定の明確な形状のドツトを付着することの
できるインクヘッドを製作することができた。

なお、当初セラミックグリンシート中ｔこ埋入せしめ、
該グリンシート中に残存したままのグラスチック製の押
型は焼成時１こおける高温でもって熱分解してしまい、
その消失した部分がインク溝、圧力室、ノズル孔等−こ
なっている。

紙上のような本発明なこよるインクジェットヘッドはセ
ラミックソートで形成したもので、きわめて薄型であり
、多層に一積層して種々の色彩の１７りを他のノズル孔
から噴出するようｅこしてカラー　１０− プリンターを構成することも容易に可能であり、また、
図中、破線で示したように焼成曲のセラミックグリンシ
ートｌの裏面側にメタライズペーストでもって所定の導
電パターン６を印刷しておくことにより、プリント基板
を併設することができその結果、インクジェットヘッド
と、それらを駆動させる電子回路を一体的にコンパクト
に構成することも可能である。

以上のように本発明１こまれば、セラミックグリーンシ
ート＋こ所定形状を加圧成型した後焼成して作られるた
め、精度のよい加圧室、インク溝、ノズル孔などをもっ
たインクジェットヘッドをきわめて容易に製作すること
ができ、しかも焼成後のセラミック体の有する耐摩耗性
、耐蝕性ｔこより安定したノズル特性を長期にわたって
維持することができ、さら１こインクジェットヘッドを
構成しているセラミック体のすぐれた絶縁特性を利用す
ると共に焼成曲に導電パターンを印刷しておくこと１こ
よりヘッド自体をプリント基板とし、該プリント基板番
こよって電子回路を形成することができるため、ヘッド
と駆動回路をコンパクト１こまとめることが可能である
。さら１こヘッドを成すセラミック体中を二元熱抵抗体
パターンを埋設することができるため、インクの噴出状
態ｔこ影響を及ばす大きな要因である温度を一定−こ保
つことも容易ｔｒ−可能であるなど多くのすぐれた特性
をもったインクジェットヘッドを提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はインクジェットヘッドの一例を示す破断面図、
第２図は本発明ｔこよるインクジェットヘッドの製法を
説明する工程系統図である。 Ｈ：インクジェットへラド　Ｒ：インク溝１：セシミッ
クグリンシート　２Ａ、２Ｂ：押型４Ａ、４Ｂ　：　を
飾柱 出願人　　京都セラミック株式会社 代表者稲盛和夫

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）インク供給部、加圧室、インク流通溝、ノズル孔
   等のインク噴出作動部をセラミック体で形成したことを
   特徴とするインクジェットヘッド。
2. （２）セラミックグリーンシート上１こインク供給部、
   加圧室、インク流通溝、ノズル孔等のインク噴出作動部
   の形状をした押板を載置し加圧する工程と、押板１こよ
   り加圧成型したセラミックグリーンンートな焼成する工
   程を含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造
   方法。