JPS6236870B2 - - Google Patents

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JPS6236870B2
JPS6236870B2 JP8789178A JP8789178A JPS6236870B2 JP S6236870 B2 JPS6236870 B2 JP S6236870B2 JP 8789178 A JP8789178 A JP 8789178A JP 8789178 A JP8789178 A JP 8789178A JP S6236870 B2 JPS6236870 B2 JP S6236870B2
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JP
Japan
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substrate
groove
etching
manufacturing
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JP8789178A
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Takahiro Naka
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Seiko Epson Corp
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Publication date
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    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は記録用インク噴射ヘツドの製作方法に
関するもので、詳しくは電気−機械変換素子の変
形に基づく圧力変動を利用してインク噴射を行な
うオン・デイマンド型の記録用インク噴射ヘツド
の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来から記録用インク噴射ヘツドに関して各種
方式が提案されてきたが、その一方式であるオン
デイマンド型インク噴射ヘツドに限つても各種の
方式や工夫が試みられてきた。第1図はマルチノ
ズルタイプのオン・デイマンド型インク噴射ヘツ
ドの例であり、インク供給管101から供給され
るインクはインク室102においてピエゾに代表
される電気−機械変換素子103の駆動に伴う変
形によつて加圧され、約50μmφというような微
細なインク噴射口104から記録紙に向かつて噴
射される。第2図は第1図のA−A′に関する断
面図であつて、この様な記録用インク噴射ヘツド
はたとえば概略次の様な工程で作られる。すなわ
ち、基板201にインク室102やインク噴射
口104等の流路溝をつくる。上側板202を
接着剤やろう付け等によつて基板201に接合す
る。インク室102に当たる部分に電気−機械
変換素子103を接着する。基板201や上側板
202はインクに対する耐蝕性からガラスやステ
ンレス鋼が用いられ、流路溝の形成手段としては
エツチングや切削等の機械加工が考えられる。
微細なインク噴射口やその周辺の流路には高い
機械精度を要し、またマルチノズルタイプにみる
流路鋼は複雑であるため流路溝の形成にはエツチ
ングによるものが好まれている。しかし、エツチ
ングによる方法は、流路溝断面の機械精度および
量産性の点に問題があり、一例を第3図に示す。
第3図はエツチングによつて作られた流路溝の断
面形状であつて、301ガラス基板、302流路
溝、303蒸着膜であり、後剥離する。エツチン
グは同速度で各方向に進行するため、たとえばa
=50μmとすると、b≒c≒50μmとなり、b≒
50μmに対しd≒150μmの溝になつてしまう。
一方d=50μmを得ようとa≒17μmとすればb
≒17μmの溝となつてしまい、たとえば50μm□
といつた流路断面を得ることは困難である。更に
流路に直角度を出そうとしても、エツチング加工
では第4図に示すように丸味のある形状となり、
その改善にはエツチング用マスクに特別の工夫が
必要となる。
このように溝の断面が長方形でなく、半円形で
あると、溝の上面に平板状の上側板を接合させた
とき、溝の断面形状が点対象でないため、インク
滴がインク噴射口が形成された端面に対して直角
方向に噴射せず、複数のノズルから噴射されるイ
ンク滴の方向を同一に揃えることができないた
め、高密度印刷が不可能となる。
一方前記流路溝の断面形状の機械精度改善手段
として、第5図のように基板201と該基板に合
わせる上側板202の双方にエツチングを行つた
後両基板を接合する方法がある。この場合、例え
ば第2図でa≒20μmとして双方にエチングを行
なえば、第5図でd1≒60μm、d2=40μmとなつ
てインク噴射口の断面形状が点対称に近くなる
が、この場合、エツチングの最大の課題である加
工のための工程が倍加されてしまい、更には基
板、上側板双方の接合の位置合わせの方法が問題
となり、インク噴射口の断面形状を点対称にする
ことは困難で、また、製造も難しい。
尚、他の改善手段として水晶やSi等の異方性エ
ツチング材料を用い、流路溝の深さ方向にエツチ
ング速度最大となるよう配してエツチングを行な
えば形状の精度はかなり改善される。しかし、こ
の場合は安価に材料を入手することが困難であ
り、決して量産向きとは言えない。
エツチングによる流路溝形成の最大の問題点は
この量産性である。周通のように、エツチング工
程には相当時間を要し、結果的には記録用インク
噴射ヘツドの価格に大きく響く。前述の基板およ
び上側板双方のエツチングなどは全く実験用と言
つても過言でない。
流路溝形成の他の手段として切削加工がある。
しかしこれまた微細な機械精度および量産性の要
求に答えられるものでない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記問題点に鑑み、本発明の目的は、一対の基
板の接合によりその間隙に複数のインク噴射口等
を形成するインクジエツト記録ヘツドにおいて問
題であつた、噴射口部分の流路断面形状が広が
る、丸味を帯びる等して複数のインク噴射口から
のインク噴射方向が一定に揃わず、高密度印刷を
行なおうとしても正常な形状の文字印刷ができな
い欠点を除去し、高密度印刷が可能なインクの噴
射ヘツドを容易に製造できる方法を提供する点に
ある。
本発明の他の目的は、高速度で正確な文字形状
等を印刷することが可能なインク噴射ヘツドの製
造方法を提供する点にある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の製造方法は溝を形成した平板状の第1
の基板と薄い第2の基板を接合し、前記溝部に複
数のインク室と該それぞれのインク室に連通した
インク噴射口を形成すると共に前記第2の基板の
前記インク室に対応した部分にそれぞれ電気−機
械変換素子であるピエゾを備えた記録用インク噴
射ヘツドの製造方法において、前記第1の基板の
材質をステンレス金属、前記インクの噴射口の断
面形状を長方形とし、前記インク室、インク噴射
口、及び前記インク室とインク噴射口を連通する
流路に対応した形状の型を前記第1の基板に押し
あてることにより前記第1の基板に前記第1の基
板端部と交差し前記第1の基板端部に至る前記溝
を形成した後、前記溝の上部に盛り上がつたエツ
ジ部を除去し、前記第1の基板と第2の基板を接
合することにより前記第1の基板と第2の基板と
の間に前記インク室、インク噴射口、及び流路を
形成することを特徴とする。
〔実施例〕
記録用インク噴射ヘツドの製作に対し、最も適
した方法は第2図に於て、基板201を型によつ
て加圧し、塑性変形を起こして流路溝を作る。た
とえば面押し加工による流路溝の形成である。
この際、例えば型としては型用鋼、工具鋼、超
硬等の公知の材料を用い、エツチング、フライス
切削加工等により、インク室等の溝を形成する部
分に対応する部分を凸となるように突起を形成す
る。基板材料として金属材料、特にステンレス鋼
が望ましく、そのステンレス鋼に前記面押し加工
を行なつて流路溝を作る。加工された基板に上側
板を接着剤やろう付け等によつて接合し、インク
室に当たる部分にピエゾに代表される電気−機械
変換素子を接着する。上側板はガラスでも良い
が、強度上および電気−機械変換素子の電気形成
に蒸着やメツキ等の特別の工程を要しないことか
ら、基板同様ステンレス鋼が望ましい。
面押しに代表される加圧、塑性変形による溝の
形成手段はインク噴射ヘツドの溝深さを得るに丁
度適した方法である。
前面押しによる長方形状の流路溝の形成におい
て、第6図のように溝の上部エツジ部が、加工条
件により大きさは異なるが、微小な盛り上がり6
01が確認される。そのため、上側板を接合する
に当たり、基板表面を研磨してその盛り上がり部
を除去し、インク流路断面形状の適正化と上側基
板との接合強度を行なう。このようにすることに
より、電気−機械変換素子により薄い上側板を振
動させインクを噴射しても上側板の振動が直ちに
溝の形成された厚い基板で吸収され上側板の振動
が速やかに減衰するため、きわめて高速にインク
噴射をおこなうことが可能となる。
面押し等、基板を加圧し、塑性変形させる本加
工法はまたインク流路に第4図の実線に示すよう
な直角度にすぐれた流路を作り出せ噴射口部分の
断面形状を長方形(点対称)にでき、第3図に示
す様な非点対称形状の溝断面となることもなく、
インク噴射ヘツドとして必要な所要のインク通路
を作ることができる。明らかなように、本発明に
よるインク噴射ヘツド製作方法はエツチング加工
のような面倒な工程を必要とせず、従つて実にす
ぐれた量産効果を発揮する。勿論、本発明はイン
ク流路を金属材料に作るが、従つて金属材料がイ
ンク噴射ヘツドの少なくとも主要部分を構成する
ため、ガラスにみられるクラツクやキズの問題か
ら解放される。製造過程および使用時にわたり強
度的にすぐれた扱い易いインク噴射ヘツドとなつ
ている。
〔発明の効果〕
以上述べた本発明の記録用インク噴射ヘツドの
製造方法によれば、第1の基板端部に直角度にす
ぐれた断面が長方形のインク噴射口用の溝を形成
できる。この上に平板状の薄い上側板を接合する
ことにより断面が点対称に非常に近い長方形のイ
ンク噴射口を形成することができ、一対の基板間
に複数のインク噴射口を形成するヘツドであつて
も、各インク噴射口からのインクの噴射方向を同
一方向に揃えることができ、印刷文字形状の整つ
た高密度印刷をすることが可能となる。即ち、イ
ンク噴射口断面形状が点対称であるとインク噴射
方向に対して垂直方向の噴射力については互いに
相殺されるため、インク噴射が左右上下に偏るこ
となく、まつすぐになるためである。
さらに、溝の上部には盛り上がつたエツジ部が
形成され、このエツジ部があつても接合には支障
はないが、本発明のように削除することにより、
第1の基板と第2の基板がエツジ部分に間隙を生
ずることなく密着形成されるため、第2の基板に
設けられた電気−機械変換素子が駆動され振動を
生ずる際、第2の基板の振動が厚い第1の基板に
より早やかに減衰し、次の噴射をおこなうことが
できインクジエツト記録で問題となる印刷速度を
大幅に向上させることができる。
このように、本発明の製造方法によれば製造さ
れたヘツドは微細な印刷が可能となるばかりでな
く、印刷速度も大幅に向上させることのできる記
録用インク噴射ヘツドを容易に量産できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はマルチノズルタイプのオン・デイマン
ド型インク噴射ヘツドの説明図。第2図は第1図
のA−A′に関する断面図。第3図はエツチング
によつて作られたインク流路溝の断面形状説明
図。第4図は直角に曲がるインク流路溝とそのエ
ツチング加工例説明図。第5図は基板、上側板双
方へのエツチング加工によるインク流路の断面
図。第6図は本発明による製作方法を用いたとき
の流路溝断面。 101……インク供給管、102……インク
室、103……電気−機械変換素子、104……
インク噴射口、104……インク噴射口、201
……基板、202……上側板、301……ガラス
基板、302……インク流路溝、303……蒸着
膜、401……インク流路、402……エツチン
グ加工によるインク流路、601……流路溝エツ
ジにみられる盛り上がり。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 溝を形成した第1の基板と平板状の薄い第2
    の基板を接合し、前記溝部に複数のインク室と該
    それぞれのインク室に連通したインク噴射口を形
    成すると共に前記第2の基板の前記インク室に対
    応した部分にそれぞれ電気−機械変換素子である
    ピエゾを備えた記録用インク噴射ヘツドの製造方
    法において、前記第1の基板の材質をステンレス
    金属、前記インクの噴射口の断面形状を長方形と
    し、前記インク室、インク噴射口、及び前記イン
    ク室とインク噴射口を連通する流路に対応した形
    状の型を前記第1の基板に押しあてることにより
    前記第1の基板に前記第1の基板端部と交差し前
    記第1の基板端部に至る前記溝を形成した後、前
    記溝の上部に盛り上がつたエツジ部を除去し、前
    記第1の基板と第2の基板を接合することにより
    前記第1の基板と第2の基板との間に前記インク
    室、インク噴射口及び流路を形成することを特徴
    とする記録用インク噴射ヘツドの製造方法。
JP8789178A 1978-07-18 1978-07-18 Manufacturing method of recording ink jetting head Granted JPS5514283A (en)

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