JP3487089B2 - 積層型インクジェット式記録ヘッド - Google Patents
積層型インクジェット式記録ヘッドInfo
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- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/005—Typewriters 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
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- B41J2/135—Nozzles
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックスによ
り構成されたアクチュエータユニットと、金属で構成さ
れた流路基板とを接合してなる積層型インクジェット式
記録ヘッドに関する。
り構成されたアクチュエータユニットと、金属で構成さ
れた流路基板とを接合してなる積層型インクジェット式
記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、特開平6-40035号公報に示され
たように圧力発生室を構成している弾性板の一部領域に
圧電振動板を貼着し、圧電振動板のたわみ変位により圧
力室の容積を変化させてインク滴を発生させるインクジ
ェット式記録ヘッドは、圧力発生室の広い面積を変位さ
せることが可能なため、インク滴を安定して発生させる
ことができるという特徴を備えている。
たように圧力発生室を構成している弾性板の一部領域に
圧電振動板を貼着し、圧電振動板のたわみ変位により圧
力室の容積を変化させてインク滴を発生させるインクジ
ェット式記録ヘッドは、圧力発生室の広い面積を変位さ
せることが可能なため、インク滴を安定して発生させる
ことができるという特徴を備えている。
【０００３】このような記録ヘッドは、通常、図１８に
示したように圧力発生室、振動板、及び圧電振動板をセ
ラミックスの焼結により製作されたアクチュエータユニ
ットＡ，Ｂ，Ｃと、複数のノズル開口列に対応させて形
成された金属板から成る単一の流路構成ユニットＤとに
大きく分けられ、複数のアクチュエータユニットＡ，
Ｂ，Ｃを流路ユニットＤに接着剤で固定して構成されて
いる。
示したように圧力発生室、振動板、及び圧電振動板をセ
ラミックスの焼結により製作されたアクチュエータユニ
ットＡ，Ｂ，Ｃと、複数のノズル開口列に対応させて形
成された金属板から成る単一の流路構成ユニットＤとに
大きく分けられ、複数のアクチュエータユニットＡ，
Ｂ，Ｃを流路ユニットＤに接着剤で固定して構成されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように複数のアク
チュエータユニットの固定には、流路ユニットとの間に
熱溶着フィルムを介装し、加圧しつつ加熱により熱溶着
フィルムを溶融させる熱溶着の技法が採用されている。
チュエータユニットの固定には、流路ユニットとの間に
熱溶着フィルムを介装し、加圧しつつ加熱により熱溶着
フィルムを溶融させる熱溶着の技法が採用されている。
【０００５】しかしながら、接合面積が大きいため、熱
溶着フイルム、アクチュエータユニット、及び流路ユニ
ットの間に閉じこめられている空気が膨張して、接合不
良を引き起こしたり、長時間の加熱を必要として材質の
相違による熱膨張差で反りが生じる等の問題を抱えてい
る。
溶着フイルム、アクチュエータユニット、及び流路ユニ
ットの間に閉じこめられている空気が膨張して、接合不
良を引き起こしたり、長時間の加熱を必要として材質の
相違による熱膨張差で反りが生じる等の問題を抱えてい
る。
【０００６】さらには、小型化が進むと、圧電振動子の
振動が共通のインク室に伝搬し、ここのインクを介して
他の圧力発生室のメニスカスを振動させる、いわゆるク
ロストークが発生して印字品質が低下する等の問題があ
る。
振動が共通のインク室に伝搬し、ここのインクを介して
他の圧力発生室のメニスカスを振動させる、いわゆるク
ロストークが発生して印字品質が低下する等の問題があ
る。
【０００７】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは流路ユニットと
アクチュエータユニットとの熱接合に起因する不都合
や、またクロストーク等の問題を一気に解決できる積層
型インクジェット式記録ヘッドを提供することである。
ものであって、その目的とするところは流路ユニットと
アクチュエータユニットとの熱接合に起因する不都合
や、またクロストーク等の問題を一気に解決できる積層
型インクジェット式記録ヘッドを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような問題を解決す
るためには本発明の積層型インクジェット式記録ヘッド
においては、圧力発生室と、該圧力発生室を加圧するた
めの圧力発生素子とを備えたアクチュエータユニット
と、該アクチュエータユニットが固定され、前記圧力発
生室の両端部において連通する連通孔とインク供給口と
を備えたインク供給口形成基板と、前記インク供給口を
介して前記圧力発生室に連通する共通のインク室、及び
前記圧力発生室に連通する連通孔とを備えた共通のイン
ク室形成基板と、前記共通のインク室形成基板の他面を
封止するとともに前記各連通孔を介して前記圧力発生室
に接続するノズル開口を備えたノズルプレートとを接合
してなる流路ユニットとを接着するとともに、前記イン
ク供給口形成基板の前記共通のインク室及び前記圧力発
生室に対向する領域に、前記アクチュエータユニットに
対向する凹部を形成してなる。
るためには本発明の積層型インクジェット式記録ヘッド
においては、圧力発生室と、該圧力発生室を加圧するた
めの圧力発生素子とを備えたアクチュエータユニット
と、該アクチュエータユニットが固定され、前記圧力発
生室の両端部において連通する連通孔とインク供給口と
を備えたインク供給口形成基板と、前記インク供給口を
介して前記圧力発生室に連通する共通のインク室、及び
前記圧力発生室に連通する連通孔とを備えた共通のイン
ク室形成基板と、前記共通のインク室形成基板の他面を
封止するとともに前記各連通孔を介して前記圧力発生室
に接続するノズル開口を備えたノズルプレートとを接合
してなる流路ユニットとを接着するとともに、前記イン
ク供給口形成基板の前記共通のインク室及び前記圧力発
生室に対向する領域に、前記アクチュエータユニットに
対向する凹部を形成してなる。
【０００９】
【作用】インク供給口形成基板の凹部がアクチュエータ
ユニットとの間で空間を形成するから、熱膨張した空気
をここに逃がして圧力を低下させ、また接着面積を必要
最小限に制限して両者の熱膨張差を接着層で吸収し、さ
らには凹部により形成された空気層が圧電振動子からの
振動が共通のインク室に伝搬するのを遮断する。
ユニットとの間で空間を形成するから、熱膨張した空気
をここに逃がして圧力を低下させ、また接着面積を必要
最小限に制限して両者の熱膨張差を接着層で吸収し、さ
らには凹部により形成された空気層が圧電振動子からの
振動が共通のインク室に伝搬するのを遮断する。
【００１０】
【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。
した実施例に基づいて説明する。
【００１１】図１は、本発明の記録ヘッドの全体を、熱
溶着フィルムを省略して示す組み立て斜視図であり、ま
た図２は、１つのアクチュエータユニットの圧力発生室
近傍の構造を示す断面図であって、図中符号２は第１の
蓋板で、厚さ１０μｍ程度のジルコニアの薄板から構成
され、その表面に、後述する圧力発生室４に対向するよ
うに駆動電極５を形成し、その上にＰＺＴ等からなる圧
電振動板３が固定されている。
溶着フィルムを省略して示す組み立て斜視図であり、ま
た図２は、１つのアクチュエータユニットの圧力発生室
近傍の構造を示す断面図であって、図中符号２は第１の
蓋板で、厚さ１０μｍ程度のジルコニアの薄板から構成
され、その表面に、後述する圧力発生室４に対向するよ
うに駆動電極５を形成し、その上にＰＺＴ等からなる圧
電振動板３が固定されている。
【００１２】圧力発生室４は、圧電振動板３のたわみ振
動を受けて収縮、膨張してノズル開口２８からインク滴
を吐出し、またまたインク供給口２０を介して共通のイ
ンク室２３からインクを吸引する。
動を受けて収縮、膨張してノズル開口２８からインク滴
を吐出し、またまたインク供給口２０を介して共通のイ
ンク室２３からインクを吸引する。
【００１３】７は、スペーサで、圧力発生室４を形成す
るのに適した厚さ、例えば１５０μｍのジルコニア（Ｚ
ｒＯ2）などのセラミックス板に通孔を穿設して構成さ
れ、後述する第２の蓋体８と第１の蓋体２により両面を
封止されて前述の圧力発生室４を形成している。
るのに適した厚さ、例えば１５０μｍのジルコニア（Ｚ
ｒＯ2）などのセラミックス板に通孔を穿設して構成さ
れ、後述する第２の蓋体８と第１の蓋体２により両面を
封止されて前述の圧力発生室４を形成している。
【００１４】８は、第２の蓋体で、やはりジルコニア等
のセラミック板に後述するインク供給口２０と圧力発生
室４とを接続する連通孔９と、ノズル開口２８と圧力発
生室４の他端とを接続する連通孔１０を穿設して構成さ
れ、スペーサ７の他面に固定されている。
のセラミック板に後述するインク供給口２０と圧力発生
室４とを接続する連通孔９と、ノズル開口２８と圧力発
生室４の他端とを接続する連通孔１０を穿設して構成さ
れ、スペーサ７の他面に固定されている。
【００１５】これら各部材２、７、８は、粘土状のセラ
ミックス材料を所定の形状に成形し、これを積層して焼
成することにより接着剤を使用することなくアクチュエ
ータユニット１に纏められている。
ミックス材料を所定の形状に成形し、これを積層して焼
成することにより接着剤を使用することなくアクチュエ
ータユニット１に纏められている。
【００１６】２１は、インク供給口形成基板で、アクチ
ュエータユニット１の固定基板を兼ねるとともに、イン
クタンクとの接続部材も設けることができるように、記
録ヘッド内の部材の内で一番大きな剛性を要求される部
材である。このため、耐インク性を備えた不錆鋼等の金
属やセラミックスがその材料として選択されている。
ュエータユニット１の固定基板を兼ねるとともに、イン
クタンクとの接続部材も設けることができるように、記
録ヘッド内の部材の内で一番大きな剛性を要求される部
材である。このため、耐インク性を備えた不錆鋼等の金
属やセラミックスがその材料として選択されている。
【００１７】このインク供給口形成基板２１の共通のイ
ンク室２３に対向する面には、図２及び図３に示したよ
うに圧力発生室２３に対向する位置で、かつ外側、つま
りアクチュエータユニット１側に開口する凹部２１ａが
形成されている。
ンク室２３に対向する面には、図２及び図３に示したよ
うに圧力発生室２３に対向する位置で、かつ外側、つま
りアクチュエータユニット１側に開口する凹部２１ａが
形成されている。
【００１８】このような凹部２１ａは、インク供給口形
成基板２１として金属を使用した場合には、図４に示し
たようにインク供給口形成基板２１のインク共通のイン
ク室２３に対向する面にプレス等で凹部４０を形成し
（図４（ａ））、他方の面の凸部４１を研磨して（図４
（ｂ））平面に仕上げする（図４（ｃ））。
成基板２１として金属を使用した場合には、図４に示し
たようにインク供給口形成基板２１のインク共通のイン
ク室２３に対向する面にプレス等で凹部４０を形成し
（図４（ａ））、他方の面の凸部４１を研磨して（図４
（ｂ））平面に仕上げする（図４（ｃ））。
【００１９】また別の手法としてはインク供給口形成基
板２１の共通のインク室に対向する面に窓４２を備えた
エッチング保護膜４３を形成して（図５（ａ））、片方
の面だけをエッチングで凹部４４を形成した後（図５
（ｂ））、エッチング保護膜４３を除去する（図５
（ｃ））等の方法が適用できる。
板２１の共通のインク室に対向する面に窓４２を備えた
エッチング保護膜４３を形成して（図５（ａ））、片方
の面だけをエッチングで凹部４４を形成した後（図５
（ｂ））、エッチング保護膜４３を除去する（図５
（ｃ））等の方法が適用できる。
【００２０】さらに別の手法としては図６に示したよう
に２枚の不錆鋼等の金属薄板５０、５１を接着フイルム
５２を介して積層、接合した板材を用意し、接着フィル
ム５２をエッチングストッパとし、一方の金属薄板５０
の凹部２１ａに該当する箇所をエッチングにより選択的
に除去する方法や、さらには基板の表面に、凹部２１ａ
に相当する箇所をマスクして電鋳することにより、厚肉
部を形成する加工方法がある。
に２枚の不錆鋼等の金属薄板５０、５１を接着フイルム
５２を介して積層、接合した板材を用意し、接着フィル
ム５２をエッチングストッパとし、一方の金属薄板５０
の凹部２１ａに該当する箇所をエッチングにより選択的
に除去する方法や、さらには基板の表面に、凹部２１ａ
に相当する箇所をマスクして電鋳することにより、厚肉
部を形成する加工方法がある。
【００２１】さらには図７に示したようにＰＰＳやＰＩ
フィルム５４を２枚の金属薄板５０、５１の間に、接着
フィルム５５、５６を介して積層、接合し、一方の金属
薄板５０の凹部２１ａに該当する箇所をフィルム５４を
エッチングストッパとして選択的にエッチングにより除
去する加工方法もある。
フィルム５４を２枚の金属薄板５０、５１の間に、接着
フィルム５５、５６を介して積層、接合し、一方の金属
薄板５０の凹部２１ａに該当する箇所をフィルム５４を
エッチングストッパとして選択的にエッチングにより除
去する加工方法もある。
【００２２】再び図１、図２に戻ってインク供給口形成
基板２１には、圧力発生室４側の一端側に後述する共通
のインク室２３と圧力発生室４を接続するインク供給口
２０が設けられ、また圧力発生室４の他端側にはノズル
開口２８と接続する連通孔２４が設けられている。
基板２１には、圧力発生室４側の一端側に後述する共通
のインク室２３と圧力発生室４を接続するインク供給口
２０が設けられ、また圧力発生室４の他端側にはノズル
開口２８と接続する連通孔２４が設けられている。
【００２３】さらに、アクチュエータユニット１の固定
領域から外れた位置には図示しないインクタンクからイ
ンクが流入するインク導入口２２、２２、２２が穿設さ
れている。
領域から外れた位置には図示しないインクタンクからイ
ンクが流入するインク導入口２２、２２、２２が穿設さ
れている。
【００２４】２５は、共通のインク室形成基板で、共通
のインク室２３を形成するに適した厚み、例えば１５０
μｍのステンレス鋼などの耐蝕性を備えた板材に、共通
のインク室２３の形状に対応する通孔と、ノズルプレー
ト２７のノズル開口２８とを接続する連通孔２６を穿設
して構成されている。
のインク室２３を形成するに適した厚み、例えば１５０
μｍのステンレス鋼などの耐蝕性を備えた板材に、共通
のインク室２３の形状に対応する通孔と、ノズルプレー
ト２７のノズル開口２８とを接続する連通孔２６を穿設
して構成されている。
【００２５】これらインク供給口形成基板２１、共通の
インク室形成基板２５、及びノズルプレート２７は、そ
れぞれの間に熱溶着フィルムや接着剤の接着層３２、３
３により固定して流路ユニット３０に纏められる。
インク室形成基板２５、及びノズルプレート２７は、そ
れぞれの間に熱溶着フィルムや接着剤の接着層３２、３
３により固定して流路ユニット３０に纏められる。
【００２６】この流路ユニット３０のインク供給口形成
基板２１の表面に、図８に示したように熱溶着フィルム
３１とアクチュエータユニット１とを順番に積層載置し
て、これらを押圧しながら加熱すると、接合領域の温度
が急速に上昇して熱溶着フイルム３１が急速に軟化、溶
融する。
基板２１の表面に、図８に示したように熱溶着フィルム
３１とアクチュエータユニット１とを順番に積層載置し
て、これらを押圧しながら加熱すると、接合領域の温度
が急速に上昇して熱溶着フイルム３１が急速に軟化、溶
融する。
【００２７】この加熱により熱溶融フィルム３１とアク
チュエータユニット１及び流路ユニット３０との間に閉
じこめられていた空気が熱膨張するが、インク供給口形
成基板２１の凹部２１ａと、熱溶着フィルム３１の窓３
１ａとで形成された空間で圧力上昇が緩和され、接合面
が確実に接着される。
チュエータユニット１及び流路ユニット３０との間に閉
じこめられていた空気が熱膨張するが、インク供給口形
成基板２１の凹部２１ａと、熱溶着フィルム３１の窓３
１ａとで形成された空間で圧力上昇が緩和され、接合面
が確実に接着される。
【００２８】例えばインク供給口形成基板２１に、長さ
Ｌ＝８．７３ｍｍ、幅Ｗ=1.74ｍｍ、薄肉部の厚さ１５
乃至２５μｍとなる凹部２１ａを形成すると、１×１０
のマイナス１５乗 立方メートル／パスカル程度の弾性
を示すことになり、接合時の熱膨張した圧力上昇を十分
に吸収することができる。
Ｌ＝８．７３ｍｍ、幅Ｗ=1.74ｍｍ、薄肉部の厚さ１５
乃至２５μｍとなる凹部２１ａを形成すると、１×１０
のマイナス１５乗 立方メートル／パスカル程度の弾性
を示すことになり、接合時の熱膨張した圧力上昇を十分
に吸収することができる。
【００２９】また、この凹部２１ａと接着層とで形成さ
れる空気層の厚みＴ’（図２）は、アクチュエータユニ
ット１から伝搬してきた振動に対しても十分に振動遮蔽
材として機能する。これによりインク滴吐出の際に圧力
発生室４で生じた振動が共通のインク室２３に伝搬して
ここのインクに振動を誘起して、圧力発生室４へのイン
ク供給に悪影響を与えるの防止することができる。
れる空気層の厚みＴ’（図２）は、アクチュエータユニ
ット１から伝搬してきた振動に対しても十分に振動遮蔽
材として機能する。これによりインク滴吐出の際に圧力
発生室４で生じた振動が共通のインク室２３に伝搬して
ここのインクに振動を誘起して、圧力発生室４へのイン
ク供給に悪影響を与えるの防止することができる。
【００３０】なお、図中符号１４は、圧電振動板３の表
面に形成される共通の電極を、また１５は外部装置と接
続するフレキシブルケーブルをそれぞれ示す。
面に形成される共通の電極を、また１５は外部装置と接
続するフレキシブルケーブルをそれぞれ示す。
【００３１】この実施例において、圧電振動子３に駆動
信号を印加すると、圧電振動子３がたわみ振動して圧力
発生室４を収縮させる。これにより圧力発生室４のイン
クが加圧されてノズル開口２８からインク滴として吐出
する。
信号を印加すると、圧電振動子３がたわみ振動して圧力
発生室４を収縮させる。これにより圧力発生室４のイン
クが加圧されてノズル開口２８からインク滴として吐出
する。
【００３２】このとき、アクチュエータユニット１を介
して伝搬してきた圧電振動子３の振動は、インク供給口
形成基板２１の凹部２１ａの空気層による極端なインピ
ーダンスの相違により、反射、吸収で減衰されてから共
通のインク室２３に到達する。
して伝搬してきた圧電振動子３の振動は、インク供給口
形成基板２１の凹部２１ａの空気層による極端なインピ
ーダンスの相違により、反射、吸収で減衰されてから共
通のインク室２３に到達する。
【００３３】したがって、従来問題となっていた共通の
インク室２３を介して他の圧力発生室４の圧力変動を誘
起させる振動の伝搬を大幅に減らすことができる。
インク室２３を介して他の圧力発生室４の圧力変動を誘
起させる振動の伝搬を大幅に減らすことができる。
【００３４】またインク供給口形成基板２１とアクチュ
エータユニット１との間の接合面積を容易に制限できる
ため、両者の材料の相違に起因する熱膨張差を吸収して
ヒートサイクルに対する接着強度の耐久性を向上するこ
とができる。
エータユニット１との間の接合面積を容易に制限できる
ため、両者の材料の相違に起因する熱膨張差を吸収して
ヒートサイクルに対する接着強度の耐久性を向上するこ
とができる。
【００３５】ところで、図６に示したように２枚の金属
薄板５０、５１を接着フイルム５２を介して積層、接合
した板材を用意し、接着フィルム５２をエッチングスト
ッパとし、一方の金属薄板５０の凹部２１ａに該当する
箇所をエッチングにより選択的に除去した場合には、凹
部２１ａの境界５１ａが露出していて、かつこの領域が
エッチング液の作用を受けて接着強度が若干低下してい
る虞がある。
薄板５０、５１を接着フイルム５２を介して積層、接合
した板材を用意し、接着フィルム５２をエッチングスト
ッパとし、一方の金属薄板５０の凹部２１ａに該当する
箇所をエッチングにより選択的に除去した場合には、凹
部２１ａの境界５１ａが露出していて、かつこの領域が
エッチング液の作用を受けて接着強度が若干低下してい
る虞がある。
【００３６】この状態で金属薄板５０の表面に熱溶着フ
ィルム３１を載置してアクチュエータユニット１を加圧
しながら加熱、接着すると、この境界に応力が集中して
剥がれを招き、熱溶融フィルム３１とアクチュエータユ
ニット１及び流路ユニット３０との間に閉じ込められた
空気が熱膨張して境界５１ａから奥に浸入して大きな剥
離に至る虞がある。
ィルム３１を載置してアクチュエータユニット１を加圧
しながら加熱、接着すると、この境界に応力が集中して
剥がれを招き、熱溶融フィルム３１とアクチュエータユ
ニット１及び流路ユニット３０との間に閉じ込められた
空気が熱膨張して境界５１ａから奥に浸入して大きな剥
離に至る虞がある。
【００３７】図９は、このような２枚の金属薄板５０、
５１を接着フイルム５２で貼合わせて一方の面をエッチ
ングして凹部２１ａを形成する場合に適した一実施例を
示すものであって、凹部２１ａの位置を共通のインク室
形成基板２５に形成されている共通のインク室２３の側
に所定量Δｄだけオフセットして、ここの領域でたわみ
やすくしておく。
５１を接着フイルム５２で貼合わせて一方の面をエッチ
ングして凹部２１ａを形成する場合に適した一実施例を
示すものであって、凹部２１ａの位置を共通のインク室
形成基板２５に形成されている共通のインク室２３の側
に所定量Δｄだけオフセットして、ここの領域でたわみ
やすくしておく。
【００３８】この実施例によれば、上述の熱溶着時に加
圧されて一部に応力が掛かった場合にも、図１０に示し
たように金属薄板５０、５１、熱溶着フィルム５２から
なる層が一体となって弾性変形するから、境界部５１ａ
に集中的に応力が集中するのを防止して、空気の膨張に
起因する薄板５０の剥離の進行を抑えることができる。
圧されて一部に応力が掛かった場合にも、図１０に示し
たように金属薄板５０、５１、熱溶着フィルム５２から
なる層が一体となって弾性変形するから、境界部５１ａ
に集中的に応力が集中するのを防止して、空気の膨張に
起因する薄板５０の剥離の進行を抑えることができる。
【００３９】図１１は、やはり２枚の金属薄板５０、５
１を接着フィルム５２を介して接合した場合に生じる問
題を回避するための他の実施例を示すもので、この実施
例においては、エッチングを行う金属薄板５０に、ノズ
ル開口の配列方向に所定の間隔で幅方向に延びるリブ５
０ｂ、５０ｃを残すようにエッチングを行って複数の凹
部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを形成したものである。そし
て好ましくはインク導入口２２から離れた位置のリブ５
０ａ，５０ｂほどその間隔Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が大きくな
るように構成されている（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）。
１を接着フィルム５２を介して接合した場合に生じる問
題を回避するための他の実施例を示すもので、この実施
例においては、エッチングを行う金属薄板５０に、ノズ
ル開口の配列方向に所定の間隔で幅方向に延びるリブ５
０ｂ、５０ｃを残すようにエッチングを行って複数の凹
部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを形成したものである。そし
て好ましくはインク導入口２２から離れた位置のリブ５
０ａ，５０ｂほどその間隔Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が大きくな
るように構成されている（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）。
【００４０】この実施例によれば、応力などを受けて凹
部２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの境界の内、比較的めくれ易
い長手方向は、リブ５０ａ，５０ｂにより相互に引き合
うことになり、接着フィルム５２からの浮き上がりが防
止される。そしてインク導入口２２離れる程、リブ５０
ａ，５０ｂの間隔Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が大きくなって、イ
ンク誘導口２２から最も遠い凹部２１ｄの面積が大きく
なっているため、共通のインク室の奥側のコンプライア
ンスを無用に抑えることなく、剥離を防止することがで
きる。
部２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの境界の内、比較的めくれ易
い長手方向は、リブ５０ａ，５０ｂにより相互に引き合
うことになり、接着フィルム５２からの浮き上がりが防
止される。そしてインク導入口２２離れる程、リブ５０
ａ，５０ｂの間隔Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が大きくなって、イ
ンク誘導口２２から最も遠い凹部２１ｄの面積が大きく
なっているため、共通のインク室の奥側のコンプライア
ンスを無用に抑えることなく、剥離を防止することがで
きる。
【００４１】図１２は、上述の剥離を防止するための他
の実施例を示すものであって、この実施例においては凹
部２１ａを形成する金属薄板５０の、凹部２１ａに面す
る長手方向の境界に所定の間隔で、凸部５０ｄ、５０ｄ
‥‥を設けたものである。
の実施例を示すものであって、この実施例においては凹
部２１ａを形成する金属薄板５０の、凹部２１ａに面す
る長手方向の境界に所定の間隔で、凸部５０ｄ、５０ｄ
‥‥を設けたものである。
【００４２】この実施例によれば、凸部５０ｄ、５０ｄ
‥‥により境界における接合面積を増大させることが可
能となり、やはりめくれを防止することができる。
‥‥により境界における接合面積を増大させることが可
能となり、やはりめくれを防止することができる。
【００４３】なお、インク供給口形成基板２１に深い凹
部２１ａを高い精度で加工することが困難な場合には、
図１３に示したようにインク供給口形成基板２１の両面
から浅い凹部２１ｅ，２１ｆを対向するように形成する
こともできる。
部２１ａを高い精度で加工することが困難な場合には、
図１３に示したようにインク供給口形成基板２１の両面
から浅い凹部２１ｅ，２１ｆを対向するように形成する
こともできる。
【００４４】この実施例においてもやはり一方の凹部２
１ｅにより熱溶着時の熱膨張に起因する圧力上昇を吸収
でき、さらに他面の凹部２１ｆとあいまってアクチュエ
ータユニット１からの振動が共通のインク室に伝搬する
のを防止したり、またアクチュエータユニット１と接合
面積を可及的に少なくして、熱膨張差を吸収することが
できる。
１ｅにより熱溶着時の熱膨張に起因する圧力上昇を吸収
でき、さらに他面の凹部２１ｆとあいまってアクチュエ
ータユニット１からの振動が共通のインク室に伝搬する
のを防止したり、またアクチュエータユニット１と接合
面積を可及的に少なくして、熱膨張差を吸収することが
できる。
【００４５】このようなインク供給口形成基板は、図１
４に示したように両面にそれぞれインク供給口形成基板
２１の凹部２１ｅ、２１ｆに対応する位置に窓４２、４
５を有するエッチング保護膜４３、４６を設け（図１４
（ａ））、両面からエッチングを実施して凹部２１ｅ，
２１ｆを形成した後（図１４（ｂ））、エッチング保護
膜４３、４６を除去することにより構成することができ
る（図１４（ｃ））。
４に示したように両面にそれぞれインク供給口形成基板
２１の凹部２１ｅ、２１ｆに対応する位置に窓４２、４
５を有するエッチング保護膜４３、４６を設け（図１４
（ａ））、両面からエッチングを実施して凹部２１ｅ，
２１ｆを形成した後（図１４（ｂ））、エッチング保護
膜４３、４６を除去することにより構成することができ
る（図１４（ｃ））。
【００４６】このように両面に凹部２１ｅ、２１ｆを設
けることは、エッチング深さが浅いため、加工時間の短
縮と、精度の確保に役立つ。
けることは、エッチング深さが浅いため、加工時間の短
縮と、精度の確保に役立つ。
【００４７】なお、上述の実施例においては、図２で説
明したように、第１の蓋板２、駆動電極５、圧電振動板
３、共通電極１４より構成された圧力発生素子をスペー
サ７上に積層した構成を用いたものを例にとって説明し
たが、圧力発生素子として、いろいろな態様のものを使
用することができる。
明したように、第１の蓋板２、駆動電極５、圧電振動板
３、共通電極１４より構成された圧力発生素子をスペー
サ７上に積層した構成を用いたものを例にとって説明し
たが、圧力発生素子として、いろいろな態様のものを使
用することができる。
【００４８】すなわち、図１５に示したように圧力発生
室４を封止する第１の蓋部材を、下面に共通電極１００
が形成された一枚構造の圧電振動層１０１により構成す
ると共に、その上面の圧力発生室４に対向する領域に個
別電極１０２を形成して、圧力発生室４に対向する圧電
振動層１０１の領域だけを選択的に撓み変位する構造と
して構成することもできる。
室４を封止する第１の蓋部材を、下面に共通電極１００
が形成された一枚構造の圧電振動層１０１により構成す
ると共に、その上面の圧力発生室４に対向する領域に個
別電極１０２を形成して、圧力発生室４に対向する圧電
振動層１０１の領域だけを選択的に撓み変位する構造と
して構成することもできる。
【００４９】また、図１６に示したように、第１の蓋部
材を、共通の電極１００により形成するとともに、共通
の電極１００の圧力発生室４側に圧電振動子１０３と個
別電極１０４を設けたり、必要に応じて共通の電極１０
０の表面に弾性変形に適した層、例えばジルコニアの薄
膜を積層して構成することもできる。
材を、共通の電極１００により形成するとともに、共通
の電極１００の圧力発生室４側に圧電振動子１０３と個
別電極１０４を設けたり、必要に応じて共通の電極１０
０の表面に弾性変形に適した層、例えばジルコニアの薄
膜を積層して構成することもできる。
【００５０】さらには、図１７に示したようにスペーサ
７を封止する蓋部材の圧力発生室４側の面、もしくは圧
力発生室４を区画する他の部材の圧力発生室側にジュー
ル熱発生素子１０６を設けて、駆動信号によりジュール
熱発生素子１０６を発熱させて圧力発生室内のインクを
気化させて加圧するものとして構成することもできる。
なお、図中符号１０７は保護層を示す。
７を封止する蓋部材の圧力発生室４側の面、もしくは圧
力発生室４を区画する他の部材の圧力発生室側にジュー
ル熱発生素子１０６を設けて、駆動信号によりジュール
熱発生素子１０６を発熱させて圧力発生室内のインクを
気化させて加圧するものとして構成することもできる。
なお、図中符号１０７は保護層を示す。
【００５１】なお、上記実施例については圧力発生手段
とスペーサ７のみを説明したが、それ以外の記録ヘッド
の構成は図２に示した第２の蓋体８、流路ユニット３０
を積層した構成など、上述の実施例の構成をとるもので
ある。
とスペーサ７のみを説明したが、それ以外の記録ヘッド
の構成は図２に示した第２の蓋体８、流路ユニット３０
を積層した構成など、上述の実施例の構成をとるもので
ある。
【００５２】
【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、インク供給口形成基板のアクチュエータユニットに
対向する面に凹部が接着時に熱膨張した空気を逃がして
圧力を低下させ、また接着面積を必要最小限に制限して
両者の熱膨張差を接着層で吸収できる。また凹部が圧力
発生室に対向する領域に形成されているため、この凹部
による空気層が振動遮断材として機能し、圧電振動子か
らの振動を共通のインク室に伝搬するの防止する。
は、インク供給口形成基板のアクチュエータユニットに
対向する面に凹部が接着時に熱膨張した空気を逃がして
圧力を低下させ、また接着面積を必要最小限に制限して
両者の熱膨張差を接着層で吸収できる。また凹部が圧力
発生室に対向する領域に形成されているため、この凹部
による空気層が振動遮断材として機能し、圧電振動子か
らの振動を共通のインク室に伝搬するの防止する。
【図１】本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施
例を示す組み立て斜視図である。
例を示す組み立て斜視図である。
【図２】本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施
例を、１つのアクチュエータユニットの圧力発生室近傍
の構造でもって示す断面図である。
例を、１つのアクチュエータユニットの圧力発生室近傍
の構造でもって示す断面図である。
【図３】インク供給口形成基板に形成された凹部と共通
のインク室との位置関係を示す図である。
のインク室との位置関係を示す図である。
【図４】図（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれインク供給口
形成基板に凹部を形成するための工程を示す図である。
形成基板に凹部を形成するための工程を示す図である。
【図５】図（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれインク供給口
形成基板に凹部を形成するための他の実施例を示す図で
ある。
形成基板に凹部を形成するための他の実施例を示す図で
ある。
【図６】インク供給口形成基板の他の実施例を示す断面
図である。
図である。
【図７】インク供給口形成基板の他の実施例を示す断面
図である。
図である。
【図８】アクチュエータユニットと流路ユニットとの接
着工程を示す図である。
着工程を示す図である。
【図９】２枚の薄板を貼合わせてなるインク供給口形成
基板を用いた場合の一実施例を示す断面図である。
基板を用いた場合の一実施例を示す断面図である。
【図１０】凹部近傍を拡大して示す図である。
【図１１】２枚の薄板を貼合わせて構成したインク供給
口形成基板を用いた場合の他の実施例を示す断面図であ
る。
口形成基板を用いた場合の他の実施例を示す断面図であ
る。
【図１２】２枚の薄板を貼合わせて構成したインク供給
口形成基板を用いた場合の他の実施例を示す断面図であ
る。
口形成基板を用いた場合の他の実施例を示す断面図であ
る。
【図１３】本発明のインクジェット式記録ヘッドの他の
実施例を、１つのアクチュエータユニットの圧力発生室
近傍の構造でもって示す断面図である。
実施例を、１つのアクチュエータユニットの圧力発生室
近傍の構造でもって示す断面図である。
【図１４】図（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ同上記録ヘ
ッドのインク供給口形成基板の製造方法の他の実施例を
示す図である。
ッドのインク供給口形成基板の製造方法の他の実施例を
示す図である。
【図１５】本発明の記録ヘッドの圧力発生素子を第１の
蓋部材を兼ねる１枚構造の圧電材料で構成した場合の実
施例を示す図である。
蓋部材を兼ねる１枚構造の圧電材料で構成した場合の実
施例を示す図である。
【図１６】本発明の記録ヘッドの圧力発生素子を圧力発
生室の内部に設けた実施例を示す図である。
生室の内部に設けた実施例を示す図である。
【図１７】本発明の記録ヘッドの圧力発生素子をジュー
ル熱発生素子により構成した場合の実施例を示す図であ
る。
ル熱発生素子により構成した場合の実施例を示す図であ
る。
【図１８】流路ユニットに複数のアクチュエータユニッ
トを設けたインクジェット式記録ヘッドの一例を示す斜
視図である。
トを設けたインクジェット式記録ヘッドの一例を示す斜
視図である。
１ アクチュエータユニット
２ 第１の蓋体
３ 圧電振動板
４ 圧力発生室
７ スペーサ
８ 第２の蓋体
９、１０ 連通孔
２０ インク供給口
２１ インク供給口形成基板
２１ａ 凹部
２２ インク導入口
２３ 共通のインク室
２７ ノズルプレート
２８ ノズル開口
３０ 流路ユニット
３１ 熱溶着フィルム
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 奥村 資紀
長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ
コーエプソン株式会社内
(72)発明者 赤羽 富士男
長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ
コーエプソン株式会社内
(72)発明者 阿部 知明
長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ
コーエプソン株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−234218（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−99578（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−179549（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B41J 2/045
B41J 2/055
B41J 2/16
Claims (11)
- 【請求項１】 圧力発生室と、該圧力発生室を加圧する
ための圧力発生素子とを備えたアクチュエータユニット
と、 該アクチュエータユニットが固定され、前記圧力発生室
の両端部において連通する連通孔とインク供給口とを備
えたインク供給口形成基板と、前記インク供給口を介し
て前記圧力発生室に連通する共通のインク室、及び前記
圧力発生室に連通する連通孔とを備えた共通のインク室
形成基板と、前記共通のインク室形成基板の他面を封止
するとともに前記各連通孔を介して前記圧力発生室に接
続するノズル開口を備えたノズルプレートとを接合して
なる流路ユニットとを接着するとともに、前記インク供
給口形成基板の前記共通のインク室及び前記圧力発生室
に対向する領域に、前記アクチュエータユニットに対向
する凹部を形成してなる積層型インクジェット式記録ヘ
ッド。 - 【請求項２】 表面に圧電振動板を有して振動部材を形
成するセラミックからなる第１の蓋部材と、前記蓋部材
により一方の面が封止されて圧力発生室を形成するセラ
ミックからなるスペーサとを焼成により一体に接合して
なるアクチュエータユニットと、 前記アクチュエータユニットが固定され、前記圧力発生
室の両端部において連通する連通孔とインク供給口とを
備えた金属からなるインク供給口形成基板と、前記イン
ク供給口を介して前記圧力発生室に連通する共通のイン
ク室、及び前記圧力発生室に連通する連通孔とを備えた
共通のインク室形成基板と、前記共通のインク室形成基
板の他面を封止するとともに前記各連通孔を介して前記
圧力発生室に接続するノズル開口を備えたノズルプレー
トとを接合してなる流路ユニットとを接着するととも
に、前記インク供給口形成基板の前記共通のインク室及
び前記圧力発生室に対向する領域に、前記アクチュエー
タユニットに対向する凹部を形成してなる積層型インク
ジェット式記録ヘッド。 - 【請求項３】 前記インク供給口形成基板が接着層を介
して２枚の金属薄板を接合することにより構成されてい
て、前記凹部が、前記接着層をエッチングストッパとし
て一方の金属薄板を部分的に除去することにより形成さ
れている請求項１に記載の積層型インクジェット式記録
ヘッド。 - 【請求項４】 前記凹部の周縁が前記共通のインク室形
成基板に形成された共通のインク室側にオフセットされ
て設けられている請求項１または２に記載のインクジェ
ット式記録ヘッド。 - 【請求項５】 前記凹部が前記ノズル開口の配列方向に
複数の領域に分割して構成されている請求項１または２
に記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項６】 前記分割された領域の面積が、外部から
インクが流入する口から遠くなる程大きくなるように設
定されている請求項５に記載のインクジェット式記録ヘ
ッド。 - 【請求項７】 前記凹部を形成する金属薄板の前記凹部
側に突出する複数の凸部が形成されている請求項１また
は２に記載の積層型インクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項８】 前記インク供給口形成基板の前記共通の
インク室に対向する両面に凹部が形成されている請求項
１または２に記載の積層型インクジェット式記録ヘッ
ド。 - 【請求項９】 圧力発生室と、該圧力発生室を加圧する
ための圧力発生素子とを備えたアクチュエータユニット
と、 該アクチュエータユニットが固定され、前記圧力発生室
の両端部において連通する連通孔とインク供給口とを備
えたインク供給口形成基板と、前記インク供給口を介し
て前記圧力発生室に連通する共通のインク室、及び前記
圧力発生室に連通する連通孔とを備えた共通のインク室
形成基板と、前記共通のインク室形成基板の他面を封止
するとともに前記各連通孔を介して前記圧力発生室に接
続するノズル開口を備えたノズルプレートとを接合して
なる流路ユニットとを接着するとともに、前記インク供
給口形成基板の前記共通のインク室に対向する領域に、
前記アクチュエータユニットに対向する凹部を形成し、
前記インク供給口形成基板が接着層を介して２枚の金属
薄板を接合することにより構成されていて、前記凹部
が、前記接着層をエッチングストッパとして一方の金属
薄板を部分的に除去することにより形成されている積層
型インクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項１０】 圧力発生室と、該圧力発生室を加圧す
るための圧力発生素子とを備えたアクチュエータユニッ
トと、該アクチュエータユニットが固定され、前記圧力
発生室の両端部において連通する連通孔とインク供給口
とを備えたインク供給口形成基板と、前記インク供給口
を介して前記圧力発生室に連通する共通のインク室、及
び前記圧力発生室に連通する連通孔とを備えた共通のイ
ンク室形成基板と、前記共通のインク室形成基板の他面
を封止するとともに前記各連通孔を介して前記圧力発生
室に接続するノズル開口を備えたノズルプレートとを接
合してなる流路ユニットとを接着するとともに、前記イ
ンク供給口形成基板の前記共通のインク室に対向する領
域に、前記アクチュエータユニットに対向する凹部を形
成し、前記凹部が前記ノズル開口の配列方向に複数の領
域に分割して構成され、前記分割された領域の面積が、
外部からインクが流入する口が遠くなる程大きくなるよ
うに設定されている積層型インクジェット式記録ヘッ
ド。 - 【請求項１１】 圧力発生室と、該圧力発生室を加圧す
るための圧力発生素子とを備えたアクチュエータユニッ
トと、 該アクチュエータユニットが固定され、前記圧力発生室
の両端部において連通する連通孔とインク供給口とを備
えたインク供給口形成基板と、前記インク供給口を介し
て前記圧力発生室に連通する共通のインク室、及び前記
圧力発生室に連通する連通孔とを備えた共通のインク室
形成基板と、前記共通のインク室形成基板の他面を封止
するとともに前記各連通孔を介して前記圧力発生室に接
続するノズル開口を備えたノズルプレートとを接合して
なる流路ユニットとを接着するとともに、前記インク供
給口形成基板の前記共通のインク室に対向する領域に、
前記アクチュエータユニットに対向する凹部を形成し、
前記凹部を形成する金属薄板の前記凹部側に突出する複
数の凸部が形成されている積層型インクジェット式記録
ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21765996A JP3487089B2 (ja) | 1995-08-23 | 1996-08-19 | 積層型インクジェット式記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23761195 | 1995-08-23 | ||
| JP7-237611 | 1995-08-23 | ||
| JP8-99196 | 1996-03-28 | ||
| JP9919696 | 1996-03-28 | ||
| JP21765996A JP3487089B2 (ja) | 1995-08-23 | 1996-08-19 | 積層型インクジェット式記録ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09314836A JPH09314836A (ja) | 1997-12-09 |
| JP3487089B2 true JP3487089B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=27308883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21765996A Expired - Lifetime JP3487089B2 (ja) | 1995-08-23 | 1996-08-19 | 積層型インクジェット式記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3487089B2 (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3389986B2 (ja) | 1999-01-12 | 2003-03-24 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット記録ヘッド |
| JP3570495B2 (ja) | 1999-01-29 | 2004-09-29 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式記録ヘッド |
| KR100527221B1 (ko) | 2000-03-13 | 2005-11-08 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 잉크젯 헤드 및 잉크젯 프린터 |
| JP4075317B2 (ja) * | 2001-04-11 | 2008-04-16 | 富士ゼロックス株式会社 | インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 |
| JP2003072068A (ja) | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Fuji Xerox Co Ltd | インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 |
| DE60313230T2 (de) | 2002-02-15 | 2008-01-03 | Brother Kogyo K.K., Nagoya | Tintenstrahldruckkopf |
| JP4272381B2 (ja) | 2002-02-22 | 2009-06-03 | パナソニック株式会社 | インクジェットヘッド及び記録装置 |
| JP3951119B2 (ja) | 2002-06-26 | 2007-08-01 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットプリンタヘッド |
| JP3918928B2 (ja) | 2002-09-19 | 2007-05-23 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットプリンタヘッド |
| US7266868B2 (en) | 2003-06-30 | 2007-09-11 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing liquid delivery apparatus |
| JP3928593B2 (ja) | 2003-06-30 | 2007-06-13 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットヘッド |
| JP4124055B2 (ja) | 2003-08-11 | 2008-07-23 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ |
| JP4075731B2 (ja) | 2003-08-14 | 2008-04-16 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットヘッド |
| JP4320596B2 (ja) * | 2004-01-26 | 2009-08-26 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットヘッド |
| JP4581600B2 (ja) | 2004-09-28 | 2010-11-17 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットプリンタ用ヘッド |
| JP4306605B2 (ja) | 2004-12-22 | 2009-08-05 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットヘッドの製造方法 |
| JP4548169B2 (ja) * | 2005-03-23 | 2010-09-22 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットヘッドの製造方法 |
| JP4992730B2 (ja) * | 2008-01-11 | 2012-08-08 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置 |
| KR101101467B1 (ko) * | 2009-07-28 | 2012-01-03 | 삼성전기주식회사 | 잉크젯 헤드 및 잉크젯 헤드의 제조 방법 |
| JP5837925B2 (ja) * | 2011-05-28 | 2015-12-24 | 京セラ株式会社 | 液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置 |
| JP5900105B2 (ja) * | 2012-03-29 | 2016-04-06 | ブラザー工業株式会社 | 液滴吐出ヘッド |
| JP6112041B2 (ja) * | 2014-02-26 | 2017-04-12 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
| JP6331029B2 (ja) * | 2015-02-09 | 2018-05-30 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
| CN109968816B (zh) * | 2017-12-27 | 2021-01-19 | 精工爱普生株式会社 | 流道结构体、液体喷出头以及液体喷出装置 |
| JP6544449B2 (ja) * | 2018-02-15 | 2019-07-17 | ブラザー工業株式会社 | 液滴吐出ヘッド |
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1996
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