JP6029346B2 - 液体吐出ヘッド - Google Patents
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Description
記録媒体へ液体であるインクを吐出することで文字や画像を記録するインクジェット記録装置は、インクが貯留されているインクタンクと、インクを吐出するノズルが備えられている液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドを保持するキャリッジを有している。インクジェット記録装置が記録媒体へ文字や画像を記録する際には、キャリッジが記録媒体上を往復運動しながら、液体吐出ヘッドが、各色のインクを適切な量だけ記録媒体の適切な位置に吐出していく。キャリッジの往復運動にあわせて、記録媒体が所定のピッチで順次送られることで、インクの記録媒体における吐出位置がずれていく。このようにキャリッジと記録媒体が動くことによって、記録媒体に画像データが記録される。
ここで、以上に説明した液体吐出ヘッドの製造方法を説明する。
ユニット積層体103を構成する圧電材料から成る圧電材料プレート201としては、例えば、57mm×74mm×役0.24mmのPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)基板を用いる。まず、圧電材料プレート201の第二の面に対して、金属膜で構成される裏面アライメントマークと共通電極205が形成される。共通電極205のパターンは、第一の面に形成する溝の長手方向に平行に形成されている。分極処理時に全ての電極に電圧を印加するため、圧電材料プレート201の端部ですべての共通電極205が接続されている。
後方絞り板104には、シリコン基板にエッチング加工等で貫通孔の絞り孔105が形成された後に、電極902と引き出し配線903が形成される。さらに、後方絞り板104のバンプ901を形成する部分と、個別電極配線ケーブル110と接続する部分を除いた後方絞り板104の表面に絶縁膜が形成され、ユニット積層体103を接合する部分に感光性接着フィルム904がラミネートされる。図6(b)に示すように、感光性接着フィルム904は、絞り孔105と接合時に重なる部分とバンプ901を形成する部分が、露光と現像によって除去されて、孔が形成されている。図6(b)では、感光性接着フィルム904の孔の位置を明確にするために、感光性接着フィルム904が後方絞り板104から離れた状態で図示されているが、実際には感光性接着フィルム904と後方絞り板104は接合されている。後方絞り板104の所定の位置にバンプ901がボンディング等で形成された後に、ユニット積層体103の後端面811と後方絞り板104が、当接されて、熱を加えながら加圧接合される。この接合時に、バンプ901がつぶれてユニット積層体103の後端面電極812に電気的に接続する。また、ユニット積層体103と後方絞り板104の接合面は、感光性接着フィルム904によって封止されて、圧力室302と絞り孔105の連通部以外に液体が漏れることがなくなる。
オリフィスプレート101は、Niの電鋳加工によって形成され、ユニット積層体103の前端面801と接合される面の裏面には、撥インク処理が施されている。撥インク処理の材料としては、シラン系、フッ素系の材料が選択され、蒸着等でコーティング処理されている。オリフィスプレート101とユニット積層体103は、接着剤によって接合されるが、接着剤がオリフィスプレート101のノズル孔102を塞がないために、ノズル孔102の接合面側に接着剤の逃がし溝が形成されている。この逃がし溝は、吐出するインクの中の泡の滞留を防ぐため、圧力室302の断面よりも小さいことが望ましい。オリフィスプレート101の厚さを80μmと設定したときには、逃がし溝の直径はφ80μm、厚さは60μmとなる。尚、オリフィスプレート101とユニット積層体103の接着剤を用いた接合方法は、ユニット積層体103と後方絞り板104の接合方法と同じである。
FPCは、個別電極203を後方絞り板104の上下端から引き出し、個別電極配線ケーブル110と圧着され、共通電極204、205をユニット積層体103の上端面803と下端面804から引き出し、共通電極配線ケーブル109と圧着される。圧着には、異方性導電フィルム(ACF;Anisotoropic Conductive Film)が用いられる。圧着条件としては、温度環境150℃、圧力環境3MPaの下で、約10秒間圧着が適切である。圧着後に、圧着部付近が接着剤で補強される。
共通液室体106は、SUS基板を機械加工することで形成される。共通液室体106は、後方絞り板104と接着剤によって接合される。尚、共通液室体106と後方絞り板104の接合方法は、ユニット積層体103と後方絞り板104の接合方法と同じである。
第1の実施形態における、圧力室302の内周面に設けられた個別電極203と、第一の開口部303と第二の開口部502の内周面に設けられた共通電極204、205を逆に配置しても、同様の効果を得ることができる。圧力室302の内周面の個別電極203の表面にはパリレン等の絶縁膜を形成するが、吐出する液体に導電性があり、絶縁膜にピンホールがあった場合に個別電極203が腐食するおそれがある。従って、絶縁膜にピンホールがあっても問題が生じないように圧力室302の内周面の電極を共通電極911とし接地電位で使用する液体吐出ヘッドが構成される。
ここで、以上に説明した液体吐出ヘッドの製造方法を説明する。尚、第1の実施形態の液体吐出ヘッドの製造方法と異なる部分のみを説明する。
102 ノズル孔
103 ユニット積層体
104 後方絞り板
105 絞り孔
106 共通液室体
108 液体入出力ポート
109 共通電極配線ケーブル
110 個別電極配線ケーブル
201 圧電材料プレート
202 溝
203、912、913 個別電極
204、205、911 共通電極
301 接合ユニット
302 圧力室
303 第一の開口部
501 スペーサ
502 第二の開口部
Claims (5)
- 液体を吐出する複数の吐出口を備えた表面プレートと、
液体を前記吐出口へ供給する吐出部を備えた液体吐出体と、
を有し、
前記液体吐出体には、前記吐出部と開口部とが交互に配列されており、前記液体吐出体は、二枚の圧電材料プレートを組み合わせることで形成された接合ユニットを含み、
前記圧電材料プレートは第一の面に複数の溝が設けられ、前記圧電材料プレートの前記溝の一方の側壁面と底部に第一の電極を有しており、前記圧電材料プレートの前記溝のもう一方の側壁面に第二の電極を有しており、前記圧電材料プレートの第一の面の裏面である第二の面に第三の電極を有しており、前記圧電材料プレートは、前記第一の電極と、前記第二の電極及び前記第三の電極を結ぶ方向に分極されており、二枚の前記圧電材料プレートは前記第一の面同士が向かい合うようにして接合されて前記接合ユニットが構成されており、
複数の前記接合ユニットがスペーサを介して積層されることによって、前記接合ユニット同士の間に、内周面に前記第三の電極が形成された他の開口部が形成されることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 一方の前記圧電材料プレートの前記溝の前記一方の側壁面と、もう一方の前記圧電材料プレートの前記溝の前記一方の側壁面とが互いに間隔を置いて対向することによって、内周面に前記第一の電極が形成された前記吐出部が形成され、
一方の前記圧電材料プレートの前記溝の前記もう一方の側壁面と、もう一方の前記圧電材料プレートの前記溝の前記もう一方の側壁面とが互いに間隔を置いて対向することによって、内周面に前記第二の電極が形成された前記開口部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記吐出部の幅は、前記開口部の幅より広いことを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第一の電極が個別電極で、前記第二の電極及び前記第三の電極が共通電極であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第一の電極が共通電極で、前記第二の電極及び前記第三の電極が個別電極であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
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