JPH081927A - 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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JPH081927A
JPH081927A JP13993294A JP13993294A JPH081927A JP H081927 A JPH081927 A JP H081927A JP 13993294 A JP13993294 A JP 13993294A JP 13993294 A JP13993294 A JP 13993294A JP H081927 A JPH081927 A JP H081927A
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修 成瀬
Yoichiro Miyaguchi
耀一郎 宮口
Shinichi Tsunoda
慎一 角田
Michio Umezawa
道夫 梅沢
Tetsuo Hirota
哲郎 廣田
Shuzo Matsumoto
修三 松本
Hideyuki Makita
秀行 牧田
Tsutomu Sasaki
勉 佐々木
Yoshihisa Ota
善久 太田
Taeko Murai
妙子 村井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 流路部を両基板に形成することで、片方に樹
脂が集中して形成されず、加熱接合によって硬化収縮に
よってクラックや剥がれの発生を防止すること、また、
共通液室部に柱を設けることで、平面性や接合強度を保
持し、ヘッドの内部圧力に対する耐性が増加するようす
ること。 【構成】 インクジェットヘッドは、アクチュエータ部
2と液室部1から構成され、該液室部1はノズル板8と
振動板5よりできており、それぞれのノズル9に対応す
るように加圧室10が具備されている。ノズル板8の面
にはDFR7、振動板5の面にはDFR6を設けること
で両者の応力バランスを保っている。また、両者に使用
する感光性樹脂(DFR)6,7の厚さの比率を1〜3
にすることで、接合時の収縮バランスが保たれ、変形の
無い液室流路が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットヘッド
に関し、より詳細には、インクジェット記録装置のヘッ
ド部に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のインクジェットヘッドについて記
載した公知文献としては、例えば、特公昭62−596
72号公報がある。この公報のものは、感光性樹脂の硬
化層で形成されたインク流路溝に沿って、液体を吐出す
るための能動素子が設けられている基体のインク流路溝
上に蓋部材を設けることでインク流路を形成するもので
ある。
【0003】また、特開平4−185444号公報のも
のは、インク流路内のインクを加圧してインク滴を噴射
するインクジェットヘッドにおいて、前記インク流路
は、圧電素子を有する一方の面と、該面と対向する他方
の面と、これら両面の間に介在して前記インク流路を形
成する側壁とから成り、該側壁は前記他方の面を形成す
る蓋板に一体的に形成され、該蓋板上に感光性樹脂によ
って前記側壁が形成されているものである。すなわち、
蓋部材上にインク流路溝を形成したものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】インクジェットヘッド
の液室において、液室形成部材の接合強度を確保するこ
とは信頼性及び性能維持する上で非常に重要な特性項目
である。強度が得られないとチャンネル間リークが生
じ、複数チャンネルを同時駆動したときに、単独で駆動
したときよりインク滴の速度が低下し、画像品質に乱れ
が生じる。又、強度不足から液室からインクが漏れてア
クチュエータにインクが接して、アクチュエータの駆動
効率が低下したり、更に悪い状態になると、発熱や発煙
など安全性も損なわれてくる。
【0005】また、基板上に樹脂の形成部と非形成部に
面積比で大きな差が有ると、接合することによる収縮に
よって、基板が反るという問題が生じる。これによっ
て、インク供給パイプとの結合が得られず、インクが漏
れるなどの問題が生じてくる。
【0006】前述した特公昭62−59672号公報に
おいては、共通液室部が示されていないため、顕著な現
象は見られないが、共通液室部のように感光性樹脂の存
在しないところであると、接合時に収縮変形が生じる。
また、能動素子が設けられている方にのみ感光性樹脂が
設けられた場合であると、接合によって界面にクラック
が生じたり、感光性樹脂の剥がれが生じたりする。
【0007】さらに、前述した特開平4−185444
号公報においては、蓋部材上に感光性樹脂で流路を形成
した後に、能動素子と接合してヘッドと一体化してい
る。この場合においても、片側に樹脂部材があるため、
接合時に応力が生じて接合後の内部応力によって、剥が
れやクラックの原因となる。又、柱がないために共通液
室部に内圧の応力が大きく働き、剥がれや外部へのリー
クの原因となる。
【0008】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、流路部を両基板に形成することで、片方に樹
脂が集中して形成されず、加熱接合によって硬化収縮に
よってクラックや剥がれの発生を防止すること、また、
共通液室部に柱を設けることで、平面性や接合強度を保
持し、ヘッドの内部圧力に対する耐性が増加するように
したインクジェットヘッドを提供することを目的として
いる。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、(1)液室部がノズル板と振動板とから
なり、前記ノズル板と前記振動板上にそれぞれ液室を感
光性樹脂で形成し、両者を温度と圧力によって接合して
一体化したオンデマンド型インクジェットヘッドにおい
て、前記振動板とノズル板上に形成されている感光性樹
脂が、同一種類の感光性樹脂で形成されていること、更
には、(2)前記振動板とノズル板上に形成された感光
性樹脂膜の厚さの比が1〜3であること、更には、
(3)液室部がノズル板と振動板とからなり、前記ノズ
ル板と前記振動板上にそれぞれ液室を感光性樹脂で形成
し、両者を温度と圧力によって接合して一体化したオン
デマンド型インクジェットヘッドにおいて、液室部が、
各アクチュエータに対応して設けられた加圧液室部と、
該加圧液室部に分配する共通液室部とから成り、該共通
液室部には加圧室部と外側壁と分離した位置に柱を設け
ること、更には、(4)前記(3)において、前記柱が
接合界面において同一の形状で形成されていること、更
には、(5)前記(3)又は(4)において、前記柱の
形状は、流れ方向の長さが液の流れ方向に対して、流れ
に直行する方向の長さより長い形状になっていること、
更には、(6)前記(3),(4)又は(5)におい
て、前記柱が前記共通液室内に複数個配置されているこ
と、更には、(7)前記(3),(4),(5)又は
(6)において、前記柱が同一の感光性樹脂で、振動板
とノズル板上に液室形成時に同時に形成されることを特
徴としたものである。
【0010】
【作用】本発明のインクジェットヘッドは、液室部がノ
ズル板と振動板とからなり、前記ノズル板と前記振動板
上にそれぞれ液室を感光性樹脂で形成し、両者を温度と
圧力によって接合して一体化したオンデマンド型インク
ジェットヘッドであり、(1)前記振動板とノズル板上
に形成されている感光性樹脂が同一種類の感光性樹脂で
形成されており、該感光性樹脂膜の厚さの比が1〜3で
あるので、流路部を両基板に形成することで片方に樹脂
が集中して形成されず、加熱接合によって硬化収縮によ
ってクラックや剥がれの発生を防止できる。(2)液室
が、各アクチュエータに対応して設けられた加圧液室部
と、該加圧液室部に分配する共通液室部とから成り、該
共通液室部には加圧室部と外側壁と分離した位置に柱を
設けているので、共通液室部に柱を設けることで平面性
や接合強度が保持され、ヘッドの内部圧力に対する耐性
が増加する。(3)前記柱が接合界面において同一の形
状で形成されているので、柱部の形状を両者同一形状に
することで、液室内を流れるインク流れがスムーズとな
り、これによって高速印字するときに多量のインクが必
要となるが、加圧室へのインク供給が可能となる。
(4)前記柱の形状は、流れ方向の長さが液の流れ方向
に対して、流れに直行する方向の長さより長い形状にな
っているので、柱形状を流れの抵抗とならない形状にす
ることで、供給液室の流れがスムーズとなる。(5)前
記柱が前記共通液室内に複数個配置されているので、柱
部を複数設けることで一箇所への応力集中を防ぎ、かつ
平面性が維持できる。(6)前記柱が同一の感光性樹脂
で、振動板とノズル板上に液室形成時に同時に形成され
るので、工程の簡略化が可能となる。
【0011】
【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。図1(a),(b)は、本発明によるインクジェ
ットヘッドの一実施例を説明するための構成図で、図1
(a)は断面図、図1(b)は液室部の分解図である。
図中、1は液室部、2はアクチュエート部、3は基板、
4は圧電素子、5は振動板、6,7は感光性樹脂(DF
R)、8はノズル板、9はノズル、10は加圧液室、1
1は共通液室、12はインク供給口である。本発明のイ
ンクジェットヘッドは、アクチュエータ部2と液室部1
から構成されている。該液室部1はノズル板8と振動板
5とよりできており、それぞれのノズル9に対応するよ
うに加圧室10が具備されている。
【0012】まず、請求項1,2に記載の発明について
説明する。接合界面を一つの基板と感光性樹脂にする
か、振動板とノズル板上に形成された感光性樹脂とする
かの2つの分割面が考えられる。工程上は、一つの基板
面に積層したほうが簡素化できる。しかし、各基板(振
動板とノズル板)上にパターニングすることで樹脂の形
成によって応力が二分されて基板の変形が減少する。し
たがって、実施例に示すように、ノズル板8の面にはD
FR7、振動板5の面にはDFR6を設けることで両者
の応力バランスを保っている。
【0013】また、両者に使用する感光性樹脂(DFR)
6,7の厚さの比率を1〜3にすることで、接合時の収
縮バランスが保たれ、変形の無い液室流路が得られる。
この時、基板材質が異なると、それぞれに適した感光性
樹脂を用いてパターン形成する方が望ましい。接合強度
の点からは、同一の種類の感光性樹脂を用いないと、加
熱したとき、膨張係数の差からクラックが生じたり、基
板から剥がれたりする。
【0014】このように、前記振動板とノズル板上に形
成されている感光性樹脂が同一種類の感光性樹脂で形成
されており、該感光性樹脂膜の厚さの比が1〜3である
ので、流路部を両基板に形成することで片方に樹脂が集
中して形成されず、加熱接合によって硬化収縮によって
クラックや剥がれの発生を防止できる。
【0015】次に、請求項3,4,5,6に記載の発明に
ついて説明する。図2は、液室部の平面図で、図中、2
0は柱で、その他、図1と同じ作用をする部分は同一の
符号を付してある。液室部1は共通液室11と加圧液室
10から構成されている。この共通液室11に他の液室
部(外壁6,7,加圧液室10)を形成する感光性樹脂
と同等の部材でそれぞれの基板上にパターニングすると
同時に製作する。
【0016】このように、液室が、各アクチュエータに
対応して設けられた加圧液室部と、該加圧液室部に分配
する共通液室部とから成り、該共通液室部には加圧室部
と外側壁と分離した位置に柱を設けているので、共通液
室部に柱を設けることで平面性や接合強度が保持され、
ヘッドの内部圧力に対する耐性が増加する。また、前記
柱が接合界面において同一の形状で形成されているの
で、柱部の形状を両者同一形状にすることで、液室内を
流れるインク流れがスムーズとなり、これによって高速
印字するときに多量のインクが必要となるが、加圧室へ
のインク供給が可能となる。
【0017】図3(a),(b)は、柱部の形状を示す
図で、図3(a)は流線形状、図3(b)は卵形状であ
る。また、形状の基本形状は、液の流れる方向、すなわ
ちインク供給口に対して、下流方向の長さLを流れに直
行する方向の長さMより長くする。かつ、インクの流れ
がスムーズになるように角部を設けない。実施例に示す
ような、流線形状(図(a))や卵形状(図(b))が
望ましい。
【0018】このように、前記柱の形状は、流れ方向の
長さが液の流れ方向に対して、流れに直行する方向の長
さより長い形状になっているので、柱形状を流れの抵抗
とならない形状にすることで、供給液室の流れがスムー
ズとなる。
【0019】また、柱の数は、大きなものを一つ設ける
のでなく、小形化したものを複数個共通液室11内に分
散して配置した方が応力が分散され、流れの抵抗も小さ
くなるため分散配置が望ましい。さらに内部圧力によっ
て感光性樹脂を剥離する方向に力が働くため、柱のない
ような広い面積部があると剥離強度はさらに大きくな
る。このように、前記柱が前記共通液室内に複数個配置
されているので、柱部を複数設けることで一箇所への応
力集中を防ぎ、かつ平面性が維持できる。
【0020】図4(a),(b)は、共通液室内に柱の
ある場合と無い場合の接合状態を示す図で、図2のA−
A断面図である。図4(a)が柱のない場合で、図4
(b)が柱のある場合である。図中、30は接着剤で、
その他、図1と同じ作用をする部分は同一の符号を付し
てある。図4(a)に示すように、柱無しの場合は、接
合時に加圧され、更に樹脂の硬化収縮によって基板の剛
性の低い方の部材(この例では、振動板を示している)
が変形する。この時の変形量δは、温度や加圧力,治具
の条件によって異なる。この変形によって、圧電(能
動)素子4との接合が得られず、該圧電素子の持ってい
る性能効率を低下させる。最悪の場合には、圧電素子4
と接着せず機能を果たさないこともある。
【0021】実施例では、能動素子の部分しか示してい
ないが、インク供給口との接合においても、インク供給
パイプと、振動板5に設けられたインク供給口12と接
合されないで、インクがリークするという原因となる。
図4(b)に示すように、柱がある場合を示している
が、本発明によって変形が防止可能となり、前述のよう
な問題が改善される。
【0022】次に、請求項7に記載の発明について説明
する。共通液室11中に設けられた柱は、流路形成時に
一緒にフォトリソ工程を用いて同種類の感光性樹脂でパ
ターン形成をする。これにより、接合が流路部接合と同
一の条件で出来、収縮率も一定となるため平面性も維持
できる。このように、前記柱が同一の感光性樹脂で、振
動板とノズル板上に液室形成時に同時に形成されるの
で、工程の簡略化が可能となる。
【0023】
【発明の効果】
(1)請求項1,2に対応する効果:流路部を両基板に
形成することで片方に樹脂が集中して形成されず、加熱
接合によって硬化収縮によってクラックや剥がれの発生
を防止できる。 (2)請求項3に対応する効果:共通液室部に柱を設け
ることで平面性や接合強度が保持される。これによっ
て、ヘッドの内部圧力に対する耐性が増加する。 (3)請求項4に対応する効果:柱部の形状を両者同一
形状にすることで、液室内を流れるインク流れがスムー
ズとなる。これによって高速印字するときに多量のイン
クが必要となるが、加圧室へのインク供給が可能とな
る。 (4)請求項5に対応する効果:柱形状を流れの抵抗と
ならない形状にすることで、供給液室の流れがスムーズ
となる。 (5)請求項6に対応する効果:柱部を複数設けること
で、一箇所への応力集中を防ぎ、且つ平面性が維持でき
る。 (6)請求項7に対応する効果:柱部を液室形成部材で
ある感光性樹脂と同一のもので形成することで工程の簡
略化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるインクジェットヘッドの一実施
例を説明するための構成図である。
【図2】 本発明における液室部の平面図である。
【図3】 本発明における柱の形状を示す図である。
【図4】 図2におけるA−A断面図で、接合状態を示
す図である。
【符号の説明】
1…液室部、2…アクチュエート部、3…基板、4…圧
電素子、5…振動板、6,7…感光性樹脂(DFR)、
8…ノズル板、9…ノズル、10…加圧液室、11…共
通液室、12…インク供給口、20…柱、30…接着
剤。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅沢 道夫 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 廣田 哲郎 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 松本 修三 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 牧田 秀行 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 佐々木 勉 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 太田 善久 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 村井 妙子 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液室部がノズル板と振動板とからなり、
    前記ノズル板と前記振動板上にそれぞれ液室を感光性樹
    脂で形成し、両者を温度と圧力によって接合して一体化
    したオンデマンド型インクジェットヘッドにおいて、前
    記振動板とノズル板上に形成されている感光性樹脂が、
    同一種類の感光性樹脂で形成されていることを特徴とす
    るインクジェットヘッド。
  2. 【請求項2】 前記振動板とノズル板上に形成された感
    光性樹脂膜の厚さの比が1〜3であることを特徴とする
    請求項1記載のインクジェットヘッド。
  3. 【請求項3】 液室部がノズル板と振動板とからなり、
    前記ノズル板と前記振動板上にそれぞれ液室を感光性樹
    脂で形成し、両者を温度と圧力によって接合して一体化
    したオンデマンド型インクジェットヘッドにおいて、液
    室部が、各アクチュエータに対応して設けられた加圧液
    室部と、該加圧液室部に分配する共通液室部とから成
    り、該共通液室部には加圧室部と外側壁と分離した位置
    に柱を設けることを特徴とするインクジェットヘッド。
  4. 【請求項4】 前記柱が接合界面において同一の形状で
    形成されていることを特徴とする請求項3記載のインク
    ジェットヘッド。
  5. 【請求項5】 前記柱の形状は、流れ方向の長さが液の
    流れ方向に対して、流れに直行する方向の長さより長い
    形状になっていることを特徴とする請求項3又は4記載
    のインクジェトヘッド。
  6. 【請求項6】 前記柱が前記共通液室内に複数個配置さ
    れていることを特徴とする請求項3,4又は5記載のイ
    ンクジェットヘッド。
  7. 【請求項7】 前記柱が同一の感光性樹脂で、振動板と
    ノズル板上に液室形成時に同時に形成されることを特徴
    とする請求項3,4,5又は6記載のインクジェットヘッ
    ド。
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