JPH0952370A - インクジェット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク流路とノズルプレートとの段差部にあ
る気泡を簡単に取り除くことが可能なノズルプレートを
提供すること。 【解決手段】 圧電セラミックス板２及び蓋６からなる
ヘッド部材の端面に接着剤８０を塗布し、作製したノズ
ルプレート９０をノズル９５とインク室４との位置が合
うように位置決めして接着する。このようにして得られ
たインクジェットヘッド１は、従来のように気泡がイン
ク室４とノズルプレート９０の段差部に停滞しても気泡
がノズルプレート９０に触れるとその通気性のため気泡
はノズルプレート９０を通過して外部に放出される。し
たがって、気泡の介在によるインク滴噴射の不安定現象
が起こらず安定した噴射が維持でき、高品位の記録を行
なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクを吐出する
ためのノズルが形成される基板と、前記ノズルに連通
し、インクが充填されるインク室を備えたヘッド部材と
を有するインクジェット装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧電式インクジェットヘッドが近年提案
されている。これらのヘッドはインクが充填される複数
のインク室を備えており、圧電アクチュエータの寸法変
位によってインク室の容積を変化させることにより、そ
の容積減少時にインク室内のインクをノズルから噴射
し、容積増大時にインク室内にインクを導入するように
したものである。そして、所定の位置のインク室からイ
ンクを噴射させることにより、所望する文字や画像を形
成することが出来る。

【０００３】このようなインクジェットヘッドについ
て、図３に示すインクジェットヘッド１の斜視図および
図４に示すインクジェットヘッド１の一部の断面図を用
いて具体的に説明する。

【０００４】複数の側壁５を有し、かつ矢印２８の方向
に分極処理を施した圧電セラミックス板２と蓋６とを接
合することで、横方向に互いに間隔を有する多数の平行
なインク室４が構成される。インク室４は長方形断面の
長くて狭いものであり、側壁５はインク室４の全長にわ
たって伸びている。そして、側壁５が変形することによ
りインク室４の容積が変化し、インク室４内のインク圧
が変化する。側壁５の表面の下半分（あるいは上半分）
の領域には、駆動電界印加用の駆動電極７が形成されて
おり、該駆動電極７の表面にはインクと駆動電極７とを
絶縁するための絶縁処理が施してある。圧電セラミック
ス板２と蓋６との一端には、各インク室４の一端に連通
するノズル５０を有するノズルプレート６０が接着剤７
０によって固定されている。

【０００５】このインクジェットヘッド１において、所
定の印字データに従って例えばインク室４Ｂが選択され
ると、図示しない駆動装置によって駆動電極７Ｃ、７Ｄ
と駆動電極７Ｅ、７Ｆの各々の間に駆動電界１０が印加
される。この時駆動電界方向と分極方向とが直交してい
るため、側壁５Ｂ、５Ｃは圧電厚みすべり効果によって
インク室４Ｂの外部方向にくの字に変形する。この時、
インク室４Ｂ内にインクが供給される。その後、前記駆
動電界１０の印加を遮断すると、該側壁５Ｂ、５Ｃがも
との位置に戻る。この変形によりインク室４Ｂ内のイン
ク圧が正圧となり、インク室４Ｂに対応するノズル５０
からインク液滴が噴射される。

【０００６】ここで、従来のノズル５０の製造方法とし
ては、例えば特開平３−１０１９６０号公報に示される
方法が知られている。

【０００７】図５に示すようにエキシマレーザ装置６１
より発振されたレーザビーム６４は光学レンズ系６６を
介して銅製のマスク６２に照射される。マスク６２には
ノズルプレート６０の所定のノズルパターンの拡大相似
形のパターンが形成されている。マスク６２を介したレ
ーザービーム６４は、更にレンズ６７によってプレート
５９上に集光され、プレート５９の所定位置に所定形状
のノズル５０を形成する。このようにして、プレート５
９上の所定位置に所定形状のノズル５０を多数個形成す
ることにより、ノズルプレート６０が形成される。プレ
ート５９は、インク成分に対して劣化の起こらない材
質、例えばポリイミド樹脂を用いる。

【０００８】その後、図３に示すようにノズルプレート
６０を圧電セラミックス板２および蓋６の一端面に接着
剤７０で固定する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
インクジェット装置では、インク室４とノズルプレート
６０とに段差が生じ、その段差に気泡がトラップされや
すい。このインク室４中に保持された気泡はインク噴射
に必要な圧力変化を吸収し、そのため安定したインク噴
射を妨げ、最悪の場合噴射を停止するといった問題点が
ある。

【００１０】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、インク室とノズルプレートとの
段差部にトラップされた気泡を簡単に取り除くことが可
能なインクジェット装置を提示することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１では、インクを吐出するためのノズ
ルが形成される基板と、前記ノズルに連通し、インクが
充填されるインク室を備えたヘッド部材とを有するイン
クジェット装置において、前記ノズルが形成される前記
基板が、通気性を有し、且つ通水性を有さないことによ
って、インク室とノズルプレートとの段差部にトラップ
された気泡が、通気性を有する基板を通過してインク室
外部に放出される。

【００１２】請求項２のインクジェット装置では、前記
ノズルが形成される前記基板は、撥水性を有する多孔質
体であることにより、基板のインク噴射側におけるノズ
ル周囲にインクが付着することがない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
例を図面を参照して詳細に説明する。なお都合上、従来
例と同一部位、及び均等部位には同一符号をつけて説明
する。

【００１４】図１に示すように、溝加工を行った圧電セ
ラミックス板２に圧電セラミックス製の蓋６を接合して
インク室４を形成する。この状態で既に駆動電極７（図
４）は従来と同様に側壁５（図４）に形成されている。
請求項でいうヘッド部材とは圧電セラミックス板２及び
蓋６からなる。

【００１５】尚、蓋６は本実施例においては圧電セラミ
ックス板２と同様な材質の圧電セラミックスを用いた
が、電気絶縁性を有し圧電セラミックス板２と同程度以
上の剛性を有する基板ならどの様な基板でもよく、例え
ば、硝子基板やアルミナ基板など他のセラミックス基板
を用いることが出来る。

【００１６】次に、通気性を有し、且つ通水性を有さな
いプレートに、エキシマレーザを用いてノズル９５を加
工しノズルプレート９０とする。請求項で言う基板はノ
ズルプレート９０である。

【００１７】ここでプレートは、通気性を有し、通水性
を有さない構造、叉は材料であり例えばテフロン樹脂の
多孔質構造体等が挙げられる。ここで、プレートがテフ
ロン樹脂のように撥水性を持った材料で無い場合は、通
気性もあるが同時に通水性をも兼ね備えているため、撥
水性を付与する表面処理等の処理を行う必要がある。本
実施例においては、撥水性を有するテフロン（ＰＴＦＥ
樹脂）の多孔質体から作られた材料（商品名：ゴアテッ
クス ジャパンゴアテックス社製）を用いた。

【００１８】また、撥水性を持たない材料の場合は、例
えば主鎖に含フッソヘテロ環状構造を有するポリマーを
含有する部材でコーティングするのがよい。このような
コーティング材としては、例えばサイトップ（旭ガラス
社製）やテフロンＡＦ（デュポン社製）等が挙げられ
る。撥水性処理は、ノズル９５の加工以前の工程、加工
以後の工程どちらで行っても良い。

【００１９】本実施例に用いた、このような材料や処理
を行った多孔質体は、耐水圧：０．１４ｋｇ／ｃｍ²以
上、通気量：３００ｃｃ／ｃｍ²／ｍｉｎ（ａｔ １
２．４ｃｍ水中圧）であった。

【００２０】また本実施例においてはノズル９５の加工
に波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザを用いたが、
用いる材料によって、例えばポリエステルの多孔質体を
加工した後に撥水性処理を施したノズルプレート９０の
場合は、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザビーム
で加工する等、材料によってエキシマレーザビームの波
長を適切なものを選ぶことができる。

【００２１】更に、本実施例においては、エキシマレー
ザでノズル９５を加工したが、打ち抜き加工、ドリル加
工、エッチング加工等の他の加工方法を用いても一向に
差し支えない。

【００２２】ここで、ノズル９５の形状は本実施例にお
いては直径５０μｍの円形状としたがこの大きさは、噴
射するインク液滴の量、スピードによって最適値を選ぶ
必要がある。

【００２３】次に、図２に示す用に、圧電セラミックス
板２及び蓋６からなるヘッド部材の端面に接着剤８０を
塗布し、作製したノズルプレート９０をノズル９５とイ
ンク室４との位置が合うように位置決めして接着する。
本実施例においては接着剤を圧電セラミックス板２及び
蓋６からなるヘッド部材に設けたが、ノズルプレート９
０側に設けても差し支えない。

【００２４】更に、本実施例においては、プレートにノ
ズル９５を設けた後、圧電セラミックス板２及び蓋６か
らなるヘッド部材に設けたが、先にプレートを圧電セラ
ミックス板２及び蓋６からなるヘッド部材に設けた後、
ノズル９５を作製しても差し支えない。

【００２５】このように圧電セラミックス板２及び蓋６
からなるヘッド部材に、通気性を有し、且つ通水性を有
さないノズルプレート９０を設けた後は、マニホールド
を接合しインクジェットヘッド１を形成する。

【００２６】このようにして得られたインクジェットヘ
ッド１は、従来のように気泡がインク室４とノズルプレ
ート９０の段差部に停滞しても気泡がノズルプレート９
０に触れるとその通気性のため気泡はノズルプレート９
０を通過して外部に放出される。したがって、気泡の介
在によるインク滴噴射の不安定現象が起こらず安定した
噴射が維持でき、高品位の記録を行なうことができる。

【００２７】尚、本発明は、上述した実施例に限定され
るものでなく、その主旨を逸脱しない範囲に於て種々の
変更を加えることが出来る。例えば、本実施例では、圧
電素子の変形によってインクを噴射する方式のインクジ
ェットヘッドに本発明を用いたが、周知のサーマルジェ
ット式のインクジェットヘッドに本発明を用いてもよ
い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明の請求項１のインクジェット装置によれば、前記ノズ
ルが形成される前記基板が、通気性を有し、且つ通水性
を有さないので、インク室とノズルプレートとの段差部
にトラップされた気泡を、通気性を有する基板を通過し
てインク室外部に放出することができる。従って、気泡
の停滞による噴射不良の起こらなく、良好にインク噴射
が行え、高品位の記録を行なうことができる。

【００２９】請求項２のインクジェット装置によれば、
前記ノズルが形成される前記基板が、撥水性を有する多
孔質体であるので、基板のインク噴射側におけるノズル
周囲にインクが付着することがなく、良好にインク噴射
が行え、高品位の記録を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の製造工程途中のインクジェ
ットヘッドの一部を示す斜視図である。

【図２】前記実施例の製造工程途中を示す断面図であ
る。

【図３】従来のインクジェットヘッドを示す斜視図であ
る。

【図４】従来及び前記実施例のインクジェットヘッドの
動作を示す説明図である。

【図５】従来及び前記実施例のノズルプレートの製造工
程を示す説明図である。

【符号の説明】

１ インクジェットヘッド ２ 圧電セラミックス板 ４ インク室 ６ 蓋 ９０ ノズルプレート ９５ ノズル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出するためのノズルが形成さ
   れる基板と、前記ノズルに連通し、インクが充填される
   インク室を備えたヘッド部材とを有するインクジェット
   装置において、 前記ノズルが形成される前記基板が、通気性を有し、且
   つ通水性を有さないことを特徴とするインクジェット装
   置。
2. 【請求項２】 前記ノズルが形成される前記基板は、撥
   水性を有する多孔質体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装置。