JPH10166599A - インクジェットプリントヘッドの製造方法 - Google Patents

インクジェットプリントヘッドの製造方法

Info

Publication number
JPH10166599A
JPH10166599A JP33695396A JP33695396A JPH10166599A JP H10166599 A JPH10166599 A JP H10166599A JP 33695396 A JP33695396 A JP 33695396A JP 33695396 A JP33695396 A JP 33695396A JP H10166599 A JPH10166599 A JP H10166599A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
diaphragm
bonding
plate
ink jet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP33695396A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunihiro Tamahashi
邦裕 玉橋
Keiji Watanabe
啓司 渡辺
Takuji Torii
卓爾 鳥居
Nobuhiro Noto
信博 能登
Kazuaki Akimoto
和明 秋元
Yoshitaka Akiyama
佳孝 秋山
Kenji Hisagai
健二 久貝
Nobuhiro Kurosawa
信広 黒澤
Takao Matsuoka
孝雄 松岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Koki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Koki Co Ltd filed Critical Hitachi Koki Co Ltd
Priority to JP33695396A priority Critical patent/JPH10166599A/ja
Publication of JPH10166599A publication Critical patent/JPH10166599A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェットプリンタの製造において薄板
の貼り合わせを高い信頼性で、且つ、比較的低コストで
実現する。 【解決手段】 振動板と振動板に隣接する薄板のみを金
属接合により貼り合わせ、残りの薄板の貼り合わせにつ
いては接着剤を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電素子を用いた
オンデマンド型のインクジェットヘッドに関し、特に多
数のノズルを高密度に集積させたマルチノズルインクジ
ェットヘッドの製造方法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おいては
ヘッドを構成する数枚の薄板を貼り合わせる際に、
(1)拡散接合あるいは半田接合などの金属接合を用い
るか、(2)接着剤を用いるかのいずれかひとつの方法
が採られていた。
【0003】前記(1)の金属接合の場合は隣り合う加
圧室同士でインクが漏れるというようなことはなかっ
た。しかし、金属接合そのものが主として真空雰囲気で
行われるため、真空排気などの時間を要し、かつ、高温
で行われるために、熱変形が大きく、これを適正に抑え
る工夫をする必要があり、製造プロセス確立に多大な時
間を要した。その結果、ヘッドのコスト高を招き、コス
ト低減の必要があった。
【0004】一方、(2)の接着剤は比較的廉価で出来
る方法であるが、振動板が運転中に常に振動するため、
振動板に接する部材と、振動板との貼り合わせで信頼性
に問題があり、インク室側の部材の場合は、クロストー
クや、駆動電圧の上昇などの問題が生じた。
【0005】
【発明が解決しようする課題】本発明の課題は、コスト
上昇を比較的小さく抑えた上で、インクリークに関して
長期信頼性の高い、薄板の貼り合わせ技術を確立するこ
とである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、このような
課題を解決するため、インクの圧力を高める加圧室、電
気信号の印加により加圧室内に圧力変動を発生させる圧
電素子、加圧室の壁面の少なくとも一部を形成して圧電
素子と弾性材料を介して連結されている振動板、振動板
を補強するサポートプレート、加圧室にインクを供給す
る流路であるリストリクタ、リストリクタへインクを供
給するインク流路、及びインク液滴を加圧室から噴射す
るオリフィス、等によって構成された複数のノズルを有
するオンデマンド型インクジェットプリントヘッドにお
いて、振動板に隣接している部材を前記振動板と貼り合
わせる際に金属接合を使用し、その他の部材の貼り合わ
せには接着剤を使用するようにした。あるいは、振動板
に隣接している部材のうち、加圧室側のインクに接して
いる部材のみを前記振動板と貼り合わせる際に金属接合
を使用し、その他の部材の貼り合わせには接着剤を使用
してもよい。
【0007】金属接合としては、銀を主成分とする半
田、金並びに錫を主成分とする半田、錫並びに鉛を主成
分とする半田、または拡散接合などを使用するとよい。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明につ
いて説明する。
【0009】図1は、本発明で用いたインクジェットプ
リントヘッドのノズル部の構成を示す断面図である。こ
のヘッドは、入力信号に応じてインクを噴射することに
より記録を行うことができる。
【0010】1はオリフィス、2は加圧室、3は振動
板、4は圧電素子、5aと5bは信号入力端子、6はヘ
ッド基板、7はインク流路8と加圧室2とを連結し加圧
室2へのインク流入を制御するリストリクタ、8はイン
ク流路、9は振動板3と圧電素子4とを連結する弾性部
材(ここではシリコンゴム)、10はリストリクタ7を
形成するリストリクタプレート、11は加圧室2を形成
するチャンバープレート、12はオリフィス1を形成す
るオリフィスプレート、13は振動板を補強するサポー
トプレート、14はマニホールドプレート、15はプレ
ートをはりあわせるための接着剤あるいははんだからな
る接合層である。ここで、接着剤としては、エポキシ、
ポリイミド、またはアクリル系樹脂などから選ばれる。
なお、15の図示は代表的な部を表していて、図示して
いないが各プレート間に接合層がある。
【0011】振動板3、リストリクタプレート10、チ
ャンバープレート11、サポートプレート13は、例え
ばステンレス材から作られ、オリフィスプレート12は
ニッケル材から作られている。また、ヘッド基板6は、
セラミックスなどの絶縁物から作られている。
【0012】インクは、インク流路8、リストリクタ
7、加圧室2、オリフィス1の順に流れる。
【0013】圧電素子4は信号入力端子5aに正電位が
印加されたときに伸長し、信号入力端子5aと5b間に
電位差が無くなれば変形がゼロになるように取り付けら
れている。
【0014】従来、ヘッドはオリフィスプレート12、
チャンバプレート11、リストリクタプレート10、振
動板3及びインク流路8を形成する数枚のプレートから
なるマニホールドプレート14を高精度に位置決めした
後、一括又は必要に応じて数回に分けて接着剤あるいは
金属接合にて貼り合わせて製作していた。
【0015】本発明では、信頼性向上と低コストを両立
させるために、上記貼り合わせ部のうち、振動板3とリ
ストリクタプレート10並びにサポートプレート13と
を金属接合することを特徴としている。
【0016】以下、実施例により説明する。
【0017】〔実施例1〕本実施例では金属接合に銀固
相接合法を適用した場合について説明する。本発明では
プレートにSUS304を用いた例を説明するが、本発
明の主旨を考慮すればSUS304以外の他の金属でも
同等の効果があることは明らかである。
【0018】まずSUS304からなるプレート3、1
0、13をアルカリ脱脂、電解脱脂、酸エッチングにて
清浄化する。その後、後述する銀膜との密着性改善のた
めに、ニッケル、銅の順にめっきする。次いで、これら
のプレートの接合面にスパッタリング法にて厚さ1〜3
0μm程度の銀膜を形成する。これらの膜を一旦大気中
で、200℃で加熱処理して、接合表面の汚染原子(硫
黄、炭素)を酸化除去する。ついで、プレス機を用いて
温度280℃、圧力10kgf/mm2の条件で30分
保持して接合する。この様な条件で接合することにより
接合面はリークがなく接合強度が高く、信頼性に優れた
接合面を形成できる。最後に、金属接合した3枚のプレ
ートとオリフィスプレート12、チャンバプレート11
及びインク流路8を形成する数枚のプレートからなるマ
ニホールドプレート14を高精度に位置決めした後、一
括又は必要に応じて数回に分けて接着剤にて貼り合わせ
て作製する。本方法で作製したノズル部は実機評価にて
も従来の接着方法よりも格段に信頼性が向上しているこ
とが確認された。
【0019】〔実施例2〕本実施例では金属接合に金−
錫および鉛ー錫半田接合法を適用した場合について説明
する。
【0020】実施例1と同様に、まずSUS304から
なるプレート3、10、13をアルカリ脱脂、電解脱
脂、酸エッチングにて清浄化する。その後、後述する金
膜との密着性改善のために、ニッケルをめっきする。そ
の後、リストリクタプレート及びサポートプレートには
金膜、錫膜を所定の組成になるようにそれぞれの膜厚を
かえて合計3μmになるようにめっきする。最後に錫の
酸化防止層として再度金膜を0.5μmめっきする。一
方、振動板には金のみを0.5μmめっきする。これら
のプレートを真空チャンバ内にセットされたプレス機の
加圧治具にセットし温度350℃、圧力1kgf/mm
2の条件で30秒間保持して、金−錫めっき膜を溶融さ
せて接合する。プレートが十分冷えた後に真空チャンバ
ーから取り出す。このようにして金属接合した3枚のプ
レートとオリフィスプレート12、チャンバプレート1
1及びインク流路8を形成する数枚のプレートからなる
マニホールドプレート14を高精度に位置決めした後、
一括又は必要に応じて数回に分けて接着剤にて貼り合わ
せて作製する。
【0021】同様に鉛−錫はんだの例についても説明す
る。前述の金−錫はんだと同様に金及び錫膜を積層して
合金膜を作製することができるが、ここでは、鉛−錫合
金めっき液を用いて作製した。
【0022】まずSUS304からなるプレート3、1
0、13をアルカリ脱脂、電解脱脂、酸エッチングにて
清浄化する。その後、密着性改善のために、ニッケルを
めっきする。ついで、鉛60%−錫40%めっき液を用
いて厚さ3μmになるようめっきする。これらのプレー
トを真空チャンバ内にセットされたプレス機の加圧治具
にセットし温度300℃、圧力1kgf/mm2の条件
でで30秒間保持して、鉛60%−錫40%めっき膜を
溶融させて接合する。プレートが十分冷えた後に真空チ
ャンバーから取り出す。
【0023】本はんだ膜の場合、インクの種類によって
は腐食する場合がある。従って、より信頼性を出すため
に本例では、耐食性のあるニッケル88%−リン12%
のめっき膜を保護膜として厚さ3μmだけ無電解めっき
法でコートする。このようにして金属接合した3枚のプ
レートとオリフィスプレート12、チャンバプレート1
1及びインク流路8を形成する数枚のプレートからなる
マニホールドプレート14を高精度に位置決めした後、
一括又は必要に応じて数回に分けて接着剤にて貼り合わ
せて作製する。
【0024】本方法で作製したノズル部は、いずれの場
合も実施例1と同様に実機評価にても従来の接着法より
も格段に信頼性が向上していることが確認された。
【0025】以上、比較的低融点のはんだ材について例
示したが、金ーニッケル合金のようないわゆる高温ろう
をもちいても同様な効果が実現できる。
【0026】〔実施例3〕本実施例では金属接合に拡散
接合法を適用した場合について説明する。
【0027】実施例1と同様に、まずSUS304から
なるプレート3、10、13をアルカリ脱脂、電解脱
脂、酸エッチングにて清浄化する。その後、密着性改善
のために、ニッケルをめっきする。ついで、リストリク
タプレート10、サポートプレート13及び振動板3に
ニッケル87%−リン13%膜を厚さ3μmだけ、無電
解めっき法にてめっきする。これらのプレートを真空チ
ャンバ内にセットされたプレス機の加圧治具にセット
し、温度1000℃、圧力0.3kgf/mm2の条件
で2分間保持して、ニッケル87%−リン13%めっき
膜を溶融させて接合する。プレートが十分冷えた後に真
空チャンバーから取り出す。このようにして金属接合し
た3枚のプレートとオリフィスプレート12、チャンバ
プレート11及びインク流路8を形成する数枚のプレー
トからなるマニホールドプレート14を高精度に位置決
めした後、一括又は必要に応じて数回に分けて接着剤に
て貼り合わせて作製する。
【0028】本方法で作製したノズル部は、実施例1と
同様に実機評価にても従来の接着法よりも格段に信頼性
が向上していることが確認された。
【0029】以上3例について説明したが、各々の接合
条件は代表例であり、本例を中心値としてより幅広い範
囲で接合条件を選択できる。
【0030】なお、これまでの実施例の説明では振動板
の両側の板(リストリクタプレート10並びにサポート
プレート13)と振動板3とを金属接合を行うように説
明してきたが、インクリークにより問題が発生しやすい
のは振動板とリストリクタプレートとの間であることが
経験的に分かっており、コスト低減から見れば、金属接
合をするのは振動板3と、リストリクタプレート10と
の間だけに限っても、効果は大きくは変わらない。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、マルチノズルインクジ
ェットヘッドにおいて製造コストを比較的安価に出来
る。更に本発明ではより割安な方法である接着法に比べ
て、インクリーク防止に対する信頼性が遥かに高いもの
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で用いたインクジェットプリントヘッド
のノズル断面図である。
【符号の説明】
1はオリフィス、2は加圧室、3は振動板、4は圧電素
子、5aと5bは信号入力端子、6はヘッド基板、7は
リストリクタ、8はインク流路、9は弾性部材、10は
リストリクタプレート、11はチャンバープレート、1
2はオリフィスプレート、13はサポートプレート、1
4はマニホールドプレート、15はプレートをはりあわ
せる接合層である。
フロントページの続き (72)発明者 能登 信博 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 秋元 和明 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 秋山 佳孝 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 久貝 健二 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 黒澤 信広 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 松岡 孝雄 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インクの圧力を高める加圧室、電気信号の
    印加により加圧室内に圧力変動を発生させる圧電素子、
    加圧室の壁面の少なくとも一部を形成して圧電素子と弾
    性材料を介して連結されている振動板、振動板を補強す
    るサポートプレート、加圧室にインクを供給する流路で
    あるリストリクタ、該リストリクタへインクを供給する
    インク流路、及びインク液滴を加圧室から噴射するオリ
    フィス、等によって構成された複数のノズルを有するオ
    ンデマンド型インクジェットプリントヘッドにおいて、 振動板に隣接している部材を前記振動板と貼り合わせる
    際に金属接合を使用し、その他の部材の貼り合わせには
    接着剤を使用することを特徴とするインクジェットプリ
    ントヘッドの製造方法。
  2. 【請求項2】請求項1のインクジェットプリントヘッド
    において、 振動板に隣接している部材のうち、加圧室側のインクに
    接している部材のみを前記振動板と貼り合わせる際に金
    属接合を使用し、その他の部材の貼り合わせには接着剤
    を使用することを特徴とするインクジェットプリントヘ
    ッドの製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2のインクジェット
    プリントヘッドにおいて、 金属接合として、銀を主成分とする半田を使用すること
    を特徴とするインクジェットプリントヘッドの製造方
    法。
  4. 【請求項4】請求項1または請求項2のインクジェット
    プリントヘッドにおいて、 金属接合として、金並びに錫を主成分とする半田を使用
    することを特徴とするインクジェットプリントヘッドの
    製造方法。
  5. 【請求項5】請求項1または請求項2のインクジェット
    プリントヘッドにおいて、 金属接合として、錫並びに鉛を主成分とする半田を使用
    することを特徴とするインクジェットプリントヘッドの
    製造方法。
  6. 【請求項6】請求項1または請求項2のインクジェット
    プリントヘッドにおいて、 金属接合として、拡散接合を使用することを特徴とする
    インクジェットプリントヘッドの製造方法。
JP33695396A 1996-12-17 1996-12-17 インクジェットプリントヘッドの製造方法 Withdrawn JPH10166599A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33695396A JPH10166599A (ja) 1996-12-17 1996-12-17 インクジェットプリントヘッドの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33695396A JPH10166599A (ja) 1996-12-17 1996-12-17 インクジェットプリントヘッドの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10166599A true JPH10166599A (ja) 1998-06-23

Family

ID=18304151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33695396A Withdrawn JPH10166599A (ja) 1996-12-17 1996-12-17 インクジェットプリントヘッドの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10166599A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002264345A (ja) * 2001-03-12 2002-09-18 Hitachi Koki Co Ltd インクジェットプリントヘッド
US7249413B2 (en) 2003-06-30 2007-07-31 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method for manufacturing inkjet printing head
US7836599B2 (en) 2004-12-28 2010-11-23 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Ink jet head and method of manufacturing thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002264345A (ja) * 2001-03-12 2002-09-18 Hitachi Koki Co Ltd インクジェットプリントヘッド
US7249413B2 (en) 2003-06-30 2007-07-31 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method for manufacturing inkjet printing head
US7836599B2 (en) 2004-12-28 2010-11-23 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Ink jet head and method of manufacturing thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4795601B2 (ja) ミクロ流体装置及び超音波結合プロセス
JP3211028B2 (ja) マルチ流路アレイ小滴付着装置
US5585827A (en) Printer head
JP2000280474A (ja) インクジェット式記録ヘッド、及びインクジェット式記録ヘッドの板材の製造方法
JPS6194767A (ja) インクジエツトヘツド及びその製造方法
JP2006088414A (ja) インクジェットプリンタヘッドの製造方法
US20030222945A1 (en) Ink jet head and method of production thereof
JPH10166599A (ja) インクジェットプリントヘッドの製造方法
JPH08168889A (ja) 金属部材の接合方法、Au−Snろう付け用インサート材、インクジェットプリンタ
JP2007160645A (ja) 配線構造、デバイス、デバイスの製造方法、液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、及び液滴吐出装置
JP2855892B2 (ja) インクジェット記録ヘッドの製造方法
JP2018192674A (ja) 液体吐出ヘッドおよびその製造方法
JP2000108343A (ja) インクジェットヘッド
JP2000052545A (ja) インクジェットヘッド
JPH10114076A (ja) インクジェットプリンタヘッドの接合方法およびインクジェットプリンタ
JP2940225B2 (ja) インクジェット記録ヘッドの製造方法
JP2716389B2 (ja) インクジェット式記録ヘッド
JP3293224B2 (ja) インクジェットプリントヘッドの接合方法
JP2002254638A (ja) インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置
JPS6124193B2 (ja)
KR100327247B1 (ko) 플립칩 본딩법을 이용한 잉크젯 프린트 헤드와 전원 및 신호인가선의 연결방법
JPH0890771A (ja) インクジェットヘッド及びその製造法
JPH10291321A (ja) インクジェットヘッドの製造方法
JPH1128821A (ja) インクジェットプリントヘッドの作製方法
JPH0524201A (ja) 板の静電接合方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20040302