(57)【特許請求の範囲】
【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の製造方法において、
前記ノズルが形成された基板と前記インク室が形成されたヘッド部材との一方に、硬化する前は粘度の低い液体であり硬化させると弾性体となる物質を、硬化前に形成し、その後その物質を硬化させて弾性体とし、その後、その弾性体がその弾性力による復元力を利用して前記基板及びヘッド部材に圧接するように前記基板とヘッド部材とを固定部材により固定することを特徴とするインクジェット装置の製造方法。
【請求項２】
前記物質は、接着剤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の製造方法。
【請求項３】
前記硬化した弾性体は、表面張力により断面が曲面を持って形成される請求項１記載のインクジェット装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
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の製造方法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６に示すインクジェットヘッド１の斜視図および図７に示すインクジェットヘッド１の一部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、図７における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。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７０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において図７に示す用に、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８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５９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、インク成分中の溶剤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６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製造方法では、ノズルプレート６０の接着時に接着温度や加圧圧力を正確に制御しないと、接着剤７０がノズル５０内に垂れたり、流れ込んだりして、ノズル５０を塞いだり、ノズル５０を狭くしたりして、噴射に影響を及ぼし、最悪の場合噴射不可能になるといった問題があった。
【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、ノズル内への接着剤の流れ込みをなくしたインクジェット装置の製造方法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の製造方法において、前記ノズルが形成された基板と前記インク室が形成されたヘッド部材との一方に、硬化する前は粘度の低い液体であり硬化させると弾性体となる物質を、硬化前に形成し、その後その物質を硬化させて弾性体とし、その後、その弾性体がその弾性力による復元力を利用して前記基板及びヘッド部材に圧接するように前記基板とヘッド部材とを固定部材により固定する。
【００１２】
請求項２では、前記物質は、接着剤であることを特徴とする。
【００１３】
請求項３では、前記硬化した弾性体は、表面張力により断面が曲面を持って形成されることを特徴とする。
【００１４】
【００１５】
【作用】
上記の構成を有する本発明のインクジェット装置の製造方法では、前記ノズルが形成された基板と前記インク室が形成されたヘッド部材との一方に、粘度の低い液体からなる物質を、硬化前に形成し、その後その物質を硬化させて弾性体とし、その後、その弾性体がその弾性力による復元力により基板及びヘッド部材と圧接するように前記基板とヘッド部材とを圧接させて固定部材により固定することで、インク室とノズルとが良好に連通される。
【００１６】
【実施例】
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。
【００１７】
図１に示すように、複数の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７）は従来と同様に側壁５（図７）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。
【００１８】
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、または他の材質のセラミックス基板を用いることが出来る。
【００１９】
次に、従来例同様にプレート５９（図８）に  エキシマレーザビーム６４（図８）をもちいてノズル５０を加工しノズルプレート６０とする。請求項で言う基板はノズルプレート６０（プレート５９）である。またプレート５９は、使用するインク成分に対して耐食性のある材質がよく、本実施例のようにエキシマレーザビーム６４をもちいてノズル５０を加工する場合は、エキシマレーザビーム６４に加工される材質が要求される。こういった条件を満足するプレート材料としては、例えばポリイミド樹脂、ポリサルホン樹脂やポリエーテルサルホン樹脂等の樹脂材料全般があげられる。また本実施例においてはノズル加工にエキシマレーザ加工を用いたが、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く、その場合はそれぞれの加工方法で加工できる基板なら樹脂に限ることなく金属のプレートでもよい。本実施例においては、プレート５９の材質として上述したポリイミド樹脂を用いた。
【００２０】
次に、図３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ノズルプレート６０が設けられる端面に弾性体８０を作製する工程を示す。本実施例で用いた弾性体８０は、硬化（架橋反応）する前は粘度の非常に低い液体であり、硬化させると弾性体となる物質を用いた。詳しくは、硬化後に弾性特性をもつ弾性接着剤（ＰＭ１００：セメダイン製）を用いた。この弾性体を硬化前に転写台８１に均一に引き延ばす。この引き延ばされた硬化前の弾性体は厚さ１０μｍ程度である。この厚さは、転写するヘッド部材に設けられたインク室４の大きさおよび転写圧力によって決まる値である。本実施例においては、インク室４の幅が７０μｍであり、転写圧力を１００ｇとしたことにより引き延ばし後の厚さを１０μｍとした。また本実施例ではこのような一般的に言われる弾性接着剤を用いたが、シリコン系紫外線硬化樹脂などの弾性体を用いても一向に差し支えない。
【００２１】
このようにして圧電セラミックス板２及び蓋６からなるヘッド部材に硬化前の弾性体８０を転写した後、室温で２０時間以上放置硬化させた。断面図を図４に示す。硬化した弾性体８０は図４に示すようにその表面張力によりヘッド部材に接していない部分はその断面が曲面を持って形成される。このような形状で形成されるため後述するインク室４に対するノズルプレート６０のシール性がよい。
【００２２】
本実施例においては、弾性体８０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６０側に設けても差し支えない。
【００２３】
次に、図５に示すように、圧電セラミックス板２及び蓋６からなるヘッド部材に弾性体８０が作製されたものに、ノズルプレート６０をノズル５０部分がインク室４に対応するように接着した後、弾性体８０が弾性変形を起こす圧力以上の圧力でノズルプレート６０と圧電セラミックス板２及び蓋６からなるヘッド部材とを圧接し、固定部材８２によりノズルプレート６０を固定する。その後は、圧電セラミックス板２及び蓋６からなるヘッド部材におけるノズルプレート６０接合側と反対側の面にマニホールド部材８３を接合しインクジェットヘッド１を形成する。このようにして得られたインクジェットヘッド１は、ヘッド部材とノズルプレート６０とを直接、接着剤で接合していないためノズル５０に接着剤が流れ込みインク液滴の飛翔方向に影響を与えたり、流れ込んだ接着剤がノズル５０を閉鎖するという従来の問題点が無い。このため、インクジェットヘッド１の製造における歩留まりがよい。
【００２４】
【００２５】
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。
【００２６】
また、本実施例においては、ノズルプレート６０を固定部材８２により固定したが、ノズルプレート６０の外周部を接着剤等によって固定してもよい。
【００２７】
【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インクジェット装置の製造方法によれば、前記ノズルが形成された基板と前記インク室が形成されたヘッド部材との一方に、粘度の低い液体からなる物質を、硬化前に形成し、その後その物質を硬化させて弾性体とし、その後、その弾性体がその弾性力による復元力により基板及びヘッド部材に圧接するように前記基板とヘッド部材とを固定部材により固定することで、従来のようなノズル内への接着剤の流れ込みがなく、インク室とノズルとが良好に連通される。従って、良好に噴射することができ、印字品質が良好である。
【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を示す斜視図である。
【図２】  前記実施例のノズルプレートを示す斜視図である。
【図３】  前記実施例のインクジェットヘッドの製造工程を示す説明図である。
【図４】  前記実施例の製造工程途中のインクジェットヘッドを示す断面図である。
【図５】  前記実施例のインクジェットヘッドを示す断面図である。
【図６】  従来のインクジェットヘッドを示す斜視図である。
【図７】  従来のインクジェットヘッドの動作を示す説明図である。
【図８】  従来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
５０  ノズル
６０  ノズルプレート
８０  弾性体
８２  固定部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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