(57)【要約】【課題】インク接液部材からの微細なパーティクルの発生を極力抑える。【解決手段】ジルコンとコージライトに長石を加えて混錬し、続いて、所定のサイズの板形状に成形し、続いて、主成分の融点に合わせた高い温度で焼成する。続いて、両面を研磨する等、機械加工を行い、さらに、長石の融点に合わせた低い温度で再焼成することにより、インク接液部材である共通液室を閉塞する天板蓋を製造する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジルコンとコージライトを主成分とし、これに主成分の融点よりも低い融点の添加物を加えた材料からなり、この材料を所定の形状に成形し、さらに、焼成して研磨等機械加工を行った後、再焼成して構成されることを特徴とするインク接液部材。
【請求項２】
添加物として長石を使用したことを特徴とする請求項１記載のインク接液部材。
【請求項３】
ジルコンとコージライトを主成分とし、これに主成分の融点よりも低い融点の添加物を加えて混錬し、続いて、所定の形状に成形してから焼成し、さらに、研磨等機械加工を行った後、再焼成して製造することを特徴とするインク接液部材の製造方法。
【請求項４】
基板の先端部に多数の長溝を所定の間隔で平行に形成し、前記基板の上に四角形状で中空の天板枠をその一部が前記各長溝の先端部上を閉塞するように配置するとともに各長溝の先端にインク吐出ノズルを形成したノズルプレートを配置して多数のインク室を形成し、前記天板枠の上を天板蓋で閉塞して共通インク室を形成したインクジェットヘッドにおいて、
少なくとも前記天板蓋をインク接液部材とし、このインク接液部材は、ジルコンとコージライトを主成分とし、これに主成分の融点よりも低い融点の添加物を加えた材料からなり、この材料を所定の形状に成形し、さらに、焼成して研磨等機械加工を行った後、再焼成して構成したことを特徴とするインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクに接触する部材であるインク接液部材およびこのインク接液部材の製造方法並びにこのインク接液部材を使用したインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、チタン酸ジルコン酸鉛（商品名ＰＺＴ）からなる基板に多数の長溝を所定の間隔で平行に形成し、この基板の上にカバー基板を接合するとともに各長溝の先端にインク吐出ノズルを形成したノズルプレートを配置して多数のインク室を形成したインクジェットヘッドにおいて、カバー基板に焼結アルミナ、石英ガラス類、焼結コージライト、焼結ムライト等のいずれかを使用することで圧電素子よりも弾性率を高くしたものが知られている（例えば、特許文献１、段落「００５６」、「０１３２」等）
【特許文献１】特開２０００−１７７１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、この種のインクジェットヘッドにおいてノズルにゴミなどの異物が詰まるとインクが吐出されない状態、すなわち、不吐出状態となる。このような不吐出はヘッド構成上再生ができなくなり、廃却品となってしまう。ノズルに詰まる異物について調べると、セラミックのゴミが一番多く、続いて環境ゴミとなっている。
【０００４】
通常、インクジェットヘッドの製造工程においては、部品単体で洗浄し、組み立て後さらに洗浄するなど製品が製造されるまでには数回の洗浄が行われる。洗浄としては流水洗浄や超音波洗浄が実行される。部品によっては超音波洗浄時に高出力で洗浄すると、部品をミクロ的に破壊してしまい、インクが接液する壁などからパーティクルと呼ばれる微細なゴミが発生し、これがノズルを詰まらせる要因となる。
【０００５】
上述したカバー基板はインク室に収容されているインクに接する部品の一つであるが、焼結アルミナ、石英ガラス類、焼結コージライト、焼結ムライト等使用して構成されるが、何ら加工が施されないので、インクジェットヘッドの製造工程で何回か洗浄されたとしても、微細なパーティクルが発生する可能性が高く、ノズルを不吐出にする要因になっていた。
【０００６】
本発明は、微細なパーティクルの発生を極力抑えることができるインク接液部材およびその製造方法を提供する。  
また、本発明は、ノズルを詰まらせる要因となる微細なパーティクルの発生を極力抑えることができるインク接液部材を使用することで、パーティクルによってノズルがインク不吐出になるのを極力防止できるインクジェットヘッドを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ジルコンとコージライトを主成分とし、これに主成分の融点よりも低い融点の添加物を加えた材料からなり、この材料を所定の形状に成形し、さらに、焼成して研磨等機械加工を行った後、再焼成して構成されるインク接液部材にある。
【０００８】
また、本発明は、基板の先端部に多数の長溝を所定の間隔で平行に形成し、基板の上に四角形状で中空の天板枠をその一部が各長溝の先端部上を閉塞するように配置するとともに各長溝の先端にインク吐出ノズルを形成したノズルプレートを配置して多数のインク室を形成し、天板枠の上を天板蓋で閉塞して共通インク室を形成したインクジェットヘッドにおいて、少なくとも天板蓋をインク接液部材とし、このインク接液部材は、ジルコンとコージライトを主成分とし、これに主成分の融点よりも低い融点の添加物を加えた材料からなり、この材料を所定の形状に成形し、さらに、焼成して研磨等機械加工を行った後、再焼成して構成したインクジェットヘッドにある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、微細なパーティクルの発生を極力抑えることができるインク接液部材およびその製造方法を提供できる。  
また、本発明によれば、ノズルを詰まらせる要因となる微細なパーティクルの発生を極力抑えることができるインク接液部材を使用することで、パーティクルによってノズルがインク不吐出になるのを極力防止できるインクジェットヘッドを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。  
図１はインクジェットヘッドの全体構成を示す分解斜視図であり、図２はインクジェットヘッドの構成を部分的に拡大して示す斜視断面図である。
【００１１】
低誘電率の基板１の先端部に、互いの分極の方向が向き合うようにして貼り合わせた、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（商品名ＰＺＴ）からなる圧電部材２，３を埋設している。そして、前記圧電部材２、３及びその後方にある基板１の部分には、例えばダイヤモンドカッタによる切削加工により、一定の間隔で複数の長溝４を互いに平行に形成している。
【００１２】
前記基板１の上には、四角形状で中空の天板枠５を、その一部５ａが各長溝４の先端部上を閉塞するように配置している。また、前記長溝４の先端には、各長溝４に位置してそれぞれインク吐出ノズル６を形成したノズルプレート７を配置している。そして、各長溝４を天板枠５の一部５ａとノズルプレート７で閉塞することで多数のインク室を形成している。
【００１３】
前記天板枠５の上には、インク供給口８を有する天板蓋９を接着により固定し、これに各インク室にインクを供給する共通液室１０を形成している。前記インク供給口８にはフィルタを備えたインク供給部材１１を取り付け、外部に設けたインクタンクからこのインク供給部材１１を経由して共通液室１０にインクを供給するようになっている。
【００１４】
前記天板蓋９は、インク接液部材を構成し、ジルコンとコージライトを主成分とし、これに主成分の融点よりも低い融点の添加物として長石、例えばカリ長石を加えた材料で構成されている。前記天板蓋９は、図３に示すステップに沿って製造される。先ず、Ｓ１にて、ジルコンとコージライトに長石とバインダーを加えて混錬し樹脂化させる。続いて、Ｓ２にて、樹脂化されたセラミックを型に流し込んで所定のサイズの板形状に成形する。その後、Ｓ３にて、仮焼きを行い、樹脂分を飛ばしてセラミックのみにする脱脂を行う。
【００１５】
続いて、Ｓ４にて、主成分の融点に合わせた高い温度、例えば、１３００℃位で焼成する。続いて、Ｓ５にて、両面を研磨する等、機械加工を行い、さらに、Ｓ６にて、長石の融点に合わせた低い温度、例えば、１１００度位で再焼成して製造される。なお、Ｓ４における焼成温度やＳ６における再焼成温度はこれに限定するものではなく、添付物の材質および組成比率に応じて設定される。
【００１６】
ジルコン、コージライト、長石の配合率は、天板枠５など接着する他の部品の線膨張係数によって決まる。すなわち、接着後のそり等を考えると、接着する他の部品の線膨張係数と同じ線膨張係数になるように配合率を決めるのが望ましい。例えば、接着する他の部品の線膨張係数が、５×１０−６であれば、ジルコン６０％、コージライト２０％、長石２０％の配合率にする。これにより、天板蓋９の線膨張係数も略５×１０−６になる。
【００１７】
ジルコン、コージライト、長石の配合率を、製造される製品の線膨張係数が、この製品が接着する他の部品の線膨張係数に合うようにする必要はあるが、長石は融点が低いので、長石の配合率を高くすると再焼成時に炉台に融着するなど不具合が発生する。例えば、長石の配合率を３０％よりも高くすると、再焼成時に炉台に融着する問題が発生する。このため、長石の配合率は３０％以下にする必要がある。
【００１８】
このように、常にインクに接するインク接液部材である天板蓋９を、ジルコンとコージライトに長石を加えて混錬し、これを所定のサイズの板形状に成形した後、主成分の融点に合わせた高い温度で焼成し、続いて、両面を研磨する等の機械加工を行ってから、長石の融点に合わせた低い温度で再焼成して製造している。これにより、天板蓋９に対して表面の応力緩和、平滑化、再結合化を図ることができる。
【００１９】
例えば、図４に示すように、セラミック製品２１の表面を、研磨機２２を使用して研磨加工すると、表面層が破壊されてクラックａやチッピングｂを作ることになる。表面にはその他砥粒ｃなどが残るが、砥粒ｃなどは洗浄によって洗い流されるので問題にはならない。しかし、チッピングｂは洗浄によって洗い流されない場合があり、インクジェットヘッドが製造された後に剥がれ落ちてパーティクルとなり、ノズルを詰まらせる要因となる。また、クラックａからもインクジェットヘッドが製造された後にパーティクルが発生する可能性が高く、このパーティクルもノズルを詰まらせる要因となる。
【００２０】
同様に、天板蓋９を製造する工程において、ステップＳ５の機械加工が終了した時点では、図５の(a)に示すように、加工された両面が粗くなっており、破壊層が形成される。従って、このまま使用したのではインクジェットヘッドが製造された後に剥がれ落ちてパーティクルとなり、ノズルを詰まらせる要因となる。
【００２１】
しかし、続く、ステップＳ６において、長石の融点に合わせた低い温度で再焼成するので、長石が再度溶融して加工された両面を、図５の(b)に示すように滑らかにし、機械加工で形成された破壊層を緩和させる。このように表面を長石の溶融によって滑らかにした天板蓋９を使用すればインクジェットヘッドが製造された後に天板蓋９からパーティクルが発生するのを防止できる。従って、この天板蓋９を使用することで、セラミックのパーティクルでノズルが詰まる要因を減らすことができ、インク吐出不能のなるのを極力防止できる。
【００２２】
図６は、様々な部材からなる単品部品を製造した後、これを洗浄し、その後に発生したパーティクルの数を数えた結果を示している。図中、サンプルＡはムライト系の部材であり、サンプルＢはジルコン３０％、コージライト５０％、長石２０％の配合率で再焼成した部材であり、サンプルＣはジルコン６０％、コージライト２０％、長石２０％の配合率であるが再焼成しない部材である。
【００２３】
また、サンプルＤは本実施の形態の部材であり、ジルコン６０％、コージライト２０％、長石２０％の配合率で再焼成した、すなわち、図３の工程により製造した部材である。また、サンプルＥはチタン酸ジルコン酸鉛（商品名ＰＺＴ）からなる部材である。このように、洗浄後においてサンプルＤに示す本実施の形態の部材からはパーティクルの発生が全く無かった。また、サンプルＢのように長石が２０％であってもコージライトの配合率が多いと再焼成してもパーティクルの発生を無くすことはできなかった。
【００２４】
なお、この実施の形態は、インクに接するインク接液部材として天板蓋９を対象にしたものについて述べたがこれに限定するものではなく、天板枠５もインク接液部材として含めても良い。このようにすれば、さらに、セラミックのパーティクルでノズルが詰まる要因を減らすことができる。また、この実施の形態は、低い融点の添加物として長石を使用したがこれに限定するものではないのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態に係るインクジェットヘッドの全体構成を示す分解斜視図。
【図２】同実施の形態に係るインクジェットヘッドの部分斜視断面図。
【図３】同実施の形態に係るインクジェットヘッドの天板蓋を製造する工程を示す流れ図。
【図４】セラミック製品を研磨したときの表面層の状態を示す図。
【図５】同実施の形態に係るインクジェットヘッドの天板蓋を製造する工程における、機械加工終了後と再焼成終了後の表面状態を示す部分拡大図。
【図６】本実施の形態の部材を含む各種部材のパーティクル発生状態を示すグラフ。
【符号の説明】
【００２６】
１…基板、２，３…圧電部材、４…長溝、５…天板枠、６…インク吐出ノズル、７…ノズルプレート、９…天板蓋。
【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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