(57)【要約】【課題】  ノズルの交換が容易な液滴吐出ヘッドを得る。【解決手段】  液滴を吐出するノズル１００を備えたノズルプレート１１と、ノズルプレート１１と接着し、ノズル１００へ吐出材料を供給する流路を備えた流路基板１２とを備え、ノズルプレート１１は、流路基板１２に熱可塑性の接着材料を介して接着されている。流路基板１２の４隅にはピン１０１が備えられ、ノズルプレート１１は、ピン１０１に対応する穴を備える。ピン１０１と貫通孔１０２を接合することにより、ノズルプレート１１と流路基板１２が正しい位置で接着される。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルを備えたノズル部と、
前記ノズル部と接着し、前記ノズルへ吐出材料を供給する流路を備えた流路部とを備え、
前記ノズル部は、前記流路部に熱可塑性の接着材料を介して接着されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記流路部は、少なくとも２つの突起部を備え、
前記ノズル部は、前記突起部に対応する穴を備え、
前記突起部と前記穴は、前記突起部と前記穴を接合することにより、前記ノズル部と前記流路部が正しい位置で接着されるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記穴は貫通孔であり、前記突起部と前記貫通孔を接合すると、前記突起部の先端が前記貫通孔より突出することを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記流路部は、少なくとも２つの凹部を備え、
前記ノズル部は、前記凹部に対応する凸部を備え、
前記凹部と前記凸部は、前記凹部と前記凸部を接合することにより、前記ノズル部と前記流路部が正しい位置で接着されるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記ノズル部は少なくとも２つの第１の目印を有し、
前記流路部は少なくとも２つの第２の目印を有し、
前記第１の目印と前記第２の目印は、前記第１の目印と前記第２の目印を合わせることにより、前記ノズル部と前記流路部が正しい位置で接着されるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
前記第１の目印及び前記第２の目印は、凹凸形状により形成されていることを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
前記ノズル部と前記流路部の間に金属板を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
前記接着材料が剥離材を含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
請求項１から請求項８に記載の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置。
【請求項１０】
液滴を吐出するノズルを備えたノズル部と、
前記ノズル部と接着し、前記ノズルへ吐出材料を供給する流路を備えた流路部とを備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記ノズル部を、前記流路部に熱可塑性材料を介して接着する工程を含む液滴吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドを用いた記録装置は、インクの吐出以外にも工業用の様々な用途で使用されるようになっている。例えば、シリコン基板上への有機溶剤の吐出、高分子材料の吐出の用途などがある。
インクジェットヘッドでは、時間が経つにつれてインクが乾燥してノズル口を詰まらせ、吐出を困難にする場合がある。特に、上述のような工業用の用途で使用される材料は粘性が高く、ノズル口を詰まらせやすいものが多い。
なお、特許文献１には、インクジェットヘッドのノズルにおけるインク詰まりを防止するための技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４５７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、一度ノズル口が詰まってしまうと回復させるのは難しい。そのためノズルを交換する必要が生じるが、その場合、構造的にノズルのみを交換するのは難しく、インクジェットヘッド全体を交換しなければならないためコストがかかっていた。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、ノズルの交換が容易な液滴吐出ヘッドを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズルを備えたノズル部と、前記ノズル部と接着し、前記ノズルへ吐出材料を供給する流路を備えた流路部とを備え、前記ノズル部は、前記流路部に熱可塑性の接着材料を介して接着されているものである。
これにより、ノズルを交換する際には、ノズル部と流路部の接着部分を加熱すればノズル部を流路部から取り外すことができるので、ノズルの交換を容易に行うことができる。
【０００７】
また、本発明の液滴吐出ヘッドは、前記流路部が少なくとも２つの突起部を備え、前記ノズル部は、前記突起部に対応する穴を備え、前記突起部と前記穴は、前記突起部と前記穴を接合することにより、前記ノズル部と前記流路部が正しい位置で接着されるように設けられていることが望ましい。
これにより、ノズル部を容易に正確な位置に取り付けることができる。
また、前記穴を貫通孔とし、前記突起部と前記貫通孔を接合すると、前記突起部の先端が前記貫通孔より突出するように形成することにより、ノズル部と流路部の間の距離を調整することも可能となる。
【０００８】
また、本発明の液滴吐出ヘッドは、前記流路部が少なくとも２つの凹部を備え、前記ノズル部は、前記凹部に対応する凸部を備え、前記凹部と前記凸部は、前記凹部と前記凸部を接合することにより、前記ノズル部と前記流路部が正しい位置で接着されるように設けられていることが望ましい。
これにより、ノズル部を容易に正確な位置に取り付けることができる。
【０００９】
また、本発明の液滴吐出ヘッドは、前記ノズル部が少なくとも２つの第１の目印を有し、前記流路部は少なくとも２つの第２の目印を有し、前記第１の目印と前記第２の目印は、前記第１の目印と前記第２の目印を合わせることにより、前記ノズル部と前記流路部が正しい位置で接着されるように設けられていることが望ましい。
これにより、ノズル部を取り付ける際に精度よく貼り合わせることができる。また、目印を少なくとも２箇所に設けることにより、取り付け位置の精度を高めることができる。
なお、前記第１の目印及び前記第２の目印を凹凸形状によって形成することにより、目印の位置確認が容易になる。
【００１０】
さらに、本発明の液滴吐出ヘッドのノズル部と流路部の間に金属基板を備えることにより、ノズルを交換するためにノズル部と流路部の接着部分を加熱した際、ノズル部全体への熱の伝導効率が良くなるので、ノズルの交換を容易に効率よく行うことができる。
また、前記接着材料が剥離材を含むことが好ましい。これにより、ノズル部を流路部から容易に剥離することができる。
【００１１】
本発明の液滴吐出装置は、本発明による液滴吐出ヘッドを備えたものである。
【００１２】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出するノズルを備えたノズル部と、前記ノズル部と接着し、前記ノズルへ吐出材料を供給する流路を備えた流路部とを備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記ノズル部を、前記流路部に熱可塑性材料を介して接着する工程を含むものである。
これにより、ノズルを交換する際には、ノズル部と流路部の接着部分を加熱すればノズル部を流路部から取り外すことができるので、ノズルの交換を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１（Ａ）は本発明の実施の形態１による液滴吐出ヘッド１０を分解して示した模式図である。また、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のａ−ａ’方向の断面図である。
図１に示すように、液滴吐出ヘッド１０は、ノズルプレート（ノズル部）１１、流路基板（流路部）１２、振動板１３、ピエゾ１４、支持基板１５、ヘッドケース１６、材料供給口１７、電極１９を備えている。
ノズルプレート１１にはノズル１００が形成され、流路基板１２にはキャビティ（流路）２０とリザーバ（流路）１８が形成されている。ノズルプレート１１と流路基板１２とは別体に形成されている。
【００１４】
液滴吐出ヘッド１０は、例えば図２に示すような液滴吐出装置のヘッドユニット部（図中Ａ）に設置されている。液滴吐出装置は、画像形成用インクの吐出以外にも、例えばシリコン基板上への有機溶剤の吐出、高分子材料の吐出の用途など工業用の様々な用途で使用される機能膜形成用インクの吐出にも用いられる。有機溶剤や高分子材料などの機能膜形成用インクは、一般に、画像形成用インクと比べて粘性の高い液体材料である。
【００１５】
外部の供給手段から材料供給口１７を介して液滴吐出ヘッド１０に液体材料が取り込まれると、リザーバ１８、キャビティ２０、ノズル１００を形成する空間が液体材料で満たされる。その後、電極１９からピエゾ１４に電気信号が伝わることによりピエゾ１４と振動板１３にたわみが生じ、キャビティ２０内の圧力が瞬間的に高まることによってノズル１００のノズル孔から液滴が吐出される。
【００１６】
図３は、本発明の実施の形態１によるノズルプレート１１と流路基板１２を示した図である。図３（Ａ）はノズルプレート１１と流路基板１２を側面から見た図、図３（Ｂ）はノズルプレート１１を図３（Ａ）に示すａ方向から見た図である。
ノズルプレート１１と流路基板１２との接着面には熱可塑性の接着材料層（図示せず）が設けられており、ノズルプレート１１と流路基板１２はこの接着材量層を介して接着している。
【００１７】
熱可塑性の接着材料は、加熱すると粘度が下がって接着力が弱まる樹脂等であり、例えばポリオレフィン、フッ化ポリマー、塩化ビニル系、酢酸ビニル系、エラストマー、アセチルセルロースなどを用いることができる。なお、接着材量は流路基板１２側に塗布する方がよい。また、この接着材料には剥離材が含まれているものを用いることができる。
【００１８】
液滴吐出ヘッド１０では、インク詰まりなどによりノズルを交換する場合には、まずノズルプレート１１全体を加熱し、ノズルプレート１１を流路基板１２から取り外す。
次に、新しいノズルプレート１１を熱可塑性の接着材料を用いて接着する。
【００１９】
ここで、ノズルプレート１１をニッケル等の金属で形成することにより、熱の伝導性を高め、取り外しが容易になる。また、取り外しの際には、ノズルプレート１１と流路基板１２の間に剥離材を導入してもよい。
【００２０】
以上のように、本発明の液滴吐出ヘッド１０は、ノズルプレート１１と流路基板１２が熱可塑性樹脂を介して接着されているので、ノズル交換の際、ノズルプレート１１と流路基板１２の接着部分を加熱すれば、ノズルプレート１１を流路基板１２から取り外すことができ、ノズルの交換を容易に行うことができる。
【００２１】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２によるノズルプレート１１と流路基板１２を示した図である。図４（Ａ）はノズルプレート１１と流路基板１２を側面から見た図、図４（Ｂ）はノズルプレート１１と流路基板１２を側面から見た分解図、図４（Ｃ）はノズルプレート１１を図４（Ａ）に示すａ方向から見た図である。
【００２２】
図に示すように、実施の形態２では、流路基板１２にピン（突起部）１０１が備えられている。ピン１０１は流路基板１２の４隅に設けられているが、ピン１０１は２箇所以上に設けられていればよい。
【００２３】
また、ノズルプレート１１には、ピン１０１をはめ込むことができる貫通孔（穴）１０２が設けられている。各々のピン１０１を貫通孔１０２にはめ込むことにより、ノズルプレート１１と流路基板１２は正しい位置で接着される。
すなわち、実施の形態２によれば、ノズルプレート１１の取り付けの際の位置決めを簡単に行うことができる。
【００２４】
また、図４（Ａ）に示すように、ピン１０１はノズルプレート１１の貫通孔１０２に差し込んだときに先端が貫通孔１０２から突き出る長さに形成されている。このように形成することにより、ノズルプレート１１と流路基板１２の間隙の距離を調整することも可能となる。ただし、ピン１０１がノズルプレート１１から突き出る長さは、ノズルプレート１１と、液滴を吐出する基板等との距離よりも短いものとする。
【００２５】
実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３によるノズルプレート１１と流路基板１２を示した図である。図５（Ａ）はノズルプレート１１と流路基板１２を側面から見た図、図５（Ｂ）はノズルプレート１１と流路基板１２を側面から見た分解図、図５（Ｃ）は流路基板１２のノズルプレート１１との貼り合わせ面を示す図、図５（Ｄ）はノズルプレート１１の流路基板１２との貼り合わせ面を示す図である。
【００２６】
図に示すように、実施の形態３では、流路基板１２に溝（凹部）１０４が備えられている。溝１０４は流路基板１２の４隅に設けられているが、溝１０４は２箇所以上に設けられていればよい。
【００２７】
また、ノズルプレート１１には、溝１０４にはめ込むことができる板１０３（凸部）が設けられている。各々の板１０３を溝１０４にはめ込むことにより、ノズルプレート１１と流路基板１２は正しい位置で接着される。
すなわち、実施の形態３によれば、ノズルプレート１１の取り付けの際の位置決めを簡単に行うことができる。
【００２８】
実施の形態４．
図６は、本発明の実施の形態４によるノズルプレート１１と流路基板１２を示した図である。図６（Ａ）はノズルプレート１１と流路基板１２を側面から見た図、図６（Ｂ）はノズルプレート１１と流路基板１２を側面から見た分解図である。
【００２９】
図に示すように、実施の形態４では、ノズルプレート１１にマーク（第１の目印）１０５が設けられている。マーク１０５は２箇所設けられているが、２箇所以上であればいくつ設けられていてもよい。
【００３０】
また、図に示すように流路基板１２にもマーク（第２の目印）１０５が設けられている。ノズルプレート１１のマーク１０５と流路基板１２のマーク１０５を合わせることにより、ノズルプレート１１と流路基板１２は正しい位置で接着される。
すなわち、実施の形態４によれば、ノズルプレート１１の取り付けの際の位置決めを簡単に行うことができる。
【００３１】
なお、マーク１０５の形は、図に示すような円形のものに限られず、目で見て合わせやすい形状であればよい。
また、マーク１０５を凹凸形状によって形成してもよい。
【００３２】
実施の形態５．
図７は、本発明の実施の形態５によるノズルプレート１１と流路基板１２を示した図である。実施の形態５では、ノズルプレート１１と流路基板１２の間に金属板１０６が設けられている。図７（Ａ）はノズルプレート１１と流路基板１２を側面から見た図、図７（Ｂ）は金属板１０６のノズルプレート１１（または流路基板１２）との貼り合わせ面を示した図である。金属板１０６は、ノズルプレート１１のノズル１００に対応して貫通孔が設けられている。金属板１０６は例えばニッケルなどの金属で形成する。
【００３３】
実施の形態５によれば、ノズルを交換するためにノズルプレート１１と流路基板１２の接着部分を加熱する際、熱伝導率の高い金属板１０６を介してノズルプレート１１全体に効率良く熱を伝導させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１（Ａ）は本発明による液滴吐出ヘッドを分解して示した模式図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のａ−ａ’方向の断面図である。
【図２】図２は、本発明による液滴吐出装置の構造を示す図である。
【図３】図３（Ａ）は本発明の実施の形態１によるノズルプレートと流路基板を側面から見た図、図３（Ｂ）はノズルプレートを図３（Ａ）に示すａ方向から見た図である。
【図４】図４（Ａ）は本発明の実施の形態２によるノズルプレートと流路基板を側面から見た図、図４（Ｂ）はノズルプレート１１と流路基板１２部分を側面から見た分解図、図４（Ｃ）はノズルプレート１１を図４（Ａ）に示すａ方向から見た図である。
【図５】図５（Ａ）は本発明の実施の形態３によるノズルプレートと流路基板を側面から見た図、図５（Ｂ）はノズルプレートと流路基板を側面から見た分解図、図５（Ｃ）は流路基板のノズルプレートとの貼り合わせ面を示す図、図５（Ｄ）はノズルプレートの流路基板との貼り合わせ面を示す図である。
【図６】図６（Ａ）は本発明の実施の形態４によるノズルプレートと流路基板を側面から見た図、図６（Ｂ）はノズルプレートと流路基板を側面から見た分解図である。
【図７】図７（Ａ）は本発明の実施の形態５によるノズルプレートと流路基板を側面から見た図、図７（Ｂ）は金属板の貼り合わせ面を示した図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  液滴吐出ヘッド、１１  ノズルプレート、１２  流路基板、１３  振動板、１４  ピエゾ、１５  支持基板、１６  ヘッドケース、１７  インク供給口、１８  リザーバ、１９  電極、２０  キャビティ、１００  ノズル、１０１  ピン、１０２  貫通孔、１０３  板、１０４  溝、１０５  マーク、１０６  金属板
【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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