(57)【要約】【課題】振動板の機械的特性に影響を与えないように、振動板において凸部が備えられた面に対して樹脂層を形成する液体吐出ヘッド用振動板、液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッド用振動板の製造方法を提供する。【解決手段】液体吐出ヘッドにおける液室とアクチュエータの間に介在し、一面が液室の一部を構成し、その反対の面にアクチュエータと接合される凸部を備える液体吐出ヘッド用振動板であって、凸部とアクチュエータとの接合面のみに樹脂層が形成され、凸部における接合面以外の面及び液体吐出ヘッド用振動板における凸部が備えられた面以外の面には樹脂層が形成されていないことを特徴とする。【選択図】図１
2012240396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体吐出ヘッドにおける液室とアクチュエータの間に介在し、
一面が前記液室の一部を構成し、その反対の面に前記アクチュエータと接合される凸部を備える液体吐出ヘッド用振動板であって、
前記凸部と前記アクチュエータとの接合面のみに樹脂層が形成され、前記凸部における前記接合面以外の面及び前記液体吐出ヘッド用振動板における前記凸部が備えられた面以外の面には樹脂層が形成されていないことを特徴とする液体吐出ヘッド用振動板。
【請求項２】
前記液体吐出ヘッド用振動板及び前記凸部の表面は、金属製又は導電性であることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド用振動板。
【請求項３】
前記樹脂層は、シランカップリング剤又はポリイミド樹脂により形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の液体吐出ヘッド用振動板。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド用振動板を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項５】
液体吐出ヘッド用振動板の製造方法であって、
複数の凸部を備え、凸部自体及び凸部間の表面が導体である液体吐出ヘッド用振動板をＧＮＤ線により接地し、
前記複数の凸部を備えた面に対し、樹脂剤を霧化させかつ帯電させて噴射し、
前記凸部の上面のみに前記樹脂剤を付着させることで、前記凸部とアクチュエータとを接合するための樹脂層を形成することを特徴とする液体吐出ヘッド用振動板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッド用振動板、液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッド用振動板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、コピー機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）を用いたインクジェット記録装置が知られている。液体吐出ヘッドは、圧電素子などのアクチュエータを記録信号に応じて駆動させてノズルからインク液滴を吐出させることにより、例えば用紙などの記録媒体上に画像形成を行うものである。なお、本明細書において「インク」とは、画像形成を行うことができる全ての液体の総称として用いる。
【０００３】
このような液体吐出ヘッドとして、例えば特許文献１に開示されている構成がある。この構成では、アクチュエータと液室との間に振動板（ダイアフラム部）が介在している。そして、振動板の一面（液室の一部を構成する面と反対の面）に凸部が備えられており、その凸部がアクチュエータと接合（接着）されている。アクチュエータはインク吐出時に数kHzという高周波で振動を繰り返すことから、凸部とアクチュエータが接合する強度は重要である。
【０００４】
凸部とアクチュエータの接合強度を向上させる方法として、振動板において凸部が形成されている面に対し、シランカップリング剤やポリイミド樹脂等を塗布（コーティング）することで、樹脂層（アンダーコート層）を形成する方法が知られている。
【０００５】
この方法としては、薄膜印刷やスプレーコート、蒸着などがあるが、いずれを採用しても、凸部のみならず、凸部間の領域にも樹脂層が形成されることになる。この具体例について図４を用いて説明する。
【０００６】
図４は、薄膜印刷、スプレー塗装、蒸着などの方法を用いて、表面にシランカップリング剤やポリイミド樹脂等のアンダーコート層２０をコーティングした振動板の断面模式図である。図４に示すように、アンダーコート層２０は、凸部４１のみならず、振動板における凸部４１と凸部４１の間の領域（凸部間領域）３１にも形成される。そして、図４に示すように、凸部間領域３１と凸部４１との角部には、液溜まり１０が発生する。なお、凸部４１の上方にはアクチュエータが接合されているが、図４ではその図示を省略している。また、図４では図示を省略しているが、振動板の凸部４１が形成されている面とは逆の面側に、液室がある。
【０００７】
本来、振動板は、アクチュエータの振動エネルギーを液室内に伝達する機能を有する。しかしながら、図４に示すように、凸部４１と凸部間領域３１との角部において液溜り１０が形成されることで、振動板自体の機械的特性（主にヤング率）が変動する。この変動により、アクチュエータからの振動エネルギーが液室に十分に伝達されなくなり、インクの吐出効率の低下に繋がってしまう。これを防ぐためには、振動板の表面においてアンダーコート層２０を均一に形成する必要があるが、それを実現するための制御は困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、一面が液室の一部を構成し、その反対の面にアクチュエータと接合された凸部を備えた振動板を有する液体吐出ヘッドにおいて、振動板の機械的特性に影響を与えないように、振動板において凸部が備えられた面に対して樹脂層を形成する液体吐出ヘッド用振動板、液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッド用振動板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するために、本発明の液体吐出ヘッド用振動板は、液体吐出ヘッドにおける液室とアクチュエータの間に介在し、一面が液室の一部を構成し、その反対の面にアクチュエータと接合される凸部を備える液体吐出ヘッド用振動板であって、凸部とアクチュエータとの接合面のみに樹脂層が形成され、凸部における接合面以外の面及び液体吐出ヘッド用振動板における凸部が備えられた面以外の面には樹脂層が形成されていないことを特徴とする。
【００１０】
本発明の液体吐出ヘッドは、本発明の液体吐出ヘッド用振動板を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の液体吐出ヘッド用振動板の製造方法は、複数の凸部を備え、凸部自体及び凸部間の表面が導体である液体吐出ヘッド用振動板をＧＮＤ線により接地し、複数の凸部を備えた面に対し、樹脂剤を霧化させかつ帯電させて噴射し、凸部の上面のみに樹脂剤を付着させることで、凸部とアクチュエータとを接合するための樹脂層を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、一面が液室の一部を構成し、その反対の面にアクチュエータと接合された凸部を備えた振動板を有する液体吐出ヘッドにおいて、振動板の機械的特性に影響を与えないように、振動板において凸部が備えられた面に対して樹脂層を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドの振動板の近傍の構成例を模式的に示す側断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る振動板の、凸部にアクチュエータを接合する前の状態の一例を拡大して模式的に示す側断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る振動板におけるアンダーコート層の形成方法の一例を模式的に示す図である。
【図４】薄膜印刷、スプレー塗装、蒸着などの方法により表面に樹脂層が形成された振動板の側断面の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態（実施形態）について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態の液体吐出ヘッドにおける振動板の近傍の構成例を模式的に示す側断面図である。図１に示すように、本実施形態の液体吐出ヘッドは、アクチュエータ６と液室７との間に振動板３（本実施形態の液体吐出ヘッド用振動板）が介在した構成となっている。アクチュエータ６と液室７は複数存在している。
【００１６】
振動板３は、その一面が、ノズル板２及び液室部材５とともに液室７の一部を構成している。各液室７には、インク液滴を吐出するためのノズル穴が形成されている。
【００１７】
また、振動板３は、液室７の一部を構成する面とは反対の面に、凸部４１を備えている。凸部４１は、各液室７に対応して複数備えられている。そして、各凸部４１には圧電素子としてのアクチュエータ６が接合（接着）されている。振動板３及び凸部４１の表面は、金属製もしくは導電性であり、物理蒸着、電界メッキ法、無電解メッキ法のいずれかで形成されている。
【００１８】
このような構成において、アクチュエータ６に電圧を印加してアクチュエータ６を変位させることにより、凸部４１が変位し、振動板３がノズル板２の方向へ変形する。これにより、液室７内の容積が変化し、液室６内のインクが加圧される。加圧されたインクは、インク穴１からインク液滴として吐出される。
【００１９】
図２は、本実施形態の振動板３の、凸部４１にアクチュエータ６を接合する前における状態の一例を拡大して模式的に示す側断面図である。本実施形態の振動板３におけるアンダーコート層（例えばシランカップリング剤又はポリイミド樹脂等により形成される樹脂層）の形成は、図４に示したアンダーコート層２０の形成例と異なる。すなわち、本実施形態の振動板３では、図２に示すように、アンダーコート層２１が、凸部４１の上表面（アクチュエータ６との接合面）のみに形成され、凸部４１の側面及び振動板３の凸部間領域３１に形成されない。
【００２０】
図３は、本実施形態の振動板３におけるアンダーコート層２１の形成方法（本実施形態の液体吐出ヘッド用振動板の製造方法）の一例を模式的に示す図である。
【００２１】
まず、凸部４１が一面に備えられた振動板３は、ＧＮＤ線１０１により接地される。
【００２２】
次に、アンダーコート剤の液剤１０５が、霧化ノズル１０４から噴霧（噴射）される。霧化ノズル１０４としては、例えば、エアスプレー、エアレススプレー、超音波霧化等の方式を用いることができる。この液剤１０５の噴霧時において、霧化ノズル１０４の先端近傍に配置された電極１０３が、振動板３と電極１０３間に高圧電源１０２により電圧を印加する。この印加電圧は、−３０ｋＶ〜−１２０ｋＶが好ましい。
【００２３】
このように電圧を印加することにより、電極１０３から振動板３に向かって電界（図示せず）が発生する。霧化された液剤１０５は、この電界内を通過することにより帯電する。なお、液剤１０５の帯電方法は、上述した電極１０３による電界の形成の代わりに、霧化粒子を摩擦帯電する方法や液剤を帯電させた後に霧化する方法等を用いてもよい。
【００２４】
霧化し帯電した液剤１０５の粒子は電荷をもっているため、接地された振動板３との間にクーロン力が働き、振動板３の表面に引き寄せられる。
【００２５】
また、凸部４１の側面と凸部間領域３１で囲まれた凹空間１１は、三方向を導体で囲まれ、接地されている。このため、ファラデーケージ効果により、電極１０３及び液剤１０５の粒子から発生する電気力線が、凹空間１１内には侵入しない。よって、霧化し帯電した液剤１０５の粒子は、振動板３の表面に引き寄せられるが、凹空間１１内には侵入しない。
【００２６】
このようにして、霧化し帯電した液剤１０５の粒子は、電気力線に沿って凸部４１の上表面（アクチュエータ６との接合面）のみに付着する。従って、図２、図３に示すように、凸部４１の上表面にのみアンダーコート層２１が形成される。その後、形成されたアンダーコート層２１を介してアクチュエータ６と凸部４１が接合される。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態によれば、振動板３において、静電塗装により凸部４１の上表面のみにアンダーコート層２１が形成されるようにし、凸部４１の側面及び凸部間領域３１にアンダーコート層２１が形成されないようにする。これにより、図４に示した凸部４１と凸部間領域３１との角部における液溜り１０の発生を防止できるので、振動板３の機械的特性を変動することなく、アクチュエータ６から所望の振動エネルギーを液室７に伝達することが可能になる。従って、吐出効率の安定したインクジェットヘッドを作ることができる。
【００２８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１    ノズル孔
２    ノズル板
３    振動板
５    液室部材
６    アクチュエータ
７    液室
１０    液溜まり
１１    凹空間
２０、２１    アンダーコート層
３１    凸部間領域
４１    凸部
１０１    ＧＮＤ線
１０２    高圧電源
１０３    電極
１０４    霧化ノズル
１０５    液剤
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開平１０−５８６８０号公報
【図１】
2012240396.tif 000003
【図２】
2012240396.tif 000004
【図３】
2012240396.tif 000005
【図４】
2012240396.tif 000006