(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック製の第１の矩形ブロックの両面に、スリットを加工するステップと、
セラミック製の第２の矩形ブロック２つを、スリット加工が施された前記第１の矩形ブロックの両面に、前記第２の矩形ブロックの平滑面をスリット側にして接着剤を用いて貼り合わせるステップと、
前記第２の矩形ブロック２つが貼られた前記第１の矩形ブロックを、前記スリットを横切る方向にスライスすることにより、両側に前記スリットによるインク導入口用の穿孔を有した板状にスライスされたカバープレートを得るステップと、
板状にスライスされたカバープレートを、インクチャネルと、インクチャネルに併設されたエアチャネルとが溝加工された圧電性セラミック基板に貼合し、インク導入口用の穿孔をインクチャネルに連通させ、エアチャネルをインクチャネルに対して密閉するステップと、
前記カバープレートが貼合された前記圧電性セラミック基板を両側のインク導入口用の穿孔の間であって、ノズルプレートが貼合される面で切断するステップとを備えたことを特徴とする剪断モード型インクジェットヘッドの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速記録に適してかつ量産に有利な剪断モード型インクジェットヘッドの作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドロップ・オン・デマンド型のインクジェット方式の印字装置の１つとして、特開昭６３−２５２７５０号、特開平６−２３４２１２〜２３４２１６号等に記載の剪断モード型のものが、小型化や高速化に有利であるとして知られている。
【０００３】
これは、圧電性セラミックに形成されたインクチャネルの隔壁の圧電厚みすべり変形を利用して、まずインクチャネル容積を拡大するような圧力を掛けて、インクをチャネル内に補給し、続いてチャネル容積を縮小する様な圧力を掛けてノズルからインク滴を吐出させるものである。
【０００４】
この際、インクを吐出するために掛けた圧力が、インクを吐出した後も残留して振動するため、ノズル内のインク圧力が変動し、インクメニスカスが振動する。この振動は数回繰り返されると、次第に減衰して次の吐出が可能となる。
【０００５】
ところが一つのインクチャネルからインクを吐出すると、隣接するインクチャネルにも吐出圧力が伝わって非吐出ノズルでもインクメニスカスが振動するため、記録の高速化に制限が有る。
【０００６】
記録速度を高めるために、特開平７−１３２５９６号や特開平７−２１４７７８号に記載されるようなインクチャネルに隣接して交互に形成される空気室（エアチャネル）を設けることが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
採用するインクの物性や吐出制御のやり方によって、インクチャネルとエアチャネルは様々な形態の溝形状、長さ及び容積が採用できるが、エアチャネルにはインクが漏れないようにインクチャネルに対して密閉し、インクチャネルのみにインクを供給する必要から、エアチャネルとインクチャネルの長さがほぼ同じ又はエアチャネルの方が長い場合、図１に示す様にインクチャネル部分のみにインク供給口を設けたカバープレートでインクチャネルに対して密閉する必要が生じる。
【０００８】
図１において、１は圧電性セラミック基板、２はノズルプレート、３はノズル、４はインクチャネル、５は側壁、６はエアチャネル、７はカバープレート、８はインク供給口である。
【０００９】
圧電性セラミック基板１にはダイヤモンドブレード等により切削加工された、それぞれ同じ形状のインクチャネル４及びエアチャネル６が平行に形成され、各チャネルの側面となる側壁５は矢印の方向に分極されている。各チャネルの深さは圧電性セラミック基板の一方の端面１２に近づくにつれて徐々に浅くなって、端面１２近傍では浅溝１０とされている。各チャネルの内面には、その両側面の上半分に金属電極９がスパッタリング等によって形成されている。又、浅溝１０の内面には、その側面及び底面に金属電極１１がスパッタリング等によって形成されており、金属電極９と金属電極１１は連通している。図ではインクチャネルとエアチャネルの長さが同じ場合で示してある。
【００１０】
前述のように、剪断モードタイプのインクジェットヘッドは圧電性セラミック基板１に形成されたインクチャネルの隔壁の圧電厚みすべり変形を利用するものであるので、カバープレート７は、変形に対する強度等の理由でセラミック材料から形成されるのが好ましく、研削又は切削加工等によって、インク供給口８が形成される。そして、圧電性セラミック基板１のチャネルが加工された面とカバープレート７とがエポキシ系接着剤等を用いて接着され、上面がカバープレート７で覆われてインクチャネル４及びエアチャネル６となる。
【００１１】
圧電性セラミック基板１及びカバープレート７の端面に、各インクチャネル４の位置に対応する位置にノズル３が設けられたノズルプレート２が接着される。ノズルプレートはＰＥＴ等のポリアルキレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、酢酸セルロース等のプラスチックによって形成される。
【００１２】
実際にはカバープレートは１ｍｍに満たない薄さであり、インクチャネルの幅も数μｍ〜数十μｍであって、インク供給口は大変微細な孔であることから、セラミックの薄板にその様な加工を施すことは大変困難であり、大量生産には支障が生ずる。
【００１３】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エアチャネルを有する剪断モード型インクジェットヘッドの、エアチャネルのインクチャネルに対しての密閉とインク供給を有為に行えるカバープレートを提供し、かつ該インクジェットヘッドの量産化を可能ならしめることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、
セラミック製の第１の矩形ブロックの両面に、スリットを加工するステップと、
セラミック製の第２の矩形ブロック２つを、スリット加工が施された前記第１の矩形ブロックの両面に、前記第２の矩形ブロックの平滑面をスリット側にして接着剤を用いて貼り合わせるステップと、
前記第２の矩形ブロック２つが貼られた前記第１の矩形ブロックを、前記スリットを横切る方向にスライスすることにより、両側に前記スリットによるインク導入口用の穿孔を有した板状にスライスされたカバープレートを得るステップと、
板状にスライスされたカバープレートを、インクチャネルと、インクチャネルに併設されたエアチャネルとが溝加工された圧電性セラミック基板に貼合し、インク導入口用の穿孔をインクチャネルに連通させ、エアチャネルをインクチャネルに対して密閉するステップと、
前記カバープレートが貼合された前記圧電性セラミック基板を両側のインク導入口用の穿孔の間であって、ノズルプレートが貼合される面で切断するステップとを備えたことを特徴とする剪断モード型インクジェットヘッドの作製方法、
により達成される。
【００１５】
即ち本発明者は、薄板へのインク導入口の穿孔加工は困難で精度の向上が難しいところ、厚みの有るブロックで予めインク導入口を形成してスライスによりカバープレートを切り出すことにより、加工の困難さのみならず生産性をも改良できることを見出し本発明に至ったものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、具体的な製造の実施形態を説明するが本発明はこれに限定されるものではない。
【００１７】
先ず、図２に示す様に、ダイシングソーやダイヤモンドブレード等を用いてスリット２２が形成された第１の矩形ブロック２１に第２の矩形ブロック２３、２３′をエポキシ系接着剤等を用いて合わせ面に隙間が生じないように接着する。接着剤はディスペンサー塗布、スクリーン塗布等により付与し加圧、加熱によって接着し、はみ出した接着剤は研削、プラズマ処理等によって除去する様な方法を採用できる。更に、密閉性を阻害しない位置にグルーガードを設けることもできる。接着剤を均一に塗布するために合わせ面をＵＶ処理、プラズマ処理等で表面処理したり、プライマー層を形成したりしても良い。
【００１８】
次いで、図３に示す様に、ワイヤーソー等によりスライスし、圧電性セラミック基板と貼合する側の表面をラッピング処理等により平滑に仕上げ、ヘッド２個分のカバープレート部材３１を得る。
【００１９】
図４に、インクチャネル４及びエアチャネル６が溝加工され、ノズル形成面４２は切断されていない圧電性セラミック基板４１に前記カバープレート部材３１を貼合する工程のモデル図を、インクチャネル部分を断面として示す。図２におけるスリット２２と矩形ブロック同士の接着によって形成されたインク導入口用の穿孔４３はインクチャネルの浅溝１０部分に、穿孔４３同士の隔壁はエアチャネルの浅溝をインクチャネルに対して密閉する様に、カバープレート部材３１は位置合わせされて、前記矩形ブロック同士の接着と同様にして貼合が行われる。次いでＡ−Ａ’線で示される切断位置で切断されてノズル形成面４２とし２個のヘッド部材を得る。
【００２０】
ここではインク導入口用の穿孔を矩形ブロック同士の張り合わせで形成したが、もちろん１個のブロックに直接穿孔しても良い。また２個のみならず複数個のヘッドを採取できる様な形態の圧電性セラミック基板とカバープレート部材を貼合してから、切断によって個々のヘッドを得ても良いし、予め個々のヘッド用のセラミック基板として本発明に係るカバープレートを貼合しても良い。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、インクチャネルとエアチャネルが確実に分離された剪断モード型インクジェットヘッドの量産が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エアチャネルを有する剪断モード型インクジェットヘッドの１構成を示す図である。
【図２】請求項２の発明に係るプロセスを説明するモデル図である。
【図３】本発明に係るカバープレート部材の切り出しを示すモデル図である。
【図４】圧電性セラミック基板とカバープレート部材との貼合を示すモデル図である。
【符号の説明】
１  圧電性セラミック基板
２  ノズルプレート
３  ノズル
４  インクチャネル
５  側壁
６  エアチャネル
７  カバープレート
８  インク供給口
９、１１  金属電極
１０  浅溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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