JP3371331B2 - インクジェット式記録ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体にインク
滴を吐出して記録画像を形成するインクジェット式記録
ヘッドおよびその製造方法に関するものである。
滴を吐出して記録画像を形成するインクジェット式記録
ヘッドおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のインクジェット式記録ヘッド、例
えば圧電素子を加圧手段として用いたインクジェット式
記録ヘッドにおいては、複数のノズル開口部を有するノ
ズルプレートの上に流路形成板と弾性板とを積層して流
路ユニットを構成し、この流路ユニットをケースに接合
する。すなわち、流路形成板には、ノズル開口部とぞれ
ぞれ連通する圧力室と、各圧力室に供給するインクを貯
留する共通インク室と、共通インク室とそれぞれの圧力
室との間を連通するインク供給部などを隔壁部によって
区画することにより形成してあり、この流路形成板の一
方の面にノズルプレートを、他方の面に弾性板を接着す
ることにより流路ユニットを構成する。そして、圧力室
に対応させて圧電素子をケース側に配置固定し、上記流
路ユニットをケースに取り付けることにより各圧電素子
を対応した圧力室の弾性板に当接して固定する。この様
に構成されたヘッドは、共通インク室からインクを各圧
力室内に供給し、圧電素子の作用により弾性板を押圧し
て圧力室内を加圧し、この圧力によりノズルからインク
滴を吐出する。
えば圧電素子を加圧手段として用いたインクジェット式
記録ヘッドにおいては、複数のノズル開口部を有するノ
ズルプレートの上に流路形成板と弾性板とを積層して流
路ユニットを構成し、この流路ユニットをケースに接合
する。すなわち、流路形成板には、ノズル開口部とぞれ
ぞれ連通する圧力室と、各圧力室に供給するインクを貯
留する共通インク室と、共通インク室とそれぞれの圧力
室との間を連通するインク供給部などを隔壁部によって
区画することにより形成してあり、この流路形成板の一
方の面にノズルプレートを、他方の面に弾性板を接着す
ることにより流路ユニットを構成する。そして、圧力室
に対応させて圧電素子をケース側に配置固定し、上記流
路ユニットをケースに取り付けることにより各圧電素子
を対応した圧力室の弾性板に当接して固定する。この様
に構成されたヘッドは、共通インク室からインクを各圧
力室内に供給し、圧電素子の作用により弾性板を押圧し
て圧力室内を加圧し、この圧力によりノズルからインク
滴を吐出する。
【０００３】ところで、前記弾性板は、厚さが２〜１０
μｍのＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）やポリイ
ミドなどの高分子膜と厚さが数十μｍのステンレス板と
の二重構造であり、ステンレス板をフォトエッチング加
工して圧電素子を当接固定するための厚肉部を形成する
とともに、共通インク室に対応する部分のステンレス板
を除去する。共通インク室に対応する部分のステンレス
板を除去して高分子膜だけにする理由は、隣接ノズル間
のクロストークを防止するとともに、印字濃淡の発生を
防止するためである。
μｍのＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）やポリイ
ミドなどの高分子膜と厚さが数十μｍのステンレス板と
の二重構造であり、ステンレス板をフォトエッチング加
工して圧電素子を当接固定するための厚肉部を形成する
とともに、共通インク室に対応する部分のステンレス板
を除去する。共通インク室に対応する部分のステンレス
板を除去して高分子膜だけにする理由は、隣接ノズル間
のクロストークを防止するとともに、印字濃淡の発生を
防止するためである。
【０００４】すなわち、圧電素子の押圧により圧力室内
の圧力を高めるとノズル開口部からインク滴が吐出する
だけでなく、圧力室と共通インク室とを連通しているイ
ンク供給部から共通インク室側にもインク噴流が流れ、
共通インク室内の圧力が変動し、これにより隣接したノ
ズルの圧力室に圧力が伝播して吐出特性が変化してしま
い、クロストークが発生する。そこで、共通インク室を
弾性膜である高分子膜で封止して共通インク室のコンプ
ライアンスを大きくして、前記インク噴流による共通イ
ンク室内の圧力変動を吸収し、これによりクロストーク
の発生を防止しようとしている。
の圧力を高めるとノズル開口部からインク滴が吐出する
だけでなく、圧力室と共通インク室とを連通しているイ
ンク供給部から共通インク室側にもインク噴流が流れ、
共通インク室内の圧力が変動し、これにより隣接したノ
ズルの圧力室に圧力が伝播して吐出特性が変化してしま
い、クロストークが発生する。そこで、共通インク室を
弾性膜である高分子膜で封止して共通インク室のコンプ
ライアンスを大きくして、前記インク噴流による共通イ
ンク室内の圧力変動を吸収し、これによりクロストーク
の発生を防止しようとしている。
【０００５】また、吐出ノズル数や吐出周波数が急激に
変化した場合、インクの流量が急激に変化するためにイ
ンク供給管内に水撃作用による圧力波が発生する。この
圧力波は共通インク室からインク供給部を介して圧力室
内にも伝播するので、吐出特性にも影響を及ぼす。この
ため、前記圧力波の振動周期に応じて印字濃度の濃淡と
なって現れてしまう。そこで、共通インク室を弾性膜で
ある高分子膜で封止することにより共通インク室のコン
プライアンスを大きくして前記圧力波による共通インク
室内の圧力変動を吸収し、また流量変化を緩和し、これ
により印字濃度の濃淡の安定化を図ろうとしている。
変化した場合、インクの流量が急激に変化するためにイ
ンク供給管内に水撃作用による圧力波が発生する。この
圧力波は共通インク室からインク供給部を介して圧力室
内にも伝播するので、吐出特性にも影響を及ぼす。この
ため、前記圧力波の振動周期に応じて印字濃度の濃淡と
なって現れてしまう。そこで、共通インク室を弾性膜で
ある高分子膜で封止することにより共通インク室のコン
プライアンスを大きくして前記圧力波による共通インク
室内の圧力変動を吸収し、また流量変化を緩和し、これ
により印字濃度の濃淡の安定化を図ろうとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インクジェット式記録ヘッドにおいては、共通インク室
のコンプライアンスが実際にはまだ不足しており、クロ
ストークや印字濃度の濃淡を確実に防止することができ
なかった。
インクジェット式記録ヘッドにおいては、共通インク室
のコンプライアンスが実際にはまだ不足しており、クロ
ストークや印字濃度の濃淡を確実に防止することができ
なかった。
【０００７】金属板に比べて薄い膜を容易に作成可能で
あってコンプライアンスを大きくすることができる弾性
体膜としてＰＰＳ等の高分子膜を採用するが、この高分
子膜は、流路形成板を構成しているシリコンウエハーや
弾性板上に厚肉部を形成するステンレスと比較すると、
線膨張係数が大きい。このため、フォトエッチング加工
でドライフィルム現像後にポストベークした後や流路形
成板と弾性板を高温で接着した後、室温に戻ると高分子
膜に張力が作用してしまう。さらに、ほとんどの高分子
膜は、ある温度以上になると収縮し、温度が戻っても元
の大きさに戻らない特性がある。これらに起因して、接
着した後の高分子膜に張力が作用するとコンプライアン
スが低下してしまい、これがクロストークや印字濃度の
むらの原因であると推測される。このため、所定のコン
プライアンスを確保するためには共通インク室のサイズ
を大きくしなければならないと考えられていた。
あってコンプライアンスを大きくすることができる弾性
体膜としてＰＰＳ等の高分子膜を採用するが、この高分
子膜は、流路形成板を構成しているシリコンウエハーや
弾性板上に厚肉部を形成するステンレスと比較すると、
線膨張係数が大きい。このため、フォトエッチング加工
でドライフィルム現像後にポストベークした後や流路形
成板と弾性板を高温で接着した後、室温に戻ると高分子
膜に張力が作用してしまう。さらに、ほとんどの高分子
膜は、ある温度以上になると収縮し、温度が戻っても元
の大きさに戻らない特性がある。これらに起因して、接
着した後の高分子膜に張力が作用するとコンプライアン
スが低下してしまい、これがクロストークや印字濃度の
むらの原因であると推測される。このため、所定のコン
プライアンスを確保するためには共通インク室のサイズ
を大きくしなければならないと考えられていた。
【０００８】ところが、共通インク室のサイズをより大
きくすると、ヘッドが大型化して重くなってしまい、記
録の高速化、装置の小型化などに不都合が生じる。特
に、カラー印字用に各色に対応した多数のノズル列を有
するヘッドの場合、共通インク室の幅によってヘッド全
体の大きさが左右されてしまうので、共通インク室の大
型化は好ましくない。
きくすると、ヘッドが大型化して重くなってしまい、記
録の高速化、装置の小型化などに不都合が生じる。特
に、カラー印字用に各色に対応した多数のノズル列を有
するヘッドの場合、共通インク室の幅によってヘッド全
体の大きさが左右されてしまうので、共通インク室の大
型化は好ましくない。
【０００９】具体的に説明すると、接着工程を含む流路
ユニットの製造においては１００°Ｃ以上にも及ぶ工程
があり、この場合には高分子膜は約１％収縮する。
ユニットの製造においては１００°Ｃ以上にも及ぶ工程
があり、この場合には高分子膜は約１％収縮する。
【００１０】共通インク室内の最大許容圧力は印字濃淡
の発生を防止するためには２０００Ｐａ以下であるの
で、この２０００Ｐａ時のコンプライアンスを評価の基
準とするが、この２０００Ｐａ時に、高分子膜に１％の
収縮が発生しないとすればコンプライアンスが１％収縮
時の約１６倍となり、逆に、１％収縮した状態で１６倍
のコンプライアンスを確保しようとすると、コンプライ
アンスは幅の三乗に概ね比例するので、共通インク室の
幅を約２．５倍に増大しなければならない。
の発生を防止するためには２０００Ｐａ以下であるの
で、この２０００Ｐａ時のコンプライアンスを評価の基
準とするが、この２０００Ｐａ時に、高分子膜に１％の
収縮が発生しないとすればコンプライアンスが１％収縮
時の約１６倍となり、逆に、１％収縮した状態で１６倍
のコンプライアンスを確保しようとすると、コンプライ
アンスは幅の三乗に概ね比例するので、共通インク室の
幅を約２．５倍に増大しなければならない。
【００１１】本発明は、上記した問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的は、共通インク室のサイズを変更
することなくコンプライアンスを高めることができ、隣
接ノズル間のクロストークを防止するとともに、印字濃
淡の発生を防止することができるインクジェット式記録
ヘッドを提供しようとするものである。
ものであり、その目的は、共通インク室のサイズを変更
することなくコンプライアンスを高めることができ、隣
接ノズル間のクロストークを防止するとともに、印字濃
淡の発生を防止することができるインクジェット式記録
ヘッドを提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたもので、少なくとも複数のノズル
開口部を有し、ノズル開口部とそれぞれ連通して圧力室
の隔壁を隔てて列設された複数の圧力室と、各圧力室の
少なくとも一端に連通する複数のインク供給部が連通す
る共通インク室を形成した流路形成板と、流路形成板に
接合される弾性板と、圧力室のそれぞれに対応して設け
られて圧力室内の圧力を変化させる圧力発生手段と、を
備えたインクジェット式記録ヘッドにおいて、弾性板
は、少なくとも共通インク室の領域に対向して配置され
た薄膜部と、共通インク室の外縁部分に対向して配置さ
れた厚肉部とを有し、共通インク室に対向して配置され
た薄膜部に撓みを持たせていることを特徴とする。ま
た、係るインクジェット式記録ヘッドにおいて、厚肉部
は、他の厚肉部に比べ、その面方向に剛性の低い軟弱弾
性部を有していることを特徴とする。また、係るインク
ジェット式記録ヘッドにおいて、厚肉部は共通インク室
の領域を囲う梁構造であり、梁構造部に軟弱弾性部が形
成されていることを特徴とする請求項２記載のインクジ
ェット式記録ヘッド。また、係るインクジェット式記録
ヘッドにおいて、共通インク室の長辺に沿って圧力室を
列設し、共通インク室を挟んで圧力室とは反対側に位置
する厚肉部を軟弱弾性部としたことを特徴とする。ま
た、係るインクジェット式記録ヘッドにおいて、薄膜部
が高分子体フィルムで形成されていることを特徴とす
る。また、係るインクジェット式記録ヘッドにおいて、
弾性板の厚肉部は金属材料で形成されていることを特徴
とする。また、係るインクジェット式記録ヘッドにおい
て、弾性板に切欠部を形成することにより、共通インク
室の短辺側に梁構造部を延在させたことを特徴とする。
また、係るインクジェット式記録ヘッドにおいて、共通
インク室の短辺側に延在する梁構造部に、軟弱弾性部を
形成したことを特徴とする。また、係るインクジェット
式記録ヘッドにおいて、ノズル開口部を複数列形成する
とともにノズル開口部に応じて圧力室を複数列形成し、
これら列設方向に沿って共通インク室を隣り合わせに並
設し、両共通インク室の間の弾性板に列設方向に沿って
スリットを形成し、該スリットと共通インク室との間の
厚肉部を梁構造部としたことを特徴とする。また、係る
インクジェット式記録ヘッドにおいて、圧力発生手段が
圧電素子であることを特徴とする。また、係るインクジ
ェット式記録ヘッドにおいて、圧力発生手段が発熱素子
であることを特徴とする。また、本発明のインクジェッ
ト式記録ヘッドの製造方法は、少なくとも複数のノズル
開口部を有し、ノズル開口部とそれぞれ連通して圧力室
の隔壁を隔てて列設された複数の圧力室と、各圧力室の
少なくとも一端に連通する複数のインク供給部が連通す
る共通インク室を形成した流路形成板と、流路形成板に
接合される弾性板と、圧力室のそれぞれに対応して設け
られて圧力室内の圧力を変化させる圧力発生手段と、を
備えたインクジェット式記録ヘッドの製造方法におい
て、金属板材に高分子体フィルムを積層するラミネート
加工工程と、このラミネート加工工程後、少なくとも共
通インク室に対応する部位の金属板材を除去して高分子
体フィルムからなる薄膜部を形成するとともに、除去し
ないで残った金属板材と高分子体フィルムとが積層した
厚肉部により、共通インク室対応部位の外縁部分に共通
インク室側に変形可能な細長い梁構造部を形成するフォ
トエッチング加工工程と、を経て弾性板を成形し、フォ
トエッチング加工工程における温度変化により熱収縮す
る高分子体フィルムの収縮力により梁構造部を変形させ
て共通インク室部位の薄膜部に撓みを持たせ、この状態
で弾性板を流路形成板に接合することを特徴とする。ま
た、係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法におい
て、プレス打ち抜き加工により弾性板に切欠部を形成し
て、細長い共通インク室の短辺側に梁構造部を延在させ
る切欠部形成工程を含むことを特徴とする。また、係る
インクジェット式記録ヘッドの製造方法において、ノズ
ル開口部が複数列形成され、流路形成板は、ノズル開口
部に応じて圧力室が複数列形成され、これら列設方向に
沿って細長い共通インク室が隣り合わせに並設され、弾
性板の両共通インク室対応部位の間に、列設方向に沿っ
てスリットをプレス打ち抜き加工を行い、該スリットと
共通インク室対応部位との間の厚肉部を梁構造部とする
スリット打ち抜き工程を含むことを特徴とする。
するために提案されたもので、少なくとも複数のノズル
開口部を有し、ノズル開口部とそれぞれ連通して圧力室
の隔壁を隔てて列設された複数の圧力室と、各圧力室の
少なくとも一端に連通する複数のインク供給部が連通す
る共通インク室を形成した流路形成板と、流路形成板に
接合される弾性板と、圧力室のそれぞれに対応して設け
られて圧力室内の圧力を変化させる圧力発生手段と、を
備えたインクジェット式記録ヘッドにおいて、弾性板
は、少なくとも共通インク室の領域に対向して配置され
た薄膜部と、共通インク室の外縁部分に対向して配置さ
れた厚肉部とを有し、共通インク室に対向して配置され
た薄膜部に撓みを持たせていることを特徴とする。ま
た、係るインクジェット式記録ヘッドにおいて、厚肉部
は、他の厚肉部に比べ、その面方向に剛性の低い軟弱弾
性部を有していることを特徴とする。また、係るインク
ジェット式記録ヘッドにおいて、厚肉部は共通インク室
の領域を囲う梁構造であり、梁構造部に軟弱弾性部が形
成されていることを特徴とする請求項２記載のインクジ
ェット式記録ヘッド。また、係るインクジェット式記録
ヘッドにおいて、共通インク室の長辺に沿って圧力室を
列設し、共通インク室を挟んで圧力室とは反対側に位置
する厚肉部を軟弱弾性部としたことを特徴とする。ま
た、係るインクジェット式記録ヘッドにおいて、薄膜部
が高分子体フィルムで形成されていることを特徴とす
る。また、係るインクジェット式記録ヘッドにおいて、
弾性板の厚肉部は金属材料で形成されていることを特徴
とする。また、係るインクジェット式記録ヘッドにおい
て、弾性板に切欠部を形成することにより、共通インク
室の短辺側に梁構造部を延在させたことを特徴とする。
また、係るインクジェット式記録ヘッドにおいて、共通
インク室の短辺側に延在する梁構造部に、軟弱弾性部を
形成したことを特徴とする。また、係るインクジェット
式記録ヘッドにおいて、ノズル開口部を複数列形成する
とともにノズル開口部に応じて圧力室を複数列形成し、
これら列設方向に沿って共通インク室を隣り合わせに並
設し、両共通インク室の間の弾性板に列設方向に沿って
スリットを形成し、該スリットと共通インク室との間の
厚肉部を梁構造部としたことを特徴とする。また、係る
インクジェット式記録ヘッドにおいて、圧力発生手段が
圧電素子であることを特徴とする。また、係るインクジ
ェット式記録ヘッドにおいて、圧力発生手段が発熱素子
であることを特徴とする。また、本発明のインクジェッ
ト式記録ヘッドの製造方法は、少なくとも複数のノズル
開口部を有し、ノズル開口部とそれぞれ連通して圧力室
の隔壁を隔てて列設された複数の圧力室と、各圧力室の
少なくとも一端に連通する複数のインク供給部が連通す
る共通インク室を形成した流路形成板と、流路形成板に
接合される弾性板と、圧力室のそれぞれに対応して設け
られて圧力室内の圧力を変化させる圧力発生手段と、を
備えたインクジェット式記録ヘッドの製造方法におい
て、金属板材に高分子体フィルムを積層するラミネート
加工工程と、このラミネート加工工程後、少なくとも共
通インク室に対応する部位の金属板材を除去して高分子
体フィルムからなる薄膜部を形成するとともに、除去し
ないで残った金属板材と高分子体フィルムとが積層した
厚肉部により、共通インク室対応部位の外縁部分に共通
インク室側に変形可能な細長い梁構造部を形成するフォ
トエッチング加工工程と、を経て弾性板を成形し、フォ
トエッチング加工工程における温度変化により熱収縮す
る高分子体フィルムの収縮力により梁構造部を変形させ
て共通インク室部位の薄膜部に撓みを持たせ、この状態
で弾性板を流路形成板に接合することを特徴とする。ま
た、係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法におい
て、プレス打ち抜き加工により弾性板に切欠部を形成し
て、細長い共通インク室の短辺側に梁構造部を延在させ
る切欠部形成工程を含むことを特徴とする。また、係る
インクジェット式記録ヘッドの製造方法において、ノズ
ル開口部が複数列形成され、流路形成板は、ノズル開口
部に応じて圧力室が複数列形成され、これら列設方向に
沿って細長い共通インク室が隣り合わせに並設され、弾
性板の両共通インク室対応部位の間に、列設方向に沿っ
てスリットをプレス打ち抜き加工を行い、該スリットと
共通インク室対応部位との間の厚肉部を梁構造部とする
スリット打ち抜き工程を含むことを特徴とする。
【００１３】請求項２に記載のものは、前記共通インク
室の長辺に沿って圧力室を列設し、共通インク室を挟ん
で圧力室とは反対側に位置する厚肉部を梁構造部とした
ことを特徴とする請求項１記載のインクジェット式記録
ヘッドである。
室の長辺に沿って圧力室を列設し、共通インク室を挟ん
で圧力室とは反対側に位置する厚肉部を梁構造部とした
ことを特徴とする請求項１記載のインクジェット式記録
ヘッドである。
【００１４】請求項３に記載のものは、前記薄膜部が高
分子体フィルムで構成された請求項１または２記載のイ
ンクジェット式記録ヘッドである。
分子体フィルムで構成された請求項１または２記載のイ
ンクジェット式記録ヘッドである。
【００１５】請求項４に記載のものは、前記弾性板の厚
肉部が金属材料をパターニングして形成されたことを特
徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインクジェ
ット式記録ヘッドである。
肉部が金属材料をパターニングして形成されたことを特
徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインクジェ
ット式記録ヘッドである。
【００１６】請求項５に記載のものは、前記弾性板に切
欠部を形成することにより、共通インク室の短辺側に梁
構造部を延在させたことを特徴とする請求項１から４の
いずれかに記載のインクジェット式記録ヘッドである。
欠部を形成することにより、共通インク室の短辺側に梁
構造部を延在させたことを特徴とする請求項１から４の
いずれかに記載のインクジェット式記録ヘッドである。
【００１７】請求項６に記載のものは、前記共通インク
室の短辺側に延在する梁構造部に、弾性部を形成したこ
とを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載のイン
クジェット式記録ヘッドである。
室の短辺側に延在する梁構造部に、弾性部を形成したこ
とを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載のイン
クジェット式記録ヘッドである。
【００１８】請求項７に記載のものは、ノズル開口部を
複数列形成するとともにノズル開口部に応じて圧力室を
複数列形成し、これら列設方向に沿って共通インク室を
隣り合わせに並設し、両共通インク室の間の弾性板に前
記列設方向に沿ってスリットを形成し、該スリットと共
通インク室との間の厚肉部を梁構造部としたことを特徴
とする請求項１から６のいずれかに記載のインクジェッ
ト式記録ヘッドである。
複数列形成するとともにノズル開口部に応じて圧力室を
複数列形成し、これら列設方向に沿って共通インク室を
隣り合わせに並設し、両共通インク室の間の弾性板に前
記列設方向に沿ってスリットを形成し、該スリットと共
通インク室との間の厚肉部を梁構造部としたことを特徴
とする請求項１から６のいずれかに記載のインクジェッ
ト式記録ヘッドである。
【００１９】請求項８に記載のものは、前記圧力発生手
段が圧電素子であることを特徴とする請求項１から７の
いずれかに記載のインクジェット式記録ヘッドである。
段が圧電素子であることを特徴とする請求項１から７の
いずれかに記載のインクジェット式記録ヘッドである。
【００２０】請求項９に記載のものは、前記圧力発生手
段が発熱素子であることを特徴とする請求項１から７の
いずれかに記載のインクジェット式記録ヘッドである。
段が発熱素子であることを特徴とする請求項１から７の
いずれかに記載のインクジェット式記録ヘッドである。
【００２１】請求項１０に記載のものは、少なくとも複
数のノズル開口部を有し、前記ノズル開口部とそれぞれ
連通して圧力室の隔壁を隔てて列設された複数の圧力室
と、各圧力室の少なくとも一端に連通する複数のインク
供給部が連通する共通インク室を形成した流路形成板
と、前記流路形成板に接合される弾性板と、圧力室のそ
れぞれに対応して設けられて圧力室内の圧力を変化させ
る圧力発生手段と、を備えたインクジェット式記録ヘッ
ドの製造方法において、金属板材に高分子体フィルムを
積層するラミネート加工工程と、このラミネート加工工
程後、少なくとも共通インク室に対応する部位の金属板
材を除去して高分子体フィルムからなる薄膜部を形成す
るとともに、除去しないで残った金属板材と高分子体フ
ィルムとが積層した厚肉部により、前記共通インク室対
応部位の外縁部分に共通インク室側に変形可能な細長い
梁構造部を形成するフォトエッチング加工工程と、を経
て前記弾性板を成形し、フォトエッチング加工工程にお
ける温度変化により熱収縮する高分子体フィルムの収縮
力により梁構造部を変形させて共通インク室部位の前記
薄膜部に撓みを持たせ、この状態で弾性板を流路形成板
に接合することを特徴とするインクジェット式記録ヘッ
ドの製造方法である。
数のノズル開口部を有し、前記ノズル開口部とそれぞれ
連通して圧力室の隔壁を隔てて列設された複数の圧力室
と、各圧力室の少なくとも一端に連通する複数のインク
供給部が連通する共通インク室を形成した流路形成板
と、前記流路形成板に接合される弾性板と、圧力室のそ
れぞれに対応して設けられて圧力室内の圧力を変化させ
る圧力発生手段と、を備えたインクジェット式記録ヘッ
ドの製造方法において、金属板材に高分子体フィルムを
積層するラミネート加工工程と、このラミネート加工工
程後、少なくとも共通インク室に対応する部位の金属板
材を除去して高分子体フィルムからなる薄膜部を形成す
るとともに、除去しないで残った金属板材と高分子体フ
ィルムとが積層した厚肉部により、前記共通インク室対
応部位の外縁部分に共通インク室側に変形可能な細長い
梁構造部を形成するフォトエッチング加工工程と、を経
て前記弾性板を成形し、フォトエッチング加工工程にお
ける温度変化により熱収縮する高分子体フィルムの収縮
力により梁構造部を変形させて共通インク室部位の前記
薄膜部に撓みを持たせ、この状態で弾性板を流路形成板
に接合することを特徴とするインクジェット式記録ヘッ
ドの製造方法である。
【００２２】請求項１１に記載のものは、プレス打ち抜
き加工により前記弾性板に切欠部を形成して、細長い共
通インク室の短辺側に梁構造部を延在させる切欠部形成
工程を含むことを特徴とする請求項１０記載のインクジ
ェット式記録ヘッドの製造方法である。
き加工により前記弾性板に切欠部を形成して、細長い共
通インク室の短辺側に梁構造部を延在させる切欠部形成
工程を含むことを特徴とする請求項１０記載のインクジ
ェット式記録ヘッドの製造方法である。
【００２３】請求項１２に記載のものは、前記ノズル開
口部が複数列形成され、流路形成板は、ノズル開口部に
応じて圧力室が複数列形成され、これら列設方向に沿っ
て細長い共通インク室が隣り合わせに並設され、前記弾
性板の両共通インク室対応部位の間に、前記列設方向に
沿ってスリットをプレス打ち抜き加工を行い、該スリッ
トと共通インク室対応部位との間の厚肉部を梁構造部と
するスリット打ち抜き工程を含むことを特徴とする請求
項１０または１１記載のインクジェット式記録ヘッドの
製造方法である。
口部が複数列形成され、流路形成板は、ノズル開口部に
応じて圧力室が複数列形成され、これら列設方向に沿っ
て細長い共通インク室が隣り合わせに並設され、前記弾
性板の両共通インク室対応部位の間に、前記列設方向に
沿ってスリットをプレス打ち抜き加工を行い、該スリッ
トと共通インク室対応部位との間の厚肉部を梁構造部と
するスリット打ち抜き工程を含むことを特徴とする請求
項１０または１１記載のインクジェット式記録ヘッドの
製造方法である。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２５】図１は圧力発生手段としてピエゾ素子等の
圧電素子１を用いたインクジェット式記録ヘッド２（以
下、ヘッドという。）の一実施形態の断面図、図２は図
１に示すヘッド２の要部を示す拡大断面図である。
圧電素子１を用いたインクジェット式記録ヘッド２（以
下、ヘッドという。）の一実施形態の断面図、図２は図
１に示すヘッド２の要部を示す拡大断面図である。
【００２６】ヘッド２は、図１に示すように、例えばプ
ラスチックからなる箱体状のケース３の収納室４内に圧
電素子１を一方の開口から挿入して櫛歯状先端１ａを他
方の開口に臨ませ、この開口側のケース３の表面（下
面）に流路ユニット５を接合するとともに、圧電素子１
の櫛歯状先端１ａをそれぞれ流路ユニット５の所定部位
に当接固定することにより概略構成されている。なお、
図中、６はフレキシブルケーブル、７は固定基板であ
る。
ラスチックからなる箱体状のケース３の収納室４内に圧
電素子１を一方の開口から挿入して櫛歯状先端１ａを他
方の開口に臨ませ、この開口側のケース３の表面（下
面）に流路ユニット５を接合するとともに、圧電素子１
の櫛歯状先端１ａをそれぞれ流路ユニット５の所定部位
に当接固定することにより概略構成されている。なお、
図中、６はフレキシブルケーブル、７は固定基板であ
る。
【００２７】流路ユニット５は、流路形成板８を間に挟
んでノズルプレート９と弾性板１０を両側に積層するこ
とにより構成されている。
んでノズルプレート９と弾性板１０を両側に積層するこ
とにより構成されている。
【００２８】ノズルプレート９は、ドット形成密度に対
応したピッチで複数のノズル開口部１１を列状に開設し
たプレートであり、本実施形態ではノズル開口部１１を
２列開設してある。
応したピッチで複数のノズル開口部１１を列状に開設し
たプレートであり、本実施形態ではノズル開口部１１を
２列開設してある。
【００２９】このノズルプレート９の一方の面に積層す
る流路形成板８は、ノズル開口部１１とそれぞれ連通し
て圧力室隔壁１２を隔てて列設された複数の圧力室１３
と、各圧力室１３の少なくとも一端に連通する複数のイ
ンク供給部１４が連通する細長い共通インク室１５を形
成した板材である。本実施形態では、図３に示すよう
に、シリコンウエハーをエッチング加工することにより
細長い共通インク室１５を２本所定の間隔を空けて形成
し、各共通インク室１５の長手方向に沿って圧力室１３
をノズル開口部１１のピッチに合わせて形成し、各圧力
室１３と共通インク室１５との間に溝状のインク供給部
１４を形成してある。なお、圧力室１３の一端にインク
供給部１４が接続し、このインク供給部１４とは反対側
の端部近傍でノズル開口部１１が位置するように配置し
てある。また、共通インク室１５は、インクカートリッ
ジに貯留されたインクを圧力室１３に供給するための室
であり、長手方向のほぼ中央にインク供給管１６が連通
する。
る流路形成板８は、ノズル開口部１１とそれぞれ連通し
て圧力室隔壁１２を隔てて列設された複数の圧力室１３
と、各圧力室１３の少なくとも一端に連通する複数のイ
ンク供給部１４が連通する細長い共通インク室１５を形
成した板材である。本実施形態では、図３に示すよう
に、シリコンウエハーをエッチング加工することにより
細長い共通インク室１５を２本所定の間隔を空けて形成
し、各共通インク室１５の長手方向に沿って圧力室１３
をノズル開口部１１のピッチに合わせて形成し、各圧力
室１３と共通インク室１５との間に溝状のインク供給部
１４を形成してある。なお、圧力室１３の一端にインク
供給部１４が接続し、このインク供給部１４とは反対側
の端部近傍でノズル開口部１１が位置するように配置し
てある。また、共通インク室１５は、インクカートリッ
ジに貯留されたインクを圧力室１３に供給するための室
であり、長手方向のほぼ中央にインク供給管１６が連通
する。
【００３０】弾性板１０は、本実施形態では、ノズルプ
レート９とは反対側になる流路形成板８の他方の面に積
層され、少なくとも上記圧力室１３の一方の開口面を封
止する封止板と、同じく流路形成板８の他方の面に積層
され、少なくとも共通インク室１５の一方の開口面を封
止する弾性体膜（薄膜部）２１とを兼ねており、ステン
レス板２０上にＰＰＳ等の高分子体フィルムを弾性体膜
２１としてラミネート加工した二重構造である。そし
て、同一材により封止板と弾性体膜２１とを構成するの
で、封止板として機能する部分、すなわち圧力室１３に
対応した部分のステンレス板２０をエッチング加工して
圧電素子１を当接固定するための厚肉部（アイランド部
２２）を形成し、また、弾性体膜２１として機能する部
分、すなわち共通インク室１５に対応する部分（共通イ
ンク室対応部位）のステンレス板２０をフォトエッチン
グ加工で除去して弾性体膜２１だけにする。
レート９とは反対側になる流路形成板８の他方の面に積
層され、少なくとも上記圧力室１３の一方の開口面を封
止する封止板と、同じく流路形成板８の他方の面に積層
され、少なくとも共通インク室１５の一方の開口面を封
止する弾性体膜（薄膜部）２１とを兼ねており、ステン
レス板２０上にＰＰＳ等の高分子体フィルムを弾性体膜
２１としてラミネート加工した二重構造である。そし
て、同一材により封止板と弾性体膜２１とを構成するの
で、封止板として機能する部分、すなわち圧力室１３に
対応した部分のステンレス板２０をエッチング加工して
圧電素子１を当接固定するための厚肉部（アイランド部
２２）を形成し、また、弾性体膜２１として機能する部
分、すなわち共通インク室１５に対応する部分（共通イ
ンク室対応部位）のステンレス板２０をフォトエッチン
グ加工で除去して弾性体膜２１だけにする。
【００３１】以下に、弾性板１０の詳細な構成と製造方
法について具体的に説明する。
法について具体的に説明する。
【００３２】列設された複数の圧力室１３を２列形成し
た流路形成板８に接合する弾性板１０の基本的な構成
は、図４の平面図に示すように、長方形の短辺に対応す
る部分に肉厚部からなる短辺部２３を形成し、両短辺部
２３の中央部分同士を接続する状態で肉厚部からなる中
央帯部２４を形成し、この中央帯部２４の左右に所定の
間隔（圧力室１３の長辺の長さ）をあけてサイド帯部２
５を中央帯部２４に対して平行に形成して両短辺部２３
間を接続し、中央帯部２４とサイド帯部２５との間に、
肉厚部からなるアイランド部２２を圧力室１３に対応さ
せて形成し、両短辺部２３の端部近傍同士を接続する状
態で、すなわち、長方形の長辺に対応する位置に肉厚部
からなる細長い梁構造部２６を形成し、各梁構造部２６
のほぼ中央に環状のインク供給管接続部２７を内方（中
央帯部２４側）に突出した状態で形成する。
た流路形成板８に接合する弾性板１０の基本的な構成
は、図４の平面図に示すように、長方形の短辺に対応す
る部分に肉厚部からなる短辺部２３を形成し、両短辺部
２３の中央部分同士を接続する状態で肉厚部からなる中
央帯部２４を形成し、この中央帯部２４の左右に所定の
間隔（圧力室１３の長辺の長さ）をあけてサイド帯部２
５を中央帯部２４に対して平行に形成して両短辺部２３
間を接続し、中央帯部２４とサイド帯部２５との間に、
肉厚部からなるアイランド部２２を圧力室１３に対応さ
せて形成し、両短辺部２３の端部近傍同士を接続する状
態で、すなわち、長方形の長辺に対応する位置に肉厚部
からなる細長い梁構造部２６を形成し、各梁構造部２６
のほぼ中央に環状のインク供給管接続部２７を内方（中
央帯部２４側）に突出した状態で形成する。
【００３３】前記サイド帯部２５は、流路形成板８に接
合した状態で共通インク室１５の内縁部分（圧力室１３
と共通インク室１５との間）に接合し、梁構造部２６
は、共通インク室１５の外縁部分（共通インク室１５を
挟んで圧力室１３とは反対側の部分）に接合し、短辺部
２３は共通インク室１５の端部側方に接合する部分であ
る。したがって、サイド帯部２５、梁構造部２６、およ
び短辺部２３により囲まれた領域が共通インク室対応部
位となり、共通インク室１５の上面開口を塞ぐ薄膜部
（弾性体膜２１）である。
合した状態で共通インク室１５の内縁部分（圧力室１３
と共通インク室１５との間）に接合し、梁構造部２６
は、共通インク室１５の外縁部分（共通インク室１５を
挟んで圧力室１３とは反対側の部分）に接合し、短辺部
２３は共通インク室１５の端部側方に接合する部分であ
る。したがって、サイド帯部２５、梁構造部２６、およ
び短辺部２３により囲まれた領域が共通インク室対応部
位となり、共通インク室１５の上面開口を塞ぐ薄膜部
（弾性体膜２１）である。
【００３４】また、中央帯部２４、サイド帯部２５、お
よび左右の短辺部２３とにより囲まれた領域が圧力室１
３の一方の開口面を封止する封止板となり、アイランド
部２２が肉厚部で構成され、アイランド部２２を除いた
部分は薄膜部（弾性体膜２１）で構成される。
よび左右の短辺部２３とにより囲まれた領域が圧力室１
３の一方の開口面を封止する封止板となり、アイランド
部２２が肉厚部で構成され、アイランド部２２を除いた
部分は薄膜部（弾性体膜２１）で構成される。
【００３５】なお、前記インク供給管接続部２７に囲ま
れた領域、および短辺部２３の端部に開設した位置決め
孔３０は、プレスにより打ち抜き加工されて貫通孔とし
て形成される。
れた領域、および短辺部２３の端部に開設した位置決め
孔３０は、プレスにより打ち抜き加工されて貫通孔とし
て形成される。
【００３６】次に、ステンレス板２０上に高分子体膜で
あるＰＰＳフィルムをラミネートするラミネート加工工
程の後に、前記短辺部２３、帯部２４，２５、梁構造部
２６、アイランド部２２等を厚肉部として残し、共通イ
ンク室対応部位など不要となるステンレス板２０を除去
するフォトエッチング加工工程について説明する。
あるＰＰＳフィルムをラミネートするラミネート加工工
程の後に、前記短辺部２３、帯部２４，２５、梁構造部
２６、アイランド部２２等を厚肉部として残し、共通イ
ンク室対応部位など不要となるステンレス板２０を除去
するフォトエッチング加工工程について説明する。
【００３７】フォトエッチング加工工程では、ラミネー
ト加工工程が終了した後、ドライフィルムをレジストと
してラミネートしてから露光し、現像してからポストベ
ーク処理を行ない、これによりエッチングした際に除去
する部分と除去されないで残る部分とを区分けしたパタ
ーンを形成する。その後、エッチングすると、パターン
で区分けされた不要な部分のステンレス板２０が溶剤に
溶かされて除去され、この部分はＰＰＳフィルムだけが
残って薄膜部（弾性体膜２１）となり、溶剤に溶かされ
ずに残ったステンレス板２０を含む部分が厚肉部とな
る。これにより、前記した短辺部２３、帯部２４，２
５、梁構造部２６、アイランド部２２、インク供給管接
続部２７が厚肉部として形成され、アイランド部２２の
周りや共通インク室対応部位はＰＰＳフィルムだけにな
る。すなわち、弾性板１０の肉厚部は、金属材料である
ステンレス板２０をパターニングして形成される。
ト加工工程が終了した後、ドライフィルムをレジストと
してラミネートしてから露光し、現像してからポストベ
ーク処理を行ない、これによりエッチングした際に除去
する部分と除去されないで残る部分とを区分けしたパタ
ーンを形成する。その後、エッチングすると、パターン
で区分けされた不要な部分のステンレス板２０が溶剤に
溶かされて除去され、この部分はＰＰＳフィルムだけが
残って薄膜部（弾性体膜２１）となり、溶剤に溶かされ
ずに残ったステンレス板２０を含む部分が厚肉部とな
る。これにより、前記した短辺部２３、帯部２４，２
５、梁構造部２６、アイランド部２２、インク供給管接
続部２７が厚肉部として形成され、アイランド部２２の
周りや共通インク室対応部位はＰＰＳフィルムだけにな
る。すなわち、弾性板１０の肉厚部は、金属材料である
ステンレス板２０をパターニングして形成される。
【００３８】ところで、前記ポストベーク処理では、温
度が約１００度以上に上昇し、その後に室温まで冷却さ
れるので、この冷却によりＰＰＳフィルム２１が熱収縮
して張力が発生する。ここで、梁構造部２６は、共通イ
ンク室１５側に変形可能な剛性で細長く形成されている
ので、図５中実線で示すように、上記張力により共通イ
ンク室１５側（弾性板１０の面方向）に弓状に彎曲す
る。なお、図５では両短辺部２３の端部同士を直線で接
続したので、梁構造部２６と短辺部２３との接続部分
に、共通インク室１５の隅角面取りに対応して三角形の
幅広部ができており、この幅広部の剛性が高まって変形
し難い。
度が約１００度以上に上昇し、その後に室温まで冷却さ
れるので、この冷却によりＰＰＳフィルム２１が熱収縮
して張力が発生する。ここで、梁構造部２６は、共通イ
ンク室１５側に変形可能な剛性で細長く形成されている
ので、図５中実線で示すように、上記張力により共通イ
ンク室１５側（弾性板１０の面方向）に弓状に彎曲す
る。なお、図５では両短辺部２３の端部同士を直線で接
続したので、梁構造部２６と短辺部２３との接続部分
に、共通インク室１５の隅角面取りに対応して三角形の
幅広部ができており、この幅広部の剛性が高まって変形
し難い。
【００３９】そこで、図４に示すように、前記幅広部に
三角形の切欠部３１を形成して、梁構造部２６の幅を全
長に亘って均一にするとともに、細長い共通インク室対
応部位の短辺側にも梁構造部２６を延在させ、これによ
り梁構造部２６が変形し易くなるように構成してもよ
い。そして、この切欠部３１は、図４に示す三角形に限
らず、図６に示すように、三角形の頂点からさらに奥
（例えばサイド帯部２５の手前）まで形成してよい。要
するに、梁構造部２６は、共通インク室１５の圧力室１
３側の長辺の除いた外縁部分に形成すれば有効に機能す
る。
三角形の切欠部３１を形成して、梁構造部２６の幅を全
長に亘って均一にするとともに、細長い共通インク室対
応部位の短辺側にも梁構造部２６を延在させ、これによ
り梁構造部２６が変形し易くなるように構成してもよ
い。そして、この切欠部３１は、図４に示す三角形に限
らず、図６に示すように、三角形の頂点からさらに奥
（例えばサイド帯部２５の手前）まで形成してよい。要
するに、梁構造部２６は、共通インク室１５の圧力室１
３側の長辺の除いた外縁部分に形成すれば有効に機能す
る。
【００４０】細長い梁構造部２６が共通インク室１５側
に彎曲すると、ＰＰＳフィルム２１の長手方向の端部で
は梁構造部２６の変形量（変位量）が少ないので張力が
残り、他の部分、特に中央部分近傍では張力が開放され
るばかりか梁構造部２６が、その周囲に残っている張力
によって実際に収縮以上の変形（変位量）となり、これ
により、この部分ではＰＰＳフィルム２１に撓みが発生
する。なお、梁構造部２６が共通インク室１５の幅方向
に変形して、ＰＰＳフィルム２１の幅方向の張力が開放
されても長手方向の張力の開放は少ないので、ＰＰＳフ
ィルム２１の撓み３２は、図５中に示すように、中央部
分近傍に帯状に顕著に現れる。
に彎曲すると、ＰＰＳフィルム２１の長手方向の端部で
は梁構造部２６の変形量（変位量）が少ないので張力が
残り、他の部分、特に中央部分近傍では張力が開放され
るばかりか梁構造部２６が、その周囲に残っている張力
によって実際に収縮以上の変形（変位量）となり、これ
により、この部分ではＰＰＳフィルム２１に撓みが発生
する。なお、梁構造部２６が共通インク室１５の幅方向
に変形して、ＰＰＳフィルム２１の幅方向の張力が開放
されても長手方向の張力の開放は少ないので、ＰＰＳフ
ィルム２１の撓み３２は、図５中に示すように、中央部
分近傍に帯状に顕著に現れる。
【００４１】そして、図７に示すように、共通インク室
１５の短辺側に延在する梁構造部２６に、他の部分より
も変形し易い軟弱弾性部３３を形成すると、この軟弱弾
性部３３が他の部分よりも大きく変形するので、ＰＰＳ
フィルム２１に一層大きな撓みが顕著に形成される。な
お、軟弱弾性部３３は、図７に示すように、他の部分よ
りも幅狭とするとともに同一面方向に屈曲させることに
より構成しても、同一面方向に蛇行させて構成してもよ
い。
１５の短辺側に延在する梁構造部２６に、他の部分より
も変形し易い軟弱弾性部３３を形成すると、この軟弱弾
性部３３が他の部分よりも大きく変形するので、ＰＰＳ
フィルム２１に一層大きな撓みが顕著に形成される。な
お、軟弱弾性部３３は、図７に示すように、他の部分よ
りも幅狭とするとともに同一面方向に屈曲させることに
より構成しても、同一面方向に蛇行させて構成してもよ
い。
【００４２】なお、梁構造部２６は共通インク室１５の
外縁部分に接合する部分であって共通インク室１５側へ
の張力だけを受けるので共通インク室１５側に変形する
が、共通インク室１５を挟んで梁構造部２６とは反対側
に位置するサイド帯部２５においては共通インク室１５
側からの張力を受けるとともに、圧力室１３側からの張
力をも受けて、両方の張力が相殺する。したがって、サ
イド帯部２５は梁構造部２６の様に変形することはな
い。このため、アイランド部２２の位置も支障がある程
に変位することはない。
外縁部分に接合する部分であって共通インク室１５側へ
の張力だけを受けるので共通インク室１５側に変形する
が、共通インク室１５を挟んで梁構造部２６とは反対側
に位置するサイド帯部２５においては共通インク室１５
側からの張力を受けるとともに、圧力室１３側からの張
力をも受けて、両方の張力が相殺する。したがって、サ
イド帯部２５は梁構造部２６の様に変形することはな
い。このため、アイランド部２２の位置も支障がある程
に変位することはない。
【００４３】前記フォトエッチング加工工程が終了した
ならば、インク供給管接続部２７の貫通孔と位置決め孔
３０をプレスにより打ち抜き加工することにより形成
し、これらの打ち抜きは、前記切欠部３１を形成する切
欠部形成工程と同時に行うことができる。
ならば、インク供給管接続部２７の貫通孔と位置決め孔
３０をプレスにより打ち抜き加工することにより形成
し、これらの打ち抜きは、前記切欠部３１を形成する切
欠部形成工程と同時に行うことができる。
【００４４】この様に、本発明では、弾性板１０を製造
する工程中に起こる高分子フィルムの熱収縮を利用して
梁構造部２６を共通インク室１５側に変形させることに
よって共通インク室対応部位の高分子体フィルム（薄膜
部２１）に撓みを持たせることができるので、撓みを持
たせるための特別の加工を必要としない。
する工程中に起こる高分子フィルムの熱収縮を利用して
梁構造部２６を共通インク室１５側に変形させることに
よって共通インク室対応部位の高分子体フィルム（薄膜
部２１）に撓みを持たせることができるので、撓みを持
たせるための特別の加工を必要としない。
【００４５】そして、上記した構成からなる弾性板１
０、流路形成板８、およびノズルプレート９を積層して
流路ユニット５とする場合には、流路形成板８を間に挟
んで、ノズル開口部１１の小さい口が外側に向く状態で
ノズルプレート９を流路形成板８の一方の面に接着する
とともに、ステンレス板２０が外側に位置する状態で弾
性板１０を流路形成板８の他方の面に接着する。この様
にして流路ユニット５を組み立てると、流路形成板８の
各圧力室１３および共通インク室１５の一方の開口面が
それぞれ弾性体膜２１により封止されるとともに、溝状
インク供給部１４の上面開口が弾性体膜２１で覆われ、
また、各圧力室１３および共通インク室１５の他方の開
口面がノズルプレート９により閉塞される。
０、流路形成板８、およびノズルプレート９を積層して
流路ユニット５とする場合には、流路形成板８を間に挟
んで、ノズル開口部１１の小さい口が外側に向く状態で
ノズルプレート９を流路形成板８の一方の面に接着する
とともに、ステンレス板２０が外側に位置する状態で弾
性板１０を流路形成板８の他方の面に接着する。この様
にして流路ユニット５を組み立てると、流路形成板８の
各圧力室１３および共通インク室１５の一方の開口面が
それぞれ弾性体膜２１により封止されるとともに、溝状
インク供給部１４の上面開口が弾性体膜２１で覆われ、
また、各圧力室１３および共通インク室１５の他方の開
口面がノズルプレート９により閉塞される。
【００４６】この様にして流路ユニット５を組み立てる
と、接着の際に加熱されてから室温に戻っても弾性体膜
（薄膜部２１）に予め撓みが付けられているので、弾性
体膜２１のコンプライアンスが低下することは殆どな
い。そして、共通インク室１５を封止している薄膜部２
１のコンプライアンスが大きいと、共通インク室１５の
圧力変動を十分に吸収することができるので、クロスト
ークの発生を抑制したり、印字濃度を安定させたりする
ことができる。なお、実験によれば、梁構造部２６は、
長手方向の中央部分で１〜１０μｍ変形しているので、
薄膜部２１のコンプライアンスは十分大きく採れる。
と、接着の際に加熱されてから室温に戻っても弾性体膜
（薄膜部２１）に予め撓みが付けられているので、弾性
体膜２１のコンプライアンスが低下することは殆どな
い。そして、共通インク室１５を封止している薄膜部２
１のコンプライアンスが大きいと、共通インク室１５の
圧力変動を十分に吸収することができるので、クロスト
ークの発生を抑制したり、印字濃度を安定させたりする
ことができる。なお、実験によれば、梁構造部２６は、
長手方向の中央部分で１〜１０μｍ変形しているので、
薄膜部２１のコンプライアンスは十分大きく採れる。
【００４７】なお、図１および図２に示すように、流路
ユニット５を接合するケース３の表面のうち、共通イン
ク室１５に対応した部分に凹部３５を形成して、弾性体
膜（薄膜部）２１の撓み３２を持たせた部分をケース３
に対して非固定状態とする。この凹部３５は薄膜部２１
が膨張側に変形した場合における移動空間として機能す
る空部である。そして、薄膜部２１が変形するとき、凹
部３５が閉じられている場合は、凹部３５内の空気が圧
縮または膨張し、凹部３５内の空気もコンプライアンス
として作用する。このとき、薄膜部２１のコンプライア
ンスと凹部３５内の空気のコンプライアンスが直列接続
となりトータルのコンプライアンスを小さくしてしま
う。一方、凹部３５とケース３の外部をつなぐ連通孔３
６を有する場合は、凹部３５内の空気コンプライアンス
は無限大となり、薄膜部２１のコンプライアンスを有効
に作用させることができる。
ユニット５を接合するケース３の表面のうち、共通イン
ク室１５に対応した部分に凹部３５を形成して、弾性体
膜（薄膜部）２１の撓み３２を持たせた部分をケース３
に対して非固定状態とする。この凹部３５は薄膜部２１
が膨張側に変形した場合における移動空間として機能す
る空部である。そして、薄膜部２１が変形するとき、凹
部３５が閉じられている場合は、凹部３５内の空気が圧
縮または膨張し、凹部３５内の空気もコンプライアンス
として作用する。このとき、薄膜部２１のコンプライア
ンスと凹部３５内の空気のコンプライアンスが直列接続
となりトータルのコンプライアンスを小さくしてしま
う。一方、凹部３５とケース３の外部をつなぐ連通孔３
６を有する場合は、凹部３５内の空気コンプライアンス
は無限大となり、薄膜部２１のコンプライアンスを有効
に作用させることができる。
【００４８】図８に示す弾性板１０は、ノズル開口部１
１を５列形成するとともにノズル開口部１１に応じて圧
力室１３を複数列形成し、これら列設方向に沿って細長
い共通インク室１５を隣り合わせに並設したものであ
り、第１ノズル列にインクを供給する第１共通インク室
１５については、圧力室１３側とは反対側の外縁部分
（図中上方）が開放されているので前記実施形態と同様
にして第１梁構造部２６ａを形成することができるが、
第２，第３，第４，第５ノズル列にそれぞれインクを供
給する第２，第３，第４，第５共通インク室１５につい
ては、担当する圧力室１３側とは反対側に隣りの共通イ
ンク室１５が配設されているので外縁部分が開放されて
いない。
１を５列形成するとともにノズル開口部１１に応じて圧
力室１３を複数列形成し、これら列設方向に沿って細長
い共通インク室１５を隣り合わせに並設したものであ
り、第１ノズル列にインクを供給する第１共通インク室
１５については、圧力室１３側とは反対側の外縁部分
（図中上方）が開放されているので前記実施形態と同様
にして第１梁構造部２６ａを形成することができるが、
第２，第３，第４，第５ノズル列にそれぞれインクを供
給する第２，第３，第４，第５共通インク室１５につい
ては、担当する圧力室１３側とは反対側に隣りの共通イ
ンク室１５が配設されているので外縁部分が開放されて
いない。
【００４９】そこで、この様な場合には、隣り合う両共
通インク室１５の間の弾性板１０に前記列設方向に沿っ
てスリット３４を形成し、該スリット３４と共通インク
室１５との間の厚肉部を梁構造部２６ｂ，２６ｃ，２６
ｄ，２６ｅとする。すなわち、共通インク室１５の外縁
部分に、スリット３４を開設することにより開放して
（縁を切って）、共通インク室１５側に変形可能な細長
い梁構造部２６を形成するのである。なお、このスリッ
ト３４は、貫通して薄膜部も除去されていることが必須
なので、プレスにより打ち抜き加工して形成（スリット
打ち抜き加工工程）し、また、梁構造部２６の幅を全長
に亘って同様にするために、図８に示すように、両端部
分を幅広に開設する。スリット打ち抜き加工工程では、
切欠部３１を同時に打ち抜いてもよい。
通インク室１５の間の弾性板１０に前記列設方向に沿っ
てスリット３４を形成し、該スリット３４と共通インク
室１５との間の厚肉部を梁構造部２６ｂ，２６ｃ，２６
ｄ，２６ｅとする。すなわち、共通インク室１５の外縁
部分に、スリット３４を開設することにより開放して
（縁を切って）、共通インク室１５側に変形可能な細長
い梁構造部２６を形成するのである。なお、このスリッ
ト３４は、貫通して薄膜部も除去されていることが必須
なので、プレスにより打ち抜き加工して形成（スリット
打ち抜き加工工程）し、また、梁構造部２６の幅を全長
に亘って同様にするために、図８に示すように、両端部
分を幅広に開設する。スリット打ち抜き加工工程では、
切欠部３１を同時に打ち抜いてもよい。
【００５０】この様にして共通インク室１５に対応して
梁構造部２６を形成すると、前記実施形態と同様に、高
分子体フィルムで構成されている薄膜部２１の収縮によ
り各梁構造部２６が対応する共通インク室１５側に変形
し、これにより薄膜部２１に撓み３２が付けられる。し
たがって、共通インク室１５の薄膜部２１のコンプライ
アンスが大きくなり、これにより共通インク室１５の圧
力変動を十分に吸収することができるので、クロストー
クの発生を抑制したり、印字濃度を安定させたりするこ
とができる。
梁構造部２６を形成すると、前記実施形態と同様に、高
分子体フィルムで構成されている薄膜部２１の収縮によ
り各梁構造部２６が対応する共通インク室１５側に変形
し、これにより薄膜部２１に撓み３２が付けられる。し
たがって、共通インク室１５の薄膜部２１のコンプライ
アンスが大きくなり、これにより共通インク室１５の圧
力変動を十分に吸収することができるので、クロストー
クの発生を抑制したり、印字濃度を安定させたりするこ
とができる。
【００５１】なお、以上説明したインクジェット式記録
ヘッド２においては、圧力発生手段として圧電素子１を
用いたが、本発明はこれに限定されるものではく、例え
ば発熱素子（図示せず）を用いて、圧力室１３内のイン
クを発熱素子により加熱し、この時に生じる気泡による
加圧力でインクを吐出させるように構成してもよい。
ヘッド２においては、圧力発生手段として圧電素子１を
用いたが、本発明はこれに限定されるものではく、例え
ば発熱素子（図示せず）を用いて、圧力室１３内のイン
クを発熱素子により加熱し、この時に生じる気泡による
加圧力でインクを吐出させるように構成してもよい。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下の効果を有する。請求項１乃至１１の発明によれば、
共通インク室に対向して配置された薄膜部に撓みを持た
せていることにより、共通インク室のサイズを変えるこ
となくコンプライアンスを大きくすることができる。し
たがって、クロストークの発生を確実に防止することが
でき、また、印字濃度の濃淡を確実に安定化させること
ができる。請求項２の発明によれば、共通インク室を囲
う厚肉部に軟弱弾性部を設けたので、撓みの持つ薄膜部
を容易に形成することができる。請求項３の発明によれ
ば、共通インク室を囲う厚肉部を梁構造とし、該梁構造
に軟弱弾性部を設けたので薄膜部に撓みが顕著に生じ易
い。請求項４の発明によれば、共通インク室の長辺に沿
って圧力室を列設し、圧力室とは反対側に位置する軟弱
弾性部を設けたので薄膜部に撓みがさらに顕著に生じ易
い。請求項５の発明によれば、薄膜部が高分子体フィル
ムで構成されるので、収縮し易く、したがって、撓みも
付け易い。請求項６の発明によれば、厚肉部が金属材料
で形成されるので、微細な加工を高い精度で容易に行う
ことができ、製造が容易である。請求項７の発明によれ
ば、切欠部を形成することにより、共通インク室の短辺
側に梁構造部を延在させたので、梁構造部が変形し易く
なる。したがって、薄膜部に撓みが生じ易い。請求項８
の発明によれば、共通インク室の短辺側に延在する梁構
造部に、軟弱弾性部を形成したので、梁構造部が一層変
形し易くなる。したがって、薄膜部に撓みが一層生じ易
くなる。請求項９の発明によれば、隣り合う共通インク
室の間にスリットを形成するので、背中合わせに共通イ
ンク室を配置しても、梁構造部を確実に形成することが
でき、ノズル開口部を多数形成した場合であっても、支
障なく実施することができる。請求項１０および１１の
発明によれば、圧力発生手段が圧電素子であっても、或
は発熱素子であっても、各圧力発生手段の特性を活かし
た上で、クロストークを防止して、安定した印字濃度で
記録できる。請求項１２乃至１４の発明によれば、薄膜
部の収縮を利用して前記薄膜部に撓みを持たせることが
できるので、製造が容易である。請求項１３及び１４の
発明によれば、切欠部やスリットを形成する際にプレス
打ち抜き加工できるので、高い精度で大量生産が可能で
あり、生産能率を高めることができる。
下の効果を有する。請求項１乃至１１の発明によれば、
共通インク室に対向して配置された薄膜部に撓みを持た
せていることにより、共通インク室のサイズを変えるこ
となくコンプライアンスを大きくすることができる。し
たがって、クロストークの発生を確実に防止することが
でき、また、印字濃度の濃淡を確実に安定化させること
ができる。請求項２の発明によれば、共通インク室を囲
う厚肉部に軟弱弾性部を設けたので、撓みの持つ薄膜部
を容易に形成することができる。請求項３の発明によれ
ば、共通インク室を囲う厚肉部を梁構造とし、該梁構造
に軟弱弾性部を設けたので薄膜部に撓みが顕著に生じ易
い。請求項４の発明によれば、共通インク室の長辺に沿
って圧力室を列設し、圧力室とは反対側に位置する軟弱
弾性部を設けたので薄膜部に撓みがさらに顕著に生じ易
い。請求項５の発明によれば、薄膜部が高分子体フィル
ムで構成されるので、収縮し易く、したがって、撓みも
付け易い。請求項６の発明によれば、厚肉部が金属材料
で形成されるので、微細な加工を高い精度で容易に行う
ことができ、製造が容易である。請求項７の発明によれ
ば、切欠部を形成することにより、共通インク室の短辺
側に梁構造部を延在させたので、梁構造部が変形し易く
なる。したがって、薄膜部に撓みが生じ易い。請求項８
の発明によれば、共通インク室の短辺側に延在する梁構
造部に、軟弱弾性部を形成したので、梁構造部が一層変
形し易くなる。したがって、薄膜部に撓みが一層生じ易
くなる。請求項９の発明によれば、隣り合う共通インク
室の間にスリットを形成するので、背中合わせに共通イ
ンク室を配置しても、梁構造部を確実に形成することが
でき、ノズル開口部を多数形成した場合であっても、支
障なく実施することができる。請求項１０および１１の
発明によれば、圧力発生手段が圧電素子であっても、或
は発熱素子であっても、各圧力発生手段の特性を活かし
た上で、クロストークを防止して、安定した印字濃度で
記録できる。請求項１２乃至１４の発明によれば、薄膜
部の収縮を利用して前記薄膜部に撓みを持たせることが
できるので、製造が容易である。請求項１３及び１４の
発明によれば、切欠部やスリットを形成する際にプレス
打ち抜き加工できるので、高い精度で大量生産が可能で
あり、生産能率を高めることができる。
【００５３】請求項１および１０の発明によれば、共通
インク室を封止する薄膜部に撓みを持たせたので、共通
インク室のサイズを変えることなくコンプライアンスを
大きくすることができる。したがって、クロストークの
発生を確実に防止することができ、また、印字濃度の濃
淡を確実に安定化させることができる。
インク室を封止する薄膜部に撓みを持たせたので、共通
インク室のサイズを変えることなくコンプライアンスを
大きくすることができる。したがって、クロストークの
発生を確実に防止することができ、また、印字濃度の濃
淡を確実に安定化させることができる。
【００５４】そして、薄膜部の収縮を利用して前記薄膜
部に撓みを持たせることができるので、製造が容易であ
る。
部に撓みを持たせることができるので、製造が容易であ
る。
【００５５】請求項２の発明によれば、共通インク室の
長辺に沿って圧力室を列設し、圧力室とは反対側の厚肉
部を梁構造部としたので、薄膜部に撓みが顕著に生じ易
い。
長辺に沿って圧力室を列設し、圧力室とは反対側の厚肉
部を梁構造部としたので、薄膜部に撓みが顕著に生じ易
い。
【００５６】請求項３の発明によれば、薄膜部が高分子
体フィルムで構成されるので、収縮し易く、したがっ
て、撓みも付け易い。
体フィルムで構成されるので、収縮し易く、したがっ
て、撓みも付け易い。
【００５７】請求項４の発明によれば、圧肉部が金属材
料をパターニングして形成されるので、微細な加工を高
い精度で容易に行うことができ、製造が容易である。
料をパターニングして形成されるので、微細な加工を高
い精度で容易に行うことができ、製造が容易である。
【００５８】請求項５の発明によれば、切欠部を形成す
ることにより、共通インク室の短辺側に梁構造部を延在
させたので、梁構造部が変形し易くなる。したがって、
薄膜部に撓みが生じ易い。
ることにより、共通インク室の短辺側に梁構造部を延在
させたので、梁構造部が変形し易くなる。したがって、
薄膜部に撓みが生じ易い。
【００５９】請求項６の発明によれば、共通インク室の
短辺側に延在する梁構造部に、弾性部を形成したので、
梁構造部が一層変形し易くなる。したがって、薄膜部に
撓みが一層生じ易くなる。
短辺側に延在する梁構造部に、弾性部を形成したので、
梁構造部が一層変形し易くなる。したがって、薄膜部に
撓みが一層生じ易くなる。
【００６０】請求項７の発明によれば、隣り合う共通イ
ンク室の間にスリットを形成するので、背中合わせに共
通インク室を配置しても、梁構造部を確実に形成するこ
とができ、ノズル開口部を多数形成した場合であって
も、支障なく実施することができる。
ンク室の間にスリットを形成するので、背中合わせに共
通インク室を配置しても、梁構造部を確実に形成するこ
とができ、ノズル開口部を多数形成した場合であって
も、支障なく実施することができる。
【００６１】請求項８および９の発明によれば、圧力発
生手段が圧電素子であっても、或は発熱素子であって
も、各圧力発生手段の特性を活かした上で、クロストー
クを防止して、安定した印字濃度で記録できる。
生手段が圧電素子であっても、或は発熱素子であって
も、各圧力発生手段の特性を活かした上で、クロストー
クを防止して、安定した印字濃度で記録できる。
【００６２】請求項１１および１２の発明によれば、切
欠部やスリットを形成する際にプレス打ち抜き加工でき
るので、高い精度で大量生産が可能であり、生産能率を
高めることができる。
欠部やスリットを形成する際にプレス打ち抜き加工でき
るので、高い精度で大量生産が可能であり、生産能率を
高めることができる。
【図１】インクジェット式記録ヘッドの断面図である。
【図２】図１に示すヘッドの要部の拡大断面図である。
【図３】共通インク室および圧力室等の配置を示す説明
図である。
図である。
【図４】ノズル開口部を２列形成し、切欠部を形成して
梁構造部を全長に亘ってほぼ同じ幅にした弾性板の平面
図である。
梁構造部を全長に亘ってほぼ同じ幅にした弾性板の平面
図である。
【図５】梁構造部が変形した状態を示す弾性板の一部欠
截平面図である。
截平面図である。
【図６】切欠部をサイド帯部まで深く形成した弾性板の
一部欠截平面図である。
一部欠截平面図である。
【図７】共通インク室の短辺部分に対応する位置の梁構
造部に軟弱弾性部を形成した弾性板の一部欠截平面図で
ある。
造部に軟弱弾性部を形成した弾性板の一部欠截平面図で
ある。
【図８】ノズル開口部を５列形成して共通インク室を背
中合わせに配置して、隣り合う共通インク室の間にスリ
ットを形成した弾性板の平面図である。
中合わせに配置して、隣り合う共通インク室の間にスリ
ットを形成した弾性板の平面図である。
１ 圧電素子
２ インクジェット式記録ヘッド
３ ケース
４ 収納室
５ 流路ユニット
６ フレキシブルケーブル
７ 固定基板
８ 流路形成板
９ ノズルプレート
１０ 弾性板
１１ ノズル開口部
１２ 圧力室隔壁
１３ 圧力室
１４ インク供給部
１５ 共通インク室
１６ インク供給管
２０ ステンレス板
２１ 弾性体膜（薄膜部）
２２ アイランド部
２３ 短辺部
２４ 中央帯部
２５ サイド帯部
２６ 梁構造部
２７ インク供給管接続部
３０ 位置決め孔
３１ 切欠部
３２ 撓み
３３ 軟弱弾性部
３４ スリット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−195689（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−99557（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−276627（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−150716（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−314837（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−26269（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−39229（ＪＰ，Ａ)
国際公開99／47357（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B41J 2/045
B41J 2/055
B41J 2/16
Claims (14)
- 【請求項１】 少なくとも複数のノズル開口部を有し、
前記ノズル開口部とそれぞれ連通して圧力室の隔壁を隔
てて列設された複数の圧力室と、各圧力室の少なくとも
一端に連通する複数のインク供給部が連通する共通イン
ク室を形成した流路形成板と、前記流路形成板に接合さ
れる弾性板と、 圧力室のそれぞれに対応して設けられて圧力室内の圧力
を変化させる圧力発生手段と、を備えたインクジェット
式記録ヘッドにおいて、 前記弾性板は、少なくとも前記共通インク室の領域に対
向して配置された薄膜部と、前記共通インク室の外縁部
分に対向して配置された厚肉部とを有し、 前記共通インク室に対向して配置された薄膜部に撓みを
持たせていることを特徴とするインクジェット式記録ヘ
ッド。 - 【請求項２】 前記厚肉部は、他の厚肉部に比べ、その
面方向に剛性の低い軟弱弾性部を有していることを特徴
とする請求項１記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項３】 前記厚肉部は前記共通インク室の領域を
囲う梁構造であり、前記梁構造部に前記軟弱弾性部が形
成されていることを特徴とする請求項２記載のインクジ
ェット式記録ヘッド。 - 【請求項４】 前記共通インク室の長辺に沿って圧力室
を列設し、共通インク室を挟んで圧力室とは反対側に位
置する厚肉部を軟弱弾性部としたことを特徴とする請求
項２または３記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項５】 前記薄膜部が高分子体フィルムで形成さ
れていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに
記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項６】 前記弾性板の厚肉部は金属材料で形成さ
れていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに
記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項７】 前記弾性板に切欠部を形成することによ
り、共通インク室の短辺側に梁構造部を延在させたこと
を特徴とする請求項３記載のインクジェット式記録ヘッ
ド。 - 【請求項８】 前記共通インク室の短辺側に延在する梁
構造部に、軟弱弾性部を形成したことを特徴とする請求
項７記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項９】 ノズル開口部を複数列形成するとともに
ノズル開口部に応じて圧力室を複数列形成し、これら列
設方向に沿って共通インク室を隣り合わせに並設し、両
共通インク室の間の弾性板に前記列設方向に沿ってスリ
ットを形成し、該スリットと共通インク室との間の厚肉
部を梁構造部としたことを特徴とする請求項３記載のイ
ンクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項１０】 前記圧力発生手段が圧電素子であるこ
とを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のイン
クジェット式記録ヘッド。 - 【請求項１１】 前記圧力発生手段が発熱素子であるこ
とを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のイン
クジェット式記録ヘッド。 - 【請求項１２】 少なくとも複数のノズル開口部を有
し、前記ノズル開口部とそれぞれ連通して圧力室の隔壁
を隔てて列設された複数の圧力室と、各圧力室の少なく
とも一端に連通する複数のインク供給部が連通する共通
インク室を形成した流路形成板と、 前記流路形成板に接合される弾性板と、 圧力室のそれぞれに対応して設けられて圧力室内の圧力
を変化させる圧力発生手段と、 を備えたインクジェット式記録ヘッドの製造方法におい
て、 金属板材に高分子体フィルムを積層するラミネート加工
工程と、 このラミネート加工工程後、少なくとも共通インク室に
対応する部位の金属板材を除去して高分子体フィルムか
らなる薄膜部を形成するとともに、除去しないで残った
金属板材と高分子体フィルムとが積層した厚肉部によ
り、前記共通インク室対応部位の外縁部分に共通インク
室側に変形可能な細長い梁構造部を形成するフォトエッ
チング加工工程と、 を経て前記弾性板を成形し、 フォトエッチング加工工程における温度変化により熱収
縮する高分子体フィルムの収縮力により梁構造部を変形
させて共通インク室部位の前記薄膜部に撓みを持たせ、 この状態で弾性板を流路形成板に接合することを特徴と
するインクジェット式記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項１３】 プレス打ち抜き加工により前記弾性板
に切欠部を形成して、細長い共通インク室の短辺側に梁
構造部を延在させる切欠部形成工程を含むことを特徴と
する請求項１２記載のインクジェット式記録ヘッドの製
造方法。 - 【請求項１４】 前記ノズル開口部が複数列形成され、
流路形成板は、ノズル開口部に応じて圧力室が複数列形
成され、これら列設方向に沿って細長い共通インク室が
隣り合わせに並設され、 前記弾性板の両共通インク室対応部位の間に、前記列設
方向に沿ってスリットをプレス打ち抜き加工を行い、該
スリットと共通インク室対応部位との間の厚肉部を梁構
造部とするスリット打ち抜き工程を含むことを特徴とす
る請求項１２または１３記載のインクジェット式記録ヘ
ッドの製造方法。
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