説明

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

【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。

【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

【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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−240396(P2012−240396A)
【公開日】平成24年12月10日(2012.12.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−115715(P2011−115715)
【出願日】平成23年5月24日(2011.5.24)
【出願人】(000006747)株式会社リコー (37,907)
【Fターム(参考)】