JP2001047632A - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マルチノズルインクジェットヘッドのインク
噴射特性にばらつきを改善することを課題とする。 【解決手段】 圧電素子棒を圧電素子固定板に接着した
後で、棒状圧電素子の振動板側の端面の２辺に切り込み
加工を行い、最後に棒状圧電素子をダイシング加工す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】オフィス用並びに産業用イン
クジェットプリンタに搭載されるオンデマンド型マルチ
ノズルインクジェットヘッドの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、圧電素子を用いたオンデマン
ド型インクジェットヘッドで、特に多数のノズルを高密
度に集積させたマルチノズルインクジェットヘッドの製
造方法に関するものである。

【０００３】圧電素子型のインクジェットヘッドにおい
ては、インクの噴射量を変えるために振動板の変位を制
御すること自体は容易であるが、圧電素子の単位電位あ
たりの変位量が小さいので、インク噴射のためには加圧
室の振動板の表面積を大きくする必要があり、そのた
め、ノズルピッチを１４０μm程度までしか小さくでき
ない。しかし、駆動周波数は圧電素子の形状に依存する
ので２０ｋＨｚ以上にすることが出来、印刷速度の高速
化に適した方式である。

【０００４】図５は圧電素子型のインクジェットヘッド
の一例となる断面図を示す。

【０００５】図において、１はオリフィス、２は加圧
室、３は振動板、４は圧電素子、５ａ、５ｂは信号入力
端子、６は圧電素子固定板、７は共通インク供給路８と
加圧室２とを連結し、加圧室２へのインク流入を制御す
るリストリクタ、８は共通インク供給路、９は振動板３
と圧電素子４とを連結する弾性材料（たとえばシリコン
接着剤など）、１０はリストリクタ７を形成するリスト
リクタプレート、１１は加圧室２を形成する加圧室プレ
ート、１２はオリフィス１を形成するオリフィスプレー
ト、１３は振動板３を補強する支持板である。

【０００６】振動板３、リストリクタプレート１０およ
び加圧室プレート１１は、例えばステンレス材から作ら
れ、オリフィスプレート１２はニッケル材から作られて
いる。また、圧電素子固定板６は、セラミックス、ポリ
イミドなどの絶縁物から作られている。

【０００７】インクは、上流から下流へ向かって、図示
しないインクタンクから共通インク供給路８、リストリ
クタ７、加圧室２、オリフィス１の順に流れる。

【０００８】圧電素子４は信号入力端子５ａと５ｂの間
に電位差が生じると伸長するように取り付けられてい
る。このため、圧電素子４の収縮時（電位差がゼロの場
合）においては、振動板３は図中右側へ撓み、これによ
って加圧室２内にインクが充填され、次いで再び電位差
が生じると圧電素子４は復元し、振動板３もこれに追従
して変形する。そのため、インク滴がオリフィス１から
噴射される。

【０００９】上述したインクジェットヘッドにおいて、
ヘッドに搭載されるノズル数を増やすために、ノズルを
複数配列したマトリクス状のノズル配置がとられてい
る。これに対応するため、本出願人はインクジェットヘ
ッドの圧電素子の製造を以下の方法にて行うことを検討
していた。

【００１０】すなわち、圧電素子４の外部電極１４ａ、
１４ｂと振動板３との接触による外部電極と振動板との
短絡を防ぎ、かつ圧電素子４と振動板３との接合の際の
接合位置のマージンを確保するため、複数の圧電素子４
が切断される前の棒状圧電素子の自由端になる面（振動
板３との接触面）と外部電極１４ａ、１４ｂが形成され
ている面とが接する対向２辺に予め面取り加工を施した
後、この棒状圧電素子を圧電素子固定板６に接着し、最
後に個々の圧電素子４に切り分けるようダイシング加工
を施していた。これによって、圧電素子４の一片がノズ
ルひとつに対応するように作製されることとなる。

【００１１】

【発明が解決しようする課題】しかしながら、上述した
棒状圧電素子を接着して個々の圧電素子に加工し、ヘッ
ドを製造するまでの各段階においては、その加工精度を
低下させる要因がいくつか存在している。

【００１２】まず、圧電素子はセラミックを材料とする
ため、棒状の圧電素子を製造する段階において、焼成時
に変形・熱膨張などが生じ、棒状圧電素子の幅を一定に
制御し難く、ばらつきが発生してしまう。

【００１３】また、棒状圧電素子を面取り加工する段階
において、面取りは棒状圧電素子をどこにも固定せずに
実施するので、自由端になる面（振動板３との接触面）
と外部電極１４ａ、１４ｂが形成されている面とが接す
る対向２辺の面取り量にばらつきが生じ、極めて加工精
度が悪い。そして、ばらつきを持った棒状圧電素子を圧
電素子固定板６に接着・固定すると、棒状圧電素子の接
着位置に大きな誤差が生じる。

【００１４】更に、位置誤差を有した棒状圧電素子を個
々の圧電素子に分割した後、インクジェットヘッドとし
て組み立てる段階において、場合によっては圧電素子４
の振動板３側の接着面の中心が、振動板の接着面の中心
とずれる可能性がある。その結果、圧電素子４の振動系
で振動板３のばね定数がノズル毎に変わり、ノズル毎に
インク噴射特性も変化し、ひいてはインク噴射量がノズ
ル毎に変わる恐れがある。

【００１５】以上の問題に鑑み、本発明では前記のイン
ク噴射量のばらつきを低減する製造方法を提供すること
を課題とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、第１の発明においては、インクを蓄える加圧室と、
電気信号の印加により前記加圧室内に圧力変動を発生さ
せる圧電素子と、前記加圧室の壁面の少なくとも一部を
形成し、前記圧電素子と弾性材料で連結されている振動
板と、前記加圧室にインクを供給する流路となるリスト
リクタと、該リストリクタにインクを供給する共通イン
ク供給路と、インク液滴を加圧室から噴射するオリフィ
スと、前記圧電素子を固定する圧電素子固定板等によっ
て構成された複数のノズルを有し、該ノズルが１列もし
くは複数列に配置されたインクジェットヘッドにおい
て、前記ノズルの列に対応した数の棒状圧電素子を前記
圧電素子固定板に接着し、前記圧電素子固定板上の任意
の位置を基準として棒状圧電素子の振動板側の端面と側
面とが接する辺にダイシングにより切り込み加工を行
い、前記圧電素子固定板上の任意の位置を基準に、前記
棒状圧電素子を個々の圧電素子に切り分けるべく棒状圧
電素子の幅方向にダイシング加工を施すようにした。

【００１７】また、第２の発明においては、インクを蓄
える加圧室と、電気信号の印加により前記加圧室内に圧
力変動を発生させる圧電素子と、前記加圧室の壁面の少
なくとも一部を形成し、前記圧電素子と弾性材料で連結
されている振動板と、前記加圧室にインクを供給する流
路となるリストリクタと、該リストリクタにインクを供
給する共通インク供給路と、インク液滴を加圧室から噴
射するオリフィスと、前記圧電素子を固定する圧電素子
固定板等によって構成された複数のノズルを有し、該ノ
ズルが１列もしくは複数列に配置されたインクジェット
ヘッドにおいて、中央領域と端部領域を有する棒状圧電
素子を前記ノズルの列に対応した本数だけ前記圧電素子
固定板に接着し、前記圧電素子固定板上の任意の位置を
基準として棒状圧電素子の振動板側の端面と側面とが接
する辺にダイシングにより切り込み加工を行って、個々
の棒状圧電素子の中央領域の切り込み幅が端部領域の切
り込み幅と異なるように加工した後、前記圧電素子固定
板上の任意の位置を基準に、前記棒状圧電素子を個々の
圧電素子に切り分けるべく棒状圧電素子の幅方向にダイ
シング加工を施すようにした。

【００１８】なお、第２の発明において、前記棒状圧電
素子の中央領域及び端部領域の切り込み加工は、前記任
意の位置を基準として棒状圧電素子の振動板側の端面と
側面とが接する辺に円弧状にダイシングするか、あるい
は端部領域から中央領域に向かって順次階段状にダイシ
ングするとよい。

【００１９】更に、第３の発明においては、インクを蓄
える加圧室と、電気信号の印加により前記加圧室内に圧
力変動を発生させる圧電素子と、前記加圧室の壁面の少
なくとも一部を形成し、前記圧電素子と弾性材料で連結
されている振動板と、前記加圧室にインクを供給する流
路となるリストリクタと、該リストリクタにインクを供
給する共通インク供給路と、インク液滴を加圧室から噴
射するオリフィスと、前記圧電素子を固定する圧電素子
固定板等によって構成された複数のノズルを有し、該ノ
ズルが列状に配置されたインクジェットヘッドにおい
て、前記ノズルの列に対して複数の棒状圧電素子を前記
圧電素子固定板に接着し、前記圧電素子固定板上の任意
の位置を基準として棒状圧電素子の振動板側の端面と側
面とが接する辺にダイシングにより切り込み加工を行
い、その後、前記圧電素子固定板上の任意の位置を基準
に、前記棒状圧電素子を個々の圧電素子に切り分けるべ
く棒状圧電素子の幅方向にダイシング加工を施すように
した。

【００２０】なお、前記ノズルの列は１列ないしは複数
列のいずれであってもよい。

【００２１】前記圧電素子に制限はないが、好ましくは
ｄ３３型積層圧電素子であるとよい。

【００２２】前記棒状圧電素子の切り込み加工幅は前記
棒状圧電素子の幅方向のダイシング加工の切断幅かある
いはそれ以下の幅であって、好ましくは、前記切り込み
加工による切り込み量が棒状圧電素子の幅方向の１／７
程度であるとよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明につ
いて説明する。

【００２４】図１は、第１の発明となるマルチノズルイ
ンクジェットヘッドのノズル部の構成を示す断面図であ
る。

【００２５】１はオリフィス、２は加圧室、３は振動
板、４は圧電素子、５ａと５ｂは信号入力端子、６は圧
電素子固定板、７は共通インク供給路８と加圧室２とを
連結し加圧室２へのインク流入を制御するリストリク
タ、８は共通インク供給路、９は振動板３と圧電素子４
とを連結する弾性を有する接着剤（たとえばシリコン接
着剤など）、１０はリストリクタ７を形成するリストリ
クタプレート、１１は加圧室２を形成する加圧室プレー
ト、１２はオリフィス１を形成するオリフィスプレー
ト、１３は振動板３を補強する支持板、２０は単層ある
いは複数の層のプレートよりなる共通インク供給路プレ
ートである。なお、共通インク供給路プレート２０と圧
電素子固定板６との間の距離を確保するため、別途、両
者の間にスペーサを介在させても良い。

【００２６】振動板３、リストリクタプレート１０、加
圧室プレート１１、支持板１３、共通インク供給路プレ
ート２０は、例えばステンレス材から作られ、オリフィ
スプレート１２は、例えばニッケル材から作られてい
る。また、圧電素子固定板６は、セラミックス、ポリイ
ミドなどの絶縁物から作られている。

【００２７】インクは、上流から下流へ向かって、共通
インク供給路８、リストリクタ７、加圧室２、オリフィ
ス１の順に流れる。圧電素子４は信号入力端子５ａと５
ｂの間に電位差が印加されたときに伸長し、信号入力端
子５ａと５ｂ間に電位差が無くなれば伸長前の形に戻
る。本発明の構成においては、印刷待機中の圧電素子に
は常に電位差が与えられており、常時変位された状態
（伸長した状態）となっている。そして、印刷信号の入
力に応じて圧電素子の信号入力端子５ａ、5ｂに電位差
がなくなったときに、圧電素子４は復元（見かけ上収
縮）する。このとき、加圧室２内にインクが充填され
る。更に、印刷信号がなくなると、圧電素子４の信号入
力端子５ａ、５ｂには電位差が生じて伸長し、このタイ
ミングでインクの吐出が行われる。

【００２８】圧電素子４の側面には外部電極１４ａ、１
４ｂが設けられている。この外部電極１４ａ、１４ｂと
振動板３とが接触して外部電極１４ａ、１４ｂと振動板
３とが短絡しないように、圧電素子４の振動板３側には
切り込み加工１５ａ、１５ｂが施されている。

【００２９】また、圧電素子固定板６には位置決めピン
穴１６ａが開けられている。そして、前記切り込み加工
はこのピン穴１６ａを基準にして施される。

【００３０】図２は支持板１３に設けられている個別の
長穴１７a、１７ｂと圧電素子４の振動板側の端面１８
の相対位置を示すものである。ここでは、１列当たり４
個のノズルが２列ある場合を示している。

【００３１】図において、１７aは圧電素子が入る長穴
で、１７ｂは共通インク流路とリストリクタ流路をつな
ぐ流路を形成するためのものである。後者の長穴は原理
的にはノズル毎に分ける必要はないが、支持板１３の剛
性を増強するために設けている。

【００３２】また、図において、点線は圧電素子４の振
動板３側の端面１８の位置を示すものである。この端面
１８が長穴１７aの中心に来るよう位置決めされた上
で、圧電素子４と振動板３とが組み立てられる。

【００３３】支持板１３には位置決めピン穴１６ｂがあ
り、組み立て時には圧電素子固定板６の位置決めピン穴
１６ａと位置を合わせて組み立てる。なお、図示はしな
いが、振動板、リストリクタプレート、加圧室プレート、
オリフィスプレート等にも同様に位置決めピン穴があ
り、これらを用いると、組み立て時に相互の位置関係を
所定値に保つことが出来る。

【００３４】図３は長穴１７ａを拡大して示したもので
ある。

【００３５】図において、一点鎖線が圧電素子４の振動
板３側の端面１８の当接する領域である。ここで、振動
板３のばね定数が図中ｂ１、ｂ２（後者が共通インク供
給路８側に対応）の寸法の３乗に比例することから、ｂ
１、ｂ２を所定値からずれないように作る必要がある。
従来は棒状圧電素子の製造時に面取りを行っていたの
で、ｂ１、ｂ２が所定値からずれる確率が高かった。こ
の問題を解決するために、本発明においては以下のよう
な製造方法を採用した。

【００３６】なお、ｂ３、ｂ４の寸法も重要であるが、
後述するように棒状圧電素子を圧電素子固定板６へ接着
後、ダイシング時に圧電素子固定板６の位置決めピン穴
１６ａを基準にダイシングすれば、ｂ３、ｂ４の寸法に
関しても設計値とのずれを低減できる。

【００３７】以下、本発明のインクジェットヘッドを製
作する順序について、図４を用いて説明する。なお、以
下に記載の寸法は一例であって、棒状圧電素子の幅、圧
電素子４の集積度により変わり得るものである。

【００３８】まず、圧電素子固定板６に幅１．４ｍｍの
棒状圧電素子１９をノズル列と同数となるよう複数本並
べ、接着・固定する（図４ａ）。この際、専用の位置決
め治具を用いて棒状圧電素子を接着し、ある程度の接着
位置精度を確保する。但し、前述したように棒状圧電素
子は燒結時に既に変形しており、正確な接着位置精度は
得られない。

【００３９】次に、圧電素子固定板６の位置決めピン穴
１６ａを基準として、圧電素子４の振動板３側の端面
と、外部電極が形成されている側面とにより構成されて
いる辺（２辺）をダイシングにより切り込み加工し、寸
法α、βが所定の値となるようにする（図４ｂ）。ここ
で、α１、α２・・αｎ（ｎはノズル列の数）は圧電素
子固定板６の位置決めピン穴の一つ１６aと個々の棒状
圧電素子１９の端部が振動板３に接する部分との距離で
ある。また、β１は圧電素子４の端部が振動板３に接す
る部分の幅であって、本例の場合には１．０ｍｍとなっ
ている。なお、辺に切り込みを入れる切込み加工幅γ１
は０．２ｍｍ（棒状圧電素子１９の幅の１／１０〜１／
７程度）としている。

【００４０】なお、切り込み加工の幅は任意の値である
が、後述するダイシングソー幅かそれ以下の幅とすれ
ば、ダイシングソーの１回の操作で切り込み加工が完了
すると共に、後述のダイシング加工の際に歯を付け替え
る必要がなく、作業工程を簡素化することができる。

【００４１】その後、棒状圧電素子１９は幅０．３ｍｍ
のダイシングソー、ワイヤソー等を利用した切断により
分割され（図４ｃ）、０．２ｍｍ幅の圧電素子４が形成
される。この時、分割された各々の圧電素子４はノズル
と１対１で対応するようになっている。

【００４２】上記のような製造方法とすることにより、
圧電素子４の振動板３側の端面と支持板１３の長穴１７
ａとの相対位置を正確に、所定寸法通りにすることが出
来、ノズルの噴射特性をノズル毎に一様にすることが出
来る。

【００４３】次に第２の発明について説明する。

【００４４】完全に一様に作製されたノズルであって
も、同じ列の中のノズル同士でインクの噴射量を比較す
ると、ノズルの中央領域と端部領域とではインクの噴射
量に差が生ずることが知られている。図７はこの様子を
示したものである。

【００４５】図において、横軸はノズルの番号を表し、
列内に１から４までの４個のノズルがあることを示して
いる。一方、縦軸は一定電圧で駆動したときの液滴速度
（座標の値は任意のスケールである）を示す。中央領域
の２番と３番のノズルは端部の１番と４番ノズルに比べ
て速度が小さくなっている。液滴速度とインク噴射量は
ほぼ比例関係にあり、この場合は中央部の２番、３番の
ノズルのインク噴射量が小さいことが予想される。

【００４６】上述した現象は端部現象というべきもの
で、着目したノズルを中心として周辺部の構造を考える
と、各ノズルの周囲の構造が端部と中央部のノズルとで
相違する（具体的には隣接するノズルの有無など）ため
に発生するものである。

【００４７】一方、図６は、図３に示す一点鎖線（圧電
素子４の振動板３側の端面１８の当接領域（位置））を
図中右側から左側へ徐々に移動させて、ｂ１とｂ２との
寸法割合を変えながら、電圧一定の条件で液滴速度を測
定した結果を示したものである。

【００４８】図６から明らかなように、同じ電圧を印加
していても、ｂ１／ｂ２の大きさの変化に応じて液滴速
度は変化する。この理由は、前述したように振動板３の
ばね定数がｂ１、ｂ２の寸法の３乗に比例することに起
因しており、ｂ１、ｂ２を所定値からずれないようにす
れば、ばらつきのない均一な噴射特性を有するインクジ
ェットヘッドが得られる。逆にいえば、故意にｂ１／ｂ
２の大きさをノズル毎に変えることで、図７に示す端部
効果を打ち消し得る可能性を秘めているといえる。

【００４９】そこで、端部効果を緩和させる方法とし
て、本発明においては以下に示す製造方法を採用するこ
ととした。

【００５０】まず、圧電素子固定板２６に所定幅の棒状
圧電素子２９をノズル列を複数本並べ、接着・固定する
（図８ａ）。

【００５１】次に、圧電素子固定板２６の位置決めピン
穴２６ａを基準として、圧電素子２９の振動板３側の端
面と、外部電極が形成されている側面とにより構成され
ている辺（２辺）をダイシングにより大きな円弧を描く
ように切り込み加工し、寸法αｃｎ、αｅｎ、βｃｎ、
βｅｎ（ｎはノズル列の本数）が所定の寸法となるよう
にする。すなわち、中央領域における圧電素子固定板６
の位置決めピン穴の一つ２６aと棒状圧電素子２９の端
部が振動板３に接する部分との距離αｃ１、αｃ２・・
αｃｎ、端部領域における圧電素子固定板６の位置決め
ピン穴の一つ２６aと棒状圧電素子２９の端部が振動板
３に接する部分との距離αｅ１、αｅ２・・αｅｎ、更
に中央領域において圧電素子２４が振動板３と接着され
る部分の幅βｃ1、βｃ２・・βｃｎ、端部領域におい
て圧電素子２４が振動板３と接着される部分の幅βｅ
1、βｅ２・・βｅｎが夫々所定の値となるようにする
（図８ｂ）。

【００５２】このようにダイシングによる切り込み加工
の際、αの値を、棒状圧電素子２９の中央領域（ｃ）と
端部領域（ｅ）とで故意に変える。すなわち、図６にて
示したように、ｂ１／ｂ２を棒状圧電素子２９の中央部
と端部とで一様にした場合には中央領域の速度が小さい
ため、中央領域のｂ１／ｂ２を端部領域のそれよりも大
きくする。これにより、同じ電圧での液滴速度が大きく
なり、端部効果があるにもかかわらず、液滴速度が列内
のノズル全てにおいて同じ値となる。

【００５３】従って、図８ｂより明らかなように、αの
値は、棒状圧電素子２９の中央領域において、第１列で
αｃ１、第２列でαｃ２であり、端部領域において、第
１列でαｅ１、第２列でαｅ２であり、αｃ１とαｅ１
及びαｃ２とαｅ２はお互いに少しずつその値が異なっ
ている。

【００５４】以上の通り、ｂ１／ｂ２の値が棒状圧電素
子２９の中央領域と端部領域で異なるように加工した
後、棒状圧電素子２９をダイシングソー、ワイヤソー等
を利用して任意の幅に切断し、個々の圧電素子２４に分
割する（図８ｃ）。この時、分割された各々の圧電素子
４はノズルと１対１で対応するようになっている。

【００５５】上述の製造方法によれば、圧電素子の自由
端面と支持板の長穴との相対位置を正確に所定寸法通り
に加工することができ、端面効果を有するヘッド構成に
おいてもノズルの噴射特性を均一にすることができる。

【００５６】なお、上述した第２の発明において、切り
込み加工は円弧状にダイシングすることとしているが、
本発明はこれに限定されず、例えば図１０に示すように
端部領域より中央領域に向かって階段状に切り込み加工
を施しても同様の効果を得ることができる。

【００５７】上述したいずれの発明においてもノズル列
は複数本存在したものについて説明しているが、本発明
はこれに限定されるものではなく、ノズル列が１列の場
合、すなわちラインヘッドにおいても適用可能である。

【００５８】続いて、第３の発明について図９を用いて
説明する。

【００５９】最近のインクジェットヘッドは、１列当た
りのノズル数を多くする傾向にある。このような場合
に、棒状圧電素子の製造上の歪みを小さく抑える点か
ら、棒状圧電素子の長さが制限を受ける可能性がある。
図９ａはこのような場合を想定したもので、一つのノズ
ル列に対して２本の棒状圧電素子を並べて配置してい
る。このような場合でも、前述した第一の発明や第二の
発明と同じ考え方で、棒状圧電素子の加工を行う。

【００６０】すなわち、まず、圧電素子固定板３６上の
位置決めピン穴３６ａの一つを基準として、棒状圧電素
子３９の振動板３側の端面と、外部電極が形成されてい
る側面とにより構成されている辺（２辺）をダイシング
により切り込み加工し、寸法α、β（図示せず）が所定
の値となるようにする。この場合は、第１の発明のよう
にαの値を棒状圧電素子３９の長さ方向に一定にしても
よく、また、第２の発明のようにαの値をノズル列の全
体の端部領域と中央領域とで異なるようにしてもよい。

【００６１】図９ｂは後者の例を示す。このように１列
のノズル列に対して複数の棒状圧電素子３９を配置する
ことにより、1列当たりのノズル数を増やすことが可能
となる。

【００６２】なお、本発明のノズル列は１列に限定され
ず、ノズル列が複数配列されたマトリックス型のインク
ジェットヘッドにおいても同様に適用可能である。その
場合は、複数のノズル列の各々に、２個以上の棒状圧電
素子が配置された形となる。

【００６３】上述した第１の発明ないし第３の発明に基
づく製造方法はいずれもどのような圧電素子に関しても
有効であるが、特にｄ３３型積層圧電素子はその高さが
小さくても共振周波数を大きくできるという特性を有し
ているので、小型かつ高周波駆動を可能にでき、ヘッド
の高集積化に非常に有効である。

【００６４】

【発明の効果】上述した第１の発明によれば、圧電素子
の振動板側の端面を支持板の個別の長穴内の所定位置に
位置決めして接着・固定出来るので、ノズル毎のインク
噴射特性を一様にすることが出来る。また、第２の発明
によれば、圧電素子の噴射特性に応じて、圧電素子の自
由端側の大きさを任意に変え得るので、ノズル毎のイン
ク噴射特性を一様にすることができる。

【００６５】そして、第３の発明によれば、特に１列当
りのノズル配列数が多い場合に有効で、製造上棒状圧電
素子の長さが制限を受ける場合であってもノズルを容易
に長列にすることができ、しかも全てのノズルのインク
噴射特性を均一にすること可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のプリントヘッドの構造を示す断面図

【図２】 支持板の長穴と圧電素子の振動板側の端面の
相対位置を示す図。

【図３】 図２の拡大図。

【図４】 本発明の第１の発明となる製造方法を示す概
略斜視図。

【図５】 従来のプリントヘッドの構造を示す断面図

【図６】 振動板の圧電素子自由端の当接面の位置と液
滴速度との関係を示すグラフ。

【図７】 ノズルの端部効果を示すグラフ。

【図８】 本発明の第２の発明となる製造方法を示す概
略斜視図。

【図９】 本発明の第３の発明となる製造方法を示す概
略斜視図。

【図１０】 本発明の第２の発明の変形例となる製造方
法を示す概略斜視図。

【符号の説明】

１はオリフィス、２は加圧室、３は振動板、４は圧電素
子、５ａと５ｂは信号入力端子、６は圧電素子固定板、
７はリストリクタ、８は共通インク供給路、９はシリコ
ンゴム、１０はリストリクタプレート、１１は加圧室プ
レート、１２はオリフィスプレート、１３は支持板、１
４ａ、１４ｂは圧電素子の外部電極，１５ａ、１５ｂは
圧電素子自由端端面の切り込み加工部，１６ａ、１６ｂ
は位置決めピン穴，１７ａ、１７ｂは長穴、２０は共通
インク供給路プレートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 佳孝 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 久貝 健一 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 黒沢 信広 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 末松 成規 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 高野 泰夫 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF93 AG12 AG44 AG47 AG57 AP02 AP22 AP25 AP77 BA04 BA14

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクを蓄える加圧室と、電気信号の印加
   により前記加圧室内に圧力変動を発生させる圧電素子
   と、前記加圧室の壁面の少なくとも一部を形成し、前記
   圧電素子と弾性材料で連結されている振動板と、前記加
   圧室にインクを供給する流路となるリストリクタと、該
   リストリクタにインクを供給する共通インク供給路と、
   インク液滴を加圧室から噴射するオリフィスと、前記圧
   電素子を固定する圧電素子固定板等によって構成された
   複数のノズルを有し、該ノズルが１列もしくは複数列に
   配置されたインクジェットヘッドにおいて、 前記ノズルの列に対応した数の棒状圧電素子を前記圧電
   素子固定板に接着し、 前記圧電素子固定板上の任意の位置を基準として棒状圧
   電素子の振動板側の端面と側面とが接する辺にダイシン
   グにより切り込み加工を行い、 その後、前記圧電素子固定板上の任意の位置を基準とし
   て、前記棒状圧電素子を個々の圧電素子に切り分けるべ
   く棒状圧電素子の幅方向にダイシング加工を施すことを
   特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】インクを蓄える加圧室と、電気信号の印加
   により前記加圧室内に圧力変動を発生させる圧電素子
   と、前記加圧室の壁面の少なくとも一部を形成し、前記
   圧電素子と弾性材料で連結されている振動板と、前記加
   圧室にインクを供給する流路となるリストリクタと、該
   リストリクタにインクを供給する共通インク供給路と、
   インク液滴を加圧室から噴射するオリフィスと、前記圧
   電素子を固定する圧電素子固定板等によって構成された
   複数のノズルを有し、該ノズルが１列もしくは複数列に
   配置されたインクジェットヘッドにおいて、 中央領域と端部領域を有する棒状圧電素子を前記ノズル
   の列に対応した本数だけ前記圧電素子固定板に接着し、 前記圧電素子固定板上の任意の位置を基準として棒状圧
   電素子の振動板側の端面と側面とが接する辺にダイシン
   グにより切り込み加工を行って、個々の棒状圧電素子の
   中央領域の切り込み幅が端部領域の切り込み幅と異なる
   ように加工した後、 前記圧電素子固定板上の任意の位置を基準として、前記
   棒状圧電素子を個々の圧電素子に切り分けるべく棒状圧
   電素子の幅方向にダイシング加工を施すことを特徴とす
   るインクジェットヘッドの製造方法。
3. 【請求項３】請求項２記載のインクジェットヘッドの製
   造方法において、 前記棒状圧電素子の中央領域及び端部領域の切り込み加
   工は、前記任意の位置を基準として棒状圧電素子の振動
   板側の端面と側面とが接する辺に円弧状のダイシングを
   行うことにより一括して加工されたものであることを特
   徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
4. 【請求項４】請求項２記載のインクジェットヘッドの製
   造方法において、 前記棒状圧電素子の中央領域及び端部領域の切り込み加
   工は、端部領域より中央領域に向かって順次ダイシング
   の幅を変えて、前記任意の位置を基準として棒状圧電素
   子の振動板側の端面と側面とが接する辺に階段状の切り
   込み加工されたものであることを特徴とするインクジェ
   ットヘッドの製造方法。
5. 【請求項５】インクを蓄える加圧室と、電気信号の印加
   により前記加圧室内に圧力変動を発生させる圧電素子
   と、前記加圧室の壁面の少なくとも一部を形成し、前記
   圧電素子と弾性材料で連結されている振動板と、前記加
   圧室にインクを供給する流路となるリストリクタと、該
   リストリクタにインクを供給する共通インク供給路と、
   インク液滴を加圧室から噴射するオリフィスと、前記圧
   電素子を固定する圧電素子固定板等によって構成された
   複数のノズルを有し、該ノズルが列状に配置されたイン
   クジェットヘッドにおいて、 前記ノズルの列に対して複数の棒状圧電素子を前記圧電
   素子固定板に接着し、 前記圧電素子固定板上の任意の位置を基準として棒状圧
   電素子の振動板側の端面と側面とが接する辺にダイシン
   グにより切り込み加工を行い、 その後、前記圧電素子固定板上の任意の位置を基準とし
   て、前記棒状圧電素子を個々の圧電素子に切り分けるべ
   く棒状圧電素子の幅方向にダイシング加工を施すことを
   特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
6. 【請求項６】請求項５記載のインクジェットヘッドの製
   造方法において、 前記ノズルの列が複数配列されたマトリックスタイプで
   あることをを特徴とするインクジェットヘッドの製造方
   法。
7. 【請求項７】前記圧電素子はｄ₃₃型積層圧電素子である
   ことを特徴とする請求項１ないし６記載のインクジェッ
   トヘッドの製造方法。
8. 【請求項８】前記棒状圧電素子の切り込み加工幅は前記
   棒状圧電素子の幅方向のダイシング加工の切断幅かある
   いはそれ以下の幅であることを特徴とする請求項１記載
   のインクジェットヘッドの製造方法。
9. 【請求項９】前記切り込み加工による切り込み量は棒状
   圧電素子の幅方向の１／７程度であることを特徴とする
   請求項８記載のインクジェットヘッドの製造方法。