JP3114766B2 - インクジェットヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッドおよびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インク滴の吐出によっ
て記録を行うインクジェット記録装置に適したインクジ
ェットヘッド、及びその製造方法に関する。
て記録を行うインクジェット記録装置に適したインクジ
ェットヘッド、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】振動子の一端部の変位により圧力室内の
インクを加圧し、圧力室に連通するノズルよりインク滴
を吐出するインクジェットヘッドは、特開平3ー264360公
報に見られるような構造である。この種のヘッドは低電
圧駆動、高密度化、振動子の高パワー化の可能性を有
し、優れた吐出特性をも備えるが、反面、細長い振動子
を倒れることなく、インク滴を吐出させる圧力室に高い
精度で配置するかという技術的課題を抱えている。すな
わち、例えばノズルピッチを１８０ＤＰＩ、すなわち１
４１μｍピッチのとき、圧力室幅は１００μｍ前後、振
動子幅は７０〜８０μｍと非常に微細なサイズとなり、
その上、振動子と各圧力室の位置ずれを１０〜１５μｍ
以下に抑えなければ振動子を圧力室に正対させることが
できない。
インクを加圧し、圧力室に連通するノズルよりインク滴
を吐出するインクジェットヘッドは、特開平3ー264360公
報に見られるような構造である。この種のヘッドは低電
圧駆動、高密度化、振動子の高パワー化の可能性を有
し、優れた吐出特性をも備えるが、反面、細長い振動子
を倒れることなく、インク滴を吐出させる圧力室に高い
精度で配置するかという技術的課題を抱えている。すな
わち、例えばノズルピッチを１８０ＤＰＩ、すなわち１
４１μｍピッチのとき、圧力室幅は１００μｍ前後、振
動子幅は７０〜８０μｍと非常に微細なサイズとなり、
その上、振動子と各圧力室の位置ずれを１０〜１５μｍ
以下に抑えなければ振動子を圧力室に正対させることが
できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなインクジェ
ットヘッドは、図１４に見られるように歯状の振動子２
３が支持部２２をガイドとしてインク室ブロック２４に
配置されている。したがって圧力室の位置及びピッチ精
度、圧力室と支持台２１および支持部２２の精度、振動
子２３と支持部２２のクリアランス、各振動子２３のピ
ッチ精度を勘案するとそれぞれに数μｍ以内の精度が求
められる。本発明は、このような事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは高密度配列され
た圧電振動子を圧力室に対して、高い精度で容易に位置
決めすることができるインクジェットヘッドを提供する
もである。また本発明の他の目的は、上記インクジェッ
トヘッドの製造方法を提案することにある。
ットヘッドは、図１４に見られるように歯状の振動子２
３が支持部２２をガイドとしてインク室ブロック２４に
配置されている。したがって圧力室の位置及びピッチ精
度、圧力室と支持台２１および支持部２２の精度、振動
子２３と支持部２２のクリアランス、各振動子２３のピ
ッチ精度を勘案するとそれぞれに数μｍ以内の精度が求
められる。本発明は、このような事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは高密度配列され
た圧電振動子を圧力室に対して、高い精度で容易に位置
決めすることができるインクジェットヘッドを提供する
もである。また本発明の他の目的は、上記インクジェッ
トヘッドの製造方法を提案することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために本発明は、列状に複数の圧力室と、前記圧力室
に連通するノズルとが形成され、前記圧力室の容積変化
によりインク滴を吐出するチャンバプレートと、前記圧
力室を選択的に加圧し、他端側で互いに連結され、かつ
長手方向に変位する複数の振動子からなる振動子群と、
前記チャンバプレートと前記振動子群を位置決め固定す
る固定プレートとからなるインクジェットヘッドにおい
て、前記チャンバプレートがその非流路形成領域に位置
決め用の基準穴を備え、また前記振動子群が、前記圧力
室に位置決めするための位置決め部を先端側に有する支
持基板に前記振動子を一端側が自由端となるように他端
側を固定して構成されており、前記チャンバプレートが
前記基準穴、及び前記振動子群が前記支持基板の位置決
め部により位置決めされて前記固定プレートに一体に固
定されている。
るために本発明は、列状に複数の圧力室と、前記圧力室
に連通するノズルとが形成され、前記圧力室の容積変化
によりインク滴を吐出するチャンバプレートと、前記圧
力室を選択的に加圧し、他端側で互いに連結され、かつ
長手方向に変位する複数の振動子からなる振動子群と、
前記チャンバプレートと前記振動子群を位置決め固定す
る固定プレートとからなるインクジェットヘッドにおい
て、前記チャンバプレートがその非流路形成領域に位置
決め用の基準穴を備え、また前記振動子群が、前記圧力
室に位置決めするための位置決め部を先端側に有する支
持基板に前記振動子を一端側が自由端となるように他端
側を固定して構成されており、前記チャンバプレートが
前記基準穴、及び前記振動子群が前記支持基板の位置決
め部により位置決めされて前記固定プレートに一体に固
定されている。
【０００５】
【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。図１（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発
明によるインクジェットヘッドのチャンバプレート３０
の製造方法の一実施例を示したものである。図１（ａ）
において、ノズル６が穿設されたノズルプレート４に
は、厚さ５０μｍのドライフィルムレジスト４１を２層
ラミネートし、所要のパターンをもつマスク４３ａを介
して紫外線を露光し（I）、その上にさらに同様のフィ
ルムを１層ラミネートして別のマスク４３ｂを介して露
光する（II）。そしてこれらのドライフィルムを現像処
理すれば圧力室、圧力室からノズル６に到る流路、各圧
力室から共通のインク室に至る流路を形成することがで
きる（III）。なお、マスク４３ａ、４３ｂは、ノズル
プレート４に形成されている基準穴４０、４１により位
置決めされて露光が行われる。これにより各流路はその
基準穴４０、４１を基準して形成されるので、相対位置
精度が向上する。
に基づいて説明する。図１（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発
明によるインクジェットヘッドのチャンバプレート３０
の製造方法の一実施例を示したものである。図１（ａ）
において、ノズル６が穿設されたノズルプレート４に
は、厚さ５０μｍのドライフィルムレジスト４１を２層
ラミネートし、所要のパターンをもつマスク４３ａを介
して紫外線を露光し（I）、その上にさらに同様のフィ
ルムを１層ラミネートして別のマスク４３ｂを介して露
光する（II）。そしてこれらのドライフィルムを現像処
理すれば圧力室、圧力室からノズル６に到る流路、各圧
力室から共通のインク室に至る流路を形成することがで
きる（III）。なお、マスク４３ａ、４３ｂは、ノズル
プレート４に形成されている基準穴４０、４１により位
置決めされて露光が行われる。これにより各流路はその
基準穴４０、４１を基準して形成されるので、相対位置
精度が向上する。
【０００６】一方、図１（ｂ）に示すように、圧力プレ
ート５側にも同様にして、つまり厚さ５０μｍのドライ
フィルムレジスト４１’をラミネートし、所要のパター
ンをもつマスクを基準穴４４、４５により位置決めして
紫外線を露光する。そしてドライフィルムを現像してノ
ズルプレート４側と相符合する流路を作る。そして図１
（ｃ）に示すように、以上の２体を両基準穴を合わせて
加熱、加圧下で融着すると、圧力室７ａ、圧力室７ａか
らノズル６に連通する流路７ｃ、各圧力室共通のインク
室７ｂを備え、また位置決め用の基準穴１４、１４を備
えたチャンバプレート３０が完成する。
ート５側にも同様にして、つまり厚さ５０μｍのドライ
フィルムレジスト４１’をラミネートし、所要のパター
ンをもつマスクを基準穴４４、４５により位置決めして
紫外線を露光する。そしてドライフィルムを現像してノ
ズルプレート４側と相符合する流路を作る。そして図１
（ｃ）に示すように、以上の２体を両基準穴を合わせて
加熱、加圧下で融着すると、圧力室７ａ、圧力室７ａか
らノズル６に連通する流路７ｃ、各圧力室共通のインク
室７ｂを備え、また位置決め用の基準穴１４、１４を備
えたチャンバプレート３０が完成する。
【０００７】ノズルプレート４の板厚は、３０〜１２０
μｍ程であり、ノズル６はニッケル電鋳、ステンレスプ
レートへのプレス加工、プラスチックフィルムに対する
レーザー加工のいずれかで製造できる。
μｍ程であり、ノズル６はニッケル電鋳、ステンレスプ
レートへのプレス加工、プラスチックフィルムに対する
レーザー加工のいずれかで製造できる。
【０００８】図２において、ノズルプレート４は、等ピ
ッチで並んだインク滴吐出用のノズル６を２列備えてお
り、また流路は、ノズル６と同ピッチで並んだ長方形状
の圧力室７ａを２列と、各圧力室７ａにインクを供給す
る共通のインク室７ｂとを構成している。ノズル６のピ
ッチと圧力室７ａのピッチは共に後述の振動子１のピッ
チと同一である。これら、ノズルプレート４、流路部
７、及び圧力プレート５は、それぞれ流路が形成されて
いない領域の両端側に後述するピン３３、３３の挿通を
受けて位置決めされる位置決め用の穴４０、４１、４
２、４３、４４、４５が穿設されている。なお、ノズル
プレート４のノズル列から離れて位置するノズル６ａ
は、流路７ｄを通じて共通インク室７ｂ内の気泡を排出
するためのものである。
ッチで並んだインク滴吐出用のノズル６を２列備えてお
り、また流路は、ノズル６と同ピッチで並んだ長方形状
の圧力室７ａを２列と、各圧力室７ａにインクを供給す
る共通のインク室７ｂとを構成している。ノズル６のピ
ッチと圧力室７ａのピッチは共に後述の振動子１のピッ
チと同一である。これら、ノズルプレート４、流路部
７、及び圧力プレート５は、それぞれ流路が形成されて
いない領域の両端側に後述するピン３３、３３の挿通を
受けて位置決めされる位置決め用の穴４０、４１、４
２、４３、４４、４５が穿設されている。なお、ノズル
プレート４のノズル列から離れて位置するノズル６ａ
は、流路７ｄを通じて共通インク室７ｂ内の気泡を排出
するためのものである。
【０００９】図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は、振動子１と支
持基板２からなる振動子群３１の製造方法の一実施例
を、簡略化のため振動子１を４本として示すものであっ
て、支持基板２は、Ｕ字形の切りかき２ｂを有し、その
片面に薄膜電極２ｖが付けられている。支持基板２の薄
膜電極面に板状の振動子プレート１ｂを接着剤または半
田等ろう付けにより接合する。このとき治具を用いて切
り欠き２ｂと振動子プレート１ｂの一端１ｃの距離、す
なわち振動子１の自由端長さＬを基準値に正確に合わせ
ることが、規定の変位量を得る上で肝要である。また、
振動子先端１ａをチャンバプレート３０に接合するため
に、振動子プレート１ｂの前記一端１ｃは、数μｍの真
直度となるように成形されている。さらに、後の図６で
説明する組立方法の場合、支持基板２の側面２ｄと振動
子プレート１ｂの側面１ｄ間の距離をも正確に合わせ
る。
持基板２からなる振動子群３１の製造方法の一実施例
を、簡略化のため振動子１を４本として示すものであっ
て、支持基板２は、Ｕ字形の切りかき２ｂを有し、その
片面に薄膜電極２ｖが付けられている。支持基板２の薄
膜電極面に板状の振動子プレート１ｂを接着剤または半
田等ろう付けにより接合する。このとき治具を用いて切
り欠き２ｂと振動子プレート１ｂの一端１ｃの距離、す
なわち振動子１の自由端長さＬを基準値に正確に合わせ
ることが、規定の変位量を得る上で肝要である。また、
振動子先端１ａをチャンバプレート３０に接合するため
に、振動子プレート１ｂの前記一端１ｃは、数μｍの真
直度となるように成形されている。さらに、後の図６で
説明する組立方法の場合、支持基板２の側面２ｄと振動
子プレート１ｂの側面１ｄ間の距離をも正確に合わせ
る。
【００１０】次に回転ブレードやワイヤソー等の切断機
により、側面１ｄを基準として振動子プレート１ｂと支
持基板２上の薄膜電極２ｖを同時に切断し、振動子１お
よび振動子両サイドの度決め部１ｆを短冊状に作ると共
に薄膜電極２ｖを分割して各振動子毎の引出し電極２ｖ
を作る。このとき支持基板２は、電極２ｖを切断できる
程度に切り込まれる。各振動子１のピッチの精度は、回
転ブレードやワイヤソー等の送り精度で決まり、５μｍ
前後かそれ以下を維持することができる。
により、側面１ｄを基準として振動子プレート１ｂと支
持基板２上の薄膜電極２ｖを同時に切断し、振動子１お
よび振動子両サイドの度決め部１ｆを短冊状に作ると共
に薄膜電極２ｖを分割して各振動子毎の引出し電極２ｖ
を作る。このとき支持基板２は、電極２ｖを切断できる
程度に切り込まれる。各振動子１のピッチの精度は、回
転ブレードやワイヤソー等の送り精度で決まり、５μｍ
前後かそれ以下を維持することができる。
【００１１】具体例を挙げると、振動子１は、１／１８
０インチ（１４１μｍ）のピッチで２４本並び、その振
動子１の寸法は幅７０μｍ、厚さ５００μｍ、自由端長
さＬは５ｍｍである。また、度決め部１ｆは幅５００μ
ｍとして組み込みに耐える強度が確保されている。振動
子は、低電圧で大きな変位量と変位速度を得るととも
に、その剛性を高めるため２５μｍ厚の圧電材を電極を
介してそれぞれ多層に積層した積層型圧電振動子として
構成されている。
０インチ（１４１μｍ）のピッチで２４本並び、その振
動子１の寸法は幅７０μｍ、厚さ５００μｍ、自由端長
さＬは５ｍｍである。また、度決め部１ｆは幅５００μ
ｍとして組み込みに耐える強度が確保されている。振動
子は、低電圧で大きな変位量と変位速度を得るととも
に、その剛性を高めるため２５μｍ厚の圧電材を電極を
介してそれぞれ多層に積層した積層型圧電振動子として
構成されている。
【００１２】支持基板２には後述する振動子群の組立に
備えて、両サイドに位置決め部２ａとなる領域が設けら
れ、この領域では板厚、及び平坦度が規定の精度が確保
されており、必要に応じては支持基板２の側面２ｄの真
直度にも規定の精度が確保されている。
備えて、両サイドに位置決め部２ａとなる領域が設けら
れ、この領域では板厚、及び平坦度が規定の精度が確保
されており、必要に応じては支持基板２の側面２ｄの真
直度にも規定の精度が確保されている。
【００１３】支持基板２は、これらの機能の他に、振動
子１を強固に固定し、かつ振動子１にソリや曲げを生じ
させないこと、また各振動子１の相互間でクロストーク
を生じさせないこと、接合部では電気的接続が可能なこ
と、等の諸機能が必要となる。このため、支持基板２
は、高い平坦性と高ヤング率を備え、さらに可能な限り
振動子に近い熱膨張率を備えた材料、例えばプラスチッ
ク、金属、より望ましくはセラミック材が用いられる。
子１を強固に固定し、かつ振動子１にソリや曲げを生じ
させないこと、また各振動子１の相互間でクロストーク
を生じさせないこと、接合部では電気的接続が可能なこ
と、等の諸機能が必要となる。このため、支持基板２
は、高い平坦性と高ヤング率を備え、さらに可能な限り
振動子に近い熱膨張率を備えた材料、例えばプラスチッ
ク、金属、より望ましくはセラミック材が用いられる。
【００１４】図４は、上述のチャンバプレート３０、振
動子群３１を用いたヘッドの分解斜視図であり、また図
５は、１つの流路における断面構造を示す図である。こ
の実施例では、２個の振動子群３１が１つのチャンバプ
レート３０に配置されている。支持基板２の薄膜電極２
ｖにリード３が接続されていて、リード３により駆動信
号が振動子１に印加されると、振動子１は長手方向に、
すなわち図の矢印ｚ方向に縮み、放電すると伸びてチャ
ンバプレートの圧力室７ａのインクを加圧する。固定プ
レート１０は、振動子１を固定している支持基板２を強
固に固定してインク滴吐出時の反力により振動子１がチ
ャンバプレート３０から後退するのを防ぐ機能を備えて
いる。なお、図中符号１３は、回路基板であって、リー
ド３に接続した駆動用集積回路が実装されており、また
符号８は、図示しないインクカートリッジから共通のイ
ンク室７ｂにインクを供給するパイプを示す。
動子群３１を用いたヘッドの分解斜視図であり、また図
５は、１つの流路における断面構造を示す図である。こ
の実施例では、２個の振動子群３１が１つのチャンバプ
レート３０に配置されている。支持基板２の薄膜電極２
ｖにリード３が接続されていて、リード３により駆動信
号が振動子１に印加されると、振動子１は長手方向に、
すなわち図の矢印ｚ方向に縮み、放電すると伸びてチャ
ンバプレートの圧力室７ａのインクを加圧する。固定プ
レート１０は、振動子１を固定している支持基板２を強
固に固定してインク滴吐出時の反力により振動子１がチ
ャンバプレート３０から後退するのを防ぐ機能を備えて
いる。なお、図中符号１３は、回路基板であって、リー
ド３に接続した駆動用集積回路が実装されており、また
符号８は、図示しないインクカートリッジから共通のイ
ンク室７ｂにインクを供給するパイプを示す。
【００１５】圧力プレート５は、圧力室７ａをカバーし
てインク漏れを防止すると共に、振動子の先端１ａに結
合している。圧力プレート５は、剛性を高めた長方形で
島状の厚肉部５ａと振動子１の変位を受けてたわみを起
こす薄肉部５ｂ、及び圧力室周辺の厚肉部５ｃとから構
成されている。圧力プレート５は、例えばニッケル電鋳
で作られ、薄肉部５ｂの厚さは０．５μｍ〜３μｍ、厚
肉部５ａ、５ｂの厚さは１０〜１００μｍの範囲から選
ばれる。なお、圧力プレート５は薄肉部と厚肉部に分け
て作ることも可能で、例えば薄い金属フィルムにメッキ
や樹脂層で厚肉部を形成することもできる。なお、図５
においては、図１における圧力室７ａとノズル６とを接
続する流路７ｃが省略して示されている。
てインク漏れを防止すると共に、振動子の先端１ａに結
合している。圧力プレート５は、剛性を高めた長方形で
島状の厚肉部５ａと振動子１の変位を受けてたわみを起
こす薄肉部５ｂ、及び圧力室周辺の厚肉部５ｃとから構
成されている。圧力プレート５は、例えばニッケル電鋳
で作られ、薄肉部５ｂの厚さは０．５μｍ〜３μｍ、厚
肉部５ａ、５ｂの厚さは１０〜１００μｍの範囲から選
ばれる。なお、圧力プレート５は薄肉部と厚肉部に分け
て作ることも可能で、例えば薄い金属フィルムにメッキ
や樹脂層で厚肉部を形成することもできる。なお、図５
においては、図１における圧力室７ａとノズル６とを接
続する流路７ｃが省略して示されている。
【００１６】図６は、圧力プレート５を振動子結合面か
らみた斜視図であり、また図７は、振動子１の先端１ａ
及び度決め部１ｆと圧力プレート５との当接領域を拡大
して示すものである。
らみた斜視図であり、また図７は、振動子１の先端１ａ
及び度決め部１ｆと圧力プレート５との当接領域を拡大
して示すものである。
【００１７】具体例を挙げると、圧力室７ａは、１ｍ
ｍ、長さ２ｍｍ、深さ０．１ｍｍであり、また島状厚肉
部５ａは圧力室中央に位置してその幅０．０３ｍｍ、長
さ１．７ｍｍである。振動子１の幅７０μｍがあるのに
対して、厚肉部５ａの幅が３０μｍであるから、振動子
１の先端１ａが厚肉部５ａから外れないためには相対位
置精度を２０μｍ以下に維持する必要がある。
ｍ、長さ２ｍｍ、深さ０．１ｍｍであり、また島状厚肉
部５ａは圧力室中央に位置してその幅０．０３ｍｍ、長
さ１．７ｍｍである。振動子１の幅７０μｍがあるのに
対して、厚肉部５ａの幅が３０μｍであるから、振動子
１の先端１ａが厚肉部５ａから外れないためには相対位
置精度を２０μｍ以下に維持する必要がある。
【００１８】図８（ａ）（ｂ）は、それぞれ振動子群３
１とチャンバプレート３０とを結合する組立方法の一実
施例を示すものであって、図８（ａ）は、図４における
Ｘ方向に沿って切断した断面図、図８（ｂ）はＹ方向に
沿って切断した断面図である。
１とチャンバプレート３０とを結合する組立方法の一実
施例を示すものであって、図８（ａ）は、図４における
Ｘ方向に沿って切断した断面図、図８（ｂ）はＹ方向に
沿って切断した断面図である。
【００１９】図８（ａ）に示すように、チャンバプレー
ト３０の２個の位置決め穴１４に、ピン３３を合わせて
チャンバプレート３０を治具３２にセットする。固定プ
レート１０またはチャンバプレート３０の接合面に接着
剤を薄く塗布した後、固定プレート１０の位置決め穴１
６をピン３３に合わせ挿入し、固定プレート１０とチャ
ンバプレート３０とを接合する。なお、固定プレート１
０には位置決め穴１６の周囲に浅い穴１０ｅを設けて、
接着剤がピン３３に流れ込むのを防止するのが望まし
い。
ト３０の２個の位置決め穴１４に、ピン３３を合わせて
チャンバプレート３０を治具３２にセットする。固定プ
レート１０またはチャンバプレート３０の接合面に接着
剤を薄く塗布した後、固定プレート１０の位置決め穴１
６をピン３３に合わせ挿入し、固定プレート１０とチャ
ンバプレート３０とを接合する。なお、固定プレート１
０には位置決め穴１６の周囲に浅い穴１０ｅを設けて、
接着剤がピン３３に流れ込むのを防止するのが望まし
い。
【００２０】次に振動子群３１の振動子１の先端１ａ、
及びこれの両側に設けられている度決め部１ｆの先端に
接着剤を転写法により塗布する。図８（ｂ）に示すよう
に、振動子群３１の位置決め部２ａを治具３２の案内３
２ａに合せて装填すると、ピン３６とばね３５により支
持基板２の側端が治具３２の案内壁３２ｃに押し付けら
れ、図４に示すＸ、Ｙ方向位置を図９に示したように案
内３２ａ、３２ｃと位置決め部２ａで位置決めされる。
また、振動子群３１の度決め部１ｃの先端がチャンバプ
レート３０に突き当たることにより、位置決め穴１４に
合せて既にセットされている固定プレート１０とチャン
バプレート３０に対して振動子群３１が規定の位置に位
置合せされる。なお、度決め部１ｆの先端が当接する領
域のチャンバプレート３０には流路が形成されていない
ので、剛性が高く、振動子群３１は、そのＺ方向の位置
を正確に位置決めされる。
及びこれの両側に設けられている度決め部１ｆの先端に
接着剤を転写法により塗布する。図８（ｂ）に示すよう
に、振動子群３１の位置決め部２ａを治具３２の案内３
２ａに合せて装填すると、ピン３６とばね３５により支
持基板２の側端が治具３２の案内壁３２ｃに押し付けら
れ、図４に示すＸ、Ｙ方向位置を図９に示したように案
内３２ａ、３２ｃと位置決め部２ａで位置決めされる。
また、振動子群３１の度決め部１ｃの先端がチャンバプ
レート３０に突き当たることにより、位置決め穴１４に
合せて既にセットされている固定プレート１０とチャン
バプレート３０に対して振動子群３１が規定の位置に位
置合せされる。なお、度決め部１ｆの先端が当接する領
域のチャンバプレート３０には流路が形成されていない
ので、剛性が高く、振動子群３１は、そのＺ方向の位置
を正確に位置決めされる。
【００２１】度決め部１ｃの先端がチャンバプレート３
０に当接した段階で、板ばね３４により弾圧して振動子
群の浮き上がりを防止し、その状態で仮止め接着剤、例
えば紫外線硬化型接着剤により振動子群３１を固定プレ
ート１０に仮止めする。なお、仮止めは固定プレート１
０との任意の間隙で可能である。仮止めの後、仮止めさ
れた固定プレート１０とチャンバプレート３０を治具３
２から取り出し、熱硬化型接着剤１１（図９）を振動子
１の動きを阻害しない箇所、例えば図９の隙間１５に注
入して本固定する。このように、治具３２に装填されて
いる状態で仮止めを行うことにより、固定プレート１
０、チャンバプレート３０、及び振動子群３１を治具３
２により正確に位置決めした状態で、治具から取り出す
ことができ、治具に作業空間を制限されることなく本接
着作業を容易に実行することができ、また短時間での治
具の開放により製造工程で必要となる治具の個数を可及
的に少なくして設備コストを下げることができる。
０に当接した段階で、板ばね３４により弾圧して振動子
群の浮き上がりを防止し、その状態で仮止め接着剤、例
えば紫外線硬化型接着剤により振動子群３１を固定プレ
ート１０に仮止めする。なお、仮止めは固定プレート１
０との任意の間隙で可能である。仮止めの後、仮止めさ
れた固定プレート１０とチャンバプレート３０を治具３
２から取り出し、熱硬化型接着剤１１（図９）を振動子
１の動きを阻害しない箇所、例えば図９の隙間１５に注
入して本固定する。このように、治具３２に装填されて
いる状態で仮止めを行うことにより、固定プレート１
０、チャンバプレート３０、及び振動子群３１を治具３
２により正確に位置決めした状態で、治具から取り出す
ことができ、治具に作業空間を制限されることなく本接
着作業を容易に実行することができ、また短時間での治
具の開放により製造工程で必要となる治具の個数を可及
的に少なくして設備コストを下げることができる。
【００２２】図１０は、振動子群３１とチャンバプレー
ト３０との接合方法の他の実施例を示すものである。こ
の実施例においては、振動子群３１は、度決め部１ｆの
外側両端面、特にその先端位置を正確に加工し、振動子
がその位置基準で短冊状に加工されている。この振動子
群３１を治具３２の案内３２ａを使って組み込むと、度
決め部１ｆの先端が固定プレート１０の２カ所の斜面１
０ｂに接触して導かれ、短い直線部１０ｃに入り、度決
め部１ｆ先端がチャンバプレート３０に当接する。これ
により、振動子の先端１ａは、図における左右方向（Ｙ
方向）が２箇所の短い直線部１０ｃにより、また奥行き
方向（Ｘ方向９が案内３２ａと位置決め部２ａにより、
さらに上下方向（Ｚ方向）が度決め部１ｆの先端で位置
決めされる。この状態で振動子群３１を固定プレート１
０に接着剤で固定する。この実施例によればＹ方向位置
を振動子１の先端近傍で位置決めすることができる。
ト３０との接合方法の他の実施例を示すものである。こ
の実施例においては、振動子群３１は、度決め部１ｆの
外側両端面、特にその先端位置を正確に加工し、振動子
がその位置基準で短冊状に加工されている。この振動子
群３１を治具３２の案内３２ａを使って組み込むと、度
決め部１ｆの先端が固定プレート１０の２カ所の斜面１
０ｂに接触して導かれ、短い直線部１０ｃに入り、度決
め部１ｆ先端がチャンバプレート３０に当接する。これ
により、振動子の先端１ａは、図における左右方向（Ｙ
方向）が２箇所の短い直線部１０ｃにより、また奥行き
方向（Ｘ方向９が案内３２ａと位置決め部２ａにより、
さらに上下方向（Ｚ方向）が度決め部１ｆの先端で位置
決めされる。この状態で振動子群３１を固定プレート１
０に接着剤で固定する。この実施例によればＹ方向位置
を振動子１の先端近傍で位置決めすることができる。
【００２３】他の実施例を図１１に基づいて説明する。
この実施例においては、図１２に示したように支持基板
２の薄膜電極面に振動子プレート１ｂを、振動子の自由
端長さＬを正確に合わせて接合し、切断機により先ず位
置決め用のスリットを振動子プレート１ｂに形成し、こ
のスリット１ｈを基準として度決め部１ｆ、振動子１、
他の位置決めスリット１ｈ’を形成する。これにより、
各振動子１０は、スリット１ｈに対して切断機の加工精
度、例えば数μｍの精度で位置決めされている。
この実施例においては、図１２に示したように支持基板
２の薄膜電極面に振動子プレート１ｂを、振動子の自由
端長さＬを正確に合わせて接合し、切断機により先ず位
置決め用のスリットを振動子プレート１ｂに形成し、こ
のスリット１ｈを基準として度決め部１ｆ、振動子１、
他の位置決めスリット１ｈ’を形成する。これにより、
各振動子１０は、スリット１ｈに対して切断機の加工精
度、例えば数μｍの精度で位置決めされている。
【００２４】一方、チャンバプレート３０には、このス
リットに対応させて基準穴１１が設けらていて、圧力
室、圧力プレートは基準穴１１を基準として位置決めさ
れている。この基準穴１１は、圧力室列の両サイドに計
４個設けられている。
リットに対応させて基準穴１１が設けらていて、圧力
室、圧力プレートは基準穴１１を基準として位置決めさ
れている。この基準穴１１は、圧力室列の両サイドに計
４個設けられている。
【００２５】このような部材は、前述の図８（ａ）によ
り説明した実施例と同様に、チャンバプレート３０を治
具３２にセットし、次に固定プレート１０を結合する。
チャンバプレート３０の基準穴１１を治具３２のピン３
８に挿通してセットし、次に予め接着剤を先端に塗布し
た振動子群３１を治具３２または固定プレート１０を案
内としてＸ方向位置を決めつつ組み込むと、ピン３８と
振動子群３１のスリット１ｈがピン３８に係合する。こ
れにより振動子１の先端１ａとチャンバプレート３０と
のＹ方向の相対位置が位置決めされる。そして度決め部
１ｆの先端がチャンバプレート３０に当接してＺ方向の
位置が決まる。
り説明した実施例と同様に、チャンバプレート３０を治
具３２にセットし、次に固定プレート１０を結合する。
チャンバプレート３０の基準穴１１を治具３２のピン３
８に挿通してセットし、次に予め接着剤を先端に塗布し
た振動子群３１を治具３２または固定プレート１０を案
内としてＸ方向位置を決めつつ組み込むと、ピン３８と
振動子群３１のスリット１ｈがピン３８に係合する。こ
れにより振動子１の先端１ａとチャンバプレート３０と
のＹ方向の相対位置が位置決めされる。そして度決め部
１ｆの先端がチャンバプレート３０に当接してＺ方向の
位置が決まる。
【００２６】なお、上述の実施例では、位置決め用のス
リット１５を圧電振動板に形成しているが、振動子を固
定する支持基板２に形成しても同様の作用を奏する。こ
の実施例によれば、振動子に比べ支持基板２は、その材
質、形状、加工方法の自由度が高く、また強度的に優
れ、押し付けても破損や曲がりが出ないので組立精度が
上がり、さらには振動子プレートのサイズを小さくでき
るため、コストを引き下げることができる。また、図１
３に示したように、振動子プレートを櫛歯状に加工して
振動子群３１を形成するとともに、これら振動子群３１
の両側に位置決め部１ｅを形成してもよい。
リット１５を圧電振動板に形成しているが、振動子を固
定する支持基板２に形成しても同様の作用を奏する。こ
の実施例によれば、振動子に比べ支持基板２は、その材
質、形状、加工方法の自由度が高く、また強度的に優
れ、押し付けても破損や曲がりが出ないので組立精度が
上がり、さらには振動子プレートのサイズを小さくでき
るため、コストを引き下げることができる。また、図１
３に示したように、振動子プレートを櫛歯状に加工して
振動子群３１を形成するとともに、これら振動子群３１
の両側に位置決め部１ｅを形成してもよい。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
チャンバプレートの非流路形成領域に複数の位置決め用
の基準穴が、また振動子群には各振動子を圧力室に位置
決めするために、支持基板の、振動子の先端側に位置決
め部が形成されていて、チャンバプレートが基準穴、及
び振動子群が位置決め部により固定プレートに位置決め
されたため、軸方向に変位する振動子の先端を圧力室に
対して３次元方向に高い精度で容易に位置決めすること
ができる。
チャンバプレートの非流路形成領域に複数の位置決め用
の基準穴が、また振動子群には各振動子を圧力室に位置
決めするために、支持基板の、振動子の先端側に位置決
め部が形成されていて、チャンバプレートが基準穴、及
び振動子群が位置決め部により固定プレートに位置決め
されたため、軸方向に変位する振動子の先端を圧力室に
対して３次元方向に高い精度で容易に位置決めすること
ができる。
【図１】図（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ本発明のイン
クジェットヘッドのチャンバプレートの製造方法の一実
施例を示す図である。
クジェットヘッドのチャンバプレートの製造方法の一実
施例を示す図である。
【図２】同上インクジェットヘッドのチャンバプレート
一実施例を示す分解斜視図である。
一実施例を示す分解斜視図である。
【図３】図（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ同上インクジ
ェットヘッドに使用する振動子群の製造工程を示す図で
ある。
ェットヘッドに使用する振動子群の製造工程を示す図で
ある。
【図４】同上インクジェットヘッドの全体構造を示す分
解斜視図である。
解斜視図である。
【図５】同上インクジェットヘッドの圧力室での断面構
造を示す図である。
造を示す図である。
【図６】同上チャンバプレートの圧力プレート側の構造
し示す図である。
し示す図である。
【図７】振動子と圧力プレートの接合状態を拡大して示
す図である。
す図である。
【図８】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ同上インクジェ
ットヘッドの組立工程を示す図である。
ットヘッドの組立工程を示す図である。
【図９】インクジェットヘッドの振動子群とチャンバプ
レート、固定プレートが治具にセットされた状態をIめ
す上面図である。
レート、固定プレートが治具にセットされた状態をIめ
す上面図である。
【図１０】本発明のインクジェットヘッドの製造方法の
他の実施例を示す図である。
他の実施例を示す図である。
【図１１】本発明のインクジェットヘッドの製造方法の
他の実施例を示す図である。
他の実施例を示す図である。
【図１２】同上製造方法に適した振動子群の一実施例を
示す図である。
示す図である。
【図１３】本発明のインクジェットヘッドに適した振動
子群の他の実施例を示す図である。
子群の他の実施例を示す図である。
【図１４】従来のインクジェットヘッドの一例を示す図
である。
である。
１ 振動子 １ｆ 度決め部 ２ 支持基板 ２ａ 振動子群の位置決め部 ４ ノズルプレート ５ 圧力プレート ６ ノズル ７ 流路プレート ７ａ 圧力室 ７ｂ 共通のインク室 １０ 固定プレート １１ 固定部材 １４ チャンバプレートの位置決め穴 １６ 固定プレートの位置決め穴 ３０ チャンバプレート ３１ 振動子群 ３２ 治具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16
Claims (5)
- 【請求項１】 列状に複数の圧力室と、前記圧力室に連
通するノズルとが形成され、前記圧力室の容積変化によ
りインク滴を吐出するチャンバプレートと、前記圧力室
を選択的に加圧し、他端側で互いに連結され、かつ長手
方向に変位する複数の振動子からなる振動子群と、前記
チャンバプレートと前記振動子群を位置決め固定する固
定プレートとからなるインクジェットヘッドにおいて、 前記チャンバプレートがその非流路形成領域に位置決め
用の基準穴を備え、また前記振動子群が、前記圧力室に
位置決めするための位置決め部を先端側に有する支持基
板に前記振動子を一端側が自由端となるように他端側を
固定して構成されており、 前記チャンバプレートが前記基準穴、及び前記振動子群
が前記支持基板の位置決め部により位置決めされて前記
固定プレートに一体に固定されているインクジェットヘ
ッド。 - 【請求項２】 列状に複数の圧力室と、前記圧力室に連
通するノズルとが形成され、前記圧力室の容積変化によ
りインク滴を吐出するチャンバプレートと、前記圧力室
を選択的に加圧し、他端側で互いに連結され、かつ長手
方向に変位する複数の振動子からなる振動子群と、前記
チャンバプレートと前記振動子群を位置決め固定する固
定プレートとからなるインクジェットヘッドにおいて、 前記チャンバプレートの非流路形成領域に複数の位置決
め用の基準穴が、また前記振動子の列設方向の両側から
突出して前記振動子の先端側に延び、かつ前記振動子の
一端を固定する形状を有し、前記両側から突出した領域
の先端側に前記振動子を前記圧力室に位置決めするため
の位置決め部を有する支持基板に固定されて構成されて
おり、前記チャンバプレートが前記基準穴、及び前記振
動子群が前記位置決め部により前記固定プレートに一体
に位置決めして固定されているインクジェットヘッド。 - 【請求項３】 前記チャンバプレートが、前記振動子群
の平面方向の位置をピンにより、また前記圧電振動子群
の変位方向の位置を前記振動子群に形成された位置決め
部により規定されている請求項１、または請求項２に記
載のインクジェットヘッド。 - 【請求項４】 列状に複数の圧力室と、圧力室に連通す
るノズルとが形成され、前記圧力室の容積変化によりイ
ンク滴を吐出するチャンバプレートと、振動子の列設方
向の両側から突出して前記振動子の先端側に延び、かつ
前記振動子の一端を固定する形状を有し、前記両側から
突出した領域の先端側に前記振動子を前記圧力室に位置
決めするための位置決め部を有する支持基板に前記振動
子を複数固定した振動子ユニットとを、固定プレートに
治具により位置決めする工程と、 前記チャンバプレートと振動子群とを前記固定プレート
に接着剤により仮止めする工程と、 前記治具を外して前記チャンバプレートと振動子群とを
前記固定プレートに固定する工程と、 からなるインクジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項５】 列状に複数の圧力室と、圧力室に連通す
るノズルとが形成され、前記圧力室の容積変化によりイ
ンク滴を吐出するチャンバプレートと、振動子の列設方
向の両側から突出して前記振動子の先端側に延び、かつ
前記振動子の一端を固定する形状を有し、前記両側から
突出した領域の先端側に前記振動子を前記圧力室に位置
決めするための位置決め部を有する支持基板に前記振動
子を複数固定した振動子ユニットとを前記チャンバプレ
ートの位置決め用の基準穴と前記振動子ユニットの位置
決め部とにより固定プレートに治具を介して位置決めす
る工程と、 前記チャンバプレートと振動子群とを前記固定プレート
に接着剤により仮止めする工程と、 前記治具を外して前記チャンバプレートと振動子群とを
前記固定プレートに固定する工程と、 からなるインクジェットヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16603692A JP3114766B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | インクジェットヘッドおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16603692A JP3114766B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | インクジェットヘッドおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH068429A JPH068429A (ja) | 1994-01-18 |
| JP3114766B2 true JP3114766B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=15823764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16603692A Expired - Fee Related JP3114766B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | インクジェットヘッドおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3114766B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60232955D1 (de) * | 2001-03-01 | 2009-08-27 | Ngk Insulators Ltd | Kammförmiges, piezoelektrisches stellglied und herstellungsverfahren dafür |
| JP3794401B2 (ja) | 2002-08-23 | 2006-07-05 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッドの製造方法 |
-
1992
- 1992-06-24 JP JP16603692A patent/JP3114766B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH068429A (ja) | 1994-01-18 |
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