JP3502743B2 - インクジェットプリンタヘッド及びその製造方法 - Google Patents
インクジェットプリンタヘッド及びその製造方法Info
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- JP3502743B2 JP3502743B2 JP13323997A JP13323997A JP3502743B2 JP 3502743 B2 JP3502743 B2 JP 3502743B2 JP 13323997 A JP13323997 A JP 13323997A JP 13323997 A JP13323997 A JP 13323997A JP 3502743 B2 JP3502743 B2 JP 3502743B2
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- Japan
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- piezoelectric
- substrate
- groove
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電部材を用いた
オンデマンド方式のインクジェットプリンタヘッド及び
その製造方法に関する。
オンデマンド方式のインクジェットプリンタヘッド及び
その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のインクジェットプリンタ等に利用
されているオンデマンド方式の印字ヘッドとして、電気
−熱変換素子である発熱素子を利用したバブルジェット
方式の印字ヘッドが普及している。この方式の印字ヘッ
ドを用いたインクジェットプリンタにおける印字方式
は、シリアル方式であり、これはパーソナル向けに低価
格で提供できることからパーソナル市場に受け入れられ
てそのプリンタ市場が拡大している。しかしながら、こ
の形式の印字ヘッドは、印字速度がシリアル方式のため
に遅く、所定の時間内に所定の印刷を行なう必要がある
OA機器としては難点がある。さらに、インク吐出が膜
沸騰現象を利用しているために、1素子当りの印加電力
を極めて多く必要とするため、多数の印字素子を備える
必要があるラインヘッド方式には不向きである。
されているオンデマンド方式の印字ヘッドとして、電気
−熱変換素子である発熱素子を利用したバブルジェット
方式の印字ヘッドが普及している。この方式の印字ヘッ
ドを用いたインクジェットプリンタにおける印字方式
は、シリアル方式であり、これはパーソナル向けに低価
格で提供できることからパーソナル市場に受け入れられ
てそのプリンタ市場が拡大している。しかしながら、こ
の形式の印字ヘッドは、印字速度がシリアル方式のため
に遅く、所定の時間内に所定の印刷を行なう必要がある
OA機器としては難点がある。さらに、インク吐出が膜
沸騰現象を利用しているために、1素子当りの印加電力
を極めて多く必要とするため、多数の印字素子を備える
必要があるラインヘッド方式には不向きである。
【0003】また、他の形式のインクジェットプリンタ
の印字ヘッドとしてピエゾ素子を用いたものも実用化さ
れ、前述のバブルジェット方式の印字ヘッドと同様に広
く普及している。この方式の印字ヘッドもシリアル方式
が主流であり、前述の場合と同様にパーソナル用に利用
されているものである。
の印字ヘッドとしてピエゾ素子を用いたものも実用化さ
れ、前述のバブルジェット方式の印字ヘッドと同様に広
く普及している。この方式の印字ヘッドもシリアル方式
が主流であり、前述の場合と同様にパーソナル用に利用
されているものである。
【0004】さらに、ピエゾ素子を利用した他の方式と
してインク供給部に接続されて並設された多数のインク
室の先端に、インク吐出口を有するノズル板を固定し、
インク室の圧力を高めてインク吐出口からインク滴を飛
翔させるようにしたインクジェットプリンタヘッドがあ
る。このようなインクジェットプリンタヘッドにおい
て、インク室のインク圧を高める方法としては、特開昭
63−247051号公報に開示された技術がある。す
なわち、インク室の両側に配列された側壁の少なくとも
一部を圧電部材により形成し、その側壁の側面に電極を
形成し、この電極に電圧を印加することにより側壁を変
形させ、この時の印加電圧の極性により側壁の変形方向
を変えることにより、インク室の容積を拡張してインク
供給部からインクを吸引したり、インク室の容積を縮小
させて内部のインクをインク吐出口から吐出させるもの
である。このような形状のインクジェットプリンタヘッ
ドを製造する方法は、本出願人により特開平5−269
994号公報に開示されている。この製造方法により製
造されたインクジェットプリンタヘッドの構造を図23
乃至図26に基づいてその製造工程順に従って説明す
る。
してインク供給部に接続されて並設された多数のインク
室の先端に、インク吐出口を有するノズル板を固定し、
インク室の圧力を高めてインク吐出口からインク滴を飛
翔させるようにしたインクジェットプリンタヘッドがあ
る。このようなインクジェットプリンタヘッドにおい
て、インク室のインク圧を高める方法としては、特開昭
63−247051号公報に開示された技術がある。す
なわち、インク室の両側に配列された側壁の少なくとも
一部を圧電部材により形成し、その側壁の側面に電極を
形成し、この電極に電圧を印加することにより側壁を変
形させ、この時の印加電圧の極性により側壁の変形方向
を変えることにより、インク室の容積を拡張してインク
供給部からインクを吸引したり、インク室の容積を縮小
させて内部のインクをインク吐出口から吐出させるもの
である。このような形状のインクジェットプリンタヘッ
ドを製造する方法は、本出願人により特開平5−269
994号公報に開示されている。この製造方法により製
造されたインクジェットプリンタヘッドの構造を図23
乃至図26に基づいてその製造工程順に従って説明す
る。
【0005】まず、図24(a)に示すように、底板1と
下部基板2と圧電部材よりなる上部基板3とからなる三
層構造の基板4を形成する。前記底板1は、合成が高く
熱変形の少ないセラミックスやガラスを材料としてお
り、前記下部基板2は、エポキシ樹脂を主成分とする接
着剤を前記底板1の上に所定の厚さに塗布した後に硬化
させて形成する。そして、前記下部基板2の形成に際し
ては、接着剤を硬化させた後に研削加工を施すことによ
りその厚さの調整を行う。
下部基板2と圧電部材よりなる上部基板3とからなる三
層構造の基板4を形成する。前記底板1は、合成が高く
熱変形の少ないセラミックスやガラスを材料としてお
り、前記下部基板2は、エポキシ樹脂を主成分とする接
着剤を前記底板1の上に所定の厚さに塗布した後に硬化
させて形成する。そして、前記下部基板2の形成に際し
ては、接着剤を硬化させた後に研削加工を施すことによ
りその厚さの調整を行う。
【0006】次に、前記基板4に対し、前記上部基板3
の表面から前記下部基板2の内部に達する複数の溝5を
所定の間隔をもって平行に切削加工する。この溝5の切
削加工により前記溝5の両側には側壁6が形成され、こ
れらの側壁6は、上部基板3の部分に形成された上部側
壁6aと下部基板2の部分に形成された下部側壁6bと
よりなる。
の表面から前記下部基板2の内部に達する複数の溝5を
所定の間隔をもって平行に切削加工する。この溝5の切
削加工により前記溝5の両側には側壁6が形成され、こ
れらの側壁6は、上部基板3の部分に形成された上部側
壁6aと下部基板2の部分に形成された下部側壁6bと
よりなる。
【0007】次に、前記基板4に対し、無電解メッキに
より電極7と配線パターン8とを形成する。この無電解
メッキの前処理として、キャタライジング・アクセラレ
ーティング処理を行う。キャタライジング処理は、塩化
パラジウム(PdCl2 )、塩化第一錫(SnCl
2 )、濃塩酸(HCl)等からなるキャタリスト液に基
板4を浸漬させ、溝5の内面や上部基板3の表面にP
d、Snの錯化物を吸着させる目的で行う。アクセレー
ティング処理は、キャタライズ処理で吸着された錯化物
を触媒化させる目的で行うもので、錯化物は触媒核とし
て金属化されたPdとなる。
より電極7と配線パターン8とを形成する。この無電解
メッキの前処理として、キャタライジング・アクセラレ
ーティング処理を行う。キャタライジング処理は、塩化
パラジウム(PdCl2 )、塩化第一錫(SnCl
2 )、濃塩酸(HCl)等からなるキャタリスト液に基
板4を浸漬させ、溝5の内面や上部基板3の表面にP
d、Snの錯化物を吸着させる目的で行う。アクセレー
ティング処理は、キャタライズ処理で吸着された錯化物
を触媒化させる目的で行うもので、錯化物は触媒核とし
て金属化されたPdとなる。
【0008】次いで、図24(b)に示すように、上部基
板3の表面にドライフィルム9を貼り付ける。その後
に、図25(a)に示すレジスト用マスク10をドライフ
ィルム9の上に載せて露光し、次いで、現像を行う。こ
れにより、図25(b)に示すように、圧電部材の表面に
おける電極7を形成する溝内面と、配線パターン8を形
成する配線パターン8部分以外の部分を覆ったパターン
レジスト膜11を形成する。このパターンレジスト膜1
1の形成により、金属化されたPdが溝5の内面と配線
パターン8の部分とに露出する。
板3の表面にドライフィルム9を貼り付ける。その後
に、図25(a)に示すレジスト用マスク10をドライフ
ィルム9の上に載せて露光し、次いで、現像を行う。こ
れにより、図25(b)に示すように、圧電部材の表面に
おける電極7を形成する溝内面と、配線パターン8を形
成する配線パターン8部分以外の部分を覆ったパターン
レジスト膜11を形成する。このパターンレジスト膜1
1の形成により、金属化されたPdが溝5の内面と配線
パターン8の部分とに露出する。
【0009】次に、パターンレジスト膜11を形成した
基板4をメッキ液に浸漬させて無電解メッキを行い、所
定の膜厚をもってメッキを析出させる。メッキ液は、ニ
ッケルを主成分とする。図26(a)に示すように、溝内
面に電極7が形成され、配線パターン形成部には配線パ
ターン8が形成される。そして、図26(b)に示すよう
に、パターンレジスト膜11を剥離することにより無電
解メッキが終了する。
基板4をメッキ液に浸漬させて無電解メッキを行い、所
定の膜厚をもってメッキを析出させる。メッキ液は、ニ
ッケルを主成分とする。図26(a)に示すように、溝内
面に電極7が形成され、配線パターン形成部には配線パ
ターン8が形成される。そして、図26(b)に示すよう
に、パターンレジスト膜11を剥離することにより無電
解メッキが終了する。
【0010】このようにして電極7が形成された基板4
に対し、図23に示すように、溝5の上部を覆う状態で
天板12を接着する。ついで、ノズル板13を接着する
が、基板4と天板12との先端の端面を平坦にするため
に、切断加工等の機械加工を行う。前記ノズル板13
は、天板12で溝5を覆うことにより形成されたインク
室14に連通する複数のインク吐出口15を備えたもの
であり、また、前記天板12には、全ての前記インク室
14に連通するインク供給管16が設けられ、これによ
り、インクジェットプリンタヘッドが完成する。
に対し、図23に示すように、溝5の上部を覆う状態で
天板12を接着する。ついで、ノズル板13を接着する
が、基板4と天板12との先端の端面を平坦にするため
に、切断加工等の機械加工を行う。前記ノズル板13
は、天板12で溝5を覆うことにより形成されたインク
室14に連通する複数のインク吐出口15を備えたもの
であり、また、前記天板12には、全ての前記インク室
14に連通するインク供給管16が設けられ、これによ
り、インクジェットプリンタヘッドが完成する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】前述のような従来例に
おいては、圧電部材により形成された上部基板3に共通
液室部位やリード端子配線部位を形成するスペースが必
要であり、その幅方向の寸法が大きなものである。しか
しながら、圧電部材は、その材料費がきわめて高いもの
であり、必要とする容積が大きいことはコストアップの
原因になる。特に、インクジェットプリンタヘッドをラ
インヘッド型に形成する場合には、印字素子の数が多
く、全体形状が長尺になるため、高価になってしまう。
しかも、圧電部材の比誘電率は2000程度と非常に大
きく、従来の構造ではリード端子配線部位までが圧電部
材により形成されているため、駆動の際の消費電力が大
きくなってしまうと云う問題がある。
おいては、圧電部材により形成された上部基板3に共通
液室部位やリード端子配線部位を形成するスペースが必
要であり、その幅方向の寸法が大きなものである。しか
しながら、圧電部材は、その材料費がきわめて高いもの
であり、必要とする容積が大きいことはコストアップの
原因になる。特に、インクジェットプリンタヘッドをラ
インヘッド型に形成する場合には、印字素子の数が多
く、全体形状が長尺になるため、高価になってしまう。
しかも、圧電部材の比誘電率は2000程度と非常に大
きく、従来の構造ではリード端子配線部位までが圧電部
材により形成されているため、駆動の際の消費電力が大
きくなってしまうと云う問題がある。
【0012】また、A4サイズの印字が可能なラインヘ
ッドを製作するには、約8インチ以上の長さの圧電部材
を必要とする。通常、用いられる圧電部材は、PbTi
O3−PbZrO3 系の組成を有する焼結体からなるセ
ラミックス材であり、この材料で前述の大きさにするた
めには、大型の焼結炉が必要であり、しかも、均一な性
能を得ることは困難である。特に、焼成時の反りや変形
が生じ易く、必要とする平面度を備えた圧電体基板を得
ることは困難である。
ッドを製作するには、約8インチ以上の長さの圧電部材
を必要とする。通常、用いられる圧電部材は、PbTi
O3−PbZrO3 系の組成を有する焼結体からなるセ
ラミックス材であり、この材料で前述の大きさにするた
めには、大型の焼結炉が必要であり、しかも、均一な性
能を得ることは困難である。特に、焼成時の反りや変形
が生じ易く、必要とする平面度を備えた圧電体基板を得
ることは困難である。
【0013】本発明の目的は、高価な圧電部材の使用量
が少なくてよく、また、製造し易い適切なサイズの圧電
材料の使用で長尺のラインヘッドを形成することを可能
とすることである。
が少なくてよく、また、製造し易い適切なサイズの圧電
材料の使用で長尺のラインヘッドを形成することを可能
とすることである。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
絶縁基板の一面に高さ方向に分極された直方体形状の多
数の圧電体アクチュエータを所定間隔をおいて互いの間
に溝状の空間を形成して配設し、これらの溝状の空間の
内面から前記絶縁基板の一面にかけて連通する各空間毎
に独立した電極パターンを形成し、前記溝状の空間の一
面に天板を固定するとともに前面にインク吐出口を備え
たノズル板を固定して前記溝状の空間を共通液室に連通
したインク室としたものである。従って、高価な圧電材
料は、インク室を形成する圧電体アクチュエータの部分
だけであり、その必要とする容積は小さくて安価であ
り、駆動時の消費電力も少なくてよく、また、製造し易
い適切なサイズの圧電材料を複数個組み合わせて使用す
ることにより、反りや変形のない状態で長尺のラインヘ
ッドを形成することも容易なものである。
絶縁基板の一面に高さ方向に分極された直方体形状の多
数の圧電体アクチュエータを所定間隔をおいて互いの間
に溝状の空間を形成して配設し、これらの溝状の空間の
内面から前記絶縁基板の一面にかけて連通する各空間毎
に独立した電極パターンを形成し、前記溝状の空間の一
面に天板を固定するとともに前面にインク吐出口を備え
たノズル板を固定して前記溝状の空間を共通液室に連通
したインク室としたものである。従って、高価な圧電材
料は、インク室を形成する圧電体アクチュエータの部分
だけであり、その必要とする容積は小さくて安価であ
り、駆動時の消費電力も少なくてよく、また、製造し易
い適切なサイズの圧電材料を複数個組み合わせて使用す
ることにより、反りや変形のない状態で長尺のラインヘ
ッドを形成することも容易なものである。
【0015】請求項2記載の発明は、絶縁基板の一面に
圧電体アクチュエータの端面と所定間隔をおいて固定さ
れた支柱部材とこの支柱部材及び前記圧電体アクチュエ
ータに固定された天板とにより共通液室を形成したもの
である。従って、インク室へのインクの供給を容易に行
なうことができる。請求項3記載の発明は、請求項1又
は2記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前
記圧電体アクチュエータは、前記絶縁基板上に接着され
た圧電体基板が溝形成加工されて形成されている 。 請求
項4記載の発明は、請求項3記載のインクジェットプリ
ンタヘッドにおいて、前記圧電体基板の溝加工深さは、
前記圧電体基板の厚さ寸法より微少量だけ深い。 請求項
5記載の発明は、請求項3記載のインクジェットプリン
タヘッドにおいて、複数個の前記圧電体基板を1枚の前
記絶縁基板に連続させて接着固定し、前記圧電体基板の
接合部の位置がその圧電体基板を切断した時の溝状の空
間部分に位置するように設定した。
圧電体アクチュエータの端面と所定間隔をおいて固定さ
れた支柱部材とこの支柱部材及び前記圧電体アクチュエ
ータに固定された天板とにより共通液室を形成したもの
である。従って、インク室へのインクの供給を容易に行
なうことができる。請求項3記載の発明は、請求項1又
は2記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前
記圧電体アクチュエータは、前記絶縁基板上に接着され
た圧電体基板が溝形成加工されて形成されている 。 請求
項4記載の発明は、請求項3記載のインクジェットプリ
ンタヘッドにおいて、前記圧電体基板の溝加工深さは、
前記圧電体基板の厚さ寸法より微少量だけ深い。 請求項
5記載の発明は、請求項3記載のインクジェットプリン
タヘッドにおいて、複数個の前記圧電体基板を1枚の前
記絶縁基板に連続させて接着固定し、前記圧電体基板の
接合部の位置がその圧電体基板を切断した時の溝状の空
間部分に位置するように設定した。
【0016】請求項6記載の発明は、絶縁基板の一面に
高さ方向に分極された板状の圧電体基板を固定し、前記
絶縁基板の一部を浅く切断しながら前記圧電体基板を所
定間隔をおいて切断することにより互いの間に溝状の空
間を形成する直方体形状の多数の圧電体アクチュエータ
を形成し、これらの溝状の空間の内面から前記絶縁基板
の一面にかけて連通する各空間毎に独立した電極パター
ンを形成し、前記溝状の空間の一面に天板を固定すると
ともに前面にインク吐出口を備えたノズル板を固定して
前記溝状の空間を共通液室に連通したインク室とした。
従って、互いに所定の間隔をおいて配設される直方体形
状の多数の圧電体アクチュエータを板状の圧電体基板か
ら簡単に形成することができ、必要最小限の圧電部材の
使用量で任意長さのラインヘッド型のインクジェットプ
リンタヘッドを形成することができる。
高さ方向に分極された板状の圧電体基板を固定し、前記
絶縁基板の一部を浅く切断しながら前記圧電体基板を所
定間隔をおいて切断することにより互いの間に溝状の空
間を形成する直方体形状の多数の圧電体アクチュエータ
を形成し、これらの溝状の空間の内面から前記絶縁基板
の一面にかけて連通する各空間毎に独立した電極パター
ンを形成し、前記溝状の空間の一面に天板を固定すると
ともに前面にインク吐出口を備えたノズル板を固定して
前記溝状の空間を共通液室に連通したインク室とした。
従って、互いに所定の間隔をおいて配設される直方体形
状の多数の圧電体アクチュエータを板状の圧電体基板か
ら簡単に形成することができ、必要最小限の圧電部材の
使用量で任意長さのラインヘッド型のインクジェットプ
リンタヘッドを形成することができる。
【0017】請求項7記載の発明は、圧電体アクチュエ
ータを備えた絶縁基板の一面の全面にメッキ法あるいは
スパッタリングにより電極層を形成し、この電極層の上
にディップ引き上げ法によりフォトレジスト層を形成
し、フォトエッチング工程により所定形状の電極パター
ンを形成し、前記圧電体アクチュエータの共通液室側の
電極層を機械加工により除去するようにした。従って、
電極パターンの形成をフォトエッチング工程を利用する
ことにより簡単に行なうことができ、この時に除去する
ことができない圧電体アクチュエータの共通液室側の電
極層を簡単な機械加工で除去することができて生産性を
高めることができる。請求項8記載の発明は、請求項6
記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法におい
て、複数個の前記圧電体基板を1枚の前記絶縁基板に連
続させて接着固定し、前記圧電体基板の接合部の位置が
その圧電体基板を切断した時の溝状の空間部分に位置す
るように設定した。
ータを備えた絶縁基板の一面の全面にメッキ法あるいは
スパッタリングにより電極層を形成し、この電極層の上
にディップ引き上げ法によりフォトレジスト層を形成
し、フォトエッチング工程により所定形状の電極パター
ンを形成し、前記圧電体アクチュエータの共通液室側の
電極層を機械加工により除去するようにした。従って、
電極パターンの形成をフォトエッチング工程を利用する
ことにより簡単に行なうことができ、この時に除去する
ことができない圧電体アクチュエータの共通液室側の電
極層を簡単な機械加工で除去することができて生産性を
高めることができる。請求項8記載の発明は、請求項6
記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法におい
て、複数個の前記圧電体基板を1枚の前記絶縁基板に連
続させて接着固定し、前記圧電体基板の接合部の位置が
その圧電体基板を切断した時の溝状の空間部分に位置す
るように設定した。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図1
乃至図17に基づいて説明する。図1はヘッド組立17
の全体を示すものである。まず、ヘッド固定台18の上
面には、インクジェットプリンタヘッド19と回路基板
20とが接着固定されている。前記インクジェットプリ
ンタヘッド19は、図2及び図3に示すように、例え
ば、ガラス等よりなる絶縁基板21の上面に圧電部材に
より形成された直方体形状の多数の圧電体アクチュエー
タ22と支柱部材23とが両者間に共通液室24が形成
されるように所定距離離間させて固定され、これらの圧
電体アクチュエータ22と支柱部材23との上面に天板
25が接着固定されると共に前面には多数のインク吐出
口26を備えたノズル板27が接着固定されて形成され
ている。そして、前記圧電体アクチュエータ22は、図
4に示すように、分極方向を逆向きにして積層された上
部基板28と下部基板29とよりなるものであり、これ
らの圧電体アクチュエータ22の所定間隔をおいて互い
の間に形成された溝状の空間30には電極31が形成さ
れて前記共通液室24に連通するインク室32とされて
いる。前記電極31は、図5に示すように、前記絶縁基
板21上にパターン化されて引き出され、前記支柱部材
23の外側部分において、前記インク室32のそれぞれ
に接続された接続部33に連通して電極パターン34と
して形成されている。また、前記インクジェットプリン
タヘッド19の両側には、図2に示すように、前記共通
液室24の両側端を閉塞する側板35が固定され、さら
に、前記天板25には、前記共通液室24に連通するイ
ンク供給管36とインク排出管37とが取り付けられて
いる。
乃至図17に基づいて説明する。図1はヘッド組立17
の全体を示すものである。まず、ヘッド固定台18の上
面には、インクジェットプリンタヘッド19と回路基板
20とが接着固定されている。前記インクジェットプリ
ンタヘッド19は、図2及び図3に示すように、例え
ば、ガラス等よりなる絶縁基板21の上面に圧電部材に
より形成された直方体形状の多数の圧電体アクチュエー
タ22と支柱部材23とが両者間に共通液室24が形成
されるように所定距離離間させて固定され、これらの圧
電体アクチュエータ22と支柱部材23との上面に天板
25が接着固定されると共に前面には多数のインク吐出
口26を備えたノズル板27が接着固定されて形成され
ている。そして、前記圧電体アクチュエータ22は、図
4に示すように、分極方向を逆向きにして積層された上
部基板28と下部基板29とよりなるものであり、これ
らの圧電体アクチュエータ22の所定間隔をおいて互い
の間に形成された溝状の空間30には電極31が形成さ
れて前記共通液室24に連通するインク室32とされて
いる。前記電極31は、図5に示すように、前記絶縁基
板21上にパターン化されて引き出され、前記支柱部材
23の外側部分において、前記インク室32のそれぞれ
に接続された接続部33に連通して電極パターン34と
して形成されている。また、前記インクジェットプリン
タヘッド19の両側には、図2に示すように、前記共通
液室24の両側端を閉塞する側板35が固定され、さら
に、前記天板25には、前記共通液室24に連通するイ
ンク供給管36とインク排出管37とが取り付けられて
いる。
【0019】ついで、前記回路基板20には、図1に示
すように、駆動IC38と回路部品39とコネクタ40
とが取り付けられ、これらの駆動IC38と回路部品3
9とコネクタ40は、前記回路基板20上でパターン配
線されている。そして、前記接続部33と前記駆動IC
38とは、ワイヤボンデングによりワイヤ41で接続さ
れ、この接続部分はポッテイング樹脂42により覆われ
ている。
すように、駆動IC38と回路部品39とコネクタ40
とが取り付けられ、これらの駆動IC38と回路部品3
9とコネクタ40は、前記回路基板20上でパターン配
線されている。そして、前記接続部33と前記駆動IC
38とは、ワイヤボンデングによりワイヤ41で接続さ
れ、この接続部分はポッテイング樹脂42により覆われ
ている。
【0020】ついで、図6乃至図17に基づいてインク
ジェットプリンタヘッド19を作成するプロセスを説明
する。まず、図6(a)において、圧電体アクチュエータ
22を構成するための圧電体基板43と絶縁基板21と
が示されている。この圧電体基板43は、図6(b)に示
すように、同一厚さの上部基板28と下部基板29とを
互いに分極方向が対向するようにして接着剤により接着
固定したものである。例えば、加工寸法は、幅11m
m、厚み0.4mm(2層) 、長さ100mmであり、厚
さ方向の両面は、研磨加工により平坦化されている。前
記絶縁基板21は、例えばガラス基板が用いられる。好
ましくは、圧電体基板43と同等の熱膨張係数を有する
材料がよい。これは、後で行なわれる接着工程等で加熱
処理を行なうときに熱膨張係数が異なると、絶縁基板2
1が反ったり、変形したりするからである。特に、イン
クジェットプリンタヘッド19のような寸法精度の高い
ものが要求されるものには必要な要件である。圧電体基
板43の材料となるPZT材は、細かい組成等で多少の
幅があるが、熱膨張係数は、2〜4×10~6/℃であ
り、通常の材料に比べて小さい。これと同等な材料とし
ては、硬質ガラスがある。また、硬質ガラスは加工がし
易く、材料価格が安価であり、かつ、透明であるので、
インクの充填状態が観察でき、工程の欠陥検査や実際の
使用時のメンテナンス等にも好適である。寸法として
は、幅50mm、長さ100mm、厚さ1.1mm に加
工されている。
ジェットプリンタヘッド19を作成するプロセスを説明
する。まず、図6(a)において、圧電体アクチュエータ
22を構成するための圧電体基板43と絶縁基板21と
が示されている。この圧電体基板43は、図6(b)に示
すように、同一厚さの上部基板28と下部基板29とを
互いに分極方向が対向するようにして接着剤により接着
固定したものである。例えば、加工寸法は、幅11m
m、厚み0.4mm(2層) 、長さ100mmであり、厚
さ方向の両面は、研磨加工により平坦化されている。前
記絶縁基板21は、例えばガラス基板が用いられる。好
ましくは、圧電体基板43と同等の熱膨張係数を有する
材料がよい。これは、後で行なわれる接着工程等で加熱
処理を行なうときに熱膨張係数が異なると、絶縁基板2
1が反ったり、変形したりするからである。特に、イン
クジェットプリンタヘッド19のような寸法精度の高い
ものが要求されるものには必要な要件である。圧電体基
板43の材料となるPZT材は、細かい組成等で多少の
幅があるが、熱膨張係数は、2〜4×10~6/℃であ
り、通常の材料に比べて小さい。これと同等な材料とし
ては、硬質ガラスがある。また、硬質ガラスは加工がし
易く、材料価格が安価であり、かつ、透明であるので、
インクの充填状態が観察でき、工程の欠陥検査や実際の
使用時のメンテナンス等にも好適である。寸法として
は、幅50mm、長さ100mm、厚さ1.1mm に加
工されている。
【0021】次に、図7に示すように、圧電体基板43
は、絶縁基板21に接着される。接着剤としては、例え
ば、加熱硬化型のエポキシ樹脂が用いられる、好ましく
は、所定量のフィラーを混合することにより接着剤の熱
膨張係数が低減され、接着時の熱歪み等の発生が低減で
き、精度のよい接着を行なうことができる。この場合、
圧電体基板43となるPZT材が分極されているため、
キューリー点温度以下で処理することは勿論である。
は、絶縁基板21に接着される。接着剤としては、例え
ば、加熱硬化型のエポキシ樹脂が用いられる、好ましく
は、所定量のフィラーを混合することにより接着剤の熱
膨張係数が低減され、接着時の熱歪み等の発生が低減で
き、精度のよい接着を行なうことができる。この場合、
圧電体基板43となるPZT材が分極されているため、
キューリー点温度以下で処理することは勿論である。
【0022】図8に示すように、絶縁基板21上に接着
された圧電体基板43は、幅方向に所定のピッチ及び
幅、深さで、ダイサー等により溝形成加工され、直方体
形状の多数の圧電体アクチュエータ22が所定の間隔を
おいて独立的に形成される。プリントヘッドの印字密度
が150dpiの時は、溝ピッチとして170μmが選
ばれる。溝幅は、80μmで加工される。加工深さにつ
いては、図8(d)に示すように、圧電体基板43の切り
残りが発生しないように、図8(b)に示すように、圧電
体基板43の厚さ寸法よりもΔdだけ深く切り込む。こ
の切込み深さΔdは、後述するプロセスにおける切削精
度に依存するが、通常使用されているダイサー等の精度
から、20〜30μm程度が好適である。この状態は、
図8(c)に立体的に示されている。
された圧電体基板43は、幅方向に所定のピッチ及び
幅、深さで、ダイサー等により溝形成加工され、直方体
形状の多数の圧電体アクチュエータ22が所定の間隔を
おいて独立的に形成される。プリントヘッドの印字密度
が150dpiの時は、溝ピッチとして170μmが選
ばれる。溝幅は、80μmで加工される。加工深さにつ
いては、図8(d)に示すように、圧電体基板43の切り
残りが発生しないように、図8(b)に示すように、圧電
体基板43の厚さ寸法よりもΔdだけ深く切り込む。こ
の切込み深さΔdは、後述するプロセスにおける切削精
度に依存するが、通常使用されているダイサー等の精度
から、20〜30μm程度が好適である。この状態は、
図8(c)に立体的に示されている。
【0023】図9乃至図12は、電極パターン34を形
成するプロセスを示すものである。まず、図9に示すよ
うに、圧電体基板43が接着固定された絶縁基板21の
上面全体に電極層44が形成される。この電極層44を
形成する方法は種々のものがある。
成するプロセスを示すものである。まず、図9に示すよ
うに、圧電体基板43が接着固定された絶縁基板21の
上面全体に電極層44が形成される。この電極層44を
形成する方法は種々のものがある。
【0024】まず、第1の方法としては、Niの無電解
メッキにより厚さ2μmの電極層44が形成される。N
iのメッキ層は、密着性が比較的弱いため、絶縁基板2
1がガラス面の時、予め、ガラス面をフッ酸で粗すか、
機械的にサンドブラストかホーニング処理を施すと密着
性が向上するため、このような処理をした方がよい。そ
の後、電極端子部の外部回路との接続にワイヤボンデン
グを用いる時には、その上層にアルミニュウムをスパッ
タリング等により、例えば、0.8μm の厚さに形成す
る。あるいは、電極パターン形成後、金メッキ等により
端子部を処理してもよい。
メッキにより厚さ2μmの電極層44が形成される。N
iのメッキ層は、密着性が比較的弱いため、絶縁基板2
1がガラス面の時、予め、ガラス面をフッ酸で粗すか、
機械的にサンドブラストかホーニング処理を施すと密着
性が向上するため、このような処理をした方がよい。そ
の後、電極端子部の外部回路との接続にワイヤボンデン
グを用いる時には、その上層にアルミニュウムをスパッ
タリング等により、例えば、0.8μm の厚さに形成す
る。あるいは、電極パターン形成後、金メッキ等により
端子部を処理してもよい。
【0025】第2の方法としては、アルミニュウム層を
スパッタリングにより形成することである。この時の問
題点としては、溝状の空間30の深さが深いとき、底部
への成膜が困難になり、空間30以外の部位をかなり厚
く成膜する必要がある。例えば、溝幅が80μmで深さ
が400μmの時、空間30部分以外の部位に4μm成
膜したとき、溝状の空間30部分の底部は、0.3〜0.
5μm程度しか成膜できない。しかしながら、実用上
は、電気的に導通すれば機能するので、この状態でも特
に差し支えはない。
スパッタリングにより形成することである。この時の問
題点としては、溝状の空間30の深さが深いとき、底部
への成膜が困難になり、空間30以外の部位をかなり厚
く成膜する必要がある。例えば、溝幅が80μmで深さ
が400μmの時、空間30部分以外の部位に4μm成
膜したとき、溝状の空間30部分の底部は、0.3〜0.
5μm程度しか成膜できない。しかしながら、実用上
は、電気的に導通すれば機能するので、この状態でも特
に差し支えはない。
【0026】次に、図10に示すように、電極パターン
34を形成するためにフォトエッチングプロセスが採用
される。通常、半導体プロセス等では、PEP(フォト
・エングレービグ・プロセス)と称されるもので、所
謂、写真食刻法である。まず、フォトレジスト剤45を
パターン形成面に塗布する。通常の平坦な絶縁基板21
では、スピンコート法やロールコート法等で塗布が行な
われるが、本実施の形態のように、溝状の空間30を有
し、また、凹凸の絶縁基板21では、そのような方法は
実施できない。そこで、図11(b)に示すように、容器
46内のフォトレジスト剤45に絶縁基板21のパター
ン形成面を下向きにしてデップ引き上げ法を用いて塗布
する。フォトレジスト剤45の粘度と引き上げ速度とに
より塗布厚さが決まるが、例えば、粘度が30cpで、
引き上げ速度が1cm/分の時、約1.5 〜2μmのフ
ォトレジスト層47が形成される。この場合、溝状の空
間30部分は、フォトレジスト剤45の表面張力によ
り、図10(b)に示すように内部に溜ってしまうが、本
実施の形態の場合には、溝状の空間30部分の電極層4
4を除去しないので、ポジ型のフォトレジスト剤45を
用いれば全く問題はない。その後、公知の技術を用いて
プリ・ベーキングを行ない、フォトレジスト層47を硬
化させる。
34を形成するためにフォトエッチングプロセスが採用
される。通常、半導体プロセス等では、PEP(フォト
・エングレービグ・プロセス)と称されるもので、所
謂、写真食刻法である。まず、フォトレジスト剤45を
パターン形成面に塗布する。通常の平坦な絶縁基板21
では、スピンコート法やロールコート法等で塗布が行な
われるが、本実施の形態のように、溝状の空間30を有
し、また、凹凸の絶縁基板21では、そのような方法は
実施できない。そこで、図11(b)に示すように、容器
46内のフォトレジスト剤45に絶縁基板21のパター
ン形成面を下向きにしてデップ引き上げ法を用いて塗布
する。フォトレジスト剤45の粘度と引き上げ速度とに
より塗布厚さが決まるが、例えば、粘度が30cpで、
引き上げ速度が1cm/分の時、約1.5 〜2μmのフ
ォトレジスト層47が形成される。この場合、溝状の空
間30部分は、フォトレジスト剤45の表面張力によ
り、図10(b)に示すように内部に溜ってしまうが、本
実施の形態の場合には、溝状の空間30部分の電極層4
4を除去しないので、ポジ型のフォトレジスト剤45を
用いれば全く問題はない。その後、公知の技術を用いて
プリ・ベーキングを行ない、フォトレジスト層47を硬
化させる。
【0027】その後、図11(a)に示すように、所定の
パターンが形成された露光マスク48を用いてフォトレ
ジスト層47を感光させる。この場合、パターン形成面
のうち、絶縁基板21の上面と圧電体基板43の上面と
では、0.4mm の段差が存するが、例えば、大日本ス
クリーン製 型式MAP1200を用いて露光したとこ
ろ、パターン解像度が+/−10μm程度の解像度を有
する結果が得られたので、パターン幅100μm程度で
は問題はなかった。また、特に、露光光源として平行光
を有する装置を用いれば、一層容易に実施することがで
きる。このような露光を行なった後に、所定のエッチン
グ液により電極層44をエッチングし、所定の電極パタ
ーン34を形成後、フォトレジスト層47を除去し、フ
ォトエッチング工程が完了し、図12(a)に示す状態の
ものが得られる。この時、図12(b)に示すように、圧
電体基板43の端部の側壁には、露光光が十分に照射さ
れないため、所望の露光ができず、フォトレジスト層4
7を除去できない問題があるが、この対策については、
後述する。
パターンが形成された露光マスク48を用いてフォトレ
ジスト層47を感光させる。この場合、パターン形成面
のうち、絶縁基板21の上面と圧電体基板43の上面と
では、0.4mm の段差が存するが、例えば、大日本ス
クリーン製 型式MAP1200を用いて露光したとこ
ろ、パターン解像度が+/−10μm程度の解像度を有
する結果が得られたので、パターン幅100μm程度で
は問題はなかった。また、特に、露光光源として平行光
を有する装置を用いれば、一層容易に実施することがで
きる。このような露光を行なった後に、所定のエッチン
グ液により電極層44をエッチングし、所定の電極パタ
ーン34を形成後、フォトレジスト層47を除去し、フ
ォトエッチング工程が完了し、図12(a)に示す状態の
ものが得られる。この時、図12(b)に示すように、圧
電体基板43の端部の側壁には、露光光が十分に照射さ
れないため、所望の露光ができず、フォトレジスト層4
7を除去できない問題があるが、この対策については、
後述する。
【0028】このようにして電極パターン34が形成さ
れた後、図13に示すように、圧電体基板43と所定寸
法離間させて支柱部材23が接着固定される。この支柱
部材23の材料としては、絶縁基板21と同様な熱膨張
係数を持っているものが望ましく、硬質ガラスが好適で
ある。
れた後、図13に示すように、圧電体基板43と所定寸
法離間させて支柱部材23が接着固定される。この支柱
部材23の材料としては、絶縁基板21と同様な熱膨張
係数を持っているものが望ましく、硬質ガラスが好適で
ある。
【0029】次に、図14に示すように、支柱部材23
と圧電体基板43との上面が同一平面になるように修正
する。
と圧電体基板43との上面が同一平面になるように修正
する。
【0030】さらに、前述のように、圧電体基板43の
端部の側壁に形成された電極層44を完全に除去するた
めに、図15に示すように、ダイサー等により圧電体基
板43の一部を切削除去する。この時、電極パターン3
4の電極層44を損傷しないように加工する。
端部の側壁に形成された電極層44を完全に除去するた
めに、図15に示すように、ダイサー等により圧電体基
板43の一部を切削除去する。この時、電極パターン3
4の電極層44を損傷しないように加工する。
【0031】このように加工してから、図16に示すよ
うに、天板25を接着し、その後に、圧電体基板43の
中央を切断して1枚の絶縁基板21から2個のインクジ
ェットプリンタヘッド19用部材を形成することができ
る。これに図17に示すようなノズル板27を接着固定
すれば、インクジェットプリンタヘッド19が完成す
る。
うに、天板25を接着し、その後に、圧電体基板43の
中央を切断して1枚の絶縁基板21から2個のインクジ
ェットプリンタヘッド19用部材を形成することができ
る。これに図17に示すようなノズル板27を接着固定
すれば、インクジェットプリンタヘッド19が完成す
る。
【0032】次に、図18に示すものは、本実施の形態
の変形例を示すもので、図18(a)は予め完成品と同様
な寸法に絶縁基板21を形成し、この絶縁基板21の一
側縁部に必要長さに形成された圧電体基板43を接着固
定したものである。その後の加工は、前述の図6乃至図
17に示すように行なわれる。また、図18(b)に示す
ものは、絶縁基板21の幅寸法を4個のインクジェット
プリンタヘッド19を形成するに十分な幅広のものとし
て準備し、その表面に前述の場合に比べれば2倍の長さ
を有する圧電体基板43を接着固定し、前記絶縁基板2
1を4等分に切断して4個のインクジェットプリンタヘ
ッド19を得ることができる素材を得るようにしたもの
である。
の変形例を示すもので、図18(a)は予め完成品と同様
な寸法に絶縁基板21を形成し、この絶縁基板21の一
側縁部に必要長さに形成された圧電体基板43を接着固
定したものである。その後の加工は、前述の図6乃至図
17に示すように行なわれる。また、図18(b)に示す
ものは、絶縁基板21の幅寸法を4個のインクジェット
プリンタヘッド19を形成するに十分な幅広のものとし
て準備し、その表面に前述の場合に比べれば2倍の長さ
を有する圧電体基板43を接着固定し、前記絶縁基板2
1を4等分に切断して4個のインクジェットプリンタヘ
ッド19を得ることができる素材を得るようにしたもの
である。
【0033】本発明の第二の実施の形態を図19及び図
20に基づいて説明する。本実施の形態は、長さの短い
圧電体基板43により長さの大きなラインヘッド型のイ
ンクジェットプリンタヘッド19を形成することができ
るものである。すなわち、2個の圧電体基板43を1枚
の絶縁基板21に連続させて接着固定するものであり、
特に、圧電体基板43の接合部49の位置がその圧電体
基板43を切断した時の溝状の空間30部分に位置する
ように設定する。そのため、図20(a)のように2枚の
圧電体基板43を密着させて接合した場合、その接合部
49が溝状の空間30部分に位置するようにすれば、仕
上げられた圧電体アクチュエータ22は、全幅にわたっ
て形成された長い圧電体基板43を用いた場合と全く同
様な状態で形成される。そのため、図示のものでは、2
枚の圧電体基板43を用いた状態であるが、実施に当っ
ては、さらに多数枚の圧電体基板43を組み合わせて使
用することが可能である。
20に基づいて説明する。本実施の形態は、長さの短い
圧電体基板43により長さの大きなラインヘッド型のイ
ンクジェットプリンタヘッド19を形成することができ
るものである。すなわち、2個の圧電体基板43を1枚
の絶縁基板21に連続させて接着固定するものであり、
特に、圧電体基板43の接合部49の位置がその圧電体
基板43を切断した時の溝状の空間30部分に位置する
ように設定する。そのため、図20(a)のように2枚の
圧電体基板43を密着させて接合した場合、その接合部
49が溝状の空間30部分に位置するようにすれば、仕
上げられた圧電体アクチュエータ22は、全幅にわたっ
て形成された長い圧電体基板43を用いた場合と全く同
様な状態で形成される。そのため、図示のものでは、2
枚の圧電体基板43を用いた状態であるが、実施に当っ
ては、さらに多数枚の圧電体基板43を組み合わせて使
用することが可能である。
【0034】なお、前記各実施の形態においては、圧電
体基板43としては、図4に示すように、上部基板28
と下部基板29とを積層した二層構造のものを用いる前
提で説明したが、一層構造のものであってもよい。例え
ば、図21(a)及び図21(b)に示すものは、二層構造
の圧電体基板43の場合であり、図21(a)と図21
(b)とでは、電極31に印加する電圧の極性が異なるも
のであるが、両者の分極方向が相違しているため、圧電
体アクチュエータ22の変形方向は同方向である。ま
た、図22に示す圧電体基板43は一層構造のものであ
り、電圧を印加することにより、圧電体アクチュエータ
22の変形は、その上端が移動するように行なわれる。
そのため、この場合には、天板25との接着部の接着剤
が、例えば、ゴム系の弾性接着剤50であることが必要
である。
体基板43としては、図4に示すように、上部基板28
と下部基板29とを積層した二層構造のものを用いる前
提で説明したが、一層構造のものであってもよい。例え
ば、図21(a)及び図21(b)に示すものは、二層構造
の圧電体基板43の場合であり、図21(a)と図21
(b)とでは、電極31に印加する電圧の極性が異なるも
のであるが、両者の分極方向が相違しているため、圧電
体アクチュエータ22の変形方向は同方向である。ま
た、図22に示す圧電体基板43は一層構造のものであ
り、電圧を印加することにより、圧電体アクチュエータ
22の変形は、その上端が移動するように行なわれる。
そのため、この場合には、天板25との接着部の接着剤
が、例えば、ゴム系の弾性接着剤50であることが必要
である。
【0035】
【発明の効果】請求項1記載の発明は、絶縁基板の一面
に高さ方向に分極された直方体形状の多数の圧電体アク
チュエータを所定間隔をおいて互いの間に溝状の空間を
形成して配設し、これらの溝状の空間の内面から前記絶
縁基板の一面にかけて連通する各空間毎に独立した電極
パターンを形成し、前記溝状の空間の一面に天板を固定
するとともに前面にインク吐出口を備えたノズル板を固
定して前記溝状の空間を共通液室に連通したインク室と
したので、高価な圧電材料は、インク室を形成する圧電
体アクチュエータの部分だけであり、その必要とする容
積は小さくて安価であり、駆動時の消費電力も少なくて
よく、また、製造し易い適切なサイズの圧電材料を複数
個組み合わせて使用することにより、反りや変形のない
状態で長尺のラインヘッドを形成することも容易である
と云う効果を有する。
に高さ方向に分極された直方体形状の多数の圧電体アク
チュエータを所定間隔をおいて互いの間に溝状の空間を
形成して配設し、これらの溝状の空間の内面から前記絶
縁基板の一面にかけて連通する各空間毎に独立した電極
パターンを形成し、前記溝状の空間の一面に天板を固定
するとともに前面にインク吐出口を備えたノズル板を固
定して前記溝状の空間を共通液室に連通したインク室と
したので、高価な圧電材料は、インク室を形成する圧電
体アクチュエータの部分だけであり、その必要とする容
積は小さくて安価であり、駆動時の消費電力も少なくて
よく、また、製造し易い適切なサイズの圧電材料を複数
個組み合わせて使用することにより、反りや変形のない
状態で長尺のラインヘッドを形成することも容易である
と云う効果を有する。
【0036】請求項2記載の発明は、絶縁基板の一面に
圧電体アクチュエータの端面と所定間隔をおいて固定さ
れた支柱部材とこの支柱部材及び前記圧電体アクチュエ
ータに固定された天板とにより共通液室を形成したの
で、インク室へのインクの供給を容易に行なうことがで
きると云う効果を有する。
圧電体アクチュエータの端面と所定間隔をおいて固定さ
れた支柱部材とこの支柱部材及び前記圧電体アクチュエ
ータに固定された天板とにより共通液室を形成したの
で、インク室へのインクの供給を容易に行なうことがで
きると云う効果を有する。
【0037】請求項6記載の発明は、絶縁基板の一面に
高さ方向に分極された板状の圧電体基板を固定し、前記
絶縁基板の一部を浅く切断しながら前記圧電体基板を所
定間隔をおいて切断することにより互いの間に溝状の空
間を形成する直方体形状の多数の圧電体アクチュエータ
を形成し、これらの溝状の空間の内面から前記絶縁基板
の一面にかけて連通する各空間毎に独立した電極パター
ンを形成し、前記溝状の空間の一面に天板を固定すると
ともに前面にインク吐出口を備えたノズル板を固定して
前記溝状の空間を共通液室に連通したインク室としたの
で、互いに所定の間隔をおいて配設される直方体形状の
多数の圧電体アクチュエータを板状の圧電体基板から簡
単に形成することができ、必要最小限の圧電部材の使用
量で任意長さのラインヘッド型のインクジェットプリン
タヘッドを形成することができると云う効果を有する。
高さ方向に分極された板状の圧電体基板を固定し、前記
絶縁基板の一部を浅く切断しながら前記圧電体基板を所
定間隔をおいて切断することにより互いの間に溝状の空
間を形成する直方体形状の多数の圧電体アクチュエータ
を形成し、これらの溝状の空間の内面から前記絶縁基板
の一面にかけて連通する各空間毎に独立した電極パター
ンを形成し、前記溝状の空間の一面に天板を固定すると
ともに前面にインク吐出口を備えたノズル板を固定して
前記溝状の空間を共通液室に連通したインク室としたの
で、互いに所定の間隔をおいて配設される直方体形状の
多数の圧電体アクチュエータを板状の圧電体基板から簡
単に形成することができ、必要最小限の圧電部材の使用
量で任意長さのラインヘッド型のインクジェットプリン
タヘッドを形成することができると云う効果を有する。
【0038】請求項7記載の発明は、圧電体アクチュエ
ータを備えた絶縁基板の一面の全面にメッキ法あるいは
スパッタリングにより電極層を形成し、この電極層の上
にディップ引き上げ法によりフォトレジスト層を形成
し、フォトエッチング工程により所定形状の電極パター
ンを形成し、前記圧電体アクチュエータの共通液室側の
電極層を機械加工により除去するようにしたので、電極
パターンの形成をフォトエッチング工程を利用すること
により簡単に行なうことができ、この時に除去すること
ができない圧電体アクチュエータの共通液室側の電極層
を簡単な機械加工で除去することができて生産性を高め
ることができると云う効果を有する。
ータを備えた絶縁基板の一面の全面にメッキ法あるいは
スパッタリングにより電極層を形成し、この電極層の上
にディップ引き上げ法によりフォトレジスト層を形成
し、フォトエッチング工程により所定形状の電極パター
ンを形成し、前記圧電体アクチュエータの共通液室側の
電極層を機械加工により除去するようにしたので、電極
パターンの形成をフォトエッチング工程を利用すること
により簡単に行なうことができ、この時に除去すること
ができない圧電体アクチュエータの共通液室側の電極層
を簡単な機械加工で除去することができて生産性を高め
ることができると云う効果を有する。
【図1】本発明の第一の実施の形態を示すヘッド組立の
縦断側面図である。
縦断側面図である。
【図2】インクジェットプリンタヘッドの一部を切り欠
いた斜視図である。
いた斜視図である。
【図3】その縦断側面図である。
【図4】一部の縦断正面図である。
【図5】一部の斜視図である。
【図6】絶縁基板と圧電体基板とを示すもので、(a)は
分解斜視図、(b)は圧電体基板の一部の正面図である。
分解斜視図、(b)は圧電体基板の一部の正面図である。
【図7】絶縁基板に圧電体基板を接着固定した状態の斜
視図である。
視図である。
【図8】圧電体基板を加工して溝を形成した状態を示す
もので、(a)は斜視図、(b)は一部の縦断側面図、(c)
は一部の斜視図、(d)は切り残りがあった場合の縦断正
面図である。
もので、(a)は斜視図、(b)は一部の縦断側面図、(c)
は一部の斜視図、(d)は切り残りがあった場合の縦断正
面図である。
【図9】電極層を形成した状態を示すもので、(a)は縦
断側面図、(b)は縦断正面図である。
断側面図、(b)は縦断正面図である。
【図10】レジスト層を形成した状態を示すもので、
(a)は縦断側面図、(b)は縦断正面図である。
(a)は縦断側面図、(b)は縦断正面図である。
【図11】露光マスクを用いて露光している状態を示す
もので、(a)は露光時の縦断側面図、(b)はフォトレジ
スト剤からデップ引き上げを行なっている状態を示す縦
断側面図である。
もので、(a)は露光時の縦断側面図、(b)はフォトレジ
スト剤からデップ引き上げを行なっている状態を示す縦
断側面図である。
【図12】リード配線パターンを形成した状態を示すも
ので、(a)はその斜視図、(b)は一部の縦断側面図であ
る。
ので、(a)はその斜視図、(b)は一部の縦断側面図であ
る。
【図13】絶縁基板に支柱部材を接着固定した状態の側
面図である。
面図である。
【図14】上面を修正加工した状態の側面図である。
【図15】圧電体基板の端面を機械加工すべき状態を示
すもので、(a)は側面図、(b)は一部の縦断側面図であ
る。
すもので、(a)は側面図、(b)は一部の縦断側面図であ
る。
【図16】天板接着後に二分割した状態を示す側面図で
ある。
ある。
【図17】インクジェットプリンタヘッドの縦断側面図
である。
である。
【図18】本実施の形態の変形例を示すもので、(a)は
1個のインクジェットプリンタヘッドを形成するための
縦断側面図、(b)は4個のインクジェットプリンタヘッ
ドを形成するための縦断側面図である。
1個のインクジェットプリンタヘッドを形成するための
縦断側面図、(b)は4個のインクジェットプリンタヘッ
ドを形成するための縦断側面図である。
【図19】本発明の第二の実施の形態を示す斜視図であ
る。
る。
【図20】その中央部分の縦断正面図であり、(a)は溝
加工前の縦断正面図、(b)は溝加工後の縦断正面図であ
る。
加工前の縦断正面図、(b)は溝加工後の縦断正面図であ
る。
【図21】2枚の圧電体基板を積層した場合の圧電体ア
クチュエータの変形状態を示すもので、(a)は分極方向
を互いに対向する方向とした場合の一部の縦断正面図、
(b)は分極方向を互いに離反する方向とした場合の一部
の縦断正面図である。
クチュエータの変形状態を示すもので、(a)は分極方向
を互いに対向する方向とした場合の一部の縦断正面図、
(b)は分極方向を互いに離反する方向とした場合の一部
の縦断正面図である。
【図22】1枚の圧電体基板による圧電体アクチュエー
タの変形状態を示す一部の縦断正面図である。
タの変形状態を示す一部の縦断正面図である。
【図23】従来の完成したインクジェットプリンタヘッ
ドの斜視図である。
ドの斜視図である。
【図24】従来のインクジェットプリンタヘッドの製造
過程を示すもので、(a)は基板に対して溝加工を施した
状態の斜視図、(b)はドライフィルムを貼り付けた状態
の斜視図である。
過程を示すもので、(a)は基板に対して溝加工を施した
状態の斜視図、(b)はドライフィルムを貼り付けた状態
の斜視図である。
【図25】従来のインクジェットプリンタヘッドの製造
過程を示すもので、(a)は基板とレジスト用マスクの斜
視図、(b)は基板の表面にパターンレジスト膜を形成し
た状態の斜視図である。
過程を示すもので、(a)は基板とレジスト用マスクの斜
視図、(b)は基板の表面にパターンレジスト膜を形成し
た状態の斜視図である。
【図26】従来のインクジェットプリンタヘッドの製造
過程を示すもので、(a)は無電解メッキにより配線パタ
ーンと電極とを形成した状態の斜視図、(b)はパターン
レジスト膜を剥離した状態の斜視図である。
過程を示すもので、(a)は無電解メッキにより配線パタ
ーンと電極とを形成した状態の斜視図、(b)はパターン
レジスト膜を剥離した状態の斜視図である。
21 絶縁基板
22 圧電体アクチュエータ
23 支柱部材
24 共通液室
25 天板
26 インク吐出口
27 ノズル板
30 溝状の空間
32 インク室
34 電極パターン
43 圧電体基板
44 電極層
47 フォトレジスト層49 接合部
─────────────────────────────────────────────────────
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 (8)
- 【請求項1】 絶縁基板の一面に高さ方向に分極された
直方体形状の多数の圧電体アクチュエータを所定間隔を
おいて互いの間に溝状の空間を形成して配設し、これら
の溝状の空間の内面から前記絶縁基板の一面にかけて連
通する各空間毎に独立した電極パターンを形成し、前記
溝状の空間の一面に天板を固定するとともに前面にイン
ク吐出口を備えたノズル板を固定して前記溝状の空間を
共通液室に連通したインク室としたことを特徴とするイ
ンクジェットプリンタヘッド。 - 【請求項2】 絶縁基板の一面に圧電体アクチュエータ
の端面と所定間隔をおいて固定された支柱部材とこの支
柱部材及び前記圧電体アクチュエータに固定された天板
とにより共通液室を形成したことを特徴とする請求項1
記載のインクジェットプリンタヘッド。 - 【請求項3】 前記圧電体アクチュエータは、前記絶縁
基板上に接着された圧電体基板が溝形成加工されて形成
されていることを特徴とする請求項1又は2記載のイン
クジェットプリンタヘッド。 - 【請求項4】 前記圧電体基板の溝加工深さは、前記圧
電体基板の厚さ寸法より微少量だけ深いことを特徴とす
る請求項3記載のインクジェットプリンタヘッド。 - 【請求項5】 複数個の前記圧電体基板を1枚の前記絶
縁基板に連続させて接着固定し、前記圧電体基板の接合
部の位置がその圧電体基板を切断した時の溝状の空間部
分に位置するように設定したことを特徴とする請求項3
記載のインクジェットプリンタヘッド。 - 【請求項6】 絶縁基板の一面に高さ方向に分極された
板状の圧電体基板を固定し、前記絶縁基板の一部を浅く
切断しながら前記圧電体基板を所定間隔をおいて切断す
ることにより互いの間に溝状の空間を形成する直方体形
状の多数の圧電体アクチュエータを形成し、これらの溝
状の空間の内面から前記絶縁基板の一面にかけて連通す
る各空間毎に独立した電極パターンを形成し、前記溝状
の空間の一面に天板を固定するとともに前面にインク吐
出口を備えたノズル板を固定して前記溝状の空間を共通
液室に連通したインク室としたことを特徴とするインク
ジェットプリンタヘッドの製造方法。 - 【請求項7】 圧電体アクチュエータを備えた絶縁基板
の一面の全面にメッキ法あるいはスパッタリングにより
電極層を形成し、この電極層の上にディップ引き上げ法
によりフォトレジスト層を形成し、フォトエッチング工
程により所定形状の電極パターンを形成し、前記圧電体
アクチュエータの共通液室側の電極層を機械加工により
除去するようにしたことを特徴とする請求項6記載のイ
ンクジェットプリンタヘッドの製造方法。 - 【請求項8】 複数個の前記圧電体基板を1枚の前記絶
縁基板に連続させて接着固定し、前記圧電体基板の接合
部の位置がその圧電体基板を切断した時の溝状の空間部
分に位置するように設定したことを特徴とする請求項6
記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13323997A JP3502743B2 (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | インクジェットプリンタヘッド及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13323997A JP3502743B2 (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | インクジェットプリンタヘッド及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10315469A JPH10315469A (ja) | 1998-12-02 |
JP3502743B2 true JP3502743B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=15099969
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13323997A Expired - Fee Related JP3502743B2 (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | インクジェットプリンタヘッド及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3502743B2 (ja) |
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JP4822840B2 (ja) * | 2005-12-28 | 2011-11-24 | 富士フイルム株式会社 | 液体吐出ヘッド及びその製造方法並びに画像形成装置 |
JP5183758B2 (ja) * | 2011-01-17 | 2013-04-17 | 東芝テック株式会社 | インクジェットプリンタヘッド製造方法 |
JP2012218183A (ja) * | 2011-04-04 | 2012-11-12 | Sii Printek Inc | 液体噴射ヘッドの製造方法 |
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JP6123992B2 (ja) * | 2013-03-05 | 2017-05-10 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、圧電素子及びその製造方法 |
JP6322448B2 (ja) * | 2014-03-12 | 2018-05-09 | エスアイアイ・プリンテック株式会社 | 液体噴射ヘッドの製造方法、液体噴射ヘッド、及び液体噴射装置 |
-
1997
- 1997-05-23 JP JP13323997A patent/JP3502743B2/ja not_active Expired - Fee Related
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