JP3915412B2 - インクジェットプリンタヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリントヘッドに関し、特に、圧電アクチュエータの製造工程においてずれを生じた電極配置の位置を容易に把握することができるインクジェットプリンタヘッドとその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
先行技術のオンディマンド型の圧電式インクジェットプリンタヘッドは、特開平４−３４１８５１号公報に記載のように複数個のノズル及びこの各ノズルごとの圧力室を備えたキャビティプレートと、前記各圧力室ごとに形成された平面状の個別電極及び隣接する複数の圧力室に共通するコモン電極により圧電シートを挟んで積層したプレート型の圧電アクチュエータとからなり、この圧電アクチュエータを、前記キャビティプレートに、当該圧電アクチュエータにおける各個別電極が各圧力室に対応するように積層して構成されている。
【０００３】
このように構成されたインクジェットプリンタヘッドにおける前記圧電アクチュエータは、各個別電極の端部を圧電シートの縁まで引き出し、積層方向の側面に、少なくとも前記各個別電極の端部と電気的に導通する側面電極を、金属の真空蒸着又は、スパッタリング、或いは導電性ペーストの塗布等にて形成して、この各側面電極を介して外部に接続するように構成していた。
【０００４】
また、圧電アクチュエータにおけるコモン電極同士や個別電極同士をそれぞれ積層方向に電気的に接続させる構成として、各電極を設ける位置に対応して圧電シートの厚さ方向に貫通したスルーホールを設け、各スルーホールにそれぞれ導電ペーストを充填して積層方向の個別電極同士又はコモン電極同士を順次接続するとともに圧電アクチュエータの表面へ導き出すことが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来から知られているように、圧電シートは焼結すると収縮し、個別電極のピッチが小さくなる。このため、予め収縮を見込んで圧電シートとなるグリーンシートを製作するが、それでも、グリーンシートの中央部分と周辺部分とで収縮量が異なったり、また焼結炉の中でも位置によって収縮量が異なる。したがって、圧電アクチュエータと金属材料等で作成したキャビティプレートとを任意に組み合わせると、個別電極のピッチとキャビティプレートの圧力室のピッチとが合わないことが生じる。
【０００６】
このため、上記の焼結後に個別電極のピッチを測定し、キャビティプレートの圧力室のピッチと適合する圧電アクチュエータをキャビティプレートと組み合わせなければならない。しかしながら、上述したスルーホールを備えた圧電アクチュエータでは、個別電極が外部から見えないため、そのピッチを測定できない。また、スルーホールの端部は、表面に露出しているが、圧電アクチュエータの周辺部に位置するため、個別電極が位置する箇所と収縮量が異なることがあり、そのスルーホールの端部をピッチの測定に使用しても、個別電極のピッチを正確に把握しにくい。
【０００７】
前記のように、圧電アクチュエータの側面に側面電極を形成するものでは、側面電極を形成する前ならば、個別電極の端部が側面に露出しているため、ピッチを測定できなくもないが、積層方向の側面に露出する電極の厚さはわずかであるため、測定しにくい。しかも、上記のように、この位置は、圧電アクチュエータの周辺部であるため、個別電極の主要部が位置する箇所と収縮量が異なり、個別電極のピッチを正確に把握しにくい。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、圧電アクチュエータの製造工程においてずれを生じた電極配置の位置を容易に把握することができるインクジェットプリンタヘッドとその製造方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために請求項１記載のインクジェットプリンタヘッドは、複数個のノズル及びその複数個のノズルごとの圧力室を有するキャビティプレートと、前記各圧力室ごとに対応して設けられた複数の内部電極を圧電シートで挟んで積層するとともに、その表面に前記各内部電極と接続されかつ外部の制御回路から延びる配線部材と接続可能な複数の表面電極を有するプレート型の圧電アクチュエータとを重ねて構成されており、前記圧電アクチュエータの表面には、前記表面電極から間隔をおいた位置に前記内部電極の位置を示すマークが施されている。
【００１０】
この請求項１記載のインクジェットプリンタヘッドによれば、複数の内部電極のうち任意の内部電極に電圧を印加すると、その圧電による積層方向の歪みが発生する。この歪みによる圧力よって、その内部電極に対応する圧力室の内容積が縮小されることにより、その圧力室内のインクがノズルから液滴状に吐出して用紙に印字が行われる。従って、圧電アクチュエータに設けられた内部電極と、キャビティプレートに設けられた圧力室とは対応させて積層させる必要があるが、圧電アクチュエータの製造工程における焼結により、内部電極の位置にずれが生じる。このずれが生じた内部電極の位置を把握するため、前記圧電アクチュエータの表面には、前記内部電極の位置を示すマークが施されている。
【００１１】
請求項２記載のインクジェットプリンタヘッドは、請求項１記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、個々の内部電極の位置を把握するため、前記記マークは、前記複数の内部電極と一対一に対応した位置に複数個設けられている。
【００１２】
請求項３記載のインクジェットプリンタヘッドは、請求項１または２に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータは表面に、前記内部電極で挟まれないシートを、前記圧電シートと一体に積層して備え、内部における内部電極の位置を把握するため、その表面のシートの外周から間隔をおいた内部表面に前記マークを備えている。
【００１３】
請求項４記載のインクジェットプリンタヘッドは、請求項３に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータは、前記表面電極を有し、前記マークは、前記複数の表面電極から間隔をおいて位置する。
【００１４】
請求項５記載のインクジェットプリンタヘッドは、請求項４に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、圧力室及び内部電極は２列に配列され、前記複数の表面電極は、前記各列の内部電極に対応して前記表面のシートの対向する２つの側縁に沿って配列され、前記マークは、前記２つの側縁に沿った前記表面電極の列の間に位置される。
【００１５】
請求項６記載のインクジェットプリンタヘッドは、請求項１から５のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記マークは、内部電極の位置ずれと同様のずれを反映させるため、前記内部電極と、同一の材料で構成されている。
【００１６】
請求項７記載のインクジェットプリンタヘッドは、請求項１から６のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記マークは、前記表面電極と、同一の厚みで構成されている。
【００１７】
請求項８記載のインクジェットプリンタヘッドは、請求項１から７のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記マークは、前記圧電アクチュエータの側面又は底面に設けられている。
請求項９記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法は、複数個のノズル及びその複数個のノズルごとの圧力室を有するキャビティプレートと、前記各圧力室ごとに対応して設けられた複数の内部電極を圧電シートで挟んで積層するとともに、その表面に前記各内部電極と接続されかつ外部の制御回路から延びる配線部材と接続可能な複数の表面電極を有するプレート型の圧電アクチュエータとを重ねて構成されており、前記圧電シートとなる第１のシート材に前記複数の内部電極を印刷形成する第１の印刷工程と、前記第１のシート材に積層される第２のシート材に、前記各内部電極の位置を示す複数のマークを前記表面電極から間隔をおいた位置に印刷形成する第２の印刷工程と、前記内部電極を印刷形成した前記第１のシート材と、前記マークを印刷形成した前記第２のシート材とを、前記マークと前記内部電極とを対応させ、かつ前記マークが表面に露出するように積層する積層工程と、前記積層された前記第１のシート材及び前記第２のシート材を焼結し一体化する焼結工程とを備えている。
【００１８】
この請求項９記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法によれば、インクジェットプリンタヘッドにおいては、複数の内部電極のうち任意の内部電極に電圧を印加すると、その圧電による積層方向の歪みが発生する。この歪みによる圧力よって、その内部電極に対応する圧力室の内容積が縮小されることにより、この圧力室内のインクがノズルから液滴状に吐出して用紙に印字が行われる。ここで、内部電極が設けられた圧電アクチュエータは、まず、第１の印刷工程によって第１のシート材に複数の個別電極が印刷形成される。次に、第２の印刷工程によって第２のシート材に複数の個別電極の位置を示したマークが印刷形成される。そして、積層工程によって、マークと内部電極とを対応させ、かつマークが表面に露出するように積層される。この積層された第１のシート材及び第２のシート材を、焼結工程によって一体化することにより製造される。このため、焼結結工程において、内部電極の位置ずれが生じた場合であっても、第２の印刷工程によって形成され、かつ表面に露出されたマークにより、内部電極の位置を外部から把握できる。
【００１９】
請求項１０記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法は、請求項９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、前記第２の印刷工程は、印刷工程の削減のため、前記マークと、前記各内部電極と接続されかつ外部の制御回路から延びる配線部材と接続可能な複数の表面電極とを、同時に印刷する。
【００２０】
請求項１１記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法は、請求項９又は１０に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、外部の制御回路から延びる配線部材との接続を容易にするため、前記焼結工程の後、前記複数の表面電極の上にさらに電極材を印刷形成する工程を備えている。
【００２１】
請求項１２記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法は、請求項９から１１のいずれかに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、前記焼結工程の後、前記複数のマークの間隔を測定し、その間隔に適合した間隔の前記圧力室を有するキャビティプレートと、前記圧電アクチュエータとを組み合わせる工程を備えている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明のインクジェットヘッドの実施の形態であるカラーインクジェットプリンタを示す斜視図である。図１において、このカラーインクジェットプリンタ１００は、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のカラーインクがそれぞれ充填されるインクカートリッジ６１と、用紙６２に印字するための圧電式インクジェットヘッド６を備えるヘッドユニット６３と、インクカートリッジ６１およびヘッドユニット６３が搭載されるキャリッジ６４と、このキャリッジ６４を直線方向に往復移動させる駆動ユニット６５と、キャリッジ６４の往復移動方向に延び、圧電式インクジェットヘッド６と対向配置されるプラテンローラ６６と、パージ装置６７とを備えている。
【００２３】
駆動ユニット６５は、キャリッジ６４の下端部に配置されプラテンローラ６６と平行に延びるキャリッジ軸７１と、キャリッジ６４の上端部に配置されキャリッジ軸７１に平行に延びるガイド板７２と、そのキャリッジ軸７１とガイド板７２との間であって、キャリッジ軸７１の両端部に配置される２つのプーリー７３および７４と、これらのプーリー７３および７４の間に掛け渡されキャリッジ６４に接合されたエンドレスベルト７５とからなる。
【００２４】
そして、一方のプーリ７３が、モータの駆動により正逆回転されると、そのプーリ７３の正逆回転に伴って、エンドレスベルト７５に接合されているキャリッジ６４が、キャリッジ軸７１およびガイド板７２に沿って、直線方向に往復移動される。
【００２５】
用紙６２は、インクジェットプリンタ１００の側方に設けられた給紙カセット（図示せず）から給紙され、圧電式インクジェットヘッド６と、プラテンローラ６６との間に導入されて、圧電式インクジェットヘッド６から吐出されるインクにより所定の印字がなされ、その後、排紙される。なお、図１においては、用紙６２の給紙機構および排紙機構の図示を省略している。
【００２６】
パージ装置６７は、プラテンローラ６６の側方に設けられ、ヘッドユニット６３がリセット位置にある時に、圧電式インクジェットヘッド６に対向するように配置されている。このパージ装置６７は、圧電式インクジェットヘッド６の後述する複数のノズルを覆うように当該ノズルの開口面に対し当接するパージキャップ８１と、ポンプ８２およびカム８３と、インク貯留部８４と、を備えており、ヘッドユニット６３が、リセット位置にある時に、圧電式インクジェットヘッド６のノズルをパージキャップ８１で覆い、圧電式インクジェットヘッド６の内部に溜まる気泡などを含んだ不良インクを、カム８３の駆動によりポンプ８２によって吸引することにより、圧電式インクジェットヘッド６の回復を図るようにしている。吸引された不良インクは、インク貯留部８４に貯められる。
【００２７】
キャップ８５は、インクの乾燥を防止するため、印字が終了するとリセット位置に戻されるキャリッジ６４に搭載された圧電式インクジェットヘッド６の複数のノズル１５（図２参照）を覆うものである。
【００２８】
図２は、ヘッドユニット６３のノズル１５側を上にした斜視図を示すものである。用紙６２に沿って走行するキャリッジ６４に搭載されるヘッドユニット６３は、図２に示すように、上面開放の略箱状に形成されており、その上方から４つのインクカートリッジ６１を着脱自在に装着できる搭載部を有し、該搭載部の一側部位には、各インクカートリッジ６１のインク放出部に接続できるインク供給通路４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄがヘッドユニット６３の底板５の下面まで連通している。なお、このインク供給通路にはヘッドユニット６３の後述するインク供給孔１９ａ、１９ｂと密接できるようにしたゴム製等のパッキグ４７が配置されている。
【００２９】
底板５の下面側には、圧電式インクジェットヘッド６を４つ並列させて配置するための４つの支持部８を段付き状に形成する。該各支持部８には、ＵＶ接着材にて固定するための複数の空所９ａ、９ｂが上下に貫通するように形成されている。
【００３０】
図３は、圧電式インクジェットヘッド６の斜視図を示すものである。圧電式インクジェットヘッド６は、図３に示すように、積層型のキャビティプレート１０と、該キャビティプレート１０に対して接着剤または接着シートを介して接着、積層されるプレート型の圧電アクチュエータ２０と、その上面に外部機器との電気的接続のために、フレキシブルフラットケーブル４０が重ね接合されて構成されており、キャビティプレート１０の下面側に開口されたノズル１５から下向きにインクが吐出する。なお、圧電アクチュエータ２０については、図６において詳細に説明する。
【００３１】
図４は、キャビティプレート１０の分解斜視図を示すものである。図５は、キャビティプレート１０の分解拡大斜視図を示すものである。キャビティプレート１０は、図４に示すように、ノズルプレート１１、２枚のマニホールドプレート１２、スペーサプレート１３、ベースプレート１４の５枚の薄い金属板をそれぞれ接着剤にて重ね接合して積層した構造である。本実施形態では、これらの各プレート１１〜１４は、４２％ニッケル合金鋼板（４２合金）製で、５０μｍ〜１５０μｍ程度の厚さを有している。なお、これらの各プレート１１〜１４は、金属製に限られず、例えば、樹脂により形成してもよい。
【００３２】
ベースプレート１４には、図５に示すように、ベースプレート１４の長手方向に対して直交する方向に延びる細幅の複数の圧力室１６が千鳥状配列で２列に穿設されている。また、ベースプレート１４のスペーサプレート１３側には、各圧力室１６と接続される絞り部１６ｄと、当該絞り部１６ｄと接続されるインク供給孔１６ｂとが凹設されている。各インク供給孔１６ｂは、スペーサプレート１３における左右両側部位に穿設された各インク供給孔１８を介して、マニホールドプレート１２における共通インク室１２ａに連通している。ここで、各絞り部１６ｄにおけるインクが流れる方向と直交する断面積は、各圧力室１６における当該断面積より小さい構造となっている。これは、絞り部１６ｄの断面積を小さくすることにより、流路抵抗を増すためである。
【００３３】
各圧力室１６の一端部１６ａは、ノズルプレート１１における千鳥状配列のノズル１５に、スペーサプレート１３および二枚のマニホールドプレート１２に同じく千鳥状配列で穿設されている微小径の貫通孔１７を介して連通している。
【００３４】
また、ベースプレート１４およびスペーサプレート１３には、図４に示すように、共通のインクカートリッジからインクをマニホールドプレート１２における２つの共通インク室１２ａに供給するための２つのインク供給孔１９ａが穿設されている。
【００３５】
２枚のマニホールドプレート１２Ｘ、１２Ｙには、図４に示すように、共通インク室がノズルプレート１１における複数のノズル１５のなす列を挟んで２つある。この共通インク室１２ａ、１２ｂは、ベースプレート１４における複数の圧力室１６がなす面と平行な面内に位置し、かつ当該複数の圧力室１６よりも、ノズルプレート１１における複数のノズル１５開口面側に、当該複数のノズル１５がなす列方向に長く延びる。一方のマニホールドプレート１２Ｘの共通インク室１２ａは板方向に貫通するように穿設され、他方のマニホールドプレート１２Ｙの共通インク室１２ａは底面側を閉じて凹設されている。
【００３６】
また、共通インク室１２ａ、１２ｂは、インク供給孔１９ａ、１９ｂから離れた端部において、当該インク供給孔１９ａ、１９ｂから離れる方向に、その断面積が一定割合で減少する形状である。これは、共通インク室１２ａ、１２ｂの端部に溜まりやすい残留気泡を排出しやすいようにするためである。
【００３７】
また、この共通インク室１２ａ、１２ｂの上面は、２枚のマニホールドプレート１２に対するスペーサプレート１３の積層により密閉される構造になっている。
【００３８】
ノズルプレート１１には、図４に示すように、微小径（本実施形態では、２５μｍ程度）の複数のインク吐出用のノズル１５が、当該ノズルプレート１１における長手方向に沿って、微小ピッチの間隔で千鳥状配列で穿設されている。
【００３９】
以上のキャビティプレート１０の構成により、ベースプレート１４およびスペーサプレート１３の一端部に穿設されたインク供給孔１９ａ、１９ｂから共通インク室１２ａ、１２ｂ内に流入したインクは、各インク供給孔１８、各インク供給孔１６ｂ、絞り部１６ｄを通って各圧力室１６に分配される。そして、各圧力室１６の一端部１６ａの方向にインクが流れ、各貫通孔１７を通って、各圧力室１６に対応するノズル１５に至ることとなる。
【００４０】
図６は、プレート型圧電アクチュエータ２０の分解斜視図であり、図７は、図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線における矢印方向のプレート型圧電アクチュエータ２０の断面図である。図６、７に示すように、プレート型圧電アクチュエータ２０は、１０枚の圧電シート２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０を積層した構造に形成されている。
【００４１】
各圧電シート２１〜３０のうち、圧電シート２６、２８、３０の上面には、前記キャビティプレート１０に設けられた各圧力室１６（図５参照）に対応する位置に細幅の個別電極３１が各々形成されている。また、後述するコモン電極３２の端部３２ａと対応する位置に圧電シートの変形には関与しないランドパターンである捨てパターン電極３２ｂが形成されている。
【００４２】
圧電シート２５、２７、２９の上面には、複数個の圧力室１６に対して共通の電極となる帯状のコモン電極３２が形成されている。また、上記個別電極３１の端部３１ａと対応する位置に圧電シートの変形には関与しないランドパターンである捨てパターン電極３１ｂが形成されている。捨てパターン電極３１ｂ、３２ｂは、個別電極３１及びコモン電極３２と同じ厚みに形成され、後述するように圧電シートを積層したとき、個別電極３１及びコモン電極３２のない部分の圧電シートが凹むのを補正している。圧電シート２２、２３、２４の上面にもコモン電極３２及び捨てパターン電極３１ｂが形成されているが、これらのシートに圧電動作はさせない。
【００４３】
最上段の圧電シート２１の上面には、前記個別電極３１の各々に対する表面電極３３と、前記コモン電極３２に対する表面電極３４とが、前記個別電極３１の配列方向と並行に延びる側縁に沿って２列に設けられている。また、上記圧電シート２１上面に２列に形成された表面電極３３、３４の間には、その表面電極３３、３４と間を開けて、マーク３５が形成されている。また、マーク３５は、表面電極３３、３４と１対１に対応して設けられている。即ち、表面電極３３は複数の個別電極３１と１対１に対応して設けられているため、マーク３５は、複数の個別電極３１に対して１対１に対応して設けられていることになる。
【００４４】
前記最下段の圧電シート３０を除いて、他の全ての圧電シート２１〜２９には、前記表面電極３３と、それに対応する位置（同じ上下位置）の個別電極３１及び捨てパターン電極３１ｂとが互いに連通するように、スルーホール３６が穿設されている（図７参照）。同様に表面電極３４と、それに対応する位置のコモン電極３２ａ及び捨てパターン電極３２ｂとが互いに連通するように、スルーホール３７が穿設されている。
【００４５】
スルーホール３６、３７内には、導電性材料が充填され、各層の個別電極３１同士及びそれと対応する位置の表面電極３３とが電気的に接続されるよう構成され、同様に、各層のコモン電極３２同士及びそれと対応する位置の表面電極３４とが電気的に接続されるうよう構成されている。
【００４６】
次に、図８を参照して、圧電アクチュエータの製造方法について説明する。図８は、前記圧電アクチュエータの素材シートにおける個別電極、コモン電極、表面電極等のパターンを示す斜視図である。まず、圧電シート２６（２８、３０も同様）を複数個マトリックス状に並べた大きさを有する第１素材シート５２（セラミックグリーンシート）を成形するとともに、その圧電シート２６、２８となるものの各圧電シートとなる箇所の周縁に沿って、予めスルーホール３６、３７を穿設する。同様に、圧電シート２２（２３、２４、２５、２７、２９も同様）を複数個マトリックス状に並べた大きさを有する第２素材シート５１（セラミックグリーンシート）を成形するとともに、そのうち各圧電シートとなる箇所の周縁に沿って、予めスルーホール３７、３６を穿設する。さらに、前記と同様に、最上層の圧電シート２１を複数個マトリックス状に並べた大きさを有する第３素材シート５０（セラミックグリーンシート）を成形するとともに、その表面のうち最上層の圧電シート２１となる箇所の周縁に沿って、スルーホール３６、３７を穿設する。
【００４７】
次に、グリーンシート５２の表面に、各圧電シート２６、２８、３０となる箇所に対しては個別電極３１及び捨てパターン電極３２ｂを、グリーンシート５１の表面に、圧電シート２２，２３、２４、２５、２７、２９となる箇所に対してコモン電極３２および捨てパターン電極３１ｂを、グリーンシート５０の表面に最上層の圧電シート２１となる箇所に対して表面電極３３、３４およびマーク３５を、それぞれ、導電ぺーストのスクリーン印刷にて形成する。ここで、各スルーホール３６、３７は、各グリーンシートの上下広幅面に貫通しているので、各スルーホール３６、３７内にも前記導電ペーストが侵入し、各スルーホール３６、３７を介して各電極部分で圧電シートの上下面で導電通可能となる。また、マーク３５を表面電極３３、３４と同時に印刷できるため、新たにマークを施す工程を設ける必要はない。さらにマーク３５は、個別電極３１とほぼ同一の材料で構成されているので、後述の焼結工程おける収縮によって生ずる内部電極の位置ずれと同様のずれをマーク３５によって反映させることができる。
【００４８】
次に各シート５０、５１、５２を、積層する。このとき、各シートの個別電極３１、捨てパターン電極３１ｂおよび表面電極３３が積層方向に対応し、コモン電極３２の端部３２ａ、捨てパターン電極３２ｂおよび表面電極３３が積層方向に対応するように、かつシート５０の表面電極３３、３４およびマーク３５が露出するように積層し、脱脂して焼結し一体化する。これにより、上下に積層された各シートの個別電極３１、捨てパターン電極３１ｂおよび表面電極３３は、スルーホール３６を介して電気的に接続され、コモン電極３２、捨てパターン電極３２ｂおよび表面電極３３は、スルーホール３７を介して電気的に接続される。
【００４９】
なお、表面電極３３、３４とマーク３５は、ほぼ同様な厚さで構成され、シート５０、５１、５２を積層して上下両面から平坦な治具で押さえる際、表面電極３３、３４の間の部分が浮き上がることのないように表面電極３３、３４とマーク３５を同時に押さえ、シート５０、５１、５２全体が平坦になるようにしている。
【００５０】
その後、その積層体を、圧電アクチュエータごとに図８の２点鎖線の位置で、切断する。さらに、各圧電アクチュエータの表面電極３３、３４上に、電極材が再度、印刷形成される。これは、前記の焼結工程によって当初に印刷した電極３３、３４が酸化され、後述するフレキシブルフラットケーブル４０とのはんだ付け性が悪くなるので、焼結工程の後、表面電極３３、３４上にさらに電極材を印刷することにより、はんだ付け性をよくするためである。
【００５１】
上記の焼結工程において、各シート５０、５１、５２の積層体は、周知のように収縮する。そのシートの中央部分と周縁部分とで収縮量は相違するし、同じ焼結炉の中でも位置によって収縮量が相違することが知られている。従って、圧電アクチュエータごとに個別電極３１のピッチが相違することになり、任意にキャビティプレート１０と組み合わせると、個別電極３１と圧力室１６とが対応しないことがある。
【００５２】
そこで、圧電アクチュエータ２０の上面に形成したマーク３５により、上記収縮量を把握する。即ち、複数のマーク３５の両端間のピッチＰ２（図８）を測定することにより、上記収縮量を測定する。そして、その測定量を所定範囲ごとに複数のグループに分け、同様にキャビティプレート１０の圧力室１６のピッチも測定して所定範囲ごとに複数のグループに分け、両ピッチがほぼ一致するグループごとに圧電アクチュエータ２０とキャビティプレート１０とを組み合わせて接合する。
【００５３】
なお、マーク３５に替えて表面電極３３、３４（その上に新たな電極材を形成する前の状態が好ましい）のピッチを測定することもできる。ただ、圧電アクチュエータの中央と周縁部分の収縮量が異なることがあるため、個別電極３１の上方に対応するマーク３５を用いることが最もよい。
【００５４】
その後、圧電アクチュエータの表面電極３３、３４にフレキシブルフラットケーブル４０を接合し、そのフレキシブルフラットケーブル４０をとおして、すべての個別電極３１とコモン電極３２との間に、通常のインク噴射動作時よりも高電圧を印加し、個別電極３１とコモン電極３２との間に挟まれる圧電シート２５〜２９の部分を分極処理し、それらの部分を活性層として形成する。この分極処理あ、圧電アクチュエータ２０をキャビティプレート１０やフレキシブルフラットケーブル４０と接合する前に行うこともできる。
【００５５】
なお、圧電シート２１〜２４は、コモン電極３２同士や表面電極３３、３４に挟まれるのみであり分極されないため、圧電動作をしない。これらのシートは、焼結工程において圧電アクチュエータが反ったり、あるいは波打ったりしてその平面性が損なわれないようにするため、および圧電シート２５〜２９の活性層が圧力室１６方向へのみ変形するようにするための拘束層として機能する。
【００５６】
そして、圧電式インクジェットヘッド６における圧電アクチュエータ２０の各個別電極３１のうち任意の個別電極３１と、コモン電極３２との間に電圧を印加することにより、圧電シートのうち電圧を印加した個別電極３１に対応した活性部に、圧電による積層方向の歪みが発生する。そして、この歪みによる圧力にて、この圧力室１６内のインクが、ノズル１５から液滴状に吐出して、用紙６２への所定の印字が行われる。
【００５７】
以上説明したように、本実施例のカラーインクジェットプリンタ１００によれば、圧電アクチュエータ２０の表面には、個別電極３１の位置を示すマーク３５が施されているので、個別電極３１の位置を容易に把握することができる。即ち、圧電アクチュエータの製造工程における焼結工程よって、圧電アクチュエータ２０が収縮しても、このマーク３５により、収縮によってズレを生じた個別電極３１の位置を外部から容易に測定することができ、それと適合したキャビティプレート１０の圧力室１６と組み合わせて、所期の優れたインク噴射性能を発揮することができる。
【００５８】
以上、上記実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものでなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００５９】
例えば、上記実施形態においては、マーク３５は圧電アクチュエータ２０の最上層２１の表面に設けられているが、マーク３５は必ずしもかかる位置に設けることには限定されず、外部から測定できる位置であれば、圧電アクチュエータ２０の側面又は底面に設けるように構成しても良い。
【００６０】
また、本実施形態においては、マーク３５は複数の個別電極と１対１に対応させて複数個設けられているが、マーク３５は必ずしも個別電極と１対１に対応させて設けることには限定されず、複数の個別電極３１に対して１のマーク３５を設けるように構成しても良い。
【００６１】
また、マーク３５は、内部電極として個別電極３１の位置をあらわすのみであるが、コモン電極３２を個部電極３１と同様に各圧力室と対応して個別に設けることもでき、この場合、マーク３５は、コモン電極３２と個別電極３１からなる内部電極の位置をあらわすことになる。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッドによれば、圧電アクチュエータの表面には、内部電極の位置を示すマークが施されているので、内部電極の位置を容易に把握することができる。即ち、圧電アクチュエータの製造工程における焼結工程よって、圧電アクチュエータは収縮しても、このマークにより、収縮によってズレを生じた内部電極の位置を把握することができ、キャビティプレートの複数の圧力室と適合した内部電極を持つ圧電アクチュエータと組み合わせて、所期の優れたインク噴射性能を発揮することができるという効果がある。
【００６３】
請求項２に記載のインクジェットプリンタヘッドによれば、請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッドの奏する効果に加え、マークは、複数の内部電極と一対一に対応した位置に複数個設けられているので、各内部電極に応じた位置を把握することができる。
【００６４】
請求項３に記載のインクジェットプリンタヘッドによれば、請求項１または２に記載のインクジェットプリンタヘッドの奏する効果に加え、圧電アクチュエータは表面に、前記内部電極で挟まれないシートを、前記圧電シートと一体に積層して備え、その表面のシートの外周から間隔をおいた内部表面に前記マークを有しているので、圧電アクチュエータの中央と周縁部分で収縮量が異なっても、内部電極の位置をほぼ正確に把握することができるという効果がある。
【００６５】
請求項４に記載のインクジェットプリンタヘッドによれば、請求項３に記載のインクジェットプリンタヘッドの奏する効果に加え、圧電アクチュエータは、表面のシートの、内部電極の配列方向と並行に延びる側縁に沿って、各内部電極と接続されかつ外部の制御回路から延びる配線部材と接続可能な複数の表面電極を有し、マークは、その複数の表面電極から間隔をおいて位置するので、焼結工程において周縁部分の収縮量が大きく、表面電極の位置がズレても、あるいは表面電極に別の電極材を設けても、マークによって内部電極の位置を正確に把握することができるという効果がある。
【００６６】
請求項５に記載のインクジェットプリンタヘッドによれば、請求項４に記載のインクジェットプリンタヘッドの奏する効果に加え、圧力室及び内部電極は２列に配列され、複数の表面電極は、前記各列の内部電極に対応して表面のシートの対向する２つの側縁に沿って配列され、マークは、前記２つの側縁に沿った表面電極の列の間に位置するので、２列の配列構成を利用して、マークを内部電極の位置を把握しやすい位置に配置することができるという効果がある。
【００６７】
請求項６に記載のインクジェットプリンタヘッドによれば、請求項１から５のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドの奏する効果に加え、マークは、前記内部電極と、同一の材料で構成されているので、内部電極の位置ずれと同様のずれを反映させることができるという効果がある。
【００６８】
請求項７に記載のインクジェトプリンタヘッドによれば、請求項１から６のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドの奏する効果に加え、マークは、表面電極と、同一の厚みで構成されているので、製造工程において圧電シートを積層し、表面電極及びマークの上から平面状の治具で押圧した場合に、積層体にうねりのある場合にも、うねり部分を押し潰して平面にすることができる。従って、圧電アクチュエータとキャビティプレートとの密着度が上がり、圧力室からのインクの漏出を生じることを防止でき、インクジェトプリンタヘッドの不良品の発生を防止できるという効果がある。
【００６９】
請求項９に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法によれば、圧電シートとなる第１のシート材に複数の内部電極を印刷形成する第１の印刷工程と、前記第１のシート材に積層される第２のシート材に、前記各内部電極の位置を示す複数のマークを印刷形成する第２の印刷工程と、前記内部電極を印刷形成した前記第１のシート材と、前記マークを印刷形成した前記第２のシート材とを、前記マークと前記内部電極とを対応させ、かつ前記マークが表面に露出するように積層する積層工程と、前記積層された前記第１のシート材及び前記第２のシート材を焼結し一体化する焼結工程とを備えているので、マークが印刷された第２のシート材が表面に露出されるため、そのマークにより請求項１記載と同様の効果がある。
【００７０】
請求項１０に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法によれば、請求項９に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法の奏する効果に加え、第２の印刷工程は、マークと、各内部電極と接続されかつ外部の制御回路から延びる配線部材と接続可能な複数の表面電極とを、同時に印刷形成するので、マークを施す工程を増やさずに、マークを施すことができる。従って、インクジェットプリンタヘッドの生産性を向上させることができるという効果がある。
【００７１】
請求項１１に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法によれば、請求項９又は１０に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法の奏する効果に加え、焼結工程の後、複数の表面電極の上にさらに電極材を印刷形成する工程を備えているので、複数の表面電極と配線部材との接続を容易にすることができる。即ち、焼結工程によって、複数の表面電極は酸化されるので配線部材とのはんだ付け性が悪くなる。従って、焼結工程の後に複数の表面電極の上にさらに電極材を印刷することにより、はんだ付け性がよくなり、不良品の発生を抑制することができるという効果がある。
【００７２】
請求項１２に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法によれば、請求項９から１１のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドの奏する効果に加え、焼結工程の後、複数のマークの間隔を測定し、その間隔に適合した間隔の圧力室を有するキャビティプレートと、圧電アクチュエータとを組み合わせる工程を備えているので、内部電極と圧力室とをほぼ正確に対応させることができ、所期のインク噴射性能を確実に発揮するインクジェットプリンタヘッドを製造することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のインクジェットヘッドの実施の形態であるカラーインクジェットプリンタを示す斜視図である。
【図２】 ヘッドユニットのノズル側を上にした斜視図である。
【図３】 圧電式インクジェットヘッドの各部品の斜視図である。
【図４】 キャビティプレートの分解斜視図である。
【図５】 キャビティプレートの分解拡大斜視図である。
【図６】 圧電アクチュエータの分解拡大斜視図である。
【図７】 図３のＶＩＩ―ＶＩＩ線矢印拡大断面図である。
【図８】 素材シートにおける個別電極、コモン電極、表面電極等のパターンを示す斜視図である。
【符号の説明】
６ インクジェットプリンタヘッド
１０ キャビティプレート
１５ ノズル
１６ 圧力室
２０ 圧電アクチュエータ
２１〜３０ 圧電シート
３１ 個別電極（内部電極）
３１ｂ 捨てパターン電極
３２ コモン電極
３２ｂ 捨てパターン電極
３５ マーク
３３、３４ 表面電極
３６、３７ スルーホール
４０ フレキシブルフラットケーブル（配線部材）

Claims (12)

1. 複数個のノズル及びその複数個のノズルごとの圧力室を有するキャビティプレートと、前記各圧力室ごとに対応して設けられた複数の内部電極を圧電シートで挟んで積層するとともに、その表面に前記各内部電極と接続されかつ外部の制御回路から延びる配線部材と接続可能な複数の表面電極を有するプレート型の圧電アクチュエータとを重ねて構成されるインクジェットプリンタヘッドにおいて、
   前記圧電アクチュエータの表面には、前記表面電極から間隔をおいた位置に前記内部電極の位置を示すマークが施されていることを特徴とするインクジェットプリンタヘッド。
2. 前記マークは、前記複数の内部電極と一対一に対応した位置に複数個設けられていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッド。
3. 前記圧電アクチュエータは表面に、前記内部電極で挟まれないシートを、前記圧電シートと一体に積層して備え、その表面のシートの外周から間隔をおいた内部表面に前記マークを備えることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットプリンタヘッド。
4. 前記圧電アクチュエータは、前記表面のシートの、前記内部電極の配列方向と平行に延びる側縁に沿って、前記複数の表面電極を有し、
   前記マークは、前記複数の表面電極から間隔をおいて位置することを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリンタヘッド。
5. 前記圧力室及び内部電極は２列に配列され、
   前記複数の表面電極は、前記各列の内部電極に対応して前記表面のシートの対向する２つの側縁に沿って配列され、
   前記マークは、前記２つの側縁に沿った前記表面電極の列の間に位置することを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリンタヘッド。
6. 前記マークは、前記内部電極と、同一の材料で構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プリンタヘッド。
7. 前記マークは、前記表面電極と、同一の厚みで構成されていることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッド。
8. 前記マークは、前記圧電アクチュエータの側面又は底面に設けられてい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プリンタヘッド。
9. 複数個のノズル及びその複数個のノズルごとの圧力室を有するキャビティプレートと、前記各圧力室ごとに対応して設けられた複数の内部電極を圧電シートで挟んで積層するとともに、その表面に前記各内部電極と接続されかつ外部の制御回路から延びる配線部材と接続可能な複数の表面電極を有するプレート型の圧電アクチュエータとを重ねて構成されるインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、
   前記圧電シートとなる第１のシート材に前記複数の内部電極を印刷形成する第１の印刷工程と、
   前記第１のシート材に積層される第２のシート材に、前記各内部電極の位置を示す複数のマークを前記表面電極から間隔をおいた位置に印刷形成する第２の印刷工程と、
   前記内部電極を印刷形成した前記第１のシート材と、前記マークを印刷形成した前記第２のシート材とを、前記マークと前記内部電極とを対応させ、かつ前記マークが表面に露出するように積層する積層工程と、
   前記積層された前記第１のシート材及び前記第２のシート材を焼結し一体化する焼結工程とを備えている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。
10. 前記第２の印刷工程は、前記マークと、前記表面電極とを、同時に印刷形成することを特徴とする請求項９に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
11. 前記焼結工程の後、前記複数の表面電極の上にさらに電極材を印刷形成する工程を備えることを特徴とする請求項９又は１０に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
12. 前記焼結工程の後、前記複数のマークの間隔を測定し、その間隔に適合した間隔の前記圧力室を有するキャビティプレートと、前記圧電アクチュエータとを組み合わせる工程とを備えることを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法。

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