JP4496846B2

JP4496846B2 - インクジェットヘッド及びそれを使用した記録装置

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Publication number: JP4496846B2
Application number: JP2004151895A
Authority: JP
Inventors: 良太松藤; 悟飛田; 佳孝秋山; 利治住谷
Original assignee: リコープリンティングシステムズ株式会社
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2024-05-21
Also published as: JP2005329674A

Description

本発明は、インクに圧力を加えてノズルよりインク滴を飛翔させ、印刷媒体にインク像を形成する液滴吐出装置のインクジェットヘッド及びそれを使用した記録装置に関する。

インクジェット記録ヘッドにおいて、インク滴の吐出ノズル列の両側に、圧力発生室を配置し、しかもそれぞれ対向する圧力発生室の中心線が略一致するような位置関係に圧力発生室を配置し、高密度実装を容易にする技術がある。また、この時、圧電アクチュエータは２列の圧電素子を一つの導電性を有する固定部材に接着して、それぞれの圧力室に対向するように、互いに対向した位置に並ばせ、圧電振動子の加工性を向上させ、精度良くヘッドを組み立てることを可能としている。

更に、一体に構成された圧電振動子は、インク流路基板を固定しているハウジングの開口部より、容易に挿入可能となり、対向する圧力室の位置と圧電振動子の位置ずれを少なくできるので、吐出バラツキを小さくできる。

本願の出願人は、圧電アクチュエータの製造方法として、次の方法を既に特許出願している。

まず、圧電素子を固定部材となるステンレス材等の導電性を有する部材に２列平行になるよう固定し、個々の圧電素子に電気信号を印加するためのＦＰＣを用い、圧電素子と導通するように接着する。次に、導電性を有する部材の固定部材を、圧電素子群の共通電極となるように電気的に接続する。最後に、圧力室に対応する様に該圧電素子を一定のピッチで２列同時に切断して複数の圧電振動体に分割する。これにより、２列の圧電振動子群が一枚の固定部材に形成されるため、この２列間の位置精度が確保されるほか、固定部材に固定する時間が短縮されるという圧電アクチュエータの製造方法がある。

また、固定部材を電極用パターン形成した絶縁性基板を用いて圧電アクチュエータを形成する。この際、絶縁性基板上に個別電極用スリット（圧電素子群を形成する）加工より深い共通溝を設けて、個別電極スリット（圧電素子群を形成する）加工をする前に共通電極の電極パターンを形成し、工程の簡略化、歩留まりの向上ができる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、上記の二つの圧電アクチュエータでは、導電性を有する固定部材に圧電素子を固定すると、導電性を有する固定部材が圧電素子の共通電極となり、また、絶縁性基板上に共通溝を設けて共通電極を形成する場合でも、２列同一の共通電極となる。

そのため、２列の圧電素子は同じ駆動電圧で駆動することになる。この場合、圧電素子の生産精度による変位のバラツキ（個体差）があり、インク滴の吐出速度バラツキが起きてしまう。

また、圧電アクチュエータ製造に際して平行な２列の圧電素子群それぞれに個別電極としてＦＰＣを固定部材に貼り合わせるに際、それぞれの圧力室に対応する様に該圧電素子を一定のピッチで２列同時に切断して複数の圧電振動体に分割するため、それぞれのＦＰＣの相対位置関係は高い位置決め精度が要求される。ＦＰＣの寸法精度では、位置決め穴や付き当てによる位置決めを行っても累積公差０．４ｍｍと高精度ではない。これでは、２列同時の圧電振動子群に切断するに際して、一方の面での個別電極の欠落が起こってしまう可能性があり、歩留まりの低下が起こる。このことは高密度実装すればするほど、歩留まりの低下なる。また、ＦＰＣ貼り付けの際の組立工数の増加によるコスト高にもなる。

特開２００３−０１９８０５号公報

ノズル開口に対応した圧力室を同一面上に２列以上並べ、且つ少なくとも２列以上の圧電素子群を有する圧電アクチュエータで駆動するインクジェットヘッドにおいては、圧電アクチュエータをステンレス等の導電性を有する固定部材を用いて圧電素子群を固定すると、全ての圧電振動子群の駆動電圧は同じ電圧で駆動しなければならない。この場合、圧電素子群の生産精度等による変位のバラツキ（個体差）によって、吐出特性にもバラツキが生じてしまう。

また、導電性を有する固定部材は直接導体パターンをパターニングできず、ＦＰＣ等を貼り合わせることで個別電極に電圧を印加している。しかし、ＦＰＣの位置決めは高精度でないため、圧電素子とＦＰＣの貼り合わせに際し、２列に並んだ個別電極位置決め精度の累積公差は、約０．４ｍｍと大きくなる。この場合、列上に並べた圧電素子を各圧力室に対応した圧電振動子群に複数列同時に分割するに際して、ＦＰＣの個別電極導体パターンごと切断してしまい、歩留まり低下となる。これは高密度実装すればするほど、歩留まり低下をもたらす。また、ＦＰＣ貼り付けの際の組立工数が増加し、コスト高にもなる。

本発明では、圧電振動子列毎の駆動電圧調整ができ、且つ生産性の良い圧電振動子群をもつ圧電アクチュエータを具備するインクジェットヘッドを提供する事にある。

上記課題を解決するため、本発明では、インク滴を吐出する複数のノズル開口を有するオリフィスプレートと、前記ノズル開口に対応した圧力室を、一方の側に第１の圧力発生室を配置し、他方の側に第２の圧力発生室を配置すると共に、上記ノズル列に対して対向するように配置した流路基板と、前記圧力室を封止するように薄板なる振動板を具備したダイヤフラムプレートと、前記ダイヤフラムプレートより高剛性である高剛性ハウジングと、前記圧力室に対向する位置に振動板を挟むように配置された２列の圧電振動子群列が一つの非導電性固定部材に固定されている圧電アクチュエータを具備した構成であって、該圧電アクチュエータは前記圧電振動子群２列間に、敷居をもった圧電振動子群接着面より低い溝を有している前記非導電性固定部材に固定され、前記圧電振動子列毎に共通電極が分割されていることを特徴とする。

また、前記圧電アクチュエータの共通電極は、圧電素子群を加工後に、形成することを特徴とする。

また、前記圧電アクチュエータの共通電極は、圧電素子群を加工する前にも、導体パターンを形成することを特徴とする。

また、前記圧電アクチュエータの非導電性固定部材は圧電振動子群列に平行な面（正面及び背面）に、個別電極に印加する導体パターン及び数本の共通電極とする導体パターンを、圧電振動子群列に垂直な面（側面）及び圧電振動子接着面の裏側面（底面）には共通電極と導通する導体パターンを有し、それぞれの面の個別電極、共通電極とするための導体パターンは導通するようにパターンニングされていることを特徴とする。

さらに、前記何れか一つに記載されたインクジェットヘッドを備えてなるインクジェット記録装置を特徴とする。

少なくとも２列以上の圧電振動子群を非導電性固定部材に固定するを特徴とする圧電アクチュエータを用いたインクジェットヘッドにおいて、圧電振動子群列毎に共通電極を分割することにより、圧電素子列毎の電圧調整が可能となり吐出特性のバラツキを抑えることができるため、高品位の印刷が可能となる。

また、圧電振動子群列間に、共通電極とする導体パターンニングに導通する導電性接着剤を充填する圧電振動子接着面より低い溝を設ける事により、同一列間の圧電振動子の共通電極を分断せずに、２列同時に圧力室に対応した圧電振動子群を形成する事ができる。

さらに、非導電性固定部材に導体パターンをパターンニングすることにより、個別電極に印可する導体パターンの位置決めが容易に高精度にする事ができ、各圧力室に対応した圧電素子群を２列同時に形成するに際し、個別電極の欠落を防ぎ歩留まりの向上する。またＦＰＣの貼り合わせによる組立工数の低減や部品点数の低減によりコストの低減を図ることができる。

そして、共通電極のための導体パターンを個別電極面と同一面にパターンニングする事によりＦＰＣ等の駆動パターンの配線及び組立が容易になる。また共通電極を複数にすることにより、共通電極に合わせて駆動本数を自由に分割することが可能になり、駆動回路を分割することができる。駆動回路を分割することは吐出特性のひとつの要因であるクロストーク（複数のノズルを同時に駆動させた時の液滴吐出速度、液滴吐出量が本来の特性に対し変動すること。いわゆる隣接ノズルの駆動に伴う干渉が発生し、吐出特性を悪化させること。）において、駆動本数を増やした時の波形なまり及びオーバーシュートによる電気的要因の影響を小さくすることを可能にする。

図１に、本発明のインクジェットヘッドの分解図を示す。

図１に示すように、本発明のインクジェットヘッドは、オリフィスプレート２、流路基板４、リストリクタプレート６、ダイヤフラムプレート９の各プレートを積層し、高剛性ハウジング１９に接合する構成となっている。

オリフィスプレート２は、インク滴を吐出する複数のノズル開口１を２列を備えている。

流路基板４は、前記ノズル開口に対応した圧力室３を複数有している。この圧力室３は、前記ノズル開口列の１列目に対応する第１の圧力発生室列、２列目に対応する第２の圧力発生室列を形成する。そして、上記第１及び第２の圧力発生室列の各圧力室３の中心線がそれぞれ略一致するよう形成されている。

また、リストリクタプレート６は、前記各圧力室３対向する位置に、リストリクタ５を備える。

ダイヤフラムプレート９は、前記圧力室３を封止するように薄板なる振動板７を具備している。

高剛性ハウジング１９は、前記ダイヤフラムプレート９より高剛性である。

また、本発明のインクジェットヘッドは、前記圧力室３に対向する位置に振動板を挟むように配置された２列の圧電振動子１４群列が導体パターンニングされた一つの非導電性固定部材１６に固定されている圧電アクチュエータ１３を具備している。前記圧電アクチュエータ１３は圧電振動子列毎に共通電極が分割される構成である。

前記圧電アクチュエータ１３の非導電性固定部材１６は、圧電振動子１４群列に平行な面（正面１６ｂ及び背面１６ｃ）に電圧を個別電極に印加する導体パターン２４及び数本の共通電極とするための導体パターン２５を、圧電振動子群列に平行な面（側面１６ｄ）及び圧電振動子接着面の裏側面（底面１６ｅ）には共通電極と導通する導体パターン（２６、２７）を有し、それぞれの面の共通電極とするための導体パターンは導通するようになっている。

そして、２列の圧電振動子間で導電性接着剤を用い共通電極とする。２列の圧電素子間に充填した導電接着剤は非導電性固定部材の共通電極導箔パターンに導通しており、それぞれの圧電振動子列毎に共通電極が分割される事により、上記課題を解決するためのインクジェットヘッドを構成する。

図１０に、本発明実施のインクジェットヘッドを使用した液滴吐出装置の例を示す。

図１０に示す液滴吐出装置は、印刷幅分のインクジェットヘッド１１が並べられた記録ユニット３０を持つ。印刷領域上にインクジェットヘッド１１を固定し、インクを吐出しながら印刷媒体を搬送することで印刷を行なう、固定ヘッド印刷方式の液滴吐出装置である。

インクジェットヘッド１１が複数並べられている記録ユニット３０は、インクジェットヘッド１１にインクを供給するインクカートリッジ３１を搭載し、ガイドシャフト３２に対して摺動自在に支持されると共に動力伝達部材３３に連結されており、駆動源３４によりガイドシャフト３２に沿って運動する。印刷時は、記録ユニット３０は印刷領域上で静止する。一方、印刷媒体３５はインクジェットヘッド１１と対向し、記録ユニット３３の移動方向に直交する方向に搬送ロール３６によって搬送される。印刷媒体３５にはインクジェットヘッド１１のノズルより記録信号に応じてインクが噴射され、画像が形成される。

図１は、本発明の圧電アクチュエータを用いたインクジェットヘッドにおいての主要部の構造説明斜視図である。

図１において、２は複数のノズル１を列状に形成したオリフィスプレートである。ノズル１の開口形状の加工精度はインクジェットヘッドのインク吐出特性に大きな影響を及ぼす。複数のノズル１間において、これらのノズル精度ばらつきを低く押さえるため、オリフィスプレート２の製法は高い加工精度が要求される。このため、オリフィスプレート２はステンレスの精密プレス法、レーザー加工法あるいはニッケルの電鋳加工等により形成される。

このオリフィスプレート２に圧力室３が形成されたチャンバプレート４、及びインク供給路１０と圧力室３とを連結し、圧力室３へのインク流入を制御するリストリクタ５を形成したリストリクタプレート６を位置決めして接合する。

更に、圧電アクチュエータ１３の変位を効率よく圧力室に伝えるための振動板７と、共通インク通路１０からリストリクタ５に流入するインク中のゴミ等を取り除くフィルタ部８とを形成した弾性を有するダイアフラムプレート９と、共通インク通路１０を形成したハウジング１９を同じように位置決めして接合する。

前記チャンバプレート４、リストリクタプレート６、ダイアフラムプレート９はステンレス材のエッチング加工法またはニッケル材の電鋳加工法で作られる。

ハウジング１９はステンレス材の切削加工等で形成され、図示しないインクタンクからインクを共通インク通路１０まで導くインク導入パイプ２０が接合されている。

最後に、複数の積層圧電振動子１４と、それを固定する導体パターニングされた一つの非導電性固定部材１６からなる圧電アクチュエータ１３を位置決めして保持する。圧電アクチュエータは、分割された各々の積層圧電振動子１４が圧力室３の一つずつに対応するよう配列されている。非導電性固定部材１６にはそれぞれの積層圧電振動子１４に外部駆動回路から独立した電気信号を送るための個別電極２４及び共通電極２５が形成されている。これによって、外部駆動回路から選択的な電気信号が圧電振動子１４に印加されることにより、圧電振動子１４はひずみを生じる。圧電振動子１４は非導電性固定部材１６上に保持されているため、振動板７に優先的に変位を与え、圧力室３の圧力を高める。本例にて説明するインクジェットヘッドは、こうした原理によってノズル１からインクを吐出して、記録媒体上にインク画像を形成する装置に用いられる。

図２及び図３に本発明の圧電アクチュエータに用いるｄ３３型の圧電素子１２及び圧電振動子群を固定する非導電性固定部材１６を示す。

圧電素子１２は圧電材料と内部電極２２（導電材料）とをそれぞれ層状に交互に積層して、中央部に活性領域、両端に不活性領域となるように構成されている。圧電振導体断面の両端面には内部電極と導通している外部電極２２がスパッタしてある。また、非導電性固定部材１６は、図３のように、圧電アクチュエータの圧電振動子群列となる間に、圧電素子接着面１６ａより低い溝を有し、圧電振動子群列に平行な面（正面１６ｂ及び背面１６ｃ）には個別電極に印加する導体パターン２４と数本の共通電極とするための導体パターン２５を、圧電振動子群列に垂直な面（側面１６ｄ及び底面１６ｅ）には共通電極とするための導体パターン２６、２７をパターニングしてある。それぞれの面の共通電極導体パターンは導通する。共通電極のための導体パターンを個別電極面と同一面にパターンニングする事により、ＦＰＣ等の駆動パターンの配線及び組立が容易になる。

また、共通電極を複数にすることにより、共通電極に合わせて駆動本数を自由に分割することが可能になり、駆動回路を分割することができる。駆動回路を分割することは吐出特性のひとつの要因であるクロストークにおいて、波形なまり及びオーバーシュートによる電気的要因の影響を小さくすることを可能にする。

図４に、本発明インクジェットに使用する圧電アクチュエータの製造方法の一例を示す。

図２に示したｄ３３型の圧電素子１２を、図３に示した非導電性固定部材１６の一端に平行になるように２本並べ、圧力室側に当接する面が非導電性固定部材１６に接着する（図４（i））。次に、非導電性固定部材の正面１６ｂ及び背面１６ｃの個別電極導体パターン２４と圧電素子外側の外部電極２２を、導電性接着材を用いて接着する。更に、平行に並べられた圧電素子間溝部に導電性接着剤２８を充填する。この時、非導電性固定部材の側面１６ｄの共通電極導体パターン２６と圧電素子内側の外部電極２２が導通するように導電性接着剤２８を溝部に充填する。これが共通電極となる（図４（ii））。

次に、列上に並べられた圧電素子１２間に塗布した導電性接着剤２８を非導電性固定部材の側面１６ｄの共通電極パターンピッチ幅Ｐより小さい幅でワイヤーソーやダイサーを用いて除去加工をすることにより、２列の圧電素子間及び溝部に充填されている導電性接着材２８を圧電素子列方向に分断する。この時、確実に分断するように非導電性固定部材も除去加工しても良い（図４（iii））。最後に、上記のように平行に並べられた２本の圧電素子１２は、圧力室３のピッチと等しくなるように、ワイヤーソーやダイシング技術により櫛状に２列同時に分割加工され、圧電アクチュエータ１３となる（図４（iv））。分割加工する前に前記振動板７に接続する面１２ａを同時に研磨してもよい。この場合は、前記振動板７に接着する際の振動板７と圧電振動子１４先端との間隙を均一にすることができ、特性の安定化が図れる。

共通電極を形成するに際して、櫛状に２列同時に分割加工した後に導電性接着剤を塗布し共通電極を形成し、その後列毎の共通電極に分割しても良い。この時、櫛状に２列同時に分割加工する前にも導電性接着剤を塗布しておくことにより容易に共通電極を形成することができる。この事により、非導電性固定部材に圧電素子接着面より低い溝の加工をする事無しに、共通電極を設けることができ、加工時間の短縮やコストの低減をすることができる。

以上の方法により作成することで、各々の圧電振動子列毎の電圧調整ができ、インク液滴の吐出速度バラツキの少ないインクジェットヘッドの圧電アクチュエータを得る事ができる。また、非導電性固定部材に導体パターンをパターニングした事により、２列の圧電素子間の相対位置決め精度が公差約０．１５ｍｍとなり、圧電素子１２を２列同時に圧電振動子に切断する際、圧電アクチュエータの個別電極の切断を防ぎ、歩留まり向上になる。

本発明の圧電アクチュエータの第２の製作方法を示す。

図５、６に、ｄ３３型圧電素子１個を用いて２列の圧電素子群を有する圧電アクチュエータ１３を製造する場合に用いる圧電素子２９及び固定部材１６を示す。

図５に示す圧電素子２９は、内部電極２１が、圧電素子の変位と垂直方向に積層されており、圧電素子の両端に接する内部電極２１と、中央部にある内部電極２３が交互に積層されている。この結果、電界の生じない不活性部が断面の中央領域に、電界によって変位が発生する様に活性部が断面の両端になるような圧電素子２９が得られる。また、圧電振動体断面の両端に接している該内部電極２１は、両端の外部電極２２と各々電気的に導通している。

図６の非導電性固定部材は、図３の非導電性固定部材と同様に接着する圧電振動子群列に平行な面（正面１６ｂ及び背面１６ｃ）に個別電極に印加する導体パターン２４と数本の共通電極とするための導体パターン２５を、圧電振動子群列に垂直な面（側面１６ｄ）及び圧電振動子接着面の裏側面（底面１６ｅ）に共通電極とするための導体パターン２６、２７をパターニングしてある。それぞれの面の共通電極導体パターンは導通する。共通電極のための導体パターンを個別電極面と同一面にパターンニングする事により、ＦＰＣ等の駆動パターンの配線及び組立が容易になる。また、共通電極を複数にすることにより、共通電極に合わせて駆動本数を自由に分割することが可能になり、駆動回路を分割することができる。駆動回路を分割することは吐出特性のひとつの要因であるクロストークにおいて、波形なまり及びオーバーシュートによる電気的要因の影響を小さくすることを可能にする。

図７は、１つのｄ３３型圧電素子を用いて２列の圧電振動子群を有する圧電アクチュエータ１３の製造法の例である。圧電素子２９と非導電性固定部材１６を非導電性接着材によって固定する（図７（i））。

次に、個々の圧電素子に電界によって変位を発生する活性部と、変位が発生しない不活性部を分割する様にダイシングソーやワイヤソー等を利用して切断する。同時に、非導電性固定部材１６の接着する圧電素子群列間に圧電素子接着面より低い溝を設けるように切断する（図７（ii））。

次に、非導電性固定部材の正面１６ｂ及び背面１６ｃの個別電極導体パターン２４と圧電素子外側の外部電極２２を導電性接着剤２８を用い、該圧電素子１２と導通するように接着する。

次に、圧電素子列間の外部電極２２と非導電性固定部材の側面１６ｄの共通電極導体パターン２６が導通するように、導電性接着剤２８を用いて接着する。充填する導電性部材は、完全に満たされる必要はないが、活性領域の切断面の内部電極と非導電性固定部材の導体パターンが電気的に接続され、溝部に充填されている必要が有る（図７（iii））。

次に、非導電性固定部材の側面１６ｄの共通電極パターンピッチ幅Ｐより小さい幅で、ワイヤーソーやダイシングソーを用いて圧電素子間及び圧電素子間の溝に充填されている導電性接着剤２８を圧電素子列方向に分断する。この時、確実に導電性接着剤２８を分断するために非導電性固定部材を除去加工しても良い（図７（iv））。

最後に、各圧力室に対応する様に該圧電素子を一定のピッチで２列同時に圧電素子を切断して複数の圧電振動体１４に分割する（図７（v））。分割加工する前に前記振動板７に接続する面１２ａを同時に研磨してもよい。この場合、前記振動板７に接着する際の該振動板７と圧電振動子１４先端との間隙を均一にすることができ、特性の安定化が図れる。

共通電極を形成するに際して、櫛状に２列同時に分割加工した後に導電性接着剤を塗布して共通電極を形成し、その後列毎の共通電極に分割しても良い。この時、櫛状に２列同時に分割加工する前にも導電性接着剤を塗布しておくことにより容易に共通電極を形成することができる。この事により、非導電性固定部材に圧電素子接着面より低い溝の加工をする事無しに、共通電極を設けることができ、加工時間の短縮やコストの低減をすることができる。

これにより、実施例１の圧電アクチュエータと同様に各々の圧電振動子群列毎の電圧調整ができ、吐出速度バラツキの少ないインクジェットヘッドの圧電アクチュエータを得る事ができる。また、非導電性固定部材に導体パターンをパターニングした事により、２列の圧電素子間の相対位置決め精度が公差約０．１５ｍｍとなり、圧電素子１２を２列同時に圧電振動子に切断する際、圧電アクチュエータの個別電極の切断を防ぎ、歩留まりを向上することができる。

更に、一個の圧電素子を一度固定部材に保持するだけで、２列の圧電素子群が一枚の固定部材に形成されるため、該２列間の位置精度が確保されるほか、固定部材に保持する時間が短縮される。

本発明の圧電アクチュエータの第３の製作方法を示す。

図８は、図２のｄ３３型圧電素子１２と接着する圧電素子群列間に、敷居を持った圧電素子接着面より低い溝を有する非導電性固定部材１６を用いた圧電アクチュエータ１３に用いる非導電性固定部材の説明図である。

非導電性固定部材は、図のように接着する圧電素子群列間に、しきいを持った圧電素子接着面より低い溝を有する。また、図３、図６の非導電性固定部材と同様に圧電振動子群列に平行な面（正面１６ｂ及び背面１６ｃ）には、個別電極に印加する導箔パターン２４と数本の共通電極とするための導体パターン２５を、圧電振動子群列に垂直な面（側面１６ｄ）及び圧電振動子接着面の裏側面（底面１６ｅ）には共通電極とするための導体パターン２６、２７をパターニングしてある。それぞれの面の共通電極導体パターンは導通する。共通電極のための導体パターンを個別電極面と同一面にパターンニングする事により、ＦＰＣ等の駆動パターンの配線及び組立が容易になる。

図９は、ｄ３３型圧電素子１２と接着する圧電素子群列間に、しきいを持った圧電素子接着面より低い溝を有する非導電性固定部材１６を用いた圧電アクチュエータ１３の製造例を示す。

製造手順は次の通りである。

まず、２本の圧電素子１２を非導電性固定部材１６に圧力室側に当接する面が一致するように他端を接着する（図９（i））。正面１６ｂ及び背面１６ｃの個別電極導体パターン２４と圧電素子の外側の外部電極２２を導電性接着剤２８を用い、該圧電素子と導通するように接着する。

次に、圧電素子の内側部分の外部電極２２と非導電性固定部材の側面に設けた共通電極導体パターン２６とを導電性接着剤を用いて溝部に充填し電気的に接着する（図９（ii））。

最後に、各圧力室に対応する様に該圧電素子を一定のピッチで２列同時に圧電素子を切断して複数の圧電振動体１４に分割する（図９（iii））。また、圧力室に対応するピッチで分割する前にダイアフラムプレートに接着する面１２ａ及び非導電性固定部材溝部のしきい部の凸面１６ｆを同一平面になるように研磨する。

これにより、前記振動板７に接着する際の該振動板７と圧電振動子１４先端、非導電性固定部材溝部のしきい部の凸面先端との間隙を均一にすることができ、特性の安定化が図れる。

共通電極を形成するに際して、櫛状に２列同時に分割加工した後に導電性接着剤を塗布し共通電極を形成しても良い。この時櫛状に２列同時に分割加工する前にも導電性接着剤を塗布しておくことにより容易に共通電極を形成することができる。この事により、非導電性固定部材に圧電素子接着面より低い溝の加工をする事無しに、共通電極を設けることができ、加工時間の短縮やコストの低減をすることができる。

実施例１及び実施例２の圧電アクチュエータと同様に各々の圧電振動子列毎の電圧調整ができ、吐出速度バラツキの少ないインクジェットヘッドの圧電アクチュエータを得る事が可能となる。また、非導電性固定部材に導体パターンをパターニングした事により、２列の圧電素子間の相対位置決め精度が公差約０．１５ｍｍとなり、棒状の圧電素子１２を２列同時に圧電振動子に切断する際、圧電アクチュエータの個別電極の切断を防ぎ、歩留まり向上になる。

さらに、２列の圧電振動子群列間にインク吐出に寄与しない部材が圧電振動子と同一面上に存在する圧電アクチュエータを作成可能である。図１に示すようなインクジェットヘッドに、図９の圧電アクチュエータを用いると、高剛性ハウジング１９の開口部分が支持されオリフィスプレート２、チャンバプレート４、リストリクタプレート６などの流路を形成する構造部材の剛性を高く保つことができ、圧電素子の変位を効率よく圧力室に伝えられるほか、隣接圧電素子の変位の影響を受けづらくなり、吐出するインク速度や、吐出量を一定にすることができ、高品質の印字ができるインクジェット記録ヘッドが得られることとなる。

本発明を適用したインクジェットヘッド製作の実施方法を示した説明図である。本発明で使用する圧電素子を示した説明図である。本発明で使用する凹形状の非導電性固定部材を示した説明図である。本発明による圧電アクチュエータの製造法の説明図である。１本の圧電素子とを用いた本発明圧電アクチュエータを製造するに際して、用いる圧電素子の説明図である。１本の圧電素子を用いた本発明圧電アクチュエータを製造するに際して、用いる非導電性固定部材の説明図である。１つの圧電素子を用いた圧電アクチュエータの製造方法の説明図である。接着する圧電素子群列間に、しきいを持った圧電素子接着面より低い溝を有する非導電性固定部材を用いた圧電アクチュエータに用いる固定部材の説明図である。接着する圧電素子群列間に、しきいを持った圧電素子接着面より低い溝を有する非導電性圧電素子を用いて圧電アクチュエータを製造方法の説明図である。本発明実施のインクジェットヘッドを使用した液滴吐出装置の説明図である。

符号の説明

１：ノズル、２：オリフィスプレート、３：圧力室、４：チャンバプレート、５：リストリクタ、６：リストリクタプレート、７：振動板、８：フィルタ部、９：ダイアフラムプレート、１０：共通インク通路、１１：インクジェットヘッド、１２：圧電素子、１３：圧電アクチュエータ、１４：圧電振動子、１６：非導電性固定部材、１６ａ：固定部材の圧電素子接着面、１６ｂ：固定部材の正面、１６ｃ：固定部材の背面、１６ｄ：固定部材の測面、１６ｅ：固定部材の底面、１６ｆ：非導電性固定部材の溝部の敷居部のダイアフラム接着面１９：高剛性ハウジング、２０：導入パイプ、２１：両端に接する内部電極、２２：外部電極、２３：中央部にある内部電極、２４：個別電極とする導体パターン、２５：１６ｂ面及び１６Ｃ面の共通電極とする導体パターン、２６：ｄ面の共通電極とする導体パターン、２７：ｅ面の導体パターン、２８：導電性接着剤、２９：１本の圧電素子で２列の圧電振動子を有する圧電アクチュエータに用いる圧電素子３０：記録ユニット、３１：インクカートリッジ、３２：ガイドシャフト、３３：動力伝達部、３４：駆動源、３５：印刷媒体、３６：搬送ロールである。

Claims

インク滴を吐出する複数のノズル開口を有するオリフィスプレートと、前記ノズル開口に対応した圧力室を、一方の側に第１の圧力発生室を配置し、他方の側に第２の圧力発生室を配置すると共に、上記ノズル列に対して対向するように配置した流路基板と、前記圧力室を封止するように薄板なる振動板を具備したダイヤフラムプレートと、前記ダイヤフラムプレートより高剛性である高剛性ハウジングと、前記圧力室に対向する位置に振動板を挟むように配置された２列の圧電振動子群列が一つの非導電性固定部材に固定されている圧電アクチュエータを具備した構成であって、該圧電アクチュエータは前記圧電振動子群２列間に、敷居をもった圧電振動子群接着面より低い溝を有している前記非導電性固定部材に固定され、前記圧電振動子列毎に共通電極が分割されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
前記圧電アクチュエータの共通電極は、圧電素子群を加工後に、形成す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。
前記圧電アクチュエータの共通電極は、圧電素子群を加工する前にも、導電パターンを形成すること特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド。
前記圧電アクチュエータの非導電性固定部材は圧電振動子群列に平行な面（正面及び背面）に、個別電極に印加する導体パターン及び数本の共通電極とする導体パターンを、圧電振動子群列に垂直な面（側面）及び圧電振動子接着面の裏側面（底面）には共通電極と導通する導体パターンを有し、それぞれの面の個別電極、共通電極とするための導体パターンは導通するようにパターンニングされてい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。
請求項１乃至４の何れか一つに記載されたインクジェットヘッドを備えてなるインクジェット記録装置。