JPH10100421A - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッドの製造方法Info
- Publication number
- JPH10100421A JPH10100421A JP25648096A JP25648096A JPH10100421A JP H10100421 A JPH10100421 A JP H10100421A JP 25648096 A JP25648096 A JP 25648096A JP 25648096 A JP25648096 A JP 25648096A JP H10100421 A JPH10100421 A JP H10100421A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- substrate member
- ink jet
- jet head
- groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電素子と基板部材の異種材料の高温接着に
より発生する内部応力を加工により解放するインクジェ
ットヘッドの製造方法を提供すること。 【解決手段】 圧電素子を各駆動素子単位に溝を加工し
て分割する際に、圧電素子の全厚み、基板部材との接着
層、および基板部材の接着層側表層まで切り込みを入れ
ることにより接着における内部応力を解放する。
より発生する内部応力を加工により解放するインクジェ
ットヘッドの製造方法を提供すること。 【解決手段】 圧電素子を各駆動素子単位に溝を加工し
て分割する際に、圧電素子の全厚み、基板部材との接着
層、および基板部材の接着層側表層まで切り込みを入れ
ることにより接着における内部応力を解放する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、インク液滴を画
像記録媒体上へ選択的に付着させるインクジェットプリ
ンタのヘッドの製造方法に関する。
像記録媒体上へ選択的に付着させるインクジェットプリ
ンタのヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日、その市場を大きく拡大しつつある
ノンインパクト・プリンタの内で、原理が最も単純で、
かつカラー印刷に好適なものとしてインクジェット・プ
リンタがある。そのうちでも、ドット形成時にのみイン
ク液滴を吐出する、いわゆるドロップ・オンデマンド
（ＤＯＤ）型のインクジェット・プリンタが主流となっ
ている。ＤＯＤ型のインクジェット・プリンタにおける
代表的なヘッド方式としては、例えば、特公昭５３−１
２１３８号公報に開示されているカイザー型のものや、
特公昭６１−５９９１４号公報に開示されているサーマ
ルジェット型のものがある。このうち、特公昭５３−１
２１３８号公報に記載のカイザー型のインクジェットヘ
ッドは、小型化が難しく、また特公昭６１−５９９１１
４号公報に記載サーマルジェットヘッドは、高熱をイン
クに加えるためにインクが焦げ付くという困難な問題を
抱えていた。以上のような欠陥を同時に解決するインク
ジェットヘッドとして、圧電歪定数ｄ33を有する圧電素
子を用いてもの（以下、「ｄ33モード型」ともいう）が
ある。このｄ33モード型のインクジェットヘッドは、圧
電性素材の細片（圧電素子）を使用し、この圧電素子に
おける一面と、それに対向する面にそれぞれ電極を形成
するとともに、この圧電歪素子を電極間の電界方向と同
じ方向に分極させることにより圧電歪定数ｄ33を持たせ
た概略構造となっている。そして、この圧電歪素子が電
極間に電界を発生して、厚さ方向（ｄ33方向）に伸縮す
ることにより、インク圧力室を加圧するようになってい
る。従来のアクチュエータユニットは、バルク状の圧電
素子を異種材料の基板部材上に高温硬化型の接着剤にて
接着したのち各駆動素子単位に分割するように溝を加工
により形成するが、この際各駆動素子の幅が小さいので
物理的強度を確保するために、バルク状の圧電素子を完
全に分割せず圧電素子下層の非駆動層がつながった状態
に残していた。
ノンインパクト・プリンタの内で、原理が最も単純で、
かつカラー印刷に好適なものとしてインクジェット・プ
リンタがある。そのうちでも、ドット形成時にのみイン
ク液滴を吐出する、いわゆるドロップ・オンデマンド
（ＤＯＤ）型のインクジェット・プリンタが主流となっ
ている。ＤＯＤ型のインクジェット・プリンタにおける
代表的なヘッド方式としては、例えば、特公昭５３−１
２１３８号公報に開示されているカイザー型のものや、
特公昭６１−５９９１４号公報に開示されているサーマ
ルジェット型のものがある。このうち、特公昭５３−１
２１３８号公報に記載のカイザー型のインクジェットヘ
ッドは、小型化が難しく、また特公昭６１−５９９１１
４号公報に記載サーマルジェットヘッドは、高熱をイン
クに加えるためにインクが焦げ付くという困難な問題を
抱えていた。以上のような欠陥を同時に解決するインク
ジェットヘッドとして、圧電歪定数ｄ33を有する圧電素
子を用いてもの（以下、「ｄ33モード型」ともいう）が
ある。このｄ33モード型のインクジェットヘッドは、圧
電性素材の細片（圧電素子）を使用し、この圧電素子に
おける一面と、それに対向する面にそれぞれ電極を形成
するとともに、この圧電歪素子を電極間の電界方向と同
じ方向に分極させることにより圧電歪定数ｄ33を持たせ
た概略構造となっている。そして、この圧電歪素子が電
極間に電界を発生して、厚さ方向（ｄ33方向）に伸縮す
ることにより、インク圧力室を加圧するようになってい
る。従来のアクチュエータユニットは、バルク状の圧電
素子を異種材料の基板部材上に高温硬化型の接着剤にて
接着したのち各駆動素子単位に分割するように溝を加工
により形成するが、この際各駆動素子の幅が小さいので
物理的強度を確保するために、バルク状の圧電素子を完
全に分割せず圧電素子下層の非駆動層がつながった状態
に残していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構造では圧電素子と基板部材の異種材料の高温接着時
の線膨張係数差による歪が発生し、内部応力の残存した
状態の品物になってしまう。内部応力が残存している
と、圧電素子の変位特性、絶縁抵抗特性などに影響し不
良率を高め、さらには信頼性を損なう結果となりかねな
い。
た構造では圧電素子と基板部材の異種材料の高温接着時
の線膨張係数差による歪が発生し、内部応力の残存した
状態の品物になってしまう。内部応力が残存している
と、圧電素子の変位特性、絶縁抵抗特性などに影響し不
良率を高め、さらには信頼性を損なう結果となりかねな
い。
【０００４】この課題を解決するための本発明の目的
は、異種材料を接着して残存する内部応力を解放するこ
とである。
は、異種材料を接着して残存する内部応力を解放するこ
とである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
めに、本発明はバルク状の圧電素子を各駆動素子単位に
分割する溝を加工する際、圧電素子を完全に分割するよ
う接着層および基板部材の接着層側表層まで切り込むこ
とにした。これにより異種材料間の接着で発生していた
内部応力はほぼ完全に解放される。
めに、本発明はバルク状の圧電素子を各駆動素子単位に
分割する溝を加工する際、圧電素子を完全に分割するよ
う接着層および基板部材の接着層側表層まで切り込むこ
とにした。これにより異種材料間の接着で発生していた
内部応力はほぼ完全に解放される。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を示す。図
１は実施例のインクジェットヘッドの断面図を示す。圧
力室板３０は、エポキシ系熱硬化型プラスチック製であ
り溝状の圧力室３２を有する。この圧力室３２は後述す
るダイヤフラム４０と協働してインク液室を形成する。
２０は圧電素子であり、電極の両端に電圧を印加する事
によりインクを吐出する機械的変位を発生する積層型圧
電素子である。４０はダイヤフラムであり、ニッケル電
鋳製であり液室板１０と協働してインク液室を形成する
と共に圧電素子２０の変位を液室に伝える役割を有す
る。ノズル板１０は、ニッケル電鋳製であり表面はポリ
テトラフルオロレチレンを含有する溌水メッキが施され
インクを吐出する複数のノズル穴１２を有し、圧力室３
２の長手方向の延長線上に垂直に設けている。上記構成
のインクジェットヘッドの動作を簡単に述べる。駆動電
圧が圧電素子２０に加わると、圧電素子２０が変位し、
ダイヤフラム４０を介して圧力室３２内のインクに圧力
が加わる。これにより、ノズル穴１２からインクが吐出
し、印字用紙に文字記号等を表出する。
１は実施例のインクジェットヘッドの断面図を示す。圧
力室板３０は、エポキシ系熱硬化型プラスチック製であ
り溝状の圧力室３２を有する。この圧力室３２は後述す
るダイヤフラム４０と協働してインク液室を形成する。
２０は圧電素子であり、電極の両端に電圧を印加する事
によりインクを吐出する機械的変位を発生する積層型圧
電素子である。４０はダイヤフラムであり、ニッケル電
鋳製であり液室板１０と協働してインク液室を形成する
と共に圧電素子２０の変位を液室に伝える役割を有す
る。ノズル板１０は、ニッケル電鋳製であり表面はポリ
テトラフルオロレチレンを含有する溌水メッキが施され
インクを吐出する複数のノズル穴１２を有し、圧力室３
２の長手方向の延長線上に垂直に設けている。上記構成
のインクジェットヘッドの動作を簡単に述べる。駆動電
圧が圧電素子２０に加わると、圧電素子２０が変位し、
ダイヤフラム４０を介して圧力室３２内のインクに圧力
が加わる。これにより、ノズル穴１２からインクが吐出
し、印字用紙に文字記号等を表出する。
【０００７】図３は従来の圧電素子２０と基板部材２を
合わせたアクチュエータユニットの正面図である。この
状態では形状として反りで現される内部応力が残存して
いる。図２は本発明の圧電素子２０を完全に分割したア
クチュエータユニットである。この状態では図３でみら
れる反りもなくなり内部応力がほぼ完全に解放されてい
る。物理的なストレスが少ないので圧電素子の変位特性
や絶縁抵抗特性などが低下しにくくなる。
合わせたアクチュエータユニットの正面図である。この
状態では形状として反りで現される内部応力が残存して
いる。図２は本発明の圧電素子２０を完全に分割したア
クチュエータユニットである。この状態では図３でみら
れる反りもなくなり内部応力がほぼ完全に解放されてい
る。物理的なストレスが少ないので圧電素子の変位特性
や絶縁抵抗特性などが低下しにくくなる。
【０００８】次に本発明におけるアクチュエータユニッ
トの製造工程を説明する。図４に基板部材２とバルク状
の圧電素子２０の接着工程を示す。まず平坦度数μｍ以
下の基板部材２上に高温硬化型のエポキシ系接着剤をス
クリーン印刷法にて圧電素子２０の接着面と同等の面積
で塗布する。次に基板部材２とやはり接着面の平坦度が
数μｍ以下の圧電素子２０を、位置関係を決めなおかつ
両者を隙間なく接着するための荷重をかけられる治具に
て固定し、治具毎一定時間、一定温度の炉に入れて接着
剤を完全に硬化させる。すると基板部材２と圧電素子２
０の間には材料の違いによる線膨張係数差により反りが
発生する。このままでは両者には引っ張りおよび圧縮の
内部応力が残留することになる。これが本発明が解決す
べき課題であった。次に図５にワイヤソーによる溝加工
工程を示す。溝を加工することでバルク状の圧電素子２
０を複数の駆動素子単位に分割する。この時従来は分割
された駆動素子単位の圧電素子２０が幅が小さいためそ
の接着層から剥がれたり、接着層近傍から折れたりして
しまうことを懸念して圧電素子２０の下層の非駆動層で
溝を止めて物理的につなげていたが、これでは残留して
いる内部応力はそのまま残ることになる。本発明は接着
剤の接着力が圧電素子２０を完全に分離しても充分使用
に耐えうることを確認した上で、溝を基板部材上層まで
加工し圧電素子２０を完全に分割分離し、圧電素子２０
および基板部材２内に残留する内部応力を除去する構造
とした。その後の工程は図６に示すように前工程で加工
された溝を基準に組立用の基準面２ａを基板部材２を研
削して形成し、圧電素子２０の分割された各駆動素子に
駆動のための電圧を印加する導線ＦＰＣ６０を圧電素子
２０の両電極に半田付けする。この状態でアクチュエー
タユニットの完成となる。さらにヘッドにするために図
７に示す構成で各パーツおよびユニットを接着しヘッド
の完成となる。
トの製造工程を説明する。図４に基板部材２とバルク状
の圧電素子２０の接着工程を示す。まず平坦度数μｍ以
下の基板部材２上に高温硬化型のエポキシ系接着剤をス
クリーン印刷法にて圧電素子２０の接着面と同等の面積
で塗布する。次に基板部材２とやはり接着面の平坦度が
数μｍ以下の圧電素子２０を、位置関係を決めなおかつ
両者を隙間なく接着するための荷重をかけられる治具に
て固定し、治具毎一定時間、一定温度の炉に入れて接着
剤を完全に硬化させる。すると基板部材２と圧電素子２
０の間には材料の違いによる線膨張係数差により反りが
発生する。このままでは両者には引っ張りおよび圧縮の
内部応力が残留することになる。これが本発明が解決す
べき課題であった。次に図５にワイヤソーによる溝加工
工程を示す。溝を加工することでバルク状の圧電素子２
０を複数の駆動素子単位に分割する。この時従来は分割
された駆動素子単位の圧電素子２０が幅が小さいためそ
の接着層から剥がれたり、接着層近傍から折れたりして
しまうことを懸念して圧電素子２０の下層の非駆動層で
溝を止めて物理的につなげていたが、これでは残留して
いる内部応力はそのまま残ることになる。本発明は接着
剤の接着力が圧電素子２０を完全に分離しても充分使用
に耐えうることを確認した上で、溝を基板部材上層まで
加工し圧電素子２０を完全に分割分離し、圧電素子２０
および基板部材２内に残留する内部応力を除去する構造
とした。その後の工程は図６に示すように前工程で加工
された溝を基準に組立用の基準面２ａを基板部材２を研
削して形成し、圧電素子２０の分割された各駆動素子に
駆動のための電圧を印加する導線ＦＰＣ６０を圧電素子
２０の両電極に半田付けする。この状態でアクチュエー
タユニットの完成となる。さらにヘッドにするために図
７に示す構成で各パーツおよびユニットを接着しヘッド
の完成となる。
【０００９】
【発明の効果】本発明のアクチュエータユニットの各駆
動素子の完全分離構造をとることで、異種材料の接着に
よる内部応力の極めて少ない、言い替えれば圧電素子の
性能を充分引き出すことのできるアクチュエータユニッ
トを提供することが可能になる。
動素子の完全分離構造をとることで、異種材料の接着に
よる内部応力の極めて少ない、言い替えれば圧電素子の
性能を充分引き出すことのできるアクチュエータユニッ
トを提供することが可能になる。
【図１】この発明によるインクジェットヘッドの一実施
例断面図である。
例断面図である。
【図２】この発明によるアクチュエータユニットの基本
構造を示す。
構造を示す。
【図３】従来のアクチュエータユニットの基本構造を示
す。
す。
【図４】この発明による圧電素子と基板材料の接着工程
を示す図である。
を示す図である。
【図５】ワイヤソーによる溝加工を示す図である。
【図６】組立基準面加工とＦＰＣ半田付け工程を示す図
である。
である。
【図７】この発明によるヘッドの構成を示す図である。
２ 基板部材 １０ ノズル板 １２ ノズル穴 ２０ 圧電素子 ３０ 圧力室板 ３２ 圧力室 ４０ ダイヤフラム ５０ フレーム ６０ ＦＰＣ
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の駆動素子を有するアクチュエータ
ユニットと該アクチュエータユニットと結合して選択的
にインク滴を吐出する流路ユニットから成るインクジェ
ットヘッドの製造方法において、バルク状の圧電素子を
基板部材上に高温硬化型のエポキシ系接着剤により接着
したのち各駆動素子単位に溝を加工して分割する際、接
着層および基板部材の接着層側表層まで溝を入れ圧電素
子がその溝により各駆動素子単位に完全に分割分離する
ことを特徴とす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 |
|---|---|---|---|
| JP25648096A JPH10100421A (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25648096A JPH10100421A (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10100421A true JPH10100421A (ja) | 1998-04-21 |
Family
ID=17293231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25648096A Pending JPH10100421A (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10100421A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7101026B2 (en) | 1997-11-25 | 2006-09-05 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording head and ink jet recorder having a compression film with a compressive stress and removal part incorporated therein |
-
1996
- 1996-09-27 JP JP25648096A patent/JPH10100421A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7101026B2 (en) | 1997-11-25 | 2006-09-05 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording head and ink jet recorder having a compression film with a compressive stress and removal part incorporated therein |
| US7651201B2 (en) | 1997-11-25 | 2010-01-26 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording head and ink jet recorder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20110032311A1 (en) | Inkjet print head and method of manufacture therefor | |
| JPH06226971A (ja) | インクジェット式記録ヘッド | |
| JPH05169666A (ja) | インクジェットプリントヘッドの製造方法 | |
| JP3215789B2 (ja) | インクジェット記録ヘッド | |
| JP3135800B2 (ja) | インクジェットヘッド及びその製造方法 | |
| JPH09141848A (ja) | インクジェットヘッド | |
| JPH10100421A (ja) | インクジェットヘッドの製造方法 | |
| JPH06198876A (ja) | インクジェット式印字ヘッド及びその製造方法 | |
| JP3258727B2 (ja) | インクジェット記録ヘッドの製造方法 | |
| JPH10193623A (ja) | インクジェット記録ヘッド用圧電部材の分極方法 | |
| JPH09239977A (ja) | インクジェット記録ヘッド用圧電振動子ユニット、及びその製造方法 | |
| JPH09123466A (ja) | インクジェットプリンタヘッドの製造方法 | |
| JP3173189B2 (ja) | インクジェットヘッド | |
| JPH1067103A (ja) | インクジェットヘッド及びその製造方法並びにフィルム状接着剤及びその製造方法 | |
| JP4134784B2 (ja) | インクジェットヘッド及びその製造方法 | |
| JP3454841B2 (ja) | インクジェットヘッド | |
| JP3148076B2 (ja) | インクジェットヘッドのアクチュエータ | |
| JP2962208B2 (ja) | インクジェットヘッド | |
| JPH09239994A (ja) | ノズルプレートの接着方法 | |
| JPH09277521A (ja) | インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 | |
| JPH05212861A (ja) | インクジェット式印字ヘッド | |
| JPH08142324A (ja) | インクジェットヘッド及びその製造方法 | |
| JPH06106724A (ja) | インクジェットヘッド | |
| JPH04263955A (ja) | インクジェットヘッドの製造方法 | |
| JPH0948133A (ja) | インクジェットプリンタヘッドの製造方法 |