JP2000158650A - プリントヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】品質劣化を防止しながら生産性を格段的に向上
させ得るプリントヘッド及びその製造方法を実現し難か
った。 【解決手段】プリントヘッドにおいて、圧電素子の一端
部を固定手段にはんだを用いて固着するようにした。ま
たプリントヘッドの製造方法において、圧電素子の一端
部を固定手段にはんだを用いて固定するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリントヘッド及び
その製造方法に関し、例えばインクジェットプリントヘ
ッドに適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェットプリンタ装置にお
いては、記録信号に基づいてプリントヘッド（以下、イ
ンクジェットプリントヘッド）のノズルからインク液滴
を吐出することにより、当該記録信号に基づく文字や図
形等を紙やフィルム等の記録媒体に記録し得るようにな
されている。

【０００３】図７はこのようなインクジェットプリンタ
装置に用いられるインクジェットプリントヘッドの一構
成例を示すものであり、ノズルプレート２の一面２Ａに
振動板３が貼着され、当該振動板３上に圧電駆動部４が
固定されることにより構成されている。

【０００４】この場合ノズルプレート２には、その一面
２Ａに矢印ｘ₁ 方向に沿って複数の凹部でなる圧力室２
Ｃが所定ピッチで並設されると共に、各圧力室２Ｃの先
端部にそれぞれノズルプレート２をその厚み方向（矢印
ｚ₁ 方向）に貫通するノズル２Ｄが矢印ｘ₁ 方向に沿っ
て穿設されている。

【０００５】そしてノズルプレート２の各圧力室２Ｃに
は、当該ノズルプレート２の一面２Ａに形成された凹部
でなる共通流路２Ｅを介して図示しないインクカートリ
ッジからインクを順次供給し得るようになされている。

【０００６】また振動板３においては、ポリイミド等の
耐インク性を有する可撓性絶縁材料を用いて形成されて
おり、ノズルプレート２に形成された各圧力室２Ｃ及び
共通流路２Ｅ等のインク流路を一体に覆うように当該ノ
ズルプレート２の一面２Ａに貼着されている。

【０００７】一方圧電駆動部４においては、振動板３の
一面３Ａ側に固定された断面コ字状の固定枠５を有し、
当該固定枠５に固定板６を介してノズルプレート２の各
圧力室２Ｃとそれぞれ対応させて積層型の複数の圧電素
子（例えばピエゾ素子）７が矢印ｘ₁ 方向に沿って矢印
ｚ₁ 方向と平行に固着されることにより構成されてい
る。

【０００８】この場合各圧電素子７は、それぞれ固定板
６に固定された長手方向の一端部でなる固定端と対向す
る長手方向の他端部でなる自由端がノズルプレート２の
対応する圧力室２Ｃと対向するように振動板３の一面３
Ａ上に固定されている。

【０００９】また各圧電素子７の自由端及び固定端には
それぞれ導電材料からなる下部電極及び上部電極が形成
されており、上部電極及び下部電極間に電位差を生じさ
せることによって各圧電素子７をそれぞれ個別にバイモ
ルフ効果により振動板３をノズルプレート２の対応する
圧力室２Ｃの内側に変位させる方向（矢印ｚ₁ 方向と逆
方向）に伸長させ得るようになされている。

【００１０】かくしてインクジェットプリントヘッド１
においては、圧電素子７の上部電極及び下部電極間に電
位差を生じさせて振動板３を対応する圧力室２Ｃの内側
に変位させることによって、当該変位量に応じた圧力を
その圧力室２Ｃ内に発生させることができ、この圧力に
よって当該圧力室２Ｃ内のインクを対応するノズル２Ｄ
を介して外部に吐出させることができるようになされて
いる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところでかかる構成の
インクジェットプリントヘッド１においては、固定枠５
に対する固定板６の接合や、固定板６に対する各圧電素
子７の接合の接合に熱硬化型の接着剤８が用いられてい
た。

【００１２】このためかかるインクジェットプリントヘ
ッド１では、これらを接合するために接着剤８が完全に
硬化するまでの間、固定枠５や固定板６及び各圧電素子
７を所定の位置関係を保持した状態で75〜 150〔℃〕の
熱雰囲気中に長時間放置する必要があり、この結果とし
て生産性が低くなったり、また工程間の持ち回りや長時
間の放置などによって固定枠５や固定板６及び各圧電素
子７間に位置ずれが発生するなど、品質が劣化する問題
があった。

【００１３】またかかるインクジェットプリントヘッド
１においては、振動板３と各圧電素子７の固定板６に固
定されていない側の端部でなる自由端との接合にも接着
剤８を使用しているが、この際振動板３と各圧電素子７
との接合部に接着剤８を高精度に一定量でかつ同じ面積
で供給し難い問題があった。

【００１４】因にかかるインクジェットプリントヘッド
１において、各圧電素子７の振動板３との各接合部にお
ける接着剤８の接着面積や接着体積にばらつきが生じる
と、各圧電素子７の伸長に起因して振動板３の対応する
部位がノズルプレート２の圧力室２Ｃ内に変位すること
により生じる各圧力室２Ｃ内部の体積変化にばらつきが
生じる。そしてこの結果として、各ノズル２Ｄから吐出
されるインク量にばらつきが発生し、安定した印画を行
い難くなる問題がある。

【００１５】さらにかかるインクジェットプリントヘッ
ド１においては、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、各
圧電素子７の上部電極５０Ａ及び下部電極５０Ｂが、そ
れぞれ圧電素子７の上端面７Ａ又は下端面７Ｂを含む上
端部又は下端部にイオンプレーティング法により導電材
料を積層することにより形成されている。

【００１６】そして各圧電素子７の下部電極５０Ｂは、
これら各圧電素子７の下部電極５０Ｂ間を跨ぐように異
方性導電フイルム５１を介して銅箔５２を圧着すること
により共通化されている。

【００１７】ところがこのような構成のインクジェット
プリントヘッド１では、各圧電素子７の下部電極５０Ｂ
間を跨ぐように銅箔５２を圧着する際、各圧電素子７に
圧力がかかるためにその応力によって圧電素子７の自由
端が破断することがあり、生産性が悪い問題があった。

【００１８】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、品質劣化を防止しながら生産性を格段的に向上させ
得るプリントヘッド及びその製造方法を提案しようとす
るものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、プリントヘッドにおいて、圧電素
子の一端部を固定手段にはんだを用いて固着するように
した。

【００２０】この結果このプリントヘッドでは、固定手
段に対する圧電素子の固着時間を格段的に短縮すること
ができると共に、工程間の持ち回りや長時間の放置など
によって固着された固定手段及び圧電素子間に位置ずれ
が発生するのを未然に防止することができる。

【００２１】また本発明においては、プリントヘッドの
製造方法において、圧電素子の一端部を固定手段にはん
だを用いて固着するようにした。

【００２２】この結果このプリントヘッドの製造方法に
よれば、固定手段に対する圧電素子の固着時間を格段的
に短縮することができると共に、工程間の持ち回りや長
時間の放置などによって固着された固定手段及び圧電素
子間に位置ずれが発生するのを未然に防止することがで
きる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施の形態を詳述する。

【００２４】（１）本実施の形態によるインクジェット
プリントヘッドの構成 図１において、１０は全体として本実施の形態によるイ
ンクジェットプリントヘッドを示し、ノズルプレート１
１の一面１１Ａに振動板１２が固着され、当該振動板１
２上に圧電駆動部１３が固定されることにより構成され
ている。

【００２５】この場合ノズルプレート１１には、その一
面１１Ａに矢印ｘ₂ 方向に沿って複数の凹部でなる圧力
室１１Ｃが所定ピッチで並設されると共に、各圧力室１
１Ｃの先端部にそれぞれノズルプレート１１をその厚み
方向（矢印ｚ₂ 方向）に貫通するノズル１１Ｄが矢印ｘ
₂ 方向に沿って穿設されている。

【００２６】そしてノズルプレート１１の各圧力室１１
Ｃには、当該ノズルプレート１１の一面１１Ａに形成さ
れた凹部でなる共通流路１１Ｅを介して図示しないイン
クカートリッジからインクを順次供給し得るようになさ
れている。

【００２７】また振動板１２においては、図２（Ａ）〜
（Ｃ）に示すように、エポキシ樹脂材等の可撓性絶縁材
料からなる薄肉のベース１４の一面１４Ａ側の一端部に
ノズルプレート１１の各圧力室１１Ｃにそれぞれ対応さ
せて複数の第１の電極１５が形成されたフレキシブル配
線板でなり、各第１の電極１５がそれぞれノズルプレー
ト１１の対応する圧力室１１Ａ上に位置するように、ベ
ース１４の一端部の他面１４Ｂ側がノズルプレート１１
の一面１１Ａ上に位置決めされた状態で貼着されてい
る。

【００２８】このときベース１４の一面１４Ａ側の他端
部には各第１の電極１５にそれぞれ対応させて第２の電
極１６が形成されると共に、対応する第１及び第２の電
極１５、１６同士が配線ライン１７を介して導通接続さ
れている。

【００２９】またベース１４の幅方向の一方側に当該ベ
ース１４の長手方向と平行に枝部１４Ｃが形成設けられ
ており、当該枝部１４Ｃの先端部には所定径を有する円
形状の開口部１４ＣＸと、当該開口部１４ＣＸを取り囲
む環状の第３の電極１８とが形成されている。そしてベ
ース１４の他端部には第３の電極１８に対応させて第４
の電極１９が形成され、これら第３及び第４の電極１
８、１９が配線ライン２０を介して導通接続されてい
る。

【００３０】さらにベース１４の一面１４Ａ上には、第
１〜第４の電極１５、１６、１８、１９上を除いて、配
線ライン１７、２０上をも含む当該一面１４Ａの全面を
覆うようにオーバーコート膜２１が成膜形成されてお
り、かくして例えば第１の電極１５に供給されたはんだ
が当該第１の電極１５以外の部位にぬれ広がって付着す
るのを未然に防止し得るようになされている。

【００３１】一方圧電駆動部１３においては、振動板１
２上に固定された断面コ字状の固定枠３０を有し、当該
固定枠３０の内側にその下端がノズルプレート１１の各
圧力室１１Ｃとそれぞれ対応させて複数の枝部３１Ａに
分離された櫛歯状の積層型の圧電素子３１が位置決めさ
れて固定されることにより構成されている。

【００３２】この場合固定枠３０の上壁面には、振動板
１２の第１の電極１５の列と矢印ｙ₂ 方向の同じ位置
に、その下端面が固定枠３０の内側に露出するように複
数の金属ピン３２が矢印ｘ₂ 方向に沿って複数埋設され
ている。

【００３３】またこれら金属ピン３２のうちの１つの金
属ピン３２は、その先端部が固定枠３０の上面から露出
するように当該先端部の長さが選定されている。そして
この金属ピン３２の先端部に上述の振動板１２における
ベース１４の枝部１４Ｃの先端に穿設された開口部１４
ＣＸが嵌め込まれた状態で、当該振動板１２の第３の電
極１８が低融点はんだ３３を介して電気的及び物理的に
接合されている。

【００３４】そして圧電素子３１は、その上面に形成さ
れた第１の金属膜でなる共通電極３４が低融点はんだ３
５を用いて各金属ピン３２の下端面と電気的及び物理的
に接合されるようにして固定枠３０に固着されている。

【００３５】また圧電素子３１の各枝部３１Ａの下端面
には第２の金属膜でなる個別電極３６がそれぞれ形成さ
れると共に、これら各個別電極３６はそれぞれ低融点は
んだ３７を介して振動板１２の対応する第１の電極１５
と電気的及び物理的に接合されている。

【００３６】これにより圧電素子３１においては、振動
板１２の第４の電極１９をアース接地した状態におい
て、当該振動板１２の所望する第２の電極１６に駆動パ
ルスを与えることによって、当該第２の電極１６と配線
ライン１７、第１の電極１５及び低融点はんだ３７を順
次介して導通する個別電極３６と、共通電極３４とに挟
まれる枝部３１Ａをバイモルフ効果により振動板１２を
ノズルプレート１１の対応する圧力室１１Ｃの内側に変
位させる方向に伸長させることができるようになされて
いる。

【００３７】かくするにつきこのインクジェットプリン
トヘッド１０においては、振動板１２の所望する第２の
電極１６に駆動パルスを与えて振動板１２をノズルプレ
ート１１の対応する圧力室１１Ｃの内側に変位させるこ
とによって、当該変位量に応じた圧力をその圧力室１１
Ｃ内に発生させることができ、この圧力によって当該圧
力室１１Ｃ内のインクを対応するノズル１１Ｄを介して
外部に吐出させ得るようになされている。

【００３８】（２）インクジェットプリントヘッド１０
の製造手順 ここで実際上このようなインクジェットプリントヘッド
１０は、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示す以下の手順によ
り製造することができる。

【００３９】すなわちまず図３（Ａ）に示すように、Ｐ
ＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の非導電性材料
を用いて射出成型法等により固定枠３０を形成すると共
に、この固定枠３０の所定位置に内側から各金属ピン３
２をそれぞれ圧入する。この際各金属ピン３２の下端面
には、はんだのぬれ性を向上させる所定の加工処理を施
しておくようにする。

【００４０】またこれとは別に所定の手法により櫛歯状
の圧電素子３１を作製し、その上端面に全面に亘って共
通電極３４を形成する共に、当該圧電素子３１の各枝部
３１Ａの下端面にそれぞれ個別電極３６を形成する。

【００４１】この際個別電極３６は、図４（Ａ）のよう
に圧電素子３１の各枝部３１Ａの下端面のみに金属膜を
積層するようにして形成するようにしても、また図４
（Ｂ）のように圧電素子３１の各枝部３１Ａの全面に亘
って金属膜４０を積層し、各枝部３１Ａの下端面上を除
く金属膜４０の他の部分上にオーバーコート膜４１を積
層するようにして形成しても、さらに図４（Ｃ）のよう
に圧電素子３１の各枝部３１Ａの下端部に側面まで覆う
ように金属膜を積層するようにして形成するようにして
も良い。

【００４２】なお例えば図４（Ｃ）のようにして各個別
電極３６を形成する場合には、圧電素子３１の枝部３１
Ａの下端面からの金属膜（個別電極３６）の高さａを当
該枝部３１Ａの下端面からの活性部までの高さｂよりも
小さく設定するようにする。このようにすることによっ
て後述のように圧電素子３１の各個別電極３６を振動板
１２の対応する第１の電極１５に接合する際に、圧電素
子３１の各枝部３１Ａにおける内部電極同士が電気的に
接続されるのを防止することができる。

【００４３】続いて図３（Ｂ）に示すように、この圧電
素子３１の共通電極３４と、固定枠３０の各金属ピン３
２とをそれぞれ低融点はんだ３７を介して電気的及び物
理的に接合するようにして固定枠３０の内側に圧電素子
３１を位置決めして固定する。

【００４４】この際圧電素子３１は、切削時の寸法誤差
や、上端面及び各枝部３１Ａの下端面に形成する共通電
極３４及び個別電極３６の厚みのばらつきが発生し易
く、このため金属ピン３２と圧電素子３１の共通電極３
４とを直接接触させた状態で固定すると、圧電素子３１
の各枝部３１Ａの下端部が所望位置に位置し得なくなる
ことがある。

【００４５】そこで例えば図５に示すような治具４２を
用い、圧電素子３１をその下端面が固定枠３０の下端面
から所定高さに位置するように保持した状態で当該圧電
素子３１の共通電極３４及び各金属ピン３２間に低融点
はんだ３５を充填するようにして、固定枠３０に圧電素
子３１を固定するようにする。

【００４６】そしてこの方法によれば、圧電素子３１の
製造時に生じる各圧電素子３１毎の高さ方向のばらつき
を当該圧電素子３１の共通電極３４及び各金属ピン３２
間のキャツプで吸収することができるため、圧電素子３
１の各枝部３１Ａの下端部を確実に所望位置に位置させ
得ることができる。

【００４７】一方これとは別にノズルプレート１１及び
振動板１２をそれぞれ作製し、ノズルプレート１１の一
面１１Ａ上に振動板１２の一端部を位置決めして固着す
る。この際振動板１２は、ベース１４上に銅材をめっき
法により８〔μm 〕程度の厚みで積層することにより当
該ベース１４の全面に亘って導体層を形成し、これを上
述の第１〜第４の電極１５、１６、１８、１９及び各配
線ライン１７、２０等の配線パターンに応じてパターニ
ングするようにして作製するようにする。

【００４８】このようにすることによって、振動板１２
を例えばフレキシブル基板の一面上に圧延銅箔が接着さ
れてなる片面銅張積層型フレキシブル配線板の圧延銅箔
をパターニングするようにして作製する場合に比べて、
振動板１２の配線パターンの膜厚管理が容易となり、振
動板１２のベース１４の本来の弾性を損なうことなく、
当該振動板１２の配線パターンを形成することができ
る。

【００４９】続いて図３（Ｃ）に示すように、このよう
にして作製したノズルプレート１１及び振動板１２から
なる部材の当該振動板１２上に固定枠３０を位置決めし
て固着すると共に、圧電素子３１の各枝部３１Ａの下端
面にそれぞれ形成された各個別電極３６をそれぞれ振動
板１２の対応する第１の電極１５と低融点はんだ３７を
介して電気的及び物理的に接合する。

【００５０】この際低融点はんだ３７の供給方法とし
て、ペースト状のはんだを印刷法等により振動板１２の
各第１の電極１５上又は圧電素子３１の各個別電極３６
上に供給する方法が考えられるが、この方法によるとペ
ーストも混入した状態であるために微小な面に高精度の
一定量のはんだを供給するのが困難となる。

【００５１】そこでこの実施の形態においては、低融点
はんだ３７の供給方法として、はんだボールを利用する
ようにする。実際上、例えば図６に示すように、振動板
１２の各第１の電極１５上にそれぞれペーストを塗布し
た後、これら各第１の電極１５上に所定径のはんだボー
ル４３を供給し、その上方に圧電素子３１の各個別電極
３６がそれぞれはんだボール４３を介して振動板１２の
対応する第１の電極１５上に位置するように固定枠３０
を位置決めして配置し、この後圧電素子３１又は振動板
１２のいずれかに圧力を与えながらはんだボール４３を
溶融するようにして圧電素子３１の各個別電極３６と振
動板１２の対応する第１の電極１５とを接合する。

【００５２】そしてこの方法によれば、圧電素子３１の
各個別電極３６と振動板１２の対応する第１の電極１５
とをそれぞれ接合する低融点はんだ３７の量を容易にか
つ高精度に管理することができる。

【００５３】さらにこの後振動板１２のベース１４の枝
部１４Ｃに穿設された開口部１４ＣＸを固定枠３０に埋
設された所定の金属ピン３２の先端部に嵌め込み、この
後この金属ピン３２の先端部と振動板１２の第３の電極
１８とを低融点はんだ３３を用いて電気的及び物理的に
接合する。これにより図１に示すインクジェットプリン
トヘッド１０を得ることができる。

【００５４】（３）本実施の形態の動作及び効果 以上の構成において、圧電素子３１の上端面に形成した
共通電極３４を低融点はんだ３５を用いて固定枠３０の
金属ピン３２に固着し、かつ圧電素子の各枝部３１Ａの
下端面にそれぞれ形成した各個別電極３６を振動板１２
の対応する第１の電極１５と接合するようにしてインク
ジェットプリントヘッド１０を製造する。

【００５５】従ってこのインクジェットプリントヘッド
１０では、固定枠３０に対する圧電素子３１の固着に低
融点はんだ３５を用いる分、熱硬化型の接着剤を用いる
従来の手法に比べて固定枠３０に対する圧電素子３１の
固着に要する時間を格段的に短縮することができ、しか
も工程間の持ち回りや長時間の放置に起因する固定枠３
０及び圧電素子３１間の位置ずれが発生するのを未然に
防止することができる。

【００５６】またこのインクジェットプリントヘッド１
０では、振動板１２のベース１４上に第１〜第４の電極
１５上を除いてオーバコート膜２１が形成されているた
め、圧電素子３１の各個別電極３６と、振動板１２（の
対応する第１の電極１５）との接合面積を高精度に管理
することができると共に、これらの接合に必要な低融点
はんだ３７の供給を所定径のはんだボール４３を供給す
るといった方法により行っているため、圧電素子３１の
各個別電極３６と、振動板１２の対応する第１の電極１
５との接合体積をも高精度に管理することができる。

【００５７】さらにこのインクジェットプリントヘッド
１０では、櫛歯状の圧電素子３１の上端面に共通電極３
４を形成すると共に、当該圧電素子３１の各枝部３１Ａ
の下端面に個別電極３６をそれぞれ形成し、共通電極３
４を固定枠３０に埋設された金属ピン３２を介して固定
枠３０の外部に引き出すと共に、各個別電極３６をそれ
ぞれ振動板１２の導体パターンを介して固定枠３０の外
部に引き出すようにしているため、例えば図７において
上述した従来のインクジェットプリントヘッド１のよう
に各圧電素子３１の個別電極６３を共通化するために銅
箔を圧着するなどの作業を必要とせず、その分製造工程
時における圧電素子３１の破断等を未然に防止して生産
性を向上させることができる。

【００５８】以上の構成によれば、圧電素子３１を上端
面に形成した共通電極３４を低融点はんだ３５を用いて
固定枠３０の金属ピン３２に固着するようにしたことに
より、固定枠３０に対する圧電素子３１の固着作業を短
時間化できると共に、工程間の持ち回りや長時間の放置
に起因する固定枠３０及び圧電素子３１間の位置ずれの
発生を未然に防止することができ、かくして品質劣化を
防止しながら生産性を格段的に向上させ得るインクジェ
ットプリントヘッド及びその製造方法を実現できる。

【００５９】（４）他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、圧電駆動部１３の固
定枠３０を非導電性材料の成型品とするようにした場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、要は外部電
極としての導通部でなる金属ピン３２と電気的に分離す
ることができるのであれば、固定枠３０を金属材を用い
て形成するようにしても良い。

【００６０】また上述の実施の形態においては、固定枠
３０の下端面を基準位置として、圧電素子３１の各個別
電極３６と振動板１２の各第１の電極１５との間の隙間
が所定距離となるように、圧電素子３１の高さ方向の寸
法誤差等を圧電素子３１の共通電極３４及び固定枠３０
の金属ピン３２の下端面間のギャップで吸収するように
して、圧電素子３１を固定枠３０に固着するようにした
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、
圧電素子３１の各個別電極３６と振動板１２の各第１の
電極１５との間の隙間が所定距離となるように圧電素子
３１を固定枠３０に固着することができるのであれば、
固定枠３０の下端面以外の所定位置を基準位置として圧
電素子３１を固定枠３０に固着するようにしても良い。

【００６１】さらに上述の実施の形態においては、圧電
素子の３１の上端面に共通電極３４を形成すると共に、
圧電素子３１の各枝部３１Ａの下端面に各個別電極３６
を形成するようにした場合について述べたが、本発明は
これに限らず、圧電素子３１の上端面の個別電極を形成
し、当該圧電素子３１の各枝部３１Ａの下端面に共通電
極を形成するようにしても良い。

【００６２】実際上、このようにする場合には、振動板
１２に圧電素子３１の各枝部３１Ａの下端面に形成され
た共通電極を一体に導通するようなパターンを形成する
と共に、圧電素子３１の上端面に各枝部３１Ａにそれぞ
れ対応させて個別の電極を形成し、さらに固定枠３０に
圧電素子３１の上端面に形成された各個別電極とそれぞ
れ対応させて外部電極として機能する導通路を形成する
（例えば金属ピンを埋設する）ようにする。そして圧電
素子の各個別電極と固定枠３０の対応する導通路とをは
んだを用いて固着するようにすれば良い。

【００６３】さらに上述の実施の形態においては、ノズ
ルプレート１１の一面１１Ａ側において圧電素子３２の
一端部を固定保持する固定手段を図１のように形成され
た固定枠３０により構成するようにした場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、固定手段の構成として
はこの他種々の構成を広く適用することができる。

【００６４】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、プリント
ヘッドにおいて、一面に所定形状の凹部でなるインク貯
蔵用の圧力室が形成されたプレートと、圧力室を覆うよ
うにプレートの一面に貼着された振動板と、プレートの
一面側に固定配置された固定手段と、一端部が固定手段
に固着されると共に、他端部が振動板を介してプレート
の圧力室と対向するように振動板に固着され、必要時に
は伸長して振動板の対応する部位をプレートの圧力室の
内側に変位させることにより、当該圧力室内にインク吐
出用の圧力を発生させる圧電素子とを設け、圧電素子の
一端部を固定手段にはんだを用いて固着するようにした
ことにより、固定手段に対する圧電素子の固着時間を格
段的に短縮することができると共に、工程間の持ち回り
や長時間の放置などによって固着された固定手段及び圧
電素子間に位置ずれが発生するのを未然に防止すること
ができ、かくして品質劣化を防止しながら生産性を格段
的に向上させ得るプリントヘッドを実現できる。

【００６５】また本発明によれば、プレートの一面に形
成された所定形状の凹部でなるインク貯蔵用の圧力室を
覆うようにプレートの一面に振動板が貼着されると共
に、当該振動板上に一端部が固定手段に固着され、かつ
他端部が振動板を介してプレートの圧力室と対向するよ
うに圧電素子が配置されたプリントヘッドの製造方法に
おいて、圧電素子の一端部を固定手段にはんだを用いて
固着するようにしたことにより、固定手段に対する圧電
素子の固着時間を格段的に短縮することができると共
に、工程間の持ち回りや長時間の放置などによって固着
された固定手段及び圧電素子間に位置ずれが発生するの
を未然に防止することができ、かくして品質劣化を防止
しながら生産性を格段的に向上させ得るプリントヘッド
の製造方法を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態によるインクジェットプリントヘ
ッドの構成を示す断面図である。

【図２】振動板の構成を示す上面図及び断面図である。

【図３】本実施の形態によるインクジェットプリントヘ
ッドの製造手順の説明に供する断面図である。

【図４】圧電素子の各個別電極の形状の説明に供する断
面図である。

【図５】固定枠に対する圧電素子の接合の説明に供する
断面図である。

【図６】個別電極と第１の電極との接合の説明に供する
断面図である。

【図７】従来のインクジェットプリントヘッドの構成例
を示す断面図である。

【図８】各圧電素子の上部電極及び下部電極の構成の説
明に供する上面図、正面図及び断面図である。

【符号の説明】 １０……インクジェットプリントヘッド、１１……ノズ
ルプレート、１２……振動板、１３……圧電駆動部、１
４……ベース、１５、１６、１８、１９……電極、１
７、２０……配線ライン、２１……オーバーコート膜、
３０……固定枠、３１……圧電素子、３１Ａ……枝部、
３２……金属ピン、３３、３５、３７……低融点はん
だ、３４……共通電極、３６……個別電極、４３……は
んだボール、５０Ａ……上部電極、５０Ｂ……下部電
極。

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一面に所定形状の凹部でなるインク貯蔵用
   の圧力室が形成されたプレートと、 上記圧力室を覆うように上記プレートの上記一面に貼着
   された振動板と、 上記プレートの上記一面側に固定配置された固定手段
   と、 一端部が上記固定手段に固着されると共に、他端部が上
   記振動板を介して上記プレートの上記圧力室と対向する
   ように上記振動板に固着され、必要時には伸長して上記
   振動板の対応する部位を上記プレートの上記圧力室の内
   側に変位させることにより、当該圧力室内にインク吐出
   用の圧力を発生させる圧電素子とを具え、 上記圧電素子の上記一端部が上記固定手段にはんだを用
   いて固着されたことを特徴とするプリントヘッド。
2. 【請求項２】上記はんだは、低融点はんだでなることを
   特徴とする請求項１に記載のプリントヘッド。
3. 【請求項３】上記プレートには、上記圧力室が所定ピッ
   チで並設され、 上記圧電素子は、上記他端部が上記プレートの各上記圧
   力室にそれぞれ対応させて分離された櫛歯状でなること
   を特徴とする請求項１に記載のプリントヘッド。
4. 【請求項４】上記固定手段は、外部電極として当該固定
   手段の他の部位から電気的に隔離された導電材からなる
   導通部を有し、 上記圧電素子は、上記一端部の端面に形成された第１の
   金属膜を有し、 上記固定手段の上記導通部及び上記圧電素子の上記第１
   の金属膜が上記はんだを用いて接合されるようにして上
   記圧電素子が上記固定手段に固着されたことを特徴とす
   る請求項１に記載のプンリトヘッド。
5. 【請求項５】上記圧電素子の上記他端部の先端部に形成
   された第２の金属膜と、 上記振動板における上記圧電素子の上記他端部の上記端
   面と対向する位置に形成された導電材からなるパターン
   とを具え、 上記圧電素子の上記第２の金属膜と、上記振動板の上記
   パターンとがはんだを用いて接合されたことを特徴とす
   る請求項１に記載のプリントヘッド。
6. 【請求項６】上記第２の金属膜は、上記圧電素子の上記
   他端部の先端面にのみ形成されたことを特徴とする請求
   項５に記載のプリントヘッド。
7. 【請求項７】上記第２の金属膜は、上記圧電素子の少な
   くとも上記他端部の表面全面に亘って形成されると共
   に、上記圧電素子の上記他端部の端面上を除いて当該第
   ２の金属膜上にオーバーコート膜が積層形成されたこと
   を特徴とする請求項５に記載のプリントヘッド。
8. 【請求項８】上記第２の金属膜は、上記圧電素子の上記
   他端部側の非活性部のみを覆うように形成されたことを
   特徴とする請求項５に記載のプリントヘッド。
9. 【請求項９】上記振動板の上記圧電素子の上記他端部と
   の接合面のうち、上記パターン以外の部分上にオーバー
   コート膜が形成されたことを特徴とする請求項５に記載
   のプリントヘッド。
10. 【請求項１０】上記圧電素子の上記第１の金属膜と、上
    記振動板の上記パターンとの間に所定距離の隙間が設け
    られ、当該隙間に上記はんだが充填されたことを特徴と
    する請求項５に記載のプリントヘッド。
11. 【請求項１１】プレートの一面に形成された所定形状の
    凹部でなるインク貯蔵用の圧力室を覆うように上記プレ
    ートの上記一面に振動板が貼着されると共に、当該振動
    板上に一端部が固定手段に固着され、かつ他端部が上記
    振動板を介して上記プレートの上記圧力室と対向するよ
    うに圧電素子が配置されたプリントヘッドの製造方法に
    おいて、 上記圧電素子の上記一端部を位置決めして上記固定手段
    に固着する第１の工程と、 上記圧電素子の上記他端部を位置決めして上記振動板に
    固着する第２の工程とを具え、 上記第１の工程では、上記圧電素子の上記一端部を上記
    固定手段にはんだを用いて固着することを特徴とするプ
    リントヘッドの製造方法。
12. 【請求項１２】上記はんだは、低融点はんだでなること
    を特徴とする請求項１１に記載のプリントヘッドの製造
    方法。
13. 【請求項１３】上記第１の工程では、 上記振動板に対する上記圧電素子の固着面が上記振動板
    に対する上記固定手段の基準位置から所定高さとなるよ
    うに、上記圧電素子及び上記固定手段を所定の位置関係
    で保持した状態で、上記圧電素子を上記固定手段に固着
    することを特徴とする請求項１１に記載のプリントヘッ
    ドの製造方法。
14. 【請求項１４】上記第１の工程では、 上記圧電素子の上記他端部を上記プレートに並設された
    複数の上記圧力室にそれぞれ対応させて分離し、各上記
    分離された上記圧電素子の他端部をそれぞれ上記振動板
    の対応する所定位置に固着することを特徴とする請求項
    １１に記載のプリントヘッドの製造方法。
15. 【請求項１５】上記第１の工程では、 上記固定手段に外部電極として当該固定手段の他の部位
    から電気的に隔離された導電材からなる導通部を形成す
    ると共に、上記圧電素子の上記一端部の端面に第１の金
    属膜を形成し、 上記固定手段の上記導通部及び上記圧電素子の上記第１
    の金属膜を上記はんだを用いて接合するようにして上記
    圧電素子を上記固定手段に固着することを特徴とする請
    求項１１に記載のプンリトヘッドの製造方法。
16. 【請求項１６】上記第１の工程では、 上記圧電素子の上記他端部の先端部に第２の金属膜を形
    成すると共に、上記振動板における上記圧電素子の上記
    他端部の上記端面と対向する位置に導電材からなるパタ
    ーンを形成し、 上記第２の工程では、 上記圧電素子の上記第２の金属膜と、上記振動板の上記
    パターンとをはんだを用いて接合するようにして、上記
    圧電素子の上記他端部と上記振動板とを固着することを
    特徴とする請求項１１に記載のプリントヘッドの製造方
    法。
17. 【請求項１７】上記第１の工程では、 上記第２の金属膜を、上記圧電素子の上記他端部の先端
    面にのみ形成することを特徴とする請求項１６に記載の
    プリントヘッドの製造方法。
18. 【請求項１８】上記第１の工程では、 上記第２の金属膜を、上記圧電素子の少なくとも上記他
    端部の表面全面に亘って形成すると共に、上記圧電素子
    の上記他端部の端面上を除いて当該第２の金属膜上にオ
    ーバーコート膜を積層形成することを特徴とする請求項
    １６に記載のプリントヘッドの製造方法。
19. 【請求項１９】上記第１の工程では、 上記第２の金属膜を、上記圧電素子の上記他端部側の非
    活性部のみを覆うように形成することを特徴とする請求
    項１６に記載のプリントヘッドの製造方法。
20. 【請求項２０】上記第１の工程では、 上記振動板の上記圧電素子の上記他端部との接合面のう
    ち、上記パターン以外の部分上にオーバーコート膜を形
    成することを特徴とする請求項１６に記載のプリントヘ
    ッドの製造方法。
21. 【請求項２１】上記第２の工程では、 上記圧電素子の上記第１の金属膜と、上記振動板の上記
    パターンとの間に所定径のはんだボールを配置した後、 上記はんだボールを溶融するようにして、上記圧電素子
    の上記他端部及び上記振動板を固着することを特徴とす
    る請求項１６に記載のプリントヘッドの製造方法。