JP2002160365A

JP2002160365A - ヘッドチップ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002160365A
Application number: JP2000359799A
Authority: JP
Inventors: Osamu Koseki; 修小関
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2002-06-04

Abstract

(57)【要約】【課題】溝内の電極上に絶縁層を確実に且つ均一に形
成してインク吐出特性を向上したヘッドチップ及びその
製造方法を提供する。【解決手段】圧電セラミックプレート１６に形成され
た溝１７の側壁に設けられた電極１９に駆動電圧を印加
することにより、当該溝１７内の容積を変化させてその
内部に充填されたインクをノズル開口から吐出するヘッ
ドチップにおいて、前記圧電セラミックプレート１６の
前記溝１７に設けられた前記電極１９上は絶縁材料で形
成され且つ溝加工により切り分けられた絶縁層２０より
覆う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、プリン
タ、ファックスなどに適用されるインクジェット式記録
装置に搭載されるヘッドチップ及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来技術】従来より、複数のノズルからインクを吐出
する記録ヘッドを用いて被記録媒体に文字や画像を記録
するインクジェット式記録装置が知られている。かかる
インクジェット式記録装置では、被記録媒体に対向する
記録ヘッドはヘッドホルダに設けられ、ヘッドホルダは
キャリッジに搭載されて被記録媒体の搬送方向とは直交
する方向に走査される。

【０００３】このような記録ヘッドの一例の分解概略を
図１１に、また、要部断面を図１２に示す。図１１及び
図１２に示すように、圧電セラミックプレート１０１に
は、複数の溝１０２が並設され、各溝１０２は、側壁１
０３で分離されている。各溝１０２の長手方向一端部は
圧電セラミックプレート１０１の一端面まで延設されて
おり、他端部は、他端面までは延びておらず、深さが徐
々に浅くなっている。また、各溝１０２内の両側壁１０
３の開口側表面には、長手方向に亘って、駆動電界印加
用の電極１０５が形成されている。

【０００４】圧電セラミックプレート１０１の溝１０２
の開口側には、カバープレート１０７が接着剤１０９を
介して接合されている。カバープレート１０７には、各
溝１０２の浅くなった他端部と連通する凹部となるイン
ク室１１１と、このインク室１１１の底部から溝１０２
とは反対方向に貫通するインク供給口１１２とを有す
る。

【０００５】また、圧電セラミックプレート１０１とカ
バープレート１０７との接合体の溝１０２が開口してい
る端面には、ノズルプレート１１５が接合されており、
ノズルプレート１１５の各溝１０２に対向する位置には
ノズル開口１１７が形成されている。

【０００６】なお、圧電セラミックプレート１０１のノ
ズルプレート１１５とは反対側でカバープレート１０７
とは反対側の面には、配線基板１２０が固着されてい
る。配線基板１２０には、各電極１０５とボンディング
ワイヤ１２１等で接続された配線１２２が形成され、こ
の配線１２２を介して電極１０５に駆動電圧を印加でき
るようになっている。

【０００７】このように構成される記録ヘッドでは、イ
ンク供給口１１２から各溝１０２内にインクを充填し、
所定の溝１０２の両側の側壁１０３に電極１０５を介し
て所定の駆動電界を作用させると、側壁１０３が変形し
て所定の溝１０２内の容積が変化し、これにより、溝１
０２内のインクがノズル開口１１７から吐出する。

【０００８】例えば、図１３に示すように、溝１０２ａ
に対応するノズル開口１１７からインクを吐出する場合
には、その溝１０２ａ内の電極１０５ａ，１０５ｂに正
の駆動電圧を印加すると共にそれぞれに対向する電極１
０５ｃ，１０５ｄを接地するようにする。これにより、
側壁１０３ａ，１０３ｂには溝１０２ａに向かう方向の
駆動電界が作用し、これが圧電セラミックプレート１０
１の分極方向と直交すれば、圧電厚みすべり効果により
側壁１０３ａ，１０３ｂが溝１０２ａ方向に変形し、溝
１０２ａ内の容積が減少して圧力が増加し、ノズル開口
１１７からインクが吐出する。

【０００９】また、このようなヘッドチップに水性イン
クを使用した場合、一つの溝１０２ａ内の側壁１０３
ａ，１０３ｂに設けられた隣り合う電極１０５ａ，１０
５ｂが導通してしまい、電位差が無くなることによって
側壁１０３ａ，１０３ｂが変形しなくなり、インクを吐
出できないという問題がある。

【００１０】そのため、電極の表面にＣＶＤ法、ゾル−
ゲル法により樹脂を塗布することによって電極表面にパ
ッシベーション膜を形成したものが提案されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、パッシ
ベーション膜をＣＶＤ法、ゾル−ゲル法によって形成す
ると、圧電セラミックプレートの粒子レベルでの凹凸の
カバレージや、溝のエンジン部の電極カバレージが悪
く、ピンホール発生率が高いという問題がある。

【００１２】また、ゾル−ゲル樹脂は、溝の底に硬化性
材料がたまりやすく均一性が悪く吐出特性等が悪化して
しまうという問題がある。

【００１３】本発明はこのような事情に鑑み、溝内の電
極上に絶縁層を確実に且つ均一に形成してインク吐出特
性を向上したヘッドチップ及びその製造方法を提供する
ことを課題とする。

【００１４】

【発明が解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第１の態様は、圧電セラミックプレートに形成され
た溝の側壁に設けられた電極に駆動電圧を印加すること
により、当該溝内の容積を変化させてその内部に充填さ
れたインクをノズル開口から吐出するヘッドチップにお
いて、前記圧電セラミックプレートの前記溝に設けられ
た前記電極上は絶縁材料で形成された絶縁層より覆われ
ており、当該溝内の両側に設けられた前記絶縁層は溝加
工により切り分けられたものであることを特徴とするヘ
ッドチップにある。

【００１５】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記圧電セラミックプレートに形成された前記溝の
深さ方向上部には前記電極及び前記絶縁層が設けられ且
つ下部には前記絶縁層のみが設けられており、当該絶縁
層の表面は深さ方向に面一となって第２の溝を画成して
いることを特徴とするヘッドチップにある。

【００１６】本発明の第３の態様は、第２の態様におい
て、前記第２の溝の底面は、前記絶縁層により画成され
ていることを特徴とするヘッドチップにある。

【００１７】本発明の第４の態様は、第２の態様におい
て、前記第２の溝の底面及び当該底面近傍の側面は、前
記圧電セラミックプレートで画成されていることを特徴
とするヘッドチップにある。

【００１８】本発明の第５の態様は、第１〜４の何れか
の態様において、前記電極が形成された前記溝の開口部
には、幅広の浅溝が形成され且つ前記浅溝に埋め込まれ
た絶縁材料により前記電極の上部端面が覆われているこ
とを特徴とするヘッドチップにある。

【００１９】本発明の第６の態様は、圧電セラミックプ
レートに形成された溝の側壁に設けられた電極に電圧を
印加することにより当該溝内の容積を変化させてその内
部に充填されたインクをノズル開口から吐出するヘッド
チップの製造方法において、前記圧電セラミックプレー
トに第１の溝を形成する工程と、当該第１の溝の前記側
壁に前記電極を形成する工程と、前記圧電セラミックプ
レートの前記第１の溝内に絶縁材料を充填する工程と、
前記第１の溝内に設けられた相対向する前記電極間の間
隔よりも小さな幅で前記絶縁材料に第２の溝を形成する
工程とを有することを特徴とするヘッドチップの製造方
法にある。

【００２０】本発明の第７の態様は、第６の態様におい
て、前記第２の溝を形成する工程では、前記第１の溝の
底面に達することなく前記第２の溝を形成することを特
徴とするヘッドチップの製造方法にある。

【００２１】本発明の第８の態様は、第６の態様におい
て、前記第２の溝を形成する工程では、前記第１の溝の
底面に達するまで前記第２の溝を形成することを特徴と
するヘッドチップの製造方法にある。

【００２２】本発明の第９の態様は、第６の態様におい
て、前記第１の溝を形成する工程では、前記第１の溝を
少なくとも前記電極と略同等の長さで形成し、前記第２
の溝を必要な深さまで形成することを特徴とするヘッド
チップの製造方法にある。

【００２３】本発明の第１０の態様は、第６〜９の何れ
かの態様において、前記電極を形成する工程の後、前記
側壁の前記電極が形成された縁部に前記第１の溝よりも
広い幅で且つ浅く溝加工することにより浅溝を形成する
工程をさらに有し、前記絶縁材料を充填する工程では当
該浅溝を埋めることを特徴とするヘッドチップの製造方
法にある。

【００２４】本発明の第１１の態様は、第６〜１０の何
れかの態様において、前記第１の溝に絶縁材料を充填す
る工程では、充填した絶縁材料を研削して前記圧電セラ
ミックプレートの前記第１の溝の開口周縁部と面一とす
ることを特徴とするヘッドチップの製造方法にある。

【００２５】本発明の第１２の態様は、第６〜１１の何
れかの態様において、前記絶縁材料がエポキシ系接着剤
であることを特徴とするヘッドチップの製造方法にあ
る。

【００２６】本発明の第１３の態様は、第６〜１２の何
れかの態様において、前記各溝をダイシング加工により
形成することを特徴とするヘッドチップの製造方法にあ
る。

【００２７】本発明の第１４の態様は、第６〜１２の何
れかの態様において、前記各溝をレーザ加工により形成
することを特徴とするヘッドチップの製造方法にある。

【００２８】本発明の第１５の態様は、第１４の態様に
おいて、前記レーザ加工が、エキシマレーザ加工である
ことを特徴とするヘッドチップの製造方法にある。

【００２９】かかる本発明では、電極を確実に覆い且つ
膜圧の略均一な絶縁層を形成することができる。そのた
め、電極の導通を確実に防止して第２の溝の容積のバラ
ツキを抑えることができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に基づ
いて本発明を詳細に説明する。

【００３１】（実施形態１）図１は、一実施形態に係る
ヘッドチップユニットの分解斜視図であり、図２はヘッ
ドチップの分解斜視図であり、図３は、ヘッドチップの
要部拡大断面図である。

【００３２】図１に示すように、本実施形態のヘッドチ
ップユニット１０は、ヘッドチップ１１と、このヘッド
チップ１１の一方面側に設けられるベースプレート１２
と、ヘッドチップ１１の他方面側に設けられるヘッドカ
バー１３と、ヘッドチップ１１を駆動するための駆動回
路４１が搭載された配線基板４０とを有する。

【００３３】まず、ヘッドチップ１１について詳しく説
明する。図２及び図３に示すように、ヘッドチップ１１
を構成する圧電セラミックプレート１６には、複数の第
１の溝１７が並設され、各第１の溝１７は、側壁１８で
分離されている。各第１の溝１７の長手方向一端部は圧
電セラミックプレート１６の一端面まで延設されてお
り、他端部は、他端面までは延びておらず、深さが徐々
に浅くなっている。また、各第１の溝１７内の両側壁１
８の開口側表面には、長手方向に亘って、駆動電界印加
用の電極１９が形成されている。

【００３４】ここで、圧電セラミックプレート１６に形
成される各第１の溝１７は、例えば、円盤状のダイスカ
ッターにより形成され、深さが徐々に浅くなった部分
は、ダイスカッターの形状により形成される。また、各
第１の溝１７内に形成される電極１９は、例えば、公知
の斜め方向からの蒸着により形成される。

【００３５】また、圧電セラミックプレート１６の第１
の溝１７内の両側壁１８には、電極１９を覆う絶縁材料
からなる絶縁層２０がその表面が深さ方向に面一となる
ように形成され、この絶縁層２０によって第２の溝２１
が画成されている。

【００３６】この第２の溝２１は、第１の溝１７内に充
填した絶縁材料を、例えば、第１の溝１７内の相対向す
る電極１９の間隔よりも幅の狭い円盤状のダイスカッタ
ーにより研削することによって形成される。

【００３７】なお、絶縁材料は、例えば、熱硬化型や常
温硬化型のエポキシ系接着剤等が用いられる。

【００３８】また、この第２の溝２１は、本実施形態で
は、ダイスカッターにより第１の溝１７よりも深く研削
することによって形成しており、この結果、第２の溝２
１の底面２１ａ及び底面２１ａ近傍の側面２１ｂが圧電
セラミックプレート１６により画成されている。なお、
この第２の溝２１を、第１の溝１７の底面に達すること
なく形成して第２の溝の底面及び底面近傍の側面に絶縁
層が残留するようにしてもよいが、硬度の低い絶縁材料
のみを研削するのに比べ、硬度の高い圧電セラミックプ
レート１６を同時に研削した方が、ダイスカッターのブ
レを防止して形成精度を向上することができる。

【００３９】また、第１の溝１７の開口する縁部は、第
１の溝１７の幅よりも大きな幅で且つ浅く研削すること
によって浅溝部２２が形成されている。この浅溝部２２
は、第１の溝１７を形成したダイスカッターよりも幅広
のダイスカッターによって両側の側壁１８及び電極１９
の上端部を同時に浅く研削することにより形成される。

【００４０】この浅溝部２２には絶縁層２０を埋め込
み、浅溝部２２に埋め込まれた絶縁層２０によって電極
１９の上端部が確実に覆われるようにしている。

【００４１】なお、本実施形態では、第１の溝１７の深
さを３６０μｍ、幅を７５〜８０μｍ、とし、第２の溝
２１の深さを３８０μｍ、幅を６０μｍとした。すなわ
ち、第２の溝２１の底面２１ａは、第１の溝１７の底面
より２０μｍ深く形成され、且つ第１の溝１７の側壁１
８上には、それぞれ略１０μｍの絶縁層２０が形成され
ている。

【００４２】また、浅溝部２２は、本実施形態では、幅
が１００μｍのダイスカッターで２０μｍ研削すること
により形成した。そのため、浅溝部２２は、側壁１８の
両縁部にそれぞれ幅１０μｍ、深さ２０μｍで形成され
ている。

【００４３】一方、圧電セラミックプレート１６の第２
の溝２１の開口側には、インク室プレート３０が接着剤
３１を介して接合されている。インク室プレート３０に
は、各第２の溝２１の浅くなった他端部と連通する凹部
となるインク室３２と、このインク室３２の底部から第
２の溝２１とは反対方向に貫通するインク供給口３３と
を有する。

【００４４】ここで、本実施形態では、各第２の溝２１
は、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のインクに対応したグルー
プに分かれており、インク室３２及びインク供給口３３
は、それぞれ４つずつ設けられている。

【００４５】なお、インク室プレート３０は、セラミッ
クプレート、金属プレートなどで形成することができる
が、圧電セラミックプレート１６との接合後の変形等を
考えると、熱膨張率の近似したセラミックプレートを用
いるのが好ましい。

【００４６】また、圧電セラミックプレート１６とイン
ク室プレート３０との接合体の第２の溝２１が開口して
いる端面には、ノズルプレート３４が接合されており、
ノズルプレート３４の各第２の溝２１に対向する位置に
はノズル開口３５が形成されている。

【００４７】本実施形態では、ノズルプレート３４は、
圧電セラミックプレート１６とインク室プレート３０と
の接合体の第２の溝２１が開口している端面の面積より
も大きくなっている。このノズルプレート３４は、ポリ
イミドフィルムなどに、例えば、エキシマレーザ装置を
用いてノズル開口３５を形成したものである。また、図
示しないが、ノズルプレート３４の被印刷物に対向する
面には、インクの付着等を防止するために撥水性を有す
る撥水膜が設けられている。

【００４８】なお、本実施形態では、圧電セラミックプ
レート１６とインク室プレート３０との接合体の第２の
溝２１が開口している端部の周囲には、ノズル支持プレ
ート３６が配置されている。このノズル支持プレート３
６は、ノズルプレート３４の接合体端面の外側と接合さ
れて、ノズルプレート３４を安定して保持するためのも
のである。

【００４９】このような構成のヘッドチップ１１は、ま
ず、圧電セラミックプレート１６とインク室プレート３
０とを接合し、その接合体の端面にノズルプレート３４
を接合する。次いで、ノズルプレート３４の外側面、及
び圧電セラミックプレート１６とインク室プレート３０
との接合体にノズル支持プレート３６を嵌合接着するこ
とにより形成される。

【００５０】このようなヘッドチップ１１は、電極１９
を覆う絶縁層２０の圧電セラミックプレートの粒子レベ
ルでの凹凸のカバレージや、電極１９のカバレージが良
好で、ピンホールの発生を防止することができる。その
ため、ヘッドチップ１１に水性インクを使用した場合で
あっても、相対向する電極１９の短絡を確実に防止する
ことができる。

【００５１】また、絶縁層２０の膜厚が深さ方向に略均
一なため、第２の溝２１の容積を略同一とすることがで
き、吐出特性等の悪化を防止することができる。

【００５２】以下に、このようなヘッドチップを製造す
る製造方法について詳細に説明する。

【００５３】図４及び図５は、ヘッドチップの製造方法
を示す第２の溝の並設方向の断面図、図６は、図４及び
図５の所定の工程に対応した第２の溝の長手方向の断面
図を示す。

【００５４】まず、図４（ａ）及び図６（ａ）に示すよ
うに、圧電セラミックプレート１６に第１の溝１７及び
その側壁１８に電極１９を形成する。

【００５５】詳しくは、圧電セラミックプレート１６上
に図示しないレジストを形成後、例えば円盤状のダイス
カッターによって第１の溝１７を研削により形成する。
次いで、第１の溝１７の側壁１８に公知の斜め蒸着によ
り電極１９を形成し、側壁１８上に設けられたレジスト
及びレジスト上に設けられた電極１９の一部をリフトオ
フすることにより電極１９は第１の溝１７の上部側のみ
に形成することができる。

【００５６】なお、本実施形態では、第１の溝１７の幅
を７５〜８０μｍ、深さを３６０μｍで形成した。

【００５７】次いで、図４（ｂ）に示すように、圧電セ
ラミックプレート１６に浅溝部２２を形成する。この浅
溝部２２は、第１の溝１７を形成するダイスカッターよ
りも幅広のダイスカッターによって電極１９の上端部を
覆う絶縁層を形成できる程度浅く研削することにより形
成される。

【００５８】本実施形態では、浅溝部２２を１００μｍ
のダイスカッターにより２０μｍ研削することにより形
成した。すなわち、浅溝部２２は側壁１８の両縁部のそ
れぞれに幅１０μｍ、深さ２０μｍで形成した。

【００５９】この浅溝部２２は、前述した電極１９を形
成する工程で、余分な電極１９を除去するためにレジス
トをリフトオフした際に、電極１９の上端部に発生した
バリを除去するという利点もある。

【００６０】次いで、図４（ｃ）に示すように、第１の
溝１７内に絶縁材料２０Ａを充填する。

【００６１】この絶縁材料２０Ａの充填では、図６
（ｂ）に示すように圧電セラミックプレート１６上の第
１の溝１７の長手方向両端部側に流れ止め２９を設ける
ことにより圧電セラミックプレート１６上に所定量が充
填されるようになっている。また、この絶縁材料２０Ａ
は、浅溝部２２にも充填され、電極１９の上端部が絶縁
材料２０Ａで覆われる。

【００６２】次いで、図５（ａ）に示すように、第１の
溝１７内の絶縁材料２０Ａと、第１の溝１７の開口周縁
部の圧電セラミックプレート１６の表面とが面一となる
ように絶縁材料２０Ａを研削して平坦化する。

【００６３】次いで、図５（ｂ）に示すように、第１の
溝１７内の絶縁材料２０Ａ及び第１の溝１７の底面を研
削して第２の溝２１及び絶縁層２０を形成する。このと
き、絶縁材料２０Ａの研削には、第１の溝１７内で相対
向する電極１９の間隔よりも幅狭のダイスカッター、本
実施形態では、幅が６０μｍのダイスカッターを使用し
た。この研削により第１の溝１７の深さ方向上側には電
極１９及び絶縁層２０が設けられ、且つ下側には絶縁層
２０のみが略１０μｍの厚みで設けられ、絶縁層２０の
表面が深さ方向に面一となって確実に絶縁層２０が電極
１９を覆い第２の溝２１を画成している。

【００６４】また、第２の溝２１の形成では、第１の溝
１７の底面に達するまで研削することにより、第２の溝
２１の底面２１ａ及び底面２１ａ近傍の側面２２ｂが圧
電セラミックプレート１６により画成されている。

【００６５】なお、第２の溝２１の深さはこれに限定さ
れず、例えば、第２の溝２１の深さを第１の溝１７の深
さよりも浅くするようにしてもよい。すなわち、第２の
溝をその底面に絶縁材料が残留して、第２の溝を底面及
び側面が絶縁層で画成されるようにしてもよい。このよ
うにしても、絶縁層の厚みが側面及び底面のそれぞれで
略均一に形成されるため、第２の溝の容積を同一とする
ことができ、インク吐出特性に影響を及ぼすことがな
い。

【００６６】その後、図６（ｂ）に示すように、圧電セ
ラミックプレート１６を切断することにより、所望の長
さの第２の溝２１を有する圧電セラミックプレート１６
を形成し、切断した端面にノズルプレート３４を接合す
ると共に第２の溝２１の開口面にインク室プレート３０
を接合することにより図１に示すようなヘッドチップ１
１を製造することができる。

【００６７】このようにヘッドチップ１１の第１の溝１
７内の電極１９を覆う絶縁層２０を容易に且つ確実に形
成することができ、圧電セラミックプレート１６の凹凸
のカバレージや電極１９のカバレージが良好でピンホー
ルの発生を抑えることができる。

【００６８】また、第１の溝１７内に充填した絶縁材料
２０Ａを研削して絶縁層２０を形成することにより、絶
縁層２０を略均一な厚みで形成することができ、第２の
溝２１の容積を略同一とすることができ且つ側壁１８の
変形を邪魔することがないため、インク吐出特性を向上
することができる。

【００６９】以下に、このようなヘッドチップ１１を用
いた本実施形態のヘッドチップユニット１０について説
明する。

【００７０】図１及び図７に示すように、本実施形態の
ヘッドチップユニット１０は、ヘッドチップ１１を構成
する圧電セラミックプレート１６のノズル開口３５側と
は反対側の端部には電極１９に接続される図示しない配
線パターンが形成されており、この配線パターンには異
方性導電膜を介してフレキシブルケーブル３７が接合さ
れる。また、圧電セラミックプレート１６とインク室プ
レート３０との接合体のノズル支持プレート３６の後端
側には、圧電セラミックプレート１６側のアルミニウム
製のベースプレート１２と、インク室プレート３０側の
ヘッドカバー１３とが組み付けられる。ベースプレート
１２とヘッドカバー１３とは、ベースプレート１２の係
止孔１２ａにヘッドカバー１３の係止シャフト１３ａを
係合することにより固定され、両者で圧電セラミックプ
レート１６とインク室プレート３０との接合体を挟持す
る。ヘッドカバー１３には、インク室プレート３０のイ
ンク供給口３３のそれぞれに連通するインク導入路３８
が設けられている。

【００７１】また、図７（ａ）に示すように、圧電セラ
ミックプレート１６の後端側に突出したベースプレート
１２上には配線基板４０が固着される。ここで、配線基
板４０上にはヘッドチップ１１を駆動するための駆動Ｉ
Ｃを有する駆動回路４１が搭載され、駆動回路４１とフ
レキシブルケーブル３７とが異方性導電膜４２を介して
接続される。これにより、図７（ｂ）のヘッドチップユ
ニット１０が完成する。

【００７２】このようなヘッドチップユニット１０で
は、インク導入路３８を介してインク供給口３３から各
第２の溝２１内にインクを充填し、駆動回路４１によっ
て所定の第１の溝１７の両側の側壁１８に電極１９を介
して所定の駆動電界を作用させることにより、側壁１８
が変形して所定の第２の溝２１の内の容積が変化し、第
２の溝２１内のインクがノズル開口３５から吐出する。

【００７３】なお、このようなヘッドチップユニット１
０は、インクカートリッジを保持するタンクホルダに組
み付けられてヘッドユニット７０が形成される。

【００７４】このタンクホルダの一例を図８に示す。図
８に示すタンクホルダ６０は、一方面が開口した略箱形
形状をなし、インクカートリッジが着脱自在に保持可能
なものである。また、底壁上面には、インクカートリッ
ジの底部に形成された開口部であるインク供給口と連結
する連結部６１が設けられている。連結部６１は、例え
ば、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のインク毎に設けられてい
る。連通部６１内には図示しないインク流路が形成さ
れ、その開口となる連結部６１の先端には、フィルタ６
２が設けられている。また、連結部６１内に形成された
インク流路は底壁の裏面側まで連通して形成され、各イ
ンク流路は、タンクホルダ６０の裏面側に設けられた流
路基板６３内の図示しないインク流路を介して流路基板
６３の側壁に開口するヘッド連結口６４に連通する。こ
のヘッド連結口６４はタンクホルダ６０の側面側に開口
し、当該側壁の底部には、上述したヘッドチップユニッ
ト１０を保持するヘッドチップユニット保持部６５が設
けられている。ヘッドチップユニット保持部６５は、配
線基板４０上に設けられた駆動回路４１を包囲する略コ
字状に立設された包囲壁６６と、包囲壁６６内にあって
ヘッドチップユニット１０のベースプレート１２及び配
線基板４０に設けられた係止孔４３と係合する係合シャ
フト６７が立設されている。

【００７５】従って、このヘッドチップユニット保持部
６５にヘッドチップユニット１０を搭載してヘッドユニ
ット７０が完成する。このとき、ヘッドカバー１３に形
成されたインク導入路３８が流路基板６３のヘッド連結
口６４に連結される。これにより、タンクホルダ６０の
連結部６１を介してインクカートリッジから導入された
インクは、流路基板６４内のインク流路を通ってヘッド
チップユニット１０のインク導入路３８に導入され、イ
ンク室３２及び第２の溝２１内に充填される。

【００７６】また、このように形成されたヘッドユニッ
ト７０は、例えば、インクジェット式記録装置のキャリ
ッジに搭載されて使用される。この使用態様の一例の概
略を図９に示す。

【００７７】図９に示すように、キャリッジ７１は、一
対のガイドレール７２ａ及び７２ｂ上に軸方向に移動自
在に搭載されており、ガイドレール７２ａ及び７２ｂの
一端側に設けられてキャリッジ駆動モータ７３に連結さ
れたプーリ７４ａと、他端側に設けられたプーリ７４ｂ
とに掛け渡されたタイミングベルト７５を介して搬送さ
れる。キャリッジ７１の搬送方向と直交する方向の両側
には、ガイドレール７２ａ及び７２ｂに沿ってそれぞれ
一対の搬送ローラ７６及び７７が設けられている。これ
らの搬送ローラ７６及び７７は、キャリッジ７１の下方
に当該キャリッジ７１の搬送方向とは直交する方向に被
記録媒体Ｓを搬送するものである。

【００７８】キャリッジ７１上には、上述したヘッドユ
ニット７０が搭載され、このヘッドユニット７０には上
述したインクカートリッジを着脱自在に取付可能であ
る。

【００７９】このようなインクジェット式記録装置によ
ると、被記録媒体Ｓを送りつつキャリッジ７１をその送
り方向とは直交方向に走査することにより、ヘッドチッ
プによって被記録媒体Ｓ上に文字及び画像を記録するこ
とができる。

【００８０】（他の実施形態）以上、本発明の実施形態
１について説明したが、本発明のヘッドチップ及びその
製造方法はこのような構成に限定されるものではない。

【００８１】例えば、上述した実施形態１では、第２の
溝２１を第１の溝１７よりも２０μｍ深く形成するよう
にしたが、これに限定されず、例えば、第１の溝を電極
を形成する深さより若干長く形成し、第２の溝を所定深
さまで深く形成するようにしてもよい。このような製造
方法を図１０示す。なお、図１０は、他の実施形態に係
るヘッドチップの製造工程を示す第２の溝の並設方向の
断面図である。

【００８２】図１０（ａ）に示すように、圧電セラミッ
クプレート１６に第１の溝１７Ａを少なくとも電極１９
の長さで形成し、第１の溝１７Ａの側壁１８Ａに電極１
９を形成する。

【００８３】なお、第１の溝１７Ａの深さは、これに限
定されず、例えば、第１の溝を電極よりも若干長く形成
するようにしてもよい。それにより、絶縁層が電極の下
端部を確実に覆うことができる。

【００８４】次いで、上述した実施形態１と同様に、浅
溝部２２を研削により形成し、図示しない流れ止めを設
けると共に第１の溝１７Ａ内に絶縁材料２０Ａを充填し
て、圧電セラミックプレート１６の表面を平坦化する。

【００８５】次いで、図１０（ｂ）に示すように第１の
溝１７Ａ内の絶縁材料２０Ａを研削することによって、
必要な深さ、ここでは例えば３６０μｍの深さの第２の
溝２１Ａを形成し、電極１９上及びその上下端部を覆う
ように絶縁層２０Ａを形成する。

【００８６】その後の、圧電セラミックプレート１６の
切断、ノズルプレート３４の接合及びインク室プレート
３０の接合は、上述した実施形態１と同様である。

【００８７】このようなヘッドチップ１１及びその製造
方法によっても、絶縁層２０Ａによって確実に電極１９
を覆うことができ、水性インク等による電極１９の導通
を確実に防止することができる。また、絶縁層２０Ａを
溝加工により切り分けて形成することによって絶縁層２
０Ａの厚みを略均一に形成することができるため、第２
の溝２１Ａの容積を略均一化できインク吐出特性を向上
することができると共にピンホール等の発生を防止する
ことができる。

【００８８】また、例えば、上述した実施形態１では、
第１の溝１７、１７Ａ及び第２の溝２１、２１Ａの形成
を円盤状のダイスカッターによる研削により形成した
が、これに限定されず、例えば、エキシマレーザ加工等
のレーザ加工で形成するようにしてもよい。また、第２
の溝２１、２１Ａの形状も、深さ方向に厚みが同一であ
ればこれに限定されることはない。

【００８９】さらに、例えば、上述した実施形態１で
は、ヘッドチップ１１の製造時に圧電セラミックプレー
ト１６上に絶縁材料２０Ａを設け、圧電セラミックプレ
ート１６の表面を平坦化するようにしたが、これに限定
されず、例えば、圧電セラミックプレート１６上に絶縁
材料を平坦に残留させた絶縁層を設け、この絶縁層上に
インク室プレートを接着するようにしてもよい。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、圧電
セラミックプレートの溝に設けられた電極上を溝加工に
より切り分けられた絶縁層で覆うようにしたため、水性
インク等による電極の導通を確実に防止することができ
る。また、絶縁層を溝加工により切り分けて形成するこ
とによって絶縁層の厚みを略均一に形成することができ
るため、インク流路の容積を略均一化できインク吐出特
性を向上することができると共にピンホール等の発生を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るヘッドチップユニッ
トの分解斜視図である。

【図２】本発明の実施形態１に係るヘッドチップの分解
斜視図である。

【図３】本発明の実施形態１に係るヘッドチップの要部
拡大断面図である。

【図４】本発明の実施形態１に係るヘッドチップの製造
工程を示す第１の溝の並設方向の断面図である。

【図５】本発明の実施形態１に係るヘッドチップの製造
工程を示す第１の溝の並設方向の断面図である。

【図６】本発明の実施形態１に係るヘッドチップの製造
工程を示す第１の溝の長手方向の断面図である。

【図７】本発明の実施形態１に係るヘッドチップユニッ
トの組立工程を示す斜視図である。

【図８】本発明の実施形態１に係るインクジェットヘッ
ドの組立工程を示す斜視図である。

【図９】本発明の実施形態１に係るインクジェットヘッ
ドの使用態様を示す斜視図である。

【図１０】本発明の他の実施形態に係るヘッドチップの
製造工程を示す第１の溝の並設方向の断面図である。

【図１１】従来技術に係る記録ヘッドの概要を示す分解
斜視図である。

【図１２】従来技術に係る記録ヘッドの概要を示す断面
図である。

【図１３】従来技術に係る記録ヘッドの概要を示す断面
図である。

【符号の説明】

１０ヘッドチップユニット１１ヘッドチップ１２ベースプレート１３ヘッドカバー１６圧電セラミックプレート１７、１７Ａ第１の溝１８、１８Ａ側壁１９電極２０、２０Ａ絶縁層２０Ａ絶縁材料２１、２１Ａ第２の溝２２浅溝部３４ノズルプレート４０配線基板４１駆動回路４３駆動ＩＣ６０ヘッドホルダ７０ヘッドユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電セラミックプレートに形成された溝
の側壁に設けられた電極に駆動電圧を印加することによ
り、当該溝内の容積を変化させてその内部に充填された
インクをノズル開口から吐出するヘッドチップにおい
て、前記圧電セラミックプレートの前記溝に設けられた前記
電極上は絶縁材料で形成された絶縁層より覆われてお
り、当該溝内の両側に設けられた前記絶縁層は溝加工に
より切り分けられたものであることを特徴とするヘッド
チップ。
【請求項２】請求項１において、前記圧電セラミック
プレートに形成された前記溝の深さ方向上部には前記電
極及び前記絶縁層が設けられ且つ下部には前記絶縁層の
みが設けられており、当該絶縁層の表面は深さ方向に面
一となって第２の溝を画成していることを特徴とするヘ
ッドチップ。
【請求項３】請求項２において、前記第２の溝の底面
は、前記絶縁層により画成されていることを特徴とする
ヘッドチップ。
【請求項４】請求項２において、前記第２の溝の底面
及び当該底面近傍の側面は、前記圧電セラミックプレー
トで画成されていることを特徴とするヘッドチップ。
【請求項５】請求項１〜４の何れかにおいて、前記電
極が形成された前記溝の開口部には、幅広の浅溝が形成
され且つ前記浅溝に埋め込まれた絶縁材料により前記電
極の上部端面が覆われていることを特徴とするヘッドチ
ップ。
【請求項６】圧電セラミックプレートに形成された溝
の側壁に設けられた電極に電圧を印加することにより当
該溝内の容積を変化させてその内部に充填されたインク
をノズル開口から吐出するヘッドチップの製造方法にお
いて、前記圧電セラミックプレートに第１の溝を形成する工程
と、当該第１の溝の前記側壁に前記電極を形成する工程
と、前記圧電セラミックプレートの前記第１の溝内に絶
縁材料を充填する工程と、前記第１の溝内に設けられた
相対向する前記電極間の間隔よりも小さな幅で前記絶縁
材料に第２の溝を形成する工程とを有することを特徴と
するヘッドチップの製造方法。
【請求項７】請求項６において、前記第２の溝を形成
する工程では、前記第１の溝の底面に達することなく前
記第２の溝を形成することを特徴とするヘッドチップの
製造方法。
【請求項８】請求項６において、前記第２の溝を形成
する工程では、前記第１の溝の底面に達するまで前記第
２の溝を形成することを特徴とするヘッドチップの製造
方法。
【請求項９】請求項６において、前記第１の溝を形成
する工程では、前記第１の溝を少なくとも前記電極と略
同等の長さで形成し、前記第２の溝を必要な深さまで形
成することを特徴とするヘッドチップの製造方法。
【請求項１０】請求項６〜９の何れかにおいて、前記
電極を形成する工程の後、前記側壁の前記電極が形成さ
れた縁部に前記第１の溝よりも広い幅で且つ浅く溝加工
することにより浅溝を形成する工程をさらに有し、前記
絶縁材料を充填する工程では当該浅溝を埋めることを特
徴とするヘッドチップの製造方法。
【請求項１１】請求項６〜１０の何れかにおいて、前
記第１の溝に絶縁材料を充填する工程では、充填した絶
縁材料を研削して前記圧電セラミックプレートの前記第
１の溝の開口周縁部と面一とすることを特徴とするヘッ
ドチップの製造方法。
【請求項１２】請求項６〜１１の何れかにおいて、前
記絶縁材料がエポキシ系接着剤であることを特徴とする
ヘッドチップの製造方法。
【請求項１３】請求項６〜１２の何れかにおいて、前
記各溝をダイシング加工により形成することを特徴とす
るヘッドチップの製造方法。
【請求項１４】請求項６〜１２の何れかにおいて、前
記各溝をレーザ加工により形成することを特徴とするヘ
ッドチップの製造方法。
【請求項１５】請求項１４において、前記レーザ加工
が、エキシマレーザ加工であることを特徴とするヘッド
チップの製造方法。