JP2015171801A - 液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドの製造方法、及び液体噴射装置 - Google Patents

液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドの製造方法、及び液体噴射装置 Download PDF

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Abstract

【課題】製造工程の効率化や簡素化を図ることができる液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドの製造方法、及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】ベースプレート41と、ベースプレート41上に固定されたアクチュエータプレート42と、アクチュエータプレート42の吐出チャネル51a及びダミーチャネル51bの内面にそれぞれ形成された駆動電極61〜64と、ベースプレート41上において、アクチュエータプレート42よりも後側に位置する部分に形成され、駆動電極61〜64に電気的に接続された引き出し電極81,82と、を備え、ベースプレート41のうち、引き出し電極81,82が形成される電極形成領域は、電極形成領域以外の領域よりも表面粗さが大きくなっていることを特徴とする。【選択図】図4

Description

本発明は、液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドの製造方法、及び液体噴射装置に関する。
従来から、被記録媒体に向けて液滴状のインク(以下、単にインク滴という。)を吐出し、画像や文字を記録する装置として、複数のノズル孔から被記録媒体に向かってインク滴を吐出する、インクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)を備えたインクジェットプリンタ(液体噴射装置)がある。
上述したインクジェットとしては、例えば下記特許文献1に示されるように、ガラス等からなるベースプレートと、ベースプレート上に配列された圧電材料からなる複数の隔壁と、を備え、各隔壁間にインクが収容されるチャネルが画成された構成とされている。隔壁の側面には、駆動電極が形成され、ベースプレート上に形成された引き出し電極に電気的に接続されている。そして、引き出し電極には、隔壁よりも外側においてフレキシブル基板が接続されている。
この構成によれば、フレキシブル基板及び引き出し電極を介して駆動電極に電圧を印加すると、隔壁が変形することで、チャネル内の圧力が高まり、チャネル内に収容されたインクがノズル孔を通して吐出されるようになっている。
特開2001−341298号公報
しかしながら、上述した特許文献1の構成にあっては、ベースプレート上に引き出し電極を形成する工程と、隔壁の側面に駆動電極を形成する工程と、を別々に行う必要があるため、製造工程の増加や、複雑化に繋がるという問題がある。
また、特許文献1の構成のように、各チャネル内にインクが収容され、各チャネルから順次インクが吐出される、いわゆる3サイクル方式のインクジェットヘッドでは、水性インク等の導電性を有するインクを用いると、インクを介して各駆動電極間が短絡する。したがって、特許文献1の構成では、多様なインクには対応することができず、利便性を向上させる点で改善の余地があった。
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、製造工程の効率化や簡素化を図ることができる液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドの製造方法、及び液体噴射装置を提供することである。
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係る液体噴射ヘッドは、ベースプレートと、前記ベースプレート上に固定されるとともに、液体が充填される噴射チャネル及び液体が充填されないダミーチャネルが並設されたアクチュエータ部と、前記アクチュエータ部のうち、前記噴射チャネル及び前記ダミーチャネルの延在方向における一端側に配設され、前記噴射チャネル内に連通する噴射孔が並設された噴射孔プレートと、前記噴射チャネル及び前記ダミーチャネルの内面にそれぞれ形成された駆動電極と、前記ベースプレート上において、前記アクチュエータ部に対して延在方向の他端側に形成され、前記駆動電極に電気的に接続された引き出し電極と、を備え、前記ベースプレートのうち、前記引き出し電極が形成される電極形成領域は、前記電極形成領域以外の領域よりも表面粗さが大きくなっていることを特徴としている。
また、上記本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、前記ベースプレートの前記電極形成領域を粗面化する粗面化工程と、前記ベースプレート上に前記アクチュエータ部を固定する接合工程と、前記ベースプレートの前記電極形成領域、前記噴射チャネルの内面、及び前記ダミーチャネルの内面に対してめっき被膜を形成する電極形成工程と、を有していることを特徴としている。
この構成によれば、ベースプレートのうち、電極形成領域の表面粗さがそれ以外の領域に比べて大きくなっているため、例えば駆動電極及び引き出し電極をめっきにより形成する場合に、電極形成領域にアンカー効果を持たせることができる。すなわち、電極形成工程において、ベースプレートのうち、電極形成領域のみにめっき被膜を析出させ、電極形成領域以外の領域(非形成領域)にはめっき被膜が析出しないように設定できる。これにより、ベースプレート上における所望の領域に選択的にめっき被膜を形成することができる。この場合、ベースプレート及びアクチュエータ部を接合した後、これらベースプレート及びアクチュエータ部に対して駆動電極及び引き出し電極をめっき被膜により一括して形成することができる。その結果、ベースプレート上の引き出し電極及びアクチュエータ部の駆動電極を別々に形成する場合に比べて製造工程の効率化や簡素化を図ることができる。
また、上記本発明に係る液体噴射ヘッドであって、前記駆動電極、及び前記引き出し電極は、めっき被膜により一体的に形成されていてもよい。
この構成によれば、ベースプレート上の引き出し電極及びアクチュエータ部の駆動電極を別々に形成する場合に比べて製造工程の効率化や簡素化を図ることができる。
また、上記本発明に係る液体噴射ヘッドであって、前記電極形成領域の表面粗さRaは、前記電極形成領域以外の領域の表面粗さRaに対して4倍以上であってもよい。
また、上記本発明に係る液体噴射ヘッドであって、前記電極形成領域は、表面粗さRaが400Å以上であってもよい。
この構成によれば、電極形成領域に十分なアンカー効果を持たせることができるので、電極形成領域上に十分な厚みのめっき被膜をムラなく形成できる。
また、上記本発明に係る液体噴射ヘッドであって、前記ベースプレートは、ガラス材料からなってもよい。
この構成によれば、ベースプレートがガラス材料により構成されているため、非形成領域の表面粗さRaを小さく抑えることができる。この場合、非形成領域にめっき被膜が形成されるのを抑制できるので、めっき被膜の形成後のパターニング工程が不要になり、製造工程の効率化を図ることができるとともに、低コスト化を図ることができる。
また、上記本発明に係る液体噴射ヘッドであって、前記駆動電極は、前記噴射チャネルの内面に形成された共通電極を備え、前記アクチュエータ部のうち、前記噴射チャネル及び前記ダミーチャネルの並設方向において最外端に位置する前記ダミーチャネルよりも外側に位置する部分には、前記引き出し電極に接続されたグランド端子が形成され、前記アクチュエータ部の前記ベースプレート側とは反対側の主面上には、前記噴射チャネル内に連通する液体室を有するカバープレートが配設され、前記カバープレートには、前記共通電極及び前記グランド端子間を接続する接続配線が形成されていてもよい。
この構成によれば、カバープレートに形成された接続配線を介して共通電極及びグランド端子間を接続することで、アクチュエータ部にカバープレートを接合するだけで、共通電極及びグランド端子間の導通を図ることができる。これにより、製造工程の更なる効率化を図ることができる。
また、上記本発明に係る液体噴射ヘッドであって、前記駆動電極は、前記ダミーチャネルの内面に形成された個別電極を備え、前記アクチュエータ部の前記主面上には、前記共通電極及び前記個別電極間を分断する溝部が形成され、前記接続配線は、前記溝部に対応する位置に配設されていてもよい。
この構成によれば、アクチュエータ部の主面上に形成された溝部に対応する位置に接続配線が配設されるため、接続配線と共通電極及び個別電極との接触を抑制し、接続配線を介した共通電極及び個別電極間の短絡を抑制できる。これにより、信頼性に優れた液体噴射ヘッドを提供できる。
また、上記本発明に係る液体噴射ヘッドであって、前記アクチュエータ部は、前記噴射チャネル及び前記ダミーチャネルの並設方向に沿って間隔をあけて配置されるとともに、前記噴射チャネルが形成されたチャネルブロックを備え、前記駆動電極は、前記ダミーチャネルを画成する前記チャネルブロックの対向面に形成された個別電極を備え、前記ダミーチャネルは、隣り合う前記チャネルブロック間及び前記ベースプレートにより画成され、前記電極形成領域以外の領域は、前記ベースプレートのうち、前記ダミーチャネルを画成する部分を含んでいてもよい。
この構成によれば、ベースプレートのうち、ダミーチャネルを画成する部分(すなわち、ダミーチャネルの底面を構成する部分)には、めっき被膜が析出されないことになる。そのため、個別電極をめっきにより形成する場合に、ダミーチャネルの内面のうち、側壁面(チャネルブロックの対向面)のみにめっき被膜を析出させ、底面(ベースプレートのうち、チャネルブロック間に位置する部分)にめっき被膜が析出されないように設定できる。これにより、例えばダミーチャネルの底面に析出しためっき被膜をレーザ等の後加工により除去する必要がないので、製造コストの削減や、後工程で発生するゴミを削減できるとともに、ダミーチャネルの側壁面に形成された個別電極が底面を介して短絡するのを確実に抑制できる。
上記本発明に係る液体噴射装置において、上記本発明の液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、を備えていることを特徴としている。
この構成によれば、上記本発明の液体噴射ヘッドを備えているため、信頼性に優れた液体噴射装置を提供できる。
本発明によれば、製造工程の効率化や簡素化を図ることができる。
実施形態におけるインクジェットプリンタの斜視図である。 インクジェットヘッドの斜視図である。 ヘッドチップをZ方向の一方側から見た分解斜視図である。 ヘッドチップをZ方向の他端側から見た斜視図である。 図3のA−A線に相当する断面図である。 インクジェットヘッドの製造方法を説明するためのフローチャートである。 インクジェットヘッドの製造方法を説明するための説明図であって、図4のB−B線に相当する断面図である。 インクジェットヘッドの製造方法を説明するための説明図であって、図4のB−B線に相当する断面図である。 インクジェットヘッドの製造方法を説明するための説明図であって、図4に相当する斜視図である。 インクジェットヘッドの製造方法を説明するための説明図であって、図4に相当する斜視図である。 インクジェットヘッドの製造方法を説明するための説明図であって、図4に相当する斜視図である。
以下、本発明に係る第1実施形態について図面を参照して説明する。以下の実施形態では、本発明の液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置の一例として、インク(液体)を利用して記録紙等の被記録媒体に記録を行うインクジェットプリンタ(以下、単にプリンタという)を例に挙げて説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
[プリンタ]
図1は、プリンタ1の斜視図である。
図1に示すように、プリンタ1は、紙等の被記録媒体Sを搬送する一対の搬送機構2,3と、被記録媒体Sにインク滴を噴射するインクジェットヘッド4と、インクジェットヘッド4にインクを供給するインク供給手段5と、被記録媒体Sの搬送方向(主走査方向)と直交する方向(副走査方向)にインクジェットヘッド4を走査させる走査手段6と、を備えている。
なお、以下の説明において、副走査方向をX方向、主走査方向をY方向、そしてX方向、及びY方向に直交する方向をZ方向として説明する。ここで、プリンタ1は、X方向、Y方向が水平方向となるように、かつZ方向が上下方向となるように載置して使用される。
一対の搬送機構2,3は、それぞれX方向に延びるグリッドローラ2a,3aと、グリッドローラ2a,3aとそれぞれに平行に延びるピンチローラ2b,3bと、グリッドローラ2a,3aをその軸回りに回転動作させるモータ等の図示しない駆動機構と、を備えている。
インク供給手段5は、インクが収容されたインクタンク10と、インクタンク10とインクジェットヘッド4とを接続するインク配管11と、を備えている。インクタンク10は、複数設けられており、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4種類のインクが収容されたインクタンク10Y,10M,10C,10BがY方向に沿って配列されている。インク配管11は、例えば可撓性を有するフレキシブルホースであり、インクジェットヘッド4を支持するキャリッジ16の動作(移動)に追従可能とされている。なお、インクタンク10は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4種類のインクが収容されたインクタンク10Y,10M,10C,10Bに限られるものではなく、さらに多色のインクを収容したインクタンクを備えていてもよい。
走査手段6は、X方向に延び、かつY方向に間隔をあけて互いに平行に配置された一対のガイドレール14,15と、これら一対のガイドレール14,15に沿って移動可能に配置されたキャリッジ16と、このキャリッジ16をX方向に移動させる駆動機構17と、を備えている。
駆動機構17は、一対のガイドレール14,15の間に配置され、X方向に間隔をあけて配置された一対のプーリ18と、これら一対のプーリ18の間に巻回されてX方向に移動する無端ベルト19と、一方のプーリ18を回転駆動させる駆動モータ20と、を備えている。
キャリッジ16は、無端ベルト19に連結されており、一方のプーリ18の回転駆動による無端ベルト19の移動に伴ってX方向に移動可能とされている。また、キャリッジ16には、複数のインクジェットヘッド4がX方向に並んだ状態で搭載されている。図示の例では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B)の各インクをそれぞれ吐出する4つのインクジェットヘッド4、すなわちインクジェットヘッド4Y,4M,4C,4Bがキャリッジ16に搭載されている。なお、上述した搬送機構2,3及び走査手段6により、インクジェットヘッド4と被記録媒体Sとを相対的に移動させる移動機構を構成している。
(インクジェットヘッド)
次に、上述したインクジェットヘッド4について詳述する。図2は、インクジェットヘッド4の斜視図である。なお、上述した各インクジェットヘッド4は、供給されるインクの色以外は何れも同一の構成からなるため、以下の説明では、一のインクジェットヘッド4について説明する。
図2に示すように、インクジェットヘッド4は、キャリッジ16に固定される固定プレート21と、この固定プレート21上に固定されたヘッドチップ22と、インク供給手段5から供給されるインクを、ヘッドチップ22の後述する共通インク室71(図3参照)にさらに供給するインク供給部23と、ヘッドチップ22に駆動電圧を印加するヘッド駆動部24と、を備えている。
インクジェットヘッド4は、駆動電圧が印加されることで、各色のインクを所定の吐出量で吐出する。このとき、インクジェットヘッド4が走査手段6によりX方向に移動することで、被記録媒体Sにおける所定範囲に記録を行うことができ、この走査を搬送機構2,3により被記録媒体SをY方向に搬送しながら繰り返し行うことで、被記録媒体Sの全体に記録を行うことが可能となる。
固定プレート21には、アルミ等の金属製の支持プレート25がZ方向に沿って起立した状態で固定されているとともに、ヘッドチップ22の後述する共通インク室71にインクを供給する流路部材26が固定されている。流路部材26の上方には、インクを貯留する貯留室を内部に有する圧力緩衝器27が支持プレート25に支持された状態で配置されている。そして、流路部材26と圧力緩衝器27とはインク連結管28を介して連結され、圧力緩衝器27にはインク供給手段5の上述したインク配管11が接続されている。
そして、圧力緩衝器27は、インク配管11を介してインクが供給されると、インクを内部の貯留室内に一旦貯留した後、所定量のインクをインク連結管28及び流路部材26を介して共通インク室71に供給する。
なお、これら流路部材26、圧力緩衝器27及びインク連結管28により、上述したインク供給部23を構成している。
また、支持プレート25には、ヘッドチップ22を駆動するための集積回路等の制御回路(駆動回路)31が搭載されたIC基板32が取り付けられている。この制御回路31は、図示しない配線パターンがプリント配線されたフレキシブルプリント基板33を介して、ヘッドチップ22の後述する駆動電極(共通電極61、共通端子62、個別電極63、及び個別端子64)に電気的に接続されている。これにより、制御回路31は、フレキシブルプリント基板33を介して駆動電極61〜64に駆動電圧を印加することが可能とされる。
そして、これら制御回路31が搭載されたIC基板32、及びフレキシブルプリント基板33により、上述したヘッド駆動部24を構成している。
(ヘッドチップ)
続いて、ヘッドチップ22について詳細に説明する。図3はヘッドチップ22をZ方向の一方側から見た分解斜視図であり、図4はヘッドチップ22をZ方向の他端側から見た斜視図である。また、図5は、図3のA−A線に相当する断面図である。
図3〜図5に示すように、本実施形態のヘッドチップ22は、ベースプレート41、アクチュエータプレート(アクチュエータ部)42、カバープレート43、及びノズルプレート(噴射孔プレート)44を備えている。なお、ヘッドチップ22は、後述する吐出チャネル(噴射チャネル)51aからインクを吐出する、いわゆるエッジシュートタイプとされている。なお、以下の説明では、Z方向のうち、ノズルプレート44側(一方側)を前側といい、ノズルプレート44とは反対側(他方側)を後側という。
ベースプレート41は、例えばガラス等の誘電体により構成されている。
アクチュエータプレート42は、分極方向が厚さ方向(X方向)で異なる2枚のプレートを積層した積層プレートとされている(いわゆる、シェブロン方式)。これら2枚のプレートは、ともに厚さ方向(X方向)に分極処理された圧電基板、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)セラミックス基板であり、互いの分極方向を反対に向けた状態で接合されている。
アクチュエータプレート42は、前端面をベースプレート41の前端面と面一に配置した状態で、上述したベースプレート41上に接着等により固定されている。X方向から見た平面視において、アクチュエータプレート42は、ベースプレート41の外形に比べて小さくなっている。したがって、ベースプレート41におけるY方向の両側及び後端部は、アクチュエータプレート42よりも外側に張り出している。
アクチュエータプレート42には、X方向に窪む複数のチャネル51a,51bがY方向(並設方向)に所定の間隔をあけて並設されている。これら複数のチャネル51a,51bは、アクチュエータプレート42における一方の主面42a側に開口するとともに、Z方向に沿って直線状に延在している。
具体的に、複数のチャネル51a,51bは、インクが充填される吐出チャネル51aと、インクが充填されないダミーチャネル51bと、に大別される。そして、これら吐出チャネル51aとダミーチャネル51bとは、Y方向に交互に並んで配置されている。
ダミーチャネル51bは、アクチュエータプレート42をX方向及びZ方向に貫通しており、アクチュエータプレート42をY方向に分断している。なお、アクチュエータプレート42のうち、Y方向で隣接するダミーチャネル51b間に位置する部分は中央ブロック(チャネルブロック)53を構成し、Y方向で最外端に位置するダミーチャネル51bよりもY方向の外側に位置する部分は一対の外側ブロック54を構成している。なお、図示の例では、一対の外側ブロック54のうち、一方の外側ブロック54のみを示している。
一方、吐出チャネル51aは、中央ブロック53に各別に形成され、アクチュエータプレート42のX,Z方向に開口した状態で形成されている。したがって、各中央ブロック53のうち、吐出チャネル51aに対してY方向の両側には、吐出チャネル51aを画成する駆動壁が形成されている。この駆動壁は、断面矩形状でZ方向に延びるとともに、この駆動壁によって吐出チャネル51a及びダミーチャネル51bがそれぞれ区分けされている。なお、図示の例において、吐出チャネル51aにおける後端部は、後側に向かうに従い漸次浅くなっている。
吐出チャネル51aの内面、すなわちY方向に向かい合う一対の側壁面及び底壁面には、共通電極61が形成されている。この共通電極61は、吐出チャネル51aに沿ってZ方向に延び、中央ブロック53の一方の主面42a上に形成された共通端子62に導通している。なお、各共通端子62はそれぞれ電気的に独立するようにパターン形成されている。
一方、中央ブロック53の外側面(ダミーチャネル51bの内面のうち、Y方向に向かい合う一対の側壁面)には、その全面に亘って個別電極63がそれぞれ形成されている。これら個別電極63は、中央ブロック53の後端部において、中央ブロック53の一方の主面42a及び後端面上に形成された個別端子64(図4参照)に接続されている。したがって、一の中央ブロック53の外側面に形成された一対の個別電極63は、個別端子64を介して接続されている。なお、個別電極63は、ダミーチャネル51bの内面において、底壁面(ベースプレート41上)には形成されておらず、Y方向に向かい合う一対の外側面間で切り離されている。また、共通電極61、共通端子62、個別電極63、及び個別端子64により、上述した駆動電極61〜64を構成している。
また、外側ブロック54の外壁面には、グランド端子65が形成されている。なお、図示の例において、グランド端子65は、外側ブロック54における一方の主面42a、外側面、及び後端面上に形成されているが、少なくとも一方の主面42a及び後端面上に形成されていれば構わない。
さらに、アクチュエータプレート42(中央ブロック53及び外側ブロック54)の一方の主面42a上において、共通端子62及び個別端子64間に位置する部分には、Y方向に沿って延びる溝部67が形成されている。溝部67は、Z方向に窪むとともに、共通端子62及び個別端子64間を分断している。
カバープレート43は、一方の主面43aがアクチュエータプレート42の一方の主面42aに接合されている。なお、アクチュエータプレート42の後端側が露出していると、ヘッドチップ22が製造上の治具等に誤って衝突した際に、アクチュエータプレート42の後端側に亀裂や欠損が生じ、個別端子64が断線してしまうおそれがある。この問題を防止するため、ZY平面において、カバープレート43はアクチュエータプレート42と面一の形状であり、カバープレート43のX方向から見た平面視外形は、アクチュエータプレート42全体(中央ブロック53及び外側ブロック54)のX方向から見た平面視外形と一致している。つまり、ZY平面において、カバープレート43はアクチュエータプレート42の後端側を覆っている。また、カバープレート43は、他方の主面43b側に形成された凹状の共通インク室(液体室)71と、共通インク室71及び吐出チャネル51aを各別に連通させる複数のスリット72と、を有している。
共通インク室71は、カバープレート43の後端部に位置し、X方向に沿うアクチュエータプレート42側に窪むとともに、Y方向に沿って延びる長方形の開口である。共通インク室71は、上述した流路部材26(図2参照)内に連通しており、流路部材26内のインクが流通するように構成されている。
スリット72は、共通インク室71のうち、吐出チャネル51aに対応する位置に形成されている。具体的に、スリット72はZ方向に所定の長さを有しており、Z方向において、スリット72の後端縁は吐出チャネル51aの後端縁(吐出チャネル51aのエンベロープ形状の終点)に一致している(図5参照)。これにより、共通インク室71内のインクを吐出チャネル51a内に導入させ、かつダミーチャネル51b内への導入を規制するように構成されている。なお、上述した具体的なスリット72の配置により、吐出チャネル51aの後端側でインクが淀まないので、吐出チャネル51aの内部に気泡が溜まることを防止することができる。
カバープレート43の一方の主面43a上には、上述した各共通端子62とグランド端子65との間を接続する接続配線73が形成されている。具体的に、接続配線73は、各共通端子62に各別に接続された共通接続部74と、グランド端子65に各別に接続されたグランド接続部75(図4参照)と、これら共通接続部74及びグランド接続部75間を接続するメイン配線76と、を有している。
メイン配線76は、カバープレート43において、アクチュエータプレート42の溝部67とX方向で重なる部分に形成され、Y方向に沿って延びる帯状とされている。なお、メイン配線76は、アクチュエータプレート42における一対の外側ブロック54間を架け渡すように、カバープレート43のY方向におけるほぼ全体に亘って形成されている。また、接続配線73の幅(Z方向における幅)は、例えば溝部67の幅よりも狭くなっており、アクチュエータプレート42から離間している。
各共通接続部74は、Y方向に間隔をあけて配列されるとともに、Z方向に互いに平行に延在している。この場合、各共通接続部74のY方向における配列ピッチは、吐出チャネル51aの配列ピッチと同等になっている。そして、各共通接続部74は、その前端部が対応する共通端子62にそれぞれ接続される一方、後端部がメイン配線76にまとめて接続されている。
グランド接続部75は、メイン配線76におけるY方向の両端部から後側に向けて延在しており、その後端部が外側ブロック54の一方の主面42a上において、対応するグランド端子65にそれぞれ接続されている。
ここで、上述したベースプレート41の一方の主面41a上において、アクチュエータプレート42よりも後側に位置する部分には、各個別端子64及びグランド端子65に各別に接続される引き出し電極(個別引き出し電極81及びグランド引き出し電極82)が形成されている。
個別引き出し電極81は、Y方向に間隔をあけて配列されるとともに、Z方向に互いに平行に延在している。この場合、各個別引き出し電極81のY方向における配列ピッチは、中央ブロック53の配列ピッチと同等になっている。そして、個別引き出し電極81は、その前端部が対応する個別端子64にそれぞれ接続され、後端部がベースプレート41における後端縁に近接する位置まで引き出されている。
グランド引き出し電極82は、その前端部が対応するグランド端子65にそれぞれ接続され、後端部がベースプレート41における後端縁に近接する位置まで引き出されている。
なお、グランド引き出し電極82の面積は、個別引き出し電極81の面積よりも大きく、例えば図4に示すように、Z方向において、グランド引き出し電極82と個別引き出し電極81の長さは等しく、Y方向において、グランド引き出し電極82の長さは個別引き出し電極81の長さより長い。
そして、図5に示すように、ベースプレート41の後端部には、上述したフレキシブルプリント基板33が接続されており、フレキシブルプリント基板33に形成された図示しない配線パターンが各引き出し電極81,82に接続されている。
ところで、図4に示すように、上述した駆動電極61〜64や、グランド端子65、引き出し電極81,82は、Ni/Au等からなるめっき被膜93(図8(c)参照)により一体で形成されている。ここで、ベースプレート41の一方の主面41aにおいて、引き出し電極81,82が形成される電極形成領域は、電極形成領域以外の領域(非形成領域)に比べて表面粗さRaが大きいアンカー部83を構成している。この場合、アンカー部83(電極形成領域)の表面粗さRaは、めっき被膜93を形成可能な大きさであって、400Å以上であることが好ましい。一方、非形成領域の表面粗さRaは、めっき被膜93が形成不可能な大きさであって、100Å未満であることが望ましい。すなわち、本実施形態において、アンカー部83の表面粗さRaは、非形成領域の表面粗さRaに対して4倍以上になっていることが好ましい。なお、本実施形態において、表面粗さRaとはJIS B0601に規格化されている算術平均粗さRaの数値である。
本実施形態の非形成領域は、ダミーチャネル51bの底面、すなわちベースプレート41の一方の主面41a上のうち、中央ブロック53間に位置する部分を含んでいる。
一方、本実施形態の各アンカー部83は、Y方向における幅が中央ブロック53及び外側ブロック54の幅以下に設定されている。図示の例において、中央ブロック53に対応するアンカー部83の幅は、中央ブロック53の幅よりも小さくなっており、外側ブロック54に対応するアンカー部83の幅は外側ブロック54の幅と同等になっている。
さらに、アンカー部83は、少なくとも電極形成領域(引き出し電極81,82と同形同大の範囲)に形成され、かつY方向で隣り合うアンカー部83同士が切り離されていれば、その大きさは適宜設計変更が可能である。例えば、アンカー部83の前端部は、ベースプレート41上において、アクチュエータプレート42の後端面よりも前側で各ブロック53,54とX方向で重なる位置まで延在していても構わない。
図3、図5に示すように、ノズルプレート44は、例えばポリイミド等の樹脂材料からなるフィルム状とされ、ベースプレート41、アクチュエータプレート42、及びカバープレート43の前端面に、例えば接着等により固定されている。
また、ノズルプレート44には、Z方向に貫通する複数のノズル孔44aがY方向に所定の間隔をあけて並設されている。これらノズル孔44aは、複数の吐出チャネル51aに対してそれぞれ対向する位置に形成されており、各吐出チャネル51a内に連通する。
<インクジェットヘッドの動作方法>
次に、上述したインクジェットヘッド4の動作方法について説明する。
インクジェットヘッド4では、フレキシブルプリント基板33を介して駆動電極61〜64に駆動電圧が印加されることで、吐出チャネル51aを画成する2つの駆動壁が圧電滑り効果によりダミーチャネル51b側へ突出するように変形する。すなわち、本実施形態のアクチュエータプレート42は、厚さ方向(X方向)に分極処理された2枚のプレートが積層されているため、駆動電圧を印加することで、駆動壁のX方向中間位置を中心にしてV字状に屈曲変形する。これにより、吐出チャネル51aがあたかも膨らむように変形する。
2つの駆動壁の変形によって、吐出チャネル51aの容積が増大すると、共通インク室71内のインクがスリット72を通って吐出チャネル51a内に誘導される。そして、吐出チャネル51aの内部に誘導されたインクは、圧力波となって吐出チャネル51aの内部に伝搬し、この圧力波がノズル孔44aに到達したタイミングで、駆動電極61〜64に印加した駆動電圧をゼロにする。
これにより、駆動壁が復元し、一旦増大した吐出チャネル51aの容積が元の容積に戻る。この動作によって、吐出チャネル51aの内部の圧力が増加し、インクが加圧される。その結果、インクをノズル孔44aから吐出させることができる。この際、インクはノズル孔44aを通過する際に、液滴状のインク滴となって吐出される。
なお、インクジェットヘッド4の動作方法は上述した内容に限られない。例えば、通常状態の駆動壁が吐出チャネル51aの内側に変形し、吐出チャネル51aがあたかも内側に凹むように構成しても構わない。この場合は、駆動電極61〜64に印可する電圧を上述した電圧とは正負逆の電圧にするか、電圧の正負は変えない場合はアクチュエータプレート42の圧電素子の分極方向を逆にすることで実現可能である。また、吐出チャネル51aが外側に膨らむように変形させた後で、吐出チャネル51aが内側に凹むように変形させ、吐出時のインクの加圧力を高めても構わない。
また、本実施形態のインクジェットヘッド4は、各吐出チャネル51aの間に、インクが充填されないダミーチャネル51bが配置されているため、全ての吐出チャネル51aからインクを同時に吐出するようになっている(いわゆる、1サイクル方式)。また、ダミーチャネル51bが配置されているため、各駆動電極61〜64がインクを介して短絡することがない。これにより、水性インク等の導電性を有するインクを含め多様なインクを用いることができ、利便性に優れるという効果がある。
<インクジェットヘッドの製造方法>
次に、上述したインクジェットヘッド4の製造方法について説明する。図6〜図8はインクジェットヘッド4の製造方法を説明するための説明図であって、図6はフローチャート、図7、図8は図4のB−B線に相当する断面図である。
図6、図7に示すように、本実施形態におけるインクジェットヘッド4の製造方法では、ベースプレート41、アクチュエータプレート42、及びカバープレート43を接合する前に行う下準備工程(S0)と、アクチュエータプレート42、及びカバープレート43をベースプレート41に接合しながら行う組立工程(S10)と、を主に有している。なお、ベースプレート41、アクチュエータプレート42、及びカバープレート43それぞれの下準備工程(S0)は、並行して行うことが可能である。
(下準備工程)
図9は、インクジェットヘッド4の製造方法を説明するための説明図であって、図4に相当する斜視図である。
まず、図6、図9に示すように、ベースプレート41の下準備として、ベースプレート41の一方の主面41a上にアンカー部83を形成する(S1:粗面化工程)。具体的には、ベースプレート41の一方の主面41a上において、アンカー部83となる領域(電極形成領域)に対して、サンドブラスト加工を施し、めっき被膜93が形成可能な表面粗さRaにする。なお、粗面化工程(S1)では、サンドブラスト加工に限らず、エッチング、レーザ等を用いてベースプレート41を粗面化しても構わない。
また、図6、図7(a)に示すように、アクチュエータプレート42の下準備として、アクチュエータプレート42の他方の主面42b側に対してダミーチャネル51bとなる凹部86を形成する(S2:凹部形成工程)。具体的には、ダイシングを用いた切削加工等により、Z方向に沿って直線状に延びる凹部86をY方向に間隔をあけて形成する。なお、凹部86は、アクチュエータプレート42のZ方向における両端面で開放されるように形成する。また、凹部86のX方向における深さは、上述した中央ブロック53及び外側ブロック54のX方向における高さに相当している。
さらに、図6に示すように、カバープレート43の下準備として、カバープレート43の一方の主面43a上に図示しないマスクを介して蒸着やめっき等の成膜法を行うことで、接続配線73(図4参照)を形成する(S3:接続配線形成工程)。
続いて、カバープレート43に対してサンドブラスト加工等を施すことで、カバープレート43に共通インク室71及びスリット72を形成する(S4:インク室形成工程)。
(組立工程)
組立工程(S10)では、図7(b)、図9に示すように、まずベースプレート41とアクチュエータプレート42とを貼り合せる(S11:アクチュエータプレート接合工程(接合工程))。このとき、アクチュエータプレート42の後端面と、ベースプレート41におけるアンカー部83の前端縁と、がZ方向で一致するように両プレート41,42を位置合わせした後、接着剤等を用いて両プレート41,42を貼り合せる。なお、両プレート41,42の位置合わせは、アクチュエータプレート42の後端面と、ベースプレート41におけるアンカー部83の前端縁と、がZ方向で離間しなければ構わない。すなわち、アクチュエータプレート42の後端面と、ベースプレート41におけるアンカー部83の前端縁と、がZ方向でラップするように両プレート41,42を位置合わせしても構わない。
図10は、インクジェットヘッド4の製造方法を説明するための説明図であって、図4に相当する斜視図である。
次に、図7(c)、図10に示すように、アクチュエータプレート42の一方の主面42aを、グラインダ等により研削して、凹部86を貫通させる(S12:研削工程)。これにより、アクチュエータプレート42が、中央ブロック53及び外側ブロック54に切り離されるとともに、各中央ブロック53間や中央ブロック53及び外側ブロック54間にダミーチャネル51bが形成される。なお、本実施形態では、アクチュエータプレート42のうち、X方向の一方側を向く主面は、何れの状態においても一方の主面42aとする。
続いて、図7(d)に示すように、アクチュエータプレート42(中央ブロック53及び外側ブロック54)の表面のうち、駆動電極61〜64及びグランド端子65の形成領域以外の領域を覆うマスク91を形成する(S13:マスク形成工程)。具体的には、まずアクチュエータプレート42の一方の主面42a上に、感光性ドライフィルム等からなるマスク材料を貼り付ける。次に、フォトリソグラフィ技術を用いてマスク材料をパターニングすることにより、マスク材料のうち、各端子62,64の形成領域に相当する部分のマスク材料を除去する。
次に、図8(a)に示すように、中央ブロック53の一方の主面42aに対してダイシング加工等の切削加工を行い、吐出チャネル51aを形成する(S14:吐出チャネル形成工程)。なお、本実施形態では、マスク形成工程(S13)の後に吐出チャネル形成工程(S14)を行う方法について説明したが、これに限らず、吐出チャネル形成工程(S14)の後にマスク形成工程(S13)を行っても構わない。但し、マスク形成工程(S13)を先に行う場合は、吐出チャネル形成工程(S14)時に用いるアライメントマーク等をマスク91に対して一括して行うことができる等の点で好ましい。
次に、アクチュエータプレート42及びベースプレート41の接合体92に対して駆動電極61〜64、グランド端子65、及び引き出し電極81,82を形成する(S15:電極形成工程)。本実施形態では、電極形成工程(S15)を無電解めっきにより行う。
電極形成工程では、まず接合体92のうち、駆動電極61〜64、グランド端子65、及び引き出し電極81,82を形成する領域に対して触媒を付与する。具体的には、まず接合体92を、塩化第1錫水溶液に浸漬させ、接合体92の表面に塩化第1錫を吸着させるセンシタイジング処理を行う。
続いて、接合体92を水洗等により軽く洗浄する。その後、接合体92を、塩化パラジウム水溶液に浸漬させ、接合体92の表面に塩化パラジウムを吸着させる。すると、接合体92の表面に吸着した塩化パラジウムと、上述したセンシタイジング処理で吸着した塩化第1錫との間で酸化還元反応が生じることで、触媒として金属パラジウムが析出される(アクチベーティング処理)。
ここで、本実施形態では、接合体92のうち、アクチュエータプレート42における表面全体に加え、ベースプレート41のアンカー部83にもアンカー効果によって触媒が付与される。一方、ベースプレート41のうち、アンカー部83以外の領域(非形成領域)は、表面粗さRaが小さいため、触媒が付与されないようになっている。
次に、図8(b)に示すように、触媒(金属パラジウム)が付与された接合体92をめっき液に浸漬させることで、接合体92のうち、触媒が付与された部分にめっき被膜93が析出される。
図11は、インクジェットヘッド4の製造方法を説明するための説明図であって、図4に相当する斜視図である。
続いて、図8(c)、図11に示すように、アクチュエータプレート42の一方の主面42a上に形成されたマスク91を除去する(S16:リフトオフ工程)。これにより、接合体92上に駆動電極61〜64、グランド端子65、及び引き出し電極81,82が一括で形成される。
そして、アクチュエータプレート42の一方の主面42a上に溝部67(図4参照)を形成する(S17:溝部形成工程)。具体的には、ダイシング加工等の切削加工により、アクチュエータプレート42の一方の主面42a上において、共通端子62及び個別端子64間を分断するようにY方向に沿って延びる溝部67を形成する。なお、上述した実施形態では、アクチュエータプレート42のY方向全体(中央ブロック53及び外側ブロック54)に溝部67を形成する場合について説明したが、少なくとも中央ブロック53にのみ形成されていれば構わない。
次に、アクチュエータプレート42の一方の主面42a上に、カバープレート43を接合する(S18:カバープレート接合工程)。具体的には、アクチュエータプレート42の吐出チャネル51aと、カバープレート43のスリット72と、が連通するように両プレート42,43を位置合わせする。さらに、本実施形態では、接続配線73のうち、メイン配線76が溝部67とX方向で重なり、かつ共通接続部74及びグランド接続部75が対応する共通端子62及びグランド端子65に各別に接続されるように、両プレート42,43を位置合わせする。そして、位置合わせ後、両プレート42,43を接着剤等によって接合する。
なお、本実施形態では、上述したようにカバープレート43のX方向から見た平面視外形が、アクチュエータプレート42全体のX方向から見た平面視外形に一致しているため、各プレート42,43の端面同士を面一に位置合わせするだけで、上述した各種の位置合わせが自動的に完了することになる。
その後、ベースプレート41、アクチュエータプレート42、及びカバープレート43の前端面に、ノズルプレート44を接合する(S19:ノズルプレート接合工程)。
最後に、ベースプレート41にフレキシブルプリント基板33を接続する。これにより、フレキシブルプリント基板33の配線パターンが、ベースプレート41の引き出し電極81,82に電気的に接続される。
そして、このように構成されたヘッドチップ22がキャリッジ16に搭載されることで、本実施形態のインクジェットヘッド4が作製される。
このように、本実施形態では、ベースプレート41のうち、引き出し電極81,82が形成される電極形成領域に、非形成領域よりも表面粗さRaが大きいアンカー部83を形成する構成とした。
この構成によれば、ベースプレート41の電極形成領域にアンカー効果を持たせることができる。すなわち、電極形成工程(S15)において、ベースプレート41のうち、電極形成領域のみにめっき被膜93を析出させ、非形成領域にはめっき被膜93が析出しないように設定できる。これにより、ベースプレート41上における所望の領域に選択的にめっき被膜93を形成することができる。この場合、ベースプレート41及びアクチュエータプレート42を接合した後、これらベースプレート41及びアクチュエータプレート42に対して駆動電極61〜64、グランド端子65、及び引き出し電極81,82をめっき被膜93により一括して形成することができる。その結果、ベースプレート41上の引き出し電極81,82、並びにアクチュエータプレート42の駆動電極61〜64、及びグランド端子65を別々に形成する場合に比べて製造工程の効率化や簡素化を図ることができる。
また、本実施形態では、非形成領域が、ベースプレート41の一方の主面41a上のうち、中央ブロック53間に位置する部分を含んでいるため、ベースプレート41のうち、ダミーチャネル51bの底面を構成する部分には、めっき被膜93が析出されないことになる。そのため、個別電極63をめっきにより形成する場合に、ダミーチャネル51bの内面のうち、側壁面(中央ブロック53の対向面)のみにめっき被膜93を析出させ、底面にめっき被膜93が析出されないように設定できる。これにより、例えばダミーチャネル51bの底面に析出しためっき被膜93をレーザ等の後加工により除去する必要がないので、製造コストの削減や、後工程で発生するゴミを削減できるとともに、ダミーチャネル51bの側壁面に形成された個別電極63が底面を介して短絡するのを確実に抑制できる。
また、アンカー部83の表面粗さRaを400Å以上に設定することで、アンカー部83に十分なアンカー効果を持たせることができるので、電極形成工程(S15)において、十分な厚みのめっき被膜93をムラなく形成できる。
さらに、ベースプレート41がガラス材料により構成されているため、非形成領域の表面粗さRaを小さく抑えることができる。この場合、非形成領域にめっき被膜93が形成されるのを抑制できるので、めっき被膜93の形成後のパターニング工程が不要になり、製造工程の効率化を図ることができるとともに、低コスト化を図ることができる。
しかも、本実施形態では、カバープレート43に形成された接続配線73を介して各共通電極61(共通端子62)及びグランド端子65間を接続することで、アクチュエータプレート42にカバープレート43を接合するだけで、共通電極61及びグランド端子65間の導通を図ることができる。これにより、製造工程の更なる効率化を図ることができる。
さらに、本実施形態では、アクチュエータプレート42の一方の主面42a上に形成された溝部67に対応する位置に接続配線73が配設されるため、接続配線73と共通端子62及び個別端子64との接触を抑制し、接続配線73を介した共通端子62及び個別端子64間の短絡を抑制できる。これにより、信頼性に優れたインクジェットヘッド4を提供できる。
そして、本実施形態のプリンタ1では、上述したインクジェットヘッド4を備えているため、信頼性に優れたプリンタ1を提供できる。
なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、液体噴射装置の一例として、インクジェットプリンタ1を例に挙げて説明したが、プリンタに限られるものではない。例えば、ファックスやオンデマンド印刷機等であっても構わない。
また、上述した実施形態では、インクジェットヘッド4が複数搭載された複数色用のプリンタ1について説明したが、これに限られない。例えば、インクジェットヘッド4が一つの単色用のプリンタ1としても構わない。
また、本発明の実施形態で用いられるインクとしては、水性インクや油性インク、UVインク、微細金属粒子インク、炭素インク(カーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラフェン)等、種々の材料を用いることができる。なお、上述したインクのうち、水性インクや油性インク、UVインクは複数色用のプリンタ1に好適に用いられ、微細金属粒子インク、炭素インクは単色用のプリンタ1に好適に用いられる。
また、上述した実施形態では、ベースプレート41をガラスにより構成した場合について説明したが、これに限られない。ベースプレート41は、非形成領域の表面粗さRaを、めっき被膜93が形成不可能な程度の大きさ(例えば、100Å程度)に抑制できる材料であれば、セラミックス材料等、適宜設計変更が可能である。
また、上述した実施形態では、引き出し電極81,82をZ方向に沿って直線状に形成した場合について説明したが、これに限られない。例えば、引き出し電極81,82を、後側に向かうに従いY方向の外側に向けて延在するように形成しても構わない。
この構成によれば、各引き出し電極81,82間の間隔が、後側に向かうに従い広がるので、引き出し電極81,82間での短絡を抑制し、電気的信頼性を確保できる。また、電極パターンの複雑化を抑制できる。
なお、引き出し電極81,82を、後側に向かうに従いY方向の外側に向けて延在させることで、引き出し電極81,82の幅を増大させることも可能である。例えば、その引き出し電極81,82の具体的な形状が扇形でも構わないし、台形でも構わない。つまり、Z方向に進むに従いY方向の幅が広くなる末広がり形状であれば、どんな形状でも含まれる。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各変形例を適宜組み合わせても構わない。
1…インクジェットプリンタ(液体噴射装置)
2,3…搬送機構(移動機構)
4,4Y,4M,4C,4B…インクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)
6…走査手段(移動機構)
41…ベースプレート
41a…一方の主面(主面)
42…アクチュエータプレート(アクチュエータ部)
43…カバープレート
44…ノズルプレート(噴射孔プレート)
44a…ノズル孔(噴射孔)
51a…吐出チャネル(噴射チャネル)
51b…ダミーチャネル
53…中央ブロック(チャネルブロック)
61…共通電極(駆動電極)
62…共通端子(駆動電極)
63…個別電極(駆動電極)
64…個別端子(駆動電極)
65…グランド端子
67…溝部
71…共通インク室(液体室)
73…接続配線
81…個別引き出し電極(引き出し電極)
82…グランド引き出し電極(引き出し電極)
93…めっき被膜
S…被記録媒体

Claims (10)

  1. ベースプレートと、
    前記ベースプレート上に固定されるとともに、液体が充填される噴射チャネル及び液体が充填されないダミーチャネルが並設されたアクチュエータ部と、
    前記アクチュエータ部のうち、前記噴射チャネル及び前記ダミーチャネルの延在方向における一端側に配設され、前記噴射チャネル内に連通する噴射孔が並設された噴射孔プレートと、
    前記噴射チャネル及び前記ダミーチャネルの内面にそれぞれ形成された駆動電極と、
    前記ベースプレート上において、前記アクチュエータ部に対して延在方向の他端側に形成され、前記駆動電極に電気的に接続された引き出し電極と、を備え、
    前記ベースプレートのうち、前記引き出し電極が形成される電極形成領域は、前記電極形成領域以外の領域よりも表面粗さが大きくなっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
  2. 前記駆動電極、及び前記引き出し電極は、めっき被膜により一体的に形成されていることを特徴とする請求項1記載の液体噴射ヘッド。
  3. 前記電極形成領域の表面粗さRaは、前記電極形成領域以外の領域の表面粗さRaに対して4倍以上であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の液体噴射ヘッド。
  4. 前記電極形成領域は、表面粗さRaが400Å以上であることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の液体噴射ヘッド。
  5. 前記ベースプレートは、ガラス材料からなることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の液体噴射ヘッド。
  6. 前記駆動電極は、前記噴射チャネルの内面に形成された共通電極を備え、
    前記アクチュエータ部のうち、前記噴射チャネル及び前記ダミーチャネルの並設方向において最外端に位置する前記ダミーチャネルよりも外側に位置する部分には、前記引き出し電極に接続されたグランド端子が形成され、
    前記アクチュエータ部の前記ベースプレート側とは反対側の主面上には、前記噴射チャネル内に連通する液体室を有するカバープレートが配設され、
    前記カバープレートには、前記共通電極及び前記グランド端子間を接続する接続配線が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項5の何れか1項に記載の液体噴射ヘッド。
  7. 前記駆動電極は、前記ダミーチャネルの内面に形成された個別電極を備え、
    前記アクチュエータ部の前記主面上には、前記共通電極及び前記個別電極間を分断する溝部が形成され、
    前記接続配線は、前記溝部に対応する位置に配設されていることを特徴とする請求項6記載の液体噴射ヘッド。
  8. 前記アクチュエータ部は、前記噴射チャネル及び前記ダミーチャネルの並設方向に沿って間隔をあけて配置されるとともに、前記噴射チャネルが形成されたチャネルブロックを備え、
    前記ダミーチャネルは、隣り合う前記チャネルブロック間及び前記ベースプレートにより画成され、
    前記駆動電極は、前記ダミーチャネルを画成する前記チャネルブロックの対向面に形成された個別電極を備え、
    前記電極形成領域以外の領域は、前記ベースプレートのうち、前記ダミーチャネルを画成する部分を含んでいることを特徴とする請求項1から請求項7の何れか1項に記載の液体噴射ヘッド。
  9. 請求項1から請求項8の何れか1項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法であって、
    前記ベースプレートの前記電極形成領域を粗面化する粗面化工程と、
    前記ベースプレート上に前記アクチュエータ部を固定する接合工程と、
    前記ベースプレートの前記電極形成領域、前記噴射チャネルの内面、及び前記ダミーチャネルの内面に対してめっき被膜を形成する電極形成工程と、を有していることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
  10. 請求項1から請求項8の何れか1項に記載の液体噴射ヘッドと、
    前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、を備えていることを特徴とする液体噴射装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3378654A1 (en) 2017-03-22 2018-09-26 SII Printek Inc Liquid ejecting head chip, liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and manufacturing method of liquid ejecting head chip
JP2018158480A (ja) * 2017-03-22 2018-10-11 エスアイアイ・プリンテック株式会社 液体噴射ヘッドチップ、液体噴射ヘッド、液体噴射装置および液体噴射ヘッドチップの製造方法
EP4015222A1 (en) * 2020-12-21 2022-06-22 SII Printek Inc. Head chip, liquid jet head, and liquid jet recording device

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017087532A (ja) * 2015-11-09 2017-05-25 エスアイアイ・プリンテック株式会社 液体噴射ヘッドの製造方法、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP6909606B2 (ja) 2017-03-22 2021-07-28 エスアイアイ・プリンテック株式会社 液体噴射ヘッドチップの製造方法
JP7077207B2 (ja) * 2018-11-09 2022-05-30 エスアイアイ・プリンテック株式会社 ヘッドチップの製造方法および液体噴射ヘッドの製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06302936A (ja) * 1993-04-14 1994-10-28 Oki Electric Ind Co Ltd ガラス基板の導体パターン形成方法
JPH09123446A (ja) * 1995-11-02 1997-05-13 Brother Ind Ltd インクジェット装置及びその製造方法
JPH10315460A (ja) * 1997-05-23 1998-12-02 Tec Corp インクジェットプリンタヘッド
US20070279453A1 (en) * 2004-11-19 2007-12-06 Martin De Kegelaer Method Of Bonding A Nozzle Plate To An Inkjet Printhead
JP2009292009A (ja) * 2008-06-04 2009-12-17 Sii Printek Inc ヘッドチップ、液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置およびヘッドチップの製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3008609B2 (ja) * 1991-11-13 2000-02-14 松下電器産業株式会社 インク吐出装置
US5650810A (en) * 1992-12-03 1997-07-22 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Ink jet print head having a manifold wall portion and method of producing the same by injection molding
JPH10244667A (ja) 1997-03-03 1998-09-14 Ricoh Co Ltd インクジェットヘッド及びその製造方法
JP4743461B2 (ja) * 2000-05-24 2011-08-10 コニカミノルタホールディングス株式会社 インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法
JP2001341298A (ja) 2000-05-31 2001-12-11 Seiko Instruments Inc ヘッドチップ及びヘッドユニット
JP2001334664A (ja) * 2000-05-25 2001-12-04 Seiko Instruments Inc ヘッドチップ及びヘッドユニット
JP4639475B2 (ja) * 2001-01-17 2011-02-23 コニカミノルタホールディングス株式会社 インクジェットヘッド
JP4857934B2 (ja) * 2005-08-23 2012-01-18 コニカミノルタホールディングス株式会社 インクジェットヘッド
JP2007307735A (ja) 2006-05-16 2007-11-29 Seiko Epson Corp 液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法
JP5447238B2 (ja) 2010-07-01 2014-03-19 コニカミノルタ株式会社 インクジェットヘッド
JP5856493B2 (ja) 2012-01-25 2016-02-09 エスアイアイ・プリンテック株式会社 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP5514851B2 (ja) 2012-03-19 2014-06-04 東芝テック株式会社 インクジェットプリンタヘッドの製造方法
JP6333586B2 (ja) * 2014-03-12 2018-05-30 エスアイアイ・プリンテック株式会社 液体噴射ヘッド、及び液体噴射装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06302936A (ja) * 1993-04-14 1994-10-28 Oki Electric Ind Co Ltd ガラス基板の導体パターン形成方法
JPH09123446A (ja) * 1995-11-02 1997-05-13 Brother Ind Ltd インクジェット装置及びその製造方法
JPH10315460A (ja) * 1997-05-23 1998-12-02 Tec Corp インクジェットプリンタヘッド
US20070279453A1 (en) * 2004-11-19 2007-12-06 Martin De Kegelaer Method Of Bonding A Nozzle Plate To An Inkjet Printhead
JP2009292009A (ja) * 2008-06-04 2009-12-17 Sii Printek Inc ヘッドチップ、液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置およびヘッドチップの製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3378654A1 (en) 2017-03-22 2018-09-26 SII Printek Inc Liquid ejecting head chip, liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and manufacturing method of liquid ejecting head chip
JP2018158480A (ja) * 2017-03-22 2018-10-11 エスアイアイ・プリンテック株式会社 液体噴射ヘッドチップ、液体噴射ヘッド、液体噴射装置および液体噴射ヘッドチップの製造方法
US10195849B2 (en) 2017-03-22 2019-02-05 Sii Printek Inc. Liquid ejecting head chip, liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and manufacturing method of liquid ejecting head chip
JP7005156B2 (ja) 2017-03-22 2022-01-21 エスアイアイ・プリンテック株式会社 液体噴射ヘッドチップの製造方法
EP4015222A1 (en) * 2020-12-21 2022-06-22 SII Printek Inc. Head chip, liquid jet head, and liquid jet recording device
US11760105B2 (en) 2020-12-21 2023-09-19 Sii Printek Inc. Head chip, liquid jet head, and liquid jet recording device

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