JP2843199B2 - インクジェットプリンタヘッドの製造方法 - Google Patents

インクジェットプリンタヘッドの製造方法

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JP2843199B2
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    • Y10T29/49401—Fluid pattern dispersing device making, e.g., ink jet

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オンデマンド型のイン
クジェットプリンタヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェットプリンタヘッドには特開
昭５５−８６７６７号公報に開示された発明がある。そ
の内容を図８ないし図１０に基づいて説明する。３０は
中間基板で、この中間基板３０の両面には外基板３１が
接着されている。図９に示すように、中間基板３０の両
面には、インクを溜める供給予備室３２と、この供給予
備室３２に接続された複数の加圧室３３と、これらの加
圧室３３に接続された複数の流路３４と、これらの流路
３４の先端に形成された複数のノズル３５とがエッチン
グによって形成されている。図８に示すように、これら
のノズル３５は中間基板３０の両側面において千鳥状に
配列されて、図１０に示すように、前記中間基板３０の
端縁に開口されている。さらに、前記外基板３１には前
記加圧室３３に対向する圧電素子３６が接合されてい
る。したがって、任意の圧電素子３６に電圧を印加し、
圧電素子３６の変形による加圧室３３の圧力変化によっ
てノズル３５からインク滴が飛翔される。このようなイ
ンクジェットプリンタヘッドは、小さいピッチで配列さ
れたノズル３５を二段に重ねる構成としたので、ある程
度の数のノズル３５を高密度に配列することができる
が、これらのノズル３５は曲がった流路３４で幅の広い
加圧室３３に接続されているため、ノズル３５を多数配
列する場合には加圧室３３や流路３４の占めるスペース
が大きくなり、多数のノズル３５を高密度に配列するに
は限度がある。
【０００３】次に、特開昭６３−２５２７５０号公報に
記載された発明を図１１に示す。３７，３８はガラス材
料により形成された基板で、これらの基板３７，３８の
間にはそれぞれ圧電セラミックス４４，４５により形成
されて互いに接合された複数の側壁３９，４０が設けら
れ、これらの側壁３９，４０に囲繞されて複数の圧力室
４１が形成されている。これらの圧力室４１の端部には
ノズル４２が配設され、圧力室４１の内面には電極４３
が設けられている。したがって、特定の電極４３に電圧
を印加し、その印加した電極４３の両隣に位置する電極
４３を接地することにより、特定の側壁３９，４０を歪
ませ、圧力室４１の圧力を変化させることにより内部の
インクがノズル４２から飛翔される。
【０００４】このようなインクジェットプリンタヘッド
は、基板３７，３８のそれぞれに圧電セラミックス４
４，４５を固着し、輪郭カッティング円盤によって圧電
セラミックス４４，４５に複数の溝と各溝の両側に位置
する側壁３９，４０とを形成し、各側壁３９，４０の頂
部の位置を合わせて二枚の圧電セラミックス４４，４５
を固着することによって製作される。
【０００５】さらに、特開平２−１５０３５５公報に開
示された発明を図１２に示す。ピエゾ電気材料よりなり
矢印方向に分局された底部シート４６に、多数の平行な
溝４７とこれらの溝４７の両側に位置する側壁４８と底
面４９とを形成する。そして、側壁４８の頂部５０に頂
部シート５１を接着層５２で接合することにより各溝４
７の頂部開口面が閉塞されている。また、各溝４７の両
内面となる側壁４８の内面には、その全高さのうち頂部
シート５１側の略半分の範囲で電極５３が蒸着によって
形成されている。また、各溝４７を頂部シート５１で閉
塞することにより圧力室が形成され、これらの圧力室の
一端にインク供給部に接続される供給口を設け、圧力室
の他端にインクを吐出させる吐出口を設けることによ
り、インクジェットプリンタヘッドが完成される。
【０００６】このようなインクジェットプリンタヘッド
において、隣接する二つの側壁４８の電極５３にそれぞ
れ逆の電位の電圧を印加すると、この部分の側壁４８
は、底部シート４６の矢印方向の極性に対して直交する
方向の電位を受けて図１２に点線で示すように剪断歪み
を起こす。これにより、剪断歪みを起こした側壁４８の
間の圧力室（溝４７）の容積が急激に小さくなり、その
圧力室の圧力が高められてインクが吐出口から飛翔され
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図８ないし図１０に示
すように、特開昭５５−８６７６７号公報に開示された
ものは、ノズル３５を高密度に配列することができる
が、幅の広い加圧室３３からノズル３５までを流路３４
により接続されているため、その流路３４内においては
圧力損失が起き、インクを効率的に吐出させることがで
きない。また、各流路３４はその曲がり方が異なるため
に前述した圧力損失の程度に差が生じ、各ノズル３５か
らのインクの吐出特性が異なる。この問題はノズル３５
の数を多くする程助長され、したがって、ノズル３５の
数を増やすとしても制限がある。
【０００８】また、図１１に示すように、特開昭６３−
２５２７５０号公報に開示されたものは、ノズル４２の
配列密度は１ｍｍの間に８個配程であるため、ノズル４
２を一列に配列する程度では、分解能に欠け印字品質を
高めることができない。また、二枚の圧電セラミックス
４４，４５を接合する場合に、側壁３９，４０の頂部の
位置を合わせなければならないため製作が困難である。
さらに、電極４３が金属蒸着法によって形成されている
が、この方法は、蒸発源に対向する面には金属が生成さ
れるが、その面と大きな角度をもった面には金属が生成
されない。一方、蒸着される面は圧電セラミックス４
４，４５の表面であり、２ないし４μｍの結晶粒により
凹凸のある面である。したがって、側壁３９，４０の蒸
発源に対向する凸の部分には金属が生成されるが、凹の
部分には生成されず、形成される電極４３はピンホール
が発生するものとなる。そのため、圧電セラミックス４
４，４５に均一な電界を加えることができない。さら
に、電極４３に生じたピンホールを通してインクが圧電
セラミックス４４，４５に接触するため、圧電セラミッ
クス４４，４５が腐食する欠点もある。さらに、この金
属蒸着装置は高価であるので、電極４３の製造コストが
高くなる欠点がある。
【０００９】さらに、図１２に示すように、特開平２−
１５０３５５号公報に開示されたものは、側壁４８を変
形させる歪力が側壁４８の上部のみに発生し、側壁４８
の電極５３が設けられていない下部が上部の変形に対し
て抵抗となるものであり、しかも、側壁４８の下部自身
がピエゾ電気材料で剛性が大きいため、側壁４８の歪特
性が低下し、インクの吐出性能が悪くなる。この欠点を
解消するためには、電極５３に高電圧を印加するか、溝
４７の深さを深くし側壁４８の高さを高くする方法があ
るが、前者は側壁４８の分極の劣化を起こし、後者は溝
加工のコストが高くなるという欠点がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、それ
ぞれ板厚方向に分極された第一及び第二の圧電部材層
と、前記第一の圧電部材層の内面に対面する前記第一の
圧電部材層の剛性より小さい剛性の第一の部材層と、前
記第二の圧電部材層の内面に対面する前記第二の圧電部
材層の剛性より小さい剛性の第二の部材層とを積層固定
してなる基板を設け、前記第一の圧電部材の表面から前
記第一の部材層の内部に達する深さで互いに平行な多数
の第一の溝とこれらの第一の溝の両側に配置された第一
の支柱とを研削加工し、前記第一の溝を研削した時の研
削基準位置を基準として前記第二の圧電部材層の表面か
ら前記第二の部材層の内部に達する深さで互いに平行な
多数の第二の溝とこれらの第二の溝の両側に配置された
第二の支柱とを研削加工し、前記第一の支柱の側面に第
一の電極を形成し、前記第二の支柱の側面に第二の電極
を形成し、前記第一の圧電部材層の表面に天板を接合す
ることにより前記第一の溝の開口面を閉塞して多数の第
一の圧力室を形成し、前記第二の圧電部材層の表面に底
板を接合することにより前記第二の溝の開口面を閉塞し
て多数の第二の圧力室を形成し、前記第一及び第二の溝
のそれぞれの端面に連通される多数のインク吐出部が形
成されたオリフィスプレートを前記基板に固着するよう
にしたものである。
【００１１】請求項２の発明は、請求項１において、第
一及び第二の電極を無電解メッキ法により形成するよう
にしたものである。
【００１２】
【作用】請求項１の発明によれば、第一又は第二の電極
に電圧を加えて第一又は第二の支柱を歪ませ、第一又は
第二の圧力室の圧力を変化させてインクをインク吐出部
から飛翔させるが、幅の狭い第一、第二の圧力室を互い
に平行に二列に配列した構造であるため、インク吐出部
を高密度に配列することができ、さらに、第一、第二の
圧力室の一端にインク吐出部を設ける構造であるため、
圧力損失を小さくすることができ、これにより、圧力損
失の影響を受けることなく多数のインク吐出機構を設け
ることができる。さらに、第一の圧力室を仕切る第一の
支柱は、第一の圧電部材層とこの第一の圧電部材層の剛
性より小さい剛性の第一の部材層とから形成されるた
め、第一の圧電部材層において発生する歪力に対する第
一の部材層の抵抗力を小さくして第一の支柱の歪量を大
きくすることができ、同様の理由により第二の支柱の歪
量を大きくし、インクの吐出特性を高めることができ
る。これにより、第一、第二の圧電部材層に高電圧を印
加することによる分極の劣化を防止し、かつ、第一、第
二の溝の深さを深くすることによる製造コストの上昇を
抑えることができる。さらに、第一の圧電部材層と第一
の部材層と第二の部材層と第二の圧電部材層とを積層し
た基板に対して第一、第二の溝を形成する方法であるた
め、第一の圧電部材層と第一の部材層と第二の部材層と
第二の圧電部材層とを積層する際に各部材の位置合わせ
を厳密に行う必要がなく、しかも、第一の溝と第二の溝
とを同一の研削基準位置を基準として形成することによ
り、第一、第二の圧力室の相対位置を正確に又容易に定
めることができる。
【００１３】請求項２の発明によれば、無電解メッキ法
によって第一、第二の電極を形成する方法を採用するこ
とにより、第一、第二の圧電部材層の第一、第二の溝の
内面に凹凸があっても金属蒸着法とは異なりピンホール
のない均一な厚さの電極を形成することができる。これ
により、第一、第二の圧電部材層に均一な電界を印加す
ることができ、また、第一、第二の圧電部材とインクと
をピンホールの無い電極で隔離することができるので、
第一、第二の圧電部材の腐食を防止することができる。
さらに、無電解メッキ法による電極の形成方法は化学的
処理であるため、一度に大量の処理を行うことができ、
これにより、電極の製造コストを低減することができ
る。
【００１４】
【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図５に基づい
て説明する。まず、図１ないし図３を参照して製作行程
順にインクジェットプリンタヘッドの構成を説明する。
図１（ａ）に示すように、基板１を設ける。この基板１
は、それぞれ板厚方向に分極された第一の圧電部材層２
と第二の圧電部材層３とを間隔を開けて保持し、その間
に接着力が高いエポキシ樹脂を主成分とする接着剤４を
挿入することにより形成される。この剛性の低い接着剤
４により、前記第一の圧電部材層２の内面に接着された
前記第一の圧電部材層２の剛性よりも小さい剛性の第一
の部材層、すなわち、第一の低剛性部材層５と前記第二
の圧電部材層３の内面に接着された前記第二の圧電部材
層３の剛性よりも小さい剛性の第二の部材層、すなわ
ち、第二の低剛性部材層６とを一体に形成することがで
きる。前記接着剤４は、一般的な構造用接着剤を使用す
るが、気泡の混入を避けるために脱泡処理を行う。ま
た、第一、第二の圧電部材層２，３の分極劣化を防ぐた
めに、接着剤４の硬化温度は１３０℃以下にすることが
望まれる。本実施例においては、グレースジャパン株式
会社製の製品名２６５１なる接着剤を用いた。
【００１５】続いて、図１（ｂ）に示すように、第一の
圧電部材層２の表面から第一の部材層５の内部に達する
多数の第一の溝７を所定の間隔を開けて平行に研削加工
する。この行程では、第一の溝７の両側に位置する第一
の支柱８も形成されるが、これらの第一の支柱８は、第
一の圧電部材層２による高剛性部８ａと第一の部材層５
による低剛性部８ｂとよりなる。続いて、第二の圧電部
材層３の表面から第二の部材層６の内部に達する多数の
第二の溝９を所定の間隔を開けて平行に研削加工する。
この行程では、第二の溝９の両側に位置する第二の支柱
１０も形成されるが、これらの第二の支柱１０は、第一
の圧電部材層２による高剛性部８ａと第一の部材層５に
よる低剛性部８ｂとよりなる。本実施例では、第一、第
二の溝７，９の幅は８６μｍ、これらの溝７の配列ピッ
チ及び溝９の配列ピッチは１６９μｍ、溝７，９の深さ
は３７５μｍ、第一、第二の圧電部材層２，３の厚さは
２４０μｍ、溝７，９の長さは１２ｍｍとした。また、
溝７，９の切断に用いられる工具は、ＩＣの基板を形成
する際にウェハーを切断するダイシングソーのダイヤモ
ンドホイールが用いられる。本実施例においては、株式
会社ディスコ製のＮＢＣＺ１０８０または１０９０の２
インチのブレードを３００００ｒ．ｐ．ｍ．の回転数を
もって回転させて研削した。
【００１６】次に、無電解メッキにより電極を形成する
前の前処理として、洗浄、キャタライジング、アクセラ
レーティング処理を行う。洗浄は、メッキ形成面の活性
化及び、キャタリスト液やメッキ液が溝７，９内に入り
易くするための親水化を目的として行われるもので、本
実施例においてはエタノール液を用いて洗浄を行った。
キャタライジング処理は、塩化パラジュウム、塩化第１
錫、濃塩酸等からなるキャタリスト液に基板１を浸し、
溝７，９の表面にＰｄ・Ｓｎの錯化物を吸着させる目的
で行う。続いて、アクセラレーティング処理を行う。こ
の処理は硫酸等の液体に基板１を浸し、キャタライジン
グ処理で吸着された錯化物から錫を除去し、金属化した
Ｐｄのみを残す目的で行われる処理である。これらのキ
ャタライジング処理及びアクセラレーティング処理は被
メッキ物（基板１）と処理液との相対速度を０．２ｍ／
ｓ以上にして行えば細い溝７，９の内面の前処理を良好
に行うことができ、均一なメッキが生成される。
【００１７】次に、第一、第二の圧電部材層２，３の表
面に配線パターン形成部を除きマスクをかける。この方
法は、図１（ｃ）に示すように、第一、第二の圧電部材
２，３の表面にドライフィルム１１を貼る。さらに、そ
の上に、図２（ａ）に示すように、レジスト用マスク１
２を載せて露光及び現像処理を行う。これにより、図２
（ｂ）に示すように、第一、第二の圧電部材２，３の表
面には、配線パターン形成部と溝７，９の上部以外の部
分にドライフィルムによるレジスト膜１３が形成され
る。そして、第一、第二の圧電部材２，３の配線パター
ン形成部及び第一、第二の支柱８，１０の側面には金属
化されたＰｄが存在した状態となる。
【００１８】次に、上記処理を施した基板１をメッキ液
に浸漬して無電解メッキを行う。メッキ液は、金属塩及
び還元剤からなる主成分と、ｐＨ調整剤、緩衝剤、錯化
剤、促進剤、安定剤、改良剤等からなる補助成分とで形
成される。このメッキ液に基板１を浸すと、金属化され
たＰｄを触媒核としてメッキが生成され、他の部分には
メッキが生成されない。つまり、図３（ａ）に示すよう
に、金属化されたＰｄが吸着された第一、第二の支柱
８，１０の側面及び第一、第二の圧電部材層２，３の表
面の配線パターン形成部のみにメッキを生成させること
ができる。図３（ｂ）において、１４は第一の電極、１
５は第二の電極、１６は配線パターンで、これらは無電
解メッキにより形成されたものである。本実施例におい
ては、メッキ液としてニッケル・リン系の低温メッキ液
を使用して２ないし４μｍの粒子より形成された凹凸の
ある第一、第二の圧電部材層２，３の表面と第一、第二
の低剛性部材層５，６とにメッキを行ったところ、ピン
ホールが無くメッキ厚が１ないし２μｍの均一なニッケ
ルメッキ膜が生成された。
【００１９】次に、図３（ｂ）に示すように、第一、第
二の圧電部材層２，３の表面に貼られたレジスト膜１３
を剥離し、続いて、図３（ｃ）に示すように、第一の圧
電部材層２の表面に天板１７を接着し、第二の圧電部材
層３の表面に底板１８を接着し、各溝７，９の先端に連
通するインク吐出部としての多数のインク吐出口１９が
形成されたオリフィスプレート２０を基板１の側面に固
定し、インク供給部（図示せず）から各溝７，９にイン
クを供給するインク供給管２１を天板１７と底板１８と
に取り付けることにより、インクジェットプリンタヘッ
ドが完成される。この時に、図４に示すように、第一の
溝７の開口面が天板１７により閉塞されて多数の第一の
圧力室２２が形成され、第二の溝９の開口面が底板１８
により閉塞されて多数の第二の圧力室２３が形成され
る。
【００２０】このような構成において、図４における中
央の第一の圧力室２２のインクを吐出させる場合につい
て述べる。第一の圧力室２２のそれぞれには図３（ｃ）
に示したインク供給管２１からインクが供給される。こ
こで、中央の第一の圧力室２２の第一の電極１４と左側
に隣接する第一の圧力室２２の第一の電極１４との間に
配線パターン１６を介して電圧Ａを印加し、中央の第一
の圧力室２２の第一の電極１４と右側に隣接する第一の
圧力室２２の第一の電極１４との間に電圧Ｂを印加す
る。Ａ，Ｂの電圧の極性は逆で、第一の支柱８の高剛性
部８ａには矢印により示す分極方向と直交する方向に電
界がかけられる。これにより、中央の第一の圧力室２２
の左側の第一の支柱８は左方に歪み右側の第一の支柱８
は右側に歪み、中央の第一の圧力室２２の容積が増大
し、その両側の第一の圧力室２２の容積は減少する。
【００２１】図５に電圧Ａ，Ｂの印加状態と時間との関
係を示すが、一定の期間ａの間で電圧Ａ，Ｂが緩やかに
高められるため、容積が減少した左右の第一の圧力室２
２のインクがインク吐出口１９から飛翔することはな
い。中央の第一の圧力室２２は、容積の増大により内圧
が低下しインク吐出口１９のメニスカスが若干後退し連
通するインク供給部からインクを吸引する。図５のｂの
時点では、これまでとは逆の電圧が第一の電極１４に急
激に印加されるため、中央の第一の圧力室２２の左側の
第一の支柱８は右側に歪み右側の第一の支柱８は左側に
歪み、中央の第一の圧力室２２の容積は急激に減少す
る。これにより、中央の第一の圧力室２２のインク吐出
口１１からインクが飛翔される。この時の電圧は図５に
ｃによって示すように一定期間印加され、この間は飛翔
中のインク滴の尾部はインク吐出口１９から分離される
ことはない。図５のｄの時点で第一の電極１４への電圧
印加を急激に遮断すると、歪んだ第一の支柱８が元の姿
勢に復帰するため中央の第一の圧力室２２の内圧が急激
に低下し、したがって、インク吐出口１９のインクが内
方に吸引され飛翔中のインク滴の尾部が分離される。第
一の電極１４への通電を遮断した瞬間には、中央の第一
の圧力室２２の左右両側の第一の圧力室２２の内圧は上
昇するが、インク吐出口１９からインクを飛翔させる程
の圧力には達しない。なお、第二の圧力室２３のインク
は、第一の圧力室２２のインクを飛翔させる動作と全く
同様であるので説明を省略する。
【００２２】また、第一の支柱８は第一の圧電部材層２
により形成された高剛性部８ａと第一の低剛性部材層５
により形成された低剛性部８ｂとにより形成されている
が、低剛性部８ｂの剛性は高剛性部８ａの数１０分の１
であるため、高剛性部８ａで発生する歪力に抗する低剛
性部８ｂの抵抗力が小さく、これにより、第一の支柱８
の歪量を大きくして第一の圧力室２２からのインクの吐
出特性を向上させることができる。同様に、第二の支柱
１０も高剛性部１０ａと低剛性部１０ｂとにより形成さ
れているため、第二の支柱１０の歪量を大きくして第二
の圧力室２３からのインクの吐出特性を向上させること
ができる。
【００２３】なお、本発明は前記実施例に限られるもの
ではない。それについて、幾つかの例を挙げて説明す
る。まず、前記実施例においては、低剛性部材層５，６
の材料として樹脂を主成分とする接着剤４を用いたが、
接着剤４に限られるものではなく、剛性が低く、非導電
性及び非電歪性である条件が満たされればよい。例え
ば、樹脂材よりなる成形板等の使用も可能である。
【００２４】また、無電解メッキはニッケルに限られる
ものではない。特に、ニッケルが腐食されるようなイン
クを使用する場合には、無電解メッキとして金を特定す
ることが望ましい。また、安価な金属を用いた無電解メ
ッキで第一、第二の電極１４，１５を形成し、その上に
耐蝕性のある金属のメッキを施しても良いものである。
【００２５】さらに、前記実施例においては、第一、第
二の電極１４，１５を第一、第二の溝７，９の内面全面
に形成した場合について説明したが、第一、第二の圧電
部材層２，３の溝７，９の内面にのみ形成してもよいも
のである。すなわち、無電解メッキ行程のキャタライジ
ング処理を行った場合に吸着されるＰｄ・Ｓｎの錯化物
の錫の割合が、第一、第二の圧電部材層２，３にキャタ
ライジング処理を行った場合よりも多くなる性質をもつ
合成樹脂により第一、第二の低剛性部材層５，６を形成
し、アクセラレーティング処理を調整し、第一、第二の
低剛性部材層５，６に吸着された錯化物を錯化物のまま
の状態に維持し、第一、第二の圧電部材層２，３に吸着
された錯化物が金属化されたＰｄとなるようにすれば、
第一、第二の支柱８，１０の高剛性部８ａ，１０ａの表
面のみに第一、第二の電極１４，１５を形成することが
できる。このような場合には、第一、第二の支柱８，１
０の低剛性部８ｂ，１０ｂの剛性がさらに小さくなるた
め、第一、第二の支柱８，１０の歪特性をさらに向上さ
せることができる。
【００２６】さらに、前記実施例においては、触媒付与
行程としてキャタライジング処理、アクセラレーティン
グ処理を行う例を説明したが、センシタイジング処理、
アクチベーティング処理によって触媒付与を行ってもよ
い。ただし、この場合は第一、第二の圧電部材層２，３
のみに電極１４，１５を設けることはできず、第一、第
二の溝７，９の全内面に電極１４，１５を設けたものに
限る。
【００２７】さらに、前記実施例においては、インクジ
ェットプリンタヘッドへの通電方法として、飛翔液滴を
安定させるために、図５に示すような電圧印加方法を採
用したが、従来から行われている他の電圧印加方法を採
用しても良いものである。
【００２８】さらに、前記実施例においては、第一、第
二の低剛性部材層５，６を接着剤４により一体に形成し
た状態で説明したが、図６に示すように、第一の圧電部
材層２と、第一の部材層としての構造用接着フィルム２
４と、中間基板２５と、第二の部材層としての構造用接
着フィルム２６と、第二の圧電部材層３とを重ね合わ
せ、この積層構造に対して熱と圧力とを加え構造用接着
フィルム２４，２６を硬化させて基板２７を形成しても
よい。そして、この基板２７に対して、前記実施例に示
したように、第一、第二の溝７，９と第一、第二の支柱
８，１０とを形成し、第一、第二の溝７，９の内面に第
一、第二の電極１４，１５を形成し、第一の圧電部材２
の表面に天板１７を接合して第一の圧力室２２を形成
し、第二の圧電部材３の表面に底板１８を接合して第二
の圧力室２３を形成し、基板２７の側面にオリフィスプ
レート２０を固着することにより、インクジェットプリ
ンタヘッドが形成される。
【００２９】この場合には、剛性の高い中間基板２５を
具備するため、外力に対して変形し難い構造とすること
ができる。なお、構造用接着フィルム２４，２６に要求
される特性は、接着力が高いこと、硬化温度が低く第
一、第二の圧電部材層２，３の分極を劣化させないこ
と、厚さが均一であること、等の条件が満たされるもの
であれば適用が可能である。例として、住友スリーエム
株式会社製の構造用接着フィルムＡＦ−１６３−２Ｋ等
が挙げられる。
【００３０】
【発明の効果】請求項１の発明は、それぞれ板厚方向に
分極された第一及び第二の圧電部材層と、前記第一の圧
電部材層の内面に対面する前記第一の圧電部材層の剛性
より小さい剛性の第一の部材層と、前記第二の圧電部材
層の内面に対面する前記第二の圧電部材層の剛性より小
さい剛性の第二の部材層とを積層固定してなる基板を設
け、前記第一の圧電部材の表面から前記第一の部材層の
内部に達する深さで互いに平行な多数の第一の溝とこれ
らの第一の溝の両側に配置された第一の支柱とを研削加
工し、前記第一の溝を研削した時の研削基準位置を基準
として前記第二の圧電部材層の表面から前記第二の部材
層の内部に達する深さで互いに平行な多数の第二の溝と
これらの第二の溝の両側に配置された第二の支柱とを研
削加工し、前記第一の支柱の側面に第一の電極を形成
し、前記第二の支柱の側面に第二の電極を形成し、前記
第一の圧電部材層の表面に天板を接合することにより前
記第一の溝の開口面を閉塞して多数の第一の圧力室を形
成し、前記第二の圧電部材層の表面に底板を接合するこ
とにより前記第二の溝の開口面を閉塞して多数の第二の
圧力室を形成し、前記第一及び第二の溝のそれぞれの端
面に連通される多数のインク吐出部が形成されたオリフ
ィスプレートを前記基板に固着するようにしたので、第
一又は第二の電極に電圧を加えて第一又は第二の支柱を
歪ませ、第一又は第二の圧力室の圧力を変化させてイン
クをインク吐出部から飛翔させるが、幅の狭い第一、第
二の圧力室を互いに平行に二列に配列した構造であるた
め、インク吐出部を高密度に配列することができ、さら
に、第一、第二の圧力室の一端にインク吐出部を設ける
構造であるため、圧力損失を小さくすることができ、こ
れにより、圧力損失の影響を受けることなく多数のイン
ク吐出機構を設けることができ、さらに、第一の圧力室
を仕切る第一の支柱は、第一の圧電部材層と第一の部材
層とから形成されるため、第一の圧電部材層において発
生する歪力に対する第一の部材層の抵抗力を小さくして
第一の支柱の歪量を大きくすることができ、同様の理由
により第二の支柱の歪量を大きくし、インクの吐出特性
を高めることができ、これにより、第一、第二の圧電部
材層に高電圧を印加することによる分極の劣化を防止
し、かつ、第一、第二の溝の深さを深くすることによる
製造コストの上昇を抑えることができ、さらに、第一の
圧電部材層と第一の部材層と第二の部材層と第二の圧電
部材層とを積層した基板に対して第一、第二の溝を形成
する方法であるため、第一の圧電部材層と第一の部材層
と第二の部材層と第二の圧電部材層とを積層する際に各
部材の位置合わせを厳密に行う必要がなく、しかも、第
一の溝と第二の溝とを同一の研削基準位置を基準として
形成することにより、第一、第二の圧力室の相対位置を
正確に又容易に定めることができる等の効果を有する。
【００３１】請求項２の発明は、請求項１において、第
一及び第二の電極を無電解メッキ法により形成するよう
にしたので、無電解メッキ法によって第一、第二の電極
を形成する方法を採用することにより、第一、第二の圧
電部材層の第一、第二の溝の内面に凹凸があってもピン
ホールのない均一な厚さの電極を形成することができ、
これにより、第一、第二の圧電部材層に均一な電界を印
加することができ、また、第一、第二の圧電部材とイン
クとをピンホールの無い電極で隔離することができるの
で、第一、第二の圧電部材の腐食を防止することがで
き、さらに、無電解メッキ法による電極の形成方法は化
学的処理であるため、一度に大量の処理を行うことがで
き、これにより、電極の製造コストを低減することがで
きる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るもので、インクジェッ
トプリンタヘッドを形成する過程を示す斜視図である。
【図２】インクジェットプリンタヘッドを形成する過程
を示す斜視図である。
【図３】インクジェットプリンタヘッドを形成する過程
を示す斜視図である。
【図４】インクジェットプリンタヘッドの縦断正面図で
ある。
【図５】電極への印加電圧を示すタイミングチャートで
ある。
【図６】基板の変形例を示す斜視図である。
【図７】インクジェットプリンタヘッドの縦断正面図で
ある。
【図８】第一の従来例を示す側面図である。
【図９】中間基板の平面図である。
【図１０】中間基板の一部の平面図である。
【図１１】第二の従来例を示す縦断正面図である。
【図１２】第三の従来例を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
１ 基板 ２ 第一の圧電部材層 ３ 第二の圧電部材層 ５ 第一の部材層 ６ 第二の部材層 ７ 第一の溝 ８ 第一の支柱 ９ 第二の溝 １０ 第二の支柱 １４ 第一の電極 １５ 第二の電極 １７ 天板 １８ 底板 １９ インク吐出部 ２０ オリフィスプレート ２２ 第一の圧力室 ２３ 第二の圧力室 ２４ 第一の部材層 ２６ 第二の部材層 ２７ 基板
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/16 B41J 2/045 B41J 2/055

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 それぞれ板厚方向に分極された第一及び
    第二の圧電部材層と、前記第一の圧電部材層の内面に対
    面する前記第一の圧電部材層の剛性より小さい剛性の第
    一の部材層と、前記第二の圧電部材層の内面に対面する
    前記圧電部材層の剛性より小さい剛性の第二の部材層と
    を積層固定してなる基板を設け、前記第一の圧電部材の
    表面から前記第一の部材層の内部に達する深さで互いに
    平行な多数の第一の溝とこれらの第一の溝の両側に配置
    された第一の支柱とを研削加工し、前記第一の溝を研削
    した時の研削基準位置を基準として前記第二の圧電部材
    層の表面から前記第二の部材層の内部に達する深さで互
    いに平行な多数の第二の溝とこれらの第二の溝の両側に
    配置された第二の支柱とを研削加工し、前記第一の支柱
    の側面に第一の電極を形成し、前記第二の支柱の側面に
    第二の電極を形成し、前記第一の圧電部材層の表面に天
    板を接合することにより前記第一の溝の開口面を閉塞し
    て多数の第一の圧力室を形成し、前記第二の圧電部材層
    の表面に底板を接合することにより前記第二の溝の開口
    面を閉塞して多数の第二の圧力室を形成し、前記第一及
    び第二の溝のそれぞれの端面に連通される多数のインク
    吐出部が形成されたオリフィスプレートを前記基板に固
    着するようにしたことを特徴とするインクジェットプリ
    ンタヘッドの製造方法。
  2. 【請求項２】 第一及び第二の電極を無電解メッキ法に
    より形成するようにしたことを特徴とする請求項１記載
    のインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
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