JP3217006B2 - インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法Info
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- JP3217006B2 JP3217006B2 JP846597A JP846597A JP3217006B2 JP 3217006 B2 JP3217006 B2 JP 3217006B2 JP 846597 A JP846597 A JP 846597A JP 846597 A JP846597 A JP 846597A JP 3217006 B2 JP3217006 B2 JP 3217006B2
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- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録ヘッドおよびその製造方法に関し、特にプリンタ、フ
ァクシミリ、コピー装置等に用いる高密度かつ多ノズル
配列可能なインクジェット記録ヘッドおよびその製造方
法に関する。
録ヘッドおよびその製造方法に関し、特にプリンタ、フ
ァクシミリ、コピー装置等に用いる高密度かつ多ノズル
配列可能なインクジェット記録ヘッドおよびその製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のインクジェット記録ヘッ
ドは、インク吐出駆動源の点で大きく二つに分類でき
る。
ドは、インク吐出駆動源の点で大きく二つに分類でき
る。
【０００３】一つは、サーマルインクジェットまたはバ
ブルジェットと呼ばれる方式であり、例えば特公昭６１
−５９９１３号公報に開示されている。これは、複数の
サーマルエレメントが配列されたサーマルヘッド上に、
それぞれのサーマルエレメントに対応して圧力室が形成
され、その圧力室にはノズルとインク供給路が連通して
いる構造であり、印字時、サーマルエレメントに通電し
その上のインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力に
よりインクをノズルから吐出させる方式である。
ブルジェットと呼ばれる方式であり、例えば特公昭６１
−５９９１３号公報に開示されている。これは、複数の
サーマルエレメントが配列されたサーマルヘッド上に、
それぞれのサーマルエレメントに対応して圧力室が形成
され、その圧力室にはノズルとインク供給路が連通して
いる構造であり、印字時、サーマルエレメントに通電し
その上のインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力に
よりインクをノズルから吐出させる方式である。
【０００４】このタイプは、吐出源となるサーマルヘッ
ドをフォトリソグラフィ技術により製作できるため、高
密度で多ノズルの印字ヘッドを作ることができる。しか
しながら、気泡を発生させるためインクを３００℃以上
に加熱する必要があり、長時間吐出を行うとインク中の
成分がサーマルエレメント上に堆積して吐出不良を起こ
し、また、熱応力やキャビテーションによる損傷、サー
マルエレメントの保護層のピンホールによるパッシベー
ション故障なども起き、長寿命の印字ヘッドを得ること
は難しい。
ドをフォトリソグラフィ技術により製作できるため、高
密度で多ノズルの印字ヘッドを作ることができる。しか
しながら、気泡を発生させるためインクを３００℃以上
に加熱する必要があり、長時間吐出を行うとインク中の
成分がサーマルエレメント上に堆積して吐出不良を起こ
し、また、熱応力やキャビテーションによる損傷、サー
マルエレメントの保護層のピンホールによるパッシベー
ション故障なども起き、長寿命の印字ヘッドを得ること
は難しい。
【０００５】一方、もう一つは圧電式と呼ばれる方式で
あり、例えば特公昭５３−１２１３８号公報に開示され
ている。これは、ノズルとインク供給路に連通する圧力
室とその圧力室に容積変化を生じさせる圧電素子とから
構成され、印字時、圧電素子に電圧を印加し圧力室に容
積変化を発生させてインクをノズルから吐出させる方式
である。
あり、例えば特公昭５３−１２１３８号公報に開示され
ている。これは、ノズルとインク供給路に連通する圧力
室とその圧力室に容積変化を生じさせる圧電素子とから
構成され、印字時、圧電素子に電圧を印加し圧力室に容
積変化を発生させてインクをノズルから吐出させる方式
である。
【０００６】この方式は、インクを加熱しないためイン
ク選択の自由度が高く、また、長寿命であるが、多数の
圧電素子を高密度に配列することが難しかった。
ク選択の自由度が高く、また、長寿命であるが、多数の
圧電素子を高密度に配列することが難しかった。
【０００７】そこでこのような問題点を解決するものと
して、特開平６−１４３５６４号公報には図１１に示す
ものが開示されている。これは、圧電材料からなる一枚
の平板状に成形された圧電性素材の基板４０に、上方を
トッププレート４４に、側面を隔壁４３ｂ、４３ｃ、４
３ｄ、４３ｅ、・・・で囲まれたインクチャネル４１ｂ
ｃ、４１ｄｅ、・・・およびダミーチャネル４２ａｂ、
４２ｃｄ、・・・が交互に形成されている。インクはイ
ンクチャネル４１ｂｃ、４１ｄｅ、・・・のみに充填す
る。さらに、隔壁４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、・
・・はチャネル内に形成した電極４８ｂｃ、４８ｃｄ、
４８ｄｅ、・・・を用いて、隔壁４３ｂ、４３ｃ、４３
ｄ、４３ｅ、・・・を、矢印（分極方向４７）のように
分極する。この場合、分極の方向は隣接する隔壁間で互
いに反対方向を向くようにする。４２ａｂ、４２ｃｄ、
・・・のダミーチャネルを共通のグランド電位に固定
し、インクチャネルに駆動電気パルスを印加すると、隔
壁が電界方向に伸張し、インクチャネル内の容積を変化
させてインク吐出を行うことができる。
して、特開平６−１４３５６４号公報には図１１に示す
ものが開示されている。これは、圧電材料からなる一枚
の平板状に成形された圧電性素材の基板４０に、上方を
トッププレート４４に、側面を隔壁４３ｂ、４３ｃ、４
３ｄ、４３ｅ、・・・で囲まれたインクチャネル４１ｂ
ｃ、４１ｄｅ、・・・およびダミーチャネル４２ａｂ、
４２ｃｄ、・・・が交互に形成されている。インクはイ
ンクチャネル４１ｂｃ、４１ｄｅ、・・・のみに充填す
る。さらに、隔壁４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、・
・・はチャネル内に形成した電極４８ｂｃ、４８ｃｄ、
４８ｄｅ、・・・を用いて、隔壁４３ｂ、４３ｃ、４３
ｄ、４３ｅ、・・・を、矢印（分極方向４７）のように
分極する。この場合、分極の方向は隣接する隔壁間で互
いに反対方向を向くようにする。４２ａｂ、４２ｃｄ、
・・・のダミーチャネルを共通のグランド電位に固定
し、インクチャネルに駆動電気パルスを印加すると、隔
壁が電界方向に伸張し、インクチャネル内の容積を変化
させてインク吐出を行うことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のインク
ジェット記録ヘッドでは、同時に駆動するノズルの数に
より滴速・滴径が異なるといったクロストークが発生す
るという問題点がある。この原因として、大きく以下の
２点が考えられる。（１）駆動インクチャネル上のトッ
ププレートの変形が、トッププレートの剛性のため隣接
インクチャネルを構成する側壁の変形を引き起こし、こ
の結果クロストークが発生する。（２）駆動インクチャ
ネルを構成する側壁の変形が側壁底部で拘束されるた
め、ダミーチャネル底部を介して隣接インクチャネルを
構成する側壁に変形を引き起こしクロストークが発生す
る。
ジェット記録ヘッドでは、同時に駆動するノズルの数に
より滴速・滴径が異なるといったクロストークが発生す
るという問題点がある。この原因として、大きく以下の
２点が考えられる。（１）駆動インクチャネル上のトッ
ププレートの変形が、トッププレートの剛性のため隣接
インクチャネルを構成する側壁の変形を引き起こし、こ
の結果クロストークが発生する。（２）駆動インクチャ
ネルを構成する側壁の変形が側壁底部で拘束されるた
め、ダミーチャネル底部を介して隣接インクチャネルを
構成する側壁に変形を引き起こしクロストークが発生す
る。
【０００９】特開平６−１４３５６４号公報に開示され
た実施例の方法では、上記（１）および（２）の影響が
大きく作用するため、クロストークが発生し、インク滴
の吐出動作が不安定となるという問題点がある。
た実施例の方法では、上記（１）および（２）の影響が
大きく作用するため、クロストークが発生し、インク滴
の吐出動作が不安定となるという問題点がある。
【００１０】本発明の目的は、圧電体を用いたインクジ
ェット記録ヘッドの個々の構造や機構に起因したインク
滴の吐出力やクロストークの問題を解決するインクジェ
ット記録ヘッドおよびその製造方法を提供することにあ
る。
ェット記録ヘッドの個々の構造や機構に起因したインク
滴の吐出力やクロストークの問題を解決するインクジェ
ット記録ヘッドおよびその製造方法を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録ヘッドは、圧電体からなるプレートに内面に保護層
で被覆された電極を有し上側がトッププレートで覆われ
た溝を形成し、前記溝を１本おきにインクを充填したイ
ンクチャネルとインクを充填しないダミーチャネルと
し、前記インクチャネルに連通するノズルを有するノズ
ルプレートを備え、前記インクチャネルを構成する両側
の側壁を変形させてインク滴を前記ノズルから吐出させ
るインクジェット記録ヘッドにおいて、前記トッププレ
ートは前記ダミーチャネル上に前記ノズルプレートまで
貫通するスリットを有し、かつダミーチャネルの深さが
前記インクチャネルの深さより大きく、前記インクチャ
ネルを構成する側壁の変形によって隣接するダミーチャ
ネルの底部にすべり変形が発生しない深さであることを
特徴とする。
記録ヘッドは、圧電体からなるプレートに内面に保護層
で被覆された電極を有し上側がトッププレートで覆われ
た溝を形成し、前記溝を１本おきにインクを充填したイ
ンクチャネルとインクを充填しないダミーチャネルと
し、前記インクチャネルに連通するノズルを有するノズ
ルプレートを備え、前記インクチャネルを構成する両側
の側壁を変形させてインク滴を前記ノズルから吐出させ
るインクジェット記録ヘッドにおいて、前記トッププレ
ートは前記ダミーチャネル上に前記ノズルプレートまで
貫通するスリットを有し、かつダミーチャネルの深さが
前記インクチャネルの深さより大きく、前記インクチャ
ネルを構成する側壁の変形によって隣接するダミーチャ
ネルの底部にすべり変形が発生しない深さであることを
特徴とする。
【００１２】本発明のインクジェット記録ヘッドは、前
記インクチャネルの長さが前記ダミーチャネルの長さよ
り大きいようにしてもよい。
記インクチャネルの長さが前記ダミーチャネルの長さよ
り大きいようにしてもよい。
【００１３】本発明のインクジェット記録ヘッドは、前
記インクチャネルが前記ノズル側で曲率を有するように
してもよい。
記インクチャネルが前記ノズル側で曲率を有するように
してもよい。
【００１４】 本発明のインクジェット記録ヘッドの製
造方法は、圧電体に前記インクチャネルおよび前記ダミ
ーチャネルとして機能する溝を形成する工程と、前記溝
内面に電極層を形成する工程と、前記電極層上に保護層
を形成する工程と、前記保護層を形成した後にノズルプ
レートおよびトッププレートを接合する工程とを含むイ
ンクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記溝形
成時の溝の深さを前記ダミーチャネルと前記インクチャ
ネルとで変え、前記溝形成時の前記ダミーチャネルの溝
の深さを、前記インクチャネルとして機能する溝の側壁
の変形によって隣接するダミーチャネルの底部にすべり
変形が発生しない深さとすることを特徴とする。
造方法は、圧電体に前記インクチャネルおよび前記ダミ
ーチャネルとして機能する溝を形成する工程と、前記溝
内面に電極層を形成する工程と、前記電極層上に保護層
を形成する工程と、前記保護層を形成した後にノズルプ
レートおよびトッププレートを接合する工程とを含むイ
ンクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記溝形
成時の溝の深さを前記ダミーチャネルと前記インクチャ
ネルとで変え、前記溝形成時の前記ダミーチャネルの溝
の深さを、前記インクチャネルとして機能する溝の側壁
の変形によって隣接するダミーチャネルの底部にすべり
変形が発生しない深さとすることを特徴とする。
【００１５】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造
方法は、圧電体に前記インクチャネルおよび前記ダミー
チャネルとして機能する溝を形成する工程と、前記溝内
面に電極層を形成する工程と、前記電極層上に保護層を
形成する工程と、前記保護層を形成した後にノズルプレ
ートおよびトッププレートを接合する工程と、前記トッ
ププレートにスリットを形成する工程とを含むインクジ
ェット記録ヘッドの製造方法において、前記溝形成時の
溝の深さを前記ダミーチャネルと前記インクチャネルと
で同一にし、前記トッププレートに前記スリットを形成
するときに前記ダミーチャネルを前記インクチャネルよ
りも深く形成するようにしてもよい。
方法は、圧電体に前記インクチャネルおよび前記ダミー
チャネルとして機能する溝を形成する工程と、前記溝内
面に電極層を形成する工程と、前記電極層上に保護層を
形成する工程と、前記保護層を形成した後にノズルプレ
ートおよびトッププレートを接合する工程と、前記トッ
ププレートにスリットを形成する工程とを含むインクジ
ェット記録ヘッドの製造方法において、前記溝形成時の
溝の深さを前記ダミーチャネルと前記インクチャネルと
で同一にし、前記トッププレートに前記スリットを形成
するときに前記ダミーチャネルを前記インクチャネルよ
りも深く形成するようにしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】図１は本発明の実施の形態を示す正面図で
ある。インクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・とダミー
チャネル２ａｂ、２ｃｄ、・・・は、両側並びに下側を
圧電体１１よりなる側壁３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３
ｅ、・・・で囲まれ、上側、前方はそれぞれトッププレ
ート４、ノズルプレート（図示せず）で囲まれている。
インクはインクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・のみに
充填される。圧電体１１よりなる側壁３ａ、３ｂ、３
ｃ、３ｄ、３ｅ、・・・の側面と下面には、インクチャ
ネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・内に個別電極８ｂｃ、８ｄ
ｅ、・・・、ダミーチャネル２ａｂ、２ｃｄ、・・・内
に共通電極９ａｂ、９ｃｄ、・・・を有している。個別
電極８ｂｃ、８ｄｅ、・・・と共通電極９ａｂ、９ｃ
ｄ、・・・は保護層１４で覆われており、インクと電極
が直接接触しないようになっている。圧電体１１よりな
る側壁３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、・・・はその幅
方向（矢印Ｐ方向）に分極処理が施されている。また、
トッププレート４は、ダミーチャネル２ａｂ、２ｃｄ、
・・・上で分離するようなスリット１３を有する。個別
電極８ｂｃ、８ｄｅ、・・・と共通電極９ａｂ、９ｃ
ｄ、・・・との間に分極方向と同一方向に電界を作用さ
せると、側壁３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、・・・が
電界方向に伸張し、インクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・
・・内の容積が変化して圧力が上昇するために、インク
滴を吐出することができる。
ある。インクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・とダミー
チャネル２ａｂ、２ｃｄ、・・・は、両側並びに下側を
圧電体１１よりなる側壁３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３
ｅ、・・・で囲まれ、上側、前方はそれぞれトッププレ
ート４、ノズルプレート（図示せず）で囲まれている。
インクはインクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・のみに
充填される。圧電体１１よりなる側壁３ａ、３ｂ、３
ｃ、３ｄ、３ｅ、・・・の側面と下面には、インクチャ
ネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・内に個別電極８ｂｃ、８ｄ
ｅ、・・・、ダミーチャネル２ａｂ、２ｃｄ、・・・内
に共通電極９ａｂ、９ｃｄ、・・・を有している。個別
電極８ｂｃ、８ｄｅ、・・・と共通電極９ａｂ、９ｃ
ｄ、・・・は保護層１４で覆われており、インクと電極
が直接接触しないようになっている。圧電体１１よりな
る側壁３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、・・・はその幅
方向（矢印Ｐ方向）に分極処理が施されている。また、
トッププレート４は、ダミーチャネル２ａｂ、２ｃｄ、
・・・上で分離するようなスリット１３を有する。個別
電極８ｂｃ、８ｄｅ、・・・と共通電極９ａｂ、９ｃ
ｄ、・・・との間に分極方向と同一方向に電界を作用さ
せると、側壁３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、・・・が
電界方向に伸張し、インクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・
・・内の容積が変化して圧力が上昇するために、インク
滴を吐出することができる。
【００１８】この時、ダミーチャネルの深さＨｄとイン
クチャネルの深さＨｉとの関係が（１）Ｈｄ≦Ｈｉの場
合と、（２）Ｈｄ＞Ｈｉの場合で、クロストークの大き
さが異なり、（２）の方が小さい。ここでのクロストー
クとは、同時に駆動するノズル数により滴速・滴径が異
なるということである。定量的な評価は実施例の項で後
述するが、この原因として、駆動されたインクチャネル
を構成する側壁の変形が側壁底部で拘束されることが大
きく影響する。（１）の場合では、ダミーチャネル底部
においてすべり変形が発生し隣接インクチャネルを構成
する側壁に変形を引き起こすが、（２）の場合では、ダ
ミーチャネル底部がインクチャネル底部よりも深い場所
に存在するため、ダミーチャネル底部での変形が起こら
ず隣接インクチャネルへの干渉が発生しない。従って、
クロストークを低減することができる。また、トッププ
レートにスリットが存在することによってトッププレー
トの剛性による隣接インクチャネルへの干渉の影響が無
くなりクロストークが低減する。これら上記の条件を満
たすことにより、ほぼ完全にクロストークを無くすこと
が可能となる。
クチャネルの深さＨｉとの関係が（１）Ｈｄ≦Ｈｉの場
合と、（２）Ｈｄ＞Ｈｉの場合で、クロストークの大き
さが異なり、（２）の方が小さい。ここでのクロストー
クとは、同時に駆動するノズル数により滴速・滴径が異
なるということである。定量的な評価は実施例の項で後
述するが、この原因として、駆動されたインクチャネル
を構成する側壁の変形が側壁底部で拘束されることが大
きく影響する。（１）の場合では、ダミーチャネル底部
においてすべり変形が発生し隣接インクチャネルを構成
する側壁に変形を引き起こすが、（２）の場合では、ダ
ミーチャネル底部がインクチャネル底部よりも深い場所
に存在するため、ダミーチャネル底部での変形が起こら
ず隣接インクチャネルへの干渉が発生しない。従って、
クロストークを低減することができる。また、トッププ
レートにスリットが存在することによってトッププレー
トの剛性による隣接インクチャネルへの干渉の影響が無
くなりクロストークが低減する。これら上記の条件を満
たすことにより、ほぼ完全にクロストークを無くすこと
が可能となる。
【００１９】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００２０】図２は、本発明の第１の実施例を示すイン
クジェット記録ヘッドの斜視図である。図２において、
インクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・とダミーチャネ
ル２ａｂ、２ｃｄ、・・・は、両側と下側を圧電体１１
よりなる側壁３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、・・・で
囲まれ、上側と前方はそれぞれトッププレート４、ノズ
ルプレート５で囲まれている。インクチャネル１ｂｃ、
１ｄｅ、・・・の後方にはインクプール７が連通してい
る。ノズルプレート５には各インクチャネル１ｂｃ、１
ｄｅ、・・・に連通するノズル６ｂｃ、６ｄｅ、６ｆ
ｇ、・・・（６ｂｃ、６ｄｅは図示せず）が設けられて
いる。圧電体１１よりなる側壁３ａ、３ｂ、３ｃ、３
ｄ、３ｅ、・・・の側面と下面には、インクチャネル１
ｂｃ、１ｄｅ、・・・内に個別電極８ｂｃ、８ｄｅ、・
・・、ダミーチャネル２ａｂ、２ｃｄ、・・・内に共通
電極９ａｂ、９ｃｄ、・・・を有しており、個別電極８
ｂｃ、８ｄｅ、・・・はパッド部１０ｂｃ、１０ｄｅ、
・・・と、共通電極９ａｂ、９ｃｄ、・・・は共通パッ
ド部（図示せず）とそれぞれ電気的に接続している。イ
ンクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・、ノズル６ｂｃ、
６ｄｅ、・・・、インクプール７の中にはインク（図示
せず）が充填されている。個別電極８ｂｃ、８ｄｅ、・
・・と共通電極９ａｂ、９ｃｄ、・・・のチャネルに露
出している部分は保護層１４（図示せず）で覆われてお
り、インクと前記電極が直接接触しないようになってい
る。圧電体１１よりなる側壁３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、
３ｅ、・・・はその幅方向（矢印Ｐ方向）に分極処理が
施されている。また、トッププレート４は、可撓性を有
し、ダミーチャネル２ａｂ、２ｃｄ、・・・上で分離す
るようなスリット１３が設けられている。
クジェット記録ヘッドの斜視図である。図２において、
インクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・とダミーチャネ
ル２ａｂ、２ｃｄ、・・・は、両側と下側を圧電体１１
よりなる側壁３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、・・・で
囲まれ、上側と前方はそれぞれトッププレート４、ノズ
ルプレート５で囲まれている。インクチャネル１ｂｃ、
１ｄｅ、・・・の後方にはインクプール７が連通してい
る。ノズルプレート５には各インクチャネル１ｂｃ、１
ｄｅ、・・・に連通するノズル６ｂｃ、６ｄｅ、６ｆ
ｇ、・・・（６ｂｃ、６ｄｅは図示せず）が設けられて
いる。圧電体１１よりなる側壁３ａ、３ｂ、３ｃ、３
ｄ、３ｅ、・・・の側面と下面には、インクチャネル１
ｂｃ、１ｄｅ、・・・内に個別電極８ｂｃ、８ｄｅ、・
・・、ダミーチャネル２ａｂ、２ｃｄ、・・・内に共通
電極９ａｂ、９ｃｄ、・・・を有しており、個別電極８
ｂｃ、８ｄｅ、・・・はパッド部１０ｂｃ、１０ｄｅ、
・・・と、共通電極９ａｂ、９ｃｄ、・・・は共通パッ
ド部（図示せず）とそれぞれ電気的に接続している。イ
ンクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・、ノズル６ｂｃ、
６ｄｅ、・・・、インクプール７の中にはインク（図示
せず）が充填されている。個別電極８ｂｃ、８ｄｅ、・
・・と共通電極９ａｂ、９ｃｄ、・・・のチャネルに露
出している部分は保護層１４（図示せず）で覆われてお
り、インクと前記電極が直接接触しないようになってい
る。圧電体１１よりなる側壁３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、
３ｅ、・・・はその幅方向（矢印Ｐ方向）に分極処理が
施されている。また、トッププレート４は、可撓性を有
し、ダミーチャネル２ａｂ、２ｃｄ、・・・上で分離す
るようなスリット１３が設けられている。
【００２１】また、図２を参照すると、インクチャネル
１ｂｃ、１ｄｅ、・・・の長さはダミーチャネル２ａ
ｂ、２ｃｄ・・・の長さよりも大きくなっている。これ
は、ダミーチャネル２ａｂ、２ｃｄ・・・上のトッププ
レート４にスリット１３が設けられているため、インク
チャネルのみにインクを充填させるようにしたためであ
る。インクプール７に充填されたインクは、インク供給
口１２よりインクチャネルに供給される。
１ｂｃ、１ｄｅ、・・・の長さはダミーチャネル２ａ
ｂ、２ｃｄ・・・の長さよりも大きくなっている。これ
は、ダミーチャネル２ａｂ、２ｃｄ・・・上のトッププ
レート４にスリット１３が設けられているため、インク
チャネルのみにインクを充填させるようにしたためであ
る。インクプール７に充填されたインクは、インク供給
口１２よりインクチャネルに供給される。
【００２２】各構成要素の主な概略寸法は次の通りであ
る。インクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・とダミーチ
ャネル２ａｂ、２ｃｄ、・・・の内側の幅はそれぞれ５
４μｍ、深さはそれぞれ２００μｍ、３００μｍ、長さ
はそれぞれ８．５ｍｍ、７．７ｍｍである。また、イン
クチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・とダミーチャネル２
ａｂ、２ｃｄ、・・・のそれぞれのピッチは２５４μｍ
である。トッププレート４の厚さは７５μｍ、スリット
１３の幅は３０μｍ、ノズルプレート５の厚さは７５μ
ｍ、ノズル６ｂｃ、６ｄｅ、・・・の直径は３０μｍで
ある。従って、インクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・
として働く部分の寸法は５４μｍ×２００μｍ×８．５
ｍｍとなり、ノズル６ｂｃ、６ｄｅ、・・・のピッチは
２５４μｍである。
る。インクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・とダミーチ
ャネル２ａｂ、２ｃｄ、・・・の内側の幅はそれぞれ５
４μｍ、深さはそれぞれ２００μｍ、３００μｍ、長さ
はそれぞれ８．５ｍｍ、７．７ｍｍである。また、イン
クチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・とダミーチャネル２
ａｂ、２ｃｄ、・・・のそれぞれのピッチは２５４μｍ
である。トッププレート４の厚さは７５μｍ、スリット
１３の幅は３０μｍ、ノズルプレート５の厚さは７５μ
ｍ、ノズル６ｂｃ、６ｄｅ、・・・の直径は３０μｍで
ある。従って、インクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・
として働く部分の寸法は５４μｍ×２００μｍ×８．５
ｍｍとなり、ノズル６ｂｃ、６ｄｅ、・・・のピッチは
２５４μｍである。
【００２３】次に、動作について説明する。
【００２４】図３は（Ａ）〜（Ｄ）は、図２に示すイン
クジェット記録ヘッドのＡ−Ａ’断面図である。図３
（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、まず、複数のインクチャネ
ル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・のうちのある特定のインクチ
ャネル１ｂｃを駆動して、それに連通するノズル６ｂｃ
（図示せず）からインク滴を吐出する場合について説明
する。
クジェット記録ヘッドのＡ−Ａ’断面図である。図３
（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、まず、複数のインクチャネ
ル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・のうちのある特定のインクチ
ャネル１ｂｃを駆動して、それに連通するノズル６ｂｃ
（図示せず）からインク滴を吐出する場合について説明
する。
【００２５】ここで、インクチャネルを駆動するという
ことは、そのインクチャネルを構成する両側の圧電体１
１よりなる側壁３ｂ、３ｃを駆動するという意味であ
る。図３（Ｂ）に示すように、インク滴を吐出するイン
クチャネル１ｂｃを囲む圧電体１１の側壁３ｂ、３ｃに
それぞれ電極から電圧を印加して矢印Ｅ方向に電界を発
生させると、分極方向（矢印Ｐ方向）と電界方向（矢印
Ｅ方向）が逆方向のために、側壁３ｂ、３ｃは電界方向
には縮み、電界方向と垂直方向には伸張する。その結
果、インクチャネル１ｂｃの容積が増加して圧力が低下
するために、容積増加分だけインクがインクプール７か
らインクチャネル１ｂｃへ供給される。次に図３（Ｃ）
に示すように、側壁３ｂ、３ｃにそれぞれ電極から電圧
を印加して矢印Ｅ方向に電界を発生させると、インクチ
ャネルの分極方向（矢印Ｐ方向）と電界方向（矢印Ｅ方
向）が同一のために、側壁３ｂ、３ｃは電界方向に伸張
動作を惹起し、また電界方向と垂直方向には縮む。その
結果、インクチャネル１ｂｃの容積は減少して圧力が上
昇するために、インク滴がノズル６ｂｃから吐出され
る。ここで留意するべきことは、図３（Ａ）の状態から
直接図３（Ｃ）の状態にさせてもインクチャネルの圧力
上昇によりインク滴は吐出されるが、図３（Ｂ）の状態
を入れることによって、メニスカスの位置を制御するこ
とができるということである。次に、側壁３ｂ、３ｃの
印加電圧すなわち電界を０にすると、図３（Ｄ）に示す
ように側壁３ｂ、３ｃは元に戻り、インクチャネル１ｂ
ｃの容積が増加して圧力が低下するために、容積増加分
だけインクがインクプール７からインクチャネル１ｂｃ
へ供給される。
ことは、そのインクチャネルを構成する両側の圧電体１
１よりなる側壁３ｂ、３ｃを駆動するという意味であ
る。図３（Ｂ）に示すように、インク滴を吐出するイン
クチャネル１ｂｃを囲む圧電体１１の側壁３ｂ、３ｃに
それぞれ電極から電圧を印加して矢印Ｅ方向に電界を発
生させると、分極方向（矢印Ｐ方向）と電界方向（矢印
Ｅ方向）が逆方向のために、側壁３ｂ、３ｃは電界方向
には縮み、電界方向と垂直方向には伸張する。その結
果、インクチャネル１ｂｃの容積が増加して圧力が低下
するために、容積増加分だけインクがインクプール７か
らインクチャネル１ｂｃへ供給される。次に図３（Ｃ）
に示すように、側壁３ｂ、３ｃにそれぞれ電極から電圧
を印加して矢印Ｅ方向に電界を発生させると、インクチ
ャネルの分極方向（矢印Ｐ方向）と電界方向（矢印Ｅ方
向）が同一のために、側壁３ｂ、３ｃは電界方向に伸張
動作を惹起し、また電界方向と垂直方向には縮む。その
結果、インクチャネル１ｂｃの容積は減少して圧力が上
昇するために、インク滴がノズル６ｂｃから吐出され
る。ここで留意するべきことは、図３（Ａ）の状態から
直接図３（Ｃ）の状態にさせてもインクチャネルの圧力
上昇によりインク滴は吐出されるが、図３（Ｂ）の状態
を入れることによって、メニスカスの位置を制御するこ
とができるということである。次に、側壁３ｂ、３ｃの
印加電圧すなわち電界を０にすると、図３（Ｄ）に示す
ように側壁３ｂ、３ｃは元に戻り、インクチャネル１ｂ
ｃの容積が増加して圧力が低下するために、容積増加分
だけインクがインクプール７からインクチャネル１ｂｃ
へ供給される。
【００２６】このため、インクチャネルへのインク供給
は図３（Ｂ）と図３（Ｄ）の２つの状態で行われること
になり、インク滴の速度や滴径の周波数特性が安定し良
好なインク滴の吐出を行うことが出来る。
は図３（Ｂ）と図３（Ｄ）の２つの状態で行われること
になり、インク滴の速度や滴径の周波数特性が安定し良
好なインク滴の吐出を行うことが出来る。
【００２７】この時、ダミーチャネルの深さＨｄとイン
クチャネルの深さＨｉとの関係が（１）Ｈｄ≦Ｈｉの場
合と、（２）Ｈｄ＞Ｈｉの場合で、クロストークの大き
さが異なり、（２）の方が小さい。この原因は上述した
通りであるが、これを示すデータとして、上記した各構
成要素の主な概略寸法のうち、Ｈｉを２００μｍと固定
し、Ｈｄを１５０、２００、３００、４００μｍと変化
させた場合の形状において、１ノズル駆動時の隣接ノズ
ルに与える干渉率を図４に、１ノズル駆動時に対する全
ノズル駆動時の滴速比を図５に、それぞれダミーチャネ
ル深さに対する関係を示す。また、上記寸法での有限要
素法による構造解析の結果を図６（Ａ）〜（Ｄ）に示
す。ここで、干渉率というのは、容積Ｖを有する非駆動
インクチャネルが駆動インクチャネルの影響により容積
変化ΔＶを発生した場合のΔＶ／Ｖである。また、滴速
比というのは、１ノズル駆動時の滴速をｖ１、全ノズル
駆動時の滴速をｖＡとした時のｖＡ／ｖ１である。図４
より、Ｈｄを大きくするほど隣接ノズルへの干渉率が低
減し、Ｈｄが３００μｍ以上、つまり上記（２）の状態
では干渉率がほとんど０％になることがわかる。これと
相関するように、図５でもＨｄを大きくするほど滴速比
が１に近づき、Ｈｄが３００μｍ以上、つまり上記
（２）の状態では滴速比がほとんど１になることがわか
る。
クチャネルの深さＨｉとの関係が（１）Ｈｄ≦Ｈｉの場
合と、（２）Ｈｄ＞Ｈｉの場合で、クロストークの大き
さが異なり、（２）の方が小さい。この原因は上述した
通りであるが、これを示すデータとして、上記した各構
成要素の主な概略寸法のうち、Ｈｉを２００μｍと固定
し、Ｈｄを１５０、２００、３００、４００μｍと変化
させた場合の形状において、１ノズル駆動時の隣接ノズ
ルに与える干渉率を図４に、１ノズル駆動時に対する全
ノズル駆動時の滴速比を図５に、それぞれダミーチャネ
ル深さに対する関係を示す。また、上記寸法での有限要
素法による構造解析の結果を図６（Ａ）〜（Ｄ）に示
す。ここで、干渉率というのは、容積Ｖを有する非駆動
インクチャネルが駆動インクチャネルの影響により容積
変化ΔＶを発生した場合のΔＶ／Ｖである。また、滴速
比というのは、１ノズル駆動時の滴速をｖ１、全ノズル
駆動時の滴速をｖＡとした時のｖＡ／ｖ１である。図４
より、Ｈｄを大きくするほど隣接ノズルへの干渉率が低
減し、Ｈｄが３００μｍ以上、つまり上記（２）の状態
では干渉率がほとんど０％になることがわかる。これと
相関するように、図５でもＨｄを大きくするほど滴速比
が１に近づき、Ｈｄが３００μｍ以上、つまり上記
（２）の状態では滴速比がほとんど１になることがわか
る。
【００２８】図６（Ａ）、（Ｂ）を参照すると、Ｈｄが
１５０、２００μｍつまり上記（１）の場合では、隣接
ダミーチャネル２３の底部にすべり変形が発生すること
が確認され、これが干渉率に大きな影響を与えているこ
とが分かる。これに対し、図６（Ｃ）、（Ｄ）を参照す
るとＨｄが３００、４００μｍつまり上記（２）の場合
では、隣接ダミーチャネル２３の深さが駆動インクチャ
ネル２０より大きいことにより、隣接ダミーチャネル２
３の底部での変形が発生しない。このことが、干渉率の
低減に大きく寄与していることが分かる。
１５０、２００μｍつまり上記（１）の場合では、隣接
ダミーチャネル２３の底部にすべり変形が発生すること
が確認され、これが干渉率に大きな影響を与えているこ
とが分かる。これに対し、図６（Ｃ）、（Ｄ）を参照す
るとＨｄが３００、４００μｍつまり上記（２）の場合
では、隣接ダミーチャネル２３の深さが駆動インクチャ
ネル２０より大きいことにより、隣接ダミーチャネル２
３の底部での変形が発生しない。このことが、干渉率の
低減に大きく寄与していることが分かる。
【００２９】なお、符号２１は第１隣接インクチャネ
ル、符号２２は第２隣接インクチャネルである。
ル、符号２２は第２隣接インクチャネルである。
【００３０】次に、図２に示されたインクジェット記録
ヘッドの製造方法について図面を参照して説明する。図
７（Ａ）〜（Ｇ）は、各製造工程毎のインクジェット記
録ヘッドの斜視図である。製造工程は大きく分類して、
チャネル形成、電極形成、保護層形成、接着工程、スリ
ット形成、実装の６つに分けることができる。
ヘッドの製造方法について図面を参照して説明する。図
７（Ａ）〜（Ｇ）は、各製造工程毎のインクジェット記
録ヘッドの斜視図である。製造工程は大きく分類して、
チャネル形成、電極形成、保護層形成、接着工程、スリ
ット形成、実装の６つに分けることができる。
【００３１】図７を参照すると、チャネル形成工程にお
いては、まず、図７（Ａ）に示すように、ＰＺＴにペロ
ブスカイト系複合酸化物を加えた３成分系ソフトセラミ
クスよりなる圧電体１１に、図７（Ｂ）に示すようにダ
イシングソーなどの機械加工によって、インクチャネル
１ｂｃ、１ｄｅ、・・・として機能する溝と、ダミーチ
ャネル２ａｂ、２ｃｄ、・・・として機能する溝が交互
に配列するようにチャネル形成を行う。この際、ダミー
チャネルの深さ２ａｂ、２ｃｄ、・・・は、インクチャ
ネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・の深さよりも大きくする。
また、インクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・の長さは
ダミーチャネルの長さ２ａｂ、２ｃｄ、・・・よりも大
きくし、溝のインクプール側の端部は曲率を有する形状
にする。
いては、まず、図７（Ａ）に示すように、ＰＺＴにペロ
ブスカイト系複合酸化物を加えた３成分系ソフトセラミ
クスよりなる圧電体１１に、図７（Ｂ）に示すようにダ
イシングソーなどの機械加工によって、インクチャネル
１ｂｃ、１ｄｅ、・・・として機能する溝と、ダミーチ
ャネル２ａｂ、２ｃｄ、・・・として機能する溝が交互
に配列するようにチャネル形成を行う。この際、ダミー
チャネルの深さ２ａｂ、２ｃｄ、・・・は、インクチャ
ネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・の深さよりも大きくする。
また、インクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・の長さは
ダミーチャネルの長さ２ａｂ、２ｃｄ、・・・よりも大
きくし、溝のインクプール側の端部は曲率を有する形状
にする。
【００３２】次に、電極形成では、図７（Ｃ）に示すよ
うに溝全面を被覆するように電極層としてアルミニウム
をスパッタリングで成膜し、フォトリソグラフィ技術を
用いて図７（Ｄ）に示すように個別電極８ｂｃ、８ｄ
ｅ、・・・と共通電極９ａｂ、９ｃｄ、・・・とパッド
部１０ｂｃ、１０ｄｅ、・・・を形成する。電極層のと
して、アルミニウムの他にアルミニウム−銅、アルミニ
ウム−シリコン、アルミニウム−シリコン−銅などのア
ルミニウム合金を、スパッタリング、ＣＶＤ（化学気相
堆積）などにより形成することもできる。
うに溝全面を被覆するように電極層としてアルミニウム
をスパッタリングで成膜し、フォトリソグラフィ技術を
用いて図７（Ｄ）に示すように個別電極８ｂｃ、８ｄ
ｅ、・・・と共通電極９ａｂ、９ｃｄ、・・・とパッド
部１０ｂｃ、１０ｄｅ、・・・を形成する。電極層のと
して、アルミニウムの他にアルミニウム−銅、アルミニ
ウム−シリコン、アルミニウム−シリコン−銅などのア
ルミニウム合金を、スパッタリング、ＣＶＤ（化学気相
堆積）などにより形成することもできる。
【００３３】次に、保護層形成工程では、二酸化シリコ
ンをＣＶＤで成膜し、パッド部１０ｂｃ、１０ｄｅ、・
・・を除く電極層を全面に被覆する（図示せず）。保護
層として、二酸化シリコン、窒化シリコン、ＢＰＳＧ
膜、高分子材料を、ＣＶＤ、スパッタリング、ディッピ
ング等により形成することもできる。
ンをＣＶＤで成膜し、パッド部１０ｂｃ、１０ｄｅ、・
・・を除く電極層を全面に被覆する（図示せず）。保護
層として、二酸化シリコン、窒化シリコン、ＢＰＳＧ
膜、高分子材料を、ＣＶＤ、スパッタリング、ディッピ
ング等により形成することもできる。
【００３４】次に、接着工程では、まず図７（Ｅ）に示
すように、ポリイミドのトッププレート４をダミーチャ
ネル２ａｂ、２ｃｄ、・・・を完全に覆い、かつインク
チャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・とインク供給口が連通
するように接着する。その後、図７（Ｆ）に示すように
トッププレート４をダミーチャネル２ａｂ、２ｃｄ、・
・・上で分離する様にダイシングソーでスリット１３を
形成する。そして、図７（Ｇ）に示すように、インク供
給口を覆うようにＰＳ（ポリサルフォン）のインクプー
ル７をエポキシ樹脂系接着剤を用いて接着する。その
後、ポリイミドのノズルプレート５上にエキシマレーザ
加工により複数形成されたノズル６ｂｃ、６ｄｅ、・・
・が、インクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・と連通す
るように、インクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・の端
面にノズルプレート５を接着する。ここで、トッププレ
ートとして、片面に熱可塑性接着剤、熱硬化性接着剤な
どを塗布しておいたポリイミドの他にセラミック、ガラ
ス、シリコンなどの剛性の高い材料も用いることができ
る。またノズルプレートとして、片面に熱可塑性接着
剤、熱硬化性接着剤などを塗布しておいたポリイミドの
他にニッケルやステンレスの薄板を用いることができ
る。
すように、ポリイミドのトッププレート４をダミーチャ
ネル２ａｂ、２ｃｄ、・・・を完全に覆い、かつインク
チャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・とインク供給口が連通
するように接着する。その後、図７（Ｆ）に示すように
トッププレート４をダミーチャネル２ａｂ、２ｃｄ、・
・・上で分離する様にダイシングソーでスリット１３を
形成する。そして、図７（Ｇ）に示すように、インク供
給口を覆うようにＰＳ（ポリサルフォン）のインクプー
ル７をエポキシ樹脂系接着剤を用いて接着する。その
後、ポリイミドのノズルプレート５上にエキシマレーザ
加工により複数形成されたノズル６ｂｃ、６ｄｅ、・・
・が、インクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・と連通す
るように、インクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・の端
面にノズルプレート５を接着する。ここで、トッププレ
ートとして、片面に熱可塑性接着剤、熱硬化性接着剤な
どを塗布しておいたポリイミドの他にセラミック、ガラ
ス、シリコンなどの剛性の高い材料も用いることができ
る。またノズルプレートとして、片面に熱可塑性接着
剤、熱硬化性接着剤などを塗布しておいたポリイミドの
他にニッケルやステンレスの薄板を用いることができ
る。
【００３５】次に、図７（Ｈ）に示すように、圧電体１
１の底面にプリント基板１５を接合する。プリント基板
にはパッド部１０ｂｃ、１０ｄｅ、・・・と電気的に接
続するリード端子部１６ｂｃ、１６ｄｅ、・・・が形成
されており、駆動回路（図示せず）と電気的に接続され
る。パッド部１０ｂｃ、１０ｄｅ、・・・とリード端子
部１６ｂｃ、１６ｄｅ、１６ｆｇ、・・・はワイヤボン
ディングによって接続する。ボンディングワイヤ１７の
材料としては金を用いる。
１の底面にプリント基板１５を接合する。プリント基板
にはパッド部１０ｂｃ、１０ｄｅ、・・・と電気的に接
続するリード端子部１６ｂｃ、１６ｄｅ、・・・が形成
されており、駆動回路（図示せず）と電気的に接続され
る。パッド部１０ｂｃ、１０ｄｅ、・・・とリード端子
部１６ｂｃ、１６ｄｅ、１６ｆｇ、・・・はワイヤボン
ディングによって接続する。ボンディングワイヤ１７の
材料としては金を用いる。
【００３６】次に、本発明の第２の実施例について図面
を参照して詳細に説明する。
を参照して詳細に説明する。
【００３７】図８は、本発明の第２の実施例を示すイン
クジェット記録ヘッドの斜視図である。各構成要素の主
な概略寸法は第１の実施例と同じである。第２の実施例
は、図５に示す第１の実施例に対して、チャネル形成工
程ではインクチャネルとダミーチャネルを同一の深さに
形成し、スリット形成工程でダミーチャネル深さをイン
クチャネル深さより大きくなるように形成したことを特
徴とする。このことによって、ダミーチャネル底部には
電極層が存在しない。
クジェット記録ヘッドの斜視図である。各構成要素の主
な概略寸法は第１の実施例と同じである。第２の実施例
は、図５に示す第１の実施例に対して、チャネル形成工
程ではインクチャネルとダミーチャネルを同一の深さに
形成し、スリット形成工程でダミーチャネル深さをイン
クチャネル深さより大きくなるように形成したことを特
徴とする。このことによって、ダミーチャネル底部には
電極層が存在しない。
【００３８】図８に示されたインクジェット記録ヘッド
の製造方法について、各製造工程毎のインクジェット記
録ヘッドの斜視図である図９（Ａ）〜（Ｈ）を用いて説
明する。製造工程は大きく分類して、チャネル形成、電
極形成、保護層形成、接着工程、スリット形成、実装の
６つに分けることができる。
の製造方法について、各製造工程毎のインクジェット記
録ヘッドの斜視図である図９（Ａ）〜（Ｈ）を用いて説
明する。製造工程は大きく分類して、チャネル形成、電
極形成、保護層形成、接着工程、スリット形成、実装の
６つに分けることができる。
【００３９】図９を参照すると、チャネル形成工程にお
いては、まず、図９（Ａ）に示すように、ＰＺＴにペロ
ブスカイト系複合酸化物を加えた３成分系ソフトセラミ
クスよりなる圧電体１１に、図９（Ｂ）に示すようにダ
イシングソーなどの機械加工によって、インクチャネル
１ｂｃ、１ｄｅ、・・・として機能する溝と、ダミーチ
ャネル２ａｂ、２ｃｄ、・・・として機能する溝が交互
に配列するようにチャネル形成を行う。この際、ダミー
チャネルの深さ２ａｂ、２ｃｄ、・・・とインクチャネ
ル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・の深さは同一にする。また、
インクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・の長さはダミー
チャネルの長さ２ａｂ、２ｃｄ、・・・よりも大きく
し、溝のインクプール側の端部は曲率を有する形状にす
る。
いては、まず、図９（Ａ）に示すように、ＰＺＴにペロ
ブスカイト系複合酸化物を加えた３成分系ソフトセラミ
クスよりなる圧電体１１に、図９（Ｂ）に示すようにダ
イシングソーなどの機械加工によって、インクチャネル
１ｂｃ、１ｄｅ、・・・として機能する溝と、ダミーチ
ャネル２ａｂ、２ｃｄ、・・・として機能する溝が交互
に配列するようにチャネル形成を行う。この際、ダミー
チャネルの深さ２ａｂ、２ｃｄ、・・・とインクチャネ
ル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・の深さは同一にする。また、
インクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・の長さはダミー
チャネルの長さ２ａｂ、２ｃｄ、・・・よりも大きく
し、溝のインクプール側の端部は曲率を有する形状にす
る。
【００４０】次に、図９（Ｂ）〜（Ｄ）までは、電極形
成、保護層形成を示しているが、これは第１の実施例で
の図７（Ｂ）〜（Ｄ）と同様である。
成、保護層形成を示しているが、これは第１の実施例で
の図７（Ｂ）〜（Ｄ）と同様である。
【００４１】図９（Ｅ）ではトッププレート４の接着を
第１の実施例と同様に行う。その後、図９（Ｆ）に示す
ようにトッププレート４をダミーチャネル２ａｂ、２ｃ
ｄ、・・・上で分離し、かつダミーチャネル２ａｂ、２
ｃｄ、・・・をインクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・
よりも深くダイシングソーでスリット１３を形成する。
次に、図９（Ｇ）に示すようにインクプール７とノズル
プレート５の接着を第１の実施例と同様に行う。
第１の実施例と同様に行う。その後、図９（Ｆ）に示す
ようにトッププレート４をダミーチャネル２ａｂ、２ｃ
ｄ、・・・上で分離し、かつダミーチャネル２ａｂ、２
ｃｄ、・・・をインクチャネル１ｂｃ、１ｄｅ、・・・
よりも深くダイシングソーでスリット１３を形成する。
次に、図９（Ｇ）に示すようにインクプール７とノズル
プレート５の接着を第１の実施例と同様に行う。
【００４２】図９（Ｈ）に示すように実装の工程も第１
の実施例と同様である。
の実施例と同様である。
【００４３】第２の実施例についても、上記した各構成
要素の主な概略寸法のうち、インクチャネルの深さＨｉ
を２００μｍと固定し、ダミーチャネルの深さＨｄを１
５０、２００、３００、４００μｍと変化させた場合の
形状（但しＨｄが１５０、２００の場合はダミーチャネ
ルの幅は一定）においての干渉率と滴速比は第１の実施
例と同等である。第１の実施例と異なるところは、ダミ
ーチャネルの幅が深さ方向で一定になっておらず、イン
クチャネルより深いところでは、スリット幅と同じであ
ることから側壁の剛性を大きくすることができ、吐出効
率を向上することができることである。
要素の主な概略寸法のうち、インクチャネルの深さＨｉ
を２００μｍと固定し、ダミーチャネルの深さＨｄを１
５０、２００、３００、４００μｍと変化させた場合の
形状（但しＨｄが１５０、２００の場合はダミーチャネ
ルの幅は一定）においての干渉率と滴速比は第１の実施
例と同等である。第１の実施例と異なるところは、ダミ
ーチャネルの幅が深さ方向で一定になっておらず、イン
クチャネルより深いところでは、スリット幅と同じであ
ることから側壁の剛性を大きくすることができ、吐出効
率を向上することができることである。
【００４４】さらに、第１、第２の実施例において、図
１０に示すようにインクチャネルのノズル側端部の形状
は曲率を有してもよい。曲率を有することによって、イ
ンクチャネル内に侵入したエアーがトラップされにくく
なり、エアー排出性も向上され、インクの流れがスムー
ズになりインク滴吐出の安定化に寄与する。
１０に示すようにインクチャネルのノズル側端部の形状
は曲率を有してもよい。曲率を有することによって、イ
ンクチャネル内に侵入したエアーがトラップされにくく
なり、エアー排出性も向上され、インクの流れがスムー
ズになりインク滴吐出の安定化に寄与する。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェット記録ヘッドは、ダミーチャネル深さがインクチャ
ネル深さよりも大きい構造のために、ダミーチャネル底
部でのすべり変形の発生を抑え、駆動時での隣接インク
チャネルへの影響を低減し、クロストークを低減でき、
高品質の印字を行うことが可能となるという効果があ
る。また、トッププレートへのスリット形成時にダミー
チャネル深さを大きくすることにより、側壁の剛性も維
持できるため吐出効率を落とさずクロストークが低減で
きるという効果がある。
ェット記録ヘッドは、ダミーチャネル深さがインクチャ
ネル深さよりも大きい構造のために、ダミーチャネル底
部でのすべり変形の発生を抑え、駆動時での隣接インク
チャネルへの影響を低減し、クロストークを低減でき、
高品質の印字を行うことが可能となるという効果があ
る。また、トッププレートへのスリット形成時にダミー
チャネル深さを大きくすることにより、側壁の剛性も維
持できるため吐出効率を落とさずクロストークが低減で
きるという効果がある。
【００４６】さらに、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの製造方法は、トッププレート接着の際に、インクチ
ャネルの長さをダミーチャネルの長さより大きくするこ
とにより、インク供給口との位置決めが容易となるばか
りでなく、トッププレート接着後にスリット形成を行う
ため、スリットとダミーチャネルを精度良く位置決めし
て接合するようなことは不要であり、コストが安く安定
に製造することができるという効果がある。また、イン
クチャネルの両端で曲率を有する形状にチャネル形成す
ることにより、エアー排出性にも優れインク滴吐出の安
定化に寄与するという効果がある。
ドの製造方法は、トッププレート接着の際に、インクチ
ャネルの長さをダミーチャネルの長さより大きくするこ
とにより、インク供給口との位置決めが容易となるばか
りでなく、トッププレート接着後にスリット形成を行う
ため、スリットとダミーチャネルを精度良く位置決めし
て接合するようなことは不要であり、コストが安く安定
に製造することができるという効果がある。また、イン
クチャネルの両端で曲率を有する形状にチャネル形成す
ることにより、エアー排出性にも優れインク滴吐出の安
定化に寄与するという効果がある。
【図１】本発明の実施の形態を示す正面図である。
【図２】本発明の第１の実施例を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は図２のＡ−Ａ’断面図であ
る。
る。
【図４】第１の実施例において、１ノズル駆動時のダミ
ーチャネル深さをパラメータとした場合の隣接ノズルの
干渉率を示す図である。
ーチャネル深さをパラメータとした場合の隣接ノズルの
干渉率を示す図である。
【図５】第１の実施例において、ダミーチャネル深さを
パラメータとした場合の１ノズル駆動時に対する全ノズ
ル駆動時の滴速比を示す図である。
パラメータとした場合の１ノズル駆動時に対する全ノズ
ル駆動時の滴速比を示す図である。
【図６】第１の実施例において、全ノズル駆動時のダミ
ーチャネル深さをパラメータとした場合のクロストーク
率を示す図である。
ーチャネル深さをパラメータとした場合のクロストーク
率を示す図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｇ）は本発明の第１の実施例におけ
るインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す説明図
（一部断面斜視図）である。
るインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す説明図
（一部断面斜視図）である。
【図８】本発明の第２の実施例を示す斜視図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の第２の実施例におけ
るインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す説明図
（一部断面斜視図）である。
るインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す説明図
（一部断面斜視図）である。
【図１０】第１および第２の実施例において、インクチ
ャネルのノズル側端部形状が曲率を有した場合の斜視図
である。
ャネルのノズル側端部形状が曲率を有した場合の斜視図
である。
【図１１】従来例を示す説明図である。
１ｂｃ、１ｄｅ、・・・ インクチャネル ２ａｂ、２ｃｄ、・・・ ダミーチャネル ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、・・・ 側壁 ４ トッププレート ５ ノズルプレート ６ｂｃ、６ｄｅ、６ｆｇ、６ｈｉ、６ｊｋ、・・・
ノズル ７ インクプール ８ｂｃ、８ｄｅ、・・・ 個別電極 ９ａｂ、９ｃｄ、・・・ 共通電極 １０ｂｃ、１０ｄｅ、・・・ パッド部 １１ 圧電体 １２ インク供給口 １３ スリット １４ 保護層 １５ プリント基板 １６ｂｃ、１６ｄｅ、・・・ リード端子部 １７ ボンディングワイヤ ２０ 駆動インクチャネル ２１ 第１隣接インクチャネル ２２ 第２隣接インクチャネル ２３ 隣接ダミーチャネル ４０ 圧電性素材の基板 ４１ｂｃ、４１ｄｅ、・・・ インクチャネル ４２ａｂ、４２ｃｄ、・・・ ダミーチャネル ４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、・・・ 隔壁 ４４ トッププレート ４７ 分極方向 ４８ａｂ、４８ｂｃ、４８ｃｄ、４８ｄｅ、・・・
電極
ノズル ７ インクプール ８ｂｃ、８ｄｅ、・・・ 個別電極 ９ａｂ、９ｃｄ、・・・ 共通電極 １０ｂｃ、１０ｄｅ、・・・ パッド部 １１ 圧電体 １２ インク供給口 １３ スリット １４ 保護層 １５ プリント基板 １６ｂｃ、１６ｄｅ、・・・ リード端子部 １７ ボンディングワイヤ ２０ 駆動インクチャネル ２１ 第１隣接インクチャネル ２２ 第２隣接インクチャネル ２３ 隣接ダミーチャネル ４０ 圧電性素材の基板 ４１ｂｃ、４１ｄｅ、・・・ インクチャネル ４２ａｂ、４２ｃｄ、・・・ ダミーチャネル ４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、・・・ 隔壁 ４４ トッププレート ４７ 分極方向 ４８ａｂ、４８ｂｃ、４８ｃｄ、４８ｄｅ、・・・
電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−329290（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−115070（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−64178（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−229116（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】 圧電体からなるプレートに内面に保護層
で被覆された電極を有し上側がトッププレートで覆われ
た溝を形成し、前記溝を１本おきにインクを充填したイ
ンクチャネルとインクを充填しないダミーチャネルと
し、前記インクチャネルに連通するノズルを有するノズ
ルプレートを備え、前記インクチャネルを構成する両側
の側壁を変形させてインク滴を前記ノズルから吐出させ
るインクジェット記録ヘッドにおいて、前記トッププレ
ートは前記ダミーチャネル上に前記ノズルプレートまで
貫通するスリットを有し、かつダミーチャネルの深さが
インクチャネルの深さより大きく、前記インクチャネル
を構成する側壁の変形によってダミーチャネルの底部の
すべり変形が発生しない深さであることを特徴とするイ
ンクジェット記録ヘッド。 - 【請求項２】 圧電体からなるプレートに内面に保護層
で被覆された電極を有し上側がトッププレートで覆われ
た溝を形成し、前記溝を１本おきにインクを充填したイ
ンクチャネルとインクを充填しないダミーチャネルと
し、前記インクチャネルに連通するノズルを有するノズ
ルプレートを備え、前記インクチャネルを構成する両側
の側壁を変形させてインク滴を前記ノズルから吐出させ
るインクジェット記録ヘッドにおいて、前記圧電体が単
層圧電体であり、前記トッププレートは前記ダミーチャ
ネル上に前記ノズルプレートまで貫通するスリットを有
し、かつダミーチャネルの深さがインクチャネルの深さ
より大きく、前記側壁の変形によって隣接するダミーチ
ャネルの底部にすべり変形が発生しない深さであること
を特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項３】 圧電体からなるプレートに内面に保護層
で被覆された電極を有し上側がトッププレートで覆われ
た溝を形成し、前記溝を１本おきにインクを充填したイ
ンクチャネルとインクを充填しないダミーチャネルと
し、前記インクチャネルに連通するノズルを備え、前記
インクチャネルを構成する両側の側壁を変形させてイン
ク滴を前記ノズルから吐出させるインクジェット記録ヘ
ッドにおいて、前記トッププレートは前記ダミーチャネ
ル上にスリットを有し、かつ前記ダミーチャネルの深さ
がインクチャネルの深さより大きく、前記側壁の変形に
よって隣接するダミーチャネルの底部にすべり変形が発
生しない深さであり、前記インクチャネルの長さが前記
ダミーチャネルの長さより大きいことを特徴とするイン
クジェット記録ヘッド。 - 【請求項４】 前記インクチャネルが前記ノズル側で曲
率を有することを特徴とする請求項３記載のインクジェ
ット記録ヘッド。 - 【請求項５】 圧電体からなるプレートに内面に保護層
で被覆された電極を有し上側がトッププレートで覆われ
た溝を形成し、前記溝を１本おきにインクを充填したイ
ンクチャネルとインクを充填しないダミーチャネルと
し、前記インクチャネルに連通するノズルを備え、前記
インクチャネルを構成する両側の側壁を変形させてイン
ク滴を前記ノズルから吐出させるインクジェット記録ヘ
ッドにおいて、前記トッププレートは前記ダミーチャネ
ル上にスリットを有し、かつ前記ダミーチャネルの深さ
が前記インクチャネルの深さより大きく、前記側壁の変
形によってダミーチャネルの底部にすべり変形が発生し
ない深さであり、前記インクチャネルが前記ノズル側で
曲率を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッ
ド。 - 【請求項６】 圧電体に前記インクチャネルおよび前記
ダミーチャネルとして機能する溝を形成する工程と、前
記溝内面に電極層を形成する工程と、前記電極層上に保
護層を形成する工程と、前記保護層を形成した後にノズ
ルプレートおよびトッププレートを接合する工程とを含
むインクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記
溝形成時の溝の深さを前記ダミーチャネルと前記インク
チャネルとで変え、前記溝形成時の前記ダミーチャネル
の溝の深さを、前記インクチャネルとして機能する溝の
側壁の変形によって隣接するダミーチャネルの底部にす
べり変形が発生しない深さとすることを特徴とするイン
クジェット記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項７】 圧電体に前記インクチャネルおよび前記
ダミーチャネルとして機能する溝を形成する工程と、前
記溝内面に電極層を形成する工程と、前記電極層上に保
護層を形成する工程と、前記保護層を形成した後にノズ
ルプレートおよびトッププレートを接合する工程と、前
記トッププレートにスリットを形成する工程とを含むイ
ンクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記溝形
成時の溝の深さを前記ダミーチャネルと前記インクチャ
ネルとで同一にし、前記トッププレートに前記スリット
を形成するときに前記ダミーチャネルを前記インクチャ
ネルより深く形成することを特徴とするインクジェット
記録ヘッドの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP846597A JP3217006B2 (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 |
| DE69814486T DE69814486T2 (de) | 1997-01-14 | 1998-01-14 | Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einem piezoelektrischen Substrat |
| EP98100553A EP0857572B1 (en) | 1997-01-14 | 1998-01-14 | Ink jet recording head having a piezoelectric substrate |
| US09/007,072 US6106106A (en) | 1997-01-14 | 1998-01-14 | Ink jet recording head having a piezoelectric substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP846597A JP3217006B2 (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10202871A JPH10202871A (ja) | 1998-08-04 |
| JP3217006B2 true JP3217006B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=11693890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP846597A Expired - Fee Related JP3217006B2 (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-21 | インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3217006B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7196455B2 (en) | 2003-10-30 | 2007-03-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Cell driving type piezoelectric/electrostrictive actuator and method of manufacturing the same |
| US7274133B2 (en) | 2003-05-30 | 2007-09-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Cell driving type piezoelectric actuator, and method of manufacturing cell driving type piezoelectric actuator |
| US7274134B2 (en) | 2004-05-28 | 2007-09-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive structure and method for manufacturing the same |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3896141B2 (ja) * | 2005-06-28 | 2007-03-22 | シャープ株式会社 | マイクロポンプおよびマイクロポンプシステム |
| JP5011723B2 (ja) * | 2005-12-22 | 2012-08-29 | 富士ゼロックス株式会社 | 液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 |
| JP6393130B2 (ja) * | 2014-09-12 | 2018-09-19 | エスアイアイ・プリンテック株式会社 | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの製造方法 |
-
1997
- 1997-01-21 JP JP846597A patent/JP3217006B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7274133B2 (en) | 2003-05-30 | 2007-09-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Cell driving type piezoelectric actuator, and method of manufacturing cell driving type piezoelectric actuator |
| US7196455B2 (en) | 2003-10-30 | 2007-03-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Cell driving type piezoelectric/electrostrictive actuator and method of manufacturing the same |
| US7274134B2 (en) | 2004-05-28 | 2007-09-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive structure and method for manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10202871A (ja) | 1998-08-04 |
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