JP3248486B2 - インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 - Google Patents
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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
ヘッド及びその製造方法に関し、特にプリンタ、ファク
シミリ、複写機等に用いられるインクジェット方式の記
録ヘッド及びその製造方法に関する。
ヘッド及びその製造方法に関し、特にプリンタ、ファク
シミリ、複写機等に用いられるインクジェット方式の記
録ヘッド及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、例えば特開平９−１７４８３７号公報に示されて
いる。
ドは、例えば特開平９−１７４８３７号公報に示されて
いる。
【０００３】図１３は、従来のインクジェット記録ヘッ
ドの断面図である。
ドの断面図である。
【０００４】 従来のインクジェット記録ヘッドにおい
ては、インク１が充填された圧力室２ａ、２ｂ、２ｃ
は、上壁が振動板３ａ、３ｂ、３ｃで構成され、振動板
３ａ、３ｂ、３ｃは、圧電素子１０１ａ、１０１ｂ、１
０１ｃにそれぞれ接合されている。圧電素子１０１ａ、
１０１ｂ、１０１ｃの振動板との接合面と反対側の面は
ベース部１０２に接合され一体化されている。
ては、インク１が充填された圧力室２ａ、２ｂ、２ｃ
は、上壁が振動板３ａ、３ｂ、３ｃで構成され、振動板
３ａ、３ｂ、３ｃは、圧電素子１０１ａ、１０１ｂ、１
０１ｃにそれぞれ接合されている。圧電素子１０１ａ、
１０１ｂ、１０１ｃの振動板との接合面と反対側の面は
ベース部１０２に接合され一体化されている。
【０００５】図１４は、図１３のＤ−Ｄ断面図である。
【０００６】圧力室２ａは、ノズル４ａと連通し、ま
た、インク供給口５ａを介してインクプール６と連通し
ている。圧電素子１０１ａは、不活性領域（駆動電圧が
電極に加えられても内部でひずみが発生しない領域）２
０１ａ、２０２ａで圧力室２ａを構成する部材に固定さ
れおり、活性領域（ひずみが発生する領域）２０３ａで
振動板３ａと接続している。他の圧力室２ｂ、２ｃにお
いても同様である。
た、インク供給口５ａを介してインクプール６と連通し
ている。圧電素子１０１ａは、不活性領域（駆動電圧が
電極に加えられても内部でひずみが発生しない領域）２
０１ａ、２０２ａで圧力室２ａを構成する部材に固定さ
れおり、活性領域（ひずみが発生する領域）２０３ａで
振動板３ａと接続している。他の圧力室２ｂ、２ｃにお
いても同様である。
【０００７】印字時に選択的に圧電素子に電圧を印加す
ることにより、圧電素子の発生変位が振動板を介して圧
力室に伝達され、圧力室内のインクが圧縮されるため、
インク滴をノズルから吐出することができる。
ることにより、圧電素子の発生変位が振動板を介して圧
力室に伝達され、圧力室内のインクが圧縮されるため、
インク滴をノズルから吐出することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】 上記のような圧電素
子の伸縮動作により圧力室を圧縮する方式の従来例にお
いては、各圧電素子１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃがベ
ース部１０２で一体化されているため、各圧電素子１０
１ａ、１０１ｂ、１０１ｃがそれぞれの不活性領域で圧
力室２ａ、２ｂ、２ｃに固定されているとはいえ、駆動
圧電素子の変位がベース部１０２を介してその圧電素子
に隣接する非駆動の圧電素子を圧電素子変位方向に振動
させ、非駆動の圧力室に圧力変動をおよぼし、いわゆる
クロストークが発生し、問題になる。クロストークによ
り、同時に駆動するノズル数（圧電素子数）が多い程、
吐出するインク滴の滴速・滴径が小さくなる。言い換え
れば、同時に駆動するノズル数（圧電素子数）により吐
出するインク滴の滴速・滴径が変動し、インク滴の着弾
位置ずれや印字濃度むら等を引き起こす。このようにク
ロストークは印字品質劣化の要因となる。
子の伸縮動作により圧力室を圧縮する方式の従来例にお
いては、各圧電素子１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃがベ
ース部１０２で一体化されているため、各圧電素子１０
１ａ、１０１ｂ、１０１ｃがそれぞれの不活性領域で圧
力室２ａ、２ｂ、２ｃに固定されているとはいえ、駆動
圧電素子の変位がベース部１０２を介してその圧電素子
に隣接する非駆動の圧電素子を圧電素子変位方向に振動
させ、非駆動の圧力室に圧力変動をおよぼし、いわゆる
クロストークが発生し、問題になる。クロストークによ
り、同時に駆動するノズル数（圧電素子数）が多い程、
吐出するインク滴の滴速・滴径が小さくなる。言い換え
れば、同時に駆動するノズル数（圧電素子数）により吐
出するインク滴の滴速・滴径が変動し、インク滴の着弾
位置ずれや印字濃度むら等を引き起こす。このようにク
ロストークは印字品質劣化の要因となる。
【０００９】また、圧電素子１０１ａは、活性領域２０
３ａの両側に不活性領域２０１ａ、２０２ａが一体化さ
れているため、活性領域２０３ａにより発生する変位は
不活性領域２０１ａ、２０２ａにより拘束され電気機械
変換効率（圧力室内インクへの圧力伝達効率）が悪い。
３ａの両側に不活性領域２０１ａ、２０２ａが一体化さ
れているため、活性領域２０３ａにより発生する変位は
不活性領域２０１ａ、２０２ａにより拘束され電気機械
変換効率（圧力室内インクへの圧力伝達効率）が悪い。
【００１０】本発明の目的は、クロストークをなくすこ
とにより印字品質を向上させ、また、電気機械変換効率
（圧力室内インクへの圧力伝達効率）を改善することに
より、高密度化・小型化・多ノズル化・高速化・低電力
化・低コスト化が可能なインクジェット記録ヘッド及び
その製造方法を提供することにある。
とにより印字品質を向上させ、また、電気機械変換効率
（圧力室内インクへの圧力伝達効率）を改善することに
より、高密度化・小型化・多ノズル化・高速化・低電力
化・低コスト化が可能なインクジェット記録ヘッド及び
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】 請求項１に記載の本発
明のインクジェット記録ヘッドは、ノズルとインク供給
口とに連通し、振動する一つの振動壁を同じ方向の面に
それぞれ有する複数の圧力室を含む圧力室ユニットと、
２つの外部電極をそれぞれ備え前記複数の振動壁にそれ
ぞれ接合された複数の圧電素子とを含み、前記複数の圧
電素子は、各々、前記外部電極間に電圧が加えられると
内部にひずみが発生する活性領域でそれぞれ対応する前
記圧力室の振動壁に接合され、前記外部電極間に電圧が
加えられても内部にひずみが発生しない不活性領域でそ
れぞれ対応する前記圧力室に対して接合されているイン
クジェット記録ヘッドにおいて、前記不活性領域は、そ
れぞれ対応する前記圧力室に対してのみ接合され、前記
複数の圧電素子は、それぞれ対応する圧力室に対しての
み接合され他に圧電素子同志の位置関係を固定する手段
を有していないことを特徴としている。
明のインクジェット記録ヘッドは、ノズルとインク供給
口とに連通し、振動する一つの振動壁を同じ方向の面に
それぞれ有する複数の圧力室を含む圧力室ユニットと、
２つの外部電極をそれぞれ備え前記複数の振動壁にそれ
ぞれ接合された複数の圧電素子とを含み、前記複数の圧
電素子は、各々、前記外部電極間に電圧が加えられると
内部にひずみが発生する活性領域でそれぞれ対応する前
記圧力室の振動壁に接合され、前記外部電極間に電圧が
加えられても内部にひずみが発生しない不活性領域でそ
れぞれ対応する前記圧力室に対して接合されているイン
クジェット記録ヘッドにおいて、前記不活性領域は、そ
れぞれ対応する前記圧力室に対してのみ接合され、前記
複数の圧電素子は、それぞれ対応する圧力室に対しての
み接合され他に圧電素子同志の位置関係を固定する手段
を有していないことを特徴としている。
【００１２】本発明によれば、複数の圧電素子は、不活
性領域でそれぞれ対応する圧力室に対してのみ接合され
ており、他に圧電素子同志の位置関係を固定する手段を
有していないため、駆動圧電素子による変位が非駆動の
圧電素子に伝わって非駆動の圧電素子を変位方向に振動
させることがなく、クロストークは発生しない。
性領域でそれぞれ対応する圧力室に対してのみ接合され
ており、他に圧電素子同志の位置関係を固定する手段を
有していないため、駆動圧電素子による変位が非駆動の
圧電素子に伝わって非駆動の圧電素子を変位方向に振動
させることがなく、クロストークは発生しない。
【００１３】また、請求項２に記載の本発明は、請求項
1の構成に加えてさらに前記圧電素子は、複数の圧電材
料の層と複数の内部電極の層とが交互に積層され、前記
内部電極は、積層方向と直角な一方向に1層ごとに交互
にずれた位置でただし所定の幅は重なって積層され、前
記圧電素子の前記内部電極のずれ方向の両側面に設けら
れた２つの外部電極に交互に接続され、前記圧電素子
は、前記内部電極のすべてが前記所定の幅で重なって積
層されている活性領域で前記振動壁に接合され、前記２
つの外部電極付近であり前記内部電極の層が1つおきに
重なって積層されている不活性領域で前記圧力室に対し
て接合されている。
1の構成に加えてさらに前記圧電素子は、複数の圧電材
料の層と複数の内部電極の層とが交互に積層され、前記
内部電極は、積層方向と直角な一方向に1層ごとに交互
にずれた位置でただし所定の幅は重なって積層され、前
記圧電素子の前記内部電極のずれ方向の両側面に設けら
れた２つの外部電極に交互に接続され、前記圧電素子
は、前記内部電極のすべてが前記所定の幅で重なって積
層されている活性領域で前記振動壁に接合され、前記２
つの外部電極付近であり前記内部電極の層が1つおきに
重なって積層されている不活性領域で前記圧力室に対し
て接合されている。
【００１４】本発明によれば、積層方向と直角方向の幅
を狭くしても振動壁に十分な変位を与えることができ、
したがって高密度に圧力室を配置できる。
を狭くしても振動壁に十分な変位を与えることができ、
したがって高密度に圧力室を配置できる。
【００１５】 また、請求項３に記載の本発明は、請求
項１の構成に加えてさらに前記圧電素子は、圧電材と、
前記圧電材の前記圧力室の列方向と直角な方向の両側に
接合され非圧電材と、少なくとも前記圧電材の一部に設
けられた前記圧力室の列方向と平行な方向に対向する２
つの面に形成された２つの外部電極とを有することによ
り前記圧電材及び前記非圧電材をそれぞれ前記活性領域
及び不活性領域とし、前記圧電素子は、前記活性領域で
ある前記圧電材で前記振動壁に接合され、前記圧電材の
両側の前記非活性領域である前記非圧電材で前記圧力室
に対して接合されている。
項１の構成に加えてさらに前記圧電素子は、圧電材と、
前記圧電材の前記圧力室の列方向と直角な方向の両側に
接合され非圧電材と、少なくとも前記圧電材の一部に設
けられた前記圧力室の列方向と平行な方向に対向する２
つの面に形成された２つの外部電極とを有することによ
り前記圧電材及び前記非圧電材をそれぞれ前記活性領域
及び不活性領域とし、前記圧電素子は、前記活性領域で
ある前記圧電材で前記振動壁に接合され、前記圧電材の
両側の前記非活性領域である前記非圧電材で前記圧力室
に対して接合されている。
【００１６】本発明によれば、高密度に圧力室を配置で
きるとともに、高価な積層圧電素子ではなく単層の圧電
素子を使用するので低コストのインクジェット記録ヘッ
ドが得られる。
きるとともに、高価な積層圧電素子ではなく単層の圧電
素子を使用するので低コストのインクジェット記録ヘッ
ドが得られる。
【００１７】また、請求項４に記載の本発明は、請求項
1、２または３の構成に加えてさらに前記圧電素子は、
前記振動壁に対して接合されている部分と、前記圧力室
に対して接合されている部分の間の不活性領域に切り込
み部を有している。
1、２または３の構成に加えてさらに前記圧電素子は、
前記振動壁に対して接合されている部分と、前記圧力室
に対して接合されている部分の間の不活性領域に切り込
み部を有している。
【００１８】本発明によれば、振動壁に対して接合され
ている部分と、前記圧力室に対して接合されている部分
の間に切り込み部を有しているため、圧電素子の活性領
域の発生変位を拘束することがほとんどなく、電気機械
変換効率（圧力室内インクへの圧力伝達効率）が良い。
ている部分と、前記圧力室に対して接合されている部分
の間に切り込み部を有しているため、圧電素子の活性領
域の発生変位を拘束することがほとんどなく、電気機械
変換効率（圧力室内インクへの圧力伝達効率）が良い。
【００１９】 また、請求項６に記載の本発明のインク
ジェット記録ヘッドの製造方法は、請求項１または２に
記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
前記圧力室の列方向に複数の圧力室分の長さを有し、前
記列方向の長さ全体にわたって連続して形成されている
２つの外部電極、前記活性領域及び前記不活性領域を有
する圧電素子ブロックを形成する第1の工程と、前記圧
電素子ブロックを前記圧力室ユニットに接合する第２の
工程と、前記第２の工程の後に前記圧力室ユニットに接
合された前記圧電素子ブロックを切断分離して前記複数
の圧力室にそれぞれ対応する複数の圧電素子を形成する
第３の工程とを有している。
ジェット記録ヘッドの製造方法は、請求項１または２に
記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
前記圧力室の列方向に複数の圧力室分の長さを有し、前
記列方向の長さ全体にわたって連続して形成されている
２つの外部電極、前記活性領域及び前記不活性領域を有
する圧電素子ブロックを形成する第1の工程と、前記圧
電素子ブロックを前記圧力室ユニットに接合する第２の
工程と、前記第２の工程の後に前記圧力室ユニットに接
合された前記圧電素子ブロックを切断分離して前記複数
の圧力室にそれぞれ対応する複数の圧電素子を形成する
第３の工程とを有している。
【００２０】本発明によれば、圧電素子ブロックと圧力
室ユニットとを接合後、各圧電素子を分離形成するた
め、各圧力室と各圧電素子の位置決め精度が良い。
室ユニットとを接合後、各圧電素子を分離形成するた
め、各圧力室と各圧電素子の位置決め精度が良い。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のインクジェット
記録ヘッドの第一の実施形態を示す断面図である。ま
た、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
記録ヘッドの第一の実施形態を示す断面図である。ま
た、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００２２】 図１において、インク１が充填される圧
力室２ａ、２ｂ、２ｃは、一定の間隔で一列に並んで複
数の同一形状の凹部が形成されたプレート状の基板部材
に、変形容易な板状の振動板３ａ、３ｂ、３ｃが接合さ
れて形成されている。また、図２に示すように、圧力室
２ａはインク滴を印刷媒体に向かって吐出するノズル４
ａと連通し、またインク供給口５ａを介してインク１を
供給するインクプール６に連通している。他の圧力室２
ｂ、２ｃにおいても同様である。
力室２ａ、２ｂ、２ｃは、一定の間隔で一列に並んで複
数の同一形状の凹部が形成されたプレート状の基板部材
に、変形容易な板状の振動板３ａ、３ｂ、３ｃが接合さ
れて形成されている。また、図２に示すように、圧力室
２ａはインク滴を印刷媒体に向かって吐出するノズル４
ａと連通し、またインク供給口５ａを介してインク１を
供給するインクプール６に連通している。他の圧力室２
ｂ、２ｃにおいても同様である。
【００２３】 振動板３ａ、３ｂ、３ｃには圧力室２
ａ、２ｂ、２ｃに対応して、それぞれ完全に分離された
圧電素子７ａ、７ｂ、７ｃが接合されている。
ａ、２ｂ、２ｃに対応して、それぞれ完全に分離された
圧電素子７ａ、７ｂ、７ｃが接合されている。
【００２４】 圧電素子７ａは、いわゆる積層タイプの
圧電素子であり、２つの外部電極８ａ、９ａとそれぞれ
交互に接続された内部電極を複数有している。外部電極
８ａ、９ａに電圧を印加すると、それぞれの外部電極に
接続された内部電極が圧電セラミックス層を挟んで交互
に重なった領域である活性領域１２ａには電界が印加さ
れてひずみが発生する。それ以外の領域では圧電セラミ
ックス層を挟んで重なっている内部電極はどちらか一方
の外部電極に接続されたものしか存在せず、外部電極８
ａ、９ａに電圧を印加してもこの領域、不活性領域１０
ａ、１１ａには電界が印加されないのでひずみが発生し
ない構造になっている。圧電素子７ａは、圧電素子７ａ
の不活性領域１０ａ、１１ａの下面で、振動板３ａの基
板部材に固定された部分と接合されており、圧電素子７
ａの活性領域１２ａの下面で、振動板３ａの圧力室２ａ
に対応する凸部と接続している。
圧電素子であり、２つの外部電極８ａ、９ａとそれぞれ
交互に接続された内部電極を複数有している。外部電極
８ａ、９ａに電圧を印加すると、それぞれの外部電極に
接続された内部電極が圧電セラミックス層を挟んで交互
に重なった領域である活性領域１２ａには電界が印加さ
れてひずみが発生する。それ以外の領域では圧電セラミ
ックス層を挟んで重なっている内部電極はどちらか一方
の外部電極に接続されたものしか存在せず、外部電極８
ａ、９ａに電圧を印加してもこの領域、不活性領域１０
ａ、１１ａには電界が印加されないのでひずみが発生し
ない構造になっている。圧電素子７ａは、圧電素子７ａ
の不活性領域１０ａ、１１ａの下面で、振動板３ａの基
板部材に固定された部分と接合されており、圧電素子７
ａの活性領域１２ａの下面で、振動板３ａの圧力室２ａ
に対応する凸部と接続している。
【００２５】他の圧電素子７ｂ、７ｃも同様である。
【００２６】 印字時に選択的に圧電素子の外部電極に
電圧を印加することにより、圧電素子は内部電極の積層
方向に変位し、圧電素子の発生変位が振動板を介して圧
力室に伝達され圧力室内のインクが圧縮されるため、イ
ンク滴をノズルから吐出することができる。
電圧を印加することにより、圧電素子は内部電極の積層
方向に変位し、圧電素子の発生変位が振動板を介して圧
力室に伝達され圧力室内のインクが圧縮されるため、イ
ンク滴をノズルから吐出することができる。
【００２７】 本発明の第一の実施形態においては、圧
電素子７ａ、７ｂ、７ｃは、それぞれ活性領域を挟んだ
両側の不活性領域の下面２箇所で基板部材に接合された
部分の振動板上に固定されており、また、各圧電素子７
ａ、７ｂ、７ｃは完全に分離されているため、駆動され
る圧電素子の発生変位により非駆動の圧電素子に直接変
位が伝わって非駆動の圧電素子が圧力室に圧力を加える
変位方向に振動するということが無い。
電素子７ａ、７ｂ、７ｃは、それぞれ活性領域を挟んだ
両側の不活性領域の下面２箇所で基板部材に接合された
部分の振動板上に固定されており、また、各圧電素子７
ａ、７ｂ、７ｃは完全に分離されているため、駆動され
る圧電素子の発生変位により非駆動の圧電素子に直接変
位が伝わって非駆動の圧電素子が圧力室に圧力を加える
変位方向に振動するということが無い。
【００２８】したがって、同時に駆動するノズル数（圧
電素子数）により吐出するインク滴の滴速・滴径が変動
することはなく、安定したインク滴を吐出することがで
き、印字品質の良いインクジェット記録ヘッドが得られ
る。
電素子数）により吐出するインク滴の滴速・滴径が変動
することはなく、安定したインク滴を吐出することがで
き、印字品質の良いインクジェット記録ヘッドが得られ
る。
【００２９】次に、本発明の第二の実施の形態について
図面を参照して、説明する。
図面を参照して、説明する。
【００３０】図３は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの第二の実施形態を示す断面図である。また、図４
は、図３のＢ−Ｂ断面図である。
ドの第二の実施形態を示す断面図である。また、図４
は、図３のＢ−Ｂ断面図である。
【００３１】前述の第一の実施形態とは、圧電素子１３
ａ、１３ｂ、１３ｃの活性領域の両側の不活性領域にそ
れぞれ切り込み部が設けられている点で異なっている。
ａ、１３ｂ、１３ｃの活性領域の両側の不活性領域にそ
れぞれ切り込み部が設けられている点で異なっている。
【００３２】図４に示すように、圧電素子１３ａは活性
領域１６ａの両側の不活性領域１４ａ、１５ａに切り込
み部１７ａ、１８ａが設けられている。切り込み部１７
ａ、１８ａの活性領域１６ａ側の面は、活性領域１６ａ
から所定の距離を隔てた位置になっている。したがって
切り込み部１７ａ、１８ａ内面には積層された電極が１
つおきに露出している。
領域１６ａの両側の不活性領域１４ａ、１５ａに切り込
み部１７ａ、１８ａが設けられている。切り込み部１７
ａ、１８ａの活性領域１６ａ側の面は、活性領域１６ａ
から所定の距離を隔てた位置になっている。したがって
切り込み部１７ａ、１８ａ内面には積層された電極が１
つおきに露出している。
【００３３】 また、圧電素子１３ａは、振動板３ａに
接合される側と反対側に、積層方向の厚さの２０％以上
の厚さを内部電極が積層されない部分である非積層部が
占めている。切り込み深さは、この非積層部の厚さをほ
ぼ残すように、すなわち、ほぼ積層部の厚さと等しいの
が好ましい。これは、積層部分を残すとその厚さについ
ては、内部電極を積層しても不活性領域１４ａ、１５ａ
によって活性領域１６ａの変位が制限されるので無駄で
あり、これを省くことにより厚さ全体を積層したものを
用いるよりコスト低減ができるためである。また切り込
み部１７ａ、１８ａのコーナーは、応力集中を避けるた
めに適度な曲率の曲面となっていることが望ましい。
接合される側と反対側に、積層方向の厚さの２０％以上
の厚さを内部電極が積層されない部分である非積層部が
占めている。切り込み深さは、この非積層部の厚さをほ
ぼ残すように、すなわち、ほぼ積層部の厚さと等しいの
が好ましい。これは、積層部分を残すとその厚さについ
ては、内部電極を積層しても不活性領域１４ａ、１５ａ
によって活性領域１６ａの変位が制限されるので無駄で
あり、これを省くことにより厚さ全体を積層したものを
用いるよりコスト低減ができるためである。また切り込
み部１７ａ、１８ａのコーナーは、応力集中を避けるた
めに適度な曲率の曲面となっていることが望ましい。
【００３４】 また、切り込み部１７ａ及び１８ａ内面
のほぼ全体にメッキもしくはスパッタリングにて中間電
極１９ａ及び２０ａが形成され、それぞれ不活性領域内
の複数の内部電極を互いに接続している。圧電素子１３
ａの両端面には、外部電極２１ａ及び２２ａが中間電極
１９ａ、２０ａと同様にメッキもしくはスパッタリング
にて形成されている。圧電素子１３ａの活性領域１６ａ
の内部電極は、交互に中間電極１９ａ、２０ａに接続さ
れ、さらに不活性領域１４ａ、１５ａの内部電極を介し
て外部電極２１ａ、２２ａに接続されている。したがっ
て、外部電極２１ａ、２２ａに電圧を印加した場合、不
活性領域１４ａ、１５ａの内部電極及び中間電極１９
ａ、２０ａを介して圧電素子１３ａの活性領域１６ａの
内部電極に電圧が印可されて活性領域１６ａ内には電界
が印加されるが、不活性領域１４ａ、１５ａには電界が
印加されない。
のほぼ全体にメッキもしくはスパッタリングにて中間電
極１９ａ及び２０ａが形成され、それぞれ不活性領域内
の複数の内部電極を互いに接続している。圧電素子１３
ａの両端面には、外部電極２１ａ及び２２ａが中間電極
１９ａ、２０ａと同様にメッキもしくはスパッタリング
にて形成されている。圧電素子１３ａの活性領域１６ａ
の内部電極は、交互に中間電極１９ａ、２０ａに接続さ
れ、さらに不活性領域１４ａ、１５ａの内部電極を介し
て外部電極２１ａ、２２ａに接続されている。したがっ
て、外部電極２１ａ、２２ａに電圧を印加した場合、不
活性領域１４ａ、１５ａの内部電極及び中間電極１９
ａ、２０ａを介して圧電素子１３ａの活性領域１６ａの
内部電極に電圧が印可されて活性領域１６ａ内には電界
が印加されるが、不活性領域１４ａ、１５ａには電界が
印加されない。
【００３５】 また、圧電素子１３ａは、活性領域１６
ａと切り込み部１７ａ、１８ａによって分離された不活
性領域１４ａ、１５ａの下面で振動板３ａに固定される
が、その固定部分は、圧力室を構成する基板部材に固定
されている部分である。
ａと切り込み部１７ａ、１８ａによって分離された不活
性領域１４ａ、１５ａの下面で振動板３ａに固定される
が、その固定部分は、圧力室を構成する基板部材に固定
されている部分である。
【００３６】 一方、圧電素子の活性領域１６ａは、振
動板の圧力室２ａに対応する凸部と接続している。他の
圧電素子１３ｂ、１３ｃも同様である。
動板の圧力室２ａに対応する凸部と接続している。他の
圧電素子１３ｂ、１３ｃも同様である。
【００３７】本発明の第二の実施形態においては、前述
の第一の実施形態と同様の効果が得られるのみならず、
圧電素子の活性領域の近傍の不活性領域に切り込み部が
設けているため、圧電素子の活性領域の発生する変位が
不活性領域により拘束されることはほとんどなくなり、
電気機械変換効率（圧力室内インクへの圧力伝達効率）
が良くなる。
の第一の実施形態と同様の効果が得られるのみならず、
圧電素子の活性領域の近傍の不活性領域に切り込み部が
設けているため、圧電素子の活性領域の発生する変位が
不活性領域により拘束されることはほとんどなくなり、
電気機械変換効率（圧力室内インクへの圧力伝達効率）
が良くなる。
【００３８】次に本発明のインクジェット記録ヘッドの
製造方法について説明する。
製造方法について説明する。
【００３９】図５は、図１及び図２に示した本発明の第
一の実施形態の製造方法を示す分解斜視図である。
一の実施形態の製造方法を示す分解斜視図である。
【００４０】ノズル４ａ、４ｂ、４ｃが形成されたノズ
ルプレート４に、圧力室となる部分が空間となっている
第一の圧力室プレート２３を接合し、さらにインク供給
口５ａ、５ｂ、５ｃと圧力室となる部分が一定の間隔で
一列に並んで抜けたインク供給口プレート５を接合し、
さらに圧力室となる部分が空間となっている第二の圧力
室プレート２４を接合し、さらに振動板３ａ、３ｂ、３
ｃが形成された振動板モジュール３を接合し、さらに、
２つの外部電極８、９が形成された圧電素子ブロック７
を接合する。圧電素子ブロック７は、１対の側面間の中
央部分の所定の幅で全ての内部電極が圧電セラミックス
と交互に重なり、側面付近では圧電セラミックス２層を
隔てて内部電極が１つおきに重なるように内部電極と圧
電セラミックス層が交互に積層されこれを焼結して一体
化し、さらに両端面から上面に伸びる２つの外部電極
８、９が形成されたものである。
ルプレート４に、圧力室となる部分が空間となっている
第一の圧力室プレート２３を接合し、さらにインク供給
口５ａ、５ｂ、５ｃと圧力室となる部分が一定の間隔で
一列に並んで抜けたインク供給口プレート５を接合し、
さらに圧力室となる部分が空間となっている第二の圧力
室プレート２４を接合し、さらに振動板３ａ、３ｂ、３
ｃが形成された振動板モジュール３を接合し、さらに、
２つの外部電極８、９が形成された圧電素子ブロック７
を接合する。圧電素子ブロック７は、１対の側面間の中
央部分の所定の幅で全ての内部電極が圧電セラミックス
と交互に重なり、側面付近では圧電セラミックス２層を
隔てて内部電極が１つおきに重なるように内部電極と圧
電セラミックス層が交互に積層されこれを焼結して一体
化し、さらに両端面から上面に伸びる２つの外部電極
８、９が形成されたものである。
【００４１】ノズルプレート４は、ステンレス板等にプ
レス加工でノズル４ａ、４ｂ、４ｃを形成することによ
り製造するか、もしくは、電鋳によりノズル４ａ、４
ｂ、４ｃをもつニッケル材等のノズルプレート４を形成
する。
レス加工でノズル４ａ、４ｂ、４ｃを形成することによ
り製造するか、もしくは、電鋳によりノズル４ａ、４
ｂ、４ｃをもつニッケル材等のノズルプレート４を形成
する。
【００４２】第一の圧力室プレート２３、インク供給口
プレート５、第二の圧力室プレート２４は、ステンレス
板等をプレス加工で形成するか、もしくは、感光性のド
ライフィルムを用いフォトリソグラフィーにより形成す
る。
プレート５、第二の圧力室プレート２４は、ステンレス
板等をプレス加工で形成するか、もしくは、感光性のド
ライフィルムを用いフォトリソグラフィーにより形成す
る。
【００４３】 振動板モジュール３は、各圧電素子が接
合される凸部の周囲が他の部分より薄い形状になってい
る。振動板モジュール３は、ニッケル電鋳で形成する
か、もしくは、ステンレス板等をハーフエッチングする
ことで形成する。
合される凸部の周囲が他の部分より薄い形状になってい
る。振動板モジュール３は、ニッケル電鋳で形成する
か、もしくは、ステンレス板等をハーフエッチングする
ことで形成する。
【００４４】また、各々の接合は、ステンレス同士の接
合であれば、熱拡散接合もしくは接着剤を用いた接合に
より接合し、また、ドライフィルムの接合は熱融着によ
り接合することができる。
合であれば、熱拡散接合もしくは接着剤を用いた接合に
より接合し、また、ドライフィルムの接合は熱融着によ
り接合することができる。
【００４５】 圧電素子ブロック７と振動板モジュール
３の接合は接着剤を用いて行う。
３の接合は接着剤を用いて行う。
【００４６】このようにして、ノズルプレート４、第一
の圧力室プレート２３、インク供給口プレート５、第二
の圧力室プレート２４及び振動板モジュール３よりなる
圧力室ユニット２５と、圧電素子ブロック７とを接合す
る。
の圧力室プレート２３、インク供給口プレート５、第二
の圧力室プレート２４及び振動板モジュール３よりなる
圧力室ユニット２５と、圧電素子ブロック７とを接合す
る。
【００４７】図６（ａ）は、これらが接合された状態の
斜視図である。
斜視図である。
【００４８】 次に、この状態から圧電素子ブロック７
を圧力室ユニット２５との接合面を超えて振動板モジュ
ール３を所定の深さに削る深さまで切断加工する。この
とき、圧力室ユニット２５の外形を基準にして各圧力室
に正確に位置合わせして圧電素子が形成されるように切
断位置を決定して、圧電素子ブロック７を切断し、図６
（ｂ）に示すように、圧電素子７ａ、７ｂ、７ｃを分離
形成する。圧電素子ブロック７の切断は、ダイシング・
ソーもしくはワイヤ・ソーにより行うことができる。
を圧力室ユニット２５との接合面を超えて振動板モジュ
ール３を所定の深さに削る深さまで切断加工する。この
とき、圧力室ユニット２５の外形を基準にして各圧力室
に正確に位置合わせして圧電素子が形成されるように切
断位置を決定して、圧電素子ブロック７を切断し、図６
（ｂ）に示すように、圧電素子７ａ、７ｂ、７ｃを分離
形成する。圧電素子ブロック７の切断は、ダイシング・
ソーもしくはワイヤ・ソーにより行うことができる。
【００４９】 本発明の製造方法によれば、圧電素子ブ
ロック７と圧力室ユニット２５を接合後、各圧電素子を
各圧力室に位置合わせして分離するため、各圧力室と各
圧電素子の位置決め精度が良い。したがって、圧力室ご
との特性のばらつきの少ないインクジェット記録ヘッド
が得られる。
ロック７と圧力室ユニット２５を接合後、各圧電素子を
各圧力室に位置合わせして分離するため、各圧力室と各
圧電素子の位置決め精度が良い。したがって、圧力室ご
との特性のばらつきの少ないインクジェット記録ヘッド
が得られる。
【００５０】次に、本発明の第二の実施形態の製造方法
を説明する。
を説明する。
【００５１】本発明の第二の実施形態の製造方法は、圧
電素子ブロック１３に切り込みを形成した後、圧力室ユ
ニット２５に接合する点が異なるが、基本的には前述の
第一の実施形態の製造方法と同一である。
電素子ブロック１３に切り込みを形成した後、圧力室ユ
ニット２５に接合する点が異なるが、基本的には前述の
第一の実施形態の製造方法と同一である。
【００５２】図７に第二の実施形態にかかる圧電素子ブ
ロック１３の製造方法を説明する図を示す。
ロック１３の製造方法を説明する図を示す。
【００５３】図７において、第一の実施形態と同様の圧
電素子ブロック１３を準備する（図７（ａ））。第二の
実施形態のものでは、圧電素子ブロック１３は、図７
（ａ）の上側部分において積層方向の厚さの２０％以上
は内部電極が積層されない部分である非積層部が占める
ように形成されている。
電素子ブロック１３を準備する（図７（ａ））。第二の
実施形態のものでは、圧電素子ブロック１３は、図７
（ａ）の上側部分において積層方向の厚さの２０％以上
は内部電極が積層されない部分である非積層部が占める
ように形成されている。
【００５４】圧電素子ブロック１３の非積層部となって
いる側の反対側の下面において、圧電セラミックス２層
を隔てて内部電極が１つおきに重なるように内部電極と
圧電セラミックス層が交互に積層された不活性領域部分
に、ダイシング・ソーもしくはワイヤ・ソーにてそれぞ
れ切り込み部１７及び１８を設ける（図７（ｂ））。切
り込み部１７、１８は、活性領域の幅方向に、所定の距
離を隔てて設けられ、ブロックの長さ全体に一様の深さ
で形成する。ここで、切り込み深さは、上述の非積層部
の厚さをほぼ残すように、すなわち、ほぼ積層部の厚さ
と等しく形成される。
いる側の反対側の下面において、圧電セラミックス２層
を隔てて内部電極が１つおきに重なるように内部電極と
圧電セラミックス層が交互に積層された不活性領域部分
に、ダイシング・ソーもしくはワイヤ・ソーにてそれぞ
れ切り込み部１７及び１８を設ける（図７（ｂ））。切
り込み部１７、１８は、活性領域の幅方向に、所定の距
離を隔てて設けられ、ブロックの長さ全体に一様の深さ
で形成する。ここで、切り込み深さは、上述の非積層部
の厚さをほぼ残すように、すなわち、ほぼ積層部の厚さ
と等しく形成される。
【００５５】次に、中間電極１９及び２０を切り込み部
１７及び１８内面に、外部電極２１及び２２を圧電素子
ブロック１３の両端面に、メッキもしくはスパッタリン
グにて形成する（図７（ｃ））。このとき、外部電極及
び内部電極を形成しない部分には、レジストなどでマス
キングしておき、電極成膜後にこのマスキング部材を剥
離する。
１７及び１８内面に、外部電極２１及び２２を圧電素子
ブロック１３の両端面に、メッキもしくはスパッタリン
グにて形成する（図７（ｃ））。このとき、外部電極及
び内部電極を形成しない部分には、レジストなどでマス
キングしておき、電極成膜後にこのマスキング部材を剥
離する。
【００５６】このようにして、図７（ｃ）に示すような
圧電素子ブロック１３を製造し、圧力室ユニット２５に
接合し、第一の実施形態と同様に各圧力室に位置合わせ
して切断分離する。
圧電素子ブロック１３を製造し、圧力室ユニット２５に
接合し、第一の実施形態と同様に各圧力室に位置合わせ
して切断分離する。
【００５７】本発明の製造方法によれば、圧電素子の活
性領域の近傍の不活性領域に切り込み部を設けることに
より電気機械変換効率（圧力室内インクへの圧力伝達効
率）が良いインクジェット記録ヘッドを、容易に各圧力
室と各圧電素子の位置決め精度良く製造できる。
性領域の近傍の不活性領域に切り込み部を設けることに
より電気機械変換効率（圧力室内インクへの圧力伝達効
率）が良いインクジェット記録ヘッドを、容易に各圧力
室と各圧電素子の位置決め精度良く製造できる。
【００５８】次に、本発明の第三の実施の形態について
説明する。
説明する。
【００５９】図８は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの第三の実施形態を示す斜視図である。また、図９
は、図８のＣ−Ｃ断面図である。
ドの第三の実施形態を示す斜視図である。また、図９
は、図８のＣ−Ｃ断面図である。
【００６０】前述の第２の実施形態の構成とは、圧電素
子２６ａ、２６ｂ、２６ｃが、圧力室の列方向に対向す
る１対の外部電極が形成された単層の圧電素子である点
で異なっている。
子２６ａ、２６ｂ、２６ｃが、圧力室の列方向に対向す
る１対の外部電極が形成された単層の圧電素子である点
で異なっている。
【００６１】本実施形態の圧電素子２６ａは、単層の圧
電素子であり、図９に示すように圧電材質部２８の両側
に電界を加えても変形しない非圧電材質部２７を接合し
ているものであり、圧電材質部２８が活性領域となり非
圧電材質部が不活性領域となる。切り込み深さは、不活
性領域によって活性領域の変位が制限されることと、ま
た、切り込み部分の剛性が弱くなることとの兼ね合いか
ら決定される。また切り込み部のコーナーは、第二の実
施形態と同様に、応力集中を避けるために適度な曲率の
曲面となっていることが望ましい。
電素子であり、図９に示すように圧電材質部２８の両側
に電界を加えても変形しない非圧電材質部２７を接合し
ているものであり、圧電材質部２８が活性領域となり非
圧電材質部が不活性領域となる。切り込み深さは、不活
性領域によって活性領域の変位が制限されることと、ま
た、切り込み部分の剛性が弱くなることとの兼ね合いか
ら決定される。また切り込み部のコーナーは、第二の実
施形態と同様に、応力集中を避けるために適度な曲率の
曲面となっていることが望ましい。
【００６２】また、圧電素子２６ａには、少なくとも圧
電材質部２８の全体または一部を覆うように、圧力室の
列方向に対向する１対の面のそれぞれ覆う外部電極２９
ａ、３０ａがメッキもしくはスパッタリングにて形成さ
れている。圧電素子２６ａの上面にそれぞれの外部電極
２９ａ、３０ａを駆動回路（不図示）に接続するための
パッド部３１ａ、３２ａが形成されている。
電材質部２８の全体または一部を覆うように、圧力室の
列方向に対向する１対の面のそれぞれ覆う外部電極２９
ａ、３０ａがメッキもしくはスパッタリングにて形成さ
れている。圧電素子２６ａの上面にそれぞれの外部電極
２９ａ、３０ａを駆動回路（不図示）に接続するための
パッド部３１ａ、３２ａが形成されている。
【００６３】このように構成されていることにより、外
部電極２９ａ、３０ａに電圧を印加した場合、非圧電材
質部２７には外部電極間に電圧が印可されても変形せ
ず、圧電材質部２８は外部電極間に電圧が印可されると
変形し、圧力室２ａに圧力を加える。
部電極２９ａ、３０ａに電圧を印加した場合、非圧電材
質部２７には外部電極間に電圧が印可されても変形せ
ず、圧電材質部２８は外部電極間に電圧が印可されると
変形し、圧力室２ａに圧力を加える。
【００６４】 また、圧電素子２６ａは、第二の実施形
態と同様に、活性領域と切り込み部１７ａ、１８ａによ
って分離された不活性領域の下面で振動板３ａに固定さ
れるが、その固定部分は、圧力室を構成する基板部材に
固定されている部分である。
態と同様に、活性領域と切り込み部１７ａ、１８ａによ
って分離された不活性領域の下面で振動板３ａに固定さ
れるが、その固定部分は、圧力室を構成する基板部材に
固定されている部分である。
【００６５】 一方、圧電素子の活性領域１６ａは、振
動板３ａの圧力室２ａに対応する凸部と接続している。
動板３ａの圧力室２ａに対応する凸部と接続している。
【００６６】他の圧電素子２６ｂ、２６ｃも同様であ
る。
る。
【００６７】 本発明の第三の実施形態においては、第
二の実施形態と同様、クロストークが発生せず印字品質
が良く、また、電気機械変換効率が良いのみならず、高
価な積層圧電素子を使用せず、低コスト化が可能なイン
クジェット記録ヘッドが得られる。
二の実施形態と同様、クロストークが発生せず印字品質
が良く、また、電気機械変換効率が良いのみならず、高
価な積層圧電素子を使用せず、低コスト化が可能なイン
クジェット記録ヘッドが得られる。
【００６８】次に第三の実施の形態の製造方法について
説明する。
説明する。
【００６９】図１０は、第三の実施の形態に係る圧電素
子ブロックの製造方法を示す斜視図である。また、図１
１は、第三の実施形態のインクジェット記録ヘッドの製
造方法を示す斜視図である。
子ブロックの製造方法を示す斜視図である。また、図１
１は、第三の実施形態のインクジェット記録ヘッドの製
造方法を示す斜視図である。
【００７０】図１０において、圧電材質部２８の１対の
側面にそれぞれ非圧電材質部２７を接合して形成された
圧電素子ブロック２６を準備し、圧電素子ブロック２６
の下面において非圧電材質部２７からなる不活性領域部
分にダイシング・ソーもしくはワイヤ・ソーにてそれぞ
れ切り込み部１７及び１８を設ける（図１０（ａ））。
切り込み部１７、１８は、活性領域から所定の距離を隔
てて設けられ、切り込み部１７、１８は、ブロックの長
さ全体に一様の深さで形成する。
側面にそれぞれ非圧電材質部２７を接合して形成された
圧電素子ブロック２６を準備し、圧電素子ブロック２６
の下面において非圧電材質部２７からなる不活性領域部
分にダイシング・ソーもしくはワイヤ・ソーにてそれぞ
れ切り込み部１７及び１８を設ける（図１０（ａ））。
切り込み部１７、１８は、活性領域から所定の距離を隔
てて設けられ、切り込み部１７、１８は、ブロックの長
さ全体に一様の深さで形成する。
【００７１】次に、圧電素子ブロック２６の上面及び側
面全体及び切り込み部１７、１８内面全体に、外部電極
を形成するときにマスクとなるパターンを形成するため
の感光性樹脂層３３を形成しておく（図１０（ｂ））。
面全体及び切り込み部１７、１８内面全体に、外部電極
を形成するときにマスクとなるパターンを形成するため
の感光性樹脂層３３を形成しておく（図１０（ｂ））。
【００７２】次に、感光樹脂層３３を形成した圧電素子
ブロック２６を圧力室ユニット２５に接合する。
ブロック２６を圧力室ユニット２５に接合する。
【００７３】そして、感光性樹脂層３３に対し、ブロッ
ク切断後に外部電極のパッド部を形成するべき部分３６
を除去するように、圧力室に位置合わせして露光を行
い、非露光部を除去する（図１１（ａ））。そして各圧
力室に位置合わせして第一及び第二の実施形態と同様
に、ダイシングソー等で切断分離する（図１１
（ｂ））。
ク切断後に外部電極のパッド部を形成するべき部分３６
を除去するように、圧力室に位置合わせして露光を行
い、非露光部を除去する（図１１（ａ））。そして各圧
力室に位置合わせして第一及び第二の実施形態と同様
に、ダイシングソー等で切断分離する（図１１
（ｂ））。
【００７４】そして、メッキもしくはスパッタリングに
て感光樹脂層３３で覆われていない部分に外部電極を形
成し、電極成膜後、感光樹脂層３３を剥離する。
て感光樹脂層３３で覆われていない部分に外部電極を形
成し、電極成膜後、感光樹脂層３３を剥離する。
【００７５】本発明の製造方法によれば、圧力室の列の
方向に１対の対向電極を有する単層の圧電素子を各圧力
室に接合しているので、高密度で圧力室を配置すること
が可能であり、電気機械変換効率が良いのみならず、高
価な積層圧電素子を使用せず、低コスト化が可能となる
インクジェット記録ヘッドを容易に製造することができ
る。
方向に１対の対向電極を有する単層の圧電素子を各圧力
室に接合しているので、高密度で圧力室を配置すること
が可能であり、電気機械変換効率が良いのみならず、高
価な積層圧電素子を使用せず、低コスト化が可能となる
インクジェット記録ヘッドを容易に製造することができ
る。
【００７６】次に、本発明の第四の実施の形態について
説明する。
説明する。
【００７７】図１２は、本発明のインクジェット記録ヘ
ッドの第四の実施形態を示す斜視図である。
ッドの第四の実施形態を示す斜視図である。
【００７８】本実施の形態は、前述の第三の実施形態の
構成と同様に、圧電素子３４ａ、３４ｂ、３４ｃが、圧
力室の列方向に対向する１対の外部電極が形成された単
層の圧電素子であるが、切り込みを有していない点で異
なっている。
構成と同様に、圧電素子３４ａ、３４ｂ、３４ｃが、圧
力室の列方向に対向する１対の外部電極が形成された単
層の圧電素子であるが、切り込みを有していない点で異
なっている。
【００７９】本実施形態の圧電素子３４ａも、単層の圧
電素子であり、第三の実施形態と同様に、圧電材質部の
両側に電界を加えても変形しない非圧電材質部を接合し
ているものであり、圧電材質部が活性領域となり非圧電
材質部が不活性領域となる。
電素子であり、第三の実施形態と同様に、圧電材質部の
両側に電界を加えても変形しない非圧電材質部を接合し
ているものであり、圧電材質部が活性領域となり非圧電
材質部が不活性領域となる。
【００８０】次に、本実施形態のインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法について説明する。
ッドの製造方法について説明する。
【００８１】第三の実施形態と同様に圧電材質部の１対
の側面にそれぞれ非圧電材質部を接合して形成された圧
電素子ブロックを準備する。
の側面にそれぞれ非圧電材質部を接合して形成された圧
電素子ブロックを準備する。
【００８２】次に、本実施形態では切り込み部を設ける
ことなく、圧電素子ブロックの上面及び側面全体に、外
部電極を形成するときにマスクとなるパターンを形成す
るための感光性樹脂層を形成して、感光性樹脂層を形成
した圧電素子ブロックを圧力室ユニット２５に接合す
る。
ことなく、圧電素子ブロックの上面及び側面全体に、外
部電極を形成するときにマスクとなるパターンを形成す
るための感光性樹脂層を形成して、感光性樹脂層を形成
した圧電素子ブロックを圧力室ユニット２５に接合す
る。
【００８３】そして、感光性樹脂層に対し、ブロック切
断後に外部電極のパッド部を形成するべき部分を除去す
るように、圧力室に位置合わせして露光を行い、非露光
部を除去する。
断後に外部電極のパッド部を形成するべき部分を除去す
るように、圧力室に位置合わせして露光を行い、非露光
部を除去する。
【００８４】そして各圧力室に位置合わせして第一、第
二及び第三の実施形態と同様に、ダイシングソー等で切
断分離する。
二及び第三の実施形態と同様に、ダイシングソー等で切
断分離する。
【００８５】そして、メッキもしくはスパッタリングに
て感光樹脂層３３で覆われていない部分に外部電極を形
成し、電極成膜後、感光樹脂層３３を剥離する。
て感光樹脂層３３で覆われていない部分に外部電極を形
成し、電極成膜後、感光樹脂層３３を剥離する。
【００８６】本実施形態によれば、圧電素子ブロックに
切り込み部を形成する工程及びその切り込み部に感光性
樹脂層を形成する工程が不要であるので、インクジェッ
ト記録ヘッドを低コストで容易に製造することができ
る。
切り込み部を形成する工程及びその切り込み部に感光性
樹脂層を形成する工程が不要であるので、インクジェッ
ト記録ヘッドを低コストで容易に製造することができ
る。
【００８７】また、圧力室ユニット内の圧力室、ノズ
ル、インク供給孔の位置関係は、これに限られるもので
はなく、圧力室が列状に並んで配置され振動板が同じ面
に設けられているものであれば構わない。
ル、インク供給孔の位置関係は、これに限られるもので
はなく、圧力室が列状に並んで配置され振動板が同じ面
に設けられているものであれば構わない。
【００８８】
【発明の効果】本発明によれば、クロストークがなく、
印字品質が優れ、また、電気機械変換効率（圧力室内イ
ンクへの圧力伝達効率）を改善することにより、高密度
化・小型化・多ノズル化・高速化・低電力化・低コスト
化が可能なばらつきの少ない安定したインクジェット記
録ヘッド及びその製造方法が得られる。
印字品質が優れ、また、電気機械変換効率（圧力室内イ
ンクへの圧力伝達効率）を改善することにより、高密度
化・小型化・多ノズル化・高速化・低電力化・低コスト
化が可能なばらつきの少ない安定したインクジェット記
録ヘッド及びその製造方法が得られる。
【図１】本発明の第一の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第二の実施形態を示す断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明の第一の実施形態の製造方法を示す分解
斜視図である。
斜視図である。
【図６】本発明の第一の実施形態の製造方法を示す斜視
図である。（ａ）は、圧力室ユニット２５と圧電素子ブ
ロック７とが接合された状態の斜視図である。（ｂ）
は、圧力室ユニット２５に接合された圧電素子ブロック
を切断分離した状態の斜視図である。
図である。（ａ）は、圧力室ユニット２５と圧電素子ブ
ロック７とが接合された状態の斜視図である。（ｂ）
は、圧力室ユニット２５に接合された圧電素子ブロック
を切断分離した状態の斜視図である。
【図７】本発明の第二の実施形態に係る圧電素子ブロッ
クの製造方法を示す斜視図である。
クの製造方法を示す斜視図である。
【図８】本発明の第三の実施形態を示す斜視図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ断面図である。
【図１０】本発明の第三の実施形態に係る圧電素子ブロ
ックの製造方法を示す斜視図である。
ックの製造方法を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第三の実施形態のインクジェット記
録ヘッドの製造方法を示す斜視図である。
録ヘッドの製造方法を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第四の実施形態を示す斜視図であ
る。
る。
【図１３】従来例を示す断面図である。
【図１４】図１３のＤ−Ｄ断面図である。
１ インク ２ａ、２ｂ、２ｃ 圧力室 ３ａ、３ｂ、３ｃ 振動板 ３ 振動板モジュール ４ａ、４ｂ、４ｃ ノズル ４ ノズルプレート ５ａ、５ｂ、５ｃ インク供給口 ５ インク供給口プレート ６ インクプール ７ａ、７ｂ、７ｃ 圧電素子 ７ 圧電素子ブロック ８、８ａ、８ｂ、８ｃ 外部電極 ９、９ａ、９ｂ、９ｃ 外部電極 １０ａ、１０ｂ、１０ｃ 不活性領域 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ 不活性領域 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ 活性領域 １３ａ、１３ｂ、１３ｃ 圧電素子 １３ 圧電素子ブロック １４ａ、１４ｂ、１４ｃ 不活性領域 １５ａ、１５ｂ、１５ｃ 不活性領域 １６ａ、１６ｂ、１６ｃ 活性領域 １７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 切り込み部 １８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ 切り込み部 １９、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ 中間電極 ２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 中間電極 ２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 外部電極 ２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 外部電極 ２３ 第一の圧力室プレート ２４ 第二の圧力室プレート ２５ 圧力室ユニット ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ 圧電素子 ２６ 圧電素子ブロック ２７ 非圧電材質部 ２８ 圧電材質部 ２９ａ、３０ａ 外部電極 ３１ａ、３２ａ パッド部 ３３ 感光性樹脂層 ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ 圧電素子 ３４ 圧電素子ブロック １０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ 圧電素子 １０２ ベース部 ２０１ａ、２０２ａ 不活性領域 ２０３ａ 活性領域
Claims (9)
- 【請求項１】 ノズルとインク供給口とに連通し、振動
する一つの振動壁を同じ方向の面にそれぞれ有する複数
の圧力室を含む圧力室ユニットと、２つの外部電極をそ
れぞれ備え前記複数の振動壁にそれぞれ接合された複数
の圧電素子とを含み、 前記複数の圧電素子は、各々、前記外部電極間に電圧が
加えられると内部にひずみが発生する活性領域でそれぞ
れ対応する前記圧力室の振動壁に接合され、前記外部電
極間に電圧が加えられても内部にひずみが発生しない不
活性領域でそれぞれ対応する前記圧力室に対して接合さ
れているインクジェット記録ヘッドにおいて、 前記複数の圧電素子は、それぞれ対応する圧力室に対し
てのみ接合され他に圧電素子同志の位置関係を固定する
手段を有していないことを特徴とするインクジェット記
録ヘッド。 - 【請求項２】 前記圧電素子は、複数の圧電材料の層と
複数の内部電極の層とが交互に積層され、前記内部電極
は、積層方向と直角な一方向に１層ごとに交互にずれた
位置でただし所定の幅は重なって積層され、前記圧電素
子の前記内部電極のずれ方向の両側面に設けられた２つ
の外部電極に交互に接続され、前記圧電素子は、前記内
部電極のすべてが前記所定の幅で重なって積層されてい
る活性領域で前記振動壁に接合され、前記２つの外部電
極付近であり前記内部電極の層が１つおきに重なって積
層されている不活性領域で前記圧力室に対して接合され
ていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェッ
ト記録ヘッド。 - 【請求項３】 前記圧電素子は、圧電材と、前記圧電材
の前記圧力室の列方向と直角な方向の両側に接合され非
圧電材と、少なくとも前記圧電材の一部に設けられた前
記圧力室の列方向と平行な方向に対向する２つの面に形
成された２つの外部電極とを有することにより前記圧電
材及び前記非圧電材をそれぞれ前記活性領域及び不活性
領域とし、 前記圧電素子は、前記活性領域である前記圧電材で前記
振動壁に接合され、前記圧電材の両側の前記非活性領域
である前記非圧電材で前記圧力室に対して接合されてい
ることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記
録ヘッド。 - 【請求項４】 前記圧電素子は、前記振動壁に対して接
合されている部分と、前記圧力室に対して接合されてい
る部分の間に切り込み部を有することを特徴とする請求
項１、２又は３に記載のインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項５】 前記圧電素子は、積層方向の厚さの２０
％以上の非積層部を有し、 前記振動壁に対して接合されている部分と、前記圧力室
に対して接合されている部分の間に圧電素子の積層部の
全厚さを切り離す切り込み部を有することを特徴とする
請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項６】 前記請求項１または２に記載のインクジ
ェット記録ヘッドの製造方法において、 前記圧力室の列方向に複数の圧力室分の長さを有し、前
記列方向の長さ全体にわたって連続して形成されている
２つの外部電極、前記活性領域及び前記不活性領域を有
する圧電素子ブロックを形成する第１の工程と、 前記圧電素子ブロックを前記圧力室ユニットに接合する
第２の工程と、前記第２の工程の後に 前記圧力室ユニットに接合された
前記圧電素子ブロックを切断分離して前記複数の圧力室
にそれぞれ対応する複数の圧電素子を形成する第３の工
程とを有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】 前記請求項３に記載のインクジェット記
録ヘッドの製造方法において、 前記圧力室の列方向に複数の圧力室分の長さを有する圧
電材の１対の側面にそれぞれ前記圧電材と同じ長さを有
する非圧電材を接合した圧電素子ブロックを形成する第
１の工程と、 前記圧電素子ブロックを前記圧力室ユニットに接合する
第２の工程と、 前記圧力室ユニットに接合された前記圧電素子ブロック
を切断して前記複数の圧力室にそれぞれ対応する複数の
圧電素子を形成する第３の工程とを有することを特徴と
するインクジェット記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項８】 前記第１の工程は、さらに、複数の圧力
室分の長さを有する圧電素子ブロックの前記振動壁に対
して接合される部分と、前記圧力室に対して接合される
部分の間に、前記ブロックの全長さにわたって切り込み
部を形成する工程を含むことを特徴とする請求項６又は
７に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項９】 前記請求項３に記載のインクジェット記
録ヘッドの前記２つの外部電極が前記圧電素子の上面に
まで延接されてパッド部を形成したインクジェット記録
ヘッドを製造する製造方法において、前記圧力室の列方向に複数の圧力室分の長さを有する圧
電材の１対の側面にそれぞれ前記圧電材と同じ長さを有
する非圧電材を接合した圧電素子ブロックを形成する第
１の工程と、 圧力室分の幅を有する圧電素子ブロックの上面及び側面
全体に、感光性樹脂層を形成する第２の工程と、 前記感光性樹脂層を形成した前記圧電素子ブロックを前
記圧力室ユニットに接合する第３の工程と、 前記感光性樹脂層に対し、前記圧力室に位置合わせして
露光を行い、前記圧電素子ブロックの切断後に前記感光
性樹脂層の前記パッド部を形成するべき部分を除去する
第４の工程と、 前記圧力室ユニットに接合された前記圧電素子ブロック
を切断して前記複数の圧力室にそれぞれ対応する複数の
圧電素子を形成する第５の工程と、 前記圧電素子の切断面及び第４の工程で除去された部分
に、前記パッド部を有する外部電極を形成する第６の工
程とを有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 |
|---|---|---|---|
| JP15338098A JP3248486B2 (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 |
| EP99923867A EP1083048A4 (en) | 1998-06-02 | 1999-06-02 | INK JET WRITING HEAD AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
| PCT/JP1999/002945 WO1999062712A1 (fr) | 1998-06-02 | 1999-06-02 | Tete d'ecriture a jet d'encre et procede de fabrication associe |
| AU40586/99A AU4058699A (en) | 1998-06-02 | 1999-06-02 | Ink jet recording head and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15338098A JP3248486B2 (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11348276A JPH11348276A (ja) | 1999-12-21 |
| JP3248486B2 true JP3248486B2 (ja) | 2002-01-21 |
Family
ID=15561211
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15338098A Expired - Fee Related JP3248486B2 (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 |
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| KR20220077052A (ko) | 2020-12-01 | 2022-06-08 | 주식회사 이엠텍 | 미세입자 발생장치용 히터 및 그 설치구조 |
| KR20220137308A (ko) | 2021-04-02 | 2022-10-12 | 주식회사 이엠텍 | 미세입자 발생장치용 히터 및 그 설치구조 |
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| ES2227399T3 (es) * | 2001-07-09 | 2005-04-01 | Ricoh Company Ltd. | Cabezal de inyeccion de gotas de liquido y aparato de registro de inyeccion de tinta. |
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| KR100738102B1 (ko) | 2006-02-01 | 2007-07-12 | 삼성전자주식회사 | 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드 |
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-
1998
- 1998-06-02 JP JP15338098A patent/JP3248486B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-06-02 AU AU40586/99A patent/AU4058699A/en not_active Abandoned
- 1999-06-02 WO PCT/JP1999/002945 patent/WO1999062712A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1999-06-02 EP EP99923867A patent/EP1083048A4/en not_active Withdrawn
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Also Published As
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| AU4058699A (en) | 1999-12-20 |
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