JPH01188349A - インクジェット記録ヘッドの製造方法 - Google Patents

インクジェット記録ヘッドの製造方法

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JPH01188349A
JPH01188349A JP1392388A JP1392388A JPH01188349A JP H01188349 A JPH01188349 A JP H01188349A JP 1392388 A JP1392388 A JP 1392388A JP 1392388 A JP1392388 A JP 1392388A JP H01188349 A JPH01188349 A JP H01188349A
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plate
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Hirozo Matsumoto
浩造 松本
Kosuke Sasaki
佐々木 光祐
Makoto Nishimura
真 西村
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
この発明は、圧電効果を利用してインクキャビティ(イ
ンク圧力室)内のインクを加圧し、ノズルから液滴状に
噴射させるマルチノズル式のインクジェット記録ヘッド
に関する。
【従来の技術】
インクジェット記録ヘッドについては、いくつかの方式
が提案されているが、圧電材料そのものにインクキャビ
ティを形成する方式については、すでに本件出願人によ
り出願されている(特開昭62−56150号公報参照
)。 この方式は、特にマルチノズル式インクジェット記録ヘ
ッドにおいて、その小型化やインクノズルの高密度化の
面で有効で、その詳細は上記公報に記載されているとこ
ろであるが、第2図〜第5図によって改めてその構成を
説明する。 まず第2図及び第3図のインクジェット記録ヘッド1は
その一例を示し、第2図は横断面図、また第3図はその
縦断面図である。 第2図において、10は平板状の圧電材料、例えば厚さ
0.5mn+の圧電セラミックスからなる圧電体プレー
トで、この圧電体プレート10には複数列(図では5列
)のインクキャビティ11が並列に設けられている。こ
のインクキャビティ11は、断面U字状の溝(幅約0.
7mm)の両側面に沿ってさらに幅に狭い溝(幅約50
μm)を掘り込んだ形状、言い換えればU字溝の底面中
央に突出部を設けた形状を持っている。 また第3図に示すように、圧電体プレート10の一端(
第3図の左端)には、インクノズル12(断面40μm
×40μm)がインクキャビティ11に通じるように形
成され、他端(第3図の右端)には、同じくインクキャ
ビティ11に通じるようにインク供給路13が形成され
ている。そして、−これらのインク供給路13に続けて
、各インクキャビティ11に共通のインク供給室14が
圧電体プレート10を横断するように形成されている。 なお、このインク供給室14は図示しないインク容器と
つながれ、インクキャビティ11、インクノズル12、
インク供給路13及びインク供給室14はインクで満た
される。 さらに圧電体プレート10には、インクキャビティ11
の全内面に一方の電極16が、またインクキャビティ1
1内の中央突出部に対応する下面に他方の電極17がそ
れぞれ層状に設けられている。 このような圧電体プレート10には、その上面に蓋板1
5(厚さ約0.5mm)が接着又は融着によって接合さ
れている。蓋板15としては、ガラス、アルミナなどの
セラミック、あるいは金属のいずれでも、良いが、イン
クの流れを目視で観察できるなどの点から、ガラスが最
も適している。 さて、図示構成のインクジェット記録ヘッド1において
、電極16.17間に駆動用パルス電圧が印加されると
、第2図で破線ハツチングを施した伸縮部18(主とし
て中央突出部)が縦方向に圧縮され、またこれに応じて
横方向に伸長される。 なお、伸縮部18の左右のベース部(第2図において網
目ハツチングを施した部分)19は伸縮変化しない。伸
縮部18に伸縮は縦方向の方が変化が大きシまため、イ
ンクキャビティ11の内容積は全体的には膨張し、イン
ク供給室14からインク供給路13を通してインクを吸
い込む。一方、パルス電圧が零になると、インクキャビ
ティ11の内容積は復元して縮小し、インクは液滴状と
なってインクノズル12から噴射される。 次に、第4図及び第5図のインクジェット記録ヘッド2
は別の構成例を示すもので、第4図は横断面図、第5図
は縦断面を表したた斜視図である。 この例では、圧電体プレート20を切断し、個々にU字
溝のインクキャビティ21を持つ圧電体ブロック20a
を集合させた構成となっている。そして、インクキャビ
ティ21に通じるようにインクノズル22、インク供給
路23、及びインク供給室24が形成され、圧電体プレ
ート20の上面に1Hff125が接合されている点は
上記従来例と同じである。 第4図に示すように、圧電体ブロック20aのU字溝両
側の脚部上面及びインクキャビティ21の全内面に一方
の電極26が、また下面全面に他方の電極27がそれぞ
れ設けられている。 このようなインクジェット記録ヘッド2の電極26.2
7間に駆動用パルス電圧が印加されると、第4図の破線
ハツチングを施した伸縮部28(U字溝両側の脚部)が
縦方向に圧縮されると同時に横方向に伸長される。なお
、網目ハツチングを施したベース部(U字溝の底部)2
9は伸縮変化しない。その結果、インクキャビティ21
の内容積は縮小し、インクノズル22からインクが液滴
状に噴射される。そして、電極26.27間の印加電圧
が零になると、インクキャビティ21の内容積は復元し
、インク供給室24からインク供給路23を通してイン
クを吸い込む。 この第2の従来例は、上記第1の従来例と比べると、駆
動用パルス電圧の印加によるインクキャピテイの収縮膨
張の関係が逆になること、その収縮膨張率が良いこと、
個々の圧電体ブロックを集合させるため製造面でやや難
点があることなどの点が違っている。
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述インクジェット記録ヘッドの製造に当た
っては、インクキャビティ内に電圧印加用の電極を形成
するとともに、圧電体プレートと蓋板とを強固に接合す
ることが必要となる。なお、蓋板の材質は特に限定され
ないが、圧電体プレートとの接合性及びインクの流れを
目視で観察できることなどからガラスが最適である。 従来は、両面にガラスフリットを含む銀電極を形成した
圧電体プレートの一方の面にグイシングツ−によってイ
ンクキャビティ、インクノズル、インク供給路、及びイ
ンク供給室を加工した後、再度、ガラスフリントを含む
銀ペーストをインクキャビティの内面にスクリーン印刷
法などの手段で塗布し、焼き付は処理を行って電極を形
成している。そしてこの圧電体プレートと蓋板とは、熱
融着などの方法で接合している。 この方法は、圧電体プレートとガラスの蓋板とを強固に
接合できるという利点を持つが、インクキャビティの溝
幅が非常に微細であるため、その内面に均一な電極膜を
形成することが困難であること、さらに接合時にインク
ノズル、インク供給路などに銀電極がだれ込んでインク
の供給を狙害するという欠点があった。 そこでこの発明は、インクキャビティの内面に電極膜を
均一に形成できるとともに、圧電体プレートと蓋板の密
着力が極めて強固(剥離強度が大)となり、信頼性と耐
久性に富んだインクジェット記録ヘッドを得ることので
きるインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数列のインクキャビティ、インクノズル
、及びインク供給路とこれらに共通のインク供給室とが
形成された圧電体プレートに蓋板を接合して構成される
インクジェット記録ヘッドにおいて、両面に銀電極を形
成した圧電体プレートの一方の面にインクキャビティ、
インクノズル、インク供給路及びインク供給室を加工し
た後この面に酸に不溶である導電性金属の薄層を形成し
、次いでこの面に付着している銀電極を酸によって溶解
除去してインクキャビティの内面にのみ前記導電性金属
の薄層を残留させ、その後圧電体プレートと蓋板とを接
合するものである。 第1図はこの発明の工程を示すものである。以下、第1
図に基づいてこの発明の詳細な説明する。 第1図(A)において、20は圧電体プレートで、その
厚さは0.5mm程度である。この圧電体プレート20
の両面に、ガラスフリットを含む銀電極30a、30b
を約10μ工程度の厚さで形成する。 次に、第1図(B)に示すように、銀電極30aが形成
された面にグイシングツ−でインクキャビティ21を加
工する。、なお、この工程においてインクノズル、イン
ク供給路、インク供給室も同時に加工するが、図では省
略しである。 その次に、第1図(C)に示すように、インクキャビテ
ィ21が加工された圧電体プレート20の面に、めっき
、蒸着、スパッタなどの手段によって導電性金属の薄層
31を形成する。この導電性金属は特性的に酸に不溶で
あることが要求されるので、PL、 Au、 Pdとそ
の合金が適している。そして、その厚さは0.5〜10
μmの範囲が良い。 次いで、第5図(D)に示すように、銀電極30aを酸
によって溶解除去する。酸としては、硝酸系の溶液が適
している。 その後、第5図(E)に示すように、銀電極30aを溶
解除去した際に表面に残留した導電性金属層31を除去
する。この金属層31は、サンドペーパなどによる研磨
で簡単に除去することができる。この工程を経ることに
よって、導電性金属の薄層30は、インクキャビティ2
1の内面にのみ形成されることになる。 第5図(F)は、以上の工程で得られた圧電体プレート
20にガラスの蓋板25を接合した状態を示したもので
ある。両者は種々の方法で接合することが可能であるが
、接合強度、インクノズルへの接着剤のだれ込み防止、
耐インク性などを考慮すると、融着が最も適している。 すなわち、圧電体プレート20と蓋板25とを重ね合わ
せ、これをガラスの軟化点近傍まで加熱し、その段階で
荷重を負荷して接合するものである。その後、圧電体プ
レート20にスリットを入れれば、第3図に示した形態
のインクジェット記録ヘッドが得られることになる。
【作 用】
この発明によれば、電極としてのインクキャビティ内の
導電性金属の1[をめっき、スパッタ、蒸着などの手段
を用いて形成できるので、電極を均一に形成することが
できる。また、蓋板との接合面の銀電極を酸によって溶
解除去した後に蓋板を接合するので、インクノズルやイ
ンク供給路への銀電極のだれ込みがなくなる。
【実施例] 以下、実験によって性能を確認した実施例の−について
説明する。 導電性金属としてはptを用い、これをスパッタによっ
て2μmの厚さに成膜した。酸として50%濃度の硝酸
溶液を用い、圧電体プレートの一方の面のみをこれに1
5分間浸漬して銀電極を溶解除去し、その後、圧電体プ
レート上に残留したpt膜を1200番のサンドペーパ
で研磨して除去した。ガラスとしては、厚さ0.5nn
のアルカリ亜鉛硼珪酸を用い、温度700°C1温度保
持時間15分、負荷荷重10g/cJの条件で接合した
。 この条件で接合したものの接合強さ(剥離強さ)は、2
0〜25kg/cJで、破壊は接合面ではなく蓋板ある
いは圧電体プレートで発生する状況を呈し、強固な接合
が得られることが確認された。 また、この方法によれば、インクノズル、インク供給路
などへの接着剤のだれ込みなどがなくなるので、インク
吐出性が安定することも確認された。 なお、上述実施例では蓋板としてガラスを用いた例を説
明したが、アルミナなどのセラミックス板を採用しても
ガラスの場合と同様の結果を得ることができる。 【発明の効果】 この発明によれば、電極としてのインクキャビティ内の
導電性金属の薄N壱めっき、スパッタ、蒸着などの手段
を用いて形成するので、電極膜を均一に形成することが
でき、また蓋板との接合面の銀電極を酸によって溶解除
去した後に蓋板を接合するので、インクノズルやインク
供給路への銀電極のだれ込みがなくなってインクノズル
などの詰まりを防止でき、さらに圧電体プレートと蓋板
とを強固に接合することができる。したがって、インク
吐出の安定性、信転性、さらに耐久性に優れたインクジ
ェット記録ヘッドを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の詳細な説明する工程図、第2図はイ
ンクジェット記録ヘッドの構成例を示す横断面図、第3
図は第2図の縦断面図、第4図はインクジェット記録ヘ
ッドの別の構成例を示す横断面図、第5図は第4図の縦
断面を表す斜視図である。 20:圧電体プレート、21:インクキャビティ、22
:インクノズル、23:インク供給路、24:インク供
給室、25:M板、30a、30b:銀電極、31:導
電性金属の薄層。 謂 It( 沙 第1図 第2図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)複数列のインクキャビティ、インクノズル、及びイ
    ンク供給路とこれらに共通のインク供給室とが形成され
    た圧電体プレートに蓋板を接合して構成されるインクジ
    ェット記録ヘッドにおいて、両面に銀電極を形成した圧
    電体プレートの一方の面にインクキャビティ、インクノ
    ズル、インク供給路及びインク供給室を加工した後この
    面に酸に不溶である導電性金属の薄層を形成し、次いで
    この面に付着している銀電極を酸によって溶解除去して
    インクキャビティの内面にのみ前記導電性金属の薄層を
    残留させ、その後圧電体プレートと蓋板とを接合するこ
    とを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
JP1392388A 1988-01-25 1988-01-25 インクジェット記録ヘッドの製造方法 Pending JPH01188349A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0511376A1 (en) * 1990-11-20 1992-11-04 Spectra Inc INK BEAM HEAD WITH THIN-LAYER CONVERTER.
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