JPH05338158A - インクジェットヘッドとその製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッドとその製造方法Info
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- JPH05338158A JPH05338158A JP14577192A JP14577192A JPH05338158A JP H05338158 A JPH05338158 A JP H05338158A JP 14577192 A JP14577192 A JP 14577192A JP 14577192 A JP14577192 A JP 14577192A JP H05338158 A JPH05338158 A JP H05338158A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- ink
- ink jet
- jet head
- substrate
- Prior art date
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 流路の断面形状が円弧を含む形状にすること
により気泡の排出性、吐出特性を向上する。 【構成】 流路の長て方向に対し垂直なアレイ方向に互
いに間隔をあけられた多数の平行な流路４からなり、前
記流路に配接されたインクを吐出せしめるノズル面を有
し、前記流路の側壁５はその一部または全体が圧電材料
で構成されるインクジェットヘッドに於て、前記流路の
断面形状が円弧を含む形状であり、前記流路形成をブレ
ードの先端を丸めた形状のダイシングソーあるいはワイ
ヤーソーにより形成する。
により気泡の排出性、吐出特性を向上する。 【構成】 流路の長て方向に対し垂直なアレイ方向に互
いに間隔をあけられた多数の平行な流路４からなり、前
記流路に配接されたインクを吐出せしめるノズル面を有
し、前記流路の側壁５はその一部または全体が圧電材料
で構成されるインクジェットヘッドに於て、前記流路の
断面形状が円弧を含む形状であり、前記流路形成をブレ
ードの先端を丸めた形状のダイシングソーあるいはワイ
ヤーソーにより形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はインクジェットヘッドに
関する。更に詳しくは、インク液滴を選択的に記録媒体
に付着させるインクジェットヘッドに関する。
関する。更に詳しくは、インク液滴を選択的に記録媒体
に付着させるインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年インクジェットプリンタは高速印
字、低騒音、高印字品位等の利点から、急速に発展して
いる。インクジェットプリンタに用いられるインクジェ
ットヘッドにはいくつかの方式が提案されているが、一
般的には二つの方式に分けることができる。すなわち第
一の方式は圧電材料を使用して、インクチャンバー内に
圧力パルスを発生させ、ノズルからインク滴を吐出させ
る。第二の方式は発熱抵抗体を使用して、インクチャン
バー内に蒸気バブルを発生させ、ノズルからインク滴を
吐出させる。
字、低騒音、高印字品位等の利点から、急速に発展して
いる。インクジェットプリンタに用いられるインクジェ
ットヘッドにはいくつかの方式が提案されているが、一
般的には二つの方式に分けることができる。すなわち第
一の方式は圧電材料を使用して、インクチャンバー内に
圧力パルスを発生させ、ノズルからインク滴を吐出させ
る。第二の方式は発熱抵抗体を使用して、インクチャン
バー内に蒸気バブルを発生させ、ノズルからインク滴を
吐出させる。
【０００３】第二の方式は、発熱抵抗体の急速な加熱冷
却を繰り返すために、容易に発熱抵抗体が劣化し、耐久
性に乏しいという課題がある。また蒸気バブルが発生す
るインクしか使えないという課題もある。これに対して
第一の方式は前述の課題を持たない。しかしながら第一
の方式は圧電材料の効率が低いため、インクジェットヘ
ッド自体が大型化する。また複雑な製造工程となり、大
量生産に適さなく、結果として高価なものとなる。さら
にノズル密度の高密度化が困難なため、高印字品位を得
にくい。これらの課題がある為、広く普及するには至っ
ていない。
却を繰り返すために、容易に発熱抵抗体が劣化し、耐久
性に乏しいという課題がある。また蒸気バブルが発生す
るインクしか使えないという課題もある。これに対して
第一の方式は前述の課題を持たない。しかしながら第一
の方式は圧電材料の効率が低いため、インクジェットヘ
ッド自体が大型化する。また複雑な製造工程となり、大
量生産に適さなく、結果として高価なものとなる。さら
にノズル密度の高密度化が困難なため、高印字品位を得
にくい。これらの課題がある為、広く普及するには至っ
ていない。
【０００４】第一の方式の課題を解決する方法として、
特開昭６３ー２４７５０１号公報に、ノズルの並び方向
に互いに間隔を有する複数の平行な長方形の断面積の流
路を有し、前記流路の側壁の一部または全表面に電極が
形成され、前記側壁はその一部または全体が圧電材料で
構成され、前記側壁が流路の並び方向に平行な変形を
し、前記流路内の圧力を変化させて、流路の一端に形成
されたインク滴を吐出せしめるインクジェットヘッドが
提案されている。
特開昭６３ー２４７５０１号公報に、ノズルの並び方向
に互いに間隔を有する複数の平行な長方形の断面積の流
路を有し、前記流路の側壁の一部または全表面に電極が
形成され、前記側壁はその一部または全体が圧電材料で
構成され、前記側壁が流路の並び方向に平行な変形を
し、前記流路内の圧力を変化させて、流路の一端に形成
されたインク滴を吐出せしめるインクジェットヘッドが
提案されている。
【０００５】従来例のインクジェットヘッドの構造を図
１０をもとに説明する。図１０はインクジェットヘッド
の構造を示す図で、１は圧電基板、２はノズル形成部
材、３はノズル開口、４は流路、５は圧電材料からなる
側壁（以下、圧電側壁と略す）、７はインク供給口、８
はスリット基板、９はインク排出口、１０は電極、１７
はインクチューブである。このインクジェットヘッドは
互いに平行な流路４が多数形成されている。流路４の一
端はノズル形成基板２に形成されたノズル開口３に接続
し、流路４の他の一端は、スリット基板８により構成さ
れるスリット状のインク排出口９に接続する。また、流
路４は、流路ピッチに合わせたインク供給口７を有する
上部基板により蓋をされ、各流路４に対応するインク供
給口７を経て、インクチューブ１７によりインク貯蔵タ
ンク（図示せず）に接続している。電極１０は流路から
圧電基板１上の導電線につながり、電気的アクチュエー
ト手段（図示せず）に接続される。各流路４を区画する
圧電材料の側壁５は流路方向に対して垂直方向１１に分
極されている。
１０をもとに説明する。図１０はインクジェットヘッド
の構造を示す図で、１は圧電基板、２はノズル形成部
材、３はノズル開口、４は流路、５は圧電材料からなる
側壁（以下、圧電側壁と略す）、７はインク供給口、８
はスリット基板、９はインク排出口、１０は電極、１７
はインクチューブである。このインクジェットヘッドは
互いに平行な流路４が多数形成されている。流路４の一
端はノズル形成基板２に形成されたノズル開口３に接続
し、流路４の他の一端は、スリット基板８により構成さ
れるスリット状のインク排出口９に接続する。また、流
路４は、流路ピッチに合わせたインク供給口７を有する
上部基板により蓋をされ、各流路４に対応するインク供
給口７を経て、インクチューブ１７によりインク貯蔵タ
ンク（図示せず）に接続している。電極１０は流路から
圧電基板１上の導電線につながり、電気的アクチュエー
ト手段（図示せず）に接続される。各流路４を区画する
圧電材料の側壁５は流路方向に対して垂直方向１１に分
極されている。
【０００６】次に従来例の吐出動作を、流路の断面を示
す図１１を基に説明する。図１１（ａ）は電圧パルスが
印加がされない状態を示す図、図１１（ｂ）は電圧パル
スが印加された状態を示す図である。図１１（ａ）に於
て、圧電側壁５は両面に形成された電極１０に、電気的
アクチュエート手段（図示せず）より電圧パルスを印加
されない為、変形していない。図１１（ｂ）に於て、電
圧パルスを印加されると圧電側壁５が上部にズリ方向に
変形し、発生する圧力により流路４を満たされているイ
ンクの一部をノズル開口（図示せず）からインク滴とし
て吐出させ、他の一部をインク供給口（図示せず）を経
てインク貯蔵タンク側に排出する。インク滴吐出後のノ
ズル部へのインクの供給は、ノズル開口の毛管力によ
り、インク貯蔵タンクからインク供給口と流路を経てノ
ズル開口へ供給される。
す図１１を基に説明する。図１１（ａ）は電圧パルスが
印加がされない状態を示す図、図１１（ｂ）は電圧パル
スが印加された状態を示す図である。図１１（ａ）に於
て、圧電側壁５は両面に形成された電極１０に、電気的
アクチュエート手段（図示せず）より電圧パルスを印加
されない為、変形していない。図１１（ｂ）に於て、電
圧パルスを印加されると圧電側壁５が上部にズリ方向に
変形し、発生する圧力により流路４を満たされているイ
ンクの一部をノズル開口（図示せず）からインク滴とし
て吐出させ、他の一部をインク供給口（図示せず）を経
てインク貯蔵タンク側に排出する。インク滴吐出後のノ
ズル部へのインクの供給は、ノズル開口の毛管力によ
り、インク貯蔵タンクからインク供給口と流路を経てノ
ズル開口へ供給される。
【０００７】また従来の圧電側壁には別の構造もある。
以降、前述の構造を圧電側壁構造Ａと呼び、これから説
明する構造を圧電側壁構造Ｂと呼ぶ。図１２を基に圧電
側壁構造Ｂを説明する。図１２（ａ）に於て、圧電側壁
５は分極方向１１が異なる２個の圧電側壁、すなわち圧
電側壁５Ａと圧電側壁５Ｂとにより形成されている。圧
電側壁５は両面に形成された電極１０に、電気的アクチ
ュエート手段（図示せず）より電圧パルスを印加されな
い為、変形していない。図１２（ｂ）に於て、電圧パル
スを印加されると圧電側壁５Ａ、５Ｂとも圧電側壁の接
合面にズリ変形し、発生する圧力により流路４を満たす
インクの一部をノズル開口（図示せず）からインク滴と
して吐出させ、他の一部をインク供給口（図示せず）を
経てインク貯蔵タンク側に排出する。インク滴吐出後の
ノズル部へのインク供給は、ノズル開口の毛管力により
インク貯蔵タンクよりインク供給口と流路４を経てノズ
ル開口へ供給される。また圧電壁構造Ｂは図１３に示す
ような、底板部を圧電側壁と別構造とする下部基板１３
を有する構造（以降、圧電側壁構造Ｂ’と呼ぶ）もあ
る。
以降、前述の構造を圧電側壁構造Ａと呼び、これから説
明する構造を圧電側壁構造Ｂと呼ぶ。図１２を基に圧電
側壁構造Ｂを説明する。図１２（ａ）に於て、圧電側壁
５は分極方向１１が異なる２個の圧電側壁、すなわち圧
電側壁５Ａと圧電側壁５Ｂとにより形成されている。圧
電側壁５は両面に形成された電極１０に、電気的アクチ
ュエート手段（図示せず）より電圧パルスを印加されな
い為、変形していない。図１２（ｂ）に於て、電圧パル
スを印加されると圧電側壁５Ａ、５Ｂとも圧電側壁の接
合面にズリ変形し、発生する圧力により流路４を満たす
インクの一部をノズル開口（図示せず）からインク滴と
して吐出させ、他の一部をインク供給口（図示せず）を
経てインク貯蔵タンク側に排出する。インク滴吐出後の
ノズル部へのインク供給は、ノズル開口の毛管力により
インク貯蔵タンクよりインク供給口と流路４を経てノズ
ル開口へ供給される。また圧電壁構造Ｂは図１３に示す
ような、底板部を圧電側壁と別構造とする下部基板１３
を有する構造（以降、圧電側壁構造Ｂ’と呼ぶ）もあ
る。
【０００８】さらに従来例では、圧電側壁の形成方法に
ついても提案されている。それは圧電基板をダイシング
ソーのダイヤモンドブレードにより溝加工し、圧電側壁
を形成するものである。従来のダイシングソーのダイヤ
モンドブレード２１は図１４に示すような内円２４を持
つドーナツ状の円である。そしてその断面形状は図１５
に示すような先端が角張った形状である。この理由は、
ダイヤモンドブレードの製造方法による。通常ダイヤモ
ンドブレードはダイヤモンド粒子を含むスラリーを焼結
し、研磨することにより作成される。焼結後のダイヤモ
ンドブレードは図１６に示すように、厚さが不均一で且
つ歪みを持っている。その為、精密研磨しこれらを除去
する。研磨により図１４の形状になる。溝加工の状態を
図１７を基に説明する。圧電基板１を先端が角張ったダ
イヤモンドブレード２１で回転切削加工すると、得られ
る溝の形状は図示されるように角張った形状になる。
ついても提案されている。それは圧電基板をダイシング
ソーのダイヤモンドブレードにより溝加工し、圧電側壁
を形成するものである。従来のダイシングソーのダイヤ
モンドブレード２１は図１４に示すような内円２４を持
つドーナツ状の円である。そしてその断面形状は図１５
に示すような先端が角張った形状である。この理由は、
ダイヤモンドブレードの製造方法による。通常ダイヤモ
ンドブレードはダイヤモンド粒子を含むスラリーを焼結
し、研磨することにより作成される。焼結後のダイヤモ
ンドブレードは図１６に示すように、厚さが不均一で且
つ歪みを持っている。その為、精密研磨しこれらを除去
する。研磨により図１４の形状になる。溝加工の状態を
図１７を基に説明する。圧電基板１を先端が角張ったダ
イヤモンドブレード２１で回転切削加工すると、得られ
る溝の形状は図示されるように角張った形状になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
のインクジェットヘッドは高密度化には有効であるが、
図１７に示される流路の角張った部分に気泡が溜り易
く、吐出不能になりがちである。またこの傾向はインク
速度、応答周波数を高めると顕著になり、これらを高め
れなかった。そのため吐出性能が低かった。
のインクジェットヘッドは高密度化には有効であるが、
図１７に示される流路の角張った部分に気泡が溜り易
く、吐出不能になりがちである。またこの傾向はインク
速度、応答周波数を高めると顕著になり、これらを高め
れなかった。そのため吐出性能が低かった。
【００１０】本発明はかかる問題を解決するもので、高
密度で且つ、吐出不良にならなく、吐出性能の高いイン
クジェットヘッドを提供することを目的とする。
密度で且つ、吐出不良にならなく、吐出性能の高いイン
クジェットヘッドを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドはかかる問題を解決するために、流路と前記流路
に配接されたインクを吐出せしめるノズル面を有し、前
記流路の側壁はその一部または全体が圧電材料で構成さ
れるインクジェットヘッドに於て、前記流路の断面形状
が円弧を含む形状とする。また前記インクジェットヘッ
ドの流路をブレードの先端を丸めた形状のダイシングソ
ーあるいはワイヤーソーにより加工、形成する。
ヘッドはかかる問題を解決するために、流路と前記流路
に配接されたインクを吐出せしめるノズル面を有し、前
記流路の側壁はその一部または全体が圧電材料で構成さ
れるインクジェットヘッドに於て、前記流路の断面形状
が円弧を含む形状とする。また前記インクジェットヘッ
ドの流路をブレードの先端を丸めた形状のダイシングソ
ーあるいはワイヤーソーにより加工、形成する。
【００１２】
【実施例】以下に図を用いて本発明を説明する。
【００１３】まず図１に本発明のインクジェットプリン
タヘッドの一例を示し、構造を説明する。図１は、本発
明の１実施例を示す流路の断面図である。図１（ａ）は
直線状の側壁面１６と円弧状の上壁面１４、下壁面１５
からなる流路の断面形状を示す。図１（ｂ）は直線状の
側壁面１６、、上壁面１４と円弧状の下壁面１５からな
る流路の断面形状を示す。図１（ｃ）は上壁面１４と下
壁面１５が連続した円状の流路の断面形状を示す。吐出
動作は従来例と同様である。
タヘッドの一例を示し、構造を説明する。図１は、本発
明の１実施例を示す流路の断面図である。図１（ａ）は
直線状の側壁面１６と円弧状の上壁面１４、下壁面１５
からなる流路の断面形状を示す。図１（ｂ）は直線状の
側壁面１６、、上壁面１４と円弧状の下壁面１５からな
る流路の断面形状を示す。図１（ｃ）は上壁面１４と下
壁面１５が連続した円状の流路の断面形状を示す。吐出
動作は従来例と同様である。
【００１４】次に本発明のインクジェットヘッドの製造
方法を、図２〜図７を用いて説明する。図２の１は圧電
基板を示し、以下の工程よりインクジェットヘッドが製
造される。
方法を、図２〜図７を用いて説明する。図２の１は圧電
基板を示し、以下の工程よりインクジェットヘッドが製
造される。
【００１５】(1)溝加工工程 ：図３ 圧電基板１を溝加工し、圧電側壁５を形成する工程。
【００１６】(2)電極形成工程 ：図４ 圧電側壁５に電極１０を形成する工程。電極形成装置は
真空蒸着装置、スパッタリング装置等を用いる。
真空蒸着装置、スパッタリング装置等を用いる。
【００１７】(3)不用電極除去工程 ：図５ 基板上面の電極を除去する工程。除去は基板上面を研磨
する。
する。
【００１８】(4)上蓋接着工程 ：図６ 圧電側壁５が形成された圧電基板１に上部基板６を接着
する工程。
する工程。
【００１９】(5)ノズルプレート接着工程 ：図７ 圧電基板１、上部基板６の端面にノズル開口３を持つノ
ズル形成部材２を接着する工程 本発明のインクジェットヘッドの製造方法の中で溝加工
工程は流路の断面形状を得るために最も重要な工程であ
る。そのため本発明者は検討に検討を重ねることによ
り、以下の方法で本発明の目的形状を得ることができる
ことを見いだした。
ズル形成部材２を接着する工程 本発明のインクジェットヘッドの製造方法の中で溝加工
工程は流路の断面形状を得るために最も重要な工程であ
る。そのため本発明者は検討に検討を重ねることによ
り、以下の方法で本発明の目的形状を得ることができる
ことを見いだした。
【００２０】それは、ダイヤモンドブレードを図８に示
すような先端を丸めた形状に形成すること、及びワイヤ
ーソーにより溝加工することである。ワイヤーソーは図
９に示すように、円状の断面形状のワイヤーに、砥粒２
３を分散した研磨液を付着させ、ワイヤーを被加工物に
対して摺動させ加工する。本発明者は目的の形状を得る
為に、ワイヤーの送り速度が加工品質に重要な影響を与
える事を見いだした。以下具体的に実施例と比較例を挙
げ本発明を説明する。
すような先端を丸めた形状に形成すること、及びワイヤ
ーソーにより溝加工することである。ワイヤーソーは図
９に示すように、円状の断面形状のワイヤーに、砥粒２
３を分散した研磨液を付着させ、ワイヤーを被加工物に
対して摺動させ加工する。本発明者は目的の形状を得る
為に、ワイヤーの送り速度が加工品質に重要な影響を与
える事を見いだした。以下具体的に実施例と比較例を挙
げ本発明を説明する。
【００２１】（実施例１） 圧電壁構造：圧電側壁構造Ｂ (1)溝加工工程 １ｍｍ厚の圧電基板をダイシングソーにより溝加工し、
圧電側壁を形成する。ダイヤモンドブレードは厚さ７０
μｍ、先端曲率半径３５umを用い、ピッチ１６９μｍで
加工する。得られた溝幅は８０μｍである。
圧電側壁を形成する。ダイヤモンドブレードは厚さ７０
μｍ、先端曲率半径３５umを用い、ピッチ１６９μｍで
加工する。得られた溝幅は８０μｍである。
【００２２】(2)電極形成工程 圧電側壁に真空蒸着機により電極を形成する。電極はＮ
ｉを２μｍ成膜する。 (3)不用電極除去工程 基板上面の電極を研磨機により除去する。
ｉを２μｍ成膜する。 (3)不用電極除去工程 基板上面の電極を研磨機により除去する。
【００２３】(4)上蓋接着工程 圧電側壁が形成された圧電基板にガラス上蓋を接着す
る。接着材は流れだしの少ないものが好ましい。
る。接着材は流れだしの少ないものが好ましい。
【００２４】(5)ノズルプレート接着工程 圧電基板、上蓋の端面にノズルプレートを接着する。接
着材は流れだしの少ないものが好ましい。
着材は流れだしの少ないものが好ましい。
【００２５】(6)インク供給手段、印加パルスを発生す
る駆動手段と接続しインクジェットヘッドを作成する。
る駆動手段と接続しインクジェットヘッドを作成する。
【００２６】(7)インクジェットヘッドに粘度２ｃｐｓ
のインクを注入する。
のインクを注入する。
【００２７】(8)電圧５０ｖ、パルス幅２０μｓｅｃの
駆動パルスをインクジェットヘッドに印加する。
駆動パルスをインクジェットヘッドに印加する。
【００２８】駆動パルスは連続して１０億パルスまで印
加した。
加した。
【００２９】(9)インク滴の吐出速度、応答周波数、気
泡の排出性を評価、測定した。また２、 ４、６、８、
１０パルスでの動作を確認した。
泡の排出性を評価、測定した。また２、 ４、６、８、
１０パルスでの動作を確認した。
【００３０】（実施例２） 圧電壁構造：圧電側壁構造Ｂ (1)圧電基板接着 ０．２５μｍ厚の圧電基板と０．７５μｍ厚の圧電基板
を、分極方向が対抗する様に位置し、接着する。
を、分極方向が対抗する様に位置し、接着する。
【００３１】(2)溝加工工程 圧電基板をダイシングソーにより０．２５μｍ厚の圧電
基板面から溝加工し、圧電側壁を形成する。ダイヤモン
ドブレードは厚さ７０μｍ、先端曲率半径３５μｍを用
い、ピッチ１６９μｍ、溝深さ５００μｍで加工する。
得られた溝幅は８０μｍである。
基板面から溝加工し、圧電側壁を形成する。ダイヤモン
ドブレードは厚さ７０μｍ、先端曲率半径３５μｍを用
い、ピッチ１６９μｍ、溝深さ５００μｍで加工する。
得られた溝幅は８０μｍである。
【００３２】(3)電極形成工程 圧電側壁に真空蒸着機により電極を形成する。電極はＮ
ｉを２μｍ成膜する。 (4)不用電極除去工程 基板上面の電極を研磨機により除去する。
ｉを２μｍ成膜する。 (4)不用電極除去工程 基板上面の電極を研磨機により除去する。
【００３３】(5)上蓋接着工程 圧電側壁が形成された圧電基板にガラス上蓋を接着す
る。接着材は流れだしの少ないものが好ましい。
る。接着材は流れだしの少ないものが好ましい。
【００３４】(6)ノズルプレート接着工程 圧電基板、上蓋の端面にノズルプレートを接着する。接
着材は流れだしの少ないものが好ましい。
着材は流れだしの少ないものが好ましい。
【００３５】(7)インク供給手段、印加パルスを発生す
る駆動手段と接続しインクジェットヘッドを作成する。
る駆動手段と接続しインクジェットヘッドを作成する。
【００３６】(8)インクジェットヘッドに粘度２ｃｐｓ
のインクを注入する。
のインクを注入する。
【００３７】(9)電圧５０ｖ、パルス幅２０μｓｅｃの
駆動パルスをインクジェットヘッドに印加する。
駆動パルスをインクジェットヘッドに印加する。
【００３８】駆動パルスは連続して１０億パルスまで印
加した。
加した。
【００３９】(10)インク滴の吐出速度、応答周波数、気
泡の排出性を評価、測定した。また２、 ４、６、８、
１０パルスでの動作を確認した。
泡の排出性を評価、測定した。また２、 ４、６、８、
１０パルスでの動作を確認した。
【００４０】（実施例３） 圧電壁構造：圧電側壁構造Ｂ’ (1)圧電基板接着 ０．２５μｍ厚の２個の圧電基板を、分極方向が対抗す
る様に位置し、接着する。さらに、０．５μｍ厚のガラ
ス基板を圧電基板に接着する。
る様に位置し、接着する。さらに、０．５μｍ厚のガラ
ス基板を圧電基板に接着する。
【００４１】(2)溝加工工程 圧電基板をダイシングソーにより０．２５μｍ厚の圧電
基板面から溝加工し、圧電側壁を形成する。ダイヤモン
ドブレードは厚さ７０μｍ、先端曲率半径３５μｍを用
い、ピッチ１６９μｍ、溝深さ５００μｍで加工する。
得られた溝幅は８０μｍである。
基板面から溝加工し、圧電側壁を形成する。ダイヤモン
ドブレードは厚さ７０μｍ、先端曲率半径３５μｍを用
い、ピッチ１６９μｍ、溝深さ５００μｍで加工する。
得られた溝幅は８０μｍである。
【００４２】(3)電極形成工程 圧電側壁に真空蒸着機により電極を形成する。電極はＮ
ｉを２μｍ成膜する。 (4)不用電極除去工程 基板上面の電極を研磨機により除去する。
ｉを２μｍ成膜する。 (4)不用電極除去工程 基板上面の電極を研磨機により除去する。
【００４３】(5)上蓋接着工程 圧電側壁が形成された圧電基板にガラス上蓋を接着す
る。接着材は流れだしの少ないものが好ましい。
る。接着材は流れだしの少ないものが好ましい。
【００４４】(6)ノズルプレート接着工程 圧電基板、上蓋の端面にノズルプレートを接着する。接
着材は流れだしの少ないものが好ましい。
着材は流れだしの少ないものが好ましい。
【００４５】(7)インク供給手段、印加パルスを発生す
る駆動手段と接続しインクジェットヘッドを作成する。
る駆動手段と接続しインクジェットヘッドを作成する。
【００４６】(8)インクジェットヘッドに粘度２ｃｐｓ
のインクを注入する。
のインクを注入する。
【００４７】(9)電圧５０ｖ、パルス幅２０μｓｅｃの
駆動パルスをインクジェットヘッドに印加する。
駆動パルスをインクジェットヘッドに印加する。
【００４８】駆動パルスは連続して１０億パルスまで印
加した。
加した。
【００４９】(10)インク滴の吐出速度、応答周波数、気
泡の排出性を評価、測定した。また２、 ４、６、８、
１０パルスでの動作を確認した。
泡の排出性を評価、測定した。また２、 ４、６、８、
１０パルスでの動作を確認した。
【００５０】（実施例４） 圧電壁構造：圧電側壁構造Ｂ’ (1)圧電基板接着 ０．２５um厚の２個の圧電基板を、分極方向が対抗する
様に位置し、接着する。さらに、０．５um厚のガラス基
板を圧電基板に接着する。
様に位置し、接着する。さらに、０．５um厚のガラス基
板を圧電基板に接着する。
【００５１】(2)溝加工工程 圧電基板をワイヤーソーにより０．２５μｍ厚の圧電基
板面から溝加工し、圧電側壁を形成する。ワイヤーソー
のワイヤーは径７５μｍを用い、ピッチ１６９μｍ、溝
深さ５００μｍで加工する。研磨液のダイヤモンド粒子
の粒径は５μｍを用いた。得られた溝幅は８０μｍであ
る。
板面から溝加工し、圧電側壁を形成する。ワイヤーソー
のワイヤーは径７５μｍを用い、ピッチ１６９μｍ、溝
深さ５００μｍで加工する。研磨液のダイヤモンド粒子
の粒径は５μｍを用いた。得られた溝幅は８０μｍであ
る。
【００５２】(3)電極形成工程 圧電側壁に真空蒸着機により電極を形成する。電極はＮ
ｉを２μｍ成膜する。 (4)不用電極除去工程 基板上面の電極を研磨機により除去する。
ｉを２μｍ成膜する。 (4)不用電極除去工程 基板上面の電極を研磨機により除去する。
【００５３】(5)上蓋接着工程 圧電側壁が形成された圧電基板にガラス上蓋を接着す
る。接着材は流れだしの少ないものが好ましい。
る。接着材は流れだしの少ないものが好ましい。
【００５４】(6)ノズルプレート接着工程 圧電基板、上蓋の端面にノズルプレートを接着する。接
着材は流れだしの少ないものが好ましい。
着材は流れだしの少ないものが好ましい。
【００５５】(7)インク供給手段、印加パルスを発生す
る駆動手段と接続しインクジェットヘッドを作成する。
る駆動手段と接続しインクジェットヘッドを作成する。
【００５６】(8)インクジェットヘッドに粘度２ｃｐｓ
のインクを注入する。
のインクを注入する。
【００５７】(9)電圧５０ｖ、パルス幅２０μｓｅｃの
駆動パルスをインクジェットヘッドに印加する。
駆動パルスをインクジェットヘッドに印加する。
【００５８】駆動パルスは連続して１０億パルスまで印
加した。
加した。
【００５９】(10)インク滴の吐出速度、応答周波数、気
泡の排出性を評価、測定した。また２、 ４、６、８、
１０パルスでの動作を確認した。
泡の排出性を評価、測定した。また２、 ４、６、８、
１０パルスでの動作を確認した。
【００６０】（実施例５） 圧電壁構造：圧電側壁構造Ａ (1)圧電基板接着 ０．２５um厚の２個の圧電基板を、分極方向が対抗する
様に位置し、接着する。さらに、０．５um厚のガラス基
板を圧電基板に接着する。
様に位置し、接着する。さらに、０．５um厚のガラス基
板を圧電基板に接着する。
【００６１】(2)溝加工工程 圧電基板をダイシングソーにより０．２５μｍ厚の圧電
基板面から溝加工し、圧電側壁を形成する。ダイヤモン
ドブレードは厚さ７０μｍ、先端曲率半径３５μｍを用
い、ピッチ１６９μｍ、溝深さ５００μｍで加工する。
得られた溝幅は８０μｍである。
基板面から溝加工し、圧電側壁を形成する。ダイヤモン
ドブレードは厚さ７０μｍ、先端曲率半径３５μｍを用
い、ピッチ１６９μｍ、溝深さ５００μｍで加工する。
得られた溝幅は８０μｍである。
【００６２】(3)電極形成工程 圧電側壁に真空蒸着機により電極を形成する。電極はＮ
ｉを２μｍ成膜する。 (4)不用電極除去工程 基板上面の電極を研磨機により除去する。
ｉを２μｍ成膜する。 (4)不用電極除去工程 基板上面の電極を研磨機により除去する。
【００６３】(5)上蓋溝加工工程 ガラス上蓋をダイシングソーにより溝加工する。ダイヤ
モンドブレードは厚さ７０μｍ、先端曲率半径３５μｍ
を用い、ピッチ１６９μｍ、溝深さ３５μｍで加工す
る。
モンドブレードは厚さ７０μｍ、先端曲率半径３５μｍ
を用い、ピッチ１６９μｍ、溝深さ３５μｍで加工す
る。
【００６４】(6)上蓋接着工程 圧電側壁が形成された圧電基板に上蓋を溝面が相対する
ように接着する。上蓋の溝と圧電側壁がずれないように
注意する。接着材は流れだしの少ないものが好ましい。
ように接着する。上蓋の溝と圧電側壁がずれないように
注意する。接着材は流れだしの少ないものが好ましい。
【００６５】(7)ノズルプレート接着工程 圧電基板、上蓋の端面にノズルプレートを接着する。接
着材は流れだし少ないものが好ましい。
着材は流れだし少ないものが好ましい。
【００６６】(8)インク供給手段、印加パルスを発生す
る駆動手段と接続しインクジェットヘッドを作成する。
る駆動手段と接続しインクジェットヘッドを作成する。
【００６７】(9)インクジェットヘッドに粘度２ｃｐｓ
のインクを注入する。
のインクを注入する。
【００６８】(10)電圧５０ｖ、パルス幅２０μｓｅｃの
駆動パルスをインクジェットヘッドに印加する。
駆動パルスをインクジェットヘッドに印加する。
【００６９】駆動パルスは連続して１０億パルスまで印
加した。
加した。
【００７０】(11)インク滴の吐出速度、応答周波数、気
泡の排出性を評価、測定した。また２、 ４、６、８、
１０パルスでの動作を確認した。
泡の排出性を評価、測定した。また２、 ４、６、８、
１０パルスでの動作を確認した。
【００７１】（実施例６） 圧電壁構造：圧電側壁構造Ｃ (1)圧電基板接着 ０．１μｍ厚の圧電基板と０．５μｍ厚のガラス基板を
接着する。（圧電基板セットＡ）また同様に、圧電基板
セットＡの分極方向と対抗するように０．１μｍ厚の圧
電基板と０．５μｍ厚のガラス基板を接着する。（圧電
基板セットＢ）。
接着する。（圧電基板セットＡ）また同様に、圧電基板
セットＡの分極方向と対抗するように０．１μｍ厚の圧
電基板と０．５μｍ厚のガラス基板を接着する。（圧電
基板セットＢ）。
【００７２】(2)溝加工工程 圧電基板セットＡと圧電基板セットＢをワイヤーソーに
より圧電基板面から溝加工する。ワイヤーソーのワイヤ
ーは径２００μｍを用い、ピッチ３００μｍ、溝深さ１
００μｍで加工する。研磨液のダイヤモンド粒子の粒径
は５μｍを用いた。得られた溝幅は１１０μｍである。
より圧電基板面から溝加工する。ワイヤーソーのワイヤ
ーは径２００μｍを用い、ピッチ３００μｍ、溝深さ１
００μｍで加工する。研磨液のダイヤモンド粒子の粒径
は５μｍを用いた。得られた溝幅は１１０μｍである。
【００７３】(3)電極形成工程 圧電基板セットＡのと圧電基板セットＢの圧電側壁に真
空蒸着機により電極を形成する。電極はＮｉを２μｍ成
膜する。
空蒸着機により電極を形成する。電極はＮｉを２μｍ成
膜する。
【００７４】(4)不用電極除去工程 圧電基板セットＡのと圧電基板セットＢの上面の電極を
研磨機により除去する。
研磨機により除去する。
【００７５】(5)圧電基板セット接着工程 圧電基板セットＡのと圧電基板セットＢを溝位置がずれ
ないよう接着する。接着材は流れだしの少ないものが好
ましい。
ないよう接着する。接着材は流れだしの少ないものが好
ましい。
【００７６】(6)ノズルプレート接着工程 圧電基板セットの端面にノズルプレートを接着する。接
着材は流れだしの少ないものが好ましい。
着材は流れだしの少ないものが好ましい。
【００７７】(7)インク供給手段、印加パルスを発生す
る駆動手段と接続しインクジェットヘッドを作成する。
る駆動手段と接続しインクジェットヘッドを作成する。
【００７８】(8)インクジェットヘッドに粘度２ｃｐｓ
のインクを注入する。
のインクを注入する。
【００７９】(9)電圧５０ｖ、パルス幅２０μｓｅｃの
駆動パルスをインクジェットヘッドに印加する。
駆動パルスをインクジェットヘッドに印加する。
【００８０】駆動パルスは連続して１０億パルスまで印
加した。
加した。
【００８１】(10)インク滴の吐出速度、応答周波数、気
泡の排出性を評価、測定した。また２、 ４、６、８、
１０パルスでの動作を確認した。
泡の排出性を評価、測定した。また２、 ４、６、８、
１０パルスでの動作を確認した。
【００８２】（比較例） 圧電壁構造：圧電側壁構造Ａ (1)溝加工工程 １ｍｍ厚の圧電基板をダイシングソーにより溝加工し、
圧電側壁を形成する。ダイヤモンドブレードは厚さ７０
μｍ、ピッチ１６９μｍで加工する。得られた溝幅は８
０μｍである。
圧電側壁を形成する。ダイヤモンドブレードは厚さ７０
μｍ、ピッチ１６９μｍで加工する。得られた溝幅は８
０μｍである。
【００８３】(2)電極形成工程 圧電側壁に真空蒸着機により電極を形成する。電極はＮ
ｉを２μｍ成膜する。 (3)不用電極除去工程 基板上面の電極を研磨機により除去する。
ｉを２μｍ成膜する。 (3)不用電極除去工程 基板上面の電極を研磨機により除去する。
【００８４】(4)上蓋接着工程 圧電側壁が形成された圧電基板にガラス上蓋を接着す
る。接着材は流れだしの少ないものが好ましい。
る。接着材は流れだしの少ないものが好ましい。
【００８５】(5)ノズルプレート接着工程 圧電基板、上蓋の端面にノズルプレートを接着する。接
着材は流れだしの少ないものが好ましい。
着材は流れだしの少ないものが好ましい。
【００８６】(6)インク供給手段、印加パルスを発生す
る駆動手段と接続しインクジェットヘッドを作成する。
る駆動手段と接続しインクジェットヘッドを作成する。
【００８７】(7)インクジェットヘッドに粘度２ｃｐｓ
のインクを注入する。
のインクを注入する。
【００８８】(8)電圧５０ｖ、パルス幅２０μｓｅｃの
駆動パルスをインクジェットヘッドに印加する。
駆動パルスをインクジェットヘッドに印加する。
【００８９】駆動パルスは連続して１０億パルスまで印
加した。
加した。
【００９０】(9)インク滴の吐出速度、応答周波数、気
泡の排出性を評価、測定した。また２、 ４、６、８、
１０パルスでの動作を確認し、耐久性を評価した。
泡の排出性を評価、測定した。また２、 ４、６、８、
１０パルスでの動作を確認し、耐久性を評価した。
【００９１】実施例１〜６、比較例の評価測定結果の一
覧を表１に記す。
覧を表１に記す。
【００９２】応答周波数とはインク滴が安定して吐出で
きる最大駆動周波数をいう。気泡の排出性は流路内にノ
ズルから気泡の引き込みが起こり易く、且つ排出されに
くいものを不良と評価し、逆にノズルから気泡の引き込
みが起こり難く、且つ排出され易いものを良と評価す
る。
きる最大駆動周波数をいう。気泡の排出性は流路内にノ
ズルから気泡の引き込みが起こり易く、且つ排出されに
くいものを不良と評価し、逆にノズルから気泡の引き込
みが起こり難く、且つ排出され易いものを良と評価す
る。
【００９３】２から１０億パルスの動作は吐出するもの
を○とし、吐出しなかったのものを×とする。吐出しな
かったものを、分解解析したところいずれも、圧電側壁
と下部基板の境界部、破壊されていた。
を○とし、吐出しなかったのものを×とする。吐出しな
かったものを、分解解析したところいずれも、圧電側壁
と下部基板の境界部、破壊されていた。
【００９４】表１から明らかなように、本発明によれ
ば、インクジェットヘッドの耐久性が大幅に向上されて
いる。これは本発明者も予期せぬ効果であった。これ
は、図２において、圧電側壁５が繰り返し変形されるこ
とにより、圧電側壁と下部基板の境界部に応力が蓄積さ
れ、破壊に至ると思われる。
ば、インクジェットヘッドの耐久性が大幅に向上されて
いる。これは本発明者も予期せぬ効果であった。これ
は、図２において、圧電側壁５が繰り返し変形されるこ
とにより、圧電側壁と下部基板の境界部に応力が蓄積さ
れ、破壊に至ると思われる。
【００９５】
【表１】
【００９６】
【発明の効果】以上述べてきたように本発明のインクジ
ェットヘッドとその製造方法によれば、インク滴の吐出
速度、応答周波数、気泡の排出性の良好なインクジェッ
トヘッドを提供できるという優れた効果がある。
ェットヘッドとその製造方法によれば、インク滴の吐出
速度、応答周波数、気泡の排出性の良好なインクジェッ
トヘッドを提供できるという優れた効果がある。
【図１】（ａ）〜（ｃ）本発明のインクジェットヘッド
の流路形状を示す断面図。
の流路形状を示す断面図。
【図２】本発明のインクジェットヘッドの製造方法を説
明する斜視図。
明する斜視図。
【図３】本発明のインクジェットヘッドの製造方法を説
明する斜視図。
明する斜視図。
【図４】本発明のインクジェットヘッドの製造方法を説
明する斜視図。
明する斜視図。
【図５】本発明のインクジェットヘッドの製造方法を説
明する斜視図。
明する斜視図。
【図６】本発明のインクジェットヘッドの製造方法を説
明する斜視図。
明する斜視図。
【図７】本発明のインクジェットヘッドの製造方法を説
明する斜視図。
明する斜視図。
【図８】本発明のダイヤモンドブレードによる加工状態
を示す断面図。
を示す断面図。
【図９】本発明のワイヤソーによる加工を示す断面図。
【図１０】従来のインクジェットヘッドの構造を示す斜
視図。
視図。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）従来のインクジェットヘッド
の圧電側壁構造Ａの形状、動作を説明する断面図。
の圧電側壁構造Ａの形状、動作を説明する断面図。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）従来のインクジェットヘッド
の圧電側壁構造Ｂの形状を説明する断面図。
の圧電側壁構造Ｂの形状を説明する断面図。
【図１３】従来のインクジェットヘッドの圧電側壁構造
Ｂ’の形状を説明する断面図。
Ｂ’の形状を説明する断面図。
【図１４】ダイヤモンドブレードの形状を示す平面図。
【図１５】従来のダイヤモンドブレードの形状を示す断
面図。
面図。
【図１６】ダイヤモンドブレードの研磨前の形状を示す
断面図。
断面図。
【図１７】従来技術のダイヤモンドブレードによる加工
状態を示す断面図。
状態を示す断面図。
１ 圧電基板 ２ ノズル形成部材 ３ ノズル開口 ４ 流路 ５ 圧電側壁 ５Ａ 圧電側壁Ａ ５Ｂ 圧電側壁Ｂ ６ 上部基板 ７ インク供給口 ８ スリット基板 ９ インク排出口 １０ 電極 １１ 圧電側壁の分極方向 １２ 導電線 １３ 下部基板 １４ 上壁面 １５ 下壁面 １６ 側壁面 ２１ ダイヤモンドブレード ２２ ワイヤー ２３ 砥粒 ２４ ダイヤモンドブレードの内円
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２４Ｂ 27/06 Ｊ 7528−3Ｃ Ｂ４１Ｊ 2/16
Claims (2)
- 【請求項１】流路と前記流路に配接されたインクを吐出
せしめるノズル面を有し、前記流路の側壁はその一部ま
たは全体が圧電材料で構成されるインクジェットヘッド
において、前記流路の断面形状が円弧を含む形状である
ことを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項２】請求項１記載のインクジェットヘッドの製
造方法において、インクジェットヘッドの流路を、ブレ
ードの先端を丸めた形状のダイシングソーあるいはワイ
ヤーソーにより加工、形成することを特徴とするインク
ジェットヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14577192A JP3175302B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | インクジェットヘッドとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14577192A JP3175302B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | インクジェットヘッドとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05338158A true JPH05338158A (ja) | 1993-12-21 |
| JP3175302B2 JP3175302B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=15392790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14577192A Expired - Lifetime JP3175302B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | インクジェットヘッドとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3175302B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020066972A (ko) * | 2001-02-14 | 2002-08-21 | 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤 | 액적 분사 기록 장치 및 실리콘 구조체의 제조 방법 |
| JP2005096422A (ja) * | 2003-08-19 | 2005-04-14 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 |
| US7971358B2 (en) | 2003-08-19 | 2011-07-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Tank unit, ink jet recording head and method of manufacturing tank unit and ink jet recording head |
| JP2020168756A (ja) * | 2019-04-01 | 2020-10-15 | ブラザー工業株式会社 | 液体吐出装置、及びこれを備える画像記録装置 |
-
1992
- 1992-06-05 JP JP14577192A patent/JP3175302B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020066972A (ko) * | 2001-02-14 | 2002-08-21 | 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤 | 액적 분사 기록 장치 및 실리콘 구조체의 제조 방법 |
| JP2005096422A (ja) * | 2003-08-19 | 2005-04-14 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 |
| JP4548713B2 (ja) * | 2003-08-19 | 2010-09-22 | キヤノン株式会社 | インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 |
| US7971358B2 (en) | 2003-08-19 | 2011-07-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Tank unit, ink jet recording head and method of manufacturing tank unit and ink jet recording head |
| JP2020168756A (ja) * | 2019-04-01 | 2020-10-15 | ブラザー工業株式会社 | 液体吐出装置、及びこれを備える画像記録装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3175302B2 (ja) | 2001-06-11 |
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