JPH0564893A - インクジエツトプリンタヘツドの製造方法 - Google Patents

インクジエツトプリンタヘツドの製造方法

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JPH0564893A
JPH0564893A JP3255565A JP25556591A JPH0564893A JP H0564893 A JPH0564893 A JP H0564893A JP 3255565 A JP3255565 A JP 3255565A JP 25556591 A JP25556591 A JP 25556591A JP H0564893 A JPH0564893 A JP H0564893A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製作の容易なインクジェットプリタヘッドの
製造方法を提供する。 【構成】 板状の複数の圧電部材２を低剛性部材１の表
面に隣接させて接着し、圧電部材２の表面から低剛性部
材１の内部に達する複数の溝３を隣接する圧電部材２の
継ぎ目を通る位置を含めて一定の間隔を開けて平行に研
削形成するとともにこれらの溝３の両側に支柱４を形成
し、溝３の両内側面に電極７を配設し、圧電部材２の表
面に天板８を接着して複数の圧力室１０を形成するとと
もにこれらの圧力室１０の一端にノズル１１を配設す
る。

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】まず、特開平２−１５０３５５号公報に
記載されたインクジェットプリンタヘッドを図７に示
す。すなわち、圧電部材３０にはインク供給部に接続さ
れた複数の圧力室３１が側壁３２により仕切られて形成
され、これらの圧力室３１の一端にはノズル３３が形成
されている。また、圧電部材３０には圧力室３１を閉塞
する天板３４が接着されている。さらに、側壁３２の両
内側面には電極３５，３６が形成されている。前記圧電
部材３０はその板厚方向、すなわち、矢印γ方向に分極
されている。したがって、電極３５と電極３６との間に
電圧を印加すると、圧電部材３０の側壁３２が分極方向
と直交する方向に変形する。変形の方向は印加される電
圧の極性により逆になり、したがって、電極３５，３６
間に印加される電圧の極性によって側壁３２により仕切
られた圧力室３１の容積は増大又は縮小される。増大時
には圧力室３１の圧力が低下するためインク供給部から
インクを引き込み、縮小時には圧力室３１の圧力が高ま
るため内部のインクがノズル３３から吐出される。
【０００３】このような原理を用いてラインプリンタ用
のインクジェットプリンタヘッドを製造する場合、イン
クジェットプリンタヘッドの幅は、例えばＡ４サイズの
用紙に対応させた場合２１０ｍｍ以上必要になる。しか
し、圧電部材は、全長が２１０ｍｍ以上の長尺寸法でか
つ薄く製造することが困難であり、製造したとしても極
めて高価になる。このため、図８或いは図９に示すよう
に、細分化したヘッドブロック３７を形成し、複数のヘ
ッドブロック３７を、図１０に示すように、隣接させて
結合することによりラインプリンタに適合するインクジ
ェットプリンタヘッド３８を形成している。
【０００４】ここで、個々のヘッドブロツク３７の構成
を図１１に示す。３０は圧電部材で、この圧電部材３０
には複数本の溝３９が形成され、これらの溝３９の内面
には電極（図示せず）が接着されている。そして、これ
らの溝３９を覆う天板３４を圧電部材３０に接着すると
ともに、溝３９の先端に対向する複数のノズル３３が形
成されたノズル板４０を圧電部材３０の端面に接着する
ことにより、ヘッドブロック３８が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図８ないし図１１に示
すようなインクジェットプリンタヘッド３８は、複数の
ヘッドブロツク３７を接着しなければならず、その継ぎ
目が不自然になる。また、各ヘッドブロック３７の接着
面４１の面積が小さいため接着が困難である。さらに、
溝３９の配列ピッチが小さく溝３９と溝３９の間の側壁
４２の幅が狭いため側壁４２の中心を隣接する圧電部材
３０の接合面とするわけにもゆかず、これにより、複数
の圧電部材３０の接着面４１上に位置する溝３９も存在
する。このため、溝３９の底部からのインクの洩れを防
止する処置もしなければならない。したがって、製造コ
ストが高くなる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、板厚方向に分
極された板状の複数の圧電部材を非導電性及び非電歪性
である低剛性部材の表面に隣接させて接着し、前記圧電
部材の表面から前記低剛性部材の内部に達する複数の溝
を隣接する前記圧電部材の継ぎ目を通る位置を含めて一
定の間隔を開けて平行に研削形成するとともに、これら
の溝の両側に支柱を形成し、前記溝の両内側面に電極を
配設し、前記圧電部材の表面に天板を接着して前記溝の
頂部の開口面を閉塞することによりインク供給部に接続
される複数の圧力室を形成し、これらの圧力室の一端に
ノズルを配設するようにした。
【０００７】
【作用】一枚の低剛性部材に接着される圧電部材を複数
に分割することができるため、安価な短尺の圧電部材を
用いることができ、また、剪断変形する圧電部材と単な
る低剛性部材とに分けて圧力室を形成することができる
ため、圧電部材を薄くして圧電部材のコストをさらに低
減することができ、さらに、低剛性部材とこの低剛性部
材に接着された圧電部材とに安定した状態で溝加工を施
すことができ、これにより、圧電部材の継ぎ目の形状を
変化させることなく複数の圧電部材を一体に形成した状
態と同じ状態を得ることができる。さらに、隣接する圧
電部材の継ぎ目に溝が研削され、圧力室の底部は一枚の
低剛性部材により形成され、天井面は一枚の天板により
形成され、圧力室の両側面は低剛性部材と圧電部材とを
接着してなる支柱により形成されているため、圧力室か
らのインクの洩れを確実に防止することができる。さら
に、低剛性部材は圧電部材より剛性が低いことにより、
圧電部材側の支柱に対する低剛性部材側の支柱の抵抗力
を軽減することができ、これにより支柱の歪み量を大き
くしてインク滴の吐出特性を向上させることができる。
【０００８】
【実施例】請求項１及び請求項２の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（ａ）に
示すように、例えば、液晶ポリマー系のプラスチックス
のように、非導電性及び非電歪性であり、さらに、長尺
状の形状に成形し易く機械加工が可能で圧電部材２より
剛性の低い材料により形成された低剛性部材（基板）１
を設け、この低剛性部材１の表面に、複数の圧電部材２
を隣接させて接着する。また、圧電部材２は圧電セラミ
ックからなり板厚方向に分極されている。
【０００９】次に、図１（ｂ）及び図２，３に示すよう
に、前記低剛性部材１と前記圧電部材２とに複数の溝３
と複数の支柱４とを交互に配列して形成する。この時
に、隣接する圧電部材２の継ぎ目２ａの上に特定の溝３
が位置するように、溝３の配列間隔と圧電部材２の幅と
を決定する。したがって、これらの支柱４は圧電部材２
に形成された上部支柱４ａと低剛性部材１に一体的に形
成された下部支柱４ｂとよりなる。また、これらの溝３
は、ＩＣウエハーの切断に用いられているダイシングソ
ーのダイヤモンドホイール５により加工される。図２，
３において、各溝３はこれらの溝３と直交する通路６に
より連通されている。この通路６は低剛性部材１に圧電
部材２を接着する以前に低剛性部材１に形成されている
ものである。
【００１０】次に、図１（ｃ）に示すように、前記溝３
に断面がコの字形の電極７を形成し、これらの電極７に
リード線（図示せず）を接続する。これらの電極７は、
低剛性部材１と圧電部材２とにメッキ前の前処理を施し
た後に触媒層を形成し、さらに、無電解ニッケルメッキ
又は無電解銅メッキ或いは無電解金メッキを施し、圧電
部材２の表面に形成されたメッキ層を除去する等の手段
により形成される。
【００１１】次に、図１（ｄ）に示すように、圧電部材
２の表面に天板８を接着することによって、溝３の開口
面を天板８により閉塞してなる複数の圧力室１０を形成
し、さらに、低剛性部材１と圧電部材２との端面に複数
のノズル１１を有するノズル板１２を接着し、図４に示
すように、前記通路６にインク供給パイプ１３を接続す
ることにより、インクジェットプリンタヘッド１４が形
成される。１５は用紙１６が巻回されるプラテンであ
る。
【００１２】このような構成において、図５において、
中央の圧力室１０のインクを吐出させる場合について述
べる。ここでは、中央の圧力室を１０C、その左右の圧
力室を１０L，１０Rによって示し、中央の電極を７C、
その左右の電極を７L，７Rによって示す。中央の圧力室
１０Cの内側面に位置する電極７Cに負の電圧を印加し、
その左右の電極７L，７Rに正の電圧を印加すると、中央
の圧力室７Cの両側に位置する支柱４は鎖線で示すよう
に左右対称に外側方向に変形し、中央の圧力室１０Cの
容積が増大し内圧が低下する。これによりインク供給部
のインクが中央の圧力室１０Cに引き込まれる。続い
て、電圧の印加を止めると支柱４に蓄積された歪みエネ
ルギーにより支柱４が元の形状に戻ろうとするため、中
央の圧力室１０Cの容積が縮小し内圧が高められる。こ
れにより、中央の圧力室１０Cのインクがノズル１１か
ら吐出される。
【００１３】この時、上部支柱４ａは剛性の高い圧電部
材２により形成されているが下部支柱４ｂは圧電部材２
より剛性の低い合成樹脂製の低剛性部材１により形成さ
れているため、上部支柱４ａの歪みに対する下部支柱４
ｂによる抵抗力が弱められ、したがって、支柱４の歪量
を大きくしてインク滴の吐出特性を向上させることが可
能となる。
【００１４】以上のように、一枚の低剛性部材１に接着
される圧電部材２を複数に分割することができるため、
安価な短尺の圧電部材２を用いることができ、また、剪
断変形する圧電部材２と単なる低剛性部材１とに分けて
圧力室１０を形成することができるため、圧電部材２を
薄くして圧電部材２のコストをさらに低減することがで
きる。しかも、低剛性部材１とこの低剛性部材１に接着
された圧電部材２とに安定した状態で溝加工を施すこと
ができ、これにより、圧電部材２の継ぎ目２ａの形状を
変化させることなく複数の圧電部材２を一体に形成した
状態と同じ状態を得ることができる。さらに、隣接する
圧電部材２の継ぎ目２ａに溝３が研削され、圧力室１０
の底部は一枚の低剛性部材１により形成され、天井面は
一枚の天板８により形成され、圧力室１０の両側面は低
剛性部材１と圧電部材２とを接着してなる支柱４により
形成されているため、圧力室１０からのインクの洩れを
確実に防止することができる。
【００１５】次いで、請求項３の発明の一実施例を図６
に基づいて説明する。前記実施例と同一部分は同一符号
を用い説明も省略する。本実施例では、基板１７と圧電
部材２とを接着する接着層を低剛性部材１８として利用
する。そして、圧電部材２の表面から低剛性部材１８の
内部に達する溝を形成し、圧電部材２の表面に天板８を
接合することにより圧力室１０が形成される。本実施例
においても、圧力室１０の両側に位置する支柱４は、圧
電部材２による上部支柱４ａと低剛性部材１８による下
部支柱４ｂとよりなるため、前記実施例と同様に支柱４
の変形量を大きくすることができる。
【００１６】このように、基板１７と圧電部材２とを接
着する接着層を低剛性部材１８とすることにより、基板
１７は非導電性である必要はない。また、接着層による
低剛性部材１８に電極７を形成するためのメッキを施す
場合、触媒核となるパラジュウム等の金属を接着層に混
入することにより、無電解メッキを施すことが可能であ
る。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、板厚方向に分極された板状の
複数の圧電部材を非導電性及び非電歪性である低剛性部
材の表面に隣接させて接着し、前記圧電部材の表面から
前記低剛性部材の内部に達する複数の溝を隣接する前記
圧電部材の継ぎ目を通る位置を含めて一定の間隔を開け
て平行に研削形成するとともに、これらの溝の両側に支
柱を形成し、前記溝の両内側面に電極を配設し、前記圧
電部材の表面に天板を接着して前記溝の頂部の開口面を
閉塞することによりインク供給部に接続される複数の圧
力室を形成し、これらの圧力室の一端にノズルを配設す
るようにしたので、一枚の低剛性部材に接着される圧電
部材を複数に分割することができるため、安価な短尺の
圧電部材を用いることができ、また、剪断変形する圧電
部材と単なる低剛性部材とに分けて圧力室を形成するこ
とができるため、圧電部材を薄くして圧電部材のコスト
をさらに低減することができ、さらに、低剛性部材とこ
の低剛性部材に接着された圧電部材とに安定した状態で
溝加工を施すことができ、これにより、圧電部材の継ぎ
目の形状を変化させることなく複数の圧電部材を一体に
形成した状態と同じ状態を得ることができ、さらに、隣
接する圧電部材の継ぎ目に溝が研削され、圧力室の底部
は一枚の低剛性部材により形成され、天井面は一枚の天
板により形成され、圧力室の両側面は低剛性部材と圧電
部材とを接着してなる支柱により形成されているため、
圧力室からのインクの洩れを確実に防止することがで
き、さらに、低剛性部材は圧電部材より剛性が低いこと
により、圧電部材側の支柱の歪みに対する低剛性部材側
の支柱の抵抗力を軽減することができ、これにより、支
柱の歪み量を大きくしてインク滴の吐出特性を向上させ
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】請求項１及び請求項２の発明の一実施例を示す
もので、製造工程を示す正面図である。
【図２】その製造工程の一過程を示す斜視図である。
【図３】その製造工程の一過程を示す縦断側面図であ
る。
【図４】そのインクジェットプリンタヘッドの完成状態
を示す斜視図である。
【図５】その支柱の歪み動作を示す縦断正面図である。
【図６】請求項３の発明の一実施例を示す縦断側面図で
ある。
【図７】従来例を示す縦断正面図である。
【図８】従来の製造工程の一過程を示す斜視図である。
【図９】従来の製造工程の一過程を示す斜視図である。
【図１０】従来のインジェットプリンタヘッドを示す斜
視図である。
【図１１】その一部の分解斜視図である。
【符号の説明】
１ 低剛性部材 ２ 圧電部材 ２ａ 継ぎ目 ３ 溝 ４ 支柱 ７ 電極 ８ 天板 １０ 圧力室 １１ ノズル １２ ノズル板 １８ 低剛性部材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 板厚方向に分極された板状の複数の圧電
    部材を非導電性及び非電歪性である低剛性部材の表面に
    隣接させて接着し、前記圧電部材の表面から前記低剛性
    部材の内部に達する複数の溝を隣接する前記圧電部材の
    継ぎ目を通る位置を含めて一定の間隔を開けて平行に研
    削形成するとともに、これらの溝の両側に支柱を形成
    し、前記溝の両内側面に電極を配設し、前記圧電部材の
    表面に天板を接着して前記溝の頂部の開口面を閉塞する
    ことによりインク供給部に接続される複数の圧力室を形
    成し、これらの圧力室の一端にノズルを配設するように
    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】 低剛性部材がプラスチックスにより形成
    された基板である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。
  3. 【請求項３】 低剛性部材が圧電部材と基板とを接着す
    る接着層である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。
JP3255565A 1991-07-08 1991-10-02 インクジェットプリンタヘッドの製造方法 Expired - Fee Related JP2744535B2 (ja)

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DE69205350T DE69205350T2 (de) 1991-07-08 1992-07-06 Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahl-Druckerkopfes.
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