JPH06255105A - インクジェットプリンタヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一対の本体プレートを接合して形成する圧力
室に圧力発生手段の駆動部を対向配置する構造で、圧力
発生手段を樹脂部材にインサートして製作するインクジ
ェットプリンタヘッドにおいて、生産性が良好なインク
ジェットプリンタヘッドを得る。 【構成】 圧力発生手段４２に連設した駆動部３９の間
隙４３と同等な形状の段部４４を圧電性部材３８の両側
に形成したことにより、樹脂部材４６の樹脂材料から駆
動部３９に作用する圧力を均等として圧電性部材３８の
破壊を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オンデマンド方式のイ
ンクジェットプリンタヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、静粛で高密度印刷が可能なプリン
タヘッドとして、オリフィスからインク滴を吐出させて
印刷用紙に付着させることで記録を行なうインクジェッ
トプリンタヘッドなどを実用化している。

【０００３】例えば、オンデマンド方式のインクジェッ
トプリンタヘッドでは、一対の本体プレートを一体に接
合する接合面の一方に形成した凹部で圧力室を形成し、
この圧力室内に圧力発生手段の変位自在な加圧面を配置
した構造などとなっている。そして、このようなインク
ジェットプリンタヘッドでは、印刷画像に対応した駆動
電圧で圧力発生手段の加圧面を振動させて圧力室内のイ
ンクをオリフィスからインク滴として吐出させるように
なっている。

【０００４】そこで、ここでは特開平3-73348号 公報の
インクジェットプリンタヘッドを従来例として図８に基
づいて説明する。まず、このインクジェットプリンタヘ
ッド１は、一対の本体プレートである流路プレート２と
駆動プレート３とを一体に接合した構造となっている。
そして、これらの流路プレート２と駆動プレート３との
接合面には個々に相対向する凹部４と駆動部である凸部
５とを連設している。ここで、圧力発生手段でもある前
記駆動プレート３は、前記凸部５間に位置する凹部６内
に弾性材７を充填することで接合面が平坦になってい
る。そこで、この駆動プレート３を一体に接合すること
で前記流路プレート２の凹部４が圧力室８を形成してい
る。

【０００５】このようにすることで、このインクジェッ
トプリンタヘッド１では、前記圧力室８内に位置する前
記駆動プレート３の凸部５の凸面が加圧面９となってい
る。そして、この加圧面９と前記駆動プレート３の基部
１０とに駆動電源１１を接続している。なお、このイン
クジェットプリンタヘッド１では、実際には前記プレー
ト２，３の前面にオリフィスプレート（図示せず）を一
体に接合する構造となっている。

【０００６】このような構成において、このインクジェ
ットプリンタヘッド１では、駆動電源１１の駆動電圧に
従って駆動プレート３の凸部５が伸縮するので、この凸
部５の加圧面９の変位で流路プレート２の圧力室８内の
インク（図示せず）を加圧してオリフィスからインク滴
として吐出する。なお、このインクジェットプリンタヘ
ッド１では、圧力室８内のインクを高効率に加圧するた
め、伸縮する凸部５の横幅を圧力室８よりも狭く形成し
て凸部５間を弾性材７で充填している。

【０００７】また、現在では上述のようなインクジェッ
トプリンタヘッドの圧力発生手段として、圧電性セラミ
ックを使用することを提案している。この圧電性セラミ
ックは、耐蝕性や強度が良好であるので、圧力室などを
形成する構造材としても利用可能であり、その生産性向
上と高密度化とが要望されている。

【０００８】しかし、このようなインクジェットプリン
タヘッド１は、印刷品質を向上させるためにオリフィス
や圧力室８等の高密度化が必要で駆動プレート３の凹部
４なども微細化すると、ここに弾性材７を充填すること
が極めて困難となって生産性が極度に低下することにな
る。さらに、このインクジェットプリンタヘッド１は、
駆動プレート３と流路プレート２とを一体に接合する際
に微細な凸部５と凹部４とを精緻に位置決めする必要が
あるので、さらに生産性が低下している。

【０００９】そして、このような課題を解決するインク
ジェットプリンタヘッドとして本出願人が出願した特願
平4-261352号では、駆動部を連設した圧力発生手段を圧
電性セラミックの型成形の一つである射出成形で形成
し、このような圧力発生手段を樹脂部材にインサートす
る構造となっている。そこで、この特願平4-261352号と
して本出願人が出願したインクジェットプリンタヘッド
を、ここでは本発明の先行技術として図９及び図１０に
基づいて説明する。

【００１０】まず、この本発明の先行技術となるインク
ジェットプリンタヘッド１２は、一対の本体プレートで
ある流路プレート１３と駆動プレート１４とを一体に接
合した構造となっている。そして、前記流路プレート１
３は、全体を略平板状に形成し、その接合面にオリフィ
ス１５と圧力室１６とインク流入路１７とインク槽１８
とインク供給路１９とを一体に形成する凹部２０を連設
した構造となっている。また、前記駆動プレート１４
は、圧電性セラミックからなる細長い圧電性部材２１の
駆動部２２を表面に連続的に突設した平板状の絶縁基板
２３で圧力発生手段２４を形成し、この圧力発生手段２
４を前記圧電性部材２１の駆動部２２の上面２５が露出
するように樹脂部材２６にインサートした構造となって
いる。

【００１１】そこで、このインクジェットプリンタヘッ
ド１２では、前記流路プレート１３と前記駆動プレート
１４とを一体に接合することで前記圧力室１６内に前記
圧電性部材２１の駆動部２２の上面２５を対向配置し、
これら圧電性部材２１の駆動部２２の上面２５を前記圧
力発生手段２４の加圧面としている。なお、このインク
ジェットプリンタヘッド１２では、前記圧電性部材２１
の駆動部２２の上面２５に個別電極２７を形成し、前記
圧電性部材２１の駆動部２２と前記絶縁基板２３との境
界面には共通電極２８を形成している。

【００１２】このような構成において、このインクジェ
ットプリンタヘッド１２では、個別・共通電極２７，２
８間に選択的に印加する駆動電圧に従って駆動プレート
１４の圧電性部材２１の駆動部２２が突出方向に伸縮す
るので、この圧電性部材２１の駆動部２２の上面２５の
変位で流路プレート１３の圧力室１６内のインク（図示
せず）を加圧してオリフィス１５から吐出するようにな
っている。

【００１３】ここで、このインクジェットプリンタヘッ
ド１２の製作方法を以下に説明する。まず、個別・共通
電極２７，２８となる金属層（図示せず）を表裏面に形
成した平板状の圧電性セラミックからなる圧電性部材２
１を板厚方向に分極してから絶縁基板２３上に接合し、
この絶縁基板２３上に一体化した圧電性部材２１をダイ
シング加工で分断することで、複数の駆動部２２を表面
に連設した圧力発生手段２４を形成する。つぎに、この
ようにして形成した圧力発生手段２４を樹脂部材２６に
インサートして射出成形することで、表面に圧電性部材
２１の駆動部２２の上面２５が露出した駆動プレート１
４を形成する。そして、上述のような駆動プレート１４
とは別に、凹部２０を連設した流路プレート１３を樹脂
やセラミック等の射出成形で形成し、この流路プレート
１３と駆動プレート１４とを一体に接合することで、前
面にオリフィス１５を連設したインクジェットプリンタ
ヘッド１２を得ることができる。

【００１４】このようにすることで、このインクジェッ
トプリンタヘッド１２では、駆動プレート１４の圧電性
部材２１の駆動部２２の間隙を柔軟な樹脂部材２６で充
填して接合面を平坦に成形することで、流路プレート１
３の圧力室１６を良好に密閉してインクを高効率に加圧
するようになっている。そして、このインクジェットプ
リンタヘッド１２では、印刷品質を向上させるために流
路プレート１３のオリフィス１５や圧力室１６等と共に
駆動プレート１４の圧力発生手段２４の圧電性部材２１
の駆動部２２を高密度化しても、この圧力発生手段２４
をインサートする樹脂部材２６を圧電性部材２１の駆動
部２２の間隙に確実に充填できるので生産性が極めて良
好である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、本出願
人が提案した特願平4-261352号の先行技術のインクジェ
ットプリンタヘッド１２では、圧力発生手段２４を樹脂
部材２６にインサートして射出成形で駆動プレート１４
を形成することで、高密度に連設した多数の駆動部２２
の間隙を柔軟な樹脂部材２６で良好に充填することがで
きるので、その印刷品質と生産性との両方を向上させる
ことができる。しかし、本出願人が上述のような構造の
インクジェットプリンタヘッド１２を実際に試作したと
ころ、圧力発生手段２４を樹脂部材２６にインサートし
て射出成形で駆動プレート１４を製作すると、両側の駆
動部２２に破壊が多発することが判明した。

【００１６】つまり、この駆動プレート１４を製作する
場合には、圧力発生手段２４を内部に配置した成形型
（図示せず）に樹脂部材２６となる樹脂材料（図示せ
ず）を充填することになるが、この場合は駆動部２２の
間隙を良好に流動するように樹脂材料を圧力発生手段２
４の長手方向に注入することになる。この時、樹脂材料
の流動方向と直角方向で中央部に位置する駆動部２２な
どは、その両側に位置する間隙が同等な形状なので、こ
れらの間隙を流動する樹脂材料から作用する圧力が均等
となる。しかし、樹脂材料の流動方向と直角方向で両側
部に位置する駆動部２２などは、その両側に位置する間
隙の形状が相違するため、これらの間隙を流動する樹脂
材料から作用する圧力が均等とならず、この圧力差のた
めに破壊を生じることになる。

【００１７】このような課題を解決する手段としては、
両側部に位置する駆動部２２を成形型の内側面に密着さ
せて圧力発生手段２４の両側部には樹脂材料の流路を形
成しないようにすることが想定できる。しかし、これで
は圧力発生手段２４と成形型との形状精度を向上させる
必要があるので生産性が低下することになり、さらに、
実際には製造誤差などのために両側部の駆動部２２と成
形型との内側面に微小な間隙が必然的に生じるので、や
はり圧力が不均等に作用する駆動部２２に破壊が発生し
て駆動プレート１４の歩留りが低下することになる。

【００１８】このため、上述のように圧力発生手段２４
を樹脂部材２６にインサートした射出成形で駆動プレー
ト１４を製作しても歩留りが低いため、インクジェット
プリンタヘッド１２の生産性を向上させることが困難で
ある。

【００１９】本発明は、生産性が良好なインクジェット
プリンタヘッドを得るものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】複数の駆動部を圧電性部
材で連設した圧力発生手段を設け、この圧力発生手段を
インサートした樹脂部材で一対の本体プレートの少なく
とも一方を形成し、一対の本体プレートの少なくとも一
方の接合面にオリフィスとインク供給路とが各々連通し
た複数の圧力室を凹部で形成し、圧力室に対向する変位
自在な加圧面を前記圧力発生手段の前記駆動部で形成し
たインクジェットプリンタヘッドにおいて、圧力発生手
段に連設した駆動部の間隙と同等な形状の段部を圧電性
部材の両側に形成した。

【００２１】

【作用】樹脂部材の樹脂材料から駆動部に作用する圧力
を均等として圧電性部材の破壊を防止することができ、
圧力発生手段の歩留りを良好にして生産性の向上に寄与
することができる。

【００２２】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１ないし図３に基
づいて説明する。まず、このインクジェットプリンタヘ
ッド２９は、図１及び図３等に例示するように、一対の
本体プレートであるカバープレート３０とメインプレー
ト３１とを一体に接合した構造となっている。そして、
前記カバープレート３０を単純な平板状に形成し、全体
的に平板状に形成した前記メインプレート３１の接合面
に、オリフィス３２と圧力室３３とインク流入路３４と
インク槽３５とインク供給路３６とを一体に形成する凹
部３７を連設している。

【００２３】また、このインクジェットプリンタヘッド
２９では、圧電性セラミックからなる圧電性部材３８で
形成した幅狭で細長い多数の駆動部３９と、前記圧電性
部材３８で形成した幅広で細長い二つの不動部４０と
を、平板状の絶縁基板４１の表面の中央領域と両側部と
に設けることで圧力発生手段４２を形成している。そし
て、この圧力発生手段４２は、上述のように前記絶縁基
板４１の表面に前記駆動・不動部３９，４０を連設する
際、これら駆動・不動部３９，４０の間隙４３と同等な
形状の段部４４を前記圧電性部材３８の不動部４０の両
側に形成した構造となっている。

【００２４】そこで、このインクジェットプリンタヘッ
ド２９では、上述のような構造の圧力発生手段４２を、
前記駆動部３９の上面４５が前記圧力室３３の各々の底
面に位置するように樹脂部材４６にインサートすること
で、前記駆動部３９の上面４５を前記圧力発生手段４２
の加圧面としている。

【００２５】なお、このインクジェットプリンタヘッド
２９では、前記駆動部３９の上面４５には個別電極４７
を形成し、前記駆動部３９と前記絶縁基板４１との境界
面に共通電極４８を形成している。

【００２６】このような構成において、このインクジェ
ットプリンタヘッド２９では、個別・共通電極４７，４
８間に選択的に印加する駆動電圧に従ってメインプレー
ト３１の圧電性部材３８が縦振動することで駆動部３９
が突出方向に伸縮するので、この駆動部３９の上面４５
の変位で圧力室３３の内部のインク（図示せず）を加圧
してオリフィス３２から吐出させることができる。この
時、メインプレート３１の樹脂部材４６は伸縮する駆動
部３９と共に変形することになるが、ＰＺＴ(Lead Zirc
o Titanate）等の圧電性セラミックからなる駆動部３９
の伸縮は、１．０（μｍ）程度と微少であると共に急速
でもあるので、柔軟な樹脂部材４６は容易に変形するこ
とになる。

【００２７】なお、このようなインクジェットプリンタ
ヘッド２９で、圧力室３３の内部のインクを加圧する手
段としては、印加電圧で圧力発生手段４２の駆動部３９
を急速に突出させることの他、予め印加電圧で後退させ
ておいた駆動部３９を印加電圧の停止で急激に初期状態
に復元させることなども可能である。

【００２８】ここで、このインクジェットプリンタヘッ
ド２９の製作方法の具体例を以下に説明する。まず、小
型の平板状のＰＺＴ等の圧電性セラミックからなる圧電
性部材３８の表裏面にアルミニウム等の金属層（図示せ
ず）を形成し、これらの金属層を電極として圧電性部材
３８を板厚方向に分極する。また、ガラスやセラミック
等からなる大型の平板状の絶縁基板４１の表面に金属層
（図示せず）を形成し、この金属層をエッチング等で共
通電極４８と略同等な形状にパターニングする。そし
て、この絶縁基板４１の表面の上に圧電性部材３８を異
方導電性接着剤（図示せず）で接着するなどして、絶縁
基板４１と圧電性部材３８とを一体に接合すると共に電
極層を電気的にも接合して共通電極４８を形成する。

【００２９】この時、上述のように異方導電性接着剤を
利用すると、後述するように金属層の分断で共通電極４
８を高密度に配列する場合でも容易に対処することがで
きるが、このような接合としては各種方法が実施可能で
あり、例えば、嫌気性接着剤（図示せず）を介して金属
層を圧接させることも実施可能である。また、導電性接
着剤や金属ソルダーや導電ペースト（何れも図示せず）
等を利用することで金属層を省略することも実施可能で
ある。なお、圧電性部材３８の板厚は0.05〜1.0(mm）程
度で望ましくは0.1 〜0.5(mm）であり、絶縁基板４１の
板厚は0.5 〜5.0(mm）程度である。

【００３０】つぎに、上述のように絶縁基板４１上に一
体化した圧電性部材３８をダイシング加工で分断するこ
とで、図２に例示するように、複数の駆動部３９と二つ
の不動部４０とを表面に連設した圧力発生手段４２を形
成する。そして、このインクジェットプリンタヘッド２
９では、上述のようにして圧力発生手段４２を形成する
際に、絶縁基板４１と圧電性部材３８との横幅の格差や
ダイシング加工の切除幅などを調節することで、駆動・
不動部３９，４０の間隙４３と同等な形状の段部４４を
圧電性部材３８の両側に形成する。

【００３１】なお、上述のようにして分断する駆動部３
９は、その横幅を0.05〜1.0(mm）とし、その長さは吐出
するインク滴の直径などの仕様によって相違するが1.0
〜30(mm)程度とする。そして、これらの駆動・不動部３
９，４０を確実に分断するためにダイシング加工は圧電
性部材３８の板厚よりも微少に深く行なう。また、この
ようにして圧電性部材３８と共に金属層を分断すること
で、これらの金属層は各駆動部３９の個別・共通電極４
７，４８となる。この時、これらの個別・共通電極４
７，４８は、例えば、既存の薄膜技術で絶縁基板４１の
後縁部までプリント配線等で延長できる。

【００３２】なお、ここでは絶縁基板４１の全長にダイ
シング加工を行なうことで説明したが、このようなダイ
シング加工は圧電性部材３８を分断できれば絶縁基板４
１には不要である。さらに、この絶縁基板４１と駆動部
３９とからなる圧力発生手段４２と同一形状の圧力発生
手段（図示せず）を、例えば、圧電性セラミックの射出
成形で一体に形成することも実施可能である。

【００３３】つぎに、上述のようにして形成した圧力発
生手段４２を樹脂部材４６にインサートして射出成形す
ることで、図３に例示したように、その表面に連設した
多数の凹部３７の圧力室３３の底面に、駆動部３９の上
面４５が露出したメインプレート３１を形成する。この
時、樹脂部材４６の後端面から絶縁基板４１の後縁部を
突出させることで、この絶縁基板４１の後縁部まで延長
している個別・共通電極４７，４８に駆動電源（図示せ
ず）をＦＰＣ(Flexible Printed Circuit)等の配線材
（図示せず）で接続できる。

【００３４】また、このインクジェットプリンタヘッド
２９では、上述のように圧力発生手段４２を樹脂部材４
６にインサートする際、成形型の内部に圧力発生手段４
２を配置した状態で樹脂材料を長手方向に注入するの
で、この樹脂材料は絶縁基板４１上で駆動・不動部３
９，４０の左方と右方と上方とを長手方向に流動するこ
とになる。そして、このインクジェットプリンタヘッド
２９では、上述のように樹脂材料が流動する間隙４３と
段部４４とが同等な形状となっているので、この樹脂材
料から駆動・不動部３９，４０に作用する圧力が均等で
圧電性部材３８に破壊が生じることがなく、圧力発生手
段４２の歩留りが良好でインクジェットプリンタヘッド
２９の生産性の向上に寄与することができる。

【００３５】なお、ここではメインプレート３１の樹脂
部材４６の表面に連設した凹部３７の底面に圧力発生手
段４２の駆動部３９の上面４５が露出することを例示し
たが、このような駆動部３９の上面４５を樹脂部材４６
の薄膜（図示せず）下に位置させることや、露出した駆
動部３９の上面４５上に専用の保護層（図示せず）を形
成することなども可能であり、このようにすることでイ
ンクによる個別電極４７の腐蝕を防止することができ
る。

【００３６】また、このようなメインプレート３１の樹
脂部材４６は、成形性、インクに対する耐蝕性、弾性
率、硬度、カバープレート３０との接合性等を考慮して
選択する。例えば、ＰＭＰ(Polymethylpentene）、ＬＣ
Ｐ(Liquid Cristalline Polymer)、ＰＰＳ(Polyphenyle
nesulfide)、ＰＥＳ(Polyethersulfone)、ＰＳＦ(Polys
ulfone）、ＰＰ(Polyphenylene）等が利用可能である。
なお、このような樹脂部材４６の成形温度が圧力発生手
段４２の駆動部３９のキュリー点より低ければ分極を維
持できるので望ましいが、樹脂部材４６の射出成形後で
もメインプレート３１にインサートした圧力発生手段４
２の駆動部３９を個別・共通電極４７，４８への通電で
分極することは容易である。

【００３７】そして、上述のようなメインプレート３１
とは別に、単純な平板状のカバープレート３０を樹脂や
セラミックで形成し、図３に例示したように、このカバ
ープレート３０とメインプレート３１とを一体に接合す
ることで、前面にオリフィス３２を連設したインクジェ
ットプリンタヘッド２９を得ることができる。

【００３８】このようにすることで、このインクジェッ
トプリンタヘッド２９では、メインプレート３１の駆動
部３９間を柔軟な樹脂部材４６で充填することで、この
樹脂部材４６で駆動部３９上に形成した圧力室３３をカ
バープレート３０で良好に密閉してインクを高効率に加
圧するようになっている。そして、このインクジェット
プリンタヘッド２９では、印刷品質を向上させるために
オリフィス３２や圧力室３３等と共にメインプレート３
１の圧力発生手段４２の駆動部３９を高密度化しても、
この圧力発生手段４２をインサートする樹脂部材４６を
駆動部３９の間隙４３に確実に充填できるので生産性が
極めて良好である。しかも、このインクジェットプリン
タヘッド２９では、圧力発生手段４２をインサートして
凹部３７を形成したメインプレート３１と一体に接合す
るカバープレート３０は単純な平板状で良く、この接合
に高度な位置精度は必要ないので生産性の向上に寄与す
ることができる。

【００３９】なお、このインクジェットプリンタヘッド
２９では、例えば、メインプレート３１に凹部３７とし
て形成するオリフィス３２の横幅と深さとは0.02〜0.08
(mm)程度で、圧力室３３の横幅は0.05〜1.0(mm）程度で
深さは0.02〜0.2(mm）程度となり、このような寸法の凹
部３７は樹脂の射出成形で容易に形成することができ
る。また、このようなメインプレート３１の圧力室３３
の横幅や前後長は、駆動部３９の上面４５と同一か微少
に大きい寸法で形成し、この駆動部３９や圧力室３３の
前後長でインク滴の吐出性能を調節することができる。

【００４０】なお、このようなカバープレート３０の材
料は、メインプレート３１の場合と同様に成形性、イン
クに対する耐蝕性、メインプレート３１との接合性、弾
性率、硬度等を考慮して選択するが、メインプレート３
１の樹脂部材４６は圧力発生手段４２の駆動部３９と共
に良好に変形するように柔軟性が必要であるのに対し、
カバープレート３０の材料は圧力損失を防止するために
硬度が必要である。しかし、互いの接合性や温度変化に
よる伸長や生産性などを考慮するとカバープレート３０
とメインプレート３１とを同一材料で形成することが望
ましいので、例えば、メインプレート３１の樹脂部材４
６と同一の柔軟な樹脂にガラスフィラーを混入した硬質
な複合材でカバープレート３０を形成することなどが実
施可能である。なお、このようなカバープレート３０は
板厚0.5 〜5.0(mm）程度に形成し、その凹部３７を遮蔽
しない溶着等でメインプレート３１と接合することがで
きれば材料を共通化することは要しない。

【００４１】さらに、このようなインクジェットプリン
タヘッド２９では、インク内の気泡（図示せず）を良好
に排出するため、インクに対するオリフィス３２や圧力
室３３の親液性が良好な材料でカバー・メインプレート
３０，３１を形成することが望ましい。この時、樹脂は
ガラス、金属及びセラミックよりも親液性が低いが、こ
れは既存の技術であるプラズマ処理やグラフト重合等に
よって容易に改善することができる。一方、オリフィス
３２が位置するカバー・メインプレート３０，３１の前
面は、インク滴を良好に吐出できるように親液性が低い
ことが必要であるので、上述のような親液性を向上させ
るための処理を行なう場合は、カバー・メインプレート
３０，３１の前面をマスクすることや、処理後にカバー
・メインプレート３０，３１の前面を研磨することが望
ましい。さらに、このようなインクジェットプリンタヘ
ッド２９の前面に既存の技術であるフッ素の雰囲気中で
のプラズマ処理を行なうことで、よりインクに対する親
液性を低下させることも実施可能である。

【００４２】また、このインクジェットプリンタヘッド
２９では、メインプレート３１に圧力発生手段４２をイ
ンサートすると共に凹部３７を形成してカバープレート
３０は単純な平板状に形成することを例示したが、本発
明は上記構造に限定するものではなく、一対の本体プレ
ートの両方に凹部を形成することや、凹部のオリフィス
や圧力室などを部分的に一対の本体プレートに振分ける
ことや、一対の本体プレートの両方に圧力発生手段をイ
ンサートすることなども実施可能である。

【００４３】さらに、本実施例のインクジェットプリン
タヘッド２９では、平板状の絶縁基板４１上に一体に接
合した平板状の圧電性部材３８をダイシング加工で分断
することで、駆動・不動部３９，４０を表面に連設した
圧力発生手段４２を形成することを例示した。しかし、
図４に例示するように、複数の凸部４９，５０を基部５
１上に連設した圧電性部材５２を圧電性セラミックの射
出成形などで形成し、図５に例示するように、平板状の
絶縁基板４１上に圧電性部材５２を凸部４９，５０の上
面で接合してから基部５１を研磨等で切除することで
も、駆動・不動部３９，４０を表面に連設した圧力発生
手段４２を形成することができる。

【００４４】なお、このようにして圧力発生手段４２を
製作する場合、圧電性部材５２の凸部４９の上面のみに
共通電極４８を形成することや、圧電性部材５２の基部
５１の切除で形成した駆動部３９の上面２５のみに個別
電極４７を形成することが必要である。そこで、このよ
うな電極４７，４８の形成方法としては、必要な部位以
外をマスクや充填材（共に図示せず）で遮蔽し、この状
態で蒸着やスパッタリング法などの既存の薄膜技術で金
属層（図示せず）を形成してからマスクや充填材を除去
することなどが実施可能である。

【００４５】つぎに、本発明の第二の実施例を図６及び
図７に基づいて以下に説明する。このインクジェットプ
リンタヘッド５３は、一対の本体プレートである流路プ
レート５４と駆動プレート５５とを一体に接合した構造
となっている。ここで、前記流路プレート５４は、その
接合面にオリフィス５６と圧力室５７とインク流入路５
８とインク槽５９とインク供給路６０とを一体に形成す
る細長い凹部６１を連設している。

【００４６】また、このインクジェットプリンタヘッド
５３では、圧電性セラミックからなる圧電性部材６２で
形成した幅狭で細長い多数の駆動部６３と、前記圧電性
部材６２で形成した幅広で細長い二つの不動部６４と
を、平板状の絶縁基板６５の表面の中央領域と両側部と
に設けることで圧力発生手段６６を形成している。そし
て、この圧力発生手段６６は、上述のように前記絶縁基
板６５の表面に前記駆動・不動部６３，６４を連設する
際、これら駆動・不動部６３，６４の間隙６７と同等な
形状の段部６８を前記圧電性部材６２の不動部６４の両
側に形成した構造となっている。

【００４７】そこで、このインクジェットプリンタヘッ
ド５３では、上述のような構造の圧力発生手段６６を、
前記駆動部６３の上面６９が表面に位置するように樹脂
部材７０にインサートして前記駆動プレート５５を形成
することで、この駆動プレート５５の前記駆動部６３の
上面６９を前記圧力発生手段６６の加圧面としている。
なお、このインクジェットプリンタヘッド５３では、前
記駆動部６３の上面６９に個別電極７１を形成し、前記
駆動部６３と前記絶縁基板６５との境界面に共通電極７
２を形成している。

【００４８】このような構成において、このインクジェ
ットプリンタヘッド５３では、個別・共通電極７１，７
２間に選択的に印加する駆動電圧に従って駆動プレート
５５の圧電性部材６２が縦振動することで駆動部６３が
突出方向に伸縮するので、この駆動部６３の上面６９の
変位で流路プレート５４の圧力室５７の内部のインク
（図示せず）を加圧してオリフィス５６から吐出させる
ことができる。この時、駆動プレート５５の樹脂部材７
０は伸縮する駆動部６３と共に変形することになるが、
ＰＺＴ等の圧電性セラミックからなる駆動部６３の伸縮
は、1.0(μm)程度と微少であると共に急速でもあるの
で、柔軟な樹脂部材７０は容易に変形することになる。

【００４９】ここで、このインクジェットプリンタヘッ
ド５３の製作方法の具体例を以下に説明する。まず、小
型の平板状のＰＺＴ等の圧電性セラミックからなる圧電
性部材６２の表裏面にアルミニウム等の金属層（図示せ
ず）を形成し、これらの金属層を電極として圧電性部材
６２を板厚方向に分極する。また、ガラスやセラミック
等からなる大型の平板状の絶縁基板６５の表面に金属層
（図示せず）を形成し、この金属層をエッチング等で共
通電極７２と略同等な形状にパターニングする。そし
て、この絶縁基板６５の表面の上に圧電性部材６２を異
方導電性接着剤（図示せず）で接着するなどして、絶縁
基板６５と圧電性部材６２とを一体に接合すると共に電
極層を電気的にも接合する。

【００５０】つぎに、上述のように絶縁基板６５上に一
体化した圧電性部材６２をダイシング加工で分断するこ
とで、複数の駆動部６３と二つの不動部６４とを表面に
連設した圧力発生手段６６を形成する。そして、このイ
ンクジェットプリンタヘッド５３では、上述のようにし
て圧力発生手段６６を形成する際に、絶縁基板６５と圧
電性部材６２との横幅の格差やダイシング加工の切除幅
などを調節することで、駆動・不動部６３，６４の間隙
６７と同等な形状の段部６８を圧電性部材６２の両側に
形成する。

【００５１】そして、これらの駆動・不動部６３，６４
を確実に分断するためにダイシング加工は圧電性部材６
２の板厚よりも微少に深く行なう。また、このようにし
て圧電性部材６２と共に金属層を分断することで、これ
らの金属層は各駆動部６３の個別・共通電極７１，７２
となる。この時、これらの個別・共通電極７１，７２
は、例えば、既存の薄膜技術で絶縁基板６５の後縁部ま
でプリント配線等で延長できる。

【００５２】つぎに、上述のようにして形成した圧力発
生手段６６を樹脂部材７０にインサートして射出成形す
ることで、その表面に駆動部６３の上面６９が露出した
駆動プレート５５を形成する。この時、樹脂部材７０の
後端面から絶縁基板６５の後縁部を突出させることで、
この絶縁基板６５の後縁部まで延長している個別・共通
電極７１，７２に駆動電源（図示せず）をＦＰＣ等の配
線材（図示せず）で接続できる。

【００５３】また、このインクジェットプリンタヘッド
５３では、上述のように圧力発生手段６６を樹脂部材７
０にインサートする際、成形型の内部に圧力発生手段６
６を配置した状態で樹脂材料を長手方向に注入するの
で、この樹脂材料は絶縁基板６５上で駆動・不動部６
３，６４の左方と右方と上方とを長手方向に流動するこ
とになる。そして、このインクジェットプリンタヘッド
５３では、上述のように樹脂材料が流動する間隙６７と
段部６８とが同等な形状となっているので、この樹脂材
料から駆動・不動部６３，６４に作用する圧力が均等で
圧電性部材６２に破壊が生じることがなく、圧力発生手
段６６の歩留りが良好でインクジェットプリンタヘッド
５３の生産性の向上に寄与することができる。

【００５４】そして、上述のような駆動プレート５５と
は別に、表面に凹部６１を連設した平板状の流路プレー
ト５４を樹脂やセラミックで形成し、図７に例示したよ
うに、この流路プレート５４と駆動プレート５５とを一
体に接合することで、前面にオリフィス５６を連設した
インクジェットプリンタヘッド５３を得ることができ
る。

【００５５】このようにすることで、このインクジェッ
トプリンタヘッド５３では、駆動プレート５５の駆動部
６３間を柔軟な樹脂部材７０で充填することで、流路プ
レート５４の圧力室５７を良好に密閉してインクを高効
率に加圧するようになっている。そして、このインクジ
ェットプリンタヘッド５３では、印刷品質を向上させる
ために流路プレート５４のオリフィス５６や圧力室５７
等と共に駆動プレート５５の圧力発生手段６６の駆動部
６３を高密度化しても、この圧力発生手段６６をインサ
ートする樹脂部材７０を駆動部６３の間隙６７に確実に
充填できるので生産性が極めて良好である。

【００５６】ここで、本実施例のインクジェットプリン
タヘッド５３では、圧力発生手段６６をインサートして
駆動部６３を露出させた駆動プレート５５と、凹部６１
を連設した流路プレート５４とを一体に接合する構造と
なっているので、第一の実施例として前述したインクジ
ェットプリンタヘッド２９に比較すると生産性が低下す
ることになる。しかし、この第二の実施例のインクジェ
ットプリンタヘッド５３では、圧力室５７やオリフィス
５６等を形成する凹部６１を連設した流路プレート５４
は駆動部６３をインサートしていないので柔軟性が不要
であり、その硬度を向上させることで圧力損失を良好に
防止することができる。

【００５７】

【発明の効果】本発明は上述のように、圧力発生手段に
連設した駆動部の間隙と同等な形状の段部を圧電性部材
の両側に形成したことにより、樹脂部材の樹脂材料から
駆動部に作用する圧力を均等として圧電性部材の破壊を
防止することができ、圧力発生手段の歩留りを良好にし
て生産性の向上に寄与す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】本発明の第一の実施例のインクジェットプリン
タヘッドを例示する縦断正面図である。

【図２】圧力発生手段を例示する斜視図である。

【図３】一対の本体プレートであるカバープレートとメ
インプレートとを例示する分解斜視図である。

【図４】圧電性部材の変形例を例示する斜視図である。

【図５】変形例の圧電性部材を絶縁基板上に接合した状
態を例示する斜視図である。

【図６】本発明の第二の実施例のインクジェットプリン
タヘッドを例示する縦断正面図である。

【図７】一対の本体プレートである流路プレートと本体
プレートとを例示する分解斜視図である。

【図８】従来例のインクジェットプリンタヘッドを例示
する縦断正面図である。

【図９】本出願人が先に出願した先行技術のインクジェ
ットプリンタヘッドを例示する縦断正面図である。

【図１０】一対の本体プレートである流路プレートと本
体プレートとを例示する分解斜視図である。

【符号の説明】

２９，５３ インクジ
ェットプリンタヘッド ３０，３１，５４，５５ 本体プレ
ート ３２，５６ オリフィ
ス ３３，５７ 圧力室 ３６，６０ インク供
給路 ３７，６１ 凹部 ３８，５２，６２ 圧電性部
材 ３９，６３ 駆動部 ４２，６６ 圧力発生
手段 ４３，６７ 間隙 ４４，６８ 段部 ４５，６９ 加圧面 ４６，７０ 樹脂部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の駆動部を圧電性部材で連設した圧
   力発生手段を設け、この圧力発生手段をインサートした
   樹脂部材で一対の本体プレートの少なくとも一方を形成
   し、一対の前記本体プレートの少なくとも一方の接合面
   にオリフィスとインク供給路とが各々連通した複数の圧
   力室を凹部で形成し、前記圧力室に対向する変位自在な
   加圧面を前記圧力発生手段の前記駆動部で形成したイン
   クジェットプリンタヘッドにおいて、前記圧力発生手段
   に連設した前記駆動部の間隙と同等な形状の段部を前記
   圧電性部材の両側に形成したことを特徴とするインクジ
   ェットプリンタヘッド。