JPH06320739A - インクジェットプリントヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 印字の安定・印字品質の向上、及び圧電素子
の加工から貼付までの工程時間の短縮を実現できるイン
クジェットプリントヘッドの製造方法を提供する。 【構成】 ヘッド基台１０に所定パターンで多数の個別
インク路１１を形成し、このヘッド基台１０の個別イン
ク路１１側に振動板１２を固着する一方、ダミー基板１
に圧電素子２を仮固定し、この圧電素子２をヘッド基台
１０の個別インク路１１のパターンに対応して細分化に
パターニング加工し、続いてダミー基板１上の各圧電素
子３がそれぞれヘッド基台１０の個別インク路１１に対
応するよう振動板１２上にダミー基板１の圧電素子３側
を接着剤１３で貼付し、その後にダミー基板１を取り外
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インク吐出の駆動源に
圧電素子を使用するインクジェットプリントヘッドの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インク吐出の駆動源として圧電素子を使
用した圧電型インクジェットプリントヘッドがある。こ
のプリントヘッドは一般に、多数の個別インク路を形成
したヘッド基台と、全ての個別インク路を覆うようにヘ
ッド基台に固着した振動板と、個別インク路に相対する
振動板上の部分に貼付した圧電素子とで構成される。そ
して、圧電素子に電界を加えて圧電素子を変位させ、更
に振動板の対応部分を変形させることにより、個別イン
ク路内のインクを個別インク路の先端口（ノズル）から
押し出す。

【０００３】ところで、圧電素子を高密度に実装するた
めに、例えば図１１に示すようなプリントヘッドも提供
されている。このプリントヘッドでは、ヘッド基台２０
上に図のように中央のノズル群から放射状に延びる円形
状パターンの個別インク路２１を多数個（この例では４
８個）形成すると共に、各個別インク路２１にインクを
供給するための共通インク路２２を個別インク路２１の
周囲に形成し、これら個別インク路２１と共通インク路
２２を密閉するように振動板（図１１には図示せず）を
ヘッド基台２０上に固着し、１枚ずつ所定の大きさのチ
ップに加工した圧電素子（図示せず）を、振動板上の所
定部分（斜線部分）２３に１枚ずつ貼付している。な
お、ヘッド基台２０上には、圧電素子貼付用アライメン
トマーク２４が３箇所に設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なプリントヘッドにおいて、印字性能を高めるには、各
圧電素子を振動板上の所定部分、つまりヘッド基台の個
別インク路に対応する部分に正確に位置決めすることが
要求される。しかしながら、上記製造方法のように、圧
電素子を１枚ずつ貼付する場合、所定部分に正確に位置
決めすることが難しい。仮に圧電素子の貼付位置が所定
部分からずれた場合、圧電素子の変位による圧力が振動
板の対応部分に正確に加わらず、印字が不安定になり、
印字品質が劣化する。

【０００５】又、上記のような製造方法では、圧電素子
を１枚ずつ加工・貼付しているため、図１１のようなプ
リントヘッドの場合、圧電素子の加工・貼付を多数回
（４８回）必要とする。このため、ノズル数が多くなる
ほど加工から貼付に至る工程に手間が掛かり、製造時間
が長くなるばかりか、量産化が難しくなる。特に、印字
性能を高めるには各圧電素子の位置決め精度が重要であ
るが、圧電素子を１枚ずつ貼付する場合、圧電素子の個
数だけ高い繰り返し精度が要求され、量産化の大きな支
障となる。

【０００６】従って、本発明の目的は、上記問題点に鑑
み、印字の安定・印字品質の向上、及び圧電素子の加工
から貼付までの工程時間の短縮を実現できるインクジェ
ットプリントヘッドの製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用】前記目的を達成
するために、本発明のインクジェットプリントヘッドの
製造方法は、ヘッド基台に所定パターンで個別インク路
を形成し、このヘッド基台の個別インク路側に振動板を
固着する一方、ダミー基板に圧電素子を仮固定し、この
圧電素子を前記ヘッド基台の個別インク路のパターンに
対応してパターニング加工し、続いて前記ダミー基板上
の各圧電素子がそれぞれヘッド基台の個別インク路に対
応するよう振動板上にダミー基板の圧電素子側を貼付
し、その後にダミー基板を取り外すことを特徴とする。

【０００８】本発明の製造方法によれば、ダミー基板に
仮固定した１枚の圧電素子を、ヘッド基台に形成した個
別インク路のパターンに応じてパターニング加工して、
個別の圧電素子とするため、一度に所定個数及びサイズ
の圧電素子を形成することができる。一方、ヘッド基台
には所定個数及びパターンの個別インク路を形成し、こ
のヘッド基台の個別インク路側に振動板を固着してお
く。そして、ヘッド基台の振動板上に例えば接着剤を塗
布してから、ヘッド基台の圧電素子を、各圧電素子が個
別インク路上に位置するように振動板上に貼付し、その
後にダミー基板を取り外す。

【０００９】このように、複数個の圧電素子をパターニ
ング加工で一度に形成し、これを１回の貼付で振動板上
に固定するため、各圧電素子は振動板上の所定部分、即
ちヘッド基台の個別インク路に対応する部分に高精度に
位置決めされることになる。この結果、圧電素子の変位
による圧力が振動板の所定部分に正確に加わるようにな
り、印字用紙に対する印字スピードが安定し、印字が安
定すると共に印字品質が向上する。更に、圧電素子の加
工から貼付までの工程が簡素になり、製造時間が短縮さ
れる。

【００１０】なお、圧電素子をヘッド基台（即ち振動
板）に貼付する際の位置決めをより正確且つ容易に行う
ために、圧電素子のパターニング加工時に、ヘッド基台
側のアライメントマークに対応するアライメントマーク
をダミー基板に同時に設けることが好ましい。更に、以
下の実施例でも述べるように、圧電素子の貼付時に圧電
素子を振動板に確実に密着させるために、圧電素子のパ
ターニング加工時に、圧電素子のカットだけでなくダミ
ー基板にもハーフカットを行い、このダミー基板のハー
フカット部を貼付時に用いる接着剤の逃げ部とするのが
望ましい。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の製造方法を実施例に基づいて
説明する。但し、この製造方法では、図１１に示す構造
のプリントヘッドを例にする。図１は本発明の製造方法
の第１の工程を示す図である。まず、図１〔（ａ）は上
面図、（ｂ）は側面図〕に示すように、ダミー基板１上
に、熱、溶剤、紫外光等の作用により接着強度が低下す
る接着剤（ワックス等）で１枚の円板状の圧電素子２を
仮固定する。

【００１２】次に、図２〔（ａ）は上面図、（ｂ）は側
面図〕において、圧電素子２をパターニング加工（具体
例については後述）し、環状に並ぶ複数個（４８個）の
圧電素子３を形成すると共に、ダミー基板１の３箇所に
圧電素子貼付用アライメントマーク４を形成する。圧電
素子３の形状、サイズ及び位置は、ヘッド基台に形成す
る個別インク路に対応している。又、この実施例では、
図２の（ａ）の円形部分Ａの拡大図を示す図６から分か
るように、圧電素子３のカットだけでなくダミー基板１
のハーフカットも行っており、このダミー基板１のハー
フカット部５が後述の接着剤の逃げ部となる。

【００１３】一方、図３及び図７（図３の円形部分Ｂの
拡大図）に示すように、ヘッド基台１０には、図１１に
示すようなパターンで複数個（４８個）の個別インク路
１１及び共通インク路（図示せず）を形成すると共に、
圧電素子貼付用アライメントマーク１４を形成する。そ
して、個別インク路１１及び共通インク路を密封するよ
うにヘッド基台１０上に振動板１２を固着した後、振動
板１２上に圧電素子３を貼付するための接着剤１３を塗
布する。

【００１４】続いて、ヘッド基台１０のアライメントマ
ーク１４とダミー基板１のアライメントマーク４とを位
置合わせし、接着剤１３によって圧電素子３をヘッド基
台１０（即ち振動板１２）上に貼付する（図４参照）。
これにより、各圧電素子３が個別インク路１１に対応す
る振動板１２上の部分に固定される。その後、圧電素子
３を仮固定してあるダミー基板１を、熱、溶剤、紫外光
等を利用して取り外すことにより（図５参照）、図１１
に示すようなインクジェットプリントヘッドが得られ
る。

【００１５】ところで、ダミー基板１に前記ハーフカッ
ト部５を設けておくことで、圧電素子３を振動板１２上
に接着剤１３で貼付する時に、図８に示すように接着剤
１３がハーフカット部５に逃げ込み、圧電素子３と振動
板１２との間に接着剤１３が介在せず、圧電素子３と振
動板１２が確実に密着する。これに対し、ハーフカット
部５を設けない場合、接着剤１３の盛り上がりにより、
図９のように圧電素子３と振動板１２との間に接着剤１
３が介在することになり、両者の接着が確実に行われ難
くなる。このため、ダミー基板１に仮固定した圧電素子
２をパターニング加工する際には、ダミー基板１のハー
フカットを行うのが好ましい。

【００１６】このようにして作製したプリントヘッドで
は、任意の圧電素子３に電界を加えれば、圧電素子３が
変位する。この変位によって更に振動板１２の相対部分
が変形し、個別インク路１１のインク容積が増減する。
そして、インク容積が減少に転じた個別インク路１１内
のインクがノズルから吐出されることにより、印字が行
われる。

【００１７】ダミー基板１に仮固定した圧電素子２をパ
ターニング加工する具体例を図１０に示す。この例で
は、圧電素子２をダミー基板１に仮固定した後〔図１の
（ｂ）参照〕、圧電素子２上にドライフィルム７をラミ
ネートし〔図１０の（ａ）参照〕、このドライフィルム
７を露光・現像により所定パターンにパターニング加工
してから、サンドブラストすることによりドライフィル
ム７の抜き部分を選択的に加工除去する〔図１０の
（ｂ）参照〕。この時、圧電素子２だけでなく、ダミー
基板１の一部分も除去（ハーフカット）し、このハーフ
カット部を接着剤の逃げ部とする。その後、残されたド
ライフィルム７のパターンを剥離することにより、所定
パターンの圧電素子２が完成される〔図１０の（ｃ）参
照〕。このパターニング加工において、サンドブラスト
で製造する場合、特にパターニング後の洗浄がエッチン
グと比較して簡単に済むだけでなく、圧電素子２のショ
ート、バリがダイシング、レーザ加工と比較して起こら
ない、という利点が得られる。

【００１８】なお、上記実施例で取り上げたプリントヘ
ッドの構造は単なる一例であり、本発明の製造方法はこ
れに限定されないことは勿論である。例えば、上記実施
例では個別インク路及び圧電素子が環状に配列されたも
のであるが、直線状に配列する場合にも適用可能であ
り、任意の配列パターンに応じて圧電素子をパターニン
グ加工すればよい。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
は、ダミー基板に仮固定した圧電素子をパターニング加
工により所定形状・サイズに細分化し、これを個別イン
ク路を形成したヘッド基台の振動板上に貼付してから、
ダミー基板を取り除くという製法である。

【００２０】この製法により、各圧電素子が振動板上の
所定部分に精度良く位置決めされるため、圧電素子の変
位による圧力が振動板の所定部分に正確に加わるように
なり、印字用紙に対する印字スピードが安定し、印字の
安定・印字品質の向上が実現される。又、１枚ずつ圧電
素子を加工・貼付する必要がないため、圧電素子の加工
から貼付までの工程時間を短縮することができ、量産化
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法の第１の工程図である。

【図２】図１に続く第２の工程図である。

【図３】図２に続く第３の工程図である。

【図４】図３に続く第４の工程図である。

【図５】図４に続く第５の工程図である。

【図６】図２の（ｂ）に示す円形部分の部分拡大図であ
る。

【図７】図３に示す円形部分の部分拡大図である。

【図８】図４に示す工程図における要部の詳細を示す部
分拡大断面図である。

【図９】図４に示す工程図における別例の要部の詳細を
示す部分拡大断面図である。

【図１０】圧電素子のパターニング加工例を示す工程図
である。

【図１１】従来例に係るインクジェットプリントヘッド
の平面図である。

【符号の説明】

１ ダミー基板 ２，３ 圧電素子 ４，１４ アライメントマーク ５ ハーフカット部 １０ ヘッド基台 １１ 個別インク路 １２ 振動板 １３ 接着剤

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッド基台に所定パターンで個別インク路
   を形成し、このヘッド基台の個別インク路側に振動板を
   固着する一方、ダミー基板に圧電素子を仮固定し、この
   圧電素子を前記ヘッド基台の個別インク路のパターンに
   対応してパターニング加工し、続いて前記ダミー基板上
   の各圧電素子がそれぞれヘッド基台の個別インク路に対
   応するよう振動板上にダミー基板の圧電素子側を貼付
   し、その後にダミー基板を取り外すことを特徴とするイ
   ンクジェットプリントヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】前記圧電素子のパターニング加工時に、ヘ
   ッド基台側のアライメントマークに対応するアライメン
   トマークをダミー基板に同時に設け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トヘッドの製造方
   法。
3. 【請求項３】前記圧電素子のパターニング加工時に、圧
   電素子のカットだけでなくダミー基板にもハーフカット
   を行い、このダミー基板のハーフカット部を前記圧電素
   子の貼付時に用いる接着剤の逃げ部とすることを特徴と
   する請求項１又は請求項２記載のインクジェットプリン
   トヘッドの製造方法。