JPH08230197A - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクジェットプリンタを低コストで製造す
る。 【構成】 インクジェットヘッドは、蓋板１に穿設され
たノズル５が２列の平行線Ｌ７，Ｌ８を構成するように
配列してある。流路基板１には、２列に直線状かつ平行
に配列してなる複数のインク流路３ａ，３ｂ及び加圧室
４ａ，４ｂが区画形成されている。各加圧室の対向面へ
の圧電素子の実装は、基板１の上面に、実質的に矩形状
の大型かつ単一の圧電性板材７を貼付した後、これをダ
イシングソー等を用いて縦・横に直線的に（切断線Ｓに
沿って）切り離して複数の圧電素子片に分割することに
よって行う。両列の加圧室の側面が同一線上に位置する
ように配列することによって切断が容易となるので製造
コストが低下する。これを、ノズルの構成する２列の平
行線に対し傾いた方向に移動可能に、かつ一方の平行線
の一部をなすノズルと、それと隣り合うノズルとの中間
に他方の平行線の一部をなすノズルが位置するような姿
勢に設置することによって射出密度の向上を図ってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットヘッド
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェットプリンタを構成す
るインクジェットヘッドの製造過程において、加圧室に
対向する圧電素子の貼付は、加圧室に対応する形状及び
大きさに切断した圧電素子を対応する位置に１枚ずつ貼
り付けていた。しかし、貼付枚数の多いものでは、位置
精度の高い貼付を行うためには、かなりの時間を要し、
貼り付け作業中に圧電素子を破損してしまうことがある
などの問題も生じていた。

【０００３】このような問題に対しては、全ての加圧室
を覆う大きさの圧電性板材を貼付した後、これを所望の
大きさに切断して個々の加圧室に対応した形状及び大き
さに分離することによって圧電素子として用いることが
提案されている（特開平５−０７７４２７号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術におけるよう
に１枚の圧電性板材を基板状に貼付して切断・分割する
ことによって、個々の圧電素子を実装する方法は、公報
に図示される例のように１列のノズルを有し加圧室が直
線状に配設してある場合には、レーザ加工などにおける
切断が容易であるため効果的であるといえる。しかしな
がら、実際には多数のノズル孔の配置密度を高くするた
めに、ノズル孔を千鳥状に配設することが多く行われて
いる。ノズル孔を千鳥状に配列させる場合、加圧室も千
鳥状に配列しないと、加圧室とノズル孔とを連結する流
路を複雑に屈曲させる必要が生じ、流路形成が面倒で作
業性が悪くなるとともに、各流路毎に流路抵抗が異なり
印字性能にばらつきを生じるおそれがある。従って、加
圧室も千鳥状に配設されていることが多い。このため、
レーザ加工等によって切断する際に、一方に配列された
加圧室の側面と平行に単純に直線的に圧電性板材を切り
離すと、他方の列の加圧室の中央付近で圧電性板材が切
断されることになる。もちろん、レーザ加工による切断
を圧電性板材の中間部、すなわち反対側の列の加圧室の
手前で停止させ、反対側は切断しないようにすることも
可能ではある。しかし、そのためのレーザー加工の条件
設定が面倒である上に、反対側の列の切断と合わせて２
倍の切断工程を必要とするなど、製造工程が増大してコ
ストアップにつながる問題がある。

【０００５】そこで本発明の目的は、インクジェットヘ
ッドの製造コストの低減を図ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、流路基板に複数のインク流路を刻設す
る工程と、流路基板のインク流路刻設面に蓋板を積層す
る工程と、流路基板または蓋板のいずれか一方にインク
流路の先端部と実質的に垂直に連通する複数のノズルを
穿設する工程と、インク流路の中間部にそれぞれ設けら
れた加圧室と対向するように流路基板または蓋板のいず
れか一方に複数の圧電素子片を配設する工程と、プリン
タ本体に往復移動可能に取り付ける工程とを含むインク
ジェットヘッドの製造方法において、以下の特徴を有す
るものである。

【０００７】すなわち、インク流路刻設工程は、複数の
加圧室が２列に並び、一方の列の加圧室の側面と他方の
列の加圧室の側面とが実質的に同一直線上に位置すると
ともに、両列において加圧室の端面がそれぞれ実質的に
同一直線上に位置するように、インク流路を形成するも
のであり、ノズル穿設工程は、複数のノズルが２列の平
行線を構成するように配列するものであり、圧電素子片
配設工程は、流路基板または蓋板のいずれか一方に全加
圧室上を覆うように大型かつ単一の圧電性板材を貼付し
た後、この圧電性板材を、加圧室の側面および端面に沿
って直線的に切り離すことにより、圧電性板材を各加圧
室にそれぞれ対応する複数の圧電素子片に分割し、かつ
ノズルを覆う部分を除去するものであり、取付工程は、
ノズルの構成する平行線が往復移動方向に対し傾斜する
とともに、往復移動方向に垂直な方向に関して、一方の
平行線の一部をなすノズルと、それと隣合うノズルとの
中間に、他方の平行線の一部をなすノズルが位置するよ
うな姿勢に配設するものである。

【０００８】

【作用】２列に配列された多数の圧電素子を、１枚の圧
電性板材を全ての加圧室を覆うように貼付してから切断
・分割することによって、それぞれの圧電素子を独立し
たものにする。このときに、一方の列の加圧室の側面に
沿って切断するときの切断線が他方の列の加圧室の中央
部付近に位置することを避けるために千鳥状の配列にせ
ず、それぞれ加圧室を線対称状に配置することによって
効率的な切断が可能になる。千鳥状にしないことによる
射出密度の低下は、ノズルの構成する平行線が傾いた状
態となる姿勢で移動するようにヘッドを配設することに
よって防止される。

【０００９】

【実施例】初めに本実施例で製造されるインクジェット
ヘッドについて説明する。図１〜３に示すように、対向
する蓋板１と流路基板２との間に、８条ずつ２列のイン
ク流路３がそれぞれ平行に設けてあり、各インク流路の
中間位置には、長方形状の加圧室４が設けてある。互い
に接近する加圧室の先端位置には、それぞれこれらの各
インク流路と連通するノズル５…が穿設してある。図４
に示すように、流路基板２には以下の通りインク流路３
をなす溝が刻設されている。すなわち、一方の列のイン
ク流路３ａの加圧室４ａは、端面Ａ，Ｂがそれぞれ直線
Ｌ１，Ｌ２上に並ぶようにし、他方の列のインク流路３
ｂの加圧室４ｂの端面Ｃ，Ｄが直線Ｌ３，Ｌ４上に並ぶ
ように設けられている。また、加圧室４ａの側面Ｅが加
圧室４ｂの側面Ｇと、加圧室４ａの側面Ｆが加圧室４ｂ
の側面Ｈと同一直線上（直線Ｌ５または直線Ｌ６上）に
並ぶように設けられている。

【００１０】図１〜３に示すように、ノズル５…は、蓋
板１を貫通して上面に開口するように設けてあり、これ
らの開口部は蓋板１の上面に２列の平行線Ｌ７，Ｌ８
（図１参照）をなすように配列されている。蓋板１の上
面における各加圧室４の対向位置には、それぞれ圧電素
子片６…（図３参照）が貼付してある。

【００１１】インクジェットヘッドの構成は、流路基板
２の背面に、図示しないインクプール基板が積層してあ
り、インクタンクから供給されたインクを待機させるイ
ンクプールを区画形成してある。流路基板２には、イン
クプールとインク流路３とを連通させるリストリクショ
ンが設けてあり、インクプール基板を両基板１，２に積
層することにより、インクプールからインク流路３にイ
ンクを供給可能である。

【００１２】次に上記したインクジェットヘッドの製造
方法について説明する。 初めに、両基板１，２
を積層してインク流路３及び加圧室４を区画形成する。

【００１３】次に、図１に示すように、蓋板１の上面に
ＰＺＴを実質的に矩形状に形成してなる単一の圧電性板
材７を貼付する。圧電性板材７は、全ての加圧室４…上
をカバー可能な形状・大きさに形成したものとして実質
的に矩形に形成されたものを用いる。圧電性板材７の一
辺７ａは最も外側（右側）に位置する加圧室４ａの側面
Ｅとほぼ同一線上にあり、他の一辺７ｂは最も外側（左
側）の加圧室４ｂの側面Ｈとほぼ同一線上にあるととも
に、他の２辺７ｃ，７ｄは加圧室４ａ，４ｂの端面Ｂ，
Ｄと平行にその近傍に位置するように接着剤を用いて貼
付する（図１，４参照）。

【００１４】次に、圧電性板材７を貼付した積層状態の
基板１，２を図示しないダイシングソーのテーブル上に
載置された治具にセットし、各加圧室４…の各側面に沿
って直線的に切断して切り離し、それとともに加圧室４
ａ，４ｂの端面Ａ，Ｃに沿って切断し、圧電性板材７を
分割して独立した複数の圧電素子片６を得る（図３参
照）。なお、各加圧室間の間隔は非常に微小であるた
め、本実施例では幅広の刃を用い、隣り合う加圧室の側
面に沿って同時に切断し工程を簡略化している。

【００１５】ダイシングソーによる切断の一例として
は、図１に２点鎖線で示すように、加圧室４の周囲を直
線的に切り進み、各加圧室上に分離された圧電性板材が
残留するように行われる。切断線は、加圧室が互いに向
かい合うような状態で平行に並んでいるため、加圧室４
の長手方向に切り進む場合にも、その進行路に他の加圧
室が位置することはない。すなわち、一方の加圧室４ａ
の側面に沿う切断と他方の加圧室４ｂの側面に沿う切断
線とが一致するため、２列分の切断を１工程で行うこと
が可能である。次にさらに幅広の刃を用い、治具を水平
方向に９０°回転させ、各加圧室４…の両端面に沿って
加圧室４ａ，４ｂ間の圧電性板材を切断・除去する。こ
れらの切断線を図２に２点鎖線Ｓで示している。これに
より加圧室の対向面に残された部分が圧電素子片として
独立するとともにノズル５…を露出させる（図３参
照）。上記したように、２列分の切断をダイシングソー
で切り進むものであるので、加工が容易となりかつ隣り
合う列の圧電素子となるべき範囲に切り込みが入るおそ
れがなくなる利点がある。圧電性板材を切断する手段と
しては、この他バンドソーやレーザ加工等を用いてもよ
い。

【００１６】インクジェットプリンタは、上記したイン
クジェットヘッドをプリンタ本体のキャリッジに搭載す
ることによって構成する。このとき、インクジェットヘ
ッドの配置は、ノズルを配設した２列の平行線Ｌ７，Ｌ
８に対して傾いた方向（図面左右方向）に移動可能に
（矢印参照）、かつインクジェットヘッドの移動方向と
直交する方向（図面上下方向）に関し、一方の平行線Ｌ
７の一部をなすノズル５ａと、それと隣り合うノズル５
ａ´との中間に、他方の平行線Ｌ８の一部をなすノズル
５ｂが位置するような姿勢に配設する。本実施例では、
図３上下方向に関するノズル５ａ，５ｂ間の間隔Ｙ１
と、ノズル５ｂ，５ａ´間の間隔Ｙ２とが一致するよう
にしている。これによりインクジェットヘッドの移動方
向と直交する方向のノズルの密度が高くなるので、千鳥
状の配置をしなくても印字品質の向上が可能になる。

【００１７】なお、インクジェットヘッドの詳細な構成
については、上記実施例に限定されるものではなく、適
宜変更可能である。

【００１８】

【発明の効果】上記したように、本発明によれば、加圧
室を全て覆うように大型かつ単一の圧電性板材を貼付
し、これを直線的に切り離すことにより多数の圧電素子
片を同時に簡単に実装可能になる。２列に並んだ加圧室
が互いの側面が同一直線上に位置するように配列されて
いるので、一方の列の加圧室の側面に沿う切断の際に他
方の列の加圧室上で圧電性板材を切断するおそれがなく
なるので、２列の加圧室の側面に沿って同時に切断可能
となり、切断のための工程が短縮される。なお、ノズル
の配列が千鳥型にしなくても、インクジェットヘッドの
移動方向と直交する方向に関しノズル列が傾くような姿
勢に配設することによって、高密度化が達成できるの
で、印字品質の高いインクジェットプリンタを低コスト
で製造可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】流路基板に圧電性板材を貼付した状態を説明す
る平面図である。

【図２】圧電性板材の切断線を説明する平面図である。

【図３】加圧室の対向面に圧電素子を実装した状態を説
明する平面図である。

【図４】流路基板の拡大平面図である。

【符号の説明】

１ 蓋板 ２ 流路基板 ３（３ａ，３ｂ） インク流路 ４（４ａ，４ｂ） 加圧室 ５ ノズル ５ａ，５ａ´ 一方の平行線の一部をなすノズル ５ｂ 他方の平行線の一部をなすノズル ６ 圧電素子片 ７ 圧電性板材 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 端面 Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ 側面 Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６ 直線 Ｌ７，Ｌ８ 平行線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流路基板に複数のインク流路を刻設する
   工程と、上記流路基板のインク流路刻設面に蓋板を積層
   する工程と、上記流路基板または上記蓋板のいずれか一
   方に、上記インク流路の先端部と実質的に垂直に連通す
   る複数のノズルを穿設する工程と、上記インク流路の中
   間部にそれぞれ設けられた加圧室と対向するように、上
   記流路基板または上記蓋板のいずれか一方に複数の圧電
   素子片を配設する工程と、プリンタ本体に往復移動可能
   に取り付ける工程とを含むインクジェットヘッドの製造
   方法において、 上記インク流路刻設工程は、上記複数の加圧室が２列に
   並び、一方の列の上記加圧室の側面と他方の列の上記加
   圧室の側面とが実質的に同一直線上に位置するととも
   に、両列において上記加圧室の端面がそれぞれ実質的に
   同一直線上に位置するように、上記インク流路を形成す
   るものであり、 上記ノズル穿設工程は、複数の上記ノズルが２列の平行
   線を構成するように配列するものであり、 上記圧電素子片配設工程は、上記流路基板または上記蓋
   板のいずれか一方に上記全加圧室上を覆うように大型か
   つ単一の圧電性板材を貼付した後、この圧電性板材を、
   上記加圧室の側面および端面に沿って直線的に切り離す
   ことにより、上記圧電性板材を上記各加圧室にそれぞれ
   対応する複数の上記圧電素子片に分割し、かつ上記ノズ
   ルを覆う部分を除去するものであり、 上記取付工程は、上記ノズルの構成する上記平行線が上
   記往復移動方向に対し傾斜するとともに、上記往復移動
   方向に垂直な方向に関して、一方の上記平行線の一部を
   なす上記ノズルと、それと隣合うノズルとの中間に、他
   方の上記平行線の一部をなす上記ノズルが位置するよう
   な姿勢に配設するものであることを特徴とするインクジ
   ェットヘッドの製造方法。