JPS6038163A - インクジエツトヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 皮亙欠１ 本発明は、インク室のインクを加圧してインク滴を噴射
するインクジェットヘッド、より詳細には、インク室の
インクを加圧する加圧素子として、圧′重性高分子を用
いたインクジェットヘッドに関する。

従、ｌＬ猜 インクジェット記録装置は周知であり、そのためのイン
クジェットヘッドも種々提案されたており、代表的なも
のに、セラミック電歪素子を用いたインクジェットヘッ
ドがあるが、このヘッドは。

インク加圧部の面積が大きくすなわち電歪素子が大きく
、マルチ化に限界があった。その他に、電界又は磁界の
作用を利用したインクジェットヘッド、或いは、バブル
によるインクジェットヘッド等も提案されているが、前
者は比較的高電圧を要するため、駆動回路の小型化に限
界があり、後者゛は熱パルスによって気泡の発生を繰り
返すため、耐久性の点で問題があった。而して、インク
ジェットヘッドは、印写信号に応じてインク室の体積を
減少させてつまりインク室のインクを加圧してインク滴
を噴射させるものであり、当然のことながら、その加圧
手段として圧電性高分子を使用することができる。この
圧電性高分子には、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化
ビニル、ポリ塩化ビニル、フッ化ビニリデン・玉フッ化
エチレンの共利合体（Ｐｏ　１ｙ−ＶＤＦＩＩＴｒＦＥ
）、あるいは、ＰＶＤＦ／ＰＺＴ、ゴム／ＰＺＴ、ポリ
アセタール／ゴム／ＰＺＴ、エポキシ／ＰＺＴなどの高
祖合物圧電体などがあるが、これらの圧電性高分子は、 （ａ）、可撓性があり曲面加工性がよい。

（ｂ）、薄膜化Φ大面積化が容易である。

（Ｃ）６軒い。

などのすぐれた特徴をもっている。

これに対して、無ｍ圧電体は固く、力学的変化に脆い。

止−一店 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
特に、インクジェットヘッドに圧電性高分子を効果的に
用いて、低電圧で駆動できる大規模集積化可能で、かつ
量産性に優れたインクジェットヘッドを提供することを
目的としてなされたものである。

俟−一誠 本発明の構成について、以下、実施例に基づいて説明す
る。

実ｊＬ例」２ この実施例は、インク室のインクを加圧してインク滴を
噴射するインクジェットヘッドにおいて、加圧素子に圧
電性高分子例えばポリフッ化ビニリゾ７（ＰＶＤＦ）を
用いたマルチノズルインクジェットを実現したものであ
る。

最初に、上記圧電性高分子を用いたインクジェットヘッ
ドの動作原理について第１図を参照しながら説明する。

第１図において、ｌはインク室、２はインク加圧素子、
３はインク滴で、インク室１内のインクを加圧してイン
ク滴を噴射させるには、インクを加圧したときの実効変
位量がインク滴の体積に略等しくなければならない、す
なわち、今、ここに約５０１ＬｍＸ’５０　ｐｍのノズ
ルからインク滴を噴射させた場合、Ｖ　ｏ　＝　４／３
１１ｔｃ　（７０／２）　”（ｐｍ”　）に略等しい実
効変位量が要求されることになる。このように、インク
ジェットヘッドにおいては、かかる実効変位量を得るこ
とが鍵となるので、ここにその変位量について算出する
。

ｗＳ１図において、０．ＯＡおよびＡＢはそれぞれ、Ｐ
ＶＤＦを湾曲させたときの曲率中心、曲率半径および弦
を表わす、またＯから弦ＡＢに垂線を下したとき、その
底をＨとし、直線ＯＨと弧ＡＢとの交点なＰとする。こ
の湾曲した厚さｔの圧電性高分子に電圧Ｖをかけると、
横効果すなわち圧電定数ｄ３１の効果を、縦方向すなわ
ち厚み方向の（＝ＰＱ（＝ΔＲ））に変換することがで
きる。変形前の形が半径Ｈの円弧で、変形後に二次曲線
になるとすると、中心部の変位ＰＱ　Ｃ，＝ΔＲ）は。

で与えられる。本実施例は、この電圧駆動にょるムＲの
変位を利用して、インクを加圧し、インク滴を噴射させ
るものである。

（１）式は、円弧の張る角をαとしたとき、９゜７５°
≦αく９０°の範囲で成立する。ここで、ｄ３１＝４０
Ｐｃ／Ｎとし、ｔ　＝　２０１Ｌｍ　ノＰ　ＶＤＦフィ
ルムを用いると、 ΔＲ（ｐｍ）　＝　３　Ｘ　ｌ　Ｏ’　Ｒ（ＩＬｍ）　
・Ｖ（Ｖｏｌｔ）・・・・・・・・・（２） を得る。（２）式より、大きな変位ΔＲを得るには、大
きな曲率半径をもった湾曲がよいことがわかる。

しかるに、曲率半径Ｒは、Ｒ＝　（α／２）／ｓ　ｉｎ
（α／２）であるから、ここにＲの最大値は、α＝９．
７５°のとき、すなわち、 Ｒ＝　（α／２）／５ｉｎ４．８７５°　・（３）とな
る。

さて、実効変位量ΔＶｅｒｆは、（ａ）ＡＱＢＰＡで囲
まれた変位面積ΔＳと、（ｂ）第２図のように湾曲した
ＰＶＤＦフィルムの弦ＡＢに対する垂直方向の長さｇと
、（Ｃ）インクを噴射させるときの実効効率ηとの積、
すなわち、ΔＶｅｆｆ≧η・ΔＳ・Ｑで表わせる。した
がって。

ΔＶｅｆｆ　＝η・ΔＳ・ｇ なる関係が実現したときに、インクが噴出する。

実効変位量ΔＶｅｆｆを算出するにあたっては、まず変
位面積ΔＳの算出が必要なので、それから計算すること
にする。ここでわかりゃすくするため、第３ｒｉＪのよ
うに曲率中心を原点とした（Ｘ。

Ｙ）座標を考える。この座標より、二次曲線ＡＱ・　Ｂ
と円弧ＡＰＢとを請求め、そこから変位面積ΔＳをめる
と、 ΔＳ冨−（３Ｒ＋２ΔＲ−ｂ） ・・・・・・・・・（５） がめられる。

１）１図において、ａ、ｂ、Ｈについて、ｂ（２Ｒ−ｂ
）’＝　（α／２）　２．すなわち、なる関係が成立し
ている。そこで、これを（５）式に代入して、 を得る。ΔＳをめるためには、ａとＲとΔＲの値が必要
である０弦の長さａを与えると、（３）式よりＲがまり
Ｊそれによって（２）式よりΔＲが電圧の関数としてま
る。斯様にして、与えられたａと、ＲとΔＢとを（６）
式に代入してΔＳをめ、次に、これを（４）式に代入す
れば、ここに特定の弦の長さａに対するインク加圧時の
インク噴射条件をＶ、１１文の３つの関係として決定で
きる。

例　弦の長さａを、ａ＝１７０ｇ、ｍとすると、（３）
式より、 Ｒ＝　（１７０／　２　）　／　ｓ　ｉ　ｎ　４　、８
７５°＝１０００−２１０ＪＬｍ、また、（２）式より
、ΔＲ（ｐｍ）＝３．０００６３Ｘ１０°”Ｖ（ｖｏ’
ｌ、ｔ）　。

となり、これらを（６）式に代入すると、Δｓ　＝　（
３，４０１Ｘ　ｌ　Ｏ−’　Ｖ−０，１Ｅ１８　）　ｐ
ｍ２となる。これを（４）式に代入して、 ７７４Ｑ　（３，４０１Ｘ１０−’　Ｖ−０，１９８）
＝１７９６００　（ｔｔｍ”） なるインク加圧時のインク噴射条件を得る。ここで、印
加電圧ＶをＶ　＝　５０Ｖｏｌｔとすると、前記ηＱは
、ηＱ＝１０．６９ｍｍとなる。なお、この効率ηと長
さＱの関係は表１に示す通りである。ただし表１におい
て、ａ＝　１７０　ｇｍ、　Ｖ＝　５０ＶａＩｔ、ｄ３
ｔ　＝４０ＰＣ／Ｎ、ｔ＝２０＃１．ｍである。

なお、この場合、初期の曲率半径Ｒは１．ｏｏｍｍであ
り、印加電圧５０Ｖｏｌｔをかけたときの中心部の変位
△ＲはＯ，１５０＃Ｌｍである。

表　１ 第４図乃至第８図は１２種々の弦の長さａに対する効率
ηと長さＱの積ηＱの関係を、各印加電圧に対してプロ
ットしたもので、各図ともｄ３１＝４０ＰＣ／Ｎ、ｔ＝
２０ＪＬｍである。また、表２には１種々の弦の長さａ
、曲率半径Ｒ１弦と円弧の中心間の長さｂ、及び印加電
圧Ｖに対する中心部の変位ΔＲ及び効率ηと長さ文の積
ηｇのそれぞれの値を示すが、斯様にして、湾曲したＰ
ＶＤＦを電圧駆動することによってインクを加圧すると
、インク滴を噴射することができる。なお、厚さｔを小
さくすると、印加電圧Ｖをそれだけ低くすることができ
る。

表２ 第９図は、ＰＶＤＦを用いてマルチノズルのインクジェ
ットヘッドを構成する場合の一例を説明するための図、
さきに示した第２図は、第９図のＤ部の詳細図に相当す
゛る。図中、１１はインク加圧室、１２はインク噴射ノ
ズル、１３はインク供給部で、この例は、図示のように
、ＰＶＤＦの横振動方向すなわち第２図に示したＡＢ力
方向マルチノズルの並び方向と同じにするようにしたも
のである。すなわち、高解像度の印字をおこなうマルチ
ノズルのインクジェットでは、インク流れに正直方向の
インク加圧室の幅を大きくとれず、たとえば、８ドツ）
／１１１１の解像度をもつインクジェットでは、−次元
アレイのマルチノズルの場合は約７０μｍの幅、もどり
状アレイのマルチノズルの場合は約１７０ｇｍの幅、ま
た四段配列のマルチノズルの場合は、約４００ｇｍの幅
しかとれない。このような微細加−［を伴なうインク加
圧室においては、ｗｆ、９図に示されるように、圧電性
高分子の伸縮方向がマルチノズルの並び方向と同じとな
るように設置しなければならない。

第１０図は、上述のごときインクジェットヘッドの一製
造方法の一例を説明するための要部構成図、第１１図は
第１０図のＤ部の詳細図で、図中、２０は基板、２１は
導電層、′２２はＰＶＤＦ層。

２３は導電層、２４は保護層、２５はインク流路形成体
で、該インクジェットヘッドは、例えば以下のようにし
て製作される。

（’、Ｎ）ガラス、樹脂等の非導電材料で基板２０を形
成する。

■該基板七に電極Ｅｉ形成部、リード線・形成部を残し
、フォトレジスト等でマスキングを行なう。

（３）Ａ文等の導電材を蒸着し、電極Ｅｉ（導電層）２
１およびリード線（図示せず）を形成する。

（４）−軸低温延伸し分極処理を施こして得たＰＶＤＦ
の圧電性フィルムを接着して、圧電性のＰＶＤＦ層２２
全２２する。

■Ａ見等の導電材を蒸着等して導電層２３を形成する。

（Φ５ｉ０２　、Ｓｉ２Ｎ３等耐インク性のある物質で
ＣＶＤ法等により保護層２４を形成する。

■感光性ガラスにエツチングでノズル、インク加圧室、
インク供給部等を形成したインク流路形成体２５を各イ
ンク加圧室が各導電層Ｅｉに対応する位置に機械的また
は接着等化学的手段により当接する。

第１２図は他の製造方法を説明するための図で、（ａ）
図は分解図、（ｂ）図は組立工程図で、この場合は以下
のようにして製作する。

■ガラス、樹脂等の非導電材料で通気孔をもった支持基
板３０を形成する。

（リー軸低温延伸をし、分極処理を施こしたＰＶＤＦ圧
電性フィルム３１の片面の全面にＡＭ等の導電性材を真
空蒸着して導電層Ｅｇ３２を形成する。

（■導電層３２−ヒに５ｉ０２．Ｓｉ、２Ｎ３等耐イン
ク性のある物質でＣＶＤ法等により保護層３３を形成し
て３４を形成する。

■線保護層３４をフラットな支持基板３５上にきっちり
と張りつめる。

（５）感光性ガラスにエツチングでノズル、インク加圧
室、インク供給部等を形成したインク流路形成体３６に
、前記保護層３４を接着する。

■フラットな支持基板３５をはずし、全面電極３２の反
対側のＰＶＤＦ上に各インク加圧室に対応する電極形成
部及びリード線形成部を残こし、メタルマスク等でマス
キングを行なう。

（：ｊ）　Ａ　１等の導電材を蒸着し、電極Ｅｉ（導電
層）３７及びリード線（図示せず）を形成する。

φ）支持基板３０を、その湾曲部が各導電層Ｅｉ（各イ
ンク加圧室に対応）に対応する位置に設置し、圧電性フ
ィルム３１の各導電層Ｅｉ間と基板３０の各湾曲部間と
を機械的または接着等化学的手段により当接する。

以上、上記インクジェットヘッドによ九ば、電極層、Ｐ
ＶＤＦ層、電極層、保護層の全てを一体加−［すること
ができるので、量産性に優れたインクジェットヘッドを
提供することができる。

支立皇」 この実施例は、インク室のインクを加圧してインク滴を
噴射するインクジェットヘッドにおい、て、加圧素子に
圧電性高分子、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）を用い、該圧電性高分子をバイモルフ構造としたイ
ンクジェットヘッドを実現したものである。

圧電性高分子膜は、膜面に垂直に印加した電場により面
内の一方向へ伸縮する。この振動は微小な変位だが、バ
イモルフ構造をとることにより１０４倍程度に拡大し得
る０本実施例は、この圧電性高分子バイモルフの非常に
大きい振幅をインクジェットヘッドに応用したものであ
る。

最初に、上記バイモルフ構造のインクジェットヘッドの
動作原理について第１３図を参照しながら説明する。

ｉ１３図において、ｌはインク室、２′はインク加圧素
子（バイモルフ圧電性高分子）、３はインク滴で、イン
ク室ｌ内のインクを加圧してインク滴を噴射させるには
、インクを加圧したときの実効変位量がインク滴の体積
に略等しくなければならない。すなわち、今ここに約５
０＃ＬｍＸ５０ＩＬｍのノズルからインク滴を噴射させ
た場合、前述のように 効変位量が要求されることになる。このように、この実
施例においても、かかる実効変位量を得ることが鍵とな
るので、ここにその変位量について算出する。

ｍ１３図において、０．ＯＡおよびＡＢはそれぞれ、バ
イモルフが湾曲したときの曲率中心、曲率半径および弦
をあられす。また、０から弦ＡＢに垂線を下したとき、
その底をＨとし、直線ＯＨと弧ＡＢとの交点なＰとする
。バイモルフに電圧を印加すると、一方が縮み他方が伸
びるが、弧ＡＢは中立線と云って、伸縮のない線である
。例えば、ここでは９井ｍの厚さのポリフッ化ビニリゾ
７　（ＰＶＤＦ）Ｈを２枚貼り合わせたバイモルフの場
合について考える。この貼り合わせるためのエポキシ層
については、ｌｐｍ以下にすることができる。このバイ
モルフに電圧を印加すると、一方が縮み他方が伸びるの
で、一方の端を固定すると、他の自由端は曲がりにより
変位し、その曲率半径Ｈの逆数と印加電圧Ｖとの関係は
、■＝０のときの初期曲率を無限大（完全に水平）とす
れば。

−（Ｃｍ　’）＝５．８７Ｘ１０−”Ｖ（ｖｏｌｔ）・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）で与
えられる。

上述の様に、本発明は、電圧駆動によるインク室凸の曲
率変化を利用してインクを加圧し、インク滴を噴射させ
るものである。

ここで、実効変位量ΔＶｅＨは、ＡＰＢＨＡで囲まれた
！位面積ΔＳと、第１４図のように湾曲したときのＰＶ
ＤＦフィルムの弦ＡＢに対する垂直方向の長さ文と、イ
ンクを噴射させるときの実効効率ηとの積、すなわち、
ΔＶｅｆｆ　＝η・ΔＳ＠文であられせる。従って ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（８）な
る関係が実現したときに、インクが噴射する。

実効変位量ΔＶｅｆｆを算出するにあたっては、まず、
変位面積ΔＳの算出が必要なのでそれを計算することに
する。ここでわかりゃすくするため、第１５図のように
、曲率中心を原点とした（Ｘ。

Ｙ）座標を考える。今バイモルフの中立線である弧ＡＢ
長さをＣ１弦ＡＢの長さをａ、また、湾曲の中心部の変
位ＰＨの長さをｂとすれば、（０＜ｂ＜Ｒ） である。従って、上記式（７）、（９）、（１０）より
、一定の中立線の長さＣをもったバイモルフに駆動電圧
Ｖをかければ、弦ＡＢの長さａ、そして変位面積ΔＳが
まる。次に、このΔＳを（８）式に代入して、ここにバ
イモルフの特定の中立線の長さＣと駆動電圧Ｖに対する
インク加圧時のインク噴射条件を、η１文の関係として
決定できる。

例 例えば、ｃ＝１７０ＪＬｍ、１００Ｖｏ＋ｔ・ｃ７）場
合、効率ηと長さ文との関係は表３に示すとおりである
。このとき、変位したときのバイモルフの弦の長さは、
ａ　＝　１８Ｌｌ］１１９　ｇ　ｍであり、これは中立
線の長さ１７０ｇ、ｍに対し、わずか０．００１　ｐ、
　ｍ短縮しただけであり、Ａ、Ｂ端は固定してよい。ま
た、バイモルフの中心部の変位はｂ＝０．２１ｐｍであ
る。

表　３ 第１６図乃至第１９図は、厚さ９）ｉｎのＰＶＤＦ膜を
２枚貼り合わせたバイモルフの種々の中立線の長さＣと
、効率ηと長さ文の積η文を、各印加電圧に対してプロ
ットしたものである。

表４は、前記バイモルフＰＶＤＦの種々の中立線の長さ
Ｃと印加電圧Ｖに対する、曲率半径Ｒ１中心部の変位ｂ
、弦の長さａ、および、効率ηと長さ文との積η文の値
を、それぞれリストしたものであるが、この表からもＣ
とａとはほとんどかわらず、従って、バイモルフの両端
をきっちり固定してよいことがわかる。

表４ 第２０図は、前記バイモルフ圧電性高分子を用いてマル
チノズルのインクジェットヘッドを構成した場合の一部
切断ぶ４視図で、図中、１１はインク加圧室、１２はイ
ンク噴射ノズル、１３はインク供給部を示すが、この場
合は、ｆｆ１２０図に示す圧電性高分子の横振動方向す
なわち第２１図（第２０図り部詳細図：第１４図と同じ
）に示されるＡＢ力方向マルチノズルの並び方向と同じ
にする。

第２２図は、上記バイモルフインクジェットヘッドの製
造方法の一例を説明するための要部断面図で、　（ａ）
図は分解部、（ｂ）図は組を図で以下のように製作する
。図中、４０は基板、４１及び４５は導電層、４２はＰ
ＶＤＦ層、４３１量電極Ｅｉ層、４６は保護層、４８は
インク流路形成体で、該インクジェットヘッドは、例え
ば、次のようにして製作される。

（Ｊ）ガラス、樹脂等の、非導電材料で基板４０を形成
する。

ｏＡ、ｘ等の導電材を蒸着等により導電層４１を形成す
る。

（≦）−軸低温延伸し分極処理を施こしたＰＶＤＦの圧
電フィルムを接着し、ＰＶＤＦ層４２全４２する。

（Φ該ＰＶＤＦ層４２上に電極Ｅｉ形成部、リード線形
成部を残し、メタルマスク等でマスキングを行なう。

（ΦＡ文等の導電材を蒸着し、電極Ｅｉ（導電層）４３
およびリード線（図示せず）を形成して、４４を形成す
る。

を勾Ｐ　Ｖ　Ｄ　Ｆの圧電性フィルム４２の片面の全面
にＡ文等の導電材を真空蒸着により導電層４５を形成す
る。

（７）該導電層４５上にＳ　ｉｏ２．Ｓ　ｉ２　Ｎ３等
耐インク性のある物質で、ＣＶ　Ｄ　法等により保護層
４６を形成して４７を形成する。

申）感光性ガラスにエツチングでノズル、インク加圧室
、インク供給部等を形成したインク流路形成体４８に、
該４７を接着する。

■インク流路形成体４８の各インク加圧室が４４の各導
電層Ｅｉに対応する位置に機械的、または接着等化学的
手段により当接する。

第２３図は、他の製造方法を説明するための図で、（ａ
）図は分解図、（ｂ）図は組立工程図で、この場合は、
以下のようにして製作する。

α）−軸低温延伸をし、分極処理を施こしたＰＶＤＦ圧
電性フィルム５２の片面の全面にＡＭ等の導電性材料を
真空薄着し、導電層５１を形成しで５３を形成する。

＋ａ）　Ｆ　Ｖ　Ｄ　Ｆ圧電性フィルム５２の片面にＡ
ｎ等の導電材を真空蒸着して導電層５４を形成する。

次に導電層５４上にＳ　ＬＯ２、Ｓ　ｉ２　Ｎ３等耐イ
ンク性のある物質でＣＶＤ法等により保護層５５を形成
して５６を形成する。

（孕）感光性ガラスにエツチングでノズル、インク加圧
室、インク供給部等を形成したインク流路形成体５７を
形成し、それに上記５６を接着する。

■該５６の全面電極５４と反対側のＰＶＤＦ上に各イン
ク加圧室に対応する電極形成部及びリード線形成部を残
こし、メタルマスク等でマスキングを行なう。

■Ａ文等の導電材を蒸着し、電極Ｅｉ　（導電層）５８
及びリード線（図示せず）を形成する。

（り該５６ヒにＬ記５３をエピコート等の樹脂で接着し
、マルチのバイモルフ構造を形成する。

以上に、本発明の各実施例につｌ、％−て説明したが、
上記谷実施例で、電極を支持基板りに蒸着する製造方法
のものは、電極が支持基板に接合されているので、印加
電圧によって圧電性高分子が変位する際の負荷が非常に
大きい。以下に示す例は上述のごとき負荷を軽減するよ
うにしたもので、各側は、前記実施例１を改良した形で
記載されているが、当然のことながら、実施例２にも適
用できるものである。

鍬」 この例は、第２４図及び第２５ＩＡに示すように（ただ
し、第２５図は第２４図のＤ部の詳細図）、導電層２１
に対応する基板部分を薄い基板６１とすることにより、
ＰＶＤＦ層２２全２２に振動する際の負荷を軽減できる
ようにしたもので、これによって、■変位効率があがり
、そのため（郊振動部の面積低減を計ることができてよ
り高密化が可能となり、また、面積をそのままに固定し
た場合には、■駆動電圧の低減をすることができ、駆動
回路の小型化が可能となるものである。

以下に、その製造方法の一例について説明する。

■ガラス、樹脂等の、非導電材料で基板２０を形成する
。

Ｑ）該基板上に電極Ｅｉ形成部、リード線形成部を残し
、フォトレジスト等でマスキングを行なう。

■Ａ文等の導電材を蒸着し、電極Ｅｉ（導電層）２１及
びリード線（図示せず）を形成する。

■−軸低温延伸し分極処理を施こして得たＰＶＤＦの圧
電性フィルムを接着して、圧電性のＰＶＤＦ層２２全２
２する。

〈すＡ文等の導電材を蒸着等により導電層２３を形成す
る。

■５ｉ０２．ＳｉＮ３等耐インク性のある物質でＣＶＤ
法等により、保護層２４を形成する。

■前記基板２０に、各導電層Ｅｉ部に対応するパターニ
ングをしてエツチングにより、薄い支持基板部６１を形
成する。（この薄い支持基板部６１の厚さは、エツチン
グ時間を制御することにより形成される。

（ｑ）感光性ガラスによりエツチングでノズル、インク
加圧室、インク供給部等を形成したインク流路形成体２
５を各インク加圧室が各導電層Ｅｉに対応する位置に機
械的または接着等化学的手段により当接する。

ガｌ この例は、第２６図及び第２７図に示すように（ただし
、ｔｔＳ２７図は第２６図のＤ部詳細図）、導電Ｒ２１
に対応する一部を空洞にしたり、或いは、第２８図及び
第２９図に示すように（ただし、第２９図は第２８図の
Ｄ部詳細図）、導電層２１に対応する全部を空洞にした
もので、これによって、圧電性高分子（ＰＶＤＦ）層が
上下に振動する際の負荷を軽減できるようにし、これに
より変位効率があがり、そのため、０）振動部の面積低
減を計ることができて、より高密化が可能となり、また
、■面積を固定した場合は、駆動電圧の低減を計ること
ができ、駆動回路の小型化が可能となるものである。

以下に、その製造方法の一例について説明する。

（ｉ）ガラス、樹脂等の、非導電材料で基板２０を形成
する。

９Ａ該基板上に電極Ｅｉ形成部、リード線形成部を残し
、フォトレジスト等でマスキングを行なう。

（ルＡ文の導電材を蒸着し、電極Ｅｉ（導電層）２１及
びリード線（図示せず）を形成する。

（饅）−軸低温延伸し分極処理を施こして得たＰＶＤＦ
の圧電性フィルムを接着して、圧電性のＰＶＤＦ層２２
全２２する。

（６）Ａ文の導電材を蒸着等により導電層２３を形成す
る。

すＳ　ｆ　０２．、　Ｓ　ｉ　Ｎ３等酎インク性のある
物質でＣＶＤ法等により、保護Ｍ２４を形成する。

Ｑノ基板２０に前記導電層２１に対応する一部分空洞部
　全（］に空洞部のパターニングをしてエツチングによ
り一部分空洞部（通気孔）６２又は全面空洞部６３を形
成する。（なお、その際、基板と導電層とはエツチング
液が異なるよう材料を選択することにより、エツチング
は導電層まで進行した時点で停止され、一部分空洞（通
気孔）６２または全面空洞６３が形成される。

■感光性ガラスにエツチングでノズル、インク加圧室、
インク供給部等を形成したインク流路形成体２５を各イ
ンク加圧室が各導電層Ｅｉに対応する位置に、機械的ま
たは接着等化学的手段により当接する。

東−−１ 以−にの説明から明らかなように、本発明によると、電
極層、圧電性高分子（ｐＶＤＦ）層、電極層、保護層の
全てを一体的に微細加工できるので、噴産性に優れ、か
つ、低電圧で駆動可能な大規模集積化可能なインクジェ
ットヘッドを提供することができる。また、本発明にお
いては、保護層は圧電性高分子の片面にのみ設ければよ
いので、その分製造工程を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１２図は、本発明の第１の実施例を説明す
るための図で、第１図は、インクジェットヘッドの要部
断面図、第２図及び第３図は、本実施例の動作原理を説
明するための線図、第４図乃至第８図は、それぞれ、弦
の長さａに対する効率ηと長さ見の関係を印加電圧に対
してプロットした図、ｔ５９図は、本実施例をマルチノ
ズル化した場合の要部斜視図、第１０図は、本実施例に
よるインクジェットヘッドの製造方法の一例を説明する
ための要部斜視図、第１１図は、第１Ｏ図のＤ部詳細図
、第１２図もまた、本実施例によりインクジェットヘッ
ドの製造方法を説明するための図、第１３図乃至第２３
図は、本発明の他の実施例を説明するための図で、第１
３図は、本実施例を説明するための要部断面図、第１４
図及び第１５図は、本実施例の動作原理を説明するため
の線図、第１６図乃至第１９図は種々の中立線の長さＣ
と効率ηと長さ文の積η文の関係を各印加電圧に対しプ
ロットした図、第２０図は本実施例をマルチノズル化し
た場合の要部斜視図、第２１図は、第２０図のＤ部詳細
図、第２２図及び第２３図は、それぞれ本実施例により
インクジェットヘッドの製造方法を説明するための図、
第２４図、第２６図、２８図は、それぞれ前記両実施例
の改良例を示す図で、第２５図は、第２４図のＤ部詳細
図、＠２７図は、第２６図のＤ部詳細図、第２９は、第
２８１ΔのＤ部詳細図である。 ｌ・・・インク室、２．２′・・・圧電性高分子、３・
・・インク滴、１１・・・インク加圧室、１２・・・イ
ンク噴射ノズル、１３・・・インク供給部、２０・・・
基板、２１・・・導電層（Ｅｉ）、２２・・・圧電性高
分子、２３・・・導電層（Ｅｇ）、２４・・・保護層、
２５・・・インク流路形成体、３０．４０・・・基板、
３１，４２．５２・・・圧電性高分子、３２，４１，４
５，５１．５４・・・導電層（Ｅｇ）、３３，４６．５
５・・・保護層、３７，４３．５８・・・導電層（Ｅｉ
）、３６，４８．５７・・・インク流路形成体、６１・
・・薄い支持基板部、６２・・・一部分空洞部、６３・
・・全面空洞部。 ０　８０　１６０　２４０　３２０　４００ａ　（Ｐｍ
　）　ε ａ（７ｉｍ） 第９図 コ２ １ 第１０図 り 第　１１　図 第１３図 ｎ 第１４図 第１７図 Ｃ（μｍ） 第１８図 Ｃ（μｍ） 第１９図 （１ｍｍｌ 第２０図 第２２図 第２３図 （ａ）　（ｂ） 第２４図 り 第２５図 手続補正書（斌） 昭和５８年１２月１２日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５８年　特許願　第１４６８６７号２、発明の名称 インクジェットヘッド ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 オオタク　ナカマゴメ 住所　東京都大田区中馬込　１丁目３番６号氏　名（名
称）　（６７４）　株式会社　リコー代表者　浜　１）
　広 ４、代　理　人 住　所　〒２３１　横浜市中区不老町１−２−７シヤト
レーイン横浜８０７号 昭和５８年１１月２９日 ６、補正の対象

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）、振動素子として圧電性高分子を用いたインクジ
   ェットヘッドにおいて、 （ａ）非導電材料からなる基板と、 （ｂ）該基板上に形成された複数個の導電層Ｅｉ（ｉ＝
   １，２．・・・ｎ）と、 （ｃ）該基板と前記複数個の導電層を覆うごとく一体的
   に形成された圧電性高分子層と、（ｄ）該圧電性高分子
   層を覆うごとく一体的に形成された導電層Ｅｇと、 （ｅ）該導電層Ｅｇを覆うごとく一体的に形成された保
   護層と、 （ｆ）前記複数個の導電層Ｅｉに対応する位置にインク
   加圧室を形成し、該インク加圧室の一端にインク噴射ノ
   ズル部を、他端にインク供給部形成するがごとく、前記
   保護層−ヒに当接されたインク流路形成体と、 からなり、前記導電層Ｅｇを共通電極とし、前記導電層
   Ｅｉに各々独立に電気信号を印加するようにしたことを
   特徴とするインクジェットヘッド。
2. （２）、前記非導電材料からなる基板の前記導電層Ｅｉ
   部に対応する部分を薄い支持基板としたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項に記載のインクジェットヘ
   ッド。
3. （３）、前記非導電材料から成る基板の前記導電層Ｅｉ
   部に対応する部分を、一部空洞又は全面空洞としたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載のインク
   ジェットヘッド。
4. （４）、振動素子として圧電性高分子を用いたインクジ
   ェットヘッドにおいて、 （ａ）非導電材料からなる基板と、 （ｂ）該基板上に一体的に形成された第１の導電層Ｅｇ
   と、 （ｃ）該第１の導電層Ｅｇを覆うごとく一体的に形成さ
   れた第１の圧電性高分子層と、 （ｄ）該圧電性高分子層上に形成された複数個の導電層
   Ｅ　ｉ　（ｉ　＝　１　、２、−・ｎ）と、（ｅ）前記
   圧電性高分子層と前記複数個の電極を覆うごとく一体的
   に形成された第２の圧電性高分子層と、 （ｆ）該第２の圧電性高分子層を覆うごとく一体重に形
   成された第２の導電層Ｅｇと、 （ｇ）該第２の導電層Ｅｇを覆うごとく一体的に形成さ
   れた保護層と。 （ｈ）前記複数の導電層Ｅｉに対応する位置にインク加
   圧室を形成し、該インク加圧室の一端にインク噴射ノズ
   ル部を、他端にインク供給部を形成するがごとく、前記
   保護層上に当接されたインク流路形成体と、 からなり、前記導電層Ｅｇを共通電極とし、前記導電層
   Ｅｉに各々独立に電気信号を印加するようにしたことを
   特徴とするインフジエラ］・ヘッド。
5. （５）、前記非導電材料からなる基板の前記導電ＦＥＥ
   ｉ部に対応する部分を薄い支持基板としたことを特徴と
   する特許請求の範囲第（０項に記載のインクジェットヘ
   ッド。
6. （６）、前記非導電材料から成る基板の前記導電層８１
   部に対応する部分を、一部空洞又は全面空洞としたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第（４）項に記載のインク
   ジェットヘッド。