JPH0399855A - インクジェット印字ヘッドの製造方法 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は圧電素子によりインクの充満した圧力室に圧力
を加え、その圧力により射出口からインク滴を記録紙に
射出するインクジェット印字ヘッドに関する。

「従来の技術」 この種のインクジェット印字ヘッドでは、圧電素子の振
動を金属振動板に伝達するため圧電素子と金属板とを接
合する必要がある。この接合面は圧電素子仁電圧信号を
印加する電極面を兼ねることが好ましく、はんだ接合が
多く用いられる。特開昭５８−１２７６６号公報には、
金属薄膜が蒸着された圧電素子とはんだメツキが施され
た金属板とを８Ｉ層した構造のインクジェット印字ヘッ
ドが開示されている。

従来のこの種のはんだ接合方法は、第４図に示す様に、
圧電素子１の金属蒸着薄膜３と金属振動板２のはんだ層
４１とを接合面とし、接合面にフラックスを塗布して両
者を密着し、金属振動板２の下方からし−タで加熱して
はんだ層４１を溶融させ、接合する方法であった。

接合面にフラックスを塗布するのは次の理由による。圧
電素子１のキュリー点は３１５℃〜３４０℃と比較的低
いため、はんだＭ４１には上記キュリー点以下の温度で
溶融する低融点の共晶はんだ合金を用いる必要がある。

低融点はんだを接合面全体に行き渡らぜ、はんだＭ４１
をできるだけ薄くし、かつ、ボイド（空隙）４２を生じ
ないようにするためには、はんだの濡れ性を向上させる
フラックスの使用が不可欠と考えられたからである。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、フラックスを使用すると接合後のフラッ
クスの除去が問題になる。

はんだ接合後には接合面の周辺に溢れたフラックスが固
着し、微細なインク通路を埋めてしまう。

この溢れたフラックスを除去するため、はんだ接合され
た部品を加熱し溶剤で洗い流すという工程を何度も繰り
返す必要があった。

また、フラックスを用いても低融点はんだが接合面の全
面に薄く均一に行き渡らないこともあり、圧電素子１と
金属振動板２との密着性に対する信頼度が必ずしも十分
とはいえないという問題点があった。

本発明は上記の問題点を解決するためなされたものであ
り、その目的とするところは、接合後の除去処方が面倒
なフラックスを用いることなく、圧電素子１と金属板２
との信頼性の高い金属ろう材による接合を可能とするイ
ンクジェット印字ヘッドの製造方法を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段ｊ 上記の目的を達成するため、本発明では、金属板と圧電
素子とを接合した構造を有するインクジェット印字ヘッ
ドの製造方法において、金属薄膜が蒸着された圧電素子
と金属板との間にＩｎ（インジュウム）又はＩｎ合金か
らなるろう材層を介在させて積層密着し、その積Ｗｉ物
を加圧室内の加圧液中に投入し、加圧液による等方圧力
が加えられた状態で前記ろう材層を溶融し金属板と圧電
素子とを接合するようにしたことを特徴とするインクジ
ェット印字ヘッドの製造方法が提供される。

「作用」 上記の方法によれば、ろう材層として融点の低いＩｎ又
はＩｎ合金が用いられる。そして、強い等方圧力が加え
られた状態でろう材層が溶融されるから圧電素子と金属
板が強く密着され、ボイドの形成を阻止し接合面の密着
性を高める。また等方圧力であるから圧電素子に不均一
な圧力が加わることがなく、圧電素子が強い圧力により
破損することはない。

「実施例」 本発明の実施例について図面を参照し説明する。

第２図は準備作業を説明する斜視図である。

セラミック系の圧電素子１の表面にはスパッタリングに
より金属蒸着膜３が形成されている。蒸着する金属には
クロム、ニッケル、スズなどが用いられる。一方、金属
振動板２の表面には低融点のＩｎ（インジュウム）合金
層４が形成されている。

Ｉｎ合金４にはＩｎとすずＳｎとの合金が用いられる。

次に、圧電素子１の合成蒸着膜３と金Ｅ４ＦＲ動板２の
Ｉｎ合金Ｍ４とを密着させてｌ［Ｌ、下ゴム型１１の中
に挿入する。そして、上ゴム型１２で蓋をし、テープ１
３で境目を密封する。上下のゴム型１１．１２は圧電素
子１と金属振動板２との積層物７すなわち印字ヘッド７
の形状に合わせて型取りされており、積層物７に上下の
ゴム型１１゜１２の内面が密着するようにされている。

第２図では１つの印字ヘッド７を構成する積層物を収容
するゴム型を示したが、第３図に示ず様に、数個乃至数
十個の印字ヘッド７に相当する部材を積み重ね、この積
ＷＩ物を大型の一つのゴム型１２．１４の中に収容しテ
ープ１３で密封するようにしてもよい、このように大型
のゴム型１４を用いることにより、多数の印字ヘッド７
を同時に作製することができる。

次に、第１図に示す様に、ゴム型１１．１２で被われた
ＭＮＡ物７（接合前の印字ヘッド７）を加圧液２０が満
たされた加圧容器２１の加圧室２２内に投入する。加圧
液２０にはたとえば純水が用いられる。そして、密封止
め栓２３を閉め、加圧液２０の圧力を上げ、ゴム型１１
．１２内の積ａｔｈ７に加圧液２０による等方圧力（Ｃ
Ｉ　Ｐ　、　Ｃｏ１ｄＩｓｏｓｔａｔｉｅ　Ｐｒｅｓｓ
）を加える。同時に、加圧液２０を加熱し、Ｍ屑物７内
のＩｎ合金層４を溶融させ、圧電素子１と金属振動板２
とを接合する。加圧液２０の圧力、温度としては、たと
えば圧力１００〜２００　ｋＨｆ／ｃｗ＊”　、温度１
２０〜１３０℃が採用され、当該条件が約１分間の間、
保持される。この温度であればＩｎ合金４の融点は１０
７℃であるからＩｎ合金層４は確実に溶融し、一方、圧
電素子１のキュリー点３１５℃より十分低いので圧電素
子１の特性が変化することがない。

Ｗｔ層物７には加圧液２０の強い圧力が掛かっているか
ら、溶融したＩｎ合金屑４にボイドが発生することがな
く、また、液体による等方圧力で側方からも圧力が掛か
るから、溶融したＩｎ合金層４が側方に流れ横だれを生
ずることもない。

次に、加圧液２０の冷却を待ち、加圧液２０の圧力を落
として密封止め栓２３を開き、ゴム型を加圧容器２１内
から取出し、ゴム型１１．１２を開いて接合されたＷｔ
Ｎ物７を取出すことにより圧電素子１と金属振動板２の
接合作業を終了する。

なお、前記実施例ではろう材層４としてインジュウムＩ
ｎとすずＳｎとの合金を用いたが、Ｉｎ単体金属を用い
ることも可能である。この場合、Ｉｎ単体金属の融点は
１５５℃であるので、加圧液２０の温度を１６０〜１７
０℃程度に設定すればよい。

［発明の効果Ｊ 本発明は、以上説明したように等方圧力が加えられた状
態で低融点のろう材層を溶融し接合するものであるから
、ボイドの発生を阻止することができ、後処理の面倒な
フラックスを用いることなく、圧電素子と金属板との良
好な接合をすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の実施例を示し、第１図は加
圧容器を示す断面図、第２図及び第３図は準備作業を説
明する斜視図であり、第４図は従来のはんだ接合を示す
断面図である。 １１１、圧電素子、　２１１．金属振動板（金属板）、
３１．、金属蒸着膜、　４．、、Ｉｎ合金層（ろう材層
）、７１１．印字ヘッド、 １１　。 １２、、、ゴム型、 ２０　、、、加圧液、 ２２、、、加圧室。 第 図 ３ ７ 第 図 第 図 第 図 １フ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　金属板と圧電素子とを接合した構造を有するインクジ
   ェット印字ヘッドの製造方法において、金属薄膜が蒸着
   された圧電素子と金属板との間にＩｎ（インジュウム）
   又はＩｎ合金からなるろう材層を介在させて積層密着し
   、 その積層物を加圧室内の加圧液中に投入し、加圧液によ
   る等方圧力が加えられた状態で前記ろう材層を溶融し金
   属板と圧電素子とを接合するようにしたことを特徴とす
   るインクジェット印字ヘッドの製造方法。