JPH0486265A - インクジェットヘッド及びその加工法 - 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】 挟術分で− 本発明は、圧電振動子を用いたオンデマンド型のインク
ジェットヘッド及びその加工法に関し、より詳細には、
積層圧電振動子の内部電極と外部電極との接合が安定す
るようなインクジェットヘッド及びその加工法に関する
。

従来技術 第４図は、オンデマンド型のインフジエラ１−ヘッドの
従来例を説明するための図で、図（ａ）は一 正面図、図（ｂ）は図（ａ）の矢視Ａ−Ａ側断面断面図
る。図中、４１は基板、４２は積層圧電振動子、４３は
積層圧電振動子の長手方向に穿設され個別の振動子を区
画するための溝、４４は充填剤、４５は積層圧電振動子
上に接合される流路板、４６は加圧液室、４７はノズル
、４８は保護板、４９は個別側外部電極、５０は共通側
外部電極、５１は積層圧電振動子を駆動するための個別
側内部電極、５２は厚さ数μｍ程度の共通側内部電極で
ある。ここで各々の前記個別側内部電極５１は端部にお
いて対応する個別側外部電極４９と接続され、共通側内
部電極５２は端部において共通側外部電極５０と接続さ
れている。

以上の構成になるオンデマンド型のインフジエラ１〜ヘ
ツドの動作は、まず回路板５５の図示しない駆動回路の
指令に基づいて選択された振動子５４の個別側外部電極
４９と共通側外部電極５０との間に駆動パルス電圧を印
加することにより、振動子５４は厚み変位して加圧液室
４６を圧縮する。

加圧液室４６には給液口５７より注液され共通液室５８
と連通してインクが収容されており、圧縮されるとノズ
ル４７よりインク滴を噴射し記録するものである。

しかし、厚さ数μｍの内部電極５１．．５２を有する前
記積層圧電振動子４２に対し、振動子５４を構成するた
めに穿設される溝４３は１１００ＩＬ程の細い溝である
ためダイシングソー（ダイヤモンドソー）により溝加工
するのが現状では最も適している。

第５図は、ダイシンクソーによる溝加工説明図で、積層
圧電振動子４２には個別側外部電極４９および共通側外
部電極５０が設けられ、個別側外部電極４９には個別側
内部電極５１が、共通側外部電極５ｏには共通側内部電
極５２が各々接続されている。５９はダイシングソーの
ブレードで、該ブレード５９は穿設方向に対し並行に設
置された積層圧電振動子４２に対して長手方向に矢印の
ように溝（図示せず）を穿設する。破線で示した５８は
溝４３の溝底で個別側外部電極４９よりも深い位置にあ
る。

しかし、ダイシングソーにより溝加工を行う場合、ブレ
ード５９が、積層圧電振動子４２に入る時と出る時に該
ブレード５９の振れが大きくなる。

この振れにより積層圧電振動子４２は加振され、個別側
内部電極５１および共通側内部電極５２と個別側外部電
極４９および共通側外部電極５０との接触面積は非常に
小さいため、接続部が剥がれるという不良が発生してい
た。しかも、この振れを完全になくすことは困難である
のが現状である。

また、流路板４５と積層圧電振動子４２との接合した後
にノズル４７のノズル而の面仕上加工が行われるが、こ
の面仕上加工のため積層圧電振動子４２のノズル４フ側
に流路板４５と接して積層圧電振動子４２と同等な材質
、即ち溝加工が可能な材料の保護板４８を配設していた
。しかし保護板４８と積層圧電振動子４２との加圧液室
４６側での平面度を１４」るために研削か行われるので
積層圧電振動子４２」二面の外部電極を設けることがで
きず、このため積層圧電振動子４２の最上層は厚み変位
に寄与しないという問題があった。

目　　　　　的 本発明は、」二連のごとき実情に鑑みてなされたもので
、共通側外部電極と個別側外部電極の各々の外部電極と
内部電極との接続部を実質的に積層圧電振動子の内側に
設け、接続部において断線するという不具合をなくすと
ともに保護板を不要とするようなインクジェットヘッド
及びその加工法を提供することを目的としてなされたも
のである。

構　　戦− 本発明は、上記目的を達成するために、（１）積層圧電
振動子に平行な溝を設け、該溝により区分され個別電極
を有する振動子に前記積層圧電振動子の共通電極と個別
電極との間に電圧を印加して厚み変形させ、該厚み変形
により前記積層圧電振動子−Ｉ−に接合された流路板に
設けられた加圧液室を圧縮し、該加圧液室先端に設けら
れたノズルよりインクを噴射するインクジェットヘッド
において、前記積層圧電振動子に平行に設けられた溝と
ほぼ垂直に設けられた個別電極側浅溝及び共通電極側深
溝と、該浅溝及び深溝の各々の溝内と前記積層圧電振動
子の表面に設けられた外部電極とから成ること、更には
、（２）積層圧電振動子に平行な溝を加工し、該溝によ
り区分され個別電極を有する振動子に前記積層圧電振動
子の共通電極と個別電極との間に電圧を印加して厚み変
形させ、該厚み変形により前記積層圧電振動子上に接合
された流路板に設けられた加圧液室を圧縮し、該加圧液
室先端に設けられたノズルよりインクを噴射するインク
ジェットヘッドの加工法において、前記積層圧電振動子
において前記溝を加工する以前に、該溝とほぼ垂直に個
別電極側浅溝と共通電極側深溝とを設け、該浅溝と深溝
の各々の溝内と前記積層圧電振動子の表面に外部電極を
設ける工程を有すること、更には、（３）前記共通電極
側深溝を前記積層圧電振動子の中心部に設け、前記個別
電極側浅溝を前記積層圧電振動子の両端部に設け、該浅
溝と深溝の各々の溝内と前記積層圧電振動子の表面に外
部電極を設ける工程を有すること、更には、（４）前記
共通電極側深溝を前記積層圧電振動子の中実軸近傍に対
称に設け、前記個別電極側浅溝を前記積層圧電振動子の
両端部に設け、該浅溝と深溝の各々の溝内と前記積層圧
電振動子の表面に外部電極を設ける工程を有することを
特徴としたものである。以下、本発明の実施例に基づい
て説明する。

第１図は、本発明によるインクジェットヘッドの加工法
の一実施例を説明するための要部積８４圧電振動子の側
断面図で、流路板は除いている。図中、１は基板、２は
積層圧電振動子、３は積層圧電振動子の溝加工の施して
いない層、１０は溝底、４は積層圧電振動子の共通側内
部電極、５は個別側内部電極、６は共通電極側深溝、７
は個別電極側浅溝、８は共通側外部電極、９は個別側外
部電極である。共通側外部電極８は共通電極側深溝６内
で共通側内部電極４と接続し、積層圧電振動子２の外部
面まで延びており、また個別側外部電極９は個別電極側
浅溝７内で個別側内部電極５と接続し、積層圧電振動子
２の外部面まで延びている。

以ヒの構成になる本発明のインフジエラ１〜ヘツドの加
工法について以下に説明する。

（１）基板１と外部電極を設けていない積層圧電振動子
２とを接合する。

（２）加」ニされるべき溝（紙面方向二図示せず）と垂
直な方向に共通電極側深溝６および個別電極側浅溝７を
加工する。該共通電極側深溝６の深さは、個別電極側浅
溝７よりも深く、その基体は以後に加工される溝の溝底
］、Ｏの予定される深さよりも深く、個別電極側浅溝７
は溝底１０より浅い。溝底１０は内部電極４および５よ
り深い。尚、溝形状はテーパ溝の方が好ましい。

（３）共通側外部電極８および個別側外部電極９をスパ
ッタ等により設ける。この際、溝形状をテーバ状とした
方が電極形成する場合強固なものが得られる。

（４）振動子を形成するためダイシングソーにより溝加
工を施す。この際、溝底１０下部の斜線部分３で積層圧
電振動子２は一体に継っており溝部分だけが分離された
櫛歯状となっている。

（５）以後の工程は、従来工程と同様で、■　溝により
分離された振動子の共通側外部電極８と個別側外部電極
９を回路板（図示せず）側で心線により接続する。

■　導線部を封止する。

■　溝部にシリコンゴム等の弾性剤を充填する。

■　流路板を積層圧電素子に接合する。

■　ノズル面を仕上げる。

第２図は、本発明の他の実施例を示す要部断面図で、図
中、１１は基板、１２は積層圧電振動子、」３は積層圧
電振動子の溝（紙面方向）加工を施していない層、］４
は積層圧電素子の両端部に電極を有しない共通側内部電
極、］５は中央部に電極を有しない個別側内部電極、１
６は積ｊけ圧電振動子の中央部に設りられた共通電極側
深溝、１７゜１８は積層圧電振動子の両端部に各々設け
られた個別電極側浅溝、１９は共通側外部電極、２０゜
２１は個別側外部電極、２２は流路板、２３゜２４は流
路板中央部で隔離して設けられた加圧液］０ 室、２５．２６はノズル、２７．２８は個別電極側の外
部電極關動パルスを印加する導線、２９は充填剤、３０
は溝加工を施した場合の溝底、従って積層圧電振動子１
２は斜線を施した部分で継がっている。

以上の構成になる本発明のインクジェットヘッドの加工
法について以下に説明する。

（１−）基板１］と外部電極を設けていないＭ層圧電振
動子１２とを接合する。

（２）加］ニされるべき溝と垂直な方向で、積層圧電振
動子１２の中央部に共通電極側深溝１６、両端部近傍に
個別電極側浅溝１７、］８を設ける。

（３）共通側外部電極］−９を共通電極側深溝１６から
積層圧電振動子」２の七部面に亘って共通側内部電極１
４と接続するようにスパッタ等により接続する。同時に
前記スパッタにより個別側外部電極２０，２］−を個別
電極側浅溝１７，１８から積層圧電振動子１２の上面両
端部に亘って形成し個別側内部電極１５と接続する。

（４）振動子を形成するためダイシングソーにより溝加
工を施す。

（５）充填剤２９を共通電極側深溝１６、個別電極側浅
溝１７，１８に充填する。

（６）積層圧電振動子１２上に流路板２２を接合する。

以−１−のインクジェットヘッドは一個の積層圧電振動
子」２−ヒに２組のノズルを構成したもので、２色一体
のヘッドまたは２倍のノズル数を有するヘッドを約半分
のｉ／＋５４加工数で加工できる。

第３図は、本発明の他の実施例を示す要部断面図で、図
中、ご３１ば基板、ご３２は積層圧電振動子、３３は積
層圧電振動子の溝（紙面方向）加工を施し・ていないＪ
＋ダ、３４は積）ｔｌ圧電振動子の軸ｏ−０で示した中
央部近傍に軸対称に設けられた２個の共通電極側深溝、
３５．３６は両端部近傍に設けられた個別電極側浅溝、
；３７は共通側内部電極、３８は個別側内部電極、：３
９は共通側外部電極、４０、／１．ｉは個別側外部電極
である。共通側外部電極３９は共通側内部電極３７と接
続され積層圧電素子３２の−１−面に延びており、個別
側外部電極４−０，４］は個別側内部電極３８と接続さ
れ積層圧電素子３２の上面両端部に延びている。

以上の構成になる本発明のインフジエラ１〜ヘツドの加
工法について以下に説明する。

（１）基板３１と外部電極を設けていない積層圧電振動
子３２とを接合する。

（２）加工されるべき溝と垂直な方向で、中実軸Ｏ−○
に対称で該中火軸近傍に２個の共通電極側深溝；３４２
両端部近傍に個別電極側浅溝３５，３６を設ける。

（３）共通側外部電極３９を共通電極側深溝３４から積
層圧電振動子３２の」二部面に亘って共通側内部電極１
４と接続するようにスパッタ等により接続する。同時に
前記スパッタにより個別側外部電極４０．４１を個別電
極側浅溝３５，３６から積層圧電振動子３２の上面両端
部に亘って個別側内部電極３８と接続する。

（４）振動子を形成するためダイシングソーにより溝加
」−を施し、該溝内に弾性剤（図示せず）を充填する。

（！□５）軸Ｏ−Ｏ部を切断し、２個のインクジェット
ヘッドを同時に加工する。

例−−−−−−釆 以上の説明から明らかなように、本発明によると以下の
ような効果がある。

（１）内部電極と外部電極との接続部が積層圧電振動子
の両端面より実質的に内部に位置するようになったので
、該接続部をダイシングソーのブレードが溝加工すると
ころでは振動は少くなり接続部が断線するという不具合
は解消され、また、ノズル加」ニ時に外部電極を損傷す
ることもないため保護板は不要となり、従って面研削工
程も不要となる。

（２）１個の積層圧電振動子により、２色一体のインフ
ジエラ１〜ヘツドまたは２倍のノズル数を有するインク
ジェッＩ−ヘツｌ−’を約半分の溝加工数で力ｆｌ　’
にできる。

（３）１個の積層圧電振動子に軸対称に２組のインクジ
エソ１〜ヘツドを加工し、対称軸で切断することにより
同時に複数のユニツ１−を加工できる工数を減らずこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のインクジエソ１〜ヘツドの加工法を
説明するための要部側断面図、第２図は、本発明の他の
実施例における側断面図、第３図は、本発明の他の実施
例における側断面図、第４図（ａ）、（ｂ）は、積１１
圧電振動子を用いた従来のインクジエソ１〜ヘツドの概
要図、第５図は、積層圧電振動子の溝加工の説明図であ
る。 １．１１．３１・基板、２，１２．３２・・積層圧電振
動子、６，１６．３４・・共通電極側深溝、７゜１７．
１８，３５．３６・・個別電極側浅溝、４゜１４．３７
・・・共通側内部電極、５，１５．３８・個別側内部電
極、８，１９．３９・・共通側外部電極、９，２０，２
１，４０．４ｉ−・・・個別側外部電極。 θ Ｓ工

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、積層圧電振動子に平行な溝を設け、該溝により区分
   され個別電極を有する振動子に前記積層圧電振動子の共
   通電極と個別電極との間に電圧を印加して厚み変形させ
   、該厚み変形により前記積層圧電振動子上に接合された
   流路板に設けられた加圧液室を圧縮し、該加圧液室先端
   に設けられたノズルよりインクを噴射するインクジェッ
   トヘッドにおいて、前記積層圧電振動子に平行に設けら
   れた溝とほぼ垂直に設けられた個別電極側浅溝及び共通
   電極側深溝と、該浅溝及び深溝の各々の溝内と前記積層
   圧電振動子の表面に設けられた外部電極とから成ること
   を特徴とするインクジェットヘッド。 ２、積層圧電振動子に平行な溝を加工し、該溝により区
   分され個別電極を有する振動子に前記積層圧電振動子の
   共通電極と個別電極との間に電圧を印加して厚み変形さ
   せ、該厚み変形により前記積層圧電振動子上に接合され
   た流路板に設けられた加圧液室を圧縮し、該加圧液室先
   端に設けられたノズルよりインクを噴射するインクジェ
   ットヘッドの加工法において、前記積層圧電振動子にお
   いて前記溝を加工する以前に、該溝とほぼ垂直に個別電
   極側浅溝と共通電極側深溝とを設け、該浅溝と深溝の各
   々の溝内と前記積層圧電振動子の表面に外部電極を設け
   る工程を有することを特徴とするインクジェットヘッド
   の加工法。