JPH08169111A - 積層型インクジェット式記録ヘッド、及びその製造方法 - Google Patents
積層型インクジェット式記録ヘッド、及びその製造方法Info
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- JPH08169111A JPH08169111A JP7269186A JP26918695A JPH08169111A JP H08169111 A JPH08169111 A JP H08169111A JP 7269186 A JP7269186 A JP 7269186A JP 26918695 A JP26918695 A JP 26918695A JP H08169111 A JPH08169111 A JP H08169111A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電振動板の焼成にともなう流路形成部材の
そりを防止すること。 【解決手段】 弾性板２により一方の面が封止されて圧
力発生室４を形成する圧力発生室形成部材７、圧力発生
室４へのインク供給路に流路抵抗を付与する流路制限孔
６０を備えた流路制限板６１、流路制限孔６０を介して
各圧力発生室４に連通する共通のインク室１９を備えた
共通のインク室形成板１８をそれぞれセラミックスのグ
リーンシートを順番に積層して焼成して、接着剤層を介
することなく一体に固定して流路形成部材を構成する。
そして弾性板２の表面に圧電材料のグリーンシートを貼
着し、これを焼成して圧電振動板３を弾性板２に作り付
ける。流路構成部材の強度が大きく、圧電材料の焼成に
伴う収縮に起因する反りが防止される。また流路部材を
構成する部材の通孔を修正加工が容易なグリーンシート
の段階で修正が可能となる。
そりを防止すること。 【解決手段】 弾性板２により一方の面が封止されて圧
力発生室４を形成する圧力発生室形成部材７、圧力発生
室４へのインク供給路に流路抵抗を付与する流路制限孔
６０を備えた流路制限板６１、流路制限孔６０を介して
各圧力発生室４に連通する共通のインク室１９を備えた
共通のインク室形成板１８をそれぞれセラミックスのグ
リーンシートを順番に積層して焼成して、接着剤層を介
することなく一体に固定して流路形成部材を構成する。
そして弾性板２の表面に圧電材料のグリーンシートを貼
着し、これを焼成して圧電振動板３を弾性板２に作り付
ける。流路構成部材の強度が大きく、圧電材料の焼成に
伴う収縮に起因する反りが防止される。また流路部材を
構成する部材の通孔を修正加工が容易なグリーンシート
の段階で修正が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ノズル開口に連通する
圧力室の一部領域に圧電振動板の薄板を貼設し、この圧
電振動板により圧力室を圧縮してインク滴を発生させる
記録ヘッド、より詳細には圧電振動板、圧力室形成部
材、及び弾性板を一体に積層構成したインクジェット式
記録ヘッドに関する。
圧力室の一部領域に圧電振動板の薄板を貼設し、この圧
電振動板により圧力室を圧縮してインク滴を発生させる
記録ヘッド、より詳細には圧電振動板、圧力室形成部
材、及び弾性板を一体に積層構成したインクジェット式
記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】圧力発生室を構成している弾性板の一部
領域に圧電振動板を貼着し、圧電振動板のたわみ変位に
より圧力室の容積を変化させてインク滴を発生させるイ
ンクジェット式記録ヘッドは、圧力発生室の広い面積を
変位させることが可能なため、インク滴を安定して発生
させることができるという特徴を備えている。このよう
な記録ヘッドは、特開平6-40030号公報に示されたよう
に振動部材を形成するセラミックス製の弾性板と、圧力
発生室を形成するセラミックス製の圧力発生室形成部材
と、圧力発生室形成部材の他面を封止するとともに、圧
力発生室とインク供給口を接続する連通孔と圧力発生室
とノズル開口とを接続する連通孔とを有するセラミック
ス製の蓋部材とをグリーンシートの焼成により一体に形
成し、弾性板の表面に電極や圧電材料を焼成して圧電振
動板を形成してインクポンプ部材が構成されている。
領域に圧電振動板を貼着し、圧電振動板のたわみ変位に
より圧力室の容積を変化させてインク滴を発生させるイ
ンクジェット式記録ヘッドは、圧力発生室の広い面積を
変位させることが可能なため、インク滴を安定して発生
させることができるという特徴を備えている。このよう
な記録ヘッドは、特開平6-40030号公報に示されたよう
に振動部材を形成するセラミックス製の弾性板と、圧力
発生室を形成するセラミックス製の圧力発生室形成部材
と、圧力発生室形成部材の他面を封止するとともに、圧
力発生室とインク供給口を接続する連通孔と圧力発生室
とノズル開口とを接続する連通孔とを有するセラミック
ス製の蓋部材とをグリーンシートの焼成により一体に形
成し、弾性板の表面に電極や圧電材料を焼成して圧電振
動板を形成してインクポンプ部材が構成されている。
【０００３】そして金属等で別部材として形成された共
通のインク室を備えた共通のインク室形成基板と、ノズ
ル開口を備えたノズル部材との積層体に、上記インクポ
ンプ部材を接着剤等により一体に貼着して構成されてい
る。
通のインク室を備えた共通のインク室形成基板と、ノズ
ル開口を備えたノズル部材との積層体に、上記インクポ
ンプ部材を接着剤等により一体に貼着して構成されてい
る。
【０００４】ところで、圧力発生室を膨張、収縮させる
アクチュエータを圧電振動板に求める場合、接着作業の
簡素化や接着の信頼性を考慮して、圧電材料のグリーン
シートを振動板に塗布しこれを焼成する方法が採用され
ている。
アクチュエータを圧電振動板に求める場合、接着作業の
簡素化や接着の信頼性を考慮して、圧電材料のグリーン
シートを振動板に塗布しこれを焼成する方法が採用され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、焼成に
伴って圧電材料が収縮するため、インクポンプ部材全体
にそりやうねりが生じやすく、特に２．５４ｍｍ当たり
９０個のノズル開口を１列に配列するような高解像度の
ヘッドにあっては、共通のインク室形成板やノズルプレ
ートとからなる積層体への接合に支障を来したり、また
たとえ接合できたとしてもノズル開口の向きに変動を来
して印字品質の低下を来すという問題がある。
伴って圧電材料が収縮するため、インクポンプ部材全体
にそりやうねりが生じやすく、特に２．５４ｍｍ当たり
９０個のノズル開口を１列に配列するような高解像度の
ヘッドにあっては、共通のインク室形成板やノズルプレ
ートとからなる積層体への接合に支障を来したり、また
たとえ接合できたとしてもノズル開口の向きに変動を来
して印字品質の低下を来すという問題がある。
【０００６】また、セラミックスの焼成においては必然
的に縮小が生じるため、縮小を伴わない共通のインク室
形成基板やノズルプレートとの相対的位置精度を確保す
るべく、焼成に伴う縮小率を予め見込んで焼成したとし
ても、焼成条件やセラミックスの微妙な成分変化により
誤差が生じ、上述したような高解像度ヘッドの製造に際
しては歩留まりが低下するという問題を抱えている。
的に縮小が生じるため、縮小を伴わない共通のインク室
形成基板やノズルプレートとの相対的位置精度を確保す
るべく、焼成に伴う縮小率を予め見込んで焼成したとし
ても、焼成条件やセラミックスの微妙な成分変化により
誤差が生じ、上述したような高解像度ヘッドの製造に際
しては歩留まりが低下するという問題を抱えている。
【０００７】本発明はこれらの問題に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、反りやうねりが
小さく、またインク流路を形成する通孔を高い精度で位
置合わせできる新規な積層型インクジェット式記録ヘッ
ドを提供することである。
のであって、その目的とするところは、反りやうねりが
小さく、またインク流路を形成する通孔を高い精度で位
置合わせできる新規な積層型インクジェット式記録ヘッ
ドを提供することである。
【０００８】本発明の他の目的は上記積層型インクジェ
ット式記録ヘッドの製造方法を提案することである。
ット式記録ヘッドの製造方法を提案することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、表面に圧電振動板を有して
振動部材を形成するセラミック製の弾性板、前記弾性板
により一方の面が封止されて圧力発生室を形成するセラ
ミックス製の圧力発生室形成部材、前記圧力発生室への
インク供給路に流路抵抗を付与する流路制限孔を有する
とともに、前記圧力発生室と連通する連通孔を備えたセ
ラミックス製の流路制限板、前記流路制限孔を介して前
記各圧力発生室に連通する共通のインク室、及び前記圧
力発生室に連通する連通孔とを備えたセラミックス製の
共通のインク室形成板をそれぞれ順番に積層して接着剤
層を介することなく一体に固定するとともに、前記弾性
板の圧力発生室に対向する位置に圧電振動板を固定し、
前記共通のインク室形成板の他面を前記圧力発生室に接
続するノズル開口を備えた金属製のノズルプレートによ
り封止するようにした。
るために本発明においては、表面に圧電振動板を有して
振動部材を形成するセラミック製の弾性板、前記弾性板
により一方の面が封止されて圧力発生室を形成するセラ
ミックス製の圧力発生室形成部材、前記圧力発生室への
インク供給路に流路抵抗を付与する流路制限孔を有する
とともに、前記圧力発生室と連通する連通孔を備えたセ
ラミックス製の流路制限板、前記流路制限孔を介して前
記各圧力発生室に連通する共通のインク室、及び前記圧
力発生室に連通する連通孔とを備えたセラミックス製の
共通のインク室形成板をそれぞれ順番に積層して接着剤
層を介することなく一体に固定するとともに、前記弾性
板の圧力発生室に対向する位置に圧電振動板を固定し、
前記共通のインク室形成板の他面を前記圧力発生室に接
続するノズル開口を備えた金属製のノズルプレートによ
り封止するようにした。
【００１０】
【作用】弾性板、スペーサ、流路制限板、及び共通のイ
ンク室形成板となるグリーンシートを一体に積層して焼
成するため、強度が大きく、したがって圧電振動板を焼
成により作り付けた場合にも圧電材料の収縮に起因する
そりが可及的に防止される。またノズルプレートを除く
全ての部材をグリーンシートの段階で積層してから焼成
できるため、縮小率の変化に関わりなく、相互間の位置
精度をグリーンシートで積層した時点の精度で確保でき
る。
ンク室形成板となるグリーンシートを一体に積層して焼
成するため、強度が大きく、したがって圧電振動板を焼
成により作り付けた場合にも圧電材料の収縮に起因する
そりが可及的に防止される。またノズルプレートを除く
全ての部材をグリーンシートの段階で積層してから焼成
できるため、縮小率の変化に関わりなく、相互間の位置
精度をグリーンシートで積層した時点の精度で確保でき
る。
【００１１】
【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。図１、及び図２は本発明の一実施
例を示す分解斜視図と、１つの共通のインク室に接続す
る圧力発生室近傍の構造を示す断面図であって、図中符
号１は、圧電振動駆動部で、厚さ７〜９μｍ程度のセラ
ミックス、望ましくは酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）
（以下、ジルコニアという）の薄板からなる弾性板２の
表面に、後述する圧力発生室４に対向する位置に厚さ３
μｍ程度で、ヤング率が弾性板２と同程度の例えば白金
の駆動電極５が形成されており、その上に厚さ約１２〜
１４μｍ程度のＰＺＴからなる圧電振動板３、３、３‥
‥が焼成により一体に固定されている。
に基づいて説明する。図１、及び図２は本発明の一実施
例を示す分解斜視図と、１つの共通のインク室に接続す
る圧力発生室近傍の構造を示す断面図であって、図中符
号１は、圧電振動駆動部で、厚さ７〜９μｍ程度のセラ
ミックス、望ましくは酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）
（以下、ジルコニアという）の薄板からなる弾性板２の
表面に、後述する圧力発生室４に対向する位置に厚さ３
μｍ程度で、ヤング率が弾性板２と同程度の例えば白金
の駆動電極５が形成されており、その上に厚さ約１２〜
１４μｍ程度のＰＺＴからなる圧電振動板３、３、３‥
‥が焼成により一体に固定されている。
【００１２】７は、スペーサで、圧力発生室４を形成す
るのに適した厚さ、例えば１５０μｍのジルコニアなど
のセラミックス板に圧力発生室４、４、４‥‥形状に一
致した通孔６、６、６‥‥を一定ピッチで穿設して構成
されている。１つの例を示すと、圧力発生室４は、ノズ
ル開口２８、２８、２８‥‥の配列ピッチが９０ｄｐｉ
となるように幅が１９０乃至２１０μｍ程度で、長さ約
２ｍｍのサイズを有している。これに対して駆動電極５
は、その幅が圧力発生室４の幅の約７０％（約１４０μ
ｍ）で、圧力発生室４の中心線に一致させて対称に形成
されている。
るのに適した厚さ、例えば１５０μｍのジルコニアなど
のセラミックス板に圧力発生室４、４、４‥‥形状に一
致した通孔６、６、６‥‥を一定ピッチで穿設して構成
されている。１つの例を示すと、圧力発生室４は、ノズ
ル開口２８、２８、２８‥‥の配列ピッチが９０ｄｐｉ
となるように幅が１９０乃至２１０μｍ程度で、長さ約
２ｍｍのサイズを有している。これに対して駆動電極５
は、その幅が圧力発生室４の幅の約７０％（約１４０μ
ｍ）で、圧力発生室４の中心線に一致させて対称に形成
されている。
【００１３】８は、圧力発生室４の他面を封止するジル
コニアからなる蓋部材で、圧力発生室４、４、４‥‥の
一端で接続する第１の連通孔９と、圧力発生室４、４、
４‥‥の他端で連通する第２の連通孔１０とが形成され
ている。
コニアからなる蓋部材で、圧力発生室４、４、４‥‥の
一端で接続する第１の連通孔９と、圧力発生室４、４、
４‥‥の他端で連通する第２の連通孔１０とが形成され
ている。
【００１４】１１は、一方の面が蓋部材８に固定される
ジルコニアからなる流路制限板で、第１の連通孔９側が
拡開した流路制限孔１２が設けられ、また第２の通孔１
０に対向する個所にはノズル開口２８、２８、２８‥‥
と接続する連通孔１３が形成されている。
ジルコニアからなる流路制限板で、第１の連通孔９側が
拡開した流路制限孔１２が設けられ、また第２の通孔１
０に対向する個所にはノズル開口２８、２８、２８‥‥
と接続する連通孔１３が形成されている。
【００１５】これら弾性板２、スペーサ７、蓋部材８、
及び流路制限板１１は、一端が延長されていて、後述す
る共通のインク室１９と図示しないインクタンクと接続
するインク供給口２１、２２、２３、２４が、相互に連
通するように設けられている。
及び流路制限板１１は、一端が延長されていて、後述す
る共通のインク室１９と図示しないインクタンクと接続
するインク供給口２１、２２、２３、２４が、相互に連
通するように設けられている。
【００１６】１８は、前述の共通のインク室形成板で、
共通のインク室１９を形成するに適した厚み、例えば１
５０μｍのジルコニアからなる板材に、共通のインク室
１９の形状に対応する略Ｖ字状に分岐した窓２５と、圧
力発生室４、４、４‥‥とノズル開口２８、２８、２８
‥‥とを接続する連通孔２６、２６、２６‥‥を穿設し
て構成されている。
共通のインク室１９を形成するに適した厚み、例えば１
５０μｍのジルコニアからなる板材に、共通のインク室
１９の形状に対応する略Ｖ字状に分岐した窓２５と、圧
力発生室４、４、４‥‥とノズル開口２８、２８、２８
‥‥とを接続する連通孔２６、２６、２６‥‥を穿設し
て構成されている。
【００１７】これら弾性板２、スペーサ７、蓋部材８、
流路制限板１１、及び共通のインク室形成板１８は、グ
リーンシートの状態で重ね合わせて焼成により一体とさ
れて、流路形成部材として構成されている。
流路制限板１１、及び共通のインク室形成板１８は、グ
リーンシートの状態で重ね合わせて焼成により一体とさ
れて、流路形成部材として構成されている。
【００１８】２７は不錆鋼などインクに対して耐蝕性を
備えた金属の板材からなるノズルプレートで、圧力発生
室４の対向する側にはノズル開口２８、２８、２８‥‥
が穿設されていて、連通孔１０、１３、２６を介して各
圧力発生室４、４、４‥‥に連通するように、熱溶着フ
ィルム等の接着剤層３０により共通のインク室形成板１
８に一体に接着されている。
備えた金属の板材からなるノズルプレートで、圧力発生
室４の対向する側にはノズル開口２８、２８、２８‥‥
が穿設されていて、連通孔１０、１３、２６を介して各
圧力発生室４、４、４‥‥に連通するように、熱溶着フ
ィルム等の接着剤層３０により共通のインク室形成板１
８に一体に接着されている。
【００１９】この接着剤層３０は、例えば熱溶着フィル
ムにインク室形成板１８の通孔２６、２６と、窓２５と
に一致するように通孔３１及び窓３２が穿設されてい
て、流路を阻害しないようにノズルプレート２７を流路
形成部材に熱溶着するものである。
ムにインク室形成板１８の通孔２６、２６と、窓２５と
に一致するように通孔３１及び窓３２が穿設されてい
て、流路を阻害しないようにノズルプレート２７を流路
形成部材に熱溶着するものである。
【００２０】なお図中符号３４は、圧電振動板３、３、
３‥‥の表面に形成される共通電極を、また３５は、各
電極と外部装置とを接続するフレキシブルケーブルをそ
れぞれ示す。
３‥‥の表面に形成される共通電極を、また３５は、各
電極と外部装置とを接続するフレキシブルケーブルをそ
れぞれ示す。
【００２１】このように構成されたインクジェット記録
ヘッドは、圧電振動子３の振動を阻害しないように空間
を確保する凹部３６及びインク供給口２１とインクタン
クとを接続するインク流路となる通孔３７が穿設された
基台３８に固定され、この基台３８を介してプリンタの
キャリッジに取付けられる。
ヘッドは、圧電振動子３の振動を阻害しないように空間
を確保する凹部３６及びインク供給口２１とインクタン
クとを接続するインク流路となる通孔３７が穿設された
基台３８に固定され、この基台３８を介してプリンタの
キャリッジに取付けられる。
【００２２】次ぎに上述した積層型インクジェット式記
録ヘッドの製造方法を図３に基づいて説明する。インク
供給口となる通孔４０を穿設した弾性板２となるジルコ
ニアのグリーンシート４１と、インク供給口となる通孔
４２、圧力発生室４を形成する通孔４３とを穿設したス
ペーサとなるジルコニアのグリーンシート４４と、イン
ク供給口となる通孔４５、圧力発生室４、４、４‥‥の
一端で接続する第１の連通孔４６、圧力発生室４、４、
４‥‥の他端で連通する第２の連通孔４７とを穿設した
ジルコニアのグリーンシート４８と、インク供給口とな
る通孔４９、流路制限孔１２となる通孔５０、ノズル開
口２８、２８、２８‥‥と連通する通孔５１を穿設した
ジュルコニアのグリーンシート５２と、共通のインク室
１９を形成する窓５３、及び連通孔５４を穿設したジル
コニアのグリーンシート５５とを順番に積層し、ジルコ
ニアを焼成するのに適した温度で焼成する（イ）。
録ヘッドの製造方法を図３に基づいて説明する。インク
供給口となる通孔４０を穿設した弾性板２となるジルコ
ニアのグリーンシート４１と、インク供給口となる通孔
４２、圧力発生室４を形成する通孔４３とを穿設したス
ペーサとなるジルコニアのグリーンシート４４と、イン
ク供給口となる通孔４５、圧力発生室４、４、４‥‥の
一端で接続する第１の連通孔４６、圧力発生室４、４、
４‥‥の他端で連通する第２の連通孔４７とを穿設した
ジルコニアのグリーンシート４８と、インク供給口とな
る通孔４９、流路制限孔１２となる通孔５０、ノズル開
口２８、２８、２８‥‥と連通する通孔５１を穿設した
ジュルコニアのグリーンシート５２と、共通のインク室
１９を形成する窓５３、及び連通孔５４を穿設したジル
コニアのグリーンシート５５とを順番に積層し、ジルコ
ニアを焼成するのに適した温度で焼成する（イ）。
【００２３】この焼成により、各グリーンシート４１、
４４、４８、５２、及び５５は、それぞれ弾性板２、ス
ペーサ７、蓋部材８、流路制限板１１、及び共通のイン
ク室形成板１８となり、接着剤層を介することなくセラ
ミックの一体物として接合される。
４４、４８、５２、及び５５は、それぞれ弾性板２、ス
ペーサ７、蓋部材８、流路制限板１１、及び共通のイン
ク室形成板１８となり、接着剤層を介することなくセラ
ミックの一体物として接合される。
【００２４】この焼成により形成された弾性板２の表面
に駆動電極のパターン５６を蒸着、スパッタリングや、
塗布等により形成し、電極のパターン５６に合わせてペ
ースト状の圧電材料を塗布したり、また圧電材料のグリ
ーンシート５７を貼着して焼成する（ロ）。
に駆動電極のパターン５６を蒸着、スパッタリングや、
塗布等により形成し、電極のパターン５６に合わせてペ
ースト状の圧電材料を塗布したり、また圧電材料のグリ
ーンシート５７を貼着して焼成する（ロ）。
【００２５】この焼成により、圧電振動板３が駆動電極
５を介して圧力発生室４、４、４‥‥に対向する位置の
弾性板２に固定されることになる。
５を介して圧力発生室４、４、４‥‥に対向する位置の
弾性板２に固定されることになる。
【００２６】ところで、本発明においては弾性板２、ス
ペーサ７、蓋部材８、流路制限板１１、及び共通のイン
ク室形成板１８を焼成により一体に形成した後に、圧電
材料を焼成しているため、弾性板、スペーサ、及び蓋部
材を焼成した段階で圧電振動板を焼成により作り付ける
従来のものに比較して強度が大きいため、焼成時にペー
スト状やグリーンシート状の圧電材料の収縮に起因する
そりが可及的に防止されることになる。
ペーサ７、蓋部材８、流路制限板１１、及び共通のイン
ク室形成板１８を焼成により一体に形成した後に、圧電
材料を焼成しているため、弾性板、スペーサ、及び蓋部
材を焼成した段階で圧電振動板を焼成により作り付ける
従来のものに比較して強度が大きいため、焼成時にペー
スト状やグリーンシート状の圧電材料の収縮に起因する
そりが可及的に防止されることになる。
【００２７】この結果、ノズル開口が９０ｄｐｉ程度の
高い密度で配列しようとすると、第１の連通孔３３、第
２の連通孔３４の配列配列密度も必然的に高くなり、各
部材２、７、１１、１８にわずかな反りによっても、接
着剤層３０で漏洩が生じやすく、漏洩が生じた箇所でイ
ンク吐出特性に低下を招くことになるが、上述したよう
に本発明によれば反りを可及的に防止できるため、全て
のノズル開口のインク吐出特性を一定に維持することが
できる。
高い密度で配列しようとすると、第１の連通孔３３、第
２の連通孔３４の配列配列密度も必然的に高くなり、各
部材２、７、１１、１８にわずかな反りによっても、接
着剤層３０で漏洩が生じやすく、漏洩が生じた箇所でイ
ンク吐出特性に低下を招くことになるが、上述したよう
に本発明によれば反りを可及的に防止できるため、全て
のノズル開口のインク吐出特性を一定に維持することが
できる。
【００２８】最後に錆鋼などインクに対して耐蝕性を備
えた金属板にノズル開口２８、２８、２８‥‥を穿設し
たノズルプレート２７を熱溶着フィルム等の接着剤層３
０を介して共通のインク室形成板１８に一体に接着する
とインクジェット式記録ヘッドができあがる（ハ）。
えた金属板にノズル開口２８、２８、２８‥‥を穿設し
たノズルプレート２７を熱溶着フィルム等の接着剤層３
０を介して共通のインク室形成板１８に一体に接着する
とインクジェット式記録ヘッドができあがる（ハ）。
【００２９】この実施例において、圧電振動板３に駆動
信号が印加されると、弾性板２が圧力発生室４側を凸と
するようにたわんで、圧力発生室４を収縮させる。これ
により圧力発生室４のインクが通孔１０、１３、２６、
３１を経由してノズル開口２８に至り、ここからインク
滴として吐出される。
信号が印加されると、弾性板２が圧力発生室４側を凸と
するようにたわんで、圧力発生室４を収縮させる。これ
により圧力発生室４のインクが通孔１０、１３、２６、
３１を経由してノズル開口２８に至り、ここからインク
滴として吐出される。
【００３０】インク滴形成後に駆動信号が除去される
と、圧電振動板３が元の位置に復帰して、圧力発生室４
が膨張する。これによりインク滴の形成により消費され
た分のインクが共通のインク室１９から流路制限孔１２
を経由して圧力発生室４に流入する。以下、このような
動作の繰り返しにより印字動作が実行される。
と、圧電振動板３が元の位置に復帰して、圧力発生室４
が膨張する。これによりインク滴の形成により消費され
た分のインクが共通のインク室１９から流路制限孔１２
を経由して圧力発生室４に流入する。以下、このような
動作の繰り返しにより印字動作が実行される。
【００３１】上述の実施例においては、蓋部材８と流路
制限板１１を別部材として構成することにより、厚みを
大きくして十分な強度を得るようにしているが、図４に
示したように流路制限孔６０を穿設した流路制限板６１
を若干厚めに構成して蓋部材を兼ねるようにすると、グ
リーンシートの積層を減らして作業の簡素化を図ること
が可能となる。なお、図中符号６２、６３は、それぞれ
圧力発生室４とノズル開口２８とを接続する連通孔、及
びインク供給口を示す。
制限板１１を別部材として構成することにより、厚みを
大きくして十分な強度を得るようにしているが、図４に
示したように流路制限孔６０を穿設した流路制限板６１
を若干厚めに構成して蓋部材を兼ねるようにすると、グ
リーンシートの積層を減らして作業の簡素化を図ること
が可能となる。なお、図中符号６２、６３は、それぞれ
圧力発生室４とノズル開口２８とを接続する連通孔、及
びインク供給口を示す。
【００３２】この実施例においてもやはりインク供給口
となる通孔４０を穿設した弾性板２となるジルコニアの
グリーンシート４１と、インク供給口となる通孔４２、
圧力発生室４を形成する通孔４３とを穿設したスペーサ
となるジルコニアのグリーンシート４４と、インク供給
口となる通孔７１、圧力発生室４、４、４‥‥の一端で
接続する連通孔７２、流路制限孔６０となる通孔７３を
穿設したジュルコニアのグリーンシート７４と、共通の
インク室１９を形成する窓５３、及び連通孔５４が設け
られたジルコニアのグリーンシート５５とを順番に積層
し、ジルコニアを焼成するのに適した温度で焼成する
（図５（イ））。
となる通孔４０を穿設した弾性板２となるジルコニアの
グリーンシート４１と、インク供給口となる通孔４２、
圧力発生室４を形成する通孔４３とを穿設したスペーサ
となるジルコニアのグリーンシート４４と、インク供給
口となる通孔７１、圧力発生室４、４、４‥‥の一端で
接続する連通孔７２、流路制限孔６０となる通孔７３を
穿設したジュルコニアのグリーンシート７４と、共通の
インク室１９を形成する窓５３、及び連通孔５４が設け
られたジルコニアのグリーンシート５５とを順番に積層
し、ジルコニアを焼成するのに適した温度で焼成する
（図５（イ））。
【００３３】この焼成により、各グリーンシート４１、
４４、７４、及び５５は、弾性板２、スペーサ７、流路
制限板６１、及び共通のインク室形成板１８となり、接
着剤層を介することなく一体に接合される。
４４、７４、及び５５は、弾性板２、スペーサ７、流路
制限板６１、及び共通のインク室形成板１８となり、接
着剤層を介することなく一体に接合される。
【００３４】ついで、弾性板２の表面に駆動電極のパタ
ーン５６を形成し、電極のパターン５６に合わせてペー
スト状の圧電材料を塗布したり、また圧電材料のグリー
ンシート５７を貼着して焼成する（図５（ロ））。
ーン５６を形成し、電極のパターン５６に合わせてペー
スト状の圧電材料を塗布したり、また圧電材料のグリー
ンシート５７を貼着して焼成する（図５（ロ））。
【００３５】最後に錆鋼などインクに対して耐蝕性を備
えた金属板にノズル開口２８、２８、２８‥‥を穿設し
たノズルプレート２７を熱溶着フィルム等の接着剤層３
０を介して共通のインク室形成板１８に一体に接着する
とインクジェット式記録ヘッドができあがる（図５
（ハ））。
えた金属板にノズル開口２８、２８、２８‥‥を穿設し
たノズルプレート２７を熱溶着フィルム等の接着剤層３
０を介して共通のインク室形成板１８に一体に接着する
とインクジェット式記録ヘッドができあがる（図５
（ハ））。
【００３６】ところで、上述の実施例において、例えば
図５に示した実施例に例を採ると、スペーサ７、流路制
限板１１、及び共通のインク室形成板１８となる各グリ
ーンシート４４、７４、５５を先ず積層し、その後に弾
性板２となるグリーンシート４１を積層して一体として
から焼成するのが望まし。
図５に示した実施例に例を採ると、スペーサ７、流路制
限板１１、及び共通のインク室形成板１８となる各グリ
ーンシート４４、７４、５５を先ず積層し、その後に弾
性板２となるグリーンシート４１を積層して一体として
から焼成するのが望まし。
【００３７】すなわち、インク供給口となる通孔４２、
圧力発生室４を形成する通孔４３とを穿設したスペーサ
となるジルコニアのグリーンシート４４と、インク供給
口となる通孔７１、圧力発生室４、４、４‥‥の一端で
接続する連通孔７２、流路制限孔６０となる通孔７３を
穿設したジュルコニアのグリーンシート７４と、共通の
インク室１９を形成する窓５３、及び連通孔５４が設け
られたジルコニアのグリーンシート５５とを積層して図
６に示した積層物を構成する。そしてこの段階で各通孔
４３、７１、７２、５４等の相互間での位置ずれΔｄ
１、Δｄ２の有無を検査する。
圧力発生室４を形成する通孔４３とを穿設したスペーサ
となるジルコニアのグリーンシート４４と、インク供給
口となる通孔７１、圧力発生室４、４、４‥‥の一端で
接続する連通孔７２、流路制限孔６０となる通孔７３を
穿設したジュルコニアのグリーンシート７４と、共通の
インク室１９を形成する窓５３、及び連通孔５４が設け
られたジルコニアのグリーンシート５５とを積層して図
６に示した積層物を構成する。そしてこの段階で各通孔
４３、７１、７２、５４等の相互間での位置ずれΔｄ
１、Δｄ２の有無を検査する。
【００３８】通孔間で位置ずれや変形が見つかった場合
には、通孔側に相対的に突出している部分７５、７６
（図中クロスハッチングにより示す部分）をシェービン
グ加工やレーザー加工により修正、削除する。言うまで
もなく焼成前のセラミック材料は極めて容易に加工する
ことができるから、各通孔の連通状態を極めて高い位置
精度で修正することができる。
には、通孔側に相対的に突出している部分７５、７６
（図中クロスハッチングにより示す部分）をシェービン
グ加工やレーザー加工により修正、削除する。言うまで
もなく焼成前のセラミック材料は極めて容易に加工する
ことができるから、各通孔の連通状態を極めて高い位置
精度で修正することができる。
【００３９】修正作業が終了してから弾性板２となるグ
リーンシート４１を積層し、前述と同様の工程により全
体を焼成する。
リーンシート４１を積層し、前述と同様の工程により全
体を焼成する。
【００４０】これらインク流路を形成する通孔を有する
グリーンシート４４、７４、５５は、ほぼ同一の成分で
構成されているため、焼成に伴って各グリーンシート４
４、７４、５５が縮小したとしても、各グリーンシート
４４、７４、５５の縮小率は同一であるから、グリーン
シート４４、７４、５５を積層する段階で各通孔４３、
７１、７２、７３、５４の位置合わせを行い、必要に応
じて焼成前に上述の修正作業を施しておきさえすれば、
焼成後にはインク流路として十分な相対的位置精度で各
通孔４３、７１、７２、７３、５４が接続された記録ヘ
ッドが出来上がることになるから、歩留まりが向上す
る。
グリーンシート４４、７４、５５は、ほぼ同一の成分で
構成されているため、焼成に伴って各グリーンシート４
４、７４、５５が縮小したとしても、各グリーンシート
４４、７４、５５の縮小率は同一であるから、グリーン
シート４４、７４、５５を積層する段階で各通孔４３、
７１、７２、７３、５４の位置合わせを行い、必要に応
じて焼成前に上述の修正作業を施しておきさえすれば、
焼成後にはインク流路として十分な相対的位置精度で各
通孔４３、７１、７２、７３、５４が接続された記録ヘ
ッドが出来上がることになるから、歩留まりが向上す
る。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
表面に圧電振動板を有して振動部材を形成するセラミッ
ク製の弾性板、弾性板により一方の面が封止されて圧力
発生室を形成するセラミックス製の圧力発生室形成部
材、圧力発生室へのインク供給路に流路抵抗を付与する
流路制限孔を有するとともに、圧力発生室と連通する連
通孔を備えたセラミックス製の流路制限板、流路制限孔
を介して各圧力発生室に連通する共通のインク室、及び
圧力発生室に連通する連通孔とを備えたセラミックス製
の共通のインク室形成板をそれぞれ順番に積層して接着
剤層を介することなく一体に固定するとともに、弾性板
の圧力発生室に対向する位置に圧電振動板を固定し、共
通のインク室形成板の他面を前記圧力発生室に接続する
ノズル開口を備えた金属製のノズルプレートにより封止
するようにしたので、スペーサ、流路制限板、及び共通
のインク室形成板等のインク流路に関係する部材の通孔
相互間の連通状態を容易に修正することができ、また振
動板、スペーサ、流路制限板、及び共通のインク室形成
板を一体に形成した後に振動板となる圧電材料のグリー
ンシートを焼成できて、圧電材料の焼成時の基体となる
流路構成部材の強度が大きくなり、圧電材料のグリーン
シートの焼成に伴う反りなどの変形を可及的に防止で
き、さらにはほぼ同一材料からなる流路構成部材となる
グリーンシートを同時に焼成するため、焼成に伴う縮小
による通孔間の相対的な位置誤差を可及的に小さくでき
ることともあいまって、歩留まりの向上を図ることがで
きる。
表面に圧電振動板を有して振動部材を形成するセラミッ
ク製の弾性板、弾性板により一方の面が封止されて圧力
発生室を形成するセラミックス製の圧力発生室形成部
材、圧力発生室へのインク供給路に流路抵抗を付与する
流路制限孔を有するとともに、圧力発生室と連通する連
通孔を備えたセラミックス製の流路制限板、流路制限孔
を介して各圧力発生室に連通する共通のインク室、及び
圧力発生室に連通する連通孔とを備えたセラミックス製
の共通のインク室形成板をそれぞれ順番に積層して接着
剤層を介することなく一体に固定するとともに、弾性板
の圧力発生室に対向する位置に圧電振動板を固定し、共
通のインク室形成板の他面を前記圧力発生室に接続する
ノズル開口を備えた金属製のノズルプレートにより封止
するようにしたので、スペーサ、流路制限板、及び共通
のインク室形成板等のインク流路に関係する部材の通孔
相互間の連通状態を容易に修正することができ、また振
動板、スペーサ、流路制限板、及び共通のインク室形成
板を一体に形成した後に振動板となる圧電材料のグリー
ンシートを焼成できて、圧電材料の焼成時の基体となる
流路構成部材の強度が大きくなり、圧電材料のグリーン
シートの焼成に伴う反りなどの変形を可及的に防止で
き、さらにはほぼ同一材料からなる流路構成部材となる
グリーンシートを同時に焼成するため、焼成に伴う縮小
による通孔間の相対的な位置誤差を可及的に小さくでき
ることともあいまって、歩留まりの向上を図ることがで
きる。
【００４２】また、接着剤による接着箇所がノズルプレ
ートと流路形成部材との１箇所だけであるため、通孔等
ヘの接着剤の流れ込みや接着不良が可及的に少なくなっ
て信頼性の向上と、接着作業の簡素化を図ることができ
る。
ートと流路形成部材との１箇所だけであるため、通孔等
ヘの接着剤の流れ込みや接着不良が可及的に少なくなっ
て信頼性の向上と、接着作業の簡素化を図ることができ
る。
【図１】本発明の積層型インクジェット式記録ヘッドの
一実施例を示す分解斜視図である。
一実施例を示す分解斜視図である。
【図２】同上積層型インクジェット式記録ヘッドの構造
を圧力発生室の断面構造でもって示す図である。
を圧力発生室の断面構造でもって示す図である。
【図３】図（イ）乃至（ハ）は、それぞれ同上積層型イ
ンクジェット式記録ヘッドの製造工程を示す図である。
ンクジェット式記録ヘッドの製造工程を示す図である。
【図４】本発明の積層型インクジェット式記録ヘッドの
他の実施例を示す断面図である。
他の実施例を示す断面図である。
【図５】図（イ）乃至（ハ）は、それぞれ同上積層型イ
ンクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す図である。
ンクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す図である。
【図６】上記製造工程中における通孔の形状や位置の修
正工程を示す図である。
正工程を示す図である。
２ 弾性板 ３ 圧電振動板 ４ 圧力発生室 ７ 圧力発生室形成部材 ８ 蓋部材 ９ 第１の連通孔 １０ 第２の連通孔 １１ 流路制限板 １２ 流路制限孔 １８ 共通のインク室形成板 １９ 共通のインク室 ２７ ノズルプレート ２８ ノズル開口 ３０ 接着剤層
Claims (7)
- 【請求項１】 表面に圧電振動板を有して振動部材を形
成するセラミック製の弾性板、 前記弾性板により一方の面が封止されて圧力発生室を形
成するセラミックス製の圧力発生室形成部材、 前記圧力発生室へのインク供給路に流路抵抗を付与する
流路制限孔を有するとともに、前記圧力発生室と連通す
る連通孔を備えたセラミックス製の流路制限板、 前記流路制限孔を介して前記各圧力発生室に連通する共
通のインク室、及び前記圧力発生室に連通する連通孔と
を備えたセラミックス製の共通のインク室形成板、 をそれぞれ順番に積層して接着剤層を介することなく一
体に固定するとともに、前記弾性板の圧力発生室に対向
する位置に圧電振動板を固定し、前記共通のインク室形
成板の他面を前記圧力発生室に接続するノズル開口を備
えた金属製のノズルプレートにより封止してなる積層型
インクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項２】 前記弾性板、圧力発生室形成部材、流路
制限板に、前記共通のインク室に連通するインク供給口
が形成されている請求項１の積層型インクジェット式記
録ヘッド。 - 【請求項３】 前記圧力発生室形成部材と流路制限板の
間にセラミックス製の蓋部材が介装されている請求項１
の積層型インクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項４】 前記セラミックがジルコニアである請求
項１の積層型インクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項５】 前記ノズルプレートが熱溶着フィルムに
より固定されている請求項１の積層型インクジェット式
記録ヘッド。 - 【請求項６】 弾性板を形成するのに適した厚さのジル
コニアのグリーンシートと、圧力発生室を形成する通孔
を穿設したジルコニアのグリーンシートと、流路制限孔
となる通孔、ノズル開口と連通する通孔、共通のインク
室にインクを供給する通孔が穿設されたジルコニアのグ
リーンシートと、共通のインク室を形成する窓、前記ノ
ズル開口と圧力発生室を接続する連通孔が穿設されたジ
ルコニアのグリーンシートとを順番に積層して積層物を
形成する工程と、 前記積層物を焼成する工程と、 前記焼成により形成された弾性板の表面に駆動電極のパ
ターンを形成して圧電振動子を焼成により形成する工程
と、ノズル開口を有するノズルプレートを接着剤層を介
して共通のインク室形成板に一体に接着する工程とから
なる積層型インクジェット式記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項７】 圧力発生室を形成する通孔を穿設したジ
ルコニアのグリーンシートと、流路制限孔となる通孔、
ノズル開口と連通する通孔、共通のインク室にインクを
供給する通孔が穿設されたジルコニアのグリーンシート
と、共通のインク室を形成する窓、前記ノズル開口と圧
力発生室を接続する連通孔が穿設されたジルコニアのグ
リーンシートとを順番に積層して積層物を形成する工程
と、 前記積層物の各通孔の位置、または形状を修正する工程
と、 弾性板を形成するのに適した厚さのジルコニアのグリー
ンシートを前記積層物に積層する工程と、 焼成する工程と、 前記焼成により形成された弾性板の表面に駆動電極のパ
ターンを形成して圧電振動子を焼成により形成する工程
と、ノズル開口を有するノズルプレートを接着剤層を介
して共通のインク室形成板に一体に接着する工程とから
なる積層型インクジェット式記録ヘッドの製造方法。
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