JPH09156113A - インクジェット記録ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電セラミックスの隔壁により隔てられた複
数のチャンネル内壁に形成された信号電極への電圧の印
加の有無に応じて、前記隔壁を変形せしめ、その変形に
ともなって前記チャンネル内に充填されているインクを
そのチャンネルに連通したノズルより選択的に突出せし
めるインクジェット記録ヘッドの製造方法に関するもの
で、特にインクより信号電極を保護するための保護層の
形成方法に特徴を有する。 【解決手段】 圧電セラミックスの板１に互いに並行す
る複数の切削溝１４を形成し、その切削溝１４内に電極
となる導電性ペースト１６を充填した後に、前記導電性
ペースト層１６の表面に保護層として前記圧電セラミッ
クスの薄層が残るように前記切削溝１４間に第一の切溝
１１を形成してチャンネルとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電セラミックス
の隔壁により隔てられた互いに並行する複数のチャンネ
ルを有し、前記チャンネルの隔壁に形成された信号電極
への電圧の有無に応じて、前記隔壁を変形せしめ、その
変形にともなって前記チャンネル内に充填されているイ
ンクをそのチャンネルに連通したノズルより選択的に突
出せしめるインクジェット記録ヘッドの製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開昭６３−２５２７
５０号公報に開示のようにインク吐出原理として圧電素
子のせん断モード変形を利用したインクジェット記録装
置が考えられている。この構成は図３に示すように、大
きく圧電セラミックスのアクチュエータ部材１とカバー
プレート３とノズルプレート２とプリント配線板６とか
ら構成されている。そのアクチュエータ部材１には、ダ
イヤモンドプレード等により切削加工された複数のチャ
ンネル９が形成されている。また、そのチャンネル９間
の側壁１１は溝深さ方向に分極処理を施されている。

【０００３】それらのチャンネル９は同じ深さであり、
かつ平行で、チャンネル９の深さは、図４に示すように
アクチュエータ部材１の後端面１２に近づくに従い次第
に浅くなっており、後端面１２付近にはチャンネル浅溝
１８が形成されている。そして、各チャンネル９の両側
面の上側半分には信号電極４がスパッタリングや蒸着等
によって形成されている。また、チャンネル浅溝１８に
おいても同様に側面及び底面に信号電極４がスパッタリ
ングや蒸着等によって形成されている。これによりチャ
ンネル９の両側面に形成された信号電極４はチャンネル
浅溝１８の底面に形成された信号電極４によって電気的
に接続されている。

【０００４】次に、カバープレート３は、セラミックス
材料または樹脂材料等から形成されている。また、カバ
ープレート３には、研削または切削加工等によって、イ
ンク供給口８及びマニホールド７が形成されている。そ
して、アクチュエータ部材１のチャンネル９の加工側の
面とカバープレート３のマニホールド７の加工側の面と
をエポキシ系接着剤１３によって接着する（図４）。こ
のようにして、インクジェットヘッドにはチャンネル９
の上面が覆われて横方向に同じ間隔を有する複数のイン
ク流路としてのチャンネル９が構成される。図５に示す
ように、そのチャンネル９は長方形断面の細長い形状で
あり、全てのチャンネル内には、インク供給口８からイ
ンクが充填される。

【０００５】図３に示すように、アクチュエータ部材１
及びカバープレート３の端面に、各チャンネル９の位置
に対応した位置にノズル５が位置するようにノズルプレ
ート２が接着されている。このノズルプレート２はポリ
イミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポ
リエーテルスルホン、ポリカーボネイト等のプラスチッ
クによって形成されている。

【０００６】そして、アクチュエータ部材１のチャンネ
ル９と反対側の面には、プリント配線板６がエポキシ系
接着剤等によって接着されている。そのプリント配線板
６には各チャンネルの位置に対応した位置に導電性パタ
ーン１０が形成されている。その導電性パターン１０と
チャンネル浅溝１８の底面の信号電極４はボンディング
ワイヤー１７で接続されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の構
成では、水性インクなどの導電性インクを使用したり、
腐食性のあるインクを使用する場合にインクと直接接触
する信号電極の表面を不動態膜などの保護膜で覆う必要
があり、また圧電セラミックスプレートをダイヤモンド
プレードなどで切削加工した後に溝内壁の半分の高さだ
け信号電極を形成するためにセラミックスプレートを傾
けて保持し真空蒸着を施す工程を必要とし、これらはい
ずれも複雑な工程となる。本発明は、作業性の悪い溝内
壁への部分的な信号電極の形成工程及び信号電極を覆う
ための保護膜の形成工程をなくして、より簡単なインク
ジェット記録ヘッドの製造方法を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録ヘッドの製造方法は、圧電セラミックスプレートに
信号電極の材料となる導電性材料を充填するための切削
溝をある間隔で平行に形成し、前記切削溝内に信号電極
材料となる導電性ペーストを充填し、硬化させた後に、
その導電性ペースト層（信号電極）間にインク吐出のた
めのチャンネルとなる溝を切削し、前記信号電極の表面
に前記圧電セラミックスの薄層を切削し残すことで信号
電極表面の保護膜とし、信号電極を覆うための保護被膜
を形成する工程を設けることなく圧電セラミックス自身
を信号電極表面の保護被膜とすることを特徴とするもの
であり、この構成によれば、従来のように信号電極形成
のための蒸着装置や、保護幕形成のための特殊な装置を
必要としないものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載のインク
ジェット記録ヘッドの製造方法は、圧電セラミックスの
隔壁により隔てられた互いに並行する複数のチャンネル
を有し、前記チャンネルの隔壁に形成された信号電極へ
の電圧の印加の有無に応じて、前記隔壁を変形せしめ、
その変形にともなって前記チャンネル内に充填されてい
るインクをそのチャンネルに連通したノズルより選択的
に突出せしめるインクジェット記録ヘッドの製造方法で
あって、圧電セラミックスの板に互いに並行する複数の
切削溝を形成し、その切削溝内に電極となる導電性ペー
ストを充填した後に、前記導電性ペースト層の表面に前
記圧電セラミックスの薄層が残るように前記切削溝間に
第一の切溝を形成して前記チャンネルとすることを特徴
とするものであり、電極保護のために、電極上に保護膜
を形成する工程がなくなるとともに、従来のように信号
電極形成のための蒸着装置や保護被膜形成のための特殊
な装置を必要とせず、製造工程の簡略化がはかれるもの
である。

【００１０】本発明の請求項２に記載されたインクジェ
ット記録ヘッドの製造方法は、隣接する前記切削溝間の
間隔は、第一の間隔とその第一の間隔より大なる第二の
間隔とが交互になるように構成されており、前記第二の
間隔を隔てて隣接する両切削溝間に、その両切削溝を連
結するように、第一の切溝より浅い第二の切溝を形成
し、その第二の切溝に前記導電性ペーストを塗布して前
記両切削溝に充填された導電性ペースト間を電気的に接
続するようにその第二の切溝に前記導電性ペーストを塗
布した後に第一の切溝を形成して前記チャンネルとする
ことを特徴とするものであり、隣接する両電極間の電気
的接続を、電極形成時に同時に得ようとするものであ
る。

【００１１】（実施の形態）以下図１と図２を参照して
本発明の実施の形態を説明する。なお、図３〜５で示し
た従来例と実質的に同一な構成部品には同一符号を付し
ている。

【００１２】まず、図２（ａ）に示すように、厚さ約１
ｍｍの直方体状の圧電セラミックスのアクチュエータ部
材１の片面に溝幅数十μｍ、深さ約２００μｍの切削溝
１４を約１００μｍと約３０μｍの間隔で交互に形成す
る。この切削溝１４はアクチュエータ部材１の後端面近
傍において後端面に近づくに従って次第に浅くなり、ア
クチュエータ部材１の後端部近傍では深さ数十μｍ程度
となっている。そして、この後端部の前記幅広の間隔部
には前記切削溝１４間をつなぐ浅溝１５を形成してい
る。

【００１３】次に、アクチュエータ部材１の切削溝１４
が形成された面に、導電性ペーストなどの導電性材料を
スキージで塗布することで、切削溝１４と浅溝１５にそ
の導電性材料を塗布充填する（図２（ｂ））。この後
に、アクチュエータ部材１をオーブンに投入することで
導電性ペースト１６を加熱硬化させた後、アクチュエー
タ部材１の導電性ペースト１６の塗布面側を研磨し、ペ
ースト塗布時にアクチュエータ部材１の切削溝１４と浅
溝１５部以外の表面に付着した余分な導電性ペーストを
除去する。

【００１４】そして図２（ｃ）に示すように、切削溝１
４間のうちの、間隔の広い方の溝間にダイシングソーな
どの切削手段により切溝９を形成する。このとき切溝９
の溝幅としては、前記切削溝１４に充填された導電性ペ
ースト１６の表面に約１０μｍの厚さの圧電セラミック
スを切り残して圧電セラミックス自身を導電性ペースト
１６よりなる信号電極の保護膜とする。その後は、図１
に示すように、前記チャンネル部材１にノズルプレート
２、カバープレート３を取り付け、さらにプリント配線
板６上の導電性パターン１０と前記浅溝１５に塗布され
た導電性ペーストとを位置決めした後に導電性ペースト
などを用いて電気接続する。

【００１５】このようにして従来のようにインクに触れ
る信号電極４の表面を覆うためにプラズマーＣＶＤなど
の手段によりパッシベーション膜の形成手段を要するこ
ともなく、コストも安く信頼性の高いせん断モード型イ
ンクジェットヘッドを作ることができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明のインクジェット記録ヘッドの製
造方法によれば、インクチャンネル内壁に形成した信号
電極の表面をインクから保護するために従来より必要と
していた保護膜を形成するための大がかりな装置を要す
ることもなく、さらには工数の削減にもなり、圧電セラ
ミックス自身を利用して信号電極の保護膜とすることよ
り信号電極保護膜の劣化もなく、信頼性の高い長寿命の
インクジェット記録ヘッドが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法
を適用したせん断モード型インクジェット記録ヘッドの
分解斜視図

【図２】（ａ）本発明のインクジェット記録ヘッドの製
造方法の一工程における圧電セラミックス板の斜視図 （ｂ）同の製造方法の他の一工程における圧電セラミッ
クス板の斜視図 （ｃ）同の製造方法のさらに他の一工程における圧電セ
ラミックス板の斜視図 （ｄ）同の製造方法のさらに他の一工程における圧電セ
ラミックス板の断面図

【図３】従来のせん断モード型インクジェット記録ヘッ
ドの分解斜視図

【図４】同従来例のチャンネル長手方向に沿った断面図

【図５】同従来例のチャンネル断面図

【符号の説明】

１ アクチュエータ部材 ４ 信号電極 ５ ノズル ６ プリント配線板 ７ マニホールド ８ インク供給口 ９ チャンネル １０ 導電性パターン １４ 切削溝 １５ 浅溝 １６ 導電性ペースト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電セラミックスの隔壁により隔てられた
   互いに並行する複数のチャンネルを有し、前記隔壁に形
   成された信号電極への電圧の印加の有無に応じて、前記
   隔壁を変形せしめ、その変形にともなって前記チャンネ
   ル内に充填されているインクをそのチャンネルに連通し
   たノズルより選択的に突出せしめるインクジェット記録
   ヘッドの製造方法であって、圧電セラミックスの板に互
   いに並行する複数の切削溝を形成し、その切削溝内に電
   極となる導電性ペーストを充填した後に、前記導電性ペ
   ースト層の表面に前記圧電セラミックスの薄層が残るよ
   うに前記切削溝間に第一の切溝を形成して前記チャンネ
   ルとすることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの
   製造方法。
2. 【請求項２】隣接する切削溝間の間隔は、第一の間隔と
   その第一の間隔より大なる第二の間隔とが交互になるよ
   うに構成されており、前記第二の間隔を隔てて隣接する
   両切削溝間に、その両切削溝を連結するように、第一の
   切溝より浅い第二の切溝を形成し、前記両切削溝に充填
   された導電性ペースト間を電気的に接続するように前記
   第二の切溝に前記導電性ペーストを塗布した後に第一の
   切溝を形成して前記チャンネルとすることを特徴とする
   請求項１記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。