(57)【要約】【課題】  高解像度の記録ヘッドを安価で製造することのできるヘッドチップの製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】  圧電セラミックプレートに形成された溝の側壁に設けられた電極に駆動電圧を印加することにより当該溝内の容積を変化させてその内部に充填されたインクをノズル開口からインクを吐出するヘッドチップにおいて、前記圧電セラミックスプレートに接合されて前記溝の上面を封止すると共に前記溝に連通するインク室を有するカバープレートを具備し、前記インク室と前記インク室にインクを供給するインク供給口の形成に機械加工を用いることを特徴とするヘッドチップの製造方法。【選択図】  図３
2006231801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の溝部と前記溝部の壁面部に設けた電極とからなる圧電セラミックプレートと、
前記圧電セラミックプレートに接合され、前記溝部と連通するインク室と、前記インク室にインクを供給するインク供給口とを有するカバープレートと、からなるインクジェットヘッドにおいて、
前記インク室が前記溝部と連通し、前記溝部と同方向に延びる第２の溝形状をなしており、長手方向一端部はカバープレートの一端面まで延設され端部は封止されており、他端部は他端面までは延びておらず深さが徐々に浅くなっていることを特徴とするインクジェットヘッド
【請求項２】
前記インク供給口を複数個設けることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド
【請求項３】
前記インク供給口が前記インク室同士を繋ぐ形状となっていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド
【請求項４】
前記インク室と前記インク供給口の形成に円盤状のダイスカッターを用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載のインクジェットヘッド
【請求項５】
前記円盤状のダイスカッターのブレードにダイヤモンドを用いることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド
【請求項６】
前記インク室がひとつ置きの溝部と連通するようにカバープレートに設けられていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は記録媒体に液滴を吐出するインクジェットヘッドチップの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数のノズルからインクを吐出する記録ヘッドを用いて被記録媒体に文字や画像を記録するインクジェット式記録装置が知られている。かかるインクジェット式記録装置では、被記録媒体に対向する記録ヘッドはヘッドホルダに設けられ、ヘッドホルダはキャリッジに搭載されて被記録媒体の搬送方向とは直交する方向に走査される。
このような記録ヘッドの一例の分解概略を図６に、また、要部断面を図７に示す。
【０００３】
図７(a)及び図７(b)に示すように、圧電セラミックプレート１０１には、複数の溝１０２が並設され、各溝１０２は、側壁１０３で分離されている。各溝１０２の長手方向一端部は圧電セラミックプレート１０１の一端面まで延設されており、他端部は、他端面までは延びておらず、深さが徐々に浅くなっている。また、各溝１０２内の両側壁１０３の開口側表面には、長手方向に亘って、駆動電界印加用の電極１０５が形成されている。
圧電セラミックプレート１０１の溝１０２の開口側には、カバープレート１０７が接着剤１０９を介して接合されている。カバープレート１０７には、各溝１０２の浅くなった他端部と連通する凹部となるインク室１１１と、このインク室１１１の底部から溝１０２とは反対方向に貫通するインク供給口１１２とを有する。
このインク供給口１１２は公知のサンドブラスト加工により形成されている。
【０００４】
また、圧電セラミックプレート１０１とカバープレート１０７との接合体の溝１０２が開口している端面には、ノズルプレート１１５が接合されており、ノズルプレート１１５の各溝１０２に対向する位置にはノズル開口１１７が形成されている。
【０００５】
なお、圧電セラミックプレート１０１のノズルプレート１１５とは反対側でカバープレート１０７とは反対側の面には、配線基板１２０が固着されている。配線基板１２０には、各電極１０５とボンディングワイヤ１２１等で接続された配線１２２が形成され、この配線１２２を介して電極１０５に駆動電圧を印加できるようになっている。
このように構成される記録ヘッドでは、インク供給口１１２から各溝１０２内にインクを充填し、所定の溝１０２の両側の側壁１０３に電極１０５を介して所定の駆動電界を作用させると、側壁１０３が変形して所定の溝１０２内の容積が変化し、これにより、溝１０２内のインクがノズル開口１１７から吐出する。
【０００６】
例えば、図８に示すように、溝１０２ａに対応するノズル開口１１７からインクを吐出する場合には、その溝１０２ａ内の電極１０５ａ，１０５ｂに正の駆動電圧を印加すると共にそれぞれに対向する電極１０５ｃ，１０５ｄを接地するようにする。これにより、側壁１０３ａ，１０３ｂには溝１０２ａに向かう方向の駆動電界が作用し、これが圧電セラミックプレート１０１の分極方向と直交すれば、圧電厚みすべり効果により側壁１０３ａ，１０３ｂが溝１０２ａ方向に変形し、溝１０２ａ内の容積が減少して圧力が増加し、ノズル開口１１７からインクが吐出する。
【特許文献１】特開平８−２７６５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年の記録ヘッドでは解像度向上が望まれており、そのためにヘッドチップの溝の本数を増やすことが一つの方法である。それは圧電セラミックプレート１０１に並設される複数の溝１０２の溝幅を狭くしなくてはならない。  また、導電性のインクを用いる場合には、電極とインクが通電してしまうことを防ぐために、インクを入れる溝と入れない溝をひとつ置きに作成する必要がある。そして、それらの溝に選択的にインクを供給するためには、そのようにそれぞれの溝に対して選択的にインクの供給が出来るようにインク供給口を設けなくてはならない。従って、カバープレート１０７に形成されるインク供給口１１２の大きさも微細に加工する必要がある。
しかしながら、インク供給口１１２はサンドブラスト加工で形成しているため解像度向上に伴う微細加工ができないという問題がある。
【０００８】
さらには、インク供給口１１２の加工をレーザーを用いて行なう方法もあるが、レーザー装置は高価であるためコストがかかってしまうという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑み、高解像度の記録ヘッドを安価で製造することのできるヘッドチップの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、複数の溝部と前記溝部の壁面部に設けた電極とからなる圧電セラミックプレートと、前記圧電セラミックプレートに接合され、前記溝部と連通するインク室と、前記インク室にインクを供給するインク供給口とを有するカバープレートと、からなるインクジェットヘッドにおいて、前記インク室が前記溝部と連通し、前記溝部と同方向に延びる第２の溝形状をなしており、長手方向一端部はカバープレートの一端面まで延設され端部は封止されており、他端部は他端面までは延びておらず深さが徐々に浅くなっていることを特徴とするインクジェットヘッドにある
本発明の第２の態様は、前記インク供給口を複数個設けることを特徴とするに記載のヘッドチップ第１の態様に記載するインクジェットヘッドにある。
【００１０】
本発明の第３の態様は、前記インク供給口が前記インク室を繋ぐ形状となっていることを特徴とするインクジェットヘッドにある。
【００１１】
本発明の第４の態様は、前記インク室と前記インク供給口の形成に円盤状のダイスカッターを用いることを特徴とするインクジェットヘッドにある
本発明の第５の態様は、前記円盤状のダイスカッターのブレードにダイヤモンドを用いることを特徴とするインクジェットヘッドにある。
【００１２】
本発明の第６の態様は、前記インク室がひとつ置きの溝部と連通するようにカバープレートに設けられていることを特徴とするインクジェットヘッドにある。
【発明の効果】
【００１３】
上述のように本発明では、カバープレートに形成されるインク室とインク供給口を簡便な機械加工によりおこなうため、高解像度の記録ヘッドを安価で簡単に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、一実施形態に係るヘッドチップの分解斜視図であり、図２は、ヘッドチップの上面図であり、図３は、図２のA−A'の断面図である。図示するように、本実施形態のヘッドチップ１０を構成する圧電セラミックプレート１１には、複数の溝１２が並設され、各溝１２は、側壁１３で分離されている。各溝１２の長手方向一端部は圧電セラミックプレート１１の一端面まで延設されており、他端部は、他端面までは延びておらず、深さが徐々に浅くなっている。また、各溝１２内の両側壁１３の開口側表面には、長手方向に亘って、駆動電界印加用の電極１５が形成されている。
【００１５】
また、このような圧電セラミックプレート１１の溝１２の開口側の表面には、カバープレート１７が接合されている。カバープレート１７には、各溝１２の浅くなった他端部と連通する凹部となるインク室２４と、このインク室２４の底部から溝１２とは反対方向に貫通するインク供給口２２とを有する。
ここで、圧電セラミックプレート１１は、例えば、円盤状のダイスカッターにより形成され、深さが徐々に浅くなった部分はダイスカッターの形状により形成される。また、各第１の溝１２内に形成される電極１５は、例えば、公知の斜め方向からの蒸着により形成される。
【００１６】
ここで、カバープレート１７に形成されるインク室２４は、例えば、円盤状のダイスカッターにより形成され、深さが徐々に浅くなった部分は、ダイスカッターの形状により形成され、長手方向一端部はカバープレート１７の一端面まで延設されている。
なお、カバープレート１７は、セラミックプレート、金属プレートなどで形成することができるが、圧電セラミックプレート１１との接合後の変形等を考えると、熱膨張率の近似したセラミックプレートを用いるのが好ましい。
また、カバープレート１７に形成されたインク室２４の開口側には、インクの漏れを防ぐために接着剤１９により開口部を封止する。なお、接着剤１９は、例えば、シリコン接着剤等が用いられる。
【００１７】
また、圧電セラミックプレート１１とカバープレート１７との接合体の第２の溝１２が開口している端面には、ノズルプレート２５が接合されており、ノズルプレート２５の第２の溝１２に対向する位置にはノズル開口２７が形成されている。
本実施形態では、ノズルプレート２５は、圧電セラミックプレート１１とカバープレート１７との接合体の溝１２が開口している端面の面積よりも大きくなっている。このノズルプレート２５は、ポリイミドフィルムなどに、例えば、エキシマレーザ装置を用いてノズル開口２７を形成したものである。また、図示しないが、ノズルプレート２５の被印刷物に対向する面には、インクの付着等を防止するために撥水性を有する撥水膜が設けられている。
【００１８】
なお、本実施形態では、圧電セラミックプレート１１とカバープレート１７との接合体の第２の溝１２が開口している端部の周囲には、ノズル支持プレート２８が配置されている。このノズル支持プレート２８は、ノズルプレート２５の接合体端面の外側と接合されて、ノズルプレート２５を安定して保持するためのものである。
このような構成のヘッドチップは、まず、圧電セラミックプレート１１とカバープレート１７とを接合し、その接合体の端面にノズルプレート２５を接合する。次いで、ノズルプレート２５の外側面、及び圧電セラミックプレート１１とカバープレート１７との接合体にノズル支持プレート２８を嵌合接着することにより形成される。
【００１９】
以下に、上述したヘッドチップのカバープレートの加工方法について詳細に説明する。
図４及び図5は、カバープレートの加工方法を示す斜視図である。
まず、図４に示すように、カバープレート１７にインク室２４を形成する。
詳しくは、カバープレート１７上に、例えば、円盤状のダイスカッターにより第２の溝形状となるインク室２４を研削により形成し、深さが徐々に浅くなった部分は、ダイスカッターの形状により形成され、長手方向一端部はカバープレート１７の一端面まで延設する。この端面まで延びた溝状のインク室２４の開口部は、接着剤19などを用いて封止する。
【００２０】
また、このインク室２４は、それぞれの溝に選択的にインクを注入するために、一つ置きの溝に対応して作成されてもよい。
次いで、図５に示すように、カバープレート１７上にインク室２４を形成した逆面に、形成したインク室２４の長手方向と直行する方向に、例えば、円盤状のダイスカッターにより、インク室２４の底部から溝１２とは反対方向に貫通するインク供給口２２を研削により形成する。もちろん、前記インク供給口２２は、各溝１２に対して複数個設けても良い。
【００２１】
さらに、硬度の高いカバープレートに前記インク室２４及び前記インク供給口２２を形成する場合は、例えば、前記円盤状のダイスカッターのブレードにダイヤモンドを用いることで形成精度を向上することができる。
なお、上述した加工方法は、圧電セラミックプレート１１の溝１２の開口側の表面に、前記インク室２４と前記インク供給口２２が形成された前記カバープレート１７を接合する場合に用いられる。
【００２２】
または、圧電セラミックプレート１１の溝１２の開口側の表面に、前記インク室２４を形成したカバープレート１７を接合した後、インク室２４の底部から溝１２とは反対方向に貫通するインク供給口２２を形成しても良い。
このようなヘッドチップの駆動原理等は背景技術で述べたとおりであるので、ここでの説明は省略する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、勿論このような構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係るヘッドチップユニットの分解斜視図
【図２】本発明の実施形態に係るヘッドチップの上面図
【図３】図２のＡ−Ａ'の断面図
【図４】本発明に実施形態に係るカバープレートの加工を示す斜視図
【図５】本発明に実施形態に係るカバープレートの加工を示す斜視図
【図６】従来技術に係る記録ヘッドの概要を示す分解斜視図
【図７】従来技術に係る記録ヘッドの概要を示す断面図
【図８】従来技術に係る記録ヘッドの概要を示す断面図
【符号の説明】
【００２４】
１０  ヘッドチップ
１１  圧電セラミックプレート
１２  溝
１３  壁
１５  電極
１７  カバープレート
１９  接着剤
２２  インク供給口
２４  インク室
２５  ノズルプレート
２７  ノズル開口
２８  ノズル支持プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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