(57)【要約】【課題】 インクジェットプリントヘッドとその駆動方法および製造方法、特にインクジェットプリンタの高性能化に関する。【解決手段】 インク流路板11のインク流路溝12に、圧電基板32に具えた複数の圧電駆動電極34〜36が対応する構成とする。複数の圧電駆動電極34〜36の中の１または２または３に駆動電圧を加え、インク流路溝12に加える圧力を調整する。インク噴射ノズル13が形成されたノズル板14に熱硬化性樹脂層33を被着させたのち、ノズル13に適合する透孔を熱硬化性樹脂層33を設け、その樹脂層33を介してノズル板14をプリントヘッド本体に接合させる。【選択図】  図１
2006069214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射用インクが流入するインク流路溝および該インク流路溝のインクに噴射用圧力を加える圧電駆動電極を有するプリントヘッド本体と、
該インク流路溝に適合するインク噴射用ノズルが形成されたノズル板とを具えたインクジェットプリントヘッドの製造方法において、
該プリントヘッド本体とノズル板は、該ノズル板に被着したのち該インク噴射用ノズルに適合する透孔を形成した熱硬化性接着層を介して接合させること、
を特徴とするインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２】
ヤング率が１ＧＰａ以上となる硬化処理を前記熱硬化性接着層に施すこと、
を特徴とする請求項１記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項３】
噴射用インクが流入するインク流路溝および該インク流路溝のインクに噴射用圧力を加える圧電駆動電極が形成されたプリントヘッド本体の複数個を積み重ねて接合した接合体と、該複数個のプリントヘッド本体のインク流路溝に適合する複数列のノズルの形成されたノズル板とを、該ノズル板に被着させたのち該ノズルに適合する透孔の形成された熱硬化性接着層を介して接合させること、
を特徴とするインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項４】
噴射用インクが流入するインク流路溝を具えたインク流路板と、
該インク流路溝内インクに噴射圧力を加える圧電駆動電極を具えた圧電基板と、
該インク流路溝に適合するインク噴射用ノズルを具えたノズル板とを備えたインクジェットプリントヘッドの製造方法において、
前記ノズル板は、該ノズル板に被着させたのち前記ノズルに適合する透孔が形成された熱硬化性接着層を介して、前記インク流路板と前記圧電基板に接合させること、
を特徴とするインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項５】
噴射用インクが流入するインク流路溝が形成されスペーサと、
該スペーサの一方の面に接合し該インク流路溝内インクに噴射圧力を加える第１の圧電駆動電極を具えた第１の圧電基板と、
該スペーサの他方の面に接合し該インク流路溝内インクに噴射圧力を加える第２の圧電駆動電極を具えた第２の圧電基板と、
該インク流路溝に適合するインク噴射用ノズルが形成されたノズル板とを備えたインクジェットプリントヘッドの製造方法において、
前記ノズル板は、該ノズル板に被着させたのち前記ノズルに適合する透孔が形成された熱硬化性接着層を介して、前記スペーサと前記第１及び第２の圧電基板に接合させること、
を特徴とするインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタに使用するインクジェットヘッドと、その駆動方法および製造方法に関する。
【０００２】
従来、デスクトップタイプのノンインパクトプリンタは、インクジェットや熱転写等の方式が実用化されている。これら各種の方式の中で、インクジェット記録方式は構造が簡単であってカラー化が容易であり、騒音も少ない等の特徴を有するため、今後の記録方式の主流として期待されているが、さらに高精細印刷に必要な階調制御幅を広げ、信頼性の高い製品が要求されている。
【背景技術】
【０００３】
図１０はインクジェットプリンタの概略を示す斜視図であり、インクジェットプリンタ１は、記録媒体３を送出させるプラテンローラ２、プラテンローラ２に平行する２本のステーシャフト４ａと４ｂ、ステーシャフト４ａと４ｂに案内されてプラテンローラ２の長さ方向に往復動するキャリッジ５、キャリッジ５に搭載されたインクジェットヘッドユニット６を備え、インクジェットヘッドユニット６から記録媒体３に噴射させるインクを補給するため、インクジェットヘッドユニット６とインク溜まり７とは、可撓性チューブ８によって接続されている。
【０００４】
かかるインクジェットプリンタ１において、インクジェットヘッドユニット６からインクを噴射させる手段としては、ノズル内に埋め込んだ発熱体に通電し、インク中にバブルを発生させたときの体積変化を利用するバブルジェット方式と圧電体素子に通電して発生する圧力波を利用するピエゾ方式が注目されている。
【０００５】
ピエゾ方式のインクジェットヘッドとしては、（１）圧電駆動電極を内蔵する圧電基板の表面にインク加圧室（インク流路溝）を形成し、その加圧室をガラス等にてなる上蓋で塞いだもの、（２）圧電駆動電極を内蔵する圧電基板の表面に、インク加圧室（インク流路溝）を形成したインク流路板を被せたもの（流路板方式）、（３）上下に貫通する溝を形成した加圧板の上面と下面に、圧電駆動電極を内蔵する圧電体を貼着したものが、一般に知られている。
【０００６】
図１１は流路板方式のインクジェットヘッドの分解模式図、図１２は図１０に示すインクジェットヘッドの断面図、図１３は図１１のインク流路板を裏から見た斜視図、図１４は干渉防止溝を有する圧電基板の斜視図、図１５は圧電基板形成用グリーンシートの斜視図である。
【０００７】
図１１において、インクジェットヘッドユニット６に組み込まれるインクジェットヘッド９は、圧電基板１０と複数（図は４本）のインク流路溝（加圧室）１２を形成したインク流路板１１を、接着層２１で接合し、圧電基板１０とインク流路板１１を接合したインクジェットヘッドユニット本体の前面には、複数のインク流路溝１２それぞれの開口端面に適合するノズル１３が形成されたノズル板１４が接合され、インク流路溝１２はインク供給路１７（図９参照）によってインク供給口１５に連通し、インク供給口１５に可撓性チューブ８（図１０参照）の一端が接続されるようになる。
【０００８】
図１２において、接着層２１でインク流路板１１を接合した圧電基板１０内には、インク流路板１１のインク流路溝１２に対応し、複数の導電層からなる圧電駆動電極１６が形成されている。
【０００９】
２層以上（図は３層）の電極パターンにてなる圧電駆動電極１６は、電極間に所定の電圧を印加するとその間の圧電層が図の上方向に伸縮し、該圧電層が縮んだときインク流路溝１２にインクを吸入し、該圧電層が伸びたときインク流路溝１２を圧縮し、インク流路溝１２内インクの一部がノズル１３から記録媒体３（図１０参照）に向けて噴射するようになる。
【００１０】
図１１の流路板１１を裏から見たときの斜視図である図１３において、インク流路板１１には、複数のインク流路溝１２とインク供給路１７が形成され、各インク流路溝１２とインク供給路１７とは、その間に形成した連通溝１８によって連通され、インク供給路１７にはインク供給口１５が開口している。
【００１１】
図１４において、圧電基板１０′は、複数の圧電駆動電極１６の間に干渉防止用スリット１９、即ち所定の圧電駆動電極１６を駆動させたとき、その駆動によって発生する圧電歪みが、隣接するインク流路溝１２を圧縮しないようにする干渉防止用スリット１９が形成されている。
【００１２】
一般に、幅が１０〜８０μｍのスリット１９はダイシングソーで機械的に切削しており、インク流路板１１にはガラスが使用されている。圧電基板１０および１０′の製造には、圧電体にてなるグリーンシートを積層し、焼成する方法が有利である。即ち、図１５（ａ）に示すようなグリーンシート２２と、図１５（ｂ）に示すように圧電駆動電極１６を構成する複数の導体パターン２０が形成されたグリーンシート２３を、それぞれ所要枚数だけ準備する。
【００１３】
そこで、例えば複数枚のグリーンシート２２を重ねた上に、複数枚例えば圧電駆動電極１６が３層の導電層にてなるときは３枚のグリーンシート２３を重ね、その上に１枚のグリーンシート２２を重ねて焼成し、圧電基板１０が製造され、さらにスリット１９を形成して圧電基板１０′が製造される。
【００１４】
圧電基板１０または１０′とガラスにてなるインク流路板１１との、接着層２１による接合は、(1)圧電基板１０または１０′の表面に、ドライフィルムと呼ばれる紫外線硬化型接着剤（感光性組成物）のフィルムをラミネートするまたは、液状の紫外線硬化型接着剤（感光性組成物）を塗布してその接着剤膜を形成し、(2)そのドライフィルムまたは接着剤膜に所定強度、例えば１００ｍＪ／ｃｍ2 程度の紫外線を照射し露光硬化させたのち、(3)ドライフィルムまたは接着剤膜にインク流路板１１を重ね、５００ｋＰａ程度の圧力，１５０℃，１時間程度で熱圧着させている。
【００１５】
圧電基板１０または１０′にインク流路板１１を接合したインクジェットヘッド本体とノズル板１４との接合は、液状の接着剤または予め所定の貫通孔をあけた接着剤シートを使用しており、インク流路溝１２に適合する接着剤シートの貫通孔は、機械的方法（打抜き法）によってあけられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
以上説明したよう、インクを粒子化し噴射させるための駆動源として圧電素子が用いられ、圧電駆動電極を形成した圧電基板１０または１０′がインク流路溝１２を覆う構成の従来の直接駆動方式（ＤＩＰ方式）において、インク流路溝１２と圧電駆動電極１６は１対１で対応する構成であった。
【００１７】
従って、従来のインクジェットヘッドおよびその駆動方法において、インクの階調制御即ち噴射させるインク量の制御は、(1)圧電駆動電極１６に加える駆動電圧波形を変化させる、(2)記録媒体の同一箇所にインクを重ねて噴射し濃度差を付けるという２つの方法であった。
【００１８】
しかし、前記(1)の方法では駆動電圧波形の大幅な変化ができないため大きな階調制御が困難であり、前記(2)の方法では同一箇所に繰り返し噴射させるため、印字速度が極度に遅くなるという問題点があった。
【００１９】
さらに、ノズル板１４の従来の接合方法において、液状接着剤を使用する方法は、インク流路溝１２内に接着剤の一部がインク流路内やノズル内に流入し易く、その流入によってインク流路内容積が変化したり、インクの噴射が妨げられ易いという問題点があり、インク流路溝に適合する貫通孔を予め設けた接着剤シートを使用する方法は、ノズル板の接合時における接着剤シートの位置合わせを５μｍ程度の高精度にすることが困難であり、接着剤シートの位置合わせ精度が悪いと、液状接着剤を使用したものと同様な問題点が発生する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の目的は、インクジェットプリントヘッドによる印刷の大幅な階調制御を可能とし、製造を高精度化し容易化せしめることである。
【００２１】
上記目的を達成する本発明の第１のインクジェットプリントヘッドは、噴射用インクが流入するインク流路溝を具えたインク流路板と、該インク流路溝内インクに噴射圧力を加える圧電駆動電極を具えた圧電基板と、該インク流路溝に適合するインク噴射用ノズルを具えたノズル板とを備え、該圧電駆動電極が個別駆動可能な複数に分割し形成されてなること、さらに前記圧電基板が、圧電粉末よりなる複数枚の第１のグリーンシートと、圧電粉末よりなり所定部に電極が形成された複数枚の第２のグリーンシートを積層し焼成されてなることである。
【００２２】
上記目的を達成する本発明の第２のインクジェットプリントヘッドは、噴射用インクが流入するインク流路溝が形成されたスペーサと、該スペーサの一方の面に接合し該インク流路溝内インクに噴射圧力を加える第１の圧電駆動電極を具えた第１の圧電基板と、該スペーサの他方の面に接合し該インク流路溝内インクに噴射圧力を加える第２の圧電駆動電極を具えた第２の圧電基板と、該インク流路溝に適合するインク噴射用ノズルが形成されたノズル板とを備え、該第１または第２の圧電駆動電極の少なくとも一方が個別駆動可能な複数に分割し形成されてなること、さらに前記第１および第２の圧電基板が、圧電粉末よりなる複数枚の第１のグリーンシートと、圧電粉末よりなり所定部に電極が形成された複数枚の第２のグリーンシートを積層し焼成されてなることである。
【００２３】
上記目的を達成する本発明の第３のインクジェットプリントヘッドは、前記第１のインクジェットプリントヘッドにおける圧電駆動電極または、前記第２のインクジェットプリントヘッドにおける第１および第２の圧電駆動電極の少なくとも一方が、前記インク流路溝の幅方向の複数に分割し形成されてなることである。
【００２４】
上記目的を達成する本発明の第４のインクジェットプリントヘッドは、前記第１のインクジェットプリントヘッドにおける圧電駆動電極または、前記第２のインクジェットプリントヘッドにおける第１および第２の圧電駆動電極の少なくとも一方が、前記インク流路溝の長さ方向の複数に分割し形成されてなることである。
【００２５】
上記目的を達成する本発明のインクジェットプリントヘッドの第１の駆動方法は、前記第１のインクジェットプリントヘッドの駆動方法において、複数に分割し形成された前記圧電駆動電極の少なくとも１つに、前記インク溝内インクを加圧する駆動電圧を加え、前記ノズルより噴射する前記インクの噴射量を制御すること、さらに複数に分割し形成された前記分割電極に同一の駆動電圧を加えることまたは、複数に分割し形成された前記分割電極に対し、複数種類の駆動電圧を選択的に加えることである。
【００２６】
上記目的を達成する本発明のインクジェットプリントヘッドの第２の駆動方法は、前記第２のインクジェットプリントヘッドの駆動方法において、前記第１および第２の駆動電極の少なくとも一方を複数に分割し形成したことで、少なくとも該複数＋１となった駆動電極の中の１または２以上に、前記インク溝内インクを加圧する駆動電圧を加え、前記ノズルより噴射する前記インクの噴射量を制御すること、さらに複数に分割し形成された前記分割電極に同一の駆動電圧を加えることまたは、複数に分割し形成された前記分割電極に対し、複数種類の駆動電圧を選択して加えることである。
【００２７】
上記目的を達成する本発明のインクジェットプリントヘッドの第１の製造方法は、噴射用インクが流入するインク流入溝および該インク流入溝のインクに噴射用圧力を加える圧電駆動電極を有するプリントヘッド本体と、該インク流入溝に適合するインク噴射用ノズルが形成されたノズル板とを具えたインクジェットプリントヘッドの製造方法において、該プリントヘッド本体とノズル板は、該ノズル板に被着したのち該インク流入溝に適合する透孔が形成された熱硬化性接着層を介して接合させることである。
【００２８】
上記目的を達成する本発明のインクジェットプリントヘッドの第２の製造方法は、噴射用インクが流入するインク流入溝および該インク流入溝のインクに噴射用圧力を加える圧電駆動電極が形成されたプリントヘッド本体と、該インク流路溝に適合するインク噴射用ノズルが形成されたノズル板とを具えたインクジェットプリントヘッドの製造方法において、該プリントヘッド本体とノズル板は、該ノズル板に被着させたのち該ノズルに適合する透孔が形成された第１の熱硬化性接着層と、該プリントヘッド本体のノズル板接合面に被着させたのち該インク流路溝に適合する透孔が形成された第２の熱硬化性接着層とを介して、接合せしめることである。
【００２９】
さらに、前記第１または第２の製造方法において、前記熱硬化性接着層に感光性樹脂を使用すること、感光性樹脂としてドライフィルムを使用すること、ヤング率が１ＧＰａ以上となるように前記熱硬化性接着層の硬化処理を行うことである。
【００３０】
上記目的を達成する本発明のインクジェットプリントヘッドの第３の製造方法は、複数の前記プリントヘッド本体を積み重ねて接合した接合体と、該複数のプリントヘッド本体のインク流路溝に適合する複数列のノズルの形成されたノズル板とを、該ノズル板に被着させたのち該ノズルに適合する透孔の形成された熱硬化性接着層を介して接合させることである。
【００３１】
上記目的を達成する本発明のインクジェットプリントヘッドの第４の製造方法は、前記第１または第２のインクジェットプリントヘッドの製造方法において、前記ノズル板は、該ノズル板に被着させたのち前記ノズルに適合する透孔を形成した熱硬化性接着層を介して、前記インク流路板と圧電基板または前記本体部に接合させることである。
【００３２】
前記本発明の第１のインクジェットプリントヘッドは、インク流路溝に対応する該圧電駆動電極が複数に分割形成された構成である。そこで、分割された駆動電極の中の１または２以上に、選択的に駆動電圧を印加するとインク溝内インクに加える圧力を変えることが可能となり、その圧力変化によってノズルから噴射するインクの量が変化、即ち印刷の階調調整が可能となる。
【００３３】
前記本発明の第２のインクジェットプリントヘッドは、インク流路溝が形成されたスペーサを一対の圧電基板で挟み、かつ、一対の圧電基板のそれぞれにはインク流路溝に対応する圧電駆動電極を具え、一対の圧電基板の少なくとも一方に具えた圧電駆動電極が複数に分割形成された構成である。従って、前記第１のインクジェットプリントヘッドより変化幅の大きい印刷の階調調整が可能になる。
【００３４】
前記本発明の第３のインクジェットプリントヘッドは、インク流路溝に対応する圧電駆動電極の分割を、インク流路溝の長さ方向の複数とした構成である。従って、分割された駆動電極を選択的に駆動させたとき、インク流路溝内圧力は駆動電圧が加わる部分で大きく、即ちインク流路溝の長さ方向に不均一になる特徴がある。
【００３５】
前記本発明の第４のインクジェットプリントヘッドは、インク流路溝に対応する圧電駆動電極の分割を、インク流路溝の幅方向の複数とした構成である。従って、分割された駆動電極を選択的に駆動させたとき、インク流路溝内圧力はその強弱に関係なくインク流路溝の長さ方向に均一になるという特徴がある。
【００３６】
前記本発明のインクジェットプリントヘッドの第１および第２の駆動方法は、本発明のインクジェットプリントヘッドに対する圧電駆動電圧の加え方の提案であり、前記第１〜第４のインクジェットプリントヘッドにおける階調制御を実現する方法を提供するものである。
【００３７】
前記本発明のインクジェットプリントヘッドの第１および第２の製造方法は、ノズル板の新規接合方法を提供するものであり、接着層のパターン形成が正確、かつ、ノズル板に対する位置精度が良い。従って、接着剤の一部がノズルからのインク噴射を妨げたり、接着剤が加圧室（インク流入溝）の容積変化に影響する従来の問題点を解決したものであり、さらにノズル板接合接着層の硬度を１ＧＰａ以上とすることで、接着層はノズル板の補強部材として作用し、インクを噴射させるときインク流路溝内圧力に対し、ノズル板の変形を抑制する。
【００３８】
前記本発明のインクジェットプリントヘッドの第３の製造方法は、前記第１および第２の製造方法を、多段ヘッド即ち複数列にノズルが配設された構成のインクジェットプリントヘッドに適用し、第１および第２の製造方法と同様な効果を得ると共に、ノズル配列を正確化せしめたものである。
【００３９】
前記本発明のインクジェットプリントヘッドの第４の製造方法は、前記本発明のインクジェットプリントヘッドに、本発明によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を適用し、本発明のインクジェットプリントヘッドに本発明の製造方法による効果が得られるようにしたものである。
【発明の効果】
【００４０】
以上説明したように本発明によるインクジェットプリントヘッドおよびその駆動方法は、従来技術でなし得なかった階調制御（高精細化印刷）を可能とし、本発明によるインクジェットプリントヘッドの製造方法は、ノズル板接合用接着層の形状を安定化させることで、インク流路溝（インク加圧室）の容積が一定化されインク噴射量のばらつきが低減し、印刷の品質を向上させた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図１は本発明の第１の実施例によるインクジェットプリントヘッドの説明図、図２は図１のインクジェットプリントヘッドにおける圧電駆動電極を構成する導体パターンの説明図、図３は図１のインクジェットプリントヘッドにおけるノズル板接合方法の説明図である。
【００４２】
図１において、（ａ）は簡略化したインクジェットプリントヘッドの外観を示す斜視図、（ｂ）はインクジェットプリントヘッドのインク流路溝を横断する方向に切断した断面図である。
【００４３】
図１において、従来のインクジェットヘッド９に相当するインクジェットプリントヘッド３１は、圧電基板３２と複数（図は４本）のインク流路溝（加圧室）１２を形成したインク流路板１１を、接着層２１で接合し、圧電基板３２とインク流路板１１を接合したインクジェットプリントヘッド本体の前面には、接着層３３によって、複数のインク流路溝１２それぞれの開口端面に適合するノズル１３が形成されたノズル板１４が接合され、複数の流路溝１２のそれぞれには、流路溝１２の幅方向に配設された圧電駆動電極３４と３５と３６が適合する。
【００４４】
かかる圧電駆動電極３４〜３６は、同一流路溝１２に適合するものを単独または組合せた選択的駆動により、ノズル１３から噴射するインク量を変える新規階調調整が可能になる。
【００４５】
それぞれが４層構成の圧電駆動電極３４〜３６において、圧電駆動電極３４〜３６は、図２に示す如き導体パターン３４′または３５′または３６′が積層された構成であり、導体パターン３４′にはリードパターン３４″が連通し、導体パターン３５′にはリードパターン３５″が連通し、導体パターン３６′にはリードパターン３６″が連通する。
【００４６】
圧電駆動電極３４〜３６を内蔵する圧電基板３２は、複数枚のグリーンシート２２（図１５参照）を重ね、その上に導体パターン３４′〜３６′およびリードパターン３４″〜３６″が形成された複数枚（４枚）のグリーンシート２４を重ね、さらにその上に１枚のグリーンシート２２を重ねて焼成し製造される。
【００４７】
なお、グリーンシート２２および２４は、例えば粒径が約１．０μｍのＰＮＮ系圧電粉末、例えばＰｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3とＰｂＴｉＯ3 とＰｂＺｒＯ3 を、０．５：０．３５：０．１５の重量比で混合し、さらにＰＶＢ（有機バインダ：ポリビニルプチラール）とＤＢＰ（可塑剤：ジブビニルプチラール）およびテレプレオール（有機溶媒）を混合してスリラーとし、そのスリラーからドクターブレード法によって、適当な厚さ例えば５０μｍのシートに作成したのち、所定寸法例えば１００ｍｍ×１００ｍｍに切断したものを使用する。
【００４８】
そして、グリーンシート２２と２４を重ねて製造する圧電基板３２の焼成は、約５００℃に加熱する脱脂処理（ＰＶＢを除去）と、約１１００℃に加熱する本格的硬化処理と２段階に分けて実施している。
【００４９】
次に、圧電駆動電極３４〜３６による階調制御について説明する。流路溝１２の幅が２００μｍであり、その流路溝１２に適合するノズル１３の直径が３５μｍのインクジェットプリントヘッド３１において、導体パターン３４′の幅を８０μｍ、導体パターン３５′の幅を４０μｍ、導体パターン３６′の幅を２０μｍとしたとき、所定の駆動波形を加えて噴射するインクの粒子量（階調制御）の実測例は、
圧電駆動電極３６のみ駆動させたとき・・・・・・・１０ｐｌ
圧電駆動電極３５のみ駆動させたとき・・・・・・・２０ｐｌ
圧電駆動電極３５と３６を駆動させたとき・・・・・３０ｐｌ
圧電駆動電極３４のみ駆動させたとき・・・・・・・４０ｐｌ
圧電駆動電極３４と３６を駆動させたとき・・・・・５０ｐｌ
圧電駆動電極３４と３５を駆動させたとき・・・・・６０ｐｌ
圧電駆動電極３４と３５と３６を駆動させたとき・・７０ｐｌ
の７通りであった。
【００５０】
インクジェットプリントヘッド３１において、接着層３３に感光性樹脂シート（ドライフィルム）を使用したノズル板１４の接合方法を、図３を用いて説明する。ただし、図３は接着層３３にネガ型ドライフルムを使用した実施例である。
【００５１】
図３（ａ）において、ノズル板１４の接合面にネガ型ドライフィルム３８をラミネートしたのち、図３（ｂ）示す如くドライフィルム３８にマスク３９を重ね、マスク３９を通してドライフィルム３８に所定強さの光４０を照射（露光処理）する。ただし、マスク３９には、複数の流路溝１２のそれぞれに適合する遮光部３９′が設けられている。
【００５２】
次いで、マスク３９をドライフィルム３８から離し、ドライフィルム３８の現像処理を行うと、図３（ｃ）の側断面図および図３（ｄ）の平面図に示す如く、ドライフィルム３８には流路溝１２に適合する透孔３８′が形成され、透孔３８′内にノズル１３が露呈する。
【００５３】
そこで、ノズル板１４に被着したドライフィルム３８を、インクジェットプリントヘッド本体の端面、即ち圧電基板３２とインク流路板１１を接合したインクジェットプリントヘッド本体のインク流路溝１２露呈端面に熱圧着（接合）、即ち厚さ１０〜１００μｍのドライフィルム３８では、１０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力を加え１５０℃で１０時間程度加熱圧着する。
【００５４】
すると、ドライフィルム３８が硬化した接着層３３は、１ＧＰａ以上の硬度となりインク噴射時の内圧に対し、ノズル板１４の変形を防止する機械的強度となる。
【００５５】
なお、ポジ型のドライフルムを使用し、インクジェットプリントヘッド本体にノズル板１４を接合させるとき、そのパターンニングに使用するマスクには、流路溝１２に適合する透光部を有するものを使用し、被露光部分を除去する現像処理を行うことになる。
【００５６】
図４は本発明の第２の実施例によるインクジェットプリントヘッドの説明図、図５は図４のインクジェットプリントヘッドにおける圧電駆動電極を構成する導体パターンの説明図、図６は本発明の第３の実施例によるインクジェットプリントヘッドの説明図、図７は本発明方法により圧電駆動電極に加える駆動電圧波形の説明図、図８は本発明の第４の実施例によるインクジェットプリントヘッドの説明図、図９はノズル板の製造例の説明図である。
【００５７】
図４において、（ａ）は簡略化したインクジェットプリントヘッドの外観を示す斜視図、（ｂ）はインクジェットプリントヘッドのインク流路溝をその長さ方向に切断した断面図である。
【００５８】
図４において、従来のインクジェットヘッド９に相当するインクジェットプリントヘッド４１は、圧電基板４２と複数（図は４本）のインク流路溝（加圧室）１２を形成したインク流路板１１を、接着層２１で接合し、圧電基板４２とインク流路板１１を接合したインクジェットプリントヘッド本体の前面には、接着層３３によって、複数のインク流路溝１２それぞれの開口端面に適合するノズル１３が形成されたノズル板１４が接合され、複数の流路溝１２のそれぞれには、流路溝１２の長さ方向に配設された圧電駆動電極４４と４５と４６が適合する。
【００５９】
かかる圧電駆動電極４４〜４６は、同一流路溝１２に適合するものを単独または組合せた選択的駆動により、前記圧電駆動電極３４〜３６と同様に、ノズル１３から噴射するインク量を変える新規階調調整を可能にする。
【００６０】
それぞれが３層構成の圧電駆動電極４４〜４６において、圧電駆動電極４４〜４６は、図５に示す導体パターン４４′または４５′または４６′が積層された構成であり、導体パターン４４′にはリードパターン４４″が連通し、導体パターン４５′にはリードパターン４５″が連通し、導体パターン４６′にはリードパターン４６″が連通する。
【００６１】
圧電駆動電極４４〜４６を内蔵する圧電基板４２は、複数枚のグリーンシート２２（図１５参照）を重ね、その上に導体パターン４４′〜４６′およびリードパターン４４″〜４６″が形成された複数枚（３枚）のグリーンシート２５を重ね、さらにその上に１枚のグリーンシート２２を重ねて焼成し製造される。
【００６２】
なお、グリーンシート２２および２５は、例えば粒径が約１．０μｍのＰＮＮ系圧電粉末、例えばＰｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 とＰｂＴｉＯ3とＰｂＺｒＯ3を、０．５：０．３５：０．１５の重量比で混合し、さらにＰＶＢ（有機バインダ：ポリビニルプチラール）とＤＢＰ（可塑剤：ジブビニルプチラール）およびテレプレオール（有機溶媒）を混合してスリラーとし、そのスリラーからドクターブレード法によって、適当な厚さ例えば５０μｍのシートに作成したのち、所定寸法例えば１００ｍｍ×１００ｍｍに切断したものを使用する。
【００６３】
そして、グリーンシート２２と２５を重ねて製造する圧電基板４２の焼成は、約５００℃に加熱する脱脂処理（ＰＶＢを除去）と、約１１００℃に加熱する本格的硬化処理と２段階に分けて実施している。
【００６４】
図６において、（ａ）は簡略化したインクジェットプリントヘッドの外観を示す斜視図、（ｂ）はインクジェットプリントヘッドのインク流路溝を横切る方向に切断した断面図である。
【００６５】
図６において、従来のインクジェットヘッド９に相当するインクジェットプリントヘッド５１は、スペーサ５２を介して圧電基板１０と３２が接合し、その端面にノズル板１４を接合してなる。
【００６６】
スペーサ５２には、複数（図は４本）のインク流路溝（加圧室）１２が形成され、インク流路溝１２に適合する圧電駆動電極１６を内蔵する圧電基板１０とスペーサ５２とが接着層５３で接合し、インク流路溝１２に適合する圧電駆動電極３４〜３６を内蔵する圧電基板３２とスペーサ５２は接着層５４で接合されている。
【００６７】
スペーサ５２は、通常のレジスト層から通常の処理方法でパターン形成すること、例えば圧電基板１０の上面に形成したレジスト層の選択的除去で形成可能であり、そのレジスト層からはインク流路溝１２と共に、インク通路およびそのインク通路とインク流路溝１２を連通させる連通溝も、同時に形成される。
【００６８】
なお、インクジェットプリントヘッド５１と同等の実施例として、圧電基板３２に替えて圧電基板４２を使用するあるいは、圧電基板１０に替えて圧電基板３２または圧電基板４２を使用することが可能であり、それらはインクジェットプリントヘッド５１より広範囲の階調制御が可能になる。
【００６９】
図７において、（ａ）は圧電駆動電極に加える第１の電圧波形の一例、（ｂ）は圧電駆動電極に加える第１の電圧波形の一例であり、第１の電圧波形は、１００μｓかけて８０Ｖの電圧を０Ｖにしたのち、５μｓで電圧を８０Ｖにする波形であるのに対し、第２の電圧波形は、５０μｓかけて４０Ｖの電圧を０Ｖにしたのち、２μｓで電圧を４０Ｖにする波形である。
【００７０】
そこで、前記第１の電圧波形と第２の電圧波形を、選択的に従来の圧電駆動電極１６に加えることで、インクの階調制御が可能になるが、本発明では第１，第２の電圧波形を本発明によるインクジェットプリントヘッドに加えることで、極めて広い範囲の階調制御（高精細印刷）が可能となり、それをインクジェットプリントヘッド５１に適用した実施例について、ノズル１３から噴射するインクの粒子量（階調制御）は、
圧電駆動電極１６に第２の電圧波形を加えたとき・・・・・・・５ｐｌ
圧電駆動電極１６に第１の電圧波形を加えたとき・・・・・・１０ｐｌ
圧電駆動電極３６に第１の電圧波形を加えたとき・・・・・・２０ｐｌ
圧電駆動電極１６と３６に第１の電圧波形を加えたとき・・・３０ｐｌ
圧電駆動電極３５に第１の電圧波形を加えたとき・・・・・・４０ｐｌ
圧電駆動電極１６と３５に第１の電圧波形を加えたとき・・・５０ｐｌ
圧電駆動電極３５と３６に第１の電圧波形を加えたとき・・・６０ｐｌ
圧電駆動電極３４に第１の電圧波形を加えたとき・・・・・・７０ｐｌ
圧電駆動電極１６と３４に第１の電圧波形を加えたとき・・・８０ｐｌ
となり、前記測定例で最小と最大の比は１：１６になった。
【００７１】
そして、圧電駆動電極１６と圧電駆動電極３４〜３６に加える駆動電圧波形のタイミングを適当にずらすことで、インクの噴射を安定化させたり、メニスカス位置を制御することも可能となる。
【００７２】
図８において、従来のインクジェットヘッド９に相当するインクジェットプリントヘッド６１は、ノズル１３が複数列に配設された構成であり、接着層２１を介して圧電基板１０と流路板１１を接合したインクジェットヘッド本体６２〜６５を接着層６６で接合し、その前面にノズル板６７が接合されてなる。
【００７３】
接着層３３によって、複数のインクジェットヘッド本体６２〜６５の前端面に接合されたノズル板６７には、複数の流路板１１のインク流路溝（図示されず）に適合するノズル１３が形成されている。
【００７４】
ノズル板６７を使用したインクジェットプリントヘッド６１において、ノズル板６７に変えて複数枚のノズル板１４を接合させること、即ち複数のインクジェットヘッド９を積み重ね接合しても、インクジェットプリントヘッド６１と同様なプリントヘッド、即ち複数列にノズル１３が配設されたインクジェットプリントヘッドが構成可能である。
【００７５】
しかし、複数のインクジェットヘッド９を積み重ね接合させたものは、複数のノズル板１４に多少のずれが生じ易く、全てのノズル１３の位置を高精度にすることが困難となり、インクジェットプリントヘッド６１に比べ、ノズル１３の配設精度が劣るようになる。
【００７６】
ノズル板１４または６７の量産には、１枚の大形のシート状素材から複数のノズル板１４または６７を作成することが望ましい。そこで、大形のシート状素材から複数のノズル板６７を作成した実施例について、図９を用いて説明する。
【００７７】
図９において、大形のシート状素材７１には、複数枚（図は８枚）のノズル板６７が採取されるノズル板形成領域７２を設定し、各ノズル板形成領域７２内にノズル１３を形成すると共に、ノズル板形成領域７２の外側に分割用の透孔７３を形成する。
【００７８】
従って、シート状素材７１において、複数のノズル板形成領域７２はそれぞれが四隅で連結された構成であり、例えばセラミックにてなるシート状素材７１は、それぞれのノズル板形成領域７２の四隅の連結部分を割断し、その割断部分にできる余計な突起部分を除去すれば、複数のノズル板６７が同時に製造可能となり、この方法は複数のノズル板６７を１枚ずつ製造するのに比べて生産性が優れる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施例によるインクジェットプリントヘッドの説明図
【図２】図１のインクジェットプリントヘッドにおける圧電駆動電極を構成する導体パターンの説明図
【図３】図１のインクジェットプリントヘッドにおけるノズル板接合方法の説明図
【図４】本発明の第２の実施例によるインクジェットプリントヘッドの説明図
【図５】図４のインクジェットプリントヘッドにおける圧電駆動電極を構成する導体パターンの説明図
【図６】本発明の第３の実施例によるインクジェットプリントヘッドの説明図
【図７】本発明方法により圧電駆動電極に加える駆動電圧波形の説明図
【図８】本発明の第４の実施例によるインクジェットプリントヘッドの説明図
【図９】ノズル板の製造例の説明図
【図１０】インクジェットプリンタの概略を示す斜視図
【図１１】流路板方式のインクジェットヘッドの分解模式図
【図１２】図１０に示すインクジェットヘッドの断面図
【図１３】図１１のインク流路板を裏から見た斜視図
【図１４】干渉防止溝を有する圧電基板の斜視図
【図１５】圧電基板形成用グリーンシートの斜視図
【符号の説明】
【００８０】
１０、３２、４４ 圧電基板
１１ インク流路板
１２ インク流路溝
１３ ノズル
１４、６７ ノズル板
１６、３４、３５、３６、４４、４５、４６ 圧電駆動電極
２１、３３、６６ 接着層
２２、２３、２４、２５ グリーンシート
３１，４１，５１，６１ インクジェットプリントヘッド
３４′、３５′、３６′、４４′、４５′、４６′ 電極パターン
３４″、３５″、３６″、４４″、４５″、４６″ 電極パターンのリード部
３８ ドライフィルム
３８′ ドライフィルムの透孔
６２、６３、６４、６５ インクジェットヘッド本体
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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