(57)【要約】【課題】  切欠部を高い精度で形成する。【解決手段】  インクジェットヘッド１は、圧電性基板３とカバープレート４とを備えている。圧電性基板３には、電圧が印加されることにより剪断モード型の変位をする複数の溝部３０，…が形成されている。カバープレート４は、溝部３０，…との間にインク流路５を形成するようになっている。また、カバープレート４には、溝部３０，…との間にインク溜め６を形成する切欠部４０が形成されている。このインクジェットヘッド１の製造方法は、カバープレート４を回転刃Ｄで切削することによって、回転刃Ｄの刃厚ｈ２より薄い未切削部４１を複数形成し、これら未切削部４１，…を回転刃Ｄで切削することにより切欠部４０を形成する工程と、切欠部４０を圧電性基板３に対向させた状態で圧電性基板３に対してカバープレート４を固着する工程とを有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレートに切欠部を形成した後に、
電圧の印加によって剪断モード型の変位をする複数の溝部が形成された圧電性基板に対し、前記切欠部を前記溝部に対向させた状態で前記プレートを固着することにより、前記圧電性基板と前記プレートとの間にインク流路とインク溜めとを形成するインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記切欠部を、
前記プレートを回転刃で切削することにより、前記回転刃の刃厚より薄い未切削部を複数形成する工程と、
これら未切削部を前記回転刃で切削することにより切欠部を形成する工程と、によって形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記回転刃として、刃厚が３００μｍ以下のものを用いることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項２記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記回転刃として、刃厚が１００μｍ以下のものを用いることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記回転刃として、刃厚が８０μｍ以下のものを用いることを特徴とするインクジェッ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備えられるインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙などの記録媒体に対して画像を記録するインクジェットプリンタのインクジェットヘッドとして、例えば図４（ａ）、（ｂ）に示すような剪断モード型のインクジェットヘッド１がある（例えば、特許文献１〜３参照）。このインクジェットヘッド１は、インクを吐出する穴２０１が形成されたノズルプレート２を備えている。
【０００３】
ノズルプレート２には、基板下層３０１と基板上層３０２とを接合して形成された圧電性基板３が固着されている。
圧電性基板３は、所定の長さを有する複数の平行な溝部３０，…と、平坦な面３１とを有している。複数の溝部３０，…は、ノズルプレート２の側が開口するとともに、その反対側が浅くなって面３１に連続している。また、溝部３０を形成する側壁３２の両側面の上半分には金属電極３３がスパッタリング等によって形成されている。
【０００４】
圧電性基板３の上面には、カバープレート（プレート）４が配設されている。
カバープレート４は、溝部３０，…の開放側の一部を閉塞することにより、溝部３０，…との間にインク流路５，…を形成するようになっている。また、カバープレート４には、溝部３０，…の開放側の他の一部を覆う切欠部４０が形成されており、この切欠部４０は圧電性基板３との間にインク溜め６を形成している。インク溜め６は、インク流路５と連通しており、インク供給管６０からインクが供給されるようになっている。
【０００５】
上記のようなインクジェットヘッド１がインクを吐出する際には、まず、金属電極３３ａ，３３ｂ（図５（ａ）参照）に正の駆動電圧が印加され、かつ金属電極３３ｃ，３３ｄが接地される結果、図５（ｂ）に示すように、それぞれの側壁３２に矢印の方向の駆動電界が発生する。この駆動電界の方向は圧電性基板３の分極方向と直交しているため、各側壁３２はインク流路５の内部方向に急激に剪断変形する。この変形によってインク流路５の容積が減少してインク圧力が急速に増大し、圧力波が発生して、インク流路５に連通する穴２０１からインク滴が吐出される。そして、駆動電圧の印加が停止されると、各側壁３２が変形前の位置（図５（ａ）参照）に徐々に戻るため、インク流路５の内部のインク圧力が徐々に低下する。そして、インク供給管６０からインク流路５にインクが供給される。
【０００６】
なお、上記のようにインク流路５で発生した圧力波は、図４（ｂ）に示すように、インク流路５及びインク溜め６の境界面Ａと、ノズル面Ｂとの２面間で反射する。また、駆動電圧のパルス幅は、圧力波がこの２つの反射面を通過する時間ＡＬ（例えば、Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｌｅｎｇｔｈ≒インク流路の長さＬ／インク流路内音速Ｃｎ）に基づいて設定されている。このように、インク溜め６はインク流路５の長さＬを確定させるとともに、インク流路５とインク溜め６との境界での圧力波反射率を確保すると言う機能を有している。
ところで、従来、カバープレート４に切欠部４０を形成するには、超音波加工やエンドミル加工を用いている。
【特許文献１】特開平１１−３４２６０６号公報
【特許文献２】特開平１１−５８７２６号公報
【特許文献３】特開２００３−１５４６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これらの加工方法によって切欠部４０を形成すると、加工精度が悪い。また、図６に示すように、刃厚の大きいダイサー（回転刃）Ｄ’を用い、切削を行う度にダイサーＤ’を前方に向かって所定距離ずつ移動させて切欠部４０を形成する場合にも、ダイサーＤ’の前端部分が偏磨耗する結果、加工精度が悪くなる。
そして、これらの場合には、インク流路５の長さＬ及び切欠部４０の長さＫの精度が劣化する結果、インクの吐出精度が劣化するという問題がある。なお、切欠部４０の長さＫとは、インク流路５及びインク溜め６の境界面Ａからインク供給管６０までの距離のことである。
【０００８】
本発明の課題は、切欠部を高い精度で形成することができるインクジェットヘッドの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、
プレートに切欠部を形成した後に、
電圧の印加によって剪断モード型の変位をする複数の溝部が形成された圧電性基板に対し、前記切欠部を前記溝部に対向させた状態で前記プレートを固着することにより、前記圧電性基板と前記プレートとの間にインク流路とインク溜めとを形成するインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記切欠部を、
前記プレートを回転刃で切削することにより、前記回転刃の刃厚より薄い未切削部を複数形成する工程と、
これら未切削部を前記回転刃で切削することにより切欠部を形成する工程と、によって形成することを特徴とする。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、回転刃の刃厚より薄い未切削部を複数形成し、次にこれら未切削部を切削することにより切欠部を形成するので、回転刃の前端部分または後端部分を集中的に使用する従来の場合と異なり、回転刃の全体を均等に使用し、偏磨耗を防ぐことができる。従って、従来と異なり、切欠部を高い精度で形成することができるため、インクの吐出精度を高めることができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記回転刃として、刃厚が３００μｍ以下のものを用いることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、刃厚が３００μｍ以下の回転刃を用いることにより、刃圧が３００μｍよりも大きい回転刃を用いる場合と比較して、回転刃の前端側及び後端側の磨耗を低減することができる。従って、切欠部の加工精度をより高めることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記回転刃として、刃厚が１００μｍ以下のものを用いることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、刃厚が１００μｍ以下の回転刃を用いることにより、刃圧が１００μｍよりも大きい回転刃を用いる場合と比較して、回転刃の前端側及び後端側の磨耗を低減することができる。従って、切欠部の加工精度をより高めることができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、
請求項３記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記回転刃として、刃厚が８０μｍ以下のものを用いることを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、刃厚が８０μｍ以下の回転刃を用いることにより、刃圧が８０μｍよりも大きい回転刃を用いる場合と比較して、回転刃の前端側及び後端側の磨耗を低減することができる。従って、切欠部の加工精度をより高めることができる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、従来と異なり、切欠部を高い精度で形成することができるため、インクの吐出精度を高めることができる。
【００１８】
請求項２，３，４記載の発明によれば、請求項１，２，３記載の発明による効果を得られるのは勿論のこと、切欠部の加工精度をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。なお、インクジェットヘッドは、図４に示した従来のインクジェットヘッド１と同様であり、印刷装置として搭載することによってインクジェットプリンタに使用することが可能である。以下、従来と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２０】
本発明に係るインクジェットヘッド１の製造方法においては、まず、基板下層３０１と基板上層３０２とを上下に接合して圧電性基板３を構成する。このとき、基板下層３０１の分極方向と基板上層３０２の分極方向とが互いに反対に向くようにする。なお、圧電性基板３に使用する材料としては、ＰＺＴ、ＰＬＺＴ等のセラミックスが挙げられる。また、基板下層３０１と基板上層３０２との接合の手段としては、エポキシ系接着剤などの接着剤を用いることができる。
【００２１】
次に、圧電性基板３に対し、上面から円盤状の砥石（ダイサー）等の公知の切削機を用いて所定ピッチで互いに平行な複数の溝部３０を形成する（図１参照）。なお、この溝部３０は、幅が５〜５００μｍであることが好ましく、深さが０より大きく２ｍｍ以下であることが好ましい。また、溝部の深さ／溝幅の比（アスペクト比）は、０〜２０であることが好ましい。ここで、幅とは溝の幅の最小値を言い、深さとは溝の深さの最大値を言う。
次に、スパッタリングによって溝部３０の上半分に金属電極３３を形成する。
【００２２】
次に、カバープレート（プレート）４に切欠部４０を形成する。具体的には、図２（ａ）に示すように、加工前の平板状のカバープレート４を刃厚ｈ２の回転刃Ｄで所定間隔ｈ３（ｈ３＝ｈ２＋ｈ１、ｈ１＜ｈ２）毎に切削することにより、図２（ｂ）に示すように、厚みｈ１の未切削部４１を複数形成する。ここで、回転刃Ｄとしては、ダイサーやスライサー等を用いることができる。また、回転刃Ｄの刃厚ｈ２は３００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍであることがより好ましく、８０μｍであることが更に好ましい。なお、図２中、インク供給管６０に対してノズルプレート２と反対側の部分、つまり図４（ｂ）中、右側の部分のカバープレート４については、図示を省略する。
次に、図２（ｃ）、（ｄ）に示すように、未切削部４１，…を回転刃Ｄで切削することにより切欠部４０を形成する。このように回転刃Ｄの刃厚ｈ２より薄い厚みｈ１の未切削部４１を複数形成し、次にこれら未切削部４１を切削して切欠部４０を形成することにより、回転刃Ｄの前端部分または後端部分が集中的に使用される従来の場合と異なり、回転刃Ｄの全体が均等に使用され、偏磨耗が防がれる。
なお、カバープレート４は、有機材料からなることとしても良いが、アルミナ、窒化アルミニウム、ジルコニア、シリコン、窒化シリコン、シリコンカーバイド、石英、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなることとしても良い。好ましくは、カバープレート４はアルミナ、窒化アルミニウム、ジルコニア、シリコン、窒化シリコン、シリコンカーバイド、石英、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等のセラミックから形成されている。このようにカバープレート４がセラミックから形成されて回転刃Ｄを磨耗させやすい場合であっても、上記のように切欠部４０を形成する場合には、回転刃Ｄは偏磨耗し難い。
【００２３】
次に、エポキシ系接着剤等を用いて圧電性基板３の上面にカバープレート４を接着する（図３（ａ）参照）。このとき、切欠部４０を溝部３０に対向させることによってインク溜め６０を形成する。
【００２４】
そして、圧電性基板３とカバープレート４とをダイサーにより中央部で２つに切断し（図３（ｂ）参照）、切断面にノズルプレート２を接着する（図３（ｃ）参照）。なお、ノズルプレート２には、金属や樹脂を使用することができ、具体的には、ステンレス、ポリイミド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン等を使用することができる。また、図３（ｃ）中、ノズルプレート２に形成された穴２０１については図示を省略した。
【００２５】
上記のインクジェットヘッドの製造方法によれば、回転刃Ｄの偏磨耗を防ぐことができるため、従来と異なり、切欠部４０を高い精度で形成することができる。従って、インクの吐出精度を高めることができる。
また、刃厚が小さい回転刃Ｄを用いることにより、回転刃Ｄの前端側及び後端側の磨耗を低減することができる。従って、切欠部４０の加工精度をより高めることができる。
【００２６】
なお、上記実施の形態においては、圧電性基板３を形成してからカバープレート４を形成することとして説明したが、圧電性基板３とカバープレート４とを接着する前であれば、他の順番でカバープレート４を形成することとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】圧電性基板に溝部を形成する手順を説明するための図である。
【図２】カバープレートに切欠部を形成する手順を説明するための図である。
【図３】（ａ）は圧電性基板とカバープレートとを接着する手順を説明するための図であり、（ｂ）は圧電性基板とカバープレートとを切断する手順を説明するための図であり、（ｃ）は切断面にノズルプレートを接着する手順を説明するための図である。
【図４】インクジェットヘッドを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は縦断面図である。
【図５】インクジェットヘッドの動作を説明するための図である。
【図６】従来のインクジェットヘッドの製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    インクジェットヘッド
３    圧電性基板
４    カバープレート（プレート）
５    インク流路
６    インク溜め
４０  切欠部
４１  未切削部
Ｄ    回転刃
【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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