(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上面に、圧力室の大きさに対応したレジストパターンを、所定間隔をおいて複数形成する工程と、
前記レジストパターン上に無電解メッキを行い、各レジストパターン及びレジストパターン間の基板上面を覆い、かつ、前記レジストパターン間に隙間が形成されている無電解メッキによるメッキ膜を形成する工程と、
前記無電解メッキによるメッキ膜の天板部分の表面に絶縁膜を形成する工程と、
該絶縁膜上に、上下面に個別電極及び共通電極が形成されている板状の圧電材を接着する工程と、
前記レジストパターンを除去する工程と、
を備え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】
作業用板の上面に、隣合う隔壁部と隔壁部との間の隙間に対応するレジストパターンを、所定間隔をおいて複数形成する工程と、
前記レジストパターン上に無電解メッキを行い、該レジストパターン及びレジストパターン間の作業用板上面を覆い、かつ、前記レジストパターン間に圧力室が形成されている無電解メッキによるメッキ膜を形成する工程と、
前記無電解メッキによるメッキ膜の突部の部分に基板を接着して固定する工程と、
前記作業用板を剥離し、且つ、レジストパターンを除去する工程と、
前記無電解メッキによるメッキ膜の天板部分の表面に絶縁膜を形成する工程と、
該絶縁膜上に、上下面に個別電極及び共通電極が形成されている板状の圧電材を接着する工程と、
を備え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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットヘッドに係り、特に、インクジェットプリンタに適用されるインクジェットヘッドであって、バイモルフ構造板がドーム形状に湾曲変形して圧力室の容積を減少させて圧力室内のインクをノズルより噴出させる構成のインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
この種のインクジェットプリンタにあっては、バイモルフ構造板を湾曲変形させる駆動装置の製造コストを安価にすること、及び印字の解像度を向上させること等が求められている。このためには、バイモルフ構造板がドーム形状に湾曲変形する動作が効率良く行われるようにすることが必要である。
【０００３】
【従来の技術】
図５（Ａ）は従来のインクジェットヘッド１０の一つの圧力室１１の部分を拡大して正面から見て示す。
インクジェットヘッド１０は、圧力室１１が複数並んでいる構成である。この圧力室１１は、正面から見て矩形状であり、底板部１２と、左右の隔壁部１３−１，１３−２と、天板部１５とよりなる。底板部１２は、本体２０のうちの板状の基台部２１の一部よりなる。隔壁部１３−１，１３−２は、本体２０のうちの基台部２１より櫛歯状に立ち上がっているリブ部２２よりなる。天板部１５は、バイモルフ構造板２５の一部よりなる。バイモルフ構造板２５は、本体２０と同じ大きさの振動板２６と、圧力室１１毎の板状の圧電材２７と、板状圧電材２７の上下面の個別電極２８及び共通電極２９とよりなる。板状圧電材２７は振動板２６の上面に接着してある。振動板２６は、全部のリブ部２２の上面に接着されて、全部の圧力室１１に跨がっている。
【０００４】
駆動装置３０によって個別電極２８及び共通電極２９との間に駆動電圧が印加されると、板状圧電材２７が面方向に収縮して、バイモルフ構造板２５が図５（Ｂ）に示すように、圧力室１１内に突き出るように下方に湾曲し、圧力室１１の容積が減る。駆動電圧の印加が解除されると、バイモルフ構造板２５は、振動板２６の弾力によって平らに復元する。圧力室１１の容積が減るときに、ノズル３１からインク粒が噴出され、圧力室１１の容積が元に回復するときに、共通路（図示せず）内のインクが圧力室１１内に供給される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、振動板２６が全部のリブ部２２の上面に接着されて全部の圧力室１１に跨がっているため、及び、リブ部２２の厚さｔ１が厚くリブ部２２自体が湾曲することが困難であるため、専ら天板部１５（バイモルフ構造板２５）だけが変形するものであるため、圧力室１１の容積が減る変化効率は小さく制限されていた。
【０００６】
このため、個別電極２８及び共通電極２９との間に印加する駆動電圧が高いことが必要だあり、よって、この駆動電圧を印加する駆動装置３０は値段の高いものとなってしまっていた。
また、圧力室１１の容積が減る変化効率は小さく制限されている状況の下では、圧力室１１を小さくことは困難であり、印字の解像度の向上を図ることは困難であった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決したインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、基板の上面に、圧力室の大きさに対応したレジストパターンを、所定間隔をおいて複数形成する工程と、前記レジストパターン上に無電解メッキを行い、各レジストパターン及びレジストパターン間の基板上面を覆い、かつ、前記レジストパターン間に隙間が形成されている無電解メッキによるメッキ膜を形成する工程と、前記無電解メッキによるメッキ膜の天板部分の表面に絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜上に、上下面に個別電極及び共通電極が形成されている板状の圧電材を接着する工程と、前記レジストパターンを除去する工程と、を備えることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法である。
【０００９】
請求項２の発明は、作業用板の上面に、隣合う隔壁部と隔壁部との間の隙間に対応するレジストパターンを、所定間隔をおいて複数形成する工程と、前記レジストパターン上に無電解メッキを行い、該レジストパターン及びレジストパターン間の作業用板上面を覆い、かつ、前記レジストパターン間に圧力室が形成されている無電解メッキによるメッキ膜を形成する工程と、前記無電解メッキによるメッキ膜の突部の部分に基板を接着して固定する工程と、前記作業用板を剥離し、且つ、レジストパターンを除去する工程と、前記無電解メッキによるメッキ膜の天板部分の表面に絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜上に、上下面に個別電極及び共通電極が形成されている板状の圧電材を接着する工程と、を備えることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）は本発明の第１実施例になるインクジェットヘッド５０の一つの圧力室５１の部分を拡大して正面から見て示す。
インクジェットヘッド５０は、圧力室５１がＸ１，Ｘ２方向に複数並んでいる構成であり、図５（Ａ）のインクジェットヘッド１０の隔壁部１３−１，１３−２の中心の部位にスリッタ４０でもってスリット４１を形成し、且つ振動板２６を圧力室５１毎に分断した構成である。図１（Ａ）中、４１はスリッタ４０でもって形成されたスリットである。後述するバイモルフ構造板６５は、全部の圧力室５１に跨がっているのではなく、各圧力室５１毎に設けてある。
【００１２】
圧力室５１は、正面から見て矩形状であり、底板部５２と、左右の隔壁部５３−１，５３−２と、天板部５５とよりなる。
本体６０は、基台部６１と、基台部６１から圧力室５１の間隔で櫛歯状に立ち上がっている歯６３−１，６３−２等よりなる。各歯６３−１，６３−２は、スリット４１によって分けられた２つのリブ部６４−１，６４−２よりなる。
【００１３】
底板部５２は、本体５０のうちの板状の基台部５１の一部よりなる。隔壁部５３−１は、歯６３−１のリブ部６４−２よりなる。隔壁部５３−２は、歯６３−２のリブ部６４−１よりなる。天板部５５は、バイモルフ構造板６５よりなり、各圧力室５１毎に設けてある。バイモルフ構造板６５は、ひとつの圧力室５１に対応する大きさの振動板５６と、圧力室５１毎の板状の圧電材５７と、板状圧電材５７の上下面の個別電極５８及び共通電極５９とよりなる。板状圧電材５７は振動板５６の上面に接着してある。振動板５６の両端は、隔壁部５３−１，５３−２の上面に接着されている。
【００１４】
隔壁部５３−１，５３−２は、片持ち梁であり、厚さｔ２が従来の約１／３と薄く、Ｘ１，Ｘ２方向に弾性的に撓むことが可能である。
駆動装置７０によって個別電極５８及び共通電極５９との間に駆動電圧が印加されると、板状圧電材５７が面方向に収縮する。板状圧電材５７が面方向に収縮することによって、バイモルフ構造板６５が図１（Ｂ）に示すように、圧力室５１内に突き出るように下方に湾曲し、且つ、隔壁部５３−１の先端に作用するＸ２方向の力Ｆ１によって隔壁部５３−１がＸ２方向に撓み、隔壁部５３−２の先端に作用するＸ１方向の力Ｆ２によって隔壁部５３−２がＸ１方向に撓み、圧力室５１の容積が減る。このときに、ノズル７１からインク粒が噴出される。
【００１５】
駆動電圧の印加が解除されると、バイモルフ構造板６５は、振動板５６の弾力によって平らに復元し、圧力室５１の容積が元に回復する。このときに、共通路（図示せず）内のインクが圧力室５１内に供給される。
ここで、図１（Ｂ）に示すように、バイモルフ構造板６５が圧力室５１内に突き出るように下方に湾曲すると共に、隔壁部５３−１及び隔壁部５３−２が圧力室５１の内側に撓むため、圧力室５１の容積の減り方は、隔壁部は撓まずにバイモルフ構造板だけが撓む場合に比べて効率的となる。よって、従来と同じ量のインク粒を噴出する場合には、印加する駆動電圧は従来より低くて足り、よって、駆動装置７０は従来よりも消費電力が低くなって、製造コストが安価となる。
【００１６】
また、圧力室５１の容積の減り方が効率的となった分、圧力室５１の底面の面積を小さく出来る。即ち、圧力室５１のＸ１，Ｘ２方向の幅寸法を小さくして、隣合うノズル７１のピッチｐ１を狭くし、印字の解像度を現在の３００ｄｐｉより上げることも可能である。
なお、バイモルフ構造板６５が圧力室５１内に突き出るように下方に湾曲するときに、一方の隔壁部だけが圧力室の内側に撓む構成であってもよい。
【００１７】
図２（Ａ）は本発明の第２実施例になるインクジェットヘッド５０Ａの一つの圧力室５１Ａの部分を拡大して正面から見て示す。
圧力室５１Ａは、正面から見て矩形状であり、底板部５２Ａと、左右の隔壁部５３Ａ−１，５３Ａ−２と、天板部５５Ａとよりなる。
底板部５２Ａは、基板８０の一部が構成している。隔壁部５３Ａ−１，５３Ａ−２及び天板部５５Ａは、Ｎｉの無電解メッキによって形成されたＮｉ無電解メッキ膜８１よりなる。Ｎｉ無電解メッキ膜８１の天板部分には、上下面に個別電極５８Ａ及び共通電極５９Ａが形成されている板状の圧電材５７Ａが接着してあり、バイモルフ構造板６５Ａが構成されている。
【００１８】
隔壁部５３Ａ−１，５３Ａ−２は、片持ち梁であり、厚さｔ３が薄く、Ｘ１，Ｘ２方向に弾性的に撓むことが可能である。
駆動装置７０Ａによって個別電極２８Ａ及び共通電極２９Ａとの間に駆動電圧が印加されると、板状圧電材５７Ａが面方向に収縮する。板状圧電材５７Ａが面方向に収縮することによって、バイモルフ構造板６５Ａが図２（Ｂ）に示すように、圧力室５１Ａ内に突き出るように下方に湾曲し、且つ、隔壁部５３Ａ−１の先端に作用するＸ２方向の力Ｆ１によって隔壁部５３Ａ−１がＸ２方向に撓み、隔壁部５３Ａ−２の先端に作用するＸ１方向の力Ｆ２によって隔壁部５３Ａ−２がＸ１方向に撓み、圧力室５１Ａの容積が減る。このときに、ノズル７１Ａからインク粒が噴出される。
【００１９】
ここで、図２（Ｂ）に示すように、バイモルフ構造板６５Ａが圧力室５１Ａ内に突き出るように下方に湾曲すると共に、隔壁部５３Ａ−１及び隔壁部５３Ａ−２が圧力室５１Ａの内側に撓むため、圧力室５１Ａの容積の減り方は、隔壁部は撓まずにバイモルフ構造板だけが撓む場合に比べて効率的となる。よって、従来と同じ量のインク粒を噴出する場合には、印加する駆動電圧は従来より低くて足り、よって、駆動装置７０Ａは従来よりも消費電力が低くなって、製造コストが安価となる。
【００２０】
駆動電圧の印加が解除されると、バイモルフ構造板６５Ａ及び隔壁部５３Ａ−１，５３Ａ−２が弾力によって復元し、圧力室５１Ａの容積が元に回復する。このときに、共通路（図示せず）内のインクが圧力室５１Ａ内に供給される。
次に、上記の図２（Ａ）のインクジェットヘッド５０Ａを製造する方法について説明する。
【００２１】
図３（Ａ）乃至（Ｂ）は、第１の製造方法を示す。
先ず、同図（Ａ）に示すように、基板８０の上面に、圧力室５１Ａの大きさに対応したレジストパターン１００を形成する。
次いで、形成したレジストパターン１００上にＮｉの無電解メッキを行って、同図（Ｂ）に示すように、レジストパターン１００上を覆うＮｉ無電解メッキ膜１０１（８１）を形成する。
【００２２】
次いで、同図（Ｃ）に示すように、Ｎｉ無電解メッキ膜８１の天板部分の表面に絶縁膜１０２を形成し、この上に、上下面に個別電極５８Ａ及び共通電極５９Ａが形成されている板状の圧電材５７Ａを接着する。
最後に、レジストパターン１００を除去する。これによって、図２（Ａ）のインクジェットヘッド５０Ａが完成する。
【００２３】
図４（Ａ）乃至（Ｂ）は、第２の製造方法を示す。この製造方法は、作業用板を使用する方法である。
先ず、同図（Ａ）に示すように、作業用板１１０の上面に、上記の隣合う隔壁部５３Ａ−１，５３Ａ−２の間の隙間１０９に対応するレジストパターン１１１を形成する。
【００２４】
次いで、形成したレジストパターン１１１上にＮｉの無電解メッキを行って、同図（Ｂ）に示すように、レジストパターン１１１上を覆うＮｉ無電解メッキ膜１１２（８１）を形成する。
次いで、同図（Ｃ）に示すように、Ｎｉ無電解メッキ膜１１２（８１）の突部の部分に基板８０を接着して固定する。
【００２５】
次いで、同図（Ｄ）に示すように、作業用板１１０を剥離し、且つ、レジストパターン１１１を除去する。同図（Ｄ）は、同図（Ｃ）の姿勢を上下反転した姿勢である。
次いで、同図（Ｂ）に示すように、Ｎｉ無電解メッキ膜８１の天板部分の表面に絶縁膜１０２Ａを形成し、この上に、上下面に個別電極５８Ａ及び共通電極５９Ａが形成されている板状の圧電材５７Ａを接着する。
【００２６】
これによって、図２（Ａ）のインクジェットヘッド５０Ａが完成する。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、バイモルフ構造板部の湾曲変形に伴って圧力室を形成している別の壁面が、圧力室の容積を減らすように変形する構成としたため、圧力室の容積の減少が、バイモルフ構造部の湾曲変形と壁面の変形とによってなされ、よって、バイモルフ構造部の湾曲変形のみによって圧力室の容積を減少させる構成に比べて、圧力室の容積の減少を効率的に行うことが出来る。よって、印加する駆動電圧は従来より低くて足り、よって、駆動装置は従来よりも消費電力が低くなって、製造コストを安価と出来る。また、、圧力室の容積の減り方が効率的となった分、圧力室の底面の面積を小さく出来、即ち、圧力室の並び方向の幅寸法を小さくして、隣合うノズルのピッチを狭くし、印字の解像度を現在の３００ｄｐｉより上げることも可能となる。
【００２８】
請求項２の発明によれば、圧力室の天板を構成するバイモルフ構造板の湾曲変形に伴って、圧力室の対向する二つの隔壁部が、圧力室の容積を減らすように変形する構成であるため、バイモルフ構造部の湾曲変形に伴って一の壁面が圧力室の容積を減らすように変形する構成に比べて、圧力室の容積の減少を効率的に行うことが出来る。よって、駆動装置の消費電力を少なくして、駆動装置の製造コストを安価とし得るという効果、及び、圧力室の並び方向の幅寸法を小さくして、隣合うノズルのピッチを狭くし、印字の解像度を上げる効果をより効果的に実現出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例になるインクジェットヘッドを示す図である。
【図２】本発明の第２実施例になるインクジェットヘッドを示す図である。
【図３】図２（Ａ）に示すインクジェットヘッドの第１の製造方法を示す図である。
【図４】図２（Ａ）に示すインクジェットヘッドの第２の製造方法を示す図である。
【図５】従来のインクジェットヘッドを示す図である。
【符号の説明】
４０  スリッタ
５０、５０Ａ  インクジェットヘッド
５１，５１Ａ  圧力室
５３−１，５３−２，５３Ａ−１，５３Ａ−２  隔壁部
５６  振動板
５７、５７Ａ  板状の圧電材
５８、５８Ａ  個別電極
５９、５９Ａ  共通電極
７０、７０Ａ  駆動装置
７１，７１Ａ  ノズル
８１  Ｎｉ無電解メッキ膜
【図１】
0003912450.tif 000002
【図２】
0003912450.tif 000003
【図３】
0003912450.tif 000004
【図４】
0003912450.tif 000005
【図５】
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