JPH09156114A - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェットヘッドの製造工程における加
工品質、加工効率が低い。 【解決手段】 ダイシングソーのテーブル４４上に、基
板に積層型圧電素子を接合してなる４個の被加工物４１
を３列並べて配置すると共に、各列の加工開始側に砥石
プレート４５を配置して、電鋳ブレードは一走査中で砥
石プレート４５のスリット加工によるドレッシングを行
った後被加工物４１のスリット加工に入る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットヘッ
ドの製造方法に関し、特に積層型圧電素子を用いるイン
クジェットヘッドの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アクチュエータとして積層型圧電
素子を用いるインクジェットヘッドの製造方法として、
基板上に積層型圧電素子を接合した後、ダイシングソー
を用いて積層型圧電素子にスリット加工を施して、複数
の積層型圧電素子に分割する方法が知られている（特開
平３−７３３４７号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のインク
ジェットヘッドの製造方法にあっては、これまでダイシ
ングソーによる積層型圧電素子のスリット加工の際に加
工ブレードや圧電素子の破損を生じることがあり、加工
品質が充分得られていない。

【０００４】そこで、ダイシングソーの加工ブレードと
して電鋳ブレードを用いることで加工品質が向上する
が、電鋳ブレードを用いた場合、加工距離（加工個数）
の増加に従って電鋳ブレードのダイヤモンドとダイヤモ
ンドとの間に圧電素子の切粉等が付着して切れ味が悪く
なり、スリット加工中の切削抵抗が増大する。この切削
抵抗の増大によって、スリット溝とスリット溝との間に
形成される分割された圧電素子の柱が破損を生じること
があり、加工品質を維持できなくなる。

【０００５】このように電鋳ブレードの目詰りが生じた
ときには、砥石で作られているプレートをスリット加工
することによって、電鋳ブレードのダイヤモンドとダイ
ヤモンドとの間に付着した圧電素子の切粉等が取り除か
れた目だしが行われ、切れ味が回復する。

【０００６】ここで、一般には、ダイシングソーのテー
ブルに圧電素子を配置してスリット加工を施すようにし
ているため、圧電素子のスリット加工中に電鋳ブレード
の目詰りが生じたときには、圧電素子をテーブルから取
外して砥石プレートをテーブルに取付け、目だしのため
のスリット加工をした後、再度圧電素子をテーブルに戻
すという作業を繰り返している。そのため、段取りに時
間がかかり、加工効率が悪く、圧電素子をテーブルに戻
したときに位置精度が充分得られないという課題が生じ
ている。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、インクジェットヘッドの製造工程における加工品
質、加工効率を向上することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１のインクジェットヘッドの製造方法は、基
板上に積層型圧電素子を接合した後、ダイシングソーを
用いてスリット加工を施して前記積層型圧電素子を複数
の積層型圧電素子に分割するインクジェットヘッドの製
造方法において、前記ダイシングソーの加工ブレードと
して電鋳ブレードを用いて、前記基板に前記積層型圧電
素子を接合してなる複数の被加工物及び砥石プレートを
同一テーブル上に配置して、前記スリット加工を施す構
成とした。

【０００９】請求項２のインクジェットヘッドの製造方
法は、上記請求項１のインクジェットヘッドの製造方法
において、前記複数の被加工物を複数列並べて配置する
と共に、各列の加工開始側に前記砥石プレートを配置
し、前記電鋳ブレードの一走査中に前記砥石プレートを
スリット加工してドレッシングした後前記被加工物のス
リット加工に入る構成とした。

【００１０】請求項３のインクジェットヘッドの製造方
法は、上記請求項１のインクジェットヘッドの製造方法
において、前記複数の被加工物を複数列並べて配置する
と共に、各列の加工開始側及びに各列の中央に前記砥石
プレートを配置し、前記電鋳ブレードの一走査中に前記
砥石プレートをスリット加工してドレッシングした後前
記被加工物のスリット加工に入ることを繰り返す構成と
した。

【００１１】請求項４のインクジェットヘッドの製造方
法は、上記請求項１のインクジェットヘッドの製造方法
において、前記複数の被加工物を複数列並べて配置する
と共に、これらの被加工物と異なる位置に前記砥石プレ
ートを配置して、定期的に前記砥石プレートをスリット
加工してドレッシングする構成とした。

【００１２】請求項５のインクジェットヘッドの製造方
法は、上記請求項１乃至４のいずれかのインクジェット
ヘッドの製造方法において、前記砥石プレートの幅を前
記被加工物の個数に応じて異ならしめる構成とした。

【００１３】請求項６のインクジェットヘッドの製造方
法は、上記請求項１乃至５のいずれかのインクジェット
ヘッドの製造方法において、電鋳ブレードのドレッシン
グ範囲を前記被加工物の切込み深さの１０％〜５０％に
設定した。

【００１４】請求項７のインクジェットヘッドの製造方
法は、上記請求項４のインクジェットヘッドの製造方法
において、スリット加工中の切削抵抗値を検出し、この
検出結果に基づいて前記電鋳ブレードのドレッシングを
行う構成とした。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図１は本発明を適用したイン
クジェットヘッドの一例を示す分解斜視図、図２は同ヘ
ッドの要部拡大断面図、図３は図２とは異なる方向の同
ヘッドの要部拡大断面図である。

【００１６】このインクジェットヘッドは、セラミッ
ク、ガラスエポキシ樹脂等からなるヘッド基板１上に、
複数の積層型圧電素子２を接合して２列列設すると共
に、これらの各列の積層型圧電素子２の周囲を取り囲む
フレーム３を接合している。ここで、複数の積層型圧電
素子２は、駆動部となる積層型圧電素子２（以下、これ
を「駆動部圧電素子」４とする。）と支柱部となる積層
型圧電素子２（以下、これを「支柱部圧電素子５」とす
る。）を交互に配置している。また、積層型圧電素子２
及びフレーム３の上面はほぼ同一平面に位置出ししてい
る。

【００１７】そして、これらの積層型圧電素子２及びフ
レーム３の上面に振動板７を接合している。この振動板
７は、変位部となるダイヤフラム８と、支柱部圧電素子
５に接合する梁９、フレーム３に接合するベース１０か
ら形成し、またダイヤフラム８は駆動部圧電素子４に対
向する凸部１１及び薄膜部分１２から形成している。な
お、ヘッド基板１と積層型圧電素子２及び振動板７との
接合は接着剤６によって行っている。

【００１８】この振動板７上に２層構造の感光性樹脂フ
ィルム等からなる液室流路形成部材１３を接着し、この
液室流路形成部材１３上に複数のノズル１４を形成した
ノズルプレート１５を接着している。液室流路形成部材
１３は上部隔壁１７及び下部隔壁１８からなり、振動板
７及びノズルプレート１５と共に、圧電素子４に対向す
る加圧液室１９、加圧液室１９の両側等に位置する共通
液室２０、加圧液室１９と共通液室２０を連通する流体
抵抗部を兼ねたインク供給路２１を形成している。

【００１９】また、ヘッド基板１上にはすべての積層型
圧電素子２に導通する共通電極パターン２５及び駆動部
圧電素子４に個別的に導通する選択電極パターン２６を
それぞれ形成している。なお、共通電極パターン２５は
フレーム３の中央部に形成した穴部２７に対応する位置
にベース基板１上に接合する図示しない導通部材にてす
べての積層型圧電素子２と導通を取るようにしている。
なお、選択電極パターン２６は製造工程上支柱部圧電素
子５にも接続されているが、選択信号を与えないように
している。

【００２０】さらに、ヘッド基板１、フレーム３及び振
動板７には、外部から供給されるインクを共通液室２０
に供給するためのインク供給孔３０，３１，３２をそれ
ぞれ形成している。

【００２１】このインクジェットにおいては、共通電極
パターン２５を介して駆動パルスを印加し、選択電極パ
ターン２６を介して記録画像に応じた選択信号を印加す
ることによって、駆動部圧電素子４を選択的に駆動して
加圧液室１９を加圧し、ノズル１４からインク滴を噴射
させることで、画像を記録する。

【００２２】次に、積層型圧電素子２にスリット加工を
施して複数の積層型圧電素子４，５に分割する方法につ
いて図４以降を参照して説明する。先ず、図４及び図５
を参照して加工方法の概要を説明すると、図４に示すよ
うにヘッド基板１上に２枚のプレート状の積層型圧電素
子２，２を接着剤を用いて所定の位置に接着接合する。
そして、この基板１上に積層型圧電素子２，２を接着接
合してなる被加工物４１を、ダイシングソーのテーブル
にセットして、図５に示すように加工ブレードとして電
鋳ブレード４２を用いて基板１からスリット加工を施し
てスリット溝４３を形成し、指定の本数分のスリット加
工を施すことで、所要本数に分割した圧電素子４，５を
形成する。

【００２３】そこで、このスリット加工を行う方法につ
いて図６以降を参照して具体的に説明する。図６は本発
明の第１実施例を示す平面図、図７は同じく正面図であ
る。この第１実施例では、ダイシングソーのテーブル４
４上に、複数（ここでは４個）の被加工物４１を複数列
（ここでは３列）並べて配置すると共に、各列の加工開
始側（図で左側とする。）に砥石プレート４５を配置し
ている。

【００２４】この状態で電鋳ブレード４２を矢示方向に
走査して被加工物４１にスリット加工を施すが、このと
き各列の加工開始側には砥石プレート４５を配置してい
るので、電鋳ブレード４２は一走査中で砥石プレート４
５をスリット加工した後複数の被加工物４１にスリット
加工を施すことになる。したがって、各列の被加工物４
１にスリット加工を施す前に電鋳ブレード４２が砥石プ
レート４５でドレッシングされることになり、電鋳ブレ
ード４２は良好な状態で各列の被加工物４１のスリット
加工に入ることができる。

【００２５】このようにダイシングソーの加工ブレード
として電鋳ブレードを用いて、基板に積層型圧電素子を
接合してなる複数の被加工物及び砥石プレートを同一テ
ーブル上に配置して、スリット加工を施すようにするこ
とで、電鋳ブレードに目詰りが生じた場合でも一々被加
工物をテーブルから取外して砥石プレートをセットして
ドレッシングを行った後、再度被加工物をテーブルに戻
すというような作業が不要になり、加工品質及び加工効
率を向上することができる。

【００２６】そして、この第１実施例のように、テーブ
ル上に複数の被加工物を複数列並べて配置すると共に、
各列の加工開始側に砥石プレートを配置し、電鋳ブレー
ドの一走査中で砥石プレートをスリット加工してドレッ
シングした後被加工物のスリット加工に入るようにする
ことで、電鋳ブレードの切れ味を良好に維持したまま被
加工物のスリット加工を行うことができて、一層加工品
質を向上できると共に、ドレッシングのための電鋳ブレ
ードの移動距離が少なくなり、一層加工効率が向上す
る。

【００２７】次に、図８は本発明の第２実施例を示す平
面図である。この第２実施例では、ダイシングソーのテ
ーブル４４上に、複数（ここでは６個）の被加工物４１
を複数列（ここでは３列）並べて配置すると共に、各列
の加工開始側（図で左側とする。）と中央の２箇所に砥
石プレート４５，４５を配置している。

【００２８】この状態で電鋳ブレード４２を走査して被
加工物４１にスリット加工を施すが、このとき各列の加
工開始側には砥石プレート４５を配置しているので、電
鋳ブレード４２は一走査中で、先ず砥石プレート４５を
スリット加工した後各列の複数の被加工物４１のうちの
半分の被加工物４１にスリット加工を施すことになる。
そして、中央付近で、電鋳ブレード４２は再度砥石プレ
ート４５をスリット加工した後、各列の複数の被加工物
４１のうちの残り半分の被加工物４１にスリット加工を
施すことになる。したがって、各列の被加工物４１にス
リット加工を施す前及び途中でに電鋳ブレード４２が砥
石プレート４５でドレッシングされることになり、電鋳
ブレード４２は良好な状態で各列の被加工物４１のスリ
ット加工を行うことができる。

【００２９】このようにテーブル上に複数の被加工物を
複数列並べて配置すると共に、各列の加工開始側及びに
各列の中央に砥石プレートを配置し、電鋳ブレードの一
走査中で砥石プレートをスリット加工してドレッシング
した後被加工物のスリット加工に入ることを繰り返すよ
うにすることで、被加工物の品質のバラツキが減少し、
より多くの被加工物にスリット加工を施すことができて
加工能率も向上する。

【００３０】次に、図９は本発明の第３実施例を示す平
面図である。この第３実施例では、ダイシングソーのテ
ーブル４４上に、複数（ここでは４個）の被加工物４１
を複数列（ここでは３列）並べて配置すると共に、テー
ブル４４上のこれらの被加工物４１と異なる位置に砥石
プレート４５を配置している。

【００３１】そして、この状態で電鋳ブレード４２を走
査して被加工物４１にスリット加工を施すが、例えば加
工総個数が予め定めた個数になったときなど、定期的に
電鋳ブレード４２を砥石プレート４５の位置に移動して
砥石プレート４５をスリット加工してドレッシングを行
った後被加工物４１のスリット加工位置に戻してスリッ
ト加工を継続する。

【００３２】このようにテーブル上に複数の被加工物を
複数列並べて配置すると共に、これらの被加工物と違う
場所に砥石プレートを配置して、定期的に砥石プレート
をスリット加工してドレッシングした後、被加工物のス
リット加工に入るようにすることで、必要に応じて電鋳
ブレードのドレッシングを行うことができてブレードの
寿命が長くなり、テーブル上に砥石プレートを配置して
いるのでテーブル外に砥石プレートを配置する場合に比
べて加工効率も向上する。

【００３３】次に、図１０は本発明の第４実施例を示す
平面図である。この実施例は、上記第１実施例において
砥石プレート４５の幅を電鋳ブレードの走査方向の被加
工物４１の個数に応じて異ならしめるようにしたもので
あり、同図（ａ）に示すように例えば５個の被加工物４
１を３列配置したときには砥石プレート４５の幅を例え
ば１０mmとし、同図（ｂ）に示すように例えば１０個の
被加工物４１を３列配置したときには砥石プレート４５
の幅を例えば１５mmにする。

【００３４】つまり、図１１に示すように被加工物４１
の個数が５個のときに砥石プレート４５の幅を１０mmと
して、以後は被加工物４１が５個単位で増える毎に砥石
プレート４５の幅を５mm単位で広くする。

【００３５】このように砥石プレートの幅を電鋳ブレー
ドの走査方向の被加工物の個数に応じて異ならしめるよ
うにすることにより、加工品質の向上を図ることができ
る。なお、この第４実施例の方法は、上記第２、第３実
施例についても適用することができる。

【００３６】次に、電鋳ブレードのドレッシング範囲に
ついて図１２及び図１３を参照して説明する。図１２
（ａ）、（ｂ）に示すようにフランジ４６に保持しされ
た電鋳ブレード４２について、ドレッシング深さＤ１と
ブレード摩擦、圧電素子の柱（分割された積層型圧電素
子）破損の関係は図１３に示すようになる。

【００３７】ここで、ドレッシング深さＤ１を被加工物
の切込み深さＤ２と同等のときに１００％とすると、ド
レッシング深さＤ１が浅くなるほど摩耗は小さくなる。
しかしながら、柱破損は加工実験によれば、ドレッシン
グ深さＤ１を被加工物の切込み深さＤ２の１０％以上に
することで良好な結果が得られた。したがって、柱破損
マージンとブレード摩擦損失コストの面からドレッシン
グ深さＤ１は被加工物の切込み深さＤ２の１０％〜５０
％の範囲が最適領域となる。

【００３８】このように電鋳ブレードのドレッシング範
囲を被加工物の切込み深さの１０％〜５０％に設定する
ことにより、電鋳ブレードの摩耗を低減して寿命を伸ば
すことができる。

【００３９】次に、図１４は本発明の第５実施例を示す
ブロック図である。この実施例においては、スリット加
工制御部５０が電鋳ブレードを駆動、移動（走査）させ
る駆動・移動機構部５１を制御して被加工物４１のスリ
ット加工を行っているときに、切削抵抗値を検出する切
削抵抗値検出部５２と、この切削抵抗値検出部５２の検
出抵抗値を基準抵抗値と比較判別する判別部５３と、こ
の判別部５３が検出抵抗値≧基準抵抗値と判別したとき
に電鋳ブレードの駆動・移動機構部５１を制御して、電
鋳ブレードのドレッシングを制御するドレッシング制御
部５４とを備えている。

【００４０】これにより、図１５に示すように被加工物
４１にスリット加工を施しながら加工中の切削抵抗値Ｒ
ｓを検出して、検出抵抗値Ｒを予め定めた基準抵抗値Ｒ
ｓと比較し、検出抵抗値Ｒ≧基準抵抗値Ｒになったとき
には電鋳ブレードの切れ味が悪くなったと判断して、電
鋳ブレードを同一テーブルに配置した砥石プレートの位
置に移動してドレッシングを実施した後、電鋳ブレード
をスリット加工の位置に戻してスリット加工を継続す
る。

【００３９】このようにスリット加工中の切削抵抗値を
検出し、この検出結果に基づいて電鋳ブレードのドレッ
シングを行うようにすることで、加工品質を維持しつつ
電鋳ブレードの不必要な摩耗を低減して寿命を長くする
ことができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１のインク
ジェットヘッドの製造方法によれば、ダイシングソーの
加工ブレードとして電鋳ブレードを用いて、基板に積層
型圧電素子を接合してなる複数の被加工物及び砥石プレ
ートを同一テーブル上に配置して、被加工物にスリット
加工を施すようにしたので、電鋳ブレードをドレッシン
グすることにより切れ味が維持できて加工品質が向上す
るとともに、段取り時間が短縮して加工効率も向上す
る。

【００４１】請求項２のインクジェットヘッドの製造方
法によれば、上記請求項１のインクジェットヘッドの製
造方法において、複数の被加工物を複数列並べて配置す
ると共に、各列の加工開始側に砥石プレートを配置し、
電鋳ブレードの一走査中で砥石プレートをスリット加工
してドレッシングした後被加工物のスリット加工に入る
ようにしたので、一層加工効率が向上する。

【００４２】請求項３のインクジェットヘッドの製造方
法によれば、上記請求項１のインクジェットヘッドの製
造方法において、複数の被加工物を複数列並べて配置す
ると共に、各列の加工開始側及びに各列の中央に砥石プ
レートを配置し、電鋳ブレードの一走査中で砥石プレー
トをスリット加工してドレッシングした後被加工物のス
リット加工に入ることを繰り返すようにしたので、品質
のバラツキを低減することができるとともに、一層加工
効率が向上する。

【００４３】請求項４のインクジェットヘッドの製造方
法によれば、上記請求項１のインクジェットヘッドの製
造方法において、複数の被加工物を複数列並べて配置す
ると共に、これらの被加工物と異なる位置に砥石プレー
トを配置して、砥石プレートをスリット加工してドレッ
シングするようにしたので、加工品質及び加工効率の向
上を図れると共に、電鋳ブレードの寿命が長くなる。

【００４４】請求項５のインクジェットヘッドの製造方
法によれば、上記請求項１乃至４のいずれかのインクジ
ェットヘッドの製造方法において、砥石プレートの幅を
被加工物の個数に応じて異ならしめるようにしたので、
一層の加工品質の向上を図ることができる。

【００４５】請求項６のインクジェットヘッドの製造方
法によれば、上記請求項１乃至５のいずれかのインクジ
ェットヘッドの製造方法において、電鋳ブレードのドレ
ッシング範囲を被加工物の切込み深さの１０％〜５０％
に設定したので、電鋳ブレードの摩耗を低減してその寿
命を長くすることができる。

【００４６】請求項７のインクジェットヘッドの製造方
法によれば、上記請求項４のインクジェットヘッドの製
造方法において、スリット加工中の切削抵抗値を検出
し、この検出結果に基づいて電鋳ブレードのドレッシン
グを行うようにしたので、加工品質を維持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したインクジェットヘッドの一例
を示す分解斜視図

【図２】同ヘッドの要部拡大断面図

【図３】図２とは異なる方向の同ヘッドの要部拡大断面
図

【図４】被加工物のスリット加工の説明に供する斜視図

【図５】被加工物のスリット加工の説明に供する斜視図

【図６】本発明の第１実施例を示す平面図

【図７】同第１実施例を示す正面図

【図８】本発明の第２実施例を示す平面図

【図９】本発明の第３実施例を示す平面図

【図１０】本発明の第４実施例を示す平面図

【図１１】同第４実施例の説明に供する説明図

【図１２】（ａ）は電鋳ブレードのドレッシング範囲と
被加工物の切込み深さとの関係の説明に供する電鋳ブレ
ードの正面図、（ｂ）は同じく電鋳ブレードの側面図

【図１３】電鋳ブレードのドレッシング深さとその摩耗
及び柱破損率との実験結果の一例を示す線図

【図１４】本発明の第５実施例を示すブロック図

【図１５】同第５実施例の処理の流れを示す概略フロー
図

【符号の説明】

１…基板、２…積層型圧電素子、３…フレーム、４…駆
動部圧電素子、５…支柱部圧電素子、７…振動板、１３
…液室流路形成部材、１４…ノズル、１５…ノズルプレ
ート、４１…被加工物、４２…電鋳ブレード、４４…テ
ーブル、４５…砥石プレート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧田 秀行 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 佐々木 勉 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に積層型圧電素子を接合した後、
   ダイシングソーを用いてスリット加工を施して前記積層
   型圧電素子を複数の積層型圧電素子に分割するインクジ
   ェットヘッドの製造方法において、前記ダイシングソー
   の加工ブレードとして電鋳ブレードを用いて、前記基板
   に前記積層型圧電素子を接合してなる複数の被加工物及
   び砥石プレートを同一テーブル上に配置して、前記スリ
   ット加工を施すことを特徴とするインクジェットヘッド
   の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のインクジェットヘッド
   の製造方法において、前記複数の被加工物を複数列並べ
   て配置すると共に、各列の加工開始側に前記砥石プレー
   トを配置し、前記電鋳ブレードの一走査中に前記砥石プ
   レートをスリット加工してドレッシングした後前記被加
   工物のスリット加工に入ることを特徴とするインクジェ
   ットヘッドの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のインクジェットヘッド
   の製造方法において、前記複数の被加工物を複数列並べ
   て配置すると共に、各列の加工開始側及びに各列の中央
   に前記砥石プレートを配置し、前記電鋳ブレードの一走
   査中に前記砥石プレートをスリット加工してドレッシン
   グした後前記被加工物のスリット加工に入ることを繰り
   返すことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のインクジェットヘッド
   の製造方法において、前記複数の被加工物を複数列並べ
   て配置すると共に、これらの被加工物と異なる位置に前
   記砥石プレートを配置して、前記砥石プレートをスリッ
   ト加工してドレッシング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。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載のイン
   クジェットヘッドの製造方法において、前記砥石プレー
   トの幅を前記被加工物の個数に応じて異ならしめること
   を特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載のイン
   クジェットヘッドの製造方法において、電鋳ブレードの
   ドレッシング範囲を前記被加工物の切込み深さの１０％
   〜５０％に設定したことを特徴とするインクジェットヘ
   ッドの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項４に記載のインクジェットヘッド
   の製造方法において、スリット加工中の切削抵抗値を検
   出し、この検出結果に基づいて前記電鋳ブレードのドレ
   ッシングを行うことを特徴とするインクジェットヘッド
   の製造方法。