JP2002172791A - 圧電素子の製造方法 - Google Patents
圧電素子の製造方法Info
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Landscapes
- Screen Printers (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極を等幅にすることの出来る圧電素子の製
造方法を提供すること。 【解決手段】 スクリーン印刷により電極24等を印刷
する際に、一度試し刷りを行い、印刷位置による電極パ
ターン幅の不均一分布を測定する。そして、前記測定結
果に応じて、前記不均一を解消するように製版における
電極パターンに対応する孔部の幅の修正を行い、電極の
印刷を行う。
造方法を提供すること。 【解決手段】 スクリーン印刷により電極24等を印刷
する際に、一度試し刷りを行い、印刷位置による電極パ
ターン幅の不均一分布を測定する。そして、前記測定結
果に応じて、前記不均一を解消するように製版における
電極パターンに対応する孔部の幅の修正を行い、電極の
印刷を行う。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電式インクジェ
ットプリンタヘッドにおける圧電素子の製造方法の技術
分野に属する。
ットプリンタヘッドにおける圧電素子の製造方法の技術
分野に属する。
【0002】
【従来の技術】インクジェットプリンタに用いられてい
るインクジェットプリンタヘッドにおいて、キャビティ
の圧力室に隣接して設けられた圧電素子を用いて、この
圧電素子に電圧を印加することで圧力室の容積を小さく
してインクをオリフィスから噴射させて印刷を行う圧電
式インクジェットプリンタヘッドが知られている。
るインクジェットプリンタヘッドにおいて、キャビティ
の圧力室に隣接して設けられた圧電素子を用いて、この
圧電素子に電圧を印加することで圧力室の容積を小さく
してインクをオリフィスから噴射させて印刷を行う圧電
式インクジェットプリンタヘッドが知られている。
【0003】この圧電式インクジェットプリンタヘッド
では、シート状の圧電セラミック層上に、スクリーン印
刷により内部電極層を印刷すると共に、各圧電セラミッ
ク層及び電極層を設けていないセラミックス層等を交互
に積層してプレスして焼成し、焼成後、別途接着剤等を
用いて変形拘束材を接着して製造していた。
では、シート状の圧電セラミック層上に、スクリーン印
刷により内部電極層を印刷すると共に、各圧電セラミッ
ク層及び電極層を設けていないセラミックス層等を交互
に積層してプレスして焼成し、焼成後、別途接着剤等を
用いて変形拘束材を接着して製造していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の圧電素子の製造方法では、スクリーン印刷による電
極の印刷工程において、印刷のにじみ、かすれ等が発生
し、電極幅が不均一になるという問題があった。
来の圧電素子の製造方法では、スクリーン印刷による電
極の印刷工程において、印刷のにじみ、かすれ等が発生
し、電極幅が不均一になるという問題があった。
【0005】つまり、場所によって電極幅が異なるた
め、各圧力室に対応する圧電素子の電気的特性が異な
り、圧電素子の変形量が異なるため、均一な吐出特性が
得られないという問題があった。また、同時に、複数個
のインクジェットプリンタヘッド分の圧電素子を製造す
る場合には、ヘッドごとに吐出特性がばらつくという問
題があった。
め、各圧力室に対応する圧電素子の電気的特性が異な
り、圧電素子の変形量が異なるため、均一な吐出特性が
得られないという問題があった。また、同時に、複数個
のインクジェットプリンタヘッド分の圧電素子を製造す
る場合には、ヘッドごとに吐出特性がばらつくという問
題があった。
【0006】本発明は、前記問題に鑑みてなされたもの
で、電極を等幅にすることの出来る圧電素子の製造方法
を提供することを課題としている。
で、電極を等幅にすることの出来る圧電素子の製造方法
を提供することを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の圧電素子
の製造方法は、前記課題を解決するために、圧力室を形
成するキャビティプレートに接着取り付けされ、当該キ
ャビティプレートと共にインクジェットプリンタのヘッ
ドを形成する圧電素子の製造方法であって、電極パター
ンに応じて孔部を有する製版を形成する工程と、前記製
版を用いて電極形成部材を試し刷りする工程と、前記試
し刷りの後、印刷位置による電極パターン幅の不均一分
布を測定する工程と、前記測定結果に応じて、前記不均
一を解消するように前記孔部の幅の修正を行う工程と、
前記修正した製版を用いて、圧電材料からなるシート状
部材上に電極パターンを形成する工程と、前記電極パタ
ーンが形成されたシート状部材を積層する工程と、前記
積層されたシート状部材を、表面が平面状の支持部材に
載置する工程と、前記載置されたシート状部材を焼結す
る工程とを備えたことを特徴とする。
の製造方法は、前記課題を解決するために、圧力室を形
成するキャビティプレートに接着取り付けされ、当該キ
ャビティプレートと共にインクジェットプリンタのヘッ
ドを形成する圧電素子の製造方法であって、電極パター
ンに応じて孔部を有する製版を形成する工程と、前記製
版を用いて電極形成部材を試し刷りする工程と、前記試
し刷りの後、印刷位置による電極パターン幅の不均一分
布を測定する工程と、前記測定結果に応じて、前記不均
一を解消するように前記孔部の幅の修正を行う工程と、
前記修正した製版を用いて、圧電材料からなるシート状
部材上に電極パターンを形成する工程と、前記電極パタ
ーンが形成されたシート状部材を積層する工程と、前記
積層されたシート状部材を、表面が平面状の支持部材に
載置する工程と、前記載置されたシート状部材を焼結す
る工程とを備えたことを特徴とする。
【0008】請求項1記載の圧電素子の製造方法によれ
ば、まず、電極パターンに応じて孔部を有する製版を形
成する。次に、前記製版を用いて電極形成部材を試し刷
り。そして、前記試し刷りの後、印刷位置による電極パ
ターン幅の不均一分布を測定し、この測定結果に応じ
て、前記不均一を解消するように前記孔部の幅の修正を
行う。次に、前記修正した製版を用いて、圧電材料から
なるシート状部材上に、電極パターンを形成する。そし
て、前記電極パターンが形成されたシート状部材を積層
し、この積層されたシート状部材を、表面が平面状の支
持部材に載置して、この載置されたシート状部材を焼結
する。このようにして、圧電素子を製造する。従って、
上述のように実際に測定した不均一分布に基づいて前記
製版の孔部の修正が行われているため、製造後の圧電素
子においては、各電極パターン幅は等しくなり、各圧力
室に対応した圧電素子あるいは各ヘッドごとの圧電素子
の電気的特性は均一なものとなり、圧電素子の変位量も
均一なものとなる。その結果、インクの吐出性能が均一
な圧電素子を提供される。
ば、まず、電極パターンに応じて孔部を有する製版を形
成する。次に、前記製版を用いて電極形成部材を試し刷
り。そして、前記試し刷りの後、印刷位置による電極パ
ターン幅の不均一分布を測定し、この測定結果に応じ
て、前記不均一を解消するように前記孔部の幅の修正を
行う。次に、前記修正した製版を用いて、圧電材料から
なるシート状部材上に、電極パターンを形成する。そし
て、前記電極パターンが形成されたシート状部材を積層
し、この積層されたシート状部材を、表面が平面状の支
持部材に載置して、この載置されたシート状部材を焼結
する。このようにして、圧電素子を製造する。従って、
上述のように実際に測定した不均一分布に基づいて前記
製版の孔部の修正が行われているため、製造後の圧電素
子においては、各電極パターン幅は等しくなり、各圧力
室に対応した圧電素子あるいは各ヘッドごとの圧電素子
の電気的特性は均一なものとなり、圧電素子の変位量も
均一なものとなる。その結果、インクの吐出性能が均一
な圧電素子を提供される。
【0009】請求項2記載の圧電素子の製造方法は、前
記課題を解決するために、請求項1記載の圧電素子の製
造方法において、前記製版は、前記孔部が一の圧電素子
について複数箇所に並設されて孔部群を形成すると共
に、複数の圧電素子を一度に製造するように、前記孔部
群が各圧電素子毎に複数箇所に並設されており、前記不
均一を解消するための孔部の修正工程は、各孔部群毎に
行われる工程であり、前記焼結後、圧電素子毎に切り離
す工程をさらに有することを特徴とする。
記課題を解決するために、請求項1記載の圧電素子の製
造方法において、前記製版は、前記孔部が一の圧電素子
について複数箇所に並設されて孔部群を形成すると共
に、複数の圧電素子を一度に製造するように、前記孔部
群が各圧電素子毎に複数箇所に並設されており、前記不
均一を解消するための孔部の修正工程は、各孔部群毎に
行われる工程であり、前記焼結後、圧電素子毎に切り離
す工程をさらに有することを特徴とする。
【0010】請求項2記載の圧電素子の製造方法によれ
ば、前記製版における孔部は、一の圧電素子について、
複数箇所に並設されており、孔部群を形成している。ま
た、前記孔部群は、複数の圧電素子を一度に製造するよ
うに、各圧電素子毎に複数箇所に並設されている。そし
て、前記不均一を解消するための孔部の修正工程は、各
孔部群毎に行われ、前記一度に製造された複数の圧電素
子は、前記焼結後、圧電素子毎に切り離される。従っ
て、一度に複数の圧電素子を製造する場合でも、各々の
圧電素子において、電極幅の均一化が図られることにな
る。
ば、前記製版における孔部は、一の圧電素子について、
複数箇所に並設されており、孔部群を形成している。ま
た、前記孔部群は、複数の圧電素子を一度に製造するよ
うに、各圧電素子毎に複数箇所に並設されている。そし
て、前記不均一を解消するための孔部の修正工程は、各
孔部群毎に行われ、前記一度に製造された複数の圧電素
子は、前記焼結後、圧電素子毎に切り離される。従っ
て、一度に複数の圧電素子を製造する場合でも、各々の
圧電素子において、電極幅の均一化が図られることにな
る。
【0011】請求項3記載の圧電素子の製造方法は、前
記課題を解決するために、請求項1または2記載の圧電
素子の製造方法において、前記各電極パターン幅は、2
50μm以下に設定されていることを特徴とする。
記課題を解決するために、請求項1または2記載の圧電
素子の製造方法において、前記各電極パターン幅は、2
50μm以下に設定されていることを特徴とする。
【0012】請求項3記載の圧電素子の製造方法によれ
ば、前記各電極パターン幅は、250μm以下に設定さ
れているので、非常の狭ピッチの圧電素子の製造を可能
にする。但し、250μm以下と電極幅が小さい場合に
は、各電極幅の大きさの違いが各電極の静電容量に与え
る影響が大きくなるが、上述したように、電極幅は均一
になるので、250μm以下と電極幅が小さい場合で
も、各電極の静電容量を均一に揃える。
ば、前記各電極パターン幅は、250μm以下に設定さ
れているので、非常の狭ピッチの圧電素子の製造を可能
にする。但し、250μm以下と電極幅が小さい場合に
は、各電極幅の大きさの違いが各電極の静電容量に与え
る影響が大きくなるが、上述したように、電極幅は均一
になるので、250μm以下と電極幅が小さい場合で
も、各電極の静電容量を均一に揃える。
【0013】請求項4記載の圧電素子の製造方法は、請
求項1ないし3のいずれか1記載の圧電素子の製造方法
において、前記電極パターンを形成する工程は、スクリ
ーン印刷法を用いる工程であることを特徴とする。
求項1ないし3のいずれか1記載の圧電素子の製造方法
において、前記電極パターンを形成する工程は、スクリ
ーン印刷法を用いる工程であることを特徴とする。
【0014】請求項4記載の圧電素子の製造方法によれ
ば、前記電極パターンは、スクリーン印刷法を用いて形
成されるので、一度に多量の電極パターンを容易に形成
可能であり、しかも、上述のように各々の電極パターン
幅の均一化が図られる。
ば、前記電極パターンは、スクリーン印刷法を用いて形
成されるので、一度に多量の電極パターンを容易に形成
可能であり、しかも、上述のように各々の電極パターン
幅の均一化が図られる。
【0015】請求項5記載の圧電素子の製造方法は、前
記課題を解決するために、請求項1ないし4のいずれか
1記載の圧電素子の製造方法において、前記電極パター
ンを形成する電極材料はAg−Pdであることを特徴と
する。
記課題を解決するために、請求項1ないし4のいずれか
1記載の圧電素子の製造方法において、前記電極パター
ンを形成する電極材料はAg−Pdであることを特徴と
する。
【0016】請求項5記載の圧電素子の製造方法によれ
ば、前記電極パターンは、Ag−Pdにより形成される
ので、微小な幅の電極パターンであっても容易に形成が
可能であり、また、良好な電気特性が得られる。但し、
印刷時において、にじみ、又は、かすれを生じさせる傾
向があるが、上述したような試し刷り工程を経て、各電
極パターン幅は均一に形成される。従って、本発明によ
れば、均一な幅の電極パターンが容易に形成される。
ば、前記電極パターンは、Ag−Pdにより形成される
ので、微小な幅の電極パターンであっても容易に形成が
可能であり、また、良好な電気特性が得られる。但し、
印刷時において、にじみ、又は、かすれを生じさせる傾
向があるが、上述したような試し刷り工程を経て、各電
極パターン幅は均一に形成される。従って、本発明によ
れば、均一な幅の電極パターンが容易に形成される。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて説明する。以下の説明は、圧電式
インクジェットヘッドに対して本発明を適用した場合の
実施形態である。
を添付図面に基づいて説明する。以下の説明は、圧電式
インクジェットヘッドに対して本発明を適用した場合の
実施形態である。
【0018】記録媒体に沿って走行する公知のキャリッ
ジ(図示せず)に搭載される本体フレーム1は、図3に
示すように、上面開放の略箱状に形成されており、その
上方から4つのインクカートリッジ(図示せず)を着脱
自在に装着できる搭載部3を有し、該搭載部3の一側部
位3aには、各インクカートリッジのインク放出部(図
示せず)に接続できるインク供給通路4a、4b、4
c、4dが本体フレーム1の底板5の下面まで連通して
いる。なお、この搭載部3の一側部位3aの上面には、
各インクカートリッジのインク放出部(図示せず)と密
接できるようにしたゴム製等のパッキング(図示せず)
が配置されている。
ジ(図示せず)に搭載される本体フレーム1は、図3に
示すように、上面開放の略箱状に形成されており、その
上方から4つのインクカートリッジ(図示せず)を着脱
自在に装着できる搭載部3を有し、該搭載部3の一側部
位3aには、各インクカートリッジのインク放出部(図
示せず)に接続できるインク供給通路4a、4b、4
c、4dが本体フレーム1の底板5の下面まで連通して
いる。なお、この搭載部3の一側部位3aの上面には、
各インクカートリッジのインク放出部(図示せず)と密
接できるようにしたゴム製等のパッキング(図示せず)
が配置されている。
【0019】底板5は、搭載部3から一段下に突出する
ようにして水平状に形成され、図1及び図2並びに図4
に示すように、該底板5の下面側には、後述するフロン
トヘッドユニット6を2つ並列させて配置するための2
つの支持部8を段付き状に形成する。該各支持部8に
は、UV接着剤にて固定するための複数の空所9a、9
bが上下に貫通するように形成されている。
ようにして水平状に形成され、図1及び図2並びに図4
に示すように、該底板5の下面側には、後述するフロン
トヘッドユニット6を2つ並列させて配置するための2
つの支持部8を段付き状に形成する。該各支持部8に
は、UV接着剤にて固定するための複数の空所9a、9
bが上下に貫通するように形成されている。
【0020】図5は、フロントヘッドユニット6の斜視
図を示すものである。図6は、フロントヘッドユニット
の断面図を示すものである。フロントヘッドユニット6
は、図5及び図6に示すように、複数枚の積層型のキャ
ビティプレート10と、該キャビティプレート10に対
して接着剤または接着シートを介して接着・積層される
プレート型の圧電アクチュエータ20と、その上面に外
部機器との電気的接続のために、フレキシブルフラット
ケーブル40が接着剤にて重ね接合されて構成されてお
り、最下層のキャビティプレート10の下面側に開口さ
れたノズル15から下向きにインクが吐出する。
図を示すものである。図6は、フロントヘッドユニット
の断面図を示すものである。フロントヘッドユニット6
は、図5及び図6に示すように、複数枚の積層型のキャ
ビティプレート10と、該キャビティプレート10に対
して接着剤または接着シートを介して接着・積層される
プレート型の圧電アクチュエータ20と、その上面に外
部機器との電気的接続のために、フレキシブルフラット
ケーブル40が接着剤にて重ね接合されて構成されてお
り、最下層のキャビティプレート10の下面側に開口さ
れたノズル15から下向きにインクが吐出する。
【0021】図7は、キャビティプレート10の分解斜
視図を示すものである。図8は、キャビティプレート1
0の分解拡大斜視図を示すものである。キャビティプレ
ート10は、図8に示すように、ノズルプレート11、
2枚のマニホールドプレート12、スペーサプレート1
3、ペースプレート14の5枚の薄い金属板をそれぞれ
接着剤にて重ね接合して積層した構造である。本実施形
態では、これらの各プレート11〜14は、42%ニッ
ケル合金鋼板(42合金)製で、50μm〜150μm
程度の厚さを有している。なお、これらの各プレート1
1〜14は、金属に限らず、例えば、樹脂により形成し
てもよい。
視図を示すものである。図8は、キャビティプレート1
0の分解拡大斜視図を示すものである。キャビティプレ
ート10は、図8に示すように、ノズルプレート11、
2枚のマニホールドプレート12、スペーサプレート1
3、ペースプレート14の5枚の薄い金属板をそれぞれ
接着剤にて重ね接合して積層した構造である。本実施形
態では、これらの各プレート11〜14は、42%ニッ
ケル合金鋼板(42合金)製で、50μm〜150μm
程度の厚さを有している。なお、これらの各プレート1
1〜14は、金属に限らず、例えば、樹脂により形成し
てもよい。
【0022】ノズルプレート11には、微小径(本実施
形態では、25μm程度)の複数のインク吐出用のノズ
ル15が、当該ノズルプレート11における長手方向の
中心線11a、11bに沿って、微小ピッチPの間隔で
千鳥状配列で穿設されている。2枚のマニホールドプレ
ート12に対するノズルプレート11及びスペーサプレ
ート13の積層により密閉される構造になっている。
形態では、25μm程度)の複数のインク吐出用のノズ
ル15が、当該ノズルプレート11における長手方向の
中心線11a、11bに沿って、微小ピッチPの間隔で
千鳥状配列で穿設されている。2枚のマニホールドプレ
ート12に対するノズルプレート11及びスペーサプレ
ート13の積層により密閉される構造になっている。
【0023】また、ベースプレート14には、図8に示
すように、長手方向の中心線14a、14bに対して直
交する方向に延びる細幅の複数の圧力室16が千鳥状配
列で穿設されている。また、ベースプレート14には、
各圧力室16と接続される絞り部16dが穿設されてい
る。さらに当該絞り部16dと接続されるインク供給孔
16bが穿設されている。各インク供給孔16bは、ス
ペーサプレート13における左右両側部位に穿設された
インク供給孔18を介して、マニホールドプレート12
における共通圧力室12aに連通している。ここで、各
絞り部16dにおけるインクが流れる方向と直交する断
面積は、各圧力室16における当該断面積より小さい構
造となっている。これは、絞り部16dの断面積を小さ
くすることにより、流路抵抗を増すためである。
すように、長手方向の中心線14a、14bに対して直
交する方向に延びる細幅の複数の圧力室16が千鳥状配
列で穿設されている。また、ベースプレート14には、
各圧力室16と接続される絞り部16dが穿設されてい
る。さらに当該絞り部16dと接続されるインク供給孔
16bが穿設されている。各インク供給孔16bは、ス
ペーサプレート13における左右両側部位に穿設された
インク供給孔18を介して、マニホールドプレート12
における共通圧力室12aに連通している。ここで、各
絞り部16dにおけるインクが流れる方向と直交する断
面積は、各圧力室16における当該断面積より小さい構
造となっている。これは、絞り部16dの断面積を小さ
くすることにより、流路抵抗を増すためである。
【0024】各圧力室16の一端部16aは、ノズルプ
レート11における千鳥状配列のノズル15に、スペー
サプレート13及び2枚のマニホールドプレート12に
同じく千鳥状配列で穿設されている微小径の貫通孔17
を通って、各圧力室16に対応するノズル15に至るこ
ととなる。
レート11における千鳥状配列のノズル15に、スペー
サプレート13及び2枚のマニホールドプレート12に
同じく千鳥状配列で穿設されている微小径の貫通孔17
を通って、各圧力室16に対応するノズル15に至るこ
ととなる。
【0025】図9は、圧電アクチュエータ20の分解拡
大斜視図を示すものである。圧電アクチュエータ20
は、図9に示すように、3枚のセラミックスシート2
1、22、23とを積層した構造である。最下段のシー
ト21の上面には、キャビティプレート10における各
圧力室16毎に対応した細幅の複数の駆動電極24が、
千鳥状配列で設けられている。また、各駆動電極24の
一端部24aは、圧電アクチュエータ20の表裏面20
a、20bと直交する左右側面20cに露出するように
形成されている。
大斜視図を示すものである。圧電アクチュエータ20
は、図9に示すように、3枚のセラミックスシート2
1、22、23とを積層した構造である。最下段のシー
ト21の上面には、キャビティプレート10における各
圧力室16毎に対応した細幅の複数の駆動電極24が、
千鳥状配列で設けられている。また、各駆動電極24の
一端部24aは、圧電アクチュエータ20の表裏面20
a、20bと直交する左右側面20cに露出するように
形成されている。
【0026】次段のシート22の上面には、複数の圧力
室16に対して共通のコモン電極25が、設けられてい
る。コモン電極25の一端部25aも、各駆動電極24
の一端部24aと同様、左右側面20cに露出するよう
に形成されている。
室16に対して共通のコモン電極25が、設けられてい
る。コモン電極25の一端部25aも、各駆動電極24
の一端部24aと同様、左右側面20cに露出するよう
に形成されている。
【0027】最上段のシート23の上面には、各駆動電
極24の各々に対する表面電極26と、コモン電極25
に対する表面電極27とが、左右側面20cに沿って並
ぶように設けられている。
極24の各々に対する表面電極26と、コモン電極25
に対する表面電極27とが、左右側面20cに沿って並
ぶように設けられている。
【0028】また、左右側面20cには、各駆動電極2
4の一端部24aに第1の凹み溝30が、コモン電極2
5の一端部25aに第2の凹み溝31が、それぞれ積層
方向に延びるように設けられている。各第1の凹み溝3
0内には、図6に示すように、各駆動電極24と各表面
電極26とを電気的に接続する側面電極32が、第2の
凹み溝31内には、コモン電極25と表面電極27とを
電気的に接続する側面電極33が、それぞれ形成されて
いる。なお、符号28及び29の電極は、捨てパターン
の電極である。
4の一端部24aに第1の凹み溝30が、コモン電極2
5の一端部25aに第2の凹み溝31が、それぞれ積層
方向に延びるように設けられている。各第1の凹み溝3
0内には、図6に示すように、各駆動電極24と各表面
電極26とを電気的に接続する側面電極32が、第2の
凹み溝31内には、コモン電極25と表面電極27とを
電気的に接続する側面電極33が、それぞれ形成されて
いる。なお、符号28及び29の電極は、捨てパターン
の電極である。
【0029】各駆動電極24に対応する位置とコモン電
極25とに挟まれたシート22の各領域は、分極処理さ
れて圧電特性が付与され、各圧力室16に対応した圧力
発生部となる。
極25とに挟まれたシート22の各領域は、分極処理さ
れて圧電特性が付与され、各圧力室16に対応した圧力
発生部となる。
【0030】以上のような構成のキャビティプレート1
0と圧電アクチュエータ20とは、キャビティプレート
10における各圧力室16と、圧電アクチュエータ20
における駆動電極24とが対応するように積層される。
また、圧電アクチュエータ20における上側の表面20
aには、フレキシブルフラットケーブル40が重ね押圧
されることにより、このフレキシブルフラットケーブル
40における各種の配線パターン(図示せず)が、各表
面電極26、27に電気的に接合される。
0と圧電アクチュエータ20とは、キャビティプレート
10における各圧力室16と、圧電アクチュエータ20
における駆動電極24とが対応するように積層される。
また、圧電アクチュエータ20における上側の表面20
aには、フレキシブルフラットケーブル40が重ね押圧
されることにより、このフレキシブルフラットケーブル
40における各種の配線パターン(図示せず)が、各表
面電極26、27に電気的に接合される。
【0031】このような構成において、圧電アクチュエ
ータ20における各駆動電極24のうち任意の駆動電極
24と、コモン電極25との間に電圧を印加することに
より、圧電シート22のうち電圧を印加した駆動電極2
4の部分、即ち、圧力発生部に、圧電効果による積層方
向の歪みが発生する。そして、この歪みによる圧力に
て、各駆動電極24に対応する圧力室16の内容積が縮
小されることにより、この圧力室16内のインクが、ノ
ズル15から液滴状に吐出して、所定の印字が行われ
る。
ータ20における各駆動電極24のうち任意の駆動電極
24と、コモン電極25との間に電圧を印加することに
より、圧電シート22のうち電圧を印加した駆動電極2
4の部分、即ち、圧力発生部に、圧電効果による積層方
向の歪みが発生する。そして、この歪みによる圧力に
て、各駆動電極24に対応する圧力室16の内容積が縮
小されることにより、この圧力室16内のインクが、ノ
ズル15から液滴状に吐出して、所定の印字が行われ
る。
【0032】ここで、前記圧電アクチュエータ20の製
造方法について説明する。まず、強誘電性を有するチタ
ン酸ジルコン酸鉛(PZT(PbTiO3・PbZr
O3))系のセラミック粉末、バインダ、溶剤を混合す
る。
造方法について説明する。まず、強誘電性を有するチタ
ン酸ジルコン酸鉛(PZT(PbTiO3・PbZr
O3))系のセラミック粉末、バインダ、溶剤を混合す
る。
【0033】次に、前記混合液を、PET(ポリエチレ
ンテレフタレート)等のプラスチックフィルム上に、ド
クターブレード法を用いて所定の厚さに塗布し、3枚の
セラミックスシート21、22、23となるグリーンシ
ートを形成する。各グリーンシートは図10に示すよう
に圧電アクチュエータ複数個分の大きさである。
ンテレフタレート)等のプラスチックフィルム上に、ド
クターブレード法を用いて所定の厚さに塗布し、3枚の
セラミックスシート21、22、23となるグリーンシ
ートを形成する。各グリーンシートは図10に示すよう
に圧電アクチュエータ複数個分の大きさである。
【0034】さらに、図10に示すように、前記グリー
ンシートの駆動電極24等の電極となる部分に、Ag−
Pdからなる金属材料をスクリーン印刷により印刷す
る。
ンシートの駆動電極24等の電極となる部分に、Ag−
Pdからなる金属材料をスクリーン印刷により印刷す
る。
【0035】そして、このようにして形成したグリーン
シートを積層し、加熱プレスし、グリーンシートの積層
ブロックを得る。
シートを積層し、加熱プレスし、グリーンシートの積層
ブロックを得る。
【0036】次に、積層ブロックを所定の温度で加熱す
ることにより、バインダーを焼き飛ばした後、焼成炉に
より所定の温度で焼成する。
ることにより、バインダーを焼き飛ばした後、焼成炉に
より所定の温度で焼成する。
【0037】そして、ブロックを所定の大きさに切断
し、個々の圧電アクチュエータ20を得る。
し、個々の圧電アクチュエータ20を得る。
【0038】次に、個々の圧電アクチュエータ20に側
面電極32、33を印刷し、焼成炉を用いて前記側面電
極32、33の焼付を行う。
面電極32、33を印刷し、焼成炉を用いて前記側面電
極32、33の焼付を行う。
【0039】そして、電極24、25に高電圧を印加す
ることで、両電極間のセラミックスシート21の分極処
理を行う。
ることで、両電極間のセラミックスシート21の分極処
理を行う。
【0040】このようにして、本実施形態の圧電式イン
クジェットヘッドに用いられる圧電アクチュエータ20
が製造される。
クジェットヘッドに用いられる圧電アクチュエータ20
が製造される。
【0041】以上のような製造方法によれば、250μ
m以下という微細な電極幅を有する圧電アクチュエータ
20を得ることが出来る。
m以下という微細な電極幅を有する圧電アクチュエータ
20を得ることが出来る。
【0042】特に、本実施形態においては、上記のよう
な電極の印刷工程において、スクリーン印刷のための製
版に形成した駆動電極24の印刷用の孔部の幅を、印刷
方向において不均一とすることにより、印刷後の駆動電
極幅を等幅にすることが出来、その結果、圧電アクチュ
エータ20における変形量が各チャンネルにおいて等し
くなり、電気的特性が各チャンネルにおいて等しい圧電
アクチュエータ20を製造することが出来る。
な電極の印刷工程において、スクリーン印刷のための製
版に形成した駆動電極24の印刷用の孔部の幅を、印刷
方向において不均一とすることにより、印刷後の駆動電
極幅を等幅にすることが出来、その結果、圧電アクチュ
エータ20における変形量が各チャンネルにおいて等し
くなり、電気的特性が各チャンネルにおいて等しい圧電
アクチュエータ20を製造することが出来る。
【0043】これに対し、従来の製造方法においては、
製版に形成した駆動電極印刷用の孔部は、全て等しい幅
となるように構成されていたため、図10に示すように
場所によって電極幅が異なっていた。
製版に形成した駆動電極印刷用の孔部は、全て等しい幅
となるように構成されていたため、図10に示すように
場所によって電極幅が異なっていた。
【0044】図10は、駆動電極24の印刷工程後にお
けるグリーンシート上の電極幅を示す図である。
けるグリーンシート上の電極幅を示す図である。
【0045】図10に示すように、セラミックスのグリ
ーンシート上には、個々の圧電アクチュエータに対応す
る部位毎に、ロケーション番号が印刷されている。
ーンシート上には、個々の圧電アクチュエータに対応す
る部位毎に、ロケーション番号が印刷されている。
【0046】駆動電極24の印刷工程においては、公知
のスクリーン印刷と同様に製版上にインクを供給し、塗
布部材により一方向に塗布が行われるが、この方向は、
図10に示すロケーション番号1及び7から、ロケーシ
ョン番号6及び12の方向に設定されている。
のスクリーン印刷と同様に製版上にインクを供給し、塗
布部材により一方向に塗布が行われるが、この方向は、
図10に示すロケーション番号1及び7から、ロケーシ
ョン番号6及び12の方向に設定されている。
【0047】従って、製版の孔部の幅が全て等しい場合
には、前記の方向にインクを塗布した場合には、ロケー
ション番号1の電極24の幅は、ロケーション番号6の
電極24の幅よりも太くなり、逆に、ロケへション番号
6の電極24の幅は、ロケーション番号1の電極24の
幅よりも細くなってしまう。このように、電極幅が不均
一になってしまっていた。
には、前記の方向にインクを塗布した場合には、ロケー
ション番号1の電極24の幅は、ロケーション番号6の
電極24の幅よりも太くなり、逆に、ロケへション番号
6の電極24の幅は、ロケーション番号1の電極24の
幅よりも細くなってしまう。このように、電極幅が不均
一になってしまっていた。
【0048】しかしながら、本実施形態においては、ロ
ケーション番号1及び7に対応する製版の孔部の幅の方
が、ロケーション番号6及び12に対応する製版の孔部
の幅よりも細くなるように構成した。
ケーション番号1及び7に対応する製版の孔部の幅の方
が、ロケーション番号6及び12に対応する製版の孔部
の幅よりも細くなるように構成した。
【0049】そして、各ロケーション番号に対応する製
版の孔部の幅は、一度試し刷りをして、電極幅のばらつ
きの傾向を調べた上で、印刷後の電極幅が全て等しくな
るように、その大きさを設定した。
版の孔部の幅は、一度試し刷りをして、電極幅のばらつ
きの傾向を調べた上で、印刷後の電極幅が全て等しくな
るように、その大きさを設定した。
【0050】その結果、駆動電極24の印刷工程におい
ても、全ての電極幅を等しくすることが出来た。その結
果、圧電アクチュエータ20における電気的特性が各ヘ
ッドごとあるいは各圧力室において等しくなり、インク
吐出性能が各ヘッドごとあるいは各圧力室において等し
い圧電アクチュエータ20を製造することが出来た。
ても、全ての電極幅を等しくすることが出来た。その結
果、圧電アクチュエータ20における電気的特性が各ヘ
ッドごとあるいは各圧力室において等しくなり、インク
吐出性能が各ヘッドごとあるいは各圧力室において等し
い圧電アクチュエータ20を製造することが出来た。
【0051】特に、本実施形態においては、電極の幅は
250μm以下、好ましくは150μmという微細なも
のであるため、電極の印刷時における電極幅の変動が、
静電容量の変動に与える影響は大きい。しかしながら、
上述したように、本実施形態によれば、全ての電極幅が
均一であるため、250μm以下、好ましくは150μ
mという微細な電極を用いる場合でも、各電極の静電容
量を均一にし、各電極における電気的特性を揃えること
が出来るという極めて優れた効果を奏する。
250μm以下、好ましくは150μmという微細なも
のであるため、電極の印刷時における電極幅の変動が、
静電容量の変動に与える影響は大きい。しかしながら、
上述したように、本実施形態によれば、全ての電極幅が
均一であるため、250μm以下、好ましくは150μ
mという微細な電極を用いる場合でも、各電極の静電容
量を均一にし、各電極における電気的特性を揃えること
が出来るという極めて優れた効果を奏する。
【0052】
【発明の効果】請求項1記載の圧電素子の製造方法によ
れば、圧力室を形成するキャビティプレートに接着取り
付けされ、当該キャビティプレートと共にインクジェッ
トプリンタのヘッドを形成する圧電素子の製造方法にお
いて、電極パターンに応じて孔部を有する製版を形成す
る工程と、前記製版を用いて電極形成部材を試し刷りす
る工程と、前記試し刷りの後、印刷位置による電極パタ
ーン幅の不均一分布を測定する工程と、前記測定結果に
応じて、前記不均一を解消するように前記孔部の幅の修
正を行う工程と、前記修正した製版を用いて、圧電材料
からなるシート状部材上に電極パターンを形成する工程
とを設けたので、製造後の圧電素子において、各電極パ
ターン幅を等しくすることが出来、各チャンネルにおけ
る電気的特性を均一にすることが出来る。従って、各圧
力室あるいは各ヘッドにおける圧電素子の変位量が均一
になり、インクの吐出性能が均一な圧電素子を提供する
ことが出来る。
れば、圧力室を形成するキャビティプレートに接着取り
付けされ、当該キャビティプレートと共にインクジェッ
トプリンタのヘッドを形成する圧電素子の製造方法にお
いて、電極パターンに応じて孔部を有する製版を形成す
る工程と、前記製版を用いて電極形成部材を試し刷りす
る工程と、前記試し刷りの後、印刷位置による電極パタ
ーン幅の不均一分布を測定する工程と、前記測定結果に
応じて、前記不均一を解消するように前記孔部の幅の修
正を行う工程と、前記修正した製版を用いて、圧電材料
からなるシート状部材上に電極パターンを形成する工程
とを設けたので、製造後の圧電素子において、各電極パ
ターン幅を等しくすることが出来、各チャンネルにおけ
る電気的特性を均一にすることが出来る。従って、各圧
力室あるいは各ヘッドにおける圧電素子の変位量が均一
になり、インクの吐出性能が均一な圧電素子を提供する
ことが出来る。
【0053】請求項2記載の圧電素子の製造方法によれ
ば、前記製版は、前記孔部が一の圧電素子について複数
箇所に並設されて孔部群を形成すると共に、複数の圧電
素子を一度に製造するように、前記孔部群が各圧電素子
毎に複数箇所に並設されており、前記不均一を解消する
ための孔部の修正工程は、各孔部群毎に行われる工程で
あり、前記焼結後、圧電素子毎に切り離す工程をさらに
有するので、一度に複数の圧電素子を製造する場合で
も、各々の圧電素子において、電極幅の均一化を図るこ
とが出来る。
ば、前記製版は、前記孔部が一の圧電素子について複数
箇所に並設されて孔部群を形成すると共に、複数の圧電
素子を一度に製造するように、前記孔部群が各圧電素子
毎に複数箇所に並設されており、前記不均一を解消する
ための孔部の修正工程は、各孔部群毎に行われる工程で
あり、前記焼結後、圧電素子毎に切り離す工程をさらに
有するので、一度に複数の圧電素子を製造する場合で
も、各々の圧電素子において、電極幅の均一化を図るこ
とが出来る。
【0054】請求項3記載の圧電素子の製造方法によれ
ば、各電極パターン幅は、250μm以下に設定されて
いるので、電極幅が均一で、各電極の静電容量が均一に
揃えられた、非常の狭ピッチの圧電素子を容易に製造す
ることが出来る。
ば、各電極パターン幅は、250μm以下に設定されて
いるので、電極幅が均一で、各電極の静電容量が均一に
揃えられた、非常の狭ピッチの圧電素子を容易に製造す
ることが出来る。
【0055】請求項4記載の圧電素子の製造方法によれ
ば、前記電極パターンは、スクリーン印刷法を用いて形
成されるので、一度に多量の電極パターンを容易に形成
可能であり、しかも、上述のように各々の電極パターン
幅の均一化を図ることが出来る。
ば、前記電極パターンは、スクリーン印刷法を用いて形
成されるので、一度に多量の電極パターンを容易に形成
可能であり、しかも、上述のように各々の電極パターン
幅の均一化を図ることが出来る。
【0056】請求項5記載の圧電素子の製造方法によれ
ば、前記電極パターンは、Ag−Pdにより形成される
ので、均一な幅の電極パターンを容易に形成することが
出来る。
ば、前記電極パターンは、Ag−Pdにより形成される
ので、均一な幅の電極パターンを容易に形成することが
出来る。
【図1】本発明の一実施形態における圧電式インクジェ
ットヘッドのノズル側を上にした斜視図である。
ットヘッドのノズル側を上にした斜視図である。
【図2】図1の圧電式インクジェットヘッドの部品の分
解斜視図である。
解斜視図である。
【図3】図1の圧電式インクジェットヘッドを上方から
見た部品の分解斜視図である。
見た部品の分解斜視図である。
【図4】図1の圧電式インクジェットヘッドの本体フレ
ームの底板を下面側から見た下面図である。
ームの底板を下面側から見た下面図である。
【図5】図1の圧電式インクジェットヘッドにおけるフ
ロントヘッドユニットの斜視図である。
ロントヘッドユニットの斜視図である。
【図6】図1の圧電式インクジェットヘッドにおけるフ
ロントヘッドユニットの断面図である。
ロントヘッドユニットの断面図である。
【図7】図1の圧電式インクジェットヘッドにおけるキ
ャビティプレートの分解斜視図を示すものである。
ャビティプレートの分解斜視図を示すものである。
【図8】図1の圧電式インクジェットヘッドにおけるキ
ャビティプレートの分解拡大斜視図を示すものである。
ャビティプレートの分解拡大斜視図を示すものである。
【図9】図1の圧電式インクジェットヘッドにおける圧
電アクチュエータの分解拡大斜視図を示すものである。
電アクチュエータの分解拡大斜視図を示すものである。
【図10】従来の印刷工程後における圧電セラミックス
シート上の電極幅を示す図である。
シート上の電極幅を示す図である。
20 圧電アクチュエータ 21、22 圧電シート 23 絶縁シート 24 駆動電極 25 コモン電極 26、27 表面電極 30、31 凹み溝 32、33 側面電極
Claims (5)
- 【請求項1】 圧力室を形成するキャビティプレートに
接着取り付けされ、当該キャビティプレートと共にイン
クジェットプリンタのヘッドを形成する圧電素子の製造
方法であって、 電極パターンに応じて孔部を有する製版を形成する工程
と、 前記製版を用いて電極形成部材を試し刷りする工程と、 前記試し刷りの後、印刷位置による電極パターン幅の不
均一分布を測定する工程と、 前記測定結果に応じて、前記不均一を解消するように前
記孔部の幅の修正を行う工程と、 前記修正した製版を用いて、圧電材料からなるシート状
部材上に電極パターンを形成する工程と、 前記電極パターンが形成されたシート状部材を積層する
工程と、 前記積層されたシート状部材を、表面が平面状の支持部
材に載置する工程と、 前記載置されたシート状部材を焼結する工程と、 を備えたことを特徴とする圧電素子の製造方法。 - 【請求項2】 前記製版は、前記孔部が一の圧電素子に
ついて複数箇所に並設されて孔部群を形成すると共に、
複数の圧電素子を一度に製造するように、前記孔部群が
各圧電素子毎に複数箇所に並設されており、前記不均一
を解消するための孔部の修正工程は、各孔部群毎に行わ
れる工程であり、前記焼結後、圧電素子毎に切り離す工
程をさらに有することを特徴とする請求項1記載の圧電
素子の製造方法。 - 【請求項3】 前記各電極パターン幅は、250μm以
下に設定されていることを特徴とする請求項1または2
記載の圧電素子の製造方法。 - 【請求項4】 前記電極パターンを形成する工程は、ス
クリーン印刷法を用いる工程であることを特徴とする請
求項1ないし3のいずれか1記載の圧電素子の製造方
法。 - 【請求項5】 前記電極パターンを形成する電極材料は
Ag−Pdであることを特徴とする請求項1ないし4の
いずれか1記載の圧電素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000371057A JP2002172791A (ja) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | 圧電素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000371057A JP2002172791A (ja) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | 圧電素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002172791A true JP2002172791A (ja) | 2002-06-18 |
Family
ID=18840838
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000371057A Pending JP2002172791A (ja) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | 圧電素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002172791A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017061073A (ja) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | 東洋紡株式会社 | 高分子フィルム基板の画像パターン形成方法 |
-
2000
- 2000-12-06 JP JP2000371057A patent/JP2002172791A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017061073A (ja) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | 東洋紡株式会社 | 高分子フィルム基板の画像パターン形成方法 |
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