JP2000190494A - インクジェットプリンタヘッドアクチュエ―タ及びその製造方法 - Google Patents
インクジェットプリンタヘッドアクチュエ―タ及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、インクの噴射力が増強され、印刷効
率が向上されるようにすることと、チャンバ壁の下端部
での接合力を増強させ、安定された作動性の維持及び耐
久力の向上を達成させることを目的とする。 【解決手段】本発明は、平板の振動板と、振動板に一体
に結合され、板面には多数個のチャン１１０バが一定の
間隔で形成され、チャンバ壁１２０間のチャンバ１１０
の長さは振動板２００側の上部から下部に徐々に短くな
り、チャンバ壁１２０の厚さは、振動板２００と一体に
結合される結合端部より接合端部がより大きく形成され
るようにしたチャンバ板１００と、振動板２００の上部
に駆動部３００が順次、積層されるようにした構成であ
る。
率が向上されるようにすることと、チャンバ壁の下端部
での接合力を増強させ、安定された作動性の維持及び耐
久力の向上を達成させることを目的とする。 【解決手段】本発明は、平板の振動板と、振動板に一体
に結合され、板面には多数個のチャン１１０バが一定の
間隔で形成され、チャンバ壁１２０間のチャンバ１１０
の長さは振動板２００側の上部から下部に徐々に短くな
り、チャンバ壁１２０の厚さは、振動板２００と一体に
結合される結合端部より接合端部がより大きく形成され
るようにしたチャンバ板１００と、振動板２００の上部
に駆動部３００が順次、積層されるようにした構成であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チャンバ壁の厚さ
を振動板と一体に連結される断面積より反対側断面積が
より広く形成されるようにすることで、チャンバ板の接
合強度を増強させ、ヘッドの性能及びインクの噴射効率
が向上されるインクジェットプリンタヘッドアクチュエ
ータ及びその製造方法に関するものである。
を振動板と一体に連結される断面積より反対側断面積が
より広く形成されるようにすることで、チャンバ板の接
合強度を増強させ、ヘッドの性能及びインクの噴射効率
が向上されるインクジェットプリンタヘッドアクチュエ
ータ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的なインクジェットプリンタでイン
クを噴射させる部分をプリンタヘッドという。
クを噴射させる部分をプリンタヘッドという。
【０００３】プリンタヘッドによってインクを噴射させ
る方式として、これまで記録液を帯電したり、偏向させ
る方式を主に使用するため、高圧の電圧が必要となった
り、現在は記録液を大気の状態で噴射するＤＯＤ方式が
主に使用されており、より手軽な記録が可能になった。
る方式として、これまで記録液を帯電したり、偏向させ
る方式を主に使用するため、高圧の電圧が必要となった
り、現在は記録液を大気の状態で噴射するＤＯＤ方式が
主に使用されており、より手軽な記録が可能になった。
【０００４】このようなＤＯＤ方式には抵抗を利用する
ことで加熱式噴射方式と圧電素子を利用する振動式噴射
方法とが代表的である。
ことで加熱式噴射方式と圧電素子を利用する振動式噴射
方法とが代表的である。
【０００５】加熱式噴射方式は、特に、サーマルバブル
ジェット方式ともいい、これは図１に示すように、一般
的には、記録液が内装されるチャンバａ１、前記チャン
バａ１から被記録材（例えば、印刷用紙）に向けて開放
されるようにする噴射具ａ２、前記噴射具ａ２の反対側
でチャンバａ１の底に抵抗ａ３が備えられている。
ジェット方式ともいい、これは図１に示すように、一般
的には、記録液が内装されるチャンバａ１、前記チャン
バａ１から被記録材（例えば、印刷用紙）に向けて開放
されるようにする噴射具ａ２、前記噴射具ａ２の反対側
でチャンバａ１の底に抵抗ａ３が備えられている。
【０００６】従って、抵抗ａ３に所定の電圧が入力され
ると、チャンバａ１内の記録液が加熱され、蒸気ととも
に泡を発生させる。こうした泡の膨張によってチャンバ
ａ１内で一定量の記録液が噴射具ａ２を介して吐出さ
れ、被記録材に噴射されて印刷が行われる。
ると、チャンバａ１内の記録液が加熱され、蒸気ととも
に泡を発生させる。こうした泡の膨張によってチャンバ
ａ１内で一定量の記録液が噴射具ａ２を介して吐出さ
れ、被記録材に噴射されて印刷が行われる。
【０００７】しかし、こうした加熱式噴射方式で記録液
は、抵抗ａ３によって加熱されるため、記録液自体の化
学的成分変化を招来し、ついには噴射具ａ２が塞がり印
刷が予定どおり行われず、特に、反復的な電圧の入力に
よって抵抗ａ３の寿命が短くなるという短所がある。
は、抵抗ａ３によって加熱されるため、記録液自体の化
学的成分変化を招来し、ついには噴射具ａ２が塞がり印
刷が予定どおり行われず、特に、反復的な電圧の入力に
よって抵抗ａ３の寿命が短くなるという短所がある。
【０００８】また、振動式噴射方式は、圧電方式ともい
い、代表的には、図２に示すように、記録液が内装され
るチャンバｂ１、前記チャンバｂ１から被記録材（例え
ば、印刷用紙）に向けて開放されるようにした噴射具ｂ
２、及び前記噴射具ｂ２の反対側ｄでチャンバｂ１の底
に備えられる圧電素子ｂ３から構成される。
い、代表的には、図２に示すように、記録液が内装され
るチャンバｂ１、前記チャンバｂ１から被記録材（例え
ば、印刷用紙）に向けて開放されるようにした噴射具ｂ
２、及び前記噴射具ｂ２の反対側ｄでチャンバｂ１の底
に備えられる圧電素子ｂ３から構成される。
【０００９】即ち、振動式噴射方式では、加熱式噴射方
式での抵抗ａ３の代わりに、小型の圧電素子ｂ３を使用
して記録液を誘導できるようにする方式である。
式での抵抗ａ３の代わりに、小型の圧電素子ｂ３を使用
して記録液を誘導できるようにする方式である。
【００１０】この方式で圧電素子ｂ３に所定の電圧を印
加すると、圧電素子ｂ３が変形を起こし、このときチャ
ンバｂ１内の体積が瞬間的に変化しつつ、記録液が噴射
具ｂ２を介して吐出され、吐出された記録液は、被記録
材に噴射されることで印刷をするようになる。
加すると、圧電素子ｂ３が変形を起こし、このときチャ
ンバｂ１内の体積が瞬間的に変化しつつ、記録液が噴射
具ｂ２を介して吐出され、吐出された記録液は、被記録
材に噴射されることで印刷をするようになる。
【００１１】こうした振動式噴射方式は、加熱方式に比
べ記録液の化学的性質変化を防止することができ、より
安定的な噴射を実現するという利点があるため、最近で
は大部分のプリンタヘッドでこの方式が採用されてい
る。
べ記録液の化学的性質変化を防止することができ、より
安定的な噴射を実現するという利点があるため、最近で
は大部分のプリンタヘッドでこの方式が採用されてい
る。
【００１２】一方、図３は振動式噴射方式を採用したイ
ンクジェットプリンタヘッドの一例を図示したもので、
符号１は、インクを吐出させるノズルが形成されるノズ
ル板であり、符号２はノズル板１に積層される流路板で
ある。
ンクジェットプリンタヘッドの一例を図示したもので、
符号１は、インクを吐出させるノズルが形成されるノズ
ル板であり、符号２はノズル板１に積層される流路板で
ある。
【００１３】互いに積層されたノズル板１及び流路板２
の上部には通常、上下に貫通される溝であるチャンバ３
ａを有するチャンバ板３が積層され、このチャンバ板３
には振動板４が積層され、振動板４のチャンバ３ａが備
えられる上側面には圧電体５が付着される。
の上部には通常、上下に貫通される溝であるチャンバ３
ａを有するチャンバ板３が積層され、このチャンバ板３
には振動板４が積層され、振動板４のチャンバ３ａが備
えられる上側面には圧電体５が付着される。
【００１４】こうしたプリンタヘッドで、チャンバ板３
は、通常、セラミック材のグリーンシートをスクリーン
印刷によって塗布した後、パンチングによってチャンバ
３ａが形成されるようにし、このような状態で焼結させ
るのが一般的である。
は、通常、セラミック材のグリーンシートをスクリーン
印刷によって塗布した後、パンチングによってチャンバ
３ａが形成されるようにし、このような状態で焼結させ
るのが一般的である。
【００１５】このようにして、製作されるチャンバ３ａ
の側壁は、ほぼ垂直の形状をなし、チャンバ板３でのチ
ャンバ３ａは、チャンバ３ａ間の幅が一定に維持される
ようにしつつ、マトリックス形状に複数個形成される。
の側壁は、ほぼ垂直の形状をなし、チャンバ板３でのチ
ャンバ３ａは、チャンバ３ａ間の幅が一定に維持される
ようにしつつ、マトリックス形状に複数個形成される。
【００１６】一方、チャンバ板３の上部には振動板４が
積層され、この振動板４には圧電体５が付着されるが、
このときの圧電体５は、チャンバ３ａと対応する面に備
えられるようにしている。
積層され、この振動板４には圧電体５が付着されるが、
このときの圧電体５は、チャンバ３ａと対応する面に備
えられるようにしている。
【００１７】しかし、上記の構造では、図面のように、
チャンバ３ａの上端面の面積と下端面の面積とがすべて
同一形状であるため、圧電体５による振動板４のしなり
変形量がそれほど大きくなく、インクの噴射力が微弱と
なり、最適の印刷効率を実現させることができないとい
う短所がある。
チャンバ３ａの上端面の面積と下端面の面積とがすべて
同一形状であるため、圧電体５による振動板４のしなり
変形量がそれほど大きくなく、インクの噴射力が微弱と
なり、最適の印刷効率を実現させることができないとい
う短所がある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】図４は上記のインクジ
ェットプリンタヘッドの異なる技術構成を図示したもの
で、前記従来技術では図３のように、互いに上下に積層
されるようにしたノズル板１０と流路板２０の上部にエ
レクトロフォーミングによってチャンバー板３０を形成
し、このとき、チャンバー板３０には振動板５０が積層
され、この振動板４０のチャンバ３１と対応する上側面
に圧電体４０が付着されるようにする構成である。
ェットプリンタヘッドの異なる技術構成を図示したもの
で、前記従来技術では図３のように、互いに上下に積層
されるようにしたノズル板１０と流路板２０の上部にエ
レクトロフォーミングによってチャンバー板３０を形成
し、このとき、チャンバー板３０には振動板５０が積層
され、この振動板４０のチャンバ３１と対応する上側面
に圧電体４０が付着されるようにする構成である。
【００１９】ただし、チャンバ板３０に形成させるチャ
ンバ３１を上端面面積が下端面面積より小さく形成され
るようにするため、相対的にチャンバ壁の厚さが上部は
厚く、下部は薄い形状になるようにすることが特徴であ
る。
ンバ３１を上端面面積が下端面面積より小さく形成され
るようにするため、相対的にチャンバ壁の厚さが上部は
厚く、下部は薄い形状になるようにすることが特徴であ
る。
【００２０】このような構造は、チャンバ３１の振動板
４０側の断面積が図３で示すものより小さく形成されて
いるため、圧電体５０による振動板４０のしなり変形量
が一層小さく現れるようになり、インクを吐出させる噴
射力低減を招来するようになる。
４０側の断面積が図３で示すものより小さく形成されて
いるため、圧電体５０による振動板４０のしなり変形量
が一層小さく現れるようになり、インクを吐出させる噴
射力低減を招来するようになる。
【００２１】このため、印刷状態をさらに悪化する結果
がもたらされるだけでなく、流路板２０と接合されるチ
ャンバ壁の接合面積が大変小さく、圧電体５０による振
動板４０のしなり変形時、流路板２０との接合力の悪化
でヘッドの耐久力を低下させるため、使用寿命が短縮さ
れる深刻な問題がある。
がもたらされるだけでなく、流路板２０と接合されるチ
ャンバ壁の接合面積が大変小さく、圧電体５０による振
動板４０のしなり変形時、流路板２０との接合力の悪化
でヘッドの耐久力を低下させるため、使用寿命が短縮さ
れる深刻な問題がある。
【００２２】本発明は、チャンバ板に形成されるチャン
バの断面積が上端部から下端部に徐々に狭小される形状
になるようにして上端部で振動板のしなりモーメントが
極大化されるようにすることで、インクの噴射力が増強
され、印刷効率が向上されるようにすることにその目的
がある。
バの断面積が上端部から下端部に徐々に狭小される形状
になるようにして上端部で振動板のしなりモーメントが
極大化されるようにすることで、インクの噴射力が増強
され、印刷効率が向上されるようにすることにその目的
がある。
【００２３】また、本発明は、チャンバと対応するチャ
ンバ壁の断面積が上端部から下端部に徐々に広くなる形
状になるようにし、チャンバ壁の下端部での接合力を増
強させ、安定された作動性の維持及び耐久力の向上を達
成させることにもその目的がある。
ンバ壁の断面積が上端部から下端部に徐々に広くなる形
状になるようにし、チャンバ壁の下端部での接合力を増
強させ、安定された作動性の維持及び耐久力の向上を達
成させることにもその目的がある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、平板の振動板と、振動板に一体に結合さ
れ、板面には多数個のチャンバが一定の間隔で形成さ
れ、チャンバ壁間のチャンバの長さは振動板側の上部か
ら下部に徐々に短くなり、チャンバ壁の厚さは、振動板
と一体に結合される結合端部より接合端部がより大きく
形成されるようにしたチャンバ板と、振動板の上部に駆
動手段が順次、積層されるようにした構成であることを
その要旨とする。
に、本発明は、平板の振動板と、振動板に一体に結合さ
れ、板面には多数個のチャンバが一定の間隔で形成さ
れ、チャンバ壁間のチャンバの長さは振動板側の上部か
ら下部に徐々に短くなり、チャンバ壁の厚さは、振動板
と一体に結合される結合端部より接合端部がより大きく
形成されるようにしたチャンバ板と、振動板の上部に駆
動手段が順次、積層されるようにした構成であることを
その要旨とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】図５は、本発明に従う好ましい実
施形態を示したもので、符号１００はチャンバ板であ
り、符号２００は振動板であり、符号３００は圧電体と
電極とを結合させた駆動手段である。
施形態を示したもので、符号１００はチャンバ板であ
り、符号２００は振動板であり、符号３００は圧電体と
電極とを結合させた駆動手段である。
【００２６】チャンバ板１００は、平板に上下に貫通さ
れる溝であるチャンバ１１０が一定間隔に形成されるよ
うにしたもので、このときチャンバ１１０は上部が広
く、下部に行くほど狭くなる断面積を有する点に特徴が
ある。
れる溝であるチャンバ１１０が一定間隔に形成されるよ
うにしたもので、このときチャンバ１１０は上部が広
く、下部に行くほど狭くなる断面積を有する点に特徴が
ある。
【００２７】従って、チャンバ板１００でチャンバ１１
０の間に備えられるチャンバ壁１２０は、チャンバ１１
０と対応される形状である上部が薄く、下部に行くほど
厚くなる断面積を有する形状である。
０の間に備えられるチャンバ壁１２０は、チャンバ１１
０と対応される形状である上部が薄く、下部に行くほど
厚くなる断面積を有する形状である。
【００２８】そして、チャンバ板１００の断面積が広い
チャンバ１１０の上部には平板の振動板２００が一体に
結合されるようにし、これでチャンバ１１０の上部は振
動板２００によってカバーされるようにし、こうした振
動板２００のチャンバ１１０と対応する上部面には、圧
電体と電極とを結合させた駆動手段３００が蒸着される
ようにすることで、アクチュエータをなす構成である。
チャンバ１１０の上部には平板の振動板２００が一体に
結合されるようにし、これでチャンバ１１０の上部は振
動板２００によってカバーされるようにし、こうした振
動板２００のチャンバ１１０と対応する上部面には、圧
電体と電極とを結合させた駆動手段３００が蒸着される
ようにすることで、アクチュエータをなす構成である。
【００２９】一方、図５の構成でチャンバ板１００の底
部に流路板を接合させたり、リストリクタ板又はリザー
バ板のようなインクの流出入を案内する流路板手段を適
切に接合させつつ、最後に、ノズル板を接合させると、
インクジェットプリンタのヘッドが作られるようにな
る。
部に流路板を接合させたり、リストリクタ板又はリザー
バ板のようなインクの流出入を案内する流路板手段を適
切に接合させつつ、最後に、ノズル板を接合させると、
インクジェットプリンタのヘッドが作られるようにな
る。
【００３０】このような本発明は、チャンバ板１００
と、振動板２００と、駆動手段３００とを結合する構造
において、特に、チャンバ板１００に形成されるチャン
バ１１０とチャンバ壁１２０とを互いに対応する関係の
断面積を有する図６のような形状を有するようにする点
に特徴がある。
と、振動板２００と、駆動手段３００とを結合する構造
において、特に、チャンバ板１００に形成されるチャン
バ１１０とチャンバ壁１２０とを互いに対応する関係の
断面積を有する図６のような形状を有するようにする点
に特徴がある。
【００３１】これをより具体的に説明すると、通常、チ
ャンバ板１００でチャンバ１１０の断面積とチャンバ壁
１２０の断面積は、互いに対応する関係で構成される
が、例えば、チャンバ１１０の断面積とチャンバ壁１２
０の断面積が重なり合ってチャンバ板１００を形成する
ため、チャンバ１１０の断面積が大きくなる比率分、チ
ャンバ壁１２０の断面積は減り、チャンバ１１０の断面
積が減る比率分、チャンバ壁１２０の断面積は拡張す
る。
ャンバ板１００でチャンバ１１０の断面積とチャンバ壁
１２０の断面積は、互いに対応する関係で構成される
が、例えば、チャンバ１１０の断面積とチャンバ壁１２
０の断面積が重なり合ってチャンバ板１００を形成する
ため、チャンバ１１０の断面積が大きくなる比率分、チ
ャンバ壁１２０の断面積は減り、チャンバ１１０の断面
積が減る比率分、チャンバ壁１２０の断面積は拡張す
る。
【００３２】本発明では、こうしたチャンバ板１００を
形成する際、チャンバ１１０は上側の水平断面積ＣＵが
最も大きく、下側に降りるほど狭くなる形状になるよう
にしつつ、それと対応するチャンバ壁１２０は、下側の
水平断面積ＣＷＬが最も大きく、上側に上がるほど狭く
なる形状に形成されている。
形成する際、チャンバ１１０は上側の水平断面積ＣＵが
最も大きく、下側に降りるほど狭くなる形状になるよう
にしつつ、それと対応するチャンバ壁１２０は、下側の
水平断面積ＣＷＬが最も大きく、上側に上がるほど狭く
なる形状に形成されている。
【００３３】このとき、チャンバ１１０の上下側水平断
面積ＣＵ，ＣＬとチャンバ壁１２０の水平断面積Ｃ
ＷＵ，ＣＷＬは、それぞれ垂直線上の中心が同一であ
る。
面積ＣＵ，ＣＬとチャンバ壁１２０の水平断面積Ｃ
ＷＵ，ＣＷＬは、それぞれ垂直線上の中心が同一であ
る。
【００３４】一方、チャンバ１１０の水平断面積ＣＵ，
ＣＬが上側から下側に徐々に狭くなりつつ、チャンバ壁
１２０間の間隙が必ず上側から下側に短くなる場合に
も、反対に下側から上側にいくほど短くなる場合も起こ
り、少なくともある対向する面が垂直に形成される場合
も生じる。
ＣＬが上側から下側に徐々に狭くなりつつ、チャンバ壁
１２０間の間隙が必ず上側から下側に短くなる場合に
も、反対に下側から上側にいくほど短くなる場合も起こ
り、少なくともある対向する面が垂直に形成される場合
も生じる。
【００３５】即ち、チャンバ１１０を同一の形状で備え
つつ、上側から下側に、又は下側から上側に水平断面積
が一定の比率で拡大及び縮小されるようにすると、必
ず、チャンバ１１０は示された図面のような形状でチャ
ンバ壁１２０の外周面が一定の傾斜角をなす形状にな
り、万一、チャンバ１１０の断面積形状が互いに異なる
形状である場合には水平断面積がいくら一定の比率で拡
大及び縮小されても、チャンバ壁１２０の外周面が多様
に形成される。
つつ、上側から下側に、又は下側から上側に水平断面積
が一定の比率で拡大及び縮小されるようにすると、必
ず、チャンバ１１０は示された図面のような形状でチャ
ンバ壁１２０の外周面が一定の傾斜角をなす形状にな
り、万一、チャンバ１１０の断面積形状が互いに異なる
形状である場合には水平断面積がいくら一定の比率で拡
大及び縮小されても、チャンバ壁１２０の外周面が多様
に形成される。
【００３６】しかしながら、チャンバ１１０の形成を機
械的に遂行したり、化学的に遂行するどの場合でも、チ
ャンバ板１００でのチャンバ１１０の均一な形成及び再
現が有利なように上側から下側に、又はその反対方向に
同一の断面形状を有するように形成することが一般的で
あるため、本発明でも上側から下側に同一の断面形状を
なしつつ、下側に行くほど徐々に断面積が縮小される形
状として具現されるようにすることが好ましい。
械的に遂行したり、化学的に遂行するどの場合でも、チ
ャンバ板１００でのチャンバ１１０の均一な形成及び再
現が有利なように上側から下側に、又はその反対方向に
同一の断面形状を有するように形成することが一般的で
あるため、本発明でも上側から下側に同一の断面形状を
なしつつ、下側に行くほど徐々に断面積が縮小される形
状として具現されるようにすることが好ましい。
【００３７】一方、上述のように、チャンバ１１０の断
面積に対応するように形成されるチャンバ壁１２０は、
チャンバ１１０の形状とは反対に水平断面積ＣＷＵ，Ｃ
ＷＬが上側から下側に行くほど徐々に広くなる構成にな
る。
面積に対応するように形成されるチャンバ壁１２０は、
チャンバ１１０の形状とは反対に水平断面積ＣＷＵ，Ｃ
ＷＬが上側から下側に行くほど徐々に広くなる構成にな
る。
【００３８】従って、チャンバ壁１２０の底面は、通
常、別途の流路板やリストリクタ板、又はリザーバ板等
のような流路板手段及びノズル板等と接合される構成で
あるため、このように接合される断面積の拡張は、結局
接合される部材との接合力を決定する重要な要因にな
る。
常、別途の流路板やリストリクタ板、又はリザーバ板等
のような流路板手段及びノズル板等と接合される構成で
あるため、このように接合される断面積の拡張は、結局
接合される部材との接合力を決定する重要な要因にな
る。
【００３９】参考に、アクチュエータでのインク噴射力
は、振動板２００のしなり変形のモーメントによって最
も大きく決定され、こうしたしなり変形のモーメントは
チャンバ１１０での充分な作動空間の提供によって可能
になる。
は、振動板２００のしなり変形のモーメントによって最
も大きく決定され、こうしたしなり変形のモーメントは
チャンバ１１０での充分な作動空間の提供によって可能
になる。
【００４０】従って、図７でのように振動板２００側の
チャンバ１１０の水平断面積ＣＵを他側の水平断面積Ｃ
Ｌより大きく拡張すると、振動板２００のしなり変形量
が大きくなり、より大きな噴射力を発揮することができ
るようになる。
チャンバ１１０の水平断面積ＣＵを他側の水平断面積Ｃ
Ｌより大きく拡張すると、振動板２００のしなり変形量
が大きくなり、より大きな噴射力を発揮することができ
るようになる。
【００４１】また、駆動手段３００の変形時、振動板２
００を介して、通常、チャンバ壁１２０には一定のモー
メントが伝達されるが、こうしたモーメントによってチ
ャンバ壁１２０には、構造的なクロストークが発生し、
これによってチャンバ壁１２０の底面に接合される流路
板手段との接着層が破壊される、といった問題が発生す
る。
００を介して、通常、チャンバ壁１２０には一定のモー
メントが伝達されるが、こうしたモーメントによってチ
ャンバ壁１２０には、構造的なクロストークが発生し、
これによってチャンバ壁１２０の底面に接合される流路
板手段との接着層が破壊される、といった問題が発生す
る。
【００４２】こうしたモーメントは、プリンタヘッドの
構造的な強度を決定する主要原因になるため、特にチャ
ンバの下部でチャンバ板が接合される強度によってプリ
ンタヘッド全体の構造的な強度が決定されるといっても
過言ではない。
構造的な強度を決定する主要原因になるため、特にチャ
ンバの下部でチャンバ板が接合される強度によってプリ
ンタヘッド全体の構造的な強度が決定されるといっても
過言ではない。
【００４３】一方、圧電体の収縮及び膨張による変形と
復元が反復されつつ、駆動手段によって発生する水平力
Ｆｈと振動板のしなり発生時のしなりモーメントが通
常、チャンバ板１００の接合強度を決定する主要成分で
あり、このとき水平力Ｆｈによって発生するモーメント
Ｍｈは、Ｍｈ＝Ｆｈ・ｈであり、ここでｈは、振動板２
００の厚さ中心から接着面までの高さである。
復元が反復されつつ、駆動手段によって発生する水平力
Ｆｈと振動板のしなり発生時のしなりモーメントが通
常、チャンバ板１００の接合強度を決定する主要成分で
あり、このとき水平力Ｆｈによって発生するモーメント
Ｍｈは、Ｍｈ＝Ｆｈ・ｈであり、ここでｈは、振動板２
００の厚さ中心から接着面までの高さである。
【００４４】従って、駆動手段３００によって発生する
総モーメントをＭｔｏｔａｌ＝ＭＢ＋Ｍｈ＝ＭＢ＋Ｆｈ
・ｈとし、チャンバ板１００の接合力をＦＡとすると
き、これによる抵抗モーメントＭＲ＝ＦＡ・ｄであり、
このときのｄは、チャンバ壁１２０の接合面中心からチ
ャンバ１１０側端部までの間の長さを示す。
総モーメントをＭｔｏｔａｌ＝ＭＢ＋Ｍｈ＝ＭＢ＋Ｆｈ
・ｈとし、チャンバ板１００の接合力をＦＡとすると
き、これによる抵抗モーメントＭＲ＝ＦＡ・ｄであり、
このときのｄは、チャンバ壁１２０の接合面中心からチ
ャンバ１１０側端部までの間の長さを示す。
【００４５】そのため、駆動手段３００の変形力による
クロストークと構造的な変形を防止するためには接合
力、即ち、抵抗モーメントが総モーメントよりは大きく
なければならないため、式ＦＡ・ｄ＞＞ＭＢ＋Ｆｈ・ｈ
を満足しなければならない。
クロストークと構造的な変形を防止するためには接合
力、即ち、抵抗モーメントが総モーメントよりは大きく
なければならないため、式ＦＡ・ｄ＞＞ＭＢ＋Ｆｈ・ｈ
を満足しなければならない。
【００４６】このように接合力ＦＡを同一の接合方法で
適用するとき、結局、総モーメントＭｔｏｔａｌに対し
て、さらに大きい抵抗モーメントＭＲを得るためには、
接合面積を広くするほかなく、こうした接合面積の拡張
は、接合面中心からチャンバ側端部までの間の長さであ
るｄを大きくする方法によって、はじめて達成させるこ
とができる。こうした接合面積の拡張で、総モーメント
Ｍｔｏｔａｌよりさらに大きい抵抗モーメントＭＲを提
供させ、常に安定した作動構造が維持されている。
適用するとき、結局、総モーメントＭｔｏｔａｌに対し
て、さらに大きい抵抗モーメントＭＲを得るためには、
接合面積を広くするほかなく、こうした接合面積の拡張
は、接合面中心からチャンバ側端部までの間の長さであ
るｄを大きくする方法によって、はじめて達成させるこ
とができる。こうした接合面積の拡張で、総モーメント
Ｍｔｏｔａｌよりさらに大きい抵抗モーメントＭＲを提
供させ、常に安定した作動構造が維持されている。
【００４７】従って、本発明は、インクジェットプリン
タヘッドのアクチュエータの構造で、特に、チャンバ１
１０を振動板２００側の上側端部から下側端部に徐々に
水平断面積ＣＵ，ＣＬが狭くなる形状になるようにし
て、振動板２００のしなりモーメントを極大化させるこ
とでチャンバ１１０でのインク噴射効率が増大され、ま
たチャンバ壁１２０を振動板２００側の上側端部より下
側端部を水平断面積ＣＷ Ｕ，ＣＷＬがさらに広く形成さ
れるようにすることで、チャンバ壁１２０の接合強度を
増強させ、振動板２００のしなりモーメントに対する抵
抗モーメントＭＲの増大でより堅固な耐久力を持つこと
ができるようにする。
タヘッドのアクチュエータの構造で、特に、チャンバ１
１０を振動板２００側の上側端部から下側端部に徐々に
水平断面積ＣＵ，ＣＬが狭くなる形状になるようにし
て、振動板２００のしなりモーメントを極大化させるこ
とでチャンバ１１０でのインク噴射効率が増大され、ま
たチャンバ壁１２０を振動板２００側の上側端部より下
側端部を水平断面積ＣＷ Ｕ，ＣＷＬがさらに広く形成さ
れるようにすることで、チャンバ壁１２０の接合強度を
増強させ、振動板２００のしなりモーメントに対する抵
抗モーメントＭＲの増大でより堅固な耐久力を持つこと
ができるようにする。
【００４８】次に、上記のような本発明の構成における
製作工程について説明する。
製作工程について説明する。
【００４９】（実施形態１）図８乃至図１３は、本発明
に従うアクチュエータの製造方法を図示した実施形態１
で、まず、図８でのように別途の基板４００を備え、こ
の基板４００の上部に金属材の振動板２００を成形す
る。このときの振動板２００は、エレクトロフォーミン
グ、又はスパッタリングやエバポレーションのような真
空蒸着等によって成形されるようにする。
に従うアクチュエータの製造方法を図示した実施形態１
で、まず、図８でのように別途の基板４００を備え、こ
の基板４００の上部に金属材の振動板２００を成形す
る。このときの振動板２００は、エレクトロフォーミン
グ、又はスパッタリングやエバポレーションのような真
空蒸着等によって成形されるようにする。
【００５０】また、振動板２００は、プレシングによっ
て薄板に圧延製作されるようにし、別途に備えられる基
板４００に接合させて形成されるようにすることもでき
る。
て薄板に圧延製作されるようにし、別途に備えられる基
板４００に接合させて形成されるようにすることもでき
る。
【００５１】このようにして、製作される振動板２００
は、約１０μｍ〜２０μｍの厚さに形成されるように
し、材質の主な成分は、ニッケルのような金属材やセラ
ミック等を使用するが、最も好ましくはステンレススチ
ールを使用することである。
は、約１０μｍ〜２０μｍの厚さに形成されるように
し、材質の主な成分は、ニッケルのような金属材やセラ
ミック等を使用するが、最も好ましくはステンレススチ
ールを使用することである。
【００５２】基板４００に備えさせた振動板２００の上
部には、図９に示すように、フォトレジスタ５００を塗
布し、塗布されるフォトレジスタ５００の厚さは、少な
くとも作ろうとするチャンバ板の厚さより、さらに厚く
塗布されるようにする。
部には、図９に示すように、フォトレジスタ５００を塗
布し、塗布されるフォトレジスタ５００の厚さは、少な
くとも作ろうとするチャンバ板の厚さより、さらに厚く
塗布されるようにする。
【００５３】フォトレジスタ５００は、その上部でマス
ク６００を利用して、図１０のように露光及び現像をし
た後、洗滌液を使用して、不必要な部分を除去するパタ
ーニングをする。
ク６００を利用して、図１０のように露光及び現像をし
た後、洗滌液を使用して、不必要な部分を除去するパタ
ーニングをする。
【００５４】このとき、使用されるフォトレジスタ５０
０は、ポジティブ型フォトレジスタを使用することが好
ましいが、これに限定されない。
０は、ポジティブ型フォトレジスタを使用することが好
ましいが、これに限定されない。
【００５５】こうしたフォトレジスタ５００のパターニ
ング時、露光される面積は、上端部が最も大きく、下端
部に行くほど狭くなるインテンシティ効果によって、結
局、残るようになるフォトレジスタ５００は、上部側断
面積が下部側断面積より大きく形成される図１０のよう
な形状に残るようになる。
ング時、露光される面積は、上端部が最も大きく、下端
部に行くほど狭くなるインテンシティ効果によって、結
局、残るようになるフォトレジスタ５００は、上部側断
面積が下部側断面積より大きく形成される図１０のよう
な形状に残るようになる。
【００５６】従って、振動板２００の上部にはパターニ
ングによって一部が除去された状態でフォトレジスタ５
００が残るようになるが、こうしたフォトレジスタ５０
０の間に形成される空間部に、図１０に示すように、エ
レクトロフォーミングによってチャンバ板１００を１０
０μｍ〜１５０μｍの厚さに蒸着させる。
ングによって一部が除去された状態でフォトレジスタ５
００が残るようになるが、こうしたフォトレジスタ５０
０の間に形成される空間部に、図１０に示すように、エ
レクトロフォーミングによってチャンバ板１００を１０
０μｍ〜１５０μｍの厚さに蒸着させる。
【００５７】チャンバ板１００を必要とする厚さ分、蒸
着させた後、洗滌液を使用し、振動板２００の上部に残
っているフォトレジスタ５００を図１２のように、完全
除去させるようになると、チャンバ板１００ではフォト
レジスタ５００が除去されつつ、振動板２００の一側端
部から他側端部に水平断面積が徐々に狭小されるような
形状のチャンバ１１０が形成される。
着させた後、洗滌液を使用し、振動板２００の上部に残
っているフォトレジスタ５００を図１２のように、完全
除去させるようになると、チャンバ板１００ではフォト
レジスタ５００が除去されつつ、振動板２００の一側端
部から他側端部に水平断面積が徐々に狭小されるような
形状のチャンバ１１０が形成される。
【００５８】この状態で、振動板２００を支えている基
板４００を除去すると、図に示すとおり、振動板２００
側の一端部から他端部にチャンバ１１０の水平断面積が
徐々に狭小されるとともに、このときのチャンバ壁１２
０は、それと反対に水平断面積が振動板２００側に対応
する方向に徐々に広くなる構造を形成するようになる。
板４００を除去すると、図に示すとおり、振動板２００
側の一端部から他端部にチャンバ１１０の水平断面積が
徐々に狭小されるとともに、このときのチャンバ壁１２
０は、それと反対に水平断面積が振動板２００側に対応
する方向に徐々に広くなる構造を形成するようになる。
【００５９】従って、正面からみると、断面が上部は狭
く、下部は広い台形形状のチャンバ壁１２０と上部が広
く、下部は狭い逆台形形状のチャンバ１１０を有するチ
ャンバ板１００が形成されるようになる。
く、下部は広い台形形状のチャンバ壁１２０と上部が広
く、下部は狭い逆台形形状のチャンバ１１０を有するチ
ャンバ板１００が形成されるようになる。
【００６０】このように、製作される構造で、振動板２
００のチャンバ１１０と対応する面に圧電体と電極を積
層させた駆動手段３００が備えることで、図５でのよう
なインクジェットプリンタヘッドのアクチュエータを得
ることができるのである。
００のチャンバ１１０と対応する面に圧電体と電極を積
層させた駆動手段３００が備えることで、図５でのよう
なインクジェットプリンタヘッドのアクチュエータを得
ることができるのである。
【００６１】一方、前記アクチュエータのチャンバ板１
００の下部、即ち、チャンバ壁１２０の水平断面積が広
く形成されるようした底面に流路板やリストリクタ板、
又はリザーバ板等が接合され、最終的にノズル板を接合
させると、インクジェットプリンタヘッドが完成する。
００の下部、即ち、チャンバ壁１２０の水平断面積が広
く形成されるようした底面に流路板やリストリクタ板、
又はリザーバ板等が接合され、最終的にノズル板を接合
させると、インクジェットプリンタヘッドが完成する。
【００６２】このようにして製作されるアクチュエータ
は、図７に示すように、外部から電源が駆動手段３００
に入力され、駆動手段３００によって振動板２００がし
なり変形するようになるとき、より広くなったチャンバ
１１０の振動板２００側の水平断面積ＣＵによってしな
り変形モーメントを極大化させることができる。
は、図７に示すように、外部から電源が駆動手段３００
に入力され、駆動手段３００によって振動板２００がし
なり変形するようになるとき、より広くなったチャンバ
１１０の振動板２００側の水平断面積ＣＵによってしな
り変形モーメントを極大化させることができる。
【００６３】（実施形態２）一方、図１４乃至図１８
は、本発明に従う実施形態２を示しており、実施形態２
では、まず、図１４のように、約１００μｍ〜１５０μ
ｍの厚さにチャンバ板１００を備え、このときのチャン
バ板１００は、実施形態１のような金属の材質で形成さ
れるようにする。
は、本発明に従う実施形態２を示しており、実施形態２
では、まず、図１４のように、約１００μｍ〜１５０μ
ｍの厚さにチャンバ板１００を備え、このときのチャン
バ板１００は、実施形態１のような金属の材質で形成さ
れるようにする。
【００６４】図１５は、上記のように形成させたチャン
バ板１００の両板面にフォトレジスタ５００を一定の厚
さに塗布し、一側の板面に塗布されているフォトレジス
タ５００は、マスクを利用して露光及び現像をした後、
洗滌液を使用して不必要な部分が除去される。
バ板１００の両板面にフォトレジスタ５００を一定の厚
さに塗布し、一側の板面に塗布されているフォトレジス
タ５００は、マスクを利用して露光及び現像をした後、
洗滌液を使用して不必要な部分が除去される。
【００６５】このように、フォトレジスタ５００が除去
され、一部の板面が露出されるチャンバ板１００には、
エッチング液を供給して、エッチングが遂行されるよう
にする。エッチングされるチャンバ板１００には、図１
６のような形状、即ち、エッチング液が供給される上部
から徐々にエッチング範囲が小さくなる形状にパターニ
ングがなされる。
され、一部の板面が露出されるチャンバ板１００には、
エッチング液を供給して、エッチングが遂行されるよう
にする。エッチングされるチャンバ板１００には、図１
６のような形状、即ち、エッチング液が供給される上部
から徐々にエッチング範囲が小さくなる形状にパターニ
ングがなされる。
【００６６】このとき、実施されるエッチングは、フォ
トレジスタ５００が塗布されたチャンバ板１００をエッ
チング溶液に浸し、エッチングするウェットエッチング
で行うこともできるが、より汎用される方法であるスプ
レーでエッチング液をフォトレジスタ５００が除去され
た部分に噴射させてエッチングしようとする部分がエッ
チングされるようにすることが好ましい。
トレジスタ５００が塗布されたチャンバ板１００をエッ
チング溶液に浸し、エッチングするウェットエッチング
で行うこともできるが、より汎用される方法であるスプ
レーでエッチング液をフォトレジスタ５００が除去され
た部分に噴射させてエッチングしようとする部分がエッ
チングされるようにすることが好ましい。
【００６７】エッチングによってチャンバ板１００をパ
ターニングした後、チャンバ板１００に塗布されている
フォトレジスタ５００を、洗滌液を使用して完全除去さ
せると、図１７でのように上部から下部に水平断面積が
徐々に小さくなる形状のチャンバ１１０が形成されると
ともに、チャンバ１１０間のチャンバ壁１２０は、それ
と反対に上部から下部に水平断面積が徐々に大きくなる
形状に形成されるチャンバ板１００を得るようになる。
ターニングした後、チャンバ板１００に塗布されている
フォトレジスタ５００を、洗滌液を使用して完全除去さ
せると、図１７でのように上部から下部に水平断面積が
徐々に小さくなる形状のチャンバ１１０が形成されると
ともに、チャンバ１１０間のチャンバ壁１２０は、それ
と反対に上部から下部に水平断面積が徐々に大きくなる
形状に形成されるチャンバ板１００を得るようになる。
【００６８】このようにして、製作されるチャンバ板１
００のチャンバ１１０の水平断面積が相対的に大きく形
成される一側面に約１０μｍ〜２０μｍの厚さを有する
振動板２００が図１８でのように接合されるようにし、
このときの接合は、チャンバ板１００と振動板２００と
が同一の材質である場合、ブレージングで一体化される
ようにする。
００のチャンバ１１０の水平断面積が相対的に大きく形
成される一側面に約１０μｍ〜２０μｍの厚さを有する
振動板２００が図１８でのように接合されるようにし、
このときの接合は、チャンバ板１００と振動板２００と
が同一の材質である場合、ブレージングで一体化される
ようにする。
【００６９】一方、振動板２００は、上述のように厚さ
が約１０μｍ〜２０μｍのたいへん薄く形成される構造
であるため、それ自体のみでは取り扱いが難しい。
が約１０μｍ〜２０μｍのたいへん薄く形成される構造
であるため、それ自体のみでは取り扱いが難しい。
【００７０】従って、振動板２００は、図１９に示すよ
うに、別途の基板４００を利用して基板４００上にエレ
クトロフォーミングによって必要とする厚さに成形され
るようにし、基板４００とともにチャンバ板１００に図
２０のように結合された後、振動板２００から基板４０
０が分離されるようにする方法によって結合させるよう
にすることが最も好ましい。
うに、別途の基板４００を利用して基板４００上にエレ
クトロフォーミングによって必要とする厚さに成形され
るようにし、基板４００とともにチャンバ板１００に図
２０のように結合された後、振動板２００から基板４０
０が分離されるようにする方法によって結合させるよう
にすることが最も好ましい。
【００７１】こうした方法によってチャンバ板１００と
振動板２００とを結合させた状態で振動板２００のチャ
ンバ１１０と対応する面に圧電体と電極が一体に結合さ
れるようにした駆動手段３００が結合されることで、プ
リンタヘッドのアクチュエータが製作される。
振動板２００とを結合させた状態で振動板２００のチャ
ンバ１１０と対応する面に圧電体と電極が一体に結合さ
れるようにした駆動手段３００が結合されることで、プ
リンタヘッドのアクチュエータが製作される。
【００７２】（実施形態３）図２１乃至図２４は、本発
明に従う実施形態３を示すもので、実施形態３でのチャ
ンバ板１００は、図２１に示すようにプレスを使用した
パンチングによってチャンバ１１０を形成する点に特徴
がある。
明に従う実施形態３を示すもので、実施形態３でのチャ
ンバ板１００は、図２１に示すようにプレスを使用した
パンチングによってチャンバ１１０を形成する点に特徴
がある。
【００７３】即ち、固定金型６１０とパンチ６２０とを
備えるプレスの固定金型６１０とパンチ６２０との互い
に対向する面に作ろうとするチャンバの形状と同一形状
で固定金型６１０には溝を、そして、パンチ６２０には
溝に相応する形状の突起が互いに対応するように形成さ
れている。
備えるプレスの固定金型６１０とパンチ６２０との互い
に対向する面に作ろうとするチャンバの形状と同一形状
で固定金型６１０には溝を、そして、パンチ６２０には
溝に相応する形状の突起が互いに対応するように形成さ
れている。
【００７４】このとき、固定金型６１０とパンチ６２０
とに形成される溝と突起は、それぞれ上向き及び下向き
に水平断面積が徐々に大きくなる形状にすることで、側
面は、所定の角度のテーパ状に傾斜する。
とに形成される溝と突起は、それぞれ上向き及び下向き
に水平断面積が徐々に大きくなる形状にすることで、側
面は、所定の角度のテーパ状に傾斜する。
【００７５】一方、固定金型６１０とパンチ６２０との
間には、約１００μｍ〜１５０μｍの厚さにすでに製作
された平板よりなる金属材のチャンバ板１００を挿入し
た後、図２２のように、パンチ６２０を下降させてパン
チングすると、チャンバ板１００は、図２３のような形
状に下向きに水平断面積が徐々に大きくなる形状に溝が
形成され、このとき、その溝の下端部には、チャンバ板
１００の底面から一部下向きに湾曲されつつ突出する部
分が生じる。
間には、約１００μｍ〜１５０μｍの厚さにすでに製作
された平板よりなる金属材のチャンバ板１００を挿入し
た後、図２２のように、パンチ６２０を下降させてパン
チングすると、チャンバ板１００は、図２３のような形
状に下向きに水平断面積が徐々に大きくなる形状に溝が
形成され、このとき、その溝の下端部には、チャンバ板
１００の底面から一部下向きに湾曲されつつ突出する部
分が生じる。
【００７６】このとき、底面に突出された部分を研磨し
て除去させると、図２４のように台形形状のチャンバ１
１０が形成されるチャンバ板１００が製作され、このよ
うに製作されたチャンバ板１００のより大きい断面積に
開放された上部面に実施形態２のような方法で振動板２
００を備え、接合させると、必要とする形状のチャンバ
１１０及びチャンバ壁１２０を有するアクチュエータが
製作される。
て除去させると、図２４のように台形形状のチャンバ１
１０が形成されるチャンバ板１００が製作され、このよ
うに製作されたチャンバ板１００のより大きい断面積に
開放された上部面に実施形態２のような方法で振動板２
００を備え、接合させると、必要とする形状のチャンバ
１１０及びチャンバ壁１２０を有するアクチュエータが
製作される。
【００７７】このようにして製作されるチャンバ板１０
０と振動板２００との結合構造で振動板２００のチャン
バ１１０と対応する面に圧電体と電極を結合した駆動手
段３００が付着されることで、アクチュエータを製作す
るようになり、また、こうしたアクチュエータにチャン
バ板１００の底面に流路板やリストリクタ板及びリザー
バ板等が接合されるようにし、最後にノズル板が接合さ
れることで、インクジェットプリンタヘッドを製作する
ようになる。
０と振動板２００との結合構造で振動板２００のチャン
バ１１０と対応する面に圧電体と電極を結合した駆動手
段３００が付着されることで、アクチュエータを製作す
るようになり、また、こうしたアクチュエータにチャン
バ板１００の底面に流路板やリストリクタ板及びリザー
バ板等が接合されるようにし、最後にノズル板が接合さ
れることで、インクジェットプリンタヘッドを製作する
ようになる。
【００７８】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明は、イン
クジェットプリンタヘッドでインクの噴射効率に直接的
な影響を及ぼすチャンバの形状とこれらチャンバ間の隔
壁であるチャンバ壁を互いに対応する形状として形成す
ることで、改善されたチャンバによっては、振動板のし
なり変形力を極大化させ、インク噴射効率が向上され、
チャンバ壁によっては、インクの流路を提供する構造物
とのより増強された接合強度を提供することで、アクチ
ュエータの安定した駆動性及び堅固な耐久力を実現する
ことができる。
クジェットプリンタヘッドでインクの噴射効率に直接的
な影響を及ぼすチャンバの形状とこれらチャンバ間の隔
壁であるチャンバ壁を互いに対応する形状として形成す
ることで、改善されたチャンバによっては、振動板のし
なり変形力を極大化させ、インク噴射効率が向上され、
チャンバ壁によっては、インクの流路を提供する構造物
とのより増強された接合強度を提供することで、アクチ
ュエータの安定した駆動性及び堅固な耐久力を実現する
ことができる。
【００７９】特に、インクの噴射効率の向上は、プリン
タヘッドを介した印刷の品質を向上させ、接合強度の増
強は、アクチュエータの使用寿命を延長させるため、性
能及び維持の面でより有利なインクジェットプリンタを
提供することができる。
タヘッドを介した印刷の品質を向上させ、接合強度の増
強は、アクチュエータの使用寿命を延長させるため、性
能及び維持の面でより有利なインクジェットプリンタを
提供することができる。
【図１】従来のサーマルバブルジェット方式にインクを
噴射する構成を示す概略的な要部断面図。
噴射する構成を示す概略的な要部断面図。
【図２】従来の圧電方式でインクを噴射する構成を示す
概略的な要部断面図。
概略的な要部断面図。
【図３】一般的な振動式噴射方式を採用したインクジェ
ットプリンタヘッドの一実施形態を示す断面図。
ットプリンタヘッドの一実施形態を示す断面図。
【図４】一般的な振動式噴射方式を採用したインクジェ
ットプリンタヘッドを示す断面図。
ットプリンタヘッドを示す断面図。
【図５】本発明に従うインクジェットプリンタヘッドの
断面図。
断面図。
【図６】図５の一部を抜粋した拡大図。
【図７】本発明に従うしなり変形の関係を示すプリンタ
ヘッドの一部拡大図。
ヘッドの一部拡大図。
【図８】実施形態１の工程で基板に振動板を成形する過
程を示した工程図。
程を示した工程図。
【図９】図８の振動板にフォトレジスタを塗布させた状
態を示した工程図。
態を示した工程図。
【図１０】図９のフォトレジスタを、パターニングした
状態を示した工程図。
状態を示した工程図。
【図１１】図１０のフォトレジスタがパターニングされ
た振動板の上部にチャンバ板を成形する過程を示した工
程図。
た振動板の上部にチャンバ板を成形する過程を示した工
程図。
【図１２】図１１でフォトレジスタを除去した状態を示
した工程図。
した工程図。
【図１３】図１２で基板を除去した状態の工程図。
【図１４】実施形態２に従うチャンバ板の両面にフォト
レジスタを塗布させた状態の工程図。
レジスタを塗布させた状態の工程図。
【図１５】図１４の一側のフォトレジスタをパターニン
グした状態を示す工程図。
グした状態を示す工程図。
【図１６】図１５でチャンバ板をエッチングする状態を
示す工程図。
示す工程図。
【図１７】図１６でチャンバ板からフォトレジスタを除
去させた状態を示す工程図。
去させた状態を示す工程図。
【図１８】図１７のチャンバ板に振動板を結合させた状
態を示す工程図。
態を示す工程図。
【図１９】基板に振動板を蒸着させた状態を示す工程
図。
図。
【図２０】図１９での振動板をチャンバ板に結合させた
状態を示す工程図。
状態を示す工程図。
【図２１】実施形態３に従うチャンバ板をプレス加工す
る前の工程図。
る前の工程図。
【図２２】プレスのパンチングによってチャンバ板を加
工する状態を示す工程図。
工する状態を示す工程図。
【図２３】パンチング加工によって変形されたチャンバ
板の断面構造図。
板の断面構造図。
【図２４】チャンバ板を研磨させた状態を示す断面構造
図。
図。
【図２５】図２４のチャンバ板に振動板を結合した状態
を示す断面構造図。
を示す断面構造図。
１００…チャンバ板、１１０…チャンバ、１２０…チャ
ンバ壁、２００…振動板、３００…駆動手段、４００…
基板、５００…フォトレジスタ、６００…マスク、６１
０…固定金型、６２０…パンチ。
ンバ壁、２００…振動板、３００…駆動手段、４００…
基板、５００…フォトレジスタ、６００…マスク、６１
０…固定金型、６２０…パンチ。
Claims (17)
- 【請求項１】 平板の振動板と、 前記振動板に一体に結合され、板面に上下に貫通され、
所定のインクを流入及び流出させる多数個のチャンバが
一定の間隔で形成され、前記チャンバは前記振動板側の
上端部から下端部に水平断面積が徐々に小さくなる形状
であり、前記チャンバ間の隔壁であるチャンバ壁は、前
記振動板側の上端部から下端部に水平断面積が徐々に広
くなる形状になるチャンバ板と、 前記振動板のチャンバと対応する面に積層され、電気的
な力によって変形と復元とを反復しつつ、機械的な変形
をする圧電体と、前記圧電体に電源を供給する電極を結
合した形状であり、前記振動板をしなり変形させる駆動
手段とからなり、前記圧電体の変形と復元時に発生する
水平力Ｆｈと振動板のしなり変形時に発生するしなりモ
ーメントＭｓとで、水平力Ｆｈによって発生するモーメ
ントＭｈを、Ｍｈ＝Ｆｈ・ｈ（ｈは振動板の厚さ中心か
ら接着面までの高さ）とするとき、駆動手段によって発
生する総モーメントＭｔｏｔａｌは、Ｍｔｏｔａ ｌ＝Ｍ
Ｂ＋Ｍｈ＝ＭＢ＋Ｆｈ・ｈであり、チャンバ板の接合力
をＦＡとし、これによる抵抗モーメントＭＲをＭＲ＝Ｆ
Ａ・ｄ（ｄはチャンバ壁の接合面でその中心からチャン
バ側端部までの間に接合されている抵抗長さ）とすると
き、抵抗モーメントＭＲは、総モーメントＭｔｏｔａｌ
よりは、少なくとも大きく、式ＦＡ・ｄ＞＞ＭＢ＋Ｆｈ
・ｈを満足するインクジェットプリンタヘッドアクチュ
エータ。 - 【請求項２】 基板の上部に振動板を所定の厚さに形成
する段階と、 前記振動板の上部にフォトレジスタを所定の厚さに塗布
する段階と、 マスクを利用して、前記フォトレジスタを露光及び現像
した後、洗滌して上部側水平面の断面積より下部側水平
面の断面積が広く形成される形状にフォトレジスタを一
定の間隔で残してその残りは除去させる段階と、 前記振動板で残った前記フォトレジスタの周囲にエレク
トロフォーミングによって所定の厚さにチャンバ板を形
成して、前記チャンバ板は前記フォトレジスタの高さを
超過しないように蒸着する段階と、 残った前記フォトレジスタを除去した後、互いに一体に
結合された前記振動板及び前記チャンバ板を基板から分
離する段階と、 前記振動板のチャンバと対応する部位に圧電体と電極を
結合した駆動手段を蒸着する段階とを遂行するインクジ
ェットプリンタヘッドのアクチュエータ製造方法。 - 【請求項３】 前記フォトレジスタは、ポジティブ型フ
ォトレジスタを使用する請求項２に記載のインクジェッ
トプリンタヘッドのアクチュエータ製造方法。 - 【請求項４】 前記振動板は、約１０μｍ〜２０μｍの
厚さに蒸着される請求項２に記載のインクジェットプリ
ンタヘッドのアクチュエータ製造方法。 - 【請求項５】 前記チャンバ板は、約１００μｍ〜１５
０μｍの厚さに蒸着される請求項２に記載のインクジェ
ットプリンタヘッドのアクチュエータ製造方法。 - 【請求項６】 前記振動板は、エレクトロフォーミング
によって蒸着される請求項２に記載のインクジェットプ
リンタヘッドのアクチュエータ製造方法。 - 【請求項７】 前記チャンバ板は、エレクトロフォーミ
ングによって蒸着される請求項２に記載のインクジェッ
トプリンタヘッドのアクチュエータ製造方法。 - 【請求項８】 所定の厚さにチャンバ板を形成する段階
と、 前記振動板の両板面に一定の厚さにフォトレジスタを塗
布する段階と、 前記チャンバ板の一側の板面に塗布されたフォトレジス
タを、マスクを使用して露光及び現像した後、洗滌して
前記フォトレジスタの不必要な部分を除去させる段階
と、 前記フォトレジスタが除去され、面が露出されるチャン
バ板にエッチング液を供給して対応する面に塗布された
フォトレジスタに到達されるまでエッチングがなされる
段階と、 前記チャンバ板の両板面に塗布されたフォトレジスタ
を、洗滌液を使用して除去する段階と、 基板に所定の厚さに振動板を蒸着する段階と、 前記基板に蒸着させた前記振動板を前記チャンバ板で開
放されたチャンバの水平断面積がより大きく形成された
一面に接合する段階と、 前記振動板から前記基板を分離する段階と、 前記振動板のチャンバと対応する部位に圧電体と電極を
結合した駆動手段を蒸着する段階ととして遂行されるイ
ンクジェットプリンタヘッドのアクチュエータ製造方
法。 - 【請求項９】 前記チャンバー板は、約１００μｍ〜１
５０μｍの厚さで製作される請求項８に記載のインクジ
ェットプリンタヘッドのアクチュエータ製造方法。 - 【請求項１０】 前記振動板は、約１０μｍ〜２０μｍ
の厚さに蒸着される請求項８に記載のインクジェットプ
リンタヘッドのアクチュエータ製造方法。 - 【請求項１１】 前記チャンバ板は、圧延製作される請
求項８に記載のインクジェットプリンタヘッドのアクチ
ュエータ製造方法。 - 【請求項１２】 前記振動板は、エレクトロフォーミン
グによって蒸着される請求項８に記載のインクジェット
プリンタヘッドのアクチュエータ製造方法。 - 【請求項１３】 所定の厚さにチャンバ板を製作する段
階と、 前記チャンバ板をプレスの固定金型とパンチの間に挿入
させる段階と、 前記パンチを駆動させ、パンチングによって前記チャン
バ板にチャンバを形成させる段階と、 前記チャンバ板のパンチによって平面の板面から突出す
る部位を研磨する段階と、 基板に所定の厚さに振動板を蒸着する段階と、 前記基板に蒸着させた前記振動板を前記チャンバの水平
断面積がより大きく形成されるようにした一面に接合す
る段階と、 前記振動板から前記基板を分離する段階と、 前記振動板のチャンバと対応する部位に圧電体及び電極
を結合した駆動手段を蒸着する段階とを遂行するインク
ジェットプリンタヘッドのアクチュエータ製造方法。 - 【請求項１４】 前記チャンバー板は、約１００μｍ〜
１５０μｍの厚さで製作される請求項１３に記載のイン
クジェットプリンタヘッドのアクチュエータ製造方法。 - 【請求項１５】 前記振動板は、約１０μｍ〜２０μｍ
の厚さに蒸着される請求項１３に記載のインクジェット
プリンタヘッドのアクチュエータ製造方法。 - 【請求項１６】 前記チャンバ板は、圧延製作される請
求項１３に記載のインクジェットプリンタヘッドのアク
チュエータ製造方法。 - 【請求項１７】 前記振動板は、エレクトロフォーミン
グによって蒸着される請求項１３に記載のインクジェッ
トプリンタヘッドのアクチュエータ製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1998-60617 | 1998-12-30 | ||
| KR19980060617 | 1998-12-30 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP20055399A Expired - Fee Related JP3328609B2 (ja) | 1998-12-30 | 1999-07-14 | インクジェットプリンタヘッドアクチュエータ及びその製造方法 |
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1999
- 1999-07-14 JP JP20055399A patent/JP3328609B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
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