JP2009107250A - インクジェットヘッドとその製造方法、及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 インクジェットヘッド26は、一面側に形成された複数の第1溝部46と、複数の第1溝部46と接続されるとともに他面側に開口するインク供給路56とを有する第1圧電体基板(第1基板)43と、第1圧電体基板43に接着されるとともに、第1圧電体基板43との接着面側に第1溝部46とともにインク室49を構成する第2溝部48を複数有する第2圧電体基板(第2基板)44と、第1及び第2溝部46,48の側壁に形成された駆動電極65と、を有する構成である。
【選択図】 図3
Description
従来のインクジェットヘッドを製造するには、まず、図11(a)に示すように、分極方向の異なる第1圧電体基板543と第2圧電体基板544とを用意し、これらを対向させて接着する。次に、図11(b)に示すように、1mm程度の厚さの第1圧電体基板543を厚さ0.15mm程度にまで研削する。次に、図11(c)に示すように、第1圧電体基板543側から複数の溝部549を加工する。次に、溝部549の側壁に駆動電極565を成膜した後、インク供給路556が形成されたカバープレート基板550を第1圧電体基板543に接着する。
この構成によれば、2枚の圧電体基板、あるいは1枚の圧電体基板と1枚の他材質基板(例えばアルミナ基板)を用いてインクジェットヘッドを構成できるため、従来に比して基板の使用枚数が少なく、低コストで製造できるインクジェットヘッドとなる。また、研削により廃棄される部分が少なくなるので、材料の無駄も生じない。
またこの構成において、前記第2溝部の幅が前記第1溝部の幅よりも大きいことが好ましい。このような構成にすると、信頼性に優れる導通部材を容易に形成でき、信頼性に優れたインクジェットヘッドを容易に製造可能な構成となる。
この製造方法によれば、2枚の圧電体基板、あるいは1枚の圧電体基板と1枚の他材質基板を用いてインク室とインク供給路とを有するインクジェットヘッドを製造することができ、従来に比して低コストにインクジェットヘッドを製造することができる。
以下、本発明のインクジェットヘッドの第1の実施形態、及びこれを備えたインクジェット記録装置について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態としてのインクジェット記録装置を示す図である。図2は、インクジェット記録装置に備えられたヘッドユニットを示す斜視図である。図3は、本実施形態のインクジェットヘッドを示す斜視図である。図4は、図3に示すインクジェットヘッドの分解斜視図である。
一対のガイドレール8の間には、ガイドレール8に沿って延びるタイミングベルト14が設けられている。タイミングベルト14は、キャリッジ7に固定されるとともに、筐体6の幅方向Wの両端にそれぞれ設けられたプーリ12,13に架け渡されている。プーリ12はモータ11に連結されており、モータ11を駆動することによりタイミングベルト14を介してキャリッジ7を幅方向Wに往復動させる。
一方、圧力調整部38の上部には、貯留室と連通するインク取込口42が設けられている。インク取込口42には、インク供給管18が取り付けられている。
第1溝部46の底面は、第1圧電体基板43の前方側から短手方向の略中央部まで延びる前方平坦面43aと、この前方平坦面43aの後部から後方側に向かって深さが漸次浅くなるように形成された傾斜面43bとからなる。第1溝部46の側壁面には、第1駆動電極61が形成されている。
第2溝部48の底面は、第1溝部46の底面と同様に、前方平坦面44aと傾斜面44bとからなる。そして、第2溝部48の側壁面には、第2駆動電極62が形成されている。
また、図5(b)の側壁45,47に付した矢印43z、44zは、それぞれ第1圧電体基板43及び第2圧電体基板44の分極方向を示している。すなわち、第1及び第2圧電体基板は、厚さ方向で互いに逆向きの分極方向を有する圧電体材料からなるものである。
まず、インクジェットヘッド26の側壁45,46は、駆動電極65のいずれにも電圧が印加されないときは、図5(b)に示したように、基板厚さ方向に直立した状態である。
次いで、図6(a)に示すように、側壁45A,47Aを挟んで対向する駆動電極65A、65B、側壁45B、47Bを挟んで対向する駆動電極65C、65D、及び側壁45C、47Cを挟んで対向する駆動電極65E、65Fにそれぞれ電圧を印加し、側壁45、47を構成する圧電体材料に鎖線矢印で示す電界方向E1、E2の電界を作用させる。電界方向E1、E2はいずれも分極方向43z、44zと直交する方向の電界である。
さらに、以上の動作を繰り返すことで、インク室49A、49Bからノズル開口部52を介して、順次インクを吐出することができる。
次に、第1実施形態に係るインクジェットヘッド26の製造方法について、図7及び図8を参照して説明する。なお、図7及び図8において、(i)、(ii)図は、同一工程における互いに対応する図面である。より詳細には、(i)図は(ii)図に示す位置(II-II、III-III、IV-IV線に沿う位置)に対応する断面図である。また(ii)図は、(i)図においてインク室が形成される位置に対応する断面図である。
図7(a)に示すように、第1圧電体基板43を用意する。第1圧電体基板43としては、図示上方に分極方向43zを有するPZT基板を用いる。
第1溝部46の加工深さは、所望するインク室49の高さの略半分に相当する深さとする。
以上の工程により第2溝部48を有する第2圧電体基板44が得られる。
48とを位置合わせして基板を貼り合わせる。すなわち、第1溝部46を区画する側壁45の上面(図示では下面にあたる)と、第2溝部48を区画する側壁47の上面とを互いに位置合わせした状態で接着する。これにより、第1溝部46と第2溝部48とからなるインク室49が形成される。
したがって、本実施形態に係る製造方法によれば、従来3枚の基板を必要としていたインクジェットヘッドの製造プロセスを、2枚の圧電体基板を用いて実現することができる。したがって、基板枚数の削減による低コスト化を実現することができる。また、圧電体基板を研削して薄型化する必要がないので、圧電体材料の無駄が全く生じない。
なお、従来のインクジェットヘッドでは、分極方向の異なる部分の側壁高さを揃えるためには、溝の形成深さと、圧電体基板の研削厚さの双方で調製する必要があった。これに対して本実施形態では、側壁45、47は、いずれも溝部の加工によって形成されるものであるため、高さを揃えるのが容易であり、歩留まりよく製造することができる。
あるいはまた、第1駆動電極61を形成する際に第1溝部46の外側に第1駆動電極61から引き出された配線を形成し、第2駆動電極62を形成する際に第2溝部48の外側にも配線を引き出しておき、これらの配線(あるいはそれらの先端に形成された端子)をインク室49の外部で電気的に接続してもよい。このように配線同士を接続する場合には、導電ペーストなどを用いて接続してもよい。
次に、図9を参照して第1実施形態に係るインクジェットヘッドの変形例について説明する。
図9(a)は、変形例に係るインクジェットヘッドにおけるインク室49周辺の拡大図である。
図9(a)に示すように、本変形例のインクジェットヘッドは、第1圧電体基板43の側壁45の幅と、第2圧電体基板44の側壁47の幅を異ならせたものである。
しかし、変形例に係るインクジェットヘッドでは、第1圧電体基板43の側壁45の幅を、側壁47の幅よりも狭く形成する方が多くの利点を得られる。図9(b)は、かかる利点を説明するための図である。図9(b)では、第1駆動電極61と第2駆動電極62とを導通させる導通電極63が形成されている。
次に、図10を参照して本発明の第2の実施形態について説明する。
図10は、第2実施形態に係るインクジェット記録装置に備えられたインクジェットヘッド126の断面図であって、第1実施形態において参照した図5(b)に相当する図面である。
なお、図10において第1実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
ただし、側壁45のみで電界によるズリ変形が生じるため、第1実施形態の場合よりも駆動電圧を大きくする必要がある。
Claims (14)
- 少なくとも一部が圧電体材料からなる基体と、前記基体に形成された複数のインク室と、前記インク室の側壁に形成された駆動電極とを有するインクジェットヘッドであって、
前記基体は、少なくとも一方が圧電体基板である第1基板と第2基板とを接着してなり、
前記第1基板は、一面側に形成された複数の第1溝部と、複数の前記第1溝部と接続されるとともに他面側に開口するインク供給路とを有しており、
前記第2基板は、前記第1基板との接着面側に前記第1溝部とともに前記インク室を構成する第2溝部を複数有しており、
前記駆動電極は、前記第1及び第2基板のうち前記圧電体基板とされた方の基板に形成された前記第1又は第2溝部の側壁に少なくとも形成されている
ことを特徴とするインクジェットヘッド。 - 前記第1基板及び前記第2基板が、いずれも圧電体基板であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッド。
- 前記第1溝部の深さと前記第2溝部の深さとが略同一であることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェットヘッド。
- 前記第2溝部が、前記第1溝部と異なる幅を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。
- 前記第1及び第2基板が、厚さ方向で互いに逆向きの分極方向を有する圧電体基板であり、
前記第1溝部の前記側壁に第1駆動電極が形成されるとともに、前記第2溝部の前記側壁に第2駆動電極が形成されており、
前記駆動電極が、前記第1駆動電極と、前記第2駆動電極と、前記第1及び第2駆動電極を接続する導通部材と、を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。 - 前記第2溝部の幅が前記第1溝部の幅よりも大きいことを特徴とする請求項5に記載のインクジェットヘッド。
- 少なくとも一部が圧電体材料からなる基体に形成された複数のインク室と、前記インク室の側壁に形成された駆動電極とを有するインクジェットヘッドの製造方法であって、
少なくとも一方が圧電体基板である第1基板と第2基板とを用意し、前記第1基板の一面側に前記インク室の一部となる第1溝部を複数形成し、前記第1溝部が形成された面と反対側の面に、複数の前記第1溝部と接続されたインク供給路を形成する工程と、
前記第2基板の一面側に、前記第1溝部とともに前記インク室を構成する第2溝部を複数形成する工程と、
前記第1及び第2溝部のうち、前記圧電体基板である前記第1又は第2基板に形成された溝部の側壁に前記駆動電極を形成する工程と、
前記第1溝部と前記第2溝部とを対向させて前記第1及び第2基板を接着する工程と、
を有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。 - 前記第1基板及び前記第2基板がいずれも圧電体基板であることを特徴とする請求項7に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記第1溝部の深さと前記第2溝部の深さとが略同一であることを特徴とする請求項7又は8に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記第2溝部の幅を、前記第1溝部とは異なる幅に形成することを特徴とする請求項7から9のいずれか1項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記第1及び第2基板が厚さ方向で互いに逆向きの分極方向を有する圧電体基板であり、
前記駆動電極を形成する工程において、前記第1溝部の側壁に第1駆動電極を形成するとともに、前記第2溝部の側壁に第2駆動電極を形成し、
前記第1及び第2基板を接着した後に、前記第1及び第2駆動電極を接続する導通部材を形成する工程を有することを特徴とする請求項8から10のいずれか1項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 前記導通部材を形成する工程において、前記インク供給路を介して前記第1及び第2溝部の側壁に前記導通部材を成膜することを特徴とする請求項11に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記第2溝部の幅を前記第1溝部の幅よりも大きく形成することを特徴とする請求項11又は12に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
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