JP2014168892A - Ultrasonic working apparatus and manufacturing method of ink jet head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、インクジェットヘッドを製造する際に用いる超音波加工装置およびインクジェットヘッドを製造する方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to an ultrasonic processing apparatus used when manufacturing an inkjet head and a method of manufacturing the inkjet head.
インクジェットヘッドの圧電部材に複数のインク溝を形成する手法として、超音波加工が知られている。従来の超音波加工では、超音波振動する工具が金属あるいはセラミックで形成されているため、工具が早期のうちに摩耗してしまい、工具の耐久性に難がある。 As a technique for forming a plurality of ink grooves in a piezoelectric member of an inkjet head, ultrasonic processing is known. In the conventional ultrasonic processing, since the tool that vibrates ultrasonically is formed of metal or ceramic, the tool is worn out at an early stage, and the durability of the tool is difficult.
一方、工具の耐久性を確保するため、工具をPCD(多結晶ダイヤモンド)で構成した超音波加工装置が知られている。PCD製の工具にインク溝に対応した複数の櫛歯状の凸部を形成する手法としては、非接触加工であるワイヤー放電加工が好適である。 On the other hand, in order to ensure the durability of the tool, an ultrasonic processing apparatus in which the tool is made of PCD (polycrystalline diamond) is known. As a method of forming a plurality of comb-like convex portions corresponding to the ink grooves on a PCD tool, wire electric discharge machining which is non-contact machining is suitable.
ところで、例えば高解像度が要求されるシェアモード・シェアウォール形のインクジェットヘッドは、例えば一対のノズル列と、アクチュエータとしての一対の圧電部材と、を備えている。ノズル列は、互いに間隔を存して平行に配置されているとともに、所定のピッチで配列された複数のノズルを有している。隣り合うノズル列の間では、各ノズル列のノズルが半ピッチずれている。 By the way, for example, a share mode / share wall type ink jet head which requires high resolution includes, for example, a pair of nozzle rows and a pair of piezoelectric members as actuators. The nozzle row has a plurality of nozzles arranged in parallel at a predetermined pitch while being arranged in parallel with each other. Between the nozzle rows adjacent to each other, the nozzles of each nozzle row are shifted by a half pitch.
圧電部材は、ノズル列に対応するように基板の上に固定されている。各圧電部材は、インクを加圧する複数のインク溝を備えている。インク溝は、ノズルに対応するように圧電部材の長手方向に所定のピッチで並んでいる。隣り合う圧電部材の間では、各圧電部材のインク溝が半ピッチずれている。このため、圧電部材の長手方向に対しインク溝を斜めに形成することで、隣り合う圧電部材のインク溝を同一の直線上に揃えることができる。 The piezoelectric member is fixed on the substrate so as to correspond to the nozzle row. Each piezoelectric member includes a plurality of ink grooves that pressurize the ink. The ink grooves are arranged at a predetermined pitch in the longitudinal direction of the piezoelectric member so as to correspond to the nozzles. Between adjacent piezoelectric members, the ink grooves of each piezoelectric member are shifted by a half pitch. For this reason, by forming the ink grooves obliquely with respect to the longitudinal direction of the piezoelectric member, the ink grooves of adjacent piezoelectric members can be aligned on the same straight line.
このことから、圧電部材に超音波加工を施すことでインク溝を形成する場合であっても、圧電部材に跨る大きさを有するPCD製の工具を用いることで、隣り合う圧電部材の間において同一の直線上に位置されたインク溝を一括して形成することができる。 For this reason, even when the ink groove is formed by applying ultrasonic processing to the piezoelectric member, by using a PCD tool having a size straddling the piezoelectric member, it is the same between adjacent piezoelectric members. Ink grooves positioned on the straight line can be formed collectively.
ところが、PCD製の工具でインク溝を一括して形成するためには、工具に圧電部材の間に跨る長尺な櫛歯状の凸部を形成する必要がある。凸部は、前記のようにワイヤー放電加工により形成されるので、凸部が長くなるほど電極として使用するワイヤーの全長が増加するのを避けられない。 However, in order to collectively form ink grooves with a PCD tool, it is necessary to form a long comb-like convex portion straddling between piezoelectric members on the tool. Since the convex portion is formed by wire electric discharge machining as described above, it is inevitable that the total length of the wire used as the electrode increases as the convex portion becomes longer.
この結果、ワイヤー放電加工時において、隣り合う圧電部材の間でワイヤーが弛んで凸部の加工精度が低下したり、ワイヤー切れの原因となることがある。よって、PCD製の工具に精度よく凸部を形成することが困難となる。 As a result, at the time of wire electric discharge machining, the wire may be loosened between adjacent piezoelectric members, and the processing accuracy of the convex portion may be reduced, or the wire may be cut. Therefore, it is difficult to accurately form the convex portion on the PCD tool.
本発明の目的は、複数の圧電部材に複数のインク溝を精度よく一括して形成できる超音波加工装置を得ることにある。 An object of the present invention is to obtain an ultrasonic machining apparatus capable of forming a plurality of ink grooves in a plurality of piezoelectric members with high accuracy.
実施形態によれば、超音波加工装置は、上下方向に超音波振動するホーンと、前記ホーンに取り付けられた単一の台座と、複数の圧電部材に対応した複数の工具と、を備えている。前記工具は、超硬合金基板の上に多結晶ダイヤモンドの表層が積層された積層板で構成され、前記表層に複数の凸部がワイヤー放電加工により形成されている。凸部は、前記圧電部材に設けられた複数のインク溝に対応するように互いに間隔を存して配列されている。前記工具は、前記凸部が隣り合う前記圧電部材間の前記インク溝の位置関係に対応するように前記台座の下面に固定されている。前記工具を超音波振動させることで、前記圧電部材に前記凸部に倣った形状を有する前記インク溝が一度に形成される。 According to the embodiment, the ultrasonic processing apparatus includes a horn that ultrasonically vibrates in the vertical direction, a single pedestal attached to the horn, and a plurality of tools corresponding to a plurality of piezoelectric members. . The tool is composed of a laminated plate in which a surface layer of polycrystalline diamond is laminated on a cemented carbide substrate, and a plurality of convex portions are formed on the surface layer by wire electric discharge machining. The convex portions are arranged at intervals so as to correspond to a plurality of ink grooves provided in the piezoelectric member. The tool is fixed to the lower surface of the pedestal so that the convex portion corresponds to the positional relationship of the ink grooves between the piezoelectric members adjacent to each other. By ultrasonically vibrating the tool, the ink groove having a shape following the convex portion is formed in the piezoelectric member at a time.
[第1の実施形態]
以下、第1の実施形態について、図1ないし図8を参照して説明する。
[First embodiment]
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
図1ないし図3は、例えばプリンタのキャリッジに搭載して使用するシェアモード・シェアウォール形のインクジェットヘッド1の主要部を開示している。インクジェットヘッド1は、基板2、枠部材3およびノズルプレート4を備えている。
FIG. 1 to FIG. 3 disclose the main part of a share mode / share wall
基板2は、細長い実装面2aを有する平板である。複数のインク供給口5および複数のインク排出口6が基板2に設けられている。インク供給口5は、基板2の幅方向に沿う中央部で基板2の長手方向に間隔を存して一列に並んでいる。インク排出口6は、インク供給口5を挟むように基板2の長手方向に間隔を存して二列に並んでいる。インク供給口5およびインク排出口6は、基板2の実装面2aに開口されているとともに、インクが蓄えられた図示しないインクタンクに接続されている。
The
枠部材3は、例えば細長い矩形状に形成されている。枠部材3は、インク供給口5およびインク排出口6を取り囲むように基板2の実装面2aの上に接着されている。
The
ノズルプレート4は、例えば細長い矩形状のポリイミドフィルムで構成されている。ノズルプレート4は、枠部材3の上に接着されて基板2の実装面2aと向かい合っている。図3に示すように、基板2、枠部材3およびノズルプレート4は、互いに協働してインク供給室7を構成している。
The
インク供給室7は、インク供給口5およびインク排出口6を介してインクタンクに接続されている。インクタンクに蓄えられたインクは、インク供給口5からインク供給室7に供給される。インク供給室7に供給された余剰のインクは、インク排出口6からインクタンクに戻される。
The
図1および図2に示すように、一対のノズル列10a,10bがノズルプレート4に形成されている。ノズル列10a,10bは、ノズルプレート4の長手方向に延びるように、ノズルプレート4の幅方向に間隔を存して互いに平行に配列されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a pair of
ノズル列10a,10bは、夫々複数のノズル11を有している。ノズル11は、ノズルプレート4の長手方向に沿うように所定のピッチPで一列に並んでいる。さらに、隣り合うノズル列10a,10bの間では、各ノズル列10a,10bのノズル11がノズル列10a,10bの長手方向に半ピッチP/2ずれている。
The
図2および図3に示すように、一対の圧電部材12a,12bがインク供給室7に収容されている。圧電部材12a,12bは、インク供給口5を間に挟んで互いに平行に配置されている。一方の圧電部材12aは、一方のノズル列10aの真下に位置するように基板2の実装面2aに接着されている。他方の圧電部材12bは、他方のノズル列10bの真下に位置するように基板2の実装面2aの上に接着されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a pair of
圧電部材12a,12bは、互いに共通の構成を有している。そのため、本実施形態では、一方の圧電部材12aを代表して説明し、他方の圧電部材12bについては同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
The
圧電部材12aは、ノズル列10aに沿って延びる細長い本体13を備えている。図4に示すように、本体13は、二枚の圧電板14a,14bで構成されている。圧電板14a,14bは、厚さ方向に張り合わされているとともに、その分極方向が圧電板14a,14bの厚さ方向に互いに逆向きとなっている。
The
本体13は、表面15、裏面16および一対の側面17a,17bを有している。表面15は、ノズルプレート4に面している。裏面16は、表面15の裏側に位置されているとともに、基板2の実装面2aに接着されている。
The
一方の側面17aは、表面15の幅方向に沿う一端と裏面16の幅方向に沿う一端との間を結んでいる。他方の側面17bは、表面15の幅方向に沿う他端と裏面16の幅方向に沿う他端との間を結んでいる。さらに、側面17a,17bは、表面15から裏面16に向けて互いに離れるように傾斜している。言い換えると、側面17a,17bは、基板2の実装面2aに対し本体13の外側に広がるように傾いている。
One side surface 17 a connects between one end along the width direction of the
図3および図4に示すように、複数のインク溝19が本体13に形成されている。インク溝19は、本体13の長手方向と直交する方向に沿って延びているとともに、ノズル11に対応するように本体13の長手方向に所定のピッチP1で並んでいる。隣り合う圧電部材12a,12bの間では、各圧電部材12a,12bのインク溝19が圧電部材12a,12bの長手方向に半ピッチずれている。
As shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of
インク溝19は、本体13の表面15および側面17a,17bに連続して開口されている。本体13のうちインク溝19の間に位置された部分は、隣り合うインク溝19の間を隔てる複数の隔壁20として機能している。
The
図4に示すように、各インク溝19は、底面21と、一対の側面22a,22bとで規定されている。側面22a,22bは、インク溝19の幅方向に間隔を存して向かい合っている。
As shown in FIG. 4, each
図3および図4に示すように、ノズルプレート4は、本体13の隔壁20の上に接着されて、インク溝19のうち本体13の表面15に開口された箇所を閉じている。インク溝19とノズルプレート4とで囲まれた空間は、複数の圧力室23を構成している。圧力室23は、本体13の側面17a,17bに開口されたインク溝19の開口端からインク供給室7に連通されている。さらに、ノズルプレート4のノズル11は、個々に圧力室23の中央部に開口されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図4に示すように、圧力室23の内側に夫々電極25が設けられている。電極25は、インク溝19の底面21および側面22a,22bを連続して覆っている。隣り合うインク溝19の電極25は、電気的に独立するように隔壁20によって切り離されている。
As shown in FIG. 4,
電極25は、複数の配線パターン26を含んでいる。図2に示すように、配線パターン26は、電極25の端部から圧電部材12aの本体13の側面17aを通って基板2の実装面2aに導かれている。配線パターン26は、本体13の長手方向と直交する方向に間隔を存して配列されている。
The
配線パターン26の先端部は、インク供給室7の外に引き出されている。複数のテープキャリアパッケージ(TCP)27が配線パターン26の先端部に接続されている。テープキャリアパッケージ27は、インクジェットヘッド1を駆動する駆動回路を搭載している。
The leading end of the
本実施形態によると、駆動回路は、例えばプリンタの制御部から入力される印字信号に基づいて、インクジェットヘッド1の電極25に駆動電圧を印加する。この結果、隣り合う電極25の間に電位差が生じ、これら電極25に対応する隔壁20に電界が発生する。したがって、圧力室23を間に挟んで隣り合う隔壁20がシェアモード変形により圧力室23の容積を増やす方向に湾曲する。
According to this embodiment, the drive circuit applies a drive voltage to the
この後、電極25に対する駆動電圧の印加を遮断すると、隔壁20が初期の形状に復帰するように変位する。隔壁20が変位することでインク供給室7から圧力室23に供給されたインクが加圧される。加圧されたインクの一部は、インク滴となってノズル11から吐出される。
Thereafter, when the application of the driving voltage to the
このようなインクジェットヘッド1において、圧力室23を構成するインク溝19は、超音波加工装置31を用いて圧電部材12a,12bの本体13に形成されている。
In such an
図5は、インク溝19を形成する際に用いる超音波加工装置31を概略的に示している。超音波加工装置31は、テーブル32および加工ヘッド33を備えている。テーブル32は、水平に設置されている。工作液Lが供給される加工槽34がテーブル32の上に据え付けられている。工作液Lとしては、例えばSiC等の砥粒を含む水、溶剤等のスラリー液を使用することができる。基板2に接着された圧電部材12a,12bは、工作液Lの中に浸漬するように加工槽34の底に取り付けられる。
FIG. 5 schematically shows an
加工ヘッド33は、加工槽34の上に設置されて、加工槽34に対し近づいたり遠ざかる方向に昇降動が可能となっている。加工ヘッド33は、超音波発生装置36と、超音波発生装置36から出力される高周波電流を受けて上下方向に振動する超音波振動子37と、超音波振動子37に連結されたホーン38と、を備えている。ホーン38は、超音波振動子37の振動を増幅させる要素であって、超音波振動子37から加工槽34に向けて突出されている。
The
図5および図6に示すように、ホーン38の下端に単一の台座39が取り付けられている。台座39は、例えばねじ止めのような公知の手段でホーン38の下端に取り外し可能に連結されている。台座39の下面は、フラットな工具支持面40を構成している。工具支持面40は、加工ヘッド33が降下した時に、加工槽34の内側に入り込むとともに、上方から圧電部材12a,12bの本体13と向かい合う。
As shown in FIGS. 5 and 6, a
一対の工具42a,42bが台座39の工具支持面40に取り付けられている。工具42a,42bは、夫々圧電部材12a,12bの本体13に沿って延びるような細長い矩形状の要素であって、ホーン38に追従して上下方向に振動する。
A pair of
工具42a,42bは、互いに共通の構成を有している。このため、本実施形態では、一方の工具42aを代表して説明する。
The
図7に示すように、工具42aは、超硬合金基板43の上に多結晶ダイヤモンド(PCD)の表層44が積層された積層板45で構成されている。超硬合金基板43は、台座39の工具支持面40に重ねられる。表層44は、圧電部材12a,12bの本体13に押し付けられる要素であって、当該表層44はインク溝19に対応する櫛歯状の複数の凸部46を備えている。
As shown in FIG. 7, the
凸部46は、積層板45の表層44に個別にワイヤー放電加工を施すことにより形成される。ワイヤー放電加工では、ワイヤーを用いて表層44に複数の溝48を形成する。溝48は、積層板45を幅方向に直線状に横断するとともに、積層板45の長手方向に間隔を存して並んでいる。表層44に溝48を形成することで、表層44のうち隣り合う溝48の間に位置された箇所が凸部46として機能する。凸部46は、形成すべきインク溝19に対応するようなピッチP2で並んでいる。
The
具体的には、例えばインク溝19の溝幅D1が40μm、インク溝19の間のピッチP1が80μmの場合、工具42aの凸部46の幅D2は、概ね30μmとなる。そのため、太さ(直径)が概ね30μmのワイヤーを用いることで、工具42aの表層44に幅D2が30μmの凸部46と溝幅D3が50μmの溝48を交互に形成することができる。
Specifically, for example, when the groove width D1 of the
工具42aに形成された凸部46の幅D2とインク溝19の溝幅D1との関係、ならびにワイヤーの太さとインク溝19の溝幅D1との関係は、ワイヤー放電加工時の加工条件によって異なる。そのため、ワイヤー放電加工を実施するに当たっては、加工条件に最適な太さを有するワイヤーを選択するとよい。
The relationship between the width D2 of the
凸部46が形成された工具42a,42bは、個々に圧電部材12a,12bと向かい合うとともに、凸部46が隣り合う圧電部材12a,12bの間のインク溝19の位置関係に対応するように台座39の工具支持面40に固定されている。
The
本実施形態では、工具支持面40に対する工具42a,42bの位置決めが完了した後、治具を用いて工具42a,42bを工具支持面40の定位置からずれないように固定している。この状態で、工具42a,42bの超硬合金基板43を台座39の工具支持面40に対し、ろう材49を用いたろう付けのような手法で接合している。
In this embodiment, after the positioning of the
次に、圧電部材12a,12bにインク溝19を形成する手順の一例について説明する。
Next, an example of a procedure for forming the
まず、二枚の圧電板14a,14bを重ね合わせて圧電部材12a,12bの本体13を形成する。引き続いて、基板2の実装面2aの上に圧電部材12a,12bの本体13を接着する。
First, the
この後、基板2に接着された本体13に切削加工を施すことで、本体13の幅方向に沿う両端部を斜めにカットする。この結果、本体13の幅方向に沿う両端部に基板2の実装面2aに対し傾斜された側面17a,17bが形成される。
Thereafter, the
引き続き、基板2に接着された圧電部材12a,12bを超音波加工装置31の加工槽34に収容し、基板2を加工槽34の底に固定する。この状態で、加工槽34に工作液Lを供給することにより、圧電部材12a,12bを工作液Lに浸漬させる。
Subsequently, the
この状態で、超音波加工装置31の加工ヘッド33を降下させて、工具42a,42bの凸部46を個々に圧電部材12a,12bの本体13の表面15に押し付ける。それとともに、超音波振動子37を例えば高周波出力1kw、発信周波数20KHz〜50KHzで振動させる。超音波振動子37の振動は、ホーン38を介して工具42a,42bに伝わる。
In this state, the
この結果、工作液Lに含まれる砥粒が凸部46と本体13との間に介在されるとともに、砥粒が切刃となって本体13が凸部46の形状に倣うように削り取られる。よって、一対の圧電部材12a,12bの本体13に複数のインク溝19が一度に形成される。
As a result, the abrasive grains contained in the working fluid L are interposed between the
この後、例えばフォトリソグラフィ法を用いてインク溝19の底面21および側面22a,22bの上に電極25を形成するとともに、本体13の側面17aおよび基板2の実装面2aの上に配線パターン26を形成する。
Thereafter, the
引き続いて、基板2の実装面2aの上に枠部材3を接着した後、本体13の表面15と枠部材3との間に跨るようにノズル形成前のノズルプレート4を接着する。この結果、本体13のインク溝19とノズルプレート4との間に圧力室23が形成される。
Subsequently, after the
ノズルプレート4にノズル11を形成した後、インク供給室7の外に位置された配線パターン26の先端部に、例えば異方性導電フィルム又はボンディングワイヤを用いてテープキャリアパッケージ27を電気的に接続する。これにより、一連のインクジェットヘッド1の製造工程が完了する。
After the
第1の実施形態によれば、超音波振動する一対の工具42a,42bを工作液Lに浸漬された圧電部材12a,12bに個々に押し付けることで、圧電部材12a,12bに複数のインク溝19を一度に形成することができる。
According to the first embodiment, the pair of
この際、各工具42a,42bにあっては、多結晶ダイヤモンドの表層44に個々にワイヤー放電加工を施すことで、インク溝19に対応した凸部46が形成されている。言い換えると、インク溝19に対応する凸部46は、工具42a,42b毎にワイヤー放電加工で形成すればよいので、放電加工時に電極として使用するワイヤーの全長を短く抑えることができる。このため、凸部46の加工精度を良好に維持することができ、多結晶ダイヤモンドの表層44にインク溝19に対応した複数の凸部46を精度よく形成することができる。
At this time, in each of the
さらに、凸部46が形成された工具42a,42bは、圧電部材12a,12bの間のインク溝19の位置関係に対応するように台座39の工具支持面40にろう付けされている。したがって、隣り合う圧電部材12a,12bの間で半ピッチずれているインク溝19を、超音波加工により精度よく一括して形成することができる。
Further, the
[第2の実施形態]
図9は、第2の実施形態を開示している。第2の実施形態は、工具とホーンとの間に介在された台座に関する事項が第1の実施形態と相違している。それ以外の構成は、第1の実施形態と同様である。このため、第2の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 9 discloses a second embodiment. The second embodiment is different from the first embodiment in matters relating to the pedestal interposed between the tool and the horn. Other configurations are the same as those in the first embodiment. For this reason, in the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図9に示すように、加工ヘッド33のホーン38の下端に一対の台座100a,100bが取り付けられている。台座100a,100bは、互いに同じ形状を有するとともに、例えばねじ止めのような公知の手段でホーン38の下端に取り外し可能に連結されている。
As shown in FIG. 9, a pair of
各台座100a,100bの下面は、フラットな工具支持面101を構成している。台座100a,100bの工具支持面101は、同一平面上に位置されている。工具支持面101は、加工ヘッド33が降下した時に、加工槽34の内側に入り込むとともに、上方から圧電部材12a,12bの本体13と向かい合う。
The lower surface of each
凸部46が形成された工具42a,42bは、個々に圧電部材12a,12bと向かい合うとともに、凸部46が圧電部材12a,12bの間のインク溝19の位置関係に対応するように個々に台座100a,100bの工具支持面101に固定されている。
The
本実施形態では、各台座100a,100bの工具支持面101の所定の位置に、工具42a,42bの基礎となる積層板45をろう付け等の手段で固定した後、積層板45の表層44にワイヤー放電加工を施すことで凸部46を形成している。
In the present embodiment, the
ワイヤー放電加工では、電極としてのワイヤーを用いて表層44に複数の溝48を形成する。溝48は、積層板45を幅方向に直線状に横断するとともに、積層板45の長手方向に間隔を存して並んでいる。表層44に溝48を形成することで、表層44のうち隣り合う溝48の間に位置された箇所が凸部46として機能する。凸部46は、形成すべきインク溝19に対応するようなピッチP2で並んでいる。このことにより、凸部46を有する工具42a,42bが台座100a,100bと一体化される。
In wire electric discharge machining, a plurality of
台座100a,100bは、工具42a,42bが一体化された状態でホーン38の下端に取り付けられる。この際、台座100a,100bは、工具42a,42bが個々に圧電部材12a,12bと向かい合うとともに、凸部46が圧電部材12a,12bの間のインク溝19の位置関係に対応するようにホーン38の下端に取り付けられる。
The
圧電部材12a,12bに超音波加工によりインク溝19を形成するには、前記第1の実施形態と同様に、圧電部材12a,12bを工作液Lに浸漬させる。引き続き、工具42a,42bの凸部46を個々に圧電部材12a,12bの本体13の表面15に押し付けて、超音波振動子37を振動させる。超音波振動子37の振動は、ホーン38を介して工具42a,42bに伝わる。
In order to form the
この結果、工作液Lに含まれる砥粒が凸部46と本体13との間に介在されるとともに、砥粒が切刃となって本体13が凸部46の形状に倣うように削り取られる。よって、一対の圧電部材12a,12bの本体13に複数のインク溝19が一度に形成される。
As a result, the abrasive grains contained in the working fluid L are interposed between the
第2の実施形態によれば、インク溝19に対応する凸部46は、工具42a,42b毎にワイヤー放電加工で形成すればよいので、放電加工時に電極として使用するワイヤーの全長を短く抑えることができる。このため、第1の実施形態と同様に、凸部46の加工精度を良好に維持することができ、多結晶ダイヤモンドの表層44にインク溝19に対応した複数の凸部46を精度よく形成することができる。
According to the second embodiment, the
さらに、第2の実施形態によると、工具42a,42bが固定された台座100a,100bは、工具42a,42bの凸部46が圧電部材12a,12bの間のインク溝19の位置関係に対応するように個別にホーン38の下端に取り付けられている。したがって、隣り合う圧電部材12a,12bの間で半ピッチずれているインク溝19を、超音波加工により精度よく一括して形成することができる。
Furthermore, according to the second embodiment, in the
なお、工具の数は一対に限らず、インクジェットヘッドのノズル列の数に応じて適宜変更が可能である。 The number of tools is not limited to a pair, and can be appropriately changed according to the number of nozzle rows of the inkjet head.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…インクジェットヘッド、2…基板、12a,12b…圧電部材、19…インク溝、31…超音波加工装置、38…ホーン、39,100a,100b…台座、42a,42b…工具、43…超硬合金基板、44…表層、45…積層板、46…凸部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上下方向に超音波振動するホーンに取り付けられた単一の台座と、
超硬合金基板の上に多結晶ダイヤモンドの表層が積層された積層板で構成され、前記表層に個別にワイヤー放電加工を施すことにより前記表層に前記インク溝に対応する複数の凸部が互いに間隔を存して形成された複数の工具と、を具備し、
前記工具は、前記凸部が隣り合う前記圧電部材間の前記インク溝の位置関係に対応するように前記台座の下面に固定され、前記工具の前記凸部を前記圧電部材に対向させた状態で前記工具を超音波振動させることにより、前記圧電部材に前記凸部に倣った形状を有する前記インク溝を一度に形成するように構成された超音波加工装置。 A plurality of piezoelectric members are arranged on the substrate at intervals, and the positional relationship of the plurality of ink grooves provided in the piezoelectric members is between the adjacent piezoelectric members. An ultrasonic processing apparatus used when manufacturing inkjet heads that are displaced from each other in a direction,
A single pedestal attached to a horn that ultrasonically vibrates vertically,
It is composed of a laminated plate in which a surface layer of polycrystalline diamond is laminated on a cemented carbide substrate, and a plurality of protrusions corresponding to the ink grooves are spaced apart from each other by performing wire electric discharge machining on the surface layer individually. A plurality of tools formed with
The tool is fixed to the lower surface of the base so that the convex portion corresponds to the positional relationship of the ink grooves between the adjacent piezoelectric members, and the convex portion of the tool is opposed to the piezoelectric member. An ultrasonic machining apparatus configured to form the ink groove having the shape following the convex portion in the piezoelectric member at a time by ultrasonically vibrating the tool.
上下方向に超音波振動するホーンに取り付けられ、前記圧電部材に対応した複数の台座と、
超硬合金基板の上に多結晶ダイヤモンドの表層が積層された積層板で構成され、前記表層に個別にワイヤー放電加工を施すことにより前記表層に前記インク溝に対応する複数の凸部が互いに間隔を存して形成された複数の工具と、を具備し、
前記工具は、前記凸部が隣り合う前記圧電部材間の前記インク溝の位置関係に対応するように前記台座の下面に個々に固定され、前記工具の前記凸部を前記圧電部材に対向させた状態で前記工具を超音波振動させることにより、前記圧電部材に前記凸部に倣った形状を有する前記インク溝を一度に形成するように構成された超音波加工装置。 A plurality of piezoelectric members arranged on the substrate with a space between each other, and between the adjacent piezoelectric members, the positional relationship of the plurality of ink grooves provided in the piezoelectric members is the longitudinal direction of the piezoelectric members. An ultrasonic processing apparatus used when manufacturing inkjet heads that are displaced from each other in a direction,
A plurality of pedestals that are attached to a horn that ultrasonically vibrates in the vertical direction and that correspond to the piezoelectric member,
It is composed of a laminated plate in which a surface layer of polycrystalline diamond is laminated on a cemented carbide substrate, and a plurality of protrusions corresponding to the ink grooves are spaced apart from each other by performing wire electric discharge machining on the surface layer individually. A plurality of tools formed with
The tools are individually fixed to the lower surface of the base so that the convex portions correspond to the positional relationship of the ink grooves between the adjacent piezoelectric members, and the convex portions of the tools are opposed to the piezoelectric members. An ultrasonic processing apparatus configured to form the ink groove having the shape following the convex portion in the piezoelectric member at a time by ultrasonically vibrating the tool in a state.
超硬合金基板の上に多結晶ダイヤモンドの表層が積層された複数の積層板で構成され、前記積層板の前記表層に個別にワイヤー放電加工を施すことで、前記表層に前記インク溝に対応するように互いに間隔を存して配列された複数の凸部が形成された複数の工具を用意し、
上下方向に超音波振動するホーンに取り付けられた単一の台座の下面に、前記工具の前記凸部が隣り合う前記圧電部材間の前記インク溝の位置関係に対応するように前記工具を固定し、
前記工具の前記凸部と前記圧電部材との間に砥粒を含む工作液を介在させた状態で前記工具を超音波振動させることにより、前記圧電部材に前記凸部に倣った形状を有する前記インク溝を一度に形成するようにしたインクジェットヘッドの製造方法。 A plurality of piezoelectric members are arranged on the substrate at intervals, and the positional relationship of the plurality of ink grooves provided in the piezoelectric members is between the adjacent piezoelectric members. A method of manufacturing inkjet heads that are offset from each other in a direction,
Consists of a plurality of laminated plates in which a surface layer of polycrystalline diamond is laminated on a cemented carbide substrate, and by subjecting the surface layer of the laminated plate to wire electric discharge machining individually, the surface layer corresponds to the ink grooves. Prepare a plurality of tools formed with a plurality of convex portions arranged with a space between each other,
The tool is fixed to the lower surface of a single base attached to a horn that ultrasonically vibrates in the vertical direction so that the convex portion of the tool corresponds to the positional relationship of the ink grooves between the adjacent piezoelectric members. ,
The piezoelectric member has a shape following the convex portion by ultrasonically vibrating the tool in a state where a working fluid containing abrasive grains is interposed between the convex portion of the tool and the piezoelectric member. An ink jet head manufacturing method in which ink grooves are formed at a time.
超硬合金基板の上に多結晶ダイヤモンドの表層が積層された複数の工具を複数の台座の下面に個々に固定した後、前記表層に個別にワイヤー放電加工を施すことで、前記表層に前記インク溝に対応するように互いに間隔を存して配列された複数の凸部を形成し、
上下方向に超音波振動するホーンに、前記工具の前記凸部が隣り合う前記圧電部材間の前記インク溝の位置関係に対応するように前記台座を取り付け、
前記工具の前記凸部と前記圧電部材との間に砥粒を含む工作液を介在させた状態で前記工具を超音波振動させることにより、前記圧電部材に前記凸部に倣った形状を有する前記インク溝を一度に形成するようにしたインクジェットヘッドの製造方法。 A plurality of piezoelectric members are arranged on the substrate at intervals, and the positional relationship of the plurality of ink grooves provided in the piezoelectric members is between the adjacent piezoelectric members. A method of manufacturing inkjet heads that are offset from each other in a direction,
After fixing a plurality of tools in which a surface layer of polycrystalline diamond is laminated on a cemented carbide substrate individually to the lower surfaces of a plurality of pedestals, the surface layer is individually subjected to wire electric discharge machining, whereby the ink is applied to the surface layer. Forming a plurality of protrusions arranged at intervals to correspond to the grooves,
The pedestal is attached to a horn that ultrasonically vibrates in the vertical direction so that the convex portion of the tool corresponds to the positional relationship of the ink grooves between the adjacent piezoelectric members,
The piezoelectric member has a shape following the convex portion by ultrasonically vibrating the tool in a state where a working fluid containing abrasive grains is interposed between the convex portion of the tool and the piezoelectric member. An ink jet head manufacturing method in which ink grooves are formed at a time.
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