JP3097298B2 - 液滴噴射装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
造方法に関するものである。
を利用したものが近年提案されている。これは、圧電ア
クチュエータの寸法変位によってインク室の容積を変化
させることにより、その容積減少時にインク室内のイン
クを噴射し、容積増大時にインク室内にインクを導入す
るようにしたもので、ドロップオンデマンド方式と呼ば
れている。そして、このような噴射装置を多数互いに近
接して配設し、所定の位置の噴射装置からインクを噴射
させることにより、所望する文字や画像を形成するので
ある。
特開昭63−247051号公報および特開昭63−2
52750号公報に記載されているものがある。以下、
該液滴噴射装置をアレイ1の一部の断面図を示す図8に
よって具体的に説明すると、複数の側壁3を有し、かつ
矢印Dの方向に分極処理を施した圧電セラミックス板2
とカバー6とを接合することで、横方向に互いに間隔を
有する多数の平行なインク流路4が構成される。インク
流路4は長方形断面の長くて狭いものであり、側壁3は
流路の全長にわたって伸び流路軸に垂直に変形可能で流
路内のインク圧を変化させる。前記側壁3の表面の上半
分(あるいは下半分)の領域には、駆動電界印加用の駆
動電極5が形成してあり、該駆動電極5の表面にはイン
クと駆動電極との絶縁のための絶縁処理が施してある。
インク流路4と該インク流路4の一端に連通する図示し
ないノズルと他端に連通する図示しないインク供給部及
び該インク流路4を形成する圧電変形可能な側壁3とか
ら噴射装置7が構成される。
該液滴噴射装置の駆動回路を示す。アレイ1において、
インク流路4A〜4Cは、カバー6と圧電セラミックス
板2及びその側壁3A〜3Dにより構成され、前記側壁
3A〜3Dの上半分の領域には駆動電極5A〜5Hが形
成されている。前記駆動電極5A〜5Hは、CPU11
に接続されており、該CPU11は、印字データに従っ
て駆動すべき噴射装置7A〜7Cを選択するとともに、
該噴射装置7A〜7Cが駆動するように制御する。
7Bを選択すると、CPU11は、駆動電極5C,5D
と駆動電極5E,5Fの各々の間に駆動電界10を印加
する。このとき駆動電界の方向10と分極方向Dとが直
交しているため、側壁3B,3Cの該駆動電極5C,5
D,5E,5Fを有する部分だけが圧電厚みすべり効果
の変形をする。このため該側壁3B,3Cはインク流路
4Bの外部方向にくの字形に変形する。その後、CPU
11により、前記駆動電界10の印加が遮断されると、
該側壁3B,3Cがもとの位置に戻る。この変形により
インク室4B内のインク圧が大となり、図示されていな
いノズルからインク液滴が噴射される。次に、図7に該
液滴噴射装置の従来の駆動電極形成方法を示し、該液滴
噴射装置の従来の形成方法を説明する。まず、強誘電性
を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミッ
クス材料であり、分極方向Dの方向に分極処理を施した
圧電セラミックス板2に、ダイヤモンドカッティング円
盤の回転等により平行な複数の溝を切りインク流路4を
形成する。そして、側壁3の側面に駆動電極5を蒸着法
により形成するが、このとき、前記圧電セラミックス板
2をターゲットまたは蒸着源に対して傾斜させること
で、側壁3のシャドー効果により側壁3の表面の開口部
側の必要な領域に駆動電極5が形成される。また、側壁
3の端面に形成された電極51は、後ほどラッピング等
により除去される。
来の液滴噴射装置の形成方法では、側壁の片面だけにし
か駆動電極が形成できないため、両面に駆動電極を形成
するためには2回の蒸着の工程が必要となるとともに、
厳密には前記側壁の所望する部分のみに駆動電極を形成
することは困難である。
になされたものであり、簡単な工程で、正確に側壁の所
望する部分のみに駆動電極を形成できる液滴噴射装置を
提供することを目的とする。
に請求項1に記載の発明は、圧電トランスデューサを用
いてインク流路の容積を変化させることにより、該イン
ク流路のインクを、該インク流路に連通するノズルから
噴射する噴射装置を多数備えた液滴噴射装置において、
前記インク流路を分離するための複数の壁を有する圧電
トランスデューサを備え、前記壁の上部はその下部より
も壁の幅が小さく形成され、その上部または下部には駆
動電極が形成されていることを特徴とする液適噴射装置
にある。
ックス板に、ある一定幅でインク流路の上部となる溝を
加工する第1の工程と、前記圧電セラミックス板に前記
溝の内面も含めて駆動電極層を形成する第2の工程と、
前記第2の工程の後、前記インク流路の上部側面に前記
駆動電極層を残すように、前記溝の底面に、前記第1の
工程で形成した溝よりも小さい幅でかつ該溝の深さ方向
に再度溝加工し、前記インク流路を形成する第3の工程
とからなることを特徴とする液滴噴射装置の製造方法に
ある。
ス板に、ある一定幅でインク流路の下部となる溝を加工
する第1の工程と、前記圧電セラミックス板に前記溝の
内面も含めて駆動電極層を形成する第2の工程と、前記
第2の工程の後、前記インク流路の下部に前記駆動電極
層を残すように、前記溝の上部を、前記第1の工程で形
成した溝よりも大きい幅に、かつ該溝の深さ方向に加工
し、前記インク流路を形成する第3の工程とからなるこ
とを特徴とする液滴噴射装置の製造方法にある。
3において、さらに前記第2の工程の後、前記インク流
路間の側壁の上面の前記駆動電極層を除去する工程を有
することを特徴とする液滴噴射装置の製造方法にある。
インク流路を分離するための複数の壁は、その上部がそ
の下部よりも壁の幅が小さく、その上部または下部の所
望の位置に駆動電極が容易に形成される。
ラミックス板に第1の工程で駆動電極形成に必要な部分
の溝を形成し、第2の工程で該溝に駆動電極を形成後、
第3の工程で第1の工程で加工した溝と異なる幅で駆動
電極形成の不要な部分の溝を加工する。例えば、インク
流路の上部のみに駆動電極が必要な場合、第3の工程で
は、第1の工程で形成した溝よりも小さい幅で、第1の
工程で形成した溝をさらに深くする方向に溝を加工し、
インク流路の上部のみに駆動電極層を残す。また、イン
ク流路の下部のみに駆動電極が必要な場合、第3の工程
では、第1の工程で形成した溝よりも大きい幅で、第1
の工程で形成した溝の上部に溝を加工し、第1の工程で
形成した溝の下部のみに駆動電極層を残す。
極層を除去することで、側壁両側面の両駆動電極層が完
全に分離される。
〜図5を参照して詳細に説明する。なお都合上、従来例
と同一部位、及び均等部位には同一符合をつけて説明す
る。
ス板2に溝を加工したものを示す。圧電セラミックス板
2は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZ
T)系のセラミックス材料で、矢印Dの方向に分極処理
を施した厚さ約1mm程度の板であり、ダイヤモンドカ
ッティング円盤の回転等により平行な複数の、電極形成
に必要な溝を切り、インク流路41が形成されている。
口部に、例えばアルミニウム、ニッケル等の金属材料を
用いた蒸着法により駆動電極を形成したものである。駆
動電極5は側壁31の上面を含む前記インク流路41の
開口部に形成される。
2に再度溝を加工したものを示し、図4に側壁32の上
面の不用電極をラッピング等により除去したものを示
す。図3において、図1の第1の工程で加工した溝と同
じピッチで、且つ該溝より小さい幅で再度溝の加工を行
う。ここで、溝の深さを図1の第1の工程で加工した溝
と同じ深さで該溝の底面より再度溝を加工することで、
該溝の底面の駆動電極と圧電セラミックスとが除去さ
れ、図3における第3の工程で形成された側壁32は、
その上半分の幅が下半分の幅より小さくなり、該側壁3
2の上半分の領域にのみ相互に分離された駆動電極5を
形成することができる。そして、図4に示すように、側
壁32の上面の不用電極をラッピング等により除去し、
前記圧電セラミックス板2とほぼ同じ線膨張係数をもつ
材料、例えば同じ材料からなるカバー6を接合し、イン
ク流路4の前方に該インク流路4の各々に対応するノズ
ルを有する図示しないオリフィスプレートを接合するこ
とで本実施例液滴噴射装置のアレイ1が完成する。
5において、まず、第1の工程で圧電セラミックス板2
に複数の溝を加工して側壁33及びインク流路43を形
成し、第2の工程で前記溝の開口部に駆動電極5を形成
する。そして、図6における第3の工程で、第1の工程
で加工した溝と同じピッチで、且つ該溝より大きい幅で
再度溝加工を行う。ここで、溝の深さは第1の工程で加
工した溝の半分の深さで図5における側壁33の上面よ
り再度溝を加工することで、該溝の上部側面の駆動電極
と圧電セラミックスとが除去され、側壁34及びインク
流路44が形成される。この後、側壁34の上面に残さ
れた不用電極をラッピング等で除去し、該側壁34は、
その上半分の幅が下半分の幅より小さくなり、所望する
ところの下半分の領域にのみ駆動電極5を形成すること
ができる。
4の幅の変化する領域及び駆動電極の形成する領域は側
壁の面の上下いずれかの半分と規定したが、本発明にお
いては、前記領域を規定するものではなく任意である。
発明の液滴噴射装置は、インク流路を分離するための複
数の壁を有する圧電トランスデューサを備え、壁の上部
はその下部よりも壁の幅が小さいものであり、その上部
または下部の所望する部分のみに駆動電極を容易に形成
できる。
なる溝を加工するとともに、該溝の内面を含めて駆動電
極層を形成し、該溝と異なる幅でインク流路の深さ方向
に、再度溝を加工することにより、簡単な工程で、正確
に、側壁の所望する部分のみに駆動電極を形成できる。
極層を除去することで、側壁両側面の両駆動電極層を完
全に分離することができる。
程を示す説明図である。
程を示す説明図である。
程を示す説明図である。
である。
1の説明図である。
2の説明図である。
説明図である。
る。
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】 圧電トランスデューサを用いてインク流
路の容積を変化させることにより、該インク流路のイン
クを、該インク流路に連通するノズルから噴射する噴射
装置を多数備えた液滴噴射装置において、前記インク流
路を分離するための複数の壁を有する圧電トランスデュ
ーサを備え、前記壁の上部はその下部よりも壁の幅が小
さく形成され、その上部または下部には駆動電極が形成
されていることを特徴とする液適噴射装置。 - 【請求項2】 圧電セラミックス板に、ある一定幅でイ
ンク流路の上部となる溝を加工する第1の工程と、 前記圧電セラミックス板に前記溝の内面も含めて駆動電
極層を形成する第2の工程と、前記第2の工程の後、前記インク流路の上部側面に前記
駆動電極層を残すように、前記溝の底面に、 前記第1の
工程で形成した溝よりも小さい幅でかつ該溝の深さ方向
に再度溝加工し、前記インク流路を形成する第3の工程
とからなることを特徴とする液滴噴射装置の製造方法。 - 【請求項3】 圧電セラミックス板に、ある一定幅でイ
ンク流路の下部となる溝を加工する第1の工程と、 前記圧電セラミックス板に前記溝の内面も含めて駆動電
極層を形成する第2の工程と、 前記第2の工程の後、前記インク流路の下部に前記駆動
電極層を残すように、前記溝の上部を、前記第1の工程
で形成した溝よりも大きい幅に、かつ該溝の深さ方向に
加工し、前記インク流路を形成する第3の工程とからな
ることを特徴とする液滴噴射装置の製造方法。 - 【請求項4】 請求項2または3において、さらに前記
第2の工程の後、前記インク流路間の側壁の上面の前記
駆動電極層を除去する工程を有することを特徴とする液
滴噴射装置の製造方法。
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