JP5577567B2 - アクチュエータの分類方法、活性層の厚み算出方法、記録ヘッドの製造方法、及び、記録装置 - Google Patents
アクチュエータの分類方法、活性層の厚み算出方法、記録ヘッドの製造方法、及び、記録装置 Download PDFInfo
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Description
δ=f’’(t 1 、t 0 ) (1)
に基づいて算出する。
また、アクチュエータの変位量に大きな影響を与える活性層厚t 1 を用いて動作特性パラメータを算出するため、より正確なアクチュエータの動作特性を把握することができる。
さらに、より一層正確な動作特性パラメータを算出することができる。
δ=f(t1、t0、ε) (2)
に基づいて算出してもよい。
さらに、前記電極面積Sは、前記一方の電極の設計値であってもよい。
δ=f’(t1、t0、S) (3)
に基づいて算出してもよい。
さらに、前記誘電率εは、予め決定されていてもよい。
加えて、前記静電容量測定工程においては、複数の前記アクチュエータに係る総静電容量を測定し、測定した前記アクチュエータの数で前記総静電容量を除した平均の静電容量を、前記第1電極及び前記第2電極間の静電容量Cとして算出してもよい。
δ=f’’(t 1 、t 0 ) (1)
に基づいて算出する。
さらに、本発明においては、前記第1電極及び前記第2電極間の静電容量Cを測定する静電容量測定工程と、前記活性層厚算出工程において算出された前記活性層厚t1に前記静電容量Cを乗じた値を、前記活性層を挟む前記第1電極及び前記第2電極の少なくともいずれか一方の電極の設計値である電極面積Sで除することによって、前記活性層の誘電率εを算出する誘電率算出工程とをさらに備えており、前記動作特性パラメータ算出工程においては、前記活性層厚t1、前記アクチュエータ厚t0、及び、前記誘電率εに基づいて、前記動作特性パラメータを、前記関係式であって前記変位量δと前記活性層厚t1、前記アクチュエータ厚t0、及び前記誘電率εとの実測及び解析の少なくともいずれかにより導かれた下記式(2):
δ=f(t1、t0、ε) (2)
に基づいて算出してもよい。
加えて、本発明においては、前記第1電極及び前記第2電極間の静電容量Cを測定する静電容量測定工程と、前記活性層厚算出工程において算出された前記活性層厚t1に前記静電容量Cを乗じた値を、予め決定されている前記活性層の誘電率εで除することによって、前記活性層を挟む前記第1電極及び前記第2電極の少なくともいずれか一方の電極の面積である電極面積Sを算出する電極面積算出工程をさらに備えており、前記動作特性パラメータ算出工程においては、前記活性層厚t1、前記アクチュエータ厚t0、及び、前記電極面積Sに基づいて、前記動作特性パラメータを、前記関係式であって前記変位量δと前記活性層厚t1、前記アクチュエータ厚t0、及び前記電極面積Sとの実測及び解析の少なくともいずれかにより導かれた下記式(3):
δ=f’(t1、t0、S) (3)
に基づいて算出してもよい。
t1=V/E0
によって算出される。
C=ε・S/t1 (ε=ε0・ε' ε:圧電シート141の誘電率、ε0:真空の誘電率、ε':比誘電率)
で表される。したがって、誘電率εは、
ε=C・t1/S
によって算出される。
δ=f(t1,t0,ε)
で表される。この式に基づいて変位量δが動作特性パラメータとして算出される。
C=ε・S/t1
から導かれる、
S=C・t1/ε
によって電極面積Sを算出し、変位量δを、実測や解析によって求められた値を使って導かれる、
δ=f'(t1,t0,S)
に基づいて算出する構成であってもよい。
t1=ε・S/C
とし、変位量δを、実測や解析によって求められた値を使って導かれる、
δ=f''(t1,t0)
に基づいて算出する構成であってもよい。なお、予め決定されたアクチュエータ厚t0を用いてもよい。もちろん、実測で得られる抗電圧Vを使って導かれる
δ=f'''(V)
に基づいて動作特性パラメータを算出する構成であってもよい。
2 ヘッド本体
9 流路ユニット
16 制御装置
21 アクチュエータユニット
63 印刷データ記憶部
64 ヘッド制御部
65 動作パラメータ記憶部
66 搬送モータ制御部
101 インクジェットプリンタ
108 ノズル
110 圧力室
134 共通電極
135 個別電極
141〜143 圧電シート
142 圧電シート
Claims (11)
- 第1電極、第2電極、前記第1電極と前記第2電極との間に配置された圧電層である活性層及び前記活性層との間に前記第2電極を挟む非活性層を含むアクチュエータについて、前記第1電極と前記第2電極との間に電圧を印加したときの前記アクチュエータの変位量δと、当該変位量δを示す前記アクチュエータに関する物性値との、実際の測定及び解析の少なくともいずれかにより導かれた関係式に基づく分類方法であって、
前記第1電極及び前記第2電極間に所定の電圧を印加することによって前記活性層を分極させたのちに、前記第1電極及び前記第2電極間に印加する電圧値を変化させることによって前記活性層の分極が0となるときの抗電圧Vの絶対値を測定する抗電圧測定工程と、
前記活性層の抗電界E 0 を決める抗電界決定工程と、
前記抗電圧測定工程において測定された前記抗電圧Vを、前記抗電界E 0 で除して、前記活性層の厚みである活性層厚t 1 を算出する活性層厚算出工程と、
前記アクチュエータ全体の厚みであるアクチュエータ厚t 0 を測定するアクチュエータ厚測定工程と、
前記アクチュエータの前記変位量δである動作特性パラメータを算出する動作特性パラメータ算出工程と、
前記動作特性パラメータ算出工程において算出された前記動作特性パラメータによって前記アクチュエータを分類する分類工程とを備えているとともに、
前記抗電界決定工程では、
前記アクチュエータと同一材料及び同一焼成条件で形成された別のアクチュエータの前記活性層に関して、測定された前記活性層厚t 1 で前記抗電圧Vを除することによって、前記活性層の前記抗電界E 0 を決め、
前記動作特性パラメータ算出工程においては、
前記活性層厚算出工程において算出された前記活性層厚t 1 及び、前記アクチュエータ厚t 0 に基づいて、前記動作特性パラメータを、前記関係式であって前記変位量δと前記活性層厚t 1 、及び前記アクチュエータ厚t 0 との実測及び解析の少なくともいずれかにより導かれた下記式(1):
δ=f’’(t 1 、t 0 ) (1)
に基づいて算出することを特徴とするアクチュエータの分類方法。 - 前記第1電極及び前記第2電極間の静電容量Cを測定する静電容量測定工程と、
前記活性層厚算出工程において算出された前記活性層厚t1に前記静電容量Cを乗じた値を、前記活性層を挟む前記第1電極及び前記第2電極の少なくともいずれか一方の電極の面積である電極面積Sで除することによって、前記活性層の誘電率εを算出する誘電率算出工程をさらに備えており、
前記動作特性パラメータ算出工程においては、前記活性層厚t1、前記アクチュエータ厚t0、及び、前記誘電率εに基づいて、前記動作特性パラメータを、前記関係式であって前記変位量δと前記活性層厚t1、前記アクチュエータ厚t0、及び前記誘電率εとの実測及び解析の少なくともいずれかにより導かれた下記式(2):
δ=f(t1、t0、ε) (2)
に基づいて算出することを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータの分類方法。 - 前記電極面積Sは、前記一方の電極の設計値であることを特徴とする請求項2に記載のアクチュエータの分類方法。
- 前記第1電極及び前記第2電極間の静電容量Cを測定する静電容量測定工程と、
前記活性層厚算出工程において算出された前記活性層厚t1に前記静電容量Cを乗じた値を、前記活性層の誘電率εで除することによって、前記活性層を挟む前記第1電極及び前記第2電極の少なくともいずれか一方の電極の面積である電極面積Sを算出する電極面積算出工程をさらに備えており、
前記動作特性パラメータ算出工程においては、前記活性層厚t1、前記アクチュエータ厚t0、及び、前記電極面積Sに基づいて、前記動作特性パラメータを、前記関係式であって前記変位量δと前記活性層厚t1、前記アクチュエータ厚t0、及び前記電極面積Sとの実測及び解析の少なくともいずれかにより導かれた下記式(3):
δ=f’(t1、t0、S) (3)
に基づいて算出することを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータの分類方法。 - 前記誘電率εは、予め決定されていることを特徴とする請求項4に記載のアクチュエータの分類方法。
- 前記静電容量測定工程においては、複数の前記アクチュエータに係る総静電容量を測定し、測定した前記アクチュエータの数で前記総静電容量を除した平均の静電容量を、前記第1電極及び前記第2電極間の静電容量Cとして算出することを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載のアクチュエータの分類方法。
- 第1電極、第2電極、前記第1電極と前記第2電極との間に配置された圧電層である活性層及び前記活性層との間に前記第2電極を挟む非活性層を含むアクチュエータにおける前記活性層の厚み算出方法であって、
前記第1電極及び前記第2電極間に所定の電圧を印加することによって前記活性層を分極させたのちに、前記第1電極及び前記第2電極間に印加する電圧値を変化させることによって前記活性層の分極が0となるときの抗電圧Vの絶対値を測定する抗電圧測定工程と、
前記アクチュエータと同一材料及び同一焼成条件で形成された測定サンプルとしての別のアクチュエータの前記活性層の厚みである活性層厚t 1 を測定すると共に前記抗電圧測定工程と同じ工程により抗電圧Vを測定し、当該別のアクチュエータに関して測定された前記活性層厚t1で前記抗電圧Vを除することによって、前記活性層の前記抗電界E0を決める抗電界決定工程と、
前記抗電圧測定工程において測定された前記抗電圧Vを、前記別のアクチュエータの前記活性層に係る前記抗電界E0で除して、前記活性層の厚みである活性層厚t1を算出する活性層厚算出工程とを備えていることを特徴とする活性層の厚み算出方法。
- 共通インク室の出口から圧力室を介して液滴を吐出するノズルに至る複数の個別流路を有する流路ユニットを形成する流路ユニット形成工程と、
前記圧力室に関連付けられた複数の第1電極、第2電極、前記複数の第1電極と前記第2電極との間に配置された圧電層である活性層及び前記活性層との間に前記第2電極を挟む非活性層を含むアクチュエータを形成するアクチュエータ形成工程と、
前記第1電極及び前記第2電極間に所定の電圧を印加することによって前記活性層を分極させたのちに、前記第1電極及び前記第2電極間に印加する電圧値を変化させることによって前記活性層の分極が0となるときの抗電圧Vの絶対値を測定する抗電圧測定工程と、
前記活性層の抗電界E 0 を決める抗電界決定工程と、
前記抗電圧測定工程において測定された前記抗電圧Vを、前記抗電界E 0 で除して、前記活性層の厚みである活性層厚t 1 を算出する活性層厚算出工程と、
前記アクチュエータ全体の厚みであるアクチュエータ厚t 0 を測定するアクチュエータ厚測定工程と、
前記第1電極及び前記第2電極間に電圧を印加したときの前記アクチュエータの変位量δである動作特性パラメータを、前記変位量δと、当該変位量δを示す前記アクチュエータに関する物性値との、実際の測定及び解析の少なくともいずれかにより導かれた関係式に基づいて算出する動作特性パラメータ算出工程と、
前記動作特性パラメータ算出工程において算出された前記動作特性パラメータによって前記アクチュエータを分類する分類工程と、
前記分類工程において同一に分類された前記動作特性パラメータを有する複数の前記アクチュエータを前記流路ユニットに組み付ける組み付け工程とを備えているとともに、
前記抗電界決定工程では、
前記アクチュエータと同一材料及び同一焼成条件で形成された別のアクチュエータの前記活性層に関して、測定された前記活性層厚t 1 で前記抗電圧Vを除することによって、前記活性層の前記抗電界E 0 を決め、
前記動作特性パラメータ算出工程においては、
前記活性層厚算出工程において算出された前記活性層厚t 1 及び、前記アクチュエータ厚t 0 に基づいて、前記動作特性パラメータを、前記関係式であって前記変位量δと前記活性層厚t 1 、及び前記アクチュエータ厚t 0 との実測及び解析の少なくともいずれかにより導かれた下記式(1):
δ=f’’(t 1 、t 0 ) (1)
に基づいて算出することを特徴とする記録ヘッドの製造方法。 - 前記第1電極及び前記第2電極間の静電容量Cを測定する静電容量測定工程と、
前記活性層厚算出工程において算出された前記活性層厚t1に前記静電容量Cを乗じた値を、前記活性層を挟む前記第1電極及び前記第2電極の少なくともいずれか一方の電極の設計値である電極面積Sで除することによって、前記活性層の誘電率εを算出する誘電率算出工程とをさらに備えており、
前記動作特性パラメータ算出工程においては、前記活性層厚t1、前記アクチュエータ厚t0、及び、前記誘電率εに基づいて、前記動作特性パラメータを、前記関係式であって前記変位量δと前記活性層厚t1、前記アクチュエータ厚t0、及び前記誘電率εとの実測及び解析の少なくともいずれかにより導かれた下記式(2):
δ=f(t1、t0、ε) (2)
に基づいて算出することを特徴とする請求項8に記載の記録ヘッドの製造方法。 - 前記第1電極及び前記第2電極間の静電容量Cを測定する静電容量測定工程と、
前記活性層厚算出工程において算出された前記活性層厚t1に前記静電容量Cを乗じた値を、予め決定されている前記活性層の誘電率εで除することによって、前記活性層を挟む前記第1電極及び前記第2電極の少なくともいずれか一方の電極の面積である電極面積Sを算出する電極面積算出工程をさらに備えており、
前記動作特性パラメータ算出工程においては、前記活性層厚t1、前記アクチュエータ厚t0、及び、前記電極面積Sに基づいて、前記動作特性パラメータを、前記関係式であって前記変位量δと前記活性層厚t1、前記アクチュエータ厚t0、及び前記電極面積Sとの実測及び解析の少なくともいずれかにより導かれた下記式(3):
δ=f’(t1、t0、S) (3)
に基づいて算出することを特徴とする請求項8に記載の記録ヘッドの製造方法。 - 請求項8〜10のいずれか1項に記載の記録ヘッドの製造方法によって製造された記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに係る前記アクチュエータを制御する制御手段とを備えており、
前記制御手段が、当該アクチュエータに関する前記動作特性パラメータの値に基づいて、当該アクチュエータを駆動するときに前記第1電極及び前記第2電極間に印加する駆動信号のパルス幅を、前記変位量δが大きくなるに伴って小さくすることを特徴とする記録装置。
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