JP6428310B2 - 液体吐出装置の製造方法及び液体吐出装置 - Google Patents
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Description
図1に示すように、本実施の形態に係るプリンタ1は、キャリッジ2、インクジェットヘッド3(本発明の「液体吐出装置」)、用紙搬送ローラ4などを備えている。キャリッジ2は、走査方向(本発明の「第3方向」)に延びた2本のガイドレール5に支持され、ガイドレール5に沿って走査方向に往復移動する。なお、以下では、図1に示すように走査方向の右側及び左側を定義して説明を行う。インクジェットヘッド3は、キャリッジ2に搭載され、その下面に形成された複数のノズル15からインクを吐出する。用紙搬送ローラ4は、走査方向と直交する搬送方向(本発明の「第1方向」)におけるキャリッジ2の両側に配置され、記録用紙Pを搬送方向に搬送する。そして、プリンタ1では、用紙搬送ローラ4により記録用紙Pを搬送方向に搬送させつつ、キャリッジ2とともに走査方向に往復移動するインクジェットヘッド3からインクを吐出させることによって、記録用紙Pに印刷を行う。
次に、インクジェットヘッド3について説明する。図2〜図5に示すように、インクジェットヘッド3は、複数のノズル15や複数の圧力室10などのインク流路が形成された流路形成部材21と、圧力室10内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータ22とを備えている。なお、図面を見やすくするために、図2では、後述の導電パターン44、45等の図示を省略している。また、図3〜図6では、後述の圧力室10とノズル15以外のインク流路の図示を省略している。
次に、圧電アクチュエータ22を駆動してノズル15からインクを吐出させる方法について説明する。待機状態では、重なり部44aはグランド電位に、重なり部45aは所定電位(Vdd)とされ、全ての個別電極47はグランド電位とされる。この状態では、個別電極47と重なり部45a間に電位差(=Vdd)があり、活性部R11には、分極と同じ方向に電界が掛かっている。活性部R11は、分極方向と直交する面方向に収縮し、活性部R11と圧電層41、42との間で、歪み差が生まれる。これにより、全ての圧電層41〜43の圧力室10と重なる部分(単位アクチュエータ)が、全体として圧力室10側に凸となるように変形している。
次に、インクジェットヘッド3の製造方法について説明する。まず、図9、図10(a)に示すように、プレート31〜34を互いに接合して流路形成部材21を作製する(S101、本発明の「流路形成部材作製工程」)。この場合、プレート31〜34には、圧力室10、マニホールド流路11、貫通孔12〜14及びノズル15に相当する溝や孔が形成されている。なお、S101の工程は、次に説明するS102〜S105の工程の後、S106の工程の前に行ってもよいし、S102〜S105の工程と並行して行ってもよい。
10 圧力室
15 ノズル
21 流路ユニット
22 圧電アクチュエータ
38、138 隙間
41〜43、141〜143 圧電層
44〜46、144〜146 導電パターン
44a、45a、146a 重なり部
47 個別電極
50 構造体
Claims (11)
- 複数のノズルに連通し、第1方向に配列された複数の圧力室を含む液体流路を有する流路形成部材と、
前記複数の圧力室内の液体に圧力を付与する圧電アクチュエータと、を備え、
前記圧電アクチュエータは、
前記複数の圧力室を覆う第1圧電層と、
前記第1圧電層の一方の面に配置された第1導電パターンと、
前記第1圧電層の他方の面に配置された第2導電パターンと、を有し、
前記第1導電パターンは、前記第1圧電層の面方向と直交する第2方向から見て、前記複数の圧力室と重なり、前記第1方向に前記第1導電パターンが配置されない隙間をあけて配置された複数の第1重なり部を有し、
前記第2導電パターンは、前記第2方向から見て、前記複数の圧力室と重なる複数の第2重なり部を有し、
前記第2重なり部は、前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向において、一方側の端が前記圧力室の内側に位置する液体吐出装置の製造方法であって、
前記流路形成部材を作製する流路形成部材作製工程と、
前記第1圧電層と前記第1導電パターンを含む構造体を作製する構造体作製工程と、
前記構造体を焼成する焼成工程と、
前記焼成工程よりも後に、前記第1方向における前記第1重なり部同士の間隔を検出する間隔検出工程と、
前記焼成工程よりも後に、前記第1圧電層の前記他方の面に、前記第2導電パターンを形成するパターン形成工程と、
前記流路形成部材と焼成された前記構造体とを接合する接合工程と、を備え、
前記パターン形成工程において、各第2重なり部の前記第1重なり部と重なる部分の前記第3方向における長さが、前記第1重なり部の前記圧力室に対する前記第1方向のずれに応じた長さとなるように、前記間隔検出工程で検出された前記第1重なり部同士の間隔に基づいて、前記第2重なり部の前記第3方向における前記一方側の端の位置を調整して前記第2導電パターンを形成することを特徴とする液体吐出装置の製造方法。 - 前記液体吐出装置は、
前記圧電アクチュエータが、前記第1圧電層の前記流路形成部材側に配置された第2圧電層をさらに備え、
前記第1導電パターンが、前記第1圧電層の前記第2圧電層側の面に配置され、
前記第2導電パターンが、前記第1圧電層の前記第2圧電層と反対側の面に配置されたものであって、
前記構造体作製工程において、
前記第1圧電層と前記第2圧電層と前記第1導電パターンとを含む前記構造体を作製することを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置の製造方法。 - 前記液体吐出装置は、前記第1重なり部が、前記第2方向から見て、対応する前記圧力室の前記第1方向における中央部と重なるものであって、
前記接合工程において、前記複数の圧力室のうち配列の中央部に位置する1又は2の圧力室に対応する前記第1重なり部の前記第1方向における中心の、前記第1方向における対応する前記圧力室の中心に対するずれが、最小となるように位置合わせして、前記流路形成部材と焼成された前記構造体とを接合し、
前記パターン形成工程において、前記複数の第2重なり部のうち配列の端に近い前記第2重なり部ほど、前記第3方向における前記第1導電パターンと重なる部分の長さが長くなるように、前記第2導電パターンを形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出装置の製造方法。 - 前記液体吐出装置は、前記第1方向における前記複数の第1重なり部の間の隙間が、前記第2方向から見て前記圧力室の中央部と重なるものであって、
前記接合工程において、前記複数の圧力室のうち、配列の中央部に位置する1又は2の圧力室に対応する前記第1重なり部分の前記第1方向における前記隙間の中心の、前記第1方向における対応する前記圧力室の中心に対するずれが、最小となるように位置合わせして、前記流路形成部材と焼成された前記構造体とを接合し、
前記パターン形成工程において、配列の端に近い前記第2重なり部ほど、前記第3方向における前記第1重なり部と重なる部分の長さが長くなるように、前記第2導電パターンを形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出装置の製造方法。 - 前記液体吐出装置は、前記第1重なり部の前記圧力室に対するずれがないとした場合に、前記第1方向において、前記第1重なり部の両端が、前記圧力室の外側に位置するものであって、
前記パターン形成工程において、
前記間隔検出工程で検出された前記第1重なり部同士の間隔から、前記第1方向において、いずれかの前記第1重なり部の片側の端が、対応する圧力室の内側に位置していると判断される場合には、前記間隔検出工程で検出された前記複数の第1導電パターンの間隔に基づいて、前記第2重なり部の前記第3方向における前記一方側の端の位置を調整して前記第2導電パターンを形成し、
前記間隔検出工程で検出された前記第1重なり部同士の間隔から、前記第1方向において、全ての前記第1重なり部の両端が、対応する圧力室の外側に位置していると判断される場合には、全ての前記第2重なり部の前記第3方向における前記一方側の端の位置が同じとなるように、前記第2導電パターンを形成することを特徴とする請求項1又は2に記
載の液体吐出装置の製造方法。 - 前記間隔検出工程において、前記複数の第1重なり部のうち、前記第1方向における両端に位置する2つの第1重なり部の間の距離に基づいて、前記第1重なり部同士の間隔を推定し、
前記パターン形成工程において、前記距離に基づいて、前記第2重なり部の前記第3方向における前記一方側の端の位置を調整して前記第2導電パターンを形成することを特徴とする請求項1〜5のいずれか記載の液体吐出装置の製造方法。 - 前記流路形成部材作製工程において、複数の前記流路形成部材を作製し、
前記構造体作製工程において、複数の前記構造体を作製し、
複数の前記流路形成部材を、前記第1方向における前記圧力室同士の間隔に応じて分類する流路形成部材分類工程と、
複数の焼成された前記構造体を、前記間隔検出工程で検出された前記第1重なり部同士の間隔に応じて分類する構造体分類工程と、
前記流路形成部材分類工程における前記流路形成部材の分類結果と、前記構造体分類工程における焼成された前記構造体の分類結果とに基づいて、互いに接合する前記流路形成部材と前記構造体との組み合わせを決定する組み合わせ決定工程と、をさらに備え、
前記接合工程において、前記組み合わせ決定工程において決定された組み合わせで、前記流路形成部材と焼成された前記構造体とを接合することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の液体吐出装置の製造方法。 - 前記液体吐出装置は、
前記圧力室が、前記第3方向に長尺であり、前記第3方向の長さが500μm以上且つ1000μm以下であり、前記第1方向の長さが250μm以上且つ500μm以下であって、
前記第1重なり部が、前記第3方向の前記一方側に前記圧力室よりも外側まで延びたものであって、
前記パターン形成工程において、
前記第3方向において、前記複数の圧力室のうち、配列の中央部に位置する前記圧力室の前記一方側の端と、当該圧力室に対応する前記第2重なり部の前記一方側の端との間の長さが50μmよりも大きくなり、
前記第3方向において、前記複数の圧力室のうち、配列の両端部に位置する前記圧力室の前記一方側の端と、当該圧力室に対応する前記第2重なり部の前記一方側の端との間の長さが50μm以下となるように、前記第2導電パターンを形成することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の液体吐出装置の製造方法。 - 複数のノズルに連通し、第1方向に配列された複数の圧力室を含む液体流路を有する流路形成部材と、
前記複数の圧力室内の液体に圧力を付与する圧電アクチュエータと、を備え、
前記圧電アクチュエータは、
前記複数の圧力室を覆う第1圧電層と、
前記第1圧電層の一方の面に配置された第1導電パターンと、
前記第1圧電層の他方の面に配置された第2導電パターンと、を有し、
前記第1導電パターンは、前記第1圧電層の面方向と直交する第2方向から見て、前記複数の圧力室と重なり、前記第1方向に前記第1導電パターンが配置されない隙間をあけて配置された複数の第1重なり部を有し、
前記第2導電パターンは、前記第2方向から見て、前記複数の圧力室と重なる複数の第2重なり部を有し、
いずれかの前記第1重なり部は、前記第1方向において、少なくとも片側の端が前記圧力室の内側に位置し、
前記第2重なり部は、前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向において、一方側の端が前記圧力室の内側に位置し、
各第2重なり部の、前記第3方向における前記第1重なり部と重なる部分の長さが、前記第1重なり部の前記圧力室に対する前記第1方向のずれに応じた長さとなっていることを特徴とする液体吐出装置。 - 前記第1重なり部が、対応する前記圧力室の前記第1方向における中央部と重なり、
前記第1方向において、前記複数の圧力室のうち配列の端に位置する前記第1重なり部の中心ほど、対応する前記圧力室の中心に対するずれが大きく、
配列の端に近い前記第2重なり部ほど、前記第3方向における前記第1重なり部と重なる部分の長さが長いことを特徴とする請求項9に記載の液体吐出装置。 - 前記圧力室は、前記第3方向に長尺であり、前記第3方向の長さが500μm以上且つ1000μm以下であり、前記第1方向の長さが250μm以上且つ500μm以下であり、
前記第1重なり部は、前記第3方向における前記一方側に前記圧力室よりも外側まで延び、
前記第3方向において、前記複数の圧力室のうち、配列の中央部に位置する前記圧力室の前記一方側の端と、当該圧力室に対応する前記第2重なり部との間の長さが50μmよりも大きく、
前記第3方向において、前記複数の圧力室のうち、配列の両端部に位置する前記圧力室の前記一方側の端と、当該圧力室に対応する前記第2重なり部との間の長さが50μm以下であることを特徴とする請求項9又は10に記載の液体吐出装置。
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