JP4692662B2 - 液体吐出装置の製造方法 - Google Patents
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Description
[インク吐出装置の全体構成]
図1は、インク吐出装置10の構成を示す分解斜視図である。インク吐出装置10は、ブラック(BK)、イエロー(Y)、シアン(C)およびマゼンダ(M)の4色のインクを、ドライバIC12で生成された駆動電圧に基づいて複数のノズル14(図3)から吐出対象物(用紙等)に向けて選択的に吐出するものであり、図1に示すように、流路ユニット16と、アクチュエータユニット18と、配線基板20とを有している。
<流路ユニット>
流路ユニット16は、図3に示すように、5枚のプレート22a〜22eを積層することによって構成されており、これらのプレート22a〜22eに形成された「凹部」または「貫通孔」が互いに連通されることによって、インクの色ごとに4つのインク流路N1〜N4(図1)が構成されている。つまり、流路ユニット16には、インクを溜めるマニホールド24と、マニホールド24にインクを供給するインク供給口26(図1)と、マニホールド24内のインクを外部に吐出する複数のノズル14と、マニホールド24と複数のノズル14とを連通する複数の個別流路28とがインクの色ごとに構成されている。また、複数の個別流路28のそれぞれには、ノズル14に対して個別に連通する圧力室30が形成されており、圧力室30の上部には、流路ユニット16の一面(本実施形態では上面)16aに開かれた開口30aが形成されている。
<アクチュエータユニット>
アクチュエータユニット18は、図2、図3および図4に示すように、圧力室30の内部に存在するインクに吐出圧を付与するものであり、振動板32と、振動板32を駆動することによって複数の圧力室30内のインクに吐出圧を選択的に付与する複数の駆動部34とを有している。
<配線基板>
配線基板20(図1)は、ポリイミド樹脂等のような可撓性を有する合成樹脂材料からなるシート状の基板本体と、基板本体の一方の表面に搭載されたドライバIC12(図1)と、アクチュエータユニット18の第1定電位電極42を所定電位(たとえば20V)に電気的に接続する第1定電位配線と、アクチュエータユニット18の第2定電位電極40をグランド電位(0V)に電気的に接続する第2定電位配線と、アクチュエータユニット18の複数の個別電極44とドライバIC12の駆動用出力端子とを電気的に接続する複数の駆動用配線とを有している。そして、ドライバIC12によって、第1定電位電極42が常に所定電位(たとえば20V)に保持されるとともに、第2定電位電極40が常にグランド電位(0V)に保持され、さらに、複数の個別電極44のそれぞれがグランド電位(0V)と所定電位(たとえば20V)との間で切り替えられる。
[インク吐出装置の動作]
インク吐出動作を実行する前の待機状態では、第1定電位電極42の電位が所定電位(たとえば20V)に保持されるとともに、第2定電位電極40がグランド電位(0V)に保持され、複数の個別電極44のそれぞれがグランド電位(0V)に保持される。この状態では、個別電極44と第1定電位電極42との間に電位差が生じるため、第1活性部46には、その分極方向と同じ上向きの電界が発生し、第1活性部46は水平方向に収縮する。これにより上部圧電層38、下部圧電層36および振動板32の圧力室30と対向する部分が全体として圧力室30に向かって凸となるように変形し、振動板32が変形していない場合と比較して圧力室30の体積が小さくなる。
[インク吐出装置の製造方法]
インク吐出装置を製造する際には、(a)流路ユニット16とアクチュエータユニット18とをそれぞれ製造する「ユニット製造工程」と、(b)複数の第1定電位電極42について搬送方向X(すなわち「一方向」)におけるピッチP2(図5(B))を測定するとともに、複数の圧力室30について搬送方向XにおけるピッチP1(図5(A))を測定する「ピッチ測定工程」と、(c)複数の第1定電位電極42のピッチP2と複数の圧力室30のピッチP1とが所定の許容誤差内にあるアクチュエータユニット18と流路ユニット16との組合せを選択する「組合せ工程」と、(d)選択した組合せに係るアクチュエータユニット18と流路ユニット16とを接合する「接合工程」とをこの順に実行する。
「ユニット製造工程」において、流路ユニット16を製造する際には、5枚のプレート22a〜22e(図3)を互いに位置決めして接合する。一方、アクチュエータユニット18を製造する際には、振動板32、下部圧電層36および上部圧電層38のそれぞれ(図3)に対応するセラミックグリーンシートの表面に、第2定電位電極40、第1定電位電極42および複数の個別電極44のそれぞれ(図3)に対応する導電性ペーストを印刷し、その後、これらのセラミックグリーンシートを重ねて焼成する。この「ユニット製造工程」では、部材間を接合する際に寸法誤差が生じるが、特に、アクチュエータユニット18においては、複数の電極間の位置関係を高精度に定める必要があることから、インクの吐出特性(吐出速度等)に与える寸法誤差の影響は大きくなる。
「ピッチ測定工程」では、インクの吐出特性に大きく影響する「複数の第1定電位電極42の搬送方向XにおけるピッチP2(図5(B))」を測定するとともに、当該ピッチP2に対応する「複数の圧力室30の搬送方向XにおけるピッチP1(図5(A))」を測定する。以下に、「複数の第1定電位電極42の搬送方向XにおけるピッチP2」がインクの吐出特性に大きく影響する理由について詳細に説明する。
「組合せ工程」では、「ピッチ測定工程」で測定した第1定電位電極42間のピッチP2および圧力室30間のピッチP1を分析し、これらが所定の許容誤差内にあるアクチュエータユニット18と流路ユニット16との組合せを選択する。本実施形態では、対向部分Rの位置精度に大きく影響する「第1定電位電極42の搬送方向Xにおける位置ずれ」が反映された「複数の第1定電位電極42のピッチP2」を基準にして、アクチュエータユニット18と流路ユニット16との組合せを選択するようにしているので、「組合せ工程」において、他の要素(個別電極44等)および他の方向(走査方向Y等)の位置ずれを考慮する必要はない。
「接合工程」では、「組合せ工程」で選択した組合せに係るアクチュエータユニット18と流路ユニット16とを対向させ、アクチュエータユニット18および流路ユニット16のそれぞれに光を透過させることによって、これらの両方に設けられたマーカー(印刷された標示等)の位置を確認し、一方のマーカーと他方のマーカーとが重なるようにアクチュエータユニット18と流路ユニット16とを接触させる。このとき、アクチュエータユニット18および流路ユニット16の少なくとも一方の表面に接着剤を塗布しておき、当該接着剤により両者を接合する。なお、「接合工程」における「位置決め」および「接合」の具体的な方法は、本実施形態に限定されるものではなく、従来から存在する方法を適宜選択して用いることができる。また、アクチュエータユニット18と配線基板20とを接合する方法も、公知の方法を適宜選択して用いることができる。
S… 中央領域
G… 外側領域
L… 圧力室列
R… 対向部分
P1,P2… ピッチ
X… 搬送方向
Y… 走査方向
10… インク吐出装置(液体吐出装置)
12… ドライバIC
14… ノズル
16… 流路ユニット
16a… 一面
18… アクチュエータユニット
20… 配線基板
30… 圧力室
30a… 開口
32… 振動板
34… 駆動部
36… 下部圧電層
38… 上部圧電層
40… 第2定電位電極
42… 第1定電位電極
44… 個別電極
46… 第1活性部
48… 第2活性部
Claims (3)
- 液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルのそれぞれに個別に連通され、一方向に沿って一定間隔をおいて配列された複数の圧力室とを有し、一面に前記複数の圧力室のそれぞれの開口が設けられた流路ユニットと、
前記複数の圧力室のそれぞれの前記開口を閉塞する振動板と、前記振動板を駆動することによって前記複数の圧力室内の液体に吐出圧を選択的に付与する複数の駆動部とを有し、前記流路ユニットの前記一面に接合されるアクチュエータユニットとを備え、
前記複数の駆動部のそれぞれは、前記一面側から見たときに前記圧力室に対応して位置する個別電極と、前記一面側から見たときに前記一方向において前記個別電極の中央領域に対応して位置するとともに、前記一方向に直交する方向において前記個別電極の全長に対応して位置する第1定電位電極と、前記一面側から見たときに少なくとも前記個別電極の前記中央領域よりも外側に位置する外側領域に対応して位置する第2定電位電極と、前記個別電極と前記第1定電位電極との間に位置する第1活性部と、前記個別電極と前記第2定電位電極との間に位置する第2活性部とを有して構成される液体吐出装置の製造方法であって、
(a)前記流路ユニットと前記アクチュエータユニットとをそれぞれ製造する工程と、
(b)前記複数の第1定電位電極について前記一方向におけるピッチを測定するとともに、前記複数の圧力室について前記一方向におけるピッチを測定する工程と、
(c)前記(b)工程で測定した前記複数の第1定電位電極のピッチと前記複数の圧力室のピッチとが所定の許容誤差内にある前記アクチュエータユニットと前記流路ユニットとの組合せを選択する工程と、
(d)前記(c)工程で選択した組合せに係る前記アクチュエータユニットと前記流路ユニットとを接合する工程とを備える、液体吐出装置の製造方法。 - 前記一方向に対して直交する方向における前記複数の第1定電位電極のピッチおよび前記一方向に対して直交する方向における前記複数の圧力室のピッチは、前記(b)工程において測定せず、前記(c)工程において考慮しない、請求項1に記載の液体吐出装置の製造方法。
- 前記(a)工程では、複数の前記アクチュエータユニットを製造し、
前記(b)工程では、前記複数のアクチュエータユニットのそれぞれについて、前記一方向における前記複数の第1定電位電極のピッチを測定し、
前記(c)工程では、前記(b)工程で測定した前記複数の第1定電位電極のピッチに基づいて、前記流路ユニットに組み合わせる前記アクチュエータユニットを前記複数のアクチュエータユニットの中から選択する、請求項1または2に記載の液体吐出装置の製造方法。
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