JP4784211B2 - インクジェットヘッド及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態について説明する。図1に示すシリアルプリンタ50において、インクジェットヘッド1は、図面左右方向に往復移動するキャリッジ5の下部に配置され、紙送りローラ6によって矢印方向に排出されてくる紙4に向かってインクを吐出する。このようなインクジェットヘッド1は、図2に示すように、内部にインク流路が形成された流路ユニット2と、この流路ユニット2の上面に積層された圧電アクチュエータ3とを備えている。
図7(a)において、キャビティプレート10の上面に、圧力室14の開口を塞ぐように振動板30を拡散接合等により接合する。更に、この振動板30の上面にアルミナ、ジルコニア、あるいは窒化ケイ素等のセラミックス材料からなる絶縁層31を連続的に形成する。この絶縁層31を形成する方法として、例えば、超微微粒子材料を高速で衝突させて堆積させるエアロゾルデポジション法(AD法)を用いれば、非常に薄く緻密な層を形成することができる。その他、ゾルゲル法、あるいは、スパッタ法、CVD法を用いて絶縁層31を形成することもできる。
図7(b)において、絶縁層31の表面であって、圧力室14の中央部に対向する位置に、個別電極32をスクリーン印刷により形成する。また、個別電極32と同時に、図面垂直方向に延在する配線部35(図3,図4参照)、配線部35の端部であってドライバIC37のバンプに接続される端子部36(図3,図4参照)、ドライバIC37の入力端子37aと接合される複数の接続端子40(図3,図4参照)、共通電極34をドライバIC37に接続するための配線部41及びその端子部42(図3,図4参照)を夫々スクリーン印刷により形成する。このとき、例えば、絶縁層31の表面に導電性ペーストをスクリーン印刷することにより、パターニングされた個別電極32、配線部35、端子部36、接続端子40、配線部41及び端子部42を一度に形成することができる。あるいは、メッキ法、スパッタ法又は蒸着法などにより、絶縁層31の全面に導電層を形成してから、レーザーやマスク、レジスト法等により導電層を部分的に除去して、個別電極32、配線部35、端子部36、接続端子40、配線部41及び端子部42をパターニングしてもよい。
図7(c)において、絶縁層31の上面に、複数の圧力室14と夫々対向する絶縁層31上の領域(個別電極32が形成された領域を含む)の全てに亙って連続した1つの層である異方性導電層53を形成する。異方性導電層53を形成する方法としては、1枚のフィルム状のACFを転写、或いは複数枚のACFを隙間なく連続して転写する方法であっても良いし、ペースト状のACPを一様に塗布する方法であっても良い。個別電極32及び配線部35は絶縁層31と異方性導電層53に挟まれた状態となるが、端子部36は異方性導電層53からはみ出した状態にされるため、絶縁層31の表面に配置されるドライバIC37にバンプ38を介して接続可能である。また、接続端子40、配線部41及び端子部42も異方性導電層53によって覆われない。
図7(d)において、PZTのグリーンシートを焼成することにより形成された圧電シートを所定の大きさにレーザーカットして成る圧電層33を、異方性導電層53の表面であって、個別電極32に対向する位置に転写する。
図7(e)において、押圧板55を用いて、圧電層33の上面33aから絶縁層31方向に向かって圧電層33を押圧する。圧電層33の押圧は圧電層33を加熱しながら行われる。また、圧電層33の押圧は、複数の圧力室14と夫々対向する複数の領域(複数の個別電極32と夫々対向する領域)に形成された複数の圧電層33が異方性導電層53から突出した状態を維持しつつ行われる。すると、異方性導電層53は個別電極32と圧電層33とで挟まれた複数の部分において圧縮され、これにともなって、各部分の異方性導電層53内の複数の導電性粒子も圧縮される。このようにして圧縮された導電性粒子を介して個別電極32と圧電層33とが導通する。また、加熱・押圧された異方性導電層53は硬化する。押圧された圧電層33は、その上面33aが異方性導電層53から突出した状態で固定される。このように、圧電層33をその上面33aが異方性導電層53の上面53aに対して突出した状態を維持しつつ押圧するため、複数の個別電極32と対向しない領域の異方性導電層53が押圧されてしまうことがなく、圧電層33の上面33aに異方性導電層53がせり上がって付着することもない。個別電極32と圧電層33とで挟まれていない領域の異方性導電層53は絶縁性を有して自然硬化する。尚、個別電極32と圧電層33とで挟まれていない領域の異方性導電層53を加熱することで、その硬化を早めても良い。
図7(f)において、複数の個別電極32に共通の共通電極34を、異方性導電層53の上面53a及び圧電層33の上面33aに、段差を有しながら連続的に形成する。共通電極34を形成する方法としては、スクリーン印刷、蒸着法、あるいは、スパッタ法等が挙げられる。
本発明の第2実施形態について図8を用いて説明する。尚、第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。図8は図6に対応する断面図である。第2実施形態の構成が第1実施形態と異なる点は、圧電層133の面に垂直な方向の断面形状が、振動板30側(下側)ほど広がる台形である点である。この構成によれば、第1実施形態で説明した第1電極形成工程において、異方性導電層53の上面53aに対して突出した上面133aを有する圧電層133の側面133bが斜めになっているため、異方性導電層53の上面53a、圧電層133の上面133a及び側面133bに、共通電極34を段差を有しながら連続的に形成させることが容易になる。その他の構成、作用、効果については第1実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
本発明の第3実施形態について図9を用いて説明する。尚、第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。図9は図6に対応する断面図である。第3実施形態の構成が第1実施形態と異なる点は、圧電層233が振動板30と反対側の部分(図面上側)において、面に平行な方向に張り出した張出部233cを有している点である。この構成によれば、第1実施形態で説明した圧縮工程において、圧電層233を加熱・押圧する際に、圧電層233の上面233aに異方性導電層53がせり上がって付着しにくくなる。その他の構成、作用、効果については第1実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
本発明の第4実施形態について図10を用いて説明する。尚、第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。図10は図6に対応する断面図である。第4実施形態の構成が第1実施形態と異なる点は、圧電層333の側面333bに撥水膜54が形成されている点である。撥水膜54は、第1実施形態で説明した圧電層形成工程において、圧電シートを焼成してレーザーカットして成る圧電層333を異方性導電層53に転写する前段階で、圧電層333の側面333bに貼付、塗布等により形成される。この構成によれば、第1実施形態で説明した圧縮工程において、圧電層333を加熱・押圧する際に、圧電層333の側面333bの撥水膜54に接触する異方性導電層53ははじかれ、圧電層333の上面333aに異方性導電層53がせり上がって付着しにくくなる。その他の構成、作用、効果については第1実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
本発明の第5実施形態について図11を用いて説明する。尚、第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。図11は図6に対応する断面図である。第5実施形態の構成が第1実施形態と異なる点は、圧電層433と異方性導電層53との間に電極(第3の電極)56が形成されている点である。電極56は、第1実施形態で説明した圧電層形成工程において、圧電層433を異方性導電層53に転写する前に、圧電層433の異方性導電層53に接する面に予め形成しておく。電極56は、圧電シートを所定の大きさにレーザーカットする前に、圧電シートの表面に導電性ペーストをスクリーン印刷やスパッタ法、あるいは蒸着法等により形成する。あるいは、メッキ法、スパッタ法又は蒸着法などにより、圧電シートをカットしたものの全面に導電層を形成してから、レーザーやマスク、レジスト法等により異方性導電層53に接する面以外の面の導電層を除去することによって電極56を形成してもよい。この構成によれば、電極56を介して圧電層433に確実に電界を生じさせることができる。
本発明の第6実施形態について図12を用いて説明する。尚、第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。図12は図6に対応する断面図である。第6実施形態の構成が第1実施形態と異なる点は、圧電層533が、複数の圧力室14の夫々と対向する領域を含むように異方性導電層53の上に形成された連続した1つの層として形成されており、複数の個別電極32と夫々対向する領域における厚みの方が、それ以外の領域における厚みよりも大きい点と、共通電極534が圧電層533の表面に段差無く形成されている点である。
本発明の第7実施形態について、図13を用いて説明する。本実施形態における振動板630は、個別電極632が形成されている部分に断面が矩形状の凸部が形成されている。第6実施形態では圧電層に凸部が形成されていたが、本実施形態は、振動板630に凸部が形成されている点と圧電層633が平坦である点を除いて、第6実施形態と同様である。
本実施形態では、図14に示すように、個別電極932は大きな厚みを有する。本実施形態は、個別電極932が大きな厚みを有する点と圧電層933が平坦である点を除いて、第6実施形態と同様である。
本実施形態では、図15及び図16に示す液体移送装置700について説明する。図15に示すように、液体移送装置700は同じ構造を持つ3つの液体移送ユニット700a〜700cを有し、これらの3つの液体移送ユニット700a〜700cが共通のマニホールド717を介して並列に接続されている。マニホールド717は、キャビティプレート712に形成された液体供給口720に連通する。
本実施形態では、異なる種類の液体を個別に移送することのできる液体移送装置について説明する。
2 流路ユニット
3 圧電アクチュエータ
4 紙
5 キャリッジ
6 紙送りローラ
10 キャビティプレート
11 ベースプレート
12 マニホールドプレート
13 ノズルプレート
14 圧力室
15,16 連通孔
17 マニホールド
18 インク供給口
19 連通孔
20 ノズル
30 振動板
31 絶縁層
32 個別電極(第2の電極)
33 圧電層
33a 上面
33b 側面
33c 張出部
34 共通電極(第1の電極)
35 配線部
36 端子部
37 ドライバIC(駆動装置)
37a 出力端子
37b 入力端子
38,39 バンプ
40 接続端子
41 配線部
42 端子部
43 補強部
50 シリアルプリンタ
53 異方性導電層
53a 上面
54 撥水膜
55 押圧板
56 電極(第3の電極)
Claims (5)
- インクを吐出するノズルに連通する複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、
この流路ユニットの一表面に配置されて前記圧力室の容積を変化させ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、
少なくとも一方の面において絶縁性を有する振動板と、
この振動板の前記一方の面において前記複数の圧力室に夫々対向する位置から延びる複数の配線部と、
前記振動板の前記一方の面側に、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成され、前記複数の圧力室と夫々対向する複数の領域においては圧縮されて導電性を有するとともに、それ以外の領域では導電性を有しない異方性導電層と、
この異方性導電層の前記振動板とは反対側の面に形成された圧電層と、
この圧電層の前記異方性導電層と反対側の面において、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成された第1の電極と、を有し、
前記圧電層は、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成され、前記複数の圧力室と夫々対向する領域が前記異方性導電層側に突出しているインクジェットヘッド。 - インクを吐出するノズルに連通する複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、
この流路ユニットの一表面に配置されて前記圧力室の容積を変化させ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、
前記流路ユニットの表面に前記複数の圧力室を覆うように配置され、且つ、少なくとも一方の面において絶縁性を有する振動板と、
この振動板の前記一方の面において前記複数の圧力室に夫々対向する位置から延びる複数の配線部と、
前記振動板の前記一方の面側に、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成され、前記複数の圧力室と夫々対向する複数の領域においては圧縮されて導電性を有するとともに、それ以外の領域では導電性を有しない異方性導電層と、
この異方性導電層の前記振動板とは反対側の面に形成された圧電層と、
この圧電層の前記異方性導電層と反対側の面において、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成された第1の電極と、を有し、
前記振動板の前記複数の圧力室と夫々対向する領域は、前記異方性導電層側に突出しているインクジェットヘッド。 - インクを吐出するノズルに連通する複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、
この流路ユニットの一表面に配置されて前記圧力室の容積を変化させ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、
少なくとも一方の面において絶縁性を有する振動板と、
この振動板の前記一方の面において前記複数の圧力室に夫々対向する位置から延びる複数の配線部と、
前記振動板の前記一方の面側に、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成され、前記複数の圧力室と夫々対向する複数の領域においては圧縮されて導電性を有するとともに、それ以外の領域では導電性を有しない異方性導電層と、
この異方性導電層の前記振動板とは反対側の面に形成された圧電層と、
この圧電層の前記異方性導電層と反対側の面において、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成された第1の電極と、を有し、
前記圧電層は、前記振動板と反対側の部分においてその面と平行な方向に張り出した張出部を有するインクジェットヘッド。 - インクを吐出するノズルに連通する複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、この流路ユニットの一表面に配置されて前記圧力室の容積を変化させる圧電アクチュエータとを備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記流路ユニットの前記一表面に、少なくとも一方の面において絶縁性を有する振動板を配置する振動板積層工程と、
前記振動板の前記一方の面において、前記複数の圧力室に夫々対向する位置から延びる複数の配線部を形成する配線工程と、
前記振動板の前記一方の面側に、前記複数の圧力室に亙って異方性導電層を連続的に形成する異方性導電層形成工程と、
前記異方性導電層の前記振動板と反対側の面に圧電層を形成する圧電層形成工程と、
前記圧電層の前記複数の圧力室に夫々対向する複数の領域を前記振動板側に相対して押圧して、前記異方性導電層の前記複数の圧力室に夫々対向する複数の領域を圧縮する圧縮工程と、
前記圧電層の前記異方性導電層と反対側の面において、前記複数の圧力室に亙って第1の電極を連続的に形成する第1電極形成工程と、を有し、
前記圧電層は、前記振動板と反対側の部分においてその面と平行な方向に張り出した張出部を有し、
前記圧縮工程において、前記複数の圧力室と夫々対向する領域に形成された圧電層が前記異方性導電層から突出する状態を維持しつつ、圧電層を押圧するインクジェットの製造方法。 - インクを吐出するノズルに連通する複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、この流路ユニットの一表面に配置されて前記圧力室の容積を変化させる圧電アクチュエータとを備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、
少なくとも一方の面において絶縁性を有し、前記複数の圧力室に夫々対向する複数の領域が突出した振動板を、突出していない面が対向するように前記流路ユニットの前記一表面に配置する振動板積層工程と、
前記振動板の前記一方の面において、前記複数の圧力室に夫々対向する位置から延びる複数の配線部を形成する配線工程と、
前記振動板の前記一方の面側に、前記複数の圧力室に亙って異方性導電層を連続的に形成する異方性導電層形成工程と、
前記異方性導電層の前記振動板と反対側の面に圧電層を形成する圧電層形成工程と、
前記圧電層の前記複数の圧力室に夫々対向する複数の領域を前記振動板側に相対して押圧して、前記異方性導電層の前記複数の圧力室に夫々対向する複数の領域を圧縮する圧縮工程と、
前記圧電層の前記異方性導電層と反対側の面において、前記複数の圧力室に亙って第1の電極を連続的に形成する第1電極形成工程と、を有するインクジェットの製造方法。
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