線型噴墨頭的製造方法
2023-05-15 20:28:21
專利名稱：線型噴墨頭的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種線型噴墨頭的製造方法。
背景技術：
近年，帶有比如象日本國公開專利公報特開平10-286953所公開的那樣高密度配設的噴嘴並用所謂的複製製作法所製作的噴墨頭廣為人知。複製製作法作為製作高密度列印頭的方法是非常好的製作法。在複製製作法中，首先，例如象以下那樣製作薄膜致動器。具體來說，在由單晶MgO等組成的基板上形成獨立電極，然後在獨立電極上形成由PZT組成的鈣鈦礦型電介質薄膜作為壓電體。然後，在此壓電體上用濺射等方法形成兼作共用電極的振動板。然後，把這樣製作的致動器粘接在壓力室板上，然後除去上述基板的全部或一部分。
但是，用上述複製製作法難以製作線型的噴墨頭，其理由如下。
在線型的噴墨頭中，噴墨頭在寬度方向(即噴墨頭的縱向)的長度必須比記錄格式紙的寬度長。例如，為了在A4大小的格式紙上進行記錄，噴墨頭在寬度方向的長度必須在210mm以上。因此，單晶MgO基板的縱向長度也必須在210mm以上。但是，單晶MgO基板是從巖石狀的塊狀物製作成的。而且，巖石狀的塊狀物並不能原封不動地全部利用，實際上可利用的只是其中的一部分。因此，為了製作長度超過210mm的單晶MgO基板，必須準備長度超過上述長度的MgO，需要非常大的設備。還有，假設即便製作了那樣的單晶MgO基板，因原材料利用率差，材料的成本也非常高。
還有，在複製製作法中，需要用濺射等使壓電元件(例如PZT等)在由單晶MgO等組成的基板上成膜，但為了使PZT在大面積範圍內成膜，需要非常大的設備。而且，要得到壓電元件的壓電特性和膜厚等特性均勻的且無縫的膜，就會導致原材料利用率差。因此，製造成本變得非常高。
根據上述的理由，在以往的線型的噴墨頭中，如果從品質及成本方面考慮，則難以利用複製製作法。
發明內容
本發明的目的在於對高密度列印頭及備有該列印頭的記錄裝置實現薄膜致動器的壓電特性及膜厚等特性的均勻化、膜的裂縫的防止、製造的原材料利用率的提高、製造設備的小型化、低價格化等。
在本發明中，在一個壓力室板上設有多個帶有壓電元件等的致動器塊，使每個致動器塊的大小小型化。
與本發明相關的第1噴墨頭，至少由多個壓電元件、帶有用於把電壓施加在上述各壓電元件上的第1電極及第2電極的多個致動器塊、內含用於存放墨汁的多個壓力室的壓力室板和內含分別與上述各壓力室連通的多個噴嘴的噴嘴板疊層而成，其特徵在於，上述多個致動器塊沿線型噴墨頭的縱向被配設在上述壓力室板的一個面上，並且，上述多個致動器塊被配設成在與記錄介質的輸送方向上鄰近的致動器塊之間隔著間隔，而在與線型噴墨頭的縱向上鄰近的致動器塊之間有一部分重疊。
第2噴墨頭，其特徵在於在上述第1噴墨頭中，上述壓力室板和噴嘴板之間還設有內含分別與上述各壓力室連通的多個墨汁流通路和與上述各壓力室連通的共用液室的流通路板。
第3噴墨頭，其特徵在於在上述第1噴墨頭中，上述多個致動器塊被配設成交錯狀。
第4噴墨頭，其特徵在於在上述第1噴墨頭中，上述致動器塊具備有兼作第2電極的導電性振動板取代第2電極。
第5噴墨頭，其特徵在於在上述第2噴墨頭中，上述噴嘴板是由1塊板組成、上述壓力室板及上述流通路板中的某一方或雙方帶有用於在把上述噴嘴板疊層到上述流通路板上時使上述噴嘴板對位的對位機構。
還有，在對位機構中含有比如對位用的孔或光學上被讀取的對位用的標記等各種機構。
第6噴墨頭，其特徵在於在上述第2噴墨頭中，上述噴嘴板是由多塊板組成、上述壓力室板及上述流通路板中的某一方或雙方帶有用於在把上述各噴嘴板疊層到上述流通路板上時使上述各噴嘴板對位的對位機構。
第7噴墨頭，其特徵在於在上述第2噴墨頭中，當至少把第1電極、壓電元件和第2電極依次疊層在面積比上述壓力室板小的基板上製作了致動器塊後把上述致動器塊複製到上述壓力室板上、以便可以用上述第2電極覆蓋設在壓力室板上的多個壓力室。
第8噴墨頭，其特徵在於在上述第7噴墨頭中，上述基板為MgO單晶基板、上述壓電元件是通過濺射法製成的。
第9噴墨頭，其特徵在於在上述第7噴墨頭中，上述基板是由MgO單晶基板形成的。
第10噴墨頭，其特徵在於在上述第7噴墨頭中，上述壓電元件是通過濺射法製成的。
第11噴墨頭，其特徵在於在上述第2噴墨頭中，當至少把第1電極、壓電元件和第2電極依次疊層在面積比上述壓力室板小的基板上製作了致動器塊後把上述致動器塊複製到上述壓力室板上、以便可以用上述振動板覆蓋設在壓力室板上的多個壓力室。
第12噴墨頭，其特徵在於在上述第11噴墨頭中，上述基板為MgO單晶基板、上述壓電元件是通過濺射法製成的。
第13噴墨頭，其特徵在於在上述第11噴墨頭中，上述基板是由MgO單晶基板形成的。
第14噴墨頭，其特徵在於在上述第11噴墨頭中，上述壓電元件是通過濺射法製成的。
第15噴墨頭，至少由多個壓電元件、帶有用於把電壓施加在上述各壓電元件上的第1電極及第2電極的多個致動器塊、內含用於分別存放多種墨汁的多個壓力室的壓力室板和內含分別與上述各種墨汁用的各壓力室連通的多個噴嘴的噴嘴板疊層而成，其特徵在於，上述多個致動器塊被配設在上述壓力室板的一個面上，並且，上述多個致動器塊被配設成在與記錄介質的輸送方向上鄰近的致動器塊之間隔著間隔，而在與線型噴墨頭的縱向上鄰近的致動器塊之間有一部分重疊。
第16噴墨頭，其特徵在於在上述第15噴墨頭中，上述壓力室板和噴嘴板之間還設有內含分別與上述各種墨汁用的各壓力室連通的多個墨汁流通路和分別存放上述各種墨汁並與上述各種墨汁用的壓力室連通的多個共用液室的流通路板。
第17噴墨頭，其特徵在於在上述第16噴墨頭中，上述壓力室板是由1塊板構成的。
第18噴墨頭，其特徵在於在上述第15噴墨頭中，上述多種墨汁是具有黑色、藍綠色、洋紅色及黃色的墨汁。
第19噴墨頭，至少由多個壓電元件、帶有用於把電壓施加在上述各壓電元件上的第1電極及第2電極的多個致動器塊、內含用於分別存放多種墨汁的多個壓力室的壓力室板在記錄介質的輸送方向上依次排列有各種墨汁用的壓力室的壓力室板和內含分別與上述各種墨汁用的各壓力室連通的多個噴嘴的噴嘴板疊層而成，其特徵在於，上述多個致動器塊被配設在上述壓力室板的一個面上且各致動器塊被配設成可以覆蓋多種墨汁用的多個壓力室，同時，上述多個致動器塊被配設成在與記錄介質的輸送方向上鄰近的致動器塊之間隔著間隔，而在與線型噴墨頭的縱向上鄰近的致動器塊之間有一部分重疊。
第20噴墨頭，其特徵在於在上述第19噴墨頭中，上述壓力室板和噴嘴板之間還設有內含分別與上述各種墨汁用的各壓力室連通的多個墨汁流通路和分別存放上述各種墨汁並與上述各種墨汁用的壓力室連通的多個共用液室的流通路板。
第21噴墨頭，其特徵在於在上述第20噴墨頭中，上述多種墨汁是具有黑色、藍綠色、洋紅色及黃色的墨汁。
本發明的第1噴墨式記錄裝置，是一種用多色墨汁進行記錄的噴墨式記錄裝置，具備有對每種顏色的墨汁單獨設置的多個上述第1噴墨頭和使上述各噴墨頭和記錄介質在輸送方向上相對移動的移動機構。
第2噴墨式記錄裝置，具備有上述第15噴墨頭和使上述噴墨頭和記錄介質在輸送方向上相對移動的移動機構。
第3噴墨式記錄裝置，具備有上述第19噴墨頭和使上述噴墨頭和記錄介質在輸送方向上相對移動的移動機構。
本發明的第1製造方法，具有至少把第1電極、壓電元件和第2電極、或至少把第1電極、壓電元件、第2電極和振動板依次疊層在面積比壓力室板小的多個基板上製作多個致動器塊的塊製作工序、把被疊層在上述各基板上的各致動器塊粘接在上述壓力室板的一個面上以便可以用上述致動器塊的第2電極或振動板覆蓋設在壓力室板上的多個壓力室的第1粘接工序，除去上述各基板的工序和使上述各致動器塊的第1電極圖樣形成的工序。
第2製造方法是這樣一種方法，在上述第1製造方法中，使第1電極圖樣形成的工序之後還有把內含引導上述各壓力室的墨汁到各噴嘴的墨汁流通路和共用液室的流通路板粘接在上述壓力室板的另一個面上的工序和把內含上述噴嘴的噴嘴板粘接到上述流通路板上的工序。
第3製造方法是這樣一種方法，在上述第1製造方法中，上述第1粘接工序為相互隔開地粘接多個致動器塊、使得鄰近的致動器塊在與掃描方向垂直的方向上有一部分重疊的工序。
第4製造方法是這樣一種方法，在上述第1製造方法中，上述第1粘接工序為把多個致動器塊配設成交錯狀的工序。
第5製造方法是這樣一種方法，在上述第1製造方法中，上述基板是由MgO單晶基板形成的。
第6製造方法是這樣一種方法，在上述第1製造方法中，上述塊製作工序包含通過濺射法製作壓電元件的工序。
第7製造方法是這樣一種方法，在上述第1製造方法中，上述塊製作工序包含兼作第2電極的導電性振動板的疊層工序以取代第2電極的疊層工序。
第4噴墨式記錄裝置，具備有用上述第1製造方法所製作的噴墨頭和使上述噴墨頭和記錄介質在掃描方向上相對移動的移動機構。
第8製造方法，具有至少把第1電極、壓電元件和第2電極、或至少把第1電極、壓電元件、第2電極和振動板依次疊層在面積比壓力室板小的多個基板上製作多個致動器塊的塊製作工序，把被疊層在上述各基板上的各致動器塊粘接在上述壓力室板的一個面上以便可以用上述致動器塊的第2電極或振動板覆蓋設在壓力室板上的多個壓力室的第1粘接工序、除去上述各基板的工序、使上述各致動器塊的第1電極圖樣形成的工序和使上述各致動器塊的壓電元件圖樣形成的工序。
第9製造方法是這樣一種方法，在上述第8製造方法中，使壓電元件圖樣形成的工序之後，還有把內含引導上述各壓力室的墨汁到各噴嘴的墨汁流通路和共用液室的流通路板粘接在上述壓力室板的另一個面上的工序和把內含上述噴嘴的噴嘴板粘接到上述流通路板上的工序。
第10製造方法是這樣一種方法，在上述第8製造方法中，上述第1粘接工序為相互隔開地粘接多個致動器塊、使得鄰近的致動器塊在與掃描方向垂直的方向上有一部分重疊的工序。
第11製造方法是這樣一種方法，在上述第8製造方法中，上述第1粘接工序為把多個致動器塊配設成交錯狀的工序。
第12製造方法是這樣一種方法，在上述第8製造方法中，上述基板是由MgO單晶基板形成的。
第13製造方法是這樣一種方法，在上述第8製造方法中，上述塊製作工序包含通過濺射法製作壓電元件的工序。
第14製造方法是這樣一種方法，在上述第8製造方法中，上述塊製作工序包含兼作第2電極的導電性振動板的疊層工序以取代第2電極的疊層工序。
第5噴墨式記錄裝置，具備有用上述第8製造方法所製作的噴墨頭和使上述噴墨頭和記錄介質在掃描方向上相對移動的移動機構。
根據第1、第18及第33的各噴墨頭和第1及第2的各噴墨式記錄裝置，相對於一個壓力室塊設有多個致動器塊，因此，平均一個致動器塊的大小減小。因此，即便在製作線型的噴墨頭的情況下也不需要把致動器塊做得與噴墨頭的寬度一樣寬。因此，可以實現薄膜致動器的壓電特性及膜厚等特性的均勻化、膜的裂縫的防止、製造的原材料利用率的提高、製造設備的小型化、低價格化等。
根據第2、第19及第27的各噴墨頭，可以簡易地構成壓力室塊。
根據第3、第22及第29的各噴墨頭，在與掃描方向垂直的方向上相鄰的致動器塊之間互不重疊，因此，位於兩致動器塊的端部附近的壓力室上的致動器的可靠性提高了。
根據第4、第23及第30的各噴墨頭和第3及第10的各製造方法，鄰近的致動器塊被配設為在與掃描方向垂直的方向(即噴墨頭的寬度方向)上有一部分相互重疊，因此，排列在噴墨頭的寬度方向上的所有的壓力室可靠地被致動器塊覆蓋。因此，雖然使用多個致動器塊，也可以在相當大的程度上允許其製作誤差及定位誤差，可以使製造的原材料利用率提高。
根據第5、第24及第31的各噴墨頭，在掃描方向上鄰近的致動器塊之間隔著間隔，因此，即便致動器塊的位置精度比較差且致動器塊的形狀誤差比較大，在物理上致動器塊之間也沒有重疊。
根據第6、第25及第32的各噴墨頭和第4及第11的各製造方法，噴墨頭的掃描方向(即與噴墨頭的寬度方向垂直的方向)的長度變短。
根據第7的噴墨頭和第7及第14的各製造方法，構成構件的數目減少。
根據第8及第9的各噴墨頭，使噴嘴高精度地對位，所以提高噴墨頭的質量，並且也提高成品率。根據第9的噴墨頭，只在必要之處使用噴嘴板，因此，成本被降低。還有，對每1塊噴嘴板所要加工的噴嘴數減少，因此，使製造的原材料利用率提高。
根據第10及第14的各噴墨頭，在通過複製製作法所製作的噴墨頭中可以得到與第1噴墨頭同樣的效果。
根據第11、第12、第13、第15、第16及第17的各噴墨頭和第5、第6、第12及第13的各製造方法，可以得到電壓特性優良的壓電元件。
根據第20噴墨頭，可以以一塊壓力室板為基準對各構成構件進行對位，因此，可以高精度地製作噴墨頭。
根據第21及第28的各噴墨頭，至少用4色墨汁得到彩色圖象。
根據第26噴墨頭和第3噴墨式記錄裝置，各致動器塊覆蓋多種墨汁用的壓力室，因此，被包含在一個致動器塊內的致動器的數目增多。因此，壓力室即致動器被高密度化。其結果可以實現噴墨頭的小型化及材料費的減低。
根據第1及第2的各製造方法和第4噴墨式記錄裝置，可以實現薄膜致動器的壓電特性及膜厚等特性的均勻化、膜的裂縫的防止、製造的原材料利用率的提高、製造設備的小型化、低價格化等。
根據第8及第9的各製造方法和第5噴墨式記錄裝置，不僅第1電極、連壓電元件也被圖樣形成，因此，致動器變得易彎曲。因此，可以把用於使致動器產生規定的彎曲形變所需要的電壓設得比較小。因此，可以製作省電的噴墨頭。
如上所述，根據本發明，以多個致動器塊形成致動器，對壓力室板配設多個致動器塊，因此，可以減小平均一個致動器塊的大小。因此，可以實現薄膜致動器的壓電特性及膜厚等特性的均勻化、膜的裂縫的防止、製造的原材料利用率的提高、製造設備的小型化、低價格化等。
還有，配設多個致動器塊使之各自互不接觸且在噴墨頭的寬度方向上有一部分重疊，因此，可以在相當大的程度上允許致動器塊的製作誤差及定位誤差，可以使製造的原材料利用率進一步提高。
圖1為實施例1的記錄裝置的示意立體圖。
圖2為1個線型噴墨頭的俯視圖。
圖3A～3D為圖2的B-B剖視圖。
圖4為圖2的C-C剖視圖。
圖5為包含圖2的A-A剖面的噴墨頭的要部的立體圖。
圖6為壓力室板的俯視圖。
圖7A～7I為表示線型噴墨頭的製造方法的工序圖。
圖8為表示把多個基板塊粘接在壓力室板上的狀態的圖。
圖9A及圖9B為與壓力室塊的變換例的線型噴墨頭的剖視圖。
圖10為改變了第1電極的配置的變換例的壓力室板的俯視圖。
圖11A及圖11B為實施例2的線型噴墨頭的剖視圖，是與圖2的C-C剖視圖相當的圖。
圖12為實施例2的壓力室板的俯視圖。
圖13為實施例3的線型噴墨頭的示意立體圖。
圖14為實施例3的壓力室板的俯視圖。
圖15為實施例4的壓力室板的俯視圖。
具體實施例方式
以下參照附圖對本發明的實施例進行說明。
實施例1圖1為具備有多個對各色墨汁獨立形成的獨立線型噴墨頭的噴墨式記錄裝置的示意立體圖。1為噴出黑色墨汁(Bk)的第1線型噴墨頭，2為噴出藍綠色墨汁(C)的第2線型噴墨頭，3為噴出洋紅色墨汁(M)的第3線型噴墨頭，4為噴出黃色墨汁(Y)的第4線型噴墨頭。線型噴墨頭5組合上述第1～第4線型噴墨頭1～4並被構成為依次噴出黑色、藍綠色、洋紅色及黃色的墨汁。各色墨汁通過與墨汁容器11聯結的各墨汁管10被供給各線型噴墨頭1～4。
記錄介質9藉助於輸送輥子8在與噴墨頭的寬度方向Y垂直的輸送方向X上被輸送。此輸送方向X與掃描方向一致。記錄介質保持構件6被設在線型噴墨頭5的下方，是用於保持記錄介質9的。記錄介質9藉助於輸送輥子8和發送輥子7被給予張力，利用此張力在記錄介質保持構件6上形成平整的面。還有，雖未圖示，但當記錄介質保持構件6帶靜電且靜電性地吸附記錄介質9時，記錄介質保持構件6上的記錄介質9會變得更平整。然後，從線型噴墨頭5噴出的墨滴正確地打中記錄介質9上的目標位置。因此，也可以在記錄介質保持構件6上設置使之帶靜電的機構。
下面參照圖2及圖3A對各線型噴墨頭的構成進行說明。圖2為某1色線型噴墨頭(即第1～第4線型噴墨頭1～4中的某一個)的俯視圖。圖3A為致動器塊40的剖視圖，具體來說為圖2的B-B剖視圖。如圖2所示，在由SUS(stainless steel)、Si或感光玻璃等組成的壓力室板21上配設有多個致動器塊40、40、…。致動器塊40、40、…被配設成互不接觸且在寬度方向Y上使鄰近的致動器塊之間有一部分重疊，特別是被配設成交錯狀。換句話說，被配置成鋸齒形。
更具體來說，就是在壓力室板21上形成有第1塊行40A及第2塊行40B。第1塊行40A及第2塊行40B各自是通過在噴墨頭寬度方向(Y方向)上以一定間隔排列的多個致動器塊40、40、…形成的。第1塊行40A及第2塊行40B是在記錄介質的輸送方向(X方向)上排列著的。屬於同一塊行的致動器塊40、40在噴墨頭寬度方向Y上相互隔離。屬於第1塊行40A的致動器塊40和屬於第2塊行40B的致動器塊40在輸送方向X上相互隔離。第1塊行40A的致動器塊40和第2塊行40B的致動器塊40在噴墨頭寬度方向Y上被設在相互錯開的位置上。例如，在噴墨頭寬度方向Y上，第1塊行40A的致動器塊40位於第2塊行40B的致動器塊40、40之間。
在致動器塊40上設有壓電元件30(參照圖3A)。壓電元件30是藉助於由厚度為0.5μm～5μm的PZT組成的鈣鈦礦型電介質薄膜而形成的。在壓電元件30的各表面上分別配設有分個提供電位的第1電極15、把電壓供給第1電極15的由厚度約為0.1μm的Pt等組成的導電性引入部16和與FPC13連接的輸入端子17。還有，第1電極15是由厚度約為0.1μm的Pt等導電性材料形成的。在壓力室板21上設有把墨汁從墨汁管10引入的墨汁管口12。
如圖3A所示，在致動器塊40中，在由鎳、鉻、矽的氧化物或陶瓷等組成的振動板14上疊層有Pt、Cu、或Ti等導電性材料組成的第2電極50。第2電極50為用於把共用電位施加給致動器塊40內的各壓電元件30的共用電極。在第2電極50上疊層有壓電元件30，在壓電元件30疊層有第1電極15和引入部16。藉助於這些振動板14和第2電極50和壓電元件30形成致動器板31。還有，藉助於致動器板31和第1電極15形成為了噴出壓力室內的墨汁而使壓力室的體積增加或減少的致動器41。還有，為了使致動器41的高密度排列成為可能，致動器41的厚度最好在8μm以下。
圖4為圖2的C-C剖視圖。各線型噴墨頭1～4是通過粘接1塊壓力室板21和流通路板38和噴嘴板36而構成的。這些壓力室板21和流通路板38和噴嘴板36藉助於對位機構23實現高精度對位。在本實施例中，對位機構23是由讓定位針23a穿透的通孔構成的。也就是說，噴嘴板36、流通路板38和壓力室板21相互重疊並使定位針23a穿透各板的通孔，由此實現高精度對位。還有，對位機構23並不限於物理的機構，也可以是其他的機構。例如，也可以預先在各板上設置定位用的標記並通過光學的機構對各板進行定位。
圖5表示包含圖2的A-A剖面的噴墨頭要部的立體圖。在壓力室板21上形成有多個壓力室22。流通路板38是由形成有墨汁流通路入口20及墨汁供給口19的第1板33、形成有墨汁流通路32及共用液室18的第2板34和形成有把墨汁從墨汁流通路32引入噴嘴37的孔的第3板35所構成的。流通路板38是通過由SUS等組成的金屬材料、感光玻璃或樹脂等形成的。噴嘴板36是由厚度為20μm～150μm的SUS等金屬材料或PI(聚醯亞胺)等樹脂材料組成的，帶有噴嘴37。由壓力室板21、流通路板38和噴嘴板36形成壓力室塊。墨汁依照路線共用液室18→墨汁供給口19→壓力室22→墨汁流通路入口20→墨汁流通路32→噴嘴37在噴墨頭內流通，在從噴嘴37被噴出後打到記錄介質9上。
圖6為壓力室板21的俯視圖。如圖6所示，壓力室22在噴墨頭的寬度方向Y上以600dpi(42.3μm)的間隔排列著。但是，為了提高噴墨頭的密度，壓力室22並非以一列沿噴墨頭的寬度方向Y排列著，而是在記錄介質的輸送方向X上適當錯開著排列。具體來說，在壓力室板21上形成有壓力室組22A、22B、22C、22D。各壓力室組是由對噴墨頭的寬度方向Y傾斜著排列的4個壓力室22形成的。換言之，各壓力室組22A、22B、22C、22D分別是由向著圖6的右斜下方向排列的4個壓力室22形成的。壓力室組22A和22B及分別在壓力室組22C和22D噴墨頭的寬度方向Y上相鄰。另一方面，壓力室組22B和22C在記錄介質的輸送方向X上錯開著。在噴墨頭的寬度方向上Y與這4個壓力室組22A、22B、22C、22D相鄰的一側配設有同樣格局的壓力室組22A、22B、22C、22D。還有，為了易於理解，壓力室組22A、22B、22C、22D只在圖6中顯示了2對，實際上形成有多個壓力室組。
在各壓力室22的底面上形成有墨汁供給口19和墨汁流通路入口20。墨汁供給口19與共用液室18和壓力室22連通著。共用液室18的內部充滿墨汁。在共用液室18的兩側設有墨汁管口12。共用液室18被構成為通過墨汁管口12供給墨汁。
圖7A～7I為用於說明各線型噴墨頭1～4的製造方法的工序圖。分別表示圖2的B-B剖面。下面參照圖7A～7I對線型噴墨頭的製造工序進行說明。
首先準備由20mm×25mm的MgO、Si、SUS等組成的基板60。這裡假設使用MgO基板。
其次，如圖7A所示，通過RF濺射(高頻濺射)在基板60上形成由鉑組成的第1電極15。
接著，如圖7B所示，通過RF濺射在第1電極15上形成由PZT薄膜組成的壓電元件30。特別是在這裡把MgO單晶基板用作基板60，在MgO基板60的(100)面上形成由鉑組成的第1電極15，如果再製作壓電元件30，則可以製作穩定的壓電性能高的壓電元件30。
接著，如圖7C所示，通過RF濺射在壓電元件30上形成由鉑組成的第2電極50。
接著，如圖7D所示，通過RF濺射在第2電極50上形成由鉻組成的振動板14，到此階段，基板塊61就完成了。還有，所謂基板塊61是用於把致動器塊40從基板60複製到壓力室板21上的。基板塊61是由基板60和致動器塊40構成的。
接著，用電沉積法在壓力室板21上形成均勻的電沉積樹脂層(未圖示)。然後，如圖7E所示，把多個基板塊61粘接在壓力室板21上，使得振動板14和壓力室板21隔著上述電沉積樹脂層接觸。
圖8為表示把多個基板塊61粘接在壓力室板21上的狀態的示意構成圖。如圖8所示，在粘接基板塊61時，為了把振動板14均勻且可靠地粘接在壓力室板21上，要使得各基板塊61之間互不接觸。也就是說，在噴墨頭的寬度方向Y上隔開配設基板塊61，使在相鄰的基板塊61之間設置間隙。還有，在記錄介質的輸送方向X上也稍微隔開些配設各相鄰的基板塊61。
在本實施例的線型噴墨頭中，噴嘴37、37、…在噴墨頭的寬度方向Y上以微小的間隔排列著。因此，如果把基板塊61無間隙地排成一列，則有可能因基板塊61的大小或形狀的微小誤差或微小的配設誤差導致基板塊61之間重疊。當引起這樣的基板塊61之間的接觸時，壓力室上的致動器雙重重疊，致動器變得無法正確地形變。還有，當基板塊61之間隔開時，致動器沒有可靠地覆蓋壓力室上，原材料利用率變差。在帶有把基板塊61無間隙地排成一列而製作的高密度噴嘴的噴墨頭中，壓力室和致動器塊之間的對位精度非常高，製作困難。於是，在本實施例中，為了應付高密度的噴嘴，以在噴墨頭的寬度方向Y上有一部分相互重疊的方式配設第1行基板塊61和第2行基板塊61。還有，如圖8所示，所有的壓力室22在噴墨頭的寬度方向Y上都有一部分與另外的壓力室22重疊，第1行基板塊61內的右端的壓力室22p和第2行基板塊61內的左端的壓力室22q也在噴墨頭的寬度方向Y上有重疊。因此，可以推測第1行的致動器塊40和第2行的致動器塊40在噴墨頭的寬度方向Y上也有重疊部分。由此，可以高密度配設壓力室22，應付高密度地被配設在噴墨頭的寬度方向Y上的噴嘴37。還有，可以消除位於基板塊61的端部的壓力室22之間的接鄰間隔的不齊。因此，根據本線型噴墨頭，可以得到無紋的高品位的圖象。還有，把基板塊61配設為交錯狀，因此，與把基板塊沿圖8的右斜下方向配設在一直線上的情形相比，可以縮短輸送方向X的噴墨頭的長度。
如圖7F所示，在對以上那樣的基板塊61進行粘接後，用酸性溶液蝕刻並除去基板60。
接著，用設在壓力室板21上的對位機構23把由曝光機高精度地製作的標記(未圖示)對位在第1電極15上。然後，如圖7G所示，對第1電極15進行圖樣形成，把第1電極15及引入部16形成為規定形狀。這樣，通過使由曝光機高精度地製作的標記和對多個基板塊61共用的一塊壓力室板21對位可以高精度地形成第1電極15及引入部16。
接著，如圖7H所示，用設在壓力室板21上的對位機構23使壓力室板21和流通路板38相互對位後粘接。
接著，如圖7I所示，用設在壓力室板21或流通路板38上的對位機構23使流通路板38和噴嘴板36相互對位後粘接。由此完成各板被高精度對位的線型噴墨頭。
在本實施例中依照壓力室板21→流通路板38→噴嘴板36的次序進行粘接，但也可以在粘接了流通路板38和噴嘴板36後再把流通路板38和壓力室板21粘接。
還有，在上述實施例中，如圖3A所示，分別形成了振動板14和第2電極50。但是，在振動板14是由鉻等導電性材料組成的情況下，上述振動板14可以兼作第2電極50，因此，如圖3B所示，也可以設置兼作第2電極的振動板14而不必分別設置振動板14和第2電極50。
還有，也可以把Cu或Ti等導電性材料作為中間層夾在在壓電元件30和振動板14之間，以便達到耐電壓性的提高和粘接力的強化的目的。
還有，如圖3C所示，除了第1電極15之外也可以對壓電元件30進行圖樣形成及分割。這樣，振動板14就更易於彎曲，即便在施加了相同電壓的情況下也可以使之形變更大。
還有，在上述實施例中，由振動板14、第2電極50、壓電元件30和第1電極15構成了致動器塊40，但如圖9A及9B所示，也可以由第2電極50、壓電元件30和第1電極15構成。
當在圖7A的基板60上形成第1電極15後，如果馬上進行第1電極15的圖樣形成，則如圖3D所示，可以把壓電元件30配設在第1電極15和引入部16的周圍。由此可以提高第1電極15和引入部16和振動板14之間的耐電壓性。
還有，在本實施例中，分別把第1電極和第2電極作為單獨電極和共用電極，但也可以相反，即把把第1電極作為共用電極，把第2電極作為單獨電極。
還有，在上述實施例中，如圖2所示，1個致動器塊40內的第1電極15也可以相對於輸送方向X傾斜著被配設為直線，但也可以如圖10所示，在噴墨頭的寬度方向Y上相互不同地配設第1電極15。也就是說，也可以把第1電極15配設為鋸齒狀。由此，壓力室22、22的接鄰間距變長，不易產生串擾。因此，可以縮短在噴墨頭的寬度方向Y上的壓力室22的間隔，可以更高密度地配設壓力室22。
實施例2實施例1的流通路板38和噴嘴板36是各由一塊板構件製作而成的，但在本實施例中，如圖11A或圖11B所示，用多塊板構件製作流通路板38或噴嘴板36。
下面參照圖11A對具備有多個噴嘴板36的線型噴墨頭進行說明。到粘接致動器塊40和壓力室板21和流通路板38為止的製作方法和實施例1相同。與實施例1不同之處在於把面積比壓力室板21小的多個噴嘴板36粘接在流通路板38上。在粘接時，首先，用設在壓力室板21或流通路板38上的對位機構23對各噴嘴板36進行對位，然後，把各噴嘴板36粘接在流通路板38上。
接著，參照圖11B對具備有多個流通路板38和多個噴嘴板36的線型噴墨頭進行說明。到粘接致動器塊40和壓力室板21為止的製作方法和實施例1相同。與實施例1不同之處在於粘接流通路板38以後的工序。這裡準備面積比壓力室板21小的流通路板38和面積比壓力室板21小的噴嘴板36。圖12為與本實施例有關的壓力室板21的俯視圖。在本實施例中，首先，用設在壓力室板21上的多個對位機構23對流通路板38進行對位後粘接壓力室板21和各流通路板38。然後，用設在壓力室板21或各流通路板38上的對位機構23對各噴嘴板36進行對位，然後粘接各流通路板38和各噴嘴板36。
這樣，只把構成構件用在需要的部分上，因此，可以實現成本的降低。也就是說，只在需要的地方使用噴嘴板36或流通路板38，因此，可以實現成本的降低。還有，因使用多個噴嘴板36或流通路板38，即便在其中一部分板上含有缺陷，也可以通過檢查工序除去該板，由此可以照原樣使用其他正常的板。也就是說，如果各用一塊板形成噴嘴板36及流通路板38，則在這些板的一部分上含有缺陷的情況下，整個板作為不合格品而不能使用。但是，通過象上述那樣使用多塊板就不會因一部分的缺陷而導致全部不能用。因此，可以提高原材料的利用率。
實施例3在實施例1及2的各線型噴墨頭5中，在噴墨頭的寬度方向Y上進行了對位使得各色墨汁的落點位置一致的情況下把對各色獨立設置的線型噴墨頭(第1-第4線型噴頭1-4)裝在記錄裝置上。與此相對，在本實施例中，如圖13所示，各色的線型噴墨頭成為一個整體形成一個線型噴墨頭5。在壓力室板21上配設有各色墨汁用的壓力室22，各色墨汁經墨汁管10被供給單獨的線型噴墨頭5。
圖14為與本實施例有關的壓力室板21的部分俯視圖。在壓力室板21上朝與輸送方向X相反的方向配設有黑色(Bk)、藍綠色(C)、洋紅色(M)及黃色(Y)的各色墨汁的壓力室22及共用液室18。各色壓力室22的間隔為600dpi，各色壓力室22的配設格局與實施例1相同。另一方面，黑色墨汁的壓力室、藍綠色墨汁的壓力室、洋紅色墨汁的壓力室及黃色墨汁的壓力室都被配設在對噴墨頭的寬度方向Y一致的位置上。即各色壓力室在輸送方向X上排在一直線上。還有，各色壓力室22與各色共用液室18連通著，墨汁從各墨汁管口12被供給各共用液室18。
由此，可以使各色壓力室22相對於一塊壓力室板21在輸送方向X上高精度地排齊。因此，可以使各色墨滴高精度地打在記錄介質上。因此，可以形成高品質的圖象。
實施例4如圖15所示，在實施例4中，與實施例3一樣，各色的線型噴墨頭成為一個整體形成一個線型噴墨頭。與實施例3不同之處在於在實施例3中，各致動器塊40分別覆蓋一色墨汁的壓力室22，與此相對，在實施例4中，各致動器塊40覆蓋多色墨汁的壓力室22。與實施例1～3一樣，致動器塊40被配設為交錯狀。
各色墨汁的壓力室22在噴墨頭的寬度方向Y上以600dpi的間隔排列著。黑色、藍綠色、洋紅色及黃色墨汁的壓力室都被配設在對噴墨頭的寬度方向Y一致的位置上。黑色的共用液室18a、藍綠色的共用液室18b、洋紅色的共用液室18c及黃色的共用液室18d並排在輸送方向X上。共用液室18a～18d各自沿噴墨頭的寬度方向Y延伸，在其兩側設有墨汁管口12。在輸送方向X上設有2行致動器塊40，因此，共用液室18a～18d也被設為2組與致動器塊40對應。
在實施例4中，用一個致動器塊40覆蓋4色的壓力室22，因此，可以更高密度地配設壓力室22。還有，可以增多被包含在致動器塊40內的致動器的數目。因此，可以實現噴墨頭的小型化、製作工時數的削減及成本的降低。
其他實施例另外，墨汁的種類並不限於黑色、藍綠色、洋紅色及黃色這4色墨汁，也可以用2～3或5種以上的墨汁。還有，也可以只具備實施例1的線型噴墨頭1～4中的某一種，使用單色墨汁。也可以使用同一色且種類不同的多個墨汁。
與本發明有關的噴墨頭並不限於線型噴墨頭。
本發明並不限於上述實施例，可以在不脫離本發明主要特徵的情況下以其他的各種各樣的形式實施。
這樣，上述實施例在所有方面都只不過是例示，不能限定性地理解。只要在本發明的範圍內的變異或變更都屬於本發明的範圍內。
權利要求
1.一種線型噴墨頭的製造方法，其特徵在於具有至少把第1電極和壓電元件和第2電極、或至少把第1電極和壓電元件和第2電極和振動板依次疊層在面積比壓力室板小的多個基板上製作多個致動器塊的塊製作工序、把被疊層在上述各基板上的各致動器塊粘接在上述壓力室板的一個面上以便可以用上述致動器塊的第2電極或振動板覆蓋設在壓力室板上的多個壓力室的第1粘接工序、除去上述各基板的工序和使上述各致動器塊的第1電極圖樣形成的工序。
2.根據權利要求1所述的線型噴墨頭的製造方法，其特徵在於在使第1電極圖樣形成的工序之後還有把內含引導上述各壓力室的墨汁到各噴嘴的墨汁流通路和共用液室的流通路板粘接在上述壓力室板的另一個面上的工序和把內含上述噴嘴的噴嘴板粘接到上述流通路板上的工序。
3.根據權利要求1所述的線型噴墨頭的製造方法，其特徵在於上述第1粘接工序為相互隔開地粘接多個致動器塊、使得鄰近的致動器塊在與掃描方向垂直的方向上有一部分重疊的工序。
4.根據權利要求1所述的線型噴墨頭的製造方法，其特徵在於上述第1粘接工序為把多個致動器塊配設成交錯狀的工序。
5.根據權利要求1所述的線型噴墨頭的製造方法，其特徵在於上述基板是由MgO單晶基板形成的。
6.根據權利要求1所述的線型噴墨頭的製造方法，其特徵在於上述塊製作工序包含通過濺射法製作壓電元件的工序。
7.根據權利要求1所述的線型噴墨頭的製造方法，其特徵在於上述塊製作工序包含兼作第2電極的導電性振動板的疊層工序以取代第2電極的疊層工序。
8.一種線型噴墨頭的製造方法，其特徵在於具有至少把第1電極和壓電元件和第2電極、或至少把第1電極和壓電元件和第2電極和振動板依次疊層在面積比壓力室板小的多個基板上製作多個致動器塊的塊製作工序、把被疊層在上述各基板上的各致動器塊粘接在上述壓力室板的一個面上以便可以用上述致動器塊的第2電極或振動板覆蓋設在壓力室板上的多個壓力室的第1粘接工序、除去上述各基板的工序、使上述各致動器塊的第1電極圖樣形成的工序和使上述各致動器塊的壓電元件圖樣形成的工序。
9.根據權利要求8所述的線型噴墨頭的製造方法，其特徵在於使壓電元件圖樣形成的工序之後還有把內含引導上述各壓力室的墨汁到各噴嘴的墨汁流通路和共用液室的流通路板粘接在上述壓力室板的另一個面上的工序和把內含上述噴嘴的噴嘴板粘接到上述流通路板上的工序。
10.根據權利要求8所述的線型噴墨頭的製造方法，其特徵在於上述第1粘接工序為相互隔開地粘接多個致動器塊、使得鄰近的致動器塊在與掃描方向垂直的方向上有一部分重疊的工序。
11.根據權利要求8所述的線型噴墨頭的製造方法，其特徵在於上述第1粘接工序為把多個致動器塊配設成交錯狀的工序。
12.根據權利要求8所述的線型噴墨頭的製造方法，其特徵在於上述基板是由MgO單晶基板形成的。
13.根據權利要求8所述的線型噴墨頭的製造方法，其特徵在於上述塊製作工序包含通過濺射法製作壓電元件的工序。
14.根據權利要求8所述的線型噴墨頭的製造方法，其特徵在於上述塊製作工序包含兼作第2電極的導電性振動板的疊層工序以取代第2電極的疊層工序。
全文摘要
一種線型噴墨頭的製造方法，其特徵在於具有至少把第1電極和壓電元件和第2電極、或至少把第1電極和壓電元件和第2電極和振動板依次疊層在面積比壓力室板小的多個基板上製作多個致動器塊的塊製作工序、把被疊層在上述各基板上的各致動器塊粘接在上述壓力室板的一個面上以便可以用上述致動器塊的第2電極或振動板覆蓋設在壓力室板上的多個壓力室的第1粘接工序、除去上述各基板的工序和使上述各致動器塊的第1電極圖樣形成的工序。
文檔編號B41J2/01GK1575994SQ20041005
公開日2005年2月9日 申請日期2001年7月10日 優先權日2000年7月11日
發明者松尾浩之, 池田浩二, 曾我美淳, 立川雅一郎 申請人:松下電器產業株式會社