JPH1095112A - インクジェットプリンタ用アクチュエータ - Google Patents
インクジェットプリンタ用アクチュエータInfo
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- JPH1095112A JPH1095112A JP8253401A JP25340196A JPH1095112A JP H1095112 A JPH1095112 A JP H1095112A JP 8253401 A JP8253401 A JP 8253401A JP 25340196 A JP25340196 A JP 25340196A JP H1095112 A JPH1095112 A JP H1095112A
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- upper electrode
- piezoelectric
- actuator
- electrostrictive
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- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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- B41J2/135—Nozzles
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- B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 振動板の損傷を伴わずに、レーザーによるト
リミングを行うことができるインクジェットプリンタ用
アクチュエータの提供。 【解決手段】 キャビティー構造を有する肉厚基板２１
と、キャビティー２０を覆蓋する振動板２２とを一体的
に形成して成るインクタンク、及び上部電極層２５と下
部電極層２３の間に圧電／電歪層２４を配して成る圧電
／電歪作動部２６を有し、圧電／電歪作動部２６を、イ
ンクタンク上に、下部電極層２３と振動板２２とが接触
する状態で配置して成る。圧電／電歪層２４が振動板２
２を被覆している部分のみ、上部電極層２５をトリミン
グすることにより、有効電極面積を制御する。上部電極
層２５の少なくともトリミングを施す部分の近傍におい
て、圧電／電歪層２４が振動板２２を被覆し、上部電極
層２５をトリミングする。
リミングを行うことができるインクジェットプリンタ用
アクチュエータの提供。 【解決手段】 キャビティー構造を有する肉厚基板２１
と、キャビティー２０を覆蓋する振動板２２とを一体的
に形成して成るインクタンク、及び上部電極層２５と下
部電極層２３の間に圧電／電歪層２４を配して成る圧電
／電歪作動部２６を有し、圧電／電歪作動部２６を、イ
ンクタンク上に、下部電極層２３と振動板２２とが接触
する状態で配置して成る。圧電／電歪層２４が振動板２
２を被覆している部分のみ、上部電極層２５をトリミン
グすることにより、有効電極面積を制御する。上部電極
層２５の少なくともトリミングを施す部分の近傍におい
て、圧電／電歪層２４が振動板２２を被覆し、上部電極
層２５をトリミングする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、インクジェット
プリンタに用いられるアクチュエータに関する。
プリンタに用いられるアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】 インクジェットプリンタ用アクチュエ
ータとは、インクジェットプリンタに使用されるプリン
トヘッドのインクポンプであり、図３に示すような構成
を有するものが一般的に用いられている。図３におい
て、インクジェットプリンタ用アクチュエータ１は、イ
ンクタンク２８と圧電／電歪作動部２６とから成る。イ
ンクタンク２８は、キャビティー２０を有する肉厚基板
２１と、そのキャビティー２０を覆蓋する振動板２２と
を一体的に形成して成る。圧電／電歪作動部２６は、圧
電／電歪層２４及び、その上面に形成された上部電極層
２５とその下面に形成された下部電極層２３とから成
り、下部電極層２３がインクタンク２８の振動板２２と
接触するように、インクタンク２８上に配置されてい
る。
ータとは、インクジェットプリンタに使用されるプリン
トヘッドのインクポンプであり、図３に示すような構成
を有するものが一般的に用いられている。図３におい
て、インクジェットプリンタ用アクチュエータ１は、イ
ンクタンク２８と圧電／電歪作動部２６とから成る。イ
ンクタンク２８は、キャビティー２０を有する肉厚基板
２１と、そのキャビティー２０を覆蓋する振動板２２と
を一体的に形成して成る。圧電／電歪作動部２６は、圧
電／電歪層２４及び、その上面に形成された上部電極層
２５とその下面に形成された下部電極層２３とから成
り、下部電極層２３がインクタンク２８の振動板２２と
接触するように、インクタンク２８上に配置されてい
る。
【０００３】 上部電極層２５と下部電極層２３との間
に電界が生じると、圧電／電歪機能部材から成る圧電／
電歪層２４が変形し、キャビティー２０の容積が減少す
ることにより、インクタンク２８内に充填されたインク
がキャビティー２０に連通するノズル孔（図示せず。）
から噴射され、印字が行われる。そして、このような構
成のアクチュエータ１を所定数、適宜に配置することに
よりインクジェットプリンタが形成されている。
に電界が生じると、圧電／電歪機能部材から成る圧電／
電歪層２４が変形し、キャビティー２０の容積が減少す
ることにより、インクタンク２８内に充填されたインク
がキャビティー２０に連通するノズル孔（図示せず。）
から噴射され、印字が行われる。そして、このような構
成のアクチュエータ１を所定数、適宜に配置することに
よりインクジェットプリンタが形成されている。
【０００４】 このようなインクジェットプリンタ用ア
クチュエータにおいては、インク噴射量にばらつきがあ
ると、印字の際のドットの大きさにもばらつきが生じ、
品質のよい画像を得ることができない。従って、各ノズ
ル孔からのインク噴射量を均一化することが必要とな
り、例えば、特開昭６１−１１８２６１号公報には、ヘ
ッド励振用ピエゾ素子の電極面をトリミングしてピエゾ
素子のインピーダンスを変化させることにより、インク
噴射量を均一化したインクジェットプリンタ用マルチノ
ズルヘッドが開示されている。
クチュエータにおいては、インク噴射量にばらつきがあ
ると、印字の際のドットの大きさにもばらつきが生じ、
品質のよい画像を得ることができない。従って、各ノズ
ル孔からのインク噴射量を均一化することが必要とな
り、例えば、特開昭６１−１１８２６１号公報には、ヘ
ッド励振用ピエゾ素子の電極面をトリミングしてピエゾ
素子のインピーダンスを変化させることにより、インク
噴射量を均一化したインクジェットプリンタ用マルチノ
ズルヘッドが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】 ところで、上記のイ
ンクジェットプリンタ用アクチュエータでは、キャビテ
ィー２０を覆蓋する振動板２２は肉薄で、損傷し易いた
め、トリミング用として通常用いられるレーザーが振動
板２２に直接照射されると損傷してその耐久性が低下す
る。従って、レーザーを振動板２２に直接照射しないこ
とが必要である。また、アクチュエータのキャビティー
２０、インクタンク２８、圧電／電歪作動部２６はそれ
ぞれ極めて微細なものであり、振動板２２上の全面を圧
電／電歪層２４が精度良く被覆するように配置・形成す
ることは実際上困難である。
ンクジェットプリンタ用アクチュエータでは、キャビテ
ィー２０を覆蓋する振動板２２は肉薄で、損傷し易いた
め、トリミング用として通常用いられるレーザーが振動
板２２に直接照射されると損傷してその耐久性が低下す
る。従って、レーザーを振動板２２に直接照射しないこ
とが必要である。また、アクチュエータのキャビティー
２０、インクタンク２８、圧電／電歪作動部２６はそれ
ぞれ極めて微細なものであり、振動板２２上の全面を圧
電／電歪層２４が精度良く被覆するように配置・形成す
ることは実際上困難である。
【０００６】 従って、本発明は、上記の不都合を解消
したものであって、レーザーを精密にコントロールし、
圧電／電歪層が振動板を被覆している部分のみをトリミ
ングするインクジェットプリンタ用アクチュエータを提
供することを目的とする。さらに、振動板の損傷を伴わ
ずに、レーザーによるトリミングを行うことができるイ
ンクジェットプリンタ用アクチュエータを提供すること
を目的とする。
したものであって、レーザーを精密にコントロールし、
圧電／電歪層が振動板を被覆している部分のみをトリミ
ングするインクジェットプリンタ用アクチュエータを提
供することを目的とする。さらに、振動板の損傷を伴わ
ずに、レーザーによるトリミングを行うことができるイ
ンクジェットプリンタ用アクチュエータを提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】 即ち、本発明によれ
ば、キャビティー構造を有する肉厚基板と、キャビティ
ーを覆蓋する振動板とを一体的に形成して成るインクタ
ンク、及び上部電極層と下部電極層の間に圧電／電歪層
を配して成る圧電／電歪作動部を有し、圧電／電歪作動
部を、インクタンク上に、下部電極層と振動板とが接触
する状態で配置して成るインクジェットプリンタ用アク
チュエータであって、圧電／電歪層が当該振動板を被覆
している部分のみ、上部電極層をトリミングすることに
より、有効電極面積を制御し、インク噴射量を適宜な値
に調節したインクジェットプリンタ用アクチュエータが
提供される。
ば、キャビティー構造を有する肉厚基板と、キャビティ
ーを覆蓋する振動板とを一体的に形成して成るインクタ
ンク、及び上部電極層と下部電極層の間に圧電／電歪層
を配して成る圧電／電歪作動部を有し、圧電／電歪作動
部を、インクタンク上に、下部電極層と振動板とが接触
する状態で配置して成るインクジェットプリンタ用アク
チュエータであって、圧電／電歪層が当該振動板を被覆
している部分のみ、上部電極層をトリミングすることに
より、有効電極面積を制御し、インク噴射量を適宜な値
に調節したインクジェットプリンタ用アクチュエータが
提供される。
【０００８】 又、本発明によれば、キャビティー構造
を有する肉厚基板と、キャビティーを覆蓋する振動板と
を一体的に形成して成るインクタンク、及び上部電極層
と下部電極層の間に圧電／電歪層を配して成る圧電／電
歪作動部を有し、圧電／電歪作動部を、インクタンク上
に、下部電極層と振動板とが接触する状態で配置して成
るインクジェットプリンタ用アクチュエータであって、
上部電極層の少なくともトリミングを施す部分の近傍に
おいて、圧電／電歪層を振動板と同等以上に大きく被覆
し、上部電極層をトリミングすることにより、有効電極
面積を制御し、インク噴射量を適宜な値に調節したイン
クジェットプリンタ用アクチュエータが提供される。
を有する肉厚基板と、キャビティーを覆蓋する振動板と
を一体的に形成して成るインクタンク、及び上部電極層
と下部電極層の間に圧電／電歪層を配して成る圧電／電
歪作動部を有し、圧電／電歪作動部を、インクタンク上
に、下部電極層と振動板とが接触する状態で配置して成
るインクジェットプリンタ用アクチュエータであって、
上部電極層の少なくともトリミングを施す部分の近傍に
おいて、圧電／電歪層を振動板と同等以上に大きく被覆
し、上部電極層をトリミングすることにより、有効電極
面積を制御し、インク噴射量を適宜な値に調節したイン
クジェットプリンタ用アクチュエータが提供される。
【０００９】 なお、本発明においては、圧電／電歪層
が上部電極層より大きな平面積を有することが好まし
く、また、本発明のインクジェットプリンタ用アクチュ
エータにおいては、キャビティーの開口部、振動板、及
び上部電極層が重なる部分の面積のうち、適宜なインク
噴射量を実現するためにトリミングにて除去すべき面積
を予め算出し、上記の除去すべき面積に、上部電極層が
振動板より肉厚基板の縁方向にはみ出ている部分の面積
を加えた値をトリミングにて除去することが好ましい。
が上部電極層より大きな平面積を有することが好まし
く、また、本発明のインクジェットプリンタ用アクチュ
エータにおいては、キャビティーの開口部、振動板、及
び上部電極層が重なる部分の面積のうち、適宜なインク
噴射量を実現するためにトリミングにて除去すべき面積
を予め算出し、上記の除去すべき面積に、上部電極層が
振動板より肉厚基板の縁方向にはみ出ている部分の面積
を加えた値をトリミングにて除去することが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】 以下、本発明に係るインクジェ
ットプリンタ用アクチュエータ（以下、アクチュエータ
と記載する。）について、図面を参照しながら詳細に説
明する。
ットプリンタ用アクチュエータ（以下、アクチュエータ
と記載する。）について、図面を参照しながら詳細に説
明する。
【００１１】 図１（ａ）、（ｂ）は、本発明のアクチ
ュエータの一例を説明した構成図で、（ａ）は平面図、
（ｂ）は断面図である。図１（ａ）、（ｂ）において、
肉厚基板２１はキャビティー２０を有しており、このキ
ャビティー２０を覆蓋するように振動板２２が肉厚基板
２１と一体に形成されている。振動板２２の上面には、
下部電極層２３、圧電／電歪層２４及び上部電極層２５
が順次積層されて圧電／電歪作動部２６が形成されてい
る。
ュエータの一例を説明した構成図で、（ａ）は平面図、
（ｂ）は断面図である。図１（ａ）、（ｂ）において、
肉厚基板２１はキャビティー２０を有しており、このキ
ャビティー２０を覆蓋するように振動板２２が肉厚基板
２１と一体に形成されている。振動板２２の上面には、
下部電極層２３、圧電／電歪層２４及び上部電極層２５
が順次積層されて圧電／電歪作動部２６が形成されてい
る。
【００１２】 上部電極層２５は、トリミングにより、
対向する長辺上の適宜な点を結ぶ線分３０で切断されて
おり、その結果、有効電極面積が減少し、有効電極面積
を制御することができる。この場合、線分３０により隔
てられた部分をトリミングにより除去してもよい。
対向する長辺上の適宜な点を結ぶ線分３０で切断されて
おり、その結果、有効電極面積が減少し、有効電極面積
を制御することができる。この場合、線分３０により隔
てられた部分をトリミングにより除去してもよい。
【００１３】 このような構成とすることにより、図２
に示すように、上部電極層２５と下部電極層２３との間
に電源２７により電圧をかけると、圧電／電歪層２４が
キャビティー２０の方向に変形するが、その変形量（キ
ャビティー２０内の排除体積）を調節することができ、
各ノズル孔からのインク噴射特性を一定にすることがで
きる。
に示すように、上部電極層２５と下部電極層２３との間
に電源２７により電圧をかけると、圧電／電歪層２４が
キャビティー２０の方向に変形するが、その変形量（キ
ャビティー２０内の排除体積）を調節することができ、
各ノズル孔からのインク噴射特性を一定にすることがで
きる。
【００１４】 又、図１のアクチュエータ１において、
上部電極層２５は長方形状を有するため、有効電極面積
を適宜な値に制御する際に、トリミングにより除去すべ
き面積を算出することが容易である。即ち、上部電極層
２５が長方形状であれば、例えば、トリミングにより線
分３０で切断することにより、除去すべき面積は極めて
容易に算出できるが、他の形状、例えば、上部電極層２
５が円形の場合には、トリミングにより線分で切断する
と、除去すべき面積の算出が多少煩雑になる。なお、長
方形状とは、長方形のみならず、その頂角に丸みをつけ
た形状をも含む。
上部電極層２５は長方形状を有するため、有効電極面積
を適宜な値に制御する際に、トリミングにより除去すべ
き面積を算出することが容易である。即ち、上部電極層
２５が長方形状であれば、例えば、トリミングにより線
分３０で切断することにより、除去すべき面積は極めて
容易に算出できるが、他の形状、例えば、上部電極層２
５が円形の場合には、トリミングにより線分で切断する
と、除去すべき面積の算出が多少煩雑になる。なお、長
方形状とは、長方形のみならず、その頂角に丸みをつけ
た形状をも含む。
【００１５】 アクチュエータ１は、前記したように、
極めて微細なものであるため、振動板２２上の全面を圧
電／電歪層２４が精度良く被覆するように配置・形成す
ることが困難であり、図４に示すように、圧電／電歪層
２４が振動板２２全面を被覆しておらず、振動板２２
（キャビティー２０）の片側のみ圧電／電歪層２４が被
覆した場合が生じる。この場合、片側だけでも被覆して
いるので、圧電／電歪層２４が振動板２２を被覆してい
る部分のみをレーザーによって精密にコントロールして
トリミングすることにより、振動板２２にレーザーが直
接照射されることが殆どなくなるとともに、圧電／電歪
層２４で被覆されている部分のみ圧電／電歪層２４を越
えてレーザートリミングＢを行なっても振動板２２を損
傷させることがない。
極めて微細なものであるため、振動板２２上の全面を圧
電／電歪層２４が精度良く被覆するように配置・形成す
ることが困難であり、図４に示すように、圧電／電歪層
２４が振動板２２全面を被覆しておらず、振動板２２
（キャビティー２０）の片側のみ圧電／電歪層２４が被
覆した場合が生じる。この場合、片側だけでも被覆して
いるので、圧電／電歪層２４が振動板２２を被覆してい
る部分のみをレーザーによって精密にコントロールして
トリミングすることにより、振動板２２にレーザーが直
接照射されることが殆どなくなるとともに、圧電／電歪
層２４で被覆されている部分のみ圧電／電歪層２４を越
えてレーザートリミングＢを行なっても振動板２２を損
傷させることがない。
【００１６】 また、図１のアクチュエータ１において
は、少なくとも上記線分３０の延長線上において圧電／
電歪層２４が振動板２２を被覆することが好ましい（図
５を参照）が、圧電／電歪層２４が振動板２２の全面を
被覆するように形成することがより好ましい。このよう
に、圧電／電歪層２４を、少なくとも上記線分３０の延
長線上において圧電／電歪層２４が振動板２２を被覆す
るように形成することにより、上部電極層２５をレーザ
ー等によってトリミングする際、図１（ａ）および図５
に示すように、トリミングＡが上部電極層２５の部分だ
けでなく、それを越えて行っても、レーザービームを圧
電／電歪層２４が遮断して肉薄の振動板２２に当たらな
いので、振動板２２を損傷させることがない。また、図
１０に示すように、隣接するアクチュエータ１の圧電／
電歪層２４として、レーザートリミングする側Ｅ、Ｆの
圧電／電歪層２４を図上縦方向に（即ち、幅広に）交互
に大きく形成することにより、振動板２２の損傷を防止
するとともに、インクジェットプリンタ用のアクチュエ
ータ１の密度を低下させず、多数個のアクチュエータ１
を配置することができる。
は、少なくとも上記線分３０の延長線上において圧電／
電歪層２４が振動板２２を被覆することが好ましい（図
５を参照）が、圧電／電歪層２４が振動板２２の全面を
被覆するように形成することがより好ましい。このよう
に、圧電／電歪層２４を、少なくとも上記線分３０の延
長線上において圧電／電歪層２４が振動板２２を被覆す
るように形成することにより、上部電極層２５をレーザ
ー等によってトリミングする際、図１（ａ）および図５
に示すように、トリミングＡが上部電極層２５の部分だ
けでなく、それを越えて行っても、レーザービームを圧
電／電歪層２４が遮断して肉薄の振動板２２に当たらな
いので、振動板２２を損傷させることがない。また、図
１０に示すように、隣接するアクチュエータ１の圧電／
電歪層２４として、レーザートリミングする側Ｅ、Ｆの
圧電／電歪層２４を図上縦方向に（即ち、幅広に）交互
に大きく形成することにより、振動板２２の損傷を防止
するとともに、インクジェットプリンタ用のアクチュエ
ータ１の密度を低下させず、多数個のアクチュエータ１
を配置することができる。
【００１７】 トリミングにより除去すべき面積は、キ
ャビティー２０の開口部、振動板２２、及び上部電極層
２５が重なる部分の面積のうち、適宜なインク噴射量を
実現するためにトリミングにて除去すべき面積を予め算
出して行う。しかし、本発明のアクチュエータ１におい
ては、上部電極層２５が振動板２２より肉厚基板２１の
縁２９方向にはみ出ているため、この部分をトリミング
にて除去しても、インク噴射量には影響を与えない。従
って、この部分の面積を考慮した上で、実際の除去面積
を決定する必要がある。即ち、上部電極層２５を、対向
する長辺上の適宜な点を結ぶ線分で分割する場合には、
上記算出値に、上部電極層２５が振動板２２よりはみ出
ている部分３１の面積を加えた値を実際の除去面積とす
ることが好ましい。
ャビティー２０の開口部、振動板２２、及び上部電極層
２５が重なる部分の面積のうち、適宜なインク噴射量を
実現するためにトリミングにて除去すべき面積を予め算
出して行う。しかし、本発明のアクチュエータ１におい
ては、上部電極層２５が振動板２２より肉厚基板２１の
縁２９方向にはみ出ているため、この部分をトリミング
にて除去しても、インク噴射量には影響を与えない。従
って、この部分の面積を考慮した上で、実際の除去面積
を決定する必要がある。即ち、上部電極層２５を、対向
する長辺上の適宜な点を結ぶ線分で分割する場合には、
上記算出値に、上部電極層２５が振動板２２よりはみ出
ている部分３１の面積を加えた値を実際の除去面積とす
ることが好ましい。
【００１８】 図６は本発明のアクチュエータの他の例
を示した平面図である。図６においては、上部電極層２
５の一方の短辺に沿って、トリミングにより切断されて
成る切欠き部３２が設けられている。切欠き部３２を設
けることにより、その部分の面積が有効電極面積から除
外され、インク噴射量を適宜な値に調節することができ
る。切欠き部の数は１であることが好ましく、矩形状で
あることが好ましい。この場合も、上部電極層２５が振
動板２２より肉厚基板２１の縁方向にはみ出ている部分
にトリミングが行われるため、この部分の面積を考慮し
た上で、実際の除去面積を決定する必要があるが、図１
に示したアクチュエータに比べ、除去する面積中のイン
ク噴射量に影響を与えない部分の割合が小さくなるとい
う利点がある。なお、図６に示すアクチュエータにおい
ては、トリミングを上部電極層２５を越えて行っても、
レーザービームが振動板２２に当たることはないため、
圧電／電歪層２４が振動板２２を被覆するように形成す
る必要はない。
を示した平面図である。図６においては、上部電極層２
５の一方の短辺に沿って、トリミングにより切断されて
成る切欠き部３２が設けられている。切欠き部３２を設
けることにより、その部分の面積が有効電極面積から除
外され、インク噴射量を適宜な値に調節することができ
る。切欠き部の数は１であることが好ましく、矩形状で
あることが好ましい。この場合も、上部電極層２５が振
動板２２より肉厚基板２１の縁方向にはみ出ている部分
にトリミングが行われるため、この部分の面積を考慮し
た上で、実際の除去面積を決定する必要があるが、図１
に示したアクチュエータに比べ、除去する面積中のイン
ク噴射量に影響を与えない部分の割合が小さくなるとい
う利点がある。なお、図６に示すアクチュエータにおい
ては、トリミングを上部電極層２５を越えて行っても、
レーザービームが振動板２２に当たることはないため、
圧電／電歪層２４が振動板２２を被覆するように形成す
る必要はない。
【００１９】 図７は本発明のアクチュエータのさらに
他の例を示した平面図である。図７においては、上部電
極層２５の一方の長辺に沿って、トリミングにより切断
されて成る切欠き部３２が設けられている。切欠き部の
数は１又は２以上であってもよく、矩形状であることが
好ましい。切欠き部は双方の長辺に設けてもよい。図７
に示すアクチュエータにおいては、上部電極層２５が振
動板２２より肉厚基板２１の縁方向にはみ出ている部分
にはトリミングが行われないため、キャビティー２０の
開口部、振動板２２、及び上部電極層２５が重なる部分
の面積と、インク噴射量との関係より求めた算出値を実
際の除去面積とすることができる。一方、図１に示した
アクチュエータと同様に、トリミングが上部電極層２５
を越えて行われた場合、振動板２２（キャビティー２
０）に対する圧電／電歪層２４の被覆状態によっては、
振動板２２が破損するおそれがあるため、図８に示すよ
うに、少なくとも、上記切欠き部３２の周辺と上記長辺
の交点３３近傍において、圧電／電歪層２４が振動板２
２を被覆することが好ましい。
他の例を示した平面図である。図７においては、上部電
極層２５の一方の長辺に沿って、トリミングにより切断
されて成る切欠き部３２が設けられている。切欠き部の
数は１又は２以上であってもよく、矩形状であることが
好ましい。切欠き部は双方の長辺に設けてもよい。図７
に示すアクチュエータにおいては、上部電極層２５が振
動板２２より肉厚基板２１の縁方向にはみ出ている部分
にはトリミングが行われないため、キャビティー２０の
開口部、振動板２２、及び上部電極層２５が重なる部分
の面積と、インク噴射量との関係より求めた算出値を実
際の除去面積とすることができる。一方、図１に示した
アクチュエータと同様に、トリミングが上部電極層２５
を越えて行われた場合、振動板２２（キャビティー２
０）に対する圧電／電歪層２４の被覆状態によっては、
振動板２２が破損するおそれがあるため、図８に示すよ
うに、少なくとも、上記切欠き部３２の周辺と上記長辺
の交点３３近傍において、圧電／電歪層２４が振動板２
２を被覆することが好ましい。
【００２０】 図９は本発明のアクチュエータのさらに
他の例を示した平面図である。図９においては、上部電
極層２５の面内にトリミングにより適宜な面積を有する
くり貫き部３４が設けられている。上記くり貫き部３４
は、切断しても除去してもよく、又、その数は１又は２
以上であってもよい。又、くり貫き部３４の形状は特に
限定されるものではないが、除去する面積を計算する場
合の便宜より、円形又は矩形状とすることが好ましい。
他の例を示した平面図である。図９においては、上部電
極層２５の面内にトリミングにより適宜な面積を有する
くり貫き部３４が設けられている。上記くり貫き部３４
は、切断しても除去してもよく、又、その数は１又は２
以上であってもよい。又、くり貫き部３４の形状は特に
限定されるものではないが、除去する面積を計算する場
合の便宜より、円形又は矩形状とすることが好ましい。
【００２１】 図９に示すアクチュエータにおいては、
上部電極層２５が振動板２２より肉厚基板２１の縁方向
にはみ出ている部分にはトリミングが行われないため、
キャビティー２０の開口部、振動板２２、及び上部電極
層２５が重なる部分の面積と、インク噴射量との関係よ
り求めた算出値を実際の除去面積とすることができる。
又、トリミングの際にレーザービームが振動板２２に当
たることはないため、圧電／電歪層２４が振動板２２を
被覆するように形成する必要はない。
上部電極層２５が振動板２２より肉厚基板２１の縁方向
にはみ出ている部分にはトリミングが行われないため、
キャビティー２０の開口部、振動板２２、及び上部電極
層２５が重なる部分の面積と、インク噴射量との関係よ
り求めた算出値を実際の除去面積とすることができる。
又、トリミングの際にレーザービームが振動板２２に当
たることはないため、圧電／電歪層２４が振動板２２を
被覆するように形成する必要はない。
【００２２】 本発明のアクチュエータにおいて、肉厚
基板２１と振動板２２とは、通常、セラミックスの一体
焼成品として形成されるものである。具体的には、先
ず、セラミックス原料とバインダー並びに溶媒等から調
製されるセラミックススラリーから、ドクターブレード
法等の公知の手法によりグリーンシートを成形する。次
いで、必要に応じて、グリーンシートに切断、切削、打
ち抜き等の加工を施してキャビティーを形成し、各グリ
ーンシートを積層、焼成することによって、一体的なセ
ラミックス焼成品を得ることができる。
基板２１と振動板２２とは、通常、セラミックスの一体
焼成品として形成されるものである。具体的には、先
ず、セラミックス原料とバインダー並びに溶媒等から調
製されるセラミックススラリーから、ドクターブレード
法等の公知の手法によりグリーンシートを成形する。次
いで、必要に応じて、グリーンシートに切断、切削、打
ち抜き等の加工を施してキャビティーを形成し、各グリ
ーンシートを積層、焼成することによって、一体的なセ
ラミックス焼成品を得ることができる。
【００２３】 肉厚基板２１と振動板２２を構成する材
料としては、特に限定されるものではないが、絶縁性の
点よりセラミックス材料が好ましく、又、成形性の観点
から、アルミナ、ジルコニアが特に好適に使用される。
なお、振動板２２の厚さは、好ましくは５０μｍ以下で
あり、さらに好ましくは２０μｍ以下である。
料としては、特に限定されるものではないが、絶縁性の
点よりセラミックス材料が好ましく、又、成形性の観点
から、アルミナ、ジルコニアが特に好適に使用される。
なお、振動板２２の厚さは、好ましくは５０μｍ以下で
あり、さらに好ましくは２０μｍ以下である。
【００２４】 また、圧電／電歪作動部２６は、振動板
２２の上面に、下部電極層２３、圧電／電歪層２４及び
上部電極層２５が順次積層されて成り、通常、膜形成法
によって形成される。即ち、振動板２２の外面上に、下
部電極層２３、圧電／電歪層２４及び上部電極層２５
が、公知の各種の膜形成法、例えば、スクリーン印刷、
スプレー等の厚膜形成方法、イオンビーム、スパッタリ
ング、ＣＶＤ等の薄膜形成法によって形成される。
２２の上面に、下部電極層２３、圧電／電歪層２４及び
上部電極層２５が順次積層されて成り、通常、膜形成法
によって形成される。即ち、振動板２２の外面上に、下
部電極層２３、圧電／電歪層２４及び上部電極層２５
が、公知の各種の膜形成法、例えば、スクリーン印刷、
スプレー等の厚膜形成方法、イオンビーム、スパッタリ
ング、ＣＶＤ等の薄膜形成法によって形成される。
【００２５】 このように形成された各膜（下部電極層
２３、圧電／電歪層２４、上部電極層２５）は、次いで
熱処理（焼成）に付されるが、かかる熱処理は、それぞ
れの膜の形成の都度行ってもよく、あるいは全部の膜を
形成した後、同時に行ってもよい。
２３、圧電／電歪層２４、上部電極層２５）は、次いで
熱処理（焼成）に付されるが、かかる熱処理は、それぞ
れの膜の形成の都度行ってもよく、あるいは全部の膜を
形成した後、同時に行ってもよい。
【００２６】 圧電／電歪作動部２６を構成する下部電
極層２３及び上部電極層２５の材料としては、熱処理
（焼成）温度程度の高温雰囲気に耐え得る導体であれ
ば、特に限定はなく、例えば、金属単体でも合金であっ
てもよい。又、導電性セラミックスであってもよい。具
体的には、白金、金、パラジウム等の高融点貴金属類等
を好適なものとして挙げることができる。
極層２３及び上部電極層２５の材料としては、熱処理
（焼成）温度程度の高温雰囲気に耐え得る導体であれ
ば、特に限定はなく、例えば、金属単体でも合金であっ
てもよい。又、導電性セラミックスであってもよい。具
体的には、白金、金、パラジウム等の高融点貴金属類等
を好適なものとして挙げることができる。
【００２７】 又、圧電／電歪作動部２６を構成する圧
電／電歪層２４の材料としては、圧電あるいは電歪効果
等の電界誘起歪を示す材料であれば、いずれの材料であ
ってもよい。具体的には、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺ
Ｔ系）を主成分とする材料、マグネシウムニオブ酸鉛
（ＰＭＮ系）を主成分とする材料、ニッケルニオブ酸鉛
（ＰＮＮ系）を主成分とする材料等が好ましく用いられ
る。
電／電歪層２４の材料としては、圧電あるいは電歪効果
等の電界誘起歪を示す材料であれば、いずれの材料であ
ってもよい。具体的には、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺ
Ｔ系）を主成分とする材料、マグネシウムニオブ酸鉛
（ＰＭＮ系）を主成分とする材料、ニッケルニオブ酸鉛
（ＰＮＮ系）を主成分とする材料等が好ましく用いられ
る。
【００２８】 圧電／電歪作動部２６の厚さは、一般に
１００μｍ以下で、下部電極層２３、上部電極層２５の
厚さは一般に２０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下であ
り、さらに圧電／電歪層２４の厚さは、低作動電圧で大
きな変位を得るために、好ましくは５０μｍ以下、さら
に好ましくは３μｍ以上４０μｍ以下である。
１００μｍ以下で、下部電極層２３、上部電極層２５の
厚さは一般に２０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下であ
り、さらに圧電／電歪層２４の厚さは、低作動電圧で大
きな変位を得るために、好ましくは５０μｍ以下、さら
に好ましくは３μｍ以上４０μｍ以下である。
【００２９】 以上、本発明の実施の形態について説明
したが、本発明の実施の形態はこれらに限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当
業者の知識に基づいて種々の変更、修正、改良等を加え
うるものであることが理解されるべきである。
したが、本発明の実施の形態はこれらに限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当
業者の知識に基づいて種々の変更、修正、改良等を加え
うるものであることが理解されるべきである。
【００３０】
【実施例】 以下、本発明を実施例を用いてさらに詳細
に説明する。 （実施例１） 圧電／電歪層が振動板の全面を被覆する
ように形成した上で、上部電極層に、上部電極層を越え
てレーザーによるトリミングを行い、振動板と上部電極
層とが重ならない部分における振動板のクラックの発生
状態を調べた。なお、振動板はジルコニアにて形成し、
５μｍの厚さとした。圧電／電歪層はＰＺＴにて形成
し、２０μｍの厚さとした。又、上部電極層は、Ａｕに
て形成し１μｍの厚さとした。
に説明する。 （実施例１） 圧電／電歪層が振動板の全面を被覆する
ように形成した上で、上部電極層に、上部電極層を越え
てレーザーによるトリミングを行い、振動板と上部電極
層とが重ならない部分における振動板のクラックの発生
状態を調べた。なお、振動板はジルコニアにて形成し、
５μｍの厚さとした。圧電／電歪層はＰＺＴにて形成
し、２０μｍの厚さとした。又、上部電極層は、Ａｕに
て形成し１μｍの厚さとした。
【００３１】 レーザー照射装置としては、ＹＡＧ（Ｅ
ＳＩ社製）を使用し、波長 ２６６ｍＷ、レーザースピ
ード ３０ｍｍ／秒、Ｑレイト ５ｋＨｚ、レーザーパ
ワー ５ｍＷ／２ｋＨｚで照射を行った。結果を表１に
示す。なお、クラックが発生しなかった場合を○、クラ
ックが発生した場合を×で表示した。又、トリミング状
態については、○は良好であったことを示す。
ＳＩ社製）を使用し、波長 ２６６ｍＷ、レーザースピ
ード ３０ｍｍ／秒、Ｑレイト ５ｋＨｚ、レーザーパ
ワー ５ｍＷ／２ｋＨｚで照射を行った。結果を表１に
示す。なお、クラックが発生しなかった場合を○、クラ
ックが発生した場合を×で表示した。又、トリミング状
態については、○は良好であったことを示す。
【００３２】（実施例２） レーザーパワーを２００ｍ
Ｗ／２ｋＨｚとした以外は、実施例１と同様の条件でレ
ーザーによるトリミングを行い、振動板のクラックの発
生状態を調べた。結果を表１に示す。
Ｗ／２ｋＨｚとした以外は、実施例１と同様の条件でレ
ーザーによるトリミングを行い、振動板のクラックの発
生状態を調べた。結果を表１に示す。
【００３３】（比較例１） 圧電／電歪層が振動板の一
部のみを被覆するように形成した上で、上部電極層に、
上部電極層及び圧電／電歪層を越えてレーザーによるト
リミングを行い、振動板と上部電極層又は圧電／電歪層
とが重ならない部分における振動板のクラックの発生状
態を調べた。振動板の厚さを５〜５０μｍの範囲内で変
化させた以外は、実施例１と同様の条件でレーザーによ
るトリミングを行った。結果を表１に示す。
部のみを被覆するように形成した上で、上部電極層に、
上部電極層及び圧電／電歪層を越えてレーザーによるト
リミングを行い、振動板と上部電極層又は圧電／電歪層
とが重ならない部分における振動板のクラックの発生状
態を調べた。振動板の厚さを５〜５０μｍの範囲内で変
化させた以外は、実施例１と同様の条件でレーザーによ
るトリミングを行った。結果を表１に示す。
【００３４】（比較例２〜８） レーザーパワーを１０
〜２００ｍＷ／２ｋＨｚの範囲内において変化させた以
外は、比較例１と同様の条件でレーザーによるトリミン
グを行い、振動板のクラックの発生状態を調べた。結果
を表１に示す。
〜２００ｍＷ／２ｋＨｚの範囲内において変化させた以
外は、比較例１と同様の条件でレーザーによるトリミン
グを行い、振動板のクラックの発生状態を調べた。結果
を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１より、圧電／電歪層で振動板を被覆し
ている場合には、上部電極層を越えてトリミングを行っ
ても、振動板にはクラックが発生しなかった。一方、圧
電／電歪層が振動板の一部のみを被覆するように形成し
た上で、上部電極層に、上部電極層及び圧電／電歪層を
越えてレーザーによるトリミングを行い、レーザーが直
接振動板に当った場合には、すべての場合において振動
板の表面にクラックが発生した他、振動板の厚さ及びレ
ーザーパワーによっては、振動板を貫通するクラックの
発生も見られた。
ている場合には、上部電極層を越えてトリミングを行っ
ても、振動板にはクラックが発生しなかった。一方、圧
電／電歪層が振動板の一部のみを被覆するように形成し
た上で、上部電極層に、上部電極層及び圧電／電歪層を
越えてレーザーによるトリミングを行い、レーザーが直
接振動板に当った場合には、すべての場合において振動
板の表面にクラックが発生した他、振動板の厚さ及びレ
ーザーパワーによっては、振動板を貫通するクラックの
発生も見られた。
【００３７】
【発明の効果】 本発明のアクチュエータにおいては、
上部電極層の一部がトリミングにより切断又は除去され
ているため、有効電極面積が適宜な値に制御されてお
り、所望のインク噴射量を得ることができる。
上部電極層の一部がトリミングにより切断又は除去され
ているため、有効電極面積が適宜な値に制御されてお
り、所望のインク噴射量を得ることができる。
【００３８】 又、上部電極層の周辺のうち、トリミン
グが施される部分の近傍において、圧電／電歪層が振動
板を被覆するため、レーザービームによる振動板の破損
を防止することができる。
グが施される部分の近傍において、圧電／電歪層が振動
板を被覆するため、レーザービームによる振動板の破損
を防止することができる。
【図１】 本発明に係るアクチュエータの一例を説明し
た構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
た構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】 本発明に係るアクチュエータが変形した状況
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図３】 従来のアクチュエータの例を示す断面図であ
る。
る。
【図４】 本発明のアクチュエータの他の例を示す平面
図である。
図である。
【図５】 本発明のアクチュエータのさらに他の例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図６】 本発明のアクチュエータのさらに他の例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図７】 本発明のアクチュエータのさらに他の例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図８】 本発明のアクチュエータのさらに他の例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図９】 本発明のアクチュエータのさらに他の例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図１０】 本発明のアクチュエータのさらに他の例を
示す平面図である。
示す平面図である。
１・・・ インクジェットプリンタ用アクチュエータ、２０
・・・ キャビティー、２１・・・ 肉厚基板、２２・・・ 振動
板、２３・・・ 下部電極層、２４・・・ 圧電／電歪層、２５
・・・ 上部電極層、２６・・・ 圧電／電歪作動部、２７・・・
電源、２８・ ・・インクタンク、２９・・・ 肉厚基板の縁、
３０・・・ 線分、３１・・・ 上部電極層が振動板より肉厚基
板の縁方向にはみ出ている部分、３２・・・ 切欠き部、３
３・・・ 切欠き部の周辺と長辺の交点、３４・・・ くり貫き
部。
・・・ キャビティー、２１・・・ 肉厚基板、２２・・・ 振動
板、２３・・・ 下部電極層、２４・・・ 圧電／電歪層、２５
・・・ 上部電極層、２６・・・ 圧電／電歪作動部、２７・・・
電源、２８・ ・・インクタンク、２９・・・ 肉厚基板の縁、
３０・・・ 線分、３１・・・ 上部電極層が振動板より肉厚基
板の縁方向にはみ出ている部分、３２・・・ 切欠き部、３
３・・・ 切欠き部の周辺と長辺の交点、３４・・・ くり貫き
部。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年９月２６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】 レーザー照射装置としては、ＹＡＧ（Ｅ
ＳＩ社製）を使用し、波長 ２６６ｎｍ、レーザースピ
ード ３０ｍｍ／秒、Ｑレイト ５ｋＨｚ、レーザーパ
ワー ５ｍＷ／２ｋＨｚで照射を行った。結果を表１に
示す。なお、クラックが発生しなかった場合を○、クラ
ックが発生した場合を×で表示した。又、トリミング状
態については、○は良好であったことを示す。
ＳＩ社製）を使用し、波長 ２６６ｎｍ、レーザースピ
ード ３０ｍｍ／秒、Ｑレイト ５ｋＨｚ、レーザーパ
ワー ５ｍＷ／２ｋＨｚで照射を行った。結果を表１に
示す。なお、クラックが発生しなかった場合を○、クラ
ックが発生した場合を×で表示した。又、トリミング状
態については、○は良好であったことを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金谷 宗秀 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 奥村 資紀 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 山田 智裕 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 矢野 信介 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】 キャビティー構造を有する肉厚基板と、
キャビティーを覆蓋する振動板とを一体的に形成して成
るインクタンク、及び上部電極層と下部電極層の間に圧
電／電歪層を配して成る圧電／電歪作動部を有し、 当該圧電／電歪作動部を、当該インクタンク上に、当該
下部電極層と当該振動板とが接触する状態で配置して成
るインクジェットプリンタ用アクチュエータであって、 当該圧電／電歪層が当該振動板を被覆している部分の
み、当該上部電極層をトリミングすることにより、有効
電極面積を制御し、インク噴射量を適宜な値に調節した
ことを特徴とするインクジェットプリンタ用アクチュエ
ータ。 - 【請求項２】 キャビティー構造を有する肉厚基板と、
キャビティーを覆蓋する振動板とを一体的に形成して成
るインクタンク、及び上部電極層と下部電極層の間に圧
電／電歪層を配して成る圧電／電歪作動部を有し、 当該圧電／電歪作動部を、当該インクタンク上に、当該
下部電極層と当該振動板とが接触する状態で配置して成
るインクジェットプリンタ用アクチュエータであって、 当該上部電極層の少なくともトリミングを施す部分の近
傍において、当該圧電／電歪層が当該振動板を被覆し、
当該上部電極層をトリミングすることにより、有効電極
面積を制御し、インク噴射量を適宜な値に調節したこと
を特徴とするインクジェットプリンタ用アクチュエー
タ。 - 【請求項３】 当該圧電／電歪層が当該上部電極層より
大きな平面積を有することを特徴とする請求項１又は２
に記載のインクジェットプリンタ用アクチュエータ。 - 【請求項４】 当該上部電極層が長方形状を有し、当該
上部電極層をトリミングにより、対向する長辺上の適宜
な点を結ぶ線分で切断するか、又は当該線分により隔て
られた部分の一方を除去することを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載のインクジェットプリンタ用アク
チュエータ。 - 【請求項５】 当該上部電極層が長方形状を有し、トリ
ミングにより切断又は除去された１又は２以上の適宜な
面積を有する切欠き部を、当該上部電極層の長辺に沿っ
て設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
載のインクジェットプリンタ用アクチュエータ。 - 【請求項６】 当該上部電極層が長方形状を有し、当該
上部電極層のいずれか一方の短辺に沿って、トリミング
により切断又は除去された１又は２以上の適宜な面積を
有する切欠き部を設けることを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載のインクジェットプリンタ用アクチュ
エータ。 - 【請求項７】 当該切欠き部が矩形状を有する請求項５
又は６に記載のインクジェットプリンタ用アクチュエー
タ。 - 【請求項８】 当該上部電極層が長方形状を有し、当該
上部電極層の面内にトリミングにより切断又は除去され
た１又は２以上の適宜な面積を有するくり貫き部を設け
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のイ
ンクジェットプリンタ用アクチュエータ。 - 【請求項９】 当該線分の延長線上において、当該圧電
／電歪層が当該振動板を被覆する請求項４に記載のイン
クジェットプリンタ用アクチュエータ。 - 【請求項１０】 当該切欠き部の周辺と当該長辺の交点
近傍において、当該圧電／電歪層が当該振動板を被覆す
る請求項５又は６に記載のインクジェットプリンタ用ア
クチュエータ。 - 【請求項１１】 当該キャビティーの開口部、当該振動
板、及び当該上部電極層が重なる部分の面積のうち、適
宜なインク噴射量を実現するためにトリミングにて除去
すべき面積を予め算出し、当該除去すべき面積に、当該
上部電極層が当該振動板より当該肉厚基板の縁方向には
み出ている部分の面積を加えた値を実際の除去面積とし
た請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットプリ
ンタ用アクチュエータ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8253401A JPH1095112A (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | インクジェットプリンタ用アクチュエータ |
| US08/932,259 US6070971A (en) | 1996-09-25 | 1997-09-22 | Actuator for ink jet printer |
| EP97307515A EP0835756B1 (en) | 1996-09-25 | 1997-09-25 | Actuator for ink jet printer |
| DE69721682T DE69721682T2 (de) | 1996-09-25 | 1997-09-25 | Betätigungselement für einen Tintenstrahldrucker |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8253401A JPH1095112A (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | インクジェットプリンタ用アクチュエータ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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