JPH1120156A - インクジェット記録装置とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズルの高密度化ならびにノズル間のクロス
トークを抑制でき、かつ安価なインクジェット記録装置
とその製造方法を得る。 【解決手段】 インクを収容する圧力室２１と、圧力室
２１に連通しインクを吐出する吐出口２２と、圧力室２
１に圧力を印加してインクを吐出口２２から吐出させる
圧力印加手段とを備え、圧力印加手段は、圧力室２１に
形成された振動板１８と、振動板１８を振動させる圧電
素子２５とを有し、圧電素子２５が、膜厚１〜１０μ
ｍ，平均粒径１μｍ以下のＰＺＴ系の焼結体からなるこ
とを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、微小ノズルから
インクなどの液体を吐出させ、記録紙やシート上に液体
パターンを形成することにより文字や図形を描くプリン
タなどに用いられるインクジェット記録装置とその製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パソコンなどの印刷装置としてイ
ンクジェット記録装置を用いたプリンタが、取り扱いが
簡単、印字性能がよい、低コストなどの理由から広く普
及している。このインクジェット記録装置には、熱エネ
ルギーによってインク中に気泡を発生させ、その気泡に
よる圧力波によりインク滴を吐出させるもの、静電力に
よりインク滴を吸引吐出させるもの、圧電素子のような
振動子による圧力波を利用したもの等、種々の方式があ
る。

【０００３】一般に、圧電素子を用いたものは、例え
ば、インク吐出口に連通したインク供給室と、そのイン
ク供給室に連通した圧力室と、その圧力室に設けられ圧
電素子が接合された振動板等により構成されている。従
来、インクの吐出方向と圧電素子の振動方向は同方向で
ある。このような構成において、圧電素子に所定の電圧
を印加すると、圧電素子が伸縮することによって、圧電
素子と振動板が太鼓状の振動を起こして圧力室内のイン
クが圧縮され、それによりインク吐出口からインク液滴
が吐出する。ところが、圧電素子による振動板の変位量
は非常に小さいため、圧電素子を小型化すると十分な吐
出力が得られない。そこで、この変位量を大きくしよう
とすると振動板および圧電素子を大きくする必要があ
り、小型化、マルチノズルヘッドの高密度化の実現が困
難となる。

【０００４】そこで、その問題を解決するために、例え
ば、特願平６−２７３６５０号公報に示されるように、
圧電素子の振動方向をその振動方向に対して垂直な方向
に振動板を振動させる構成とし、圧電素子により生じた
小さな振動を大きな振動に増幅して、同じサイズで変位
量を大きくする方法や、インク吐出口の対向する位置に
対向電極を設けて、その対向電極と圧力室のインクとの
間に所定の高電圧、例えば１．５ｋＶ程度を印加し、そ
の静電力によりインクを対向電極側（すなわち、シート
等の記録媒体側）に膨らませた状態とし、小さな圧力を
印加しただけでインクが吐出できるように構成したもの
等が提案されている。

【０００５】図８および図９に、従来のインクジェット
記録装置のノズルヘッドを示す。図８は、吐出口５０の
先端面がすべて金属（導電体）の場合の例を示してい
る。吐出口５０と対向電極５１との間に電圧源５２によ
り電圧が印加された場合、電界分布は略平行となってイ
ンク５３に対する静電引力が働く。この静電引力によ
り、小さなインク滴でも加速され対向電極５１側へ高速
に到達する。また、大きなインク滴を得るには電界を用
いない場合に比較して緩やかにインク室を加圧すること
によりサテライトの発生が抑えられ、さらにインク滴に
関係なく等速でインク５３が飛翔する。電界印加の加速
により、インク滴の大きさを変化させることが可能とな
る。また、圧電素子の変位が小さくてもインク滴を安定
して飛翔させることができることから低電圧駆動が可能
である。しかし、吐出口５０でのインク５３の膨らみが
小さく、インク５３の吐出口５０の先端からのタレはほ
とんど生じない反面、静電引力が小さくなるためインク
５３の飛び出す速度は遅くなり、圧電素子の大きな力に
よるインクの吐出補助が不可欠となる。

【０００６】図９は、吐出口５０の先端面がすべて絶縁
体５４で覆われた場合の例を示している。吐出口５０と
対向電極５１との間に電圧源５２により電圧が印加され
た場合、電界は吐出口５０の先端のインク５３に集中す
るため、インク５３に対する静電引力が大きくなり、イ
ンク５３の飛び出す速度を速くできる。ただし、この場
合は図８の例とは逆に、インク５３を対向電極５１側へ
引く力が大きくなるので、インク５３が対向電極５１側
へ大きく膨らみ、吐出口５０の先端部でインク５３のタ
レを生じる。このため、電界強度を大きくできず図８の
例と同様、圧電素子の大きな力によるインクの吐出補助
が必要となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のインクジェット
記録装置では、対向電極に電圧を印加することで小さな
圧力でもインクが吐出し易くなるものの、圧電素子を従
来の厚膜印刷法にて形成する場合、印刷精度や圧電素子
の耐圧が不十分なため、圧電素子の機械的変位が大きく
できないことから高密度化は困難であり、また小型化に
よりマルチノズルヘッドとした場合は、ノズル間のクロ
ストークが生じるという課題がある。大きな変位とクロ
ストークを小さくするには、圧電素子と振動板を薄くす
ることが必要であるが、厚膜印刷で膜厚を薄くした場合
には、上部電極形成時にショートし易く、１０μｍ以下
の薄膜化は困難であった。

【０００８】この発明は、ノズルの高密度化ならびにノ
ズル間のクロストークを抑制でき、かつ安価なインクジ
ェット記録装置とその製造方法を提供することを目的と
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のインクジ
ェット記録装置は、インクを収容する圧力室と、圧力室
に連通しインクを吐出する吐出口と、圧力室に圧力を印
加してインクを吐出口から吐出させる圧力印加手段とを
備え、圧力印加手段は、圧力室に形成された振動板と、
振動板を振動させる圧電素子とを有し、圧電素子が、膜
厚１〜１０μｍ，平均粒径１μｍ以下のＰＺＴ系の焼結
体からなることを特徴とするものである。

【００１０】請求項１記載のインクジェット記録装置に
よると、圧電素子は膜厚１〜１０μｍ，平均粒径１μｍ
以下のＰＺＴ系の焼結体からなり、バインダ等を含まな
い高密度で高耐圧な圧電素子を得ることができる。請求
項２記載のインクジェット記録装置の製造方法は、イン
クを収容する圧力室と、圧力室に連通しインクを吐出す
る吐出口と、圧力室に圧力を印加してインクを吐出口か
ら吐出させる圧力印加手段とを備えたインクジェット記
録装置の製造方法であって、真空中に振動板を配置し、
振動板にＰＺＴ系の多結晶粉体を気体とともに噴射し、
堆積した多結晶粉体を加熱して焼結体からなる圧電素子
を形成し圧力印加手段とすることを特徴とするものであ
る。

【００１１】請求項２記載のインクジェット記録装置の
製造方法によると、ＰＺＴ系の多結晶粉体を真空中に配
置された振動板に気体とともに噴射し、大きな粉体は沈
降して微粉体のみ振動板に堆積させ、堆積した多結晶粉
体を加熱することによって、バインダ等を含まない高密
度で高耐圧な圧電素子を得ることができる。請求項３記
載のインクジェット記録装置の製造方法は、インクを収
容する複数の圧力室と、各圧力室に連通しインクを吐出
する吐出口と、各圧力室に圧力を印加してインクを吐出
口から吐出させる圧力印加手段とを備えたインクジェッ
ト記録装置の製造方法であって、真空中に振動板を配置
し、振動板と振動板に多結晶粉体を噴射するノズルとの
間に各圧力室に対応する幅０．１〜０．５ｍｍの複数の
スリットを有したマスクを配置し、ＰＺＴ系の多結晶粉
体をノズルから振動板に気体とともに噴射し、圧力室に
対応して分離堆積した多結晶粉体を加熱して焼結体から
なる圧電素子を形成し圧力印加手段とすることを特徴と
するものである。

【００１２】請求項４記載のインクジェット記録装置の
製造方法は、インクを収容する複数の圧力室と、各圧力
室に連通しインクを吐出する吐出口と、各圧力室に圧力
を印加してインクを吐出口から吐出させる圧力印加手段
とを備えたインクジェット記録装置の製造方法であっ
て、付着力良好な金属膜を各圧力室に対応して分離形成
した振動板を真空中に配置し、振動板にＰＺＴ系の多結
晶粉体を気体とともに噴射し、堆積した多結晶粉体を加
熱し、振動板の付着力良好な部位を除く多結晶粉体を除
去して焼結体からなる圧電素子を形成し圧力印加手段と
することを特徴とするものである。

【００１３】請求項３および請求項４記載のインクジェ
ット記録装置の製造方法によると、ＰＺＴ系の多結晶粉
体を真空中に配置された振動板に気体とともに噴射し、
大きな粉体は沈降して微粉体のみ振動板に堆積させ、堆
積した多結晶粉体を加熱することによって、バインダ等
を含まない高密度で高耐圧な圧電素子を得ることができ
る。また、圧電素子を個々の圧力室に個別に作成する
際、フォトリソグラフィを用いることなく容易かつ安価
に製造することができる。

【００１４】請求項５記載のインクジェット記録装置
は、インクを収容する圧力室と、圧力室に連通しインク
を吐出する吐出口と、圧力室に圧力を印加してインクを
吐出口から吐出させる圧力印加手段とを備え、吐出口の
先端を構成する絶縁性部材に制御電極を設け、吐出口の
前面に対向電極を配置し、制御電極と対向電極との間に
電圧を印加する電圧源を設けたことを特徴とするもので
ある。

【００１５】請求項５記載のインクジェット記録装置に
よると、制御電極と吐出口の先端のインクとの間に絶縁
性部材が存在するため、対向電極とインクとの間に電圧
源により電圧を印加した場合、電界の集中が制御電極側
とインク側に分散される。

【００１６】

【発明の実施の形態】この発明の一実施の形態を図１な
いし図６に基づいて説明する。図１は、インクジェット
記録装置に用いる圧電素子の製造装置の概略図を示して
いる。図１において、圧電素子であるＰＺＴ膜１９の材
料となるＰＺＴ粉体１２をガス流１３によって混合浮遊
させるガス／ＰＺＴ粉体混合容器２０と、膜堆積室１０
が搬送管１１によって接続されている。膜堆積室１０は
真空排気装置１７により減圧されていて、搬送管１１の
先端にはノズル１４が接続されている。ノズル１４の先
には、膜堆積のための振動板１８が加熱および走査（Ｘ
−Ｙ方向）のためのヒーターステージ１５の上に設置し
て設けられている。ヒーターステージ１５には加熱のた
めの加熱電源１６が接続されている。ガス流１３によっ
て搬送されたＰＺＴ粉体１２は真空中で勢いよく振動板
１８に噴射され、真空中のためガス流１３による浮力が
なくなるとともに加速度をもって振動板１８に衝突し、
ＰＺＴ膜１９として堆積する。

【００１７】図２はインクジェット記録装置のノズルヘ
ッド部分の断面図を示したものである。図２において、
圧力室２１は、Ｓｉ（シリコン）部材２７ａ、２層の感
光性ガラス２７ｂ，２７ｃの３層構造の圧力室構造体２
７と、Ｓｉ部材２７ａの上に一体に形成されたＳｉ製の
振動板１８と、圧力室２１にインクを流入させるための
小穴３０を有するステンレス製のインク流入口板２８と
から構成されている。また、吐出口２２は、絶縁性部材
３１に吐出口２２の孔２６から半径方向に所定の距離離
れた部位に制御電極３２が形成された吐出ノズル板３
３、Ｓｉ部材２７ａの一端部、感光性ガラス２７ｃの一
端部などにより構成されている。さらに、共通液室３４
は、インク流入口板２８と、共通液室構造板２９と、イ
ンク供給口３５を有するインク供給口平板３６とから構
成されている。ここで、共通液室構造板２９およびイン
ク供給口平板３６はステンレス製である。

【００１８】また、振動板１８の上には圧電素子２５が
形成され、その圧電素子２５は、図示していないが、一
方の電極となるＡｕ層からなる上部電極、圧電部材であ
るＰＺＴ層、ＰＺＴ層の下に他方の電極となるＮｉ層，
Ｔｉ層，またはＴｉ層とＮｉ層の積層からなる下部電極
にて形成されている。ここでは、圧力室２１の一部であ
るＳｉ部材２７ａとＳｉ製の振動板１８とは一体ものと
して形成してあるが、振動板１８としてはＮｉやＴｉ，
ＳＵＳなどの金属板を用いてもよい。

【００１９】また、このノズルヘッドの吐出口２２の対
向する位置にはインクを吐出させ易くするための対向電
極２３が設けられ、この対向電極２３と圧力室２１内の
インクとの間に電圧を印加するための電圧源２４が接続
されている。また、吐出口２２の制御電極３２と圧力室
２１内のインクとの間に制御電圧を印加するための電圧
源３７が接続されている。

【００２０】次に、圧力室２１および圧電素子２５の製
造方法について説明する。圧電素子２５であるＰＺＴ膜
１９は図１に示した製造装置によって製膜するが、大き
なＰＺＴ粉体１２はガス流１３の中ですぐに沈降するた
めガス流１３によって搬送され難く、平均粒径１μｍ以
下の微粉体のみによって製膜される。このため、従来の
印刷法等によって得られる膜に比較して緻密で高密度な
膜が製膜でき、膜厚１〜１０μｍで、３〜１０Ｖ／μｍ
の高耐圧な膜を得ることができる。例えば、図１のＰＺ
Ｔ粉体１２として、平均粒径１．０μｍのＰｂ（Ｚｒ_x
Ｔｉ _1-x ）Ｏ₃ 〔ｘ：0.52〜0.56〕を用い、ガスとして
空気流を用い、流速を調整することにより５ｍｍ幅のノ
ズル１４によって３〜１０mm/sの走査速度で５μｍの膜
厚で堆積できる。このとき、流速を小さくし、走査速度
を３mm/sにしたとき、最も緻密で１０Ｖ／μｍの高耐圧
な膜が得られた。１ｃｍ² 当たりの堆積速度に換算すれ
ば、これらは７．５〜２５μｍ／秒に相当する。

【００２１】振動板１８にＳｉを用いる場合には、Ｓｉ
上に膜厚０．１μｍのＴｉ膜とさらに膜厚０．１〜１μ
ｍのＮｉ膜をスパッタ蒸着法により形成したものを膜堆
積室１０のヒーターステージ１５に設置し、１００〜２
００℃に加熱電源１６により加熱してＰＺＴ膜１９を堆
積する。堆積したＰＺＴ膜１９は、空気中にて３００〜
６００℃、０．５〜１時間加熱処理を行う。これによ
り、結晶性の向上と膜強度の向上が図れる。

【００２２】図３は圧力室構造体２７のＳｉ部材２７ａ
とＳｉ製の振動板１８が一体で作成されたものであり、
圧力室２１が５つ形成されている。図４は図３のIV−IV
断面図であり、下部共通電極４０とＰＺＴ膜１９と個別
電極４２が形成されている。ここで、ＰＺＴ膜１９はそ
れぞれの圧力室２１に個別に形成する方が効率がよく、
分離する方が望ましい。

【００２３】圧電素子２５を個々の圧力室２１に対応す
るように分離する手段としては、フォトリソグラフィを
用いることもできるが、工程が複雑となり高価なものに
なる。このため、図５に示すようにＳｉ部材２７ａとＳ
ｉ製の振動板１８を一体で作成してなるＳｉ部材４３と
ノズル１４の間にマスク４４を設置する。マスク４４に
は各圧力室２１に対応して複数のスリット４５が形成さ
れており、これにより選択的にＰＺＴ膜１９が形成され
る。このとき、マスク４４はガス流１３とともに搬送さ
れてくるＰＺＴ粉体１２とガス流１３を効率よく分離し
て堆積するために、スリット４５の幅は０．１〜０．５
ｍｍとすることが望ましい。スリット４５の幅が０．１
ｍｍ以下ではガス流１３がＳｉ部材４３で反射しＰＺＴ
粉体１２を逆流させる。また、０．５ｍｍ以上ではマス
ク４４の下部に回り込み精度がでなくなる。このとき、
ノズル１４とＳｉ部材４３の間隔は１〜３ｍｍに設定す
る。これにより、フォトリソグラフィを用いることなく
圧電素子２５を分離することができる。

【００２４】つぎに、圧電素子２５に個別電極４２とし
てＡｕ膜をスパッタ蒸着法等で形成する。これには通常
のマスクを接触させて形成すればよく、フォトリソグラ
フィを用いる必要はない。上記のＳｉ部材４３にさらに
圧力室２１を形成するため、圧電素子２５の下部のＳｉ
を異方性エッチングやプラズマを用いたドライエッチン
グ法により選択的にエッチングする。異方性エッチング
ではＳｉ酸化膜や窒化膜をマスク材として形成した後、
圧力室２１となる部位をエッチングで除く。Ｓｉ酸化膜
をマスク材として用いる場合には有機アルカリ（例え
ば、エチレンジアミン：ピロカテコール：ピラジン：水
＝１リットル：１６０ｇ：６ｇ：０．１３３リットルの
混合液）を、窒化膜をマスク材として用いる場合には水
酸化カリウム溶液を、７０℃に加熱してエッチングを行
う。このとき、Ｓｉの結晶方位が＜１１１＞と＜１１０
＞，＜１００＞で、エッチング速度が＜１１１＞に比較
して他の方位では数十倍と大きく異なることを利用し、
結晶方位＜１１１＞面に沿って圧力室２１を設計すれば
高精度の圧力室２１が得られる。ここで、Ｓｉを振動板
１８として残すには、あらかじめＢを高濃度にドーピン
グしておけば、ドーピング部のエッチング速度が遅くな
ることから数μｍの厚みでＳｉの振動板１８を作成でき
る。

【００２５】また、振動板１８にＮｉ等の金属膜を用い
る場合には、図４の共通電極４０を兼用で数μｍの厚み
に電鋳や蒸着法でＳｉ部材２７ａ上に形成し、Ｓｉ部材
２７ａの圧力室２１部位のＳｉを選択的に全部除去すれ
ば金属膜が振動板１８として残る。ドライエッチング法
はこのような場合に有効で、プラズマ中の原子の発光ス
ペクトルの監視で終点検出が可能である。

【００２６】また、圧電素子２５を分離する別の手段と
して、図１の製造装置でＰＺＴ膜１９を形成する際、付
着力の小さな材料、例えばＷ，Ｍｏ，Ｃｒなどの金属や
これらの合金あるいはＳＵＳの金属、あるいはガラス材
料やセラミック材料を振動板１８あるいはその一部と
し、圧力室２１に対応するＰＺＴ膜１９の形成が必要な
部位にのみＴｉあるいはＮｉ等の付着力良好な金属膜を
下地電極として形成し、ＰＺＴ膜１９を形成する。その
後、接着テープ等でＰＺＴ膜１９に接着し引き剥がせ
ば、ＴｉあるいはＮｉ等の付着力良好な部位のみにＰＺ
Ｔ膜１９が残り、他の部位は容易に除去できる。これに
より、フォトリソグラフィを用いることなく容易に圧電
素子２５を分離形成できる。

【００２７】このようにして得られた振動板１８と圧電
素子２５と圧力室構造体２７の一部を、図２の感光性ガ
ラス２７ｂ，２７ｃ以下の構造物と接着材等を用いて接
着して作成する。すなわち、Ｓｉ部材２７ａと感光性ガ
ラス２７ｂを接着して圧力構造体２７を作成し、吐出ノ
ズル板３３を接着した後、ＳＵＳ板等を貼り合わせてイ
ンク流入口板２８，共通液室構造板２９，インク供給口
平板３６を形成し、圧力室構造体２７とインク流入口板
２８を接着してノズルヘッドを作成する。

【００２８】最後に、個別電極４２と共通電極４０間に
５Ｖ／μｍ以上の電界を印加し圧電素子２５の分極を行
う。この分極によりピエゾとしての機能を発現する。次
に、ノズルヘッドの動作について、図面を参照しながら
説明する。図２において、圧電素子２５は膜厚５μｍ、
振動板１８は膜厚２μｍ、圧力室２１の大きさ０．２ｍ
ｍ×２ｍｍ×厚み０．２ｍｍ、吐出口２２の大きさ３０
μｍφ、圧力室２１の間隔が０．２５４ｍｍのノズルヘ
ッドを作成した。対抗電極２３や電源２４を用いない場
合には、圧電素子２５の変位が０．１２μｍ、インク吐
出量が約６ｎｇ、圧電素子２５に３．５Ｖ／μｍの電界
が必要である。この場合には、より小さなインク滴を吐
出させるには速度が小さくまた吐出方向が一定しない。
安定な印字のためにはこれ以下の吐出量は困難であっ
た。また、これ以上の大きなインク滴を吐出させるにも
サテライトと言われる小さなインク滴が大きなインク滴
の後に発生し、印字品質を悪化させる。この実施の形態
によるインクジェット記録装置では、６ｎｇのインク滴
を安定して飛翔させることが可能であり、記録紙上では
約２０μｍφのドットで記録でき、極めて高品位な印字
が可能となった。また、ノズル密度が１００ｄｐｉの高
密度なヘッドが可能となった。

【００２９】図６はノズルヘッドを示しており、図７お
よび図８の２つの従来例の中間的な作用を呈する。制御
電極３２と吐出口２２の先端のインクとの間に絶縁性部
材３１が存在するため、対向電極２３とインク４６との
間に電圧源２４により電圧を印加した場合、電界の集中
が制御電極３２側とインク４６側に分散されるため、イ
ンク４６に対する電界の集中は、その程度が図８の場合
ほど大きくはなく、また図７の場合ほど小さくない。そ
の結果、比較的大きな電界強度を印可することができる
ことから、インク４６の飛び出す速度をある程度大きく
できて、なおかつインク４６のタレも抑制できる。ま
た、対向電極２３による静電引力も余り小さくならず
に、インク４６の吐出口２２からのタレを防止でき、ノ
ズル間のクロストークも抑制できる。このように、対向
電極２３とインク４６との間の電界の集中が緩和される
ため、クロストークの影響が少なくなり、例えば図７に
示すように、制御電極４７を共通とし、吐出口４８を複
数個一列に配置して、制御電極４７とそれぞれの吐出口
４８との間を絶縁性部材４９で取り囲むように構成すれ
ば、多ノズル化が容易になる。

【００３０】また、インク４６と制御電極３２との間に
電圧源２４の電圧よりも小さい逆の電圧を電圧源３７に
より印加することにより、対向電極２３への電圧印加に
より生じたメニスカスを吐出口２２の途中でそのまま保
持しておくことが可能となり、インク４６のタレを防止
することができる。また、制御電極３２の領域および絶
縁性部材３１の領域を調節したり、電圧源３７の電圧を
調節すれば、インク４６への電界の集中の程度、すなわ
ちインク４６の飛び出す速度、および吐出口２２におけ
るインク４６の保持力等を制御できるので、最適な条件
が選択可能である。

【００３１】以上のように、静電界の印加により圧電素
子２５に大きな変位を必要とせずにインク滴を安定に吐
出できる。このことは、静電界を用いない場合に比較し
てさらに高ノズル密度のヘッドが可能であることを意味
する。例えば、上記の圧電素子２５が５μｍ厚、振動板
が２μｍ厚の構成で圧力室の大きさ０．１２ｍｍ×２．
０ｍｍ×厚み０．１５ｍｍで、インク滴３〜９ｎｇの吐
出が安定して得られる。このときの静電界強度は、１ｋ
Ｖ／ｍｍで制御電圧は５０Ｖである。

【００３２】

【発明の効果】請求項１記載のインクジェット記録装置
によると、圧電素子は膜厚１〜１０μｍ，平均粒径１μ
ｍ以下のＰＺＴ系の焼結体からなり、バインダ等を含ま
ない高密度で高耐圧な圧電素子を得ることができ、ノズ
ルの高密度化，多ノズル化，小型化が図れる。

【００３３】請求項２記載のインクジェット記録装置の
製造方法によると、ＰＺＴ系の多結晶粉体を真空中に配
置された振動板に気体とともに噴射し、大きな粉体は沈
降して微粉体のみ振動板に堆積させ、堆積した多結晶粉
体を加熱することによって、バインダ等を含まない高密
度で高耐圧な圧電素子を得ることができ、ノズルの高密
度化，多ノズル化，小型化が図れる。

【００３４】請求項３および請求項４記載のインクジェ
ット記録装置の製造方法によると、ＰＺＴ系の多結晶粉
体を真空中に配置された振動板に気体とともに噴射し、
大きな粉体は沈降して微粉体のみ振動板に堆積させ、堆
積した多結晶粉体を加熱することによって、バインダ等
を含まない高密度で高耐圧な圧電素子を得ることがで
き、ノズルの高密度化，多ノズル化，小型化が図れる。
また、圧電素子を個々の圧力室に個別に作成する際、フ
ォトリソグラフィを用いることなく容易かつ安価に製造
することができる。

【００３５】請求項５記載のインクジェット記録装置に
よると、制御電極と吐出口の先端のインクとの間に絶縁
性部材が存在するため、対向電極とインクとの間に電圧
源により電圧を印加した場合、電界の集中が制御電極側
とインク側に分散され、吐出口からのインクのタレを防
ぐことができるとともに、ノズル間のクロストークも抑
制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態のインクジェット記録
装置における圧電素子の製造装置の概略図である。

【図２】この発明の一実施の形態のインクジェット記録
装置におけるノズルヘッドの断面図である。

【図３】この発明の一実施の形態のインクジェット記録
装置におけるノズルヘッドの圧力室部分の正面図であ
る。

【図４】図３のIV−IV断面図である。

【図５】この発明の一実施の形態のインクジェット記録
装置におけるノズルヘッドのＰＺＴ膜作成の説明図であ
る。

【図６】この発明の一実施の形態のインクジェット記録
装置におけるノズルヘッドの電界分布を示す断面図であ
る。

【図７】この発明の一実施の形態のインクジェット記録
装置におけるノズルヘッドの変形例の斜視図である。

【図８】従来例のインクジェット記録装置におけるノズ
ルヘッドの電界分布を示す断面図である。

【図９】その他の従来例のインクジェット記録装置にお
けるノズルヘッドの電界分布を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 膜堆積室 １１ 搬送管 １２ ＰＺＴ粉体 １３ ガス １４ ノズル １５ ヒーターステージ １６ 加熱電源 １７ 真空排気装置 １８ 振動板 １９ ＰＺＴ膜 ２０ ガス／ＰＺＴ粉体混合容器 ２１ 圧力室 ２２，４８ 吐出口 ２３ 対向電極 ２４，３７ 電圧源 ２５ 圧電素子 ２７ 圧力室構造体 ２８ インク流入口板 ２９ 共通液室構造板 ３０ 小穴 ３１，４９ 絶縁性部材 ３２，４７ 制御電極 ３３ 吐出ノズル板 ３４ 共通液室 ３５ インク供給口 ３６ インク供給口平板 ４４ マスク

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを収容する圧力室と、前記圧力室
   に連通し前記インクを吐出する吐出口と、前記圧力室に
   圧力を印加して前記インクを前記吐出口から吐出させる
   圧力印加手段とを備え、 前記圧力印加手段は、前記圧力室に形成された振動板
   と、前記振動板を振動させる圧電素子とを有し、前記圧
   電素子が、膜厚１〜１０μｍ，平均粒径１μｍ以下のＰ
   ＺＴ系の焼結体からなることを特徴とするインクジェッ
   ト記録装置。
2. 【請求項２】 インクを収容する圧力室と、前記圧力室
   に連通し前記インクを吐出する吐出口と、前記圧力室に
   圧力を印加して前記インクを前記吐出口から吐出させる
   圧力印加手段とを備えたインクジェット記録装置の製造
   方法であって、 真空中に振動板を配置し、前記振動板にＰＺＴ系の多結
   晶粉体を気体とともに噴射し、堆積した多結晶粉体を加
   熱して焼結体からなる圧電素子を形成し前記圧力印加手
   段とすることを特徴とするインクジェット記録装置の製
   造方法。
3. 【請求項３】 インクを収容する複数の圧力室と、前記
   各圧力室に連通し前記インクを吐出する吐出口と、前記
   各圧力室に圧力を印加して前記インクを前記吐出口から
   吐出させる圧力印加手段とを備えたインクジェット記録
   装置の製造方法であって、 真空中に振動板を配置し、前記振動板と前記振動板に多
   結晶粉体を噴射するノズルとの間に前記各圧力室に対応
   する幅０．１〜０．５ｍｍの複数のスリットを有したマ
   スクを配置し、ＰＺＴ系の多結晶粉体を前記ノズルから
   前記振動板に気体とともに噴射し、前記圧力室に対応し
   て分離堆積した多結晶粉体を加熱して焼結体からなる圧
   電素子を形成し前記圧力印加手段とすることを特徴とす
   るインクジェット記録装置の製造方法。
4. 【請求項４】 インクを収容する複数の圧力室と、前記
   各圧力室に連通し前記インクを吐出する吐出口と、前記
   各圧力室に圧力を印加して前記インクを前記吐出口から
   吐出させる圧力印加手段とを備えたインクジェット記録
   装置の製造方法であって、 付着力良好な金属膜を前記各圧力室に対応して分離形成
   した振動板を真空中に配置し、前記振動板にＰＺＴ系の
   多結晶粉体を気体とともに噴射し、堆積した多結晶粉体
   を加熱し、前記振動板の付着力良好な部位を除く多結晶
   粉体を除去して焼結体からなる圧電素子を形成し前記圧
   力印加手段とすることを特徴とするインクジェット記録
   装置の製造方法。
5. 【請求項５】 インクを収容する圧力室と、前記圧力室
   に連通し前記インクを吐出する吐出口と、前記圧力室に
   圧力を印加して前記インクを前記吐出口から吐出させる
   圧力印加手段とを備え、 前記吐出口の先端を構成する絶縁性部材に制御電極を設
   け、前記吐出口の前面に対向電極を配置し、前記制御電
   極と前記対向電極との間に電圧を印加する電圧源を設け
   たことを特徴とするインクジェット記録装置。