流体喷射装置及其制造方法制造方法及图纸

用于谋求喷嘴的高密度化及工序效率化喷墨的流体喷射装置及其制造方法。玻璃基板（１８）上通过喷砂设有贯穿孔（１５），其上直接接合第二硅基板（１９）形成排出口（１４）。另外，蚀刻第一硅基板（１７）以形成压力室（１２）、流路（１３）及流体供给口（１６）并与玻璃基板（１８）直接接合后，在压力室（１２）正上面与具有弹性体（２０）的压电薄膜（１１）接合。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于喷墨型打印机的打印头等、且用来在良好控制下吐出墨水等流体的、技术背景随着近年来信息化社会的进展，各种OA机器的需求迅速提高。其中，各种打印机不只是用作单纯的记录机构，且在高速印刷、高图像品质等方面的要求也愈来愈强。在广泛普及的一般喷墨型打印机中，可高速度、且任意地进行墨水吐出的按指令方式的喷墨头是决定机器性能的关键装置。大型喷墨头系由墨水流路、用于加压墨水的压力室、激励器等墨水加压机构、以及吐出墨水的吐出口所构成。为了实现按指令方式，需要控制良好的加压机构，以往多使用通过对于墨水加热而产生的气泡吐出的方式(加热方式)、及通过压电陶瓷等的变形直接加压墨水的方式(压电方式)等。附图说明图11为表示喷墨头的构成一例的立体剖面图。现有的压电式喷墨头系由压电体111、压力室112、流路113、吐出口114、流体(墨水)供给口115、构造体A116、构造体B117、构造体C118、振动板119、及各别电极120(120a、120b)构成。在此，在压电体的第一面设有各别电极120，在第二面也同样形成有电极(未图示)。压电体111系透过第二面的电极而与振动板119接合。其次，振动板119、构造体A116、构造体B117、构造体C118系通过粘合剂等接合而成为一层合构造。在构造体116的内部设有用来形成压力室112及流路113的空洞。压力室112、流路113、各别电极120等一般设有多个组，并各别地加以划分。构造体B117也一样，并形成有墨水供给口115。又，在构造体C118上与压力室112的位置相对地设有吐出口114；其系从墨水供给口115导入墨水，并将此墨水填充于流路113及压力室112中。振动板119为导电材料，且与压电体11的粘接侧的电极导通。因此，通过在振动板119与各别电极120间施加电压，使压电体111与振动板119的层合部弯曲变形。此时，通过选择施加电压的电极，可使压电体111的任何位置，即对应于任意的压力室112的位置产生弯曲变形。通过由此变形推压压力室112内的墨水，从吐出口114吐出按照推压力的量的墨水。变形量因加在压电体111的电压而异，即，通过控制电压的大小及外加位置，可从任意位置吐出任意量的墨水。现有的加热方式的喷墨头一般在响应速度等方面不如压电方式。一方面，采用压电方式的喷墨头时，与振动板的弯曲变形由于压电体厚度而受到限制。即，在厚度大的情况下，因压电体其本身的刚性而无法获得充分的变形。若为获得充分的变形而扩大压电体的面积，则喷墨头变大而阻碍喷嘴的高密度化，并成为增加材料成本的重要原因。另外在面积无法扩大时，为了获得充分的变形而需要更高的驱动电压。现在，通过厚膜形成和一体烧成的技术，虽已实现了压电体厚度20微米左右的压电体，但为了更高的图像品质化而有必要使喷嘴高密度化。当为了喷嘴的高密度化而缩小压电体的面积时，压电体厚度的减少虽不可或缺，但在现有技术方面却对此有界限。另外，虽为形成流路而在不锈钢等的构造体内部必需设置空洞部，但为了实现既精密且复杂的流路，却有必要更多的层叠。又，接合部的粘接材料由于长时间暴露于液体，必须从可靠性方面加以注意。本专利技术的目的在于提供一种具有更高图样品质且高可靠性、低成本的喷墨头的流体喷射装置。专利技术的揭示本专利技术的流休喷射装置包含有分别分割成各别的至少一个腔室；导通于所述腔室的流路；与所述腔室导通的吐出口；及覆盖所述腔室一方的面、由厚度为7微米以下的压电材料与弹性材料的层合体构成的压力产生部。又，本专利技术的流体喷射装置制造方法包含有在第一基板上形成压力室用贯穿孔及供给口用贯穿孔的形成工序；接合羊述第一基板与第二基板的接合工序；接合所述第二基板与第三基板的接合工序； 形成由压电材料与弹性材料的层合体构成的压力产生部以覆盖所述压力室用贯穿孔的形成工序。又，本专利技术系使用用溅射法所形成的PZT系薄膜材料作为压电体。又，本专利技术系使用硅基板及玻璃基板作为构造体，且通过蚀刻及喷砂法进行加工。又，本专利技术其构造体的结合并不使用树脂，而通过表面处理及加热处理来进行直接接合。由于这种构成，压电体可容易实现薄型化，有助于喷嘴(吐出口)的高密度化。又，硅及玻璃可通过蚀刻及喷砂一次对多个进行微细加工，可提高制品加工精度、减少生产工序。而且硅及玻璃可互相直接接合，可容易地确保对于液体的充灌的长期可靠性，同时可进行成批处理的接合，故可实现工序的简单化。附图简单说明图1系本专利技术第一实施形态中的流体喷射装置的截面立体图；图2A～2D系该压电薄膜的制造工序图；图3A～3E系该硅基板加工的制造工序图；图4A～4E系该吐出口形成的制造工序图；图5A～5D系该流体喷射装置的制造工序图；图6A～6F系硅基板加工的其他制造工序图；图7A～7D系吐出口形成的其他制造工序图；图8系本专利技术第二实施形态中的流体喷射装置的截面立体图；图9A～9E系该硅基板加工的制造工序图；图10A～10F系该流体喷射装置的制造工序图；图11为一表示习知流体喷射装置的构成的截面立体图；图12系本专利技术第一实施形态中已加工硅基板的俯视图；图13A～13E为一表示该硅基板及玻璃基板的加工顺序的制造工序图；图14A～14E为一表示该硅基板及玻璃基板的其他加工顺序的制造工序图；第15A、15B图系表示本专利技术第二实施形态的硅基板的加工状态。用以实施专利技术的最佳形态第一实施形态图1为一表示使用硅、玻璃及压电薄膜的流体喷射装置一例的截面立体图。如图1所示，本实施形态的流体喷射装置包含有压电薄膜11；压力室12；流路13；吐出口14；贯穿孔15；流体(墨水)供给口16；第一硅基板17；玻璃基板18；第二硅基板19；弹性体20；及各别电极21(21a，21b，...)。即，本实施形态的流体喷射装置系包含由第一硅基板17、玻璃基板18及第二硅基板19所成的层合体；压电体11及弹性体20；及设在该压电膜11上的各别电极21。在第一硅基板17上设有相对于各别电极21的位置各别地设置的贯穿孔即压力室12；与压力室12导通且加工至厚度方向的中途的深度的流路13；及与流路13导通的贯穿孔即流体供给口16。流路13采用一种在中途愈离开压力室12开口面积愈大的形状(以图1的虚线表示)。又，图1中主要表示一组各别电极、压力室、吐出口等。流体喷射装置一般由同一构成的多个组的各别电极、压力室、吐出口所构成。图1中各别电极21系表示21a及21b二组。其次，接合第一硅基板17与玻璃基板18，通过此将压力室12及流路13留下一部分并密封。在对应于玻璃基板18的压力室12的部分分别设有贯穿孔15。另外，与在第二硅基板19上贯穿孔15大致中央部对应地形成有一面积比贯穿孔15的开口部狭窄的吐出口14。又，将玻璃基板18与第二硅基板19接合。在与压力室12的贯穿孔15相反侧的面上经弹性体20接合有压电薄膜11。在压电薄膜11的表面设有各别电极21，而在背面也设有各别电极(未图示)。从流体供给口16流入的液体系填充在流路13、压力室12、贯穿孔15中，而停滞在吐出口14附近。当以此状态将电压施加于压电薄膜11两面的两极间时，压电薄膜11及弹性体的层合体则产生弯曲变形。如弹性体20为薄电材料，便与压电体的背面电极导通，并通过在弹性体20与各别21间外加电压而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体喷射装置，其特征在于，包含有： 至少一个腔室，系分别分割成各别状态； 流路，系导通于前所腔室； 吐出口，系导通于所述腔室；以及 压力产生部，系覆盖所述腔室的一方的面、由厚度为７微米以下的压电材料与弹性体材料的层合体构成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：三木胜政，中谷将也，神野伊策，高山良一，野村幸治，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]