JP2001088295A - インク噴射装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御回路との電気的な接続が容易で、噴射チ
ャンネルが多数および複数列になっても低コストのイン
ク噴射装置およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 圧電材料製のアクチュエータ基板１０
０には、その厚さ方向に貫通した細長い溝形状の噴射チ
ャンネル１１３が、側壁１１７を隔てて複数形成されて
いる。噴射チャンネル１１３の内面には駆動電極１１９
が形成されている。アクチュエータ基板１００の上部端
面１００ａには、給電線１２２のパターンが設けられ、
その一端は、駆動電極１１９と電気的に接続されてお
り、他端は上部端面１００ａに配置された制御回路１６
０に接続されている。マニホールド部材１３２は、噴射
チャンネル１１３にインクを供給するマニホールド流路
１３３が形成され、上部端面１００ａに接合されてい
る。ノズルプレート１４０は、噴射チャンネル１１３に
連通するノズル１１８が設けられアクチュエータ基板１
００の下部端面１００ｂに接合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク噴射装置お
よびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、これまでのインパクト方式の印字
装置にとってかわり、その市場を大きく拡大しつつある
ノンインパクト方式の印字装置のなかで、原理が最も単
純で、かつ多階調化やカラー化が容易であるものとし
て、インクジェット方式の印字装置が挙げられる。なか
でも印字に使用するインク液滴のみを噴射するドロップ
・オン・デマンド型が、噴射効率の良さ、ランニングコ
ストの安さなどから急速に普及している。

【０００３】ドロップ・オン・デマンド型として特公昭
５３−１２１３８号公報に開示されているカイザー型、
あるいは特公昭６１−５９９１４号公報に開示されてい
るサーマルジェット型がその代表的な方式としてある。
このうち、前者は小型化が難しく、後者は高熱をインク
に加えるためにインクの耐熱性に対する要求が必要とさ
れ、それぞれに非常に困難な問題を抱えている。

【０００４】以上のような欠陥を同時に解決する新たな
方式として提案されたのが、特開昭６３−２４７０５１
号公報に開示されている圧電セラミックスを利用した剪
断モード型である。剪断モード型のインク噴射装置は、
底壁と天壁との間に複数の噴射チャンネルと空間を交互
に形成する複数の剪断モードアクチュエータ壁を有す
る。そのアクチュエータ壁は、その壁の高さ方向に２個
の圧電材料の部分からなり、その上下各部分がそれぞれ
高さ方向に相互に逆方向に分極されている。噴射チャン
ネルの両側に位置する一対のアクチュエータ壁の両側面
に形成された電極に電圧を印加すると、アクチュエータ
壁に分極方向と直交する電界が発生し、アクチュエータ
壁の上下各部の圧電材料がそれぞれ剪断変形、つまりほ
ぼ菱形に変形する。上下各部の圧電材料は分極方向が逆
であるから、噴射チャンネルの容積を変え、インクに噴
射圧力を与える。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、この種のインク
噴射装置では、噴射チャンネル内の電極と制御回路を電
気的に接続することが困難であり、ワイヤボンディング
法によって接続をすることが行われる。また、例えば特
開平７−１３２５８９号公報に開示されているように、
チャンネルの端部に別の溝を形成し、噴射チャンネル内
の電極を、該溝内部の導電層を介して底壁または天壁に
形成した接続用配線パターンに接続するなどの工夫をし
ているが、いずれの場合もコストが高いという問題があ
る。

【０００６】また、噴射ノズル列を複数列配置しようと
すると、インク噴射装置を複数個作製して必要な数だけ
積み重ねる必要があり、それぞれの電気接点を複数のＦ
ＰＣ（フレキシブルプリント基板）等を用いて制御回路
との電気的接続をする必要があった。

【０００７】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、噴射ノズル列を複数列配置する
ものにおいて、制御回路との電気的な接続が容易で、低
製造コストのインク噴射装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段および発明の効果】この目
的を達成するために本発明のインク噴射装置は、少なく
とも一部が分極された圧電材料で構成した複数の側壁間
にインクを噴射する噴射チャンネルを含む複数のチャン
ネルを１つのアクチュエータ基板に形成し、前記側壁の
両側面に形成された駆動電極をとおして前記側壁に電圧
を印加することにより、前記側壁を変形させ前記噴射チ
ャンネル内のインクに圧力を与えてそのインクを噴射す
るインク噴射装置において、前記アクチュエータ基板
に、前記複数のチャンネルを複数列形成するとともに、
そのチャンネルを形成した面と同一の平面部に、一端が
前記各列の駆動電極と電気的に接続され、他端が制御回
路または、その制御回路に接続されるコネクタに接続す
る給電パターンが形成されていることを特徴とする。こ
のため、複数のチャンネルを複数列備えるものであって
も、電極および給電パターンの形成、制御回路との電気
的接続などが、アクチュエータ基板の１つの面上にて容
易に行える。

【０００９】上記構成において好ましくは、前記アクチ
ュエータ基板に、前記複数列のチャンネルとそれぞれ連
通した複数のインク噴射ノズルを有するプレート部材を
固定し、前記アクチュエータ基板の複数のチャンネルを
形成した平面と直角な方向にインクを噴射することで、
インク噴射ノズルを複数列のチャンネルと対応して一平
面上に複数列配置することが簡単な構成でできる。

【００１０】この構成は、前記側壁を構成する圧電材料
を、該側壁の高さ方向に分極することで、容易に実現で
き、これによりインクは該分極方向と平行な方向に噴射
することができる。

【００１１】また、上記構成において好ましくは、前記
アクチュエータ基板に、前記複数列の噴射チャンネルと
それぞれ連通し、その噴射チャンネルにインクを分配す
るインク供給路を有するマニホールド部材を固定するこ
とで、複数列の噴射チャンネルにマニホールドからイン
クを簡単な構成で供給することができる。

【００１２】さらに、前記アクチュエータ基板の、前記
プレート部材を固定した側と反対の面に、前記噴射チャ
ンネルにインクを分配するインク供給路を有するマニホ
ールド部材を固定し、前記噴射チャンネルの少なくとも
一部に、前記アクチュエータ基板の厚み方向に貫通する
部分を設け、前記噴射チャンネルを前記アクチュエータ
基板の一方の面において前記インク噴射ノズルに接続
し、他方の面において前記マニホールドのインク供給路
に接続するように構成することで、アクチュエータ基
板、プレート部材およびマニホールド部材を重ね合わせ
るだけで、インク噴射装置を簡単に構成できる。

【００１３】また、前記マニホールド部材は、前記複数
列のチャンネルとそれぞれ対向する位置に複数のインク
噴射ノズルを有するものであってもよい。この構成によ
れば、インク噴射ノズルを有するプレート部材を用いる
ことなく、インク噴射装置を簡単に構成できる。

【００１４】また、前記給電パターンは、前記複数列の
各チャンネル列ごとにそのチャンネル列と平行な方向に
延び、前記アクチュエータ基板一側において前記制御回
路または前記コネクタに接続していることで、アクチュ
エータ基板上の配線を簡単かつ小型にでき、アクチュエ
ータ基板を小型に構成できる。

【００１５】そして、上記インク噴射装置の製造方法
は、前記アクチュエータ基板に、前記噴射チャンネルを
含む複数のチャンネルを複数列有する前記アクチュエー
タ基板を形成する工程と、前記アクチュエータ基板の少
なくとも複数のチャンネルを有する一面に、導電性のあ
る層を形成する工程と、前記導電性のある層を前記側壁
の駆動電極ごとに分離するとともに、その各駆動電極に
接続した各給電パターンに分離する工程とからなること
で、チャンネルを複数列有するものであっても、アクチ
ュエータ基板上に、駆動電極および給電パターンを容易
に製造するすることができる。

【００１６】上記製造方法において、前記アクチュエー
タ基板は、前記チャンネルとともに射出成形法により作
製したり、また、前記アクチュエータ基板は、シート成
形後チャンネルをプレス成形により作製することもで
き、いずれの方法も、最初に型を作製することにより、
複数列の噴射チャンネルであっても容易に作製すること
ができる。また大量生産が可能となり製造コストを低減
することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態について図１〜図５を参照して説明する。なお本
実施例は説明を簡略化するために噴射ノズルの配置を７
ノズルｘ２列の場合としたが、実際はこの限りでなくさ
らに多数の配置が可能である。

【００１８】図１に示すように、インク噴射装置１０
は、アクチュエータ基板１００と、ノズルプレート１４
０と、マニホールド部材１３２と、ＩＣチップ化された
制御回路１６０とで構成されている。

【００１９】そのアクチュエータ基板１００は、板状の
チタン酸ジルコン酸鉛系（ＰＺＴ）の圧電セラミックス
材料からなり、該アクチュエータ基板１００には、複数
の噴射チャンネル１１３が２列をなして形成されてい
る。各噴射チャンネル１１３は、アクチュエータ基板の
面方向に細長い溝形状をなし、そのアクチュエータ基板
の厚さ方向に貫通している。各列の隣接する噴射チャン
ネル１１３は、側壁１１７を隔てて配置されている。ま
た、側壁１１７をなす圧電材料は、アクチュエータ基板
の厚さ方向（矢印Ｐ）に分極されている。

【００２０】噴射チャンネル１１３の内面には導電性の
金属化層として駆動電極１１９が形成されている。すべ
ての駆動電極１１９間は電気的に絶縁されている。アク
チュエータ基板１００の上部端面１００ａには導電性の
金属化層として形成された給電線１２２のパターンが設
けられており、その一端は、駆動電極１１９と電気的に
接続されており、その他端は上部端面１００ａに配置さ
れた制御回路１６０に電気的に接続されている。

【００２１】給電線１２２のパターンは、噴射チャンネ
ル１１３とアクチュエータ基板１００の一側縁との間
に、噴射チャンネル１１３の各列に沿って延び、アクチ
ュエータ基板１００の上部端面１００ａの一端近傍に設
けられた制御回路１６０に接続されている。また、制御
回路１６０を外部の電源および信号源に接続するための
コネクタ１２３が、アクチュエータ基板１００の上部端
面１００ａに形成されている。

【００２２】マニホールド部材１３２は、合成樹脂材料
により板状に形成され、複数の噴射チャンネル１１３の
それぞれと対応する位置に、かつ噴射チャンネル１１３
とほぼ同一平面形状をなす複数のインク流路１３４と、
そのインク流路１３４の一端に連続したマニホールド流
路１３３と、そのマニホールド流路１３３にインクカー
トリッジ等のインク供給源からインクを供給するための
供給口１３６とを有する。複数のインク流路１３４は、
側壁１３７を隔てて配置されている。マニホールド流路
１３３は、インク流路１３４の列ごとにその列に沿って
延びている。マニホールド部材１３２は、インク流路１
３４と噴射チャンネル１１３とが連通し、かつ側壁１１
７と側壁１３７とが対応するように、アクチュエータ基
板１００の上部端面１００ａに接着剤１３８等（図３）
により接合されている。本実施の形態の場合、マニホー
ルド流路１３３は、インク流路１３４の列ごとに設けら
れ、噴射チャンネル１１３の列ごとに異なるインクを供
給するようにしているが、複数のインク流路１３４に共
通のマニホールド流路１３３を設け、複数列の噴射チャ
ンネル１１３に同一色のインクを供給するように構成す
ることができる。

【００２３】ノズルプレート１４０は、複数の噴射チャ
ンネル１１３に対応する位置にインクを噴射するための
ノズル１１８が設けられており、該ノズル１１８がイン
ク流路１１３に連通するように、アクチュエータ基板１
００の下部端面１００ｂに接着等により接合されてい
る。ノズル１１８は、アクチュエータ基板１００の噴射
チャンネルを形成した面１００ａと直角な方向にインク
を噴射するように開口している。

【００２４】制御回路１６０は、図４に示すようにシリ
アル−パラレル変換器３１、データラッチ３２、ＡＮＤ
ゲート３３、出力回路３４を備えている。シリアル−パ
ラレル変換器３１は、噴射チャンネル数に対応するビッ
ト長のシフトレジスタから構成され、外部信号源から転
送クロックＴＣＫと同期してシリアル転送されてくる転
送データＤＡＴＡを入力し、転送クロックＴＣＫの立ち
上がりにしたがって、転送データＤＡＴＡを各パラレル
データＰＤ０〜ＰＤ６３に変換する。データラッチ３２
は、外部信号源から転送されてくるストローブ信号ＳＴ
Ｂの立ち上がりにしたがって、各パラレルデータＰＤ０
〜ＰＤ６３をそれぞれラッチする。ＡＮＤゲート３３
は、それぞれ、データラッチ３２から出力される各パラ
レルデータＰＤ０〜ＰＤ６３と、外部信号源から転送さ
れてくる印字クロックＩＣＫとの論理積をとり、各パラ
レルデータＰＤ０〜ＰＤ６３ごとの論理積の結果である
各駆動データＡ０〜Ａ６３を生成する。出力回路３４
は、それぞれ各駆動データＡ０〜Ａ６３にもとづいて、
印字ヘッドに適した電圧（駆動信号）を生成し、その各
駆動信号を駆動電極１１９へ出力する。

【００２５】上記のように、噴射すべき噴射チャンネル
に対応する駆動電極１１９に給電線１２２を介して制御
回路１６０から電圧が印加され、かつ隣接する噴射チャ
ンネルに対応する駆動電極１１９が接地されることによ
って、そのインク流路１１３の両側壁１１７がインク流
路１１３の容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形す
る。例えば図３に示すように、駆動電極１１９ｃ、ｄに
電圧Ｅ（Ｖ）が印加され、隣接する駆動電極１１９ｂ、
ｅが接地されると、側壁１１７ａ、ｂに分極方向Ｐと直
交する方向（矢印Ｅ）の電界が発生し、両側壁１１７
ａ、ｂがインク流路１１３ａの容積を増加する方向に圧
電厚みすべり変形する。その変形にしたがって両側壁１
１７ａ、ｂと接続しているマニホールド部材の側壁１３
７も変形する。このときノズル１１８ａ付近を含む噴射
チャンネル１１３ａ内の圧力が減少する。この状態を圧
力波の噴射チャンネル１１３内での長手方向の片道伝播
時間Ｔだけ維持する。すると、その間、図示しないマニ
ホールドからインクが供給される。

【００２６】なお、上記片道伝播時間Ｔは噴射チャンネ
ル１１３内の圧力波が、噴射チャンネル１１３の長手方
向に伝播するのに必要な時間であり、噴射チャンネル１
１３の長さＬとこの噴射チャンネル１１３内部のインク
中での音速ａによりＴ＝Ｌ／ａと決まる。

【００２７】圧力波の伝播理論によると、上記の電圧の
印加からほぼＴ時間がたつと噴射チャンネル１１３内の
圧力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミングに
合わせて流路内電極１１９ｃ、ｄに印加されている電圧
を０（Ｖ）に戻す。

【００２８】すると、側壁１１７ａ、ｂが変形前の状態
に戻り、インクに圧力が加えられる。そのとき、前記正
に転じた圧力と、側壁１１７ａ、ｂが変形前の状態に戻
ることにより発生した圧力とが加え合わされ、比較的高
い圧力が噴射チャンネル１１３ａのノズル１１８ａ付近
の部分に生じて、インク液滴がノズル１１８ａから噴射
される。

【００２９】次に、本実施の形態のインク噴射装置１０
の製造方法について説明する。

【００３０】アクチュエータ基板１００は、複数の噴射
チャンネル１１３が複数列をなして貫通形成されてい
る。この形状を作製する方法としては、射出成形法、ま
たはシート成形後のプレス成形が適している。前者の射
出成形法は、従来樹脂系材料で一般に用いられる成形法
であるが、成形する素材として、チタン酸ジルコン酸鉛
系（ＰＺＴ）のセラミックス原料粉末または、同仮焼結
粉末と有機材料との混合物を用い、図５（ａ）に示すよ
うに、複数列の噴射チャンネル１１３と側壁１１７を有
する板状に成形し、その後、前記有機材料を除去する脱
脂工程を行い、続いてセラミックス化するための焼結工
程を行うものである。後者のシート成形後のプレス成形
は、チタン酸ジルコン酸鉛系（ＰＺＴ）のセラミックス
原料粉末または、同仮焼結粉末と有機材料との混合物を
ドクターブレード法などの方法でシート状にし、その後
プレス成形により上記の形状に成形し、その後、前記有
機材料を除去する脱脂工程を行い、続いてセラミックス
化するための焼結工程を行うものである。後者のシート
成形後のプレス成形の方が、１枚のシートから複数の成
形品を得ることが容易で生産性が高い。

【００３１】続いて、焼結体であるアクチュエータ基板
１００を、そのままコロナ放電による電界中に保持する
ことにより厚さ方向（矢印Ｐ方向）に分極する。図５
（ｂ）に示すように、分極後、下部端面１００ｂを除く
すべての表面にメッキなどの方法により導電性の金属化
層（図中灰色部分）を形成する。その後、少なくともイ
ンク流路１１３内の駆動電極１１９の表面には図示しな
い保護膜を形成する。

【００３２】続いて、図５（ｃ）に示すように、ＹＡＧ
レーザー等のアブレーション加工により、給電線１２２
およびコネクタ１２３のパターンを残して上部端面１０
０ａの不必要な部位の前記金属化層を除去する。これに
より、金属化層は、噴射チャンネル１１３内すなわち側
壁ごとに駆動電極１１９として分離され、また給電線１
２２およびコネクタ１２３のパターに分離される。続い
て制御回路１６０を、給電線１２２およびコネクタ１２
３と電気的に接続されるように上部端面１００ａに接合
する。

【００３３】上述のように製造されたアクチュエータ基
板１００に対して、図１に示すように上部端面１００ａ
に、マニホールド部材１３２をインク流路１３４と噴射
チャンネル１１３とが連通するように接着する。次に、
ノズルプレート１４０を、ノズル１１８とインク流路１
１３とが連通するように下部端面１００ｂに接着する。

【００３４】本実施の形態では、インク流路がアクチュ
エータ基板を貫通し、ノズルとマニホールド部品がアク
チュエータ基板を挟んで別々の面に構成されているの
で、マニホールドに接続されるインクカートリッジなど
の部品が、ノズルからのインク噴射を邪魔することがな
い。

【００３５】なお、上部端面１００ａの全てに金属化層
を形成した後、不必要な部分を除去して給電線１２２な
どのパターンを形成したが、図５（ｂ）においてメッキ
処理などを施す前に、金属化層の不要部位にマスクを施
し、メッキ処理などの後に該マスク部材を除去すること
もできる。

【００３６】続いて本発明を具体化した別の実施の形態
について図６〜図１１を参照して説明する。なお本実施
例は説明を簡略化するために噴射ノズルの配置を２ノズ
ルｘ２列の場合としたが、実際はこの限りでなくさらに
多数の配置が可能である。

【００３７】図６、図９に示すように、インク噴射装置
２０は、アクチュエータ基板２００と、ノズル２１８を
備えたノズル兼マニホールド部材２３２と、制御回路２
２１とで構成されている。

【００３８】そのアクチュエータ基板２００は、図６に
示すように、チタン酸ジルコン酸鉛系（ＰＺＴ）の圧電
セラミックス材料により板状に形成され、該アクチュエ
ータ基板２００には、細長い溝形状の噴射チャンネル２
１３と、ダミーチャンネル２１５とが、側壁２１７を隔
てて交互に複数配置されている。また、側壁２１７は、
アクチュエータ基板の板厚方向（矢印Ｐ）に分極されて
いる。アクチュエータ基板２００は上部端面２００ａに
おいて、各チャンネル２１３、２１５および側壁２１７
のある部分を高段部２０１とし、その周囲の部分をそれ
よりも低い低段部２０１としている。

【００３９】チャンネル２１３、２１５は、２列をなし
て配置され、図１０に示すように有底形状であり、前記
実施の形態のようにアクチュエータ基板２００の下部端
面２００には貫通していない。各噴射チャンネル２１３
は、２列噴射チャンネルの中間位置においてその列に沿
って延びる流路２１４と接続している。各ダミーチャン
ネル２１５は一端を高段部２１０の側面に接続して外部
に開口している。

【００４０】そして、噴射チャンネル２１３の内面には
導電性の金属化層として駆動電極２１９が形成され、前
記ダミーチャンネル２１５の内面には導電性の金属化層
として駆動電極２２１が形成されている。すべての駆動
電極２１９は、流路２１４内の導電層を介して相互に電
気的に接続されている。１つの噴射チャンネル２１３を
挟む一対の側壁２１７のダミーチャンネル側の駆動電極
２２１，２２１は、後述するように１つの給電線２２２
に接続され、同一ダミーチャンネル２１５内にて隣接す
る駆動電極２２１，２２１間は分離溝２２５により分割
され絶縁されている。アクチュエータ基板２００の上部
端面２００ａの低段部２０２には、導電性の金属化層と
して形成された給電線２２２のパターンが設けられてお
り、その各一端は、噴射チャンネル２１３を挟んで隣接
する一対の駆動電極２２１に電気的に接続され、その他
端は上部端面２００ａに配置された制御回路２６０に電
気的に接続されている。噴射チャンネル内の駆動電極２
１９は、図７に示すように流路２１４内の導電層、アク
チュエータ基板の後端面、側面および前端面の各導電層
２２６、給電線２２４を介して制御回路２６０に接続さ
れ、接地される。

【００４１】制御回路２６０内の構成は前記実施の形態
と同様である。また、制御回路１６０を外部の電源およ
び信号源に接続するためのコネクタ２２３が、アクチュ
エータ基板の上部端面２００ａに形成されている。

【００４２】ノズル兼マニホールド部材２３２は、合成
樹脂材料により板状に形成され、噴射チャンネル２１３
の位置に対応しかつ同一平面形状を有するインク流路２
３４と、ダミーチャンネル２１５の位置に対応しかつ同
一平面形状を有する空間２３５と、流路２１４の位置に
対応しかつ同一平面形状を有し各インク流路２３４と接
続する流路２３３とを有する。インク流路２３４と空間
２３５とは側壁２３７によって隔てられている。インク
流路２３４の天井面には、ノズル２１８がノズル兼マニ
ホールド部材２３２の上部端面に開口するように形成さ
れている。

【００４３】ノズル兼マニホールド部材２３２は、アク
チュエータ基板２００の高段部２１０における上部端面
２００ａに接着剤２３８等により接合される。このとき
流路２１４と流路２３４は、合体して１つのマニホール
ド流路を形成する。マニホールド流路は、インクカート
リッジ等のインク供給源に接続される供給口２３６を外
部に開口させている。

【００４４】そして、前記実施の形態と同様に、噴射し
たい噴射チャンネル２１３を挟んで隣接する一対の駆動
電極２２１、２２１に給電線２２２を介して制御回路２
６０から電圧が印加され、すべての噴射チャンネル内の
電極２１９を接地することによって、各側壁２１７が噴
射チャンネル２１３の容積を増加する方向に圧電厚みす
べり変形するとともに、マニホールド部材側の側壁２３
７もそれにつれて変形する。そして上記の実施の形態と
同様に所定の時間後駆動電極２２１、２２１に印加され
ている電圧を０（Ｖ）に戻すことにより、側壁２１７が
変形前の状態に戻り、インクに圧力が加えられ、インク
液滴がノズル２１８から噴射される。

【００４５】次に、本実施の形態のインク噴射装置２０
の製造方法について図１１を参照して説明する。

【００４６】アクチュエータ基板２００を作製する方法
としては、前記実施の形態と同様の射出成形法、または
シート成形後のプレス成形がある。いずれの成形法にお
いても高段部２０１、低段部２０２、高段部に噴射チャ
ンネル２１３、ダミーチャンネル２１５および流路２１
４を有するアクチュエータ基板２００を所定形状に成形
し、その後有機材料を除去する脱脂、続いてセラミック
ス化するための焼結を行う。そして、焼結体であるアク
チュエータ基板２００を、そのままコロナ放電による電
界中に保持することにより厚さ方向（矢印Ｐ方向）に分
極する。その分極後、上部端面２００ａに給電線２２
２、２２４およびコネクタ２２３のパターン以外の部分
をマスクするマスク２２８を形成した後、図１１（ａ）
に示すように、下部端面２００ｃを除くすべての表面に
メッキなどの方法により導電性の金属化層（図中灰色部
分）を形成する。

【００４７】続いて、図１１（ｂ）に示すように、高段
部２０１の上面すなわち側壁２１７の側壁上部端面の金
属化層を、ダイヤモンド円盤等による平面研削装置等に
より平面状に除去する。これにより、噴射チャンネル２
１３、ダミーチャンネル２１５内の金属化層は、それぞ
れ駆動電極２１９、２２１として分離される。またこの
平面研削工程は、その後のノズル兼マニホールド部材２
３２との接着界面となる面の平面度をあげ、その接着信
頼性を向上させる役割も有している。続いて、前記マス
ク２２８をその表面に形成された金属化層とともに除去
することで、給電線２２２、２２４およびコネクタ２２
３のパターンが上部端面２００ａに残される。続いて制
御回路２６０を、給電線２２２、２２４およびコネクタ
２２３と接続されるように上部端面２００ａに接合す
る。

【００４８】上述のように製造されたアクチュエータ基
板２００に対して、図６、図９に示すようにの上部端面
２００ａに、ノズル兼マニホールド部材２３２を接合す
る。

【００４９】本実施の形態では、アクチュエータ基板に
おいて、給電線２２２などのパターンを形成する平面
を、側壁２１７の上面よりも低くしたため、すべての金
属化層を除去する必要のある側壁２１７上部の不要電極
の除去を、平面研削などにより高速化できる。なお、給
電線２２２などのパターンをマスクにより形成している
が、前記の実施の形態と同様に、ＹＡＧレーザのアブレ
ーション加工により、不要な部分を除去することもでき
る。また、アクチュエータ基板とマニホールド部材の両
流路２１４、２３３でマニホールド流路を形成している
が、アクチュエータ基板とマニホールド部材の一方のみ
に流路を形成しても差し支えない。この場合、流路内２
１４内の金属化層に代えて基板の上部端面に金属化層を
後で蒸着等によって帯状に形成する。

【００５０】以上詳述したように、両実施の形態のイン
ク噴射装置では、射出成形法またはシート成形＋プレス
成形法などの量産に向いた方法でチャンネルや側壁を形
成するため、複数列をなした多数チャンネル化が容易で
低コストとなる。また、コロナ放電分極法にて分極する
ことで、複雑形状のアクチュエータ基板であるが、分極
用の電極が不要となる。その後の電極形成、給電線など
のパターニング、制御回路との電気的接続などの工程
が、アクチュエータ基板の同一の面にて行えるため、工
程が簡略化でき低コストとなる。

【００５１】さらに、アクチュエータ基板の上部端面と
直角方向、すなわち側壁の高さ方向と平行方向にインク
が噴射されるため、１つのアクチュエータ基板に対し
て、複数列のノズルを２次元的に配置することが可能に
なる。

【００５２】なお、両実施の形態では、制御回路をアク
チュエータ基板の上部端面に直接接合したが、各給電線
の端部をコネクタとし、これにＦＰＣ（フレキシブルプ
リント基板）を介して外部の制御回路に接続してもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のインク噴射装置を示す
分解斜視図である。

【図２】図１のアクチュエータ基板の平面図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ線断面位置において動作を説明す
る図である。

【図４】図１の制御回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】図１のアクチュエータ基板の製造工程示す図で
ある。

【図６】本発明の別の実施の形態のインク噴射装置を示
す分解斜視図である。

【図７】図６のアクチュエータ基板を後端面方向から見
た斜視図である。

【図８】図６のアクチュエータ基板の平面図である。

【図９】図６のインク噴射装置を組み立てた状態の斜視
図である。

【図１０】図８のＸ−Ｘ線断面位置において動作を説明
する図である。

【図１１】図６のアクチュエータ基板の製造工程示す図
である。

【符号の説明】

１０、２０ インク噴射装置 １００、２００ アクチュエータ基板 １１８、２１８ ノズル １１３、２１３ 噴射チャンネル １１７、２１７ 側壁 １００ａ、２００ａ 上部端面 １２２、２２２ 給電線 １６０、２６０ 制御回路 １１９、２１９、２２１ 駆動電極

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一部が分極された圧電材料で
   構成した複数の側壁間にインクを噴射する噴射チャンネ
   ルを含む複数のチャンネルを１つのアクチュエータ基板
   に形成し、前記側壁の両側面に形成された駆動電極をと
   おして前記側壁に電圧を印加することにより、前記側壁
   を変形させ前記噴射チャンネル内のインクに圧力を与え
   てそのインクを噴射するインク噴射装置において、 前記アクチュエータ基板に、前記複数のチャンネルを複
   数列形成するとともに、そのチャンネルを形成した面と
   同一の平面部に、一端が前記各列の駆動電極と電気的に
   接続され、他端が制御回路または、その制御回路に接続
   されるコネクタに接続する給電パターンが形成されてい
   ることを特徴とするインク噴射装置。
2. 【請求項２】 前記アクチュエータ基板に、前記複数列
   のチャンネルとそれぞれ連通した複数のインク噴射ノズ
   ルを有するプレート部材を固定し、前記アクチュエータ
   基板の複数のチャンネルを形成した平面と直角な方向に
   インクを噴射することを特徴とする請求項１記載のイン
   ク噴射装置。
3. 【請求項３】 前記アクチュエータ基板に、前記複数列
   の噴射チャンネルとそれぞれ連通し、その噴射チャンネ
   ルにインクを分配するインク供給路を有するマニホール
   ド部材を固定したことを特徴とする請求項１または２記
   載のインク噴射装置。
4. 【請求項４】 前記側壁を構成する圧電材料は、該側壁
   の高さ方向に分極されており、かつインクは該分極方向
   と平行な方向に噴射することを特徴とする請求項２記載
   のインク噴射装置。
5. 【請求項５】 前記アクチュエータ基板の、前記プレー
   ト部材を固定した側と反対の面に、前記噴射チャンネル
   にインクを分配するインク供給路を有するマニホールド
   部材を固定し、前記噴射チャンネルの少なくとも一部
   に、前記アクチュエータ基板の厚み方向に貫通する部分
   を設け、前記噴射チャンネルを前記アクチュエータ基板
   の一方の面において前記インク噴射ノズルに接続し、他
   方の面において前記マニホールドのインク供給路に接続
   したことを特徴とする請求項２記載のインク噴射装置。
6. 【請求項６】 前記マニホールド部材は、前記複数列の
   チャンネルとそれぞれ対向する位置に複数のインク噴射
   ノズルを有する請求項３記載のインク噴射装置。
7. 【請求項７】 前記給電パターンは、前記複数列の各チ
   ャンネル列ごとにそのチャンネル列と平行な方向に延
   び、前記アクチュエータ基板一側において前記制御回路
   または前記コネクタに接続していることを特徴とする請
   求項１記載のインク噴射装置。
8. 【請求項８】 請求項１記載のインク噴射装置の製造方
   法であって、 前記アクチュエータ基板に、前記噴射チャンネルを含む
   複数のチャンネルを複数列有する前記アクチュエータ基
   板を形成する工程と、 前記アクチュエータ基板の少なくとも複数のチャンネル
   を有する一面に、導電性のある層を形成する工程と、 前記導電性のある層を前記側壁の駆動電極ごとに分離す
   るとともに、その各駆動電極に接続した各給電パターン
   に分離する工程とからなるインク噴射装置の製造方法
9. 【請求項９】 前記アクチュエータ基板は、前記チャン
   ネルとともに射出成形法により作製されることを特徴と
   する請求項８記載のインク噴射装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記アクチュエータ基板の前記チャン
    ネルはシート成形後のプレス成形により作製されること
    を特徴とする請求項８記載のインク噴射装置の製造方
    法。