JPH08112895A - インク噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工方法が簡便であり、生産性が高くかつ信
頼性の高いインク噴射装置を提供すること。 【構成】 圧電セラミックスプレート１０２の端面１０
２ｂに、溝１０３の幅より大きな幅を持つスリット１１
１ｂが形成される。この溝１０３ｂとスリット１１１ｂ
との連通部分には、スリット１１１ｂの幅が溝１０３の
幅より広いので、段部１２１が形成される。矢印１３０
ｃおよび矢印１３０ｄの方向からの蒸着によって、スリ
ット１１１ｂの側壁のシャドー効果によりスリット１１
１ｂの内面に噴射チャンネルリード線電極１０９が形成
されると共に、パターン１２４、１２５が形成される。
この時、噴射チャンネルリード線電極１０９は、溝内リ
ード線電極１２０のように、スリット１１１ｂに連通す
る溝１０３ｂ内にまで形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インク噴射装置に関す
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上げられる。なか
でも印字に使用するインク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せん断モード型である。

【０００５】図６に示すように、上記せん断モード型の
インク噴射装置６００は、底壁６０１、天壁６０２及び
その間のせん断モードアクチュエータ壁６０３からな
る。そのアクチュエータ壁６０３は、底壁６０１に接着
され、且つ矢印６１１方向に分極された下部壁６０７
と、天壁６０２に接着され、且つ矢印６０９方向に分極
された上部壁６０５とからなっている。アクチュエータ
壁６０３は一対となってその間にインク流路６１３を形
成し、且つ次の一対のアクチュエータ壁６０３の間に
は、インク流路６１３よりも狭い空間６１５を形成して
いる。

【０００６】各インク流路６１３の一端には、ノズル６
１８を有するノズルプレート６１７が固着され、各アク
チュエータ壁６０３の両側面には電極６１９、６２１が
金属化層として設けられている。各電極６１９、６２１
はインクと絶縁するための絶縁層（図示せず）で覆われ
ている。そして、空間６１５に面している電極６１９、
６２１はアース６２３に接続され、インク流路６１３内
に設けられている電極６１９、６２１は、アクチュエー
タ駆動回路を与えるシリコン・チップ６２５に接続され
ている。

【０００７】次に、このインク噴射装置６００の製造方
法を説明する。まず、矢印６１１に分極された圧電セラ
ミックス層を底壁６０１に接着し、矢印６０９に分極さ
れた圧電セラミックス層を天壁６０２に接着する。各圧
電セラミックス層の厚みは、下部壁６０７、上部壁６０
５の高さに等しい。次に、圧電セラミックス層に、平行
な溝をダイヤモンドカッティング円板の回転等によって
形成して、下部壁６０７、上部壁６０５を形成する。そ
して、真空蒸着によって下部壁６０７の側面に電極６１
９を形成し、その電極６１９上に前記絶縁層を設ける。
同様にして上部壁６０５の側面に電極６２１、前記絶縁
層を設ける。

【０００８】上部壁６０５の天頂部と下部壁６０７の天
頂部とを接着してインク流路６１３と空間６１５とを形
成する。次に、ノズル６１８が穿孔されているノズルプ
レート６１７を、ノズル６１８がインク流路６１３と対
応するように、インク流路６」１３及び空間６１５の一
端に接着し、インク流路６１３と空間６１５との他端を
シリコン・チップ６２５とアース６２３とに接続する。

【０００９】そして、各インク流路６１３の電極６１
９、６２１にシリコン・チップ６２５が電圧を印加する
ことによって、各アクチュエータ壁６０３がインク流路
６１３の容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形し
て、所定時間後電圧印加が停止されてインク流路６１３
の容積が増加状態から自然状態となってインク流路６１
３内のインクに圧力が加えられ、インク滴がノズル６１
８から噴射される。

【００１０】しかしながら、上述した構成のインク噴射
装置６００では、空間６１５に面している電極６１９、
６２１はアース６２３に接続され、インク流路６１３内
に設けられている電極６１９、６２１は、アクチュエー
タ駆動回路を与えるシリコン・チップ６２５に接続され
ているので、各インク流路６１３内の電極６１９、６２
１に電圧を印加してインクを噴射している。このため、
インク流路６１３内の電極６１９、６２１は、インクと
絶縁するための前記絶縁層で被覆しなければならない。
これは、前記絶縁層がないと、導電性の高いインクであ
ると、短絡する可能性があり、導電性がそれぼど高いく
ないインクであっても電気的，化学的な腐食により、電
極６１９、６２１が劣化されて、アクチュエータ壁６０
３変形が十分に行われなくなり、印字品質が悪くなると
いった問題があった。従って、インクと電極６１９、６
２１とを絶縁するための前記絶縁層が必要となり、その
ための設備、工程が必要で、生産性が下がり、コストが
上がるといった問題があった。

【００１１】以上の問題を解決するために、本出願人は
特願平５−２８２３６９のインク噴射装置の駆動方法を
発明した。この発明に開示されている駆動方法を用いた
インク噴射装置を説明する。

【００１２】図７、図８及び図９に示すように、インク
噴射装置３００は、圧電セラミックスプレート３０２と
カバープレート３２０とノズルプレート（図示せず）と
マニホールド部材３０１とから構成されている。

【００１３】その圧電セラミックスプレート３０２は、
チタン酸ジルコン酸鉛系（ＰＺＴ）のセラミックス材料
で形成され、圧電セラミックスプレート３０２には、ダ
イヤモンドブレード等により切削加工され、複数の溝３
０３が形成されている。また、その溝３０３の側面とな
る隔壁３０６は矢印３０５の方向に分極されている。そ
れらの溝３０３は同じ深さであり、かつ平行であり、圧
電セラミックスプレート３０２の対向する端面３０２
ａ、３０２ｂに開口して加工されている。

【００１４】また、圧電セラミックスプレート３０２の
端面３０２ａには、スリット３１１ａが溝３０３に連通
するように１つ置きに形成されている。圧電セラミック
スプレート３０２の端面３０２ｂには、スリット３１１
ｂが溝３０３に連通するように１つ置きに形成されてい
る。そして、スリット３１１ａ、３１１ｂは交互に形成
されており、スリット３１１ａとスリット３１１ｂと
は、隣合う溝３０３に形成されている。尚、スリット３
１１ａは、両外側の溝３０３に設けられている。また、
圧電セラミックプレート３０２の溝３０３加工側に対し
て反対側の面３０２ｃには、パターン３２４、３２５が
形成されている。

【００１５】そして、圧電セラミックスプレート３０２
の溝加工面、且つ端面３０２ａに対して斜め上方の位置
に配置された蒸着源（図示せず）から金属電極３０８、
３０９、３１０が形成される（矢印３３０ａ、３３０ｂ
の方向から蒸着される）。尚、圧電セラミックスプレー
ト３０２の端面３０２ａ及び隔壁３０６の天頂部に金属
電極が形成されないようにマスクしておく。すると、図
７に示すように、金属電極３０８は、隔壁３０６のシャ
ドー効果により溝３０３の両側面の上半分の領域に形成
される。また、金属電極３０９は、隔壁３０６のシャド
ー効果によりスリット３１１ａが形成されていない溝３
０３の端面３０２ａ側の側面の一部及び底面の一部に形
成される。更に、金属電極３１０は、スリット３１１ａ
の側面壁のシャドー効果によりスリット３１１ａの側面
のうち端面３０２ａ側に形成される。尚、金属電極３０
８と金属電極３０９とは電気的に接続され、金属電極３
０８と金属電極３１０とは電気的に接続されている。

【００１６】次に、圧電セラミックスプレート３０２の
面３０２ｃ、且つ端面３０２ｂに対して斜め上方の位置
に配置された蒸着源（図示せず）から金属電極３１６、
３１７が形成される（矢印３３１ａ、３３１ｂの方向か
ら蒸着される）。尚、圧電セラミックスプレート３０２
の端面３０２ｂ及び面３０２ｃのパターン３２４、３２
５が形成された領域に金属電極が形成されないようにマ
スクしておく。すると、図９に示すように、その金属電
極３１６は、圧電セラミックスプレート３０２の面３０
２ｃにおいてスリット３１１ａの底面より端面３０２ａ
側の領域及びスリット３１１ａ内面の側面の一部に形成
される。このとき、スリット３１１ａに形成された金属
電極３１０上にも金属電極３１６が形成されて、スリッ
ト３１１ａの側面に形成された金属電極３１６が金属電
極３１０を介して金属電極３０８と電気的に接続され
る。このため、スリット３１１ａが形成された溝３０３
ａの片側の隔壁３０６に形成された金属電極３０８が、
その隔壁３０６によって構成される溝３０３ｂを挟む他
の溝３０３ａにおける該溝３０３ｂを構成するもう一つ
の隔壁３０６に形成された金属電極３０８と電気的に接
続される。また、金属電極３１６はパターン３２４に電
気的に接続される。

【００１７】そして、図８及び図９に示すように、金属
電極３１７は、圧電セラミックスプレート３０２の面３
０２ｃにおいてスリット３１１ｂの底面より圧電セラミ
ックスプレート３０２の中央側から端面３０２ｂ側の領
域、スリット３１１ｂ内面の側面の全部及びスリット３
１１ｂの端面３０２ｂ側に形成される。このとき、スリ
ット３１１ｂと連通する溝３０３ｂの金属電極３０８上
にも金属電極３１７が形成されて、スリット３１１ｂの
側面に形成された金属電極３１７と電気的に接続され
る。このため、スリット３１１ｂが形成された溝３０３
ｂの全ての金属電極３０８が金属電極３１７によって電
気的に接続される。また、金属電極３１７はパターン３
２５に電気的に接続される。

【００１８】次に、カバープレート３２０はアルミナで
形成されており、圧電セラミックスプレート３０２の溝
３０３加工側の面と、カバープレート３２０とをエポキ
シ系接着剤（図示せず）によって接着する。従って、イ
ンク噴射装置３００には、溝３０３の上面が覆われて、
スリット３１１ｂと連通するインク室３０４及びスリッ
ト３１１ａと連通する空気室３２７が構成される。尚、
インク室３０４は溝３０３ｂに対応しており、空気室３
２７は溝３０３ａに対応している。インク室３０４及び
空気室３２７は長方形断面の細長い形状であり、全ての
インク室３０４はインクが充填され、空気室３２７は空
気が充填される領域である。

【００１９】圧電セラミックスプレート３０２の端面３
０２ａ及びカバープレート３２０のの端面に、各インク
室３０４の位置に対応した位置にノズル（図示せず）が
設けられたノズルプレート（図示せず）が接着される。
このノズルプレートは、ポリアルキレン（例えばエチレ
ン）テレフタレート、ポリイミド、ポリエーテルイミ
ド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリ
カーボネイト、酢酸セルロース等のプラスチックによっ
て形成される。

【００２０】そして、マニホールド部材３０１が、圧電
セラミックスプレート３０２の端面３０２ｂ及び圧電セ
ラミックスプレート３０２の面３０２ｃにおけるスリッ
ト３１１ｂ側に接着される。マニホールド部材３０１に
はマニホールド３２２が形成されており、そのマニホー
ルド３２２はスリット３１１ｂを包囲している。

【００２１】次に、圧電セラミックスプレート３０２の
面３０２ｃに形成されたパターン３２４、３２５が図示
しないフレキシブルプリント基板（図示せず）の配線パ
ターンと接続される。そのフレキシブルプリント基板の
配線パターンは、図示しない制御部に接続される。その
制御部は、どのノズルからインク滴の噴射を行うべきか
を判断し、噴射するインク室３０４の両側の空気室３２
７の金属電極３０８に導通するパターン３２４に、電圧
Ｖを印加する。また、他のパターン３２４及びインク室
３０４の金属電極３０８に導通するパターン３２５を０
Ｖにする。

【００２２】このようなインク噴射装置３００では、イ
ンク室３０４内の金属電極３０８が常に接地されている
ので、インクと金属電極３０８との絶縁が不要となり、
前記問題が解決することとなった。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成のインク噴射装置３００では、圧電セラミックス
プレート３０２に複数の溝３０３と、溝３０３に連通す
るスリット３１１ａ、３１１ｂとを形成した後、斜め上
方からの蒸着により金属電極３０８、３１０、３１７を
形成するわけであるが、溝３０３とスリット３１１ａ、
３１１ｂとの幅が同じ場合には、溝３０３とスリット３
１１ａ、３１１ｂとの位置にずれを生じると、矢印３３
０ａ，３３０ｂ，３３１ａ，３３１ｂの方向からの蒸着
で金属電極が形成されない領域が形成される。例えば、
図１０のように、溝３０３ａとスリット３１１ａとの位
置がずれると、矢印３３０ａ，３３０ｂの方向からの蒸
着で金属電極が形成されない領域Ａが形成される。この
ため、スリット３１１ａの金属電極３１０と溝３０３ａ
の金属電極３０８とが電気的に接続されなく、インクが
噴射されないといった問題があった。このように、矢印
３３０ａ，３３０ｂ，３３１ａ，３３１ｂの方向からの
蒸着で金属電極が形成されない領域が形成されると、ス
リット３１１ａ、３１１ｂ近傍の金属電極３０８と金属
電極３１０、３１７とが電気的に接続されないことがあ
り、インクが噴射されないといった問題があった。ま
た、溝３０３とスリット３１１ａ、３１１ｂとの位置に
ずれを生じないように加工しようとすると、溝３０３と
スリット３１１ａ、３１１ｂとを同じ工程にて加工しな
ければならなくなり、前記加工を行うために、ダイヤモ
ンドカッティング円盤等による３次元的な高度な加工方
法が要求され、高価な加工装置を必要とし、また加工に
要する時間も多くなり、その結果として、生産性が低下
し、コストの増加があった。

【００２４】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、加工方法が簡便であり、生産性
が高くかつ信頼性の高いインク噴射装置を提供すること
を目的としている。

【００２５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１では、インクを噴射するためのアク
チュエータプレートに形成される第一溝と、前記第一溝
の深さ方向に形成され、前記第一溝に連通する第二溝
と、前記第一溝の内面の所定領域に、前記第一溝の第一
側壁のシャドー効果を用いて形成される第一電極と、前
記第二溝の側壁のシャドー効果を用いて前記第二溝の内
面に形成され、前記第一電極と電気的に接続される第二
電極とを有するインク噴射装置であって、少なくとも前
記第一溝の第一電極が形成される領域に対応する前記第
二溝の幅が前記第一溝の幅より広く形成されることによ
って形成された段部を備えている。

【００２６】請求項２では、前記第二電極は、前記段部
を乗り越えて前記第一溝の内面の一部に形成されて、前
記第一電極と電気的に接続することを特徴とする。

【００２７】請求項３では、前記第二電極は、前記第一
溝の内面に１０μｍ以上の幅で形成されることを特徴と
する。

【００２８】

【作用】上記の構成を有する本発明のインク噴射装置で
は、段部を形成するために、少なくとも前記第一溝の第
一電極が形成される領域に対応する前記第二溝の幅が前
記第一溝の幅より広く形成されることによって、前記第
一溝と前記第二溝との位置が多少ずれても、前記第一溝
の側壁のシャドー効果を用いて形成される前記第一電極
と、前記第二溝の側壁のシャドー効果を用いて形成され
る第二電極とが電気的に接続される。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００３０】図１、図２及び図３に示すように、インク
噴射装置１００は、アクチュエータプレートとしての圧
電セラミックスプレート１０２とカバープレート２０と
ノズルプレート２１とマニホールド部材（図示しない）
とから構成される。前記マニホールド部材は、従来のマ
ニホールド部材３０１（図９）と同様のものであり、ノ
ズルプレート２１の接着される端面１０２ａと反対側の
端面１０２ｂ及び面１０２ｃに接着される。

【００３１】最初の工程としては、チタン酸ジルコン酸
鉛系（ＰＺＴ）等のセラミックス材料で形成されている
前記圧電セラミックスプレート１０２は、ダイヤモンド
ブレードによる切削加工により、第一溝としての複数の
溝１０３が形成される。前記溝１０３の側面となる隔壁
１０６は矢印５の方向に分極されている。複数の溝１０
３は同じ深さであり、かつ平行であり、圧電セラミック
スプレート１０２の対向する端面１０２ａ、１０２ｂに
開口して加工される。従って、溝１０３の加工は直線的
な加工となる。

【００３２】次の工程としては、溝１０３を加工した時
に使用したダイヤモンドブレードより幅の広いダイヤモ
ンドブレードによる直線的な切削加工により、圧電セラ
ミックスプレート１０２の端面１０２ａに、非噴射チャ
ンネルとなる溝１０３に連通するように、溝１０３の幅
より大きな幅を持つスリット１１１ａが１つ置きに形成
される。このスリット１１１ａと連通した溝１０３が溝
１０３ａである。また同様にして、圧電セラミックスプ
レート１０２の端面１０２ｂには、噴射チャンネルとな
る溝１０３に連通するように、溝１０３の幅より大きな
幅を持つ第二溝としてのスリット１１１ｂが１つ置きに
形成される。このスリット１１１ｂと連通した溝１０３
が溝１０３ｂである。この溝１０３ａとスリット１１１
ａとの連通部分及び溝１０３ｂとスリット１１１ｂとの
連通部分には、スリット１１１ａ、１１１ｂの幅が溝１
０３の幅より広いので、段部１２１が形成される。尚、
スリット１１１ａ、１１１ｂは交互に形成され、スリッ
ト１１１ａとスリット１１１ｂとは、隣合う溝１０３に
形成される。また、最外端の溝１０３にはスリット１１
１ａが設けられる。

【００３３】スリット１１１ａ、１１１ｂの幅は溝１０
３の幅より広いので、溝１０３とスリット１１１ａ、１
１１ｂとの位置がずれても、スリット１１１ａ、１１１
ｂの幅の範囲で、後述する電極形成時において許容され
る。従って、スリット１１１ａ、１１１ｂの幅は溝１０
３との位置ずれにより決まることとなり、一般的な加工
誤差により、前記位置ずれは５μｍ程度であるために、
スリット１１１ａ、１１１ｂの幅を、溝１０３の幅より
１０μｍ以上広くすればよい。

【００３４】次に、圧電セラミックプレート１０２の溝
１０３が加工されている側に対して反対側の面１０２ｃ
には、パターン１２４、１２５を形成するためのマスキ
ングが行われた後に、圧電セラミックスプレート１０２
に対して斜め上方の位置に配置された蒸発源（図示せ
ず）から導電性の材料、好ましくは９９．９％以上のニ
ッケル、アルミニウム等の金属を蒸着させることによ
り、駆動電極１０８、噴射チャンネルリード線電極１０
９、非噴射チャンネルリード線電極１１０が形成される
（矢印１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの４方
向から蒸着される）。

【００３５】図２に示すように、矢印１３０ａの方向か
らの蒸着により、隔壁１０６のシャドー効果により図２
中溝１０３の右側側面（図１では溝１０３の左側側面）
に駆動電極１０８ａ、１０８ｃ、１０８ｅ等が形成され
ると共に、スリット１１１ａの側壁のシャドー効果によ
りスリット１１１ａの図２中左側側面（図１では左側側
面）に非噴射チャンネルリード線電極１１０ａが形成さ
れる。溝１０３ａの左側側面の駆動電極１０８ａ、１０
８ｅ等と非噴射チャンネルリード線電極１１０ａとは電
気的に接続されている。また、矢印１３０ｂの方向から
の蒸着により、隔壁１０６のシャドー効果により図２中
溝１０３の左側側面（図１では溝１０３の右側側面）に
駆動電極１０８ｂ、１０８ｄ、１０８ｆ等が形成される
と共に、スリット１１１ａの側壁のシャドー効果により
スリット１１１ａの図２中左側側面（図１では右側側
面）に非噴射チャンネルリード線電極１１０ｂが形成さ
れる。溝１０３ａの駆動電極１０８ｂ、１０８ｆ等と非
噴射チャンネルリード線電極１１０ｂとは電気的に接続
されている。

【００３６】また、図３に示すように、矢印１３０ｃお
よび矢印１３０ｄの方向からの蒸着により、スリット１
１１ｂの側壁のシャドー効果によりスリット１１１ｂの
内面に噴射チャンネルリード線電極１０９が形成される
と共に、パターン１２４、１２５が形成される。噴射チ
ャンネルリード線電極１０９は、スリット１１１ｂの側
面とスリット１１ｂの底面の一部とスリット１１１ｂに
連通する溝１０３ｂ内の一部とに形成される。この溝１
０３ｂ内の一部に形成された部分を溝内リード線電極１
２０とする。この溝内リード線電極１２０によって噴射
チャンネルリード線電極１０９が溝１０３ｂの駆動電極
１０８と確実に電気的に接続される。尚、このような噴
射チャンネルリード線電極１０９が形成されるように蒸
着方向である矢印１３０ｃ及び矢印１３０ｄを決定す
る。

【００３７】そして、スリット１１１ｂを形成する切削
工程において発生するクラックにより、電極形成後に、
溝１０３ｂとスリット１１１ｂとが連通する段部１２１
にチッピング等が起き、数μｍ程度の欠けが生じる場合
がある。この欠けが生じても、通電不良が起きないよう
に、溝１０３内の溝内リード線電極１２０の幅が１０μ
ｍ以上となるようにする。このように噴射チャンネルリ
ード線電極１０９を形成すれば、噴射チャンネルリード
線電極１０９と駆動電極１０８との電気的接続の信頼性
が向上する。

【００３８】尚、圧電セラミックスプレート１０２の端
面１０２ａ及び１０２ｂには、蒸着による導電性膜が形
成されないように金属、樹脂等でマスクしておくか、あ
るいは蒸着による電極形成後に、端面１０２ａ、１０２
ｂに付着した金属を研削等により除去することにより、
隣合う各チャンネルの駆動電極１０８が電気的に接続さ
れないようにする。

【００３９】次に、圧電セラミックスプレートの溝１０
３が形成されている面と対向する面１０２ｃについて説
明する。矢印１３０ｃ，１３０ｄの方向からの蒸着によ
りパターン１２４、１２５が形成される。パターン１２
４は、面１０２ｃにおいてスリット１１１ａの底面より
圧電セラミックスプレート１０２の中央側から端面１０
２ａ側の領域に形成され、且つ溝１０３ｂに対応した部
分に複数個に分離して形成されている。そして、個々の
パターン１２４は、溝１０３ｂを挟む２つのスリット１
１１ａの該溝１０３ｂ側の面の一部にも形成されて、非
噴射チャンネルリード線電極１１０ａ、１１０ｂと電気
的に接続される。従って、溝１０３ｂを構成する２つの
隔壁１０６の溝１０３ａ側の２つの駆動電極１０８（例
えば駆動電極１０８ｂと駆動電極１０８ｅ）が、非噴射
チャンネルリード線電極１１０ａ、１１０ｂを介してパ
ターン１２４で電気的に接続されている。

【００４０】また、パターン１２５は面１０２ｃにおい
てスリット１１１ｂの底面より圧電セラミックスプレー
ト１０２の中央側から端面１０２ｂ側の全領域に形成さ
れており、パターン１２５は噴射チャンネルリード線電
極１０９と電気的に接続される。従って、全ての溝１０
３ｂの駆動電極１０８は噴射チャンネルリード線電極１
０９を介してパターン１２５で電気的に接続されてい
る。

【００４１】次に、カバープレート２０はアルミナで形
成されており、圧電セラミックスプレート１０２の溝１
０３加工側の面と、カバープレート２０とをエポキシ系
接着剤１４０（図５）によって接着する。従って、イン
ク噴射装置１００には、溝１０３の上面が覆われて、ス
リット１１１ｂと連通するインク室１０４（図５）及び
スリット１１１ａと連通する空気室１２７が構成され
る。尚、インク室３０４は溝１０３ｂに対応しており、
空気室１２７は溝１０３ａに対応している。インク室１
０４及び空気室１２７は長方形断面の細長い形状であ
り、全てのインク室１０４はインクが充填され、空気室
１２７は空気が充填される領域である。

【００４２】圧電セラミックスプレート１０２の端面１
０２ａ及びカバープレート２０の端面に、各インク室１
０４の位置に対応した位置にノズル２１１が設けられた
ノズルプレート２１が接着される。このノズルプレート
２１は、ポリアルキレン（例えばエチレン）テレフタレ
ート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテル
ケトン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネイト、酢
酸セルロース等のプラスチックによって形成される。

【００４３】そして、前記マニホールド部材が、圧電セ
ラミックスプレート１０２の端面１０２ｂ及び圧電セラ
ミックスプレート１０２の面１０２ｃにおけるスリット
１１１ｂ側に接着される。前記マニホールド部材にはマ
ニホールドが形成されており、そのマニホールドはスリ
ット１１１ｂを包囲している。

【００４４】圧電セラミックスプレート１０２の面１０
２ｃに形成されたパターン１２４、１２５が図示しない
フレキシブルプリント基板（図示せず）の配線パターン
と接続される。そのフレキシブルプリント基板の配線パ
ターンは、後述する制御部に接続されたリジット基板
（図示せず）に接続されている。

【００４５】次に、制御部のブロック図を示す図４によ
って、制御部の構成を説明する。パターン１２４、１２
５は、前記フレキシブルプリント基板、前記リジット基
板を介して各々個々にＬＳＩチップ１５１に接続され、
クロックライン１５２、データライン１５３、電圧ライ
ン１５４及びアースライン１５５もＬＳＩチップ１５１
に接続されている。ＬＳＩチップ１５１は、クロックラ
イン１５２から供給された連続するクロックパルスに基
づいて、データライン１５３上に現れるデータから、ど
のノズル２１１からインク滴の噴射を行うべきかを判断
し、噴射するインク室１０４の両側の空気室１２７の駆
動電極１０８に導通するパターン１２４に、電圧ライン
１５４の電圧Ｖを印加する。また、他のパターン１２４
及びインク室１０４の駆動電極１０８に導通するパター
ン１２５をアースライン１５５に接続する。

【００４６】次に、本実施例のインク噴射装置１００の
動作を説明する。図５（ｂ）のインク室１０４ｂからイ
ンク滴を噴射するために、当該インク室１０４ｂの両側
の空気室１２７ｂ、１２７ｃのインク室１０４ｂ側の駆
動電極１０８ｂ、１０８ｅに対し電圧パルスをパターン
１２４を介して与え、他の駆動電極１０８には、他のパ
ターン１２４、パターン１２５を介して接地する。する
と、隔壁１０６ｂには矢印１１３ｂ方向の電界が発生
し、隔壁１０６ｃには矢印１１３ｃ方向の電界が発生し
て、隔壁１０６ｂと１０６ｃとが互いに離れるように動
く。インク室１０４ｂの容積が増えて、ノズル２１１付
近を含むインク室１０４ｂ内の圧力が減少する。この状
態をＬ／ａで示される時間だけ維持する。すると、その
間スリット１１１ｂを介して前記マニホールドからイン
クが供給される。上記Ｌ／ａは、インク室１０４内の圧
力波が、インク室１０４の長手方向（スリット１１１ｂ
からノズルプレート２１まで、またはその逆）に対し
て、片道伝播するに必要な時間であり、インク室１０４
の長さＬとインク中での音速ａによって決まる。

【００４７】圧力波の伝播理論によると、前記の立ち上
げからちょうどＬ／ａの時間経つとインク室１０４ｂ内
の圧力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミング
に合わせて駆動電極１０８ｂ、１０８ｅに印加されてい
る電圧を０Ｖに戻す。すると、隔壁１０６ｂと１０６ｃ
は変形前の状態（図５（ａ））に戻り、インクに圧力が
加えられる。その時、前記正に転じた圧力と隔壁１０６
ｂ、１０６ｃが変形前の状態に戻って、発生した圧力と
がたし合わされ、比較的高い圧力がインク室１０４ｂ内
のインクに与えられて、インク滴がノズル２１１から噴
出される。

【００４８】また、前記実施例においては、まず駆動電
圧をインク室１０４ｂの容積が増加する方向に印加し、
次に駆動電圧の印加を停止しインク室１０４ｂの容積を
自然状態に減少してインク室１０４ｂからインク滴を噴
射していたが、まず駆動電圧をインク室１０４ｂの容積
が減少するように印加してインク室１０４ｂからインク
滴を噴射し、次に駆動電圧の印加を停止してインク室１
０４ｂの容積を前記減少状態から自然状態へと増加させ
てインク室１０４ｂ内にインクを供給してもよい。

【００４９】以上のようにして作製された本実施例のイ
ンク噴射装置１００では、溝１０３の幅よりもスリット
１１１ａ、１１１ｂの幅を広く加工しているので、溝１
０３とスリット１１１ａ、１１１ｂを別工程で加工を行
うときに生じる溝１０３とスリット１１１ａ、１１１ｂ
との位置ずれによる電極不形成を防止することができ
る。即ち、矢印１３０，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄ
の方向からの蒸着で形成されなくなる所望する領域が形
成されることが防止され、所望する領域に駆動電極１０
８、噴射チャンネルリード線電極１０９（溝内リード線
電極１２０を含む）、非噴射チャンネルリード線電極１
１０及びパターン１２４、１２５を形成することができ
る。従って、従来のように、断線によってインクが噴射
しないといった問題を防止することができる。

【００５０】また、噴射チャンネルリード線電極１０９
が溝１０３ｂの内部まで形成されている（溝内リード線
電極１２０が形成されている）ので、段部１２１を通し
て接続される駆動電極１０８と噴射チャンネルリード線
電極１０９の電気的接続も信頼性の高いものとなる。

【００５１】尚、本実施例では、インク室１０４となる
溝１０３ｂの駆動電極１０８を形成した後に、噴射チャ
ンネルリード線電極１０９を形成する蒸着方向のため
に、溝１０３ｂ内に溝内リード線電極１２０を形成して
いたが、蒸着方向によっては、空気室１２７となる溝１
０３ａ内に、溝内リード線電極を形成するようにしても
よい。

【００５２】また、本実施例では、インク室１０４と空
気室１２７とを備えたインク噴射装置１００であった
が、空気室１２７を有さないインク噴射装置にも本発明
を用いることができる。即ち、１つおきではなく全ての
溝がインク室となるもので、圧電セラミックスプレート
の溝の片側の端部にのみスリットを設ける構成であって
もよい。

【００５３】また、本実施例では、スリット１１１ａ、
１１１ｂの幅が全長にわたって溝１０３の幅より広く形
成されていたが、溝１０３の駆動電極１０８が形成され
ている領域に対応する部分のみスリットの幅を溝１０３
の幅より広くすれば良い。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のインク噴射装置によれば、段部を形成するため
に、少なくとも前記第一溝の第一電極が形成される領域
に対応する前記第二溝の幅が前記第一溝の幅より広く形
成されているので、前記第一溝と前記第二溝との位置が
多少ずれても、前記第一溝の側壁のシャドー効果を用い
て形成される前記第一電極と、前記第二溝の側壁のシャ
ドー効果を用いて形成される第二電極とを電気的に接続
することができる。このため、第一電極と第二電極とが
断線することがなく、インクを良好に噴射することがで
きる。また、第一溝及び第二溝を加工するときに、直線
的な切削加工のみを行うので、高価な３次元的加工を行
うための設備を必要とせず、コストを低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のインク噴射装置を示す斜視
図である。

【図２】前記第一実施例の圧電セラミックスプレートを
示す斜視図である。

【図３】前記第一実施例のインク噴射装置を示す説明図
である。

【図４】前記第一実施例のインク噴射装置の制御部を示
すブロック図である。

【図５】前記第一実施例のインク噴射装置の動作を示す
説明図である。

【図６】従来例のインク噴射装置を示す説明図である。

【図７】第二の従来例のインク噴射装置を示す斜視図で
ある。

【図８】前記第二従来例の圧電セラミックスプレートを
示す斜視図である。

【図９】前記第二従来例のインク噴射装置を示す説明図
である。

【図１０】前記第二従来例のインク噴射装置の問題点を
示す説明図である。

【符号の説明】

２０ カバープレート １００ インク噴射装置 １０２ 圧電セラミックスプレート １０３ 溝 １０６ 隔壁 １０８ 駆動電極 １０９ 噴射チャンネルリード線電極 １１０ 非噴射チャンネルリード線電極 １１１ａ スリット １１１ｂ スリット １２０ 溝内リード線電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを噴射するためのアクチュエータ
   プレートに形成される第一溝と、前記第一溝の深さ方向
   に形成され、前記第一溝に連通する第二溝と、前記第一
   溝の内面の所定領域に、前記第一溝の側壁のシャドー効
   果を用いて形成される第一電極と、前記第二溝の側壁の
   シャドー効果を用いて前記第二溝の内面に形成され、前
   記第一電極と電気的に接続された第二電極とを有するイ
   ンク噴射装置であって、 少なくとも前記第一溝の前記第一電極が形成される領域
   に対応する前記第二溝の幅が、第一溝の幅より広く形成
   されることによって形成された段部を備えたことを特徴
   とするインク噴射装置。
2. 【請求項２】 前記第二電極は、前記段部を乗り越えて
   前記第一溝の内面の一部に形成されて、前記第一電極と
   電気的に接続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】 前記第二電極は、前記第一溝の内面に１
   ０μｍ以上の幅で形成されることを特徴とする請求項２
   記載のインク噴射装置。