JPH0858090A - インク噴射装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インク噴射により発生するクロストークを防
止し、且つノズルの集積度を向上することができ、大量
生産性に優れ、エネルギー損失が少ないインク噴射装置
及びその製造方法を提示すること。 【構成】 矢印２１の方向に分極処理が施された圧電セ
ラミックスプレート１に、空気室４となる複数の溝４１
を形成する。次に、無電解Ｎｉメッキにより、前記溝４
１の全表面に駆動電極８を作製する。次に、空気室４と
なる溝４１と溝４１との中間に、インク室３となる複数
の溝４２を形成し、斜め真空蒸着により、インク室３の
隔壁５の頭頂部から５分の１の領域までに、駆動電極６
を形成する。その後、圧電セラミックスプレート１の溝
４１、４２の開口部側に天板２を接着して、インク室３
と空気室４とが形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インク噴射装置及びそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリンタヘッドに圧電式インクジェット
を利用したものが近年提案されている。これは、圧電ア
クチュエータの寸法変位によってインク室の容積を変化
させることにより、その容積減少時にインク室内のイン
クを噴射し、容積増大時にインク室内にインクを導入す
るようにしたものである。そして、このようなインク室
を多数互いに近接して配設し、所定の位置のインク室か
らインクを噴射させることにより、所望する文字や画像
を形成するのである。

【０００３】このようなインク噴射装置としては、特開
平２−１５０３５５号公報等に記載されているものがあ
る。以下、アレイ１２の一部の断面図を示す図８によっ
て具体的に説明すると、複数の隔壁５によって隔てられ
た溝４２を有し、かつ矢印２１の方向に分極処理を施し
た圧電セラミックスプレート１と天板２とを接合するこ
とで、横方向に互いに間隔を有する多数の平行なインク
室３が形成される。そのインク室３は長方形断面の長く
て狭いものであり、隔壁５はインク室３の全長にわたっ
て伸びている。隔壁５の表面の下半分（あるいは上半
分）の領域には、駆動電圧印加用の駆動電極６が形成さ
れている。インクが導電性材料であるか、あるいは、信
頼性、耐久性を向上させる場合については駆動電極６の
上に保護膜（図示しない）が形成される。

【０００４】アレイ１２の各々のチャンネル１３は、イ
ンク室３と、インク室３の一端に連通する噴射口（図示
しない）と、インク室３の他端に連通するインク供給部
（図示しない）と、インク室３を形成する圧電変形可能
な隔壁５とから構成される。

【０００５】アレイ１２には、図９に示されている電気
回路が設けられている。この電気回路において、駆動電
極６ａ〜６ｈがそれぞれＬＳＩチップ３１に接続され、
クロックライン３２、データライン３３、駆動電圧ライ
ン３４およびアースライン３５もＬＳＩチップ３１に接
続されている。チャンネル１３ａ〜１３ｃは隣合わない
第１、第２のグループに分けられており、クロックライ
ン３２から供給された連続するクロックパルスによりＬ
ＳＩチップ３１が、この第１、第２グループを続けて駆
動する。データライン３３上に現れる多ビット・ワード
形式のデータよりＬＳＩチップ３１が、各グループのど
のチャンネル１３ａ〜１３ｃを作動すべきかを決定し、
選ばれたグループのチャンネル１３のインク室３の駆動
電極６に駆動電圧ライン３４の駆動電圧Ｖを印加する。
この選ばれたチャンネル１３の両隔壁５が圧電効果によ
る変形をする。このとき作動されていない同一グループ
のチャンネル１３の駆動電極６と、他のグループに属す
る全てのチャンネル１３の駆動電極６は接地される。

【０００６】図９は所定の印字データに従って、チャン
ネル１３ｂが選択された場合を示しており、インク室３
ｂ内の駆動電極６ｄ、６ｅに駆動電圧ライン３４の駆動
電圧Ｖが印加され、他の駆動電極６ａ、６ｂ、６ｃ、６
ｆ、６ｇ、６ｈは接地される。すると、隔壁５ｂ、５ｃ
の駆動電極６ｄ、６ｅを形成した部分には分極方向と直
交する駆動電界２２、２３が各々発生するので圧電厚み
すべり効果の変形により隔壁５ｂ、５ｃが、くの字形に
インク室３ｂの外に向かって変形する。このインク室３
ｂの容積増加に伴って図示しない前記インク供給部から
インクが補充される。また、駆動電圧の印加が遮断され
隔壁５ｂ、５ｃが元の位置まで戻るとき、インク室３ｂ
の容積が減少してインク室３ｂ内のインクが噴射口（図
示しない）を通って噴射される。尚、例えば他のチャン
ネル１３ｃが選択された場合には、隔壁５ｃ、５ｄが変
形させられてインク室３ｃ内のインクが噴射される。

【０００７】また、この種のインク噴射装置は、例えば
特開平２−１５０３５５号公報に開示されている方法に
より製造されている。この公報に記載された方法によれ
ば、まず強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺ
Ｔ）系のセラミックス材料にて分極方向に分極処理を施
し、ダイヤモンドカッティング円盤の回転またはレーザ
ー等により互いに平行で等しい幅の複数の溝４２（図１
０）を切ることによりインク室３を形成するための圧電
セラミックスプレート１を製造する。次に、図１０に示
すように、隔壁５に駆動電極６を真空蒸着法により形成
する。この時、前記圧電セラミックスプレート１を、蒸
発源１４に対して角度ψだけ傾斜させることで、隔壁５
のシャドー効果より隔壁５に開口部側の必要な領域だけ
に駆動電極６となる導電性薄膜を形成し、次に、隔壁５
の頭頂部１１の導電性薄膜を除去して、駆動電極６が形
成される。その後、以上のように製造された圧電セラミ
ックスプレート１に天板２、インク噴射口及びインク供
給部を設置して、インク噴射装置が製造される。

【０００８】上記した公報に記載されているようなイン
ク噴射装置では、インク噴射を行ったチャンネル１３ｂ
のインク室３ｂから噴射を行うための隔壁５ｂ、５ｃの
変形によって、前記隣のチャンネル１３ａ、１３ｃのイ
ンク室３ａ、３ｃ内のインクに圧力を与え（クロストー
ク）てインク噴射を行ってしまう場合があった。

【０００９】また、特開昭６３−２４７０５１号公報に
開示されているインク噴射装置には、インク室の両隣に
空気室が設けられている。その概略構成を図１１を用い
て説明する。

【００１０】図１１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室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、
インク室６１３よりも狭い空気室６１５を形成してい
る。

【００１１】各インク室６１３の一端には、ノズル６１
８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、空気室６１５に面している電極６１９、
６２１はアース６２３に接続され、インク室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。

【００１２】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。

【００１３】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室６１３と空気室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がインク室６１３と対応
するように、インク室６１３及び空気室６１５の一端に
接着し、インク室６１３と空気室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。

【００１４】そして、各インク室６１３の電極６１９、
６２１にシリコン・チップ６２５が駆動電圧を印加する
ことによって、各アクチュエータ壁６０３がインク室６
１３の容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形して、
所定時間後駆動電圧印加が停止されてインク室６１３の
容積が増加状態から自然状態となってインク室６１３内
のインクに圧力が加えられ、インク滴がノズル６１８か
ら噴射される。

【００１５】

【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６００では、底壁６０１に接着
された下部壁６０７の天頂部と、天壁６０２に接着され
た上部壁６０５の天頂部とを接着しているので、その接
着工程における下部壁６０７と上部壁６０５との位置合
わせが非常に難しく、そのための時間がかかり、大量生
産性に劣るといった問題があった。また、アクチュエー
タ壁６０３には三カ所の接着部が存在するため、アクチ
ュエータ壁６０３の変形時に接着剤が上部壁６０５及び
下部壁６０７の変形とは反対方向に変形し、接着部での
エネルギー損失が大きいといった問題があった。

【００１６】そして、この問題を解決するために、上述
した特開平２−１５０３５５号公報に記載されている製
造方法のようにして、圧電セラミックスプレートに複数
の溝を設けて、それら溝をカバープレートが塞ぐことに
よってインク室および空気室を形成するようにすると、
インク室と空気室とを隔てる隔壁の頭頂部から半分の領
域に駆動電極を同時に作製するので、空気室の幅をイン
ク室の幅とほぼ同等にせざるをえず、従ってインク室の
集積度、すなわちノズルの集積度が半分に低下してしま
うという問題があった。

【００１７】本発明の目的は、上述した問題点を解決す
るためになされたものであり、インク噴射により発生す
るクロストークを防止し、且つノズルの集積度を向上さ
せることができ、大量生産性に優れ、エネルギー損失が
少ないインク噴射装置及びその製造方法を提示すること
にある。

【００１８】

【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、インクを噴射する噴射チャン
ネルと、前記噴射チャンネルの両側において、噴射チャ
ンネルより幅が小さく形成され、インクを噴射しない非
噴射領域と、圧電セラミックスで形成され、前記噴射チ
ャンネルと前記非噴射領域とを隔てる隔壁とを有するイ
ンク噴射装置であって、前記隔壁の前記非噴射領域側も
しくは前記噴射チャンネル側の一方に、その頭頂部もし
くは底部から半分より大きな領域に形成された第一電極
と、前記隔壁の前記非噴射領域側もしくは前記噴射チャ
ンネル側の他方に、その頭頂部もしくは底部から半分よ
り小さな領域に形成された第二電極とを備えている。

【００１９】請求項２では、前記第一電極は、前記隔壁
の前記非噴射領域側の側面に形成され、非噴射領域の両
側面の第一電極は電気的に接続され、前記第二電極は、
前記隔壁の前記噴射チャンネル側の側面に形成され、両
側面の第二電極は電気的に接続され、前記第一電極は接
地され、前記第二電極は、駆動電圧が印加されることを
特徴とする。

【００２０】請求項３では、前記第一電極は、前記隔壁
の前記非噴射領域側の側面全面に形成され、前記第二電
極は、前記隔壁の前記噴射チャンネル側の側面における
頭頂部から隔壁の高さの４０％以内の領域に形成される
ことを特徴とする。

【００２１】請求項４では、前記第一電極は、前記非噴
射領域に充填された導電性部材であることを特徴とす
る。

【００２２】請求項５では、インクを噴射する噴射チャ
ンネルと、前記噴射チャンネルの両側に設けられ、イン
クを噴射しない非噴射領域と、圧電セラミックスで形成
され、前記噴射チャンネルと前記非噴射領域とを隔てる
隔壁とを有するインク噴射装置の製造方法であって、圧
電セラミックスプレートに前記非噴射領域もしくは前記
噴射チャンネルの一方となる第一溝を形成する第一工程
と、前記第一溝の側面の頭頂部もしくは底部から半分よ
り大きな領域に第一電極を形成する第二工程と、前記圧
電セラミックスプレートに前記非噴射領域もしくは前記
噴射チャンネルの他方となる第二溝をその幅が前記第一
溝の幅と異ならして形成する第三工程と、前記第二溝の
側面の頭頂部もしくは底部から半分より小さな領域に第
二電極を形成する第四工程とからなる。

【００２３】請求項６では、前記第一工程は、前記非噴
射領域となる第一溝を形成し、前記第二工程は、前記第
一溝の内面全面に第一電極を形成し、前記第三工程は、
前記噴射チャンネルとなる第二溝を前記第一溝の幅より
広く形成し、第四工程は、前記第二溝の側面の頭頂部か
ら隔壁の高さの４０％以内の領域に第二電極を形成する
ことを特徴とする。

【００２４】請求項７では、インクを噴射する噴射チャ
ンネルと、前記噴射チャンネルの両側に設けられ、イン
クを噴射しない非噴射領域と、圧電セラミックスで形成
され、前記噴射チャンネルと前記非噴射領域とを隔てる
隔壁とを有するインク噴射装置の製造方法であって、圧
電セラミックスプレートに前記非噴射領域もしくは前記
噴射チャンネルの一方となる第一溝を形成する第一工程
と、前記圧電セラミックスプレートに前記第一溝の深さ
より浅い第二溝を形成する第二工程と、前記第一溝の内
面及び前記第二溝の内面に電極を形成する第三工程と、
前記非噴射領域もしくは前記噴射チャンネルの他方とな
る、前記第一溝の幅と異ならし、前記第二溝の底面から
前記第一溝の深さまで第三溝を形成する第四工程とから
なる。

【００２５】請求項８では、前記第一工程は、前記非噴
射領域となる第一溝を形成し、前記第二工程は、前記第
一溝の深さの４０％以内の深さの第二溝を形成し、前記
第三工程は、前記第一溝及び前記第二溝の内面に第一電
極を形成し、第四工程は、前記噴射チャンネルとなる、
第三溝を前記第一溝の幅より広く形成することを特徴と
する。

【００２６】

【作用】上記の構成を有する本発明の請求項１のインク
噴射装置では、前記隔壁の前記非噴射領域側もしくは前
記噴射チャンネル側の一方に、前記第一電極が前記隔壁
の頭頂部もしくは底部から半分より大きな領域に形成さ
れ、前記隔壁の前記非噴射領域側もしくは前記噴射チャ
ンネル側の他方に、前記第二電極が前記隔壁の頭頂部も
しくは底部から半分より小さな領域に形成され、前記第
一電極もしくは前記第二電極の一方に駆動電圧が印加さ
れ、前記第一電極もしくは前記第二電極の他方が接地さ
れて、前記隔壁に電界が発生して、噴射チャンネルの容
積が変化して、インクが噴射される。

【００２７】請求項５のインク噴射装置の製造方法で
は、第一工程で、圧電セラミックスプレートに前記非噴
射領域もしくは前記噴射チャンネルの一方となる第一溝
が形成され、第二工程で、前記第一溝の側面の頭頂部も
しくは底部から半分より大きな領域に第一電極が形成さ
れ、第三工程で、前記圧電セラミックスプレートに前記
非噴射領域もしくは前記噴射チャンネルの他方となる第
二溝がその幅を前記第一溝の幅と異ならして形成され、
第四工程では、前記第二溝の側面の頭頂部もしくは底部
から半分より小さな領域に第二電極が形成される。よっ
て、請求項１のようなインク噴射装置が製造させる。

【００２８】請求項７のインク噴射装置の製造方法で
は、第一工程で、圧電セラミックスプレートに前記非噴
射領域もしくは前記噴射チャンネルの一方となる第一溝
が形成され、第二工程で、前記圧電セラミックスプレー
トに前記第一溝の深さより浅い第二溝が形成され、第三
工程で、前記第一溝の内面及び前記第二溝の内面に電極
が形成され、第四工程で、前記非噴射領域もしくは前記
噴射チャンネルの他方となる第三溝が、前記第一溝の幅
と異ならし、且つ前記第二溝の底面から前記第一溝の深
さまで形成される。よって、請求項１のようなインク噴
射装置が製造させる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を具体化したインク噴射装置の
実施例を、図１〜図２を参照して詳細に説明する。な
お、上述した従来例と同一部位、及び均等部位には同一
符合をつけてその説明を省略する。

【００３０】図１に示すように、強誘電性を有するチタ
ン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料から
なる矢印２１の方向に分極処理を施された、厚さ１ｍｍ
の圧電セラミックスプレート１には、隔壁５によって隔
てられた溝４１、４２が設けられている。また、溝４
１、４２は、圧電セラミックスプレート１に一端面に近
づくに連れて徐々に浅くなって、浅溝（図示せず）とな
っている。そして、隔壁５の溝４２側の表面には頭頂部
１１から５分の１の領域に第二電極としての駆動電極６
が形成されており、隔壁５の溝４１側の表面には表面全
体に第一電極としての駆動電極８が形成されている。
尚、前記浅溝の内面に電極が形成されており、駆動電極
６、８と電気的に接続されている。

【００３１】圧電セラミックスプレート１の溝４１、４
２開口側に、溝４２に対応した位置にインク供給口（図
示せず）が設けられた天板２が接着されてアレイ１２と
なり、噴射チャンネルとしてのインク室３及び非噴射領
域としての空気室４が形成されている。インク室３の両
側に空気室４が配置されている。尚、前記浅溝の一部は
天板２に覆われず、外部にでており、天板２の端部に
は、前記浅溝からインク室３内のインクが漏れないよう
に図示しない樹脂で、浅溝が埋められている。

【００３２】インク室３及び空気室４の形状は、例えば
インク室３が幅８０μｍ、高さ４００μｍの長方形断面
であり、空気室４が幅４０μｍ、高さ４００μｍの長方
形断面である。いずれも紙面に対して垂直方向に約１０
ｍｍの長さで延びており、インク室３の一端は噴射口
（図示しない）に連通し、他端はインク供給部（図示し
ない）に連通している。また、前記インク室３及び空気
室４のピッチは所望の印字解像度、例えば２５４μｍで
ある。

【００３３】前記アレイ１２には図２に示すように、電
気回路が設けられており、インク室３の駆動電極６ａ〜
６ｆ及び空気室４の駆動電極８ａ〜８ｄが前記浅溝に形
成された電極を介してＬＳＩチップ３１に接続され、ク
ロックライン３２、データライン３３、駆動電圧ライン
３４およびアースライン３５もＬＳＩチップ３１に接続
されている。

【００３４】所定の印字データに従って、インク室３ｂ
が選択された場合、インク室３ｂの隔壁５ｃ、５ｄの駆
動電極６ｃ、６ｄに駆動電圧ラインの駆動電圧Ｖが印加
され、他のインク室３ａ、３ｃの駆動電極６ａ、６ｂ、
６ｅ、６ｆ及び空気室４ａ〜４ｄの駆動電極８ａ〜８ｄ
は、接地される。インク室３の隔壁５の駆動電極６の隔
壁５における長さと空気室４の隔壁５の駆動電極８の隔
壁５における長さとを足してその足した長さの中間値の
長さまで、すなわち本実施例の場合には、隔壁５の溝４
１側全体に駆動電極８が形成され、且つ隔壁の溝４２側
には、頭頂部１１から２０％の領域に駆動電極６が形成
されているので、隔壁頭頂部１１から６０％に相当する
領域に、分極方向と直交する駆動電界２２、２３が各々
発生するので圧電厚みすべり効果の変形により隔壁５
ｃ、５ｄが、くの字形にインク室３ｂの外に向かって変
形する。このインク室３ｂの容積増加に伴って図示しな
い前記インク供給部からインクが補充される。また、駆
動電圧の印加が遮断され隔壁５ｃ、５ｄが元の位置まで
戻るとき、インク室３ｂの容積が減少してインク室３ｂ
内のインクが噴射口（図示しない）を通って噴射され
る。

【００３５】このような構成のインク噴射装置では、一
枚の圧電セラミックスプレート１に、溝４１、４２が切
削加工されて隔壁５が形成され、天板２が隔壁５の頭頂
部１１に接着されてインク室３及び空気室４が形成され
るので、インク噴射装置の組み立てが従来の特開昭６３
−２４７０５１号公報に開示されているインク噴射装置
６００より容易に行われ、大量生産性に優れる。また、
隔壁５の接着部が一カ所であるので、従来と比べて接着
部でのエネルギー損失が小さい。また、インク室３ｂの
隔壁５ｃ、５ｄが変形しても、その変形が影響を与える
のは隣接する空気室４ｂ、４ｃであるために、他のイン
ク室３ａ、３ｃに影響を及ぼすことはなく、インク噴射
したインク室３ｂのクロストークにより、他のインク室
３ａ、３ｃからインクが噴射されることはない。更に、
空気室４には、空気が充填されているので、隔壁５の変
形がしやすく、駆動電圧が低くてよい。また、空気室４
の幅がインク室３の幅より狭く形成されているので、圧
電セラミックスプレート１を小さくでき、インク室３の
集積度を、従来の特開昭６３−２４７０５１号公報に開
示されているインク噴射装置６００と同等かもしくはそ
れ以上とすることができる。

【００３６】尚、隔壁５の頭頂部から１／３〜２／３ま
でに、駆動電界が発生するようにすれば、インク室３の
容積変化が十分に得られ、インクが良好に噴射される。
つまり、駆動電極８が隔壁５の表面全体に形成されてい
れば、駆動電極６は、頭頂部１１から隔壁５の高さの３
〜３０％までの領域以内に形成すれば良い。上記以外の
範囲であると、隔壁の変形量が少なく、インクが良好に
噴射されなかったり、駆動電圧を高くしなければならな
い。

【００３７】次に、本発明のインク噴射装置の製造方法
についての第一実施例を図３〜図４を用いて説明する。
まず、図３に示すように、強誘電性を有するチタン酸ジ
ルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる矢
印２１の方向に分極処理が施された、厚さ１ｍｍの圧電
セラミックスプレート１に、ダイヤモンドカッティング
円盤の回転またはレーザー等により、空気室４となる複
数の第一溝としての溝４１を、幅４０μｍ、高さ４００
μｍ、ピッチ２５４μｍで形成する（第一工程）。尚、
溝４１には圧電セラミックスプレート１の一端において
前記浅溝が形成されている。次に、無電解Ｎｉメッキに
より、前記溝４１及び前記浅溝の全表面に駆動電極８を
約１μｍの厚みで作製する（第二工程）。

【００３８】次に、図４に示すように、溝４１と溝４１
との中間に、インク室３となる第二溝としての溝４２を
幅８０μｍ、高さ４００μｍの形状で、上述したような
手法により形成する（第三工程）。尚、溝４２には圧電
セラミックスプレート１の一端において前記浅溝が形成
されている。そして、図１０に示すような斜め真空蒸着
により、隔壁５の溝４２側の側面の頭頂部１１から５分
の１の領域までに、駆動電極６を１μｍの厚みで形成す
る（第四工程）。

【００３９】本実施例の溝４２形状にて、前記隔壁５の
頭頂部１１から５分の１の領域に駆動電極６を形成する
場合には、図１０に示す角度ψは４５度となる。真空蒸
着する材料は、導電性材料であればすべてよいが、駆動
電極６がインクに直接触れる場合等の耐食性が必要な場
合には、耐食性の良好な金属もしくは合金、すなわち、
Ｎｉ、Ａｕ、ＮｉＣｒ等がよい。

【００４０】また、必要に応じて隔壁５の溝４２側の駆
動電極６の上から保護膜（図示しない）を作製した後、
圧電セラミックスプレート１の溝４１、４２の開口部側
に天板２が接着されて、横方向に互いに間隔を有する多
数の平行なインク室３と空気室４とが形成される。尚、
天板２には、図示しないインク供給孔が溝４２に対応し
て複数設けられている。

【００４１】その後、インク室３に対応した位置にノズ
ルが設けられたノズルプレート（図示せず）を圧電セラ
ミックスプレート１及び天板２の一端に接着し、駆動電
極６、８を前記浅溝に形成された電極を介してＬＳＩチ
ップに接続することにより、インク噴射装置が製造され
る。

【００４２】このようなインク噴射装置の製造方法で
は、第一工程で、一枚の圧電セラミックスプレート１に
溝４１が形成され、第二工程で、溝４１内面に駆動電極
８が形成され、第三工程で、溝４２が切削加工され、第
四工程で、溝４２における隔壁５の頭頂部１１から１／
５の領域に駆動電極６が形成され、天板２が隔壁５の頭
頂部１１に接着されてインク室３及び空気室４が形成さ
れるので、インク噴射装置の組み立てが従来より容易に
行われ、大量生産性に優れる。また、隔壁５の接着部が
一カ所であるので、従来と比べて接着部でのエネルギー
損失が小さい。また、インク室３の隔壁５が変形して
も、その変形が影響を与えるのは隣接する空気室４であ
るために、他のインク室３に影響を及ぼすことはなく、
インク噴射したインク室３のクロストークにより、他の
インク室３からインクが噴射されることはない。更に、
空気室４には、空気が充填されているので、隔壁５の変
形がしやすく、駆動電圧が低くてよい。また、空気室４
の幅をインク室３の幅より狭く形成することができるの
で、インク室３の集積度を、従来の特開昭６３−２４７
０５１号公報に開示されているインク噴射装置６００と
同等かもしくはそれ以上とすることができる。

【００４３】次に、第二実施例について、図５〜図６を
用いて説明する。図５に示すように、強誘電性を有する
チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料
からなる矢印２１の方向に分極処理が施された、厚さ１
ｍｍの圧電セラミックスプレート１に、ダイヤモンドカ
ッティング円盤の回転またはレーザー等により、空気室
４となる第一溝としての溝４１を、幅４０μｍ、高さ４
００μｍ、ピッチ２５４μｍで形成する（第一工程）。
そして、溝４１にと溝４１との間に、第二溝としての溝
４３を、幅８０μｍ、高さ８０μｍ、ピッチ２５４μｍ
で形成する（第二工程）。次に、無電解Ｎｉメッキによ
り、前記溝４１、４３の全表面に駆動電極を約１μｍの
厚みで作製する（第三工程）。そして、図６に示すよう
に、第三溝としての溝４４が、溝４３の底面から、溝４
３の幅８０μｍより狭い、例えば７５μｍの幅で、且つ
溝４１の深さまで前記手法にて形成する（第四工程）。
このようにして、溝４３と溝４４とから、高さ４００μ
ｍのインク室３となる溝４２を形成する。

【００４４】その後、第一実施例と同様にして、インク
噴射装置が製造される。このようにすれば、高価な真空
蒸着装置を使用せずに、本発明のインク噴射装置が作製
できる。

【００４５】このようなインク噴射装置の製造方法で
は、第一工程で、一枚の圧電セラミックスプレート１に
溝４１が形成され、第二工程で、溝４３が形成され、第
三工程で、溝４１、４３内面に駆動電極８、６が形成さ
れ、第四工程で、溝４３の底面から溝４４が形成されて
溝４２が構成され、天板２が隔壁５の頭頂部１１に接着
されてインク室３及び空気室４が形成されるので、イン
ク噴射装置の組み立てが従来より容易に行われ、大量生
産性に優れる。また、隔壁５の接着部が一カ所であるの
で、従来と比べて接着部でのエネルギー損失が小さい。
また、インク室３の隔壁５が変形しても、その変形が影
響を与えるのは隣接する空気室４であるために、他のイ
ンク室３に影響を及ぼすことはなく、インク噴射したイ
ンク室３のクロストークにより、他のインク室３からイ
ンクが噴射されることはない。更に、空気室４には、空
気が充填されているので、隔壁５の変形がしやすく、駆
動電圧が低くてよい。また、空気室４の幅をインク室３
の幅より狭く形成することができるので、インク室３の
集積度を、従来の特開昭６３−２４７０５１号公報に開
示されているインク噴射装置６００と同等かもしくはそ
れ以上とすることができる。

【００４６】尚、本発明は上述した実施例にのみ限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において
種々の変更を加えることができる。例えば、本発明のイ
ンク噴射装置において、空気室４にインクが入らないよ
うに、エポキシ樹脂等の低ヤング率材料を封入しても良
い。

【００４７】また、空気室４の駆動電極８についても、
圧電材料である隔壁５の電気的接触が十分であるなら
ば、導電性樹脂にて、空気室４を埋め込むことにより駆
動電極８を作製してもよい。

【００４８】また、本発明のインク噴射装置の製造方法
においても、駆動電極の製造方法を無電解Ｎｉメッキ及
び真空蒸着にて説明したが、使用する圧電材料との濡れ
性が良好であるならば、はんだ等の低融点金属もしくは
合金を溝４１、４３に、流し込んで作製しても差し支え
ない。

【００４９】また、隔壁５の頭頂部１１へのＮｉメッキ
等の導電性材料の付着の防止もしくは除去方法について
は言及しなかったが、一般的な手法である樹脂等のマス
キングにより、導電性材料の付着を防止したり、あるい
は導電性材料を溝に付着させた後に、研削、ラッピング
等で除去すればよい。

【００５０】また、本実施例では、インク室３側の駆動
電極６が、隔壁５の頭頂部１１から１／５の領域に形成
され、空気室４側の駆動電極８が、隔壁５の側面全面に
形成されていたが、インク室３側の駆動電極を隔壁５の
側面全面に形成し、空気室４側の駆動電極を隔壁５の頭
頂部１１から隔壁５の高さの３〜３０％までの領域以内
に形成してもよい。

【００５１】更に、本実施例では、インク室３側の駆動
電極６が、隔壁５の頭頂部１１から１／５の領域に形成
され、空気室４側の駆動電極８が、隔壁５の側面全面に
形成されて、隔壁５の頭頂部１１から６０％の領域に電
界を発生させていたが、隔壁５の頭頂部から１／３〜２
／３までに、駆動電界が発生するようにすれば、駆動電
極８を隔壁５の側面全面に設けなくてもよい。

【００５２】尚、図７に示すように、空気室４の駆動電
極２８を隔壁５の頭頂部１１から４０％の領域に形成
し、インク室３の駆動電極２６を隔壁５の頭頂部１１か
ら６０％の領域に形成してもよい。このような場合で
は、圧電セラミックスプレート１にインク室３となる溝
４２及び空気室４となる溝４１を形成した後、図１０に
示すような真空蒸着による蒸着源１４との角度を調節し
て、駆動電極２６、２８を同時に形成することができ
る。

【００５３】

【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及びその製造方法によれば、イン
ク噴射装置の組み立てが従来より容易に行うことができ
るので、大量生産性に優れる。また、隔壁の接着部が従
来より少ないので、従来と比べて接着部でのエネルギー
損失が小さい。更に、非噴射領域によって、前記隔壁の
圧電厚みすべり変形が、他の噴射チャンネルに影響を与
えることなく所望の噴射チャンネルからインクを噴射す
ることができるので、印字品質がよい。また、非噴射領
域の幅を噴射チャンネルの幅より狭くすることできるの
で、印字の集積度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインク噴射装置の一実施例を示す説明
図である。

【図２】前記実施例のインク噴射装置の動作を示す説明
図である。

【図３】本発明のインク噴射装置の製造方法の第一の実
施例を示す説明図である。

【図４】本発明のインク噴射装置の製造方法の第一の実
施例を示す説明図である。

【図５】本発明のインク噴射装置の製造方法の他の実施
例を示す説明図である。

【図６】本発明のインク噴射装置の製造方法の他の実施
例を示す説明図である。

【図７】本発明のインク噴射装置の他の実施例を示す説
明図である。

【図８】従来技術のインク噴射装置のアレイの一部を示
す断面図である。

【図９】従来技術のインク噴射装置の動作を示す説明図
である。

【図１０】従来のインク噴射装置の駆動電極形成工程を
示す説明図である。

【図１１】他の従来技術のインク噴射装置を示す説明図
である。

【符号の説明】

１ 圧電セラミックスプレート ３ インク室 ４ 空気室 ５ 隔壁 ６ 駆動電極 ８ 駆動電極 ２１ 分極方向

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを噴射する噴射チャンネルと、前
   記噴射チャンネルの両側において、噴射チャンネルより
   幅が小さく形成され、インクを噴射しない非噴射領域
   と、圧電セラミックスで形成され、前記噴射チャンネル
   と前記非噴射領域とを隔てる隔壁とを有するインク噴射
   装置であって、 前記隔壁の前記非噴射領域側もしくは前記噴射チャンネ
   ル側の一方に、その頭頂部もしくは底部から半分より大
   きな領域に形成された第一電極と、 前記隔壁の前記非噴射領域側もしくは前記噴射チャンネ
   ル側の他方に、その頭頂部もしくは底部から半分より小
   さな領域に形成された第二電極とを備えたことを特徴と
   するインク噴射装置。
2. 【請求項２】 前記第一電極は、前記隔壁の前記非噴射
   領域側の側面に形成され、非噴射領域の両側面の第一電
   極は電気的に接続され、前記第二電極は、前記隔壁の前
   記噴射チャンネル側の側面に形成され、両側面の第二電
   極は電気的に接続され、前記第一電極は接地され、前記
   第二電極は、駆動電圧が印加され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】 前記第一電極は、前記隔壁の前記非噴射
   領域側の側面全面に形成され、前記第二電極は、前記隔
   壁の前記噴射チャンネル側の側面における頭頂部から隔
   壁の高さの４０％以内の領域に形成されることを特徴と
   する請求項１記載のインク噴射装置。
4. 【請求項４】 前記第一電極は、前記非噴射領域に充填
   された導電性部材であることを特徴とする請求項１記載
   のインク噴射装置。
5. 【請求項５】 インクを噴射する噴射チャンネルと、前
   記噴射チャンネルの両側に設けられ、インクを噴射しな
   い非噴射領域と、圧電セラミックスで形成され、前記噴
   射チャンネルと前記非噴射領域とを隔てる隔壁とを有す
   るインク噴射装置の製造方法であって、 圧電セラミックスプレートに前記非噴射領域もしくは前
   記噴射チャンネルの一方となる第一溝を形成する第一工
   程と、 前記第一溝の側面の頭頂部もしくは底部から半分より大
   きな領域に第一電極を形成する第二工程と、 前記圧電セラミックスプレートに前記非噴射領域もしく
   は前記噴射チャンネルの他方となる第二溝をその幅が前
   記第一溝の幅と異ならして形成する第三工程と、 前記第二溝の側面の頭頂部もしくは底部から半分より小
   さな領域に第二電極を形成する第四工程とからなること
   を特徴とするインク噴射装置の製造方法。
6. 【請求項６】 前記第一工程は、前記非噴射領域となる
   第一溝を形成し、前記第二工程は、前記第一溝の内面全
   面に第一電極を形成し、前記第三工程は、前記噴射チャ
   ンネルとなる第二溝を前記第一溝の幅より広く形成し、
   第四工程は、前記第二溝の側面の頭頂部から隔壁の高さ
   の４０％以内の領域に第二電極を形成することを特徴と
   する請求項５記載のインク噴射装置の製造方法。
7. 【請求項７】 インクを噴射する噴射チャンネルと、前
   記噴射チャンネルの両側に設けられ、インクを噴射しな
   い非噴射領域と、圧電セラミックスで形成され、前記噴
   射チャンネルと前記非噴射領域とを隔てる隔壁とを有す
   るインク噴射装置の製造方法であって、 圧電セラミックスプレートに前記非噴射領域もしくは前
   記噴射チャンネルの一方となる第一溝を形成する第一工
   程と、 前記圧電セラミックスプレートに前記第一溝の深さより
   浅い第二溝を形成する第二工程と、 前記第一溝の内面及び前記第二溝の内面に電極を形成す
   る第三工程と、 前記非噴射領域もしくは前記噴射チャンネルの他方とな
   る、前記第一溝の幅と異ならし、前記第二溝の底面から
   前記第一溝の深さまで第三溝を形成する第四工程とから
   なることを特徴とするインク噴射装置の製造方法。
8. 【請求項８】 前記第一工程は、前記非噴射領域となる
   第一溝を形成し、前記第二工程は、前記第一溝の深さの
   ４０％以内の深さの第二溝を形成し、前記第三工程は、
   前記第一溝及び前記第二溝の内面に第一電極を形成し、
   第四工程は、前記噴射チャンネルとなる、第三溝を前記
   第一溝の幅より広く形成することを特徴とする請求項７
   記載のインク噴射装置の製造方法。