(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材と第２の部材とが接合して構成されたアクチュエータ素子と、
前記アクチュエータ素子の一方の面において前記第１の部材に形成され、一端を前記第２の部材によって封鎖された複数の第１の溝と、
前記第１の部材と第２の部材とにわたって形成され、前記第１の溝と交互に配置される、インクを噴射する噴射溝と、
前記アクチュエータ素子の前記複数の第１の溝及び前記噴射溝の内面に形成された電極と、
前記第１の部材と第２の部材との接合面に形成され、一端が前記第１の溝の内面の電極に接続され、他端が前記アクチュエータ素子の他方の面へ延びた引出用電極と、
前記第２の部材の前記噴射溝と接続するマニホールド部材と
を有することを特徴とするインク噴射装置。
【請求項２】
前記第１の部材には、前記噴射溝と接続するノズルを有するノズルプレートが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のインク噴射装置。
【請求項３】
前記第１の溝と前記噴射溝との間の側壁の少なくとも一部は圧電材料で構成され、前記電極は、その側壁を変形させるために前記圧電材料の両側に設けられ、
前記引出電極は、前記圧電材料の一方の側の電極に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインク噴射装置。
【請求項４】
前記アクチュエータ素子の前記一方の面に接合され、前記噴射溝をインク流路、前記第１の溝を空気室として形成するカバープレートをさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインク噴射装置。
【請求項５】
前記引出用電極の他端は、前記アクチュエータ素子の他方の面に形成された第２の電極に接続され、その第２の電極は、制御部に接続される基板上の電極パターンと接続されることを特徴とする請求項１に記載のインク噴射装置。
【請求項６】
複数の第１の溝とインクを噴射する噴射溝とを一方の面に交互に有するアクチュエータ素子と、その溝の内面に形成された電極と、前記第１の溝の電極と接続され前記アクチュエータ素子の他方の面へ延びる引出用電極とを有するインク噴射装置の製造方法において、
前記アクチュエータ素子を構成する第１の部材と第２の部材を用意する第１の工程と、
前記第１の部材に前記第１の溝を形成する第２の工程と、
前記第１の部材と第２の部材との接合面に前記引出用電極を形成する第３の工程と、
その第３の工程の後、前記第１の溝の一端を前記第２の部材により封鎖するように前記第１の部材と第２の部材とを前記接合面において接合する第４の工程と、
その第４の工程の後、前記複数の第１の溝の間に、前記第１の部材と第２の部材とにわたって前記噴射溝を形成する第５の工程と、
前記第１の溝の内面に、前記引出用電極と接続する電極、及び前記噴射溝の内面に電極をそれぞれ形成する第６の工程と、
前記第２の部材の前記噴射溝に接続するマニホールド部材を設ける第７の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。
【請求項７】
さらに、前記第１の部材に、前記噴射溝と接続するノズルを設ける工程を備えることを特徴とする請求項６に記載のインク噴射装置の製造方法。
【請求項８】
前記アクチュエータ素子の前記一方の面に、前記噴射溝をインク流路、前記第１の溝を空気室として形成するカバープレートを接合することを特徴とする請求項６または７に記載のインク噴射装置の製造方法。
【請求項９】
前記アクチュエータ素子の前記第１の溝がある面とは反対側の面に、前記引出用電極と接続する第２の電極を形成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載のインク噴射装置の製造方法。
【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】
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せん断モード型である。
【０００５】
図１３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６１８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６０５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６１９を形成し、その電極６１９上に前記電極層を設ける。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が形成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６１３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６１９，６２１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。
【００１０】
【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、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に接続されているが、その電気接続の具体的構成および方法が開示されていない。また、空間６１５にはインクが入らず、インク流路６１３にのみインクが選択的に充填されているが、その具体的構成および方法が開示されていない。そこで、例えば、インク流路６１３が５０個あるとすると、空気室６１５は５１個必要となり、電極６１９，６２１の電気的接続が１０１ケ所であり、その１０１ケ所は狭ピッチであるので、電気的接続およびインク流入の分離が難しく、そのための工程に時間がかかり、大量生産性に劣るといった問題点があった。
【００１１】
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、電極の取り出しが簡易で、且つ信頼性の高い電気的接続が行えるインク噴射装置を提供すると共に、前記インク噴射装置を容易に製造する、大量生産性に優れたインク噴射装置の製造方法を提示することを目的とする。
【００１２】
【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インク噴射装置は、第１の部材と第２の部材とが接合して構成されたアクチュエータ素子と、前記アクチュエータ素子の一方の面において前記第１の部材に形成され、一端を前記第２の部材によって封鎖された複数の第１の溝と、前記第１の部材と第２の部材とにわたって形成され、前記第１の溝と交互に配置される、インクを噴射する噴射溝と、前記アクチュエータ素子の前記複数の第１の溝及び前記噴射溝の内面に形成された電極と、前記第１の部材と第２の部材との接合面に形成され、一端が前記第１の溝の内面の電極に接続され、他端が前記アクチュエータ素子の他方の面へ延びた引出用電極と、前記第２の部材の前記噴射溝と接続するマニホールド部材とを有する。
【００１３】
尚、好ましくは、前記第１の部材には、前記噴射溝と接続するノズルを有するノズルプレートが設けられる。
【００１４】
また、前記第１の溝と前記噴射溝との間の側壁の少なくとも一部は圧電材料で構成され、前記電極は、その側壁を変形させるために前記圧電材料の両側に設けられ、前記引出電極は、前記圧電材料の一方の側の電極に接続される。
【００１５】
さらに、前記アクチュエータ素子の前記一方の面に接合され、前記噴射溝をインク流路、前記第１の溝を空気室として形成するカバープレートを有する。
また、前記引出用電極の他端は、前記アクチュエータ素子の他方の面に形成された第２の電極に接続され、その第２の電極は、制御部に接続される基板上の電極パターンと接続される。
【００１６】
本発明のインク噴射装置の製造方法は、複数の第１の溝とインクを噴射する噴射溝とを一方の面に交互に有するアクチュエータ素子と、その溝の内面に形成された電極と、前記第１の溝の電極と接続され前記アクチュエータ素子の他方の面へ延びる引出用電極とを有するインク噴射装置の製造方法において、前記アクチュエータ素子を構成する第１の部材と第２の部材を用意する第１の工程と、前記第１の部材に前記第１の溝を形成する第２の工程と、前記第１の部材と第２の部材との接合面に前記引出用電極を形成する第３の工程と、その第３の工程の後、前記第１の溝の一端を前記第２の部材により封鎖するように前記第１の部材と第２の部材とを前記接合面において接合する第４の工程と、その第４の工程の後、前記複数の第１の溝の間に、前記第１の部材と第２の部材とにわたって前記噴射溝を形成する第５の工程と、前記第１の溝の内面に、前記引出用電極と接続する電極、及び前記噴射溝の内面に電極をそれぞれ形成する第６の工程と、前記第２の部材の前記噴射溝に接続するマニホールド部材を設ける第７の工程とからなる。
【００１７】
尚、好ましくは、さらに、前記第１の部材に、前記噴射溝と接続するノズルを設ける工程を備える。
【００１８】
また、前記アクチュエータ素子の前記一方の面に、前記噴射溝をインク流路、前記第１の溝を空気室として形成するカバープレートを接合する。
さらに、前記アクチュエータ素子の前記第１の溝がある面とは反対側の面に、前記引出用電極と接続する第２の電極を形成する工程をさらに備える。
【００１９】
【作用】
上記の構成を有する本発明の請求項１に係るインク噴射装置おいては、アクチュエータ素子が第１の部材と第２の部材とが接合して構成され、複数の第１の溝が第１の部材に、第１の溝と交互に配置される噴射溝が第１の部材と第２の部材とにわたってそれぞれ形成され、第１の溝の電極が、第１の部材と第２の部材との接合面に形成された引出用電極を介してアクチュエータ素子の他方の面へ引き出され、制御部と電気的に接続される。第２の部材の噴射溝にマニホールド部材が接続される。
【００２０】
尚、好ましくは、第１の部材にノズルが設けられ、噴射溝にマニホールド部材の共通インク室からインクが供給されて、引出用電極から電極に印加された電圧によりインクが噴射される。
【００２１】
また好ましくは、第１の溝と前記噴射溝との間の側壁の少なくとも一部は圧電材料で構成され、その圧電材料製の側壁が変形されてインクが噴射される。
【００２２】
さらに好ましくは、アクチュエータ素子の前記一方の面にカバープレートが接合され、噴射溝をインク流路、第１の溝を空気室とする。
また好ましくは、引出用電極の他端は、アクチュエータ素子の他方の面に形成された第２の電極に接続され、その第２の電極に、制御部から基板上の電極パターンを介して電圧が印加される。
【００２３】
請求項６に係るインク噴射装置の製造方法においては、アクチュエータ素子を構成する第１の部材に第１の溝、第１の部材と第２の部材とにわたって第１の溝の間に配置される噴射溝をそれぞれ形成し、第２の部材の噴射溝にマニホールド部材を接続する。第１の部材と第２の部材との接合面に引出用電極を形成しておき、第１の溝の内面に電極を形成することで、電極と引出用電極とを接続する。よって電極を容易に取出し、かつ制御部と信頼性の高い電気的接続を可能にする。
【００２４】
尚、好ましくは、インクを噴射するためのノズルを第１の部材に設ける。
【００２５】
また、アクチュエータ素子の一方の面にカバープレートを接合し、噴射溝をインク流路、第１の溝を空気室として形成する。
【００２６】
さらに、アクチュエータ素子の第１の溝がある面とは反対側の面に、引出用電極と接続する第２の電極を形成し、その第２の電極を介して電極に電圧を印加可能にする。
【００２７】
【００２８】
【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。
【００２９】
図１に示すように、矢印１０５の方向に分極されたアクチュエータ板１０１は、厚さ１ｍｍのチタン酸ジルコン酸鉛系（ＰＺＴ）の圧電セラミックス材料で形成されている。
【００３０】
前記アクチュエータ板１０１の上面１０３には、全域にわたって厚み約３０μｍのリフトオフ用のフィルムレジスト膜１２７が形成されており、更に、その上面１０３がダイヤモンドブレード等により切削加工されて、深さ３００μｍ、幅２００μｍの複数の溝１０８が形成されている。また、その溝１０８を隔てる隔壁１０９は、例えば幅２００μｍである。尚、前記溝１０８がインクを噴射しないインク室を後に構成する。
【００３１】
一方、目止め部材１０２は、前記アクチュエータ板１０１と同じ厚さである１ｍｍの酸化アルミニウム材料で形成されている。
【００３２】
前記目止め部材１０２には所定パターンを有する電極が形成されており、図１に示すように、側面１１０には、幅８０μｍで上面１１１と側面１１０に係る第１の稜線１１３から側面１１０と底面１１２に係る第２の稜線１１４にまで伸びる引出用電極１１５と、幅１２０μｍで前記第１の稜線１１３より第２の稜線へ長さ１５０μｍ伸びるレジスト層の上に同寸法の金属膜が被覆した第１の複合層１１６とが交互に形成されている。また、前記目止め部材１０２の上面１１１には、全ての前記引出用電極１１５と前記第１の複合層１１６とに跨る幅を有し、第１の稜線から上面１１１と背面に係る第３の稜線へ長さ１００μｍで伸びるレジスト層の上に同寸法の金属膜が被覆した第２の複合層１１７が形成されている。更に、下面１１２及び背面には全面電極が形成されている。
【００３３】
ここで、前記目止め部材１０２に形成された電極パターンの作製方法を図２、図３を参照して説明する。
【００３４】
まず、酸化アルミニウム材料からなる目止め部材１０２の側面１１０及び上面１１１にフォトレジスト膜を形成する。例えば、ヘキスト社製のリフトオフ用のレジスト（ＡＺ５２１４Ｅ）を用い、スプレー法にて約２．０μｍのレジスト膜１１８を均一に成膜し、クリーンオーブンにて９０℃、３０分間ベークを行う。次に、図２（ａ）に示すように、８０μｍ幅の遮蔽部１２２と１２０μｍ幅の透過部１２１とが交互に並んだガラスマスク１２０を介して、積算照度で１５ｍＪほどの露光１１９を側面１１０に対して行う。尚、実際には露光時にはマスクと基板は密着させるが、図ではわかりやすいように離して記載してある。また、上面１１１に対してはマスクを介さずに全面露光を行う。
【００３５】
露光後、同クリーンオーブンにて１１５℃３０分のベークを行う。さらにその後、専用の現像液で現像を行うと、マスクの透過部１２１、即ちレジストに光が照射された部分は、現像液に不溶となって基板に残って残存部１２４となり、それ以外の部分は現像液に溶解除去され、除去部１２３となる。この一連の工程により、図２（ｂ）および図３（ａ）に示すようなリフトオフに有効なオーバーハング形状のフォトレジストパターンを作ることができる。
【００３６】
上記のフォトレジストパターン付きの目止め部材１０２の上面１１１、側面１１０、下面１１２及び背面に対し、蒸着により、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）の順番で、それぞれ、０．０５μｍ、０．５μｍ、０．２μｍほど金属膜１２５を形成する。そして、その後に目止め部材１０２を有機溶剤等に浸漬させて、レジストの残存部１２４を除去する。但し除去前に、図２（ｃ）、図３（ｃ）に示すように、上面１１１の一部（第１の稜線１１３より第３の稜線へ１００μｍ）と側面１１０の一部（第１の稜線１１３より第２の稜線へ１５０μｍ）とをカバーするように低接着性テープ１２６を貼っておく。すると、低粘着性テープ１２６により被覆された部位以外のフォトレジストの残存部１２４が、その上層に形成された金属膜１２５ごと取り除かれる。
【００３７】
最後に、前記低粘着性テープ１２６を剥がせば、図２（ｄ）、図３（ｄ）に示すように、側面１１０には、前記引出用電極１１５と第１の複合層１１６とが交互に形成され、上面１１１には第２の複合層１１７が形成されている目止め部材１０２が完成する。
【００３８】
なお、使用するフォトレジストは、上記一実施例にあげた液体以外にも、フィルム上のものを用いても良く、また、目止め部材１０２の素材も、上記一実施例では原料費が安価である酸化アルミニウムを用いたが、アクチュエータ板１０１と同素材のＰＺＴも含めて、他のセラミックス材料、ガラス、シリコン等でも良い。
【００３９】
続いて、目止め部材１０２とアクチュエータ板１０１は、図４に示すように、前記目止め部材１０２の上面１１１と前記アクチュエータ板１０１の上面１０６とが同一平面となり、且つ前記目止め部材１０２の側面１１０に形成された第１の複合層１１６が前記アクチュエータ板１０１に形成された溝１０８に一対一に対応するように、目止め部材１０２の側面１１０とアクチュエータ板１０２の一端面１０６とをエポキシ系接着剤（図示せず）を介して接合される。
【００４０】
その後、隣接する溝１０８を隔てる隔壁１０９の中心位置に、ダイヤモンドブレードによる切削加工等により、例えば深さ３００μｍ、幅８０μｍである複数の噴射溝１２８を形成する。前記噴射溝１２８は、アクチュエータ板１０１一端から目止め部材１０２の終端に跨って伸びている。以上により、インク滴を噴射するインク流路となる噴射溝１２８と、空気室となる溝１０８とが交互に配列され、また、厚み方向に分極されたＰＺＴよりなる側壁１２９を備えたアクチュエータ素子１００が形成される。
【００４１】
続いて、該アクチュエータ素子１００の表面に、蒸着法などの手法により図５に示すような金属導電膜１３０を形成する。このとき、図７に示すように、蒸着方向が前記溝１０８，１２８の配列方向と所定の角度を持つようにして、蒸着金属１３１が側壁１２９のシャドウ効果により影になる部分には蒸着されないようにする。これにより、特にマスキングを行なわなくても側壁１２９に部分的な蒸着を行なわせることが出来る。これ利用して、噴射溝１２８を構成する側壁１２９の上半分だけに前記金属導電膜１３０が形成させる。これを図中左右２回に分けて行なうことにより、全ての側壁１２９、アクチュエータ素子１００の上面１０３及び側面に金属導電膜１３０が形成される。
【００４２】
また、この蒸着により、溝部１０８を構成する側壁１２９に形成された金属導電膜１３０と前記目止め部材１０２の側面１０６に形成された引出用電極１１５とは電気的に連結される。また、アクチュエータ素子１００の下面１０４全面にも同様に蒸着法などの手法により金属導電層１０７が形成される。
【００４３】
上記蒸着工程において、溝１０８の方が噴射溝１２８よりも幅を広く設定すると、側壁１２９の溝１０８の内表面の全域に金属導電膜１３０が形成されるが、溝１０８の幅を噴射溝１２８の幅の４倍未満に設定すれば、該溝１０８の底部１４０には形成されない部分が残り、溝１０８を構成する一対の側壁１２９に形成された２つの金属導電膜１３０が導通することが無い。
【００４４】
続いて、アクチュエータ素子１００を有機溶剤等に浸し、アクチュエータ板１０１の上面１０３に形成されていた前記フィルムレジスト膜１２７と、目止め部材１０２の上面１１１の一部に形成されていた前記第２の複合層１１７と、該目止め部材１０２の側面１１０に形成されていた前記第１の複合層１１６とを、各々の上面に形成された前記金属導電膜１３０ごと取り除く。
【００４５】
これにより、金属導電膜１３０は、図６に示すように、噴射溝１２８内に形成された接地電極１３１と、溝１０８内に形成された駆動電極１３２とに分割される。尚、前記接地電極１３１は、目止め部材１０２の上面１１１に形成された電極及び背面に形成された電極を介してアクチュエータ素子１００の下面１０４に形成された金属導電層１０７と導通している。また、駆動電極１３２も前記目止め部材１０２に形成された引出用電極１１５を介して前記金属導電層１０７と導通している。つまり、この段階では金属導電層１０７にて接地電極１３１と駆動電極１３２とが導通している。
【００４６】
続いて、図８に示すようにアクチュエータ素子１００の下面１０４に、上面１０３に形成された溝１０８に対応する位置に、深さ３０μｍ、幅１００μｍの複数の第１の電極分離溝１３８が、また、目止め部材１０２の下面１１２にて全ての前記第１の電極分離溝１３８に跨るように、目止め部材１０２の下面１１２にて、深さ３０μｍ、幅１００μｍの第２の電極分離溝１３９が、それぞれダイヤモンドブレードによる切削加工などにより形成される。これにより、アクチュエータ素子１００の下面１０４に形成されている金属導電層１０７は、前記引出用電極１１５に電気的に連結する駆動用電極１３５と、前記接地電極１３１に電気的に連結し、且つ前記駆動用電極１３５に電気的に連結しない接地用電極１３６とに分割される。
【００４７】
次に、図９に示すように、アクチュエータ素子１００の上面にカバープレート１４４を図示しない接着層を介して接合する。これにより、前記噴射溝１２８はインク流路１４９となり、溝１０８は空気室１４８となる。続いて、駆動電極パターン１４２、接地電極パターン１４３が形成された基板１４１と、前記アクチュエータ素子１００の下面１０４とを接合する。その際、前記駆動電極パターン１４２と前記駆動用電極１３５とを、また前記接地電極パターン１４３と前記接地用電極１３６とをそれぞれ半田付け等の方法により、電気的および機械的に接合する。また、前記アクチュエータ素子１００を構成する目止め部材１０２の端面には、マニホールド部材１４５を図示しない接着層を介して接合する。
【００４８】
アクチュエータ素子１００において、前記マニホールド部材１４５を接合した面に対して反対側にあたる端面には、各噴射溝１２８の位置に対応した位置にノズル１４７が設けられたノズルプレート１４６が図示しない接着層を介して接着される。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ている。
【００４９】
以上の工程により、前記アクチュエータ素子１００は、インク流路１４９と、電極を有し少なくとも一部が圧電セラミックスからなる側壁１２９と、空気室１４８とを複数備えたインク噴射装置２００となる。ここで、空気室１４８は、目止め部材１０２とノズルプレート１４６とカバープレート１４４によって囲まれているため、マニホールド部材１４５内部およびインク流路１４９内部にのみインクが簡単に入り、該空気室１４８にインクが入ることがない。
【００５０】
次に、制御部のブロック図を示す図１０によって、本実施例の制御部の構成を説明する。同図に示すように、前記基板１４１上の駆動電極パターン１４２は、各々個々にＬＳＩチップ５１に接続され、クロックライン５２、データライン５３、電圧ライン５４及びアースライン５５もＬＳＩチップ５１に接続されている。尚、インク流路１４９内の接地電極１３１全てに導通する接地用電極１１２は、アースライン５５に接続されている。ＬＳＩチップ５１は、クロックライン５２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５３上に現れるデータから、どのノズル１４７からインク液滴の噴射を行うべきかを判断する。そして、ＬＳＩチップ５１は、駆動するインク流路１４９に対応する駆動電極１３２に導通する駆動電極パターン１４２に、電圧ライン５４の電圧Ｖを印加し、前記インク流路１４９以外のインク流路１４９に対応する駆動電極１３２に導通する駆動電極パターン１４２にアースライン５５を接続して接地する。
【００５１】
次に、本実施例製造方法によるインク噴射装置２００の動作を図１１、１２を用いて説明する。図１１に示すインク流路１４９ｂからインク液滴を噴射するために、対応する駆動電極１３２ｄ、１３２ｅに対し電圧パルスを与える（ここで、ある駆動電極１３２に対して電圧を与えることは、その駆動電極１３２に電圧を印加し、指示しない駆動電極１３２を接地することを言う）。すると、図１２に示すように、側壁１２９ｃには矢印２０２方向の電界が発生し、側壁１２９ｄには矢印２０１方向の電界が発生し、側壁１２９ｃと１２９ｄとが圧電厚みすべり効果により、互いに離れるように動く。すると、インク流路１４９ｂの容積が増大して、ノズル１４７ｂ付近を含むインク流路１４９ｂ内の圧力が減少する。これにより、インク流路１４９ｂ内に図示しないインク供給源からマニホールド１４５を介してインク流路１４９ｂにインクが供給される。
【００５２】
次に、駆動電圧の印加を停止してインク流路１４９ｂの容積を前記増加状態から自然状態へと減少させ、インク流路１４９ｂ内のインクがインク液滴となり、ノズル４７ｂから噴射される。
【００５３】
また、前記実施例においては、まず、駆動電圧をインク流路１４９ｂの容積が増加する方向に印加してインク流路１４９ｂにインクを供給し、次に駆動電圧の印加を停止しインク流路１４９ｂの容積を自然状態に減少しインク液滴を噴射していたが、まず駆動電圧をインク流路１４９ｂの容積が減少するように印加してインク流路１４９ｂ内のインクをインク液滴として噴射してから、駆動電圧の印加を停止して、インク流路１４９ｂの容積を前記減少状態から自然状態へと増加させ、インク流路１４９ｂにインクを供給してもよい。
【００５４】
上述したように、本実施例の製造方法によると、インク噴射装置２００は、フィルムレジスト膜１２７を形成した後、溝１０８を切削加工し、隔壁１０９を形成したアクチュエータ板１０１に、フォトレジスト法により引出用電極１１５を形成した酸化アルミニウム材料からなる目止め部材１０２を接合し、前記隔壁１０９に噴射溝１２８を切削加工にて形成した後に、溝１０８内表面、噴射溝１２８内表面にそれぞれ駆動電極１３２、接地電極１３１を蒸着法等により金属層を形成し、該電極１３２、１３１にそれぞれ導通する駆動用電極１３５、接地用電極１３６を、電気的、機械的に半田を介して基板１４１と接合することで作製される。このように、切削加工、フォトレジスト処理、金属膜形成を行なうだけで作製されるため、大量生産性に優れる。
【００５５】
また、本実施例のインク噴射装置２００の目止め部材１０２は、空気室１４８へのインクの侵入を防ぐ機能も備えている。さらに駆動電極１３２と導通する駆動用電極１３５が、従来よりも広いピッチで形成できる。従って、基板１４１上に形成した電極パターン１４２との電気的コネクトが容易であり、信頼性が向上する。
【００５６】
また、本実施例のインク噴射装置２００は、側壁１２９の接着部が１カ所であるので、接着部のエネルギー損失が小さい。さらに、空気室１４８には、空気が充填されているので、側壁１２９の変形がしやすく、電圧が低くて良い。
【００５７】
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。当然、上記実施例であげた各部の寸法においても同様である。
【００５８】
例えば、上記実施例のインク噴射装置の製造過程おいて、アクチュエータ素子１００の下面１０４に蒸着を行なって金属導電層１０７を形成していたが、目止め部材１０２の下面１１２が前記基板１４１との接続に問題無い程度に広ければ、金属導電層１０７は必ずしも必要でない。
【００５９】
【発明の効果】
上述したように本発明のインク噴射装置においては、アクチュエータ素子が第１の部材と第２の部材とが接合して構成され、複数の第１の溝が第１の部材に、第１の溝と交互に配置される噴射溝が第１の部材と第２の部材とにわたってそれぞれ形成され、第２の部材の噴射溝にマニホールド部材が接続される。また第１の溝の電極が、第１の部材と第２の部材との接合面に形成された引出用電極を介してアクチュエータ素子の他方の面へ引き出されるので、電極と制御部との電気的接続が容易となる。
【００６０】
また、その製造方法においては、アクチュエータ素子を構成する第１の部材に第１の溝、第１の部材と第２の部材とにわたって第１の溝の間に配置される噴射溝をそれぞれ形成し、第２の部材の噴射溝にマニホールド部材を接続する。第１の部材と第２の部材との接合面に引出用電極を形成しておき、第１の溝の内面に電極を形成することで、電極と引出用電極とが接続されるので、電極が容易に取出され、かつ制御部と信頼性の高い電気的接続が可能になる。
【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の製造工程を示す斜視図である。
【図２】同インク噴射装置に係る電極パターンの形成工程を示す説明図である。
【図３】同インク噴射装置に係る電極パターンの形成工程を示す斜視図である。
【図４】同インク噴射装置の製造工程を示す斜視図である。
【図５】同インク噴射装置の製造工程を示す斜視図である。
【図６】同インク噴射装置の製造工程を示す斜視図である。
【図７】同インク噴射装置の製造工程を示す断面図である。
【図８】同インク噴射装置の製造工程を示す斜視図である。
【図９】同インク噴射装置の構成を示す説明図である。
【図１０】同インク噴射装置の制御部を示すブロック図である。
【図１１】同インク噴射装置の動作を示す説明図である。
【図１２】同インク噴射装置の動作を示す説明図である。
【図１３】従来例のインク噴射装置を示す図である。
【符号の説明】
１００  アクチュエータ素子
１０１  アクチュエータ板
１０２  目止め部材
１０５  分極方向
１１５  引出用電極
１２９  側壁
１３１  接地電極
１３２  駆動電極
１３５  駆動用電極
１３６  接地用電極
１４４  カバープレート
１４５  マニホールド部材
１４８  空気室
１４９  インク流路
２００  インク噴射装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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