(57)【要約】【課題】本発明は、クロストークが低減されたインクジェット装置を与える、ことを目的とする。【解決手段】本発明は、インクジェット装置に係る。当該装置は、並列して配置され且つ可撓性のシートによって覆われる複数のインク流路、及び、不等辺四辺形の断面を有する隆起を介してシート上へと作動力を与えるよう配置される対応する複数のアクチュエータを有する。当該装置において、隆起は、その不等辺四辺形の断面がアクチュエータに向かって分化する向きにおいてシート上に形成され、また、隆起は、接着剤を用いてアクチュエータに対して接着される、ことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット装置であって、
並列して配置され且つ可撓性のシートによって覆われる複数のインク流路と、隆起を介して前記シート上へと作動力を与えるよう配置される対応する複数のアクチュエータと、を有し、前記隆起は、前記アクチュエータに面する表面と前記シートに面する表面とを有し、
前記隆起は、前記アクチュエータに面する前記表面が前記シートに面する前記表面より大きな範囲を有する向きにおいて、前記シート上に形成され、前記隆起は、接着剤を用いて前記アクチュエータに対して接着され、
前記隆起は、不等辺四辺形の断面を有し、前記不等辺四辺形の断面が前記アクチュエータに向かって分化する向きにおいて前記シート上に形成される、ことを特徴とする、
インクジェット装置。
【請求項２】
前記隆起は、金属を有して作られる、
請求項１記載のインクジェット装置。
【請求項３】
前記隆起は、銅を有して作られる、
請求項２記載のインクジェット装置。
【請求項４】
前記アクチュエータに面する前記隆起の前記表面は、前記アクチュエータの幅より広い幅を有する、
請求項１乃至３のうちいずれか一項記載のインクジェット装置。
【請求項５】
前記アクチュエータに面する前記隆起の前記表面は、前記シートに面する前記隆起の前記表面の幅の少なくとも１．５倍である幅を有する、
請求項１乃至４のうちいずれか一項記載のインクジェット装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれか一項記載のインクジェット装置を製造する方法であって、
・  金属の層を有して可撓性のシートをコーティングする段階と、
・  前記金属層の表面上にマスクを適用する段階と、
・  前記金属層の等方性エッチングによって不等辺四辺形の断面を有する前記隆起を形成する段階と、
・  接着剤を用いて前記隆起に対して前記アクチュエータを接着する段階と、
を有する、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット装置に係る。当該装置は、並列して配置され且つ可撓性のシートによって覆われる複数のインク流路、及び、隆起を介してシート上へと作動力を与えるよう配置される対応する複数のアクチュエータ、を有する。隆起は、アクチュエータに面する表面とシートに面する表面とを有する。当該装置において、隆起は、アクチュエータに面する表面がシートに面する表面の範囲より大きい範囲を有する向きにおいてシート上に形成され、隆起は、接着剤を用いてアクチュエータに対して接着される。
【０００２】
本発明は更に、かかるインクジェット装置を製造する方法に係る。
【背景技術】
【０００３】
ＪＰ２００３０３９６６９Ａ（特許文献１）は、上述された種類のインクジェット装置を開示する。該装置において、隆起はＴ字型断面を有する。
【０００４】
ＪＰ７−２７６６２６Ａ（特許文献２）は、インクジェット装置を開示し、該インクジェット装置においては、インク流路、可撓性シート、及び隆起は、シリコン基板をエッチングすることによって形成される。隆起は、大きな基部がシートに面する不等辺四辺形の断面を有し、隆起は、アクチュエータに向かってテイパする。
【０００５】
ＥＰ０８２０８６９Ａ１（特許文献３）は、インクジェット装置を開示する。該装置においては、インク流路は、流路板において形成され、該板上では、可撓性シートは別個の部材として重畳される。シートは、平行な溝のアレイを有して形成され、隣接する溝の間に形成されるリッジは、アクチュエータに向かって突出する隆起としての役割を果たす。溝は、半円状断面を有し、隆起は、弓状の側面を有し、アクチュエータに向かってテイパする。アクチュエータは、圧電性フィンガーによって形成され、各フィンガーの先端部は、接着剤を用いて隆起の関連付けられる１つに対して結合される。
【０００６】
各インク流路は、インク液滴が噴出されるところのノズルに対して接続される。ノズルから吐出されるインク液滴を作るよう、圧電性アクチュエータは、まず、収縮ストロークを実行するよう電圧をかけられ、関連付けられるインク流路を覆う可撓性シートの一部は、インク流路から離される。結果として、インク流路の容積は増大し、対応する量のインクがインク供給システムから吸引される。続いて、アクチュエータは、対向する極性を有して電圧をかけられ、拡張ストロークを実施し、インク流路へとシートを偏向させる。このようにして、音圧波は、インク流路において生成され、この圧力波は、ノズルに向かって伝播し、インク液滴が吐出されるようにする。
【０００７】
この種類のインクジェット装置と連動して起こる一般的な問題は、所謂クロストーク現象である。これは、１つの流路における液滴生成の工程が近接する流路におけるインクにも影響を与え、それによって近接する流路における液滴生成を妨害する、ことを意味する。原因の１つは、シートの偏向が個々のインク流路に対して厳密に制限され得ず、近接する流路を覆うシートの一部僅かな偏向を伴うため、である。
【特許文献１】ＪＰ２００３０３９６６９Ａ
【特許文献２】ＪＰ７−２７６６２６Ａ
【特許文献３】ＥＰ０８２０８６９Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、クロストークが低減されたインクジェット装置を与える、ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、この目的は、請求項１において特定される種類のインクジェット装置によって達成される。
【００１０】
本発明に従ったインクジェット装置において、隆起は、不等辺四辺形の断面を有し、その不等辺四辺形の断面がアクチュエータに向かって分化する方向においてシート上に形成される。従来のインクジェット装置における所望されないクロストーク現象に対する原因の１つは、隆起に対してアクチュエータを接着するよう必要とされる接着剤の空間分布が十分な精度を有して制御され得ない、という事実によるものであることが判明している。より具体的には、この接着剤は、隆起の面及び共に接着されるアクチュエータの範囲にとどめられず、絞り出され、且つアクチュエータ及び隆起のエッジ部に沿ってビードを形成し、シート自体の表面に接触する可能性が高く、結果として可撓性シートの剛性が制御され得ずに影響を受けることとなる。しかしながら、本発明に従った装置においては、アクチュエータに対して接着される隆起の表面は、隆起の不等辺四辺形の断面のより大きな側部に対して対応し、隆起のテイパする側面を有して鋭角を形成する。これは、接着剤が隆起の鋭いエッジ部の周囲に流れることを防ぎ、また隆起のより狭い基部において可撓性のシートの表面が達することを防ぐ、ことが分かっている。故に、接着剤は、隆起の比較的狭い基部とシートの表面との間の接触範囲によってのみ確定される可撓性のシートの剛性に実際には影響を有さない。
【００１１】
本発明は、アクチュエータに面する隆起の比較的広い表面が、アクチュエータの位置付け及び形状においてより大きな公差を補正し得るという、更なる利点を有する。その一方、隆起とシートとの間の比較的狭い接触範囲は、シートの全体の可撓性を増大させ、シートの偏向を制限する役割を果たし、クロストークの傾向は更に低減される。
【００１２】
上述された設計を有するインクジェット装置を製造する方法は、独立方法請求項において明記される。
【００１３】
本発明の望ましい実施例のより具体的な特性は、従属請求項中に記載される。
【００１４】
望ましい一実施例では、隆起は、銅等である金属を有して作られる。アクチュエータが圧電性アクチュエータである際、銅の隆起は、同時に、圧電材料に拡張及び収縮させる電場を作るよう、電極としての役割を果たし得る。
【００１５】
アクチュエータに面する隆起表面の幅は、望ましくは、アクチュエータ自体の幅より広い。
【００１６】
望ましい一実施例では、可撓性のシートは、ポリイミド等であるプラスチック材料のフォイルによって形成され、隆起は、隆起がフォトリソグラフィー技術によって形成されるところの銅層を有してフォイルをコーティングすることによって形成される。等方性エッチングは、続いて、隆起の所望される不等辺四辺形を与える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の望ましい一実施例は、これより図面と併せて説明される。
【００１８】
図１中のインクジェット装置は、グラファイト等を有して作られる流路板１０を有し、複数の平行なインク流路１２を形成する。インク流路１２は、図１中に断面で示され、図１中に示される向きにおいて、上方表面を形成する流路板１０の表面へと切断される。各インク流路１２は、インク液滴が吐出されるところのノズル１４に対して集まる。実際的な一実施例では、２つの近接するノズル１４の間の距離は、例えば３４０μｍに達し得、単列のノズル１４に対する７５０ｄｐｉの印字解像度に対応する。
【００１９】
インク流路１２は、流路板１０の上方表面に対して開放され、例えば厚さ１２．５μｍを有するポリイミドフォイルによって形成される連続的な可撓性シート１６によって覆われる。
【００２０】
アクチュエータ１８は、インク流路１２の各々の上方に配置される。アクチュエータ１８は、インク流路１２と平行して（図１中の図面平面に対する法線）延在する圧電性フィンガーによって形成され、圧電性材料を有して作られる支持フィンガー２０と交互に配置される。アクチュエータ１８と共に、支持フィンガー２０は、コーム状構造を有する１個構成アクチュエータブロックを形成し得る。
【００２１】
各アクチュエータ１８及び各支持フィンガー２０は、銅を有して作られる隆起２２を介して可撓性シート１６に対して接続される。隆起２２は、平行である上方表面２４及び下方表面２６を定義付ける二等辺の不等辺四辺形の断面形状を有する。不等辺四辺形は、より大きな上方表面２４がアクチュエータ１８の下方端部及び支持フィンガー２０の夫々に面するよう方向付けられる。不等辺四辺形の隆起２２の側部は、４０乃至５０°の角度において傾斜される。故に、各隆起の上方表面２４の幅は、下方表面２６の幅の約２倍である。例えば、上方表面２４の幅は、約１２５ｍｍであり得る一方、下方表面の幅は、６５ｍｍのオーダである。上方表面２４の幅は、アクチュエータ１８及び支持フィンガー２０の幅より大きく、各隆起は各側部上で約１５−３５ｍｍの量分を対応するアクチュエータ又は支持フィンガーを超えて突出する。隆起２２の高さは、例えば１５乃至３０ｍｍの範囲であり得る。
【００２２】
インク液滴がノズル１４の１つから吐出される際、対応する圧電アクチュエータ１８は、収縮ストロークを実施するよう電圧をかけられ、シート１６の対応する部分は、図２中の中央のインク流路１２において示される通り、インク流路１２から持ち上げられて離される。結果として、インク流路１２の容積は増大され、一定量のインクが吸引される。続いて、アクチュエータは、拡張ストロークを実施するようにされ、シート１６は、図２中の右側のインク流路１２において示される通り、インク流路１２へと押し下げられる。このようにして、アクチュエータ１８の機械的エネルギーは、インク液滴が噴出されるところのノズル１４に向かってインク流路１２におけるインクを介して伝播する圧力波の音響エネルギーへと、効率的に変換される。
【００２３】
支持フィンガー２０は、アクチュエータブロックを流路板１０に対して剛性に接続する、並びに、アクチュエータ１９の反力を吸収する、という目的を有する。
【００２４】
可撓性シート１６は、必ず一定の剛性を有さなければならないため、インク流路１２の上方の領域におけるシートの偏向は、シート１６内において機械的応力を作る。該力はシートにわたって広がり、近接するインク流路の上方の一部においてもシートを偏向させるか、あるいはバイアスをかける傾向を有する。結果として、近接するインク流路１２における液滴生成工程は、クロストークとして既知の現象である、互いに対して干渉する傾向を有する。
【００２５】
本願では、隆起２２の断面形状は、隆起２２とシート１６との間の接触範囲が低減されるという利点を有し、シートは比較的高い可撓性を保持し、クロストークは低減される。一方、隆起２２の上方表面２４のより広い幅は、アクチュエータ１８の製造公差及び／又は位置付け公差を吸収し得る。この点に関して、隆起の上方表面２４の幅がアクチュエータ１８の幅より広いことは、特に有利である。
【００２６】
この構造は、図３と併せてこれより説明される他の有意な利点を有する。アクチュエータ１８がシート１６を収縮ストローク中にインク流路１２から引き離すことができるよう、アクチュエータ１８の下方端部は、シート１６に対して剛性に接続される隆起２２に対して剛性に接続されなければならない。図３中に示される通り、アクチュエータ１８は、接着剤２８を用いて隆起２２に対して接着される。この接着剤は、硬化される前は液体状態であり、毛管力により隆起２２及びアクチュエータ１８の表面に沿って流れる傾向を有する。更には、アクチュエータ１８が接着工程中に隆起２２に対して押さえつけられる際、接着剤２８は、アクチュエータ１８の両側上に絞り出される。隆起２２の不等辺四辺形の断面形状により、接着剤２８のメニスカスは、図３中に示される構造を予測する。即ち、接着剤は、アクチュエータ１８の外側表面に沿って上方向に、また隆起２２の上方表面に沿って側方に流れる傾向があるが、不等辺四辺形の断面の上方角部において形成される比較的鋭いエッジ部の周囲には殆ど流れない。故に、接着剤２８は、シート１６の表面と接触するようになることから効果的に防がれ、結果として、接着剤２８が硬化する際でも、可撓性シート１６の剛性は増大しない。この効果は、クロストークの抑制に大きく貢献する。
【００２７】
上述されてきたインクジェット装置を製造する望ましい方法は、これより図４乃至６と併せて説明される。
【００２８】
図４中に示される通り、銅を有する均一層３０は、例えば電気メッキ又は圧延によってシート１６の上方表面上に形成される。層３０の厚さは、形成されるべき隆起２２の高さに対応する。続いて、銅層３９の上方表面は、フォトリソグラフィーに対するラッカー４３を有してコーティングされる。
【００２９】
続いて、フォトリソグラフィーの技術において周知である通り、ラッカー３２は、平行な縞のパターンを形成するよう、光に露出され、ラッカーの露出された部分又は露出されていない部分のいずれかが取り除かれ、銅層３０上に残っているラッカー３２は、図４中に示されている通り、平行な縞３４のパターンを形成する。かかる縞３４は、近接する隆起２２間のギャップに対応する。
【００３０】
図６中に示される通り、金の薄い層によって形成され得るエッチングマスク３６は、縞３４によって覆われない銅層３０の表面部上に蒸着され、ラッカーの縞３４は、取り除かれる。エッチングマスク３６は、隆起２２の上方表面２４の幅に対応する縞のパターンの幅に対応する。
【００３１】
図６中、可撓性シート１６は、流路板１０上に重畳され、例えば接着剤を用いてそこに接着されている。
【００３２】
図６中に概略的に示される通り、流路板１０のエッジ部における銅層３０の一部分は、のちに圧電性アクチュエータ１８のグラウンド電極を接触させる役割を果たす導体シート３８と電気接触される。このようにして、銅層３０に対して電界を適用させることが可能である。続いて、シート１６を取り付けられた流路板１０は、エッチング液へと浸漬され、銅層３０は、マスク３６によって覆われないかかる部分においてエッチング処理をされる。エッチングフロント３８は、マスク３６の縞の間のギャップから等方的にすすみ、最終的にはシート１６の表面に達する。このようにして、所望の不等辺四辺形を有する隆起２２は、銅層３０の等方性エッチングによって形成される。
【００３３】
最終的に、アクチュエータ１８及び支持フィンガー２０は、接着剤２８を用いて隆起２２に対して接着され、図１中に示されるインクジェット装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に従ったインクジェット装置の概略的断面図である。
【図２】アクティブ状態にある図２中の装置を図示する。
【図３】図１及び図２中の装置における隆起及びアクチュエータの拡大断面図である。
【図４】図１中のインクジェット装置を製造する方法を示す図である。
【図５】図１中のインクジェット装置を製造する方法を示す図である。
【図６】図１中のインクジェット装置を製造する方法を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  流路板
１２  インク流路
１４  ノズル
１６  シート
１８  アクチュエータ
２０  支持フィンガー
２２  隆起
２４  上方表面
２６  下方表面
【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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