JP3952644B2 - インク噴射装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク噴射装置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インク流路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。インク流路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、インク流路の容積を変え、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、インク流路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、インク流路内の電極を、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FPC(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、制御回路との電気的な接続が容易で、インク流路が多数および複数列になっても低製造コストのインク噴射装置の製造方法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請求項1の発明では、少なくとも一部を分極された圧電材料で構成した複数の隔壁間に複数のチャンネルを、積層した第1の基板と第2の基板とに形成したインク噴射装置の製造方法において、前記第2の基板の上面に、前記第1の基板が接合される範囲からその外に渡って延びる共通配電線および複数の個別配電線をそれぞれ形成する第1の工程と、その共通配電線および個別配電線が形成された前記第2の基板の上面に前記第1の基板を、前記共通配電線と個別配電線とに跨ってかつそれらの一部に重ねて接合する第2の工程と、その接合された状態の前記第1の基板および第2の基板に渡り、前記チャンネル間の隔壁を残して前記チャンネルとなる複数の溝を形成する工程であって、前記チャンネルの列方向に前記共通配電線と個別配電線とを交互に前記チャンネルの内面に露出させて前記各溝を形成する第3の工程と、前記隔壁の側面に、前記駆動電極となる導電層を、前記露出した共通配電線および個別配電線とそれぞれ接続させて形成する第4の工程と、前記第 1 の基板の前記第2の基板とは反対側における前記チャンネルの開放面を覆ってプレートを接合する第5の工程とからなることを特徴とする。これにより、あらかじめ第2の基板の上面に形成した共通配電線および個別配電線に合わせて、溝を形成し、駆動電極を共通配電線および個別配電線に接続させて形成することで、駆動電極と制御回路との電気的接続が容易に行え、インク流路が多数および複数列になっても共通配電線および個別配電線を任意に形成できる。
【0009】
上記構成において好ましくは、前記第2の基板において前記第1の基板が接合する側の面は、前記第1の基板よりも面積が大きく形成され、前記第3の工程は、前記第1の基板よりも外に位置する前記第2の基板上面に対して凹状に前記溝を形成する。
【0010】
また、前記チャンネルは、交互に配置された前記インク流路と空間とを含み、前記第4の工程は、前記インク流路と空間の内面を含む前記第1の基板上に前記導電層を形成し、前記空間の底面に沿って前記導電層を溝状に除去することで、インク流路と空間の内面に駆動電極を形成することができる。
さらに好ましくは、前記共通配電線は、前記第1の基板の一方の端に一部を重ねる位置から、前記個別配電線は、前記第1の基板の他方の端に一部を重ねる位置からそれぞれ前記第1の基板の外方へ延びるように前記第2の基板上面に形成され、前記溝は、前記複数のチャンネルのなす列の方向において前記共通配電線と個別配電線とが交互に前記チャンネル内面に露出するように、前記第1の基板の端からの切り込み長さを設定して形成される。
【0011】
さらに、請求項5の発明のように、少なくとも一部を分極された圧電材料で構成した複数の隔壁間に複数のチャンネルを、積層した第1の基板と第2の基板とに形成したインク噴射装置の製造方法において、前記第2の基板の上面に、前記複数のチャンネルのなす延びかつ前記第1の基板が接合される範囲からその外に渡って延びる列方向に共通配電線を形成する第1の工程と、その共通配電線が形成された前記第2の基板の上面に前記第1の基板を、前記共通配電線の一部に重ねて接合する第2の工程と、その接合された状態の前記第1の基板および第2の基板に渡り、前記チャンネル間の隔壁を残して前記チャンネルとなる複数の溝を形成する工程であって、前記チャンネルの列方向において1つおきの前記チャンネルの内面に前記共通配電線を露出させて前記各溝を形成する第3の工程と、前記各隔壁の側面に、前記駆動電極となる導電層を形成する工程であって、前記1つおきのチャンネルについては前記駆動電極が前記露出した共通配電線と接続するように前記導電層を形成する第4の工程と、前記チャンネルの列方向において前記1つおきのチャンネルに対し残りの前記チャンネルの内面に形成された前記駆動電極とそれぞれ接続して複数の個別配電線を前記第2の基板上に形成する第5の工程と、前記第 1 の基板の前記第2の基板とは反対側における前記チャンネルの開放面を覆ってプレートを接合する第6の工程とからなることを特徴とする。
この構成において好ましくは、前記第1の基板は、積層された2つの基板からなり、前記第3の工程は、前記2つの基板からなる第1の基板および第2の基板に渡って溝を形成することでも、請求項5の発明は容易に実施することができる。
【0012】
さらに好ましくは、前記チャンネルは、交互に配置された前記インク流路と空間とを含み、前記第3の工程は、前記インク流路となる溝を、その内面に前記共通配電線が露出する深さに形成し、前記空間となる溝を、前記共通配電線に達しない深さに形成することで、インク流路内の駆動電極に共通配電線を容易に接続することができる。
【0013】
また、前記チャンネルは、交互に配置された前記インク流路と空間とを含み、前記第4の工程は、前記インク流路と空間の内面を含む前記第1の基板および第2の基板上に前記導電層を形成し、前記空間の底面に沿って前記導電層を溝状に除去するとともに前記第2の基板上において前記空間内の前記導電層と接続された個別配電線を残して不要な前記導電層を除去することで、空間内面の駆動電極は、個別配電線に接続することができる。
【0014】
また、前記第2の基板において前記第1の基板が接合する側の面は、前記第1の基板よりも面積が大きく、前記第1の工程は、前記共通配電線を前記第1の基板よりも側方に露出して形成することで、よりいっそう駆動電極と制御回路との電気的接続を容易に行えるようになる。
【0015】
また、前記第2の基板上に、前記共通配電線および個別配電線と接続して制御回路を固定する工程をさらに有することで、駆動電極と制御回路との電気的接続を容易に行うことができる。
【0016】
【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面を参照して説明する。
【0017】
図1に示すように、インク噴射装置10は、基板100と、アクチュエータ基板102と、ノズルプレート132とで構成されている。
【0018】
その基板100は、電気絶縁材料例えば酸化アルミニウムセラミックス材料からなり、該基板100よりも平面方向から見た面積の小さいアクチュエータ基板102は、チタン酸ジルコン酸鉛系(PZT)等の圧電セラミックス材料からなり、互いに接着されている。両基板100、102には、細長い溝形状のインク流路113と空間115が、隔壁117を隔てて交互に複数配置されている。また、アクチュエータ基板102は、板厚方向(矢印P)に分極されている。そして、前記インク流路113の内面には導電性の金属化層として流路内電極119が形成され、前記空間115の内面には空間電極121が形成されている。
【0019】
インク噴射装置10の平面図(ノズルプレート132を透視してある)である図2に示すように、全てのインク流路113の内面の流路内電極119は、基板100表面上に形成された共通配電線120に電気的に接続されている。また、同一の空間115内にて隣接する空間電極121間は、溝状の絶縁部125により分離され電気的に絶縁されており、インク流路113を挟んで隣接する一対の空間電極121は、基板100表面上に形成された個別配電線122に電気的に接続されている。
【0020】
図2のインク流路113を長手方向に通るX−X線断面図を示す図3(a)、および空間115を長手方向に通るY−Y線断面図を示す図3(b)に示すように、基板100表面に形成された共通配電線120と個別配電線122は、どちらもその一部が基板100とアクチュエータ基板102の界面に形成されており、互いに電気的に絶縁されている。図3(a)に示すようにインク流路113の内部には、共通配電線120が露出しているため、上述したように該共通配電線120と流路内電極119とが電気的に接続されている。しかし個別配電線122は、インク流路113の内部に露出していないため、該個別配電線122と流路内電極119は電気的に絶縁されている。一方、図3(b)および図8に示すように空間115の内部には、個別配電線122が露出しているため、上述したように該個別配電線122と空間電極121とが電気的に接続されている。しかし共通配電線120は、空間115の内部に露出していないため、該共通配電線120と前記個別配電線121は電気的に絶縁されている。また図2のインク流路配列方向のZ−Z線断面図を示す図3(c)および図8に示すように、空間115内で隣接する空間電極121間は、上述したように絶縁部125により分離され電気的に絶縁されている。
【0021】
基板100表面の共通配電線120と個別配電線122は、基板100の両側縁に沿ってインク流路の配列方向に延び、該基板100上に設けたIC化された制御回路160に接続されている。該制御回路160は、接続接点162に接続された図示しないFPC(フレキシブルプリント基板)などの配線材を介して外部の信号源、電源に接続されている。制御回路160を基板上に配置することを止めて、共通配電線120と個別配電線122の端部に直接FPCなどの配線材を接続することもできる。
【0022】
制御回路160は、図19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、インク流路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STB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、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、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、インク噴射装置に適した電圧(駆動信号)を生成し、その各駆動信号を空間電極121へ出力する。
【0023】
ノズルプレート132は、インク流路113、空間115の上面を覆ってアクチュエータ基板102に接着され、インク流路113の一端に対応する位置にインク噴射用のノズル118を有する。ノズルプレート132の一端を延長してマニホールド通路140が形成されている。ノズル118から遠い側のインク流路113の端部は、アクチュエータ基板102の一側に開放されており、ノズルプレート132を延長した端部と基板100との間に、全てのインク流路113と連通したマニホールド流路140が構成されている。マニホールド流路140は開口141を介してインク供給源に接続される。
【0024】
次に図3(c)を参照して、本実施の形態に係るインク噴射装置10の動作を説明する。噴射したいインク流路113の両側の一対の空間電極121に電圧を印加し、かつ全ての流路内電極119を接地することによって、該インク流路113の両側の隔壁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。例えば空間電極121a、bに電圧が印加され、流路内電極119が接地されると、隔壁117a、bに分極方向Pと直角な矢印E方向の電界が発生し、図3(c)に破線で示すように、隔壁117a、b上半分の圧電材料がインク流路113aの容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形、すなわち菱形に変形する。これにともない隔壁117a、b下半分の絶縁材料も変形する。このときノズル118a付近を含むインク流路113a内の圧力が減少する。この状態を圧力波のインク流路113内での片道伝播時間Tだけ維持する。すると、その間、マニホールド流路141からインクが供給される。
【0025】
なお、上記片道伝播時間Tはインク流路113内の圧力波が、インク流路113の長手方向に伝播するのに必要な時間であり、インク流路113の長さLとこのインク流路113内部のインク中での音速aによりT=L/aと決まる。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時間がたつとインク流路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空間電極121a、bに印加されている電圧を0(V)に戻す。
【0026】
すると、隔壁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、隔壁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、比較的高い圧力がインク流路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。
【0027】
次に、本実施の形態に係るインク噴射装置10の製造方法について図面を参照して説明する。
【0028】
図4に示すように、基板100は、酸化アルミニウムセラミックス材料から板状に形成され、その表面に導電性の金属化層からなる共通配電線120、個別配電線122、接続接点162からなるパターンが形成される。共通配電線120は、インク流路113のなす列の長さにわたって形成され、また、個別配電線122は、一端を、インク流路113を挟んで隣接する一対の空間電極121間の間隔よりもやや広い幅として、インク流路113の個数に対応して形成される。
アクチュエータ基板102は、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板状に形成され、あらかじめ板厚方向(矢印P)に分極されている。該アクチュエータ基板102は、基板100の表面に共通配電線120と個別配電線122とに跨るように接合される。
【0029】
次に図5に示すように、ダイヤモンドブレード等による切削加工によりアクチュエータ基板102から、基板100に渡って、インク流路113および空間115となる複数のチャンネルが、隔壁117を隔てて複数形成される。このとき上述したように、空間115は、その内面に個別配電線122が露出し、共通配電線120には達しないように、切り込み深さ、およびアクチュエータ基板102の一側縁から切り込み長さを調整する。そして、インク流路113は、逆にその内面に共通配電線120が露出し、個別配電線122には達しないように切り込み深さ、およびアクチュエータ基板102の他側縁から切り込み長さを調整する。
【0030】
続いて図6に示すように、アクチュエータ基板102のチャンネル内面を含む上面および側面に無電解メッキ、蒸着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。このとき、アクチュエータ基板102の上面や基板100に金属化層が付着しないようにマスク処理等をしてもよい。
【0031】
続いて、図7に示すように、アクチュエータ基板102の上端面の前記金属化層を平面研削等により除去し、空間電極121間の絶縁部125は、YAGレーザー等の切削加工により、空間115の底面に沿って金属化層を溝状に除去して形成する。これにより、インク流路113内面の電極119は、該流路内に露出している共通配電線120と電気的に接続され、空間115内の電極121は、該空間内に露出している個別配電線122と電気的に接続される。
【0032】
最後に、図1に示すように、ノズルプレート132をノズル118およびマニホールド流路140がインク流路113に連通するように前記アクチュエータ基板102の上端面に接合する。また、制御回路160を配電線120、122および接続接点162と接続して基板100上に固定する。
【0033】
以上詳述したように、本実施例のインク噴射装置10では、アクチュエータ基板102よりも面積の大きな電気絶縁材料製の基板100上に予め形成しておいた配線パターンをインク流路および空間内の電極との接続に利用し、その後の制御回路やFPCとの電気的接続などの工程は、電子基板として一般的な酸化アルミニウムセラミックス(アルミナ)材料の表面にて行えるため、容易で、信頼性も高くなる。
【0034】
また、隔壁117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、ノズルを2次元的に配置することが可能になり、さらに1つの基板100にアクチュエータ基板102を複数配置することで、ノズルを複数列配置することも容易となる。
【0035】
なお、ノズル118をノズルプレート132に形成するのではなく、図3(c)に示すように、基板100を貫通してノズル118Bを形成することもできる。
【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面を参照して説明する。
【0037】
図9に示すように、インク噴射装置20は、基板200と、アクチュエータ基板202、204と、ノズルプレート232と、マニホールド部材234とで構成されている。
【0038】
前記実施の形態と同様に基板200は電気絶縁材料からなり、アクチュエータ基板202、204はそれぞれ圧電材料からなり、互いに接着して積層されている。アクチュエータ基板202、204は板厚方向において相互に反対方向(矢印P1、P2)に分極されている。各基板200、202、204にわたって、細長い溝形状のインク流路213と空間215が形成され、インク流路213と空間215は隔壁217を隔てて交互に複数配置されている。本実施の形態では、2個のインク流路213および空間215が、その延長方向に相互に一体に連通して形成され、2個のインク流路213の相互に遠い端部には、それぞれノズル218が連通している。つまり複数のインク流路213および空間215が2列一体に形成されている。
【0039】
インク流路213の内面には導電性の金属化層として流路内電極219が形成され、空間215の内面には空間電極221が形成されている。空間215表面の空間電極221は、流路長さ方向においてその中央部にて分離部226によって分離され、連続した2個のインク流路213にそれぞれ対応して独立している。このため、連続した2個のインク流路213は、それぞれノズル218から独立に噴射ができるようになっている。当然ながら、実際にプリンタ等の本体にインク噴射装置200を装着する際には、ノズル列をインク噴射装置200の走査方向に対して傾け、一方の列のノズルが他方の列のノズルの中間にインク液滴を噴射するように配置する。
【0040】
インク噴射装置20の平面図(ノズルプレート232を透視してある)である図10に示すように、基板200には、厚み方向に貫通するインク導入路235が形成されている。そして、このインク導入路235は、インク流路213には連通するが、空間215には連通しないようになっている。
【0041】
また、基板200上には、インク流路213および空間215の中央を横断するようにアクチュエータ基板202との界面に、共通配電線220が形成され、これに全てのインク流路213の内面の流路内電極219が電気的に接続されている。図11(a)に示すようにインク流路213は、中央付近において溝深さを深くすることで、該インク導入路235に連通しているとともに、共通配電線220がそのインク流路213の内面に露出しているため、上述したように該共通配電線220と流路内電極219とが電気的に接続されている。しかし、図11(b)に示すように空間215は、中央付近において溝深さを浅くすることで、インク導入路235には連通しないとともに、共通配電線220もその空間215の内面に露出しないため、上述したように共通配電線220と空間電極221とは接続されていない。
【0042】
また、同一の空間215内にて対向する空間電極221間は、溝状の絶縁部225により分離され電気的に絶縁されており、インク流路213を挟んで隣接する一対の空間電極221は、基板200表面上に形成された個別配電線222に電気的に接続されている。連続した2個の空間215の空間電極221は、その間に形成された分離部226により分離され、相互に絶縁されている。なお、空間電極221は、図11(b)に示すように、空間215の底壁によって共通配電線220と電気的には絶縁されている。個別配電線222は、基板200の両側縁に沿って延び、共通配電線220とともに基板100上に設けた制御回路260に接続されている。該制御回路260は、接続接点262に接続された図示しないFPCなどの配線材を介して外部の信号源、電源に接続されている。なお、共通配電線220と個別配電線222の端部に直接FPCなどの配線材を接続することもできる。
【0043】
ノズルプレート232は、インク流路213、空間215の上面を覆ってアクチュエータ基板204に接着され、インク流路213の一端に対応する位置にインク噴射用のノズル218を有する。マニホールド部材234は、基板200に下面に接着され、内部の通路をインク導入路235に連通している。マニホールド部材234内の通路は、開口236を介してインク供給源に接続される。
【0044】
次に図13を参照して、本実施の形態に係るインク噴射装置20の動作を説明する。噴射したいインク流路213の両側の空間電極221に電圧を印加し、かつ全ての流路内電極219を接地することによって、該インク流路213の両側の隔壁217がインク流路213の容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。この場合、隔壁217の上下各部の圧電材料がそれぞれ反対方向に分極されているから、隔壁217に発生した矢印E方向の電界により、上下各部の圧電材料がそれぞれ反対方向に圧電厚みすべり変形すなわち菱形に変形する。これにより、前記実施の形態と同様に、インク流路213が容積を増加し、その後、空間電極221に印加されている電圧を0(V)に戻すことで、ノズル218からインク液滴を噴射する。
【0045】
次に、本実施の形態に係るインク噴射装置20の製造方法について図面を参照して説明する。
【0046】
図14に示すように、基板200は、酸化アルミニウムセラミックス材料から板状に形成され、その表面に導電性の金属化層からなる共通配電線220が形成されている。そして、共通配電線220の形成された部分に、厚み方向に貫通するインク導入路235が形成されている。2枚のアクチュエータ基板202、204は、チタン酸ジルコン酸鉛系(PZT)のセラミックス材料からそれぞれ板状に形成され、それぞれ板厚方向(矢印P2、P1)に分極されている。共通配電線220にアクチュエータ基板202が重なるように、基板200、アクチュエータ基板202、204が積層して接着される。
【0047】
次に図15に示すように、ダイヤモンドブレード等による切削加工によりアクチュエータ基板202、204から、基板200に渡って、インク流路213および空間215となる複数のチャンネルが、隔壁217を隔てて形成される。このとき上述したように、空間215は、共通配電線220には達しないように溝深さを調整する。そして、インク流路213は、逆に共通配電線220を露出させインク導入路235を開口させるように溝深さを調整する。
【0048】
続いて図16に示すように、基板200の上部表面とアクチュエータ基板202、204のすべての表面に前記実施の形態と同様に導電性の金属化層(図中灰色部分)を形成する。これにより、インク流路213の内面の金属化層は、該流路内に露出している共通配電線220と電気的に接続する。
【0049】
続いて、図17に示すように、第2のアクチュエータ基板204の上部端面の金属化層を平面研削等により除去する。そして、図18に示すように、YAGレーザー等の切削加工により、空間215の底部に沿って金属化層を溝状に除去して絶縁部225を形成すると共に、基板200上において不必要な部分の金属化層を除去して個別配電線222、接続接点262を形成する。もちろん、共通配電線220も残しておく。さらに、空間電極221を空間215を長手方向の中央部にて、同様に金属化層を除去して分離部226を形成する。その後、制御回路260を、共通配電線220、個別配電線222、接続接点262に接続して、基板200上に配置する。
【0050】
最後に、図9に示したように、ノズルプレート232をノズル218がインク流路213に連通するようにアクチュエータ基板202の上端面に接合する。そして、マニホールド234を、マニホールド233が前記インク導入路235に連通するように基板200の下面に接合する。
【0051】
以上詳述したように、本実施の形態のインク噴射装置20では、アクチュエータ基板202、204よりも面積の大きな電気絶縁材料製の基板200上に予め形成しておいた配線パターンをインク流路の電極との接続に利用し、その後の制御回路やFPCとの電気的接続などの工程は、電子基板として一般的な酸化アルミニウムセラミックス(アルミナ)材料の表面にて行えるため、容易で、信頼性も高くなる。なお、個別配電線222は、前記実施の形態と同様に、基板200上にあらかじめ形成してもよい。
【0052】
また、隔壁117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、ノズルを2次元的に配置することが可能になり、さらに1つの基板200にアクチュエータ基板を複数配置することで、ノズル列をさらに多く配置することも容易となり、高密度の記録が容易となる。特に、本実施の形態では、2つのインク流路が連続して形成され、かつ独立して噴射可能であるので、1ノズル当たりの製造コストを低減できる。
【0053】
なお、本実施の形態では、金属化層を形成した後、不必要な部分を除去して電極、配電線を形成したが、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してもよい。また、基板200に貫通するインク導入路235を設けて、ノズルプレート232とマニホールド部材234を対向する面に接合したため、プリンタ等に搭載された際に、マニホールド部材に接続されるインクカートリッジが、インクの噴射の妨げになることがない。
【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分解して示す斜視図である。
【図2】 図1の基板およびアクチュエータ基板の平面図である。
【図3】 (a)は図2のX−X線断面図である。
(b)は図2のY−Y線断面図である。
(c)は図2のZ−Z線断面図である。
【図4】 本発明の一実施の形態のインク噴射装置の製造工程を示す図である。
【図5】 本発明の一実施の形態のインク噴射装置の製造工程を示す図である。
【図6】 本発明の一実施の形態のインク噴射装置の製造工程を示す図である。
【図7】 本発明の一実施の形態のインク噴射装置の製造工程を示す図である。
【図8】 図1の基板およびアクチュエータ基板の一部拡大斜視図である。
【図9】 本発明の別の実施の形態のインク噴射装置を分解して示す斜視図である。
【図10】 図9の基板およびアクチュエータ基板の平面図である。
【図11】 (a)は図10のX2−X2線断面図である。
(b)は図10のY2−Y2線断面図である。
【図12】 図10のZ2−Z2線断面図である。
【図13】 図10のZ3−Z3線断面図である。
【図14】 本発明の別の実施の形態のインク噴射装置の製造工程を示す図である。
【図15】 本発明の別の実施の形態のインク噴射装置の製造工程を示す図である。
【図16】 本発明の別の実施の形態のインク噴射装置の製造工程を示す図である。
【図17】 本発明の別の実施の形態のインク噴射装置の製造工程を示す図である。
【図18】 本発明の別の実施の形態のインク噴射装置の製造工程を示す図である。
【図19】 制御回路の内部構成を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
10、20 インク噴射装置
100、200 基板(第2の基板)
102、202、204 アクチュエータ基板(第1の基板)
118、218 ノズル
113、213 インク流路
115、215 空間
117、217 隔壁
119、219 流路内電極
121、221 空間電極
120、220 共通配電線
122、222 個別配電線
160、260 制御回路
Claims (10)
- 少なくとも一部を分極された圧電材料で構成した複数の隔壁間に複数のチャンネルを、積層した第1の基板と第2の基板とに形成したインク噴射装置の製造方法において、
前記第2の基板の上面に、前記第1の基板が接合される範囲からその外に渡って延びる共通配電線および複数の個別配電線をそれぞれ形成する第1の工程と、
その共通配電線および個別配電線が形成された前記第2の基板の上面に前記第1の基板を、前記共通配電線と個別配電線とに跨ってかつそれらの一部に重ねて接合する第2の工程と、
その接合された状態の前記第1の基板および第2の基板に渡り、前記チャンネル間の隔壁を残して前記チャンネルとなる複数の溝を形成する工程であって、前記チャンネルの列方向に前記共通配電線と個別配電線とを交互に前記チャンネルの内面に露出させて前記各溝を形成する第3の工程と、
前記隔壁の側面に、前記駆動電極となる導電層を、前記露出した共通配電線及び個別配電線とそれぞれ接続させて形成する第4の工程と、
前記第 1 の基板の前記第2の基板とは反対側における前記チャンネルの開放面を覆ってプレートを接合する第5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。 - 前記第2の基板において前記第1の基板が接合する側の面は、前記第1の基板よりも面積が大きく形成され、前記第3の工程は、前記第1の基板よりも外に位置する前記第2の基板上面に対して凹状に前記溝を形成することを特徴とする請求項1記載のインク噴射装置の製造方法。
- 前記チャンネルは、交互に配置された前記インク流路と空間とを含み、
前記第4の工程は、前記インク流路と空間の内面を含む前記第1の基板上に前記導電層を形成し、前記空間の底面に沿って前記導電層を溝状に除去する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の製造方法。 - 前記共通配電線は、前記第1の基板の一方の端に一部を重ねる位置から、前記個別配電線は、前記第1の基板の他方の端に一部を重ねる位置からそれぞれ前記第1の基板の外方へ延びるように前記第2の基板上面に形成され、
前記溝は、前記複数のチャンネルのなす列の方向において前記共通配電線と個別配電線とが交互に前記チャンネル内面に露出するように、前記第1の基板の端からの切り込み長さを設定して形成され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の製造方法。 - 少なくとも一部を分極された圧電材料で構成した複数の隔壁間に複数のチャンネルを、積層した第1の基板と第2の基板とに形成したインク噴射装置の製造方法において、
前記第2の基板の上面に、前記複数のチャンネルのなす列方向に延びかつ前記第1の基板が接合される範囲からその外に渡って延びる共通配電線を形成する第1の工程と、
その共通配電線が形成された前記第2の基板の上面に前記第1の基板を、前記共通配電線の一部に重ねて接合する第2の工程と、
その接合された状態の前記第1の基板および第2の基板に渡り、前記チャンネル間の隔壁を残して前記チャンネルとなる複数の溝を形成する工程であって、前記チャンネルの列方向において1つおきの前記チャンネルの内面に前記共通配電線を露出させて前記各溝を形成する第3の工程と、
前記各隔壁の側面に、前記駆動電極となる導電層を形成する工程であって、前記1つおきのチャンネルについては前記駆動電極が前記露出した共通配電線と接続するように前記導電層を形成する第4の工程と、
前記チャンネルの列方向において前記1つおきのチャンネルに対し残りの前記チャンネルの内面に形成された前記駆動電極とそれぞれ接続して複数の個別配電線を前記第2の基板上に形成する第5の工程と、
前記第 1 の基板の前記第2の基板とは反対側における前記チャンネルの開放面を覆ってプレートを接合する第6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。 - 前記第1の基板は、積層された2つの基板からなり、
前記第3の工程は、前記2つの基板からなる第1の基板および第2の基板に渡って溝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。 - 前記チャンネルは、交互に配置された前記インク流路と空間とを含み、
前記第3の工程は、前記インク流路となる溝を、その内面に前記共通配電線が露出する深さに形成し、前記空間となる溝を、前記共通配電線に達しない深さに形成することを特徴とする請求項5または6記載のインク噴射装置の製造方法。 - 前記チャンネルは、交互に配置された前記インク流路と空間とを含み、
前記第4の工程は、前記インク流路と空間の内面を含む前記第1の基板および第2の基板上に前記導電層を形成し、前記空間の底面に沿って前記導電層を溝状に除去するとともに前記第2の基板上において前記個別配電線を残して不要な前記導電層を除去することを特徴とする請求項5から7のいずれかに記載のインク噴射装置の製造方法。 - 前記第2の基板において前記第1の基板が接合する側の面は、前記第1の基板よりも面積が大きく、
前記第1の工程は、前記共通配電線を前記第1の基板よりも側方に露出して形成することを特徴とする請求項5から8のいずれかに記載のインク噴射装置の製造方法。 - 前記第2の基板上に、前記共通配電線および個別配電線と接続して制御回路を固定する工程をさらに有することを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のインク噴射装置の製造方法。
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