JPH11115188A - インクジェットヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非噴射チャンネル１１の電極を引き出すため
の縦溝を不要にすることによって、アクチュエータ基板
の剛性を高めると共に、非噴射チャンネル用溝１５の欠
けを防止し、同電極を容易に外部に引き出す。 【解決手段】 アクチュエータ基板１は、その一端に隔
壁２０と連続して形成され、且つ非噴射チャンネル１１
の一端を閉塞する立ち上がり部１５ａを有し、隔壁２０
および立ち上がり部１５ａをその高さ方向に積層した第
１圧電部材２ａおよび第２圧電部材２ｂにより構成する
と共に、その複数の第１圧電部材２ａおよび第２圧電部
材２ｂ間に、一端を両側面の電極２２に接続し且つ他端
を隔壁２０および立ち上がり部１５ａの他端面に露出し
た導電性のあるコンタクト層５を埋設した構成にされて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、噴射チャンネル内
のインクに圧力を作用させることによりインクをノズル
から噴射させるインクジェットヘッドおよびその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、用紙に文字
や図形を印字するように、インク滴を噴射する多数のノ
ズルを有したインクジェットヘッドを有している。イン
クジェットヘッドは、通常、インクを噴射するようにノ
ズルに連通された噴射チャンネルと、インクを噴射しな
い非噴射チャンネルとを交互に備え、両チャンネル間の
隔壁を駆動電界により屈曲させて噴射チャンネルの容積
を変化させることによって、インク噴射を行うように構
成されている。

【０００３】従来、このようなインクジェットヘッドを
製造する場合には、先ず、図１１に示すように、圧電材
料からなるアクチュエータ基板１０１の上面にインク噴
射チャンネルとなる溝１０２を両端面にかけて形成する
と共に、非噴射チャンネルとなる溝１０３を一端面から
他端側の近傍まで形成する。そして、これらインク溝１
０２・１０３を交互に平行に形成した後、溝１０３の一
端部をダイシング加工により厚さ方向に切除して縦溝１
０４を形成する。この後、両溝１０２・１０３内も含め
たアクチュエータ基板の全表面に導電層を成膜する。そ
して、アクチュエータ基板１０１の一端面１０１ｂおよ
び上面１０１ａの導電層を除去して、両溝１０２・１０
３内面の導電層をそれぞれ独立させる。さらに非噴射チ
ャンネル用の溝１０３の底から縦溝１０４にかけて導電
層を線状に除去する分割溝１１１を形成することによっ
て、その溝１０３内の両側面の導電層をそれぞれ独立し
た電極とするとともに、アクチュエータ基板の裏面に、
その電極にそれぞれ独立して接続した電極パターン１０
９を形成する。噴射チャンネル用の溝１０２の内面の電
極は、アクチュエータ基板１０１の他端面１０１ｃの導
電層を介して電極パターン１０９の周囲の電極パターン
１１０に接続している。

【０００４】次に、アクチュエータ基板１０１の一端面
１０１ｂ、他端面１０１ｃおよび上面１０１ａにノズル
プレート１０５、マニホールド部材１０６およびプレー
ト部材１０７をそれぞれ接合し、さらに、図１２に示す
ように、アクチュエータ基板１０１の裏面に形成された
電極パターン１０９・１０１にフレキシブルプリント基
板１０８を接合して、インクジェットヘッドとする。溝
１０２の電極を接地し、その溝１０２の両側の溝１０３
の電極に駆動電圧を印加することで、溝１０２内のイン
クを噴射することができる。このように、非噴射チャン
ネル用の溝１０３の後端部が閉塞され、しかも両溝１０
２・１０３の電極を独立させなければならないため、溝
１０２の電極を他端部１０１ｃを介して、また溝１０３
の電極を縦溝１０４を介してそれぞれ導出させる構成を
とっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の製造方法により製造されたインクジェットヘッド
は、アクチュエータ基板１０１の裏面に形成された電極
パターン１０９と非噴射チャンネル用の溝１０３内の電
極とを接続するために、アクチュエータ基板１０１の一
部を切り欠いた縦溝１０４を形成しなければならず、ア
クチュエータ基板１０１の剛性が低下して破損し易いと
いう問題がある。さらには、アクチュエータ基板１０１
をダイシング加工して縦溝１０４を形成する際に、ダミ
ーインク溝１０３の一端部が欠けることによって、圧力
リークになったり、電気的に断線やショートを起こした
りして所定の噴射性能が得られないことがあるという問
題もある。

【０００６】そこで、本発明は、縦溝を不要にすること
によって、アクチュエータ基板の剛性を高めることがで
きると共に、非噴射チャンネル用の溝の一端部が欠ける
という不具合を防止することができるインクジェットヘ
ッドおよびその製造方法を提供しようとするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、インクを噴射する複数の噴射チ
ャンネルと、その噴射チャンネルの両側に設けられイン
クを噴射しない複数の非噴射チャンネルとが、分極され
た圧電材料で少なくとも一部が構成された隔壁によっ
て、相互に隔てて形成されたアクチュエータ基板と、前
記隔壁の両側面に形成された電極とを備え、その両電極
をとおして前記隔壁に電圧を印加することにより、前記
隔壁を変形させ前記噴射チャンネル内のインクに圧力を
与えてそのインクを噴射するインクジェットヘッドにお
いて、前記アクチュエータ基板は、その一端に前記隔壁
と連続して形成され、且つ前記非噴射チャンネルの一端
を閉塞する立ち上がり部を有し、前記隔壁および立ち上
がり部をその高さ方向に積層した複数の材料により構成
すると共に、その複数の材料間に、一端を前記両側面の
電極のうち一方に接続し且つ他端を前記隔壁および立ち
上がり部の端面に露出した導電性のあるコンタクト層を
埋設したことを特徴としている。

【０００８】これにより、隔壁および立ち上がり部を構
成する複数の積層材料間に、一端を前記両側面の電極の
うち一方に接続し且つ他端を前記隔壁および立ち上がり
部の端面に露出したコンタクト層を埋設するので、従来
のように縦溝を形成する必要がなく、アクチュエータ基
板の剛性を高めることができると共に、チャンネルの端
部が欠けるという不具合を生じることもなくなる。ま
た、隔壁および立ち上がり部をその高さ方向に積層した
複数の材料により構成することで、コンタクト層の端部
を隔壁および立ち上がり部の端面に露出させることが容
易にでき、従来のように一端が閉塞された非噴射チャン
ネルの他端から電極を引き出すことなく、駆動回路と信
頼性の高い接続を行うことができる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１記載のインク
ジェットヘッドであって、前記隔壁および立ち上がり部
を構成する複数の材料は、それぞれ相互に反対方向に分
極された圧電材料であることを特徴としている。

【００１０】これにより、電圧を印加することにより、
隔壁を構成する複数の材料は相互に反対方向に変形し、
噴射チャンネルに対して大きな容積変化を与え、効率よ
くインクを噴射することができる。その複数の材料の積
層を利用してコンタクト層を配置できるから、小型で且
つ安価に製作することができる。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１または２記載
のインクジェットヘッドであって、前記アクチュエータ
基板は、前記各隔壁および立ち上がり部の端面に導電層
を有し、その導電層は、前記コンタクト層の他端と、前
記両側面の電極のうち他方のものとにそれぞれ接続され
ると共に、そのコンタクト層の他端に接続された導電層
と、前記両側面の電極のうち他方のものに接続された導
電層とは、独立していることを特徴としている。

【００１２】これにより、隔壁の一方の側面の電極は、
コンタクト層を介して端面の導電層に、隔壁の他方の側
面の電極は、前記導電層とは独立した導電層にそれぞれ
接続しているから、駆動回路と容易に且つ信頼性の高い
接続を行うことができる。

【００１３】請求項４の発明は、インクを噴射する複数
の噴射チャンネルと、その噴射チャンネルの両側に設け
られインクを噴射しない複数の非噴射チャンネルとを、
分極された圧電材料で少なくとも一部が構成された隔壁
によって、相互に隔てて形成したアクチュエータ基板
と、前記隔壁の両側面に形成された電極とを備え、前記
アクチュエータ基板は、その一端に前記隔壁と連続して
形成され、且つ前記非噴射チャンネルの一端を閉塞する
立ち上がり部を有し、前記両電極をとおして前記隔壁に
電圧を印加することにより、前記隔壁を変形させ前記噴
射チャンネル内のインクに圧力を与えてそのインクを噴
射するインクジェットヘッドの製造方法において、前記
アクチュエータ基板を構成する複数の材料を、その間に
導電性のあるコンタクト層を介在して積層する工程と、
前記アクチュエータ基板に、その複数の材料にわたっ
て、前記噴射チャンネルおよび非噴射チャンネルとなる
溝を、その一方の溝は前記コンタクト層と離れた位置
に、他方の溝は前記コンタクト層がその溝内に露出する
位置にそれぞれ加工する工程と、前記噴射チャンネルお
よび非噴射チャンネルとなる溝の内面に電極を形成する
工程とを有することを特徴としている。これにより、非
噴射チャンネルとなる溝の内面の電極にのみコンタクト
層が接触した構成のアクチュエータ基板を容易に作成す
ることができ、また、従来のように縦溝を用いることな
く、その溝の電極をコンタクト層を介して導出させるこ
とができるので、アクチュエータ基板の剛性が低下し、
わずかの外力で基板が割れたり、チャンネルの端部が欠
けたりするということもなくアクチュエータ基板を作成
することができる。

【００１４】請求項５の発明は、請求項４に記載のイン
クジェットヘッドの製造方法であって、前記電極を形成
する工程は、前記隔壁および立ち上がり部の上端を含め
全溝にわたって導電層を形成した後、前記隔壁および立
ち上がり部の上端の導電層を除去して、各溝毎の導電層
をそれぞれ独立した電極とし、さらに前記他方の溝内で
対向する両電極を、その溝内の両側に露出する前記コン
タクト層にそれぞれ独立して接続するように、その溝底
に沿って相互に分離することを特徴としている。これに
より、噴射チャンネル内の電極と非噴射チャンネル内の
電極とが独立し、しかも非噴射チャンネル内の両側面の
電極は、それに隣接する噴射チャンネル毎に独立すると
ともに、それぞれコンタクト層に接続して容易に形成す
ることができる。

【００１５】請求項６の発明は、請求項５に記載のイン
クジェットヘッドの製造方法であって、さらに、前記隔
壁および立ち上がり部の非噴射チャンネルと反対側端面
に、前記一方の溝の内面に形成された電極と、他方の溝
の内面に形成された電極に接続した前記コンタクト層と
にそれぞれ接続した導電層を形成する工程と、その導電
層を、前記一方の溝の内面に形成された電極に接続した
部分と、前記コンタクト層に接続した部分とに分離する
工程とを有することを特徴としている。これにより、ア
クチュエータ基板の端面において、噴射チャンネルの電
極を、および非噴射チャンネルの電極をコンタクト層を
介してそれぞれ導電層に接続し、かつそれを相互に独立
して容易に形成することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１ないし
図１０に基づいて以下に説明する。本実施の形態に係る
インクジェットヘッドは、図８に示すように、一対のア
クチュエータ基板１・１と、これらアクチュエータ基板
１・１同士を接合するプレート部材４とを有している。
各アクチュエータ基板１は、図２に示すように、チタン
酸ジルコン酸鉛系（ＰＺＴ）のセラミックス材料からな
る第１圧電部材２ａと第２圧電部材２ｂとを積層して有
しており、各圧電部材２ａ・２ｂの圧電材料は、相互に
反対方向（それぞれアクチュエータ基板１の厚さ方向）
に分極処理されている。尚、両材料２ａ・２ｂのうち一
方のみが分極された圧電材料であっても差し支えなく、
また、３層以上の圧電材料が積層されたものであっても
差し支えない。尚、上記の圧電材料には、チタン酸鉛系
（ＰＴ）のセラミックス材料を用いることもできる。

【００１７】また、第１圧電部材２ａおよび第２圧電部
材２ｂの間には、中間部材３が設けられている。中間部
材３は、導電性を有した複数のコンタクト層５と、中間
部材３を一定の厚みに設定するようにコンタクト層５の
周囲に充填された充填部材８とからなっている。充填部
材８は、接着剤で構成される。コンタクト層５は、図２
に示すように、後述の非噴射チャンネルとなる溝１５に
対応した配設ピッチで平行配置されており、その溝１５
の溝幅よりも大きな幅で第１圧電部材２ａの両端面にわ
たって形成されている。さらに、コンタクト層５の他端
部には、コンタクト層５を他端面において２分岐させる
ように切欠部５ａが形成されている。

【００１８】上記のように構成されたアクチュエータ基
板１の上面には、図１に示すように、ダイヤモンドブレ
ード等により各層２ｂ・３・２ａにわたってダイシング
加工された複数の噴射チャンネルとなる溝１４および非
噴射チャンネルとなる溝１５が形成されている。

【００１９】上記の噴射チャンネル用溝１４は、壁面に
コンタクト層５が露出しないようにコンタクト層５・５
間に位置されており、アクチュエータ基板１の一端（図
中左端）から他端（図中右端）にかけて第１及び第２の
圧電部材２ａ，２ｂにわたる深度で形成されている。一
方、非噴射チャンネル用溝１５は、壁面にコンタクト層
５が露出するようにコンタクト層５の中心部に位置され
ており、アクチュエータ基板１の一端から他端側の近傍
まで第１及び第２の圧電部材２ａ，２ｂにわたる深度で
形成され、その後端において、図２の切欠部５ａよりも
他端側において立ち上げられた立ち上がり部１５ａによ
り閉塞されている。そして、このように形成された噴射
チャンネル用溝１４および非噴射チャンネル用溝１５
は、各層２ｂ・３・２ａからなる隔壁２０を介して交互
に平行に配列された状態になっている。隔壁２０は、相
互に反対方向に分極された第１圧電部材２ａおよび第２
圧電部材２ｂにより構成されている。立ち上がり部１５
ａは、隔壁２０と一体に連続しかつ上面１ａを相互に面
一となるように形成されている。

【００２０】上記のアクチュエータ基板１における両溝
１４・１５、他端面１ｃ、および裏面１ｄ等には、Ｎｉ
等の導電層１６が蒸着やメッキにより形成されている。
尚、アクチュエータ基板１の一端面１ｂおよび上面１ａ
は、面状に研削することにより導電層１６が除去され、
各溝１４・１５の内面の導電層をそれぞれ独立させてい
る。そして、図３（ａ）・（ｂ）にも示すように、非噴
射チャンネル用溝１５の底面における中心部には、導電
層を線状に除去する第１分割溝４４ａがアクチュエータ
基板１の一端から他端側上面１ａの導電層のない面にか
けて形成されており、第１分割溝４４ａは、非噴射チャ
ンネル用溝１５内の導電層１６を２分割することによっ
て、隔壁２０の側面に電極２２・２２を形成させるよう
になっている。

【００２１】また、アクチュエータ基板１の他端面１ｃ
には、図１，７に示すように、コンタクト層５の切欠部
５ａ内と、コンタクト層５および噴射チャンネル用溝１
４間とに、他端面１ｃの導電層を線状に除去する第２分
割溝４４ｂが上面から裏面にかけて形成されている。ま
た、アクチュエータ基板１の裏面１ｄには、図７に示す
ように、裏面１ｄの導電層を線状に除去する第３分割溝
４４ｃが第２分割溝４４ｂに接続されて非噴射チャンネ
ル用溝１５の溝方向に沿って形成されていると共に、第
３分割溝４４ｃに直交する第４分割溝４４ｄが隣接する
噴射チャンネル用溝１４・１４間毎に裏面１ｄの導電層
を破線状に除去して形成されている。

【００２２】上記の各分割溝４４ａ〜４４ｄは、アクチ
ュエータ基板１の裏面に複数の駆動電極４３を平行に形
成させているとともに、各駆動電極４３は、アクチュエ
ータ基板１の他端面１ｃにおいてコンタクト層５と接触
した導電層と一体に連続することによって、非噴射チャ
ンネル用溝１５の一方の壁面の電極２２（導電層）に電
気的に接続された状態にされている。また、第４分割溝
４４ｄと第３分割溝４４ｃとに囲まれた駆動電極４３の
外周には、共通接地電極４６が形成されており、その共
通接地電極４６は、アクチュエータ基板１の他端面の導
電層１６を介して噴射チャンネル用溝１４に面した隔壁
２０の電極２３に接続されている。そして、隔壁２０の
両側面に形成された一対の電極２３・２２は、隔壁２０
の内部に裏面方向に対して直角方向の電界を生成させる
ことによって、分極処理された隔壁２０を屈曲させるよ
うになっている。例えば、図６に破線で示すように、隔
壁２０の上下の圧電部材２ａ・２ｂが相互に反対方向に
分極されていることで、上下の部材がそれぞれ反対方向
に菱形に変形しかつ対向する隔壁において対称に変形
し、噴射チャンネルに大きな容積変化を与えることがで
きる。

【００２３】また、図８に示すように、駆動電極４３が
形成されたアクチュエータ基板１の裏面には、配線部材
すなわちフレキシブルプリント基板３２が接続されるよ
うになっている。フレキシブルプリント基板３２には、
駆動電極４３および共通接地電極４６に対応して基板側
駆動電極６４および基板側接地電極６７が形成されてい
る。基板側駆動電極６４は、図示しない駆動回路に接続
されており、印字データに基づいて駆動制御部から出力
された駆動電圧を駆動電極４３を介して各電極２２に印
加するようになっている。

【００２４】上記のように構成された一対のアクチュエ
ータ基板１・１は、一方のアクチュエータ基板１の噴射
チャンネル用溝１４と他方のアクチュエータ基板１の非
噴射チャンネル用溝１５とが対向するように、セラミッ
クス材料や樹脂材料からなる平板状のプレート部材４を
介して接合されている。プレート部材４は、一方面およ
び他方面が各アクチュエータ基板１の上面にエポキシ系
の接着剤により液密状態に接合されている。これによ
り、アクチュエータ基板１の噴射チャンネル用溝１４
は、プレート部材４で覆われることによって、先端およ
び後端を開口したインク流路となる噴射チャンネル１０
を形成するようになっている。また、非噴射チャンネル
用溝１５は、プレート部材４で覆われることによって、
先端を開口する一方、後端部をアクチュエータ基板１の
一方面とプレート部材４との当接により封止された非噴
射チャンネル１１を形成するようになっている。

【００２５】上記の噴射チャンネル１０および非噴射チ
ャンネル１１を備えたアクチュエータ基板１およびプレ
ート部材４の一端面には、ノズルプレート６が上述のエ
ポキシ系の接着剤を用いて接合されている。ノズルプレ
ート６には、噴射チャンネル１０からインク滴を噴射さ
せるように、噴射チャンネル１０に対応してノズル３０
が形成されている。尚、ノズルプレート６は、ポリアル
キレンや（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り形成されている。

【００２６】一方、アクチュエータ基板１およびプレー
ト部材４の他端面には、マニホールド部材７が接合され
ている。マニホールド部材７の中心部には、インク供給
口３１が形成されており、図示しないインクタンクから
インクが供給されるようになっている。そして、マニホ
ールド部材７は、全噴射チャンネル１０に連通したイン
ク供給路を形成している。

【００２７】また、上述の分割溝４４ａ〜４４ｃは、例
えばＹＡＧレーザ光等のレーザ加工装置においてレーザ
光を照射して導電層１６を除去することにより形成され
ている。レーザ加工装置は、図７に示すように、レーザ
光８２を出射するレーザ発振器８１と、レーザ光８２を
反射してＸ軸方向に走査する反射鏡８３を備えたＸ軸用
ガルバノメータ８４と、レーザ光８２を反射してＹ軸方
向に走査する反射鏡８５を備えたＹ軸用ガルバノメータ
８６と、レーザ光８２を集光する集光レンズ８７とを有
している。

【００２８】上記の構成において、インクジェットヘッ
ドの製造方法について説明する。先ず、図２に示すよう
に、２種類の厚みを有したチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺ
Ｔ）からなる平板を帯状にスライス加工することによっ
て、アクチュエータ基板１の各チャンネル方向の幅を有
した第１圧電部材２ａと第２圧電部材２ｂとを形成す
る。次に、第２圧電部材２ｂの上面に一端から他端にか
けて連続した導電材料からなるコンタクト層５をリソグ
ラフィや印刷により所定ピッチで形成した後、これらの
コンタクト層５を埋設するように、電気絶縁性を有した
エポキシ樹脂等の充填部材８を介在して第１圧電部材２
ａと第２圧電部材２ｂを接合することによって、アクチ
ュエータ基板１を形成する。

【００２９】次に、上記のようにして形成されたアクチ
ュエータ基板１をダイシング加工装置に装着する。尚、
ダイシング加工装置は、複数のダイヤモンドブレードを
備えており、ダイヤモンドブレードは、コンタクト層５
の切欠部５ａよりも広く、コンタクト層５よりも狭いブ
レード幅を有している。そして、ダイシング加工装置へ
の装着が完了すると、図３および図４に示すように、各
ダイヤモンドブレードが各コンタクト層５の中心部にそ
れぞれ位置するようにブレード間のピッチを設定すると
共に、ブレードの下端が第１圧電部材２ａの所定位置と
なるように上下方向の位置決めを行った後、ダイヤモン
ドブレードをアクチュエータ基板１の一端側から他端側
にかけて進行させることによって、圧電部材２ａ・２ｂ
とともにコンタクト層５を切削し、両側面にコンタクト
層５が露出した非噴射チャンネル用溝１５をアクチュエ
ータ基板１の上面に形成する。この溝１５は、アクチュ
エータ基板１の他端面１ｃに達することなく立ち上がり
部１５ａを残して形成されるが、コンタクト層５の切り
欠き５ａが立ち上がり部１５ａよりも長いことによっ
て、コンタクト層５は、溝１５の左右に完全に分断され
る。

【００３０】この後、同様にして、コンタクト層５・５
間の中心部に噴射チャンネル用溝１４をアクチュエータ
基板１の一端から他端に貫通した状態で形成する。この
溝１４には、コンタクト層５が露出することなく充填部
材８のみが露出する。噴射チャンネル用溝１４と非噴射
チャンネル用溝１５とは、どちらを先に形成してもよ
い。

【００３１】次に、図５に示すように、アクチュエータ
基板１の各溝１４・１５を含む全表面にＮｉ等の導電層
１６を蒸着やメッキにより形成した後、図６に示すよう
に、アクチュエータ基板１の上面１ａを面状に研削し、
上面から導電層１６を除去することによって、噴射チャ
ンネル用溝１４および各非噴射チャンネル用溝１５の各
壁面の導電層１６からなる電極２２・２３を平面におい
て分離させる。次に、アクチュエータ基板１を図７のレ
ーザ加工装置に装着し、各非噴射チャンネル用溝１５の
底面に第１分割溝４４ａを形成することによって、非噴
射チャンネル用溝１５の内面の電極２２を各側面ごとに
分割する。

【００３２】この後、上述の第１分割溝４４ａを形成し
た場合と同様にレーザ加工装置に装着し、アクチュエー
タ基板１・１の他端面および裏面に第２〜第４分割溝４
４ｂ〜４４ｄを形成する。即ち、例えばアクチュエータ
基板１の裏面側を電極分割加工する場合には、レーザ発
振器８１から出射されたレーザ光８２を集光レンズ８７
によりアクチュエータ基板１の裏面に集光させ、Ｘ軸用
およびＹ軸用ガルバノメータ８４・８６を駆動してＸ軸
方向およびＹ軸方向に走査して第３分割溝４４ｃおよび
第４分割溝４４ｄを形成する。

【００３３】上記の加工による第１〜第４分割溝４４ａ
〜４４ｄの形成、およびアクチュエータの上面１ａ、一
端面１ｂの研削（一端面１ｂの研削については後述す
る）によって、図８に示すように、非噴射チャンネル用
溝１５の導電層１６が、対向する側面において、それぞ
れ独立した２つの電極２２として形成されると共に、噴
射チャンネル用溝１４内には１つの電極２３が形成され
る。そして、アクチュエータ基板１の裏面の導電層が、
各電極２２にコンタクト層５を介して接続した駆動電極
４３、および電極２３に接続した接地電極４６として形
成される。続いて、これらの電極２２・２３・４３・４
６に金メッキを施した後、インクから電極２２・２３・
４３・４６を保護するように保護膜をＣＶＤ法等により
形成する。

【００３４】そして、図７に示すように、一対のアクチ
ュエータ基板１・１を用意し、両アクチュエータ基板１
の噴射チャンネル用溝１４と非噴射チャンネル用溝１５
とが対向するように、各アクチュエータ基板１・１の上
面をプレート部材４の一方面および他方面にそれぞれ接
合する。尚、第２〜第４分割溝４４ｂ〜４４ｄを形成す
る分割加工は、アクチュエータ基板１にプレート部材４
を接合する前において、第１分割溝４４ａを形成した直
後に行っても良い。

【００３５】次いで、アクチュエータ基板１・１および
プレート部材４の一端面を研削して面一状にするととも
に、アクチュエータ基板１・１の一端面１ｂの導電層１
６を除去する。噴射チャンネル１０とノズル３０とが対
応するように、一端面にノズルプレート６を接合すると
共に、他端面にマニホールド部材７を接合する。この
後、フレキシブルプリント基板３２の電極６４・６７と
アクチュエータ基板１の電極４３・４６とが一致するよ
うに、アクチュエータ基板１にフレキシブルプリント基
板３２を当接した後、半田付けすることによって、イン
クジェットヘッドとして組み立てる。尚、フレキシブル
プリント基板３２の電極６８・６７には、加熱により溶
融されるように、予め半田層が形成されている。

【００３６】尚、上記実施形態においては、図２に示す
ように、アクチュエータ基板１のチャンネル方向の長さ
の幅を有した第１圧電部材２ａと第２圧電部材２ｂを用
い、また、コンタクト層５をチャンネル方向の長さいっ
ぱいに配置しているが、これに限定されることはない。

【００３７】即ち、図９に示すように、アクチュエータ
基板１の２列分の幅を有した第１圧電部材９０ａおよび
第２圧電部材９０ｂを形成し、第２圧電部材９０ｂの上
面における幅方向の一端部および他端部にのみコンタク
ト層９１をそれぞれ形成する。このコンタクト層９１
は、コンタクト層９１の端面と第１圧電部材９０ａの端
面とを一致させながら、非噴射チャンネル用溝９３の両
側でかつ立ち上がり部９７に対応する位置に配置する。
その後図示しない充填部材を第１圧電部材９０ａと第２
圧電部材９０ｂとの間に介装して両者を接合することに
よって、２個分の幅を有するアクチュエータ基板１の集
合体を形成する。

【００３８】次に、上記のようにして形成されたアクチ
ュエータ基板１の集合体をダイシング加工装置に装着
し、コンタクト層９１・９１間の位置にアクチュエータ
基板１の両端にかけて切削した噴射チャンネル用溝９２
を形成すると共に、コンタクト層９１・９１の位置に両
端部（即ち立ち上がり部９７）を残して切削した非噴射
チャンネル用溝９３を形成する。噴射チャンネル用溝９
２はその内面にコンタクト層９１が露出することはな
く、非噴射チャンネル用溝９３は、コンタクト層９１・
９１の一部を切削してその内面にコンタクト層を露出さ
せている。この後、アクチュエータ基板１の各溝９２・
９３を含む表面にＮｉ等の導電層を形成した後、アクチ
ュエータ基板１の上面を面状に研削することにより、噴
射チャンネル用溝９２、および非噴射チャンネル用溝９
３の内面に電極９５・９６をそれぞれ形成する。そし
て、アクチュエータ基板１を図７のレーザ加工装置に装
着し、非噴射チャンネル用溝９３の底面に第１分割溝９
４を形成することによって、非噴射チャンネル用溝９３
の電極９５を各側面ごとに分割する。

【００３９】次に、圧電部材９０ａ・９０ｂの両端面お
よび裏面に、上記実施の形態と同様に、第２〜第４の分
割溝を形成した後、圧電部材９０ａ・９０ｂを幅方向の
中心線Ｃに沿って２つに分離することにより、個々のア
クチュエータ基板１に分割する。そして、図８に示すよ
うに、２個のアクチュエータ基板１・１を、プレート部
材を介して接合した後、噴射チャンネル１０とノズル３
０とが対応するように、一端面にノズルプレート６を、
他端面にマニホールド部材７を接合する。この後、フレ
キシブルプリント基板３２の電極６４・６７とアクチュ
エータ基板１の電極４３・４６とが一致するように、ア
クチュエータ基板１にフレキシブルプリント基板３２を
半田付けする。この場合、噴射チャンネル用溝９２と非
噴射チャンネル用溝９３の幅および深さが一致するなら
ば、図１０において、両溝を同一線上に形成して、中心
線Ｃで分割後、プレート部材を介してそのまま向かい合
わせて接合することができる。

【００４０】

【発明の効果】請求項１の発明は、インクを噴射する複
数の噴射チャンネルと、その噴射チャンネルの両側に設
けられインクを噴射しない複数の非噴射チャンネルと
が、分極された圧電材料で少なくとも一部が構成された
隔壁によって、相互に隔てて形成されたアクチュエータ
基板と、前記隔壁の両側面に形成された電極とを備え、
その両電極をとおして前記隔壁に電圧を印加することに
より、前記隔壁を変形させ前記噴射チャンネル内のイン
クに圧力を与えてそのインクを噴射するインクジェット
ヘッドにおいて、前記アクチュエータ基板は、その一端
に前記隔壁と連続して形成され、且つ前記非噴射チャン
ネルの一端を閉塞する立ち上がり部を有し、前記隔壁お
よび立ち上がり部をその高さ方向に積層した複数の材料
により構成すると共に、その複数の材料間に、一端を前
記両側面の電極のうち一方に接続し且つ他端を前記隔壁
および立ち上がり部の端面に露出した導電性のあるコン
タクト層を埋設した構成である。

【００４１】これにより、隔壁および立ち上がり部を構
成する複数の積層材料間に、一端を前記両側面の電極の
うち一方に接続し且つ他端を前記隔壁および立ち上がり
部の端面に露出したコンタクト層を埋設するので、従来
のように縦溝を形成する必要がなく、アクチュエータ基
板の剛性を高め、基板の割れ等を防ぐことができると共
に、縦溝のための微細加工がないのでチャンネルの端部
が欠け易いという不具合を生じることもなくなる。ま
た、隔壁および立ち上がり部をその高さ方向に積層した
複数の材料により構成することで、コンタクト層の端部
を隔壁および立ち上がり部の端面に露出させることが容
易にでき、従来のように一端が閉塞された非噴射チャン
ネルの他端から電極を引き出すことなく、駆動回路と信
頼性の高い接続を行うことができるという効果を奏す
る。

【００４２】請求項２の発明は、請求項１記載のインク
ジェットヘッドであって、前記隔壁および立ち上がり部
を構成する複数の材料は、それぞれ相互に反対方向に分
極された圧電材料である構成である。

【００４３】これにより、電圧を印加することにより、
隔壁を構成する複数の材料は相互に反対方向に変形し、
噴射チャンネルに対して大きな容積変化を与え、効率よ
くインクを噴射することができる。その複数の材料の積
層を利用してコンタクト層を配置できるから、小型且つ
安価に製作することができるという効果を奏する。

【００４４】請求項３の発明は、請求項１または２記載
のインクジェットヘッドであって、前記アクチュエータ
基板は、前記各隔壁および立ち上がり部の端面に導電層
を有し、その導電層は、前記コンタクト層の他端と、前
記両側面の電極のうち他方のものとにそれぞれ接続され
ると共に、そのコンタクト層の他端に接続された導電層
と、前記両側面の電極のうち他方のものに接続された導
電層とは、独立している構成である。

【００４５】これにより、隔壁の一方の側面の電極は、
コンタクト層を介して端面の導電層に、隔壁の他方の側
面の電極は、前記導電層とは独立した導電層にそれぞれ
接続しているから、駆動回路と容易に且つ信頼性の高い
接続を行うことができるという効果を奏する。

【００４６】請求項４の発明は、インクを噴射する複数
の噴射チャンネルと、その噴射チャンネルの両側に設け
られインクを噴射しない複数の非噴射チャンネルとを、
分極された圧電材料で少なくとも一部が構成された隔壁
によって、相互に隔てて形成したアクチュエータ基板
と、前記隔壁の両側面に形成された電極とを備え、前記
アクチュエータ基板は、その一端に前記隔壁と連続して
形成され、且つ前記非噴射チャンネルの一端を閉塞する
立ち上がり部を有し、前記両電極をとおして前記隔壁に
電圧を印加することにより、前記隔壁を変形させ前記噴
射チャンネル内のインクに圧力を与えてそのインクを噴
射するインクジェットヘッドの製造方法において、前記
アクチュエータ基板を構成する複数の材料を、その間に
導電性のあるコンタクト層を介在して積層する工程と、
前記アクチュエータ基板に、その複数の材料にわたっ
て、前記噴射チャンネルおよび非噴射チャンネルとなる
溝を、その一方の溝は前記コンタクト層と離れた位置
に、他方の溝は前記コンタクト層がその溝内に露出する
位置にそれぞれ加工する工程と、前記噴射チャンネルお
よび非噴射チャンネルとなる溝の内面に電極を形成する
工程とを有する構成である。これにより、非噴射チャン
ネルとなる溝の内面の電極にのみコンタクト層が接触し
た構成のアクチュエータ基板を容易に作成することがで
き、また、従来のように縦溝を用いることなく、その溝
の電極をコンタクト層を介して導出させることができる
ので、アクチュエータ基板の剛性が低下したり、チャン
ネルの端部が欠けたりするということもなくアクチュエ
ータ基板を容易に作成することができるという効果を奏
する。

【００４７】請求項５の発明は、請求項４に記載のイン
クジェットヘッドの製造方法であって、前記電極を形成
する工程は、前記隔壁および立ち上がり部の上端を含め
全溝にわたって導電層を形成した後、前記隔壁および立
ち上がり部の上端の導電層を除去して、各溝毎の導電層
をそれぞれ独立した電極とし、さらに前記他方の溝内で
対向する両電極を、その溝内の両側に露出する前記コン
タクト層にそれぞれ独立して接続するように、その溝底
に沿って相互に分離するようになっている。これによ
り、噴射チャンネル内の電極と非噴射チャンネル内の電
極とが独立し、しかも非噴射チャンネル内の両側面の電
極は、それに隣接する噴射チャンネル毎に独立するとと
もに、それぞれコンタクト層に接続して容易に形成する
ことができるという効果を奏する。

【００４８】請求項６の発明は、請求項５に記載のイン
クジェットヘッドの製造方法であって、さらに、前記隔
壁および立ち上がり部の非噴射チャンネルと反対側端面
に、前記一方の溝の内面に形成された電極と、他方の溝
の内面に形成された電極に接続した前記コンタクト層と
にそれぞれ接続した導電層を形成する工程と、その導電
層を、前記一方の溝の内面に形成された電極に接続した
部分と、前記コンタクト層に接続した部分とに分離する
工程とを有する構成である。これにより、アクチュエー
タ基板の端面において、噴射チャンネルの電極を、およ
び非噴射チャンネルの電極をコンタクト層を介してそれ
ぞれ導電層に接続し、かつそれを相互に独立して容易に
形成することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェットヘッドの要部を示す分解斜視図
である。

【図２】圧電部材にコンタクト層を形成した状態を示す
説明図である。

【図３】噴射チャンネル用溝および非噴射チャンネル用
溝を形成する状態を示す説明図である。

【図４】噴射チャンネル用溝および非噴射チャンネル用
溝が形成されたアクチュエータ基板の斜視図である。

【図５】アクチュエータ基板の表面に導電層を形成した
状態を示す説明図である。

【図６】アクチュエータ基板の上面および非噴射チャン
ネルの底面の導電層を除去した状態を示す説明図であ
る。

【図７】アクチュエータ基板をレーザ加工する状態を示
す説明図である。

【図８】アクチュエータ基板にフレキシブルプリント基
板等を接合する状態を示す説明図である。

【図９】他の実施形態の第１圧電部材に第２圧電部材を
接合する状態を示す説明図である。

【図１０】他の実施形態の噴射チャンネル用溝および非
噴射チャンネル用溝を形成する状態を示す説明図であ
る。

【図１１】従来のインクジェットヘッドの要部を示す分
解斜視図である。

【図１２】従来のインクジェットヘッドの要部を示す分
解斜視図である。

【符号の説明】

１ アクチュエータ基板 ２ａ 第１圧電部材 ２ｂ 第２圧電部材 ３ 中間部材 ４ プレート部材 ５ コンタクト層 ６ ノズルプレート ７ マニホールド部材 ８ 充填部材 １０ 噴射チャンネル １１ 非噴射チャンネル １４ 噴射チャンネル用溝 １５ 非噴射チャンネル用溝 １５ａ 立ち上がり部 １６ 導電層 ２０ 隔壁 ２２ 電極 ２３ 電極 ３０ ノズル ３１ インク供給口 ３２ フレキシブルプリント基板 ９０ａ 第１圧電部材 ９０ｂ 第２圧電部材 ９１ コンタクト層 ９２ 噴射チャンネル用溝 ９３ 非噴射チャンネル用溝 ９４ 第１分割溝 ９５ 電極 ９６ 電極

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを噴射する複数の噴射チャンネル
   と、その噴射チャンネルの両側に設けられインクを噴射
   しない複数の非噴射チャンネルとが、分極された圧電材
   料で少なくとも一部が構成された隔壁によって、相互に
   隔てて形成されたアクチュエータ基板と、 前記隔壁の両側面に形成された電極とを備え、その両電
   極をとおして前記隔壁に電圧を印加することにより、前
   記隔壁を変形させ前記噴射チャンネル内のインクに圧力
   を与えてそのインクを噴射するインクジェットヘッドに
   おいて、 前記アクチュエータ基板は、その一端に前記隔壁と連続
   して形成され、且つ前記非噴射チャンネルの一端を閉塞
   する立ち上がり部を有し、 前記隔壁および立ち上がり部をその高さ方向に積層した
   複数の材料により構成すると共に、その複数の材料間
   に、一端を前記両側面の電極のうち一方に接続し且つ他
   端を前記隔壁および立ち上がり部の端面に露出した導電
   性のあるコンタクト層を埋設したことを特徴とするイン
   クジェットヘッド。
2. 【請求項２】 前記隔壁および立ち上がり部を構成する
   複数の材料は、それぞれ相互に反対方向に分極された圧
   電材料であることを特徴とする請求項１記載のインクジ
   ェットヘッド。
3. 【請求項３】 前記アクチュエータ基板は、前記各隔壁
   および立ち上がり部の端面に導電層を有し、その導電層
   は、前記コンタクト層の他端と、前記両側面の電極のう
   ち他方のものとにそれぞれ接続されると共に、そのコン
   タクト層の他端に接続された導電層と、前記両側面の電
   極のうち他方のものに接続された導電層とは、独立して
   いることを特徴とする請求項１または２記載のインクジ
   ェットヘッド。
4. 【請求項４】 インクを噴射する複数の噴射チャンネル
   と、その噴射チャンネルの両側に設けられインクを噴射
   しない複数の非噴射チャンネルとを、分極された圧電材
   料で少なくとも一部が構成された隔壁によって、相互に
   隔てて形成したアクチュエータ基板と、前記隔壁の両側
   面に形成された電極とを備え、 前記アクチュエータ基板は、その一端に前記隔壁と連続
   して形成され、且つ前記非噴射チャンネルの一端を閉塞
   する立ち上がり部を有し、 前記両電極をとおして前記隔壁に電圧を印加することに
   より、前記隔壁を変形させ前記噴射チャンネル内のイン
   クに圧力を与えてそのインクを噴射するインクジェット
   ヘッドの製造方法において、 前記アクチュエータ基板を構成する複数の材料を、その
   間に導電性のあるコンタクト層を介在して積層する工程
   と、 前記アクチュエータ基板に、その複数の材料にわたっ
   て、前記噴射チャンネルおよび非噴射チャンネルとなる
   溝を、その一方の溝は前記コンタクト層と離れた位置
   に、他方の溝は前記コンタクト層がその溝内に露出する
   位置にそれぞれ加工する工程と、 前記噴射チャンネルおよび非噴射チャンネルとなる溝の
   内面に電極を形成する工程とを有することを特徴とする
   インクジェットヘッドの製造方法。
5. 【請求項５】 前記電極を形成する工程は、前記隔壁お
   よび立ち上がり部の上端を含め全溝にわたって導電層を
   形成した後、前記隔壁および立ち上がり部の上端の導電
   層を除去して、各溝毎の導電層をそれぞれ独立した電極
   とし、さらに前記他方の溝内で対向する両電極を、その
   溝内の両側に露出する前記コンタクト層にそれぞれ独立
   して接続するように、その溝底に沿って相互に分離する
   ことを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッ
   ドの製造方法。
6. 【請求項６】 さらに、前記隔壁および立ち上がり部の
   非噴射チャンネルと反対側端面に、前記一方の溝の内面
   に形成された電極と、他方の溝の内面に形成された電極
   に接続した前記コンタクト層とにそれぞれ接続した導電
   層を形成する工程と、 その導電層を、前記一方の溝の内面に形成された電極に
   接続した部分と、前記コンタクト層に接続した部分とに
   分離する工程とを有することを特徴とする請求項５に記
   載のインクジェットヘッドの製造方法。