アクチュエータ、アクチュエータの製造方法、液滴噴射装置、液滴噴射ヘッドおよびプリンタ
【課題】圧電体を用いない新規なアクチュエータおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】アクチュエータ１００は、変形可能な基板１０と、前記基板１０の上方に設けられ、開口部２２を有する磁石体２０と、前記基板１０の上方に設けられ、かつ、前記磁石体２０を取り囲むように配置されたコイル３０と、を含む。
【解決手段】アクチュエータ１００は、変形可能な基板１０と、前記基板１０の上方に設けられ、開口部２２を有する磁石体２０と、前記基板１０の上方に設けられ、かつ、前記磁石体２０を取り囲むように配置されたコイル３０と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ、アクチュエータの製造方法、液滴噴射装置、液滴噴射ヘッドおよび該液滴噴射ヘッドを有するプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を吐出するための液滴噴射ヘッドとして、例えばインクジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッドが知られている。インクジェットヘッドは、ノズル孔と連通する圧力室を圧電素子により加圧して、ノズル孔からインク滴を吐出させる方法が知られている。圧電素子としては、圧電体層と電極層とを交互に積層した積層型圧電素子などが知られている。このような圧電素子には、チタン酸ジルコン酸鉛などの圧電体が用いられている。近年、鉛が環境に与える影響が考慮され、鉛の使用を低減することが検討されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、圧電体を用いない新規なアクチュエータおよびその製造方法を提供するものである。また、本発明は、上記アクチュエータを含む液滴噴射装置、液滴噴射ヘッドおよびプリンタを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係るアクチュエータは、
変形可能な基板と、
前記基板の上方に設けられ、開口部を有する磁石体と、
前記基板の上方に設けられ、かつ、前記磁石体を取り囲むように配置されたコイルと、
を含む。
【０００５】
上記アクチュエータによれば、比較的簡易な構造で所望の振動動作を達成することができる。
【０００６】
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。同様に、「下方」という文言は、Ａ下に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ下に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとする。
【０００７】
本発明のアクチュエータにおいて、
前記磁石体は、上下方向に分割して配置された複数の単位磁石体からなり、
前記コイルは、上下方向に分割して配置された単位コイルからなり、
上下方向に隣り合う前記単位コイルは上下方向に磁性材料からなるコネクタによって接続されていることができる。
【０００８】
本発明のアクチュエータにおいて、前記単位磁石体および前記単位コイルの上下方向の相互間には層間絶縁層が設けられていることができる。
【０００９】
本発明のアクチュエータにおいて、
前記基板の上方に設けられ、前記コイルが固定される固定部を含むことができる。
【００１０】
本発明のアクチュエータにおいて、
前記磁石体の上下動に伴って前記基板が振動することができる。
【００１１】
本発明のアクチュエータの製造方法は、
前記基板の上方に、磁石体と、前記磁石体を取り囲むように配置されたコイルと、を含むアクチュエータの製造方法であって、
前記基板の上方に、前記磁石体の一部を構成する単位磁石体を形成する工程と、
前記基板の上方に、前記コイルの一部を構成する単位コイルを形成する工程と、
前記単位磁石体および前記単位コイルを覆うように、前記基板の上方に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層に前記単位コイルに接続されるコネクタを形成する工程と、を含み、
前記単位磁石体、前記単位コイル、前記絶縁層および前記コネクタを形成する工程を繰り返して、前記単位磁石体および前記単位コイルを上下方向に前記絶縁層を介在させて積層する工程を有する。
【００１２】
この製造方法によれば、半導体製造技術を用いて本発明のアクチュエータを精度良く製造することができる。
【００１３】
本発明に係る液滴噴射装置は、上記アクチュエータのいずれかを含み、
さらに、前記基板の下方に、キャビティを有する圧力室が設けられ、
前記圧力室の底壁にノズル孔を有する。
【００１４】
本発明の液滴噴射装置において、前記基板は開口部を有し、該開口部は、前記磁石体の前記開口部および前記キャビティに連通していることができる。
【００１５】
本発明の液滴噴射装置において、前記アクチュエータの平面形状は六角形であることができる。
【００１６】
本発明に係る液滴噴射ヘッドは、上記液滴噴射装置のいずれかを複数有する。
【００１７】
本発明の液滴噴射ヘッドにおいて、前記複数の液滴噴射装置は、平面視において、ハニカム状に配置されることができる。
【００１８】
本発明に係るプリンタは、上記液滴噴射ヘッドのいずれかを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
１．第１実施形態
１．１．アクチュエータおよび液滴噴射装置
図１および図２は、本実施形態に係るアクチュエータおよびこれを有する液滴噴射装置を示す模式図である。図１は、液滴噴射装置１００の平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００２１】
本実施形態のアクチュエータ１００は、変形可能な基板１０と、基板１０の上に設けられ磁石体２０と、基板１０の上に設けられ、かつ、磁石体２０の外周を取り囲むように配置されたコイル３０と、コイル３０が固定される固定部４０と、を有する。
【００２２】
基板１０は、磁石体２０の上下動に伴って変形し、振動することができる。基板１０は、磁石体２０の上下動に追随して変形することができれば、その材質は特に限定されない。基板１０の材質としては、例えば、純金属板（例えばアルミニウム）、金属酸化物（例えばジルコニア）、樹脂フィルム（例えばポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド）を用いることができる。
【００２３】
磁石体２０は、上下方向の中心線に沿って開口部２２を有する筒状体からなる。図示の例では、平面の外形が六角形であるが、その形状は特に限定されない。多角形である、五角形又は八角形等でもよい。磁石体２０が開口部２２を有することにより、磁界が良好となり、また、磁石体２０の重量を小さくすることができる。さらに、開口部２２は、アクチュエータ１００を後述する液滴噴射装置に適用する場合には、液体のキャビティとしての機能を有することができる。この場合には、基板１０は、開口部２２と連続する開口部１２を有することができる。磁石体２０の材質は特に限定されず、永久磁石材料あるいは磁歪材料であることができる。永久磁石材料としては、例えば、鉄、フェライト、ＮｄＦｅＢなどを用いることができる。磁歪材料としては、例えば、ＦｅＧａ系鉄合金、ニッケル、鉄、フェライトなどを用いることができる。
【００２４】
磁石体２０は、さらに、その上部に磁性材料からなるキャップ部材２４を有することができる。キャップ部材２４は、図２に示すように、平面形状が磁石体２０と同じキャップ部２４ａと、キャップ部２４ａの周縁に沿って形成された突起部２４ｂとを有する。磁石体２０がこのようなキャップ部材２４を有することにより、磁石体２０の磁界をより強くすることができる。キャップ部材２４の中央には、開口部２２と連続する開口部２３が形成されている。
【００２５】
コイル３０は、磁石体２０と組み合わさることによって、フレミングの左手の法則にしたがって磁石体２０に対して相対的に移動可能である。コイル３０は、特に限定されず、ワイヤーをコイル状に巻いたもの、薄膜電磁コイルなどを用いることができる。薄膜電磁コイルは、コイル状の金属薄膜の積層構造と、当該積層構造を連結する導電性プラグとから構成される。金属薄膜として、アルミニウムを用いることができる。導電性プラグとして、タングステンを用いることができる。
【００２６】
固定部４０は、コイル３０の外周に設けられ、筒状体から構成されている。図示の例では、固定部４０は、平面形状が六角形をしており、その下端が基板１０に固定されている。コイル３０は、固定部４０の内側において上下方向の移動が規制されるように配置される。コイル３０を固定する手段としては、コイル３０を接着あるいは機械的なストッパ（図示せず）によって固定部４０に固定することができる。固定部３０の材質としては、特に限定されないが、磁性を有しない無機材料あるいは有機材料を用いることができる。
【００２７】
次に、アクチュエータ１００を適用した液滴噴射装置１１０について説明する。
【００２８】
液滴噴射装置１１０は、上記アクチュエータ１００を含んで構成される。具体的には、アクチュエータ１００の構成に加えて、さらに、基板１０の下に、圧力室５０が設けられている。圧力室５０は、側壁５２および底壁５４を有する。基板１０によって構成される上壁，側壁５２および底壁５４によって、キャビティ５８が構成される。キャビティ５８は、基板１０の開口部１２と連続している。さらに、底壁５６に、液体を噴射するためのノズル孔５６を有する。
【００２９】
圧力室５０の製造方法は特に限定されない。圧力室５０は、例えば以下の方法によって形成することができる。圧力室５０を構成する側壁５２は、例えばシリコン基板（加工基板）をエッチング等で加工することによって形成することができる。そして、底壁５４は、側壁５２を有する加工基板（図示せず）の下に、ノズル孔５６が形成された板材（ノズル板）を接着などの手段によって固定することによって形成することができる。
【００３０】
圧力室５０のキャビティ５８には、図示しない液体供給手段によって液体が供給される。例えば、アクチュエータ１００の上に液体タンク（図示せず）を設け、図示しない供給路、キャップ部材２４の開口部２３および磁石体２０の開口部２２を介して、液体をキャビティ５８に供給することができる。
【００３１】
本実施形態に係るアクチュエータ１００および該アクチュエータ１００を有する液滴噴射装置１１０は、以下のように動作することができる。
【００３２】
コイル３０に電流が流されると、上述したように、コイル３０と磁石体２０とは相対的に上下方向に移動する。そして、コイル３０は固定されているので、磁石体２０が上下方向に移動する。磁石体２０は、変形可能な基板１０に固定されているので、磁石体２０の移動に伴って基板１０が変形する。したがって、基板１０は、図２に示すように、上下方向に振動することになる。基板１０が下側に変形すると、圧力室５０のキャビティ５８の体積が小さくなるので、キャビティ５８内に充填された液体はノズル孔５６から押し出される。このようにして、液滴噴射装置１１０によれば、アクチュエータ１００の駆動によって、圧力室５０から液滴を外部に吐出することができる。
【００３３】
１．２．液滴噴射ヘッド
図３および図４は、本実施形態に係る液滴噴射装置１１０を適用した液滴噴射ヘッド１０００を模式的に示す。図３は、液滴噴射ヘッド１０００の平面図であり、図４は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図１および図２に示した部材と実質的に同一の部材には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。なお、図３では、隣り合う液滴噴射装置１１０の固定部４０が分離して示されているが、図４に示すように、隣り合う固定部４０は、一体的に形成することができる。
【００３４】
液滴噴射ヘッド１０００は、上述した液滴噴射装置１１０がハニカム状に配置されている。すなわち、液滴噴射装置１１０のノズル孔５６が第１方向（図３におけるＸ方向）に配列されて複数のノズル列を構成している。そして、第２方向（図３におけるＹ方向）に隣り合うノズル列は、相互に１／２ピッチずれて配置されている。同様に、Ｙ方向においても、隣り合うノズル列は、相互に１／２ピッチずれて配置されている。したがって、本実施形態では、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれで、１つのノズル列に対して１／２のピッチのノズル密度を有することになる。このように液滴噴射装置１１０をハニカム状に配列することにより、液滴噴射装置１１０を最密状態で配置できる。そして、列毎に配列する液滴噴射装置１１０からそれぞれ異なる液体を噴射させることもできる。
【００３５】
本実施形態の液滴噴射ヘッド１０００では、上述したように、選択された液滴噴射装置１１０のコイル３０に電流が流されると、磁石体２０が上下方向に移動する。磁石体２０は、変形可能な基板１０に固定されているので、磁石体２０が下方向へ移動するのに伴って基板１０が下方に変形する。基板１０が下側に変形すると、圧力室５０のキャビティ５８の体積が小さくなるので、キャビティ５８内に充填された液体はノズル孔５６から押し出される。このようにして、液滴噴射ヘッド１０００によれば、液滴噴射装置１１０の駆動によって、圧力室５０から液滴を外部に吐出することができる。
【００３６】
２．第２施形態
２．１．アクチュエータおよび液滴噴射装置
図５および図６は、本実施形態に係るアクチュエータ２００およびこれを有する液滴噴射装置２１０を示す模式的に断面図である。図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、図５に示す、４層の単位磁石体および単位コイルを基板１０側から順に示す平面図である。図５および図６において、図１および図２で示す部材と実質的に同じ部材には同じ符号を付す。
【００３７】
本実施形態のアクチュエータ２００は、変形可能な基板１０と、基板１０の上に設けられ磁石体２０と、基板１０の上に設けられ、かつ、磁石体２０の外周を取り囲むように配置されたコイル３０と、コイル３０が固定される固定部４０と、を有する。本実施形態のアクチュエータ２００が第１実施形態のアクチュエータ１００と異なるのは、アクチュエータ２００が半導体製造技術を用いて形成された点である。
【００３８】
基板１０は、第１実施形態で述べたと同様に、磁石体２０の上下動に伴って変形し、振動することができる。基板１０は、磁石体２０の上下動に追随して変形することができれば、その材質は特に限定されない。
【００３９】
磁石体２０は、上下方向の中心線に沿って開口部２２を有する筒状体からなる。このような開口部２２を有することにより、磁石体２０の重量をより小さくすることができる。さらに、開口部２２は、アクチュエータ２００を液滴噴射装置２１０に適用する場合には、液体のキャビティとしての機能を有することができる。この場合には、基板１０は、開口部２２と連続する開口部１２を有することができる。磁石体２０の材質は特に限定されず、永久磁石材料あるいは磁歪材料であることができる。
【００４０】
磁石体２０は、さらに、その上部に、図２に示すような磁性材料からなるキャップ部材（図示せず）を有することができる。
【００４１】
磁石体２０は、上下方向に分割された複数の単位磁石体２６を有する。図示の例では、単位磁石体２６は、４つであり、基板１０側から第１単位磁石体２６ａ、第２単位磁石体２６ｂ、第３単位磁石体２６ｃおよび第４単位磁石体２６ｄを有する。単位磁石体２６ａから単位磁石体２６ｄの相互間には、酸化シリコン膜などの層間絶縁層６０が形成されている。このように、各単位磁石体２６は層間絶縁層６０によって分離されていても、全体として磁石体２０として機能することができる。
【００４２】
同様に、コイル３０は、上下方向に分割された複数の単位コイル３６を有する。図示の例では、単位コイル３６は、４つであり、基板１０側から第１単位コイル３６ａ、第２単位コイル３６ｂ、第３単位コイル３６ｃおよび第４単位コイル３６ｄを有する。単位コイル３６ａから単位コイル３６ｄの相互間には、酸化シリコン膜などの層間絶縁層６０が形成されている。
【００４３】
各単位コイル３６ａ〜３６ｄは、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、各単位磁石体２６ａ〜２６ｄの周囲において、それぞれコイル状に形成されている。そして、単位コイル３６は相互に磁性を有するコネクタ３８によって接続されている。具体的には、図５に示すように、第１単位コイル３６ａと第２単位コイル３６ｂとは第１コネクタ３８ａによって接続され、第２単位コイル３６ｂと第３単位コイル３６ｃとは第２コネクタ３８ｂによって接続され、第３単位コイル３６ｃと第４単位コイル３６ｄとは第３コネクタ３８ｃによって接続されている。したがって、各単位コイル３６ａ〜３６ｄはコネクタ３８ａ〜３８ｃによって接続されることにより、全体としてコイル３０を構成することができる。
【００４４】
さらに、コイル３０の最外層は、例えば酸化シリコンなどからなる絶縁層６２によって構成されている。この絶縁層６２の外周には、固定部４０が設けられている。
【００４５】
図示の例では、単位磁石体２６および単位コイル３６を４層設けたが、これらの層数は適宜設定できる。
【００４６】
次に、上述したアクチュエータ２００を適用した液滴噴射装置２１０について説明する。液滴噴射装置２１０は、基本的には、第１実施形態における液滴噴射装置１１０と同様である。
【００４７】
液滴噴射装置２１０は、図５に示すように、上記アクチュエータ２００を含んで構成される。具体的には、アクチュエータ２００の構成に加えて、さらに、基板１０の下に、圧力室５０が設けられている。圧力室５０は、側壁５２および底壁５４を有する。基板１０によって構成される上壁，側壁５２および底壁５４によって、にキャビティ５８が構成される。キャビティ５８は、基板１０の開口部１２と連続している。さらに、底壁５６に、液体を噴射するためのノズル孔５６を有する。
【００４８】
圧力室５０の製造方法は特に限定されず、第１実施形態で述べたと同様な方法を用いることができる。
【００４９】
本実施形態に係るアクチュエータ２００および該アクチュエータ２００を有する液滴噴射装置２１０は、以下のように動作することができる。
【００５０】
コイル３０に電流が流されると、コイル３０と磁石体２０とは相対的に上下方向に移動する。そして、コイル３０は固定されているので、磁石体２０が上下方向に移動する。磁石体２０は、変形可能な基板１０に固定されているので、磁石体２０の移動に伴って基板１０が変形する。したがって、基板１０は、上下方向に振動することになる。基板１０が下側に変形すると、圧力室５０のキャビティ５８の体積が小さくなるので、キャビティ５８内に充填された液体はノズル孔５６から押し出される。このようにして、液滴噴射装置２１０によれば、アクチュエータ２００の駆動によって、圧力室５０から液滴を外部に吐出することができる。
【００５１】
本実施形態に係る液滴噴射装置２１０も第１実施形態で述べたと同様に、液滴噴射ヘッドに適用できる。本実施形態の液滴噴射装置２１０のアクチュエータ２００は、後述するように、半導体製造技術を適用して製造することができるので、液滴噴射装置２１０のサイズを小さくできる。その結果、ノズル孔の高密度化を達成しながら、液滴噴射ヘッドを小型化できる。
【００５２】
２．２．液滴噴射装置の製造方法
まず、アクチュエータ２００の製造方法について述べる。
【００５３】
アクチュエータ２００は、半導体製造技術を適用して例えば以下の方法で製造することができる。図５に示すように、まず、基板１０上に第１単位磁石体２６ａを形成する。第１単位磁石体２６ａは、磁石体の材料から成る膜をスパッタ法や蒸着法などによって成膜した後、パターニングすることにより形成できる。ついで、第１磁石体２６ａが形成された部分をマスクしておき、基板１０上に第１単位コイル３６ａを形成する。第１単位コイル３６ａも第１単位磁石体２６ａと同様にして、成膜およびパターニングによって得られる。第１単位磁石体２６ａと第１単位コイル３６ａを形成する順番は逆でもよい。
【００５４】
ついで、基板１０、第１単位磁石体２６ａおよび第１単位コイル３６ａ上に公知の方法で酸化シリコン膜などの絶縁膜を成膜し、層間絶縁層６０を形成する。層間絶縁層６０は、必要に応じてＣＭＰ法などによって平坦化される。その後、層間絶縁層６０に公知の方法でホールを形成し、このホールにスパッタ法などによって磁性材料を埋め込んで、第１コネクタ３８ａを形成する。以下、同様の方法を繰り返すことにより、残りの単位磁石体２６ｂ〜２６ｄ、単位コイル３６ｂ〜３６ｄおよびコネクタ３８ｂ，３８ｃを順次形成することができる。
【００５５】
ついで、単位磁石体２６ａ〜２６ｄの積層体の中心に形成された絶縁層６０を異方性エッチングによって除去して開口部２２を形成する。さらに、単位磁石体２６ａ〜２６ｄと単位コイル３６ａ〜３６ｄの積層体との間をダイシングソーなどによって切断する。このようにして、磁石体２０およびコイル３０を形成することができる。
【００５６】
このような半導体製造技術を用いた製造方法によれば、サイズの小さいアクチュエータ２００を高精度で製造でき、しかも、同一の工程で複数のアクチュエータ２００を所定位置に形成することができる。
【００５７】
以上のようにして形成したアクチュエータ２００の下方に、第１実施形態と同様にして圧力室５０を形成することにより、液滴噴射装置２１０を得ることができる。
【００５８】
また、液滴噴射装置２１０を複数配列することにより、第１実施形態で述べたと同様の液滴噴射ヘッドを得ることができる。
【００５９】
３．プリンタ
次に、本発明に係る液体噴射ヘッドを有する実施形態に係るプリンタについて説明する。ここでは、本実施形態に係るプリンタ３００がインクジェットプリンタである場合について説明する。
【００６０】
図７は、本実施形態に係るプリンタ３００を概略的に示す斜視図である。
【００６１】
プリンタ３００は、ヘッドユニット３３０と、駆動部３１０と、制御部３６０と、を含む。また、プリンタ３００は、装置本体３２０と、給紙部３５０と、記録用紙Ｐを設置するトレイ３２１と、記録用紙Ｐを排出する排出口３２２と、装置本体３２０の上面に配置された操作パネル３７０と、を含むことができる。
【００６２】
ヘッドユニット３３０は、例えば、上述した液体噴射ヘッド１０００から構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）を有する。ヘッドユニット３３０は、さらに、ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ３３１と、ヘッドおよびインクカートリッジ３３１を搭載した運搬部（キャリッジ）３３２と、を備える。
【００６３】
駆動部３１０は、ヘッドユニット３３０を往復動させることができる。駆動部３１０は、ヘッドユニット３３０の駆動源となるキャリッジモータ３４１と、キャリッジモータ３４１の回転を受けて、ヘッドユニット３３０を往復動させる往復動機構３４２と、を有する。
【００６４】
往復動機構３４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸３４４と、キャリッジガイド軸３４４と平行に延在するタイミングベルト３４３と、を備える。キャリッジガイド軸３４４は、キャリッジ３３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ３３２を支持している。さらに、キャリッジ３３２は、タイミングベルト３４３の一部に固定されている。キャリッジモータ３４１の作動により、タイミングベルト３４３を走行させると、キャリッジガイド軸３４４に導かれて、ヘッドユニット３３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【００６５】
制御部３６０は、ヘッドユニット３３０、駆動部３１０および給紙部３５０を制御することができる。
【００６６】
給紙部３５０は、記録用紙Ｐをトレイ３２１からヘッドユニット３３０側へ送り込むことができる。給紙部３５０は、その駆動源となる給紙モータ３５１と、給紙モータ３５１の作動により回転する給紙ローラ３５２と、を備える。給紙ローラ３５２は、記録用紙Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラ３５２ａおよび駆動ローラ３５２ｂを備える。駆動ローラ３５２ｂは、給紙モータ３５１に連結されている。制御部３６０によって供紙部３５０が駆動されると、記録用紙Ｐは、ヘッドユニット３３０の下方を通過するように送られる。
【００６７】
ヘッドユニット３３０、駆動部３１０、制御部３６０および給紙部３５０は、装置本体３２０の内部に設けられている。
【００６８】
プリンタ３００は、例えば、以下のような特徴を有する。
【００６９】
プリンタ３００は、本発明に係る液体噴射ヘッドを有することができる。本発明に係る液体噴射ヘッドは、上述のように、高い信頼性を有し、安価かつ簡易なプロセスで形成されることができる。そのため、信頼性の高く、安価かつ簡易なプロセスで形成されるプリンタ３００を得ることができる。
【００７０】
なお、上述した例では、プリンタ３００がインクジェットプリンタである場合について説明したが、本発明のプリンタは、工業的な液体吐出装置として用いられることもできる。この場合に吐出される液体（液状材料）としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したものなどを用いることができる。
【００７１】
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】第１実施形態に係る液滴噴射装置を模式的に示す平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って示した断面図。
【図３】実施形態に係る液滴噴射ヘッドを模式的に示す平面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿って示した断面図。
【図５】第２実施形態に係る液滴噴射装置を模式的に示す断面図。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は、基板側から順に積層された、単位磁石体および単位コイルを示す平面図。
【図７】実施形態に係るプリンタを模式的に示す斜視図。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 基板、１２ 開口部、２０ 磁石体、２２ 開口部、２４ キャップ部材、
２６ 単位磁石体、３０ コイル、３６ 単位コイル、３８ コネクタ、４０ 固定部、５０ 圧力室、５６ ノズル孔、５８ キャビティ、６０ 層間絶縁層、６２ 絶縁層、１００，２００ アクチュエータ、１１０，２１０ 液滴噴射装置、１０００ 液滴噴射ヘッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ、アクチュエータの製造方法、液滴噴射装置、液滴噴射ヘッドおよび該液滴噴射ヘッドを有するプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を吐出するための液滴噴射ヘッドとして、例えばインクジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッドが知られている。インクジェットヘッドは、ノズル孔と連通する圧力室を圧電素子により加圧して、ノズル孔からインク滴を吐出させる方法が知られている。圧電素子としては、圧電体層と電極層とを交互に積層した積層型圧電素子などが知られている。このような圧電素子には、チタン酸ジルコン酸鉛などの圧電体が用いられている。近年、鉛が環境に与える影響が考慮され、鉛の使用を低減することが検討されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、圧電体を用いない新規なアクチュエータおよびその製造方法を提供するものである。また、本発明は、上記アクチュエータを含む液滴噴射装置、液滴噴射ヘッドおよびプリンタを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係るアクチュエータは、
変形可能な基板と、
前記基板の上方に設けられ、開口部を有する磁石体と、
前記基板の上方に設けられ、かつ、前記磁石体を取り囲むように配置されたコイルと、
を含む。
【０００５】
上記アクチュエータによれば、比較的簡易な構造で所望の振動動作を達成することができる。
【０００６】
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。同様に、「下方」という文言は、Ａ下に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ下に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとする。
【０００７】
本発明のアクチュエータにおいて、
前記磁石体は、上下方向に分割して配置された複数の単位磁石体からなり、
前記コイルは、上下方向に分割して配置された単位コイルからなり、
上下方向に隣り合う前記単位コイルは上下方向に磁性材料からなるコネクタによって接続されていることができる。
【０００８】
本発明のアクチュエータにおいて、前記単位磁石体および前記単位コイルの上下方向の相互間には層間絶縁層が設けられていることができる。
【０００９】
本発明のアクチュエータにおいて、
前記基板の上方に設けられ、前記コイルが固定される固定部を含むことができる。
【００１０】
本発明のアクチュエータにおいて、
前記磁石体の上下動に伴って前記基板が振動することができる。
【００１１】
本発明のアクチュエータの製造方法は、
前記基板の上方に、磁石体と、前記磁石体を取り囲むように配置されたコイルと、を含むアクチュエータの製造方法であって、
前記基板の上方に、前記磁石体の一部を構成する単位磁石体を形成する工程と、
前記基板の上方に、前記コイルの一部を構成する単位コイルを形成する工程と、
前記単位磁石体および前記単位コイルを覆うように、前記基板の上方に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層に前記単位コイルに接続されるコネクタを形成する工程と、を含み、
前記単位磁石体、前記単位コイル、前記絶縁層および前記コネクタを形成する工程を繰り返して、前記単位磁石体および前記単位コイルを上下方向に前記絶縁層を介在させて積層する工程を有する。
【００１２】
この製造方法によれば、半導体製造技術を用いて本発明のアクチュエータを精度良く製造することができる。
【００１３】
本発明に係る液滴噴射装置は、上記アクチュエータのいずれかを含み、
さらに、前記基板の下方に、キャビティを有する圧力室が設けられ、
前記圧力室の底壁にノズル孔を有する。
【００１４】
本発明の液滴噴射装置において、前記基板は開口部を有し、該開口部は、前記磁石体の前記開口部および前記キャビティに連通していることができる。
【００１５】
本発明の液滴噴射装置において、前記アクチュエータの平面形状は六角形であることができる。
【００１６】
本発明に係る液滴噴射ヘッドは、上記液滴噴射装置のいずれかを複数有する。
【００１７】
本発明の液滴噴射ヘッドにおいて、前記複数の液滴噴射装置は、平面視において、ハニカム状に配置されることができる。
【００１８】
本発明に係るプリンタは、上記液滴噴射ヘッドのいずれかを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
１．第１実施形態
１．１．アクチュエータおよび液滴噴射装置
図１および図２は、本実施形態に係るアクチュエータおよびこれを有する液滴噴射装置を示す模式図である。図１は、液滴噴射装置１００の平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００２１】
本実施形態のアクチュエータ１００は、変形可能な基板１０と、基板１０の上に設けられ磁石体２０と、基板１０の上に設けられ、かつ、磁石体２０の外周を取り囲むように配置されたコイル３０と、コイル３０が固定される固定部４０と、を有する。
【００２２】
基板１０は、磁石体２０の上下動に伴って変形し、振動することができる。基板１０は、磁石体２０の上下動に追随して変形することができれば、その材質は特に限定されない。基板１０の材質としては、例えば、純金属板（例えばアルミニウム）、金属酸化物（例えばジルコニア）、樹脂フィルム（例えばポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド）を用いることができる。
【００２３】
磁石体２０は、上下方向の中心線に沿って開口部２２を有する筒状体からなる。図示の例では、平面の外形が六角形であるが、その形状は特に限定されない。多角形である、五角形又は八角形等でもよい。磁石体２０が開口部２２を有することにより、磁界が良好となり、また、磁石体２０の重量を小さくすることができる。さらに、開口部２２は、アクチュエータ１００を後述する液滴噴射装置に適用する場合には、液体のキャビティとしての機能を有することができる。この場合には、基板１０は、開口部２２と連続する開口部１２を有することができる。磁石体２０の材質は特に限定されず、永久磁石材料あるいは磁歪材料であることができる。永久磁石材料としては、例えば、鉄、フェライト、ＮｄＦｅＢなどを用いることができる。磁歪材料としては、例えば、ＦｅＧａ系鉄合金、ニッケル、鉄、フェライトなどを用いることができる。
【００２４】
磁石体２０は、さらに、その上部に磁性材料からなるキャップ部材２４を有することができる。キャップ部材２４は、図２に示すように、平面形状が磁石体２０と同じキャップ部２４ａと、キャップ部２４ａの周縁に沿って形成された突起部２４ｂとを有する。磁石体２０がこのようなキャップ部材２４を有することにより、磁石体２０の磁界をより強くすることができる。キャップ部材２４の中央には、開口部２２と連続する開口部２３が形成されている。
【００２５】
コイル３０は、磁石体２０と組み合わさることによって、フレミングの左手の法則にしたがって磁石体２０に対して相対的に移動可能である。コイル３０は、特に限定されず、ワイヤーをコイル状に巻いたもの、薄膜電磁コイルなどを用いることができる。薄膜電磁コイルは、コイル状の金属薄膜の積層構造と、当該積層構造を連結する導電性プラグとから構成される。金属薄膜として、アルミニウムを用いることができる。導電性プラグとして、タングステンを用いることができる。
【００２６】
固定部４０は、コイル３０の外周に設けられ、筒状体から構成されている。図示の例では、固定部４０は、平面形状が六角形をしており、その下端が基板１０に固定されている。コイル３０は、固定部４０の内側において上下方向の移動が規制されるように配置される。コイル３０を固定する手段としては、コイル３０を接着あるいは機械的なストッパ（図示せず）によって固定部４０に固定することができる。固定部３０の材質としては、特に限定されないが、磁性を有しない無機材料あるいは有機材料を用いることができる。
【００２７】
次に、アクチュエータ１００を適用した液滴噴射装置１１０について説明する。
【００２８】
液滴噴射装置１１０は、上記アクチュエータ１００を含んで構成される。具体的には、アクチュエータ１００の構成に加えて、さらに、基板１０の下に、圧力室５０が設けられている。圧力室５０は、側壁５２および底壁５４を有する。基板１０によって構成される上壁，側壁５２および底壁５４によって、キャビティ５８が構成される。キャビティ５８は、基板１０の開口部１２と連続している。さらに、底壁５６に、液体を噴射するためのノズル孔５６を有する。
【００２９】
圧力室５０の製造方法は特に限定されない。圧力室５０は、例えば以下の方法によって形成することができる。圧力室５０を構成する側壁５２は、例えばシリコン基板（加工基板）をエッチング等で加工することによって形成することができる。そして、底壁５４は、側壁５２を有する加工基板（図示せず）の下に、ノズル孔５６が形成された板材（ノズル板）を接着などの手段によって固定することによって形成することができる。
【００３０】
圧力室５０のキャビティ５８には、図示しない液体供給手段によって液体が供給される。例えば、アクチュエータ１００の上に液体タンク（図示せず）を設け、図示しない供給路、キャップ部材２４の開口部２３および磁石体２０の開口部２２を介して、液体をキャビティ５８に供給することができる。
【００３１】
本実施形態に係るアクチュエータ１００および該アクチュエータ１００を有する液滴噴射装置１１０は、以下のように動作することができる。
【００３２】
コイル３０に電流が流されると、上述したように、コイル３０と磁石体２０とは相対的に上下方向に移動する。そして、コイル３０は固定されているので、磁石体２０が上下方向に移動する。磁石体２０は、変形可能な基板１０に固定されているので、磁石体２０の移動に伴って基板１０が変形する。したがって、基板１０は、図２に示すように、上下方向に振動することになる。基板１０が下側に変形すると、圧力室５０のキャビティ５８の体積が小さくなるので、キャビティ５８内に充填された液体はノズル孔５６から押し出される。このようにして、液滴噴射装置１１０によれば、アクチュエータ１００の駆動によって、圧力室５０から液滴を外部に吐出することができる。
【００３３】
１．２．液滴噴射ヘッド
図３および図４は、本実施形態に係る液滴噴射装置１１０を適用した液滴噴射ヘッド１０００を模式的に示す。図３は、液滴噴射ヘッド１０００の平面図であり、図４は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図１および図２に示した部材と実質的に同一の部材には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。なお、図３では、隣り合う液滴噴射装置１１０の固定部４０が分離して示されているが、図４に示すように、隣り合う固定部４０は、一体的に形成することができる。
【００３４】
液滴噴射ヘッド１０００は、上述した液滴噴射装置１１０がハニカム状に配置されている。すなわち、液滴噴射装置１１０のノズル孔５６が第１方向（図３におけるＸ方向）に配列されて複数のノズル列を構成している。そして、第２方向（図３におけるＹ方向）に隣り合うノズル列は、相互に１／２ピッチずれて配置されている。同様に、Ｙ方向においても、隣り合うノズル列は、相互に１／２ピッチずれて配置されている。したがって、本実施形態では、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれで、１つのノズル列に対して１／２のピッチのノズル密度を有することになる。このように液滴噴射装置１１０をハニカム状に配列することにより、液滴噴射装置１１０を最密状態で配置できる。そして、列毎に配列する液滴噴射装置１１０からそれぞれ異なる液体を噴射させることもできる。
【００３５】
本実施形態の液滴噴射ヘッド１０００では、上述したように、選択された液滴噴射装置１１０のコイル３０に電流が流されると、磁石体２０が上下方向に移動する。磁石体２０は、変形可能な基板１０に固定されているので、磁石体２０が下方向へ移動するのに伴って基板１０が下方に変形する。基板１０が下側に変形すると、圧力室５０のキャビティ５８の体積が小さくなるので、キャビティ５８内に充填された液体はノズル孔５６から押し出される。このようにして、液滴噴射ヘッド１０００によれば、液滴噴射装置１１０の駆動によって、圧力室５０から液滴を外部に吐出することができる。
【００３６】
２．第２施形態
２．１．アクチュエータおよび液滴噴射装置
図５および図６は、本実施形態に係るアクチュエータ２００およびこれを有する液滴噴射装置２１０を示す模式的に断面図である。図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、図５に示す、４層の単位磁石体および単位コイルを基板１０側から順に示す平面図である。図５および図６において、図１および図２で示す部材と実質的に同じ部材には同じ符号を付す。
【００３７】
本実施形態のアクチュエータ２００は、変形可能な基板１０と、基板１０の上に設けられ磁石体２０と、基板１０の上に設けられ、かつ、磁石体２０の外周を取り囲むように配置されたコイル３０と、コイル３０が固定される固定部４０と、を有する。本実施形態のアクチュエータ２００が第１実施形態のアクチュエータ１００と異なるのは、アクチュエータ２００が半導体製造技術を用いて形成された点である。
【００３８】
基板１０は、第１実施形態で述べたと同様に、磁石体２０の上下動に伴って変形し、振動することができる。基板１０は、磁石体２０の上下動に追随して変形することができれば、その材質は特に限定されない。
【００３９】
磁石体２０は、上下方向の中心線に沿って開口部２２を有する筒状体からなる。このような開口部２２を有することにより、磁石体２０の重量をより小さくすることができる。さらに、開口部２２は、アクチュエータ２００を液滴噴射装置２１０に適用する場合には、液体のキャビティとしての機能を有することができる。この場合には、基板１０は、開口部２２と連続する開口部１２を有することができる。磁石体２０の材質は特に限定されず、永久磁石材料あるいは磁歪材料であることができる。
【００４０】
磁石体２０は、さらに、その上部に、図２に示すような磁性材料からなるキャップ部材（図示せず）を有することができる。
【００４１】
磁石体２０は、上下方向に分割された複数の単位磁石体２６を有する。図示の例では、単位磁石体２６は、４つであり、基板１０側から第１単位磁石体２６ａ、第２単位磁石体２６ｂ、第３単位磁石体２６ｃおよび第４単位磁石体２６ｄを有する。単位磁石体２６ａから単位磁石体２６ｄの相互間には、酸化シリコン膜などの層間絶縁層６０が形成されている。このように、各単位磁石体２６は層間絶縁層６０によって分離されていても、全体として磁石体２０として機能することができる。
【００４２】
同様に、コイル３０は、上下方向に分割された複数の単位コイル３６を有する。図示の例では、単位コイル３６は、４つであり、基板１０側から第１単位コイル３６ａ、第２単位コイル３６ｂ、第３単位コイル３６ｃおよび第４単位コイル３６ｄを有する。単位コイル３６ａから単位コイル３６ｄの相互間には、酸化シリコン膜などの層間絶縁層６０が形成されている。
【００４３】
各単位コイル３６ａ〜３６ｄは、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、各単位磁石体２６ａ〜２６ｄの周囲において、それぞれコイル状に形成されている。そして、単位コイル３６は相互に磁性を有するコネクタ３８によって接続されている。具体的には、図５に示すように、第１単位コイル３６ａと第２単位コイル３６ｂとは第１コネクタ３８ａによって接続され、第２単位コイル３６ｂと第３単位コイル３６ｃとは第２コネクタ３８ｂによって接続され、第３単位コイル３６ｃと第４単位コイル３６ｄとは第３コネクタ３８ｃによって接続されている。したがって、各単位コイル３６ａ〜３６ｄはコネクタ３８ａ〜３８ｃによって接続されることにより、全体としてコイル３０を構成することができる。
【００４４】
さらに、コイル３０の最外層は、例えば酸化シリコンなどからなる絶縁層６２によって構成されている。この絶縁層６２の外周には、固定部４０が設けられている。
【００４５】
図示の例では、単位磁石体２６および単位コイル３６を４層設けたが、これらの層数は適宜設定できる。
【００４６】
次に、上述したアクチュエータ２００を適用した液滴噴射装置２１０について説明する。液滴噴射装置２１０は、基本的には、第１実施形態における液滴噴射装置１１０と同様である。
【００４７】
液滴噴射装置２１０は、図５に示すように、上記アクチュエータ２００を含んで構成される。具体的には、アクチュエータ２００の構成に加えて、さらに、基板１０の下に、圧力室５０が設けられている。圧力室５０は、側壁５２および底壁５４を有する。基板１０によって構成される上壁，側壁５２および底壁５４によって、にキャビティ５８が構成される。キャビティ５８は、基板１０の開口部１２と連続している。さらに、底壁５６に、液体を噴射するためのノズル孔５６を有する。
【００４８】
圧力室５０の製造方法は特に限定されず、第１実施形態で述べたと同様な方法を用いることができる。
【００４９】
本実施形態に係るアクチュエータ２００および該アクチュエータ２００を有する液滴噴射装置２１０は、以下のように動作することができる。
【００５０】
コイル３０に電流が流されると、コイル３０と磁石体２０とは相対的に上下方向に移動する。そして、コイル３０は固定されているので、磁石体２０が上下方向に移動する。磁石体２０は、変形可能な基板１０に固定されているので、磁石体２０の移動に伴って基板１０が変形する。したがって、基板１０は、上下方向に振動することになる。基板１０が下側に変形すると、圧力室５０のキャビティ５８の体積が小さくなるので、キャビティ５８内に充填された液体はノズル孔５６から押し出される。このようにして、液滴噴射装置２１０によれば、アクチュエータ２００の駆動によって、圧力室５０から液滴を外部に吐出することができる。
【００５１】
本実施形態に係る液滴噴射装置２１０も第１実施形態で述べたと同様に、液滴噴射ヘッドに適用できる。本実施形態の液滴噴射装置２１０のアクチュエータ２００は、後述するように、半導体製造技術を適用して製造することができるので、液滴噴射装置２１０のサイズを小さくできる。その結果、ノズル孔の高密度化を達成しながら、液滴噴射ヘッドを小型化できる。
【００５２】
２．２．液滴噴射装置の製造方法
まず、アクチュエータ２００の製造方法について述べる。
【００５３】
アクチュエータ２００は、半導体製造技術を適用して例えば以下の方法で製造することができる。図５に示すように、まず、基板１０上に第１単位磁石体２６ａを形成する。第１単位磁石体２６ａは、磁石体の材料から成る膜をスパッタ法や蒸着法などによって成膜した後、パターニングすることにより形成できる。ついで、第１磁石体２６ａが形成された部分をマスクしておき、基板１０上に第１単位コイル３６ａを形成する。第１単位コイル３６ａも第１単位磁石体２６ａと同様にして、成膜およびパターニングによって得られる。第１単位磁石体２６ａと第１単位コイル３６ａを形成する順番は逆でもよい。
【００５４】
ついで、基板１０、第１単位磁石体２６ａおよび第１単位コイル３６ａ上に公知の方法で酸化シリコン膜などの絶縁膜を成膜し、層間絶縁層６０を形成する。層間絶縁層６０は、必要に応じてＣＭＰ法などによって平坦化される。その後、層間絶縁層６０に公知の方法でホールを形成し、このホールにスパッタ法などによって磁性材料を埋め込んで、第１コネクタ３８ａを形成する。以下、同様の方法を繰り返すことにより、残りの単位磁石体２６ｂ〜２６ｄ、単位コイル３６ｂ〜３６ｄおよびコネクタ３８ｂ，３８ｃを順次形成することができる。
【００５５】
ついで、単位磁石体２６ａ〜２６ｄの積層体の中心に形成された絶縁層６０を異方性エッチングによって除去して開口部２２を形成する。さらに、単位磁石体２６ａ〜２６ｄと単位コイル３６ａ〜３６ｄの積層体との間をダイシングソーなどによって切断する。このようにして、磁石体２０およびコイル３０を形成することができる。
【００５６】
このような半導体製造技術を用いた製造方法によれば、サイズの小さいアクチュエータ２００を高精度で製造でき、しかも、同一の工程で複数のアクチュエータ２００を所定位置に形成することができる。
【００５７】
以上のようにして形成したアクチュエータ２００の下方に、第１実施形態と同様にして圧力室５０を形成することにより、液滴噴射装置２１０を得ることができる。
【００５８】
また、液滴噴射装置２１０を複数配列することにより、第１実施形態で述べたと同様の液滴噴射ヘッドを得ることができる。
【００５９】
３．プリンタ
次に、本発明に係る液体噴射ヘッドを有する実施形態に係るプリンタについて説明する。ここでは、本実施形態に係るプリンタ３００がインクジェットプリンタである場合について説明する。
【００６０】
図７は、本実施形態に係るプリンタ３００を概略的に示す斜視図である。
【００６１】
プリンタ３００は、ヘッドユニット３３０と、駆動部３１０と、制御部３６０と、を含む。また、プリンタ３００は、装置本体３２０と、給紙部３５０と、記録用紙Ｐを設置するトレイ３２１と、記録用紙Ｐを排出する排出口３２２と、装置本体３２０の上面に配置された操作パネル３７０と、を含むことができる。
【００６２】
ヘッドユニット３３０は、例えば、上述した液体噴射ヘッド１０００から構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）を有する。ヘッドユニット３３０は、さらに、ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ３３１と、ヘッドおよびインクカートリッジ３３１を搭載した運搬部（キャリッジ）３３２と、を備える。
【００６３】
駆動部３１０は、ヘッドユニット３３０を往復動させることができる。駆動部３１０は、ヘッドユニット３３０の駆動源となるキャリッジモータ３４１と、キャリッジモータ３４１の回転を受けて、ヘッドユニット３３０を往復動させる往復動機構３４２と、を有する。
【００６４】
往復動機構３４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸３４４と、キャリッジガイド軸３４４と平行に延在するタイミングベルト３４３と、を備える。キャリッジガイド軸３４４は、キャリッジ３３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ３３２を支持している。さらに、キャリッジ３３２は、タイミングベルト３４３の一部に固定されている。キャリッジモータ３４１の作動により、タイミングベルト３４３を走行させると、キャリッジガイド軸３４４に導かれて、ヘッドユニット３３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【００６５】
制御部３６０は、ヘッドユニット３３０、駆動部３１０および給紙部３５０を制御することができる。
【００６６】
給紙部３５０は、記録用紙Ｐをトレイ３２１からヘッドユニット３３０側へ送り込むことができる。給紙部３５０は、その駆動源となる給紙モータ３５１と、給紙モータ３５１の作動により回転する給紙ローラ３５２と、を備える。給紙ローラ３５２は、記録用紙Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラ３５２ａおよび駆動ローラ３５２ｂを備える。駆動ローラ３５２ｂは、給紙モータ３５１に連結されている。制御部３６０によって供紙部３５０が駆動されると、記録用紙Ｐは、ヘッドユニット３３０の下方を通過するように送られる。
【００６７】
ヘッドユニット３３０、駆動部３１０、制御部３６０および給紙部３５０は、装置本体３２０の内部に設けられている。
【００６８】
プリンタ３００は、例えば、以下のような特徴を有する。
【００６９】
プリンタ３００は、本発明に係る液体噴射ヘッドを有することができる。本発明に係る液体噴射ヘッドは、上述のように、高い信頼性を有し、安価かつ簡易なプロセスで形成されることができる。そのため、信頼性の高く、安価かつ簡易なプロセスで形成されるプリンタ３００を得ることができる。
【００７０】
なお、上述した例では、プリンタ３００がインクジェットプリンタである場合について説明したが、本発明のプリンタは、工業的な液体吐出装置として用いられることもできる。この場合に吐出される液体（液状材料）としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したものなどを用いることができる。
【００７１】
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】第１実施形態に係る液滴噴射装置を模式的に示す平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って示した断面図。
【図３】実施形態に係る液滴噴射ヘッドを模式的に示す平面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿って示した断面図。
【図５】第２実施形態に係る液滴噴射装置を模式的に示す断面図。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は、基板側から順に積層された、単位磁石体および単位コイルを示す平面図。
【図７】実施形態に係るプリンタを模式的に示す斜視図。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 基板、１２ 開口部、２０ 磁石体、２２ 開口部、２４ キャップ部材、
２６ 単位磁石体、３０ コイル、３６ 単位コイル、３８ コネクタ、４０ 固定部、５０ 圧力室、５６ ノズル孔、５８ キャビティ、６０ 層間絶縁層、６２ 絶縁層、１００，２００ アクチュエータ、１１０，２１０ 液滴噴射装置、１０００ 液滴噴射ヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上方に設けられ、開口部を有する磁石体と、
前記基板の上方に設けられ、かつ、前記磁石体を取り囲むように配置されたコイルと、
を含むアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１において、
前記磁石体は、上下方向に分割して配置された複数の単位磁石体からなり、
前記コイルは、上下方向に分割して配置された単位コイルからなり、
上下方向に隣り合う前記単位コイルは上下方向に磁性材料からなるコネクタによって接続されている、アクチュエータ。
【請求項３】
請求項２において、
前記単位磁石体および前記単位コイルの上下方向の相互間には層間絶縁層が設けられている、アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、
前記基板の上方に設けられ、前記コイルが固定される固定部を含む、アクチェータ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、
前記磁石体の上下動に伴って前記基板が振動する、アクチュエータ。
【請求項６】
前記基板の上方に、磁石体と、前記磁石体を取り囲むように配置されたコイルと、を含むアクチュエータの製造方法であって、
前記基板の上方に、前記磁石体の一部を構成する単位磁石体を形成する工程と、
前記基板の上方に、前記コイルの一部を構成する単位コイルを形成する工程と、
前記単位磁石体および前記単位コイルを覆うように、前記基板の上方に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層に前記単位コイルに接続されるコネクタを形成する工程と、を含み、
前記単位磁石体、前記単位コイル、前記絶縁層および前記コネクタを形成する工程を繰り返して、前記単位磁石体および前記単位コイルを上下方向に前記絶縁層を介在させて積層する工程を有する、アクチュエータの製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のアクチュエータを含み、
さらに、前記基板の下方に、キャビティを有する圧力室が設けられ、
前記圧力室の底壁にノズル孔を有する、液滴噴射装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記基板は開口部を有し、該開口部は、前記磁石体の前記開口部および前記キャビティに連通している、液滴噴射装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８において、
前記アクチュエータの平面形状は六角形である、液滴噴射装置。
【請求項１０】
請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の液滴噴射装置を複数有する、液滴噴射ヘッド。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記複数の液滴噴射装置は、平面視において、ハニカム状に配置された、液滴噴射ヘッド。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載の液滴噴射ヘッドを含む、プリンタ。
【請求項１】
基板と、
前記基板の上方に設けられ、開口部を有する磁石体と、
前記基板の上方に設けられ、かつ、前記磁石体を取り囲むように配置されたコイルと、
を含むアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１において、
前記磁石体は、上下方向に分割して配置された複数の単位磁石体からなり、
前記コイルは、上下方向に分割して配置された単位コイルからなり、
上下方向に隣り合う前記単位コイルは上下方向に磁性材料からなるコネクタによって接続されている、アクチュエータ。
【請求項３】
請求項２において、
前記単位磁石体および前記単位コイルの上下方向の相互間には層間絶縁層が設けられている、アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、
前記基板の上方に設けられ、前記コイルが固定される固定部を含む、アクチェータ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、
前記磁石体の上下動に伴って前記基板が振動する、アクチュエータ。
【請求項６】
前記基板の上方に、磁石体と、前記磁石体を取り囲むように配置されたコイルと、を含むアクチュエータの製造方法であって、
前記基板の上方に、前記磁石体の一部を構成する単位磁石体を形成する工程と、
前記基板の上方に、前記コイルの一部を構成する単位コイルを形成する工程と、
前記単位磁石体および前記単位コイルを覆うように、前記基板の上方に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層に前記単位コイルに接続されるコネクタを形成する工程と、を含み、
前記単位磁石体、前記単位コイル、前記絶縁層および前記コネクタを形成する工程を繰り返して、前記単位磁石体および前記単位コイルを上下方向に前記絶縁層を介在させて積層する工程を有する、アクチュエータの製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のアクチュエータを含み、
さらに、前記基板の下方に、キャビティを有する圧力室が設けられ、
前記圧力室の底壁にノズル孔を有する、液滴噴射装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記基板は開口部を有し、該開口部は、前記磁石体の前記開口部および前記キャビティに連通している、液滴噴射装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８において、
前記アクチュエータの平面形状は六角形である、液滴噴射装置。
【請求項１０】
請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の液滴噴射装置を複数有する、液滴噴射ヘッド。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記複数の液滴噴射装置は、平面視において、ハニカム状に配置された、液滴噴射ヘッド。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載の液滴噴射ヘッドを含む、プリンタ。
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２０８２３０（Ｐ２００９−２０８２３０Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５０４５３（Ｐ２００８−５０４５３）
【出願日】平成２０年２月２９日（２００８．２．２９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２９日（２００８．２．２９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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