インク噴射装置及びその製造方法
【目的】 歩留まりが高く、大量生産性に優れるインク噴射装置及びその製造方法を提供すること。
【構成】 インクを噴射するインク室と、インク室の両側に設けられた空気室とが設けられたインク噴射装置１では、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅにおける、カバープレート３のマニホールド２２直下付近に、樹脂１００が形成されている。この樹脂１００は、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの長手方向全体には充填されていないが、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの幅方向及び高さ方向全体には充填されている。この樹脂１００により、マニホールド２２に連通しない空気室が形成される。
【構成】 インクを噴射するインク室と、インク室の両側に設けられた空気室とが設けられたインク噴射装置１では、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅにおける、カバープレート３のマニホールド２２直下付近に、樹脂１００が形成されている。この樹脂１００は、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの長手方向全体には充填されていないが、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの幅方向及び高さ方向全体には充填されている。この樹脂１００により、マニホールド２２に連通しない空気室が形成される。
【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上げられる。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せん断モード型である。
【０００５】図９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とからなっている。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。
【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などによって形成して、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上に前記絶縁層を設ける。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が穿孔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、底壁６０１、天壁６０２、アクチュエータ壁６０３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を示した特開昭６３−２４７０５１号公報には、インク流路６１３のみにインクを充填し、空間６１５にインクを充填しないが、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、底壁６０１あるいは天壁６０２に、インク流路６１３に連通する貫通孔を各インク流路６１３に対応して設けて、インク流路６１３のみにインクを供給し、空間６１５にインクを供給しないようにすると、それら貫通孔が微小なために、その加工が難しく、歩留まりが悪い。また、加工に時間がかかり、大量生産性に劣るといった問題があった。
【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、非噴射チャンネルにインクが入らないようにすることができ、歩留まりが高く、大量生産性に優れるインク噴射装置及びその製造方法を提供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請求項１では、インクを噴射する噴射チャンネルと、前記噴射チャンネルの両側に設けられインクを噴射しない非噴射チャンネルとを有するインク噴射装置において、前記非噴射チャンネル内の一部あるいは全部に設けられた目止め部材を備えている。
【００１３】請求項２では、前記目止め部材は、紫外線等の特定波長の光に対して硬化する光硬化性樹脂であり、その樹脂を前記噴射チャンネル及び前記非噴射チャンネルに注入し、非噴射チャンネルのみに選択的に露光することを特徴とする。
【００１４】請求項３では、圧電材料で少なくとも一部が形成された隔壁によって隔てられた溝を有するアクチュエータプレートと、前記アクチュエータプレートの前記溝の開口部を塞ぐカバープレートとを有し、そのカバープレートには、光を透過する透過領域と、光を透過しない非透過領域とが設けられていることを特徴とする。
【００１５】請求項４では、前記目止め部材は、導電性を有する導電性樹脂であることを特徴とする。
【００１６】請求項５では、インクを噴射する噴射チャンネルと、前記噴射チャンネルの両側に設けられインクを噴射しない非噴射チャンネルとを有するインク噴射装置の製造方法において、前記噴射チャンネル及び前記非噴射チャンネルの一部あるいは全部に、紫外線等の特定波長の光に対して硬化する光硬化性樹脂を注入する第一工程と、前記非噴射チャンネルの前記光硬化性樹脂のみに選択的に露光する第二工程とからなる。
【００１７】請求項６では、インクを噴射する噴射チャンネルと、前記噴射チャンネルの両側に設けられインクを噴射しない非噴射チャンネルと、前記噴射チャンネルにインクを供給するためのマニホールドとを有するインク噴射装置の製造方法において、前記非噴射チャンネルに連通する連通孔を有するプレートを前記非噴射チャンネルの一部に配置する第一工程と、前記プレートの前記連通孔から前記非噴射チャンネル内に目止め部材を注入する第二工程と、前記非噴射チャンネル内の前記目止め部材を硬化する第三工程とからなる。
【００１８】請求項７では、前記目止め部材は、紫外線等の特定波長の光に対して硬化する光硬化性樹脂であり、前記第三ステップは、マニホールドから前記非噴射チャンネルに光を照射して、前記目止め部材を硬化することを特徴とする。
【００１９】請求項８では、前記目止め部材は、所定の熱に対して硬化する熱硬化性樹脂であり、前記第三ステップは、所定の熱を与えて、前記目止め部材を硬化することを特徴とする。
【００２０】
【作用】上記の構成を有する本発明の請求項１のインク噴射装置では、前記非噴射チャンネル内の全部あるいは一部に目止め部材が設けられて、非噴射チャンネル内にインクが供給されず、噴射チャンネルのみにインクが供給される。
【００２１】請求項５のインク噴射装置の製造方法では、前記噴射チャンネル及び前記非噴射チャンネルの一部あるいは全部に光硬化性樹脂が注入され、前記非噴射チャンネルの前記光硬化性樹脂のみが選択的に露光されて、非噴射チャンネルに硬化した光硬化性樹脂が設けられる。これにより請求項１記載のインク噴射装置が製造される。
【００２２】請求項６のインク噴射装置の製造方法では、前記非噴射チャンネルに連通する連通孔を有するプレートが前記非噴射チャンネルの一部に配置され、前記プレートの前記連通孔から前記非噴射チャンネル内に目止め部材が注入され、前記非噴射チャンネル内の前記目止め部材が硬化される。これにより請求項１記載のインク噴射装置が製造される。
【００２３】
【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照して説明する。
【００２４】まず、インク噴射装置１の斜視図を示す図１R>１によって、本発明の第一実施例の構成を説明する。インク噴射装置１は、圧電セラミックスプレート２とカバープレート３とノズルプレート３１とから構成されている。
【００２５】圧電セラミックスプレート２は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料で形成され、矢印５方向に分極処理が施されている。そして、圧電セラミックスプレート２には、薄い円板状のダイヤモンドブレードを使用した切削加工などによって、複数の溝１５が作製される。溝１５は圧電セラミックスプレート２のほぼ全域で同じ深さの平行な溝であるが、端面１７に近づくにつれて徐々に浅くなり、端面１７付近では浅く平行な浅溝１８となるように作製される。
【００２６】この溝１５の上半分の領域および浅溝１８の内面には、アルミニウム、ニッケル、カーボンなどの導電材料からなる電極１３、１９が真空蒸着やスパッタリングなどによって形成される。この電極１３、１９の形成時には、溝１５を隔てる側壁１１の天頂部にも電極が形成されるため、側壁１１の両側の電極を分離するために、側壁１１の天頂部の電極がラッピングなどにより除去される。このようにして、溝１５の内面にはその側面の上半分のみに電極１３が形成され、浅溝１８の内面にはその側面および底面全体に電極１９が形成される。この電極１９によって、溝１５の両側の側壁１１の表面に形成された電極１３は電気的に接続されている。
【００２７】そして溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅにおける、後述するカバープレート３のマニホールド２２直下付近に対応する位置は、目止め部材としての樹脂１００が形成されており、この樹脂１００は、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの長手方向全体には充填されていないが、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの幅方向及び高さ方向全体には充填されている。
【００２８】また、研削加工または切削加工などによってマニホールド２２が作製されたカバープレート３を、圧電セラミックスプレート２の溝１５加工側に、エポキシ系の接着剤４（図２）によって接着する。このとき、マニホールド２２と前記樹脂１００との位置関係は以下に示す通りである。樹脂１００における圧電セラミックスプレート２の端面１６側の形成端は、マニホールド２２のそれよりも端面１６側に設けられて、マニホールド２２のインクが、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅにおいて樹脂１００よりも端面１６側へ流れない構造になっている。また、樹脂１００における圧電セラミックスプレート２の端面１７側の形成端は、マニホールド２２のそれよりも端面１６側でも良いし、端面１７側でも良い。
【００２９】そして、溝１５ｂ、１５ｄに対応した位置にノズル３２が設けられたノズルプレート３１を圧電セラミックスプレート２及びカバープレート３の一端面１６に接着する。
【００３０】このように、圧電セラミックスプレート２、カバープレート３、ノズルプレート３１及び樹脂１００により、マニホールド２２と連通する噴射チャンネルとしてのインク室１２ｂ、１２ｄ（図２）及び樹脂１００によってマニホールド２２と連通しない非噴射チャンネルとしての空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅ（図２）が形成されたインク噴射装置１が構成される。インク室１２ｂ、１２ｄは、インクが充填され、空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅは空気が充填される。
【００３１】次に、図２、図３によって、インク噴射装置１の動作を説明する。インク噴射装置１において、所望の印字データに従って例えばインク室１２ｂが選択されると、電極１３ｅと１３ｆに急速に正の駆動電圧が印加され、電極１３ｄと１３ｇは接地される。これにより側壁１１ｂの上半分には矢印１４ｂの方向の駆動電界が作用し、側壁１１ｃの上半分には矢印１４ｃの方向の駆動電界が作用する。このとき駆動電界方向１４ｂおよび１４ｃと分極方向５とが直交しているため、側壁１１ｂおよび１１ｃは、圧電厚みすべり効果によってインク室１２ｂの内部方向に急速に変形する。この変形によってインク室１２ｂの容積が減少してインク室１２ｂのインク圧力が急速に増大し、圧力波が発生して、インク室１２ｂに連通するノズル３２（図１）からインク滴が噴射される。
【００３２】また、駆動電圧の印加を停止すると、側壁１１ｂおよび１１ｃが変形前の位置（図２参照）に戻るためインク室１２ｂ内のインク圧力が低下し、マニホールド２２（図１）を通してインク室１２ｂ内にインクが供給される。
【００３３】但し、上記の動作は本実施例の基本動作に過ぎず、製品として具体化される場合には、まず駆動電圧をインク室１２ｂの容積が増加する方向に印加して、インク室１２ｂにインクを供給させ、次に駆動電圧の印加を停止して、側壁１１ｂおよび１１ｃを変形前の位置（図２）に戻すことによりインク圧力を増大させてインクを噴射させることもある。
【００３４】このように、本実施例のインク噴射装置１では、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅにおけるカバープレート３のマニホールド２２直下付近に樹脂１００が設けられるので、インク室１２ｂ、１２ｄにマニホールド２２からインクが供給され、且つ空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅにインクが供給されないようにすることができる。また、このような構成であると、マニホールド２２の形状が単純であるので、その加工が容易となり、時間が短縮されて、大量生産性に優れる。
【００３５】また、インク室１２ｂおよび１２ｄのみにインクが供給され、空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅにはインクが供給されず空気が充填されるため、インク室１２ｂからインク滴を噴射するための側壁１１ｃの変形が、隣接する空気室１２ｃの空気により吸収され、他の噴射チャンネル１２ｄに影響を及ぼすことがない。従って、各噴射チャンネル１２ｂ、１２ｄから良好にインク滴が噴射され、印字品質がよい。
【００３６】また、本実施例においては、圧電セラミックスプレート２の片面に溝１５を形成していたが、圧電セラミックスプレートの両面に溝を形成して、両側に噴射チャンネル及び非噴射チャンネルを設けるようにしてもよい。
【００３７】また、従来技術のような構成のインク噴射装置６００においても、本発明を用いることができる。
【００３８】続いて、第一実施例のインク噴射装置の製造方法を図４を用いて説明する。
【００３９】予め分極を施した圧電セラミックス層に、平行な溝１５をダイヤモンドカッティング円板の回転などによって形成して、真空蒸着によって側壁１１の側面に電極１３を形成し、その電極１３上に絶縁層を設けたセラミックスプレート２を用意する。その圧電セラミックスプレート２の一端面１６（図１）に図示しない板部材を接合して、一端面１６における溝１５の開口部を塞ぐ。そして、ＵＶ（紫外線）の照射により硬化する光硬化樹脂としての樹脂液９９、例えばスリーボンド社製の型番３０４２のものを溝１５に充填する（第一工程）。この樹脂液９９は粘度が２０ｃｐｓと非常に低いため、前記溝１５の中を速やかに満たす。
【００４０】そして、その上にマスク７００をフィルム８００を介して載せる。そのフィルム８００はマスク７００が樹脂液９９によって汚れるのを防ぐ。また、フィルム８００は、後に照射するＵＶ（紫外線）９１０が広がるのを防ぐためにできるだけ薄く、且つＵＶ９１０の透過を妨げない材質が良く、例えば厚さ２０μｍで、ＵＶ９１０の透過率が約８０％のセロファンを用いる。そしてマスク７００は、例えば、ＵＶ９１０をよく透過するガラス等で形成されており、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの一部分に対応するＵＶ透過部７０３と、そのＵＶ透過部７０３以外の部分においてＵＶ９１０を遮蔽するようなクロム（Ｃｒ）等が形成されたＵＶ遮蔽部７０１とを有する。このＵＶ透過部７０３は、カバープレート３のマニホールド２２（図１）近傍に対応した位置に設けられている。
【００４１】このようなマスク７００を、ＵＶ透過部７０３が溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅに重なるように圧電セラミックスプレート２に載せて、できるだけ密着させ、前記マスク７００を介してＵＶランプ９００を用いてＵＶ９１０を照射する（第二工程）。本実施例では、ＵＶランプ９００に、３００〜４００ｎｍの光が約１２ｍＷであるものを使用する。
【００４２】ここで、ＵＶランプ９００は３００〜４００ｎｍの光が約１２ｍＷであり、前記樹脂液９９の硬化に必要な光量は３０００ｍＪであり、マスク７００によるＵＶ９１０の減衰を考慮すると、このような組み合わせにおいては、およそＵＶ９１０を３００ｓｅｃ間照射すれば、樹脂液９９が硬化する。尚、ＵＶランプ９００は３００〜４００ｎｍの光が強いものほど良い。マスク７００のＵＶ透過部７０３の下にある樹脂液９９は、ＵＶ９１０の照射により速やかに重合硬化し、その他の部分である遮蔽部７０１の下の樹脂液９９はＵＶ９１０があたらないため、硬化せず液状のまま残っている。
【００４３】そして、前記板部材、マスク７００及びフィルム８００を外し、圧電セラミックスプレート２をアセトン等の有機溶剤で洗浄し、未硬化の樹脂液を洗い流す。最後に純水で洗浄し乾燥させて、樹脂１００（図１R>１）が溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの一部に、ほぼ側壁１１の高さで形成される。
【００４４】このように樹脂１００を形成した圧電セラミックスプレート２に対し、溝１５加工側の面とカバープレート３のマニホールド２２加工側の面が、エポキシ系接着剤４（図２）などによって接着される。続いて図１R>１に示すように、圧電セラミックスプレート２およびカバープレート３の端面１６に、溝１５ｂ、１５ｄの位置に対応した各位置にノズル３２が設けられたノズルプレート３１がエポキシ系接着剤（図示せず）などによって接着される。これによって、図２に示すインク室１２ｂ、１２ｄ及び空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅが形成される。
【００４５】尚、圧電セラミックスプレート２とカバープレート３とを接着すると、そのためのエポキシ系接着剤４が浅溝１８内（図１）に入り込む。このため、マニホールド２２（図１）、インク室１２ｂ、１２ｄ内のインクが浅溝１８から漏れることがない。また、浅溝１８からインクが漏れないように、カバープレート３と浅溝１８との接合部に樹脂などを設けてもよい。
【００４６】このようにして、空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅとマニホールド２２とを連通させないための、目止め部材としての樹脂１００が形成されるので、インク室１２ｂ、１２ｄにインクを供給するためのマニホールド２２の形状を単純にでき、そのため加工が容易である。また、ＵＶランプ９００によるＵＶ９１０の照射で樹脂１００が形成されるので、そのための工程が容易であり、歩留まりが高く、大量生産性に優れる。
【００４７】次に、インク噴射装置の製造方法の第二実施例を図５を用いて説明する。圧電セラミックスプレート２の溝１５加工側の面にカバープレート１０３を、エポキシ系接着剤４などによって接着する。ここでカバープレート１０３は、例えば、ＵＶ９１０をよく透過するガラス等で形成されており、予め溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅ（図１）に対応する部分以外に、ＵＶ９１０を遮蔽するようなクロム（Ｃｒ）等の非透過領域としての遮蔽パターン３００が形成されている。また、カバープレート１０３に形成されたマニホールド（図示せず）においては、遮蔽パターン３００形成面とは反対の面にＵＶ遮蔽シール（図示せず）等で塞いでおく。ここで、カバープレート１０３の前記溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅに対応する部分は、ＵＶ９１０を透過するＵＶ透過領域である。
【００４８】そしてカバープレート１０３の遮蔽パターン３００が形成された面を圧電セラミックスプレート２側に向け、且つ遮蔽パターン３００が圧電セラミックスプレート２の溝１５ｂ、１５ｄに重なるように位置合わせした後接着する。その後、ＵＶ樹脂液９９を、圧電セラミックスプレート２の端面１６側の溝１５の開口部から溝１５の中へ充填する（第一工程）。次に、圧電セラミックスプレート２の端面１６に、図示しない板部材を接着し、溝１５を密閉する。
【００４９】そして前述したようなＵＶランプ９００を用いて、ＵＶ９１０を３００ｓｅｃ照射する（第二工程）。するとカバープレート１０３がマスクとなり、前記ＵＶ透過領域の下にある樹脂液９９は、ＵＶ９１０の照射により速やかに重合硬化し、その他の領域の樹脂液９９は遮蔽パターン３００によってＵＶ９１０があたらないため硬化せず液状のまま残っている。続いて、前記ＵＶ遮蔽シール、前記板部材を剥し、アセトン等の有機溶剤で洗浄し、溝１５ｂ、１５ｄ内の未硬化の樹脂液９９を洗い流す。最後に純水で洗浄し乾燥させて、硬化した樹脂を溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅ全体に形成する。
【００５０】樹脂１００を形成した後、続いて図１に示すように、圧電セラミックスプレート２およびカバープレート３の端面１６に、溝１５ｂ、１５ｄの位置に対応した各位置にノズル３２が設けられたノズルプレート３１がエポキシ系接着剤（図示せず）などによって接着される。これによって、噴射チャンネル及び非噴射チャンネルが形成される。
【００５１】このようにインク噴射装置１を製造しても、第一の製造方法と同様の効果が得られる。また、前述したマスク７００を用いることなく、カバープレート１０３をマスクとするので、第一の製造方法より工程が少なくなり、製造が容易となる。
【００５２】尚、第二実施例では、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅ全体に樹脂１００を形成したが、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの一部に樹脂を形成して、マニホールド２２からインクが入らないようにしてもよい。
【００５３】続いて、インク噴射装置の製造方法の第三実施例に付いて図６、７を用いて説明する。前記カバープレート３を前記圧電セラミックスプレート２の溝１５加工側に接着した後、圧電セラミックスプレート２およびカバープレート３の端面１６に、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの位置に対応した各位置に穴３１１が設けられたダミープレート３１０を粘着剤等により一時的に貼る（第一工程）。
【００５４】そして前記ダミープレート３１０の穴３１１を通して、ＵＶ（紫外線）の照射により硬化する樹脂液９９を溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅに注入する（第二工程）。
【００５５】注入された樹脂液９９は毛細管現象により溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅ内を速やかに流れ、カバープレート３のマニホールド２２の直下を通り、浅溝１８に至る。このとき、マニホールド２２を介して溝１５にＵＶ（紫外線）９１０を全面照射する（第三工程）。
【００５６】すると、樹脂液９９は、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの、マニホールド２２の下部分で硬化する。その後、前記ダミープレート３１０を取り外し、未硬化の樹脂液９９をアセトン等の有機溶剤で洗い流し、純水洗浄後、乾燥することで樹脂１００（図１）が形成される。
【００５７】樹脂１００を形成した後、図１に示すように、圧電セラミックスプレート２およびカバープレート３の端面１６に、溝１５ｂ、１５ｄの位置に対応した各位置にノズル３２が設けられたノズルプレート３１をエポキシ系接着剤（図示せず）などによって接着する。このようにして、インク室１２ｂ、１２ｄ及び空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅが形成される。
【００５８】尚、マニホールド２２と空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅとを確実に遮断するために、ＵＶ９１０を端面１６に向けて傾斜させて照射するとよい。
【００５９】このような製造方法においては、第一実施例のマスク７００（図４）を使用しないので、ＵＶ透過部７０１（図４）の位置合わせが不要である。また、カバープレート３が透過性の材質であれば、一定強度以上のＵＶ９１０が得られた場所全てで樹脂液９９の硬化がおき、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの全長で樹脂１００を形成することが可能である。
【００６０】尚、第三実施例では、樹脂液９９として光硬化性樹脂を用いて、ＵＶ９１０により硬化させていたが、熱硬化性樹脂を用いて熱により硬化させてもよい。
【００６１】また、第三実施例では、圧電セラミックスプレート２の端面１６側から、ダミープレート３１０の穴３１１を通して、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅにのみ樹脂液９９を注入していたが、マニホールド２２側から、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅにのみ連通する穴を有するプレートを用いて、樹脂液を注入してもよい。
【００６２】続いて、インク噴射装置の製造方法の第四実施例について説明する。第三実施例と同様に、前記圧電セラミックス２にカバープレート３及びダミープレート３１０を接着し、ダミープレート３１０の穴３１１を通して溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅのみに樹脂液を充填する。ただし、充填する樹脂液として、例えば、銀粉導電フィラーの入ったスリーボンド社製の型番３３０３を用いる。この樹脂液は体積抵抗率が１〜２×１０-3Ω・ｃｍの導電体である。尚、この樹脂液にはＵＶに反応して硬化が始まるＵＶ硬化剤が含まれていないため、ＵＶの照射に関係なく１５０℃で一時間ほどベークすることで硬化が完了する。ここで、前記ＵＶ硬化剤が含まれている導電性樹脂液ならば第一、第二実施例ような形成法も可能である。
【００６３】溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅに充填された樹脂液を１５０℃で一時間ほどベークすることで、導電性樹脂を形成し、ダミープレート３１０を取り外し、続いて圧電セラミックスプレート２およびカバープレート３の端面１６（図１）に、図８に示すノズルプレート３３がエポキシ系接着剤（図示せず）などによって接着される。これによって、噴射チャンネル及び非噴射チャンネルが形成される。
【００６４】ノズルプレート３３には、溝１５ｂ、１５ｄの位置に対応した各位置にノズル３２が設けられ、また溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅに対応した部分に突出した形状の電極パターン３４が形成されている。前記電極パターン３４は、溝１５ｂ、１５ｄを避ける形で溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの側面の電極１３を接続する。そしてパターン電極３４は図示しないＦＰＣ等を介して接地される。
【００６５】また、上述したような空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅの電極１３を接地して駆動するインク噴射装置では、このように製造すると、樹脂の導電性を利用して空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅの電極１３全てを電気的に接続することができるので、簡単に接地することができる。従って、インク噴射装置のコネクトが簡単にできるので、歩留まりが高く、大量生産性に優れる。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本発明の請求項１のインク噴射装置によれば、前記非噴射チャンネル内の全部あるいは一部に目止め部材が設けられているので、非噴射チャンネル内にインクを供給せず、噴射チャンネルのみにインクを供給することができる。
【００６７】請求項５のインク噴射装置の製造方法によれば、前記噴射チャンネル及び前記非噴射チャンネルの一部あるいは全部に光硬化性樹脂が注入され、前記非噴射チャンネルの前記光硬化性樹脂のみが選択的に露光されて、非噴射チャンネルに硬化した光硬化樹脂が設けられるので、非噴射チャンネル内にインクを供給せず、噴射チャンネルのみにインクを供給するための加工を従来より容易に行うことができ、歩留まりが高く、大量生産性に優れる。
【００６８】請求項６のインク噴射装置の製造方法では、前記非噴射チャンネルに連通する連通孔が有するプレートを前記噴射チャンネル及び非噴射チャンネルの一端側の配置され、前記プレートの前記連通孔から前記非噴射チャンネル内に前記光硬化性樹脂が注入され、前記マニホールドから前記非噴射チャンネルに光が照射されて、非噴射チャンネルに硬化した光硬化樹脂が設けられるので、非噴射チャンネル内にインクを供給せず、噴射チャンネルのみにインクを供給するための加工を従来より容易に行うことができ、歩留まりが高く、大量生産性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例のインク噴射装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の第一実施例のインク噴射装置の断面図である。
【図３】本発明の第一実施例のインク噴射装置の動作を示す説明図である。
【図４】本発明の第一実施例の形成方法を示す断面図である。
【図５】本発明のインク噴射装置の製造方法の第二実施例を示す説明図である。
【図６】本発明のインク噴射装置の製造方法の第三実施例を示す説明図である。
【図７】本発明のインク噴射装置の製造方法の第三実施例を示す説明図である。
【図８】本発明のインク噴射装置の製造方法の第四実施例のノズルプレート裏のパターンを示す説明図である。
【図９】従来例のインク噴射装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１ インク噴射装置
２ 圧電セラミックスプレート
１２ａ 空気室
１２ｂ インク室
１２ｃ 空気室
１２ｄ インク室
１２ｅ 空気室
１３ 電極
１５ 溝
１８ 浅溝
１００ 樹脂
３１０ ダミープレート
３１１ 穴
７００ マスク
【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上げられる。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せん断モード型である。
【０００５】図９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とからなっている。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。
【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などによって形成して、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上に前記絶縁層を設ける。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が穿孔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、底壁６０１、天壁６０２、アクチュエータ壁６０３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を示した特開昭６３−２４７０５１号公報には、インク流路６１３のみにインクを充填し、空間６１５にインクを充填しないが、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、底壁６０１あるいは天壁６０２に、インク流路６１３に連通する貫通孔を各インク流路６１３に対応して設けて、インク流路６１３のみにインクを供給し、空間６１５にインクを供給しないようにすると、それら貫通孔が微小なために、その加工が難しく、歩留まりが悪い。また、加工に時間がかかり、大量生産性に劣るといった問題があった。
【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、非噴射チャンネルにインクが入らないようにすることができ、歩留まりが高く、大量生産性に優れるインク噴射装置及びその製造方法を提供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請求項１では、インクを噴射する噴射チャンネルと、前記噴射チャンネルの両側に設けられインクを噴射しない非噴射チャンネルとを有するインク噴射装置において、前記非噴射チャンネル内の一部あるいは全部に設けられた目止め部材を備えている。
【００１３】請求項２では、前記目止め部材は、紫外線等の特定波長の光に対して硬化する光硬化性樹脂であり、その樹脂を前記噴射チャンネル及び前記非噴射チャンネルに注入し、非噴射チャンネルのみに選択的に露光することを特徴とする。
【００１４】請求項３では、圧電材料で少なくとも一部が形成された隔壁によって隔てられた溝を有するアクチュエータプレートと、前記アクチュエータプレートの前記溝の開口部を塞ぐカバープレートとを有し、そのカバープレートには、光を透過する透過領域と、光を透過しない非透過領域とが設けられていることを特徴とする。
【００１５】請求項４では、前記目止め部材は、導電性を有する導電性樹脂であることを特徴とする。
【００１６】請求項５では、インクを噴射する噴射チャンネルと、前記噴射チャンネルの両側に設けられインクを噴射しない非噴射チャンネルとを有するインク噴射装置の製造方法において、前記噴射チャンネル及び前記非噴射チャンネルの一部あるいは全部に、紫外線等の特定波長の光に対して硬化する光硬化性樹脂を注入する第一工程と、前記非噴射チャンネルの前記光硬化性樹脂のみに選択的に露光する第二工程とからなる。
【００１７】請求項６では、インクを噴射する噴射チャンネルと、前記噴射チャンネルの両側に設けられインクを噴射しない非噴射チャンネルと、前記噴射チャンネルにインクを供給するためのマニホールドとを有するインク噴射装置の製造方法において、前記非噴射チャンネルに連通する連通孔を有するプレートを前記非噴射チャンネルの一部に配置する第一工程と、前記プレートの前記連通孔から前記非噴射チャンネル内に目止め部材を注入する第二工程と、前記非噴射チャンネル内の前記目止め部材を硬化する第三工程とからなる。
【００１８】請求項７では、前記目止め部材は、紫外線等の特定波長の光に対して硬化する光硬化性樹脂であり、前記第三ステップは、マニホールドから前記非噴射チャンネルに光を照射して、前記目止め部材を硬化することを特徴とする。
【００１９】請求項８では、前記目止め部材は、所定の熱に対して硬化する熱硬化性樹脂であり、前記第三ステップは、所定の熱を与えて、前記目止め部材を硬化することを特徴とする。
【００２０】
【作用】上記の構成を有する本発明の請求項１のインク噴射装置では、前記非噴射チャンネル内の全部あるいは一部に目止め部材が設けられて、非噴射チャンネル内にインクが供給されず、噴射チャンネルのみにインクが供給される。
【００２１】請求項５のインク噴射装置の製造方法では、前記噴射チャンネル及び前記非噴射チャンネルの一部あるいは全部に光硬化性樹脂が注入され、前記非噴射チャンネルの前記光硬化性樹脂のみが選択的に露光されて、非噴射チャンネルに硬化した光硬化性樹脂が設けられる。これにより請求項１記載のインク噴射装置が製造される。
【００２２】請求項６のインク噴射装置の製造方法では、前記非噴射チャンネルに連通する連通孔を有するプレートが前記非噴射チャンネルの一部に配置され、前記プレートの前記連通孔から前記非噴射チャンネル内に目止め部材が注入され、前記非噴射チャンネル内の前記目止め部材が硬化される。これにより請求項１記載のインク噴射装置が製造される。
【００２３】
【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照して説明する。
【００２４】まず、インク噴射装置１の斜視図を示す図１R>１によって、本発明の第一実施例の構成を説明する。インク噴射装置１は、圧電セラミックスプレート２とカバープレート３とノズルプレート３１とから構成されている。
【００２５】圧電セラミックスプレート２は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料で形成され、矢印５方向に分極処理が施されている。そして、圧電セラミックスプレート２には、薄い円板状のダイヤモンドブレードを使用した切削加工などによって、複数の溝１５が作製される。溝１５は圧電セラミックスプレート２のほぼ全域で同じ深さの平行な溝であるが、端面１７に近づくにつれて徐々に浅くなり、端面１７付近では浅く平行な浅溝１８となるように作製される。
【００２６】この溝１５の上半分の領域および浅溝１８の内面には、アルミニウム、ニッケル、カーボンなどの導電材料からなる電極１３、１９が真空蒸着やスパッタリングなどによって形成される。この電極１３、１９の形成時には、溝１５を隔てる側壁１１の天頂部にも電極が形成されるため、側壁１１の両側の電極を分離するために、側壁１１の天頂部の電極がラッピングなどにより除去される。このようにして、溝１５の内面にはその側面の上半分のみに電極１３が形成され、浅溝１８の内面にはその側面および底面全体に電極１９が形成される。この電極１９によって、溝１５の両側の側壁１１の表面に形成された電極１３は電気的に接続されている。
【００２７】そして溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅにおける、後述するカバープレート３のマニホールド２２直下付近に対応する位置は、目止め部材としての樹脂１００が形成されており、この樹脂１００は、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの長手方向全体には充填されていないが、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの幅方向及び高さ方向全体には充填されている。
【００２８】また、研削加工または切削加工などによってマニホールド２２が作製されたカバープレート３を、圧電セラミックスプレート２の溝１５加工側に、エポキシ系の接着剤４（図２）によって接着する。このとき、マニホールド２２と前記樹脂１００との位置関係は以下に示す通りである。樹脂１００における圧電セラミックスプレート２の端面１６側の形成端は、マニホールド２２のそれよりも端面１６側に設けられて、マニホールド２２のインクが、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅにおいて樹脂１００よりも端面１６側へ流れない構造になっている。また、樹脂１００における圧電セラミックスプレート２の端面１７側の形成端は、マニホールド２２のそれよりも端面１６側でも良いし、端面１７側でも良い。
【００２９】そして、溝１５ｂ、１５ｄに対応した位置にノズル３２が設けられたノズルプレート３１を圧電セラミックスプレート２及びカバープレート３の一端面１６に接着する。
【００３０】このように、圧電セラミックスプレート２、カバープレート３、ノズルプレート３１及び樹脂１００により、マニホールド２２と連通する噴射チャンネルとしてのインク室１２ｂ、１２ｄ（図２）及び樹脂１００によってマニホールド２２と連通しない非噴射チャンネルとしての空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅ（図２）が形成されたインク噴射装置１が構成される。インク室１２ｂ、１２ｄは、インクが充填され、空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅは空気が充填される。
【００３１】次に、図２、図３によって、インク噴射装置１の動作を説明する。インク噴射装置１において、所望の印字データに従って例えばインク室１２ｂが選択されると、電極１３ｅと１３ｆに急速に正の駆動電圧が印加され、電極１３ｄと１３ｇは接地される。これにより側壁１１ｂの上半分には矢印１４ｂの方向の駆動電界が作用し、側壁１１ｃの上半分には矢印１４ｃの方向の駆動電界が作用する。このとき駆動電界方向１４ｂおよび１４ｃと分極方向５とが直交しているため、側壁１１ｂおよび１１ｃは、圧電厚みすべり効果によってインク室１２ｂの内部方向に急速に変形する。この変形によってインク室１２ｂの容積が減少してインク室１２ｂのインク圧力が急速に増大し、圧力波が発生して、インク室１２ｂに連通するノズル３２（図１）からインク滴が噴射される。
【００３２】また、駆動電圧の印加を停止すると、側壁１１ｂおよび１１ｃが変形前の位置（図２参照）に戻るためインク室１２ｂ内のインク圧力が低下し、マニホールド２２（図１）を通してインク室１２ｂ内にインクが供給される。
【００３３】但し、上記の動作は本実施例の基本動作に過ぎず、製品として具体化される場合には、まず駆動電圧をインク室１２ｂの容積が増加する方向に印加して、インク室１２ｂにインクを供給させ、次に駆動電圧の印加を停止して、側壁１１ｂおよび１１ｃを変形前の位置（図２）に戻すことによりインク圧力を増大させてインクを噴射させることもある。
【００３４】このように、本実施例のインク噴射装置１では、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅにおけるカバープレート３のマニホールド２２直下付近に樹脂１００が設けられるので、インク室１２ｂ、１２ｄにマニホールド２２からインクが供給され、且つ空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅにインクが供給されないようにすることができる。また、このような構成であると、マニホールド２２の形状が単純であるので、その加工が容易となり、時間が短縮されて、大量生産性に優れる。
【００３５】また、インク室１２ｂおよび１２ｄのみにインクが供給され、空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅにはインクが供給されず空気が充填されるため、インク室１２ｂからインク滴を噴射するための側壁１１ｃの変形が、隣接する空気室１２ｃの空気により吸収され、他の噴射チャンネル１２ｄに影響を及ぼすことがない。従って、各噴射チャンネル１２ｂ、１２ｄから良好にインク滴が噴射され、印字品質がよい。
【００３６】また、本実施例においては、圧電セラミックスプレート２の片面に溝１５を形成していたが、圧電セラミックスプレートの両面に溝を形成して、両側に噴射チャンネル及び非噴射チャンネルを設けるようにしてもよい。
【００３７】また、従来技術のような構成のインク噴射装置６００においても、本発明を用いることができる。
【００３８】続いて、第一実施例のインク噴射装置の製造方法を図４を用いて説明する。
【００３９】予め分極を施した圧電セラミックス層に、平行な溝１５をダイヤモンドカッティング円板の回転などによって形成して、真空蒸着によって側壁１１の側面に電極１３を形成し、その電極１３上に絶縁層を設けたセラミックスプレート２を用意する。その圧電セラミックスプレート２の一端面１６（図１）に図示しない板部材を接合して、一端面１６における溝１５の開口部を塞ぐ。そして、ＵＶ（紫外線）の照射により硬化する光硬化樹脂としての樹脂液９９、例えばスリーボンド社製の型番３０４２のものを溝１５に充填する（第一工程）。この樹脂液９９は粘度が２０ｃｐｓと非常に低いため、前記溝１５の中を速やかに満たす。
【００４０】そして、その上にマスク７００をフィルム８００を介して載せる。そのフィルム８００はマスク７００が樹脂液９９によって汚れるのを防ぐ。また、フィルム８００は、後に照射するＵＶ（紫外線）９１０が広がるのを防ぐためにできるだけ薄く、且つＵＶ９１０の透過を妨げない材質が良く、例えば厚さ２０μｍで、ＵＶ９１０の透過率が約８０％のセロファンを用いる。そしてマスク７００は、例えば、ＵＶ９１０をよく透過するガラス等で形成されており、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの一部分に対応するＵＶ透過部７０３と、そのＵＶ透過部７０３以外の部分においてＵＶ９１０を遮蔽するようなクロム（Ｃｒ）等が形成されたＵＶ遮蔽部７０１とを有する。このＵＶ透過部７０３は、カバープレート３のマニホールド２２（図１）近傍に対応した位置に設けられている。
【００４１】このようなマスク７００を、ＵＶ透過部７０３が溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅに重なるように圧電セラミックスプレート２に載せて、できるだけ密着させ、前記マスク７００を介してＵＶランプ９００を用いてＵＶ９１０を照射する（第二工程）。本実施例では、ＵＶランプ９００に、３００〜４００ｎｍの光が約１２ｍＷであるものを使用する。
【００４２】ここで、ＵＶランプ９００は３００〜４００ｎｍの光が約１２ｍＷであり、前記樹脂液９９の硬化に必要な光量は３０００ｍＪであり、マスク７００によるＵＶ９１０の減衰を考慮すると、このような組み合わせにおいては、およそＵＶ９１０を３００ｓｅｃ間照射すれば、樹脂液９９が硬化する。尚、ＵＶランプ９００は３００〜４００ｎｍの光が強いものほど良い。マスク７００のＵＶ透過部７０３の下にある樹脂液９９は、ＵＶ９１０の照射により速やかに重合硬化し、その他の部分である遮蔽部７０１の下の樹脂液９９はＵＶ９１０があたらないため、硬化せず液状のまま残っている。
【００４３】そして、前記板部材、マスク７００及びフィルム８００を外し、圧電セラミックスプレート２をアセトン等の有機溶剤で洗浄し、未硬化の樹脂液を洗い流す。最後に純水で洗浄し乾燥させて、樹脂１００（図１R>１）が溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの一部に、ほぼ側壁１１の高さで形成される。
【００４４】このように樹脂１００を形成した圧電セラミックスプレート２に対し、溝１５加工側の面とカバープレート３のマニホールド２２加工側の面が、エポキシ系接着剤４（図２）などによって接着される。続いて図１R>１に示すように、圧電セラミックスプレート２およびカバープレート３の端面１６に、溝１５ｂ、１５ｄの位置に対応した各位置にノズル３２が設けられたノズルプレート３１がエポキシ系接着剤（図示せず）などによって接着される。これによって、図２に示すインク室１２ｂ、１２ｄ及び空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅが形成される。
【００４５】尚、圧電セラミックスプレート２とカバープレート３とを接着すると、そのためのエポキシ系接着剤４が浅溝１８内（図１）に入り込む。このため、マニホールド２２（図１）、インク室１２ｂ、１２ｄ内のインクが浅溝１８から漏れることがない。また、浅溝１８からインクが漏れないように、カバープレート３と浅溝１８との接合部に樹脂などを設けてもよい。
【００４６】このようにして、空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅとマニホールド２２とを連通させないための、目止め部材としての樹脂１００が形成されるので、インク室１２ｂ、１２ｄにインクを供給するためのマニホールド２２の形状を単純にでき、そのため加工が容易である。また、ＵＶランプ９００によるＵＶ９１０の照射で樹脂１００が形成されるので、そのための工程が容易であり、歩留まりが高く、大量生産性に優れる。
【００４７】次に、インク噴射装置の製造方法の第二実施例を図５を用いて説明する。圧電セラミックスプレート２の溝１５加工側の面にカバープレート１０３を、エポキシ系接着剤４などによって接着する。ここでカバープレート１０３は、例えば、ＵＶ９１０をよく透過するガラス等で形成されており、予め溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅ（図１）に対応する部分以外に、ＵＶ９１０を遮蔽するようなクロム（Ｃｒ）等の非透過領域としての遮蔽パターン３００が形成されている。また、カバープレート１０３に形成されたマニホールド（図示せず）においては、遮蔽パターン３００形成面とは反対の面にＵＶ遮蔽シール（図示せず）等で塞いでおく。ここで、カバープレート１０３の前記溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅに対応する部分は、ＵＶ９１０を透過するＵＶ透過領域である。
【００４８】そしてカバープレート１０３の遮蔽パターン３００が形成された面を圧電セラミックスプレート２側に向け、且つ遮蔽パターン３００が圧電セラミックスプレート２の溝１５ｂ、１５ｄに重なるように位置合わせした後接着する。その後、ＵＶ樹脂液９９を、圧電セラミックスプレート２の端面１６側の溝１５の開口部から溝１５の中へ充填する（第一工程）。次に、圧電セラミックスプレート２の端面１６に、図示しない板部材を接着し、溝１５を密閉する。
【００４９】そして前述したようなＵＶランプ９００を用いて、ＵＶ９１０を３００ｓｅｃ照射する（第二工程）。するとカバープレート１０３がマスクとなり、前記ＵＶ透過領域の下にある樹脂液９９は、ＵＶ９１０の照射により速やかに重合硬化し、その他の領域の樹脂液９９は遮蔽パターン３００によってＵＶ９１０があたらないため硬化せず液状のまま残っている。続いて、前記ＵＶ遮蔽シール、前記板部材を剥し、アセトン等の有機溶剤で洗浄し、溝１５ｂ、１５ｄ内の未硬化の樹脂液９９を洗い流す。最後に純水で洗浄し乾燥させて、硬化した樹脂を溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅ全体に形成する。
【００５０】樹脂１００を形成した後、続いて図１に示すように、圧電セラミックスプレート２およびカバープレート３の端面１６に、溝１５ｂ、１５ｄの位置に対応した各位置にノズル３２が設けられたノズルプレート３１がエポキシ系接着剤（図示せず）などによって接着される。これによって、噴射チャンネル及び非噴射チャンネルが形成される。
【００５１】このようにインク噴射装置１を製造しても、第一の製造方法と同様の効果が得られる。また、前述したマスク７００を用いることなく、カバープレート１０３をマスクとするので、第一の製造方法より工程が少なくなり、製造が容易となる。
【００５２】尚、第二実施例では、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅ全体に樹脂１００を形成したが、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの一部に樹脂を形成して、マニホールド２２からインクが入らないようにしてもよい。
【００５３】続いて、インク噴射装置の製造方法の第三実施例に付いて図６、７を用いて説明する。前記カバープレート３を前記圧電セラミックスプレート２の溝１５加工側に接着した後、圧電セラミックスプレート２およびカバープレート３の端面１６に、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの位置に対応した各位置に穴３１１が設けられたダミープレート３１０を粘着剤等により一時的に貼る（第一工程）。
【００５４】そして前記ダミープレート３１０の穴３１１を通して、ＵＶ（紫外線）の照射により硬化する樹脂液９９を溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅに注入する（第二工程）。
【００５５】注入された樹脂液９９は毛細管現象により溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅ内を速やかに流れ、カバープレート３のマニホールド２２の直下を通り、浅溝１８に至る。このとき、マニホールド２２を介して溝１５にＵＶ（紫外線）９１０を全面照射する（第三工程）。
【００５６】すると、樹脂液９９は、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの、マニホールド２２の下部分で硬化する。その後、前記ダミープレート３１０を取り外し、未硬化の樹脂液９９をアセトン等の有機溶剤で洗い流し、純水洗浄後、乾燥することで樹脂１００（図１）が形成される。
【００５７】樹脂１００を形成した後、図１に示すように、圧電セラミックスプレート２およびカバープレート３の端面１６に、溝１５ｂ、１５ｄの位置に対応した各位置にノズル３２が設けられたノズルプレート３１をエポキシ系接着剤（図示せず）などによって接着する。このようにして、インク室１２ｂ、１２ｄ及び空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅが形成される。
【００５８】尚、マニホールド２２と空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅとを確実に遮断するために、ＵＶ９１０を端面１６に向けて傾斜させて照射するとよい。
【００５９】このような製造方法においては、第一実施例のマスク７００（図４）を使用しないので、ＵＶ透過部７０１（図４）の位置合わせが不要である。また、カバープレート３が透過性の材質であれば、一定強度以上のＵＶ９１０が得られた場所全てで樹脂液９９の硬化がおき、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの全長で樹脂１００を形成することが可能である。
【００６０】尚、第三実施例では、樹脂液９９として光硬化性樹脂を用いて、ＵＶ９１０により硬化させていたが、熱硬化性樹脂を用いて熱により硬化させてもよい。
【００６１】また、第三実施例では、圧電セラミックスプレート２の端面１６側から、ダミープレート３１０の穴３１１を通して、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅにのみ樹脂液９９を注入していたが、マニホールド２２側から、溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅにのみ連通する穴を有するプレートを用いて、樹脂液を注入してもよい。
【００６２】続いて、インク噴射装置の製造方法の第四実施例について説明する。第三実施例と同様に、前記圧電セラミックス２にカバープレート３及びダミープレート３１０を接着し、ダミープレート３１０の穴３１１を通して溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅのみに樹脂液を充填する。ただし、充填する樹脂液として、例えば、銀粉導電フィラーの入ったスリーボンド社製の型番３３０３を用いる。この樹脂液は体積抵抗率が１〜２×１０-3Ω・ｃｍの導電体である。尚、この樹脂液にはＵＶに反応して硬化が始まるＵＶ硬化剤が含まれていないため、ＵＶの照射に関係なく１５０℃で一時間ほどベークすることで硬化が完了する。ここで、前記ＵＶ硬化剤が含まれている導電性樹脂液ならば第一、第二実施例ような形成法も可能である。
【００６３】溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅに充填された樹脂液を１５０℃で一時間ほどベークすることで、導電性樹脂を形成し、ダミープレート３１０を取り外し、続いて圧電セラミックスプレート２およびカバープレート３の端面１６（図１）に、図８に示すノズルプレート３３がエポキシ系接着剤（図示せず）などによって接着される。これによって、噴射チャンネル及び非噴射チャンネルが形成される。
【００６４】ノズルプレート３３には、溝１５ｂ、１５ｄの位置に対応した各位置にノズル３２が設けられ、また溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅに対応した部分に突出した形状の電極パターン３４が形成されている。前記電極パターン３４は、溝１５ｂ、１５ｄを避ける形で溝１５ａ、１５ｃ、１５ｅの側面の電極１３を接続する。そしてパターン電極３４は図示しないＦＰＣ等を介して接地される。
【００６５】また、上述したような空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅの電極１３を接地して駆動するインク噴射装置では、このように製造すると、樹脂の導電性を利用して空気室１２ａ、１２ｃ、１２ｅの電極１３全てを電気的に接続することができるので、簡単に接地することができる。従って、インク噴射装置のコネクトが簡単にできるので、歩留まりが高く、大量生産性に優れる。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本発明の請求項１のインク噴射装置によれば、前記非噴射チャンネル内の全部あるいは一部に目止め部材が設けられているので、非噴射チャンネル内にインクを供給せず、噴射チャンネルのみにインクを供給することができる。
【００６７】請求項５のインク噴射装置の製造方法によれば、前記噴射チャンネル及び前記非噴射チャンネルの一部あるいは全部に光硬化性樹脂が注入され、前記非噴射チャンネルの前記光硬化性樹脂のみが選択的に露光されて、非噴射チャンネルに硬化した光硬化樹脂が設けられるので、非噴射チャンネル内にインクを供給せず、噴射チャンネルのみにインクを供給するための加工を従来より容易に行うことができ、歩留まりが高く、大量生産性に優れる。
【００６８】請求項６のインク噴射装置の製造方法では、前記非噴射チャンネルに連通する連通孔が有するプレートを前記噴射チャンネル及び非噴射チャンネルの一端側の配置され、前記プレートの前記連通孔から前記非噴射チャンネル内に前記光硬化性樹脂が注入され、前記マニホールドから前記非噴射チャンネルに光が照射されて、非噴射チャンネルに硬化した光硬化樹脂が設けられるので、非噴射チャンネル内にインクを供給せず、噴射チャンネルのみにインクを供給するための加工を従来より容易に行うことができ、歩留まりが高く、大量生産性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例のインク噴射装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の第一実施例のインク噴射装置の断面図である。
【図３】本発明の第一実施例のインク噴射装置の動作を示す説明図である。
【図４】本発明の第一実施例の形成方法を示す断面図である。
【図５】本発明のインク噴射装置の製造方法の第二実施例を示す説明図である。
【図６】本発明のインク噴射装置の製造方法の第三実施例を示す説明図である。
【図７】本発明のインク噴射装置の製造方法の第三実施例を示す説明図である。
【図８】本発明のインク噴射装置の製造方法の第四実施例のノズルプレート裏のパターンを示す説明図である。
【図９】従来例のインク噴射装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１ インク噴射装置
２ 圧電セラミックスプレート
１２ａ 空気室
１２ｂ インク室
１２ｃ 空気室
１２ｄ インク室
１２ｅ 空気室
１３ 電極
１５ 溝
１８ 浅溝
１００ 樹脂
３１０ ダミープレート
３１１ 穴
７００ マスク
【特許請求の範囲】
【請求項１】 インクを噴射する噴射チャンネルと、前記噴射チャンネルの両側に設けられインクを噴射しない非噴射チャンネルとを有するインク噴射装置において、前記非噴射チャンネル内の一部あるいは全部に設けられた目止め部材を備えたことを特徴とするインク噴射装置。
【請求項２】 前記目止め部材は、紫外線等の特定波長の光に対して硬化する光硬化性樹脂であり、その樹脂を前記噴射チャンネル及び前記非噴射チャンネルに注入し、非噴射チャンネルのみに選択的に露光することを特徴とする請求項１記載のインク噴射装置。
【請求項３】 圧電材料で少なくとも一部が形成された隔壁によって隔てられた溝を有するアクチュエータプレートと、前記アクチュエータプレートの前記溝の開口部を塞ぐカバープレートとを有し、そのカバープレートには、光を透過する透過領域と、光を透過しない非透過領域とが設けられていることを特徴とする請求項２記載のインク噴射装置。
【請求項４】 前記目止め部材は、導電性を有する導電性樹脂であることを特徴とする請求項１記載のインク噴射装置。
【請求項５】 インクを噴射する噴射チャンネルと、前記噴射チャンネルの両側に設けられインクを噴射しない非噴射チャンネルとを有するインク噴射装置の製造方法において、前記噴射チャンネル及び前記非噴射チャンネルの一部あるいは全部に、紫外線等の特定波長の光に対して硬化する光硬化性樹脂を注入する第一工程と、前記非噴射チャンネルの前記光硬化性樹脂のみに選択的に露光する第二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６】 インクを噴射する噴射チャンネルと、前記噴射チャンネルの両側に設けられインクを噴射しない非噴射チャンネルと、前記噴射チャンネルにインクを供給するためのマニホールドとを有するインク噴射装置の製造方法において、前記非噴射チャンネルに連通する連通孔を有するプレートを前記非噴射チャンネルの一部に配置する第一工程と、前記プレートの前記連通孔から前記非噴射チャンネル内に目止め部材を注入する第二工程と、前記非噴射チャンネル内の前記目止め部材を硬化する第三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】 前記目止め部材は、紫外線等の特定波長の光に対して硬化する光硬化性樹脂であり、前記第三ステップは、マニホールドから前記非噴射チャンネルに光を照射して、前記目止め部材を硬化することを特徴とする請求項６記載のインク噴射装置の製造方法。
【請求項８】 前記目止め部材は、所定の熱に対して硬化する熱硬化性樹脂であり、前記第三ステップは、所定の熱を与えて、前記目止め部材を硬化することを特徴とする請求項６記載のインク噴射装置の製造方法。
【請求項１】 インクを噴射する噴射チャンネルと、前記噴射チャンネルの両側に設けられインクを噴射しない非噴射チャンネルとを有するインク噴射装置において、前記非噴射チャンネル内の一部あるいは全部に設けられた目止め部材を備えたことを特徴とするインク噴射装置。
【請求項２】 前記目止め部材は、紫外線等の特定波長の光に対して硬化する光硬化性樹脂であり、その樹脂を前記噴射チャンネル及び前記非噴射チャンネルに注入し、非噴射チャンネルのみに選択的に露光することを特徴とする請求項１記載のインク噴射装置。
【請求項３】 圧電材料で少なくとも一部が形成された隔壁によって隔てられた溝を有するアクチュエータプレートと、前記アクチュエータプレートの前記溝の開口部を塞ぐカバープレートとを有し、そのカバープレートには、光を透過する透過領域と、光を透過しない非透過領域とが設けられていることを特徴とする請求項２記載のインク噴射装置。
【請求項４】 前記目止め部材は、導電性を有する導電性樹脂であることを特徴とする請求項１記載のインク噴射装置。
【請求項５】 インクを噴射する噴射チャンネルと、前記噴射チャンネルの両側に設けられインクを噴射しない非噴射チャンネルとを有するインク噴射装置の製造方法において、前記噴射チャンネル及び前記非噴射チャンネルの一部あるいは全部に、紫外線等の特定波長の光に対して硬化する光硬化性樹脂を注入する第一工程と、前記非噴射チャンネルの前記光硬化性樹脂のみに選択的に露光する第二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６】 インクを噴射する噴射チャンネルと、前記噴射チャンネルの両側に設けられインクを噴射しない非噴射チャンネルと、前記噴射チャンネルにインクを供給するためのマニホールドとを有するインク噴射装置の製造方法において、前記非噴射チャンネルに連通する連通孔を有するプレートを前記非噴射チャンネルの一部に配置する第一工程と、前記プレートの前記連通孔から前記非噴射チャンネル内に目止め部材を注入する第二工程と、前記非噴射チャンネル内の前記目止め部材を硬化する第三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】 前記目止め部材は、紫外線等の特定波長の光に対して硬化する光硬化性樹脂であり、前記第三ステップは、マニホールドから前記非噴射チャンネルに光を照射して、前記目止め部材を硬化することを特徴とする請求項６記載のインク噴射装置の製造方法。
【請求項８】 前記目止め部材は、所定の熱に対して硬化する熱硬化性樹脂であり、前記第三ステップは、所定の熱を与えて、前記目止め部材を硬化することを特徴とする請求項６記載のインク噴射装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図７】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図７】
【図９】
【公開番号】特開平７−１８６３８２
【公開日】平成７年（１９９５）７月２５日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平５−３３１５３７
【出願日】平成５年（１９９３）１２月２７日
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【公開日】平成７年（１９９５）７月２５日
【国際特許分類】
【出願日】平成５年（１９９３）１２月２７日
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
[ Back to top ]