JP2985434B2 - 液滴噴射装置 - Google Patents
液滴噴射装置Info
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- piezoelectric
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- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液滴噴射装置に係わ
り、さらに詳しくは圧電トランスデューサの変形を利用
した液滴噴射装置に関するものである。
り、さらに詳しくは圧電トランスデューサの変形を利用
した液滴噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、プリンタヘッドに圧電式インクジ
ェットを利用したものが提案されている。これは、圧電
トランスデューサの変形によってインク流路の容積を変
化させることにより、その容積減少時にインク流路内の
インクをオリフィスから噴射し、容積増大時に他方の弁
からインク流路内にインクを導入するようにしたもの
で、ドロップオンデマンド方式と呼ばれている。そし
て、このような噴射装置を複数互いに近接して配置し、
所定の位置の噴射装置からインクを噴射させることによ
り、所望する文字や画像を形成するものである。
ェットを利用したものが提案されている。これは、圧電
トランスデューサの変形によってインク流路の容積を変
化させることにより、その容積減少時にインク流路内の
インクをオリフィスから噴射し、容積増大時に他方の弁
からインク流路内にインクを導入するようにしたもの
で、ドロップオンデマンド方式と呼ばれている。そし
て、このような噴射装置を複数互いに近接して配置し、
所定の位置の噴射装置からインクを噴射させることによ
り、所望する文字や画像を形成するものである。
【０００３】この種の液滴噴射装置としては、例えば特
開昭６３−２４７０５１号公報及び特開昭６３−２５２
７５０号公報に記載されているものがある。図４及び図
５にそれら従来例の概略図を示す。以下、液滴噴射装置
のアレイの一部の断面図を示す図４によって従来例を具
体的に説明すると、複数の側壁２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ
を有し、かつ矢印５１の方向に分極処理を施した圧電セ
ラミックス板（圧電トランスデューサ）１と、金属材
料、ガラス材料またはセラミックス材料等からなるカバ
ー板２１とを、接合層１２を介して接合することで、横
方向に互いに間隔を有する複数のインク流路３１ａ、３
１ｂ、３１ｃが構成される。インク流路３１は長方形断
面の細長い形状であり、側壁２はインク流路の全長にわ
たって伸び、インク流路軸及び分極方向に対して垂直方
向に変形可能である。該側壁２の表面には駆動電界印加
用の金属電極１１が形成してある。
開昭６３−２４７０５１号公報及び特開昭６３−２５２
７５０号公報に記載されているものがある。図４及び図
５にそれら従来例の概略図を示す。以下、液滴噴射装置
のアレイの一部の断面図を示す図４によって従来例を具
体的に説明すると、複数の側壁２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ
を有し、かつ矢印５１の方向に分極処理を施した圧電セ
ラミックス板（圧電トランスデューサ）１と、金属材
料、ガラス材料またはセラミックス材料等からなるカバ
ー板２１とを、接合層１２を介して接合することで、横
方向に互いに間隔を有する複数のインク流路３１ａ、３
１ｂ、３１ｃが構成される。インク流路３１は長方形断
面の細長い形状であり、側壁２はインク流路の全長にわ
たって伸び、インク流路軸及び分極方向に対して垂直方
向に変形可能である。該側壁２の表面には駆動電界印加
用の金属電極１１が形成してある。
【０００４】該アレイにおいて、所定の印字データに従
って例えば噴射装置３１ｂが選択されると、金属電極１
１ｃ、１１ｄと金属電極１１ｅ、１１ｆの各々の間に駆
動電界が印加される。このとき駆動電界方向と分極方向
とが直交しているため、側壁２ｂと側壁２ｃは圧電厚み
すべり効果によってインク流路３１ｂの内部方向に変形
する。この変形によってインク流路３１ｂ内の容積が減
少してインク圧が増大し、図示されていないオリフィス
からインク液滴が噴射される。また、駆動電界の印加を
停止すると、側壁は変形前の位置に戻るため流路内のイ
ンク圧が低下し、図示されていないインク供給部か＊逞
ャ路内にインクが供給される。
って例えば噴射装置３１ｂが選択されると、金属電極１
１ｃ、１１ｄと金属電極１１ｅ、１１ｆの各々の間に駆
動電界が印加される。このとき駆動電界方向と分極方向
とが直交しているため、側壁２ｂと側壁２ｃは圧電厚み
すべり効果によってインク流路３１ｂの内部方向に変形
する。この変形によってインク流路３１ｂ内の容積が減
少してインク圧が増大し、図示されていないオリフィス
からインク液滴が噴射される。また、駆動電界の印加を
停止すると、側壁は変形前の位置に戻るため流路内のイ
ンク圧が低下し、図示されていないインク供給部か＊逞
ャ路内にインクが供給される。
【０００５】前記アレイは以下の製造法によって製造さ
れる。図５に示すように、矢印５１方向に分極処理を施
した圧電セラミックス板１に、ダイヤモンドカッティン
グ円板の回転による研削加工等によって、前記の形状の
インク流路を形成する平行な溝３を作製する。この溝３
の表面には、前記の金属電極をスパッタリング等によっ
て形成する。該圧電セラミックス板１の溝側の上面４ａ
にカバー板２１を接着する。また、圧電セラミックス板
の溝のインク噴射側の端面４ｂに、インク流路の位置に
対応した位置にオリフィス４２が設けられたオリフィス
板４１を接着する。
れる。図５に示すように、矢印５１方向に分極処理を施
した圧電セラミックス板１に、ダイヤモンドカッティン
グ円板の回転による研削加工等によって、前記の形状の
インク流路を形成する平行な溝３を作製する。この溝３
の表面には、前記の金属電極をスパッタリング等によっ
て形成する。該圧電セラミックス板１の溝側の上面４ａ
にカバー板２１を接着する。また、圧電セラミックス板
の溝のインク噴射側の端面４ｂに、インク流路の位置に
対応した位置にオリフィス４２が設けられたオリフィス
板４１を接着する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の液滴噴射装置は、インク液滴の集積度が隣
接するインク流路の間隔と等しいため、インク液滴の集
積度を向上させるには隣接するインク流路の間隔を小さ
くする必要がある。この液滴噴射装置は、製造工程にお
いて、インク流路を形成する溝をオリフィスの数と同じ
数だけ圧電トランスデューサに加工する必要があり、隣
接するインク流路の間隔を小さくすると圧電トランスデ
ューサの溝加工が困難となるため、インク液滴の集積度
に限界があるという問題点があった。
ような従来の液滴噴射装置は、インク液滴の集積度が隣
接するインク流路の間隔と等しいため、インク液滴の集
積度を向上させるには隣接するインク流路の間隔を小さ
くする必要がある。この液滴噴射装置は、製造工程にお
いて、インク流路を形成する溝をオリフィスの数と同じ
数だけ圧電トランスデューサに加工する必要があり、隣
接するインク流路の間隔を小さくすると圧電トランスデ
ューサの溝加工が困難となるため、インク液滴の集積度
に限界があるという問題点があった。
【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、簡単な構造でインク液滴の集積
度を向上させることが可能な液滴噴射装置を提供するこ
とを目的とする。
になされたものであり、簡単な構造でインク液滴の集積
度を向上させることが可能な液滴噴射装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の液滴噴射装置は、インク流路を形成する複数
の平行な溝と、該溝の側壁の表面に形成される表面電極
とを備え、各々の溝がほぼ直交方向に交差する第１及び
第２の圧電トランスデューサと、第１の圧電トランスデ
ューサの溝と第２の圧電トランスデューサの溝の各交点
位置に設けられたオリフィスと、所要の位置の第１の圧
電トランスデューサの電極間と第２の圧電トランスデュ
ーサの電極間との各々の間の前記各側壁に電界を印加す
ることにより、所要の交点位置のオリフィスから溝内部
のインク液滴を噴射させる噴射制御手段とを備えたもの
である。
に本発明の液滴噴射装置は、インク流路を形成する複数
の平行な溝と、該溝の側壁の表面に形成される表面電極
とを備え、各々の溝がほぼ直交方向に交差する第１及び
第２の圧電トランスデューサと、第１の圧電トランスデ
ューサの溝と第２の圧電トランスデューサの溝の各交点
位置に設けられたオリフィスと、所要の位置の第１の圧
電トランスデューサの電極間と第２の圧電トランスデュ
ーサの電極間との各々の間の前記各側壁に電界を印加す
ることにより、所要の交点位置のオリフィスから溝内部
のインク液滴を噴射させる噴射制御手段とを備えたもの
である。
【０００９】
【作用】上記の構成を有する本発明の液滴噴射装置によ
れば、噴射制御手段により、第１及び第２の圧電トラン
スデューサに設けられたインク流路を構成する溝の内、
所要の位置の電極間の側壁に電界を印加することによ
り、インク流路を構成する溝が電界の印加による圧電厚
みすべり効果によって変形して、所要の溝の交点位置の
インク圧力が増大し、その交点位置のオリフィスから溝
内部のインク液滴が噴射される。
れば、噴射制御手段により、第１及び第２の圧電トラン
スデューサに設けられたインク流路を構成する溝の内、
所要の位置の電極間の側壁に電界を印加することによ
り、インク流路を構成する溝が電界の印加による圧電厚
みすべり効果によって変形して、所要の溝の交点位置の
インク圧力が増大し、その交点位置のオリフィスから溝
内部のインク液滴が噴射される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１１】まず、本実施例の液滴噴射装置アレイにつ
いて図１を参照して説明する。
いて図１を参照して説明する。
【００１２】本実施例の液滴噴射装置アレイは主に二枚
の圧電セラミックス板で構成される。第１の圧電セラミ
ックス板６は、矢印５６方向に分極処理が施されてお
り、且つ、複数の長方形断面の平行な溝１６及び側壁２
６が形成されている。
の圧電セラミックス板で構成される。第１の圧電セラミ
ックス板６は、矢印５６方向に分極処理が施されてお
り、且つ、複数の長方形断面の平行な溝１６及び側壁２
６が形成されている。
【００１３】第２の圧電セラミックス板７は、矢印５６
方向に分極処理が施されており、且つ、複数の長方形断
面の平行な溝１７及び側壁２７が形成されている。側壁
２６及び２７の表面には、駆動電界印加用の金属電極が
スパッタリング等によって形成されている。
方向に分極処理が施されており、且つ、複数の長方形断
面の平行な溝１７及び側壁２７が形成されている。側壁
２６及び２７の表面には、駆動電界印加用の金属電極が
スパッタリング等によって形成されている。
【００１４】第１の圧電セラミックス板６の側壁上面
と、第２の圧電セラミックス板７の側壁上面とは、第１
の圧電セラ＊~ックス板６の溝１６と第２の圧電セラミ
ックス板７の溝１７がほぼ直交方向となるように密着さ
れている。この密着手段としては接着剤等により接合し
ても良いし、単に押圧力のみによって密着しても良い。
と、第２の圧電セラミックス板７の側壁上面とは、第１
の圧電セラ＊~ックス板６の溝１６と第２の圧電セラミ
ックス板７の溝１７がほぼ直交方向となるように密着さ
れている。この密着手段としては接着剤等により接合し
ても良いし、単に押圧力のみによって密着しても良い。
【００１５】第２の圧電セラミックス板７には、第１の
圧電セラミックス板６の溝１６と第２の圧電セラミック
ス板７の溝１７の交点となる部分に、オリフィス３７が
設けられている。また第１の圧電セラミックス板６の、
溝方向に垂直な方向の両端面にはカバー板８ａ及び８
ｂ、第２の圧電セラミックス板７の溝方向に垂直な方向
の両端面にはカバー板８ｃ及び８ｄが接合されている。
そしてカバー板８ａには、インク供給孔３６が設けられ
ている。
圧電セラミックス板６の溝１６と第２の圧電セラミック
ス板７の溝１７の交点となる部分に、オリフィス３７が
設けられている。また第１の圧電セラミックス板６の、
溝方向に垂直な方向の両端面にはカバー板８ａ及び８
ｂ、第２の圧電セラミックス板７の溝方向に垂直な方向
の両端面にはカバー板８ｃ及び８ｄが接合されている。
そしてカバー板８ａには、インク供給孔３６が設けられ
ている。
【００１６】次に、液滴噴射装置アレイの中の１つの噴
射装置を拡大した図２を参照して動作を説明する。
射装置を拡大した図２を参照して動作を説明する。
【００１７】所定の印字データに従ってこの噴射装置が
選択されると、第１の圧電セラミックス板６の金属電極
４６ａと金属電極４６ｂとの間及び金属電極４６ｂと金
属電極４６ｃとの間、第２の圧電セラミックス板７の金
属電極４７ａと金属電極４７ｂとの間及び金属電極４７
ｂと金属電極４７ｃの間との各々の間に駆動電界が印加
される。このとき駆動電界方向と分極方向とが直交して
いるため、第１の圧電セラミックス板６の側壁２６ａと
側壁２６ｂは圧電厚みすべり効果によって溝１６の内部
方向に変形する。また、第２の圧電セラミックス板７の
側壁２７ａと側壁２７ｂは圧電厚みすべり効果によって
溝１７の内部方向に変形する。この変形によって溝１６
及び溝１７の容積が減少し、溝内部に充填されているイ
ンクの圧力が増大し、オリフィス３７からインク液滴が
噴射される。また、駆動電界の印加を停止すると、側壁
は変形前の位置に戻るため、溝内部のインクの圧力が低
下し、溝内部に隣接する溝からインクが供給される。
選択されると、第１の圧電セラミックス板６の金属電極
４６ａと金属電極４６ｂとの間及び金属電極４６ｂと金
属電極４６ｃとの間、第２の圧電セラミックス板７の金
属電極４７ａと金属電極４７ｂとの間及び金属電極４７
ｂと金属電極４７ｃの間との各々の間に駆動電界が印加
される。このとき駆動電界方向と分極方向とが直交して
いるため、第１の圧電セラミックス板６の側壁２６ａと
側壁２６ｂは圧電厚みすべり効果によって溝１６の内部
方向に変形する。また、第２の圧電セラミックス板７の
側壁２７ａと側壁２７ｂは圧電厚みすべり効果によって
溝１７の内部方向に変形する。この変形によって溝１６
及び溝１７の容積が減少し、溝内部に充填されているイ
ンクの圧力が増大し、オリフィス３７からインク液滴が
噴射される。また、駆動電界の印加を停止すると、側壁
は変形前の位置に戻るため、溝内部のインクの圧力が低
下し、溝内部に隣接する溝からインクが供給される。
【００１８】次に液滴噴射装置アレイのオリフィス側の
正面図を示す図３を参照して動作を説明すると、本実施
例の液滴噴射装置アレイでは複数の噴射装置が２次元的
に配列されているが、図のように主走査方向５７及び副
走査方向５８に対して、隣接するオリフィス３７の副走
査方向への投影距離がｐとなるように、液滴噴射装置ア
レイは傾斜して設置される。このｐがインク液滴の集積
度となる。液滴噴射装置を主走査方向に移動しながら、
所要のタイミングで個々の噴射装置よりインクの噴射を
行い、所要の印字を行う。
正面図を示す図３を参照して動作を説明すると、本実施
例の液滴噴射装置アレイでは複数の噴射装置が２次元的
に配列されているが、図のように主走査方向５７及び副
走査方向５８に対して、隣接するオリフィス３７の副走
査方向への投影距離がｐとなるように、液滴噴射装置ア
レイは傾斜して設置される。このｐがインク液滴の集積
度となる。液滴噴射装置を主走査方向に移動しながら、
所要のタイミングで個々の噴射装置よりインクの噴射を
行い、所要の印字を行う。
【００１９】従来の技術によれば、集積度ｐのインク液
滴を得るためには隣接するインク流路の間隔もｐにする
必要があり、隣接するインク流路の間隔を小さくすると
圧電セラミックスの溝加工が困難となるためインク液滴
の集積度に限界があった。しかし、上述した本実施例の
液滴噴射装置によれば、集積度ｐのインク液滴を得るた
めに必要な隣接するインク流路の間隔はｐよりもはるか
に大きく、また溝加工の数も従来の技術と比べて少ない
ため、圧電セラミックスの溝加工が容易で、従来の技術
と比べて高いインク集積度を簡単な構造で実現すること
が可能である。
滴を得るためには隣接するインク流路の間隔もｐにする
必要があり、隣接するインク流路の間隔を小さくすると
圧電セラミックスの溝加工が困難となるためインク液滴
の集積度に限界があった。しかし、上述した本実施例の
液滴噴射装置によれば、集積度ｐのインク液滴を得るた
めに必要な隣接するインク流路の間隔はｐよりもはるか
に大きく、また溝加工の数も従来の技術と比べて少ない
ため、圧電セラミックスの溝加工が容易で、従来の技術
と比べて高いインク集積度を簡単な構造で実現すること
が可能である。
【００２０】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において数々
の変形を加えることもできる。例えば、第１の圧電セラ
ミックス板６及び第２の圧電セラミックス板７の分極方
向は矢印５６方向と逆方向でもよい。また、上記の実施
例では、第１の圧電セラミックス板６の溝１６と第２の
圧電セラミックス板７の溝１７が完全な直交方向に交差
しているが、完全に直交方向に交差していなくても同様
な効果が得られる。
ものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において数々
の変形を加えることもできる。例えば、第１の圧電セラ
ミックス板６及び第２の圧電セラミックス板７の分極方
向は矢印５６方向と逆方向でもよい。また、上記の実施
例では、第１の圧電セラミックス板６の溝１６と第２の
圧電セラミックス板７の溝１７が完全な直交方向に交差
しているが、完全に直交方向に交差していなくても同様
な効果が得られる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の液滴噴射装置によれば、ある集積度のインク液滴
を得るために必要な溝の間隔はその集積度よりもはるか
に大きく、また溝加工の数も従来の技術と比べて少ない
ため、簡単な構造でインク液滴の集積度を向上させるこ
とが可能な液滴噴射装置を提供することができる。
発明の液滴噴射装置によれば、ある集積度のインク液滴
を得るために必要な溝の間隔はその集積度よりもはるか
に大きく、また溝加工の数も従来の技術と比べて少ない
ため、簡単な構造でインク液滴の集積度を向上させるこ
とが可能な液滴噴射装置を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例の液滴噴射装置アレイの構成
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例の液滴噴射装置アレイの中の
１つの噴射装置の斜視図である。
１つの噴射装置の斜視図である。
【図３】本発明の一実施例の液滴噴射装置アレイのオリ
フィス側の正面図である。
フィス側の正面図である。
【図４】従来の技術の液滴噴射装置のアレイの一部の断
面図である。
面図である。
【図５】従来の技術の液滴噴射装置のアレイの構成を示
す斜視図である。
す斜視図である。
６ 第１の圧電セラミックス板（圧電トランスデュー
サ） ７ 第２の圧電セラミックス板（圧電トランスデュー
サ） ８ カバー板 １６ 第１の圧電セラミックス板の溝 １７ 第２の圧電セラミックス板の溝 ２６ 第１の圧電セラミックス板の側壁 ２７ 第２の圧電セラミックス板の側壁 ３６ インク供給孔 ３７ オリフィス ４６ 第１の圧電セラミックス板の金属電極 ４７ 第２の圧電セラミックス板の金属電極 ５６ 分極方向 ５７ 主走査方向 ５８ 副走査方向
サ） ７ 第２の圧電セラミックス板（圧電トランスデュー
サ） ８ カバー板 １６ 第１の圧電セラミックス板の溝 １７ 第２の圧電セラミックス板の溝 ２６ 第１の圧電セラミックス板の側壁 ２７ 第２の圧電セラミックス板の側壁 ３６ インク供給孔 ３７ オリフィス ４６ 第１の圧電セラミックス板の金属電極 ４７ 第２の圧電セラミックス板の金属電極 ５６ 分極方向 ５７ 主走査方向 ５８ 副走査方向
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055
Claims (1)
- 【請求項１】 圧電トランスデューサを用いてインク流
路の容積を変化させることにより該インク流路内のイン
クを噴射する噴射装置を複数備えた液滴噴射装置におい
て、 インク流路を形成する複数の平行な溝と、該溝の側壁の
表面に形成される表面電極とを備えた第１の圧電トラン
スデューサと、 インク流路を形成する複数の平行な溝と、該溝の側壁の
表面に形成される表面電極とを備え、前記溝と前記第１
の圧電トランスデューサの溝とが対面し且つほぼ直交方
向に交差するように設けられた第２の圧電トランスデュ
ーサと、 前記第１の圧電トランスデューサまたは前記第２の圧電
トランスデューサの、前記第１の圧電トランスデューサ
の溝と前記第２の圧電トランスデューサの溝との各交点
に対応する位置に設けられたオリフィスと、 所望の位置の第１の圧電トランスデューサの表面電極間
と第２の圧電トランスデューサの表面電極間との各々の
間の前記各側壁に電界を印加することにより、所望のオ
リフィスから溝内部のインク液滴を噴射させる噴射制御
手段とを備えたことを特徴とする液滴噴射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28659591A JP2985434B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 液滴噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28659591A JP2985434B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 液滴噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05124185A JPH05124185A (ja) | 1993-05-21 |
| JP2985434B2 true JP2985434B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=17706451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28659591A Expired - Fee Related JP2985434B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 液滴噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2985434B2 (ja) |
-
1991
- 1991-10-31 JP JP28659591A patent/JP2985434B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05124185A (ja) | 1993-05-21 |
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