JP3070135B2 - 液滴噴射装置 - Google Patents
液滴噴射装置Info
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- JP3070135B2 JP3070135B2 JP12748691A JP12748691A JP3070135B2 JP 3070135 B2 JP3070135 B2 JP 3070135B2 JP 12748691 A JP12748691 A JP 12748691A JP 12748691 A JP12748691 A JP 12748691A JP 3070135 B2 JP3070135 B2 JP 3070135B2
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- ink
- ink flow
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- 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。
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寸法変化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寸法変化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号公報および特開昭６３−２５
２７５０号公報に記載されているものがある。図３およ
び図４にそれら従来例の概略図を示す。以下、アレイの
一部の断面図を示す図３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、３１ｂ、３１ｃが構成される。インク流路
３１ａ、３１ｂ、３１ｃは長方形断面の細長い形状であ
り、側壁２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは流路の全長にわたっ
て伸び、流路軸および分極方向に垂直方向に変形可能で
流路内のインク圧を変化させる。該側壁２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄの表面には駆動電界印加用の金属電極１１ｃ、
１１ｄ、１１ｅ、１１ｆが形成してある。
開昭６３−２４７０５１号公報および特開昭６３−２５
２７５０号公報に記載されているものがある。図３およ
び図４にそれら従来例の概略図を示す。以下、アレイの
一部の断面図を示す図３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、３１ｂ、３１ｃが構成される。インク流路
３１ａ、３１ｂ、３１ｃは長方形断面の細長い形状であ
り、側壁２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは流路の全長にわたっ
て伸び、流路軸および分極方向に垂直方向に変形可能で
流路内のインク圧を変化させる。該側壁２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄの表面には駆動電界印加用の金属電極１１ｃ、
１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ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ら流
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ら流
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４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
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、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４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
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、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、上記し
た従来の液滴噴射装置は、圧電トランスデューサとカバ
ー板を接着するために圧電トランスデューサの変形が一
部拘束され、低駆動電圧においては十分な圧電トランス
デューサの変形量が得られず、インク液滴を噴射するた
めには高駆動電圧が必要になるという問題点があった。
た従来の液滴噴射装置は、圧電トランスデューサとカバ
ー板を接着するために圧電トランスデューサの変形が一
部拘束され、低駆動電圧においては十分な圧電トランス
デューサの変形量が得られず、インク液滴を噴射するた
めには高駆動電圧が必要にな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、低電圧で駆動可能な液滴噴射装
置を提供することを目的とする。
になされたものであり、低電圧で駆動可能な液滴噴射装
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、本発明は、横方向にアレイ状に配列された複数のイ
ンク流路から、該インク流路の容積を変化させることに
よりインクを噴射させる液滴噴射装置において、インク
流路を形成する複数の溝を有し、この溝を形成する側壁
に電界を印加することによりその側壁を前記溝の配列方
向に変形させ得るように構成された圧電トランスデュー
サと、前記圧電トランスデューサ上に設けられた溝を覆
うカバー板と、を備え、前記カバー板の各インク流路に
対応する部分を、予め該インク流路の内部方向に凸の曲
率に形成したものである。
に、本発明は、横方向にアレイ状に配列された複数のイ
ンク流路から、該インク流路の容積を変化させることに
よりインクを噴射させる液滴噴射装置において、インク
流路を形成する複数の溝を有し、この溝を形成する側壁
に電界を印加することによりその側壁を前記溝の配列方
向に変形させ得るように構成された圧電トランスデュー
サと、前記圧電トランスデューサ上に設けられた溝を覆
うカバー板と、を備え、前記カバー板の各インク流路に
対応する部分を、予め該インク流路の内部方向に凸の曲
率に形成したものである。
【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、インク流路の一部を形成する圧電トランスデュー
サの側壁が駆動電界の印加による圧電厚みすべり効果に
よってその配列方向に変形し、インク流路の容積が変化
することにより、インク液滴の噴射およびインク流路へ
のインクの供給が行われる。
れば、インク流路の一部を形成する圧電トランスデュー
サの側壁が駆動電界の印加による圧電厚みすべり効果に
よってその配列方向に変形し、インク流路の容積が変化
することにより、インク液滴の噴射およびインク流路へ
のインクの供給が行われる。
【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、アレイの一部の断面図を示す図１に
よって本発明の一実施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１と、金属材
料や樹脂材料等からなり、かつ各インク流路に対応して
インク流路の内部方向に凸の曲率２１ａを有するカバー
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、３１
ｂ、３１ｃが構成される。インク流路３１ａ、３１ｂ、
３１ｃは長方形断面の細長い形状であり、側壁２ａ、２
ｂ、２ｃ、２ｄは流路の全長にわたって伸び、流路軸お
よび分極方向に垂直方向に変形可能で流路内のインク圧
を変化させる。また、前記曲率２１ａは、インク流路３
１ａ、３１ｂ、３１ｃと同方向に樋状に延びている。前
記側壁２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの表面には駆動電界印加
用の金属電極１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆをスパッ
タリング等によって形成する。
よって本発明の一実施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１と、金属材
料や樹脂材料等からなり、かつ各インク流路に対応して
インク流路の内部方向に凸の曲率２１ａを有するカバー
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、３１
ｂ、３１ｃが構成される。インク流路３１ａ、３１ｂ、
３１ｃは長方形断面の細長い形状であり、側壁２ａ、２
ｂ、２ｃ、２ｄは流路の全長にわたって伸び、流路軸お
よび分極方向に垂直方向に変形可能で流路内のインク圧
を変化させる。また、前記曲率２１ａは、インク流路３
１ａ、３１ｂ、３１ｃと同方向に樋状に延びている。前
記側壁２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの表面には駆動電界印加
用の金属電極１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆをスパッ
タリング等によって形成する。
【００１２】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。この時の側壁の変形状態を図２に
示す。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ら流路内にインクが供給さ
れる。カバー板２１はインク流路の内部方向に凸の曲率
２１ａを有するため、前記側壁が変形したとき該カバー
板はインク流路の内部方向に座屈変形し、側壁の変形に
対する拘束力が小さい。また前記カバー板はインク流路
の内部方向に座屈変形するため、座屈変形量分インク流
路の容積が減少する。以上のことから、低い駆動電圧に
おいてもインク液滴の噴射を行なうのに十分な側壁の変
形量を得ることができる。
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。この時の側壁の変形状態を図２に
示す。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ら流路内にインクが供給さ
れる。カバー板２１はインク流路の内部方向に凸の曲率
２１ａを有するため、前記側壁が変形したとき該カバー
板はインク流路の内部方向に座屈変形し、側壁の変形に
対する拘束力が小さい。また前記カバー板はインク流路
の内部方向に座屈変形するため、座屈変形量分インク流
路の容積が減少する。以上のことから、低い駆動電圧に
おいてもインク液滴の噴射を行なうのに十分な側壁の変
形量を得ることができる。
【００１３】尚、本発明は前記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、カバー板２１は平ら
な形状のまま圧電セラミックス板１に接合層１２を介し
て接合し、その後該カバー板の上方から液圧等によって
該カバー板をインク流路の内部方向に塑性変形させても
よい。また、圧電トランスデューサの分極方向５１はこ
れと逆方向であってもよい。また、インク液滴の噴射時
およびインクの供給時における電圧の印加時期は前記方
法と逆でもよい。つまり、駆動電圧の印加により側壁２
ｂと側壁２ｃが圧電厚みすべり効果によってインク流路
３１ｂの外部方向に変形する。この変形によってインク
流路３１ｂ内の容積が増大してインク圧が減少し、図示
されていないインク供給部から流路内にインクが供給さ
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。
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、カバー板２１は平ら
な形状のまま圧電セラミックス板１に接合層１２を介し
て接合し、その後該カバー板の上方から液圧等によって
該カバー板をインク流路の内部方向に塑性変形させても
よい。また、圧電トランスデューサの分極方向５１はこ
れと逆方向であってもよい。また、インク液滴の噴射時
およびインクの供給時における電圧の印加時期は前記方
法と逆でもよい。つまり、駆動電圧の印加により側壁２
ｂと側壁２ｃが圧電厚みすべり効果によってインク流路
３１ｂの外部方向に変形する。この変形によってインク
流路３１ｂ内の容積が増大してインク圧が減少し、図示
されていないインク供給部から流路内にインクが供給さ
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。
【００１４】
【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は、圧電トランスデューサに設けら
れた複数の溝がインク流路を形成し、かつインク流路の
内部方向に凸の曲率を有する板が該インク流路の一部を
形成するため、低い駆動電圧においてもインク液滴の噴
射を行なうのに十分なインク流路の変形量を得ることが
でき、低電圧で駆動可能な液滴噴射装置を提供すること
が可能である。
発明の液滴噴射装置は、圧電トランスデューサに設けら
れた複数の溝がインク流路を形成し、かつインク流路の
内部方向に凸の曲率を有する板が該インク流路の一部を
形成するため、低い駆動電圧においてもインク液滴の噴
射を行なうのに十分なインク流路の変形量を得ることが
でき、低電圧で駆動可能な液滴噴射装置を提供すること
が可能である。
【図１】液滴噴射装置の一部を構成するアレイの断面図
である。
である。
【図２】液滴噴射装置の一部を構成するアレイの駆動電
圧を印加した場合の断面図である。
圧を印加した場合の断面図である。
【図３】従来例における液滴噴射装置の一部を構成する
アレイの断面図である。
アレイの断面図である。
【図４】従来例における液滴噴射装置の一部を構成する
アレイの製造法を示す斜視図である。
アレイの製造法を示す斜視図である。
１ 圧電セラミックス板 ２ 圧電セラミックス板の側壁 １１ 電極 １２ 接着層 ２１ カバー板 ３１ インク流路 ５１ 分極方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055
Claims (1)
- 【請求項１】 横方向にアレイ状に配列された複数のイ
ンク流路から、該インク流路の容積を変化させることに
よりインクを噴射させる液滴噴射装置において、 インク流路を形成する複数の溝を有し、この溝を形成す
る側壁に電界を印加することによりその側壁を前記溝の
配列方向に変形させ得るように構成された圧電トランス
デューサと、 前記圧電トランスデューサ上に設けられた溝を覆うカバ
ー板と、を備え、 前記カバー板の各インク流路に対応する部分を、予め 該
インク流路の内部方向に凸の曲率に形成したことを特徴
とする液滴噴射装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12748691A JP3070135B2 (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 液滴噴射装置 |
| US07/888,793 US5302976A (en) | 1991-05-30 | 1992-05-27 | Low-voltage actuatable ink droplet ejection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12748691A JP3070135B2 (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 液滴噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04353453A JPH04353453A (ja) | 1992-12-08 |
| JP3070135B2 true JP3070135B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=14961137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12748691A Expired - Fee Related JP3070135B2 (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 液滴噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3070135B2 (ja) |
-
1991
- 1991-05-30 JP JP12748691A patent/JP3070135B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04353453A (ja) | 1992-12-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 8 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080526 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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