JP3149658B2 - インク噴射装置 - Google Patents
インク噴射装置Info
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- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
るものである。
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。
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。
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。
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。
18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
金属化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。
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60
5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6
19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。
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、インク流路613及び空間615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。
9、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61
3内のインクに圧力が加えられ、インク滴がノズル61
8から噴射される。
た構成のインク噴射装置600を示した特開昭63−2
47051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61
3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6
15にインクを供給しないようにすると、それら貫通孔
を形成することは、大きさが小さいために形成すること
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。
になされたものであり、歩留まりが高く、大量生産性に
優れるインク噴射装置を提供することを目的とする。
に本発明の請求項1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、前記溝と前
記カバープレートとによって、インクを噴射する噴射チ
ャンネル及びその噴射チャンネルの両側に設けられイン
クを噴射しない非噴射チャンネルが構成されると共に、
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
ルドを更に備えたインク噴射装置であって、前記噴射チ
ャンネルに対応する前記溝の長さが、前記非噴射チャン
ネルに対応する前記溝の長さよりも長く、前記マニホー
ルドは、前記噴射チャンネルに対応する前記溝が形成さ
れ、且つ前記非噴射チャンネルに対応する前記溝が形成
されていない領域に対応する前記カバープレートの領域
に形成され、前記マニホールドに、前記噴射チャンネル
が連通され、前記非噴射チャンネルが連通されないこと
を特徴とする。
が形成された隔壁によって隔てられたインクを噴射する
噴射チャンネル及び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非噴射チャンネルを構成する溝を
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
するインク噴射装置であって、前記噴射チャンネルに対
応する前記溝の長さが、前記非噴射チャンネルに対応す
る前記溝の長さよりも長く、前記カバープレートに、前
記非噴射チャンネルよりも長く延在する前記噴射チャン
ネルの端部に対向して、該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が形成されたことを特徴とす
る。
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、前記溝と
前記カバープレートとによって、インクを噴射する噴射
チャンネル及びその噴射チャンネルの両側に設けられイ
ンクを噴射しない非噴射チャンネルが構成されると共
に、前記噴射チャンネルにインクを供給するためのマニ
ホールドを更に備えたインク噴射装置であって、前記噴
射チャンネルに対応する前記溝の深さが、前記非噴射チ
ャンネルに対応する前記溝の深さよりも深く、前記マニ
ホールドは、前記アクチュエータプレート の前記溝に対
して該溝の開口部とは反対側に、該溝と交差する方向に
形成され、かつ前記非噴射チャンネルに対応する前記溝
とはその深さ方向に間隔をおくとともに、前記噴射チャ
ンネルに対応する前記溝とはその深さ方向に接続する深
さに形成されていることを特徴とする。
噴射装置では、前記噴射チャンネルに対応する前記溝の
長さが、前記非噴射チャンネルに対応する前記溝の長さ
よりも長く形成され、前記マニホールドが、前記噴射チ
ャンネルに対応する前記溝が形成され、且つ前記非噴射
チャンネルに対応する前記溝が形成されていない領域に
対応する前記カバープレートの領域に形成されることに
よって、前記マニホールドが前記噴射チャンネルに連通
され、且つ前記非噴射チャンネルに連通されなく、噴射
チャンネルのみにインクが供給される。
チャンネルに対応する前記溝の長さが、前記非噴射チャ
ンネルに対応する前記溝の長さよりも長く形成され、前
記カバープレートに、前記非噴射チャンネルよりも長く
延在する前記噴射チャンネルの端部に対向して、該噴射
チャンネルにインクを供給するためのマニホールドが形
成されることによって、前記マニホールドが前記噴射チ
ャンネルに連通され、且つ前記非噴射チャンネルに連通
されなく、噴射チャンネルのみにインクが供給される。
チャンネルに対応する前記溝の深さが、前記非噴射チャ
ンネルに対応する前記溝の深さよりも深く形成され、前
記マニホールドは、前記アクチュエータプレートの前記
溝に対して該溝の開口部とは反対側に、該溝と交差する
方向に形成され、かつ前記非噴射チャンネルに対応する
前記溝とはその深さ方向に間隔をおくとともに、前記噴
射チャンネルに対応する前記溝とはその深さ方向に接続
する深さに形成されることによって、前記マニホールド
が前記噴射チャンネルに連通され、且つ前記非噴射チャ
ンネルに連通されなく、噴射チャンネルのみにインクが
供給される。
照して説明する。
1によって、本発明の第一実施例の構成および製造法を
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。
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。また、インクが充填される噴射チャンネルとし
てのインク液室12b(図2)および12d(図2)を
形成する溝15bおよび15dでは、溝15と浅溝18
b、18dとの境界の位置が、インクが充填されない非
噴射チャンネルとしての空気室20a(図2)、20c
(図2)、20e(図2)を形成する溝15a、15
c、15eと浅溝18a、18c、18eとの境界の位
置よりも端面17に近くなるように作製される。
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。そ
れにより、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1
3は電気的に接続されている。
は切削加工などによって、インク導入口21およびマニ
ホールド22が作製される。このマニホールド22は、
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
合したときに、マニホールド22の下面に溝15bおよ
び15dが位置し、且つ溝15a、15c、15eの浅
溝18a、18c、18eが位置するカバープレート3
の領域に、溝15bおよび15dに交差するように作製
される。
5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。これによって、図2に示すように、イ
ンク液室12b、12d及び空気室20a、20c、2
0eが構成され、インク液室12b、12dにマニホー
ルド22が連通し、空気室20a、20c、20eにマ
ニホールド22が連通しない。このインク液室12b、
12dはインクが充填され、空気室20a、20c、2
0eは空気が充填される領域である。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内に入り込む。
このため、インク液室12b、12dでは、浅溝18
b、18dからインクが漏れることがなく、空気室20
a、20c、20eでは、浅溝18a、18c、18e
からインクが入り込むことがない。尚、浅溝18a、1
8c、18eに、樹脂などによって、空気室20a、2
0c、20eにインクが入り込まないようにしてもよ
い。
スプレート2およびカバープレート3の端面16に、イ
ンク液室12b、12d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。
2、図3によって、本発明の第一実施例の動作を説明す
る。インク噴射装置1において、所望の印字データに従
って例えばインク液室12bが選択されると、電極13
eと13fに急速に正の駆動電圧が印加され、電極13
dと13gは接地される。これにより側壁11bの上部
には矢印14bの方向の駆動電界が作用し、側壁11c
の上部には矢印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液室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液室12bの
容積が減少してインク液室12bのインク圧力が急速に
増大し、圧力波が発生して、インク液室12bに連通す
るノズル32(図1)からインク液滴が噴射される。
11bおよび11cが変形前の位置(図2参照)に戻る
ためインク液室12b内のインク圧力が低下し、インク
供給口21(図1)からマニホールド22(図1)を通
してインク液室12b内にインクが供給される。
過ぎず、製品として具体化される場合には、まず駆動電
圧をインク液室12bの容積が増加する方向に印加し
て、インク液室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2参照)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。
では、溝15bおよび15dと浅溝18b、18dとの
境界の位置が、溝15a、15c、15eと浅溝18
a、18c、18eとの境界の位置よりも端面17に近
くなるように作製され、また、マニホールド22はその
下面に溝15bおよび15dが位置し、溝15a、15
c、15eの浅溝18a、18c、18eが位置する領
域に作製されているので、溝15bおよび15dが形成
するインク液室12bおよび12dのみにインクが供給
され、空気室20a、20c、20eにはインクが供給
されない。このため、インク液室12bからインク滴を
噴射するための側壁11b、11cの変形が、他のイン
ク液室12dに影響を及ぼすことがない。従って、各イ
ンク液室12b、12dから良好にインク滴が噴射さ
れ、印字品質がよい。
加工できるので、歩留まりが高く、大量生産性に優れ
る。
4によって、本発明の第二実施例の構成および製造法を
説明する。なお、第一実施例と同一の部材には同一の符
号を付け、その説明を省略する。
スプレート102とカバープレート103とノズルプレ
ート31とから構成されている。
方向に分極されており、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、溝115が作製
される。1本の溝115は圧電セラミックスプレート1
02のほぼ全域で同じ深さの平行な溝であるが、端面1
7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118となるように作製される。また、
溝115bおよび115dは、溝115a、115c、
115eよりも深くなるように作製される。
溝115加工側の面と反対側の面には、マニホールド溝
121が溝115と交差するように作製される。このマ
ニホールド溝121の深さは、溝115bおよび115
dの底面がマニホールド溝121によって開口し、溝1
15a、115c、115eの底面が開口しないように
設定される。尚、マニホールド溝121の開口部には、
図示しないインクを供給するためのインク供給部材が接
続される。
どからなるカバープレート103を、圧電セラミックス
プレート102の溝115加工側の面に、エポキシ系接
着剤などによって接着する。これによって、溝115b
および115dが噴射チャンネルとしてのインク液室を
構成し、溝115a、115c、115eが非噴射チャ
ンネルとしての空気室を構成する。そして、インク液室
にマニホールド溝121が連通し、空気室にマニホール
ド溝121が連通しない。
115bおよび115dが、溝15a、115c、11
5eよりも深くなるように作製され、また、マニホール
ド溝121の深さは、溝115bおよび115dの底面
がマニホールド溝121によって開口し、且つ溝115
a、115c、115eの底面が開口しないように設定
されるので、溝115bおよび115dがその一部を形
成する前記インク液室のみにインクが供給され、溝11
5a、115c、115eがその一部を形成する前記空
気室にはインクが供給されない。このため、あるインク
液室からインク滴を噴射するための側壁11の変形が、
他のインク液室に影響を及ぼすことがない。従って、各
インク液室から良好にインク滴が噴射され、印字品質が
よい。
簡単に加工できるので、歩留まりが高く、大量生産性に
優れる。
ルド溝121が圧電セラミックスプレート102の溝1
15加工側の面と反対側の面に設けられていたが、マニ
ホールド溝は溝115a、115c、115eの底面よ
り下側の領域において、溝115b、115dと連通す
るように形成すれば、マニホールド溝の開口側は、圧電
セラミックスプレート102の側面や端面17であって
もよい。
クを噴射するインク液室12の数が2個しか例示してい
なかったが、インク液室12の数は50個、100個な
どいくつでもよい。
セラミックスプレート2、102の片面に溝15、11
5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、両側にインク液室及び空気室を設ける
ようにしてもよい。
装置600においても、本発明を用いることができる。
発明の請求項1のインク噴射装置によれば、前記噴射チ
ャンネルに対応する前記溝の長さが、前記非噴射チャン
ネルに対応する前記溝の長さよりも長く形成され、前記
マニホールドが、前記噴射チャンネルに対応する前記溝
が形成され、且つ前記非噴射チャンネルに対応する前記
溝が形成されていない領域に対応する前記カバープレー
トの領域に形成されているので、前記マニホールドが前
記噴射チャンネルに連通され、且つ前記非噴射チャンネ
ルに連通されない。このため、噴射チャンネルのみにイ
ンクが供給され、噴射チャンネルからインク滴を噴射す
るための側壁の変形が、他の噴射チャンネルに影響を及
ぼすことがない。従って、各噴射チャンネルから良好に
インク滴が噴射され、印字品質がよい。そして、このよ
うに噴射チャンネルのみへのインクの供給が、チャンネ
ルの長さの変更とカバープレートの所定領域へのマニホ
ールドの形成によって簡単に実現することができる。
噴射チャンネルに対応する前記溝の長さが、前記非噴射
チャンネルに対応する前記溝の長さよりも長く形成さ
れ、前記カバープレートに、前記非噴射チャンネルより
も長く延在する前記噴射チャンネルの端部に対向して、
該噴射チャンネルにインクを供給するためのマニホール
ドが形成されているので、前記マニホールドが前記噴射
チャンネルに連通され、且つ前記非噴射チャンネルに連
通されなく、噴射チャンネルのみにインクが供給され
る。このため、請求項1と同様に印字品質がよいインク
噴射装置を簡単に実現することができる。
噴射チャンネルに対応する前記溝の深さが、前記非噴射
チャンネルに対応する前記溝の深さよりも深く形成さ
れ、前記マニホールドは、前記アクチュエータプレート
の前記溝に対して該溝の開口部とは反対側に、該溝と交
差する方向に形成され、かつ前記非噴射チャンネルに対
応する前記溝とはその深さ方向に間隔をおくとともに、
前記噴射チャンネルに対応する前記溝とはその深さ方向
に接続する深さに形成されているので、前記マニホール
ドが前記噴射チャンネルに連通され、且つ前記非噴射チ
ャンネルに連通されない。このため、噴射チャンネルの
みにインクが供給され、噴射チャンネルからインク滴を
噴射するための側壁の変形が、他の噴射チャンネルに影
響を及ぼすことがない。従って、各噴射チャンネルから
良好にインク滴が噴射され、印字品質がよい。そして、
このように噴射チャンネルのみへのインクの供給が、チ
ャンネルの深さの変更とマニホールド位置および深さの
設定によって簡単に実現することができる。
視図である。
面図である。
示す説明図である。
視図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 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、前記溝と前記カバープ
レートとによって、インクを噴射する噴射チャンネル及
びその噴射チャンネルの両側に設けられインクを噴射し
ない非噴射チャンネルが構成されると共に、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を更に
備えたインク噴射装置であって、 前記噴射チャンネルに対応する前記溝の長さが、前記非
噴射チャンネルに対応する前記溝の長さよりも長く、 前記マニホールドは、前記噴射チャンネルに対応する前
記溝が形成され、且つ前記非噴射チャンネルに対応する
前記溝が形成されていない領域に対応する前記カバープ
レートの領域に形成され、 前記マニホールドに、前記噴
射チャンネルが連通され、前記非噴射チャンネルが連通
されないことを特徴とするインク噴射装置。 - 【請求項2】 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インクを噴射する噴射チャンネ
ル及びその噴射チャンネルの両側に設けられインクを噴
射しない非噴射チャンネルを構成する溝を有するアクチ
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するインク噴
射装置であって、 前記噴射チャンネルに対応する前記溝の長さが、前記非
噴射チャンネルに対応する前記溝の長さよりも長く、 前記カバープレートに、前記非噴射チャンネルよりも長
く延在する前記噴射チャンネルの端部に対向して、該噴
射チャンネルにインクを供給するためのマニホールドが
形成されたことを特徴とする 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、前記溝と前記カバープ
レートとによって、インクを噴射する噴射チャンネル及
びその噴射チャンネルの両側に設けられインクを噴射し
ない非噴射チャンネルが構成されると共に、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を更に
備えたインク噴射装置であって、 前記噴射チャンネルに対応する前記溝の深さが、前記非
噴射チャンネルに対応する前記溝の深さよりも深く、 前記マニホールドは、前記アクチュエータプレートの前
記溝に対して該溝の開口部とは反対側に、該溝と交差す
る方向に形成され、かつ前記非噴射チャンネルに対応す
る前記溝とはその深さ方向に間隔をおくとともに、前記
噴射チャンネルに対応する前記溝とはその深さ方向に接
続する深さに形成されている ことを特徴とするインク噴
射装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32699893A JP3149658B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | インク噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP32699893A JP3149658B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | インク噴射装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH07178904A JPH07178904A (ja) | 1995-07-18 |
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ID=18194173
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JP32699893A Expired - Lifetime JP3149658B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | インク噴射装置 |
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JP (1) | JP3149658B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP32699893A patent/JP3149658B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH07178904A (ja) | 1995-07-18 |
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