JP3206251B2 - Ink ejecting apparatus and manufacturing method thereof - Google Patents

Ink ejecting apparatus and manufacturing method thereof

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JP3206251B2
JP3206251B2 JP26210893A JP26210893A JP3206251B2 JP 3206251 B2 JP3206251 B2 JP 3206251B2 JP 26210893 A JP26210893 A JP 26210893A JP 26210893 A JP26210893 A JP 26210893A JP 3206251 B2 JP3206251 B2 JP 3206251B2
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wall
electrodes
liquid chamber
groove
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet apparatus and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、プリンタヘッドとして、圧電セラ
ミックスを応用したドロップオンデマンド方式のインク
ジェットプリンタヘッドが提案されている。これは、圧
電セラミックスの変形によってインク液室の容積を変化
させることにより、その容積減少時にインク液室内のイ
ンクをノズルから液滴として噴射し、容積増大時に他方
のインク導入路からインク液室内にインクを導入するよ
うにしたものである。そして、このようなインク液室を
多数互いに近接して配置し、所望の印字データに従って
所望の位置のノズルからインク液滴を噴射させることに
より、そのノズルと対向する紙面上等に所望の文字や画
像を形成するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a drop-on-demand type ink jet printer head using piezoelectric ceramics has been proposed as a printer head. This is because, by changing the volume of the ink liquid chamber by deformation of the piezoelectric ceramics, the ink in the ink liquid chamber is ejected as droplets from the nozzle when the volume decreases, and when the volume increases, the ink enters the ink liquid chamber from the other ink introduction path. Ink is introduced. A large number of such ink liquid chambers are arranged close to each other, and ink droplets are ejected from a nozzle at a desired position in accordance with desired print data. An image is formed.

【0003】この種のインク噴射装置としては、例えば
特開昭63−247051号公報、特開昭63−252
750号公報及び特開平2−150355号公報に記載
されているものがある。図3、図4、図5、図6及び図
7にそれら従来例の概略図を示す。
[0003] For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 63-27051 and 63-252 disclose such an ink ejecting apparatus.
750 and JP-A-2-150355. FIGS. 3, 4, 5, 6, and 7 are schematic diagrams of these conventional examples.

【0004】以下、インク噴射装置の断面図を示す図3
によって、従来例の構成を具体的に説明する。複数の溝
15及び該溝15を隔てる側壁11を有し、かつ矢印4
の方向に分極処理を施した圧電セラミックスプレート1
と、セラミックス材料または樹脂材料等からなるカバー
プレート2とを、エポキシ系接着剤等からなる接合層3
を介して接合することで、溝15は横方向に互いに間隔
を有する複数のインク液室12となる。インク液室12
は長方形断面の細長い形状であり、側壁11はインク液
室12の全長にわたって伸びている。側壁11の接着層
3付近の側壁11上部から側壁11中央部までの両表面
には、駆動電圧印加用の電極13が形成されている。全
てのインク液室12内には、インクが充填される。
FIG. 3 is a sectional view of an ink ejecting apparatus.
Thus, the configuration of the conventional example will be specifically described. An arrow 4 having a plurality of grooves 15 and side walls 11 separating the grooves 15;
Ceramics plate 1 polarized in the direction of
And a cover plate 2 made of a ceramic material or a resin material or the like, and a bonding layer 3 made of an epoxy-based adhesive or the like.
The groove 15 becomes a plurality of ink liquid chambers 12 spaced apart from each other in the lateral direction. Ink chamber 12
Has an elongated shape with a rectangular cross section, and the side wall 11 extends over the entire length of the ink liquid chamber 12. Electrodes 13 for applying a driving voltage are formed on both surfaces from the upper portion of the side wall 11 near the adhesive layer 3 to the center of the side wall 11. All the ink liquid chambers 12 are filled with ink.

【0005】次に、インク噴射装置の断面図を示す図4
によって、従来例の動作を説明する。該インク噴射装置
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には矢印14bの方向の駆動
電界が、側壁11c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及び14cと分
極方向4とが直交しているため、側壁11b及び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5)からインク液滴が噴射さ
れる。また、駆動電圧の印加を停止すると、側壁11b
及び11cが変形前の位置(図3参照)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2
1(図5)からマニホールド22(図5)を通してイン
ク液室12b内にインクが供給される。
Next, FIG. 4 shows a cross-sectional view of the ink ejecting apparatus.
The operation of the conventional example will now be described. In the ink ejecting apparatus, for example, when the ink liquid chamber 12b is selected according to desired print data, a positive drive voltage is rapidly applied to the electrodes 13e and 13f, and the electrodes 13d and 13g are grounded. As a result, a driving electric field in the direction of arrow 14b acts on the side wall 11b, and a driving electric field in the direction of arrow 14c acts on the side wall 11c. At this time, since the driving electric field directions 14b and 14c are orthogonal to the polarization direction 4, the side walls 11b and 11c
Is rapidly deformed toward the inside of the ink liquid chamber 12b due to the piezoelectric thickness-shear effect. Due to this deformation, the volume of the ink liquid chamber 12b is reduced, the ink pressure in the ink liquid chamber 12b is rapidly increased, and a pressure wave is generated.
An ink droplet is ejected from a nozzle 32 (FIG. 5) communicating with the ink jet head. When the application of the driving voltage is stopped, the side walls 11b
11c return to the position before deformation (see FIG. 3), the ink pressure in the ink liquid chamber 12b drops, and the ink supply port 2
1 (FIG. 5) is supplied to the ink chamber 12b through the manifold 22 (FIG. 5).

【0006】従来例では、隣接する2つのインク液室に
連通する2つのノズルから同時にインク液滴を噴射する
ことができないため、例えば、左端から奇数番目のイン
ク液室12a、12cに連通するノズルからインク液滴
を噴射した後、偶数番目のインク液室12b、12dに
連通するノズルからインク液滴を噴射し、次に再び奇数
番目からインク液滴を噴射するというように、インク液
室12及びノズル32を複数のグループに分割してイン
ク液滴の噴射を行う。
In the conventional example, since ink droplets cannot be simultaneously ejected from two nozzles communicating with two adjacent ink liquid chambers, for example, nozzles communicating with odd-numbered ink liquid chambers 12a and 12c from the left end After the ink droplets are ejected from the ink liquid chambers 12b and 12d, the ink droplets are ejected from the nozzles communicating with the even-numbered ink liquid chambers 12b and 12d, and then the ink droplets are ejected again from the odd-numbered ink chambers. And the nozzles 32 are divided into a plurality of groups to eject ink droplets.

【0007】但し、上記の動作は従来例の基本動作に過
ぎず、製品として具体化される場合には、まず駆動電圧
を容積が増加する方向に印加し、先にインク液室12b
にインクを供給させた後に駆動電圧の印加を停止して、
側壁11b及び11cを変形前の位置(図3参照)に戻
してインクを噴射させることもある。
However, the above operation is only a basic operation of the conventional example, and when embodied as a product, a driving voltage is first applied in a direction of increasing the volume, and the ink liquid chamber 12b is first applied.
Stop supplying drive voltage after supplying ink to
The ink may be ejected by returning the side walls 11b and 11c to the position before deformation (see FIG. 3).

【0008】次に、インク噴射装置の斜視図を示す図5
によって、従来例の構成及び製造法を説明する。分極処
理を施した圧電セラミックスプレート1に、薄い円板状
のダイヤモンドブレードを使用した研削加工等によっ
て、前記の形状のインク液室12を形成する平行な溝1
5を作製する。溝15は圧電セラミックスプレート1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となるよう作製される。この溝15及び浅
溝18の内面には、電極が真空蒸着やスパッタリング等
によって形成される。個の電極形成時には、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
極を分離する必要があり、そのために側壁11の天頂部
の電極を除去している。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及び底面全体に電極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に
形成された電極13は電気的に接続されている。
Next, FIG. 5 shows a perspective view of the ink ejecting apparatus.
The configuration and manufacturing method of the conventional example will be described. The parallel grooves 1 forming the ink liquid chambers 12 having the above-mentioned shape are formed on the piezoelectric ceramic plate 1 that has been subjected to the polarization treatment by grinding using a thin disk-shaped diamond blade or the like.
5 is produced. The groove 15 is a parallel groove having the same depth over substantially the entire area of the piezoelectric ceramic plate 1, but is gradually made shallower as approaching the end face 17, and is formed so as to be shallow and parallel shallow groove 18 near the end face 17. Electrodes are formed on the inner surfaces of the groove 15 and the shallow groove 18 by vacuum deposition, sputtering, or the like. When the individual electrodes are formed, the electrodes are also formed on the zenith of the side wall 11, so that it is necessary to separate the electrodes on both sides of the side wall 11, and therefore, the electrodes on the zenith of the side wall 11 are removed. Thus, the electrode 13 is formed only on the upper half of the side surface on the inner surface of the groove 15, and the shallow groove 18 is formed.
An electrode 19 is formed on the entire inner surface of the substrate. The electrodes 13 formed on the side walls 11 on both sides of the groove 15 are electrically connected by the electrodes 19.

【0009】また、セラミックス材料または樹脂材料等
からなるカバープレート2に、研削または切削加工等に
よって、インク導入口21及びマニホールド22を作成
する。
An ink inlet 21 and a manifold 22 are formed on the cover plate 2 made of a ceramic material or a resin material by grinding or cutting.

【0010】次に、圧電セラミックスプレート1の溝1
5加工側の面とカバープレート2のマニホールド22加
工側の面とを、エポキシ系接着剤3(図3)等によっ
て、各々の溝15が前記の形状のインク液室12を形成
するように接着する。次に、圧電セラミックスプレート
1及びカバープレート2の端面16に、各インク液室1
2の位置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を接着する。圧電セラミックスプレート
1の溝15加工側と反対側の面には、各インク液室12
の位置に対応した位置に導電層のパターン42が設けら
れた基板41を、エポキシ系接着剤等によって接着す
る。
Next, the grooves 1 of the piezoelectric ceramic plate 1
5 The surface on the processing side and the surface on the processing side of the manifold 22 of the cover plate 2 are adhered by the epoxy adhesive 3 (FIG. 3) or the like so that each groove 15 forms the ink liquid chamber 12 having the above-mentioned shape. I do. Next, the ink liquid chambers 1 are provided on the end faces 16 of the piezoelectric ceramic plate 1 and the cover plate 2.
The nozzle plate 31 provided with the nozzles 32 is bonded at a position corresponding to the position 2. On the surface of the piezoelectric ceramic plate 1 opposite to the groove 15 processing side, each ink liquid chamber 12 is provided.
The substrate 41 on which the conductive layer pattern 42 is provided at a position corresponding to the position is bonded by an epoxy adhesive or the like.

【0011】そして、浅溝18の底面の電極19と導電
層のパターン42とを導線43で接続する。通常、この
ような接続には、周知のワイヤボンディングという手法
が用いられている。この導線43の直径は通常非常に小
さく機械的強度が小さいため、隣接する導線43どうし
の接触や断線、また大気中の水分や粉塵による腐食を防
ぐために、一般的にはエポキシ系などの樹脂を用いて保
護膜(図示せず)の形成(ポッティング)を行なう。そ
の保護膜は加熱硬化される。
Then, the electrode 19 on the bottom of the shallow groove 18 and the pattern 42 of the conductive layer are connected by a conductive wire 43. Normally, a known technique called wire bonding is used for such connection. Since the diameter of the conductive wire 43 is usually very small and the mechanical strength is small, in order to prevent contact and disconnection between the adjacent conductive wires 43 and corrosion by moisture or dust in the air, a resin such as an epoxy resin is generally used. The formation (potting) of a protective film (not shown) is carried out. The protective film is cured by heating.

【0012】次に、制御部のブロック図を示す図6によ
って、従来例の制御部の構成を説明する。基板41に設
けられた導電層のパターン42は各々個々にLSIチッ
プ51に接続され、クロックライン52、データライン
53、電圧ライン54及びアースライン55もLSIチ
ップ51に接続されている。LSIチップ51は、クロ
ックライン52から供給された連続するクロックパルス
に基づいて、データライン53上に現れるデータから、
どのノズル32からインク液滴の噴射を行うべきかを判
断する。そして、LSIチップ51は、インクを噴射す
るインク液室12内の電極13に導通する導電層のパタ
ーン42に、電圧ライン54の電圧Vを印加する。ま
た、LSIチップ51は、前記インク液室12以外の電
極13に導通する導電層のパターン42にアースライン
55の電圧0を印加する。
Next, the configuration of a conventional control unit will be described with reference to FIG. 6 showing a block diagram of the control unit. The conductive layer patterns 42 provided on the substrate 41 are individually connected to the LSI chip 51, and the clock line 52, the data line 53, the voltage line 54, and the ground line 55 are also connected to the LSI chip 51. The LSI chip 51 converts the data appearing on the data line 53 based on the continuous clock pulse supplied from the clock line 52 from
It is determined from which nozzle 32 the ink droplet should be ejected. Then, the LSI chip 51 applies the voltage V of the voltage line 54 to the pattern 42 of the conductive layer that is connected to the electrode 13 in the ink liquid chamber 12 for ejecting ink. Further, the LSI chip 51 applies the voltage 0 of the ground line 55 to the pattern 42 of the conductive layer that is electrically connected to the electrodes 13 other than the ink liquid chamber 12.

【0013】次に、プリンタの斜視図を示す図7によっ
て、従来例の構成及び動作を説明する。インク噴射装置
61及びノズルプレート31は、図3、図4、図5及び
図6で説明した構成、動作をもつものである。インク噴
射装置61はキャリッジ62上に固定され、インク供給
チューブ63はインク供給口21(図5)に連通し、L
SIチップ51(図6)はキャリッジ62に内蔵され、
フレキシブルケーブル64は図6に示したクロックライ
ン52、データライン53、電圧ライン54及びアース
ライン55に対応している。キャリッジ62はスライダ
66に沿って矢印65方向に記録紙71の全幅にわたっ
て往復移動し、インク噴射装置61はキャリッジ62が
移動している時にプラテンローラ72に保持された記録
紙71に対して、ノズルプレート31に設けられたノズ
ル32(図5)からインク液滴を噴射し、記録紙71上
にインク液滴を付着させる。
Next, the configuration and operation of the conventional example will be described with reference to FIG. 7 showing a perspective view of a printer. The ink ejection device 61 and the nozzle plate 31 have the configuration and operation described with reference to FIGS. 3, 4, 5, and 6. The ink ejection device 61 is fixed on a carriage 62, and the ink supply tube 63 communicates with the ink supply port 21 (FIG. 5).
The SI chip 51 (FIG. 6) is built in the carriage 62,
The flexible cable 64 corresponds to the clock line 52, the data line 53, the voltage line 54, and the ground line 55 shown in FIG. The carriage 62 reciprocates along the slider 66 in the direction of the arrow 65 over the entire width of the recording paper 71, and the ink ejecting device 61 moves the nozzle against the recording paper 71 held by the platen roller 72 while the carriage 62 is moving. Ink droplets are ejected from nozzles 32 (FIG. 5) provided on the plate 31 to adhere the ink droplets onto the recording paper 71.

【0014】また、記録紙71はインク噴射装置61が
インク液滴を噴射しているときは静止しているが、キャ
リッジ62が往復動作を行う度に紙送りローラ73及び
74によって矢印75方向に一定量ずつ移送される。こ
れによって、インク噴射装置61は記録紙71の全面に
所望の文字や画像を形成することが可能となる。
The recording paper 71 is stationary when the ink ejecting device 61 ejects ink droplets. However, each time the carriage 62 reciprocates, the recording paper 71 is moved in the direction of arrow 75 by the paper feed rollers 73 and 74. It is transferred by a fixed amount. Thus, the ink ejecting apparatus 61 can form desired characters and images on the entire surface of the recording paper 71.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、側壁11の上部から中央部までの両表面に
電極13が必要である。真空蒸着やスパッタリングで電
極13を形成する場合には、アルミニウム、ニッケルな
どの電極形成物質を側壁11の斜め上方から飛ばし、側
壁11の表面の下部を隣接する側壁11によって陰とす
ることにより、側壁11の下部に電極を形成させないよ
うにしていた。そして、蒸発源から蒸発する電極形成物
質は、放射状に飛ぶため、蒸着物質の直進性を利用し
て、蒸発源から蒸発した電極形成物質の一部だけを利用
して側壁11に蒸着するためには、蒸発源と電極13を
形成する側壁11との距離を大きくとる必要があり、電
極13の形成速度が遅いという問題があった。また、側
壁11の厚さのばらつきや上部の角の欠けなどにより、
電極13が形成される側壁11の表面の領域が変化し、
側壁11の変形量にばらつきが生じて、各インク液室1
2内のインクの圧力が変化してインク液滴の速度がばら
つき、インク噴射装置61の歩留まりと信頼性を確保す
ることが容易ではないという問題点があった。
However, in the above prior art, the electrodes 13 are required on both surfaces from the upper portion to the central portion of the side wall 11. When the electrode 13 is formed by vacuum deposition or sputtering, an electrode-forming substance such as aluminum or nickel is blown from obliquely above the side wall 11 and the lower portion of the surface of the side wall 11 is shaded by the adjacent side wall 11 to form a side wall. No electrode was formed below 11. Since the electrode forming material evaporated from the evaporation source flies in a radial direction, the straightness of the evaporation material is used to deposit on the side wall 11 using only a part of the electrode forming material evaporated from the evaporation source. In this case, it is necessary to increase the distance between the evaporation source and the side wall 11 on which the electrode 13 is formed, and there is a problem that the formation speed of the electrode 13 is low. Also, due to variations in the thickness of the side wall 11 and chipping of the upper corner, etc.,
The area of the surface of the side wall 11 where the electrode 13 is formed changes,
The amount of deformation of the side wall 11 varies, and the
2, the speed of the ink droplets fluctuates due to a change in the pressure of the ink in the ink jet head 2, and it is not easy to secure the yield and reliability of the ink ejecting device 61.

【0016】また、真空蒸着やスパッタリングより、工
程が簡単で設備が安いメッキ法では、電極13が側壁1
1の下部に形成されないように側壁11の下部のみをカ
バーしなければならないが、側壁11の下部のみをカバ
ーすることは、溝の幅が狭いために困難であった。この
ため、メッキでは、電極13を側壁11の上部から中央
部までの両表面のみに形成することが、困難であった。
In the case of the plating method, in which the process is simpler and the equipment is cheaper than vacuum evaporation or sputtering, the electrode 13 is formed on the side wall 1.
Although it is necessary to cover only the lower part of the side wall 11 so as not to be formed at the lower part of the groove 1, it is difficult to cover only the lower part of the side wall 11 because the width of the groove is narrow. For this reason, it was difficult to form the electrodes 13 only on both surfaces from the upper portion to the central portion of the side wall 11 by plating.

【0017】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、電極形成が容易で、信頼性が高
い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。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to provide a highly reliable ink jet apparatus in which electrodes can be easily formed and a method of manufacturing the same.

【0018】[0018]

【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のインク噴射装置では、分極された
圧電セラミックスで形成された壁と、前記壁によって一
部が構成されるインク液室と、前記壁の前記インク液室
内面となる面全面及びその反対側の面全面に形成され
電極であって、その電極間に電圧を印加することにより
前記壁にその分極方向と直交する電界を発生するための
電極と、その電極間の前記壁内に、前記分極方向と略平
行に、前記インク液室の深さ方向の一部の深さまで設け
られ、前記電極間に電圧を印加しても前記壁に前記電界
が発生するのを阻止するための溝状部とを備えている。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided an ink ejecting apparatus comprising: a wall formed of polarized piezoelectric ceramics; and an ink partially formed by the wall. a liquid chamber, which is formed on the whole surface of the ink chamber surface to become whole surface and the opposite side of the wall
An electrode, and an electrode for generating an electric field perpendicular to the polarization direction of <br/> the wall Niso by applying a voltage between the electrodes, the wall between the electrodes, the polarization direction Substantially in parallel with the ink liquid chamber up to a part of the depth direction of the ink liquid chamber, and the electric field is applied to the wall even when a voltage is applied between the electrodes.
And a groove-shaped portion for preventing the occurrence of pits.

【0019】請求項2では、請求項1記載のインク噴射
装置において、前記溝状部は、前記インク液室の深さ方
向の略中央まで形成されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the ink ejecting apparatus according to the first aspect, the groove portion is formed to substantially the center in the depth direction of the ink liquid chamber.

【0020】請求項3のインク噴射装置では、分極され
た圧電セラミックスで形成された複数の壁と、前記壁間
に形成されるインク液室と、前記壁の両面に、前記イン
ク液室の深さ方向全面にわたって形成された電極であっ
て、その電極間に電圧を印加することにより前記壁にそ
の分極方向と直交する電界を発生するための電極と、
の電極間の前記壁内に、前記分極方向と略平行に、前記
インク液室の深さ方向の一部の深さまで形成された溝状
部に充填され、前記電極間に電圧を印加しても前記壁に
前記電界が発生するのを阻止するための空気もしくは、
比誘電率が前記圧電セラッミクよりも小さい非導電材料
とを備えている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an ink jet apparatus comprising: a plurality of walls formed of polarized piezoelectric ceramics; an ink liquid chamber formed between the walls; Electrode formed over the entire surface
Te, the electrode for generating an electric field perpendicular to the polarization direction of the wall Niso <br/> by applying a voltage between the electrodes, their
A groove formed in the wall between the electrodes to a part of a depth direction of the ink liquid chamber substantially in parallel with the polarization direction.
Part, and even if a voltage is applied between the electrodes,
Air to prevent the generation of the electric field, or
A non-conductive material having a relative dielectric constant smaller than that of the piezoelectric ceramic.

【0021】請求項は、インク噴射装置の製造方法に
かかわり、分極された圧電セラミックスに、インク液室
となる溝及びその溝を隔てる壁を形成し、前記溝内の全
面に電極を形成し、前記電極を形成した後に、前記分極
方向と略平行に、前記壁の天頂部から所定深さまでその
壁を分割し、前記電極間に電圧を印加しても前記壁に前
記電界が発生するのを阻止するための分割溝を形成す
る。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ink ejecting apparatus, wherein a groove serving as an ink liquid chamber and a wall separating the groove are formed on the polarized piezoelectric ceramics, and an electrode is formed on the entire surface in the groove. After the electrodes are formed, the wall is divided substantially parallel to the polarization direction from the zenith of the wall to a predetermined depth, and a voltage is applied to the wall even if a voltage is applied between the electrodes.
A dividing groove for preventing generation of the electric field is formed.

【0022】請求項では、請求項記載のインク噴射
装置の製造方法において、前記電極は、メッキ法によっ
て形成されることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method of the fourth aspect , the electrode is formed by a plating method.

【0023】[0023]

【作用】上記の構成を有する本発明のインク噴射装置で
は、分極された圧電セラミックスで形成された壁が、イ
ンク室の一部を構成し、前記壁の前記インク液室内面と
なる面全面及びその反対側の面全面に形成された電極
が、前記壁の分極方向と直交する電界を発生する。前記
内に形成された溝が、前記電界を溝形成部分に対応する
領域の壁に発生させなくして、溝が形成されていない部
分だけに電界を発生させ、前記壁を変形させ、インク液
室からインクが噴射される。
In the ink jetting apparatus of the present invention having the above-described structure, the wall formed of the polarized piezoelectric ceramics constitutes a part of the ink chamber, and the entire surface of the wall which is the ink liquid chamber inner surface and Electrodes formed on the entire surface on the opposite side generate an electric field orthogonal to the polarization direction of the wall. The groove formed in the inside prevents the electric field from being generated on the wall of the region corresponding to the groove forming portion, generates an electric field only in the portion where the groove is not formed, deforms the wall, and causes the ink liquid chamber to deform. Is ejected from the ink.

【0024】その製造方法において、電極を形成した後
に、壁の天頂部から所定深さまでその壁を分割する分割
溝を形成する。
In the manufacturing method, after the electrodes are formed, a dividing groove for dividing the wall from the zenith of the wall to a predetermined depth is formed.

【0025】[0025]

【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。尚、従来技術と同一の部材には同一
の符号を付し、その説明を省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same members as those in the related art are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0026】まず、インク噴射装置の断面図を示す図1
によって、本発明の一実施例の構成を具体的に説明す
る。図1に示すように、圧電セラミックスプレート1
は、複数の溝115及び該溝115を隔てる側壁111
を有している。その側壁111には、溝状部として分割
溝16が形成されている。その分割溝116は、側壁1
11の天頂部から中央までの深さである。また、側壁1
11は矢印4の方向に分極処理が施されている。溝11
5内の全面及び側壁111の天頂部には、アルミニウ
ム、ニッケル、金などの導電性物質からなる電極113
が化学メッキ、スパッタリング、真空蒸着などで形成さ
れている。ここで、電極113が形成された後で、分割
溝116が形成されて、側壁111の天頂部の電極が左
右分離される。次に前記圧電セラミックスプレート1
と、セラミックス材料または樹脂材料等からなるカバー
プレート2とを、エポキシ系接着剤等からなる接合層3
を介して接合する。これで、溝115は横方向に互いに
間隔を有する複数のインク液室112となる。インク液
室112は長方形断面の細長い形状であり、側壁111
はインク液室112の全長にわたって伸びている。イン
ク液室112内にはインクが充填され、分割溝116内
には空気が充填される。
First, FIG. 1 is a cross-sectional view of an ink ejecting apparatus.
The configuration of one embodiment of the present invention will be specifically described. As shown in FIG.
Is a plurality of grooves 115 and side walls 111 separating the grooves 115
have. On the side wall 111, a dividing groove 16 is formed as a groove-like portion. The dividing groove 116 is formed on the side wall 1.
11 is the depth from the zenith to the center. Also, the side wall 1
Reference numeral 11 denotes a polarization process in the direction of arrow 4. Groove 11
An electrode 113 made of a conductive material such as aluminum, nickel, or gold is provided on the entire surface of the inside 5 and the top of the side wall 111.
Are formed by chemical plating, sputtering, vacuum evaporation, or the like. Here, after the electrode 113 is formed, the dividing groove 116 is formed, and the electrode at the zenith of the side wall 111 is separated left and right. Next, the piezoelectric ceramic plate 1
And a cover plate 2 made of a ceramic material or a resin material or the like, and a bonding layer 3 made of an epoxy-based adhesive or the like.
To join. Thus, the groove 115 becomes a plurality of ink liquid chambers 112 which are spaced apart from each other in the horizontal direction. The ink liquid chamber 112 has an elongated shape with a rectangular cross section,
Extends over the entire length of the ink liquid chamber 112. The ink liquid chamber 112 is filled with ink, and the dividing groove 116 is filled with air.

【0027】次に、インク噴射装置の断面図を示す図2
によって、本発明の一実施例の動作を具体的に説明す
る。該インク噴射装置において、所望の印字データに従
って例えばインク液室112bが選択されると、電極1
13cに急速に負の駆動電圧が印加され、電極113b
及び113dは接地される。ここで、側壁111b及び
111cの分割溝116が形成されている側壁111の
上部では、分割溝116内部に充填された空気の比誘電
率が圧電セラミックスと比べて非常に小さいため、圧電
セラミックスに電界がほとんど作用しない。これにより
側壁111bの下部のみに、矢印114bの方向の駆動
電界が、側壁111cの下部のみに矢印114cの方向
の駆動電界が作用する。駆動電界方向114b及び11
4cと分極方向4とが直交しているため、側壁111b
及び111cは、圧電厚みすべり効果によってインク液
室112b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112bの容積が減少してインク液室1
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112bに連通するノズル32(図5)
からインク液滴が噴射される。
Next, FIG. 2 is a sectional view of the ink ejecting apparatus.
Hereinafter, the operation of the embodiment of the present invention will be specifically described. In the ink ejecting apparatus, for example, when the ink liquid chamber 112b is selected according to desired print data, the electrode 1
13c rapidly applies a negative drive voltage to the electrode 113b.
And 113d are grounded. Here, at the upper part of the side wall 111 where the dividing grooves 116 of the side walls 111b and 111c are formed, the relative dielectric constant of the air filled in the dividing grooves 116 is very small as compared with the piezoelectric ceramics. Has little effect. As a result, a driving electric field in the direction of arrow 114b acts only on the lower portion of side wall 111b, and a driving electric field in the direction of arrow 114c acts on only the lower portion of side wall 111c. Driving electric field directions 114b and 11
4c and the polarization direction 4 are orthogonal to each other, so that the side wall 111b
And 111c are rapidly deformed toward the inside of the ink liquid chamber 112b due to the piezoelectric thickness-shear effect. Due to this deformation, the volume of the ink liquid chamber 112b decreases, and
The ink pressure in the ink liquid chamber 112b is rapidly increased, and a pressure wave is generated. The nozzle 32 communicates with the ink liquid chamber 112b (FIG. 5).
Ejects ink droplets.

【0028】また、駆動電圧の印加を停止すると、側壁
111b及び111cが変形前の位置(図1参照)に戻
るためインク液室112b内のインク圧力が低下し、イ
ンク供給口21(図5参照)からマニホールド22(図
5参照)を通してインク液室112b内にインクが供給
される。
When the application of the driving voltage is stopped, the side walls 111b and 111c return to the positions before deformation (see FIG. 1), so that the ink pressure in the ink liquid chamber 112b decreases, and the ink supply port 21 (see FIG. 5). ) Is supplied to the ink chamber 112b through the manifold 22 (see FIG. 5).

【0029】本実施例のインク噴射装置では、側壁11
1の側面全面に電極113が形成されていてもよいた
め、メッキ法で、容易に電極113を形成することがで
きる。この場合、圧電セラミックスプレート1を真空中
に設置して処理する必要がないので、真空にするための
多額の設備投資が必要でないとともに、メッキ槽を大き
くすることで一度に処理できる圧電セラミックスプレー
ト1の数を増やすことができ、インク噴射装置のコスト
を大幅に低減することができる。
In the ink jetting apparatus of this embodiment, the side wall 11
Since the electrode 113 may be formed on the entire side surface of the first side, the electrode 113 can be easily formed by plating. In this case, it is not necessary to install the piezoelectric ceramic plate 1 in a vacuum for processing, so that a large capital investment for vacuuming is not required, and the piezoelectric ceramic plate 1 that can be processed at one time by enlarging the plating tank is not required. Can be increased, and the cost of the ink ejecting apparatus can be significantly reduced.

【0030】また、スパッタリングや真空蒸着の方法で
電極113を形成する場合には、蒸発源と圧電セラミッ
クスプレート1との距離を短くすることができるので、
蒸発源から蒸発した電極形成物質を有効に使用でき、電
極113の形成速度が速くなり、時間あたりの数量が多
くなる。また、側壁111の厚さのばらつきや上部の角
の欠けなどの影響を受けることなく、電極113を溝1
15の内面全体に形成すればよいため、電極113が形
成される側壁111の表面の領域が変化することによっ
てインク液室112内のインクの圧力が変化する心配が
なく、インク噴射装置の歩留まりと信頼性を確保するこ
とが容易である。
When the electrode 113 is formed by sputtering or vacuum evaporation, the distance between the evaporation source and the piezoelectric ceramic plate 1 can be shortened.
The electrode forming substance evaporated from the evaporation source can be effectively used, the formation speed of the electrode 113 is increased, and the number per time is increased. Further, the electrode 113 is formed in the groove 1 without being affected by variations in the thickness of the side wall 111 or chipping of the upper corner.
15, the pressure of the ink in the ink liquid chamber 112 does not change due to a change in the surface area of the side wall 111 where the electrode 113 is formed. It is easy to ensure reliability.

【0031】更に、電極113が形成された後で、分割
溝116が形成されるので、側壁111の天頂部の電極
が左右分離され、従来のように、天頂部の電極を除去す
る工程が不要である。
Further, since the dividing groove 116 is formed after the electrode 113 is formed, the electrode at the zenith of the side wall 111 is separated left and right, so that the step of removing the electrode at the zenith as in the conventional case is unnecessary. It is.

【0032】尚、前記実施例においては、所望の印字デ
ータに従って例えばインク液室112bが選択される
と、電極113cに急速に負の駆動電圧が印加され、電
極113b及び113dは接地されていたが、電極11
3b及び113dに急速に正の駆動電圧が印加され、電
極113cが接地されてもよい。
In the above-described embodiment, when, for example, the ink liquid chamber 112b is selected according to desired print data, a negative drive voltage is rapidly applied to the electrode 113c, and the electrodes 113b and 113d are grounded. , Electrode 11
A positive drive voltage may be rapidly applied to 3b and 113d, and the electrode 113c may be grounded.

【0033】また、前記実施例においては、まず駆動電
圧をインク液室112bの容積が減少する方向に印加し
てインク液滴を噴射し、次に駆動電圧の印加を停止しイ
ンク液室112bの容積を増加させてインク液室112
b内にインクを供給していたが、まず駆動電圧をインク
液室112の容積が増加する方向に印加してインク液室
112内にインクを供給し、次に駆動電圧の印加を停止
しインク液室112の容積を減少させてインク液滴を噴
射してもよい。
In the above-described embodiment, first, a drive voltage is applied in a direction in which the volume of the ink liquid chamber 112b decreases, thereby ejecting ink droplets. Increase the volume of the ink liquid chamber 112
b, ink is supplied into the ink liquid chamber 112 by applying a drive voltage in a direction in which the volume of the ink liquid chamber 112 increases, and then the application of the drive voltage is stopped to stop the ink supply. The ink droplets may be ejected by reducing the volume of the liquid chamber 112.

【0034】また、前記実施例においては、分割溝11
6の内部に空気が充填されていたが、比誘電率が圧電セ
ラミックスプレート1の1/10以下であるインク、樹
脂、セラミックスなどの非導電材料が充填されていても
よい。
In the above embodiment, the dividing groove 11
Although the air is filled in the inside of the piezoelectric ceramic plate 6, it may be filled with a non-conductive material such as ink, resin, ceramics, etc., whose relative dielectric constant is 1/10 or less of that of the piezoelectric ceramic plate 1.

【0035】また、前記実施例においては、溝115の
内部の全面に電極113が形成されていたが、溝115
の内部に電極113が形成されていない領域があっても
よい、例えば、溝115の底面に電極113が形成され
ていなくてもよい。
In the above embodiment, the electrode 113 is formed on the entire surface inside the groove 115.
There may be a region in which no electrode 113 is formed, for example, the electrode 113 may not be formed on the bottom surface of the groove 115.

【0036】また、側壁111の天頂部の電極を除去し
ても良い。
The electrode at the top of the side wall 111 may be removed.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明のインク噴射装置によれば、前記壁の分極方向と略平
行に、前記インク液室の深さ方向の一部の深さまで溝が
設けられているので、前記溝が、溝形成部分の前記壁に
前記電界を発生させなくして、壁の溝が形成されていな
い部分だけに電界を発生させ、前記壁を変形させてイン
ク液室からインクを噴射させる。このため、前記電極
は、前記壁の全面に設けることができるので、電極を容
易に形成することができ、従来のように壁の厚さのばら
つきや上部の角の欠けなどの影響を受けることなく、イ
ンク噴射装置の歩留まりと信頼性を向上することができ
る。
As is apparent from the above description, according to the ink jetting apparatus of the present invention, the groove is formed substantially parallel to the polarization direction of the wall to a part of the depth of the ink liquid chamber in the depth direction. Since the groove is provided, the groove does not generate the electric field on the wall of the groove forming portion, the electric field is generated only on the portion of the wall where the groove is not formed, and the wall is deformed to form the ink liquid chamber. Eject ink from the For this reason, since the electrode can be provided on the entire surface of the wall, the electrode can be easily formed, and is not affected by variations in wall thickness and chipping of the upper corner as in the conventional case. In addition, the yield and reliability of the ink ejecting device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例のインク噴射装置を示す断面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an ink ejecting apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例のインク噴射装置の動作を示
す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an operation of the ink ejecting apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図3】従来例のインク噴射装置を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a conventional ink ejecting apparatus.

【図4】従来例のインク噴射装置の動作を示す説明図で
ある。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the operation of a conventional ink ejecting apparatus.

【図5】従来例のインク噴射装置を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a conventional ink ejecting apparatus.

【図6】従来例の制御部を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a control unit of a conventional example.

【図7】従来例のプリンタを示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a conventional printer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧電セラミックスプレート 2 カバープレート 111 側壁 112 インク液室 113 電極 115 溝 116 分割溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric ceramic plate 2 Cover plate 111 Side wall 112 Ink liquid chamber 113 Electrode 115 Groove 116 Dividing groove

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 分極された圧電セラミックスで形成され
た壁と、 前記壁によって一部が構成されるインク液室と、 前記壁の前記インク液室内面となる面全面及びその反対
側の面全面に形成された電極であって、その電極間に電
圧を印加することにより前記壁にその分極方向と直交す
る電界を発生するための電極と、その電極間の 前記壁内に、前記分極方向と略平行に、前
記インク液室の深さ方向の一部の深さまで設けられ、前
記電極間に電圧を印加しても前記壁に前記電界が発生す
るのを阻止するための溝状部とを備えていることを特徴
とするインク噴射装置。
1. A wall formed of polarized piezoelectric ceramics; an ink liquid chamber partially formed by the wall; and an entire surface of the wall which is the inner surface of the ink liquid chamber and an entire surface on the opposite side thereof Electrodes formed between the electrodes
And electrodes for generating an electric field perpendicular to the polarization direction of the wall Niso by applying pressure, into the wall between the electrodes, the polarized direction substantially parallel to the depth direction of the ink chamber Is provided to some depth of the front
The electric field is generated on the wall even when a voltage is applied between the electrodes.
And a groove portion for preventing the ink jetting from occurring.
【請求項2】 前記溝状部は、前記インク液室の深さ方
向の略中央まで形成されていることを特徴とする請求項
1記載のインク噴射装置。
2. The ink ejecting apparatus according to claim 1, wherein the groove-shaped portion is formed to substantially the center in the depth direction of the ink liquid chamber.
【請求項3】 分極された圧電セラミックスで形成され
た複数の壁と、 前記壁間に形成されるインク液室と、 前記壁の両面に、前記インク液室の深さ方向全面にわた
って形成された電極であって、その電極間に電圧を印加
することにより前記壁にその分極方向と直交する電界を
発生するための電極と、その電極間の 前記壁内に、前記分極方向と略平行に、前
記インク液室の深さ方向の一部の深さまで形成された溝
状部に充填され、前記電極間に電圧を印加しても前記壁
に前記電界が発生するのを阻止するための空気もしく
は、比誘電率が前記圧電セラッミクよりも小さい非導電
材料とを備えていることを特徴とするインク噴射装置。
3. A plurality of walls formed of polarized piezoelectric ceramics; an ink liquid chamber formed between the walls; and both surfaces of the wall are formed over the entire surface in the depth direction of the ink liquid chamber . Electrodes, and voltage is applied between the electrodes
Wherein the electrodes for generating an electric field perpendicular to the polarization direction of the wall Niso, the wall between the electrodes, the polarized direction substantially parallel to a portion of the depth direction of the ink chamber by Grooves formed to a depth of
The wall is filled even if a voltage is applied between the electrodes.
An ink ejecting apparatus comprising: air for preventing generation of the electric field or a non-conductive material having a relative dielectric constant smaller than that of the piezoelectric ceramic.
【請求項4】 分極された圧電セラミックスに、インク
液室となる溝及びその溝を隔てる壁を形成し、 前記溝内の全面に電極を形成し、 前記電極を形成した後に、前記分極方向と略平行に、前
記壁の天頂部から所定深さまでその壁を分割し、前記電
極間に電圧を印加しても前記壁に前記電界が発 生するの
を阻止するための分割溝を形成することを特徴とするイ
ンク噴射装置の製造方法。
4. A groove serving as an ink liquid chamber and a wall separating the groove are formed on the polarized piezoelectric ceramics. An electrode is formed on the entire surface in the groove. substantially parallel, divides the wall from the top portion of the wall to a predetermined depth, said collector
Even if a voltage is applied between the electrodes of the electric field to the wall to occur
Forming a dividing groove for preventing ink jetting.
【請求項5】 前記電極は、メッキ法によって形成され
ることを特徴とする請求項記載のインク噴射装置の製
造方法。
5. The method according to claim 4 , wherein the electrode is formed by a plating method.
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