JP3979360B2 - 液体移送装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液体移送装置に関し、特に、圧電体の変形によって液体に圧力を付与し移送する装置において、圧電体に電界を発生するための電極と駆動回路との電気的な接続構成に関するものである。

従来より、圧電体に変形のための電界を発生する電極に駆動回路から駆動電圧を供給し、圧電体の変形によって液室内の液体に圧力を付与して液室内部から外部に液体を移送する液体移送装置が知られている。この液体移送装置としては、例えば、特開2002−240278号公報に開示されている圧電式のインクジェットプリンタヘッドがある。この圧電式のインクジェットプリンタヘッドは、インクジェットプリンタに搭載されるものであり、インクを吐出する複数個のノズル及びその各ノズルに対応する圧力室を有するキャビティユニットと、各圧力室のそれぞれに対応して設けられた複数の内部電極を複数枚の圧電シートで挟んで構成される圧電アクチュエータと、駆動回路から内部電極に駆動電圧を供給する配線パターンが印刷されたフレキシブルフラットケーブルとを順番に重ねて構成されている。

また、圧電アクチュエータの最上面(フレキシブルフラットケーブルと対峙する面)には、フレキシブルフラットケーブルに形成された配線パターンと接続する表面電極が形成されている。この表面電極は、各圧電シートを積層方向に貫通するスルーホールに充填された導電性材料によって積層方向に並ぶ各内部電極と接続されており、この表面電極と配線パターンとが接続するように、圧電アクチュエータの最上面にフレキシブルフラットケーブルを積層させることで、配線パターンを介して駆動回路と内部電極とが電気的に接続される。こうして、駆動回路から配線パターンを介して内部電極に駆動電圧が印加すると、内部電極間の圧電シートは変形し、圧力室内のインクに圧力が付与され、インクがノズルから吐出される。
特開2002−240278号公報(第3図、第6図等)

しかしながら、近年の印字品質の高解像度化とインクジェットヘッドの小型化との要請により、ノズルは細径化、高密度化される傾向にある。それに伴って、各ノズルに対応して設けられる圧力室、内部電極、表面電極についても高密度化されている。よって、従来のように圧電アクチュエータの最上面に形成される表面電極と、フレキシブルフラットケーブルに形成される配線パターンとを接続させるのが困難になって、接続不良による動作不良が発生するという問題点があった。

本発明は、この問題を解消すべくなされたものであって、高密度に形成される電極であっても、その電極と駆動回路との電気的な接続を確実にし、信頼性の高い動作をすることができる液体移送装置に関するものである。

この目的を達成するために請求項1記載の液体移送装置は、圧電体に変形のための電界を発生する電極に駆動回路から駆動電圧を供給し、前記圧電体の変形によって液室内の液体に圧力を付与して該液室内部から外部に液体を移送する装置であって、一平面において開口した複数の前記液室が、その一平面上に並列して形成されるとともに、前記液室の各々に連通するノズルを複数備えた流路ユニットと、その流路ユニットの前記一平面に複数の前記液室の開口を覆うように固着されるとともに、前記流路ユニットの前記一平面よりも外方まで延びる絶縁シート体と、その絶縁シート体上に複数の前記液室に対応して形成されている前記電極の一方である複数の個別電極と、その絶縁シート体上に形成され、前記複数の個別電極と前記駆動回路とを接続する個別電極用配線と、前記絶縁シート体上において、前記複数の個別電極を覆うように、前記各液室にわたって連続したシート状に形成された圧電体と、前記絶縁シート体と反対側の前記圧電体の面において、前記複数の個別電極と対向するように各液室にわたって延び、前記複数の個別電極に対する前記電極の他方である共通電極となる導電性シートとを備え、前記駆動回路は、前記絶縁シート体上の前記一平面よりも外方において、前記複数の個別電極用配線と接続するように実装され、前記絶縁シート体は、前記一平面よりも外方の先端において、制御回路から送信されるデータ信号を前記駆動回路に送信するためのインターフェース基板と配線接続される端子部を有し、前記圧電体の変形を前記液室に伝達する振動板を兼ねている。

請求項2に記載の液体移送装置は、請求項1に記載の液体移送装置において、前記圧電体は、該圧電体を構成する超微粒子材料を前記絶縁シート体上に堆積して構成されている。

請求項3に記載の液体移送装置は、請求項1または2に記載の液体移送装置において、前記電極は、該電極を構成する微粒子材料を前記絶縁シート体又は前記圧電体上に堆積して構成されている。

請求項4に記載の液体移送装置は、請求項1から3のいずれかに記載の液体移送装置において、前記導電性シートは、導電性を有する微粒子材料を前記圧電体上に堆積して構成されている。

請求項1に記載の液体移送装置によれば、流路ユニットの一平面に複数の液室の開口を覆うように固着されるとともに、流路ユニットの一平面よりも外方まで延び、複数の液室に対応して形成されている複数の個別電極と、その複数の個別電極と駆動回路とを接続する個別電極用配線とが形成され、流路ユニットの一平面よりも外方において、複数の個別電極用配線と接続する駆動回路が実装され、さらに、流路ユニットの一平面よりも外方の先端において、制御回路から送信されるデータ信号を前記駆動回路に送信するためのインターフェース基板と配線接続される端子部を有する絶縁シートを備えているので、換言すれば、この絶縁シート体が圧電体の変形を液室に伝達する振動板を兼ねているので、従来のように個別電極と個別電極用配線とを各々別々のシート体上に形成したもののように、その別々のシートを重ね合せて個別電極と個別電極用配線とを接続させる作業が不要になり、高密度に配置される個別電極であっても、確実に信号を印可し信頼性の高い動作をすることができるという効果がある。また、絶縁シート体とは別に振動板を用意する必要はなく、部品点数は削減され、製造コストを低減することができるという効果がある。更に、駆動回路は、流路ユニットの一平面よりも外方に位置しているので、絶縁シート体上に駆動回路を実装したとしても、流路ユニットが大型化することがないという効果がある。

請求項2に記載の液体移送装置によれば、請求項1記載の液体移送装置の奏する効果に加え、圧電体は、圧電体を構成する超微粒子材料を絶縁シート体上に堆積して構成されているので、薄いシート体状である絶縁シート体上であっても、適正な厚みの圧電体を形成することができる。よって、圧電体を低い電圧で駆動させても大きな変形量を得ることができる。従って、装置のランニングコストを低減することができるという効果がある。

請求項3に記載の液体移送装置によれば、請求項1又は2に記載の液体移送装置の奏する効果に加え、電極は、該電極を構成する微粒子材料を絶縁シート体又は圧電体上に堆積して構成されているので、電極を適正な厚みに形成することができ、圧電体を効率よく変形させることができるという効果がある。

請求項4に記載の液体移送装置によれば、請求項1から3のいずれかに記載の液体移送装置の奏する効果に加え、導電性シートは、導電性を有する微粒子材料を圧電体上に堆積して構成されているので、導電性シートを適正な厚みに形成することができ、圧電体を効率よく変形させることができるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施例である圧電式インクジェットヘッド6を搭載したインクジェット記録装置100を示す斜視図である。まず、このインクジェット記録装置100について略述する。圧電式インクジェットヘッド6は、ノズル54(図4参照)から用紙62に向けてインクを吐出するものであり、インクカートリッジ61を搭載するキャリッジ64の下面に配置されている。尚、圧電式インクジェットヘッド6の詳細な構成については後述する。

圧電式インクジェットヘッド6が配設されるキャリッジ64は、エンドレスベルト75に接合されており、プーリ73がモータの駆動によって正逆回転されると、そのプーリ73の正逆回転に伴って、キャリッジ軸71およびガイド板72に沿って往復移動する。この往復移動中に圧電式インクジェットヘッド6に穿設されたノズル54から、インクが用紙62に向けて吐出される。用紙62はインクジェット記録装置100の側方に設けられた給紙カセット(図示せず)から、圧電式インクジェットヘッド6と、プラテンローラ66との間に給紙され、所定の印字がなされた後に排紙される。尚、用紙62の給紙、排紙機構については図示を省略する。

また、プラテンローラ66の側方にはパージ装置67が設けられている。パージ装置67は、圧電式インクジェットヘッド6の内部に溜まっている不良インクを排出するための装置である。キャリッジ64がリセット位置にある場合に、圧電式インクジェットヘッド6のノズル形成面をパージキャップ81で覆い密閉空間を形成する。その密閉空間は、パージキャップ81と連通し、カム83により作動するポンプ82によって減圧される。こうして圧電式インクジェットヘッド6の内部に溜まっている不良インクが排出される。

また、インクジェット記録装置100の内部には、インクジェット記録装置100の動作内容に関する制御プログラムに従って、インクジェット記録装置100を制御するCPU、ROM、RAM等が搭載された制御回路(図示せず)が搭載されており、インクの吐出処理やパージ装置67のパージ処理は、この制御回路によって制御されている。

次に、図2乃至図5(a)を参照して、圧電式インクジェットヘッド6の構成について説明する。図2は、圧電式インクジェットヘッド6の外観斜視図である。図3は、圧電式インクジェットヘッド6の分解斜視図である。図4は、キャビティユニット10の分解斜視図である。図5(a)は、図2のV−V断面線における圧電式インクジェットヘッド6の模式的な拡大断面図であって、内部電極に駆動電圧が印加されていない状態を示す図である。

圧電式インクジェットヘッド6は、上面が開放された複数個の液室16が形成されているキャビティユニット10と、そのキャビティユニット10上に各液室16の上面(開放面)を閉塞するように接着剤により固定される圧電アクチュエータ20とによって構成されている。

キャビティユニット10は、後述するようにノズルプレートを除いて複数枚の金属製板状部材を積層して構成されている。各板状部材は、例えば、ステンレス、チタン、チタン合金、銅、銅合金、工具銅、低合金銅、ニッケル、ニッケル合金、コバルト合金、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属を圧延して板状に形成されている。尚、各板状部材は、金属製のものに限られず、ガラス製、セラミック製、合成樹脂製等であっても良い。

キャビティユニット10を構成する各板状部材は、具体的には、図4に示すように、ノズルプレート43と、2枚のマニホールドプレート11、12と、スペーサプレート13と、キャビティプレート14との五枚の板状部材を積層して構成されている。本実施例では、各プレート11、12、13、14、43は、50μm〜150μm程度の厚さで構成されている。

ノズルプレート43は、キャビティユニット10の最下層を形成する合成樹脂製の板状部材である。このノズルプレート43には、微小径のインク噴出用のノズル54が、ノズルプレート43における長辺方向(第1の方向)に沿って2列の千鳥配列状に設けられている。ノズル54は、微小ピッチPの間隔でノズルプレート43に多数個穿設されている。

マニホールドプレート12には、インク通路としての一対のマニホールド室12a、12aが、ノズル54の列の両側に沿って延びるように穿設されている。この各マニホールド室12aは、プレートの平面視において、後述する液室16の列と重なり且つその列方向に延びている。また、マニホールドプレート12の下側のマニホールドプレート11の上面には、各マニホールド室12aとほぼ同じ位置にて、平面視形状で略同じ形状の上向き開放するようにマニホールド室11a、11aが凹設されている。2枚のマニホールドプレート11、12を接合することで、両マニホールド室11a、12aが一体となって1つのマニホールド室を形成している。

キャビティプレート14は、スペーサプレート13を挟んで、マニホールドプレート12の上方に積層されるものであり、キャビティユニット10の最上層の板状部材である。このキャビティプレート14には、その長辺方向(第1の方向)に沿う中心線に沿って、多数個の液室16が穿設されている。このため、各プレート11,12,13,14が積層された状態で、各液室16の上面部(スペーサプレート13と反対側の面)は、開口した状態となる。

液室16は、上記中心線を基準として左右に一列ずつ配列されている。一方の列の液室16は、他方の列の液室と長手方向に交互に配置され、それぞれ中心線に対して直交する第2の方向(短辺方向)に延びる細長い形状を有している。

各液室16の先端16aは、ノズルプレート43におけるノズル54に、スペーサプレート13及びマニホールドプレート11,12のそれぞれに穿設されている微小径の貫通孔17を介して連通している。一方、各液室16の他端16bは、スペーサプレート13における左右両側部位に穿設された貫通孔18を介して、マニホールドプレート11,12におけるマニホールド室11a,12aに連通している。なお、液室16の他端16bは、キャビティプレート14の下面側にのみ開口するように凹み形成されているものである(図4(b)の拡大図参照)。

また、キャビティプレート14とスペーサプレート13との一端部であって両プレート13,14において積層方向に同じ位置には、マニーホールド室12a,12aに連通する供給孔19a、19bが穿設されている。

上述したように構成されるキャビティユニット10によれば、インクカートリッジ61から供給されるインクは、供給孔19a,19bを介して前記左右両マニホールド室11a,11a,12a,12a内に流入し、更に、各貫通孔18を通って各液室16内に分配される。そして、各液室16内から貫通孔17を通って、各液室16に対応するノズル54から吐出される。

一方、キャビティユニット10に積層される圧電アクチュエータ20は、キャビティーユニット10に設けられた液室16に対して変形し、液室16の容積を変化させるためのものである。この圧電アクチュエータ20は、キャビティユニット10側から順に、絶縁シート21と、圧電体22と、導電性シート23との3層構造で構成されている。

絶縁シート21は、振動板として作用するシートで、電気絶縁性を有し、且つ可撓性を有するポリイミドを主成分とする合成樹脂で構成され、その厚さは略50μm程度である。絶縁シート21は、キャビティユニット10の長手方向に長くそれよりも同方向に延長した帯状に形成されており、その一端部はキャビティプレート14の各液室16に亘って延びその液室16を覆いつつ、キャビティプレート14に接着剤によって固定される。他端部は、キャビティプレート14から外方へ延び、その先端において、インターフェイス基板(図示せず)に配線接続するための複数の端子部24が設けられている。インターフェイス基板は、キャリッジ64に搭載されており、上述したインクジェット記録装置100に搭載されている制御回路から送信されるデータ信号を絶縁シート21に実装されている駆動回路25に送信する中継基板である。

絶縁シート21に実装されている駆動回路25は、制御回路からインターフェス基板を介して送信されるシリアルデータ信号をノズル54の数に対応するパラレル信号に変換すると共に圧電体22を駆動するための駆動電圧を生成するものである。

一方、絶縁シート21の一端側であってキャビティユニット10と対峙する面とは反対の面には、キャビティユニット10に形成されている各液室16に対応するように複数の個別電極26と、その個別電極26と駆動回路25とを接続する個別電極用配線27と、後述する導電性シート23をグランドに接続するためのグランド用電極28と、そのグランド用電極28をグランドに接続するグランド用配線29とが形成されている。駆動回路25は、キャビティプレート14から外方へ延びた絶縁シート21の部分に位置しており、その部分に沿って配線27,29を電極26,28から延ばしている。尚、図中においては、個別電極用配線27は一部だけを図示し、他の個別電極用配線は省略してある。

各個別電極26は、絶縁シート21の上記一端側においてその対向する2つの側縁に沿って第1の方向(長辺方向)に列状に形成され、第1の方向と直交する第2の方向に延出された短冊状に形成されている。また、その幅寸法は対応する液室16における平面視での幅より少し狭く設定されている。各個別電極26は個別電極用配線27を介して駆動回路25と接続されており、駆動回路25に用意されている各ドライバの出力端から出力される駆動電圧は、この個別電極用配線27を介して各個別電極26に入力される。

このように、1つの絶縁シート21の同一平面上に個別電極26と個別電極用配線27とを形成することで、従来のように、個別電極26と個別電極用配線27とを別々のシート体上に形成し、個別電極26と個別電極用配線27とが接続するように各々のシート体を重ね合わせる場合に比べて、個別電極26と個別電極用配線27との電気的な接続を簡易にすることができる。

圧電体22は、絶縁シート21を変形させるための圧電素子であって、絶縁シート21上において、少なくとも全液室16に対応する位置に亘ってシート状に形成されている。図示の実施例では、各液室16に対応する圧電体は共通化されているが、各液室16に対応するように個別に圧電体を設けることもできる。

圧電体22は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛を主成分として形成されている。圧電体22の厚みを小さくすると、駆動電圧を低くできるが、変形量も小さくなるので、それに応じて絶縁シート21の剛性を小さく、即ち絶縁シート21を薄くする必要がある。

本実施例は、絶縁シート21の厚みが略30μm〜50μmで非常に薄く、圧電体22の厚みが数μm、例えば略10μmで構成されている。数μm〜略10μm程度の圧電体22を形成する方法としては、エアロゾルデポジション法を用いて、絶縁シート21上に、圧電体22を構成する超微粒子材料を高速で衝突させて堆積させる。尚、数μm〜略10μm程度の圧電体22を形成する好適な方法としては、ゾルゲル法であっても良い。

導電性シート23は、個別電極26に対応する他方の電極である共通電極として作用するシートであり、絶縁シート21と反対側の圧電体22の面に、各液室16にわたって延びるように固定される。

導電性シート23は、略1μm厚みのステンレス製のシートで構成されており、圧電体22を貫通するスルーホール30に充填されている導電性材料を介して絶縁シート21上に形成されているグランド用電極28と電気的に接続されている。こうして、導電性シート23は、グランド用電極28とグランド用配線29とを介してグランドに接続される。個別電極26、導電性シート23は、それぞれ絶縁シート21及び圧電体22上に、導電性を有する微粒子材料をエアロデポジション法を用いて高速で衝突させ堆積させて形成される。また、公知のように印刷又は蒸着により形成することもできる。

尚、強誘電体である圧電体22は、高電圧の印加により一方向に分極され、印加電圧をオフした後も、分極が残る物質である。本実施例の圧電体22は、予め、個別電極26と導電性シート23との間に、通常の駆動電圧よりも高い電圧を印可して個別電極26から導電性シート23に向かう方向(図5の矢印Y参照)に分極処理が施されているものとする。

次に、図5(b)を参照して、上記のように構成された圧電式インクジェットへッド6のインク吐出動作について説明する。図5(b)は、図5(a)に対応する図であって、個別電極26に駆動電圧が印加された状態を示す図である。

絶縁シート21上に実装されている駆動回路25から個別用配線27を介して任意の個別電極26に駆動電圧が印加されると、その個別電極26からグランドに接続されている導電性シート23に向けて分極方向Pと同様の方向に電界が生ずる。すると、圧電体22の内、駆動電圧が印加された個別電極26の直上の部分が分極方向Pと直角方向(矢印X1,X2参照)に収縮する。このとき、絶縁シート21は縮まないので、圧電アクチュエータ20は液室16側に突出するように湾曲することになる。

こうして、駆動電圧が印加された個別電極26に対応する液室16の容積が縮小すると、液室16内のインクに圧力が付与され、液室16内のインクがノズル54から吐出される。

以上、実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

図6は、本発明の他の実施例を示すもので、前記実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。この実施例は、圧電アクチュエータ20をキャビティユニット10に対して前記実施例とは上下逆にする。つまり、絶縁シート21の電極26,28及び配線27,29を形成した面に圧電体22を形成し、さらにその圧電体22に共通電極を兼ねる導電性シート23を重ねた構成は、前記実施例と同様であるが、導電性シート23を液室16側、絶縁シート21を上側にして圧電アクチュエータ20をキャビティユニット10に固定している。この場合、導電性シート23は、液室内16内の液体に対して錆び及び腐食しない材料を用いることが好ましい。或いは、導電性シート23と液室16を有するキャビティプレート14との間に、上記錆び及び腐食を防ぐ樹脂材料等の層を介挿するようにしてもよい。

図6の実施例において、電極26から導電性シート23に向かう分極方向と平行に電界を発生すると、圧電体22が面方向に収縮し、絶縁シート21が収縮しないので、圧電アクチュエータ20は、上方に凸、即ち液室16を拡大する方向に湾曲する。電界の発生を止めると、圧電アクチュエータ20が復帰して液室16内のインクをノズル54から吐出する。

上記各実施例では、導電性シート23をグランドにすべく、圧電体22に設けたスルーホール30内の導電性材料を介して、導電性シート23と絶縁シート21上に形成したグランド用電極28とを電気的に接続する場合について説明した。しかしながら、導電性シート23をグランド用電極28に接続する方法としては、かかる方法に限定されるものではなく、圧電体22の側面に導電性材料を形成し、その導電性材料を介してグランド用電極28と導電性シート23とを電気的に接続するようにしても良い。

また、上記各実施例では、各個別電極26に対応する他の電極としての共通電極を形成するために、導電性シート23を用いる場合について説明したが、共通電極を形成する方法としては、導電性シート23に代えて合成樹脂製の絶縁シートを用い、その絶縁シートの圧電体22と対峙する面に共通電極を形成するようにしても良い。かかる場合には、導電性シート23に比べ安価な合成樹脂製の絶縁シートを用いることで圧電式インクジェットヘッド6の製造コストを低減することができる。

さらに、上記各実施例はインクジェットヘッドに適用した例を用いて説明したが、本発明は、圧電素子の変形により液体に圧力を付与して移送するものならば、各種の装置に適用することができる。

本発明の実施例である圧電式インクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置を示す斜視図である。 圧電式インクジェットヘッドの外観斜視図である。 圧電式インクジェットヘッドの分解斜視図である。 キャビティユニットの分解斜視図である。 図2のV−V断面線における圧電式インクジェットヘッドの模式的な拡大断面図であって、(a)は内部電極に電圧が印加されていない状態を示し、(b)は内部電極に電圧が印加された状態を示している。 第2実施例の圧電式インクジェットヘッドの模式的な断面図である。

符号の説明

6 圧電式インクジェットヘッド(液体移送装置)
10 キャビティユニット(流路ユニット)
14 キャビティプレート
16 液室
20 圧電アクチュエータ
21 絶縁シート(絶縁シート体)
22 圧電体
23 導電性シート(電極の一部、共通電極)
24 端子部
25 駆動回路
26 個別電極(電極の一部)
27 個別電極用配線
28 グランド電極(電極の一部)
29 グランド電極用配線

Claims (4)

  1. 圧電体に変形のための電界を発生する電極に駆動回路から駆動電圧を供給し、前記圧電体の変形によって液室内の液体に圧力を付与して該液室内部から外部に液体を移送する液体移送装置において、
    一平面において開口した複数の前記液室が、その一平面上に並列して形成されるとともに、前記液室の各々に連通するノズルを複数備えた流路ユニットと、
    その流路ユニットの前記一平面に複数の前記液室の開口を覆うように固着されるとともに、前記流路ユニットの前記一平面よりも外方まで延びる絶縁シート体と、
    その絶縁シート体上に複数の前記液室に対応して形成されている前記電極の一方である複数の個別電極と、
    その絶縁シート体上に形成され、前記複数の個別電極と前記駆動回路とを接続する個別電極用配線と、
    前記絶縁シート体上において、前記複数の個別電極を覆うように、前記各液室にわたって連続したシート状に形成された圧電体と、
    前記絶縁シート体と反対側の前記圧電体の面において、前記複数の個別電極と対向するように各液室にわたって延び、前記複数の個別電極に対する前記電極の他方である共通電極となる導電性シートとを備え、
    前記駆動回路は、前記絶縁シート体上の前記一平面よりも外方において、前記複数の個別電極用配線と接続するように実装され、
    前記絶縁シート体は、前記一平面よりも外方の先端において、制御回路から送信されるデータ信号を前記駆動回路に送信するためのインターフェース基板と配線接続される端子部を有し、前記圧電体の変形を前記液室に伝達する振動板を兼ねていることを特徴とする液体移送装置。
  2. 前記圧電体は、該圧電体を構成する超微粒子材料を前記絶縁シート体上に堆積して構成されていることを特徴とする請求項1に記載の液体移送装置。
  3. 前記電極は、該電極を構成する微粒子材料を前記絶縁シート体又は前記圧電体上に堆積して構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の液体移送装置。
  4. 前記導電性シートは、導電性を有する微粒子材料を前記圧電体上に堆積して構成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の液体移送装置
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3979360B2 (ja) * 2003-08-04 2007-09-19 ブラザー工業株式会社 液体移送装置
CN100376396C (zh) * 2004-05-19 2008-03-26 兄弟工业株式会社 压电机构及其制造方法、喷墨头以及喷墨打印机
EP1705012B1 (en) * 2005-03-22 2010-11-17 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Piezoelectric actuator, liquid transporting apparatus, and method of producing piezoelectric actuator
JP2006272909A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Brother Ind Ltd インクジェット記録装置
JP2006347056A (ja) * 2005-06-17 2006-12-28 Ricoh Printing Systems Ltd インクジェットプリントヘッド
US7467857B2 (en) * 2005-12-20 2008-12-23 Palo Alto Research Center Incorporated Micromachined fluid ejectors using piezoelectric actuation
JP5125120B2 (ja) * 2007-01-30 2013-01-23 ブラザー工業株式会社 液体移送装置
US7669985B2 (en) * 2007-04-23 2010-03-02 Xerox Corporation Jetstack plate to plate alignment
JP5195205B2 (ja) 2008-01-22 2013-05-08 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド、液体噴射装置および液体噴射ヘッドの製造方法
JP5195206B2 (ja) * 2008-01-22 2013-05-08 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド、液体噴射装置および液体噴射ヘッドの製造方法
CN101954334B (zh) * 2009-07-14 2013-07-03 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 压电微粒雾化器
JP5814764B2 (ja) * 2010-12-27 2015-11-17 キヤノン株式会社 記録素子基板、記録ヘッド、および記録ヘッドの製造方法
CN103619599B (zh) * 2011-06-29 2015-11-25 惠普发展公司,有限责任合伙企业 压电喷墨裸片堆叠
CN102615975A (zh) * 2012-03-13 2012-08-01 新会江裕信息产业有限公司 一种打印机字车结构总成
CN102615976A (zh) * 2012-03-13 2012-08-01 新会江裕信息产业有限公司 一种打印机喷头结构

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3378966D1 (en) * 1982-05-28 1989-02-23 Xerox Corp Pressure pulse droplet ejector and array
US4502059A (en) * 1982-08-20 1985-02-26 Xerox Corporation Electrical interconnection system
US4516140A (en) * 1983-12-27 1985-05-07 At&T Teletype Corporation Print head actuator for an ink jet printer
US5402159A (en) * 1990-03-26 1995-03-28 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Piezoelectric ink jet printer using laminated piezoelectric actuator
US5500988A (en) * 1990-11-20 1996-03-26 Spectra, Inc. Method of making a perovskite thin-film ink jet transducer
US6601949B1 (en) * 1992-08-26 2003-08-05 Seiko Epson Corporation Actuator unit for ink jet recording head
JP3317308B2 (ja) 1992-08-26 2002-08-26 セイコーエプソン株式会社 積層型インクジェット記録ヘッド、及びその製造方法
JPH0757545B2 (ja) 1993-07-19 1995-06-21 セイコーエプソン株式会社 インクジェットヘッド及びその製造方法
JP3088890B2 (ja) * 1994-02-04 2000-09-18 セイコーエプソン株式会社 圧電/電歪膜型アクチュエータ
DE69504493T2 (de) * 1994-03-29 1999-02-18 Citizen Watch Co Ltd Tintenstrahlkopf und verfahren zu dessen herstellung
US5755909A (en) * 1996-06-26 1998-05-26 Spectra, Inc. Electroding of ceramic piezoelectric transducers
JPH10109415A (ja) * 1996-10-07 1998-04-28 Brother Ind Ltd インクジェットヘッドおよびインクジェットヘッド形成方法
JP3381779B2 (ja) * 1998-09-17 2003-03-04 セイコーエプソン株式会社 圧電振動子ユニット、圧電振動子ユニットの製造方法、及びインクジェット式記録ヘッド
WO2001074592A1 (fr) * 2000-03-31 2001-10-11 Fujitsu Limited Tete a jet d'encre a buses multiples et son procede de fabrication
JP3956607B2 (ja) * 2000-10-26 2007-08-08 ブラザー工業株式会社 圧電式インクジェットプリンタヘッド及び圧電式インクジェットプリンタヘッドの製造方法
JP3818065B2 (ja) * 2001-01-30 2006-09-06 ブラザー工業株式会社 インク噴射装置の駆動装置
JP4670159B2 (ja) 2001-02-19 2011-04-13 ブラザー工業株式会社 インクジェットプリンタヘッド
US6595628B2 (en) * 2001-02-19 2003-07-22 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Laminated piezoelectric element for use as a drive device
US7149090B2 (en) * 2001-09-11 2006-12-12 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Structure of flexible printed circuit board
JP3979360B2 (ja) * 2003-08-04 2007-09-19 ブラザー工業株式会社 液体移送装置
JP4218594B2 (ja) * 2004-06-08 2009-02-04 ブラザー工業株式会社 インクジェットヘッド

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