JPH03187757A - Liquid drop jetting device - Google Patents
Liquid drop jetting deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば、インク液滴を噴出して紙上に記録を
行うドロップオンデマンドインクジェットヘッドに適用
される液滴噴出装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a droplet ejecting device applied to, for example, a drop-on-demand inkjet head that ejects ink droplets to record on paper.
インクジェットヘッドに適用される液滴噴出装置として
、従来より、液滴生成のために発熱体を利用するもの(
特開昭60−204374号公報参照)や、圧電素子を
利用するものが知られている。また、液滴噴出用のオリ
フィスを有する部材としてSi基材を用いたもの(特開
昭57−116656号公報参照)が知られている。Droplet ejecting devices applied to inkjet heads have traditionally utilized heating elements to generate droplets (
(see Japanese Patent Laid-Open No. 60-204374), and those using piezoelectric elements are known. Furthermore, a member using a Si base material as a member having an orifice for ejecting droplets is known (see Japanese Patent Laid-Open No. 116656/1983).
圧電素子を利用する液滴噴出装置は、圧電素子にてイン
クの充填さ−れている液室の容積変化を生じさせ、この
容積変化による液室の圧力変化により、液室に通じて外
部に開口するオリフィスからインク液滴を噴出させるも
のである。A droplet ejecting device that uses a piezoelectric element uses the piezoelectric element to cause a change in the volume of a liquid chamber filled with ink, and a pressure change in the liquid chamber due to this change in volume causes a droplet to flow through the liquid chamber to the outside. Ink droplets are ejected from an open orifice.
圧電素子を備える液滴噴出装置は、例えば、第4図に示
すように、PZT(ジルコン・チタン酸鉛)基板からな
るベースブロック31と、ガラス或いはステンレスなど
からなる覆板部材32と、感光性ガラスからなる流路ブ
ロック33とを備えて構成される。For example, as shown in FIG. 4, a droplet ejecting device including a piezoelectric element includes a base block 31 made of a PZT (zircon lead titanate) substrate, a cover plate member 32 made of glass or stainless steel, and a photosensitive material. The channel block 33 is made of glass.
前記のベースブロック31において、第1PZT基板3
4上には、グランド電極41が被覆されており、このグ
ランド電極41上には櫛歯状に凸部35・・・が形成さ
れている。凸部35・・・のうち信号電極36・・・を
有するものが積層圧電素子37・・・となる。In the base block 31, the first PZT substrate 3
4 is covered with a ground electrode 41, and comb-like protrusions 35 are formed on this ground electrode 41. Among the protrusions 35, those having the signal electrodes 36 become the laminated piezoelectric elements 37.
ベースブロック31には、覆板部材32がエポキシ系接
着剤により固着されている。覆板部材32は、振動板と
して良好に機能させる必要上、厚みが約50μmと薄い
ものに形成されている。A cover plate member 32 is fixed to the base block 31 with an epoxy adhesive. The cover plate member 32 is formed to have a thickness of approximately 50 μm in order to function well as a diaphragm.
覆板部材32には紫外線硬化樹脂にて流路ブロック33
が固着されている。流路ブt7ツク33には、第5図に
示すように、凹溝43が形成されており、この凹溝43
が前記の覆板部材32にて覆われることで液室45が形
成されるようになっている。The cover plate member 32 has a passage block 33 made of ultraviolet curing resin.
is fixed. As shown in FIG. 5, a groove 43 is formed in the channel block t7 33.
is covered with the cover plate member 32, thereby forming a liquid chamber 45.
流路ブロック33の先端面側であって、各液室45と対
応する位置には微小凹溝が形成されていて、前記の覆板
部材32にて覆われることでオリフィス47が形成され
るようになっている。Micro grooves are formed on the tip side of the channel block 33 at positions corresponding to the respective liquid chambers 45, and are covered with the cover plate member 32 to form orifices 47. It has become.
液室45となる凹溝43およびオリフィス47となる微
小凹溝は、流路ブロック33となる感光性ガラスに対し
、前記凹溝43等に対応する部分に選択的に紫外線を照
射して酸に溶けやす(してエツチングを行うこと等によ
り形成される。The grooves 43 that will become the liquid chamber 45 and the minute grooves that will become the orifice 47 are formed by selectively irradiating ultraviolet rays onto the parts of the photosensitive glass that will become the flow path block 33 that correspond to the grooves 43, etc. Easily soluble (formed by etching, etc.)
ところが、上記従来の液滴噴出装置では、前述のように
、エツチングの容易性や正確性等を考慮して流路ブロッ
ク33に感光性ガラスを用いているが、この感光性ガラ
スは、ガラス中にAu、Ag、Ce等の金属を組入させ
たもので、エツチングレートを変え得るようにしたもの
であるから、比較的高価なものとなり、液滴噴出装置が
割高になるという欠点を有している。However, in the conventional droplet ejecting device, photosensitive glass is used for the flow path block 33 in consideration of ease and accuracy of etching, as described above, but this photosensitive glass Since it incorporates metals such as Au, Ag, and Ce into the metal, and the etching rate can be changed, it is relatively expensive, and has the disadvantage that the droplet jetting device is relatively expensive. ing.
本発明に係る液滴噴出装置は、上記の課題を解決するた
めに、流路ブロックの凹溝とこの凹溝を覆う覆板部材と
で形成される液室の一壁部を振動板部としてこれを圧電
素子にて振動させ、この振動にて液室内に圧力変化を生
じさせて液滴を噴出する液滴噴出装置において、前記の
流路ブロックがSil材からなっていることを特徴とし
ている。In order to solve the above-mentioned problem, the droplet ejecting device according to the present invention uses one wall of the liquid chamber formed by the groove of the flow path block and the cover plate member that covers the groove as a diaphragm. A droplet ejecting device that vibrates this with a piezoelectric element and causes a pressure change in a liquid chamber by the vibration to eject droplets, characterized in that the flow path block is made of a Sil material. .
上記の構成において、流路ブロックはSi基材からなり
、このSi基材は比較的大量に生産されて安価なものと
なっているから、かかる流路ブロックを用いた液滴噴出
装置においてそのコストの低減を図ることができる。−
特に、インクジェット記録ヘッドとしてカラープリンタ
に用いられる場合には、数個の液滴噴出装置が配備され
るから、当該カラープリンタにおいてそのコスト低減は
大幅なものとなる。In the above configuration, the flow path block is made of a Si base material, and this Si base material is produced in relatively large quantities and is inexpensive. It is possible to reduce the −
In particular, when used as an inkjet recording head in a color printer, several droplet ejecting devices are provided, so the cost reduction in the color printer is significant.
本発明の一実施例を第1図ないし第3図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
本発明に係る液滴噴出装置は、第2図に示すように、P
ZT(ジルコン・チタン酸鉛)基板からなるベースブロ
ックlと、感光性ガラス或いはステンレス等からなる覆
板部材2と、Si基材からなる流路ブロック3とを備え
て構成される。As shown in FIG. 2, the droplet jetting device according to the present invention has P
It is composed of a base block 1 made of a ZT (zircon lead titanate) substrate, a cover plate member 2 made of photosensitive glass or stainless steel, and a flow path block 3 made of a Si base material.
前記のベースブロック1において、第1図にも示すよう
に、第1PZT基板4上には、グランド電極11が被覆
されており、このグランド電極ll上には櫛歯状に凸部
5・・・が形成されている。凸部訃・・のうち信号電極
6・・・を有するものが積層圧電素子7・・・となる。In the base block 1, as shown in FIG. 1, the first PZT substrate 4 is covered with a ground electrode 11, and the ground electrode 11 is covered with comb-like protrusions 5... is formed. Among the convex portions, those having the signal electrodes 6 constitute the laminated piezoelectric elements 7.
この積層圧電素子7は、第2PZT基板8と信号電極6
と第3PZT基板1゜と前記のグランド電極11に電気
的接続杖態に形成された上側グランド電極11’ とに
より構成されている。ベースブロックlは、厚み200
μm程度のシート状の第一2PZT基板8と第3PZT
基板10との間および第3PZT基板10上にそ。This laminated piezoelectric element 7 includes a second PZT substrate 8 and a signal electrode 6.
, a third PZT substrate 1°, and an upper ground electrode 11' formed in the form of an electrical connection rod to the ground electrode 11. Base block l has a thickness of 200
The first second PZT substrate 8 and the third PZT are sheet-like in the order of μm.
between the substrate 10 and the third PZT substrate 10.
れぞれ電極層を積層してこれを焼成した後、前記凸部5
・・・を得るためのダイシング加工、信号電極6・・・
を得るための電極エツチング、並びに、絶縁コート等を
行うことにより得られる。After laminating the electrode layers and firing them, the convex portion 5 is
Dicing process to obtain signal electrode 6...
It can be obtained by performing electrode etching and insulating coating etc. to obtain this.
ベースブロック1には、覆板部材2がエポキシ系接着剤
により固着されている。覆板部材2は、振動板として良
好に機能させる必要上、厚みが約50μmと薄いものに
形成されている。A cover plate member 2 is fixed to the base block 1 with an epoxy adhesive. The cover plate member 2 is formed to have a thickness of approximately 50 μm in order to function well as a diaphragm.
覆板部材2には紫外線硬化樹脂にて流路ブロッり3が固
着されている。流路ブロック3には、第3図に示すよう
に、深さが20〜100μm程度の凹溝13が形成され
ており、この凹溝13が前記の覆板部材2にて覆われる
ことで液室15が形成され、覆板部材2のうち液室15
を構成する部分が振動板部として機能することになる。A channel block 3 is fixed to the cover plate member 2 using an ultraviolet curing resin. As shown in FIG. 3, a groove 13 having a depth of about 20 to 100 μm is formed in the channel block 3, and by covering this groove 13 with the cover plate member 2, the liquid can be removed. A chamber 15 is formed, and a liquid chamber 15 is formed in the cover plate member 2.
The portion constituting the diaphragm functions as a diaphragm section.
液室15は、液分配室15aと圧力室15b・・・とか
らなっている。液分配室15aは、流路ブロック3に形
成されている液供給穴16にて図示しない液供給器に連
通されている。また、各圧力室15bは、前記の積層圧
電素子7に対応する位置に形成されているもので、括れ
部15cを介することで液分配室15aに連通して液の
供給を受けつつ、はぼ閉じた空間を形成することで前記
の液分配室15aおよび他の圧力室15b・・・に対し
て独立して容積変化が生じ得るようになっている。The liquid chamber 15 consists of a liquid distribution chamber 15a and a pressure chamber 15b. The liquid distribution chamber 15a is communicated with a liquid supply device (not shown) through a liquid supply hole 16 formed in the channel block 3. Each pressure chamber 15b is formed at a position corresponding to the laminated piezoelectric element 7, and communicates with the liquid distribution chamber 15a via the constricted portion 15c to receive liquid supply, while being By forming a closed space, the volume of the liquid distribution chamber 15a and other pressure chambers 15b can be changed independently.
流路ブロック3の前端面側であって、各圧力室15bと
対応する位置には深さ20〜100μm程度の微小凹溝
が形成されていて、前記の覆板部材2にて覆われること
でオリフィス17が形成されるようになっている。On the front end surface side of the flow path block 3, a minute groove with a depth of about 20 to 100 μm is formed at a position corresponding to each pressure chamber 15b, and is covered with the cover plate member 2. An orifice 17 is adapted to be formed.
流路ブロック3を得るには、Siの異方性エツチングに
て前記の凹溝13およびオリフィス17・・・となる微
小凹溝に対応する部分を形成する。To obtain the flow path block 3, portions corresponding to the minute grooves that will become the grooves 13 and orifices 17 are formed by anisotropic etching of Si.
上記の構成を有する液滴噴出装置においては、所望の信
号電極6に電圧を印加することによって、これと対応す
る積層圧電素子7のみに変形が生じ、この積層圧電素子
7に対応する覆板部材2の振動板部のみが変形して、こ
れと対応する圧力室15bにのみ圧力変化が生じて、こ
の圧力室15bと対応するオリフィス17からのみ液滴
が噴出することになる。In the droplet ejecting device having the above configuration, by applying a voltage to a desired signal electrode 6, only the corresponding laminated piezoelectric element 7 is deformed, and the cover plate member corresponding to this laminated piezoelectric element 7 is deformed. Only the second diaphragm portion is deformed, a pressure change occurs only in the corresponding pressure chamber 15b, and droplets are ejected only from the orifice 17 corresponding to this pressure chamber 15b.
そして、かかる液滴噴出装置において、波路ブロック3
はSi基材からなり、このSi基材は比較的大量に生産
されて安価なものとなっているから、かかる流路ブロッ
ク3を用いている液滴噴出装置について、そのコストの
低減を図ることができる。In such a droplet ejecting device, the wave path block 3
is made of a Si base material, and this Si base material is produced in relatively large quantities and is inexpensive. Therefore, it is desirable to reduce the cost of a droplet ejecting device using such a flow path block 3. I can do it.
なお、本実施例では、オリフィス17・・・を流路ブロ
ック3の微小凹溝にて形成しているが、これの代わりに
、圧力室15b部分の幅広状態を流路ブロック3の先端
面まで延長すると共に、この流路ブロック3の先端面上
に、オリフィスが予め所定位置に形成されているオリフ
ィスプレートを貼付するようにしても良いものである。In this embodiment, the orifices 17 are formed by minute grooves in the flow path block 3, but instead of this, the wide state of the pressure chamber 15b is extended to the tip surface of the flow path block 3. In addition to extending the flow path block 3, an orifice plate having orifices formed in predetermined positions may be attached on the front end surface of the flow path block 3.
また、圧電素子としては、PZT基板を積層して積層圧
電素子7としているが、単一のP 7. Tによって圧
電素子を構成してもよいものである。Moreover, as a piezoelectric element, PZT substrates are laminated to form a laminated piezoelectric element 7, but a single PZT substrate is used. A piezoelectric element may be formed by T.
本発明に係る液滴噴出装置は、以上のように、流路ブロ
ックがSi基材からなっている構成である。As described above, the droplet ejecting device according to the present invention has a structure in which the flow path block is made of a Si base material.
これにより、液滴噴出装置のコスト低減が図れるという
効果を奏する。This has the effect of reducing the cost of the droplet jetting device.
第3図は流路ブロックの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the channel block.
第4図および第5図は従来例を示すものである。4 and 5 show conventional examples.
第4図は液滴噴出装置の縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the droplet ejecting device.
第5図は流路ブロックの斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the channel block.
lはベースブロック、2は覆板部材、3は流路ブロック
、7は積層圧電素子、13は凹溝、15は液室、17は
オリフィスである。1 is a base block, 2 is a cover plate member, 3 is a channel block, 7 is a laminated piezoelectric element, 13 is a groove, 15 is a liquid chamber, and 17 is an orifice.
Claims (1)
形成される液室の一壁部を振動板部としてこれを圧電素
子にて振動させ、この振動にて液室内に圧力変化を生じ
させて液滴を噴出する液滴噴出装置において、 前記の流路ブロックがSi基材からなっていることを特
徴とする液滴噴出装置。[Claims] 1. One wall of the liquid chamber formed by the groove of the flow path block and the cover plate member covering the groove is used as a vibration plate and is vibrated by a piezoelectric element. A droplet ejecting device that ejects droplets by causing a pressure change in a liquid chamber, characterized in that the flow path block is made of a Si base material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32930689A JPH03187757A (en) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | Liquid drop jetting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP32930689A JPH03187757A (en) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | Liquid drop jetting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH03187757A true JPH03187757A (en) | 1991-08-15 |
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ID=18219989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP32930689A Pending JPH03187757A (en) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | Liquid drop jetting device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH03187757A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6139132A (en) * | 1995-09-05 | 2000-10-31 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording head with nozzle communicating hole having smaller width than pressurizing chambers in direction of array of pressurizing chambers |
US6729002B1 (en) | 1995-09-05 | 2004-05-04 | Seiko Epson Corporation | Method of producing an ink jet recording head |
-
1989
- 1989-12-15 JP JP32930689A patent/JPH03187757A/en active Pending
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US6460981B1 (en) | 1995-09-05 | 2002-10-08 | Seiko Epson Corp | Ink jet recording head having spacer with etched pressurizing chambers and ink supply ports |
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