JPH04474B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は液体容器内に電圧印加による駆動と印
加中断による非駆動とを繰返して伸縮変形する圧
電磁器を備えるプリンタ用、印刷用などの液滴噴
射装置を産業上の利用分野とするものである。

（従来の技術） 従来、プリンタ用のインクジエツタ等として利
用される圧電変換使用の液滴噴射装置は、一端に
噴射ノズルを備えると共に、消費分に相当する液
量を補給できるようにした液体室を、硬質のシリ
コン材料等で構成し、その液体室の比較的肉薄に
された壁部の外面若しくは内面に圧電変換器を接
合し、電圧印加により該変換器と液体室壁とを変
形させて液体室の容積を縮小し、それによつて液
剤に圧力を与えてノズルから液滴噴射を生じさせ
ていたもので、液体室はシリコン材料等からなる
一個のベースに多数個を並列形に設け、その各室
ごとに圧電変換器を接合したマルチ型をなしてい
るもので、前記変換器を一斉に駆動することは殆
どないから、電圧印加を休止した液体室に前記し
た変形を波及して干渉する等の欠点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の液滴噴射装置は、電圧印加リード線を引
出す関係から主に液体室壁外面、稀には内面に圧
電変換器を接合し、圧電変換器に対する電圧印加
ごとに弾性変形を発生させるようにしているもの
で、電圧印加は頻繁に繰返されるものであるか
ら、前記した欠点とか、液体室構成材の耐久性に
問題があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、圧電変換器の駆動による変形を液体
中で生じさせ、容器壁を変形させることなく噴射
圧を生じさせ、同時に液体室への補給液体の流入
を助勢する構成を、噴射ノズル一個の単位で形成
できるようにして、従来技術の問題点を解決する
ことを目的とするもので、軸方向に長くし、長さ
方向の一端に噴射ノズルを設けた第１の貯液室を
構成すると共に、他の一端に凹面形の第２の貯液
室を構成し、第１、第２の貯液室間を貯液筒部と
した液体容器と、貯液筒部と第２の貯液室の境界
部付近を囲んで設けた供給口を液滴噴射時にもし
くは常に開口する液体補給容器と、前記液体容器
の液体筒部に長さ方向のほぼ中心を支持して収
め、該筒部の周壁との間に間隙連通部を構成し、
かつ駆動と非駆動の繰返しにより伸縮変形する圧
電変換器とからなり、圧電変換器の前記駆動もし
くは非駆動により第１貯液室の容積を縮小して噴
射ノズルから液滴を噴射し、同時に第２の貯液室
の容積を縮小して該室の壁面に沿つて貯液筒部の
方向に流れる反発流を生じさせ、その反発流によ
り前記供給口から貯液筒部への補給液体の流入を
助勢することを特徴とするものである。

（作用） 液体容器２の内部において長さ方向のほぼ中心
を支持した圧電変換器１１は、非駆動若しくは電
圧を印加される駆動によつて長さ方向で伸長し、
側面において収縮する特性を持ち、収縮のときに
は両端ヘツドを第１貯液室３と第２貯液室５とに
臨ませ、かつ貯液筒部２の周壁との間に、容積を
縮小した間隔通路部１０を構成しているもので、
駆動若しくは非駆動により前記両ヘツドを伸長
し、第１の貯液室３と第２の貯液室５の容積を縮
小すると、各室３，５の容積を縮小して液体圧力
を衝撃的に増加するため、第１の貯液室３におい
ては噴射ノズル６から定量の液滴を噴射し、第２
の貯液室５においは液圧により該室の底部方向を
加圧し、その反動流が、容積を広げた液体筒部２
の方向に流れ、液体筒部２の液体と同圧を保持す
るため補給口９から補給される液体の流入を、前
記反動流のジエツト作用により助勢するものであ
り、この作用の繰返しにより液滴噴射を間欠的に
行う。

（実施例） 第１，２図は本発明の第１実施例を示し、ケー
ス１の内部に軸方向に長くした液体容器２を設け
る。該液体容器２は長さ方向の一端に噴射ノズル
６を設けた第１の貯液室３を構成し、他の一端に
凹面形の、具体的には凹半球形の第２の貯液室５
を構成し、第１、第２の貯液室３，５の間を円筒
形の貯液筒部４とする。貯液筒部４は第１の貯液
室３に連通する部分４ａの径を少し小さくする。
第２の貯液室５の構成体８は弾性体をなし、貯液
筒部４の下端付近で内径を拡大した液体補給容器
７を設け、その容器の内空により構成体８を取囲
み、前記筒部４への補給口９となる壁部９ａに前
記構成体８の端部周壁８ａを弾接して閉じる。

１１は液体容器２の貯液筒部４に挿通した圧電
変換器であつて、0.5×0.5×25mm程度の細長い角
形に形成し、長手方向に直角な両側に分極を施
し、その両側に金属薄膜からなる電極１２，１２
を設け、長さ方向のほぼ中心部において電極１
２，１２に接合した端子１３，１３により取付け
を施し、その取付けによつて圧電変換器１１の外
周と貯液筒部４の壁部間に間隙連通部ａを構成す
る。１４は電源、１５は信号によつて作動する有
接点若しくは無接点スイツチを示す。

本実施例においては液体容器２と液体補給容器
７に液体を充填し、かつ前記補給容器７には液体
容器２への補給による減量に見合う量の液体を補
充できる構成にしてあり、圧電変換器１１の第１
図実線に示す非駆動時には、その直前の該器の駆
動とともに、第２図について後に説明するように
噴射量に見合う液体が液体容器２に補充され、間
隙通路部ａ及び容積を拡大した第１、第２の貯液
室３，５に液体が充満し、液体補給容器７には前
記の補充に見合つた量の液体が充給される。

第２図のとおりに圧電変換器１１に電圧を印加
すると、端子１３による支持点を中心にして長さ
方向の両側に伸長して、第１、第２の貯液室３，
５の容積を縮小し、同時に間隙通路部ａの容積を
拡大する。第１の貯液室３においては圧電変換器
１１の衝撃的伸長による容積縮小によつて該貯液
室３の液体は圧力を上昇し、噴射ノズル６から噴
射する。他方、第２の貯液室５においては圧電変
換器１１の伸長により内部の液体を該室５の底部
方向に加圧するため、弾力性の構成体８がそのと
きの液圧により押されて補給口９を開口すると同
時に、圧力液体に壁面に沿つて貯液筒部４の方向
に流れる矢線ｇの反発流を生じさせる。前記の如
く補給口９が開かれると、液体補給容器７内の液
体が、容積を拡げて内部の液体の圧力を減少した
間隙通路部ａに流れ込み、その流れ込みを矢線ｇ
に示した反発流のジエツト作用により助勢する。

圧電変換器１１が非駆動になれば貯液室３，５
の容積は第１図のとおりに拡大し、かつ構成体８
に加える圧力を失うため、補給口９は閉じられ、
矢線ｇに示した反発流も消滅し、容積を縮小した
間隙通路部ａを含む液体容器２中の液体圧を、速
やかな応答性を以て平均化し、このサイクル的容
積変換を以て既述のとおりに噴射ノズル６からの
液滴噴射及び液体補給容器空の補給を繰返す。

第３，４図は第２実施例を示し、第２液体容器
の構成体８′を、弾力のない硬い材料により形成
し、補給口９′を貯液筒部４に向かうテーパ形を
以て常時開口させる。その他は第１，２図の第１
実施例と同じであるから、各部に第１実施例と同
一の符号を付した。

本実施例においては、に圧電変換器１１の非駆
動のとき、液体容器２と液体補給容器８の各液圧
が同圧であるから、補給口９′においても液体は
静止する。第４図に示す圧電変換器１１の電圧印
加による駆動時において、第１、第２の貯液室
３，５の容積縮小、間隙通路部１０の容積拡大、
矢線ｇに示す反発流を生ずることは、第１実施例
と同じであり、構成体８′が弾力性のない硬い物
質で構成せられ、かつ補給口９′が常時開いてい
ることによる作用の変化はない。

圧電変換器１１を非駆動時に伸長し、電圧印加
と共に縮小する構成にすることもできる。その場
合は圧電印加のタイミングを第１、第２実施例の
場合と反転させる。

圧電変換器は、第１〜第４図に例示した構成に
限られるものではなく、例へば第５図に示すよう
に多数の素子５１を接着性絶縁層５３を介して積
重ねて細長の所定長さとし、それぞれの素子の電
極５２を、両側の絶縁膜５４，５４の各外側に設
けた金属リード５５により接続して、その金属リ
ード５５を電源に接続し、かつ長さ方向のほぼ中
心を支持する構成にすることができる。

本発明は、第１図〜第４図に示した実施例に限
定されるものではなく、発明精神の技術的範囲内
において、多くの実施例をもつ。

（発明の効果） 本発明の作用は既に述べたとおりであるが、こ
の作用による効果は独自であると共に、この構成
により、噴射ノズル６を一個とする単位により液
滴噴射装置を構成し得る点は有用である。これに
より、圧電変換器の二態様の作用が、他の一単位
の容器の容積変更に干渉を及ぼすことなく、各単
位の液滴噴射装置を作動させることができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は本発明の第１実施例を示した縦断
側面図、第３，４図は同第２実施例を示した縦断
側面図である。第５図は圧電変換器の一例を示し
た縦断正面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸方向を長くし、長さ方向の一端に噴射ノズ
   ルを設けた第１の貯液室を構成し、他の一端に凹
   面形の第２の貯液室を構成すると共に、第１、第
   ２の貯液室間を貯液筒部とした液体容器と、 貯液筒部と第２の貯液室の境界部付近を囲んで
   設けた供給口を液滴噴射時に、もしくは常に開口
   する液体補給容器と、 前記液体容器の貯液筒部に長さ方向のほぼ中心
   を支持して収め、該筒部の周壁との間に間隙連通
   部を構成し、かつ駆動と非駆動の繰返しにより伸
   縮変形する圧電変換器とからなり、 圧電変換器の前記駆動もしくは非駆動により第
   １貯液室の容積を縮小して噴射ノズルから液滴を
   噴射し、同時に第２の貯液室の容積を縮小して該
   室の壁面に沿つて貯液筒部の方向に流れる反発流
   を生じさせ、その反発流により前記供給口から貯
   液筒部への補給液体の流入を助勢することを特徴
   とする液滴噴射装置。 ２ 圧電変換器を、細長い角形とし、その長手方
   向に直角な両側に分極を施し、その両側に金属薄
   膜から電極を設けた構成としたことを特徴とする
   特許請求の範囲１記載の液滴噴射装置。 ３ 圧電変換器を、多数の素子を重ねた細長の所
   定長さとし、それぞれの素子の電極を、両外側の
   金属リードにより接続したことを特徴とする特許
   請求の範囲１記載の液滴噴射装置。