JPH06270402A - 液滴噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 隣接したパターンの短絡を防止する液滴噴射
装置を提供すること。 【構成】 圧電セラミックスプレート２７に形成された
溝８の底面から圧電セラミックスプレート２７の溝８の
加工側に対して反対側の面に貫通する連通部２８が形成
される。次に、圧電セラミックスプレート２７に基板４
１が接着される。その基板４１にはパターン４２が形成
されており、そのパターン４２上には連通部２８の開口
端が配置されている。そして、導電ペースト２６が溝８
に埋め込まれると共に、連通部２８を通して、例えばパ
ターン４２ｂ上に形成される。この時、導電ペースト２
６ｂは連通部２８にガイドされるので、導電ペースト２
６ｂによる隣接したパターン４２ａ，４２ｃとの電気的
接続が防止されながら、金属電極１３とパターン４２ｂ
とが電気的に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧電部材に形成され、
複数のインク流路を構成する複数の溝と、前記溝の両側
面に形成され、前記インク流路の容積を変化させるため
に電圧が印加される駆動電極と、前記駆動電極に電圧を
印加するための配線パターンとを有し、前記インク流路
の容積を変化させることにより、そのインク流路内のイ
ンクを噴射する液滴噴射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、本出願人は、この種の液滴噴射装
置として、特願平５−９８７９号を提案している。以
下、その概略構成を図面を参照して説明する。

【０００３】図４に示すように、インクジェットプリン
タヘッド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（図示せず）と基板４１（図
７参照）とから構成されている。

【０００４】圧電セラミックスプレート２は、強誘電性
を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミッ
クス材料によって形成されている。そして、図６に示す
ように、その圧電セラミックスプレート２は分極方向５
の方向に分極処理されている。次に、圧電セラミックス
プレート２は、ダイヤモンドカッティング円盤によって
切削加工され、複数の溝８が形成されている。それらの
溝８は同じ深さであり、かつ平行である。そして、その
溝８の側面となる側壁１１は前記分極処理により矢印５
の方向に分極されている。また、溝８の側面には金属電
極１３が蒸着法により形成されている。

【０００５】図７に示すように、圧電セラミックスプレ
ート２の溝８の加工側に対して反対側の面には、基板４
１が、エポキシ系接着剤等によって接着される。その基
板４１には各溝８の位置に対応した位置に導電層のパタ
ーン４２が形成されている。そして、溝８の前記ノズル
プレートが配置される端と反対の端に導電ペースト２６
がディスペンサー２５により溝８に埋め込まれると共
に、圧電セラミックスプレート２の外部に出てパターン
４２上に形成される。これにより、溝８の両側面の両金
属電極１３とパターン４２とが電気的に接続されてい
る。

【０００６】次に、図４に示すカバープレート３は、セ
ラミックス材料または樹脂材料等から形成されている。
そして、カバープレート３には、研削または切削加工等
によって、図示しないインク導入口及びマニホールドが
形成されている。そして、圧電セラミックスプレート２
の溝８加工側の面とカバープレート３の前記マニホール
ド加工側の面とがエポキシ系等の接着剤４によって接着
される。従って、インクジェットプリンタヘッド１に
は、溝８の上面が覆われて、横方向に互いに間隔を有す
る複数のインク流路１２が構成される。そして、全ての
インク流路１２内には、インクが充填される。

【０００７】圧電セラミックスプレート２及びカバープ
レート３の端面に、各インク流路１２の位置に対応した
位置にノズル（図示せず）が設けられた前記ノズルプレ
ートが接着される。このノズルプレートは、ポリアルキ
レン（例えばエチレン）、テレフタレート、ポリイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエ
ーテルスルホン、ポリカーボネイト、酢酸セルロース等
のプラスチックによって形成されている。

【０００８】次に、制御部のブロック図を示す図８によ
って、制御部の構成を説明する。基板４１に形成された
導電層のパターン４２は各々個々にＬＳＩチップ５１に
接続されている。また、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もＬＳ
Ｉ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から供給される連続したクロックパ
ルスに基づいて、データライン５３上に現れるデータに
応じて、どのノズル３２からインク滴の噴射を行うべき
かを判断する。そして、駆動するインク流路１２（図
４）内の金属電極１３（図４）に電気的に接続された導
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、駆動するインク流路１２以外の金属電極１
３に接続された導電層のパターン４２にはアースライン
５５の電圧０Ｖを印加する。

【０００９】次に、図４，図５によって、インクジェッ
トプリンタヘッド１の動作を説明する。

【００１０】ＬＳＩチップ５１が、所要のデータに従っ
て、インクジェットプリンタヘッド１のインク流路１２
ｂからインクの噴出を行なうと判断する。すると、その
インク流路１２ｂに対応するパターン４２及び導電ペー
スト２６を介して金属電極１３ｅと１３ｆとに正の駆動
電圧Ｖが印加され、金属電極１３ｄと１３ｇとが接地さ
れる。図５に示すように、側壁１１ｂには矢印１４ｂの
方向の駆動電界が発生し、側壁１１ｃには矢印１４ｃの
方向の駆動電界が発生する。すると、駆動電界方向１４
ｂ及び１４ｃは分極方向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り、この
場合、インク流路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流路１２ｂの容積が減少してイ
ンク圧力が急速に増大し、圧力波が発生して、インク流
路１２ｂに連通する前記ノズルからインク滴が噴射され
る。

【００１１】また、駆動電圧Ｖの印加が停止されると、
側壁１１ｂ及び１１ｃが変形前の位置（図４参照）に徐
々に戻るためインク流路１２ｂ内のインク圧力が徐々に
低下する。すると、前記インク供給口から前記マニホー
ルドを介してインク流路１２ｂ内にインクが供給され
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たインクジェットプリンタヘッド１では、溝８の端から
導電ペースト２６が圧電セラミックスプレート２の外部
に出てパターン４２上に形成されるので、例えば、図９
に示すパターン４２ｂ上に形成される導電ペースト２６
ｂが隣接するパターン４２ａまたはパターン４２ｃ上に
形成されたり、パターン４２ｂ上に形成される導電ペー
スト２６ｂとパターン４２ａまたはパターン４２ｃ上に
形成される導電ペースト２６ａまたは導電ペースト２６
ｃとが接続することがあった。

【００１３】従って、隣接したパターン４２ａまたはパ
ターン４２ｃ上に導電ペースト２６ｂが形成されたり、
導電ペースト２６ｂと導電ペースト２６ａまたは導電ペ
ースト２６ｃとが接続すると、パターン４２ｂが隣接し
たパターン４２ａまたはパターン４２ｃと電気的に接続
されるので、インク噴射のためにパターン４２ｂに電圧
が印加されると、短絡して導電ペースト２６を介して電
流が隣接したパターン４２ａまたはパターン４２ｃに流
れ、パターン４２ｂに対応したインク流路１２の側壁６
が変形しなく、インク滴が噴射されないといった問題が
あった。また、短絡により、前記制御部が故障するとい
った問題があった。

【００１４】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、両駆動電極及び配線パターンの
電気的接続が容易に行なわれ、配線パターンの短絡を防
止し得る液滴噴射装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明では、圧電部材に形成され、複数のインク流路
を構成する複数の溝と、前記溝の両側面に形成され、前
記インク流路の容積を変化させるために電圧が印加され
る駆動電極と、前記駆動電極に電圧を印加するための配
線パターンとを有し、前記インク流路の容積を変化させ
ることにより、そのインク流路内のインクを噴射する液
滴噴射装置において、前記溝の一部に設けられ、溝の上
部開口側と反対側に連通し、その連通した開口端が前記
配線パターンに対向する連通部と、前記両駆動電極に電
気的に接続する導電ペーストとを備え、前記両駆動電極
及び前記配線パターンを電気的に接続するために、前記
連通部を通して両駆動電極と配線パターンとの間に前記
導電ペーストが設けられている。

【００１６】

【作用】上記の構成を有する本発明では、前記溝の一部
に設けられ、溝の上部開口側と反対側に連通し、その連
通した開口端が前記配線パターンに対向する連通部と、
前記両駆動電極に電気的に接続する導電ペーストとを備
え、前記導電ペーストが前記連通部を通して両駆動電極
と配線パターンとの間に設けられて前記両駆動電極及び
前記配線パターンを電気的に接続する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を、図面
を参照して詳細に説明する。尚都合上、従来例と同一部
位、及び均等部位には同一符号をつけてるとともに、そ
の詳細な説明は省略する。

【００１８】図２に示す圧電セラミックスプレート２７
は、強誘電性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製造されている。その圧電セラ
ミックスプレート２７は、矢印５の方向に分極処理が施
された厚さ約１ｍｍ程度の板である。また、圧電セラミ
ックスプレート２７には、ダイヤモンドカッティング円
盤による切削加工によって、複数の溝８が形成されてい
る。それら溝８は平行、且つ同じ深さである。それら溝
８の深さは約４００マイクロメートルであり、幅は約８
０マイクロメートル、ピッチは１６９マイクロメートル
である。また、溝８の前記ノズルプレートが配置される
端と反対の端において、溝８の底面から圧電セラミック
スプレート２７の溝８の加工側に対して反対側の面に貫
通する連通部２８が形成されている。

【００１９】そして、上述したように、溝８の両側面の
上半分に金属電極１３が形成される。その金属電極１３
には、アルミニウム、ニッケル等が用いられる。

【００２０】次に、図１に示すように、圧電セラミック
スプレート２７の溝８の加工側に対して反対側の面に
は、基板４１が、エポキシ系接着剤等によって接着され
る。その基板４１には各溝８の位置に対応した位置に導
電層のパターン４２が形成されている。また、連通部２
８の開口端はパターン４２上に配置されている。

【００２１】そして、導電ペースト２６がディスペンサ
ー２５により溝８に埋め込まれると共に、連通部２８を
通してパターン４２上に形成される。この時、ディスペ
ンサー２５は複数設けられており、それらディスペンサ
ー２５は各溝８の上方に配置されている。その後、導電
ペースト２６には、図示しない装置により熱が加えら
れ、その熱により固化する。尚、導電ペースト２６とし
ては、金ペースト，銀ペースト，銅ペーストなどが用い
られる。また、導電ペースト２６は溝８の深さ全部を満
たしている。その後、導電ペースト２６の余剰部分が取
り除かれる。

【００２２】従って、溝８の両側面の金属電極１３及び
パターン４２が導電ペースト２６によって電気的に接続
される。このため、パターン４２に電圧が印加される
と、導電ペースト２６を介して溝８の両側面の金属電極
１３に電圧が同時に印加され、同時に溝８の両側面であ
る側壁１１が上述したように溝８の内部方向に変形して
インク滴が噴出される。

【００２３】そして、圧電セラミックスプレート２７の
溝８加工側の面とカバープレート３（図４参照）の図示
しないマニホールド加工側の面とがエポキシ系等の接着
剤４（図４参照）によって接着される。従って、インク
ジェットプリンタヘッド１には、溝８の上面が覆われて
横方向に互いに間隔を有する複数のインク流路１２（図
４参照）が構成される。そして、全てのインク流路１２
内には、インクが充填される。

【００２４】次に、圧電セラミックスプレート２７及び
カバープレート３の端面に、各インク流路１２の位置に
対応した位置に図示しないノズルが設けられた前記ノズ
ルプレートが接着される。

【００２５】以上説明したように、導電ペースト２６は
連通部２８を介して溝８の両側面の金属電極１３とパタ
ーン４２とを電気的に接続しているので、例えば、図３
に示すパターン４２ｂ上に形成される導電ペースト２６
ｂは連通部２８によりガイドされる。これにより、導電
ペースト２６ｂは隣接したパターン４２ａ及びパターン
４２ｃ上に形成されることが防止されると共に、導電ペ
ースト２６ａ及び導電ペースト２６ｃに接続することが
防止される。従って、導電ペースト２６による隣接した
パターン４２の電気的接続が防止されるので、隣接した
パターン４２との間の短絡が防止され、良好なインク滴
の噴射が行なわれる。また、金属電極１３及びパターン
４２の電気的接続が容易であり、その接続にかかる時間
が短い。従って、インクジェットプリンタヘッドの製造
速度が速く、生産性に優れる。

【００２６】また、圧電セラミックスプレート２７の端
部において溝８が導電ペースト２６によって塞がれてい
るので、インク流路１２にインクが充填されても端部か
らインクが排出されることがない。

【００２７】本実施例においては、本発明の主旨を逸脱
しない範囲で変更可能である。例えば、圧電セラミック
スプレート２７に形成される溝８のピッチ、幅、深さは
特に指定するものではなく任意である。

【００２８】尚、本実施例では、連通部２８が溝８の端
部に設けられていたが、連通部２８が溝の一部に設けら
れてもよい。

【００２９】また、本実施例では、連通部２８の開口端
がパターン４２上に配置されていたが、連通部２８の開
口端がパターン４２に対向して配置されていれば、連通
部２８の開口端とパターン４２とが多少離れていてもよ
い。

【００３０】また、本実施例では、導電ペースト２６が
圧電セラミックスプレート２７の端部１５において、溝
８に充填されると共に、連通部２８を通して基板４１の
パターン４２上に設けられていたが、溝８の一部に充填
されると共に、連通部２８を通してパターン４２上に設
けられてもよい。

【００３１】更に、本実施例では、導電ペースト２６が
圧電セラミックスプレート２７の溝８の深さ全部を満た
していたが、溝８の深さ全部を満たさなくても、溝８の
両側面の金属電極１３を電気的に接続するように形成す
ればよい。例えば、溝８の深さの６分目まで導電ペース
ト２６を形成してもよい。但し、このようにすると、イ
ンク流路１２にインクが充填された時に、導電ペースト
２６によって圧電セラミックスプレート２７の端部から
インクが排出されない効果が得られないので、溝８の端
部を塞ぐ部材が必要である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明によれば、圧電部材に形成された溝の一部に設けら
れ、溝の上部開口側と反対側に連通し、その連通した開
口端が配線パターンに対向する連通部を通して導電ペー
ストが前記両駆動電極と前記配線パターンとの間に設け
られて両駆動電極及び配線パターンを電気的に接続する
ので、導電ペーストが連通部によってガイドされる。こ
れにより、導電ペーストによる隣接した配線パターンの
電気的接続が防止される。従って、隣接した配線パター
ンとの間の短絡が防止され、良好なインク滴の噴射が行
なわれる効果を奏する。また、両駆動電極及び配線パタ
ーンの電気的接続が容易であり、その接続にかかる時間
が短い。従って、液的噴射装置の製造速度が速く、生産
性に優れる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の導電ペースト形成工程を示
す断面図である。

【図２】前記実施例の圧電セラミックスプレートを一部
切断して示す説明図である。

【図３】前記実施例の導電ペーストを形成した圧電セラ
ミックスプレートを示す平面図である。

【図４】従来技術のインクジェットプリンタヘッドの断
面図である。

【図５】従来技術のインクジェットプリンタヘッドの作
動状態を示す説明図である。

【図６】従来技術の圧電セラミックスプレートを示す説
明図である。

【図７】従来技術の導電ペースト形成工程を示す断面図
である。

【図８】従来技術のインクジェットプリンタヘッドの制
御部を示す説明図である。

【図９】従来技術の導電ペーストを形成した圧電セラミ
ックスプレートを示す平面図である。

【符号の説明】

８ 溝 １２ インク流路 １３ 金属電極 ２６ 導電ペースト ２７ 圧電セラミックスプレート ２８ 連通部 ４２ パターン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電部材に形成され、複数のインク流路
   を構成する複数の溝と、前記溝の両側面に形成され、前
   記インク流路の容積を変化させるために電圧が印加され
   る駆動電極と、前記駆動電極に電圧を印加するための配
   線パターンとを有し、前記インク流路の容積を変化させ
   ることにより、そのインク流路内のインクを噴射する液
   滴噴射装置において、 前記溝の一部に設けられ、溝の上部開口側と反対側に連
   通し、その連通した開口端が前記配線パターンに対向す
   る連通部と、 前記両駆動電極に電気的に接続する導電ペーストとを備
   え、 前記両駆動電極及び前記配線パターンを電気的に接続す
   るために、前記連通部を通して両駆動電極と配線パター
   ンとの間に前記導電ペーストが設けられていることを特
   徴とする液滴噴射装置。