JPH06344550A - Ink jet device - Google Patents

Ink jet device

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Publication number
JPH06344550A
JPH06344550A JP13555893A JP13555893A JPH06344550A JP H06344550 A JPH06344550 A JP H06344550A JP 13555893 A JP13555893 A JP 13555893A JP 13555893 A JP13555893 A JP 13555893A JP H06344550 A JPH06344550 A JP H06344550A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
liquid chamber
electrode
ink liquid
side wall
Prior art date
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Pending
Application number
JP13555893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroto Sugawara
宏人 菅原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP13555893A priority Critical patent/JPH06344550A/en
Publication of JPH06344550A publication Critical patent/JPH06344550A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/10Finger type piezoelectric elements

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an ink jet device prolonged in the life of an electrode and enhanced in the reliability. CONSTITUTION:Electrodes 113, 114 composed of a metal such as aluminum, nickel or gold or a conductive resin are formed on both surfaces of a piezoelectric ceramics plate subjected to polarizing treatment in the direction shown by an arrow 106. Next, the surface having the electrode 114 formed thereon of the piezoelectric ceramics plate 101 and a base plate 102 are bonded through a bonding layer 104. Grooves 116 piercing the piezoelectric ceramics plate 101 to reach the base plate 102 are formed by grinding processing and the surface having the electrode 113 formed thereto of the piezoelectric ceramics plate 101 and a cover plate 103 are bonded through a bonding layer 105. By this method, a plurality of ink liquid chambers 112 partitioned by side walls 111 are formed.

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 device.

【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, as a printer head, a drop-on-demand type ink jet printer head applying piezoelectric ceramics has been proposed. This is because by changing the volume of the ink liquid chamber by the deformation of the piezoelectric ceramics, the ink in the ink liquid chamber is ejected as droplets from the nozzle when the volume is decreased, and when the volume is increased, the ink is injected from the other ink introduction path into the ink liquid chamber. The ink is introduced. Then, by arranging a large number of such ink liquid chambers close to each other and ejecting ink droplets from nozzles at desired positions according to desired print data, desired characters or characters can be printed on the paper surface facing the nozzles. It forms an image.

【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6、図7、図8、図9及び図
10にそれら従来例の概略図を示す。以下、インク噴射
装置の断面図を示す図6によって、従来例の構成を具体
的に説明する。複数の溝15(図8)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(図8)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
界印加用の電極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。
Examples of this type of ink ejecting device include, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-247051 and 63-252.
750 and JP-A-2-150355. FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8, FIG. 9 and FIG. 10 show schematic diagrams of these conventional examples. Hereinafter, the configuration of the conventional example will be specifically described with reference to FIG. 6 showing a cross-sectional view of the ink ejecting apparatus. A piezoelectric ceramic plate 1 having a plurality of grooves 15 (FIG. 8) and a side wall 11 separating the grooves 15 and polarized in the direction of the arrow 4, and a cover plate 2 made of a ceramic material, a resin material, or the like. The grooves 15 (FIG. 8) are formed into a plurality of ink liquid chambers 12 that are spaced from each other in the lateral direction by bonding the bonding layers 3 made of an epoxy adhesive or the like. The ink liquid 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 electric field are formed on both surfaces of the sidewall 11 near the adhesive layer 3 from the upper portion of the sidewall 11 to the central portion of the sidewall 11. Ink is filled in all the ink liquid chambers 12.

【0004】次に、インク噴射装置の断面図を示す図7
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8)からインク液滴が噴射さ
れる。また、駆動電圧の印加を徐々に停止すると、側壁
11b及び11cが変形前の位置(図6参照)に戻るた
めインク液室12b内のインク圧力が徐々に低下し、イ
ンク供給口21(図8)からマニホールド22(図8)
を通してインク液室12b内にインクが供給される。
Next, FIG. 7 showing a sectional view of the ink ejecting apparatus.
The operation of the conventional example will be described below. 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, the driving electric field in the direction of arrow 14b acts on the side wall 11b, and the 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 are formed.
Is rapidly deformed inwardly of the ink liquid chamber 12b due to the piezoelectric thickness sliding 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, so that the ink liquid chamber 12b is generated.
Ink droplets are ejected from the nozzle 32 (FIG. 8) that communicates with. Further, when the application of the drive voltage is gradually stopped, the side walls 11b and 11c return to the positions before the deformation (see FIG. 6), so that the ink pressure in the ink liquid chamber 12b gradually decreases and the ink supply port 21 (see FIG. 8). ) To the manifold 22 (FIG. 8)
Ink is supplied into the ink liquid chamber 12b through the.

【0005】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 it is not possible to eject ink droplets simultaneously from two nozzles communicating with two adjacent ink liquid chambers, for example, nozzles communicating with odd-numbered ink liquid chambers 12a, 12c from the left end. Ink droplets are ejected from the nozzles communicating with the even-numbered ink liquid chambers 12b and 12d, and then the odd-numbered ink droplets are ejected again. And the nozzle 32 is divided into a plurality of groups to eject ink droplets.

【0006】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
元の状態(図6参照)にしてインクを噴射させることも
ある。。
However, the above operation is only the basic operation of the conventional example, and when it is embodied as a product, first, a driving voltage is applied in the direction of increasing the volume, and then the ink liquid chamber 12b is first applied.
After the ink is supplied to the ink, the application of the drive voltage may be stopped and the ink may be ejected in the original state (see FIG. 6). .

【0007】次に、インク噴射装置の斜視図を示す図8
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
行な溝18となるよう作成される。この溝15及び浅く
平行な溝18の内面には、前記の電極13がスパッタリ
ング等によって形成される。溝15の内面にはその側面
の上半分のみに電極13が形成されるが、浅く平行な溝
18の内面にはその側面及び底面全体に電極13が形成
される。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。
Next, FIG. 8 showing a perspective view of the ink ejecting apparatus.
The configuration and manufacturing method of the conventional example will be described below. The parallel grooves 1 that form the ink liquid chamber 12 having the above-described 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 almost the entire area of the piezoelectric ceramic plate 1, but the groove 15 is gradually shallowed toward the end face 17, and is formed so as to be a shallow parallel groove 18 near the end face 17. The electrodes 13 are formed on the inner surfaces of the groove 15 and the shallow parallel groove 18 by sputtering or the like. The electrode 13 is formed only on the upper half of the side surface of the groove 15, whereas the electrode 13 is formed on the entire side surface and bottom surface of the shallow parallel inner surface of the groove 18. In addition, the ink inlet 21 and the manifold 22 are formed in the cover plate 2 made of a ceramic material or a resin material by grinding or cutting.

【0008】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12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3
1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。そして、浅
く平行な溝18の底面の電極13と導電層のパターン4
2とを、周知のワイヤボンディングによって導線43で
接続する。
Next, the groove 1 of the piezoelectric ceramic plate 1
The surface of the cover plate 2 on the processing side and the surface of the cover plate 2 on the processing side of the manifold 22 are adhered by an epoxy adhesive or the like so that each groove 15 forms the ink liquid chamber 12 having the above-described shape. Next, on the end faces 16 of the piezoelectric ceramic plate 1 and the cover plate 2, the nozzle plate 3 is provided with nozzles 32 at positions corresponding to the positions of the respective ink liquid chambers 12.
Glue 1 A substrate 41 on which a pattern 42 of a conductive layer is provided on the surface of the piezoelectric ceramic plate 1 opposite to the groove 15 processing side at a position corresponding to the position of each ink liquid chamber 12.
Are bonded with an epoxy adhesive or the like. Then, the electrode 13 on the bottom surface of the shallow parallel groove 18 and the pattern 4 of the conductive layer are formed.
2 and 2 are connected by a conductor 43 by a well-known wire bonding.

【0009】次に、制御部のブロック図を示す図9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
断し、駆動するインク液室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、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 the conventional control unit will be described with reference to FIG. 9 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. Based on the continuous clock pulse supplied from the clock line 52, the LSI chip 51 determines from the data appearing on the data line 53
It is determined from which nozzle 32 the ink droplet should be ejected, and the voltage V of the voltage line 54 is applied to the pattern 42 of the conductive layer which is electrically connected to the electrode 13 in the driven ink liquid chamber 12. Further, the voltage 0 of the earth line 55 is applied to the pattern 42 of the conductive layer which is electrically connected to the electrodes 13 other than the ink liquid chamber 12.

【0010】次に、プリンタの斜視図を示す図10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6、図7及び図8
で説明した構成、動作をもつものである。
Next, the construction and operation of the conventional example will be described with reference to FIG. 10 showing a perspective view of the printer. The ink ejecting device 61 and the nozzle plate 31 are similar to those shown in FIGS.
It has the configuration and operation described in.

【0011】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8)に連通し、LSIチップ51(図9)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9
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6
1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8)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。
The ink ejecting device 61 is fixed on the carriage 62, and the ink supply tube 63 is connected to the ink supply port 21.
(FIG. 8), the LSI chip 51 (FIG. 9) is built in the carriage 62, and the flexible cable 64 is shown in FIG.
It 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 arrow 65 over the entire width of the recording paper 71, and the ink ejecting device 6
A nozzle 1 (FIG. 8) provided in the nozzle plate 31 ejects ink droplets onto the recording paper 71 held by the platen roller 72 while the carriage 62 is moving, and Apply ink drops.

【0012】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。
Although the recording paper 71 is stationary when the ink ejecting device 61 ejects ink droplets, the recording paper 71 is moved in the direction of arrow 75 by the paper feed rollers 73 and 74 each time the carriage 62 reciprocates. It is transferred by a fixed amount. As a result, the ink ejecting device 61 can form a desired character or image on the entire surface of the recording paper 71.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のインク噴射装置61では、電極13がイン
ク液室12の内面に露出して形成され、インク液室12
内部のインクに接するため、インク中に含まれる水分な
どによって電極13が腐食される。このため、側壁11
の変形量が小さくなったり、電極13が断線して側壁1
1の一部に電圧が伝わらなくなって側壁11の一部が変
形しなくなったりして、噴射が不安定になるという問題
点があった。このため、インク噴射装置の信頼性が低い
という問題点があった。
However, in the conventional ink ejecting apparatus 61 as described above, the electrode 13 is formed so as to be exposed on the inner surface of the ink liquid chamber 12, and thus the ink liquid chamber 12 is formed.
Since it contacts the ink inside, the electrode 13 is corroded by the moisture contained in the ink. Therefore, the side wall 11
Of the side wall 1
There is a problem that the voltage is not transmitted to a part of No. 1 and the part of the side wall 11 is not deformed, and the injection becomes unstable. Therefore, there is a problem that the reliability of the ink ejecting apparatus is low.

【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、電極の寿命が長く、信頼性が高
いインク噴射装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an ink ejecting apparatus having a long electrode life and high reliability.

【0015】[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、インクが充填されたインク液室と、前記
インク液室を隔て、少なくとも一部が分極された圧電部
で構成された側壁と、前記圧電部に形成された電極とを
有し、前記電極への電圧の印加により前記側壁を変形し
て、前記インク液室内のインクに圧力を与えてインクを
噴射するインク噴射装置であって、前記電圧部の前記電
極が形成される面が前記インク液室の内面と異なり、前
記電極への印加により発生する電界方向が前記圧電部の
分極方向に略直行し、且つ前記側壁の前記変形方向が前
記圧電部の分極方向に対して略平行であることを特徴と
する。
In order to achieve this object, according to the present invention, an ink liquid chamber filled with ink and a piezoelectric portion at least a part of which is separated from the ink liquid chamber are formed. An ink ejecting apparatus having a side wall and an electrode formed on the piezoelectric portion, wherein the side wall is deformed by applying a voltage to the electrode to apply pressure to the ink in the ink liquid chamber to eject the ink. The surface of the voltage section on which the electrode is formed is different from the inner surface of the ink liquid chamber, and the direction of the electric field generated by application to the electrode is substantially orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric section, and The deformation direction is substantially parallel to the polarization direction of the piezoelectric portion.

【0016】[0016]

【作用】上記の構成を有する本発明のインク噴射装置で
は、前記電圧部の前記電極が形成される面が前記インク
液室の内面と異なり、前記電極への印加により発生する
電界方向が前記圧電部の分極方向に略直行し、且つ前記
側壁の前記変形方向が前記圧電部の分極方向に対して略
平行であるため、電極が前記インク液室内のインクにほ
とんど接しない。
In the ink jet apparatus of the present invention having the above structure, the surface of the voltage portion on which the electrode is formed is different from the inner surface of the ink liquid chamber, and the direction of the electric field generated by application to the electrode is the piezoelectric element. Since the deformation direction of the side wall is substantially orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric portion and the deformation direction of the side wall is substantially parallel to the polarization direction of the piezoelectric portion, the electrode hardly contacts the ink in the ink liquid chamber.

【0017】[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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same members as those of the conventional technique are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0018】まず、製造途中のインク噴射装置の断面図
を示す図1及び完成した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構成を具体的に説明
する。図1に示すように、矢印106の方向に分極処理
を施した圧電セラミックスプレート101の両表面に、
アルミニウム、ニッケル、金等の金属や導電性樹脂等か
らなる電極113と114とを真空蒸着、スパッタリン
グ、化学メッキ等で形成する。次に、圧電セラミックス
プレート101の電極114が形成された面と、セラミ
ックス材料または樹脂材料等からなるベースプレート1
02とを、エポキシ系接着剤等からなる接合層104を
介して接合する。
First, the construction of an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIG. 1 showing a sectional view of an ink ejecting apparatus in the process of manufacturing and FIG. 2 showing a sectional view of a completed ink ejecting apparatus. As shown in FIG. 1, on both surfaces of the piezoelectric ceramic plate 101 that has been polarized in the direction of arrow 106,
The electrodes 113 and 114 made of a metal such as aluminum, nickel or gold or a conductive resin are formed by vacuum vapor deposition, sputtering, chemical plating or the like. Next, the surface of the piezoelectric ceramic plate 101 on which the electrode 114 is formed and the base plate 1 made of a ceramic material, a resin material, or the like.
02 is bonded to each other via a bonding layer 104 made of an epoxy adhesive or the like.

【0019】次に、図2に示すように、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、圧
電セラミックスプレート101を貫通しベースプレート
102に達する溝116を形成する。その後、圧電セラ
ミックスプレート101の電極113が形成された面
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103とを、エポキシ系接着剤等からなる接合
層105を介して接合する。これで、複数の溝116及
び該溝116を隔てる側壁111を有し、かつ溝116
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。全てのインク液室112内には、インクが
充填される。
Next, as shown in FIG. 2, a groove 116 penetrating the piezoelectric ceramic plate 101 and reaching the base plate 102 is formed by grinding or the like using a thin disk-shaped diamond blade. After that, the surface of the piezoelectric ceramic plate 101 on which the electrode 113 is formed and the cover plate 103 made of a ceramic material, a resin material, or the like are joined via a joining layer 105 made of an epoxy adhesive or the like. This has a plurality of grooves 116 and side walls 111 separating the grooves 116, and
Is a plurality of ink chambers 112 that are laterally spaced from each other.
Becomes The ink liquid chamber 112 has an elongated shape with a rectangular cross section, and the side wall 111 extends over the entire length of the ink liquid chamber 112. Ink is filled in all the ink liquid chambers 112.

【0020】次に、インク噴射装置の断面図を示す図3
によって、本発明の一実施例の動作を説明する。
Next, FIG. 3 showing a sectional view of the ink ejecting apparatus.
The operation of the embodiment of the present invention will be described below.

【0021】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113bと114cに急速に正の駆動電圧が印
加され、電極113cと114bは接地される。これに
より側壁111bには矢印115bの方向の駆動電界
が、側壁111cには矢印115cの方向の駆動電界が
作用する。このとき駆動電界方向115b及び115c
と分極方向106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8参
照)からインク液滴が噴射される。
In the ink ejecting apparatus, when the ink liquid chamber 112b is selected according to desired print data, a positive drive voltage is rapidly applied to the electrodes 113b and 114c, and the electrodes 113c and 114b are grounded. As a result, the driving electric field in the direction of arrow 115b acts on the side wall 111b, and the driving electric field in the direction of arrow 115c acts on the side wall 111c. At this time, the driving electric field directions 115b and 115c
And the polarization direction 106 are orthogonal to each other, the side wall 111b
And 111c are rapidly deformed toward the inside of the ink liquid chamber 112b due to the piezoelectric thickness sliding effect. Due to this deformation, the volume of the ink liquid chamber 112b decreases and the ink liquid chamber 1
The ink pressure in 12b rapidly increases, a pressure wave is generated, and ink droplets are ejected from the nozzle 32 (see FIG. 8) communicating with the ink liquid chamber 112b.

【0022】また、駆動電圧の印加を徐々に停止する
と、側壁111b及び111cが変形前の位置(図2参
照)に戻るためインク液室112b内のインク圧力が徐
々に低下し、インク供給口21(図8参照)からマニホ
ールド22(図8参照)を通してインク液室112b内
にインクが供給される。
Further, when the application of the drive voltage is gradually stopped, the side walls 111b and 111c return to the positions before the deformation (see FIG. 2), so that the ink pressure in the ink liquid chamber 112b gradually decreases, and the ink supply port 21. Ink is supplied from the ink chamber 112b (see FIG. 8) through the manifold 22 (see FIG. 8).

【0023】上述したように、本実施例のインク噴射装
置では、電極113b,114cへの印加により発生す
る電界方向が圧電セラミックスプレート101の分極方
向106に直行し、且つ側壁111b,111cの変形
方向が圧電セラミックスプレート101の分極方向10
6に対して略平行となるように構成されている。すなわ
ち、電極113が圧電セラミックスプレート101と接
合層105との間に、電極114が圧電セラミックスプ
レート101と接合層104との間に形成されている。
このため、電極113及び114のほとんどの部分がイ
ンク液室112の内部のインクに接しなくなり、電極1
13及び114がインク中に含まれる水分などによって
腐食されることがなく、噴射が不安定になるということ
が防止される。従って、電極113及び114の寿命が
長く、信頼性が高いインク噴射装置を提供することが可
能である。
As described above, in the ink jet apparatus of this embodiment, the direction of the electric field generated by the application to the electrodes 113b and 114c is orthogonal to the polarization direction 106 of the piezoelectric ceramic plate 101, and the side walls 111b and 111c are deformed. Is the polarization direction 10 of the piezoelectric ceramic plate 101.
It is configured to be substantially parallel to 6. That is, the electrode 113 is formed between the piezoelectric ceramic plate 101 and the bonding layer 105, and the electrode 114 is formed between the piezoelectric ceramic plate 101 and the bonding layer 104.
For this reason, most of the electrodes 113 and 114 do not come into contact with the ink inside the ink liquid chamber 112, and the electrode 1
The 13 and 114 are not corroded by the water contained in the ink and the like, and the unstable ejection is prevented. Therefore, it is possible to provide a highly reliable ink jet device in which the electrodes 113 and 114 have a long life.

【0024】尚、前記実施例においては、電極113b
と114cに正の駆動電圧が印加され、電極113cと
114bは接地されていたが、電極113bと114c
を接地し、電極113cと114bに負の駆動電圧を印
加してもよいし、電極113bと114cに正の駆動電
圧を印加し、電極113cと114bに負の駆動電圧を
印加してもよい。いずれの場合にも前記実施例と同様
に、側壁111bには矢印115bの方向の駆動電界
が、側壁111cには矢印115cの方向の駆動電界が
作用する。
In the above embodiment, the electrode 113b is used.
And 114c were applied with a positive drive voltage, and electrodes 113c and 114b were grounded.
May be grounded and a negative drive voltage may be applied to the electrodes 113c and 114b, or a positive drive voltage may be applied to the electrodes 113b and 114c and a negative drive voltage may be applied to the electrodes 113c and 114b. In any case, the driving electric field in the direction of arrow 115b acts on the side wall 111b, and the driving electric field in the direction of arrow 115c acts on the side wall 111c, as in the above-described embodiment.

【0025】また、前記実施例においては、まず駆動電
圧をインク液室12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12の容積を自然状態にしてインク液室12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12
の容積が増加する方向に印加してインク液室12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
12の容積を前記増加状態から自然状態へと減少させて
インク液滴を噴射してもよい。
In the above embodiment, first, the driving voltage is applied in the direction in which the volume of the ink liquid chamber 12 is reduced to eject ink droplets, and then the application of the driving voltage is stopped and the ink liquid chamber 12 is discharged. Ink was supplied into the ink liquid chamber 12 with the volume set to a natural state.
Ink is supplied to the inside of the ink liquid chamber 12 by applying it in the direction of increasing the volume of the ink liquid, and then the application of the drive voltage is stopped to decrease the volume of the ink liquid chamber 12 from the increasing state to the natural state. Droplets may be ejected.

【0026】また、前記実施例においては、側壁111
の上半分のみが圧電材料で構成されていたが、側壁の全
体が圧電材料で構成されていてもよい。図4に示すよう
に、側壁211は、矢印208の方向に分極処理を施し
た圧電セラミックスプレート201と矢印209の方向
に分極処理を施した圧電セラミックスプレート202と
が接合層207を介して接合され、圧電セラミックスプ
レート201の上面に電極213、圧電セラミックスプ
レート202の下面に電極214が形成されたものであ
る。側壁211の上部は接合層205を介してカバープ
レート204に接合され、側壁211の下部は接合層2
06を介してベースプレート203に接合される。
Further, in the above embodiment, the side wall 111
Although only the upper half of the side wall is made of a piezoelectric material, the entire side wall may be made of a piezoelectric material. As shown in FIG. 4, on the side wall 211, the piezoelectric ceramic plate 201 polarized in the direction of arrow 208 and the piezoelectric ceramic plate 202 polarized in the direction of arrow 209 are bonded via a bonding layer 207. An electrode 213 is formed on the upper surface of the piezoelectric ceramic plate 201, and an electrode 214 is formed on the lower surface of the piezoelectric ceramic plate 202. The upper portion of the side wall 211 is joined to the cover plate 204 via the joining layer 205, and the lower portion of the side wall 211 is joined to the joining layer 2.
It is joined to the base plate 203 via 06.

【0027】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212bが選択される
と、電極213cと214bに急速に正の駆動電圧が印
加され電極213bと214cは接地され、次に駆動電
圧の印加が停止される。これによりインク液室212b
でインク液滴の噴射及びインク液室212b内へのイン
クの供給が行われる。
When, for example, the ink liquid chamber 212b is selected in accordance with the desired print data in the ink ejecting apparatus, a positive drive voltage is rapidly applied to the electrodes 213c and 214b, the electrodes 213b and 214c are grounded, and then driven. The voltage application is stopped. Thereby, the ink liquid chamber 212b
The ink droplets are ejected and the ink is supplied into the ink liquid chamber 212b.

【0028】また、前記実施例においては、圧電セラミ
ックスプレート101とカバープレート103とを接合
層105を介して接合していたが、カバープレートと圧
電セラミックスプレートとが一体であってもよい。図5
に示すように、圧電セラミックスプレート301は矢印
304の方向に分極処理が施され、上面に電極313、
下面にインク液室312の一部を構成する溝315及び
電極314が形成される。さらに、圧電セラミックスプ
レート301の下面は、接合層303を介して上面にイ
ンク液室312の一部を構成する溝315が形成された
ベースプレート302に接合される。
Further, in the above embodiment, the piezoelectric ceramic plate 101 and the cover plate 103 are bonded to each other via the bonding layer 105, but the cover plate and the piezoelectric ceramic plate may be integrated. Figure 5
As shown in FIG. 3, the piezoelectric ceramic plate 301 is polarized in the direction of arrow 304, and an electrode 313,
A groove 315 and an electrode 314 that form a part of the ink liquid chamber 312 are formed on the lower surface. Further, the lower surface of the piezoelectric ceramic plate 301 is bonded to the base plate 302 having the groove 315 forming a part of the ink liquid chamber 312 formed on the upper surface thereof via the bonding layer 303.

【0029】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312bが選択される
と、電極313を接地したまま、電極314bに急速に
正の駆動電圧、電極314cに負の駆動電圧が印加さ
れ、次に電極314b及び314cへの駆動電圧の印加
が停止される。これによりインク液室312bでインク
液滴の噴射及びインク液室312b内へのインクの供給
が行われる。
When, for example, the ink liquid chamber 312b is selected in accordance with desired print data in the ink ejecting apparatus, a positive driving voltage is rapidly applied to the electrode 314b and a negative driving voltage is applied to the electrode 314c while the electrode 313 is grounded. Then, the application of the drive voltage to the electrodes 314b and 314c is stopped. As a result, ink droplets are ejected in the ink liquid chamber 312b and ink is supplied into the ink liquid chamber 312b.

【0030】[0030]

【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、前記電圧部の前記電極が形成される面が前
記インク液室の内面と異なり、前記電極への印加により
発生する電界方向が前記圧電部の分極方向に略直行し、
且つ前記側壁の前記変形方向が前記圧電部の分極方向に
対して略平行であるため、電極が前記インク液室内のイ
ンクにほとんど接しない。このため、電極がインク中に
含まれる水分などによって腐食されることが少なく、噴
射が不安定になるということが防止される。従って、電
極の寿命が長く、信頼性が高いインク噴射装置を提供す
ることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the surface of the voltage portion on which the electrode is formed is different from the inner surface of the ink liquid chamber, and the electric field generated by the application to the electrode is different. The direction is substantially perpendicular to the polarization direction of the piezoelectric portion,
Moreover, since the deformation direction of the side wall is substantially parallel to the polarization direction of the piezoelectric portion, the electrode hardly contacts the ink in the ink liquid chamber. For this reason, the electrodes are less likely to be corroded by the water contained in the ink, and the ejection is prevented from becoming unstable. Therefore, it is possible to provide an ink ejecting apparatus having a long electrode life and high reliability.

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

【図1】本発明の一実施例の製造途中のインク噴射装置
を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an ink ejecting apparatus in the process of being manufactured 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を示す断面
図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an ink ejecting apparatus of an embodiment of the invention.

【図3】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. 3 is an explanatory diagram showing an operation of the ink ejecting apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の変形例のインク噴射装置を示す断面図
である。
FIG. 4 is a sectional view showing an ink ejecting apparatus of a modified example of the invention.

【図5】本発明の変形例のインク噴射装置を示す断面図
である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an ink ejecting apparatus of a modified example of the invention.

【図6】従来例のインク噴射装置を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conventional ink ejecting apparatus.

【図7】従来例のインク噴射装置の動作を示す説明図で
ある。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an operation of a conventional ink ejecting apparatus.

【図8】従来例のインク噴射装置を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a conventional ink ejecting apparatus.

【図9】従来例の制御部を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a control unit of a conventional example.

【図10】従来例のプリンタを示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a conventional printer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

106 分極方向 111 側壁 112 インク液室 113 電極 114 電極 106 Polarization direction 111 Side wall 112 Ink liquid chamber 113 Electrode 114 Electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクが充填されたインク液室と、前記
インク液室を隔て、少なくとも一部が分極された圧電部
で構成された側壁と、前記圧電部に形成された電極とを
有し、前記電極への電圧の印加により前記側壁を変形し
て、前記インク液室内のインクに圧力を与えてインクを
噴射するインク噴射装置であって、 前記圧電部の前記電極を形成する面がインク液室内の内
面と異なり、前記電極への印加により発生する電界方向
が前記圧電部の分極方向に略直行し、且つ前記側壁の前
記変形方向が前記圧電部の分極方向に対して略平行であ
ることを特徴とするインク噴射装置。
1. An ink liquid chamber filled with ink, a side wall formed by a piezoelectric portion at least a part of which is separated from the ink liquid chamber, and an electrode formed in the piezoelectric portion. An ink ejecting apparatus that deforms the side wall by applying a voltage to the electrode to apply pressure to the ink in the ink liquid chamber to eject the ink, wherein a surface of the piezoelectric portion that forms the electrode is ink. Unlike the inner surface in the liquid chamber, the direction of the electric field generated by application to the electrode is substantially orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric portion, and the deformation direction of the side wall is substantially parallel to the polarization direction of the piezoelectric portion. An ink jet device characterized by the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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