JPH07108680A

JPH07108680A - インク噴射装置

Info

Publication number: JPH07108680A
Application number: JP25410093A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Takahashi; 高橋　　義和
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1993-10-12
Filing date: 1993-10-12
Publication date: 1995-04-25

Abstract

(57)【要約】【目的】部品点数が少なく、高解像度で低製造コスト
のインク噴射装置を提供すること。【構成】インク噴射装置は第一プレート１０１と第二
プレート２０１とから構成されている。その第一プレー
ト１０１、第二プレートは、矢印１０４、２０４の方向
に分極処理され、側壁１１１、２１１に隔てられた複数
の溝１１５、２１５が形成されている。そして、第一プ
レート１０１の側壁１１１の天頂部の一部が、第二プレ
ート２０１の溝２１５の開口部を塞いで、第二プレート
２０１に形成されるインク液室２１２の底部を構成し、
第二プレート２０１の側壁２１１の天頂部の一部が、第
一プレート１０１の溝１１５の開口部を塞いで、第一プ
レート１０１に形成されるインク液室１１２の蓋部を構
成するように接合層１０３によって接合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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１１、図１２、図１３、図１
４、及び図１５にそれら従来例の概略図を示す。

【０００４】以下、インク噴射装置の断面図を示す図１
１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１３）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された圧電セラミ
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
１３）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。

【０００５】次に、インク噴射装置の断面図を示す図１
２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１１
ｃ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１２
ｂに連通するノズル３２（図１３）からインク液滴が噴
射される。また、駆動電圧の印加を停止すると、側壁１
１ｂ及び１１ｃが変形前の位置（図１１参照）に戻るた
めインク液室１２ｂ内のインク圧力が低下し、インク供
給口２１（図１３）からマニホールド２２（図１３）を
通してインク液室１２ｂ内にインクが供給される。

【０００６】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１２に連通するノズル３２からインク液滴を噴射
した後、偶数番目のインク液室１２に連通するノズル３
２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。

【０００７】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１１参照）にしてインクを噴射させること
もある。

【０００８】次に、インク噴射装置の斜視図を示す図１
３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
行な浅溝１８となるよう作成される。この溝１５及び浅
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。

【０００９】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
溝１８の底面の電極１３と導電層のパターン４２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。

【００１０】次に、制御部のブロック図を示す図１４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
を判断する。そして、ＬＳＩチップ５１は、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を印加し、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４
２にアースライン５５の電圧０を印加する。

【００１１】次に、プリンタの斜視図を示す図１５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１１、図１２及び
図１３で説明した構成、動作をもつものである。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１３）に連通
し、ＬＳＩチップ５１（図１４）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１４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６１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１３）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。

【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。

【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では、高解像度の印字を行
うためには、インク液室１２と側壁１１の幅を細かくす
るか、または２個のインク噴射装置をノズル３２の位置
関係をずらして積層したタイプのインク噴射装置とする
必要があった。

【００１４】前者の方法では、インク液室１２の加工技
術、側壁１１の強度、および電極１３と駆動回路との電
気的結合方法に限界があるため飛躍的な解像度の向上は
望めない。

【００１５】また、後者の方法では、例えば、図１６に
示すように、下部圧電セラミックスプレート１ａの側壁
１１ｄの天頂部とカバープレート２とを接合層３ａによ
って接合し、そのカバープレート２の接合層３ａと反対
側の面に、上部圧電セラミックスプレート１ｂの側壁１
１ｅの天頂部を接合層３ｂによって接合する。但し、前
記下部圧電セラミックスプレート１ａの側壁１１ｄの上
方の位置に、前記上部圧電セラミックスプレート１ｂの
インク液室１２ｅが配置されるように接合する。また、
図１７に示すように、２つのインク噴射装置（図１１参
照）を積層して接合する方法がある。これらの構成で
は、部品点数が多く、製造コストが高くなったり、装置
が大型化して、インク噴射装置が重くなって、キャリッ
ジ駆動モータに負担がかかったりするといった問題があ
った。

【００１６】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、高解像度の印字が可能で、部品
点数が少なく、小型化で、製造コストが低いインク噴射
装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１では、インクが充填される複数のイ
ンク液室と、前記各インク液室を隔て、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
分極方向と直交する電界を発生させるための電極とを有
し、前記電極への電圧の印加により前記圧電部を圧電す
べり変形させて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
置において、前記インク液室を構成する溝と前記側壁と
を有する第一プレート及び第二プレートとを備え、前記
第一プレートの溝の開口部を前記第二プレートの側壁の
天頂部の一部または全部が塞ぎ、前記第二プレートの溝
の開口部を前記第一プレートの側壁の天頂部の一部また
は全部が塞ぐように、第一プレートと第二プレートとが
接合されていることを特徴とする。

【００１８】請求項２では、前記第一プレートまたは前
記第二プレートの内の一方の前記側壁の幅は、他方の前
記溝の幅よりも大きく、第一プレートの側壁の天頂部の
一部と第二プレートの側壁の天頂部の一部とを接着する
ことを特徴とする。

【００１９】請求項３では、前記第一プレートの前記側
壁の天頂部と前記第二プレートの前記側壁の天頂部との
接合面積は、前記側壁天頂部の面積の２０％以上８０％
以下であることを特徴とする。

【００２０】請求項４では、前記第一プレートまたは前
記第二プレートの内の一方の前記側壁は、他方の前記溝
に嵌合して、前記第一プレートと第二プレートとが接合
されていることを特徴とする。

【００２１】請求項５では、前記第一プレートまたは前
記第二プレートの内の一方の前記側壁が他方の前記溝に
嵌合する割合は、側壁の高さの１０％以上４０％以下で
あることを特徴とする。

【００２２】請求項６では、前記第一プレート及び前記
第二プレートの前記電極は、前記第一プレートと前記第
二プレートとの間の一部に挟まれる基板の両面に形成さ
れたパターン電極に、電気的に接続されていることを特
徴とする。

【００２３】請求項７では、前記第一プレートまたは前
記第二プレートの少なくとも一方の前記側壁には、前記
各インク液室にインクを供給するためのマニホールドが
形成されていることを特徴とする。

【００２４】

【作用】上記の構成を有する本発明のインク噴射装置で
は、前記第一プレートの溝の開口部が前記第二プレート
の側壁の天頂部の一部または全部によって塞がれ、且つ
前記第二プレートの溝の開口部が前記第一プレートの側
壁の天頂部の一部または全部によって塞がれることによ
り、第一プレートの側壁の天頂部が第二プレート側のイ
ンク液室のカバーの役割をし、第二プレートの側壁の天
頂部が第一プレート側のインク液室のカバーの役割をす
る。

【００２５】

【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。

【００２６】まず、インク噴射装置の断面図を示す図１
によって、本発明の一実施例の構成を具体的に説明す
る。

【００２７】図１に示すように、インク噴射装置は第一
プレート１０１と第二プレート２０１とから構成されて
いる。その第一プレート１０１は、矢印１０４の方向に
分極処理され、側壁１１１に隔てられた複数の溝１１５
が形成されている。その側壁１１１のアレイ方向５にお
ける幅は１００μｍ、高さは５００μｍ、長さ（紙面に
対し垂直方向）は１５ｍｍであり、溝１１５のアレイ方
向５における幅は５０μｍである。また、第二プレート
２０１は、矢印２０４の方向に分極処理され、側壁２１
１に隔てられた複数の溝２１５が形成されている。その
側壁２１１のアレイ方向５における幅は１００μｍ、高
さは５００μｍ、長さ（紙面に対し垂直方向）は１５ｍ
ｍであり、溝２１５のアレイ方向５における幅は５０μ
ｍである。

【００２８】そして、第一プレート１０１の側壁１１１
の天頂部の一部と第二プレート２０１の側壁２１１の天
頂部の一部とを接合層１０３によって接着する。このと
き第一プレート１０１の側壁１１１の天頂部の他の部分
は、第二プレート２０１の溝２１５の開口部を塞いで、
第二プレート２０１に形成されるインク液室２１２の底
部を構成している。また、第二プレート２０１の側壁２
１１の天頂部の他の部分は、第一プレート１０１の溝１
１５の開口部を塞いで、第一プレート１０１に形成され
るインク液室１１２の蓋部を構成している。ここでイン
ク液室１１２、２１２は長方形断面でありノズル１３
２、２３２（図６）とマニホールド１２２（図６）に連
通している。全ての側壁１１１、２１１には、天頂部か
ら２５０μｍの深さまで、電極１１３、２１３が形成さ
れ、さらに電極１１３、２１３の表面にはインクとの絶
縁のための保護膜（図示しない）が形成されている。

【００２９】前記インク噴射装置は以下の製造方法によ
って製造する。

【００３０】図２に断面図、図３に横断面図に示すよう
に、まず強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺ
Ｔ）系のセラミックス材料にて、矢印１０４、２０４の
方向に分極処理を施した厚さ１ｍｍの板を用意し、上記
した形状の平行な溝１１５、２１５と深さ３０μｍの浅
溝１１８、２１８とを構成するようにダイヤモンドカッ
ティング円盤の回転またはレーザー等により、必要な本
数だけ切ることで第一プレート１０１、および第二プレ
ート２０１を作製する。

【００３１】次に、図４に示すように側壁１１１、２１
１の側面に天頂部から２５０μｍの深さまで、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、２１３を真空蒸着、スパッタリング、化学メ
ッキ等で形成する。電極１１３、２１３は浅溝部１１
８、２１８においては、側面及び底面に形成する。

【００３２】次に、図５に示すように側壁１１１、２１
１を、前方（浅溝１１８、２１８形成側と反対側）から
８ｍｍの部分から幅３ｍｍ、深さ２３０μｍだけ削り取
ってマニホールド１２２を形成する。このとき電極１１
３、２１３はマニホールド１２２形成部において高さ２
０μｍだけ残っている。このマニホールド１２２の位置
は、溝１１５、２１５と浅溝１１８、２１８との間に形
成された傾斜状部に設けられている。また、このマニホ
ールド１２２は、第一プレート１０１及び第二プレート
２０１の一方の側面まで貫通しており、その貫通した部
分がインク供給口となり、図示しないインク供給源から
前記インク供給口、マニホールド１２２を通して、各溝
１１５、２１５が蓋をされて形成される各インク液室１
１２、２１２（図１）にインクが供給される。

【００３３】以上のように作製した第一プレート１０１
の側壁１１１の天頂部の一部と第二プレート２０１の側
壁２１１の天頂部の一部とを、図１および図６に示すよ
うに、エポキシ系接着剤等からなる接合層１０３によっ
て接着する。この時、第一プレート１０１の側壁１１１
の天頂部の他の部分は、第二プレート２０１の溝２１５
を塞いで、第二プレート２０１に形成されるインク液室
２１２の底部を構成し、第二プレート２０１の側壁２１
１の天頂部の他の部分は、第一プレート１０１の溝１１
５を塞いで、第一プレート１０１に形成されるインク液
室１１２の蓋部を構成するように接着される。また、イ
ンク液室１１２、２１２の後方の浅溝部１１８、２１８
には、基板１４１が挟み込まれている。その基板１４１
の両面には、浅溝部１１８、２１８に対応して、電極パ
ターン（図示せず）が形成されており、その電極パター
ンに電極１１３、２１３が電気的に接続されている。そ
して、インク液室１１２、２１２の前方（図６中右側）
には各インク液室１１２、２１２に対応するノズル１３
２、２３２を有するノズルプレート１３１が図示しない
エポキシ系接着剤等にて接着されている。

【００３４】次に、インク噴射装置の断面図を示す図７
によって、本発明の一実施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
第一プレート１０１のインク液室１１２ｂが選択される
と、電極１１３ｅと１１３ｆに急速に正の駆動電圧が印
加され、電極１１３ｄと１１３ｇは接地される。これに
より側壁１１１ｂには矢印１１４ｂの方向の駆動電界
が、側壁１１１ｃには矢印１１４ｃの方向の駆動電界が
作用する。このとき駆動電界方向１１４ｂ及び１１４ｃ
と分極方向１０４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１３２（図６
参照）からインク液滴が噴射される。

【００３５】また、駆動電圧の印加を停止すると、側壁
１１１ｂ及び１１１ｃが変形前の位置（図１参照）に戻
るためインク液室１１２ｂ内のインク圧力が低下し、前
記インク供給口とマニホールド１２２（図６参照）を通
してインク液室１１２ｂ内にインクが供給される。

【００３６】上述したように、本実施例のインク噴射装
置では、第一プレート１０１の側壁１１１の天頂部の前
記他の部分は、第二プレート２０１の溝２１５を塞い
で、第二プレート２０１に形成されるインク液室２１２
の底部を構成し、第二プレート２０１の側壁２１１の天
頂部の前記他の部分は、第一プレート１０１の溝１１５
を塞いで、第一プレート１０１に形成されるインク液室
１１２の蓋部を構成するように第一プレート１０１の側
壁１１１の天頂部の前記一部と第二プレートの側壁２１
１の天頂部の前記一部とが接着されているので、第一プ
レート１０１側のインク液室１１２と第二プレート側の
インク液室２１２とが千鳥状に配置されて、高解像度の
印字が実現でき、且つ側壁１１１、２１１が圧力発生
体、およびインク液室１１２、２１２のカバーという２
つの機能を合わせ持ち、従来必要であったカバープレー
ト２（図１６、１７参照）が不要となり、製造コストの
低下が実現でき、またインク噴射装置が従来より小型化
して、重さが従来より軽くなり、図示しないキャリッジ
モータの負担が軽減できる。

【００３７】また、側壁１１１、２１１を、深さ２３０
μｍだけ削り取ってマニホールド１２２を形成したた
め、電極１１３、２１３の面積がマニホールド１２２形
成部において小さくなっており、その結果、前記傾斜状
部の側壁１１１、２１１の静電容量が小さくなり駆動時
の瞬時電流を抑えられる。側壁１１１、２１１の傾斜状
部分では、変形があまりおきなく、インク噴射にあまり
影響を与えない。

【００３８】尚、前記実施例においては、電極１１３ｅ
と１１３ｆに正の駆動電圧が印加され、電極１１３ｄと
１１３ｇは接地されていたが、電極１１３ｅと１１３ｆ
を接地し、電極１１３ｄと１１３ｇに負の駆動電圧を印
加してもよいし、電極１１３ｅと１１３ｆに正の駆動電
圧を印加し、電極１１３ｄと１１３ｇ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１１４ｂの方向の駆動電界
が、側壁１１１ｃには矢印１１４ｃの方向の駆動電界が
作用する。

【００３９】また、第一プレート１０１及び第二プレー
ト２０１の側壁１１１、２１１の幅と溝１１５、２１５
との幅を同一とし、側壁１１１と側壁２１１とを線接触
状態で、第一プレート１０１と第二プレート２０１とを
接合して、このようなインク噴射装置を製造することが
可能である。

【００４０】また、前記実施例においては、まず駆動電
圧をインク液室１１２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１１２の容積を自然状態にしてインク液室１１２
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１１２の容積が増加する方向に印加してインク液室１
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１１２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。

【００４１】また、前記実施例においては、マニホール
ド１２２を第一プレート１０１と第二プレート２０１の
両方に形成したが、少なくとも一方のプレートに形成し
てあればよい。

【００４２】前記実施例では第一プレート１０１と第二
プレート２０１の側壁１１１、２１１の幅が１００μ
ｍ、溝１１５、２１５の幅が５０μｍであるので、側壁
１１１、２１１端面における第一プレート１０１と第二
プレート２０１との接合面積が前記側壁１１１、２１１
端面の面積の５０％であるが、この面積比率は５０％に
限定されるものではなく変更が可能である。そこで、側
壁１１１、２１１の幅を１００μｍに固定し、溝１１
５、２１５の幅を１０、２０、３０、４０、５０、６
０、７０、８０、９０μｍとして本発明のインク噴射装
置を作製した。これらは、側壁１１１、２１１端面にお
ける第一プレート１０１と第二プレート２０１との接合
面積が、前記側壁１１１、２１１端面の面積の９０、８
０、７０、６０、５０、４０、３０、２０、１０％に対
応している。これらの場合に付いて、あるインク液室１
１２、２１２を駆動したときに他のインク液室１１２、
２１２の噴射に影響を与えるクロストーク現象と、イン
ク噴射装置の歩留まりと、インク噴射速度が５ｍ／ｓと
なる駆動電圧とから評価した。

【００４３】図８に示すように、接合面積が１０％の時
は接合強度が低く、前記クロストーク現象が大きくて、
他のインク液室１１２、２１２からアクシデンタルドロ
ップが発生し、また第一プレート１０１と第二プレート
２０１との接合位置精度が高いために歩留まりが低いと
いう問題がある。また接合面積が２０％のときは、前記
クロストーク現象によって、他のインク液室１１２、２
１２からのインク滴の大きさがやや変化したが、実用的
にはなんら問題が無く、歩留まりはやや低い。他の接合
面積の割合（３０％〜９０％）では、クロストーク現象
による他のインク液室１１２、２１２からのインク滴の
噴射にはほとんど影響がなかった。また接合面積が９０
％のときは駆動電圧が高くなるという問題が発生した。
印字の安定性、歩留まり、駆動電圧を総合的に評価する
と接合面積が２０％以上８０％以下が好ましく、より好
ましくは接合面積が３０％以上７０％以下である。

【００４４】次に、本発明の他の実施例を説明する。

【００４５】図９に示すように、インク噴射装置は、第
一プレート３０１と第二プレート４０１とから構成され
ている。その第一プレート３０１は、矢印３０４の方向
に分極処理され、側壁３１１に隔てられた複数の溝３１
５及び浅溝（図示せず）が形成されている。また、第二
プレートは、矢印４０４の方向に分極処理され、側壁４
１１に隔てられた複数の溝４１５及び浅溝（図示せず）
が形成されている。

【００４６】全ての側壁３１１、４１１には、基端部か
らインク液室３１２、４１２の中央まで、電極３１３、
４１３が形成され、また前記浅溝の底面のみに電極３１
３、４１３が形成されている。さらに電極３１３、４１
３の表面にはインクとの絶縁のための保護膜（図示しな
い）が形成されている。尚、電極３１３、４１３を側壁
３１１、４１１の天頂部からインク液室３１２、４１２
の中央となる位置まで設けてもよい。但し、この場合
は、側壁３１１の電極３１３と側壁４１１の電極４１３
とが電気的に接続しないように、前記保護膜が必ず必要
である。

【００４７】そして、第一プレート３０１の溝３１５の
開口部側と第二プレート４０１の溝４１５の開口部側と
を接合する。このとき第一プレート３０１の側壁３１１
の天頂部は、第二プレート４０１の溝４１５に嵌合して
開口部を塞いで、第二プレート４０１に形成されるイン
ク液室４１２の底部を構成している。また、第二プレー
ト４０１の側壁４１１の天頂部は、第一プレート３０１
の溝３１５に嵌合して開口部を塞いで、第一プレート３
０１に形成されるインク液室３１２の蓋部を構成してい
る。尚、前記浅溝は、側壁３１１、４１１の嵌合深さよ
り深く形成されている。

【００４８】前記浅溝部における第一プレート３０１と
第二プレート４０１との間には、櫛歯状の基板（図示せ
ず）が挟まれている。その基板の両面には、図示しない
パターン電極が互い違いに形成されており、電極３１
３、４１３と電気的に接続されている。

【００４９】次に、第一プレート３０１及び第二プレー
ト４０１の側壁３１１、４１１の溝３１５、４１５に嵌
合する割合を変化させたときの、前記クロストーク現象
と、インク噴射装置の歩留まりと、インク噴射速度が５
ｍ／ｓとなる駆動電圧とを測定した。

【００５０】図１０に示すように嵌合割合が５％のとき
は接合強度が低く、前記クロストーク現象が大きくて、
他のインク液室３１２、４１２からアクシデンタルドロ
ップが発生するという問題がある。また嵌合割合が１０
％のときは、前記クロストーク現象によって、他のイン
ク液室３１２、４１２からのインク滴の大きさがやや変
化したが、実用的にはなんら問題が無い。他の接合面積
の割合（１５％〜５０％）では、クロストーク現象によ
る他のインク液室３１２、４１２からのインク滴の噴射
にはほとんど影響がなかった。また嵌合割合が４０％の
ときは歩留まりが悪くなった。嵌合割合が４５、５０％
のときは歩留まりが悪かった。尚、駆動電圧は、嵌合割
合が大きくなるほど大きくなるが、側壁３１１、４１１
の高さが高くなると駆動電圧は低くなり、側壁３１１、
４１１の高さが低くなると駆動電圧は高くなることがわ
かっている。印字の安定性、歩留まり、駆動電圧を総合
的に評価すると嵌合割合が１０％以上４０％以下が好ま
しく、望ましくは嵌合割合を１５％以上３５％以下とす
るとよい。

【００５１】このように構成しても、前記実施例と同様
の効果が獲られる。

【００５２】この実施例では、側壁３１１、４１１と溝
４１５、３１５との嵌合により第一プレート３０１と第
二プレート４０１とを接合していたが、その嵌合部分に
接着剤を付けてもよい。

【００５３】尚、本実施例では、全てのインク液室１１
２、２１２、３１２、４１２にインクが充填されていた
が、インクが充填されないインク液室と、インクが充填
されるインク液室とを互いに隣接するように設けてもよ
い。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明のインク噴射装置によれば、前記第一プレートの溝の
開口部が前記第二プレートの側壁の天頂部の一部または
全部によって塞がれ、前記第二プレートの溝の開口部が
前記第一プレートの側壁の天頂部の一部または全部によ
って塞がれているので、第一プレート側のインク液室と
第二プレート側のインク液室とが千鳥状に配置されて、
高解像度の印字が実現できる。また、第一、第二プレー
トの側壁は、圧力発生体の役割の他に、第一プレートの
側壁の天頂部が第二プレート側のインク液室のカバーの
役割をし、第二プレートの側壁の天頂部が第一プレート
側のインク液室のカバーの役割をするので、従来必要で
あったカバープレートが不要となり、製造コストの低下
が実現できる。また、従来よりインク噴射装置が小型化
して、装置が軽量化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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。

【図２】本発明の一実施例のインク噴射装置の第一、第
二プレートを示す断面図である。

【図３】本発明の一実施例のインク噴射装置の第一、第
二プレートを示す側面断面図である。

【図４】本発明の一実施例のインク噴射装置の製造工程
を示す断面図である。

【図５】本発明の一実施例のインク噴射装置のマニホー
ルドを示す説明図である。

【図６】本発明の一実施例のインク噴射装置を示す側面
断面図である。

【図７】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。

【図８】本発明の一実施例のインク噴射装置の第一、第
二プレートの天頂部の接合面積の割合を変えたときの評
価結果を示す説明図である。

【図９】本発明の他の実施例のインク噴射装置を示す断
面図である。

【図１０】本発明の他の実施例のインク噴射装置の第
一、第二プレートの天頂部の嵌合割合を変えたときの評
価結果を示す説明図である。

【図１１】従来例のインク噴射装置を示す断面図であ
る。

【図１２】従来例のインク噴射装置の動作を示す説明図
である。

【図１３】従来例のインク噴射装置を示す説明図であ
る。

【図１４】従来例の制御部を示すブロック図である。

【図１５】従来例のプリンタを示す斜視図である。

【図１６】従来の高解像度のインク噴射装置の一例を示
す断面図である。

【図１７】従来の高解像度のインク噴射装置の他の例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１０１第一プレート１０３接合層１０４分極方向１１１側壁１１２インク液室１１３電極１１５溝１２２マニホールド２０１第二プレート２０４分極方向２１１側壁２１２インク液室２１３電極３０１第一プレート３０４分極方向３１１側壁３１２インク液室３１３電極３１５溝４０１第二プレート４０４分極方向４１１側壁４１２インク液室４１３電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクが充填される複数のインク液室
と、前記各インク液室を隔て、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、前記圧電部に分極方向
と直交する電界を発生させるための電極とを有し、前記
電極への電圧の印加により前記圧電部を圧電すべり変形
させて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におい
て、前記インク液室を構成する溝と前記側壁とを有する第一
プレート及び第二プレートとを備え、前記第一プレートの溝の開口部を前記第二プレートの側
壁の天頂部の一部または全部が塞ぎ、前記第二プレート
の溝の開口部を前記第一プレートの側壁の天頂部の一部
または全部が塞ぐように、第一プレートと第二プレート
とが接合されていることを特徴とするインク噴射装置。
【請求項２】前記第一プレートまたは前記第二プレー
トの内の一方の前記側壁の幅は、他方の前記溝の幅より
も大きく、前記第一プレートの側壁の天頂部の一部と前
記第二プレートの側壁の天頂部の一部とを接着すること
を特徴とする請求項１記載のインク噴射装置。
【請求項３】前記第一プレートの前記側壁の天頂部と
前記第二プレートの前記側壁の天頂部との接合面積は、
前記側壁天頂部の面積の２０％以上８０％以下であるこ
とを特徴とする請求項２記載のインク噴射装置。
【請求項４】前記第一プレートまたは前記第二プレー
トの内の一方の前記側壁は、他方の前記溝に嵌合して、
前記第一プレートと第二プレートとが接合されているこ
とを特徴とする請求項１記載のインク噴射装置。
【請求項５】前記第一プレートまたは前記第二プレー
トの内の一方の前記側壁が他方の前記溝に嵌合する割合
は、側壁の高さの１０％以上４０％以下であることを特
徴とする請求項４記載のインク噴射装置。
【請求項６】前記第一プレート及び前記第二プレート
の前記電極は、前記第一プレートと前記第二プレートと
の間の一部に挟まれる基板の両面に形成されたパターン
電極に、電気的に接続されていることを特徴とする請求
項１記載のインク噴射装置。
【請求項７】前記第一プレートまたは前記第二プレー
トの少なくとも一方の前記側壁には、前記各インク液室
にインクを供給するためのマニホールドが形成されてい
ることを特徴とする請求項１記載のインク噴射装置。