JPH07137245A - Ink jet system - Google Patents
Ink jet systemInfo
- Publication number
- JPH07137245A JPH07137245A JP28470493A JP28470493A JPH07137245A JP H07137245 A JPH07137245 A JP H07137245A JP 28470493 A JP28470493 A JP 28470493A JP 28470493 A JP28470493 A JP 28470493A JP H07137245 A JPH07137245 A JP H07137245A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- electrode
- plate
- ejecting apparatus
- ink chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
Abstract
Description
【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、インクジェットプリンタ等に利用
されるオンデマンド方式のインク噴射装置として電気−
熱変換素子である発熱素子を利用した、いわゆるバブル
ジェット方式のインク噴射装置や、電気−機械変換素子
である圧電素子を利用したピエゾ方式のインク噴射装置
が実用化されている。圧電素子を利用したインク噴射装
置は、発熱素子を利用したインク噴射装置に比べて、熱
の発生を伴わないことから被噴射物としての液体の制限
が少なく、またインク噴射装置の耐久性に優れる等の利
点を有している。反面、半導体製造技術を適応できる発
熱素子を利用したインク噴射装置に比べて、その集積度
・小型化の面で劣っていると言う問題があった。しかし
ながら近年、特開平２−１５０３５５号公報で開示され
ているように、圧電材料の変形モードの内、せん断モー
ド（厚み滑りモード）を圧力の発生に利用することで、
従来の圧電素子を利用したインク噴射装置に比べて、高
集積化及び小型化を達成したインク噴射装置の構成が提
案されており、以下、その概略構成を図面を参照して説
明する。2. Description of the Related Art Conventionally, electric ink has been used as an on-demand type ink ejecting apparatus used in an ink jet printer or the like.
A so-called bubble jet type ink ejecting apparatus that uses a heat generating element that is a heat converting element and a piezo type ink ejecting apparatus that uses a piezoelectric element that is an electro-mechanical converting element have been put into practical use. The ink ejecting apparatus using the piezoelectric element does not generate heat as compared with the ink ejecting apparatus using the heat generating element, so that the liquid to be ejected is less limited and the durability of the ink ejecting apparatus is excellent. And so on. On the other hand, there is a problem that it is inferior in terms of the degree of integration and miniaturization as compared with an ink ejecting apparatus that uses a heating element to which semiconductor manufacturing technology can be applied. However, in recent years, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-150355, by utilizing the shear mode (thickness sliding mode) among the deformation modes of the piezoelectric material for generating pressure,
A configuration of an ink ejecting apparatus that achieves higher integration and downsizing has been proposed as compared with a conventional ink ejecting apparatus using a piezoelectric element, and a schematic configuration thereof will be described below with reference to the drawings.
【０００３】図７に示すように、インク噴射装置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３１と基板４１とから構成されている。As shown in FIG. 7, the ink ejecting apparatus 1 is
It is composed of a piezoelectric ceramic plate 2, a cover plate 3, a nozzle plate 31, and a substrate 41.
【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、その圧電セ
ラミックスプレート２は矢印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、図８に示
すように、ダイヤモンドブレード３０の回転によって溝
２８が切削加工される。この切削加工時には、ダイヤモ
ンドブレード３０の切削方向が、３０Ａ，３０Ｂ，３０
Ｃと変化され、チャンネル溝部１７，Ｒ形状溝部１９，
浅溝部１６からなる溝２８が形成される。The piezoelectric ceramic plate 2 is made of a lead zirconate titanate (PZT) -based ceramic material having ferroelectricity. The piezoelectric ceramic plate 2 is polarized in the direction of arrow 5. Next, in the piezoelectric ceramic plate 2, as shown in FIG. 8, the groove 28 is cut by the rotation of the diamond blade 30. During this cutting process, the cutting direction of the diamond blade 30 is 30A, 30B, 30
Changed to C, channel groove 17, R-shaped groove 19,
A groove 28 composed of the shallow groove portion 16 is formed.
【０００５】ダイヤモンドブレード３０の切削方向３０
Ａによりチャンネル溝部１７が形成される。続いて切削
方向が３０Ａから３０Ｂに変化されて切削加工の深さが
変化される。このとき、ダイヤモンドブレード３０の径
の曲率を有する曲面であるＲ形状溝部１９が形成され
る。そして、切削方向が３０Ｂから３０Ｃに変化されて
浅溝部１６が形成される。Cutting direction 30 of diamond blade 30
The channel groove portion 17 is formed by A. Subsequently, the cutting direction is changed from 30A to 30B, and the depth of cutting is changed. At this time, the R-shaped groove portion 19 which is a curved surface having a radius of curvature of the diamond blade 30 is formed. Then, the cutting direction is changed from 30B to 30C, and the shallow groove portion 16 is formed.
【０００６】図７に示すように、このように切削加工さ
れた圧電セラミックスプレート２には、複数の溝２８が
形成されている。それらの溝２８は同じ深さであり、か
つ平行である。また浅溝部１６は圧電セラミックスプレ
ート２の一端面１５付近に形成されている。チャンネル
溝部１７及び浅溝部１６の寸法は用いるダイアモンドカ
ッターブレード３０の厚み及び設定切込み量で決定さ
れ、溝２８のピッチ及び本数は溝２８加工時の加工テー
ブルの送りピッチ及び溝加工回数を制御することで決定
され、Ｒ形状溝部１９の曲面の曲率は、ダイヤモンドブ
レード３０の径で決定される。この手法は半導体製造プ
ロセスに用いられている手法であり、厚み０．０２ｍｍ
程度の非常に薄いダイアモンドブレード３０が市販され
ているためインク噴射装置に要求される高集積化等に十
分対応できる技術であると言える。また、その溝２８の
側面となる隔壁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。As shown in FIG. 7, a plurality of grooves 28 are formed in the piezoelectric ceramic plate 2 cut in this way. The grooves 28 are of the same depth and are parallel. The shallow groove portion 16 is formed near the one end surface 15 of the piezoelectric ceramic plate 2. The dimensions of the channel groove portion 17 and the shallow groove portion 16 are determined by the thickness of the diamond cutter blade 30 to be used and the set depth of cut, and the pitch and number of the grooves 28 control the feed pitch of the processing table and the number of times of groove processing when the grooves 28 are processed. The curvature of the curved surface of the R-shaped groove portion 19 is determined by the diameter of the diamond blade 30. This method is used in the semiconductor manufacturing process and has a thickness of 0.02 mm.
Since a very thin diamond blade 30 is commercially available, it can be said to be a technology that can sufficiently cope with the high integration required for the ink ejecting apparatus. Further, the partition wall 11 that is the side surface of the groove 28 is polarized in the direction of the arrow 5 by the polarization process.
【０００７】また、チャンネル溝部１７とＲ形状溝部１
９の側面及び浅溝部１６の内面には、金属電極１３，１
８，９が蒸着法により形成されている。図９に示すよう
に、金属電極１３，１８（図７），９の形成時には、圧
電セラミックスプレート２は図示しない蒸着源からの蒸
気放出方向に対して傾斜される。そして、蒸気が放出さ
れると隔壁１１のシャドー効果により、チャンネル溝部
１７の側面の上半分，Ｒ形状溝部１９の側面の上からチ
ャンネル溝部１７の側面の半分の位置まで，浅溝部１６
の内面及び隔壁１１の上面に金属電極１３，１８，９，
１０が形成される。次に、圧電セラミックスプレート２
が１８０度回転されて、同様にして金属電極１３，１
８，９，１０が形成される。この後、隔壁１１の上面に
形成された不要な金属電極１０がラッピング等により除
去される。こうして、チャンネル溝部１７の両側面に形
成された金属電極１３は、Ｒ形状溝部１９の側面に形成
された金属電極１８を介して浅溝部１６の内面に形成さ
れた金属電極９により電気的に接続される。Further, the channel groove portion 17 and the R-shaped groove portion 1
9 and the inner surface of the shallow groove 16 have metal electrodes 13, 1
8 and 9 are formed by the vapor deposition method. As shown in FIG. 9, when the metal electrodes 13, 18 (FIG. 7) and 9 are formed, the piezoelectric ceramic plate 2 is inclined with respect to the vapor emission direction from a vapor deposition source (not shown). When the vapor is discharged, the shallow groove portion 16 extends from the upper half of the side surface of the channel groove portion 17, the upper side surface of the R-shaped groove portion 19 to the half position of the side surface of the channel groove portion 17 due to the shadow effect of the partition wall 11.
The metal electrodes 13, 18, 9, on the inner surface of the
10 is formed. Next, the piezoelectric ceramic plate 2
Is rotated 180 degrees, and the metal electrodes 13 and 1 are similarly rotated.
8, 9 and 10 are formed. After that, the unnecessary metal electrode 10 formed on the upper surface of the partition wall 11 is removed by lapping or the like. Thus, the metal electrodes 13 formed on both side surfaces of the channel groove portion 17 are electrically connected by the metal electrode 9 formed on the inner surface of the shallow groove portion 16 via the metal electrode 18 formed on the side surface of the R-shaped groove portion 19. To be done.
【０００８】次に、図７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、インク導入口２１及びマニホールド２２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２８加工側の面とカバープレート３のマニホールド２
２加工側の面とがエポキシ系等の接着剤４（図１１）に
よって接着される。従って、インク噴射装置１には、溝
２８の上面が覆われて、横方向に互いに間隔を有する複
数のインク室１２（図１１）が構成される。そして、全
てのインク室１２内には、インクが充填される。Next, the cover plate 3 shown in FIG. 7 is made of a ceramic material, a resin material or the like.
The cover plate 3 has an ink inlet 21 and a manifold 22 formed by grinding or cutting. Then, the surface of the piezoelectric ceramic plate 2 on the groove 28 side and the manifold 2 of the cover plate 3
2 The surface on the processed side is adhered with an adhesive 4 (FIG. 11) such as an epoxy type. Therefore, in the ink ejecting apparatus 1, the upper surfaces of the grooves 28 are covered and a plurality of ink chambers 12 (FIG. 11) having lateral intervals are formed. Then, the ink is filled in all the ink chambers 12.
【０００９】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、各インク室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３１が接着され
ている。このノズルプレート３１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。A nozzle plate 31 having nozzles 32 provided at positions corresponding to the positions of the ink chambers is adhered to the end faces of the piezoelectric ceramic plate 2 and the cover plate 3. The nozzle plate 31 is made of a plastic such as polyalkylene (for example, ethylene) terephthalate, polyimide, polyetherimide, polyetherketone, polyethersulfone, polycarbonate, or cellulose acetate.
【００１０】そして、圧電セラミックスプレート２の溝
２８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ている。その基板４
１には各インク室１２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。その導電層のパターン
４２と浅溝部１６の底面の金属電極９とは、周知のワイ
ヤボンディング等によって導線４３で接続されている。A substrate 41 is adhered to the surface of the piezoelectric ceramic plate 2 opposite to the processed side of the groove 28 with an epoxy adhesive or the like. The board 4
1, a conductive layer pattern 42 is formed at a position corresponding to the position of each ink chamber 12. The pattern 42 of the conductive layer and the metal electrode 9 on the bottom surface of the shallow groove portion 16 are connected by a conductive wire 43 by known wire bonding or the like.
【００１１】次に、制御部のブロック図を示す図１０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Ｌ
ＳＩ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
動するインク室１２の金属電極１３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
印加し、駆動するインク室１２以外の金属電極１３に接
続された導電層のパターン４２にはアースライン５５を
接続する。Next, the configuration of the control unit will be described with reference to FIG. 10 showing a block diagram of the control unit. The conductive layer patterns 42 formed on the substrate 41 are individually formed on the LSI chip 51.
It is connected to the. The clock line 52, the data line 53, the voltage line 54, and the ground line 55 are also L
It is connected to the SI chip 51. LSI chip 51
Determines which nozzle 32 should eject an ink droplet, according to the data appearing on the data line 53, based on the continuous clock pulses supplied from the clock line 52. Then, the LSI chip 51 applies the voltage V of the voltage line 54 to the pattern 42 of the conductive layer electrically connected to the metal electrode 13 of the ink chamber 12 to be driven, and the metal electrode 13 other than the ink chamber 12 to be driven. A ground line 55 is connected to the conductive layer pattern 42 connected to.
【００１２】次に、図１１，図１２によって、インク噴
射装置１の動作を説明する。Next, the operation of the ink ejecting apparatus 1 will be described with reference to FIGS.
【００１３】ＬＳＩチップ５１が、所要のデータに従っ
て、インク噴射装置１のインク室１２ｂからインクの噴
出を行なうと判断する。すると、そのインク室１２ｂに
対応する導電層パターン４２、金属電極９及び金属電極
１８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１２に示すように、隔壁１１ｂには矢印１４ｂの
方向の駆動電界が発生し、隔壁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５とが直交しているため、隔壁
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室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、インク室１２
ｂに連通するノズル３２（図７）からインク滴が噴射さ
れる。It is determined that the LSI chip 51 ejects ink from the ink chamber 12b of the ink ejecting apparatus 1 according to the required data. Then, the positive drive voltage V is applied to the metal electrodes 13e and 13f through the conductive layer pattern 42 corresponding to the ink chamber 12b, the metal electrode 9 and the metal electrode 18, and the metal electrodes 13d and 13g are grounded. . As shown in FIG. 12, a driving electric field in the direction of arrow 14b is generated in the partition wall 11b, and a driving electric field in the direction of arrow 14c is generated in the partition wall 11c. Then, the driving electric field direction 14
Since b and 14c are orthogonal to the polarization direction 5, the partition walls 11b and 11c are rapidly deformed inward in the ink chamber 12b due to the piezoelectric thickness sliding effect. Due to this deformation, the volume of the ink chamber 12b is decreased, the ink pressure is rapidly increased, and a pressure wave is generated, so that the ink chamber 12b
Ink droplets are ejected from the nozzle 32 (FIG. 7) communicating with b.
【００１４】また、駆動電圧Ｖの印加が停止されると、
隔壁１１ｂ及び１１ｃが変形前の位置（図１１参照）に
戻るためインク室１２ｂ内のインク圧力が低下する。す
ると、インク導入口２１（図７）からマニホールド２２
（図７）を通してインク流路１２ｂ内にインクが供給さ
れる。When the application of the drive voltage V is stopped,
Since the partition walls 11b and 11c return to the positions before the deformation (see FIG. 11), the ink pressure in the ink chamber 12b decreases. Then, from the ink inlet 21 (FIG. 7) to the manifold 22.
Ink is supplied into the ink flow path 12b through (FIG. 7).
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たインク噴射装置１では、インク室１２ｂ内からインク
を噴射するために、両側の隔壁１１ｂ及び１１ｃを変形
させるが、Ｒ形状溝部１９側面の隔壁１１の部分は、ほ
とんど変形しないため、インク噴射のためのインクへの
圧力発生には、チャンネル溝部１７の側面である隔壁１
１の部分の変形が寄与している。すなわち、チャンネル
溝部１７に充填されたインクが圧力を受け、ノズル３２
から所定の体積のインク滴が所定の噴射速度で噴射され
る。つまり、前記噴射に寄与する圧力発生はチャンネル
溝部１７で行われており、浅溝部１６及びＲ形状溝部１
９は圧力発生には寄与していない。However, in the above-described ink ejecting apparatus 1, the partition walls 11b and 11c on both sides are deformed in order to eject the ink from the ink chamber 12b, but the partition wall 11 on the side surface of the R-shaped groove portion 19 is deformed. Since the portion of (1) is hardly deformed, the partition wall 1 which is the side surface of the channel groove portion 17 is used to generate pressure on the ink for ejecting the ink.
The deformation of part 1 contributes. That is, the ink filled in the channel groove portion 17 receives the pressure, and the nozzle 32
From, the ink droplet of a predetermined volume is ejected at a predetermined ejection speed. That is, the pressure that contributes to the injection is generated in the channel groove portion 17, and the shallow groove portion 16 and the R-shaped groove portion 1 are generated.
9 does not contribute to the pressure generation.
【００１６】従って、基板４１のパターン４２と電気的
に接続するための浅溝部１６及びその浅溝部１６を加工
するために形成されるＲ形状溝部１９の部分の圧電材料
分、圧電セラミックスプレートの材料費が高いといった
問題があった。Therefore, the piezoelectric material of the shallow groove portion 16 for electrically connecting to the pattern 42 of the substrate 41 and the portion of the R-shaped groove portion 19 formed for processing the shallow groove portion 16 and the material of the piezoelectric ceramic plate. There was a problem that the cost was high.
【００１７】ここで、電気的には隔壁１１を構成する圧
電材料は一種のコンデンサーとして作用することとな
る。このため、実質的に圧力発生に寄与しない浅溝部１
６及びＲ形状溝部１９までもが圧電材料にて構成されて
いるので、前記コンデンサーとしての静電容量が大きく
なって電気的入力エネルギーに対する圧力発生に消費さ
れるエネルギーの効率が悪いという問題点があった。Here, electrically, the piezoelectric material forming the partition wall 11 acts as a kind of capacitor. Therefore, the shallow groove portion 1 that does not substantially contribute to pressure generation
Since 6 and even the R-shaped groove portion 19 are made of a piezoelectric material, there is a problem in that the capacitance as the capacitor becomes large and the efficiency of energy consumed for pressure generation against electric input energy is low. there were.
【００１８】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、圧電セラミックス材料が少な
く、エネルギー効率のよ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 that has a small amount of piezoelectric ceramic material and is energy efficient.
【００１９】[0019]
【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、圧電セラミックスで少なくと
も一部が形成された隔壁によって隔てられた複数のイン
ク室と、前記隔壁の前記圧電セラミックス部に形成され
た第一電極とを有するインク噴射装置において、前記複
数のインク室のそれぞれと連通する複数の第一連通部
と、前記第一連通部の内面の少なくとも一部及び前記イ
ンク室の外面上の前記第一連通部近傍に形成され、前記
第一電極と電気的に接続する第二電極とを備えている。In order to achieve this object, according to claim 1 of the present invention, a plurality of ink chambers separated by partition walls at least a part of which is formed of piezoelectric ceramic, and the piezoelectric material of the partition walls. In an ink ejecting apparatus having a first electrode formed on a ceramics portion, a plurality of first communicating portions communicating with each of the plurality of ink chambers, at least a part of an inner surface of the first communicating portion, and the A second electrode is formed on the outer surface of the ink chamber in the vicinity of the first communication portion and electrically connected to the first electrode.
【００２０】請求項２では、前記インク室は、前記隔壁
によって隔てられた複数の溝が形成されたプレートにカ
バー部材が接着されて構成され、前記第一連通部は、前
記プレートに形成され、前記第二電極は、前記第一連通
部の内面の少なくとも一部及び前記プレートの溝形成面
に対して反対面上の第一連通部近傍に形成されたことを
特徴とする。According to a second aspect of the present invention, the ink chamber is formed by adhering a cover member to a plate in which a plurality of grooves separated by the partition wall are formed, and the first communicating portion is formed in the plate. The second electrode is formed on at least a part of an inner surface of the first continuous portion and in the vicinity of the first continuous portion on the surface opposite to the groove forming surface of the plate.
【００２１】請求項３では、前記プレートの前記反対面
に、導電性のパターンが形成され、そのパターンと前記
第二電極とが電気的に接続されていることを特徴とす
る。According to a third aspect of the present invention, a conductive pattern is formed on the opposite surface of the plate, and the pattern and the second electrode are electrically connected.
【００２２】請求項４では、前記プレートの前記パター
ンが、前記隔壁を駆動するための制御部に直接電気的に
接続されていることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, the pattern of the plate is directly electrically connected to a control unit for driving the partition wall.
【００２３】請求項５では、前記複数のインク室の両側
にはインクを噴射しない非噴射領域が設けられ、前記プ
レートには、前記非噴射領域と連通する第二連通部と、
前記第二連通部の内面の一部及び前記プレートの前記反
対面上の第二連通部近傍に形成され、非噴射領域内の前
記第一電極と電気的に接続する第三電極とが設けられた
ことを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, a non-ejection region that does not eject ink is provided on both sides of the plurality of ink chambers, and the plate has a second communicating portion that communicates with the non-ejection region.
A third electrode that is formed in a part of the inner surface of the second communicating portion and in the vicinity of the second communicating portion on the opposite surface of the plate and that is electrically connected to the first electrode in the non-ejection region is provided. It is characterized by that.
【００２４】請求項６では、前記インク室に連通する前
記第一連通部は、前記プレートの一端側に設けられ、前
記非噴射領域に連通する前記第二連通部は、前記プレー
トの他端側に設けられ、前記第一連通部を包囲するマニ
ホールドから第一連通部を介してインク室にのみインク
が供給されることを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, the first series communication section communicating with the ink chamber is provided at one end of the plate, and the second communication section communicating with the non-ejection region is the other end of the plate. Ink is supplied only to the ink chamber from the manifold that is provided on the side and that surrounds the first communicating portion via the first communicating portion.
【００２５】請求項７では、全ての前記インク室の前記
第一電極は、前記第二電極によって電気的に接続され、
非噴射領域内の片側の隔壁の第一電極は、前記第三電極
によって、その隔壁によって構成されるインク室の他方
の隔壁における非噴射領域側の第一電極と電気的に接続
されており、前記インク室内の前記第一電極が接地さ
れ、且つ前記非噴射領域内の第一電極に電圧が印加され
て、インク室からインクが噴射されることを特徴とす
る。In the present invention, the first electrodes of all the ink chambers are electrically connected by the second electrodes,
The first electrode of the partition on one side in the non-ejection region is electrically connected by the third electrode to the first electrode on the non-ejection region side of the other partition of the ink chamber constituted by the partition. The first electrode in the ink chamber is grounded, and a voltage is applied to the first electrode in the non-ejection region to eject ink from the ink chamber.
【００２６】[0026]
【作用】上記の構成を有する本発明のインク噴射装置で
は、複数の第一連通部が前記複数のインク室のそれぞれ
と連通され、前記第一連通部の内面の少なくとも一部及
び前記インク室の外面上の第一連通部近傍に形成された
第二電極が、前記第一電極と電気的に接続される。In the ink jet device of the present invention having the above-mentioned structure, the plurality of first communicating portions communicate with each of the plurality of ink chambers, and at least a part of the inner surface of the first communicating portion and the ink. A second electrode formed near the first communicating portion on the outer surface of the chamber is electrically connected to the first electrode.
【００２７】[0027]
【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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２８】図１、図２及び図３に示すように、インク
噴射装置３００は、圧電セラミックスプレート３０２と
カバープレート３２０とノズルプレート（図示せず）と
マニホールド部材３０１から構成されている。As shown in FIGS. 1, 2 and 3, the ink ejecting apparatus 300 comprises a piezoelectric ceramic plate 302, a cover plate 320, a nozzle plate (not shown) and a manifold member 301.
【００２９】その圧電セラミックスプレート３０２は、
チタン酸ジルコン酸鉛系（ＰＺＴ）のセラミックス材料
で形成され、圧電セラミックスプレート３０２には、ダ
イヤモンドブレード等により切削加工され、複数の溝３
０３が形成されている。また、その溝３０３の側面とな
る隔壁３０６は矢印３０５の方向に分極されている。そ
れらの溝３０３は同じ深さであり、かつ平行であり、圧
電セラミックスプレート３０２の対向する端面３０２
ａ、３０２ｂに開口して加工されている。この溝３０３
の長さは、従来のチャンネル溝部１７の長さとほぼ同じ
である。The piezoelectric ceramic plate 302 is
The piezoelectric ceramic plate 302 is formed of a lead zirconate titanate (PZT) ceramic material, and the piezoelectric ceramic plate 302 is cut with a diamond blade or the like to form a plurality of grooves 3.
03 is formed. The partition wall 306, which is the side surface of the groove 303, is polarized in the direction of arrow 305. The grooves 303 have the same depth and are parallel to each other, and the opposite end surfaces 302 of the piezoelectric ceramic plate 302 are opposite to each other.
The openings a and 302b are processed. This groove 303
Is approximately the same as the length of the conventional channel groove portion 17.
【００３０】また、圧電セラミックスプレート３０２の
端面３０２ａには、スリット３１１ａが溝３０３に連通
するように１つ置きに形成されている。圧電セラミック
スプレート３０２の端面３０２ｂには、スリット３１１
ｂが溝３０３に連通するように１つ置きに形成されてい
る。そして、スリット３１１ａ、３１１ｂは交互に形成
されており、スリット３１１ａとスリット３１１ｂと
は、隣合う溝３０３に形成されている。尚、スリット３
１１ａは、両外側の溝３０３に設けられている。また、
圧電セラミックプレート３０２の溝３０３加工側に対し
て反対側の面３０２ｃには、パターン３２４、３２５が
形成されている。On the end surface 302a of the piezoelectric ceramic plate 302, slits 311a are formed every other one so as to communicate with the groove 303. A slit 311 is formed on the end surface 302b of the piezoelectric ceramic plate 302.
Every other b is formed so as to communicate with the groove 303. The slits 311a and 311b are alternately formed, and the slits 311a and 311b are formed in the adjacent grooves 303. Incidentally, the slit 3
11a are provided in the grooves 303 on both outer sides. Also,
Patterns 324 and 325 are formed on the surface 302c of the piezoelectric ceramic plate 302 opposite to the groove 303 processing side.
【００３１】そして、圧電セラミックスプレート３０２
の溝加工面、且つ端面３０２ａに対して斜め上方の位置
に配置された蒸着源（図示せず）から金属電極３０８、
３０９、３１０が形成される（矢印３３０ａ、３３０ｂ
の方向から蒸着される）。尚、圧電セラミックスプレー
ト３０２の端面３０２ａ及び隔壁３０６の天頂部に金属
電極が形成されないようにマスクしておく。すると、図
１に示すように、金属電極３０８は溝３０３の両側面の
上半分の領域に形成され、金属電極３０９は、スリット
３１１ａが形成されていない溝３０３の端面３０２ａ側
の側面の一部及び底面の一部に形成され、金属電極３１
０はスリット３１１ａの側面のうち端面３０２ａ側に形
成される。尚、金属電極３０８と金属電極３０９とは電
気的に接続され、金属電極３０８と金属電極３１０とは
電気的に接続されている。The piezoelectric ceramic plate 302
From the vapor deposition source (not shown) arranged obliquely above the groove processed surface of the end surface 302a.
309 and 310 are formed (arrows 330a and 330b).
From the direction). The end face 302a of the piezoelectric ceramic plate 302 and the zenith of the partition wall 306 are masked so that metal electrodes are not formed. Then, as shown in FIG. 1, the metal electrode 308 is formed in the upper half regions of both side surfaces of the groove 303, and the metal electrode 309 is a part of the side surface on the end surface 302a side of the groove 303 in which the slit 311a is not formed. And a part of the bottom surface, the metal electrode 31
0 is formed on the end face 302a side of the side faces of the slit 311a. The metal electrode 308 and the metal electrode 309 are electrically connected, and the metal electrode 308 and the metal electrode 310 are electrically connected.
【００３２】次に、圧電セラミックスプレート３０２の
面３０２ｃ、且つ端面３０２ｂに対して斜め上方の位置
に配置された蒸着源（図示せず）から金属電極３１６、
３１７が形成される（矢印３３１ａ、３３１ｂの方向か
ら蒸着される）。尚、圧電セラミックスプレート３０２
の端面３０２ｂ及び面３０２ｃのパターン３２４、３２
５が形成された領域に金属電極が形成されないようにマ
スクしておく。すると、図３に示すように、その金属電
極３１６は、圧電セラミックスプレート３０２の面３０
２ｃにおいてスリット３１１ａの底面より端面３０２ａ
側の領域及びスリット３１１ａ内面の側面の一部に形成
される。このとき、スリット３１１ａに形成された金属
電極３１０上にも金属電極３１６が形成されて、スリッ
ト３１１ａの側面に形成された金属電極３１６が金属電
極３１０を介して金属電極３０８と電気的に接続され
る。このため、スリット３１１ａが形成された溝３０３
ａの片側の隔壁３０６に形成された金属電極３０８が、
その隔壁３０６によって構成される溝３０３ｂを挟む他
の溝３０３ａにおける該溝３０３ｂを構成するもう一つ
の隔壁３０６に形成された金属電極３０８と電気的に接
続される。また、金属電極３１６はパターン３２４に電
気的に接続される。Next, a metal electrode 316 from a vapor deposition source (not shown) disposed obliquely above the surface 302c of the piezoelectric ceramic plate 302 and the end surface 302b.
317 is formed (deposited from the directions of arrows 331a and 331b). The piezoelectric ceramic plate 302
Patterns 324, 32 on the end faces 302b and 302c of the
A mask is formed so that a metal electrode is not formed in the region where 5 is formed. Then, as shown in FIG. 3, the metal electrode 316 is formed on the surface 30 of the piezoelectric ceramic plate 302.
2c from the bottom surface of the slit 311a to the end surface 302a
It is formed in the side region and a part of the side surface of the inner surface of the slit 311a. At this time, the metal electrode 316 is also formed on the metal electrode 310 formed in the slit 311 a, and the metal electrode 316 formed on the side surface of the slit 311 a is electrically connected to the metal electrode 308 via the metal electrode 310. It Therefore, the groove 303 in which the slit 311a is formed
The metal electrode 308 formed on the partition wall 306 on one side of a is
In the other groove 303a sandwiching the groove 303b constituted by the partition wall 306, it is electrically connected to the metal electrode 308 formed on another partition wall 306 constituting the groove 303b. In addition, the metal electrode 316 is electrically connected to the pattern 324.
【００３３】そして、図２及び図３に示すように、金属
電極３１７は、圧電セラミックスプレート３０２の面３
０２ｃにおいてスリット３１１ｂの底面より圧電セラミ
ックスプレート３０２の中央側から端面３０２ｂ側の領
域、スリット３１１ｂ内面の側面の全部及びスリット３
１１ｂの端面３０２ｂ側に形成される。このとき、スリ
ット３１１ｂと連通する溝３０３ｂの金属電極３０８上
にも金属電極３１７が形成されて、スリット３１１ｂの
側面に形成された金属電極３１７と電気的に接続され
る。このため、スリット３１１ｂが形成された溝３０３
ｂの全ての金属電極３０８が金属電極３１７によって電
気的に接続される。また、金属電極３１７はパターン３
２５に電気的に接続される。As shown in FIGS. 2 and 3, the metal electrode 317 is formed on the surface 3 of the piezoelectric ceramic plate 302.
02c, a region from the center side of the piezoelectric ceramic plate 302 to the end face 302b side of the bottom surface of the slit 311b, all the side surfaces of the inner surface of the slit 311b and the slit 3b.
It is formed on the end surface 302b side of 11b. At this time, the metal electrode 317 is also formed on the metal electrode 308 of the groove 303b communicating with the slit 311b, and is electrically connected to the metal electrode 317 formed on the side surface of the slit 311b. Therefore, the groove 303 in which the slit 311b is formed
All metal electrodes 308 of b are electrically connected by metal electrodes 317. In addition, the metal electrode 317 has the pattern 3
25 electrically connected.
【００３４】次に、カバープレート３２０はアルミナで
形成されており、圧電セラミックスプレート３０２の溝
３０３加工側の面と、カバープレート３２０とをエポキ
シ系接着剤３２１（図５）によって接着する。従って、
インク噴射装置３００には、溝３０３の上面が覆われ
て、スリット３１１ｂと連通するインク室３０４及びス
リット３１１ａと連通する非噴射領域としての空気室３
２７が構成される。尚、インク室３０４は溝３０３ａに
対応しており、空気室３２７は溝３０３ｂに対応してい
る。インク室３０４及び空気室３２７は長方形断面の細
長い形状であり、全てのインク室３０４はインクが充填
され、空気室３２７は空気が充填される領域である。Next, the cover plate 320 is made of alumina, and the surface of the piezoelectric ceramic plate 302 on the groove 303 processing side is adhered to the cover plate 320 with an epoxy adhesive 321 (FIG. 5). Therefore,
In the ink ejecting apparatus 300, the upper surface of the groove 303 is covered, and the ink chamber 304 communicating with the slit 311b and the air chamber 3 as a non-ejection region communicating with the slit 311a.
27 are configured. The ink chamber 304 corresponds to the groove 303a, and the air chamber 327 corresponds to the groove 303b. The ink chamber 304 and the air chamber 327 have an elongated shape with a rectangular cross section, all the ink chambers 304 are filled with ink, and the air chambers 327 are regions filled with air.
【００３５】圧電セラミックスプレート３０２の端面３
０２ａ及びカバープレート３２０のの端面に、各インク
室３０４の位置に対応した位置にノズル（図示せず）が
設けられたノズルプレート（図示せず）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
て形成される。End face 3 of piezoelectric ceramic plate 302
A nozzle plate (not shown) having nozzles (not shown) provided at positions corresponding to the positions of the ink chambers 304 is adhered to the end surfaces of the 02a and the cover plate 320.
This nozzle plate is formed of a plastic such as polyalkylene (eg, ethylene) terephthalate, polyimide, polyetherimide, polyetherketone, polyethersulfone, polycarbonate, cellulose acetate, or the like.
【００３６】そして、マニホールド部材３０１が、圧電
セラミックスプレート３０２の端面３０２ｂ及び圧電セ
ラミックスプレート３０２の面３０２ｃにおけるスリッ
ト３１１ｂ側に接着される。マニホールド部材３０１に
はマニホールド３２２が形成されており、そのマニホー
ルド３２２はスリット３１１ｂを包囲している。Then, the manifold member 301 is bonded to the end surface 302b of the piezoelectric ceramic plate 302 and the surface 3c of the piezoelectric ceramic plate 302 on the slit 311b side. A manifold 322 is formed on the manifold member 301, and the manifold 322 surrounds the slit 311b.
【００３７】圧電セラミックスプレート３０２の面３０
２ｃに形成されたパターン３２４、３２５が図示しない
フレキシブルプリント基板（図示せず）の配線パターン
と接続される。そのフレキシブルプリント基板の配線パ
ターンは、後述する制御部に接続されたリジット基板
（図示せず）に接続されている。The surface 30 of the piezoelectric ceramic plate 302
The patterns 324 and 325 formed on 2c are connected to a wiring pattern of a flexible printed circuit board (not shown) not shown. The wiring pattern of the flexible printed board is connected to a rigid board (not shown) connected to a control unit described later.
【００３８】次に、制御部のブロック図を示す図４によ
って、制御部の構成を説明する。パターン３２４、３２
５は、前記フレキシブルプリント基板、前記リジット基
板を介して各々個々にＬＳＩチップ３５１に接続され、
クロックライン３５２、データライン３５３、電圧ライ
ン３５４及びアースライン３５５もＬＳＩチップ３５１
に接続されている。ＬＳＩチップ３５１は、クロックラ
イン３５２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３５３上に現れるデータから、ど
のノズルからインク滴の噴射を行うべきかを判断し、噴
射するインク室３０４の両側の空気室３２７の金属電極
３０８に導通するパターン３２４に、電圧ライン３５４
の電圧Ｖを印加する。また、他のパターン３２４及びイ
ンク室３０４の金属電極３０８に導通するパターン３２
５をアースライン３５５に接続する。Next, the configuration of the control unit will be described with reference to FIG. 4, which is a block diagram of the control unit. Patterns 324, 32
5 is individually connected to the LSI chip 351 via the flexible printed circuit board and the rigid circuit board,
The clock line 352, the data line 353, the voltage line 354, and the ground line 355 are also the LSI chip 351.
It is connected to the. The LSI chip 351 judges which nozzle should eject an ink drop from the data appearing on the data line 353 based on the continuous clock pulse supplied from the clock line 352, and the ink chamber 304 to eject the ink drop. The voltage line 354 is formed on the pattern 324 that is electrically connected to the metal electrodes 308 of the air chambers 327 on both sides.
Voltage V is applied. In addition, the pattern 32 that is electrically connected to the other pattern 324 and the metal electrode 308 of the ink chamber 304.
5 to ground line 355.
【００３９】次に、本実施例のインク噴射装置３００の
動作を説明する。図５（ｂ）のインク室３０４ｂからイ
ンク滴を噴射するために、当該インク室３０４ｂの両側
の空気室３２７ｂ、３２７ｃのインク室３０４ｂ側の金
属電極３０８ｃ、３０８ｆに対し電圧パルスをパターン
３２４を介して与え、他の金属電極３０８には、他のパ
ターン３２４、パターン３２５を介して接地する。する
と、隔壁３０６ｂには矢印３１３ｂ方向の電界が発生
し、隔壁３０６ｃには矢印３１３ｃ方向の電界が発生し
て、隔壁３０６ｂと３０６ｃとが互いに離れるように動
く。インク室３０４ｂの容積が増えて、ノズル付近を含
むインク室３０４ｂ内の圧力が減少する。この状態をＬ
／ａで示される時間だけ維持する。すると、その間スリ
ット３１１ｂを介してマニホールド３２２からインクが
供給される。なお、上記Ｌ／ａは、インク室３０４内の
圧力波が、インク室３０４の長手方向（スリット３１１
ｂからノズルプレートまで、またはその逆）に対して、
片道伝播するに必要な時間であり、インク室３０４の長
さＬとインク中での音速ａによって決まる。Next, the operation of the ink ejecting apparatus 300 of this embodiment will be described. In order to eject ink droplets from the ink chamber 304b of FIG. 5B, a voltage pulse is applied via the pattern 324 to the metal electrodes 308c and 308f of the air chambers 327b and 327c on both sides of the ink chamber 304b. The other metal electrode 308 is grounded through the other patterns 324 and 325. Then, an electric field in the direction of arrow 313b is generated in the partition wall 306b and an electric field in the direction of arrow 313c is generated in the partition wall 306c, and the partition walls 306b and 306c move away from each other. The volume of the ink chamber 304b increases, and the pressure in the ink chamber 304b including the vicinity of the nozzle decreases. This state is L
Hold for the time indicated by / a. Then, during that time, ink is supplied from the manifold 322 through the slit 311b. In the above L / a, the pressure wave in the ink chamber 304 is defined by the longitudinal direction (slit 311) of the ink chamber 304.
b to nozzle plate or vice versa)
The time required for one-way propagation is determined by the length L of the ink chamber 304 and the sound velocity a in the ink.
【００４０】圧力波の伝播理論によると、前記の立ち上
げからちょうどＬ／ａの時間経つとインク室３０４ｂ内
の圧力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミング
に合わせて電極３０８ｃ、３０８ｆに印加されている電
圧を０Ｖに戻す。すると、隔壁３０６ｂと３０６ｃは変
形前の状態（図５（ａ））に戻り、インクに圧力が加え
られる。その時、前記正に転じた圧力と、隔壁３０６
ｂ、３０６ｃが変形前の状態に戻って発生した圧力とが
たし合わされ、比較的高い圧力がインク室３０４ｂ内の
インクに与えられて、インク滴がノズルから噴出され
る。According to the propagation theory of the pressure wave, the pressure in the ink chamber 304b reverses and changes to a positive pressure just after a lapse of L / a from the above-mentioned rise, but the electrodes 308c and 308f match with this timing. The voltage applied to is returned to 0V. Then, the partitions 306b and 306c return to the state before deformation (FIG. 5A), and pressure is applied to the ink. At that time, the positive pressure and the partition wall 306
b and 306c return to the pre-deformation state and the generated pressure is added, and a relatively high pressure is applied to the ink in the ink chamber 304b, and an ink droplet is ejected from the nozzle.
【００４１】また、前記実施例においては、まず駆動電
圧をインク室３０４ｂの容積が増加する方向に印加し、
次に駆動電圧の印加を停止しインク室３０４ｂの容積を
自然状態に減少してインク室３０４ｂからインク滴を噴
射していたが、まず駆動電圧をインク室３０４ｂの容積
が減少するように印加してインク室３０４ｂからインク
滴を噴射し、次に駆動電圧の印加を停止してインク室３
０４ｂの容積を前記減少状態から自然状態へと増加させ
てインク室３０４ｂ内にインクを供給してもよい。In the above embodiment, first, the driving voltage is applied in the direction in which the volume of the ink chamber 304b increases,
Next, the application of the drive voltage was stopped, the volume of the ink chamber 304b was reduced to a natural state, and the ink droplets were ejected from the ink chamber 304b. First, the drive voltage was applied so that the volume of the ink chamber 304b decreased. To eject ink droplets from the ink chamber 304b, and then stop applying the drive voltage to the ink chamber 3b.
Ink may be supplied into the ink chamber 304b by increasing the volume of 04b from the reduced state to the natural state.
【００４２】上述したように、本実施例のインク噴射装
置３００では、インクを噴射するインク室３０４ｂに対
して両側の空気室３２７ｂ、３２７ｃのインク室３０４
ｂ側の金属電極３０８ｃ、３０８ｆに対して電圧パルス
をパターン３２４を介して与え、他の金属電極３０８に
は、他のパターン３２４、パターン３２５を介して接地
して、インク室３０４のノズルからインク滴を噴射させ
ているので、インクが充填されたインク室３０４の金属
電極３０８には電圧が印加されないため、金属電極３０
８の劣化がしにくい。従って、インクと金属電極３０８
とを絶縁するための前記絶縁層が必要がなく、そのため
の設備、工程が必要なく、生産性を向上することがで
き、コストを低減することができる。また、インクが充
填されたインク室３０４の金属電極３０８には電圧が印
加されないので、金属電極３０８の耐食性がよい。この
ため、金属電極３０８の耐久が長く、インク噴射装置３
００の寿命が長い。As described above, in the ink ejecting apparatus 300 of this embodiment, the ink chambers 304 of the air chambers 327b and 327c on both sides of the ink chamber 304b for ejecting the ink.
A voltage pulse is applied to the metal electrodes 308c and 308f on the b side through the pattern 324, and the other metal electrode 308 is grounded through the other pattern 324 and the pattern 325 so that ink is ejected from the nozzles of the ink chamber 304. Since the droplet is ejected, no voltage is applied to the metal electrode 308 of the ink chamber 304 filled with the ink, so that the metal electrode 30
8 is hard to deteriorate. Therefore, the ink and the metal electrode 308
There is no need for the insulating layer to insulate, and there is no need for equipment and processes for that, and productivity can be improved and cost can be reduced. Further, since no voltage is applied to the metal electrode 308 of the ink chamber 304 filled with ink, the metal electrode 308 has good corrosion resistance. Therefore, the durability of the metal electrode 308 is long, and the ink ejecting apparatus 3
00 has a long life.
【００４３】また、空気室３２７には、空気が充填され
ているので、隔壁３０６の変形がしやすく、電圧が低く
てよい。Since the air chamber 327 is filled with air, the partition 306 is easily deformed and the voltage may be low.
【００４４】また、本実施例では、圧電セラミックスプ
レート３０２の端面３０２ｂにスリット３１１ｂが形成
されているので、インク室３０４のみがスリット３１１
ｂを介してマニホールド３２２に連通し、空気室３２７
がマニホールド３２２に連通しない。このため、空気室
３２７にインクが供給されることがなく、インク室３０
４ｂからインク滴を噴射するための隔壁３０６ｂ、３０
６ｃの変形が、他のインク室３０４ａ、３０４ｃ等に影
響を及ぼすことがない。従って、各インク室３０４から
良好にインク滴が噴射され、印字品質がよい。Further, in this embodiment, since the slit 311b is formed on the end surface 302b of the piezoelectric ceramic plate 302, only the ink chamber 304 has the slit 311b.
to the manifold 322 via the air chamber 327.
Do not communicate with the manifold 322. Therefore, ink is not supplied to the air chamber 327, and the ink chamber 30
Partition walls 306b, 30 for ejecting ink drops from 4b
The deformation of 6c does not affect the other ink chambers 304a, 304c and the like. Therefore, ink droplets are satisfactorily ejected from each ink chamber 304, and the print quality is good.
【００４５】また、本実施例のインク噴射装置３００で
は、圧電セラミックスプレート３０２の面３０２ｃにお
けるスリット３１１ａの底面より圧電セラミックスプレ
ート３０２の端面３０２ａ側の領域及びスリット３１１
ａ内面の側面の一部に金属電極３１６が形成されている
ので、空気室３２７の片側の金属電極３０８が、インク
室３０４を挟む他の空気室３２７の該インク室３０４側
の金属電極３０８と電気的に接続される。また、圧電セ
ラミックスプレート３０２の面３０２ｃにおけるスリッ
ト３１１ｂの底面より圧電セラミックスプレート３０２
の中央側から端面３０２ｂ側の領域及びスリット３１１
ａ内面の側面の全部に金属電極３１７が形成されるの
で、全てのインク室３０４の金属電極３０８が電気的に
接続される。Further, in the ink ejecting apparatus 300 of the present embodiment, the slit 311 and the region of the surface 302c of the piezoelectric ceramic plate 302 closer to the end surface 302a of the piezoelectric ceramic plate 302 than the bottom surface of the slit 311a.
Since the metal electrode 316 is formed on a part of the side surface of the inner surface of the a, the metal electrode 308 on one side of the air chamber 327 and the metal electrode 308 on the ink chamber 304 side of the other air chamber 327 sandwiching the ink chamber 304. It is electrically connected. Further, from the bottom surface of the slit 311b on the surface 302c of the piezoelectric ceramic plate 302, the piezoelectric ceramic plate 302
From the center side to the end face 302b side and the slit 311
Since the metal electrodes 317 are formed on all of the inner side surfaces of the inner surface a, the metal electrodes 308 of all the ink chambers 304 are electrically connected.
【００４６】このため、従来のようにＲ形状溝部１９
（図８）及び浅溝部１６（図８）を設けなくても、イン
ク室３０４の金属電極３０８の全てを接続し、インク室
３０４を構成する隔壁３０６に形成された両側の空気室
３２７の金属電極３０８を電気的に接続することができ
る。従って、圧電セラミックスプレート３０２の材料が
従来の圧電セラミックスプレート２より少なくてよく、
コストが下がる。また、金属電極３１６、３１７は、圧
電セラミックスプレート３０２の平面である面３０２ｃ
に形成されたパターン３２４、３２５に電気的に接続さ
れるので、パターン３２４、３２５と、フレキシブルプ
リント基板の配線パターンとを良好に且つ容易に電気的
に接続することができる。また、パターン３２４、３２
５の形状や大きさを適切にして、確実に電気的接続をす
ることができる。Therefore, as in the conventional case, the R-shaped groove portion 19 is formed.
(FIG. 8) and even if the shallow groove portion 16 (FIG. 8) is not provided, all the metal electrodes 308 of the ink chamber 304 are connected and the metal of the air chambers 327 on both sides formed in the partition wall 306 forming the ink chamber 304. The electrode 308 can be electrically connected. Therefore, the material of the piezoelectric ceramic plate 302 may be smaller than that of the conventional piezoelectric ceramic plate 2,
Cost down. Further, the metal electrodes 316 and 317 are provided on the surface 302c which is the plane of the piezoelectric ceramic plate 302.
Since it is electrically connected to the patterns 324 and 325 formed in, the patterns 324 and 325 and the wiring pattern of the flexible printed circuit board can be electrically connected satisfactorily and easily. Also, the patterns 324, 32
By making the shape and size of 5 appropriate, the electrical connection can be surely made.
【００４７】更に、上記の様なインク噴射装置３００の
駆動を考えると、インク滴噴射の為には、溝３０３の側
面となる圧電材料で形成された隔壁３０６部分への入力
信号に伴って、ドライバーから所定の電圧を印加する必
要がある。電気的には隔壁３０６を構成する圧電材料は
一種のコンデンサーとして作用することとなる。ここ
で、コンデンサーとしての静電容量（Ｃ）は圧電材料の
隔壁３０６の幅寸法（ｔ）、側面に形成された金属電極
３０８の電極面積（ｓ）及び圧電材料のもつ比誘電率
（ε11 T）で決まり、Ｃ＝ε11 T・ε0・ｓ／ｔとなる
（ここでε0：真空の比誘電率）となる。本実施例のイ
ンク噴射装置３００では、圧電材料で形成されている隔
壁３０６の長さが、従来のチャンネル溝部１７（図８）
にほぼ対応する長さであり、従来のＲ形状溝部１９及び
浅溝部６が形成されていないので、従来のインク噴射装
置１より、前記電極面積ｓが小さくなって前記静電容量
Ｃが従来より小さくなる。このため、従来よりエネルギ
ーの効率が優れている。Further, considering the driving of the ink ejecting apparatus 300 as described above, in order to eject ink droplets, in accordance with an input signal to a partition wall 306 portion formed of a piezoelectric material which is a side surface of the groove 303, It is necessary to apply a predetermined voltage from the driver. Electrically, the piezoelectric material forming the partition wall 306 acts as a kind of capacitor. Here, the capacitance (C) as a capacitor is the width dimension (t) of the partition wall 306 of the piezoelectric material, the electrode area (s) of the metal electrode 308 formed on the side surface, and the relative permittivity (ε 11 ) of the piezoelectric material. T ), and C = ε 11 T · ε 0 · s / t (here, ε 0 : relative permittivity of vacuum). In the ink ejecting apparatus 300 of the present embodiment, the length of the partition wall 306 formed of the piezoelectric material is the same as that of the conventional channel groove portion 17 (FIG. 8).
Since the conventional R-shaped groove portion 19 and the shallow groove portion 6 are not formed, the electrode area s is smaller than that of the conventional ink ejecting apparatus 1 and the electrostatic capacitance C is smaller than that of the conventional ink ejecting apparatus 1. Get smaller. Therefore, the energy efficiency is superior to the conventional one.
【００４８】また、フレキシブルプリント基板を用いず
に、圧電セラミックスプレート３０２のパターン３２
４、３２５を、前記制御部に接続された前記リジット基
板に直接接続することも可能である。Further, the pattern 32 of the piezoelectric ceramic plate 302 is used without using a flexible printed board.
It is also possible to connect 4, 325 directly to the rigid board connected to the controller.
【００４９】尚、空気室３２７の幅をインク室３０４の
幅より小さくすることによって、圧電セラミックスプレ
ート３０２の幅を小さくすることができる。The width of the piezoelectric ceramic plate 302 can be reduced by making the width of the air chamber 327 smaller than the width of the ink chamber 304.
【００５０】また、本実施例では、チタン酸ジルコン酸
鉛系（ＰＺＴ）のセラミックス材料で圧電セラミックス
プレート３０２が形成されて、隔壁３０６を圧電すべり
変形させていたが、圧電セラミックスプレートをチタン
酸鉛系（ＰＴ）のセラミックス材料で形成し、隔壁を圧
電縦変形させてインクを噴射させてもよい。Further, in the present embodiment, the piezoelectric ceramic plate 302 was formed of the lead zirconate titanate (PZT) ceramic material, and the partition wall 306 was piezoelectrically slip deformed. However, the piezoelectric ceramic plate is made of lead titanate. The partition wall may be formed of a ceramic material of the system (PT), and the partition wall may be piezoelectrically deformed vertically to eject the ink.
【００５１】また、本実施例では、複数の溝３０３が形
成された圧電セラミックスプレート３０２の溝加工側の
面に、カバープレート３２０を接着していたが、前記圧
電セラミックスプレート３０２の溝加工側の面に、複数
の溝が形成され、且つ溝の内面に電極が形成された圧電
セラミックスプレートを接着してもよい。Further, in this embodiment, the cover plate 320 is adhered to the groove-processing side surface of the piezoelectric ceramic plate 302 having the plurality of grooves 303 formed therein. A piezoelectric ceramic plate having a plurality of grooves formed on the surface and electrodes formed on the inner surfaces of the grooves may be bonded.
【００５２】更に、本実施例では、インク室３０４及び
空気室３２７を備えたインク噴射装置３００であった
が、図６に示すように、前記空気室３２７が設けられて
いないインク室２０４のみが構成されたインク噴射装置
２００にも本発明を用いることができる。この場合、複
数の溝が形成された圧電セラミックスプレート２０２に
カバープレート２２０が接着されてインク室２０４が構
成され、圧電セラミックスプレート２０４に、インク室
２０４に連通するスリット２１１が設けられ、圧電セラ
ミックスプレート２０２の溝加工側と反対側の面及びス
リット２１１の内面の一部に金属電極２０９が形成され
る。この金属電極２０９は、インク室２０４内の両側の
金属電極２０８に電気的に接続する。尚、金属電極２０
９は、各インク室２０４に対応して形成されている。Further, in the present embodiment, the ink ejecting apparatus 300 is provided with the ink chamber 304 and the air chamber 327, but as shown in FIG. 6, only the ink chamber 204 in which the air chamber 327 is not provided is provided. The present invention can be applied to the configured ink ejecting apparatus 200. In this case, the cover plate 220 is adhered to the piezoelectric ceramic plate 202 having the plurality of grooves to form the ink chamber 204, and the piezoelectric ceramic plate 204 is provided with the slit 211 communicating with the ink chamber 204. A metal electrode 209 is formed on a surface of the groove 202 opposite to the groove processing side and a part of the inner surface of the slit 211. The metal electrode 209 is electrically connected to the metal electrodes 208 on both sides inside the ink chamber 204. The metal electrode 20
9 is formed corresponding to each ink chamber 204.
【００５３】[0053]
【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、複数の第一連通部が前
記複数のインク室のそれぞれと連通され、前記第一連通
部の内面の少なくとも一部及び前記インク室の外面上の
第一連通部近傍に形成された第二電極が、前記第一電極
と電気的に接続されるので、従来のような圧電セラミッ
クスで形成されたＲ形状部および浅溝部が不要となる。
このため、圧電セラミックス材料が少なくなり、コスト
を低減することができる。また、インク噴射装置全体で
の静電容量が従来より低くなり、従来よりエネルギー効
率が優れている。As is apparent from the above description, according to the ink ejecting apparatus of the present invention, the plurality of first communicating portions are communicated with each of the plurality of ink chambers, and the first communicating portion is connected. At least a part of the inner surface of the ink and the second electrode formed in the vicinity of the first continuous portion on the outer surface of the ink chamber are electrically connected to the first electrode, and thus are formed of conventional piezoelectric ceramics. The formed R-shaped portion and the shallow groove portion are unnecessary.
Therefore, the piezoelectric ceramic material is reduced, and the cost can be reduced. In addition, the electrostatic capacity of the entire ink ejecting device is lower than that of the related art, and the energy efficiency is better than that of the related art.
【図１】本発明の一実施例のインク噴射装置を示す斜視
図である。FIG. 1 is a perspective view showing an ink ejecting apparatus according to an embodiment of the invention.
【図２】前記実施例の圧電セラミックスプレートを示す
斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the piezoelectric ceramic plate of the embodiment.
【図３】前記実施例のインク噴射装置を示す説明図であ
る。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the ink ejecting apparatus of the embodiment.
【図４】前記実施例のインク噴射装置の制御部を示すブ
ロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a control unit of the ink ejecting apparatus of the embodiment.
【図５】前記実施例のインク噴射装置の動作を示す説明
図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an operation of the ink ejecting apparatus of the embodiment.
【図６】本発明の他のインク噴射装置を示す説明図であ
る。FIG. 6 is an explanatory diagram showing another ink ejecting apparatus of the invention.
【図７】従来技術のインク噴射装置を示す斜視図であ
る。FIG. 7 is a perspective view showing a conventional ink ejecting apparatus.
【図８】従来技術の溝加工を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a conventional groove processing.
【図９】従来技術の圧電セラミックスプレートの電極形
成工程を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory view showing an electrode forming process of a conventional piezoelectric ceramic plate.
【図１０】従来技術のインク噴射装置の制御部を示す説
明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a control unit of a conventional ink ejecting apparatus.
【図１１】従来技術のインク噴射装置の断面図である。FIG. 11 is a sectional view of a conventional ink ejecting apparatus.
【図１２】従来技術のインク噴射装置の作動状態を示す
説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing an operating state of a conventional ink ejecting apparatus.
３００ インク噴射装置 ３０２ 圧電セラミックスプレート ３０３ 溝 ３０４ インク室 ３０５ 分極方向 ３０６ 隔壁 ３０８ 金属電極 ３１０ 金属電極 ３１６ 金属電極 ３１７ 金属電極 ３１１ａ スリット ３１１ｂ スリット ３２０ カバープレート 300 Ink Ejector 302 Piezoelectric Ceramic Plate 303 Groove 304 Ink Chamber 305 Polarization Direction 306 Partition 308 Metal Electrode 310 Metal Electrode 316 Metal Electrode 317 Metal Electrode 311a Slit 311b Slit 320 Cover Plate
Claims (7)
成された隔壁によって隔てられた複数のインク室と、前
記隔壁の前記圧電セラミックス部に形成された第一電極
とを有するインク噴射装置において、 前記複数のインク室のそれぞれと連通する複数の第一連
通部と、 前記第一連通部の内面の少なくとも一部及び前記インク
室の外面上の前記第一連通部近傍に形成され、前記第一
電極と電気的に接続する第二電極とを備えたことを特徴
とするインク噴射装置。1. An ink ejecting apparatus comprising: a plurality of ink chambers separated by partition walls, at least a part of which is formed of piezoelectric ceramics; and a first electrode formed on the piezoelectric ceramics portion of the partition walls. A plurality of first communicating portions communicating with each of the ink chambers, at least a part of an inner surface of the first communicating portion and an outer surface of the ink chamber formed in the vicinity of the first communicating portion, An ink ejecting apparatus comprising: a first electrode and a second electrode electrically connected to the first electrode.
られた複数の溝が形成されたプレートにカバー部材が接
着されて構成され、前記第一連通部は、前記プレートに
形成され、前記第二電極は、前記第一連通部の内面の少
なくとも一部及び前記プレートの溝形成面に対して反対
面上の第一連通部近傍に形成されたことを特徴とする請
求項１記載のインク噴射装置。2. The ink chamber is configured by adhering a cover member to a plate in which a plurality of grooves separated by the partition wall are formed, and the first continuous portion is formed in the plate, The two electrodes are formed in at least a part of an inner surface of the first continuous portion and in the vicinity of the first continuous portion on the surface opposite to the groove forming surface of the plate. Ink jet device.
のパターンが形成され、そのパターンと前記第二電極と
が電気的に接続されていることを特徴とする請求項２記
載のインク噴射装置。3. The ink jet according to claim 2, wherein a conductive pattern is formed on the opposite surface of the plate, and the pattern and the second electrode are electrically connected. apparatus.
壁を駆動するための制御部に直接電気的に接続されてい
ることを特徴とする請求項３記載のインク噴射装置。4. The ink ejecting apparatus according to claim 3, wherein the pattern of the plate is directly electrically connected to a control unit for driving the partition wall.
噴射しない非噴射領域が設けられ、前記プレートには、
前記非噴射領域と連通する第二連通部と、前記第二連通
部の内面の一部及び前記プレートの前記反対面上の第二
連通部近傍に形成され、非噴射領域内の前記第一電極と
電気的に接続する第三電極とが設けられたことを特徴と
する請求項２記載のインク噴射装置。5. A non-ejection region that does not eject ink is provided on both sides of the plurality of ink chambers, and the plate includes:
A second communication part that communicates with the non-injection region, a part of the inner surface of the second communication part, and the first electrode formed in the vicinity of the second communication part on the opposite surface of the plate and in the non-injection region. The ink ejecting apparatus according to claim 2, further comprising: a third electrode electrically connected to the third electrode.
は、前記プレートの一端側に設けられ、前記非噴射領域
に連通する前記第二連通部は、前記プレートの他端側に
設けられ、前記第一連通部を包囲するマニホールドから
第一連通部を介してインク室にのみインクが供給される
ことを特徴とする請求項５記載のインク噴射装置。6. The first series communication section communicating with the ink chamber is provided on one end side of the plate, and the second communication section communicating with the non-ejection region is provided on the other end side of the plate. The ink ejecting apparatus according to claim 5, wherein ink is supplied only from the manifold that surrounds the first communicating portion to the ink chamber through the first communicating portion.
前記第二電極によって電気的に接続され、非噴射領域内
の片側の隔壁の第一電極は、前記第三電極によって、そ
の隔壁によって構成されるインク室の他方の隔壁におけ
る非噴射領域側の第一電極と電気的に接続されており、
前記インク室内の前記第一電極が接地され、且つ前記非
噴射領域内の第一電極に電圧が印加されて、インク室か
らインクが噴射されることを特徴とする請求項５記載の
インク噴射装置。7. The first electrodes of all the ink chambers are
The first electrode of the partition on one side in the non-ejection region electrically connected by the second electrode is the third electrode on the non-ejection region side of the other partition of the ink chamber constituted by the partition. Electrically connected to one electrode,
The ink ejecting apparatus according to claim 5, wherein the first electrode in the ink chamber is grounded, and a voltage is applied to the first electrode in the non-ejection region to eject ink from the ink chamber. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28470493A JP3152036B2 (en) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | Ink jet device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28470493A JP3152036B2 (en) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | Ink jet device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07137245A true JPH07137245A (en) | 1995-05-30 |
| JP3152036B2 JP3152036B2 (en) | 2001-04-03 |
Family
ID=17681900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28470493A Expired - Lifetime JP3152036B2 (en) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | Ink jet device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3152036B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017052214A (en) * | 2015-09-10 | 2017-03-16 | エスアイアイ・プリンテック株式会社 | Liquid jet head and liquid jet device |
| EP3357696A1 (en) | 2017-02-03 | 2018-08-08 | SII Printek Inc | Liquid ejecting head chip, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus |
-
1993
- 1993-11-15 JP JP28470493A patent/JP3152036B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017052214A (en) * | 2015-09-10 | 2017-03-16 | エスアイアイ・プリンテック株式会社 | Liquid jet head and liquid jet device |
| EP3357696A1 (en) | 2017-02-03 | 2018-08-08 | SII Printek Inc | Liquid ejecting head chip, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus |
| US10427404B2 (en) | 2017-02-03 | 2019-10-01 | Sii Printek Inc. | Liquid ejecting head chip, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3152036B2 (en) | 2001-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0812688B1 (en) | Ink ejecting device | |
| JP3163878B2 (en) | Ink jet device | |
| JP3052692B2 (en) | Print head and method of manufacturing the same | |
| JP3183010B2 (en) | Ink jet device | |
| JP3147680B2 (en) | Ink ejecting apparatus and manufacturing method thereof | |
| JP3186379B2 (en) | Ink jet device | |
| JP3152036B2 (en) | Ink jet device | |
| JP3149663B2 (en) | Ink jet device | |
| JP3152037B2 (en) | Ink jet device | |
| JP3147629B2 (en) | Ink jet device | |
| JP3183075B2 (en) | Ink ejecting apparatus and manufacturing method thereof | |
| JPH08258261A (en) | Ink jet device | |
| JP3211769B2 (en) | Ink jet device | |
| JPH07132591A (en) | Printing head | |
| JP3211602B2 (en) | Ink ejecting apparatus and manufacturing method thereof | |
| JPH0858090A (en) | Ink injection device and manufacture thereof | |
| JP3211768B2 (en) | Ink jet device | |
| JP4193836B2 (en) | Manufacturing method of ink ejecting apparatus | |
| JP3201103B2 (en) | Ink jet device | |
| JP3208966B2 (en) | Ink jet device | |
| JPH07178905A (en) | Ink jet device | |
| JPH07186381A (en) | Ink jet device | |
| JP3471969B2 (en) | Ink ejecting apparatus and manufacturing method thereof | |
| JPH06270402A (en) | Liquid droplet jet device | |
| JPH08290570A (en) | Ink jet head |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080126 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090126 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 8 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090126 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100126 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100126 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 10 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110126 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120126 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120126 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130126 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 13 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140126 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |