JPH07232431A - インク噴射装置 - Google Patents
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- JPH07232431A JPH07232431A JP6026458A JP2645894A JPH07232431A JP H07232431 A JPH07232431 A JP H07232431A JP 6026458 A JP6026458 A JP 6026458A JP 2645894 A JP2645894 A JP 2645894A JP H07232431 A JPH07232431 A JP H07232431A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気的接続の歩留まりが高く、大量生産性に
優れたインク噴射装置を提供することを目的とする。 【構成】 アクチュエータプレート１０２は強誘電性を
有する圧電材料、ベースプレート１０６は導電性材料で
形成され、接合した後、複数の溝１１５及び該溝１１５
を隔てる隔壁１１１が作製される。そして、端から偶数
番目の溝１１５ｂ及び１１５ｄの側面には、開口部から
中央部までに駆動電圧を印加するための電極１１３が形
成され、電極１１３は個々に独立して制御部に接続され
る。また、端から奇数番目の溝１１５ａ、１１５ｃ及び
１１５ｅの内面全体には、電極１１７が形成され、全て
の電極１１７がベースプレート１０６を介して制御部に
接続される。
優れたインク噴射装置を提供することを目的とする。 【構成】 アクチュエータプレート１０２は強誘電性を
有する圧電材料、ベースプレート１０６は導電性材料で
形成され、接合した後、複数の溝１１５及び該溝１１５
を隔てる隔壁１１１が作製される。そして、端から偶数
番目の溝１１５ｂ及び１１５ｄの側面には、開口部から
中央部までに駆動電圧を印加するための電極１１３が形
成され、電極１１３は個々に独立して制御部に接続され
る。また、端から奇数番目の溝１１５ａ、１１５ｃ及び
１１５ｅの内面全体には、電極１１７が形成され、全て
の電極１１７がベースプレート１０６を介して制御部に
接続される。
Description
【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。
るものである。
【０００２】
【従来の技術】今日、これまでのインパクト方式の印字
装置にとってかわり、その市場を大きく拡大しつつある
ノンインパクト方式の印字装置のなかで、原理が最も単
純で、かつ多階調化やカラー化が容易であるものとし
て、インクジェット方式の印字装置が上げられる。なか
でも印字に使用するインク滴のみを噴射するドロップ・
オン・デマンド型が、噴射効率の良さ、ランニングコス
トの安さなどから急速に普及している。
装置にとってかわり、その市場を大きく拡大しつつある
ノンインパクト方式の印字装置のなかで、原理が最も単
純で、かつ多階調化やカラー化が容易であるものとし
て、インクジェット方式の印字装置が上げられる。なか
でも印字に使用するインク滴のみを噴射するドロップ・
オン・デマンド型が、噴射効率の良さ、ランニングコス
トの安さなどから急速に普及している。
【０００３】ドロップ・オン・デマンド型として特公昭
５３−１２１３８号公報に開示されているカイザー型、
あるいは特公昭６１−５９９１４号公報に開示されてい
るサーマルジェット型がその代表的な方式としてある。
このうち、前者は小型化が難しく、後者は高熱をインク
に加えるためにインクの耐熱性に対する要求が必要とさ
れ、それぞれに非常に困難な問題を抱えている。
５３−１２１３８号公報に開示されているカイザー型、
あるいは特公昭６１−５９９１４号公報に開示されてい
るサーマルジェット型がその代表的な方式としてある。
このうち、前者は小型化が難しく、後者は高熱をインク
に加えるためにインクの耐熱性に対する要求が必要とさ
れ、それぞれに非常に困難な問題を抱えている。
【０００４】以上のような欠陥を同時に解決する新たな
方式として提案されたのが、特開昭６３−２４７０５１
号公報に開示されているせん断モード型である。
方式として提案されたのが、特開昭６３−２４７０５１
号公報に開示されているせん断モード型である。
【０００５】図３に示すように、上記せん断モード型の
インク噴射装置６００は、底壁６０１、天壁６０２及び
その間のせん断モードアクチュエータ壁６０３からな
る。そのアクチュエータ壁６０３は、底壁６０１に接着
され、且つ矢印６１１方向に分極された下部壁６０７
と、天壁６０２に接着され、且つ矢印６０９方向に分極
された上部壁６０５とからなっている。アクチュエータ
壁６０３は一対となってその間にインク流路６１３を形
成し、且つ次の一対のアクチュエータ壁６０３の間に
は、インク流路６１３よりも狭い空間６１５を形成して
いる。
インク噴射装置６００は、底壁６０１、天壁６０２及び
その間のせん断モードアクチュエータ壁６０３からな
る。そのアクチュエータ壁６０３は、底壁６０１に接着
され、且つ矢印６１１方向に分極された下部壁６０７
と、天壁６０２に接着され、且つ矢印６０９方向に分極
された上部壁６０５とからなっている。アクチュエータ
壁６０３は一対となってその間にインク流路６１３を形
成し、且つ次の一対のアクチュエータ壁６０３の間に
は、インク流路６１３よりも狭い空間６１５を形成して
いる。
【０００６】各インク流路６１３の一端には、ノズル６
１８を有するノズルプレート６１７が固着され、各アク
チュエータ壁６０３の両側面には電極６１９、６２１が
金属層として設けられている。各電極６１９、６２１は
インクと絶縁するための絶縁層（図示せず）で覆われて
いる。そして、空間６１５に面している電極６１９、６
２１はアース６２３に接続され、インク流路６１３内に
設けられている電極６１９、６２１は、アクチュエータ
駆動回路を与えるシリコン・チップ６２５に接続されて
いる。
１８を有するノズルプレート６１７が固着され、各アク
チュエータ壁６０３の両側面には電極６１９、６２１が
金属層として設けられている。各電極６１９、６２１は
インクと絶縁するための絶縁層（図示せず）で覆われて
いる。そして、空間６１５に面している電極６１９、６
２１はアース６２３に接続され、インク流路６１３内に
設けられている電極６１９、６２１は、アクチュエータ
駆動回路を与えるシリコン・チップ６２５に接続されて
いる。
【０００７】次に、このインク噴射装置６００の製造方
法を説明する。まず、矢印６１１に分極された圧電セラ
ミックス層を底壁６０１に接着し、矢印６０９に分極さ
れた圧電セラミックス層を天壁６０２に接着する。各圧
電セラミックス層の厚みは、下部壁６０７、上部壁６０
５の高さに等しい。次に、圧電セラミックス層に、平行
な溝をダイヤモンドカッティング円板の回転等によって
形成して、下部壁６０７、上部壁６０５を形成する。そ
して、真空蒸着によって下部壁６０７の側面に電極６１
９を形成し、その電極６１９上に前記絶縁層を設ける。
同様にして上部壁６０５の側面に電極６２１、前記絶縁
層を設ける。
法を説明する。まず、矢印６１１に分極された圧電セラ
ミックス層を底壁６０１に接着し、矢印６０９に分極さ
れた圧電セラミックス層を天壁６０２に接着する。各圧
電セラミックス層の厚みは、下部壁６０７、上部壁６０
５の高さに等しい。次に、圧電セラミックス層に、平行
な溝をダイヤモンドカッティング円板の回転等によって
形成して、下部壁６０７、上部壁６０５を形成する。そ
して、真空蒸着によって下部壁６０７の側面に電極６１
９を形成し、その電極６１９上に前記絶縁層を設ける。
同様にして上部壁６０５の側面に電極６２１、前記絶縁
層を設ける。
【０００８】上部壁６０５の天頂部と下部壁６０７の天
頂部とを接着してインク流路６１３と空間６１５とを形
成する。次に、ノズル６１８が穿孔されているノズルプ
レート６１７を、ノズル６１８がインク流路６１３と対
応するように、底壁６０１、天壁６０２及びアクチュエ
ータ壁６０３の一端に接着し、インク流路６１３と空間
６１５との他端をシリコン・チップ６２５とアース６２
３とに接続する。
頂部とを接着してインク流路６１３と空間６１５とを形
成する。次に、ノズル６１８が穿孔されているノズルプ
レート６１７を、ノズル６１８がインク流路６１３と対
応するように、底壁６０１、天壁６０２及びアクチュエ
ータ壁６０３の一端に接着し、インク流路６１３と空間
６１５との他端をシリコン・チップ６２５とアース６２
３とに接続する。
【０００９】そして、各インク流路６１３の電極６１
９、６２１にシリコン・チップ６２５が電圧を印加する
ことによって、各アクチュエータ壁６０３がインク流路
６１３の容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形し
て、所定時間後電圧印加が停止されてインク流路６１３
の容積が増加状態から自然状態となってインク流路６１
３内のインクに圧力が加えられ、インク滴がノズル６１
８から噴射される。
９、６２１にシリコン・チップ６２５が電圧を印加する
ことによって、各アクチュエータ壁６０３がインク流路
６１３の容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形し
て、所定時間後電圧印加が停止されてインク流路６１３
の容積が増加状態から自然状態となってインク流路６１
３内のインクに圧力が加えられ、インク滴がノズル６１
８から噴射される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成のインク噴射装置６００では、空間６１５に面し
ている電極６１９、６２１はアース６２３に接続され、
インク流路６１３内に設けられている電極６１９、６２
１は、アクチュエータ駆動回路を与えるシリコン・チッ
プ６２５に接続されているが、その電気的接続の具体的
構成および方法が開示されていない。そこで、例えば、
インク流路６１３が５０個あるとすると、空気室６１５
は５１個必要となり、電極６１９、６２１の電気的接続
が１０１カ所であり、その１０１カ所は狭ピッチである
ので、電気的接続が難しく、そのための工程に時間がか
かり、大量生産性に劣るといった問題があった。
た構成のインク噴射装置６００では、空間６１５に面し
ている電極６１９、６２１はアース６２３に接続され、
インク流路６１３内に設けられている電極６１９、６２
１は、アクチュエータ駆動回路を与えるシリコン・チッ
プ６２５に接続されているが、その電気的接続の具体的
構成および方法が開示されていない。そこで、例えば、
インク流路６１３が５０個あるとすると、空気室６１５
は５１個必要となり、電極６１９、６２１の電気的接続
が１０１カ所であり、その１０１カ所は狭ピッチである
ので、電気的接続が難しく、そのための工程に時間がか
かり、大量生産性に劣るといった問題があった。
【００１１】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、大量生産性に優れ、容易に電気
的接続が行えるインク噴射装置を提供することを目的と
する。
になされたものであり、大量生産性に優れ、容易に電気
的接続が行えるインク噴射装置を提供することを目的と
する。
【００１２】
【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、複数の溝を有するアクチュエ
ータ部材と、前記アクチュエータ部材の前記溝の開口部
を塞ぐカバー部材とを有し、前記溝と前記カバー部材と
によって、インクを噴射する噴射チャンネル及びその噴
射チャンネルの両側に設けられインクを噴射しない非噴
射チャンネルが構成されたインク噴射装置であって、少
なくとも前記非噴射チャンネルとなる前記溝の底部を構
成する導電性部材と、前記導電性部材上において、前記
溝を隔て、少なくとも一部が分極された圧電セラミック
スで形成された隔壁と、前記複数の非噴射チャンネルと
なる溝の側面である前記隔壁に形成され、前記導電性部
材と電気的に接続された第一電極と、前記複数の噴射チ
ャンネルとなる溝の側面である前記隔壁に形成され、前
記導電性部材と電気的に接続されない第二電極とを備え
ている。
に本発明の請求項１では、複数の溝を有するアクチュエ
ータ部材と、前記アクチュエータ部材の前記溝の開口部
を塞ぐカバー部材とを有し、前記溝と前記カバー部材と
によって、インクを噴射する噴射チャンネル及びその噴
射チャンネルの両側に設けられインクを噴射しない非噴
射チャンネルが構成されたインク噴射装置であって、少
なくとも前記非噴射チャンネルとなる前記溝の底部を構
成する導電性部材と、前記導電性部材上において、前記
溝を隔て、少なくとも一部が分極された圧電セラミック
スで形成された隔壁と、前記複数の非噴射チャンネルと
なる溝の側面である前記隔壁に形成され、前記導電性部
材と電気的に接続された第一電極と、前記複数の噴射チ
ャンネルとなる溝の側面である前記隔壁に形成され、前
記導電性部材と電気的に接続されない第二電極とを備え
ている。
【００１３】請求項２では、前記隔壁は、全体が分極さ
れた圧電セラミックスで形成され、前記第二電極は、溝
の開口部から半分の領域に形成されたことを特徴とす
る。
れた圧電セラミックスで形成され、前記第二電極は、溝
の開口部から半分の領域に形成されたことを特徴とす
る。
【００１４】請求項３では、前記隔壁は、前記溝の開口
部から半分の領域が分極された圧電セラミックスで形成
され、他の半分の領域が絶縁体で形成されたことを特徴
とする。
部から半分の領域が分極された圧電セラミックスで形成
され、他の半分の領域が絶縁体で形成されたことを特徴
とする。
【００１５】請求項４では、前記隔壁は、溝の開口部か
ら半分の領域が分極された圧電セラミックスで形成さ
れ、他の半分の領域が前記分極方向と反対方向に分極さ
れた圧電セラミックスで形成されたことを特徴とする。
ら半分の領域が分極された圧電セラミックスで形成さ
れ、他の半分の領域が前記分極方向と反対方向に分極さ
れた圧電セラミックスで形成されたことを特徴とする。
【００１６】請求項５では、前記第一電極は、前記複数
の非噴射チャンネルとなる溝の内面全体に形成されたこ
とを特徴とする。
の非噴射チャンネルとなる溝の内面全体に形成されたこ
とを特徴とする。
【００１７】請求項６では、前記複数の非噴射チャンネ
ルとなる溝の深さは、前記複数の噴射チャンネルとなる
溝の深さより深く形成されて、非噴射チャンネルの底部
が導伝性部材で形成され、前記噴射チャンネルの底部が
前記導電性部材で形成されなく、前記第二電極は、前記
複数の噴射チャンネルとなる溝の内面全体に形成された
ことを特徴とする。
ルとなる溝の深さは、前記複数の噴射チャンネルとなる
溝の深さより深く形成されて、非噴射チャンネルの底部
が導伝性部材で形成され、前記噴射チャンネルの底部が
前記導電性部材で形成されなく、前記第二電極は、前記
複数の噴射チャンネルとなる溝の内面全体に形成された
ことを特徴とする。
【００１８】
【作用】上記の構成を有する本発明のインク噴射装置で
は、前記導電性部材が少なくとも前記非噴射チャンネル
となる前記溝の底部を構成し、前記第一電極が、前記非
噴射チャンネルとなる溝の側面である前記隔壁に形成さ
れ、且つ前記導電性部材と電気的に接続し、前記第二電
極が、前記導電性部材と電気的に接続されないように、
噴射チャンネルとなる溝の側面である前記隔壁に形成さ
れることによって、全ての前記第一電極が導電性部材を
介して電気的に接続されて、導電性部材が共通電極とな
り、全ての第一電極の制御部への電気的コネクトが少な
くとも一カ所で接続することができる。
は、前記導電性部材が少なくとも前記非噴射チャンネル
となる前記溝の底部を構成し、前記第一電極が、前記非
噴射チャンネルとなる溝の側面である前記隔壁に形成さ
れ、且つ前記導電性部材と電気的に接続し、前記第二電
極が、前記導電性部材と電気的に接続されないように、
噴射チャンネルとなる溝の側面である前記隔壁に形成さ
れることによって、全ての前記第一電極が導電性部材を
介して電気的に接続されて、導電性部材が共通電極とな
り、全ての第一電極の制御部への電気的コネクトが少な
くとも一カ所で接続することができる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を具体化した第一実施例を図面
を参照して説明する。まず、インク噴射装置の断面図を
示す図１によって、本発明の第一実施例の構成を具体的
に説明する。インク噴射装置１０１は、アクチュエータ
プレート１０２、ベースプレート１０６、カバープレー
ト３及びノズルプレート（図示せず）とから構成されて
いる。アクチュエータプレート１０２は、強誘電性を有
する圧電材料、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）
系のセラミックス材料等で形成され、また、ベースプレ
ート１０６は、導電性材料、例えばニッケル、アルミニ
ウム、銅、鉄などの金属や、超硬合金などのサーメッ
ト、カーボン等で形成される。これらアクチュエータプ
レート１０２とベースプレート１０６は、エポキシ系接
着剤等の接着剤や拡散接合、一体焼結等によって接合さ
れ、その後、アクチュエータプレート１０２は矢印５方
向に分極処理が施される。
を参照して説明する。まず、インク噴射装置の断面図を
示す図１によって、本発明の第一実施例の構成を具体的
に説明する。インク噴射装置１０１は、アクチュエータ
プレート１０２、ベースプレート１０６、カバープレー
ト３及びノズルプレート（図示せず）とから構成されて
いる。アクチュエータプレート１０２は、強誘電性を有
する圧電材料、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）
系のセラミックス材料等で形成され、また、ベースプレ
ート１０６は、導電性材料、例えばニッケル、アルミニ
ウム、銅、鉄などの金属や、超硬合金などのサーメッ
ト、カーボン等で形成される。これらアクチュエータプ
レート１０２とベースプレート１０６は、エポキシ系接
着剤等の接着剤や拡散接合、一体焼結等によって接合さ
れ、その後、アクチュエータプレート１０２は矢印５方
向に分極処理が施される。
【００２０】アクチュエータプレート１０２とベースプ
レート１０６との接合体には、アクチュエータプレート
１０２側から、ダイヤモンドブレード等を使用した切削
加工等によって複数の溝１１５及び該溝１１５を隔てる
隔壁１１１が作製される。溝１１５はアクチュエータプ
レート１０２とベースプレート１０６との接合体のほぼ
全域で同じ深さの平行な溝で、その底部はベースプレー
ト１０６によって形成されている。尚、溝１１５は、後
述のノズルプレート接合側と反対側の端面に近づくにつ
れて徐々に浅くなり、該端面付近では底部がベースプレ
ート１０６で形成されていない平行な浅溝（図示せず）
となるように作製される。
レート１０６との接合体には、アクチュエータプレート
１０２側から、ダイヤモンドブレード等を使用した切削
加工等によって複数の溝１１５及び該溝１１５を隔てる
隔壁１１１が作製される。溝１１５はアクチュエータプ
レート１０２とベースプレート１０６との接合体のほぼ
全域で同じ深さの平行な溝で、その底部はベースプレー
ト１０６によって形成されている。尚、溝１１５は、後
述のノズルプレート接合側と反対側の端面に近づくにつ
れて徐々に浅くなり、該端面付近では底部がベースプレ
ート１０６で形成されていない平行な浅溝（図示せず）
となるように作製される。
【００２１】そして、端から奇数番目の溝１１５ａ、１
１５ｃ及び１１５ｅの内面全体には、電極１１７が形成
され、これによって、溝１１５ａ、１１５ｃ及び１１５
ｅの内面の電極１１７は、ベースプレート１０６によっ
て電気的に接続される。つまりベースプレート１０６の
電位を０とすることで全ての電極１１７の電位を０に保
つことができる。また、端から偶数番目の溝１１５ｂ及
び１１５ｄの側面には、溝１１５ｂ及び１１５ｄの開口
部から中央部までに電極１１３が形成される。該電極１
１３は同時に前記浅溝の内部全体にも形成されるので、
溝１１５ｂ及び１１５ｄの両側の隔壁１１１に形成され
た電極、例えば、溝１１５ｂの電極１１３ａと１１３ｂ
とは電気的に接続されている。
１５ｃ及び１１５ｅの内面全体には、電極１１７が形成
され、これによって、溝１１５ａ、１１５ｃ及び１１５
ｅの内面の電極１１７は、ベースプレート１０６によっ
て電気的に接続される。つまりベースプレート１０６の
電位を０とすることで全ての電極１１７の電位を０に保
つことができる。また、端から偶数番目の溝１１５ｂ及
び１１５ｄの側面には、溝１１５ｂ及び１１５ｄの開口
部から中央部までに電極１１３が形成される。該電極１
１３は同時に前記浅溝の内部全体にも形成されるので、
溝１１５ｂ及び１１５ｄの両側の隔壁１１１に形成され
た電極、例えば、溝１１５ｂの電極１１３ａと１１３ｂ
とは電気的に接続されている。
【００２２】次に、溝１１５ｂ及び１１５ｄに対応した
位置にインク供給孔（図示せず）が設けられたカバープ
レート３を、前記アクチュエータプレート１０２とベー
スプレート１０６との接合体に、接着剤、例えばエポキ
シ系接着剤等からなる接合層４を介して接合すること
で、溝１１５ｂ及び１１５ｄは横方向に互いに間隔を有
する複数のインク液室１１２となり、溝１１５ａ、１１
５ｃ及び１１５ｅはインク液室１１２を隔てる空気室１
１６となる。インク液室１１２及び空気室１１６は長方
形断面の細長い形状であり、隔壁１１１はインク液室１
１２及び空気室１１６の全長にわたって伸びている。イ
ンク液室１１２は、図示しないインク供給源から前記イ
ンク供給孔を介してインクが充填される領域であり、空
気室１１６内は空気が充填される領域である。尚、カバ
ープレート３は、前記浅溝の一部を露出するように接合
されており、そのカバープレート３と浅溝との接合部に
は、図示しな非導伝性の樹脂が設けられて、浅溝からイ
ンクがもれないようにしている。
位置にインク供給孔（図示せず）が設けられたカバープ
レート３を、前記アクチュエータプレート１０２とベー
スプレート１０６との接合体に、接着剤、例えばエポキ
シ系接着剤等からなる接合層４を介して接合すること
で、溝１１５ｂ及び１１５ｄは横方向に互いに間隔を有
する複数のインク液室１１２となり、溝１１５ａ、１１
５ｃ及び１１５ｅはインク液室１１２を隔てる空気室１
１６となる。インク液室１１２及び空気室１１６は長方
形断面の細長い形状であり、隔壁１１１はインク液室１
１２及び空気室１１６の全長にわたって伸びている。イ
ンク液室１１２は、図示しないインク供給源から前記イ
ンク供給孔を介してインクが充填される領域であり、空
気室１１６内は空気が充填される領域である。尚、カバ
ープレート３は、前記浅溝の一部を露出するように接合
されており、そのカバープレート３と浅溝との接合部に
は、図示しな非導伝性の樹脂が設けられて、浅溝からイ
ンクがもれないようにしている。
【００２３】そして、インク液室１１２に対応する位置
にノズルが設けられたノズルプレート（図示せず）が、
前記接合体及びカバープレート３の端面に接合される。
にノズルが設けられたノズルプレート（図示せず）が、
前記接合体及びカバープレート３の端面に接合される。
【００２４】また、溝１１５ｂ及び１１５ｄに連通する
浅溝の内部の電極１１３は、周知のワイヤボンディング
等の手法により、導線（図示せず）で制御部（図示せ
ず）に電気的に接続される。ベースプレート１０６も導
線（図示せず）で前記制御部に接続されている。制御部
は、ベースプレート１０６を接地し、電極１１３には印
字データに基づいて電圧を印加する。
浅溝の内部の電極１１３は、周知のワイヤボンディング
等の手法により、導線（図示せず）で制御部（図示せ
ず）に電気的に接続される。ベースプレート１０６も導
線（図示せず）で前記制御部に接続されている。制御部
は、ベースプレート１０６を接地し、電極１１３には印
字データに基づいて電圧を印加する。
【００２５】インク噴射装置１０１において、所望の印
字データに従って例えばインク液室１１２ａが選択され
ると、前記制御部によって、電極１１３ａと１１３ｂに
急速に正の駆動電圧が印加される。この時、ベースプレ
ート１０６が接地されているので、電極１１７も接地さ
れている。これにより隔壁１１１ａ及び１１１ｂに駆動
電界が作用し、隔壁１１１ａ及び１１１ｂは圧電厚みす
べり効果によってインク液室１１２ａ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１１２ａの容
積が減少してインク液室１１２ａ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１１２ａに連通
するノズルからインク液滴が噴射される。そして、駆動
電圧の印加を停止すると、隔壁１１１ａ及び１１１ｂが
変形前の位置に戻るためインク液室１１２ａ内のインク
圧力が低下し、図示しないインク供給源から前記インク
供給孔を介してインク液室１１２ａにインクが供給され
る。
字データに従って例えばインク液室１１２ａが選択され
ると、前記制御部によって、電極１１３ａと１１３ｂに
急速に正の駆動電圧が印加される。この時、ベースプレ
ート１０６が接地されているので、電極１１７も接地さ
れている。これにより隔壁１１１ａ及び１１１ｂに駆動
電界が作用し、隔壁１１１ａ及び１１１ｂは圧電厚みす
べり効果によってインク液室１１２ａ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１１２ａの容
積が減少してインク液室１１２ａ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１１２ａに連通
するノズルからインク液滴が噴射される。そして、駆動
電圧の印加を停止すると、隔壁１１１ａ及び１１１ｂが
変形前の位置に戻るためインク液室１１２ａ内のインク
圧力が低下し、図示しないインク供給源から前記インク
供給孔を介してインク液室１１２ａにインクが供給され
る。
【００２６】本実施例のインク噴射装置１０１では、全
ての空気室１１６内部の電極１１７がベースプレート１
０６に電気的に接続されているので、ベースプレート１
０６の電位を０とすることで全ての電極１１７の電位を
０に保つことができるため、全ての空気室１１６の電極
１１７を接地するための電気的コネクトが少なくとも一
カ所で接続することができる。従って、前記制御部に接
続するためのワイヤボンディング等による電気的接続が
容易となる。例えば、インク液室１１２が５０個あると
すると、空気室１１６は５１個必要となるが、電極１１
３、１１７と制御部との電気的接続は、５０個のインク
液室１１２の内部の電極１１３とベースプレート１０６
との５１カ所でよく、電気的接続の歩留まりが高く、大
量生産性に優れる。
ての空気室１１６内部の電極１１７がベースプレート１
０６に電気的に接続されているので、ベースプレート１
０６の電位を０とすることで全ての電極１１７の電位を
０に保つことができるため、全ての空気室１１６の電極
１１７を接地するための電気的コネクトが少なくとも一
カ所で接続することができる。従って、前記制御部に接
続するためのワイヤボンディング等による電気的接続が
容易となる。例えば、インク液室１１２が５０個あると
すると、空気室１１６は５１個必要となるが、電極１１
３、１１７と制御部との電気的接続は、５０個のインク
液室１１２の内部の電極１１３とベースプレート１０６
との５１カ所でよく、電気的接続の歩留まりが高く、大
量生産性に優れる。
【００２７】次に、インク噴射装置の断面図を示す図２
によって、本発明の第二実施例の構成を具体的に説明す
る。インク噴射装置２０１は、アクチュエータプレート
２０２、中間プレート２０７、ベースプレート２０６、
カバープレート３及びノズルプレート（図示せず）とか
ら構成されている。アクチュエータプレート２０２は、
強誘電性を有する圧電材料、例えばチタン酸ジルコン酸
鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料等で形成され、ま
た、中間プレート２０７は、絶縁材料、例えばセラミッ
クス材料や樹脂材料等で形成され、ベースプレート２０
６は、導電性材料、例えばニッケル、アルミニウム、
銅、鉄などの金属や、超硬合金などのサーメット、カー
ボン等で形成される。これらアクチュエータプレート２
０２、中間プレート２０７及びベースプレート２０６
は、エポキシ系接着剤等の接着剤や拡散接合、一体焼結
等によって、ベースプレート２０６の上に中間プレート
２０７が接合され、中間プレート２０７の上にアクチュ
エータプレート２０２が接合される。その後、アクチュ
エータプレート２０２は矢印５方向に分極処理が施され
る。
によって、本発明の第二実施例の構成を具体的に説明す
る。インク噴射装置２０１は、アクチュエータプレート
２０２、中間プレート２０７、ベースプレート２０６、
カバープレート３及びノズルプレート（図示せず）とか
ら構成されている。アクチュエータプレート２０２は、
強誘電性を有する圧電材料、例えばチタン酸ジルコン酸
鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料等で形成され、ま
た、中間プレート２０７は、絶縁材料、例えばセラミッ
クス材料や樹脂材料等で形成され、ベースプレート２０
６は、導電性材料、例えばニッケル、アルミニウム、
銅、鉄などの金属や、超硬合金などのサーメット、カー
ボン等で形成される。これらアクチュエータプレート２
０２、中間プレート２０７及びベースプレート２０６
は、エポキシ系接着剤等の接着剤や拡散接合、一体焼結
等によって、ベースプレート２０６の上に中間プレート
２０７が接合され、中間プレート２０７の上にアクチュ
エータプレート２０２が接合される。その後、アクチュ
エータプレート２０２は矢印５方向に分極処理が施され
る。
【００２８】アクチュエータプレート２０２、中間プレ
ート２０７及びベースプレート２０６の接合体には、ア
クチュエータプレート２０２側から、ダイヤモンドブレ
ード等を使用した切削加工等によって複数の溝２１５及
び該溝２１５を隔てる隔壁２１１が作製される。端から
奇数番目の溝２１５ａ、２１５ｃ及び２１５ｅの深さ
は、端から偶数番目の溝２１５ｂ及び２１５ｄの深さよ
り深くなっている。このため、端から奇数番目の溝２１
５ａ、２１５ｃ及び２１５ｅの底部はベースプレート２
０６で形成されており、端から偶数番目の溝２１５ｂ及
び２１５ｄの底部は中間プレート２０７で形成されてい
る。これにより、溝２１５ｂ及び２１５ｄの側面である
隔壁２１１は、開口部から中央部までの上半分の領域が
アクチュエータプレート２０２で形成され、下半分の領
域が中間プレート２０７で形成される。また、溝２１５
は、前記接合体のほぼ全域で平行な溝であるが、後述の
ノズルプレート接合側と反対側の端面に近づくにつれて
徐々に浅くなり、該端面付近では底部がアクチュエータ
プレート２０２で形成された浅く平行な浅溝となるよう
に作製される。
ート２０７及びベースプレート２０６の接合体には、ア
クチュエータプレート２０２側から、ダイヤモンドブレ
ード等を使用した切削加工等によって複数の溝２１５及
び該溝２１５を隔てる隔壁２１１が作製される。端から
奇数番目の溝２１５ａ、２１５ｃ及び２１５ｅの深さ
は、端から偶数番目の溝２１５ｂ及び２１５ｄの深さよ
り深くなっている。このため、端から奇数番目の溝２１
５ａ、２１５ｃ及び２１５ｅの底部はベースプレート２
０６で形成されており、端から偶数番目の溝２１５ｂ及
び２１５ｄの底部は中間プレート２０７で形成されてい
る。これにより、溝２１５ｂ及び２１５ｄの側面である
隔壁２１１は、開口部から中央部までの上半分の領域が
アクチュエータプレート２０２で形成され、下半分の領
域が中間プレート２０７で形成される。また、溝２１５
は、前記接合体のほぼ全域で平行な溝であるが、後述の
ノズルプレート接合側と反対側の端面に近づくにつれて
徐々に浅くなり、該端面付近では底部がアクチュエータ
プレート２０２で形成された浅く平行な浅溝となるよう
に作製される。
【００２９】溝２１５ａ、２１５ｃ及び２１５ｅの内面
全体には電極２１７が形成され、これによって、溝２１
５ａ、２１５ｃ及び２１５ｅの内面の全ての電極２１７
は、ベースプレート２０６に電気的に接続される。つま
り、ベースプレート２０６の電位を０とすることで全て
の電極２１７の電位を０に保つことができる。また、溝
２１５ｂ及び２１５ｄの内面全体には駆動電圧を印加す
るための電極２１３が形成される。該電極２１３は同時
に前記浅溝の内部全体にも形成される。
全体には電極２１７が形成され、これによって、溝２１
５ａ、２１５ｃ及び２１５ｅの内面の全ての電極２１７
は、ベースプレート２０６に電気的に接続される。つま
り、ベースプレート２０６の電位を０とすることで全て
の電極２１７の電位を０に保つことができる。また、溝
２１５ｂ及び２１５ｄの内面全体には駆動電圧を印加す
るための電極２１３が形成される。該電極２１３は同時
に前記浅溝の内部全体にも形成される。
【００３０】前記アクチュエータプレート２０２、中間
プレート２０７及びベースプレート２０６の接合体とカ
バープレート３とを、接着剤、例えばエポキシ系接着剤
等からなる接合層４を介して接合することで、溝２１５
ｂ及び２１５ｄは横方向に互いに間隔を有する複数のイ
ンク液室２１２となり、溝２１５ａ、２１５ｃ及び２１
５ｅはインク液室２１２を隔てる空気室２１６となる。
プレート２０７及びベースプレート２０６の接合体とカ
バープレート３とを、接着剤、例えばエポキシ系接着剤
等からなる接合層４を介して接合することで、溝２１５
ｂ及び２１５ｄは横方向に互いに間隔を有する複数のイ
ンク液室２１２となり、溝２１５ａ、２１５ｃ及び２１
５ｅはインク液室２１２を隔てる空気室２１６となる。
【００３１】そして、インク液室２１２に対応する位置
にノズルが設けられたノズルプレート（図示せず）が、
前記接合体及びカバープレート３の端面に接合される。
にノズルが設けられたノズルプレート（図示せず）が、
前記接合体及びカバープレート３の端面に接合される。
【００３２】また、溝２１５ｂ及び２１５ｄに連通する
浅溝の内部の電極２１３は、第一実施例と同様に制御部
（図示せず）に電気的に接続される。また、ベースプレ
ート２０６も第一実施例と同様に前記制御部に接続され
ている。
浅溝の内部の電極２１３は、第一実施例と同様に制御部
（図示せず）に電気的に接続される。また、ベースプレ
ート２０６も第一実施例と同様に前記制御部に接続され
ている。
【００３３】インク噴射装置２０１において、所望の印
字データに従って例えばインク液室２１２ａが選択され
ると、前記制御部によって、電極２１３ａに急速に正の
駆動電圧が印加される。この時、ベースプレート２０６
が接地されているので、電極２１７も接地されている。
これにより隔壁２１１ａ及び２１１ｂに駆動電界が作用
し、隔壁２１１ａ及び２１１ｂのアクチュエータプレー
ト２０２の部分が圧電厚みすべり効果によるインク液室
２１２ａの内部方向への変形に伴って、隔壁２１１ａ及
び２１１ｂの中間プレート２０７の部分がインク液室２
１２ａの内部方向変形される。この変形によってインク
液室２１２ａの容積が減少してインク液室２１２ａ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２１２ａに連通するノズル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、隔壁２１１ａ
及び２１１ｂが変形前の位置に戻るためインク液室２１
２ａ内のインク圧力が低下し、図示しないインク供給源
から前記インク供給孔を介してインク液室２１２ａにイ
ンクが供給される。
字データに従って例えばインク液室２１２ａが選択され
ると、前記制御部によって、電極２１３ａに急速に正の
駆動電圧が印加される。この時、ベースプレート２０６
が接地されているので、電極２１７も接地されている。
これにより隔壁２１１ａ及び２１１ｂに駆動電界が作用
し、隔壁２１１ａ及び２１１ｂのアクチュエータプレー
ト２０２の部分が圧電厚みすべり効果によるインク液室
２１２ａの内部方向への変形に伴って、隔壁２１１ａ及
び２１１ｂの中間プレート２０７の部分がインク液室２
１２ａの内部方向変形される。この変形によってインク
液室２１２ａの容積が減少してインク液室２１２ａ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２１２ａに連通するノズル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、隔壁２１１ａ
及び２１１ｂが変形前の位置に戻るためインク液室２１
２ａ内のインク圧力が低下し、図示しないインク供給源
から前記インク供給孔を介してインク液室２１２ａにイ
ンクが供給される。
【００３４】本実施例のインク噴射装置２０１では、空
気室２１６内部の全ての電極２１７がベースプレート２
０６に電気的に接続されているので、ベースプレート２
０６の電位を０とすることで全ての電極２１７の電位を
０に保つことができるため、全ての空気室１１６の電極
１１７を接地するための電気的コネクトが少なくとも一
カ所で接続することができる。従って、前記制御部に接
続するためのワイヤボンディング等による電気的接続が
容易となる。例えば、インク液室２１２が５０個あると
すると、空気室２１６は５１個必要となるが、電極の電
気的接続は５０個のインク液室２１２の内部の電極２１
３とベースプレート２０６との５１カ所でよく、電気的
接続の歩留まりが高く、大量生産性に優れる。
気室２１６内部の全ての電極２１７がベースプレート２
０６に電気的に接続されているので、ベースプレート２
０６の電位を０とすることで全ての電極２１７の電位を
０に保つことができるため、全ての空気室１１６の電極
１１７を接地するための電気的コネクトが少なくとも一
カ所で接続することができる。従って、前記制御部に接
続するためのワイヤボンディング等による電気的接続が
容易となる。例えば、インク液室２１２が５０個あると
すると、空気室２１６は５１個必要となるが、電極の電
気的接続は５０個のインク液室２１２の内部の電極２１
３とベースプレート２０６との５１カ所でよく、電気的
接続の歩留まりが高く、大量生産性に優れる。
【００３５】尚、第一、第二実施例においては、インク
を噴射するインク液室の数を２個しか例示しなかった
が、インク液室の数は５０個、１００個などいくつであ
ってもよい。
を噴射するインク液室の数を２個しか例示しなかった
が、インク液室の数は５０個、１００個などいくつであ
ってもよい。
【００３６】また、第一、第二実施例においては、まず
駆動電圧をインク液室１１２、２１２の容積が減少する
方向に印加してインク液滴を噴射させ、その後駆動電圧
の印加を停止してインク液室１１２、２１２を変形前の
状態に戻し、インク液室１１２、２１２内にインクを供
給させていたが、駆動電圧をインク液室１１２、２１２
の容積が増加する方向に印加してインク液室１１２、２
１２内にインクを供給させた後に駆動電圧の印加を停止
して、その後インク液室１１２、２１２を変形前の状態
に戻してインクを噴射させてもよい。
駆動電圧をインク液室１１２、２１２の容積が減少する
方向に印加してインク液滴を噴射させ、その後駆動電圧
の印加を停止してインク液室１１２、２１２を変形前の
状態に戻し、インク液室１１２、２１２内にインクを供
給させていたが、駆動電圧をインク液室１１２、２１２
の容積が増加する方向に印加してインク液室１１２、２
１２内にインクを供給させた後に駆動電圧の印加を停止
して、その後インク液室１１２、２１２を変形前の状態
に戻してインクを噴射させてもよい。
【００３７】また、第一、第二実施例においては、空気
室１１６、２１６の内部に空気が充填されていたが、弾
性率がアクチュエータプレート１０２、２０２よりも小
さい材料、例えば、ゴム、スポンジ、樹脂等の材料が空
気室１１６、２１６の一部または全部に充填されていて
もよい。
室１１６、２１６の内部に空気が充填されていたが、弾
性率がアクチュエータプレート１０２、２０２よりも小
さい材料、例えば、ゴム、スポンジ、樹脂等の材料が空
気室１１６、２１６の一部または全部に充填されていて
もよい。
【００３８】また、第二実施例においては、中間プレー
ト２０７は、絶縁材料、例えばセラミックス材料や樹脂
材料等で形成されていたが、アクチュエータプレート２
０２の分極方向と反対方向に分極された強誘電性を有す
る圧電材料、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系
のセラミックス材料等で形成してもよい。
ト２０７は、絶縁材料、例えばセラミックス材料や樹脂
材料等で形成されていたが、アクチュエータプレート２
０２の分極方向と反対方向に分極された強誘電性を有す
る圧電材料、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系
のセラミックス材料等で形成してもよい。
【００３９】また、第二実施例においては、ベースプレ
ート２０６上に中間プレート２０７が接合され、その中
間プレート２０７上にアクチュエータプレート２０２が
接合されていたが、ベースプレート２０６上にアクチュ
エータプレート２０２が接合され、そのアクチュエータ
プレート２０２上に中間プレート２０７が接合されても
よい。
ート２０６上に中間プレート２０７が接合され、その中
間プレート２０７上にアクチュエータプレート２０２が
接合されていたが、ベースプレート２０６上にアクチュ
エータプレート２０２が接合され、そのアクチュエータ
プレート２０２上に中間プレート２０７が接合されても
よい。
【００４０】
【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、前記導電性部材が少な
くとも前記非噴射チャンネルとなる前記溝の底部を構成
し、前記第一電極が、前記非噴射チャンネルとなる溝の
側面である前記隔壁に形成され、且つ前記導電性部材と
電気的に接続し、前記第二電極が、前記導電性部材と電
気的に接続されないように、噴射チャンネルとなる溝の
側面である前記隔壁に形成されているので、前記第二電
極が個々に電気的に独立されて前記制御部に接続され、
全ての前記第一電極が導電性部材を介して電気的に接続
されて、導電性部材が共通電極となり、全ての第一電極
の制御部への電気的コネクトが少なくとも一カ所で接続
することができる。従って、電気的コネクト数が少なく
なって、前記制御部への電気的接続が容易である。ま
た、第二電極との電気的コネクトは、従来よりピッチが
広くなって、前記制御部への電気的接続が容易である。
このため、電気的接続の歩留まりが高く、大量生産性に
優れる。
発明のインク噴射装置によれば、前記導電性部材が少な
くとも前記非噴射チャンネルとなる前記溝の底部を構成
し、前記第一電極が、前記非噴射チャンネルとなる溝の
側面である前記隔壁に形成され、且つ前記導電性部材と
電気的に接続し、前記第二電極が、前記導電性部材と電
気的に接続されないように、噴射チャンネルとなる溝の
側面である前記隔壁に形成されているので、前記第二電
極が個々に電気的に独立されて前記制御部に接続され、
全ての前記第一電極が導電性部材を介して電気的に接続
されて、導電性部材が共通電極となり、全ての第一電極
の制御部への電気的コネクトが少なくとも一カ所で接続
することができる。従って、電気的コネクト数が少なく
なって、前記制御部への電気的接続が容易である。ま
た、第二電極との電気的コネクトは、従来よりピッチが
広くなって、前記制御部への電気的接続が容易である。
このため、電気的接続の歩留まりが高く、大量生産性に
優れる。
【図１】本発明の第一実施例のインク噴射装置を示す断
面図である。
面図である。
【図２】本発明の第二実施例のインク噴射装置を示す断
面図である。
面図である。
【図３】従来例のインク噴射装置を示す説明図である。
３ カバープレート １０１ インク噴射装置 １０２ アクチュエータプレート １０６ ベースプレート １１１ 隔壁 １１２ インク液室 １１３ 電極 １１５ 溝 １１６ 空気室 １１７ 電極 ２０１ インク噴射装置 ２０２ アクチュエータプレート ２０６ ベースプレート ２０７ 中間プレート ２１１ 隔壁 ２１２ インク液室 ２１３ 電極 ２１５ 溝 ２１６ 空気室 ２１７ 電極
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の溝を有するアクチュエータ部材
と、前記アクチュエータ部材の前記溝の開口部を塞ぐカ
バー部材とを有し、前記溝と前記カバー部材とによっ
て、インクを噴射する噴射チャンネル及びその噴射チャ
ンネルの両側に設けられインクを噴射しない非噴射チャ
ンネルが構成されたインク噴射装置であって、 少なくとも前記非噴射チャンネルとなる前記溝の底部を
構成する導電性部材と、 前記導電性部材上において、前記溝を隔て、少なくとも
一部が分極された圧電セラミックスで形成された隔壁
と、 前記複数の非噴射チャンネルとなる溝の側面である前記
隔壁に形成され、前記導電性部材と電気的に接続された
第一電極と、 前記複数の噴射チャンネルとなる溝の側面である前記隔
壁に形成され、前記導電性部材と電気的に接続されない
第二電極とを備えたことを特徴とするインク噴射装置。 - 【請求項２】 前記隔壁は、全体が圧電セラミックスで
形成され、前記第二電極は、溝の開口部から半分の領域
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。 - 【請求項３】 前記隔壁は、溝の開口部から半分の領域
が圧電セラミックスで形成され、他の半分の領域が絶縁
体で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。 - 【請求項４】 前記隔壁は、溝の開口部から半分の領域
が分極された圧電セラミックスで形成され、他の半分の
領域が前記分極の方向と反対方向に分極された圧電セラ
ミックスで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。 - 【請求項５】 前記第一電極は、前記複数の非噴射チャ
ンネルとなる溝の内面全体に形成されたことを特徴とす
る請求項１乃至４記載のインク噴射装置。 - 【請求項６】 前記複数の非噴射チャンネルとなる溝の
深さは、前記複数の噴射チャンネルとなる溝の深さより
深く形成されて、非噴射チャンネルの底部が導伝性部材
で形成され、前記噴射チャンネルの底部が前記導電性部
材で形成されなく、前記第二電極は、前記複数の噴射チ
ャンネルとなる溝の内面全体に形成されたことを特徴と
する請求項１または請求項３または請求項４または請求
項５記載のインク噴射装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02645894A JP3183017B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | インク噴射装置 |
| US08/348,123 US5631680A (en) | 1994-02-24 | 1994-11-28 | Ink-ejecting device and method of manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02645894A JP3183017B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | インク噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07232431A true JPH07232431A (ja) | 1995-09-05 |
| JP3183017B2 JP3183017B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=12194072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02645894A Expired - Lifetime JP3183017B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | インク噴射装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3183017B2 (ja) |
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1994
- 1994-02-24 JP JP02645894A patent/JP3183017B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-28 US US08/348,123 patent/US5631680A/en not_active Expired - Fee Related
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