JPH08187846A - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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Publication number
JPH08187846A
JPH08187846A JP7001083A JP108395A JPH08187846A JP H08187846 A JPH08187846 A JP H08187846A JP 7001083 A JP7001083 A JP 7001083A JP 108395 A JP108395 A JP 108395A JP H08187846 A JPH08187846 A JP H08187846A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
ink
partition wall
ink chamber
piezoelectric ceramic
Prior art date
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Pending
Application number
JP7001083A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsuyoshi Mizutani
剛志 水谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP7001083A priority Critical patent/JPH08187846A/ja
Priority to US08/535,808 priority patent/US5686946A/en
Publication of JPH08187846A publication Critical patent/JPH08187846A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14209Structure of print heads with piezoelectric elements of finger type, chamber walls consisting integrally of piezoelectric material

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極の保護膜形成を不要とし、駆動電極の断
線、ショート等のトラブルを防ぐ。 【構成】 アクチュエーター6の駆動電極14a及び1
4bに駆動電圧Vを印加し、他の駆動電極14及び共通
電極13を接地すると、隔壁8a及び隔壁8bにおける
グリーンシート31bに対応する部分に、分極方向であ
る矢印61方向と同一方向の電界が発生する。すると、
圧電縦効果により隔壁8a及び8bは図中の破線のよう
に膨張し、インク室37aの容積が収縮される。これに
よりインク室37a内部のインクはノズル3aから噴射
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のノズルと、前記
ノズルに連通する複数のインク室と、前記各インク室を
隔て、少なくとも一部が圧電セラミックスで形成された
隔壁とを有するインクジェット記録装置に関する。
【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。
【0003】従来のこの種のインクジェット記録ヘッド
を図8〜図10に示す。図8は従来のインクジェット記
録ヘッドの分解斜視図、図9は図8に示す従来例の組立
後の斜視図、図10は図8、図9に示す従来例の前面図
である。
【0004】図8に於いて、基板21の上に複数の圧電
アクチュエーター22取り付けられており、圧電アクチ
ュエーター22で形成される基板21上の溝は複数のス
ペーサー23によって等しい幅とされている。圧電アク
チュエーター22とスペーサー23との上にカバープレ
ート24が取り付けられることにより、インク室28が
形成される。そして、基板21と各圧電アクチュエータ
ー22とカバープレート24との前面にノズルプレート
25が取り付けられることによって図9に示すようなイ
ンクジェット記録ヘッドが構成される。
【0005】圧電アクチュエーター22は、圧電セラミ
ックスのグリーンシートと、導伝体層とをそれぞれ交互
に積層されたものであり、圧電アクチュエーター22の
外面の一方に電圧を印加する信号電極30aが形成さ
れ、他方に接地するグランド電極30bが形成されてい
る。
【0006】図9に示すように、インク供給口26から
供給されたインクはカバープレート24内部に設けられ
たマニホールド27と各圧電アクチュエーター22間に
形成されたインク室28とに蓄えられる。インク室28
に蓄えられたインクは圧電アクチュエーター22が作動
するとインク室28に連通するようにノズルプレート2
5の形成されたノズル29から噴射される。
【0007】図10に示すように、基板21とカバープ
レート24と圧電アクチュエーター22a及び22bで
インク室28aが形成されている。圧電アクチュエータ
ー22a及び22bに噴射に必要な駆動電圧を印加する
ことにより圧電アクチュエーター22a及び22bは図
中の破線のように膨張し、インク室28aが収縮され
る。これによりインク室28a内部のインクがノズル2
9aから噴射される。このとき、インク室28aに隣接
するインク室28b及び28cも圧電アクチュエーター
22a、22bの作動によって収縮されるが、片側の圧
電アクチュエーター22の作動であるので、インク室2
8b及び28c内のインクは噴射されない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電ア
クチュエーター22を変形させるための信号電極30a
はインク室28内に露出しているため信号電極30aに
高電圧の駆動電圧Vを印加する際インク室28内のイン
クを介して他の信号電極30a、グランド電極30b間
でショートが起こり信号電極30a、グランド電極30
bの表面で電極の断線等のダメージが起こることがあっ
た。このため、インク室28内の信号電極30a、グラ
ンド電極30bの表面に保護膜を形成することが必要と
なり、工程が増え、またそのための装置が必要となり製
造コストがかかるという問題が生じていた。
【0009】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、保護膜の形成を必要としないイ
ンクジェット記録装置を提供することにある。
【0010】
【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、複数のノズルと、前記ノズル
に連通する複数のインク室と、前記各インク室を隔て、
少なくとも一部が圧電セラミックスで形成された隔壁と
を有するインクジェット記録装置に於いて、前記インク
室の内面となる前記隔壁の前記圧電セラミックス部分
に、駆動電圧が印加される電極を設けることなく、前記
隔壁内の前記圧電セラミックス部分に設けられた第一電
極と、前記隔壁内にて、前記第一電極にほぼ平行に設け
られた第二電極と、前記第一電極と前記第二電極との間
に電界を発生させるために駆動電圧を印加する電圧発生
手段とを備えたことを特徴とする。
【0011】請求項2では、間に導電性部材が配設され
た積層圧電セラミックス部材と、前記積層圧電セラミッ
クス部材の積層方向とほぼ直交する方向から1対毎の前
記導電性部材間に対応する位置に形成された複数の溝
と、前記溝形成によって形成され、内部に1対の導電性
部材が配設された前記隔壁と、前記溝の開口部を覆うカ
バー部材とから前記インク室が構成されることを特徴と
する。
【0012】
【作用】上記の構成を有する本発明のインクジェット記
録装置では、前記隔壁内の前記第一電極と前記隔壁内の
第二電極との間に電界を発生させるために、前記電圧発
生手段が駆動電圧を印加すると、前記隔壁が変形して前
記インク室からインクが噴射される。
【0013】
【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。
【0014】図1はインクジェット記録ヘッドの外観斜
視図である。インクジェット記録ヘッドは、アクチュエ
ーター6とカバープレート2とノズルプレート4とから
構成されている。カバープレート2に形成されたインク
供給口11より供給されたインクはインク室37(図
6)に蓄えられる。そして、駆動電極(図示せず)に噴
射に必要な駆動電圧が印加されると、インク室37が圧
縮されインク室37に連通したノズル3よりインクが噴
射される。
【0015】図2は図1に示したインクジェット記録ヘ
ッドの分解斜視図である。アクチュエーター6は複数の
圧電体と導電体層とを積層させて形成された積層圧電素
子であり、溝5は第一電極としての導電体層12aと第
二電極としての導電体層12bとの間を一つおきに、且
つ導電体層12a、12bと平行に形成されている。セ
ラミックスで形成されたカバープレート2はアクチュエ
ーター6の溝5を形成した面(図2によれば上面)に溝
5を覆うようにして接合される。カバープレート2が溝
5の上面を覆うことによって複数のインク室37(図2
では5個)が形成される。このカバープレート2にはイ
ンクを供給するためのインク供給口11が形成されてお
り、図示しないインクタンク内のインクはインク供給口
11を経て前記インク室37へ供給される。そして、カ
バープレート2とアクチュエーター6の前面にノズルプ
レート4を取り付けることによって図1に示すようなイ
ンクジェット記録ヘッドが構成される。ノズルプレート
4には各インク室37に連通するようにノズル3が形成
されている。
【0016】次にアクチュエーター6の製造方法につい
て図3、図4及び図5を参照にして説明する。
【0017】図3において、圧電セラミックス材料の粉
末、有機バインダー、可塑剤などからなる厚みの違うグ
リーンシート31a、31b(厚さt1(例えば90μ
m)またはt2(例えば50μm)、高さT(例えば2
mm)、長さL)の間に導電体層12a及び12bとを
それぞれ交互にアクチュエーター6の横幅になるまで積
層する。つまり、グリーンシート31aの図3中右側に
導電体層12aを積層し、導電体層12aの右側にグリ
ーンシート31bを積層し、グリーンシート31bの右
側に導電体層12bを積層し、導電体層12bの右側に
グリーンシート31aを積層し、その後積層を繰り返し
ていく。
【0018】導電体層12a及び12bは、長さがグリ
ーンシート31a、31bと同じ長さLであり、高さが
グリーンシート31a、31bの高さTよりやや低い。
そして導電体層12aは、グリーンシート31aの図3
中右側面において、グリーンシート31aの図3中下端
に揃えて積層されている。また、導電体層12bは、グ
リーンシート31bの図3中右側面において、グリーン
シート31bの図3中上端に揃えて積層されている。な
お、グリーンシート31a、31bの圧電セラミックス
材料としては、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)が用い
られる。このグリーンシート31a、31bの焼結後の
厚みは、グリーンシート31aの焼結後厚みをt1、グ
リーンシート31bの焼結後の厚みをt2とし、後に加
工するインク室37としての溝5(図5)の焼結後の幅
をw1、隔壁8の焼結後の幅をw2とすると、t1>w
1,t2<w2となるようにしてある。
【0019】次に、このグリーンシート31a、31b
と導電体層12a、12bとの積層体32を焼成して硬
化する。このとき導電体層12aは積層体32の下面に
露出しており、導電体層12bは積層体32の上面に露
出している。
【0020】積層体32は図4に示すようにダイシング
ソー等の切削装置により積層面に垂直に切断され、長さ
L’(例えば10mm)の積層プレート33となる。
【0021】次に、図5に示すように、この積層プレー
ト33の導電体層12bが露出した面からグリーンシー
ト31a層にダイシングソーなどの切削装置により幅w
1の溝5を積層プレート33の途中まで形成する。する
と、各溝5を隔てる隔壁8が形成され、その隔壁8の内
部には、導電体層12a、12bが配設させている。さ
らにアクチュエーター6に無電界メッキ等を施すことに
より、全ての導電体層12bを共通に接続する共通電極
13を形成すると共に、アクチュエーター6の下面に各
導電体層12aに導通するように島状の独立した駆動電
極14を形成する。
【0022】このようにしてアクチュエーター6を形成
した後に、共通電極13と各駆動電極14とを図示しな
いフレキシブル基板を介して図示しない駆動回路に接続
する。そして、共通電極13を接地し、且つ各駆動電極
14に高電圧を印加して分極処理を行うことにより、ア
クチュエーター6に形成された隔壁8のグリーンシート
31bに対応する部分は矢印61方向に分極される。
【0023】このように形成されたアクチュエーター6
の溝5加工側に、カバープレート2を接合し、前面にノ
ズルプレート4を接合する。
【0024】次に、インクジェット記録ヘッドの動作を
説明する。図6に示すように、前記駆動回路(図示せ
ず)よりアクチュエーター6の駆動電極14a及び14
bに駆動電圧Vを印加し、他の駆動電極14及び共通電
極13を接地すると、隔壁8a及び隔壁8bにおけるグ
リーンシート31bに対応する部分に、分極方向である
矢印61方向と同一方向の電界が発生する。すると、圧
電縦効果により隔壁8a及び8bは図中の破線のように
膨張し、インク室37aの容積が収縮される。これによ
りインク室37a内部のインクはノズル3aから噴射さ
れる。
【0025】ところが、例えば隔壁8aを作動させると
隔壁8aの両側面が膨張してしまうので隣接するインク
室37a及び37bも同時に収縮してしまうが、隣接す
るインク室37a及び37bでは、片側の隔壁8aまた
は8bの変形であるので、インクは噴射されない。
【0026】また、隣接するインク室が収縮されないよ
うに、1つおきにインクを入れないダミーチャンネルを
設けてもよい。
【0027】上述したように、本実施例のインクジェッ
ト記録ヘッドでは、インク室37の内壁に電圧が印加さ
れる電極が設けられず、隔壁8内に駆動電圧を印加する
導電体層12a、12bが設けられているので、導電体
層12a、12bがインクと接触しない。このため、導
電体層12a、12bがインクを介してショートするこ
とがないので、インクから保護する保護膜を形成する必
要がない。従って、保護膜形成のための工程や装置が必
要なく、コストを上げることを防止することができる。
【0028】以上に説明した実施例はあくまで一実施例
として述べたが、例えば別の実施例として図7に示すよ
うに、2つのアクチュエーター6をカバープレート2を
挟んで、それぞれ溝5を対向させて接合すればより高密
度の印字が可能なインクジェット記録ヘッドの製造が可
能である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のインクジェット記録装置によれば、前記インク室
内に駆動電圧を印加する電極が設けられていなく、前記
電圧発生手段から発生される駆動電圧が印加される前記
第一電極と前記第二電極とが前記隔壁内に設けられてい
るので、第一電極及び第二電極がインクに接触しない。
このため、第一電極、第二電極がショート等のトラブル
が生じないので、保護膜を形成する必要がなく、保護膜
形成のための工程や装置が必要でなく、コストを上げる
ことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のインクジェット記録ヘッド
を示す外観斜視図である。
【図2】前記実施例のインクジェット記録ヘッドの分解
斜視図である。
【図3】前記実施例の積層体の製造方法を示す斜視図で
ある。
【図4】前記実施例の積層プレートの製造方法を示す説
明図である。
【図5】前記実施例のアクチュエーターを示す斜視図で
ある。
【図6】前記実施例のインクジェット記録ヘッドの作動
を示す説明図である。
【図7】本発明の別の実施例のインクジェット記録ヘッ
ドを示す概略図である。
【図8】従来のインクジェット記録ヘッドの分解斜視図
である。
【図9】従来のインクジェット記録ヘッドの斜視図であ
る。
【図10】従来のインクジェット記録ヘッドの作動を示
す説明図である。
【符号の説明】
2 カバープレート 3 ノズル 4 ノズルプレート 5 溝 6 アクチュエーター 8 隔壁 11 インク供給口 12a 導電体層 12b 導電体層 13 共通電極 14 駆動電極 31a グリーンシート 31b グリーンシート 33 積層体 37 インク室

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のノズルと、前記ノズルに連通する
    複数のインク室と、前記各インク室を隔て、少なくとも
    一部が圧電セラミックスで形成された隔壁とを有するイ
    ンクジェット記録装置に於いて、 前記インク室の内面となる前記隔壁の前記圧電セラミッ
    クス部分に、駆動電圧が印加される電極が設けられず、 前記隔壁内の前記圧電セラミックス部分に設けられた第
    一電極と、 前記隔壁内にて、前記第一電極にほぼ平行に設けられた
    第二電極と、 前記第一電極と前記第二電極との間に電界を発生させる
    ために駆動電圧を印加する電圧発生手段とを備えたこと
    を特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 【請求項2】 間に導電性部材が配設された積層圧電セ
    ラミックス部材と、前記積層圧電セラミックス部材の積
    層方向とほぼ直交する方向から1対毎の前記導電性部材
    間に対応する位置に形成された複数の溝と、前記溝形成
    によって形成され、内部に1対の導電性部材が配設され
    た前記隔壁と、前記溝の開口部を覆うカバー部材とから
    前記インク室が構成されることを特徴とする請求項1記
    載のインクジェット記録装置。
JP7001083A 1995-01-09 1995-01-09 インクジェット記録装置 Pending JPH08187846A (ja)

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JP7001083A JPH08187846A (ja) 1995-01-09 1995-01-09 インクジェット記録装置
US08/535,808 US5686946A (en) 1995-01-09 1995-09-28 Ink jet recording device

Applications Claiming Priority (1)

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JP7001083A JPH08187846A (ja) 1995-01-09 1995-01-09 インクジェット記録装置

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ID=11491615

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JP7001083A Pending JPH08187846A (ja) 1995-01-09 1995-01-09 インクジェット記録装置

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JP (1) JPH08187846A (ja)

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