JPH02269058A - レーリーモード弾性表面波による液滴ジェット装置 - Google Patents

レーリーモード弾性表面波による液滴ジェット装置

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JPH02269058A
JPH02269058A JP1061289A JP6128989A JPH02269058A JP H02269058 A JPH02269058 A JP H02269058A JP 1061289 A JP1061289 A JP 1061289A JP 6128989 A JP6128989 A JP 6128989A JP H02269058 A JPH02269058 A JP H02269058A
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JP
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surface acoustic
liquid
mode surface
acoustic waves
rayleigh mode
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JP1061289A
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Sachiko Shiokawa
祥子 塩川
Yoshikazu Matsui
義和 松井
Toshihiko Ueda
上田　年彦
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Original Assignee
Seiko Epson Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • 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
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters 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
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/06—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field
    • B41J2/065—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field involving the preliminary making of ink protuberances

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はレーリーモード弾性表面波の進行波を用い、そ
の伝搬面上に置かれた液体を液滴にして飛翔させるレー
リーモード弾性表面波による液滴ジェット装置。
（従来の技術） 従来の液滴を飛翔させる装置は閉ざされた容器中の液体
に圧電素子のバルク波により交番する圧力を加え、この
圧力によって容器に設けられた微小なノズルより液滴を
飛翔させるものであった。
−例を第５図により説明する。同図において１１は液滴
として飛翔させるべき液体、１２は液体を入れる容器で
ある圧力室、１３は液体に圧力を与える圧電素子、１４
は液滴の噴出口とゼるノズル、１５は液体の流出を制限
する流体抵抗素子、１６は液体をノズル方向にのみ通す
バルブ、１７は液体の供給路である。
この構成で、円筒状圧電素子１３の内面と外面に形成さ
れた電極間に電圧を印加し、円筒を半径方向に収縮させ
ると、圧力室１２内の液体１１は圧力が上昇し、流体抵
抗素子１５を通りノズル１４より噴出する。この噴出に
より減少した圧力室内の液体は供給口より供給される。
圧電素子１３に交流電圧を印加すれば液滴がノズル１４
より次々に噴出する装置である。
（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来のインクジェットは所要の液滴を得るため
その噴出口にノズルを用いている。
微小な液滴を得るためには微小なノズルを必要とするた
め、加工が難しく、且つインクの乾燥等による目詰まり
が生じその保守及び信頼性の上で大きな問題となってい
る。また、この問題を解決するために用いられるインク
の乾燥防止機構やノズルの洗浄機構の付加は装置の複雑
化、大型化、高価格化の原因となる。
本発明は上記欠点を除去するためになされたもので、レ
ーリーモード弾性表面波の進行波を利用しノズルのない
小型で構造の簡単な液滴ジェット装置を提供するもので
ある。
（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するためになされた本発明のレーリー
モード弾性表面波によるノズルのない液滴ジェット装置
の原理と構成を第１図により説明する。
同図に示すように本発明のレーリーモード弾性表面波に
よるノズルのない液滴ジェット装置はし一す−モード弾
性表面波が発生する圧電材料及びカット面からなる基板
１の表面上に交流電気信号によりレーリーモード弾性表
面波を励振する入力用対電極２が設けである。基板１の
レーリーモード弾性表面波の伝搬路の上には飛翔される
べき液体３をのせる。
入力用対電極２は基板１の同一表面に形成されるもので
、例えば櫛形電極である。４は入力用対電極に交流電圧
を印加するための交流電気信号発生器、５は４の交流電
気信号を間欠にするパルス信号発生器である。
（作用） 本発明の液滴ジェット装置は、交流電気信号発生器４と
交流電気信号を間欠にするパルス信号発生器５より得ら
れた電気信号を入力用対電極２から基板１に印加すると
、基板１より弾性表面波が励振され、基板１の表面を伝
搬する０弾性表面波のうち進行波特性を持つレーリー波
はその伝搬面上に液体が負荷されると基板１と液体３の
界面を伝搬しながら液中に縦波を放射する。
この放射エネルギにより、伝搬面上の液体の一部は液滴
となって飛翔する。飛翔する液滴径と単位時間に飛翔す
る液滴個数は負荷する液体３の表面張力、粘性等の性質
と量及び基板１の材質、カット方向、表面状！（例えば
、平滑度及び表面が親水性であるか疎水性であるか等）
、交流電気信号の周波数等の影響を受けるが、特に交流
電気信号の周波数と電圧、パルス信号発生器５の周波数
とそのデユーティ−比に大きく依存する。液滴の飛翔す
る方向はおよそレーリー波の放射エネルギのベクトルと
液体の表面張力のベクトルの合成ベクトルの方向である
。放射エネルギは入力用対電極２から基板１に印加する
電圧に依存し、放射エネルギの方向は基板１の伝搬方向
の音速と液体３の音速の比で定まる。
上記に示したように飛翔液滴径と単位時間に飛翔する液
滴個数及び飛翔方向はおもに飛翔させるべき液体の量と
その性質によって入力用対電極２から基板１に印加する
電圧とその周波数、及びパルス信号発生器５の周波数と
そのデユーティ−比を適宜選択することによって安定化
される。
基板１のレーリーモード弾性表面波の伝搬面上に反射板
を設けることにより液滴の飛翔方向を調節、制御するこ
とが可能である。第２図は液滴の飛翔方向を制御するた
めの反射板の原理を示す図である。
同図において１は圧電基板、６はレーリーモード弾性表
面波の液中への放射波を反射する反射板、３は飛翔され
るべき液体を示す。
液滴の飛翔する方向は上記に示したようにおよそレーリ
ーモード弾性表面波の液中への放射エネルギのベクトル
と飛翔液体の表面張力のベクトルを゛合成したベクトル
の方向として決まるが、液中への放射エネルギを一度反
射板６で反射させると、放射エネルギの方向を反射板６
と基板１とのなす角θを変えることにより適宜変えるこ
とが可能となる。基板１のレーリーモード弾性表面波伝
搬面上にこのような反射板６を設けることにより液滴の
飛翔方向を容易に調節、制御することが可能となる。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面により詳細に説明する。
第３図は本発明に係る、レーリーモード弾性表面波によ
る液滴ジェット装置を示す構成図である。
同図の構成中１は圧電基板、２は交流電圧入力用（節形
電極、３は飛翔させるべき液体、４は交流電気信号発生
器、５はパルス信号発生器、７は液体供給管、８は液体
供給口、６は反射板、９は櫛形電極保護カバーである。
交流電気信号発生器４と交流電気信号を間欠にするパル
ス信号発生器５により得られた電気信号を交流電圧入力
用櫛形電極２に接続し、圧電基板１上に弾性表面波を励
振する０弾性表面波のうち進行波特性を持つレーリー波
はその伝搬面上の液体３中に縦波を放射する。この放射
エネルギは反射板６で反射し液滴を飛翔させる。このこ
とは使用する液体により反射板６と圧電基板１のなす角
を初期設定することにより液滴を意図する方向に飛ばず
ことを容易にする。飛翔することにより減少した液体３
は液体供給管７を通り液体供給口８より飛翔させるべき
液体３をほぼ一定に保つように補給される。９の櫛形電
極ｃＡ護カバーは特に櫛形電極２への液体の流入と破損
を防止する目的で設けである。設置に当たってはレーリ
ーモード弾性表面波の励振効率を低下させぬよう櫛形電
極及び表面波の伝搬路上は液体と接触する部分を除き非
接触である。
第４図は本発明における液滴ジェット装置の他の実施例
の説明図である０図中の番号はＩＯのマルチプレクサを
除けば第３図同様である。第４図に示す実施例は第３図
に示す実施例と同一の液滴飛翔構造の装置を複数個並列
に配置した構造であり、交流電気信号はマルチプレクサ
１０を介してそれぞれの入力用櫛形電極２に接続される
横這である。
ここにマルチプレクサ１０は所用の目的に対応して、そ
れぞれの入力用櫛形電極２への交流電気信号をＯＮ、Ｏ
ＦＦする役割をする。
このことにより、それぞれの入力用櫛形電極２に対応す
るレーリーモード弾性表面波伝搬路上の液体３はそれぞ
れマルチプレクサ１０による交流電気信号のＯＮ、ＯＦ
Ｆに対応した飛翔動作となる。
この実施例は本発明装置の応用範囲の広さを示す一実施
例であり、第１図あるいは第２図に示す装置を種々配置
することにより液滴ジェット装置としているいろな装置
への応用が可能である。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明のレーリーモード弾性表面
波による液滴ジェット装置はレーリーモード弾性表面波
の進行波を利用したもので、ｍ遣が簡単で小型である上
に特にノズルがないためインク等液体による目詰まりが
生じない利点がある。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明のレーリーモード弾性表面波による液滴
ジェット装置を示す原理の説明用斜視図、第２図は反射
板の説明用断面図、第３図及び第４図はそれぞれ本発明
の異なる実施ｎ様を示す斜視図、及び第５図は従来の液
滴ジェット装置の断面図である。 １：圧電基板　　２：入力用櫛形電極　　３：飛翔され
るべき液体　　４：交流電気信号発生器５：パルス信号
発生器　　６：反射板　　７：液体供給管　　８：液体
供給口　　９：ｔＢ形電極保護カバー　　ｌＯ：マルチ
プレクサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. レーリーモード弾性表面波を発生する圧電材料及びカッ
    ト面からなる圧電基板の表面上に交流電圧を印加する入
    力用対電極を設け、圧電基板表面上のレーリーモード弾
    性表面波の伝搬路上に飛翔させるべき液体を置くことに
    より構成する。この構成により、液滴を飛翔させるレー
    リーモード弾性表面波による液滴ジェット装置。
JP1061289A 1989-03-14 1989-03-14 レーリーモード弾性表面波による液滴ジェット装置 Pending JPH02269058A (ja)

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