JPH03187757A - 液滴噴出装置 - Google Patents

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、例えば、インク液滴を噴出して紙上に記録を
行うドロップオンデマンドインクジェットヘッドに適用
される液滴噴出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

インクジェットヘッドに適用される液滴噴出装置として
、従来より、液滴生成のために発熱体を利用するもの（
特開昭６０−２０４３７４号公報参照）や、圧電素子を
利用するものが知られている。また、液滴噴出用のオリ
フィスを有する部材としてＳｉ基材を用いたもの（特開
昭５７−１１６６５６号公報参照）が知られている。

圧電素子を利用する液滴噴出装置は、圧電素子にてイン
クの充填さ−れている液室の容積変化を生じさせ、この
容積変化による液室の圧力変化により、液室に通じて外
部に開口するオリフィスからインク液滴を噴出させるも
のである。

圧電素子を備える液滴噴出装置は、例えば、第４図に示
すように、ＰＺＴ（ジルコン・チタン酸鉛）基板からな
るベースブロック３１と、ガラス或いはステンレスなど
からなる覆板部材３２と、感光性ガラスからなる流路ブ
ロック３３とを備えて構成される。

前記のベースブロック３１において、第１ＰＺＴ基板３
４上には、グランド電極４１が被覆されており、このグ
ランド電極４１上には櫛歯状に凸部３５・・・が形成さ
れている。凸部３５・・・のうち信号電極３６・・・を
有するものが積層圧電素子３７・・・となる。

ベースブロック３１には、覆板部材３２がエポキシ系接
着剤により固着されている。覆板部材３２は、振動板と
して良好に機能させる必要上、厚みが約５０μｍと薄い
ものに形成されている。

覆板部材３２には紫外線硬化樹脂にて流路ブロック３３
が固着されている。流路ブｔ７ツク３３には、第５図に
示すように、凹溝４３が形成されており、この凹溝４３
が前記の覆板部材３２にて覆われることで液室４５が形
成されるようになっている。

流路ブロック３３の先端面側であって、各液室４５と対
応する位置には微小凹溝が形成されていて、前記の覆板
部材３２にて覆われることでオリフィス４７が形成され
るようになっている。

液室４５となる凹溝４３およびオリフィス４７となる微
小凹溝は、流路ブロック３３となる感光性ガラスに対し
、前記凹溝４３等に対応する部分に選択的に紫外線を照
射して酸に溶けやす（してエツチングを行うこと等によ
り形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来の液滴噴出装置では、前述のように
、エツチングの容易性や正確性等を考慮して流路ブロッ
ク３３に感光性ガラスを用いているが、この感光性ガラ
スは、ガラス中にＡｕ、Ａｇ、Ｃｅ等の金属を組入させ
たもので、エツチングレートを変え得るようにしたもの
であるから、比較的高価なものとなり、液滴噴出装置が
割高になるという欠点を有している。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る液滴噴出装置は、上記の課題を解決するた
めに、流路ブロックの凹溝とこの凹溝を覆う覆板部材と
で形成される液室の一壁部を振動板部としてこれを圧電
素子にて振動させ、この振動にて液室内に圧力変化を生
じさせて液滴を噴出する液滴噴出装置において、前記の
流路ブロックがＳｉｌ材からなっていることを特徴とし
ている。

〔作　用〕

上記の構成において、流路ブロックはＳｉ基材からなり
、このＳｉ基材は比較的大量に生産されて安価なものと
なっているから、かかる流路ブロックを用いた液滴噴出
装置においてそのコストの低減を図ることができる。−
特に、インクジェット記録ヘッドとしてカラープリンタ
に用いられる場合には、数個の液滴噴出装置が配備され
るから、当該カラープリンタにおいてそのコスト低減は
大幅なものとなる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。

本発明に係る液滴噴出装置は、第２図に示すように、Ｐ
ＺＴ（ジルコン・チタン酸鉛）基板からなるベースブロ
ックｌと、感光性ガラス或いはステンレス等からなる覆
板部材２と、Ｓｉ基材からなる流路ブロック３とを備え
て構成される。

前記のベースブロック１において、第１図にも示すよう
に、第１ＰＺＴ基板４上には、グランド電極１１が被覆
されており、このグランド電極ｌｌ上には櫛歯状に凸部
５・・・が形成されている。凸部訃・・のうち信号電極
６・・・を有するものが積層圧電素子７・・・となる。

この積層圧電素子７は、第２ＰＺＴ基板８と信号電極６
と第３ＰＺＴ基板１゜と前記のグランド電極１１に電気
的接続杖態に形成された上側グランド電極１１’　とに
より構成されている。ベースブロックｌは、厚み２００
μｍ程度のシート状の第一２ＰＺＴ基板８と第３ＰＺＴ
基板１０との間および第３ＰＺＴ基板１０上にそ。

れぞれ電極層を積層してこれを焼成した後、前記凸部５
・・・を得るためのダイシング加工、信号電極６・・・
を得るための電極エツチング、並びに、絶縁コート等を
行うことにより得られる。

ベースブロック１には、覆板部材２がエポキシ系接着剤
により固着されている。覆板部材２は、振動板として良
好に機能させる必要上、厚みが約５０μｍと薄いものに
形成されている。

覆板部材２には紫外線硬化樹脂にて流路ブロッり３が固
着されている。流路ブロック３には、第３図に示すよう
に、深さが２０〜１００μｍ程度の凹溝１３が形成され
ており、この凹溝１３が前記の覆板部材２にて覆われる
ことで液室１５が形成され、覆板部材２のうち液室１５
を構成する部分が振動板部として機能することになる。

液室１５は、液分配室１５ａと圧力室１５ｂ・・・とか
らなっている。液分配室１５ａは、流路ブロック３に形
成されている液供給穴１６にて図示しない液供給器に連
通されている。また、各圧力室１５ｂは、前記の積層圧
電素子７に対応する位置に形成されているもので、括れ
部１５ｃを介することで液分配室１５ａに連通して液の
供給を受けつつ、はぼ閉じた空間を形成することで前記
の液分配室１５ａおよび他の圧力室１５ｂ・・・に対し
て独立して容積変化が生じ得るようになっている。

流路ブロック３の前端面側であって、各圧力室１５ｂと
対応する位置には深さ２０〜１００μｍ程度の微小凹溝
が形成されていて、前記の覆板部材２にて覆われること
でオリフィス１７が形成されるようになっている。

流路ブロック３を得るには、Ｓｉの異方性エツチングに
て前記の凹溝１３およびオリフィス１７・・・となる微
小凹溝に対応する部分を形成する。

上記の構成を有する液滴噴出装置においては、所望の信
号電極６に電圧を印加することによって、これと対応す
る積層圧電素子７のみに変形が生じ、この積層圧電素子
７に対応する覆板部材２の振動板部のみが変形して、こ
れと対応する圧力室１５ｂにのみ圧力変化が生じて、こ
の圧力室１５ｂと対応するオリフィス１７からのみ液滴
が噴出することになる。

そして、かかる液滴噴出装置において、波路ブロック３
はＳｉ基材からなり、このＳｉ基材は比較的大量に生産
されて安価なものとなっているから、かかる流路ブロッ
ク３を用いている液滴噴出装置について、そのコストの
低減を図ることができる。

なお、本実施例では、オリフィス１７・・・を流路ブロ
ック３の微小凹溝にて形成しているが、これの代わりに
、圧力室１５ｂ部分の幅広状態を流路ブロック３の先端
面まで延長すると共に、この流路ブロック３の先端面上
に、オリフィスが予め所定位置に形成されているオリフ
ィスプレートを貼付するようにしても良いものである。

また、圧電素子としては、ＰＺＴ基板を積層して積層圧
電素子７としているが、単一のＰ　７．　Ｔによって圧
電素子を構成してもよいものである。

〔発明の効果〕

本発明に係る液滴噴出装置は、以上のように、流路ブロ
ックがＳｉ基材からなっている構成である。

これにより、液滴噴出装置のコスト低減が図れるという
効果を奏する。

第３図は流路ブロックの斜視図である。

第４図および第５図は従来例を示すものである。

第４図は液滴噴出装置の縦断面図である。

第５図は流路ブロックの斜視図である。

ｌはベースブロック、２は覆板部材、３は流路ブロック
、７は積層圧電素子、１３は凹溝、１５は液室、１７は
オリフィスである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流路ブロックの凹溝とこの凹溝を覆う覆板部材とで
   形成される液室の一壁部を振動板部としてこれを圧電素
   子にて振動させ、この振動にて液室内に圧力変化を生じ
   させて液滴を噴出する液滴噴出装置において、 前記の流路ブロックがＳｉ基材からなっていることを特
   徴とする液滴噴出装置。