JPH03190743A

JPH03190743A - 液滴噴出装置

Info

Publication number: JPH03190743A
Application number: JP33380589A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Kimura; 正治木村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-12-21
Filing date: 1989-12-21
Publication date: 1991-08-20

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。

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に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６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は、第５図にも示すように、
櫛歯状に凸部３５・・・を備えており、これら凸部３５
・・・のうち信号電極３６・・・を有するものが積層圧
電素子３７・・・として機能するようになっている。

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。流路ブロック３３には、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
るようになっており、積層圧電素子３７による覆板部材
３２の振動時、上記オリフィス４７からインク液滴が噴
出するようになっている。

〔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、覆板部材３２
を振動板部として用いており、この覆板部材３２を振動
板部として良好に機能させるために、その厚みが約５０
μｍという薄いものに加工する必要がある。そして、こ
のように薄（加工するためには、当初０．２ｍｍの厚み
のガラス板を研磨により削り込む等の加工およびそのた
めの装置が必要になると共に、この加工においてガラス
板の割れや欠けが発生し易いから、製造コストが嵩んで
割高なものとなってしまう。また、このように板金体が
薄いものは取り扱いに細心の注意が必要になるので、組
み立ての迅速化が図れない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
で液室およびオリフィスを形成し、圧電素子にて前記の
液室内の圧力を変化させ、前記のオリフィスから液滴を
噴出する液滴噴出装置において、前記の覆板部材自体が
圧電素子を備えていることを特徴としている。

〔作　用〕

上記の構成によれば、液室を構成する覆板部材自体が圧
電素子を備えるため、圧電素子の変位は直接に液室内に
伝わることになる。これは、圧電素子の変形を液室に伝
達するのに振動板部を介しないものであるから、この振
動板部による変位量吸収が生じず、効率的な圧力変化を
生起させることができる。

また、このように振動板部が不要であるから、この振動
板部形成によるコスト高を回避して価格の低減が図れる
と共に、組み立ての容易化を図ることができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第４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）基板からムるベースブロ
ック（覆板部材）１と、流路ブロック３とを備えて構成
される。

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１１上には櫛歯状にＰＺＴ凸部
５・・・が形成されている。ＰＺＴ凸部５・・・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１０と前記のグランド電極１
１に電気的接続状態に形成された上側グランド電極Ｉｆ
’　とにより構成されている。ＰＺＴ凸部５・５間には
絶縁物質２・・・が埋設されていて、これによりベース
ブロック１は平坦な板形状をなしている。絶縁物質２と
しては、積層圧電素子７・・・の変形に追従して容易に
変形するように、変形性に優れたものを用いるのが好ま
しい。

ベースブロック１を得るには、厚み２００μｍ程度のシ
ート状の第２ＰＺＴ基板８と第３ＰＺＴ基板１０との間
および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ＰＺＴ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、必要に応じて絶縁コートを行う。

そして、前記のダイシングにより加工された部分、即ち
、ＰＺＴ凸部５・５間に絶縁物質２を埋設し、平坦化の
ための研磨を行う。

また、かかるベースブロック１においては、そのダイシ
ング加工をベースブロック１の前端面まで行っているが
、より望ましいダイシング加工として、第３図（ａ）（
ｂ）に示すように、ベースブロック１の前端面部分を幾
分残して前壁部１ａ・・・を形成する加工、或いは、第
４図（ａ）（ｂ）に示すように、前端面部分および後端
面部分（流路ブロック３の後端部に対応ず“る部分）を
幾分残して前壁部１ａ・・・および後壁部１ｂ・・・を
形成する加工がある。そして、このように少なくとも前
壁部１ａ・・・を形成した場合には、ダイシング加工部
分への絶縁物質２の埋設は不要であり、この場合ダイシ
ング加工部分も液室を構成することになる。勿論、前壁
部１ａ・・・を有することから、オリフィスプレートの
貼着は不要である。また、前壁部１ａ・・・のみ有し後
壁部１ｂ・・・を有しないタイプについては、後述の各
液室１５に液を供給するための液供給室となるブロック
を、ベースブロック１の後端近傍において固着するよう
にしてもよいものである。

ベースブロック１には、流路ブロック３が固着されてい
る。流路ブロック３には、凹溝１３が形成されており、
この凹溝１３が前記の覆板部材であるベースブロック１
にて覆われることで液室１５・・・が形成されるように
なっている。液室１５は、流路ブロック３に形成されて
いる液供給穴１６から液の供給を受けつつ、はぼ閉じた
空間を形成することで他の液室１５・・・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の先端面側であって、各液室１５と対応
する位置には微小凹溝が形成されていて、前記のベース
ブロック１にて覆われることでオリフィス１７が形成さ
れるようになっており、積層圧電素子７の振動時、上記
オリフィス１７からインク液滴が噴出するようになって
いる。

流路ブロック２を得るには、例えば、これが感光性ガラ
スからなる場合、板状の感光性ガラスの一面上に図示し
ないマスクを置き、このマスクにより前記の凹溝１３お
よびオリフィス１７・・・となる微小凹溝に対応する部
分に選択的に紫外線を照射してガラス内に潜像を形成し
た後、熱処理によって感光した部分（潜像）を結晶化さ
せ酸に溶けやすくする。そして、未露光部分にも紫外線
を照射した後、エツチング処理を行って凹溝１３および
オリフィス１７・・・となる微小凹溝を得る。その後、
熱処理により結晶化させて、もはや感光しない物理的、
化学的に安定なものとする。

上記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
に対応する液室１５にのみ圧力変化が生じて、この液室
１５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、前記の液室１５
を構成するベースブロック１が積層圧電素子７を備えて
いるため、積層圧電素子７の振動が直接に液室１５に伝
わることになる。これは、積層圧電素子７の変形を液室
１５に伝達するのに振動板部を介しないものであるから
、この振動板部による変位量吸収が生じず、効率的な圧
力変化を生起させることができる。

また、このように振動板部が不要であるから、この振動
板部形成のためのコスト高を回避して価格の低減、並び
に組み立ての容易化をも図ることができる。

なお、本実施例では、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ＰＺＴ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、前記の覆
板部材自体が圧電素子を備えている構成である。

これにより、液室内において効率的な圧力変化を生起さ
せることができると共に、液滴噴出装置においてその価
格の低減、並びに、組み立ての容易化が図れるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示すものである
。第１図は液滴噴出装置の縦断面図である。第２図は液滴噴出装置の分解斜視図である。第３図（ａ）は前壁部を有するヘースブロックの斜視図
、同図（ｂ）はそのＸ−Ｘ矢視断面図である。第４図（ａ）は前壁部および後壁部を有するヘースブロ
ックの斜視図、同図（ｂ）はそのＹ−Ｘ矢視断面図であ
る。第５図及び第６図は従来例を示すものである。第５図は液滴噴出装置の縦断面図である。第６図は液滴噴出装置の分解斜視図である。 ■はヘースブロック（覆板部材）、１ａは前壁部、■ｂ
は後壁部、２は絶縁物質、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。第図６（７）第３１（ａ）第図（ａ）

Claims

【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
液室およびオリフィスを形成し、圧電素子にて前記の液
室内の圧力を変化させ、前記のオリフィスから液滴を噴
出する液滴噴出装置において、前記の覆板部材自体が圧電素子を備えていることを特徴
とする液滴噴出装置。