JPH08192515A - Ink jet device - Google Patents

Ink jet device

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Publication number
JPH08192515A
JPH08192515A JP644195A JP644195A JPH08192515A JP H08192515 A JPH08192515 A JP H08192515A JP 644195 A JP644195 A JP 644195A JP 644195 A JP644195 A JP 644195A JP H08192515 A JPH08192515 A JP H08192515A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
electrode
ejecting apparatus
wall
actuator
Prior art date
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Pending
Application number
JP644195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshikazu Takahashi
高橋  義和
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP644195A priority Critical patent/JPH08192515A/en
Publication of JPH08192515A publication Critical patent/JPH08192515A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/10Finger type piezoelectric elements

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大量生産性、信頼性に優れ、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。 【構成】前記アクチュエータ板101は、例えば深さ4
00μm、幅240μmの複数の溝117が形成されて
いる。また、その溝117の側面となる隔壁111は、
例えば幅80μmである。この溝117の内面にはその
側面の上半分のみに電極124が形成される。高さ40
0μm、幅80μm、長さ9mmの側壁112と前記側
壁112に挟まれたキャビティ119とを有する樹脂製
のキャビティ板102を射出成形法にて作製する。前記
アクチュエータ板101と、前記キャビティ板102と
を、前記溝117の中央部に前記側壁112、前記キャ
ビティ119の中央部に前記隔壁111とが対応するよ
うに接着する。すると、溝117は、横方向に互いに間
隔を有する複数のインク液室121となる。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide an ink ejecting apparatus which is excellent in mass productivity and reliability and which can be easily electrically connected. [Structure] The actuator plate 101 has, for example, a depth of 4
A plurality of grooves 117 having a width of 00 μm and a width of 240 μm are formed. In addition, the partition wall 111 that becomes the side surface of the groove 117 is
For example, the width is 80 μm. The electrode 124 is formed on the inner surface of the groove 117 only on the upper half of the side surface. Height 40
A resin cavity plate 102 having a side wall 112 of 0 μm, a width of 80 μm, and a length of 9 mm and a cavity 119 sandwiched by the side wall 112 is manufactured by an injection molding method. The actuator plate 101 and the cavity plate 102 are bonded so that the side wall 112 corresponds to the center of the groove 117 and the partition wall 111 corresponds to the center of the cavity 119. Then, the groove 117 becomes a plurality of ink liquid chambers 121 that are laterally spaced from each other.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、プリンタヘッドに圧電式インクジ
ェットを利用したものが提案されている。これは、ドロ
ップオンデマンド方式と呼ばれているものであり、且つ
圧電トランスデューサの圧電効果による形状変化によっ
てインク流路の容積を変化させることにより、その容積
減少時にインク流路内のインクをオリフィスから噴射
し、容積増大時に他方の弁からインク流路内にインクを
導入するようにしたものである。そして、このような噴
射装置を複数互いに近接して配置し、所定の位置の噴射
装置からインクを噴射させることにより、所望する文字
や画像を形成するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a printer head using a piezoelectric ink jet has been proposed. This is called a drop-on-demand method, and by changing the volume of the ink flow path by the shape change due to the piezoelectric effect of the piezoelectric transducer, the ink in the ink flow path is discharged from the orifice when the volume is reduced. The ink is ejected and the ink is introduced into the ink flow path from the other valve when the volume is increased. Then, a plurality of such ejecting devices are arranged close to each other, and ink is ejected from the ejecting device at a predetermined position to form a desired character or image.

【0003】この種の液滴噴射装置としては、例えば特
開昭63−247051号公報および特開昭63−25
2750号公報に記載されているものがある。図12お
よび図13にそれら従来例の概略図を示す。以下、アレ
イの一部の断面図を示す図12によって従来例を具体的
に説明すると、複数の側壁2a、2b、2c、2d、2
eを有し、かつ矢印51の方向に分極処理を施した圧電
セラミックス板1と、金属材料、ガラス材料またはセラ
ミックス材料等からなるカバー板21とを、接合層12
を介して接合することで、横方向に互いに間隔を有する
多数のインク流路31a、31b、31c、31dが構
成される。インク流路31a、31b、31c、31d
は長方形断面の細長い形状であり、側壁2a、2b、2
c、2d、2eは流路の全長にわたって伸び、流路軸お
よび分極方向に垂直方向に変形可能で流路内のインク圧
を変化させる。該側壁2a、2b、2c、2d、2eの
表面には駆動電界印加用の金属電極11a、11b、1
1c、11dが形成してあり、該金属電極11a、11
b、11c、11d、11eの表面にはインクによる腐
食防止のための表面処理を施してある。
Examples of this type of liquid droplet ejecting apparatus include, for example, JP-A-63-247051 and JP-A-63-25.
Some are disclosed in Japanese Patent No. 2750. 12 and 13 show schematic views of these conventional examples. Hereinafter, a conventional example will be described in detail with reference to FIG. 12 showing a partial cross-sectional view of the array. The plurality of sidewalls 2a, 2b, 2c, 2d, 2
The piezoelectric ceramics plate 1 having e and polarized in the direction of the arrow 51 and the cover plate 21 made of a metal material, a glass material, a ceramics material, or the like
A plurality of ink flow paths 31a, 31b, 31c, 31d having a space between each other in the lateral direction are formed by joining them via. Ink flow paths 31a, 31b, 31c, 31d
Has an elongated shape with a rectangular cross section, and has side walls 2a, 2b, 2
c, 2d, and 2e extend over the entire length of the flow path, are deformable in the direction perpendicular to the flow axis and the polarization direction, and change the ink pressure in the flow path. Metal electrodes 11a, 11b, 1 for applying a driving electric field are formed on the surfaces of the side walls 2a, 2b, 2c, 2d, 2e.
1c and 11d are formed, and the metal electrodes 11a and 11d are formed.
The surfaces of b, 11c, 11d, and 11e are surface-treated to prevent corrosion by ink.

【0004】該アレイにおいて、所定の印字データに従
って例えば噴射装置31bが選択されると、金属電極1
1a、11bと金属電極11c、11dの各々の間に駆
動電界が印加される。このとき駆動電界方向と分極方向
とが直交しているため、側壁2bと側壁2cは圧電厚み
すべり効果によってインク流路31bの内部方向に変形
する。この変形によってインク流路31b内の容積が減
少してインク圧が増大し、図示されていないオリフィス
からインク液滴が噴射される。また、駆動電界の印加を
停止すると、側壁は変形前の位置に戻るため流路内のイ
ンク圧が低下し、図示されていないインク供給部から流
路内にインクが供給される。
In the array, for example, when the ejection device 31b is selected according to predetermined print data, the metal electrode 1
A driving electric field is applied between each of the metal electrodes 1a and 11b and the metal electrodes 11c and 11d. At this time, since the driving electric field direction and the polarization direction are orthogonal to each other, the side wall 2b and the side wall 2c are deformed toward the inside of the ink flow path 31b by the piezoelectric thickness sliding effect. This deformation reduces the volume in the ink flow path 31b and increases the ink pressure, and ink droplets are ejected from an orifice (not shown). Further, when the application of the driving electric field is stopped, the side wall returns to the position before the deformation, so that the ink pressure in the flow channel is lowered, and the ink is supplied from the ink supply unit (not shown) into the flow channel.

【0005】前記アレイは以下の製造法によって製造さ
れる。図13に示すように、矢印51方向に分極処理を
施した圧電セラミックス板1に、ダイヤモンドカッティ
ング円板の回転による研削加工等によって、前記の形状
の流路を形成する平行な溝3を作製する。この溝3の表
面には、前記の金属電極をスパッタリング等によって形
成する。該圧電セラミックス板1の溝側の上面4aにカ
バー板21を接着する。また、圧電セラミックス板の溝
のインク噴射側の端面4bに、流路の位置に対応した位
置にオリフィス42が設けられたオリフィス板41を接
着する。
The array is manufactured by the following manufacturing method. As shown in FIG. 13, the piezoelectric ceramic plate 1 polarized in the direction of the arrow 51 is formed with the parallel grooves 3 forming the flow path having the above-described shape by grinding or the like by rotating the diamond cutting disk. . The metal electrode is formed on the surface of the groove 3 by sputtering or the like. A cover plate 21 is bonded to the groove-side upper surface 4a of the piezoelectric ceramic plate 1. Further, an orifice plate 41 having an orifice 42 provided at a position corresponding to the position of the flow path is bonded to the end surface 4b of the groove of the piezoelectric ceramic plate on the ink ejection side.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の液滴噴射装置は、製造工程において圧電トラン
スデューサにインク流路を形成するために細かい溝加工
を行う必要があり、インク液滴の集積度を向上させるた
めに隣接するインク流路の間隔を小さくする場合に圧電
セラミックスの溝加工が困難となり、加工コストが著し
く高くなるという問題点があった。
However, in the above-mentioned conventional liquid droplet ejecting apparatus, it is necessary to perform fine groove processing in order to form the ink flow path in the piezoelectric transducer in the manufacturing process, and the degree of integration of the ink liquid droplets is high. When the gap between the adjacent ink flow paths is reduced in order to improve the above, it is difficult to process the groove of the piezoelectric ceramics, resulting in a problem that the processing cost is significantly increased.

【0007】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、製造コストを低減したインク噴
射装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an ink ejecting apparatus with reduced manufacturing cost.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のインク噴射装置は、分極された圧電材料で少
なくとも一部が形成されたアクチュエータ壁と、圧電効
果を持たない非アクチエータ壁とを、交互に配設して構
成された側壁からなる複数の噴射チャンネルと、前記ア
クチュエータ壁に形成され、電圧印加によって前記圧電
材料に駆動電界を発生させるための電極とを有し、1つ
の前記アクチュエータ壁が、隣り合った2つの前記噴射
チャンネルより夫々インクを噴射させる圧力発生手段と
して構成されている。
In order to achieve this object, an ink ejecting apparatus of the present invention comprises an actuator wall at least a part of which is made of a polarized piezoelectric material, and a non-activator wall having no piezoelectric effect. A plurality of ejection channels composed of sidewalls alternately arranged and electrodes formed on the actuator wall for generating a driving electric field in the piezoelectric material by applying a voltage. The actuator wall is configured as a pressure generating means for ejecting ink from each of the two adjacent ejection channels.

【0009】尚、前記電極には、立ち上がりが急峻で、
且つ立ち下がりが緩やかな電圧パルスが印加されるもの
でもよい。
The electrode has a steep rise,
In addition, a voltage pulse with a gradual fall may be applied.

【0010】また、前記電極には、立ち上がりが緩やか
で、且つ立ち下がりが急峻な電圧パルスが印加されるも
のでもよい。
Further, a voltage pulse having a gentle rise and a sharp fall may be applied to the electrode.

【0011】尚、前記アクチュエータ壁は、その壁面の
起立方向へ分極された圧電材料により形成されており、
前記電極は、前記各アクチュエータ壁の側面両側に、前
記壁面の起立方向端部から略中央部までを覆うように設
けられていてもよい。
The actuator wall is made of a piezoelectric material polarized in the standing direction of the wall surface.
The electrodes may be provided on both side surfaces of each actuator wall so as to cover the wall surface from the end in the upright direction to the substantially central portion.

【0012】尚、前記電圧パルスの印加方向を交互に切
り替えながら、前記電極に前記電圧パルスを印加させる
ことにより、前記隣り合った2つの噴射チャンネルの各
々からインクを独立して噴射させるものでもよい。
The voltage pulse may be applied to the electrodes while alternately switching the application direction of the voltage pulse to eject ink independently from each of the two adjacent ejection channels. .

【0013】[0013]

【作用】 上記の構成を有する本発明の請求項1に係る
インク噴射装置おいては、複数の噴射チャンネルが形成
されており、その噴射チャンネルは、側壁の一方が分極
された圧電材料で少なくとも一部が形成されたアクチュ
エータ壁、もう一方が圧電効果を持たない非アクチエー
タ壁より構成され、前記アクチュエータ壁には、電圧印
加によって前記圧電材料に駆動電界を発生させる電極が
形成されている。そして、このアクチュエータ壁は隣合
った2つの噴射チャンネル双方にとっての圧力発生手段
として構成されており、前記電極から駆動電界を受けて
駆動し、前記2つの噴射チャンネルより夫々インクを噴
射させる。
In the ink ejecting apparatus according to the first aspect of the present invention having the above structure, a plurality of ejecting channels are formed, and at least one of the ejecting channels is made of a piezoelectric material whose one side wall is polarized. An actuator wall having a portion formed therein and another actuator wall having no piezoelectric effect are formed on the other side, and an electrode for generating a driving electric field in the piezoelectric material by applying a voltage is formed on the actuator wall. The actuator wall is configured as a pressure generating means for both adjacent two ejection channels, and is driven by receiving a driving electric field from the electrodes to eject ink from each of the two ejection channels.

【0014】請求項2に係るインク噴射装置において
は、電極に、立ち上がりが急峻で、且つ立ち下がりが緩
やかな電圧パルスが印加される。よって、アクチュエー
タ壁は前記電圧パルスの印加を受けると、速やかに変形
を起こし、隣合った2つの噴射チャンネルの一方のチャ
ンネル内の圧力を急激に増大させ、インクの噴射を行わ
せる。その際、他方の噴射チャンネルには負圧が生じ、
その分インクが充填される。また、インク噴射の後、ア
クチュエータ壁は元の形状に戻り、インクを噴射した前
記噴射チャンネルは負圧によりインクを補給する。但
し、アクチュエータ壁はゆっくりと復元するので、前記
インクを充填した他方の噴射チャンネルには大きな圧力
が生じず、そのチャンネルから無用なインクが噴射され
ることが無い。
In the ink ejecting apparatus according to the second aspect, the voltage pulse whose rising edge is steep and whose falling edge is gentle is applied to the electrode. Therefore, when the voltage pulse is applied to the actuator wall, the actuator wall is promptly deformed to rapidly increase the pressure in one of the two adjacent ejection channels to eject ink. At that time, a negative pressure is generated in the other injection channel,
Ink is filled accordingly. After the ink ejection, the actuator wall returns to its original shape, and the ejection channel that ejected the ink replenishes the ink with a negative pressure. However, since the actuator wall is slowly restored, a large pressure is not generated in the other ejection channel filled with the ink, and unnecessary ink is not ejected from the channel.

【0015】請求項3に係るインク噴射装置において
は、電極には、立ち上がりが緩やかで、且つ立ち下がり
が急峻な電圧パルスが印加される。よって、アクチュエ
ータ壁は前記電圧パルスの印加を受けると、変形を起こ
し、隣合った2つの噴射チャンネルの一方のチャンネル
内に負圧を生じさせ、その分インクを充填させる。その
際、他方の噴射チャンネルは加圧されるが、アクチュエ
ータ壁はゆっくりと変形するので、前記他方の噴射チャ
ンネルには大きな圧力が生じず、そのチャンネルから無
用なインクが噴射されることが無い。また、インク充填
の後、アクチュエータ壁は速やかに元の形状に戻り、前
記インクを充填した前記噴射チャンネル内の圧力を急激
に増大させて、インクの噴射を行わせる。その際、他方
の噴射チャンネルには負圧が生じ、その分インクが補給
される。
In the ink jet apparatus according to the third aspect of the invention, the voltage pulse whose rising is gentle and whose falling is sharp is applied to the electrodes. Therefore, when the voltage pulse is applied to the actuator wall, the actuator wall is deformed to generate a negative pressure in one of the two adjacent ejection channels, and the ink is filled accordingly. At this time, the other ejection channel is pressurized, but the actuator wall is deformed slowly, so that a large pressure is not generated in the other ejection channel and unnecessary ink is not ejected from the channel. Further, after the ink is filled, the actuator wall immediately returns to its original shape, and the pressure in the ejection channel filled with the ink is rapidly increased to eject the ink. At that time, a negative pressure is generated in the other ejection channel, and ink is replenished correspondingly.

【0016】請求項4に係るインク噴射装置において
は、アクチュエータ壁は、その壁面の起立方向へ分極さ
れた圧電材料により形成され、前記電極は、前記各アク
チュエータ壁の側面両側に、前記壁面の起立方向端部か
ら略中央部までを覆うように設けられる。よって、簡易
な構成でもって、せん断モード型のインク噴射装置が構
成される。
In the ink ejecting apparatus according to the fourth aspect, the actuator wall is formed of a piezoelectric material polarized in the rising direction of the wall surface, and the electrodes are provided on both side surfaces of each actuator wall. It is provided so as to cover the end portion in the direction to the substantially central portion. Therefore, the shear mode type ink jet device is configured with a simple configuration.

【0017】請求項5に係るインク噴射装置において
は、前記電圧パルスの印加方向を交互に切り替えなが
ら、前記電極に前記電圧パルスを印加させることによ
り、前記隣り合った2つの噴射チャンネルの各々からイ
ンクを独立して噴射させる。
In the ink ejecting apparatus according to the present invention, the voltage pulse is applied to the electrodes while alternately switching the application direction of the voltage pulse, whereby ink is ejected from each of the two adjacent ejection channels. To fire independently.

【0018】[0018]

【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。但し、従来技術と同一の部材につい
ては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the same members as those of the conventional technique are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0019】図1に示すように、矢印105の方向に分
極されたアクチュエータ板101は、チタン酸ジルコン
酸鉛系(PZT)の圧電セラミックス材料で形成されて
いる。
As shown in FIG. 1, the actuator plate 101 polarized in the direction of the arrow 105 is made of a lead zirconate titanate (PZT) piezoelectric ceramic material.

【0020】前記アクチュエータ板101は、ダイヤモ
ンドブレード等により切削加工され、例えば深さ400
μm、幅240μmの複数の溝117が形成されてい
る。また、その溝117の側面となる隔壁111は、例
えば幅80μmである。前記溝117は、例えば互いに
平行に設けられた長さ10mmの溝であるが、その一端
面114に近づくにつれて徐々に浅くなり、端面114
付近では浅く平行な浅溝115となるように形成され
る。この溝117及び、浅溝115の内面には、図2に
示すように、電極124,125が、スパッタリング等
によって形成される。溝117の内面にはその側面の上
半分のみに電極124が形成されるが、浅溝115の内
面にはその側面及び底面全体に電極125が形成され
る。この時、各電極125は隣接する電極124とそれ
ぞれ導通している。尚、図中矢印105が本発明におけ
る壁面の起立方向に相当する。
The actuator plate 101 is cut with a diamond blade or the like to have a depth of 400, for example.
A plurality of grooves 117 having a width of 240 μm and a width of μm are formed. Further, the partition wall 111, which is the side surface of the groove 117, has a width of 80 μm, for example. The groove 117 is, for example, a groove having a length of 10 mm and provided in parallel with each other.
It is formed so as to form a shallow parallel groove 115 in the vicinity. As shown in FIG. 2, electrodes 124 and 125 are formed on the inner surfaces of the groove 117 and the shallow groove 115 by sputtering or the like. The electrode 124 is formed on only the upper half of the side surface of the groove 117, while the electrode 125 is formed on the entire side surface and bottom surface of the shallow groove 115. At this time, each electrode 125 is electrically connected to the adjacent electrode 124. The arrow 105 in the figure corresponds to the standing direction of the wall surface in the present invention.

【0021】そして、図3に示すように、前記浅溝11
5の幅方向中央部に前記浅溝115よりも幅が狭く、か
つ溝117の深さの半分よりも深い分割溝118をダイ
ヤモンドブレード等により切削加工する。本実施例にお
いては幅80μmを有する分割溝118が形成されてい
る。この浅溝115により、電極125は中央部で分割
され、その分割された各々は隣接する電極124と1対
1に対応して導通する駆動電極126となる。尚、キャ
ビティ119の幅は240μmである。
Then, as shown in FIG. 3, the shallow groove 11 is formed.
A divided groove 118 having a width narrower than that of the shallow groove 115 and deeper than half the depth of the groove 117 is cut by a diamond blade or the like in the widthwise central portion of the groove 5. In this embodiment, a dividing groove 118 having a width of 80 μm is formed. Due to the shallow groove 115, the electrode 125 is divided at the central portion, and each of the divided portions becomes a drive electrode 126 that is electrically connected to the adjacent electrode 124 in a one-to-one correspondence. The width of the cavity 119 is 240 μm.

【0022】次に、図4に示すように、高さ400μ
m、幅80μm、長さ9mmの側壁112と前記側壁1
12に挟まれたキャビティ119とを有する樹脂製のキ
ャビティ板102を射出成形法にて作製する。
Next, as shown in FIG. 4, the height is 400 μm.
m, width 80 μm, length 9 mm of sidewall 112 and sidewall 1
A resin cavity plate 102 having a cavity 119 sandwiched between 12 is manufactured by an injection molding method.

【0023】そして、図5に示すように、前記アクチュ
エータ板101と前記キャビティ板102とを、前記溝
117の中央部に前記側壁112が、前記キャビティ1
19の中央部に前記隔壁111が対応するように、エポ
キシ系樹脂からなる接着層120(図6)を介して接着
する。このとき、前記浅溝115には、キャビティ板1
02の側壁112が嵌合され、封止される。また、溝1
17は横方向に互いに間隔を有する複数のインク液室1
21となる。一方、前記溝117が浅溝115へと徐々
に浅くなる部分は、インク供給口130となる。
Then, as shown in FIG. 5, the actuator plate 101 and the cavity plate 102, the side wall 112 in the central portion of the groove 117, and the cavity 1 are formed.
The partition wall 111 is adhered to the central portion of 19 via an adhesive layer 120 (FIG. 6) made of an epoxy resin. At this time, the cavity plate 1 is formed in the shallow groove 115.
02 side wall 112 is fitted and sealed. Also, groove 1
Reference numeral 17 denotes a plurality of ink liquid chambers 1 which are laterally spaced from each other.
21. On the other hand, the portion where the groove 117 gradually becomes shallower to the shallow groove 115 becomes the ink supply port 130.

【0024】前記アクチュエータ板101において、図
6に示すように、チャンネル方向で浅溝115が形成さ
れていない側の端面113側に、前記インク液室121
に対応する位置にノズル132を有するノズル板131
を図示しないエポキシ系接着剤にて接合する。このノズ
ルプレートは、ポリアルキレン(例えばエチレン)テレ
フタレート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエ
ーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネイ
ト、酢酸セルロース等のプラスチックによって形成され
ている。
In the actuator plate 101, as shown in FIG. 6, the ink liquid chamber 121 is formed on the end surface 113 side where the shallow groove 115 is not formed in the channel direction.
Plate 131 having nozzles 132 at positions corresponding to
Are bonded with an epoxy adhesive (not shown). This nozzle plate is made of a plastic such as polyalkylene (for example, ethylene) terephthalate, polyimide, polyetherimide, polyetherketone, polyethersulfone, polycarbonate, or cellulose acetate.

【0025】これにより、インク液室121と、少なく
とも一部が圧電セラミックスからなる隔壁111と、電
極124とを複数備えたインク噴射装置100が作製さ
れる。
As a result, the ink ejecting apparatus 100 having the ink liquid chamber 121, the partition wall 111 of which at least a part is made of piezoelectric ceramics, and the electrode 124 is manufactured.

【0026】また前記アクチュエータ板101の下部
に、パターン電極142を形成した基板141を図示し
ないエポキシ樹脂系の接着剤にて接合する。接合後、図
6に示すように溝117内の駆動電極126と、前記基
板141上のパターン電極142とを、ワイヤボンディ
ング法などの既知の方法により電気的に結合する。
A substrate 141 having a pattern electrode 142 formed thereon is joined to the lower portion of the actuator plate 101 with an epoxy resin adhesive not shown. After joining, as shown in FIG. 6, the drive electrode 126 in the groove 117 and the pattern electrode 142 on the substrate 141 are electrically coupled by a known method such as a wire bonding method.

【0027】次に、制御部のブロック図を示す図7によ
って、本実施例の制御部の構成を説明する。同図に示す
ように、前記基板141上のパターン142は、各々個
々にLSIチップ51に接続され、クロックライン5
2、データライン53、電圧ライン54及びアースライ
ン55もLSIチップ51に接続されている。LSIチ
ップ51は、クロックライン52から供給された連続す
るクロックパルスに基づいて、データライン53上に現
れるデータから、どのノズル132からインク液滴の噴
射を行うべきかを判断する。そして、LSIチップ51
は、駆動するインク液室121内の電極124に導通す
る駆動電極パターン141に、電圧ライン54の電圧V
を印加し、前記インク液室121以外のインク液室12
1内の電極124に導通する駆動電極パターン141に
アースライン55を接続して接地する。
Next, the configuration of the control unit of this embodiment will be described with reference to FIG. 7 which is a block diagram of the control unit. As shown in the figure, the patterns 142 on the substrate 141 are individually connected to the LSI chip 51, and
2, the data line 53, the voltage line 54, and the ground line 55 are also connected to the LSI chip 51. The LSI chip 51 determines which nozzle 132 should eject an ink droplet from the data appearing on the data line 53, based on the continuous clock pulses supplied from the clock line 52. Then, the LSI chip 51
Is applied to the drive electrode pattern 141 that is electrically connected to the electrode 124 in the driven ink liquid chamber 121, and
Is applied to the ink liquid chamber 12 other than the ink liquid chamber 121.
The ground line 55 is connected to the drive electrode pattern 141 that is electrically connected to the electrode 124 in the first electrode 1 and grounded.

【0028】次に、本実施例によるインク噴射装置10
0の動作を図8乃至図11を用いて説明する。図8に示
すインク液室121cからインク液滴を噴射するため
に、当インク液室121c内の電極124cに対し図1
1(a)に示すようなグランドから電圧Vまで、例え
ば、3μsの立ち上がり部107、電圧Vを15μs保
持する保持部108、電圧Vからグランドまで15μs
の立ち下がり部109からなる電圧パルス103を与え
る(ここで、ある電極124対して電圧を与えること
は、その電極124に電圧パルス103を印加し、指示
しない電極124を接地することを言う)。すると、前
記立ち上がり部107のとき、図9に示すように、隔壁
111には矢印106方向の電界が発生し、隔壁111
bが圧電厚みすべり効果により、速やかに図中左方向
に”く”の字型に動く。すると、インク液室121cの
容積が減少して、ノズル132c付近を含むインク液室
121c内の圧力が急激に増加する。これにより、イン
ク液室121c内のインクがインク液滴となり、ノズル
132cから噴射される。その際、隣接のインク液室1
21dには負圧が生じ、その分インクが充填される。
Next, the ink ejecting apparatus 10 according to the present embodiment.
The operation of 0 will be described with reference to FIGS. In order to eject ink droplets from the ink liquid chamber 121c shown in FIG.
As shown in FIG. 1 (a), from the ground to the voltage V, for example, a rising portion 107 for 3 μs, a holding portion 108 for holding the voltage V for 15 μs, and 15 μs for the voltage V to the ground.
The voltage pulse 103 including the falling portion 109 is applied (here, applying a voltage to a certain electrode 124 means applying the voltage pulse 103 to the electrode 124 and grounding the electrode 124 which is not instructed). Then, at the rising portion 107, an electric field in the direction of arrow 106 is generated in the partition wall 111 as shown in FIG.
b is rapidly moved to the left in the figure in a V shape due to the piezoelectric thickness sliding effect. Then, the volume of the ink liquid chamber 121c decreases, and the pressure in the ink liquid chamber 121c including the vicinity of the nozzle 132c rapidly increases. As a result, the ink in the ink liquid chamber 121c becomes an ink droplet and is ejected from the nozzle 132c. At that time, the adjacent ink liquid chamber 1
A negative pressure is generated in 21d, and the ink is filled accordingly.

【0029】次に、前記保持部108の間だけ駆動電圧
が保持された後に、駆動電圧が、前記立ち下がり部10
9のように、グランドに下がると、インク液室121c
の容積を前記減少状態から自然状態へと緩やかに増加さ
せ、インク室112c内に図示しないインク供給源から
図示しないマニホールドを介してインク液室121cに
インクが供給される。このとき、隔壁111bに隣接す
る、インク液室121dの容積は減少するが、前記立ち
上がり部107と比べて前記立ち下がり部109での前
記隔壁111bの動きは十分緩やかであるため、ノズル
132dからインク液滴が噴射することはない。
Next, after the driving voltage is held only during the holding portion 108, the driving voltage is changed to the falling portion 10.
As shown in FIG. 9, when it goes down to the ground, the ink liquid chamber 121c
Is gradually increased from the reduced state to the natural state, and ink is supplied into the ink chamber 112c from an ink supply source (not shown) to the ink liquid chamber 121c through a manifold (not shown). At this time, the volume of the ink liquid chamber 121d adjacent to the partition wall 111b decreases, but the movement of the partition wall 111b at the falling portion 109 is slower than that at the rising portion 107, so that the ink is ejected from the nozzle 132d. No droplets are ejected.

【0030】次に、前記隔壁111bを共通の圧力発生
手段として有する、前記インク液室121dからインク
液滴を噴射する場合は、当インク液室121d内の電極
124dに対し図11(a)に示すようなグランドから
電圧Vまで、例えば、3μsの立ち上がり部107、電
圧Vを15μs保持する保持部108、電圧Vからグラ
ンドまで15μsの立ち下がり部109からなる電圧パ
ルス103を与える(ここで、ある電極124対して電
圧を与えることは、その電極124に電圧パルス103
を印加し、指示しない電極124を接地することを言
う)。すると、前記立ち上がり部107のとき、図10
に示すように、隔壁111には矢印206方向の電界が
発生し、隔壁111bが圧電厚みすべり効果により、図
中右方向に逆”く”の字型に速やかに動く。すると、イ
ンク液室121dの容積が減少して、ノズル132d付
近を含むインク液室121d内の圧力が急激に増加す
る。これにより、インク液室121d内のインクがイン
ク液滴となり、ノズル132dから噴射される。その
際、隣接のインク液室121cには負圧が生じ、その分
インクが充填される。
Next, in the case of ejecting ink droplets from the ink liquid chamber 121d having the partition wall 111b as a common pressure generating means, as shown in FIG. 11 (a) with respect to the electrode 124d in the ink liquid chamber 121d. A voltage pulse 103 including a rising portion 107 of 3 μs, a holding portion 108 holding the voltage V of 15 μs, and a falling portion 109 of 15 μs from the voltage V to the ground is applied from the ground to the voltage V as shown in FIG. Applying a voltage to an electrode 124 causes the voltage pulse 103 to be applied to that electrode 124.
Is applied, and the unindicated electrode 124 is grounded). Then, at the rising portion 107, as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, an electric field in the direction of arrow 206 is generated in the partition wall 111, and the partition wall 111b rapidly moves in the reverse "-" shape in the right direction in the figure due to the piezoelectric thickness sliding effect. Then, the volume of the ink liquid chamber 121d decreases, and the pressure in the ink liquid chamber 121d including the vicinity of the nozzle 132d rapidly increases. As a result, the ink in the ink liquid chamber 121d becomes an ink droplet and is ejected from the nozzle 132d. At that time, a negative pressure is generated in the adjacent ink liquid chamber 121c, and the ink is filled by that amount.

【0031】次に、前記保持部108の間、駆動電圧が
保持された後に駆動電圧が、前記立ち下がり部109の
ように、グランドに下がると、インク液室121dの容
積を前記減少状態から自然状態へと緩やかに増加させ、
インク室112d内に図示しないインク供給源から図示
しないマニホールドを介してインク液室121dにイン
クが供給される。このとき、隔壁111bに隣接する、
インク液室121cの容積は減少するが、前記立ち上が
り部107と比べて前記立ち下がり部109での前記隔
壁111bの動きは十分緩やかであるため、ノズル13
2cからインク液滴が噴射することはない。
Next, when the driving voltage is held during the holding portion 108 and then falls to the ground like the falling portion 109, the volume of the ink liquid chamber 121d is naturally reduced from the reduced state. Gradually increase to the state,
Ink is supplied to the ink liquid chamber 121d from an ink supply source (not shown) in the ink chamber 112d through a manifold (not shown). At this time, adjacent to the partition wall 111b,
Although the volume of the ink liquid chamber 121c decreases, the movement of the partition wall 111b at the falling portion 109 is slower than that at the rising portion 107, so the nozzle 13
No ink droplet is ejected from 2c.

【0032】共通の隔壁111bを有するインク液室1
21cとインク液室121dからインク液滴を噴射する
場合は、図11(a)の電圧パルス103をインク液室
121cに与えた後、同一形状でタイミングを例えば4
5μsずらした、図11(b)に示すような電圧パルス
203を、インク液室121dに与えればよい。
Ink liquid chamber 1 having a common partition wall 111b
21c and the ink liquid chamber 121d, when ink droplets are ejected, after applying the voltage pulse 103 of FIG.
A voltage pulse 203 as shown in FIG. 11B, which is shifted by 5 μs, may be applied to the ink liquid chamber 121d.

【0033】また、前記実施例においては、まず、駆動
電圧をインク液室121の容積が減少する方向に印加し
インク液滴を噴射し、次に駆動電圧の印加を停止しイン
ク液室121の容積を自然状態に増加してインク液室1
21にインクを供給していたが、まず駆動電圧をインク
液室121の容積が増加するように印加してインク液室
121にインクを供給してから、駆動電圧の印加を停止
して、インク液室121の容積を前記増加状態から自然
状態へと減少させ、インク液室121内のインクをイン
ク液滴として噴射してもよく、この場合は、電圧パルス
103の立ち上がり部107を例えば15μs、立ち下
がり部を5μsとすればよい。
Further, in the above-described embodiment, first, the drive voltage is applied in the direction in which the volume of the ink liquid chamber 121 is reduced to eject ink droplets, and then the application of the drive voltage is stopped to move the ink liquid chamber 121. Ink liquid chamber 1 by increasing the volume to the natural state
Although the ink was supplied to the ink tank 21, the drive voltage was first applied so that the volume of the ink liquid chamber 121 was increased to supply the ink to the ink liquid chamber 121, and then the application of the drive voltage was stopped. The volume of the liquid chamber 121 may be reduced from the increased state to the natural state, and the ink in the ink liquid chamber 121 may be ejected as ink droplets. In this case, the rising portion 107 of the voltage pulse 103 is set to, for example, 15 μs, The falling portion may be 5 μs.

【0034】上述したように、本実施例のインク噴射装
置100は、隔壁111が形成され、圧電セラミックス
材料からなるアクチュエータ板101と、射出成形法に
より側壁112が形成された樹脂製のキャビティ板10
2とを、前記隔壁111と側壁112とが交互に配列さ
れるように組み合わせた構成を有しているので、アクチ
ュエータ板101の溝加工の幅がインク液室121の幅
よりも大きくなり、インク液滴の集積度を向上させるた
めに隣接するインク流路の間隔を小さくする場合には、
従来の方法と比較して溝加工が容易となる共に加工部が
減少し、それに伴い加工コストも低減することができ
る。
As described above, in the ink ejecting apparatus 100 of this embodiment, the partition wall 111 is formed, the actuator plate 101 made of a piezoelectric ceramic material, and the resin cavity plate 10 having the side wall 112 formed by the injection molding method.
2 has a configuration in which the partition walls 111 and the side walls 112 are alternately arranged, so that the groove processing width of the actuator plate 101 becomes larger than the width of the ink liquid chamber 121. In order to reduce the distance between adjacent ink flow paths in order to improve the degree of integration of droplets,
As compared with the conventional method, the groove machining is facilitated, the number of processed portions is reduced, and the machining cost can be reduced accordingly.

【0035】[0035]

【発明の効果】上述したように、本発明によるインク噴
射装置は、アクチュエータ壁の配置を従来の2倍にする
ことができるため、前記アクチュエータ壁形成のための
加工が容易となると共に加工コストを低減することがで
きる。よって、大量生産性に優れ、信頼性が向上する。
ひいては、インク液滴の集積度を更に向上させることも
可能となる。
As described above, in the ink ejecting apparatus according to the present invention, the arrangement of the actuator wall can be doubled as compared with the conventional arrangement, so that the processing for forming the actuator wall is easy and the processing cost is reduced. It can be reduced. Therefore, mass productivity is excellent and reliability is improved.
As a result, it is possible to further improve the degree of integration of ink droplets.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のインク噴射装置の製造工程
を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a manufacturing process of an ink ejecting apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】同インク噴射装置の製造工程を示す斜視図であ
る。
FIG. 2 is a perspective view showing a manufacturing process of the ink ejecting apparatus.

【図3】同インク噴射装置の製造工程を示す斜視図であ
る。
FIG. 3 is a perspective view showing a manufacturing process of the ink ejecting apparatus.

【図4】同インク噴射装置の製造工程を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the ink ejecting apparatus.

【図5】本発明の一実施例のインク噴射装置の構成を示
す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of an ink ejecting apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図6】同インク噴射装置の製造工程を示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the same ink ejecting apparatus.

【図7】本発明の一実施例のインク噴射装置の制御部を
示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a control unit of the ink ejecting apparatus according to the embodiment of the invention.

【図8】本発明の一実施例のインク噴射装置の動作を示
す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an operation of the ink ejecting apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図9】同インク噴射装置の動作を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing an operation of the ink ejecting apparatus.

【図10】同インク噴射装置の動作を示す説明図であ
る。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an operation of the ink ejecting apparatus.

【図11】本発明の一実施例の駆動電圧波形を示す説明
図である
FIG. 11 is an explanatory diagram showing drive voltage waveforms according to an embodiment of the present invention.

【図12】従来例のインク噴射装置を示す断面図であ
る。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a conventional ink ejecting apparatus.

【図13】従来例のインク噴射装置の構成示す斜視図で
ある。
FIG. 13 is a perspective view showing a configuration of a conventional ink ejecting apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 インク噴射装置 101 アクチュエータ板 102 カバー板 103 電圧パルス 111 隔壁 112 側壁 121 インク液室 124 電極 100 Ink Ejection Device 101 Actuator Plate 102 Cover Plate 103 Voltage Pulse 111 Partition Wall 112 Side Wall 121 Ink Liquid Chamber 124 Electrode

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 分極された圧電材料で少なくとも一部が
形成されたアクチュエータ壁と、圧電効果を持たない非
アクチエータ壁とを、交互に配設して構成された側壁か
らなる複数の噴射チャンネルと、 前記アクチュエータ壁に形成され、電圧印加によって前
記圧電材料に駆動電界を発生させるための電極とを有
し、 1つの前記アクチュエータ壁が、隣り合った2つの前記
噴射チャンネルより夫々インクを噴射させる圧力発生手
段として構成されていることを特徴とするインク噴射装
置。
1. A plurality of ejection channels each having side walls formed by alternately arranging an actuator wall, at least a part of which is formed of a polarized piezoelectric material, and a non-actuator wall having no piezoelectric effect. An electrode formed on the actuator wall for generating a driving electric field in the piezoelectric material by applying a voltage, and one actuator wall for ejecting ink from two adjacent ejection channels, respectively. An ink ejecting apparatus configured as a generating unit.
【請求項2】 前記電極には、立ち上がりが急峻で、且
つ立ち下がりが緩やかな電圧パルスが印加されることを
特徴とする請求項1に記載のインク噴射装置。
2. The ink jet apparatus according to claim 1, wherein a voltage pulse having a steep rise and a gradual fall is applied to the electrode.
【請求項3】 前記電極には、立ち上がりが緩やかで、
且つ立ち下がりが急峻な電圧パルスが印加されることを
特徴とする請求項1に記載のインク噴射装置。
3. The electrode has a gentle rising,
The ink ejecting apparatus according to claim 1, wherein a voltage pulse having a sharp fall is applied.
【請求項4】 前記アクチュエータ壁は、その壁面の起
立方向へ分極された圧電材料により形成されており、 前記電極は、前記各アクチュエータ壁の側面両側に、前
記壁面の起立方向端部から略中央部までを覆うように設
けられていることを特徴とする請求項1に記載のインク
噴射装置。
4. The actuator wall is formed of a piezoelectric material polarized in a standing direction of a wall surface thereof, and the electrodes are provided on both side surfaces of each of the actuator walls, and are substantially centered from an end portion in the standing direction of the wall surface. The ink ejecting apparatus according to claim 1, wherein the ink ejecting apparatus is provided so as to cover up to the portion.
【請求項5】 前記電圧パルスの印加方向を交互に切り
替えながら、前記電極に前記電圧パルスを印加させるこ
とにより、前記隣り合った2つの噴射チャンネルの各々
からインクを独立して噴射させることを特徴とする請求
項2または3に記載のインク噴射装置。
5. The ink is independently ejected from each of the two adjacent ejection channels by applying the voltage pulse to the electrode while alternately switching the application direction of the voltage pulse. The ink ejecting apparatus according to claim 2 or 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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