JPH08197728A

JPH08197728A - インク噴射装置

Info

Publication number: JPH08197728A
Application number: JP7012435A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Sugawara; 宏人菅原
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1995-01-30
Filing date: 1995-01-30
Publication date: 1996-08-06
Anticipated expiration: 2016-05-14
Also published as: JP3166530B2; US5680163A

Abstract

(57)【要約】【目的】容易に電気的接続が行え、噴射チャンネルに
インクを供給し、且つ非噴射チャンネルにインクが入り
込まないようにすること。【構成】フレキシブルプリント基板１４１が圧電セラ
ミックスプレート及びカバープレートの一端面に接着さ
れると、インク供給口１４３が各インク室に連通し、被
覆部１４６が空気室にインクが入り込まないように塞
ぎ、接点電極１４２がインク室内の金属電極に電気的に
接続し、接点電極１４５が空気室内の金属電極に電気的
に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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】ドロップ・オン・デマンド型として特公昭
５３−１２１３８号公報に開示されているカイザー型、
あるいは特公昭６１−５９９１４号公報に開示されてい
るサーマルジェット型がその代表的な方式としてある。
このうち、前者は小型化が難しく、後者は高熱をインク
に加えるためにインクの耐熱性に対する要求が必要とさ
れ、それぞれに非常に困難な問題を抱えている。

【０００４】以上のような欠陥を同時に解決する新たな
方式として提案されたのが、特開昭６３−２４７０５１
号公報に開示されているせん断モード型である。

【０００５】図１９に示すように、上記せん断モード型
のインク噴射装置６００は、底壁６０１、天壁６０２及
びその間のせん断モードアクチュエータ壁６０３からな
る。そのアクチュエータ壁６０３は、底壁６０１に接着
され、且つ矢印６１１方向に分極された下部壁６０７
と、天壁６０２に接着され、且つ矢印６０９方向に分極
された上部壁６０５とからなっている。アクチュエータ
壁６０３は一対となってその間にインク流路６１３を形
成し、且つ次の一対のアクチュエータ壁６０３の間に
は、インク流路６１３よりも狭い空間６１５を形成して
いる。

【０００６】各インク流路６１３の一端には、ノズル６
１８を有するノズルプレート６１７が固着され、各アク
チュエータ壁６０３の両側面には電極６１９、６２１が
金属化層として設けられている。各電極６１９、６２１
はインクと絶縁するための絶縁層（図示せず）で覆われ
ている。そして、空間６１５に面している電極６１９、
６２１はアース６２３に接続され、インク流路６１３内
に設けられている電極６１９、６２１は、アクチュエー
タ駆動回路を与えるシリコン・チップ６２５に接続され
ている。

【０００７】次に、このインク噴射装置６００の製造方
法を説明する。まず、矢印６１１に分極された圧電セラ
ミックス層を底壁６０１に接着し、矢印６０９に分極さ
れた圧電セラミックス層を天壁６０２に接着する。各圧
電セラミックス層の厚みは、下部壁６０７、上部壁６０
５の高さに等しい。次に、圧電セラミックス層に、平行
な溝をダイヤモンドカッティング円板の回転等によって
形成して、下部壁６０７、上部壁６０５を形成する。そ
して、真空蒸着によって下部壁６０７の側面に電極６１
９を形成し、その電極６１９上に前記絶縁層を設ける。
同様にして上部壁６０５の側面に電極６２１、前記絶縁
層を設ける。

【０００８】上部壁６０５の天頂部と下部壁６０７の天
頂部とを接着してインク流路６１３と空間６１５とを形
成する。次に、ノズル６１８が穿孔されているノズルプ
レート６１７を、ノズル６１８がインク流路６１３と対
応するように、インク流路６１３及び空間６１５の一端
に接着し、インク流路６１３と空間６１５との他端をシ
リコン・チップ６２５とアース６２３とに接続する。

【０００９】そして、各インク流路６１３の電極６１
９、６２１にシリコン・チップ６２５が電圧を印加する
ことによって、各アクチュエータ壁６０３がインク流路
６１３の容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形し
て、所定時間後電圧印加が停止されてインク流路６１３
の容積が増加状態から自然状態となってインク流路６１
３内のインクに圧力が加えられ、インク滴がノズル６１
８から噴射される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成のインク噴射装置６００では、空間６１５に面し
ている電極６１９、６２１はアース６２３に接続され、
インク流路６１３内に設けられている電極６１９、６２
１は、アクチュエータ駆動回路を与えるシリコン・チッ
プ６２５に接続されているが、その電気的接続の具体的
構成および方法が開示されていない。

【００１１】更に、インク流路６１３にインクが供給さ
れ、且つ空間６１５にインクが入らないようにするため
の具体的構成及び方法が開示されていない。

【００１２】また、一般的に複数の噴射チャンネルへの
インクの供給は、各インク流路６１３に連通するマニホ
ールド部材を介してインクタンクから行なわれる。上述
の例では、インク噴射装置６００とマニホールド部材と
の接合位置や、インク噴射装置６００とマニホールド部
材とをインクの漏れがないように接合しなければならな
いが、その具体的な方法が開示されていない。

【００１３】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、第一の目的は、容易に電気的接
続が行え、マニホールド部材をインクの漏れがないよう
に接合することができるインク噴射装置を提供すること
である。そして、第二の目的は、容易に電気的接続が行
え、噴射チャンネルにインクを供給し、且つ非噴射チャ
ンネルにインクが入り込まないようにすることができる
インク噴射装置を提供することである。

【００１４】

【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、インク供給源からインクが供
給され、インクを噴射する複数の噴射チャンネルと、各
噴射チャンネルにインクを供給するためのマニホールド
部材と、前記噴射チャンネル内のインクにエネルギーを
発生するエネルギー発生部材と、前記エネルギー発生部
材に連結され、電源回路から電圧が印加される電極とを
有するインク噴射装置において、前記電極を前記電源回
路に電気的に接続する接続部と、前記噴射チャンネルを
前記インク供給源に連通するインク供給部と、前記マニ
ホールド部材と接合する接合部とを含む連結部材を備え
ている。

【００１５】請求項２では、インク供給源からインクが
供給され、インクを噴射する複数の噴射チャンネルと、
前記噴射チャンネルの両側に設けられ、インクが供給さ
れない非噴射チャンネルと、前記噴射チャンネル内のイ
ンクにエネルギーを発生するエネルギー発生部材と、前
記エネルギー発生部材に連結され、電源回路から電圧が
印加される電極とを有するインク噴射装置において、前
記電極を前記電源回路に電気的に接続する接続部と、前
記噴射チャンネルを前記インク供給源に連通するインク
供給部と、前記非噴射チャンネルを前記インク供給源に
連通させない非連通部とを含む連結部材を備えている。

【００１６】請求項３では、前記連結部材は、フレキシ
ブルプリント基板であることを特徴とする。

【００１７】請求項４では、前記エネルギー発生部材
は、前記噴射チャンネルと前記非噴射チャンネルとを隔
て、少なくとも一部が圧電セラミックスで形成された隔
壁であり、前記電極は、前記噴射チャンネル及び前記非
噴射チャンネル内の前記隔壁の前記圧電部に形成された
駆動電極部と、前記噴射チャンネル及び前記非噴射チャ
ンネル外に形成された接続電極部とを有し、前記連結部
材の接続部は前記電極の前記接続電極部に接続すること
を特徴とする。

【００１８】請求項５では、前記電極の前記接続電極部
が形成された面と、前記噴射チャンネルにインクを供給
する面とが同一面であることを特徴とする。

【００１９】請求項６では、前記電極の前記接続電極部
が形成された面と、前記噴射チャンネルにインクを供給
する面とが異なる面であることを特徴とする。

【００２０】請求項７では、前記電極の前記接続電極部
が、前記駆動電極部の一部であることを特徴とする。

【００２１】

【作用】上記の構成を有する本発明の請求項１では、前
記連結部材の前記接続部が、前記電極を前記電源回路に
電気的に接続し、前記連結部材の前記インク供給部が前
記噴射チャンネルを前記インク供給源に連通し、前記連
結部材の前記接合部が前記マニホールド部材に接合して
マニホールド部材からのインク漏れが防止される。つま
り連結部材により、電極への電圧印加が可能とされ、且
つ噴射チャンネルへのインクの供給が可能とされ、且つ
マニホールド部材からのインク漏れが防止される。

【００２２】また、請求項２のインク噴射装置では、前
記連結部材の前記接続部が、前記電極を前記電源回路に
電気的に接続し、連結部材の前記インク供給部が前記噴
射チャンネルを前記インク供給源に連通し、連結部材の
前記非連通部が前記非噴射チャンネルを前記インク供給
源を連通させない。つまり連結部材により、電極への電
圧印加が可能とされ、且つ噴射チャンネルへのインクの
供給が可能とされ、且つ非噴射チャンネルへのインクの
入り込みが防止される。

【００２３】

【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。

【００２４】図１、図２、図３及び図４に示すように、
インクジェットヘッド１００は、圧電セラミックスプレ
ート１０２とカバープレート１２１とノズルプレート１
４とフレキシブルプリント基板１４１とマニホールド部
材１０１とから構成されている。

【００２５】その圧電セラミックスプレート１０２は、
チタン酸ジルコン酸鉛系（ＰＺＴ）等のセラミックス材
料で形成され、圧電セラミックスプレート１０２には、
ダイヤモンドブレード等により切削加工された複数の溝
１０３が形成されている。また、その溝１０３の側面と
なる隔壁１０６は矢印１０５の方向に分極されている。
それら溝１０３は同じ深さであり、かつ平行であり、圧
電セラミックスプレート１０２の対向する端面１０２
ａ、１０２ｂに開口して加工されている。

【００２６】そして、圧電セラミックスプレート１０２
の溝加工面及び端面１０２ｂに対して斜め上方の位置に
配置されたスパッタリング等の蒸着源（図示せず）から
駆動電極部としての金属電極１０８が形成される（矢印
１３０ａ、１３０ｂの方向から蒸着される）。尚、隔壁
１０６の天頂部に金属電極が形成されないようにマスク
しておく。すると、金属電極１０８が溝１０３の両側面
の上半分の領域に形成される。この時端面１０２ｂに
は、金属電極１０８に電気的に接続された接続電極部と
しての金属電極１１６、１１７が形成される。尚、圧電
セラミックスプレート１０２の端面１０２ｂにおいて、
金属電極１１６と金属電極１１７とが分離するようにマ
スクしておく。

【００２７】金属電極１１６は、後述するインク室１０
４（図７）となる溝１０３の両側の金属電極１０８を接
続し、金属電極１１７は、後述する空気室１２７（図
７）となる全ての溝１０３内の金属電極１０８を接続し
ている。

【００２８】次に、前記圧電セラミックスプレート１０
２の金属電極１０８、１１６、１１７をエポキシ樹脂で
被覆し、保護膜１７７（図７）を形成する。

【００２９】次に、カバープレート１２１はアルミナで
形成されており、圧電セラミックスプレート１０２の溝
１０３の加工側の面と、カバープレート１２１とをエポ
キシ系接着剤２０（図７）によって接着する。従って、
インクジェットヘッド１００には、溝１０３の上面が覆
われて、金属電極１１６に接続する金属電極１０８を有
する噴射チャンネルとしてのインク室１０４（図７参
照）及び金属電極１１７に接続する金属電極１０８を有
する非噴射チャンネルとしての空気室１２７（図７参
照）が構成される。尚、インク室１０４及び空気室１２
７は長方形断面の細長い形状であり、全てのインク室１
０４はインクが充填され、空気室１２７は空気が充填さ
れる領域である。

【００３０】次に、圧電セラミックスプレート１０２の
端面１０２ａ及びカバープレート１２１の端面に、各イ
ンク室１０４に対応した位置にノズル１２が設けられた
ノズルプレート１４が接着される。このノズルプレート
１４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る。

【００３１】次に、圧電セラミックスプレート１０２の
端面１０２ｂ及びカバープレート１２１の端面に、フレ
キシブルプリント基板１４１が接着される。そのフレキ
シブルプリント基板１４１には、各インク室１０４に対
応したインク供給口１４３と、金属電極１１６に対応し
た接点電極１４２と、金属電極１１７に対応した接点電
極１４５と、空気室１２７を塞ぐ被覆部１４６と、接点
電極１４２、１４５とをＬＳＩチップ５１（図５）に接
続するための接続パターン１４４とが設けられている。
尚、インク供給口１４３は、断面形状がフレキシブルプ
リント基板１４１の厚み方向において変化しない平行な
穴でもよいし、テーパつきの穴でもよい。

【００３２】そして、フレキシブルプリント基板１４１
が接着されると、インク供給口１４３が各インク室１０
４に連通し、被覆部１４６が空気室１２７を塞ぎ、接点
電極１４２が金属電極１１６に電気的に接続し、接点電
極１４５が金属電極１１７に電気的に接続する。

【００３３】次に、マニホールド部材１０１が、圧電セ
ラミックスプレート１０２の端面１０２ｂ側において、
フレキシブルプリント基板１４１を介して接着される。
マニホールド部材１０１にはマニホールド１２２及び供
給口１２３が形成されており、マニホールド１２２はイ
ンク供給口１４３を覆う形状であり、供給口１２３は図
示しないインクタンクに連通する。そして、前記インク
タンクは、供給口１２３、マニホールド１２２、インク
供給口１４３を介してインク室１０４に連通するが、空
気室１２７には被覆部１４６によって連通しない。

【００３４】そして、圧電セラミックスプレート１０２
の端面１０２ｂに形成された金属電極１１６、１１７は
前記フレキシブルプリント基板１４１の接点電極１４
２、１４５及びパターン１４４を介して電源回路として
のＬＳＩチップ５１（図５）に接続される。

【００３５】次に、制御部のブロック図を示す図５によ
って、制御部の構成を説明する。フレキシブルプリント
基板１４１に設けられた接点電極１４２、１４５はパタ
ーン１４４を介して各々個々にＬＳＩチップ５１に接続
され、クロックライン５２、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５
２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１
２からインク滴の噴射を行うべきかを判断する。そし
て、ＬＳＩチップ５１は、インクを噴射するインク室１
０４内の金属電極１０８に導通する導電層のパターン１
４４に、電圧ライン５４の電圧Ｖを印加する。また、Ｌ
ＳＩチップ５１は、前記インク室１０４以外の金属電極
１０８及び空気室１２７の金属電極１０８に導通する導
電層のパターン１４４にアースライン５５を接続する。

【００３６】次に、本実施例のインクジェットヘッド１
００の動作を説明する。図８のインク室１０４ｂからイ
ンク滴を噴射するとＬＳＩチップ５１が判断すると、Ｌ
ＳＩチップ５１は、インク室１０４ｂ内の金属電極１０
８に導通するパターン１４４電圧ライン５４の電圧Ｖを
印加し、且つ噴射しない他のインク室１０４及び空気室
１２７内の金属電極１０８に導通するパターン１４４に
アースライン５５を接続する。つまり、インク室１０４
ｂの金属電極１０８を電圧Ｖとし、他のインク室１０４
及び空気室１２７内の金属電極１０８を接地する。

【００３７】すると、隔壁１０６ｂには矢印１３ｂ方向
の電界が発生し、隔壁１０６ｃには矢印１３ｃ方向の電
界が発生して、隔壁１０６ｂと１０６ｃとが互いに離れ
るように動く。そして、隔壁１０６ｂと１０６ｃとの変
形によりインク室１０４ｂの容積が増えて、ノズル１２
付近を含むインク室１０４ｂ内の圧力が減少する。この
状態をＬ／ａで示される時間だけ維持する。すると、そ
の間インク供給口１４３を介してマニホールド１２２か
らインクがインク室１０４ｂに供給される。なお、上記
Ｌ／ａは、インク室１０４内の圧力波が、インク室１０
４の長手方向（インク供給口１４３からノズルプレート
１４まで、またはその逆）に対して、片道伝播するに必
要な時間であり、インク室１０４の長さＬとインク中で
の音速ａによって決まる。

【００３８】圧力波の伝播理論によると、前記の立ち上
げからちょうどＬ／ａの時間経つとインク室１０４ｂ内
の圧力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミング
に合わせてインク室１０４ｂ内の金属電極１０８に印加
されている電圧を０Ｖに戻す。すると、隔壁１０６ｂと
１０６ｃは変形前の状態（図７）に戻り、インクに圧力
が加えられる。その時、前記正に転じた圧力と隔壁１０
６ｂ、１０６ｃが変形前の状態に戻って発生した圧力と
が足し合わされ、比較的高い圧力がインク室１０４ｂ内
のインクに与えられて、インク滴がノズル１２から噴出
される。

【００３９】次に、プリンタの斜視図を示す図６によっ
て、プリンタの構成及び動作を説明する。インクジェッ
トヘッド１００及びノズルプレート３１は、図１〜図
４、図７及び図８で説明した構成、動作をもつものであ
る。インクジェットヘッド１００はキャリッジ６２上に
固定され、インク供給チューブ６３は供給口１２３（図
４）と前記インクタンクとを連通し、ＬＳＩチップ５１
（図５）はキャリッジ６２に内蔵され、フレキシブルケ
ーブル６４は図５に示したクロックライン５２、データ
ライン５３、電圧ライン５４及びアースライン５５に対
応している。キャリッジ６２はスライダ６６に沿って矢
印６５方向に記録紙７１の全幅にわたって往復移動し、
インクジェットヘッド１００はキャリッジ６２が移動し
ている時にプラテンローラ７２に保持された記録紙７１
に対して、ノズルプレート１４に設けられたノズル１２
（図１）からインク滴を噴射し、記録紙７１上にインク
液滴を付着させる。

【００４０】また、記録紙７１はインクジェットヘッド
１００がインク滴を噴射しているときは静止している
が、キャリッジ６２が往復動作を行う度に紙送りローラ
７３及び７４によって矢印７５方向に移送される。これ
によって、記録紙７１の全面に所望の文字や画像を形成
される。

【００４１】以上説明したように本実施例では、インク
室１０４及び空気室１２７内の金属電極１０８が、圧電
セラミックスプレート１０２の端面１０２ｂに形成され
た金属電極１１６及び接点電極１１７を介して、フレキ
シブルプリント基板１４１の接点電極１４２及び接点電
極１４５と電気的に接続され、インク室１０４が、フレ
キシブルプリント基板１４１のインク供給部１４３を介
して前記インクタンクと連通され、空気室１２７が、フ
レキシブルプリント基板１４１の被覆部１４６によって
インクが入り込まないように塞がれる。このため、イン
クジェットヘッド１００とＬＳＩチップ５１との電気的
接続の部材と、インク室１０４にインクを供給すること
ができ、且つ空気室１２７にインクが供給されなくする
部材とを別々に備えることなく、１つの部材、即ちフレ
キシブルプリント基板１４１のみで構成するができる。
したがって、構成が簡単で、製造コストが低減する。

【００４２】また、インクジェットヘッド１００を小型
化することができる。

【００４３】また、全ての空気室１２７内の金属電極１
０８が金属電極１１７によって電気的に接続されている
ので、フレキシブルプリント基板１４１との接点数を少
なくすることができ、接続が容易である。

【００４４】尚、本実施例では、金属電極１０８は圧電
セラミックスプレート１０２の端面１０２ｂに形成され
た金属電極１１６、１１７によって接点電極１４２、１
４５と電気的に接続されていたが、圧電セラミックスプ
レート１０２の端面１０２ｂに形成された金属電極１１
６、１１７を形成せずに接続してもよい。この方法を図
９〜図１３を用いて以下に示す。

【００４５】シール基板１５１には、各インク室１０４
に対応したインク供給口１５３と、各インク室１０４内
の金属電極１０８に対応した接点電極１５２と、空気室
１２７内の金属電極１０８に対応した接点電極１５５
と、接点電極１５２、１５３をＬＳＩチップ５１（図
５）に接続するための接続パターン１５４とが設けられ
ている。尚、シール基板１５１の接点電極１５５が形成
された領域が、空気室１２７の端面１０２ｂ側の開口を
塞いでいる。この接点電極１５２は、ニッケル、アルミ
ニウム、金、カーボン等の導電材料の薄層１５２ａ（図
１０）をスパッタリング、蒸着、メッキ、スクリーン印
刷等で形成した上に、Ｐｂ−Ｓｎ合金等の低融点合金の
薄層１５２ｂ（図１０）をスパッタリング、蒸着、メッ
キ、スクリーン印刷などで形成したものである。また、
接点電極１５５も同様にして形成されている。

【００４６】次に、接点電極１５２付近の断面図を示す
図１０及び図１１によって、シール基板１５１の接着工
程を具体的に説明する。圧電セラミックスプレート１０
２及びカバープレート１０３（図１）の端面に、シール
基板１５１を、インク室１０４とインク供給口１５３と
を対応させ、且つインク室１０４内の金属電極１０８と
接点電極１５２とを対応させ、且つ空気室１２７内の金
属電極１０８と接点電極１５５とを対応させるように配
置する。つまり、インク室１０４内の金属電極１０８と
薄層１５２ｂとを接触させる。そして、全体を低融点合
金の薄層１５２ｂの融点以上であり薄層１５２ａの融点
未満の温度に加熱する。すると、図１１に示すように、
低融点合金の薄層１５２ｂが溶融して金属電極１０８の
表面の一部に広がる。次に全体を室温まで冷却すると、
低融点合金の薄層１５２ｂが凝固して金属電極１０８と
導電材料の薄層１５２ａとが電気的及び機械的に接合さ
れる。ここで、加熱する温度は、例えば低融点合金の薄
層１５２ｂの材料がＰｂ４０％−Ｓｎ６０％合金の場合
は２００℃程度である。従って、インク室１０４内の金
属電極１０８は、接点電極１５２及びパターン１４４を
介してＬＳＩチップ５１に接続される。接点電極１５５
についても同様にして空気室１２７内の金属電極１０８
と接続される。

【００４７】尚、ハイブリッドＩＣ基板に一般的に使用
される材料のアルミナやシリコン等でシール基板１５１
を形成することにより、周知の厚膜形成技術によって、
シール基板１５１に、どんな形状にも自在にパターンを
形成することが可能となる。このため、パターン１４４
の一端に、はんだ付け用電極を設け、表面処理を施し、
フレキシブル基板等をはんだ付けによって接続すること
によって、パターンとＬＳＩチップ５１とを電気的に接
続することができる。また、シール基板１５１の一端面
近くまでパターン１５４を導き、ＬＳＩチップ５１との
電気的接続を図るための接点端子をはんだ付けすること
もできる。更に、パターン１５４の上に接点電極（図示
せず）を設けることにより、接触のみでＬＳＩチップ５
１との電気的接続を実現できる。また、パターン１５４
の上にはんだ付けパッド（図示せず）を設け、そのパッ
ド上に、市販の表面実装用のコネクタをはんだ付けする
こともできる。また、シール基板１５１上にＬＳＩチッ
プ５１を実装してハイブリッドＩＣとすることも可能で
ある。

【００４８】また、図１２に示すように、低融点合金の
薄層１５２ｂの代わりに導電性接着剤の薄層１５２ｃ、
例えばエポキシ系接着剤に金属粉末を混合した材料等の
薄層を、導電材料の薄層１５２ａ上にスクリーン印刷等
で形成してもよい。インク室１０４内の金属電極１０８
と薄層１５２ｃとを接触させると、導電性接着剤の薄層
１５２ｃの一部が流動し、金属電極１０８の表面の一部
に到達する。そして、全体を導電性接着剤の薄層１５２
ｃが硬化する温度に加熱すると、金属電極１０８と導電
材料の薄層１５２ａとが電気的及び機械的に接合され
る。ここで、加熱する温度は、例えばエポキシ系接着剤
の場合は１５０℃程度である。この場合、導電性接着剤
の薄層１５２ｃは、室温での放置で硬化するものや、紫
外線等の光線の照射により硬化するもの、加圧力により
硬化するもの等でもよい。

【００４９】また、図１３に示すように、シール基板１
５１の接点電極１５２、１５５（図１３には接点電極１
５２のみ示す）が形成されていない領域に、接着剤１５
６を塗布しておき、低融点合金の薄層１５２ｂが溶融、
凝固するのと同時に接着剤１５６を硬化させ、アクチュ
エータプレート１０２及びカバープレート１０３とシー
ル基板１５１とを接合してもよい。この場合、低融点合
金の薄層１５２ｂの代わりに導電性接着剤の薄層を用い
た方法でもよい。また、接着剤１５６は、室温での放置
で硬化するものや、紫外線等の光線の照射により硬化す
るもの、加圧力により硬化するもの等でもよい。

【００５０】また、本実施例では、インク室１０４及び
空気室１２７内の金属電極１０８に接続した金属電極１
１６及び金属電極１１７が圧電セラミックスプレート１
０２の片側の端面１０２ｂに設けられていたが、両側の
端面１０２ａ、１０２ｂに分割して設けられていてもよ
い。例えば、インク室１０４内の金属電極１０８に接続
した金属電極を圧電セラミックスプレート１０２の片側
の端面１０２ｂに設け、空気室１２７内の金属電極１０
８に接続した金属電極を端面１０２ａに設け、フレキシ
ブルプリント基板を２つ用意し、その一方に端面１０２
ｂの金属電極に対応して接点電極とインク室１０４に対
応したインク供給口を設け、他方に端面１０２ａの金属
電極に対応して接点電極とインク室１０４に対応したノ
ズルを設けてもよい。

【００５１】更に、本実施例では、インク滴を噴射する
ノズル１２が３個であったが、５０個、２００個など、
いくつでもよい。

【００５２】また、本実施例では、まずインク室１０４
ｂの容積を増加させ、次に駆動電圧の印加を停止しイン
ク室１０４ｂの容積を自然状態に減少してインク室１０
４ｂからインク滴を噴射していたが、インク室１０４ｂ
の容積を減少させてインク室１０４ｂからインク滴を噴
射し、次に駆動電圧の印加を停止してインク室１０４ｂ
の容積を前記減少状態から自然状態へと増加させてイン
ク室１０４ｂ内にインクを供給させてもよい。

【００５３】また、本実施例では、全ての空気室１２７
及び噴射しないインク室１０４内の金属電極１０８を接
地し、噴射するインク室１０４内の金属電極１０８に電
圧を印加していたが、ＬＳＩチップの構造を変更して全
ての空気室１２７内の金属電極１０８に電圧を印加し、
噴射しないインク室１０４内の金属電極１０８を高イン
ピーダンス状態にし、噴射するインク室１０４内の金属
電極１０８を接地して、噴射するインク室１０４の両隔
壁１０６のみに電界を発生させて、インクを噴射しても
よい。このようにすれば、インク室１０４内の金属電極
１０８に電圧が印加されないので、金属電極１０８をイ
ンクから保護する保護膜１７７を形成しなくてもよい。
このため、製造コストが低減する。

【００５４】また、本実施例では、隔壁１０６が強誘電
性を有する圧電材料等で形成されていたが、隔壁１０６
の高さ方向の半分の領域を強誘電性を有する圧電材料等
で形成し、他の半分の領域をアルミナ等の非圧電材料で
形成してもよい。この場合、隔壁の側面全面に金属電極
が形成されていてもよい。

【００５５】また、本実施例では、隔壁１０６が強誘電
性を有する圧電材料等で形成され、隔壁１０６の上半分
の領域に金属電極１０８が形成されて、隔壁１０６の上
半分の圧電変形によって下半分の領域を変形させてイン
クを噴射していたが、図１４に示すように、隔壁２０６
の高さ方向の半分の領域を矢印２０１方向に分極された
圧電セラミックスプレート２０３で形成し、他の半分を
前記分極方向と反対方向である矢印２０２方向に分極さ
れた圧電セラミックスプレート２０４で形成し、隔壁２
０６の全面に金属電極２０８を形成して、隔壁２０６の
上半分及び下半分の圧電変形によって、インク滴を噴射
してもよい。このようにすれば、隔壁２０６の変形のた
めの電圧値を小さくすることができる。

【００５６】また、本実施例では、全ての空気室１２７
及び噴射しないインク室１０４内の金属電極１０８を接
地し、噴射するインク室１０４内の金属電極１０８に電
圧を印加していたが、以下に示すようにしてもよい。図
１４に示すように、圧電セラミックスプレート２０３、
２０４の一端面には、インク室１０４内の両金属電極２
０８に接続する金属電極２１６と、空気室１２７内の片
方の金属電極２０８それぞれ金属電極２１７が形成さ
れ、図１５に示すように、フレキシブルプリント基板２
２１には、各インク室１０４に対応したインク供給口２
２３と、金属電極２１６に対応した接点電極２２４と、
金属電極２１７に対応した接点電極２２５と、空気室１
２７を塞ぐ被覆部２２６と、全ての接点電極２２４をＬ
ＳＩチップに接続するための接続パターン２２７と、接
点電極２２４を挟む１対の接点電極２２５に接続し、各
一対接点電極２２５をＬＳＩチップ接続するための接続
パターン２２８とが設けられている。

【００５７】そして、フレキシブルプリント基板２２１
が接着されると、インク供給口２２３が各インク室１０
４に連通し、被覆部２２６が空気室１２７にインクが入
り込まないように塞ぎ、接点電極２２４が金属電極２１
６に電気的に接続し、接点電極２２５が金属電極２１７
に電気的に接続する。そして、前記ＬＳＩチップは、噴
射するインク室１０４を構成する両隔壁２０６の空気室
１２７側の金属電極１０８に接点電極２２５及び接続パ
ターン２２８を介して電圧を印加すると共に、空気室１
２７の他の金属電極２０８に接点電極２２５及び接続パ
ターン２２８を介してアースラインを接続すると共に、
全てのインク室１０４内の金属電極２０８に接点電極２
２４及び接続パターン２２７を介してアースラインを接
続する。すると、噴射するインク室１０４の両隔壁２０
６に電界が発生して、両隔壁２０６は互いに離れる方向
に変形し、電圧印加が停止されると元の状態に戻りイン
クが噴射される。このようにすれば、インク室１０４内
の金属電極２０８に電圧が印加されないので、図７のよ
うに金属電極１０８をインクから保護する保護膜１７７
を形成しなくてもよい。このため、製造コストが低減す
る。

【００５８】上述図１４の例では、金属電極２１７が空
気室１２７内の一方の金属電極２０８のみに接続されて
いたが、図１６に示すようにインク室１０４を構成する
両隔壁２０６の両空気室１２７側の２つの金属電極２０
８を接続する金属電極２１８を設けてもよい。この場
合、フレキシブルプリント基板の各接点電極間を広くす
ることができ、接点電極の短絡を防止することができ
る。更にインク室１０４内の金属電極２０８の全てを接
続する金属電極２１９を設ければ、フレキシブルプリン
ト基板との接点数が少なくなり、接続が容易となる。

【００５９】また、本実施例では、圧電セラミックスプ
レート１０２の端面１０２ｂにおいて、インク室１０４
及び空気室１２７内の金属電極１０８に接続した金属電
極１１６、１１７をフレキシブルプリント基板１４１の
接点電極１４２、１４５と接続していたが、図１７に示
すように、インク室１０４及び空気室１２７内の金属電
極１０８に接続した金属電極１１６ａ、１１７ａを圧電
セラミックスプレート１０２の溝１０３加工側と反対側
の面１０２ｃ側に形成し、図１８に示すようにフレキシ
ブルプリント基板２４１をシール部分２４２と接続部分
２４５とに分け、シール部分２４２を端面１０２ｂに接
着すると共に、接続部分２４５を面１０２ｃに接着す
る。シール部分２４２には、各インク室１０４に対応し
たインク供給口２４３と、空気室１２７を塞ぐ被覆部２
４４とが設けられている。接続部分２４５には、金属電
極１１６ａに対応した接点電極２４６と、金属電極１１
７ａに対応した接点電極２４７とが設けられている。こ
のようにすれば、フレキシブルプリント基板２４１の各
接点電極２４６、２４７間を広くすることができ、接点
電極２４６、２４７の短絡を防止することができ、接続
が容易となる。

【００６０】また、本実施例では、圧電セラミックスプ
レート１０２の片面のみに溝１０３を形成していたが、
圧電セラミックスプレートの厚さを厚くして、両面に溝
を形成して、２列のインク室を設けてもよい。

【００６１】また、本実施例では、一枚の圧電セラミッ
クスプレート１０２を用いていたが、複数枚の圧電セラ
ミックスプレートを積層させてもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明の請求項１のインク噴射装置によれば、前記連結部材
の前記接続部が、前記電極を前記電源回路に電気的に接
続し、連結部材の前記インク供給部が前記噴射チャンネ
ルを前記インク供給源に連通し、連結部材の前記接合部
が前記マニホールド部材からインクが漏れないように接
合しているので、構成が簡単で、製造コストが低減する
効果を奏する。また、容易に外部回路との電気的接続が
可能になることから、インク噴射装置の小型化、低価格
化、電気的接続点数の減少による高信頼性化の効果を奏
する。

【００６３】また、請求項２のインク噴射装置によれ
ば、前記連結部材の前記接続部が、前記電極を前記電源
回路に電気的に接続し、連結部材の前記インク供給部が
前記噴射チャンネルを前記インク供給源に連通し、連結
部材の前記非連通部が前記非噴射チャンネルにインクが
入り込まないように塞いでいるので、構成が簡単で、製
造コストが低減する効果を奏する。また、容易に外部回
路との電気的接続が可能になることから、インク噴射装
置の小型化、低価格化、電気的接続点数の減少による高
信頼性化の効果を奏する。

【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ヘッドを示
す斜視図である。

【図２】前記実施例の圧電セラミックスプレートを示す
斜視図である。

【図３】前記実施例のフレキシブルプリント基板を示す
平面図である。

【図４】前記実施例のマニホールド部材を示す平面図で
ある。

【図５】前記実施例の制御部を示す説明図である。

【図６】前記実施例のプリンタを示す斜視図である。

【図７】前記実施例のインクジェットヘッドを示す断面
図である。

【図８】前記実施例のインクジェットヘッドの動作を示
す説明図である。

【図９】前記実施例の他のフレキシブルプリント基板を
示す平面図である。

【図１０】前記他のフレキシブルプリント基板と圧電セ
ラミックスプレートとの接着工程を示す説明図である。

【図１１】前記他のフレキシブルプリント基板と圧電セ
ラミックスプレートとの接着状態を示す説明図である。

【図１２】前記他のフレキシブルプリント基板と圧電セ
ラミックスプレートとの他の接着状態を示す説明図であ
る。

【図１３】前記他のフレキシブルプリント基板と圧電セ
ラミックスプレートとの更に他の接着状態を示す説明図
である。

【図１４】本発明の他の実施例のインクジェットヘッド
の端面を示す説明図である。

【図１５】前記他の実施例のフレキシブルプリント基板
を示す平面図である。

【図１６】本発明の更に他の実施例のインクジェットヘ
ッドの端面を示す説明図である。

【図１７】前記実施例のインクジェットヘッドの他の接
続電極部を示す説明図である。

【図１８】前記実施例のインクジェットヘッドの他の接
続電極部に接続するフレキシブルプリント基板を示す説
明図である。

【図１９】従来例のインク噴射装置を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１２ノズル１４ノズルプレート５１ＬＳＩチップ１００インクジェットヘッド１０１マニホールド部材１０２圧電セラミックスプレート１０２ａ端面１０２ｂ端面１０４インク室１０６隔壁１０８金属電極１１６金属電極１１７金属電極１２１カバープレート１４１フレキシブルプリント基板１４２接点電極１４３インク供給口１４５接点電極１４６被覆部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク供給源からインクが供給され、イ
ンクを噴射する複数の噴射チャンネルと、各噴射チャン
ネルにインクを供給するためのマニホールド部材と、前
記噴射チャンネル内のインクにエネルギーを発生するエ
ネルギー発生部材と、前記エネルギー発生部材に連結さ
れ、電源回路から電圧が印加される電極とを有するイン
ク噴射装置において、前記電極を前記電源回路に電気的に接続する接続部と、
前記噴射チャンネルを前記インク供給源に連通するイン
ク供給部と、前記マニホールド部材と接合する接合部と
を含む連結部材を備えたことを特徴とするインク噴射装
置。
【請求項２】インク供給源からインクが供給され、イ
ンクを噴射する複数の噴射チャンネルと、前記噴射チャ
ンネルの両側に設けられ、インクが供給されない非噴射
チャンネルと、前記噴射チャンネル内のインクにエネル
ギーを発生するエネルギー発生部材と、前記エネルギー
発生部材に連結され、電源回路から電圧が印加される電
極とを有するインク噴射装置において、前記電極を前記電源回路に電気的に接続する接続部と、
前記噴射チャンネルを前記インク供給源に連通するイン
ク供給部と、前記非噴射チャンネルを前記インク供給源
に連通させない非連通部とを含む連結部材を備えたこと
を特徴とするインク噴射装置。
【請求項３】前記連結部材は、フレキシブルプリント
基板であることを特徴とする請求項２記載のインク噴射
装置。
【請求項４】前記エネルギー発生部材は、前記噴射チ
ャンネルと前記非噴射チャンネルとを隔て、少なくとも
一部が圧電セラミックスで形成された隔壁であり、前記
電極は、前記噴射チャンネル及び前記非噴射チャンネル
内の前記隔壁の前記圧電部に形成された駆動電極部と、
前記噴射チャンネル及び前記非噴射チャンネル外に形成
された接続電極部とを有し、前記連結部材の接続部は前
記電極の前記接続電極部に接続することを特徴とする請
求項２記載のインク噴射装置。
【請求項５】前記電極の前記接続電極部が形成された
面と、前記噴射チャンネルにインクを供給する面とが同
一面であることを特徴とする請求項４記載のインク噴射
装置。
【請求項６】前記電極の前記接続電極部が形成された
面と、前記噴射チャンネルにインクを供給する面とが異
なる面であることを特徴とする請求項４記載のインク噴
射装置。
【請求項７】前記電極の前記接続電極部が、前記駆動
電極部の一部であることを特徴とする請求項４記載のイ
ンク噴射装置。