【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】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。2. Description of the Related Art Among the non-impact type printers, which have been expanding the market to replace the impact type printers used up to now, the principle is the simplest, and multi-gradation and colorization are possible. Inkjet type printers are mentioned as being easy to use. Above all, a drop that ejects only the ink drops used for printing
The on-demand type is rapidly spreading due to its good injection efficiency and low running cost.
【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。The Kaiser type disclosed in Japanese Patent Publication No. 53-12138 as a drop-on-demand type,
Alternatively, a thermal jet type disclosed in Japanese Patent Publication No. 61-59914 is a typical method.
Of these, the former is difficult to miniaturize, and the latter requires a high heat resistance of the ink in order to apply high heat to the ink, and each has a very difficult problem.
【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。A method proposed to solve the above defects at the same time is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-247051.
It is the shear mode type disclosed in the publication.
【０００５】図５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。As shown in FIG. 5, the shear mode type ink jet apparatus 600 comprises a bottom wall 601, a top wall 602 and a shear mode actuator wall 603 therebetween. The actuator wall 603 is bonded to the bottom wall 601 and is polarized in the direction of arrow 611.
And an upper wall 605 bonded to the ceiling wall 602 and polarized in the direction of arrow 609. The actuator walls 603 are paired to form an ink flow path 613 therebetween, and a space 615 narrower than the ink flow path 613 is formed between the next pair of actuator walls 603.
【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、６
２１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
駆動回路を構成するシリコン・チップ６２５に接続され
ている。The nozzle 6 is provided at one end of each ink flow path 613.
A nozzle plate 617 having 18 is fixed, and electrodes 619 and 621 are provided as metal layers on both side surfaces of each actuator wall 603. The electrodes 619 and 621 are covered with an insulating layer (not shown) for insulating the ink. Then, the electrodes 619, 6 facing the space 615
Reference numeral 21 is connected to a ground 623, and electrodes 619 and 621 provided in the ink flow path 613 are connected to a silicon chip 625 which constitutes an actuator drive circuit.
【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。Next, a method for manufacturing the ink jet device 600 will be described. First, the piezoelectric ceramic layer polarized in the arrow 611 is bonded to the bottom wall 601, and the piezoelectric ceramic layer polarized in the arrow 609 is bonded to the ceiling wall 602. The thickness of each piezoelectric ceramic layer is as follows.
Equal to 5 height. Next, parallel grooves are formed in the piezoelectric ceramics layer by rotating a diamond cutting disk or the like to form a lower wall 607 and an upper wall 605. Then, the electrode 61 is formed on the side surface of the lower wall 607 by vacuum deposition.
9 is formed, and the insulating layer is provided on the electrode 619.
Similarly, the electrode 621 and the insulating layer are provided on the side surface of the upper wall 605.
【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、底壁６０１、天壁６０２、アクチュエー
タ壁６０３の一端に接着し、インク流路６１３と空間６
１５との他端をシリコン・チップ６２５とアース６２３
とに接続する。The zenith of the upper wall 605 and the zenith of the lower wall 607 are adhered to each other to form an ink flow path 613 and a space 615. Next, a nozzle plate 617 in which the nozzles 618 are bored is adhered to one end of the bottom wall 601, the top wall 602, and the actuator wall 603 so that the nozzles 618 correspond to the ink flow paths 613, and the ink flow paths 613 are formed. Space 6
The other end of 15 is a silicon chip 625 and a ground 623.
Connect to and.
【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。Then, the electrode 61 of each ink flow path 613
When the silicon chip 625 applies a voltage to 9, 621, each actuator wall 603 undergoes piezoelectric thickness slip deformation in a direction of increasing the volume of the ink flow path 613, and after a predetermined time, the voltage application is stopped and the ink flow is stopped. Road 613
Of the ink flow path 61 from the increased state to the natural state.
Pressure is applied to the ink in the nozzle 3, and ink drops are generated in the nozzle 61.
It is injected from 8.
【００１０】[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に接続されているので、各インク流路６１３内
の電極６１９、６２１に電圧を印加してインクを噴射し
ている。このため、インク流路６１３内の電極６１９、
６２１は、インクと絶縁するための前記絶縁層で被覆し
なければならない。これは、前記絶縁層がないと、導電
性の高いインクであると、短絡する可能性があり、導電
性がそれぼど高いくないインクであっても電気的，化学
的な腐食により、電極６１９、６２１が劣化されて、ア
クチュエータ壁６０３の変形が十分に行われなくなり、
印字品質が悪くなるといった問題があった。従って、イ
ンクと電極６１９、６２１とを絶縁するための前記絶縁
層が必要となり、そのための設備、工程が必要で、生産
性が下がり、コストが上がるといった問題があった。However, in the ink ejecting apparatus 600 having the above-described structure, the electrodes 619 and 621 facing the space 615 are connected to the ground 623,
Electrodes 619 and 62 provided in the ink flow path 613
Since No. 1 is connected to the silicon chip 625 which provides an actuator drive circuit, a voltage is applied to the electrodes 619 and 621 in each ink flow path 613 to eject ink. Therefore, the electrode 619 in the ink flow path 613,
The 621 must be covered with the insulating layer to insulate it from the ink. This is because if the ink has high conductivity without the insulating layer, it may cause a short circuit. Even if the ink is not so high in conductivity, the electrode may be electrically or chemically corroded. 619 and 621 are deteriorated and the actuator wall 603 is not sufficiently deformed,
There was a problem that the print quality was poor. Therefore, the insulating layer for insulating the ink from the electrodes 619 and 621 is required, and the equipment and process for the insulating layer are required, which lowers the productivity and raises the cost.
【００１１】また、上述した構成のインク噴射装置６０
０を開示した特開昭６３−２４７０５１号公報では、空
間６１５に面している電極６１９、６２１はアース６２
３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。そ
こで、例えば、インク流路６１３が５０個あるとする
と、空気室６１５は５１個必要となり、電極６１９、６
２１の電気的接続が１０１カ所であり、その１０１カ所
は狭ピッチであるので、電気的接続が難しく、そのため
の工程に時間がかかり、大量生産性に劣るといった問題
があった。Further, the ink ejecting device 60 having the above-mentioned structure.
In Japanese Patent Laid-Open No. 63-247051, which discloses No. 0, the electrodes 619 and 621 facing the space 615 are ground 62.
3, the electrodes 619 and 621 provided in the ink flow path 613 are connected to the silicon chip 625 which provides the actuator drive circuit, and the specific configuration and method of the electrical connection are disclosed. Not not. Therefore, for example, if there are 50 ink flow paths 613, 51 air chambers 615 are required, and the electrodes 619, 6
Since there are 101 electrical connections at 21 places and the 101 places have a narrow pitch, there is a problem that the electrical connection is difficult, the process therefor takes time, and the mass productivity is poor.
【００１２】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、大量生産性に優れ、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を目的と
する。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an ink ejecting apparatus which is excellent in mass productivity and can be easily electrically connected.
【００１３】[0013]
【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、インクが噴射される複数の噴
射チャンネルと、前記噴射チャンネルの両側に設けら
れ、インクが噴射されない複数の非噴射領域と、前記噴
射チャンネルと前記非噴射領域とを隔て、分極された圧
電セラミックスで少なくとも一部が形成された隔壁と、
前記隔壁の前記非噴射領域側に形成され、前記圧電セラ
ミックス部に駆動電界を発生するための電極と、前記噴
射チャンネル内に充填され、導電性を有するインクとを
備えている。In order to achieve this object, according to a first aspect of the present invention, a plurality of ejection channels for ejecting ink and a plurality of ejection channels provided on both sides of the ejection channel and not ejecting ink. A non-injection region, a partition wall separating the injection channel and the non-injection region, at least a part of which is formed of polarized piezoelectric ceramics,
The partition wall includes an electrode formed on the non-jetting region side of the partition wall to generate a driving electric field in the piezoelectric ceramic portion, and an ink filled in the jetting channel and having conductivity.
【００１４】請求項２では、前記電極には電圧が印加さ
れ、前記インクに電気的に接続される接地電極が接地さ
れて、前記噴射チャンネルからインクが噴射されること
を特徴とする。According to a second aspect of the present invention, a voltage is applied to the electrode, a ground electrode electrically connected to the ink is grounded, and the ink is ejected from the ejection channel.
【００１５】請求項３では、前記インクには、塩類溶剤
が混入されていることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, the ink is mixed with a salt solvent.
【００１６】[0016]
【作用】上記の構成を有する本発明のインク噴射装置で
は、前記隔壁の前記非噴射領域側に形成された電極と、
前記噴射チャンネル内に充填され、導電性を有するイン
クとによって、前記隔壁の前記圧電セラミックス部に駆
動電界が発生され、隔壁が圧電変形されて、噴射チャン
ネルからインクが噴射される。In the ink ejecting apparatus of the present invention having the above structure, an electrode formed on the non-ejection region side of the partition wall,
A driving electric field is generated in the piezoelectric ceramic portion of the partition by the ink filled in the ejection channel and having conductivity, the partition is piezoelectrically deformed, and the ink is ejected from the ejection channel.
【００１７】[0017]
【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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１８】図１に示すように、インク噴射装置１００
は、圧電セラミックスプレート１０２とカバープレート
１１０とノズルプレート１４とマニホールド部材１０１
から構成されている。As shown in FIG. 1, the ink jetting device 100.
Is a piezoelectric ceramic plate 102, a cover plate 110, a nozzle plate 14, and a manifold member 101.
It consists of
【００１９】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、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。
それらの溝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。そして、後述
するノズルプレート１４のノズル１２に連通する溝１０
３ｂ、１０３ｄ、１０３ｆ（図２）の両側の溝１０３
ａ、１０３ｃ、１０３ｅ、１０３ｇ（図２）の内面に
は、その両側面の上半分に金属電極８がスパッタリング
等によって形成されている。The piezoelectric ceramic plate 102 is
The piezoelectric ceramic plate 102 is made of a ceramic material such as lead zirconate titanate (PZT).
A plurality of grooves 103 are formed by cutting with a diamond blade or the like. Further, the partition wall 106 that is the side surface of the groove 103 is polarized in the direction of the arrow 105.
The grooves 103 are of the same depth and are parallel,
Opposing end faces 102 of the piezoelectric ceramic plate 102
The openings a and 102b are processed. Then, the groove 10 communicating with the nozzle 12 of the nozzle plate 14 described later.
Grooves 103 on both sides of 3b, 103d, 103f (FIG. 2)
Metal electrodes 8 are formed on the inner surfaces of a, 103c, 103e, and 103g (FIG. 2) by sputtering or the like on the upper half of both side surfaces.
【００２０】次に、図１に示すように、アルミナで形成
されたカバープレート１１０の、対向する端面１１０
ａ、１１０ｂには、スリット１１１ａ、１１１ｂが形成
されている。スリット１１１ａ、１１１ｂのピッチは、
溝１０３のピッチの２倍であり、スリット１１１ａとス
リット１１１ｂとは、ハーフピッチずれて配置されてい
る。尚、スリット１１１ａは、両外側の溝１０３に対応
するように設けられている。つまり、スリット１１１ａ
は、溝１０３ａ、１０３ｃ、１０３ｅ、１０３ｇ（図
２）に対応するように設けられて、スリット１１１ｂ
は、溝１０３ｂ、１０３ｄ、１０３ｆ（図２）に対応す
るように設けられている。また、カバープレート１１０
の表面１１０ｃには、パターン１２４、１２５が形成さ
れている。Next, as shown in FIG. 1, the facing end faces 110 of the cover plate 110 made of alumina.
Slits 111a and 111b are formed in a and 110b. The pitch of the slits 111a and 111b is
The pitch is twice the pitch of the groove 103, and the slits 111a and 111b are displaced by a half pitch. The slits 111a are provided so as to correspond to the grooves 103 on both outer sides. That is, the slit 111a
Are provided so as to correspond to the grooves 103a, 103c, 103e, 103g (FIG. 2), and the slits 111b are provided.
Are provided so as to correspond to the grooves 103b, 103d, 103f (FIG. 2). In addition, the cover plate 110
Patterns 124 and 125 are formed on the surface 110c of the.
【００２１】そして、圧電セラミックスプレート１０２
の溝１０３加工側の面と、カバープレート１１０の表面
１１０ｃ反対側の面とをエポキシ系接着剤１２０（図
４）によって接着する。従って、インク噴射装置１００
には、溝１０３の上面が覆われて、スリット１１１ｂと
連通する噴射チャンネルとしてのインク室１０４及びス
リット１１１ａと連通する非噴射領域としての空気室１
２７が構成される。インク室１０４及び空気室１２７は
長方形断面の細長い形状であり、全てのインク室１０４
は、導電性を有するインクが充填される領域であり、空
気室１２７は空気が充填される領域である。前記インク
には、塩類溶剤、例えば塩化ナトリウムが混入されてい
る。The piezoelectric ceramic plate 102
The surface of the groove 103 on which the groove 103 is processed and the surface of the cover plate 110 opposite to the surface 110c are adhered by an epoxy adhesive 120 (FIG. 4). Therefore, the ink ejecting apparatus 100
The upper surface of the groove 103 is covered with the ink chamber 104 as an ejection channel communicating with the slit 111b and the air chamber 1 as a non-ejection region communicating with the slit 111a.
27 are configured. The ink chamber 104 and the air chamber 127 have an elongated shape with a rectangular cross section, and all the ink chambers 104.
Is a region filled with conductive ink, and the air chamber 127 is a region filled with air. A salt solvent such as sodium chloride is mixed in the ink.
【００２２】カバープレート１１０が接着された後に、
スパッタリング等によって、金属電極１０９が、カバー
プレート１１０の表面１１０ｃにおいてスリット１１１
ａの底面より端面１１０ａ側の領域及びスリット１１１
ａ内面の側面の一部に形成される。このとき、スリット
１１１ａと連通する空気室１２７の金属電極８上にも金
属電極１０９が形成されて、スリット１１１ａの側面に
形成された金属電極１０９と電気的に接続される。この
ため、空気室１２７の片側の隔壁１０６に形成された金
属電極８が、その隔壁１０６によって構成されるインク
室１０４を挟む他の空気室１２７における該インク室１
０４を構成するもう一つの隔壁１０６に形成された金属
電極８と電気的に接続される。また、金属電極１０９は
パターン１２４に電気的に接続される。After the cover plate 110 is bonded,
By sputtering or the like, the metal electrode 109 causes the slit 111 on the surface 110c of the cover plate 110.
a region closer to the end surface 110a than the bottom surface of a and the slit 111
a is formed on a part of the side surface of the inner surface. At this time, the metal electrode 109 is also formed on the metal electrode 8 of the air chamber 127 communicating with the slit 111a and electrically connected to the metal electrode 109 formed on the side surface of the slit 111a. Therefore, the metal electrode 8 formed on the partition wall 106 on one side of the air chamber 127 has the ink chamber 1 in the other air chamber 127 sandwiching the ink chamber 104 constituted by the partition wall 106.
04 is electrically connected to the metal electrode 8 formed on the other partition 106. The metal electrode 109 is electrically connected to the pattern 124.
【００２３】そして、金属電極１１７が、カバープレー
ト１１０の表面１１０ｃにおいてスリット１１１ｂの底
面よりカバープレート１１０の中央側から端面１１０ｂ
側の領域及びスリット１１１ｂ内面の側面の全部に形成
される。このとき、スリット１１１ｂと連通するインク
室１０４の内面上にも金属電極１１７が形成されて、イ
ンク室４に充填される導電性を有するインクと、スリッ
ト１１１ｂの側面に形成された金属電極１１７とが電気
的に接続されることになる。このため、全てのインク室
１０４内のインクが金属電極１１７によって電気的に接
続される。また、金属電極１１７はパターン１２５に電
気的に接続される。尚、圧電セラミックスプレート１０
２の端面１０２ａ、１０２ｂ及びカバープレート１１０
の端面１１０ａ、１１０ｂに金属電極１０９、１１７が
形成されないようにマスクしておく。The metal electrode 117 is formed on the surface 110c of the cover plate 110 from the center side of the cover plate 110 to the end surface 110b with respect to the bottom surface of the slit 111b.
It is formed on the entire side surface and the side surface of the inner surface of the slit 111b. At this time, the metal electrode 117 is also formed on the inner surface of the ink chamber 104 communicating with the slit 111b, and the conductive ink filled in the ink chamber 4 and the metal electrode 117 formed on the side surface of the slit 111b. Will be electrically connected. Therefore, the ink in all the ink chambers 104 is electrically connected by the metal electrode 117. In addition, the metal electrode 117 is electrically connected to the pattern 125. The piezoelectric ceramic plate 10
Two end faces 102a, 102b and cover plate 110
The end faces 110a and 110b are masked so that the metal electrodes 109 and 117 are not formed.
【００２４】圧電セラミックスプレート１０２の端面１
０２ａ及びカバープレート１１０のスリット１１１ａ側
の端面１１０ａに、各インク室１０４の位置に対応した
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ている。End face 1 of piezoelectric ceramic plate 102
02a and the end surface 110a of the cover plate 110 on the side of the slit 111a, the nozzle plate 14 provided with the nozzle 12 at a position corresponding to the position of each ink chamber 104 is bonded. The nozzle plate 14 is formed of a plastic such as polyalkylene (for example, ethylene) terephthalate, polyimide, polyetherimide, polyetherketone, polyethersulfone, polycarbonate, or cellulose acetate.
【００２５】そして、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、カバープ
レート１１０のスリット１１１ｂ側の端面１１０ｂ及び
カバープレート１１０の表面１１０ｃにおけるスリット
１１１ｂ側に接着される。マニホールド部材１０１には
マニホールド１２２が形成されており、そのマニホール
ド１２２はスリット１１１ｂを包囲している。Then, the manifold member 101 is adhered to the end surface 102b of the piezoelectric ceramic plate 102, the end surface 110b of the cover plate 110 on the slit 111b side and the slit 111b side of the surface 110c of the cover plate 110. A manifold 122 is formed on the manifold member 101, and the manifold 122 surrounds the slit 111b.
【００２６】カバープレート１１０に形成されたパター
ン１２４、１２５が図示しないフレキシブルプリント基
板（図示せず）の配線パターンと接続される。そのフレ
キシブルプリント基板の配線パターンは、後述する制御
部に接続されたリジット基板（図示せず）に接続されて
いる。The patterns 124 and 125 formed on the cover plate 110 are connected to a wiring pattern of a flexible printed board (not shown) not shown. The wiring pattern of the flexible printed board is connected to a rigid board (not shown) connected to a control unit described later.
【００２７】次に、制御部のブロック図を示す図３によ
って、制御部の構成を説明する。カバープレート１１０
に形成されたパターン１２４、１２５は、前記フレキシ
ブルプリント基板、前記リジット基板を介して各々個々
にＬＳＩチップ１５１に接続され、クロックライン１５
２、データライン１５３、電圧ライン１５４及びアース
ライン１５５もＬＳＩチップ１５１に接続されている。
ＬＳＩチップ１５１は、クロックライン１５２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１５３上に現れるデータから、どのノズル１２からイ
ンク滴の噴射を行うべきかを判断し、噴射するインク室
１０４の両側の空気室１２７の金属電極８に導通するパ
ターン１２４に、電圧ライン１５４の電圧Ｖを印加す
る。また、他のパターン１２４及びインク室１０４内の
インクに導通するパターン１２５をアースライン１５５
に接続する。Next, the configuration of the control unit will be described with reference to FIG. 3, which is a block diagram of the control unit. Cover plate 110
The patterns 124 and 125 formed on the clock line 15 are individually connected to the LSI chip 151 via the flexible printed board and the rigid board.
2, the data line 153, the voltage line 154, and the ground line 155 are also connected to the LSI chip 151.
The LSI chip 151 determines which nozzle 12 should eject an ink drop from the data appearing on the data line 153 based on the continuous clock pulse supplied from the clock line 152, and ejects the ink chamber 104. The voltage V of the voltage line 154 is applied to the patterns 124 that are electrically connected to the metal electrodes 8 of the air chambers 127 on both sides of. Also, the other pattern 124 and the pattern 125 that conducts to the ink in the ink chamber 104 are connected to the ground line 155.
Connect to.
【００２８】次に、本実施例のインク噴射装置１００の
動作を説明する。図４（ｂ）のインク室１０４ｂからイ
ンク滴を噴射するために、当該インク室１０４ｂの両側
の空気室１２７ｂ、１２７ｃのインク室１０４ｂ側の金
属電極８ｃ、８ｆに対し電圧パルスをパターン１２４を
介して与え、他の金属電極８及びインク室４内のインク
には、他のパターン１２４、パターン１２５を介して接
地する。すると、隔壁１０６ｂには矢印１１３ｂ方向の
電界が発生し、隔壁１０６ｃには矢印１１３ｃ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。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、その間スリット１１１ｂを介してマニホールド１
２２からインクが供給される。なお、上記Ｌ／ａは、イ
ンク室１０４内の圧力波が、インク室１０４の長手方向
（スリット１１１ｂ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。Next, the operation of the ink ejecting apparatus 100 of this embodiment will be described. In order to eject ink droplets from the ink chamber 104b of FIG. 4B, a voltage pulse is applied to the metal electrodes 8c and 8f on the ink chamber 104b side of the air chambers 127b and 127c on both sides of the ink chamber 104b through the pattern 124. The ink in the other metal electrode 8 and the ink chamber 4 is grounded through the other patterns 124 and 125. Then, an electric field in the direction of arrow 113b is generated in the partition wall 106b, an electric field in the direction of arrow 113c is generated in the partition wall 106c, and the partition walls 106b and 106c move away from each other. The volume of the ink chamber 104b increases, and the pressure inside the ink chamber 104b including the vicinity of the nozzle 12 decreases. This state is maintained for the time indicated by L / a. Then, in the meantime, the manifold 1 is inserted through the slit 111b.
Ink is supplied from 22. The L / a is the time required for the pressure wave in the ink chamber 104 to propagate one way in the longitudinal direction of the ink chamber 104 (from the slit 111b to the nozzle plate 14 or vice versa). It is determined by the length L of the ink chamber 104 and the speed of sound a in the ink.
【００２９】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
に合わせて電極８ｃ、８ｆ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４（ａ））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１０６ｂ、１０６ｃ
が変形前の状態に戻って、発生した圧力とがたし合わさ
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。According to the theory of pressure wave propagation, the pressure in the ink chamber 104b reverses and changes to a positive pressure just after a time of L / a from the start-up, and the electrodes 8c and 8f are synchronized with this timing. The voltage applied to the
Return to. Then, the partition walls 106b and 106c return to the state before deformation (FIG. 4A), and pressure is applied to the ink.
At that time, the positive pressure and the partition walls 106b and 106c.
Returns to the state before deformation, is added to the generated pressure, and a relatively high pressure is applied to the ink in the ink chamber 104b, and an ink droplet is ejected from the nozzle 12.
【００３０】また、前記実施例においては、まず駆動電
圧をインク室１０４ｂの容積が増加させ、次にインク室
１０４ｂの容積を自然状態に減少してインク室１０４ｂ
からインク滴を噴射していたが、まずインク室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
供給するようにしてもよい。In the above embodiment, first, the drive voltage is increased to increase the volume of the ink chamber 104b, and then the volume of the ink chamber 104b is decreased to a natural state so that the ink chamber 104b is reduced.
The ink droplet was ejected from the ink chamber 104b.
May be reduced to eject ink droplets from the ink chamber 104b, and then the volume of the ink chamber 104b may be increased from the reduced state to the natural state to supply ink into the ink chamber 104b.
【００３１】上述したように、本実施例のインク噴射装
置１００では、インク室１０４に充填されるインクが導
電性を有しているので、インク室１０４の内面に金属電
極を設けなくてよい。このため、前記金属電極をインク
による腐食から保護するための保護膜が必要なく、その
ための設備、工程が必要なく、生産性を向上することが
でき、コストを低減することができる。更に、前記保護
膜が必要ないので、保護膜の剥がれた一部がインク滴の
噴射を妨げることなく、良好にインクを噴射することが
でき、印字品質がよい。As described above, in the ink ejecting apparatus 100 of this embodiment, since the ink filled in the ink chamber 104 has conductivity, it is not necessary to provide the metal electrode on the inner surface of the ink chamber 104. Therefore, there is no need for a protective film for protecting the metal electrode from corrosion due to ink, there is no need for equipment and steps for that, productivity can be improved, and cost can be reduced. Furthermore, since the protective film is not necessary, the ink can be ejected favorably without any part of the protective film peeled off from interfering with the ejection of ink droplets, and the print quality is good.
【００３２】また、空気室１２７には、空気が充填され
ているので、隔壁１０６の変形がしやすく、電圧が低く
てよい。Further, since the air chamber 127 is filled with air, the partition wall 106 is easily deformed and the voltage may be low.
【００３３】また、本実施例では、カバープレート１１
０の端面１１０ｂにスリット１１１ｂが形成されている
ので、インク室１０４のみがスリット１１１ｂを介して
マニホールド１２２に連通し、空気室１２７がマニホー
ルド１２２に連通しない。このため、空気室１２７にイ
ンクが供給されることがなく、インク室１０４ｂからイ
ンク滴を噴射するための隔壁１０６ｂ、１０６ｃの変形
が、他のインク室１０４ａ、１０４ｃ等に影響を及ぼす
ことがない。従って、各インク室１０４から良好にイン
ク滴が噴射され、印字品質がよい。Further, in this embodiment, the cover plate 11
Since the slit 111b is formed on the end surface 110b of 0, only the ink chamber 104 communicates with the manifold 122 via the slit 111b, and the air chamber 127 does not communicate with the manifold 122. Therefore, ink is not supplied to the air chamber 127, and deformation of the partition walls 106b and 106c for ejecting ink droplets from the ink chamber 104b does not affect the other ink chambers 104a and 104c. . Therefore, ink droplets are satisfactorily ejected from each ink chamber 104, and the print quality is good.
【００３４】また、本実施例のインク噴射装置１００で
は、カバープレート１１０を圧電セラミックスプレート
１０２に接着した後、カバープレート１１０の表面１１
０ｃにおけるスリット１１１ａの底面より端面１１０ａ
側の領域及びスリット１１１ａ内面の側面の一部に金属
電極１０９が形成されているので、空気室１２７の片側
の金属電極８が、インク室１０４を挟む他の空気室１２
７の該インク室１０４側の金属電極８と電気的に接続さ
れる。また、カバープレート１１０の表面１１０ｃにお
けるスリット１１１ｂの底面より中央側から端面１１０
ｂ側の領域及びスリット１１１ｂ内面の側面の全部に金
属電極１１７が形成されるので、金属電極１１７によっ
て、全てのインク室１０４内の導電性を有するインクを
電気的に接続することができ、制御部への電気的接続が
容易である。Further, in the ink ejecting apparatus 100 of this embodiment, after the cover plate 110 is adhered to the piezoelectric ceramic plate 102, the surface 11 of the cover plate 110 is
End surface 110a from the bottom surface of the slit 111a at 0c
Since the metal electrode 109 is formed in the side region and a part of the side surface of the inner surface of the slit 111a, the metal electrode 8 on one side of the air chamber 127 is used for the other air chamber 12 that sandwiches the ink chamber 104.
7 is electrically connected to the metal electrode 8 on the ink chamber 104 side. In addition, the end surface 110 from the center side of the bottom surface of the slit 111b on the front surface 110c of the cover plate 110.
Since the metal electrode 117 is formed on the b-side region and the entire side surface of the inner surface of the slit 111b, conductive ink in all the ink chambers 104 can be electrically connected by the metal electrode 117, and the control can be performed. Easy electrical connection to the section.
【００３５】このため、金属電極１０９、１１７は、カ
バープレート１１０の平面である表面１１０ｃに形成さ
れたパターン１２４、１２５に電気的に接続されるの
で、パターン１２４、１２５と、フレキシブルプリント
基板の配線パターンとを良好に且つ容易に電気的に接続
することができる。また、パターン１２４、１２５の形
状や大きさを適切にして、確実に電気的接続をすること
ができる。Therefore, since the metal electrodes 109 and 117 are electrically connected to the patterns 124 and 125 formed on the surface 110c which is the plane of the cover plate 110, the patterns 124 and 125 and the wiring of the flexible printed circuit board. Good and easy electrical connection with the pattern is possible. Further, the shapes and sizes of the patterns 124 and 125 can be made appropriate to ensure reliable electrical connection.
【００３６】また、フレキシブルプリント基板を用いず
に、カバープレート１１０のパターン１２４、１２５
を、前記制御部に接続された前記リジット基板に直接接
続することも可能である。Further, the patterns 124 and 125 of the cover plate 110 are used without using the flexible printed circuit board.
Can be directly connected to the rigid board connected to the control unit.
【００３７】尚、空気室１２７の幅をインク室１０４の
幅より小さくすることによって、圧電セラミックスプレ
ート１０２の幅を小さくすることができる。By making the width of the air chamber 127 smaller than the width of the ink chamber 104, the width of the piezoelectric ceramic plate 102 can be made smaller.
【００３８】本実施例では、圧電セラミックスプレート
１０２の片面に溝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、
インク室及び空気室を設けてもよい。In this embodiment, the groove 103 was formed on one side of the piezoelectric ceramic plate 102, but the piezoelectric ceramic plate is made thicker to form grooves on both sides.
An ink chamber and an air chamber may be provided.
【００３９】また、本実施例では、チタン酸ジルコン酸
鉛系（ＰＺＴ）のセラミックス材料で圧電セラミックス
プレート１０２が形成されて、隔壁１０６を圧電すべり
変形させていたが、圧電セラミックスプレートをチタン
酸鉛系（ＰＴ）のセラミックス材料で形成し、隔壁を圧
電縦変形させてインクを噴射させてもよい。Further, in the present embodiment, the piezoelectric ceramic plate 102 was formed of the lead zirconate titanate (PZT) ceramic material and the partition wall 106 was piezoelectrically slip-deformed. However, the piezoelectric ceramic plate is made of lead titanate. The partition wall may be formed of a ceramic material of the system (PT), and the partition wall may be piezoelectrically deformed vertically to eject the ink.
【００４０】また、本実施例では、カバープレート１１
０に形成された金属電極１１７によって、導電性のイン
クと電気的に接続していたが、マニーホールド１２２に
インクを供給するインク供給源に金属電極を設け、その
金属電極によって、インク室１０４内のインクと電気的
に接続してもよい。Further, in this embodiment, the cover plate 11
Although it was electrically connected to the conductive ink by the metal electrode 117 formed in 0, the metal electrode is provided in the ink supply source that supplies the ink to the manifold 122, and the metal electrode allows the inside of the ink chamber 104 to be connected. The ink may be electrically connected.
【００４１】また、前記インク噴射装置においては、圧
電セラミックスプレート１０２の片面に溝１０３を形成
していたが、圧電セラミックスプレートの両面に溝を形
成して、両側にインク液室及び空気室を設けるようにし
てもよい。更に、二枚の圧電セラミックスプレートのそ
れぞれに複数の溝を設け、一方の圧電セラミックスプレ
ートには、本実施例のカバープレート１１０のように、
両端面にスリットを形成し、２枚の圧電セラミックスプ
レートの互いの溝加工側を接着して、インク液室及び空
気室を設けるようにしてもよい。Further, in the ink ejecting apparatus, the groove 103 is formed on one surface of the piezoelectric ceramic plate 102, but the groove is formed on both surfaces of the piezoelectric ceramic plate and the ink liquid chamber and the air chamber are provided on both sides. You may do it. Further, a plurality of grooves are provided on each of the two piezoelectric ceramic plates, and one of the piezoelectric ceramic plates is provided with a groove as in the cover plate 110 of this embodiment.
It is also possible to form slits on both end faces and bond the groove processing sides of the two piezoelectric ceramic plates to each other to provide the ink liquid chamber and the air chamber.
【００４２】本実施例では、噴射するインク室１０４ｂ
の両側の空気室１２７ｂ、１２７ｃのインク室１０４ｂ
側の金属電極８ｃ、８ｆに対し電圧パルスを与え、イン
ク室４内のインクを接地していたが、インク室４内のイ
ンクに電圧パルスを与え、噴射するインク室１０４の両
側の空気室１２７における、そのインク室１０４側の金
属電極８を接地し、他の金属電極８に電圧パルスを与え
て、噴射するインク室１０４の両隔壁１０６を変形させ
て、インクを噴射させてもよい。更に、インク室４内の
インクおよび金属電極８に常に電圧を与え、噴射するタ
イミングにおいて、噴射するインク室１０４の両側の空
気室１２７における、そのインク室１０４側の金属電極
８を接地して、噴射するインク室１０４の両隔壁１０６
を変形させて、インクを噴射させてもよい。In this embodiment, the ejecting ink chamber 104b
Ink chambers 104b of air chambers 127b, 127c on both sides of the
Although the voltage pulse is applied to the metal electrodes 8c and 8f on the side to ground the ink in the ink chamber 4, the voltage pulse is applied to the ink in the ink chamber 4 and the air chamber 127 on both sides of the ejecting ink chamber 104 is ejected. The ink may be ejected by grounding the metal electrode 8 on the ink chamber 104 side and applying a voltage pulse to the other metal electrode 8 to deform both partition walls 106 of the ejecting ink chamber 104. Further, at the timing of applying a voltage to the ink in the ink chamber 4 and the metal electrode 8 at all times, the metal electrode 8 on the ink chamber 104 side in the air chamber 127 on both sides of the ejecting ink chamber 104 is grounded, Both partitions 106 of the ejecting ink chamber 104
May be deformed to eject ink.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のインク噴射装置によれば、前記隔壁の前記非噴射
領域側に形成された電極と、前記噴射チャンネル内に充
填され、導電性を有するインクとによって、前記隔壁の
前記圧電セラミックス部に駆動電界を発生して、隔壁を
圧電変形させて、噴射チャンネルからインクを噴射して
いるので、噴射チャンネルに電極を設けなくてよい。こ
のため、噴射チャンネル内の電極をインクによる腐食か
ら保護するための保護膜が必要なく、そのための設備、
工程が必要なく、生産性を向上することができ、コスト
を低減することができる。更に、前記保護膜が必要ない
ので、保護膜の剥がれた一部がインク滴の噴射を妨げる
ことなく、良好にインクを噴射することができ、印字品
質がよい。また、インクが導電性を有しているので、電
気的接続数を少なくすることができ、噴射チャンネル内
のインクとの電気的接続を容易に行うことができる。As is apparent from the above description, according to the ink ejecting apparatus of the present invention, the electrode formed on the non-ejection region side of the partition wall and the ejection channel are filled with the conductive material. Since the driving electric field is generated in the piezoelectric ceramic portion of the partition wall by the ink having the ink, and the partition wall is piezoelectrically deformed to eject the ink from the ejection channel, it is not necessary to provide an electrode in the ejection channel. Therefore, there is no need for a protective film for protecting the electrodes in the ejection channel from corrosion by ink, and equipment for that purpose,
No process is required, productivity can be improved, and cost can be reduced. Furthermore, since the protective film is not necessary, the ink can be ejected favorably without any part of the protective film peeled off from interfering with the ejection of ink droplets, and the print quality is good. Further, since the ink has conductivity, the number of electrical connections can be reduced, and the electrical connection with the ink in the ejection channel can be easily performed.
【図１】本発明の一実施例のインク噴射装置を示す斜視
図である。FIG. 1 is a perspective view showing an ink ejecting apparatus according to an embodiment of the invention.
【図２】前記実施例の圧電セラミックスプレートを示す
説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing the piezoelectric ceramic plate of the above-mentioned embodiment.
【図３】前記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. 3 is a block diagram showing a control unit of the ink ejecting apparatus of the embodiment.
【図４】前記実施例のインク噴射装置の動作を示す説明
図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an operation of the ink ejecting apparatus of the embodiment.
【図５】従来例のインク噴射装置を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a conventional ink ejecting apparatus.
１００ インク噴射装置 １０２ 圧電セラミックスプレート １０３ 溝 １０４ インク室 １０５ 分極方向 １０６ 隔壁 １１０ カバープレート １１１ａ スリット １１１ｂ スリット 100 Ink Ejection Device 102 Piezoelectric Ceramic Plate 103 Groove 104 Ink Chamber 105 Polarization Direction 106 Partition Wall 110 Cover Plate 111a Slit 111b Slit
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5326999AJPH07178905A (en) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | Ink jet device |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5326999AJPH07178905A (en) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | Ink jet device |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07178905Atrue JPH07178905A (en) | 1995-07-18 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2009297908A (en)* | 2008-06-10 | 2009-12-24 | Sii Printek Inc | Head chip, liquid jet head and liquid jet device |
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| JP2009292061A (en)* | 2008-06-05 | 2009-12-17 | Sii Printek Inc | Head chip, liquid jet head and liquid jet apparatus |
| JP2009297908A (en)* | 2008-06-10 | 2009-12-24 | Sii Printek Inc | Head chip, liquid jet head and liquid jet device |
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