JP2557135Y2 - 液滴噴射装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、液滴噴射装置に係わ
り、特に、給電用電極の取り出し部の構成に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、圧力発生体として電気熱変換素子
を用いたバブルジェット式や、電気機械変換素子を用い
た圧電式などの方式を採用したインクジェットプリンタ
が、インパクト式プリンタに比べて低騒音であるなどの
理由により注目されている。例えば圧電式インクジェッ
トプリンタにおいては、圧電アクチュエータの寸法変位
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が知られており、ドロップ
オンデマンド方式と呼ばれている。そして、このような
噴射装置を多数互いに近接して配設し、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のである。

【０００３】このような動作を行う液滴噴射装置に用い
るアレイ１の構成を、図８に基づいて説明する。アレイ
１において、厚み方向に分極処理をした複数の平行な溝
を有する圧電セラミックス板３と上部基板１４とを接合
することにより、矢印Ｘ方向に互いに間隔を有する複数
の平行なインク流路４が構成されている。側壁７はイン
ク流路４の全長にわたって延びており、インク流路４の
軸方向と垂直方向に変形可能で、その変形によりインク
流路４内のインクの圧力を変化させる。その側壁７の表
面には圧電セラミックス板３を駆動し、側壁７を変形さ
せるための駆動電界を印加する駆動電極６が形成してあ
る。なお、この駆動電極６の表面には、インクによる腐
食防止のための処理が施されている。

【０００４】また、前記インク流路４の前方端部には、
インク流路４に連通する噴射口１０を有するノズルプレ
ート８が装着されており、インク流路４の後方にはイン
ク流路４と連通するように、インク流路４の形成方向と
垂直方向の矢印Ｘ方向に圧電セラミックス３を切り込ん
で形成したインク供給口１３が設けられている。そし
て、前記駆動電極６は駆動用ＬＳＩチップ１６とリード
電極１２を介して電気的に接続されている。

【０００５】このように構成されたアレイ１において、
駆動用ＬＳＩチップ１６に入力された印字データに基づ
いて、駆動用ＬＳＩチップ１６により駆動電極６間に駆
動電界が印加される。このとき駆動電界方向と圧電セラ
ミックス板３の分極方向とが直交しているため、側壁７
は圧電厚みすべり効果によって対応するインク流路４の
内部方向に変形する。この変形により、インク流路４内
のインクの圧力が大きくなり、対応する噴射口１０から
インク液滴が噴射される。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな液滴噴射装置では、駆動電極と駆動用ＬＳＩチップ
とをリード電極を介して電気的に接続していたが、近年
印字の高解像度化要求に伴い噴射口の矢印Ｘ方向におけ
るピッチも０．１７ｍｍ以下程度まで細かくなってきて
いるため、当然、駆動電極とリード電極とを接続する際
に、非常に細かな作業が要求されていた。そのため、リ
ード電極を形成するための高価な装置が必要となった
り、製造された液滴噴射装置に短絡などの不良が生ず
る、あるいは、駆動時の信頼性が低下するなどの問題点
があった。

【０００７】本考案は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、給電用電極と駆動回路との接続
が容易になることにより、製造時の不良が防止され、そ
れにより、駆動時の信頼性が高くなる液滴噴射装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本考案の液滴噴射装置は、複数の液体流路を有するア
レイと、前記液体流路と平行に設けられ、前記アレイの
後方端面まで配設された複数の給電用電極と、その給電
用電極により駆動される圧力発生体とを備え、前記液体
流路内の液体に圧力変化を生じさせることにより、その
液体流路中の液体を液滴として噴射する複数個の噴射装
置を備えた液滴噴射装置において、前記アレイの後方端
面が前記液体流路の流路方向に対して傾斜するように形
成されている。

【０００９】

【作用】上記の構成を有する本考案の液滴噴射装置によ
れば、複数の液体流路及びそれと平行に設けられた複数
の給電用電極を有するアレイの後方端面が、その液体流
路の流路方向に対して傾斜するように構成されているた
め、その端部における給電用電極間の距離は、液体流路
の幅よりも長くなる。

【００１０】

【実施例】以下、本考案を具体化した一実施例を図１乃
至図４を参照して詳細に説明する。

【００１１】なお、図８に示す従来装置と同一の部材に
は同一の符合を付して説明する。

【００１２】図１に示すように、液滴噴射装置に用いら
れるアレイ１を構成している上部圧電セラミックス板２
は、強誘電性を有しており、矢印Ａ方向に分極処理を施
したチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス
材料に、ダイヤモンドカッティング円盤の回転またはレ
ーザ等により平行な溝を６本形成することにより作製さ
れる。また、下部圧電セラミックス板３は、上部圧電セ
ラミックス板２と同様に、強誘電性を有しており、矢印
Ｂ方向に分極処理を施したチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺ
Ｔ）系のセラミックス材料に、ダイヤモンドカッティン
グ円盤の回転またはレーザ等により平行な溝を６本形成
することにより作製される。

【００１３】そして、上部圧電セラミックス板２に形成
された溝と下部圧電セラミックス板３に形成された溝と
が対向するように、且つ、それぞれの圧電セラミックス
板２，３の端面が同一面になるように接合されることに
より、６本のインク流路４（本考案の液体流路を構成す
る）が形成される。また、前記同一面には、６個の噴射
口が形成されたノズルプレート８が装着されている。な
お、前記溝の形成にともなって、上部圧電セラミックス
板２には７個の側壁５が、下部圧電セラミックス板３に
は７個の側壁７がそれぞれ形成されることになる。

【００１４】そして、いずれの圧電セラミックス板２，
３においても、側壁５，７の両側面には圧電セラミック
ス板２，３（本考案の圧力発生体を構成する）を駆動す
るための駆動電極６（本考案の給電用電極を構成する）
が設けられている。この駆動電極６の表面はインクによ
る腐食防止のための処理が施されている。

【００１５】また、図４に示すように、６本のインク流
路４と６個の噴射口１０とはそれぞれ１対１で対応して
連通している。そして、下部圧電セラミックス板３にお
いてインク流路４の後方には、そのインク流路４と連通
するように矢印Ｘ方向に切り込んだ溝からなるインク供
給口１３が形成されており、さらに、インク供給口１３
の後方には樹脂からなり、後方へのインクの流入を阻止
するインク止め材１５がインク流路４に充填されてい
る。前記上部圧電セラミックス板２及び下部圧電セラミ
ックス板３の後方端面９は矢印Ｘ方向に対して６０゜傾
斜するように、図４に示すような山形に切断してある。

【００１６】このように構成されているアレイ１は、図
２に示すように、駆動用ＬＳＩチップ１６と共に絶縁材
料からなる駆動基板１１に装着されており、アレイ１の
後方端面９の部分において、駆動電極６と駆動用ＬＳＩ
チップ１６とがリード電極１２を介して接続されてい
る。このようにして、本実施例の液滴噴射装置が構成さ
れる。このとき、上述のようにアレイ１の後方端面９が
矢印Ｘ方向に対して６０゜傾斜しているので、後方端面
９では、駆動電極６の間隔がインク流路４の幅と比べて
２倍になる。これにより、前記リード電極１２と駆動電
極６との接続が容易となり、リード電極１２を精度よく
形成するための装置が必要とならず、またリード電極１
２と駆動電極６とを接続するときに、短絡などの不良が
生ずることもないのである。

【００１７】一方、アレイ１には図３に示すような電気
回路が設けられている。すなわち、駆動電極６ａ〜６ｈ
がそれぞれ別々に駆動用ＬＳＩチップ１６に接続されて
おり、クロックライン１８とデータライン２０と電圧ラ
イン２２およびアースライン２４も駆動用ＬＳＩチップ
１６に接続されている。インク流路４ａ〜４ｆは第１の
グループ（インク流路４ａ，４ｃ，４ｅ）と第２のグル
ープ（インク流路４ｂ，４ｄ，４ｆ）とに分けられてお
り、クロックライン１８から供給された連続するクロッ
クパルスがこの第１、第２グループを続けて駆動する。
そして、駆動用ＬＳＩチップ１６は、データライン２０
上に現れる多ビット・ワード形式のデータに応じて、ど
ちらのグループのインク流路４を作動すべきかを決定
し、決定されたグループのインク流路４の駆動電極６に
電圧ライン２２の電圧Ｖを印加する。

【００１８】すると、決定されたグループのインク流路
４の両側の側壁５，７は圧電効果により変形される。従
って、各グループにおいて、全てのインク流路４が作動
可能になる。このとき、作動されていない同一グループ
のインク流路４の駆動電極６及び他のグループに属する
全てのインク流路４の駆動電極６は全て接地されてい
る。

【００１９】例えば、図３に示すように、入力された印
字データに基づいてインク流路４ｄに決定された場合に
は、インク流路４ｄ内の駆動電極６ｄに電圧ライン２２
の電圧Ｖが印加され、両側の駆動電極６ｃ，６ｅは接地
されている。側壁５ｄ，７ｄと側壁５ｅ，７ｅには分極
方向と直交する方向（矢印Ｘ方向）に電界が印加される
ので、圧電厚みすべり効果により、側壁５ｄ，７ｄと側
壁５ｅ，７ｅはインク流路４ｄ内に向かって「く」の字
形に変形する。

【００２０】このため、インク流路４ｄの容積が減少
し、インク流路４内のインクに圧力が加えられることに
より、インク流路４ｄと対応する噴射口１０からインク
が噴射される。また、電圧Ｖの印加が遮断され、側壁５
ｄ，７ｄ及び側壁５ｅ，７ｅが元の位置まで戻される
と、その時のインク流路４ｄの容積増加に伴って、イン
ク供給口１３からインク流路４ｄ内にインクが補充され
る。

【００２１】尚、他のインク流路、例えば、インク流路
４ｃに決定された場合には、側壁５ｃ，７ｃ及び側壁５
ｄ，７ｄが変形し、インク流路４ｃ内のインクが対応す
る噴射口１０から噴射される。

【００２２】尚、本考案は上記実施例に限定されるもの
ではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において数々の変
形を加えることもできる。

【００２３】例えば、後方端面９が矢印Ｘ方向に対して
傾斜している角度は６０゜である必要はなく、必要に応
じて変えることができるし、インク流路４の数も必要に
応じて増減可能であり、圧力発生体として電気機械変換
素子ではなく電気熱変換素子を用いることもできる。ま
た、図５に示すように、上部圧電セラミックス板２また
は下部圧電セラミックス板３のうち、少なくとも一方の
後方端面９が矢印Ｘ方向に対してに傾斜していればよ
く、図６に示すように、後方端面９の形状をナイフ形の
切断面としても上記実施例と同等の効果が得られるが、
上記実施例の構成の方が、アレイ１を小型化することが
できる。さらに、図７に示すように、アレイ１を圧電セ
ラミックス板３と上部基板１４のみにより構成すること
も可能である。

【００２４】

【考案の効果】以上説明したことから明かなように、本
考案の液滴噴射装置によれば、給電用電極間の距離のほ
うが液体流路の幅と比べて大きくなるため、給電用電極
と駆動回路との接続が容易となり、短絡など不良を防止
することができ、さらに、駆動時の信頼性も高いという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を具体化した液滴噴射装置の一部を構成
するアレイの組み立て斜視図である。

【図２】本実施例のアレイが駆動基板に装着された状態
を示す斜視図である。

【図３】本実施例の液滴噴射装置に設けられた電気回路
が駆動している状態を示す断面図である。

【図４】本実施例のアレイの水平断面図である。

【図５】他の実施例における液滴噴射装置の一部を構成
するアレイの組み立て斜視図である。

【図６】他の実施例における液滴噴射装置の一部を構成
するアレイの組み立て斜視図である。

【図７】他の実施例における液滴噴射装置の一部を構成
するアレイの組み立て斜視図である。

【図８】従来の液滴噴射装置の一部を構成するアレイの
組み立て斜視図である。

【符号の説明】

１ アレイ ２ 上部圧電セラミックス板 ３ 下部圧電セラミックス板 ４ インク流路 ６ 駆動電極 ９ 後方端面

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の液体流路を有するアレイと、前記
   液体流路と平行に設けられ、前記アレイの後方端面まで
   配設された複数の給電用電極と、その給電用電極により
   駆動される圧力発生体とを備え、前記液体流路内の液体
   に圧力変化を生じさせることにより、その液体流路中の
   液体を液滴として噴射する複数個の噴射装置を備えた液
   滴噴射装置において、 前記アレイの後方端面が前記液体流路の流路方向に対し
   て傾斜するように形成されていることを特徴とする液滴
   噴射装置。