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JPH08258261A - Ink jet device - Google Patents

Ink jet device

Info

Publication number
JPH08258261A
JPH08258261A JP6550395A JP6550395A JPH08258261A JP H08258261 A JPH08258261 A JP H08258261A JP 6550395 A JP6550395 A JP 6550395A JP 6550395 A JP6550395 A JP 6550395A JP H08258261 A JPH08258261 A JP H08258261A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
electrode
groove
groove portion
ejecting apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP6550395A
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 JP6550395A priority Critical patent/JPH08258261A/en
Publication of JPH08258261A publication Critical patent/JPH08258261A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

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】圧電セラミックス材料からなるアクチュエータ
101は、射出成形法等により作製され、図中上方向に
開口する複数の第1溝部102と、図中下方向に開口す
る複数の第2溝部103とが交互に、補強部109上に
一列に形成されている。前記アクチュエータ101は、
矢印120方向に分極される。前記第1溝部102と同
ピッチで形成した第1電極パターン143を有する第1
FPC基板141を、前記第1電極パターン143と第
2傾斜部106上の第1電極121とを半田付けするこ
とでアクチュエータ101に接合し、同様に第2溝部1
03と同ピッチで形成した第2電極パターン144を有
する第2FPC基板142を、前記第2電極パターン1
44と第4傾斜部107上の第2電極122とを半田付
けすることでアクチュエータ101に接合する。
(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] An actuator 101 made of a piezoelectric ceramic material is manufactured by an injection molding method or the like, and has a plurality of first groove portions 102 opening upward in the drawing and a plurality of second groove portions 103 opening downward in the drawing. They are alternately formed in a line on the reinforcing portion 109. The actuator 101 is
It is polarized in the direction of arrow 120. A first electrode having a first electrode pattern 143 formed at the same pitch as the first groove 102.
The FPC board 141 is joined to the actuator 101 by soldering the first electrode pattern 143 and the first electrode 121 on the second inclined portion 106, and similarly the second groove portion 1 is formed.
No. 03, the second FPC board 142 having the second electrode pattern 144 formed at the same pitch as the second electrode pattern 1
44 and the second electrode 122 on the fourth inclined portion 107 are soldered to be joined to the actuator 101.

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、電界の発生によりアク
チュエータ部材を変形させてインク室からインクを噴射
する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 ejecting apparatus for ejecting ink from an ink chamber by deforming an actuator member by generating an electric field.

【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圧電セラミックスを利用したせ
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 a shear mode type using the piezoelectric ceramic disclosed in Japanese Patent Publication No.

【0005】図13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. 13, the shear mode type ink jet device 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。
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 metallized layers on both side surfaces of each actuator wall 603. Each electrode 619, 621
Is covered with an insulating layer (not shown) for insulating the ink. The electrodes 619, 621 facing the electrode 615 facing the space 615 are connected to the ground 623, and the electrodes 619, 621 provided in the ink flow path 613.
621 is a silicon-providing actuator drive circuit
It is connected to the chip 625.

【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が形成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。
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 on which the nozzles 618 are formed is adhered to one end of the ink flow passage 613 and the space 615 so that the nozzles 618 correspond to the ink flow passages 613, and the ink flow passages 613 and the space 615 are connected. The other end is connected to silicon chip 625 and ground 623.

【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に接続されているが、その電気接続の具体的構
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619,621の電気的接続が
101ケ所であり、その101ケ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点があった。
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
1 is connected to a silicon chip 625, which provides the actuator drive circuit, but the specific configuration and method of its electrical connection are not disclosed. Therefore, for example, if there are 50 ink flow paths 613, 51 air chambers 615 are required, and the electrical connections of the electrodes 619 and 621 are 101 places, and the 101 places have a narrow pitch. There is a problem that connection is difficult, the process for that is time-consuming, and mass productivity is poor.

【0011】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 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.

【0012】[0012]

【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、インクが噴射される複数
のインク液室と、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アクチュエータ部材と、前記圧電
セラミックスに駆動電界を発生するための電極とを有
し、前記電極からの電界の発生により前記アクチュエー
タ部材を変形させて前記インク液室からインクを噴射す
るものであり、更に、前記アクチュエータ部材は、第1
溝部と、前記第1溝部の両側に設けられ、且つ前記第1
溝部の開口方向とは逆方向に開口し、その長手方向が前
記第1溝部の長手方向と同方向の第2溝部とを有し、前
記電極は、前記第1溝部内部の少なくとも側表面に形成
された第1の電極と、前記第2溝部内部の少なくとも側
表面に形成された第2の電極とからなり、前記第1溝部
と前記第2溝部との少なくとも一方が前記インク液室を
構成すると共に、前記アクチュエータ部材における圧電
セラミックスの分極方向と前記各溝部の長手方向とが平
行であり、前記第1及び第2の電極の少なくとも一方
は、前記各溝部内部の側表面にその溝部の一端部から長
手方向の途中部分に亙って形成されており、これにより
駆動電界が圧電セラミックの分極方向に対してほぼ垂直
に印加されうる。
In order to achieve this object, an ink ejecting apparatus according to the present invention comprises an actuator having a plurality of ink liquid chambers for ejecting ink and at least a part of polarized piezoelectric ceramics. A member and an electrode for generating a driving electric field in the piezoelectric ceramics, the actuator member is deformed by the generation of an electric field from the electrode, and ink is ejected from the ink liquid chamber; The actuator member is a first
A groove and both sides of the first groove, and the first groove
The groove is opened in a direction opposite to the opening direction and has a second groove whose longitudinal direction is the same as the longitudinal direction of the first groove, and the electrode is formed on at least a side surface inside the first groove. And a second electrode formed on at least a side surface inside the second groove portion, and at least one of the first groove portion and the second groove portion constitutes the ink liquid chamber. At the same time, the polarization direction of the piezoelectric ceramics in the actuator member is parallel to the longitudinal direction of each groove, and at least one of the first and second electrodes is formed on the side surface inside each groove at one end of the groove. Is formed over the middle portion in the longitudinal direction, so that the driving electric field can be applied substantially perpendicular to the polarization direction of the piezoelectric ceramic.

【0013】尚、前記アクチュエータ部材は、そのアク
チュエータ部材に形成された第2溝部がインク液室を構
成し、前記第1溝部が非インク液室を構成するものであ
り、前記電極は、前記第1の電極と前記第2の電極との
いずれか一方の電極を、その対応する各溝部に共通の電
極として構成するものでもよい。
In the actuator member, the second groove portion formed in the actuator member constitutes an ink liquid chamber, the first groove portion constitutes a non-ink liquid chamber, and the electrode is the first ink chamber. Either one of the first electrode and the second electrode may be configured as an electrode common to the corresponding groove portions.

【0014】尚、前記電極は、前記第1の電極をインク
液室の個々に対応して、各インク液室を構成するアクチ
ュエータ部材の外周面に亙って各々形成された駆動電極
として構成し、前記第2の電極をその対応する全ての第
2溝部に共通の電極として構成するものでもよい。
In the above-mentioned electrode, the first electrode is formed as a drive electrode corresponding to each ink liquid chamber and formed on the outer peripheral surface of the actuator member constituting each ink liquid chamber. Alternatively, the second electrode may be configured as an electrode common to all the corresponding second groove portions.

【0015】尚、前記第1及び第2の電極の少なくとも
一方は、前記各溝部内部の側表面にその溝部の一端部か
ら長手方向の略半分を覆うように形成されていてもよ
い。
At least one of the first and second electrodes may be formed on a side surface inside each groove so as to cover approximately half of the groove from one end of the groove in the longitudinal direction.

【0016】尚、前記第1及び第2の電極は、インク液
室の終端が開口した前記アクチュエータ部材の端面側よ
り、各溝部の並び方向に所定の角度を持った2方向から
の蒸着を行なうことで形成されたものでもよい。
The first and second electrodes are vapor-deposited in two directions having a predetermined angle in the direction in which the grooves are arranged, from the end surface side of the actuator member, which is open at the end of the ink liquid chamber. It may be formed by that.

【0017】尚、前記アクチュエータ部材は、その上下
端面が前記蒸着方向を向くように傾斜していてもよい。
The actuator member may be inclined so that the upper and lower end surfaces thereof face the vapor deposition direction.

【0018】尚、前記インク液室の先端が開口した前記
アクチュエータ部材の端面側には、インク噴射ノズルが
インク液室の個々に対応して形成されていてもよい。
It should be noted that ink ejection nozzles may be formed corresponding to each of the ink liquid chambers on the end face side of the actuator member in which the tip of the ink liquid chamber is opened.

【0019】尚、前記アクチュエータ部材は、圧電作用
のある材料を用いて射出成形にて作製されたものでもよ
い。
The actuator member may be manufactured by injection molding using a material having a piezoelectric effect.

【0020】[0020]

【作用】 上記の構成を有する本発明の請求項1に係る
インク噴射装置においては、第1溝部及び第2溝部とが
交互に且つ開口方向が互いに逆になるようにアクチュエ
ータ部材に形成されている。そして、この各溝部に電極
が設けられている。各電極の取り出しはアクチュエータ
部材の上面からと下面からの二方向から可能で有り、従
来と比較して電極のピッチが2倍になるため電気的接続
が容易に行なわれる。更に、本発明のインク噴射装置に
おいては、前記第1の電極と前記第2の電極との間に駆
動電界が印加されると、前記アクチュエータ部材におけ
る前記圧電セラミックス部がインク室の長手方向に圧電
厚みすべり変形し、そのアクチュエータ部材に当接する
溝部の体積を確実に変化させ、的確にインクを噴射す
る。
In the ink ejecting apparatus according to the first aspect of the present invention having the above structure, the actuator member is formed such that the first groove portions and the second groove portions are alternately arranged and the opening directions thereof are opposite to each other. . An electrode is provided in each groove. Each electrode can be taken out from two directions from the upper surface and the lower surface of the actuator member, and the electrode pitch is doubled as compared with the conventional one, so that electrical connection is easily performed. Furthermore, in the ink ejecting apparatus of the present invention, when a driving electric field is applied between the first electrode and the second electrode, the piezoelectric ceramics portion of the actuator member causes piezoelectric force in the longitudinal direction of the ink chamber. The thickness slips and deforms, the volume of the groove portion that comes into contact with the actuator member is surely changed, and the ink is ejected accurately.

【0021】請求項2に係るインク噴射装置において
は、インク液室と非インク液室とが交互に配列されてい
るため、近隣のインク液室の駆動による影響、いわゆる
クロストークを受けない。また、電極は、前記第1の電
極と前記第2の電極とのいずれか一方の電極を、その対
応する各溝部に共通の電極として構成されているため、
電極数が少なくなり、アクチュエータ部材の駆動制御を
行なう制御回路との電気的接続が容易となる。
In the ink ejecting apparatus according to the second aspect, since the ink liquid chambers and the non-ink liquid chambers are alternately arranged, there is no influence of driving of the ink chambers in the vicinity, that is, so-called crosstalk. Further, since the electrode is configured by using one of the first electrode and the second electrode as an electrode common to the corresponding groove portions,
The number of electrodes is reduced, and electrical connection with a control circuit that controls driving of the actuator member is facilitated.

【0022】請求項3に係るインク噴射装置において
は、インク液室側に形成される第2電極が共通電極であ
るため、インクを介してインク液室間で短絡が生ずるこ
とがなく、電極に絶縁層を設ける必要もなくなる。第1
電極は、インク液室の個々に対応して、各インク液室を
構成するアクチュエータ部材の外周面に亙って各々形成
された駆動電極をなし、この第1電極へ選択的に電圧が
印加されることで、任意のインク液室よりインクを噴射
する。
In the ink ejecting apparatus according to the third aspect, since the second electrode formed on the ink liquid chamber side is the common electrode, a short circuit does not occur between the ink liquid chambers via the ink, and the electrode is There is no need to provide an insulating layer. First
The electrodes are drive electrodes formed respectively on the outer peripheral surface of the actuator member that constitutes each ink liquid chamber, corresponding to each ink liquid chamber, and a voltage is selectively applied to this first electrode. By doing so, ink is ejected from an arbitrary ink liquid chamber.

【0023】請求項4に係るインク噴射装置において
は、駆動電界の印加によるインク液室の容積変化を大き
く取ることができ、より効率的にインクを噴射させるこ
とができる。
In the ink ejecting apparatus according to the fourth aspect, the volume change of the ink liquid chamber due to the application of the driving electric field can be made large, and the ink can be ejected more efficiently.

【0024】請求項5に係るインク噴射装置において
は、第1及び第2の電極が、インク液室の終端が開口し
た前記アクチュエータ部材の端面側より、各溝部の並び
方向に所定の角度を持った2方向からの蒸着により形成
されている。そのため、マスキングや切削加工等の複雑
な加工を行なわなくとも、第1及び第2の電極を各溝部
内部の側表面にその溝部の一端部から長手方向の途中部
分に亙って形成させることができ、大量生産性に優れ
る。
In the ink ejecting apparatus according to the fifth aspect, the first and second electrodes have a predetermined angle in the direction in which the grooves are arranged from the end face side of the actuator member where the end of the ink liquid chamber is open. It is formed by vapor deposition from two different directions. Therefore, it is possible to form the first and second electrodes on the side surface inside each groove portion from one end portion of the groove portion to an intermediate portion in the longitudinal direction without performing complicated processing such as masking or cutting. It is possible and has excellent mass productivity.

【0025】請求項6に係るインク噴射装置において
は、前記蒸着加工によって、第1溝部の個々に対応し、
且つ各第1溝部を構成するアクチュエータ部材の外周面
に亙って各々形成された第2の電極と、第2溝部の個々
に対応し、且つ各第2溝部を構成するアクチュエータ部
材の外周面に亙って各々形成された第1の電極とが形成
される。
In the ink ejecting apparatus according to the sixth aspect, each of the first groove portions is dealt with by the vapor deposition processing,
And a second electrode formed over the outer peripheral surface of the actuator member forming each first groove portion, and an outer peripheral surface of the actuator member corresponding to each second groove portion and forming each second groove portion. A first electrode formed over each is formed.

【0026】請求項7に係るインク噴射装置において
は、前記アクチュエータ部材の圧電厚みすべり変形によ
るインク液室内の圧力変動の伝搬を効果的に利用して、
ノズルよりインクを噴射する。
In the ink ejecting apparatus according to the seventh aspect, by effectively utilizing the propagation of the pressure fluctuation in the ink liquid chamber due to the piezoelectric thickness sliding deformation of the actuator member,
Ink is ejected from the nozzle.

【0027】請求項8に係るインク噴射装置において
は、圧電作用のある材料を用いて射出成形にて作製さ
れ、溝切り加工を行なうことなく容易にアクチュエータ
部材を形成することができ、大量生産性に優れる。
In the ink jet device according to the eighth aspect, the actuator member can be easily formed without performing grooving processing by being manufactured by injection molding using a material having a piezoelectric action, and mass production is possible. Excellent in.

【0028】[0028]

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照しながら説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0029】図1に示すように、本発明の一実施例であ
るインク噴射装置100は、非インク液室を構成する第
1溝部102及びインク液室を構成する第2の溝103
とが形成されたアクチュエータ101と、インク吐出ノ
ズル132(図6乃至図7参照)が形成されたノズル板
131と、各溝部の終端を封止するカバー板133と、
前記第2溝部の解放面にインク供給口135を備えたマ
ニホールドカバー板134と、前記第1溝部102に設
けられた第1の電極121と電気的に接続される第1の
FPC基板141と、前記第2溝部103に設けられた
第2の電極122と電気的に接続される第2のFPC基
板142とからなる。
As shown in FIG. 1, an ink ejecting apparatus 100 according to an embodiment of the present invention has a first groove portion 102 forming a non-ink liquid chamber and a second groove 103 forming an ink liquid chamber.
An actuator 101 in which the ink is formed, a nozzle plate 131 in which an ink ejection nozzle 132 (see FIGS. 6 to 7) is formed, and a cover plate 133 that seals the end of each groove.
A manifold cover plate 134 having an ink supply port 135 on the release surface of the second groove portion; and a first FPC board 141 electrically connected to the first electrode 121 provided in the first groove portion 102, The second FPC board 142 is electrically connected to the second electrode 122 provided in the second groove 103.

【0030】前記アクチュエータ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
されており、特に、本実施例におけるアクチュエータ1
01は、射出成形法等により作製される。図2に示すよ
うに、アクチュエータ101には、例えば深さ400μ
m、幅80μmでZ−Z’線方向に延び、図中上方向に
開口する開口部を有する複数の第1溝部102と、例え
ば深さ400μm、幅80μmでZ−Z’線方向に延
び、図中下方向に開口する開口部を有する複数の第2溝
部103とが交互に配列されて一列に形成されている。
また、第1溝部102と第2溝部103とを隔てて伸び
ている側壁108は、例えば厚さ80μmである。
The actuator 101 is made of a lead zirconate titanate (PZT) piezoelectric ceramic material, and in particular, the actuator 1 according to the present embodiment.
01 is manufactured by an injection molding method or the like. As shown in FIG. 2, the actuator 101 has, for example, a depth of 400 μm.
m, a width of 80 μm, extending in the ZZ ′ line direction, and having a plurality of first groove portions 102 having openings that open upward in the figure, and having a depth of 400 μm and a width of 80 μm extending in the ZZ ′ line direction, A plurality of second groove portions 103 having openings that open downward in the figure are alternately arranged and formed in a line.
Further, the side wall 108 extending between the first groove portion 102 and the second groove portion 103 has a thickness of, for example, 80 μm.

【0031】また、前記第1溝部102及び第2溝部1
03の開口部は、各溝部の一端部から長手方向の略半分
に亙って形成されている。そして、前記開口部の形成さ
れたアクチュエータ101の図中前半部位が駆動部11
5、前記開口部の形成されていないアクチュエータ10
1の図中後半部位が補強部109を構成している。この
補強部109はアクチュエータ101の剛性を確保し、
印字駆動や不意の衝撃等を受けてもアクチュエータ10
1が破損しないようにしている。
Further, the first groove portion 102 and the second groove portion 1
The opening 03 is formed from one end of each groove to approximately half in the longitudinal direction. The first half portion of the actuator 101 having the opening is the driving portion 11 in the figure.
5. Actuator 10 in which the opening is not formed
The latter half of the figure in FIG. 1 constitutes the reinforcing portion 109. The reinforcing portion 109 ensures the rigidity of the actuator 101,
Actuator 10 even if it is subjected to printing drive or unexpected impact
I try not to damage 1.

【0032】アクチュエータ101は、その射出成形時
における金型からの離型性をよくするために、第1溝部
102の開口部が溝幅から例えば160μmまで広がる
第1傾斜部104を備えており、また、第1溝部102
が形成されていない駆動部115の図中上面には、補強
部109との境界から図中前面に向かって傾斜する第2
傾斜部106が設けられている。同様に、第2溝部10
3の開口部は溝幅から例えば160μmまで広がる第3
傾斜部105を備えており、また、第2溝部103が形
成されていない駆動部115の図中下面には、補強部1
09との境界から図中前面に向かって傾斜する第4傾斜
部107が設けられている。
The actuator 101 is provided with a first inclined portion 104 in which the opening of the first groove portion 102 expands from the groove width to, for example, 160 μm in order to improve the mold releasability from the mold during the injection molding. In addition, the first groove 102
On the upper surface in the drawing of the drive unit 115 where the ridge is not formed, the second inclined from the boundary with the reinforcing portion 109 toward the front surface in the drawing.
An inclined portion 106 is provided. Similarly, the second groove portion 10
The third opening extends from the groove width to, for example, 160 μm
The reinforcing portion 1 is provided on the lower surface in the figure of the driving portion 115 which is provided with the inclined portion 105 and in which the second groove portion 103 is not formed.
A fourth inclined portion 107 that inclines from the boundary with 09 toward the front surface in the drawing is provided.

【0033】射出成形により上記のように形成されたア
クチュエータ101は、図3に示すように、分極用電極
156,157にて挟み、80〜130℃の絶縁油中に
て2〜4kV/mmの電界が印加される。これにより、
アクチュエータ101は図2の矢印120方向に示され
るとおり、各溝部102,103の長手方向と平行に分
極される。尚、分極方法としては、前述の方法に限らず
コロナ放電等の方法でもよい。
As shown in FIG. 3, the actuator 101 formed as described above by injection molding is sandwiched between electrodes for polarization 156 and 157, and is placed in insulating oil at 80 to 130 ° C. for 2 to 4 kV / mm. An electric field is applied. This allows
The actuator 101 is polarized parallel to the longitudinal direction of the groove portions 102 and 103, as shown by the arrow 120 in FIG. The polarization method is not limited to the above-mentioned method, and a method such as corona discharge may be used.

【0034】次に、スパッタリング法、蒸着法などの乾
式方法により、前記第1溝部102内部の第1側表面1
11と第1傾斜部104と第2傾斜部106の表面に、
金属からなる第1の電極121を形成する。また、第2
溝部103内部の第2側表面112と第3傾斜部105
と第4傾斜部107と第2溝部103内部の第2底面1
14の表面に、金属からなる第2の電極122を形成す
る。このとき、図4乃至図5に示すように、アクチュエ
ータ101の駆動部115に対応する部位のみ金属電極
を形成し、補強部109に対応する部位には金属電極を
形成しない。また、第1溝部102内部の第1底面11
3と、前記補強部109の貫通穴110内表面にも、金
属電極を形成しない。
Next, the first side surface 1 inside the first groove 102 is formed by a dry method such as a sputtering method or a vapor deposition method.
11, on the surfaces of the first inclined portion 104 and the second inclined portion 106,
A first electrode 121 made of metal is formed. Also, the second
The second side surface 112 and the third inclined portion 105 inside the groove 103.
And the second bottom surface 1 inside the fourth inclined portion 107 and the second groove portion 103.
A second electrode 122 made of metal is formed on the surface of 14. At this time, as shown in FIGS. 4 to 5, the metal electrode is formed only in the portion corresponding to the driving portion 115 of the actuator 101, and the metal electrode is not formed in the portion corresponding to the reinforcing portion 109. In addition, the first bottom surface 11 inside the first groove portion 102
3 and the inner surface of the through hole 110 of the reinforcing portion 109 is not formed with a metal electrode.

【0035】図13の従来例では、分極方向がアクチュ
エータ壁603の高さ方向と一致していたため、前記ア
クチュエータ壁603の全面を厚み滑り変形するために
は、そのアクチュエータ壁603の長さ方向の全長にわ
たって電極621を形成する必要があったが、本実施例
のアクチュエータ101は、分極方向120が第1溝部
102の長さ方向に一致しているので、側壁108の前
面を厚み滑り変形させるためには側壁108の長さ方向
の全長にわたって電極121,122を形成する必要が
ない。従って、前記駆動部115の第1溝部102と第
2溝部103とを隔てている側壁108の表面のみに電
極121,122を形成すればよく、電極形成が困難で
ある前記補強部内110に形成された各溝部の内表面に
まで金属電極を形成する必要がないのである。本発明に
おいては、形成する電極121,122の長さに限定を
行なわないが、本実施例では、電極形成の容易性と駆動
時のアクチュエータ101の変位量とを考慮して、各溝
部102,103の略中央に相当する位置まで形成して
いる。
In the conventional example shown in FIG. 13, the polarization direction coincides with the height direction of the actuator wall 603. Therefore, in order to deform the entire surface of the actuator wall 603 by the thickness sliding deformation, the actuator wall 603 has a longitudinal direction. Although it was necessary to form the electrode 621 over the entire length, in the actuator 101 of the present embodiment, since the polarization direction 120 coincides with the length direction of the first groove portion 102, the front surface of the side wall 108 is deformed by thickness slippage. It is not necessary to form the electrodes 121 and 122 over the entire length of the side wall 108 in the vertical direction. Therefore, the electrodes 121 and 122 may be formed only on the surface of the side wall 108 that separates the first groove 102 and the second groove 103 of the driving unit 115, and the electrodes 121 and 122 are formed in the reinforcing portion 110 where it is difficult to form the electrodes. It is not necessary to form a metal electrode on the inner surface of each groove. In the present invention, the lengths of the electrodes 121 and 122 to be formed are not limited, but in the present embodiment, in consideration of the ease of electrode formation and the displacement amount of the actuator 101 during driving, the groove portions 102, It is formed up to a position corresponding to substantially the center of 103.

【0036】ここで、金属電極を形成する方法として蒸
着による手法を例示する。図2に示すように、分極処理
がなされたアクチュエータ101において、その各溝部
102,103の終端が開口した駆動部115側の端面
(図中前面)にマスキング材料を塗布する。このマスキ
ング処理がなされたアクチュエータ101を、前記駆動
部115側の端面(図中前面)より、各溝部102,1
03の並び方向に所定の角度を持った方向123,12
4より蒸着を行なう。このとき、図2中のYZ平面での
断面図である図4に示すように、側壁108の遮蔽効果
を利用して、駆動部115のみに電極121,122が
形成されるような角度θを設定して蒸着を行なう。更
に、本実施例では、蒸着方向123,124はアクチュ
エータ101の上下方向にも角度を有しており、第2溝
部103の第2底面114に金属電極が形成されるよう
に蒸着方向123,124が図中斜め上方向を向くよう
に若干角度がつけられている。尚、蒸着方向123と蒸
着方向124とは各溝部の長手方向と平行な垂直面にお
いて対称である。
Here, a method by vapor deposition will be illustrated as a method for forming the metal electrode. As shown in FIG. 2, in the actuator 101 that has been polarized, a masking material is applied to the end face (front face in the figure) on the drive unit 115 side where the ends of the groove portions 102 and 103 are open. From the end face (front face in the drawing) on the side of the drive unit 115, the actuator 101 subjected to the masking process is formed into the groove portions 102, 1
Direction 123, 12 having a predetermined angle in the arrangement direction of 03
Deposition is performed from 4. At this time, as shown in FIG. 4 which is a cross-sectional view taken along the YZ plane in FIG. 2, the angle θ is set so that the electrodes 121 and 122 are formed only in the driving unit 115 by utilizing the shielding effect of the side wall 108. Set and deposit. Further, in the present embodiment, the vapor deposition directions 123 and 124 also have an angle with the vertical direction of the actuator 101, and the vapor deposition directions 123 and 124 are formed so that the metal electrodes are formed on the second bottom surface 114 of the second groove portion 103. Is slightly angled so as to face diagonally upward in the figure. The vapor deposition direction 123 and the vapor deposition direction 124 are symmetric on a vertical plane parallel to the longitudinal direction of each groove.

【0037】アクチュエータ101は、第2傾斜部10
6及び第4傾斜部107が蒸着方向123,124を向
くように傾斜している。そのため、この2方向123,
124からの蒸着のみで、図5に示すような、第2溝部
103(=インク液室)の個々に対応して、各第2溝部
103を構成する側壁108の外周面に亙って各々形成
された第1の電極121と、対応する全ての第2溝部1
03に共通の第2の電極122とが形成される。つま
り、本実施例ではマスキングや切削加工等の複雑な加工
を行なわなくとも、前記第1及び第2の電極121,1
22を各溝部123,124内部の側表面にその溝部の
端部から長手方向の略中央部に亙って形成させることが
できる。よって、電極形成に係る工程が少なくて済み、
生産性に優れる。
The actuator 101 includes the second inclined portion 10
The sixth and fourth inclined portions 107 are inclined so as to face the vapor deposition directions 123 and 124. Therefore, these two directions 123,
Only by vapor deposition from 124, the second groove portions 103 (= ink liquid chambers) are individually formed on the outer peripheral surface of the side wall 108 constituting each second groove portion 103 as shown in FIG. Formed first electrode 121 and all corresponding second groove portions 1
And the second electrode 122 common to 03. That is, in the present embodiment, the first and second electrodes 121, 1 can be formed without complicated processing such as masking and cutting.
22 can be formed on the side surface inside each groove 123, 124 from the end of the groove to a substantially central portion in the longitudinal direction. Therefore, the number of steps involved in electrode formation can be reduced,
Excellent productivity.

【0038】次に、図6に示すように、前記アクチュエ
ータ101の補強部109側にあたる一端面に、前記第
2溝部103(=インク液室)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。このノズル板131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。
Next, as shown in FIG. 6, a nozzle plate 131 having a nozzle 132 at a position corresponding to the second groove portion 103 (= ink liquid chamber) is provided on one end surface of the actuator 101 on the side of the reinforcing portion 109. Bonding is performed with an epoxy adhesive (not shown). The nozzle plate 131 is formed of a plastic such as polyalkylene (for example, ethylene) terephthalate, polyimide, polyetherimide, polyetherketone, polyethersulfone, polycarbonate, cellulose acetate or the like.

【0039】前記アクチュエータ101の、前記ノズル
板131を接合した端面と反対側(駆動部115側)の
端面に、カバー板133を図示しないエポキシ系接着剤
にて接合する。
A cover plate 133 is bonded to an end surface of the actuator 101 opposite to the end surface to which the nozzle plate 131 is bonded (on the side of the driving portion 115) with an epoxy adhesive (not shown).

【0040】第1溝部102と同ピッチで形成した第1
電極パターン143を有する第1FPC基板141を、
その第1電極パターン143と前記第2傾斜部106上
の第1の電極121とを半田付けすることでアクチュエ
ータ101に接合し、同様に、第2溝部103と同ピッ
チで形成した第2電極パターン144を有する第2FP
C基板142を、その第2電極パターン144と、第4
傾斜部107上の第2の電極122とを半田付けするこ
とでアクチュエータ101に接合する。尚、第2の電極
122は共通電極のため、接合する第2電極パターン1
44は単一電極であってもよい。
First groove formed at the same pitch as the first groove portion 102
The first FPC board 141 having the electrode pattern 143,
The first electrode pattern 143 and the first electrode 121 on the second inclined portion 106 are joined to the actuator 101 by soldering, and similarly, the second electrode pattern formed at the same pitch as the second groove portion 103. Second FP with 144
The C substrate 142 is provided with a second electrode pattern 144 and a fourth electrode pattern 144.
The actuator 101 is joined by soldering the second electrode 122 on the inclined portion 107. Since the second electrode 122 is a common electrode, the second electrode pattern 1 to be joined is formed.
44 may be a single electrode.

【0041】また、前記第2溝部103の開放面にイン
ク供給口135を備えた、マニホールドカバー板134
を、図7に示すように、前記カバー板133と前記第2
FPC基板142とに図示しないエポキシ系接着剤にて
接合する。図1に示すように、第3傾斜部105と第4
傾斜部107と前記カバー板133と前記マニホールド
カバー板134とで囲まれた空間はマニホールド136
となる。マニホールド136の両端部は図示しない蓋に
より密閉される。
A manifold cover plate 134 having an ink supply port 135 on the open surface of the second groove 103 is also provided.
As shown in FIG. 7, the cover plate 133 and the second
It is joined to the FPC board 142 with an epoxy adhesive (not shown). As shown in FIG. 1, the third inclined portion 105 and the fourth inclined portion 105
A space surrounded by the inclined portion 107, the cover plate 133, and the manifold cover plate 134 is a manifold 136.
Becomes Both ends of the manifold 136 are sealed by lids (not shown).

【0042】これにより、インク液室である第2溝部1
03と、少なくとも一部が圧電セラミックスからなる側
壁108と、電極121,122とを複数備えたインク
噴射装置100が作成される。
As a result, the second groove portion 1 which is the ink liquid chamber
03, a side wall 108 of which at least a part is made of piezoelectric ceramics, and a plurality of electrodes 121 and 122 are produced.

【0043】次に、上記インク噴射装置100の駆動制
御を行なう制御回路について説明する。図8に示すよう
に前記第1FPC基板141上の第1電極パターン14
3と、前記第2FPC基板142上の第2電極パターン
144は、各々個々にLSIチップ151に接続され、
クロックライン152、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151は、駆動する第2
溝部103に対応する第1電極121に導通する第1電
極パターン143に、電圧ライン154の電圧Vを印加
し、前記第2溝部103以外の第2溝部103に対応す
る第1電極121に導通する第1電極パターン143
と、全ての第2溝部103内の第2電極122にアース
ライン155を接続して接地する。
Next, a control circuit for controlling the drive of the ink jet device 100 will be described. As shown in FIG. 8, the first electrode pattern 14 on the first FPC board 141 is formed.
3 and the second electrode pattern 144 on the second FPC board 142 are individually connected to the LSI chip 151,
The clock line 152, the data line 153, the voltage line 154, and the ground line 155 are also the LSI chip 151.
It is connected to the. The LSI chip 151 determines which nozzle 132 should eject an ink droplet from the data appearing on the data line 153 based on the continuous clock pulses supplied from the clock line 152. The LSI chip 151 is driven by the second
The voltage V of the voltage line 154 is applied to the first electrode pattern 143 which is electrically connected to the first electrode 121 corresponding to the groove 103, and is electrically connected to the first electrode 121 corresponding to the second groove 103 other than the second groove 103. First electrode pattern 143
Then, the earth line 155 is connected to the second electrodes 122 in all the second groove portions 103 to be grounded.

【0044】次に、本実施例によるインク噴射装置10
0の動作を図9乃至図12を用いて説明する。図9及び
図11は、前記インク噴射装置100の水平断面図であ
り、図10及び図12は、そのXーX’面での縦断面図
である。
Next, the ink ejecting apparatus 10 according to the present embodiment.
The operation of 0 will be described with reference to FIGS. 9 to 12. 9 and 11 are horizontal cross-sectional views of the ink ejecting apparatus 100, and FIGS. 10 and 12 are vertical cross-sectional views taken along the XX 'plane.

【0045】図9の第2溝部103bからインク液滴を
噴射するために、その第2溝部103bに対応する第1
電極121bに対し電圧パルスを与える(ここで、ある
第1電極121に対して電圧を与えることは、その第1
電極121に電圧パルスを印加し、指示しない第1電極
121を接地することを言う)。第2電極122は全て
接地されている。すると、図11、12に示すように、
側壁108cには、矢印145方向、側壁108dに
は、矢印146方向の電界が発生し、側壁108c、側
壁108dが圧電厚みすべり効果により、第2溝部10
3bの容積が増加する方向に動く。すると、ノズル13
2b付近を含む第2溝部103b内の圧力が減少する。
これにより、図示しないインク供給源からインク供給口
135、マニホールド136を介して第2溝部103b
にインクが供給される。
In order to eject ink droplets from the second groove portion 103b of FIG. 9, a first portion corresponding to the second groove portion 103b is ejected.
A voltage pulse is applied to the electrode 121b (where applying a voltage to a certain first electrode 121 means
It means applying a voltage pulse to the electrode 121 and grounding the first electrode 121 which is not instructed). The second electrodes 122 are all grounded. Then, as shown in FIGS.
An electric field in the direction of arrow 145 is generated in the side wall 108c, and an electric field in the direction of arrow 146 is generated in the side wall 108d.
The volume of 3b moves in an increasing direction. Then, the nozzle 13
The pressure in the second groove portion 103b including the vicinity of 2b is reduced.
As a result, the second groove portion 103b is supplied from an ink supply source (not shown) via the ink supply port 135 and the manifold 136.
Ink is supplied to.

【0046】尚、このアクチュエータ101の変位にお
いては、アクチュエータ101とマニホールドカバー板
134との接合部にては生ずることがなく、近隣のイン
ク液室の駆動による影響を隣接するインク液室が受ける
ことが無い。つまり、いわゆるクロストークを受けな
い。更に、本実施例では、側壁108c,108dが圧
電厚みすべり効果によりその長手方向において屈曲する
ように変位する。よって、アクチュエータ101とノズ
ル板131もしくはカバー板133との接合面に無理な
応力が加わらず、耐久性が良い。同時に、従来のものと
比較して、インク液室の体積の変位も大きくできる。
The displacement of the actuator 101 does not occur at the joint between the actuator 101 and the manifold cover plate 134, and the adjacent ink liquid chamber is affected by the driving of the ink liquid chamber in the vicinity. There is no. That is, it does not suffer from so-called crosstalk. Further, in this embodiment, the side walls 108c and 108d are displaced so as to bend in the longitudinal direction due to the piezoelectric thickness sliding effect. Therefore, the joint surface between the actuator 101 and the nozzle plate 131 or the cover plate 133 is not subjected to an unreasonable stress, and the durability is good. At the same time, the displacement of the volume of the ink liquid chamber can be increased as compared with the conventional one.

【0047】次に、第1電極121bに与えられていた
電圧パルスが停止され、前記第1電極121bが接地さ
れると、第2溝部103bの容積は前記増加状態から自
然状態へと減少し、第2溝部103bの容積が減少し、
前記第2溝部103b内のインクがインク液滴となり、
ノズル132bから噴射される。
Next, when the voltage pulse applied to the first electrode 121b is stopped and the first electrode 121b is grounded, the volume of the second groove portion 103b decreases from the increased state to the natural state, The volume of the second groove portion 103b decreases,
The ink in the second groove portion 103b becomes an ink droplet,
It is ejected from the nozzle 132b.

【0048】また、前記実施例においては、まず駆動電
圧を第2溝部103bの容積が増加するように印加し
て、第2溝部103bにインクを供給し、駆動電圧の印
加を停止して第2溝部103bの容積を前記増加状態か
ら自然状態へと減少させ、第2溝部103b内のインク
をインク液滴として噴射していたが、逆に、第2溝部1
03bの体積が減少する方向に駆動電圧を印加しインク
液滴を噴射し、次に駆動電圧の印加を停止し第2溝部1
03の容積を自然状態に増加して第2溝部103にイン
クを供給してもよい。
Further, in the above embodiment, first, the driving voltage is applied so that the volume of the second groove portion 103b is increased, the ink is supplied to the second groove portion 103b, and the application of the driving voltage is stopped so that the second voltage is applied. Although the volume of the groove portion 103b is reduced from the increased state to the natural state and the ink in the second groove portion 103b is ejected as ink droplets, on the contrary, the second groove portion 1
The drive voltage is applied in the direction of decreasing the volume of 03b to eject ink droplets, and then the application of the drive voltage is stopped, and the second groove portion 1
Ink may be supplied to the second groove 103 by increasing the volume of 03 in a natural state.

【0049】上述したように、本実施例のインク噴射装
置100においては、1つの側壁108の両側面に第1
溝部102と第2溝部103とが交互に且つ開口方向が
互いに逆になるように形成されている。そして、この各
溝部102,103に第1電極121と、第2電極12
2が設けられ、それぞれは別のFPC基板141,14
2とアクチュエータ101の上面からと下面からとの2
方向から電気的に接続するので、従来よりも広い2倍の
ピッチで形成できる。従って、第1FPC基板141上
に形成した第1電極パターン143との電気的コネク
ト、および第2FPC基板142上に形成した第2電極
パターン144との電気的コネクトが容易且つ確実に行
える。
As described above, in the ink ejecting apparatus 100 of this embodiment, the first sidewalls 108 are formed on both side surfaces of the first sidewall 108.
The groove portions 102 and the second groove portions 103 are formed alternately and the opening directions thereof are opposite to each other. Then, in each of the groove portions 102 and 103, the first electrode 121 and the second electrode 12 are formed.
2 are provided, each of which is a different FPC board 141, 14
2 from the upper surface and the lower surface of the actuator 101
Since they are electrically connected from the direction, they can be formed with a pitch twice as wide as the conventional one. Therefore, electrical connection with the first electrode pattern 143 formed on the first FPC board 141 and electrical connection with the second electrode pattern 144 formed on the second FPC board 142 can be easily and reliably performed.

【0050】また、本実施例ではインク液室側の側表面
に形成された第2電極122を共通電極として形成して
いるので、インク液室間には第2電極122間の短絡に
よる電界が発生されることがない。よって、電気的効果
による前記インク液室内のインクの変質や第2電極12
2の劣化を引き起こすことが無い。従って、従来の様に
第2電極122の上に絶縁層を形成する必要が無い。更
に、共通電極にすることで、総電極数を少なくすること
ができ、駆動制御を行なう制御回路との電気的接続が容
易になる。
Further, in this embodiment, since the second electrode 122 formed on the side surface on the ink liquid chamber side is formed as the common electrode, an electric field due to a short circuit between the second electrodes 122 is generated between the ink liquid chambers. Never be generated. Therefore, the deterioration of the ink in the ink liquid chamber due to the electrical effect and the second electrode 12
2 does not cause deterioration. Therefore, it is not necessary to form an insulating layer on the second electrode 122 as in the conventional case. Further, by using the common electrode, the total number of electrodes can be reduced, and the electrical connection with the control circuit that performs drive control becomes easy.

【0051】また、本実施例のアクチュエータ101は
射出成形により一体的に形成され、溝切り加工を行なう
ことなく容易にアクチュエータ101を形成することが
でき、大量生産性に優れている。
Further, the actuator 101 of this embodiment is integrally formed by injection molding, and the actuator 101 can be easily formed without grooving, which is excellent in mass productivity.

【0052】尚、本発明は上述の一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で変更が可能
である。例えば、上記実施例では前記アクチュエータ1
01は全体がPZTの圧電セラミックス材料で形成され
ているが、アクチュエータ101の駆動部115のみP
ZTの圧電セラミックス材料で形成し、補強部109を
アルミナ等で形成した後、その2つを接着してアクチュ
エータ101としたものを用いてもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be modified within the scope of the invention. For example, in the above embodiment, the actuator 1
01 is entirely made of a PZT piezoelectric ceramic material, but only the drive portion 115 of the actuator 101 is made of PZ.
Alternatively, the actuator 101 may be formed by forming the piezoelectric ceramic material of ZT and forming the reinforcing portion 109 of alumina or the like, and then bonding the two together.

【0053】また、上記実施例ではアクチュエータ10
1は射出成形で一体的に形成されていたが、圧電セラミ
ックスプレートをダイシング等で加工して形成したもの
でもよい。
In the above embodiment, the actuator 10
Although 1 is integrally formed by injection molding, it may be formed by processing a piezoelectric ceramic plate by dicing or the like.

【0054】尚、上記実施例においては、第2電極12
2を常に接地し、平常時には全ての第1電極121を接
地しておき、インクの噴射時には対応する第1電極12
1に対して電圧を与えるようにして、インクの噴射を制
御していたが、逆に、第2電極122に常に電圧Vを印
加し、平常時には全ての第1電極121を高インピーダ
ンス状態にしておき、インクの噴射時には対応する第1
電極121に対して接地、それ以外の第1電極121を
高インピーダンス状態にするようにして、インクの噴射
を制御するものでもよい。この制御によっても、インク
液室間には電界が発生されることがないので、電気的効
果による前記インク液室内のインクの変質や第2電極1
22の劣化を引き起こすことが無い。
In the above embodiment, the second electrode 12
2 is always grounded, all the first electrodes 121 are grounded in a normal state, and the corresponding first electrodes 12 are ejected when ejecting ink.
Although the ink ejection is controlled by applying a voltage to No. 1, on the contrary, the voltage V is always applied to the second electrode 122, and all the first electrodes 121 are kept in a high impedance state in normal times. Every time, the first corresponding when ejecting ink
The ejection of ink may be controlled by grounding the electrode 121 and setting the other first electrodes 121 in a high impedance state. Even by this control, an electric field is not generated between the ink liquid chambers, so that the deterioration of the ink in the ink liquid chambers due to an electrical effect or the second electrode 1 is caused.
22 does not cause deterioration.

【0055】また、前記実施例では、第2溝部103の
みにインクを供給し、インクを噴射していたが、第1溝
部102にもインクを供給して、倍密度にてインクを噴
射させるようにしてもよい。この場合は、図示しないマ
ニホールドカバー板を、第1溝部102の開放部に接合
する必要があり、また、第2電極122も共通電極でな
く、個々に独立して設ける必要がある。駆動方式として
は、第1溝部102のインク液室からのインク噴射と第
2溝部103のインク液室からのインク噴射とを時間的
にずらして、各々のインク噴射を上記実施例と同様な電
圧制御により行なうものが考えられる。
Further, in the above embodiment, the ink is supplied only to the second groove portion 103 to eject the ink, but the ink is also supplied to the first groove portion 102 to eject the ink at a double density. You may In this case, a manifold cover plate (not shown) needs to be joined to the open portion of the first groove portion 102, and the second electrodes 122 also need to be individually provided instead of being a common electrode. As a driving method, the ink ejection from the ink liquid chamber of the first groove portion 102 and the ink ejection from the ink liquid chamber of the second groove portion 103 are temporally shifted, and each ink ejection is performed with the same voltage as in the above embodiment. It is conceivable that the control is performed.

【0056】[0056]

【発明の効果】上述したように、本実施例によるインク
噴射装置は、1つの側壁の両側面に形成された第1の電
極及び第2の電極が互いに異なる面にて各々電気的に接
続されるので、従来よりも電極パターンのピッチが広く
なり、駆動電極と駆動制御を行なう制御回路との電気的
接続が容易であり、大量生産性、信頼性が向上する。
As described above, in the ink ejecting apparatus according to this embodiment, the first electrode and the second electrode formed on both side surfaces of one side wall are electrically connected to each other on different surfaces. Therefore, the pitch of the electrode pattern is wider than in the conventional case, the electric connection between the drive electrode and the control circuit for performing drive control is easy, and mass productivity and reliability are improved.

【0057】更に、本発明のインク噴射装置において
は、前記第1の電極と前記第2の電極との間に駆動電界
が印加されると、前記アクチュエータ部材における前記
圧電セラミックス部がインク室の長手方向に圧電厚みす
べり変形し、そのアクチュエータ部材に当接する溝部の
体積を大きく変化させ、的確にインクを噴射する。ま
た、この変位は、インク噴射装置によけいな応力を与え
ることがなく、耐久性に優れたインク噴射装置を提供で
きる。
Further, in the ink ejecting apparatus of the present invention, when a driving electric field is applied between the first electrode and the second electrode, the piezoelectric ceramics portion of the actuator member causes the longitudinal direction of the ink chamber. Piezoelectric thickness slips and deforms in the direction, and the volume of the groove portion that abuts the actuator member is greatly changed, and ink is ejected accurately. Further, this displacement does not give a great stress to the ink ejecting apparatus, and it is possible to provide an ink ejecting apparatus having excellent durability.

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

【図1】本発明の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 of an embodiment of the invention.

【図2】本発明の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. 2 is a perspective view showing a manufacturing process of the ink ejecting apparatus according to the embodiment of the invention.

【図3】本発明の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. 3 is a perspective view showing a manufacturing process of the ink ejecting apparatus according to the embodiment of the invention.

【図4】本発明の実施例の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 of the embodiment of the invention.

【図5】本発明の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. 5 is a perspective view showing a manufacturing process of the ink ejecting apparatus of the embodiment of the invention.

【図6】本発明の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. 6 is a perspective view showing a manufacturing process of the ink ejecting apparatus of the embodiment of the invention.

【図7】本発明の実施例のインク噴射装置の製造工程を
示す横断面図である。
FIG. 7 is a transverse cross-sectional view showing the manufacturing process of the ink ejecting apparatus according to the embodiment of the invention.

【図8】本発明の実施例のインク噴射装置の制御回路を
示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a control circuit of the ink ejecting apparatus according to the embodiment of the invention.

【図9】本発明の実施例の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 according to the embodiment of the invention.

【図10】本発明の実施例の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 according to the embodiment of the invention.

【図11】本発明の実施例のインク噴射装置の動作を示
す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an operation of the ink ejecting apparatus according to the embodiment of the invention.

【図12】本発明の実施例のインク噴射装置の動作を示
す説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the operation of the ink ejecting apparatus of the embodiment of the invention.

【図13】従来例のインク噴射装置を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a conventional ink ejecting apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 インク噴射装置 102 第1溝部 103 第2溝部 108 側壁 120 分極方向 121 第1電極 122 第2電極 100 Ink Ejector 102 First Groove 103 Second Groove 108 Side Wall 120 Polarization Direction 121 First Electrode 122 Second Electrode

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクが噴射される複数のインク液室
と、分極された圧電セラミックスで少なくとも一部が形
成されたアクチュエータ部材と、前記圧電セラミックス
に駆動電界を発生するための電極とを有し、前記電極か
らの電界の発生により前記アクチュエータ部材を変形さ
せて前記インク液室からインクを噴射するインク噴射装
置において、 前記アクチュエータ部材は、第1溝部と、前記第1溝部
の両側に設けられ、且つ前記第1溝部の開口方向とは逆
方向に開口し、その長手方向が前記第1溝部の長手方向
と同方向の第2溝部とを有し、 前記電極は、前記第1溝部内部の少なくとも側表面に形
成された第1の電極と、前記第2溝部内部の少なくとも
側表面に形成された第2の電極とからなり、 前記第1溝部と前記第2溝部との少なくとも一方が前記
インク液室を構成すると共に、 前記アクチュエータ部材における圧電セラミックスの分
極方向と前記各溝部の長手方向とが平行であり、 前記第1及び第2の電極の少なくとも一方は、前記各溝
部内部の側表面にその溝部の一端部から長手方向の途中
部分に亙って形成されており、これにより駆動電界が圧
電セラミックスの分極方向に対してほぼ垂直に印加され
うることを特徴とするインク噴射装置。
1. A plurality of ink liquid chambers for ejecting ink, an actuator member at least a part of which is formed by polarized piezoelectric ceramics, and electrodes for generating a driving electric field in the piezoelectric ceramics. In an ink ejecting apparatus that ejects ink from the ink liquid chamber by deforming the actuator member by generation of an electric field from the electrode, the actuator member is provided on a first groove portion and both sides of the first groove portion, And the opening direction of the said 1st groove part is opened in the opposite direction, and the longitudinal direction has a 2nd groove part of the same direction as the longitudinal direction of the said 1st groove part, The said electrode is at least inside the said 1st groove part. A first electrode formed on a side surface and a second electrode formed on at least a side surface inside the second groove portion, and at least the first groove portion and the second groove portion. The other one constitutes the ink liquid chamber, and the polarization direction of the piezoelectric ceramics in the actuator member is parallel to the longitudinal direction of each groove portion, and at least one of the first and second electrodes has each groove portion. The ink is formed on the inner side surface from one end of the groove to an intermediate portion in the longitudinal direction, whereby a driving electric field can be applied substantially perpendicularly to the polarization direction of the piezoelectric ceramics. Injection device.
【請求項2】 前記アクチュエータ部材は、そのアクチ
ュエータ部材に形成された第2溝部がインク液室を構成
し、前記第1溝部が非インク液室を構成するものであ
り、 前記電極は、前記第1の電極と前記第2の電極とのいず
れか一方の電極を、その対応する各溝部に共通の電極と
して構成す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. In the actuator member, the second groove portion formed in the actuator member constitutes an ink liquid chamber, the first groove portion constitutes a non-ink liquid chamber, and the electrode comprises the The ink ejecting apparatus according to claim 1, wherein one of the first electrode and the second electrode is configured as an electrode common to the corresponding groove portions.
【請求項3】 前記電極は、前記第1の電極をインク液
室の個々に対応して、各インク液室を構成するアクチュ
エータ部材の外周面に亙って各々形成された駆動電極と
して構成し、前記第2の電極をその対応する全ての第2
溝部に共通の電極として構成することを特徴とする請求
項2に記載のインク噴射装置。
3. The electrode comprises the first electrode as a drive electrode formed over the outer peripheral surface of an actuator member forming each ink liquid chamber, corresponding to each ink liquid chamber. , Said second electrode with all its corresponding second electrodes
The ink ejecting apparatus according to claim 2, wherein the ink ejecting apparatus is configured as a common electrode in the groove portion.
【請求項4】 前記第1及び第2の電極の少なくとも一
方は、前記各溝部内部の側表面にその溝部の一端部から
長手方向の略半分を覆うように形成されていることを特
徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のインク噴射
装置。
4. At least one of the first and second electrodes is formed on a side surface inside each groove portion so as to cover approximately half in the longitudinal direction from one end portion of the groove portion. The ink ejecting apparatus according to claim 1.
【請求項5】 前記第1及び第2の電極は、インク液室
の終端が開口した前記アクチュエータ部材の端面側よ
り、各溝部の並び方向に所定の角度を持った2方向から
の蒸着を行なうことで形成されたことを特徴とする請求
項1乃至3のいずれかに記載のインク噴射装置。
5. The first and second electrodes are vapor-deposited from two directions having a predetermined angle in the direction in which each groove is arranged, from the end surface side of the actuator member where the end of the ink liquid chamber is open. The ink ejecting apparatus according to claim 1, wherein the ink ejecting apparatus is formed by the above.
【請求項6】 前記アクチュエータ部材は、その上下端
面が前記蒸着方向を向くように傾斜していることを特徴
とする請求項5に記載のインク噴射装置。
6. The ink ejecting apparatus according to claim 5, wherein the actuator member is inclined such that upper and lower end surfaces thereof face the vapor deposition direction.
【請求項7】 前記インク液室の先端が開口した前記ア
クチュエータ部材の端面側には、インク噴射ノズルがイ
ンク液室の個々に対応して形成されていることを特徴と
する請求項1乃至3のいずれかに記載のインク噴射装
置。
7. The ink ejecting nozzle is formed corresponding to each of the ink liquid chambers on the end face side of the actuator member in which the tip of the ink liquid chamber is opened. The ink jetting device according to any one of 1.
【請求項8】 前記アクチュエータ部材は、圧電作用の
ある材料を用いて射出成形にて作製されたことを特徴と
する請求項1に記載のインク噴射装置。
8. The ink ejecting apparatus according to claim 1, wherein the actuator member is manufactured by injection molding using a material having a piezoelectric effect.
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