Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0580270B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0580270B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0580270B2
JPH0580270B2 JP62175110A JP17511087A JPH0580270B2 JP H0580270 B2 JPH0580270 B2 JP H0580270B2 JP 62175110 A JP62175110 A JP 62175110A JP 17511087 A JP17511087 A JP 17511087A JP H0580270 B2 JPH0580270 B2 JP H0580270B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
bimorph
supply port
piezoelectric
forming
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62175110A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6418460A (en
Inventor
Teruyuki Ikeda
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.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co 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 Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP17511087A priority Critical patent/JPS6418460A/en
Publication of JPS6418460A publication Critical patent/JPS6418460A/en
Publication of JPH0580270B2 publication Critical patent/JPH0580270B2/ja
Granted 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
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/055Devices for absorbing or preventing back-pressure
    • 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
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14233Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は圧電型流体噴出ノズルに関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to piezoelectric fluid ejection nozzles.

(従来の技術) 分極方向に対して互いに逆方向に電界が加わる
ようにして張り合わせた圧電バイモルフ構造の板
は、電界を加えることによつて一方の板が伸び、
もう一方が縮むという関係から容易に湾曲した状
態に変形させることができる。このとき加える電
界を交流電圧で与えれば、この湾曲方向が交互に
変わり、これを一部で支持すれば発音体となる。
このような変形を利用すれば発音体だけでなく、
接点を動かすことでリレーやアクチユエーターと
しての利用が考えられ、これらに関するデバイス
も多く考案されている。
(Prior art) Piezoelectric bimorph plates are bonded together so that electric fields are applied in opposite directions relative to the polarization direction. When an electric field is applied, one plate stretches.
Since the other side contracts, it can be easily deformed into a curved state. If the electric field applied at this time is applied with an alternating current voltage, the direction of this curvature changes alternately, and if this is supported by a part, it becomes a sounding body.
By using this kind of transformation, you can not only change the sounding body, but also
By moving the contacts, it can be used as a relay or actuator, and many devices related to these have been devised.

これらの応用の1つとして流体路の外壁の一部
に前記圧電バイモルフの振動板を張り付け、流体
路の両端の流体供給口と流体噴出口の近くで逆流
防止弁をとり付けることでモーターなどを利用し
た様な機械的部分のまつたくない流体噴出ノズル
ができインクジエツトプリンターのヘツド等への
利用が可能である。
One of these applications is to attach the piezoelectric bimorph diaphragm to a part of the outer wall of the fluid path, and install check valves near the fluid supply port and fluid jet port at both ends of the fluid path to drive a motor, etc. It is possible to create a fluid ejecting nozzle that does not require mechanical parts like the one used in this invention, and can be used in the heads of inkjet printers, etc.

(発明が解決しようとする問題点) このような流体噴出ノズルは単に流体路の一方
の面に振動板を形成しても、振動板の変形によつ
て生じた流体路の容積変化は振動板の中心に対し
て均等に変化するため、前記流体路内の流体も均
等に移動する。このため第6図に示すように振動
板61が変形して排出される流体は供給口からも
出てしまう。さらに振動板の変形が元に戻るとき
には供給口からの流入だけでなく、噴出口から空
気を吸い込んでしまう。このような欠点を除去す
るために供給口と噴出口にそれぞれ逆流防止の弁
をとり付ける必要がある。しかし、このような逆
流防止弁は、ある一方向にだけ流れるように構成
しなければならない。このため小型化には限界が
あり、例えば数ミリ以下の流体路内にこの逆流防
止弁をとり付けること自体が困難となり、防止弁
を付けたとしても流体をまつすぐ噴出させること
が不可能になる。又、小型化のためにセラミツク
一体化を行うことを考えても、このような逆流防
止弁を形成することはできない。
(Problem to be Solved by the Invention) In such a fluid ejecting nozzle, even if a diaphragm is simply formed on one side of the fluid path, the volume change of the fluid path caused by the deformation of the diaphragm is caused by the diaphragm. , the fluid in the fluid path also moves uniformly. For this reason, as shown in FIG. 6, the diaphragm 61 is deformed and the discharged fluid also comes out from the supply port. Furthermore, when the diaphragm returns to its original deformation, air is sucked in not only from the supply port but also from the jet port. In order to eliminate such drawbacks, it is necessary to install valves to prevent backflow at each of the supply port and the jet port. However, such check valves must be configured to allow flow in only one direction. For this reason, there is a limit to miniaturization; for example, it is difficult to install this check valve in a fluid path of several millimeters or less, and even if a check valve is installed, it is impossible to spray fluid straight. Become. Furthermore, even if one considers integrating ceramics for miniaturization, it is not possible to form such a check valve.

本発明の目的は、これら従来の問題点を解決し
た圧電型流体噴出ノズルを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a piezoelectric fluid ejection nozzle that solves these conventional problems.

(問題点を解決するための手段) すなわち本発明は、内部に流体路が形成された
少なくとも1以上の流体供給口及び流体噴出口が
あり、この流体供給口と流体噴出口のある方向で
変位を生じるように前記流体路内に、一部で固定
状態となつている少なくとも2以上のバイモルフ
形成部があり、かつドライブ回路を接続すること
でバイモルフを個々に制御し、さらにこのバイモ
ルフ形成部が焼結して圧電体となる材料と焼結し
て導体となる材料との積層体によつてなされる。
(Means for Solving the Problems) That is, the present invention has at least one fluid supply port and one or more fluid jet ports each having a fluid path formed therein, and the fluid supply port and the fluid jet port are displaced in a certain direction. There are at least two or more bimorph forming parts that are partially fixed in the fluid path so as to produce a It is made of a laminate of a material that becomes a piezoelectric body when sintered and a material that becomes a conductor when sintered.

(作用) 本発明の圧電型流体噴出ノズルは、流体路内に
独立して動く2つの振動部分が電極層を3層形成
したバイモルフ型の積層体として構成されてお
り、この一部が流体路壁の一部に固定されてお
り、このバイモルフの部分の変位する側の位置に
それぞれ流体の供給口と噴出口が形成されるよう
に、流体路と2つの独立したバイモルフ部分を持
つものである。このため、供給口側にあるバイモ
ルフと噴出口側にあるバイモルフは独立してドラ
イブすることができ、この間に時間差を持たせる
ことができる。そして、流体路内のバイモルフを
まず流体供給口において変形させれば流体噴出口
から流体が吹き出され、次に流体供給口側のバイ
モルフを変形させたままの状態で流体排出口側の
バイモルフを変形させれば流体噴出口はふさが
れ、このとき流体供給口側を元に戻せば流体供給
口から流体が供給される。さらに、流体噴出口側
のバイモルフを元に戻す場合にも流体の方向は流
体供給口から流体が供給される方向への変形とな
るため流体の噴出から供給まで1サイクルの間に
逆流するようなことは無く、セラミツク一体の圧
電型流体噴出ノズルが得られる。
(Function) The piezoelectric fluid ejecting nozzle of the present invention is configured as a bimorph-type laminate in which two vibrating parts that move independently in a fluid path form three electrode layers, and a part of this is formed in a fluid path. It is fixed to a part of the wall and has a fluid path and two independent bimorph parts so that a fluid supply port and a fluid jet port are formed at the positions on the displacing side of this bimorph part, respectively. . Therefore, the bimorph on the supply port side and the bimorph on the ejection port side can be driven independently, and a time difference can be provided between them. If the bimorph in the fluid path is first deformed at the fluid supply port, fluid will be blown out from the fluid jet port, and then the bimorph on the fluid outlet side will be deformed while the bimorph on the fluid supply port side remains deformed. If the fluid supply port side is returned to its original position, fluid will be supplied from the fluid supply port. Furthermore, even when the bimorph on the fluid spout side is returned to its original state, the direction of the fluid is deformed to the direction in which the fluid is supplied from the fluid supply port, so there is a possibility that the fluid will flow backwards during one cycle from the fluid spout to the supply. There is no problem, and a piezoelectric fluid ejecting nozzle integrally made of ceramic can be obtained.

(実施例) 次に本発明の圧電型流体噴出ノズルについて図
面を参照して説明する。
(Example) Next, a piezoelectric fluid ejection nozzle of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例を示す圧電型流体
噴出ノズルの断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a piezoelectric fluid ejection nozzle showing one embodiment of the present invention.

まず、流体路11内には電極12を3層形成し
た2つの独立したバイモルフ13及び14があ
り、このバイモルフの変位する側に流体供給口1
5と流体噴出口16がある。さらに前記2つのバ
イモルフ13及び14は一端で流体路の壁面に固
定される。このとき、固定されるバイモルフと前
記流体供給口及び流体噴出口の位置関係は、バイ
モルフに電圧が加えられない状態(つまりバイモ
ルフが変形していない状態)のときに流体供給口
及び流体噴出口の上部の高さとなるように構成す
る。さらに、この流体供給口には流体の供給路1
7が接続される。
First, in the fluid path 11, there are two independent bimorphs 13 and 14 each having three layers of electrodes 12, and a fluid supply port 1 is located on the displacing side of the bimorph.
5 and a fluid spout 16. Further, the two bimorphs 13 and 14 are fixed at one end to the wall of the fluid path. At this time, the positional relationship between the fixed bimorph and the fluid supply port and fluid jet port is such that when no voltage is applied to the bimorph (that is, the bimorph is not deformed), the fluid supply port and fluid jet port are Configure it so that it is at the height of the top. Furthermore, this fluid supply port has a fluid supply path 1.
7 is connected.

第2図は、本発明の圧電型流体噴出ノズルを得
る圧電材グリーンシートに形成するパターン例及
び穴あけ状態例を示す平面図であり、aからjの
各形状及びパターンが、aを最上層として積層さ
れる。
FIG. 2 is a plan view showing an example of a pattern formed in a piezoelectric material green sheet and an example of a hole punching state for obtaining a piezoelectric fluid ejecting nozzle of the present invention. Laminated.

第2図での構成は、まずaが最上層の流体路壁
面を形成するグリーンシートであり、bがバイモ
ルフ形成部の上側のスペースを形成するカツト部
21を持つグリーンシートである。次に、cが最
上層の電極を流動体から絶縁するためのグリーン
シートであり、バイモルフ形成部に合わせた形状
となるカツト部22を持ち、この下に、バイモル
フを形成する電極23とバイモルフ部をフリー状
態とするためのカツト部24と各電極を外部に取
り出すための取り出し電極25を持つバイモルフ
形成部のd,e,fのグリーンシートがある。さ
らにgがバイモルフが変形可能なようにするため
のスペースを形成するためのカツト部26を持つ
グリーンシートであり、hが流体路及び流体路の
供給口と噴出口を形成するためのカツト部27を
持つグリーンシートであり、iが流体路を形成す
るためのカツト部28を持つグリーンシートであ
り、最後にjの最下層の流体路壁面を形成するグ
リーンシートによつて構成される。前記第2図で
の説明では、1つの圧電型流体噴出ノズルについ
てのパターン及び形状について示してあり、この
ため、hのグリーンシートでは2つの分割されて
いるが、実際には、複数のパターンが1枚のグリ
ーンシートが形成されており、積層後の切断によ
つてこれら1層あたりのパターンが得られるので
ある。又、第2図中の各グリーンシート中のカツ
ト部分は、このまま積層プレスしたのでは、つぶ
れてしまうので、各シートのカツトが終了した段
階でカツト部分のパターンに合わせたカーボング
リーンシート又はカーボンペーストなどのような
焼成過程において燃えてガス化し空洞が形成され
る材料をうめ込んで行けば良い。
In the configuration shown in FIG. 2, first, a is a green sheet that forms the uppermost fluid path wall surface, and b is a green sheet that has a cut portion 21 that forms a space above the bimorph forming portion. Next, c is a green sheet for insulating the uppermost electrode from the fluid, and has a cut part 22 having a shape that matches the bimorph forming part, and below this is an electrode 23 forming the bimorph and the bimorph part. There are green sheets of bimorph forming parts d, e, and f, which have a cut part 24 for making them in a free state and an extraction electrode 25 for taking out each electrode to the outside. Furthermore, g is a green sheet having a cut portion 26 for forming a space for allowing the bimorph to deform, and h is a green sheet having a cut portion 27 for forming a fluid path and a supply port and a spout of the fluid path. i is a green sheet having a cut portion 28 for forming a fluid path, and finally j is a green sheet forming the lowest layer fluid path wall surface. In the explanation in FIG. 2, the pattern and shape of one piezoelectric fluid ejecting nozzle are shown, so although the green sheet h is divided into two, in reality, there are multiple patterns. A single green sheet is formed, and a pattern for each layer can be obtained by cutting after lamination. Also, if the cut portions of each green sheet in Figure 2 are laminated and pressed as they are, they will be crushed, so after cutting each sheet, cut carbon green sheets or carbon paste that matches the pattern of the cut portion. All you have to do is fill it with a material that burns and gasifies during the firing process, forming a cavity.

このようにして得られた10枚の圧電材グリーン
シートをプレス金型内に積み重ね、100℃前後の
温度で加熱しながら250Kg/cm2程度の圧力で圧着
して積層体を得る。次に、この積層体を脱バイン
ダー工程を経て焼結することで第1図に示した断
面構造を有する圧電型流体噴出ノズルが得られ
る。
The 10 piezoelectric green sheets thus obtained are stacked in a press mold, heated at a temperature of around 100°C, and pressed under a pressure of around 250 kg/cm 2 to obtain a laminate. Next, this laminate is subjected to a binder removal process and then sintered to obtain a piezoelectric fluid ejecting nozzle having the cross-sectional structure shown in FIG.

なお、この例で示した積層構成では、上下の流
体路壁を形成するシートを1層で示したが、グリ
ーンシートの厚みとの関係で補強が必要な場合に
は、それぞれのグリーンシートを複数で構成すれ
ば補強になり、又、内部バイモルフ形成部の保護
などを行うことができることは明らかである。さ
らに、バイモルフ形成部の型もこの型に限定され
ることなく、流体路の形状に合わせて自由に設計
でき、さらに流体供給口や流体噴出口の数や大き
さも限定されものではない。一方、2つのバイモ
ルフ形成部に対して流体供給口と流体排出口を対
向させて構成しているが、バイモルフの変位する
部分に、この流体供給口と流体噴出口がもうけて
あれば、第3図に示すように2つのバイモルフ形
成部31が同一方向へ並び、この間に仕切り部3
2と流体路33が形成されるように各グリーンシ
ートのパターンを構成してもよい。
In addition, in the laminated structure shown in this example, the sheets forming the upper and lower fluid path walls are shown as one layer, but if reinforcement is required due to the thickness of the green sheet, multiple green sheets of each may be used. It is clear that the structure can provide reinforcement and protect the internal bimorph forming part. Further, the shape of the bimorph forming section is not limited to this type, and can be freely designed according to the shape of the fluid path, and the number and size of the fluid supply ports and fluid jet ports are also not limited. On the other hand, although the fluid supply port and the fluid discharge port are arranged to face each other with respect to the two bimorph forming parts, if the fluid supply port and the fluid ejection port are provided in the part where the bimorph is displaced, a third As shown in the figure, two bimorph forming parts 31 are lined up in the same direction, and a partition part 3
The pattern of each green sheet may be configured such that the green sheet 2 and the fluid path 33 are formed.

ここで用いた圧電材グリーンシートは、マグネ
シウム・ニオブ酸鉛Pb(Mg1/3・Nb2/3)O3を主
成分とする電歪材料の粉末を有機バインダーとと
もに溶媒中に分散し、スラリー状とする。これを
ドクターブレードを用いたスリツプキヤステイン
グ法によつて、厚さ20μm〜200μmの均一な厚み
のセラミツク生シートとする。
The piezoelectric material green sheet used here is made by dispersing electrostrictive material powder whose main components are magnesium lead niobate Pb (Mg1/3 Nb2/3) O 3 in a solvent together with an organic binder. do. This is made into a ceramic raw sheet having a uniform thickness of 20 μm to 200 μm by slip casting using a doctor blade.

このセラミツク生シートを規定の大きさに打ち
抜き、各カツト部形成のための穴をパンチ及びダ
イによつて形成する。次に、この穴あけを含む加
工されたバイモルフ形成部のグリーンシートにス
クリーン印刷機を用いて電極ペーストを印刷す
る。さらに、これらグリーンシートをプレス金型
にセツトし、同時に、各カツト部に対応したカー
ボングリーンシートをうめ込みながら各グリーン
シートを積み重ね100℃前後の温度で加熱し、250
Kg/cm2程度の圧力で圧着して積層体を得る。次
に、この積層体を必要に応じて所定の寸法に切断
した後、まず空洞パターンやセラミツクグリーン
シート中に存在する有機物を脱バインダー工程に
おいて酸化雰囲気中でゆつくりと加熱し、分解・
消失させる。通常これらの有機物は500℃〜600℃
までには完全に分解・酸化するが、急激に温度を
分解温度まで上げると積層体が破損するため、25
℃/時間あるいは、これよりもゆつくりとした温
度上昇スピードで温度を上げ、500℃〜600℃に充
分長い時間保持することで有機物を完全に消失さ
せる。
This raw ceramic sheet is punched out to a specified size, and holes for forming each cut portion are formed using a punch and a die. Next, an electrode paste is printed on the processed green sheet of the bimorph forming part including the holes using a screen printer. Furthermore, these green sheets are set in a press mold, and at the same time, each green sheet is stacked and heated at a temperature of around 100℃ while embedding a carbon green sheet corresponding to each cut part.
A laminate is obtained by pressure bonding at a pressure of approximately Kg/cm 2 . Next, after cutting this laminate into predetermined dimensions as necessary, organic matter present in the cavity pattern and ceramic green sheets is first heated slowly in an oxidizing atmosphere in a debinding process to decompose and decompose the organic matter.
make it disappear Usually these organic substances are 500℃~600℃
However, if the temperature is suddenly raised to the decomposition temperature, the laminate will be damaged.
The temperature is raised at a rate of 0.degree. C./hour or at a slower temperature increase rate and maintained at 500.degree. C. to 600.degree. C. for a sufficiently long period of time to completely eliminate the organic matter.

この後、900℃〜1200℃温度で焼成することで、
前記説明で述べた圧電型流体噴出ノズルが得られ
る。なお、取出し端子としての電極パターンは積
層体の端面まで出ているので、ここに外部電極と
して銀ペースト等を焼き付ければよい。
After this, by firing at a temperature of 900℃ to 1200℃,
A piezoelectric fluid ejection nozzle as described above is obtained. Note that since the electrode pattern as the extraction terminal extends to the end face of the laminate, silver paste or the like may be baked there as an external electrode.

以上のようにして得た圧電型マイクロポンプで
は、まず分極処理を行うために、バイモルフ形成
部の電極に100〜200V程度の電圧を1分間程度与
える。
In the piezoelectric micropump obtained as described above, first, a voltage of about 100 to 200 V is applied to the electrodes of the bimorph forming part for about 1 minute in order to perform a polarization process.

次に、これら2つのバイモルフ形成部の電極間
に、前記分極方向に対して互いに逆の接続となる
ように並列に接続し、バイモルフ1とバイモルフ
2の端子としてとり出す。
Next, the electrodes of these two bimorph forming parts are connected in parallel so as to be connected in opposite directions with respect to the polarization direction, and are taken out as terminals of bimorph 1 and bimorph 2.

このようにして、とり出した端子に第4図に示
すような電圧波形となるような2つのドライブ回
路を接続する。第5図のa〜eは、このドライブ
波形によつてドライブしたときの本発明の圧電型
流体噴出ノズルの動きを断面で示したものであ
る。
In this way, two drive circuits are connected to the extracted terminals so that the voltage waveform as shown in FIG. 4 is obtained. 5A to 5E are cross-sectional views of the movement of the piezoelectric fluid ejection nozzle of the present invention when driven by this drive waveform.

まずaがどちらのバイモルフにも電圧が加わつ
ていない状態であり、流体は流体路内に満たされ
ている状態である。bは流体供給口側のバイモル
フに電圧が加えられ、このバイモルフが変形した
状態であり、流体は流体排出口の方向へ動き、同
時に流体噴出口から流体が吹き出る。cはもう一
方の流体噴出口の方のバイモルフにも電圧が加え
られ変形した状態であり、このとき流体噴出口か
らの流体噴出がカツトされる。dは流体供給口側
のバイモルフの電圧が切られ、放電回路の動作に
よつて元に戻つた状態であり、この戻るときに流
体供給口から流体が流体路内に供給される。eは
流体噴出側のバイモルフの電圧が切られ、放電回
路の動作によつて元に戻つた状態であり、この戻
るときに流体供給口から流体が流体路内に供給さ
れ、aの状態に戻つたことになる。以下同様にb
〜eがくり返えされることで流体が連続で噴出で
きる流体噴出ノズルが形成される。このとき、流
体供給口側と流体噴出口側にそれぞれ独立して変
形するバイモルフが時間的にずれて動作するの
で、この動作自体が逆流防止弁の効果を発揮し、
空気を吸い込むようなことは生じない。
First, a is a state in which no voltage is applied to either bimorph, and the fluid path is filled with fluid. b is a state in which a voltage is applied to the bimorph on the fluid supply port side, and this bimorph is deformed, and the fluid moves toward the fluid discharge port, and at the same time, the fluid is blown out from the fluid ejection port. In c, the bimorph at the other fluid jetting port is also deformed by applying voltage, and at this time, the fluid jetting from the fluid jetting port is cut off. d is a state in which the voltage of the bimorph on the fluid supply port side is cut off and returned to its original state by the operation of the discharge circuit, and when this returns, fluid is supplied from the fluid supply port into the fluid path. In e, the voltage of the bimorph on the fluid ejection side is cut off, and it is returned to its original state by the operation of the discharge circuit. At this time, fluid is supplied from the fluid supply port into the fluid path, and the state in a is returned. It means that it has passed. Similarly, b
By repeating steps .about.e, a fluid ejection nozzle that can continuously eject fluid is formed. At this time, the bimorphs that deform independently on the fluid supply port side and the fluid jet port side operate at different times, so this operation itself exerts the effect of a check valve.
There will be no air inhalation.

(発明の効果) 以上の説明で明らかなように、本発明によれ
ば、流体供給口側と流体噴出口側にそれぞれ変形
する独立したバイモルフを流体路内に形成したこ
とによつて、この独立したバイモルフを時間関係
をずらしてドライブすることで流体を一定方向へ
流すことを可能にするポンプとなるもので、この
とき動作する2つのバイモルフが逆流を生じさせ
ないように働くものである。従つて、逆流防止の
ための弁はまつたく不要となり、どのような大き
さの流体路であつても流体路中に2つのバイモル
フが形成できれば良く、超小型の流体噴出ノズル
が得られる。又、本発明の圧電型流体噴出ノズル
は圧電セラミツクスの積層と焼結のみによつて得
られ外付けの部品やその他アセンブリーをまつた
く必要としないため、低コスト化が可能な圧電型
流体噴出ノズルとなる。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, by forming independent bimorphs in the fluid path that deform respectively to the fluid supply port side and the fluid jet port side, this independent bimorph It is a pump that allows fluid to flow in a fixed direction by driving two bimorphs at different times, and the two bimorphs that operate at this time work to prevent backflow. Therefore, a valve for preventing backflow is completely unnecessary, and no matter the size of the fluid path, it is sufficient to form two bimorphs in the fluid path, and an ultra-small fluid ejecting nozzle can be obtained. Furthermore, the piezoelectric fluid ejecting nozzle of the present invention is obtained only by laminating and sintering piezoelectric ceramics, and does not require any external parts or other assemblies. becomes.

なお、本発明での実施例では圧電材セラミツク
グリーンシートの積層技術によつて構成している
が、小型化を特に要求しない場合には、バイモル
フの板だけをセラミツク積層技術で得ておき、こ
れをステンレス等の材質で作つた流体供給口と流
体噴出口を持つ流体路内にアセンブリして得ても
同様な効果が得られることは明らかである。又、
流体供給口を例えば流体搬送用のホース直径に合
わせ、流体としてインクを使用すればプリンター
のインクジエツトヘツドができる。さらに流体路
及び流体供給口をバイモルフ形成部の上側にも形
成し、ドライブ電圧を交流電圧とし位相を第4図
に示したドライブ波形同様にすれば、バイモルフ
部の変形量が大きくなり、上下の流体路の流体を
交互に移動させることができるため、流体噴出ノ
ズルとしての流体の噴出量や流体を吹き出す力が
強くなり、高性能な圧電型流体噴出ノズルが得ら
れる。
In the embodiment of the present invention, the piezoelectric ceramic green sheet is constructed using the lamination technology, but if miniaturization is not particularly required, only the bimorph plate can be obtained using the ceramic lamination technology. It is obvious that the same effect can be obtained by assembling the fluid passage into a fluid path having a fluid supply port and a fluid jet port made of a material such as stainless steel. or,
If the fluid supply port is matched to the diameter of a fluid conveying hose, for example, and ink is used as the fluid, an ink jet head of a printer can be created. Furthermore, if a fluid path and a fluid supply port are formed above the bimorph forming part, and the drive voltage is set to AC voltage and the phase is the same as the drive waveform shown in Fig. 4, the amount of deformation of the bimorph part becomes large, and the upper and lower parts Since the fluid in the fluid path can be moved alternately, the amount of fluid ejected from the fluid ejecting nozzle and the force of ejecting the fluid are increased, and a high-performance piezoelectric fluid ejecting nozzle can be obtained.

一方、内部の空孔形成方法もカーボングリーン
シートやカーボンペーストだけでなく、特願昭60
−243218号、同60−243219号に示す感光性樹脂を
露光し、現象することでパターニングしたフイル
ムを積層時のグリーンシートに圧着しても同様な
効果の圧電型流体噴出ノズルとなる。
On the other hand, the method of forming internal pores is not limited to carbon green sheets or carbon paste.
-243218 and No. 60-243219, a piezoelectric fluid ejecting nozzle with the same effect can be obtained by exposing a photosensitive resin to light and pressing a patterned film onto a green sheet during lamination.

なお、本発明の圧電型流体噴出ノズルは流体噴
出口を流体路への流体排出口とすることで、連続
波でドライブすれば、流体排出口から連続的に流
体が流出し、例えばエンジン等への燃料移送のた
めのマイクロポンプとしたり、粘性の高い物質を
移送するマイクロデイスペンサーなどとしての利
用が可能なことは明らかである。
The piezoelectric fluid ejection nozzle of the present invention uses the fluid ejection port as the fluid discharge port to the fluid path, so that when driven by continuous waves, the fluid continuously flows out from the fluid discharge port, for example to the engine, etc. It is clear that it can be used as a micropump for transporting fuel or as a microdispenser for transporting highly viscous substances.

又、流体噴出口をドツトプリンターのドツトピ
ツチに合わせ、このピツチの流体噴出口と複数の
本発明圧電バイモルフを含む流体路の間に細い流
体路を焼成過程で焼失する物質でパターン形成す
ることで容易にインクジエツトドツトプリンター
が構成できる。
In addition, by aligning the fluid ejection ports with the dot pitch of the dot printer, and forming a pattern with a material that is burnt out during the firing process, a narrow fluid path can be easily formed between the fluid ejection ports at this pitch and the fluid path containing a plurality of piezoelectric bimorphs of the present invention. An inkjet dot printer can be configured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の断面図、第2図は
本発明の一実施例を示すグリーンシートの形状及
びこのパターン図、第3図は本発明の別の実施例
を示す内部バイモルフ形成部の透視平面図、第4
図は2つのバイモルフをドライブするドライブ波
形とこのドライブ回路図、第5図は第1図の構造
を第4図の状態でドライブしたときの断面図、第
6図は従来から考えられている圧電型インクジエ
ツトヘツドの断面図である。 図において、11……流体路、12……電極、
13……流体供給側のバイモルフ、14……流体
噴出口側のバイモルフ、15……流体供給口、1
6……流体噴出口、17……流体供給路、21…
…バイモルフ形成部の上側のスペースを形成する
カツト部、22……バイモルフ形成部の最上層の
電極を絶縁するためのバイモルフ形成部の形状と
なるカツト部、23……バイモルフを形成する電
極、24……バイモルフ部をフリー状態とするた
めのカツト部、25……取り出し電極、26……
バイモルフが変形可能なようにするためのスペー
スを形成するカツト部、27……流体路及び流体
供給口と流体噴出口を形成するためのカツト部、
28……流体路を形成するカツト部、31……バ
イモルフ形成部、32……仕切壁、33……流体
路、V1……流体供給口側のドライブ波形、V2
…流体噴出口側のドライブ波形、61……振動
板、である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram of the shape of a green sheet and its pattern showing one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an internal bimorph diagram showing another embodiment of the present invention. Perspective plan view of the forming part, 4th
The figure shows the drive waveform for driving two bimorphs and the drive circuit diagram. Figure 5 is a cross-sectional view of the structure shown in Figure 1 when it is driven in the state shown in Figure 4. Figure 6 is a piezoelectric FIG. 3 is a cross-sectional view of the mold ink jet head. In the figure, 11...fluid path, 12... electrode,
13... Bimorph on the fluid supply side, 14... Bimorph on the fluid jet port side, 15... Fluid supply port, 1
6...Fluid spout, 17...Fluid supply path, 21...
...A cut portion forming a space above the bimorph forming portion, 22...A cut portion forming the shape of a bimorph forming portion for insulating the uppermost electrode of the bimorph forming portion, 23...An electrode forming a bimorph, 24 ...Cut part for making the bimorph part free state, 25... Extraction electrode, 26...
A cut portion for forming a space for making the bimorph deformable, 27...a cut portion for forming a fluid path, a fluid supply port, and a fluid jet port;
28...Cut portion forming a fluid path, 31...Bimorph forming portion, 32...Partition wall, 33...Fluid path, V1 ...Drive waveform on the fluid supply port side, V2 ...
... Drive waveform on the fluid jet port side, 61 ... Vibration plate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 内部に流体路が形成された少なくとも1以上
の流体供給口および流体噴出口があり、この流体
供給口と流体噴出口のある方向で変位を生じるよ
うに、前記流体路内に、一部で固定状態となつて
いる少なくとも2以上のバイモルフ形成部があ
り、かつ個々のバイモルフにドライブ回路を接続
することを特徴とする電圧型流体噴出ノズル。 2 バイモルフ形成部が、焼結して圧電体となる
材料と、焼結して導体となる材料との積層体であ
る特許請求の範囲第1項記載の圧電型流体噴出ノ
ズル。
[Scope of Claims] 1. There is at least one fluid supply port and one or more fluid jet ports each having a fluid path formed therein, and the fluid path is arranged such that displacement occurs in a certain direction of the fluid supply port and the fluid jet port. 1. A voltage type fluid ejecting nozzle characterized in that there are at least two or more bimorph forming parts that are partially fixed, and a drive circuit is connected to each bimorph. 2. The piezoelectric fluid ejecting nozzle according to claim 1, wherein the bimorph forming portion is a laminate of a material that becomes a piezoelectric body when sintered and a material that becomes a conductor when sintered.
JP17511087A 1987-07-13 1987-07-13 Piezoelectric type fluid jetting nozzle Granted JPS6418460A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17511087A JPS6418460A (en) 1987-07-13 1987-07-13 Piezoelectric type fluid jetting nozzle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17511087A JPS6418460A (en) 1987-07-13 1987-07-13 Piezoelectric type fluid jetting nozzle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6418460A JPS6418460A (en) 1989-01-23
JPH0580270B2 true JPH0580270B2 (en) 1993-11-08

Family

ID=15990441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17511087A Granted JPS6418460A (en) 1987-07-13 1987-07-13 Piezoelectric type fluid jetting nozzle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6418460A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2625233B2 (en) * 1990-03-16 1997-07-02 シャープ株式会社 Inkjet recording head

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5911746B2 (en) * 1975-10-20 1984-03-17 株式会社デンソー fluid injection valve
JPS5831229B2 (en) * 1978-09-20 1983-07-05 株式会社日立製作所 droplet injection device

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6418460A (en) 1989-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4179121B2 (en) Ink jet head and manufacturing method thereof
JP3106026B2 (en) Piezoelectric / electrostrictive actuator
JPH08187848A (en) Multilayer piezoelectric element and manufacturing method thereof
JP3952048B2 (en) Liquid transfer device and method for manufacturing liquid transfer device
TWI450827B (en) Actuator
KR100481900B1 (en) Ink-jet head and printer
KR100481901B1 (en) Ink jet head and printer
US6695439B2 (en) Piezoelectric transducer and liquid droplet ejection device
JP4563786B2 (en) Liquid ejecting apparatus and driving method thereof
US6536880B2 (en) Piezoelectric ink jet printer head and method for manufacturing same
JP2004096069A (en) Piezoelectric actuator and liquid jet head
KR100469879B1 (en) Ink jet head, method of producing ink jet heads, and printer
JP2600180B2 (en) Piezoelectric micro pump
JP3171213B2 (en) Inkjet print head
JP3903936B2 (en) Piezoelectric element, piezoelectric actuator, and liquid jet head
JP2004096068A (en) Piezoelectric element, piezoelectric actuator, and liquid ejecting head
JP2006187188A (en) Piezoelectric actuator and liquid ejection device
JPH0580270B2 (en)
JPH0796301B2 (en) Ceramic inkjet head and method of manufacturing the same
JP3997729B2 (en) Piezoelectric actuator, inkjet head using the piezoelectric actuator, and manufacturing method thereof
JP2671412B2 (en) Piezoelectric micro pump
JP2596629B2 (en) Inkjet recording head
JP3301485B2 (en) Ink jet print head and method of manufacturing the same
JP4193890B2 (en) Inkjet head
JP3345810B2 (en) Method of manufacturing ink jet recording head