JP2001322268A - インクジェット印字ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 第１の圧電素子２と第２の圧電素子３は
電極６を挟んで異方性導電接着剤７により接着されてい
る。第２の圧電素子３の上方は電極８を挟んで異方性導
電接着剤９により第４の圧電素子５と接着されている。
第１の圧電素子２に形成された複数の溝１０と、第２の
圧電素子３に形成された複数の切り欠き１１と、第４の
圧電素子５とにより複数のインク室１２が形成される。
ここで第１の圧電素子２において、垂直壁部２ａの厚さ
ｗと水平壁部２ｂの厚さｔの関係は、ｔ≦ｗになってい
る。 【効果】 インク室下部の圧電素子の水平壁部の変形
を、インク吐出時のインク室の膨張および収縮の変形に
効果的に作用させることができ、インク室を挟む電極間
に同じ電位差の電圧を印加した場合のインク室内に発生
する圧力を向上させることが可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタに用いられるインクジェット印字ヘッドに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧電素子を用いたインクジェット
プリンタ用印字ヘッドにおいては、圧電素子のシェアモ
ードを利用してインク滴を吐出する方式が用いられてい
る。この方式の印字ヘッドは、分極した二つの圧電素子
を接合してインク室を形成し、圧電素子に電圧を印加す
ることによりインク室の壁部となる圧電素子を変形さ
せ、インク室内のインクに圧力を加えてインクを吐出す
るようにしたものである。

【０００３】具体的に説明すると、インク室を挟む２つ
の電極に電圧を印加すると、インク室を囲む圧電素子内
に電場が形成される。圧電素子は予め分極されており、
形成される電場の向きと分極の向きは直交しており、圧
電素子はくの字形にシェアモードの変形を起こす。印加
する電圧の極性を変えることにより、インク室の断面積
を拡張したり縮小したりすることが可能である。まずイ
ンク室を拡張してインクをインク室内に充填し、インク
室内の圧力が高まるタイミングを見計らってインク室を
縮小させることにより、インク室内の圧力をさらに高
め、インク滴としてオリフィスから吐出させる。これに
より印字が行われる。その後インク室内に発生した圧力
振動を打ち消すようなタイミングで印加電圧を取り除
き、インク室の形状を元の状態に戻し、次の吐出タイミ
ングに備える。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のインクジェット印字ヘッドにおいては、インク室内に
発生させる圧力は、インク室の形状およびインク室を形
成する圧電素子のシェアモード変形する部分の厚さ等の
構造的条件によって主に決定される。こうした構造的条
件の制約によりインク吐出に必要な圧力を得られない場
合には、より高い電圧を印加する必要があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、電極を介して二つの圧電素子を接合するこ
とによりインク室を形成し、前記電極に電圧を印加する
ことによりインク室を形成する壁部をシェアモード変形
させてインク室内のインクを吐出して印字を行うインク
ジェット印字ヘッドにおいて、前記インク室を形成する
壁部のうち前記シェアモード変形する壁部とは別の壁部
の厚さを前記シェアモード変形する壁部の厚さ以下とす
ることにより、前記別の壁部の少なくとも一つを電圧印
加時に、前記シェアモード変形する壁部がインク室を広
げる場合はインク室を広げるように、前記シェアモード
変形する壁部がインク室を収縮する場合はインク室を収
縮するように変形可能にしたものである。前記別の壁部
の厚みを前記シェアモード変形する壁部の厚みより小さ
くすることにより前記別の壁部を変形可能とする。

【０００６】上記の構成により、シェアモード変形する
壁部とは別の壁部が変形して、インク室内のインクに圧
力を加えるので、高い電圧を印加することなく、インク
室におけるより高い圧力を得ることが可能である。

【０００７】前記別の壁部は複数箇所変形可能とするこ
とも可能である。このようにすれば、さらに大きい圧力
を得ることができる。さらにインク室を２段構造にする
ことも可能である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にしたがって説明する。図１は本発明の第１の実施の形
態のインクジェット印字ヘッドを示す断面図、図２は第
１の実施の形態のインクジェット印字ヘッドを示す分解
斜視図である。両図において、第１の実施の形態のイン
クジェット印字ヘッド１は、第１の圧電素子２、第２の
圧電素子３、第３の圧電素子４および第４の圧電素子５
から構成される。

【０００９】第１の圧電素子２と第２の圧電素子３は、
ともに幅方向に分極されており、両者は電極６を挟んで
異方性導電接着剤７により接着されている。第２の圧電
素子３の上方は電極８を挟んで異方性導電接着剤９によ
り第４の圧電素子５と接着されている。第１の圧電素子
２には複数の溝１０が形成され、第２の圧電素子３には
複数の切り欠き１１が形成されており、溝１０と切り欠
き１１が合うように第１の圧電素子２と第２の圧電素子
３と接合し、さらに第４の圧電素子５を第２の圧電素子
３に接合することにより複数のインク室１２が形成され
る。ここで第１の圧電素子２において、垂直壁部２ａの
厚さｗと水平壁部２ｂの厚さｔの関係は、ｔ≦ｗになっ
ている。

【００１０】第１の圧電素子２の下方はエポキシ系の接
着剤１３により第３の圧電素子４と接着されている。第
３の圧電素子４は第４の圧電素子５と同様に分極されて
おらず、印字ヘッド１を補強する目的で使用するもので
ある。第３の圧電素子４は熱膨張率を同じにするため
に、第１および第２の圧電素子２、３と同じ素材を用い
ている。しかしながら圧電素子の弾性係数が６０ＧＰａ
程度であるのに比べて、接着剤１３の弾性係数が３ＧＰ
ａ程度と接着剤１３は十分柔らかいので、この接着剤１
３が緩衝材の働きをするので、補強のための部材として
は圧電素子の代わりにプラスチック等で構成してもよ
い。

【００１１】印字ヘッド１の前面には、図２に示すよう
に、オリフィスプレート１５が接着される。オリフィス
プレート１５にはインク室１２に対向する位置にオリフ
ィス１６が形成され、このオリフィス１６からインク室
１２内のインクが吐出される。また印字ヘッド１の後部
には共通インク室１７が配設され、また印字ヘッド１内
の各電極との電気的接続を行うためのフラットケーブル
１８が配設される。共通インク室１７は図示しないイン
クタンクからインクを供給を受け、各インク室１２にイ
ンクを供給する。

【００１２】ここで印字ヘッド１の製造方法を説明す
る。まず厚さが２００μで幅方向に分極された２枚の圧
電素子板を第１、第２の圧電素子として用意し、さらに
厚さ１ｍｍで分極されていない圧電素子板を第３の圧電
素子として用意する。２枚の分極された圧電素子板には
それぞれ片面に電極が形成され、両方の電極が対向して
分極方向がそろうように重ねて接着し、さらにそれらを
もう一枚の分極されていない圧電素子板に重ねて接着す
る。分極した圧電素子板同士の接着には異方性導電性接
着剤を使用し、分極されていない圧電素子板の接着には
エポキシ系接着剤を使用する。

【００１３】その後ダイシングソーを使用して、２枚重
ねた分極された圧電素子板に対して、分極方向と直交す
る方向に複数の溝を形成する。形成する溝の深さは３６
０μであり、溝と溝の間の垂直壁部の厚さは８５μとす
る。ここでもう１枚、分極していない圧電素子板を第４
の圧電素子として用意し、この圧電素子板を、溝を形成
した圧電素子板に重ねて異方性導電性接着剤により接着
する。これにより溝は塞がれ、インク室が形成される。

【００１４】溝の蓋をする圧電素子板とこれと対向する
分極された圧電素子板の両対向面には、電極が形成され
ており、この電極をフラットケーブルを配設することに
よりアースに接続する。またオリフィスプレートをイン
ク室の前面に取付け、さらに共通インク室を取付けて印
字ヘッドの組み立てを完了する。

【００１５】次に第１の実施の形態における印字ヘッド
の動作を図３にしたがって説明する。図３は第１の実施
の形態の動作を示す動作説明図である。図３によりイン
ク室１２ａからインクを吐出する動作を説明する。図に
おいて、矢印Ｐ方向は第１、第２の圧電素子２、３の分
極方向である。インクを吐出する場合、インク室１２ａ
を挟む電極６間に電位差を生じさせる。これにより第２
の圧電素子３および第１の圧電素子２の垂直壁部２ａに
それぞれ矢印Ｅ方向の電場が生ずるとともに、第１の圧
電素子２の水平壁部２ｂにも矢印Ｅ方向の電場が生ず
る。インク室１２ａを膨張させる場合には、インク室１
２ａ下部の第１の圧電素子２の水平壁部２ｂにおいて発
生する電場は分極方向Ｐと同方向である。

【００１６】第２の圧電素子３および第１の圧電素子２
の垂直壁部２ａにそれぞれ矢印Ｅ方向に発生する電場の
働きにより、第２の圧電素子３および第１の圧電素子２
の垂直壁部２ａはそれぞれシェアモード変形を起こし、
互いに逆方向のくの字形に変形し、インク室１２ａを拡
張させる。

【００１７】インク室１２ａ下部の第１の圧電素子２の
水平壁部２ｂにおいて発生する電場の働きにより、水平
壁部２ｂは水平方向に伸びようとするとともに、垂直方
向には縮もうとする。この変形により水平壁部２ｂはイ
ンク室１２ａの膨張を助ける作用をする。図３は水平壁
部２ｂが変形した状態を示しており、図における一点鎖
線は電圧が印加される前のインク室１２ａの大きさを示
す。

【００１８】以上のインク室１２ａの膨張により共通イ
ンク室１７からインク室１２ａにインクが吸引される。
この状態から次にインク室１２ａを挟む電極６間に逆方
向の電圧を印加する。これにより、第２の圧電素子３お
よび第１の圧電素子２の垂直壁部２ａにそれぞれ矢印Ｅ
方向と逆方向の電場が生ずるとともに、第１の圧電素子
２の水平壁部２ｂにも矢印Ｅ方向と逆方向の電場が生ず
る。この電場の作用によりインク室１２ａが収縮し、イ
ンク室１２ａ内のインクに圧力がかかり、インクは対向
するオリフィス１６から吐出する。

【００１９】第１の圧電素子２の水平壁部２ｂにおける
電場の作用する範囲は、垂直壁部２ａの厚さと同じ程度
の深さまでしか波及しないことが実験により判明した。
本実施の形態では、インク室１２ａ下部の第１の圧電素
子２の水平壁部２ｂの厚さｔが垂直壁部２ａの厚さｗ以
下に規定され、水平壁部２ｂはそれより下側の第３の圧
電素子４とは接着層１３により変形可能に接着されてい
るので、この水平壁部２ｂの変形が可能となっている。

【００２０】以上のように第１の実施の形態では、イン
ク室１２ａ下部の第１の圧電素子２の水平壁部２ｂの変
形を、インク吐出時のインク室１２ａの膨張および収縮
の変形に効果的に作用させることにより、インク室１２
ａを挟む電極間に同じ電位差の電圧を印加した場合のイ
ンク室内に発生する圧力を、５％程度向上させることが
可能となった。この効率向上により、実際に印字ヘッド
１を駆動して同じ圧力を得る場合には、圧力が向上する
分だけ印加電圧を低く設定することが可能である。

【００２１】また本実施の形態では、第１の圧電素子２
に溝１０を形成する際に、切り残しの部分（水平壁部２
ｂ）が薄くなり、溝加工時の振動で薄い部分が割れるお
それがあるので、第３の圧電素子４を接着して水平壁部
２ｂを補強するようにしたが、振動による破壊の問題が
他の方法で解決できればとくに補強部材を用いる必要は
ない。補強部材を用いない場合にはさらに薄い印字ヘッ
ドを実現することができる。

【００２２】次に本発明の第２の実施の形態を説明す
る。図４は第２の実施の形態のインクジェット印字ヘッ
ドを示す断面図である。第２の実施の形態のインクジェ
ット印字ヘッドは、インク室に圧力をかけるために変形
する圧電素子の水平壁部を上下２箇所に設けたものであ
る。

【００２３】図４において、第２の実施の形態のインク
ジェット印字ヘッド２１は、第１の圧電素子２２、第２
の圧電素子２３、第３の圧電素子２４および第４の圧電
素子２５から構成される。第１の圧電素子２２と第２の
圧電素子２３は、ともに幅方向に分極されており、両者
は電極６を挟んで異方性導電接着剤７により接着されて
いる。第１の圧電素子２２と第２の圧電素子２３には複
数の溝２６が形成され、この溝２６同士が合うように第
１の圧電素子２２と第２の圧電素子２３と接合すること
により複数のインク室２７が形成される。ここで第１の
圧電素子２２と第２の圧電素子２３のそれぞれの垂直壁
部２２ａ、２３ａの厚さｗと、それぞれの水平壁部２２
ｂ、２３ｂの厚さｔの関係は、ｔ≦ｗになっている。

【００２４】第１の圧電素子２２の下方はエポキシ系の
接着剤１３により第３の圧電素子２４と接着されてい
る。第２の圧電素子２３の上方も同様にエポキシ系の接
着剤１３により第４の圧電素子２５と接着されている。
第３の圧電素子２４と第４の圧電素子２５は分極されて
おらず、補強板として使用される。

【００２５】図示してはいないが、印字ヘッド２１の前
面には、オリフィスプレートが接着される。オリフィス
プレートにはインク室２７に対向する位置にオリフィス
が形成され、このオリフィスからインク室２７内のイン
クが吐出される。また印字ヘッド２１の後部には共通イ
ンク室が配設され、また印字ヘッド２１内の電極６との
電気的接続を行うためのフラットケーブルが配設され
る。共通インク室はインクタンクからインクを供給を受
け、各インク室２７にインクを供給する。

【００２６】ここで印字ヘッド２１の製造方法を説明す
る。まず厚さが２００μで幅方向に分極された２枚の圧
電素子板を第１、第２の圧電素子として用意し、さらに
厚さ１ｍｍで分極されていない２枚の圧電素子板を第
３、第４の圧電素子として用意する。２枚の分極された
圧電素子板にはそれぞれ片面に電極を形成しておく。分
極された圧電素子板１枚と分極されていない圧電素子板
１枚を、電極加工されていない面でエポキシ系の接着剤
で接着する。

【００２７】その後ダイシングソーを使用して、分極さ
れた圧電素子板の電極加工された側から、分極方向と直
交する方向に複数の溝を形成する。形成する溝の深さは
１６０μであり、溝と溝の間の垂直壁部の厚さは８４μ
とし、溝の切り残しの部分（水平壁部）の厚さを８５μ
とする。ここまでの加工をもう一組の分極された圧電素
子板と分極されていない圧電素子板についても同様に行
う。

【００２８】ここで２組の圧電素子板の組を、電極面が
対向し、分極方向がそろうように、また溝の位置が一致
するように重ね、異方性導電性接着剤により接合する。
これにより溝は塞がれ、インク室が形成される。この後
は、フラットケーブルを配設し、またオリフィスプレー
トをインク室の前面に取付け、さらに共通インク室を取
付けて印字ヘッドの組み立てを完了する。

【００２９】次に第２の実施の形態における印字ヘッド
の動作を図５にしたがって説明する。図５は第２の実施
の形態の動作を示す動作説明図である。図５によりイン
ク室２７ａからインクを吐出する動作を説明する。図に
おいて、矢印Ｐ方向は第１、第２の圧電素子２２、２３
の分極方向である。インクを吐出する場合、インク室２
７ａを挟む電極６間に電位差を生じさせる。これにより
第１の圧電素子２２および第２の圧電素子２３の垂直壁
部２２ａ、２３ａにそれぞれ矢印Ｅ方向の電場が生ずる
とともに、第１の圧電素子２２および第２の圧電素子２
３の水平壁部２２ｂ、２３ｂにも矢印Ｅ方向の電場が生
ずる。インク室２７ａを膨張させる場合には、上下両方
の水平壁部２ｂにおいて発生する電場は分極方向Ｐと同
方向である。

【００３０】垂直壁部２２ａ、２３ａにそれぞれ矢印Ｅ
方向に発生する電場の働きにより、垂直壁部２２ａ、２
３ａはそれぞれシェアモード変形を起こし、互いに逆方
向のくの字形に変形し、インク室２７ａを拡張させる。
また水平壁部２２ｂ、２３ｂにおいて発生する電場の働
きにより、水平壁部２２ｂ、２３ｂは水平方向に伸びよ
うとするとともに、垂直方向には縮もうとする。この変
形により水平壁部２２ｂ、２３ｂはインク室２７ａの膨
張を助ける作用をする。図３は水平壁部２２ｂ、２３ｂ
が変形した状態を示しており、図における一点鎖線は電
圧が印加される前のインク室２７ａの大きさを示す。

【００３１】インク室２７ａの膨張により共通インク室
からインクが吸引され、この状態からインク室２７ａを
挟む電極６間に逆方向の電圧を印加すると、インク室２
７ａが収縮し、インク室２７ａ内のインクに圧力がかか
り、インクは対向するオリフィスから吐出する。

【００３２】以上のように第２の実施の形態では、イン
ク室を取り囲むすべての圧電素子の部分がインク室の変
形に効率的に作用する。第２の実施の形態によれば、従
来のインクジェット印字ヘッドに比べて、同じ電圧で発
生するインク室内の圧力が１０％強向上した。前記第１
の実施の形態のものに比較してもさらに効率アップして
いる。また第２の実施の形態では補強板として２枚の圧
電素子板を用いているが、圧電素子板の代わりに他の部
材を用いてもよいし、また他の方法で強度が保持できれ
ばこの部材はなくてもよい。

【００３３】次に本発明の第３の実施の形態を説明す
る。図６は第３の実施の形態のインクジェット印字ヘッ
ドを示す断面図、図７は第３の実施の形態のインクジェ
ット印字ヘッドを示す斜視図である。第３の実施の形態
のインクジェット印字ヘッドは、上記第１の実施の形態
の印字ヘッドを２段に重ねて構成したものであり、これ
により実装密度を向上させるとともに、ヘッドの強度を
保つようにしたものである。

【００３４】図６において、第３の実施の形態のインク
ジェット印字ヘッド３１は、第１の圧電素子３２、第２
の圧電素子３３、第３の圧電素子３４および第４の圧電
素子３５を有する。第１の圧電素子３２と第２の圧電素
子３３は、ともに幅方向に分極されており、両者は電極
６を挟んで異方性導電接着剤により接着されており、ま
た第３の圧電素子３４と第４の圧電素子３５も、ともに
幅方向に分極されて、両者は電極６を挟んで異方性導電
接着剤により接着されている。また第２の圧電素子３３
と第３の圧電素子３４はエポキシ系の接着剤１３により
接合されている。

【００３５】第１の圧電素子３２には複数の切り欠き３
６が形成され、また第２の圧電素子３３には複数の溝３
７が形成され、これらの切り欠き３６と溝３７同士が合
うように第１の圧電素子３２と第２の圧電素子３３と接
合することにより複数の上段のインク室３８が形成され
る。同様に、第３の圧電素子３４には複数の溝３９が形
成され、また第４の圧電素子３５には複数の切り欠き４
０が形成され、これらの溝３９と切り欠き４０同士が合
うように第３の圧電素子３４と第４の圧電素子３５と接
合することにより複数の下段のインク室４１が形成され
る。

【００３６】ここで第１の圧電素子３２と第２の圧電素
子３３のそれぞれの垂直壁部３２ａ、３３ａの厚さｗ１
と、第２の圧電素子３３の水平壁部３３ｂの厚さｔ１の
関係は、ｔ１≦ｗ１になっている。また第３の圧電素子
３４と第４の圧電素子３５のそれぞれの垂直壁部３４
ａ、３５ａの厚さｗ２と、第３の圧電素子３４の水平壁
部３４ｂの厚さｔ２の関係は、ｔ２≦ｗ２になってい
る。

【００３７】第１の圧電素子３２の上方はエポキシ系の
接着剤１３により上部保持部材４２と接着されている。
第４の圧電素子３５の下方も同様にエポキシ系の接着剤
１３により下部保持部材４３と接着されている。

【００３８】図７において、印字ヘッド３１の前面に
は、オリフィスプレート４４が接着される。オリフィス
プレート４４にはインク室３８、４１に対向する位置に
オリフィス４５が形成され、このオリフィス４５からイ
ンク室３８、４１内のインクが吐出される。また印字ヘ
ッド３１の後部には共通インク室４６、４７が配設さ
れ、また印字ヘッド３１内の電極６との電気的接続を行
うためのフラットケーブル４８、４９が配設される。

【００３９】ここで印字ヘッド３１の製造方法を説明す
る。まず厚さが２００μで幅方向に分極された４枚の圧
電素子板を第１、第２、第３、第４の圧電素子として用
意する。このうちの２枚の圧電素子板には両端面に電極
を形成しておき、他の２枚の圧電素子板には片面に電極
を形成しておく。両端面に電極を形成した圧電素子板１
枚と片面に電極を形成した圧電素子板１枚を、分極方向
がそろうように、また両圧電素子間で電極が対向するよ
うにして、重ねて接合する。この接合には異方性導電接
着剤を用いる。

【００４０】これをもう一組の、両端面に電極を形成し
た圧電素子板１枚と片面に電極を形成した圧電素子板１
枚に対して行い、２組の接合部材を形成する。次に両接
合部材の電極が形成されていない面を重ね合わせて両接
合部材をさらに接合し、４枚の圧電素子が接合される。
この接合には電気的に接合する必要はないので、エポキ
シ系の接着剤で接合する。

【００４１】次に、４枚の接合部材の両側から、ダイシ
ングソーを使用して、分極方向と直交する方向に２段に
複数の溝を形成する。形成する溝の深さは３６０μであ
り、溝と溝の間の垂直壁部の厚さは８４μとし、溝の切
り残しの部分（水平壁部）の厚さを８５μとする。

【００４２】ここで２段の溝をそれぞれ塞ぐように、上
段保持部材と下段保持部材を、それぞれ重ね、異方性導
電性接着剤により接合する。上段保持部材および下段保
持部材は、厚さ１ｍｍで、接合面に電極が形成されてお
り、また分極されていない圧電素子である。これにより
２段の溝はそれぞれ塞がれ、インク室が形成される。こ
の後は、前記実施の形態と同様に、フラットケーブルを
配設し、またオリフィスプレートをインク室の前面に取
付け、さらに共通インク室を取付けて印字ヘッドの組み
立てを完了する。

【００４３】第３の実施の形態における印字ヘッドの動
作は、上記第１の実施の形態と同様であり、本実施の形
態では２段のオリフィスからインクが吐出される点のみ
が異なる。上下２段のインク室３８、４１は、第２の圧
電素子３３と第３の圧電素子３４との間の接着層１３の
働きにより、電気的にも機械的にもそれぞれ独立してお
り、互いに影響を及ぼさない構造になっているので、駆
動タイミングについてもインク室の位置関係について
も、それぞれ自由に設定することが可能である。

【００４４】以上のように第３の実施の形態では、イン
ク室の圧力を効率化する点については第１の実施の形態
と同様の効果を奏する。またインク室の列を２段にする
ことにより、補強部材を不要にしつつ実装密度を高める
ことが可能となる。

【００４５】次に本発明の第４の実施の形態を説明す
る。図８は第４の実施の形態のインクジェット印字ヘッ
ドを示す断面図である。第４の実施の形態のインクジェ
ット印字ヘッドは、上記第２の実施の形態の印字ヘッド
を２段に重ねて構成したものであり、これにより実装密
度を向上させるとともに、ヘッドの強度を保つようにし
たものである。

【００４６】図８において、第４の実施の形態のインク
ジェット印字ヘッド５１は、第１の圧電素子５２、第２
の圧電素子５３、第３の圧電素子５４および第４の圧電
素子５５を有する。第１の圧電素子５２と第２の圧電素
子５３は、ともに幅方向に分極されており、両者は電極
６を挟んで異方性導電接着剤により接着されており、ま
た第３の圧電素子５４と第４の圧電素子５５も、ともに
幅方向に分極されて、両者は電極６を挟んで異方性導電
接着剤により接着されている。また第２の圧電素子５３
と第３の圧電素子５４はエポキシ系の接着剤１３により
接合されている。

【００４７】第１の圧電素子５２と第２の圧電素子５３
にはそれぞれ複数の溝５６、５７が形成され、これらの
溝５６、５７同士が合うように第１の圧電素子５２と第
２の圧電素子５３と接合することにより複数の上段のイ
ンク室５８が形成される。同様に、第３の圧電素子５４
と第４の圧電素子５５にはそれぞれ複数の溝５９、６０
が形成され、これらの溝５９、６０同士が合うように第
３の圧電素子５４と第４の圧電素子５５と接合すること
により複数の下段のインク室６１が形成される。

【００４８】ここで第１の圧電素子５２と第２の圧電素
子５３のそれぞれの垂直壁部５２ａ、５３ａの厚さｗ１
と、第１の圧電素子５２および第２の圧電素子５３の水
平壁部５２ａ、５３ｂの厚さｔ１の関係は、ｔ１≦ｗ１
になっている。また第３の圧電素子５４と第４の圧電素
子５５のそれぞれの垂直壁部５４ａ、５５ａの厚さｗ２
と、第３の圧電素子５４および第４の圧電素子５５の水
平壁部５４ｂ、５５ｂの厚さｔ２の関係は、ｔ２≦ｗ２
になっている。

【００４９】第１の圧電素子５２の上方はエポキシ系の
接着剤１３により圧電素子の上部保持部材６２と接着さ
れている。第４の圧電素子５５の下方も同様にエポキシ
系の接着剤１３により圧電素子の下部保持部材６３と接
着されている。

【００５０】また図示してはいないが、印字ヘッド５１
の前面には、オリフィスプレートが接着され、オリフィ
スプレートにはインク室５８、６１に対向する位置にオ
リフィスが２段に形成され、このオリフィスからインク
室５８、６１内のインクが吐出される。また印字ヘッド
６１の後部には共通インク室が２段に配設され、また印
字ヘッド３１内の電極６との電気的接続を行うためのフ
ラットケーブルがそれぞれ配設される。

【００５１】ここで印字ヘッド５１の製造方法を説明す
る。まず厚さが２００μで幅方向に分極され、片面に電
極を形成した４枚の圧電素子板を第１、第２、第３、第
４の圧電素子として用意する。このうちの２枚の圧電素
子板を用い、厚さ１ｍｍで分極していない圧電素子と電
極のない面で接着したものを２組作成する。この場合の
接着剤はエポキシ系接着剤を用いる。分極していない圧
電素子は上下の保持部材として補強部材に使用する。ま
た他の２枚の分極してある圧電素子板は、電極の形成さ
れていない面で互いに接着する。その際分極方向が互い
に直交しないようにし、接着剤はエポキシ系の接着剤を
用いる。

【００５２】そして２枚の圧電素子板を接合したものを
両側からダイシングソーを用いて分極方向と直交する溝
列を形成する。形成する溝の深さは３６０μであり、溝
と溝の間の垂直壁部の厚さは８４μとし、溝の切り残し
の部分（水平壁部）の厚さを８５μとする。２組の分極
した圧電素子板と分極しない圧電素子板を接合したもの
を、分極した圧電素子の側からダイシングソーを用いて
それぞれ分極方向と直交する溝列を形成する。形成する
溝の深さは３６０μであり、溝と溝の間の垂直壁部の厚
さは８４μとし、溝の切り残しの部分（水平壁部）の厚
さを８５μとする。そして３つの接合部材を溝位置がそ
ろうように互いに重ねて、異方性導電接着剤により接着
する。

【００５３】この後は、前記実施の形態と同様に、フラ
ットケーブルを配設し、またオリフィスプレートをイン
ク室の前面に取付け、さらに共通インク室を取付けて印
字ヘッドの組み立てを完了する。

【００５４】第４の実施の形態における印字ヘッドの動
作は、上記第２の実施の形態と同様であり、本実施の形
態では２段のオリフィスからインクが吐出される点のみ
が第２の実施の形態と異なる。即ち、上下２段のインク
室５８、６１は、第２の圧電素子５３と第３の圧電素子
５４との間の接着層１３の働きにより、電気的にも機械
的にもそれぞれ独立しており、互いに影響を及ぼさない
構造になっているので、駆動タイミングについてもイン
ク室の位置関係についても、それぞれ自由に設定するこ
とが可能である。

【００５５】以上のように第４の実施の形態では、イン
ク室の圧力を効率化する点については第２の実施の形態
と同様の効果を奏する。またインク室の列を２段にする
ことにより、補強部材を不要にしつつ実装密度を高める
ことが可能となる。

【００５６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、インク室を形成する壁部のうちくの字形に変形する
壁部とは別の壁部の厚さを前記くの字形に変形する壁部
の厚さ以下とすることにより、前記別の壁部の少なくと
も一つを電圧印加時に、前記くの字形に変形する壁部が
インク室を広げる場合はインク室を広げるように、前記
くの字形に変形する壁部がインク室を収縮する場合はイ
ンク室を収縮するように変形可能にしたので、くの字形
に変形する壁部とは別の壁部が変形して、インク室内の
インクに圧力を加えるので、高い電圧を印加することな
く、インク室におけるより高い圧力を得ることが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態のインクジェット印字ヘッド
を示す断面図である。

【図２】第１の実施の形態のインクジェット印字ヘッド
を示す分解斜視図である。

【図３】第１の実施の形態の動作を示す動作説明図であ
る。

【図４】第２の実施の形態のインクジェット印字ヘッド
を示す断面図である。

【図５】第２の実施の形態の動作を示す動作説明図であ
る。

【図６】第３の実施の形態のインクジェット印字ヘッド
を示す断面図である。

【図７】第３の実施の形態のインクジェット印字ヘッド
を示す斜視図である。

【図８】第４の実施の形態のインクジェット印字ヘッド
を示す断面図である。

【符号の説明】

１ インクジェット印字ヘッド ２ 第１の圧電素子 ２ａ 垂直壁部 ３ 第２の圧電素子 ３ａ 水平壁部 ６、８ 電極 １２ インク室 １３ 接着剤

フロントページの続き (72)発明者 下杉 優彦 東京都港区芝浦４丁目11番地22号 株式会 社沖データ内 (72)発明者 小井戸 重規 東京都港区芝浦４丁目11番地22号 株式会 社沖データ内 Ｆターム(参考） 2C057 AF55 AG15 AG39 AG45 BA05 BA14

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極を介して二つの圧電素子を接合する
   ことによりインク室を形成し、前記電極に電圧を印加す
   ることによりインク室を形成する壁部をシェアモード変
   形させてインク室内のインクを吐出して印字を行うイン
   クジェット印字ヘッドにおいて、 前記インク室を形成する壁部のうち前記シェアモード変
   形する壁部とは別の壁部の厚さを前記シェアモード変形
   する壁部の厚さ以下とすることにより、前記別の壁部の
   少なくとも一つを電圧印加時に、前記シェアモード変形
   する壁部がインク室を広げる場合はインク室を広げるよ
   うに、前記シェアモード変形する壁部がインク室を収縮
   する場合はインク室を収縮するように変形可能にしたこ
   とを特徴とするインクジェット印字ヘッド。
2. 【請求項２】 前記別の壁部は複数箇所変形可能である
   請求項１記載のインクジェット印字ヘッド。
3. 【請求項３】 前記インク室は２段構造である請求項１
   または２記載のインクジェット印字ヘッド。