JP2552421Y2 - インクジェットプリンタヘッド - Google Patents
インクジェットプリンタヘッドInfo
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- JP2552421Y2 JP2552421Y2 JP6753591U JP6753591U JP2552421Y2 JP 2552421 Y2 JP2552421 Y2 JP 2552421Y2 JP 6753591 U JP6753591 U JP 6753591U JP 6753591 U JP6753591 U JP 6753591U JP 2552421 Y2 JP2552421 Y2 JP 2552421Y2
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- printer head
- piezoelectric element
- ink
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、圧電材料のせん断変形
を利用してインクを噴射するインクジェットプリンタヘ
ッドに関するものである。
を利用してインクを噴射するインクジェットプリンタヘ
ッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ノンインパクト式のプリンタヘッ
ドとして、エネルギー発生体の作用によりインクの噴射
を行うインクジェットプリンタヘッドが提案されてき
た。前記エネルギー発生体としては、主に電気熱変換素
子や電気機械変換素子が利用されている。この電気機械
変換素子として、代表的なものに圧電素子がある。つま
り、分極処理された圧電素子に電界を印加することによ
り変形させ、その変形による圧力変化をインク滴の噴射
に利用するというものである。
ドとして、エネルギー発生体の作用によりインクの噴射
を行うインクジェットプリンタヘッドが提案されてき
た。前記エネルギー発生体としては、主に電気熱変換素
子や電気機械変換素子が利用されている。この電気機械
変換素子として、代表的なものに圧電素子がある。つま
り、分極処理された圧電素子に電界を印加することによ
り変形させ、その変形による圧力変化をインク滴の噴射
に利用するというものである。
【０００３】圧電素子の電界印加による変形モードの
内、せん断変形を利用したホットメルトインクジェット
プリンタヘッドの圧電素子として、図６に示すような構
成のものが提案されている。この圧電素子５１は、図６
に矢印Ａで示すように厚さ方向の下向き方向に分極方向
を持つように分極処理された圧電基板５２の両面に、電
界を印加するための駆動電極５３及びアース電極５４を
設けることにより形成されている。そして、この圧電素
子５１の駆動電極５３とアース電極５４との間に電界を
印加すると、矢印Ａで示す圧電基板５２の分極方向と矢
印Ｂで示す電界印加方向とが直交するため、局所的なせ
ん断変形が発生して圧電基板５２は厚み方向に変形す
る。この圧電基板５２の局所的せん断変形を利用するこ
とによりインク滴の噴射を行う。
内、せん断変形を利用したホットメルトインクジェット
プリンタヘッドの圧電素子として、図６に示すような構
成のものが提案されている。この圧電素子５１は、図６
に矢印Ａで示すように厚さ方向の下向き方向に分極方向
を持つように分極処理された圧電基板５２の両面に、電
界を印加するための駆動電極５３及びアース電極５４を
設けることにより形成されている。そして、この圧電素
子５１の駆動電極５３とアース電極５４との間に電界を
印加すると、矢印Ａで示す圧電基板５２の分極方向と矢
印Ｂで示す電界印加方向とが直交するため、局所的なせ
ん断変形が発生して圧電基板５２は厚み方向に変形す
る。この圧電基板５２の局所的せん断変形を利用するこ
とによりインク滴の噴射を行う。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、エネル
ギー発生体として圧電素子を用いた場合、圧電素子の分
極状態が温度上昇によって劣化してしまうという問題点
を内在していた。そのため、熱により圧電素子の分極状
態が劣化した場合、圧電素子の持っている特性を最大限
に有効利用するためには再分極処理を施すことが必要と
なる。圧電式インクジェットプリンタヘッドでは、ヘッ
ドの組立工程中に、熱処理などによって圧電素子の分極
状態の劣化が起こったり、あるいは、ホットメルトイン
クの使用に伴い長時間加熱状態にさらされることにより
圧電素子の分極状態が劣化することがあった。そのよう
な場合、上述したような圧電素子のせん断変形を利用し
たインクジェットプリンタヘッドでは、圧電素子の分極
方向と駆動電界方向とが直交しているため、再分極処理
を施すことによって分極状態を復帰させることが出来な
かった。
ギー発生体として圧電素子を用いた場合、圧電素子の分
極状態が温度上昇によって劣化してしまうという問題点
を内在していた。そのため、熱により圧電素子の分極状
態が劣化した場合、圧電素子の持っている特性を最大限
に有効利用するためには再分極処理を施すことが必要と
なる。圧電式インクジェットプリンタヘッドでは、ヘッ
ドの組立工程中に、熱処理などによって圧電素子の分極
状態の劣化が起こったり、あるいは、ホットメルトイン
クの使用に伴い長時間加熱状態にさらされることにより
圧電素子の分極状態が劣化することがあった。そのよう
な場合、上述したような圧電素子のせん断変形を利用し
たインクジェットプリンタヘッドでは、圧電素子の分極
方向と駆動電界方向とが直交しているため、再分極処理
を施すことによって分極状態を復帰させることが出来な
かった。
【０００５】本考案は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、圧電素子の分極状態が劣化した
場合でも、容易に再分極処理を施すことができ、圧電素
子の性能を回復させることのできるインクジェットプリ
ンタヘッドを提供することを目的とする。
になされたものであり、圧電素子の分極状態が劣化した
場合でも、容易に再分極処理を施すことができ、圧電素
子の性能を回復させることのできるインクジェットプリ
ンタヘッドを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本考案のインクジェットプリンタヘッドは、厚み方向
に分極処理されており、電界が加えられることによりせ
ん断変形する圧電基板と、前記電界を加えるための電極
からなる圧電素子を有するインクジェットプリンタヘッ
ドであって、前記圧電基板の厚み方向の両面に設けられ
たＰＴＣサーミスタ材料からなる層を有する。
に本考案のインクジェットプリンタヘッドは、厚み方向
に分極処理されており、電界が加えられることによりせ
ん断変形する圧電基板と、前記電界を加えるための電極
からなる圧電素子を有するインクジェットプリンタヘッ
ドであって、前記圧電基板の厚み方向の両面に設けられ
たＰＴＣサーミスタ材料からなる層を有する。
【０００７】
【作用】上記の手段を有する本考案のインクジェットプ
リンタヘッドでは、圧電素子に形成された電極間に電界
を印加することによりその圧電素子がせん断変形する。
また、ＰＴＣサーミスタ材料からなる層が圧電基板の厚
み方向の両面に形成されている。
リンタヘッドでは、圧電素子に形成された電極間に電界
を印加することによりその圧電素子がせん断変形する。
また、ＰＴＣサーミスタ材料からなる層が圧電基板の厚
み方向の両面に形成されている。
【０００８】
【実施例】以下、本考案を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【０００９】図２は本実施例のインクジェットプリンタ
ヘッド２０で使用されている圧電素子１０の構成を示す
概略図である。
ヘッド２０で使用されている圧電素子１０の構成を示す
概略図である。
【００１０】厚さが０．３ｍｍであり、矢印Ｃで示す厚
み方向に分極処理された圧電基板１１の厚み方向の上面
及び下面には、それぞれＰＴＣサーミスタ材料からなる
厚さ０．００３ｍｍのＰＴＣサーミスタ層１２ａ，１２
ｂが全面に形成されている。そして、そのＰＴＣサーミ
スタ層１２の表面に負極駆動電極１３とアース電極１４
とを交互に配置することにより圧電素子１０を構成して
いる。なお、ＰＴＣサーミスタ材料としてはキュリー温
度を８０℃に調整したチタン酸バリウム系の材料を用い
ている。このＰＴＣサーミスタ材料は、図４に示すよう
に、キュリー温度Ｔｃよりも低温側では導電性であり、
キュリー温度Ｔｃよりも高温側では絶縁性であるという
特性を有している。
み方向に分極処理された圧電基板１１の厚み方向の上面
及び下面には、それぞれＰＴＣサーミスタ材料からなる
厚さ０．００３ｍｍのＰＴＣサーミスタ層１２ａ，１２
ｂが全面に形成されている。そして、そのＰＴＣサーミ
スタ層１２の表面に負極駆動電極１３とアース電極１４
とを交互に配置することにより圧電素子１０を構成して
いる。なお、ＰＴＣサーミスタ材料としてはキュリー温
度を８０℃に調整したチタン酸バリウム系の材料を用い
ている。このＰＴＣサーミスタ材料は、図４に示すよう
に、キュリー温度Ｔｃよりも低温側では導電性であり、
キュリー温度Ｔｃよりも高温側では絶縁性であるという
特性を有している。
【００１１】このように形成されている圧電素子１０の
下面には、図１に示すように、貫通口３２が形成されて
いるバックプレート３３が絶縁性接着剤により接着され
ており、圧電素子１０の上面には、インクキャビティ３
４が形成されたキャビティプレート３５が同様に絶縁性
接着剤により接着されている。また、キャビティプレー
ト３５の上面には、インクキャビティ３４内のインクを
噴射するためのインク噴射孔３６を有するノズルプレー
ト３７が装着されている。そして、前記キャビティプレ
ート３５には、インクキャビティ３４と常温では固体の
インクを収納しているインクタンク（図示せず）とを連
通しているインク供給口（図示せず）が形成されてい
る。
下面には、図１に示すように、貫通口３２が形成されて
いるバックプレート３３が絶縁性接着剤により接着され
ており、圧電素子１０の上面には、インクキャビティ３
４が形成されたキャビティプレート３５が同様に絶縁性
接着剤により接着されている。また、キャビティプレー
ト３５の上面には、インクキャビティ３４内のインクを
噴射するためのインク噴射孔３６を有するノズルプレー
ト３７が装着されている。そして、前記キャビティプレ
ート３５には、インクキャビティ３４と常温では固体の
インクを収納しているインクタンク（図示せず）とを連
通しているインク供給口（図示せず）が形成されてい
る。
【００１２】このように構成されたインクジェットプリ
ンタヘッド２０の搭載されたインクジェットプリンタ
（図示せず）では、インクタンク内に収納しているイン
クを溶融して、その溶融状態を保持するために、インク
ジェットプリンタヘッド２０付近を１００〜１２０℃で
保っている。そして、所望の文字等を印字する場合に
は、図示しない端末装置から前記文字等の印字データが
入力されると、まず、前記印字データに対応した負極駆
動電極１３とアース電極１４との間にマイナス電圧が印
加される。すると、圧電基板１１の分極方向と電圧印加
方向とが直交しているため、圧電基板１１は局所的にせ
ん断変形し、負極駆動電極１３及びアース電極１４に対
応するインクキャビティ３４の容積が増加しインクキャ
ビティ３４内の圧力が低下する。それにより、インクタ
ンク内で溶融されたインクがインク供給口を介してイン
クキャビティ３４内に供給される。
ンタヘッド２０の搭載されたインクジェットプリンタ
（図示せず）では、インクタンク内に収納しているイン
クを溶融して、その溶融状態を保持するために、インク
ジェットプリンタヘッド２０付近を１００〜１２０℃で
保っている。そして、所望の文字等を印字する場合に
は、図示しない端末装置から前記文字等の印字データが
入力されると、まず、前記印字データに対応した負極駆
動電極１３とアース電極１４との間にマイナス電圧が印
加される。すると、圧電基板１１の分極方向と電圧印加
方向とが直交しているため、圧電基板１１は局所的にせ
ん断変形し、負極駆動電極１３及びアース電極１４に対
応するインクキャビティ３４の容積が増加しインクキャ
ビティ３４内の圧力が低下する。それにより、インクタ
ンク内で溶融されたインクがインク供給口を介してイン
クキャビティ３４内に供給される。
【００１３】そして、印加された電圧が取り除かれる
と、圧電基板１１は電圧印加時に充電された電荷を放電
して元の形状に復帰する。そのとき、インクキャビティ
３４の容積が減少しインクキャビティ３４内の圧力が増
加する。この圧力増によってインクキャビティ３４内の
インクがインク噴射孔３６を通じて噴射され、前記印字
データに対応した文字等が印字される。
と、圧電基板１１は電圧印加時に充電された電荷を放電
して元の形状に復帰する。そのとき、インクキャビティ
３４の容積が減少しインクキャビティ３４内の圧力が増
加する。この圧力増によってインクキャビティ３４内の
インクがインク噴射孔３６を通じて噴射され、前記印字
データに対応した文字等が印字される。
【００１４】このとき、前述したようにインクジェット
プリンタヘッド２０付近は１００〜１２０℃で保たれて
いるため、圧電素子１０を構成しているＰＴＣサーミス
タ層１２ａ，１２ｂは絶縁性の物質として作用してい
る。しかし、このような動作温度では圧電基板１１の分
極状態は徐々に劣化していく。また、インクジェットプ
リンタヘッド２０の組立工程中でも圧電素子１０と他の
部材との接着工程において、通常１５０〜２５０℃の熱
を加えることが多く、その時にも圧電基板１１の分極状
態が劣化する。
プリンタヘッド２０付近は１００〜１２０℃で保たれて
いるため、圧電素子１０を構成しているＰＴＣサーミス
タ層１２ａ，１２ｂは絶縁性の物質として作用してい
る。しかし、このような動作温度では圧電基板１１の分
極状態は徐々に劣化していく。また、インクジェットプ
リンタヘッド２０の組立工程中でも圧電素子１０と他の
部材との接着工程において、通常１５０〜２５０℃の熱
を加えることが多く、その時にも圧電基板１１の分極状
態が劣化する。
【００１５】次に、圧電基板１１の分極状態が劣化した
インクジェットプリンタヘッド２０の再分極処理の方法
について、図５を参照して説明する。なお、この再分極
処理は直流電源４１を使用して室温で行うため、ＰＴＣ
サーミスタ材料は導電性となる。
インクジェットプリンタヘッド２０の再分極処理の方法
について、図５を参照して説明する。なお、この再分極
処理は直流電源４１を使用して室温で行うため、ＰＴＣ
サーミスタ材料は導電性となる。
【００１６】まず、直流電源４１の陽極４１ａを圧電基
板１１の上面側に配置されているＰＴＣサーミスタ層１
２ａに接続し、陰極４１ｂを圧電基板１１の下面側に配
置されているＰＴＣサーミスタ層１２ｂに接続する。す
ると、圧電基板１１に直流電界が印加され、矢印Ｃで示
す方向に分極処理がなされたことになる。この再分極処
理はインクジェットプリンタヘッド２０を組み立てた後
でも行うことができるため、必要に応じて再分極を行う
ことにより、圧電素子１０の性能を回復することができ
る。
板１１の上面側に配置されているＰＴＣサーミスタ層１
２ａに接続し、陰極４１ｂを圧電基板１１の下面側に配
置されているＰＴＣサーミスタ層１２ｂに接続する。す
ると、圧電基板１１に直流電界が印加され、矢印Ｃで示
す方向に分極処理がなされたことになる。この再分極処
理はインクジェットプリンタヘッド２０を組み立てた後
でも行うことができるため、必要に応じて再分極を行う
ことにより、圧電素子１０の性能を回復することができ
る。
【００１７】また、図３に示すように、分極処理された
圧電基板１１の分極方向の両面に負極駆動電極１３及び
アース電極１４を配置し、その駆動電極１３及びアース
電極１４の一部を露出させた状態でＰＴＣサーミスタ層
１２ａ，１２ｂを分極方向の両面に形成することにより
圧電素子１０を構成して、その圧電素子１０を用いてイ
ンクジェットプリンタヘッド２０を組み立てても、上述
した効果と同様の効果が得られる。
圧電基板１１の分極方向の両面に負極駆動電極１３及び
アース電極１４を配置し、その駆動電極１３及びアース
電極１４の一部を露出させた状態でＰＴＣサーミスタ層
１２ａ，１２ｂを分極方向の両面に形成することにより
圧電素子１０を構成して、その圧電素子１０を用いてイ
ンクジェットプリンタヘッド２０を組み立てても、上述
した効果と同様の効果が得られる。
【００１８】
【考案の効果】以上説明したことから明かなように、本
考案のインクジェットプリンタヘッドによれば、圧電基
板の厚み方向の両面にＰＴＣサーミスタ材料からなる層
を形成したので、インクジェットプリンタヘッドを組み
立てた後の分極処理が可能となり、熱により圧電素子の
性能が劣化した場合でも、分極処理を施すことにより、
圧電素子の性能を回復させることができる。
考案のインクジェットプリンタヘッドによれば、圧電基
板の厚み方向の両面にＰＴＣサーミスタ材料からなる層
を形成したので、インクジェットプリンタヘッドを組み
立てた後の分極処理が可能となり、熱により圧電素子の
性能が劣化した場合でも、分極処理を施すことにより、
圧電素子の性能を回復させることができる。
【図１】本考案を具体化したインクジェットプリンタヘ
ッドの構成を示す概略図である。
ッドの構成を示す概略図である。
【図２】本実施例のインクジェットプリンタヘッドで使
用する圧電素子の構成を示す概略図である。
用する圧電素子の構成を示す概略図である。
【図３】本実施例のインクジェットプリンタヘッドで使
用する圧電素子の別の構成を示す概略図である。
用する圧電素子の別の構成を示す概略図である。
【図４】本実施例で使用するＰＴＣサーミスタ材料の温
度と比抵抗との関係を示すグラフである。
度と比抵抗との関係を示すグラフである。
【図５】本実施例のインクジェットプリンタの再分極処
理の方法を示す概略図である。
理の方法を示す概略図である。
【図６】従来の圧電素子構成及び電界印加時の変形の様
子を示す概略図である。
子を示す概略図である。
１０ 圧電素子 １１ 圧電基板 １２ａ ＰＴＣサーミスタ層 １２ｂ ＰＴＣサーミスタ層 １３ 負極駆動電極 １４ アース電極
Claims (1)
- 【請求項１】 厚み方向に分極処理されており、電界が
加えられることによりせん断変形する圧電基板と、前記
電界を加えるための電極からなる圧電素子を利用した圧
電式インクジェットプリンタヘッドにおいて、 前記圧電基板の厚み方向の両面に設けられたＰＴＣサー
ミスタ材料からなる層を有することを特徴とするインク
ジェットプリンタヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6753591U JP2552421Y2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | インクジェットプリンタヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6753591U JP2552421Y2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | インクジェットプリンタヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0516312U JPH0516312U (ja) | 1993-03-02 |
| JP2552421Y2 true JP2552421Y2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=13347773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6753591U Expired - Fee Related JP2552421Y2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | インクジェットプリンタヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2552421Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5665161B2 (ja) * | 2008-06-16 | 2015-02-04 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 圧電薄膜デバイス |
| JP6747334B2 (ja) * | 2017-02-20 | 2020-08-26 | 三菱マテリアル株式会社 | 電子デバイス及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-08-26 JP JP6753591U patent/JP2552421Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0516312U (ja) | 1993-03-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |