JP2871473B2 - Head for inkjet printer - Google Patents

Head for inkjet printer

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JP2871473B2
JP2871473B2 JP6185274A JP18527494A JP2871473B2 JP 2871473 B2 JP2871473 B2 JP 2871473B2 JP 6185274 A JP6185274 A JP 6185274A JP 18527494 A JP18527494 A JP 18527494A JP 2871473 B2 JP2871473 B2 JP 2871473B2
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teeth
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element teeth
comb
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史郎 大橋
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はインクジェット式プリン
タ用ヘッドに係り、特に圧電素子を電気エネルギーによ
り変形させ振動板を変位させることにより、圧力室内の
圧力を高め、ノズル孔よりインク滴を吐出させるインク
ジェット式プリンタ用ヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet printer head, and more particularly, to a piezoelectric element which is deformed by electric energy to displace a diaphragm, thereby increasing the pressure in a pressure chamber and discharging ink droplets from nozzle holes. The present invention relates to an ink jet printer head.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、圧電素子を電気エネルギーにより
変形させ振動板を変位させることにより、圧力室内の圧
力を高め、ノズル孔よりインク滴を吐出させるインクジ
ェット式プリンタ用ヘッドは、図5の構成断面図に示す
ように、ノズル孔31a〜31cを有する圧力室32a
〜32cがそれぞれ形成された圧力室形成部材33と、
振動板34と、圧電素子歯35a〜35eが形成されて
いる櫛歯状圧電素子36とよりなる。
2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet printer head for increasing the pressure in a pressure chamber by deforming a piezoelectric element by electric energy to displace a vibration plate and ejecting ink droplets from nozzle holes is shown in FIG. As shown in the figure, a pressure chamber 32a having nozzle holes 31a to 31c
To 32c are formed, respectively, a pressure chamber forming member 33,
It comprises a vibration plate 34 and a comb-shaped piezoelectric element 36 on which piezoelectric element teeth 35a to 35e are formed.

【0003】振動板34上には圧力室形成部材33がノ
ズル孔31a〜31cがそれぞれ上を向くように接着さ
れ、振動板34の下部には圧電素子歯35a、35b、
35cが圧力室32a、32b、32cにそれぞれ対応
するように、圧電素子歯端面部が圧力室外面に接着さ
れ、かつ、櫛歯状圧電素子36の両端歯35d、35e
も振動板34の下部に接着されている。
A pressure chamber forming member 33 is adhered on the vibration plate 34 so that the nozzle holes 31a to 31c are respectively directed upward, and piezoelectric element teeth 35a, 35b,
The end faces of the piezoelectric element teeth are adhered to the outer surfaces of the pressure chambers so that 35c respectively correspond to the pressure chambers 32a, 32b, and 32c, and both end teeth 35d, 35e of the comb-shaped piezoelectric element 36.
Is also adhered to the lower portion of the diaphragm 34.

【0004】かかる構成の従来のインクジェット式プリ
ンタ用ヘッドでは、圧電素子36の分極方向に電圧を印
加することにより、圧電素子歯35a〜35bのうち所
望の圧電素子歯を図中、上方向に変位させ、これにより
振動板34も上方向へ変位させて、圧力室32a〜32
cのうち変位させた圧電素子歯に対応した位置の圧力室
の圧力を高めてその圧力室のノズル孔よりインク滴を吐
出させる。
In a conventional ink-jet printer head having such a configuration, by applying a voltage in the polarization direction of the piezoelectric element 36, a desired one of the piezoelectric element teeth 35a to 35b is displaced upward in the drawing. As a result, the diaphragm 34 is also displaced upward, and the pressure chambers 32 a to 32
The pressure in the pressure chamber at the position corresponding to the displaced piezoelectric element tooth of c is increased, and the ink droplet is ejected from the nozzle hole of the pressure chamber.

【0005】また、従来より、櫛歯状圧電素子を接着し
た基盤の下面に圧電素子を接合し、上面の櫛歯状圧電素
子と同時に駆動することにより、圧電素子の変形を減少
させた構成のインクジェット式プリンタ用ヘッドも知ら
れている(特開平3−247454号公報:発明の名称
「インクジェットヘッド」)。
Conventionally, a piezoelectric element is bonded to a lower surface of a substrate to which a comb-shaped piezoelectric element is adhered, and is driven simultaneously with the comb-shaped piezoelectric element on the upper surface to reduce the deformation of the piezoelectric element. An ink jet printer head is also known (Japanese Patent Laid-Open No. 3-247454: title of the invention "ink jet head").

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図5に示した従来のイ
ンクジェット式プリンタ用ヘッドは、櫛歯状圧電素子3
6の両端歯35d、35eは位置決めあるいは、櫛歯状
圧電素子36を固定するために振動板34に接着されて
いる。このような構成の従来のヘッドでは、櫛歯状圧電
素子36の縦効果あるいは横効果を利用したものであ
り、電圧の印加による変位方向は常に単一方向であるた
め、例えば圧力室32a内の発生圧力をより大きくする
必要がある場合、圧電素子歯35aに印加する電圧を大
きくするなどにより振動板34を単一方向に大きく変位
させる必要がある。
The conventional ink jet printer head shown in FIG.
The six end teeth 35d and 35e are bonded to the diaphragm 34 for positioning or fixing the comb-shaped piezoelectric element 36. In the conventional head having such a configuration, the longitudinal effect or the lateral effect of the comb-shaped piezoelectric element 36 is used, and the displacement direction due to the application of the voltage is always a single direction. When it is necessary to increase the generated pressure, the diaphragm 34 needs to be largely displaced in a single direction by increasing the voltage applied to the piezoelectric element teeth 35a.

【0007】すると、振動板34の変位の絶対量が大き
くなり、隣接する両側の圧力室32b及び32cに対応
する部分の振動板34も変位してしまい、その挙動に悪
影響を及ぼしたり、また、圧電素子歯35aと振動板3
4との接着面や、圧力室境界壁37b、37cと振動板
34との接着面にかかる負荷も増加するため、接着面が
剥がれてしまい、それ以後のインク滴吐出挙動に悪影響
を与えるなどの問題がある。
[0007] Then, the absolute amount of displacement of the diaphragm 34 increases, and the diaphragm 34 at a portion corresponding to the adjacent pressure chambers 32b and 32c is also displaced, adversely affecting its behavior. Piezoelectric element teeth 35a and diaphragm 3
Since the load applied to the bonding surface with the pressure plate 4 and the bonding surface between the pressure chamber boundary walls 37b and 37c and the vibration plate 34 also increases, the bonding surface is peeled off, which adversely affects the ink droplet ejection behavior thereafter. There's a problem.

【0008】また、振動板34と圧電素子歯35a、3
5b及び35cとの接着位置が正確でないと、それが原
因となり、複数のノズル孔31a、31b及び31cか
らのインク滴が飛翔したり、インク滴が吐出されないな
どの問題が生じる。
The vibration plate 34 and the piezoelectric element teeth 35a, 3
If the bonding position with the nozzles 5b and 35c is not accurate, this causes a problem that ink droplets from the plurality of nozzle holes 31a, 31b and 31c fly or ink droplets are not ejected.

【0009】また、櫛歯状圧電素子を接着した基盤の下
面に圧電素子を接合した構造の、後者の従来のインクジ
ェット式プリンタ用ヘッドは、下面の圧電素子を別に構
成しなければならず、接着、配線による工数が増加し、
コストが増大するという問題がある。
Further, in the latter conventional ink jet printer head having a structure in which the piezoelectric element is bonded to the lower surface of the base to which the comb-shaped piezoelectric element is bonded, the piezoelectric element on the lower surface must be separately formed. , Wiring man-hours increase,
There is a problem that the cost increases.

【0010】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
単一の圧電素子でインク滴吐出動作ができ、振動板への
負荷を従来のものと変えずに振動板の変位量を大きくし
得るとともに、振動板と圧電素子との位置決めを容易、
かつ、正確にし得るインクジェット式プリンタ用ヘッド
を提供することを目的とする。
[0010] The present invention has been made in view of the above points,
Ink droplet ejection operation can be performed with a single piezoelectric element, the displacement of the diaphragm can be increased without changing the load on the diaphragm from the conventional one, and the positioning of the diaphragm and the piezoelectric element is easy,
It is another object of the present invention to provide an ink jet printer head that can be made accurate.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、れぞれノズル孔を有する複数の圧力室
、振動板の上面を一壁面として形成された圧力室形成
部材を、振動板の上面に固定すると共に、振動板の下面
に圧電素子の上端面を固定し、圧電素子により振動板を
変形させて圧力室内の圧力を高めてノズル孔よりインク
滴を吐出させて印字するインクジェット式プリンタ用ヘ
ッドにおいて、圧電素子を、長手方向が平行で基部を共
通とする複数の櫛歯状圧電素子歯に形成すると共に、複
数の櫛歯状圧電素子歯のうち複数の圧力室にそれぞれ対
応する位置に上端面が位置するように形成された圧電素
子歯群と、複数の櫛歯状圧電素子歯全体を変位させるた
めに形成された圧電素子全体変位用圧電素子歯とからな
る構成とし、複数の圧力室にそれぞれ対応する位置の振
動板の下面に圧電素子歯群の上端面を固定し、かつ、複
数の櫛歯状圧電素子歯をそれぞれ互いに独立に駆動する
ための内部電極を設け、圧電素子全体変位用圧電素子歯
を圧電素子歯群とは独立して駆動制御して、圧電素子歯
群全体を圧電素子全体変位用圧電素子歯と同一方向に変
位させ、複数の圧力室内体積を同時に変化させる構成と
したものである。
Since the present invention SUMMARY OF THE INVENTION The To achieve the above object, a plurality of pressure chambers with their respective nozzle holes, vibration plate top pressure chamber forming member formed as one wall surface of the Is fixed to the upper surface of the vibration plate, the upper end surface of the piezoelectric element is fixed to the lower surface of the vibration plate, and the vibration plate is deformed by the piezoelectric element to increase the pressure in the pressure chamber to eject ink droplets from the nozzle holes. In an ink jet printer head for printing, the piezoelectric elements are parallel in the longitudinal direction and the base is shared.
A plurality of comb-shaped piezoelectric element teeth, and a group of piezoelectric element teeth formed such that an upper end face is located at a position corresponding to each of the plurality of pressure chambers among the plurality of comb-shaped piezoelectric element teeth. To displace the entire plurality of comb-shaped piezoelectric element teeth.
And the piezoelectric element teeth for whole displacement of the piezoelectric element formed in order to fix the upper end face of the piezoelectric element teeth group to the lower surface of the diaphragm at the position corresponding to each of the plurality of pressure chambers, and the internal electrodes for driving the dentate piezoelectric element teeth each, independently of one another is provided, and independently driven and controlled to the piezoelectric element teeth piezoelectric element dental whole piezoelectric element displacement, the piezoelectric element teeth
The entire group is changed in the same direction as the piezoelectric element teeth for overall piezoelectric element displacement.
And a plurality of pressure chamber volumes are simultaneously changed .

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【作用】本発明では、圧電素子を、複数の圧力室にそれ
ぞれ対応する位置に上端面が位置するように形成された
圧電素子歯群と、圧電素子全体変位用に形成された残り
の圧電素子歯とからなる構成とし、圧電素子歯群はイン
ク滴を吐出しようとする圧力室に対応した位置に設けら
れた圧電素子歯を変位させ、また、圧電素子全体変位用
圧電素子歯はこの圧電素子歯群とは独立して駆動変位し
て圧電素子全体を変位する。
According to the present invention, the piezoelectric element includes a piezoelectric element tooth group formed so that an upper end face is located at a position corresponding to each of the plurality of pressure chambers, and a remaining piezoelectric element formed for displacement of the entire piezoelectric element. The piezoelectric element teeth group displaces the piezoelectric element teeth provided at positions corresponding to the pressure chambers from which ink droplets are to be ejected. The entire piezoelectric element is displaced by driving displacement independently of the teeth.

【0014】従って、本発明では上記の圧電素子全体変
位用圧電素子歯と圧電素子歯群とを順次に独立して駆動
することにより、インク滴を吐出しようとする圧力室に
対応した位置に設けられた圧電素子歯に固定された振動
板部分を従来よりも大きく変位させることができる。
Therefore, in the present invention, the piezoelectric element teeth for whole piezoelectric element displacement and the piezoelectric element teeth group are sequentially and independently driven to be provided at positions corresponding to the pressure chambers from which ink droplets are to be ejected. The diaphragm portion fixed to the set piezoelectric element teeth can be displaced more than before.

【0015】[0015]

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。図
1は本発明の一実施例の構造断面図、図2は本発明の一
実施例の分解斜視図をそれぞれ示す。両図中、同一構成
部分には同一符号を付してある。両図に示すように、本
実施例は、スリットを入れられて櫛歯状とされた、例え
ばセラミックスからなる櫛歯状圧電素子1と、振動板2
と、圧力形成部材3と、固定ブロック4と、振動板固
定部材5とより大略構成されている。
Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a structural sectional view of one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of one embodiment of the present invention. In both figures, the same components are denoted by the same reference numerals. As shown in both figures, in the present embodiment, a comb-teeth-shaped piezoelectric element 1 made of, for example, ceramics,
, The pressure chamber forming member 3, the fixing block 4, and the diaphragm fixing member 5.

【0016】櫛歯状圧電素子1は両端に比較的幅広の圧
電素子歯1a及び1iが同じ長さで形成されると共に、
それらの長手方向と直交する方向の圧電素子歯1a及び
1iの間に、圧電素子歯1b、1c、1d、1e、1
f、1g及び1hが同一幅、同一長さで形成されてい
る。圧電素子歯1a及び1iはこの圧電素子歯1b〜1
hよりも長さが長く形成されている。
The comb-shaped piezoelectric element 1 has relatively wide piezoelectric element teeth 1a and 1i formed at both ends with the same length.
Between the piezoelectric element teeth 1a and 1i in a direction orthogonal to the longitudinal direction, piezoelectric element teeth 1b, 1c, 1d, 1e, 1
f, 1g and 1h are formed with the same width and the same length. The piezoelectric element teeth 1a and 1i correspond to the piezoelectric element teeth 1b to 1b.
The length is longer than h.

【0017】 また、圧力形成部材3はそれぞれノズ
ル孔6b〜6hを有する圧力室7b〜7hが形成される
ように、振動板2上に接着されている。振動板2及び圧
形成部材3は、また図2に示すように、前記櫛歯状
圧電素子1の両端圧電素子歯1a及び1iに対向する位
置に、これら両端圧電素子歯1a及び1iを貫通するた
めの貫通孔9a及び9bが穿設されている。
The pressure chamber forming member 3 is adhered on the vibration plate 2 so as to form pressure chambers 7 b to 7 h having nozzle holes 6 b to 6 h, respectively. As shown in FIG. 2, the diaphragm 2 and the pressure chamber forming member 3 penetrate the piezoelectric element teeth 1 a and 1 i at both ends of the comb-shaped piezoelectric element 1 at positions opposed to the piezoelectric element teeth 1 a and 1 i. Through holes 9a and 9b are formed.

【0018】 これにより、櫛歯状圧電素子1は両端圧
電素子歯1a及び1iが振動板2及び圧力形成部材3
の貫通孔9a及び9bを貫通して固定ブロック4の内面
に接着固定され、その結果、圧電素子歯1b〜1hのそ
れぞれが圧力室7b〜7hにそれぞれ対応するような位
置決めが容易となり、このように位置決めされた圧電素
子歯1b〜1hの各上端面が振動板2の下面に接着され
る。
As a result, both ends of the piezoelectric element teeth 1 a and 1 i of the comb-shaped piezoelectric element 1 are formed by the diaphragm 2 and the pressure chamber forming member 3.
Are fixed to the inner surface of the fixed block 4 through the through holes 9a and 9b. As a result, the positioning of the piezoelectric element teeth 1b to 1h corresponding to the pressure chambers 7b to 7h is facilitated. The upper end surfaces of the piezoelectric element teeth 1 b to 1 h positioned at the positions are bonded to the lower surface of the diaphragm 2.

【0019】 このように位置決め接着された櫛歯状圧
電素子1、振動板2、圧力形成部材3及び固定ブロッ
ク4は、図2に示すように、中空四角柱状の振動板固定
部材5により固定される。このとき固定ブロック4の内
側面は振動板固定部材5の外側面に密接し、また、振動
板2の貫通孔9a及び9bの形成位置よりも外側の下面
部分が固定部材5の上端面と接着固定される。
As shown in FIG. 2, the comb-shaped piezoelectric element 1, the vibration plate 2, the pressure chamber forming member 3, and the fixing block 4, which are positioned and adhered to each other, are fixed by a hollow quadrangular prism-shaped vibration plate fixing member 5. Is done. At this time, the inner side surface of the fixed block 4 is in close contact with the outer side surface of the diaphragm fixing member 5, and the lower surface outside the position where the through holes 9 a and 9 b of the diaphragm 2 are formed is bonded to the upper end surface of the fixing member 5. Fixed.

【0020】なお、櫛歯状圧電素子1のすべての圧電素
子歯1a〜1iにはそれぞれ独立した配線が設けてあ
り、それぞれ互いに独立して駆動制御される構成とされ
ている。
Note that all the piezoelectric element teeth 1a to 1i of the comb-shaped piezoelectric element 1 are provided with independent wirings, respectively, and are configured to be independently driven and controlled.

【0021】次に、本実施例の動作について説明する。
まず、図1に示した櫛歯状圧電素子1が図3に示すよう
に底面に平行な面に内部電極11a及び11bが形成さ
れた、所謂縦効果を利用した圧電素子である場合につい
て説明する。なお、内部電極11aはすべての圧電素子
歯1a〜1iに共通の電極であり、内部電極11bは圧
電素子歯1a〜1iのそれぞれ個別に設けられた電極で
ある。
Next, the operation of this embodiment will be described.
First, a case where the comb-teeth-shaped piezoelectric element 1 shown in FIG. 1 is a piezoelectric element using the so-called longitudinal effect in which the internal electrodes 11a and 11b are formed on a surface parallel to the bottom surface as shown in FIG. . The internal electrode 11a is an electrode common to all the piezoelectric element teeth 1a to 1i, and the internal electrode 11b is an electrode provided individually for each of the piezoelectric element teeth 1a to 1i.

【0022】まず、両端圧電素子歯1a及び1iにそれ
ぞれ電圧が印加される。すると、両端圧電素子歯1a及
び1iはそれぞれ図1、図2及び図3の縦方向に伸長し
ようとするが、両端圧電素子歯1a及び1iの上端面が
固定ブロック4に固定されているため、両端圧電素子歯
1a及び1iは図1、図2及び図3中、下方向(以下、
−X方向という)に変位する。
First, a voltage is applied to both ends of the piezoelectric element teeth 1a and 1i. Then, both ends of the piezoelectric element teeth 1a and 1i tend to extend in the longitudinal direction of FIGS. 1, 2 and 3, respectively. However, since the upper end surfaces of the both end piezoelectric element teeth 1a and 1i are fixed to the fixed block 4, The piezoelectric element teeth 1a and 1i at both ends are directed downward in FIGS.
−X direction).

【0023】それにより、圧電素子歯1b〜1hも−X
方向に変位し、圧電素子歯1b〜1hと振動板2との接
着部分を−X方向に変位させ、その結果、すべての圧力
室7b〜7hの室内の圧力を低減することができる。
As a result, the piezoelectric element teeth 1b to 1h also have -X
, And the bonded portion between the piezoelectric element teeth 1b to 1h and the vibration plate 2 is displaced in the -X direction. As a result, the pressure in all the pressure chambers 7b to 7h can be reduced.

【0024】続いて、両端圧電素子歯1a及び1iの印
加電圧を除去すると同時に、すべての圧力室7b〜7h
のうちインク滴を吐出しようとするノズル孔を有する圧
力室に対応した圧電素子歯に電圧を印加する。例えば、
ノズル孔6b及び6dからインク滴を吐出しようとする
場合には、圧力室7b及び7dに対応した圧電素子歯1
b及び1dの各配線にのみ電圧がそれぞれ印加される。
Subsequently, the voltage applied to the piezoelectric element teeth 1a and 1i at both ends is removed, and at the same time, all the pressure chambers 7b to 7h are removed.
A voltage is applied to the piezoelectric element teeth corresponding to the pressure chamber having the nozzle hole from which the ink droplet is to be ejected. For example,
When ink droplets are to be ejected from the nozzle holes 6b and 6d, the piezoelectric element teeth 1 corresponding to the pressure chambers 7b and 7d
A voltage is applied only to each of the wirings b and 1d.

【0025】上記の両端圧電素子歯1a及び1iの印加
電圧の除去により両端圧電素子歯1a及び1iの−X方
向の変位が元に戻るため、振動板2が元の形状に戻り、
また、上記のインク滴を吐出しようとするノズル孔、例
えば6b及び6dを有する圧力室7b及び7dに対応し
た圧電素子歯1b及び1dの配線への電圧の印加によ
り、圧電素子歯1b及び1dがそれぞれ±X方向へ伸長
しようとするが、圧電素子歯1b及び1dの各下端部は
それぞれ圧電素子1の基部とつながっているため、圧電
素子歯1b及び1dの上端面と接着されている振動板2
の部分が+X方向に変位する。
Since the displacement of the piezoelectric element teeth 1a and 1i in the -X direction is returned to the original state by removing the voltage applied to the piezoelectric element teeth 1a and 1i at the both ends, the diaphragm 2 returns to the original shape.
Also, by applying a voltage to the wiring of the piezoelectric element teeth 1b and 1d corresponding to the pressure chambers 7b and 7d having the nozzle holes for ejecting the ink droplets, for example, 6b and 6d, the piezoelectric element teeth 1b and 1d Although each of the piezoelectric elements 1b and 1d is to extend in the ± X direction, the lower end of each of the piezoelectric element teeth 1b and 1d is connected to the base of the piezoelectric element 1, so that the diaphragm adhered to the upper end surfaces of the piezoelectric element teeth 1b and 1d. 2
Is displaced in the + X direction.

【0026】これにより、本実施例によれば、インク滴
を吐出しようとするノズル孔を有する圧力室に対応した
圧電素子歯1b及び1dの上端面と接着されている振動
板2の部分が、最初の−X方向の変位から元の形状に戻
り更に+X方向へ変位することとなるため、振動板2に
かかる負荷を従来のものと変えずに、上記の振動板2の
部分の変位量を従来よりも大きくすることができる。
Thus, according to this embodiment, the portion of the vibration plate 2 adhered to the upper end surfaces of the piezoelectric element teeth 1b and 1d corresponding to the pressure chamber having the nozzle hole from which the ink droplet is to be ejected, Since the displacement returns from the initial −X direction to the original shape and is further displaced in the + X direction, the amount of displacement of the portion of the diaphragm 2 can be reduced without changing the load applied to the diaphragm 2 to the conventional one. It can be larger than before.

【0027】従って、本実施例によれば、圧電素子歯1
b〜1hと振動板2との接着面や圧力室境界壁と振動板
2との接着面が剥がれることはなく、振動板2と圧電素
子歯1b〜1hとの位置決めを容易、かつ、正確にで
き、インク滴を単一の圧電素子1により正確に吐出する
ことができる。
Therefore, according to this embodiment, the piezoelectric element teeth 1
The adhesive surface between b to 1h and the diaphragm 2 and the adhesive surface between the pressure chamber boundary wall and the diaphragm 2 are not peeled off, and the positioning of the diaphragm 2 and the piezoelectric element teeth 1b to 1h is easy and accurate. As a result, ink droplets can be accurately ejected by a single piezoelectric element 1.

【0028】次に、図1に示した櫛歯状圧電素子1が図
4に示すように底面に垂直な面に内部電極21a及び2
1bが形成された、所謂横効果を利用した圧電素子であ
る場合について説明する。なお、内部電極21aはすべ
ての圧電素子歯1a〜1iに共通の電極であり、内部電
極21bは圧電素子歯1a〜1iのそれぞれ個別に設け
られた電極である。
Next, as shown in FIG. 4, the comb-shaped piezoelectric element 1 shown in FIG.
The case where the piezoelectric element 1b is formed, that is, a piezoelectric element utilizing a so-called lateral effect will be described. The internal electrode 21a is an electrode common to all the piezoelectric element teeth 1a to 1i, and the internal electrode 21b is an electrode provided individually for each of the piezoelectric element teeth 1a to 1i.

【0029】まず、両端圧電素子歯1a及び1iを除く
圧電素子歯1b、1c、1d、1e、1f、1g及び1
hに電圧を印加する。
First, the piezoelectric element teeth 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g and 1 excluding the piezoelectric element teeth 1a and 1i at both ends.
A voltage is applied to h.

【0030】これにより、圧電素子歯1b、1c、1
d、1e、1f、1g及び1hはそれぞれ電極21a及
び21bの積層方向と垂直な方向、すなわち横方向へ伸
長し、かつ、縦方向(±X方向)に収縮しようとする
が、圧電素子歯1b、1c、1d、1e、1f、1g及
び1hの各下端部がそれぞれ圧電素子1の基部とつなが
っているため、振動板2に接着されているそれぞれの上
端面が収縮により−X方向に変位される。これにより、
圧電素子歯1b〜1hに対応する全圧力室7b〜7h内
の圧力を低減させることができる。
Thus, the piezoelectric element teeth 1b, 1c, 1
d, 1e, 1f, 1g, and 1h extend in the direction perpendicular to the lamination direction of the electrodes 21a and 21b, that is, in the horizontal direction, and contract in the vertical direction (± X direction). , 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, and 1h are connected to the base of the piezoelectric element 1, respectively, so that the upper end surfaces adhered to the diaphragm 2 are displaced in the -X direction by contraction. You. This allows
The pressure in all the pressure chambers 7b to 7h corresponding to the piezoelectric element teeth 1b to 1h can be reduced.

【0031】続いて、すべての圧力室7b〜7hのうち
インク滴を吐出しようとするノズル孔を有する圧力室に
対応した圧電素子歯への電圧印加を解除すると同時に、
両端圧電素子歯1a及び1iに電圧を印加する。例え
ば、ノズル孔6b及び6dからインク滴を吐出しようと
する場合には、圧力室7b及び7dに対応した圧電素子
歯1b及び1dの各配線に印加されている電圧がそれぞ
れ解除される。
Subsequently, the voltage application to the piezoelectric element teeth corresponding to the pressure chamber having the nozzle hole from which the ink droplet is to be ejected among all the pressure chambers 7b to 7h is released,
A voltage is applied to both ends of the piezoelectric element teeth 1a and 1i. For example, when an ink droplet is to be ejected from the nozzle holes 6b and 6d, the voltages applied to the respective wires of the piezoelectric element teeth 1b and 1d corresponding to the pressure chambers 7b and 7d are released.

【0032】上記の圧電素子歯1b及び1dの印加電圧
の除去により、圧電素子歯1b及び1dの−X方向の変
位が元に戻るため、それらに接着されている振動板2の
部分の形状が元の形状に戻ると同時に、また、両端圧電
素子歯1a及び1iへの電圧印加により、両端圧電素子
歯1a及び1iがそれぞれ図1、図2及び図4の縦方向
(±X方向)に収縮しようとする。
Since the displacement of the piezoelectric element teeth 1b and 1d in the -X direction returns to the original state by removing the voltage applied to the piezoelectric element teeth 1b and 1d, the shape of the portion of the diaphragm 2 adhered to them is changed. Simultaneously with the return to the original shape, and by applying a voltage to both ends of the piezoelectric element teeth 1a and 1i, the both ends of the piezoelectric element teeth 1a and 1i contract in the vertical directions (± X directions) of FIGS. 1, 2 and 4, respectively. try to.

【0033】 しかし、両端圧電素子歯1a及び1iの
上端面が固定ブロック4に固定されているため、両端圧
電素子歯1a及び1iは+X方向に変位する。それによ
り、圧電素子歯1b〜1hも+X方向に変位し、圧電素
子歯1b〜1hと振動板2との接着部分をX方向に変
位させる。
However, since the upper end surfaces of the both ends piezoelectric element teeth 1 a and 1 i are fixed to the fixed block 4, the both end piezoelectric element teeth 1 a and 1 i are displaced in the + X direction. Accordingly, the piezoelectric element teeth 1b to 1h are also displaced in the + X direction, and the bonding portion between the piezoelectric element teeth 1b to 1h and the diaphragm 2 is displaced in the + X direction.

【0034】従って、本実施例によれば、図4の横効果
を利用した圧電素子を用いた場合も、インク滴を吐出し
ようとするノズル孔を有する圧力室に対応した圧電素子
歯1b及び1dの上端面と接着されている振動板2の部
分が、最初の−X方向の変位から元の形状に戻り更に+
X方向へ変位することとなるため、振動板2にかかる負
荷を従来のものと変えずに、上記の振動板2の部分の変
位量を従来よりも大きくすることができる。
Therefore, according to this embodiment, even when the piezoelectric element utilizing the lateral effect shown in FIG. 4 is used, the piezoelectric element teeth 1b and 1d corresponding to the pressure chamber having the nozzle hole for ejecting the ink droplet are used. The portion of the diaphragm 2 adhered to the upper end surface returns to the original shape from the initial displacement in the −X direction, and
Since the displacement occurs in the X direction, the displacement amount of the portion of the diaphragm 2 can be made larger than that of the related art without changing the load applied to the diaphragm 2 to the conventional one.

【0035】従って、この場合も、圧電素子歯1b〜1
hと振動板2との接着面や圧力室境界壁と振動板2との
接着面が剥がれることはなく、振動板2と圧電素子歯1
b〜1hとの位置決めを容易、かつ、正確にでき、イン
ク滴を単一の圧電素子1により正確に吐出することがで
きる。
Therefore, also in this case, the piezoelectric element teeth 1b-1
h and the bonding surface between the pressure chamber boundary wall and the vibration plate 2 are not peeled off, and the vibration plate 2 and the piezoelectric element teeth 1 are not separated.
Positioning between b and 1h can be easily and accurately performed, and ink droplets can be accurately discharged by a single piezoelectric element 1.

【0036】なお、以上の実施例において、両端圧電素
子歯1a及び1iに印加する電圧は、両端圧電素子歯1
a及び1iのみ駆動させた時に、インク的が吐出されな
い範囲の電圧にする必要がある。
In the above embodiment, the voltage applied to the piezoelectric element teeth 1a and 1i is
When only a and 1i are driven, it is necessary to set the voltage within a range where ink is not ejected.

【0037】また、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、例えば両端圧電素子歯1a及び1iをそ
の他の中間位置にある圧電素子歯1b〜1hと長さを同
じにして、振動板2に接着固定するような構造としても
よい。ただし、この場合は圧電素子歯1a及び1iに接
着された振動板2部分の上部は固定ブロックで固定する
必要がある。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, when the length of the piezoelectric element teeth 1a and 1i at both ends is the same as the length of the piezoelectric element teeth 1b to 1h located at other intermediate positions, the vibration It may be configured to be fixed to the plate 2 by adhesion. However, in this case, the upper part of the vibration plate 2 bonded to the piezoelectric element teeth 1a and 1i needs to be fixed by a fixing block.

【0038】また、上記の実施例では、櫛歯状圧電素子
1全体を変位させる圧電素子歯は、圧電素子1の両端に
位置する両端圧電素子歯1a及び1iとしているが、本
発明は単一の圧電素子から形成されているものであれ
ば、この両端位置に限定されない。
In the above embodiment, the piezoelectric element teeth for displacing the entire comb-teeth-shaped piezoelectric element 1 are the two-end piezoelectric element teeth 1a and 1i located at both ends of the piezoelectric element 1. The position is not limited to these two end positions as long as it is formed from the above piezoelectric elements.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧電素子全体変位用圧電素子歯と圧電素子歯群とを順次
に独立して駆動することにより、インク滴を吐出しよう
とする圧力室に対応した位置に設けられた圧電素子歯に
固定された振動板部分を従来よりも大きく変位させるよ
うにしたため、振動板にかかる負荷を従来と同様とした
ままでインク滴を吐出しようとする圧力室の発生圧力を
大にすることができ、圧電素子歯と振動板との接着面の
剥れや他の振動板部分に与える悪影響を防止することが
できる。
As described above, according to the present invention,
Vibration fixed to the piezoelectric element teeth provided at positions corresponding to the pressure chambers where ink droplets are to be ejected by sequentially and independently driving the piezoelectric element teeth for whole piezoelectric element displacement and the piezoelectric element teeth group Because the plate portion is displaced more than before, the pressure generated in the pressure chamber for ejecting ink droplets can be increased while the load on the diaphragm remains the same as before, and the piezoelectric element teeth and Peeling of the adhesive surface with the diaphragm and adverse effects on other diaphragm portions can be prevented.

【0040】また、本発明では圧電素子全体変位用圧電
素子歯を、圧電素子歯群よりも長い長さで前記圧電素子
の両端に設け、その両端の圧電素子歯を圧力室形成部材
及び前記振動板のそれぞれに穿設した貫通孔を貫通させ
て上端面を固定ブロックに固定するようにしたため、圧
電素子歯群の位置決めを容易、かつ、正確に行うことが
できる。
In the present invention, the piezoelectric element teeth for displacing the entire piezoelectric element are provided at both ends of the piezoelectric element with a length longer than the piezoelectric element teeth group, and the piezoelectric element teeth at both ends are connected to the pressure chamber forming member and the vibration member. Since the upper end face is fixed to the fixed block by penetrating through holes formed in each of the plates, positioning of the piezoelectric element teeth group can be performed easily and accurately.

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

【図1】本発明の一実施例の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of one embodiment of the present invention.

【図3】図1の実施例の圧電素子に縦効果を利用した圧
電素子を用いたときの斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view when a piezoelectric element utilizing a longitudinal effect is used for the piezoelectric element of the embodiment of FIG. 1;

【図4】図1の実施例の圧電素子に横効果を利用した圧
電素子を用いたときの斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view when a piezoelectric element utilizing a lateral effect is used for the piezoelectric element of the embodiment of FIG. 1;

【図5】従来の一例の構成断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of an example of a conventional configuration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧電素子 1a、1i 圧電素子全体変位用両端圧電素子歯 1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h 圧電素子
歯 2 振動板 3 圧力形成部材 4 固定ブロック 5 振動板固定部材 6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h ノズル孔 7b、7c、7d、7e、7f、7g、7h 圧力室 9a、9b 貫通孔 11a、11b、21a、21b 内部電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric element 1a, 1i Both ends piezoelectric element teeth for overall displacement of piezoelectric element 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1h Piezoelectric element teeth 2 Vibrating plate 3 Pressure chamber forming member 4 Fixed block 5 Vibrating plate fixing member 6b, 6c , 6d, 6e, 6f, 6g, 6h Nozzle hole 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h Pressure chamber 9a, 9b Through-hole 11a, 11b, 21a, 21b Internal electrode

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 それぞれノズル孔を有する複数の圧力室
が、振動板の上面を一壁面として形成された圧力室形成
部材を、該振動板の上面に固定すると共に、該振動板の
下面に圧電素子の上端面を固定し、該圧電素子により該
振動板を変形させて前記圧力室内の圧力を高めて前記ノ
ズル孔よりインク滴を吐出させて印字するインクジェッ
ト式プリンタ用ヘッドにおいて、 前記圧電素子を、長手方向が平行で基部を共通とする複
数の櫛歯状圧電素子歯に形成すると共に、該複数の櫛歯
状圧電素子歯のうち前記複数の圧力室にそれぞれ対応す
る位置に上端面が位置するように形成された圧電素子歯
群と、該複数の櫛歯状圧電素子歯全体を変位させるため
に形成された圧電素子全体変位用圧電素子歯とからなる
構成とし、 前記複数の圧力室にそれぞれ対応する位置の前記振動板
の下面に前記圧電素子歯群の上端面を固定し、かつ、前
記複数の櫛歯状圧電素子歯をそれぞれ互いに独立に駆動
するための内部電極を設け、前記圧電素子全体変位用圧
電素子歯を前記圧電素子歯群とは独立して駆動制御し
て、前記圧電素子歯群全体を該圧電素子全体変位用圧電
素子歯と同一方向に変位させ、前記複数の圧力室内体積
を同時に変化させることを特徴とするインクジェット式
プリンタ用ヘッド。
A pressure chamber forming member having a plurality of pressure chambers each having a nozzle hole is formed on the upper surface of the diaphragm as one wall surface, and a pressure chamber forming member is fixed to the upper surface of the diaphragm, and a piezoelectric member is provided on the lower surface of the diaphragm. An ink jet printer head for fixing the upper end surface of the element, deforming the vibration plate by the piezoelectric element to increase the pressure in the pressure chamber, and ejecting ink droplets from the nozzle holes for printing, wherein the piezoelectric element is A plurality of comb-shaped piezoelectric element teeth whose longitudinal directions are parallel and have a common base, and an upper end face is located at a position corresponding to each of the plurality of pressure chambers among the plurality of comb-shaped piezoelectric element teeth. And a plurality of piezoelectric element teeth for whole piezoelectric element displacement formed for displacing the plurality of comb-teeth-shaped piezoelectric element teeth. Each An upper surface of the teeth of the piezoelectric element group is fixed to a lower surface of the diaphragm at a corresponding position, and an internal electrode is provided for driving the plurality of comb-shaped piezoelectric element teeth independently of each other; The whole displacement piezoelectric element teeth are driven and controlled independently of the piezoelectric element teeth group, and the whole piezoelectric element teeth group is displaced in the same direction as the piezoelectric element whole displacement piezoelectric element teeth. An ink jet printer head characterized by simultaneously changing the volume.
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