JP2962208B2 - インクジェットヘッド - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固形のインクを溶
融させてノズルから印刷用紙にインクを吐出して印刷を
行う、ホットメルト型のインクジェットヘッドであっ
て、そのインクジェットヘッドを構成する部材間の接着
強度を向上することができるものとして好適なものに関
する。
融させてノズルから印刷用紙にインクを吐出して印刷を
行う、ホットメルト型のインクジェットヘッドであっ
て、そのインクジェットヘッドを構成する部材間の接着
強度を向上することができるものとして好適なものに関
する。
【０００２】
【従来の技術】上記インクジェットヘッド（以下、ヘッ
ドと略称する）としては、ノズルが形成されたインク室
内に発熱素子が設けられており、その発熱素子を通電し
て加熱することにより、気泡を発生させ、その気泡によ
る圧力によりインクをノズルから吐出させる、いわゆる
サーマル方式のものが知られている。また、圧電材料で
形成された圧電膜と、この圧電膜に電圧を印加する電極
膜とを積層した圧電素子がインク室上に設けられてお
り、上記電極膜に電圧を印加することにより、上記圧電
素子に圧電効果を生じさせて変位させ、この変位により
上記インク室の容積を変化させてノズルからインクを吐
出させる、いわゆる圧電方式のものが知られている。
ドと略称する）としては、ノズルが形成されたインク室
内に発熱素子が設けられており、その発熱素子を通電し
て加熱することにより、気泡を発生させ、その気泡によ
る圧力によりインクをノズルから吐出させる、いわゆる
サーマル方式のものが知られている。また、圧電材料で
形成された圧電膜と、この圧電膜に電圧を印加する電極
膜とを積層した圧電素子がインク室上に設けられてお
り、上記電極膜に電圧を印加することにより、上記圧電
素子に圧電効果を生じさせて変位させ、この変位により
上記インク室の容積を変化させてノズルからインクを吐
出させる、いわゆる圧電方式のものが知られている。
【０００３】上記圧電方式のヘッドの構成について図を
参照して説明する。なお、従来のヘッドと本発明に係る
ヘッドとは、基本的な構成が同じであることら、便宜の
ために本発明に係るヘッドの構成を説明する図を用い
る。図２は、本発明に係るヘッドの部分断面説明図であ
り、図３は、図２に示すヘッドを側面方向から見た部分
断面説明図である。ダイアフラム（振動板）３４は、ア
ラミドフィルムで形成されており、その上面には、圧電
材料で形成された圧電素子３６が、接着層３７により接
着されている。ダイアフラム３４の下面には、ＰＥＳ
（ポリ・エーテル・サルフォン）で形成されたキャビテ
ィプレート３１が接着層３５により接着されている。
参照して説明する。なお、従来のヘッドと本発明に係る
ヘッドとは、基本的な構成が同じであることら、便宜の
ために本発明に係るヘッドの構成を説明する図を用い
る。図２は、本発明に係るヘッドの部分断面説明図であ
り、図３は、図２に示すヘッドを側面方向から見た部分
断面説明図である。ダイアフラム（振動板）３４は、ア
ラミドフィルムで形成されており、その上面には、圧電
材料で形成された圧電素子３６が、接着層３７により接
着されている。ダイアフラム３４の下面には、ＰＥＳ
（ポリ・エーテル・サルフォン）で形成されたキャビテ
ィプレート３１が接着層３５により接着されている。
【０００４】キャビティプレート３１内には、複数のイ
ンク室３０が形成されており、キャビティプレート３１
の下面には、ニッケルで形成されたノズルプレート３２
が接着層４８により接着されている。このノズルプレー
ト３２には、インクを吐出する複数のノズル３３が形成
されている。また、圧電素子３６の上面には、圧電素子
３６を支持する、アルミナで形成されたベースプレート
５０が接着層４９により接着されている。さらに、図３
に示すように、圧電素子３６の上面には、インク室３０
内のインクの溶融状態を保持するためのヒータ４２が設
けられている。そして、圧電素子３６を駆動させると、
図２（ｂ）に示すように、圧電素子３６の圧電効果によ
る変位により、ダイアフラム３４が下向きの凸状に変形
され、この変形によりインク室３０の容積が変化される
とともにインクが加圧され、インクがノズル３３から矢
印方向へ吐出される。
ンク室３０が形成されており、キャビティプレート３１
の下面には、ニッケルで形成されたノズルプレート３２
が接着層４８により接着されている。このノズルプレー
ト３２には、インクを吐出する複数のノズル３３が形成
されている。また、圧電素子３６の上面には、圧電素子
３６を支持する、アルミナで形成されたベースプレート
５０が接着層４９により接着されている。さらに、図３
に示すように、圧電素子３６の上面には、インク室３０
内のインクの溶融状態を保持するためのヒータ４２が設
けられている。そして、圧電素子３６を駆動させると、
図２（ｂ）に示すように、圧電素子３６の圧電効果によ
る変位により、ダイアフラム３４が下向きの凸状に変形
され、この変形によりインク室３０の容積が変化される
とともにインクが加圧され、インクがノズル３３から矢
印方向へ吐出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記各接着
層３５、３７、４８および４９を形成する接着剤には、
ある温度（たとえば、１２４℃）でガラス転移する性質
がある。したがって、上記ヘッドが、ヒータ４２によっ
て加熱されて、上記ガラス転移温度以上（たとえば、１
２５℃）になると、上記接着剤がガラス転移して軟化
し、接着強度が低下するという問題がある。つまり、ヘ
ッドを構成する各構成部材間に剥離が発生し、ヘッドの
耐久性が低下するという問題がある。特に、ダイアフラ
ム３４に対する、キャビティプレート３１および圧電素
子３７の接着強度が低下すると、その部分の剛性が低下
するため、圧電素子３６の変位が正確にダイアフラム３
４に伝達されなくなってインクの吐出性能が劣化し、印
字品質が低下するという問題が生じる。
層３５、３７、４８および４９を形成する接着剤には、
ある温度（たとえば、１２４℃）でガラス転移する性質
がある。したがって、上記ヘッドが、ヒータ４２によっ
て加熱されて、上記ガラス転移温度以上（たとえば、１
２５℃）になると、上記接着剤がガラス転移して軟化
し、接着強度が低下するという問題がある。つまり、ヘ
ッドを構成する各構成部材間に剥離が発生し、ヘッドの
耐久性が低下するという問題がある。特に、ダイアフラ
ム３４に対する、キャビティプレート３１および圧電素
子３７の接着強度が低下すると、その部分の剛性が低下
するため、圧電素子３６の変位が正確にダイアフラム３
４に伝達されなくなってインクの吐出性能が劣化し、印
字品質が低下するという問題が生じる。
【０００６】そこで、本発明は、上述した課題を解決す
るためになされたものであり、その目的とするところ
は、ヘッドの使用時において、ヘッドを構成する各部材
間の接着強度の低下を防止することにより、印字品質を
高めることができるインクジェットヘッドを提供するこ
とにある。
るためになされたものであり、その目的とするところ
は、ヘッドの使用時において、ヘッドを構成する各部材
間の接着強度の低下を防止することにより、印字品質を
高めることができるインクジェットヘッドを提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、請求項１に記載の発明では、振動板と、 こ
の振動板の一の面に取付けられており、圧電材料及びこ
の圧電材料に電圧を印加して圧電効果を生じさせる電極
からなる圧電素子と、前記振動板の他の面に取付けられ
ており、パラフィン系のワックスを主成分とする加熱溶
融されたホットメルトインクが充填されるインク室が内
部に形成されたキャビティプレートと、 このキャビティ
プレートに取付けられており、前記インク室に連通する
ノズルが形成されており、ニッケルで形成されたノズル
プレートと、前記圧電素子を前記キャビティプレートと
の対向面とは反対側の面で支持しており、アルミナで形
成されたベースプレートと、 前記圧電素子の上に設けら
れており、このインクジェットヘッドを使用時の温度が
１２７℃を超えない範囲で加熱することにより、前記イ
ンク室内のインクの溶融状態を保持するヒータと、を備
え、 前記圧電素子に電圧を印加した際の圧電効果によっ
て前記振動板を変位させ、その変位に伴って前記インク
室の容積を変化させ、その変化によって前記インク室内
のホットメルトインクを前記ノズルから吐出させるイン
クジェットヘッドにおいて、 前記振動板及び圧電素子
と、前記振動板及びキャビティプレートと、前記ノズル
プレート及びキャビティプレートと、前記ベースプレー
ト及び圧電素子とは、それぞれ１２７℃以上の温度でガ
ラス転移するエポキシ系接着剤により、接着されている
という技術的手段を採用する。
成するため、請求項１に記載の発明では、振動板と、 こ
の振動板の一の面に取付けられており、圧電材料及びこ
の圧電材料に電圧を印加して圧電効果を生じさせる電極
からなる圧電素子と、前記振動板の他の面に取付けられ
ており、パラフィン系のワックスを主成分とする加熱溶
融されたホットメルトインクが充填されるインク室が内
部に形成されたキャビティプレートと、 このキャビティ
プレートに取付けられており、前記インク室に連通する
ノズルが形成されており、ニッケルで形成されたノズル
プレートと、前記圧電素子を前記キャビティプレートと
の対向面とは反対側の面で支持しており、アルミナで形
成されたベースプレートと、 前記圧電素子の上に設けら
れており、このインクジェットヘッドを使用時の温度が
１２７℃を超えない範囲で加熱することにより、前記イ
ンク室内のインクの溶融状態を保持するヒータと、を備
え、 前記圧電素子に電圧を印加した際の圧電効果によっ
て前記振動板を変位させ、その変位に伴って前記インク
室の容積を変化させ、その変化によって前記インク室内
のホットメルトインクを前記ノズルから吐出させるイン
クジェットヘッドにおいて、 前記振動板及び圧電素子
と、前記振動板及びキャビティプレートと、前記ノズル
プレート及びキャビティプレートと、前記ベースプレー
ト及び圧電素子とは、それぞれ１２７℃以上の温度でガ
ラス転移するエポキシ系接着剤により、接着されている
という技術的手段を採用する。
【０００８】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載のインクジェットヘッドにおいて、前記接着剤による
接着層の厚みは、２０μｍであるという技術的手段を採
用する。
載のインクジェットヘッドにおいて、前記接着剤による
接着層の厚みは、２０μｍであるという技術的手段を採
用する。
【０００９】
【作用】請求項１および請求項２に記載の発明では、上
記インクジェットヘッドを構成する振動板及び圧電素子
と、振動板及びキャビティプレートと、ノズルプレート
及びキャビティプレートと、ベースプレート及び圧電素
子とは、それぞれ１２７ ℃以上の温度でガラス転移する
エポキシ系接着剤により接着されているため、上記ヒー
タによる加熱によって上記インクジェットヘッドの使用
時の温度が１２７℃近くまで上昇しても、接着剤のガラ
ス転移によって接着部分の接着強度が低下し、インクの
吐出性能が劣化するのを防止することができる。しか
も、エポキシ系接着剤であるため、上記インクと反応し
難く、たとえば、シリコン系接着剤のように、インクに
シリコンが溶けだして、印字品質が劣化するのを防止す
ることができる。したがって、ヘッドの印字品質を高め
ることができる。
記インクジェットヘッドを構成する振動板及び圧電素子
と、振動板及びキャビティプレートと、ノズルプレート
及びキャビティプレートと、ベースプレート及び圧電素
子とは、それぞれ１２７ ℃以上の温度でガラス転移する
エポキシ系接着剤により接着されているため、上記ヒー
タによる加熱によって上記インクジェットヘッドの使用
時の温度が１２７℃近くまで上昇しても、接着剤のガラ
ス転移によって接着部分の接着強度が低下し、インクの
吐出性能が劣化するのを防止することができる。しか
も、エポキシ系接着剤であるため、上記インクと反応し
難く、たとえば、シリコン系接着剤のように、インクに
シリコンが溶けだして、印字品質が劣化するのを防止す
ることができる。したがって、ヘッドの印字品質を高め
ることができる。
【００１０】特に、上記接着剤による接着層の厚みは、
請求項２に記載するように、２０μｍであることが望ま
しい。 それは、後述する発明の実施の形態に記載するよ
うに、接着層を２０μｍの厚みで形成することが、各構
成部材間の高い接着強度の維持と熱応力の吸収とを両立
させる上で最も望ましいことが分かったからである。
請求項２に記載するように、２０μｍであることが望ま
しい。 それは、後述する発明の実施の形態に記載するよ
うに、接着層を２０μｍの厚みで形成することが、各構
成部材間の高い接着強度の維持と熱応力の吸収とを両立
させる上で最も望ましいことが分かったからである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図を参照して説明する。なお、本実施の形態では、
ホットメルト型のインクジェットプリンタに用いられる
インクジェットヘッドのうち、複数色のインクを吐出し
てカラー印字を行うカラーインクジェットプリンタ（以
下、プリンタと略称する）に用いられるインクジェット
ヘッド（以下、ヘッドと略称する）を代表に説明する。
まず、上記プリンタの機構について説明する。図１は、
上記プリンタの一部機構を取り出して示す外観斜視図で
ある。
いて図を参照して説明する。なお、本実施の形態では、
ホットメルト型のインクジェットプリンタに用いられる
インクジェットヘッドのうち、複数色のインクを吐出し
てカラー印字を行うカラーインクジェットプリンタ（以
下、プリンタと略称する）に用いられるインクジェット
ヘッド（以下、ヘッドと略称する）を代表に説明する。
まず、上記プリンタの機構について説明する。図１は、
上記プリンタの一部機構を取り出して示す外観斜視図で
ある。
【００１２】図１に示すように、上記プリンタには、印
字ヘッド１０が設けられている。この印字ヘッド１０
は、イエローインクを吐出するイエロー用ヘッド１１、
マゼンタインクを吐出するマゼンタ用ヘッド１２、シア
ンインクを吐出するシアン用ヘッド１３、およびブラッ
クインクを吐出するブラック用ヘッド１４とから構成さ
れる。また、各ヘッド１１ないし１４には、固形インク
が収容されるインクタンク（図示省略）がそれぞれ設け
られている。
字ヘッド１０が設けられている。この印字ヘッド１０
は、イエローインクを吐出するイエロー用ヘッド１１、
マゼンタインクを吐出するマゼンタ用ヘッド１２、シア
ンインクを吐出するシアン用ヘッド１３、およびブラッ
クインクを吐出するブラック用ヘッド１４とから構成さ
れる。また、各ヘッド１１ないし１４には、固形インク
が収容されるインクタンク（図示省略）がそれぞれ設け
られている。
【００１３】印字ヘッド１０は、キャリッジ２１の上に
搭載されており、そのキャリッジ２１には、印刷用紙２
０の幅方向に設けられたガイド軸２２が挿通されてい
る。キャリッジ２１は、ガイド軸２２に沿ってその下方
に設けられた無端ベルト２３に取り付けられており、そ
の無端ベルト２３は、モータ２４のプーリ２５に掛けら
れている。つまり、キャリッジ２１は、モータ２４の回
転により、ガイド軸２２に沿って印刷用紙２０の幅方向
に往復動するようになっている。
搭載されており、そのキャリッジ２１には、印刷用紙２
０の幅方向に設けられたガイド軸２２が挿通されてい
る。キャリッジ２１は、ガイド軸２２に沿ってその下方
に設けられた無端ベルト２３に取り付けられており、そ
の無端ベルト２３は、モータ２４のプーリ２５に掛けら
れている。つまり、キャリッジ２１は、モータ２４の回
転により、ガイド軸２２に沿って印刷用紙２０の幅方向
に往復動するようになっている。
【００１４】また、ガイド軸２２に沿ってその下方に
は、複数のスリット（目盛）が印されたタイミングスリ
ット２６が設けられている。また、キャリッジ２１の前
面下部には、タイミングスリット２６に印されたスリッ
トの数を読み取るエンコーダ素子２７が設けられてい
る。なお、印刷用紙２０は、紙送りモータ（図示省略）
により回転される給紙ローラ（図示省略）と、この給紙
ローラと対に設けられた押さえローラ２８、２８との間
に挾まれて上下方向に送られる。
は、複数のスリット（目盛）が印されたタイミングスリ
ット２６が設けられている。また、キャリッジ２１の前
面下部には、タイミングスリット２６に印されたスリッ
トの数を読み取るエンコーダ素子２７が設けられてい
る。なお、印刷用紙２０は、紙送りモータ（図示省略）
により回転される給紙ローラ（図示省略）と、この給紙
ローラと対に設けられた押さえローラ２８、２８との間
に挾まれて上下方向に送られる。
【００１５】次に、各ヘッド１１ないし１４の構造につ
いて図２ないし図４を参照して説明する。なお、各ヘッ
ド１１ないし１４の構造は、それぞれ同じであるため、
ここではヘッド１１を代表に説明する。図２は、ヘッド
１１の部分断面説明図であり、図面下方が、印刷用紙２
０（図１参照）に対向する面である。図３は、図２に示
すヘッド１１を側面方向から見た断面図であって、ベー
スプレート部分を省略して示すものである。
いて図２ないし図４を参照して説明する。なお、各ヘッ
ド１１ないし１４の構造は、それぞれ同じであるため、
ここではヘッド１１を代表に説明する。図２は、ヘッド
１１の部分断面説明図であり、図面下方が、印刷用紙２
０（図１参照）に対向する面である。図３は、図２に示
すヘッド１１を側面方向から見た断面図であって、ベー
スプレート部分を省略して示すものである。
【００１６】図２に示すように、ヘッド１１には、イン
クを収容する複数のインク室（キャビティ）３０が設け
られており、各インク室３０は、キャビティプレート３
１によってそれぞれ仕切られている。各インク室３０お
よび各キャビティプレート３１の下面には、ノズルプレ
ート３２が接着層４８によって接着されており、このノ
ズルプレート３２には、インクを吐出する複数のノズル
３３が貫通形成されている。各インク室３０および各キ
ャビティプレート３１の上面には、ダイアフラム（振動
板）３４が接着層３５によって接着されている。
クを収容する複数のインク室（キャビティ）３０が設け
られており、各インク室３０は、キャビティプレート３
１によってそれぞれ仕切られている。各インク室３０お
よび各キャビティプレート３１の下面には、ノズルプレ
ート３２が接着層４８によって接着されており、このノ
ズルプレート３２には、インクを吐出する複数のノズル
３３が貫通形成されている。各インク室３０および各キ
ャビティプレート３１の上面には、ダイアフラム（振動
板）３４が接着層３５によって接着されている。
【００１７】なお、本実施の形態では、インク室３０
は、図２（ａ）において、幅０．２２ｍｍ、高さ０．１
５ｍｍであり、キャビティプレート３１は、ＰＥＳによ
り、幅０．１１９ｍｍ、厚み２．５ｍｍに形成されてい
る。また、ノズルプレート３２は、ニッケルで形成され
ており、ノズル３３の下面は、直径５５μｍである。さ
らに、ダイアフラム３４は、アラミドフィルムにより、
９μｍの厚みに形成されており、熱膨張係数は、２×１
０-6である。キャビティプレート３１の熱膨張係数は、
２５×１０-6であり、ノズルプレート３２の熱膨張係数
は、１４×１０-6である。
は、図２（ａ）において、幅０．２２ｍｍ、高さ０．１
５ｍｍであり、キャビティプレート３１は、ＰＥＳによ
り、幅０．１１９ｍｍ、厚み２．５ｍｍに形成されてい
る。また、ノズルプレート３２は、ニッケルで形成され
ており、ノズル３３の下面は、直径５５μｍである。さ
らに、ダイアフラム３４は、アラミドフィルムにより、
９μｍの厚みに形成されており、熱膨張係数は、２×１
０-6である。キャビティプレート３１の熱膨張係数は、
２５×１０-6であり、ノズルプレート３２の熱膨張係数
は、１４×１０-6である。
【００１８】図２に示すように、ダイアフラム３４の上
面には、板状の複数のエネルギー発生素子としての圧電
素子３６が、接着層３７によって接着されており、各圧
電素子３６の上には、圧電素子３６を支持するベースプ
レート５０が接着層４９によって接着されている。ま
た、このベースプレート５０の後方には、図３に示すよ
うに、インク流入孔３９を形成するマニホールドプレー
ト３８が取付けられており、インク流入孔３９の下方に
は、インク室３０に連通するマニホールド４０が形成さ
れている。また、各圧電素子３６の上面には、インク室
３０内のインクの溶融状態を保持する加熱手段としての
ヒータ４２が設けられている。また、図３において４１
で示す部分が、活性部、つまり、圧電素子３６が、圧電
効果を発生して変位を生じる部分である。
面には、板状の複数のエネルギー発生素子としての圧電
素子３６が、接着層３７によって接着されており、各圧
電素子３６の上には、圧電素子３６を支持するベースプ
レート５０が接着層４９によって接着されている。ま
た、このベースプレート５０の後方には、図３に示すよ
うに、インク流入孔３９を形成するマニホールドプレー
ト３８が取付けられており、インク流入孔３９の下方に
は、インク室３０に連通するマニホールド４０が形成さ
れている。また、各圧電素子３６の上面には、インク室
３０内のインクの溶融状態を保持する加熱手段としての
ヒータ４２が設けられている。また、図３において４１
で示す部分が、活性部、つまり、圧電素子３６が、圧電
効果を発生して変位を生じる部分である。
【００１９】なお、本実施の形態では、図２（ａ）にお
いて、圧電素子３６は、圧電材料、たとえばＰＺＴなど
により、幅０．０８ｍｍ、厚み０．５ｍｍに形成されて
いる。また、キャビティプレート３１の中心間のピッチ
は、０．３３９ｍｍであり、インク流入孔３９の直径
は、２．０ｍｍである。さらに、マニホールド４０の深
さは、１．５ｍｍ、幅は２．０ｍｍであり、活性部４１
の幅は、４．０ｍｍである。圧電素子３６の熱膨張係数
は、２×１０-6であり、ベースプレート５０の熱膨張係
数は、５×１０-6である。
いて、圧電素子３６は、圧電材料、たとえばＰＺＴなど
により、幅０．０８ｍｍ、厚み０．５ｍｍに形成されて
いる。また、キャビティプレート３１の中心間のピッチ
は、０．３３９ｍｍであり、インク流入孔３９の直径
は、２．０ｍｍである。さらに、マニホールド４０の深
さは、１．５ｍｍ、幅は２．０ｍｍであり、活性部４１
の幅は、４．０ｍｍである。圧電素子３６の熱膨張係数
は、２×１０-6であり、ベースプレート５０の熱膨張係
数は、５×１０-6である。
【００２０】各接着層３５、３７、４８および４９に
は、ガラス転移温度Ｔｇ＝１２７℃のエポキシ系接着剤
を用いる。つまり、ヘッドの使用時の温度が１２５℃で
ある場合の接着剤のガラス転移による軟化を防止する。
また、本発明者の実験によれば、各接着層は、２０μｍ
の厚みで形成することが、各構成部材間の高い接着強度
の維持と熱応力の吸収とを両立させる上で最も望ましい
ことが分かった。さらに、エポキシ系接着剤は、上記イ
ンクと反応し難く、たとえば、シリコン系接着剤のよう
に、インクにシリコンが溶けだして、樹脂製シートなど
に印刷する場合に印刷部分の輪郭がぼけるのを防止する
ことができる。
は、ガラス転移温度Ｔｇ＝１２７℃のエポキシ系接着剤
を用いる。つまり、ヘッドの使用時の温度が１２５℃で
ある場合の接着剤のガラス転移による軟化を防止する。
また、本発明者の実験によれば、各接着層は、２０μｍ
の厚みで形成することが、各構成部材間の高い接着強度
の維持と熱応力の吸収とを両立させる上で最も望ましい
ことが分かった。さらに、エポキシ系接着剤は、上記イ
ンクと反応し難く、たとえば、シリコン系接着剤のよう
に、インクにシリコンが溶けだして、樹脂製シートなど
に印刷する場合に印刷部分の輪郭がぼけるのを防止する
ことができる。
【００２１】次に、上記圧電素子３６の構造について図
４を参照して説明する。図４は、圧電素子３６の構造を
示す部分断面説明図である。図４に示すように、圧電素
子３６は、圧電材料で形成された膜状の圧電膜４３と、
膜状の電極膜（内部電極）４４とを、圧電膜４３の分極
方向を揃えて交互に積層して形成されている。図４では
省略してあるが、実際には、１０層ないし２０層の積層
構造となっており、両端面には、端面電極４５および４
６が形成されている。なお、本実施の形態では、圧電膜
４３の厚みは、約３０μｍである。また、電極膜４４、
端面電極４５および４６は、銀パラジウム（銀７０％、
パラジウム３０％）により、２ないし３μｍの厚みに形
成されている。
４を参照して説明する。図４は、圧電素子３６の構造を
示す部分断面説明図である。図４に示すように、圧電素
子３６は、圧電材料で形成された膜状の圧電膜４３と、
膜状の電極膜（内部電極）４４とを、圧電膜４３の分極
方向を揃えて交互に積層して形成されている。図４では
省略してあるが、実際には、１０層ないし２０層の積層
構造となっており、両端面には、端面電極４５および４
６が形成されている。なお、本実施の形態では、圧電膜
４３の厚みは、約３０μｍである。また、電極膜４４、
端面電極４５および４６は、銀パラジウム（銀７０％、
パラジウム３０％）により、２ないし３μｍの厚みに形
成されている。
【００２２】さらに、本実施の形態では、上記インクと
して、パラフィン系のワックスを主成分とし、Ａ：軟化
点５６°Ｃないし５８°Ｃ、融点６９°Ｃないし７１
℃、Ｂ：軟化点６２°Ｃないし６４°Ｃ、融点７６°Ｃ
ないし７８℃、Ｃ：軟化点８１°Ｃないし８６°Ｃ、融
点９２°Ｃないし９４℃のうちのいずれかを、プリンタ
の使用温度での粘度（たとえば、２〜５０ｃｐｓ）、表
面張力、印字後の色度、彩度などを考慮して選択して用
いる。
して、パラフィン系のワックスを主成分とし、Ａ：軟化
点５６°Ｃないし５８°Ｃ、融点６９°Ｃないし７１
℃、Ｂ：軟化点６２°Ｃないし６４°Ｃ、融点７６°Ｃ
ないし７８℃、Ｃ：軟化点８１°Ｃないし８６°Ｃ、融
点９２°Ｃないし９４℃のうちのいずれかを、プリンタ
の使用温度での粘度（たとえば、２〜５０ｃｐｓ）、表
面張力、印字後の色度、彩度などを考慮して選択して用
いる。
【００２３】そして、図示しないヘッド駆動回路から上
記各電極膜４４に電圧が印加されると、各圧電膜４３に
圧電効果が生じ、図２（ｂ）に示すように、ダイアフラ
ム３４が下向きの凸状に湾曲し、インク室３０が加圧さ
れてインクがノズル３３から吐出される。なお、各ヘッ
ド１１ないし１４を単独で駆動させて単色の印字を行う
他、各ヘッド１１ないし１４を適宜選択して駆動させ
て、複数のインクを重ねて吐出することにより、中間色
の印字を行う。
記各電極膜４４に電圧が印加されると、各圧電膜４３に
圧電効果が生じ、図２（ｂ）に示すように、ダイアフラ
ム３４が下向きの凸状に湾曲し、インク室３０が加圧さ
れてインクがノズル３３から吐出される。なお、各ヘッ
ド１１ないし１４を単独で駆動させて単色の印字を行う
他、各ヘッド１１ないし１４を適宜選択して駆動させ
て、複数のインクを重ねて吐出することにより、中間色
の印字を行う。
【００２４】次に、上記ヘッド１１を構成する複数の構
成部材のうち、熱膨張率差の大きい構成部材の代表とし
て、圧電素子３６とベースプレート５０との剥離試験の
結果について図５に示す表を参照して説明する。なお、
本剥離試験は、２０ｍｍ×２０ｍｍ×ｔ１ｍｍのベース
プレートとしてのアルミナプレート上の中央に、５×４
０ｍｍの圧電素子としてのＰＺＴプレートを接着し、そ
のアルミナプレートの四隅にワイヤーを取付け、１２５
℃の温度のもとで、そのワイヤーを引張りばね秤によ
り、剥離したときの荷重を測定して行った。また、接着
剤としては、Ｔｇ＝７９°Ｃのもの（低Ｔｇ）と１２５
℃以上のもの（高Ｔｇ）との２種類を厚み２０μｍでス
タンピングして用いた。
成部材のうち、熱膨張率差の大きい構成部材の代表とし
て、圧電素子３６とベースプレート５０との剥離試験の
結果について図５に示す表を参照して説明する。なお、
本剥離試験は、２０ｍｍ×２０ｍｍ×ｔ１ｍｍのベース
プレートとしてのアルミナプレート上の中央に、５×４
０ｍｍの圧電素子としてのＰＺＴプレートを接着し、そ
のアルミナプレートの四隅にワイヤーを取付け、１２５
℃の温度のもとで、そのワイヤーを引張りばね秤によ
り、剥離したときの荷重を測定して行った。また、接着
剤としては、Ｔｇ＝７９°Ｃのもの（低Ｔｇ）と１２５
℃以上のもの（高Ｔｇ）との２種類を厚み２０μｍでス
タンピングして用いた。
【００２５】図５の表に示すように、低Ｔｇの接着剤の
場合は、最高でも８０ｇで剥離したのに対して、高Ｔｇ
の接着剤の場合は、１３０ｇ以上でないと剥離しなかっ
たことが分る。つまり、上記高Ｔｇの接着剤を用いれ
ば、ヘッドの温度が１２５℃に加熱された場合であって
も、大きな接着強度を保つことができるため、耐久性に
富み、インクの吐出性能が劣化するのを防止することが
できる。したがって、そのヘッドをプリンタに適用する
ことにより、耐久性に富み、印字品質の高いプリンタを
実現することができる。
場合は、最高でも８０ｇで剥離したのに対して、高Ｔｇ
の接着剤の場合は、１３０ｇ以上でないと剥離しなかっ
たことが分る。つまり、上記高Ｔｇの接着剤を用いれ
ば、ヘッドの温度が１２５℃に加熱された場合であって
も、大きな接着強度を保つことができるため、耐久性に
富み、インクの吐出性能が劣化するのを防止することが
できる。したがって、そのヘッドをプリンタに適用する
ことにより、耐久性に富み、印字品質の高いプリンタを
実現することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上記述したように請求項１および請求
項２に記載の発明によれば、上記インクジェットヘッド
を構成する振動板及び圧電素子と、振動板及びキャビテ
ィプレートと、ノズルプレート及びキャビティプレート
と、ベースプレート及び圧電素子とは、それぞれ１２７
℃以上の温度でガラス転移するエポキシ系接着剤により
接着されているため、上記ヒータによる加熱によって上
記インクジェットヘッドの使用時の温度が１２７℃近く
まで上昇しても、接着剤のガラス転移によって接着部分
の接着強度が低下し、インクの吐出性能が劣化するのを
防止することができる。しかも、エポキシ系接着剤であ
るため、上記インクと反応し難く、たとえば、シリコン
系接着剤のように、インクにシリコンが溶けだして、印
字品質が劣化するのを防止することができる。したがっ
て、ヘッドの印字品質を高めることができる。
項２に記載の発明によれば、上記インクジェットヘッド
を構成する振動板及び圧電素子と、振動板及びキャビテ
ィプレートと、ノズルプレート及びキャビティプレート
と、ベースプレート及び圧電素子とは、それぞれ１２７
℃以上の温度でガラス転移するエポキシ系接着剤により
接着されているため、上記ヒータによる加熱によって上
記インクジェットヘッドの使用時の温度が１２７℃近く
まで上昇しても、接着剤のガラス転移によって接着部分
の接着強度が低下し、インクの吐出性能が劣化するのを
防止することができる。しかも、エポキシ系接着剤であ
るため、上記インクと反応し難く、たとえば、シリコン
系接着剤のように、インクにシリコンが溶けだして、印
字品質が劣化するのを防止することができる。したがっ
て、ヘッドの印字品質を高めることができる。
【００２７】特に、請求項２に記載の発明によれば、上
記接着剤による接着層の厚みは、２０μｍであるため、
各構成部材間の高い接着強度の維持と熱応力の吸収とを
両立させることができる。
記接着剤による接着層の厚みは、２０μｍであるため、
各構成部材間の高い接着強度の維持と熱応力の吸収とを
両立させることができる。
【図１】本発明実施の形態に係るプリンタの一部機構を
取り出して示す外観斜視図である。
取り出して示す外観斜視図である。
【図２】図１に示すヘッド１１の部分断面説明図であ
る。
る。
【図３】図２に示すヘッド１１の縦断面図である。
【図４】圧電素子３６の構造を示す部分断面説明図であ
る。
る。
【図５】圧電素子３６とベースプレート５０との剥離試
験の結果を示す表である。
験の結果を示す表である。
１０ ヘッド ３０ インク室 ３１ キャビティプレート ３２ ノズルプレート ３３ ノズル ３４ ダイアフラム ３５ 接着層 ３６ 圧電素子 ３７ 接着層 ４２ ヒータ ４３ 圧電膜 ４４ 電極膜 ４８ 接着層 ４９ 接着層 ５０ ベースプレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/015 B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16
Claims (2)
- 【請求項１】 振動板と、 この振動板の一の面に取付けられており、圧電材料及び
この圧電材料に電圧を印加して圧電効果を生じさせる電
極からなる圧電素子と、 前記振動板の他の面に取付けられており、パラフィン系
のワックスを主成分とする加熱溶融されたホットメルト
インクが充填されるインク室が内部に形成されたキャビ
ティプレートと、 このキャビティプレートに取付けられており、前記イン
ク室に連通するノズルが形成されており、ニッケルで形
成されたノズルプレートと、 前記圧電素子を前記キャビティプレートとの対向面とは
反対側の面で支持しており、アルミナで形成されたベー
スプレートと、 前記圧電素子の上に設けられており、このインクジェッ
トヘッドを使用時の温度が１２７℃を超えない範囲で加
熱することにより、前記インク室内のインクの溶融状態
を保持するヒータと、を備え、 前記圧電素子に電圧を印加した際の圧電効果によって前
記振動板を変位させ、その変位に伴って前記インク室の
容積を変化させ、その変化によって前記インク室内のホ
ットメルトインクを前記ノズルから吐出させる インクジ
ェットヘッドにおいて、前記振動板及び圧電素子と、前記振動板及びキャビティ
プレートと、前記ノズルプレート及びキャビティプレー
トと、前記ベースプレート及び圧電素子とは、それぞれ
１２７℃以上の温度でガラス転移するエポキシ系接着剤
により、 接着されていることを特徴とするインクジェッ
トヘッド。 - 【請求項２】 前記接着剤による接着層の厚みは、２０
μｍであることを特徴とする請求項１に記載のインクジ
ェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32654795A JP2962208B2 (ja) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32654795A JP2962208B2 (ja) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | インクジェットヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09141847A JPH09141847A (ja) | 1997-06-03 |
| JP2962208B2 true JP2962208B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=18189053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32654795A Expired - Fee Related JP2962208B2 (ja) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2962208B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1110861A (ja) | 1997-06-19 | 1999-01-19 | Brother Ind Ltd | インクジェットプリンタヘッド |
-
1995
- 1995-11-20 JP JP32654795A patent/JP2962208B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09141847A (ja) | 1997-06-03 |
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