JP3180699B2 - Inkjet recording head - Google Patents
Inkjet recording headInfo
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- JP3180699B2 JP3180699B2 JP347197A JP347197A JP3180699B2 JP 3180699 B2 JP3180699 B2 JP 3180699B2 JP 347197 A JP347197 A JP 347197A JP 347197 A JP347197 A JP 347197A JP 3180699 B2 JP3180699 B2 JP 3180699B2
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- recording head
- piezoelectric material
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14491—Electrical connection
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電セラミックス
の隔壁により隔てられた互いに並行する複数のチャンネ
ルを有し、前記チャンネルの内壁に形成された信号電極
への駆動電圧に応じて、前記隔壁を変形せしめ、その変
形にともなって前記チャンネル内に充填されているイン
クをそのチャンネルに連通したノズルより選択的に突出
せしめるインクジェット記録ヘッドに関するもので、特
に、前記チャンネル内に充填されているインクを所定の
温度に保持する加熱手段に特徴を有するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention has a plurality of parallel channels separated by a partition made of piezoelectric ceramics, and the partition is formed in accordance with a driving voltage to a signal electrode formed on an inner wall of the channel. The present invention relates to an ink jet recording head that deforms and selectively projects ink filled in the channel from a nozzle communicating with the channel in accordance with the deformation. It is characterized by the heating means for maintaining the temperature at the temperature.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、例えば特開昭６３−２５２７
５０号公報に開示のようにインク吐出原理として圧電素
子のせん断モード変形を利用したインクジェット記録装
置が考えられている。この構成は図３に示すように、大
きく圧電セラミックスのアクチュエータ部材１とカバー
プレート３とノズルプレート２とプリント配線板１６と
から構成されている。そのアクチュエータ部材１には、
ダイヤモンドプレード等により切削加工された互いに並
行する複数のチャンネル９が形成されている。また、そ
のチャンネル９の隔壁１０は溝深さ方向に分極処理を施
されている。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-2527
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 50, an ink jet recording apparatus using a shear mode deformation of a piezoelectric element as an ink ejection principle has been considered. As shown in FIG. 3, this configuration mainly includes an actuator member 1 made of piezoelectric ceramics, a cover plate 3, a nozzle plate 2, and a printed wiring board 16. The actuator member 1 includes:
A plurality of mutually parallel channels 9 cut by a diamond blade or the like are formed. The partition wall 10 of the channel 9 is subjected to polarization processing in the groove depth direction.
【０００３】それらのチャンネル９は同じ深さであり、
かつ平行で、チャンネル９の深さは、図４に示すように
アクチュエータ部材１の後端面１１に近づくに従い次第
に浅くなっており、後端面１１付近にはチャンネルの浅
い領域が形成されている。そして、各チャンネル９の両
隔壁１０の上側半分には信号電極４がスパッタリングや
蒸着等によって形成されている。The channels 9 are of the same depth,
4, the depth of the channel 9 gradually becomes shallower toward the rear end face 11 of the actuator member 1 as shown in FIG. 4, and a shallow region of the channel is formed near the rear end face 11. The signal electrode 4 is formed on the upper half of each of the partitions 10 of each channel 9 by sputtering, vapor deposition, or the like.
【０００４】また、チャンネル９の浅い領域においても
同様に側面及び底面に信号電極４がスパッタリングや蒸
着等によって形成されている。これによりチャンネル９
の両側面に形成された信号電極４はチャンネルの浅い領
域の底面に形成された信号電極４によって電気的に接続
されている。In the shallow region of the channel 9, the signal electrode 4 is similarly formed on the side and bottom surfaces by sputtering or vapor deposition. This makes channel 9
Are electrically connected by the signal electrodes 4 formed on the bottom surface of the shallow region of the channel.
【０００５】次に、カバープレート３は、セラミックス
材料または樹脂材料等から形成されている。このカバー
プレート３には、研削または切削加工等によって、イン
ク供給口８及びマニホールド７が形成されている。そし
て、アクチュエータ部材１のチャンネル９の加工側の面
とカバープレート３のマニホールド７の加工側の面とを
エポキシ系接着剤１２によって接着する（図４）。この
ようにして、インクジェットヘッドにはチャンネル９の
上面が覆われて横方向に同じ間隔を有する複数のインク
流路としてのチャンネル９が構成される。そのチャンネ
ル９は長方形断面の細長い形状であり、全てのチャンネ
ル内には、インク供給口８からインクが充填される。Next, the cover plate 3 is formed of a ceramic material or a resin material. The cover plate 3 has an ink supply port 8 and a manifold 7 formed by grinding or cutting. Then, the processing-side surface of the channel 9 of the actuator member 1 and the processing-side surface of the manifold 7 of the cover plate 3 are bonded with an epoxy-based adhesive 12 (FIG. 4). In this manner, the ink jet head is formed with a plurality of channels 9 as a plurality of ink flow paths having the same space in the horizontal direction by covering the upper surface of the channel 9. The channels 9 have an elongated shape with a rectangular cross section, and all the channels are filled with ink from the ink supply ports 8.
【０００６】図３に示すように、アクチュエータ部材１
及びカバープレート３の端面に、各チャンネル９の位置
に対応した位置にノズル５が位置するようにノズルプレ
ート２が接着されている。このノズルプレート２はポリ
イミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポ
リエーテルスルホン、ポリカーボネイト等のプラスチッ
クによって形成されている。[0006] As shown in FIG.
The nozzle plate 2 is bonded to the end face of the cover plate 3 such that the nozzle 5 is located at a position corresponding to the position of each channel 9. The nozzle plate 2 is formed of a plastic such as polyimide, polyetherimide, polyetherketone, polyethersulfone, and polycarbonate.
【０００７】そして、アクチュエータ部材１のチャンネ
ル９と反対側の面には、プリント配線板などの回路基板
１６がエポキシ系接着剤等によって接着されている。そ
の回路基板１６には各チャンネルへの駆動電圧を発生す
る電気回路および各チャンネルの位置に対応した位置
に、それぞれの駆動電圧を出力する導電性パターン１２
が形成されている。その各導電性パターン１２とチャン
ネルの浅い領域の底面に形成した信号電極４はボンディ
ングワイヤー１３でそれぞれ接続されている。[0007] A circuit board 16 such as a printed wiring board is adhered to the surface of the actuator member 1 opposite to the channel 9 by an epoxy adhesive or the like. The circuit board 16 includes an electric circuit for generating a drive voltage for each channel and a conductive pattern 12 for outputting each drive voltage at a position corresponding to the position of each channel.
Are formed. Each conductive pattern 12 is connected to a signal electrode 4 formed on the bottom surface of a shallow channel region by a bonding wire 13.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のよ
うな従来の構成では、電源投入後や、長時間の待機状態
が続いた後は、インク滴吐出速度が一定でなく、印字品
位が低下するという問題があった。これは、インクの粘
度が温度に依存しており、温度が低いほどその粘度が高
くなるためである。However, in the above-described conventional configuration, after the power is turned on or after a long standby state, the ink droplet ejection speed is not constant, and the print quality deteriorates. There was a problem. This is because the viscosity of the ink depends on the temperature, and the lower the temperature, the higher the viscosity.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のインクジェット記録ヘッドは、板状の圧電
材料の一方の表面に隔壁により隔てられた互いに並行す
る複数のチャンネルを有し、前記チャンネルの内壁に形
成された信号電極への駆動電圧に応じて、前記隔壁を変
形せしめ、その変形にともなって前記チャンネル内に充
填されているインクをそのチャンネルに連通したノズル
より選択的に突出せしめるインクジェット記録ヘッドに
おいて、前記板状の圧電材料の他方の面に凹部を形成
し、前記駆動電圧を発生する駆動回路が形成された回路
基板上に電気発熱体を突出して設け、その電気発熱体が
前記凹部内に位置するように、前記回路基板を前記板状
の圧電材料の他方の面に固定したことを特徴とするもの
であり、この構成によれば、インクの液温が低いときに
は、電気発熱体がよりチャンネルに近づいた状態でチャ
ンネル内のインクを加熱し、インクの吐出特性を素早く
向上させることができる。また、加熱用の電気発熱体
は、駆動電圧を発生する駆動回路が形成された回路基板
上に配置されているため、特に、電気発熱体のための配
線を施すこともないものである。In order to solve the above-mentioned problems, an ink jet recording head according to the present invention has a plurality of parallel channels separated by a partition on one surface of a plate-like piezoelectric material, The partition is deformed in accordance with the drive voltage to the signal electrode formed on the inner wall of the channel, and the ink filled in the channel is selectively projected from the nozzle communicating with the channel according to the deformation. In the ink jet recording head, a recess is formed in the other surface of the plate-shaped piezoelectric material, and an electric heating element is provided so as to protrude on a circuit board on which a driving circuit for generating the driving voltage is formed. Wherein the circuit board is fixed to the other surface of the plate-shaped piezoelectric material so that is located in the concave portion. Lever, when the lower liquid temperature of the ink, the ink in the channel is heated in a state where the electric heating element is approaching more channels can be quickly improved discharge characteristics of the ink. Further, since the electric heating element for heating is arranged on the circuit board on which the drive circuit for generating the driving voltage is formed, it is not particularly necessary to provide wiring for the electric heating element.
【００１０】[0010]
（実施の形態）以下に、本発明の請求項１に記載された
発明の実施の形態について、図１および２を用いて説明
する。なお、図３，４で示した従来例と実質的に同一な
構成部品には同一符号を付している。(Embodiment) An embodiment of the invention described in claim 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS. Components that are substantially the same as those in the conventional example shown in FIGS.
【００１１】図１において、従来の構成異なる点は、一
方の面に複数のチャンネル９の形成された板状の圧電材
料１の他方の面に、前記各チャンネル９の下に位置し、
チャンネル９と直交する方向に伸びる凹溝１４を形成
し、また、駆動電圧を発生する駆動回路が形成された回
路基板１６上に電気抵抗素子よりなる棒状の電気発熱体
６を突出して設けた点にある。In FIG. 1, the configuration of the related art is different from that of the first embodiment in that a plurality of channels 9 are formed on one surface of the plate-shaped piezoelectric material 1 on the other surface under the respective channels 9.
A point in which a concave groove 14 extending in a direction orthogonal to the channel 9 is formed, and a rod-shaped electric heating element 6 made of an electric resistance element is protrudedly provided on a circuit board 16 on which a driving circuit for generating a driving voltage is formed. It is in.
【００１２】そして、前記電気発熱体６の位置は、回路
基板１６を従来同様に、圧電材料１の他方の面に固定し
た際に、図２に示すように電気発熱体６が前記凹溝１４
内に位置するように設定されており、この電気発熱体６
への駆動電流は回路基板１６上に形成された配線パター
ンを通じて供給されるように構成されている。When the circuit board 16 is fixed to the other surface of the piezoelectric material 1 in the same manner as in the prior art, the position of the electric heating element 6 is changed to the position of the concave groove 14 as shown in FIG.
The electric heating element 6
The drive current is supplied through a wiring pattern formed on the circuit board 16.
【００１３】また、カバープレート３には、そのカバー
プレート３を圧電材料１に接合した際に、チャンネル９
に近接し、チャンネル９内のインクの温度を検知する温
度センサー１７が埋め込まれている。When the cover plate 3 is bonded to the piezoelectric material 1, the channel 9 is formed in the cover plate 3.
, A temperature sensor 17 for detecting the temperature of the ink in the channel 9 is embedded.
【００１４】すなわち、駆動あるいは待機時に、前記温
度センサー１７によりチャンネル９内のインクの温度を
検知して、その温度が予め定められた所定温度になるよ
うに前記電気発熱体６の駆動電流を制御するものであ
る。That is, at the time of driving or standby, the temperature of the ink in the channel 9 is detected by the temperature sensor 17 and the driving current of the electric heating element 6 is controlled so that the temperature becomes a predetermined temperature. Is what you do.
【００１５】[0015]
【発明の効果】本発明のインクジェット記録ヘッドによ
れば、インクの液温が低いときには、電気発熱体がより
チャンネルに近づいた状態でチャンネル内のインクを加
熱し、インクの吐出特性を素早く向上させることがで
き、また、加熱用の電気発熱体は、駆動電圧を発生する
駆動回路が形成された回路基板上に配置されているた
め、特に、電気発熱体のための配線を施すこともないも
のである。According to the ink jet recording head of the present invention, when the liquid temperature of the ink is low, the ink in the channel is heated in a state where the electric heating element is closer to the channel, so that the ink ejection characteristics are quickly improved. In addition, since the electric heating element for heating is arranged on the circuit board on which the drive circuit for generating the driving voltage is formed, the wiring for the electric heating element is not particularly provided. It is.
【図１】本発明の一実施の形態によるインクジェット記
録ヘッドの分解斜視図FIG. 1 is an exploded perspective view of an ink jet recording head according to an embodiment of the present invention.
【図２】同インクジェット記録ヘッドのチャンネルの長
手方向横断面図FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a channel of the inkjet recording head.
【図３】従来のせん断モード型インクジェット記録ヘッ
ドの分解斜視図FIG. 3 is an exploded perspective view of a conventional shear mode type ink jet recording head.
【図４】同従来のインクジェット記録ヘッドのチャンネ
ルの長手方向断面図FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a channel of the conventional inkjet recording head.
１ アクチュエータ部材 ２ ノズルプレート ３ カバープレート ４ 信号電極 ５ ノズル ６ 電気発熱体 ８ インク供給口 ９ チャンネル １０ アクチュエータ隔壁 １４ 凹部 １６ プリント配線板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Actuator member 2 Nozzle plate 3 Cover plate 4 Signal electrode 5 Nozzle 6 Electric heating element 8 Ink supply port 9 Channel 10 Actuator partition 14 Depression 16 Printed wiring board
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大道 光昭 香川県高松市古新町８番地の１ 松下寿 電子工業株式会社内 (72)発明者 川邊 靖史 香川県高松市古新町８番地の１ 松下寿 電子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−304168（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−203658（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−240553（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/175 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Mitsuaki Omichi, 8-1, Koshincho, Takamatsu-shi, Kagawa Prefecture Inside Matsushita Hisashi Electronics Co., Ltd. (72) Inventor Yasufumi Kawabe, 8-1, Koshinmachi, Takamatsu-shi, Kagawa Electronics Hisashi Matsushita Electronics (56) References JP-A-7-304168 (JP, A) JP-A-3-203658 (JP, A) JP-A-3-240553 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/175
Claims (1)
隔てられた互いに並行する複数のチャンネルを有し、前
記チャンネルの内壁に形成された信号電極への駆動電圧
に応じて、前記隔壁を変形せしめ、その変形にともなっ
て前記チャンネル内に充填されているインクをそのチャ
ンネルに連通したノズルより選択的に突出せしめるイン
クジェット記録ヘッドにおいて、前記板状の圧電材料の
他方の面に凹部を形成し、前記駆動電圧発生する駆動回
路が形成された回路基板上に電気発熱体を突出して設
け、その電気発熱体が前記凹部内に位置するように、前
記回路基板を前記板状の圧電材料の他方の面に固定した
ことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。1. A plate-like piezoelectric material having a plurality of parallel channels separated by a partition on one surface of the piezoelectric material, wherein the partition is formed in accordance with a driving voltage to a signal electrode formed on an inner wall of the channel. In the ink jet recording head, the ink filled in the channel is selectively protruded from the nozzle communicating with the channel in accordance with the deformation, and a recess is formed on the other surface of the plate-shaped piezoelectric material. An electric heating element is provided so as to protrude on a circuit board on which the drive circuit for generating the driving voltage is formed, and the circuit board is made of the plate-like piezoelectric material so that the electric heating element is located in the recess. An ink jet recording head fixed to the other surface.
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1997
- 1997-01-13 JP JP347197A patent/JP3180699B2/en not_active Expired - Fee Related
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