JP3389938B2 - インクジェット式記録ヘッド用の圧電駆動体 - Google Patents
インクジェット式記録ヘッド用の圧電駆動体Info
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Description
ッドに用いる圧電駆動体に関する。
記録ヘッドは、一般に特開平4−1052号公報に見ら
れるように、複数のノズルを穿設したノズルプレートの
背面に狭い間隙をおいて振動板を配設し、さらに振動板
の背面に各ノズルに対応するよう分割した縦振動モード
の圧電振動子を当接するように構成し、インク流路から
のインクをノズルプレートと振動板とで形成した圧力室
に導いた上、このインクを記録信号に応じて駆動させた
圧電振動子により加圧してインク滴としてノズルより飛
翔させるようにしたものである。
電プレートを細かく分割すればするほどその分だけ、圧
電振動子を細く構成できて、ノズルの配列ピッチを小さ
くすることができる。ところで、このような圧電振動子
は、圧電材料と導電材料を交互に積層し、これを焼結し
て形成した1枚の圧電振動板を、その後端を基台に固定
してワイヤソウや、ダイヤモンドカッタ等により歯割り
して形成される関係上、個々の圧電振動子が切断に耐え
る程度の強度が確保できる太さが必要で、そのサイズの
下限に限界があるばかりでなく、例え細く切断すること
ができたとしても強度が小さくなるため、記録ヘッドと
して組み込む際に圧電振動子が破損しやすいという問題
を抱えている。
題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、
圧電振動板から振動子に切分けたり、また組み込み時に
十分な強度を確保することができる新規な圧電駆動体を
提供することである。
るために本発明においては、変位方向の先端部分、及び
後端部分が不活性領域に、また他の領域を変位可能な活
性領域となるように圧電材料と導電材料を交互に積層し
て構成された圧電振動子と、前記活性領域の一部を摺動
可能に支持し、かつ前記後端部分の不活性領域を固定す
る固定基板とから構成されている。
能に支持させているため、少なくとも固定基板側への反
りや、また組立時における破損も防止できる。
る。図1は本発明の一実施例をなす圧電駆動体を示した
ものであって、図中符号1は、圧電振動子2、2、2‥
‥を固定する固定基板で、快削性を備えたセラミックス
の板材からなり、圧電振動子2、2、2‥‥の不活性領
域2bが固定される固定領域1aと、圧電振動子2、
2、2‥‥の活性領域の先端側の一部に当接する支持部
1bを備えるように一半側の中央部1dと先端部1cに
凹部を形成して構成されている。
ら切分けて構成された圧電振動子で、図2に示したよう
に先端、及び後端側の一半には圧電振動に関与しない不
活性領域2a、2bが形成され、また他半には2つの極
となる導電層3、4を圧電材料5を介して交互に積層し
た活性領域2cが形成されていて、活性領域2cの先端
側が固定基板1の支持部1bに摺動可能に当接し、かつ
先端の不活性領域2aが固定基板1の先端面1eよりも
突出するように前記後端側の不活性領域2bが固定領域
1aに接着剤により固定されている。
は活性領域2cの一方の極を形成している導電層3が露
出しており、先端面及び表面に形成された電極層7を介
して後端側に導電的に導かれて、フレキシブルケーブル
10に形成された共通の電極パターン11に接続されて
いる。そして、他方の極となる導電層4は、圧電振動子
2、2、2‥‥の後端面から露出していてやはり表面に
形成された電極層8を介してフレキシブルケーブル10
の個別電極のパターン12、12、12‥‥に接続され
ている。
11、及び印字すべき圧電振動子2に接続する個別電極
のパターン12、12、12に駆動信号を印加すること
により圧電振動子2、2、2‥‥を駆動することができ
る。
は、これと同様の手法で構成された振動に関与しないダ
ミー圧電振動子9、9が配設されていて、固定基板1の
固定領域1aと支持部1bに当接する箇所を接着剤によ
り固定されている。
一実施例を示すものであって、図中符号20は、圧電振
動板で、例えば特開平4-1052号公報に見られるようにペ
ースト状の圧電材料層の長手方向中間部に導電層を積層
して、先端側の一半に活性領域が、また後端側を不活性
領域とするように焼結により成形され、また各導電層と
接続する電極が形成され、前述の図2に示したのと同一
の断面構造となるように構成されている(I)。
的強度の大きな材料からなる所定の厚みの板を、後端側
に圧電振動子の固定領域1aを、また先端部近傍で圧電
振動子を支持する支持部1bを形成するように切削加工
されている(II)。
により固定領域1aに固定すると、圧電プレート20の
先端部が支持部1bに当接した状態で固着される(II
I)。
にワイヤソウをあてがい、両端には比較的幅広いダミー
振動子9、9を形成する一方、これの内側には圧力発生
室を膨張収縮させるのに適した0.14ミリ程度の一定
ピッチで歯割りする(IV)。
固定され、また先端側が支持部1bに支持されて両端で
支持されているから、切断時のたわみや変形が少なく、
切断時の破損が防止される。
9、9と支持部1bとの当接領域に接着剤を流し込ん
で、ダミー振動子9、9を支持部1bに固定する。
したように下端に予めノズルプレート40やスペーサ4
1、振動板42等を一体に固定して共通のインク室4
3、インク供給口44、圧力発生室45が形成された流
路ユニット30を一端に固定したフレーム31の圧電駆
動体収容穴32に、固定基板1の先端面1e、圧電振動
子2、2、2、2‥‥、及びダミー振動子9、9の先端
に接着剤を塗布し、両端のダミー振動子9、9と、固定
基板1をガイドとして圧電駆動体収容穴32に挿入され
る。
ドされるため、挿入の過程でのがたつきを無くして圧電
振動子2、2、2への無理な力が掛かるのを防ぐことが
できて、圧電振動子2、2、2‥‥の折損を防止するこ
とができる。
た状態では、固定基板1の両側が収容穴32の両側部3
3、33で支持されていて、この両側部33、33が位
置決め部材として機能することになるから、圧電振動子
2、2、2‥‥の先端がアイランド部46と確実に当接
するように位置決めされる。
eの接着剤が押し出されても、固定基板1の先端の凹所
34に収容されるため、圧電振動子2、2、2‥‥にま
で流れ出すことはない。
に振動板42を支持している面を,アイランド部46近
傍まで迫り出させてオーバハング部31aが形成されて
おり、また固定基板1は、その先端面1eだけをオーバ
ハング部31aに接着剤により固定されるため、実質的
にはフレーム31のオーバハング部31aの厚みL0に
相当する高分子材料と,セラミックスの熱膨張差とな
り、例えばオーバハング部31aを1mm程度にする
と、温度10°Cあたりの歪み量を1乃至2μmに抑え
ることができる。
材は、それぞれを構成している材料の熱膨張率に基づい
て膨張、収縮を起こしたとしても、振動板42は、圧電
振動子2とフレーム31とに固定されているため、これ
ら両者の熱膨張差の影響を受けることになるが、上述の
ように熱膨張が極めて小さく抑えられる。このため、接
着作業時にヘッド全体を温度約60°Cの高温下におく
ことにより、常温での接着時間に比較して3時間という
短時間で硬化させて固定することができ、接着作業の簡
素化と、作業時間の短縮を図ることが可能となる。
の内壁面31bとの間には空隙36が確保されていてい
る。この空間36には必要に応じて常温で固化する接着
剤が充填されて、剛性を高める処理が施される。
あって、図中符号50は固定基板で、圧電振動子の活性
領域部と不活性領域部との境界が対向する位置に溝51
を設けて固定領域50aと支持部50bとに分離し、圧
電振動子2、2、2‥‥の不活性領域、及びダミー振動
子9、9全体を固定基板50に固定したものである。
す図であって、図中符号20は、圧電振動板で、ペース
ト状の圧電材料層の長手方向中間部に導電層を積層し
て、先端側の一半に活性領域が、また後端側を不活性領
域とするように焼結により成形され、また各導電層と接
続する電極が形成され、前述の図2に示したのと同一の
断面構造となるように構成されている(I)。
較的強度の大きな材料からなる所定の厚みの板のほぼ中
央に溝51を形成して、後端側に圧電振動子の固定領域
50aを、また先端側に圧電振動子2、2、2‥‥に当
接して圧電振動子2、2、2を支持する支持部50bを
形成するとともに、ダミー振動子9、9と圧電振動子
2、2、2‥‥との境界には、前記溝51と直交する溝
53、54を形成してダミー振動子固定領域50c、5
0dが形成されている(II)。
その両側部を接着剤等により固定領域50a、50c、
50c、50d、50dに固定すると、歯割りした際に
圧電振動子2、2、2‥‥の活性領域だけが支持部50
bに当接し、また他の領域が全て固定基板50に固定さ
れることになる。なお、ダミー振動子9、9と圧電振動
子2、2、2‥‥との境界が溝53、54により分離さ
れているため、ダミー振動子9、9を固定する接着剤が
圧電振動子2、2、2‥‥の活性領域2cに流れ込むの
が防止できる(III)。
にワイヤソウをあてがい、両端には比較的幅広いダミー
振動子9、9を形成する一方、これの内側には圧力発生
室を膨張収縮させるのに適した0.14ミリ程度の一定
ピッチで歯割りする(IV)。
9、9がその大部分を固定基板50に固定されているた
めに強度が大きく、しかも圧電振動子2、2、2の活性
領域がほとんど支持部50bに支持されることとあいま
って、組み立て作業時における圧電振動子2、2、2‥
‥の折損を確実に防ぐことができ、さらには固定基板と
なる板材に3本の溝を形成するだけよいから、加工作業
の簡素化を図ることができる。
圧電振動板の歯割りにより圧電振動子を構成する際にも
破損を防止でき、また圧電振動子の反りを防止して、圧
電振動子の先端を流路ユニットの規定の位置に確実に固
定することができる。
ある。
す断面図である。
録ヘッドの一実施例を示す断面図である。
ある。
Claims (6)
- 【請求項1】 変位方向の先端部分、及び後端部分が不
活性領域に、また他の領域を変位可能な活性領域となる
ように圧電材料と導電材料を交互に積層して構成された
圧電振動子と、前記活性領域の一部を摺動可能に支持
し、かつ前記後端部分の不活性領域を固定する固定基板
とからなるインクジェット式記録ヘッド用の圧電駆動
体。 - 【請求項2】 前記圧電振動子が、先端部分、及び後端
部分に不活性領域を有し、また他の領域に変位可能な活
性領域を有するように圧電材料と導電材料を交互に積層
して構成された圧電プレートを、複数の領域に歯割して
形成されている請求項1のインクジェット式記録ヘッド
用の圧電駆動体。 - 【請求項3】 前記固定基板が、前記圧電振動子と対向
する側に、前記圧電振動子の活性領域の一部と当接する
支持部が形成されている請求項1のインクジェット式記
録ヘッド用の圧電駆動体。 - 【請求項4】 前記固定基板の、前記圧電振動子の活性
領域と不活性領域との境界に対向する部分に溝が形成さ
れている請求項1のインクジェット記録式ヘッド用の圧
電駆動体。 - 【請求項5】 前記圧電振動子が前記固定基板に複数列
状に固定され、前記圧電振動子の列の両側にダミーの圧
電振動子が固定されている請求項1のインクジェット式
記録ヘッド用の圧電駆動体。 - 【請求項6】 前記ダミーの圧電振動子は、前記固定基
板に複数の領域で固定されている請求項5のインクジェ
ット式記録ヘッド用の圧電駆動体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24851994A JP3389938B2 (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | インクジェット式記録ヘッド用の圧電駆動体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24851994A JP3389938B2 (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | インクジェット式記録ヘッド用の圧電駆動体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0885215A JPH0885215A (ja) | 1996-04-02 |
JP3389938B2 true JP3389938B2 (ja) | 2003-03-24 |
Family
ID=17179400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP24851994A Expired - Fee Related JP3389938B2 (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | インクジェット式記録ヘッド用の圧電駆動体 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3389938B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
JP5827044B2 (ja) * | 2011-06-28 | 2015-12-02 | エスアイアイ・プリンテック株式会社 | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの製造方法 |
-
1994
- 1994-09-16 JP JP24851994A patent/JP3389938B2/ja not_active Expired - Fee Related
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