JP3668032B2 - Inkjet printer head - Google Patents

Inkjet printer head Download PDF

Info

Publication number
JP3668032B2
JP3668032B2 JP2324399A JP2324399A JP3668032B2 JP 3668032 B2 JP3668032 B2 JP 3668032B2 JP 2324399 A JP2324399 A JP 2324399A JP 2324399 A JP2324399 A JP 2324399A JP 3668032 B2 JP3668032 B2 JP 3668032B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diaphragm
ink
pressurizing
pressurizing chamber
head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2324399A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000218780A (en
Inventor
慎 大久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2324399A priority Critical patent/JP3668032B2/en
Publication of JP2000218780A publication Critical patent/JP2000218780A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3668032B2 publication Critical patent/JP3668032B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/10Finger type piezoelectric elements

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを吐出して印刷するインクジェットプリンタに用いられるヘッドであって、特に小型で優れた階調性を有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】
近年、画像および文字情報のデジタル処理化の普及に伴い、かかる情報を出力する装置として、低ランニングコストでカラー画像が容易に得られるインクジェット方式のプリンタが注目されている。
【0003】
このようなインクジェット方式の印刷に用いられるヘッドには、加圧室内に備えるヒーターでもってインクを加熱、沸騰させて気泡を発生させることにより加圧室内の圧力を高め、インクを吐出させるサーマルジェット方式と、加圧室を構成する壁面を圧電/電歪効果によって直接的又は間接的に屈曲変位させることで加圧室内の圧力を高め、インクを吐出させる圧電方式が知られている。
【0004】
このうち圧電方式のヘッドは、耐久性及び応答性に優れており、また、インクを直接加熱しないため、その種類が限定されないことから、幅広く利用されている。
【0005】
このような圧電方式のヘッドとしては、図4に示すような複数の隔壁23を等間隔に並設してなり、上記隔壁23間を加圧室24としてなる凹部材22と、上記隔壁23の頂部に接合され、各加圧室24を覆う薄肉の振動板26とで加圧部材25を構成し、上記振動板26上の各加圧室24と対向する位置に、圧電素子27を下部電極28と上部電極29とで挟持してなる圧電アクチュエータ30を搭載してなり、この圧電アクチュエータ30を駆動させて加圧室24の壁部をなす振動板26を屈曲変位させることによって加圧室24内の圧力を変化させ、加圧室24の底面に穿孔されたインク噴出孔31よりインクを吐出させるようにしたベンドモード型のヘッド21(特開平6−40030号公報、特開平6−218929号公報参照)や、図5に示すような圧電セラミックスからなる複数の隔壁43を等間隔に並設してなり、上記隔壁43間を加圧室44としてなる凹部材42と、上記隔壁43の頂部に接合され、各加圧室44を覆う天板46とで加圧部材45を構成し、上記加圧室44の一方端側には各加圧室44と連通するインク噴出孔47を有するノズル板48を備えるとともに、上記各隔壁43の両側面にはその長手方向に沿って駆動用電極49を備え、この両側面に形成された駆動用電極49間に通電することで圧電セラミックスの剪断モード変形を利用して隔壁43を屈曲変位させ、加圧室44内の圧力を変化させることにより、インクをインク噴出孔47より吐出させるようにした剪断モード型のヘッド41(特開平9−164672号公報参照)が提案されている。なお、50は加圧室44の他方端側にインクを供給するためのインク導入孔である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図4に示すベンドモード型のヘッド21では、可撓部を構成する振動板26及び圧電アクチュエータ30の厚みが厚く剛性が高いため、振動板26の変位幅が小さく、その結果、インク噴出孔31より吐出させることができるインク容量の幅が狭いために、画像の階調性が悪いといった課題があった。
【0007】
一方、図5に示す剪断モード型のヘッド41では、隔壁43を変位させる構造であることから、1つの加圧室44内の圧力を高めるために隔壁43を屈曲変位させると、両隣の加圧室44内の圧力は減圧する方向に働くため、ヘッド41に形成された全ての加圧室44と連通するインク噴出孔47から同時にインクを吐出させることができず、その結果、所定の画像を印刷するのに要する時間が長くなるといった課題があり、逆に、一度に吐出させることができるインク噴出孔47の数を増やそうとするとヘッド41が大型化され、省スペース化に対応することができないといった課題があった。
【0008】
【発明の目的】
本発明の目的は、ベンドモ−ド型のヘッドと剪断モ−ド型のヘッドの利点を合わせ持った小型で優れた階調性を有するインクジェットプリンタヘッドを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は上記課題に鑑み、複数の加圧室を列設してなり、各加圧室を仕切る壁を隔壁としてなる加圧部材を有し、上記隔壁以外の各加圧室を構成する壁部の一部を振動板となし、該振動板と上記隔壁を一体化して圧電セラミックスにより形成するとともに、上記振動板の加圧室内側の表面にはその長手方向に沿ってそれぞれ共通電極を設け、かつ加圧室外側の表面にはその長手方向に沿ってそれぞれ独立した2つの駆動用電極を設けてインクジェットプリンタヘッドを構成し、上記駆動用電極と共通電極との間に電圧を印加することによりインクを吐出するようにしたことを特徴とする。
【0010】
【作用】
本発明によれば、加圧部材の隔壁を除く加圧室を構成する壁部の一部を振動板となし、この振動板を圧電セラミックスにより形成するとともに、その加圧室内側の表面に共通電極を、加圧室外側の表面に駆動用電極をそれそれ設けて圧電アクチュエータとなし、該圧電アクチュエータを駆動させて加圧室を構成する壁部を直接屈曲変位させるようにしたことから、ベンドモード型のヘッドと同様にヘッドに形成された全ての加圧室に連通するインク噴出孔よりインクを同時に吐出させることができるため、ヘッドを小型化できるとともに、印刷時間を短縮することができる。しかも、ベンドモード型のヘッドと比較して可撓部を構成する共通電極、振動板、及び駆動用電極の厚みを薄くできるため、振動板を瞬間的に屈曲変位させることができる変位幅を大きくすることができる。
【0011】
さらに、本発明によれば、振動板の加圧室外側の表面に、その長手方向に沿って独立した2つの駆動用電極を設けたことから、共通電極と一方の駆動用電極に電圧を印加することで振動板を凸に屈曲変位させることができ、また、共通電極と他方の駆動用電極に極性の異なる電圧を印加することで振動板を凹に屈曲変位させることができるため、振動板の変位幅を細かく調整することができ、濃淡のある階調性に優れた印刷を実現することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【0013】
図1は本発明のインクジェットプリンタヘッドの一例を示す一部を破断した斜視図で、平行に整列する複数の隔壁3を有し、各隔壁3間を加圧室4としてなる圧電セラミックスよりなる凹部材2と、この凹部材2の各隔壁3の頂部に接合され、各加圧室4と連通するインク噴出孔7を備えた導電性を有するノズル板8とで加圧部材5を構成してなり、上記加圧室4の底面をなす壁部を振動板6となし、該振動板6の加圧室4側の表面及び隔壁3の側面には、その長手方向に沿ってそれぞれ共通電極9を形成するとともに、加圧室4と反対側の各加圧室4と対応する表面には、その長手方向に沿ってそれぞれ独立した2つの駆動用電極10a,10bを形成してあり、上記共通電極9、振動板5及び2つの駆動電極10a,10bとで圧電アクチュエータ11を構成してある。
【0014】
加圧部材2を形成する隔壁3の寸法としては、幅を50〜80μm 、長を1.2〜3.6mm、深さを60〜150μmとすれば良く、この隔壁3を、127〜169.3μmのピッチで45〜60個立設することにより、150〜200dpiのヘッド1とすることができる。
【0015】
なお、振動板6には各加圧室4へインクを供給するためのインク導入孔(不図示)を穿設してあり、各加圧室4側に形成された共通電極9は、導電性を有するノズル板8を介してグランドへアースするとともに(不図示)、各加圧室4と対向する2つの駆動用電極10a,10bへは不図示の駆動回路よりそれぞれ異なる極性の電圧を加えるようにしてある。さらに、振動板6は予め矢印の方向に分極処理を施してある。
【0016】
かくして、本発明のヘッド1は、可撓部を構成する共通電極9、振動板6、及び駆動用電極10a,10bの厚みを薄くできるため、図4に示す従来のベンドモード型のヘッド21と比較して、加圧室4を構成する壁部(振動板6)を瞬間的に屈曲変位させることができる変位幅を大きくすることができる。
【0017】
そして、このヘッド1を駆動させるには、例えば、図2(a) に示す状態から駆動用電極10aに正極の電圧Vを加えると、図2(b) に示すように、剪断モード変形を起こして振動板6が凸に湾曲するため、加圧室4内が減圧される結果、インク導入孔(不図示)から加圧室4内へインクを導入することができ、次に、駆動用電極10aへの通電を遮断すると、図2(c) に示すように、振動板6は弾性回復して加圧室4内の圧力を高めるため、インク噴出孔7よりインクを吐出させることができる。
【0018】
従って、この図2(a)〜(c)の動作を繰り返すことによって、文字や画像を印刷することができるが、本発明によれば、図2(c)に示す状態からさらに駆動用電極10bに負極の電圧Vを加えることで、図2(d)に示すように、振動板6が剪断モード変形を起こして凹に湾曲させることができるため、加圧室4内をさらに加圧し、インク噴出孔7より別途インクを吐出させ、図2(c)の状態より吐出したインクと合わさって、容量の大きなインクを吐出させることができる、というように、図2(a)〜(c)の動作と、図2(a)〜(d)の動作を組み合わせることで、インク噴出孔7より吐出させるインク容量の幅を細かに調整することができ、各駆動用電極10a,10bへ通電する電圧値をそれぞれ調整して振動板6の変位量を制御すれば、インク噴出孔7より吐出させるインク容量の幅をより一層細かに調整することができるため、優れた階調性を実現することができる。
【0019】
しかも、本発明によれば、隔壁3以外の加圧室4を構成する壁部を屈曲変位させるようにしたことから、図4に示す従来のベンドモード型のヘッド21と同様に、ヘッド1に形成された全ての加圧室4に連通するインク噴出孔7よりインクを同時に吐出させることができるため、ヘッド1を小型化できるとともに、図5に示す従来の剪断モード型のヘッド41と比較して印刷時間を短縮することができる。
【0020】
ところで、上記凹部材2を形成する圧電セラミックスとしては、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT系)を主成分とする圧電セラミックス、マグネシウムニオブ酸鉛(PMN系)を主成分とする圧電セラミックス、ニッケルニオブ酸鉛を主成分とする圧電セラミックス、アンチモンスズ酸鉛を主成分とする圧電セラミックス、チタン酸鉛を主成分とする圧電セラミックス、チタン酸バリウムを主成分とする圧電セラミックス、さらにはこれら主成分を複合した圧電セラミックスを用いることができ、好ましくはマグネシウムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛とチタン酸鉛を主成分とする圧電セラミックスもしくはニッケルニオブ酸鉛とマグネシウムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛とチタン酸鉛を主成分とする圧電セラミックスにより形成することが良い。
【0021】
また、共通電極9及び駆動用電極10a,10bの材質としては、白金(Pt)、金(Au)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)等の金属や、Pt−Au、Pb−Ag、Pt−Pb等を主体とする合金を用いることができる。
【0022】
さらに、ノズル板8を形成する材質としては、導電性を有するものであれば良く、アルニウムやステンレス等の金属や導電性を有する樹脂、あるいはサーメット材や導電性付与剤を含有したアルミナ等のセラミックスを用いることができる。
【0023】
次に、本発明のインクジェットプリンタヘッド1の製法について説明する。
【0024】
まず、図3(a)に示すように、前記圧電セラミックスからなるブロック体を用意し、ダイシングソーによる切削加工やブラスト加工によって複数個の溝を並設し、該溝を加圧室4とするとともに、加圧室4を仕切る壁を隔壁3としてなる凹部材2を製作する。
【0025】
次に、図3(b)に示すように、上記凹部材2に対して矢印の方向に分極処理を施したあと、凹部材2の溝の内壁面に、蒸着、スパッタリング、メッキ等の膜形成手段によって前記金属材料からなる共通電極9をそれぞれ形成するとともに、凹部材2の加圧室4と反対側の各加圧室4と対応する表面に、蒸着、スパッタリング、メッキ等の膜形成手段によって前記金属材料からなる独立した2つの駆動用電極10a,10bをそれぞれ形成する。
【0026】
しかるのち、隔壁3の頂部に、各加圧室4と連通するインク噴出孔7を備えた導電性を有するノズル板8を導電性接着剤にて接合することで、図1に示すインクジェットプリンタヘッド1を得ることができる。
【0027】
このように、振動板6と隔壁3とが接合一体化された凹部材2を形成し、この凹部材2の溝の内壁面に共通電極9を形成するとともに、ノズル板8を導電性材料により形成し、両者を導電性接着剤で接合することで、共通電極9への配線の取り回しを簡単にすることができ、ヘッド1の生産性を高めることができる。
【0028】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、複数の加圧室を列設してなり、各加圧室を仕切る壁を隔壁としてなる加圧部材を有し、上記隔壁以外の各加圧室を構成する壁部の一部を振動板となし、該振動板を圧電セラミックスにより形成するとともに、上記振動板の加圧室内側の表面にはその長手方向に沿ってそれぞれ共通電極を設け、かつ加圧室外側の表面にはその長手方向に沿って独立した2つの駆動用電極を設けてインクジェットプリンタヘッドを構成し、上記駆動用電極と共通電極との間に電圧を印加してインクを吐出するようにしたことから、ベンドモ−ド型のヘッドと異なり、加圧室を構成する壁部(振動板)を直接屈曲変位させることがきるため、瞬間的に屈曲変位させることができる変位幅を大きくすることができるとともに、2つの駆動用電極へ印加する電圧値によって壁部(振動板)の変位幅を細かに調整することができることから、連続して印加するパルス電圧値を変化させることによって優れた階調性を有する画像を印刷することができる。
【0029】
しかも、本発明によれば、隔壁以外の加圧室を構成する壁部を屈曲変位させるようにしたことから、従来のベンドモード型のヘッドと同様に、ヘッドに形成された全ての加圧室に連通するインク噴出孔よりインクを同時に吐出させることができるため、ヘッドを小型化でき、従来の剪断モード型のヘッドと比較して印刷時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクジェットプリンタヘッドの一例を示す一部を破断した斜視図である。
【図2】(a)〜(d)はそれぞれ図1に示すインクジェットプリンタヘッドの駆動原理を説明するための断面図である。
【図3】(a)〜(c)はそれぞれ図1に示すインクジェットプリンタヘッドの製造工程を説明するための図である。
【図4】ベンドモード型である従来のインクジェットプリンタヘッドの一例を示す一部を破断した斜視図である。
【図5】剪断モード型である従来のインクジェットプリンタヘッドの一例を示す一部を破断した斜視図である。
【符号の説明】
1,21,41:インクジェットプリンタヘッド
2,22,42:凹部材
3,23,43:隔壁
4,24,44:加圧室
5,25,45:加圧部材
6,26:振動板
7,31,47:インク噴出孔
8,48:ノズル板
9:共通電極
10a,10b,49:駆動用電極
11,30:圧電アクチュエータ
27:圧電素子
28:下部電極
29:上部電極
46:天板
50:インク導入孔
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet printer head that is used in an ink jet printer that prints by discharging ink, and particularly relates to an ink jet printer head that is small and has excellent gradation.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the spread of digital processing of image and character information, an inkjet printer that can easily obtain a color image at a low running cost has attracted attention as a device that outputs such information.
[0003]
The head used for such ink jet printing is a thermal jet method in which the pressure in the pressurizing chamber is increased by heating and boiling the ink with a heater provided in the pressurizing chamber to generate bubbles, thereby discharging the ink. In addition, a piezoelectric method is known in which the pressure in the pressurizing chamber is increased by bending or displacing the wall surface constituting the pressurizing chamber directly or indirectly by the piezoelectric / electrostrictive effect to discharge ink.
[0004]
Among these, piezoelectric heads are widely used because they are excellent in durability and responsiveness, and since the ink is not directly heated, the type thereof is not limited.
[0005]
As such a piezoelectric head, a plurality of partition walls 23 as shown in FIG. 4 are arranged side by side at equal intervals, and a concave member 22 having a pressure chamber 24 between the partition walls 23 and the partition wall 23 are formed. A pressurizing member 25 is composed of a thin diaphragm 26 joined to the top and covering each pressurizing chamber 24, and a piezoelectric element 27 is placed on the diaphragm 26 at a position facing each pressurizing chamber 24 on the lower electrode. A piezoelectric actuator 30 sandwiched between the upper electrode 29 and the upper electrode 29 is mounted, and the piezoelectric actuator 30 is driven to bend and displace the vibration plate 26 that forms the wall of the pressure chamber 24. A bend mode type head 21 (Japanese Patent Laid-Open Nos. 6-40030 and 6-218929) in which the pressure inside the pressure chamber 24 is changed and ink is ejected from the ink ejection holes 31 drilled in the bottom surface of the pressurizing chamber 24. (See publication) 5, a plurality of partition walls 43 made of piezoelectric ceramics as shown in FIG. 5 are arranged side by side at equal intervals, and the space between the partition walls 43 is bonded to a concave member 42 serving as a pressure chamber 44 and the top of the partition wall 43. A pressurizing member 45 is constituted by a top plate 46 covering each pressurizing chamber 44, and a nozzle plate 48 having an ink ejection hole 47 communicating with each pressurizing chamber 44 is provided on one end side of the pressurizing chamber 44. At the same time, drive electrodes 49 are provided on both side surfaces of each partition wall 43 along the longitudinal direction thereof, and the shear mode deformation of the piezoelectric ceramic is utilized by energizing the drive electrodes 49 formed on both side surfaces. A shear mode type head 41 (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-164672) in which the partition wall 43 is bent and displaced to change the pressure in the pressurizing chamber 44 to discharge ink from the ink ejection holes 47. Proposed There. Reference numeral 50 denotes an ink introduction hole for supplying ink to the other end side of the pressurizing chamber 44.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the bend mode type head 21 shown in FIG. 4, since the diaphragm 26 and the piezoelectric actuator 30 constituting the flexible portion are thick and rigid, the displacement width of the diaphragm 26 is small. There is a problem that the gradation of the image is poor because the width of the ink volume that can be ejected from the hole 31 is narrow.
[0007]
On the other hand, the shear mode type head 41 shown in FIG. 5 has a structure in which the partition wall 43 is displaced. Therefore, when the partition wall 43 is bent and displaced in order to increase the pressure in one pressurizing chamber 44, the pressurization on both sides is performed. Since the pressure in the chamber 44 works in a direction to reduce the pressure, the ink cannot be ejected simultaneously from the ink ejection holes 47 communicating with all the pressurizing chambers 44 formed in the head 41. There is a problem that the time required for printing becomes long, and conversely, if the number of ink ejection holes 47 that can be ejected at one time is increased, the head 41 is increased in size and cannot cope with space saving. There was a problem.
[0008]
OBJECT OF THE INVENTION
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ink jet printer head that has the advantages of a bend mode head and a shear mode head and has a small size and excellent gradation.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in view of the above problems, the present invention has a pressurizing member in which a plurality of pressurizing chambers are arranged in parallel, and each pressurizing chamber other than the above partitioning walls has a pressurizing member having a partition wall as a partition wall. A part of the wall portion is formed as a diaphragm, and the diaphragm and the partition are integrally formed of piezoelectric ceramics, and a common electrode is formed on the surface of the diaphragm on the inside of the pressurizing chamber along the longitudinal direction thereof. In addition, on the outer surface of the pressurizing chamber, two independent driving electrodes are provided along the longitudinal direction to form an ink jet printer head, and a voltage is applied between the driving electrode and the common electrode. Thus, ink is ejected.
[0010]
[Action]
According to the present invention, a part of the wall constituting the pressurizing chamber excluding the partition wall of the pressurizing member is formed as a diaphragm, and the diaphragm is formed of piezoelectric ceramics and is common to the surface on the pressurizing chamber side. Since the electrodes are provided as driving actuators on the outer surface of the pressurizing chamber to form a piezoelectric actuator, and the piezoelectric actuator is driven to directly bend and displace the walls constituting the pressurizing chamber, the bend Since the ink can be ejected simultaneously from the ink ejection holes communicating with all the pressure chambers formed in the head as in the mode type head, the head can be downsized and the printing time can be shortened. Moreover, since the thickness of the common electrode, the diaphragm, and the driving electrode constituting the flexible portion can be reduced as compared with the bend mode type head, the displacement width capable of instantaneously bending and displacing the diaphragm is increased. can do.
[0011]
Furthermore, according to the present invention, since two independent driving electrodes are provided along the longitudinal direction on the outer surface of the pressure chamber of the diaphragm, a voltage is applied to the common electrode and one of the driving electrodes. The diaphragm can be bent and displaced convexly, and the diaphragm can be bent and displaced concavely by applying voltages having different polarities to the common electrode and the other drive electrode. The displacement width can be finely adjusted, and printing with high gradation and gradation can be realized.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0013]
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an example of an ink jet printer head according to the present invention, which has a plurality of partition walls 3 aligned in parallel, and a concave portion made of piezoelectric ceramics that forms a pressurizing chamber 4 between the partition walls 3. A pressurizing member 5 is constituted by the member 2 and a conductive nozzle plate 8 having an ink ejection hole 7 joined to the top of each partition wall 3 of the recess member 2 and communicating with each pressurizing chamber 4. Thus, the wall portion forming the bottom surface of the pressurizing chamber 4 is formed as the diaphragm 6, and the common electrode 9 is provided on the surface of the diaphragm 6 on the pressurizing chamber 4 side and the side surface of the partition wall 3 along the longitudinal direction thereof. And two independent driving electrodes 10a and 10b are formed on the surface corresponding to each pressurizing chamber 4 opposite to the pressurizing chamber 4 along the longitudinal direction thereof. The electrode 9, the diaphragm 5, and the two drive electrodes 10a and 10b It has configured Yueta 11.
[0014]
The dimensions of the partition wall 3 forming the pressure member 2 may be 50 to 80 μm in width, 1.2 to 3.6 mm in length, and 60 to 150 μm in depth, and the partition wall 3 may be 127 to 169. The head 1 of 150 to 200 dpi can be obtained by standing up to 45 to 60 with a pitch of 3 μm.
[0015]
The diaphragm 6 is provided with ink introduction holes (not shown) for supplying ink to the pressure chambers 4, and the common electrode 9 formed on each pressure chamber 4 side is electrically conductive. The nozzle plate 8 having a ground is grounded (not shown), and voltages having different polarities are applied to the two driving electrodes 10a and 10b facing the pressurizing chambers 4 from a driving circuit (not shown). It is. Further, the diaphragm 6 is previously polarized in the direction of the arrow.
[0016]
Thus, the head 1 of the present invention can reduce the thickness of the common electrode 9, the diaphragm 6, and the driving electrodes 10 a and 10 b that constitute the flexible portion, so that the conventional bend mode type head 21 shown in FIG. In comparison, the displacement width in which the wall portion (diaphragm 6) constituting the pressurizing chamber 4 can be instantaneously bent and displaced can be increased.
[0017]
In order to drive the head 1, for example, when a positive voltage V is applied to the driving electrode 10a from the state shown in FIG. 2 (a), shear mode deformation occurs as shown in FIG. 2 (b). Since the diaphragm 6 is curved convexly, the pressure in the pressurizing chamber 4 is reduced. As a result, ink can be introduced into the pressurizing chamber 4 from an ink introduction hole (not shown). When the energization to 10a is interrupted, as shown in FIG. 2 (c), the diaphragm 6 is elastically recovered to increase the pressure in the pressurizing chamber 4, so that ink can be ejected from the ink ejection holes 7.
[0018]
Therefore, characters and images can be printed by repeating the operations shown in FIGS. 2A to 2C. However, according to the present invention, the driving electrode 10b is further increased from the state shown in FIG. By applying the negative electrode voltage V to the diaphragm 6, as shown in FIG. 2 (d), the diaphragm 6 can be deformed in a shearing mode to bend into a concave shape. 2 (a) to 2 (c), in which ink is ejected separately from the ejection holes 7 and combined with the ink ejected from the state of FIG. 2 (c), so that a large volume of ink can be ejected. By combining the operation with the operations shown in FIGS. 2A to 2D, the width of the ink volume discharged from the ink ejection hole 7 can be finely adjusted, and the voltage applied to each of the driving electrodes 10a and 10b. Change the value of diaphragm 6 By controlling the amount, it is possible to adjust the width of the ink volume ejected from the ink ejection hole 7 in more detailed, it is possible to realize an excellent gradation.
[0019]
In addition, according to the present invention, since the wall portion constituting the pressurizing chamber 4 other than the partition wall 3 is bent and displaced, similarly to the conventional bend mode type head 21 shown in FIG. Since ink can be ejected simultaneously from the ink ejection holes 7 communicating with all the pressurizing chambers 4 formed, the head 1 can be reduced in size and compared with the conventional shear mode type head 41 shown in FIG. Printing time can be reduced.
[0020]
By the way, as the piezoelectric ceramics for forming the recess material 2, piezoelectric ceramics mainly composed of lead zirconate titanate (PZT), piezoelectric ceramics mainly composed of lead magnesium niobate (PMN), nickel niobate Piezoelectric ceramics based on lead, piezoelectric ceramics based on lead antimony stannate, piezoelectric ceramics based on lead titanate, piezoelectric ceramics based on barium titanate, and composites of these main components Piezoelectric ceramics, preferably piezoelectric ceramics mainly composed of lead magnesium niobate, lead zirconate and lead titanate, or lead nickel niobate, lead magnesium niobate, lead zirconate and lead titanate are preferred. It is good to form with piezoelectric ceramics as a component.
[0021]
The common electrode 9 and the driving electrodes 10a and 10b may be made of metals such as platinum (Pt), gold (Au), palladium (Pd), rhodium (Rh), nickel (Ni), aluminum (Al), etc. An alloy mainly composed of Pt—Au, Pb—Ag, Pt—Pb, or the like can be used.
[0022]
Further, the material for forming the nozzle plate 8 may be any material as long as it has conductivity, such as a metal such as aluminum or stainless steel, a resin having conductivity, or a ceramic such as alumina containing a cermet material or a conductivity-imparting agent. Can be used.
[0023]
Next, the manufacturing method of the inkjet printer head 1 of this invention is demonstrated.
[0024]
First, as shown in FIG. 3A, a block body made of the piezoelectric ceramic is prepared, and a plurality of grooves are arranged in parallel by cutting or blasting with a dicing saw, and the grooves are used as a pressure chamber 4. At the same time, the concave member 2 is manufactured in which the wall partitioning the pressurizing chamber 4 is used as the partition wall 3.
[0025]
Next, as shown in FIG. 3 (b), after the polarization treatment is performed on the concave portion 2 in the direction of the arrow, film formation such as vapor deposition, sputtering, plating, etc. is performed on the inner wall surface of the groove of the concave portion 2. The common electrode 9 made of the metal material is formed by each means, and the surface corresponding to each pressurizing chamber 4 on the opposite side to the pressurizing chamber 4 of the concave member 2 is formed by film forming means such as vapor deposition, sputtering, plating, etc. Two independent drive electrodes 10a and 10b made of the metal material are formed.
[0026]
Thereafter, a conductive nozzle plate 8 having ink ejection holes 7 communicating with the respective pressure chambers 4 is joined to the top of the partition wall 3 with a conductive adhesive, whereby the ink jet printer head shown in FIG. 1 can be obtained.
[0027]
Thus, the concave member 2 in which the diaphragm 6 and the partition wall 3 are joined and integrated is formed, the common electrode 9 is formed on the inner wall surface of the groove of the concave member 2, and the nozzle plate 8 is made of a conductive material. By forming them and joining them together with a conductive adhesive, it is possible to simplify the routing of the wiring to the common electrode 9 and increase the productivity of the head 1.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a plurality of pressurizing chambers are arranged in a row, and the pressurizing member having the walls that partition the pressurizing chambers as partition walls is provided. A part of the wall portion constituting the diaphragm is formed as a diaphragm, and the diaphragm is formed of piezoelectric ceramics, and a common electrode is provided on the surface of the diaphragm on the inside of the pressurizing chamber along the longitudinal direction thereof. An ink jet printer head is formed by providing two independent drive electrodes along the longitudinal direction on the outer surface of the pressure chamber, and ink is ejected by applying a voltage between the drive electrode and the common electrode. As a result, unlike the bend mode type head, the wall portion (vibration plate) constituting the pressurizing chamber can be directly bent and displaced, so the displacement width that can be instantaneously bent and displaced is increased. As well as two Since the displacement width of the wall (diaphragm) can be finely adjusted by the voltage value applied to the moving electrode, images with excellent gradation can be printed by changing the pulse voltage value applied continuously. can do.
[0029]
In addition, according to the present invention, since the wall portion constituting the pressurizing chamber other than the partition wall is bent and displaced, all the pressurizing chambers formed in the head are formed like the conventional bend mode type head. Since the ink can be ejected simultaneously from the ink ejection holes communicating with the head, the head can be downsized and the printing time can be shortened as compared with a conventional shear mode head.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an example of an inkjet printer head of the present invention.
2A to 2D are cross-sectional views for explaining the driving principle of the ink jet printer head shown in FIG.
FIGS. 3A to 3C are diagrams for explaining a manufacturing process of the ink jet printer head shown in FIG.
FIG. 4 is a partially cutaway perspective view showing an example of a conventional inkjet printer head of a bend mode type.
FIG. 5 is a partially cutaway perspective view showing an example of a conventional ink jet printer head of a shear mode type.
[Explanation of symbols]
1, 21, 41: Inkjet printer heads 2, 22, 42: Recess members 3, 23, 43: Partition walls 4, 24, 44: Pressurizing chambers 5, 25, 45: Pressurizing members 6, 26: Diaphragm 7, 31, 47: Ink ejection holes 8, 48: Nozzle plate 9: Common electrodes 10a, 10b, 49: Driving electrodes 11, 30: Piezoelectric actuator 27: Piezoelectric element 28: Lower electrode 29: Upper electrode 46: Top plate 50: Ink introduction hole

Claims (1)

複数の加圧室を列設してなり、各加圧室を仕切る壁を隔壁としてなる加圧部材を有し、上記隔壁以外の各加圧室を構成する壁部の一部を振動板となし、該振動板と上記隔壁を一体化して圧電セラミックスにより形成するとともに、上記振動板の加圧室内側の表面にはその長手方向に沿ってそれぞれ共通電極を、加圧室外側の表面にはその長手方向に沿ってそれぞれ独立した2つの駆動用電極を設け、該駆動用電極と上記共通電極との間に電圧を印加することによりインクを吐出するようにしたことを特徴とするインクジェットプリンタヘッド。A plurality of pressurizing chambers are provided in a row, each of the pressurizing chambers includes a pressurizing member having walls that partition the pressurizing chambers as partition walls, and a part of the wall constituting each pressurizing chamber other than the partition walls is a diaphragm. None, the diaphragm and the partition are integrally formed of piezoelectric ceramics, and a common electrode is provided on the surface of the diaphragm on the inside of the pressurizing chamber along the longitudinal direction thereof, and on the surface on the outer side of the pressurizing chamber. An ink jet printer head characterized in that two independent drive electrodes are provided along the longitudinal direction, and ink is ejected by applying a voltage between the drive electrode and the common electrode. .
JP2324399A 1999-01-29 1999-01-29 Inkjet printer head Expired - Fee Related JP3668032B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2324399A JP3668032B2 (en) 1999-01-29 1999-01-29 Inkjet printer head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2324399A JP3668032B2 (en) 1999-01-29 1999-01-29 Inkjet printer head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000218780A JP2000218780A (en) 2000-08-08
JP3668032B2 true JP3668032B2 (en) 2005-07-06

Family

ID=12105173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2324399A Expired - Fee Related JP3668032B2 (en) 1999-01-29 1999-01-29 Inkjet printer head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3668032B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7434918B2 (en) 2001-12-06 2008-10-14 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Liquid transporting apparatus and method for producing liquid transporting apparatus
DE602004031427D1 (en) * 2003-07-22 2011-03-31 Ngk Insulators Ltd MEMBER ELEMENT AND DEVICE WITH CONTROLLER ELEMENT
JP4539295B2 (en) 2004-11-05 2010-09-08 富士ゼロックス株式会社 Inkjet recording head and inkjet recording apparatus
JP4595669B2 (en) * 2005-05-19 2010-12-08 富士ゼロックス株式会社 Method for manufacturing droplet discharge head
JP7452223B2 (en) 2020-04-22 2024-03-19 ブラザー工業株式会社 liquid discharge head
JP7064648B1 (en) 2021-12-20 2022-05-10 エスアイアイ・プリンテック株式会社 Head tip, liquid injection head and liquid injection recording device
JP7064649B1 (en) 2021-12-20 2022-05-10 エスアイアイ・プリンテック株式会社 Head tip, liquid injection head and liquid injection recording device
JP7032604B1 (en) 2021-12-20 2022-03-08 エスアイアイ・プリンテック株式会社 Head tip, liquid injection head and liquid injection recording device
JP7136993B1 (en) 2021-12-20 2022-09-13 エスアイアイ・プリンテック株式会社 HEAD CHIP, LIQUID JET HEAD AND LIQUID JET RECORDING APPARATUS
JP7220327B1 (en) 2022-12-16 2023-02-09 エスアイアイ・プリンテック株式会社 HEAD CHIP, LIQUID JET HEAD AND LIQUID JET RECORDING APPARATUS

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000218780A (en) 2000-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6909222B2 (en) Droplet deposition head and actuator components for it
JP3668032B2 (en) Inkjet printer head
JP2009160841A (en) Method for manufacturing liquid jetting head, liquid jetting head and liquid jetting apparatus
JP3979360B2 (en) Liquid transfer device
US6695439B2 (en) Piezoelectric transducer and liquid droplet ejection device
JP3484841B2 (en) Ink jet recording head
JP2004066496A (en) Liquid ejection head and liquid ejector
JP4494880B2 (en) Driving method of piezoelectric ink jet head
US6007189A (en) Piezoelectric type ink-jet printing head having a pressure chamber plate which is less flexible than piezoelectric elements
JP2004351879A (en) Piezoelectric inkjet head
JP3767131B2 (en) Inkjet head
JP3901548B2 (en) Inkjet recording head and inkjet recording apparatus
JP2002178514A (en) Ink-jet recording head and ink-jet recorder
JP4651147B2 (en) Inkjet head
JP3638476B2 (en) Inkjet printer head
JP3506356B2 (en) Inkjet printer head
JP3456519B2 (en) Ink jet recording head
JPH081933A (en) Piezoelectric vibrator array
JP3638458B2 (en) Inkjet printer head
JP2004351878A (en) Piezoelectric inkjet head
JP2008149662A (en) Piezoelectric/electrostrictive actuator
JPH0550597A (en) Ink jet printer head
JP3638477B2 (en) Inkjet printer head
JP3638467B2 (en) Inkjet printer head
JPH0550593A (en) Ink jet printer head

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041228

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050228

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050405

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050407

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080415

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090415

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090415

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100415

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110415

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110415

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120415

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120415

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130415

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140415

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees