JP3746888B2

JP3746888B2 - インクジェット式記録ヘッド

Info

Publication number: JP3746888B2
Application number: JP31452297A
Authority: JP
Inventors: 強北原
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-10-30
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2017-10-30
Also published as: JPH11129474A

Description

【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、縦振動モードの圧電振動子の伸縮によりノズル開口からインク滴を吐出させて画像や文字を記録用紙に記録するインクジェット式記録ヘッド、より詳細には圧電振動子のヘッドフレームへの取り付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノズル開口、及びリザーバに連通する圧力発生室の一部を弾性板で形成するとともに、軸長方向に伸縮する圧電振動子により弾性板を弾性変形させて圧力発生室を膨張、収縮させるインクジェット式記録ヘッドは、面方向に変形するたわみ振動を用いた記録ヘッドに比較して、小型化が可能で、しかも高速駆動が可能であるという特徴を備えている。
【０００３】
図６は、上述の縦振動モードの圧電振動子を使用したインクジェット式記録ヘッドの一例を示すもので、圧電振動子ユニット３０は、導電層と、圧電材料層とを交互に積層して構成された圧電振動子３１、３１、３１、‥‥を一定ピッチで並ぶように固定基板３２に固定して構成されている。
【０００４】
一方、圧電振動子３１の変位を受けてインク滴を吐出する流路ユニット３３は、弾性板３４、流路形成板３５、及びノズルプレート３６を積層して構成されている。
【０００５】
このように構成された流路ユニット３３をヘッドフレーム３７の一方の開口端３８に接着剤により固定した状態で、圧電振動子３１の先端が弾性板３４に当接するように圧電振動子ユニット３０を位置決めして、流路ユニット３３を下方とするようにセットし直し、ヘッドフレーム３７の圧電振動子ユニット挿入口３９側に形成されている接着剤注入口４０から注射針等により液状の接着剤Ｐを注入すると、ヘッドフレーム３７の下方の開口端３８側に延びて形成された接着剤誘導用の溝４１を毛細管力で接着剤が移動して固定基板３２の背面とヘッドフレーム３７の内周面との間に浸透して固化する。なお、図中符号４２は、フレキシブケーブルを、また符号４３は、ノズル開口をそれぞれ示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、規定量を上回る接着剤Ｐを誤って注入すると、ヘッドフレーム３７と固定基板３２の両側面との間に形成された狭い間隙４４に毛細管力で接着剤が流れ込み、ここからさらに圧電振動子３１側に回り込む。圧電振動子３１側に回り込んだ接着剤Ｐ’は、図７に示したように圧電振動子３１を分離しているスリット４５の狭い間隙に毛細管力で吸い込まれ、ここで固化して圧電振動子３１の変位を阻害し、インク滴の吐出を妨げるという問題がある。
またこのような問題は、接着剤の注入量を厳重に管理することにより回避することができるが、作業能率が極端に低下するという問題がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは圧電振動子への接着剤の流れ込みを確実に防止して、作業能率を向上することができる固定構造を備えたインクジェット式記録ヘッドを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解消するために本発明においては、縦振動モードで作動する圧電振動板をスリットにより複数に歯割りして圧電振動子に切分け、前記スリットの非形成部を固定基板に固定してなる圧電振動子ユニットと、前記圧電振動子の変位を受けてインク滴を吐出する流路ユニットと、前記圧電振動子ユニットを接着剤により固定して前記流路ユニットに当接させるヘッドフレームとからなるインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記スリットの終端の前記固定基板側が、前記固定基板よりも前記圧電振動子の自由端側に位置し、前記固定基板と前記圧電振動板の前記スリットの非形成部とにより隅部が形成されていて、前記接着剤が前記隅部の毛細管力により収容されるように構成されている。
【０００８】
【作用】
固定基板の先端面とスリットの終端との間にはスリット非形成部の連続部が固定基板の先端前から若干突出しているため、固定基板と圧電振動板の連続部とによる隅部の毛細管力で接着剤を収容し、接着剤を圧電振動子の非振動領域で固化させる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図中符号１は、本発明が特徴とする圧電振動子ユニットで、一方の極となる内部電極２と他方の極となる内部電極３とを、それぞれが一方の端部でのみ露出するとともに、振動領域でのみラップするように圧電材料４を介して交互に積層して、圧電定数ｄ31を有する圧電振動板を、図２に示したように流路ユニット３３の圧力発生室の配列ピッチに一致させてスリット５、５、５、‥‥により振動領域を櫛歯状に歯割りして構成された圧電振動子６、６、６、‥‥を、その非振動領域の一部が固定基板７の先端面７ａよりも突出するように位置決めして、接着剤により固定して構成されている。
【００１０】
スリット５、５、５、‥‥は、その終端５ａの少なくと固定基板７側が固定基板７の先端面７ａよりも接着剤Ｐを阻止できる程度の長さΔＬだけ圧電振動子６の先端側に位置するように形成されている。
【００１１】
なお、図中符号６’、６’は、インク滴の吐出には関与せず、圧電振動子ユニット１をヘッドホルダ３７に挿入する際の位置決めを支援するダミーの圧電振動子を示す。
【００１２】
これら圧電振動子６、６、６、‥‥は、両端部からそれぞれ非振動領域に延びるセグメント電極８とコモン電極９が形成され、外部電極８、９を介して駆動信号を伝送するフレキシブルケーブル１０に接続されている。
【００１３】
次に上述の圧電振動子ユニット１の製造方法を図３に基づいて説明する。
後端から先端近傍まで延びる一方の極となる内部電極となる導電材料１１を表面から露出させ、先端から活性領域の終端側まで延びる他方の極となる内部電極となる導電材料１２とを、圧電材料１３を挟みながら積層し、乾燥後に焼成して形成された圧電振動板１４と、固定基板１５とを用意する（図３（I））。
【００１４】
圧電振動板１４の一方の内部電極１１だけが形成された領域、つまり不活性領域が固定基板１５の先端から若干量ΔＬ突出するように位置決めして不活性領域を固定基板１５に接着剤で固定する（図３（II））。
【００１５】
ついで、ダイシングソウやワイヤソウの切断具１６により、自由端側の先端から少なくともセグメント電極となる導電層１７の後端側を分離でき、かつ他面の不活性領域が連続状態で固定基板１５の先端から露出するように終端５ａ（図１）が斜めとなるスリット５、５、５、‥‥を形成して、少なくとも圧電振動子６としての振動領域及びセグメント電極となる導電層１７を櫛歯状に切分けると、圧電振動子ユニットが完成する（図３（III））。なお、図中符号１８は、コモン電極となる導電層を示す。
【００１６】
この実施例において、圧電振動子ユニット１をその圧電振動子６、６、６、‥‥の先端が弾性板３４に当接するように位置決めして、ヘッドフレーム３７の接着剤注入口４０から注射針等により液状の接着剤Ｐを注入すると、接着剤Ｐは、固定基板７との対向面に形成された接着剤誘導用の溝４１、及びヘッドフレーム３７と固定基板７の背面との間隙を毛細管力で下方に移動する。
【００１７】
この移動の過程で余分となった接着剤Ｐは、圧電振動子６、６、６‥‥の非振動領域の連続部６ａと固定基板７とで形成された隙間に毛細管力により吸収、保持され、固定基板７の先端面７ａから突出しているスリット５、５、５、‥‥に到達するのを阻止され、固定基板７の先端面７ａ、及び圧電振動子６の非振動領域の連続部６ａで固化する。
【００１８】
なお、上述の実施例においては、スリット５の終端５ａが斜めとなるように形成したが、図４に示したようにセグメント電極８との接続を振動領域に移動させることによりスリットの終端５ｂを、圧電振動子６の軸に対して垂直に形成することができる。
【００１９】
また、上述の内部電極を圧電振動子の伸縮方向に平行に配置した圧電定数ｄ31のものに例を採って説明したが、図５に示したように２つの極の内部電極２０、２１を、それぞれ伸長方向に対して垂直に、かつ一端側が側面から露出するように圧電材料２２を介して積層した圧電定数ｄ33の圧電振動板を、非振動領域が固定基板７の先端面７ａから若干突出させて固定基板７に固定するとともに、終端５ｃが非振動領域内で、かつ固定基板７の先端面７ａからΔＬだけ先端側に位置するようにスリット５、５。５で切分けて圧電振動子２３を形成しても同様の作用を奏することは明らかである。なお、図中符号２４、２５が接続用の外部電極を示す
【００２０】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、固定基板を固定するために必要以上の接着剤が注入されたとしても、固定基板と圧電振動子の連続部とにより形成される隅部の毛細管力で吸収して接着剤がスリットに到達するのを阻止し、もって圧電振動子が接着剤により固着されてしまうといった不良を皆無とすることができるばかりでなく、接着剤の注入作業を簡素化して生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施例を、１つの圧力発生室での断面構造で示す図である。
【図２】図（イ）、（ロ）は、ぞれぞれ同上記録ヘッドに使用する圧電振動子ユニットの表裏の構造を示す図である。
【図３】図（I）乃至（III）は、それぞれ同上圧電振動子の製造方法の一実施例を示す図である。
【図４】本発明のインクジェット式記録ヘッドの他の実施例を、圧電振動子ユニットの構造で示す図である。
【図５】本発明のインクジェット式記録ヘッドの他の実施例を、圧電振動子ユニットの構造で示す図である。
【図６】図（イ）、（ロ）は、それぞれ縦振動モードの圧電振動子を使用た従来のインクジェット式記録ヘッドと、ヘッドホルダの上面の構造を示す図である。
【図７】図（イ）、（ロ）は、それぞれ従来の圧電振動子ユニットの表裏の構造を示す図である。
【符号の説明】
１圧電振動子ユニット
５スリット
５ａスリットの終端
６圧電振動子
７固定基板
３３流路ユニット
３７ヘッドホルダ
４０接着剤注入口
Ｐ接着剤

Claims

縦振動モードで作動する圧電振動板をスリットにより複数に歯割りして圧電振動子に切分け、前記スリットの非形成部を固定基板に固定してなる圧電振動子ユニットと、前記圧電振動子の変位を受けてインク滴を吐出する流路ユニットと、前記圧電振動子ユニットを接着剤により固定して前記流路ユニットに当接させるヘッドフレームとからなるインクジェット式記録ヘッドにおいて、
前記スリットの終端の前記固定基板側が、前記固定基板よりも前記圧電振動子の自由端側に位置し、前記固定基板と前記圧電振動板の前記スリットの非形成部とにより隅部が形成されていて、前記接着剤が前記隅部の毛細管力により収容されるインクジェット式記録ヘッド。
前記スリットの終端が前記圧電振動子の軸に対して斜めとなるように形成され、前記スリットの終端の前記固定基板側が反対側よりも前記圧電振動子の自由端側に位置するように形成されている請求項１に記載のインクジェット式記録ヘッド。
前記スリットの終端が、前記圧電振動子の軸方向に垂直に形成されている請求項１に記載のインクジェット式記録ヘッド。