JPH02184446A - インクジェットヘッド - Google Patents
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- JPH02184446A JPH02184446A JP320389A JP320389A JPH02184446A JP H02184446 A JPH02184446 A JP H02184446A JP 320389 A JP320389 A JP 320389A JP 320389 A JP320389 A JP 320389A JP H02184446 A JPH02184446 A JP H02184446A
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- piezoelectric
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Links
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Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はインク滴を飛翔させ記録紙等の媒体上にインク
像を形成するプリンタ等インクジェット方式の記録装置
に関し更に詳細にはインクジェットプリンタヘッドに関
する。
像を形成するプリンタ等インクジェット方式の記録装置
に関し更に詳細にはインクジェットプリンタヘッドに関
する。
従来のインクジェットヘッドの構造としては複数のノズ
ル開口を有するノズル形成部材とこの背後にインクと直
接接触する圧電変換器を有する構造が知られている。（
持分昭和６０−８９５３等）この構造では圧電変換器を
構成する振動子がノズル板と概ね直交する方向に変位す
るごとく振動することと各ノズル間のインク流路が短い
距離で通じていることによりインク滴吐出効率および安
定性が高くインク中にガス、ゴミ等の異物が混入した場
合でもこの影響を受けず正常動作が可能であるという特
徴を有する。更に振動子はノズル板と微小な空隙を保っ
て配された片持ち梁状または両持ち梁状の振動子が用い
られているため電気機械変換効率が高い、小さい電力で
必要な振動子可動部分変位が取れる等の利点を有する。
ル開口を有するノズル形成部材とこの背後にインクと直
接接触する圧電変換器を有する構造が知られている。（
持分昭和６０−８９５３等）この構造では圧電変換器を
構成する振動子がノズル板と概ね直交する方向に変位す
るごとく振動することと各ノズル間のインク流路が短い
距離で通じていることによりインク滴吐出効率および安
定性が高くインク中にガス、ゴミ等の異物が混入した場
合でもこの影響を受けず正常動作が可能であるという特
徴を有する。更に振動子はノズル板と微小な空隙を保っ
て配された片持ち梁状または両持ち梁状の振動子が用い
られているため電気機械変換効率が高い、小さい電力で
必要な振動子可動部分変位が取れる等の利点を有する。
上記従来技術の片持ち梁状振動子を用いたインクジエツ
トヘッドの構造では精度確保が困難で特性が安定しない
、製造歩留りが低いという問題点を有していた。即ちノ
ズル形成部材およびこれに対峙する振動子可動部分との
間の間隙はインク吐出特性に影響するため微小な空隙を
高精度に管理する必要がある。しかしながら梁状振動子
を複数個先端位置をそろえて製造することは困難で各振
動子の特性が安定しないという問題点を有していた。本
発明の目的はこの問題点を解決して特性の安定した製造
歩留りの高いインクジェットヘッドを実現することにあ
る。
トヘッドの構造では精度確保が困難で特性が安定しない
、製造歩留りが低いという問題点を有していた。即ちノ
ズル形成部材およびこれに対峙する振動子可動部分との
間の間隙はインク吐出特性に影響するため微小な空隙を
高精度に管理する必要がある。しかしながら梁状振動子
を複数個先端位置をそろえて製造することは困難で各振
動子の特性が安定しないという問題点を有していた。本
発明の目的はこの問題点を解決して特性の安定した製造
歩留りの高いインクジェットヘッドを実現することにあ
る。
本発明のインクジェットヘッドは 複数のノズル開口を
有するノズル形成部材と圧電変換器を有し、 該ノズル形成部材と該圧電変換器の間にインクが充たさ
れる如く構成されたインクジェットヘッドにおいて、 上記圧電変換器は圧電材と上記圧電材上に施された導電
材層を有し、ベース材上に接合された少なくとも一つの
固定部を持つ複数の振動子からなり、上記ベース材外形
の内側に上記振動子外形が存在するごとく構成されてい
ることを特徴とする。
有するノズル形成部材と圧電変換器を有し、 該ノズル形成部材と該圧電変換器の間にインクが充たさ
れる如く構成されたインクジェットヘッドにおいて、 上記圧電変換器は圧電材と上記圧電材上に施された導電
材層を有し、ベース材上に接合された少なくとも一つの
固定部を持つ複数の振動子からなり、上記ベース材外形
の内側に上記振動子外形が存在するごとく構成されてい
ることを特徴とする。
本発明の上記構成では圧電変換器は強固なベース材上に
接合された振動子からなり平坦度が高くさらに周囲が強
固なベース材で保護されるため製造工程中に振動子に過
大な力を受けることないため製造歩留まりが高い。
接合された振動子からなり平坦度が高くさらに周囲が強
固なベース材で保護されるため製造工程中に振動子に過
大な力を受けることないため製造歩留まりが高い。
次に実施例に基づいて本発明を説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すプリンタの斜視図であ
る。同図において記録紙１０はプラテン１１に捲き回さ
れ送りローラ１２．１３によって押圧される。ガイド軸
１４．１７に案内されプラテン軸に平行な方向に移動可
能なキャリッジ１５上にインクジェットヘッド１６が搭
載されて構成される。インクジェットヘッド１６は独立
にインク滴を噴出制御可能な複数のノズルを有しプラテ
ン軸方向に走査され上記ノズルから選択的にインり滴を
吐出し記録紙１０上にインク像を形成する。
る。同図において記録紙１０はプラテン１１に捲き回さ
れ送りローラ１２．１３によって押圧される。ガイド軸
１４．１７に案内されプラテン軸に平行な方向に移動可
能なキャリッジ１５上にインクジェットヘッド１６が搭
載されて構成される。インクジェットヘッド１６は独立
にインク滴を噴出制御可能な複数のノズルを有しプラテ
ン軸方向に走査され上記ノズルから選択的にインり滴を
吐出し記録紙１０上にインク像を形成する。
記録紙１０はプラテン１１、送りローラ１２．１３の回
転により走査方向と直交する副走査方向に搬送され記録
紙面上への印字が行われる。
転により走査方向と直交する副走査方向に搬送され記録
紙面上への印字が行われる。
第２図にインクジェットヘッドの断面を示す。
フレーム２０にはベース材２５上に圧電変換器２１とノ
ズル形成部材２２が両者の間にスペーサ２３を介して積
層され固定される。ノズル形成部材２２は複数のノズル
２４を有する金属薄板から構成される。ヘッド内のイン
クを定温に保つためヒータ２６が設けられる。圧電変換
器２１は第３図に斜視図を示す。第３図（ａ）に示すよ
うにＰｚ「よりなる圧電材層３０の片面にＡｕ薄層より
なる電極層３１とこの反対面にＮｉ薄層よりなる金属層
３２を有する多層構造の圧電素子板３３とベース３４、
金属薄板からなるスペーサ３５から構成される。さらに
ノズル３６を開口された金属板からなるノズル形成部材
３７でユニット化されてフレーム２０に取付けられる。
ズル形成部材２２が両者の間にスペーサ２３を介して積
層され固定される。ノズル形成部材２２は複数のノズル
２４を有する金属薄板から構成される。ヘッド内のイン
クを定温に保つためヒータ２６が設けられる。圧電変換
器２１は第３図に斜視図を示す。第３図（ａ）に示すよ
うにＰｚ「よりなる圧電材層３０の片面にＡｕ薄層より
なる電極層３１とこの反対面にＮｉ薄層よりなる金属層
３２を有する多層構造の圧電素子板３３とベース３４、
金属薄板からなるスペーサ３５から構成される。さらに
ノズル３６を開口された金属板からなるノズル形成部材
３７でユニット化されてフレーム２０に取付けられる。
ベース材３４は電気接続される電極パターン３８を上面
に施された絶縁体（ガラス、セラミック等）が用いられ
・３１．バ導電体に絶縁層を設けこの上に電極パターン
を設けるようにしてもよい。第３図（ｂ）に示すように
ベース材３４、圧電素子板３３は接合されてベース−圧
電素子接合体３９を構成する。上記接合では電気接続と
機械的接合とを同時に行うため共晶接合、導電性接着剤
による接合、または有機接着剤を用いて接着剤層を薄層
化して用いる等の方法を採用することができる。次にこ
れに溝入れ加工を行い複数個の梁状振動子を切り出す。
に施された絶縁体（ガラス、セラミック等）が用いられ
・３１．バ導電体に絶縁層を設けこの上に電極パターン
を設けるようにしてもよい。第３図（ｂ）に示すように
ベース材３４、圧電素子板３３は接合されてベース−圧
電素子接合体３９を構成する。上記接合では電気接続と
機械的接合とを同時に行うため共晶接合、導電性接着剤
による接合、または有機接着剤を用いて接着剤層を薄層
化して用いる等の方法を採用することができる。次にこ
れに溝入れ加工を行い複数個の梁状振動子を切り出す。
溝４０はベース材３４まで及ぶ深さとすることで相互干
渉のない複数個の方持ち梁状の振動子が形成できる。
渉のない複数個の方持ち梁状の振動子が形成できる。
さらに外部の駆動回路と接続するためにベース材上の電
極パターンと対向する位置に対応する配線パターンを有
するフレキシブル基板２７（第２図に示す）が接合され
る。各振動子とも共通電位に保つための電極は上述の面
と反対側の面にスペーサを接合する際に電気接続されて
フレキシブル基板上の対応するパターンにスペーサまた
はこれと接触するノズル形成部材を電気接続して配線さ
れる。
極パターンと対向する位置に対応する配線パターンを有
するフレキシブル基板２７（第２図に示す）が接合され
る。各振動子とも共通電位に保つための電極は上述の面
と反対側の面にスペーサを接合する際に電気接続されて
フレキシブル基板上の対応するパターンにスペーサまた
はこれと接触するノズル形成部材を電気接続して配線さ
れる。
動作は上記フレキシブル基板を介して電極層４３と金属
層４２との間に電圧を印加することによりこの間の圧電
材層が収縮し一方金属層は収縮しないため曲げモーメン
トが生じ振動子先端は厚さ方向に変位する。次にこの電
圧を解除すると振動子の弾性的な復元力により発生する
圧力でノズルからインクが吐出する。
層４２との間に電圧を印加することによりこの間の圧電
材層が収縮し一方金属層は収縮しないため曲げモーメン
トが生じ振動子先端は厚さ方向に変位する。次にこの電
圧を解除すると振動子の弾性的な復元力により発生する
圧力でノズルからインクが吐出する。
本構造ではベース−圧電素子接合体の金属層面を研磨す
ることにより精度の高い平坦面が形成できる。さらにこ
の上から同じく平坦なノズル形成部材を重ねて接合する
ことにより振動子の先端可動部分とノズルとの間の間隙
は高精度に確保できる。特に薄い圧電素子板から各振動
子を切り離すことによって内部応力が解放され振動子先
端の位置がばらつき上記空隙の管理が困難になる。これ
を上述のように研磨することで補正し修正することがで
きる。
ることにより精度の高い平坦面が形成できる。さらにこ
の上から同じく平坦なノズル形成部材を重ねて接合する
ことにより振動子の先端可動部分とノズルとの間の間隙
は高精度に確保できる。特に薄い圧電素子板から各振動
子を切り離すことによって内部応力が解放され振動子先
端の位置がばらつき上記空隙の管理が困難になる。これ
を上述のように研磨することで補正し修正することがで
きる。
また強固なベース材３４は長方形で圧電素子板３３も長
方形であり各辺ともベース材の方が太きいかまたは両者
とも同じに設定されている。従って両者を接合したベー
ス−圧電素子板接合体の外形は圧電素子板外形より外側
に位置しこの周囲を保護する機能を果たす。従って上述
の研磨工程等において取り扱い上圧型素子板に過大な力
を加えこれを破損することを防ぐことができる。
方形であり各辺ともベース材の方が太きいかまたは両者
とも同じに設定されている。従って両者を接合したベー
ス−圧電素子板接合体の外形は圧電素子板外形より外側
に位置しこの周囲を保護する機能を果たす。従って上述
の研磨工程等において取り扱い上圧型素子板に過大な力
を加えこれを破損することを防ぐことができる。
圧電素子板は圧電材層が１００−３００μｍ。
金属層が５０−２００μｍの厚さであり、脆く割れやす
い。ベース材を０．８−５ｍｍ程度厚さの上述の材料で
構成することにより保護上必要な強度を確保することが
できる。圧電素子板はベース材よりＯ−０，２ｍｍ内側
とすることで保護することができる。
い。ベース材を０．８−５ｍｍ程度厚さの上述の材料で
構成することにより保護上必要な強度を確保することが
できる。圧電素子板はベース材よりＯ−０，２ｍｍ内側
とすることで保護することができる。
さらに別の実施例を第４図に示す。本図には振動子周辺
の構成のみ示す。先の実施例と異なりノズル５２は複数
個が互いに千鳥配列で２列に配置されている。梁状振動
子は切り込みを直線状に入れることでダイシング等の方
法で容易に行えるように相互に半ピツチずれたノズルを
結ぶ方向に溝入れされて作られる。さらにノズル形成部
材５３は段差を有する形状である点が先の実施例と異な
る。またノズルは図中５１に示すように中央部が凸状に
突き出しておりノズル周辺に溜まるインクが吐出するイ
ンクの飛翔に影響を与えない構成となっている。その他
の構成は第３図の実施例と同様である。
の構成のみ示す。先の実施例と異なりノズル５２は複数
個が互いに千鳥配列で２列に配置されている。梁状振動
子は切り込みを直線状に入れることでダイシング等の方
法で容易に行えるように相互に半ピツチずれたノズルを
結ぶ方向に溝入れされて作られる。さらにノズル形成部
材５３は段差を有する形状である点が先の実施例と異な
る。またノズルは図中５１に示すように中央部が凸状に
突き出しておりノズル周辺に溜まるインクが吐出するイ
ンクの飛翔に影響を与えない構成となっている。その他
の構成は第３図の実施例と同様である。
以上述べた本発明の構成では強固なベース材外形がその
上に接合され一体化される圧電素子板より大きい寸法で
周囲を保護するような構成である。
上に接合され一体化される圧電素子板より大きい寸法で
周囲を保護するような構成である。
また両者を接合した後に溝入れしさらに振動子面の平坦
化のために表面を研磨して構成される。従って高精度に
、過大な力を加えることなく各振動子を構成できる。
化のために表面を研磨して構成される。従って高精度に
、過大な力を加えることなく各振動子を構成できる。
なお金属層はＮｉのほか、使用する圧電材に近い熱膨張
率を有する材質とすることで温度による振動子反り量変
化による特性変化を防ぐことができる。また金属層は金
属薄層を接合する、メツキ等の方法で圧電材上に直接形
成する等の方法で形成できる。
率を有する材質とすることで温度による振動子反り量変
化による特性変化を防ぐことができる。また金属層は金
属薄層を接合する、メツキ等の方法で圧電材上に直接形
成する等の方法で形成できる。
また本発明の構造は上述のように片持ち梁状振動子の他
両端が固定された両持ち梁状振動子の場合でも有効であ
ることは明らかである。
両端が固定された両持ち梁状振動子の場合でも有効であ
ることは明らかである。
以上述べたように本発明の上記構成によれば特性安定化
のために高精度に管理する必要のあるノズル形成部材と
振動子可動部分の空隙が安定し、さらに取り扱い上圧電
材に過大な力がかからず破損しないため、特性の安定し
た製造歩留りの高いインクジェットヘッドを実現するこ
とができるという効果を有する。
のために高精度に管理する必要のあるノズル形成部材と
振動子可動部分の空隙が安定し、さらに取り扱い上圧電
材に過大な力がかからず破損しないため、特性の安定し
た製造歩留りの高いインクジェットヘッドを実現するこ
とができるという効果を有する。
第１図は本発明による一実施例を示すインクジェットヘ
ッドを具備したプリンタの斜視図。 第２図は本発明による一実施例を示すインクジェットヘ
ッドの断面図。 第３図（ａ）、（ｂ）は本発明による一実施例を示すイ
ンクジェットヘッドの圧電変換器の製造工程を示す図お
よび斜視図。 第４図（ａ）、（ｂ）は同じく本発明による別の実施例
を示す圧電変換器の製造工程を示す図および斜視図。 ２１・・・振動子 ２５．３４・・・ベース材 ３０・・・圧電材層 ３１、、、電極層 ３２−・・金属層 ３３・−１圧電素子板 ３８・・、電極パターン ３９・・・ベース−圧電素子板接合体 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士 鈴木喜三部他１名
ッドを具備したプリンタの斜視図。 第２図は本発明による一実施例を示すインクジェットヘ
ッドの断面図。 第３図（ａ）、（ｂ）は本発明による一実施例を示すイ
ンクジェットヘッドの圧電変換器の製造工程を示す図お
よび斜視図。 第４図（ａ）、（ｂ）は同じく本発明による別の実施例
を示す圧電変換器の製造工程を示す図および斜視図。 ２１・・・振動子 ２５．３４・・・ベース材 ３０・・・圧電材層 ３１、、、電極層 ３２−・・金属層 ３３・−１圧電素子板 ３８・・、電極パターン ３９・・・ベース−圧電素子板接合体 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士 鈴木喜三部他１名
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 複数のノズル開口を有するノズル形成部材と圧電変換器
を有し、 該ノズル形成部材と該圧電変換器の間にインクが充たさ
れる如く構成されたインクジェットヘッドにおいて、 上記圧電変換器は圧電材と上記圧電材上に施された導電
材層を有し、ベース材上に接合された少なくとも一つの
固定部を持つ複数の振動子からなり、上記ベース材外形
の内側に上記振動子外形が存在するごとく構成されてい
ることを特徴とするインクジェットヘッド。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP320389A JPH02184446A (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | インクジェットヘッド |
| EP89122478A EP0372521B1 (en) | 1988-12-07 | 1989-12-06 | On-demand type ink jet print head |
| DE8989122478T DE68906001T2 (de) | 1988-12-07 | 1989-12-06 | Auf abruf arbeitender tintenstrahldruckkopf. |
| US07/446,734 US5072240A (en) | 1988-12-07 | 1989-12-06 | On-demand type ink jet print head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP320389A JPH02184446A (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02184446A true JPH02184446A (ja) | 1990-07-18 |
Family
ID=11550878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP320389A Pending JPH02184446A (ja) | 1988-12-07 | 1989-01-10 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02184446A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4235167A1 (de) * | 1991-10-25 | 1993-04-29 | Rohm Co Ltd | Druckkopf mit led-anordnung sowie verfahren zu dessen herstellung |
-
1989
- 1989-01-10 JP JP320389A patent/JPH02184446A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4235167A1 (de) * | 1991-10-25 | 1993-04-29 | Rohm Co Ltd | Druckkopf mit led-anordnung sowie verfahren zu dessen herstellung |
| DE4235167C2 (de) * | 1991-10-25 | 1998-12-03 | Rohm Co Ltd | Druckkopf mit LED-Anordnung sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
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