JPH03239558A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
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- JPH03239558A JPH03239558A JP3475090A JP3475090A JPH03239558A JP H03239558 A JPH03239558 A JP H03239558A JP 3475090 A JP3475090 A JP 3475090A JP 3475090 A JP3475090 A JP 3475090A JP H03239558 A JPH03239558 A JP H03239558A
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- Japan
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- piezoelectric transducer
- base plate
- nozzle forming
- flexible base
- substrate
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- Pending
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記録媒体上に
インク像を形成するプリンタ等インクジェットプリンタ
のヘッド構造に関する。
インク像を形成するプリンタ等インクジェットプリンタ
のヘッド構造に関する。
従来のインクジェットヘッドの構成は、特公昭６０−８
９５３号公報等に開示されている様に複数のノズル開口
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ものである。
９５３号公報等に開示されている様に複数のノズル開口
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ものである。
上記従来構造では、圧電変換器を固定するためのベース
基板として表面にバターニングが施されているセラミッ
ク基板、または金属ベース基板が使用されていた。
基板として表面にバターニングが施されているセラミッ
ク基板、または金属ベース基板が使用されていた。
しかしながら、前述従来構造では、環境温度変化による
圧電変換器の変位によって梁状に張り出した圧電変換器
の可動部分とノズル形成部材との間隙の制御が困難とな
る。即ちノズル形成部材及びこれに対峙する圧電変換器
可動部分との間隙はインク吐出特性に影響を及ぼすため
、微小な間隙を高精度に制御する必要があるにもかかわ
らず、従来のベース基板を使用した場合、インク滴の吐
出特性の再現性や精度が得にくいという課題を有してい
る。
圧電変換器の変位によって梁状に張り出した圧電変換器
の可動部分とノズル形成部材との間隙の制御が困難とな
る。即ちノズル形成部材及びこれに対峙する圧電変換器
可動部分との間隙はインク吐出特性に影響を及ぼすため
、微小な間隙を高精度に制御する必要があるにもかかわ
らず、従来のベース基板を使用した場合、インク滴の吐
出特性の再現性や精度が得にくいという課題を有してい
る。
そこで、本発明の目的とするところは、これらの課題を
解決して特性の安定したインクジェットヘッドを提案す
ることにある。
解決して特性の安定したインクジェットヘッドを提案す
ることにある。
本発明のインクジェットヘッドは、記録媒体に対向する
よう配設され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
の間にインクが充されるごとく構成されたインクジェッ
トヘッドにおいて、前記圧電変換器のベース基板として
フレキシブル基板を使用する事を特徴とする。
よう配設され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
の間にインクが充されるごとく構成されたインクジェッ
トヘッドにおいて、前記圧電変換器のベース基板として
フレキシブル基板を使用する事を特徴とする。
第１図に、本発明におけるインクジェットヘッドの主要
断面図を示す。複数本のお互いに平行に配設された圧電
セラミックスなどの圧電部材１と圧電部材１の片面にＡ
ｕなどの薄膜金属から形成された電極層３と電極層３の
反対面にＦｅ−Ｎｉ合金などの金属層２の三部材から圧
電変換器４は成る。圧電変換器４と対向して配設された
ノズル開口６を有するノズル形成部材５は導電性接着剤
７により接合されている。金属層２例の反対面では、や
はり導電性接着剤７を介して圧電変換器４の電極層３側
がフレキシブル基板８に接続されている。フレキシブル
基板８の上側には複数本の圧電変換器４に対応するよう
にストライプ状の電極パターン１２が形成されていて、
それぞれが電極層３と電気的に接続されている。ここで
電極パターン１２は圧電変換器４へ外部からの動作電気
信号を伝えるための役割を成す。フレキシブル基板８は
ポリイミドフィルムまたはポリエステルフィルム上に接
着剤を介して銅電極パターン１２が形成されているか、
或は上記フィルム上に直接銅電極パターン１２が形成さ
れている構造をとっている。
断面図を示す。複数本のお互いに平行に配設された圧電
セラミックスなどの圧電部材１と圧電部材１の片面にＡ
ｕなどの薄膜金属から形成された電極層３と電極層３の
反対面にＦｅ−Ｎｉ合金などの金属層２の三部材から圧
電変換器４は成る。圧電変換器４と対向して配設された
ノズル開口６を有するノズル形成部材５は導電性接着剤
７により接合されている。金属層２例の反対面では、や
はり導電性接着剤７を介して圧電変換器４の電極層３側
がフレキシブル基板８に接続されている。フレキシブル
基板８の上側には複数本の圧電変換器４に対応するよう
にストライプ状の電極パターン１２が形成されていて、
それぞれが電極層３と電気的に接続されている。ここで
電極パターン１２は圧電変換器４へ外部からの動作電気
信号を伝えるための役割を成す。フレキシブル基板８は
ポリイミドフィルムまたはポリエステルフィルム上に接
着剤を介して銅電極パターン１２が形成されているか、
或は上記フィルム上に直接銅電極パターン１２が形成さ
れている構造をとっている。
この動作を第２図（ａ）、 （ｂ）で説明する。
電極パターンを介して電極層３と金属層２との間に電圧
Ｅｌ、１３を印加することにより、この間の圧電部材１
層が収縮し、その一方金属層２は収縮しないため曲げモ
ーメントが生じ梁状の圧電変換器４の可動部は第２図（
ｂ）に示すように厚さ方向に変位十６１，１４を生じる
。つぎにこの電圧を解除すると圧電変換器４の弾性的な
復元力により発生する圧力でノズル開口６からインク滴
が吐出する。
Ｅｌ、１３を印加することにより、この間の圧電部材１
層が収縮し、その一方金属層２は収縮しないため曲げモ
ーメントが生じ梁状の圧電変換器４の可動部は第２図（
ｂ）に示すように厚さ方向に変位十６１，１４を生じる
。つぎにこの電圧を解除すると圧電変換器４の弾性的な
復元力により発生する圧力でノズル開口６からインク滴
が吐出する。
このようにはノズル開口６近傍のインクの圧力を高める
ことでノズル間口６よりインク滴を吐出させるインクジ
ェットヘッドに於いては、ノズル形成部材５と圧電変換
器４間の距離がインク滴の吐出特性に寄与するため、こ
の距離を均一 且つ適正な値としなければならない。こ
こで金属層２にＦｅ−Ｎｉを組成とする合金を用いるの
は、圧電変換器４の可動部の温度変化による変動の改善
を目的としている。圧電体１の熱膨張係数と一致するよ
うにＦｅとＮｉを生成とする合金の組成比率をきめるこ
とでバイメタル効果による変動の低減を図っている。
ことでノズル間口６よりインク滴を吐出させるインクジ
ェットヘッドに於いては、ノズル形成部材５と圧電変換
器４間の距離がインク滴の吐出特性に寄与するため、こ
の距離を均一 且つ適正な値としなければならない。こ
こで金属層２にＦｅ−Ｎｉを組成とする合金を用いるの
は、圧電変換器４の可動部の温度変化による変動の改善
を目的としている。圧電体１の熱膨張係数と一致するよ
うにＦｅとＮｉを生成とする合金の組成比率をきめるこ
とでバイメタル効果による変動の低減を図っている。
第３図に従来のインクジェットヘッドの主要断面図を示
す。従来のベース基板１５には市販品として量産されて
いるプリント回路基板を使用していた為、それぞれの部
材に制限があった。つまり従来のベース回路基板１５を
構成しているベース材１６はある一定の材質しか使えな
い為、その熱膨張係数も制約を受けることになる。特に
従来−膜内には、アルミナ等セラミックをベース材とし
て銅またはタングステンをベース電極としたセラミック
ベース基板、或はＳＵＳ等の金属をベース材として絶縁
層を介して銅またはニッケル等をベース電極とした金属
ベース基板が使用されていた。
す。従来のベース基板１５には市販品として量産されて
いるプリント回路基板を使用していた為、それぞれの部
材に制限があった。つまり従来のベース回路基板１５を
構成しているベース材１６はある一定の材質しか使えな
い為、その熱膨張係数も制約を受けることになる。特に
従来−膜内には、アルミナ等セラミックをベース材とし
て銅またはタングステンをベース電極としたセラミック
ベース基板、或はＳＵＳ等の金属をベース材として絶縁
層を介して銅またはニッケル等をベース電極とした金属
ベース基板が使用されていた。
これらのベース回路基板と圧電変換器４およびノズル形
成部材５とを接合する工程に於て加熱接合処理を施す為
、導電性接着剤７の硬化時には熱膨張係数の差による変
形を生じてしまう。ここで生じた変形はノズル形成部材
５と圧電変換器４の距離を著しく変動させる事になる。
成部材５とを接合する工程に於て加熱接合処理を施す為
、導電性接着剤７の硬化時には熱膨張係数の差による変
形を生じてしまう。ここで生じた変形はノズル形成部材
５と圧電変換器４の距離を著しく変動させる事になる。
これらの対策として接合条件の見直しや接着剤の変更、
各部材の形状変更や材質変更を行って距離の調整を行う
ことは非常に困難であった。
各部材の形状変更や材質変更を行って距離の調整を行う
ことは非常に困難であった。
そこで第１図に述べた様に、本発明に於いてはベース基
板としてフレキシブル基板８を使用する事によって導電
性接着剤７の硬化時に熱膨張係数の差による変形が生じ
ない様になった。つまり、フレキシブル基板のヤング車
は全体的に見た場合非常に小さい為、接合後もノズル形
成部材５や圧電変換器４との間で熱膨彊係数の差による
変形が生じないのである。又、本実施例において圧電変
換器４の支持はノズル形成部材５が行う事になる。
板としてフレキシブル基板８を使用する事によって導電
性接着剤７の硬化時に熱膨張係数の差による変形が生じ
ない様になった。つまり、フレキシブル基板のヤング車
は全体的に見た場合非常に小さい為、接合後もノズル形
成部材５や圧電変換器４との間で熱膨彊係数の差による
変形が生じないのである。又、本実施例において圧電変
換器４の支持はノズル形成部材５が行う事になる。
さらに、本実施例では、フレキシブル基板が、外部より
の信号入力用のケーブルの用途も兼ねることにより、信
号入力用のフレキシブル基板とベース基板とのファイン
ピッチ接続工程を廃止し接合による歩留まりの低下を防
止している。
の信号入力用のケーブルの用途も兼ねることにより、信
号入力用のフレキシブル基板とベース基板とのファイン
ピッチ接続工程を廃止し接合による歩留まりの低下を防
止している。
なお、本発明のインクジェットヘッド構造は前述のよう
な片持ちの梁状圧電変換器のみならず両端を固定する両
持ちの梁状圧電変換器の場合でも有効であることは明ら
かである。
な片持ちの梁状圧電変換器のみならず両端を固定する両
持ちの梁状圧電変換器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、本発明のインクジェットヘッド構造
によれば圧電変換器の可動部分とノズル形成部材との間
隙が安定する事によりインク滴の吐出特性の再現性、精
度の良好なインクジェットヘッドを簡単に提供するとい
う優れた効果を有する。
によれば圧電変換器の可動部分とノズル形成部材との間
隙が安定する事によりインク滴の吐出特性の再現性、精
度の良好なインクジェットヘッドを簡単に提供するとい
う優れた効果を有する。
第１図は本発明のインクジェットヘッド構造の一実施例
を示す主要断面図。第２図は本発明のインクジェットヘ
ッドの効果を説明する概要図。第３図は従来のインクジ
ェットヘッド構造を示す主要断面図である。 １ ・ ・ ・ ・ ２ ・ ３ ・ ４ ・ ５ ・ ６ ・ ７ ・ ・ ・ ８ ・ １２ ・ １３ ・ １４ ・ ・圧電部材 ・金属層 ・電極層 ・圧電変換器 ・ノズル形成部材 ・ノズル開口 ・導電性接着剤 ・フレキシブル基板 ・銅電極パターン ・印加パルス電圧Ｅ１ ・電圧Ｅ１による圧電変換器 の変位量δ １５・・・・・従来のベース基板 １６・・・・・従来のベース基板のベース以上
を示す主要断面図。第２図は本発明のインクジェットヘ
ッドの効果を説明する概要図。第３図は従来のインクジ
ェットヘッド構造を示す主要断面図である。 １ ・ ・ ・ ・ ２ ・ ３ ・ ４ ・ ５ ・ ６ ・ ７ ・ ・ ・ ８ ・ １２ ・ １３ ・ １４ ・ ・圧電部材 ・金属層 ・電極層 ・圧電変換器 ・ノズル形成部材 ・ノズル開口 ・導電性接着剤 ・フレキシブル基板 ・銅電極パターン ・印加パルス電圧Ｅ１ ・電圧Ｅ１による圧電変換器 の変位量δ １５・・・・・従来のベース基板 １６・・・・・従来のベース基板のベース以上
Claims (1)
- 記録媒体に対向するよう配設され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されるごとく構成
されたインクジェットヘッドにおいて、前記圧電変換器
のベース基板としてフレキシブル基板を使用する事を特
徴としたインクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3475090A JPH03239558A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3475090A JPH03239558A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03239558A true JPH03239558A (ja) | 1991-10-25 |
Family
ID=12423005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3475090A Pending JPH03239558A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03239558A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0624472A2 (en) * | 1993-05-14 | 1994-11-17 | Hewlett-Packard Company | Ink jet printhead |
-
1990
- 1990-02-15 JP JP3475090A patent/JPH03239558A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0624472A2 (en) * | 1993-05-14 | 1994-11-17 | Hewlett-Packard Company | Ink jet printhead |
| EP0624472A3 (en) * | 1993-05-14 | 1995-09-27 | Hewlett Packard Co | Ink jet head. |
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