JPH04141431A - インクジェット式印字ヘッド - Google Patents
インクジェット式印字ヘッドInfo
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- JPH04141431A JPH04141431A JP26562490A JP26562490A JPH04141431A JP H04141431 A JPH04141431 A JP H04141431A JP 26562490 A JP26562490 A JP 26562490A JP 26562490 A JP26562490 A JP 26562490A JP H04141431 A JPH04141431 A JP H04141431A
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- Japan
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- piezoelectric
- electrode
- conductive
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- piezoelectric element
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- Pending
Links
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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１
本発明は、インクジェットプリンターに用いる印字ヘッ
ドに関する。
ドに関する。
［従来の技術１
従来のインクジェット式印字ヘッドは、日本特許公報、
特公昭６０−８９５３号公報に示されたように、インク
タンクを構成する容器の壁面に複数のノズル開口を形成
すると共に、各ノズル開口と対向するように伸縮方向を
一致させて圧電素子を配設して構成されている。この印
字ヘッドは、駆動信号を圧電素子に印加して圧電素子を
伸縮させ、この時に発生ずるインクの動圧によりインク
滴をノズル開口から吐出させて印刷用紙にド・ソトを形
成するものである。
特公昭６０−８９５３号公報に示されたように、インク
タンクを構成する容器の壁面に複数のノズル開口を形成
すると共に、各ノズル開口と対向するように伸縮方向を
一致させて圧電素子を配設して構成されている。この印
字ヘッドは、駆動信号を圧電素子に印加して圧電素子を
伸縮させ、この時に発生ずるインクの動圧によりインク
滴をノズル開口から吐出させて印刷用紙にド・ソトを形
成するものである。
このような形式の印字ヘッドに於いては、液滴の形成効
率や飛翔力が大きいことが望ましい。しかしながら、圧
電素子の単位長さ、及び単位電圧当りの伸縮率は極めて
小さいため、印字に要求される飛翔力を得るには高い電
圧を印加することが必要となり、駆動回路や電気絶縁対
策が複雑化するという問題がある。
率や飛翔力が大きいことが望ましい。しかしながら、圧
電素子の単位長さ、及び単位電圧当りの伸縮率は極めて
小さいため、印字に要求される飛翔力を得るには高い電
圧を印加することが必要となり、駆動回路や電気絶縁対
策が複雑化するという問題がある。
このような問題を解決するため、日本特許公報特開昭６
３−２９５２６９号公報に示されているように、電極と
圧電材料とを交互にサンドイッチ状に積層したインクジ
ェット印字ヘッド用の圧電素子が提案されている。この
圧電素子によれば電極間距離を可及的に小さくすること
が出来るため、駆動信号の電圧を下げることが出来ると
いう効果がある。
３−２９５２６９号公報に示されているように、電極と
圧電材料とを交互にサンドイッチ状に積層したインクジ
ェット印字ヘッド用の圧電素子が提案されている。この
圧電素子によれば電極間距離を可及的に小さくすること
が出来るため、駆動信号の電圧を下げることが出来ると
いう効果がある。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、このような圧電素子は小型に成形するこ
とが困難であり、その用途が、限定されるという問題が
ある。
とが困難であり、その用途が、限定されるという問題が
ある。
本発明の目的は、圧電素子を容易に小型化することので
きるインクジェット式印字ヘッドを提供することにある
。
きるインクジェット式印字ヘッドを提供することにある
。
［課題を解決するための手段］
上記課題を解決するために本発明に於いては、圧電材料
と導電材料をそれぞれに交互に層状に積層した圧電素子
を一端を基台に固定し、また他端を自由端としてノズル
開口に対応させて配置すると共に、前記圧電素子駆動用
の一方の電極は、前記圧電素子自由端上層部に形成する
構造にした。
と導電材料をそれぞれに交互に層状に積層した圧電素子
を一端を基台に固定し、また他端を自由端としてノズル
開口に対応させて配置すると共に、前記圧電素子駆動用
の一方の電極は、前記圧電素子自由端上層部に形成する
構造にした。
［実施例１
第１図に本発明に於けるインクジェット式印字ヘッドの
１例を示す。第１図に於て、１１は基台、１２は接着剤
、１３は圧電素子列、１４は個別電極、１５は共通電極
、１６はノズルを形成した板材（以下、ノズルプレート
と称す。）、１７は耐湿性絶縁膜、１８は耐湿性絶縁充
填材である。
１例を示す。第１図に於て、１１は基台、１２は接着剤
、１３は圧電素子列、１４は個別電極、１５は共通電極
、１６はノズルを形成した板材（以下、ノズルプレート
と称す。）、１７は耐湿性絶縁膜、１８は耐湿性絶縁充
填材である。
本ヘッドは以下の工程で製造される。
第２図（ａ）に於て、定盤２１の上にグリーンシート状
又は、ペースト状に調製したチタン酸ジルコン酸鉛系複
合ペロブスカイトセラミック等の圧電材料２２を塗布し
て第２図（ｂ）に示すようにこれの表面に一方の電極と
なる第１の導電Ｎ２３をＡｇ、Ｐｄ等の導電ペーストを
厚膜印刷法で形成するか或は、薄膜成膜法などを用いて
形成する。さらに第２図（Ｃ）に於てこの導電層２３の
表面に圧電材料２４を塗布し、この上面に第２図（ｄ）
のように他方の電極となる導電層２５を前記の方法で塗
布する。後は、前記の方法で導電層と圧電材料を必要な
積層数だけ繰り返し塗布し、所望の厚みに積層した状態
第２図（ｅ）で乾燥させ、これに圧力を加えた状態で焼
成することにより第３図に示すような、直方体状の圧電
素子３１が形成される。この圧電素子３１の導電層２３
．２５が露出している面に導電膜３２．３３を形成して
乾燥する。ここでの導電膜の形成方法は、厚膜プロセス
でも薄膜プロセスでも良いが、膜厚の均一性、密Ｍ強度
の点で薄膜プロセスの方が適している。又、ここで、印
刷時厚み寸法は、焼成時に収縮する為、予め収縮率を加
味して各層を所望の寸法より厚く印刷しなくてはならな
い。この収縮率は、選定する導電材料、圧電材料、焼成
条件により異なるが、約１０〜５０％程度である。上記
の工程で製造された圧電素子３１を第４図（ａ）に示す
ように、一方の電極３２と接続する電極パターン４１を
それぞれ独立の所望のピッチで形成した基台１１上にエ
ポキシ樹脂等の接着剤１２で固定する。このようにして
固定した圧電素子３１は、第４図（ｂ）に示すように電
極ピッチと同ピツチで細かくダイヤモンドカッター等で
切込みをいれる。ここで、電極３２と電極パターン４１
とを電気的に接続する方法としては、基台と圧電素子を
接着している接着剤１２を半田、導電性接着剤等の導電
ペーストにして接続する方法が最適である。
又は、ペースト状に調製したチタン酸ジルコン酸鉛系複
合ペロブスカイトセラミック等の圧電材料２２を塗布し
て第２図（ｂ）に示すようにこれの表面に一方の電極と
なる第１の導電Ｎ２３をＡｇ、Ｐｄ等の導電ペーストを
厚膜印刷法で形成するか或は、薄膜成膜法などを用いて
形成する。さらに第２図（Ｃ）に於てこの導電層２３の
表面に圧電材料２４を塗布し、この上面に第２図（ｄ）
のように他方の電極となる導電層２５を前記の方法で塗
布する。後は、前記の方法で導電層と圧電材料を必要な
積層数だけ繰り返し塗布し、所望の厚みに積層した状態
第２図（ｅ）で乾燥させ、これに圧力を加えた状態で焼
成することにより第３図に示すような、直方体状の圧電
素子３１が形成される。この圧電素子３１の導電層２３
．２５が露出している面に導電膜３２．３３を形成して
乾燥する。ここでの導電膜の形成方法は、厚膜プロセス
でも薄膜プロセスでも良いが、膜厚の均一性、密Ｍ強度
の点で薄膜プロセスの方が適している。又、ここで、印
刷時厚み寸法は、焼成時に収縮する為、予め収縮率を加
味して各層を所望の寸法より厚く印刷しなくてはならな
い。この収縮率は、選定する導電材料、圧電材料、焼成
条件により異なるが、約１０〜５０％程度である。上記
の工程で製造された圧電素子３１を第４図（ａ）に示す
ように、一方の電極３２と接続する電極パターン４１を
それぞれ独立の所望のピッチで形成した基台１１上にエ
ポキシ樹脂等の接着剤１２で固定する。このようにして
固定した圧電素子３１は、第４図（ｂ）に示すように電
極ピッチと同ピツチで細かくダイヤモンドカッター等で
切込みをいれる。ここで、電極３２と電極パターン４１
とを電気的に接続する方法としては、基台と圧電素子を
接着している接着剤１２を半田、導電性接着剤等の導電
ペーストにして接続する方法が最適である。
次に、第４図（Ｃ）に示すようにダイヤモンドカッター
等で切込みの入った隙間に、信頼性向上のためインクが
流れ込むのを防止するようシリコーン等の耐湿性材料１
８を圧電素子自由端部と同一面になるまで充填する。こ
こで、耐湿性材料１８に気泡が入るのを除去するため真
空脱泡等の処理を行なうのが望ましい。
等で切込みの入った隙間に、信頼性向上のためインクが
流れ込むのを防止するようシリコーン等の耐湿性材料１
８を圧電素子自由端部と同一面になるまで充填する。こ
こで、耐湿性材料１８に気泡が入るのを除去するため真
空脱泡等の処理を行なうのが望ましい。
次に、第４図（ｄ）に示すように圧電素子自由端側上面
に厚膜印刷プロセス、薄膜プロセス等を用いて導電材料
層を共通電極１５として形成する。
に厚膜印刷プロセス、薄膜プロセス等を用いて導電材料
層を共通電極１５として形成する。
更にこの上部に、シリコーン等の耐湿性絶縁材料１７を
コーティングする事が望ましい。ここでの、共通電極材
料は、Ｎ１、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ等が考えら
れる。
コーティングする事が望ましい。ここでの、共通電極材
料は、Ｎ１、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ等が考えら
れる。
次に、ノズルプレートを組み込み第１図に示したヘッド
構造を得る。
構造を得る。
以上より、圧電素子自由端上に素子駆動用電極を形成す
ることにより、圧電素子をマトリックス状に配置するこ
とが出来た。
ることにより、圧電素子をマトリックス状に配置するこ
とが出来た。
又、本実施例は、電界方向と直角方向の変位（ｄ３１方
向の変位）を用いた例について説明したが、第５図に示
すような電界方向と同方向の変位（ｄ３３方向の変位）
を用いた例に於いても同等の効果が得られる。
向の変位）を用いた例について説明したが、第５図に示
すような電界方向と同方向の変位（ｄ３３方向の変位）
を用いた例に於いても同等の効果が得られる。
以上説明してきたように、圧電材料と導電材料をそれぞ
れに交互に層状に積層した圧電素子を、一端を基台に固
定し、また他端を自由端としてノズル開口に対応させて
配置すると共に、前記圧電素子駆動用の一方の電極を、
前記圧電素子自由端上層部に形成することにより、圧電
素子間隔を小さくできるので、圧電素子を容易に小型化
することができ、従ってヘッドの小型化も図ることが出
来る。
れに交互に層状に積層した圧電素子を、一端を基台に固
定し、また他端を自由端としてノズル開口に対応させて
配置すると共に、前記圧電素子駆動用の一方の電極を、
前記圧電素子自由端上層部に形成することにより、圧電
素子間隔を小さくできるので、圧電素子を容易に小型化
することができ、従ってヘッドの小型化も図ることが出
来る。
第１図は、本発明のインクジェット式印字ヘッドの構造
を示す図。 第２図（ａ）〜（ｅ）、第３図、第４図（ａ）〜（ｄ）
は本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工程を示
す図であり、第４図（ａ）及び第４図（ｂ）は平面、正
面、側面を同時に表わした図であり、第４図（ｃ）及び
第４図（ｄ）は平面と側面を同時に表わした図である。 第５図は本発明の他の実施例を示す図である。 ・基台 ・接着剤 ・圧電素子列 ・個別電極 ・共通電極 ・ノズルプレート １８ ・ ２２． ２３、 耐湿性絶縁膜 ・耐湿性絶縁充填材 ２４・・・圧電材料 ２５・・・導電層 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 第１ 図
を示す図。 第２図（ａ）〜（ｅ）、第３図、第４図（ａ）〜（ｄ）
は本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工程を示
す図であり、第４図（ａ）及び第４図（ｂ）は平面、正
面、側面を同時に表わした図であり、第４図（ｃ）及び
第４図（ｄ）は平面と側面を同時に表わした図である。 第５図は本発明の他の実施例を示す図である。 ・基台 ・接着剤 ・圧電素子列 ・個別電極 ・共通電極 ・ノズルプレート １８ ・ ２２． ２３、 耐湿性絶縁膜 ・耐湿性絶縁充填材 ２４・・・圧電材料 ２５・・・導電層 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 第１ 図
Claims (1)
- ノズル開口に対応させて圧電素子が配置され、圧電素子
への駆動信号によりインクがノズル開口から外部に放出
されるようにしたインクジェット式印字ヘッドにおいて
、前記圧電素子が少なくとも、圧電材料と導電材料とを
それぞれに交互に層状に積層した圧電素子であり、かつ
、その一端を基台に固定し、他端を自由端としてノズル
開口に対応させて配置し、前記圧電素子駆動用の一方の
電極を、前記圧電素子自由端上層部に形成する事を特徴
とするインクジェット式印字ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26562490A JPH04141431A (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | インクジェット式印字ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26562490A JPH04141431A (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | インクジェット式印字ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04141431A true JPH04141431A (ja) | 1992-05-14 |
Family
ID=17419720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26562490A Pending JPH04141431A (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | インクジェット式印字ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04141431A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7192124B2 (en) | 2003-03-06 | 2007-03-20 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Piezoelectric actuator |
| JP2007512703A (ja) * | 2003-12-08 | 2007-05-17 | ザイネティクス、インク． | 横電気変位型アクチュエータアレイ |
| JP2008173867A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Brother Ind Ltd | 液滴吐出装置 |
-
1990
- 1990-10-03 JP JP26562490A patent/JPH04141431A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7192124B2 (en) | 2003-03-06 | 2007-03-20 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Piezoelectric actuator |
| JP2007512703A (ja) * | 2003-12-08 | 2007-05-17 | ザイネティクス、インク． | 横電気変位型アクチュエータアレイ |
| JP2008173867A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Brother Ind Ltd | 液滴吐出装置 |
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