JPH04185446A - インクジェットプリンタヘッド - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はインクジェット記録装置に係わるもので、特に
インク中に於て振動素子を駆動し、その圧力でノズルオ
リフィスよりインクを吐出させて印字を行うインクジェ
ットプリンタヘッドに関する。

［従来の技術］ 従来、例えば特開平１−１８６３２９号公報に示される
ようにこの種の印字機構は圧力発生振動を起こす為の振
動素子として、梁状圧電素子の少なくとも片面に伸縮拘
束部材を接合し、その圧電素子の振動方向にノズルオリ
フィスを僅かな間隙を隔てて配置していた。

［発明が解決しようとする課題］ 前述の従来技術では印字密度、印字速度、印加電圧等の
制限から、振動素子の形状が制約され、その結果圧力発
生振動の振幅が微少になり、ノズルオリフィスとの間隙
を微少且つ高精度に保つ必要性があった。しかし振動素
子が片持ち梁形状であるため、その先端は、ばらつき易
く、ノズルオリフィスとの間隙を微少且つ高精度に保つ
事が困難であるという問題があった。さらに、振動素子
が振動中、ノズルオリフィスを形成しているノズルプレ
ートに接すると、その脆性がら、破壊につながるという
問題点も有し、安定したインク吐出特性を有するインク
ジェットヘッドの提供が困難であった。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とする所は、振動素子に設けた溝にインクを充填
させて、振動圧力発生により、溝方向にインク吐出する
事で、ノズルオリフィスを形成しているノズルプレート
と振動素子の振動方向とを平行とし、振動素子が振動中
にノズルプレートに接する事を無くするとともに、振動
素子とノズルオリフィスとの、僅かな隙間を、高精度に
保つ事ができるようにして、安定したインク吐出特性を
有するインクジェットプリンタヘッドを提供する事にあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記技術的課題を解決するため、本発明は　基板に振動
素子を接合し、その接合された境界面の振動素子に溝を
設け、その溝の一開放面に、ノズルオリフィスを対向さ
せてノズルグレートを設けた事を特徴とする。

［作用コ インク中で駆動させられる振動素子に溝を設け、その溝
を有する面に基板を接合し、長孔を形成する事から、振
動素子に駆動電圧が印加されると、振動素子の溝底面と
基板の間隔が振動によって伸縮する。し六がって、振動
素子の溝にインクが充填された状態で、振動素子が振動
すると、圧力の発生によって、インクは溝の開放面方向
に逃げ、溝の開放面から吐出する事になる。そして、振
動素子の溝の一開放面にノズルオリフィスが対向してい
る事から、前記インク吐出によってノズルオリフィスよ
りインク滴が整形され吐出する。

またノズルプレートと振動素子の振動方向とが平行とな
るので、僅かな隙間さえあれば、振動素子が振動中ノズ
ルプレートに接する事は無く、接触によって振動素子の
破壊につながる事が無い。

さらに振動素子の一面が基板に接合されている事から、
製造中工程中でラッピングするなどして、片持ち梁状の
振動素子と比較して、容易に、ノズルプレートと対向す
る面を加工でき、僅かな隙間を高精度に保つ事ができる
。

［実施例コ 以下本発明のインクジェットプリンタヘッドの構造及び
特徴を図面に従って説明する。

第１図は本発明によるインクジェットプリンタヘッドの
一実施例を示す断面図で、第２図は第１図におけるｌｌ
−Ｈ祖国であり、複数のノズルオリフィスが形成されて
いる。１は振動素子としての角柱形積層圧電素子であり
、渭１ａが形成されている。角柱形積層圧電素子１の、
溝１ａを有する面ＩＣは、基板としてのセラミック基板
２、あるいはセラミック基板２に形成されたＣ０Ｍ電極
２ａ及びＳＥＧ電極２ｂの導電パターンに接合されてい
る。つまり振動素子と基板が接合され、接合境界面側の
振動素子に溝が設けられている。そして角柱形積層圧電
素子各々の電極から導電パターン２ａ、２ｂへと配線さ
れている。３はベースで、側面視で口形をしている。ベ
ース３の内周面３ａには、前記セラミック基板２の下面
２ｃが接合されている。また、角柱形積層圧電素子１の
前面１ｂとセラミック基板２の前面２ｄ及びベース３の
前面３ｂは同一面状に形成されている（ラッピング等で
容易に同一面とする事ができる）。４はノズルプレート
であり、ノズルオリフィス４ａが形成されている。ノズ
ルオリフィス４ａは角柱形積層圧電素子１の溝１ａに対
向している。ノズルプレート４の内側周辺部４ｂはベー
ス３の前面３ｂに接合されている。この内側周辺部４ｂ
は内方に突起して、スペーサーの役割を果たしており、
角柱形積層圧電素子１の前面１ｂとノズルオリフィス４
ｂとの間に僅かな隙間Ｃを保持している。５はインクで
ベース３に形成されたインク供給用の孔３ｄから供給さ
れる。６はシール部材で、シリコン系の接着剤によって
インク漏れ防止の目的でベース３の口形端面に充填され
ている。７はインク吐出バランス板で、絶縁体からなり
、角柱形積層圧電素子１の溝１ａに隙間を保持してセラ
ミック基板２に接合されている。８は角柱形積層圧電素
子１の振動方向を示す矢印である。

上記構成に於て、角柱形積層圧電素子１にパルスが印加
されると、立ち上がりパルスで角柱形積層圧電素子１が
伸びる圧電素子だとすると、角柱形積層圧電素子圧電素
子１の、基板に接合されていない側１ｄ（以下振動部と
いう）が急峻に伸びて、インク吐出バランス板７との隙
間が広がりインク５で充填される。

次いで立ち下がりパルスが印加されると、角柱形積層圧
電素子１の伸びが縮みへと反転し、インク吐出バランス
板７との隙間が狭まる。これにより角柱形積層圧電素子
圧電素子１の振動部１ｄとインク吐出バランス板７との
隙間に充填されていたインク５は溝１ａの一両開放面１
ｅ、１ｆ方向に逃げる事になる。そして、ノズルオリフ
ィス４ａは、溝の一開放面１ｅからのインクの逃げを受
け、インク滴を整形して吐出する。

第３図は、第２図の複数のノズルオリフィスを設けた場
合の角柱形積層振動素子１への溝形成の一製造工程図で
あり、第３図を用いて角柱形積層振動素子１への溝形成
方法を説明する。（ａ）は初期状態を示し、スライサー
等の研削装置を用いて、角柱形積層振動素子１へ複数の
溝を形成する（（ｂ）の状態）。次にセラミック基板２
へ角柱形積層振動素子１を接合する（（Ｃ）から（ｄ）
の状態）。さらに奇数列の溝に対応させて角柱形積層振
動素子１を切削して、複数に分離する（（ｅ）の状態）
。以上の工程で、第２図における角柱形積層振動素子１
の形状が複数形成て゛きる。

また、本実施例によれば、ノズルプレート４と角柱形積
層圧電素子１の振動方向８が平行なので、僅かな隙間Ｃ
さえあれば、角柱形積層圧電素子１が振動中、ノズルプ
レート４に接する事は無く、接触によって角柱形積層圧
電素子１が破壊につながる事は無い。また、角柱形積層
圧電素子１は角柱状であり、その−面ＩＣが基板２に接
合されている事から、高剛性で、製造中工程中でラッピ
ングするなどして、片持ち梁状の圧電素子に比較して、
容易に、ベース３の前面３”ｂ及び基板の前面２ｄと同
一面に加工でき、僅かな隙間Ｃを高精度に保つ事ができ
る。

［発明の効果］ 本発明によれば、振動素子に設けた溝に、インク充填さ
せて、振動素子の圧力発生により溝方向にインク吐出す
る事で、ノズルプレートと振動素子の振動方向とを平行
とし、振動素子が振動中に、ノズルプレートに接する事
を無くすことができる。

また振動素子の一端面が基板に接合されている事から、
製造工程中でラッピングするなどして、片持ち梁状の振
動素子と比較して、容易にノズルプレートに対向する面
を加工できる。したがって、ａ、接触によって振動素子
の破壊につながる事が無く、信顛性が高い。

ｂ、振動素子による圧力発生をインクへ伝達させる上で
、僅かな隙間を高精度に保つ事ができる事から、インク
抵抗の均一化が可能で安定したインク吐出特性が得られ
る。

という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるインクジェットプリンタヘッド
の一実施例を示す断面図、第２図は第１図におけるＴＩ
　−ＩＩ視祖国あり、第３図は、角柱形積層振動素子１
への溝形成の一製造工程図である。 １−振動素子（角柱積層圧電素子） １ａ−溝 ２一基板（セラミック基板） ３−ベース ４−ノズルグレート ４ａ−ノズルオリフィス ５−インク ６−シール部材（シリコン接着剤） ７−インク吐出バランス板 ８−角柱形積層圧電素子の振動方向 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−名 菖２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板に振動素子を接合し、その接合された境界面の振動
   素子に溝を設け、その溝の一開放面に、ノズルオリフィ
   スを対向させてノズルプレートを設けた事を特徴とする
   インクジェットプリンタヘッド。