JPH04371846A - インクジェットヘッド - 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】

【０００１】

【技術分野】本発明は、オンデマンド型のインクジェッ
トヘッドに関し、より詳細には、プリンター、ファクシ
ミリ、複写機等各種記録装置の記録部に適用されるもの
で多数のノズルを有するマルチヘッドの構造に関するも
のである。

【０００２】

【従来技術】記録液滴を必要時のみ吐出するために圧電
素子を備えた記録ヘッドに電気信号を印加して圧力波に
変換し、該圧力波により液滴噴射するという液滴吐出圧
力制御方式のオンデマンド型インクジェット記録方式は
、電気信号に応じた圧力パルスを発生するので駆動回路
も簡易で、構造を単純であるという長所がある。該イン
クジェット記録方式の本発明の係る技術として、本出願
人が先に提案した特願平２−９２７４４号の「インクジ
ェットヘッド」がある。

【０００３】図４（ａ），（ｂ）および図５は、従来の
インクジェットヘッドを説明するための図で、図４（ａ
），（ｂ）は直接接合方法によるインクジェットヘッド
、図５は間接接合方法によるインクジェットヘッドであ
り、図中、３１は圧電体、３２はスリット、３３は駆動
部、３５は上板、３６は溝（加圧液室３８）、３７は隔
壁部、３９ａは共通電極、３９ｂは個別電極、４０は弾
性体（充填剤）、４１は接着剤、４２は薄膜、４３は弾
性体層である。

【０００４】図４（ａ）において、圧電体３１には複数
の平行なスリット３２が設けられて、凸部が形成され、
該凸部は駆動部３３と非駆動部３４とを交互に配置され
る。該圧電体３１は前記駆動部３３に対応して設けられ
た溝３６を有する上板３５と接合される。接合の方法は
、図４（ａ）に図示した圧電体３１の非駆動部３４の端
面と、上板３５の溝３６を区画する隔壁部３７の端面と
で、接着剤４１により接合する直接接合方法と、図５に
図示した薄膜４２を介して接着剤４１で接合する間接合
方法とがある。

【０００５】図４（ａ），（ｂ）に示す直接接合方法で
は、共通電極３９ａと固定電極３９ｂとの絶縁が低下し
ないように、また駆動部３３の補強のために弾性体４０
が充填されている。弾性体４０は充填性がよく駆動部３
３を駆動したとき駆動部３３の変位が上板３５の隔壁部
３７を持上げないように低ヤング率の絶縁材が使用され
る。

【０００６】しかし、上記の如く弾性体４０は充填性を
良くするために低粘度のものが選ばれている。一方、圧
電体３１はミクロ的にはポーラス（多孔質）状であるた
めに、微小な空孔を有し、弾性体４０は、図４（ｂ）に
図示するように圧電体３１内の空孔に浸透する。この結
果、上板３５と、圧電体３１との接合表面に弾性体層４
３を形成する。このために上板３５と圧電体３１との結
合力が低下し、効率の低下および相互干渉の増大となる
。

【０００７】また、図５に示す間接接合方法では、圧電
体３１と上板３５とを薄膜４２を介して接合し、該薄膜
４２により、インクがスリット３２に流入することを防
いでいる。従って共通電極３９ａと個別電極３９ｂとの
絶縁が低下することはなく、また薄膜４２は、駆動部３
３と非駆動部３４との端面間で接合されるので補強の作
用をもっているので、スリット３２内には弾性剤を注入
していない。

【０００８】しかし、図示の如く、薄膜４２の両面には
接着剤４１の層が存在し、接合面の外にはみ出している
。この、はみ出した接着剤４１の層により薄膜４２の実
質的な膜厚は増加したこととなり、薄膜の効果が半減す
る。すなわち、圧電体３１の駆動部３３が厚み方向に変
位すると、剛性を増した薄膜４２は上板３５を変形させ
ることとなる。この結果、体積減小率が低下する。すな
わち、効率が低下し、相互干渉の増大をまねく。

【０００９】

【目的】本発明は、上述のごとき問題点に鑑みてなされ
たもので、圧電体がポーラスであるため、圧電体と上板
との接着面にスリット充填のための弾性剤が浸透し、弾
性剤層を形成するのを防ぎ、駆動効率の低下を生ずるこ
とがなく、相互干渉が増大しないインクジェットヘッド
を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
複数の平行なスリット２を設け、該スリットにより形成
される凸部を、交互に駆動部３と非駆動部４となるよう
に配置し、前記スリット２内に弾性体１０を充填した圧
電体１と、前記駆動部３と対応し隔壁部７により区画さ
れた溝６を有する上板５から成り、前記上板５の隔壁部
７と前記圧電体１の非駆動部４とで接合して加圧液室８
を形成し、前記駆動部３を駆動することにより、加圧液
室８の面に垂直な方向の変位を生じさせ、加圧液室８と
連通したノズル９より液滴を噴射させるインクジェット
ヘッド記録装置において、少なくとも前記非駆動部４の
表面に前記弾性体１０以外の材質からなる薄層１２を設
けたこと、（２）前記（１）において、前記隔壁部７と
前記非駆動部４とを接着剤で接合し、前記非駆動部４の
表面に設けた薄層１２の材質を前記接着剤と同材質とし
たこと、（３）前記（１）において、前記薄層１２の材
質を上板５と同材質としたことを特徴とするものである
。以下、本発明のインクジェットヘッドの一実施例に基
づいて説明する。

【００１１】まず、図３に基づいて、ヘッド部の全体構
成を説明する。図３は、本発明によるインクジェットヘ
ッドの斜視外観を示す図で、図中１１は基板、１２は圧
電素子（ＰＺＴ）、１３は上板（流路板）、１４は共通
液室、１５はインク供給パイプ、１６はノズルプレート
、１７は銅線、１８はリード線、１９は電極、２０は接
地用リード線、２１は配線プレートである。圧電素子１
２を挾むように上板１３と基板１１を配設し、長手方向
にノズルプレート１６、共通液室１４を具備させて構成
される。

【００１２】図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明に
よるインクジェットヘッドの一実施例を説明するための
図で、圧電体表面に薄層を設けた後に溝加工を行ない弾
性体を充填したもので、図（ａ），図（ｂ），図（ｃ）
は、製造の工程を順に説明するための図で、図（ｃ）は
、図３におけるＩＩ部の拡大図である。図中、１は圧電
体、２はスリット、３は駆動部、４は非駆動部、５は上
板、６は溝（加圧液室（８））、７は隔壁部、９ａは共
通電極、９ｂは個別電極、１０は弾性体、１１は接着剤
、１２は薄層である。

【００１３】図１（ａ）は、圧電体１（図示の例では共
通電極９ａと個別電極９ｂとを有する積層圧電体）の上
面、すなわち、上板５との接合面に予め薄層１２を設け
る。薄層１２は弾性体１０以外の材質であり、しかもポ
ーラス（多孔質）ではなく圧電体１及び上板５との接着
力の高い材質が選ばれる。例えば、上板５がガラスであ
れば、上板５に前記ガラスと同質のガラスの薄板を接着
して薄層１２を形成する。この場合のガラスは、膨張係
数が圧電体１と等しいか近似したものが好ましい。また
、上板５が樹脂であれば、薄層１２は、前記樹脂又は該
樹脂と接合性のよい樹脂を溶剤で溶かしたものを塗布し
て塗布後、溶剤を揮発して形成する。または、樹脂フィ
ルムを直接接着される。更にまた、上板５とを接着する
接着剤１１そのものを塗布して固着させる。

【００１４】図１（ｂ）は、図１（ａ）に図示した薄層
１２を設けた後にスリット２の溝加工を施し、該スリッ
ト２内に弾性体２を充填したもので、弾性体２は駆動部
３を駆動したときに該駆動変位が非駆動部４に及ぼす影
響を小さくするためにヤング率の小さい材質で、且つ共
通電極９ａ、固定電極９ｂ間を絶縁するための絶縁性の
高い材質が選ばれる。

【００１５】図１（ｃ）は、スリット２の溝加工を施し
た図１（ｂ）の圧電体１に上板５を接合したインクジェ
ットヘッドの断面を示す図で、圧電体１の非駆動部４と
上板５の隔壁部７の端面において薄層１２を介して接合
される。

【００１６】図２（ａ），（ｂ）は、本発明のインクジ
ェットヘッドの圧電体１にスリットを設けた後、圧電体
全面に薄層を形成した後に弾性体を充填した例を説明す
るための図で、図２（ａ）は、圧電体にスリットの溝加
工を施した後に薄層を設けた図、図２（ｂ）は薄層を設
けたスリット内に弾性体を注入した図で、図中、図１と
同じ作用をする部分には等しい符号を付している。

【００１７】図示において、まず、圧電体１にスリット
２の溝加工を施し、その後、弾性体１０以外の材料で、
ポーラスでなく、圧電体１および上板５との接着力の高
い材質の薄層１２が固着形成される。薄層１２は図１（
ａ）の場合と同様であるので、その説明は省略するが、
絶縁体であることが必要で、圧電体１とスリット２の表
面に薄層１２を形成した後に、図２（ｂ）に図示するよ
うに、弾性体１０を注入し、注入が完了したら薄層１２
を介して図１（ｃ）と同様に上板５を接合する。

【００１８】

【効果】以上の説明から明らかなように、本発明の適用
される従来のインクジェットヘッドは、スリット内に弾
性体を注入し、圧電体は駆動部に印加する駆動信号に応
じて変形しやすく、その変形が、他の部分、特に上板に
伝わらないようにしながら集積度の向上を図っていた。 しかし、この弾性体は、圧電体の非駆動部の表面に弾性
体薄層を形成し、上板の隔壁との接着力を低下させ上板
変形をもたらした。これは、効率の低下と、相互干渉の
増大をもたらしたが、本発明のインクジェットヘッドに
よれば、下記の効果がある。 （１）請求項１に対応する効果；圧電体表面に予め弾性
体以外の材質の薄層を設けて、該薄層を介して上板を接
合したので容易に上板材質にあわせた薄層を圧電体表面
に形成することができる。この結果、圧電体と上板との
結合力が増し、相互干渉の小さい設計通りの特性をもっ
た高集積度のインクジェットヘッドが提供できる。 （２）請求項２に対応する効果；薄層を接着剤と同材質
としたので薄層の厚さを薄くすることにより接着剤層の
拡がりがなく、効率よく相互干渉を小さくすることがで
きる。 （３）請求項３に対応する効果；上板と薄層が同材質で
あるから薄層の厚さを選択することにより接着層が拡が
り相互干渉を増加させることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明によるインクジェットヘッドの一実
施例を説明するための図である。

【図２】　　本発明のインクジェットヘッドの圧電体１
にスリットを設けた後、圧電体全面に薄層を形成した後
に弾性体を充填した例を説明するための図である。

【図３】　　本発明によるインクジェットヘッドの斜視
外観を示す図である。

【図４】　　従来のインクジェットヘッドを説明するた
めの図である。

【図５】　　従来のインクジェットヘッドを説明するた
めの図である。

【符号の説明】

１…圧電体、２…スリット、３…駆動部、４…非駆動部
、５…上板、６…溝（加圧液室（８））、７…隔壁部、
９ａ…共通電極、９ｂ…個別電極、１０…弾性体、１１
…接着剤、１２…薄層。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数の平行なスリットを設け、該スリ
   ットにより形成される凸部を、交互に駆動部と非駆動部
   となるように配置し、前記スリット内に弾性体を充填し
   た圧電体と、前記駆動部と対応し隔壁部により区画され
   た溝を有する上板とから成り、前記上板の隔壁部と前記
   圧電体の非駆動部とで接合して加圧液室を形成し、前記
   駆動部を駆動することにより、加圧液室の面に垂直な方
   向の変位を生じさせ、加圧液室と連通したノズルより液
   滴を噴射させるインクジェットヘッド記録装置において
   、少なくとも前記非駆動部の表面に前記弾性体以外の材
   質からなる薄層を設けたことを特徴とするインクジェッ
   トヘッド。
2. 【請求項２】　　前記隔壁部と前記非駆動部とを接着剤
   で接合し、前記非駆動部の表面に設けた薄層の材質を前
   記接着剤と同材質としたことを特徴とする請求項１記載
   のインクジェットヘッド。
3. 【請求項３】　　前記薄層の材質を上板と同材質とした
   ことを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド
   。