JPH05246024A - Ink-jet head - Google Patents

Ink-jet head

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JPH05246024A
JPH05246024A JP4518792A JP4518792A JPH05246024A JP H05246024 A JPH05246024 A JP H05246024A JP 4518792 A JP4518792 A JP 4518792A JP 4518792 A JP4518792 A JP 4518792A JP H05246024 A JPH05246024 A JP H05246024A
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JP
Japan
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thin plate
ink
elastic
pressure
electrostrictive material
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Satoshi Hosono
聡 細野
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Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain an ink-jet head which is superior in ink discharge efficiency, has a low manufacturing cost and can cope with a constitution of high density nozzles, and obtain an actuator which is superior in displacing efficiency. CONSTITUTION:A pressure chamber is formed between a base 4 and electrostrictive thin plate 1 continuing to the pressure chamber, an elastic thin plate 2 is provided on the electrostrictive thin plate surface 1 in relation to the pressure chamber and a pressure generating element is constituted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【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
のインクジェット記録装置に関し、さらに詳細には、イ
ンクジェットヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is directed to ejecting ink droplets,
The present invention relates to an inkjet recording apparatus such as a printer that forms an ink image on a recording medium such as recording paper, and more specifically to an inkjet head.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の技術として特開昭55−6555
9号公報に開示されている様に、ガラス基板とガラス薄
板との間に複数の圧力室を形成し、電極を両面に形成し
た圧力発生素子の板を圧力室の面積程度に切断加工した
後、各圧力室のガラス薄板側に接着したインクジェット
ヘッドがある。また、複数のノズルを有するノズル形成
基板と、ノズルに対向して配置される圧電材料と導電材
料からなる圧力発生素子を備え、印加電圧により前記圧
力発生素子を変位させてインクをノズルから吐出させる
オンデマンド型インクジェットヘッドは、特公昭60−
8953号公報に開示されている。
2. Description of the Related Art As a conventional technique, JP-A-55-6555 is known.
After a plurality of pressure chambers are formed between a glass substrate and a glass thin plate and a plate of a pressure generating element having electrodes formed on both sides is cut into a size of the pressure chamber as disclosed in Japanese Patent Publication There is an inkjet head bonded to the glass thin plate side of each pressure chamber. In addition, a nozzle forming substrate having a plurality of nozzles and a pressure generating element made of a piezoelectric material and a conductive material, which is arranged so as to face the nozzle, are provided, and the pressure generating element is displaced by an applied voltage to eject ink from the nozzle. On-demand type ink jet head,
It is disclosed in Japanese Patent Publication No. 8953.

【0003】図12は、従来のインクジェットヘッドの
構成を説明する部分斜視図である。4は、ノズル3とイ
ンク供給路6を備えるベース基板である。単一板にて構
成される弾性薄板2は、ベース基板4に貼り合わされ、
電極を両面に形成し切断加工された複数の電歪材料薄板
が弾性薄板面に接着されることによって、複数の圧力発
生素子1aが構成されている。図13は、従来のインク
ジェットヘッドを説明する部分上面図である。インク供
給路6から、圧力発生素子1aの下に形成される圧力室
内に供給されるインクは、圧力発生素子1aに選択的な
電圧が印加されることによって、ノズル3からインク滴
9を吐出することができる。図14は、圧力発生素子1
aの変位メカニズムを説明する図13のBーB断面図で
ある。圧力発生素子1aは、正電極7と負電極8との間
隙に電界が印加されることによって、電界方向に膨張
し、電界方向と直角な方向に収縮する。こうした作用に
よって、Mに示す様な曲げモーメントが生じ、破線Eに
示す様なたわみ状変位を発生する。
FIG. 12 is a partial perspective view illustrating the structure of a conventional ink jet head. Reference numeral 4 is a base substrate including the nozzle 3 and the ink supply path 6. The elastic thin plate 2 composed of a single plate is bonded to the base substrate 4,
A plurality of electrostrictive material thin plates, which have electrodes formed on both surfaces and are cut and processed, are adhered to the elastic thin plate surfaces to form a plurality of pressure generating elements 1a. FIG. 13 is a partial top view illustrating a conventional inkjet head. The ink supplied from the ink supply path 6 into the pressure chamber formed below the pressure generating element 1a ejects an ink droplet 9 from the nozzle 3 by applying a selective voltage to the pressure generating element 1a. be able to. FIG. 14 shows the pressure generating element 1
It is BB sectional drawing of FIG. 13 explaining the displacement mechanism of a. When the electric field is applied to the gap between the positive electrode 7 and the negative electrode 8, the pressure generating element 1a expands in the electric field direction and contracts in the direction perpendicular to the electric field direction. Due to such an action, a bending moment as shown by M is generated, and a flexural displacement as shown by a broken line E is generated.

【0004】この様な形式の印字ヘッドに於いては、イ
ンク滴の形成効率(インク吐出量/アクチュエータの駆
動電圧)が大きいこと、ノズル間ピッチが狭い事、そし
て、高精度加工が容易で、低製造コスト、低部品コスト
である事が望ましい。
In such a type of print head, the ink drop forming efficiency (ink discharge amount / actuator drive voltage) is large, the nozzle pitch is narrow, and high precision machining is easy. It is desirable to have low manufacturing costs and low component costs.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンパ
クト、且つ高解像度なインクジェットヘッドを実現する
為に、ノズル間ピッチを狭くしようとすると、圧力室の
面積も狭くしなければならなくなる。一般にインク滴の
形成効率は、アクチュエータの圧力室面に対向する面積
と、アクチュエータにかかる電界強度に正の相関を有す
る。よって、十分な液滴の形成効率、及びインク飛翔能
力を得難くなる。また、高精度加工の要求から、製造技
術的難易度が増すと共に製造コストの低下が困難とな
る。さらには、隣り合う圧力室間の干渉によって、選択
されないノズルからのインク吐出現象、及び印字状況
(テキストパターン印字時、とベタ印字時)によるイン
ク飛翔能力(インク吐出量、インク飛翔速度)の著しい
変化(クロストーク)が発生しやすくなる。
However, in order to realize a compact and high resolution ink jet head, if the pitch between nozzles is narrowed, the area of the pressure chamber must be narrowed. In general, the formation efficiency of ink droplets has a positive correlation with the area facing the pressure chamber surface of the actuator and the electric field strength applied to the actuator. Therefore, it becomes difficult to obtain sufficient droplet formation efficiency and sufficient ink flying capability. Further, due to the demand for high-precision processing, the degree of difficulty in manufacturing technology increases and it becomes difficult to reduce the manufacturing cost. Further, due to the interference between the adjacent pressure chambers, the ink ejection phenomenon from the unselected nozzles and the ink ejection capability (ink ejection amount, ink ejection speed) due to the printing condition (text pattern printing and solid printing) are remarkable. Changes (crosstalk) are likely to occur.

【0006】本発明が解決する課題は、第1に、高精度
加工を容易にし、且つ、製造、及び部品コストを低くす
ることであり、第2には、優れた印字品質を確保しなが
らもノズル高密度化に対応しうることである。
[0006] The problems to be solved by the present invention are, firstly, to facilitate high-precision machining and to reduce manufacturing and component costs, and secondly, while ensuring excellent printing quality. That is, it is possible to cope with high density nozzles.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、インクを吐出する複数のノズルとインク供給
路を形成したベース基板と、電極を両面に形成した電歪
材料薄板と弾性薄板からなる圧力発生素子と、前記ベー
ス基板と前記圧力発生素子とを貼り合わせて形成される
複数の圧力室と、前記圧力発生素子に電圧を印加する電
圧印加手段とを有するインクジェットヘッドに於て、前
記圧力室が、前記ベース基板と、複数の圧力室に連続す
る前記電歪材料薄板との間に形成され、前記圧力室のそ
れぞれに対して前記弾性薄板が、前記電歪材料薄板面に
備わり、複数の圧力発生素子を構成する事を特徴とす
る。
An ink jet head of the present invention comprises a base substrate having a plurality of nozzles for ejecting ink and an ink supply path, a pressure plate composed of an electrostrictive material thin plate and elastic thin plates having electrodes formed on both sides. In an ink jet head having a generating element, a plurality of pressure chambers formed by laminating the base substrate and the pressure generating element, and a voltage applying unit for applying a voltage to the pressure generating element, the pressure chamber Is formed between the base substrate and the electrostrictive material thin plate continuous to the plurality of pressure chambers, and the elastic thin plate is provided on the electrostrictive material thin plate surface for each of the pressure chambers. It is characterized in that it constitutes a pressure generating element.

【0008】また、インクを吐出するノズルとインク供
給路を形成したベース基板と、電極を両面に形成した電
歪材料薄板と弾性薄板からなる圧力発生素子と、前記ベ
ース基板と前記圧力発生素子とを貼り合わせて形成され
る圧力室と、前記圧力発生素子に電圧を印加する電圧印
加手段とを有するインクジェットヘッドに於て、前記弾
性薄板が前記電歪材料薄板の前記圧力室側と反圧力室側
の両面に互い違いに構成される事を特徴とする。さら
に、このインクジェットヘッドを複数配列して構成する
ことを特徴とする。
Further, a base substrate on which nozzles for ejecting ink and ink supply paths are formed, a pressure generating element formed of an electrostrictive material thin plate and an elastic thin plate on which electrodes are formed on both sides, the base substrate and the pressure generating element. In an ink jet head having a pressure chamber formed by bonding together a pressure chamber and a voltage applying unit for applying a voltage to the pressure generating element, the elastic thin plate is opposite to the pressure chamber side of the electrostrictive material thin plate and the counter pressure chamber. Characterized by staggered construction on both sides. Further, the present invention is characterized in that a plurality of the inkjet heads are arranged.

【0009】また、前記弾性薄板の弾性率が、前記電歪
材料薄板の弾性率と同等以上であることを特徴とする。
さらに、前記弾性薄板の厚さが、前記電歪材料薄板の厚
さと同等以下であることを特徴とする。さらには、前記
弾性薄板の幅が前記圧力室の幅より狭い事を特徴とす
る。そして、前記弾性薄板が、導電性材料にて構成され
る事を特徴とする。
Further, the elastic modulus of the elastic thin plate is equal to or more than the elastic modulus of the electrostrictive material thin plate.
Furthermore, the thickness of the elastic thin plate is equal to or less than the thickness of the electrostrictive material thin plate. Further, the width of the elastic thin plate is narrower than the width of the pressure chamber. The elastic thin plate is made of a conductive material.

【0010】[0010]

【実施例】以下に本発明による第1の実施例の詳細を、
図面を参照して説明する。
The details of the first embodiment of the present invention will be described below.
A description will be given with reference to the drawings.

【0011】図1は、本発明の第1項によるインクジェ
ットヘッド主要部の斜視図である。図2は、本発明の第
1項による各部材の構成関係を示すインクジェットヘッ
ド主要部の部分断面図(図1のXーX断面図)である。
図3は、図2の破線Aで示す部分の拡大図である。図2
に示すように、複数の圧力室5は、ベース基板4と複数
の圧力室5に連続する電歪材料薄板1との間に形成され
ている。図1に示す電歪材料薄板の上面に形成される正
電極7と電歪材料薄板の下面に形成される負電極8との
間隙に電界を発生させることによって、電歪材料薄板1
は、電界方向に膨張し、電界方向と直角な方向に収縮す
る。こうした作用によって、図3に示す矢印Iの様な曲
げモーメントが発生し、破線Cに示す様なたわみ状変位
を発生する。この時、圧力室5内の体積が増加すること
によって、圧力が低下し、圧力室5に連通するインク供
給路からインクが充填される。この直後に電界を除去す
ることによって、たわみ状変位は定常状態に復元する
為、圧力室内の圧力が高められ、ノズル3からインクが
吐出する。以上の様なインクジェットヘッドを構成する
ことによって、簡易加工の困難な電歪材料薄板の切断、
接着、といった工程を除去できるばかりか、あらかじめ
電歪弾性薄板に弾性薄板を蒸着、あるいは鍍金し、エッ
チングにて最適形状を得る高精度加工が容易であり、製
造コストを飛躍的に削減することができる。
FIG. 1 is a perspective view of a main portion of an ink jet head according to the first aspect of the present invention. FIG. 2 is a partial cross-sectional view (X-X cross-sectional view of FIG. 1) of the main part of the inkjet head showing the structural relationship of each member according to the first aspect of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view of a portion indicated by a broken line A in FIG. Figure 2
As shown in, the plurality of pressure chambers 5 are formed between the base substrate 4 and the electrostrictive material thin plate 1 continuous with the plurality of pressure chambers 5. By generating an electric field in the gap between the positive electrode 7 formed on the upper surface of the electrostrictive material thin plate and the negative electrode 8 formed on the lower surface of the electrostrictive material thin plate shown in FIG.
Expands in the electric field direction and contracts in the direction perpendicular to the electric field direction. By such an action, a bending moment as shown by an arrow I in FIG. 3 is generated, and a flexural displacement as shown by a broken line C is generated. At this time, the volume inside the pressure chamber 5 increases, so that the pressure decreases, and ink is filled from the ink supply path communicating with the pressure chamber 5. Immediately after this, by removing the electric field, the flexural displacement is restored to a steady state, so the pressure in the pressure chamber is increased and ink is ejected from the nozzle 3. By configuring the inkjet head as described above, cutting of the electrostrictive material thin plate that is difficult to perform easily,
Not only the steps such as adhesion can be eliminated, but also highly accurate processing that easily obtains the optimum shape by vapor deposition or plating of the electrostrictive elastic thin plate or plating and etching, and the manufacturing cost can be dramatically reduced. it can.

【0012】図4は、弾性薄板2の厚さ(図2に示す
t)とインク吐出量の関係を、代表的な弾性薄板材料に
ついて示す特性曲線である。はステンレスを、は硝
子を、は樹脂材料を、それぞれ弾性薄板2に用いた場
合である。それぞれの弾性率は、>≫なる関係を
有している。最も効率良くインク吐出量を得る為には、
弾性薄板2として、硬く(弾性率が高く)、厚さtが薄
いことが望ましい。よって、弾性薄板2は、本発明の第
4項に示すように電歪材料薄板1よりも弾性率が高い材
量であるニッケル、または、ステンレスにて形成されて
おり、本発明の第5項に示すように電歪材料薄板1より
も薄く形成されている。こうした構成にすることによっ
て、たわみ効率が高い、ノズルの高密度化に適したイン
クジェットヘッドを構成することができる。
FIG. 4 is a characteristic curve showing the relationship between the thickness of the elastic thin plate 2 (t shown in FIG. 2) and the ink ejection amount for a typical elastic thin plate material. Shows the case where stainless is used, glass is used, and resin material is used for the elastic thin plate 2, respectively. The respective elastic moduli have a relation of >>. In order to obtain the ink ejection amount most efficiently,
It is desirable that the elastic thin plate 2 be hard (high elastic modulus) and have a small thickness t. Therefore, the elastic thin plate 2 is formed of nickel or stainless steel, which has a higher elastic modulus than the electrostrictive material thin plate 1 as shown in the fourth item of the present invention, and the fifth item of the present invention. As shown in (1), it is formed thinner than the electrostrictive material thin plate 1. With such a configuration, it is possible to configure an inkjet head having a high deflection efficiency and suitable for increasing the density of nozzles.

【0013】図5は、弾性薄板2の幅(図3に示すW
p)と圧力室5の幅(図3に示すWa)の比とクロスト
ーク率の関係を示す特性曲線である。弾性薄板2の幅W
pと、圧力室5の幅Waの比が等しい時、クロストーク
率(隣り合うノズルからインクを吐出させたときと、さ
せない時の、1ノズル当たりのインク吐出量の変化率)
は、ー30%程度発生する。しかしながら、図5に示す
様に、弾性薄板の幅Wpを圧力室5の幅Waより狭くす
ることによって、飛躍的なクロストーク率の減少が確認
されている。よって、本発明の第6項に示すように弾性
薄板2の幅Wpを圧力室5の幅Waの約90%程度に形
成している。こうした構成にすることによって、隣り合
うノズル列への干渉を抑制することができ、印字品質に
優れたインクジェットヘッドを構成することができる。
FIG. 5 shows the width of the elastic thin plate 2 (W shown in FIG. 3).
p) and the width of the pressure chamber 5 (Wa shown in FIG. 3) and the crosstalk rate. Width W of elastic thin plate 2
When the ratio of p and the width Wa of the pressure chamber 5 is equal, the crosstalk rate (change rate of ink ejection amount per nozzle when ink is ejected from adjacent nozzles and when ink is not ejected)
Occurs about -30%. However, as shown in FIG. 5, it has been confirmed that the width Wp of the elastic thin plate is made narrower than the width Wa of the pressure chamber 5 to drastically reduce the crosstalk rate. Therefore, as shown in the sixth aspect of the present invention, the width Wp of the elastic thin plate 2 is formed to be about 90% of the width Wa of the pressure chamber 5. With such a configuration, it is possible to suppress the interference between the adjacent nozzle rows, and it is possible to configure an inkjet head having excellent printing quality.

【0014】また、弾性薄板2は、本発明の第7項に示
すように、導電材料にて形成されており、弾性薄板2自
体を電極として用いることができるという利点を有して
いる。
Further, the elastic thin plate 2 is formed of a conductive material as shown in the seventh aspect of the present invention, and has an advantage that the elastic thin plate 2 itself can be used as an electrode.

【0015】以下に本発明による第2の実施例の詳細を
図面を参照して説明する。
The details of the second embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図6は、本発明の第2項、及び本発明の第
3項に示すインクジェットヘッドを説明する部分断面図
(図11のXーX断面図)である。図6に示すように、
弾性薄板2は、電歪材料薄板1の両面に互い違いに構成
されている。正電極7と負電極8の間隙に電界を発生さ
せることによって、電歪材料薄板1は、電界方向に膨張
し、電界方向と直角な方向に収縮する。前記作用によっ
て、梁の中央部では、矢印Jに示すような曲げモーメン
トが発生し、梁の固定端部では、矢印K、矢印Lで示す
ような曲げモーメントを発生する。こうして、破線Dに
示す様なたわみ状変位を得ることができる。こうした構
成にする事によって、図14に示す従来の構造に対し、
たわみ状変位を効率良く発生させることができるので、
インク吐出効率を高くすることができ、ノズル高密度化
に十分対応することができる。また、本発明の第1の実
施例と同様に、弾性薄板2は、本発明の第4項に示すよ
うに電歪材料薄板1よりも弾性率が高い材量であるニッ
ケル、または、ステンレスにて形成されている。さら
に、本発明の第5項に示すように、弾性薄板2は、電歪
材料薄板1よりも薄く形成されており、本発明の第6項
に示すように圧力室5よりも幅の狭い形状に形成されて
いる。また、弾性薄板2は、本発明の第7項に示すよう
に、導電材料にて形成されている。こうした構成にする
ことによって、たわみ状変位を発生するインクジェット
ヘッドに於て、理想的な変位形状を発生することがで
き、優れたインク吐出効率を実現することができるの
で、ノズルの高密度化を十分実現することができる。ま
た、こうしたインクジェットヘッドを複数配列した際、
連続した電歪材料薄板に、あらかじめ弾性薄板を形成し
てから、複数のノズルとインク供給路を有するベース基
板と接合することによって、第1の実施例と同様に、簡
易加工の困難な電歪材料薄板の切断、接着、といった工
程を除去できるばかりか、あらかじめ電歪弾性薄板に弾
性薄板を蒸着、あるいは鍍金し、エッチングにて最適形
状を得る高精度加工が容易であり、製造コストを飛躍的
に削減することができる。さらに、硬く、薄い弾性薄板
を電歪材料薄板と組み合わせることによって、たわみ効
率の高いノズルの高密度化に適したインクジェットヘッ
ドを構成することができる。さらには、隣り合うノズル
列への干渉を抑制することができ、印字品質に優れたイ
ンクジェットヘッドを構成することができる。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view (X-X cross-sectional view of FIG. 11) for explaining the ink jet head shown in the second and third aspects of the present invention. As shown in FIG.
The elastic thin plates 2 are alternately arranged on both surfaces of the electrostrictive material thin plate 1. By generating an electric field in the gap between the positive electrode 7 and the negative electrode 8, the electrostrictive material thin plate 1 expands in the electric field direction and contracts in the direction perpendicular to the electric field direction. By the above action, a bending moment as indicated by an arrow J is generated at the center of the beam, and bending moments as indicated by an arrow K and an arrow L are generated at the fixed end of the beam. In this way, it is possible to obtain the flexible displacement as shown by the broken line D. With such a structure, compared with the conventional structure shown in FIG.
Since the flexible displacement can be generated efficiently,
Ink ejection efficiency can be increased, and high density of nozzles can be sufficiently dealt with. Further, as in the first embodiment of the present invention, the elastic thin plate 2 is made of nickel or stainless steel having a higher elastic modulus than the electrostrictive material thin plate 1 as shown in the fourth item of the present invention. Is formed. Further, as shown in the fifth aspect of the present invention, the elastic thin plate 2 is formed thinner than the electrostrictive material thin plate 1, and has a shape narrower than the pressure chamber 5 as shown in the sixth aspect of the present invention. Is formed in. The elastic thin plate 2 is made of a conductive material as described in the seventh item of the present invention. With such a configuration, it is possible to generate an ideal displacement shape in an inkjet head that causes a flexible displacement, and it is possible to achieve excellent ink ejection efficiency, so that it is possible to increase the density of nozzles. It can be fully realized. Moreover, when a plurality of such inkjet heads are arranged,
By forming an elastic thin plate in advance on a continuous thin plate of electrostrictive material and then joining the thin plate with a base substrate having a plurality of nozzles and ink supply paths, electrostriction that is difficult to perform easily, as in the first embodiment. Not only can processes such as cutting and bonding of thin material plates be eliminated, but it is also easy to perform high-precision processing to obtain an optimum shape by etching or electroplating elastic thin plates on electrostrictive elastic thin plates in advance, which dramatically reduces manufacturing costs. Can be reduced to Further, by combining the hard and thin elastic thin plate with the electrostrictive material thin plate, it is possible to configure an inkjet head suitable for increasing the density of nozzles having high deflection efficiency. Furthermore, it is possible to suppress the interference with the adjacent nozzle rows, and it is possible to configure an inkjet head having excellent printing quality.

【0017】以下に本発明による第3の実施例の詳細を
図面を参照して説明する。
The details of the third embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図7は、本発明の第2項、及び本発明の第
3項に示すインクジェットヘッドを説明する部分断面図
(図11のXーX断面図)である。図7に示すように、
弾性薄板2は、電歪材料薄板1の両面に互い違いに構成
され、さらに圧力室5の幅方向に対して、電歪材料薄板
1をはさむ弾性薄板2が重なり合うα部を有した構成関
係を有している。こうした構成にすることによって、図
6の破線Dに示す様な変位を発生する時に、電歪弾性薄
板1の厚み方向に生じる剪断応力に対し補強効果を得る
ことができる。よって、第2の実施例に対し、より信頼
性の高いインクジェットヘッドを構成することができ
る。また、本発明の第1の実施例、及び第2の実施例に
示す効果をも有する事は、構造上明白である。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view (X-X cross-sectional view of FIG. 11) for explaining the ink jet head shown in the second and third aspects of the present invention. As shown in FIG.
The elastic thin plates 2 are alternately arranged on both sides of the electrostrictive material thin plate 1, and further, in the width direction of the pressure chamber 5, there is a structural relationship in which the elastic thin plates 2 sandwiching the electrostrictive material thin plate 1 overlap with each other. is doing. With such a configuration, it is possible to obtain a reinforcing effect against the shear stress generated in the thickness direction of the electrostrictive elastic thin plate 1 when the displacement shown by the broken line D in FIG. 6 is generated. Therefore, it is possible to configure a more reliable inkjet head as compared with the second embodiment. Further, it is structurally clear that it also has the effects shown in the first and second embodiments of the present invention.

【0019】以下に、本発明の第3の実施例に於けるイ
ンクジェットヘッドの概略的な製造過程を説明する。
Hereinafter, a schematic manufacturing process of the ink jet head in the third embodiment of the present invention will be described.

【0020】図8は、ベース基板4の部分斜視図であ
る。ノズル3、インク供給路6、圧力室となる矩形溝P
を一体成型したベース基板4の上面(太線ハッチング
部)には、負電極8となる導電材料膜が形成されてい
る。図9は、前記ベース基板4に貼り合わされる電歪弾
性薄板1の部分斜視図である。電歪弾性薄板1の上面に
は、図8に示す圧力室となる矩形溝Pの上方投影形状
と、ほぼ等しい形状に導電材料膜からなる正電極7が形
成されており、ベース基板4と電歪材料薄板1とを貼り
合わせて構成される個々の圧力室5に対応した独立した
電極パターンを形成している。一方下面にも負電極とな
る導電材料膜が形成されている。図10は、電極パター
ンニング形成を済せた電歪材料薄板1の斜視図である。
電歪材料薄板1の上下面には、それぞれ図7に示す断面
形状を構成する様に、弾性薄板2が、電界鍍金によって
厚さ10〜15μmに形成されている。こうして、形成
された電歪材料薄板1と弾性板2の複合ユニットを図8
にて説明したベース基板4に接合することによって、図
11に示すようなインクジェットヘッド主要部を構成す
ることができる。このインクジェットヘッド主要部の正
電極7と負電極8に選択的な電気信号を印加することに
よって、プリンタの構成要素としてのインクジェットヘ
ッドを構成することができる。以上のような製造過程に
よれば、簡易加工の困難な電歪材料薄板の切断、接着と
いった工程を除去できるばかりか、あらかじめ電歪材料
薄板にレジストパターンを塗工し、電極と弾性薄板を蒸
着、鍍金することによって、比較的容易に高精度加工を
行なう事ができる。よって、製造にかかるコストを飛躍
的に削減することができる。
FIG. 8 is a partial perspective view of the base substrate 4. Nozzle 3, ink supply path 6, rectangular groove P that serves as a pressure chamber
A conductive material film to be the negative electrode 8 is formed on the upper surface (thick line hatching portion) of the base substrate 4 integrally molded with. FIG. 9 is a partial perspective view of the electrostrictive elastic thin plate 1 attached to the base substrate 4. On the upper surface of the electrostrictive elastic thin plate 1, a positive electrode 7 made of a conductive material film is formed in a shape substantially equal to the upward projected shape of the rectangular groove P serving as the pressure chamber shown in FIG. An independent electrode pattern corresponding to each pressure chamber 5 formed by laminating the strained material thin plate 1 is formed. On the other hand, a conductive material film serving as a negative electrode is also formed on the lower surface. FIG. 10 is a perspective view of the electrostrictive material thin plate 1 on which the electrode patterning has been completed.
Elastic thin plates 2 having a thickness of 10 to 15 μm are formed on the upper and lower surfaces of the electrostrictive material thin plate 1 by electric field plating so as to form the cross-sectional shape shown in FIG. The composite unit of the electrostrictive material thin plate 1 and the elastic plate 2 thus formed is shown in FIG.
By bonding to the base substrate 4 described above, the main part of the inkjet head as shown in FIG. 11 can be formed. By applying a selective electric signal to the positive electrode 7 and the negative electrode 8 of the main part of the inkjet head, the inkjet head as a component of the printer can be constructed. According to the manufacturing process as described above, not only the steps of cutting and bonding the electrostrictive material thin plate, which are difficult to perform easily, can be eliminated, but also the resist pattern is applied to the electrostrictive material thin plate in advance, and the electrode and the elastic thin plate are vapor-deposited. By plating, high precision machining can be performed relatively easily. Therefore, the manufacturing cost can be dramatically reduced.

【0021】[0021]

【発明の効果】低部品コスト、並びに低製造コストであ
り、インク滴の形成効率(インク吐出量/アクチュエー
タの駆動電圧)が高く、さらには、高解像度印字を実現
しうるコンパクト、且つ高駆動効率なインクジェットヘ
ッドを構成することができる。よって、印字品質に優れ
た、低コストなインクジェットプリンタを実現する事が
できる。
EFFECTS OF THE INVENTION Low component cost and low manufacturing cost, high ink drop formation efficiency (ink discharge amount / actuator drive voltage), compact size and high drive efficiency capable of realizing high resolution printing. Inkjet head can be configured. Therefore, it is possible to realize a low-cost inkjet printer with excellent printing quality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示すインクジェットヘ
ッド主要部の構造説明斜視図である。
FIG. 1 is a structural explanatory perspective view of a main part of an inkjet head showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例を示すインクジェットヘ
ッド主要部の構造説明断面図である。
FIG. 2 is a structural explanatory cross-sectional view of a main part of an inkjet head showing a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例を示すインクジェットヘ
ッド主要部の構造説明拡大断面図である。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view illustrating the structure of the main part of the inkjet head according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例を説明する弾性薄板の厚
さ(図2に示すt)とインク吐出量の関係を、代表的な
弾性薄板材料について示す特性曲線である。
FIG. 4 is a characteristic curve showing the relationship between the thickness of the elastic thin plate (t shown in FIG. 2) and the ink discharge amount for a typical elastic thin plate material, which illustrates the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施例を説明する弾性薄板の幅
(図2に示すWp)と圧力室の幅(図2に示すWa)の
比とクロストーク率の関係を示す特性曲線である。
FIG. 5 is a characteristic curve showing the relationship between the ratio of the width of the elastic thin plate (Wp shown in FIG. 2) to the width of the pressure chamber (Wa shown in FIG. 2) and the crosstalk rate, which explains the first embodiment of the present invention. Is.

【図6】本発明の第2の実施例を示すインクジェットヘ
ッド主要部の構造説明拡大断面図である。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view illustrating the structure of a main part of an inkjet head according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施例を示すインクジェットヘ
ッド主要部の構造説明拡大断面図である。
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view illustrating the structure of a main part of an inkjet head according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施例に於けるインクジェット
ヘッドの概略的な製造過程を説明するベース基板4の部
分斜視図である。
FIG. 8 is a partial perspective view of a base substrate 4 illustrating a schematic manufacturing process of an inkjet head according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3の実施例に於けるインクジェット
ヘッドの概略的な製造過程を説明する電歪材料薄板1の
部分斜視図である。
FIG. 9 is a partial perspective view of an electrostrictive material thin plate 1 illustrating a schematic manufacturing process of an inkjet head according to a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第3の実施例に於けるインクジェッ
トヘッドの概略的な製造過程を説明する正電極7を形成
した電歪材料薄板1の部分斜視図である。
FIG. 10 is a partial perspective view of an electrostrictive material thin plate 1 on which a positive electrode 7 is formed for explaining a schematic manufacturing process of an inkjet head according to a third embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第3の実施例に於けるインクジェッ
トヘッド主要部の部分斜視図である。
FIG. 11 is a partial perspective view of a main part of an inkjet head according to a third embodiment of the present invention.

【図12】本発明に関する従来例を示すインクジェット
ヘッド主要部の構造説明断面図である。
FIG. 12 is a structural explanatory cross-sectional view of a main part of an inkjet head showing a conventional example related to the present invention.

【図13】本発明に関する従来例を示すインクジェット
ヘッド主要部の構造説明上面図である。
FIG. 13 is a structural explanatory top view of a main part of an inkjet head showing a conventional example related to the present invention.

【図14】本発明に関する従来例を示すインクジェット
ヘッド主要部の構造説明断面図である。
FIG. 14 is a structural explanatory cross-sectional view of a main part of an inkjet head showing a conventional example related to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電歪材料薄板 1a圧力発生素子 2 弾性薄板 3 ノズル 4 ベース基板 5 圧力室 6 インク供給路 7 正電極 8 負電極 9 インク滴 1 Electrostrictive Material Thin Plate 1a Pressure Generating Element 2 Elastic Thin Plate 3 Nozzle 4 Base Substrate 5 Pressure Chamber 6 Ink Supply Path 7 Positive Electrode 8 Negative Electrode 9 Ink Drop

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクを吐出する複数のノズルとインク
供給路を形成したベース基板と、電極を両面に形成した
電歪材料薄板と弾性薄板からなる圧力発生素子と、前記
ベース基板と前記圧力発生素子とを貼り合わせて形成さ
れる複数の圧力室と、前記圧力発生素子に電圧を印加す
る電圧印加手段とを有するインクジェットヘッドに於
て、 前記圧力室が、前記ベース基板と、複数の圧力室に連続
する前記電歪材料薄板との間に形成され、前記圧力室の
それぞれに対して前記弾性薄板が、前記電歪材料薄板面
に備わり、複数の前記圧力発生素子を構成する事を特徴
とするインクジェットヘッド。
1. A base substrate having a plurality of nozzles for ejecting ink and an ink supply path, a pressure generating element made of an electrostrictive material thin plate and elastic thin plates having electrodes formed on both sides thereof, the base substrate and the pressure generating device. In an inkjet head having a plurality of pressure chambers formed by bonding elements to each other, and a voltage applying unit that applies a voltage to the pressure generating element, the pressure chambers include the base substrate and a plurality of pressure chambers. Characterized in that the elastic thin plates are formed between the electrostrictive material thin plates that are continuous with each other, and the elastic thin plates are provided on the electrostrictive material thin plate surface for each of the pressure chambers, and form a plurality of the pressure generating elements. Inkjet head to do.
【請求項2】 インクを吐出するノズルとインク供給路
を形成したベース基板と、電極を両面に形成した電歪材
料薄板と弾性薄板からなる圧力発生素子と、前記ベース
基板と前記圧力発生素子とを貼り合わせてに形成される
圧力室と、前記圧力発生素子に電圧を印加する電圧印加
手段とを有するインクジェットヘッドに於て、 前記弾性薄板が前記電歪材料薄板の前記圧力室側と反圧
力室側の両面に互い違いに構成される事を特徴とするイ
ンクジェットヘッド。
2. A base substrate having nozzles for ejecting ink and an ink supply path, a pressure generating element made of an electrostrictive material thin plate and elastic thin plates having electrodes formed on both surfaces, the base substrate and the pressure generating element. In an ink jet head having a pressure chamber formed by pasting together and a voltage applying means for applying a voltage to the pressure generating element, the elastic thin plate is opposite to the pressure chamber side of the electrostrictive material thin plate and a counter pressure. Inkjet head characterized in that both sides of the chamber are staggered.
【請求項3】 請求項2記載のインクジェットヘッドを
複数配列して構成することを特徴とするインクジェット
ヘッド。
3. An ink jet head comprising a plurality of the ink jet heads according to claim 2 arrayed.
【請求項4】 前記弾性薄板の弾性率が前記電歪材料薄
板の弾性率と同等以上であることを特徴とする請求項1
または請求項2記載のインクジェットヘッド。
4. The elastic modulus of the elastic thin plate is equal to or more than the elastic modulus of the electrostrictive material thin plate.
Alternatively, the inkjet head according to claim 2.
【請求項5】 前記弾性薄板の厚さが前記電歪材料薄板
の厚さと同等以下であることを特徴とする請求項1また
は請求項2記載のインクジェットヘッド。
5. The ink jet head according to claim 1, wherein the thickness of the elastic thin plate is equal to or less than the thickness of the electrostrictive material thin plate.
【請求項6】 前記弾性薄板の幅が前記圧力室の幅より
狭い事を特徴とする請求項1または請求項2記載のイン
クジェットヘッド。
6. The ink jet head according to claim 1, wherein a width of the elastic thin plate is narrower than a width of the pressure chamber.
【請求項7】 前記弾性薄板が導電性材料にて構成され
る事を特徴とする請求項1または請求項2記載のインク
ジェットヘッド。
7. The ink jet head according to claim 1, wherein the elastic thin plate is made of a conductive material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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