JPH05261917A - 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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- JPH05261917A JPH05261917A JP6239292A JP6239292A JPH05261917A JP H05261917 A JPH05261917 A JP H05261917A JP 6239292 A JP6239292 A JP 6239292A JP 6239292 A JP6239292 A JP 6239292A JP H05261917 A JPH05261917 A JP H05261917A
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- piezoelectric
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
信頼性の高いインクジェット式印字ヘッドをきわめて低
コストに提供する。 【構成】圧力発生部材20が少なくとも弾性体21と圧
電体10から形成されており、前記弾性体は、圧電材料
とこの圧電材料上に形成された弾性体材料とを同時焼成
した後にエッチング法により形成されている。更には、
インク滴が吐出するノズル開口が形成されているノズル
プレート40と前記圧力発生部材との間に中間体31を
有し、前記中間体と前記弾性体は、前記圧電材料上の一
方に前記弾性体材料が形成され、弾性体材料の形成され
ていないもう一方の側の圧電材料上には中間体材料が形
成され、これらを同時焼成した後にエッチング法により
形成されている。
Description
ンタに用いる印字ヘッドに関する。
図5に示す様に、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
応するように伸縮方向を一致させて圧電体を配設して構
成されている。この印字ヘッドは、駆動信号を圧電素子
に印加して圧電体を伸縮させ、この時に発生するインク
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
用紙にドットを形成するものである。この様なヘッド
は、ガラス(プラスチック)の基板とガラス(プラスチ
ック)薄板等の弾性振動板との間に複数のインク溜部
(インクキャビティ)を形成し、電極を両面に形成した
圧電体の板をインクキャビティの面積程度に切断した
後、各インクキャビティの上に弾性振動板を挟んで接着
した構造を有している。
クとの積層材とで構成された梁状部材の長手方向の両端
が支持されている圧力発生部材と、飛翔媒体であるイン
クとこのインクの吐出口であるノズルとを有し、印加電
圧により圧力発生器から圧力を発生させ、インクをノズ
ルから吐出させるオンデマンド型のインクジェットヘッ
ドが特公昭60−8953号公報で開示されている。こ
のヘッドは、圧力発生部材がノズル形成基板に対してほ
ぼ直角に変位することと、ノズルメニスカスのインク流
路が短いため、インクの吐出効率及び吐出安定性が高
く、インク中に気泡・ゴミ等の異物が混入した場合で
も、この影響を受けずに正常動作が可能であるという利
点を有している。
続した弾性振動板上に、連続した圧電体を接着し、ノズ
ル開口に対応させて電極を選択的に形成する事で、選択
的に圧力発生部材を駆動する構造が開示されている。こ
の構造は、ノズル数が増加しても、圧電体をノズル数分
だけ接着する工数を削減できるという利点を有してい
る。
は、ヘッド本体にメタライズしたセラミックスを用い圧
電体を拡散接合した構造が開示されている。この構造は
接着剤による圧力損失、バラツキを低減できるという利
点を有している。
インクジェットヘッドは、圧電体430として圧電効果
の最も優れた材料であるチタン酸ジルコン酸鉛系複合ペ
ルブスカイトセラミックスを用いるのであるが、バルク
からの切り出し品であるため100μm程度の厚いもの
しか使用することができなかった。そのため、駆動電圧
を100V以上と高くする必要があり、また、圧電体4
30とガラス薄板411からなる機械変位発生手段の剛
性が高いため所定の変位量を得るためには圧電体430
及びガラス薄板411の面積を大きくする必要があり、
ヘッド全体が大きくなり、コストアップを招くという問
題を有していた。
一辺が数百μm程度であり、これらと同程度の大きさの
圧電体430の板を機械変位発生手段として各インクキ
ャビティ420ごとに接着することが必要であった。4
40はインクキャビティ420に導かれるインクが一時
とどめられるインク溜部であり、422はインクキャビ
ティ420にインクを導くインク供給路、421はイン
クが突出するノズルである。しかしこのような構造のヘ
ッドでは圧電体430とインクキャビティ420との位
置合わせ精度が高くできない、圧電体430の接着時に
おける作業性が悪い、接着の不均一さによる特性のばら
つきが大きい、接着部の剥離が起こり易い、切断加工時
の内部歪による特性のばらつきが大きい、などの問題点
を有していた。
ッド構造では、メタライズセラミックスを精度良く高密
度に加工することが必要となり、飛躍的なコストアップ
につながっていた。
るためにノズル数を増やしたり、ノズル密度を高くする
ほど、よりクローズアップされてきていた問題であっ
た。
決することで、その目的とするところは高密度、高ノズ
ル数でも均質な特性を有する、信頼性の高いインクジェ
ットヘッドをきわめて低コストに提供することである。
圧力発生部材が配置され、圧力発生部材への駆動信号に
よりインク滴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、前記圧力発
生部材が少なくとも弾性体と圧電体から形成されてお
り、前記弾性体は、圧電材料とこの圧電材料上に形成さ
れた弾性体材料とを同時焼成した後にエッチング法によ
り成型されていることを特徴とする。更には、前記イン
ク滴が吐出する前記ノズル開口が形成されているノズル
プレートと前記圧力発生部材との間に中間体を有し、前
記中間体と前記弾性体は、前記圧電材料上の一方に前記
弾性体材料が形成され、弾性体材料の形成されていない
もう一方の側の圧電材料上には中間体材料が形成され、
これらを同時焼成した後にエッチング法により成型され
ていることを特徴とする。
する。
(a)は上面図、(b)はm−m断面図、(c)は底面
図である。
合ペロブスカイトセラミックス等の圧電材料からなる。
圧電体10の両側には一方の面に弾性体21、それに続
いて配線部22が形成されており、もう一方の面にはイ
ンク流路、インクキャビティ等を形成する中間体31、
共通電極23が形成されている。圧電体10、弾性体2
1、及び共通電極23により圧力発生部材20が形成さ
れる。圧電体10の厚さは25μm、弾性体振動部の厚
さは20μm、共通電極23の厚さは1μm以下であ
る。また、中間体31の厚さは60μmである。共通電
極23を挟んで中間体31にはインク60の吐出口であ
るノズル41が形成されたノズルプレート40が接合さ
れている。今試作に於いては、ノズルプレート40はN
iの電鋳法により製造されており、厚さ100μm、ノ
ズル41の直径は50μmである。ノズル41は第1図
(c)上、左右上下に8列ずつ、左右方向は1355μ
mピッチで、上下方向は677μmピッチで配設されて
いる。また、左右方向に隣合うノズル列はΔpだけずれ
て配設されている。ここで、Δpは85μmである。中
間体31とノズルプレート40、圧電体10とによっ
て、キャビティ50、インク供給路51、インク共通路
52が形成されており、これらには、インク60が満た
されている。キャビティ50のサイズは600μm×6
00μmである。インク供給路51はインク60をイン
ク共通路52からキャビティ50へ導く通路であり、キ
ャビティ50の四隅に配設されている。インク供給路5
1の幅は60μm、長さは150μmである。インク共
通路52はインクタンク(図示されていない)に通じて
いる。インク共通路52の幅は300μmである。共通
電極23はグランドに、配線部22は駆動回路(図示さ
れていない)に接続されており、駆動信号によって圧力
発生部材20を駆動し、ノズル41からインク60を飛
翔させる。
体と弾性体、中間体とを形成した製造方法を説明する。
Cr、Mo、Pt等の高融点物質を混合しペースト状に
した中間体材料130を薄く形成する工程。図2(b)
は、その上にPbO、TiO2、ZrO2、添加剤を調
合、混合した後800〜1000℃で仮焼、粉砕しバイ
ンダーを添加する事によりペースト状にした、圧電体材
料110を薄く形成する工程。図2(c)は、更にその
上にバインダーとCr、Mo、Pt等の高融点導電材を
混合し、ペースト状にした弾性体材料120を薄く形成
する工程。このようにして形成されたペースト状積層体
を圧力をかけて1000℃〜1200℃で焼きあげる。
これによりバインダーは飛び去り、図3に示すような圧
電体10、弾性層20、中間層30からなる3層構造の
積層体が形成される。
性層20及び、中間層30を加工し、図4に示すように
弾性体21、配線部22、及び、中間体31が形成され
る。その後、圧電体10の中間体31側に共通電極23
として、Ni等の導電性薄膜をメッキ、あるいはスパッ
タリングによって形成する。
の接着により接合し、図1に示した本実施例のインクジ
ェットヘッドを得る。
しては、本実施例で採用した基板上に印刷や、フォトリ
ソ工程により所望の形状にレジストを形成し、無電解メ
ッキや電解メッキによりNi等を成長させる電鋳法の他
に、1、プラスチック成形による方法2、SUS、Ni
等の金属板に印刷や、フォトリソ工程により所望の形状
にレジストを形成し、レジストの残っていない部分をエ
ッチングにより除去するエッチング方法3、SUS、N
i等の金属板をプレスにより打ち抜くプレス法等が考え
られる。
が拡散接合されているため、接合部の信頼性が高く、従
って、フォトリソグラフィ技術を用いた加工を行って
も、接合部の信頼性を損なうことなく、高密度で吐出特
性の安定したインクジェットヘッドを提供できる。更
に、厚膜プロセスにより製造するため、圧力発生部材2
0を薄くすることができ、これにより、キャビティ50
を小さくでき、ヘッド全体の小型化が実現できる。ま
た、キャビティの四隅にインク供給路を設けてあるため
に気泡の排出性に優れ信頼性がたいへん向上した。
焼成されているため、接合部の信頼性が高く、従って、
フォトリソグラフィ技術を用いた加工を行っても、接合
部の信頼性を損なうことなく、高密度で吐出特性の安定
したインクジェット式印字ヘッドを提供できる。
一実施例の構造を示す上面図。 (b)本発明のインクジェット式印字ヘッドの一実施例
の構造を示すm−m’断面図。 (c)本発明のインクジェット式印字ヘッドの一実施例
の構造を示す底面図。
ット式印字ヘッドの製造方法を示した図。
ドの製造方法を示した図。
字ヘッドの製造方法の1工程における上面図。 (b)本発明の一実施例のインクジェット式印字ヘッド
の製造方法の1工程におけるn−n’断面図。 (c)本発明の一実施例のインクジェット式印字ヘッド
の製造方法の1工程における底面図。
Claims (2)
- 【請求項1】 ノズル開口に対応させて圧力発生部材が
配置され、圧力発生部材への駆動信号によりインク滴が
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、前記圧力発生部材が少なく
とも弾性体と圧電体から形成されており、前記弾性体
は、圧電材料とこの圧電材料上に形成された弾性体材料
とを同時焼成した後にエッチング法により成型されてい
ることを特徴とするインクジェット式印字ヘッド。 - 【請求項2】 上記インク滴が吐出する上記ノズル開口
が形成されているノズルプレートと上記圧力発生部材と
の間に中間体を有し、前記中間体と上記弾性体は、上記
圧電材料上の一方に上記弾性体材料が形成され、弾性体
材料の形成されていないもう一方の圧電材料上には中間
体材料が形成され、これらを同時焼成した後にエッチン
グ法により成型されていることを特徴とする請求項1記
載のインクジェット式印字ヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6239292A JP3232632B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | インクジェット式印字ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6239292A JP3232632B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | インクジェット式印字ヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05261917A true JPH05261917A (ja) | 1993-10-12 |
JP3232632B2 JP3232632B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=13198818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6239292A Expired - Lifetime JP3232632B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | インクジェット式印字ヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3232632B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6450626B2 (en) | 1999-12-24 | 2002-09-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ink jet head, method for producing the same, and ink jet type recording apparatus |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3975979B2 (ja) | 2003-07-15 | 2007-09-12 | ブラザー工業株式会社 | 液体移送装置の製造方法 |
-
1992
- 1992-03-18 JP JP6239292A patent/JP3232632B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6450626B2 (en) | 1999-12-24 | 2002-09-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ink jet head, method for producing the same, and ink jet type recording apparatus |
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---|---|
JP3232632B2 (ja) | 2001-11-26 |
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