JPH05301342A - Ink jet printing head - Google Patents

Ink jet printing head

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JPH05301342A
JPH05301342A JP5733491A JP5733491A JPH05301342A JP H05301342 A JPH05301342 A JP H05301342A JP 5733491 A JP5733491 A JP 5733491A JP 5733491 A JP5733491 A JP 5733491A JP H05301342 A JPH05301342 A JP H05301342A
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JP
Japan
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ink
plurality
single crystal
formed
bending means
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5733491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kohei Kiyota
Masanori Ueda
Noboru Wakatsuki
政則 上田
航平 清田
昇 若月
Original Assignee
Fujitsu Isotec Ltd
Fujitsu Ltd
富士通アイソテック株式会社
富士通株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Isotec Ltd, Fujitsu Ltd, 富士通アイソテック株式会社, 富士通株式会社 filed Critical Fujitsu Isotec Ltd
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Publication of JPH05301342A publication Critical patent/JPH05301342A/en
Application status is Withdrawn legal-status Critical

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, e.g. INK-JET PRINTERS, THERMAL PRINTERS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/10Finger type piezoelectric elements

Abstract

PURPOSE: To achieve easy processing, the extension of life and cost reduction in an ink jet recording head spraying ink using a piezoelectric actuator.
CONSTITUTION: A plurality of piezoelectric actuators 4 are formed to a single crystal plate having reversal polarizing layers 4a,4b by forming slits 5A to the single crystal plate so as to be integrally continued each other and electrodes 6a,6b are provided to the actuators. The piezoelectric actuators 4 are attached on the flexible part of an ink chamber 2 by fixing the single crystal plate on the single side 5a or both sides 5a,5b thereof. In this case, the ink chamber 2 is formed by forming a space part to a resin molding material or a semiconductive material by anisotropic etching and providing a lid part having flexible part to the space part.
COPYRIGHT: (C)1993,JPO&Japio

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、圧電アクチエータを用いてインクを吹き付けるインクジェットプリンタ用ヘッドに関する。 The present invention relates to a head for an ink jet printer to spray ink using a piezoelectric actuator.

【0002】近年、プリンタ分野ではプリンタの高速化が進み、ヘッドに圧電アクチエータを用いたインクジェットプリンタが普及しつつある。 In recent years, in the printer field faster printer advances, the head inkjet printer is spreading using a piezoelectric actuator to. このようなインクジェットプリンタにおいてもより高速性が望まれると共に、 Together with a more high speed is desired even in such an ink-jet printer,
低コスト化が要求される。 Cost reduction is required. そのた、圧電アクチエータの加工性、応答性を向上させる必要がある。 Other processability of the piezoelectric actuator, it is necessary to improve the responsiveness.

【0003】 [0003]

【従来の技術】従来、コンピュータ用プリンタとして高速なインクジェットプリンタが普及しつつあり、インクを吹き出すために圧電アクチエータが使用されている。 Conventionally, it is spreading fast inkjet printer as the printer for a computer, and the piezoelectric actuator is used for blowing ink.
このインクジェットプリンタは、インクによる色選択が自由であると共に、カラー化も可能であり、記録用紙を選ばない。 The ink jet printer, the color selection is free due to the ink, it is possible also colored, choose a recording paper. 印字は、インクジェット用ヘッドが電気的なオン/オフ信号に対応して記録ドット毎にインクを記録用紙にジェット状に吹き付けるもので、カラーの場合は3色又は4色のヘッドが組合わされる。 Printing, in which ink jet head blows electrical on / off signal ink to the recording dot by dot corresponding to a jet-like on the recording sheet, in the case of a color are combined three-color or four-color head.

【0004】図8に、従来のインクジェットプリンタ用ヘッドの概略部を示す。 [0004] FIG. 8 shows a schematic section of the head for a conventional ink jet printer. 図8(A)は、ヘッドの一部を示したものであり、図8(B),(C)は使用される圧電アクチエータを示したものである。 8 (A) is shows a part of the head, FIG. 8 (B), the shows the (C) is a piezoelectric actuator that is used. 図8(A)において、インクジェットプリンタ用ヘッドは、薄いステンレス等の金属で箱型に形成されたインク室50が複数個並列され、その上面又は下面にそれぞれ個別に圧電アクチエータ51が取着されてたものである。 In FIG. 8 (A), the inkjet printer head is a thin stainless steel of the ink chamber 50 formed in a box shape with a metal is plural parallel, are each individually attached piezoelectric actuator 51 on its upper surface or lower surface those were. なお、インク室にはノズル50aがそれぞれ形成される。 Note that the ink chamber nozzles 50a are formed respectively. 圧電アクチエータ51は、分極方向52aを外側にして2枚のセラミック(多結晶)52を接着剤(有機系)53によりバイモルフ状に貼合わせたもので、その上面及び下面に挟持するように電極54a,54bが形成される。 The piezoelectric actuator 51, the polarization direction 52a at the two ceramic (polycrystal) 52 in the outer those laminated bimorph shape by an adhesive (organic) 53, the electrode 54a so as to sandwich on its upper and lower surfaces , 54b is formed. 例えば、 For example,
当該圧電アクチエータ51は、片側固定の場合には図8 The piezoelectric actuator 51, in the case of one-side fixed 8
(B)に示すように、先端に沿って印加電圧に応じて上下方向に屈曲する。 (B), the bends in the vertical direction according to the applied voltage along the tip. また、両側固定の場合には図8 Moreover, the figure in the case of both sides fixed 8
(C)に示すように、印加電圧に応じてその中央部分が上下方向に屈曲する。 (C), the central portion thereof is bent in the vertical direction according to the applied voltage. すなわち、この圧電アクチエータ51の屈曲がインク室50を加圧して変形させることにより、インク室50内のインクをノズル50aから吹き出させるものである。 That is, by bending of the piezoelectric actuator 51 deforms the ink chamber 50 is pressurized, but then blowing the ink in the ink chamber 50 from the nozzle 50a.

【0005】また、図9に、従来の他のインクジェットプリンタ用ヘッドの概略図を示す。 [0005] FIG. 9 shows a schematic view of another conventional head for an ink jet printer. 図9において、インク室55が複数個の圧電アクチエータ56を下部及び側壁にしてキャップ57により形成され、その吹き出し面にノズル58が形成される。 9, the ink chamber 55 is formed by the cap 57 by a plurality of piezoelectric actuator 56 at the bottom and side walls, the nozzle 58 is formed on the balloon surface. それぞれの圧電アクチエータ56は、下部と一体成形された圧電セラミック板59 Each of the piezoelectric actuator 56, the piezoelectric ceramic plate 59, which is lower integrally molded
aと板状の圧電セラミック板59bとを分極方向60を向い合わされて接着剤(有機系)61により貼り合わされる。 a plate-shaped piezoelectric ceramic plate 59b and the facing direction of polarization 60 intertwined with the adhesive are bonded by (organic) 61. この圧電セラミック板59aは、例えば幅(厚さ)100μmで下部から細い短冊列に加工される。 The piezoelectric ceramic plate 59a is machined from the bottom, for example, the width (thickness) 100 [mu] m into a thin strip-column. そして、その両側に電極62がそれぞれ形成される。 The electrode 62 are respectively formed on both sides thereof. すなわち、この圧電アクチエータ56は、電極62に印加された電圧によって圧電セラミック板59が滑り変位を生じ、これによりインク室55の体積が縮小してインク室55内のインクをノズル58から吹き出させるものである。 That is, the piezoelectric actuator 56, which then blowing resulting displacement slippage piezoelectric ceramic plate 59 by a voltage applied to the electrodes 62, thereby the volume of the ink chamber 55 by reducing the ink in the ink chamber 55 from the nozzle 58 it is.

【0006】一方、圧電アクチエータを使用しないインクジェットプリンタ用ヘッドも知られている。 On the other hand, it is also known inkjet printer head without using a piezoelectric actuator. これは、 this is,
図示しないが、インク室内に抵抗体を設け、この抵抗体にパルス状の電流を供給してインク溶剤を蒸発させ、該インク室内の圧力を高めてインクをノズルから吹き出させるものである。 Although not shown, the ink chamber is provided resistor, the ink solvent is evaporated by supplying a pulse current to the resistor, it is intended to blow out ink from nozzles by increasing the pressure of the ink chamber.

【0007】 [0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図8に示すインクジェットプリンタ用ヘッドに使用される圧電アクチエータ51は圧電セラミック(多結晶)を細い短冊列等に微細加工することが困難であることから加工、組立工数を要し、コスト高となると共に、接着剤53によりヒステリシスを有するという問題がある。 [SUMMARY OF THE INVENTION] However, the processing since the piezoelectric actuator 51 used in the inkjet printer head shown in FIG. 8 is difficult to micromachine the piezoelectric ceramic (polycrystal) into a thin strip string or the like , requires assembling steps, with a high cost, there is a problem that has hysteresis with an adhesive 53. また、図9に示すインクジェットプリンタ用ヘッドは、側面に電極が形成されることから、外部電極の取り出しや、側面電極の形成が困難であると共に、上述と同様の接着剤61によりヒステリシスを有するという問題がある。 The head for an ink jet printer shown in FIG. 9, since the electrode side is formed, and removal of the external electrodes, with the formation of the side electrodes is difficult, that having a hysteresis with an adhesive 61 similar to that described above There's a problem. さらに、抵抗体を使用するインクジェットプリンタ用ヘッドは、経済性で優れるが、発熱現像により行うことから抵抗体等の寿命及び高速化に限界を有するという問題がある。 Furthermore, the ink jet printer head which uses a resistor, is excellent in economical efficiency, there is a problem that has a limit to the life and speed of the resistor or the like from doing by the exothermic development.

【0008】そこで本発明は上記課題に鑑みなさたもので、加工容易であり、高寿命、低コストのインクジェット用ヘッドを提供することを目的とする。 [0008] The present invention has been name of view of the above problems, easy processing, and to provide a long life, low-cost ink-jet head.

【0009】 [0009]

【課題を解決するための手段】上記課題は、複数のインク室の可撓部分にそれぞれ対応して取着された複数の圧電屈曲手段により、該複数のインク室を別個に加圧して変形させ、当該インク室内のインクを吹き出させるインクジェットプリンタ用ヘッドにおいて、前記複数の圧電屈曲手段のそれぞれは、断面短辺方向で反転分極層を有する所定の結晶方位の単結晶板に、所定間隔でスリットが形成されて一体的に連続して形成されると共に、断面長辺方向の両面に電極が設けられることにより解決される。 SUMMARY OF THE INVENTION The above problem is by a plurality of piezoelectric bending means which are attached respectively corresponding to the flexible portion of the plurality of ink chambers, is deformed by applying separately pressurized ink chamber of the plurality of in inkjet printer head for blown ink of the ink chamber, each of said plurality of piezoelectric bending means, the single crystal plate of a predetermined crystal orientation having an inverting polarization layer in a cross-sectional short-side direction, slits at predetermined intervals It is formed while being formed integrally and continuously, is solved by the electrode are provided on both sides of the cross-sectional long side direction.

【0010】この場合、前記一体的に連続して形成された複数の圧電屈曲手段は、共通部を片側若しくは両側に形成され、また、インク室は、樹脂モールド、半導体材料の異方性エッチング、金属板のエッチング又はプレス加工により複数の空間部が一括形成され、それぞれの該空間部に前記可撓部分を有する蓋部が設けられる。 [0010] In this case, a plurality of piezoelectric bending means formed said integrally continuous, is formed a common portion on one or both sides, The ink chambers, the resin mold, the anisotropic etching of the semiconductor material, a plurality of space portions are collectively formed by etching or press working of a metal plate, a lid portion having the flexible portion is provided in each space portion.

【0011】また、一方で、複数のインク室内のインクを、該インク室に対応する所定数の圧電屈曲手段により吹き出させるインクジェットプリンタ用ヘッドにおいて、前記圧電屈曲手段は、断面長辺方向に反転分極層を有する所定の結晶方位の単結晶板に、1対の電極が設けられると共に、該電極が形成された単結晶板を、所定間隔で立設させて前記複数のインク室を形成し、前記圧電屈曲手段は、前記1対の電極が前記単結晶板の断面短辺若しくは長辺方向の対向面に設けられる。 [0011] Meanwhile, a plurality of ink chamber of the ink, the inkjet printer head for blown by a predetermined number of piezoelectric bending means corresponding to the ink chamber, the piezoelectric bending means is poled in the cross-sectional long side direction a single crystal plate of a predetermined crystal orientation having a layer, with a pair of electrodes are provided, a single crystal plate with the electrode is formed, to form a plurality of ink chambers by vertically at predetermined intervals, wherein piezoelectric bending means, said pair of electrodes are provided on opposite surfaces of the cross-section the short side or the long side direction of the single crystal plate.

【0012】 [0012]

【作用】上述のように、複数のインク室に対応するそれぞれの圧電屈曲手段が、断面短辺方向で反転分極層を有する所定結晶方位の単結晶板に、所定間隔でスリットを形成して一体的に連続して形成される。 [Action] As described above, integral each piezoelectric bending means corresponding to the plurality of ink chambers, the single crystal plate of a predetermined crystal orientation having an inverting polarization layer in a cross-sectional short-side direction, to form a slit at a predetermined distance It is formed to continuously. そして、その断面長辺方向の両面に電極が設けられる。 Then, electrodes are provided on both sides of the cross-sectional long side direction.

【0013】すなわち、圧電屈曲手段は単結晶板で形成されることから、加工が容易であり、両面に電極が形成されて、共通部を片側若しくは両側として微小ピッチで加工することが可能となる。 [0013] That is, since the piezoelectric bending means are formed by a single crystal plate, machining is easy, and the electrodes on both sides is formed, it is possible to process a very small pitch common part as one or both sides . そして、樹脂モールド若しくは半導体材料の異方性エッチング等によりインク室における空間部を形成して、蓋部に形成される可撓部分に当該一体となった圧電屈曲手段のそれぞれを固着する。 Then, by forming a space portion in the ink chamber by anisotropic etching of the resin molding or a semiconductor material such as to secure the respective piezoelectric bending means became the integral to the flexible portion formed on the cover.
これにより、インクジェットプリンタ用ヘッドの加工、 Thus, the processing of the inkjet printer head,
組立工数が低減されて低コスト化を図ることが可能になると共に、抵抗体を使用するヘッドよりも高寿命とすることが可能となる。 With assembling steps becomes possible is reduced cost reduction, it is possible to longer life of the head to use a resistor.

【0014】また、一方で、圧電屈曲手段を、断面長辺方向で反転分極層を有する所定結晶方位の単結晶板が、 Further, on the other hand, the piezoelectric bending means, the single crystal plate of a predetermined crystal orientation having an inverting polarization layer in a cross-sectional long side direction,
断面短辺若しくは長辺方向の両面に1対の電極が設けられる。 A pair of electrodes are provided on both sides of the cross-section the short side or the long side direction. そして、この単結晶板を所定間隔で立設させて複数のインク室を形成する。 Then, the single crystal plate was erected at predetermined intervals to form a plurality of ink chambers. すなわち、上述と同様に、単結晶板で圧電屈曲手段を形成することから、加工が容易であり、しかも該圧電屈曲手段の立設でインク室の側面を構成して屈曲によりインク室内のインクを吹き出させる。 That is, in the same manner as described above, since the formation of the piezoelectric bending means a single crystal plate, processing is easy and the ink chamber of the ink by bending constitute the sides of the ink chamber in upright of the piezoelectric bending means to blown out. これにより、前述と同様にヘッドの加工、組立工数が低減されて低コストとすることが可能となると共に、 Thus, the processing of the head in the same manner as described above, the assembling steps becomes possible to be reduced cost,
抵抗体を使用するヘッドよりも高寿命とすることが可能となる。 Of the head to use a resistor it is possible to a high lifetime.

【0015】なお、上述における所定の結晶方位とは、 [0015] The predetermined crystal orientation in the above,
当該反転分極層を有する単結晶板の屈曲変位が大きくなる結晶の回転角の選択を示すものである。 It indicates the selection of the rotation angle of the bending displacement of the single crystal plate having the poled layer increases crystal.

【0016】 [0016]

【実施例】図1に、本発明の第1の実施例の構成図を示す。 [Embodiment] FIG. 1 shows a block diagram of a first embodiment of the present invention. 図1(A)はインクジェットプリンタ用ヘッドの一部分を示したもので、図1(B),(C),(D)はこれに使用される圧電屈曲手段を示したものである。 1 (A) is an illustration of a portion of the inkjet printer head, FIG. 1 (B), the shows the (C), (D) a piezoelectric bending means to be used for this.

【0017】図1(A)において、インクジェットプリンタ用ヘッド1は、例えば幅160μmの箱状のインク室2が水平方向に、例えば40ドットで並設されて、これが千鳥状に多段に構成される。 [0017] In FIG. 1 (A), the ink jet printer head 1, for example, a box-shaped ink chamber 2 is horizontal width 160 .mu.m, for example are arranged at 40 dots, which is configured in multiple stages in a staggered manner . このインク室2の前面にはノズル3が形成され、後面よりインクが補充される。 This is the front of the ink chamber 2 nozzle 3 is formed, the ink from the rear surface is replenished. また、各段の各インク室2の上面には共通部5を有するくし歯状の圧電屈曲手段である圧電アクチエータ4 The piezoelectric actuator 4 on the upper surface of the ink chambers 2 of each stage is a comb-shaped piezoelectric bending means having a common portion 5
が例えば幅100μmでそれぞれ有機系の接着剤(図示せず)により固着される。 It is fixed by each organic-based adhesive but a width 100 [mu] m (not shown). そして、各インク室2のノズル3からは、図示しないがパイプが連続され、印字面で例えば86μmピッチで配列される。 Then, from the nozzle 3 of each ink chamber 2, not shown pipe is continuous, are arranged in the printing surface, for example, 86μm pitch.

【0018】そこで、図1(B),(C)に示すように、圧電アクチエータ4は、例えば単結晶で結晶方位1 [0018] Therefore, as shown in FIG. 1 (B), (C), the piezoelectric actuator 4, for example, crystal orientation 1 of monocrystalline
40度±10度回転又は128度回転Y板ニオブ酸リチウム(LiNbO 3 )が使用され(後述する)、熱処理により断面短辺方向で矢印方向の反転分極層4a,4b 40 ° ± 10 ° rotation or 128 ° rotation Y plate of lithium niobate (LiNbO 3) is used (described later), poled layer 4a of an arrow direction in cross section the short side direction by heat treatment, 4b
がバイモルフ状に形成される。 There are formed on the bimorph shape. そして、圧電アクチエータ4の断面長辺方向の両面に、例えばアルミニウムを蒸着又はスパッタリングすることにより電極6a,6bが設けられる。 Then, on both sides of the cross-sectional long side direction of the piezoelectric actuator 4, the electrodes 6a, 6b are provided by evaporation or sputtering, for example, aluminum. なお、各電極6a,6bのうち裏表の何れかを共通電極として全面を同電位としてもよい。 Each electrode 6a, the entire surface as a common electrode to either sides of 6b may be the same potential.

【0019】このような反転分極層4a,4bを有する単結晶板4は図1(C)に示すように、例えば厚さD [0019] As such poled layer 4a, a single crystal plate 4 having 4b is shown in FIG. 1 (C), the thickness of, for example, D
0.2〜1.0mm、長さL10〜30mm、幅W4c 0.2~1.0mm, length L10~30mm, width W4c
mであり、図示しないがこれを多数枚重ねて横方向より、例えば幅30μmのブレードにより共通部5を残して約50μm間隔でスリット5 Aが形成されたものである。 m, and in which the slits 5 A is formed at about 50μm intervals, leaving a common part 5 than the lateral, for example, by the width of 30μm blade not shown overlapping multiple sheets it. すなわち、圧電アクチエータ4の共通部5により片側を固定して独立に所定の電極4a,4bに電圧を印加すると、その先端が上下方向に屈曲する。 That is, given electrode 4a independently fixed on one side by a common portion 5 of the piezoelectric actuator 4, when a voltage is applied to 4b, the tip is bent in the vertical direction. なお、図1 It should be noted that, as shown in FIG. 1
(D)に示すように、共通部5を圧電アクチエータ4の両側5a,5bに位置するようにスリット5 Aを形成して両側固定としてもよく、この場合圧電アクチエータ4 (D), the sides 5a of the piezoelectric actuator 4 the common part 5, may be on both sides fixed to form a slit 5 A so as to be positioned 5b, in this case the piezoelectric actuator 4
の中央部分が上下方向に屈曲する。 The central portion of the bends in the vertical direction.

【0020】また、図2に、図1のインク室を説明するための図を示す。 Further, FIG. 2 shows a diagram for explaining the ink chamber of FIG. 図2において、各インク室2は1段ごとに一体的に並設される。 2, the ink chambers 2 are integrally arranged in parallel in each stage. すなわち、箱体7を樹脂モールド若しくはシリコン等の半導体材料を異方性エッチングにより形成して、一括にインク室2を構成する空間部7aを形成する。 That is, the box 7 of semiconductor material such as a resin mold or a silicon formed by anisotropic etching, to form a space portion 7a constituting the ink chamber 2 to the batch. そして、前面に、ノズル3列が各空間部7aに対応して形成された薄板ステンレスのパネル8 Then, the front, the thin stainless steel nozzle three rows are formed in correspondence with the space portion 7a panel 8
が取着され、上部に蓋9が取着される。 There is attached, the cover 9 is attached to the upper. 蓋部9は、各空間部7aに対応し、その全面又は一部に可撓部分(例えば、薄膜セラミック板、ゴム等の弾性体等)を有し、必要に応じて突部10が設けられる。 The lid section 9 corresponding to the space portion 7a, the entire surface or part the flexible portion (e.g., thin film ceramic plate, an elastic body such as rubber, etc.) have, protruding portion 10 is provided as necessary . この蓋部9の可撓部分上(突部10上)に前述の圧電アクチエータ4が固着されるものである(図1(A))。 Piezoelectric actuator 4 is intended to be secured in the aforementioned on this flexible portion of the lid portion 9 (the upper protruding portion 10) (FIG. 1 (A)). なお、前述のように図示しないが、後面にインク補充孔が形成されたパネルが取着される。 Although not shown, as described above, the ink refilling hole on the rear surface is formed panel is attached. すなわち、圧電アクチエータ4の電極6 That is, the piezoelectric actuator 4 the electrode 6
a,6bに所定極性の電圧が印加された場合に、反転分極層4a,4bの歪みにより、インク室2の蓋部9の可撓部分を撓ませて空間部7aの体積を縮ませることによりインクを吹き出されるものである。 a, when the voltage of a predetermined polarity 6b is applied, the inversion polarization layer 4a, the distortion of the 4b, by contracting the volume of the space portion 7a is bent flexible portion of the cover portion 9 of the ink chamber 2 it is intended to be blown out the ink.

【0021】ここで、図3に、図1の圧電アクチエータの歪特性のグラフを示す。 [0021] Here, FIG. 3 shows a graph of the distortion characteristics of the piezoelectric actuator of Figure 1. 図1における圧電アクチエータ4は前述のようにLiNbO 3の単結晶板が選択され、さらに、結晶方位140度±10度又は128度回転Y板のものである。 The piezoelectric actuator 4 in FIG. 1 above single crystal plate of LiNbO 3 is selected as further is of crystal orientation 140 degrees ± 10 degrees or 128 degrees rotated Y plate. これは、図3に示すように、このLiNbO 3において、この角度のときに圧電歪定数が高く、すなわち変位量が大きいことによる。 This is because, as shown in FIG. 3, in this LiNbO 3, due to the high piezoelectric strain constant, namely the amount of displacement is large when the angle. 従って、単結晶にはLiNbO 3の他にLiTaO 3等があり、これらの選択する場合であっても、圧電歪特性の高い結晶方位が選ばれる。 Therefore, the single crystal has a LiTaO 3 or the like in addition to LiNbO 3, even when the these selective, high crystal orientation of the piezoelectric distortion characteristics is selected.

【0022】次に、図4に本発明の第1の実施例における他の実施例の構成図を示す。 Next, a configuration diagram of another example according to the first embodiment of the present invention in FIG. 図4におけるインクジェットプリンタ用ヘッドはインク溜りを共通にして複数のインク供給路から圧電アクチエータでインクを吹き出させるものである。 Inkjet printer head in FIG. 4 is one which blown ink in a piezoelectric actuator of a plurality of ink supply paths to the common ink reservoir. 図4(A),(B)において、まず、 FIG. 4 (A), the (B), the first,
例えば厚さ1mmのステンレス基板15にインク溜りとする穴部16を形成し、該穴部16より、両面において片面で例えば150本づつの流路溝17が両面エッチングにより形成される。 For example a hole 16 to the ink reservoir to the stainless steel substrate 15 having a thickness of 1mm was formed, from the hole portion 16, the flow path groove 17 of one side, for example, 150 present at a time in both is formed by double-sided etching. この流路溝17は、例えば幅15 The flow channel 17, a width 15
0μm、深さ40μmで形成され、一端面にピッチを例えば168μmで、両面千鳥配列に集約される。 0 .mu.m, is formed at a depth 40 [mu] m, the pitch for example, 168μm on one end face, are aggregated on both sides staggered. すなわち、その先端よりインクを吹き出させるものである。 That is, those in which blown ink from its tip.

【0023】また、このステンレス基板15の両側より、例えば厚さ0.1mmのステンレス(表面に0.3 Further, from the both sides of the stainless steel substrate 15, for example a thickness of 0.1mm stainless (surface 0.3
〜0.5μmの銅メッキ)の振動板18が加熱により拡散接合される。 Diaphragm 18 of copper plating) of ~0.5μm are diffusion bonded by heating. この振動板18の両側に、図1と同様のくし歯状の圧電アクチエータ4(例えば長さ5mm、幅1mm、厚さ0.2mm、ピッチ1mm)が各流路溝に対応した位置に有機系の接着剤等により取着される。 On both sides of the diaphragm 18, organic in positions 1 same comb tooth-shaped piezoelectric actuator 4 (eg, length 5 mm, a width 1 mm, thickness 0.2 mm, pitch 1mm) is corresponding to each flow channel It is attached by the adhesive. そして、ある圧電アクチエータ4に所定電圧を印加した場合に、振動板18を介して流路溝17の体積を縮小させてその先端よりインクを吹き出させるものである。 Then, when a predetermined voltage is applied to a piezoelectric actuator 4, and then blowing the ink from the tip by reducing the volume of the flow channel 17 via the vibration plate 18. 因に、電圧50V、くり返し周波数5KHz、パルス幅1 In this connection, voltage 50V, repetition frequency 5KHz, pulse width 1
0μmのパルス電圧を印加した場合には、10m/sのインク粒子速度が得られ、高品質の印字を行うことができた。 When applying a pulse voltage of 0μm is obtained ink particle velocity 10 m / s, it was possible to perform the printing of high quality.

【0024】次に、図5に本発明の第2の実施例の構成図を示す。 Next, a configuration diagram of a second embodiment of the present invention in FIG. 図5におけるインクジェットプリンタ用ヘッド1aは、まず、圧電屈曲手段である圧電アクチエータ20を、底部21を共通にして並設して複数のインク室22を構成する各空間部23か形成される。 Head 1a for an ink jet printer in FIG. 5, first, the piezoelectric actuator 20 is a piezoelectric bending means are formed or the space portion 23 which constitutes a plurality of ink chambers 22 juxtaposed to the bottom portion 21 in common. 例えば、該空間部23が86μmピッチで一列40ドットに形成される。 For example, the space portion 23 is formed in a line 40 dots 86μm pitch. この圧電アクチエータは、165度±10度回転Y板又は75度±10度回転Y板LiNbO 3の単結晶板で(後述する)、熱処理による断面長辺方向に反転分極層(矢印方向)20a,20bを有するものである。 The piezoelectric actuator is, (described below) in a single crystal plate of 165 ° ± 10 ° rotation Y plate or 75 ° ± 10 ° rotation Y plate LiNbO 3, poling layer in the cross-sectional long side direction by the heat treatment (the arrow direction) 20a, and it has a 20b.
例えば、長さL For example, the length L 1が10mm、高さHが1mm、厚さD 1 is 10 mm, the height H is 1 mm, the thickness D
1が40μmで形成される。 1 is formed by 40 [mu] m. そして、各単結晶板の上面に、例えばアルミニウムの蒸着又はスパッタリング等によりそれぞれ電極24が形成され、底部21の裏面に同様の共通電極(接地電極)25が形成される。 Then, the upper surface of the single crystal plate, for example, each electrode 24 of aluminum vapor deposition or sputtering or the like is formed, a common electrode (ground electrode) 25 rear surface in the same manner of the bottom 21 is formed. すなわち、単結晶板の断面短辺方向の両面に電極24,25が設けられるものである。 That, in which the electrodes 24, 25 are provided on both sides of the cross-sectional short-side direction of the single crystal plate.

【0025】一方、、形成された空間部23の前面にはノズル3列が形成され、後部よりインクが供給される。 On the other hand three columns nozzles on the front surface of the ,, formed space portion 23 is formed, the ink from the rear is provided.
また、上部の電極24上には例えばセラミックで形成された一体の蓋部26が取着される。 The lid portion 26 of the integral formed of ceramic for example, on top of the electrode 24 is attached. この蓋部26は取り出し電極27が形成されており、圧電アクチエータ20 The lid 26 is electrode 27 is taken out is formed, the piezoelectric actuator 20
上の電極24と電気的に接着すると共に外部の電源部に接続される。 It is connected to an external power supply unit as well as adhesion of the electrode 24 and the electrically above.

【0026】ここで、図6に、図5の圧電アクチエータを説明するための図を示す。 [0026] Here, FIG. 6 shows a diagram for explaining the piezoelectric actuator of FIG. 図6(A)の圧電アクチエータ20は、電極24,25が単結晶板の断面短辺方向に設けられて電圧が印加された場合、反転分極層の界面ですべり変位が生じて、屈曲する。 Figure 6 piezoelectric actuator 20 (A), when the electrodes 24 and 25 is a voltage provided to the cross-sectional short-side direction of the single crystal plate is applied, and slippage occurs displacement at the interface poling layer bends. これによりインク室2の体積が縮小して、インクがノズル3より吹き出されるものである。 Thus by reducing the volume of the ink chamber 2, in which the ink is blown from the nozzle 3. また、図6(B)に示す圧電アクチエータ30は、図5及び図6(A)における電極24a,2 The piezoelectric actuator 30 shown in FIG. 6 (B), the electrode 24a in FIGS. 5 and 6 (A), 2
5bを、該単結晶板の両側面に設けた場合であり、単結晶板の結晶方位を選択することにより、図6(A)のような反転分極層の界面ですべり変位が生じて屈曲する。 The 5b, a case of providing on both sides of the single crystal plate, by selecting the crystal orientation of the single crystal plate, sliding displacement bent occurs at the interface of the poling layer as shown in FIG. 6 (A) .

【0027】そこで、図7に図6の圧電アクチエータ歪定数のグラフを示す。 [0027] Therefore, a graph of the piezoelectric actuator distortion constant of 6 to 7. 図7において、曲線Aは図6 7, the curve A 6
(A)の上下方向に電極24,25を設けた場合を示しており、曲線Bは図6(B)の側面に電極24a,25 It shows a case in which the electrodes 24, 25 in the vertical direction (A), a side to the electrode 24a of the curve B in FIG. 6 (B), 25
aを設けた場合を示している。 Shows a case in which the a. すなわち、図7に示すように、単結晶にLiNbO 3を使用すると、図6(A) That is, as shown in FIG. 7, the use of LiNbO 3 in a single crystal, Fig. 6 (A)
による場合は、Y軸165度±10度回転された単結晶を選択することにより歪定数を大きくすることができる。 Case, it is possible to increase the strain constant by selecting a single crystal rotated Y-axis 165 degrees ± 10 degrees by. また図6(B)による場合はY軸75度±10度回転された単結晶を選択することにより、歪定数を大きくすることができることを意味する。 In the case according to FIG. 6 (B) by selecting a single crystal rotated Y axis 75 ° ± 10 °, which means that it is possible to increase the strain constant. なお、図3と同様に、他の単結晶部材を使用する場合であっても、各歪み特性のうちの歪の大きい回転角θのものが選択されるものである。 Similarly to FIG. 3, even when using other single crystal member, in which one of the large rotation angle of distortion θ out of the distortion characteristics is selected.

【0028】このように、上記各実施例によれば、圧電アクチエータは単結晶板を使用し接着剤を使用していないことからヒステリシスを防止することができると共に、加工がし易く微細加工が可能であり、ヘッドの加工、組立工数を削減することでき、低コスト化を図ることができる。 [0028] Thus, according to the above embodiments, the piezoelectric actuator is it is possible to prevent the hysteresis since no adhesive is used using the single crystal plate, machining is easy can microfabrication , and the machining of the head, can be reduced assembling steps can be reduced in cost. また、インクを吹き出させるにあたり、抵抗体等を使用しないことから高寿命化を図ることができる。 Further, it is possible to Upon then blowing the ink, a longer life because it does not use a resistor or the like.

【0029】 [0029]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数の圧電屈曲手段を断面短辺方向て反転分極層を有する単結晶板に所定間隔でスリットを形成して一体的に連続して形成することにより、または、断面長辺方向で反転分極層を有する単結晶板の圧電屈曲手段を立設してインク室の側面を構成させることにより、圧電屈曲手段の加工が容易であり、ヘッドの加工、組立工数を低減することができ、低コストとすることができると共に、抵抗体等を使用しないことから、高寿命とすることができる。 As is evident from the foregoing description, according to the present invention, integrally and continuously by forming slits at predetermined intervals a plurality of piezoelectric bending means to a single crystal plate having a cross-sectional short-side direction Te poled layer by forming, or by constituting a side surface of the ink chamber erected piezoelectric bending means of the single crystal plate having an inverting polarization layer in a cross-sectional long side direction is easily processed piezoelectric bending means, the head processing, it is possible to reduce the number of assembling steps, it is possible to lower cost, since it does not use a resistor or the like, can be a high lifetime.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第1の実施例の構成図である。 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のインク室を説明するための図である。 2 is a diagram for explaining an ink chamber of FIG.

【図3】図1の圧電アクチエータの歪特性のグラフである。 3 is a graph of the distortion characteristic of the piezoelectric actuator of Figure 1.

【図4】本発明の第1の実施例における他の実例の構成図である。 4 is a block diagram of another example of the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例の構成図である。 5 is a block diagram of a second embodiment of the present invention.

【図6】図5の圧電アクチエータを説明するための図である。 6 is a diagram for explaining a piezoelectric actuator of FIG.

【図7】図6の圧電アクチエータの歪定数のグラフである。 7 is a graph of distortion constant of the piezoelectric actuator of FIG.

【図8】従来のインクジェットプリンタ用ヘッドの概略図である。 8 is a schematic view of a head for a conventional ink jet printer.

【図9】従来の他のインクジェットプリンタ用ヘッドの概略図である。 9 is a schematic view of another conventional head for an ink jet printer.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1,1a インクジェットプリンタ用ヘッド 2,22 インク室 4,20 圧電アクチエータ 4a,4b,20a,20b 反転分極層 5 Aスリット 5 共通部 6a,6b 電極 7a 空間部 9 蓋部 24,25,24a,25a 電極 1,1a inkjet printer head 2,22 ink chambers 4,20 piezoelectric actuator 4a, 4b, 20a, 20b poled layer 5 A slit 5 common part 6a, 6b electrodes 7a space 9 lid 24,25,24a, 25a electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 5識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 41/18 (72)発明者 清田 航平 東京都稲城市大字大丸1405番地 富士通ア イソテック株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (51) Int.Cl. 5 identification symbol Agency Docket No. FI technology display place H01L 41/18 (72) inventor Kiyota Kohei Tokyo Inagi Oaza Daimaru 1405 address Fujitsu a Isotekku Co., Ltd. the inner

Claims (5)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 複数のインク室(2)の可撓部分にそれぞれ対応して取着された複数の圧電屈曲手段(4)により、該複数のインク室(2)を別個に加圧して変形させ、当該インク室(2)内のインクを吹き出せるインクジェットプリンタ用ヘッドにおいて、 前記複数の圧電屈曲手段(4)のそれぞれは、断面短辺方向で反転分極層(4a,4b)を有する所定の結晶方位の単結晶板に、所定間隔でスリット(5 A )が形成されて一体的に連続して形成されると共に、断面長辺方向の両面に電極(6a,6b)が設けられることを特徴とするインクジェットプリンタ用ヘッド。 A plurality of piezoelectric bending means which are attached respectively corresponding to the flexible portion of claim 1 a plurality of ink chambers (2) (4), the plurality of ink chambers (2) separately pressurized deformation It is, in the ink inkjet printer head for blown a of the ink chamber (2), each of the plurality of piezoelectric bending means (4), of predetermined with poled layer in a cross-sectional short-side direction (4a, 4b) wherein the single crystal plate of a crystal orientation, a slit (5 a) is formed while being formed integrally and continuously at predetermined intervals, that the electrodes on both sides of the cross-sectional long side direction (6a, 6b) are provided inkjet printer head to.
  2. 【請求項2】 前記一体的に連続して形成された複数の圧電屈曲手段(4)は、共通部(5)を片側(5a)若しくは両側(5a,5b)に形成することを特徴とする請求項1記載のインクジェットプリンタ用ヘッド。 Wherein a plurality of continuously formed the integrally piezoelectric bending means (4), and forming a common part (5) on one side (5a) or both sides (5a, 5b) claim 1 inkjet printer head according.
  3. 【請求項3】 前記複数の圧電屈曲手段(4)が取着される前記複数のインク室(2)は、 樹脂モールド、半導体材料の異方性エッチング、金属板のエッチッグ又はプレス加工により複数の空間部(7 Wherein said plurality of ink chambers, wherein the plurality of piezoelectric bending means (4) is attached (2), a resin mold, the anisotropic etching of the semiconductor material, a metal plate Etchiggu or pressing a plurality of space (7
    a)が一括形成され、それぞれの該空間部(7a) に前記可撓部分を有する蓋部(9)が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェットプリンタ用ヘッド。 a) are collectively formed, according to claim 1 or 2 inkjet printer head according to, characterized in that the lid (9) is provided with the flexible portion on each of the space portion (7a).
  4. 【請求項4】 複数のインク室(22)内のインクを、 4. A plurality of ink chambers of the ink in the (22),
    該インク室(22)に対応する所定数の圧電屈曲手段(20)により吹き出せるインクジェットプリンタ用ヘッドにおいて、 前記圧電屈曲手段(20)は、断面長辺方向に反転分極層(20a,20b)を有する所定の結晶方位の単結晶板に、1対の電極(24,25,24a,25a)が設けられると共に、 該電極(24,25,24a,25a)が形成された単結晶板を所定間隔で立設させて前記複数のインク室(2 In inkjet printer head for blown by a predetermined number of piezoelectric bending means (20) corresponding to said ink chamber (22), said piezoelectric bending means (20) is poled layer in the cross-sectional long side direction (20a, 20b) a single crystal plate of a predetermined crystal orientation having a pair of electrodes (24,25,24a, 25a) together is provided, the electrodes (24,25,24a, 25a) a predetermined distance of the single crystal plate is formed in by standing the plurality of ink chambers (2
    2)を形成することを特徴とするインクジェットプリンタ用ヘッド。 Inkjet printer head, characterized by forming a 2).
  5. 【請求項5】 前記圧電屈曲手段(20)は、前記1対の電極(24,25,24a,25a)が前記単結晶板の断面短辺若しくは長辺方向の対向面に設けられることを特徴とする請求項4記載のインクジェットプリンタ用ヘッド。 Wherein said piezoelectric bending means (20), characterized in that said pair of electrodes (24,25,24A, 25a) is provided on the opposing surface of the cross-section the short side or the long side direction of the single crystal plate inkjet printer head according to claim 4,.
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