JPH0557893A - Ink jet printing head - Google Patents

Ink jet printing head

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Publication number
JPH0557893A
JPH0557893A JP3218412A JP21841291A JPH0557893A JP H0557893 A JPH0557893 A JP H0557893A JP 3218412 A JP3218412 A JP 3218412A JP 21841291 A JP21841291 A JP 21841291A JP H0557893 A JPH0557893 A JP H0557893A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric vibrating
ink
plate
vibrating plate
slit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3218412A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Hoshino
勝 星野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP3218412A priority Critical patent/JPH0557893A/en
Publication of JPH0557893A publication Critical patent/JPH0557893A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, 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

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize a small-sized high density highly reliable ink jet printing head having a simple structure and enabling gradation expression by vibrating the part held between the selected segment electrode and common electrode of a piezoelectric vibration plate by applying AC voltage across both selected electrodes and atomizing the ink received in a slit by the vibrated part to emit the same. CONSTITUTION:A piezoelectric vibration plate 1, an opposed plate 17, the slit 2 formed to one end part of the piezoelectric vibration plate 1 by superposing both plates 1, 17 one upon another, the common electrode 3 formed to the end part of the surface on the slit side of the piezoelectric vibration plate 1, a plurality of the segment electrodes 4 formed to the end part of the other surface of the piezoelectric vibration plate 1 and a drive means 6 selectively applying AC voltage across the segment electrodes and the common electrode are provided.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は主にインクジェットプリ
ンタに用いるプリントヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a print head mainly used in an ink jet printer.

【0002】[0002]

【従来の技術】インク滴を吐出させて入力情報に応じた
文字図形を記録媒体上に書き込むようにしたいわゆるイ
ンクジェットプリンタは、静かでしかも普通紙に直接印
字することができる点で優れている。ところが、反面に
おいてこの種のプリンタは、ヘッド上に素子数分のイン
ク室を設け、そのそれぞれにインク加圧手段あるいは気
泡発生手段を設けるとともに、これらの部分に接続した
多数のノズルを高密度に配置しなければならない関係
上、きわめて精密な成形技術が要求されることとなり、
低価格化を進める上での問題を有しているほか、インク
の乾きあるいは塵等の付着によってノズルの詰まりが生
じ易いため、これへの十分な対策なくしてはヘッドの信
頼性を損ねてしまうといった問題を抱えている。
2. Description of the Related Art A so-called ink jet printer which ejects ink droplets to write a character graphic according to input information on a recording medium is excellent in that it can print directly on plain paper quietly. On the other hand, however, this type of printer is provided with ink chambers for the number of elements on the head, ink pressurizing means or bubble generating means for each of them, and a large number of nozzles connected to these parts with high density. Because it must be placed, extremely precise molding technology is required,
In addition to having problems in lowering the price, nozzle clogging easily occurs due to ink drying or adhesion of dust, etc., and head reliability is impaired unless adequate measures are taken. I have a problem such as.

【0003】このような問題に対して、特開平2ー17
5157や特開昭63ー166545などに見られるよ
うに、近年、インクに超音波振動を与えることによりイ
ンクを吐出させる方法でノズルレスのインクジェットプ
リントヘッドを実現しようとする提案がされている。こ
れらの提案はインクをミスト状にしてプリント画像に階
調性を付与したり、ノズルレス構造を提案したりするも
のであるが、いずれも実用的にはかなり複雑なものとな
り多素子をライン配列にして高密度化することが困難で
あり、従って、小型で安価なプリント装置を実現するに
は適さない。
To address such a problem, Japanese Patent Laid-Open No. 2-17
5157 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-166545, it has been proposed in recent years to realize a nozzleless inkjet print head by a method of ejecting ink by applying ultrasonic vibration to the ink. These proposals are to make the ink mist form to give gradation to the printed image, or to propose a nozzleless structure, but all of them are quite complicated in practice, and multiple elements are arranged in a line array. It is difficult to achieve high density, and therefore, it is not suitable for realizing a small and inexpensive printing apparatus.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかるインク
ジェットプリントヘッドの種種の問題に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、簡単な構造で階調表
現の可能な小型、高密度、高信頼性のインクジェットプ
リントヘッドを実現するところにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems of various types of ink jet print heads, and an object thereof is to provide a compact structure capable of gradation expression with a simple structure, a high density, It is about to realize a highly reliable inkjet printhead.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明はかか
る課題を解決するために、圧電振動板と、対向板と、圧
電振動板と対向板とを間隙をおいて重ねることにより圧
電振動板の一端部に形成したスリットと、圧電振動板の
スリット側の面の端部に形成したコモン電極と、圧電振
動板の他方の面の端部に形成した複数のセグメント電極
と、スリットに保持されたインクと、セグメント電極と
コモン電極との間に選択的に交流電圧を印加する駆動手
段とを備えたものである。
That is, in order to solve the above problems, the present invention provides a piezoelectric vibrating plate, a counter plate, and a piezoelectric vibrating plate by stacking the piezoelectric vibrating plate and the counter plate with a gap therebetween. A slit formed at one end, a common electrode formed at the end of the slit-side surface of the piezoelectric diaphragm, a plurality of segment electrodes formed at the end of the other surface of the piezoelectric diaphragm, and held by the slit It is provided with ink and drive means for selectively applying an AC voltage between the segment electrode and the common electrode.

【0006】[0006]

【作用】前記構造のノズルレスインクジェットヘッドを
用いて、圧電振動板の表裏面に形成されたコモン電極と
セグメント電極との間に交流電圧を印加することによ
り、コモン電極とセグメント電極の間に挟まれた部分の
圧電振動板を振動させ、その近傍のインクをアコーステ
ィックストリーミングによる音響圧力と、インク表面に
生じる表面張力波の作用によって、スリットから霧状に
して吐出させる。インクが霧状である為、インク吐出量
を変調することにより階調表現が可能であり、また、イ
ンク流路がスリット状で素子毎にノズルをもたない構造
であるため従来のインクジェットプリンタの欠点であっ
たノズルの詰まりがなく、高信頼性のインクジェットプ
リントヘッドが実現でき、また、1枚の圧電振動板の片
面にコモン電極を、反対面に必要な素子数のセグメント
電極を形成したものと対向板とを重ねて配置するという
非常に簡単な構造であるため、小型で高密度なインクジ
ェットプリントヘッドが容易に実現できる。
With the nozzleless ink jet head having the above structure, an alternating voltage is applied between the common electrode and the segment electrode formed on the front and back surfaces of the piezoelectric vibrating plate so that the piezoelectric electrode is sandwiched between the common electrode and the segment electrode. The piezoelectric vibrating plate in the separated portion is vibrated, and the ink in the vicinity thereof is ejected in a mist state from the slit by the action of acoustic pressure due to acoustic streaming and the surface tension wave generated on the ink surface. Since the ink is in the form of mist, gradation can be expressed by modulating the amount of ejected ink. Also, since the ink flow path is slit-shaped and there is no nozzle for each element, the conventional inkjet printer It is possible to realize a highly reliable inkjet printhead without nozzle clogging, which was a drawback. Also, a common electrode is formed on one surface of one piezoelectric vibrating plate and segment electrodes of the required number of elements are formed on the opposite surface. Since this is a very simple structure in which the and the opposing plate are arranged so as to overlap with each other, a small size and high density ink jet print head can be easily realized.

【0007】[0007]

【実施例】本発明による実施例として制作したプリント
ヘッドを図1、図2、図3、図4、図5により説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A print head manufactured as an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4, and 5.

【0008】図1、図2、図3は本発明の実施例として
製作した96素子のプリントヘッドを示すものである。
図1は実施例の一部の斜視図で、構造を説明する為に一
部を断面にして示している。図2は実施例の断面図であ
る。図3は図1及び図2で示した実施例の外観を示す全
体図である。図3においてインク供給パイプ101を通
じて供給されたインクは、駆動信号に応じてスリット2
から5aで示すように霧状になって吐出する。
FIGS. 1, 2 and 3 show a 96-element print head manufactured as an embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a perspective view of a part of the embodiment, and a part thereof is shown in section for explaining the structure. FIG. 2 is a sectional view of the embodiment. FIG. 3 is an overall view showing the appearance of the embodiment shown in FIGS. In FIG. 3, the ink supplied through the ink supply pipe 101 is slit 2 according to the drive signal.
5a to 5a, the ink is atomized and discharged.

【0009】図1及び図2を用いて本発明の実施例の構
造を説明する。圧電振動板1と圧電振動板1’はスペー
サ7を挟むことによりスリット2とインク室8を形成す
るよう配置されている。本実施例では圧電振動板を2枚
用いてセグメント電極を互いに半ピッチずらして向い合
わせることにより1枚の圧電振動板で実現できる素子密
度の2倍の素子密度のインクジェットプリントヘッドを
実現している。本実施例の一方の圧電振動板1の代りに
平板を用いて圧電振動板と対向板という構成にすれば素
子密度が本実施例の半分となるが同様の機能を実現する
ことができる。本実施例では圧電振動板1と圧電振動板
1’は互いに相手の対向板としての機能を兼ねており、
圧電振動板1’は圧電振動板1の対向板として、圧電振
動板1は圧電振動板1’の対向板としても機能する。従
って本実施例においては圧電振動板1と圧電振動板1’
の双方の関係は対照的であり、簡便の為に圧電振動板1
を振動させ、その対向板として圧電振動板1’を用いる
場合を中心に説明する。
The structure of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The piezoelectric vibrating plate 1 and the piezoelectric vibrating plate 1 ′ are arranged so as to form the slit 2 and the ink chamber 8 by sandwiching the spacer 7. In this embodiment, two piezoelectric vibrating plates are used and the segment electrodes are shifted by a half pitch and face each other, thereby realizing an ink jet print head having an element density twice as high as the element density that can be realized by one piezoelectric vibrating plate. .. If a flat plate is used in place of one of the piezoelectric vibrating plates 1 of this embodiment and a piezoelectric vibrating plate and an opposing plate are used, the element density is half that of this embodiment, but the same function can be realized. In this embodiment, the piezoelectric vibrating plate 1 and the piezoelectric vibrating plate 1'also have the function of opposing plates to each other.
The piezoelectric vibrating plate 1 ′ also functions as a facing plate of the piezoelectric vibrating plate 1, and the piezoelectric vibrating plate 1 also functions as a facing plate of the piezoelectric vibrating plate 1 ′. Therefore, in this embodiment, the piezoelectric diaphragm 1 and the piezoelectric diaphragm 1 '
The relationship between the two is contrasting, and for the sake of simplicity, the piezoelectric diaphragm 1
The description will be centered on the case where the piezoelectric vibrating plate 1 ′ is vibrated and used as the opposing plate.

【0010】図1及び図2でインク5はベース板9に溝
状に形成されたインク供給路10を通ってインク室8に
供給されており、スリット2は常にインクで満たされて
いる。圧電振動板1の端部には、そのスリットを形成す
る面にコモン電極3と、スリットを形成する面の反対面
にコモン電極に直交した複数のセグメント電極とが形成
されている。また、圧電振動板1はセグメント電極4の
部分とセグメント電極のない部分とで厚みを変えた櫛刃
形状としている。ベース板9にはプリント配線が施され
ておりドライバIC6が実装されている。圧電振動板の
コモン電極は接地されており、圧電振動板のセグメント
電極はそれぞれワイヤボンディングやベース板のプリン
ト配線などにより駆動ドライバと結ばれており、コモン
電極と特定のセグメント電極間に交流電圧を印加するこ
とができる。
In FIG. 1 and FIG. 2, the ink 5 is supplied to the ink chamber 8 through the ink supply path 10 formed in the base plate 9 in a groove shape, and the slit 2 is always filled with the ink. At the end of the piezoelectric vibrating plate 1, a common electrode 3 is formed on the surface on which the slit is formed, and a plurality of segment electrodes orthogonal to the common electrode are formed on the surface opposite to the surface on which the slit is formed. The piezoelectric vibrating plate 1 has a comb blade shape in which the thickness of the segment electrode 4 is different from that of the segment electrode. Printed wiring is provided on the base plate 9 and the driver IC 6 is mounted thereon. The common electrode of the piezoelectric vibrating plate is grounded, and the segment electrodes of the piezoelectric vibrating plate are connected to the drive driver by wire bonding, printed wiring of the base plate, etc., and an AC voltage is applied between the common electrode and a specific segment electrode. Can be applied.

【0011】図4に圧電振動板のコモン電極とセグメン
ト電極と駆動回路の構成図を示す。圧電振動板1、1’
のコモン電極3、3’とそれぞれのセグメント電極4、
4’に挟まれた部分の振動部Wに交流電圧発生源Pをス
イッチSを介して接続する構成となっており、例えばW
6部分はスイッチS6を開閉することで交流電圧P6を印
加し振動させることができる。なお、本回路構成は最も
簡単な例でありコモン電極と特定のセグメント電極とに
交流電圧を選択的に印加できる回路であればよい。
FIG. 4 shows a configuration diagram of a common electrode, a segment electrode, and a drive circuit of the piezoelectric diaphragm. Piezoelectric diaphragm 1, 1 '
Common electrodes 3, 3'and segment electrodes 4,
An AC voltage generation source P is connected via a switch S to the vibrating portion W sandwiched by 4 '.
The sixth portion can be vibrated by applying an AC voltage P6 by opening and closing the switch S6. Note that this circuit configuration is the simplest example, and may be any circuit that can selectively apply an AC voltage to the common electrode and the specific segment electrode.

【0012】ここで、図5に示す本発明を最も単純化し
た例でインク吐出原理を説明する。図5は圧電振動板2
01と対向板206でスリット202を間に形成してお
り圧電振動板のスリット側の端部にはコモン電極203
が、反対側にはセグメント電極204が形成されてい
る。スリット202にインク205を満たし、交流電圧
発生源Pをコモン電極とセグメント電極間に接続するこ
とにより圧電振動板201の201a部分に交流電界を
印加し圧電振動板201を振動させる。圧電振動板の振
動はスリット202に満たされたインク205に作用し
強い音響圧力を生じるとともにスリットの開口部でイン
ク表面に表面張力波が生じ、最も振動の強い201aの
近傍の部分のみからインクが霧化しスリットの開口方向
へ噴出する。インクの噴出は交流電圧を印加したセグメ
ント電極の直下の部分からのみ行なわれる為、従来のイ
ンクジェットプリンタのように隣接する素子との間に壁
を作る必要はなく、多素子のインクジェットプリントヘ
ッドを連続した1つのスリットで実現することができ
る。ここで霧化、噴出したインク205aは実験によれ
ば広がることなく一定の方向へ飛行し、その成分は極め
て細かい粒子が高密度に集まって飛行しているものであ
ることが確認された。また、インク噴出は交流電圧を印
加している間だけ行なわれるので、スイッチSを開閉す
るだけでインクの吐出を制御できる。従来のインクジェ
ットプリンタは1ドットを吐出させる為に圧電素子また
は発熱素子に一定のシーケンスで電圧を印加することに
よってインクにパルス状の圧力を与える必要があり、1
ドットを発射するのに圧電素子または発熱素子とインク
室の容量などで決まる時定数などによって一定の時間が
必要とされ、1ドットのインク量を変調することはほと
んどできなかったが、本発明によれば単純に交流電圧を
印加している間だけ連続的にインクが吐出するので、電
気的な制御が簡単であると同時に、交流電圧を印加して
いる時間を変調することにより1回のインク噴出量を簡
単に変調することができる。圧電振動板に印加する交流
電圧の周波数は圧電振動板の固有振動数に一致させるの
が良く、圧電振動板の振動モードは厚み振動か、また
は、本実施例のように圧電振動板の端部に電極を形成し
て振動させる場合は、厚みエッジモードの振動を用いる
のが良い。図1に示した実施例では、圧電振動板に厚さ
約0.5mmのジルコン酸チタン酸鉛を使用し、セグメ
ント電極の巾を約0.15mm、ピッチを約0.28m
mとし、コモン電極とセグメント電極間に印加する交流
電圧の周波数を約2.6MHzとしたが、圧電振動板は
電気機械結合係数の大きな圧電物質でその厚みを0.2
mmから数mm程度、振動させる周波数を数10kHz
から数MHz程度で適当な値を選定すると良い。また、
本実施例ではスリットの間隔を約5μmとしたが数μm
から数十μmの範囲で最もインクの吐出効率が高くなる
間隔を選定すると良い。
Here, the principle of ink ejection will be described with reference to the most simplified example of the present invention shown in FIG. FIG. 5 shows the piezoelectric vibration plate 2.
01 and the counter plate 206 form a slit 202 therebetween, and the common electrode 203 is formed at the slit side end of the piezoelectric vibrating plate.
However, a segment electrode 204 is formed on the opposite side. By filling the slits 202 with the ink 205 and connecting the AC voltage generation source P between the common electrode and the segment electrode, an AC electric field is applied to the portion 201a of the piezoelectric diaphragm 201 to vibrate the piezoelectric diaphragm 201. The vibration of the piezoelectric vibrating plate acts on the ink 205 filled in the slit 202 to generate a strong acoustic pressure, a surface tension wave is generated on the ink surface at the opening of the slit, and the ink is ejected only from a portion near 201a where the vibration is strongest. It atomizes and ejects in the opening direction of the slit. Since ink is ejected only from the portion directly under the segment electrode to which an AC voltage is applied, it is not necessary to form a wall between adjacent elements as in the conventional inkjet printer, and a multi-element inkjet print head can be connected continuously. It can be realized with one slit. According to experiments, it was confirmed that the atomized and ejected ink 205a flew in a certain direction without spreading, and the component thereof was a group of extremely fine particles flying at a high density. Further, since the ink ejection is performed only while the AC voltage is being applied, it is possible to control the ink ejection simply by opening and closing the switch S. In a conventional inkjet printer, it is necessary to apply a pulsed pressure to ink by applying a voltage in a fixed sequence to a piezoelectric element or a heating element in order to eject one dot.
A certain amount of time is required for firing a dot due to a time constant determined by the piezoelectric element or the heating element and the capacity of the ink chamber, and the ink amount of one dot could hardly be modulated. According to this, since ink is continuously ejected only while the AC voltage is applied, electrical control is simple, and at the same time, by modulating the time during which the AC voltage is applied, one ink The ejection amount can be easily modulated. The frequency of the alternating voltage applied to the piezoelectric diaphragm is preferably matched with the natural frequency of the piezoelectric diaphragm, and the vibration mode of the piezoelectric diaphragm is the thickness vibration or the end portion of the piezoelectric diaphragm as in this embodiment. When an electrode is formed on and vibrated, it is preferable to use thickness edge mode vibration. In the embodiment shown in FIG. 1, the piezoelectric vibrating plate is made of lead zirconate titanate having a thickness of about 0.5 mm, the segment electrodes have a width of about 0.15 mm and a pitch of about 0.28 m.
m, and the frequency of the AC voltage applied between the common electrode and the segment electrode was about 2.6 MHz, but the piezoelectric diaphragm is a piezoelectric material with a large electromechanical coupling coefficient and its thickness is 0.2
mm to several mm, the frequency to vibrate is several 10 kHz
It is advisable to select an appropriate value in the range of about several MHz. Also,
In this embodiment, the slit spacing is about 5 μm, but it is several μm.
It is advisable to select an interval that maximizes the ink ejection efficiency in the range from 1 to several tens of μm.

【0013】図5で示した様な平板状の圧電振動板は振
動が振動部201aから圧電振動板の周辺部に伝わり易
い。特に厚み振動モードでの振動部位の広がりは大き
く、セグメント電極を多数並べることにより多素子のヘ
ッドを実現する場合は隣接する素子とのクロストークを
生じる場合がある。本実施例では振動モードに厚みエッ
ジモードを用いるとともに、隣接するセグメント電極と
の間に溝を設けることにより圧電振動板のセグメント電
極の部分とセグメント電極のない部分の厚みを変えて、
隣接素子への振動の漏洩を防ぐことによって多素子の高
密度なライン化が実現されている。なお、セグメント電
極の部分とセグメント電極のない部分の振動の共振周波
数を変えることができれば、厚みを変えるだけでなく、
形状、材質に変化を持たせても同様の効果がある。
In the flat plate type piezoelectric vibrating plate as shown in FIG. 5, vibration is easily transmitted from the vibrating portion 201a to the peripheral portion of the piezoelectric vibrating plate. Particularly, in the thickness vibration mode, the vibration portion spreads widely, and when a multi-element head is realized by arranging a large number of segment electrodes, crosstalk with adjacent elements may occur. In this embodiment, the thickness edge mode is used as the vibration mode, and the thickness of the segment electrode portion and the segment electrode-free portion of the piezoelectric vibrating plate is changed by providing a groove between adjacent segment electrodes,
By preventing the leakage of vibration to adjacent elements, high-density lines of multiple elements have been realized. If you can change the resonance frequency of the vibration of the segment electrode part and the part without segment electrode, not only can you change the thickness,
The same effect can be obtained by changing the shape and material.

【0014】以上のように、本発明によれば1枚の圧電
振動板に素子数分のセグメント電極を形成するだけで多
素子化が実現できるため従来のインクジェットプリント
ヘッドに比べて著しく簡単にライン状のインクジェット
プリントヘッドを実現できる。また、素子数を増やして
も部品数はほとんど変らず、素子密度を高くしても従来
のインクジェットプリンタのように1つ1つの部品を小
型化する必要がく、小型、高密度なヘッドが容易に製作
できる。
As described above, according to the present invention, the number of elements can be increased by forming the segment electrodes corresponding to the number of elements on one piezoelectric vibrating plate, so that the line can be remarkably simpler than the conventional ink jet print head. -Shaped inkjet print head can be realized. Further, even if the number of elements is increased, the number of parts is almost unchanged, and even if the element density is increased, it is not necessary to downsize each part as in the conventional ink jet printer, and a small size and high density head can be easily manufactured. Can be manufactured.

【0015】圧電振動板と対向板の構成については、圧
電振動板と対向板をセグメント電極側で向かい合わせて
スリットを形成しても動作は可能であるが、本発明によ
ればコモン電極側でスリットを形成することで、スリッ
トに満たされたインクによってセグメント電極が電気的
にショートしたり、セグメント電極間にかかる電界によ
ってインクが電気分解したりするなどの問題を原理的に
なくしヘッドの信頼性を得ることができる。また、本発
明の実施例ではセグメント電極がむき出しになっている
が実際にはインクの飛散によるセグメント電極のショー
トの防止、ほこりからの保護などの為にスリット部を残
して樹脂などでモールドしても良い。
Regarding the constitution of the piezoelectric vibrating plate and the counter plate, the operation is possible even if the piezoelectric vibrating plate and the counter plate are opposed to each other on the segment electrode side to form a slit, but according to the present invention, the common electrode side is formed. By forming the slits, the problems that the segment electrodes are electrically shorted by the ink filled in the slits and the ink is electrolyzed by the electric field applied between the segment electrodes are eliminated in principle, and the reliability of the head is improved. Can be obtained. Further, in the embodiment of the present invention, the segment electrodes are exposed, but actually the segment electrodes are molded with a resin or the like leaving a slit portion for prevention of short circuit of the segment electrodes due to ink scattering, protection from dust, etc. Is also good.

【0016】本発明によれば圧電振動板の駆動に比較的
高い周波数の交流電圧を用いるので従来のプリントヘッ
ドのようにヘッド部分と駆動回路の距離を離してケーブ
ルで配線すると電気的な損失が大きく、また、ケーブル
に隣接する配線や周囲の電気回路への電磁気的な誘導が
起こり易い為、圧電振動板のセグメント電極は直接、ま
たは、隣接するプリント配線を介して駆動手段に接続す
るのが良い。図1で示す実施例のようにセグメント電極
4を隣接するベース板上のプリント配線11を介して交
流電圧を発生する駆動ドライバIC6に接続するなど、
高周波の配線をできる限り短くすることが電気的なクロ
ストークの防止に効果的である。本実施例では外部から
電源とコード化された駆動制御信号を駆動信号配線12
によりドライバICに与え、ドライバIC内で駆動制御
信号をデコードし、各セグメント電極に交流電圧を供給
するため、本体との電気的接続の配線数が著しく少なく
できた。
According to the present invention, since an AC voltage having a relatively high frequency is used to drive the piezoelectric diaphragm, if the head portion and the driving circuit are separated from each other by a cable like a conventional print head, electrical loss will occur. Since it is large and electromagnetic induction is likely to occur in the wiring adjacent to the cable and the surrounding electric circuit, it is preferable to connect the segment electrode of the piezoelectric diaphragm to the driving means directly or through the adjacent printed wiring. good. As in the embodiment shown in FIG. 1, the segment electrode 4 is connected to the drive driver IC 6 which generates an AC voltage via the printed wiring 11 on the adjacent base plate.
It is effective to prevent electrical crosstalk by making the high frequency wiring as short as possible. In this embodiment, a drive control signal coded from the outside is supplied to the drive signal wiring 12 as a power source.
Thus, since the drive control signal is applied to the driver IC, the drive control signal is decoded in the driver IC, and the AC voltage is supplied to each segment electrode, the number of wirings for electrical connection with the main body can be significantly reduced.

【0017】本実施例で製作したインクジェットプリン
トヘッドによる記録は、乾きが速く、また、にじみのな
いものであった。これは従来のインク滴1つで1ドット
を記録する方式が記録媒体に過剰なインクを与えていた
のに比較して、本発明では非常に微細で多くのインク滴
の集合によって1ドットを記録することにより記録媒体
に適切な量のインクを与えることができる為と考えられ
る。また、1回の吐出時間を変調することにより1ドッ
ト単位で100階調以上の濃度表現が可能であることが
確認された。
Recording by the ink jet print head manufactured in this example was quick-drying and had no bleeding. Compared to the conventional method of recording one dot with one ink drop, which gives an excessive amount of ink to the recording medium, the present invention records one dot with a very fine and large set of ink drops. It is considered that this makes it possible to apply an appropriate amount of ink to the recording medium. It was also confirmed that the density expression of 100 gradations or more can be performed in 1-dot units by modulating the ejection time once.

【0018】なお、本発明による圧電振動板の形状や寸
法、また、各部の材質などは製作するインクジェットプ
リントヘッドの素子密度や駆動周波数、印加電圧、イン
ク材料などにより様々に決定され、必ずしも前記実施例
で採用したものと同じでないことはいうまでもない。
The shape and size of the piezoelectric vibrating plate according to the present invention, and the material of each part are variously determined depending on the element density, driving frequency, applied voltage, ink material, etc. of the ink jet print head to be manufactured. It goes without saying that it is not the same as the one adopted in the example.

【0019】本発明によるインクジェットプリントヘッ
ドは文字や絵等の情報を紙などの記録媒体状にインクを
用いて記録する目的以外に、液体を用いた各種コーティ
ングや、微量液体の滴下など液体を選択的に吐出すさせ
る用途にも使用できる。
In addition to the purpose of recording information such as characters and pictures on a recording medium such as paper with ink, the ink jet print head according to the present invention selects various liquids such as various coatings using liquids and dropping liquids such as trace liquids. It can also be used for the purpose of ejecting ink.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明によればコモン電極側にスリット
を形成することで、スリットに満たされたインクによっ
てセグメント電極が電気的にショートしたり、セグメン
ト電極間にかかる電界によってインクが電気分解したり
するなどの問題をなくしヘッドの信頼性を向上させるこ
とができた。
According to the present invention, by forming a slit on the common electrode side, the ink filled in the slit electrically short-circuits the segment electrodes, or the electric field applied between the segment electrodes causes the ink to be electrolyzed. It was possible to improve the reliability of the head by eliminating problems such as wear.

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

【図1】本発明による実施例の構造を一部断面で示した
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a partial cross section of a structure of an embodiment according to the present invention.

【図2】本発明による実施例の構造を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view showing the structure of an embodiment according to the present invention.

【図3】本発明による実施例の全体を示す斜視図であ
る。
FIG. 3 is a perspective view showing an entire embodiment according to the present invention.

【図4】本発明による実施例の駆動回路構成を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing a drive circuit configuration of an embodiment according to the present invention.

【図5】本発明による実施例の基本構成を説明する図で
ある。
FIG. 5 is a diagram illustrating a basic configuration of an embodiment according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・・・・圧電振動板(対向板) 2・・・・・・・スリット 3・・・・・・・コモン電極 4・・・・・・・セグメント電極 5・・・・・・・インク 5a・・・・・・吐出インク 6・・・・・・・ドライバIC 7・・・・・・・スペーサ 8・・・・・・・インク室 9・・・・・・・ベース板 10・・・・・・インク供給路 11・・・・・・駆動電圧配線 12・・・・・・駆動信号配線 13・・・・・・ワイヤボンディング配線 101・・・・・インク供給パイプ 102・・・・・駆動信号コネクタ 103・・・・・駆動信号ケーブル P・・・・・・・交流電圧発生源 S・・・・・・・スイッチ W・・・・・・・圧電振動板振動部 201・・・・・圧電振動板 201a・・・・圧電振動板振動部 202・・・・・スリット 203・・・・・コモン電極 204・・・・・セグメント電極 205・・・・・インク 205a・・・・吐出インク 206・・・・・対向板 1 --- Piezoelectric diaphragm (opposing plate) 2 --- Slit 3 --- Common electrode 4 --- Segment electrode 5 ---・ ・ Ink 5a ・ ・ Ejected ink 6 ・ ・ ・ ・ Driver IC 7 ・ ・ ・ ・ Spacer 8 ・ ・ ・ ・ Ink chamber 9 ・ ・ ・ ・ Base Plate 10: Ink supply path 11: Driving voltage wiring 12: Driving signal wiring 13: Wire bonding wiring 101: Ink supply pipe 102-Drive signal connector 103-Drive signal cable P --- AC voltage source S --- Switch W --- Piezoelectric diaphragm Vibrating part 201 ... Piezoelectric diaphragm 201a ... Piezoelectric diaphragm vibrating part 202 ... Slit 03 ..... common electrode 204 ----- segment electrode 205 ----- ink 205a · · · · ejecting ink 206 ..... opposing plate

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも、圧電振動板と、対向板と、前
記圧電振動板と前記対向板とを間隙をおいて重ねること
により圧電振動板の一端部に形成したスリットと、前記
圧電振動板の前記スリット側の面の端部に形成したコモ
ン電極と、前記圧電振動板の他方の面の端部に形成した
複数のセグメント電極と、前記スリットに保持されたイ
ンクと、前記セグメント電極と前記コモン電極との間に
選択的に交流電圧を印加する駆動手段と、から構成され
ることを特徴とするインクジェットプリントヘッド。
1. A piezoelectric vibrating plate, an opposing plate, a slit formed at one end of the piezoelectric vibrating plate by stacking the piezoelectric vibrating plate and the opposing plate with a gap therebetween, and the piezoelectric vibrating plate. A common electrode formed at the end of the surface on the slit side, a plurality of segment electrodes formed at the end of the other surface of the piezoelectric vibrating plate, ink held in the slit, the segment electrode and the common An ink jet print head comprising: a driving unit that selectively applies an alternating voltage between the electrodes.
【請求項2】前記圧電振動板の前記端部が、セグメント
電極部分とセグメント電極に挟まれた部分とで厚みが異
なることを特徴とする請求項1記載のインクジェットプ
リントヘッド。
2. The ink jet print head according to claim 1, wherein the thickness of the end portion of the piezoelectric vibrating plate is different between the segment electrode portion and the portion sandwiched by the segment electrodes.
【請求項3】2枚の圧電振動板から構成され、各々の圧
電振動板の対向板を他方の圧電振動板が兼ねることを特
徴とする請求項1記載のインクジェットプリントヘッ
ド。
3. The ink jet printhead according to claim 1, wherein the piezoelectric print plate is composed of two piezoelectric vibrating plates, and the opposing plate of each piezoelectric vibrating plate also serves as the other piezoelectric vibrating plate.
【請求項4】2枚の圧電振動板上のセグメント電極群の
相対位置を、セグメント電極群の配列方向に、セグメン
ト電極の配列ピッチの半分ずらしたことを特徴とする請
求項3記載のインクジェットプリントヘッド。
4. The ink jet print according to claim 3, wherein the relative positions of the segment electrode groups on the two piezoelectric vibrating plates are shifted in the array direction of the segment electrode groups by half the array pitch of the segment electrodes. head.
【請求項5】前記圧電振動板のセグメント電極群を直
接、または、隣接するプリント配線を介して、駆動手段
に接続したことを特徴とするた請求項1記載のインクジ
ェットプリントヘッド。
5. The ink jet print head according to claim 1, wherein the segment electrode group of the piezoelectric vibrating plate is connected to a driving means directly or via an adjacent printed wiring.
JP3218412A 1991-08-29 1991-08-29 Ink jet printing head Pending JPH0557893A (en)

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JP (1) JPH0557893A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6275374B1 (en) 1999-01-25 2001-08-14 Fujitsu Limited Electronic device equipped with spacer which serves to protect electronic components
US6597428B1 (en) 1997-07-10 2003-07-22 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method and apparatus for forming photographic images

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