JPH06328690A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents
インクジェット記録ヘッドInfo
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- JPH06328690A JPH06328690A JP12014593A JP12014593A JPH06328690A JP H06328690 A JPH06328690 A JP H06328690A JP 12014593 A JP12014593 A JP 12014593A JP 12014593 A JP12014593 A JP 12014593A JP H06328690 A JPH06328690 A JP H06328690A
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- piezoelectric element
- fixing member
- ink
- recording head
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Abstract
(57)【要約】
【目的】接合部材の熱膨張率の差により引き起こされる
反りを低減し安定した吐出特性を確保でき、さらに設計
の自由度を損なわないインクジェット記録ヘッドを提供
する。 【構成】ノズルプレート１には、複数のノズル２を設け
てある。壁部材３はノズルプレート１と弾性壁となる圧
力板８とで挟まれ、インク供給室４と圧力室５を形成す
る。圧力板８は薄部８ａと島状部８ｂとからなる。圧力
板８、壁部材３、ノズルプレート１を積層接合すること
より成る流路基板７は固定部材１１上に密着接合されて
いる。インク滴吐出の駆動源となる積層型の圧電素子２
２はその長手方向にＬはみ出すように支持基板２１に固
着されており、固着されない部分の先端を圧力板８の島
状部８ａに当接した状態で固定部材１１に接着固定され
ている。支持基板２１の固定部材１１の接合面には溝２
６が設けられており、この溝によって形成される凸面２
１ａと固定部材１１面とが接着固定されている。
反りを低減し安定した吐出特性を確保でき、さらに設計
の自由度を損なわないインクジェット記録ヘッドを提供
する。 【構成】ノズルプレート１には、複数のノズル２を設け
てある。壁部材３はノズルプレート１と弾性壁となる圧
力板８とで挟まれ、インク供給室４と圧力室５を形成す
る。圧力板８は薄部８ａと島状部８ｂとからなる。圧力
板８、壁部材３、ノズルプレート１を積層接合すること
より成る流路基板７は固定部材１１上に密着接合されて
いる。インク滴吐出の駆動源となる積層型の圧電素子２
２はその長手方向にＬはみ出すように支持基板２１に固
着されており、固着されない部分の先端を圧力板８の島
状部８ａに当接した状態で固定部材１１に接着固定され
ている。支持基板２１の固定部材１１の接合面には溝２
６が設けられており、この溝によって形成される凸面２
１ａと固定部材１１面とが接着固定されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は記録紙等の記録媒体上に
インク像を形成するインクジェット記録ヘッドに関する
ものである。
インク像を形成するインクジェット記録ヘッドに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】圧電素子の変位を利用して圧力室内のイ
ンクを加圧し圧力室に連通するノズルよりインク滴を吐
出するインクジェット記録ヘッドの中で、特に圧電素子
の収縮伸長を利用して圧力室を加圧しインクを吐出する
インクジェット記録ヘッドにおいては、圧電素子の一端
または一部の面を接合固定または支持し、インクを吐出
するに十分な圧力室の加圧を得るために安定した収縮伸
長を確保する必要がある。
ンクを加圧し圧力室に連通するノズルよりインク滴を吐
出するインクジェット記録ヘッドの中で、特に圧電素子
の収縮伸長を利用して圧力室を加圧しインクを吐出する
インクジェット記録ヘッドにおいては、圧電素子の一端
または一部の面を接合固定または支持し、インクを吐出
するに十分な圧力室の加圧を得るために安定した収縮伸
長を確保する必要がある。
【０００３】また、一般に、インクジェット記録ヘッド
では圧電素子はその一端が支持部材と強固に接合されて
いないと、目的の変位を安定して確保できなくなる。こ
のため、圧電素子とそれを固定する部材の接合は接合を
強固にする意味でできるだけ多くの面積で接合する必要
があった。
では圧電素子はその一端が支持部材と強固に接合されて
いないと、目的の変位を安定して確保できなくなる。こ
のため、圧電素子とそれを固定する部材の接合は接合を
強固にする意味でできるだけ多くの面積で接合する必要
があった。
【０００４】しかし、圧電素子とそれを接合する部材は
同じ部材とは限らず、両部材の熱変膨張率が大きく異な
ると、熱変形量が異なり、接合部の面積が広いほど反り
を引き起こしやすくなるため、両部材の熱膨張率がほぼ
等しくなるように部材を選定しなければならなくなり、
設計の自由度を狭めることが多くあった。
同じ部材とは限らず、両部材の熱変膨張率が大きく異な
ると、熱変形量が異なり、接合部の面積が広いほど反り
を引き起こしやすくなるため、両部材の熱膨張率がほぼ
等しくなるように部材を選定しなければならなくなり、
設計の自由度を狭めることが多くあった。
【０００５】このため、特開平４−２３４６６１号公報
に示す様な、圧電素子とその固定部材の間に圧電素子と
ほぼ熱膨張率の等しい第２の固定部材を介して接合しな
ければならなかった。
に示す様な、圧電素子とその固定部材の間に圧電素子と
ほぼ熱膨張率の等しい第２の固定部材を介して接合しな
ければならなかった。
【０００６】図７は特開平４−２３４６６１号公報に示
された従来のインクジェット記録ヘッドの構造の概略を
示す断面図である。
された従来のインクジェット記録ヘッドの構造の概略を
示す断面図である。
【０００７】図において、流路基板内にはノズル１０
１、圧力室１０５、インク供給口１０６が連通してなる
インク流路が構成されている。また、圧電素子１２２の
先端部が流路基板１０７の圧力室１０５部分に嵌入され
ており、封止部材１３０によってシールされ、且つ圧電
素子１２２が摺動可能なように封止されている。圧電素
子１２２の後端部は第２の固定部材である支持部材１２
１を介して固定部材１１１に固定されている。
１、圧力室１０５、インク供給口１０６が連通してなる
インク流路が構成されている。また、圧電素子１２２の
先端部が流路基板１０７の圧力室１０５部分に嵌入され
ており、封止部材１３０によってシールされ、且つ圧電
素子１２２が摺動可能なように封止されている。圧電素
子１２２の後端部は第２の固定部材である支持部材１２
１を介して固定部材１１１に固定されている。
【０００８】上記の構成によれば、圧電素子１２２に電
界を加えることで圧電素子１２２の先端部が伸縮伸長
し、圧力室１０５内のインクを加圧することでノズル１
０２からインクが吐出する。
界を加えることで圧電素子１２２の先端部が伸縮伸長
し、圧力室１０５内のインクを加圧することでノズル１
０２からインクが吐出する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図８は従来のインクジ
ェット記録ヘッドの熱膨張変形の状態を示す図である。
ェット記録ヘッドの熱膨張変形の状態を示す図である。
【００１０】従来のインクジェット記録ヘッドのように
第２の固定部材である支持部材１２１と圧電素子１２２
が熱膨張率がほぼ等しい部材であっても、第２の固定部
材である支持部材１２１と固定部材１１１の熱膨張率が
等しくなければ、反りの問題は解決しない。また、従来
例のように支持部材１２１と固定部材１１１がその全面
で接合される構成では、接合で互いに拘束される面積は
広いほど、また両部材の熱膨張率が大きく異なるほど接
合部が反りやすくなるという問題がある。
第２の固定部材である支持部材１２１と圧電素子１２２
が熱膨張率がほぼ等しい部材であっても、第２の固定部
材である支持部材１２１と固定部材１１１の熱膨張率が
等しくなければ、反りの問題は解決しない。また、従来
例のように支持部材１２１と固定部材１１１がその全面
で接合される構成では、接合で互いに拘束される面積は
広いほど、また両部材の熱膨張率が大きく異なるほど接
合部が反りやすくなるという問題がある。
【００１１】この反りが発生した場合、支持部材１２１
と固定部材１１１の接合強度が十分でないと接合が剥が
れたり、接合強度が十分であってもその反りによる影響
が流路基板１０７にまでおよび流路基板１０７が反った
り破壊されたりする可能性がある。このため、流路基板
１０７内のインク流路の寸法が変化し本来のインク吐出
特性が得られなかったり、インクが本来の吐出方向に吐
出しなかったり、インクがインク流路から漏れ、吐出不
良を引き起こしたりする。この結果、安定したインク吐
出特性を確保できず、高印字品質を確保できなくなると
いう問題があった。
と固定部材１１１の接合強度が十分でないと接合が剥が
れたり、接合強度が十分であってもその反りによる影響
が流路基板１０７にまでおよび流路基板１０７が反った
り破壊されたりする可能性がある。このため、流路基板
１０７内のインク流路の寸法が変化し本来のインク吐出
特性が得られなかったり、インクが本来の吐出方向に吐
出しなかったり、インクがインク流路から漏れ、吐出不
良を引き起こしたりする。この結果、安定したインク吐
出特性を確保できず、高印字品質を確保できなくなると
いう問題があった。
【００１２】また、圧電素子１２２はその支持長さＬが
長いほど、電圧を加えた際の変位量が大きくできる。こ
のため、圧力室１０５の体積をより大きく変化させるこ
とが出来、より多くのインク量のインク滴を吐出でき
る。
長いほど、電圧を加えた際の変位量が大きくできる。こ
のため、圧力室１０５の体積をより大きく変化させるこ
とが出来、より多くのインク量のインク滴を吐出でき
る。
【００１３】しかし、圧電素子１２２の支持長さＬが長
ければ長いほど、支持部材と固定部材の反りが発生した
際、この反りの影響で圧電素子１２２により大きな応力
が加わり、圧電素子１２２が支持部材１１１から剥が
れ、所定の変形量を確保できなかったりする可能性があ
る。さらに反りが大きくなり圧電素子１２２に加わる応
力が大きくなると圧電素子１２２が破壊されたりする可
能性もある。
ければ長いほど、支持部材と固定部材の反りが発生した
際、この反りの影響で圧電素子１２２により大きな応力
が加わり、圧電素子１２２が支持部材１１１から剥が
れ、所定の変形量を確保できなかったりする可能性があ
る。さらに反りが大きくなり圧電素子１２２に加わる応
力が大きくなると圧電素子１２２が破壊されたりする可
能性もある。
【００１４】このため、圧電素子１２２の支持長さＬを
長くすることが出来なくなり、長さＬに制約が生じるた
め、設計の自由度が無くなるり、所定のインク量の吐出
特性を狙えなくなるという問題もあった。
長くすることが出来なくなり、長さＬに制約が生じるた
め、設計の自由度が無くなるり、所定のインク量の吐出
特性を狙えなくなるという問題もあった。
【００１５】以上の様な問題から、前述した支持基板１
２１と固定部材１１１の反りを極力小さくするべく、熱
膨張率の近い部材同士で接合しなければならないという
制約が生じ、設計の自由度が極端に低くなるという問題
点があった。
２１と固定部材１１１の反りを極力小さくするべく、熱
膨張率の近い部材同士で接合しなければならないという
制約が生じ、設計の自由度が極端に低くなるという問題
点があった。
【００１６】そこで、本発明は従来のこのような問題点
を解決するもので、その目的とするところは、熱膨張率
の差により引き起こされる反りを低減し、安定した吐出
特性を確保でき、さらに設計の自由度を損なわないイン
クジェット記録ヘッドを提供することにある。
を解決するもので、その目的とするところは、熱膨張率
の差により引き起こされる反りを低減し、安定した吐出
特性を確保でき、さらに設計の自由度を損なわないイン
クジェット記録ヘッドを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録ヘッドは、圧電素子および前記圧電素子を支持する
支持基板と前記圧電素子および前記支持基板およびノズ
ルと連通する圧力室を一つまたは複数含む流路基板と接
合されている固定部材を有し、且つ、前記圧電素子の変
位を利用してその変位方向に配接された前記圧力室の圧
力板を変位させて、前記圧力室内のインクを加圧し、ノ
ズルからインク滴を噴射するインクジェット記録ヘッド
であって、前記支持基板の前記固定部材との接合面に溝
を設けたことを特徴とする。
記録ヘッドは、圧電素子および前記圧電素子を支持する
支持基板と前記圧電素子および前記支持基板およびノズ
ルと連通する圧力室を一つまたは複数含む流路基板と接
合されている固定部材を有し、且つ、前記圧電素子の変
位を利用してその変位方向に配接された前記圧力室の圧
力板を変位させて、前記圧力室内のインクを加圧し、ノ
ズルからインク滴を噴射するインクジェット記録ヘッド
であって、前記支持基板の前記固定部材との接合面に溝
を設けたことを特徴とする。
【００１８】前記溝が圧電素子変位方向に垂直な方向に
複数配列されていることを特徴とする。
複数配列されていることを特徴とする。
【００１９】前記溝が圧電素子変位方向に複数配列され
ていることを特徴とする。
ていることを特徴とする。
【００２０】前記溝が圧電素子変位方向と垂直な方向に
格子状に配列されていることを特徴とする。
格子状に配列されていることを特徴とする。
【００２１】前記溝内全体に接着剤を有し前記支持基板
と前記固定部材が接合されていることを特徴とする。
と前記固定部材が接合されていることを特徴とする。
【００２２】
【実施例】以下に本発明の実施例を図にもとづいて説明
する。
する。
【００２３】図１は本発明を適用した実施例の構成を示
す斜視図である。図２は本実施例を詳細に示した部分断
面図である。
す斜視図である。図２は本実施例を詳細に示した部分断
面図である。
【００２４】これらの図において、１はノズルプレート
である。ノズルプレート１には、複数のノズル２をもう
けてある。３は壁部材である。壁部材３はノズルプレー
ト１と弾性壁となる圧力板８とではさまれ、インク供給
室４と圧力室５を形成する。圧力板８は薄部８ａと島状
部８ｂとからなる。圧力板８、壁部材３、ノズルプレー
ト１を積層接合することより成る流路基板７は固定部材
１１上に密着接合されている。
である。ノズルプレート１には、複数のノズル２をもう
けてある。３は壁部材である。壁部材３はノズルプレー
ト１と弾性壁となる圧力板８とではさまれ、インク供給
室４と圧力室５を形成する。圧力板８は薄部８ａと島状
部８ｂとからなる。圧力板８、壁部材３、ノズルプレー
ト１を積層接合することより成る流路基板７は固定部材
１１上に密着接合されている。
【００２５】インク滴吐出の駆動源となる積層型の圧電
素子２２はその長手方向にＬはみ出すように支持基板２
１に固着されており、固着されない部分の先端を圧力板
８と接合している。支持基板２１には配線パターン２４
が施され、リードフレーム２５を介して制御基板１３に
より制御された電界を圧電素子２２に与える。１２は固
定部材１１内を貫通する取り付け穴で、圧電素子２２の
Ｘ、Ｙ方向の位置きめ（図１のＸＹＺ座標参照）をする
べく支持基板２１を支持する。なお、圧電素子２２のＺ
方向は、固定部材１１に圧力板８を接合した後、圧電素
子２２の先端を圧力板８の島状部８ｂに当接して位置決
めする。
素子２２はその長手方向にＬはみ出すように支持基板２
１に固着されており、固着されない部分の先端を圧力板
８と接合している。支持基板２１には配線パターン２４
が施され、リードフレーム２５を介して制御基板１３に
より制御された電界を圧電素子２２に与える。１２は固
定部材１１内を貫通する取り付け穴で、圧電素子２２の
Ｘ、Ｙ方向の位置きめ（図１のＸＹＺ座標参照）をする
べく支持基板２１を支持する。なお、圧電素子２２のＺ
方向は、固定部材１１に圧力板８を接合した後、圧電素
子２２の先端を圧力板８の島状部８ｂに当接して位置決
めする。
【００２６】３１は図示せぬインクタンクからインクを
供給するインク供給管である。インク供給管３１は固定
部材１１に圧入接着されている。インク流路は、固定部
材１１にあるインク接続口３２と圧力板８にあるインク
連絡口３３を経て、壁部材３のインク供給室４、さらに
インク供給口６、さらに圧力室５と連通している。以上
が概略構成である。
供給するインク供給管である。インク供給管３１は固定
部材１１に圧入接着されている。インク流路は、固定部
材１１にあるインク接続口３２と圧力板８にあるインク
連絡口３３を経て、壁部材３のインク供給室４、さらに
インク供給口６、さらに圧力室５と連通している。以上
が概略構成である。
【００２７】図２に従って構造について更に詳しく述べ
る。圧電素子２２は正電極４１と負電極４２が対向して
いる。正電極４１は支持基板２１上の配線パターン２４
に接合と同時に電気接続されている。負電極４２は共通
電極板２３により支持基板２１上の配線パターン２４と
電気接続している。配線パターン２４と制御基板１３と
をリードフレーム２５で結び、それぞれ接続箇所を半田
で固着している。
る。圧電素子２２は正電極４１と負電極４２が対向して
いる。正電極４１は支持基板２１上の配線パターン２４
に接合と同時に電気接続されている。負電極４２は共通
電極板２３により支持基板２１上の配線パターン２４と
電気接続している。配線パターン２４と制御基板１３と
をリードフレーム２５で結び、それぞれ接続箇所を半田
で固着している。
【００２８】なお支持基板２１は圧電素子２２が圧力板
８の島状部８ａに当接した状態で固定部材１１に接着固
定されている。ここで支持基板２１の固定部材１１の接
合面には本発明の特徴である溝２６が設けられており、
この溝によって形成される凸面２１ａと固定部材１１面
とが接着剤１０によって固定されている。
８の島状部８ａに当接した状態で固定部材１１に接着固
定されている。ここで支持基板２１の固定部材１１の接
合面には本発明の特徴である溝２６が設けられており、
この溝によって形成される凸面２１ａと固定部材１１面
とが接着剤１０によって固定されている。
【００２９】インクが充填される圧力室５およびインク
供給口６およびインク共通室４は、壁部材３とノズルプ
レート１と圧力板８の接合で構成される。壁部材３は感
光性樹脂を露光形成している。壁部材３の上面を覆うノ
ズルプレート１はプレス加工等によって複数の圧力室５
にそれぞれ１つずつノズル２が開けられたステンレス鋼
板からなる。
供給口６およびインク共通室４は、壁部材３とノズルプ
レート１と圧力板８の接合で構成される。壁部材３は感
光性樹脂を露光形成している。壁部材３の上面を覆うノ
ズルプレート１はプレス加工等によって複数の圧力室５
にそれぞれ１つずつノズル２が開けられたステンレス鋼
板からなる。
【００３０】また、壁部材３の下面をおおう圧力板８
は、ニッケルの電鋳加工法で５μｍ以下の厚さに形成さ
れた薄部８ａと島状部８ｂを形成してなる。図２に示す
様に、島状部８ｂに圧電素子２２の先端が接合されてい
る。島状部８ｂは圧力室５の投影面よりも一回り小さく
設計されている。
は、ニッケルの電鋳加工法で５μｍ以下の厚さに形成さ
れた薄部８ａと島状部８ｂを形成してなる。図２に示す
様に、島状部８ｂに圧電素子２２の先端が接合されてい
る。島状部８ｂは圧力室５の投影面よりも一回り小さく
設計されている。
【００３１】上記の構成によって、以下のインク滴吐出
動作が行われる。以下に説明する。
動作が行われる。以下に説明する。
【００３２】印字信号に応じて制御基板１３からリード
フレーム２５、配線パターン２４を通じて圧電素子２２
の正電極４１と負電極４２とに電界を印加する。電界を
印加された圧電素子２２は長手方向（同図上下方向）に
収縮しようとする。この時圧電素子２２の下方部は固定
部材１１に固定されている支持部材２１に固着されてい
るため収縮変位できない。一方、圧電素子２２の長さＬ
の上方部は拘束を受けることなく収縮変位して、その収
縮力により圧力板８を引っ張る。この結果、圧電素子に
引っ張られた圧力板８が下方にたわみ、その結果圧力室
５の体積が膨張する。インク室が膨張すると、インク共
通室４からインク供給口６を通じてインクが流入する。
次いで、圧電素子２２の電界を解除すると、圧電素子２
２は元の長さに伸張して圧力室５を圧縮する。この圧力
でノズル２からインク滴を吐出する。圧電素子２２の変
位を圧力室に伝える圧力板８の島状部８ｂは、前述のよ
うに圧力室５の投影面よりひとまわり小さいため、薄部
８ａのたわみ部を残しつつ圧力室をまんべんなく加減圧
する。
フレーム２５、配線パターン２４を通じて圧電素子２２
の正電極４１と負電極４２とに電界を印加する。電界を
印加された圧電素子２２は長手方向（同図上下方向）に
収縮しようとする。この時圧電素子２２の下方部は固定
部材１１に固定されている支持部材２１に固着されてい
るため収縮変位できない。一方、圧電素子２２の長さＬ
の上方部は拘束を受けることなく収縮変位して、その収
縮力により圧力板８を引っ張る。この結果、圧電素子に
引っ張られた圧力板８が下方にたわみ、その結果圧力室
５の体積が膨張する。インク室が膨張すると、インク共
通室４からインク供給口６を通じてインクが流入する。
次いで、圧電素子２２の電界を解除すると、圧電素子２
２は元の長さに伸張して圧力室５を圧縮する。この圧力
でノズル２からインク滴を吐出する。圧電素子２２の変
位を圧力室に伝える圧力板８の島状部８ｂは、前述のよ
うに圧力室５の投影面よりひとまわり小さいため、薄部
８ａのたわみ部を残しつつ圧力室をまんべんなく加減圧
する。
【００３３】図３は支持基板と固定部材の第１の接合状
態を示す拡大断面図である。
態を示す拡大断面図である。
【００３４】図において支持基板２１の凸面２１ａと固
定部材１１面は接着剤１０を介し接合されている。
定部材１１面は接着剤１０を介し接合されている。
【００３５】上記の構成であれば、接合が凸面２１ａで
の接合となるため、従来の全面を接着接合するのに対し
接合面積を小さくすることが可能となる。このため、支
持基板２１と固定部材１１同士が接合により拘束される
部分を少なくでき、支持基板２１と固定部材１１の熱膨
張率差が大きくても、その接合面で生じる支持基板２１
と固定部材１１のそりは微小となり、接着部での剥がれ
を抑えることができる。
の接合となるため、従来の全面を接着接合するのに対し
接合面積を小さくすることが可能となる。このため、支
持基板２１と固定部材１１同士が接合により拘束される
部分を少なくでき、支持基板２１と固定部材１１の熱膨
張率差が大きくても、その接合面で生じる支持基板２１
と固定部材１１のそりは微小となり、接着部での剥がれ
を抑えることができる。
【００３６】また、支持基板２１と固定部材１１のそり
が微小となることで、ノズルプレート１、壁部材２、圧
力板８の接合で構成されている流路基板９まで反りの影
響がおよばず、流路基板７の変形、破壊等が生じなくな
る。
が微小となることで、ノズルプレート１、壁部材２、圧
力板８の接合で構成されている流路基板９まで反りの影
響がおよばず、流路基板７の変形、破壊等が生じなくな
る。
【００３７】さらに、接着剤１０の量が凸面２１ａを接
着するに十分な所定の量よりも多くなっても、余分な量
の接着剤１０は溝部２６に逃げ込むため、接着面は凸面
２１ａのみにできる。よって接合面積の管理は凸面２１
ａの面積の管理のみで済み、支持基板２１と固定部材１
１の形状、材質等に応じて反りの対策がが容易にでき
る。
着するに十分な所定の量よりも多くなっても、余分な量
の接着剤１０は溝部２６に逃げ込むため、接着面は凸面
２１ａのみにできる。よって接合面積の管理は凸面２１
ａの面積の管理のみで済み、支持基板２１と固定部材１
１の形状、材質等に応じて反りの対策がが容易にでき
る。
【００３８】一方、圧電素子２２については、支持基板
２１と固定部材１１のそりが微小となり、流路基板８の
反りもなくなることで、圧電素子２２に不要な応力が生
じず、また、圧電素子の支持長さＬを所定の長くしても
問題ない。このため、より大きな圧電素子２２の変形を
確保できより、所要量のインクを吐出させることができ
る。
２１と固定部材１１のそりが微小となり、流路基板８の
反りもなくなることで、圧電素子２２に不要な応力が生
じず、また、圧電素子の支持長さＬを所定の長くしても
問題ない。このため、より大きな圧電素子２２の変形を
確保できより、所要量のインクを吐出させることができ
る。
【００３９】本出願人は熱膨張率αの異なる表１に示す
部材をエポキシ系接着剤で接合し、プリンターの実仕様
で考えられる、高温下（４０℃）、低温下（−２０℃）
での支持基板２１と固定部材１１のの反りおよび接着剤
１０の剥がれの有無を確認した。
部材をエポキシ系接着剤で接合し、プリンターの実仕様
で考えられる、高温下（４０℃）、低温下（−２０℃）
での支持基板２１と固定部材１１のの反りおよび接着剤
１０の剥がれの有無を確認した。
【００４０】 支持基板 ： 快削性セラミック（α＝０．８５×１０-5） 固定部材 ： フ゜ラスチック樹脂（α＝４．４ ×１０-5）ステンレス （α＝１．６ ×１０-5） 上記の各接合の組合わせとも、接着剤が剥がれたり、両
部材が反ったりすることなく良好な結果が得られた。ま
た、圧電素子２２の支持基板からの剥がれまたは破壊、
流路基板７の反り、破壊も引き起こされなかった。
部材が反ったりすることなく良好な結果が得られた。ま
た、圧電素子２２の支持基板からの剥がれまたは破壊、
流路基板７の反り、破壊も引き起こされなかった。
【００４１】図４は支持基板と固定部材の第２の接合状
態を示す断面図である。
態を示す断面図である。
【００４２】図において支持基板２１と固定部材１１は
図３と同様に接着剤１０を介し接合されている。異なる
のは接着剤１０が溝２６内全体にまでおよんでいること
である。
図３と同様に接着剤１０を介し接合されている。異なる
のは接着剤１０が溝２６内全体にまでおよんでいること
である。
【００４３】接着剤は硬化しても弾性が大きく、また、
見かけ上の接着剤１０の厚さが、溝２６部に入り込んだ
接着剤１０の分厚くなるため、支持基板２１と固定部材
１１の間に弾性体を介して接着される場合と同等の構成
となるため、熱変形差による支持基板２１と固定部材１
１の反りを抑えることができる。
見かけ上の接着剤１０の厚さが、溝２６部に入り込んだ
接着剤１０の分厚くなるため、支持基板２１と固定部材
１１の間に弾性体を介して接着される場合と同等の構成
となるため、熱変形差による支持基板２１と固定部材１
１の反りを抑えることができる。
【００４４】また、接着剤１０がクサビとなって溝２６
の配列方向のせん断力に対して強くなるという効果もあ
る。
の配列方向のせん断力に対して強くなるという効果もあ
る。
【００４５】さらに、以下の効果もある。
【００４６】図５は支持基板と固定部材間の振動伝播を
示す模式図である。
示す模式図である。
【００４７】一般に、２つの部材が接合された場合、一
方の部材の振動のもう一方の部材への伝播の程度を表わ
す反射率ｒは、発振側を添字１、もう一方の部材側を添
字２とした場合 ｒ＝｛（ｚ1−ｚ2）／（ｚ1＋ｚ2）｝2 となる。ここでＺは各部材の音響インピータンスであ
り、比重ρ、縦弾性係数Ｅの部材の場合 ｚ＝（ρＥ）1/2 である。
方の部材の振動のもう一方の部材への伝播の程度を表わ
す反射率ｒは、発振側を添字１、もう一方の部材側を添
字２とした場合 ｒ＝｛（ｚ1−ｚ2）／（ｚ1＋ｚ2）｝2 となる。ここでＺは各部材の音響インピータンスであ
り、比重ρ、縦弾性係数Ｅの部材の場合 ｚ＝（ρＥ）1/2 である。
【００４８】この反射率はその値が１近い程振動がその
境界で反射され易い、つまり、発振側へ振動が戻ってく
ることを示している。
境界で反射され易い、つまり、発振側へ振動が戻ってく
ることを示している。
【００４９】発振側（添字１）を圧電素子２２と接合さ
れた支持基板２１、受振側（添字２）を接着剤１０とし
た場合、前述したように、一般に接着剤１０の縦弾性係
数は大きいため、音響インピータンスＺ2 はＺ1 に対し
て十分大きくなり易くｒは値１に近くなる。つまり、支
持基板２１側から伝わった振動が支持基板２１に反射し
やすくなる。
れた支持基板２１、受振側（添字２）を接着剤１０とし
た場合、前述したように、一般に接着剤１０の縦弾性係
数は大きいため、音響インピータンスＺ2 はＺ1 に対し
て十分大きくなり易くｒは値１に近くなる。つまり、支
持基板２１側から伝わった振動が支持基板２１に反射し
やすくなる。
【００５０】この結果、支持基板２１と接合される圧電
素子２２にはインク吐出を目的とした以外の不要な振動
が伝わることがなくなり、より安定した圧電素子２２の
駆動が実現できる。
素子２２にはインク吐出を目的とした以外の不要な振動
が伝わることがなくなり、より安定した圧電素子２２の
駆動が実現できる。
【００５１】図６は本実施例における支持基板の溝の形
状、配列を示す斜視図である。
状、配列を示す斜視図である。
【００５２】図６（ａ）は溝２６を圧電素子２２の伸縮
方向に（Ｚ方向）に複数配列した場合、図６（ｂ）は溝
２６を圧電素子２２の伸縮方向対して垂直な方向（Ｘ方
向）に複数配列した場合、図６（ｃ）は図６（ａ）、図
６（ｂ）を組み合わせ溝２６を格子状に配列した場合で
ある。（Ｘ、Ｚ両方向） 図６（ａ）は支持基板２１と固定部材１１がＺ方向に拘
束されることによる反りの緩和がされる。図６（ｂ）は
Ｘ方向に拘束されることによる反りの緩和ができる。図
６（ｃ）は両方向の拘束による反りの緩和ができる。
方向に（Ｚ方向）に複数配列した場合、図６（ｂ）は溝
２６を圧電素子２２の伸縮方向対して垂直な方向（Ｘ方
向）に複数配列した場合、図６（ｃ）は図６（ａ）、図
６（ｂ）を組み合わせ溝２６を格子状に配列した場合で
ある。（Ｘ、Ｚ両方向） 図６（ａ）は支持基板２１と固定部材１１がＺ方向に拘
束されることによる反りの緩和がされる。図６（ｂ）は
Ｘ方向に拘束されることによる反りの緩和ができる。図
６（ｃ）は両方向の拘束による反りの緩和ができる。
【００５３】図６においては溝は等間隔で配列したが必
要に応じて間隔を変えてもよい。また、溝は規則的に配
列する必要はなく、その目的に応じて任意に設けてもよ
い。
要に応じて間隔を変えてもよい。また、溝は規則的に配
列する必要はなく、その目的に応じて任意に設けてもよ
い。
【００５４】
【発明の効果】本発明のインクジェット記録ヘッドは、
圧電素子とそれを支持する支持基板と固定部材を、支持
基板の固定部材との接合面に複数の溝を設け、その凸部
で接着接合されており、溝が圧電素子変位方向または圧
電素子変位方向に垂直な方向または、その両方向に複数
設けられていることで、支持基板と固定部材の熱変形差
による反りを抑えることができるため、安定したインク
の吐出が確保され、高印字品質のインクジェット記録ヘ
ッドが提供できる。また、熱膨張率差の問題のため利用
できなかった材料を問題なく利用することができるため
に、材料選定の幅を広げることができ、設計の自由度を
上げることができる。
圧電素子とそれを支持する支持基板と固定部材を、支持
基板の固定部材との接合面に複数の溝を設け、その凸部
で接着接合されており、溝が圧電素子変位方向または圧
電素子変位方向に垂直な方向または、その両方向に複数
設けられていることで、支持基板と固定部材の熱変形差
による反りを抑えることができるため、安定したインク
の吐出が確保され、高印字品質のインクジェット記録ヘ
ッドが提供できる。また、熱膨張率差の問題のため利用
できなかった材料を問題なく利用することができるため
に、材料選定の幅を広げることができ、設計の自由度を
上げることができる。
【図１】本発明を適用した実施例の構成を示す斜視図で
ある。
ある。
【図２】本発明を適用した実施例の部分断面図である。
【図３】支持基板と固定部材の第１の接合状態を示す拡
大断面図である。
大断面図である。
【図４】支持基板と固定部材の第２の接合状態を示す拡
大断面図である。
大断面図である。
【図５】支持基板と固定部材間の振動伝播を示す模式図
である。
である。
【図６】本実施例における支持基板の溝の形状、配列を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図７】従来のインクジェット記録ヘッドの構造の概略
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図８】従来のインクジェット記録ヘッドの熱膨張変形
の状態を示す図である。
の状態を示す図である。
１ ノズルプレート ２ ノズル ３ 壁部材 ４ インク共通室 ５ 圧力室 ６ インク供給口 ７ 流路基板 ８ 圧力板 ８ａ薄部 ８ｂ島状部 １０ 接着剤 １１ 固定部材 １２ 取り付け穴 １３ 制御基板 ２１ 支持基板 ２１ａ凸面 ２２ 圧電素子 ２３ 共通電極板 ２４ 配線パターン ２５ リードフレーム ２６ 溝 ３１ インク供給管 １０１ ノズルプレート １０２ ノズル １０５ 圧力室 １０６ インク供給口 １０７ 流路基板 １０８ 圧力板 １１１ 固定部材 １２１ 支持基板 １２２ 圧電素子 １３０ 封止部材
Claims (5)
- 【請求項１】 圧電素子および前記圧電素子を支持する
支持基板と前記圧電素子および前記支持基板およびノズ
ルと連通する圧力室を一つまたは複数含む流路基板と接
合されている固定部材を有し、且つ、前記圧電素子の変
位を利用してその変位方向に配接された前記圧力室の圧
力板を変位させて、前記圧力室内のインクを加圧し、ノ
ズルからインク滴を噴射するインクジェット記録ヘッド
であって、前記支持基板の前記固定部材との接合面に溝
を設けたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項２】 前記溝が圧電素子変位方向に垂直な方向
に複数配列されていることを特徴とする請求項１記載の
インクジェット記録ヘッド。 - 【請求項３】 前記溝が圧電素子変位方向に複数配列さ
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
ト記録ヘッド。 - 【請求項４】 前記溝が圧電素子変位方向と垂直な方向
に格子状に配列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記録ヘッド。 - 【請求項５】 前記溝内全体に接着剤を有し前記支持基
板と前記固定部材が接合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記録ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12014593A JP3213861B2 (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | インクジェット記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12014593A JP3213861B2 (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | インクジェット記録ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06328690A true JPH06328690A (ja) | 1994-11-29 |
| JP3213861B2 JP3213861B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=14779083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12014593A Expired - Fee Related JP3213861B2 (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | インクジェット記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3213861B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1031422A3 (en) * | 1994-03-03 | 2001-01-10 | Fujitsu Limited | Ink jet head |
| JP2011083706A (ja) * | 2009-10-15 | 2011-04-28 | Ulvac Japan Ltd | 印刷ヘッド及び吐出装置 |
-
1993
- 1993-05-21 JP JP12014593A patent/JP3213861B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1031422A3 (en) * | 1994-03-03 | 2001-01-10 | Fujitsu Limited | Ink jet head |
| JP2011083706A (ja) * | 2009-10-15 | 2011-04-28 | Ulvac Japan Ltd | 印刷ヘッド及び吐出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3213861B2 (ja) | 2001-10-02 |
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