JPH0687213A - インクジェットプリンタヘッド - Google Patents
インクジェットプリンタヘッドInfo
- Publication number
- JPH0687213A JPH0687213A JP23721392A JP23721392A JPH0687213A JP H0687213 A JPH0687213 A JP H0687213A JP 23721392 A JP23721392 A JP 23721392A JP 23721392 A JP23721392 A JP 23721392A JP H0687213 A JPH0687213 A JP H0687213A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermal expansion
- orifice plate
- coefficient
- members
- piezoelectric element
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数の部材により積層形成されたインクジェ
ットプリンタヘッドにて、半田付された各部材間の半田
層で亀裂を起こさせず、各部材を剥離させない。 【構成】 オリフィスプレート１２と圧電素子１４との
間に積層配置され、半田付されるラミネート部材Ａ〜Ｄ
に、その熱膨張係数がオリフィスプレート１２の熱膨張
係数と圧電素子１４との間のものを用い、更に、オリフ
ィスプレート１２からの積層配置順にオリフィスプレー
ト１２の熱膨張係数から圧電素子１４の熱膨張係数に段
階的に近づくようにする。
ットプリンタヘッドにて、半田付された各部材間の半田
層で亀裂を起こさせず、各部材を剥離させない。 【構成】 オリフィスプレート１２と圧電素子１４との
間に積層配置され、半田付されるラミネート部材Ａ〜Ｄ
に、その熱膨張係数がオリフィスプレート１２の熱膨張
係数と圧電素子１４との間のものを用い、更に、オリフ
ィスプレート１２からの積層配置順にオリフィスプレー
ト１２の熱膨張係数から圧電素子１４の熱膨張係数に段
階的に近づくようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
タヘッドに関する。
タヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、インクジェットプリンタヘッド
は、オリフィスプレートに複数形成されたインクの吐出
口から適宜滴状のインクを吐出して、その吐出されたイ
ンクにより用紙上に画像を形成させるインクジェットプ
リンタに用いられるものとして知られている。
は、オリフィスプレートに複数形成されたインクの吐出
口から適宜滴状のインクを吐出して、その吐出されたイ
ンクにより用紙上に画像を形成させるインクジェットプ
リンタに用いられるものとして知られている。
【０００３】このような従来のインクジェットプリンタ
ヘッドは、ニッケルでできているオリフィスプレートか
ら順に、４２パーセントのニッケルを含有するニッケル
−鉄合金（以下４２合金と称する）でできている４種類
のラミネート部材、セラミックスでできている圧電素
子、４２合金でできている２種類のラミネート部材が積
層配置された構成をしており、これら部材の積層によ
り、インクの供給経路やアクチュエータ等を形成してい
る。
ヘッドは、ニッケルでできているオリフィスプレートか
ら順に、４２パーセントのニッケルを含有するニッケル
−鉄合金（以下４２合金と称する）でできている４種類
のラミネート部材、セラミックスでできている圧電素
子、４２合金でできている２種類のラミネート部材が積
層配置された構成をしており、これら部材の積層によ
り、インクの供給経路やアクチュエータ等を形成してい
る。
【０００４】この８枚の各部材間の固着は、前記各ラミ
ネート部材に半田メッキを施した後、８枚の部材を所定
の順序で積層配置し、その後、その各部材を半田融点以
上の温度に加熱して半田付することにより行われてい
た。
ネート部材に半田メッキを施した後、８枚の部材を所定
の順序で積層配置し、その後、その各部材を半田融点以
上の温度に加熱して半田付することにより行われてい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オリフ
ィスプレート（ニッケル）とラミネート部材（４２合
金）と圧電素子（セラミックス）とはそれぞれ熱膨張率
が異なっている。これらの熱膨張係数は、オリフィスプ
レートが１２．７×１０-6［１／℃］、ラミネート部材
が４．３５×１０-6［１／℃］、圧電素子が２．８×１
０-6［１／℃］となっている。
ィスプレート（ニッケル）とラミネート部材（４２合
金）と圧電素子（セラミックス）とはそれぞれ熱膨張率
が異なっている。これらの熱膨張係数は、オリフィスプ
レートが１２．７×１０-6［１／℃］、ラミネート部材
が４．３５×１０-6［１／℃］、圧電素子が２．８×１
０-6［１／℃］となっている。
【０００６】従って、部材間で半田付するために部材を
半田融点以上の温度に加熱した後、常温まで冷却する
と、熱膨張係数の差が大きいオリフィスプレートとラミ
ネート部材とは互いに収縮量が大きく異なるので、オリ
フィスプレートとラミネート部材との間の半田層で亀裂
が生じ、オリフィスプレートがラミネート部材から剥離
してしまうことがあった。
半田融点以上の温度に加熱した後、常温まで冷却する
と、熱膨張係数の差が大きいオリフィスプレートとラミ
ネート部材とは互いに収縮量が大きく異なるので、オリ
フィスプレートとラミネート部材との間の半田層で亀裂
が生じ、オリフィスプレートがラミネート部材から剥離
してしまうことがあった。
【０００７】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、接合された各部材間で亀裂が発
生することなく、各部材が剥離しないインクジェットプ
リンタヘッドを提供することを目的とする。
になされたものであり、接合された各部材間で亀裂が発
生することなく、各部材が剥離しないインクジェットプ
リンタヘッドを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のインクジェットプリンタヘッドは、インクが
吐出する吐出口を有するオリフィスプレートと、そのオ
リフィスプレートとは熱膨張率が異なり、前記吐出口と
連通したインク室に圧力を付加するための圧電素子と、
オリフィスプレートと圧電素子との間に配置されると共
に、加熱すると溶融し、且つ常温で凝固する固着材を用
いて互いに固着される複数枚のラミネート部材とを有し
ており、複数枚のラミネート部材は、オリフィスプレー
トの熱膨張率と圧電素子の熱膨張率との間の異なる熱膨
張率を有していて、それらの熱膨張率がオリフィスプレ
ートの熱膨張率から圧電素子の熱膨張率に段階的に近づ
くように配置されている。
に本発明のインクジェットプリンタヘッドは、インクが
吐出する吐出口を有するオリフィスプレートと、そのオ
リフィスプレートとは熱膨張率が異なり、前記吐出口と
連通したインク室に圧力を付加するための圧電素子と、
オリフィスプレートと圧電素子との間に配置されると共
に、加熱すると溶融し、且つ常温で凝固する固着材を用
いて互いに固着される複数枚のラミネート部材とを有し
ており、複数枚のラミネート部材は、オリフィスプレー
トの熱膨張率と圧電素子の熱膨張率との間の異なる熱膨
張率を有していて、それらの熱膨張率がオリフィスプレ
ートの熱膨張率から圧電素子の熱膨張率に段階的に近づ
くように配置されている。
【０００９】
【作用】上記の構成を有する本発明のインクジェットプ
リンタヘッドでは、オリフィスプレートはインクが吐出
される吐出口を有している。また、圧電素子は、オリフ
ィスプレートとは熱膨張率が異なっており、前記吐出口
と連通したインク室に圧力を付加させる。また、複数枚
のラミネート部材は、オリフィスプレートの熱膨張率と
圧電素子の熱膨張率との間の異なる熱膨張率を有してい
て、それらの熱膨張率がオリフィスプレートの熱膨張率
から圧電素子の熱膨張率に段階的に近づくようにオリフ
ィスプレートと圧電素子との間に配置されると共に、そ
の状態で固着材にて固着される。
リンタヘッドでは、オリフィスプレートはインクが吐出
される吐出口を有している。また、圧電素子は、オリフ
ィスプレートとは熱膨張率が異なっており、前記吐出口
と連通したインク室に圧力を付加させる。また、複数枚
のラミネート部材は、オリフィスプレートの熱膨張率と
圧電素子の熱膨張率との間の異なる熱膨張率を有してい
て、それらの熱膨張率がオリフィスプレートの熱膨張率
から圧電素子の熱膨張率に段階的に近づくようにオリフ
ィスプレートと圧電素子との間に配置されると共に、そ
の状態で固着材にて固着される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１１】図１は、プリンタヘッド１０を構成する各
部材の積層構造を示す説明図である。また、図２は、プ
リンタヘッド１０の前面図及び後面図である。更に、図
３は、プリンタヘッド１０を構成する各部材の材質及び
熱膨張係数を表にして表わした図である。
部材の積層構造を示す説明図である。また、図２は、プ
リンタヘッド１０の前面図及び後面図である。更に、図
３は、プリンタヘッド１０を構成する各部材の材質及び
熱膨張係数を表にして表わした図である。
【００１２】プリンタヘッド１０は、図１に示すよう
に、前面側から後面側に向かって順にオリフィスプレー
ト１２、ラミネート部材Ａ、ラミネート部材Ｂ、ラミネ
ート部材Ｃ、ラミネート部材Ｄ、圧電素子１４、ラミネ
ート部材Ｅ、ラミネート部材Ｆが積層配置され、各部材
は半田付され固定されている。
に、前面側から後面側に向かって順にオリフィスプレー
ト１２、ラミネート部材Ａ、ラミネート部材Ｂ、ラミネ
ート部材Ｃ、ラミネート部材Ｄ、圧電素子１４、ラミネ
ート部材Ｅ、ラミネート部材Ｆが積層配置され、各部材
は半田付され固定されている。
【００１３】前記オリフィスプレート１２は、厚さ５０
［μｍ］のニッケル材で形成されており、図２（ａ）に
示すように、ラミネート部材Ａの上下方向のほぼ中央に
配置されて、プリンタヘッド１０内のインクが吐出され
る吐出口１６が横方向へ１列に間隔をおいて形成されて
いる。このオリフィスプレート１２は、図３に示すよう
に、その熱膨張係数が１２．７×１０-6［１／℃］とな
っている。
［μｍ］のニッケル材で形成されており、図２（ａ）に
示すように、ラミネート部材Ａの上下方向のほぼ中央に
配置されて、プリンタヘッド１０内のインクが吐出され
る吐出口１６が横方向へ１列に間隔をおいて形成されて
いる。このオリフィスプレート１２は、図３に示すよう
に、その熱膨張係数が１２．７×１０-6［１／℃］とな
っている。
【００１４】前記ラミネート部材Ａは、厚さ７５［μ
ｍ］の５２パーセントのニッケルを含有するニッケル−
鉄合金（以下５２合金と称する）材で形成され、前記１
列に形成されたある吐出口１６からインクを吐出させる
時に、その隣の吐出口１６からのインクが吐出するのを
防止する役割を果たしている。このラミネート部材Ａ
は、その熱膨張係数が９．９×１０-6〜１０．４×１０
-6［１／℃］となっている。
ｍ］の５２パーセントのニッケルを含有するニッケル−
鉄合金（以下５２合金と称する）材で形成され、前記１
列に形成されたある吐出口１６からインクを吐出させる
時に、その隣の吐出口１６からのインクが吐出するのを
防止する役割を果たしている。このラミネート部材Ａ
は、その熱膨張係数が９．９×１０-6〜１０．４×１０
-6［１／℃］となっている。
【００１５】前記ラミネート部材Ｂは、厚さ７５［μ
ｍ］の４２パーセントのニッケル及び６パーセントのク
ロムを含有するニッケル−クロム−鉄合金（以下４２−
６合金と称する）材で形成されており、インクを吐出口
１６へ導く経路を形成している。このラミネート部材Ｂ
は、その熱膨張係数が８．５×１０-6〜９．２×１０-6
［１／℃］となっている。
ｍ］の４２パーセントのニッケル及び６パーセントのク
ロムを含有するニッケル−クロム−鉄合金（以下４２−
６合金と称する）材で形成されており、インクを吐出口
１６へ導く経路を形成している。このラミネート部材Ｂ
は、その熱膨張係数が８．５×１０-6〜９．２×１０-6
［１／℃］となっている。
【００１６】前記ラミネート部材Ｃは、厚さ２５０［μ
ｍ］の２９パーセントのニッケル及び１７パーセントの
コバルトを含有するニッケル−コバルト−鉄合金（以下
２９−１７合金と称する）材で形成されており、プリン
タヘッド１０の剛性を高める役割を果たしている。この
ラミネート部材Ｃは、その熱膨張係数が４．６×１０-6
〜５．２×１０-6［１／℃］となっている。
ｍ］の２９パーセントのニッケル及び１７パーセントの
コバルトを含有するニッケル−コバルト−鉄合金（以下
２９−１７合金と称する）材で形成されており、プリン
タヘッド１０の剛性を高める役割を果たしている。この
ラミネート部材Ｃは、その熱膨張係数が４．６×１０-6
〜５．２×１０-6［１／℃］となっている。
【００１７】前記ラミネート部材Ｄは、厚さ７５［μ
ｍ］の４２合金材で形成されており、圧電素子１４及び
ラミネート部材Ｃと共にインク室を形成する役割を果た
している。このラミネート部材Ｄは、その熱膨張係数が
４．３５×１０-6［１／℃］となっている。
ｍ］の４２合金材で形成されており、圧電素子１４及び
ラミネート部材Ｃと共にインク室を形成する役割を果た
している。このラミネート部材Ｄは、その熱膨張係数が
４．３５×１０-6［１／℃］となっている。
【００１８】前記圧電素子１４は、厚さ２５０［μｍ］
のセラミックス材で形成されており、インクの吐出口１
６から吐出させるための吐出力を発生させる役割を果た
している。この圧電素子１４は、その熱膨張係数が２．
８×１０-6［１／℃］となっている。
のセラミックス材で形成されており、インクの吐出口１
６から吐出させるための吐出力を発生させる役割を果た
している。この圧電素子１４は、その熱膨張係数が２．
８×１０-6［１／℃］となっている。
【００１９】前記ラミネート部材Ｅは、厚さ７００［μ
ｍ］の４２合金材で形成されており、圧電素子１４を支
持する。このラミネート部材Ｅは、その熱膨張係数が
４．３５×１０-6［１／℃］となっている。
ｍ］の４２合金材で形成されており、圧電素子１４を支
持する。このラミネート部材Ｅは、その熱膨張係数が
４．３５×１０-6［１／℃］となっている。
【００２０】前記ラミネート部材Ｆは、厚さ５００［μ
ｍ］の４２合金材で形成されており、図２（ｂ）に示す
ように、プリンタヘッド１０後面の上下にそれぞれ配置
されて、インクを各インク室へ分配する役割を果たして
いる。このラミネート部材Ｆは、その熱膨張係数が４．
３５×１０-6［１／℃］となっている。
ｍ］の４２合金材で形成されており、図２（ｂ）に示す
ように、プリンタヘッド１０後面の上下にそれぞれ配置
されて、インクを各インク室へ分配する役割を果たして
いる。このラミネート部材Ｆは、その熱膨張係数が４．
３５×１０-6［１／℃］となっている。
【００２１】このようにオリフィスプレート１２と圧電
素子１４との間に配置されたラミネート部材Ａ〜ラミネ
ート部材Ｄは、その熱膨張係数がオリフィスプレート１
２の熱膨張係数と圧電素子１４との間にあり、更に、オ
リフィスプレート１２の熱膨張係数から圧電素子１４の
熱膨張係数に段階的に近づくように配置されている。
素子１４との間に配置されたラミネート部材Ａ〜ラミネ
ート部材Ｄは、その熱膨張係数がオリフィスプレート１
２の熱膨張係数と圧電素子１４との間にあり、更に、オ
リフィスプレート１２の熱膨張係数から圧電素子１４の
熱膨張係数に段階的に近づくように配置されている。
【００２２】このような構成のプリンタヘッド１０の製
造方法について説明する。
造方法について説明する。
【００２３】まず、上記積層配置された各部材の内のラ
ミネート部材Ａ〜Ｆには、プリンタヘッド１０として組
み立てる前の状態、即ち、単体の状態で半田メッキが施
される。
ミネート部材Ａ〜Ｆには、プリンタヘッド１０として組
み立てる前の状態、即ち、単体の状態で半田メッキが施
される。
【００２４】そして、これら各部材を上述した順序で積
層して位置決めした後、それらを２５０℃程度まで加熱
すると、半田が溶融する。
層して位置決めした後、それらを２５０℃程度まで加熱
すると、半田が溶融する。
【００２５】この時、これら各部材は、常温時に比べて
それぞれ熱膨張しており、この熱膨張した状態で各部材
間が接合される。
それぞれ熱膨張しており、この熱膨張した状態で各部材
間が接合される。
【００２６】そして、その後、加熱された各部材を常温
まで冷却させると、溶融していた半田が凝固し、それに
より各部材が互いに固着される。
まで冷却させると、溶融していた半田が凝固し、それに
より各部材が互いに固着される。
【００２７】この時、それぞれの割合で熱膨張していた
各部材は、それぞれ熱膨張した割合と同じ割合で収縮す
る。そのため、隣合う各部材の収縮量の差だけそれらに
よる接合面に負荷が加わるが、オリフィスプレート１２
から圧電素子１４までの間の収縮量の差は、オリフィス
プレート１２とラミネート部材Ａとの接合面での収縮量
の差、ラミネート部材Ａとラミネート部材Ｂとの接合面
での収縮量の差、ラミネート部材Ｂとラミネート部材Ｃ
との接合面での収縮量の差、ラミネート部材Ｃとラミネ
ート部材Ｄとの接合面での収縮量の差及びラミネート部
材Ｄと圧電素子１４との接合面での収縮量の差にて分担
される。
各部材は、それぞれ熱膨張した割合と同じ割合で収縮す
る。そのため、隣合う各部材の収縮量の差だけそれらに
よる接合面に負荷が加わるが、オリフィスプレート１２
から圧電素子１４までの間の収縮量の差は、オリフィス
プレート１２とラミネート部材Ａとの接合面での収縮量
の差、ラミネート部材Ａとラミネート部材Ｂとの接合面
での収縮量の差、ラミネート部材Ｂとラミネート部材Ｃ
との接合面での収縮量の差、ラミネート部材Ｃとラミネ
ート部材Ｄとの接合面での収縮量の差及びラミネート部
材Ｄと圧電素子１４との接合面での収縮量の差にて分担
される。
【００２８】そして、この場合、分担された収縮量の差
が最も大きくなる所でもその差は熱膨張係数の差として
表わすと、４．６×１０-6［１／℃］であり、従来の熱
膨張率の差が最も大きいオリフィスプレート１２とラミ
ネート部材Ａとの間の熱膨張係数の差８．３５×１０-6
［１／℃］に対して約半分の値となり、従って、接合面
に亀裂がおこりにくく、各部材間の剥離も起こりにく
い。
が最も大きくなる所でもその差は熱膨張係数の差として
表わすと、４．６×１０-6［１／℃］であり、従来の熱
膨張率の差が最も大きいオリフィスプレート１２とラミ
ネート部材Ａとの間の熱膨張係数の差８．３５×１０-6
［１／℃］に対して約半分の値となり、従って、接合面
に亀裂がおこりにくく、各部材間の剥離も起こりにく
い。
【００２９】本発明は、以上詳述した実施例に限定され
るものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種
々の変更を加えることができる。
るものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種
々の変更を加えることができる。
【００３０】例えば、本実施例においてプリンタヘッド
１０を構成する各部材は、互いに半田付により接合さ
れ、固着されているが、半田以外の材料による鑞付にて
各部材を互いに接合してもよい。
１０を構成する各部材は、互いに半田付により接合さ
れ、固着されているが、半田以外の材料による鑞付にて
各部材を互いに接合してもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のインクジェットプリンタヘッドによれば、接合さ
れた各部材間の接合面で亀裂が起こらず、各部材が剥離
しないという効果がある。
発明のインクジェットプリンタヘッドによれば、接合さ
れた各部材間の接合面で亀裂が起こらず、各部材が剥離
しないという効果がある。
【図１】図１は、プリンタヘッドを構成する各部材の積
層構造を示す説明図である。
層構造を示す説明図である。
【図２】図２（ａ）は、プリンタヘッドの前面図であ
る。図２（ｂ）は、プリンタヘッドの後面図である。
る。図２（ｂ）は、プリンタヘッドの後面図である。
【図３】図３は、プリンタヘッドを構成する各部材の材
質及び熱膨張係数を表にして表わした図である。
質及び熱膨張係数を表にして表わした図である。
１０ プリンタヘッド １２ オリフィスプレート １４ 圧電素子 Ａ ラミネート部材 Ｂ ラミネート部材 Ｃ ラミネート部材 Ｄ ラミネート部材
Claims (1)
- 【請求項１】 インクが吐出する吐出口を有するオリフ
ィスプレートと、 そのオリフィスプレートとは熱膨張率が異なり、前記吐
出口と連通したインク室に圧力を付加するための圧電素
子と、 前記オリフィスプレートと圧電素子との間に配置される
と共に、加熱すると溶融し、且つ常温で凝固する固着材
を用いて互いに固着される複数枚のラミネート部材とを
有しており、 前記複数枚のラミネート部材は、オリフィスプレートの
熱膨張率と圧電素子の熱膨張率との間の異なる熱膨張率
を有していて、それらの熱膨張率がオリフィスプレート
の熱膨張率から圧電素子の熱膨張率に段階的に近づくよ
うに配置されていることを特徴とするインクジェットプ
リンタヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23721392A JPH0687213A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | インクジェットプリンタヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23721392A JPH0687213A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | インクジェットプリンタヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0687213A true JPH0687213A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=17012064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23721392A Pending JPH0687213A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | インクジェットプリンタヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0687213A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6074043A (en) * | 1996-11-08 | 2000-06-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Spray device for ink-jet printer having a multilayer membrane for ejecting ink |
| US6126272A (en) * | 1997-01-15 | 2000-10-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Ink spraying device for print head |
| JP2002225286A (ja) * | 2001-01-30 | 2002-08-14 | Brother Ind Ltd | インクジェットヘッドの製造方法 |
| EP1274583A1 (en) * | 2000-03-06 | 2003-01-15 | Silverbrook Research Pty. Limited | Thermal expansion compensation for printhead assemblies |
| US6796639B2 (en) | 2001-10-09 | 2004-09-28 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet print head |
-
1992
- 1992-09-04 JP JP23721392A patent/JPH0687213A/ja active Pending
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| US7284824B2 (en) | 2000-03-06 | 2007-10-23 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead assembly with support member for pagewidth printhead |
| US7055940B2 (en) | 2000-03-06 | 2006-06-06 | Silverbrook Research Pty Ltd | Pagewidth printhead assembly with a thermal equalization structure |
| US7380912B2 (en) | 2000-03-06 | 2008-06-03 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printer having stably mounted printhead |
| US7010456B2 (en) | 2000-03-06 | 2006-03-07 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead assembly with support shell for pagewidth printhead |
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