JPH079682A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
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- JPH079682A JPH079682A JP14312593A JP14312593A JPH079682A JP H079682 A JPH079682 A JP H079682A JP 14312593 A JP14312593 A JP 14312593A JP 14312593 A JP14312593 A JP 14312593A JP H079682 A JPH079682 A JP H079682A
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- JP
- Japan
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- actuator
- groove
- flow path
- parallel flow
- ink jet
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 インクジェットヘッドのアクチュエータの高
集積化にともなって起こるアクチュエータの剛性低下，
応力集中を緩和する。 【構成】 圧電体２に溝８を設け、該溝８間で形成され
る凸部をアクチュエータ２ａとし、該アクチュエータ２
ａの変位を利用してインク滴を噴射して記録を行う。溝
８の底部の角部を無くし、従来、角部に生じていた応力
集中をなくす。
集積化にともなって起こるアクチュエータの剛性低下，
応力集中を緩和する。 【構成】 圧電体２に溝８を設け、該溝８間で形成され
る凸部をアクチュエータ２ａとし、該アクチュエータ２
ａの変位を利用してインク滴を噴射して記録を行う。溝
８の底部の角部を無くし、従来、角部に生じていた応力
集中をなくす。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、インクジェット記録装置におけ
るインクジェットヘッドに関し、より詳細には、ヘッド
の長期信頼性を向上させたインクジェットヘッドに関す
る。
るインクジェットヘッドに関し、より詳細には、ヘッド
の長期信頼性を向上させたインクジェットヘッドに関す
る。
【０００２】
【従来技術】図５は、従来のインクジェットヘッドの一
例を説明するための全体概略構成図で、図中、１は流路
板、２は圧電素子（ＰＺＴ）、３は基板、４はノズルプ
レート、５はＦＰＣ（フレキシブルプリントケーブ
ル）、６は共通液室、７は隔壁板で、周知のように、基
板３の上に圧電素子２が接合され、更に、その上に隔壁
板７を接合され、その上に流路板１が接合され、端面に
はノズルプレート４が接合され、該ノズルプレート４と
逆側の端面部においてはＦＰＣ５が接続されている。
例を説明するための全体概略構成図で、図中、１は流路
板、２は圧電素子（ＰＺＴ）、３は基板、４はノズルプ
レート、５はＦＰＣ（フレキシブルプリントケーブ
ル）、６は共通液室、７は隔壁板で、周知のように、基
板３の上に圧電素子２が接合され、更に、その上に隔壁
板７を接合され、その上に流路板１が接合され、端面に
はノズルプレート４が接合され、該ノズルプレート４と
逆側の端面部においてはＦＰＣ５が接続されている。
【０００３】図６は、図５のVI-VI線断面図で、図中、
１ａはインク流路板に形成されたインク流路、２ａは圧
電素子２のアクチュエータ部、８は圧電素子２に設けら
れた凹溝で、この凹溝８によって圧電素子２に凸部２ａ
を形成し、この凸部２ａをインク流路１ａに対向して配
設するようにしている。溝８はダイシングマシンをもち
いてダイアモンドソー等により加工される。溝８には必
要に応じて粘度の低い充填剤を充填し、アクチュエータ
部の振動の減衰を早めさせてもよい。なお、図には、ア
クチュエータ２ａを連続して形成した例を示したが、図
７に示すように、アクチュエータ部２ａと隔壁部（非駆
動凸部）２ｂとを交互に形成するようにしてもよい。
１ａはインク流路板に形成されたインク流路、２ａは圧
電素子２のアクチュエータ部、８は圧電素子２に設けら
れた凹溝で、この凹溝８によって圧電素子２に凸部２ａ
を形成し、この凸部２ａをインク流路１ａに対向して配
設するようにしている。溝８はダイシングマシンをもち
いてダイアモンドソー等により加工される。溝８には必
要に応じて粘度の低い充填剤を充填し、アクチュエータ
部の振動の減衰を早めさせてもよい。なお、図には、ア
クチュエータ２ａを連続して形成した例を示したが、図
７に示すように、アクチュエータ部２ａと隔壁部（非駆
動凸部）２ｂとを交互に形成するようにしてもよい。
【０００４】前述のようなインクジェットヘッドは、ア
クチュエータ２ａ上に各々インク液室１ａが配され、隔
壁板７を介して接着剤により接合されている。液室１ａ
を構成する流路板１の材質は、シリコン，セラミック
（ガラス），樹脂（例えばＰＣ（ポリカーボネート），
ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド），ＰＥＮ（ポリ
エチレンナフタレート），ＰＥＳ（ポリエーテルサルホ
ン），アラミド，液晶ポリマーなど）が使用可能であ
る。
クチュエータ２ａ上に各々インク液室１ａが配され、隔
壁板７を介して接着剤により接合されている。液室１ａ
を構成する流路板１の材質は、シリコン，セラミック
（ガラス），樹脂（例えばＰＣ（ポリカーボネート），
ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド），ＰＥＮ（ポリ
エチレンナフタレート），ＰＥＳ（ポリエーテルサルホ
ン），アラミド，液晶ポリマーなど）が使用可能であ
る。
【０００５】ここで、アクチュエータ２ａと流路板１は
熱膨張率に違いがあるため、加熱接合すると、応力が残
留したまま接合される。前述のごときヘッド構成におい
て、応力が最も集中するのは、アクチュエータ２ａと圧
電素子２との付け根付近と考えられる。実際に、擬似的
なヘッドに温度変化（−３０℃から７０℃）を加えた時
に、圧電素子２に欠損が生じる。また、数値計算によっ
てもアクチュェータ２ａの付け根部に応力が集中すると
いう結果が得られている。
熱膨張率に違いがあるため、加熱接合すると、応力が残
留したまま接合される。前述のごときヘッド構成におい
て、応力が最も集中するのは、アクチュエータ２ａと圧
電素子２との付け根付近と考えられる。実際に、擬似的
なヘッドに温度変化（−３０℃から７０℃）を加えた時
に、圧電素子２に欠損が生じる。また、数値計算によっ
てもアクチュェータ２ａの付け根部に応力が集中すると
いう結果が得られている。
【０００６】図８は、従来のインクジェットヘッドの他
の例を説明するための断面概略構成図で、このインクジ
ェットヘッドは、図示のように、前記圧電素子２とイン
ク液室１ａを剛性部材９により押さえる構造になってい
る。このようにすると、圧電素子２は、接着剤等による
接合がされていないため、温度変化に対する応力集中が
改善される。しかし、圧電素子２の厚み方向の微小変位
をエネルギーとして十分に取り込むためには、圧電素子
２とインク液室１ａの密着性を上げなければならず、そ
のためには、アクチュエータ２ａの付け根部にはかなり
の荷重をかけなければならない。
の例を説明するための断面概略構成図で、このインクジ
ェットヘッドは、図示のように、前記圧電素子２とイン
ク液室１ａを剛性部材９により押さえる構造になってい
る。このようにすると、圧電素子２は、接着剤等による
接合がされていないため、温度変化に対する応力集中が
改善される。しかし、圧電素子２の厚み方向の微小変位
をエネルギーとして十分に取り込むためには、圧電素子
２とインク液室１ａの密着性を上げなければならず、そ
のためには、アクチュエータ２ａの付け根部にはかなり
の荷重をかけなければならない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
インクジェットヘッドのアクチュエータ２ａは、圧電素
子２に凹溝８を微細加工し、高集積化しているが、さら
に高集積化を進めると、更にアクチュエータ２ａは細く
なるため、微細加工後の圧電素子の剛性が大きな問題と
なる。また、圧電素子２に接するようにインク液室１ａ
を設置する場合、構成材料の熱膨張係数等の違いによ
り、接合後に応力集中がおこる。特に、アクチュエータ
２ａと圧電素子２との付け根付近は最も応力が集中し、
過酷な環境に置かれた場合、圧電素子２を破損し、もし
くは圧電素子２の歪みにより液吐出特性に変化を引き起
こす。本発明では、上述したような凹溝８を有する圧電
素子２の剛性を保ち、アクチュエータ２ａと圧電素子２
との付け根付近に応力が集中せず、信頼性の高い安定し
た液吐出をするインクジェットヘッドを提供することを
目的とする。
インクジェットヘッドのアクチュエータ２ａは、圧電素
子２に凹溝８を微細加工し、高集積化しているが、さら
に高集積化を進めると、更にアクチュエータ２ａは細く
なるため、微細加工後の圧電素子の剛性が大きな問題と
なる。また、圧電素子２に接するようにインク液室１ａ
を設置する場合、構成材料の熱膨張係数等の違いによ
り、接合後に応力集中がおこる。特に、アクチュエータ
２ａと圧電素子２との付け根付近は最も応力が集中し、
過酷な環境に置かれた場合、圧電素子２を破損し、もし
くは圧電素子２の歪みにより液吐出特性に変化を引き起
こす。本発明では、上述したような凹溝８を有する圧電
素子２の剛性を保ち、アクチュエータ２ａと圧電素子２
との付け根付近に応力が集中せず、信頼性の高い安定し
た液吐出をするインクジェット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】本発明は、上記課題を解
決するために、圧電体に溝を設け、該溝間で形成される
凸部をアクチュエータとし、該凸部に対応して平行流路
を設け、前記アクチュエータを前記平行流路の面に対し
て垂直な方向に厚み変位させることにより、前記平行流
路に連通したノズルから液滴を噴射させるインクジェッ
ト記録装置において、（１）隣接するアクチュエータ間
もしくはアクチュエータと隣接する非駆動凸部間の溝面
に角部がないこと、或いは、（２）隣接するアクチュエ
ータ間もしくはアクチュエータと隣接する非駆動凸部間
の溝が底に行くほど細くなり、溝面に角部がないこと、
或いは、（３）隣接するアクチュエータ間もしくはアク
チュエータと隣接する非駆動凸部間の溝が２段以上の段
差溝になっていることを特徴とするものである。
決するために、圧電体に溝を設け、該溝間で形成される
凸部をアクチュエータとし、該凸部に対応して平行流路
を設け、前記アクチュエータを前記平行流路の面に対し
て垂直な方向に厚み変位させることにより、前記平行流
路に連通したノズルから液滴を噴射させるインクジェッ
ト記録装置において、（１）隣接するアクチュエータ間
もしくはアクチュエータと隣接する非駆動凸部間の溝面
に角部がないこと、或いは、（２）隣接するアクチュエ
ータ間もしくはアクチュエータと隣接する非駆動凸部間
の溝が底に行くほど細くなり、溝面に角部がないこと、
或いは、（３）隣接するアクチュエータ間もしくはアク
チュエータと隣接する非駆動凸部間の溝が２段以上の段
差溝になっていることを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】圧電素子に設けた溝面に角を設けないか、また
は、テーパ形状にするか、または、２段以上の段差にす
るか等して集中応力のできる部分を無くす。
は、テーパ形状にするか、または、２段以上の段差にす
るか等して集中応力のできる部分を無くす。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明におけるインクジェットヘッ
ドの一実施例を説明するための要部拡大断面図で、図
中、図５乃至図８に示した従来技術と同様の作用をする
部分には、図５乃至図８の場合と同一の参照番号が付し
てある。而して、本実施例においては、アクチュエータ
２ａを形成するため、圧電素子２に加工された凹溝８に
は角部がなく、該凹溝８の底は凹溝８にあわせた半円型
の形状をしている。これは、溝加工時に用いるダイアモ
ンドソーの刃先をあらかじめ半円形状にしておくことに
より、容易に達成される。これにより凹溝８の溝面に角
部が無くなり、従来技術において角部に集中していた応
力を分散させることができ、耐久性を大幅に向上させる
ことができる。
ドの一実施例を説明するための要部拡大断面図で、図
中、図５乃至図８に示した従来技術と同様の作用をする
部分には、図５乃至図８の場合と同一の参照番号が付し
てある。而して、本実施例においては、アクチュエータ
２ａを形成するため、圧電素子２に加工された凹溝８に
は角部がなく、該凹溝８の底は凹溝８にあわせた半円型
の形状をしている。これは、溝加工時に用いるダイアモ
ンドソーの刃先をあらかじめ半円形状にしておくことに
より、容易に達成される。これにより凹溝８の溝面に角
部が無くなり、従来技術において角部に集中していた応
力を分散させることができ、耐久性を大幅に向上させる
ことができる。
【００１１】図２は、本発明におけるインクジェットヘ
ッドの他の実施例を説明するための要部概略断面図で、
この実施例は、アクチュエータ２ａを形成するため、圧
電素子２に加工された凹溝８には角部がなく、従来技術
における底部角部がＲ面取りされている。これは、凹部
加工時に用いるダイアモンドソーの刃先をあらかじめＲ
面取りして形成したことにより、容易に達成される。こ
の実施例も、前記実施例と同様、従来技術において角部
に集中していた応力を分散させ、耐久性を大幅に向上さ
せることができる。
ッドの他の実施例を説明するための要部概略断面図で、
この実施例は、アクチュエータ２ａを形成するため、圧
電素子２に加工された凹溝８には角部がなく、従来技術
における底部角部がＲ面取りされている。これは、凹部
加工時に用いるダイアモンドソーの刃先をあらかじめＲ
面取りして形成したことにより、容易に達成される。こ
の実施例も、前記実施例と同様、従来技術において角部
に集中していた応力を分散させ、耐久性を大幅に向上さ
せることができる。
【００１２】図３は、本発明におけるインクジェットヘ
ッドの更に他の実施例を説明するための要部概略断面図
で、この実施例は、アクチュエータ２ａを形成するた
め、圧電素子２に加工された凹溝８が底に行くほど細く
なり、先端が弧状になっている。この凹溝８の形状は、
加工時に用いるダイアモンドソーの刃先をあらかじめテ
ーパ形状にし、先端部を弧状にしておくことにより達成
することができる。これにより、アクチュエータ２ａの
付け根部分の太さが太くなり、更には、集中応力もおき
ないので、破損等が起こりにくい。
ッドの更に他の実施例を説明するための要部概略断面図
で、この実施例は、アクチュエータ２ａを形成するた
め、圧電素子２に加工された凹溝８が底に行くほど細く
なり、先端が弧状になっている。この凹溝８の形状は、
加工時に用いるダイアモンドソーの刃先をあらかじめテ
ーパ形状にし、先端部を弧状にしておくことにより達成
することができる。これにより、アクチュエータ２ａの
付け根部分の太さが太くなり、更には、集中応力もおき
ないので、破損等が起こりにくい。
【００１３】図４は、本発明におけるインクジェットヘ
ッドの更に他の実施例を説明するための要部断面図で、
この実施例は、アクチュエータ２ａを形成するため、圧
電素子２に加工する溝８を２段構成し、これにより、ア
クチュエータ２ａの付け根部分の太さが太くして、剛性
をまし、破損等を起こしにくくしたものである。この２
段構成の溝８は、加工時に用いるダイアモンドソーの刃
先をあらかじめ２段構成にしておくか、もしくは、第一
段階として細いダイアモンドソーにより深い溝８1を形
成し、つぎに太いダイアモンドソーにより浅い溝８2を
形成してもよい。なお、段数は、ヘッドのインク吐出特
性に応じて２段以上でも差し支えない。
ッドの更に他の実施例を説明するための要部断面図で、
この実施例は、アクチュエータ２ａを形成するため、圧
電素子２に加工する溝８を２段構成し、これにより、ア
クチュエータ２ａの付け根部分の太さが太くして、剛性
をまし、破損等を起こしにくくしたものである。この２
段構成の溝８は、加工時に用いるダイアモンドソーの刃
先をあらかじめ２段構成にしておくか、もしくは、第一
段階として細いダイアモンドソーにより深い溝８1を形
成し、つぎに太いダイアモンドソーにより浅い溝８2を
形成してもよい。なお、段数は、ヘッドのインク吐出特
性に応じて２段以上でも差し支えない。
【００１４】
請求項１に対応する効果：インクジェットヘッドにおけ
る隣接アクチュエータ間もしくはアクチュエータと隣接
非駆動凸部間の溝部に角部がないので、溝部の応力集中
を防ぎ、さらには、凸部の保持強度を強くし、耐久性の
高いインクジェットヘッドを提供することができる。 請求項２に対応する効果：インクジェットヘッドにおけ
る隣接アクチュエータ間もしくはアクチュエータと隣接
非駆動凸部間の溝部がテーパ形状溝になっているので、
溝部の応力集中を防ぎ、さらには凸部の保持強度を強く
し、耐久性の高いインクジェットヘッドを提供すること
ができる。 請求項３に対応する効果：インクジェットヘッドにおけ
る隣接アクチュエータ間もしくはアクチュエータと隣接
非駆動凸部間の溝部が２段以上の段差溝になっているの
で、溝部の応力集中を防ぎ、さらには凸部の保持強度を
強くし、耐久性の高いインクジェットヘッドを提供する
ことができる。
る隣接アクチュエータ間もしくはアクチュエータと隣接
非駆動凸部間の溝部に角部がないので、溝部の応力集中
を防ぎ、さらには、凸部の保持強度を強くし、耐久性の
高いインクジェットヘッドを提供することができる。 請求項２に対応する効果：インクジェットヘッドにおけ
る隣接アクチュエータ間もしくはアクチュエータと隣接
非駆動凸部間の溝部がテーパ形状溝になっているので、
溝部の応力集中を防ぎ、さらには凸部の保持強度を強く
し、耐久性の高いインクジェットヘッドを提供すること
ができる。 請求項３に対応する効果：インクジェットヘッドにおけ
る隣接アクチュエータ間もしくはアクチュエータと隣接
非駆動凸部間の溝部が２段以上の段差溝になっているの
で、溝部の応力集中を防ぎ、さらには凸部の保持強度を
強くし、耐久性の高いインクジェットヘッドを提供する
ことができる。
【図１】 本発明の一実施例を説明するための要部拡大
断面図である。
断面図である。
【図２】 本発明の他の実施例を説明するための要部拡
大断面図である。
大断面図である。
【図３】 本発明の他の実施例を説明するための要部拡
大断面図である。
大断面図である。
【図４】 本発明の更に他の実施例を説明するための要
部拡大断面図である。
部拡大断面図である。
【図５】 従来インクジェットヘッドの概略構成図であ
る。
る。
【図６】 従来インクジェットヘッドの流路列方向にお
ける断面の一例を示す図である。
ける断面の一例を示す図である。
【図７】 従来インクジェットヘッドの流路列方向にお
ける断面の他の例を示す図である。
ける断面の他の例を示す図である。
【図８】 従来インクジェットヘッドの流路列方向にお
ける断面の更に他の例を示した図である。
ける断面の更に他の例を示した図である。
１…流路板、１ａ…インク室、２…圧電素子、２ａ…ア
クチュエータ、２ｂ…隔壁部（非駆動凸部）、３…基
板、４…ノズルプレート、５…ＦＰＣ、６…共通液室、
７…隔壁板、８…溝、９…剛性部材。
クチュエータ、２ｂ…隔壁部（非駆動凸部）、３…基
板、４…ノズルプレート、５…ＦＰＣ、６…共通液室、
７…隔壁板、８…溝、９…剛性部材。
Claims (3)
- 【請求項１】 圧電体に溝を設け、該溝間で形成される
凸部をアクチュエータとし、該凸部に対応して平行流路
を設け、前記アクチュエータを前記平行流路の面に対し
て垂直な方向に厚み変位させることにより、前記平行流
路に連通したノズルから液滴を噴射させるインクジェッ
ト記録装置において、隣接するアクチュエータ間もしく
はアクチュエータと隣接する非駆動凸部間の溝面に角部
がないことを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項２】 圧電体に溝を設け、該溝間で形成される
凸部をアクチュエータとし、該凸部に対応して平行流路
を設け、前記アクチュエータを前記平行流路の面に対し
て垂直な方向に厚み変位させることにより、前記平行流
路に連通したノズルから液滴を噴射させるインクジェッ
ト記録装置において、隣接するアクチュエータ間もしく
はアクチュエータと隣接する非駆動凸部間の溝が底に行
くほど細くなり、溝面に角部がないことを特徴とするイ
ンクジェットヘッド。 - 【請求項３】 圧電体に溝を設け、該溝間で形成される
凸部をアクチュエータとし、該凸部に対応して平行流路
を設け、前記アクチュエータを前記平行流路の面に対し
て垂直な方向に厚み変位させることにより、前記平行流
路に連通したノズルから液滴を噴射させるインクジェッ
ト記録装置において、隣接するアクチュエータ間もしく
はアクチュエータと隣接する非駆動凸部間の溝が２段以
上の段差溝になっていることを特徴とするインクジェッ
トヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14312593A JPH079682A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14312593A JPH079682A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH079682A true JPH079682A (ja) | 1995-01-13 |
Family
ID=15331501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14312593A Pending JPH079682A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079682A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6361152B1 (en) | 1998-05-14 | 2002-03-26 | Nec Corporation | Ink jet head and method of fabrication thereof |
| US6938985B2 (en) | 2002-07-30 | 2005-09-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Slotted substrate and method of making |
-
1993
- 1993-06-15 JP JP14312593A patent/JPH079682A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6361152B1 (en) | 1998-05-14 | 2002-03-26 | Nec Corporation | Ink jet head and method of fabrication thereof |
| US6938985B2 (en) | 2002-07-30 | 2005-09-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Slotted substrate and method of making |
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