JPH08267763A - インクジェット記録ヘッドとこの製法 - Google Patents
インクジェット記録ヘッドとこの製法Info
- Publication number
- JPH08267763A JPH08267763A JP7112795A JP7112795A JPH08267763A JP H08267763 A JPH08267763 A JP H08267763A JP 7112795 A JP7112795 A JP 7112795A JP 7112795 A JP7112795 A JP 7112795A JP H08267763 A JPH08267763 A JP H08267763A
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- JP
- Japan
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- piezoelectric element
- piezoelectric
- bonded
- recording head
- nozzle
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Abstract
(57)【要約】
【目的】複数の流路とノズルの間隔が等しい記録ヘツド
のその間隔を狭くして記録ヘツドを小形化する。 【構成】基板１１ａの細長い加圧室１４ａを覆う圧電素
子２を、圧電素子の溶融液からチタン材の導電層１に細
長く析出させてシート１６ａに接着させる。
のその間隔を狭くして記録ヘツドを小形化する。 【構成】基板１１ａの細長い加圧室１４ａを覆う圧電素
子２を、圧電素子の溶融液からチタン材の導電層１に細
長く析出させてシート１６ａに接着させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、印字装置に用いられ
記録ヘッドの、記録ドットを密にする記録ヘッドとこの
製法に関する。
記録ヘッドの、記録ドットを密にする記録ヘッドとこの
製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この発明に関するインクジェット記録ヘ
ッドは構造が簡単で故障が少ないため、現在、プリンタ
やファクシミリなどに広く用いられている。図２はノズ
ルがたとえば５つ有る記録ヘッドの説明図で、(a) は一
部が断面の平面図、(b) はインク流路の断面図である。
図において、インク溜め１２および、複数の絞り１３，
加圧室１４，ノズル１５が設けられている合成樹脂製の
基板１１は、導電層１７を介して圧電素子１８が接合さ
れている振動板１６と接着されている。図示しないイン
ク供給孔からインクを気泡が残らないようにインク溜め
12を経て加圧室14まで満たして、図示しない手段により
電圧を加え、圧電素子18を加圧室14内に変形させ、絞り
13の流体抵抗を利用してインクをノズル15からインク点
として噴射させて印字・描画ができるように構成してい
た。
ッドは構造が簡単で故障が少ないため、現在、プリンタ
やファクシミリなどに広く用いられている。図２はノズ
ルがたとえば５つ有る記録ヘッドの説明図で、(a) は一
部が断面の平面図、(b) はインク流路の断面図である。
図において、インク溜め１２および、複数の絞り１３，
加圧室１４，ノズル１５が設けられている合成樹脂製の
基板１１は、導電層１７を介して圧電素子１８が接合さ
れている振動板１６と接着されている。図示しないイン
ク供給孔からインクを気泡が残らないようにインク溜め
12を経て加圧室14まで満たして、図示しない手段により
電圧を加え、圧電素子18を加圧室14内に変形させ、絞り
13の流体抵抗を利用してインクをノズル15からインク点
として噴射させて印字・描画ができるように構成してい
た。
【０００３】この圧電素子は厚さが数拾μｍの薄い焼結
体を切り餅のように切って用いるため、形は平らな直方
体であり二つの辺の長さ比を大きくすることは扱う時に
壊す可能性が高くなるためにできず、上記のように絞り
から加圧室までインク通路を設けて振動板の加圧室部だ
けに圧電素子を接着していた。また、このノズル径は数
拾μｍであり、現状では成形できないので、高出力のエ
キシマレーザーによって加工したり、電鋳によってノズ
ルを生じさせた電気メッキ層である薄い金属板を接着し
たりしていた。
体を切り餅のように切って用いるため、形は平らな直方
体であり二つの辺の長さ比を大きくすることは扱う時に
壊す可能性が高くなるためにできず、上記のように絞り
から加圧室までインク通路を設けて振動板の加圧室部だ
けに圧電素子を接着していた。また、このノズル径は数
拾μｍであり、現状では成形できないので、高出力のエ
キシマレーザーによって加工したり、電鋳によってノズ
ルを生じさせた電気メッキ層である薄い金属板を接着し
たりしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の構造では、圧電
素子でインクを加圧する領域が、前記の加圧室の部分の
みであったため、十分な吐出力を得るためには加圧室の
面積を一定値以上に大きくとる必要がある。そのため、
従来構造では加圧室寸法が制限要因となり各流路間の間
隔を詰めることが困難であった。また、圧電素子が形成
されていない振動板部分では、インク圧力により振動板
が逆方向に変形して吐出力を減殺するという不具合も生
じていた。
素子でインクを加圧する領域が、前記の加圧室の部分の
みであったため、十分な吐出力を得るためには加圧室の
面積を一定値以上に大きくとる必要がある。そのため、
従来構造では加圧室寸法が制限要因となり各流路間の間
隔を詰めることが困難であった。また、圧電素子が形成
されていない振動板部分では、インク圧力により振動板
が逆方向に変形して吐出力を減殺するという不具合も生
じていた。
【０００５】ノズル間隔は一般に印字のドット間隔と同
じであることが望ましいが、上記の理由から一般に加圧
室間隔が大きいため、加圧室からノズルに至る流路を引
き回したり、複数のノズル列を設ける等の工夫をする必
要が有りヘッド設計の制限要因となっていた。このた
め、各流路、加圧室の間隔を小さくする構成が望まれて
いた。
じであることが望ましいが、上記の理由から一般に加圧
室間隔が大きいため、加圧室からノズルに至る流路を引
き回したり、複数のノズル列を設ける等の工夫をする必
要が有りヘッド設計の制限要因となっていた。このた
め、各流路、加圧室の間隔を小さくする構成が望まれて
いた。
【０００６】この発明の課題は、前記の問題点を解決
し、インク吐出力が大きく、流路間隔を小さくすること
が可能なインクジェット記録ヘッドと、その製法を提供
することである。
し、インク吐出力が大きく、流路間隔を小さくすること
が可能なインクジェット記録ヘッドと、その製法を提供
することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、振動板に接
合した圧電素子の変形によって基板に設けた複数の加圧
室のインクを、絞りの流体抵抗の利用によってノズルか
ら噴射させる記録ヘッドにおいて、圧電素子は、絞りの
出口からノズルまでの流路をすべて加圧室とし、この加
圧室の振動板の表面に、圧電素子を密着される圧電層と
した構造であり、圧電層は水熱合成法またはガスデポジ
ション法によって形成されるものである。
合した圧電素子の変形によって基板に設けた複数の加圧
室のインクを、絞りの流体抵抗の利用によってノズルか
ら噴射させる記録ヘッドにおいて、圧電素子は、絞りの
出口からノズルまでの流路をすべて加圧室とし、この加
圧室の振動板の表面に、圧電素子を密着される圧電層と
した構造であり、圧電層は水熱合成法またはガスデポジ
ション法によって形成されるものである。
【０００８】また、この発明は、振動板に接合した圧電
素子の変形によって基板に設けた複数の加圧室のインク
を、絞りの流体抵抗の利用によってノズルから噴射させ
る記録ヘッドの製法であり、絞りの出口からノズルまで
の流路からなる加圧室の振動板の一層とする金属板の圧
電素子部以外をメタルマスクにて覆い、圧電素子を水熱
合成法またはガスデポジション法によって形成する製法
である。
素子の変形によって基板に設けた複数の加圧室のインク
を、絞りの流体抵抗の利用によってノズルから噴射させ
る記録ヘッドの製法であり、絞りの出口からノズルまで
の流路からなる加圧室の振動板の一層とする金属板の圧
電素子部以外をメタルマスクにて覆い、圧電素子を水熱
合成法またはガスデポジション法によって形成する製法
である。
【０００９】
【作用】この発明によれば、絞りの出口からノズルまで
の流路をすべて加圧室とし、この加圧室を形成する振動
板の表面に圧電素子を接合するため、圧電素子の変形に
よるインク噴射量が大で、従来品と同等のインク速度を
得るのに加圧室の幅を狭くでき、ノズル間隙も狭くでき
る。
の流路をすべて加圧室とし、この加圧室を形成する振動
板の表面に圧電素子を接合するため、圧電素子の変形に
よるインク噴射量が大で、従来品と同等のインク速度を
得るのに加圧室の幅を狭くでき、ノズル間隙も狭くでき
る。
【００１０】また、この発明によれば、たとえばＰＺＴ
と略すＰｂとＺｒとＴｉのセラミックスである圧電材の
溶けている成分が、高温高圧の熱水中の特殊な合成法で
ある水熱合成法によってチタンを含有した金属板にだけ
析出できることを利用し、非析出部を非チタン系の金属
で密着させてから圧電材を析出させて圧電素子を形成す
る。更に、この発明によれば、加熱された金属板が吹き
つけられるたとえばＰＺＴの超微粒子と密着できること
を利用し、非密着部をメタルマスクで覆ってから圧電材
の超微粒子を吹きつけて圧電素子を形成する。
と略すＰｂとＺｒとＴｉのセラミックスである圧電材の
溶けている成分が、高温高圧の熱水中の特殊な合成法で
ある水熱合成法によってチタンを含有した金属板にだけ
析出できることを利用し、非析出部を非チタン系の金属
で密着させてから圧電材を析出させて圧電素子を形成す
る。更に、この発明によれば、加熱された金属板が吹き
つけられるたとえばＰＺＴの超微粒子と密着できること
を利用し、非密着部をメタルマスクで覆ってから圧電材
の超微粒子を吹きつけて圧電素子を形成する。
【００１１】
【実施例】この発明の実施例を図１に示す。図におい
て、(a) は一部が断面の平面図、(b) はインク流路の断
面の立面図である。合成樹脂であるたとえばポリエーテ
ルイミド樹脂製の基板１１ａに絞り１３，加圧室１４
ａ，ノズル１５ａなどを設ける。振動板は、ポリエーテ
ルイミド樹脂のシート１６ａを基板11ａに接着させ、圧
電素子２，２ａが下記の製法で形成された導電層１，１
ａを更に接着する。
て、(a) は一部が断面の平面図、(b) はインク流路の断
面の立面図である。合成樹脂であるたとえばポリエーテ
ルイミド樹脂製の基板１１ａに絞り１３，加圧室１４
ａ，ノズル１５ａなどを設ける。振動板は、ポリエーテ
ルイミド樹脂のシート１６ａを基板11ａに接着させ、圧
電素子２，２ａが下記の製法で形成された導電層１，１
ａを更に接着する。
【００１２】１） 水熱合成法と呼ぶ実施例； 硝酸鉛
水溶液とオキシ塩化ジルコニウム水溶液を鉛とジルコニ
ウムのモル比が１２５：５２となるように混合し、これ
らの溶解度を上げるために水酸化カリウム８規定水溶液
（溶液１l 中に溶質当量が８ｇ）と更に混合する。チタ
ン板である導電層１に、圧電素子部を除く部分を覆うス
パッタ(sputtering)用のマスクをつけてからニッケルを
スパッタによりパターニングコートして前記の液に浸
し、圧力容器（auto-clave) にて４８時間１５０℃で加
熱して下地を形成する。
水溶液とオキシ塩化ジルコニウム水溶液を鉛とジルコニ
ウムのモル比が１２５：５２となるように混合し、これ
らの溶解度を上げるために水酸化カリウム８規定水溶液
（溶液１l 中に溶質当量が８ｇ）と更に混合する。チタ
ン板である導電層１に、圧電素子部を除く部分を覆うス
パッタ(sputtering)用のマスクをつけてからニッケルを
スパッタによりパターニングコートして前記の液に浸
し、圧力容器（auto-clave) にて４８時間１５０℃で加
熱して下地を形成する。
【００１３】次に硝酸鉛水溶液，オキシ塩化ジルコニウ
ム水溶液，四塩化チタン水溶液を鉛：ジルコニウム：チ
タンのモル比が１２５：５２：４８になるように混合し
て前記のチタン板を浸し、圧力容器を用いて９０時間１
２０℃で加熱して３０μｍのＰＺＴ層を密着させてか
ら、マスクのニッケルを除去して圧電素子２を形成す
る。その混合比がＰＺＴのモル比１００：５２：４８と
異なるのは、Ｐｂが蒸発するために量を多くするのであ
る。
ム水溶液，四塩化チタン水溶液を鉛：ジルコニウム：チ
タンのモル比が１２５：５２：４８になるように混合し
て前記のチタン板を浸し、圧力容器を用いて９０時間１
２０℃で加熱して３０μｍのＰＺＴ層を密着させてか
ら、マスクのニッケルを除去して圧電素子２を形成す
る。その混合比がＰＺＴのモル比１００：５２：４８と
異なるのは、Ｐｂが蒸発するために量を多くするのであ
る。
【００１４】この製法による記録ヘッドは作用に記した
ようにインク噴射速度の良い結果が得られる。なお、導
電層１は酸化チタン板でも良く、また、ＰＺＴ以外の圧
電材を用いる時、導電層はそれに適した材質にすべきこ
とは明らかである。 ２） ガスデポジション(gas deposition)と呼ぶ実施
例； ニッケル板である導電層１ａの、ＰＺＴを形成さ
せない所にメタルマスクを覆い、約６００℃に加熱して
平均粒径が２μｍのＰＺＴを吹きつけて厚さが約５０μ
ｍの圧電素子２ａであるＰＺＴ層を形成して、メタルマ
スクを除去する。この製法による記録ヘッドも作用に記
したようにインク噴射速度の良い結果を得られる。な
お、導電層1aは耐熱性があって熱膨張率が圧電素子2aと
ほぼ同一材であれば、ニッケル板に限定されず、圧電素
子の材料もＰＺＴに限定されない。
ようにインク噴射速度の良い結果が得られる。なお、導
電層１は酸化チタン板でも良く、また、ＰＺＴ以外の圧
電材を用いる時、導電層はそれに適した材質にすべきこ
とは明らかである。 ２） ガスデポジション(gas deposition)と呼ぶ実施
例； ニッケル板である導電層１ａの、ＰＺＴを形成さ
せない所にメタルマスクを覆い、約６００℃に加熱して
平均粒径が２μｍのＰＺＴを吹きつけて厚さが約５０μ
ｍの圧電素子２ａであるＰＺＴ層を形成して、メタルマ
スクを除去する。この製法による記録ヘッドも作用に記
したようにインク噴射速度の良い結果を得られる。な
お、導電層1aは耐熱性があって熱膨張率が圧電素子2aと
ほぼ同一材であれば、ニッケル板に限定されず、圧電素
子の材料もＰＺＴに限定されない。
【００１５】
【発明の効果】この発明によれば、圧電素子をインク流
路の絞りからインク吐出部にいたる全部分に相当する振
動板上に形成したため、加圧室の寸法を小さくして流路
間隔を小さくすることができるようになり、従来と同じ
噴射速度にすると従来の流路間隔１．５ｍｍに比して３
０％狭くできる記録ヘッドが実現できて、小形の記録装
置及びこの記録ヘッドの製法を提供できる。
路の絞りからインク吐出部にいたる全部分に相当する振
動板上に形成したため、加圧室の寸法を小さくして流路
間隔を小さくすることができるようになり、従来と同じ
噴射速度にすると従来の流路間隔１．５ｍｍに比して３
０％狭くできる記録ヘッドが実現できて、小形の記録装
置及びこの記録ヘッドの製法を提供できる。
【図１】この発明の実施例の説明図であり、(a) は一部
が断面の平面図、(b) はインク流路の断面の立面図
が断面の平面図、(b) はインク流路の断面の立面図
【図２】従来例の説明図で、(a) は一部が断面の平面
図、(b) はインク流路の断面の立面図
図、(b) はインク流路の断面の立面図
１ 導電層 １ａ 導電層 ２ 圧電素子 ２ａ 圧電素子 １１ 基板 １４ 加圧室 １６ 振動板 １６ａ シート １８ 圧電素子
Claims (3)
- 【請求項１】振動板に接合した圧電素子の変形によって
基板に設けた複数の加圧室のインクを、絞りの流体抵抗
の利用によってノズルから噴射させる記録ヘッドにおい
て、 絞りの出口からノズルまでの流路をすべて加圧室とし、
この加圧室の振動板表面に、圧電素子を密着される圧電
層として形成し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】請求項１に記載の記録ヘッドにおいて、 圧電層は、水熱合成法またはガスデポジション法によっ
て形成されることを特徴とするインクジェット記録ヘッ
ド。 - 【請求項３】振動板に接合した圧電素子の変形によって
基板に設けた複数の加圧室のインクを、絞りの流体抵抗
の利用によってノズルから噴射させる記録ヘッドの製法
であり、 絞りの出口からノズルまでの流路からなる加圧室の振動
板の一層とする金属板の圧電素子部以外をメタルマスク
によって覆い、圧電素子を水熱合成法またはガスデポジ
ション法によって形成することを特徴とするインクジェ
ット記録ヘッドの製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7112795A JPH08267763A (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | インクジェット記録ヘッドとこの製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7112795A JPH08267763A (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | インクジェット記録ヘッドとこの製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08267763A true JPH08267763A (ja) | 1996-10-15 |
Family
ID=13451604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7112795A Pending JPH08267763A (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | インクジェット記録ヘッドとこの製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08267763A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0962320A1 (en) * | 1998-06-03 | 1999-12-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink-Jet head, ink-jet head substrate, and a method for making the head |
| JP2001156349A (ja) * | 1999-11-25 | 2001-06-08 | Ricoh Co Ltd | 圧電アクチュエータ及び流体搬送ポンプ |
| US6379571B1 (en) * | 1998-06-11 | 2002-04-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Etching method for processing substrate, dry etching method for polyetheramide resin layer, production method of ink-jet printing head, ink-jet head and ink-jet printing apparatus |
| JP2006093348A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Brother Ind Ltd | 圧電アクチュエータおよびインクジェットヘッドの製造方法 |
| JP2006310803A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-11-09 | Brother Ind Ltd | 圧電アクチュエータの製造方法、及び、圧電アクチュエータ |
| US7533972B2 (en) | 2004-02-06 | 2009-05-19 | Fujifilm Corporation | Inkjet head and manufacturing method thereof |
| JP2011520668A (ja) * | 2008-05-22 | 2011-07-21 | フジフィルム ディマティックス， インコーポレイテッド | キャビティ板 |
-
1995
- 1995-03-29 JP JP7112795A patent/JPH08267763A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0962320A1 (en) * | 1998-06-03 | 1999-12-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink-Jet head, ink-jet head substrate, and a method for making the head |
| US6390606B1 (en) | 1998-06-03 | 2002-05-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink-jet head, ink-jet head substrate, and a method for making the head |
| US6379571B1 (en) * | 1998-06-11 | 2002-04-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Etching method for processing substrate, dry etching method for polyetheramide resin layer, production method of ink-jet printing head, ink-jet head and ink-jet printing apparatus |
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| JP2006093348A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Brother Ind Ltd | 圧電アクチュエータおよびインクジェットヘッドの製造方法 |
| JP2006310803A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-11-09 | Brother Ind Ltd | 圧電アクチュエータの製造方法、及び、圧電アクチュエータ |
| JP2011520668A (ja) * | 2008-05-22 | 2011-07-21 | フジフィルム ディマティックス， インコーポレイテッド | キャビティ板 |
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