JPH0939239A - 圧電式インクジェットプリンタヘッド - Google Patents
圧電式インクジェットプリンタヘッドInfo
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- JPH0939239A JPH0939239A JP7193695A JP19369595A JPH0939239A JP H0939239 A JPH0939239 A JP H0939239A JP 7193695 A JP7193695 A JP 7193695A JP 19369595 A JP19369595 A JP 19369595A JP H0939239 A JPH0939239 A JP H0939239A
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- piezoelectric
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Abstract
(57)【要約】
【課題】生産性が高く、高分解能化が可能な圧電式イン
クジェットプリンタヘッドを提供する。 【解決手段】ノズル列二列分のインク室を一個の圧電ア
クチュエータで形成するために、アクチュエータ４Ａに
積層型のものを用い、積層の方向をインクの噴出方向に
一致させる。積層構造中の内部電極を各インク室に対応
する部分毎に分割し、各インク室８に対応する部分内で
は、複数の内部電極を二種類の内部電極２Ａ，２Ｂに区
分し、一方の内部電極２Ｂを各インク室に対応する部分
毎に個別に設けた外部電極５Ｂに接続し、他方の内部電
極２Ａを、この圧電アクチュエータ４Ａ全体に共通な一
つの外部電極５Ａに接続する。インク室８どうしの間
に、溝３Ｒ，３Ｌを設け、溝３Ｌ，３Ｒ間の距離Ａを３
ｍｍ以上とすると、アクチュエータの変位量および信頼
性を、特に高めることができる。
クジェットプリンタヘッドを提供する。 【解決手段】ノズル列二列分のインク室を一個の圧電ア
クチュエータで形成するために、アクチュエータ４Ａに
積層型のものを用い、積層の方向をインクの噴出方向に
一致させる。積層構造中の内部電極を各インク室に対応
する部分毎に分割し、各インク室８に対応する部分内で
は、複数の内部電極を二種類の内部電極２Ａ，２Ｂに区
分し、一方の内部電極２Ｂを各インク室に対応する部分
毎に個別に設けた外部電極５Ｂに接続し、他方の内部電
極２Ａを、この圧電アクチュエータ４Ａ全体に共通な一
つの外部電極５Ａに接続する。インク室８どうしの間
に、溝３Ｒ，３Ｌを設け、溝３Ｌ，３Ｒ間の距離Ａを３
ｍｍ以上とすると、アクチュエータの変位量および信頼
性を、特に高めることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電式インクジェ
ットプリンタヘッドに関し、特に、圧電縦効果を利用し
た積層型の圧電アクチュエータを用いた圧電式インクジ
ェットプリンタヘッドに関する。
ットプリンタヘッドに関し、特に、圧電縦効果を利用し
た積層型の圧電アクチュエータを用いた圧電式インクジ
ェットプリンタヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】パーソナルコンピュータなどの電子機器
の出力端末として用いられるプリンタ方式の一つとし
て、圧電アクチュエータを用いたインクジェット方式が
ある。この方式の特徴の一つとして、第一に比較的安価
で製造できること、第二に分解能が高く印字品質が高い
こと、第三に高速印字が可能なことなどの特徴が挙げら
れる。
の出力端末として用いられるプリンタ方式の一つとし
て、圧電アクチュエータを用いたインクジェット方式が
ある。この方式の特徴の一つとして、第一に比較的安価
で製造できること、第二に分解能が高く印字品質が高い
こと、第三に高速印字が可能なことなどの特徴が挙げら
れる。
【０００３】この圧電アクチュエータを用いた圧電式イ
ンクジェットプリンタヘッドで従来知られているものと
して、図７に示すように、インク室８および圧電アクチ
ュエータ４Ｃを並列的に複数個設けた構造のものが挙げ
られる。しかし、この構造では、各インク室ごとに圧電
アクチュエータ４Ｃを取り付けるのでインクジェットプ
リンタのヘッド部の生産にかなりの手間がかかってい
た。従って、低コストでノズル数を増加させる事が難し
く、高分解能化も困難であった。
ンクジェットプリンタヘッドで従来知られているものと
して、図７に示すように、インク室８および圧電アクチ
ュエータ４Ｃを並列的に複数個設けた構造のものが挙げ
られる。しかし、この構造では、各インク室ごとに圧電
アクチュエータ４Ｃを取り付けるのでインクジェットプ
リンタのヘッド部の生産にかなりの手間がかかってい
た。従って、低コストでノズル数を増加させる事が難し
く、高分解能化も困難であった。
【０００４】上記の問題を解決することを目的とした圧
電式インクジェットプリンタヘッドが、特開平３−１０
８４６号公報に開示されている。この公報記載の圧電式
インクジェットプリンタヘッドでは、図８に示すよう
に、一つの圧電アクチュエータ４Ｄが隣り合うインク室
８に重なるように設けてある。この圧電アクチュエータ
４Ｄには、インク室８側に向く一方の面に溝３Ｃが設け
られており、圧電アクチュエータ４Ｄはこの溝３Ｃによ
って可動領域が定められているので、インク室８ごとに
圧電アクチュエータを取り付ける必要がなくなる。つま
り、圧電体シート１の両面に内部電極２Ｃを全面に亘っ
て印刷し、この内部電極２Ｃ付きの圧電体シート１を積
層する。そしてその後、溝３Ｃを形成する際に電極と電
極とを分離している。従って、各インク室８に対応した
電極を圧電アクチュエータに印刷する場合に比べ生産性
の向上を図ることができる。
電式インクジェットプリンタヘッドが、特開平３−１０
８４６号公報に開示されている。この公報記載の圧電式
インクジェットプリンタヘッドでは、図８に示すよう
に、一つの圧電アクチュエータ４Ｄが隣り合うインク室
８に重なるように設けてある。この圧電アクチュエータ
４Ｄには、インク室８側に向く一方の面に溝３Ｃが設け
られており、圧電アクチュエータ４Ｄはこの溝３Ｃによ
って可動領域が定められているので、インク室８ごとに
圧電アクチュエータを取り付ける必要がなくなる。つま
り、圧電体シート１の両面に内部電極２Ｃを全面に亘っ
て印刷し、この内部電極２Ｃ付きの圧電体シート１を積
層する。そしてその後、溝３Ｃを形成する際に電極と電
極とを分離している。従って、各インク室８に対応した
電極を圧電アクチュエータに印刷する場合に比べ生産性
の向上を図ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した公報記載の圧
電式インクジェットプリンタヘッドでは、内部電極２Ｃ
が圧電体シート１の全面に亘って印刷、形成されてい
る。ところで、圧電アクチュエータは各インク室毎に独
立に動作させなければならないので、アクチュエータの
内部電極は各インク室に対応する部分毎に分割されて、
それぞれの部分毎に独立に電圧を印加できる構造でなけ
ればならない。上記公報記載のプリンタヘッドではその
ような内部電極の分割を、溝３Ｃによって行っている。
従って、その溝３Ｃ形成の前に、アクチュエータの各側
面に対して、その面に露出した内部電極の露出部を一層
置きに絶縁しなければならない。積層型圧電アクチュエ
ータにおいては、内部電極を外部の電源回路と接続する
ための接続用電極（外部電極）は、通常、アクチュエー
タの側面に上下に亘って帯状に設けるのであるが、上記
のように内部電極の露出部を一層置きに絶縁することを
しないで外部電極（図示せず）をアクチュエータの側面
に設けると、全ての内部電極が短絡してしまい各圧電体
シート１に電圧を印加できないからである。上記のよう
なアクチュエータ側面への絶縁体形成方法として、例え
ば内部電極の露出部を一層置きにガラスなどの絶縁層で
覆う方法が良く知られている。或いは、そのような絶縁
層形成に依らず、端子などを用いて内部電極の一層置き
に接続部を取り出すこともできるであろう。しかし、ど
のような方法を用いるにせよ、内部電極取出し構造を実
現するためには製造にかなりの時間が掛かる。
電式インクジェットプリンタヘッドでは、内部電極２Ｃ
が圧電体シート１の全面に亘って印刷、形成されてい
る。ところで、圧電アクチュエータは各インク室毎に独
立に動作させなければならないので、アクチュエータの
内部電極は各インク室に対応する部分毎に分割されて、
それぞれの部分毎に独立に電圧を印加できる構造でなけ
ればならない。上記公報記載のプリンタヘッドではその
ような内部電極の分割を、溝３Ｃによって行っている。
従って、その溝３Ｃ形成の前に、アクチュエータの各側
面に対して、その面に露出した内部電極の露出部を一層
置きに絶縁しなければならない。積層型圧電アクチュエ
ータにおいては、内部電極を外部の電源回路と接続する
ための接続用電極（外部電極）は、通常、アクチュエー
タの側面に上下に亘って帯状に設けるのであるが、上記
のように内部電極の露出部を一層置きに絶縁することを
しないで外部電極（図示せず）をアクチュエータの側面
に設けると、全ての内部電極が短絡してしまい各圧電体
シート１に電圧を印加できないからである。上記のよう
なアクチュエータ側面への絶縁体形成方法として、例え
ば内部電極の露出部を一層置きにガラスなどの絶縁層で
覆う方法が良く知られている。或いは、そのような絶縁
層形成に依らず、端子などを用いて内部電極の一層置き
に接続部を取り出すこともできるであろう。しかし、ど
のような方法を用いるにせよ、内部電極取出し構造を実
現するためには製造にかなりの時間が掛かる。
【０００６】又、アクチュエータ内のインク室毎に分割
された内部電極に対しては、インク室毎に正・負二つの
外部電極を専用に設けなければならない。つまり、ノズ
ル数がｎ個（ｎは、正の整数）であれば、外部電極の数
はアクチュエータ全体で２ｎ個となる。この点でも、ア
クチュエータの構造が複雑で生産性に乏しいことにな
る。
された内部電極に対しては、インク室毎に正・負二つの
外部電極を専用に設けなければならない。つまり、ノズ
ル数がｎ個（ｎは、正の整数）であれば、外部電極の数
はアクチュエータ全体で２ｎ個となる。この点でも、ア
クチュエータの構造が複雑で生産性に乏しいことにな
る。
【０００７】更に、上記公報記載の圧電式インクジェッ
トプリンタヘッドで分解能を上げるために、ノズル６の
数を増やそうとする場合、図８に示す構造を単位として
これを図９に示すように縦，横に並べてノズル列を作る
ことになる。このようにした場合、各ノズル列毎にアク
チュエータ４Ｄを一個ずつ取り付けることになり、製造
に時間が掛かることになる。
トプリンタヘッドで分解能を上げるために、ノズル６の
数を増やそうとする場合、図８に示す構造を単位として
これを図９に示すように縦，横に並べてノズル列を作る
ことになる。このようにした場合、各ノズル列毎にアク
チュエータ４Ｄを一個ずつ取り付けることになり、製造
に時間が掛かることになる。
【０００８】従って本発明は、かかる従来の問題を解決
するためになされたものであって、その目的とするとこ
ろは、生産性の向上が可能でしかも更に高分解能化でき
る圧電式インクジェットプリンタヘッドを提供すること
である。
するためになされたものであって、その目的とするとこ
ろは、生産性の向上が可能でしかも更に高分解能化でき
る圧電式インクジェットプリンタヘッドを提供すること
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の圧電式インクジ
ェットプリンタヘッドは、インクを貯留している複数の
インク室それぞれの体積を圧電アクチュエータの変位で
変化させることにより、各インク室内のインクをそのイ
ンク室に連通するノズルから噴出させ又は停止させる構
成の圧電式インクジェットプリンタヘッドにおいて、前
記複数のインク室が平行な二列に配置され、その平行二
列分のインク室が一体構造の一つの積層型圧電アクチュ
エータを用いて形成されているので、ノズル数に対する
圧電アクチュエータの数を、従来の圧電式インクジェッ
トプリンタヘッドに比べて１／２にできる。
ェットプリンタヘッドは、インクを貯留している複数の
インク室それぞれの体積を圧電アクチュエータの変位で
変化させることにより、各インク室内のインクをそのイ
ンク室に連通するノズルから噴出させ又は停止させる構
成の圧電式インクジェットプリンタヘッドにおいて、前
記複数のインク室が平行な二列に配置され、その平行二
列分のインク室が一体構造の一つの積層型圧電アクチュ
エータを用いて形成されているので、ノズル数に対する
圧電アクチュエータの数を、従来の圧電式インクジェッ
トプリンタヘッドに比べて１／２にできる。
【００１０】本発明の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドは、上記の圧電式インクジェットプリンタヘッドに
おいて、前記一体構造の積層型圧電アクチュエータを各
インク室に対応する部分毎に独立に変位させ得るように
するために、圧電アクチュエータの構造を、積層の方向
をノズル室からのインクの噴出方向に一致させると共
に、積層構造を構成する内部電極を各インク室に対応す
る部分毎に分割し、各インク室に対応する部分内では、
積層された複数の内部電極を一層置きに同電位となる二
種類の内部電極に区分し、一方の区分に属する内部電極
を各インク室に対応する部分毎に個別に設けられた外部
接続用電極に接続し、他方の区分に属する内部電極を、
この積層型圧電アクチュエータ全体に共通な一つの外部
接続用電極に接続した構造としている。
ッドは、上記の圧電式インクジェットプリンタヘッドに
おいて、前記一体構造の積層型圧電アクチュエータを各
インク室に対応する部分毎に独立に変位させ得るように
するために、圧電アクチュエータの構造を、積層の方向
をノズル室からのインクの噴出方向に一致させると共
に、積層構造を構成する内部電極を各インク室に対応す
る部分毎に分割し、各インク室に対応する部分内では、
積層された複数の内部電極を一層置きに同電位となる二
種類の内部電極に区分し、一方の区分に属する内部電極
を各インク室に対応する部分毎に個別に設けられた外部
接続用電極に接続し、他方の区分に属する内部電極を、
この積層型圧電アクチュエータ全体に共通な一つの外部
接続用電極に接続した構造としている。
【００１１】本発明の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドは、更に、上記の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドにおいて、前記積層型圧電アクチュエータの、一列
に並ぶインク室どうしの間に対応する部分に積層方向に
平行な溝を設けることにより、圧電アクチュエータの可
動領域どうしを、インク室の列の方向に関して、空隙で
分離した構造として、圧電アクチュエータの動作に対す
る負荷を軽減しているので、アクチュエータの変位量が
大きい。しかも、圧電体におけるクラックの発生がない
など、信頼性が高い。
ッドは、更に、上記の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドにおいて、前記積層型圧電アクチュエータの、一列
に並ぶインク室どうしの間に対応する部分に積層方向に
平行な溝を設けることにより、圧電アクチュエータの可
動領域どうしを、インク室の列の方向に関して、空隙で
分離した構造として、圧電アクチュエータの動作に対す
る負荷を軽減しているので、アクチュエータの変位量が
大きい。しかも、圧電体におけるクラックの発生がない
など、信頼性が高い。
【００１２】本発明の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドは、又、上記の圧電式インクジェットプリンタヘッ
ドにおいて、前記積層型圧電アクチュエータの前記溝が
設けられた側面に、前記各インク室に対応する部分毎に
個別に設けられる外部接続用電極を配置し、前記溝が設
けられた側面に直交する側面に、前記圧電アクチュエー
タ全体に共通な外部接続用電極を配置しているので、内
部電極を外部の回路と接続するための外部端子の数を、
従来の圧電式インクジェットプリンタヘッドに比べて、
（ｎ＋１）／２ｎ（但し、ｎはノズル数で、２以上の整
数）に減らすことができる。
ッドは、又、上記の圧電式インクジェットプリンタヘッ
ドにおいて、前記積層型圧電アクチュエータの前記溝が
設けられた側面に、前記各インク室に対応する部分毎に
個別に設けられる外部接続用電極を配置し、前記溝が設
けられた側面に直交する側面に、前記圧電アクチュエー
タ全体に共通な外部接続用電極を配置しているので、内
部電極を外部の回路と接続するための外部端子の数を、
従来の圧電式インクジェットプリンタヘッドに比べて、
（ｎ＋１）／２ｎ（但し、ｎはノズル数で、２以上の整
数）に減らすことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。本発明の実施の形態による圧電式イ
ンクジェットプリンタヘッドの概略構成を図１に示す。
図１を参照して、この圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドは、ノズル６の１個ごとに、局所的に変形する圧電
アクチュエータ４Ａと、インクキャビティプレート９
と、インクノズルプレート７と、バックプレート１０と
を積み重ねることで構成されている。
を用いて説明する。本発明の実施の形態による圧電式イ
ンクジェットプリンタヘッドの概略構成を図１に示す。
図１を参照して、この圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドは、ノズル６の１個ごとに、局所的に変形する圧電
アクチュエータ４Ａと、インクキャビティプレート９
と、インクノズルプレート７と、バックプレート１０と
を積み重ねることで構成されている。
【００１４】図２は、ノズル６毎に局所的に変形する圧
電アクチュエータ４Ａの積層構造を、製造工程の途中段
階で示す図である。又、図３は、第一の実施の形態によ
る圧電アクチュエータ４の断面を示す図である。
電アクチュエータ４Ａの積層構造を、製造工程の途中段
階で示す図である。又、図３は、第一の実施の形態によ
る圧電アクチュエータ４の断面を示す図である。
【００１５】以下に、第一の実施の形態による圧電式イ
ンクジェットプリンタヘッドの製造工程について、図２
と一部図１とを用いて説明する。圧電アクチュエータ４
Ａは、次のようにして作製した。すなわち、先ず、例え
ばジルコン酸チタン酸鉛などの金属酸化物を主成分とす
る材料からなる圧電セラミック粉末と、有機系のバイン
ダと、有機系の溶剤とを混練してスラリーとし、ドクタ
ーブレード法により成膜し、所定の大きさに切断して圧
電体シート１を得た。圧電体シート１上に、後に共通の
外部電極５Ａに接続されるべき内部電極２Ａを、銀パラ
ジウムを主成分とする導体ペーストをスクリーン印刷す
ることにより形成した。同様の方法で、別の圧電体シー
ト１上に、後に個別の外部電極５Ｂに接続されるべき内
部電極２Ｂを形成した。
ンクジェットプリンタヘッドの製造工程について、図２
と一部図１とを用いて説明する。圧電アクチュエータ４
Ａは、次のようにして作製した。すなわち、先ず、例え
ばジルコン酸チタン酸鉛などの金属酸化物を主成分とす
る材料からなる圧電セラミック粉末と、有機系のバイン
ダと、有機系の溶剤とを混練してスラリーとし、ドクタ
ーブレード法により成膜し、所定の大きさに切断して圧
電体シート１を得た。圧電体シート１上に、後に共通の
外部電極５Ａに接続されるべき内部電極２Ａを、銀パラ
ジウムを主成分とする導体ペーストをスクリーン印刷す
ることにより形成した。同様の方法で、別の圧電体シー
ト１上に、後に個別の外部電極５Ｂに接続されるべき内
部電極２Ｂを形成した。
【００１６】次いで、内部電極２Ａが形成された圧電体
シートと、内部電極２Ｂが形成された圧電体シートとを
交互に２０層積層し、上・下部に内部電極無しの圧電体
シート１を５枚ずつ積層した。
シートと、内部電極２Ｂが形成された圧電体シートとを
交互に２０層積層し、上・下部に内部電極無しの圧電体
シート１を５枚ずつ積層した。
【００１７】積層したシートを１４０ｋｇ／ｃｍ2 の条
件のもとで、熱プレスして一体化し、焼成炉で約１００
０℃になるまで徐々に昇温し、約２時間焼結して積層焼
結体を得た。
件のもとで、熱プレスして一体化し、焼成炉で約１００
０℃になるまで徐々に昇温し、約２時間焼結して積層焼
結体を得た。
【００１８】次いで、一層おきに形成された分割される
内部電極２Ｂを連結する外部電極５Ｂと、一層おきに形
成された共通の内部電極２Ａを連結する外部電極５Ａと
を積層焼結体の各側面に形成した。
内部電極２Ｂを連結する外部電極５Ｂと、一層おきに形
成された共通の内部電極２Ａを連結する外部電極５Ａと
を積層焼結体の各側面に形成した。
【００１９】このように得られた外部電極付きの積層焼
結体に、ダイシングソーなどにより、ノズル列Ｃに直角
の方向に、ノズル６毎に対応して内部電極を分割するよ
うに、溝３Ｒ，３Ｌを形成して、図３に示す、圧電アク
チュエータを完成した。このとき、ノズル列Ｃどうしの
左右隣合せの溝間の距離Ａが１ｍｍ，２ｍｍ，２．５ｍ
ｍ，３ｍｍ，３．５ｍｍ，５ｍｍの６種類を作成した。
形成した溝の幅は０．１ｍｍ、圧電アクチュエータ４Ａ
のノズル６の１個当りに対応する部分の幅Ｂは０．２ｍ
ｍ、長さＤは５ｍｍとした。尚、外部電極５Ａ，５Ｂの
総計は、ノズル数ｎに対して、（ｎ＋１）個である。
結体に、ダイシングソーなどにより、ノズル列Ｃに直角
の方向に、ノズル６毎に対応して内部電極を分割するよ
うに、溝３Ｒ，３Ｌを形成して、図３に示す、圧電アク
チュエータを完成した。このとき、ノズル列Ｃどうしの
左右隣合せの溝間の距離Ａが１ｍｍ，２ｍｍ，２．５ｍ
ｍ，３ｍｍ，３．５ｍｍ，５ｍｍの６種類を作成した。
形成した溝の幅は０．１ｍｍ、圧電アクチュエータ４Ａ
のノズル６の１個当りに対応する部分の幅Ｂは０．２ｍ
ｍ、長さＤは５ｍｍとした。尚、外部電極５Ａ，５Ｂの
総計は、ノズル数ｎに対して、（ｎ＋１）個である。
【００２０】次いで、この圧電アクチュエータ４Ａの各
局所的に変形する駆動部に対応する位置関係に、インク
キャビティプレート９およびインクノズルプレート７を
有機系高剛性の接着剤で接着した。さらに、バックプレ
ート１０を圧電アクチュエータ４Ａの底面に同様の接着
剤を用いて強固に接着した。以上の製造工程で、図１に
示す圧電式インクジェットプリンタヘッドを得た。
局所的に変形する駆動部に対応する位置関係に、インク
キャビティプレート９およびインクノズルプレート７を
有機系高剛性の接着剤で接着した。さらに、バックプレ
ート１０を圧電アクチュエータ４Ａの底面に同様の接着
剤を用いて強固に接着した。以上の製造工程で、図１に
示す圧電式インクジェットプリンタヘッドを得た。
【００２１】本実施の形態による圧電アクチュエータ４
Ａは内部電極を工夫することにより、ノズル列の二列Ｃ
分を一度に一体変形することができる。従って生産性が
向上し、且つ、インクジェットプリンタの分解能を上げ
るためにノズル列のＣの一列におけるノズル数を例えば
１００ｄｐｉなどに増加させても、高精度にしかもわず
かな工数で圧電式インクジェットプリンタヘッドを組立
てることができる。
Ａは内部電極を工夫することにより、ノズル列の二列Ｃ
分を一度に一体変形することができる。従って生産性が
向上し、且つ、インクジェットプリンタの分解能を上げ
るためにノズル列のＣの一列におけるノズル数を例えば
１００ｄｐｉなどに増加させても、高精度にしかもわず
かな工数で圧電式インクジェットプリンタヘッドを組立
てることができる。
【００２２】このようにして得た圧電式インクジェット
プリンタヘッドの各圧電アクチュエータ４Ａに２０Ｖの
直流電圧を印加し、最高変位量を測定した。その結果
を、単位電界強度当りの変位量の論理値を１００％とし
て図４に示す。図４を参照して、向い合うノズル列Ｃに
対応する溝の距離が３．０ｍｍ以上では、ほぼ論理値に
近い変位量を示した。３ｍｍ未満で変位量が少なかった
のは、駆動時に圧電アクチュエータの或る一つの可動領
域の変位が、これに距離Ａをもって向い合せに接してい
る他の可動領域により制動されたことによるものと考え
られる。
プリンタヘッドの各圧電アクチュエータ４Ａに２０Ｖの
直流電圧を印加し、最高変位量を測定した。その結果
を、単位電界強度当りの変位量の論理値を１００％とし
て図４に示す。図４を参照して、向い合うノズル列Ｃに
対応する溝の距離が３．０ｍｍ以上では、ほぼ論理値に
近い変位量を示した。３ｍｍ未満で変位量が少なかった
のは、駆動時に圧電アクチュエータの或る一つの可動領
域の変位が、これに距離Ａをもって向い合せに接してい
る他の可動領域により制動されたことによるものと考え
られる。
【００２３】次に、本発明の第二の実施の形態による圧
電アクチュエータ４Ｂについて説明する。図５は、この
アクチュエータ４Ｂの断面図である。図５を参照して、
圧電アクチュエータの製造工程および圧電式インクジェ
ットプリンタヘッドの組立て工程は第一の実施の形態に
おけると同様である。本実施の形態では、隣り合うノズ
ルの列Ｃごとに溝３Ｌ，３Ｒが互い違いに配置されるよ
うに作成した。ノズル列Ｃごとの溝間の距離Ａは１ｍ
ｍ，２ｍｍ，３ｍｍとした。そして、各圧電式インクジ
ェットプリンタヘッドについて変位量の測定を、前述の
第一の実施の形態におけると同様に実施した。その結果
を図６に示す。図６を参照すると、本実施の形態におい
て、溝３Ｌ，３Ｒの形成を互い違いに配置すると、溝間
の距離Ａが３ｍｍ以下でもほぼ論理値に近い変位量を示
す。これは、互い違いに配置することにより、駆動させ
ても距離Ａを隔てて向い合うノズルの動きによる影響が
なくなるためと考えられる。
電アクチュエータ４Ｂについて説明する。図５は、この
アクチュエータ４Ｂの断面図である。図５を参照して、
圧電アクチュエータの製造工程および圧電式インクジェ
ットプリンタヘッドの組立て工程は第一の実施の形態に
おけると同様である。本実施の形態では、隣り合うノズ
ルの列Ｃごとに溝３Ｌ，３Ｒが互い違いに配置されるよ
うに作成した。ノズル列Ｃごとの溝間の距離Ａは１ｍ
ｍ，２ｍｍ，３ｍｍとした。そして、各圧電式インクジ
ェットプリンタヘッドについて変位量の測定を、前述の
第一の実施の形態におけると同様に実施した。その結果
を図６に示す。図６を参照すると、本実施の形態におい
て、溝３Ｌ，３Ｒの形成を互い違いに配置すると、溝間
の距離Ａが３ｍｍ以下でもほぼ論理値に近い変位量を示
す。これは、互い違いに配置することにより、駆動させ
ても距離Ａを隔てて向い合うノズルの動きによる影響が
なくなるためと考えられる。
【００２４】尚、これまで述べた第一，第二の実施の形
態では、それぞれの圧電アクチュエータ４Ａ，４Ｂとし
て、一つのノズル列Ｃを成すノズルどうしの間に対応す
る部分に溝３Ｌ，３Ｒを設けた構造のアクチュエータを
用いたが、この溝を特に設けなくとも本発明の作用効果
が何等損われないことは、明かであろう。このような
「溝無し」構造にすれば、第一，第二の実施の形態に比
べて、製造工程を更に簡単化できる。但し、「溝無し」
構造の場合は、各圧電体シート１に可動領域と非可動領
域とが一体的に接して存在することになるので、可動領
域の変位量が非可動領域によって制動され、低下する。
又、可動領域と非可動領域との境界に応力が生じ、圧電
体シートにクラックを誘発するなど、信頼性が低下する
可能性がある。
態では、それぞれの圧電アクチュエータ４Ａ，４Ｂとし
て、一つのノズル列Ｃを成すノズルどうしの間に対応す
る部分に溝３Ｌ，３Ｒを設けた構造のアクチュエータを
用いたが、この溝を特に設けなくとも本発明の作用効果
が何等損われないことは、明かであろう。このような
「溝無し」構造にすれば、第一，第二の実施の形態に比
べて、製造工程を更に簡単化できる。但し、「溝無し」
構造の場合は、各圧電体シート１に可動領域と非可動領
域とが一体的に接して存在することになるので、可動領
域の変位量が非可動領域によって制動され、低下する。
又、可動領域と非可動領域との境界に応力が生じ、圧電
体シートにクラックを誘発するなど、信頼性が低下する
可能性がある。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、内部
電極構造を工夫することにより、共通電極としてノズル
２列分の電極を一個所で取り出すことができる。従っ
て、わずかな組み立て工数で生産性よく圧電式インクジ
ェットプリンタを作成することができる。
電極構造を工夫することにより、共通電極としてノズル
２列分の電極を一個所で取り出すことができる。従っ
て、わずかな組み立て工数で生産性よく圧電式インクジ
ェットプリンタを作成することができる。
【００２６】さらに、ノズルどうしの間に溝を設け、向
い合うノズル列の溝の距離を３ｍｍ以上離すか、又は、
溝を互い違いに配置することにより、圧電アクチュエー
タの各可動領域間の干渉を防ぎ、変位量を理論値に近い
ものにできる。又、信頼性を高めることができる。
い合うノズル列の溝の距離を３ｍｍ以上離すか、又は、
溝を互い違いに配置することにより、圧電アクチュエー
タの各可動領域間の干渉を防ぎ、変位量を理論値に近い
ものにできる。又、信頼性を高めることができる。
【００２７】また、わずかな工数で１ノズル列中のノズ
ル数を増やすこともできるので、高分解能を有するイン
クジェットプリンタを生産性よく実現することができ
る。
ル数を増やすこともできるので、高分解能を有するイン
クジェットプリンタを生産性よく実現することができ
る。
【図１】本発明の一実施の形態による圧電式インクジェ
ットプリンタヘッドの構成を示す分解斜視図である。
ットプリンタヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態における圧電アクチュエ
ータの積層構造を示すための、製造工程中での分解斜視
図である。
ータの積層構造を示すための、製造工程中での分解斜視
図である。
【図３】第一の実施の形態における圧電アクチュエータ
の斜視図である。
の斜視図である。
【図４】第一の実施の形態における圧電アクチュエータ
の、単位電界強度当りの変位量の溝間距離依存性を示す
図である。
の、単位電界強度当りの変位量の溝間距離依存性を示す
図である。
【図５】第二の実施の形態における圧電アクチュエータ
の斜視図である。
の斜視図である。
【図６】第二の実施の形態における圧電アクチュエータ
の、単位電界強度当りの変位量の溝間距離依存性を示す
図である。
の、単位電界強度当りの変位量の溝間距離依存性を示す
図である。
【図７】従来の圧電式インクジェットプリンタヘッドの
一例の断面図である。
一例の断面図である。
【図８】従来の圧電式インクジェットプリンタヘッドの
他の例の断面図である。
他の例の断面図である。
【図９】図８に示すインクジェットプリンタヘッドを用
いてノズルを増加させる場合の構成を示す断面図であ
る。
いてノズルを増加させる場合の構成を示す断面図であ
る。
１ 圧電体シート ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 内部電極 ３Ｌ，３Ｒ，３Ｃ 溝 ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ 圧電アクチュエータ ５Ａ，５Ｂ 外部電極 ６ ノズル ７ インクノズルプレート ８ インク室 ９ インクキャビティプレート １０ バックプレート
Claims (8)
- 【請求項１】 インクを貯留しているインク室の体積を
圧電アクチュエータの変位で変化させることにより、イ
ンク室内のインクをそのインク室に連通するノズルから
噴出させ又は停止させる構成の圧電式インクジェットプ
リンタヘッドにおいて、 前記インク室の一つの壁面を積層構造の圧電アクチュエ
ータの変位発生面で構成すると共に、インク室のノズル
配設面と前記圧電アクチュエータの変位発生面とを対置
させることにより、圧電アクチュエータの変位の方向
と、ノズル室からのインクの噴出方向とが一致するよう
にしたことを特徴とする圧電式インクジェットプリンタ
ヘッド。 - 【請求項２】 インクを貯留している複数のインク室そ
れぞれの体積を圧電アクチュエータの変位で変化させる
ことにより、各インク室内のインクをそのインク室に連
通するノズルから噴出させ又は停止させる構成の圧電式
インクジェットプリンタヘッドにおいて、 前記複数のインク室が平行な二列に配置され、その平行
二列分のインク室が一体構造の一つの積層型圧電アクチ
ュエータを用いて形成されていることを特徴とする圧電
式インクジェットプリンタヘッド。 - 【請求項３】 請求項２記載の圧電式インクジェットプ
リンタヘッドにおいて、前記一体構造の積層型圧電アク
チュエータを各インク室に対応する部分毎に独立に変位
させ得るようにするために、圧電アクチュエータの構造
を、 積層の方向をノズル室からのインクの噴出方向に一致さ
せると共に、積層構造を構成する内部電極を各インク室
に対応する部分毎に分割し、 各インク室に対応する部分内では、積層された複数の内
部電極を一層置きに同電位となる二種類の内部電極に区
分し、一方の区分に属する内部電極を各インク室に対応
する部分毎に個別に設けられた外部接続用電極に接続
し、他方の区分に属する内部電極を、この積層型圧電ア
クチュエータ全体に共通な一つの外部接続用電極に接続
した構造としたことを特徴とする圧電式インクジェット
プリンタヘッド。 - 【請求項４】 請求項３記載の圧電式インクジェットプ
リンタヘッドにおいて、 前記積層型圧電アクチュエータの、一列に並ぶインク室
どうしの間に対応する部分に積層方向に平行な溝を設け
ることにより、圧電アクチュエータの可動領域どうし
を、インク室の列の方向に関して、空隙で分離した構造
としたことを特徴とする圧電式インクジェットプリンタ
ヘッド。 - 【請求項５】 請求項４記載の圧電式インクジェットプ
リンタヘッドにおいて、 前記積層型圧電アクチュエータの前記溝が設けられた側
面に、前記各インク室に対応する部分毎に個別に設けら
れる外部接続用電極を配置し、前記溝が設けられた側面
に直交する側面に、前記圧電アクチュエータ全体に共通
な外部接続用電極を配置したことを特徴とする圧電式イ
ンクジェットプリンタヘッド。 - 【請求項６】 請求項５記載の圧電式インクジェットプ
リンタヘッドにおいて、 このプリンタヘッドをインク室からのインクの噴出方向
から見たとき、前記平行二列を成す各インク室の列の方
向に関する位置が、一方の列に属するインク室と他方の
列に属するインク室とで同一になるようにしたことを特
徴とする圧電式インクジェットプリンタヘッド。 - 【請求項７】 請求項６記載の圧電式インクジェットプ
リンタヘッドにおいて、 前記積層型圧電アクチュエータの各インク室の間に設け
た溝のうち一方の列に属するインク室の間に設けた溝
と、他方の列に属するインク室の間に設けた溝との間の
距離を、３ｍｍ以上としたことを特徴とする圧電式イン
クジェットプリンタヘッド。 - 【請求項８】 請求項５記載の圧電式インクジェットプ
リンタヘッドにおいて、 このプリンタヘッドをインク室からのインクの噴出方向
から見たとき、前記平行二列を成す各インク室の列の方
向の位置が、一方の列に属するインク室と他方の列に属
するインク室とで互い違いになるようにしたことを特徴
とする圧電式インクジェットプリンタヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7193695A JPH0939239A (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 圧電式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 |
|---|---|---|---|
| JP7193695A JPH0939239A (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 圧電式インクジェットプリンタヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0939239A true JPH0939239A (ja) | 1997-02-10 |
Family
ID=16312249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7193695A Pending JPH0939239A (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 圧電式インクジェットプリンタヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0939239A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002240278A (ja) * | 2001-02-19 | 2002-08-28 | Brother Ind Ltd | インクジェットプリンタヘッド |
| JP2006222150A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Tdk Corp | 圧電セラミック素子 |
| JP2006228832A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Tdk Corp | 圧電素子 |
| US7662884B2 (en) | 2002-04-25 | 2010-02-16 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Cement admixture and production method thereof |
| JP2010143166A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Brother Ind Ltd | インクジェットヘッド |
-
1995
- 1995-07-28 JP JP7193695A patent/JPH0939239A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002240278A (ja) * | 2001-02-19 | 2002-08-28 | Brother Ind Ltd | インクジェットプリンタヘッド |
| JP4670159B2 (ja) * | 2001-02-19 | 2011-04-13 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットプリンタヘッド |
| US7662884B2 (en) | 2002-04-25 | 2010-02-16 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Cement admixture and production method thereof |
| JP2006222150A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Tdk Corp | 圧電セラミック素子 |
| JP2006228832A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Tdk Corp | 圧電素子 |
| JP2010143166A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Brother Ind Ltd | インクジェットヘッド |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19981208 |