JPH10193598A - インクジェットヘッド - Google Patents

インクジェットヘッド

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Publication number
JPH10193598A
JPH10193598A JP440597A JP440597A JPH10193598A JP H10193598 A JPH10193598 A JP H10193598A JP 440597 A JP440597 A JP 440597A JP 440597 A JP440597 A JP 440597A JP H10193598 A JPH10193598 A JP H10193598A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
groove
grooves
jet head
top plate
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
Application number
JP440597A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Nakazawa
俊昭 中澤
Takashi Ota
孝 太田
Koji Shigemura
幸治 重村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
NEC Corp
Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP440597A priority Critical patent/JPH10193598A/ja
Priority to DE69814486T priority patent/DE69814486T2/de
Priority to EP98100553A priority patent/EP0857572B1/en
Priority to US09/007,072 priority patent/US6106106A/en
Publication of JPH10193598A publication Critical patent/JPH10193598A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/10Finger type piezoelectric elements

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電体プレートに形成したインク溝を構成す
る側壁を伸縮モードで駆動することによりインクを吐出
するインクジェットヘッドにおいて、クロストークを軽
減して高品質印字を行う方法を提供する。 【解決手段】 インク溝2a、2b、2c、・・・とダ
ミー溝3a、3b、3c、・・・を覆うトッププレート
7に対して、ダミー溝3a、3b、3c・・・上のトッ
ププレート7にスリット8a、8b、8c、・・・を設
ける。インク溝2cを駆動した際に発生する応力が隣接
インク溝2bに伝播しないため、クロストークが減少す
る。スリットの形状は一連の長だ円孔あるいは一連の円
孔でもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドに関し、特にプリンタ、ファクシミリ、コピー装置
等に用いる高密度かつ多ノズル配列可能なインクジェッ
トヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のインクジェットヘッド
は、インク吐出駆動源の点で大きく二つに分類できる。
【0003】一つは、サーマルインクジェット又はバブ
ルジェットと呼ばれる方式であり、例えば特公昭61−
59913号公報に開示されている。これは、複数のサ
ーマルエレメントが配列されたサーマルヘッド上に、そ
れぞれのサーマルエレメントに対応して圧力室が形成さ
れ、その圧力室にはノズルとインク供給路が連通してい
る構造であり、印字時、サーマルエレメントに通電しそ
の上のインクを加熱し気泡を発生させ、その圧力により
インクをノズルから吐出させる方式である。
【0004】このタイプは、吐出源となるサーマルヘッ
ドをフォトリソグラフィにより製作できるため、高密度
で多ノズルの印字ヘッドを作ることができる。しかしな
がら、気泡を発生させるためインクを300℃以上に加
熱する必要があり、長時間吐出を行うとインク中の成分
がサーマルエレメント上に堆積し吐出不良を起こし、ま
た、熱応力やキャビテーションによる損傷、サーマルエ
レメントの保護層のピンホールによるパッシベーション
故障なども起き、長寿命の印字ヘッドを得ることは難し
い。
【0005】一方、もう一つは圧電式と呼ばれる方式で
あり、例えば特公昭53−12138号公報に開示され
ている。これは、ノズルとインク供給路に連通する圧力
室とその圧力室に容積変化を生じさせる圧電素子とから
構成され、印字時、圧電素子に電圧を印加し圧力室に容
積変化を発生させてインクをノズルから吐出させる方式
である。
【0006】この方式は、インクを加熱しないためイン
ク選択の自由度が高く、また、長寿命であるが、多数の
圧電素子を高密度に配列することが難しい。
【0007】そこでこのような問題点を解決するものと
して、特開平6−143564号公報あるいは特開平5
ー16354号公報に開示された、圧電性素材に溝を形
成し、その溝を構成する柱を伸縮モードで駆動するもの
が提案されている。この特開平6−143564号公報
及び特開平5ー16354号公報に示された実施例の構
造及び作用は非常に類似しているため、ここでは、特開
平6−143564号公報について説明する。図6
(A)に特開平6−143564号公報に示された実施
例での断面構造図を示す。圧電性素材の基板50と蓋5
1との間にインクチャネル53a、53bとダミーチャ
ネル54a、54b、54cとが交互に配置され、これ
らのインクチャネルの溝内に電極56a、56b、56
c、56d、56eが形成されている。そして、この電
極56a、56b、56c、56d、56eにより、隔
壁55a、55b、55c、55dを分極方向52に示
すように隣接する隔壁間で互いに反対方向となるように
分極する。
【0008】ここで、ダミーチャネル54a、54b、
54cを共通のグランド電位に固定し、インク吐出に係
わるインクチャネルに単極性の駆動電気パルス(図6で
は正極のパルス)を印加すると、図6(B)に示すよう
に、隔壁55a、55b、55c、55dの内、インク
吐出に係わる隔壁が伸縮モードの変形をおこす。この結
果、インク吐出に係わるインクチャネルの体積が減少し
て、インクの圧力が瞬間的に上昇することによりインク
が吐出する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のインク
ジェットヘッドでは、次のような問題点がある。
【0010】特開平6ー143564号公報の実施例で
は、各隔壁55a、55b、55c、55dの上部に絶
縁性の蓋51が固着される構造となっている。この絶縁
性の蓋51は、アルミナ等を使用しているが、剛性をも
っているため、図6(B)のように、インクチャネル5
3aからインクを吐出させるために隔壁55a、55b
を伸縮させると蓋51が変形して、その引っ張り力が少
なくともインクチャンネル53bの隔壁55cにも影響
して変形することにより、駆動していないインクチャン
ネル53bからもインクが吐出したりする。これは、余
計なインクを紙上に付着することになり印字品質の悪化
を招く。
【0011】また、もう一つの従来例である特開平5ー
16354号公報に示された実施例でも、特開平6ー1
43564号公報に示された実施例と同様にクロストー
クの問題がある。
【0012】本発明の目的は、従来技術の問題点を解決
して、インク吐出の際のクロストークを解消し、所望の
インク吐出によって高品質印字を行うことができるイン
クジェットヘッドを提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、圧電体プレートに、インクをノズルプレート
のノズル孔から吐出させるインク溝とインクを吐出させ
ないダミー溝とが交互となるように溝を形成し、前記イ
ンク溝を構成する側壁に電圧を印加することにより、前
記側壁を伸縮モードで駆動し、前記インク溝からインク
を吐出させるインクジェットヘッドにおいて、前記イン
ク溝と前記ダミー溝とを覆うトッププレートを備え、前
記トッププレートの前記ダミー溝上の部分にスリットを
設けるようにしている。
【0014】本発明のインクジェットヘッドは、前記ト
ッププレートに設けたスリットが一連の長だ円孔である
ようにしてもよい。
【0015】本発明のインクジェットヘッドは、前記ト
ッププレートに設けたスリットが一連の円孔であるよう
にしてもよい。
【0016】このように、本発明のインクジェットヘッ
ドは、ダミー溝上のトッププレートにスリットを設ける
ことにより、インク溝の側壁を駆動した際に発生する応
力が隣接するインク溝に伝播しにくくなり、クロストー
クが減少して、印字性能に悪影響を及ぼさなくなる。
【0017】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0018】図1は、本発明の第1の実施の形態を示す
インクジェットヘッドの斜視図、図2は、図1のA−
A’断面図である。
【0019】圧電体プレート1にダイシングソーにより
溝を形成する。その際に、インクをノズルプレート9の
ノズル孔10から吐出させるインク溝2a、2b、2
c、・・・とインク溝2a、2b、2c、・・・間の干
渉を低減するためのダミー溝3a、3b、3c、・・・
とが交互となるように配置し、インク溝2a、2b、2
c、・・・は、インク溜まり12からインクを供給する
ために、ダミー溝3a、3b、3c、・・・よりも溝の
長さを長くする。その後、インク溝2a、2b、2c、
・・・及びダミー溝3a、3b、3c、・・・を構成す
る側壁6a、6b、6c、・・・の側面及び溝の底面に
スパッタリングで電極4a、4b、4c、電極5a、5
b、5c、・・・を形成する。
【0020】トッププレート7に形成したスリット8
a、8b、8c、・・・がダミー溝3a、3b、3c、
・・・の所定の位置となるようにトッププレート7を圧
電体プレート1に接着し、そして、ノズルプレート9の
ノズル孔10が、インク溝2a、2b、2c、・・・の
所定の位置となるようにノズルプレート9を圧電体プレ
ート1に接着する。また、トッププレート7を圧電体プ
レート1に接着後、ダミー溝3a、3b、3c、・・・
上のトッププレート1にスリット8a、8b、8c、・
・・を形成しても良い。
【0021】インクはインク供給パイプ13からインク
溜まり12へ供給され、さらにインク供給口11からイ
ンク溝2a、2b、2c、・・・へと供給される。
【0022】図3は、トッププレート7のスリット8
a、8b、8c、・・・の形状を示す図である。
【0023】次に、動作について図2を参照して説明す
る。
【0024】まず、複数のインク溝2a、2b、2c、
・・・のうちのある特定のインク溝2cを駆動して、そ
れに連通するノズル孔(図1の10)からインク滴を吐
出する場合について説明する。インク滴を吐出するイン
ク溝2cの内面に形成した電極4cをグランド電位に
し、前記インク溝2cの両隣のダミー溝3b、3dのそ
れぞれの内面に形成した電極5b、5cを正電位になる
ように電圧を印加すると、インク溝2cを構成する圧電
体でできた側壁6d、6eは、それぞれ図2(B)に示
したように分極方向(矢印P方向)と電界方向(矢印E
方向)が同一となるため電界方向に伸張動作を起こし、
また、電界と垂直方向には縮む。したがって、インク溝
2cの容積は減少しインクの圧力が増加するため、イン
ク溝2cに連通するノズル孔(図1の10)からインク
滴を吐出する。次に、側壁6d、6eへの電圧を0Vに
すると、図2(C)に示すように側壁6d、6eはもと
に戻り、容積が増加し、インクの圧力が低下するため、
容積増加分だけインクが図1に示すインク溜まり12か
らインク溝2cに供給される。
【0025】このインクジェットヘッドの動作におい
て、トッププレート7にスリット8b、8cを設けたこ
とにより、インク溝2cを駆動した際に発生する応力が
隣接インク溝2bに伝播しないため、クロストークが減
少する。
【0026】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。
【0027】図4は、第2の実施の形態におけるトップ
プレートのスリット形状を示す図である。ダミー溝3
a、3b、3c、・・・上のトッププレート7に、図3
に示した第1の実施の形態のスリット8a、8b、・・
・の替わりに一連の長だ円孔14a、14b、14c、
・・・を設けるものである。この一連の長だ円孔14
a、14b、14c、・・・は、インク溝間の干渉に対
して、図3に示した第1の実施の形態のスリット8a、
8b、・・・と同様の役割を果たす。
【0028】次に、本発明の第3の実施の形態について
説明する。
【0029】図5は、第3の実施の形態におけるトップ
プレートのスリット形状を示す図である。ダミー溝3
a、3b、3c、・・・上のトッププレート7に、図3
に示した第1の実施の形態のスリット8a、8b、・・
・の替わりに一連の円孔15a、15b、15c、・・
・を設けるものである。この一連の円孔15a、15
b、15c、・・・は、インク溝間の干渉に対して、図
3に示した第1の実施の形態のスリット8a、8b、・
・・と同様の役割を果たす。
【0030】本発明の第1の実施の形態(図3)のスリ
ット8a、8b、・・・、第2の実施の形態(図4)の
一連の長だ円孔14a、14b、・・・及び第3の実施
の形態(図5)の一連の円孔15a、15b、・・・の
形成は、ダイヤモンドブレード等を使用したダイシング
ソーあるいは、エキシマレーザ等のレーザ加工装置など
により行うことができる。
【0031】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のインク
ジェットヘッドにおいては、ダミー溝上のトッププレー
トにスリットを設けたことにより、インク吐出の際のイ
ンク溝間の干渉(クロストーク)を解消することがで
き、そのため、安定したインク吐出が得られるので高品
質印字を行うことが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態のインクジェットヘ
ッドを示す斜視図である。
【図2】図1のA−A’断面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態のトッププレートの
スリットの形状を示す図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態のトッププレートの
スリットの形状を示す図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態のトッププレートの
スリットの形状を示す図である。
【図6】従来の技術を示す説明図である。
【符号の説明】
1 圧電体プレート 2a、2b、2c、・・・ インク溝 3a、3b、3c、・・・ ダミー溝 4a、4b、4c、・・・ 電極 5a、5b、5c、・・・ 電極 6a、6b、6c、6d、6e、6f、・・・ 側壁 7 トッププレート 8a、8b、8c、・・・ スリット 9 ノズルプレート 10 ノズル孔 11 インク供給口 12 インク溜まり 13 インク供給パイプ 14a、14b、14c、・・・ 長だ円孔 15a、15b、15c、・・・ 円孔 50 圧電性素材の基板 51 蓋 52 分極方向 53a、53b インクチャネル 54a、54b、54c ダミーチャネル 55a、55b、55c、55d 隔壁 56a、56b、56c、56d、56e 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 重村 幸治 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電体プレートに、インクをノズルプレ
    ートのノズル孔から吐出させるインク溝とインクを吐出
    させないダミー溝とが交互となるように溝を形成し、前
    記インク溝を構成する側壁に電圧を印加することによ
    り、前記側壁を伸縮モードで駆動し、前記インク溝から
    インクを吐出させるインクジェットヘッドにおいて、前
    記インク溝と前記ダミー溝とを覆うトッププレートを備
    え、前記トッププレートの前記ダミー溝上の部分にスリ
    ットを設けることを特徴とするインクジェットヘッド。
  2. 【請求項2】 前記トッププレートに設けたスリットが
    一連の長だ円孔であることを特徴とする請求項1記載の
    インクジェットヘッド。
  3. 【請求項3】 前記トッププレートに設けたスリットが
    一連の円孔であることを特徴とする請求項1記載のイン
    クジェットヘッド。
JP440597A 1997-01-14 1997-01-14 インクジェットヘッド Pending JPH10193598A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP440597A JPH10193598A (ja) 1997-01-14 1997-01-14 インクジェットヘッド
DE69814486T DE69814486T2 (de) 1997-01-14 1998-01-14 Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einem piezoelektrischen Substrat
EP98100553A EP0857572B1 (en) 1997-01-14 1998-01-14 Ink jet recording head having a piezoelectric substrate
US09/007,072 US6106106A (en) 1997-01-14 1998-01-14 Ink jet recording head having a piezoelectric substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP440597A JPH10193598A (ja) 1997-01-14 1997-01-14 インクジェットヘッド

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JPH10193598A true JPH10193598A (ja) 1998-07-28

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ID=11583422

Family Applications (1)

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JP440597A Pending JPH10193598A (ja) 1997-01-14 1997-01-14 インクジェットヘッド

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JP (1) JPH10193598A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6722035B1 (en) * 1995-11-02 2004-04-20 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method of manufacturing an ink ejecting device wherein electrodes formed within non-ejecting channels are divided and electrodes formed within ejecting channels are continuous
US6938985B2 (en) 2002-07-30 2005-09-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Slotted substrate and method of making

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6722035B1 (en) * 1995-11-02 2004-04-20 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method of manufacturing an ink ejecting device wherein electrodes formed within non-ejecting channels are divided and electrodes formed within ejecting channels are continuous
US6938985B2 (en) 2002-07-30 2005-09-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Slotted substrate and method of making

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Effective date: 20000307