JPH1034922A - 圧電型インクジェットヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
圧電型インクジェットヘッドおよびその製造方法Info
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- JPH1034922A JPH1034922A JP21303596A JP21303596A JPH1034922A JP H1034922 A JPH1034922 A JP H1034922A JP 21303596 A JP21303596 A JP 21303596A JP 21303596 A JP21303596 A JP 21303596A JP H1034922 A JPH1034922 A JP H1034922A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】溝加工の作業性を大幅に向上させながら、加圧
室相互の干渉を抑制し、十分な変位が得られる圧電型イ
ンクジェットヘッドとその製造方法を提供する。 【解決手段】複数のノズル１２にそれぞれ連通する複数
の加圧室１１を、基板１０と振動板２１との間に形成
し、振動板２１上に圧電体２２を積層することにより、
振動板２１を屈曲変位させて各加圧室１１内のインクを
加圧し、インクをノズル１２から吐出させる。振動板２
１上に平板状の圧電体を接着した後、加圧室１１の側壁
１３上の圧電体２２に、側壁１３の厚みより幅広でかつ
振動板２１まで達しない深さの溝２３を形成することに
より、圧電体２２を実質的に分離する。溝２３は、加圧
室１１の側壁１３の側面と圧電体２２の溝側面との距離
Ｇと、圧電体２２の溝底部の厚みｔ3 と振動板２１の厚
みｔ2 との和ｔとの関係が０．５≦Ｇ／ｔ≦４となるよ
うに形成される。
室相互の干渉を抑制し、十分な変位が得られる圧電型イ
ンクジェットヘッドとその製造方法を提供する。 【解決手段】複数のノズル１２にそれぞれ連通する複数
の加圧室１１を、基板１０と振動板２１との間に形成
し、振動板２１上に圧電体２２を積層することにより、
振動板２１を屈曲変位させて各加圧室１１内のインクを
加圧し、インクをノズル１２から吐出させる。振動板２
１上に平板状の圧電体を接着した後、加圧室１１の側壁
１３上の圧電体２２に、側壁１３の厚みより幅広でかつ
振動板２１まで達しない深さの溝２３を形成することに
より、圧電体２２を実質的に分離する。溝２３は、加圧
室１１の側壁１３の側面と圧電体２２の溝側面との距離
Ｇと、圧電体２２の溝底部の厚みｔ3 と振動板２１の厚
みｔ2 との和ｔとの関係が０．５≦Ｇ／ｔ≦４となるよ
うに形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧電型インクジェッ
トヘッド、特にマルチノズル型のインクジェットヘッド
に関するものである。
トヘッド、特にマルチノズル型のインクジェットヘッド
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、マルチノズル型のインクジェッ
トヘッドは、複数のノズルにそれぞれ連通する複数の加
圧室を、基板と振動板との間に形成し、振動板上に圧電
体を積層することにより、振動板を屈曲変位させて各加
圧室内のインクを加圧し、インクをノズルから吐出させ
る構造となっている。
トヘッドは、複数のノズルにそれぞれ連通する複数の加
圧室を、基板と振動板との間に形成し、振動板上に圧電
体を積層することにより、振動板を屈曲変位させて各加
圧室内のインクを加圧し、インクをノズルから吐出させ
る構造となっている。
【０００３】振動板上に多数の圧電体を形成する場合、
その形成方法としては、図１のように予め個別に分離し
た圧電体１を振動板２上に接着する方法や、図２のよう
に振動板２上に平板状の単一の圧電体１を接着した後、
加圧室３間の隔壁部４に対応させて圧電体１を切断し、
複数の圧電体１に分割すると同時に振動板２まで切込み
５を入れる方法（例えば特公平２−２４２２３号公報参
照）などがある。なお、図１，図２において、６は基
板、７はノズルである。
その形成方法としては、図１のように予め個別に分離し
た圧電体１を振動板２上に接着する方法や、図２のよう
に振動板２上に平板状の単一の圧電体１を接着した後、
加圧室３間の隔壁部４に対応させて圧電体１を切断し、
複数の圧電体１に分割すると同時に振動板２まで切込み
５を入れる方法（例えば特公平２−２４２２３号公報参
照）などがある。なお、図１，図２において、６は基
板、７はノズルである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の場合に
は、個々の圧電体１を振動板２上に高い寸法精度で接着
することは難しく、特に印字ピッチを細かくするため多
数の微小な圧電体１を振動板２上に集積させて配置する
インクジェットヘッドの場合には、生産性が非常に低
い。
は、個々の圧電体１を振動板２上に高い寸法精度で接着
することは難しく、特に印字ピッチを細かくするため多
数の微小な圧電体１を振動板２上に集積させて配置する
インクジェットヘッドの場合には、生産性が非常に低
い。
【０００５】一方、後者の場合には、ダイヤモンドホイ
ールなどの既存の装置で溝加工を行えば、高い寸法精度
で圧電体１を分離でき、生産性が優れているという特長
がある。しかしながら、一般に振動板２の材質としては
ガラスや金属が用いられるため、セラミックスからなる
圧電体１に比べて機械加工が難しく、溝加工に多大の工
数が必要となり、結果的にヘッドが高価なものとなって
いた。また、振動板２にまで切込み５を入れることによ
り、隣合う加圧室３への振動の波及を防止できる効果は
あるものの、切込み５のために振動板２の強度が局部的
に低下し、疲労破壊の原因になる可能性があった。
ールなどの既存の装置で溝加工を行えば、高い寸法精度
で圧電体１を分離でき、生産性が優れているという特長
がある。しかしながら、一般に振動板２の材質としては
ガラスや金属が用いられるため、セラミックスからなる
圧電体１に比べて機械加工が難しく、溝加工に多大の工
数が必要となり、結果的にヘッドが高価なものとなって
いた。また、振動板２にまで切込み５を入れることによ
り、隣合う加圧室３への振動の波及を防止できる効果は
あるものの、切込み５のために振動板２の強度が局部的
に低下し、疲労破壊の原因になる可能性があった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、溝加工の作業性
を大幅に向上させながら、加圧室相互の干渉を抑制し、
十分な変位が得られる圧電型インクジェットヘッドおよ
びその製造方法を提供することにある。他の目的は、振
動板の強度低下を防止し、高寿命の圧電型インクジェッ
トヘッドおよびその製造方法を提供することにある。
を大幅に向上させながら、加圧室相互の干渉を抑制し、
十分な変位が得られる圧電型インクジェットヘッドおよ
びその製造方法を提供することにある。他の目的は、振
動板の強度低下を防止し、高寿命の圧電型インクジェッ
トヘッドおよびその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の圧電型インクジェットヘッドは、
複数のノズルにそれぞれ連通する複数の加圧室を、基板
と振動板との間に形成し、振動板上に圧電体を積層する
ことにより、振動板を屈曲変位させて各加圧室内のイン
クを加圧し、インクをノズルから吐出させるものであ
る。上記圧電体は、上記加圧室の隔壁に対応する部位
に、隔壁の厚みより幅広でかつ振動板まで達しない深さ
の溝を有しており、上記加圧室の隔壁の側面と圧電体の
溝側面との距離をＧ、圧電体の溝底部の厚みｔ3 と振動
板の厚みｔ2 との和をｔ（＝ｔ3 ＋ｔ2）としたとき、
０．５≦Ｇ／ｔ≦４の関係が成立する。
め、請求項１に記載の圧電型インクジェットヘッドは、
複数のノズルにそれぞれ連通する複数の加圧室を、基板
と振動板との間に形成し、振動板上に圧電体を積層する
ことにより、振動板を屈曲変位させて各加圧室内のイン
クを加圧し、インクをノズルから吐出させるものであ
る。上記圧電体は、上記加圧室の隔壁に対応する部位
に、隔壁の厚みより幅広でかつ振動板まで達しない深さ
の溝を有しており、上記加圧室の隔壁の側面と圧電体の
溝側面との距離をＧ、圧電体の溝底部の厚みｔ3 と振動
板の厚みｔ2 との和をｔ（＝ｔ3 ＋ｔ2）としたとき、
０．５≦Ｇ／ｔ≦４の関係が成立する。
【０００８】また、請求項３に記載の製造方法は、振動
板上に平板状の圧電体を接着する工程と、上記加圧室の
隔壁上の圧電体に、隔壁の厚みより幅広でかつ振動板ま
で達しない深さの溝を形成する工程とを有し、上記加圧
室の隔壁の側面と圧電体の溝側面との距離をＧ、圧電体
の溝底部の厚みｔ3 と振動板の厚みｔ2 との和をｔ（＝
ｔ3 ＋ｔ2 ）としたとき、０．５≦Ｇ／ｔ≦４の関係が
成立するように、溝を形成するものである。
板上に平板状の圧電体を接着する工程と、上記加圧室の
隔壁上の圧電体に、隔壁の厚みより幅広でかつ振動板ま
で達しない深さの溝を形成する工程とを有し、上記加圧
室の隔壁の側面と圧電体の溝側面との距離をＧ、圧電体
の溝底部の厚みｔ3 と振動板の厚みｔ2 との和をｔ（＝
ｔ3 ＋ｔ2 ）としたとき、０．５≦Ｇ／ｔ≦４の関係が
成立するように、溝を形成するものである。
【０００９】上記製造方法によれば、振動板上に平板状
の圧電体を接着した後、加圧室の隔壁上の圧電体に溝を
形成することにより、圧電体を実質的に分離する。ただ
し、溝は、隔壁の厚みより幅広で、かつ振動板まで達し
ない深さに形成される。したがって、硬度の高い振動板
に溝加工する必要がないので、加工が簡単で、加工工数
が少なくて済む。
の圧電体を接着した後、加圧室の隔壁上の圧電体に溝を
形成することにより、圧電体を実質的に分離する。ただ
し、溝は、隔壁の厚みより幅広で、かつ振動板まで達し
ない深さに形成される。したがって、硬度の高い振動板
に溝加工する必要がないので、加工が簡単で、加工工数
が少なくて済む。
【００１０】隣合う圧電体は溝底部の薄肉な圧電体層を
介して連結状態となるので、ある圧電体に電気信号が印
加された時、その圧電体が十分に屈曲変位できなかった
り（変位量の低下）、隣合う圧電体に振動が波及する
（相互干渉）恐れがある。このため、加圧室の隔壁の側
面と圧電体の溝側面との距離Ｇと、圧電体の溝底部の厚
みｔ3 と振動板の厚みｔ2 との和ｔとの比Ｇ／ｔを、
０．５以上としている。ただし、Ｇ／ｔ＞４となると、
圧電体の屈曲変位に寄与する領域が小さくなり、変位量
が低下する。そこで、本発明では溝の形状を、０．５≦
Ｇ／ｔ≦４の関係が成立するように設定している。この
ように寸法設定すれば、変位量の低下や相互干渉の問題
は解消される。
介して連結状態となるので、ある圧電体に電気信号が印
加された時、その圧電体が十分に屈曲変位できなかった
り（変位量の低下）、隣合う圧電体に振動が波及する
（相互干渉）恐れがある。このため、加圧室の隔壁の側
面と圧電体の溝側面との距離Ｇと、圧電体の溝底部の厚
みｔ3 と振動板の厚みｔ2 との和ｔとの比Ｇ／ｔを、
０．５以上としている。ただし、Ｇ／ｔ＞４となると、
圧電体の屈曲変位に寄与する領域が小さくなり、変位量
が低下する。そこで、本発明では溝の形状を、０．５≦
Ｇ／ｔ≦４の関係が成立するように設定している。この
ように寸法設定すれば、変位量の低下や相互干渉の問題
は解消される。
【００１１】本発明では振動板に溝を形成しないので、
振動板の強度を低下させることがなく、振動板が疲労破
壊を起こす恐れが少ない。なお、溝底部の圧電体の強度
は低下するが、たとえ溝底部の圧電体にクラックまたは
割れが発生しても、動作上、何の支障もない。
振動板の強度を低下させることがなく、振動板が疲労破
壊を起こす恐れが少ない。なお、溝底部の圧電体の強度
は低下するが、たとえ溝底部の圧電体にクラックまたは
割れが発生しても、動作上、何の支障もない。
【００１２】振動板の屈曲変位量を大きくするには、溝
部における圧電体と振動板との厚みの和ｔと、圧電体と
振動板との厚みの総和ｔ1 ＋ｔ2 との比率を小さくする
こと、つまりｔ／（ｔ1 ＋ｔ2 ）の値が小さい方が望ま
しく、特にこの値が１／２以下であるのがよい。つま
り、２ｔ≦（ｔ1 ＋ｔ2 ）となるように設定するのが望
ましい。上記関係式は振動板の厚みｔ2 を圧電体の厚み
ｔ1 より薄くすることを意味するので、屈曲変位を効率
よく生じさせるには、一般的に振動板のヤング率を圧電
体のヤング率より大きくした方がよい。例えば、圧電体
のヤング率が４〜１０×１０10Ｎ／ｍ2 である場合、振
動板のヤング率を４〜３０×１０10Ｎ／ｍ2 とした方が
よい。
部における圧電体と振動板との厚みの和ｔと、圧電体と
振動板との厚みの総和ｔ1 ＋ｔ2 との比率を小さくする
こと、つまりｔ／（ｔ1 ＋ｔ2 ）の値が小さい方が望ま
しく、特にこの値が１／２以下であるのがよい。つま
り、２ｔ≦（ｔ1 ＋ｔ2 ）となるように設定するのが望
ましい。上記関係式は振動板の厚みｔ2 を圧電体の厚み
ｔ1 より薄くすることを意味するので、屈曲変位を効率
よく生じさせるには、一般的に振動板のヤング率を圧電
体のヤング率より大きくした方がよい。例えば、圧電体
のヤング率が４〜１０×１０10Ｎ／ｍ2 である場合、振
動板のヤング率を４〜３０×１０10Ｎ／ｍ2 とした方が
よい。
【００１３】
【発明の実施の形態】図３，図４は本発明にかかる圧電
型インクジェットヘッドの一例を示す。このヘッドは、
基板１０上に振動板２１と圧電体２２とをエポキシ系接
着剤などにより積層接着したものである。基板１０は圧
電体２２と近似した熱膨張率を有する４２Ｎｉ合金など
の材料で構成されており、その上面にはエッチング加工
等により、多数の略短冊形状の加圧室１１が並列に形成
されている。各加圧室１１の底部にはそれぞれノズル１
２が一列に並ぶように形成されている。この実施例で
は、ノズル１２が加圧室１１の一方の端部側に設けた
が、中央部に設けてもよい。なお、図示していないが、
上記加圧室１１にインクを供給する通路が基板１０に形
成されている。
型インクジェットヘッドの一例を示す。このヘッドは、
基板１０上に振動板２１と圧電体２２とをエポキシ系接
着剤などにより積層接着したものである。基板１０は圧
電体２２と近似した熱膨張率を有する４２Ｎｉ合金など
の材料で構成されており、その上面にはエッチング加工
等により、多数の略短冊形状の加圧室１１が並列に形成
されている。各加圧室１１の底部にはそれぞれノズル１
２が一列に並ぶように形成されている。この実施例で
は、ノズル１２が加圧室１１の一方の端部側に設けた
が、中央部に設けてもよい。なお、図示していないが、
上記加圧室１１にインクを供給する通路が基板１０に形
成されている。
【００１４】振動板２１も圧電体２２と近似した熱膨張
率を有する材料で構成され、加圧室１１の上壁を構成し
ている。この実施例では、振動板２１として厚みｔ2 が
１０μｍの４２Ｎｉ合金を使用した。
率を有する材料で構成され、加圧室１１の上壁を構成し
ている。この実施例では、振動板２１として厚みｔ2 が
１０μｍの４２Ｎｉ合金を使用した。
【００１５】圧電体２２は、例えば厚みｔ1 が３０μｍ
のＰＺＴ系セラミックスで構成されている。上記圧電体
２２は、振動板２１上に平板状の一枚の圧電板を接着し
た後、加圧室１１の隔壁１３上の圧電板に、隔壁１３の
厚みｄより幅広で、かつ振動板２１まで達しない深さの
溝２３を形成することにより、実質的に分離されてい
る。溝２３はダイシング等の公知の手法で形成できる。
なお、圧電体２２の上面には予め全面電極（図示せず）
が形成されており、上記溝２３によって全面電極が電気
的に分離され、各加圧室１１に対応した個別電極とな
る。また、圧電体２２の振動板２１と接する面にも共通
電極（図示せず）が形成されている。圧電体２２の上下
に設けられた電極間に電圧を印加すると、圧電体２２と
振動板２１との一体構造のアクチュエータ部が加圧室１
１の幅方向（図４に破線で示す）に屈曲変位し、加圧室
１１内のインクをノズル１２から吐出する。
のＰＺＴ系セラミックスで構成されている。上記圧電体
２２は、振動板２１上に平板状の一枚の圧電板を接着し
た後、加圧室１１の隔壁１３上の圧電板に、隔壁１３の
厚みｄより幅広で、かつ振動板２１まで達しない深さの
溝２３を形成することにより、実質的に分離されてい
る。溝２３はダイシング等の公知の手法で形成できる。
なお、圧電体２２の上面には予め全面電極（図示せず）
が形成されており、上記溝２３によって全面電極が電気
的に分離され、各加圧室１１に対応した個別電極とな
る。また、圧電体２２の振動板２１と接する面にも共通
電極（図示せず）が形成されている。圧電体２２の上下
に設けられた電極間に電圧を印加すると、圧電体２２と
振動板２１との一体構造のアクチュエータ部が加圧室１
１の幅方向（図４に破線で示す）に屈曲変位し、加圧室
１１内のインクをノズル１２から吐出する。
【００１６】加圧室１１の隔壁１３の側面と圧電体２２
の溝２３側面との距離をＧ、圧電体２２の溝２３底部の
厚みｔ3 と振動板２１の厚みｔ2 との和をｔ（＝ｔ3 ＋
ｔ2）とすると、次式が成立するようにＧおよびｔの値
が設定されている。 ０．５≦Ｇ／ｔ≦４ また、圧電体２２の一般部の厚みをｔ1 、振動板２１の
厚みをｔ2 とすると、 ２ｔ≦（ｔ1 ＋ｔ2 ） の関係が成立するように設定するのが望ましい。
の溝２３側面との距離をＧ、圧電体２２の溝２３底部の
厚みｔ3 と振動板２１の厚みｔ2 との和をｔ（＝ｔ3 ＋
ｔ2）とすると、次式が成立するようにＧおよびｔの値
が設定されている。 ０．５≦Ｇ／ｔ≦４ また、圧電体２２の一般部の厚みをｔ1 、振動板２１の
厚みをｔ2 とすると、 ２ｔ≦（ｔ1 ＋ｔ2 ） の関係が成立するように設定するのが望ましい。
【００１７】ここで、上記のような寸法設定とした理由
を、図５〜図８を参照して以下に説明する。測定に用い
た各諸元は次のとおりである。 加圧室１１：幅Ｗ＝０．３５ｍｍおよび０．２５ｍｍ 隔壁１３ ：厚みｄ＝８０μｍ 圧電体２２：厚みｔ1 ＝３０μｍのＰＺＴ 振動板２１：厚みｔ2 ＝１０μｍの４２Ｎｉ合金 Ｇ＝６μｍ〜６０μｍ ｔ＝１２μｍ
を、図５〜図８を参照して以下に説明する。測定に用い
た各諸元は次のとおりである。 加圧室１１：幅Ｗ＝０．３５ｍｍおよび０．２５ｍｍ 隔壁１３ ：厚みｄ＝８０μｍ 圧電体２２：厚みｔ1 ＝３０μｍのＰＺＴ 振動板２１：厚みｔ2 ＝１０μｍの４２Ｎｉ合金 Ｇ＝６μｍ〜６０μｍ ｔ＝１２μｍ
【００１８】Ｇ／ｔの値を変化させた場合の屈曲変位量
を、ＦＥＭ（有限要素法）によりシュミレートした結果
を図５，図６に示す。なお、縦軸は各々最大の変位量と
なる条件での変位が１となるように規格化したものであ
る。図５は加圧室の幅Ｗが０．３５ｍｍの場合、図６は
０．２５ｍｍの場合である。また、パラメータＫの値は
次式で与えられる。 Ｋ＝２ｔ／（ｔ1 ＋ｔ2 ）
を、ＦＥＭ（有限要素法）によりシュミレートした結果
を図５，図６に示す。なお、縦軸は各々最大の変位量と
なる条件での変位が１となるように規格化したものであ
る。図５は加圧室の幅Ｗが０．３５ｍｍの場合、図６は
０．２５ｍｍの場合である。また、パラメータＫの値は
次式で与えられる。 Ｋ＝２ｔ／（ｔ1 ＋ｔ2 ）
【００１９】図５から明らかなように、Ｋの値が小さい
ほど、変位量が大きいことがわかる。特に、Ｋが１より
大きな値（１．３３）の場合には、変位量が７０％程度
になり、インクの吐出圧が不十分であると考えられる。
したがって、Ｋ≦１が望ましい。ここで、溝２３は振動
板２１まで達しない深さであるためには、ｔ＞ｔ2 であ
るから、 １≧２ｔ／（ｔ1 ＋ｔ2 ）＞２ｔ2 ／（ｔ1 ＋ｔ2 ） となる。したがって、 ｔ1 ＋ｔ2 ＞２ｔ2 となり、結局、 ｔ1 ＞ｔ2 とするのが望ましい。一方、Ｇ／ｔの値についてみる
と、Ｇ／ｔが０．５〜５．０の範囲で、最大変位量に対
して８０％以上の変位量が得られることがわかる。
ほど、変位量が大きいことがわかる。特に、Ｋが１より
大きな値（１．３３）の場合には、変位量が７０％程度
になり、インクの吐出圧が不十分であると考えられる。
したがって、Ｋ≦１が望ましい。ここで、溝２３は振動
板２１まで達しない深さであるためには、ｔ＞ｔ2 であ
るから、 １≧２ｔ／（ｔ1 ＋ｔ2 ）＞２ｔ2 ／（ｔ1 ＋ｔ2 ） となる。したがって、 ｔ1 ＋ｔ2 ＞２ｔ2 となり、結局、 ｔ1 ＞ｔ2 とするのが望ましい。一方、Ｇ／ｔの値についてみる
と、Ｇ／ｔが０．５〜５．０の範囲で、最大変位量に対
して８０％以上の変位量が得られることがわかる。
【００２０】図６の場合には、図５と同じくＫの値が小
さいほど変位量は大きいが、Ｇ／ｔが０．５〜４．０の
範囲で最大変位量に対して８０％以上の変位量が得られ
る。図５に比べてＧ／ｔの値が低くなった理由は、加圧
室の幅Ｗが小さい（０．２５ｍｍ）ため、圧電体２２の
屈曲変位に寄与する領域が小さくなッ たからであると考
えられる。
さいほど変位量は大きいが、Ｇ／ｔが０．５〜４．０の
範囲で最大変位量に対して８０％以上の変位量が得られ
る。図５に比べてＧ／ｔの値が低くなった理由は、加圧
室の幅Ｗが小さい（０．２５ｍｍ）ため、圧電体２２の
屈曲変位に寄与する領域が小さくなッ たからであると考
えられる。
【００２１】図７は加圧室の幅Ｗが０．３５ｍｍの場合
の隣接干渉率を表したものである。隣接干渉率とは、隣
室の変位量と駆動室の変位量との比を求めたものであ
り、相互干渉の程度を表し、この値が小さい程相互干渉
が少ない。図７から明らかなように、Ｇ／ｔが大きくな
るほど、相互干渉が少ない。Ｇ／ｔ＝０．５のとき、干
渉率は最大となるが、その値は１４％程度であるから、
実際のインクの吐出には大きな影響はないと考えられ
る。また、Ｋの値による干渉率の差異は比較的小さい。
なお、Ｋ＝０．８とＫ＝１．０とを比較したところ、Ｋ
＝０．８の方が相互干渉が少ないことがわかる。図８は
加圧室の幅Ｗが０．２５ｍｍの場合の隣接干渉率であ
る。この場合も、図７と同様の特性を示している。
の隣接干渉率を表したものである。隣接干渉率とは、隣
室の変位量と駆動室の変位量との比を求めたものであ
り、相互干渉の程度を表し、この値が小さい程相互干渉
が少ない。図７から明らかなように、Ｇ／ｔが大きくな
るほど、相互干渉が少ない。Ｇ／ｔ＝０．５のとき、干
渉率は最大となるが、その値は１４％程度であるから、
実際のインクの吐出には大きな影響はないと考えられ
る。また、Ｋの値による干渉率の差異は比較的小さい。
なお、Ｋ＝０．８とＫ＝１．０とを比較したところ、Ｋ
＝０．８の方が相互干渉が少ないことがわかる。図８は
加圧室の幅Ｗが０．２５ｍｍの場合の隣接干渉率であ
る。この場合も、図７と同様の特性を示している。
【００２２】図５〜図８を総合すると、Ｇ／ｔが０．５
〜４．０の範囲で変位量および干渉率が共に良好な結果
が得られた。また、Ｋの値は１以下であることが望まし
く、特にＫ＝０．８の時、変位量および干渉率について
最も良好な結果が得られた。
〜４．０の範囲で変位量および干渉率が共に良好な結果
が得られた。また、Ｋの値は１以下であることが望まし
く、特にＫ＝０．８の時、変位量および干渉率について
最も良好な結果が得られた。
【００２３】本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。圧電体の平面形状は図３に限るものではなく、溝
の方向も圧電体の短辺方向に限るものではない。また、
ノズルの位置は、加圧室の底部に限らず、加圧室と連通
した部位であれば位置は限定されない。また、溝の形成
方法は、実施例のように振動板上に平板状の圧電体を接
着した後、圧電体にダイシング等によって溝を形成する
方法に限るものではなく、例えば振動板上にスラリ状の
セラミックスを全面に塗布した後、溝部をスタンピング
によって形成したり、スクリーン印刷法によって溝付き
の圧電体を振動板上に形成したり、インクジェット装置
などの塗布装置を用いてセラミックスラリを振動板上に
塗布してもよい。その他、上記の方法を組み合わせても
よいし、他の如何なる方法を用いてもよい。
ない。圧電体の平面形状は図３に限るものではなく、溝
の方向も圧電体の短辺方向に限るものではない。また、
ノズルの位置は、加圧室の底部に限らず、加圧室と連通
した部位であれば位置は限定されない。また、溝の形成
方法は、実施例のように振動板上に平板状の圧電体を接
着した後、圧電体にダイシング等によって溝を形成する
方法に限るものではなく、例えば振動板上にスラリ状の
セラミックスを全面に塗布した後、溝部をスタンピング
によって形成したり、スクリーン印刷法によって溝付き
の圧電体を振動板上に形成したり、インクジェット装置
などの塗布装置を用いてセラミックスラリを振動板上に
塗布してもよい。その他、上記の方法を組み合わせても
よいし、他の如何なる方法を用いてもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
圧電型インクジェットヘッドは、加圧室の隔壁上に対応
する圧電体の部位に、隔壁の厚みより幅広でかつ振動板
まで達しない深さの溝を設け、加圧室の隔壁の側面と圧
電体の溝側面との距離Ｇと、圧電体の溝底部の厚みｔ3
と振動板の厚みｔ2 との和ｔとの比を０．５〜４の範囲
に設定したので、加圧室相互の干渉を抑制でき、かつ圧
電体の十分な変位を得ることができる。また、振動板に
切込みを形成しないで済むので、振動板の強度低下を防
止でき、高寿命の圧電型インクジェットヘッドを得るこ
とができる。
圧電型インクジェットヘッドは、加圧室の隔壁上に対応
する圧電体の部位に、隔壁の厚みより幅広でかつ振動板
まで達しない深さの溝を設け、加圧室の隔壁の側面と圧
電体の溝側面との距離Ｇと、圧電体の溝底部の厚みｔ3
と振動板の厚みｔ2 との和ｔとの比を０．５〜４の範囲
に設定したので、加圧室相互の干渉を抑制でき、かつ圧
電体の十分な変位を得ることができる。また、振動板に
切込みを形成しないで済むので、振動板の強度低下を防
止でき、高寿命の圧電型インクジェットヘッドを得るこ
とができる。
【００２５】また、本発明の製造方法によれば、振動板
上に平板状の圧電体を接着した後、加圧室の隔壁上の圧
電体に、隔壁の厚みより幅広で、かつ振動板まで達しな
い深さの溝を形成したので、硬度の高い振動板に溝加工
する必要がなく、溝加工の作業性が大幅に向上するとい
う効果がある。
上に平板状の圧電体を接着した後、加圧室の隔壁上の圧
電体に、隔壁の厚みより幅広で、かつ振動板まで達しな
い深さの溝を形成したので、硬度の高い振動板に溝加工
する必要がなく、溝加工の作業性が大幅に向上するとい
う効果がある。
【図１】従来のインクジェットヘッドの一例の断面図で
ある。
ある。
【図２】従来のインクジェットヘッドの他の例の断面図
である。
である。
【図３】本発明にかかるインクジェットヘッドの一例の
平面図である。
平面図である。
【図４】図３に示すインクジェットヘッドのＸ−Ｘ線断
面図である。
面図である。
【図５】加圧室幅が０．３５ｍｍの場合の変位特性図で
ある。
ある。
【図６】加圧室幅が０．２５ｍｍの場合の変位特性図で
ある。
ある。
【図７】加圧室幅が０．３５ｍｍの場合の相互干渉特性
図である。
図である。
【図８】加圧室幅が０．２５ｍｍの場合の相互干渉特性
図である。
図である。
1 ０ 基板 １１ 加圧室 １２ ノズル ２１ 振動板 ２２ 圧電体 ２３ 溝
Claims (4)
- 【請求項１】複数のノズルにそれぞれ連通する複数の加
圧室を、基板と振動板との間に形成し、振動板上に圧電
体を積層することにより、振動板を屈曲変位させて各加
圧室内のインクを加圧し、インクをノズルから吐出させ
る圧電型インクジェットヘッドにおいて、 上記圧電体は、上記加圧室の隔壁に対応する部位に、隔
壁の厚みより幅広でかつ振動板まで達しない深さの溝を
有しており、 上記加圧室の隔壁の側面と圧電体の溝側面との距離を
Ｇ、圧電体の溝底部の厚みｔ3 と振動板の厚みｔ2 との
和をｔ（＝ｔ3 ＋ｔ2 ）としたとき、０．５≦Ｇ／ｔ≦
４の関係が成立することを特徴とする圧電型インクジェ
ットヘッド。 - 【請求項２】請求項１に記載の圧電型インクジェットヘ
ッドにおいて、 圧電体の一般部の厚みｔ1 と、振動板の厚みｔ2 との間
に、２ｔ≦（ｔ1 ＋ｔ2 ）の関係が成立することを特徴
とする圧電型インクジェットヘッド。 - 【請求項３】複数のノズルにそれぞれ連通する複数の加
圧室を、基板と振動板との間に形成し、振動板上に圧電
体を積層することにより、振動板を屈曲変位させて各加
圧室内のインクを加圧し、インクをノズルから吐出させ
る圧電型インクジェットヘッドの製造方法において、 上記振動板上に平板状の圧電体を接着する工程と、 上記加圧室の隔壁上の圧電体に、隔壁の厚みより幅広で
かつ振動板まで達しない深さの溝を形成する工程とを有
し、 上記加圧室の隔壁の側面と圧電体の溝側面との距離を
Ｇ、圧電体の溝底部の厚みｔ3 と振動板の厚みｔ2 との
和をｔ（＝ｔ3 ＋ｔ2 ）としたとき、０．５≦Ｇ／ｔ≦
４の関係が成立するように、溝を形成することを特徴と
する圧電型インクジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項４】請求項３に記載の圧電型インクジェットヘ
ッドの製造方法において、 圧電体の一般部の厚みｔ1 と、振動板の厚みｔ2 との間
に、２ｔ≦（ｔ1 ＋ｔ 2 ）の関係が成立することを特徴
とする圧電型インクジェットヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21303596A JPH1034922A (ja) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | 圧電型インクジェットヘッドおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21303596A JPH1034922A (ja) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | 圧電型インクジェットヘッドおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1034922A true JPH1034922A (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=16632443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21303596A Pending JPH1034922A (ja) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | 圧電型インクジェットヘッドおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1034922A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6361154B1 (en) | 1998-09-03 | 2002-03-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ink-jet head with piezoelectric actuator |
| US6685306B2 (en) * | 2001-03-30 | 2004-02-03 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid droplet ejection device |
| KR100552664B1 (ko) * | 2002-10-12 | 2006-02-20 | 삼성전자주식회사 | 측벽에 의해 한정되는 잉크 챔버를 가진 일체형 잉크젯프린트헤드 및 그 제조방법 |
| JP2008044355A (ja) * | 2006-07-18 | 2008-02-28 | Brother Ind Ltd | 圧電アクチュエータ、液体移送装置、及び、液滴噴射装置 |
| US7608983B2 (en) | 2006-07-18 | 2009-10-27 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Piezoelectric actuator, liquid transporting apparatus, and liquid-droplet jetting apparatus |
| US8544157B2 (en) * | 2007-02-07 | 2013-10-01 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for producing a liquid transport apparatus |
| US8628174B2 (en) | 2009-03-13 | 2014-01-14 | Fujifilm Corporation | Piezoelectric element, method of manufacturing the same, and ink jet head |
-
1996
- 1996-07-23 JP JP21303596A patent/JPH1034922A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6361154B1 (en) | 1998-09-03 | 2002-03-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ink-jet head with piezoelectric actuator |
| US6685306B2 (en) * | 2001-03-30 | 2004-02-03 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid droplet ejection device |
| KR100552664B1 (ko) * | 2002-10-12 | 2006-02-20 | 삼성전자주식회사 | 측벽에 의해 한정되는 잉크 챔버를 가진 일체형 잉크젯프린트헤드 및 그 제조방법 |
| JP2008044355A (ja) * | 2006-07-18 | 2008-02-28 | Brother Ind Ltd | 圧電アクチュエータ、液体移送装置、及び、液滴噴射装置 |
| US7608983B2 (en) | 2006-07-18 | 2009-10-27 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Piezoelectric actuator, liquid transporting apparatus, and liquid-droplet jetting apparatus |
| US8544157B2 (en) * | 2007-02-07 | 2013-10-01 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for producing a liquid transport apparatus |
| US8628174B2 (en) | 2009-03-13 | 2014-01-14 | Fujifilm Corporation | Piezoelectric element, method of manufacturing the same, and ink jet head |
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