JPH11105277A - 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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- JPH11105277A JPH11105277A JP26949197A JP26949197A JPH11105277A JP H11105277 A JPH11105277 A JP H11105277A JP 26949197 A JP26949197 A JP 26949197A JP 26949197 A JP26949197 A JP 26949197A JP H11105277 A JPH11105277 A JP H11105277A
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
い。 【解決手段】 エネルギー発生手段12の圧電素子17
の保持部18上に形成されている個別電極側の端面電極
23にFPC53を直接接続した。
Description
ドに関し、特に電気機械変換素子のd33方向の変位を
用いてインク滴を吐出させるインクジェットヘッドに関
する。
装置等の画像形成装置として用いるインクジェット記録
装置において用いるインクジェットヘッドとして、イン
ク滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルが連通するイ
ンク液室と、各インク液室内のインクを加圧してノズル
からインク滴を吐出させるためのエネルギーを発生する
圧電素子等の電気機械変換素子とを備え、この電気機械
変換素子を印字データに応じて駆動することで所要のノ
ズルからインク滴を吐出させて画像を記録する。
て、電気機械変換素子として例えば積層型圧電素子を用
いてこの積層型圧電素子のd33方向の変位を利用する
(特開平3−73347号公報参照)ようなヘッドの場
合に、高集積化が進むに従って圧電素子の端面電極と圧
電素子を駆動する駆動用ICとの電気的接続を確実に行
うことが要求される。
公報に記載されているように、複数の圧電素子を接合し
た基板上に電極を形成し、圧電素子の端面電極(積層方
向と平行な面に形成される電極)と基板上の電極とを銀
ペースト等の導電性接着剤で接続した上、基板上の電極
にフレキシブルプリントケーブル(FPC)を接続し
て、圧電素子を駆動用ICと電気的に接続するようにし
ている。
圧電素子の端面電極と基板上の電極とを導電性接着剤で
接続するようにした場合、基板上への電極面の形成、導
電性接着剤の塗布作業等が必要になって製造コストが掛
かると共に、圧電素子にスリット加工を施して複数の圧
電素子及び電極に分割する工法を採用したときに、導電
性接着剤が剥離するおそれが生じる。
あり、製造コストが廉価で、しかも、電気的信頼性の高
いインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
め、請求項1のインクジェットヘッドは、電気機械変換
素子のd33方向の変位を用いてインク滴を吐出させる
インクジェットヘッドにおいて、前記電気機械変換素子
の個別電極となる端面電極に直接フレキシブルプリント
ケーブルを接続した構成とした。
機械変換素子のd33方向の変位を用いてインク滴を吐
出させるインクジェットヘッドにおいて、前記電気機械
変換素子の共通電極となる端面電極に直接フレキシブル
プリントケーブルを接続した構成とした。
機械変換素子のd33方向の変位を用いてインク滴を吐
出させるインクジェットヘッドにおいて、前記電気機械
変換素子の個別電極となる端面電極及び共通電極となる
端面電極それぞれ直接フレキシブルプリントケーブルを
接続した構成とした。
請求項1乃至3のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、前記電気機械変換素子は幅広の保持部に保持され
て断面形状が凸形状をなす構成とした。
請求項4のインクジェットヘッドにおいて、前記電気機
械変換素子は前記保持部に接着接合した構成とした。
請求項4のインクジェットヘッドにおいて、前記電気機
械変換素子は電気機械変換素子材料からなる保持部と一
体成形した構成とした。
図面を参照して説明する。図1は本発明に係るインクジ
ェットヘッドの一例を示す分解斜視図、図2は同ヘッド
のチャンネル方向(ノズル配列方向)と直交する方向の
要部拡大断面図、図3は同ヘッドのチャンネル方向の要
部拡大断面図である。
ト1と、液室ユニット2と、ヘッドカバー3とを備えて
いる。駆動ユニット1は、セラミックス基板、例えばチ
タン酸バリウム、アルミナ、フォルステライトなどの絶
縁性の基板11上に、インク滴を吐出させるためのエネ
ルギーを発生するエネルギー発生手段12を列状に2列
配置して接合し、これら各列のエネルギー発生手段12
の周囲を取り囲む樹脂、セラミック等からなるフレーム
部材13を接着剤14によって接合している。
インクを液滴化して飛翔させるための駆動パルスが与え
られる駆動部と、2つの駆動部間に位置して、駆動パル
スが与えられずに単に液室ユニット2を基板11に固定
する液室支柱部材となる非駆動部とを交互に構成してい
る。
にも示すように積層型電気機械変換素子である積層型圧
電素子17をこれより幅広の保持部18に接着接合して
保持し、全体として断面形状が凸形状をなしている。圧
電素子17としては10層以上の積層型圧電素子を用い
ている。この積層型圧電素子は、例えば図2に示すよう
に、厚さ10〜50μm/1層のチタン酸ジルコン酸鉛
(PZT)20と、厚さ数μm/1層の銀・パラジュー
ム(AgPd)からなる内部電極21とを交互に積層した
ものであるが、圧電素子として用いる材料は上記に限ら
れるものでなく、その他の材料やその他の電気機械変換
素子を用いることもできる。
な両端面にAgPd等からなる端面電極22,23(2つ
の圧電素子列の対向する面側を端面電極22とし、対向
しない面側を端面電極23とする。)を形成し、圧電素
子17の内部電極21を1層おきに左右の端面電極2
2,23に接続している。これらの端面電極22,23
間に駆動電圧を与えることによって、積層方向に電界が
発生して、積層方向の伸びの変位(d33方向の変位)
が生起される。
の薄膜からなる振動板31と、ドライフィルムレジスト
(DFR)からなる感光性樹脂層で形成した2層構造の
液室隔壁部材32と、金属、樹脂等からなるノズルプレ
ート33とを順次を積層し、熱融着して形成している。
これらの各部材によって、1つの圧電素子12(駆動部
17)と、この1つの圧電素子12に対応するダイアフ
ラム部34と、各ダイアフラム部34を介して加圧され
る加圧液室35と、この加圧液室35の両側に位置して
加圧液室35に供給するインクを導入する共通液室3
6,36と、加圧液室35と共通液室36,36とを連
通するインク供給路37,37と、加圧液室35に連通
するノズル38とによって1つのチャンネルを形成し、
このチャンネルを複数個2列設けている。
ダイアフラム部34と、非駆動部18に接合する梁41
及びフレーム部材13に接合するベース42とを形成し
ている。ダイアフラム部34は、駆動部17に接合する
島状凸部43と、この凸部43の周囲に形成した厚み3
〜10μm程度の最薄膜部分(ダイアフラム領域)44
とからなる。
ドライフィルムレジストをラミネートして所要のマスク
を用いて露光し、現像して所定の液室パターンを形成し
た第1感光性樹脂層45と、ノズルプレート33側に予
めドライフィルムレジストをラミネートして所要のマス
クを用いて露光し、現像して所定の液室パターンを形成
した第2感光性樹脂層46とを熱圧着で接合してなる。
せるための微細な吐出口であるノズル38を多数を形成
している。このノズル38の内部形状(内側形状)は、
ホーン形状(略円柱形状又は略円錘台形状でもよい。)
に形成している。また、このノズル38の径はインク滴
出口側の直径で約25〜35μmである。
(ノズル表面側)は、図1に示すように撥水性の表面処
理を施した撥水処理面47としている。例えば、PTF
E−Ni共析メッキやフッ素樹脂の電着塗装、蒸発性の
あるフッ素樹脂(例えばフッ化ピッチなど)を蒸着コー
トしたもの、シリコン系樹脂・フッ素系樹脂の溶剤塗布
後の焼き付け等、インク物性に応じて選定した撥水処理
膜を設けて、インクの滴形状、飛翔特性を安定化し、高
品位の画像品質を得られるようにしている。なお、ノズ
ルプレート33の周縁部は撥水処理膜を形成しない非撥
水処理面48としている。
は別個に加工、組立を行なった後、液室ユニット2の振
動板31と駆動ユニット1の圧電素子12及びフレーム
部材13とを接着剤50で接合してインクジェットヘッ
ドとしている。
スペーサ部材(ヘッドホルダ)51上に支持して保持
し、このスペーサ部材51内に配設したヘッド駆動用I
C等を有するPCB基板52と駆動ユニット1の各圧電
素子12の端面電極22,23とをFPCケーブル5
3,53を介して接続している。
は、ノズルプレート33の周縁部及びヘッド側面を覆う
箱状に形成したものであり、ノズルプレート33の撥水
処理面47に対応して開口部を形成し、ノズルプレート
33の周縁部に残した非撥水処理面48に接着剤にて接
着接合している。さらに、このインクジェットヘッドに
は、図示しないインクカートリッジからのインクを液室
に供給するため、スペーサ部材51、基板11、フレー
ム部材13及び振動板31にそれぞれインク供給穴54
〜57を設けている。
においては、記録信号に応じて駆動部17に駆動波形
(10〜50Vのパルス電圧)を印加することによっ
て、駆動部17に積層方向の変位が生起し、振動板31
のダイアフラム部34を介して加圧液室35が加圧され
て圧力が上昇し、ノズル38からインク滴が吐出され
る。このとき、加圧液室35から共通液室36へ通じる
インク供給路37,37方向へもインクの流れが発生す
るが、インク供給路37,37の断面積を狭小にするこ
とで流体抵抗部として機能させて共通液室36,36側
へのインクの流れを低減し、インク吐出効率の低下を防
いでいる。
液室35内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性
と駆動パルスの放電過程によって加圧液室34内に負圧
が発生してインク充填行程へ移行する。このとき、イン
クタンクから供給されたインクは共通液室36,36に
流入し、共通液室36,36からインク供給路37,3
7を経て加圧液室35内に充填される。そして、ノズル
38の出口付近のインクメニスカス面の振動が減衰し、
表面張力によってノズル38の出口付近に戻されて(リ
フィル)安定状態に至れば、次のインク滴吐出動作に移
行する。
る駆動ユニット1の詳細について図5以降をも参照して
説明する。まず、図5に示すように基板11上に分割前
のエネルギー発生手段12,12(これを「エネルギー
発生手段61,61」とする。)を所定の方向に並べて
配置して接着剤14で接合する。ここで、エネルギー発
生手段61は、分割前の積層型圧電素子17を幅広の保
持部18に接着接合することで断面形状は凸形状をなし
ている。保持部18としては、圧電材料若しくは圧電材
料とは異なる異種材料で形成することができる。
割後はエネルギー発生手段12)を断面形状が凸形状に
なるように形成することで、図7(a)に示すように後
述する端面電極22,23へのFPC53の圧着方向が
平面上になるので、圧着作業の作業性が極めて良好にな
る。なお、同図(b)に示すようにエネルギー発生手段
61を圧電素子17のみとして側面にFPC53を圧着
することもできないことではない。また、凸形状のエネ
ルギー発生手段12は、積層型圧電素子17と保持部1
8とを接着接合して形成するのではなく、積層型圧電素
子17を焼成するときに保持部18も圧電材料で一体成
形するようにすることもできる。
上に接合する前に端面電極22,23を蒸着、メッキな
どの工法で形成する。この端面電極22,23の材料と
しては、金、銀、白金などが好ましい。このとき、端面
電極22,23は圧電素子17の端面だけでなく保持部
18の平面部上まで形成する。
などを用いてエネルギー発生手段61に所定のピッチで
スリット加工を施して複数のエネルギー発生手段12に
分割する。このとき、スリット溝11aを基板11上に
まで入れることによって確実に複数のエネルギー発生手
段12に分割することができる。
手段12の保持部18上に形成されている圧電素子17
の個別電極側の端面電極23にFPC53を熱圧着して
接続する。このFPC53には図10に示すように個別
電極形状にパターンニングされた電極面53aの形成し
ている。FPC53を熱圧着するときの熱圧着材料とし
ては半田などが好ましい。この場合、図11に示すよう
にFPC53の一部を基板11上に接着剤などで固定す
ることによって、次工程からの取り扱い上FPC圧着部
が剥離することを防止できる。
手段12の保持部18上に形成されている圧電素子17
の共通電極側の端面電極22にもFPC53を熱圧着で
接続する。このFPC53には上述した個別電極形状の
電極53aと共に図13に示すように共通電極形状にパ
ターンニングされた電極面53bを形成している。
いては、圧電素子の個別電極及び共通電極となる各端面
電極に直接FPCを接続しているので、ディスペンサー
などによる導電性接着剤の塗布工程がなく、電極接続工
法が簡略化して低コスト化を図れ、また電気的接続の信
頼性が向上し、更に導電性接着剤を用いる場合に比べて
各チャンネル間の抵抗値のバラツキが低減し、断線不良
なども低減する。
電極と圧電素子の端面電極とを予め導電性接着剤(銀ペ
ースト等)で接続した後圧電素子にスリット加工を施し
て複数の圧電素子に分割する場合、銀ペーストが剥離不
良を起こすことがあり、結果的に断線不良が発生し、ま
た、銀ペースト材料の固有抵抗値に製造ロット内でバラ
ツキが発生すると、製造ロットの異なる銀ペースト材料
を同じヘッドに用いたときに抵抗値にバラツキが生じる
ことになる。これに対して、本発明では導電性接着剤を
用いていないので、断線不良や抵抗値のバラツキを低減
する。
なる各端面電極のいずれか一一方のみに直接FPCを接
続するようにしても、その限りで本発明の作用効果を得
られることは勿論である。
ジェットヘッドによれば、電気機械変換素子の個別電極
となる端面電極に直接フレキシブルプリントケーブルを
接続したので、低コスト化、電気的信頼性の向上を図る
ことができる。
ば、電気機械変換素子の共通電極となる端面電極に直接
フレキシブルプリントケーブルを接続したので、低コス
ト化、電気的信頼性の向上を図ることができる。
ば、電気機械変換素子の個別電極となる端面電極及び共
通電極となる端面電極それぞれ直接フレキシブルプリン
トケーブルを接続したので、低コスト化、電気的信頼性
の向上を図ることができる。
ば、上記請求項1乃至3のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、電気機械変換素子は幅広の保持部に保持
されて断面形状が凸形状をなす構成としたので、フレキ
シブルプリントケーブルを電気機械変換素子の端面と平
行な方向から圧着することができて、より製造コストの
低減、信頼性の向上を図ることができる。
ば、上記請求項4のインクジェットヘッドにおいて、電
気機械変換素子は保持部に接着接合した構成としたの
で、断面形状が凸形状になる部材を容易に製作すること
ができる。
ば、上記請求項4のインクジェットヘッドにおいて、電
気機械変換素子は電気機械変換素子材料からなる保持部
と一体成形した構成としたので、断面形状が凸形状にな
る部材を容易に製作することができる。
す分解斜視図
と直交する方向の要部拡大断面図
る説明図
続を説明する説明図
説明する説明図
接続を説明する説明図
ー発生手段、17…圧電素子、18…保持部、22…共
通電極側端面電極、13…個別電極側端面電極、53…
FPC、53a,53b…電極。
Claims (6)
- 【請求項1】 電気機械変換素子のd33方向の変位を
用いてインク滴を吐出させるインクジェットヘッドにお
いて、前記電気機械変換素子の個別電極となる端面電極
に直接フレキシブルプリントケーブルを接続したことを
特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項2】 電気機械変換素子のd33方向の変位を
用いてインク滴を吐出させるインクジェットヘッドにお
いて、前記電気機械変換素子の共通電極となる端面電極
に直接フレキシブルプリントケーブルを接続したことを
特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項3】 電気機械変換素子のd33方向の変位を
用いてインク滴を吐出させるインクジェットヘッドにお
いて、前記電気機械変換素子の個別電極となる端面電極
及び共通電極となる端面電極それぞれ直接フレキシブル
プリントケーブルを接続したことを特徴とするインクジ
ェットヘッド。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記電気機械変換素子は幅
広の保持部に保持されて断面形状が凸形状をなすことを
特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項5】 請求項4に記載のインクジェットヘッド
において、前記電気機械変換素子は前記保持部に接着接
合したことを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項6】 請求項4に記載のインクジェットヘッド
において、前記電気機械変換素子は電気機械変換素子材
料からなる保持部と一体成形した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 |
---|---|---|---|
JP26949197A JP3595129B2 (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26949197A JP3595129B2 (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | インクジェットヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11105277A true JPH11105277A (ja) | 1999-04-20 |
JP3595129B2 JP3595129B2 (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=17473186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26949197A Expired - Fee Related JP3595129B2 (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3595129B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7042136B2 (en) * | 2001-09-07 | 2006-05-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric thin-film element and a manufacturing method thereof |
JP2007076126A (ja) * | 2005-09-14 | 2007-03-29 | Ricoh Co Ltd | 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 |
JP2008246744A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Brother Ind Ltd | 液体吐出装置及び液体吐出装置製造方法 |
US20110291526A1 (en) * | 2010-05-27 | 2011-12-01 | Innowattech Ltd. | Piezoelectric stack compression generator |
-
1997
- 1997-10-02 JP JP26949197A patent/JP3595129B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7042136B2 (en) * | 2001-09-07 | 2006-05-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric thin-film element and a manufacturing method thereof |
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JP2008246744A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Brother Ind Ltd | 液体吐出装置及び液体吐出装置製造方法 |
US20110291526A1 (en) * | 2010-05-27 | 2011-12-01 | Innowattech Ltd. | Piezoelectric stack compression generator |
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---|---|
JP3595129B2 (ja) | 2004-12-02 |
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