JPH11138797A - Ink-jet printer head - Google Patents

Ink-jet printer head

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Publication number
JPH11138797A
JPH11138797A JP31199697A JP31199697A JPH11138797A JP H11138797 A JPH11138797 A JP H11138797A JP 31199697 A JP31199697 A JP 31199697A JP 31199697 A JP31199697 A JP 31199697A JP H11138797 A JPH11138797 A JP H11138797A
Authority
JP
Japan
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pressure chamber
pressure
ink
piezoelectric
displacement
Prior art date
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Pending
Application number
JP31199697A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Mita
剛 三田
Osamu Taniguchi
修 谷口
Shigeyoshi Umemiya
茂良 梅宮
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP31199697A priority Critical patent/JPH11138797A/en
Publication of JPH11138797A publication Critical patent/JPH11138797A/en
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the reduction in the velocity and quantity of ejected ink particles by reducing a cross stroke by controlling the second pressure element to displace in the opposite direction to the first piezoelectric element when the first piezoelectric element is displaced toward a pressure chamber to be pressurized. SOLUTION: A voltage of 80 V is applied to a pressure chamber displacement part 11, is expanded sharply, and lifts a dry film 7 by about 160 nm in the arrow 32 direction to decrease the volume of a pressure chamber 4. Simultaneously, a partition displacement part 13 pulls a pressure chamber partition 14 by about 20 nm in the arrow 31, 33 directions, so that the pressure of the piezoelectric body of the pressure displacement part 11 is applied effectively to the pressure chamber 4 to reduce the pressure loss of the pressure chamber displacement part 11. Moreover, a cross stroke (the reduction of velocity and quantity of ink particles) due to the recess of a channel plate, which is generated when many nozzles are driven simultaneously, can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタに関し、特に、圧電体を使用したインクジェット
プリンタヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet printer, and more particularly to an ink jet printer head using a piezoelectric material.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディスクトップタイプのプリンタには、
インクジェット方式、熱転写方式等いくつかの方式が実
用化されている。これら各種の方式の中でインクジェッ
ト方式は、構造が簡単であってカラー化が容易であり、
また騒音も少ない等の特徴を有するため、今後の記録方
式の主流として期待されている。
2. Description of the Related Art Desktop type printers include:
Several systems such as an ink jet system and a thermal transfer system have been put to practical use. Among these various methods, the ink jet method has a simple structure and is easy to colorize.
In addition, since it has features such as low noise, it is expected as a mainstream of a recording system in the future.

【0003】本出願人は、先に、インクジェットプリン
タのうち圧電体自身が圧力室の一部を形成する直接駆動
方式インクジェットプリンタに関する技術について提案
した。この直接駆動方式は、部品点数が少なく、構造が
簡単で、低コスト化可能という特徴を有する。
The present applicant has previously proposed a technique relating to a direct drive type ink jet printer in which a piezoelectric body itself forms a part of a pressure chamber among ink jet printers. This direct drive system has the features that the number of parts is small, the structure is simple, and the cost can be reduced.

【0004】図6は、かかる直接駆動方式インクジェッ
トプリンタヘッドの構造を示す。また、図6(1)は、
圧力室4等を示すために前面のノズル板を除いた斜視図
である。図6(1)の流路板2の内部にはインクが流通
する経路が設けられ、前面には、インクに圧力を加える
圧力室4が、圧力室隔壁14により隔てられ複数設けら
れている。そして、流路板2は、ドライフィルム7を介
して圧電体ブロック1に圧着され、インクジェットプリ
ンタヘッドを構成している。
FIG. 6 shows the structure of such a direct drive type ink jet printer head. In addition, FIG.
FIG. 4 is a perspective view of a pressure chamber 4 and the like, excluding a nozzle plate on a front surface. A passage through which ink flows is provided inside the flow path plate 2 in FIG. 6A, and a plurality of pressure chambers 4 for applying pressure to the ink are provided on the front surface of the flow path plate 2 and separated by a pressure chamber partition 14. Then, the flow path plate 2 is pressure-bonded to the piezoelectric block 1 via the dry film 7 to form an ink jet printer head.

【0005】圧力室4下部の圧電体ブロック1の内部に
は、複数の電極9が積層されている。積層された複数の
電極9は、圧電体ブロック1の前部と後部で1つおきに
接続され、電極端子が引き出されている。そのうちの一
方は、圧電体ブロック1の前部に引き出され、前部電極
端子51となっている。
A plurality of electrodes 9 are stacked inside the piezoelectric block 1 below the pressure chamber 4. The stacked electrodes 9 are connected alternately at the front part and the rear part of the piezoelectric block 1, and the electrode terminals are drawn out. One of them is drawn out to the front part of the piezoelectric block 1 and serves as a front electrode terminal 51.

【0006】図6(2)は、図6(1)の直接駆動方式
インクジェットプリンタヘッドを圧力室4の奥行方向に
破断した断面図である。流路板2の内部には、インクに
圧力を加える圧力室4と、圧力室4へインクを供給する
インク供給路5と、インク溜まりであるインク共通路6
が形成されている。圧電体ブロック1の内部で1つおき
に接続された電極9は、圧電体ブロック1の前部では前
部電極端子51として、一方、圧電体ブロック1の後部
では後部電極端子52として引き出されている。また、
前面のノズル板3には、インクを噴射するノズル8が形
成されている。
FIG. 6B is a sectional view of the direct drive type ink jet printer head of FIG. 6A cut away in the depth direction of the pressure chamber 4. Inside the flow path plate 2, a pressure chamber 4 for applying pressure to ink, an ink supply path 5 for supplying ink to the pressure chamber 4, and an ink common path 6 as an ink reservoir
Are formed. The electrodes 9 connected alternately inside the piezoelectric block 1 are drawn out as front electrode terminals 51 at the front of the piezoelectric block 1 and as rear electrode terminals 52 at the rear of the piezoelectric block 1. I have. Also,
A nozzle 8 for ejecting ink is formed on the front nozzle plate 3.

【0007】この状態で、前部電極端子51と後部電極
端子52との間に所定の電圧を印加すると、電圧が印加
された領域の圧電体が変位する。このとき、圧力室4の
体積を増加する方向に変位すれば、圧力室4はインク共
通路6からインクを吸引し、圧力室4の体積を縮小する
方向に変位すれば、インクはノズル8から噴射する。
In this state, when a predetermined voltage is applied between the front electrode terminal 51 and the rear electrode terminal 52, the piezoelectric body in the region where the voltage is applied is displaced. At this time, if the pressure chamber 4 is displaced in a direction of increasing the volume, the pressure chamber 4 sucks ink from the ink common path 6, and if the pressure chamber 4 is displaced in a direction of reducing the volume of the pressure chamber 4, the ink flows from the nozzle 8. Inject.

【0008】図7は、かかる直接駆動方式インクジェッ
トプリンタヘッドの分解斜視図である。図7(1)は、
流路板2の斜視図であり、内部構造を示すために下方か
ら見た状態を示す。流路板2は、感光性ガラスをエッチ
ングおよびダイシング加工することにより形成され、更
に圧力室4、インク供給路5、インク共通路6が形成さ
れる。
FIG. 7 is an exploded perspective view of such a direct drive type ink jet printer head. FIG. 7 (1)
FIG. 4 is a perspective view of the flow path plate 2, showing a state viewed from below to show an internal structure. The flow path plate 2 is formed by etching and dicing photosensitive glass, and further includes a pressure chamber 4, an ink supply path 5, and an ink common path 6.

【0009】図7(2)は、圧電体ブロック1の内部構
造を示す斜視図である。圧電体ブロック1は、流路板2
の圧力室4に対応する部分に、スクリーン印刷により電
極9が形成され、流路板2とドライフィルム7を介し圧
着される。図7(3)は、ノズル板3を示す斜視図であ
る。ノズル板3には、流路板2の圧力室4に対応する位
置にノズル8が設けられている。
FIG. 7B is a perspective view showing the internal structure of the piezoelectric block 1. The piezoelectric block 1 includes a flow path plate 2
An electrode 9 is formed by screen printing on a portion corresponding to the pressure chamber 4 and is pressure-bonded via the flow path plate 2 and the dry film 7. FIG. 7C is a perspective view illustrating the nozzle plate 3. The nozzle plate 3 is provided with a nozzle 8 at a position corresponding to the pressure chamber 4 of the flow path plate 2.

【0010】図7(4)は、組み立られた直接駆動方式
インクジェットプリンタヘッドを示す斜視図である。流
路板2と圧電体ブロック1がドライフィルム7を介して
接合され、更に、ノズル板3が、ノズル8を圧力室4と
位置を合わせされ接着される。ただし、図7(4)はノ
ズル板3を透視した状態で示してある。
FIG. 7D is a perspective view showing the assembled direct drive type ink jet printer head. The flow path plate 2 and the piezoelectric block 1 are joined via a dry film 7, and the nozzle plate 3 is bonded by aligning the nozzle 8 with the pressure chamber 4. However, FIG. 7D shows the nozzle plate 3 in a see-through state.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】図6において、圧電体
ブロック1の前部電極端子51と後部電極端子52の間
に電圧を印加し、電極9が設けられた駆動部分を変位さ
せると、圧電体ブロック1内部の圧力室隔壁14の下に
位置する電極が設けられていない部分(非駆動部分)
も、駆動部分に引っ張られて変位する。例えば、駆動部
分を165nm変位させると、非駆動部分は約14nm
程度変位する。この変位は、ドライフィルム7を介して
圧力室隔壁14を押す。このため、圧力室4に加えるべ
き駆動部分の圧力が、圧力室隔壁14に伝えられてしま
い、圧力室4の圧力ロスが発生する。
In FIG. 6, when a voltage is applied between the front electrode terminal 51 and the rear electrode terminal 52 of the piezoelectric block 1 to displace the driving portion provided with the electrodes 9, the piezoelectric block 1 A portion where no electrode is provided below the pressure chamber partition 14 inside the body block 1 (non-drive portion)
Is also displaced by being pulled by the driving portion. For example, if the driving part is displaced by 165 nm, the non-driving part will be about 14 nm.
Displaced to the extent. This displacement pushes the pressure chamber partition 14 through the dry film 7. For this reason, the pressure of the driving portion to be applied to the pressure chamber 4 is transmitted to the pressure chamber partition 14, and a pressure loss in the pressure chamber 4 occurs.

【0012】圧力素子の駆動本数を増やすにしたがって
非駆動部分の変位は大きくなり、例えば、32ピンの圧
電体ブロック1を全ピン駆動し、駆動部分を165nm
変位させると、非駆動部分は約38nm程度変位する。
このため、圧電体ブロック1全体で複数の圧力室隔壁1
4を押し、流路板2全体を図7(4)の状態で上方向に
変位させる。流路板2の全体の変位は、圧力室4の体積
の減少効率を下げ圧力室4の圧力ロスおよびクロストー
クとなり、ノズル8から噴射するインクの粒速・粒子量
を減少させる。なお、クロストークとは、複数の圧電素
子を同時に駆動させた場合に、そのうちの1個のノズル
から噴射されるインク噴射量が、圧電素子を単独で駆動
した場合のインク噴射量から低下する割合をいう。
As the number of driving pressure elements increases, the displacement of the non-driving portion increases. For example, all pins of the 32-pin piezoelectric block 1 are driven, and the driving portion is 165 nm.
When displaced, the non-driven part displaces about 38 nm.
For this reason, a plurality of pressure chamber partition walls 1
4 to displace the entire flow path plate 2 upward in the state of FIG. 7 (4). The displacement of the entire flow path plate 2 reduces the efficiency of reducing the volume of the pressure chamber 4, resulting in pressure loss and crosstalk in the pressure chamber 4, and reduces the particle speed and amount of ink ejected from the nozzle 8. The crosstalk is a rate at which, when a plurality of piezoelectric elements are simultaneously driven, the amount of ink ejected from one of the nozzles is lower than the amount of ink ejected when the piezoelectric element is driven alone. Say.

【0013】圧力室4の圧力ロスおよびクロストークを
減少させるために、特開平6−143562号公報で
は、単独駆動の場合には隣接圧電素子を逆方向に駆動さ
せるが、そうすると複数の圧電素子の同時駆動が困難と
なり、プリンタの印字速度が遅くなる。また、駆動対象
でない隣接圧電素子を駆動すると流体的に相互干渉を起
こし、インク噴射量が不均一となり印字品質が低下す
る。
In order to reduce pressure loss and crosstalk in the pressure chamber 4, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-143562, adjacent piezoelectric elements are driven in the opposite direction in the case of single driving. Simultaneous driving becomes difficult, and the printing speed of the printer is reduced. In addition, when an adjacent piezoelectric element that is not a driving target is driven, mutual interference occurs fluidly, and the ink ejection amount becomes non-uniform, thereby deteriorating print quality.

【0014】そこで、本発明は、圧力室に対する圧力ロ
ス及び複数の圧電素子を同時に駆動させた場合のクロス
トークを減少させ、噴射するインクの粒速・粒子量の減
少を防止した直接駆動方式インクジェットプリンタヘッ
ドを提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention is directed to a direct drive type ink jet system which reduces pressure loss in a pressure chamber and crosstalk when a plurality of piezoelectric elements are driven simultaneously, and prevents a decrease in the particle speed and the amount of ejected ink. It is an object to provide a printer head.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、圧力室の
底面に隣接して形成され、前記圧力室を加圧する第1の
圧電素子を有するインクジェットプリンタヘッドにおい
て、前記第1の圧電素子の両側で前記加圧室の側面に隣
接して形成された第2の圧電素子を有し、前記第1の圧
電素子が前記圧力室の方向に変位して加圧する時、前記
第2の圧電素子は、前記第1の圧電素子と反対方向に変
位する様制御されることを特徴とするインクジェットプ
リンタヘッドを提供することにより達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ink jet printer head having a first piezoelectric element formed adjacent to a bottom surface of a pressure chamber and pressurizing the pressure chamber. A second piezoelectric element formed on both sides adjacent to a side surface of the pressurizing chamber, wherein the first piezoelectric element is displaced in the direction of the pressure chamber and pressurized; Is achieved by providing an ink jet printer head characterized in that it is controlled to be displaced in a direction opposite to the first piezoelectric element.

【0016】本発明によれば、前記第1の圧電素子が前
記圧力室の方向に変位して加圧する時、前記第2の圧電
素子は、前記第1の圧電素子と反対方向に変位して側面
を引っ張る。このため、圧力室に加えるべき圧力のロス
が減少し、複数の圧電素子を同時に駆動させた場合のク
ロストークを減少させることができる。また、噴射する
インクの粒速・粒子量の減少を防止することができる。
According to the present invention, when the first piezoelectric element is displaced in the direction of the pressure chamber and pressurizes, the second piezoelectric element is displaced in the opposite direction to the first piezoelectric element. Pull the sides. For this reason, the loss of pressure to be applied to the pressure chamber is reduced, and crosstalk when a plurality of piezoelectric elements are driven simultaneously can be reduced. Further, it is possible to prevent a decrease in the particle speed and the amount of the ejected ink.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例に
ついて図面に従って説明する。しかしながら、かかる実
施の形態例が本発明の技術的範囲を限定するものではな
い。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, such embodiments do not limit the technical scope of the present invention.

【0018】図1は、本発明の第1の実施の形態のイン
クジェットプリンタヘッドの構造を示す概略断面図であ
る。流路板2は、感光性ガラスをエッチングおよびダイ
シング加工して形成され、更にインクに圧力を加える圧
力室4及び圧力室隔壁14が形成される。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of an ink jet printer head according to a first embodiment of the present invention. The flow path plate 2 is formed by etching and dicing photosensitive glass, and further includes a pressure chamber 4 and a pressure chamber partition 14 for applying pressure to the ink.

【0019】圧電体ブロック1には、圧力室4の下に位
置する部分に電極9のパターンをスクリーン印刷して圧
力室変位部11が形成される。また、圧力室隔壁14の
下に位置する部分にも電極15のパターンをスクリーン
印刷して隔壁変位部13が形成される。そして、全体を
焼成して圧電体ブロック1とする。
In the piezoelectric block 1, a pressure chamber displacement portion 11 is formed by screen-printing the pattern of the electrode 9 on a portion located below the pressure chamber 4. The pattern of the electrode 15 is also screen-printed on a portion located below the pressure chamber partition 14 to form the partition displacement portion 13. Then, the whole is fired to form the piezoelectric block 1.

【0020】積層された圧力室変位部11の電極9は、
上下方向で1つおきに接続され、圧電体ブロック1の前
面では前部電極端子51として引き出され、後面では、
図示しない後部電極端子として引き出される。圧力室変
位部11の電極と同様に、積層された隔壁変位部13の
電極15も、上下方向で1つおきに接続され、圧電体ブ
ロック1の前面では前部電極端子20として引き出さ
れ、後面では、図示しない後部電極端子として引き出さ
れる。
The electrodes 9 of the stacked pressure chamber displacement unit 11 are
Every other is connected in the vertical direction, pulled out as a front electrode terminal 51 on the front surface of the piezoelectric block 1, and
It is drawn out as a rear electrode terminal (not shown). Similarly to the electrodes of the pressure chamber displacement unit 11, the electrodes 15 of the laminated partition displacement unit 13 are also connected alternately in the vertical direction, and are pulled out as front electrode terminals 20 on the front surface of the piezoelectric block 1 and on the rear surface. Then, it is pulled out as a rear electrode terminal (not shown).

【0021】ここで、圧力室変位部11と隔壁変位部1
3の電極9、15は分離されており、それぞれの電極端
子51、20等に個別に電圧を印加することにより、圧
力室変位部11と隔壁変位部13は個々に制御可能であ
る。更に、本実施の形態では、個々の制御特性を更に向
上させるため、圧力室変位部11と隔壁変位部13の間
にスリット10を設けてある。
Here, the pressure chamber displacement section 11 and the partition wall displacement section 1
The three electrodes 9 and 15 are separated, and the pressure chamber displacement unit 11 and the partition wall displacement unit 13 can be individually controlled by individually applying a voltage to each of the electrode terminals 51 and 20 and the like. Further, in the present embodiment, a slit 10 is provided between the pressure chamber displacement unit 11 and the partition wall displacement unit 13 in order to further improve individual control characteristics.

【0022】そして、流路板2と圧電体ブロック1をド
ライフィルム7を介し圧着し、図6、7に示した通りノ
ズル板のノズルを圧力室4と位置合わせして接着して、
インクジェットプリンタヘッドとする。
Then, the flow path plate 2 and the piezoelectric block 1 are pressure-bonded via a dry film 7, and the nozzles of the nozzle plate are aligned with and bonded to the pressure chambers 4 as shown in FIGS.
Let it be an inkjet printer head.

【0023】図2は、本発明の第1の実施の形態のイン
クジェットプリンタヘッドに対する印加電圧波形を示
し、図3は、そのときの動作説明図である。また、図2
(1)は、圧力室変位部11の圧電体に印加する電圧波
形を示し、図2(2)は、隔壁変位部13の圧電体に印
加する電圧波形を示す。
FIG. 2 shows a waveform of a voltage applied to the ink jet printer head according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation at that time. FIG.
FIG. 2A shows a voltage waveform applied to the piezoelectric body of the pressure chamber displacement unit 11, and FIG. 2B shows a voltage waveform applied to the piezoelectric body of the partition wall displacement unit 13.

【0024】図2(1)、(2)に示すように、時間t
1の通常状態(非印字状態)において、圧力室変位部1
1の圧電体には80Vの直流電圧がかかっており、隔壁
変位部13の圧電体には10Vの直流電圧がかかってい
る。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the time t
In the normal state (non-printing state) of No. 1, the pressure chamber displacement portion 1
A DC voltage of 80 V is applied to one piezoelectric body, and a DC voltage of 10 V is applied to the piezoelectric body of the partition wall displacement portion 13.

【0025】図3(1)は、通常状態の各変位部の状態
を示す。圧力室変位部11は、80Vの電圧が印加され
ているので、ドライフィルム7を介して圧力室4を加圧
する方向に変位している。また、隔壁変位部13の圧電
体にも10Vの電圧が印加されているので、その電圧に
対応した圧力で圧力室隔壁14を加圧している。
FIG. 3A shows a state of each displacement portion in a normal state. Since a voltage of 80 V is applied to the pressure chamber displacement unit 11, the pressure chamber displacement unit 11 is displaced in a direction in which the pressure chamber 4 is pressurized via the dry film 7. In addition, since a voltage of 10 V is also applied to the piezoelectric body of the partition displacement portion 13, the pressure chamber partition 14 is pressed with a pressure corresponding to the voltage.

【0026】次に、時間t2、t3に示す印字期間に入
る。まず、圧力室変位部11の圧電体に印加する電圧
を、時間t2に示す100μsの時間で80Vから0V
に一定の傾きで下げることで、圧力室変位部11を下方
に約160nm変位させ圧力室4内の体積を増加させて
インクを吸引する。一方、隔壁変位部13の圧電体は、
圧力室変位部11の圧電体がインクを吸引する動作に入
ったときも、10Vの電圧を印加したままにしておく。
Next, a printing period shown at times t2 and t3 is entered. First, the voltage applied to the piezoelectric body of the pressure chamber displacement section 11 is changed from 80 V to 0 V in a time of 100 μs indicated by time t2.
The pressure chamber displacing portion 11 is displaced downward by about 160 nm to increase the volume in the pressure chamber 4 and suck ink. On the other hand, the piezoelectric body of the partition wall displacement portion 13 is
The voltage of 10 V is kept applied even when the piezoelectric body of the pressure chamber displacement unit 11 starts to suck ink.

【0027】図3(2)は、インク吸引時(時間t2)
の様子を示す。圧力室変位部11の圧電体に印加する電
圧が下がるので、圧力室変位部11は下方に約160n
m変位し、圧力室4の一部を形成するドライフィルム7
を矢印30の方向に引っ張り、圧力室4の体積を増加さ
せる。一方、隔壁変位部13は10Vの電圧が印加され
たままであり、変位の変化はない。
FIG. 3B shows a state at the time of ink suction (time t2).
The state of is shown. Since the voltage applied to the piezoelectric body of the pressure chamber displacement unit 11 decreases, the pressure chamber displacement unit 11
Dry film 7 which is displaced by m and forms a part of the pressure chamber 4
In the direction of arrow 30 to increase the volume of the pressure chamber 4. On the other hand, the voltage of 10 V is still applied to the partition wall displacement portion 13, and the displacement does not change.

【0028】次に、圧力室変位部11の圧電体に印加す
る電圧を、時間t3に示す5μsの時間で急激に電圧を
80Vに上げ、圧力室変位部11を上方に約160nm
変位させて圧力室4内のインクを押し出すことによっ
て、ノズル8からインクを噴射させる。その時同時に、
時間t3に示す5μsの時間で、圧力室変位部11の両
側の隔壁変位部13に印加している電圧を急激に0Vに
落とし、隔壁変位部13を下方に20nm程度変位させ
て、ドライフィルム7を介し圧力室隔壁14を引っ張
る。
Next, the voltage applied to the piezoelectric body of the pressure chamber displacement unit 11 is rapidly increased to 80 V in 5 μs shown at time t3, and the pressure chamber displacement unit 11 is raised upward by about 160 nm.
The ink is ejected from the nozzle 8 by displacing and pushing out the ink in the pressure chamber 4. At the same time,
At a time of 5 μs indicated by time t3, the voltage applied to the partition wall displacement portions 13 on both sides of the pressure chamber displacement portion 11 is suddenly dropped to 0 V, and the partition wall displacement portions 13 are displaced downward by about 20 nm, so that the dry film 7 , The pressure chamber partition wall 14 is pulled.

【0029】図3(3)は、インク噴射時(時間t3)
の様子を示す。圧力室変位部11は、80Vの電圧を印
加され、急激に伸長しドライフィルム7を約160nm
矢印32の方向に押し上げ、圧力室4の体積を縮小させ
る。その時同時に、隔壁変位部13は、圧力室隔壁14
を約20nm矢印31、33の方向に引っ張る。
FIG. 3 (3) shows the time of ink ejection (time t3).
The state of is shown. The pressure chamber displacement unit 11 is applied with a voltage of 80 V, rapidly expands, and causes the dry film 7 to move about 160 nm.
Pushing up in the direction of arrow 32 reduces the volume of pressure chamber 4. At the same time, the partition wall displacement part 13 is
Is pulled in the direction of arrows 31 and 33 by about 20 nm.

【0030】このため、圧力室変位部11の圧電体の圧
力は、圧力室4に有効に加えられ、圧力室変位部11の
圧力ロスは減少する。さらに、多ノズル同時駆動時に発
生する流路板2の逃げによるクロストーク(インクの粒
速・粒子量の減少)を低減することができる。
Therefore, the pressure of the piezoelectric body in the pressure chamber displacement section 11 is effectively applied to the pressure chamber 4, and the pressure loss in the pressure chamber displacement section 11 is reduced. Further, it is possible to reduce crosstalk (reduction in ink particle speed and particle amount) due to escape of the flow path plate 2 generated during simultaneous driving of multiple nozzles.

【0031】インク噴射後は、圧力室変位部11の圧電
体に印加する電圧は、80Vのままとなり、隔壁変位部
13に印加する電圧は、時間t4で示す20μsの時間
で、0Vから10Vに一定の傾きで増加し、時間t5以
降は10Vの電圧を維持する。そして、時間t5以降は
通常状態(非印字状態)となる。この動作を7.2kH
zで繰り返し行うことにより、字や絵を印刷する。
After the ink ejection, the voltage applied to the piezoelectric body of the pressure chamber displacement section 11 remains at 80 V, and the voltage applied to the partition wall displacement section 13 changes from 0 V to 10 V in 20 μs indicated by time t4. It increases at a constant gradient, and maintains a voltage of 10 V after time t5. Then, after time t5, a normal state (non-printing state) is set. This operation is performed at 7.2 kHz.
By repeatedly performing z, characters and pictures are printed.

【0032】図4は、本発明の第2の実施の形態のイン
クジェットプリンタヘッドの構造をを示す概略断面図で
ある。本実施の形態では、グリーンシート法により圧力
室変位部11の圧電体を積層すると同時に、圧力室隔壁
14の下に位置する部分にも圧電体を積層し隔壁変位部
13とする。その後一体焼成し、圧電体ブロック1とす
る。第1の実施の形態と同様に、圧力室変位部11の圧
電体と隔壁変位部13の圧電体は、図示しない電極端子
にそれぞれ電圧を印加することにより、個々に制御可能
である。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing the structure of an ink jet printer head according to a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the piezoelectric body of the pressure chamber displacement unit 11 is laminated by the green sheet method, and at the same time, the piezoelectric body is also laminated on the portion located below the pressure chamber partition 14 to form the partition displacement unit 13. Thereafter, the resultant is integrally fired to obtain the piezoelectric block 1. As in the first embodiment, the piezoelectric body of the pressure chamber displacement unit 11 and the piezoelectric body of the partition wall displacement unit 13 can be individually controlled by applying voltages to electrode terminals (not shown).

【0033】また、圧力室4等をエッチングおよびダイ
シング加工により形成した流路板2をドライフィルム7
を介し圧着し、その後、ノズル板を圧力室と位置あわせ
接着してヘッドセグメントとする点は、第1の実施の形
態と同様である。
The flow path plate 2 in which the pressure chambers 4 and the like are formed by etching and dicing is used as a dry film 7.
The first embodiment is the same as the first embodiment in that the nozzle plate is pressure-bonded, and then the nozzle plate is positioned and bonded to the pressure chamber to form a head segment.

【0034】第2の実施の形態では、グリーンシート法
で積層圧電体を形成することにより、圧電体ブロック1
の製造工程が簡略化され低コスト化できるとともに、積
層圧電体を使うことで、低電圧で所望の変位特性を得る
ことができるという利点を有する。この積層圧電体を使
用すれば、33Vの印加電圧で第1の実施の形態と同様
の165nmの変位を実現できる。従って、圧力室変位
部11及び隔壁変位部13の圧電体の積層数が少なくて
も、十分な変位を確保することができる。
In the second embodiment, a piezoelectric block 1 is formed by forming a laminated piezoelectric body by a green sheet method.
This has the advantage that the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced, and the desired displacement characteristics can be obtained at a low voltage by using a laminated piezoelectric body. If this laminated piezoelectric body is used, a displacement of 165 nm similar to that of the first embodiment can be realized with an applied voltage of 33 V. Therefore, sufficient displacement can be ensured even if the number of stacked piezoelectric bodies of the pressure chamber displacement portion 11 and the partition displacement portion 13 is small.

【0035】図5は、本発明の第3の実施の形態のイン
クジェットプリンタヘッドの構造をを示す概略断面図で
ある。本実施の形態では、スクリーン印刷により、圧力
室変位部11と隔壁変位部13を一体のベタ電極で形成
して焼成し、圧電体ブロック1とする。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing the structure of an ink jet printer head according to a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the pressure chamber displacement portion 11 and the partition wall displacement portion 13 are formed by integral solid electrodes by screen printing and fired to obtain the piezoelectric block 1.

【0036】その後、ダイシングソーを用いて、スリッ
ト10を入れ、圧力室変位部11と隔壁変位部13を分
断する。第1の実施の形態と同様に、圧力室変位部11
の圧電体と隔壁変位部13の圧電体は、図示しない電極
端子にそれぞれ電圧を印加することにより、個々に制御
可能である。
Thereafter, a slit 10 is formed by using a dicing saw to divide the pressure chamber displacement section 11 and the partition wall displacement section 13. As in the first embodiment, the pressure chamber displacement unit 11
The piezoelectric body and the piezoelectric body of the partition displacement part 13 can be individually controlled by applying a voltage to each of the electrode terminals (not shown).

【0037】また、圧力室4等をエッチングおよびダイ
シング加工により形成した流路板2をドライフィルム7
を介し圧着し、その後、ノズル板を圧力室と位置あわせ
接着してヘッドセグメントとする点は、第1の実施の形
態と同様である。
The flow path plate 2 in which the pressure chambers 4 and the like are formed by etching and dicing is used as a dry film 7.
The first embodiment is the same as the first embodiment in that the nozzle plate is pressure-bonded, and then the nozzle plate is positioned and bonded to the pressure chamber to form a head segment.

【0038】第3の実施の形態では、電極パターンの間
にスリットを形成するのはなく、一体のベタ電極をスリ
ットで分断するので、ベタ電極の位置ずれに対するマー
ジンが広くなり、加工が比較的容易である。また、電極
パターン印刷時に、圧力室変位部11と隔壁変位部13
の区別が無く一体形成できる為、工程が容易であるとい
う利点を有する。
In the third embodiment, a slit is not formed between electrode patterns, but an integral solid electrode is divided by the slit. Therefore, a margin for displacement of the solid electrode is widened, and processing is relatively easy. Easy. When printing the electrode pattern, the pressure chamber displacement unit 11 and the partition wall displacement unit 13 are used.
There is an advantage that the process is easy because it can be integrally formed without distinction.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、圧
力室に対する圧力ロス及び複数の圧電素子を同時に駆動
させた場合のクロストークを減少させ、噴射するインク
の粒速・粒子量の減少を防止することができる直接駆動
方式インクジェットプリンタヘッドを提供することがで
きる。
As described above, according to the present invention, the pressure loss to the pressure chamber and the crosstalk when a plurality of piezoelectric elements are driven at the same time are reduced, and the particle speed and amount of the ejected ink are reduced. It is possible to provide a direct drive type ink jet printer head which can prevent the occurrence of the problem.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態のインクジェットプ
リンタヘッドの構造を示す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a structure of an ink jet printer head according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態の印加電圧波形であ
る。
FIG. 2 is an applied voltage waveform according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態の動作説明図であ
る。
FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態のインクジェットプ
リンタヘッドの構造を示す概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view illustrating a structure of an ink jet printer head according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施の形態のインクジェットプ
リンタヘッドの構造を示す概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a structure of an ink jet printer head according to a third embodiment of the present invention.

【図6】従来のインクジェットプリンタヘッドの構造を
示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view showing the structure of a conventional ink jet printer head.

【図7】従来のインクジェットプリンタヘッドの分解斜
視図である。
FIG. 7 is an exploded perspective view of a conventional ink jet printer head.

【符号の説明】 1 圧電体ブロック 2 流路板 4 圧力室 9 圧力室変位部電極 10 スリット 11 圧力室変位部 13 隔壁変位部 14 圧力室隔壁 15 隔壁変位部電極[Description of Signs] 1 Piezoelectric block 2 Channel plate 4 Pressure chamber 9 Pressure chamber displacement part electrode 10 Slit 11 Pressure chamber displacement part 13 Partition displacement part 14 Pressure chamber partition 15 Partition displacement part electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧力室の底面に隣接して形成され、前記圧
力室を加圧する第1の圧電素子を有するインクジェット
プリンタヘッドにおいて、 前記第1の圧電素子の両側で前記加圧室の側面に隣接し
て形成された第2の圧電素子を有し、 前記第1の圧電素子が前記圧力室の方向に変位して加圧
する時、前記第2の圧電素子は、前記第1の圧電素子と
反対方向に変位する様制御されることを特徴とするイン
クジェットプリンタヘッド。
1. An ink jet printer head having a first piezoelectric element formed adjacent to a bottom surface of a pressure chamber and pressurizing the pressure chamber, wherein both sides of the first piezoelectric element are on side surfaces of the pressure chamber. A second piezoelectric element formed adjacent to the first piezoelectric element, wherein when the first piezoelectric element is displaced in the direction of the pressure chamber and pressurized, the second piezoelectric element is connected to the first piezoelectric element; An ink jet printer head controlled to be displaced in the opposite direction.
JP31199697A 1997-11-13 1997-11-13 Ink-jet printer head Pending JPH11138797A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7607763B2 (en) 2006-03-24 2009-10-27 Seiko Epson Corporation Droplet discharging head and droplet discharging device
US9616662B2 (en) 2014-06-30 2017-04-11 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus and head drive method
US11813862B2 (en) 2020-09-07 2023-11-14 Seiko Epson Corporation Liquid ejecting apparatus and drive method of liquid ejecting apparatus

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