JPS59192575A - オンデマンド型印字ヘツド - Google Patents
オンデマンド型印字ヘツドInfo
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- JPS59192575A JPS59192575A JP6746483A JP6746483A JPS59192575A JP S59192575 A JPS59192575 A JP S59192575A JP 6746483 A JP6746483 A JP 6746483A JP 6746483 A JP6746483 A JP 6746483A JP S59192575 A JPS59192575 A JP S59192575A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- electrostrictive element
- print head
- ink
- adhesive
- Prior art date
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1607—Production of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/161—Production of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
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- B41J2/1607—Production of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/1612—Production of print heads with piezoelectric elements of stacked structure type, deformed by compression/extension and disposed on a diaphragm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
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- B41J2/1607—Production of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/1618—Fixing the piezoelectric elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1623—Manufacturing processes bonding and adhesion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は良好なインク粒子を発生させると共に駆動周波
数を高くすることが可能なオンデマンド印字ヘッドに関
するものである。
数を高くすることが可能なオンデマンド印字ヘッドに関
するものである。
かかる印字ヘッドを第１図及び第２図を参照して説明す
る。例えばシリコンからなるダイヤフラム板１に溝部を
設け、例えばガラスからなる基板２と貼り合せることに
より、インク室３、ノズル４、導出通路５、共通インク
室６及びインク導入孔７のインク流路を形成する。イン
ク室３を覆う薄板部がダイヤフラム８で、この上部に接
着剤９によって電歪素子１０が接合されている。インク
流路の溝部以外においては、ダイヤフラム板１と基板２
は密着しているが、ダイヤフラム８の間の部分を特に固
定部１１と呼ぶ。上記のよう々構造の印字ヘッドは、イ
ンク導入孔７、共通インク室６を介して、複数個のイン
ク室２にインクが満される。今、図示されてい々い手段
により、電“歪素子１０に、第２図に示す矢印方向に収
縮するような駆動電圧をリード線１２を介して加えると
、ダイヤフラム８は下側に凸となるように変形してイン
ク室３の体積を急激に減少させる。この時に発生するイ
ンク圧は、導出流路５で増幅されて、ノズル４よねイッ
ク粒子２０を噴出させる。
る。例えばシリコンからなるダイヤフラム板１に溝部を
設け、例えばガラスからなる基板２と貼り合せることに
より、インク室３、ノズル４、導出通路５、共通インク
室６及びインク導入孔７のインク流路を形成する。イン
ク室３を覆う薄板部がダイヤフラム８で、この上部に接
着剤９によって電歪素子１０が接合されている。インク
流路の溝部以外においては、ダイヤフラム板１と基板２
は密着しているが、ダイヤフラム８の間の部分を特に固
定部１１と呼ぶ。上記のよう々構造の印字ヘッドは、イ
ンク導入孔７、共通インク室６を介して、複数個のイン
ク室２にインクが満される。今、図示されてい々い手段
により、電“歪素子１０に、第２図に示す矢印方向に収
縮するような駆動電圧をリード線１２を介して加えると
、ダイヤフラム８は下側に凸となるように変形してイン
ク室３の体積を急激に減少させる。この時に発生するイ
ンク圧は、導出流路５で増幅されて、ノズル４よねイッ
ク粒子２０を噴出させる。
しかし、上記の構造の印字ヘッドは次のような問題点を
持っている。
持っている。
（１）電歪素子１０を貼りつける接着剤９の厚みによっ
て、最適なインク粒子２０を発生させるだめの駆動条件
が変動する。従って各ノズルの特性の揃った印字ヘッド
を製作するためには接着剤９の厚みをミクロンオーダー
の精度に抑えねばならぬ。
て、最適なインク粒子２０を発生させるだめの駆動条件
が変動する。従って各ノズルの特性の揃った印字ヘッド
を製作するためには接着剤９の厚みをミクロンオーダー
の精度に抑えねばならぬ。
（２）隣り合うダイヤフラム８間で機械的相互干渉が発
生し、正常なインク粒子２０の発生を妨げる。
生し、正常なインク粒子２０の発生を妨げる。
す々わち、電歪素子１０−１．１０−２及び１０−３を
同時に駆動した場合には、ダイヤフラム８−２の下側の
変形量（インク粒子２０を噴出するだめの）は両隣のダ
イヤフラム８−１及び８−３に生ずる変形の影響を受け
て、電歪素子１０−２を単独に駆動した時の変形量の８
０優に至らない場合がある。従ってダイヤフラム８−２
に通２、 するノズル４から噴出するインク
流子２０の速度は減少し、粒径は縮小し７、時にはイン
ク粒子２０を噴出し々いこともある。この機械的相互干
渉を避けるためには固定部１１で歪の伝播を遮断し々け
れば々らない。
同時に駆動した場合には、ダイヤフラム８−２の下側の
変形量（インク粒子２０を噴出するだめの）は両隣のダ
イヤフラム８−１及び８−３に生ずる変形の影響を受け
て、電歪素子１０−２を単独に駆動した時の変形量の８
０優に至らない場合がある。従ってダイヤフラム８−２
に通２、 するノズル４から噴出するインク
流子２０の速度は減少し、粒径は縮小し７、時にはイン
ク粒子２０を噴出し々いこともある。この機械的相互干
渉を避けるためには固定部１１で歪の伝播を遮断し々け
れば々らない。
（３）薄膜であるダイヤフラム８の上に、質量を持っ電
歪素子１０が載っているので、比較的低い駆動周波数の
ところで共振を起こし、正常な印字を妨げる。すなわち
、２ＫＨ２以−ヒの高い駆動周波数での駆動は難かしく
、印刷速度を高めることができない。
歪素子１０が載っているので、比較的低い駆動周波数の
ところで共振を起こし、正常な印字を妨げる。すなわち
、２ＫＨ２以−ヒの高い駆動周波数での駆動は難かしく
、印刷速度を高めることができない。
（４）薄膜であるダイヤフラム８が振動するので、騒音
を発生する。この騒音は衝撃形印字・・ンマの騒音に比
べれば、格段に小さいけれども、多数のノズルを同時に
駆動した場合には、無視できない程度の騒音と々る。こ
れを防止するためには印字ヘッドを防音ケースで包み込
オねげならない。
を発生する。この騒音は衝撃形印字・・ンマの騒音に比
べれば、格段に小さいけれども、多数のノズルを同時に
駆動した場合には、無視できない程度の騒音と々る。こ
れを防止するためには印字ヘッドを防音ケースで包み込
オねげならない。
（５）電歪素子１０に電圧を供給するリード線１２は電
歪素子１０の表面に形成された導電性被膜の上に半田付
またはボンデングされる。ところが導電性被膜は薄いの
で、接着強度が弱く、リード線１２は数百グラム程度の
力で電歪素子１０からはがれてしまう。従って、リード
線１２は別の手段で固定して、電歪素子１０との接合部
に外力がかから々いよつな配慮が必要である。
歪素子１０の表面に形成された導電性被膜の上に半田付
またはボンデングされる。ところが導電性被膜は薄いの
で、接着強度が弱く、リード線１２は数百グラム程度の
力で電歪素子１０からはがれてしまう。従って、リード
線１２は別の手段で固定して、電歪素子１０との接合部
に外力がかから々いよつな配慮が必要である。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、各
々のノズルの特性が揃った、機械的相互干渉のない、駆
動周波数を高くできる、騒音のない、及びリード線接続
の容易な、実用的々印字ヘッドを実現することである。
々のノズルの特性が揃った、機械的相互干渉のない、駆
動周波数を高くできる、騒音のない、及びリード線接続
の容易な、実用的々印字ヘッドを実現することである。
本発明は角棒状の電歪素子における、軸方向の歪をダイ
ヤフラムに加えて、インク室の体積変化を起し、インク
粒子を噴出させるために、電歪素子の一端の両面に電極
板を重ねて、支持枠の中に挿入し、積み重ねた支持枠を
同時に締めることにより、電歪素子を固定し、電歪素子
の他端（歪体）をインク室を覆うダイヤフラムと接着剤
を介して接合させ、かつ、ダイヤフラム間の固定部の剛
性を増すように固定部を補強することにより、上記の目
的を達成しようとするものである。
ヤフラムに加えて、インク室の体積変化を起し、インク
粒子を噴出させるために、電歪素子の一端の両面に電極
板を重ねて、支持枠の中に挿入し、積み重ねた支持枠を
同時に締めることにより、電歪素子を固定し、電歪素子
の他端（歪体）をインク室を覆うダイヤフラムと接着剤
を介して接合させ、かつ、ダイヤフラム間の固定部の剛
性を増すように固定部を補強することにより、上記の目
的を達成しようとするものである。
本発明の一実施例を第３図〜第５図を参照して説明する
。
。
軸方向の歪を生ずる角棒状の電歪素子２１の上端の両面
に電極板２２．２３を重ねて支持枠２４の中に挿入する
。電歪素子２１、電極板２２゜２３及び支持枠２４を所
要の複数個積み重ね、ネジ２５とナツト２６によって締
めつけて支持枠２４に電歪素子２１を固定する。電歪素
子２１の下端はその歪をダイヤフラム８に伝えるように
、接着剤３１によりダイヤフラム８の上面に接合させる
。また、支持枠２４は固定部１１を補強するように、支
持枠底面２４−１と固定部１１上面を接着剤３０により
強固に接着する。支持部逃げ部２４−２はダイヤフラム
８の変位を妨げないだめのものである。電極板２２．２
３は支持枠２４より上方に突出しており、この部分にリ
ード線１２を半田付けする。
に電極板２２．２３を重ねて支持枠２４の中に挿入する
。電歪素子２１、電極板２２゜２３及び支持枠２４を所
要の複数個積み重ね、ネジ２５とナツト２６によって締
めつけて支持枠２４に電歪素子２１を固定する。電歪素
子２１の下端はその歪をダイヤフラム８に伝えるように
、接着剤３１によりダイヤフラム８の上面に接合させる
。また、支持枠２４は固定部１１を補強するように、支
持枠底面２４−１と固定部１１上面を接着剤３０により
強固に接着する。支持部逃げ部２４−２はダイヤフラム
８の変位を妨げないだめのものである。電極板２２．２
３は支持枠２４より上方に突出しており、この部分にリ
ード線１２を半田付けする。
次に動作を説明する、リード線１２を通して電極板２２
．２３に駆動電圧を加えると電歪素子２１の電極板２２
．２３より先の部分は第５図の矢印方向に歪を生じて、
ダイヤフラム８を約０．１μ票程度変形させ、インク粒
子２０をノズル２０から噴出させる。接着剤３１の厚み
は２０〜３０ミクロンであり、電歪素子２１の歪をダイ
ヤフラム８に伝達するだけであるから、接着剤３１の厚
みのバラツキは、ダイヤフラム８の変形すなわち粒子作
成の特性に影響を与えない。
．２３に駆動電圧を加えると電歪素子２１の電極板２２
．２３より先の部分は第５図の矢印方向に歪を生じて、
ダイヤフラム８を約０．１μ票程度変形させ、インク粒
子２０をノズル２０から噴出させる。接着剤３１の厚み
は２０〜３０ミクロンであり、電歪素子２１の歪をダイ
ヤフラム８に伝達するだけであるから、接着剤３１の厚
みのバラツキは、ダイヤフラム８の変形すなわち粒子作
成の特性に影響を与えない。
固定部１１は上から支持枠２４がかぶさり、接着剤３０
で強固に固定されているので、固定部１１の剛性を増す
ことができる。従って、ダイヤフラム８の振動が固定部
１１を介して隣りのダイヤフラム８に影響を与え々いか
ら、機械的相互干渉は防止できる。
で強固に固定されているので、固定部１１の剛性を増す
ことができる。従って、ダイヤフラム８の振動が固定部
１１を介して隣りのダイヤフラム８に影響を与え々いか
ら、機械的相互干渉は防止できる。
電歪素子２１は上端で固定され、下端でダイヤフラム８
に接合され、ダイヤフラム８の質量は電歪素子２１の質
量に比べ小さいので、この系の固有振動数は電歪素子２
１の縦振動の固有振動数にほぼ等しくなる。この固有振
動数は、第２図で説明した共振周波数よりはるかに高い
ことは明らか・、 である。従って、１０ＫＨｚ
程度の高い駆動周波数でも安定したインク粒子２０を噴
出させることができる。電歪素子２１とダイヤフラム８
を接着剤３１で接合している理由を次に述べる。第１の
理由は周囲温度が変化した時でも安定に動作させるため
である。すなわち、電歪素子２１の線膨張係数は例えば
ガラス入りエポキシ樹脂からなる支持枠２４のそれより
も１オーダ小さい。従って、周囲温度が高く々ると支持
枠２４が膨張して、電歪素子２１とダイヤフラム８との
間に隙間が生ずる恐れがある。この隙間があると、０．
１μ兜程度の電歪素子２１の歪をダイヤフラム８に伝達
できなくなる。そこで、接着によって、隙間ができない
ようにダイヤフラム８を変形させる。第２の理由は接着
剤３１は電歪素子２１の歪をダイヤフラム８に衝撃的に
伝えないようなりッションの役目をしている。第１の理
由のみであれば温度変化によって生ずると想定される隙
間の量だけ、あらかじめダイヤフラム８を変形させて電
歪素子２１を取りつければよい。
に接合され、ダイヤフラム８の質量は電歪素子２１の質
量に比べ小さいので、この系の固有振動数は電歪素子２
１の縦振動の固有振動数にほぼ等しくなる。この固有振
動数は、第２図で説明した共振周波数よりはるかに高い
ことは明らか・、 である。従って、１０ＫＨｚ
程度の高い駆動周波数でも安定したインク粒子２０を噴
出させることができる。電歪素子２１とダイヤフラム８
を接着剤３１で接合している理由を次に述べる。第１の
理由は周囲温度が変化した時でも安定に動作させるため
である。すなわち、電歪素子２１の線膨張係数は例えば
ガラス入りエポキシ樹脂からなる支持枠２４のそれより
も１オーダ小さい。従って、周囲温度が高く々ると支持
枠２４が膨張して、電歪素子２１とダイヤフラム８との
間に隙間が生ずる恐れがある。この隙間があると、０．
１μ兜程度の電歪素子２１の歪をダイヤフラム８に伝達
できなくなる。そこで、接着によって、隙間ができない
ようにダイヤフラム８を変形させる。第２の理由は接着
剤３１は電歪素子２１の歪をダイヤフラム８に衝撃的に
伝えないようなりッションの役目をしている。第１の理
由のみであれば温度変化によって生ずると想定される隙
間の量だけ、あらかじめダイヤフラム８を変形させて電
歪素子２１を取りつければよい。
電歪素子２１とダイヤフラム８の系の固有振動数は高く
、可聴周波数を越えており、しかも自動振動の振巾も小
さいので、殆んど騒音を発生しない。しかも電歪素子２
１とダイヤフラム８は基板３や支持枠２４で完全に四重
れているので、たとえ低い騒音を発生しても、外部にそ
の音が洩れることは防止される。
、可聴周波数を越えており、しかも自動振動の振巾も小
さいので、殆んど騒音を発生しない。しかも電歪素子２
１とダイヤフラム８は基板３や支持枠２４で完全に四重
れているので、たとえ低い騒音を発生しても、外部にそ
の音が洩れることは防止される。
この種の装置において、リード線１２の接続は重要な問
題である。本実施例では電歪素子８に直接リード線１２
を接続することを避けて、電極板２２．２３にリード線
１２を半田付できるから、強い接合力が得られ、接合部
を保護するような特別の手段を設ける必要はない。
題である。本実施例では電歪素子８に直接リード線１２
を接続することを避けて、電極板２２．２３にリード線
１２を半田付できるから、強い接合力が得られ、接合部
を保護するような特別の手段を設ける必要はない。
上記実施例ではネジ２５とナツト２６で支持枠２４を締
付け、電歪素子２１を固定するとしたが、支持枠２４を
加圧しながら接着剤で接着して電歪素子２１を固定して
もよい。また支持枠２４とダイヤフラム板１を接着剤３
ｏで接合するとしたが、支持枠２４及び基板２等を延ば
し、そこをネジ及びナツト等によって締めつけて固定す
ることも可能である。更に電歪素子２１とダイヤフラム
８を接着剤３１で接合するとしたが、温度変化によって
発生されると想定される電歪素子２１とダイヤフラム８
との隙間の量だけダイヤフラム８をインク室３側に変形
させて取り付け、ダイヤフラム８を弾性変形により電歪
素子２１の動きに追随できるようにすれば、接着剤によ
って接合しなくともよい。
付け、電歪素子２１を固定するとしたが、支持枠２４を
加圧しながら接着剤で接着して電歪素子２１を固定して
もよい。また支持枠２４とダイヤフラム板１を接着剤３
ｏで接合するとしたが、支持枠２４及び基板２等を延ば
し、そこをネジ及びナツト等によって締めつけて固定す
ることも可能である。更に電歪素子２１とダイヤフラム
８を接着剤３１で接合するとしたが、温度変化によって
発生されると想定される電歪素子２１とダイヤフラム８
との隙間の量だけダイヤフラム８をインク室３側に変形
させて取り付け、ダイヤフラム８を弾性変形により電歪
素子２１の動きに追随できるようにすれば、接着剤によ
って接合しなくともよい。
本発明によれば、上述した印字ヘッドの構成により、次
のような効果を奏することができる。
のような効果を奏することができる。
（１）各ノズルの特性の揃った印字ヘッドを容易に製作
できる。
できる。
（２）機械的相互干渉がないので、インク粒子の速度や
粒径が均一になり、品質の良好な印刷ができる。
粒径が均一になり、品質の良好な印刷ができる。
（３）系の固有振動数を高めることにより、駆動周波数
の高い印字ヘッドが得られる。
の高い印字ヘッドが得られる。
（４）騒音がない。
（５）リード線の接合力が高い。
第１図及び第２図は従来の印字ヘッドの構成を示す平面
図及び第１図のト」線断面図、第３図〜第５図は本発明
の印字ヘッドの一実施例を示すもので、第３図は電歪素
子側から見た平面図、第４図は側面図、第５図は第３図
のＶ−Ｖ線断面図である。 特許出願人の名称 日立工機株式会社オ１５ａ
図及び第１図のト」線断面図、第３図〜第５図は本発明
の印字ヘッドの一実施例を示すもので、第３図は電歪素
子側から見た平面図、第４図は側面図、第５図は第３図
のＶ−Ｖ線断面図である。 特許出願人の名称 日立工機株式会社オ１５ａ
Claims (1)
- ダイヤフラム板と基板を貼り合せて、インク室やノズル
などのインク流路を複数個形成したオンデマンド型多ノ
ズル印字ヘッドであって、積み重ねた支持枠の間に、電
歪素子の一端の両面に電極板を重ねて挿入し、支持枠を
締めることによって電歪素子を固定し、電歪素子の下端
をインク室を扱うダイヤフラムの上面に接合させ、かつ
ダイヤフラム間の固定部の剛性を増すように、固定部を
補強したことを特徴とするオンデマンド型印字ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6746483A JPS59192575A (ja) | 1983-04-15 | 1983-04-15 | オンデマンド型印字ヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6746483A JPS59192575A (ja) | 1983-04-15 | 1983-04-15 | オンデマンド型印字ヘツド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59192575A true JPS59192575A (ja) | 1984-10-31 |
Family
ID=13345698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6746483A Pending JPS59192575A (ja) | 1983-04-15 | 1983-04-15 | オンデマンド型印字ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59192575A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0310845A (ja) * | 1989-06-09 | 1991-01-18 | Sharp Corp | インクジェットプリンタ |
-
1983
- 1983-04-15 JP JP6746483A patent/JPS59192575A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0310845A (ja) * | 1989-06-09 | 1991-01-18 | Sharp Corp | インクジェットプリンタ |
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