JPS6090770A - 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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JPS6090770A
JPS6090770A JP19964583A JP19964583A JPS6090770A JP S6090770 A JPS6090770 A JP S6090770A JP 19964583 A JP19964583 A JP 19964583A JP 19964583 A JP19964583 A JP 19964583A JP S6090770 A JPS6090770 A JP S6090770A
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electrode
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Haruhiko Koto
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Epson Corp
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Epson Corp
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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
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14274—Structure of print heads with piezoelectric elements of stacked structure type, deformed by compression/extension and disposed on a diaphragm

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は圧電素子を用いたインクオンデマンド型インク
ジェットヘッドに係わり、特に多数のノズルを高密度に
集積したマルチノズルヘッドノ構造に関する。
〈従来技術〉 インクオンデマンド型ジェットは構成が簡単なため低価
格の印刷装置として開発が進められている。インクの射
出は圧電素子の変形により行なわれ、従来は分極に対し
て垂直方向の変形すなわち圧電歪定数ｄ３１に基因する
変形を利用していた。
例えば従来のユニモルフ“を用いたヘッドを第４図に示
すと、振動板１０１に積層された圧電素子１０２は図の
（３軸）の向きに分極されており、上下に設けられた電
極１０３，１０４間に電圧を印加することで（１軸）方
向に圧電素子を縮ませ・振動板１０１と圧電素子１０２
でバイメタルのように曲げ変形をおこし、加圧室１０５
の容積を変形させる。圧電素子の変形は電界に比例し、
変形方向の長さに比例するから、第４図に示した従来の
構成は薄い（３軸）方向にＭ１圧を印加することで電界
を大きくし、素子の長さの長い（１軸）方向の変形を利
用することで変形を大きくしていた。
一方分極方）向″Ｊ’−Ｉｔｍ１の圧電歪定数ｄ１１１
の変形を利用する他の従来例を第５図に示す。この例で
は圧電素子の（１軸）方向を振動板１０１と垂直に配置
し、（１軸）方向の変形により振動板１０１をたわませ
る。この例でも第４図の例と同じく、簿い方向に電圧を
印加し、長い方向に変形を発生させて駆動電圧が上がら
ないようにしている。
以上述べた従来例では比較的駆動電圧が上がらないとい
う利点はあるが、ノズル数を多くし高密度に集積化する
ことが難しかった。例えば、１０本／騒程度に加圧室を
集積化すると、第４図の例では圧電素子の（１軸）方向
の長さが短くなって変形がとれず、駆動電圧が余りに高
くなってしまい、また第５図の例では多数の圧電素子を
隣接させて並べる必要があり、隣り同士の１！極を短絡
させずに、しかも１０本／語に並べることは技術的にも
難しく、量産性が殆んどなかった。
〈目　的〉 したがって、本発明の目的は高集積化されたマルチノズ
ルヘッドを提供することにある。
本発明の他の目的は高集積化されたマルチノズルヘッド
の圧電素子への電気的接続を容易にとることにある。
〈特　徴〉 本発明は従来一般的に用いられていた分極方向と垂直の
圧電歪定数ｄｓＩによる変形のかわりに分極方向と同じ
圧電歪定数ｄ３３による変形を用いることで、加圧室を
高密度に配置可能とし電気的接続を容易にするものであ
る。
〈構　成〉 第１図に本発明の一実施例として流路の軸に対し垂直方
向に切った断面を示す。１はポリサル７オンの基板で表
面にインク流路が溝として形成されている。第１図には
インク流路のうち加圧室２の断面を示す。加圧室の巾Ｗ
ｃは８０μ、どての巾Ｗａは２０μで加圧室は１００μ
ピツチで配列されている。加圧室の深さＤＣは３０μで
ある。
３はポリサル７オンの振動板で厚さ１０μであり、基板
１に積層されている。４け全ての加圧室をおおう圧電素
子で手下に電極５，６を有し、溝７によって各加圧室に
対応するように上部を残して分割されている。振動板６
と圧電素子４は振動板３の表面に設けられた電極８に接
着されている。
圧電素子の各加圧室に対応する部分の巾Ｗｐは５０μ・
長さＬｐは３００μ・電極間距離Ｌｅは３５０μである
。９は電極１０を介して圧電素子４の電極５に積層され
た剛性部材で、両端がコの字型に曲がり、振動板６に接
着されており振動板３の厚さにくらべ充分厚い厚さＬｇ
を有する。この例ではＬｇは１ｍである。
以上の構成においてその製造方法を第２図により説明す
る。
基板１は射出成形により作られ、ノズル１１、供給路１
２・供給管１３等のインク流路が加圧室２とともに形成
される。その後表面に振動板３を溶剤接着しヘッド体を
形成する。振動板３の表面に金属薄膜をスパッタし、エ
ツチングにより図に示すような電極８を形成する。一方
剛性部材９はポリサル７オンの射出成形で作り、下面に
電極１０をスパッタにより形成する。さらに上面、下面
に電極５，６を有する圧電素子４を剛性部材９に接着し
、ダイヤモンドソーで溝７を形成する。
さらに剛性部材９、圧電素子４を振動板乙に接着し、電
極１０および電極８の後部８−１に図示されていない制
御回路からの配線を行なう。
第１図、第２図の実施例ではノズル数４つのヘッドを示
しであるが、実際には２４ノズルないし２０００ノズル
のヘッドを作ることができる。
次に上記実施例の動作を説明する。　。
流路内にインクを満たし、電極８と電極１０の間に図示
されていない制御回路からの駆動信号を印加すれば、電
極５，６を介して圧電素子４に電圧が印加される０この
時の電圧を■とすれば圧電素子４には・ε＝ｄ、、Ｖ／
Ｌｅの歪が発生し、これにより振動板３をたわませ加圧
室２内のインクを加圧してノズル１１から射出し記録を
行なう。
剛性部材９の厚さＬｇは振動板３にくらべ１００倍ある
から曲げ剛性は１００３＝１０６倍となり、圧電素子４
の変形はほとんど全て振動板乙に伝わる。一般的には剛
性部材の曲げ剛性が振動板の１００以上あれば良い。
上記実施例でわかるように圧電素子の分極方向の変形を
利用することで、多数の加圧室に対する圧電素子が容易
に配置でき、マルチノズルヘッドの高集積化が可能とな
る。
また分極方向と同じ圧電歪定数ｄ３３の値は通常分極方
向と垂直の圧電歪定数ｄ３□の値の２倍ないし３倍であ
るから、電極５，６間の距離が比較的長いにもかかわら
ず歪は大きくとれるという利点がある。
なお上記実施例では、電極５．ｉｓ、８．１０を設けて
いるが、［極５と電８ｉｉ１０、電極６と電極８を同一
部材として電極数を少なくすることができる。また剛性
部材９を金属とすれば電極１０を兼ねることができる。
また溝７は圧電素子４の途中まで入れであるが、これは
圧電素子４の剛性部材９との接合強度を上げるためであ
る。接合強度が充分ならば隣り合う圧電素子の相互影響
を下げ、電圧のロスを少くするために圧電素子が全て切
り離されるまで切り込んでも良い。
第３図に本発明の他の実施例として流路にそって切断し
た断面を示す。第１図、第２図の実施例と異なり、圧電
素子２０は５０μの素子を９層積層したもので電極２１
．２２が素子間に設けられている。このため圧電素子に
印加される電界は第１図の例にくらべ約１／９となり、
第１図の例がａＯＶの駆動電圧を必要としたのに対１〜
ｉｏｖ以下で良くなり、特に２０００ノズルというよう
な多数ノズルを駆動する場合はドライバのＩＣ化という
点で有利である。
〈効　果〉 以上の説明でわかるように、本発明によれば分極方向と
垂直の圧電歪定数ｄ３１による変形のかわりに分極方向
と同じ圧電歪定数ｄｓｓによる変形を用いるため、多数
の圧力室に対する圧電素子の配置が容易となり、電気的
接続も簡単である。
したがってマルチノズルヘッドの高集積化が容易となる
。また圧電歪定数ｄ３１にくらべ２倍以上の値である圧
電歪定数ｄ３３を利用するため電圧に対する歪が大きく
とれる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図の実施例の斜視図・第３図は本発明の他の実施例を示
す断面図、第４図、第５図は従来のインクジェットヘッ
ドの概略断面図である。 １・・・基板　２・・・加圧室 ３・・・振動板　４，２０・・・圧電素子５．６，８，
１０，２１．２２・・・電極７・・・溝　９・・・剛性
部材 １１・・・ノズル　１２・・・供給路 以　上 出願人　エプソン株式会社 （３＃） 第１図 特開昭ＧＯ−９０７７０（４） 第３図 第４図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ノズル・インク供給路および加圧室等のインク流路が形
    成されたヘッド体と、該ヘッド体の一部を構成する振動
    板の前記加圧室と対向する表面に第１の電極を介して積
    層され、前記第１の電極と垂直な方向に分極方向を有す
    る圧電素子と、第２の電極を介して前記圧電素子の表面
    に積層され、該積層部を前記ヘッド体に対して実質上剛
    体的に保持する剛性部材からなるインクジェットヘッド
    。
JP19964583A 1983-10-25 1983-10-25 インクジェットヘッド Granted JPS6090770A (ja)

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