JPH0224144A - インクジェットヘッド - Google Patents
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- JPH0224144A JPH0224144A JP17560488A JP17560488A JPH0224144A JP H0224144 A JPH0224144 A JP H0224144A JP 17560488 A JP17560488 A JP 17560488A JP 17560488 A JP17560488 A JP 17560488A JP H0224144 A JPH0224144 A JP H0224144A
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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
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- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、インク滴を飛翔させ記録紙等の媒体上にイン
ク像を形成するプリンタ等インクジェット方式の記録装
置に関し、さらに詳細にはインクジェットプリンタヘッ
ドに関する。
ク像を形成するプリンタ等インクジェット方式の記録装
置に関し、さらに詳細にはインクジェットプリンタヘッ
ドに関する。
複数のノズルを有するノズル形成基板と、その背後にイ
ンクと直接接触してインクを加圧する圧電変換器を配置
したインクジェットヘッドは、特公昭６０−８９５３号
公報に開示されている。この構造のインクジェットヘッ
ドは、圧電変換器に形成されている振動子がノズル形成
基板に対してほぼ直角方向に変位することと、ノズルの
インク流路が短いため、インク滴吐出効率および吐出安
定性が高く、インク中に気泡、ゴミ等の異物が混入した
場合でも、その影響を受けずに正常動作が可能であり、
更には、圧電変換器は一単体に切り込みを入れて櫛形形
状とし、櫛の背の部分を固定して片持ち梁、もしくは二
つの櫛の歯の部分を突き合わせた形状とし、櫛の両背部
を固定した両持ち梁構造であることにより、電気機械変
換効率が高く、複数の振動子が一体となっているために
、部品点数の削減、および組立性の向上等が図れるとい
う特徴を有する。
ンクと直接接触してインクを加圧する圧電変換器を配置
したインクジェットヘッドは、特公昭６０−８９５３号
公報に開示されている。この構造のインクジェットヘッ
ドは、圧電変換器に形成されている振動子がノズル形成
基板に対してほぼ直角方向に変位することと、ノズルの
インク流路が短いため、インク滴吐出効率および吐出安
定性が高く、インク中に気泡、ゴミ等の異物が混入した
場合でも、その影響を受けずに正常動作が可能であり、
更には、圧電変換器は一単体に切り込みを入れて櫛形形
状とし、櫛の背の部分を固定して片持ち梁、もしくは二
つの櫛の歯の部分を突き合わせた形状とし、櫛の両背部
を固定した両持ち梁構造であることにより、電気機械変
換効率が高く、複数の振動子が一体となっているために
、部品点数の削減、および組立性の向上等が図れるとい
う特徴を有する。
しかし、前述の従来技術では、圧電変換器の櫛の歯の部
分に複数の梁状振動子が形成され、櫛の背の部分の各圧
電変換器の固定部分は、圧電素子と金属層とによって機
械的（こ結合されているため、個々の振動子の振動が隣
の振動子に洩れて振動特性を変化させ、その結果、イン
ク滴の吐出特性に悪影響を与えるという問題点を有して
いた。
分に複数の梁状振動子が形成され、櫛の背の部分の各圧
電変換器の固定部分は、圧電素子と金属層とによって機
械的（こ結合されているため、個々の振動子の振動が隣
の振動子に洩れて振動特性を変化させ、その結果、イン
ク滴の吐出特性に悪影響を与えるという問題点を有して
いた。
本発明の目的は、これらの問題点を解決して、部品点数
の削減、組立性の向上等のメリットを損なうことなく、
個々の振動子の振動が相互に干渉せずに、インク吐出特
性が各ノズル間で揃ったインクジェットヘッドを実現す
ることにある。
の削減、組立性の向上等のメリットを損なうことなく、
個々の振動子の振動が相互に干渉せずに、インク吐出特
性が各ノズル間で揃ったインクジェットヘッドを実現す
ることにある。
本発明のインクジェットヘッドは、複数のノズルを有す
るノズル形成基板と、前記ノズルの各々に対向して配置
され、インク中に浸され独立に駆動可能な振動子を構成
する圧電変換器を備え、電圧印加により該圧電変換器を
変位させて、前記ノズル形成基板と前記圧電変換器との
間隙のインクを前記ノズルから吐出するインクジェット
ヘッドにおいて、前記圧電変換器は圧電素子と金属板を
積層することにより構成され、少なくとも２個以上の前
記圧電変換器は互いに隣り合うように配置され、少なく
とも１つの端部で固定され、少なくとも２個以上の前記
圧電変換器は前記端部で前記金属板によって結合されて
、櫛形形状、もしくは２枚の櫛の歯の部分を突き合わせ
た形状をしたことを特徴とする。
るノズル形成基板と、前記ノズルの各々に対向して配置
され、インク中に浸され独立に駆動可能な振動子を構成
する圧電変換器を備え、電圧印加により該圧電変換器を
変位させて、前記ノズル形成基板と前記圧電変換器との
間隙のインクを前記ノズルから吐出するインクジェット
ヘッドにおいて、前記圧電変換器は圧電素子と金属板を
積層することにより構成され、少なくとも２個以上の前
記圧電変換器は互いに隣り合うように配置され、少なく
とも１つの端部で固定され、少なくとも２個以上の前記
圧電変換器は前記端部で前記金属板によって結合されて
、櫛形形状、もしくは２枚の櫛の歯の部分を突き合わせ
た形状をしたことを特徴とする。
本発明の上記構成では、圧電変換器の固定部分において
、各々の圧電変換器は、圧電変換器を構成する金属板に
よって結合されるため、隣り合う振動子の機械的結合度
は極めて小さい。
、各々の圧電変換器は、圧電変換器を構成する金属板に
よって結合されるため、隣り合う振動子の機械的結合度
は極めて小さい。
次に、実施例に基づいて本発明を説明する。
第１図は、本発明におけるインクジェットヘッドを搭載
した記録装置の一実施例を説明するための斜視図である
。記録媒体１は送りローラ２，３の押圧によりプラテン
４に捲き回され、記録の進行に従い矢印５の方向に搬送
される。ガイド軸６゜７に案内されプラテン４の軸と平
行な方向に移動可能なキャリッジ８上には、独立にイン
ク滴を吐出制御可能な複数のノズルを有するインクジェ
ットヘッド９が搭載されており、矢印１０の方向に走査
され、各々のノズルから選択的にインク滴を吐出し記録
媒体１上にインク像を形成する。
した記録装置の一実施例を説明するための斜視図である
。記録媒体１は送りローラ２，３の押圧によりプラテン
４に捲き回され、記録の進行に従い矢印５の方向に搬送
される。ガイド軸６゜７に案内されプラテン４の軸と平
行な方向に移動可能なキャリッジ８上には、独立にイン
ク滴を吐出制御可能な複数のノズルを有するインクジェ
ットヘッド９が搭載されており、矢印１０の方向に走査
され、各々のノズルから選択的にインク滴を吐出し記録
媒体１上にインク像を形成する。
第２図に、本発明における圧電変換器の構成を説明する
ための斜視図を示す。圧電変換器２０は切り込み２３に
よって櫛形に形成された金属板２６と、ＰＺＴよりなる
短冊状の圧電素子２４を接合することにより得られ、複
数の振動子２１と固定部分２２から構成される。圧電素
子２４の片面には、蒸着またはスパッタ法により形成さ
れたＡＵ薄層よりなる信号電極２５が形成され、他面に
接合されているＮｉよりなる金属板２６は、共通電極を
兼ねている。圧電変換器２０の別の製造方法として、圧
電素子２４に金属板２６を接着もしくは金属のメツキ層
を形成して、振動子２１を形成するためにダイシング加
工により切り込み２３を入れ、さらに独立した圧電変換
器２０を構成するために、固定部分２２に存在している
圧電素子２４をダイシング加工により除去することによ
っても同様の圧電変換器が得られる。この方法によれば
、圧電素子と金属板を接合した一単体からダイシング加
工により個々の圧電変換器を形成することが可能となる
ため、部品点数の削減、加工および組立工数の削減に寄
与し、大幅なコスト低減をもたらす。
ための斜視図を示す。圧電変換器２０は切り込み２３に
よって櫛形に形成された金属板２６と、ＰＺＴよりなる
短冊状の圧電素子２４を接合することにより得られ、複
数の振動子２１と固定部分２２から構成される。圧電素
子２４の片面には、蒸着またはスパッタ法により形成さ
れたＡＵ薄層よりなる信号電極２５が形成され、他面に
接合されているＮｉよりなる金属板２６は、共通電極を
兼ねている。圧電変換器２０の別の製造方法として、圧
電素子２４に金属板２６を接着もしくは金属のメツキ層
を形成して、振動子２１を形成するためにダイシング加
工により切り込み２３を入れ、さらに独立した圧電変換
器２０を構成するために、固定部分２２に存在している
圧電素子２４をダイシング加工により除去することによ
っても同様の圧電変換器が得られる。この方法によれば
、圧電素子と金属板を接合した一単体からダイシング加
工により個々の圧電変換器を形成することが可能となる
ため、部品点数の削減、加工および組立工数の削減に寄
与し、大幅なコスト低減をもたらす。
第３図は、本発明におけるインクジェットヘッドの構造
、およびインク滴吐出原理を説明するための断面図であ
る。フレーム４０とサブフレーム４１の間にノズル形成
基板３０、スペーサ４３、圧電変換器２０、弾性シート
４２を積層し固定する。ノズル形成基板３０に列設され
た複数のノズル３１と対応する位置に、微小な間隙４５
を介して、複数の振動子２１の自由端が配置されている
。
、およびインク滴吐出原理を説明するための断面図であ
る。フレーム４０とサブフレーム４１の間にノズル形成
基板３０、スペーサ４３、圧電変換器２０、弾性シート
４２を積層し固定する。ノズル形成基板３０に列設され
た複数のノズル３１と対応する位置に、微小な間隙４５
を介して、複数の振動子２１の自由端が配置されている
。
ところで、圧電素子２４の分極方向は、金属板２６と信
号電極２５の間に電圧を印加すると電界と直交方向に収
縮するように置かれている。一方金属板２６は、高い弾
性率を有するため寸法変化が規制され信号電極２５の側
に曲がるごとく曲げモーメントが発生する。この結果、
振動子２１の自由端はノズル形成基板３０と反対の方向
に変形変位する。圧電変換器２０に定常的に印加されて
いる電圧が選択的に解除されると、振動子２１はノズル
形成基板３０の方向に変形変位し、振動子２１とノズル
形成基板３０の間に介在するインク４４をノズル３１か
ら吐出させる。この時、隣り合う圧電変換器を同時に駆
動させても、隣の圧電変換器から洩れる振動は極めて小
さく、インク滴吐出特性に与える影響も数バーセントル
１０パーセント以内に抑えることができた。
号電極２５の間に電圧を印加すると電界と直交方向に収
縮するように置かれている。一方金属板２６は、高い弾
性率を有するため寸法変化が規制され信号電極２５の側
に曲がるごとく曲げモーメントが発生する。この結果、
振動子２１の自由端はノズル形成基板３０と反対の方向
に変形変位する。圧電変換器２０に定常的に印加されて
いる電圧が選択的に解除されると、振動子２１はノズル
形成基板３０の方向に変形変位し、振動子２１とノズル
形成基板３０の間に介在するインク４４をノズル３１か
ら吐出させる。この時、隣り合う圧電変換器を同時に駆
動させても、隣の圧電変換器から洩れる振動は極めて小
さく、インク滴吐出特性に与える影響も数バーセントル
１０パーセント以内に抑えることができた。
第４図（ａ）・（ｂ）は、本発明におけるインクジェッ
トヘッドの別の実施例における圧電変換器とノズルとの
関係を説明するための図である。
トヘッドの別の実施例における圧電変換器とノズルとの
関係を説明するための図である。
第４図（ａ）は、櫛形形状をした２枚の圧電変換器２０
の櫛の歯の部分を噛み合わせるように配置し、振動子２
１の自由端を、１列に配列されたノズル３１と対向する
ように構成されている。この場合、振動子２１を分離し
ている切り込み２３の幅は、振動子２１の幅より広く、
第２図の圧電変換器のきり込みの幅より広いため、ダイ
シング加工を行う上で、ダイシング用カッターの選択や
、加工条件の選択が容易である。また、第２図の圧電変
換器では、振動子のピッチを小さくして記録密度を上げ
るためには、振動子の幅を固定すると切り込みの幅を狭
くする必要があったが、ダイシング用カッターの幅や、
カッターの振れ等の制約を受け、切り込みの幅の最小値
が決まっていた。
の櫛の歯の部分を噛み合わせるように配置し、振動子２
１の自由端を、１列に配列されたノズル３１と対向する
ように構成されている。この場合、振動子２１を分離し
ている切り込み２３の幅は、振動子２１の幅より広く、
第２図の圧電変換器のきり込みの幅より広いため、ダイ
シング加工を行う上で、ダイシング用カッターの選択や
、加工条件の選択が容易である。また、第２図の圧電変
換器では、振動子のピッチを小さくして記録密度を上げ
るためには、振動子の幅を固定すると切り込みの幅を狭
くする必要があったが、ダイシング用カッターの幅や、
カッターの振れ等の制約を受け、切り込みの幅の最小値
が決まっていた。
第４図（ａ）のように、２枚の圧電変換器を用いること
で、上記制約が外れ高密度なノズルの配列が可能となる
。第４図（ｂ）は、第４図（ａ）の振動子の噛み合わせ
をより深くしたもので、振動子２１の自由端とノズル３
１が対向するようにノズルを千鳥に配列している。この
場合、各ノズル３１の両隣にある振動子３１とは固定端
近傍で接しているため、振動子の変位は極めて小さく、
従って、隣の振動子から受ける影響もほとんど問題にな
らないほど小さい。
で、上記制約が外れ高密度なノズルの配列が可能となる
。第４図（ｂ）は、第４図（ａ）の振動子の噛み合わせ
をより深くしたもので、振動子２１の自由端とノズル３
１が対向するようにノズルを千鳥に配列している。この
場合、各ノズル３１の両隣にある振動子３１とは固定端
近傍で接しているため、振動子の変位は極めて小さく、
従って、隣の振動子から受ける影響もほとんど問題にな
らないほど小さい。
なお本実施例では、振動子には櫛形形状をした片持ち梁
状振動子を用いているが、２枚の櫛の歯の部分を突き合
わせた形状の両持ち梁状振動子でも同様な構成が可能で
ある。
状振動子を用いているが、２枚の櫛の歯の部分を突き合
わせた形状の両持ち梁状振動子でも同様な構成が可能で
ある。
以上述べたようりこ、本発明の上記構成によれば、櫛形
構造の背の部分において、各々の圧電変換器を連結する
ものは金属板のみとなり、圧電素子は不連続なため、各
々の圧電変換器の機械的結合度が小さくなり、隣り合う
振動子の振動の影響を受けにくくなる。従って、各振動
子が金属板によって結合されていても、インク滴吐出特
性の相互干渉が少ないため、各ノ、ズル間でインク吐出
特性の揃ったインクジェットヘッドを実現できるという
効果を有する。また、圧電変換器を圧電素子と金属板の
接合体に切り込みを入れて、−単体から形成することに
より、部品点数の削減、加工および組立工数の削減が図
れ、低コストのインクジェットヘッドを実現できるとい
う効果も有する。
構造の背の部分において、各々の圧電変換器を連結する
ものは金属板のみとなり、圧電素子は不連続なため、各
々の圧電変換器の機械的結合度が小さくなり、隣り合う
振動子の振動の影響を受けにくくなる。従って、各振動
子が金属板によって結合されていても、インク滴吐出特
性の相互干渉が少ないため、各ノ、ズル間でインク吐出
特性の揃ったインクジェットヘッドを実現できるという
効果を有する。また、圧電変換器を圧電素子と金属板の
接合体に切り込みを入れて、−単体から形成することに
より、部品点数の削減、加工および組立工数の削減が図
れ、低コストのインクジェットヘッドを実現できるとい
う効果も有する。
第１図は、本発明におけるインクジェットヘッドを搭載
した記録装置の一実施例を説明するための斜視図。 第２図は、本発明におけるインクジェットヘッドの圧電
変換器の構成を説明するための斜視図。 第３図は、本発明におけるインクジェットヘツド構造、
およびインク滴吐出原理を説明するための断面図。 第４図（ａ） ・（ｂ）は、本発明におけるインクジェ
ットヘッドの別の実施例における圧電変換器とノズルと
の関係を説明するための図。 記録媒体 インクジェットヘラ 圧電変換器 ２ 圧電素子 ２ ノズル形成基板 ３ スペーサ ４ 間隙 振動子 金属板 ノズル インク 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴木喜三部 他１名 ２０゛圧電支凌券 ２７、゛象カチ 第２図 第１ 第３図 ２０！圧ｅ凌罫 ３７、°ノズｌし ４３：Ｚイー丈
した記録装置の一実施例を説明するための斜視図。 第２図は、本発明におけるインクジェットヘッドの圧電
変換器の構成を説明するための斜視図。 第３図は、本発明におけるインクジェットヘツド構造、
およびインク滴吐出原理を説明するための断面図。 第４図（ａ） ・（ｂ）は、本発明におけるインクジェ
ットヘッドの別の実施例における圧電変換器とノズルと
の関係を説明するための図。 記録媒体 インクジェットヘラ 圧電変換器 ２ 圧電素子 ２ ノズル形成基板 ３ スペーサ ４ 間隙 振動子 金属板 ノズル インク 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴木喜三部 他１名 ２０゛圧電支凌券 ２７、゛象カチ 第２図 第１ 第３図 ２０！圧ｅ凌罫 ３７、°ノズｌし ４３：Ｚイー丈
Claims (2)
- （１）複数のノズルを有するノズル形成基板と、前記ノ
ズルの各々に対向して配置され、インク中に浸され独立
に駆動可能な振動子を構成する圧電変換器を備え、電圧
印加により該圧電変換器を変位させて、前記ノズル形成
基板と前記圧電変換器との間隙のインクを前記ノズルか
ら吐出するインクジェットヘッドにおいて、 前記圧電変換器は圧電素子と金属板を積層することによ
り構成され、少なくとも２個以上の前記圧電変換器は互
いに隣り合うように配置され、少なくとも１つの端部で
固定され、少なくとも２個以上の前記圧電変換器は前記
端部で前記金属板によって結合されて、櫛形形状、もし
くは２枚の櫛の歯の部分を突き合わせた形状をしたこと
を特徴とするインクジェットヘッド。 - （２）２枚の櫛形形状をした圧電変換器の櫛の歯に相当
する振動子部分を噛み合わせるように配置し、ノズルは
振動子の自由端近傍と対向配置され、前記ノズルは１列
もしくは千鳥に配置されたことを特徴とする請求項１記
載のインクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17560488A JPH0224144A (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17560488A JPH0224144A (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0224144A true JPH0224144A (ja) | 1990-01-26 |
Family
ID=15998998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17560488A Pending JPH0224144A (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0224144A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6502929B1 (en) | 1993-12-24 | 2003-01-07 | Seiko Epson Corporation | Laminated ink jet recording head having a plurality of actuator units |
| CN102407664A (zh) * | 2010-09-20 | 2012-04-11 | 研能科技股份有限公司 | 悬臂式压电头结构的制造方法 |
-
1988
- 1988-07-13 JP JP17560488A patent/JPH0224144A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6502929B1 (en) | 1993-12-24 | 2003-01-07 | Seiko Epson Corporation | Laminated ink jet recording head having a plurality of actuator units |
| US6893117B2 (en) | 1993-12-24 | 2005-05-17 | Seiko Epson Corporation | Laminated ink jet recording head |
| US6902262B2 (en) | 1993-12-24 | 2005-06-07 | Seiko Epson Corporation | Laminated ink jet recording head |
| CN102407664A (zh) * | 2010-09-20 | 2012-04-11 | 研能科技股份有限公司 | 悬臂式压电头结构的制造方法 |
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