JPH05301342A - インクジェットプリンタ用ヘッド - Google Patents
インクジェットプリンタ用ヘッドInfo
- Publication number
- JPH05301342A JPH05301342A JP3057334A JP5733491A JPH05301342A JP H05301342 A JPH05301342 A JP H05301342A JP 3057334 A JP3057334 A JP 3057334A JP 5733491 A JP5733491 A JP 5733491A JP H05301342 A JPH05301342 A JP H05301342A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- bending means
- single crystal
- electrodes
- head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Classifications
-
- 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
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、圧電アクチエータを用いてインク
を吹き付けるインクジェット用プリンタヘッドに関し、
加工容易であり、高寿命、低コストとすることを目的と
する。 【構成】 複数の圧電アクチエータ４を、反転分極層４
ａ，４ｂを有する単結晶板にスリット５A を形成して一
体的に連続させ、電極６ａ，６ｂを設けて形成する。圧
電アクチエータ４は、片側５ａ又は両側５ａ，５ｂを固
定してインク室２の可撓部上に取着する。この場合、イ
ンク室２は樹脂モールド又は半導体材料の異方性エッチ
ングで空間部７ａを形成し、可撓部分を有する蓋部９が
設けられる。
を吹き付けるインクジェット用プリンタヘッドに関し、
加工容易であり、高寿命、低コストとすることを目的と
する。 【構成】 複数の圧電アクチエータ４を、反転分極層４
ａ，４ｂを有する単結晶板にスリット５A を形成して一
体的に連続させ、電極６ａ，６ｂを設けて形成する。圧
電アクチエータ４は、片側５ａ又は両側５ａ，５ｂを固
定してインク室２の可撓部上に取着する。この場合、イ
ンク室２は樹脂モールド又は半導体材料の異方性エッチ
ングで空間部７ａを形成し、可撓部分を有する蓋部９が
設けられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電アクチエータを用
いてインクを吹き付けるインクジェットプリンタ用ヘッ
ドに関する。
いてインクを吹き付けるインクジェットプリンタ用ヘッ
ドに関する。
【０００２】近年、プリンタ分野ではプリンタの高速化
が進み、ヘッドに圧電アクチエータを用いたインクジェ
ットプリンタが普及しつつある。このようなインクジェ
ットプリンタにおいてもより高速性が望まれると共に、
低コスト化が要求される。そのた、圧電アクチエータの
加工性、応答性を向上させる必要がある。
が進み、ヘッドに圧電アクチエータを用いたインクジェ
ットプリンタが普及しつつある。このようなインクジェ
ットプリンタにおいてもより高速性が望まれると共に、
低コスト化が要求される。そのた、圧電アクチエータの
加工性、応答性を向上させる必要がある。
【０００３】
【従来の技術】従来、コンピュータ用プリンタとして高
速なインクジェットプリンタが普及しつつあり、インク
を吹き出すために圧電アクチエータが使用されている。
このインクジェットプリンタは、インクによる色選択が
自由であると共に、カラー化も可能であり、記録用紙を
選ばない。印字は、インクジェット用ヘッドが電気的な
オン／オフ信号に対応して記録ドット毎にインクを記録
用紙にジェット状に吹き付けるもので、カラーの場合は
３色又は４色のヘッドが組合わされる。
速なインクジェットプリンタが普及しつつあり、インク
を吹き出すために圧電アクチエータが使用されている。
このインクジェットプリンタは、インクによる色選択が
自由であると共に、カラー化も可能であり、記録用紙を
選ばない。印字は、インクジェット用ヘッドが電気的な
オン／オフ信号に対応して記録ドット毎にインクを記録
用紙にジェット状に吹き付けるもので、カラーの場合は
３色又は４色のヘッドが組合わされる。
【０００４】図８に、従来のインクジェットプリンタ用
ヘッドの概略部を示す。図８（Ａ）は、ヘッドの一部を
示したものであり、図８（Ｂ），（Ｃ）は使用される圧
電アクチエータを示したものである。図８（Ａ）におい
て、インクジェットプリンタ用ヘッドは、薄いステンレ
ス等の金属で箱型に形成されたインク室５０が複数個並
列され、その上面又は下面にそれぞれ個別に圧電アクチ
エータ５１が取着されてたものである。なお、インク室
にはノズル５０ａがそれぞれ形成される。圧電アクチエ
ータ５１は、分極方向５２ａを外側にして２枚のセラミ
ック（多結晶）５２を接着剤（有機系）５３によりバイ
モルフ状に貼合わせたもので、その上面及び下面に挟持
するように電極５４ａ，５４ｂが形成される。例えば、
当該圧電アクチエータ５１は、片側固定の場合には図８
（Ｂ）に示すように、先端に沿って印加電圧に応じて上
下方向に屈曲する。また、両側固定の場合には図８
（Ｃ）に示すように、印加電圧に応じてその中央部分が
上下方向に屈曲する。すなわち、この圧電アクチエータ
５１の屈曲がインク室５０を加圧して変形させることに
より、インク室５０内のインクをノズル５０ａから吹き
出させるものである。
ヘッドの概略部を示す。図８（Ａ）は、ヘッドの一部を
示したものであり、図８（Ｂ），（Ｃ）は使用される圧
電アクチエータを示したものである。図８（Ａ）におい
て、インクジェットプリンタ用ヘッドは、薄いステンレ
ス等の金属で箱型に形成されたインク室５０が複数個並
列され、その上面又は下面にそれぞれ個別に圧電アクチ
エータ５１が取着されてたものである。なお、インク室
にはノズル５０ａがそれぞれ形成される。圧電アクチエ
ータ５１は、分極方向５２ａを外側にして２枚のセラミ
ック（多結晶）５２を接着剤（有機系）５３によりバイ
モルフ状に貼合わせたもので、その上面及び下面に挟持
するように電極５４ａ，５４ｂが形成される。例えば、
当該圧電アクチエータ５１は、片側固定の場合には図８
（Ｂ）に示すように、先端に沿って印加電圧に応じて上
下方向に屈曲する。また、両側固定の場合には図８
（Ｃ）に示すように、印加電圧に応じてその中央部分が
上下方向に屈曲する。すなわち、この圧電アクチエータ
５１の屈曲がインク室５０を加圧して変形させることに
より、インク室５０内のインクをノズル５０ａから吹き
出させるものである。
【０００５】また、図９に、従来の他のインクジェット
プリンタ用ヘッドの概略図を示す。図９において、イン
ク室５５が複数個の圧電アクチエータ５６を下部及び側
壁にしてキャップ５７により形成され、その吹き出し面
にノズル５８が形成される。それぞれの圧電アクチエー
タ５６は、下部と一体成形された圧電セラミック板５９
ａと板状の圧電セラミック板５９ｂとを分極方向６０を
向い合わされて接着剤（有機系）６１により貼り合わさ
れる。この圧電セラミック板５９ａは、例えば幅（厚
さ）１００μｍで下部から細い短冊列に加工される。そ
して、その両側に電極６２がそれぞれ形成される。すな
わち、この圧電アクチエータ５６は、電極６２に印加さ
れた電圧によって圧電セラミック板５９が滑り変位を生
じ、これによりインク室５５の体積が縮小してインク室
５５内のインクをノズル５８から吹き出させるものであ
る。
プリンタ用ヘッドの概略図を示す。図９において、イン
ク室５５が複数個の圧電アクチエータ５６を下部及び側
壁にしてキャップ５７により形成され、その吹き出し面
にノズル５８が形成される。それぞれの圧電アクチエー
タ５６は、下部と一体成形された圧電セラミック板５９
ａと板状の圧電セラミック板５９ｂとを分極方向６０を
向い合わされて接着剤（有機系）６１により貼り合わさ
れる。この圧電セラミック板５９ａは、例えば幅（厚
さ）１００μｍで下部から細い短冊列に加工される。そ
して、その両側に電極６２がそれぞれ形成される。すな
わち、この圧電アクチエータ５６は、電極６２に印加さ
れた電圧によって圧電セラミック板５９が滑り変位を生
じ、これによりインク室５５の体積が縮小してインク室
５５内のインクをノズル５８から吹き出させるものであ
る。
【０００６】一方、圧電アクチエータを使用しないイン
クジェットプリンタ用ヘッドも知られている。これは、
図示しないが、インク室内に抵抗体を設け、この抵抗体
にパルス状の電流を供給してインク溶剤を蒸発させ、該
インク室内の圧力を高めてインクをノズルから吹き出さ
せるものである。
クジェットプリンタ用ヘッドも知られている。これは、
図示しないが、インク室内に抵抗体を設け、この抵抗体
にパルス状の電流を供給してインク溶剤を蒸発させ、該
インク室内の圧力を高めてインクをノズルから吹き出さ
せるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図８に示すイ
ンクジェットプリンタ用ヘッドに使用される圧電アクチ
エータ５１は圧電セラミック（多結晶）を細い短冊列等
に微細加工することが困難であることから加工、組立工
数を要し、コスト高となると共に、接着剤５３によりヒ
ステリシスを有するという問題がある。また、図９に示
すインクジェットプリンタ用ヘッドは、側面に電極が形
成されることから、外部電極の取り出しや、側面電極の
形成が困難であると共に、上述と同様の接着剤６１によ
りヒステリシスを有するという問題がある。さらに、抵
抗体を使用するインクジェットプリンタ用ヘッドは、経
済性で優れるが、発熱現像により行うことから抵抗体等
の寿命及び高速化に限界を有するという問題がある。
ンクジェットプリンタ用ヘッドに使用される圧電アクチ
エータ５１は圧電セラミック（多結晶）を細い短冊列等
に微細加工することが困難であることから加工、組立工
数を要し、コスト高となると共に、接着剤５３によりヒ
ステリシスを有するという問題がある。また、図９に示
すインクジェットプリンタ用ヘッドは、側面に電極が形
成されることから、外部電極の取り出しや、側面電極の
形成が困難であると共に、上述と同様の接着剤６１によ
りヒステリシスを有するという問題がある。さらに、抵
抗体を使用するインクジェットプリンタ用ヘッドは、経
済性で優れるが、発熱現像により行うことから抵抗体等
の寿命及び高速化に限界を有するという問題がある。
【０００８】そこで本発明は上記課題に鑑みなさたもの
で、加工容易であり、高寿命、低コストのインクジェッ
ト用ヘッドを提供することを目的とする。
で、加工容易であり、高寿命、低コストのインクジェッ
ト用ヘッドを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題は、複数のイン
ク室の可撓部分にそれぞれ対応して取着された複数の圧
電屈曲手段により、該複数のインク室を別個に加圧して
変形させ、当該インク室内のインクを吹き出させるイン
クジェットプリンタ用ヘッドにおいて、前記複数の圧電
屈曲手段のそれぞれは、断面短辺方向で反転分極層を有
する所定の結晶方位の単結晶板に、所定間隔でスリット
が形成されて一体的に連続して形成されると共に、断面
長辺方向の両面に電極が設けられることにより解決され
る。
ク室の可撓部分にそれぞれ対応して取着された複数の圧
電屈曲手段により、該複数のインク室を別個に加圧して
変形させ、当該インク室内のインクを吹き出させるイン
クジェットプリンタ用ヘッドにおいて、前記複数の圧電
屈曲手段のそれぞれは、断面短辺方向で反転分極層を有
する所定の結晶方位の単結晶板に、所定間隔でスリット
が形成されて一体的に連続して形成されると共に、断面
長辺方向の両面に電極が設けられることにより解決され
る。
【００１０】この場合、前記一体的に連続して形成され
た複数の圧電屈曲手段は、共通部を片側若しくは両側に
形成され、また、インク室は、樹脂モールド、半導体材
料の異方性エッチング、金属板のエッチング又はプレス
加工により複数の空間部が一括形成され、それぞれの該
空間部に前記可撓部分を有する蓋部が設けられる。
た複数の圧電屈曲手段は、共通部を片側若しくは両側に
形成され、また、インク室は、樹脂モールド、半導体材
料の異方性エッチング、金属板のエッチング又はプレス
加工により複数の空間部が一括形成され、それぞれの該
空間部に前記可撓部分を有する蓋部が設けられる。
【００１１】また、一方で、複数のインク室内のインク
を、該インク室に対応する所定数の圧電屈曲手段により
吹き出させるインクジェットプリンタ用ヘッドにおい
て、前記圧電屈曲手段は、断面長辺方向に反転分極層を
有する所定の結晶方位の単結晶板に、１対の電極が設け
られると共に、該電極が形成された単結晶板を、所定間
隔で立設させて前記複数のインク室を形成し、前記圧電
屈曲手段は、前記１対の電極が前記単結晶板の断面短辺
若しくは長辺方向の対向面に設けられる。
を、該インク室に対応する所定数の圧電屈曲手段により
吹き出させるインクジェットプリンタ用ヘッドにおい
て、前記圧電屈曲手段は、断面長辺方向に反転分極層を
有する所定の結晶方位の単結晶板に、１対の電極が設け
られると共に、該電極が形成された単結晶板を、所定間
隔で立設させて前記複数のインク室を形成し、前記圧電
屈曲手段は、前記１対の電極が前記単結晶板の断面短辺
若しくは長辺方向の対向面に設けられる。
【００１２】
【作用】上述のように、複数のインク室に対応するそれ
ぞれの圧電屈曲手段が、断面短辺方向で反転分極層を有
する所定結晶方位の単結晶板に、所定間隔でスリットを
形成して一体的に連続して形成される。そして、その断
面長辺方向の両面に電極が設けられる。
ぞれの圧電屈曲手段が、断面短辺方向で反転分極層を有
する所定結晶方位の単結晶板に、所定間隔でスリットを
形成して一体的に連続して形成される。そして、その断
面長辺方向の両面に電極が設けられる。
【００１３】すなわち、圧電屈曲手段は単結晶板で形成
されることから、加工が容易であり、両面に電極が形成
されて、共通部を片側若しくは両側として微小ピッチで
加工することが可能となる。そして、樹脂モールド若し
くは半導体材料の異方性エッチング等によりインク室に
おける空間部を形成して、蓋部に形成される可撓部分に
当該一体となった圧電屈曲手段のそれぞれを固着する。
これにより、インクジェットプリンタ用ヘッドの加工、
組立工数が低減されて低コスト化を図ることが可能にな
ると共に、抵抗体を使用するヘッドよりも高寿命とする
ことが可能となる。
されることから、加工が容易であり、両面に電極が形成
されて、共通部を片側若しくは両側として微小ピッチで
加工することが可能となる。そして、樹脂モールド若し
くは半導体材料の異方性エッチング等によりインク室に
おける空間部を形成して、蓋部に形成される可撓部分に
当該一体となった圧電屈曲手段のそれぞれを固着する。
これにより、インクジェットプリンタ用ヘッドの加工、
組立工数が低減されて低コスト化を図ることが可能にな
ると共に、抵抗体を使用するヘッドよりも高寿命とする
ことが可能となる。
【００１４】また、一方で、圧電屈曲手段を、断面長辺
方向で反転分極層を有する所定結晶方位の単結晶板が、
断面短辺若しくは長辺方向の両面に１対の電極が設けら
れる。そして、この単結晶板を所定間隔で立設させて複
数のインク室を形成する。すなわち、上述と同様に、単
結晶板で圧電屈曲手段を形成することから、加工が容易
であり、しかも該圧電屈曲手段の立設でインク室の側面
を構成して屈曲によりインク室内のインクを吹き出させ
る。これにより、前述と同様にヘッドの加工、組立工数
が低減されて低コストとすることが可能となると共に、
抵抗体を使用するヘッドよりも高寿命とすることが可能
となる。
方向で反転分極層を有する所定結晶方位の単結晶板が、
断面短辺若しくは長辺方向の両面に１対の電極が設けら
れる。そして、この単結晶板を所定間隔で立設させて複
数のインク室を形成する。すなわち、上述と同様に、単
結晶板で圧電屈曲手段を形成することから、加工が容易
であり、しかも該圧電屈曲手段の立設でインク室の側面
を構成して屈曲によりインク室内のインクを吹き出させ
る。これにより、前述と同様にヘッドの加工、組立工数
が低減されて低コストとすることが可能となると共に、
抵抗体を使用するヘッドよりも高寿命とすることが可能
となる。
【００１５】なお、上述における所定の結晶方位とは、
当該反転分極層を有する単結晶板の屈曲変位が大きくな
る結晶の回転角の選択を示すものである。
当該反転分極層を有する単結晶板の屈曲変位が大きくな
る結晶の回転角の選択を示すものである。
【００１６】
【実施例】図１に、本発明の第１の実施例の構成図を示
す。図１（Ａ）はインクジェットプリンタ用ヘッドの一
部分を示したもので、図１（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）はこ
れに使用される圧電屈曲手段を示したものである。
す。図１（Ａ）はインクジェットプリンタ用ヘッドの一
部分を示したもので、図１（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）はこ
れに使用される圧電屈曲手段を示したものである。
【００１７】図１（Ａ）において、インクジェットプリ
ンタ用ヘッド１は、例えば幅１６０μｍの箱状のインク
室２が水平方向に、例えば４０ドットで並設されて、こ
れが千鳥状に多段に構成される。このインク室２の前面
にはノズル３が形成され、後面よりインクが補充され
る。また、各段の各インク室２の上面には共通部５を有
するくし歯状の圧電屈曲手段である圧電アクチエータ４
が例えば幅１００μｍでそれぞれ有機系の接着剤（図示
せず）により固着される。そして、各インク室２のノズ
ル３からは、図示しないがパイプが連続され、印字面で
例えば８６μｍピッチで配列される。
ンタ用ヘッド１は、例えば幅１６０μｍの箱状のインク
室２が水平方向に、例えば４０ドットで並設されて、こ
れが千鳥状に多段に構成される。このインク室２の前面
にはノズル３が形成され、後面よりインクが補充され
る。また、各段の各インク室２の上面には共通部５を有
するくし歯状の圧電屈曲手段である圧電アクチエータ４
が例えば幅１００μｍでそれぞれ有機系の接着剤（図示
せず）により固着される。そして、各インク室２のノズ
ル３からは、図示しないがパイプが連続され、印字面で
例えば８６μｍピッチで配列される。
【００１８】そこで、図１（Ｂ），（Ｃ）に示すよう
に、圧電アクチエータ４は、例えば単結晶で結晶方位１
４０度±１０度回転又は１２８度回転Ｙ板ニオブ酸リチ
ウム（ＬｉＮｂＯ3 ）が使用され（後述する）、熱処理
により断面短辺方向で矢印方向の反転分極層４ａ，４ｂ
がバイモルフ状に形成される。そして、圧電アクチエー
タ４の断面長辺方向の両面に、例えばアルミニウムを蒸
着又はスパッタリングすることにより電極６ａ，６ｂが
設けられる。なお、各電極６ａ，６ｂのうち裏表の何れ
かを共通電極として全面を同電位としてもよい。
に、圧電アクチエータ４は、例えば単結晶で結晶方位１
４０度±１０度回転又は１２８度回転Ｙ板ニオブ酸リチ
ウム（ＬｉＮｂＯ3 ）が使用され（後述する）、熱処理
により断面短辺方向で矢印方向の反転分極層４ａ，４ｂ
がバイモルフ状に形成される。そして、圧電アクチエー
タ４の断面長辺方向の両面に、例えばアルミニウムを蒸
着又はスパッタリングすることにより電極６ａ，６ｂが
設けられる。なお、各電極６ａ，６ｂのうち裏表の何れ
かを共通電極として全面を同電位としてもよい。
【００１９】このような反転分極層４ａ，４ｂを有する
単結晶板４は図１（Ｃ）に示すように、例えば厚さＤ
０．２〜１．０ｍｍ、長さＬ１０〜３０ｍｍ、幅Ｗ４ｃ
ｍであり、図示しないがこれを多数枚重ねて横方向よ
り、例えば幅３０μｍのブレードにより共通部５を残し
て約５０μｍ間隔でスリット５A が形成されたものであ
る。すなわち、圧電アクチエータ４の共通部５により片
側を固定して独立に所定の電極４ａ，４ｂに電圧を印加
すると、その先端が上下方向に屈曲する。なお、図１
（Ｄ）に示すように、共通部５を圧電アクチエータ４の
両側５ａ，５ｂに位置するようにスリット５A を形成し
て両側固定としてもよく、この場合圧電アクチエータ４
の中央部分が上下方向に屈曲する。
単結晶板４は図１（Ｃ）に示すように、例えば厚さＤ
０．２〜１．０ｍｍ、長さＬ１０〜３０ｍｍ、幅Ｗ４ｃ
ｍであり、図示しないがこれを多数枚重ねて横方向よ
り、例えば幅３０μｍのブレードにより共通部５を残し
て約５０μｍ間隔でスリット５A が形成されたものであ
る。すなわち、圧電アクチエータ４の共通部５により片
側を固定して独立に所定の電極４ａ，４ｂに電圧を印加
すると、その先端が上下方向に屈曲する。なお、図１
（Ｄ）に示すように、共通部５を圧電アクチエータ４の
両側５ａ，５ｂに位置するようにスリット５A を形成し
て両側固定としてもよく、この場合圧電アクチエータ４
の中央部分が上下方向に屈曲する。
【００２０】また、図２に、図１のインク室を説明する
ための図を示す。図２において、各インク室２は１段ご
とに一体的に並設される。すなわち、箱体７を樹脂モー
ルド若しくはシリコン等の半導体材料を異方性エッチン
グにより形成して、一括にインク室２を構成する空間部
７ａを形成する。そして、前面に、ノズル３列が各空間
部７ａに対応して形成された薄板ステンレスのパネル８
が取着され、上部に蓋９が取着される。蓋部９は、各空
間部７ａに対応し、その全面又は一部に可撓部分（例え
ば、薄膜セラミック板、ゴム等の弾性体等）を有し、必
要に応じて突部１０が設けられる。この蓋部９の可撓部
分上（突部１０上）に前述の圧電アクチエータ４が固着
されるものである（図１（Ａ））。なお、前述のように
図示しないが、後面にインク補充孔が形成されたパネル
が取着される。すなわち、圧電アクチエータ４の電極６
ａ，６ｂに所定極性の電圧が印加された場合に、反転分
極層４ａ，４ｂの歪みにより、インク室２の蓋部９の可
撓部分を撓ませて空間部７ａの体積を縮ませることによ
りインクを吹き出されるものである。
ための図を示す。図２において、各インク室２は１段ご
とに一体的に並設される。すなわち、箱体７を樹脂モー
ルド若しくはシリコン等の半導体材料を異方性エッチン
グにより形成して、一括にインク室２を構成する空間部
７ａを形成する。そして、前面に、ノズル３列が各空間
部７ａに対応して形成された薄板ステンレスのパネル８
が取着され、上部に蓋９が取着される。蓋部９は、各空
間部７ａに対応し、その全面又は一部に可撓部分（例え
ば、薄膜セラミック板、ゴム等の弾性体等）を有し、必
要に応じて突部１０が設けられる。この蓋部９の可撓部
分上（突部１０上）に前述の圧電アクチエータ４が固着
されるものである（図１（Ａ））。なお、前述のように
図示しないが、後面にインク補充孔が形成されたパネル
が取着される。すなわち、圧電アクチエータ４の電極６
ａ，６ｂに所定極性の電圧が印加された場合に、反転分
極層４ａ，４ｂの歪みにより、インク室２の蓋部９の可
撓部分を撓ませて空間部７ａの体積を縮ませることによ
りインクを吹き出されるものである。
【００２１】ここで、図３に、図１の圧電アクチエータ
の歪特性のグラフを示す。図１における圧電アクチエー
タ４は前述のようにＬｉＮｂＯ3 の単結晶板が選択さ
れ、さらに、結晶方位１４０度±１０度又は１２８度回
転Ｙ板のものである。これは、図３に示すように、この
ＬｉＮｂＯ3 において、この角度のときに圧電歪定数が
高く、すなわち変位量が大きいことによる。従って、単
結晶にはＬｉＮｂＯ3 の他にＬｉＴａＯ3 等があり、こ
れらの選択する場合であっても、圧電歪特性の高い結晶
方位が選ばれる。
の歪特性のグラフを示す。図１における圧電アクチエー
タ４は前述のようにＬｉＮｂＯ3 の単結晶板が選択さ
れ、さらに、結晶方位１４０度±１０度又は１２８度回
転Ｙ板のものである。これは、図３に示すように、この
ＬｉＮｂＯ3 において、この角度のときに圧電歪定数が
高く、すなわち変位量が大きいことによる。従って、単
結晶にはＬｉＮｂＯ3 の他にＬｉＴａＯ3 等があり、こ
れらの選択する場合であっても、圧電歪特性の高い結晶
方位が選ばれる。
【００２２】次に、図４に本発明の第１の実施例におけ
る他の実施例の構成図を示す。図４におけるインクジェ
ットプリンタ用ヘッドはインク溜りを共通にして複数の
インク供給路から圧電アクチエータでインクを吹き出さ
せるものである。図４（Ａ），（Ｂ）において、まず、
例えば厚さ１ｍｍのステンレス基板１５にインク溜りと
する穴部１６を形成し、該穴部１６より、両面において
片面で例えば１５０本づつの流路溝１７が両面エッチン
グにより形成される。この流路溝１７は、例えば幅１５
０μｍ、深さ４０μｍで形成され、一端面にピッチを例
えば１６８μｍで、両面千鳥配列に集約される。すなわ
ち、その先端よりインクを吹き出させるものである。
る他の実施例の構成図を示す。図４におけるインクジェ
ットプリンタ用ヘッドはインク溜りを共通にして複数の
インク供給路から圧電アクチエータでインクを吹き出さ
せるものである。図４（Ａ），（Ｂ）において、まず、
例えば厚さ１ｍｍのステンレス基板１５にインク溜りと
する穴部１６を形成し、該穴部１６より、両面において
片面で例えば１５０本づつの流路溝１７が両面エッチン
グにより形成される。この流路溝１７は、例えば幅１５
０μｍ、深さ４０μｍで形成され、一端面にピッチを例
えば１６８μｍで、両面千鳥配列に集約される。すなわ
ち、その先端よりインクを吹き出させるものである。
【００２３】また、このステンレス基板１５の両側よ
り、例えば厚さ０．１ｍｍのステンレス（表面に０．３
〜０．５μｍの銅メッキ）の振動板１８が加熱により拡
散接合される。この振動板１８の両側に、図１と同様の
くし歯状の圧電アクチエータ４（例えば長さ５ｍｍ、幅
１ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ、ピッチ１ｍｍ）が各流路溝に
対応した位置に有機系の接着剤等により取着される。そ
して、ある圧電アクチエータ４に所定電圧を印加した場
合に、振動板１８を介して流路溝１７の体積を縮小させ
てその先端よりインクを吹き出させるものである。因
に、電圧５０Ｖ、くり返し周波数５ＫＨｚ、パルス幅１
０μｍのパルス電圧を印加した場合には、１０ｍ／ｓの
インク粒子速度が得られ、高品質の印字を行うことがで
きた。
り、例えば厚さ０．１ｍｍのステンレス（表面に０．３
〜０．５μｍの銅メッキ）の振動板１８が加熱により拡
散接合される。この振動板１８の両側に、図１と同様の
くし歯状の圧電アクチエータ４（例えば長さ５ｍｍ、幅
１ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ、ピッチ１ｍｍ）が各流路溝に
対応した位置に有機系の接着剤等により取着される。そ
して、ある圧電アクチエータ４に所定電圧を印加した場
合に、振動板１８を介して流路溝１７の体積を縮小させ
てその先端よりインクを吹き出させるものである。因
に、電圧５０Ｖ、くり返し周波数５ＫＨｚ、パルス幅１
０μｍのパルス電圧を印加した場合には、１０ｍ／ｓの
インク粒子速度が得られ、高品質の印字を行うことがで
きた。
【００２４】次に、図５に本発明の第２の実施例の構成
図を示す。図５におけるインクジェットプリンタ用ヘッ
ド１ａは、まず、圧電屈曲手段である圧電アクチエータ
２０を、底部２１を共通にして並設して複数のインク室
２２を構成する各空間部２３か形成される。例えば、該
空間部２３が８６μｍピッチで一列４０ドットに形成さ
れる。この圧電アクチエータは、１６５度±１０度回転
Ｙ板又は７５度±１０度回転Ｙ板ＬｉＮｂＯ3 の単結晶
板で（後述する）、熱処理による断面長辺方向に反転分
極層（矢印方向）２０ａ，２０ｂを有するものである。
例えば、長さＬ 1 が１０ｍｍ、高さＨが１ｍｍ、厚さＤ
1 が４０μｍで形成される。そして、各単結晶板の上面
に、例えばアルミニウムの蒸着又はスパッタリング等に
よりそれぞれ電極２４が形成され、底部２１の裏面に同
様の共通電極（接地電極）２５が形成される。すなわ
ち、単結晶板の断面短辺方向の両面に電極２４，２５が
設けられるものである。
図を示す。図５におけるインクジェットプリンタ用ヘッ
ド１ａは、まず、圧電屈曲手段である圧電アクチエータ
２０を、底部２１を共通にして並設して複数のインク室
２２を構成する各空間部２３か形成される。例えば、該
空間部２３が８６μｍピッチで一列４０ドットに形成さ
れる。この圧電アクチエータは、１６５度±１０度回転
Ｙ板又は７５度±１０度回転Ｙ板ＬｉＮｂＯ3 の単結晶
板で（後述する）、熱処理による断面長辺方向に反転分
極層（矢印方向）２０ａ，２０ｂを有するものである。
例えば、長さＬ 1 が１０ｍｍ、高さＨが１ｍｍ、厚さＤ
1 が４０μｍで形成される。そして、各単結晶板の上面
に、例えばアルミニウムの蒸着又はスパッタリング等に
よりそれぞれ電極２４が形成され、底部２１の裏面に同
様の共通電極（接地電極）２５が形成される。すなわ
ち、単結晶板の断面短辺方向の両面に電極２４，２５が
設けられるものである。
【００２５】一方、、形成された空間部２３の前面には
ノズル３列が形成され、後部よりインクが供給される。
また、上部の電極２４上には例えばセラミックで形成さ
れた一体の蓋部２６が取着される。この蓋部２６は取り
出し電極２７が形成されており、圧電アクチエータ２０
上の電極２４と電気的に接着すると共に外部の電源部に
接続される。
ノズル３列が形成され、後部よりインクが供給される。
また、上部の電極２４上には例えばセラミックで形成さ
れた一体の蓋部２６が取着される。この蓋部２６は取り
出し電極２７が形成されており、圧電アクチエータ２０
上の電極２４と電気的に接着すると共に外部の電源部に
接続される。
【００２６】ここで、図６に、図５の圧電アクチエータ
を説明するための図を示す。図６（Ａ）の圧電アクチエ
ータ２０は、電極２４，２５が単結晶板の断面短辺方向
に設けられて電圧が印加された場合、反転分極層の界面
ですべり変位が生じて、屈曲する。これによりインク室
２の体積が縮小して、インクがノズル３より吹き出され
るものである。また、図６（Ｂ）に示す圧電アクチエー
タ３０は、図５及び図６（Ａ）における電極２４ａ，２
５ｂを、該単結晶板の両側面に設けた場合であり、単結
晶板の結晶方位を選択することにより、図６（Ａ）のよ
うな反転分極層の界面ですべり変位が生じて屈曲する。
を説明するための図を示す。図６（Ａ）の圧電アクチエ
ータ２０は、電極２４，２５が単結晶板の断面短辺方向
に設けられて電圧が印加された場合、反転分極層の界面
ですべり変位が生じて、屈曲する。これによりインク室
２の体積が縮小して、インクがノズル３より吹き出され
るものである。また、図６（Ｂ）に示す圧電アクチエー
タ３０は、図５及び図６（Ａ）における電極２４ａ，２
５ｂを、該単結晶板の両側面に設けた場合であり、単結
晶板の結晶方位を選択することにより、図６（Ａ）のよ
うな反転分極層の界面ですべり変位が生じて屈曲する。
【００２７】そこで、図７に図６の圧電アクチエータ歪
定数のグラフを示す。図７において、曲線Ａは図６
（Ａ）の上下方向に電極２４，２５を設けた場合を示し
ており、曲線Ｂは図６（Ｂ）の側面に電極２４ａ，２５
ａを設けた場合を示している。すなわち、図７に示すよ
うに、単結晶にＬｉＮｂＯ3 を使用すると、図６（Ａ）
による場合は、Ｙ軸１６５度±１０度回転された単結晶
を選択することにより歪定数を大きくすることができ
る。また図６（Ｂ）による場合はＹ軸７５度±１０度回
転された単結晶を選択することにより、歪定数を大きく
することができることを意味する。なお、図３と同様
に、他の単結晶部材を使用する場合であっても、各歪み
特性のうちの歪の大きい回転角θのものが選択されるも
のである。
定数のグラフを示す。図７において、曲線Ａは図６
（Ａ）の上下方向に電極２４，２５を設けた場合を示し
ており、曲線Ｂは図６（Ｂ）の側面に電極２４ａ，２５
ａを設けた場合を示している。すなわち、図７に示すよ
うに、単結晶にＬｉＮｂＯ3 を使用すると、図６（Ａ）
による場合は、Ｙ軸１６５度±１０度回転された単結晶
を選択することにより歪定数を大きくすることができ
る。また図６（Ｂ）による場合はＹ軸７５度±１０度回
転された単結晶を選択することにより、歪定数を大きく
することができることを意味する。なお、図３と同様
に、他の単結晶部材を使用する場合であっても、各歪み
特性のうちの歪の大きい回転角θのものが選択されるも
のである。
【００２８】このように、上記各実施例によれば、圧電
アクチエータは単結晶板を使用し接着剤を使用していな
いことからヒステリシスを防止することができると共
に、加工がし易く微細加工が可能であり、ヘッドの加
工、組立工数を削減することでき、低コスト化を図るこ
とができる。また、インクを吹き出させるにあたり、抵
抗体等を使用しないことから高寿命化を図ることができ
る。
アクチエータは単結晶板を使用し接着剤を使用していな
いことからヒステリシスを防止することができると共
に、加工がし易く微細加工が可能であり、ヘッドの加
工、組立工数を削減することでき、低コスト化を図るこ
とができる。また、インクを吹き出させるにあたり、抵
抗体等を使用しないことから高寿命化を図ることができ
る。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数の
圧電屈曲手段を断面短辺方向て反転分極層を有する単結
晶板に所定間隔でスリットを形成して一体的に連続して
形成することにより、または、断面長辺方向で反転分極
層を有する単結晶板の圧電屈曲手段を立設してインク室
の側面を構成させることにより、圧電屈曲手段の加工が
容易であり、ヘッドの加工、組立工数を低減することが
でき、低コストとすることができると共に、抵抗体等を
使用しないことから、高寿命とすることができる。
圧電屈曲手段を断面短辺方向て反転分極層を有する単結
晶板に所定間隔でスリットを形成して一体的に連続して
形成することにより、または、断面長辺方向で反転分極
層を有する単結晶板の圧電屈曲手段を立設してインク室
の側面を構成させることにより、圧電屈曲手段の加工が
容易であり、ヘッドの加工、組立工数を低減することが
でき、低コストとすることができると共に、抵抗体等を
使用しないことから、高寿命とすることができる。
【図１】本発明の第１の実施例の構成図である。
【図２】図１のインク室を説明するための図である。
【図３】図１の圧電アクチエータの歪特性のグラフであ
る。
る。
【図４】本発明の第１の実施例における他の実例の構成
図である。
図である。
【図５】本発明の第２の実施例の構成図である。
【図６】図５の圧電アクチエータを説明するための図で
ある。
ある。
【図７】図６の圧電アクチエータの歪定数のグラフであ
る。
る。
【図８】従来のインクジェットプリンタ用ヘッドの概略
図である。
図である。
【図９】従来の他のインクジェットプリンタ用ヘッドの
概略図である。
概略図である。
１，１ａ インクジェットプリンタ用ヘッド ２，２２ インク室 ４，２０ 圧電アクチエータ ４ａ，４ｂ，２０ａ，２０ｂ 反転分極層 ５A スリット ５ 共通部 ６ａ，６ｂ 電極 ７ａ 空間部 ９ 蓋部 ２４，２５，２４ａ，２５ａ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 41/18 (72)発明者 清田 航平 東京都稲城市大字大丸1405番地 富士通ア イソテック株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 複数のインク室（２）の可撓部分にそれ
ぞれ対応して取着された複数の圧電屈曲手段（４）によ
り、該複数のインク室（２）を別個に加圧して変形さ
せ、当該インク室（２）内のインクを吹き出せるインク
ジェットプリンタ用ヘッドにおいて、 前記複数の圧電屈曲手段（４）のそれぞれは、断面短辺
方向で反転分極層（４ａ，４ｂ）を有する所定の結晶方
位の単結晶板に、所定間隔でスリット（５A ）が形成さ
れて一体的に連続して形成されると共に、断面長辺方向
の両面に電極（６ａ，６ｂ）が設けられることを特徴と
するインクジェットプリンタ用ヘッド。 - 【請求項２】 前記一体的に連続して形成された複数の
圧電屈曲手段（４）は、共通部（５）を片側（５ａ）若
しくは両側（５ａ，５ｂ）に形成することを特徴とする
請求項１記載のインクジェットプリンタ用ヘッド。 - 【請求項３】 前記複数の圧電屈曲手段（４）が取着さ
れる前記複数のインク室（２）は、 樹脂モールド、半導体材料の異方性エッチング、金属板
のエッチッグ又はプレス加工により複数の空間部（７
ａ）が一括形成され、それぞれの該空間部（７ａ） に
前記可撓部分を有する蓋部（９）が設けられていること
を特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットプリ
ンタ用ヘッド。 - 【請求項４】 複数のインク室（２２）内のインクを、
該インク室（２２）に対応する所定数の圧電屈曲手段
（２０）により吹き出せるインクジェットプリンタ用ヘ
ッドにおいて、 前記圧電屈曲手段（２０）は、断面長辺方向に反転分極
層（２０ａ，２０ｂ）を有する所定の結晶方位の単結晶
板に、１対の電極（２４，２５，２４ａ，２５ａ）が設
けられると共に、 該電極（２４，２５，２４ａ，２５ａ）が形成された単
結晶板を所定間隔で立設させて前記複数のインク室（２
２）を形成することを特徴とするインクジェットプリン
タ用ヘッド。 - 【請求項５】 前記圧電屈曲手段（２０）は、前記１対
の電極（２４，２５，２４ａ，２５ａ）が前記単結晶板
の断面短辺若しくは長辺方向の対向面に設けられること
を特徴とする請求項４記載のインクジェットプリンタ用
ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3057334A JPH05301342A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | インクジェットプリンタ用ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3057334A JPH05301342A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | インクジェットプリンタ用ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05301342A true JPH05301342A (ja) | 1993-11-16 |
Family
ID=13052673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3057334A Withdrawn JPH05301342A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | インクジェットプリンタ用ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05301342A (ja) |
Cited By (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6270202B1 (en) | 1997-04-24 | 2001-08-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid jetting apparatus having a piezoelectric drive element directly bonded to a casing |
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-
1991
- 1991-03-20 JP JP3057334A patent/JPH05301342A/ja not_active Withdrawn
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