JPH0550596A - インクジエツトプリンタヘツド - Google Patents

インクジエツトプリンタヘツド

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Publication number
JPH0550596A
JPH0550596A JP21738391A JP21738391A JPH0550596A JP H0550596 A JPH0550596 A JP H0550596A JP 21738391 A JP21738391 A JP 21738391A JP 21738391 A JP21738391 A JP 21738391A JP H0550596 A JPH0550596 A JP H0550596A
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JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric
piezoelectric members
printer head
plate
pair
Prior art date
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Pending
Application number
JP21738391A
Other languages
English (en)
Inventor
Masashi Shimozato
正志 下里
Osamu Tsutsumida
治 堤田
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.)
Toshiba Tec Corp
Original Assignee
Tokyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Electric Co Ltd
Priority to JP21738391A priority Critical patent/JPH0550596A/ja
Publication of JPH0550596A publication Critical patent/JPH0550596A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14209Structure of print heads with piezoelectric elements of finger type, chamber walls consisting integrally of piezoelectric material
    • B41J2002/14225Finger type piezoelectric element on only one side of the chamber

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本体プレートの凹部上に予め分極された一対
の圧電性部材を位置させて圧力室を形成したインクジェ
ットプリンタヘッドにおいて、材料の選択性や接合方法
の自由度を向上させる。 【構成】 本体プレート18の圧力室24上に位置する
圧電性部材20の各対の中央部と両端部とに材料が異な
る非圧電性部材21〜23を配設した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、オンデマンド方式のイ
ンクジェットプリンタヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、静粛で高密度印刷が可能なインク
ジェットプリンタヘッドとして、オリフィスからインク
滴を吐出させて印刷用紙に定着させるインクジェットプ
リンタヘッドなどが実用化されている。
【0003】例えば、オンデマンド方式のインクジェッ
トプリンタヘッドでは、アレイ状に連設されたオリフィ
スの各々に連通した圧力室内に少なくとも表面が変位自
在な圧力発生手段を設けた構造などとなっている。そし
て、このようなインクジェットプリンタヘッドでは、印
刷画像に対応した駆動電力で圧力発生手段を振動させて
圧力室内のインクをオリフィスからインク滴として吐出
させるようになっている。
【0004】そして、現在では上述のようなインクジェ
ットプリンタヘッドの圧力発生手段として予め分極した
圧電性部材を使用することが提案されている。この圧電
性部材1とは、図2に例示するように、予め設定した分
極方向と直角に電界を印加すると、この通電方向には伸
縮することなく分極方向のみに変形するような部材であ
り、このような横滑り変形をシェアモード変形と呼称し
ている。図示した圧電性部材1は両端部に電極2を設け
て左端を固定した場合を例示しているが、例えば、この
ような圧電性部材1の下縁部を固定すると左右方向のみ
に横滑り変形を生じさせることも可能である。なお、こ
のような圧電性部材1は、分極方向や通電方向を反転さ
せると変形方向も反転するようになっている。
【0005】そして、このような圧電性部材を利用した
インクジェットプリンタヘッドが、USP4584590、USP482
5227などに開示されているが、これらの明細書に開示さ
れたインクジェットプリンタヘッドは、いずれも圧電性
部材に縦振動モードや横振動モードなどの不要な変形が
生じるためにクロストークが発生するなどの課題を有し
ている。
【0006】そこで、このような課題を解決した装置と
して特開平3-49957号公報に開示されたインクジェット
プリンタヘッドを図3及び図4に基づいて説明する。こ
のインクジェットプリンタヘッド3は、図3に例示する
ように、サーミスタからなる電極4と圧電性部材である
圧電性セラミクス5とが交互に形成された薄板状の駆動
プレート6と、オリフィスやインク供給路(共に図示せ
ず)が各々連通した複数の凹部がアレイ状に連設された
厚板状の本体プレート7とを各々形成し、これらのプレ
ート6,7を接着剤8で一体に接合して一対の前記圧電
性セラミクス5で凹部を遮蔽することで圧力室9を形成
した構造となっている。
【0007】ここで、このようなインクジェットプリン
タヘッド3の駆動プレート6の製作方法を図4に基づい
て説明する。まず、圧電性セラミクス5を形成するチタ
ン酸ジルコン酸鉛系のセラミクス材料10と電極4を形
成するチタン酸バリウム系のセラミクス材料11とをド
クターブレード法などで各々シート状に成形し、同図
(a)に例示するように、これを交互に積層して加熱圧着
させた後に所定寸法に切削等して一体焼成する。このよ
うにすることで、圧電性セラミクス5と電極4とが交互
に積層されたセラミクス塊12が得られるので、同図
(b)に例示するように、これを積層方向と直角に切断す
ることで駆動プレート6と同形状のセラミクス板13が
形成される。ここで、このセラミクス板13は、この段
階では圧電性セラミクス5の分極方向がランダムなの
で、同図(c)に例示するように、このセラミクス板13
の切断面に平板電極14,15を装着し、圧電性セラミ
クス5のキュリー温度より低く電極4のキュリー温度よ
り高い温度領域内で通電を行なう。このようにすること
で、この温度領域内ではサーミスタ材料からなる電極4
は絶縁体で圧電性セラミクス5は導電性を有するので、
この圧電性セラミクス5のみが良好に分極された駆動プ
レート6を得ることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示された
インクジェットプリンタヘッド3では、圧力室9内のイ
ンクを圧電性セラミクス5で良好に加圧するため、駆動
プレート6を電極4の位置で本体プレート7に接合する
構造となっている。
【0009】このため、このインクジェットプリンタヘ
ッド3では、駆動プレート6の電極4は圧電性セラミク
ス5の分極を実現するためにサーミスタ材料である必要
があり、その材料の選択性が低いと共に、本体プレート
7との接合方法も接着などに限定されがちであるので、
その生産性が低下している。
【0010】本発明は、生産性が良好なインクジェット
プリンタヘッドを得るものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
オリフィスとインク供給路とが各々連通した複数の凹部
がアレイ状に連設された本体プレートを設け、この本体
プレートの凹部上に予め分極された一対の圧電性部材を
各々位置させて圧力室を形成し、インク供給路から供給
されて圧力室内に保持されたインクを印加電力に従って
変形する圧電性部材で加圧してオリフィスから吐出する
ようにしたインクジェットプリンタヘッドにおいて、圧
力室上に各々位置する圧電性部材の各対の中央部と両端
部とに材料が異なる非圧電性部材を配設して平板状に形
成した駆動プレートを設け、この駆動プレートの圧電性
部材の各対の両端部に位置する非圧電性部材を本体プレ
ートに固定した。
【0012】請求項2記載の発明は、圧力室上に位置す
る一対の圧電性部材間の非圧電性部材を一個の電極で形
成すると共に圧力室上に位置する一対の圧電性部材の両
端部の非圧電性部材を並設された電極と非圧電性部材と
で形成した。
【0013】
【作用】圧力室上に各々位置する圧電性部材の各対の中
央部と両端部とに材料が異なる非圧電性部材を配設して
平板状に形成した駆動プレートを設け、この駆動プレー
トの圧電性部材の各対の両端部に位置する非圧電性部材
を本体プレートに固定したことで、生産性が良好なイン
クジェットプリンタヘッドを得ることができる。
【0014】
【実施例】本発明の実施例を図1に基づいて説明する。
このインクジェットプリンタヘッド16では、オリフィ
ス17とインク供給路(図示せず)とが各々連通した複数
の凹部がアレイ状に連設された厚板状の本体プレート1
8と、薄板状の駆動プレート19とを一体に接合した構
造となっている。ここで、この駆動プレート19は、圧
電性部材20の各対の中央部と両端部とに材料が異なる
非圧電性部材21〜23を設けた構造となっており、こ
の両端部の非圧電性部材23で前記駆動プレート19が
前記本体プレート18に接着されることで圧力室24が
形成されている。ここで、前記圧電性部材20に直結し
ている非圧電性部材21,22は導電性を有する材料で
形成されて電極となっており、これらの外方に位置する
非圧電性部材23は絶縁性が高いと共に前記本体プレー
ト18への接合が容易な材料で形成されている。
【0015】なお、このインクジェットプリンタヘッド
16では、前記駆動プレート19内の圧電性部材20は
何れも同一方向に分極されており、一個の圧力室24上
に位置する一対の圧電性部材20には相違する方向に通
電が行なわれるようになっている。また、このような圧
電性部材20は図中の表裏面の方向では本体プレート1
8に固定することなく封止する必要があるが、これは弾
性を有する接着剤やフィルム等で実現可能である。
【0016】このような構成において、このインクジェ
ットプリンタヘッド16では、インク供給路から供給さ
れるインク25が圧力室24内に保持された状態で所定
の非圧電性部材21間に通電が行なわれると、図示する
ように、圧力室24上の一対の圧電性部材20がシェア
モード変形を生じてオリフィス17からインク25が吐
出される。
【0017】ここで、このインクジェットプリンタヘッ
ド16では、駆動される圧電性部材20にはシェアモー
ド変形のみが生じるので、クロストークの発生が防止さ
れている。
【0018】そして、このインクジェットプリンタヘッ
ド16では、本体プレート18に接合される駆動プレー
ト19の非圧電性部材23としては、ポリエチレン、ポ
リアセタール、ポリアミド、ポリプロピレン、超高分子
HDPE(High-DensityPolyethylene)等のように本
体プレート18との低温熱融着が容易な樹脂材が利用可
能であり、圧力室24上に位置して電極として作用する
非圧電性部材21,22としては、ポリアセタールやポ
リエチレンテレフタレート等のように、両端部の非圧電
性部材23や圧電性部材20との低温熱融着が容易な樹
脂材が利用可能である。なお、このような非圧電性部材
21〜23を本体プレート18や圧電性部材20及び非
圧電性部材22,23等に接着する場合の接着剤として
は、エポキシ系熱硬化型の接着剤や光硬化型の接着剤が
利用され、上述のような樹脂材や接着剤に導電性のフィ
ラーを混成することで非圧電性部材21,22に導電性
を付与することができる。
【0019】このようにすることで、このインクジェッ
トプリンタヘッド16では、駆動プレート19は非圧電
性部材23で本体プレート18に接合されるので、非圧
電性部材21〜23等の材料の選択性が高く、その接合
方法も接着や融着など各種方法が実施可能である。
【0020】なお、本実施例のインクジェットプリンタ
ヘッド16では、圧力室24上に位置する一対の圧電性
部材20を同一方向に分極することを例示したが、例え
ば、これら一対の圧電性部材20を相違する方向に分極
することも実施可能である。この場合、このインクジェ
ットプリンタヘッド16では、駆動される一対の圧電性
部材20には同一方向に通電が行なわれることになるの
で、これら一対の圧電性部材20の両端部に位置する非
圧電性部材22間に通電を行なえば良い。このようにす
ることで、一対の圧電性部材20間に位置する非圧電性
部材21には配線を行なう必要がないので、その構造を
簡略化して生産性向上に寄与することができる。
【0021】なお、このように一対の圧電性部材20を
相違する方向に分極する手段としては、予め分極した平
板状の圧電性部材20や非圧電性部材21〜23等を順
次積層して駆動プレート19の形状に切断することなど
で実施可能である。
【0022】
【発明の効果】請求項1記載の発明は、オリフィスとイ
ンク供給路とが各々連通した複数の凹部がアレイ状に連
設された本体プレートを設け、この本体プレートの凹部
上に予め分極された一対の圧電性部材を各々位置させて
圧力室を形成し、インク供給路から供給されて圧力室内
に保持されたインクを印加電力に従って変形する圧電性
部材で加圧してオリフィスから吐出するようにしたイン
クジェットプリンタヘッドにおいて、圧力室上に各々位
置する圧電性部材の各対の中央部と両端部とに材料が異
なる非圧電性部材を配設して平板状に形成した駆動プレ
ートを設け、この駆動プレートの圧電性部材の各対の両
端部に位置する非圧電性部材を本体プレートに固定した
ことにより、非圧電性部材の材料の選択性が良好なの
で、一対の圧電性部材間に位置する非圧電性部材を一個
の電極で形成すると共に一対の圧電性部材を相違する方
向に分極して配線構造を簡略化したり、一対の圧電性部
材の両端部に位置する非圧電性部材を本体プレートとの
接合が良好な材料で形成するようなことができ、生産性
が良好なインクジェットプリンタヘッドを得ることがで
きる等の効果を有するものである。
【0023】請求項2記載の発明は、圧力室上に位置す
る一対の圧電性部材間の非圧電性部材を一個の電極で形
成すると共に圧力室上に位置する一対の圧電性部材の両
端部の非圧電性部材を並設された電極と非圧電性部材と
で形成したことにより、一対の圧電性部材を相違する方
向に分極して配線構造を簡略化したり、一対の圧電性部
材の両端部に位置する非圧電性部材を本体プレートとの
接合が良好な材料で形成するようなことができ、生産性
が良好なインクジェットプリンタヘッドを得ることがで
きる等の効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す縦断正面図である。
【図2】圧電性部材の作動原理を示す模式図である。
【図3】従来例を示す縦断正面図である。
【図4】駆動プレートの製作方法を示す工程図である。
【符号の説明】
16 インクジェットプリンタヘッド 17 オリフィス 18 本体プレート 19 駆動プレート 20 圧電性部材 21,22 電極 21〜23 非圧電性部材 24 圧力室 25 インク

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オリフィスとインク供給路とが各々連通
    した複数の凹部がアレイ状に連設された本体プレートを
    設け、この本体プレートの凹部上に予め分極された一対
    の圧電性部材を各々位置させて圧力室を形成し、前記イ
    ンク供給路から供給されて前記圧力室内に保持されたイ
    ンクを印加電力に従って変形する前記圧電性部材で加圧
    して前記オリフィスから吐出するようにしたインクジェ
    ットプリンタヘッドにおいて、前記圧力室上に各々位置
    する前記圧電性部材の各対の中央部と両端部とに材料が
    異なる非圧電性部材を配設して平板状に形成した駆動プ
    レートを設け、この駆動プレートの前記圧電性部材の各
    対の両端部に位置する前記非圧電性部材を前記本体プレ
    ートに固定したことを特徴とするインクジェットプリン
    タヘッド。
  2. 【請求項2】 圧力室上に位置する一対の圧電性部材間
    の非圧電性部材を一個の電極で形成すると共に前記圧力
    室上に位置する一対の前記圧電性部材の両端部の非圧電
    性部材を並設された電極と非圧電性部材とで形成したこ
    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
    ヘッド。
JP21738391A 1991-08-28 1991-08-28 インクジエツトプリンタヘツド Pending JPH0550596A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6209992B1 (en) * 1996-02-22 2001-04-03 Seiko Epson Corporation Ink-jet recording head, ink-jet recording apparatus using the same, and method for producing ink-jet recording head

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6209992B1 (en) * 1996-02-22 2001-04-03 Seiko Epson Corporation Ink-jet recording head, ink-jet recording apparatus using the same, and method for producing ink-jet recording head
US6334244B2 (en) 1996-02-22 2002-01-01 Seiko Epson Corporation Method for producing ink-jet recording head

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