JPH07329295A - インクジェットヘッド及びその製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッド及びその製造方法Info
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- JPH07329295A JPH07329295A JP12515494A JP12515494A JPH07329295A JP H07329295 A JPH07329295 A JP H07329295A JP 12515494 A JP12515494 A JP 12515494A JP 12515494 A JP12515494 A JP 12515494A JP H07329295 A JPH07329295 A JP H07329295A
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- piezoelectric element
- pressure chambers
- pressure chamber
- ink
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Links
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Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 各圧電素子及び圧力室間に無駄なスペースを
生じることがなく、ヘッドの多ノズル化を図ることがで
き、駆動電圧の低下を図ることができて、ヘッドサイズ
の縮小を図ることができるインクジェットプリントヘッ
ド及びインクジェットプリンタを提供することを目的と
する。 【構成】 基板10に形成された圧力室30、31をノ
ズル形成領域24側の幅が小さい略台形状とし、さら
に、振動板上に配設される圧電素子50、51も圧力室
30、31の形状に合わせて略台形状とする。
生じることがなく、ヘッドの多ノズル化を図ることがで
き、駆動電圧の低下を図ることができて、ヘッドサイズ
の縮小を図ることができるインクジェットプリントヘッ
ド及びインクジェットプリンタを提供することを目的と
する。 【構成】 基板10に形成された圧力室30、31をノ
ズル形成領域24側の幅が小さい略台形状とし、さら
に、振動板上に配設される圧電素子50、51も圧力室
30、31の形状に合わせて略台形状とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、プリンタ、ファック
ス、プロッタ、ワープロ等に用いられるインクジェット
プリントヘッド及びインクジェットプリンタに関するも
のであり、特に、複数の圧力室と複数のノズルが形成さ
れた基板と、該基板に取り付けられた振動板と、該振動
板の外面に上記複数の振動板に対応して設けられた複数
の圧電素子とを有するインクジェットプリントヘッド及
びこのインクジェットプリントヘッドを用いたプリンタ
に関するものである。
ス、プロッタ、ワープロ等に用いられるインクジェット
プリントヘッド及びインクジェットプリンタに関するも
のであり、特に、複数の圧力室と複数のノズルが形成さ
れた基板と、該基板に取り付けられた振動板と、該振動
板の外面に上記複数の振動板に対応して設けられた複数
の圧電素子とを有するインクジェットプリントヘッド及
びこのインクジェットプリントヘッドを用いたプリンタ
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、インクジェットプリントヘッ
ドを用いたインクジェットプリンタが知られている。こ
のインクジェットプリンタは、プリントヘッドを印刷媒
体に接触させずにプリントヘッドからインクの微粒子を
吹き付ける方式を有するものである。このため、印刷媒
体による技術的な制限が緩く、高速印刷が可能である等
の利点を有している。
ドを用いたインクジェットプリンタが知られている。こ
のインクジェットプリンタは、プリントヘッドを印刷媒
体に接触させずにプリントヘッドからインクの微粒子を
吹き付ける方式を有するものである。このため、印刷媒
体による技術的な制限が緩く、高速印刷が可能である等
の利点を有している。
【0003】図7は、カイザー型の圧電形ヘッドユニッ
トの基本原理図を示すもので、基板101の表面には、
インク供給路102、圧力室103、ノズル104が連
設されている。そして、基板101の表面には振動板1
05が配設され、該振動板105の外側には、圧力室1
03に対向して圧電素子106が設けられ、圧電素子1
06の表裏両面には電圧を印加するよう信号発生源10
7が接続されている。また、上記インク供給路102に
はパイプ108を介してインク容器109が接続されて
いる。
トの基本原理図を示すもので、基板101の表面には、
インク供給路102、圧力室103、ノズル104が連
設されている。そして、基板101の表面には振動板1
05が配設され、該振動板105の外側には、圧力室1
03に対向して圧電素子106が設けられ、圧電素子1
06の表裏両面には電圧を印加するよう信号発生源10
7が接続されている。また、上記インク供給路102に
はパイプ108を介してインク容器109が接続されて
いる。
【0004】上記の構成において、信号発生源107か
ら圧電素子106に電圧を印加すると、圧電素子106
が振動板105をたわませ、圧力室103内のインク1
10をノズル104からインク滴110aとして記録媒
体に射出させて記録する。そして、インク射出後、圧電
素子106に対する電圧印加が解除されると、振動板1
05がもとの状態に戻り、射出された分のインクがノズ
ル毛細管力によりインク供給路102、パイプ108を
通じてインク容器109から補給されるものである。
ら圧電素子106に電圧を印加すると、圧電素子106
が振動板105をたわませ、圧力室103内のインク1
10をノズル104からインク滴110aとして記録媒
体に射出させて記録する。そして、インク射出後、圧電
素子106に対する電圧印加が解除されると、振動板1
05がもとの状態に戻り、射出された分のインクがノズ
ル毛細管力によりインク供給路102、パイプ108を
通じてインク容器109から補給されるものである。
【0005】ここで、従来では図9に示すように圧力室
36が円形状に配置されたインクジェットプリントヘッ
ドが知られている。この図9に示されるインクジェット
プリントヘッドにおいては、基板10に共通インク路2
2が円形状に形成され、この共通インク路22からイン
クを貯留する圧力室36が該共通インク路22の内側に
円形上に配置されている。圧力室36は全部で48個配
設されている。円形配置したのはノズル密度を高めるた
めである。また、各圧力室36は、各インク路32に連
通しており、各インク路32の先端にはノズル34が連
設されている。図面では、各圧力室36から延設された
インク路及びノズルはインク路32とノズル34を除き
省略されている。この基板10上には、振動板(図示せ
ず)が設けられ、さらに、この振動板の外面には、上記
各圧力室36に対応して圧電素子52が配置されてい
る。
36が円形状に配置されたインクジェットプリントヘッ
ドが知られている。この図9に示されるインクジェット
プリントヘッドにおいては、基板10に共通インク路2
2が円形状に形成され、この共通インク路22からイン
クを貯留する圧力室36が該共通インク路22の内側に
円形上に配置されている。圧力室36は全部で48個配
設されている。円形配置したのはノズル密度を高めるた
めである。また、各圧力室36は、各インク路32に連
通しており、各インク路32の先端にはノズル34が連
設されている。図面では、各圧力室36から延設された
インク路及びノズルはインク路32とノズル34を除き
省略されている。この基板10上には、振動板(図示せ
ず)が設けられ、さらに、この振動板の外面には、上記
各圧力室36に対応して圧電素子52が配置されてい
る。
【0006】さらに、図10に示すように、圧力室36
が楕円形状に配置されたインクジェットプリントヘッド
も知られており、この場合には、基板10に共通インク
路22が楕円形状に形成され、この共通インク路22か
らインクを貯留する圧力室36が該共通インク路22の
内側に楕円形上に配置されている。圧力室36を楕円形
状に配置するのは、ノズル密度を高めるとともに各圧力
室からノズルに至る流路の長さを均一にして流路抵抗を
等しくしてインクの吐出量のばらつきをなくすためであ
る。
が楕円形状に配置されたインクジェットプリントヘッド
も知られており、この場合には、基板10に共通インク
路22が楕円形状に形成され、この共通インク路22か
らインクを貯留する圧力室36が該共通インク路22の
内側に楕円形上に配置されている。圧力室36を楕円形
状に配置するのは、ノズル密度を高めるとともに各圧力
室からノズルに至る流路の長さを均一にして流路抵抗を
等しくしてインクの吐出量のばらつきをなくすためであ
る。
【0007】上記のような従来の圧力室36及び圧電素
子52が円形状ないしは楕円形状に配置されたインクジ
ェットプリントヘッドにおいては、図9、図10及び図
5(b)に示すように、圧電素子52が略長方形状に形
成されていた。また、各圧電素子52に対応する圧力室
36も直方体状に形成されていた。すなわち、各圧力室
36の平面形状は長方形状に形成されていた。ここで、
各圧電素子52の形状は対応する圧力室36に略同一で
あるが、図9、図10に示すように、圧力室36の平面
形状よりやや小さく形成されているのが通常である。
子52が円形状ないしは楕円形状に配置されたインクジ
ェットプリントヘッドにおいては、図9、図10及び図
5(b)に示すように、圧電素子52が略長方形状に形
成されていた。また、各圧電素子52に対応する圧力室
36も直方体状に形成されていた。すなわち、各圧力室
36の平面形状は長方形状に形成されていた。ここで、
各圧電素子52の形状は対応する圧力室36に略同一で
あるが、図9、図10に示すように、圧力室36の平面
形状よりやや小さく形成されているのが通常である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のイ
ンクジェットプリントヘッドにおいては、圧力室及び圧
電素子が長方形を呈しているので、図9、図10に示す
ように、各圧電素子及び圧力室間で符号70に示すよう
な無駄なスペースが生じ、ドット密度を上げるため多ノ
ズル化を図ろうとすると、ヘッドサイズが大きくなって
しまう。また、ICの搭載等の製造工程、電波障害、安
全性等を考慮すると圧電素子に印加する電圧は小さいの
が望ましいが、駆動電圧を低下させようとすると圧電素
子のサイズが大きくなってしまい、ヘッドサイズの拡大
につながる。よって、ヘッドのコストが掛かり、また、
プリンタに搭載した場合のデッドスペースを拡大させる
ことになる。
ンクジェットプリントヘッドにおいては、圧力室及び圧
電素子が長方形を呈しているので、図9、図10に示す
ように、各圧電素子及び圧力室間で符号70に示すよう
な無駄なスペースが生じ、ドット密度を上げるため多ノ
ズル化を図ろうとすると、ヘッドサイズが大きくなって
しまう。また、ICの搭載等の製造工程、電波障害、安
全性等を考慮すると圧電素子に印加する電圧は小さいの
が望ましいが、駆動電圧を低下させようとすると圧電素
子のサイズが大きくなってしまい、ヘッドサイズの拡大
につながる。よって、ヘッドのコストが掛かり、また、
プリンタに搭載した場合のデッドスペースを拡大させる
ことになる。
【0009】そこで、本発明は上記の問題点を解決する
ために創作されたものであり、各圧電素子及び圧力室間
に無駄なスペースを生じることがなく、ヘッドの多ノズ
ル化を図ることができ、駆動電圧の低下を図ることがで
きて、ヘッドサイズの縮小を図ることができるインクジ
ェットプリントヘッド及びインクジェットプリンタ、さ
らには、インクジェットプリントヘッドの製造方法を提
供することを目的とするものである。
ために創作されたものであり、各圧電素子及び圧力室間
に無駄なスペースを生じることがなく、ヘッドの多ノズ
ル化を図ることができ、駆動電圧の低下を図ることがで
きて、ヘッドサイズの縮小を図ることができるインクジ
ェットプリントヘッド及びインクジェットプリンタ、さ
らには、インクジェットプリントヘッドの製造方法を提
供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、第1には、複
数のノズルと、複数の圧力室と、上記ノズルと圧力室と
を結ぶインク流路と、上記圧力室にインクを供給するイ
ンク供給路と、を有する基板と、少なくとも上記圧力室
を覆うプレートと、を有する基板ユニットを有し、上記
基板ユニットの前記ノズル形成面と反対の面に、前記各
圧力室に対応して複数の圧電素子が設けられたインクジ
ェットプリントヘッドにおいて、上記複数の圧力室と圧
電素子とが、上記ノズル形成領域に中心を有する円状又
は楕円状に配置され、上記複数の圧力室が、ノズル形成
領域側の圧力室幅がノズル形成領域側と反対側の圧力室
幅より小さく形成され、また、該複数の圧力室に対応す
る圧電素子が、ノズル形成領域側の圧電素子幅がノズル
形成領域側と反対側の圧電素子幅より小さく形成されて
いることを特徴とするものである。
数のノズルと、複数の圧力室と、上記ノズルと圧力室と
を結ぶインク流路と、上記圧力室にインクを供給するイ
ンク供給路と、を有する基板と、少なくとも上記圧力室
を覆うプレートと、を有する基板ユニットを有し、上記
基板ユニットの前記ノズル形成面と反対の面に、前記各
圧力室に対応して複数の圧電素子が設けられたインクジ
ェットプリントヘッドにおいて、上記複数の圧力室と圧
電素子とが、上記ノズル形成領域に中心を有する円状又
は楕円状に配置され、上記複数の圧力室が、ノズル形成
領域側の圧力室幅がノズル形成領域側と反対側の圧力室
幅より小さく形成され、また、該複数の圧力室に対応す
る圧電素子が、ノズル形成領域側の圧電素子幅がノズル
形成領域側と反対側の圧電素子幅より小さく形成されて
いることを特徴とするものである。
【0011】また、第2には、上記第1の構成のインク
ジェットプリントヘッドにおいて、圧力室の平面形状及
び圧電素子の平面形状が、略台形状に形成されているこ
とを特徴とするものである。
ジェットプリントヘッドにおいて、圧力室の平面形状及
び圧電素子の平面形状が、略台形状に形成されているこ
とを特徴とするものである。
【0012】また、第3には、上記第1又は第2の構成
のインクジェットプリントヘッドにおいて、プレート
が、振動板であることを特徴とするものである。
のインクジェットプリントヘッドにおいて、プレート
が、振動板であることを特徴とするものである。
【0013】また、第4には、インクジェットプリンタ
が、第1又は第2の構成のインクジェットプリントヘッ
ドを備えたことを特徴とするものである。
が、第1又は第2の構成のインクジェットプリントヘッ
ドを備えたことを特徴とするものである。
【0014】また、第5には、複数のノズルと、複数の
圧力室と、上記ノズルと圧力室とを結ぶインク流路と、
上記圧力室にインクを供給するインク供給路と、を有す
る基板と、少なくとも上記圧力室を覆うプレートと、を
有する基板ユニットを有し、上記基板ユニットの前記ノ
ズル形成面と反対の面に、前記各圧力室に対応して複数
の圧電素子が設けられたインクジェットプリントヘッド
の製造方法において、基板にノズル形成領域側の圧力室
幅がノズル形成領域側と反対側の圧力室幅より小さく形
成された圧力室をノズル形成領域に中心を有する円状あ
るいは楕円状に形成する工程と、上記基板の圧力室形成
側にプレートを取り付ける工程と、ダミーガラス上に設
けられたPZTを、ノズル形成領域側の圧電素子幅がノ
ズル形成側と反対側の圧電素子幅より小さく形成された
圧電素子形状にパターンニングして、複数の圧電素子を
形成する工程と、上記基板ユニットの前記ノズル形成面
と反対の面に複数の圧電素子を転写する工程と、を有す
ることを特徴とするものである。
圧力室と、上記ノズルと圧力室とを結ぶインク流路と、
上記圧力室にインクを供給するインク供給路と、を有す
る基板と、少なくとも上記圧力室を覆うプレートと、を
有する基板ユニットを有し、上記基板ユニットの前記ノ
ズル形成面と反対の面に、前記各圧力室に対応して複数
の圧電素子が設けられたインクジェットプリントヘッド
の製造方法において、基板にノズル形成領域側の圧力室
幅がノズル形成領域側と反対側の圧力室幅より小さく形
成された圧力室をノズル形成領域に中心を有する円状あ
るいは楕円状に形成する工程と、上記基板の圧力室形成
側にプレートを取り付ける工程と、ダミーガラス上に設
けられたPZTを、ノズル形成領域側の圧電素子幅がノ
ズル形成側と反対側の圧電素子幅より小さく形成された
圧電素子形状にパターンニングして、複数の圧電素子を
形成する工程と、上記基板ユニットの前記ノズル形成面
と反対の面に複数の圧電素子を転写する工程と、を有す
ることを特徴とするものである。
【0015】
【作用】本発明におけるインクジェットヘッド及びイン
クジェットプリンタでは、印字媒体に印字を行う場合に
は、この圧電素子に駆動電圧を印加して選択的に励振さ
せ、励振された圧電素子に対応する振動板等の振動部材
が振動してインクが圧力室からノズルに送られ、ノズル
から吐出される。
クジェットプリンタでは、印字媒体に印字を行う場合に
は、この圧電素子に駆動電圧を印加して選択的に励振さ
せ、励振された圧電素子に対応する振動板等の振動部材
が振動してインクが圧力室からノズルに送られ、ノズル
から吐出される。
【0016】本発明では、複数の圧力室と圧電素子と
が、ノズル形成領域側に中心を有する円状又は楕円状に
配置され、また、上記複数の圧力室が、ノズル形成領域
側の圧力室幅がノズル形成領域側と反対側の圧力室幅よ
り小さく形成され、また、該複数の圧力室に対応する圧
電素子が、ノズル形成領域側の圧電素子幅が反対側の圧
電素子幅より小さく形成されている。つまり、具体的に
は、圧力室の平面形状及び圧電素子の平面形状が、略台
形状に形成されている。
が、ノズル形成領域側に中心を有する円状又は楕円状に
配置され、また、上記複数の圧力室が、ノズル形成領域
側の圧力室幅がノズル形成領域側と反対側の圧力室幅よ
り小さく形成され、また、該複数の圧力室に対応する圧
電素子が、ノズル形成領域側の圧電素子幅が反対側の圧
電素子幅より小さく形成されている。つまり、具体的に
は、圧力室の平面形状及び圧電素子の平面形状が、略台
形状に形成されている。
【0017】よって、各圧力室間及び圧電素子間の無駄
なスペースを抑えることができ、圧電素子の長手方向の
長さを長くしなくても圧電素子の面積を確保でき、ヘッ
ドを小型化することができる。また、圧力室及び圧電素
子を略台形状にしたことから、円形状に密集して配置す
ることができるので、同じヘッドサイズでも圧力室の数
を増やすことができ、ドット密度を向上させることがで
きる。
なスペースを抑えることができ、圧電素子の長手方向の
長さを長くしなくても圧電素子の面積を確保でき、ヘッ
ドを小型化することができる。また、圧力室及び圧電素
子を略台形状にしたことから、円形状に密集して配置す
ることができるので、同じヘッドサイズでも圧力室の数
を増やすことができ、ドット密度を向上させることがで
きる。
【0018】さらに、圧電素子及び圧力室の長手方向の
長さが同じでも圧電素子及び圧力室の平面形状の幅を大
きくとることができるので、圧電素子に印加する電圧を
小さくすることができる。
長さが同じでも圧電素子及び圧力室の平面形状の幅を大
きくとることができるので、圧電素子に印加する電圧を
小さくすることができる。
【0019】また、本発明のインクジェットプリントヘ
ッドの製造方法においては、ダミーガラス上に設けられ
たPZTを、ノズル形成領域側の圧電素子幅がノズル形
成側と反対側の圧電素子幅より小さく形成された圧電素
子形状にパターンニングして、複数の圧電素子を形成
し、基板ユニットのノズル形成面と反対の面に複数の圧
電素子を転写するので、ノズル形成側の圧力室幅がノズ
ル形成側と反対側の圧力室幅より小さく形成された圧力
室の形状に対応して、ノズル形成側の圧電素子幅がノズ
ル形成側と反対側の圧電素子幅より小さく形成された形
状の圧電素子を形成する場合でも、上記圧電素子を極め
て容易に形成することができる。
ッドの製造方法においては、ダミーガラス上に設けられ
たPZTを、ノズル形成領域側の圧電素子幅がノズル形
成側と反対側の圧電素子幅より小さく形成された圧電素
子形状にパターンニングして、複数の圧電素子を形成
し、基板ユニットのノズル形成面と反対の面に複数の圧
電素子を転写するので、ノズル形成側の圧力室幅がノズ
ル形成側と反対側の圧力室幅より小さく形成された圧力
室の形状に対応して、ノズル形成側の圧電素子幅がノズ
ル形成側と反対側の圧電素子幅より小さく形成された形
状の圧電素子を形成する場合でも、上記圧電素子を極め
て容易に形成することができる。
【0020】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図を用いて説明
する。
する。
【0021】第1実施例に係るインクジェットヘッドA
1においては、図1に示すように、基板10に図1に示
すようななインク路パターンが形成されている。
1においては、図1に示すように、基板10に図1に示
すようななインク路パターンが形成されている。
【0022】すなわち、基板10には、基板10の角部
にインク供給路20が設けられ、該インク供給路20に
連設された共通インク路22が略円形状に形成されてい
る。この共通インク路22からは該共通インク路22か
ら供給されるインクを貯留する圧力室30及び31が上
記共通インク路22の内側に連設されている。この圧力
室30は、図1に示すように、同大同形に形成され、イ
ンク供給路20から最も遠い位置にある圧力室31は圧
力室30に比べて幅狭に形成されている。この圧力室3
0、31は図1に示すように円形に配置され、全部で6
0個の圧力室が配置されている。また、この圧力室3
0、31にはインク路32が設けられ、さらに、上記イ
ンク路32にはノズル形成領域24に形成されたノズル
34が連設されている。図1において、ノズルは図示奥
向きに形成されている。なお、図1においては、各圧力
室30、31から延設されたインク路及びノズルはイン
ク路32とノズル34を除き省略されている。
にインク供給路20が設けられ、該インク供給路20に
連設された共通インク路22が略円形状に形成されてい
る。この共通インク路22からは該共通インク路22か
ら供給されるインクを貯留する圧力室30及び31が上
記共通インク路22の内側に連設されている。この圧力
室30は、図1に示すように、同大同形に形成され、イ
ンク供給路20から最も遠い位置にある圧力室31は圧
力室30に比べて幅狭に形成されている。この圧力室3
0、31は図1に示すように円形に配置され、全部で6
0個の圧力室が配置されている。また、この圧力室3
0、31にはインク路32が設けられ、さらに、上記イ
ンク路32にはノズル形成領域24に形成されたノズル
34が連設されている。図1において、ノズルは図示奥
向きに形成されている。なお、図1においては、各圧力
室30、31から延設されたインク路及びノズルはイン
ク路32とノズル34を除き省略されている。
【0023】また、基板10のインク供給路20には、
供給されたインクが泡立つのを防止するとともに、振動
板40(図3参照)が無駄な振動を起こさないための突
起状のガイド26が設けられ、また、基板10の三方に
は位置合わせのためのアライメントマーク28が設けら
れている。
供給されたインクが泡立つのを防止するとともに、振動
板40(図3参照)が無駄な振動を起こさないための突
起状のガイド26が設けられ、また、基板10の三方に
は位置合わせのためのアライメントマーク28が設けら
れている。
【0024】次に、第2実施例に係るインクジェットプ
リントヘッドA2は、図2に示すように、上記第1実施
例と同様に、インク供給路20から連設された共通イン
ク路22の内側に複数の圧力室30が設けられ、各圧力
室30にはインク路32が連設されてその先端にはノズ
ル34が設けられている点は上記第1実施例と同様であ
る。本第2実施例が上記第1実施例と異なる点は、圧力
室30、31が楕円状に配置されている点であり、これ
に伴い共通インク路22も楕円状に各圧力室30、31
の周囲に設けられている。
リントヘッドA2は、図2に示すように、上記第1実施
例と同様に、インク供給路20から連設された共通イン
ク路22の内側に複数の圧力室30が設けられ、各圧力
室30にはインク路32が連設されてその先端にはノズ
ル34が設けられている点は上記第1実施例と同様であ
る。本第2実施例が上記第1実施例と異なる点は、圧力
室30、31が楕円状に配置されている点であり、これ
に伴い共通インク路22も楕円状に各圧力室30、31
の周囲に設けられている。
【0025】上記第1実施例及び第2実施例における基
板10上には、図3に示すように、一枚の振動板40が
設けられ、さらに、この振動板40上には、各圧力室3
0に対応して圧電素子50が設けられている。この圧電
素子50は、圧力室30の平面形状よりやや小さめに形
成されている。なお、幅狭の圧力室31に対応する圧電
素子51は、圧力室31の大きさに合わせて、上記圧電
素子50の場合と同様に圧力室31の平面形状よりやや
小さめに形成されている。
板10上には、図3に示すように、一枚の振動板40が
設けられ、さらに、この振動板40上には、各圧力室3
0に対応して圧電素子50が設けられている。この圧電
素子50は、圧力室30の平面形状よりやや小さめに形
成されている。なお、幅狭の圧力室31に対応する圧電
素子51は、圧力室31の大きさに合わせて、上記圧電
素子50の場合と同様に圧力室31の平面形状よりやや
小さめに形成されている。
【0026】本実施例においては、図4に示すように、
圧力室30のノズル形成側の圧力室幅x1が反対側の圧
力室幅x2よりも小さく形成され、圧力室30が平面視
で略台形の形状を呈するとともに、圧力室30に対応す
る圧電素子50においても、ノズル形成側の圧電素子幅
y1が反対側の圧電素子幅y2よりも小さく形成され、
全体として略台形の形状を呈している。具体的には、図
5(a)に示すように、内側辺が0.6mmで外側辺が
0.914mmであり、長手方向の高さが3.5mmで
形成されている。
圧力室30のノズル形成側の圧力室幅x1が反対側の圧
力室幅x2よりも小さく形成され、圧力室30が平面視
で略台形の形状を呈するとともに、圧力室30に対応す
る圧電素子50においても、ノズル形成側の圧電素子幅
y1が反対側の圧電素子幅y2よりも小さく形成され、
全体として略台形の形状を呈している。具体的には、図
5(a)に示すように、内側辺が0.6mmで外側辺が
0.914mmであり、長手方向の高さが3.5mmで
形成されている。
【0027】幅狭の圧力室31も同様に略台形状に形成
され、また、この圧力室31に対応する圧電素子51も
圧力室31の平面形状に合わせて略台形状に形成されて
いる。
され、また、この圧力室31に対応する圧電素子51も
圧力室31の平面形状に合わせて略台形状に形成されて
いる。
【0028】本実施例の使用状態について説明すると、
本実施例に基づくインクジェットプリントヘッドにより
印字を行う場合、圧電素子50、51に駆動電圧を印加
して選択的に励振させ、励振された圧電素子50、51
に対応する振動板部分が振動して圧力室30ないしは3
1からノズルに送られ、ノズルからインクが吐出する。
本実施例に基づくインクジェットプリントヘッドにより
印字を行う場合、圧電素子50、51に駆動電圧を印加
して選択的に励振させ、励振された圧電素子50、51
に対応する振動板部分が振動して圧力室30ないしは3
1からノズルに送られ、ノズルからインクが吐出する。
【0029】ここで、本実施例におけるインクジェット
プリントヘッドにおいては、圧力室30、31と圧電素
子50、51が略台形状に形成されているので、無駄な
スペースを抑えることができ、圧電素子の長手方向の長
さを長くしなくても圧電素子の面積を確保できるので、
ヘッドを小型化することができる。また、圧電素子5
0、51を略台形状にしたことから、長方形状の場合に
比べて円形状に密集して配置することができるので、本
実施例では圧力室30、31が全部で60個配設され、
上記従来例では48個配設されていることからも分かる
ように、同じヘッドサイズでも圧力室の数を増やすこと
ができ、ドット密度を向上させることができる。
プリントヘッドにおいては、圧力室30、31と圧電素
子50、51が略台形状に形成されているので、無駄な
スペースを抑えることができ、圧電素子の長手方向の長
さを長くしなくても圧電素子の面積を確保できるので、
ヘッドを小型化することができる。また、圧電素子5
0、51を略台形状にしたことから、長方形状の場合に
比べて円形状に密集して配置することができるので、本
実施例では圧力室30、31が全部で60個配設され、
上記従来例では48個配設されていることからも分かる
ように、同じヘッドサイズでも圧力室の数を増やすこと
ができ、ドット密度を向上させることができる。
【0030】さらに、圧電素子及び圧力室の長手方向の
長さが同じでも圧電素子及び圧力室の平面形状の幅を大
きくとることができるので、圧電素子に印加する電圧を
小さくすることができる。この点につき詳述すると、電
圧の印加により振動板が撓んだ場合の上下の変化量δ
は、次式で近似することができる。
長さが同じでも圧電素子及び圧力室の平面形状の幅を大
きくとることができるので、圧電素子に印加する電圧を
小さくすることができる。この点につき詳述すると、電
圧の印加により振動板が撓んだ場合の上下の変化量δ
は、次式で近似することができる。
【0031】δ=αw2 V ここで、αは変位係数、wは圧力室が占める振動板部分
の幅、Vは印加電圧である。よって、本実施例のよう
に、圧力室及び圧電素子を略台形とすることにより、外
側辺が大きくとることができるので、同じ電圧で大きな
上下変化量を得ることができ、また、逆に小さな駆動電
圧で所定の上下変化量を得ることができる。例えば、図
5(a)に示す本願の場合と図5(b)に示す従来の場
合とでは、圧電素子の平面形状の面積はほぼ等しいが、
変位体積は約1.34倍となる。
の幅、Vは印加電圧である。よって、本実施例のよう
に、圧力室及び圧電素子を略台形とすることにより、外
側辺が大きくとることができるので、同じ電圧で大きな
上下変化量を得ることができ、また、逆に小さな駆動電
圧で所定の上下変化量を得ることができる。例えば、図
5(a)に示す本願の場合と図5(b)に示す従来の場
合とでは、圧電素子の平面形状の面積はほぼ等しいが、
変位体積は約1.34倍となる。
【0032】次に、本実施例に基づくインクジェットプ
リントヘッドの製造工程について説明する。
リントヘッドの製造工程について説明する。
【0033】本実施例のインクジェットプリントヘッド
の製造工程は、基板10に図1又は図2に示すインク路
パターンを形成する。このインク路パターンの形成は、
平板状の基板に露光、現像(熱処理)、エッチングの各
工程を経て行う。その際、圧力室は図1又は図2に示す
ように略台形状に形成する。
の製造工程は、基板10に図1又は図2に示すインク路
パターンを形成する。このインク路パターンの形成は、
平板状の基板に露光、現像(熱処理)、エッチングの各
工程を経て行う。その際、圧力室は図1又は図2に示す
ように略台形状に形成する。
【0034】次に、振動板40を基板10のインク路パ
ターン形成側に貼り付け、その後、該振動板40の各圧
力室対応部分に圧電素子50、51を形成する。
ターン形成側に貼り付け、その後、該振動板40の各圧
力室対応部分に圧電素子50、51を形成する。
【0035】ここで、圧電素子50、51の形成に際し
ては、上記略台形に形成された圧電素子50、51を振
動板40上に貼り付けるのであるが、以下のようなサン
ドブラスト加工を使用することにより圧電素子の形成が
容易になる。
ては、上記略台形に形成された圧電素子50、51を振
動板40上に貼り付けるのであるが、以下のようなサン
ドブラスト加工を使用することにより圧電素子の形成が
容易になる。
【0036】すなわち、ガラスで形成されたダミー基板
にワックス等の接着層を形成し、その上に板状のPZT
を貼り付ける。さらに、そのPZTをドライフィルムで
覆う。そして、ドライフィルムを露光、現像してパター
ニングし、その後に、PZTをパターンニングする。こ
のPZTのパターンニングに当たっては、研磨材を加速
して加工を行ういわゆるサンドブラスト加工により上記
PZTの圧電素子以外の部分を削り、圧電素子形状のP
ZTを形成する。その後、上記ドライフィルムを溶かす
等して除去し、上記振動板に接着層を予め設けておき、
圧電素子形状のPZTを振動板上に転写する。以上のよ
うにすることにより、本願のように圧電素子が長方形で
なく略台形状を呈していても、容易に圧電素子を形成す
ることができ、圧電素子形状を略台形状にすることによ
り製造が困難となることはない。
にワックス等の接着層を形成し、その上に板状のPZT
を貼り付ける。さらに、そのPZTをドライフィルムで
覆う。そして、ドライフィルムを露光、現像してパター
ニングし、その後に、PZTをパターンニングする。こ
のPZTのパターンニングに当たっては、研磨材を加速
して加工を行ういわゆるサンドブラスト加工により上記
PZTの圧電素子以外の部分を削り、圧電素子形状のP
ZTを形成する。その後、上記ドライフィルムを溶かす
等して除去し、上記振動板に接着層を予め設けておき、
圧電素子形状のPZTを振動板上に転写する。以上のよ
うにすることにより、本願のように圧電素子が長方形で
なく略台形状を呈していても、容易に圧電素子を形成す
ることができ、圧電素子形状を略台形状にすることによ
り製造が困難となることはない。
【0037】なお、上記の例においては、PZTに覆っ
たドライフィルムをパターンニングするが、ドライフィ
ルムを別の工程でパターンニングし、このパターンニン
グされたドライフィルムをPZTに転写して、その後、
PZTをパターンニングする方法もある。さらに、上記
PZTのパターンニングに当たっては、サンドブラスト
加工により行うと説明したが、エッチングやレーザーカ
ットにより行うことも可能である。しかし、PZTをエ
ッチングによりパターンニングすると、各圧電素子の形
状が不完全となり、各圧電素子間がショートする可能性
があり、サンドブラスト加工で行うのが望ましい。
たドライフィルムをパターンニングするが、ドライフィ
ルムを別の工程でパターンニングし、このパターンニン
グされたドライフィルムをPZTに転写して、その後、
PZTをパターンニングする方法もある。さらに、上記
PZTのパターンニングに当たっては、サンドブラスト
加工により行うと説明したが、エッチングやレーザーカ
ットにより行うことも可能である。しかし、PZTをエ
ッチングによりパターンニングすると、各圧電素子の形
状が不完全となり、各圧電素子間がショートする可能性
があり、サンドブラスト加工で行うのが望ましい。
【0038】また、図6に示すように、圧電素子50は
ほぼ三角形に近い平面形状を呈するものであってもよ
い。さらには、上記説明においては、基板10のインク
路パターン形成側に振動板40を貼り付け、この振動板
40に圧電素子50を配置する構成を説明したが、逆
に、基板10のインク路パターン形成側と反対側に圧電
素子を取り付ける場合も考えられる。この場合は、圧電
素子形成側と反対側の面にノズルが設けられることにな
る。なお、この場合は、圧力室を形成する溝の底部と圧
電素子が設けられる外面との距離がある程度短いことが
要求される。
ほぼ三角形に近い平面形状を呈するものであってもよ
い。さらには、上記説明においては、基板10のインク
路パターン形成側に振動板40を貼り付け、この振動板
40に圧電素子50を配置する構成を説明したが、逆
に、基板10のインク路パターン形成側と反対側に圧電
素子を取り付ける場合も考えられる。この場合は、圧電
素子形成側と反対側の面にノズルが設けられることにな
る。なお、この場合は、圧力室を形成する溝の底部と圧
電素子が設けられる外面との距離がある程度短いことが
要求される。
【0039】また、上記構成のインクジェットプリント
ヘッドを使用したプリンタにおいては、図8に示すよう
に、キャリッジ151に配置されたカートリッジ150
内にインクジェットプリントヘッドが配設され、キャリ
ッジ151は、2本のガイド152上を摺動可能に設け
られており、モータ153の駆動によるプーリー154
の回転によりワイヤ155が左右に移動して、このワイ
ヤ155の動きに伴いキャリッジ151が左右に移動す
る。インクジェットプリントヘッドのインク射出制御
は、フレキシブルケーブルを介して図示しない駆動制御
部により行われる。カートリッジ150の印刷面には、
プラテン157に巻回されたペーパー160が対向し、
該ペーパー160に印字が行われる。
ヘッドを使用したプリンタにおいては、図8に示すよう
に、キャリッジ151に配置されたカートリッジ150
内にインクジェットプリントヘッドが配設され、キャリ
ッジ151は、2本のガイド152上を摺動可能に設け
られており、モータ153の駆動によるプーリー154
の回転によりワイヤ155が左右に移動して、このワイ
ヤ155の動きに伴いキャリッジ151が左右に移動す
る。インクジェットプリントヘッドのインク射出制御
は、フレキシブルケーブルを介して図示しない駆動制御
部により行われる。カートリッジ150の印刷面には、
プラテン157に巻回されたペーパー160が対向し、
該ペーパー160に印字が行われる。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、複数
の圧力室と圧電素子とが、ノズル形成領域に中心を有す
る円状又は楕円状に配置され、また、上記複数の圧力室
が、ノズル形成領域側の圧力室幅がノズル形成側と反対
側の圧力室幅より小さく形成され、また、該複数の圧力
室に対応する圧電素子が、ノズル形成側の圧電素子幅が
反対側の圧電素子幅より小さく形成されているので、各
圧力室間及び圧電素子間の無駄なスペースを抑えること
ができ、圧電素子の長手方向の長さを長くしなくても圧
電素子の面積を確保でき、ヘッドを小型化することがで
きる。また、圧力室及び圧電素子を略台形状にしたこと
から、円形状に密集して配置することができるので、ド
ット密度を向上させることができる。
の圧力室と圧電素子とが、ノズル形成領域に中心を有す
る円状又は楕円状に配置され、また、上記複数の圧力室
が、ノズル形成領域側の圧力室幅がノズル形成側と反対
側の圧力室幅より小さく形成され、また、該複数の圧力
室に対応する圧電素子が、ノズル形成側の圧電素子幅が
反対側の圧電素子幅より小さく形成されているので、各
圧力室間及び圧電素子間の無駄なスペースを抑えること
ができ、圧電素子の長手方向の長さを長くしなくても圧
電素子の面積を確保でき、ヘッドを小型化することがで
きる。また、圧力室及び圧電素子を略台形状にしたこと
から、円形状に密集して配置することができるので、ド
ット密度を向上させることができる。
【0041】さらに、圧電素子及び圧力室の長手方向の
長さが同じでも圧電素子及び圧力室の平面形状の幅を大
きくとることができるので、圧電素子に印加する電圧を
小さくすることができる。
長さが同じでも圧電素子及び圧力室の平面形状の幅を大
きくとることができるので、圧電素子に印加する電圧を
小さくすることができる。
【0042】また、本発明のインクジェットプリントヘ
ッドの製造方法においては、ノズル形成側の圧力室幅が
ノズル形成側と反対側の圧力室幅より小さく形成された
圧力室の形状に対応して、ノズル形成側の圧電素子幅が
ノズル形成側と反対側の圧電素子幅より小さく形成され
た形状の圧電素子を形成する場合でも、上記圧電素子を
極めて容易に形成することができる。
ッドの製造方法においては、ノズル形成側の圧力室幅が
ノズル形成側と反対側の圧力室幅より小さく形成された
圧力室の形状に対応して、ノズル形成側の圧電素子幅が
ノズル形成側と反対側の圧電素子幅より小さく形成され
た形状の圧電素子を形成する場合でも、上記圧電素子を
極めて容易に形成することができる。
【図1】本発明に係る実施例におけるインクジェットプ
リントヘッドの基板の構成を示す平面図である。
リントヘッドの基板の構成を示す平面図である。
【図2】本発明に係る実施例におけるインクジェットプ
リントヘッドの基板の構成を示す平面図である。
リントヘッドの基板の構成を示す平面図である。
【図3】本発明に係る実施例におけるインクジェットプ
リントヘッドの構成を示す断面図である。
リントヘッドの構成を示す断面図である。
【図4】本発明に係る実施例におけるインクジェットプ
リントヘッドにおける圧力室と圧電素子の構成を示す説
明図である。
リントヘッドにおける圧力室と圧電素子の構成を示す説
明図である。
【図5】圧電素子の形状を示す説明図であり、(a)は
本実施例における圧電素子の形状を示す説明図であり、
(b)は従来における圧電素子の形状を示す説明図であ
る。
本実施例における圧電素子の形状を示す説明図であり、
(b)は従来における圧電素子の形状を示す説明図であ
る。
【図6】圧電素子の他の形状を示す平面図である。
【図7】圧電型ヘッドユニットの原理説明図である。
【図8】本実施例のインクジェットプリントヘッドを備
えたプリンタを示す要部斜視図である。
えたプリンタを示す要部斜視図である。
【図9】従来のインクジェットプリントヘッドの基板の
構成を示す平面図である。
構成を示す平面図である。
【図10】従来のインクジェットプリントヘッドの基板
の構成を示す平面図である。
の構成を示す平面図である。
10 基板 20 インク供給路 22 共通インク路 24 ノズル形成領域 26 ガイド 28 アライメントマーク 30、31 圧力室 40 振動板 50、51 圧電素子
Claims (5)
- 【請求項1】 複数のノズルと、複数の圧力室と、上記
ノズルと圧力室とを結ぶインク流路と、上記圧力室にイ
ンクを供給するインク供給路と、を有する基板と、少な
くとも上記圧力室を覆うプレートと、を有する基板ユニ
ットを有し、上記基板ユニットの前記ノズル形成面と反
対の面に、前記各圧力室に対応して複数の圧電素子が設
けられたインクジェットプリントヘッドにおいて、 上記複数の圧力室と圧電素子とが、上記ノズル形成領域
に中心を有する円状又は楕円状に配置され、 上記複数の圧力室が、ノズル形成領域側の圧力室幅がノ
ズル形成領域側と反対側の圧力室幅より小さく形成さ
れ、また、該複数の圧力室に対応する圧電素子が、ノズ
ル形成領域側の圧電素子幅がノズル形成領域側と反対側
の圧電素子幅より小さく形成されていることを特徴とす
るインクジェットプリントヘッド。 - 【請求項2】 圧力室の平面形状及び圧電素子の平面形
状が、略台形状に形成されていることを特徴とする請求
項1に記載のインクジェットプリントヘッド。 - 【請求項3】 プレートが、振動板であることを特徴と
する請求項1又は2に記載のインクジェットプリントヘ
ッド。 - 【請求項4】 請求項1から3のいずれかに記載のイン
クジェットプリントヘッドを備えたことを特徴とするイ
ンクジェットプリンタ。 - 【請求項5】 複数のノズルと、複数の圧力室と、上記
ノズルと圧力室とを結ぶインク流路と、上記圧力室にイ
ンクを供給するインク供給路と、を有する基板と、少な
くとも上記圧力室を覆うプレートと、を有する基板ユニ
ットを有し、上記基板ユニットの前記ノズル形成面と反
対の面に、前記各圧力室に対応して複数の圧電素子が設
けられたインクジェットプリントヘッドの製造方法にお
いて、 基板にノズル形成領域側の圧力室幅がノズル形成領域側
と反対側の圧力室幅より小さく形成された圧力室をノズ
ル形成領域に中心を有する円状あるいは楕円状に形成す
る工程と、 上記基板の圧力室形成側にプレートを取り付ける工程
と、 ダミーガラス上に設けられたPZTを、ノズル形成領域
側の圧電素子幅がノズル形成側と反対側の圧電素子幅よ
り小さく形成された圧電素子形状にパターンニングし
て、複数の圧電素子を形成する工程と、 上記基板ユニットの前記ノズル形成面と反対の面に複数
の圧電素子を転写する工程と、 を有することを特徴とするインクジェットプリントヘッ
ドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12515494A JPH07329295A (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | インクジェットヘッド及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12515494A JPH07329295A (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | インクジェットヘッド及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07329295A true JPH07329295A (ja) | 1995-12-19 |
Family
ID=14903216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12515494A Pending JPH07329295A (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | インクジェットヘッド及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07329295A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1134321A (ja) * | 1997-07-17 | 1999-02-09 | Mita Ind Co Ltd | インクジェットヘッド |
-
1994
- 1994-06-07 JP JP12515494A patent/JPH07329295A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1134321A (ja) * | 1997-07-17 | 1999-02-09 | Mita Ind Co Ltd | インクジェットヘッド |
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