JPH09164672A - Ink jet recording device - Google Patents
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- JPH09164672A JPH09164672A JP32741395A JP32741395A JPH09164672A JP H09164672 A JPH09164672 A JP H09164672A JP 32741395 A JP32741395 A JP 32741395A JP 32741395 A JP32741395 A JP 32741395A JP H09164672 A JPH09164672 A JP H09164672A
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Classifications
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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
- 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
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、画像信号に応じて
インク滴を吐出して、紙等の記録媒体に記録するインク
ジェット記録装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus for ejecting ink droplets according to an image signal to record on a recording medium such as paper.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、静粛で高密度印字が可能なノンイ
ンパクトプリンタの中で、ノズル孔からインクを吐出さ
せて用紙に定着させるインクジェットプリンタが実用化
されている。その中でも圧電素子を用いて、その寸法変
位により、ノズル孔に連通されたインクチャンネルの容
積を変化せしめて、その容積減少時にインク室内のイン
クを吐出し、容積増大時にインクチャンネル内にインク
を導入するようにし、画像信号に応じて圧電素子に電圧
を印加して変形させて印字を行なうドロップオンデマン
ド方式のインクジェットプリンタが提案されている。2. Description of the Related Art Currently, among non-impact printers capable of quiet and high-density printing, an ink jet printer which ejects ink from a nozzle hole and fixes it on a sheet has been put into practical use. Among them, the piezoelectric element is used to change the volume of the ink channel communicated with the nozzle hole by its dimensional displacement, eject the ink in the ink chamber when the volume decreases, and introduce the ink into the ink channel when the volume increases. In this way, a drop-on-demand inkjet printer has been proposed in which a voltage is applied to a piezoelectric element in accordance with an image signal to deform the piezoelectric element for printing.
【0003】前述のようにインクを吐出させるインクジ
ェットヘッドの一例として、特開平6−143564号
公報に図8に示すものが開示されている。このインクジ
ェットヘッド60は、支持基板61、62の間に所定ピ
ッチで矢印D6方向に分極方向をそろえて圧電素子細片
63が並べられ、この支持基板と圧電素子細片63によ
って区切られた空間をチャンネルとしたものである。該
チャンネルを順にインクチャンネル64、ダミーチャン
ネル65としている。そして、各圧電素子細片63のチ
ャンネルに面する両側面に電極66を形成し、この電極
に電圧を印加して圧電素子細片に伸縮モードによる変形
を起こさせ、インクチャンネル64からインクを吐出さ
せる。特定のインクチャンネル64の側壁に当たる圧電
素子63を変形させてインクを吐出される際に、圧電素
子の変形が特定のインクチャンネルの両側のチャンネル
に対しても影響を及ぼすために、ダミーチャンネル65
が設けられている。このダミーチャンネルは、空隙又は
弾性部材が充填されている。この存在により、隣接する
インクチャンネル64への圧電素子63の変形の影響を
無くしていた。As an example of the ink jet head for ejecting the ink as described above, the one shown in FIG. 8 is disclosed in JP-A-6-143564. In this ink jet head 60, piezoelectric element strips 63 are arranged between support substrates 61 and 62 at a predetermined pitch in the direction of arrow D 6 so that the piezoelectric element strips 63 are arranged in a space defined by the support substrate and the piezoelectric element strips 63. Is a channel. The channels are the ink channel 64 and the dummy channel 65 in order. Then, electrodes 66 are formed on both side surfaces of the piezoelectric element strips 63 facing the channel, and a voltage is applied to the electrodes to cause the piezoelectric element strips to deform in the expansion / contraction mode to eject ink from the ink channel 64. Let When the piezoelectric element 63 that hits the side wall of the specific ink channel 64 is deformed and ink is ejected, the deformation of the piezoelectric element also affects the channels on both sides of the specific ink channel.
Is provided. The dummy channel is filled with a void or an elastic member. This presence eliminates the influence of the deformation of the piezoelectric element 63 on the adjacent ink channel 64.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記イ
ンクジェットヘッドでは、圧電素子細片によって区切ら
れた空間をインクチャンネル、ダミーチャンネル、イン
クチャンネルと順に繰り返しているので、インクチャン
ネル間のピッチが拡大するため、インクチャンネルに連
通されたノズル孔のピッチも拡大し、高解像度の印字を
行うためにノズルの高密度化を行なうことが困難であっ
た。However, in the ink jet head, the space partitioned by the piezoelectric element strips is repeated in the order of the ink channel, the dummy channel, and the ink channel, so that the pitch between the ink channels increases. In addition, the pitch of the nozzle holes communicating with the ink channels is also enlarged, and it has been difficult to increase the density of the nozzles for high resolution printing.
【0005】また、圧電素子を駆動してインクの吐出を
行なう際に、圧電素子が変形してインクチャンネル内の
インクに変位を与える力の一部がダミーチャンネルに逃
げるので効率が悪かった。さらに、変形したときにダミ
ーチャンネルに逃げる力の割合は常に一定という訳では
なく、特に多階調印字を行なう場合などその制御が非常
に難しかった。そこで、本発明においては、ノズルを高
密度に配置でき、隣接するインクチャンネルに変形の影
響を与えず、効率良く駆動でき且つ容易に制御できるイ
ンクジェット記録装置を提供することを課題とする。Further, when the piezoelectric element is driven to eject ink, part of the force that deforms the piezoelectric element and displaces the ink in the ink channel escapes to the dummy channel, which is inefficient. Further, the ratio of the force escaping to the dummy channel when it is deformed is not always constant, and its control is extremely difficult especially when performing multi-tone printing. Therefore, it is an object of the present invention to provide an ink jet recording apparatus in which nozzles can be arranged at a high density, the adjacent ink channels are not affected by deformation, can be efficiently driven, and can be easily controlled.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のインクジェット記録装置は、複数の突条部
が形成された剛体からなる第1基板と、該第1基板の突
条部の側壁に沿って配設され、電圧を印加することによ
り変形する圧電部材と、前記第1基板と平行に固着さ
れ、前記第1基板と近接する圧電部材との間にインクチ
ャンネルを形成する第2基板と、前記インクチャンネル
の容積を変化させ、前記インクチャンネル内のインクを
変位させてインクを吐出させるために、前記圧電部材に
電圧を印加する電源とを有する。In order to solve the above-mentioned problems, an ink jet recording apparatus of the present invention comprises a first substrate made of a rigid body having a plurality of ridges, and the ridges of the first substrate. Forming an ink channel between a piezoelectric member that is disposed along the side wall of the piezoelectric member and that is deformed by applying a voltage, and that is fixed in parallel with the first substrate and that is adjacent to the first substrate. It has two substrates and a power source for applying a voltage to the piezoelectric member in order to change the volume of the ink channel and displace the ink in the ink channel to eject the ink.
【0007】このインクジェット記録装置によれば、圧
電部材を変形させて、インクを吐出する際に圧電部材の
背面が剛体の突条部であるから、インクチャンネルとイ
ンクチャンネルの間にダミーチャンネルを設けなくとも
圧電部材の変形による連動変位を防止することができ、
インクチャンネルに連通されたノズルのピッチを細かく
高密度にすることができる。また、圧電部材を変形させ
て、インクを吐出する際に圧電部材の背面が剛体の突条
部であるので、その変形によるインクの押圧力をインク
チャンネル外に逃がすことなく、有効に利用することが
できる。According to this ink jet recording apparatus, since the back surface of the piezoelectric member is a rigid protrusion when the piezoelectric member is deformed to eject ink, a dummy channel is provided between the ink channels. It is possible to prevent interlocking displacement due to deformation of the piezoelectric member,
The pitch of the nozzles communicating with the ink channels can be made fine and high density. Also, when the piezoelectric member is deformed and ink is ejected, the back surface of the piezoelectric member is a rigid ridge, so the pressing force of the ink due to the deformation does not escape to the outside of the ink channel and can be used effectively. You can
【0008】また、前記第2基板は、前記第1基板の突
条部の上面にとの間で固着されているものであっても良
い。この場合、第1基板と第2基板との取り付けが確実
になり、剛性を増すのでインク吐出のときの圧電部材の
変形に伴う振動が更に伝わりにくくなり、連動変位防止
に極めて有効である。The second substrate may be fixed to the upper surface of the protrusion of the first substrate. In this case, the first substrate and the second substrate are securely attached to each other, and the rigidity is increased, so that the vibration due to the deformation of the piezoelectric member at the time of ink ejection is further difficult to be transmitted, which is extremely effective in preventing the interlocking displacement.
【0009】さらに、前記圧電部材は、前記インクチャ
ンネルに向かう方向に分極するよう配置され、インクチ
ャンネルと対向する面と突条部と対向する面に電極を有
し、前記電源手段は、分極方向と同一方向に電界が発生
するように電圧を印加するようにしても良い。このよう
に配置することによって、同じような条件で圧電部材を
駆動した場合に比べ、インクチャンネルの容積変化を大
きく、圧電部材を効率良く使用できる。Further, the piezoelectric member is arranged so as to be polarized in a direction toward the ink channel, and has electrodes on a surface facing the ink channel and a surface facing the ridge, and the power supply means is polarized in the polarization direction. The voltage may be applied so that an electric field is generated in the same direction as. By arranging in this way, compared with the case where the piezoelectric member is driven under the same conditions, the volume change of the ink channel is large and the piezoelectric member can be used efficiently.
【0010】さらにまた、前記第2基板を圧電体で形成
しても良い。この場合、インクチャンネルを構成する側
面に加え、基板の一面をも変形させることができるよう
になるので、作用面が大きくなり、インクチャンネルの
容積変化を大きくすることができる。また、作用面を大
きくすることができるので、低電圧による駆動が可能と
なる。さらに、1面変形させるか2面変形させるか、3
面変形させるかによって、インクの吐出量を3段階に調
節でき、階調表現が可能となる。Furthermore, the second substrate may be formed of a piezoelectric material. In this case, not only the side surface forming the ink channel but also one surface of the substrate can be deformed, so that the working surface becomes large and the volume change of the ink channel can be made large. Further, since the working surface can be increased, it is possible to drive at a low voltage. Furthermore, whether to deform one side or two sides, 3
Depending on whether the surface is deformed, the ink ejection amount can be adjusted in three stages, and gradation expression can be performed.
【0011】加えて、前記インクチャンネルの容積を変
形させる圧電体は、所定の電圧を印加したときインクチ
ャンネルの体積変化が各変形箇所毎に異なるようにして
も良い。この場合、各作用面毎にインクの吐出量を変え
ることができ、各作用面ともON/OFFの制御しかし
なくても、その組み合わせで7通りの吐出量の変化を持
たせることができ、多階調の印字を行なう際には、特に
有効である。In addition, in the piezoelectric body that deforms the volume of the ink channel, the volume change of the ink channel when a predetermined voltage is applied may be different at each deformed portion. In this case, it is possible to change the ink ejection amount for each working surface, and even if only ON / OFF control is performed for each working surface, it is possible to give 7 different kinds of changes in the ejection amount. This is particularly effective when printing gradations.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の第1の実
施の形態によるインクジェットヘッド12を取り付けた
インクジェット記録装置1の全体構成を概略的に示した
ものである。このインクジェット記録装置1は大別し
て、コネクタ2aを備えた電源部2と、駆動系3と、メ
カコントローラ4と、メモリ5と、コントローラ6と、
インク供給部7と、スキャンキャリッジ8と、給紙部9
と、ケース10と、操作パネル11とから構成されてい
る。前記スキャンキャリッジ8は、通紙方向(矢符a方
向)に直交する方向(図1において図面の表裏方向)に
スキャン可能になっており、その内部にはブラック、シ
アン、マゼンタ、及びイエローの各色用に4つのインク
ジェットヘッド12が通紙方向に沿い、且つノズル孔1
3を下方に向けて配置されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 schematically shows the overall configuration of an inkjet recording apparatus 1 equipped with an inkjet head 12 according to a first embodiment of the present invention. The inkjet recording apparatus 1 is roughly classified into a power source section 2 having a connector 2a, a drive system 3, a mechanical controller 4, a memory 5, a controller 6, and
Ink supply unit 7, scan carriage 8, paper feed unit 9
And a case 10 and an operation panel 11. The scan carriage 8 is capable of scanning in a direction (front and back direction of the drawing in FIG. 1) orthogonal to the sheet passing direction (arrow a direction), and inside thereof, black, cyan, magenta, and yellow colors are provided. Four ink jet heads 12 are arranged along the paper feeding direction for
It is arranged with 3 facing downward.
【0013】前記インクジェットヘッド12は、図2に
示すように、上面には第2基板に相当する非圧電部材か
らなる天板14を備え、下面にも同様に第1基板に相当
する非圧電部材からなる後述する突条部23を有する基
板15を備えている。この天板14と基板15とは、イ
ンクチャンネルの骨格となるユニットで剛性体からな
る。望ましくは、ヤング率が1.5×109N/m2以上
で、且つ、絶縁性の材質である。この実施の形態では、
天板14は、非圧電部材であるアルミナ(Al2O3)の
プレートが用いられており、基板15は、非導電性部材
であるノリタケ社製品のステアタイトを加工したものが
用いられている。前記天板14と基板15の間には、図
3に示すように隔壁部24によって、複数のインクチャ
ンネル16が分割形成されている。これらのインクチャ
ンネル16は、図3に示すように、天板14の幅方向に
所定のピッチで形成され、図2に示す天板14の長手方
向にそれぞれ平行に伸びている。As shown in FIG. 2, the ink jet head 12 has a top plate 14 made of a non-piezoelectric member corresponding to the second substrate on the upper surface thereof, and a non-piezoelectric member corresponding to the first substrate on the lower surface thereof. The substrate 15 is provided with a ridge portion 23 described later. The top plate 14 and the substrate 15 are units that form the skeleton of the ink channel and are made of a rigid body. Desirably, it is an insulating material having a Young's modulus of 1.5 × 10 9 N / m 2 or more. In this embodiment,
The top plate 14 is a plate of alumina (Al 2 O 3 ) which is a non-piezoelectric member, and the substrate 15 is a non-conductive member of Steatite which is a product of Noritake Co. . A plurality of ink channels 16 are formed between the top plate 14 and the substrate 15 by partition walls 24 as shown in FIG. As shown in FIG. 3, these ink channels 16 are formed at a predetermined pitch in the width direction of the top plate 14 and extend in parallel with the longitudinal direction of the top plate 14 shown in FIG.
【0014】インクジェットヘッド12の前面には、各
インクチャンネル16と対応する位置にノズル孔13が
形成されたノズルプレート17が接着固定されている。
また、バックプレート18が天板14と基板15の後端
部側面に接着固定されている。前記バックプレート18
の後方にはインクマニホールド19が設けられており、
図1に示すインク供給部7にインク供給路20で接続さ
れている。前記バックプレート18には、インクマニホ
ールド19からインクチャンネル16にインクを供給す
るためのインク供給口21が設けられている。隔壁部2
4の圧電体25を変形させるための後述する電極26と
接続される配線22が基板15にプリントされ、バック
プレート18後方の外部に引き出されている。このよう
なインクチャンネル16を構成要素とするインクジェッ
トヘッド12が各色毎に設けられ、それぞれ支持基板2
8の上に固着されて保持されている。A nozzle plate 17 having nozzle holes 13 formed at positions corresponding to the respective ink channels 16 is adhesively fixed to the front surface of the ink jet head 12.
Further, the back plate 18 is adhesively fixed to the top plate 14 and the rear end side surface of the substrate 15. The back plate 18
An ink manifold 19 is provided behind the
An ink supply path 20 is connected to the ink supply unit 7 shown in FIG. The back plate 18 is provided with an ink supply port 21 for supplying ink from the ink manifold 19 to the ink channel 16. Partition part 2
A wiring 22 connected to an electrode 26, which will be described later, for deforming the piezoelectric body 25 of No. 4 is printed on the substrate 15 and is drawn out to the outside behind the back plate 18. An ink jet head 12 having such an ink channel 16 as a constituent element is provided for each color, and each of the supporting substrates 2 is provided.
It is fixedly held on top of No. 8.
【0015】前記隔壁部24は、図3に示すように基板
15の上面に紙面の表裏方向に尾根状に一体に形成され
た突条部23と、該突条部23の両側に配置された二つ
の圧電体25a、25bとからなる。前記圧電体25
a、25bは、チタン酸ジルコン酸鉛(略称PZT)か
らなり、その分極方向が図3に矢印D1、D2で示す前記
天板14及び基板15と平行でインクチャンネル16に
向かう方向になるように配置されている。圧電部材であ
る前記圧電体25a、25bには、インクチャンネル1
6に対向する面に設けられた表面電極26aと突条部2
3と対向する面に設けられた背面電極26bとからなる
電極26が設けられている。As shown in FIG. 3, the partition wall portion 24 is formed on the upper surface of the substrate 15 in the form of a ridge in the front and back direction of the paper, and is arranged on both sides of the ridge portion 23. It is composed of two piezoelectric bodies 25a and 25b. The piezoelectric body 25
Reference symbols a and 25b are made of lead zirconate titanate (abbreviated as PZT), and the polarization direction thereof is parallel to the top plate 14 and the substrate 15 shown by arrows D 1 and D 2 in FIG. Are arranged as follows. The ink channel 1 is provided in the piezoelectric bodies 25a and 25b which are piezoelectric members.
6, the surface electrode 26a and the ridge 2 provided on the surface facing 6
3 is provided with an electrode 26 including a back electrode 26b provided on the surface facing the No. 3 electrode.
【0016】前記基板15と前記天板14との接着は、
インクジェットヘッド12の骨格となるものであり、連
動変位防止の重要な役割をもつものであるから、図示せ
ぬ両端部分で確実に固着する。さらに、基板15の突条
部23の上面30と天板14の下面とを接着固定して、
全体の剛性を増すと共に、突条部23自身の剛性をも増
加させる。圧電体25a、25bについては、その変位
を妨げる強固な接着は行わない。具体的に述べると、圧
電体25a、25bとその周囲の基板15、天板14及
び後述するノズルプレート17、バックプレート18と
の間には、インクの回り込みを防止するために低弾性シ
ール剤、例えば、セメダイン株式会社のニトリル系54
0(エラストマー接着剤)を充填するか、または、柔軟
性のある接着剤で弾性接着を行なう。この実施形態にお
いては、柔軟性を有する接着剤、例えば、コニシ株式会
社のE30H接着剤で、約25μmの接着層27を設け
て接着されている。以上のように、天板14と、突条部
23を有する基板15と、電極26を有する圧電体25
a、25bとからなるヘッドユニットが構成される。The adhesion between the substrate 15 and the top plate 14 is
Since it serves as the skeleton of the inkjet head 12 and plays an important role in preventing interlocking displacement, it is securely fixed at both end portions (not shown). Further, the upper surface 30 of the ridge 23 of the substrate 15 and the lower surface of the top plate 14 are bonded and fixed,
In addition to increasing the overall rigidity, the rigidity of the protrusion 23 itself is also increased. The piezoelectric bodies 25a and 25b are not firmly bonded to prevent their displacement. More specifically, a low-elasticity sealant is provided between the piezoelectric bodies 25a and 25b and the surrounding substrate 15, the top plate 14, the nozzle plate 17 and the back plate 18, which will be described later, in order to prevent ink from wrapping around. For example, nitrile 54 of Cemedine Co., Ltd.
0 (elastomer adhesive) is filled, or elastic adhesion is performed with a flexible adhesive. In this embodiment, a flexible adhesive, for example, E30H adhesive manufactured by Konishi Co., Ltd., is used to bond the adhesive layer 27 having a thickness of about 25 μm. As described above, the top plate 14, the substrate 15 having the protrusions 23, and the piezoelectric body 25 having the electrodes 26 are provided.
A head unit including a and 25b is configured.
【0017】ここで、本実施の形態においては、第1の
圧電体25aの分極方向D1と、第2の圧電体25bの
分極方向D2とは、この図に示すように180度反転さ
せて配列している。圧電体25a、25bをこのように
配列することによって、第1の圧電体25aの背面電極
26bと突条部23を介して隣接した第2の圧電体25
bの背面電極26bを接続することで等電位にする(共
通にする)ことができる。背面電極を共通(例えば接
地)にしたとしても、インクチャンネル16側の表面電
極26aのみをコントロールすることによって、各々の
圧電体25の変位を制御できる。また、背面電極26b
を別々に配線するのに比べ、配線の数を少なくでき、ま
た、配線を太くすることができる。[0017] Here, in the present embodiment, the polarization direction D 1 of the first piezoelectric 25a, and the polarization direction D 2 of the second piezoelectric 25b, is inverted 180 degrees as shown in FIG. Are arranged. By arranging the piezoelectric bodies 25a and 25b in this manner, the second piezoelectric body 25 adjacent to the back electrode 26b of the first piezoelectric body 25a via the protrusion 23 is formed.
It is possible to make them equipotential (common) by connecting the back electrode 26b of b. Even if the back electrode is shared (for example, grounded), the displacement of each piezoelectric body 25 can be controlled by controlling only the surface electrode 26a on the ink channel 16 side. Also, the back electrode 26b
The number of wirings can be reduced and the wirings can be made thicker than the case where wirings are separately provided.
【0018】また、前記基板15、天板14、圧電体2
5a、25b及び電極26a等からなるインクチャンネ
ル16内の表面でインクと直接接触する部分について絶
縁性のオーバーコート処理を施しておく。これにより、
電極26aの耐久性が向上するとともに、隔壁部24の
圧電体25a、25bにインクが浸透して低抵抗化し、
実効電圧がかからなくなり変形量が低下すると言った不
都合を防止する。さらに、非絶縁性のインクを用いたと
してチャンネル内が同電位になることなく、個々に圧電
体25a、25bが制御できる。言い換えると、非絶縁
性のインクも使用可能となる。このオーバーコート処理
は、樹脂を塗布またはスプレーするか、無機物をスパッ
タリングやCVDで付着させる。The substrate 15, the top plate 14, and the piezoelectric body 2 are also provided.
An insulating overcoat treatment is applied to a portion of the surface of the ink channel 16 including the electrodes 5a and 25b and the electrode 26a that is in direct contact with the ink. This allows
While the durability of the electrode 26a is improved, the ink penetrates into the piezoelectric bodies 25a and 25b of the partition wall portion 24 to reduce the resistance,
The inconvenience that the effective voltage is not applied and the deformation amount is reduced is prevented. Furthermore, even if the non-insulating ink is used, the piezoelectric bodies 25a and 25b can be individually controlled without having the same potential inside the channel. In other words, non-insulating ink can also be used. In this overcoat treatment, a resin is applied or sprayed, or an inorganic substance is attached by sputtering or CVD.
【0019】次に、図4を参照して、インクチャンネル
16からインクを吐出する際の動作について述べる。こ
こでは説明の簡便化のため、マルチチャンネルの内の1
つのチャンネルの動作のみ図示したが、他のインクチャ
ンネル16についても同様である。電圧を印加する前の
状態の第1の圧電体25aを実線41aで、第2の圧電
体25bを実線41bで示す。第1の圧電体25aの分
極方向は、図中に矢印D1で示す方向であり、第2の圧
電体25bの分極方向は、図中に矢印D2で示す方向で
ある。Next, with reference to FIG. 4, the operation of ejecting ink from the ink channel 16 will be described. For simplicity of explanation, one of the multi-channels is used here.
Only the operation of one channel is shown, but the same applies to the other ink channels 16. The first piezoelectric body 25a before applying a voltage is shown by a solid line 41a, and the second piezoelectric body 25b is shown by a solid line 41b. The polarization direction of the first piezoelectric body 25a is the direction shown by arrow D 1 in the figure, and the polarization direction of the second piezoelectric body 25b is the direction shown by arrow D 2 in the figure.
【0020】各々の圧電体25a、25bの背面の電極
26bを接地し、それぞれインクチャンネル側の電極2
6aに負の電圧を印加する。すると、第1の圧電体25
aは、矢印E1方向に電界が形成され、図中に破線42
aで示す形に厚み方向の伸縮モード(d33モード)で
変形する。第2の圧電体も矢印E2方向に電界が形成さ
れ、図中に破線42bで示す形に変形する。このとき、
それぞれの圧電体25a、25bの背面は剛性のある突
条部23になっており、隣接するインクチャンネル16
に変形の影響を与えない。加えて、圧電体25a、25
bの変形量をすべて当該インクチャンネル16の容積の
減少に利用することができ、非常に効率が良い。The electrodes 26b on the back surface of each of the piezoelectric bodies 25a and 25b are grounded, and the electrodes 2 on the ink channel side are respectively connected.
A negative voltage is applied to 6a. Then, the first piezoelectric body 25
In a, an electric field is formed in the direction of arrow E 1 and a broken line 42
It deforms in the shape indicated by a in the expansion / contraction mode (d33 mode) in the thickness direction. An electric field is also formed in the direction of arrow E 2 in the second piezoelectric body, and the second piezoelectric body is deformed into the shape shown by the broken line 42b in the figure. At this time,
The back surface of each piezoelectric body 25a, 25b is a ridge portion 23 having rigidity, and the adjacent ink channel 16
Does not affect the deformation. In addition, the piezoelectric bodies 25a, 25
All of the deformation amount of b can be used for the reduction of the volume of the ink channel 16, which is very efficient.
【0021】その結果、インクチャンネル16の容積が
急激に減少し、インクチャンネル16に充填されたイン
クが加圧されてノズル孔13からインク滴が吐出され
る。本実施形態では、圧電体25a、25bと天板1
4、基板15との間及び、圧電体25a、25bとノズ
ルプレート17、バックプレート18の間は、前述した
柔軟性を有する弾性接着剤が充填され、圧電体の伸長時
にもインクが側面に回り込むのを規制している。したが
って、圧力のロスも少なく効率良くインク滴を吐出する
ことができる。As a result, the volume of the ink channel 16 is rapidly reduced, the ink filled in the ink channel 16 is pressurized, and an ink droplet is ejected from the nozzle hole 13. In the present embodiment, the piezoelectric bodies 25a and 25b and the top plate 1
4, the space between the substrate 15 and the space between the piezoelectric bodies 25a and 25b and the nozzle plate 17 and the back plate 18 is filled with the elastic adhesive having flexibility described above, and the ink wraps around to the side surface even when the piezoelectric body extends. Is regulated. Therefore, ink loss can be efficiently ejected with little pressure loss.
【0022】次に、電圧の印加を終えると第1の圧電体
25a、第2の圧電体25bともに破線42a、42b
で示す状態から元の実線41a、41bで示す状態に戻
る。このときインクチャンネル16内は容積の膨張によ
る圧力の減少が起こり、インク供給口21からこれに見
合う量、即ち吐出した量のインクが補給される。以上の
ように、電圧のON−OFFを印字内容に応じた規定の
パルス波の組み合わせで各インクチャンネル16の圧電
体25a、25bに与えることにより、マルチノズルに
よる印字が可能となる。Next, when the voltage application is completed, the first piezoelectric body 25a and the second piezoelectric body 25b are broken lines 42a and 42b.
The state shown by is returned to the state shown by the original solid lines 41a and 41b. At this time, the pressure in the ink channel 16 is reduced due to the expansion of the volume, and the ink is supplied from the ink supply port 21 in an amount commensurate with this, that is, in the ejected amount. As described above, by applying ON / OFF of the voltage to the piezoelectric bodies 25a and 25b of each ink channel 16 with a combination of prescribed pulse waves according to the printing content, printing by multi-nozzle becomes possible.
【0023】尚、本件実施形態においては、インクジェ
ットヘッドの両端部分において基板15と天板14とを
確実に固定し、さらに突条部23の上面30と天板14
を接着する構成としたが、必ずしも突条部23の上面3
0と天板14とを接着する必要はない。但し、連動変位
防止の点から突条部23と天板14とを接着することが
望ましい。また、突条部23と天板14とが当接してい
なくても良い。突条部23と天板14を接着しない場合
については、特に、圧電体25a、25bと天板14及
び基板15等と弾性接着剤等で確実に接着してインクチ
ャンネル16を密閉しておくべきである。In this embodiment, the substrate 15 and the top plate 14 are securely fixed at both ends of the ink jet head, and the upper surface 30 of the ridge 23 and the top plate 14 are fixed.
However, the upper surface 3 of the protrusion 23 is not always
It is not necessary to bond 0 and the top plate 14. However, it is desirable to bond the ridge 23 and the top plate 14 from the viewpoint of preventing interlocking displacement. Further, the protrusion 23 and the top plate 14 may not be in contact with each other. When the protrusion 23 and the top plate 14 are not adhered to each other, the ink channels 16 should be sealed by securely adhering the piezoelectric bodies 25a and 25b to the top plate 14, the substrate 15, etc. with an elastic adhesive or the like. Is.
【0024】次にインクジェットヘッド12の製造方法
について、図5及び図6を参照して説明する。図5は第
1の製法を示す。まず初めに、図5(a)に示すよう
に、アルミナ等からなる天板14に、前述した弾性接着
剤を全面に所定の厚み(約25μm)を持たせて塗布し
て接着層27を設け、その上に矢印D方向に分極方向を
もつ圧電体25を取り付けて一体化し、部品32とす
る。ここで、天板14の長さは、インクチャンネル16
の長さの1/2つまり、圧電体25の分極方向と直交す
る方向の天板の長さが圧電体25の1/2になってい
る。Next, a method of manufacturing the ink jet head 12 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows the first manufacturing method. First, as shown in FIG. 5A, the above-mentioned elastic adhesive is applied to the top plate 14 made of alumina or the like so as to have a predetermined thickness (about 25 μm), and the adhesive layer 27 is provided. Then, a piezoelectric body 25 having a polarization direction in the direction of arrow D is attached thereon and integrated to form a component 32. Here, the length of the top plate 14 is the ink channel 16
1/2, that is, the length of the top plate in the direction orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric body 25 is 1/2 of the piezoelectric body 25.
【0025】次に、図5(a)に示す部品32をダイサ
ー等の切削加工手段を用いて、図5(b)に示すような
形に圧電体25及び天板14との接着層27を含めて一
直線に溝を切るように切削して、圧電体である圧電体2
5を個々に尾根状に独立させ、部品33とする。このと
き、圧電体25を切削する切削幅は、インクチャンネル
16の幅と、独立した第1の圧電体25a、第2の圧電
体25bの厚みと、突条部23の厚みの合計の長さであ
る。Next, the component 32 shown in FIG. 5 (a) is cut with a cutting means such as a dicer to form an adhesive layer 27 with the piezoelectric body 25 and the top plate 14 in a shape as shown in FIG. 5 (b). Piezoelectric body 2 that is a piezoelectric body that is cut along a straight line
5 are individually made into a ridge shape to form a part 33. At this time, the cutting width for cutting the piezoelectric body 25 is the total length of the width of the ink channel 16, the thickness of the independent first piezoelectric body 25a, the thickness of the second piezoelectric body 25b, and the thickness of the protrusion 23. Is.
【0026】続いて、図5(b)に示す部品33の独立
した圧電体25に電極26を取り付ける。まず、天板1
4部分についてマスキングを施す。圧電体25が取り付
けられ天板25に凸凹が形成された面にスパッタリング
やメッキ法等によりAuまたは(Ni,Cr)膜を付着
させる。その後、独立させた圧電体25の前面部分及び
後面部分、即ちノズルプレート17やバックプレート1
8が接着される圧電体25の面と、圧電体25の上面部
30にスパッタリング等で形成された電極部分26を、
研磨または切削により金属膜部分を取り除く。Subsequently, the electrode 26 is attached to the independent piezoelectric body 25 of the component 33 shown in FIG. 5 (b). First, the top plate 1
Masking is applied to 4 parts. An Au or (Ni, Cr) film is attached to the surface of the top plate 25 on which the piezoelectric body 25 is attached and the projections and depressions are formed by sputtering or plating. Thereafter, the front surface portion and the rear surface portion of the independent piezoelectric body 25, that is, the nozzle plate 17 and the back plate 1 are separated.
The surface of the piezoelectric body 25 to which 8 is adhered and the electrode portion 26 formed by sputtering or the like on the upper surface portion 30 of the piezoelectric body 25,
The metal film part is removed by polishing or cutting.
【0027】このようにして電極26が付着された櫛歯
状の部品を2つ作成して、一方の部品を天板14の法線
方向を軸として180度回転させ、図5(c)に示すよ
うに、天板14が1枚になるように櫛歯状に突出した圧
電体25を互いに嵌め合わせて接合し、一体化部品31
を作成する。このように2つの部品33を接合する際、
接続部分からインク漏れが発生しないように、また、剛
性を高めるためにも、特に天板14同士を確実に接着す
る。さらに、一方の部品33の圧電体25と他方の部品
33の天板14とは、前述した弾性接着剤で変形を規制
しないように接着する。In this way, two comb-tooth-shaped parts to which the electrodes 26 are attached are formed, and one of the parts is rotated 180 degrees about the normal line direction of the top plate 14 as shown in FIG. 5 (c). As shown, the piezoelectric members 25 protruding in a comb shape so that the number of the top plates 14 is one are fitted and joined to each other, and the integrated component 31 is formed.
Create When joining the two parts 33 in this way,
In order to prevent ink from leaking from the connecting portion and to increase the rigidity, the top plates 14 are particularly firmly bonded to each other. Further, the piezoelectric body 25 of the one component 33 and the top plate 14 of the other component 33 are bonded by the elastic adhesive described above so as not to restrict the deformation.
【0028】2つの部品33を接着するとき、切断され
た圧電体25からなる圧電体25a、25bの分極方向
D1、D2の始点側(矢符の向いていない側)同士が向か
い合っている空間には、突条部23が嵌め合わされる。
一方、圧電体25a、25bの分極方向D1、D2の終点
側(矢符が向いている側)同士が向かい合っている空間
がインクチャンネル16にあたる。よって、2つの櫛歯
状の部品を接合する際に、適切な間隔が得られるように
位置決めして接合するようにしておく。以上のようにし
て、図5(c)にその斜視図を示すように、その両面に
電極26を設けた圧電体25a、25bと、天板14と
を一体化させた一体化部品31を作成する。When the two parts 33 are bonded together, the starting points of the polarization directions D 1 and D 2 of the piezoelectric bodies 25a and 25b formed of the cut piezoelectric body 25 (the sides not facing the arrows) face each other. The ridge 23 is fitted in the space.
On the other hand, the ink channel 16 is a space in which the end points of the polarization directions D 1 and D 2 of the piezoelectric bodies 25a and 25b (the sides where the arrows point) face each other. Therefore, when joining the two comb-teeth-shaped components, they should be positioned and joined so that an appropriate interval can be obtained. As described above, as shown in the perspective view of FIG. 5 (c), the integrated component 31 in which the piezoelectric bodies 25a and 25b having the electrodes 26 on both surfaces thereof and the top plate 14 are integrated is prepared. To do.
【0029】一方、基板15は、図5(d)に示すよう
に、前述したノリタケ社製品のステアタイトの平板を突
条部23を残して削り取ることにより形成する。具体的
には、前記ステアタイトの平板をインクチャンネル16
と圧電体25a、25bの幅をダイサーで一直線の溝状
に削り取り、突条部23の間隔をあけて再度インクチャ
ンネル16と圧電体25a、25bの幅を削り取る。同
様にこの動作を繰り返し行い、上面に突条部23が突出
した断面櫛状の基板15が形成される。この基板15に
前述した配線22をプリントする。On the other hand, as shown in FIG. 5D, the substrate 15 is formed by scraping off the above-mentioned steatite flat plate of the Noritake Co. product leaving the ridge 23. Specifically, the steatite plate is used as the ink channel 16.
Then, the widths of the piezoelectric bodies 25a and 25b are shaved in a straight groove shape with a dicer, and the widths of the ink channels 16 and the piezoelectric bodies 25a and 25b are shaved again at intervals of the protrusions 23. Similarly, this operation is repeated to form the substrate 15 having a comb-shaped cross section with the protrusion 23 protruding from the upper surface. The wiring 22 described above is printed on the substrate 15.
【0030】前記一体化部品31にこの基板15を嵌合
してこの突条部23の上面30と天板14を接着すると
共に、図示しない両端部分において天板14を含む一体
化部品31と基板15とを確実に固着する。又、圧電体
25a、25bの上面部30と基板15とを前述した接
着剤で接着層27の幅を持たせて接着し、図3に示す断
面のインクチャンネル16が形成される。そして、各電
極26からワイヤーボンディング等の方法で配線22と
結線して外部に引き出し、これにノズルプレート17
と、バックプレート18及びインク供給路20等を取り
付けインクジェットヘッド12ができる。The upper surface 30 of the protrusion 23 and the top plate 14 are bonded by fitting the substrate 15 to the integrated component 31, and the integrated component 31 and the substrate including the top plate 14 at both ends (not shown). 15 is firmly fixed. Further, the upper surface portions 30 of the piezoelectric bodies 25a and 25b and the substrate 15 are adhered to each other with the adhesive layer 27 having the width of the adhesive layer 27 to form the ink channel 16 having the cross section shown in FIG. Then, each electrode 26 is connected to the wiring 22 by a method such as wire bonding and drawn out to the outside, and the nozzle plate 17
Then, the back plate 18 and the ink supply path 20 are attached to form the inkjet head 12.
【0031】このとき、圧電体25a、25bの背面電
極26bと突条部23とが当接する面については、特に
接着する必要はない。又、圧電体25a、25bと基板
15との間及びノズルプレート17、バックプレート1
8との間は、弾性接着剤で接着する代わりに低弾性シー
ル剤を充填しても良い。さらに、一体化部品31と基板
15とを嵌合し接着した段階でインクチャンネル16内
部をオーバーコートするようにしても良い。オーバーコ
ートすることによって、インクに電極26が腐食された
り、インクが圧電体25a、25bに浸透するといった
ことが防げ、耐久性が向上する。絶縁性のオーバーコー
トをした場合、インクチャンネル16の両圧電体25
a、25bを独立して駆動する場合、それぞれの表面電
極26aが導通し等電位になることがないので特に有効
である。At this time, it is not necessary to bond the surfaces of the piezoelectric bodies 25a and 25b where the back electrodes 26b and the ridges 23 come into contact with each other. In addition, between the piezoelectric bodies 25a and 25b and the substrate 15, the nozzle plate 17, the back plate 1
A space between 8 and 8 may be filled with a low-elasticity sealant instead of being bonded with an elastic adhesive. Furthermore, the inside of the ink channel 16 may be overcoated when the integrated component 31 and the substrate 15 are fitted and bonded. By overcoating, it is possible to prevent the electrode 26 from being corroded by the ink and the ink from penetrating into the piezoelectric bodies 25a and 25b, and the durability is improved. When an insulating overcoat is applied, both piezoelectric bodies 25 of the ink channel 16
When a and 25b are driven independently, it is particularly effective because the surface electrodes 26a of each do not become conductive and become equipotential.
【0032】以上のように、図5(c)に示す天板14
と圧電体25a、25bとを一体化させた一体化部品3
1を用いて組み立て時の部品点数を減らすことにより、
各インクチャンネル16毎に個別に基板15の突条部2
3の両側に電極26が形成された圧電体25a、25b
を配置するのに比べ、組み立て性が格段に向上する。こ
の天板14−圧電体25a、25b一体化部品31と突
条部23を有する基板15とを嵌合接着することで、図
2に示すマルチインクチャンネルが簡単に形成できる。As described above, the top plate 14 shown in FIG.
Integrated component 3 in which the piezoelectric body 25a and the piezoelectric body 25b are integrated
By using 1 to reduce the number of parts during assembly,
The ridge portion 2 of the substrate 15 is individually provided for each ink channel 16.
Piezoelectric bodies 25a, 25b having electrodes 26 formed on both sides of 3
Assembleability is significantly improved as compared with the case of arranging. The multi-ink channel shown in FIG. 2 can be easily formed by fitting and adhering the top plate 14-piezoelectric body 25a, 25b integrated component 31 and the substrate 15 having the protrusion 23.
【0033】図6は、前記第1の製法とは異なる第2の
製法を示す。尚、前記第1の製法においては、インクチ
ャンネル16の両側の圧電体25a、25bの分極方向
D1、D2が共にインクチャンネル16の方向を向くよう
にして作成した。しかし、圧電体25a、25bの分極
方向を必ずしも常にインクチャンネル方向としなくても
良い。したがって、図6(a)に示すように、分極方向
が図中に矢符Dで示す圧電体25と、接着面が前記圧電
体とほぼ同じ大きさの天板14とを前述と同様にして接
着層27を設けて接着する。FIG. 6 shows a second manufacturing method different from the first manufacturing method. In the first manufacturing method, the polarization directions D 1 and D 2 of the piezoelectric bodies 25a and 25b on both sides of the ink channel 16 are both directed toward the ink channel 16. However, the polarization direction of the piezoelectric bodies 25a and 25b does not always have to be the ink channel direction. Therefore, as shown in FIG. 6A, the piezoelectric body 25 whose polarization direction is indicated by the arrow D in the drawing and the top plate 14 whose bonding surface has substantially the same size as the piezoelectric body are processed in the same manner as described above. An adhesive layer 27 is provided and adhered.
【0034】図6(b)に示すように、この接着された
部品からダイサー等で接着層27を含めて圧電体25を
溝状に切削する。このとき、圧電体25を切削する幅
は、インクチャンネル16の幅と、突条部23に相当す
る幅とを交互に切削する。更に、前述と同様に電極36
を圧電体25に付着させ、天板14と圧電体25とを一
体化させた部品を作成する。また、前述と同様に上面に
突条部23が突出した基板15を切削によって作成し、
この基板15を前記天板14と圧電体25とを一体化さ
せた部品に嵌合し接着すると、図6(c)にその断面を
示すヘッドユニットができる。さらに、このヘッドユニ
ットにインクチャンネル16内にオーバーコートしてイ
ンクチャンネルの表面電極36aの絶縁処理を施し、各
電極から外部に配線し、これにノズルプレート17と、
バックプレート18等を取り付けインクジェットヘッド
12ができる。As shown in FIG. 6B, the piezoelectric body 25 including the adhesive layer 27 is cut into a groove shape from the adhered parts by using a dicer or the like. At this time, the piezoelectric body 25 is cut so that the width of the ink channel 16 and the width corresponding to the protrusion 23 are cut alternately. Further, the electrode 36
Is attached to the piezoelectric body 25 to form a part in which the top plate 14 and the piezoelectric body 25 are integrated. Further, similarly to the above, the substrate 15 having the protrusion 23 projected on the upper surface is formed by cutting,
When this substrate 15 is fitted and adhered to a component in which the top plate 14 and the piezoelectric body 25 are integrated, a head unit whose cross section is shown in FIG. 6C is formed. Further, the head unit is overcoated inside the ink channel 16 to insulate the surface electrode 36a of the ink channel, and wiring is provided from each electrode to the outside.
The back plate 18 and the like are attached to form the inkjet head 12.
【0035】この場合、図5に示す方法に比べて、製造
の工程が減少し、製造が容易である。ただし、この場合
は、インクチャンネル16内の絶縁性のオーバーコート
をすることを必須とするか、又は、絶縁性のインクに使
用を限定する必要がある。なぜなら、圧電体25cの分
極方向が同じ方向を向いているため、インクチャンネル
16内の対向する表面電極36aに電圧を印加する際、
インクチャンネル16内の電位が同電位になり、圧電体
25cが変位しなくなるといった不都合を防ぐためであ
る。In this case, compared with the method shown in FIG. 5, the number of manufacturing steps is reduced and the manufacturing is easy. However, in this case, it is necessary to make an insulating overcoat in the ink channel 16, or it is necessary to limit the use to an insulating ink. Because the polarization directions of the piezoelectric bodies 25c are the same, when applying a voltage to the opposing surface electrodes 36a in the ink channel 16,
This is to prevent the inconvenience that the potential inside the ink channel 16 becomes the same potential and the piezoelectric body 25c does not displace.
【0036】図7に別の実施形態の構成を示す。前記第
1の実施形態の図4に相当するもので、1つのインクチ
ャンネル16に注目した概略断面図を示す。第1の実施
形態との違いは、天板14についても分極した圧電部材
である圧電体Rを用いて構成した点にある。これによ
り、この実施形態では、上面と左右両面の3壁面をイン
ク吐出の駆動源として用いることができ、インクチャン
ネル16の容積変化量のさらなる増大が図れる。さら
に、積極的にこの利点を利用することによって、インク
チャンネル16内の容積量の変化を多段階制御すること
が可能となる。FIG. 7 shows the configuration of another embodiment. 4 is a schematic cross-sectional view corresponding to FIG. 4 of the first embodiment and focusing on one ink channel 16. The difference from the first embodiment is that the top plate 14 is also configured by using a piezoelectric body R which is a polarized piezoelectric member. As a result, in this embodiment, the three wall surfaces of the upper surface and the left and right sides can be used as drive sources for ink ejection, and the volume change amount of the ink channel 16 can be further increased. Further, by positively utilizing this advantage, it becomes possible to control the change of the volume in the ink channel 16 in multiple stages.
【0037】したがって、この実施形態によると、多階
調印字に必要な高精度且つ再現性に影響を与えるインク
の吐出量を多段階に制御することが容易になる。一つの
インクチャンネル16で、この実施形態については3つ
の圧電体P、Q、Rを有する。この1インクチャンネル
16内の3個の圧電体P、Q、RのON/OFFを組み
合わせると、各圧電体P、Q、Rの体積変化量を意図的
に変えることにより、容易にインクチャンネル16内の
体積量の多段階制御を行え、2×2×2で8通りの体積
変化量(変化なしを含む)を選択することができる。Therefore, according to this embodiment, it becomes easy to control the ejection amount of the ink, which has a high accuracy required for multi-tone printing and affects reproducibility, in multiple stages. One ink channel 16 has three piezoelectrics P, Q, R for this embodiment. By combining ON / OFF of the three piezoelectric bodies P, Q, and R in the one ink channel 16, the ink channel 16 can be easily changed by intentionally changing the volume change amount of each of the piezoelectric bodies P, Q, and R. It is possible to carry out multi-step control of the volume amount inside, and select 8 types of volume change amounts (including no change) in 2 × 2 × 2.
【0038】続いて、多段階の体積変化の制御方法を簡
単に説明する。インクチャンネル16の側壁を構成する
3つの圧電体P、Q、Rは、電極26に所定の電圧を印
加することにより、p、q、r(μm)変位するとす
る。また、各々の圧電体の作用面積をT1、T2、T
3(μm2)とする。以上より、各圧電体P、Q、Rのイ
ンクチャンネル16内での体積の変化量は、pT1、q
T2、rT3(μm3)となる。それぞれの体積変化量の
値を意図的に異なる値に調整しておく。Next, a method of controlling volume changes in multiple stages will be briefly described. It is assumed that the three piezoelectric bodies P, Q, R forming the side wall of the ink channel 16 are displaced by p, q, r (μm) by applying a predetermined voltage to the electrode 26. In addition, the acting area of each piezoelectric body is set to T 1 , T 2 , T
3 (μm 2 ) From the above, the volume change amount of each piezoelectric body P, Q, R in the ink channel 16 is pT 1 , q
T 2 and rT 3 (μm 3 ). The respective volume change values are intentionally adjusted to different values.
【0039】体積変化量を異ならせる方法としては、p
〜rの変位量を変更する又は、T1〜T3の作用面積を変
更する又は、それらを組み合わせることが考えられる。
変位量の変更は、電極26に印加される電圧を変更する
か圧電体P、Q、Rの組成を変更することによって対応
する。ここで、PとQはその組成が同じであるので、印
加される電圧が同じであればp=qである。しかし、電
源2からの印加電圧が同じであっても、抵抗等を追加し
てそれぞれの圧電体PとQにかかる印加電圧を異なるよ
うにし、p≠qとすることも可能である。作用面積の変
更は、チャンネル寸法の変更及び電極26の面積の変更
によって調整可能となる。以上によって、吐出なしを含
めて8段階の制御が可能となる。又仮に、1つの圧電体
で3通りの変位を実現すれば、理論上は33で27段階
の階調表現が可能となる。As a method of varying the volume change amount, p
It is conceivable to change the displacement amount of ~ r, change the working area of T 1 to T 3 , or combine them.
The displacement amount is changed by changing the voltage applied to the electrode 26 or changing the composition of the piezoelectric bodies P, Q, and R. Since P and Q have the same composition, p = q if the applied voltages are the same. However, even if the applied voltage from the power source 2 is the same, it is possible to add resistance or the like to make the applied voltages applied to the respective piezoelectric bodies P and Q different so that p ≠ q. The change of the active area can be adjusted by changing the channel size and the area of the electrode 26. With the above, it is possible to perform control in eight steps including no ejection. Further, if three types of displacements are realized by one piezoelectric body, theoretically, 3 3 27 gradations can be expressed.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェット記録装置によるとインクチャンネルのインクに変
位を与える圧電部材の背面に剛体の突条部を形成したこ
とにより、インクチャンネルとインクチャンネルの間に
ダミーチャンネルを設けなくとも圧電部材の変形による
連動変位を防止することができ、インクチャンネルに連
通されたノズルのピッチを細かく高密度にすることがで
きる。また、圧電部材を変形させて、インクを吐出する
際に圧電部材の背面に剛体の突条部が存在するので、そ
の変形によるインクの押圧力をダミーチャンネルに逃が
すことなく、有効に利用することができる。As described above, according to the ink jet recording apparatus of the present invention, since the rigid ridge is formed on the back surface of the piezoelectric member that displaces the ink in the ink channel, the gap between the ink channel and the ink channel is formed. It is possible to prevent interlocking displacement due to deformation of the piezoelectric member without providing a dummy channel, and it is possible to make the pitch of the nozzles communicating with the ink channels fine and high density. Further, when the piezoelectric member is deformed and ink is ejected, there is a rigid ridge on the back surface of the piezoelectric member, so that the pressing force of the ink due to the deformation does not escape to the dummy channel and can be effectively used. You can
【図1】 本発明のインクジェットヘッドを用いたイン
クジェット記録装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an inkjet recording apparatus using an inkjet head of the present invention.
【図2】 第1の実施の形態におけるインクジェットヘ
ッドの幅方向の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view in the width direction of the inkjet head according to the first embodiment.
【図3】 第1の実施の形態におけるインクジェットヘ
ッドの要部長手方向の側面断面図である。FIG. 3 is a side sectional view in the longitudinal direction of the main part of the inkjet head according to the first embodiment.
【図4】 第1の実施の形態におけるインクジェットヘ
ッドの幅方向の断面を用いた動作説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory diagram using a cross section in the width direction of the inkjet head according to the first embodiment.
【図5】 第1の実施の形態におけるインクジェットヘ
ッドの天板と基板と圧電体とからなる一体部品の製造方
法を示した図であり、(a)は、天板に圧電体を接着し
た図で、(b)は、圧電体を切削している図である。
(c)は、分極方向が反転した圧電体が短冊状に取り付
けられた天板一体型の構成部品の斜視図である。(d)
は、加工された基板の図である。FIG. 5 is a diagram showing a method of manufacturing an integrated component including a top plate, a substrate, and a piezoelectric body of the inkjet head according to the first embodiment, and FIG. 5A is a diagram in which the piezoelectric body is bonded to the top plate. 2B is a diagram in which the piezoelectric body is cut.
FIG. 6C is a perspective view of a top plate-integrated component in which a piezoelectric body having a polarization direction reversed is attached in a strip shape. (D)
FIG. 4 is a diagram of a processed substrate.
【図6】 他の実施の形態におけるインクジェットヘッ
ドの天板と圧電体の一体部品の加工方法を示した図であ
り、(a)は、天板に圧電体を接着した図で、(b)
は、圧電体を切削している図で、(c)は、他の実施形
態のインクジェットヘッドユニットの幅方向の要部断面
図である。FIG. 6 is a diagram showing a method of processing an integrated component of a top plate and a piezoelectric body of an inkjet head according to another embodiment, FIG. 6A is a diagram in which the piezoelectric body is bonded to the top plate, and FIG.
[Fig. 6] is a view in which a piezoelectric body is cut, and (c) is a cross-sectional view of essential parts in the width direction of an inkjet head unit of another embodiment.
【図7】 さらに別の実施の形態におけるインクジェッ
トヘッド構成部品の幅方向の1部分の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a portion in the width direction of an inkjet head component according to still another embodiment.
【図8】 従来のインクジェットヘッドの幅方向の要部
断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of a conventional inkjet head in the width direction.
1…インクジェット記録装置、2…電源、12…インク
ジェットヘッド、13…ノズル、14…天板(第2基
板)、15…基板(第1基板)16…インクチャンネ
ル、23…突条部、25a…圧電体(圧電部材)、25
b…圧電体(圧電部材)、26…電極。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inkjet recording device, 2 ... Power supply, 12 ... Inkjet head, 13 ... Nozzle, 14 ... Top plate (2nd substrate), 15 ... Substrate (1st substrate) 16 ... Ink channel, 23 ... Ridge part, 25a ... Piezoelectric body (piezoelectric member), 25
b ... Piezoelectric body (piezoelectric member), 26 ... Electrode.
Claims (5)
第1基板と、 該第1基板の突条部の側壁に沿って配設され、電圧を印
加することにより変形する圧電部材と、 前記第1基板と平行に固着され、前記第1基板と互いに
対向する圧電部材との間にインクチャンネルを形成する
第2基板と、 前記インクチャンネルの容積を変化させ、前記インクチ
ャンネル内のインクを変位させてインクを吐出させるた
めに、前記圧電部材に電圧を印加する電源とを有するこ
とを特徴とするインクジェット記録装置。1. A first substrate made of a rigid body having a plurality of protrusions formed thereon, and a piezoelectric member disposed along a side wall of the protrusions of the first substrate and deformable by applying a voltage. A second substrate fixed in parallel with the first substrate and forming an ink channel between the first substrate and a piezoelectric member facing each other; and an ink in the ink channel for changing a volume of the ink channel. And an electric power source for applying a voltage to the piezoelectric member in order to displace ink and eject ink.
の上面との間で固着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ト記録装置。2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the second substrate is fixed to the upper surface of the protrusion of the first substrate.
に向かう方向に分極するよう配置され、インクチャンネ
ルと対向する面と突条部と対向する面に電極を有し、前
記電源手段は、分極方向と同一方向に電界が発生するよ
うに電圧を印加することを特徴とする請求項1又は2に
記載のインクジェト記録装置。3. The piezoelectric member is arranged so as to be polarized in a direction toward the ink channel, and has electrodes on a surface facing the ink channel and a surface facing the ridge portion, and the power supply unit is polarized in a polarization direction. The ink jet recording apparatus according to claim 1 or 2, wherein a voltage is applied so that an electric field is generated in the same direction as.
よって変形する圧電部材からなることを特徴とする請求
項1乃至3に記載のインクジェト記録装置。4. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the second substrate is composed of a piezoelectric member that is deformed by applying a voltage.
る圧電部材は、所定の電圧を印加したときその体積変化
が各部材毎異なることを特徴とする請求項1乃至4に記
載のインクジェット記録装置。5. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the piezoelectric member that deforms the volume of the ink channel has a volume change that is different for each member when a predetermined voltage is applied.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32741395A JPH09164672A (en) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | Ink jet recording device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32741395A JPH09164672A (en) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | Ink jet recording device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09164672A true JPH09164672A (en) | 1997-06-24 |
Family
ID=18198885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32741395A Pending JPH09164672A (en) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | Ink jet recording device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09164672A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006044279A (en) * | 2005-10-24 | 2006-02-16 | Brother Ind Ltd | Manufacturing method of ink ejecting apparatus |
-
1995
- 1995-12-15 JP JP32741395A patent/JPH09164672A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006044279A (en) * | 2005-10-24 | 2006-02-16 | Brother Ind Ltd | Manufacturing method of ink ejecting apparatus |
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