JPH05212861A - インクジェット式印字ヘッド - Google Patents

インクジェット式印字ヘッド

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JPH05212861A
JPH05212861A JP2129792A JP2129792A JPH05212861A JP H05212861 A JPH05212861 A JP H05212861A JP 2129792 A JP2129792 A JP 2129792A JP 2129792 A JP2129792 A JP 2129792A JP H05212861 A JPH05212861 A JP H05212861A
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piezoelectric element
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稔久 猿田
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】分留りを向上させた低コストのインクジェット
式印字ヘッドを提供する。 【構成】 圧電素子6の端面を切断、もしくは研磨し、
稜16、17、18、19を切断、もしくは研磨により
面取りを行う。次に面取りされた稜16、19を覆わな
いように、スパッタ、蒸着、もしくはメッキ等により、
圧電素子6の表面をメタライズし、表面電極7、8を形
成する。特に端面15a、15bにはそれぞれ内部電極
群9a、9bが露出されており、それぞれ表面電極7、
8に接続される。その後固定台10と接合し、接合され
た圧電素子6は、接着剤5により端面15aと弾性体4
と接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
ターに用いる印字ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のインクジェット式印字ヘッドは、
特公昭60−8953号に示されたように、インクタン
クを構成する容器の壁面に複数のノズル開口を形成する
と共に、各ノズル開口と対向するように伸縮方向を一致
させて圧電素子を配設して構成されている。この印字ヘ
ッドは、駆動信号を圧電素子に印加して圧電素子を伸縮
させ、この時に発生するインクの動圧によりインク滴を
ノズル開口から吐出させて印刷用紙にドットを形成する
ものである。
【0003】このような形式の印字ヘッドに於いては、
液滴の形成効率や飛翔力が大きいことが望ましい。しか
しながら、圧電素子の単位長さ、及び単位電圧当りの伸
縮率は極めて小さいため、印字に要求される飛翔力を得
るには高い電圧を印加することが必要となり、駆動回路
や電気絶縁対策が複雑化するという問題がある。
【0004】このような問題を解決するため、特開昭6
3−295269号に示されているように、電極と圧電
材料とを交互にサンドイッチ状に積層し同時焼結したイ
ンクジェット印字ヘッド用の圧電素子が提案されてい
る。この圧電素子によれば電極間距離を可及的に小さく
することが出来るため、駆動信号の電圧を下げることが
出来るという効果がある。
【0005】このような圧電素子は端面が平面であるた
め、内部電極と接続する表面電極が2平面にわたる場
合、稜の部分で電極切れが発生しやすい。そのため前述
した特開昭63ー295269号では、内部電極と接続
する側の端面の稜を面取りする方法が用いられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
63ー295269号ではこの圧電素子を用いたインク
ジェット式印字ヘッドの具体的な例については述べられ
ていない。更に特開昭63ー295269号では内部電
極と接続する面の片方の稜のみしか面取りされていない
ため、この圧電素子を用いて印字ヘッドを構成する場
合、圧電素子の端面と他の部材、例えばインクタンクを
構成する容器に接着剤を用いて接合する場合、面取りさ
れていない稜から接着剤がはみだし、はみだした接着剤
がインクタンクを構成する容器等に付着し、インクに与
える動圧を減じ、インクの飛翔特性を著しく劣化させ、
印字品質が劣化する要因となった。
【0007】また、面取りされていない稜は欠けを生じ
易く、欠けによりできる微量の粉末は、高精度の加工、
組立、接合を必要とするインクジェット式印字ヘッドに
おいては、ゴミ、ホコリ等とが混入したのと同じく飛翔
特性の劣化、分留りの低下を招きやすい。
【0008】本発明は、この様な問題に鑑みなされたも
のであって、その目的とするところは、安定した飛翔特
性を有し高印字品質を実現し、かつ分留りを向上した低
コストのインクジェット式印字ヘッドを提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に於けるインクジェット式印字ヘッドは、ノ
ズル開口に対応させて圧電素子が配置され、圧電素子へ
の駆動信号によりインクがノズル開口から外部に放出さ
れるようにしたインクジェット式印字ヘッドであり、前
記圧電素子は角柱体をなし、任意の端面の対向する稜を
一箇所、もしくは複数箇所を面取りされてなる圧電素子
であることを特徴とする。
【0010】更には前記圧電素子は、印字ヘッドを構成
する構造部材と接合される端面の稜を面取りされてなる
圧電素子であることを特徴とする。
【0011】
【実施例】図1に本発明に於けるインクジェット式印字
ヘッドの実施例の断面図を示す。1はノズルプレート、
2はノズル、3はインク室、4は構造部材である弾性
体、5は接着剤、6は圧電素子、7、8は表面電極、9
a、9bは内部電極群、10は固定台、11は表面電極
7のリード線、12は表面電極8のリード線、13はヘ
ッドフレーム、14は金属薄板である。
【0012】図2から図5は図1の実施例の圧電素子6
が固定台10に固定されるまでの工程を示す図であり、
図をもとに説明を加える。図2は、圧電素子6の端面1
5aを切断、もしくは研磨された状態を示した図であ
り、稜16、17、18、19は鋭角になっている。次
に、稜16、17、18、19を切断、もしくは研磨に
より面取りを行う(図3)更に、面取りされた稜16、
19を覆わないように、スパッタ、蒸着、もしくはメッ
キ等により、圧電素子6の表面をメタライズし、表面電
極7、8を形成する。(図4) 特に端面15a、15
bには、それぞれ内部電極群9a、9bが露出している
から、表面電極7、8をメタライズすることで電導が図
れる。その後、固定台10と接合する。(図5)この固
定台10と接合された圧電素子6は、図1に示すよう
に、接着剤5により端面15aと弾性体4と接合する。
この接合された状態をより分かりやすくするため、図6
に圧電素子6と弾性体4の接合部を拡大して示す。圧電
素子6の端面15aと弾性体4の接合部は接着剤5によ
り接合される際、面取りされた稜17、もしくは図6に
は図示されていないが同じく面取りされた稜16におい
てメニスカス20が形成され、接着剤5のはみ出しを防
止する。
【0013】このように構成された図1の印字ヘッドで
は、図示されない駆動手段により、表面電極7、8の間
に電圧を印加すると、圧電素子6は縮少する。この圧電
素子6の伸縮は弾性板4をとおして、金属薄膜14をた
わませ、インク室3を膨張させる。その後表面電極7、
8間の電圧を減ずることにより圧電素子6を伸長させイ
ンク室3のインクを圧し、圧せられたインクはノズル1
より、インク滴となり飛翔し、ノズルプレート2の対面
する受像紙に印写され、文字、図形等を形成する。
【0014】また本実施例では接着剤5にエポキシ系の
接着剤を用い、はみ出しを防止するための面取りの量
は、5から40μmの面取り量でメニスカスが形成され
充分な効果が得られたが、他の接着剤を用いるとき、そ
の粘度、表面張力により最適量が異なる。
【0015】また本実施例では、面取りを施すことによ
り、高粘度の接着剤のときより低粘度の接着剤の時のほ
うが接着剤のはみ出す量が減少し、より効果があった。
【0016】また本実施例では、面取りは図2の稜1
6、17、18、19について行い、接着剤のはみ出し
防止に稜16、17が有効であることを説明したが、稜
18、19を面取りすることにより、表面電極7、8の
形成、圧電素子6と固定台10との接合、圧電素子6と
弾性板4との接合においては、作業中の稜の欠けが著し
く減少した。また本実施例では圧電素子6の端面15a
の稜16、17以外の稜については面取りを施さなくて
も、接着剤のはみ出し防止に対して充分な効果が得られ
たが、用いる接着剤、必要とする圧電素子の変異特性
(例えば圧電素子の変位する量が本実施例に比し極端に
少ない場合)等により他の稜についても面取りを行うこ
とによって、効果が得られる。更に前述した以外の稜に
ついても面取りすることにより、さらに稜の部分の欠け
が減少した。
【0017】また本実施例の印字ヘッドでは1個のノズ
ルを有する印字ヘッドとして説明してきたが、実際には
図1に示す印字ヘッドが複数個並設され、複数ノズルを
有する印字ヘッドを構成する。具体的には、図5の固定
台10に、図4で示す圧電素子6が複数個、隣合う圧電
素子と接触しないように一定間隔で接合し、圧電素子と
同数で、同間隔で並設される弾性板4(但し弾性板4に
は各々対応するノズル1、インク室3を有する。)と接
合される。
【0018】また複数ノズルを有する印字ヘッドは、一
つの圧電素子に複数の切込みを入れることにより構成す
ることもできる。図7から図11は、その行程を示す図
であり、図を基に説明を加える。
【0019】図7は圧電素子101の端面103aを切
断、もしくは研磨された状態を示した図であり、稜10
4、105、106、107は鋭角になっている。次
に、稜104、105、106、107を切断、もしく
は研磨により面取りを行う。(図8)更に、面取りされ
た稜104、107を覆わないように、スパッタ、蒸
着、もしくはメッキ等により、圧電素子101の表面を
メタライズし、表面電極108、109を形成する。
(図9) 特に端面103a、103bにはそれぞれ内
部電極群102a、102bが露出しており、表面電極
108、109をメタライズすることで電導が図れる。
その後、固定台110と接合する。(図10)この固定
台110と接合された圧電素子101を、固定砥粒の外
周刃や、遊離砥粒による切削加工方法等により切込みを
いれる。(図11) 切り込まれた圧電素子101は切
り込みにより分断された圧電素子と同数で、同間隔で並
設される図1に示すような弾性板4(但し弾性板4には
各々対応するノズル1、インク室3を有する。)と接着
剤により各々接合される。このように複数のノズルを有
する印字ヘッドにおいても、圧電素子の面取りされた稜
による接着剤のメニスカスは形成され、接着剤のはみ出
しを防止する。
【0020】図12は、本発明のインクジェット式印字
ヘッドの別の実施例の断面図を示す図である。201は
ノズルプレート、202はノズル、203はインク室、
204は構造部材である弾性体、205は接着剤、20
6は圧電素子、207、208は表面電極、209a、
209bは内部電極群、210は固定台、211はヘッ
ドフレーム、212は金属薄板、213は表面電極20
7のリード線、214は表面電極208のリード線であ
る。図12の印字ヘッドを構成する方法は前述した印字
ヘッドと同じため、ここでは特に説明は省くが、弾性板
204と接合される圧電素子206の端面とその対向す
る端面については特に表面電極を形成する必要はない。
図12の印字ヘッドにおいては、図示されない駆動手段
により、表面電極207、108の間に電圧を印加する
と、圧電素子206は伸長し、インク室203のインク
を圧し、圧せられたインクはノズル201より、インク
滴となり飛翔し、ノズルプレート202の対面する受像
紙に印写され、文字、図形等を形成する。このようなヘ
ッドにおいても各稜の面取りを行うことにより欠けの防
止ができる。また弾性板204と接着剤205により接
合される圧電素子206の端面の稜を面取りすることに
より、接着剤205のメニスカスが形成され、接着剤2
05のはみ出しを防止する。更に固定板210と接着剤
205により接合される圧電素子206の端面の稜を面
取りし、接着剤205のはみ出しを防止することによ
り、表面電極207、208のリード線213、214
の接続不良が減少した。
【0021】以上本発明のインクジェット式印字ヘッド
について実施例を述べたが、実施例に用いられた圧電素
子は特に積層振動子に限るものではなく、単層の振動子
でも同様の効果が得られた。
【0022】
【発明の効果】本発明は、圧電素子の稜を面取りするこ
とにより、圧電素子の欠けを防止し、印字ヘッドの組立
の工程における圧電素子の欠けの混入、もしくは欠けに
よる飛翔特性不良等を防止し、分留りの高い低コストの
インクジェット式印字ヘッドを提供する。また各部との
接着面の稜を面取りすることにより、接着剤のはみ出し
による飛翔特性不良をなくし、高印字品質の得られるイ
ンクジェット式印字ヘッドを提供する。また従来例に示
したような稜の部分の表面電極の断線防止についても効
果を失わず、分留りの高い低コストのインクジェット式
印字ヘッドを提供する。さらに本発明を複数のノズルを
有する印字ヘッドに用いることにより、分留りの向上に
より大きな効果があり、更には、各ノズルから吐出され
るインク滴の飛翔特性のばらつきを低減し、高印字品質
の得られる印字ヘッドを提供する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクジェット式印字ヘッドの一実施
例の構造を示す断面図。
【図2】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工
程を示す図。
【図3】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工
程を示す図。
【図4】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工
程を示す図。
【図5】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工
程を示す図。
【図6】本発明のインクジェット式印字ヘッドの接着部
の拡大図。
【図7】本発明の複数ノズルを有するインクジェット式
印字ヘッドの製造工程を示す図。
【図8】本発明の複数ノズルを有するインクジェット式
印字ヘッドの製造工程を示す図。
【図9】本発明の複数ノズルを有するインクジェット式
印字ヘッドの製造工程を示す図。
【図10】本発明の複数ノズルを有するインクジェット
式印字ヘッドの製造工程を示す図。
【図11】本発明の複数ノズルを有するインクジェット
式印字ヘッドの製造工程を示す図。
【図12】本発明のインクジェット式印字ヘッドの別の
実施例の構造を示す断面図。
【符号の説明】
1 ノズルプレート 2 ノズル 3 インク室 4 弾性板 5 接着剤 6 圧電素子 7 表面電極 8 表面電極 10 固定台 16〜19 稜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ノズル開口に対応させて圧電素子が配置
    され、圧電素子への駆動信号によりインクがノズル開口
    から外部に放出されるようにしたインクジェット式印字
    ヘッドにおいて、前記圧電素子は角柱体をなし、任意の
    端面の対向する稜を一箇所、もしくは複数箇所を面取り
    されてなる圧電素子であることを特徴とするインクジェ
    ット式印字ヘッド。
  2. 【請求項2】 印字ヘッドを構成する構造部材と接合さ
    れるの端面の稜を面取りされてなる圧電素子であること
    を特徴とする請求項1記載のインクジェット式印字ヘッ
    ド。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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