JPH05254132A - インクジェットプリンタヘッドの製作方法 - Google Patents

インクジェットプリンタヘッドの製作方法

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JPH05254132A
JPH05254132A JP4052133A JP5213392A JPH05254132A JP H05254132 A JPH05254132 A JP H05254132A JP 4052133 A JP4052133 A JP 4052133A JP 5213392 A JP5213392 A JP 5213392A JP H05254132 A JPH05254132 A JP H05254132A
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JP
Japan
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piezoelectric member
pressure chamber
electrodes
printer head
ink jet
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JP4052133A
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English (en)
Inventor
Masashi Shimozato
正志 下里
Osamu Tsutsumida
治 堤田
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Toshiba TEC Corp
Original Assignee
Tokyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/10Finger type piezoelectric elements

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 グールド方式のインクジェットプリンタヘッ
ドにおいて、圧電部材の駆動効率や生産性が向上する製
作方法を実現する。 【構成】 圧電性セラミックの型成形で多数の空隙がア
レイ状に連続する圧電部材14を形成し、この圧電部材
14の外面に共通電極17を設けると共に空隙8,10
の内面に個別電極15と共通電極16とを交互に設ける
ことで、圧力室9となる空隙8の略全周方向に共通電極
16,17を位置させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、グールド方式などと呼
称されるインクジェットプリンタヘッドの製作方法に関
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プリン
タとして、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などが実用化さ
れている。
【0003】例えば、グールド方式などと呼称されるイ
ンクジェットプリンタヘッドは、管状に形成されて径方
向に分極された圧電部材の外面に共通電極を形成すると
共に内面に個別電極を設け、圧電部材の個別電極内に位
置する空間でオリフィスとインク供給路とが連通した圧
力室を形成した構造などとなっており、電極間の通電に
よる圧電部材の径方向の収縮で圧力室内のインクを加圧
してオリフィスからインク滴を吐出させるようになって
いる。
【0004】しかし、実際には上述のような管状の圧電
部材を個々に製作してアレイ状に連続配置すると高密度
化が困難で生産性も低下するので、特開昭62-73951号公
報に開示されたインクジェットプリンタヘッドの圧電部
材1は、図5に例示するように、細長い圧電部材2の内
部に多数の貫通孔3をアレイ状に連設すると共に、これ
らの貫通孔3間の位置で外面に凹溝4を形成し、この凹
溝4内まで連続する外面に共通電極(図示せず)を設ける
と共に貫通孔3内に個別電極(図示せず)を設けた構造と
なっている。
【0005】このようにすることで、このインクジェッ
トプリンタヘッドの本体プレート1では、各々圧力室と
して機能する多数の貫通孔3が一個の圧電部材2に連設
されているので、その生産性が良好で圧力室の高密度化
も可能である。
【0006】また、上記公報には本体プレート1の圧電
部材2の材料や成形方法の具体例が開示されていない
が、例えば、現在では上述のような本体プレート1の材
料として、耐蝕性や強度が良好な圧電性セラミックを使
用することが提案されている。
【0007】
【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では、一個の圧電部材2
に圧力室となる貫通孔3を連設することで、本体プレー
ト1の生産性が良好で圧力室の高密度化も可能である。
【0008】しかし、このインクジェットプリンタヘッ
ドの本体プレート1では、圧電部材2の外面に凹溝4を
形成することで共通電極が貫通孔3の個別電極を包囲す
るように工夫しているが、実際には共通電極は貫通孔3
の略両側にしか位置していないので、この圧電部材2は
図中で左右方向に収縮することになる。つまり、このイ
ンクジェットプリンタヘッドの本体プレート1では、圧
力室を形成する圧電部材2の貫通孔3を全周方向に収縮
させることができないので、その駆動効率が低下して消
費電力が増加しがちである。
【0009】また、上述したように上記公報には圧電部
材2の材料や成形方法の具体例が開示されていないが、
これを前述した圧電性セラミックの平板基材のダイシン
グ加工等で製作した場合、その加工速度を高速化するこ
とが困難であるので生産性が低下することになる。
【0010】本発明は、駆動効率と生産性とが良好なイ
ンクジェットプリンタヘッドの製作方法を得るものであ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】管状に形成されて径方向
に分極された圧電部材の外面に共通電極を形成すると共
に内面に個別電極を設け、前記圧電部材の個別電極内に
位置する空間でオリフィスとインク供給路とが連通した
圧力室を形成し、前記電極間の通電による前記圧電部材
の径方向の収縮で前記圧力室内のインクを加圧して前記
オリフィスからインク滴を吐出させるようにしたインク
ジェットプリンタヘッドにおいて、圧電性セラミックの
型成形で多数の空隙がアレイ状に連続する圧電部材を形
成し、この圧電部材の外面に共通電極を設けると共に空
隙の内面に個別電極と共通電極とを交互に設けるように
した。
【0012】
【作用】型成形した一個の圧電部材内に多数の圧力室を
連設することができるので、この圧電部材は生産性が良
好で圧力室の高密度化も容易であり、内面に個別電極が
形成された圧力室の略全周方向に共通電極を位置させる
ことができるので、圧電部材の駆動効率を向上させるこ
とができ、インクジェットプリンタヘッドの生産性向上
や省電力化に寄与することができる。
【0013】
【実施例】本発明の第一の実施例を図1及び図2に基づ
いて説明する。まず、本実施例のインクジェットプリン
タヘッド5は、図2に例示するように、オリフィス6が
アレイ状に連設されたオリフィスプレート7と、正方形
の空隙である貫通孔8からなる圧力室9と長方形の空隙
である貫通孔10とが交互に形成された本体プレート1
1と、途中で一つに合流するインク供給路12がアレイ
状に連設された供給路プレート13とを順次接合した構
造となっており、前記オリフィス6と前記圧力室9と前
記インク供給路12とが各々連通している。そして、前
記本体プレート11を形成する圧電部材14は、圧電性
セラミックの型成形の一つである射出成形で形成されて
前記圧力室9を各々中心とする径方向に分極されてお
り、これらの圧力室9を形成する前記貫通孔8の内面に
個別電極15が形成されると共に他の前記貫通孔10と
外面とに互いに導通する共通電極16,17が形成され
ている。
【0014】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5では、駆動電力を電極15〜17
に通電すると本体プレート11の圧電部材14は前記圧
力室9を中心に伸縮するので、この圧力室9内のインク
(図示せず)が加圧されてオリフィス6から吐出される。
【0015】ここで、上述のようなインクジェットプリ
ンタヘッド5の本体プレート11の製作方法の一例を以
下に詳述する。まず、前記圧電部材14の圧電性セラミ
ックをPZT(Lead Zirco Titanate)で形成する場
合、TiO2とPbOとZrO2及び特性改善剤からなるセ
ラミック原料を混合して乾燥させ、これを仮焼してから
有機バインダと混練する。そして、これを粉砕して形成
した成形材料である粉体を、射出成形機で所定形状の金
型内に注入して成形品(グリーン成形体)を形成する。そ
こで、この成形品内の有機成分を脱脂炉で揮発させてか
ら焼成(本焼結)することで、図1(a)に例示するよう
に、正方形と長方形の貫通孔8,10が交互に形成され
た直方体状の圧電部材14を形成する。
【0016】そして、このようにして型成形の一つであ
る射出成形で形成された圧電部材14は、所望により研
磨等の仕上加工が施され、同図(b)に例示するように、
この圧電部材14の各部に電極15〜17を既存の薄膜
技術で形成してから80〜120(℃)のシリコンオイル
内に配置する。そこで、この状態で個別電極15と共通
電極16,17との間に2〜5(kV/mm)の電界を印加
することで、この圧電部材14は圧力室9を中心とする
径方向に分極される。なお、上述のような圧電部材14
は、PZTの二成分系に複合ペロブスカイト酸化物を加
えた三成分系でも実施可能である。
【0017】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5では、射出成形した圧電性セラミッ
クからなる一個の圧電部材14内に圧力室9が連設され
るので、この圧電部材14は生産性が良好で圧力室9の
高密度化も容易であり、さらに、内面に個別電極15が
形成された圧力室9の略全周方向に共通電極16,17
が位置するので、この圧電部材14は駆動効率が良好で
インクジェットプリンタヘッド5の省電力化等に寄与す
ることができる。
【0018】また、このようなインクジェットプリンタ
ヘッド5において、オリフィス6やインク供給路12を
形成するプレート7,13等もセラミックの射出成形で
形成することで、その生産性や形状精度及び耐久性を向
上させることも実施可能である。なお、このインクジェ
ットプリンタヘッド5では、圧電部材14は断面形状が
均一なので、これは射出成形の他に押出成形でも製作可
能である。
【0019】つぎに、本発明の第二の実施例を図3及び
図4に基づいて説明する。本実施例のインクジェットプ
リンタヘッド18は、図4に例示するように、オリフィ
ス6がアレイ状に連設されたオリフィスプレート7と、
圧力室19毎に分断された圧電部材20を絶縁基板21
上に装着した本体プレート22と、途中で一つに合流す
るインク供給路12がアレイ状に連設された供給路プレ
ート13とを順次接合した構造となっており、前記オリ
フィス6と前記本体プレート22内の圧力室19と前記
インク供給路12とが各々連通している。そして、前記
本体プレート22の圧電性セラミック製の圧電部材20
は、前記圧力室19に分断された角管状に成形されて各
々径方向に分極されており、これらの圧力室19を形成
する空隙である貫通孔23の内面に個別電極24が形成
されると共に、前記圧力室19間に位置する空隙25内
まで連続する外面に共通電極26が形成されている。
【0020】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18では、駆動電力を電極24,2
6間に通電すると本体プレート22の圧電部材20は前
記圧力室19を中心に伸縮するので、この圧力室19内
のインク(図示せず)が加圧されてオリフィス6から吐出
される。
【0021】ここで、上述のようなインクジェットプリ
ンタヘッド18の本体プレート22の製作方法の一例を
以下に詳述する。まず、第一の従来例として例示した圧
電部材14と同様に型成形の一つである射出成形で、図
3(a)に例示するように、正方形の貫通孔23と長方形
の空隙である凹溝27とが交互に形成された直方体状の
圧電部材28を形成する。ここで、この圧電部材28は
圧電部材20の基材であるため、この時点では形状が異
なっている。そこで、同図(b)に例示するように、予め
共通電極26が形成された絶縁基板21の表面に圧電部
材28を凹溝27が開口した下面で接合し、同図(c)に
例示するように、この圧電部材28の上部を研磨加工や
ダイシング加工等で凹溝27の位置まで切除する。する
と、貫通孔23毎に空隙25を介して分断された圧電部
材20が形成されるので、同図(d)に例示するように、
この圧電部材20の貫通孔23の内面に個別電極24を
形成すると共に外面に共通電極26を形成することで、
この共通電極26は空隙25を介するなどして絶縁基板
21上の絶縁基板21と一体化される。そこで、このよ
うにして形成した圧電部材20を80〜120(℃)のシリコ
ンオイル内に配置して個別電極24と共通電極26との
間に2〜5(kV/mm)の電界を印加することで、この圧
電部材20は圧力室19を中心とする径方向に分極され
る。
【0022】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18では、射出成形した圧電性セラミ
ックからなる一個の圧電部材20内に圧力室19が連設
されるので、この圧電部材20は生産性が良好で圧力室
19の高密度化も容易であり、さらに、内面に個別電極
24が形成された圧力室19の全周方向に共通電極26
が位置するので、この圧電部材20は駆動効率が良好で
インクジェットプリンタヘッド18の省電力化等に寄与
することができる。また、このインクジェットプリンタ
ヘッド18では、圧電部材20が各圧力室19毎に分断
されているので、これらの圧力室19は隣接する圧力室
19の動作に影響されることがなく、その動作特性が極
めて良好でクロストークも防止されている。
【0023】なお、本発明で云う型成形とは、射出成形
と押出成形との何れか一方を意味しており、プレス加工
などを内包するものではない。
【0024】
【発明の効果】本発明は上述のように、管状に形成され
て径方向に分極された圧電部材の外面に共通電極を形成
すると共に内面に個別電極を設け、前記圧電部材の個別
電極内に位置する空間でオリフィスとインク供給路とが
連通した圧力室を形成し、前記電極間の通電による前記
圧電部材の径方向の収縮で前記圧力室内のインクを加圧
して前記オリフィスからインク滴を吐出させるようにし
たインクジェットプリンタヘッドにおいて、圧電性セラ
ミックの型成形で多数の空隙がアレイ状に連続する圧電
部材を形成し、この圧電部材の外面に共通電極を設ける
と共に空隙の内面に個別電極と共通電極とを交互に設け
るようにしたことにより、型成形した一個の圧電部材内
に多数の圧力室を連設することができるので、圧電部材
の生産性が良好で圧力室の高密度化も容易であり、内面
に個別電極が形成された圧力室の略全周方向に共通電極
を位置させることができるので、圧電部材の駆動効率を
向上させることができ、インクジェットプリンタヘッド
の生産性向上や省電力化に寄与す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】本発明の第一の実施例を示す製作工程図であ
る。
【図2】分解斜視図である。
【図3】第二の実施例を示す製作工程図である。
【図4】分解斜視図である。
【図5】従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
5,18 インクジェットプリン
タヘッド 6 オリフィス 8,10,23,25,27 空隙 9,19 圧力室 12 インク供給路 14,20,28 圧電部材 15,24 個別電極 16,17,26 共通電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 管状に形成されて径方向に分極された圧
    電部材の外面に共通電極を形成すると共に内面に個別電
    極を設け、前記圧電部材の個別電極内に位置する空間で
    オリフィスとインク供給路とが連通した圧力室を形成
    し、前記電極間の通電による前記圧電部材の径方向の収
    縮で前記圧力室内のインクを加圧して前記オリフィスか
    らインク滴を吐出させるインクジェットプリンタヘッド
    において、圧電性セラミックの型成形で多数の空隙がア
    レイ状に連続する圧電部材を形成し、この圧電部材の外
    面に共通電極を設けると共に空隙の内面に個別電極と共
    通電極とを交互に設けることを特徴とするインクジェッ
    トプリンタヘッドの製作方法。
JP4052133A 1992-03-11 1992-03-11 インクジェットプリンタヘッドの製作方法 Pending JPH05254132A (ja)

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