JPH06106724A - インクジェットヘッド - Google Patents

インクジェットヘッド

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JPH06106724A
JPH06106724A JP25481492A JP25481492A JPH06106724A JP H06106724 A JPH06106724 A JP H06106724A JP 25481492 A JP25481492 A JP 25481492A JP 25481492 A JP25481492 A JP 25481492A JP H06106724 A JPH06106724 A JP H06106724A
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ink
adhesive
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Takeshi Hayakawa
剛 早川
Yukiharu Shimizu
幸春 清水
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Seikosha KK
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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
    • 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
    • B41J2002/1437Back shooter

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低価格で信頼性が高く安定した印字品質を実
現したインクジェットヘッドを提供する。 【構成】 低弾性体で作られ、流路が形成された第1基
板と同じく低弾性体で作られたリストリクション2aを
持った第2基板2を接着剤により一体化して流路を形成
し、加圧室1cのノズル面側に高弾性体からなる振動板
4をはさんで、圧電素子3とFPC5を積層してヘッド
が構成されている。この構成において振動板4の形状を
圧電素子3の貼着部の外周にほぼ均一な幅の縁部を有す
る様にしてある。これにより圧電素子3と振動板4の接
合時と同時に圧電素子3の端部に絶縁処理がなされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ周辺端末
用プリンタ等に用いるインクジェットプリンタの印字ヘ
ッドの構成に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来インクオンデマンド型のインクジェ
ットヘッドにおいて、いわゆるカイザ型の圧力室を持っ
た構成、例えば特公昭53−12138号に対して、性
能向上や低価格化の多くの試みがなされてきた。特に低
価格化の為に基板材料に低弾性率材料を用いたものとし
て、特公昭62−33076号や特開昭64−6485
6号などがある。これらの出願では、低弾性部材と高弾
性部材そして圧電素子を積層して、この圧電素子を加圧
室の上に配置し、電気信号によって生ずる圧電素子の変
形を加圧室に伝えインク滴を吐出している。これらの構
成において、低弾性部材上の高弾性部材には隣接する加
圧室へ振動が伝わらない様に、振動分離部が設けられて
いたり、異なった熱膨張係数の材料を接合することによ
って生ずる歪を除去する為に、伸縮自在に変形する様に
板にスリットが入っている。上記振動板の構成では第5
図に示す様に圧電素子103と振動板104が、第1基
板101と第2基板102によって作られた加圧室10
1Cの真上に形成されている。圧電素子103と振動板
104さらに第1基板101はエポキシ系接着剤106
により電気的・機械的に結合されている。そして圧電素
子103とFPC105は導電性接着剤107で電気的
・機械的に結合されている。この時に導電性接着剤10
7が圧電素子103の側面へはみ出し振動板104側の
電極とショートしない様に、圧電素子103及び振動板
104の端部は、絶縁処理剤108により広範囲に覆っ
ている。又、圧電素子103に対し振動板104の端部
が一致せずに圧電素子貼着部の外へ広がっているものも
ある。この場合には、前記の絶縁処理剤108をその全
面にわたって塗り、絶縁処理を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の振動板の構成
で、圧電素子とFPCの電気的な結合を導電接着剤で行
っている場合には、絶縁処理を圧電素子の端面や振動板
に行わなくてはならない。圧電素子貼着部の外へ広がっ
ているものは、振動板の変形モードの違いにより加圧室
の変形効率が低くなる。さらに、絶縁処理は自動化が難
しく又完全に行う事が出来ない為、歩留りが悪くヘッド
コストが上がってしまう。この処理にはエポシキ系接着
剤が用いられ、その量の管理が難しい為、場所によって
厚みのバラツキが生じ、圧電素子の変形が防げられる場
合もあり、圧電素子の変形量のバラツキにより、印字品
質の低下を招く事もある。本発明の目的は、簡便な方法
で圧電素子の変形に影響を与えない信頼性の高い圧電素
子の絶縁処理を実現し、歩留りが良く安価で、変形バラ
ツキの少ない印字品質の高いヘッドを実現する事にあ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明では、流路及び加圧室の溝を形成した低弾性
材料の第1基板と第1基板の溝面側に接合されている低
弾性材料の第2基板と加圧室に対応する第1又は第2の
いずれか一方の外面に接合された高弾性材料の振動板と
振動板に接合されている圧電素子を有し、振動板は圧電
素子貼着部の外周にほぼ均一な幅の縁部を有するものと
し、圧電素子の電極間のショート防止の為の絶縁処理を
振動板の大きさの範囲の中で行った事を特徴とするイン
クジェットヘッド。
【0005】
【作用】圧電素子の貼着部の外周にほぼ均一な幅の縁部
を有する振動板と圧電素子を用いて両者をエポシキ系接
着剤を用いて電気的・機械的に接合する。この場合接着
剤自身は、導電性がない為、両者を電気的に接合する為
には圧電素子電極面の表面の粗さを利用し、凸部を用い
て電気的に導通をとり、凹部を用いて機械的に結合す
る。用いられる接着剤は十分粘度の低いもので、流動性
の高いものが用いられる。これを前記振動板に塗布した
後に圧電素子を押しつけながら、振動を加えて位置決め
する。この場合外周にほぼ均一な幅の縁部があると、振
動によって圧電素子の端部が接着剤で効果的に濡れ、そ
の表面張力によって均一に保持される。これにより、絶
縁処理工程を廃止する事が出き、歩留りが向上し、安価
で信頼性の高いヘッドが実現出来る。
【0006】
【実施例】以下、本発明の詳細を添付図面に示した好適
な実施例にそって説明する。第1図は本発明の第1の実
施例の平面図、第2図は第1図A−A断面の断面図、第
3図は第1図B−B断面の断面図である。本発明のイン
クジェットヘッドは、第1基板1と第2基板2を接着剤
によって接合する事で流路を形成し、この流路内をイン
クで満たす。そして、流路の一部を変形させる事によっ
て、インク滴をノズル1bより吐出させる、いわゆるカ
イザー型のオンデマンド型のヘッドに関するものであ
る。第1基板1には、インク滴を吐出させる為のノズル
1b、とインクを吐出させる為に流路を変形させる加圧
室1cと、ノズル1bと加圧室1cをつなぐ前流路1
a、加圧室1cとノズル部とほぼ同じかそれ以上の流路
抵抗を持つリストリクション2aとインクを導く後流路
1dがその表面に形成されている。又、ノズル1bの吐
出孔のあるノズル面1eは、加圧室1cのノズル側の実
装面1fより高くなっている。第1基板は低弾性体であ
るプラスチックが用いられており、本発明では耐熱性、
耐薬品性の優れたポリサルフォンにより成形されてい
る。ノズル1bは穴形状精度が厳しく、極薄肉の成形を
行った後にエキシマレーザーによって穴明け加工がなさ
れている。第2基板2には前述のリストリクション2a
が第1基板1の流路に対応して形成されている。この第
2基板2は第1基板1と同種材料で成形されており、リ
ストリクション2aの穴もノズル1bと同様に形成され
ている。振動板4は、リン青銅やステンレス等比較的高
弾性体で作られており、第4図に示す様に圧電素子3の
外形により一回り大きな形状をしている。圧電素子3の
貼着部の外周には、ほぼ均一な幅の縁部を有する圧電素
子貼着部4aとGND電極部4cとがあり、これらは十
分に変形自在な巾のつなぎ部4bにより構成されてい
る。圧電素子3は板厚方向に分極されており、それと垂
直な2面にスパッタリングにより金又は銀の電極が形成
されている。FPC5には、図示していないがプリンタ
からの印字信号をそれぞれの圧電素子に伝える様にパタ
ーンが配線されており、圧電素子に対応した位置及び、
GNDに対応した位置に電極を露出させている。第1基
板1と第2基板2は、接着剤を用いて接合され、ノズル
1bからリストリクション2aに至る流路が形成されて
いる。この流路の一部を変形させてインク滴が吐出出来
る様に加圧室1cが設けられている。加圧室1cのノズ
ル側の面には振動板4と圧電素子3さらにFPC5が電
気的・機械的に接合されている(第3図参照)。第1基
板1の加圧室1cのノズル面側には、圧電素子3と振動
板4と第1基板1がエポシキ系接着剤6により電気的・
機械的に接合されている。又、FPC5と圧電素子3は
導電性接着剤7で電気的・機械的に接合されている。導
電接着剤7がはみ出し圧電素子3の振動板4側の電極と
ショートしない様に、圧電素子3の端部には圧電素子3
と振動板4の接合で使われたエポシキ系の接着剤が付着
し、シールされている。このシールは圧電素子3と振動
板4の位置決め接合時に行われている。この接合ではエ
ポシキ系接着剤6を用いて電気的・機械的に接合され
る。接着剤6自身には導電性がない為、両者を電気的に
接合する為には、圧電素子電極面の表面のあれを利用し
ている。凸部を押しつけて超音波で振動させる事により
酸化膜を除去し、電気的導通をとり、凹部を用いて両者
を接合している。この場合、用いられる接着剤の粘度は
十分低く、流動性は高い。これを振動板4に塗布した後
に圧電素子を押し付けながら、振動を加えて位置決めす
る。この事により外周にほぼ均一な幅の縁にある接着剤
6で圧電素子3の端部が濡れ、その表面張力によって保
持される。圧電素子貼着部の外周の均一な巾は、圧電素
子3の厚み程度が適当である。接着剤6を保持する為に
は圧電素子3の厚み分は最小限必要である。圧電素子3
の駆動効率の面からはこれ以上の巾を広げると加圧室1
cの変形モードが変わり、ヘッドの駆動効率が低下す
る。
【0007】次に、このヘッドの動作について説明す
る。
【0008】初期状態では、インクが流路内(1aから
1d)に満たされている。第2基板2のリストリクショ
ン部2aの外には、図示しないインクプール、インクカ
ートリッジが続いており、ヘッド駆動時にはインクが供
給される様になっている。図示していないプリンタより
印字信号がステップ波形で圧電素子3に与えられと圧電
素子3は、振動板4と機械的に接合されユニモルフ化さ
れている為に振動板4が加圧室1cの体積が小さくなる
様な方向へたわむ。これにより加圧室1c内のインクが
前流路1aと後流路1dへノズル1b、リストリクショ
ン2aの抵抗のバランスにより、それぞれの方向へ押し
出される。前流路側へ押し出されたインクは、ノズル1
aより吐出しインク滴として、図示していない記録用紙
に印字される。圧電素子3の印加電圧が0Vとなる反動
で圧電素子3は逆方向にたわみ、加圧室1cの体積を大
きくする。こうなると加圧室1c内は負圧となり、主に
リストリクション2a側からインクが供給される。これ
を繰り返して連続的な印字が可能となる。
【0009】他の実施例を第6図に従って説明する。
【0010】第6図では、駆動板4がすべて分離されて
いる場合を示す。この場合GND電極部がないが、振動
板4にあるベロ部4aを用い、スクリーン印刷等他の方
法で第1基板1上にGND電極部が形成され、ベロ部4
と接続している。このGND電極部はFPC5と導通が
とられる構成となっている。尚、上記説明では振動板は
第1基板上にある場合としたが振動板は圧力室に対応す
る第2基板側にあっても良い。
【0011】
【発明の効果】以上の様に本実施例によれば、圧電素子
端部の絶縁処理を新たに工程を増やさず確実に行うこと
が出来、これによりFPCと圧電素子の接合に使われる
導電接着剤のたれ込みによる不良がなくなり歩留りが向
上し、ヘッドのコストダウンが可能となる。さらに、最
小量の接着剤によって絶縁処理がなされ、同時に振動板
が大きい事による加圧室の変形の効率の低下を最小限に
した変形となる為、射出効率が向上し、印字ムラ等もな
くなり安定した印字品質が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるインクジェットヘッドの実施例を
示す正面図。
【図2】図1におけるA−A線断面図。
【図3】図1におけるB−B線拡大断面図。
【図4】圧電素子と振動板の組立平面図。
【図5】インクジェットヘッドの従来例を示す一部拡大
断面図。
【図6】本発明によるインクジェットヘッドの他の実施
例を示す正面図。
【図7】図6におけるC−C線断面図。
【符号の簡単な説明】
1 第1基板 2 第2基板 3 圧電素子 4 振動板 5 FPC

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加圧室に対応して振動板と圧電素子を積
    層したインクジェットヘッドに於て、流路及び加圧室用
    の溝を形成した低弾性率材料の第1基板と、上記第1基
    板の上記溝面側に接合されている低弾性率材料の第2基
    板と上記加圧室に対応して、第1基板又は、第2基板の
    いずれか一方の外面に接合された高弾性率材料の振動板
    と振動板に接合されている圧電素子を有し、上記振動板
    は圧電素子の外周にほぼ均一な幅の縁部を有している事
    を特徴とするインクジェットヘッド。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6345887B1 (en) 1998-03-10 2002-02-12 Nec Corporation Ink jet head for non-impact printer
US7175262B2 (en) 2002-03-18 2007-02-13 Seiko Epson Corporation Liquid-jet head, method of manufacturing the same and liquid-jet apparatus
US7455394B2 (en) 2004-09-30 2008-11-25 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Inkjet head

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US7455394B2 (en) 2004-09-30 2008-11-25 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Inkjet head

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