JPH0781058A - 積層pztアレイの固定方法 - Google Patents

積層pztアレイの固定方法

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JPH0781058A
JPH0781058A JP23191093A JP23191093A JPH0781058A JP H0781058 A JPH0781058 A JP H0781058A JP 23191093 A JP23191093 A JP 23191093A JP 23191093 A JP23191093 A JP 23191093A JP H0781058 A JPH0781058 A JP H0781058A
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JP
Japan
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laminated
back plate
pzt
laminated pzt
foot
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP23191093A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Fuji
俊雄 冨士
Norimasa Kondo
徳政 近藤
Takao Matsuoka
孝雄 松岡
Kazunobu Hayashi
和伸 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Koki Co Ltd
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Publication date
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 積層PZTを使用したソリッドインクジェッ
トプリンタにおいて、各ノズル間での振動の干渉を減ら
し、安定した液滴の速度及び形状を得ることにより、高
い印刷品質を実現する。 【構成】 インク室9と積層PZT1間にはフット2が
あり、反対側には積層PZT1の変位をフット2側に多
く伝えるためのバックプレート3がある。これらフット
2、積層PZT1、バックプレート3は各ノズル毎に独
立しており、独立してフレーム4にシリコンゴム7で接
着されている。このため一つのノズルで発生した振動が
他のノズルに伝わりにくい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はソリッドインクジェット
プリンタの一体型積層PZTアレイに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術では多数の積層PZTを効率
よく、かつ精度よくプリントヘッドに実装するため、例
えば特開昭60−90770号公報に記載されているよ
うに変位方向に対して垂直方向に全インク室の長さとほ
ぼ同じ長さを有する大きな積層PZTに変位方向前面よ
りインク室間隔に相当する幅で切り込みを入れ、前記積
層PZTの前面部を一つずつ独立して駆動できるように
し、この積層PZTアレイの独立した前面部を各インク
室に対応する位置に固定してプリントヘッドを構成して
いた。
【0003】また、完全にインク室毎に独立した積層P
ZTを使う場合には、全インク室の長さとほぼ同じ長さ
のバックプレートに前記積層PZTを一つずつ固定して
積層PZTアレイを作り、該積層PZTアレイを各イン
ク室に対応する位置に固定してプリントヘッドを構成し
ていた。
【0004】またこれら二つの例に共通して前記積層P
ZTは変位方向の前面が前記インク室へ、後面が前記バ
ックプレートに固定されていた。更に、前記バックプレ
ートは見かけの剛性と質量を大きくし、前記積層PZT
の振動エネルギをインク室側へ効率よく伝えるため、前
記インク室を含むプリントヘッドのフレーム本体に固定
されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来例のう
ち、各インク室に接する前面部が独立している積層PZ
Tアレイはバックプレート側で一体となっているため、
駆動されている前記積層PZTの振動が他の積層PZT
に大きく伝わり、振動の干渉が発生してノズルから発射
されるインク液滴の速度の変動を引き起こしていた。
【0006】もう一方の例では、駆動されている独立し
た積層PZTの振動がバックプレートを介して他の前記
積層PZTに伝わり易いため、振動の干渉が発生してノ
ズルから発射されるインク液滴の速度の変動を引き起こ
していた。
【0007】またこれら二つの例に共通して、前記積層
PZTがインク室側とバックプレート側の二点で固定さ
れていること、及び前記バックプレートの剛性と質量が
大きくバックプレート側での固定がインク室側での固定
に比較して強固であること、及び接着剤の硬化に伴う収
縮や接着剤及び構造材の経時変形があること等によって
インク室側で前記インク室に対する前記積層PZTの位
置が初期組立位置からずれて内部応力が発生し、これが
ノズル間のインク発射特性のばらつきの原因となってい
た。
【0008】本発明の目的はノズル間の振動の干渉を低
く押さえたままで生産性の高い一体型の積層PZTアレ
イを作り、前記積層PZTのインク室に対する位置を初
期組立位置に正確に保持することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的はフット、積層
PZT及びバックプレートをインク室毎に完全に独立さ
せ、積層PZTを互いに剛性の低い導電性の接着剤のみ
によって連結された構造とすること、及び前記バックプ
レートを前記積層PZT後面のみに接着し、前記積層P
ZTの前面もしくは前面に接着された前記フットのみを
インク室壁を含むフレームに接着することにより達成さ
れる。
【0010】
【作用】上記ように構成された積層PZTアレイを使用
したプリントヘッドにおいては、互いの積層PZTは主
として厚い導電性接着剤を通して連結されている。導電
性接着剤内部での振動のエネルギ損失は前記積層PZT
の内部、または前記バックプレートでの振動のエネルギ
損失よりも大きいので、駆動されている積層PZTから
他の積層PZTに達する振動のエネルギは従来技術で構
成された前面だけが独立した積層PZTアレイの場合、
または連続した形状のバックプレートに独立した積層P
ZTを固定した場合に比べて少なくなる。その結果、イ
ンク室間での振動の干渉は従来技術で構成された場合に
比べて減少し、それによるインク液滴速度の変動量も減
少する。
【0011】また本発明による積層PZTはフット先端
のみがインク室壁を含むフレームに固定されており、フ
ット以外の部分は前記フレームに固定されていないの
で、接着剤の硬化や経時変化に伴う接着剤の体積変化や
フレーム等の変形があっても前記インク室壁に対する前
記フットの位置が変わることはない。
【0012】
【実施例】以下図面を参照して本発明を具体的に説明す
る。
【0013】図1は本発明の一実施例をノズル軸方向に
沿って切った断面図である。図1において積層PZT1
は電極10、11に駆動電圧を与えると図に示した変位
方向に圧電定数d33に比例して変位する。前記積層PZ
T1の変位方向の後面にはバックプレート3が導電性接
着剤で接着されている。また前記積層PZT1の前面に
は振動のエネルギをインク室9に伝えるためのフット2
が前記導電性接着剤で接着されている。前記フット2は
積層PZT1の振動を液滴発射後速やかに減衰させられ
るように振動のエネルギの吸収が大きい材料で作られて
おり、更に前記フット2は振動のエネルギの吸収が大き
い材料からなる、例えばシリコンゴム7を介して振動板
5、及びフレーム4に固定されている。
【0014】前記バックプレート3は前記積層PZT1
の変位をフット2側に多く伝えるために比重の大きい金
属で作られており、インク室9内のインクと前記フット
2の合計質量の5倍程度の質量を持っている。このため
積層PZT1が振動した場合に前記フット2には前記バ
ックプレート3の約5倍の加速度が加わる。従ってこの
ような構造のノズル8において、積層PZT1の部分の
みが固定され、フット2、インク室9内のインク、バッ
クプレート3が自由に動けるような状態では、インク室
9内のインクの振動の振幅はバックプレート3の振動の
振幅の5倍になる。ただし実際には、ノズル8はフット
2の部分でシリコンゴム7によってフレーム4に固定さ
れているため、前記フット2の変位量はバックプレート
3の変位量の5倍にまでは達しない。しかし、本実施例
の構成によれば積層PZT1の振動周波数が40kHz
程度である場合には積層PZT1が発生する力はシリコ
ンゴム7の抵抗力に対して十分に大きくなり、フット2
に与える力により前記シリコンゴム7が変形し、バック
プレート3の変位量の5倍程度に前記フット2が変位
し、積層PZT1が発生する振動エネルギを効率よく前
記インク室9に伝えることができる。すなわち、積層P
ZT1の振動周波数が一定であれば、フット2及びイン
ク室9内のインクの合計質量に対するバックプレート3
の質量の比が大きければ大きいほど、積層PZT1が発
生した振動のエネルギがインク室9側に伝わる効率は大
きくなるのでバックプレート3は重い方が良い。しか
し、大き過ぎるバックプレート3はプリントヘッドの大
型化を必要とし、好ましくない。従って本構成によるイ
ンクジェットノズルの場合は、バックプレート3の質量
をフット2及びインク室9内のインクの合計質量の5倍
から50倍の間にすることにより最も効率良く、かつ小
型のプリントヘッドを実現することが可能となる。
【0015】この実施例においてバックプレート3及び
積層PZT1は他の積層PZT1に接着されたバックプ
レート3及びフレーム4から独立しているので、この積
層PZT1で発生した振動エネルギが他の積層PZT1
に伝わって起こる干渉の量は積層PZT1間で連続した
形状のバックプレートを使用した場合、及びバックプレ
ート3や積層PZT1を直接フレーム4に接着した場合
に発生する干渉の量よりも少なくなる。また一体に接着
された積層PZT1、フット2、バックプレート3はフ
レーム4に対してフット2の一点でのみ固定されている
ので、フット2の位置はフレーム4に対して常に一定で
ある。
【0016】図2は図1で示した構造の積層PZT1を
全ノズル分一体として製造したものである。図2は8組
のノズル8、及びインク室9に対応する8組のバックプ
レート3及びフット2が接着された積層PZT1を示
す。該積層PZT1と隣接する積層PZT1との間には
インク室9の間隔に相当する間隔で設けられた溝15を
設けてあるので、全ての積層PZT1は独立している。
【0017】積層PZTアレイは、全インク室の長さと
ほぼ同じ長さを有する大きな積層PZT(図示せず)に
バックプレート3及びフット2を接着し、下面に導電性
接着剤12を厚く塗布した前記大きな積層PZTの上面
よりダイアモンドカッタで前記積層PZT1の変位方向
に前記導電性接着剤12を切断しないように切り込むこ
とによって作製される。ダイアモンドカッタによって切
断された断面13で判るように積層PZT1、フット
2、バックプレート3は各ノズル8毎に完全に独立して
おり、前記積層PZT1の下面に厚く塗布された導電性
接着剤12の切断されずに残った断面14を介すことに
よってのみ互いに接続されている。
【0018】このような構造にすることにより、互いの
積層PZT1が独立していながら組立性、生産性のよい
積層PZTアレイを得ることができる。さらにこの積層
PZTアレイを図1に示すように8組のインク室9を持
ったインク室フレーム6、及びこれに対応した8個の穴
を持ったフレーム4に差し込み、シリコンゴム7で接着
することによってプリントヘッドを構成する。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、積層PZTの変位方向
の前面を直接、もしくはフットを介して間接にインク室
の壁面にのみ固定するようにしたので、組立後に振動板
に対する積層PZTの位置ずれを起こすことがなく、初
期組立位置に正確に保持することができる。さらにバッ
クプレート及びフットを伴った小さな積層PZT群を下
面の導電性接着剤のみで互いに接続させたので、多数の
ノズルを駆動するための多数の積層PZTを互いの振動
の干渉を低く押さえたままで一体に製造でき、生産性、
組立精度をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示す断面図である。
【図2】 図1に示す積層PZTを全ノズル一体として
製造した実施例を示す透視図である。
【符号の説明】
1は積層PZT、2はフット、3はバックプレート、4
はフレーム、5はインク室壁、6はインク室フレーム、
7はシリコンゴム、8はノズル、9はインク室、10は
電極、11は電極、12は導電性接着剤、15は溝であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 和伸 茨城県勝田市武田1060番地 日立工機エン ジニアリング株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 積層PZTを使用したソリッドインクジ
    ェットプリンタにおいて、各インク室に対応した前記積
    層PZTの変位方向の一端を直接、もしくはフットを介
    して間接にインク室の壁面に固定し、他端を各インク室
    毎に対応するよう設けられたバックプレートに固定する
    ことを特徴とする積層PZTの固定方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の積層PZTの固定方法に
    おいて、前記バックプレートの質量が前記インク室内の
    インク質量に前記フットの質量を加えた質量の5倍から
    50倍の間であることを特徴とする積層PZTの固定方
    法。
  3. 【請求項3】 変位方向に対して垂直方向に全インク室
    の長さとほぼ同じ長さを有する大きな積層PZTの変位
    方向の後面には前記バックプレート、前面には前記フッ
    トを接着し、下面には前記積層PZTの共通電極となる
    導電性接着剤を塗布し、前記積層PZT、前記バックプ
    レート及び前記フットを上面よりインク室間隔に相当す
    る幅で切り込みを入れて完全に切断し、バックプレート
    及びフットを伴った小さな積層PZT群を下面の導電性
    接着剤のみで互いに接続させることを特徴とする一体型
    積層PZTアレイの固定方法。
JP23191093A 1993-09-17 1993-09-17 積層pztアレイの固定方法 Withdrawn JPH0781058A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0819524A1 (en) * 1996-07-18 1998-01-21 Océ-Technologies B.V. Ink jet nozzle head with backing member
EP0819526A1 (en) * 1996-07-18 1998-01-21 Océ-Technologies B.V. Ink jet nozzle head with backing member
EP1886816A1 (en) * 2006-08-11 2008-02-13 Océ-Technologies B.V. Ink jet device and method of manufacturing the same
US7976124B2 (en) 2006-08-11 2011-07-12 Oce-Technologies B.V. Ink jet device and method of manufacturing the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20001128