JPH11245400A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
- Publication number
- JPH11245400A JPH11245400A JP4732198A JP4732198A JPH11245400A JP H11245400 A JPH11245400 A JP H11245400A JP 4732198 A JP4732198 A JP 4732198A JP 4732198 A JP4732198 A JP 4732198A JP H11245400 A JPH11245400 A JP H11245400A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filler
- ink
- actuator
- jet head
- vibration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 インクジェットヘッドの吐出性能、およびヘ
ッドそのものの耐久性を向上させることを課題とする。 【解決手段】 インクジェットヘッドのアクチュエータ
側に存在する空間に、真空脱法により充填剤を充填し、
アクチュエータが直接空気と接触しないようにした。
ッドそのものの耐久性を向上させることを課題とする。 【解決手段】 インクジェットヘッドのアクチュエータ
側に存在する空間に、真空脱法により充填剤を充填し、
アクチュエータが直接空気と接触しないようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば圧電素子等
のアクチュエータの振動エネルギを利用して、複数のノ
ズルからインクを吐出させるインクジェットプリンタに
関する。
のアクチュエータの振動エネルギを利用して、複数のノ
ズルからインクを吐出させるインクジェットプリンタに
関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェットプリントヘッドにおい
て、高周波駆動をしてなおかつインク吐出性能を満足さ
せるためには、インク室と振動膜は共に微細な寸法が要
求され、当然、これらを構成する部品は非常に厚さが薄
くなっている。
て、高周波駆動をしてなおかつインク吐出性能を満足さ
せるためには、インク室と振動膜は共に微細な寸法が要
求され、当然、これらを構成する部品は非常に厚さが薄
くなっている。
【０００３】一方、アクチュエータ（インク吐出用の駆
動素子）側には、各アクチュエータ間、アクチュエータ
と他部材との間の物理的な空間が形成されている。
動素子）側には、各アクチュエータ間、アクチュエータ
と他部材との間の物理的な空間が形成されている。
【０００４】従来の技術では、この空間を出来るだけ小
さくするように設計して、インク室や振動膜などの構成
部材の剛性を上げて、アクチュエータの振動による影響
を抑えてきた。
さくするように設計して、インク室や振動膜などの構成
部材の剛性を上げて、アクチュエータの振動による影響
を抑えてきた。
【０００５】
【発明の解決しようとする課題】しかしながら、アクチ
ュエータ側に空間があり、なおかつ、インク室構成部材
の膜厚を極端薄くすると、あたかもスピーカや太鼓のよ
うに低周波で共振してしまい、各インク室間でのインク
の流体干渉以上に、低周波振動により振動系が不安定と
なり、インク吐出の高周波駆動を妨げる原因となってし
まっていた。
ュエータ側に空間があり、なおかつ、インク室構成部材
の膜厚を極端薄くすると、あたかもスピーカや太鼓のよ
うに低周波で共振してしまい、各インク室間でのインク
の流体干渉以上に、低周波振動により振動系が不安定と
なり、インク吐出の高周波駆動を妨げる原因となってし
まっていた。
【０００６】そこで、本発明はアクチュエータの振動の
影響によるインク室や振動膜等の構成部材の振動系を安
定させることを課題とする。
影響によるインク室や振動膜等の構成部材の振動系を安
定させることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、インク吐出用の開口を有するノズル
と、該ノズルに連通し、インクを溜めるインク室と、ア
クチュエータの振動を前記インク室内のインクに伝える
ために設けられた振動部材と、前記アクチュエータを支
持する基板と、前記アクチュエータに駆動信号を与える
内部電極と、該電極に接続される外部電極と、これらを
収納するハウジングを備え、前記アクチュエータの振動
を吐出エネルギに変換してノズルよりインクを吐出する
方式のインクジェットヘッドにおいて、前記アクチュエ
ータと基板とで構成される空間に、１０ＪＩＳ−Ａから
１２０ＪＩＳ−Ａ（ＪＩＳ規格）の硬さの充填剤を充填
された構成とした。
め、本発明では、インク吐出用の開口を有するノズル
と、該ノズルに連通し、インクを溜めるインク室と、ア
クチュエータの振動を前記インク室内のインクに伝える
ために設けられた振動部材と、前記アクチュエータを支
持する基板と、前記アクチュエータに駆動信号を与える
内部電極と、該電極に接続される外部電極と、これらを
収納するハウジングを備え、前記アクチュエータの振動
を吐出エネルギに変換してノズルよりインクを吐出する
方式のインクジェットヘッドにおいて、前記アクチュエ
ータと基板とで構成される空間に、１０ＪＩＳ−Ａから
１２０ＪＩＳ−Ａ（ＪＩＳ規格）の硬さの充填剤を充填
された構成とした。
【０００８】このように、アクチュエータ側の空間を充
填剤で充填することにより、該充填剤が極端に薄いイン
ク室および振動膜等の構成部材を支持するよう作用し、
アクチュエータの振動の影響による低周波共振が抑制さ
れる。また、充填剤は、その性質上、ダンピング効果を
持つので、低周波成分を吸収するよう作用し、かかる点
についても振動系安定に貢献する。
填剤で充填することにより、該充填剤が極端に薄いイン
ク室および振動膜等の構成部材を支持するよう作用し、
アクチュエータの振動の影響による低周波共振が抑制さ
れる。また、充填剤は、その性質上、ダンピング効果を
持つので、低周波成分を吸収するよう作用し、かかる点
についても振動系安定に貢献する。
【０００９】前記充填剤は真空脱法により充填されたも
のであるとよく、好ましくはシリコーン樹脂またはウレ
タン樹脂がよい。
のであるとよく、好ましくはシリコーン樹脂またはウレ
タン樹脂がよい。
【００１０】更に、前記充填剤は前記アクチュエータと
前記内部電極および外部電極の夫々の接合部をカバーす
るように充填されるとよい。特に、オンデマンドプリン
トヘッドで積層圧電素子をアクチュエータとして使用す
る場合、積層圧電素子の内部電極は充填剤に覆われてし
まうこととなるので、マイグレーションの原因となる水
蒸気、つまり空気に前記内部電極が直接的に接触するこ
とがなくなり、積層圧電素子の寿命が半永久的となり、
オンデマンドプリントヘッド自体の寿命も半永久的とな
る。
前記内部電極および外部電極の夫々の接合部をカバーす
るように充填されるとよい。特に、オンデマンドプリン
トヘッドで積層圧電素子をアクチュエータとして使用す
る場合、積層圧電素子の内部電極は充填剤に覆われてし
まうこととなるので、マイグレーションの原因となる水
蒸気、つまり空気に前記内部電極が直接的に接触するこ
とがなくなり、積層圧電素子の寿命が半永久的となり、
オンデマンドプリントヘッド自体の寿命も半永久的とな
る。
【００１１】また、前記充填剤の外表面に被膜剤が被覆
されるとよい。好ましくは、エポシキ樹脂またはフェノ
ール樹脂がよい。
されるとよい。好ましくは、エポシキ樹脂またはフェノ
ール樹脂がよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、オンデマンドインクジェ
ットプリントヘッド組立て前の分解図である。また、図
２は、オンデマンドインクジェットプリントヘッド組立
て後の断面図である。
ットプリントヘッド組立て前の分解図である。また、図
２は、オンデマンドインクジェットプリントヘッド組立
て後の断面図である。
【００１３】オンデマンドインクジェットヘッドは、イ
ンク吐出用の開口を有するノズル１１と、インクを溜め
るインク室１２とを一体成形したインク室プレート１
と、インク吐出用の駆動素子となる圧電素子４の振動を
インク室１２のインクに伝えるために設けられた振動部
材２とを接合して、インク室構成部材３となる。
ンク吐出用の開口を有するノズル１１と、インクを溜め
るインク室１２とを一体成形したインク室プレート１
と、インク吐出用の駆動素子となる圧電素子４の振動を
インク室１２のインクに伝えるために設けられた振動部
材２とを接合して、インク室構成部材３となる。
【００１４】また、圧電素子４とインク室構成部材３と
は接着剤１４で接合されている。
は接着剤１４で接合されている。
【００１５】圧電素子４は基板１０に接着固定された
後、各ノズルにそれぞれ対応するように加工されて配置
されている。
後、各ノズルにそれぞれ対応するように加工されて配置
されている。
【００１６】上記構成により、圧電素子４の振動は振動
部材２を介してインク室１２に伝わり、インク室１２内
の圧力変動によりノズル１１からインクが吐出されるよ
う動作する。
部材２を介してインク室１２に伝わり、インク室１２内
の圧力変動によりノズル１１からインクが吐出されるよ
う動作する。
【００１７】電極５と圧電素子４との導通は、異方性導
電膜７を利用して、高密度の電気的接続が実現できてい
る。
電膜７を利用して、高密度の電気的接続が実現できてい
る。
【００１８】インクは、インク供給入口９からインク供
給路８を通り、左右のインク室１２にインクを均等に供
給する方式である。
給路８を通り、左右のインク室１２にインクを均等に供
給する方式である。
【００１９】６はハウジングであって、前述したこれら
の精密部品を支持する構成となっている。ここで、イン
ク室構成部材３とハウジング６との接合は、接着剤１５
で行う。この状態では、インク室構成部材３は、約300
ミクロンの膜厚であり、圧電素子４の振動による影響が
低周波共振という弊害になってインク吐出の高周波駆動
を妨げる一因となっている。
の精密部品を支持する構成となっている。ここで、イン
ク室構成部材３とハウジング６との接合は、接着剤１５
で行う。この状態では、インク室構成部材３は、約300
ミクロンの膜厚であり、圧電素子４の振動による影響が
低周波共振という弊害になってインク吐出の高周波駆動
を妨げる一因となっている。
【００２０】上記問題を解決する手段として、本発明に
おいては、図３に示すように、空間１７に圧電素子４側
から充填剤を挿入するようにした。しかしながら、この
時、前記空間１７は非常に狭いので、上方から流し込む
だけでは空間全域に充填剤が充填されない。
おいては、図３に示すように、空間１７に圧電素子４側
から充填剤を挿入するようにした。しかしながら、この
時、前記空間１７は非常に狭いので、上方から流し込む
だけでは空間全域に充填剤が充填されない。
【００２１】そこで、図４に示すように、充填剤を流し
込んだ後、真空チャンバ１９の中で脱泡するようにし
た。図において、１８は真空ポンプ、１９は真空チャン
バ、２０はバルブである。このように脱泡することによ
り、狭い空間１７に残った空気の泡を取り除くことが出
来き、インク室構成部材３は、充填剤１６で補強され
る。また、圧電素子４は、完全に空気から隔離すること
ができる。
込んだ後、真空チャンバ１９の中で脱泡するようにし
た。図において、１８は真空ポンプ、１９は真空チャン
バ、２０はバルブである。このように脱泡することによ
り、狭い空間１７に残った空気の泡を取り除くことが出
来き、インク室構成部材３は、充填剤１６で補強され
る。また、圧電素子４は、完全に空気から隔離すること
ができる。
【００２２】ここで、充填剤１６のは、完全に固化する
ものではなく、しかも弾性体でなければならない。弾性
体はその硬さを１０ＪＩＳ−Ａから１２０ＪＩＳ−Ａ
（いずれもＪＩＳ規格）の範囲とすれば、圧電素子４の
振動を妨げないようにすることが出来る。
ものではなく、しかも弾性体でなければならない。弾性
体はその硬さを１０ＪＩＳ−Ａから１２０ＪＩＳ−Ａ
（いずれもＪＩＳ規格）の範囲とすれば、圧電素子４の
振動を妨げないようにすることが出来る。
【００２３】図５は、本発明の他の例である。
【００２４】本例においては、充填剤１６を被膜剤１３
を被膜している。これは充填剤１６の環境劣化や硬化な
どを防ぐために有効である。被膜剤１３はエポシキ樹
脂、フェノール樹脂などより選ばれる。これにより、被
膜剤１３を被せて充填剤１６の劣化を完全に防ぐ密閉シ
ールとなる。
を被膜している。これは充填剤１６の環境劣化や硬化な
どを防ぐために有効である。被膜剤１３はエポシキ樹
脂、フェノール樹脂などより選ばれる。これにより、被
膜剤１３を被せて充填剤１６の劣化を完全に防ぐ密閉シ
ールとなる。
【００２５】
【発明の効果】本発明のように、アクチュエータ（駆動
素子）側の空間に充填剤を充填することにより、極端に
薄いインク室構成部材を支持するものができて、アクチ
ュエータの振動の影響による低周波共振が抑制された。
充填剤は、その性質上、ダンピング効果を持つので、低
周波成分を吸収することも、振動系安定に貢献する。
素子）側の空間に充填剤を充填することにより、極端に
薄いインク室構成部材を支持するものができて、アクチ
ュエータの振動の影響による低周波共振が抑制された。
充填剤は、その性質上、ダンピング効果を持つので、低
周波成分を吸収することも、振動系安定に貢献する。
【００２６】また、オンデマンドプリントヘッドで積層
圧電素子をアクチュエータとして使用する場合は、積層
圧電素子の内部電極が充填剤と接触することとなるの
で、マイグレーションの原因となる水蒸気、つまり、空
気に直接的に接触することがなくなり、積層圧電素子の
寿命が半永久的となり、オンデマンドプリントヘッド自
体の寿命も半永久的となる。
圧電素子をアクチュエータとして使用する場合は、積層
圧電素子の内部電極が充填剤と接触することとなるの
で、マイグレーションの原因となる水蒸気、つまり、空
気に直接的に接触することがなくなり、積層圧電素子の
寿命が半永久的となり、オンデマンドプリントヘッド自
体の寿命も半永久的となる。
【００２７】更にには、高湿度の特別な条件下でも微量
液滴吐出が可能となる吐出機構を実現できる。
液滴吐出が可能となる吐出機構を実現できる。
【００２８】このように、充填剤を充填することで得ら
れる工業的効果は大きい。
れる工業的効果は大きい。
【図１】 充填剤充填前のインクジェットヘッドの組立
て前の分解図
て前の分解図
【図２】 充填剤充填前のインクジェットヘッドの断面
図
図
【図３】 充填剤充填中のインクジェットヘッドの断面
図
図
【図４】 充填剤脱泡中のインクジェットヘッドの断面
図
図
【図５】 被膜剤で充填剤を被膜した後のインクジェッ
トヘッドの断面図
トヘッドの断面図
１はインク室プレート、２は振動部材、３はインク室構
成部材、４は圧電素子、５は電極、６はハウジング、７
は異方性導電シート、８はインク供給路、９はインク供
給入り口、１０は基板、１１はノズル、１２はインク
室、１３は被膜剤、１４、１５は接着剤、１６は充填
剤、１７は空間、１８は真空ポンプ、１９は真空チャン
バ、２０はバルブである。
成部材、４は圧電素子、５は電極、６はハウジング、７
は異方性導電シート、８はインク供給路、９はインク供
給入り口、１０は基板、１１はノズル、１２はインク
室、１３は被膜剤、１４、１５は接着剤、１６は充填
剤、１７は空間、１８は真空ポンプ、１９は真空チャン
バ、２０はバルブである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 健二 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】インク吐出用の開口を有するノズルと、該
ノズルに連通し、インクを溜めるインク室と、アクチュ
エータの振動を前記インク室内のインクに伝えるために
設けられた振動部材と、前記アクチュエータを支持する
基板と、前記アクチュエータに駆動信号を与える内部電
極と、該電極に接続される外部電極と、これらを収納す
るハウジングを備え、前記アクチュエータの振動を吐出
エネルギに変換してノズルよりインクを吐出する方式の
インクジェットヘッドにおいて、 前記アクチュエータと基板とで構成される空間に、１０
ＪＩＳ−Ａから１２０ＪＩＳ−Ａ（ＪＩＳ規格）の硬さ
の充填剤が充填されていることを特徴とするインクジェ
ットヘッド。 - 【請求項２】請求項１記載のインクジェットヘッドであ
って、 前記充填剤は真空脱法により充填されたものであること
を特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項３】請求項１記載のインクジェットヘッドであ
って、 前記充填剤がシリコーン樹脂またはウレタン樹脂よりな
ることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項４】請求項１記載のインクジェットヘッドであ
って、 前記充填剤は前記アクチュエータと前記内部電極および
外部電極の夫々の接合部をカバーするように充填されて
いることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項５】請求項１記載のインクジェットヘッドであ
って、 前記充填剤の外表面に被膜剤が被覆されていることを特
徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項６】請求項５記載のインクジェットヘッドであ
って、 前記被膜剤はエポシキ樹脂またはフェノール樹脂よりな
ることを特徴とするインクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4732198A JPH11245400A (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4732198A JPH11245400A (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11245400A true JPH11245400A (ja) | 1999-09-14 |
Family
ID=12772018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4732198A Pending JPH11245400A (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11245400A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007203737A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Samsung Electronics Co Ltd | 圧電方式のインクジェットプリントヘッド |
| US7360877B2 (en) | 2003-03-26 | 2008-04-22 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet printer |
-
1998
- 1998-02-27 JP JP4732198A patent/JPH11245400A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7360877B2 (en) | 2003-03-26 | 2008-04-22 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet printer |
| JP2007203737A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Samsung Electronics Co Ltd | 圧電方式のインクジェットプリントヘッド |
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