JP3132916B2 - Inkjet print head - Google Patents
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- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はインクジェットプリント
装置のヘッドの形状に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the shape of a head of an ink jet printing apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】シェアモードを利用したインクジェット
プリントヘッドの従来の技術に関しては、特開昭63−
252750号公報に記載されている。この構造及び動
作原理を図7、図8、図10を基に説明する。図10は
シェアモードを利用したインクジェットプリントヘッド
の分解斜視図であり、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)
の様な圧電体28上に細長い溝を平行に多数形成してい
る。そして、溝間に残った隔壁48ab、48bcなど
の上面部と、ガラス、セラミック、あるいはプラスチッ
ク等の蓋1とを、弾性部材2により柔軟に接着する。こ
の結果、溝はインク室38a、38b、38cとなる。
そして、インク室38a、38b、38cの一方の端は
共通のインクだめよりインクが供給出来るようにしてあ
り(図示せず)、他方の端には小さなノズル3のあるノ
ズル板5が接着される。ここで、圧電体28は隔壁48
ab、48bcなども含めて矢印4で示されるように
(あるいは逆方向に)一方向に揃えて分極しておく。ま
た、溝の内面には電極18a、18b、18c等を形成
する。2. Description of the Related Art Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 252750. This structure and operation principle will be described with reference to FIGS. 7 , 8 , and 10. FIG . FIG. 10 is an exploded perspective view of an inkjet print head using a shear mode, and is PZT (lead zirconate titanate).
A large number of elongated grooves are formed in parallel on the piezoelectric body 28 as described above. Then, the upper surface of the partition walls 48ab and 48bc remaining between the grooves and the lid 1 made of glass, ceramic, plastic or the like are flexibly bonded by the elastic member 2. As a result, the grooves become the ink chambers 38a, 38b, 38c.
One end of each of the ink chambers 38a, 38b, 38c is adapted to supply ink from a common ink reservoir (not shown), and the other end is bonded to a nozzle plate 5 having a small nozzle 3. . Here, the piezoelectric body 28 is a partition 48
Polarization is performed in one direction as indicated by the arrow 4 (or in the opposite direction) including ab and 48bc. Further, electrodes 18a, 18b, 18c and the like are formed on the inner surface of the groove.
【0003】図7は、シェアモードを利用したインクジ
ェットプリントヘッドの非駆動時の断面構造図である。
ここで、図7の電極18aに電極18bに対し十分大き
な正の電位を与えるならば、図8のように隔壁48ab
はその隔壁内での電気力線58abと圧電体の分極方向
とが直交する事によりシェアモードの変形をおこす。同
様の事を隔壁48bcについても行えば、インク室38
bの断面積は初期状態の図7から図8のように減少す
る。すなわち、インク室38b内にインクを充填してお
けば、この溝の体積減少によってインクの圧力は瞬間的
に上昇し、インク滴がノズルより吐出する。FIG . 7 is a sectional view of the non-driving state of the ink jet print head using the share mode.
Here, if a sufficiently large positive potential is applied to the electrode 18a in FIG. 7 with respect to the electrode 18b, the partition wall 48ab as shown in FIG.
Causes a shear mode deformation when the electric lines of force 58ab in the partition wall are orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric body. If the same operation is performed for the partition wall 48bc, the ink chamber 38
The sectional area of b decreases as shown in FIGS. 7 and 8 in the initial state. That is, if the ink is filled in the ink chamber 38b, the pressure of the ink is instantaneously increased due to the volume reduction of the groove, and the ink droplet is ejected from the nozzle.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のシェアモードを
使用したインクジェットプリントヘッドは、インク室3
8a、38b、38c、などの底面の断面形状が直線で
あった。純粋なシェアモードの変形を起こすためには、
隔壁48abの両側面の電極18a、18b間の電界は
隔壁48ab中のみに集中することが最も好ましい。し
かしながら、実際には、隔壁48abとインク室38a
bの下の部分に電界が漏れることによって電気力線68
abが生じる。同様に隔壁48bcとインク室38bc
の下の部分にも電界が漏れることによって電気力線68
bcが生じる。そして、インク室38bの底部付近に於
いては、これら電気力線68ab、68bcがインク室
38bの下の部分での圧電体の分極方向とほぼ平行で同
方向を向くため、この方向での伸び変形が起こり、一点
鎖線で示したようにインク室38bの底部が持ち上げら
れる。一方、インク室38aの底部付近に於いては電気
力線68abと圧電体の分極方向とがほぼ平行で逆方向
となり、この方向での縮み変形が起こり、一点鎖線で示
したように該底部が窪むような変形となる。このような
変形を回転と言う。The conventional ink jet print head using the share mode has an ink chamber 3
The cross-sectional shapes of the bottom surfaces, such as 8a, 38b, and 38c, were straight. In order to cause the transformation of pure share mode,
It is most preferable that the electric field between the electrodes 18a and 18b on both sides of the partition wall 48ab be concentrated only in the partition wall 48ab. However, actually, the partition wall 48ab and the ink chamber 38a
b, the electric field lines 68
ab results. Similarly, the partition wall 48bc and the ink chamber 38bc
The electric field lines 68
bc occurs. In the vicinity of the bottom of the ink chamber 38b, the lines of electric force 68ab and 68bc are substantially parallel to and in the same direction as the polarization direction of the piezoelectric body below the ink chamber 38b. Deformation occurs, and the bottom of the ink chamber 38b is lifted as shown by the dashed line. On the other hand, near the bottom of the ink chamber 38a, the line of electric force 68ab and the polarization direction of the piezoelectric body are substantially parallel and opposite to each other, and contraction deformation occurs in this direction. It becomes a deformed deformation. Such deformation is called rotation.
【0005】図9を用いて、この回転の様子を簡単に説
明すると、隔壁78aのみを駆動させたとき圧電体28
は二点鎖線で示したように変形し、隔壁78aとは違う
周囲の隔壁78b、78cなども変形させることが判
る。 Referring to FIG . 9 , this rotation will be briefly described. When only the partition 78a is driven, the piezoelectric body 28 is driven.
Is deformed as shown by the two-dot chain line, and it can be seen that the other partition walls 78b, 78c, etc., which are different from the partition wall 78a, are also deformed.
【0006】さて、この様な回転は、隔壁48abと隔
壁48bcとのシェアモードでの変形を打ち消すような
方向に作用するため、インクジェットプリントヘッドと
しての吐出力を低下させる。しかし、一方では、インク
室38bの底部が隆起することで、インク室の断面積を
減少させ、前記吐出力を増加させる効果も見込める。こ
の収支を明かにするため、本発明者らはレーザー計測に
よる隔壁78aの変位量測定を行った。実験は隔壁の上
面に微小な鏡を接着し、隔壁の両側の電極に印加する電
圧を変化させながら、鏡に照射したレーザー光より鏡の
移動量を測定し、隔壁の変形量に換算するものである。
そして本実験により、変形を打ち消す効果の方が勝る事
が判明した。本結果によれば、仮想的なシェアモードだ
けの場合に対して、図8でのインク室38bの体積変化
量は約2/3とかなり小さくなっていた。この結果、イ
ンクの吐出力が大幅に減少し、インク滴の吐出速度が低
下するという問題が発生するのである。この吐出速度の
低下は、インク滴の吐出方向の不安定さを誘発し、印字
したドットの位置ズレを引き起こすばかりでなく、ノズ
ル付近で高粘度化したインクを吐出出来なくなり印字ド
ット抜けと言う致命的な欠陥にもつながるものである。[0006] Such rotation acts in such a direction as to cancel the deformation of the partition 48ab and the partition 48bc in the shear mode, so that the ejection force of the ink jet print head is reduced. However, on the other hand, by raising the bottom of the ink chamber 38b, the effect of reducing the sectional area of the ink chamber and increasing the ejection force can be expected. In order to clarify this balance, the present inventors measured the displacement of the partition wall 78a by laser measurement. In the experiment, a small mirror was adhered to the upper surface of the partition, and the amount of mirror movement was measured from the laser beam applied to the mirror while changing the voltage applied to the electrodes on both sides of the partition, and converted to the deformation of the partition. It is.
And this experiment showed that the effect of canceling out the deformation was superior. According to this result, the amount of change in the volume of the ink chamber 38b in FIG. 8 was considerably small, about 2/3, compared to the case of only the virtual share mode. As a result, there is a problem that the ejection force of the ink is greatly reduced and the ejection speed of the ink droplet is reduced. This drop in ejection speed not only causes instability in the ejection direction of the ink droplets, causing misalignment of the printed dots, but also makes it impossible to eject highly viscous ink near the nozzles, causing fatalities such as missing print dots. It can also lead to mechanical defects.
【0007】この課題を解決するため、本発明の目的
は、ヘッド駆動時の圧電体の回転作用が軽減され、高信
頼かつ高品質の印字が得られるようなインクジェットプ
リントヘッドを提供することにある。[0007] In order to solve this problem, an object of the present invention is to provide an ink jet print head capable of reducing the rotating action of the piezoelectric body when the head is driven and providing high-reliability and high-quality printing. .
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
め、従来、インク室の底面の断面形状が分極方向に対し
直角であったのに対し、本発明はインク室となる溝の底
面の断面形状が、分極方向に対して直角ではないある斜
面を含む線分で形成される。すなわちインク室の底部が
凹部であることを特徴とし、その凹部の凹面形状が、一
つには、少なくとも二本の線で結んだ線分で形成されて
いるものであり、一つには、一本の傾いた直線で結んだ
線分で形成されているものである事を特徴とする様に構
成されている。なお、この際インク室底部の形状は、必
ずしも対称でなくても良い。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, while the cross-sectional shape of the bottom surface of the ink chamber is conventionally perpendicular to the polarization direction, the present invention is directed to the cross-sectional shape of the bottom surface of the groove serving as the ink chamber. The shape is formed by line segments that include certain slopes that are not perpendicular to the polarization direction. That is, the bottom of the ink chamber is characterized by a concave portion, the concave shape of the concave portion is formed, at least in one, by a line segment connected by at least two lines, It is formed by a line segment connected by one inclined straight line.
Has been established . In this case, the shape of the bottom of the ink chamber does not necessarily have to be symmetric.
【0009】[0009]
【作用】従来例における圧電体のインク室底部の漏れ電
界による回転の作用は、好ましからざる効果であるが、
これについては、インク室となる溝の底面の断面形状
が、分極方向に対して直角ではないある斜面を含む線分
で構成されることで抑制しうる。正確に言えば、インク
室の底部が凹面であることを特徴とし、その底部の凹面
形状が、一つには、少なくとも二つの線で結んだ線分で
構成されている。インク室の底部をこの様な形状にした
とき、底部の電気力線の方向は、斜面と直角の方向を向
き圧電体の分極方向に対してある角度をもつ。この時、
電気力線は分極方向に直角な成分と平行な成分とに分け
られ、直角方向の成分は純粋なシェアモードの変形を起
こす様な作用をし、平行の方向の成分は回転を誘発す
る。従来例では、インク室底部の電気力線はすべて分極
方向と平行であるため、漏れ電界はすべて回転を誘発す
る成分として働いていたが、本発明では、インク室底部
の漏れ電界はシェアモードを起こす成分としても働き、
回転の作用も軽減される。この作用により、隔壁の変形
量が確保されることで、インク吐出性能の良いインクジ
ェットプリントヘッドが得られるものである。The rotation of the piezoelectric body due to the leakage electric field at the bottom of the ink chamber in the conventional example is an undesirable effect.
This can be suppressed by forming the cross-sectional shape of the bottom surface of the groove serving as the ink chamber by a line segment including a certain slope that is not perpendicular to the polarization direction. To be precise, it is characterized in that the bottom of the ink chamber is concave, and the concave shape of the bottom is, in part, a line segment connected by at least two lines.
It is configured. When the bottom of the ink chamber is formed in such a shape, the direction of electric lines of force at the bottom faces a direction perpendicular to the slope and has a certain angle with respect to the polarization direction of the piezoelectric body. At this time,
The lines of electric force are divided into a component perpendicular to the polarization direction and a component parallel to the polarization direction, and the component in the perpendicular direction acts to cause a pure shear mode deformation, and the component in the parallel direction induces rotation. In the conventional example, since all the electric lines of force at the bottom of the ink chamber are parallel to the polarization direction, all the leaked electric fields acted as components that induce rotation, but in the present invention, the leaked electric field at the bottom of the ink chamber has a shear mode. It also works as a waking component,
The effect of rotation is also reduced. By this action, the amount of deformation of the partition is ensured, so that an ink jet print head having good ink ejection performance can be obtained.
【0010】[0010]
【実施例】(実施例1) 以下、本発明によるインクジェットプリントヘッドの第
一の実施例を図面を基に説明する。図1は、従来例の図
7に対応する図であり、本発明によるインクジェットプ
リントヘッドの構成の一例を示したものである。ここで
は、インク吐出に係わるインク室30a、30b、30
cがそれぞれ図7でのインク室38a、38b、38c
に対応するもので、各インク室の端部にノズル3が設け
られているのは図7と同じである。本発明の第一の実施
例に於いて、従来例と最も異なる点はインク室30a、
30b、30cの底部に凹部70を設けている点であ
る。図1は、インク室底部の凹部70の断面形状が、少
なくとも二つの線で結んで形成されており、特に、二本
の線分がともに直線であり、左右がほぼ対称な形状を有
する実施例の一つである。ここで、インク室の内面に
は、それぞれ電極10a、10b、10cなどを形成し
てある。Embodiment 1 Hereinafter, a first embodiment of an ink jet print head according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram of a conventional example .
FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 7 and shows an example of the configuration of an inkjet print head according to the present invention. Here, the ink chambers 30a, 30b, 30
c are the ink chambers 38a, 38b, 38c in FIG.
Those corresponding to, is the same as FIG. 7 of the nozzle 3 at the end of each ink chamber is provided. In the first embodiment of the present invention, the most different point from the conventional example is the ink chamber 30a,
The point is that a concave portion 70 is provided at the bottom of 30b, 30c. FIG. 1 shows an embodiment in which the cross-sectional shape of the concave portion 70 at the bottom of the ink chamber is formed by connecting at least two lines, and particularly, the two line segments are both straight lines, and the left and right sides are substantially symmetrical. one of. Here, electrodes 10a, 10b, 10c, etc. are formed on the inner surface of the ink chamber, respectively.
【0011】図2は、本発明の第一の実施例の作用を説
明するための、従来例の図8に対応する図である。ここ
で、電極10bに対して十分大きな正の電位を電極10
aに与えるならば、隔壁40ab内での電気力線50a
bが圧電体の分極方向に対し直交するように形成され、
図8の場合と同様に、隔壁40abはシェアモードの変
形を起こす。同様に電極10bに対して十分大きな正の
電位を電極10cに与えるならば、隔壁40bc内での
電気力線50bcが圧電体の分極方向に対し直交するよ
うに形成され、図8の場合と同様に、隔壁40bcはシ
ェアモードの変形を起こす。これら隔壁40ab、40
bcのシェアモード変形により、インク吐出に係わるイ
ンク室30bの断面積(インク室30bの流路体積)が
減少し、インクがノズル3より飛び出すことは、図8で
の説明と同様である。FIG. 2 is a view for explaining the operation of the first embodiment of the present invention and corresponds to FIG . 8 of a conventional example. Here, a sufficiently large positive potential with respect to the electrode 10b is applied to the electrode 10b.
a, the electric lines of force 50a in the partition 40ab
b is formed so as to be orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric body,
As in the case of FIG. 8 , the partition 40ab causes a deformation in the shear mode. Similarly, if a sufficiently large positive potential is applied to the electrode 10b with respect to the electrode 10b, the lines of electric force 50bc in the partition wall 40bc are formed so as to be orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric body, similar to the case of FIG. In addition, the partition 40bc causes a shear mode deformation. These partition walls 40ab, 40
The shear mode deformation of bc, reduced cross-sectional area of the ink chamber 30b according to the ink discharge (flow path volume of the ink chamber 30b) is, the ink pops from the nozzle 3 is the same as described in FIG.
【0012】さてここで、本発明の効果である圧電体の
インク室底部の回転の抑制作用について説明する。シェ
アモードによる隔壁の変形を打ち消すように働く回転
は、圧電体20の底部への漏れ電界により生ずることを
図8を用いて上述した。ここで再び図2を用いて、本発
明の第一の実施例に関して漏れ電界に付いて説明する。
第一の実施例に於いて、漏れ電界によって生じる電気力
線は、電気力線60ab、60bc等の様に、インク室
30aの底部の右側の斜面(圧電体の分極方向と直角で
ないある方向を持つ面)から、インク室30bの底部の
左側の斜面に向かう曲線になる。Now, the effect of the present invention of suppressing the rotation of the piezoelectric body at the bottom of the ink chamber will be described. The rotation that acts to cancel the deformation of the partition wall due to the shear mode is caused by the leakage electric field to the bottom of the piezoelectric body 20.
This is described above with reference to FIG . Referring again to FIG. 2, the first embodiment of the present invention will be described with respect to the leakage electric field.
In the first embodiment, the electric lines of force generated by the leakage electric field are, as in the electric lines of force 60ab, 60bc, etc., inclined on the right side of the bottom of the ink chamber 30a (in a direction that is not perpendicular to the polarization direction of the piezoelectric body). From the holding surface) to the left slope at the bottom of the ink chamber 30b.
【0013】ここで、本発明の作用を、インク室底部の
拡大図である図3を用いて説明する。図2に示した電気
力線60abの終点の方向を方向ベクトルA(図3)で
表す。この方向ベクトルAは、ベクトルXとベクトルY
との二方向の成分に分ける事ができる。ベクトルXは、
圧電体の分極方向と直交する方向のベクトル成分であ
る。このため、ベクトルXは、純粋にシェアモードを助
ける方向に働く。一方ベクトルYは、圧電体の分極方向
と平行なベクトル成分である。この為ベクトルYは、回
転を誘発する方向に働く。[0013] Here, the effect of the present invention, to explain with reference to FIG. 3 is an enlarged view of the ink chamber bottom. The direction of the end point of the electric force line 60ab shown in FIG. 2 is represented by a direction vector A (FIG. 3). This direction vector A is composed of a vector X and a vector Y
And two-way components. Vector X is
This is a vector component in a direction orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric body. Thus, the vector X works in a direction that purely assists the share mode. On the other hand, the vector Y is a vector component parallel to the polarization direction of the piezoelectric body. Therefore, the vector Y works in a direction to induce rotation.
【0014】溝の底面の断面形状が一つの直線で結んだ
線で形成されているときは(図7、図8参照)、電気力
線の終点の方向ベクトルは、ベクトルYの方向の成分の
みであり、ベクトルXに相当する成分はない。When the cross-sectional shape of the bottom surface of the groove is formed by a single straight line (see FIGS . 7 and 8 ), the direction vector at the end point of the line of electric force is only the component in the direction of the vector Y. And there is no component corresponding to the vector X.
【0015】以上、本発明の第一の実施例と従来例とを
比較すると、溝の底部の断面形状が少なくとも二本の線
で結んだ線分で形成されているときは、電圧を加えたと
きに発生する電気力線が溝底部に及ぼす力は二方向に分
散され、溝の底部の断面形状が一本の直線で結んだ線で
構成されている場合よりも回転を誘発する成分Yの値は
全体として小さくなる。一方、ここでは、電気力線60
abの終点で説明したが、始点についても同様である。As described above, comparing the first embodiment of the present invention with the conventional example, when the sectional shape of the bottom of the groove is formed by a line segment connected by at least two lines, a voltage is applied. The force exerted on the bottom of the groove by the line of electric force that occurs sometimes is dispersed in two directions, and the component of the component Y that induces rotation more than when the cross-sectional shape of the bottom of the groove is constituted by a line connected by a single straight line. The value becomes smaller as a whole. On the other hand, here, the electric lines of force 60
Although described at the end point of ab, the same applies to the start point.
【0016】又、圧電体20中のインク室の底部がほぼ
左右対称であるとき、電極10aと10bとの間の漏れ
電界による影響の一つである回転は、インク室30aに
ついている電極10aの右半分によって影響される漏れ
電界によるものである。と言うのも、電極10aの左半
分によって影響される漏れ電界としての要素は、電極1
0aの左半分と電極10bとが作る電気力線の長さが非
常に長くなり、電極10aの右半分の影響と比較して無
視できるものとなるためである。このため、漏れ電界の
影響する範囲が、従来インク室底部が直線であるものに
対し、本発明のものでは2/3程少なくなる。When the bottom of the ink chamber in the piezoelectric body 20 is substantially symmetrical, rotation, which is one of the effects of the leakage electric field between the electrodes 10a and 10b, is caused by the rotation of the electrode 10a attached to the ink chamber 30a. This is due to the leakage field affected by the right half. This is because the element as the leakage electric field affected by the left half of the electrode 10a is the electrode 1
This is because the length of the electric line of force formed by the left half of Oa and the electrode 10b becomes very long and becomes negligible compared to the effect of the right half of the electrode 10a. For this reason, the range affected by the leakage electric field is about 2/3 smaller in the case of the present invention than in the case where the bottom of the ink chamber is straight in the related art.
【0017】(実施例2) 図4は、従来例の図7に対応する図であり、本発明によ
るインクジェットプリントヘッドの第二の実施例を示し
たものである。ここでは、インク吐出に係わるインク室
32a、32b、32cがそれぞれ図7でのインク室3
8a、38b、38cに対応するもので、各インク室の
端部にノズル3が設けられているのは図7と同じであ
る。本発明の第二の実施例に於いて従来例と最も異なる
点はインク室32a、32b、32cの底部に凹部72
を設けている点である。図4は、インク室の底部の凹部
72の断面形状が一本の傾いた直線で構成されており、
そのため、左右が非対称な形状となっている実施例の一
つである。(Embodiment 2) FIG. 4 is a view corresponding to FIG . 7 of a conventional example, and shows a second embodiment of the ink jet print head according to the present invention. Here, the ink chambers 32a, 32b, and 32c related to the ink ejection are the ink chambers 3 in FIG.
8a, 38b, which corresponds to 38c, is the same as FIG. 7 of the nozzle 3 at the end of each ink chamber is provided. The most different point of the second embodiment of the present invention from the conventional example is that the concave portions 72 are provided at the bottoms of the ink chambers 32a, 32b and 32c.
Is provided. FIG. 4 shows that the cross-sectional shape of the concave portion 72 at the bottom of the ink chamber is constituted by one inclined straight line,
Therefore, this is one of the embodiments in which the left and right are asymmetrical.
【0018】図5は、本発明の第二の実施例の作用を説
明するための、従来例の図8に対応する図である。第一
の実施例と同様に、本発明の効果である圧電体のインク
室底部の回転の抑制作用について説明する。まず、シェ
アモードによる隔壁の変形を打ち消すように働く回転
を、図5を用いて、第二の実施例についてに於いて説明
する。漏れ電界によって生じる電気力線は、電気力線6
2ab、62bc等の様に、圧電体の分極方向とほぼ直
角な面から、ある角度を持つ面に向かう(もしくはその
逆)曲線になる。ここで、本発明の作用を、インク室底
部の拡大図である図6を用いて説明する。図5に示した
電気力線62abの内の終点でのベクトルを方向ベクト
ルB(図6)で表す。この方向ベクトルBは、ベクトル
UとベクトルVとの二方向の成分に分ける事ができる。
ベクトルUは、圧電体の分極方向と直交する方向のベク
トル成分である。このため、ベクトルUは、純粋にシェ
アモードを助ける方向に働く。一方、ベクトルVは、圧
電体の分極方向と平行な方向のベクトル成分である。こ
のため、ベクトルVは、回転を誘発する方向に働く。FIG. 5 is a view for explaining the operation of the second embodiment of the present invention and corresponds to FIG . 8 of the conventional example. Similar to the first embodiment, the effect of the present invention of suppressing the rotation of the bottom of the ink chamber of the piezoelectric body will be described. First, the rotation that acts to cancel the deformation of the partition wall in the shear mode will be described with reference to FIG. 5 in the second embodiment. The electric lines of force generated by the leakage electric field are electric lines of electric force 6
A curve such as 2ab, 62bc, etc., is directed from a plane substantially perpendicular to the polarization direction of the piezoelectric body to a plane having a certain angle (or vice versa). Here, the operation of the present invention will be described with reference to FIG. 6 which is an enlarged view of the bottom of the ink chamber. A vector at the end point in the electric force lines 62ab shown in FIG. 5 is represented by a direction vector B (FIG. 6). The direction vector B can be divided into two components, a vector U and a vector V.
The vector U is a vector component in a direction orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric body. Thus, the vector U works in a direction that purely assists the share mode. On the other hand, the vector V is a vector component in a direction parallel to the polarization direction of the piezoelectric body. Thus, the vector V acts in a direction that induces rotation.
【0019】溝の底面の断面形状が、一本の傾きの無い
直線で結んだ線で構成されているときは(図7、図
8)、電気力線の終点での方向ベクトルはベクトルVの
方向の成分のみであり、ベクトルUに相当する成分はな
い。When the cross-sectional shape of the bottom surface of the groove is constituted by a line connected by one straight line having no inclination ( FIGS .
8 ) The direction vector at the end point of the line of electric force is only a component in the direction of the vector V, and there is no component corresponding to the vector U.
【0020】以上、本発明の第二の実施例と従来例とを
比較すると、溝の底部の断面形状が一本の傾いた直線で
結んだ線で構成されているときは、電圧を加えたときに
発生する電気力線が溝底部に及ぼす力は二方向に分散さ
れ、溝の底面の断面形状が一本の傾きの無い直線で形成
されている場合よりも、回転を誘発する成分Yの値は全
体として小さくなる。すなわち本発明の第二の実施例で
あっても、第一の実施例の場合と同じ効果が得られる。
始点におけるベクトル成分は、分極方向に対しほぼ直角
の成分となるため、純粋にシェアモードの変形をおこ
す。As described above, when the second embodiment of the present invention is compared with the conventional example, when the sectional shape of the bottom of the groove is constituted by a line connected by one inclined straight line, a voltage is applied. The force exerted on the bottom of the groove by the line of electric force that is sometimes generated is dispersed in two directions, and the component of the component Y that induces rotation is more than when the cross-sectional shape of the bottom of the groove is formed by one straight line without inclination. The value becomes smaller as a whole. That is, even in the second embodiment of the present invention, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
Since the vector component at the start point is a component substantially perpendicular to the polarization direction, the shear mode is purely deformed.
【0021】次に、圧電体22中のインク室の底部の非
対称性について説明する。図5に示すように、インク室
が、一本の傾いた直線で形成された底部を有する場合、
インク室32aの右側は直線であるため、純粋なシェア
モードの変形を起こす成分が非常に大きい。したがっ
て、回転の成分はほとんどが左側のみであり、全体で考
えた場合回転の成分は小さく抑えられる。以上から、イ
ンク室底部の形状は必ずしも対称でなくても良い。Next, the asymmetry of the bottom of the ink chamber in the piezoelectric body 22 will be described. As shown in FIG. 5, when the ink chamber has a bottom formed by one inclined straight line,
Since the right side of the ink chamber 32a is a straight line, a component that causes a pure shear mode deformation is very large. Therefore, the rotation component is mostly on the left side only, and the rotation component can be kept small when considered as a whole. From the above, the shape of the bottom of the ink chamber is not necessarily symmetric.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によるインク
ジェットプリントヘッドは、インク室となる溝の底面の
断面形状が、分極方向に対して垂直ではないある斜面を
含む線分で構成される。正確に言えば、インク室の底部
に凹部を有し、その底部の凹部の凹面形状が、一つに
は、少なくとも二本の線で形成されているものであり、
一つには、一本の傾いた直線で形成されている。このた
め底部の電気力線の方向は、斜面に対し法線方向であり
圧電体の分極方向に対して角度をもつ。このため、電気
力線は分極方向に垂直方向成分と平行な成分とに分けら
れ、垂直方向成分は純粋なシェアモードの変形を起こす
し、平行方向成分は回転を誘発する。しかし、インク室
の底面の断面形状が一つの直線で結ばれている従来技術
に対し、本発明は回転の作用を軽減でき、よりシェアモ
ードの効果が得られる。このことにより、インクの吐出
力の低下が減少しインク滴の吐出速度が低下するという
課題が解決され、さらには、ノズル付近での高粘度化し
たインクをも吐出できるようになる。As described above, in the ink jet print head according to the present invention, the cross-sectional shape of the bottom surface of the groove serving as the ink chamber is constituted by a line segment including a certain slope that is not perpendicular to the polarization direction. To be precise, the bottom of the ink chamber has a concave portion, and the concave shape of the concave portion at the bottom is formed, at least in one, by at least two lines,
For one, it is formed by a single inclined straight line . For this reason, the direction of the electric field lines at the bottom is normal to the slope and has an angle to the polarization direction of the piezoelectric body. For this reason, the electric flux lines are divided into a component perpendicular to the polarization direction and a component parallel to the polarization direction. The vertical component causes a pure shear mode deformation, and the parallel component induces rotation. However, in contrast to the related art in which the cross-sectional shapes of the bottom surfaces of the ink chambers are connected by one straight line, the present invention can reduce the effect of rotation, and can obtain the effect of the share mode more. This solves the problem that the drop in ink ejection force is reduced and the ejection speed of ink droplets is reduced, and it is also possible to eject highly viscous ink near the nozzles.
【図1】本発明によるインクジェットプリントヘッドの
第一の実施例で、非駆動時のときの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of an ink jet print head according to the present invention when it is not driven.
【図2】本発明によるインクジェットプリントヘッドの
第一の実施例で、駆動時のときの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the first embodiment of the ink jet print head according to the present invention when it is driven.
【図3】本発明によるインクジェットプリントヘッドの
第一の実施例で、図1の壁の一部を拡大した物である。FIG. 3 is a first embodiment of the ink jet print head according to the present invention, in which a part of the wall in FIG. 1 is enlarged.
【図4】本発明によるインクジェットプリントヘッドの
第二の実施例で、非駆動時のときの断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a second embodiment of the ink jet print head according to the present invention when it is not driven.
【図5】本発明によるインクジェットプリントヘッドの
第二の実施例で、駆動時のときの断面図である。FIG. 5 is a sectional view of the second embodiment of the ink jet print head according to the present invention when it is driven.
【図6】本発明によるインクジェットプリントヘッドの
第二の実施例で、図4の壁の一部を拡大した物である。FIG. 6 is a second embodiment of the ink jet print head according to the present invention, in which a part of the wall in FIG. 4 is enlarged.
【図7】従来技術の説明図で、非駆動時のときの断面図
である。 FIG. 7 is an explanatory view of a conventional technique, and is a cross-sectional view when the apparatus is not driven.
It is.
【図8】従来技術の説明図で、駆動時のときの断面図で
ある。 FIG. 8 is an explanatory view of a conventional technique, and is a cross-sectional view at the time of driving.
is there.
【図9】従来技術の説明図で、圧電体の壁を駆動させた
ときの壁およびその回りの壁の変形のしかたを示した図
である。 FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional technique, in which a wall of a piezoelectric body is driven.
Diagram showing how the wall is deformed and the surrounding wall
It is.
【図10】従来技術のインクジェットプリントヘッドの
分解斜視図である。 FIG. 10 shows a conventional ink jet print head.
It is an exploded perspective view.
3 ノズル 10a 電極 10b 電極 10c 電極 20 圧電体 30a インク室 30b インク室 30c インク室 40ab 隔壁 40bc 隔壁 70 凹部 3 nozzle 10a electrode 10b electrode 10c electrode 20 piezoelectric body 30a ink chamber 30b ink chamber 30c ink chamber 40ab partition 40bc partition 70 recess
Claims (2)
複数形成し、電極を前記溝の側面及び底面に設け、前記
溝の上に蓋をして形成された空間をインク室となして、
前記電極に電圧を印加して、前記溝の両側の壁を駆動さ
せ、インクをノズルから吐出させるインクジェットプリ
ントヘッドにおいて、前記溝の底面に凹部が設けられて
おり、且つ前記凹部の断面形状が少なくとも二本の線で
結んだ線分で構成されている事を特徴とするインクジェ
ットプリントヘッド。1. A plurality of elongated grooves are formed in parallel on the upper surface of a flat piezoelectric body, electrodes are provided on side and bottom surfaces of the grooves, and a space formed by covering the grooves is defined as an ink chamber. hand,
A voltage is applied to the electrode to drive the walls on both sides of the groove, and an ink jet print head that discharges ink from a nozzle is provided with a concave portion on the bottom surface of the groove.
And the cross-sectional shape of the recess is at least two lines
An ink jet print head comprising a connected line segment .
複数形成し、電極を前記溝の側面及び底面に設け、前記
溝の上に蓋をして形成された空間をインク室となして、
前記電極に電圧を印加して、前記溝の両側の壁を駆動さ
せ、インクをノズルから吐出させるインクジェットプリ
ントヘッドにおいて、前記溝の底面に凹部を設けられて
おり、且つ前記凹部の断面形状が一本の傾いた直線で結
んだ線分で構成されている事を特徴とするインクジェッ
トプリントヘッド。2. An elongated groove is formed in parallel on the upper surface of a flat piezoelectric body.
A plurality of electrodes are provided on the side and bottom surfaces of the groove,
The space formed by covering the groove with the lid is used as the ink chamber,
A voltage is applied to the electrode to drive the walls on both sides of the groove.
Ink and eject ink from nozzles
In the print head, a concave portion is provided on the bottom surface of the groove.
And the cross-sectional shape of the recess is connected by one inclined straight line.
An ink jet print head, comprising:
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26785692A JP3132916B2 (en) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | Inkjet print head |
| PCT/JP1993/000921 WO1994001284A1 (en) | 1992-07-03 | 1993-07-05 | Ink jet head |
| EP93914954A EP0647525B1 (en) | 1992-07-03 | 1993-07-05 | Ink jet head |
| US08/367,138 US5719606A (en) | 1992-07-03 | 1993-07-05 | Ink jet head including a connector having a joining component with a plurality of electroconductive particles contained therein and a method of producing said ink jet head |
| DE69321349T DE69321349T2 (en) | 1992-07-03 | 1993-07-05 | INK JET PRINT HEAD |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26785692A JP3132916B2 (en) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | Inkjet print head |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0691867A JPH0691867A (en) | 1994-04-05 |
| JP3132916B2 true JP3132916B2 (en) | 2001-02-05 |
Family
ID=17450587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26785692A Expired - Fee Related JP3132916B2 (en) | 1992-07-03 | 1992-09-11 | Inkjet print head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3132916B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6732414B2 (en) | 1999-12-27 | 2004-05-11 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing a liquid ink jet head |
-
1992
- 1992-09-11 JP JP26785692A patent/JP3132916B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0691867A (en) | 1994-04-05 |
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