JP3201109B2 - Inkjet head - Google Patents
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、印字データの入力に応
じて、インク滴を飛翔させ、このインク滴により記録用
紙にドットを形成させるオンデマンド型インクジェトヘ
ッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an on-demand type ink jet head which flies ink droplets in response to input of print data and forms dots on recording paper using the ink droplets.
【0002】[0002]
【従来の技術】入力情報に応じて複数のノズルからイン
ク滴を噴射し、文字や図形を出力するオンデマンド型イ
ンクジェットヘッドは低騒音、低ランニングコストで普
通紙や再生紙に高印字品質の記録書き込みができる点で
他の方式のものに比べて優れている。2. Description of the Related Art An on-demand type ink jet head which ejects ink droplets from a plurality of nozzles in accordance with input information and outputs characters and figures has a low noise, a low running cost and a high print quality recording on plain paper or recycled paper. It is superior to other methods in that it can write.
【0003】特にインク吐出の駆動源として圧電素子を
用いたものは、耐久性と応答性に優れ、パーソナルコン
ピュータ等の出力装置として広く普及している。In particular, devices using a piezoelectric element as a driving source for ink ejection have excellent durability and responsiveness, and are widely used as output devices for personal computers and the like.
【0004】特公平2−51734号公報に記載されて
いる従来のインクジェットヘッドでは、複数の流路溝が
形成されたインク室形成基板に、非常に薄い振動板を接
合することで溝を封止してインク室を形成し、更にイン
ク室に対応した振動板の外表面に圧電素子のチップを実
装し、振動板とこの圧電素子によりユニモルフのアクチ
ュエータを構成している。In a conventional ink jet head described in Japanese Patent Publication No. 2-51734, a very thin vibration plate is bonded to an ink chamber forming substrate having a plurality of flow grooves formed therein to seal the grooves. Then, a chip of a piezoelectric element is mounted on the outer surface of the vibration plate corresponding to the ink chamber, and a unimorph actuator is constituted by the vibration plate and the piezoelectric element.
【0005】また、特開平5−97437号公報に記載
されているインクジェットヘッドでは、圧電素子の配列
をより高密度に形成する技術として、圧電素子と振動板
とを、セラミクス材料を用いて焼成によって一体に接合
する方法が提案されている。In the ink jet head described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-97437, as a technique for forming an array of piezoelectric elements at a higher density, a piezoelectric element and a diaphragm are fired by using a ceramic material. A method of integrally joining has been proposed.
【0006】本発明者らは、更に改良を加え、圧電素子
と振動板とインク室を区画する隔壁を有するインク室形
成板とを、セラミクス材料を用いて焼成によって一体に
接合する方法を開発している。このような一体焼成型イ
ンクジェット記録ヘッドでは、圧電素子を所定の大きさ
に加工形成してその各々を接着剤によって張り付ける必
要がなく、印刷技術によってペースト状の電極あるいは
圧電素子を塗布し焼成するだけで済むため、組立工程が
極めて簡単になる。The present inventors have further improved and developed a method of integrally joining a piezoelectric element, a vibrating plate, and an ink chamber forming plate having a partition partitioning the ink chamber by firing using a ceramic material. ing. In such an integrated firing type ink jet recording head, there is no need to process and form the piezoelectric elements to a predetermined size and paste each of them with an adhesive. Simplifies the assembly process.
【0007】また、非常に微細な構造を持つインク室形
成基板と薄い振動板とが、焼成で強固に接合されるた
め、インク密封性と耐インク腐食性にも優れたアクチュ
エータを構成できる。Further, since the ink chamber forming substrate having a very fine structure and the thin vibration plate are firmly joined by firing, an actuator having excellent ink sealing properties and ink corrosion resistance can be formed.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような一体焼成型インクジェット記録ヘッドは、圧電素
子の焼成時に圧電素子が収縮するため、振動板に反りと
残留応力が発生し、圧電素子に電圧を印加したときのユ
ニモルフアクチュエータとしての変位量が低下すると言
う問題点と、圧電素子の駆動による発生応力によって振
動板が破壊してしまうという問題点が発生した。However, in the above-described integral firing type ink jet recording head, since the piezoelectric element contracts when the piezoelectric element is fired, warping and residual stress are generated in the diaphragm, and voltage is applied to the piezoelectric element. In this case, there is a problem that the displacement amount of the unimorph actuator when the voltage is applied is reduced, and a problem that the diaphragm is broken by a stress generated by driving the piezoelectric element.
【0009】また、高密度にインク室が配列されている
ため、隣接するインク室に発生するインク圧力によりイ
ンク室の隔壁が変形し、隣接するインク室同士で相互に
悪影響を及ぼし合い、インク滴の吐出状態が変化してし
まう問題点も有している。Further, since the ink chambers are arranged at a high density, the partition walls of the ink chambers are deformed by the ink pressure generated in the adjacent ink chambers, and the adjacent ink chambers adversely affect each other, so that ink droplets are formed. There is also a problem that the discharge state changes.
【0010】これらの問題点を解決するために、振動板
を貫通し、隔壁に達する溝を形成し、応力の緩和と隣接
間の結合を疎にする対策を取ったが、圧電素子の駆動を
繰り返すと、溝が亀裂として伝播し、隔壁が破壊する問
題点が発生した。In order to solve these problems, a groove penetrating the diaphragm and reaching the partition wall was formed to take measures to relieve stress and reduce coupling between adjacent members. When repeated, the grooves propagated as cracks, causing a problem that the partition walls were broken.
【0011】そこで、本発明はかかる課題を解決するた
めのものであり、その目的とするところは、低い電圧で
十分なインク滴を吐出し、インク滴吐出の一定した、耐
久性の優れたインクジェットヘッドを提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide an ink jet device which discharges a sufficient amount of ink droplets at a low voltage, has a constant discharge of ink droplets, and has excellent durability. The purpose is to provide a head.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、複数のインク室を区画する隔壁が形成された
インク室形成基板と、このインク室形成基板の一方の面
を封止し、前記各インク室に対応して圧電素子が形成さ
れた振動板と、前記インク室形成基板の他方の面を封止
する封止基板とからなり、前記圧電素子の変形によって
前記振動板を変形させ、前記圧電素子に対応した前記イ
ンク室内のインク圧力を高めることによって、前記イン
ク室に連通したノズルからインク滴を噴射させるインク
ジェットヘッドであって、前記圧電素子と前記振動板と
前記インク室形成基板と前記封止基板はセラミックスの
焼成により一体で形成されおり、前記振動板と前記隔壁
とを貫通して、前記封止基板に達する深さに溝が設けら
れていることを特徴とする。According to the present invention, there is provided an ink jet head comprising: an ink chamber forming substrate on which a partition for partitioning a plurality of ink chambers is formed; and one surface of the ink chamber forming substrate is sealed. A diaphragm in which a piezoelectric element is formed corresponding to the ink chamber, and a sealing substrate for sealing the other surface of the ink chamber forming substrate, wherein the piezoelectric element is deformed to deform the diaphragm, An ink jet head for ejecting ink droplets from a nozzle communicating with the ink chamber by increasing ink pressure in the ink chamber corresponding to a piezoelectric element, wherein the piezoelectric element, the vibration plate, the ink chamber forming substrate, The sealing substrate is integrally formed by firing ceramics, and is characterized in that a groove is provided at a depth penetrating the diaphragm and the partition wall and reaching the sealing substrate. To.
【0013】[0013]
【作用】本発明の上記の構造によれば、振動板と隔壁を
貫通して封止基板にまで達する深さの溝としたため、隣
接するインク室間の相互作用を可及的に小さく出来る。
また、繰り返しの駆動に対して、溝の先端から亀裂が発
展することも無い。According to the above structure of the present invention, since the groove is formed to have a depth penetrating the diaphragm and the partition wall and reaching the sealing substrate, the interaction between adjacent ink chambers can be made as small as possible.
Also, no crack develops from the tip of the groove with repeated driving.
【0014】また、振動板と隔壁と封止基板とがセラミ
ックスの焼成で一体に形成されているため、基板を横切
る溝の形成が可能となる。Further, since the diaphragm, the partition and the sealing substrate are integrally formed by firing the ceramics, it is possible to form a groove crossing the substrate.
【0015】さらに、溝の形成により、焼成によって発
生した残留応力が緩和され、振動板の変位量の向上と振
動板の耐久性の向上が得られる。Further, by forming the grooves, the residual stress generated by the firing is reduced, and the displacement of the diaphragm and the durability of the diaphragm can be improved.
【0016】[0016]
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0017】図1は本発明のインクジェットヘッドにお
ける主要部分を示す図であり、インク室4のインク流れ
方向に直角な面で切断した断面図であり、本発明の特徴
である振動板2、インク室4を区画する隔壁30を貫通
して封止基板5に達する溝10の形状を示すものであ
る。溝10はレーザー加工によって形成される。図2は
本発明のインクジェットヘッドの全体を示す外観斜視図
であり、16ノズルを縦2列に構成したアクチュエータ
ユニット50を3ユニットと流路ユニット60を用いた
インクジェットヘッド100であるが、ノズルの数、列
数、及びユニットの構成はどのような組合せでも限定さ
れるものではない。FIG. 1 is a view showing a main part of an ink jet head according to the present invention, and is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the ink flow direction of an ink chamber 4. 3 shows a shape of a groove 10 that reaches a sealing substrate 5 through a partition 30 that partitions the chamber 4. The groove 10 is formed by laser processing. FIG. 2 is an external perspective view showing the entire ink jet head of the present invention, which is an ink jet head 100 using three actuator units 50 each having 16 nozzles arranged in two vertical columns and a flow path unit 60. The number, the number of columns, and the configuration of the unit are not limited to any combination.
【0018】図3は本発明のインクジェットヘッド全体
の分解斜視図であって、複数の圧電素子1、下部電極2
0、振動板2、圧電素子1に対応する複数のインク室4
を有するインク室形成基板3、及び封止基板5とによっ
て構成されたアクチュエーターユニット50と、複数の
インク供給口6aを有するインク供給部形成部材6、イ
ンクリザーバ室7aを有するインクリザーバ室形成部材
7、複数のノズル8aを有するノズル形成部材8とによ
って構成された流路ユニット60があり、両ユニットが
接着剤により接合されている。FIG. 3 is an exploded perspective view of the entire ink jet head according to the present invention.
0, a plurality of ink chambers 4 corresponding to the vibration plate 2 and the piezoelectric element 1
Actuator unit 50 constituted by the ink chamber forming substrate 3 having the above and the sealing substrate 5, the ink supply section forming member 6 having a plurality of ink supply ports 6a, and the ink reservoir chamber forming member 7 having the ink reservoir chamber 7a , A nozzle unit 8 having a plurality of nozzles 8a, and a channel unit 60, and both units are joined by an adhesive.
【0019】さらに図8に溝10の形成部分の拡大図を
示す。隔壁30によって仕切られたインク室4を密封す
るように振動板2がインク室形成基板3上に接合され、
その振動板2の上面には下部電極20、圧電素子1、上
部電極21を積層配置する。圧電素子1は上部電極21
と下部電極20間に挟み込まれる位置にあり、上部電極
21を各圧電素子1に共通する電極として、各々の下部
電極20に駆動電圧を印加することで圧電素子1を個別
に駆動し任意のパターンでインク滴の吐出を行なう。隣
合う圧電素子1の間に絶縁部材40を充填し、その上面
に隣合う圧電素子1上に渡って連続して上部電極21を
形成する。また、隔壁30の中央部分には、振動板2、
隔壁30を貫通して封止基板5に達する深さの溝を形成
する。FIG. 8 is an enlarged view of a portion where the groove 10 is formed. The vibration plate 2 is joined on the ink chamber forming substrate 3 so as to seal the ink chamber 4 partitioned by the partition wall 30,
The lower electrode 20, the piezoelectric element 1, and the upper electrode 21 are stacked on the upper surface of the vibration plate 2. The piezoelectric element 1 has an upper electrode 21
The piezoelectric element 1 is individually driven by applying a drive voltage to each of the lower electrodes 20, with the upper electrode 21 serving as an electrode common to each of the piezoelectric elements 1. Ejects ink droplets. The insulating member 40 is filled between the adjacent piezoelectric elements 1, and the upper electrode 21 is continuously formed on the adjacent piezoelectric elements 1 on the upper surface thereof. Also, the diaphragm 2,
A groove having a depth reaching the sealing substrate 5 through the partition 30 is formed.
【0020】アクチュエータユニット50は、焼成によ
り一体で形成されるが、以下にその工程を説明する。図
7はその工程を示すものである。 まず始めに、振動板
2、インク室形成基板3、封止基板5をセラミックス材
料であるグリーンシートの状態で加圧し、その後800
℃から1000℃の温度で一体に焼成する(図7
(A))。この時のセラミックス材料は酸化ジルコニウム
を主成分とするものである。次に下部電極20の材料を
印刷によってインク室4に対応する部分に形成し、焼成
する(図7(B))。最後に圧電素子1の材料を同じく印
刷によって形成し、焼成して仕上げる(図7(C))。The actuator unit 50 is integrally formed by firing, and the steps will be described below. FIG. 7 shows the process. First, the vibrating plate 2, the ink chamber forming substrate 3, and the sealing substrate 5 are pressed in the state of a green sheet made of a ceramic material.
Sintering at a temperature of 1000 ° C. to 1000 ° C. (FIG. 7)
(A)). At this time, the ceramic material contains zirconium oxide as a main component. Next, the material of the lower electrode 20 is formed in a portion corresponding to the ink chamber 4 by printing, and baked (FIG. 7B). Finally, the material of the piezoelectric element 1 is similarly formed by printing and baked to finish (FIG. 7C).
【0021】このように一体焼成によって形成されたア
クチュエータは、非常に微細な構造を持つインク室形成
基板3と薄い振動板2とが、焼成で強固に接合されるた
め、インク密封性と耐インク腐食性に優れたものとなる
上に、その製造過程は印刷技術によってペースト状の電
極あるいは圧電素子を塗布し焼成するだけで済むため極
めて簡単であるという利点がある。しかしながらその反
面いくつかの問題点も発生している。まず第一に、アク
チュエータの形成方法が焼成であるが故に、圧電素子1
の焼成時に、圧電素子1の収縮率と圧電素子に密着して
いる振動板2の収縮率の違いから残留応力が発生してし
まい、圧電素子1に電圧を印加したときのユニモルフア
クチュエータとしての変位量が低下してしまう点であ
る。さらにこの圧電素子1を駆動させると、先に説明し
た残留応力に駆動による発生応力が加わり、振動板にか
なりの負担を強いることとなり、その結果、振動板が破
壊してしまうという問題点までも発生する。また、第二
の問題点として、インク室4が高密度に配列されている
ため、隔壁を介したクロストークの発生も確認されてい
る。In the actuator thus formed by integral firing, the ink chamber forming substrate 3 having a very fine structure and the thin vibration plate 2 are firmly joined by firing, so that the ink sealing property and the ink resistance are improved. In addition to being excellent in corrosiveness, there is an advantage that the manufacturing process is extremely simple since it is only necessary to apply and bake a paste-like electrode or piezoelectric element by a printing technique. However, on the other hand, there are some problems. First, since the method of forming the actuator is firing, the piezoelectric element 1
During firing, residual stress is generated due to the difference between the contraction rate of the piezoelectric element 1 and the contraction rate of the vibration plate 2 that is in close contact with the piezoelectric element, and the displacement as a unimorph actuator when a voltage is applied to the piezoelectric element 1 The point is that the amount decreases. Further, when the piezoelectric element 1 is driven, the generated stress due to the driving is added to the residual stress described above, and a considerable load is imposed on the diaphragm, and as a result, the problem that the diaphragm is destroyed is also caused. appear. Further, as a second problem, since the ink chambers 4 are arranged at a high density, it has been confirmed that crosstalk occurs via the partition walls.
【0022】これらの問題点を解決するため、図4に示
されるように、振動板2を貫通し、隔壁30に達する溝
を設け、応力の緩和と隣接間の結合を疎にする対策を取
った。In order to solve these problems, as shown in FIG. 4, a groove penetrating through the diaphragm 2 and reaching the partition wall 30 is provided to take measures to alleviate stress and reduce coupling between adjacent members. Was.
【0023】しかしながら上記のように溝10の深さが
隔壁30の途中までだと圧電素子1が繰り返し駆動する
ことで溝10の先端より亀裂が生じ、隔壁30が破壊し
てしまうという新たな問題点が発生した。However, as described above, if the depth of the groove 10 is halfway through the partition 30, the piezoelectric element 1 is repeatedly driven to cause a crack from the tip of the groove 10 and a new problem that the partition 30 is broken. A point has occurred.
【0024】溝10の亀裂によって生じる隔壁30の破
壊は、安定した吐出を供給できないという不具合を引き
起こすため、本発明においては以下に述べるような方法
によって解決している。つまり、図1に示すように溝1
0を振動板2、隔壁30を貫通して封止基板5に達する
深さまで形成する。これによって溝10の先端は圧電素
子1の駆動に影響されない封止基板内にあるため、圧電
素子1が繰り返し駆動しても溝10が先端から亀裂が発
生する事はなくなり、隔壁30の破壊も免れるようにな
る。この時、溝10は、振動板2、隔壁30、封止基板
5がセラミックスの焼成で一体に形成されているため
に、基板を横切って形成することが可能である。振動板
2、隔壁30、封止基板5が酸化ジルコニウム以外の異
組成のセラミックスにより一体焼成で形成されている時
も溝の加工は可能であり、発明の効果はあるが、各部材
を強固に接合するためには同組成の方が望ましい。The breakage of the partition wall 30 caused by the cracks in the groove 10 causes a problem that stable discharge cannot be supplied. Therefore, the present invention solves the problem by the following method. That is, as shown in FIG.
0 is formed to a depth that reaches the sealing substrate 5 through the diaphragm 2 and the partition 30. As a result, since the tip of the groove 10 is in the sealing substrate which is not affected by the driving of the piezoelectric element 1, even if the piezoelectric element 1 is repeatedly driven, the groove 10 does not crack from the tip, and the partition wall 30 is broken. Will be spared. At this time, the groove 10 can be formed across the substrate because the diaphragm 2, the partition 30, and the sealing substrate 5 are integrally formed by firing the ceramic. Even when the diaphragm 2, the partition 30, and the sealing substrate 5 are formed by integrally firing ceramics having a different composition other than zirconium oxide, the groove can be processed, and the effects of the invention can be obtained. The same composition is preferable for joining.
【0025】一方、振動板2、隔壁30、封止基板5の
接合方法が一体焼成ではなく、接着剤により接合されて
いる場合は、各部材間の接着力は非常に弱いものとなる
ため、溝の加工は困難となる。また、接着剤による接合
方法において、振動板2、隔壁3、封止基板5が異部材
である時、さらに溝の加工は困難となる。On the other hand, when the vibration plate 2, the partition 30 and the sealing substrate 5 are bonded not by integral firing but by an adhesive, the adhesive force between the members becomes very weak. Processing of the groove becomes difficult. Further, in the bonding method using an adhesive, when the vibration plate 2, the partition wall 3, and the sealing substrate 5 are different members, it is difficult to further process the grooves.
【0026】かかる構成のインクジェットヘッドにおい
て、図示しないインクカートリッジから導かれたインク
は図3におけるインク導入部6b、インクリザーバー室
7aを通過し、インク供給口6aからインク室4に到達
する。そして、電圧を印加された圧電素子1が変位し、
変形可能な振動板2をたわませることによりインク室4
のインクを加圧し、これに応じてインクは、封止基板内
インク通過口5a、インク供給部形成部材内インク通過
口6c、インクリザーバ室形成部材内インク通過口7b
を通過し、ノズル8aから噴射され、印字を行なう。In the ink jet head having such a configuration, the ink guided from an ink cartridge (not shown) passes through the ink introduction section 6b and the ink reservoir chamber 7a in FIG. 3, and reaches the ink chamber 4 from the ink supply port 6a. Then, the piezoelectric element 1 to which the voltage is applied is displaced,
By flexing the deformable diaphragm 2, the ink chamber 4
In response to this, the ink is supplied to the ink passage port 5a in the sealing substrate, the ink passage port 6c in the ink supply section forming member, and the ink passage port 7b in the ink reservoir chamber forming member.
And is ejected from the nozzle 8a to perform printing.
【0027】つぎに、溝を隔壁の途中まで有する一体焼
成型インクジェットヘッドについて説明する。Next, an integral firing type ink jet head having a groove halfway through the partition will be described.
【0028】まず図4は溝を側壁の途中まで有する一体
焼成型インクジェトヘッドのインク室のインク流れ方向
に直角な断面を示した図である。図5は図4の構造にお
いて圧電素子を駆動した際の変形図(変形状態は、図中
で点線で示す)を示す。図からも解かるように圧電素子
1を駆動すると振動板2だけがインク室4側にたわむの
ではなく隔壁30もインク室4側へ倒れ込むようにして
変形する。この隔壁30の倒れ込みが溝10に負担を与
え、特に細くなっている溝10の先端にはかなりの圧力
が加わり亀裂が生じてしまうこととなる。(レーザー加
工による溝は先端が細くなる)さらに隔壁30を形成し
ている基板の剛性が高ければ高いほど溝への亀裂は生じ
やすくなる。隔壁30が破壊されると安定したインク滴
吐出を供給できなくなることは愚か、ヘッドの耐久性ま
でも低下してしまうことになる。First, FIG. 4 is a diagram showing a cross section perpendicular to the ink flow direction of the ink chamber of the integrally fired ink jet head having a groove halfway along the side wall. FIG. 5 is a modified view when the piezoelectric element is driven in the structure of FIG. 4 (the modified state is indicated by a dotted line in the drawing). As can be seen from the drawing, when the piezoelectric element 1 is driven, not only the vibration plate 2 bends toward the ink chamber 4 but also the partition wall 30 is deformed so as to fall down toward the ink chamber 4 side. The falling of the partition wall 30 exerts a load on the groove 10, and a considerable pressure is applied to the tip of the narrow groove 10, and a crack is generated. (Grooves formed by laser processing have narrower tips.) Furthermore, the higher the rigidity of the substrate forming the partition wall 30, the more easily cracks are formed in the grooves. If the partition wall 30 is destroyed, it is foolish to be unable to supply a stable ink droplet ejection, which also reduces the durability of the head.
【0029】これに対して、本発明のインクジェットヘ
ッドはインク室4のインク流れ方向に直角な断面を示し
た図1に示すように、溝10を圧電素子1の駆動に影響
されない封止基板5に達する深さまで形成したため、圧
電素子1の駆動によって溝10の先端から亀裂が生じる
のを防ぐことができるようになった。On the other hand, in the ink jet head of the present invention, as shown in FIG. 1 showing a cross section perpendicular to the ink flow direction of the ink chamber 4, the groove 10 is formed in the sealing substrate 5 which is not affected by the driving of the piezoelectric element 1. , The generation of a crack from the tip of the groove 10 due to the driving of the piezoelectric element 1 can be prevented.
【0030】また、溝10の深さが封止基板5に達して
いることで隣接するインク室4は完全に分離された状態
となるため、隔壁30を介したクロストークの発生を抑
えることも可能となった。図6は本発明のインクジェッ
トヘッドの構造において全圧電素子を駆動した際の変形
図であるが、図6からも解るように各インク室4ごと独
立した隔壁30を持つため、隣接するインク室4に発生
するインク圧力を直接受けることはなくなり、クロスト
ークの発生を防止できるのである。Since the depth of the groove 10 reaches the sealing substrate 5, the adjacent ink chambers 4 are completely separated from each other, so that the occurrence of crosstalk via the partition 30 can be suppressed. It has become possible. FIG. 6 is a modified view when all the piezoelectric elements are driven in the structure of the ink jet head of the present invention. As can be seen from FIG. Is no longer directly received by the ink pressure that occurs, and the occurrence of crosstalk can be prevented.
【0031】さらに、溝10の深さが隔壁30の途中ま
ででは充分に緩和できなかった圧電素子1の焼成時に発
生する残留応力は、溝10が封止基板5に達することで
充分に緩和でき、振動板2の変位量が向上した。これに
より低い電圧でも充分なインク滴を吐出することが可能
となった。Further, the residual stress generated at the time of firing the piezoelectric element 1, which could not be sufficiently relaxed until the depth of the groove 10 reaches the middle of the partition 30, can be sufficiently relaxed when the groove 10 reaches the sealing substrate 5. In addition, the displacement of the diaphragm 2 is improved. This makes it possible to discharge sufficient ink droplets even at a low voltage.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明によれば、圧電素子、振動板、イ
ンク室形成基板、封止基板がセラミックスの一体焼成で
形成されているヘッドにおいて、振動板、隔壁を貫通し
て封止基板に達する深さの溝を設けることにより、優れ
た耐久性を有するアクチュエータを形成することができ
る。また、インク吐出パターンに左右されない安定した
出力が可能となると同時に、インク吐出効率も向上し、
低電圧で駆動可能なインクジェットヘッドを提供するこ
とができる。According to the present invention, in a head in which a piezoelectric element, a vibrating plate, an ink chamber forming substrate, and a sealing substrate are formed by integrally firing ceramics, the head penetrates the vibrating plate and the partition to form a sealing substrate. By providing a groove having a depth that can be reached, an actuator having excellent durability can be formed. In addition, stable output independent of the ink ejection pattern is possible, and at the same time, the ink ejection efficiency is improved,
An inkjet head drivable at low voltage can be provided.
【図1】本発明の実施例のインク室のインク流れ方向に
直角な面における断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to an ink flow direction of an ink chamber according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の外観を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the present invention.
【図3】本発明の構成を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of the present invention.
【図4】溝を隔壁の途中まで設けた一体焼成型インクジ
ェットヘッドのインク室のインク流れ方向に直角な面に
おける断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the ink flow direction of an ink chamber of an integrally fired inkjet head in which a groove is provided halfway of a partition.
【図5】溝を隔壁の途中まで設けた一体焼成型インクジ
ェットヘッドにおいて、圧電素子を駆動した際の変形図
である。FIG. 5 is a modified view when a piezoelectric element is driven in an integrally fired ink jet head in which a groove is provided halfway of a partition.
【図6】本発明の実施例の構造において、圧電素子を変
形した際の変形図である。FIG. 6 is a modified view when the piezoelectric element is modified in the structure of the embodiment of the present invention.
【図7】本発明の製造工程を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process of the present invention.
【図8】本発明の実施例の溝形成部分を説明する斜視図
である。FIG. 8 is a perspective view illustrating a groove forming portion according to the embodiment of the present invention.
1 圧電素子 2 振動板 3 インク室形成基板 4 インク室 5 封止基板 5a 封止基板内インク通過口 6 インク供給部形成部材 6a インク供給口 6b インク導入部 6c インク供給部形成部材内インク通過口 7 インクリザーバ室形成部材 7a インクリザーバ室 7b インクリザーバ室形成部材内インク通過口 8 ノズル形成部材 8a ノズル 10 溝 20 下部電極 21 上部電極 30 隔壁 40 絶縁部材 50 アクチュエータユニット 60 流路ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric element 2 Vibration plate 3 Ink chamber forming substrate 4 Ink chamber 5 Sealing substrate 5a Ink passage in sealing substrate 6 Ink supply part forming member 6a Ink supply opening 6b Ink introduction part 6c Ink passage in ink supply part forming member REFERENCE SIGNS LIST 7 Incremental chamber forming member 7a Incremental chamber 7b Ink passage port in incremental chamber forming member 8 Nozzle forming member 8a Nozzle 10 Groove 20 Lower electrode 21 Upper electrode 30 Partition wall 40 Insulating member 50 Actuator unit 60 Flow path unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−329145(JP,A) 特開 平4−345856(JP,A) 特開 昭61−266254(JP,A) 特開 昭62−111758(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/045 B41J 2/055 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-329145 (JP, A) JP-A-4-345856 (JP, A) JP-A-61-266254 (JP, A) JP-A-62-162 111758 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B41J 2/045 B41J 2/055
Claims (3)
れたインク室形成基板と、このインク室形成基板の一方
の面を封止し、前記各インク室に対応して圧電素子が形
成された振動板と、前記インク室形成基板の他方の面を
封止する封止基板とからなり、前記圧電素子の変形によ
って前記振動板を変形させ、前記圧電素子に対応した前
記インク室内のインク圧力を高めることによって、前記
インク室に連通したノズルからインク滴を噴射させるイ
ンクジェットヘッドであって、前記圧電素子と前記振動
板と前記インク室形成基板と前記封止基板はセラミック
スの焼成により一体で形成されており、前記振動板と前
記隔壁とを貫通して、前記封止基板に達する深さの溝が
設けられていることを特徴とするインクジェットヘッ
ド。An ink chamber forming substrate on which a partition for partitioning a plurality of ink chambers is formed; and one surface of the ink chamber forming substrate is sealed, and a piezoelectric element is formed corresponding to each of the ink chambers. A vibrating plate, and a sealing substrate for sealing the other surface of the ink chamber forming substrate, and deforming the vibrating plate by deforming the piezoelectric element, the ink pressure in the ink chamber corresponding to the piezoelectric element. An ink jet head for ejecting ink droplets from nozzles communicating with the ink chamber, wherein the piezoelectric element, the vibration plate, the ink chamber forming substrate, and the sealing substrate are integrally formed by firing ceramics. An ink jet head, wherein a groove having a depth penetrating the diaphragm and the partition wall and reaching the sealing substrate is provided.
れたインク滴を吐出するノズルと連通するインク通過口
が形成されていることを特徴とする請求項1記載のイン
クジェットヘッド。2. The ink jet head according to claim 1, wherein the sealing substrate is provided with an ink passage opening communicating with a nozzle for discharging ink droplets formed in the flow path unit.
る複数のノズルが形成されたノズル形成部材と、インク
リザーバ室を形成するインクリザーバ室形成部材と、前
記封止基板に形成されたインク通過口と連通するインク
通過口及び前記インクリザーバ室と前記インク室とを連
通するインク供給口とが形成されたインク供給部形成部
材とから構成されていることを特徴とする請求項2記載
のインクジェットヘッド。3. The ink jet printer according to claim 1, wherein the flow path unit includes a nozzle forming member having a plurality of nozzles for ejecting ink droplets, an ink reservoir chamber forming member forming an ink reservoir chamber, and ink formed on the sealing substrate. 3. The ink supply unit according to claim 2, further comprising an ink supply port formed with an ink passage opening communicating with the passage opening and an ink supply opening communicating the ink reservoir chamber and the ink chamber. Ink jet head.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31078893A JP3201109B2 (en) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | Inkjet head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31078893A JP3201109B2 (en) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | Inkjet head |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07156398A JPH07156398A (en) | 1995-06-20 |
| JP3201109B2 true JP3201109B2 (en) | 2001-08-20 |
Family
ID=18009471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31078893A Expired - Fee Related JP3201109B2 (en) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | Inkjet head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3201109B2 (en) |
-
1993
- 1993-12-10 JP JP31078893A patent/JP3201109B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
| JPH07156398A (en) | 1995-06-20 |
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