JPH01259955A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
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- JPH01259955A JPH01259955A JP8937288A JP8937288A JPH01259955A JP H01259955 A JPH01259955 A JP H01259955A JP 8937288 A JP8937288 A JP 8937288A JP 8937288 A JP8937288 A JP 8937288A JP H01259955 A JPH01259955 A JP H01259955A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrator
- nozzle
- inkjet head
- piezoelectric transducer
- ink
- 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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Classifications
-
- 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
- B41J2/14282—Structure of print heads with piezoelectric elements of cantilever type
-
- 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
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- 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
- B41J2002/14387—Front shooter
-
- 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
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- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14475—Structure thereof only for on-demand ink jet heads characterised by nozzle shapes or number of orifices per chamber
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はインク滴を飛翔させ記録紙等の媒体上にインク
像を形成するプリンタ等インクジェット方式の記録装置
に関しさらに詳細にはインクジェットプリンタヘッドに
関する。
像を形成するプリンタ等インクジェット方式の記録装置
に関しさらに詳細にはインクジェットプリンタヘッドに
関する。
従来のインクジェットヘッドの構造としては複数のノズ
ル開口を有するノズル板とこの背後にインクと直接接触
する圧電変換器を有する構造が知られている。（特公昭
６０−８９５３号等）この構造ではインク滴吐出効率お
よび安定性が高くインク中に気泡、ゴミ等の異物が混入
した場合でもこの影響を受けずに正常動作が可能である
という特徴を有する。振動子としては片持ち梁状振子ま
たは両持ち梁状振動子が用いられている。さらに振動子
とノズル板との間の間隙はインク滴吐出特性に影響する
ため微小な間隙を保つように構成されている。
ル開口を有するノズル板とこの背後にインクと直接接触
する圧電変換器を有する構造が知られている。（特公昭
６０−８９５３号等）この構造ではインク滴吐出効率お
よび安定性が高くインク中に気泡、ゴミ等の異物が混入
した場合でもこの影響を受けずに正常動作が可能である
という特徴を有する。振動子としては片持ち梁状振子ま
たは両持ち梁状振動子が用いられている。さらに振動子
とノズル板との間の間隙はインク滴吐出特性に影響する
ため微小な間隙を保つように構成されている。
上記従来技術のインクジェットヘッドの構造ではノズル
板とこれに対峙する振動子可動部分との間の微小な間隙
のため振動子がインク中で電気信号に応じて変位する際
に大きな抵抗および慣性が付加され過減衰もしくは過減
衰に近い状態で最終変位に到達する。従って長い時定数
を有する減衰振動をしながら最終変位に到達する場合に
比べてインク吐出圧力の最大値が小さく最大吐出圧力に
到達するに要する時間も長くかかりエネルギ効率が低下
するという問題点を有していた。
板とこれに対峙する振動子可動部分との間の微小な間隙
のため振動子がインク中で電気信号に応じて変位する際
に大きな抵抗および慣性が付加され過減衰もしくは過減
衰に近い状態で最終変位に到達する。従って長い時定数
を有する減衰振動をしながら最終変位に到達する場合に
比べてインク吐出圧力の最大値が小さく最大吐出圧力に
到達するに要する時間も長くかかりエネルギ効率が低下
するという問題点を有していた。
本発明の目的はこれらの問題点を解決してエネルギ効率
の高いインクジェットヘッドを実現することにある。
の高いインクジェットヘッドを実現することにある。
本発明のインクジェットヘッドは少なくとも１つ以上の
ノズル開口を有するノズル形成部材と、前記ノズル開口
に１対１に対向して配置され独立に駆動可能な振動子を
備えた圧電変換器を有し、前記ノズル形成部材と前記圧
電変換器の間にインクが充たされたインクジェットヘッ
ドにおいて、前記圧電変換器の前記振動子は少くとも一
端が固定され、該振動子と前記ノズル形成部材の前記ノ
ズル開口近傍部分との間隙が、前記振動子の前記固定端
近傍と前記ノズル形成部材の前記ノズル開口近傍以外の
部分との間隙より狭くなるように形成されたことを特徴
とする。
ノズル開口を有するノズル形成部材と、前記ノズル開口
に１対１に対向して配置され独立に駆動可能な振動子を
備えた圧電変換器を有し、前記ノズル形成部材と前記圧
電変換器の間にインクが充たされたインクジェットヘッ
ドにおいて、前記圧電変換器の前記振動子は少くとも一
端が固定され、該振動子と前記ノズル形成部材の前記ノ
ズル開口近傍部分との間隙が、前記振動子の前記固定端
近傍と前記ノズル形成部材の前記ノズル開口近傍以外の
部分との間隙より狭くなるように形成されたことを特徴
とする。
本発明の上記構成では圧電変換器の振動子を変形変位さ
せてインクを吐出するときノズル形成部材と振動子の固
定部近傍との間のインクの抵抗および慣性が小さくなる
ため振動子の減衰時定数が長（なる。
せてインクを吐出するときノズル形成部材と振動子の固
定部近傍との間のインクの抵抗および慣性が小さくなる
ため振動子の減衰時定数が長（なる。
〔実施例１〕
次に実施例に基づいて本発明を説明する。第１図は本発
明の一実施例を示すプリンタの斜視図である。同図にお
いて記録紙１０はプラテン１１に捲き回され送りローラ
１２．１３によって押圧される。ガイド軸１４．１７に
案内されプラテン軸に平行な方向に移動可能なキャリッ
ジ１５上にインクジェットヘッド１６が搭載されて構成
される。
明の一実施例を示すプリンタの斜視図である。同図にお
いて記録紙１０はプラテン１１に捲き回され送りローラ
１２．１３によって押圧される。ガイド軸１４．１７に
案内されプラテン軸に平行な方向に移動可能なキャリッ
ジ１５上にインクジェットヘッド１６が搭載されて構成
される。
インクジェットヘッド１６は独立にインク滴を吐出制御
可能な複数のノズルを有しプラテン軸方向に走査され上
記ノズルから選択的にインク滴を派出し記録紙１０上に
インク像を形成する。記録紙１０はプラテン１１、送り
ローラ１２，１３の回転により走査方向と直交する副走
査方向に搬送され記録紙面上への印字が行われる。
可能な複数のノズルを有しプラテン軸方向に走査され上
記ノズルから選択的にインク滴を派出し記録紙１０上に
インク像を形成する。記録紙１０はプラテン１１、送り
ローラ１２，１３の回転により走査方向と直交する副走
査方向に搬送され記録紙面上への印字が行われる。
第２図にインクジェットヘッドの断面図を示す。
フレーム２０とサブフレーム２１の間にノズル板２２、
圧電変換器２４、弾性シート２５を積層し固定ねじ２８
．２９を用いて固定する。ノズル板２２は複数のノズル
２３を有する金属薄膜から構成される。第３図に圧電変
換器２４の斜視図を示す、圧電変換器２４は切り込み５
６によって分離された複数の振動子５２と固定部分５８
から構成される。ＰＺＴよりなる圧電素子３０の片面に
はＡｕ薄層よりなる共通電極５３更に固定部分５８には
Ｎｉ薄層よりなるスペーサ５１、振動子５２の自由端近
傍にはスペーサ５１より薄いＮｉ薄層よりなるインクギ
ャップ制御層５７が積層され他面にはＮｉ薄層よりなる
信号電極５４を有する。
圧電変換器２４、弾性シート２５を積層し固定ねじ２８
．２９を用いて固定する。ノズル板２２は複数のノズル
２３を有する金属薄膜から構成される。第３図に圧電変
換器２４の斜視図を示す、圧電変換器２４は切り込み５
６によって分離された複数の振動子５２と固定部分５８
から構成される。ＰＺＴよりなる圧電素子３０の片面に
はＡｕ薄層よりなる共通電極５３更に固定部分５８には
Ｎｉ薄層よりなるスペーサ５１、振動子５２の自由端近
傍にはスペーサ５１より薄いＮｉ薄層よりなるインクギ
ャップ制御層５７が積層され他面にはＮｉ薄層よりなる
信号電極５４を有する。
再び第２図において振動子５２は自由端近傍の微小な間
隙すを介してそれぞれに対応するノズル２３と対向する
ごとく配置される。信号電極５４には個別に配線２７が
接続され選択的電圧印加が行われる０次に第２図を用い
て動作について説明する。インクリザーバ２６からイン
ク（図示せず）がノズル近傍に供給され充たされる。圧
電素子３０の分極方向は共通電極５３と信号電極５４の
間に電圧を印加すると電界と直交方向に収縮するように
置かれている。−力信号電極５４のＮｉ薄層は高い弾性
率を有するため寸法変化が規制され共通電極５３の側に
曲がるごと（曲げモーメントが発生する。振動子５２の
自由端はこの結果ノズル板の方向に変形変位し近傍のイ
ンクをノズル２３から吐出させる。
隙すを介してそれぞれに対応するノズル２３と対向する
ごとく配置される。信号電極５４には個別に配線２７が
接続され選択的電圧印加が行われる０次に第２図を用い
て動作について説明する。インクリザーバ２６からイン
ク（図示せず）がノズル近傍に供給され充たされる。圧
電素子３０の分極方向は共通電極５３と信号電極５４の
間に電圧を印加すると電界と直交方向に収縮するように
置かれている。−力信号電極５４のＮｉ薄層は高い弾性
率を有するため寸法変化が規制され共通電極５３の側に
曲がるごと（曲げモーメントが発生する。振動子５２の
自由端はこの結果ノズル板の方向に変形変位し近傍のイ
ンクをノズル２３から吐出させる。
上記構造において振動子５２とノズル板２２はスペーサ
５１を介して積層されている。また振動子自由端近傍に
はインクギャップ制御層５７を有している。従ってスペ
ーサ５１およびインクギャップ制御層５７の厚みにより
振動子固定端近傍の間隙ａおよび振動子自由端近傍の間
隙すが決まる。
５１を介して積層されている。また振動子自由端近傍に
はインクギャップ制御層５７を有している。従ってスペ
ーサ５１およびインクギャップ制御層５７の厚みにより
振動子固定端近傍の間隙ａおよび振動子自由端近傍の間
隙すが決まる。
これによりスペーサ５１及びインクギャップ制御層５７
の厚みを任意に設定することにより所望の間隙ａ、ｂが
自由に選択できる。従って振動子５２を減衰振動領域で
使用するための間隙は固定端近傍の間隙ａによって確保
されインク吐出に必要な間隙は自由端近傍の間隙すによ
って確保される。
の厚みを任意に設定することにより所望の間隙ａ、ｂが
自由に選択できる。従って振動子５２を減衰振動領域で
使用するための間隙は固定端近傍の間隙ａによって確保
されインク吐出に必要な間隙は自由端近傍の間隙すによ
って確保される。
このように、振動子５２の固定端近傍とノズル板２２と
の間隙ａは広く、振動子５２とノズル板２２のノズル２
３近傍との間隙すは間隙ａより狭く形成されているため
、振動子５２の固定部側にかかるインクの抵抗及び慣性
がノズル近傍側より小さく、振動子に電気信号を印加し
た時長い時定数を有する減衰振動をしながら最終変位に
到達するためインク吐出圧力の最大値か大きく取れしか
も最大吐出圧力に到達するまでの時間も短縮できる。
の間隙ａは広く、振動子５２とノズル板２２のノズル２
３近傍との間隙すは間隙ａより狭く形成されているため
、振動子５２の固定部側にかかるインクの抵抗及び慣性
がノズル近傍側より小さく、振動子に電気信号を印加し
た時長い時定数を有する減衰振動をしながら最終変位に
到達するためインク吐出圧力の最大値か大きく取れしか
も最大吐出圧力に到達するまでの時間も短縮できる。
またノズル近傍の間隙を自由に選択できるため最適値を
選択することにより良好なインク吐出特性が得られる。
選択することにより良好なインク吐出特性が得られる。
なお本実施例ではスペーサは圧電素子に一体に形成され
た金属薄板を用いているが別体の金属薄板をスペーサと
してノズル板と圧電素子の間に挟み込んで固定するごと
く構成することも可能である。また振動子には片持ち梁
状振動子を用いているが両持ち梁状振動子でも同様な構
成が可能である。
た金属薄板を用いているが別体の金属薄板をスペーサと
してノズル板と圧電素子の間に挟み込んで固定するごと
く構成することも可能である。また振動子には片持ち梁
状振動子を用いているが両持ち梁状振動子でも同様な構
成が可能である。
〔実施例２〕
基本的なインクジェットヘッドの構成および動作は第１
の実施例と同様であるため以下は異なる点について詳細
に述べる。第４図は本発明の第２の実施例を示す図でイ
ンクジェットヘッドの断面図の一部を示す、ノズル板２
２は複数のノズル２３を有する金属薄板から構成され、
振動子５２の自由端近傍と対向するノズル近傍の厚みが
他の部分の厚みより大きくなるように形成されている。
の実施例と同様であるため以下は異なる点について詳細
に述べる。第４図は本発明の第２の実施例を示す図でイ
ンクジェットヘッドの断面図の一部を示す、ノズル板２
２は複数のノズル２３を有する金属薄板から構成され、
振動子５２の自由端近傍と対向するノズル近傍の厚みが
他の部分の厚みより大きくなるように形成されている。
ＰＺＴより成る圧電素子３０の片面にはＡｕ薄層より成
る共通電極５３更に固定部分にはＮｉ薄層より成るスペ
ーサ５１が積層され他面にはＮ１ｆ３１層より成る信号
電極５４を有する。振動子５２は自由端近傍の微小な間
隙すを介してそれぞれに対応するノズル２３と対向する
ごと（配置される。
る共通電極５３更に固定部分にはＮｉ薄層より成るスペ
ーサ５１が積層され他面にはＮ１ｆ３１層より成る信号
電極５４を有する。振動子５２は自由端近傍の微小な間
隙すを介してそれぞれに対応するノズル２３と対向する
ごと（配置される。
上記構造において振動子５２の固定端近傍と対向する部
分のノズル板２２には溝２２ａが形成されている。従っ
てスペーサ５１の厚みおよびノズル板２２に形成された
溝２２ａの深さにより振動子固定端近傍の間隙ａおよび
振動子自由端近傍の間隙すが決まる。このため振動子５
２を減衰振動領域で使用するための間隙はａによって確
保されインク吐出に必要な間隙はｂによって確保される
。
分のノズル板２２には溝２２ａが形成されている。従っ
てスペーサ５１の厚みおよびノズル板２２に形成された
溝２２ａの深さにより振動子固定端近傍の間隙ａおよび
振動子自由端近傍の間隙すが決まる。このため振動子５
２を減衰振動領域で使用するための間隙はａによって確
保されインク吐出に必要な間隙はｂによって確保される
。
これにより振動子に電気信号を印加した時長い時定数を
有する減衰振動をしながら最終変位に到達するためイン
ク吐出圧力の最大値が大きく取れしかも最大吐出圧力に
到達するまでの時間も短縮できる。またノズル近傍の間
隙を自由に選択できる゛ため最適値を選択することによ
り良好なインク吐出特性が得られる。
有する減衰振動をしながら最終変位に到達するためイン
ク吐出圧力の最大値が大きく取れしかも最大吐出圧力に
到達するまでの時間も短縮できる。またノズル近傍の間
隙を自由に選択できる゛ため最適値を選択することによ
り良好なインク吐出特性が得られる。
なお本実施例ではスペーサは圧電素子に一体に形成され
た金属薄板を用いているが別体の金属薄板をスペーサと
してノズル板と圧電素子の間に挟み込んで固定するごと
く構成することも可能である。また振動子には片持ち梁
状振動子を用いているが両持ち梁状振動子でも同様な構
成が可能である。
た金属薄板を用いているが別体の金属薄板をスペーサと
してノズル板と圧電素子の間に挟み込んで固定するごと
く構成することも可能である。また振動子には片持ち梁
状振動子を用いているが両持ち梁状振動子でも同様な構
成が可能である。
［実施例３〕
第５図に本発明の第３の実施例におけるインクジェット
ヘッドの断面図を示す。フレーム２０とサブフレーム２
１の間にノズル板２２、スペーサ５１、圧電変換器２４
、弾性シート２５を積層し固定ねじ２８．２９を用いて
固定する。ノズル板２２は複数のノズル２３を有する金
属薄板から構成される。サブフレーム２１の背後にはヒ
ータ用のポジスタ３１が取付けられておりインクジェッ
トヘッド１６を動作温度まで加熱しインクリザーバ２６
及び圧電変換器２４周辺に充たされた常温で固相状態の
ホットメルトインク（図示せず）を溶解し液相状態にす
る。第６図に圧電変換器２４の斜視図を示す。圧電変換
器２４は切り込み５６によって分離された複数の振動子
５２と固定部分５８から構成される。ＰＺＴよりなる圧
電素子３０の片面にはＡｕｆ１層よりなる信号電極５４
他面にはＮｉｍ層よりなる共通電極５３を有する。圧電
素子３０と共通電極５３は低融点半田（融点１４０°Ｃ
）を用いて前述した動作温度より高い１６０°Ｃの雰囲
気中で両者は平面になるように接合される。圧電素子３
０と共通電極５３０線膨張係数は電極を構成するＮｉの
方が大きいため動作温度１１０°Ｃの環境下ではバイメ
タル効果による曲げモーメントが発生し共通電極側５３
に曲率（Ｒ−’）を持った反りを生ずる。（第６図は反
りを生じている状態を示す。）本実施例に用いた圧電素
子とＮｉＯ線膨張係数はそれぞれ１． ８ Ｘ １０−
ｂＫ−１゜１２、 ８ Ｘ １０−’に一’であり片持
ち梁のスパンを３ＩＩｎ１１とすると温度差５０°Ｃで
曲率Ｒ−’＝６．Ｏｎ刊２曲率半径Ｒ＝１６６．１ｒｒ
ａの反りが生じ先端で２７μｍの反りｙ（第５図に示す
、）が得られた。再び第５図おいて振動子５２の曲率半
径側（振動子の曲率Ｒ−＋を有する２面のうち曲率半径
Ｒの中心側の面の反対側）の固定端とする一端の接線が
ノズル板２２と略平行になるように圧電変換器２４をノ
ズル板と密着固定し一方振動子５２の自由端とする一端
の曲率半径側は反りによって生ずる自由端近傍の微小な
間隙を介してそれぞれに対応するノズル２３と対向する
ごとく配置される。
ヘッドの断面図を示す。フレーム２０とサブフレーム２
１の間にノズル板２２、スペーサ５１、圧電変換器２４
、弾性シート２５を積層し固定ねじ２８．２９を用いて
固定する。ノズル板２２は複数のノズル２３を有する金
属薄板から構成される。サブフレーム２１の背後にはヒ
ータ用のポジスタ３１が取付けられておりインクジェッ
トヘッド１６を動作温度まで加熱しインクリザーバ２６
及び圧電変換器２４周辺に充たされた常温で固相状態の
ホットメルトインク（図示せず）を溶解し液相状態にす
る。第６図に圧電変換器２４の斜視図を示す。圧電変換
器２４は切り込み５６によって分離された複数の振動子
５２と固定部分５８から構成される。ＰＺＴよりなる圧
電素子３０の片面にはＡｕｆ１層よりなる信号電極５４
他面にはＮｉｍ層よりなる共通電極５３を有する。圧電
素子３０と共通電極５３は低融点半田（融点１４０°Ｃ
）を用いて前述した動作温度より高い１６０°Ｃの雰囲
気中で両者は平面になるように接合される。圧電素子３
０と共通電極５３０線膨張係数は電極を構成するＮｉの
方が大きいため動作温度１１０°Ｃの環境下ではバイメ
タル効果による曲げモーメントが発生し共通電極側５３
に曲率（Ｒ−’）を持った反りを生ずる。（第６図は反
りを生じている状態を示す。）本実施例に用いた圧電素
子とＮｉＯ線膨張係数はそれぞれ１． ８ Ｘ １０−
ｂＫ−１゜１２、 ８ Ｘ １０−’に一’であり片持
ち梁のスパンを３ＩＩｎ１１とすると温度差５０°Ｃで
曲率Ｒ−’＝６．Ｏｎ刊２曲率半径Ｒ＝１６６．１ｒｒ
ａの反りが生じ先端で２７μｍの反りｙ（第５図に示す
、）が得られた。再び第５図おいて振動子５２の曲率半
径側（振動子の曲率Ｒ−＋を有する２面のうち曲率半径
Ｒの中心側の面の反対側）の固定端とする一端の接線が
ノズル板２２と略平行になるように圧電変換器２４をノ
ズル板と密着固定し一方振動子５２の自由端とする一端
の曲率半径側は反りによって生ずる自由端近傍の微小な
間隙を介してそれぞれに対応するノズル２３と対向する
ごとく配置される。
また圧電変換器２４は固定端をフレーム２０とサブフレ
ーム２１の間にスペーサ５１および弾性シート２５を介
して固定されているためこのとき圧電変換器２４の固定
部分の反りはスペーサ５１を介してフレーム２０に押し
つけられ平らに矯正される。従って振動子には内部応力
が生ずる。しかし振動子の固定端部分の長さを短（して
許容応力範囲に収まるように設計することにより振動子
の破損を防止している。信号電極５４には個別に配線２
７が接続され選択的電圧印加が行われる。また共通電極
５３は各振動子毎に独立しているがスペーサ５１にＮｉ
をフレーム２０にＡｆｆｉまたはＺｎダイキャストを用
いることにより相互接続され電気的導通を得ている。次
に第５図を用いて動作について説明する。インクリザー
バ２６からホットメルトインク（図示せず）がノズル近
傍に供給され充たされる。ところで圧電素子３０の分極
方向は共通電極５３と信号電極５４の間に電圧を印加す
ると電界と直交方向に伸びるように置かれている。一方
共通電極５３のＮｉ薄層は高い弾性率を有するため寸法
変化が規制され共通電極５３の側に曲がるごとく曲げモ
ーメントが発生する。この結果振動子５２の自由端はこ
の結果ノズル板の方向に変形変位し近傍のインクをノズ
ル２３から吐出させる。
ーム２１の間にスペーサ５１および弾性シート２５を介
して固定されているためこのとき圧電変換器２４の固定
部分の反りはスペーサ５１を介してフレーム２０に押し
つけられ平らに矯正される。従って振動子には内部応力
が生ずる。しかし振動子の固定端部分の長さを短（して
許容応力範囲に収まるように設計することにより振動子
の破損を防止している。信号電極５４には個別に配線２
７が接続され選択的電圧印加が行われる。また共通電極
５３は各振動子毎に独立しているがスペーサ５１にＮｉ
をフレーム２０にＡｆｆｉまたはＺｎダイキャストを用
いることにより相互接続され電気的導通を得ている。次
に第５図を用いて動作について説明する。インクリザー
バ２６からホットメルトインク（図示せず）がノズル近
傍に供給され充たされる。ところで圧電素子３０の分極
方向は共通電極５３と信号電極５４の間に電圧を印加す
ると電界と直交方向に伸びるように置かれている。一方
共通電極５３のＮｉ薄層は高い弾性率を有するため寸法
変化が規制され共通電極５３の側に曲がるごとく曲げモ
ーメントが発生する。この結果振動子５２の自由端はこ
の結果ノズル板の方向に変形変位し近傍のインクをノズ
ル２３から吐出させる。
上記構造において振動子５２を減衰振動領域で使用する
ための間隙ａはスペーサ５１の厚みによって確保される
。また振動子５２は異なる線膨張係数を有する部材を接
合することにより生ずるバイメタル効果によって自由端
で反りｙが生ずるため振動子５２の固定端をスペーサ５
１を介してノズル板２２に固定することによりインク吐
出に必要なノズルと振動子自由端近傍の間隙すが確保さ
れる。これにより振動子に電気信号を印加した時長い時
定数を有する減衰振動をしながら最終変位に到達するた
めインク吐出圧力の最大値が大きく取れしかも最大吐出
圧力に到達するまでの時間も短縮できる。また振動子に
異なる線膨張係数を持つ部材を積層してもホットメルト
インクを用いることにより動作温度を一定に制御してい
るため環境温度変化に対するバイメタル効果による反り
量の変動を防止できる。
ための間隙ａはスペーサ５１の厚みによって確保される
。また振動子５２は異なる線膨張係数を有する部材を接
合することにより生ずるバイメタル効果によって自由端
で反りｙが生ずるため振動子５２の固定端をスペーサ５
１を介してノズル板２２に固定することによりインク吐
出に必要なノズルと振動子自由端近傍の間隙すが確保さ
れる。これにより振動子に電気信号を印加した時長い時
定数を有する減衰振動をしながら最終変位に到達するた
めインク吐出圧力の最大値が大きく取れしかも最大吐出
圧力に到達するまでの時間も短縮できる。また振動子に
異なる線膨張係数を持つ部材を積層してもホットメルト
インクを用いることにより動作温度を一定に制御してい
るため環境温度変化に対するバイメタル効果による反り
量の変動を防止できる。
以上述べたように本発明の上記構成によれば振動子を減
衰振動領域で使用できるためエネルギ効率の優れたイン
クジェットヘッドを実現できるという効果を有する。更
に特性最適化のためノズル近傍部分と対向する振動子と
の間隙を任意に設定できることからインク吐出特性の優
れたインクジェットヘッドを実現できるという効果も有
する。
衰振動領域で使用できるためエネルギ効率の優れたイン
クジェットヘッドを実現できるという効果を有する。更
に特性最適化のためノズル近傍部分と対向する振動子と
の間隙を任意に設定できることからインク吐出特性の優
れたインクジェットヘッドを実現できるという効果も有
する。
第１図は本発明による一実施際を示すインクジェットヘ
ッドを具備したプリンタの斜視図。 第２図は本発明による第１の実施例を示すインクジェッ
トヘッドの断面図。 第３図は本発明による第１の実施例を示すインクジェッ
トヘッドの圧電変換器の斜視図。 第４図は本発明による第２の実施例を示すインクジェッ
トヘッドの断面図。 第５図は本発明による第３の実施例を示すインクジェッ
トヘトの断面図。 第６図は本発明による第３の実施例を示すインクジェッ
トヘッドの圧電変換器の斜視図。 １６ インクジェットヘッド ２２ ノズル板 ２３ ノズル ３０ 圧電素子 ３１ ポジスタ ５１ スペーサ ５２ 振動子 ５３ 共通電極 ５４ 信号電極 ５７ インクギヤツブ制ｗｉ１ 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士 鈴木喜三部 他１名 ノロ ４〉クメ辷・１人ヘブｔ゛ Ｍｘ図 ２２ ノ久“ル採 第２図 ２４ ＆電１１昏 ３０ε電象ｙ 第３図 第４図 ２２ ノでＩし下役− 第５図
ッドを具備したプリンタの斜視図。 第２図は本発明による第１の実施例を示すインクジェッ
トヘッドの断面図。 第３図は本発明による第１の実施例を示すインクジェッ
トヘッドの圧電変換器の斜視図。 第４図は本発明による第２の実施例を示すインクジェッ
トヘッドの断面図。 第５図は本発明による第３の実施例を示すインクジェッ
トヘトの断面図。 第６図は本発明による第３の実施例を示すインクジェッ
トヘッドの圧電変換器の斜視図。 １６ インクジェットヘッド ２２ ノズル板 ２３ ノズル ３０ 圧電素子 ３１ ポジスタ ５１ スペーサ ５２ 振動子 ５３ 共通電極 ５４ 信号電極 ５７ インクギヤツブ制ｗｉ１ 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士 鈴木喜三部 他１名 ノロ ４〉クメ辷・１人ヘブｔ゛ Ｍｘ図 ２２ ノ久“ル採 第２図 ２４ ＆電１１昏 ３０ε電象ｙ 第３図 第４図 ２２ ノでＩし下役− 第５図
Claims (7)
- （１）少なくとも１つ以上のノズル開口を有するノズル
形成部材と、前記ノズル開口に１対１に対向して配置さ
れ独立に駆動可能な振動子を備えた圧電変換器を有し、
前記ノズル形成部材と前記圧電変換の間にインクが充た
されたインクジェットヘッドにおいて、 前記圧電変換器の前記振動子は少なくとも一端が固定さ
れ、該振動子と前記ノズル形成部材の前記ノズル開口近
傍部分との間隙が、前記振動子の前記固定端近傍と前記
ノズル形成部材の前記ノズル開口近傍以外の部分との間
隙より狭くなるように形成されたことを特徴とするイン
クジェットヘッド。 - （２）前記圧電変換器の前記振動子の前記ノズル開口と
対向する部分の近傍の厚みを前記振動子の他の部分より
厚くした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。 - （３）前記圧電変換器の前記振動子と対向する前記ノズ
ル形成部材の前記ノズル開口近傍の厚みを前記ノズル形
成部材の他の部分より厚くした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。 - （４）前記圧電変換器の前記振動子は一端を自由端、他
端を固定端とし動作温度においてある曲率の反りを有し
前記振動子の曲率半径側を前記ノズル形成部材と対向さ
せ前記振動子の曲率半径側の固定端の接線を前記ノズル
開口と略平行になるように配置した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。 - （５）前記圧電変換器は圧電素子と少なくとも１層以上
からなる金属薄膜が接合され前記圧電素子の線膨張係数
は前記金属薄層の線膨張係数より小さいことを特徴とす
る請求項４記載のインクジェットヘッド。 - （６）前記圧電変換器を構成する複数の部材の接合温度
は前記動作温度より高いことを特徴とする請求項５記載
のインクジェットヘッド。 - （７）前記インクは常温では固相状態のホットメルトイ
ンクであり該ホットメルトインクを固相状態から液相状
態に変化させる手段を具備した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。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8937288A JPH01259955A (ja) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | インクジェットヘッド |
| US07/336,964 US4962391A (en) | 1988-04-12 | 1989-04-12 | Ink jet printer head |
| DE89106516T DE68907434T2 (de) | 1988-04-12 | 1989-04-12 | Tintenstrahlkopf. |
| EP89106516A EP0337429B1 (en) | 1988-04-12 | 1989-04-12 | Ink jet head |
| HK71995A HK71995A (en) | 1988-04-12 | 1995-05-11 | Ink jet head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8937288A JPH01259955A (ja) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01259955A true JPH01259955A (ja) | 1989-10-17 |
Family
ID=13968865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8937288A Pending JPH01259955A (ja) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01259955A (ja) |
-
1988
- 1988-04-12 JP JP8937288A patent/JPH01259955A/ja active Pending
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