JPH01306253A - インクジェットヘッド - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、インクの中に浸されている梁状圧力発生部材
に電圧を印加して梁状圧力発生部材を変形させ、ノズル
形成基板との間隙に存在するインクの圧力を高めてノズ
ルからインク滴を吐出させる機構のインクジェットヘッ
ドに関する。

〔従来の技術〕

複数のノズルを有するノズル形成基板と、ノズルの各々
と対向配置し、インクの中に浸されている梁状圧力発生
部材とを備え、電圧印加により梁状圧力発生部材を変形
させ、ノズル形成基板との間隙に存在するインクの圧力
を高めてノズルからインク滴を吐出させるオンデマンド
型インクジェットヘッドは、例えば特公昭６０−８９５
３号に開示されており、このインクジェット機構は、梁
状圧力発生部材がノズル形成基板に対し概ね垂直方向に
変位する事と、ノズルのインク流路が短い事により、イ
ンク滴の吐出効率及び吐出安定性に優れ、かつインク中
に気泡やゴミ等が混入した場合でもその影響を受ける事
無く正常に動作し、更には、圧力発生部材が片持ちもし
くは両持ち梁状構造である事により、電気機械変換効率
が高く、低い電圧で必要とする梁状圧力発生部材の変位
をもたらす事が出来るという特徴を有する。

〔発明が解決しようとする課題〕

このタイプのインクジェットヘッドにおいては、梁状圧
力発生部材の変形に追従する梁状圧力発生部材の周りの
インクの流れ方が、インク滴の吐出スピード・吐出量・
吐出応答性といったインクジェット諸特性に大きな影響
を与える事が判っているものの、満足のいく特性を獲得
する事は困難であり、各特性間のトレードオフによって
ヘッドの仕様が決定されていた。即ち、インク滴の吐出
スピードを速く、吐出量を多くするには、梁状圧力発生
部材とノズル形成基板との間隙に存在するインクの圧力
が高まり易い様、梁状圧力発生部材の周りのインクの流
れが起こり難い方が良いのに対し、インク滴の吐出応答
性を上げるには、インク滴吐出後のノズルメニスカスの
復元に必要とされるインクの供給が行われ易い様、梁状
圧力発生部材の周りのインクの流れが起こり易い方が良
いという様に、梁状圧力発生部材の周りのインクの流れ
方が各特性に与える影響は相反している為、吐出スピー
ド・吐出量・吐出応答性の全てに満足のいく設計をする
事は、事実上不可能だった。

本発明の目的は、こうした技術課題を解決して、インク
滴の吐出スピード・吐出量・吐出応答性といった緒特性
の向上を同時に達成し、性能の優れたインクジェットヘ
ッドを提供する事にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明におけるインクジェットヘッドは、複数のノズル
を有するノズル形成基板と、ノズルの各々と対向配置し
、インクの中に浸されている梁状圧力発生部材とを備え
、電圧印加により梁状圧力発生部材を変形させ、ノズル
形成基板との間隙に存在するインクの圧力を高めてノズ
ルからインク滴を吐出させるインクジェットヘッドであ
って、梁状圧力発生部材の巾が、ノズル形成基板に近い
側で広く、ノズル形成基板に遠い側で狭い事を特徴とす
る。

〔作用〕

本発明の上記の構成によれば、梁状圧力発生部材がノズ
ル形成基板側に変形する時は梁状圧力発生部材の周りの
インクの流れが起こり難く、梁状圧力発生部材がノズル
形成基板の逆側に変形する時は梁状圧力発生部材の周り
のインクの流れが起こり易くなる。

〔実施例〕

本発明における実施例を、図面に基づき説明する。

第１図は、本発明におけるインクジェットヘッドを搭載
した記録装置の一実施例を説明するための斜視図である
。記録媒体１は、送りローラー２・３の押圧によりプラ
テン４に捲き回され、記録の進行に従い矢印５の方向に
搬送される゛。ガイド軸６・７に案内されプラテン４の
軸と平行な方向に移動可能なキャリッジ８上には、複数
のノズルを有するインクジェットヘッド９が搭載されて
おり、矢印１０の方向に移動しつつ各々のノズルがらイ
ンク滴を吐出して記録媒体上にインク像を形成する。

第２図（ａ）・（ｂ）・（ｃ）・（ｄ）は、本発明にお
けるインクジェットヘッドの構造、インク滴の吐出原理
、インク滴吐出時の梁状圧力発生部材の周りのインクの
流れの様子を説明する為のヘッド断面図である。ノズル
形成基板１１には、複数のノズル１２が設けられ、各々
のノズル１２には、圧電素子１３と金属板１４の積層材
から成る梁状圧力発生部材１５が対向配置され、インク
１６中に浸された構造となっている（第２図（ａ））。

更に、梁状圧力発生部材１５の巾は、ノズル形成基板に
近い側で広く、ノズル形成基板に遠い側で狭くなってい
る（第２図（ｂ））。圧電素子１３に電圧を印加すると
、圧電素子１３が収縮し、金属板１４とで構成されるバ
イメタル作用によって、梁状圧力発生部材１５は、ノズ
ル形成基板１１例の方向２２へ変形する。この変形によ
って梁状圧力発生部材１５とノズル形成基板１１との間
隙２３に存在するインクの圧力が高まり、ノズル１２か
らインク滴が吐出する（第２図（Ｃ））。インク滴２４
の吐出後の、圧力発生部材１５の自由振動もしくは電圧
の解除による方向２５への圧力発生部材１５の変形に起
因するノズルメニスカス２６の引き込みは、方向２５へ
、の圧力発生部材１５の変形に対応する梁状圧力発生部
材１５０周りのインクの流れ２７よって復元される（第
２図（ｄ））。この時、梁状圧力発生部材１５の巾が、
ノズル形成基板１１に近い側で広く、ノズル形成基板１
１に遠い側で狭くなっている為、梁状圧力発生部材１５
がノズル形成基板１１例の方向２２に変形する時は、梁
状圧力発生部材の周りのインクの流れ２８は起こり難く
、梁状圧力発生部材１５がノズル形成基板１１の逆側の
方向２５に変形する時は、梁状圧力発生部材１５の周り
のインクの流れ２７は起こり易い。その結果、インク滴
の吐出スピード・吐出量・吐出応答性といった諸特性の
向上が同時に達成される。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、梁状圧力発生部材
の巾が、ノズル形成基板に近い側で広く、ノズル形成基
板に遠い側で狭くなっているので、梁状圧力発生部材が
ノズル形成基板側の方向に変形する時は、梁状圧力発生
部材の周りのインクの流れが起こり難く、梁状圧力発生
部材がノズル形成基板の逆側の方向に変形する時は、梁
状圧力発生部材の周りのインクの流れが起こり易い為、
その結果、インク滴の吐出スピード・吐出量・吐出応答
性といった諸特性の向上が同時に達成された性能の優れ
たインクジェットヘッドを提供する事が出来、こうした
性能の優れたインクジェットヘッドを搭載する事により
、高性能の記録装置を実現する事が可能となる。また、
本発明によれば、梁状圧力発生部材がノズル形成基板の
逆側の方向に変形する時は、梁状圧力発生部材の周りの
インクの流れが起こり易い為、従来は吐出応答性の面か
ら採用不可能であった、梁状圧力発生部材とノズル形成
基板との間隙の狭い領域が採用可能となる。この事は、
前記間隙の寸法のマージンが広がる事を意味する為、製
造上有利に作用する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明におけるインクジェットヘッドを搭載
した記録装置の一実施例を説明するための斜視図、第２
図（ａ）　　・　（ｂ）は、本発明の一実施例における
インクジェットヘッドの構造を説明する為のヘッド断面
図並びにＡ−Ａ断面図、第２図（ｃ）　　・　（ｄ）は
、インク滴の吐出原理、インク滴吐出時の梁状圧力発生
部材の周りのインクの流れの様子を説明する為のヘッド
断面図。 １・・・記録媒体 ９・・・インクジェットヘッド １１・・・ノズル形成基板 １２・・・ノズル　　　　　１３・・・圧電素子１４・
・・金属板　　　　　１５・・・圧力発生部材１６・・
・インク　　　　　２３・・・間隙２７・・・梁状圧力
発生部材の周りのインクの流れ２８・・・梁状圧力発生
部材の周りのインクの流れ第１目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　複数のノズルを有するノズル形成基板と、前記ノズル
   の各々と対向配置し、インクの中に浸されている梁状圧
   力発生部材とを備え、電圧印加により前記梁状圧力発生
   部材を変形させ、前記ノズル形成基板との間隙に存在す
   るインクの圧力を高めて前記ノズルからインク滴を吐出
   させるインクジェットヘッドにおいて、 前記梁状圧力発生部材の巾が、前記ノズル形成基板に近
   い側で広く、前記ノズル形成基板に遠い側で狭い事を特
   徴とするインクジェットヘッド。