JPH02273242A - 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
に対向して１対１に配置された圧力発生部材からなる圧
電変換器と、この圧電変換器とノズル形成基板との間隙
及び圧電変換器の周辺を充たすインクとを備え、印加電
圧により圧電変換器を変位させてインクをノズルから吐
出させるオンデマンド型インクジェットヘッドは、特公
昭６０−８９５３号公報に開示されている。この構造の
インクジェットヘッドは、圧電変換器がノズル形成基板
に対してほぼ直角方向に変位することと、ノズルメニス
カスのインク流路が短いため、インクの吐出効率および
吐出安定性が高く、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
るという利点を有している。さらには、圧力発生部材が
片持ちもしくは両持ち梁構造であるため、電気機械変換
効率が高く、低電圧で必要とする圧力発生部材変位が得
られるという特長を有する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記の従来技術では、圧力発生部材の振動固有
周期、最大振動変位量がインク滴の周波数応答性、吐出
速度、吐出量といった緒特性に影響することが判明して
いるが、圧力発生部材を特定寸法にすることにより、す
べての特性を満足することは非常に困難で、各特性のト
レードオフによって仕様を決定していた。すなわちイン
ク突出間の時間を短くし、周波数応答性を高くするには
圧力発生部材の弾性を増し、固有振動周期を短くする必
要があるが、それにより圧力発生部材の振動最大変位量
が小さくなり、インク吐出速度、吐出量を低下させ、圧
力発生部材の寸法の決定を難しくすると言う問題点を有
していた。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは周波数応答性が優れていると同時
に、充分なインク吐出速度、吐出量を有するインクジェ
ットヘッドを提供することにある。

〔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、複数のノズルを有す
るノズル形成基板と、前記ノズルの各々に１対１に対向
して配置されインクの中に浸されている圧力発生部材と
を備え、印加電圧により前記圧力発生部材を変位させ、
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、前記ノズルから吐出させるインクジェットヘッド
において、前記圧力発生部材の前記ノズル形成基板に垂
直方向の厚みが一様でないことを特徴とする。

〔作用〕

本発明の作用によれば、前記圧力発生部材の前記ノズル
形成基板に垂直方向の厚みが一様でないため、前記圧力
発生部材の弾性をほとんど減少させることなく慣性モー
メントを小さくできる、従って圧力発生部材の最大振動
変位量を減少させることなく振動固有周期が短くなる。

〔実施例〕

以下本発明の詳細を実施例により図面を参照して説明す
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
たプリンタの斜視図であって、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の軸に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
つつ各々のノズルか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図は本発明の実施例を示すインクジェットヘッド断
面図である。ノズルプレート１５に列汐された複数のノ
ズル１４と対応する位置に複数の圧力発生部材１３の各
先端が適当な間隙を保ち配置されるように、スペーサ１
７を介してノズルプレート１５に取付けられている。圧
力発生部材１３は圧電素子１２と金属板１１の積層材か
らなる。

ノズルプレート１５とケーシング１８によって囲まれる
空間にはインク１９が満たされている。圧力発生部材１
３に印加電圧１６が印加すると、圧力発生部材１３は矢
印２２側に変位し、ノズル１４からインク滴２０を吐出
する。印加電圧１６を連続印加することにより圧力発生
部材１３は梁の横振動をしてインク滴２０をノズル１４
から吐出し続けるが、この際、梁状の圧力発生部材１３
の先端部分２１の圧電素子１２が削除され慣性モーメン
トが減少しているため、圧力発生部材１３の固有振動周
期が短くなり、インク吐出間隔時間を短くでき、周波数
応答性が高くなる。削除されている圧電素子１２は先端
部分のみなので圧力発生部材１３が等モーメントで変形
する場合、先端変位にはほとんど影響なく、インク吐出
速度、吐出量はほとんど変化しない。

第３図は本発明の実施例を示すインクジェットヘッド断
面図である。第３図において第２図と共通する構成要素
には同じ番号付けがなされている。

本実施例では圧力発生部材１３の圧電素子１２が第２図
に示した実施例より厚くなっているために、圧力発生部
材１３の梁としての弾性は大きくなり固有振動周期をよ
り短くすることが可能である。

第４図は本発明の実施例を示すインクジェットヘッド断
面図である。第４図において第２図と共通する構成要素
には同じ番号付けがなされている。

本実施例では圧力発生部材１３の圧電素子１２の厚みが
圧力発生部材１３の根元で厚く、先端方向はど薄くなっ
ているため、圧力発生部材１３の弾性は根元の厚い部分
で確保される反面、先端部が薄くなっているため慣性モ
ーメントは極力小さくなる。従って圧力発生部材１３の
固有振動周期をより短くすることができる。

第５図は本発明の実施例を示すインクジェットヘッド断
面図である。第５図において第２図と共通する構成要素
には同じ番号付けがなされている。

本実施例では圧力発生部材１３の圧電素子１２の厚みが
圧力発生部材１３の根元で厚く、先端方向はど薄く、か
つ圧力発生部材１３の根元付近に集中しているため、第
４図に示した実施例に比べて慣性モーメントをさらに小
さくできる。従って圧力発生部材１３の固有振動周期を
より短くすることができる。これによりインク滴吐出間
の時間を短くし、周波数応答性を高くすることができる
のである。さらには圧電素子１２が圧力発生部材１３の
根元付近に集中しているために曲げモーメントが根元に
集中し振動最大変位を十分にとることができる。従って
インク吐出速度、吐出量ともに確保できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明のインクジェットヘッドは圧
力発生部材を構成する圧電素子の厚みが先端はど薄くな
るよう構成したので、圧電素子の厚みが一様であるもの
に比べて圧力発生部材の慣性モーメントが減少する。そ
の反面弾性がほとんど変化しないので、最大振動変位量
を損なうことなしに固有振動周期が短くなる。従ってイ
ンク吐出速度、吐出量を損なうことなく周波数応答性が
高まる効果が得られる。こうして本発明により、インク
滴の吐出速度、吐出量、周波数応答性などの緒特性が同
時に向上したインクジェットヘッドを提供できる。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こと
により、高性能の記録装置を実現することが可能になる
。また本発明によれば、圧力発生部材先端部の圧電素子
を削除したので圧力発生部材を構成する圧電素子が必要
最小限まで削除され、コストダウンが可能である。

なお、本実施例では圧力発生部材に片持ち梁状圧力発生
部材を用いているが、両持ち梁状圧力発生部材でも同様
な構成が可能である。またノズルに関しても、本実施例
では形状がホーン形であるが、このことはノズル形状に
何ら制限を加えるものではなく、本発明においてはノズ
ルがどのような形状をしていてもよいことは発明の主旨
上明白である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例を示すインクジェットヘ
ッドを搭載したプリンタの斜視図。 第２図、第３図、第４図及び第５図は本発明によるイン
クジェットヘッドの断面図。 １：記録媒体 ９：　インクジェットヘッド １１：金属板　　　　　　　１２二圧電素子１３：　圧
力発生部材　　　　１４．′ノズル１５：　　ノズル形
成プレート　１６・　印加電圧１７：スペーサー １９、インク １８二ケーシング ２０、゛　　インク滴 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 第３図 第２図 第４Ｒ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　複数のノズルを有するノズル形成基板と、前記ノズル
   の各々に１対１に対向して配置されインクの中に浸され
   ている圧力発生部材とを備え、印加電圧により前記圧力
   発生部材を変位させ、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、前記ノズルから吐出させる
   インクジェットヘッドにおいて、前記圧力発生部材の前
   記ノズル形成基板に垂直方向の厚みが一様でないことを
   特徴とするインクジェットヘッド。