JPH02277644A - 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６〇−８９５３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、吐出量といった諸特性に影響することが判明して
いるが、幅が均一な梁構造の圧力発生部材では圧力発生
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、幅が
均一な梁構造の圧力発生部材では、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平
行な方向の幅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
形成基板に平行な方向の幅が一様でないため、前記圧力
発生部材の弾性を増し、がっ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に列設された複数のノ
ズル１４と対応する位置に複数の圧力発生部材１３の各
先端が間隙りを保ち配置されるように、スペーサ１７を
介してノズルプレート１５に取付けられている。ノズル
出口直径Ｒは１００μｍ以下、間隙りは５０μｍ以下と
なるように構成されている。圧力発生部材１３は圧電素
子１２と金属板１１の積層材からなり、その長さしは５
ｍｍ以下である。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１３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を吐出し、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。圧力発生部材１３
の断面Ａ−Ａの形状を根元部分を太く、先端部分が細く
なるように丁字形にすると（第３図）、圧力発生部材１
３の根元回りの慣性モーメントが減少し、かつ梁として
の弾性が向上するので圧力発生部材１３の固有振動周期
が短くなる。従って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。圧力発生部材１３は等モーメン
トで変形するので印加電圧１６の最大値が一定であると
、断面Ａ−Ａでの圧力発生部材１３の形状に関係なく圧
力発生部材１３の先端の変位は一定で、インク吐出速度
、吐出量はほとんど変化しない。

第４図は本発明の実施例を示す圧力発生部材１３の断面
Ａ−Ａの他の例である。本実施例では圧力発生部材１３
の断面形状が台形であるため、根元の幅の広い部分で圧
力発生部材１３の梁としての弾性は確保され、先端が細
くなっていることによって慣性モーメントが小さくなっ
ている。従って圧力発生部材１３の梁振動の固有振動周
期を短くすることが可能で、インク吐出量時間が短くな
り、周波数応答性が向上する。また圧力発生部材１３の
断面形状が台形であり、７字形のように不連続形でなく
端部が直線によって構成されているので、ダイシングカ
ット等によって圧力発生部材１３を製造する際有利であ
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
力発生部材の幅が先端部はど細くなるよう構成したので
、圧力発生部材の幅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。その反面圧力発生部
材の根元部分を太くすることによって梁部材としての弾
性を大きくすることができるので固有振動周期が短くな
る。また印加電圧によって圧力発生部材は等モーメント
で変形するので、圧力発生部材の幅は変位に関係ない。

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。

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図は本発明によるインクジェットヘッドの断面図。 第３図、第４図は第２図に示した断面Ａ−Ａに沿う断面
図。 １　記録媒体 ９　インクジェットヘッド １１　金属板　　　　　　　１２　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　　　　　１８　
ケーシング１９　インク　　　　　　　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１図 １３、゛圧力至生郭夛 第３図 ７３゛圧力萄セ支１下４７

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
   ノズル形成基板に平行な方向の幅が一様でないことを特
   徴とするインクジェットヘッド。