JPH04269548A - インクジェット記録装置 - 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】

【０００１】

【技術分野】本発明は、インクジェット記録装置、より
詳細には、インクジェット記録装置におけるインクジェ
ットヘッドの構造に関する。

【０００２】

【従来技術】図２は、従来のインクジェットヘッドの一
例を説明するための構成図で、（ａ）図はノズル方向の
流路断面図、（ｂ）図はノズル配列方向の流路断面図で
、図中、１は基板、２は積層型圧電セラミックス（圧電
素子）、３は流路板、４は加圧液室（流路）、５は共通
液室構成部材、６は共通液室、８は保護板、９はノズル
プレート、１０はノズル、１１はプリント配線基板（Ｐ
ＣＢ）、１２は各流路の圧電素子（ＰＺＴ）の電極をＰ
ＣＢ上の電極に接続するための接続銅線、１３は溝、１
３ａは充填剤である。

【０００３】圧電素子２は、図２（ｂ）に示すように、
溝加工が施され、加工された溝１３内に充填剤１３ａが
充填されており、これによって、圧電素子２は各加圧液
室４ごとに独立駆動可能なようになっている。すなわち
、溝１３によって分離された凸部が厚み変位することで
、対応して設けられた流路板３内の加圧液室４が容積変
化し、ノズル１０からインク液滴を噴射する。なお、溝
１３に充填する充填剤１３ａは隣接する圧電素子の駆動
に影響しないようにするためのものである。また、溝１
３は各加圧液室４に対して各々独立して対応して設けら
れており、それ故、圧電素子２は、駆動用の圧電素子２
ａと補強用の圧電素子２ｂに分離されており、インク滴
の噴射は駆動用圧電素子２ａを駆動することによって行
う。なお、図２（ｂ）において、Ｗ１は流路４の幅、Ｗ
２は圧電素子２ａの幅、Ｈは流路高さである。

【０００４】上述のごとく、圧電素子２は加圧液室４ご
とに独立駆動可能となっているが、一度に多数の加圧液
室４を駆動すると、駆動されない他の加圧液室４のノズ
ル１０からもインク滴が吐出するという不都合が生ずる
。この理由として駆動される圧電素子２で発生した圧力
が共通液室６を介して駆動されない加圧液室４に回り込
むことが考えられる。これを解明するために、本出願人
は加圧液室４を一本だけとりあげて駆動させたときの圧
力分布の時間変化を数値計算でシュミレーションした。 この結果、以下のことが明らかになった。

【０００５】図３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、
数値計算でシュミレーションした結果を流路板上方から
みた断面で示した図で、図（ａ）乃至図（ｄ）は、圧電
駆動によって発生する圧力波を時間経過に従って表わし
た図であり、図中、３ａは液室壁、１４は高圧部で、図
２と等しい作用する部分には同一の符号を付している。 ■加圧液室４を駆動すると、図（ａ）に示すように、該
加圧液室４内に高圧部１４が発生する。■高圧部１４は
ノズル１０方向と共通液室６方向の両方向に広がってゆ
き、ノズル１０側ではインク滴が形成される（図ｂ）。 ■共通液室６に達した高圧部１４は点音源から発した圧
力波１４ｃのように共通液室６内を広がる（図ｃ）。■
共通液室６内に広った圧力波１４ｃは駆動されない隣の
加圧液室４内に高圧部１４ａ，１４ｂとなり回り込みノ
ズル１０に向けて伝播する（図ｄ）。

【０００６】上記結果は、加圧液室４が一本だけの圧電
加圧した場合のシュミレーションであるが一度に多数の
加圧液室を圧電駆動した場合は、変圧部１４の圧力回み
込みがさらに激しくなり駆動されない加圧液室４内に圧
電駆動された部分の圧力の数十％程度の回り込みがおこ
ることが確認された。これは、駆動されない加圧液室４
のノズル１０からインク滴が吐出する原因となりうる。 このことは、記録紙に印字した際に不要のドットを生じ
させることとなり印字特性を悪化させる。

【０００７】

【目的】本発明は、叙上のごとき問題点に鑑みなされた
もので、圧電駆動側の加圧液室の圧力波が、駆動されな
い加圧液室に回り込む量を低減し、これにより駆動され
ないノズルからインクが吐出するのを防ぎ、高画質の印
字を行なうインクジェット記録装置を提供することを目
的としてなされたものである。

【０００８】

【構成】本発明は、上記目的を達成するために、複数の
溝で区分され、少くとも圧電素子の一部が積層型圧電セ
ラミックスよりなる駆動部と、該駆動部に対向配置され
る加圧液室を有する流路板と、該加圧液室に隣接して配
置される共通液室とからなり、前記圧電セラミックスへ
電圧を印加することにより、前記加圧液室に連通するノ
ズルより液滴を吐出して記録するインクジェット記録装
置において、前記加圧液室の幅を共通液室に近づくにつ
れて広くしたことを特徴としたものである。以下、本発
明の実施例に基づいて説明する。

【０００９】図１（ａ），（ｂ）は、本発明のインクジ
ェット記録装置の流路板を上部から見たときの断面図で
圧力波の伝播経過を説明するための図であり、図（ａ）
は高圧部発生時、図（ｂ）は圧力波の拡散状態を示す。 図中、３ａは液室壁、３ｂは壁端部、Ｗ３は共通液室側
加圧液室幅であり、図３と等しい作用をする部分には同
一の符号を付している。

【００１０】図示において、液室壁３ａは、流路板３に
形成された加圧液室４を区割する壁であり、壁端部３ｂ
は液室壁３ａの延長上共通液室６側に位置しており、該
共通液室６側近傍で厚さが薄くなっている。すなわち、
共通液室６に近づくにつれて加圧液室４の幅が拡げるこ
ととなる。図（ａ）において、加圧液室４で圧電加圧さ
れて生じた高圧部１４は、両方に拡大し、インク滴吐出
時の図（ｂ）において共通液室６側に拡大した圧力は圧
力波１４ｄで図示するように壁端部３ｂの拡大した幅に
沿って伝播する。この結果、隣接する加圧液室４への回
り込む圧力の大きさが小さくなる。

【００１１】例えば、加圧液室４の幅Ｗ１は、共通液室
６側で拡大され共通液室側加圧液室幅Ｗ３とすると、幅
Ｗ３となった位置での加圧液室４に対する圧力比はＷ３
／Ｗ１で幅の大きさに反比例する。もし、加圧液室４の
幅Ｗ１＝１００μｍ（マイクロメータ）、液室壁３ａの
壁厚ｔ＝１００μｍとすると、共通液室側加圧液室幅Ｗ
３の最大値はＷ３＝２００μｍまでとれるので、このと
きの圧力比は１００／２００＝１／２となり駆動されな
い隣接した加圧液室４への回り込む圧力は１／２に抑え
られる。

【００１２】前記のごとく加圧液室４の液室壁３ａは流
路板３と一体であるから液室壁３ａと壁端部３ｂとの形
成は、従来から使用されている流路板３の材料である感
光性ガラス、光硬化性樹脂および樹脂を用いてフォトエ
ッヂング、成形加工等によって行なわれる。本発明のイ
ンクジェット記録装置において、流路板３の加圧液室４
を８本、すなわち８チャンネルとして中心付近の１チャ
ンネルだけを非駆動として他の７チャンネルを駆動して
も非駆動のノズル１０からのインク滴の吐出はおこらな
かった。

【００１３】

【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、マルチチャンネルのインクジェット記録装置におい
て、加圧液室の幅を共通液室付近で広くすることによっ
て、加圧液室の幅の比に反比例して圧力が小さくなり、
その結果、共通液室を介しての圧力の回り込みが抑えら
れ、多数の加圧液室を同時駆動しても、非駆動部加圧室
のノズルからの不要滴の吐出がなくなり、画像品質を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明のインクジェット記録装置の流路板
を上部から見たときの断面図で圧力波の伝播経過を説明
するための図である。

【図２】　　従来のインクジェットヘッドの一例を説明
するための構成図である。

【図３】　　数値計算でシュミレーションした結果を流
路板上方からみた断面で示した図である。

【符号の説明】

３ａ…液室壁、３ｂ…壁端部、３ｃ…圧力波、４…加圧
液室、６…共通液室、１０…ノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数の溝で区分され、少くとも圧電素
   子の一部が積層型圧電セラミックスよりなる駆動部と、
   該駆動部に対向配置される加圧液室を有する流路板と、
   該加圧液室に隣接して配置される共通液室とからなり、
   前記圧電セラミックスへ電圧を印加することにより、前
   記加圧液室に連通するノズルより液滴を吐出して記録す
   るインクジェット記録装置において、前記加圧液室の幅
   を共通液室に近づくにつれて広くしたことを特徴とする
   インクジェット記録装置。