JPH0444855A - 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】 孜豊公互 本発明は、インクジェット記録装置に関し、より詳細に
は、インクジェット記録装置のヘッド部に関する。

史來技権 本発明に係る従来技術の記載された公知文献としては以
下のものがある。特開昭６０−９０７７０号公報には、
振動板上に圧電素子を設け、剛体的に保持する剛性部材
からなるヘッドが開示されており、分極方向と垂直の圧
電歪定数による変形のかわりに分極方向と同じ圧電歪定
数による変形を用いることで、加圧室を高密度に配置可
能とし。

電気的接続を容易にするものである。

第５図は、上記従来例を示す図で、図中、２１は加圧室
、２２は加圧室板、２３は振動板、２４゜２６は電極、
２５は圧電体、２７は基板、２８は溝である。２つの電
極２４．２６への電圧印加により溝２８で区分された圧
電体２５は、振動板２３を介して加圧室板２２に形成さ
れた加圧室２１内へ変位し、この時の容積変化に伴う圧
力変化により加圧室に通じるノズルより液滴を吐出する
ものである。

第６図は、第５図に示した構成による隣接ノズル間の相
互干渉を説明するための図で、Ｈは加圧室板の厚さ、Ｓ
Ｌは基板支持部の長さ、ＳＧは溝形成部の長さ、■〜■
は圧電体の凸部である。

圧電体の凸部■に着目して、圧電体の凸部■のみに電圧
印加された時の加圧室２１の容積変化△ｖ２と、圧電体
の凸部■■■■に電圧印加された時の加圧室２１の容積
変化△ＶＴとの比は、相互干渉の無い場合は１．０とな
るが、加圧室板２２が図の点線で示すように変形される
ため１゜Ｏ以下となる。これは加圧室板２２は基板に対
して基板支持部の長さＳＬで、溝形成部の長さＳＧの梁
の変形と等価となるためである。すなわち、梁の変形量
（たわみ）はＳＧの３乗に比例し、厚みＨの３乗に反比
例する。溝形成部の長さＳＧが一定の時、支持部の長さ
ＳＬを長くして行くと、この変形量は小さくなって相互
干渉は小さくなるが、溝形成部の長さＳＧがある値を越
えると、支持部の長さＳＬを大きくしても変形量はほと
んど低下せずに飽和してしまう。このため一定の支持部
の長さＳＬで溝形成部の長さＳＧを大きく（ノズル数を
大きく）するとこの変形は除々に大きくなる。従って溝
幅、圧電体の変位量、支持部の長さＳＬ、基板及び加圧
室板の材質と許容される相互干渉（△■２／△ＶＴ）に
よって支持部の長さＳＬ、溝形成部の長さＳＧが決定さ
れる。

また、１つのアクチュエータが動くと、ｇ接するアクチ
ュエータに影響を与える構成となっており、振動板を介
して隣りのアクチュエータが接続され、又、流路に関し
ても振動板に接合されている為、隣接するアクチュエー
タへの影響が避けられないという欠点があった。このた
めノズル数を大きくして長尺化した場合にはこのような
相互干渉を防ぐ特別の工夫が必要である。

また、先に提案した特願平１−１３８５０３号のものは
スリット間に充填剤がある為、この充填材を介して１つ
を駆動すると、充填剤も一緒に連れ動き、接合されてい
る流路板も一緒に動くという不都合があった。

このように、従来にみられるような欠点によって、隣り
合う数個を同時に能動すると、各々が影響しあって均一
な吐出が得られず、隣接の画素径が異なったり５画素位
置精度が悪くなり、画像品質が低下する原因となってい
た。又、これを、改善する為に影響を受けない距離をも
って駆動すると実行の印写周波数が遅くなり、印写スピ
ードが低下することになる。

これらを解決するために第７図に示すようなヘッド部が
提案されている。図中、３１は基板、３２は圧電素子（
ＰＺＴ）　、３３は流路板、３３ａはインク流路、３４
は共通液室構成部材、３４ａは共通液室、３５はインク
供給パイプ、３６はノズルプレート、３６ａはノズル、
３７は銅媒、３８はリート線、３９はグランド用リード
線、４１．４２は保護板、４１ｂ、４２ｂは電極である
。

圧電素子３２の一対の電極４１ｂ、４２ｂのうち、一方
の電極（ここではホット側：４２ｂ）は。

実質的に圧電素子の全面に配置され、他の一方の電極（
ここではグランド側：　４１．　ｂ　）は、インク流路
３３ａに対応する部分にだけ配置するようにしている、
この従来例においては、圧電素子の駆動は流路部におい
てのみ吐出滴形成駆動部の駆動として行なわれている。

しかしながら、この構成によっても前述した問題点が充
分に解決されていないのが現状である。

目　　　　　的 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
隣接するアクチュエータに影響しないように駆動可能と
することで、画像品質の向上と。

実効駆動周波数の向上とを図るようにしたインクジェッ
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。

碧−一一或 本発明は、上記目的を達成するために、（１）流路の長
手方向に対して互いに間隔をあけた多数の平行流路と、
液滴噴射のために該各平行流路に接続された各ノズルと
、共通液室部を介して前記平行流路に給液する供給手段
とを有し、ある流路のアクチュエーシヨンが選択された
時に、該選択された平行流路の壁面の少なくとも一面が
、長手方向に垂直な変位を生じさせる吐出液滴形成駆動
部である圧電素子の駆動によって変形し、前記流路に対
応するノズルから液滴を吐出させるインクジェット記録
装置において、前記各平行流路に連通ずる共通液室部に
、該流路に配置された吐出滴形成駆動部に対応し、分割
して独立駆動が可能な干渉補正駆動部を設け、前記流路
に配置した吐出滴形成駆動部に対応する干渉補正駆動部
が、前記吐出滴形成駆動部の駆動に対応したタイミング
で駆動されること、或いは、（２）流路の長手方向に対
して互いに間隔をあけた多数の平行流路と、液滴噴射の
ために該各平行流路に接続された各ノズルと、共通液室
部を介して前記平行流路に給液する供給手段とを有し、
ある流路の７クチユエーシヨンが選択された時に、該選
択された平行流路の壁面の少なくとも一面が、長手方向
に垂直な変位を生じさせる吐出液滴形成駆動部である圧
電素子の駆動によって咬形し、前記流路に対応するノズ
ルから液滴を吐出させるインクジェット記録装置におい
て、前記各平行流路に連通ずる共通液室部に、該流路に
配置された吐出滴形成駆動部と一体となっている干渉補
正駆動部を配設し、前記流路に配置した吐出滴形成駆動
部の駆動と同時に干渉補正駆動部が駆動されることを特
徴としたものである。以下、本発明の実施例に基づしＡ
て説明する。

第１図及び第２図は、本発明によるインクジェット記録
装置の一実施例を説明するための構成図で、第１図は、
断面図、第２図は、斜視図である。

図中、１は基板、２は圧電素子（ＰＺＴ）、３は流路板
、３ａはインク流路、４は共通液室構成部材、４ａは共
通液室、５はインク供給パイプ、６はノズルプレート、
６ａはノズル、７は銅線、８はリード線、９ａは電極、
９ｂ、１０は接地用リード線、１０ａは配線プレート、
１１．１２は保護板、１１ａは吐出滴形成駆動部、１２
ａは干渉補正駆動部、ｌｌｂ、１２ｂは電極である。

圧電素子２を挾むように流路板３と基板１を配設し、長
手方向にノズルプレート６、液室４ａを具備させて構成
される。

本発明では、流路３ａの壁面の少なくとも一面に変位を
生じさせられる吐出滴形成駆動部１１ａの駆動と対応し
て、共通液室４８部内に配設した干渉補正駆動部１２ａ
が度位を生じさせて強制的に流体的な相互干渉をおこし
て、前述した機械的な相互干渉を補正し、液滴の吐出特
性を均一化させるものである。圧電素子２の一部が共通
液室４ａ内へ延長して配置されていて、干渉補正駆動部
１２ａとなっている。

よってノズル６ａから液滴を吐出させるために吐出滴形
成駆動部１１ａを駆動するとき、共通液室４ａ内の干渉
補正駒動部１２ａも同時に駆動されて、共通液室４ａ内
を加圧する。これによって、共通液室４ａ内の液体は各
流路３ａに廻り込み。

流体的な相互干渉をおこす、この干渉の方向は液滴の吐
出に対して正の方向、すなわち吐出滴形成駆動１１ａの
駆動によって、流路３ａの容積を減少させて、流路内の
圧力を高めるのと同じ方向に働く。ところで前述したよ
うに、流路部間でおこる機械的な相互干渉は、液滴の吐
出に対して負の方向に鋤＜、シたがって、この従来の問
題であった機械的な相互干渉は、本発明による流体的な
相互干渉を強制的に付与することで相殺されるようにし
て補正される。流体的な相互干渉の大きさは各干渉補正
駆動部１２ａの大きさや駆動電圧、また共通液室４ａの
形状等によって決定する。したがってこれらを適当に組
み合わせることにより相互干渉が補正できる。前述した
とおり、機械的な干渉は特に隣接する圧電素子２の駆動
が大きいが、流体的な干渉も同様の傾向をもつ。したが
って、任意の組合せで吐出滴形成駆動部１１ａを駆動し
。

インク滴吐出をした場合でも各々の吐出滴形成駆動部１
１ａに対応する干渉補正駆動部１２ａが駆動するために
、各々の流路で干渉の補正が行なわれる。

第３図は、第２図の１部の拡大図で、図中、１３ａは充
填剤、１３はインク、１４は電極、その他第１図及び第
２図と同じ作用をする部分は同一の参照番号が付しであ
る。圧電素子（ＰＺＴ）２に独立に駆動可能なように溝
加工を施こし、溝によって形成された凸部吐出滴形成駆
動部１１ａとしてが厚み変位することで、対応して設け
られた流路板３内の流路３ａが容積変化し、ノズルから
インク１３を吐出する。また、溝部には隣接する圧電素
子の駆動に影響しないように充填剤１３ａが充填されて
いる。第２図及び第３図に示した例では圧電素子として
積層タイプを提示したが、単層構造でも同様である。

第４図（ａ）〜（ｃ）に駆動時の流路の変形を充填剤を
用いた時の例で示したものである。

まず、初期状態である図（ａ）から吐出滴形成駆動部Ａ
のみを駆動させた場合が図（ｂ）である。

隔壁（Ｓ工、Ｓ、、Ｓ４）は、容積を減少させる方向に
変形するが、隔壁（Ｓ２）は拡大方向となり、実質の吐
出量ΔＳＡ１は以下のごとくなる。

Δ５Ａ１＝（Ｓ工＋Ｓ、＋５４）−Ｓ２次に、初期状態
である図（ａ）から吐出滴形成駆動部Ａ、Ｂ、Ｃを駆動
させた場合が図（ｃ）である。

吐出滴形成駆動部Ａに関わる隔壁（８３，、Ｓ、）は単
一駆動時と同様に容積を減少させる方向に変形するが、
吐出滴形成駆動部Ｂに関わる隔壁（Ｓ、、Ｓ、）は吐出
滴形成駆動部Ａに引き寄せられるように変形する。この
時の各実効吐出量ΔＳＡ２．Δ５Ｂ、は以下のごとくな
る。

八ＳＡ、＝　（ｓｘ＋Ｓ、＋８４）−８２ΔＳＢ、＝　
（Ｓ、＋Ｓ、）−（Ｓ、＋Ｓ、）となり、各々の場合に
おける大小関係は以下のごとくなる。

ΔＳＡよ〉ΔＳＡ、＞ΔＳＢ。

となって、これらは全て画素径の大きさや画素位置精度
のばらつきとなって生じる。

これは、吐出滴形成駆動部が充填剤（振動板でも同様）
を介して流路板を持ち上げる為に発生する現象である。

本発明の他の実施例としては、流路に配置した吐／ｆ５
？ｉｌ形成駆動部に対応する干渉補正駆動部が吐出滴形
成駆動部の駆動と独立に駆動する例があげられる（図示
せず）。

ここでは、圧電素子に溝加工を施して充填剤を充填する
ことにより、各流路間で吐出滴形成駆動部が独立して駆
動可能としたのと同様にして、吐出滴形成駆動部と、干
渉補正駆動部間にも溝加工を施して充填剤の充填等によ
り、独立駆動を可能としたものである。

従って、一体の圧電素子から同様の手段で加工して得ら
れるので容易に作成可能であり、コストアップもおさえ
られる。

この場合は、吐出滴形成駆動部の駆動と、干渉補正駆動
部との駆動に時間差を設定することができる。

また、駆動波形も別々に設定することができる。

これらを適当に選択することにより、さらに干渉の補正
の効果をあげることができる。

紘−一來 以上の説明から明らかなように、本発明によると、以下
のような効果がある。

（１）機械的な干渉（マイナス方向へ働く）を。

流体的な干渉（プラス方向へ働く）を加えることにより
、打ち消して相殺することができ、同時に隣接間の吐出
滴形成駆動部を駆動して単独駆動時と同等の吐出量が得
られるので画質が低下しない。

また同時に隣接間が駆動可能なため、間引き駆動の必要
がなく、実効周波数が低下しない。

（２）請求項１に対応する効果としては、吐出滴形成駆
動部と、干渉補正駆動部間との駆動に時間差を設定でき
、駆動波形も別々に設定できるので干渉補正の効果を上
げることができる。

（３）￥ｆ！求項２に対応する効果としては、特に新た
に部品を追加等する必要がなく、構成もほとんど従来と
類似のままで干渉補正ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明によるインクジェット記録
装置の一実施例を説明するための構成図、第３図は、第
２図の部分拡大図、第４図は、駆動時の流路の変形を示
す図、第５図は、従来のヘッド部を示す図、第６図は、
相互干渉を説明するための従来のヘッド部を示す図、第
７図は、従来のヘッド部の横断面図である。 １・・・基板、２・・・圧電素子（ＰＺＴ）、３・・・
流路板、３ａ・・・インク流路、４・・・共通液室構成
部材、４ａ・・・共通液室、５・・・インク供給パイプ
、６・・・ノズルプレート、６ａ・・・ノズル、７・・
・銅線、８・・・リード線、９ａ・・・電極、９ｂ、１
０・・・接地用リード線、１０ａ・・・配線プレート、
１１．１２・・・保護板、１１ａ・・・吐出滴形成駆動
部、１２ａ・・・干渉補正駆動部、ｌｌｂ、１２ｂ・・
・電極。 第 図 ！ 第 図 第 図 第 図 （０）初期状態 ｔｂ）　Ａ駆動 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流路の長手方向に対して互いに間隔をあけた多数の
   平行流路と、液滴噴射のために該各平行流路に接続され
   た各ノズルと、共通液室部を介して前記平行流路に給液
   する供給手段とを有し、ある流路のアクチュエーション
   が選択された時に、該選択された平行流路の壁面の少な
   くとも一面が、長手方向に垂直な変位を生じさせる吐出
   滴形成駆動部である圧電素子の駆動によって変形し、前
   記流路に対応するノズルから液滴を吐出させるインクジ
   ェット記録装置において、前記各平行流路に連通する共
   通液室部に、該流路に配置された吐出滴形成駆動部に対
   応し、分割して独立駆動が可能な干渉補正駆動部を設け
   、前記流路に配置した吐出滴形成駆動部に対応する干渉
   補正駆動部が、前記吐出滴形成駆動部の駆動に対応した
   タイミングで駆動されることを特徴とするインクジェッ
   ト記録装置。 ２、流路の長手方向に対して互いに間隔をあけた多数の
   平行流路と、液滴噴射のために該各平行流路に接続され
   た各ノズルと、共通液室部を介して前記平行流路に給液
   する供給手段とを有し、ある流路のアクチュエーシヨン
   が選択された時に、該選択された平行流路の壁面の少な
   くとも一面が、長手方向に垂直な変位を生じさせる吐出
   液滴形成駆動部である圧電素子の駆動によって変形し、
   前記流路に対応するノズルから液滴を吐出させるインク
   ジェット記録装置において、前記各平行流路に連通する
   共通液室部に、該流路に配置された吐出滴形成駆動部と
   一体となっている干渉補正駆動部を配設し、前記流路に
   配置した吐出滴形成駆動部の駆動と同時に干渉補正駆動
   部が駆動されることを特徴とするインクジェット記録装
   置。