JPH0733085B2 - インクジェットヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はインクジェット記録装置におけるインクジェッ
トヘッドに関し、特に、インクオンデマンド型のインク
ジェットヘッドの改善に関するものである。

［従来の技術］ 第４図は、従来のインクオンデマンド型のインクジェッ
トヘッドの一例を概略的に図解する断面図である。この
図において、支持ブロック１の左方端部に棒状の圧電体
２の左方端部が固定されている。支持ブロック１の右方
端部には圧力室ブロック３が固定されている。圧力室ブ
ロック３は圧力室４を含んでおり、圧力室４の左方端か
ら棒状圧電体２の右方端部が液密的かつ摺動可能に挿入
されている。圧力室４の右方端はノズル５を含むノズル
板６によって閉じられている。また、圧力室４には、イ
ンク源（図示せず）からインクを供給するためのインク
供給孔７が通じている。棒状圧電体２には１組の電極８
が設けられており、それらの電極８は記録信号電圧源Vs
に接続されている。以上のように構成されているインク
ジェットヘッドにおいて、記録信号電圧源Vsから１組の
電極８に記録信号が印加されれば、棒状の圧電体２は横
効果によって長さが少し延びる。したがって、棒状圧電
体２が圧力室４内のインクを加圧することになり、ノズ
ル５からインク滴が射出される。

［発明が解決しようとする課題］ 第４図に示された従来のインクジェットヘッドにおいて
は、棒状の圧電体２は、印加される記録信号電圧によっ
て所要の延びを生じるように、約10〜20mmの長さを有し
ていなければならない。一方、インクジェットヘッドを
小型化するためには、棒状圧電体２が細いことが望まれ
る。特に、マルチノズルを有するインクジェットヘッド
においては、それらのノズル数に対応した複数の棒状圧
電体が並置されるので、棒状圧電体２をさらに細くする
ことが望まれる。しかし、棒状圧電体２の細さには、そ
の機械的強度の観点から制限がある。したがって、イン
クジェットヘッドの小型化は棒状圧電体の太さによって
制約を受けており、特にマルチノズルヘッドにおいてそ
の制約が著しい。

また、従来、マルチノズルヘッドを構成する場合、第４
図のようなインクジェットヘッドを複数個並置して構成
している。すなわち、マルチノズルヘッドを構成する個
々のインクジェットヘッドは個別に組立てられる。した
がって、従来のマルチノズルヘッドの組立工程は複雑で
あり、また個々のインクジェット間においてインクの射
出特性を調整しなければならない。

以上のような先行技術の課題に鑑み、本発明の目的は、
組立が容易で小型化されたマルチノズルヘッドを提供す
ることである。

［課題を解決するための手段］ 本発明によるインクジェットヘッドは、複数の細長い筒
を含むガイド部材と、複数の筒の第１の端部から挿入さ
れた複数の細長い枝を含む櫛状の圧電体と、複数の筒の
第２の端部と挿入された複数の枝の先端との間に形成さ
れる複数の圧力室と、複数の圧力室にインクを供給する
ための複数のインク供給孔と、複数の圧力室からインク
滴を射出するための複数のノズルと、圧電体の枝ごとに
１組ずつ設けられた複数組の電極とを備え、複数の筒の
各々は圧電体の複数の枝の各々の主要長さを内包して枝
の各々を機械的に保護しており、複数組の電極のうち選
択された組に記録信号電圧が印加されたときに、対応す
る圧電体の枝の先端が変位し、それによって、対応する
ノズルからインク滴を射出される。

［作用］ 本発明によるマルチノズルヘッドにおいては、圧電体が
複数の細長い枝を含む櫛状に一体成形され、ガイド部材
がこの圧電体の複数の枝の各々の主要長さを内包して機
械的に保護する複数の細長い筒を含んでいる。したがっ
て、圧電体の各々の枝を細くできるので、マルチノズル
ヘッドが小型化され得るばかりでなく、その組立が容易
化され得る。

［実施例］ 第1A図および第1B図は本発明のインクジェットヘッドの
構造を概略的に説明するために供する図であって、それ
ぞれ、その断面図および部分拡大図である。これらの図
を参照して、圧力室ベース31aの溝内に細長い棒状圧電
体2aが挿入されており、棒状圧電体2aの左方端部は圧力
室ベース31aの左方端部に固定されている。棒状圧電体2
aには１対の電極8aが設けられており、それらの圧電体
と電極はシール膜９によって覆われている。圧力室ベー
ス31aの左方端部にはノズル5aを含むノズル部材6aが固
定されている。棒状圧電体2aの右方端部とノズル部材6a
との間に圧力室4aが形成され、圧力室ベース31aは圧力
室カバープレート32aによって覆われている。圧力室カ
バープレート32aは圧力室4aへインクを供給するための
インク供給孔7aを含んでいる。圧力室カバープレート32
a上には、さらにインクチューブ10を固定するためのイ
ンクチューブ固定プレート33aが固定されている。イン
クチューブ10は、インク源（図示せず）からインク供給
孔へインクを導くものである。

なお、シール膜９は圧力室4aの液密性を改善するととも
に棒状圧電体2aの摺動性を改善する。さらに、圧力室ベ
ース31aと圧力室カバープレート32aが金属材料で形成さ
れているときには、シール膜９はそれらの圧力室部品31
a,32aと電極8aとの間の絶縁材料としても働く。

このように構成されたインクジェットヘッドは第４図に
示された従来のインクジェットヘッドと同様に動作し得
ることが理解されよう。しかし、第1A図のインクジェッ
トヘッドにおいては、圧力室ベース31aの溝と圧力室カ
バープレート32aによって形成される細長い筒内に棒状
圧電体2aの大部分の長さが内包されている。したがっ
て、棒状圧電体2aはその筒によって機械的に保護されて
おり、従来の棒状圧電体２に比べてはるかに細くするこ
とができる。その結果、第1A図のインクジェットヘッド
は、従来のインクジェットヘッドに比べて小型化するこ
とができる。特に、第1A図のようなインクジェットヘッ
ドを利用してマルチノズルヘッドを構成する場合、その
小型化の効果はさらに顕著となる 今、第1A図がそのようなマルチノズルヘッドの断面を示
しているとすれば、第1C図は第1A図中の線1C−1Cに沿っ
た断面の一部を示している。すなわち、マルチノズルヘ
ッドを構成する場合、複数本の棒状圧電体2aが並置され
るので、１本あたりの棒状圧電体の太さの減少がわずか
であっても、全体としてマルチノズルヘッドの小型化に
大きく寄与し得ることが理解されよう。

このように圧力室ベースと圧力室カバープレートで棒状
圧電体を機械的に保護することにより従来に比してイン
クジェットヘッドの小型化を図ることが可能となるが、
圧力ベース31aの溝と圧力室カバープレート32aによって
形成される複数の細長い独立した筒内に、複数の棒状圧
電体2aを個々に挿入する必要があるため、組立の簡単
化、射出特性の均一化等の点では十分とは言えない。

第２図はこれらの点をも解決した構造をわかりやすく示
したマルチノズルヘッドの概略的な分解斜視図である。
このマルチノズルヘッドにおいて、細長い複数の溝を有
する圧力室ベース31b上に、複数の細長い枝を含む櫛状
の圧電体2bが下部スペーサ11aを介して嵌め込まれる。
櫛状圧電体2bの各枝には、表裏に１対の電極8bが設けら
れている。圧力室ベース31bの溝の前方端は複数のノズ
ル5aを有するノズル部材6bによって閉じられる。

これによって、櫛状の圧電体2bの複数の枝の先端とノズ
ル部材6bとの間に複数の圧力室が形成される。圧力室カ
バープレート32bはそれらの複数の圧力室へインクを供
給するための複数のインク供給孔7bを含んでいる。圧力
室カバープレート32b上には、さらににインクチューブ
固定プレート33bが固定される。インクチューブ固定プ
レート33bは、複数のインク供給孔7bに対応する複数の
インクチューブ固定孔を含んでいる。

以上のように構成されたマルチノズルヘッドにおいて、
複数組の電極8bのうちの選択された組へ記録信号電圧を
印加することによって、対応するノズル5bからインク滴
を射出し得ることが理解されよう。第２図のマルチノズ
ルヘッドにおいては、複数の細長い溝を有する一体物の
圧力室ベース31b内へ、複数の細長い枝を有する一体物
の櫛状圧電体2bを嵌め込むので、個別のインクジェット
ヘッドを集合してマルチノズルヘッドとする従来のマル
チノズルヘッドに比べて、組立がはるかに容易であるこ
とが理解されよう。また、第２図のマルチノズルヘッド
は、個別のインクジェットを集合させた従来のマルチノ
ズルヘッドに比べて、各ノズル間の射出特性を均一にす
ることができる。

第３図は本発明のもう１つの実施例によるマルチノズル
ヘッドに用いられる圧電体を概略的に示す斜視図であ
る。第３図の櫛状圧電体2cは第２図における櫛状圧電体
2bと類似しているが、第３図の櫛状圧電体2c上には集積
回路12が設けられている。集積回路12は、圧電体の細長
い枝の各々に設けられた電極8cへ印加する記録信号電圧
を発生するためのドライバ回路を含んでいる。こうする
ことによって、マルチノズルヘッドにおける圧電体まで
の配線数を大幅に減らすことができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、圧電体が複数の細長い枝を含む櫛状に
一体成形され、ガイド部材がこの圧電体の複数の枝の各
々の主要長さを内包して機械的に保護する複数の細長い
筒を含んでいる。したがって、圧電体の各々の枝を細く
できるので、小型化されたマルチノズルヘッドを提供す
ることができるばかりでなく、組立が容易なマルチノズ
ルヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第1A図は、本発明の理解を容易化にするために供するイ
ンクジェットヘッドの概略的な断面図である。 第1B図は第1A図の部分拡大図である。 第1C図は、第1A図のインクジェットヘッドがマルチノズ
ルヘッドであるとした場合の線1C−1Cに沿った部分断面
図である。 第２図は本発明の一実施例によるマルチノズルヘッドを
示す概略的な分解斜視図である。 第３図は、本発明のもう１つの実施例によるマルチノズ
ルヘッドにおける櫛状圧電体を示す概略的な斜視図であ
る。 第４図は、従来のインクジェットヘッドを概略的に示す
断面図である。 図において、2a,2b,2cは圧電体、31a,31bは圧力室ベー
ス、32a,32bは圧力室カバープレート、33a,33bはインク
チューブ固定プレート、4aは圧力室、5a,5bはノズル、6
a,6bはノズル部材、7a,7bはインク供給孔、8a,8b,8cは
電極、９はシール膜、10はインクチューブ、11a,11bは
スペーサ、そして12は集積回路を示す。 なお、第1A図ないし第1C図において、同一符号は同一内
容または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の細長い筒を含むガイド部材と、 前記複数の筒の一方端から挿入された複数の細長い枝を
   含む櫛状の圧電体と、 前記複数の筒の他方端と前記挿入された複数の枝の先端
   との間に形成される複数の圧力室と、 前記複数の圧力室にインクを供給するための複数のイン
   ク供給孔と、 前記複数の圧力室からインク滴を射出するための複数の
   ノズルと、 前記圧電体の枝ごとに１組ずつ設けられた複数組の電極
   とを備え、 前記複数の筒の各々は前記圧電体の複数の枝の各々の主
   要長さを内包して前記枝の各々を機械的に保護してお
   り、 前記複数組の電極のうち選択された組に記録信号電圧が
   印加されたときに、対応する前記圧電体の枝の先端が変
   位し、それによって、対応する前記ノズルからインク滴
   を射出されることを特徴とするインクジェットヘッド。