JPH0764060B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

インクジェットプリンタ

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JPH0764060B2
JPH0764060B2 JP1147089A JP14708989A JPH0764060B2 JP H0764060 B2 JPH0764060 B2 JP H0764060B2 JP 1147089 A JP1147089 A JP 1147089A JP 14708989 A JP14708989 A JP 14708989A JP H0764060 B2 JPH0764060 B2 JP H0764060B2
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J2002/14379—Edge shooter

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はインクジェットプリンタに関するものであ
り、特にその構成部品であるプリントヘッドの構造に関
するものである。
［従来技術］ コンピュータの端末機器としてインクジェットプリンタ
がある。オンデマンド型インクジェットプリンタでアク
チュエータとして圧電素子を用いたものの中には、圧電
素子の動作モードによって、たとえばバイモルフ型とピ
ストン型とがある。
第４図はバイモルフ型のインクジェットプリンタのヘッ
ド部の断面図である。バイモルフ型はステンレス板２を
積層して構成されたインク室４と圧電素子３とを備えて
いる。インク室４とノズル５とはインク供給室６を介し
て連通している。インク供給室６はインク供給路７とも
連通している。バイモルフ型はこのようなヘッド部が記
録紙面に対向して複数個設けられている。したがってノ
ズル５が記録紙面に対向して複数個並んでいることにな
る。
次にバイモルフ型の動作を説明する。圧電素子３に電圧
を印加すると、圧電素子３と固着しているステンレス板
２が撓み、ノズル５からインク滴が射出される。このよ
うな動作を各ヘッド部ごとに独立して動作させることに
より情報の記録が行なわれる。
次にピストン型について説明する。第５図はピストン型
のインクジェットプリンタのヘッド部の断面図である。
ピストン型はインク室とピストン12と圧電素子13とを備
えている。インク室の一部はシリンダ14となっており、
シリンダ14内にインクが収められている。シリンダ14は
シール18によって密閉されている。シリンダ14はノズル
15と連通している。またシリンダ14はインク供給路16と
も連通している。シリンダ14内にはピストン12と圧電素
子13とが挿入されている。ピストン12と圧電素子13とは
固着されており、また圧電素子13には電極が取付けられ
ている。ピストン型もバイモルフ型と同じようにこのよ
うなヘッド部が記録紙面に対向して複数個設けられてい
る。
ピストン型の動作を説明する。電極の電圧が解除される
と圧電素子13が横方向に延びる。それによりシリンダ14
内のインクが加圧され、ノズル15からインク滴が射出さ
れる。このような動作を各ヘッド部ごとに独立して動作
させることにより情報の記憶が行なわれれる。
［発明が解決しようとする課題］ 印字速度を向上させるためにはノズルとノズルとのピッ
チをできるだけ狭めて多数のノズルを実装する必要があ
る。しかしながら第４図に示すバイモルフ型では、ノズ
ルとノズルとのピッチを狭めるために、圧電素子の寸法
のうち図面に垂直方向を短くすると、圧電素子の変位量
が小さくなる。圧電素子の変位量が小さくなるとインク
滴の射出が良好に行なわれない。このような状態で圧電
素子の変位量を大きくするためには圧電素子に高電圧を
印加すればよいが、こうすると駆動回路の部品コストが
高くなる。
第５図に示すピストン型も、ノズルとノズルとのピッチ
を短くするために、圧電素子の寸法のうち図面に垂直方
向を短くすると、圧電素子13の強度不足から座屈を招
き、インク滴の射出を良好に行なうことができない。
以上の理由から両方式ともノズルとノズルとのピッチは
1mmが限界となっている。
この発明はかかる従来の問題点を解決するためになされ
たもので、その目的はノズルの実装密度が高く、高速、
低コストのインクジェットプリンタを提供することであ
る。
［課題を解決するための手段］ この発明に係るインクジェットプリンタは、インク室を
形成する振動板を圧電素子で押圧することにより、振動
板を撓ませて、インク室と連通したノズルからインク滴
を射出し、情報の記録を行なうものである。この発明は
このようなインクジェットプリンタであって、インク室
の隔壁に振動板を介して対向しインク室の隔壁との間で
振動板を狭み込むように配置された剛性を有する振動伝
達防止部と、インク室のインク充填部に振動板を介して
対向するように配置された圧電素子部とが一体的に形成
されたベースブロックを備えている。また、圧電素子部
の厚みを規定する側面を振動板に直接接触し得るように
配置し、電圧印加による横効果または縦効果によって圧
電素子を伸長させた際に、その側面で振動板を押圧する
ようにしたものである。
［作用］ この発明に係るインクジェットプリンタでは、インク室
の隔壁に振動板を介して対向する振動伝達防止部とイン
ク室のインク充填部に振動板を介して対向するように配
置された圧電素子部とが一体的に形成されているので、
部品点数が削減され、これにより構造が簡素化される。
また、圧電素子部と振動伝達防止部とを一体的に形成す
るためにベースブロックを溝加工するだけでよいので、
製造プロセスを簡略化して生産性の向上が図られる。
［実施例］ 第１図はこの発明に係るインクジェットプリンタの一実
施例のヘッド部を示す斜視図である。第２図はこの発明
に係るインクジェットプリンタの一実施例のヘッド部の
分解斜視図である。第２図を用いてこの発明に係るイン
クジェットプリンタの一実施例の説明を行なう。このイ
ンクジェットプリンタはベースブロック21とインク室壁
22とカバープレート23とを備えている。
ベースブロック21はチタン酸ジルコン酸鉛からできてい
る。ベースブロック21には圧電素子24aと圧電素子24bと
が設けられている。この圧電素子は圧電横効果を示すも
のである。圧電素子24a、24bは奥行きが8mm、厚さが0.1
mm、高さが0.5mmとなっている。ベースブロック21と圧
電素子24a、24bとは１枚のチタン酸ジルコン酸鉛の板を
溝加工することにより一体的に成形されている。圧電素
子24aの両側面には電極25aが設けられている。圧電素子
24bの両側面にも電極25bが設けられている。
インク室壁22は振動板26に取付けられている。振動板26
はステンレスまたはガラスからできており、インク室壁
22はガラスまたは樹脂からできている。インク室壁22に
よってインク室27aと27bとが形成されている。インク室
27aにはノズル28aが連通しており、インク室27bにはノ
ズル28bが連通している。圧電素子24aの側面29aと振動
板26とは固着されており、圧電素子24bの側面29bと振動
板26とは固着されている。
カバープレート23にはインク供給口30が設けられてい
る。カバープレート23はガラスからできている。第２図
中のＡで示すように、この実施例においてはノズル28a
とノズル28bとのピッチは0.5mmとなっている。
次にこのインクジェットプリンタの動作を第２図を用い
て説明する。初めに電極25aに電圧をかけておき、次に
電圧を解除すると、圧電素子24aが横効果により第２図
中の矢印Ｂで示す方向に伸長する。これにより側面29a
が振動板26を押圧し、ノズル28aからインク滴が射出さ
れる。この場合圧電素子24aは奥行き方向に長くなって
いるので、インク室27aの体積変化を十分起こさせるこ
とができる。
次に、この発明に係るインクジェットプリンタの他の実
施例を説明する。第３図はこの発明に係るインクジェッ
トプリンタの他の実施例のヘッド部の正面図である。こ
のヘッド部はベースブロック31とカバーブロック32とを
備えている。
ベースブロック31はチタン酸ジルコン酸鉛からできてい
る。ベースブロック31には、圧電素子33a、圧電素子33b
が形成されている。圧電素子33a、33bは縦効果を示すも
のである。圧電素子33aはニッケルからなるグランド電
極34aで挾まれている。グランド電極34aは接地されてい
る。圧電素子33aの間には、ニッケルからなる信号電極3
5aが形成されている。圧電素子33bもニッケルからなる
グランド電極34bで挾まれている。圧電素子33bの間には
ニッケルからなる信号電極35bが形成されている。
ベースブロック31の作製方法を以下説明する。
まず厚さ200μｍのチタン酸ジルコン酸鉛を含むグリー
ンシートの上に、グランド電極となるニッケルをスパッ
タリングによって堆積する。このニッケルの上に再びチ
タン酸ジルコン酸鉛を含むグリーンシートを載せる。そ
してこのグリーンシートの上に信号電極となるニッケル
をスパッタリングによって堆積する。このニッケルの上
にチタン酸ジルコン酸鉛を含むグリーンシートを再び載
せる。このグリーンシートの上にグランド電極となるニ
ッケルをスパッタリングによって堆積する。そしてこの
ようなものを焼成し、これをダイシング加工することに
より圧電素子33a、33bを形成する。
カバーブロック32は感光性ガラスからできている。カバ
ーブロック32には、エッチング加工によって形成された
インク室36a、36bがある。インク室36aはノズル37aと連
通し、インク室36bはノズル37bと連通している。インク
室36a、36bはガラスからできている振動板38によって密
閉される。
なおベースブロック31と振動板38とはエポキシ接着剤に
より、カバーブロック32と振動板38とはUV硬化接着剤に
より、それぞれ固着されている。
次に、このインクジェットプリンタの動作を説明する。
信号電極35bに電圧を印加すると、圧電素子33bは縦効果
により、Ｃ方向に伸長する。これにより圧電素子33bの
厚みを規定する側面（図中に表れていない）が振動板38
を押圧し、ノズル37bからインク滴が射出される。
［効果］ 以上のように、この発明によるインクジェットプリンタ
によれば、インク室の隔壁に対向配置される振動伝達防
止部とインク室のインク充填部に対向配置される圧電素
子とを一体的に形成することにより、部品点数を削減す
ることができ、その結果構造を簡素化することができ
る。また、圧電素子部と振動伝達防止部とを一体的に形
成するためにベースブロックを溝加工するだけでよいの
で、製造プロセスを簡略化することができ、その結果生
産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明に係るインクジェットプリンタの一実
施例のヘッド部の斜視図である。 第２図はこの発明に係るインクジェットプリンタの一実
施例のヘッド部の分解斜視図である。 第３図はこの発明に係るインクジェットプリンタの他の
実施例のヘッド部の正面図である。 第４図は従来のインクジェットプリンタの一例であるバ
イモルフ型アクチュエータを用いた構造の断面図であ
る。 第５図は従来のインクジェットプリンタの一例であるピ
ストン型アクチュエータを用いた構造の断面図である。 図において22はインク室壁、24a、24bは圧電素子、26は
振動板、27a、27bはインク室、28a、28bはノズル、29
a、29bは側面、33a、33bは圧電素子、38は振動板、36
a、36bはインク室、37a、37bはノズルを示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】インク室を形成する振動板を圧電素子で押
    圧することにより、前記振動板を撓ませて、前記インク
    室と連通したノズルからインク滴を射出し、情報の記録
    を行なう、インクジェットプリンタであって、 前記インク室の隔壁に前記振動板を介して対向し、前記
    インク室の隔壁との間で前記振動板を挟み込むように配
    置された剛性を有する振動伝達防止部と、前記インク室
    のインク充填部に前記振動板を介して対向するように配
    置された圧電素子部と、が一体的に形成されたベースブ
    ロックを備え、 前記圧電素子部の厚みを規定する側面を前記振動板に接
    触し得るように配置し、電圧印加による横効果または縦
    効果によって前記圧電素子を伸長させた際に、前記側面
    で前記振動板を押圧するようにしたことを特徴とする、
    インクジェットプリンタ。
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