JP2000043250A - Ink-jet head - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce impact displacement at the time of ejecting ink droplets so as to improve the image quality. SOLUTION: An piezoelectric member wherein a plurality of ink pressure rooms 13, an orifice plate covering the end portions of each ink pressure room 13, with an orifice 16 formed corresponding to each ink pressure room 13, and a driving means for applying a voltage to the piezoelectric member so as to deform the wall of the ink pressure rooms are provided. A projecting part comprising a rigid member is formed in a non-deformable portion, wherein deformation is not generated by the driving means in the wall of the ink pressure rooms 13. The pressure in the ink pressure rooms 13 is heightened so as to accelerate the ink droplet ejecting speed without increasing the voltage or narrowing the width while keeping the change amount of the actual volume of the ink pressure rooms.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、紙等の媒体に文字、模様等の画像
を記録するに当たり、騒音を発生させることなく高速で
記録することができ、しかも、特別な定着処理を必要と
しないインクジェット記録装置が使用されている。該イ
ンクジェット記録装置においては、インクジェットヘッ
ドによって前記媒体に向けてインク滴が吐出されるよう
になっているが、該インク滴を吐出する方式として、静
電方式、インクを加熱して気泡（バブル）を発生させる
バブル方式、及びピエゾ素子等の圧電体を利用した圧電
方式等がある。2. Description of the Related Art Conventionally, in recording an image such as a character or a pattern on a medium such as paper, an ink jet recording apparatus capable of recording at a high speed without generating noise and requiring no special fixing process. Is used. In the ink jet recording apparatus, ink droplets are ejected toward the medium by an ink jet head. As a method of ejecting the ink droplets, an electrostatic method is used. And a piezoelectric method using a piezoelectric body such as a piezo element.

【０００３】該圧電方式のインクジェットヘッドにおい
ては、圧電体の機械的な変形を利用してインク滴を吐出
させるようにしているので、インクを熱的に劣化させる
ことがなく、しかも、前記圧電体に印加される電圧を制
御することによって、圧電体の変形を制御するととも
に、インクの加圧力を制御することができるので、外乱
に強いだけでなく、階調印刷を行うことができる。In the piezoelectric type ink jet head, ink droplets are ejected by utilizing the mechanical deformation of the piezoelectric body, so that the ink is not thermally degraded, and By controlling the voltage applied to the, the deformation of the piezoelectric body and the pressure of the ink can be controlled, so that not only is it resistant to disturbance, but also it is possible to perform gradation printing.

【０００４】ところで、圧電方式のインクジェットヘッ
ドにおいては、複数のインク加圧室が形成され、該各イ
ンク加圧室の一端を覆うようにオリフィスプレートが取
り付けられ、該オリフィスプレートに、前記各インク加
圧室内のインクをインク滴として吐出するためのオリフ
ィスが形成される。そして、前記インク加圧室の壁を構
成する圧電体に電圧を印加することによって前記壁を変
形させると、インク加圧室内のインクに圧力が加わり、
前記オリフィスからインク滴が吐出される。In a piezoelectric type ink jet head, a plurality of ink pressurizing chambers are formed, and an orifice plate is attached so as to cover one end of each ink pressurizing chamber. An orifice for discharging the ink in the pressure chamber as an ink droplet is formed. Then, when the wall is deformed by applying a voltage to the piezoelectric body constituting the wall of the ink pressurizing chamber, pressure is applied to the ink in the ink pressurizing chamber,
Ink droplets are ejected from the orifice.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のインクジェットヘッドにおいては、吐出されたイン
ク滴の軌道が曲がってしまうことがあり、その場合、イ
ンク滴が付着することによって媒体上に形成されたドッ
トが不揃（ぞろ）いになったり、ドットの形が崩れたり
して、画像品位が低下してしまう。However, in the conventional ink jet head described above, the trajectory of the ejected ink droplets may be bent, and in such a case, the ink droplets are formed on the medium by adhering to the ink droplets. Dots are uneven (dots) or the shape of the dots is distorted, thereby deteriorating image quality.

【０００６】図２は従来のインクジェットヘッドにおけ
るインク滴の吐出状態を示す第１の図、図３は従来のイ
ンクジェットヘッドにおけるインク滴の吐出状態を示す
第２の図である。図において、４０はインクが収容され
たインク加圧室、４１は壁、４３はオリフィスプレー
ト、４４は媒体、５０は前記オリフィスプレート４３に
形成されたオリフィス、ｄはドットである。FIG. 2 is a first diagram showing the ejection state of ink droplets in a conventional ink jet head, and FIG. 3 is a second diagram showing the ejection state of ink droplets in a conventional ink jet head. In the figure, 40 is an ink pressurizing chamber containing ink, 41 is a wall, 43 is an orifice plate, 44 is a medium, 50 is an orifice formed in the orifice plate 43, and d is a dot.

【０００７】ところで、インクジェットヘッドを媒体４
４に対して固定した状態で、前記インク加圧室４０内の
インクをインク滴として吐出して媒体４４上にドットｄ
を形成しようとしたとき、前記オリフィスプレート４３
の表面Ｓ１におけるオリフィス５０の周縁のインクの濡
れ状態が不均一で、例えば、図２におけるオリフィス５
０の周縁の右端が、はみ出したインク４６で濡れている
場合、インク滴が吐出される直前に、インクの突出部分
４５がはみ出したインク４６側に表面張力によって引か
れる。By the way, the ink-jet head is connected to the medium 4
In a state in which the ink is fixed with respect to
When the orifice plate 43 is formed,
The wet state of the ink on the periphery of the orifice 50 on the surface S1 is uneven, for example, the orifice 5 in FIG.
When the right end of the periphery of 0 is wet with the protruding ink 46, immediately before the ink droplet is ejected, the protruding portion 45 of the ink is pulled toward the protruding ink 46 by surface tension.

【０００８】したがって、吐出されたインク滴の軌道が
曲がってしまうことがあり、その場合、インク滴が付着
することによって媒体４４上に形成されたドットｄが不
揃いになったり、ドットｄの形が崩れたりして、画像品
位が低下してしまう。すなわち、前記インク滴がはみ出
したインク４６側に向かう速度成分をｖ_x とすると、該
速度成分ｖ_x ははみ出したインク４６の濡れ状態によっ
て決まり、一定である。したがって、前記インク滴が吐
出される方向及び吐出速度は、インク滴が媒体４４に向
かう速度成分の大きさによって変化する。Accordingly, the trajectory of the ejected ink droplets may be bent. In this case, the dots d formed on the medium 44 become irregular due to the attachment of the ink droplets, or the shape of the dots d is changed. The image quality deteriorates due to collapse. That is, assuming that the velocity component from which the ink droplet protrudes toward the ink 46 side is v _x , the velocity component v _x is determined by the wetting state of the protruding ink 46 and is constant. Therefore, the direction in which the ink droplet is ejected and the ejection speed vary depending on the magnitude of the velocity component at which the ink droplet travels toward the medium 44.

【０００９】ここで、例えば、媒体４４に向かう方向に
おける二つの速度成分ｖ_y1、ｖ_y2が、 ｖ_y1＜ｖ_y2 であるとき、速度成分ｖ_x が一定であるので、速度成分
ｖ_x と速度成分ｖ_y1、ｖ _y2とを合成した吐出速度ｖ１、
ｖ２は、 ｖ１＜ｖ２ になる。Here, for example, in the direction toward the medium 44,
Two velocity components v_y1, V_y2But v_y1<V_y2 , The velocity component v_xIs constant, so the velocity component
v_xAnd velocity component v_y1, V _y2And a discharge speed v1 obtained by combining
v2 satisfies v1 <v2.

【００１０】したがって、インク滴が吐出速度ｖ１、ｖ
２で吐出されたときの、媒体４４上におけるインク滴が
本来付着する位置Ｐ１と実際に付着する位置Ｐ２との間
の距離、すなわち、着弾ずれをΔＬ１、ΔＬ２とする
と、該着弾ずれΔＬ１、ΔＬ２は、 ΔＬ１＞ΔＬ２ になる。すなわち、媒体４４に向かう方向における速度
成分が小さいほど、着弾ずれ量は大きくなる。したがっ
て、画像品位が低下してしまう。Therefore, the ink droplets are ejected at the ejection speeds v1, v
Assuming that the distance between the position P1 where the ink droplet originally adheres on the medium 44 and the position P2 where the ink droplet actually adheres, that is, the landing deviations are ΔL1 and ΔL2, the landing deviations ΔL1 and ΔL2 Is ΔL1> ΔL2. That is, the smaller the velocity component in the direction toward the medium 44, the larger the landing deviation amount. Therefore, the image quality deteriorates.

【００１１】次に、インクジェットヘッドを媒体４４に
対して移動させた場合のインク滴の吐出状態について説
明する。図４は従来のインクジェットヘッドにおけるイ
ンク滴の吐出状態を示す第３の図である。図において、
４０はインク加圧室、４１は壁、４３はオリフィスプレ
ート、４４は媒体、４７はインク滴、５０はオリフィ
ス、Ｓ１は表面、ｄ１は正常な吐出速度ｖ３で吐出され
たインク滴４７のドット、ｄ２は前記吐出速度ｖ３と異
なる吐出速度ｖ４で吐出されたインク滴４７のドットで
ある。Next, the state of ejection of ink droplets when the ink jet head is moved with respect to the medium 44 will be described. FIG. 4 is a third diagram showing a state of ejection of ink droplets in a conventional inkjet head. In the figure,
40 is an ink pressurizing chamber, 41 is a wall, 43 is an orifice plate, 44 is a medium, 47 is an ink droplet, 50 is an orifice, S1 is a surface, d1 is a dot of an ink droplet 47 ejected at a normal ejection speed v3, d2 is a dot of the ink droplet 47 ejected at an ejection speed v4 different from the ejection speed v3.

【００１２】この場合、インクジェットヘッドは、図示
されないキャリッジをスペーシング方向に走行させるこ
とによって、移動速度ｖ_s で移動させられる。そして、
該移動速度ｖ_s は、キャリッジの走行速度で決まり、一
定である。ここで、オリフィスプレート４３と媒体４４
との間の距離をＧａｐとした場合の、着弾時間差ΔＴ及
び着弾ずれΔＬ３は、 ΔＴ＝（Ｇａｐ／ｖ４−Ｇａｐ／ｖ３） ΔＬ３＝ΔＴ・ｖ_s ＝（Ｇａｐ／ｖ４−Ｇａｐ／ｖ３）・ｖ_s ＝（ｌ／ｖ３）・（ｖ３／ｖ４−ｌ）・Ｇａｐ・ｖ_s で表すことができる。[0012] In this case, the ink jet head, by moving the not shown carriage spacing direction, is moved at a moving speed v _s. And
The moving velocity v _s is determined by the traveling speed of the carriage is constant. Here, the orifice plate 43 and the medium 44
Distance in the case of the Gap,, landing time difference [Delta] T and landing deviation between .DELTA.L3 is, ΔT = (Gap / v4- Gap / v3) ΔL3 = ΔT · v s = (Gap / v4-Gap / v3) · v _s = (l / v3) · can be expressed by (v3 / v4-l) · Gap · v s.

【００１３】ところで、オリフィス５０から吐出される
インク滴４７について、吐出速度ｖ３、ｖ４の比、すな
わち、ばらつき比率が一定であるとき、ｖ３／ｖ４の値
は一定になり、着弾ずれΔＬ３は正常な吐出速度ｖ３の
関数になる。すなわち、正常な吐出速度ｖ３が低いほど
着弾ずれΔＬ３は大きくなる。したがって、画像品位が
低下してしまう。By the way, for the ink droplets 47 ejected from the orifice 50, when the ratio of the ejection speeds v3 and v4, that is, the variation ratio is constant, the value of v3 / v4 is constant, and the landing deviation ΔL3 is normal. It becomes a function of the discharge speed v3. That is, the landing deviation ΔL3 increases as the normal ejection speed v3 decreases. Therefore, the image quality deteriorates.

【００１４】本発明は、前記従来のインクジェットヘッ
ドの問題点を解決して、インク滴を吐出したときの着弾
ずれを小さくすることができ、画像品位を向上させるこ
とができるインクジェットヘッドを提供することを目的
とする。An object of the present invention is to provide an ink-jet head which solves the above-mentioned problems of the conventional ink-jet head and which can reduce the landing deviation when an ink droplet is ejected and improve the image quality. With the goal.

【００１５】[0015]

【課題を解決するための手段】そのために、本発明のイ
ンクジェットヘッドにおいては、複数のインク加圧室が
形成された圧電体と、各インク加圧室の端部を覆い、各
インク加圧室に対応させてオリフィスが形成されたオリ
フィスプレートと、前記圧電体に電圧を印加し、前記イ
ンク加圧室の壁を変形させる駆動手段とを有する。For this purpose, in the ink jet head of the present invention, a piezoelectric body in which a plurality of ink pressurizing chambers are formed, and an end of each ink pressurizing chamber is covered, and each ink pressurizing chamber is And an orifice plate having an orifice formed in correspondence with the above, and driving means for applying a voltage to the piezoelectric body to deform the wall of the ink pressurizing chamber.

【００１６】そして、前記インク加圧室の壁において前
記駆動手段による変形が発生しない非変形部分に、剛体
から成る突出部分が形成される。Further, a protruding portion made of a rigid body is formed on a non-deformed portion of the wall of the ink pressurizing chamber where deformation by the driving means does not occur.

【００１７】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図５は本発明の
第１の実施の形態におけるインクジェットヘッドの斜視
図、図６は本発明の第１の実施の形態におけるインクジ
ェットヘッドの側面図である。図に示されるように、イ
ンクジェットヘッドにおいては、圧電体１１内に複数の
インク加圧室１３が形成され、該各インク加圧室１３内
にインクが収容される。そして、前記インク加圧室１３
の一端を覆うように、前記圧電体１１にオリフィスプレ
ート１５が取り付けられ、前記インク加圧室１３の他端
には図示されないインクタンクと連通するマニホルド１
４が取り付けられる。前記オリフィスプレート１５に
は、前記各インク加圧室１３と対応させて、インク滴を
吐出するための複数のオリフィス１６が形成される。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 5 is a perspective view of the inkjet head according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a side view of the inkjet head according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, in the ink jet head, a plurality of ink pressurizing chambers 13 are formed in a piezoelectric body 11, and the ink is stored in each of the ink pressurizing chambers 13. And the ink pressurizing chamber 13
An orifice plate 15 is attached to the piezoelectric body 11 so as to cover one end of the manifold 1, and the other end of the ink pressurizing chamber 13 is provided with a manifold 1 communicating with an ink tank (not shown).
4 is attached. A plurality of orifices 16 for ejecting ink droplets are formed in the orifice plate 15 in correspondence with the respective ink pressurizing chambers 13.

【００１８】図示されない制御装置の駆動手段によって
前記圧電体１１に電圧を印加すると、インク加圧室１３
を形成する図示されない壁が変形させられ、インク加圧
室１３内のインクに圧力が加わり、前記オリフィス１６
からインク滴が吐出される。そして、前記インクタンク
内のインクがマニホルド１４を介してインク加圧室１３
に供給される。When a voltage is applied to the piezoelectric body 11 by driving means of a control device (not shown), the
Is deformed, pressure is applied to the ink in the ink pressurizing chamber 13, and the orifice 16
Ink droplets are ejected from. The ink in the ink tank is supplied to the ink pressurizing chamber 13 through the manifold 14.
Supplied to

【００１９】吐出されたインク滴は、図示されない媒体
に到達すると、媒体上にドットを形成する。その結果、
媒体に画像が記録される。次に、前記圧電体１１につい
て説明する。図７は本発明の第１の実施の形態における
圧電体の動作の原理を示す図である。When the ejected ink droplets reach a medium (not shown), they form dots on the medium. as a result,
An image is recorded on the medium. Next, the piezoelectric body 11 will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating the principle of operation of the piezoelectric body according to the first embodiment of the present invention.

【００２０】図において、３１は矢印Ｐ方向（アレイ方
向）に分極され、複数の突起部２１によって櫛歯（くし
ば）状の形状にされた圧電体ベース、３２は前記各突起
部２１と対応させて配設され、圧電体ベース３１と同じ
矢印Ｐ方向に分極された中間圧電体である。該中間圧電
体３２は前記各突起部２１に対応させて形成された複数
の壁部２２から成る。In the drawing, reference numeral 31 denotes a piezoelectric base which is polarized in the direction of arrow P (array direction) and is formed in a comb-like shape by a plurality of protrusions 21, and 32 corresponds to each of the protrusions 21. The intermediate piezoelectric body is disposed in such a manner as to be polarized in the same arrow P direction as the piezoelectric body base 31. The intermediate piezoelectric body 32 is composed of a plurality of walls 22 formed corresponding to the respective projections 21.

【００２１】そして、前記各突起部２１の先端に電極２
６が形成され、前記各壁部２２の両端に電極２７、２８
が形成され、前記電極２６、２７間に導電接着部材３０
が配設され、該導電接着部材３０によって中間圧電体３
２が圧電体ベース３１に固定される。また、各突起部２
１間、及び各壁部２２間に複数の溝部が形成され、該各
溝部は天板３３によって閉鎖され、それぞれインク加圧
室１３を構成する。そして、前記天板３３には共通電極
２９が形成され、該共通電極２９と各壁部２２の電極２
８との間に導電接着部材２３が配設され、該導電接着部
材２３によって天板３３が中間圧電体３２に固定され
る。なお、１６はオリフィスである。An electrode 2 is attached to the tip of each of the projections 21.
6 are formed, and electrodes 27 and 28 are provided at both ends of each of the wall portions 22.
Is formed, and a conductive adhesive member 30 is provided between the electrodes 26 and 27.
Is disposed, and the intermediate piezoelectric body 3 is
2 is fixed to the piezoelectric base 31. In addition, each protrusion 2
1 and a plurality of grooves are formed between the walls 22, and each of the grooves is closed by the top plate 33, and constitutes the ink pressurizing chamber 13. A common electrode 29 is formed on the top plate 33, and the common electrode 29 and the electrode 2 of each wall 22 are formed.
The top plate 33 is fixed to the intermediate piezoelectric body 32 by the conductive adhesive member 23. Reference numeral 16 denotes an orifice.

【００２２】前記構成の圧電体１１（図６）において、
例えば、前記共通電極２９を接地し、ある突起部２１の
電極２６に正の電圧＋Ｖを、隣接する突起部２１の電極
２６に負の電圧−Ｖを印加すると、突起部２１に矢印Ａ
方向の電界が、中間圧電体３２に矢印Ｂ、Ｃ方向の電界
が発生させられる。その結果、突起部２１及び中間圧電
体３２には、それぞれ逆の方向に剪（せん）断モード変
形（破線形状）が発生し、インク加圧室１３内のインク
に圧力が加わり、前記オリフィス１６からインク滴が吐
出される。In the piezoelectric body 11 (FIG. 6) having the above structure,
For example, when the common electrode 29 is grounded and a positive voltage + V is applied to the electrode 26 of a certain protrusion 21 and a negative voltage −V is applied to the electrode 26 of an adjacent protrusion 21, an arrow A is applied to the protrusion 21.
As a result, electric fields in the directions indicated by arrows B and C are generated in the intermediate piezoelectric body 32. As a result, a shearing (shearing) mode deformation (broken line shape) is generated in the projection portion 21 and the intermediate piezoelectric body 32 in the opposite directions, and pressure is applied to the ink in the ink pressurizing chamber 13, and the orifice 16 is pressed. Ink droplets are ejected from.

【００２３】ところで、前述されたように、インク滴の
吐出速度が低いほど着弾ずれが大きくなり、画像品位が
低下してしまう。そこで、本実施の形態においては、イ
ンク滴の吐出速度を高くするために、インク加圧室１３
内の圧力を高くするようにしている。次に、前記圧電体
１１の変形特性について説明する。As described above, the lower the ejection speed of the ink droplet, the greater the landing deviation, and the lower the image quality. Therefore, in the present embodiment, in order to increase the ejection speed of the ink droplet, the ink pressurizing chamber 13
The internal pressure is increased. Next, the deformation characteristics of the piezoelectric body 11 will be described.

【００２４】図８は本発明の第１の実施の形態における
圧電体の変形特性を示す図、図９は本発明の第１の実施
の形態における中間圧電体の変形特性を示す図である。
図に示されるように、中間圧電体３２の厚さをｈとし、
インク加圧室１３の幅をＷとし、インク加圧室１３の奥
行きをＵとし、中間圧電体３２の物性値である圧電定数
をｄｃとし、圧電体１１に印加される電圧をＶ（＋Ｖ、
−Ｖ）とすると、壁部２２の歪（ひず）み量ｓは、 ｓ＝ｄｃ・Ｖ／ｈ になり、変位量δは、 δ＝ｓ・ｈ ＝ｄｃ・Ｖ になる。また、インク加圧室１３における中間圧電体３
２に対応する部分の容積をＶｎとすると、容積Ｖｎは、 Ｖｎ＝Ｗ・ｈ・Ｕ であり、中間圧電体３２の変形による前記容積Ｖｎの変
化量をΔＶｎとすると、変化量ΔＶｎは、 ΔＶｎ＝δ・ｈ・Ｕ ＝ｄｃ・Ｖ・ｈ・Ｕ になる。ここで、比例定数をＫとすると、圧電体１１が
変形したときのインク加圧室１３内の圧力Ｐは、 Ｐ＝Ｋ・ΔＶｎ／Ｖｎ ＝Ｋ・ｄｃ・Ｖ／Ｗ になる。この場合、圧電定数ｄｃは、圧電体１１の材料
によって決まり、一定である。したがって、前記圧力Ｐ
を高くするためには、電圧Ｖを高くするか幅Ｗを小さく
することが考えられる。ところが、電圧Ｖを高くしよう
とすると、電力消費量が多くなり、電源に加わる負荷が
大きくなるだけでなく、インクジェットヘッドのコスト
が高くなってしまう。また、幅Ｗを小さくしようとする
と、インク滴の吐出不良が発生してしまう。なお、２１
は突起部、３３は天板である。FIG. 8 is a diagram showing the deformation characteristics of the piezoelectric body according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram showing the deformation characteristics of the intermediate piezoelectric body according to the first embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the thickness of the intermediate piezoelectric body 32 is h,
The width of the ink pressurizing chamber 13 is W, the depth of the ink pressurizing chamber 13 is U, the piezoelectric constant which is a physical property value of the intermediate piezoelectric body 32 is dc, and the voltage applied to the piezoelectric body 11 is V (+ V,
−V), the amount of distortion (strain) s of the wall portion 22 is s = dc · V / h, and the amount of displacement δ is δ = s · h = dc · V. The intermediate piezoelectric body 3 in the ink pressurizing chamber 13
Assuming that the volume of the portion corresponding to 2 is Vn, the volume Vn is Vn = WhU, and if the amount of change of the volume Vn due to deformation of the intermediate piezoelectric body 32 is ΔVn, the amount of change ΔVn is ΔVn = Δ · h · U = dc · V · h · U. Here, assuming that the proportionality constant is K, the pressure P in the ink pressurizing chamber 13 when the piezoelectric body 11 is deformed is P = K ＰΔVn / Vn = K ・ dc ・ V / W. In this case, the piezoelectric constant dc is determined by the material of the piezoelectric body 11 and is constant. Therefore, the pressure P
Can be considered to increase the voltage V or decrease the width W. However, increasing the voltage V increases power consumption, not only increases the load applied to the power supply, but also increases the cost of the inkjet head. In addition, if the width W is reduced, defective ejection of ink droplets occurs. In addition, 21
Denotes a projection, and 33 denotes a top plate.

【００２５】図１０はインク加圧室とオリフィスとの関
係を示す図である。図において、１３はインク加圧室、
１５はオリフィスプレート、１６はオリフィス、３４は
壁である。前記オリフィス１６は、図示されないインク
が円滑に流れるために、インクの入口側から出口側にか
けて径が次第に小さくなるようにテーパ状に形成され
る。そして、インク加圧室１３の幅Ｗがオリフィス１６
のインク加圧室１３側の径Ｄより小さいと、壁３４とオ
リフィスプレート１５との間に凹部３５が形成され、該
凹部３５に気泡７６が溜（た）まることがある。その場
合、インク加圧室１３内の圧力Ｐを十分に高くすること
ができなくなり、インク滴の吐出不良が発生してしま
う。したがって、幅Ｗを小さくすることはできない。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the ink pressurizing chamber and the orifice. In the figure, 13 is an ink pressurizing chamber,
Reference numeral 15 denotes an orifice plate, 16 denotes an orifice, and 34 denotes a wall. The orifice 16 is formed in a tapered shape so that the diameter gradually decreases from the ink inlet side to the ink outlet side so that the ink (not shown) flows smoothly. The width W of the ink pressurizing chamber 13 is
If the diameter D is smaller than the diameter D on the ink pressurizing chamber 13 side, a concave portion 35 is formed between the wall 34 and the orifice plate 15, and a bubble 76 may accumulate (accumulate) in the concave portion 35. In that case, the pressure P in the ink pressurizing chamber 13 cannot be sufficiently increased, and a discharge failure of the ink droplet occurs. Therefore, the width W cannot be reduced.

【００２６】そこで、本実施の形態においては、電圧Ｖ
を高くしたり幅Ｗを小さくしたりすることなく、インク
加圧室１３内の圧力Ｐを高くするようにしている。図１
は本発明の第１の実施の形態におけるインクジェットヘ
ッドの断面図である。図において、１３はインク加圧
室、１６はオリフィス、２１は突起部、３２は中間圧電
体、２６〜２８は電極、２９は共通電極、２５、３０は
導電接着部材、３１は圧電体ベース、３３は天板、３６
は突出部分としての角柱状のブロック、３７は接着剤、
Ｐ_B はインク加圧室１３の底部である。Therefore, in the present embodiment, the voltage V
The pressure P in the ink pressurizing chamber 13 is increased without increasing the width W or reducing the width W. FIG.
FIG. 2 is a sectional view of the inkjet head according to the first embodiment of the present invention. In the drawing, 13 is an ink pressurizing chamber, 16 is an orifice, 21 is a projection, 32 is an intermediate piezoelectric body, 26 to 28 are electrodes, 29 is a common electrode, 25 and 30 are conductive adhesive members, 31 is a piezoelectric base, 33 is a top plate, 36
Is a prism-shaped block as a protruding part, 37 is an adhesive,
P _B is the bottom of the ink pressurizing chamber 13.

【００２７】この場合、前記インク加圧室１３の壁を形
成する面のうち、圧電体１１による剪断モード変形が発
生しない非変形部分としての底部Ｐ_B に、ブロック３６
が接着剤３７によって固定される。前記ブロック３６
は、インク加圧室１３の長手方向（図における奥行方
向）の全体にわたって同じ断面形状を有するとともに、
圧電体１１が変形したときに、各突起部２１とブロック
３６とが干渉することがないような寸法にされる。ま
た、前記ブロック３６は、インク加圧室１３内の圧力Ｐ
を吸収することがないように剛体から成り、剛性の高い
材料、例えば、金属、セラミック、ガラス等によって形
成される。[0027] In this case, among the surfaces forming the walls of the ink pressure chamber 13, the bottom P _B as a non-deformed portion of the shear mode deformation by the piezoelectric element 11 is not generated, the block 36
Is fixed by the adhesive 37. Block 36
Has the same cross-sectional shape throughout the longitudinal direction (depth direction in the figure) of the ink pressurizing chamber 13,
The dimensions are set so that the projections 21 and the blocks 36 do not interfere with each other when the piezoelectric body 11 is deformed. The block 36 is provided with a pressure P in the ink pressurizing chamber 13.
Is formed of a rigid body so as not to absorb the material, and is formed of a material having high rigidity, for example, metal, ceramic, glass or the like.

【００２８】ここで、前記ブロック３６が配設されない
場合のインク加圧室１３の容積をＶａとし、ブロック３
６の体積をＶｂとし、圧電体１１の変形によるインク加
圧室１３の容積Ｖａの変化量をΔＶとし、比例定数をＫ
とすると、インク加圧室１３の実容積は（Ｖａ−Ｖｂ）
になり、圧電体１１が変形したときのインク加圧室１３
内の圧力Ｐは、 Ｐ＝Ｋ・ΔＶ／（Ｖａ−Ｖｂ） で表すことができる。Here, the volume of the ink pressurizing chamber 13 when the block 36 is not provided is defined as Va,
6 is Vb, the amount of change in the volume Va of the ink pressurizing chamber 13 due to the deformation of the piezoelectric body 11 is ΔV, and the proportionality constant is K.
Then, the actual volume of the ink pressurizing chamber 13 is (Va-Vb)
And the ink pressure chamber 13 when the piezoelectric body 11 is deformed.
Can be represented by P = K ΔV / (Va−Vb).

【００２９】この場合、ブロック３６の体積Ｖｂが大き
いほど圧力Ｐを高くすることができる。このように、イ
ンク加圧室１３の実容積（Ｖａ−Ｖｂ）の変化量ΔＶを
確保しながら、電圧Ｖを高くしたり幅Ｗを小さくしたり
することなく、圧力Ｐを高くし、インク滴の吐出速度を
高くすることができる。したがって、図示されない媒体
にインク滴を吐出したときの着弾ずれを小さくすること
ができ、画像品位を向上させることができる。In this case, the larger the volume Vb of the block 36, the higher the pressure P can be. As described above, while securing the variation amount ΔV of the actual volume (Va−Vb) of the ink pressurizing chamber 13, the pressure P is increased without increasing the voltage V or decreasing the width W, thereby increasing the ink droplets. Discharge speed can be increased. Therefore, a landing deviation when an ink droplet is ejected onto a medium (not shown) can be reduced, and image quality can be improved.

【００３０】なお、本実施の形態においては、角柱状の
ブロック３６を使用しているが、円筒形のブロック、例
えば、金属ワイヤ、ガラスファイバ等を使用することも
できる。また、本実施の形態においては、ブロック３６
をインク加圧室１３の底部Ｐ _B に固定しているが、天板
３３に固定することもできる。次に、本発明の第２の実
施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と
同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与する
ことによってその説明を省略する。In the present embodiment, a prismatic
Uses block 36 but has a cylindrical block, eg
For example, metal wire, glass fiber, etc.
it can. Further, in the present embodiment, the block 36
To the bottom P of the ink pressurizing chamber 13 _BTo the top plate
33. Next, the second embodiment of the present invention is described.
An embodiment will be described. Note that the first embodiment and
The components having the same structure are given the same reference numerals.
The description thereof will be omitted.

【００３１】図１１は本発明の第２の実施の形態におけ
るインクジェットヘッドの断面図である。この場合、イ
ンク加圧室１３の壁を形成する面のうち、圧電体１１に
よる剪断モード変形が発生しない非変形部分としての天
板３３に、各インク加圧室１３内に向けて突出する突出
部分としての突起部５１が一体に形成される。該突起部
５１は、図示されないダイシングソーによって天板３３
に溝加工を施すことにより形成され、その後、共通電極
２９が被覆される。この場合、ブロック等を別に形成す
る必要がないので、作業を簡素化することができ、イン
クジェットヘッドのコストを低くすることができる。ま
た、各インク加圧室１３の実容積（Ｖａ−Ｖｂ）にばら
つきが発生するのを防止することができるので、画像品
位を一層向上させることができる。FIG. 11 is a sectional view of an ink jet head according to a second embodiment of the present invention. In this case, of the surface forming the wall of the ink pressurizing chamber 13, the projection 33 protruding into each ink pressurizing chamber 13 is provided on the top plate 33 as a non-deformable portion where the shear mode deformation by the piezoelectric body 11 does not occur. The projection 51 as a part is integrally formed. The protrusions 51 are fixed to the top plate 33 by a dicing saw (not shown).
The common electrode 29 is then covered. In this case, since it is not necessary to separately form a block or the like, the operation can be simplified, and the cost of the inkjet head can be reduced. Further, since it is possible to prevent the actual volume (Va-Vb) of each ink pressurizing chamber 13 from being varied, the image quality can be further improved.

【００３２】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有する
ものについては、同じ符号を付与することによってその
説明を省略する。図１２は本発明の第３の実施の形態に
おけるインクジェットヘッドの断面図である。Next, a third embodiment of the present invention will be described. In addition, about what has the same structure as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted by attaching the same code | symbol. FIG. 12 is a sectional view of an inkjet head according to the third embodiment of the present invention.

【００３３】この場合、インク加圧室１３の壁を形成す
る面のうち、圧電体１１による剪断モード変形が発生し
ない非変形部分としての、インク加圧室１３の底部Ｐ_B
及び天板３３に、突出部分としての角柱状のブロック３
６、５２が接着剤３７、５３によって固定される。各ブ
ロック３６、５２は、各オリフィス１６におけるインク
加圧室１３側の周縁５４に及ばない寸法に形成される。
したがって、ブロック３６、５２とオリフィスプレート
１５（図６）との間に凹部が形成されることがなくなる
ので、インク加圧室１３内に図示されない気泡が溜まる
ことがなくなる。その結果、インク加圧室１３内の圧力
Ｐを十分に高くすることができ、インク滴の吐出不良が
発生するのを防止することができる。In this case, of the surface forming the wall of the ink pressurizing chamber 13, the bottom P _B of the ink pressurizing chamber 13 is a non-deformed portion where the shear mode deformation by the piezoelectric body 11 does not occur.
And the top plate 33 has a prismatic block 3 as a protruding portion.
6 and 52 are fixed by adhesives 37 and 53. Each of the blocks 36 and 52 is formed to have a size that does not reach the peripheral edge 54 of each orifice 16 on the ink pressurizing chamber 13 side.
Therefore, since a concave portion is not formed between the blocks 36 and 52 and the orifice plate 15 (FIG. 6), bubbles (not shown) do not accumulate in the ink pressurizing chamber 13. As a result, the pressure P in the ink pressurizing chamber 13 can be made sufficiently high, and the occurrence of ink droplet ejection failure can be prevented.

【００３４】また、前記ブロック３６、５２を親水性の
材料で形成するか、又はブロック３６、５２の表面に親
水性処理（例えば、親水性膜の被覆等）を施すと、イン
ク加圧室１３内に気泡が溜まるのを一層防止することが
できる。次に、本発明の第４の実施の形態について説明
する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するもの
については、同じ符号を付与することによってその説明
を省略する。When the blocks 36 and 52 are formed of a hydrophilic material, or when the surfaces of the blocks 36 and 52 are subjected to a hydrophilic treatment (for example, coating with a hydrophilic film), the ink pressurizing chamber 13 Bubbles can be further prevented from accumulating inside. Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In addition, about what has the same structure as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted by attaching the same code | symbol.

【００３５】図１３は本発明の第４の実施の形態におけ
るインクジェットヘッドの断面図である。この場合、イ
ンク加圧室１３の壁を形成する面のうち、圧電体１１に
よる剪断モード変形が発生しない非変形部分としての、
インク加圧室１３の底部Ｐ_B 及び天板３３に、各インク
加圧室１３内に向けて突出する突出部分としての突起部
５５、５１が一体に形成される。FIG. 13 is a sectional view of an ink jet head according to a fourth embodiment of the present invention. In this case, of the surface forming the wall of the ink pressurizing chamber 13, the non-deformed portion where the shear mode deformation by the piezoelectric body 11 does not occur is used.
Protrusions 55 and 51 are integrally formed on the bottom P _B of the ink pressurizing chamber 13 and the top plate 33 as protruding portions protruding into the respective ink pressurizing chambers 13.

【００３６】次に、本発明の第５の実施の形態について
説明する。なお、第３の実施の形態と同じ構造を有する
ものについては、同じ符号を付与することによってその
説明を省略する。図１４は本発明の第５の実施の形態に
おけるインクジェットヘッドの断面図である。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In addition, about what has the same structure as 3rd Embodiment, the description is abbreviate | omitted by attaching the same code | symbol. FIG. 14 is a sectional view of an inkjet head according to the fifth embodiment of the present invention.

【００３７】この場合、インク加圧室１３の壁を形成す
る面のうち、圧電体１１による剪断モード変形が発生し
ない非変形部分としての、インク加圧室１３の底部Ｐ_B
（図１２）及び天板３３に、突出部分としての角柱状の
ブロック５８、５９が図示されない接着剤によって固定
される。そして、各ブロック５８、５９は、インク加圧
室１３の長手方向においてインク吸入孔５７側からオリ
フィス１６側にかけて次第に高さが大きくなるように傾
斜させられる。In this case, the bottom P _B of the ink pressurizing chamber 13 as a non-deformable portion of the surface forming the wall of the ink pressurizing chamber 13 where the shear mode deformation by the piezoelectric body 11 does not occur.
(FIG. 12) and the top plate 33 are fixed with prismatic blocks 58 and 59 as projecting portions by an adhesive (not shown). Each of the blocks 58 and 59 is inclined such that its height gradually increases from the ink suction hole 57 side to the orifice 16 side in the longitudinal direction of the ink pressurizing chamber 13.

【００３８】したがって、インク加圧室１３内に図示さ
れない気泡が溜まるのを一層防止することができる。ま
た、前記ブロック５８、５９を親水性の材料で形成する
か、又はブロック５８、５９の表面に親水性処理（例え
ば、親水性膜の被覆等）を施すこともできる。Therefore, it is possible to further prevent the accumulation of air bubbles (not shown) in the ink pressurizing chamber 13. Alternatively, the blocks 58 and 59 may be formed of a hydrophilic material, or the surfaces of the blocks 58 and 59 may be subjected to a hydrophilic treatment (for example, coating with a hydrophilic film).

【００３９】本実施の形態においては、インク加圧室１
３の底部Ｐ_B 及び天板３３にブロック５８、５９を固定
するようになっているが、インク加圧室１３の底部Ｐ_B
及び天板３３に図示されない突起部を形成することもで
きる。なお、本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させること
が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するもの
ではない。In this embodiment, the ink pressurizing chamber 1
3 of the bottom P _B and the top plate 33 is adapted to secure the blocks 58 and 59, but the bottom P _B of the ink pressure chamber 13
In addition, a projection (not shown) may be formed on the top plate 33. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified based on the gist of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.

【００４０】[0040]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、インクジェットヘッドにおいては、複数のインク
加圧室が形成された圧電体と、各インク加圧室の端部を
覆い、各インク加圧室に対応させてオリフィスが形成さ
れたオリフィスプレートと、前記圧電体に電圧を印加
し、前記インク加圧室の壁を変形させる駆動手段とを有
する。As described above in detail, according to the present invention, in an ink jet head, a piezoelectric body in which a plurality of ink pressurizing chambers are formed, and an end of each ink pressurizing chamber is covered. An orifice plate having an orifice formed corresponding to the ink pressurizing chamber, and a drive unit for applying a voltage to the piezoelectric body to deform a wall of the ink pressurizing chamber.

【００４１】そして、前記インク加圧室の壁において前
記駆動手段による変形が発生しない非変形部分に、剛体
から成る突出部分が形成される。この場合、前記駆動手
段によって前記圧電体に電圧を印加し、インク加圧室の
壁を変形させると、インク加圧室内のインクに圧力が加
わり、オリフィスからインク滴が吐出させられる。A protruding portion made of a rigid body is formed on a non-deformed portion of the wall of the ink pressurizing chamber where deformation by the driving means does not occur. In this case, when a voltage is applied to the piezoelectric body by the driving means to deform the wall of the ink pressurizing chamber, pressure is applied to the ink in the ink pressurizing chamber, and the ink droplet is ejected from the orifice.

【００４２】このとき、インク加圧室の実容積の変化量
を確保しながら、電圧を高くしたり幅を小さくしたりす
ることなく、インク加圧室内の圧力を高くし、インク滴
の吐出速度を高くすることができる。したがって、媒体
にインク滴を吐出したときの着弾ずれを小さくすること
ができ、画像品位を向上させることができる。At this time, the pressure in the ink pressurizing chamber is increased without increasing the voltage or reducing the width while ensuring the amount of change in the actual volume of the ink pressurizing chamber, and the ink droplet ejection speed is reduced. Can be higher. Therefore, it is possible to reduce the landing deviation when the ink droplet is ejected on the medium, and it is possible to improve the image quality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるインクジェ
ットヘッドの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of an inkjet head according to a first embodiment of the present invention.

【図２】従来のインクジェットヘッドにおけるインク滴
の吐出状態を示す第１の図である。FIG. 2 is a first diagram illustrating an ejection state of ink droplets in a conventional inkjet head.

【図３】従来のインクジェットヘッドにおけるインク滴
の吐出状態を示す第２の図である。FIG. 3 is a second diagram illustrating a discharge state of ink droplets in a conventional inkjet head.

【図４】従来のインクジェットヘッドにおけるインク滴
の吐出状態を示す第３の図である。FIG. 4 is a third diagram showing the ejection state of ink droplets in a conventional inkjet head.

【図５】本発明の第１の実施の形態におけるインクジェ
ットヘッドの斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the inkjet head according to the first embodiment of the present invention.

【図６】本発明の第１の実施の形態におけるインクジェ
ットヘッドの側面図である。FIG. 6 is a side view of the ink jet head according to the first embodiment of the present invention.

【図７】本発明の第１の実施の形態における圧電体の動
作の原理を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the principle of operation of the piezoelectric body according to the first embodiment of the present invention.

【図８】本発明の第１の実施の形態における圧電体の変
形特性を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating deformation characteristics of the piezoelectric body according to the first embodiment of the present invention.

【図９】本発明の第１の実施の形態における中間圧電体
の変形特性を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating deformation characteristics of the intermediate piezoelectric body according to the first embodiment of the present invention.

【図１０】インク加圧室とオリフィスとの関係を示す図
である。FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between an ink pressurizing chamber and an orifice.

【図１１】本発明の第２の実施の形態におけるインクジ
ェットヘッドの断面図である。FIG. 11 is a sectional view of an inkjet head according to a second embodiment of the present invention.

【図１２】本発明の第３の実施の形態におけるインクジ
ェットヘッドの断面図である。FIG. 12 is a sectional view of an inkjet head according to a third embodiment of the present invention.

【図１３】本発明の第４の実施の形態におけるインクジ
ェットヘッドの断面図である。FIG. 13 is a sectional view of an inkjet head according to a fourth embodiment of the present invention.

【図１４】本発明の第５の実施の形態におけるインクジ
ェットヘッドの断面図である。FIG. 14 is a sectional view of an inkjet head according to a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１ 圧電体 １３ インク加圧室 １５ オリフィスプレート １６ オリフィス ３３ 天板 ３６、５２、５８、５９ ブロック ５１、５５ 突起部 ５７ インク吸入孔 Ｐ_B 底部11 piezoelectric body 13 ink pressure chamber 15 orifice plate 16 orifice 33 top plate 36,52,58,59 blocks 51 and 55 projections 57 Ink suction hole P _B bottom

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 秀幸 東京都港区芝浦四丁目11番地22号 株式会 社沖データ内 (72)発明者 下杉 優彦 東京都港区芝浦四丁目11番地22号 株式会 社沖データ内 Ｆターム(参考） 2C057 AF01 AF25 AF30 AF42 AF43 AG12 AG37 AG44 BA05 BA14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Hideyuki Kobayashi 4-11-11 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Inside the offshore company data (72) Inventor Yuhiko Shimosugi 4-11-22 Shibaura, Minato-ku, Tokyo No. F-term (reference) in Oki Data Corporation 2C057 AF01 AF25 AF30 AF42 AF43 AG12 AG37 AG44 BA05 BA14

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 （ａ）複数のインク加圧室が形成された
圧電体と、（ｂ）各インク加圧室の端部を覆い、各イン
ク加圧室に対応させてオリフィスが形成されたオリフィ
スプレートと、（ｃ）前記圧電体に電圧を印加し、前記
インク加圧室の壁を変形させる駆動手段とを有するとと
もに、（ｄ）前記インク加圧室の壁において前記駆動手
段による変形が発生しない非変形部分に、剛体から成る
突出部分が形成されることを特徴とするインクジェット
ヘッド。An orifice is formed corresponding to each of the ink pressurizing chambers, and (a) a piezoelectric body in which a plurality of ink pressurizing chambers are formed, and (b) an end of each of the ink pressurizing chambers. An orifice plate; and (c) a driving unit for applying a voltage to the piezoelectric body to deform the wall of the ink pressurizing chamber, and (d) deforming the wall of the ink pressurizing chamber by the driving unit. An inkjet head, wherein a protruding portion made of a rigid body is formed on a non-deformed portion that does not generate. 【請求項２】 前記突出部分は圧電体と別体に形成され
る請求項１に記載のインクジェットヘッド。2. The ink jet head according to claim 1, wherein the protruding portion is formed separately from the piezoelectric body. 【請求項３】 前記突出部分は圧電体と一体に形成され
る請求項１に記載のインクジェットヘッド。3. The ink jet head according to claim 1, wherein the protruding portion is formed integrally with a piezoelectric body. 【請求項４】 前記突出部分の表面は親水性を有する請
求項１に記載のインクジェットヘッド。4. The ink jet head according to claim 1, wherein the surface of the projecting portion has hydrophilicity. 【請求項５】 前記突出部分はインク吸入孔側からオリ
フィス側にかけて傾斜させられる請求項１に記載のイン
クジェットヘッド。5. The ink jet head according to claim 1, wherein the projecting portion is inclined from the ink suction hole side to the orifice side.