JP3396196B2 - インクジェットヘッド - Google Patents
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
タを備えていてインクジェット式プリンタに組み込まれ
るインクジェットヘッドに関し、特に圧電アクチュエー
タの構造の改良に関する。
数の圧力室を有する圧力室部材上に、圧電層と共通電極
と個別電極とを有する圧電アクチュエータが積層されて
おり、この圧電アクチュエータでは、圧電層の分極方向
(負極側から正極側に向かう方向)と同じ向き(正電荷
に加わる力の向き)の電界を生じるように両電極間に電
圧が印加されたときには、圧電層は面方向において収縮
作動し、一方、分極方向とは逆向きの電界を生じるよう
に両電極間に電圧が印加されたときには、圧電層は面方
向において伸張作動するようになっている。
の一方の面に設けられた拘束板を有しており、この拘束
板がその一方の面の側における圧電層の伸縮作動を拘束
することで、圧力室の各開口部において圧電層の面方向
の伸縮作動を層厚方向の変位に変換し、それにより圧電
アクチュエータが層厚方向に変位して上記圧力室の容積
を変化させることで該圧力室内のインクを外部に吐出す
るようになっている。
おいては、上記圧電アクチュエータを撓み易くして層厚
方向の変位量を大きくできるようにすることが重要な課
題の1つとされている。
10−151739号公報に記載されたものが挙げられ
る。このものでは、圧力室部材上に共通電極及び圧電層
を全面に設ける一方、個別電極を各圧力室の開口部毎に
互いに分割された状態に設け、共通電極及び個別電極間
に圧電層の伸縮作動に対する拘束力の差を付けて拘束板
の機能を兼用させるようにして該拘束板を省略すること
で、その拘束板の分だけ圧電アクチュエータを撓み易く
するようになされている。
−327911号公報に記載されたものがあり、このも
のでは、各圧力室の開口部の略中央に拘束板及び個別電
極を配置する一方、それら拘束板及び個別電極の近傍に
おける圧電層の部分を薄肉にすることで、上記の場合と
同様に圧電アクチュエータを撓み易くしている。
は、パソコンの急激な普及等に伴い、インクジェットプ
リンタに対する要求は弱まることを知らず、インクジェ
ットヘッドにおいても、圧電クチュエータの変位量をさ
らに大きくできるようにすることが求められている。
あり、その主な目的は、圧電層を面方向に伸縮作動させ
るとともに、その面方向の伸縮作動を層厚方向の変位に
変換するようにした圧電アクチュエータを備えるインク
ジェットヘッドにおいて、圧電層の伸縮作動を活用する
ことで、圧電アクチュエータの層厚方向の変位量を大き
くできるようにすることにある。
めに、本発明では、圧電アクチュエータにおいて、圧電
層の面方向の伸縮作動により層厚方向に変位する変位部
の近傍に、例えば圧電層の面方向の伸張作動により面方
向に伸張する伸縮部を新たに設けることとし、この伸縮
部の伸張により変位部の変位量を大きくできるようにし
た。
が充填される複数の圧力室を有するとともに、一方の面
に上記複数の圧力室の各開口部を有する圧力室部材と、
この圧力室部材の複数の圧力室の開口部側の面上に設け
られた圧電アクチュエータとを備え、上記圧電アクチュ
エータは、少なくとも複数の圧力室の各開口部毎に設け
られていて層厚方向に加えられた電界の向きに応じて該
層厚方向に直交する面方向に伸縮作動する圧電層を有し
ており、この圧電アクチュエータの複数の圧力室の開口
部にそれぞれ対応する各部分において、該開口部の略中
央に位置する部位が、該部位における圧電層に面方向に
伸縮作動させる電界が加えられるようになされていると
ともに、該圧電層の面方向の伸縮作動を層厚方向の変位
に変換するようになされていて、該圧電層の層厚方向の
変位により層厚方向に変位する変位部とされており、こ
の圧電アクチュエータの各変位部の層厚方向の変位によ
り、対応する圧力室の容積を変化させて該圧力室内のイ
ンクを外部に吐出するようにしたインクジェットヘッド
が前提である。
数の圧力室の開口部にそれぞれ対応する上記の各部分に
おいて、上記変位部の近傍に位置する部位が、該部位に
おける圧電層に面方向に伸縮作動させる電界が加えられ
るようになされていていて、該圧電層の面方向の伸縮作
動により面方向に伸縮する伸縮部とされており、これら
記各伸縮部の面方向の伸縮により、対応する変位部の層
厚方向の変位を制御するように構成されているものとす
る。
ドの圧電アクチュエータの圧電層は、その層厚方向に電
界が加えられると、その電界の向き(正電荷に加わる力
の向き)に応じて伸縮作動を行う。つまり、電界の向き
が圧電層の分極方向(負極側から正極側に向かう方向)
と同じである場合には、圧電層は面方向において収縮作
動し、一方、電界の向きが分極方向とは逆である場合に
は、圧電層は面方向において伸張作動する。
室部材の圧力室の開口部に対応する圧電アクチュエータ
の各部分において開口部の略中央に位置する変位部で
は、該変位部における圧電層に電界が加えられて該圧電
層が面方向に伸縮作動せしめられるとともに、その圧電
層の面方向の伸縮作動は層厚方向の変位に変換され、こ
の圧電層の層厚方向の変位により変位部が層厚方向に変
位する。この圧電アクチュエータの各変位部の層厚方向
の変位により、対応する圧力室の容積がそれぞれ変化し
て該圧力室内のインクを外部に吐出させることになる。
位部近傍の伸縮部では、該伸縮部における圧電層に電界
が加えられて該圧電層が面方向に伸縮作動せしめられ、
この圧電層の面方向の伸縮作動により伸縮部が面方向に
伸縮する。この各伸縮部の面方向の伸縮により、対応す
る変位部の層厚方向の変位は制御されるようになる。つ
まり、例えば、変位部がフラット状態から凸状態又は凹
状態に変位するときに伸縮部が伸張すると、その変位部
の変位量は、伸縮部が伸張する分だけ大きくなる。ま
た、変位部が凸状態又は凹状態からフラット状態に変位
するときに伸縮部が収縮すると、伸縮部が収縮する分だ
け、変位部はフラット状態に変位し易くなる。
において、圧電アクチュエータは、圧電層に加え、この
圧電層の一方の面に、少なくとも圧力室部材の複数の圧
力室の各開口部毎に設けられた共通電極と、圧電層の他
方の面に圧電アクチュエータの各変位部毎に設けられて
いて、上記共通電極との間に所定の向きの電界を発生さ
せるための個別電極と、圧電層の上記個別電極と同じ面
に圧電アクチュエータの各伸縮部毎に設けられていて、
上記共通電極との間に所定の向きの電界を発生させるた
めの補助個別電極とを有するものとする。
の各変位部では、個別電極及び共通電極間に発生する電
界の向きに応じて圧電層が面方向に伸縮作動し、この圧
電層の伸縮作動が層厚方向の変位に変換される。一方、
各伸縮部では、補助個別電極及び共通電極間に発生する
電界の向きに応じて圧電層が面方向に伸縮作動する。つ
まり、従来の場合に各圧力室の開口部に対して層厚方向
に変位する圧電アクチュエータの部分が、上述の変位部
であるとすると、従来の圧電アクチュエータにおける各
個別電極の近傍に上記の補助個別電極を設けることで、
上記請求項1の発明での作用が具体的に営まれるように
なる。
において、共通電極は、圧力室部材の複数の圧力室の開
口部側の面の略全面に亘って設けられているものとす
る。
部材の開口部側の面の略全面に亘って配置されているの
で、該圧電層と共に圧力室部材上の略全面に存在してい
る。よって、この共通電極と補助個別電極との間の圧電
層に対し、該圧電層を伸張作動させる向きの電界が適正
に加えられるようになる。
において、共通電極は、請求項3の発明の場合とは異な
り、複数の圧力室の各開口部毎に分割された状態に設け
られているものとする。
部毎に分割された状態で存在しているものの、それら各
共通電極は、対応する開口部を覆うように位置している
ので、この場合にも、請求項2の発明の場合と同じ作用
が営まれる。
発明において、各伸縮部の補助個別電極は、圧電層が面
方向の伸縮作動をなし得る範囲内に配置されているもの
とする。
電極は、圧電層が伸縮作動をなし得る範囲内に配置され
ている。換言すると、例えば圧電層の圧力室部材との貼
着部分等のように、圧電層が伸縮作動をなし得ない範囲
には、補助個別電極は設けられていない。よって、補助
個別電極を無駄な位置に配置することは回避される。
発明において、各変位部の共通電極と個別電極と間に、
該変位部の圧電層に収縮作動させる向きの電界を加える
電圧が印加されたときに、上記変位部に対応する伸縮部
の共通電極と補助個別電極との間には、該伸縮部の圧電
層に伸張作動させる向きの電界を加える電圧が印加され
るように構成されているものとする。
と個別電極との間には、該変位部の圧電層が収縮作動す
る向きの電界を加えるように電圧が印加される。つま
り、変位部の圧電層は面方向に収縮作動する。このと
き、上記変位部に対応する伸縮部の共通電極と補助個別
電極との間には、該伸縮部の圧電層が伸張作動する向き
の電界を加えるように電圧が印加される。つまり、伸縮
部では、変位部の場合とは向きが逆の電界が発生するこ
とになり、それにより、伸縮部の圧電層は、変位部の場
合とは逆に伸張作動するので、伸縮部は面方向に伸張す
ることになる。よって、伸縮部が伸張する分だけ、対応
する変位部の圧電層は容易に収縮作動するようになる。
発明において、各変位部の共通電極と個別電極と間に、
請求項6の発明の場合とは逆に、該変位部の圧電層に伸
張作動させる向きの電界を加える電圧が印加されたとき
に、上記変位部に対応する伸縮部の共通電極と補助個別
電極と間には、該伸縮部の圧電層に同じく伸張作動させ
る向きの電界を加える電圧が印加されるように構成され
ているものとする。
電極と共通電極との間、及びその変位部に対応する伸縮
部の個別電極と共通電極との間には、該変位部及び伸縮
部の各圧電層に共に伸張作動する向きの電界を加えるよ
うに電圧が印加される。よって、変位部の圧電層は、自
身の伸張作動に伸縮部の伸張が加わることで、自身の伸
張作動のみによる場合よりも大きく層厚方向に変位する
ようになる。
において、変位部は、圧電層の面方向の伸縮作動を、該
圧電層上に配設した拘束板によって層厚方向の変位に変
換するようになされているものとする。
において、圧電アクチュエータは、圧電層に加え、上記
圧電層の圧力室部材側の面に、少なくとも圧力室部材の
複数の圧力室の各開口部毎に設けられた共通電極と、上
記圧電層の圧力室部材とは反対側の面に上記圧電アクチ
ュエータの各変位部毎に設けられ、上記共通電極との間
に所定の向きの電界を発生させるための個別電極と、上
記圧電層の上記個別電極と同じ面に上記圧電アクチュエ
ータの各伸縮部毎に設けられ、上記共通電極との間に所
定の向きの電界を発生させるための補助個別電極とを有
するものとする。
明において、個別電極と拘束板とが同じ大きさ形状に形
成されているものとする。
明において、圧電アクチュエータは、圧電層に加え、上
記圧電層の圧力室部材とは反対の側の面に、少なくとも
圧力室部材の複数の圧力室の各開口部毎に設けられた共
通電極と、上記圧電層の圧力室部材側の面に上記圧電ア
クチュエータの各変位部毎に設けられ、上記共通電極と
の間に所定の向きの電界を発生させるための個別電極
と、上記圧電層の上記個別電極と同じ面に上記圧電アク
チュエータの各伸縮部毎に設けられ、上記共通電極との
間に所定の向きの電界を発生させるための補助個別電極
とを有するものとする。
発明において、個別電極及び補助個別電極の圧力室側に
絶縁層が配置されているものとする。
面に基づいて説明する。
ドの構成の要部を拡大して模式的に示しており、このイ
ンクジェットヘッドは、インクジェット式プリンタに組
み込まれて使用される。
力室部材1を備えており、この圧力室部材1には、各
々、図外のインク供給路を経由して供給されるインクを
貯溜するための複数(同図には1つのみ示す)の圧力室
1a,1a,…が設けられている。これら各圧力室1a
は、断面形状が矩形状をなしており、図示する例では、
同各図の左右方向に長く延びるように形成されている。
また、圧力室部材1の厚さ方向(同図の上下方向)にお
ける一方の面(同図の下方の面)には、各圧力室1a内
のインクを吐出するための図外のノズルが設けられてお
り、圧力室部材1の厚さ方向の他方の面(同図の上方の
面)には、各圧力室1aの開口部1bが設けられてい
る。これら各開口部1bは、圧力室1aの形状に従っ
て、同各図の左右方向に長く延びる矩形状をなしてい
る。
側の面上には、圧電アクチュエータ2が各開口部1bを
覆うように全面に設けられている。この圧電アクチュエ
ータ2は、圧電層3と、この圧電層3の一方の面に設け
られた共通電極4と、圧電層3の他方の面に設けられた
複数の個別電極5,5,…と、圧電層3における個別電
極5,5,…と同じ面に設けられた複数の拘束板6,
6,…とを有する。
1上の略全面に亘って設けられている。この圧電層3
は、その層厚方向(図1の上下方向)において、図1に
矢印で示すように、圧力室部材1の側が正極となる方向
に分極処理がなされている。したがって、この圧電層3
は、その正極側がマイナスとなる向きの層厚方向の電界
が加えられたときには、面方向に収縮作動することにな
り、それとは逆向きの電界が加えられたときには、面方
向に伸張作動することになる。
部材1側(図1の下側)に配置されていて、該圧力室部
材1の開口部1b,1b,側の面の略全面に亘って設け
られている。また、この共通電極4は、アースされてい
る。
し圧力室部材1とは反対の側(図1の上側)に配置され
ていて、圧力室1aの開口部1b毎に互いに分割された
状態に設けられている。各個別電極5は、対応する開口
部1bの略中央に該開口部1bの形状に従って同図の左
右方向に長く延びる形状に形成されている。これら各個
別電極5は、圧電層3を駆動する際には、その電位がプ
ラスとなるようになされている。
5,…の場合と同じく、各圧力室1aの開口部1b毎に
互いに分割された状態に設けられており、各拘束板6
は、個別電極5と同じ大きさ形状に形成されていて、対
応する個別電極5上に配置されている。
ュエータ2の開口部1b,1b,…に対応する各部分に
おける該開口部1bの略中央に位置する部位が、該部位
の圧電層3に面方向に伸縮作動させる電界が加えられる
ようになされているとともに、該圧電層3の面方向の伸
縮作動を層厚方向の変位に変換するようになされてい
て、該圧電層3の層厚方向の変位により層厚方向に変位
する変位部2aとされており、これら各変位部2aの層
厚方向の変位により、対応する圧力室1aの容積をそれ
ぞれ変化させて該圧力室1a内のインクを外部に吐出す
るようになっている一方、上記各変位部2aの近傍に位
置する部位が、該部位の圧電層3に面方向に伸縮作動さ
せる電界が加えられるようになされていて、該圧電層3
の面方向の伸縮作動により面方向に伸縮する伸縮部2b
とされている。
3と、共通電極4と、個別電極5と、拘束板6とからな
っており、共通電極4及び個別電極5間に電圧が印加さ
れることで、該両電極4,5間の圧電層3に伸縮作動さ
せる電界が加えられるようになっているとともに、その
圧電層3の圧力室部材1とは反対側の部分における面方
向の伸縮作動を拘束板6が拘束することで、該圧電層3
を層厚方向に変位させるようになっている。
5,…と同じ側の面には、共通電極4との間に所定の向
きの電界を発生させるための補助個別電極5aが各伸縮
部2b毎に設けられている。つまり、各伸縮部2bは、
圧電層3と、共通電極4と、補助個別電極5aとにより
構成されており、共通電極4及び補助個別電極5a間に
電圧が印加されることで、該両電極4,5a間の圧電層
3に収縮作動させる電界が加えられるようになってい
る。
電極5の長手方向両側方(図1の左右方向両側方)に1
つずつ配置されており、これら両補助個別電極5a,5
aは互いに電気的に接続されている。また、各補助個別
電極5aの配置は、同図に一点鎖線で示すように、対応
する開口部1bの縁部分を基準とする面方向の範囲にお
いて、その縁部よりも開口部1bの側に定められてい
て、上記縁部から開口部1bの外側に食み出さないよう
になされている。
において、共通電極4と個別電極5との間に、該両電極
4,5間の圧電層3に収縮作動させる向きの電荷を加え
る電圧が印加されたときには、対応する伸縮部2bにお
いて、共通電極4と補助個別電極5aとの間に、該両電
極4,5a間の圧電層3に伸張作動させる向きの電界を
加える電圧が印加されるようになされている。つまり、
アースされている共通電極4に対し、変位部2aにおけ
る個別電極5の電位がプラスになったときに、対応する
伸縮部2bにおける補助個別電極5aの電位がマイナス
になるようになっている。
ェットヘッドの作用について説明する。
エータ2の各変位部2aにおいて、共通電極4と個別電
極5との間に、共通電極4の電位よりも個別電極5の電
位が高くなるように電圧が印加されと、これら共通電極
4及び個別電極5間には、圧電層3の分極方向と同じ向
きの電界が発生し、これにより、圧電層3は面方向にお
いて収縮作動することになる。すると、圧電層3の拘束
板6側の部分(図1の上側の部分)では、該圧電層3の
収縮作動が拘束板6により拘束されているので、圧電層
3は、層厚方向において拘束板6の側(同図の上側)に
***する凸状態に変形し、この圧電層3の層厚方向の変
位により、変位部2aが層厚方向に変位するようにな
る。
縮部2bでは、共通電極4と各補助個別電極間5aとの
間に、上記変位部2aの場合とは逆に、共通電極4の電
位よりも補助個別電極5aの電位が低くなるように電圧
が印加される。つまり、これら共通電極4と各補助個別
電極5aとの間には、圧電層3の分極方向とは逆の向き
の電界が発生する。これにより、圧電層3が面方向に伸
張作動するので、各伸縮部2bは面方向において伸張す
ることになる。
応する各伸縮部2bが面方向に伸張する分だけ、面方向
に収縮作動し易くなり、その結果、この変位部2aの層
厚方向の変位量は大きくなることになる。
3と、共通電極4と、個別電極5とを有する圧電アクチ
ュエータ2の各開口部1bの略中央に位置する部位に拘
束板6を設けて変位部2aとする一方、その変位部2a
の近傍に補助個別電極5a,5aを設けて伸縮部2b,
2bとし、上記変位部2aが層厚方向に変位するとき
に、対応する各伸縮部2bを面方向に伸張させるように
したので、各圧力室1aの開口部1bに対し、圧電アク
チュエータ2の各変位部2aの層厚方向の変位量を大き
くすることができる。
ドの構成の要部を模式的に示している。尚、本実施形態
では上記実施形態1の場合と同じ部分には同じ符号を付
して示している。
との間の位置関係が実施形態1の場合とは逆になってお
り、圧電層3の圧力室部材1とは反対側(同図の上側)
の面上に共通電極4が設けられている一方、圧電層3の
圧力室部材1側(同図の下側)の面上に個別電極5が設
けられている。
板6は、共通電極4上に配置されており、各伸縮部2b
の補助個別電極5aは、圧電層3の圧力室部材1側(同
図の下側)の面上に配置されている。また、圧力室部材
1上の全面には、絶縁層7が設けられており、この絶縁
層7の上に個別電極5及び補助個別電極5aが配置さ
れ、これら絶縁層7,個別電極5及び補助個別電極5a
の上に圧電層3が配置されている。尚、その他の構成は
実施形態1の場合と同じであるので説明は省略する。
施形態1の場合と同様の効果を奏することができる。
ドの構成の要部を模式的に示しており、本実施形態にお
いても上記実施形態1の場合と同じ部分には同じ符号を
付している。
構成は実施形態1の場合と同じであり、相違点は、各変
位部2aにおいて、実施形態1及び2の場合とは逆に個
別電極5の電位がマイナスになったときに、対応する各
伸縮部2bの補助個別電極5aの電位が同じくマイナス
になるようになされている。つまり、各変位部2aの共
通電極4及び個別電極5間には、対応する各伸縮部2b
の共通電極4及び補助個別電極5aの場合と同じく、圧
電層3の分極方向とは逆向きの電界を発生させるように
なっている。
ッドの作用を説明すると、圧電アクチュエータ2の各変
位部2aでは、共通電極4と個別電極間5との間には、
圧電層3の分極方向とは逆の向きの電界が発生し、これ
により、各変位部2aの圧電層3は、面方向において伸
張作動を行うようになるので、各変位部2aは、実施形
態1及び2の場合とは逆に、圧力室部材1の側に陥没す
る凹状態に変位することになる。
2bでは、共通電極4と補助個別電極5aとの間には、
上記変位部2aの場合と同じく、圧電層3の分極方向と
は逆向きの電界が発生し、これにより、各伸縮部2bの
圧電層3が面方向において伸張作動を行うので、各伸縮
部2bは面方向に伸張することとなる。
層3の伸張作動に、対応する各伸縮部2bの面方向の伸
張が加わることで、上記圧電層3の伸張作動のみによる
場合よりも、層厚方向の変位量は大きくなる。
形態1の場合と同様の効果を奏することができる。
ドの構成の要部を模式的に示しており、上記実施形態1
の場合と同じ部分には同じ符号を付して示している。
おいて、各伸縮部2bの補助個別電極5aを、対応する
変位部2aの個別電極5に一体に形成するようになされ
ている。そして、これに伴い、各伸縮部2bの共通電極
4及び補助個別電極5a間には、対応する変位部2aの
共通電極4及び個別電極5間に電圧を印加する手段によ
り、該変位部2aの場合と同じ電圧が印加されるように
なっている。
施形態3の場合と同じ効果を奏することができる他、各
伸縮部2bの共通電極4及び補助個別電極5a間に電圧
を印加する手段を省略することができるので、圧電アク
チュエータ2に補助個別電極5aを新たに設けることに
起因して圧電層3に対する駆動回路が複雑化するのを回
避することができる。
ドの構成の要部を模式的に示している。尚、本実施形態
でも上記実施形態1の場合と同じ部分には同じ符号を付
して示している。
おいて、圧電アクチュエータ2の各変位部2aにおける
圧電層3の面方向の伸縮作動に対する個別電極5の拘束
力を大きくし、その個別電極5により圧電層3の面方向
における伸縮作動を拘束するようになされている。つま
り、個別電極5に拘束板の機能を兼用させることで、実
施形態1の場合の拘束板を省略するようにしている。
形態1の場合と同じ効果を奏することができる他、拘束
板を省略することができるので、圧電アクチュエータ2
に補助個別電極5aを新たに設けることに起因してイン
クジェットヘッドの構成が複雑化するのを抑えることが
できる。
の長手方向両側に補助個別電極5aを配置するようにし
ているが、補助個別電極5aの配置は、例えば圧力室1
aの開口部1bの形状及びそれに対する個別電極5の形
状等の条件に応じて適宜設定することができる。
の分極方向を各図の下方向とするようにしているが、圧
電層3をその分極方向が各図の上方向となるようにする
こともできる。その場合には、共通電極4と個別電極5
及び補助個別電極5aとを逆に配置するか、又は共通電
極4及び個別電極5間並びに共通電極4及び補助個別電
極5a間にそれぞれ電圧を印加する際に、電位の高低が
逆になるようにすればよい。
チュエータ2の各開口部1bに対応する部分をフラット
状態に設けているが、圧力室部材1とは反対の側に***
する凸状態や、圧力室部材1の側に陥没する凹状態に設
けるようにしてもよい。
クチュエータ2の変位部2aにおける圧電層3が面方向
に収縮作動するときも伸張作動するときも、対応する各
伸縮部2bを面方向に伸張させるようにしているが、例
えば、圧電アクチュエータ2の各変位部2aが凸状態に
形成されていて、圧力室部材1の側に変位して圧力室1
a内のインクを吐出させるようにした、いわゆる押し引
きの場合のように、変位部2aの変位に対する制御内容
等の条件によっては、それら各伸縮部2bを面方向に収
縮させるようにしてもよい。
よれば、圧力室部材の有する複数の圧力室の各開口部に
それぞれ対応する圧電アクチュエータの各部分におい
て、開口部の略中央に位置する部位を圧電層の伸縮作動
により層厚方向に変位する変位部とするとともに、この
変位部の近傍に位置する部位を圧電層の伸縮作動により
面方向に伸縮する伸縮部とするようにしたので、上記変
位部の層厚方向の変位を伸縮部の伸縮により制御するこ
とができる。その結果、例えば変位部がフラット状態か
ら凸状態又は凹状態に変位するときに伸縮部を伸張させ
るようにすることにより、伸縮部が伸張する分だけ変位
部の変位量を大きくすることができる。
ュエータの変位部を、圧電層,個別電極及び共通電極に
より構成する一方、伸縮部を、圧電層,補助個別電極及
び共通電極により構成するようにしたので、例えば、開
口部に対して層厚方向に変位する圧電アクチュエータの
従来の部分が上記変位部に該当する場合には、補助個別
電極を加えるだけで上記伸縮部を構成することができ、
上記請求項1の発明に係るインクジェットヘッドを容易
に得ることができるようになる。
を、圧電層の略全面に設けるようにしたので、上記請求
項2の発明による効果を具体的に得ることができる。
を、各開口部毎に設けるようにしたので、上記請求項3
の発明の場合と同じ効果を奏することができる。
補助個別電極を、圧電層が面方向の伸縮作動をなし得る
範囲内に配置するようにしたので、上記請求項2〜4の
発明による効果を効率よく得ることができる。
圧電層を面方向に収縮作動させるときに、対応する伸縮
部を面方向に伸張させるようにしたので、伸縮部が伸張
する分だけ上記圧電層の収縮作動を容易化することがで
き、よって、その圧電層の収縮動作による変位部の変位
量を大きくすることができる。
圧電層を面方向に伸張作動させるときに、対応する伸縮
部を面方向に伸張させるようにしたので、上記圧電層の
伸張作動による変位部の変位量を伸縮部が伸張する分だ
け大きくすることができる。
面方向の伸縮作動を、圧電層上に配設した拘束板によっ
て層厚方向の変位に変換するようにしたので、請求項1
の発明による効果を具体的に得ることができる。
ドの構成の要部を模式的に示す断面図である。
ドの構成の要部を模式的に示す図1相当図である。
ドの構成の要部を模式的に示す図1相当図である。
ドの構成の要部を模式的に示す図1相当図である。
ドの構成の要部を模式的に示す図1相当図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 インクが充填される複数の圧力室を有す
るとともに、一方の面に上記複数の圧力室の各開口部を
有する圧力室部材と、 上記圧力室部材の上記複数の圧力室の開口部側の面上に
設けられた圧電アクチュエータとを備え、 上記圧電アクチュエータは、 少なくとも上記複数の圧力室の各開口部毎に設けられ、
層厚方向に加えられた電界の向きに応じて該層厚方向に
直交する面方向に伸縮作動する圧電層を有し、 上記圧電アクチュエータの上記複数の圧力室の開口部に
それぞれ対応する各部分における該開口部の略中央に位
置する部位が、該部位における上記圧電層に面方向に伸
縮作動させる電界が加えられるようになされているとと
もに、該圧電層の面方向の伸縮作動を層厚方向の変位に
変換するようになされていて、該圧電層の層厚方向の変
位により層厚方向に変位する変位部とされており、 上記圧電アクチュエータの各変位部の層厚方向の変位に
より、対応する圧力室の容積をそれぞれ変化させて該圧
力室内のインクを外部に吐出するようにしたインクジェ
ットヘッドであって、 上記圧電アクチュエータの上記複数の圧力室の開口部に
それぞれ対応する上記各部分における上記変位部の近傍
に位置する部位が、該部位における上記圧電層に面方向
に伸縮作動させる電界が加えられるようになされていて
いて、該圧電層の面方向の伸縮作動により面方向に伸縮
する伸縮部とされており、 上記各伸縮部の面方向の伸縮により、対応する上記変位
部の層厚方向の変位をそれぞれ制御するように構成され
ていることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項2】 請求項1記載のインクジェットヘッドに
おいて、 圧電アクチュエータは、 圧電層に加え、 上記圧電層の一方の面に、少なくとも圧力室部材の複数
の圧力室の各開口部毎に設けられた共通電極と、 上記圧電層の他方の面に上記圧電アクチュエータの各変
位部毎に設けられ、上記共通電極との間に所定の向きの
電界を発生させるための個別電極と、 上記圧電層の上記個別電極と同じ面に上記圧電アクチュ
エータの各伸縮部毎に設けられ、上記共通電極との間に
所定の向きの電界を発生させるための補助個別電極とを
有することを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項3】 請求項2記載のインクジェットヘッドに
おいて、 共通電極は、圧力室部材の複数の圧力室の開口部側の面
の略全面に亘って設けられていることを特徴とするイン
クジェットヘッド。 - 【請求項4】 請求項2記載のインクジェットヘッドに
おいて、 共通電極は、複数の圧力室の各開口部毎に設けられてい
ることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項5】 請求項2,3又は4記載のインクジェッ
トヘッドにおいて、 各伸縮部の補助個別電極は、圧電層が面方向の伸縮作動
をなし得る範囲内に配置されていることを特徴とするイ
ンクジェットヘッド。 - 【請求項6】 請求項2,3,4又は5記載のインクジ
ェットヘッドにおいて、 各変位部の共通電極と個別電極との間に、該変位部の圧
電層に収縮作動させる向きの電界を加える電圧が印加さ
れたときに、上記変位部に対応する伸縮部の共通電極と
補助個別電極との間に、該伸縮部の圧電層に伸張作動さ
せる向きの電界を加える電圧が印加されるように構成さ
れていることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項7】 請求項2,3,4又は5記載のインクジ
ェットヘッドにおいて、 各変位部の共通電極と個別電極と間に、該変位部の圧電
層に伸張作動させる向きの電界を加える電圧が印加され
たときに、上記変位部に対応する伸縮部の共通電極と補
助個別電極との間に、該伸縮部の圧電層に伸張作動させ
る向きの電界を加える電圧が印加されるように構成され
ていることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項8】 請求項1記載のインクジェットヘッドに
おいて、変位部は、圧電層の面方向の伸縮作動を、該圧電層上に
配設した拘束板によって層厚方向の変位に変換するよう
になされている ことを特徴とするインクジェットヘッ
ド。 - 【請求項9】 請求項8記載のインクジェットヘッドに
おいて、 圧電アクチュエータは、 圧電層に加え、 上記圧電層の圧力室部材側の面に、少なくとも圧力室部
材の複数の圧力室の各開口部毎に設けられた共通電極
と、 上記圧電層の圧力室部材とは反対側の面に上記圧電アク
チュエータの各変位部毎に設けられ、上記共通電極との
間に所定の向きの電界を発生させるための個別電極と、 上記圧電層の上記個別電極と同じ面に上記圧電アクチュ
エータの各伸縮部毎に設けられ、上記共通電極との間に
所定の向きの電界を発生させるための補助個別電極とを
有する ことを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項10】 請求項9記載のインクジェットヘッド
において、 個別電極と拘束板とが同じ大きさ形状に形成されている
ことを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項11】 請求項8記載のインクジェットヘッド
において、 圧電アクチュエータは、 圧電層に加え、 上記圧電層の圧力室部材とは反対の側の面に、少なくと
も圧力室部材の複数の圧力室の各開口部毎に設けられた
共通電極と、 上記圧電層の圧力室部材側の面に上記圧電アクチュエー
タの各変位部毎に設けられ、上記共通電極との間に所定
の向きの電界を発生させるための個別電極と、 上記圧電
層の上記個別電極と同じ面に上記圧電アクチュエータの
各伸縮部毎に設けられ、上記共通電極との間に所定の向
きの電界を発生させるための補助個別電極とを有する こ
とを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項12】 請求項11記載のインクジェットヘッ
ドにおいて、 個別電極及び補助個別電極の圧力室側に絶縁層が配置さ
れている ことを特徴とするインクジェットヘッド。
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-
1999
- 1999-12-24 JP JP36666499A patent/JP3396196B2/ja not_active Expired - Fee Related
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