JPH024513A - インクジェットヘッド - Google Patents

インクジェットヘッド

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Publication number
JPH024513A
JPH024513A JP15414188A JP15414188A JPH024513A JP H024513 A JPH024513 A JP H024513A JP 15414188 A JP15414188 A JP 15414188A JP 15414188 A JP15414188 A JP 15414188A JP H024513 A JPH024513 A JP H024513A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibrator
ink
forming substrate
nozzle forming
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP15414188A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideki Morozumi
秀樹 両角
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP15414188A priority Critical patent/JPH024513A/ja
Publication of JPH024513A publication Critical patent/JPH024513A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14282Structure of print heads with piezoelectric elements of cantilever type

Landscapes

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

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、インク滴を飛翔させ記録紙等の媒体上にイン
ク像を形成するインクジェット方式の記録装置に関し、
さらに詳細にはインクジェットプリンタヘッドに関する
〔従来の技術〕
複数のノズルを備えたノズル形成基板と、その背後にイ
ンクと直接接触してインクを加圧する圧電変換器を配置
したインクジェットヘッドは、特公昭60−8953号
公報に開示されている。この構造のインクジェットヘッ
ドは、圧電変換器に形成されている振動子がノズル板に
対してほぼ直角方向に変位することと、ノズルのインク
流路が短いため、インク滴の吐出効率および吐出安定性
が高く、インク中に気泡、ゴミ等の異物が混入した場1
合でも、その影響を受けずに正常な動作が可能であり、
さらには、振動子が片持ちもしくは両持ち梁構造である
事により、電気機械変換効率が高く、低電圧で必要とす
る振動子変位が得られるという特徴を有する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、前述の従来技術では、振動子が電気信号に応じ
て変形変位するときの、振幅・固有振動周期・減衰時定
数といった振動特性が、インク滴の吐出様態・吐出速度
・吐出量・吐出応答性といった緒特性に影響することが
判明していているが、駆動電圧一定という条件の下で、
インク滴の吐出速度を速く、吐出量を多くするには、イ
ンク吐出圧力の最大値が大きく、短時間で最大吐出圧力
に到達するように、振動子を振動しやすくして長い減衰
時定数を有する減衰振動をさせた方が良いのに対し、あ
まり減衰時定数を長くすると、インク吐出後の残留振動
により不用なインク滴が吐出したり、次の吐出周期まで
に振動が十分に減衰しないため、インクの吐出様態・吐
出応答性に悪影響を及ぼすというように、振動子の振動
特性が各特性に与える影響は相反しているため、吐出速
度・吐出量・吐出容態・吐出応答性の全てに満足の行く
設計をすることは困難で、各特性間のトレードオフによ
って仕様を決定しなければならないという問題点を有し
ていた。また、ノズル形成基板とこれに対峙する振動子
との間隙は、微小なある一定の範囲に抑える必要がある
のに対し、この様な、微小間隙の下では、振動子とノズ
ル形成基板との間隙に存在するインクにより、振動子が
変位する際に大きな抵抗および慣性が付加され、過減衰
もしくは過減衰に近い状態で最終変位に到達するため、
インク滴吐出圧力が小さくなりエネルギ効率が低下する
という問題点も有していた。
本発明の目的は、これらの問題点を解決して、インク滴
の吐出様態・吐出速度・吐出量・吐出応答性といった緒
特性を同時に達成し、エネルギ効率の高い、優れたイン
クジェットヘッドを実現することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のインクジェットヘッドは、少なくとも1つ以上
のノズルを有するノズル形成基板と、前記ノズルに1対
1に対向して配置され独立に駆動可能な梁状振動子が形
成された圧電変換器と、前記ノズル形成基板と前記圧電
変換器との間隙および該圧電変換器の周辺にインクが充
たされたインクジェットヘッドにおいて、前記梁状振動
子の幅が、前期ノズル形成基板に近い側で狭く、該ノズ
ル形成基板に遠い側で広いことを特徴とする。
〔作用〕
本発明の上記構成では、振動子を変形変位させてインク
を吐出するとき、振動子がノズル形成基板の方向に変位
するときは、振動子周辺のインクの流れが起こりやすく
、インクにより付加される抵抗および慣性が小さくなる
ため、振動子が変位しやすい。また、振動子がノズル形
成基板と反対の方向に変位するときは、振動子周辺のイ
ンクの流れが起こりにくく、インクにより付加される抵
抗および慣性が大きくなるため、振動子が変位しにくい
〔実施例〕
次に、実施例に基づいて本発明を説明する。
第1図は、本発明におけるインクジェットヘッドを搭載
した記録装置の一実施例を説明するための斜視図である
。記録媒体1は送りローラ2.3の押圧によりプラテン
4に捲き回され、記録の進行に従い矢印5の方向に搬送
される。ガイド軸6゜7に案内されプラテン4の軸と平
行な方向に移動可能なキャリッジ8上には、独立にイン
ク滴を吐出制御可能な段数のノズルを有するインクジェ
ットヘッド9が搭載されており、矢印1oの方向に走査
され各々のノズルから選択的にインク滴を吐出し記録媒
体1上にインク像を形成する。
第2図(a)・(b)・(c)・(d)は、本発明にお
けるインクジェットヘッド9の構造、インク滴吐出原理
、およびインク滴吐出時の振動子周辺のインクの流れの
説明を行うための断面図である。フレーム40とサブフ
レーム41の間に、ノズル形成基板3o、スペーサ27
、圧電変換器20、弾性シート42が積層されている。
圧電変換器20は、PZTよりなる圧電素子24の片面
に、Au薄層よりなる信号電極25を、他面に、Ni薄
層よりなる共通電極26を兼ねる金属板が積層されたも
のとして構成され、その片側には複数の振動子21が形
成されている。ノズル形成基板30は、複数のノズル3
1が形成されたNi簿板からなり、各々のノズル31は
、振動子21とノズル形成基板30との間隙aを介して
、振動子21の自由端と対向するよう配置される。サブ
フレーム41にはインクリザーバ43が形成されており
、インク44がノズル31近傍に供給され充たされる(
第2図(a))。振動子210幅は、ノズル形成基板3
oに近い側で狭く、ノズル形成基板30に遠い側で広く
、断面形状は台形である(第2図(b))。圧電素子2
4の分極方向は、共通電極26と信号電極25の間に電
圧を印加すると電界と直交方向に収縮するように置かれ
ている。一方、共通電極26のNi薄層は高い弾性率を
有するため、寸法変化が規制され信号電極25の側に曲
がるごとく曲げモーメントが発生し変形変位する。従っ
て、待機時に電圧を印加しておき、選択的に電圧を解除
することにより、振動子21がノズル形成基板30の方
向32へ変形変位し、振動子21とノズル形成基板30
との間隙にあるインク44の圧力が高まり、インク滴3
4としてノズル31から吐出する。(第2図(C))。
インク滴吐出後の振動子の減衰振動、もしくは電圧の印
加による方向33への振動子21の変位に起因するノズ
ルメニスカスの引き込み37は、振動子21の方向33
への変位に対応する振動子周辺のインクの流れ36によ
り、インク44が供給されてノズルメニスカス37の復
元が行われる(第2図(d))。
この結果、インク滴吐出後の振動子の減衰振動、もしく
は電圧の解除により振動子21が、ノズル形成基板30
の方向33へ変位する時、振動子21とノズル形成基板
30との間隙aを微小寸法としても、振動子21の断面
形状により、振動子周辺のインクの流れ35が起こりや
すく、振動子21が変位しやすいため、変位速度は速く
、振動子の減衰振動もしくは電圧の印加により方向33
へ変位する時は、振動子周辺のインクの流れ36が起こ
りにくり、振動子21が変位しにくいため、変位速度は
遅くなり、振動子21が変位した後の減衰振動は、一方
の変位速度が遅いため、振幅は小さく収束も速くなる。
上記構造において、ノズル31近傍のインク44の圧力
を高め、インク滴の吐出に必要な間隙aは、スペーサ2
7の厚みを任意に設定することにより所望の寸法が自由
に選択でき、振動子21の振動特性は、その断面形状に
よって、振動の方向によって変えることができるため、
インク滴の吐出速度・吐出量・吐出容態・吐出応答性と
いった諸特性を同時に達成し、エネルギ効率の高い優れ
たインクジェットヘッドが得られた。
また、振動子には片持ち梁状振動子を用いているが両持
ち梁状振動子でも同様な構成が可能である。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明の上記構成によれば、振動子
の幅が、ノズル形成基板に近い側で狭く、ノズル形成基
板に遠い側で広くなっているため、インク滴吐出時に振
動子がノズル形成基板の方向に変位するときは、振動子
が変位しやすく、振動子がノズル形成基板と反対の方向
に変位するときは、変位しにくい。その結果、インク滴
吐出時の振動子変位・速度を大きくしながら、インク滴
吐出後の減衰振動を抑えることができ、インク滴の吐出
様態・吐出速度・吐出量・吐出応答性・吐出安定性など
の諸特性が同時に向上し、エネルギ効率の高い性能の優
れたインクジェットヘッドが実現できる。また、本発明
によれば、振動子とノズル形成基板との間隙を、振動子
の振動が過減衰になることによるインク吐出圧力の低下
から、従来使用できなかった狭い領域の間隙まで使用で
きるようになり、この事は、振動子とノズル形成基板と
の間隙の寸法のマージンが広がるという事を意味し製造
上のマージンが広がるという効果も有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明におけるインクジェットヘッドを搭載
した記録装置の一実施例を説明するための斜視図。 第2図(a)・(b)は、本発明におけるインクジェッ
トヘッドの構造を説明するための断面図、および振動子
のA−A断面図。 第2図(C)(d)は、インク滴の
吐出原理、およびインク滴吐出時の振動子周辺のインク
の流れを説明するためのインクジェットヘッドの断面図
。 35、 記録媒体 インクジェットヘッド 振動子     24 圧電素子 信号電極    26 共通電極 スペーサ    30 ノズル形成基板ノズル    
 34 インク滴 36 振動子周辺のインクの流れ ノズルメニスカスの引き込み インク 以上 出願人  セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴木喜三部 他1名 第1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 少なくとも1つ以上のノズルを有するノズル形成基板と
    、前記ノズルに1対1に対向して配置され独立に駆動可
    能な梁状振動子が形成された圧電変換器と、前記ノズル
    形成基板と前記圧電変換器との間隙および該圧電変換器
    の周辺にインクが充たされたインクジェットヘッドにお
    いて、 前記梁状振動子の幅が、前期ノズル形成基板に近い側で
    狭く、該ノズル形成基板に遠い側で広いことを特徴とす
    るインクジェットヘッド。
JP15414188A 1988-06-22 1988-06-22 インクジェットヘッド Pending JPH024513A (ja)

Priority Applications (1)

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JP15414188A JPH024513A (ja) 1988-06-22 1988-06-22 インクジェットヘッド

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JP15414188A JPH024513A (ja) 1988-06-22 1988-06-22 インクジェットヘッド

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JP (1) JPH024513A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5430373A (en) * 1992-02-13 1995-07-04 Japan Servo Co., Ltd. Absolute encoder
JPH1024579A (ja) * 1996-07-12 1998-01-27 Canon Inc 液体吐出ヘッド、ヘッドカートリッジ及び液体吐出装置
KR20190091418A (ko) 2019-07-12 2019-08-06 구홍식 청소 도구

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5430373A (en) * 1992-02-13 1995-07-04 Japan Servo Co., Ltd. Absolute encoder
JPH1024579A (ja) * 1996-07-12 1998-01-27 Canon Inc 液体吐出ヘッド、ヘッドカートリッジ及び液体吐出装置
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