JPH04276448A - インクジェットヘッド - Google Patents
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- JPH04276448A JPH04276448A JP6259491A JP6259491A JPH04276448A JP H04276448 A JPH04276448 A JP H04276448A JP 6259491 A JP6259491 A JP 6259491A JP 6259491 A JP6259491 A JP 6259491A JP H04276448 A JPH04276448 A JP H04276448A
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Links
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【技術分野】本発明は、圧電体駆動方式のオンデマンド
型インクジェットヘッドの構造に関し、より詳細には、
圧電体駆動によりインク流路に圧電ひずみ変化を与えて
インク粒子を吐出する際に生ずる流路間相互干渉を圧電
体内で伝播する共振波を低減させて抑制する構造を有す
るインクジェットヘッドに関する。
型インクジェットヘッドの構造に関し、より詳細には、
圧電体駆動によりインク流路に圧電ひずみ変化を与えて
インク粒子を吐出する際に生ずる流路間相互干渉を圧電
体内で伝播する共振波を低減させて抑制する構造を有す
るインクジェットヘッドに関する。
【0002】
【従来技術】インクジェット記録装置は、極めて低騒音
で高速印字が可能で安価な普通記録紙を用いることがで
きる特徴を備えているが、特に、圧電体を具備してこれ
に電気信号を印加することにより生ずる圧電変位を利用
して圧力室(インク流路)内に圧力波を形成し、必要に
応じたインク粒子を吐出するオンデマンド型インクジェ
ット記録装置は簡易小型な記録装置である。
で高速印字が可能で安価な普通記録紙を用いることがで
きる特徴を備えているが、特に、圧電体を具備してこれ
に電気信号を印加することにより生ずる圧電変位を利用
して圧力室(インク流路)内に圧力波を形成し、必要に
応じたインク粒子を吐出するオンデマンド型インクジェ
ット記録装置は簡易小型な記録装置である。
【0003】図2(a),(b),(c)は、インクジ
ェット記録装置のインクジェットヘッドの基本構成を示
す図で、図(a)は構成要素を示す斜視図、図(b)は
流路板裏面を示す斜視図、図(c)は構成要素を一体に
接合したときの斜視図である。図中、11は流路板、1
2は圧電体、13はインク供給口、14はオリフィス、
15は圧力室、16はインク室、17は圧電体歪部、1
8は仕切スリット、18aは充填剤、19は基板である
。
ェット記録装置のインクジェットヘッドの基本構成を示
す図で、図(a)は構成要素を示す斜視図、図(b)は
流路板裏面を示す斜視図、図(c)は構成要素を一体に
接合したときの斜視図である。図中、11は流路板、1
2は圧電体、13はインク供給口、14はオリフィス、
15は圧力室、16はインク室、17は圧電体歪部、1
8は仕切スリット、18aは充填剤、19は基板である
。
【0004】図示において、流路板11にはインク供給
口13よりインクの供給を受けてインクを収容するイン
ク室16が図(b)に示すごとく裏面に凹部として設け
られており、更に該インク室16に連通してインクの流
路となり、加圧によりインク粒子を吐出するノズル14
を端部に有する加圧室15が複数平行して設けられてい
る。
口13よりインクの供給を受けてインクを収容するイン
ク室16が図(b)に示すごとく裏面に凹部として設け
られており、更に該インク室16に連通してインクの流
路となり、加圧によりインク粒子を吐出するノズル14
を端部に有する加圧室15が複数平行して設けられてい
る。
【0005】圧電体12は、駆動電圧の印加により厚さ
方向にひずみを生ずる積層された圧電素子からなり、一
面を基板19上に固着し、他面には前記加圧室15に対
向した位置に加圧室15の数だけ圧電体歪部17が設け
られている。該圧電体歪部17は、前記加圧室15より
僅かに狭い加圧室15の長手方向に延びる凸部をなすも
ので、圧電体12に平行した複数のスリット18を設け
ることにより形成される。なおスリット18内には低ヤ
ング率の軟質弾性材からなる充填剤18aが充填されて
いる。流路板11と圧電体12および基板19は図(c
)に示すごとく圧力室15と圧電体歪部17とが対向す
るように重ねられて一体に接合される。
方向にひずみを生ずる積層された圧電素子からなり、一
面を基板19上に固着し、他面には前記加圧室15に対
向した位置に加圧室15の数だけ圧電体歪部17が設け
られている。該圧電体歪部17は、前記加圧室15より
僅かに狭い加圧室15の長手方向に延びる凸部をなすも
ので、圧電体12に平行した複数のスリット18を設け
ることにより形成される。なおスリット18内には低ヤ
ング率の軟質弾性材からなる充填剤18aが充填されて
いる。流路板11と圧電体12および基板19は図(c
)に示すごとく圧力室15と圧電体歪部17とが対向す
るように重ねられて一体に接合される。
【0006】図3(a),(b),(c)は、インクジ
ェットヘッドのオリフィス面およびヘッド断面を示す図
で、図(a)はオリフィス面の断面図、図(b)は圧力
室断面図、図(c)は図(a)のAB線断面図で、図中
、図2と等しい作用をする部分には同一の符号を付して
いる。
ェットヘッドのオリフィス面およびヘッド断面を示す図
で、図(a)はオリフィス面の断面図、図(b)は圧力
室断面図、図(c)は図(a)のAB線断面図で、図中
、図2と等しい作用をする部分には同一の符号を付して
いる。
【0007】図示において、凸部をなす圧電体歪部17
は電圧を印加すると該圧電体歪部17は厚み方向、すな
わち長さLの圧力室16の断面積を小さくする方向に変
位するひずみが生ずるアクチュエータであり、前記ひず
みにより圧力室15内に圧力波が生じてオリフィス14
よりインク粒子を噴射する。しかし、圧力室15が複数
設けられたインクジェットヘッドの場合、圧力室15を
単独で駆動した場合と複数同時に駆動した場合とではノ
ズル14よりインク粒子を噴射するインク粒子化特性に
違いを生ずる。これは圧力室15の間に相互干渉(クロ
ストーク)が生じるためである。相互干渉が生ずると結
果的にドット位置精度を悪化し、ドット径にバラツキを
生じさせ、記録画質を低下させることになる。
は電圧を印加すると該圧電体歪部17は厚み方向、すな
わち長さLの圧力室16の断面積を小さくする方向に変
位するひずみが生ずるアクチュエータであり、前記ひず
みにより圧力室15内に圧力波が生じてオリフィス14
よりインク粒子を噴射する。しかし、圧力室15が複数
設けられたインクジェットヘッドの場合、圧力室15を
単独で駆動した場合と複数同時に駆動した場合とではノ
ズル14よりインク粒子を噴射するインク粒子化特性に
違いを生ずる。これは圧力室15の間に相互干渉(クロ
ストーク)が生じるためである。相互干渉が生ずると結
果的にドット位置精度を悪化し、ドット径にバラツキを
生じさせ、記録画質を低下させることになる。
【0008】本出願人が先に提案した特開平1−242
261号公報の「液体噴射記録ヘッド」は、インク粒子
を噴射する際の相互干渉をなくすために、複数のインク
流路に連通するインク室に圧力波吸収部材を配設したも
のである。圧力波吸収部材としては、インクを通過する
が溶出しにくい多孔性のポリエチレン等の有機材料、あ
るいはポーラスなセラッミクス材料等の無機材料又はス
テンレス線をメッシュ状に織った金属材料等が用いられ
ている。しかし、上述の従来技術は圧力波吸収部材をイ
ンク室内に配設しているので、インク室を介して非駆動
の圧力室に伝わる圧力波を原因とする相互干渉について
は有効であるが、固体部品を介する振動や共振現象等に
対しては効果はなく、相互干渉の低減対策としては十分
なものとは云えなかった。
261号公報の「液体噴射記録ヘッド」は、インク粒子
を噴射する際の相互干渉をなくすために、複数のインク
流路に連通するインク室に圧力波吸収部材を配設したも
のである。圧力波吸収部材としては、インクを通過する
が溶出しにくい多孔性のポリエチレン等の有機材料、あ
るいはポーラスなセラッミクス材料等の無機材料又はス
テンレス線をメッシュ状に織った金属材料等が用いられ
ている。しかし、上述の従来技術は圧力波吸収部材をイ
ンク室内に配設しているので、インク室を介して非駆動
の圧力室に伝わる圧力波を原因とする相互干渉について
は有効であるが、固体部品を介する振動や共振現象等に
対しては効果はなく、相互干渉の低減対策としては十分
なものとは云えなかった。
【0009】
【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、固体部品である圧電体を伝播する圧力波を抑制
することにより相互干渉を低減したインクジェットヘッ
ドを提供することを目的としてなされたものである。
もので、固体部品である圧電体を伝播する圧力波を抑制
することにより相互干渉を低減したインクジェットヘッ
ドを提供することを目的としてなされたものである。
【0010】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、(1)
圧電体にスリットを設け、該スリット間で形成される凸
部をアクチュエータとし、該凸部に対応して平行流路が
設けられ、該平行流路の面に対して垂直な方向に厚み変
位を生じさせることで、液滴をノズルから噴射させるイ
ンクジェット記録装置であって、隣接するアクチュエー
タの間に前記圧電体と前記平行流路の構成部材で隔壁部
が構成され、該隔壁部は前記圧電体と前記平行流路の構
成部材で互いに接合されており、前記隔壁部と前記アク
チュエータの間に弾性体を充填されるか、前記圧電体と
前記平行流路の構成部材の間に薄膜部材を設け、該薄膜
部材は前記隔壁部によって挟持されていることを特徴と
するインクジェットヘッドにおいて、前記圧電体の各々
の隔壁部に対向した裏面に前記平行流路に平行する裏面
仕切溝を設けたこと、更には、(2)前記(1)におけ
る裏面仕切溝内に吸音作用を有する物質を充填したこと
を特徴とするものである。以下、本発明の実施例に基づ
いて説明する。
圧電体にスリットを設け、該スリット間で形成される凸
部をアクチュエータとし、該凸部に対応して平行流路が
設けられ、該平行流路の面に対して垂直な方向に厚み変
位を生じさせることで、液滴をノズルから噴射させるイ
ンクジェット記録装置であって、隣接するアクチュエー
タの間に前記圧電体と前記平行流路の構成部材で隔壁部
が構成され、該隔壁部は前記圧電体と前記平行流路の構
成部材で互いに接合されており、前記隔壁部と前記アク
チュエータの間に弾性体を充填されるか、前記圧電体と
前記平行流路の構成部材の間に薄膜部材を設け、該薄膜
部材は前記隔壁部によって挟持されていることを特徴と
するインクジェットヘッドにおいて、前記圧電体の各々
の隔壁部に対向した裏面に前記平行流路に平行する裏面
仕切溝を設けたこと、更には、(2)前記(1)におけ
る裏面仕切溝内に吸音作用を有する物質を充填したこと
を特徴とするものである。以下、本発明の実施例に基づ
いて説明する。
【0011】図1(a),(b)は、本発明のインクジ
ェットヘッドのノズル方向からみた断面を示す図で、図
中、1は流路板、2は圧電体、2aは上端面、2bは下
端面、3は流路板隔壁、4は圧電体隔壁、5は圧力室、
6は圧電体歪部、7は仕切スリット、8は基板、9はス
リット、10は溝、7a,9a,10aは充填剤であり
、図(a)と図(b)とは、スリット9および溝10の
裏面仕切溝形状のみ相違したものである。
ェットヘッドのノズル方向からみた断面を示す図で、図
中、1は流路板、2は圧電体、2aは上端面、2bは下
端面、3は流路板隔壁、4は圧電体隔壁、5は圧力室、
6は圧電体歪部、7は仕切スリット、8は基板、9はス
リット、10は溝、7a,9a,10aは充填剤であり
、図(a)と図(b)とは、スリット9および溝10の
裏面仕切溝形状のみ相違したものである。
【0012】図示において、圧電体2には紙面に垂直な
方向に複数の仕切スリット7が設けられて圧電体隔壁4
と圧電体歪部6とに区画され圧電体歪部6は凸状の駆動
部(アクチュエータ)となる。すなわち、凸部をなす圧
電体歪部6に電圧を印加することにより厚み方向に伸び
るひずみを生ずる。仕切スリット7には圧電体2へのイ
ンク滲透と圧電体隔壁4へのひずみ伝播を防ぐために軟
質弾性剤7aが充填されている。
方向に複数の仕切スリット7が設けられて圧電体隔壁4
と圧電体歪部6とに区画され圧電体歪部6は凸状の駆動
部(アクチュエータ)となる。すなわち、凸部をなす圧
電体歪部6に電圧を印加することにより厚み方向に伸び
るひずみを生ずる。仕切スリット7には圧電体2へのイ
ンク滲透と圧電体隔壁4へのひずみ伝播を防ぐために軟
質弾性剤7aが充填されている。
【0013】流路板1には圧電体歪部6に対応して平行
流路である圧力室5が設けられ、該圧力室5は流路板隔
壁3で区画されている。該流路板隔壁3と前記圧電体隔
壁4とは流路板1の構成部材で互いに接合されており、
圧電体歪部6への電圧印加によって生ずるひずみは圧力
室5を加圧駆動して圧力室5内のインク粒子をノズル(
図示せず)より噴射する。
流路である圧力室5が設けられ、該圧力室5は流路板隔
壁3で区画されている。該流路板隔壁3と前記圧電体隔
壁4とは流路板1の構成部材で互いに接合されており、
圧電体歪部6への電圧印加によって生ずるひずみは圧力
室5を加圧駆動して圧力室5内のインク粒子をノズル(
図示せず)より噴射する。
【0014】前記の如く、圧力室5を電圧体歪部6で駆
動した場合、圧力室5の間に相互干渉を生じインク粒子
化特性に影響を及ぼすが、これ以外相互干渉の要因の一
つとして圧電体歪部6の厚み方向の振動がある。すなわ
ち、インク粒子の噴射は圧電体歪部6を矢印P方向に歪
ませて圧力室5内に圧力波を発生させ、この圧力波によ
り行なうが、圧電体歪部6で生じた歪によって生じた圧
力波は、圧電体歪部6の上端面2aにおいて圧力室5内
のインクに向け透過すると同時に圧電体歪部6内部に反
射する。他方、圧電体歪部6の歪によって生じた圧力波
の一部は圧電体2の下端部2bにも伝播し、該下端面2
bで反射および透過する。
動した場合、圧力室5の間に相互干渉を生じインク粒子
化特性に影響を及ぼすが、これ以外相互干渉の要因の一
つとして圧電体歪部6の厚み方向の振動がある。すなわ
ち、インク粒子の噴射は圧電体歪部6を矢印P方向に歪
ませて圧力室5内に圧力波を発生させ、この圧力波によ
り行なうが、圧電体歪部6で生じた歪によって生じた圧
力波は、圧電体歪部6の上端面2aにおいて圧力室5内
のインクに向け透過すると同時に圧電体歪部6内部に反
射する。他方、圧電体歪部6の歪によって生じた圧力波
の一部は圧電体2の下端部2bにも伝播し、該下端面2
bで反射および透過する。
【0015】前記圧電体歪部6の駆動により上端面2a
、下端面2bとの間で反射する圧力波は定在波となり、
圧電体歪部6を厚み方向に振動させる。この振動は隣接
する圧力室5にも伝播して相互干渉の一要因となる。
、下端面2bとの間で反射する圧力波は定在波となり、
圧電体歪部6を厚み方向に振動させる。この振動は隣接
する圧力室5にも伝播して相互干渉の一要因となる。
【0016】図(a)の9は圧電体2の裏面で圧電体隔
壁4を延長した位置に設けたスリットで、図(b)の1
0は前記スリット9の位置に設けた溝であり、スリット
9および溝10は共に裏面仕切溝であるが、該裏面仕切
溝の形状は図示のものに限るものではない。前記の裏面
仕切溝を圧電体2の圧電隔壁部4の延長上に設けること
により、圧電体歪部6の上端面2a、下端面2b間で伝
播し定在波を発生しても、裏面仕切溝により隣接する圧
電体歪部6への伝播する主な圧力波は遮断され、裏面仕
切溝以外のすき間を回折する程度の圧力波だけが影響す
ることとなるので、裏面仕切溝のない場合に比べて隣接
する圧力室5へ伝播する圧力波は小さくなって相互干渉
は低減する。
壁4を延長した位置に設けたスリットで、図(b)の1
0は前記スリット9の位置に設けた溝であり、スリット
9および溝10は共に裏面仕切溝であるが、該裏面仕切
溝の形状は図示のものに限るものではない。前記の裏面
仕切溝を圧電体2の圧電隔壁部4の延長上に設けること
により、圧電体歪部6の上端面2a、下端面2b間で伝
播し定在波を発生しても、裏面仕切溝により隣接する圧
電体歪部6への伝播する主な圧力波は遮断され、裏面仕
切溝以外のすき間を回折する程度の圧力波だけが影響す
ることとなるので、裏面仕切溝のない場合に比べて隣接
する圧力室5へ伝播する圧力波は小さくなって相互干渉
は低減する。
【0017】充填材9a,10aは裏面仕切溝であるス
リット9、溝10に充填する吸音作用のある材質であり
、例えば、ゴム材の中に金属を混合することにより音響
インピーダンスを調整した材質のもので、この材質のも
のを充填することにより裏面仕切溝が空洞の場合に比べ
て相互干渉は小さくなりより効果的となる。
リット9、溝10に充填する吸音作用のある材質であり
、例えば、ゴム材の中に金属を混合することにより音響
インピーダンスを調整した材質のもので、この材質のも
のを充填することにより裏面仕切溝が空洞の場合に比べ
て相互干渉は小さくなりより効果的となる。
【0018】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と以下のような効果がある。 (1)請求項1に対応する効果:流路板に設けられた圧
力室を圧電体歪部で駆動されるインクジェットヘッドに
おいて、圧電体の下面で圧電体隔壁の延長上に裏面仕切
溝を設けることにより、駆動側の圧電体歪部で発生した
圧力波が隣接する圧力室に及ぼすことを抑制するので、
相互干渉の少ない高画質の印字ができる。 (2)請求項2に対応する効果:請求項1の裏面仕切溝
に吸音性のある材質のものを充填することにより、裏面
仕切溝が空洞の場合に比しより相互干渉を小さくできる
。
と以下のような効果がある。 (1)請求項1に対応する効果:流路板に設けられた圧
力室を圧電体歪部で駆動されるインクジェットヘッドに
おいて、圧電体の下面で圧電体隔壁の延長上に裏面仕切
溝を設けることにより、駆動側の圧電体歪部で発生した
圧力波が隣接する圧力室に及ぼすことを抑制するので、
相互干渉の少ない高画質の印字ができる。 (2)請求項2に対応する効果:請求項1の裏面仕切溝
に吸音性のある材質のものを充填することにより、裏面
仕切溝が空洞の場合に比しより相互干渉を小さくできる
。
【図1】 本発明のインクジェットヘッドのノズル方
向からみた断面を示す図である。
向からみた断面を示す図である。
【図2】 インクジェット記録装置のインクジェット
ヘッドの基本構成を示す図である。
ヘッドの基本構成を示す図である。
【図3】 インクジェットヘッドのオリフィス面およ
びヘッド断面を示す図である。
びヘッド断面を示す図である。
1…流路板、2…圧電体、2a…上端面、2b…下端面
、3…流路板隔壁、4…圧電体隔壁、5…圧力室、6…
圧電体歪部、7…仕切スリット、8…基板、9…スリッ
ト、10…溝、7a,9a,10a…充填剤。
、3…流路板隔壁、4…圧電体隔壁、5…圧力室、6…
圧電体歪部、7…仕切スリット、8…基板、9…スリッ
ト、10…溝、7a,9a,10a…充填剤。
Claims (2)
- 【請求項1】 圧電体にスリットを設け、該スリット
間で形成される凸部をアクチュエータとし、該凸部に対
応して平行流路が設けられ、該平行流路の面に対して垂
直な方向に厚み変位を生じさせることで、液滴をノズル
から噴射させるインクジェット記録装置であって、隣接
するアクチュエータの間に前記圧電体と前記平行流路の
構成部材で隔壁部が構成され、該隔壁部は前記圧電体と
前記平行流路の構成部材で互いに接合されており、前記
隔壁部と前記アクチュエータの間に弾性体を充填される
か、前記圧電体と前記平行流路の構成部材の間に薄膜部
材を設け、該薄膜部材は前記隔壁部によって挟持されて
いることを特徴とするインクジェットヘッドにおいて、
前記圧電体の各々の隔壁部に対向した裏面に前記平行流
路に平行する裏面仕切溝を設けたことを特徴とするイン
クジェットヘッド。 - 【請求項2】 前記裏面仕切溝内に吸音作用を有する
物質を充填したことを特徴とする請求項1記載のインク
ジェットヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6259491A JPH04276448A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6259491A JPH04276448A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04276448A true JPH04276448A (ja) | 1992-10-01 |
Family
ID=13204808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6259491A Pending JPH04276448A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04276448A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6264310B1 (en) * | 1997-02-28 | 2001-07-24 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Multi-nozzle ink jet head with dummy piezoelectric elements at both ends of a piezoelectric element array for controlling the flow of adhesive about the piezoelectric element array |
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1991
- 1991-03-04 JP JP6259491A patent/JPH04276448A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6264310B1 (en) * | 1997-02-28 | 2001-07-24 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Multi-nozzle ink jet head with dummy piezoelectric elements at both ends of a piezoelectric element array for controlling the flow of adhesive about the piezoelectric element array |
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