JPH0970966A - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents
インクジェット式記録ヘッドInfo
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- JPH0970966A JPH0970966A JP8185470A JP18547096A JPH0970966A JP H0970966 A JPH0970966 A JP H0970966A JP 8185470 A JP8185470 A JP 8185470A JP 18547096 A JP18547096 A JP 18547096A JP H0970966 A JPH0970966 A JP H0970966A
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- pressure generating
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- 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
- B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
共通化して、多様なノズル開口の配列に対応すること。 【解決手段】 圧力発生室30、31が列状に複数同一
ピッチP1で、2列形成され、さらに列相互で各列の圧
力発生室30、31の配列方向の一方に偏するようにP
1/4ピッチずらしたので、狭い側の間隙長で高い解像
度に対応したノズル開口に対しては中心部で連通し、ま
たキャリッジの移動方向に平行な線上に配列された異な
る列のノズル開口や、圧力発生室の1/2のピッチで配
列されたノズル開口に対しても外端側で連通する。
Description
圧されたインクをノズル開口からインク滴として吐出さ
せるインクジェット式記録ヘッドに関する。
開口に連通する圧力発生室を備え、圧力発生室の一部を
圧電振動子により機械的に加圧変形させたり、また圧力
発生室をジュール熱発生素子により加熱してインクを気
化させる等の方法でインクを加圧して、ノズル開口から
インク滴を吐出させるように構成されている。
おいて印刷品質の向上を図るために、例えばモノクロ印
刷、及びカラー印刷の双方に対して720dpi以上の
解像度を求めようとしても、1列のノズル開口列の最小
ピッチが圧力発生素子の幅で制限されて、単一列でのノ
ズル開口のピッチを小さくすることには限界があり、こ
のため、複数のノズル開口列を各ノズル開口列相互間の
ピッチを一定ドットずつずらせて解像度を上げる方策が
採られている。すなわち、図16に示したように圧力発
生室、加圧手段からなるインク加圧用流路ユニットA,
B,Cを、複数のノズル開口列を形成された金属板から
成る単一の流路構成ユニットDに固定して1つの記録ヘ
ッドに構成するという手法が取られている。
口列のノズル開口に対向する位置にインク吐出口を備え
た複数種類のインク加圧用流路形成ユニットを用意する
必要があり、インク加圧用流路ユニットの製造や管理に
手間が掛かるという問題がある。本発明はこのような問
題に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは少なくとも駆動信号に対応してインクを加圧するイ
ンク加圧用流路ユニットを共通化して、多様なノズル開
口の配列に少ない部品点数で対応できるインクジェット
式記録ヘッドを提供することである。
るために本発明においては、第1の蓋部材と、該蓋部材
により一方の面が封止されてノズル開口に連通する圧力
発生室を形成するスペーサと、前記ノズル開口を備えて
前記スペーサの他方の面を封止する部材と、前記圧力発
生室を加圧する圧力発生手段を備えたインクジェット式
記録ヘッドにおいて、前記圧力発生室が列状に複数同一
ピッチP1で、2列形成され、さらに列相互で各列の前
記圧力発生室の配列方向の一方に偏するようにP1/4
ピッチずらすようにした。
いるため、狭い側の間隙長で高い解像度に対応したノズ
ル開口に対しては中心部で連通することができ、また、
キャリッジの移動方向に平行な線上に配列された異なる
列のノズル開口や、圧力発生室の1/2のピッチで配列
されたノズル開口に対しても外端側で連通することがで
きる。
した実施例に基づいて説明する。図1は、本発明の記録
ヘッドの一実施例を示す組み立て斜視図であり、また図
2は、1つのインク加圧用流路ユニット1の圧力発生室
近傍の構造を示す断面図であって、図中符号2は第1の
蓋板で、厚さ10μm程度のジルコニアの薄板から構成
され、その表面に、後述する圧力発生室4に対向するよ
うに駆動電極5を形成し、その上にPZT等からなる圧
電振動板3が固定されている。圧力発生室4は、圧電振
動板3のたわみ振動を受けて収縮、膨張してノズル開口
28からインク滴を吐出し、またインク供給口20を介
して共通のインク室23のインクを吸引する。
るのに適した厚さ、例えば150μmのジルコニア(Z
rO2)などのセラミックス板に通孔を穿設して構成さ
れ、後述する第2の蓋体8と第1の蓋体2により両面を
封止されて前述の圧力発生室4を形成している。
のセラミック板に後述するインク供給口20と圧力発生
室4とを接続する連通孔9と、圧力発生室4のインクを
ノズル開口28に向けて吐出するインク吐出口10を穿
設して構成され、スペーサ7の他面に固定されている。
ミックス材料を所定の形状に成形し、これを積層して焼
成することにより接着剤を使用することなくインク加圧
用流路ユニット1に纏められている。
加圧用流路ユニット1の固定基板を兼ねるとともに、イ
ンクタンクとの接続部材も設けることができるように、
耐インク性を備えた不錆鋼等の金属やセラミックスによ
り構成されている。
21aの近傍の圧力発生室4側の一端側に後述する共通
のインク室23と圧力発生室4を接続するインク供給口
20が設けられ、また圧力発生室4の他端側にはノズル
開口28とインク加圧用流路ユニット1のインク吐出口
10とを接続する連通孔24が設けられている。さら
に、インク加圧用流路ユニット1が固定される領域から
外れた位置には図示しないインクタンクからインクが流
入するインク導入口22、22、22が穿設されてい
る。
のインク室23を形成するに適した厚み、例えば150
μmのステンレス鋼などの耐蝕性を備えた板材に、共通
のインク室23の形状に対応する通孔と、ノズルプレー
ト27のノズル開口28とインク吐出口10とを接続す
る連通孔26を穿設して構成されている。
(ロ)に示したようにノズルプレート27のノズル開口
28の位置と、前述のインク加圧用流路ユニット1のイ
ンク吐出口10との位置ずれΔd1、Δd2を吸収しつ
つ、圧力発生室4からのインクを円滑にノズル開口28
に導く機能を備えていて、圧力発生室4の中心線Cに対
してノズル開口28の位置を圧力発生室の配列方向に相
対的にΔd3ずらせることが可能となる。
態、つまりモノクロ高解像度印刷に適したノズル開口列
や、また複数の色インクによりカラー印刷を行うのに適
したノズル開口28が列状に設けられ、1つのインク加
圧用流路ユニット1に2列のノズル開口列が属するよう
に構成されている。
インク室形成基板25、及びノズルプレート27は、そ
れぞれの間に熱溶着フィルムや接着剤等からなる接着層
S,Sにより流路ユニット29に纏められている。
基板21の表面に、接着剤により同一構造を採るインク
加圧用流路ユニット1、1、1を複数個固定することに
よりカラー印刷や高解像度でのモノクロ印刷が可能な記
録ヘッドが構成される。
面に形成される共通の電極を、また15は外部装置と接
続するフレキシブルケーブルをそれぞれ示す。
ト1の一実施例を示すものであって、図中符号30、3
0、30は、第1の圧力発生室であり、また31、3
1、31は第2の圧力発生室で、それぞれ中央線を挟ん
で平行に配置され、各圧力発生室30、31に対して相
対的に一定の位置にノズル開口に連通する第1のインク
吐出口32、32、32、及び第2のインク吐出口3
3、33、33が設けられている。
32、及び第2のインク吐出口33、33、33は、そ
れぞれドラフト印刷に適したピッチP1、例えば1/9
0インチ(約0.0282mm)となるように配置され
ている。
2、32と、第2のインク吐出口33、33、33と
は、直近側が各インク吐出口のピッチを補完して高い解
像度で印刷するのに適し、かつ流路ユニット29の連通
孔24、26の位置修正が可能な間隔P2、例えば1/
360インチ(約0.0070mm)、つまりインク吐
出口32、33の配列ピッチの1/4の変位を持たせて
一側寄りに偏するように配置されている。
ッチの1/4のピッチP1だけ一方に偏してインク吐出
口32、33を配置することにより、流路ユニット29
を構成しているインク供給口形成板21、共通のインク
室形成板25の連通孔24、26の位置を若干、例えば
1/360インチ程度ずつ、ノズル開口の配列方向にず
らせることによりノズル開口の位置を最大p1/2だけ
ずらせることができて(図3)、多様なノズル開口2
8、28の配列形態に同一のインク加圧用流路ユニット
1で対応することができる。
流路ユニット1により構成可能なインクジェット式記録
ヘッドの実施例を、ノズル開口列の配列形態と、インク
加圧用流路の配列形態とで示すものである。
ク加圧用流路ユニット1を用いて、インク吐出口32、
33の配列ピッチの1/4のピッチ(P2)でモノクロ
印刷を行う記録ヘッドを構成したものである。
するノズル開口列41、42は、それぞれの列のノズル
開口41a,41a,41a‥‥、42a、42a、4
2a‥‥が、及び第2のインク加圧用流路ユニット43
に属するノズル開口列44、45は、それぞれの列のノ
ズル開口44a,44a,44a‥‥、45a、45
a、45a‥‥が、インク加圧用流路ユニット40、4
3のインク吐出口32、33の配列ピッチP1と同一の
ピッチで構成されている。
属する2列のノズル開口列41、42、及び44、45
の間では、一方に偏してインク吐出口32、33の配列
ピッチの1/4のピッチ(P2)で形成され、さらに各
インク加圧用流路ユニット40と43とに属するノズル
開口列41、42と44、45とでは各インク加圧用流
路ユニット40、43のインク吐出口32、33の配列
ピッチP1の1/2のずれ(P1/2)を持たせて構成
されている。
も、2つのインク加圧用流路ユニット40、43をイン
ク吐出口32、33の配列ピッチP1の1/2だけずら
せて固定することにより対応することができ、インク吐
出口の配列ピッチの1/4の解像度でモノクロ印刷が可
能な記録ヘッドを構成することができる。
用流路ユニット50、51、52を同一系統の濃淡2色
の色を3系統、つまり6色のインクによりカラー印刷を
行う記録ヘッドを構成した場合を示すものである。
5、56、57、58は、それぞれインク加圧用流路ユ
ニット50、51、52のインク吐出口32、33と同
一ピッチ(P1)で、かつキャリッジの移動方向(図中
矢印Aで示す方向)の線上で重なるように配置されてい
る。
も、各インク加圧用流路ユニット50、51、52を、
それぞれに属するノズル開口列53、54、55、5
6、57、58のノズル開口53a、54a、55a、
56a、57a、58aの中心に対して、一方のインク
吐出口32が、インク吐出口32、33の配列ピッチP
1の1/4だけ各列のノズル開口の配列方向に偏して固
定することにより対応することができる。
ズル開口列を用いて6色のインクを吐出する場合につい
て説明したが、図7に示したように前述と同様の配列形
態で3列のノズル開口列53、54、55だけを形成
し、これらに2つのインク加圧用流路ユニット50、5
1を取付け、各ノズル開口列53、54、55からそれ
ぞれ色の異なる合計3色のインクを吐出させることもで
きる。
形態を採る2列のノズル開口列60、61の内、一方の
ノズル開口列60がカラー印刷用のノズル開口列53、
54、55、56、57、58に一致するように配置
し、これらノズル開口列60、61に対してインク加圧
用流路ユニット62を、一方のノズル開口列60のノズ
ル開口60aがインク吐出口32の下端側で、また他方
のノズル開口61aがインク吐出口33の上端側で接続
するように配置することにより、ノズル開口列60、5
3乃至58の各ノズル開口60a、53a、54a、5
5a、56a、57aを同一線上に位置させて、モノク
ロ印刷、及び6色のインクと黒インクとによでカラー印
刷を、またインク吐出口32、33の配列ピッチの1/
2ピッチの高い解像度でモノクロ印刷できる記録ヘッド
を構成することができる。
用流路ユニット70、71、72を、モノクロ印刷とカ
ラー印刷とが同一の記録ヘッドで可能としたもので、黒
インクを吐出するノズル開口列73、74は、各列のノ
ズル開口73a,73a,73a‥‥、及び74a,7
4a,74a‥‥がそれぞれインク加圧用流路ユニット
70のインク吐出口32、33の配列ピッチと同一のピ
ッチP1で配置されているものの、列73、74間では
インク吐出口32、33の配列ピッチの1/2(P1/
2)だけずらされて、高密度印字に対応できるように構
成されている。
5、76、77を構成するノズル開口75a、76a,
77aは、モノクロ印刷用ノズル開口列73、74の一
方の列、この実施例ではノズル開口列73のノズル開口
73aに一致し、かつインク吐出口32、33と同一の
ピッチP1となるように配列されている。
は、モノクロ印刷用のノズル開口列73、74には、イ
ンク吐出口32、33が、その配列のずれの方向におけ
る端部、つまり図中下方側、及び上方側で接続させるよ
うにインク加圧用流路ユニット70を配置、固定して対
応する。
6、77に対しては、モノクロ印刷用のインク加圧用流
路ユニット70にはノズル開口列73、74、75、7
6、77の各ノズル開口の配列方向にインンク吐出口3
2、33の配列ピッチP1の1/4だけずらせて配置す
ることによりノズル開口75a,及び77aをインク吐
出口32の上部側で、またノズル開口列76のノズル開
口76aをインク吐出口33の下方で連通させることが
できる。
流路ユニット80、81、82を用いて、インク吐出口
32、33の1/2のピッチの高い解像度でカーラ印刷
を行う記録ヘッドに適用する場合を示すものであって、
同一のインク加圧用流路ユニット80、81、82に属
する2列のノズル開口列83と84、ノズル開口列85
と86、ノズル開口列87と88は、インク吐出口3
2、33の配列ピッチP1の1/2だけずれており、ま
た各ノズル開口83、85、87、及びノズル開口8
4、85、88は同一線上に位置するように配置されて
いる。
ル開口列85、86、及びノズル開口列87、88に対
しても、前述した図9のインク加圧用流路ユニット70
と同様に、ノズル開口列83、84、ノズル開口列8
5、86、及びノズル開口列87、インク吐出口32、
33が、その配列のずれの方向における端部、つまり図
中下方側、及び上方側で接続させるようにインク加圧用
流路ユニット80、81、82を固定することにより対
応できる。
に、さらに同一の配列形態を持つノズル開口列90、9
1を形成するとともに、これらノズル開口列90、91
に対しても上述の実施例と同様の形態でインク加圧用流
路ユニット92を固定したものである。
83、85、87が同一線上に、またノズル開口列9
1、84、86、88が同一線上に位置し、相互がP1
/2ずれているから、高い改造でのカラー印刷とモノク
ロ印刷が可能な記録ヘッドを構成することができる。
段としてたわみ振動する圧電振動子を用いたものに例を
採って説明したが、圧力発生手段にはいろいろなものを
使用することができる。
室4を封止する第1の蓋材を、下面に共通電極100が
形成された一枚構造の圧電振動層101により構成する
とともに、その上面の圧力発生室4に対向する領域に個
別電極102を形成して、圧力発生室4に対向する圧電
振動層101の領域だけを選択的にたわみ変位する構造
として構成することもできる。
板の薄板を用いたり、また共通の電極100に圧電材料
をスパッタリングしたり、水熱法により作り付ける等の
種々の方法で形成することができる。
を、共通の電極100により形成するとともに、共通の
電極100の圧力発生室4側に圧電振動子103と個別
電極104を設けたり、必要に応じて共通の電極100
の表面に弾性変形に適した層、例えばジルコニアの薄板
を積層して構成することもできる。
7を封止する蓋部材105の圧力発生室4側の面、もし
くは圧力発生室4を区画する他の部材の圧力発生室側に
ジュール熱発生素子106を設けて、駆動信号によりジ
ュール熱発生素子106を発熱させて圧力発生室内のイ
ンクを気化させて加圧するものとして構成することもで
きる。なお、図中符号107は保護層を示す。
7の一方の面を封止する蓋部材108の薄肉部108a
により厚肉部108bを区画するとともに、固定基板1
10を介してフレーム111に縦振動モードの圧電振動
子109の一端を固定し、その先端を厚肉部108bに
当接させて構成することもできる。このような縦振動モ
ードの圧電振動子としては、図15に示したような変位
方向と直交する方向に電極と圧電材料とをサンドイッチ
構造に積層したものや、また変位方向と平行な方向に電
極と圧電材料を積層して構成することができる。
は、第1の蓋部材と、蓋部材により一方の面が封止され
てノズル開口に連通する圧力発生室を形成するスペーサ
と、ノズル開口を備えてスペーサの他方の面を封止する
部材と、圧力発生室を加圧する圧力発生手段を備えたイ
ンクジェット式記録ヘッドにおいて、圧力発生室が列状
に複数同一ピッチP1で、2列形成され、さらに列相互
で各列の圧力発生室の配列方向の一方に偏するようにP
1/4ピッチずらせたので、狭い側の間隙長で高い解像
度に対応したノズル開口に対しては中心部で連通するこ
とができ、また、キャリッジの移動方向に平行な線上に
配列された異なる列のノズル開口や、圧力発生室の1/
2のピッチで配列されたノズル開口に対しても外端側で
連通することができて、多様なノズル開口の配列に対し
て同一のもので対応することができ、製造工程の簡素
化、信頼性の向上、及び製造コストの引き下げを図るこ
とができる。
例を示す組み立て斜視図である。
例を、1つのインク加圧用流路ユニットの圧力発生室近
傍の構造でもって示す断面図である。
のノズル開口とインク加圧用流路ユニットのインク吐出
口との接続構造を示す断面図である。
の圧力発生室、及びこれに連通するインク吐出口の配列
構造を示す図である。
像度でモノクロ印刷する記録ヘッドに適用する場合の、
ノズル開口の配列形態と、これに対応して配置されるイ
ンク加圧用流路ユニットの配列形態を示す図である。
のノズル開口列から濃淡2色のインクを吐出するカラー
印刷用記録ヘッドに適用する場合の、ノズル開口の配列
形態と、これに対応して配置されるインク加圧用流路ユ
ニットの配列形態を示す図である。
ノズル開口列から1色、合計3色のインクを用いてカラ
ー印刷用記録ヘッドに適用する場合の、ノズル開口の配
列形態と、これに対応して配置されるインク加圧用流路
ユニットの配列形態を示す図である。
色、合計6色のカラーインクと、黒インクを用いてカラ
ー印刷、モノクロ印刷する記録ヘッドに適用する場合
の、ノズル開口の配列形態と、これに対応して配置され
るインク加圧用流路ユニットの配列形態を示す図であ
る。
ク、及び3色の色インクを用いてモノクロ印刷、及びカ
ラー印刷する記録ヘッドに適用する場合の、ノズル開口
の配列形態と、これに対応して配置されるインク加圧用
流路ユニットの配列形態を示す図である。
の色インクを用いて高い解像度でカラー印刷を行う記録
ヘッドに適用する場合の、ノズル開口の配列形態と、こ
れに対応して配置されるインク加圧用流路ユニットの配
列形態を示す図である。
ンク及び3色の色インクを用いてカラー印刷、モノクロ
印刷を行う記録ヘッドに適用する場合の、ノズル開口の
配列形態と、これに対応して配置されるインク加圧用流
路ユニットの配列形態を示す図である。
蓋部材を兼ねる1枚構造の圧電材料で構成した場合の実
施例を示す図である。
生室の内部に設けた実施例を示す図である。
熱発生素子により構成した場合の実施例を示す図であ
る。
モードの圧電振動子で構成した場合の実施例を示す図で
ある。
一例を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 第1の蓋部材と、該蓋部材により一方の
面が封止されてノズル開口に連通する圧力発生室を形成
するスペーサと、前記ノズル開口を備えて前記スペーサ
の他方の面を封止する部材と、前記圧力発生室を加圧す
る圧力発生手段を備えたインクジェット式記録ヘッドに
おいて、 前記圧力発生室が列状に複数同一ピッチP1で、2列形
成され、さらに列相互で各列の前記圧力発生室の配列方
向の一方に偏するようにP1/4ピッチずらされている
インクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項2】 前記圧力発生手段が第1の蓋部材に形成
された圧電振動子である請求項1に記載のインクジェッ
ト式記録ヘッド。 - 【請求項3】 前記圧力発生手段が前記圧力発生室内の
設けられたジュール熱発生素子である請求項1に記載の
インクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項4】 前記第1の蓋部材、スペーサがともにセ
ラミックの焼成により一体に形成されてインク加圧用流
路ユニットして構成され、ノズル開口を備えた共通のノ
ズルプレートに固定されている請求項1に記載のインク
ジェット式記録ヘッド。 - 【請求項5】 前記圧力発生室の配列ピッチP1が1/
90インチで、かつ列相互のずれが1/360インチで
ある請求項1のインクジェット式記録ヘッド。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18547096A JP3987139B2 (ja) | 1995-06-27 | 1996-06-26 | インクジェット式記録ヘッド |
EP96110418A EP0750987B1 (en) | 1995-06-27 | 1996-06-27 | Actuator for an ink jet print head |
US08/671,556 US6033058A (en) | 1995-06-27 | 1996-06-27 | Actuator for an ink jet print head of the layered type with offset linear arrays of pressure generating chamber |
DE69614939T DE69614939T2 (de) | 1995-06-27 | 1996-06-27 | Antrieb für einen Tintenstrahldruckkopf |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7-184851 | 1995-06-27 | ||
JP18485195 | 1995-06-27 | ||
JP18547096A JP3987139B2 (ja) | 1995-06-27 | 1996-06-26 | インクジェット式記録ヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP3987139B2 JP3987139B2 (ja) | 2007-10-03 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (4)
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US (1) | US6033058A (ja) |
EP (1) | EP0750987B1 (ja) |
JP (1) | JP3987139B2 (ja) |
DE (1) | DE69614939T2 (ja) |
Cited By (2)
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