JP2002292860A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 隣接する圧力室間のクロストークを低減し、
所期のインク吐出を安定して得られるインクジェット記
録ヘッド提供する。 【解決手段】 各圧力室１１１を平行四辺形に形成し、
複数列に配置する。そのとき、圧力室において、長い稜
線ａと傾斜した短い稜線ｂとがなす鈍角ｅからそれに対
向する長い稜線ａにそれぞれおろした２つの垂線ｆと２
つの長い稜線ａとに囲まれる部分は、隣接する他の列の
圧力室の同主要部分と、稜線ａと直角方向において対向
することのないように、隣接する列の圧力室どうしを相
互にずらせている。圧電式のアクチュエータユニットに
圧力室１１１と対応して設けた個別電極２１０に電圧を
印加し、１つの圧力室に対してアクチュエータユニット
を変形させたとき、アクチュエータユニットが圧力室の
主要部分に対して大きく変形することになるが、その主
要部分の稜線ａと直角方向に隣の圧力室の主要部分が存
在しないことで、隣の圧力室に対する影響を少なくす
る。
所期のインク吐出を安定して得られるインクジェット記
録ヘッド提供する。 【解決手段】 各圧力室１１１を平行四辺形に形成し、
複数列に配置する。そのとき、圧力室において、長い稜
線ａと傾斜した短い稜線ｂとがなす鈍角ｅからそれに対
向する長い稜線ａにそれぞれおろした２つの垂線ｆと２
つの長い稜線ａとに囲まれる部分は、隣接する他の列の
圧力室の同主要部分と、稜線ａと直角方向において対向
することのないように、隣接する列の圧力室どうしを相
互にずらせている。圧電式のアクチュエータユニットに
圧力室１１１と対応して設けた個別電極２１０に電圧を
印加し、１つの圧力室に対してアクチュエータユニット
を変形させたとき、アクチュエータユニットが圧力室の
主要部分に対して大きく変形することになるが、その主
要部分の稜線ａと直角方向に隣の圧力室の主要部分が存
在しないことで、隣の圧力室に対する影響を少なくす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体にインク
を吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドに関す
る。
を吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、特開昭６２−１１１７５８号公報
に記載されているように、吐出ノズルを有する複数の圧
力室を相互に隣接配置し、その各圧力室に対応した複数
の圧電素子を１枚の振動板上に配置したアクチュエータ
ユニットを複数の圧力室にまたがって積層したインクジ
ェット記録ヘッドが知られている。また、特開平３−１
１４６５４号公報に記載されているように、吐出ノズル
を有する複数の圧力室を相互に隣接配置し、その各圧力
室に対応した電極を有する積層型の圧電アクチュエータ
を複数の圧力室にまたがって配置したインクジェット記
録ヘッドも知られている。
に記載されているように、吐出ノズルを有する複数の圧
力室を相互に隣接配置し、その各圧力室に対応した複数
の圧電素子を１枚の振動板上に配置したアクチュエータ
ユニットを複数の圧力室にまたがって積層したインクジ
ェット記録ヘッドが知られている。また、特開平３−１
１４６５４号公報に記載されているように、吐出ノズル
を有する複数の圧力室を相互に隣接配置し、その各圧力
室に対応した電極を有する積層型の圧電アクチュエータ
を複数の圧力室にまたがって配置したインクジェット記
録ヘッドも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記インクジェット記
録ヘッドでは、圧電素子に電圧を印加することにより、
圧力室に対応するアクチュエータの部分が凹または凸に
変形してインクに圧力を与え、ノズルからインクを吐出
するが、矩形の各圧力室が相互に平行に配置されていて
それらの圧力室にまたがってアクチュエータが位置して
いるため、図６に示すように、１つの圧力室１１に対す
るアクチュエータ２０の変形にともない、圧力室間の隔
壁１２の上端を支点として、隣の圧力室に対応するアク
チュエータの部分が反対方向に変形することが避けられ
ない。このため、隣の圧力室内のインクに不所望な圧力
変動が生じ、この後、この圧力室からインクを吐出する
ときに、圧力変動が重畳し、所期のインク吐出が得られ
ないという、いわゆるクロストークが生じる。
録ヘッドでは、圧電素子に電圧を印加することにより、
圧力室に対応するアクチュエータの部分が凹または凸に
変形してインクに圧力を与え、ノズルからインクを吐出
するが、矩形の各圧力室が相互に平行に配置されていて
それらの圧力室にまたがってアクチュエータが位置して
いるため、図６に示すように、１つの圧力室１１に対す
るアクチュエータ２０の変形にともない、圧力室間の隔
壁１２の上端を支点として、隣の圧力室に対応するアク
チュエータの部分が反対方向に変形することが避けられ
ない。このため、隣の圧力室内のインクに不所望な圧力
変動が生じ、この後、この圧力室からインクを吐出する
ときに、圧力変動が重畳し、所期のインク吐出が得られ
ないという、いわゆるクロストークが生じる。
【０００４】特公平２−４４２９号公報および特公平７
−６７８０３号公報には、圧力室を菱形に形成して千鳥
状に配置し、多数の圧力室を高密度に配置することが開
示されている。このようにすると、菱形の角を隣接して
並ぶ２つの圧力室は、アクチュエータの変形が相互に影
響しにくくなり、上記クロストークを低減できるが、千
鳥状に斜め方向にずれて位置する２つの圧力室は、稜線
を平行に対向させているため、先に記載した従来例と同
様に、一方の圧力室に対するアクチュエータの変形が、
隣接する圧力室にも影響を与え、クロストークを発生す
ることになる。
−６７８０３号公報には、圧力室を菱形に形成して千鳥
状に配置し、多数の圧力室を高密度に配置することが開
示されている。このようにすると、菱形の角を隣接して
並ぶ２つの圧力室は、アクチュエータの変形が相互に影
響しにくくなり、上記クロストークを低減できるが、千
鳥状に斜め方向にずれて位置する２つの圧力室は、稜線
を平行に対向させているため、先に記載した従来例と同
様に、一方の圧力室に対するアクチュエータの変形が、
隣接する圧力室にも影響を与え、クロストークを発生す
ることになる。
【０００５】本発明は、このようなクロストークを低減
し、所期のインク吐出を安定して得られるインクジェッ
ト記録ヘッドを提供することを目的とする。
し、所期のインク吐出を安定して得られるインクジェッ
ト記録ヘッドを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１にかかる発明のインクジェット記録ヘッド
では、一端を吐出ノズルに、他端をインク供給源にそれ
ぞれ接続した複数の圧力室を相互に隣接配置し、その各
圧力室に対応した圧力発生部を複数有するアクチュエー
タユニットを前記複数の圧力室にまたがって配置したイ
ンクジェット記録ヘッドであって、前記各圧力室を、対
向する平行な一対の稜線間にそのほぼ主要部分を画定
し、隣接する他の圧力室とその稜線を相互に平行に近接
して配置するとともに、各圧力室の主要部分を前記稜線
と平行な方向に相互にずらせて配置する。
に、請求項１にかかる発明のインクジェット記録ヘッド
では、一端を吐出ノズルに、他端をインク供給源にそれ
ぞれ接続した複数の圧力室を相互に隣接配置し、その各
圧力室に対応した圧力発生部を複数有するアクチュエー
タユニットを前記複数の圧力室にまたがって配置したイ
ンクジェット記録ヘッドであって、前記各圧力室を、対
向する平行な一対の稜線間にそのほぼ主要部分を画定
し、隣接する他の圧力室とその稜線を相互に平行に近接
して配置するとともに、各圧力室の主要部分を前記稜線
と平行な方向に相互にずらせて配置する。
【０００７】この構成により、圧力発生部の１つを駆動
すると、圧力室に対応するアクチュエータユニットの部
分が変形してインクに圧力を与え、ノズルからインクを
吐出する。圧力室を、対向する平行な一対の稜線間にそ
のほぼ主要部分を画定し、隣接する他の圧力室とその稜
線を相互に平行に近接して配置するとともに、各圧力室
の主要部分を前記稜線と平行な方向に相互にずらせて配
置することで、アクチュエータユニットが複数の圧力室
にまたがっているとしても、１つの圧力室に対するアク
チュエータユニットの変形が、隔壁を介して隣接する他
の圧力室に影響することを少なくし、クロストークの発
生を抑える。
すると、圧力室に対応するアクチュエータユニットの部
分が変形してインクに圧力を与え、ノズルからインクを
吐出する。圧力室を、対向する平行な一対の稜線間にそ
のほぼ主要部分を画定し、隣接する他の圧力室とその稜
線を相互に平行に近接して配置するとともに、各圧力室
の主要部分を前記稜線と平行な方向に相互にずらせて配
置することで、アクチュエータユニットが複数の圧力室
にまたがっているとしても、１つの圧力室に対するアク
チュエータユニットの変形が、隔壁を介して隣接する他
の圧力室に影響することを少なくし、クロストークの発
生を抑える。
【０００８】請求項２のインクジェット記録ヘッドは、
上記の構成において、前記複数の圧力室は複数列あり、
各圧力室は、その列方向と平行な一対の第１の稜線と、
それに対して交差した一対の第２の稜線とからなるほぼ
平行四辺形をなしており、前記圧力室の前記一対の第１
の稜線のうち相互に直角な方向に対向する部分が、他の
列の前記圧力室の同部分と、前記第１の稜線と直角な方
向において対向する幅を、前記圧力室の一対の第１の稜
線間の間隔よりも小さくしている。このようにすること
で、圧力室を複数列に高密度に配置するとともに、クロ
ストークを抑える。
上記の構成において、前記複数の圧力室は複数列あり、
各圧力室は、その列方向と平行な一対の第１の稜線と、
それに対して交差した一対の第２の稜線とからなるほぼ
平行四辺形をなしており、前記圧力室の前記一対の第１
の稜線のうち相互に直角な方向に対向する部分が、他の
列の前記圧力室の同部分と、前記第１の稜線と直角な方
向において対向する幅を、前記圧力室の一対の第１の稜
線間の間隔よりも小さくしている。このようにすること
で、圧力室を複数列に高密度に配置するとともに、クロ
ストークを抑える。
【０００９】また、請求項３のインクジェット記録ヘッ
ドは、上記請求項１のインクジェット記録ヘッドにおい
て、前記複数の圧力室は複数列あり、各圧力室は、その
列方向と平行な一対の第１の稜線と、それに対して交差
した一対の第２の稜線とからなるほぼ平行四辺形をなし
ており、前記圧力室の前記一対の第１の稜線のうち相互
に直角な方向に対向する部分を、他の列の前記圧力室の
同部分と、前記第１の稜線と直角な方向において対向し
ないようにずらせて配置する。このようにすることで、
圧力室を複数列に高密度に配置するとともに、クロスト
ークを一層効果的に抑える。
ドは、上記請求項１のインクジェット記録ヘッドにおい
て、前記複数の圧力室は複数列あり、各圧力室は、その
列方向と平行な一対の第１の稜線と、それに対して交差
した一対の第２の稜線とからなるほぼ平行四辺形をなし
ており、前記圧力室の前記一対の第１の稜線のうち相互
に直角な方向に対向する部分を、他の列の前記圧力室の
同部分と、前記第１の稜線と直角な方向において対向し
ないようにずらせて配置する。このようにすることで、
圧力室を複数列に高密度に配置するとともに、クロスト
ークを一層効果的に抑える。
【００１０】さらに、請求項４のインクジェット記録ヘ
ッドは、上記請求項１のインクジェット記録ヘッドにお
いて、前記複数の圧力室は複数列あり、各圧力室は、そ
の列方向と平行な一対の第１の稜線と、それに対して交
差した一対の第２の稜線とからなるほぼ平行四辺形をな
しており、前記圧力室の前記一対の第１の稜線のうち相
互に直角な方向に対向する部分を、その第１の稜線と直
角な方向において他の列の隣接する前記圧力室の前記第
２の稜線間の部分と対向させる。このようにすること
で、圧力室を複数列に高密度に配置するとともに、圧力
室の主要部分においてアクチュエータが大きく変形して
も、隣接する圧力室への影響を少なくし、クロストーク
を一層効果的に抑える。
ッドは、上記請求項１のインクジェット記録ヘッドにお
いて、前記複数の圧力室は複数列あり、各圧力室は、そ
の列方向と平行な一対の第１の稜線と、それに対して交
差した一対の第２の稜線とからなるほぼ平行四辺形をな
しており、前記圧力室の前記一対の第１の稜線のうち相
互に直角な方向に対向する部分を、その第１の稜線と直
角な方向において他の列の隣接する前記圧力室の前記第
２の稜線間の部分と対向させる。このようにすること
で、圧力室を複数列に高密度に配置するとともに、圧力
室の主要部分においてアクチュエータが大きく変形して
も、隣接する圧力室への影響を少なくし、クロストーク
を一層効果的に抑える。
【００１１】また、請求項５のインクジェット記録ヘッ
ドは請求項２〜４のいずれかのインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、前記各圧力室は、鋭角部分を有する平行四
辺形であって、その平行四辺形の一方の鋭角部分に前記
吐出ノズルと接続する連通孔を、他方の鋭角部分に前記
インク供給源と接続する連通孔をそれぞれ備える。つま
り、平行四辺形の対角線のうち長い方向における圧力波
の伝播を利用してインクを吐出させることで、アクチュ
エータの立ち上げ時間に余裕をもたせ、またアクチュエ
ータの変形を所定量確保する。
ドは請求項２〜４のいずれかのインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、前記各圧力室は、鋭角部分を有する平行四
辺形であって、その平行四辺形の一方の鋭角部分に前記
吐出ノズルと接続する連通孔を、他方の鋭角部分に前記
インク供給源と接続する連通孔をそれぞれ備える。つま
り、平行四辺形の対角線のうち長い方向における圧力波
の伝播を利用してインクを吐出させることで、アクチュ
エータの立ち上げ時間に余裕をもたせ、またアクチュエ
ータの変形を所定量確保する。
【００１２】また、請求項６のインクジェット記録ヘッ
ドは請求項１〜５のいずれかのインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、前記アクチュエータユニットの圧力発生部
は、前記各圧力室とほぼ相似形とすることで、圧力室に
対して効率よく圧力を付与する。
ドは請求項１〜５のいずれかのインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、前記アクチュエータユニットの圧力発生部
は、前記各圧力室とほぼ相似形とすることで、圧力室に
対して効率よく圧力を付与する。
【００１３】また、請求項７のインクジェット記録ヘッ
ドは請求項１〜６のいずれかのインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、前記アクチュエータユニットは、圧電材料
と、その圧電材料に電圧を印加する電極とからなり、少
なくとも前記圧電材料への電極の投影形状が前記圧力発
生部を形成することで、圧電材料の変形により、圧力室
の容積を増減して圧力を付与する。
ドは請求項１〜６のいずれかのインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、前記アクチュエータユニットは、圧電材料
と、その圧電材料に電圧を印加する電極とからなり、少
なくとも前記圧電材料への電極の投影形状が前記圧力発
生部を形成することで、圧電材料の変形により、圧力室
の容積を増減して圧力を付与する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明のインクジェット記
録ヘッドの好ましい実施の形態を、図面にしたがって説
明する。
録ヘッドの好ましい実施の形態を、図面にしたがって説
明する。
【００１５】インクジェット記録ヘッドは、図１に示す
ようにインク流路を備えるキャビティユニット１００の
上に、圧電式のアクチュエータユニット２００を積層し
て接着した構造である。キャビティユニット１００は、
特開昭６２−１１１７５８号公報に記載されたものと同
様に、複数のプレート１１０、１２０、１３０、１４０
を相互に接着して積層した構造で、上層のプレート１１
０には、後述するようにほぼ平行四辺形の圧力室１１１
を複数個備え、最下層のプレート１４０には、複数の吐
出ノズル１４１を備える。各圧力室１１１の一端は、プ
レート１２０、１３０に穿設した連通孔１２１、１３１
を介して吐出ノズル１４１に接続し、他端は、プレート
１２０に穿設した連通孔１２２を介してプレート１３０
に穿設したマニホールド流路１３２に接続している。マ
ニホールド流路１３２は、図１の紙面と直交する方向に
延び、同方向に配列した複数の圧力室１１１に連通孔１
２２を介してそれぞれ接続し、一端をインクタンク等の
インク供給源に接続している。また、マニホールド流路
１３２は圧力室１１１の列ごとに独立しており、各列の
圧力室にそれぞれ別の色のインクをインク供給源から供
給する。なお、１つのマニホールド流路１３２が圧力室
１１１の複数の列に接続し、その複数の列に同じインク
を供給することもできる。
ようにインク流路を備えるキャビティユニット１００の
上に、圧電式のアクチュエータユニット２００を積層し
て接着した構造である。キャビティユニット１００は、
特開昭６２−１１１７５８号公報に記載されたものと同
様に、複数のプレート１１０、１２０、１３０、１４０
を相互に接着して積層した構造で、上層のプレート１１
０には、後述するようにほぼ平行四辺形の圧力室１１１
を複数個備え、最下層のプレート１４０には、複数の吐
出ノズル１４１を備える。各圧力室１１１の一端は、プ
レート１２０、１３０に穿設した連通孔１２１、１３１
を介して吐出ノズル１４１に接続し、他端は、プレート
１２０に穿設した連通孔１２２を介してプレート１３０
に穿設したマニホールド流路１３２に接続している。マ
ニホールド流路１３２は、図１の紙面と直交する方向に
延び、同方向に配列した複数の圧力室１１１に連通孔１
２２を介してそれぞれ接続し、一端をインクタンク等の
インク供給源に接続している。また、マニホールド流路
１３２は圧力室１１１の列ごとに独立しており、各列の
圧力室にそれぞれ別の色のインクをインク供給源から供
給する。なお、１つのマニホールド流路１３２が圧力室
１１１の複数の列に接続し、その複数の列に同じインク
を供給することもできる。
【００１６】アクチュエータユニット２００は、特開平
３−１１４６５４号公報に記載されたものと同様に、積
層構造の複数の圧電セラミックスシート２０１の間に、
各圧力室１１１と対応した個別電極２１０と、複数の個
別電極２１０の全体をカバーする共通電極２２０とを交
互に介挿し、個別電極２１０と共通電極２２０とに挟ま
れるセラミックスシートに分極処理を施し、それらの電
極に挟まれる部分、すなわち個別電極２１０の投影形状
の圧電セラミックスシート部分を圧力発生部とした構造
である。積層方向の複数の個別電極２１０と共通電極２
２０との間に電圧を印加することにより、圧力発生部は
圧力室１１１に対して伸張または収縮する。好ましく
は、常態で電圧を印加してすべての圧力発生部を圧力室
１１１に対して破線で示すように伸張しておき、インク
を吐出しようとする圧力発生部の電圧印加を停止して圧
力発生部を平坦に復帰し、圧力室１１１の容積を拡大し
てマニホールド流路１３２からインクを圧力室に導入す
る。その状態から再び電圧を印加して当該圧力室のイン
クに圧力を与えることで、吐出ノズル１４１からインク
を吐出することができる。あるいは、常態で圧力発生部
を平坦にしておき、電圧の印加により圧力発生部を収縮
させ、電圧印加を停止して圧力発生部を平坦に復帰する
ことでインクに圧力を与えることもできる。また、圧力
発生部を平坦な状態から電圧印加により伸張させてイン
クに圧力を与えることもできる。
３−１１４６５４号公報に記載されたものと同様に、積
層構造の複数の圧電セラミックスシート２０１の間に、
各圧力室１１１と対応した個別電極２１０と、複数の個
別電極２１０の全体をカバーする共通電極２２０とを交
互に介挿し、個別電極２１０と共通電極２２０とに挟ま
れるセラミックスシートに分極処理を施し、それらの電
極に挟まれる部分、すなわち個別電極２１０の投影形状
の圧電セラミックスシート部分を圧力発生部とした構造
である。積層方向の複数の個別電極２１０と共通電極２
２０との間に電圧を印加することにより、圧力発生部は
圧力室１１１に対して伸張または収縮する。好ましく
は、常態で電圧を印加してすべての圧力発生部を圧力室
１１１に対して破線で示すように伸張しておき、インク
を吐出しようとする圧力発生部の電圧印加を停止して圧
力発生部を平坦に復帰し、圧力室１１１の容積を拡大し
てマニホールド流路１３２からインクを圧力室に導入す
る。その状態から再び電圧を印加して当該圧力室のイン
クに圧力を与えることで、吐出ノズル１４１からインク
を吐出することができる。あるいは、常態で圧力発生部
を平坦にしておき、電圧の印加により圧力発生部を収縮
させ、電圧印加を停止して圧力発生部を平坦に復帰する
ことでインクに圧力を与えることもできる。また、圧力
発生部を平坦な状態から電圧印加により伸張させてイン
クに圧力を与えることもできる。
【００１７】アクチュエータユニット２００は、圧力室
１１１と反対側に、電極に挟まれない、すなわち圧力発
生部を構成しないセラミックスシート２０２の層を備
え、圧力発生部の変形を上方には抑え、圧力室の側に偏
倚させるようにしている。
１１１と反対側に、電極に挟まれない、すなわち圧力発
生部を構成しないセラミックスシート２０２の層を備
え、圧力発生部の変形を上方には抑え、圧力室の側に偏
倚させるようにしている。
【００１８】本実施の形態において、各圧力室１１１
は、図２及び図３に示すように、平面形においてほぼ平
行四辺形をしている。すなわち、各圧力室１１１は、平
行な一対の長い稜線ａと、それに対して傾斜した短い平
行な一対の稜線ｂとで囲まれた形状をなし、他の圧力室
とそれぞれの稜線をほぼ一直線上に並べ、複数の列、行
をなして配列している。本実施の形態では、図において
縦方向の列の各圧力室１１１が共通のマニホールド流路
１３２に接続している。各圧力室間は、隔壁１１２によ
り隔てている。
は、図２及び図３に示すように、平面形においてほぼ平
行四辺形をしている。すなわち、各圧力室１１１は、平
行な一対の長い稜線ａと、それに対して傾斜した短い平
行な一対の稜線ｂとで囲まれた形状をなし、他の圧力室
とそれぞれの稜線をほぼ一直線上に並べ、複数の列、行
をなして配列している。本実施の形態では、図において
縦方向の列の各圧力室１１１が共通のマニホールド流路
１３２に接続している。各圧力室間は、隔壁１１２によ
り隔てている。
【００１９】長い稜線ａと短い稜線ｂのなす一方の鋭角
部ｃに、吐出ノズル１４１に接続する連通孔１２１を、
他方の鋭角部ｄにマニホールド流路１３２に接続する連
通孔１２２をそれぞれ備える。つまり、平行四辺形の対
角線のうち長い方向の圧力伝播を利用して、インクの吐
出を行う。
部ｃに、吐出ノズル１４１に接続する連通孔１２１を、
他方の鋭角部ｄにマニホールド流路１３２に接続する連
通孔１２２をそれぞれ備える。つまり、平行四辺形の対
角線のうち長い方向の圧力伝播を利用して、インクの吐
出を行う。
【００２０】上記のようにしたのは、次の理由による。
前述のようにインクを吐出するのに先だって、圧力室１
１１を拡大することにより圧力室内のインクに圧力波変
動を生じさせ、この圧力が上昇したとき、圧力室１１１
を縮小させると、インクに印加された圧力が重畳され、
効率よくインクを吐出することができる。インクの吐出
周期は、インクの圧力波変動の周期によって決められる
ので、上記２つの連通孔１２１，１２２間の距離を短く
すると、インクの吐出周期を短くすることができるが、
圧電素子は電気的にはコンデンサであるので、所定電圧
に立ち上がるまでに時間がかかり、上記距離があまり短
いと、インクの圧力が上昇するまでの期間に間に合わな
くなってしまう。このため、上記距離を所定量確保する
必要がある。また、アクチュエータとしての圧電素子の
変位量を所定量得るために、圧力室の長さ、幅を所定量
確保する一方、複数の圧力室を高密度に配置するため
に、圧力室の長手方向の両端をテーパ状に狭めているの
である。
前述のようにインクを吐出するのに先だって、圧力室１
１１を拡大することにより圧力室内のインクに圧力波変
動を生じさせ、この圧力が上昇したとき、圧力室１１１
を縮小させると、インクに印加された圧力が重畳され、
効率よくインクを吐出することができる。インクの吐出
周期は、インクの圧力波変動の周期によって決められる
ので、上記２つの連通孔１２１，１２２間の距離を短く
すると、インクの吐出周期を短くすることができるが、
圧電素子は電気的にはコンデンサであるので、所定電圧
に立ち上がるまでに時間がかかり、上記距離があまり短
いと、インクの圧力が上昇するまでの期間に間に合わな
くなってしまう。このため、上記距離を所定量確保する
必要がある。また、アクチュエータとしての圧電素子の
変位量を所定量得るために、圧力室の長さ、幅を所定量
確保する一方、複数の圧力室を高密度に配置するため
に、圧力室の長手方向の両端をテーパ状に狭めているの
である。
【００２１】個別電極２１０は、圧力室１１１の投影形
状よりも少し小さい相似形とし、したがってアクチュエ
ータの圧力発生部も同じ形状としている。個別電極２１
０は必ずしも圧力室と相似形である必要はないが、圧力
室内に大きく効率のよい圧力変動を生じさせるには、上
記のように少し小さい相似形であることが好ましい。
状よりも少し小さい相似形とし、したがってアクチュエ
ータの圧力発生部も同じ形状としている。個別電極２１
０は必ずしも圧力室と相似形である必要はないが、圧力
室内に大きく効率のよい圧力変動を生じさせるには、上
記のように少し小さい相似形であることが好ましい。
【００２２】個別電極２１０へ電力を供給するリード線
は、図示しないが、各個別電極の間（すなわち隔壁１１
２に対応する位置）をとおってアクチュエータユニット
２００の端部に達するように、セラミックスシート２０
２上に個別電極２１０とともにスクリーン印刷等によっ
て形成する。または各個別電極の間においてセラミック
スシート２０２を貫通するスルーホールをとおってアク
チュエータユニット２００の上面に導き出す。
は、図示しないが、各個別電極の間（すなわち隔壁１１
２に対応する位置）をとおってアクチュエータユニット
２００の端部に達するように、セラミックスシート２０
２上に個別電極２１０とともにスクリーン印刷等によっ
て形成する。または各個別電極の間においてセラミック
スシート２０２を貫通するスルーホールをとおってアク
チュエータユニット２００の上面に導き出す。
【００２３】また、圧力室１１１の主要部分、すなわち
長い一対の稜線ａ，ａが相互に直角方向に対向する部分
（さらに換言すると、稜線ａ，ｂがなす各鈍角ｅからそ
れに対向する長い稜線ａにそれぞれおろした２つの垂線
ｆと２つの長い稜線ａとに囲まれる矩形部分）は、隣接
する他の列の圧力室の同主要部分と、稜線ａと直角方向
において対向することなく、隣接する列の２つの圧力室
の長短の稜線ａ，ｂに挟まれるテーパ部分と、圧力室の
短い稜線ｂ，ｂ間の隔壁１１２とに対向している。つま
り、隣接する圧力室の主要部分どうしを、長い稜線ａと
平行な方向に相互にずらせて配置し、隣り合う列の圧力
室の主要部分が隔壁１２と直交する方向に対向しない。
長い一対の稜線ａ，ａが相互に直角方向に対向する部分
（さらに換言すると、稜線ａ，ｂがなす各鈍角ｅからそ
れに対向する長い稜線ａにそれぞれおろした２つの垂線
ｆと２つの長い稜線ａとに囲まれる矩形部分）は、隣接
する他の列の圧力室の同主要部分と、稜線ａと直角方向
において対向することなく、隣接する列の２つの圧力室
の長短の稜線ａ，ｂに挟まれるテーパ部分と、圧力室の
短い稜線ｂ，ｂ間の隔壁１１２とに対向している。つま
り、隣接する圧力室の主要部分どうしを、長い稜線ａと
平行な方向に相互にずらせて配置し、隣り合う列の圧力
室の主要部分が隔壁１２と直交する方向に対向しない。
【００２４】アクチュエータユニットが圧力室１１１に
対して大きく変形するのは、上記主要部分（稜線ａ，ａ
と垂線ｆ、ｆに囲まれる矩形部分）においてであり、隣
接する圧力室においてこの主要部分が垂線ｆ，ｆの延長
方向に並んでいると、図６において説明したように１つ
の圧力室に対するアクチュエータユニットの変形が隣の
圧力室に及んでしまう。しかし、上記のように構成する
ことによって、圧力室の主要部分に対してアクチュエー
タユニットが大きく変形しても、その変形部分に対向す
る、隣接する列の圧力室の短い稜線ｂ，ｂ間の部分のア
クチュエータユニットは、隔壁１２に固定されており、
またそれに対向する圧力室のテーパ部分においては、そ
の変形量がすくないので隣の圧力室への影響はごく小さ
い。したがって、クロストークを少なくし、複数の圧力
室からそれぞれ所期のインク吐出を安定して行うことが
できる。
対して大きく変形するのは、上記主要部分（稜線ａ，ａ
と垂線ｆ、ｆに囲まれる矩形部分）においてであり、隣
接する圧力室においてこの主要部分が垂線ｆ，ｆの延長
方向に並んでいると、図６において説明したように１つ
の圧力室に対するアクチュエータユニットの変形が隣の
圧力室に及んでしまう。しかし、上記のように構成する
ことによって、圧力室の主要部分に対してアクチュエー
タユニットが大きく変形しても、その変形部分に対向す
る、隣接する列の圧力室の短い稜線ｂ，ｂ間の部分のア
クチュエータユニットは、隔壁１２に固定されており、
またそれに対向する圧力室のテーパ部分においては、そ
の変形量がすくないので隣の圧力室への影響はごく小さ
い。したがって、クロストークを少なくし、複数の圧力
室からそれぞれ所期のインク吐出を安定して行うことが
できる。
【００２５】図４は、他の実施の形態を示すもので、前
記の実施の形態では圧力室の長い稜線ａの延長方向に列
を作っていたが、この実施の形態では短い稜線ｂの延長
方向に列を作っている。このようにしても、上記垂線
ｆ，ｆの延長方向において圧力室の主要部分が並んでい
ないから、前記の実施の形態と同様にクロストークを少
なくすることができる。
記の実施の形態では圧力室の長い稜線ａの延長方向に列
を作っていたが、この実施の形態では短い稜線ｂの延長
方向に列を作っている。このようにしても、上記垂線
ｆ，ｆの延長方向において圧力室の主要部分が並んでい
ないから、前記の実施の形態と同様にクロストークを少
なくすることができる。
【００２６】図５は、さらに他の実施の形態を示すもの
で、上記圧力室の主要部分が、他の列の圧力室の主要部
分と一部において対向するが、第１の稜線と直角な方向
において対向する幅ｇ（互いに他の列の鈍角ｅから第１
の稜線ａにおろした垂線ｋ，ｋ間の部分）を、圧力室の
一対の第１の稜線間の間隔ｈよりも小さくしている。こ
のようにすると、圧力室の主要部分のほぼ中央が、他の
列の圧力室の短い稜線ｂ，ｂ間の隔壁１１２と対向する
ようになり、一方の列の圧力室におけるアクチュエータ
ユニットの変形が他方の列の圧力室に対して影響するこ
とが少なく、クロストークを少なくすることができる。
で、上記圧力室の主要部分が、他の列の圧力室の主要部
分と一部において対向するが、第１の稜線と直角な方向
において対向する幅ｇ（互いに他の列の鈍角ｅから第１
の稜線ａにおろした垂線ｋ，ｋ間の部分）を、圧力室の
一対の第１の稜線間の間隔ｈよりも小さくしている。こ
のようにすると、圧力室の主要部分のほぼ中央が、他の
列の圧力室の短い稜線ｂ，ｂ間の隔壁１１２と対向する
ようになり、一方の列の圧力室におけるアクチュエータ
ユニットの変形が他方の列の圧力室に対して影響するこ
とが少なく、クロストークを少なくすることができる。
【００２７】なお、アクチュエータユニットは、上記両
実施の形態のように複数の圧電セラミックスシートを積
層するだけでなく、複数の圧力室にわたる振動板や圧力
室の上壁に、圧力室ごとに独立した圧電素子およびその
他の圧力発生素子を貼り付けたもので構成することもで
きる。
実施の形態のように複数の圧電セラミックスシートを積
層するだけでなく、複数の圧力室にわたる振動板や圧力
室の上壁に、圧力室ごとに独立した圧電素子およびその
他の圧力発生素子を貼り付けたもので構成することもで
きる。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明のインクジェット記
録ヘッドは、隣接する他の圧力室どうしその稜線を相互
に平行に近接して配置するとともに、各圧力室の主要部
分をその稜線と平行な方向に相互にずらせて配置、つま
り、２つの圧力室の主要部分が隔壁とほぼ直交する方向
で隣接しあわないようにしたことで、アクチュエータユ
ニットが複数の圧力室にまたがっているとしても、１つ
の圧力室に対するアクチュエータユニットの変形が、隔
壁を介して隣接する他の圧力室に影響することが少なく
なり、クロストークの発生を抑え、複数の圧力室からそ
れぞれ所期のインク吐出を安定して行うことができる。
録ヘッドは、隣接する他の圧力室どうしその稜線を相互
に平行に近接して配置するとともに、各圧力室の主要部
分をその稜線と平行な方向に相互にずらせて配置、つま
り、２つの圧力室の主要部分が隔壁とほぼ直交する方向
で隣接しあわないようにしたことで、アクチュエータユ
ニットが複数の圧力室にまたがっているとしても、１つ
の圧力室に対するアクチュエータユニットの変形が、隔
壁を介して隣接する他の圧力室に影響することが少なく
なり、クロストークの発生を抑え、複数の圧力室からそ
れぞれ所期のインク吐出を安定して行うことができる。
【００２９】また、平行四辺形の圧力室の一方の鋭角部
分に吐出ノズルと接続する連通孔を、他方の鋭角部分に
インク供給源と接続する連通孔をそれぞれ備えること
で、平行四辺形の対角線のうち長い方向における圧力波
の伝播を利用してインクを吐出させることができ、その
結果アクチュエータの立ち上げ時間に余裕をもたせた圧
力室の長さを確保でき、かつ、アクチュエータの変形を
所定量確保でき、良好なインク吐出を行うことができ
る。
分に吐出ノズルと接続する連通孔を、他方の鋭角部分に
インク供給源と接続する連通孔をそれぞれ備えること
で、平行四辺形の対角線のうち長い方向における圧力波
の伝播を利用してインクを吐出させることができ、その
結果アクチュエータの立ち上げ時間に余裕をもたせた圧
力室の長さを確保でき、かつ、アクチュエータの変形を
所定量確保でき、良好なインク吐出を行うことができ
る。
【図１】本発明の実施の形態を示すインクジェット記録
ヘッドの縦断面図で、図２のＡ−Ａ線断面図に相当す
る。
ヘッドの縦断面図で、図２のＡ−Ａ線断面図に相当す
る。
【図２】図１のＢ−Ｂ線位置において見た平面図であ
る。
る。
【図３】一部の圧力室を拡大して示す平面図である。
【図４】他の実施の形態を示す図２相当の平面図であ
る。
る。
【図５】さらに他の実施の形態を示す図２相当の平面図
である。
である。
【図６】従来のインクジェット記録ヘッドの構成を説明
する縦断面図である。
する縦断面図である。
１００ キャビティユニット １１１ 圧力室 ａ，ｂ 稜線 １１２ 隔壁 １２１ 連通孔 １２２ 連通孔 １４１ 吐出ノズル ２００ アクチュエータユニット ２０１ 圧電セラミックスシート ２１０ 個別電極
Claims (7)
- 【請求項１】 一端を吐出ノズルに、他端をインク供給
源にそれぞれ接続した複数の圧力室を相互に隣接配置
し、その各圧力室に対応した圧力発生部を複数有するア
クチュエータユニットを前記複数の圧力室にまたがって
配置したインクジェット記録ヘッドであって、 前記各圧力室を、対向する平行な一対の稜線間にそのほ
ぼ主要部分を画定し、隣接する他の圧力室とその稜線を
相互に平行に近接して配置するとともに、各圧力室の主
要部分を前記稜線と平行な方向に相互にずらせて配置し
たことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項２】 請求項１のインクジェット記録ヘッドに
おいて、前記複数の圧力室は複数列あり、各圧力室は、
その列方向と平行な一対の第１の稜線と、それに対して
交差した一対の第２の稜線とからなるほぼ平行四辺形を
なしており、前記圧力室の前記一対の第１の稜線のうち
相互に直角な方向に対向する部分が、他の列の前記圧力
室の同部分と、前記第１の稜線と直角な方向において対
向する幅を、前記圧力室の一対の第１の稜線間の間隔よ
りも小さくしたことを特徴とするインクジェット記録ヘ
ッド。 - 【請求項３】 請求項１のインクジェット記録ヘッドに
おいて、前記複数の圧力室は複数列あり、各圧力室は、
その列方向と平行な一対の第１の稜線と、それに対して
交差した一対の第２の稜線とからなるほぼ平行四辺形を
なしており、前記圧力室の前記一対の第１の稜線のうち
相互に直角な方向に対向する部分を、他の列の前記圧力
室の同部分と、前記第１の稜線と直角な方向において対
向しないようにずらせて配置したことを特徴とするイン
クジェット記録ヘッド。 - 【請求項４】 請求項１のインクジェット記録ヘッドに
おいて、前記複数の圧力室は複数列あり、各圧力室は、
その列方向と平行な一対の第１の稜線と、それに対して
交差した一対の第２の稜線とからなるほぼ平行四辺形を
なしており、前記圧力室の前記一対の第１の稜線のうち
相互に直角な方向に対向する部分を、その第１の稜線と
直角な方向において他の列の隣接する前記圧力室の前記
第２の稜線間の部分と対向させたことを特徴とするイン
クジェット記録ヘッド。 - 【請求項５】 請求項２〜４のいずれかのインクジェッ
ト記録ヘッドにおいて、前記各圧力室は、鋭角部分を有
する平行四辺形であって、その平行四辺形の一方の鋭角
部分に前記吐出ノズルと接続する連通孔を、他方の鋭角
部分に前記インク供給源と接続する連通孔をそれぞれ備
えることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかのインクジェッ
ト記録ヘッドにおいて、前記アクチュエータユニットの
圧力発生部は、前記各圧力室とほぼ相似形をしているこ
とを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかのインクジェッ
ト記録ヘッドにおいて、前記アクチュエータユニット
は、圧電材料と、その圧電材料に電圧を印加する電極と
からなり、少なくとも前記圧電材料への電極の投影形状
が前記圧力発生部を形成していることを特徴とするイン
クジェット記録ヘッド。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001096421A JP4292728B2 (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | インクジェット記録ヘッド |
| US09/995,756 US6808254B2 (en) | 2000-11-30 | 2001-11-29 | Ink jet printer head |
| US10/367,714 US7014294B2 (en) | 2000-11-30 | 2003-02-19 | Ink-jet head and ink-jet printer having ink-jet head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001096421A JP4292728B2 (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | インクジェット記録ヘッド |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009030878A Division JP4748228B2 (ja) | 2009-02-13 | 2009-02-13 | インクジェット記録ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002292860A true JP2002292860A (ja) | 2002-10-09 |
| JP4292728B2 JP4292728B2 (ja) | 2009-07-08 |
Family
ID=18950334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001096421A Expired - Lifetime JP4292728B2 (ja) | 2000-11-30 | 2001-03-29 | インクジェット記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4292728B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1493577A1 (en) | 2003-06-30 | 2005-01-05 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet printing head and printer |
| EP1493573A1 (en) * | 2003-06-30 | 2005-01-05 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet printing head |
| US6979074B2 (en) | 2002-09-24 | 2005-12-27 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet head |
| US7527362B2 (en) | 2003-03-20 | 2009-05-05 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink-jet having an arrangement to suppress variations in ink ejection |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6953241B2 (en) | 2001-11-30 | 2005-10-11 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink-jet head having passage unit and actuator units attached to the passage unit, and ink-jet printer having the ink-jet head |
-
2001
- 2001-03-29 JP JP2001096421A patent/JP4292728B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6979074B2 (en) | 2002-09-24 | 2005-12-27 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet head |
| US7527362B2 (en) | 2003-03-20 | 2009-05-05 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink-jet having an arrangement to suppress variations in ink ejection |
| EP1493577A1 (en) | 2003-06-30 | 2005-01-05 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet printing head and printer |
| EP1493573A1 (en) * | 2003-06-30 | 2005-01-05 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet printing head |
| US7201473B2 (en) | 2003-06-30 | 2007-04-10 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet printing head |
| CN100361817C (zh) * | 2003-06-30 | 2008-01-16 | 兄弟工业株式会社 | 喷墨打印头 |
| US7374276B2 (en) | 2003-06-30 | 2008-05-20 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet printing head and printer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4292728B2 (ja) | 2009-07-08 |
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