JP2003326704A - Liquid drop ejector - Google Patents

Liquid drop ejector

Info

Publication number
JP2003326704A
JP2003326704A JP2002136166A JP2002136166A JP2003326704A JP 2003326704 A JP2003326704 A JP 2003326704A JP 2002136166 A JP2002136166 A JP 2002136166A JP 2002136166 A JP2002136166 A JP 2002136166A JP 2003326704 A JP2003326704 A JP 2003326704A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
pressure chamber
ink
displaced
pressure generating
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.)
Granted
Application number
JP2002136166A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3906738B2 (en
Inventor
Yoshikazu Takahashi
高橋  義和
Hiroyuki Ishikawa
博幸 石川
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.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP2002136166A priority Critical patent/JP3906738B2/en
Priority to US10/434,792 priority patent/US7121651B2/en
Priority to AT03010489T priority patent/ATE411899T1/en
Priority to EP03010489A priority patent/EP1361064B1/en
Priority to DE60324220T priority patent/DE60324220D1/en
Publication of JP2003326704A publication Critical patent/JP2003326704A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3906738B2 publication Critical patent/JP3906738B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid drop ejector in which energy efficiency is enhanced by reducing the occupation area of a pressure generating part, and pulling ejection can be effected by applying a voltage only at the time of driving. <P>SOLUTION: A diaphragm 29a interposed between a piezoelectric actuator 20 and a cavity plate 10 has a first deformable part 29b and a second deformable part 29c, on the opposite sides of a protrusion 29e facing the pressure generating part 28a of the piezoelectric actuator 20. When the pressure generating part 28a elongates upon application of a voltage, the first deformable part 29b is pushed to displace the second deformable part 29c around a fulcrum part 29e in the direction for enlarging a pressure chamber 16. Consequently, a pressure variation takes place in ink in the pressure chamber 16 and the second deformable part 29c is reset by releasing application of the voltage to apply a pressure to the ink which is thereby ejected. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタのインクジェットヘッド等の液滴噴射装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a droplet ejection device such as an inkjet head of an inkjet printer.

【0002】[0002]

【従来の技術】プリントヘッドに圧電式の液滴噴射装置
を利用したものが従来から提案されている。これは、圧
電アクチュエータの寸法変位によって液室の容積を変化
させることにより、その容積減少時に液室内の液体(イ
ンク)をノズルから噴射し、容積増大時に液室内にイン
クを導入するようにしたものである。そして、このよう
な液滴噴射装置を多数互いに近接して配設し、所定の位
置の液滴噴射装置からインクを噴射させることにより、
所望の文字や画像を形成するのである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a print head utilizing a piezoelectric type droplet ejecting device has been proposed. This is to change the volume of the liquid chamber by the dimensional displacement of the piezoelectric actuator so that the liquid (ink) in the liquid chamber is ejected from the nozzle when the volume decreases and the ink is introduced into the liquid chamber when the volume increases. Is. Then, a large number of such droplet ejecting devices are arranged close to each other, and ink is ejected from the droplet ejecting device at a predetermined position,
The desired character or image is formed.

【0003】従来の圧電式の液滴噴射装置を利用したイ
ンクジェットプリントヘッドとして、例えば図16に示
すようなものがある。図16は、従来の圧電式インクジ
ェットヘッドの拡大断面図である。この圧電式インクジ
ェットヘッドは、外部に開口するノズル15と、インク
をノズル15に供給するための圧力室16と、図示しな
いインク供給源からインクをインク供給孔18を介して
複数の圧力室16に分配する共通インク室12aと、イ
ンクを吐出させるための圧力を圧力室16に与える圧力
発生部28aを備えるアクチュエータとを備えた構成と
なっていた。
As an ink jet print head using a conventional piezoelectric type liquid droplet ejecting apparatus, there is one shown in FIG. 16, for example. FIG. 16 is an enlarged sectional view of a conventional piezoelectric inkjet head. This piezoelectric ink jet head has nozzles 15 that open to the outside, pressure chambers 16 for supplying ink to the nozzles 15, and ink from an ink supply source (not shown) to a plurality of pressure chambers 16 via ink supply holes 18. The common ink chamber 12a to be distributed and the actuator including the pressure generating portion 28a for applying the pressure for ejecting the ink to the pressure chamber 16 are provided.

【0004】圧力発生部28aは、圧電アクチュエータ
20において、駆動電極24とコモン電極25とが圧電
アクチュエータ20の圧電シート22を挟んでいる部分
であり、駆動電極24からコモン電極25に向かう方向
に分極処理されている。駆動電極24とコモン電極25
との間に、上記分極処理を施した方向と一致する電界を
印加すると、圧力発生部28aは圧電アクチュエータ2
0の厚み方向に伸長変位する。この変位により、圧力室
16の容積が減少し、圧力室16内のインクが押し出さ
れて、圧力室16に連通するノズル15からインク液滴
が噴射される。
The pressure generating portion 28a is a portion of the piezoelectric actuator 20 in which the drive electrode 24 and the common electrode 25 sandwich the piezoelectric sheet 22 of the piezoelectric actuator 20, and is polarized in the direction from the drive electrode 24 to the common electrode 25. Is being processed. Drive electrode 24 and common electrode 25
When an electric field that matches the direction in which the polarization process is performed is applied between the pressure generating portion 28a and the piezoelectric actuator 2
It is stretched and displaced in the thickness direction of 0. Due to this displacement, the volume of the pressure chamber 16 is reduced, the ink in the pressure chamber 16 is pushed out, and ink droplets are ejected from the nozzle 15 communicating with the pressure chamber 16.

【0005】そして、より効率よく、即ち低い電圧で、
必要な噴射速度、体積を有するインク液滴を噴射させる
ために、圧力発生部28aは、圧力室16のほぼ全体に
わたって配置されていた。
And more efficiently, that is, at low voltage,
In order to eject the ink droplets having the required ejection velocity and volume, the pressure generating portion 28a is arranged over almost the entire pressure chamber 16.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のインクジェットプリントヘッドでは、圧力
発生部が圧力室のほぼ全体にわたって配置されたため
に、圧力発生部の面積に比例する静電容量が増加し、エ
ネルギー効率が悪く、駆動するための電源系のコストが
増加する問題があった。
However, in the conventional ink jet print head as described above, since the pressure generating portion is arranged over almost the entire pressure chamber, the capacitance proportional to the area of the pressure generating portion increases. However, there is a problem that the energy efficiency is poor and the cost of the power supply system for driving increases.

【0007】また、上記のようなインクジェットプリン
トヘッドでは、駆動電圧を印加したときに圧力室の容積
を小さくし、インク液滴を噴射するという、いわゆる押
し打ちには適しているが、この方法によると、インクの
供給が間に合わず、あまり駆動周波数があげられないと
いう問題がある。また、この方法では、インク液滴の体
積もあまり大きくはできないという問題がある。
Further, in the ink jet print head as described above, it is suitable for so-called pushing, that is, the volume of the pressure chamber is reduced when a driving voltage is applied, and ink droplets are ejected. Therefore, there is a problem that the ink cannot be supplied in time and the driving frequency cannot be increased so much. Further, this method has a problem that the volume of the ink droplet cannot be made too large.

【0008】そのため、駆動周波数を上げたり、液滴の
体積を増大するための方法として、先ず圧力室の容積を
大きくして、その後圧力室内の圧力が負から正になるタ
イミングで圧力室の容積を元に戻すという、いわゆる引
き打ちをしようとする場合には、常時電圧を印加して圧
力室の容積を常に小さくしておき、噴射時にのみ電圧印
加を遮断するという方法を用いる必要があり、エネルギ
ー効率が一層悪くなる。
Therefore, as a method for increasing the driving frequency or increasing the volume of the droplet, the volume of the pressure chamber is first increased, and then the volume of the pressure chamber is changed from negative to positive. In the case of trying to perform so-called knock-out, that is, to restore the original, it is necessary to always apply a voltage to keep the volume of the pressure chamber small and to interrupt the voltage application only at the time of injection, Energy efficiency becomes worse.

【0009】このときインク室の容積を増大するため
に、逆の電界をかけることも考えられるが、その場合、
分極反転が起こらないような低電界しか印加できず、十
分なインク液滴を噴射することはできない。
At this time, in order to increase the volume of the ink chamber, it is conceivable to apply a reverse electric field, but in that case,
Only a low electric field that prevents polarization reversal can be applied, and sufficient ink droplets cannot be ejected.

【0010】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、圧力発生部の配置面積を低減し
てエネルギー効率を良くするとともに、駆動時にのみ電
圧を印加して引き打ちができる液滴噴射装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and reduces the arrangement area of the pressure generating portion to improve energy efficiency, and at the same time, a voltage is applied during driving to cause a strike-out. It is an object of the present invention to provide a liquid droplet ejecting apparatus that can be used.

【0011】[0011]

【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に記載の液滴噴射装置は、外部に開口する
ノズルと、そのノズルのそれぞれに対して液体を供給す
るための圧力室と、前記ノズルから液体を吐出させるた
めの圧力を前記圧力室に与える圧力発生部と、前記圧力
室と前記圧力発生部との間に配置される振動板とを備え
た液滴噴射装置において、前記振動板は、支点部を挟ん
で相互に反対に連携して変位する第1の部分と第2の部
分とを有し、前記圧力発生部を前記第1の部分と対向配
置し、少なくとも前記第2の部分を前記圧力室と対向配
置してなり、前記圧力発生部からの圧力によって前記第
1の部分を変位させることで、前記支点部を挟んで前記
第1の部分とは反対側の前記第2の部分を、前記第1の
部分における容積変位の大きさよりも大きな容積だけ変
位させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a liquid droplet ejecting apparatus according to a first aspect of the present invention is provided with a nozzle that opens to the outside and a pressure for supplying liquid to each of the nozzles. A droplet ejecting apparatus comprising: a chamber, a pressure generating unit that applies a pressure for ejecting a liquid from the nozzle to the pressure chamber, and a vibration plate that is arranged between the pressure chamber and the pressure generating unit. The diaphragm has a first portion and a second portion that are displaced in opposite relation to each other with a fulcrum portion interposed therebetween, and the pressure generating portion is arranged to face the first portion, and at least The second portion is arranged so as to face the pressure chamber, and the first portion is displaced by the pressure from the pressure generating portion, so that the second portion is opposite to the first portion with the fulcrum portion interposed therebetween. The second portion of the volume in the first portion Than-position of the size and wherein the displacing only in a large volume.

【0012】この構成の液滴噴射装置では、圧力発生部
から第1の部分に圧力を与えて第1の部分を変位させる
と、第2の部分が第1の部分と逆側に第1の部分よりも
大きな容積だけ変位する。このため、第1の部分に圧力
を与える圧力発生部の面積が小さくてもつまり小さなエ
ネルギーで第2の部分に大きな容積変化を与えることが
できる。
In the liquid droplet ejecting apparatus having this structure, when pressure is applied from the pressure generating portion to the first portion to displace the first portion, the second portion moves to the opposite side of the first portion to the first portion. It is displaced by a larger volume than the part. Therefore, even if the area of the pressure generating portion that applies pressure to the first portion is small, a large volume change can be given to the second portion with a small energy.

【0013】請求項2に記載の液滴噴射装置は、請求項
1に記載の液滴噴射装置の構成に加え、前記第1の部分
と第2の部分は、前記圧力室の長手方向に並んで位置
し、その長手方向において第2の部分は前記第1の部分
よりも長いことを特徴とする。
According to a second aspect of the invention, in addition to the structure of the first aspect, the first portion and the second portion are arranged in the longitudinal direction of the pressure chamber. And the second portion is longer than the first portion in the longitudinal direction.

【0014】この構成の液滴噴射装置では、請求項1に
記載の液滴噴射装置の作用に加え、第2の部分は前記第
1の部分よりも長手方向に長いため、第1の部分に圧力
を与えて第1の部分を変位させると、テコの原理により
第2の部分が第1の部分と逆側に第1の部分よりも大き
な容積だけ変位する。このため、第1の部分に圧力を与
える圧力発生部の面積が小さくても第2の部分に大きな
容積変化を与えることができる。
In the liquid drop ejecting apparatus having this structure, in addition to the function of the liquid drop ejecting apparatus according to the first aspect, the second portion is longer than the first portion in the longitudinal direction, so that the first portion is When pressure is applied to displace the first portion, the second portion is displaced on the side opposite to the first portion by a larger volume than the first portion due to the principle of leverage. Therefore, even if the area of the pressure generating portion that applies pressure to the first portion is small, a large volume change can be given to the second portion.

【0015】請求項3に記載の液滴噴射装置は、請求項
1または2に記載の液滴噴射装置の構成に加え、前記圧
力発生部は、圧電材料とその分極方向に対向して位置す
る電極とを備え、電極への電圧の印加により圧電材料を
伸長させるものであって、その伸長にともなう前記第1
の部分の変位とは反対方向に前記第2の部分を前記圧力
室を拡大するように変位させることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the liquid droplet ejecting device, the pressure generating portion is located opposite to the piezoelectric material in the polarization direction thereof. An electrode, wherein the piezoelectric material is expanded by applying a voltage to the electrode, and the first material according to the expansion
The second portion is displaced in a direction opposite to the displacement of the portion so as to expand the pressure chamber.

【0016】この構成の液滴噴射装置では、請求項1ま
たは2に記載の液滴噴射装置の作用に加え、圧力発生部
の電極へ電圧を印加すると圧電材料が伸長して第1の部
分を変位させ、支点部がテコになって第2の部分が第1
の部分と逆側に圧力室を拡大するように変位する。従っ
て、圧力発生部の面積が小さくてもテコの原理により圧
力室が大きく拡大するので、圧力発生部の静電容量を小
さくし、電圧を低く抑えることができる。また、電圧を
印加すると第2の部分が変位して圧力室を拡大するの
で、噴射の際に電圧を印加して引き打ちをすることが可
能になり、常時電圧を印加して噴射時に電圧を遮断する
方法に比べて電源系のコストを低減できる。
In the liquid drop ejecting device having this structure, in addition to the function of the liquid drop ejecting device according to the first or second aspect, when a voltage is applied to the electrode of the pressure generating part, the piezoelectric material expands to cause the first part to expand. Displace, the fulcrum part is a lever and the second part is the first
It is displaced so as to expand the pressure chamber on the side opposite to the part. Therefore, even if the area of the pressure generating portion is small, the pressure chamber is greatly expanded due to the lever principle, so that the capacitance of the pressure generating portion can be reduced and the voltage can be suppressed low. Also, when a voltage is applied, the second portion is displaced and the pressure chamber is expanded, so that it is possible to apply a voltage during ejection and to perform a strike-out. The cost of the power supply system can be reduced as compared with the method of shutting off.

【0017】請求項4に記載の液滴噴射装置は、外部に
開口するノズルと、そのノズルに対して液体を供給する
ための圧力室と、前記ノズルから液体を噴射させるため
の圧力を前記圧力室に与える圧力発生部と、前記圧力室
と前記圧力発生部との間に配置される振動板とを備えた
液滴噴射装置において、前記圧力発生部は、圧電材料と
その分極方向に対向して位置する電極とを備え、電極へ
の電圧の印加により圧電材料を伸長させるものであっ
て、前記振動板は、支点部を挟んで相互に反対に連携し
て変位する第1の部分と第2の部分とを有し、前記圧力
発生部を前記第1の部分と対向配置し、少なくとも前記
第2の部分を前記圧力室と対向配置してなり、前記圧力
発生部からの圧力によって前記第1の部分を変位させる
ことで、前記支点部を挟んで前記第1の部分とは反対側
の前記第2の部分を、前記圧力室を拡大する方向に変位
させることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a liquid droplet ejecting apparatus, a nozzle opening to the outside, a pressure chamber for supplying the liquid to the nozzle, and a pressure for ejecting the liquid from the nozzle at the pressure. In a liquid droplet ejecting apparatus including a pressure generating section applied to a chamber and a vibrating plate arranged between the pressure chamber and the pressure generating section, the pressure generating section faces the piezoelectric material in the polarization direction thereof. A piezoelectric material is extended by applying a voltage to the electrode, wherein the vibrating plate has a first portion and a first portion that are displaced in cooperation with each other with a fulcrum portion interposed therebetween. Two parts, the pressure generating part is arranged to face the first part, and at least the second part is arranged to face the pressure chamber. By displacing the part of 1, the fulcrum part Sandwiched therebetween and the first part of the second portion of the opposite side, characterized in that for displacing in a direction to expand the pressure chamber.

【0018】この構成の液滴噴射装置では、圧力発生部
の電極へ電圧を印加すると圧電材料が伸長して第1の部
分を変位させ、支点部がテコになって第2の部分が第1
の部分と逆側に圧力室を拡大するように変位する。従っ
て、圧力発生部の面積が小さくてもテコの原理により圧
力室が大きく拡大するので、圧力発生部の静電容量を小
さくし、電圧を低く抑えることができる。また、電圧を
印加すると第2の部分が変位して圧力室を拡大するの
で、噴射の際に電圧を印加して引き打ちをすることが可
能になり、常時電圧を印加して噴射時に電圧を遮断する
方法に比べて電源系のコストを低減できる。
In the liquid droplet ejecting apparatus having this structure, when a voltage is applied to the electrode of the pressure generating portion, the piezoelectric material expands and displaces the first portion, and the fulcrum portion becomes a lever and the second portion becomes the first portion.
It is displaced so as to expand the pressure chamber on the side opposite to the part. Therefore, even if the area of the pressure generating portion is small, the pressure chamber is greatly expanded due to the lever principle, so that the capacitance of the pressure generating portion can be reduced and the voltage can be suppressed low. Also, when a voltage is applied, the second portion is displaced and the pressure chamber is expanded, so that it is possible to apply a voltage during ejection and to perform a strike-out. The cost of the power supply system can be reduced as compared with the method of shutting off.

【0019】請求項5に記載の液滴噴射装置は、請求項
3または4に記載の液滴噴射装置の構成に加え、前記圧
力発生部は、前記圧力室全体を覆うアクチュエータユニ
ットにおいて前記振動板の第1の部分に対向して位置
し、前記振動板は、前記第1の部分において前記圧力発
生部と当接し、前記第2の部分と前記アクチュエータユ
ニットとの間に空間を形成して配置したことを特徴とす
る。
According to a fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of the third or fourth aspect of the liquid droplet ejecting apparatus, the pressure generating unit includes the vibration plate in an actuator unit that covers the entire pressure chamber. Of the diaphragm, the diaphragm abuts on the pressure generating portion in the first portion, and forms a space between the second portion and the actuator unit. It is characterized by having done.

【0020】この構成の液滴噴射装置では、請求項3ま
たは4に記載の液滴噴射装置の作用に加え、圧力発生部
の電極へ電圧を印加すると、圧力発生部に対向する振動
板の第1の部分が変位し、支点部のまわりに第2の部分
がアクチュエータユニットとの間にある空間に変位し
て、圧力室の容積を拡大する。
In addition to the operation of the liquid droplet ejecting apparatus according to the third or fourth aspect of the present invention, when a voltage is applied to the electrode of the pressure generating unit, the liquid droplet ejecting apparatus of the present invention has a diaphragm plate facing the pressure generating unit. The first portion is displaced, and the second portion is displaced around the fulcrum portion into the space between the fulcrum portion and the actuator unit, thereby expanding the volume of the pressure chamber.

【0021】請求項6に記載の液滴噴射装置は、請求項
5に記載の液滴噴射装置の構成に加え、前記ノズル及び
圧力室は、複数個あり、前記アクチュエータユニット及
び振動板は、複数の圧力室に跨って延在し、前記圧力発
生部は前記圧力室に対応して前記アクチュエータユニッ
トに複数個あることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the invention, in addition to the configuration of the fifth aspect, the nozzle and the pressure chamber are plural, and the actuator unit and the vibration plate are plural. In the actuator unit, there are a plurality of pressure generating portions corresponding to the pressure chambers.

【0022】この構成の液滴噴射装置では、請求項5に
記載の液滴噴射装置の作用に加え、1つのアクチュエー
タユニット及び振動板を複数のノズル、圧力室に跨って
使用するため、多数の噴射機構を集積して解像度を高め
ることができる。
In the liquid drop ejecting apparatus having this structure, in addition to the operation of the liquid drop ejecting apparatus according to the fifth aspect, since one actuator unit and the vibration plate are used across a plurality of nozzles and pressure chambers, a large number of them are used. The injection mechanism can be integrated to improve the resolution.

【0023】請求項7に記載の液滴噴射装置は、請求項
5または6に記載の液滴噴射装置の構成に加え、前記振
動板は、前記第1の部分と第2の部分との間で前記アク
チュエータユニットに当接する突起部分を有し、その突
起部分近傍を前記支点部分として変位することを特徴と
する。
According to a seventh aspect of the invention, in addition to the configuration of the fifth or sixth aspect of the liquid droplet ejecting device, the vibrating plate is provided between the first portion and the second portion. And has a protruding portion that comes into contact with the actuator unit, and the vicinity of the protruding portion is displaced as the fulcrum portion.

【0024】この構成の液滴噴射装置では、請求項5ま
たは6に記載の液滴噴射装置の作用に加え、振動板に突
起を作ることによって、振動板がテコのように運動する
ための支点を特別な部材を必要とすることなく容易に形
成できる。
In addition to the function of the droplet ejecting device according to the fifth or sixth aspect, the droplet ejecting device having this structure has a fulcrum for making the vibrating plate move like a lever by forming a protrusion on the vibrating plate. Can be easily formed without requiring a special member.

【0025】請求項8に記載の液滴噴射装置は、請求項
1乃至6のいずれかに記載の液滴噴射装置の構成に加
え、前記振動板の第1の部分は、前記圧力室外に位置
し、その第1の部分と前記第2の部分との間で前記圧力
室の外壁に当接する前記振動板の部分近傍を前記支点部
分として前記振動板は変位することを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first to sixth aspects, the first portion of the diaphragm is located outside the pressure chamber. The diaphragm is displaced between the first portion and the second portion with the vicinity of the portion of the diaphragm that abuts the outer wall of the pressure chamber as the fulcrum portion.

【0026】この構成の液滴噴射装置では、請求項1乃
至6のいずれかに記載の液滴噴射装置の作用に加え、第
1の部分が圧力室内に変位せず、第2の部分により圧力
室全体を同じ方向に変形させるので、圧力室の容積が減
少することがなく、効率よく圧力室の容積を拡大でき
る。
In the liquid drop ejecting apparatus having this structure, in addition to the function of the liquid drop ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 6, the first portion is not displaced into the pressure chamber, and the pressure is applied by the second portion. Since the entire chamber is deformed in the same direction, the volume of the pressure chamber does not decrease, and the volume of the pressure chamber can be efficiently expanded.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の液滴噴射装置をイ
ンクジェットヘッドに適用した実施の形態を添付図面に
基づいて説明する。図1は、本発明のインクジェットヘ
ッドを搭載したカラーインクジェットプリンタの概略を
示す斜視図である。図1に示すように、このインクジェ
ットプリンタ100は、例えば、シアン、マゼンタ、イ
エロー、ブラックの4色のカラーインクがそれぞれ充填
されるインクカートリッジ61と、図中矢印B方向に搬
送される用紙62に印刷するための圧電式インクジェッ
トヘッド6を備えたヘッドユニット63と、インクカー
トリッジ61及びヘッドユニット63が搭載されるキャ
リッジ64と、このキャリッジ64を用紙62の搬送方
向と直交する方向に往復移動させる駆動ユニット65
と、キャリッジ64の往復移動方向に延び、圧電式イン
クジェットヘッド6と対向配置されるプラテンローラ6
6と、パージ装置67とを備えている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments in which the droplet jetting device of the present invention is applied to an ink jet head will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the outline of a color inkjet printer equipped with the inkjet head of the present invention. As shown in FIG. 1, the inkjet printer 100 includes, for example, an ink cartridge 61 filled with four color inks of cyan, magenta, yellow, and black, and a paper 62 conveyed in the direction of arrow B in the figure. A head unit 63 provided with the piezoelectric inkjet head 6 for printing, a carriage 64 on which the ink cartridge 61 and the head unit 63 are mounted, and a drive for reciprocating the carriage 64 in a direction orthogonal to the conveyance direction of the paper 62. Unit 65
And a platen roller 6 that extends in the reciprocating direction of the carriage 64 and is arranged to face the piezoelectric inkjet head 6.
6 and a purging device 67.

【0028】駆動ユニット65は、キャリッジ64の下
端部に配置されたプラテンローラ66と平行に延びるキ
ャリッジ軸71と、キャリッジ64の上端部に配置され
キャリッジ軸71と平行に延びるガイド板72と、その
キャリッジ軸71とガイド板72との間であって、キャ
リッジ軸71の両端部に配置される2つのプーリ73,
74と、これらプーリ73,74の間に掛け渡されるエ
ンドレスベルト75とから構成されている。一方のプー
リ73が、モータ76の駆動により正逆回転されると、
そのプーリ73の正逆回転に伴って、エンドレスベルト
75に接合されているキャリッジ64が、キャリッジ軸
71及びガイド板72に沿って、直線方向に往復移動さ
れるようになっている。
The drive unit 65 has a carriage shaft 71 extending in parallel with the platen roller 66 arranged at the lower end of the carriage 64, a guide plate 72 arranged at the upper end of the carriage 64 extending in parallel with the carriage shaft 71, and its guide plate 72. Two pulleys 73 arranged between the carriage shaft 71 and the guide plate 72 at both ends of the carriage shaft 71,
74 and an endless belt 75 stretched between these pulleys 73, 74. When one of the pulleys 73 is rotated forward and backward by the drive of the motor 76,
With the forward and reverse rotation of the pulley 73, the carriage 64 joined to the endless belt 75 is linearly reciprocated along the carriage shaft 71 and the guide plate 72.

【0029】用紙62は、カラーインクジェットプリン
タ100の側方に設けられた図示しない給紙カセットか
ら給紙され、圧電式インクジェットヘッド6と、プラテ
ンローラ66との間に導入されて、圧電式インクジェッ
トヘッド6から吐出されるインクにより所定の印刷がな
され、その後、排紙される。尚、図1においては、用紙
62の給紙機構及び排紙機構の図示を省略している。
The paper 62 is fed from a paper feed cassette (not shown) provided on the side of the color ink jet printer 100, introduced between the piezoelectric ink jet head 6 and the platen roller 66, and the piezoelectric ink jet head. Predetermined printing is performed with the ink ejected from 6, and then the paper is ejected. In FIG. 1, the paper feed mechanism and the paper discharge mechanism for the paper 62 are not shown.

【0030】パージ装置67は、プラテンローラ66の
側方に設けられ、ヘッドユニット63がリセット位置に
ある時に、圧電式インクジェットヘッド6と対向するよ
うに配置されている。このパージ装置67は、圧電式イ
ンクジェットヘッド6の後述する複数のノズル15を覆
うようにその開口面に対し当接するキャップ81と、ポ
ンプ82と、カム83と、インク貯留部84とを備えて
いる。そして、ヘッドユニット63がリセット位置にあ
る時に、圧電式インクジェットヘッド6のノズル15を
キャップ81で覆い、圧電式インクジェットヘッド6の
内部に溜まる気泡等を含んだ不良インクを、カム83の
駆動に伴ってポンプ82が吸引することにより、圧電式
インクジェットヘッド6の回復を図るようになってい
る。これにより、インクの初期導入時におけるインクの
滞留や気泡の成長等に起因する吐出不良等を防止するこ
とができる。尚、吸引された不良インクは、インク貯留
部84に貯められる。
The purging device 67 is provided on the side of the platen roller 66 and is arranged so as to face the piezoelectric ink jet head 6 when the head unit 63 is in the reset position. The purging device 67 includes a cap 81 that abuts against an opening surface of a plurality of nozzles 15 of the piezoelectric inkjet head 6 described later, a pump 82, a cam 83, and an ink storage portion 84. . Then, when the head unit 63 is at the reset position, the nozzles 15 of the piezoelectric inkjet head 6 are covered with the cap 81, and defective ink containing bubbles and the like accumulated inside the piezoelectric inkjet head 6 is driven by the driving of the cam 83. When the pump 82 sucks the ink, the piezoelectric ink jet head 6 is recovered. As a result, it is possible to prevent ejection failure and the like due to the retention of ink and the growth of bubbles during the initial introduction of ink. The sucked defective ink is stored in the ink storage portion 84.

【0031】次に、図2乃至図5を参照して、ヘッドユ
ニット63の構造について説明する。図2は、ヘッドユ
ニット63を倒立させた状態の斜視図である。図3は、
図2のヘッドユニット63の分解斜視図である。図4
は、上方から見たヘッドユニット63の分解斜視図であ
る。図5は、ヘッドユニット63の底面図である。
Next, the structure of the head unit 63 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a perspective view of the head unit 63 in an inverted state. Figure 3
FIG. 3 is an exploded perspective view of the head unit 63 of FIG. 2. Figure 4
FIG. 6 is an exploded perspective view of the head unit 63 as seen from above. FIG. 5 is a bottom view of the head unit 63.

【0032】図2乃至図5に示すように、用紙62に沿
って走行するキャリッジ64に搭載されるヘッドユニッ
ト63は、上面開放の略箱状に形成されており、その上
方から4つのインクカートリッジ61を着脱自在に装着
できるカートリッジ搭載部3を有し、このカートリッジ
搭載部3の一側部位3aには、各インクカートリッジ6
1のインク放出部(図示せず)に接続可能なインク供給
路4a,4b,4c,4dがヘッドユニット63の底板
5の下面まで連通している。尚、このカートリッジ搭載
部3の一側部位3aの上面には、各インクカートリッジ
61のインク放出部(図示せず)と密接できるようにし
たゴム製等のパッキン(図示せず)が配置されている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the head unit 63 mounted on the carriage 64 that runs along the paper 62 is formed in a substantially box-like shape with its upper surface opened, and four ink cartridges are provided from above. There is a cartridge mounting portion 3 to which the ink cartridge 61 can be detachably mounted, and one side portion 3a of the cartridge mounting portion 3 has each ink cartridge 6
Ink supply paths 4a, 4b, 4c, and 4d connectable to one ink discharge portion (not shown) communicate with the lower surface of the bottom plate 5 of the head unit 63. A packing (not shown) made of rubber or the like is arranged on the upper surface of the one side portion 3a of the cartridge mounting portion 3 so as to be in close contact with the ink discharge portion (not shown) of each ink cartridge 61. There is.

【0033】底板5は、カートリッジ搭載部3から一段
下に突出するようにして水平状に形成され、図3及び図
5に示すように、底板5の下面側には、圧電式インクジ
ェットヘッド6を2つ並列させて配置するための2つの
支持部8が段付き状に形成されている。各支持部8に
は、UV接着剤にて固定するための複数の空所9a,9
bが上下に貫通するように形成されている。
The bottom plate 5 is formed horizontally so as to project downward from the cartridge mounting portion 3 by one step. As shown in FIGS. 3 and 5, a piezoelectric ink jet head 6 is provided on the lower surface side of the bottom plate 5. Two support portions 8 for arranging two in parallel are formed in a stepped shape. Each supporting portion 8 has a plurality of cavities 9a, 9 for fixing with UV adhesive.
b is formed so as to penetrate vertically.

【0034】各支持部8の一端には、インク供給路4a
〜4dを介してインクカートリッジ61と連通する連通
部46a,46b,46c,46dが設けられており、
この連通部46a〜46dの外周には、平面視で8の字
状等の嵌合溝48が凹設されている。この嵌合溝48に
は、リング状のゴム製等のパッキン47が挿入されてお
り、圧電式インクジェットヘッド6が支持部8に接着固
定されたときには、このパッキン47の先端が後述する
圧電式インクジェットヘッド6のインク供給口19a
(図8参照)の外周へ押圧され、このインク供給口19
aとの当接箇所が密閉されるのである。
An ink supply path 4a is provided at one end of each support portion 8.
Communication portions 46a, 46b, 46c, and 46d that communicate with the ink cartridge 61 via the through 4d are provided.
A fitting groove 48 having a figure-eight shape or the like in a plan view is provided on the outer periphery of the communication portions 46a to 46d. A ring-shaped packing 47 made of rubber or the like is inserted into the fitting groove 48. When the piezoelectric inkjet head 6 is adhesively fixed to the support portion 8, the tip of the packing 47 is a piezoelectric inkjet described later. Ink supply port 19a of head 6
The ink supply port 19 is pressed against the outer periphery (see FIG. 8).
The contact point with a is sealed.

【0035】そして、接着固定された圧電式インクジェ
ットヘッド6を保護するための保護カバー44が、圧電
式インクジェットヘッド6の固定された底板5を覆うよ
うに取り付けられる。この保護カバー44には、圧電式
インクジェットヘッド6のノズル15が露出されるよう
に、保護カバー44の長手方向に沿って2つの楕円形状
の開口が設けられている。さらに、長手方向の両端部は
略コの字状に折り曲げられており、保護カバー44が固
定される場合には、この折り目に沿うように、圧電式イ
ンクジェットヘッド6のフレキシブルフラットケーブル
40がヘッドユニット63の上方に折り曲げられて固定
されるようになっている。
A protective cover 44 for protecting the piezoelectric ink jet head 6 fixed by adhesion is attached so as to cover the fixed bottom plate 5 of the piezoelectric ink jet head 6. The protective cover 44 is provided with two elliptical openings along the longitudinal direction of the protective cover 44 so that the nozzles 15 of the piezoelectric inkjet head 6 are exposed. Further, both ends in the longitudinal direction are bent in a substantially U-shape, and when the protective cover 44 is fixed, the flexible flat cable 40 of the piezoelectric inkjet head 6 is head unit so as to follow the fold line. It is adapted to be bent and fixed above 63.

【0036】次に、図6乃至図10を参照して、圧電式
インクジェットヘッド6の構造について説明する。図6
は、圧電式インクジェットヘッド6の分解斜視図であ
る。図7は、圧電式インクジェットヘッド6の側方断面
図である。図8は、キャビティプレート10の分解斜視
図である。図9は、キャビティプレート10の要部を拡
大した分解斜視図である。図10は、圧電アクチュエー
タ20の要部を拡大した分解斜視図である。
Next, the structure of the piezoelectric ink jet head 6 will be described with reference to FIGS. 6 to 10. Figure 6
FIG. 3 is an exploded perspective view of the piezoelectric inkjet head 6. FIG. 7 is a side sectional view of the piezoelectric inkjet head 6. FIG. 8 is an exploded perspective view of the cavity plate 10. FIG. 9 is an exploded perspective view in which a main part of the cavity plate 10 is enlarged. FIG. 10 is an exploded perspective view in which a main part of the piezoelectric actuator 20 is enlarged.

【0037】図6及び図7に示すように、圧電式インク
ジェットヘッド6は、複数枚の積層型のキャビティプレ
ート10と、キャビティプレート10に対して振動板2
9aを挟んで接着剤または接着シートを介して接着・積
層されるプレート型の圧電アクチュエータ20と、その
上面に外部機器との電気的接続のためのフレキシブルフ
ラットケーブル40とが接着剤にて重ね接合されて構成
されており、最下層のキャビティプレート10の下面側
に開口されたノズル15から下向きにインクが噴射され
るようになっている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the piezoelectric ink jet head 6 includes a plurality of laminated cavity plates 10 and a diaphragm 2 for the cavity plates 10.
A plate-type piezoelectric actuator 20, which is adhered and laminated via an adhesive or an adhesive sheet with 9a sandwiched between it, and a flexible flat cable 40 for electrical connection with an external device, is lap-bonded on the upper surface thereof with an adhesive. Ink is ejected downward from the nozzles 15 that are opened on the lower surface side of the lowermost cavity plate 10.

【0038】次に、図8に示すように、キャビティプレ
ート10は、ノズルプレート11と、二枚のマニホール
ドプレート12と、スペーサプレート13と、ベースプ
レート14との五枚の薄い金属板をそれぞれ接着剤にて
重ね積層した構造である。本実施形態では、これらの各
プレート11〜14は、42%ニッケル合金鋼板(42
合金)製で、50μm〜150μm程度の厚さを有してい
る。尚、これらの各プレート11〜14は、金属に限ら
ず、例えば、樹脂により形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 8, the cavity plate 10 comprises five thin metal plates, that is, a nozzle plate 11, two manifold plates 12, a spacer plate 13 and a base plate 14, which are respectively bonded with adhesive. It is a structure that is laminated and laminated. In the present embodiment, each of these plates 11 to 14 includes a 42% nickel alloy steel plate (42
Alloy) and has a thickness of about 50 μm to 150 μm. The plates 11 to 14 are not limited to metal and may be formed of resin, for example.

【0039】また、図9に示すように、ベースプレート
14には、長手方向の中心線14a,14bに対して直
交する方向に延びる細幅の複数の圧力室16が千鳥足状
配列で穿設されている。また、各圧力室16に対応し
て、それぞれの圧力室16よりもベースプレート14の
短手方向の両端側の位置にインク供給孔16bがそれぞ
れ穿設されており、その間に凹設された絞り部16dに
よって、各圧力室16と各インク供給孔16bとがそれ
ぞれ接続されている。各インク供給孔16bは、スペー
サプレート13の短手方向における左右両側部位に穿設
された各インク供給孔18を介して、マニホールドプレ
ート12における共通インク室12aに連通している。
ここで、各絞り部16dにおけるインクが流れる方向と
直交する方向の断面積は、各圧力室16における同方向
の断面積より小さい構造となっている。これは、噴射時
にインク供給孔16bへ向かって逆流するインクに対し
て流路抵抗を増すためである。また、各圧力室16の一
端部16aは、ノズルプレート11における千鳥足状配
列のノズル15に、スペーサプレート13及び二枚のマ
ニホールドプレート12に同じく千鳥足状配列で穿設さ
れている微小径の貫通孔17を介して連通している。
Further, as shown in FIG. 9, a plurality of narrow pressure chambers 16 extending in a direction orthogonal to the longitudinal centerlines 14a and 14b are formed in the base plate 14 in a staggered arrangement. There is. Corresponding to each pressure chamber 16, ink supply holes 16b are respectively formed at positions on both ends in the lateral direction of the base plate 14 with respect to the respective pressure chambers 16, and a narrowed portion recessed between the ink supply holes 16b. Each pressure chamber 16 and each ink supply hole 16b are connected by 16d. Each ink supply hole 16b communicates with the common ink chamber 12a in the manifold plate 12 via each ink supply hole 18 formed at both left and right sides of the spacer plate 13 in the lateral direction.
Here, the cross-sectional area of each throttle portion 16d in the direction orthogonal to the ink flowing direction is smaller than the cross-sectional area of each pressure chamber 16 in the same direction. This is to increase the flow path resistance for the ink that flows back toward the ink supply hole 16b during ejection. Further, one end portion 16a of each pressure chamber 16 has a minute diameter through hole formed in the staggered array of nozzles 15 in the nozzle plate 11, the spacer plate 13 and the two manifold plates 12 in the staggered array. It communicates through 17.

【0040】そして、図8に示すように、ベースプレー
ト14及びスペーサプレート13には、インクカートリ
ッジ61からインクをマニホールドプレート12におけ
る共通インク室12aに供給するためのインク供給孔1
9a,19bが、それぞれ、穿設されている。また、二
枚のマニホールドプレート12には、ノズルプレート1
1における複数のノズル15のなす列を挟み、共通イン
ク室12a,12bが長手方向に沿って2つ設けられて
いる。共通インク室12a,12bは各マニホールドプ
レート12を貫通した開口として形成されており、上下
重なった開口が1つの共通インク室を形成し、一方の共
通インク室12aは一方の列の圧力室に連通し、他方の
共通インク室12bは、他方の列の圧力室に連通してい
る(図9参照)。この共通インク室12a,12bは、
ベースプレート14における複数の圧力室16がなす面
と平行な面内に位置し、かつ、この複数の圧力室16よ
りも、ノズルプレート11における複数のノズル15開
口面側に、複数のノズル15がなす列方向に長く延びて
いる。
As shown in FIG. 8, the ink supply holes 1 for supplying the ink from the ink cartridge 61 to the common ink chamber 12a in the manifold plate 12 are formed in the base plate 14 and the spacer plate 13.
9a and 19b are respectively drilled. In addition, the nozzle plate 1 is attached to the two manifold plates 12.
Two common ink chambers 12a and 12b are provided along the longitudinal direction so as to sandwich the row formed by the plurality of nozzles 15 in one. The common ink chambers 12a and 12b are formed as openings penetrating each manifold plate 12, and the openings that are vertically overlapped form one common ink chamber, and one common ink chamber 12a communicates with the pressure chamber of one row. However, the other common ink chamber 12b communicates with the pressure chambers in the other row (see FIG. 9). The common ink chambers 12a and 12b are
A plurality of nozzles 15 are located in a plane parallel to the plane of the plurality of pressure chambers 16 of the base plate 14 and closer to the opening surface side of the plurality of nozzles 15 of the nozzle plate 11 than the plurality of pressure chambers 16. It extends long in the row direction.

【0041】また、共通インク室12a,12bは、イ
ンク供給孔19a,19bから離れた端部(C部)にお
いて、インク供給孔19a,19bから離れる方向に、
その断面積が一定割合で減少する形状である。これは、
共通インク室12a,12bの端部(C部)に溜まりや
すい残留気泡を排出しやすいようにするためである。こ
の共通インク室12a,12bは、二枚のマニホールド
プレート12に対するノズルプレート11及びスペーサ
プレート13の積層により密閉される構造になってい
る。
Further, the common ink chambers 12a and 12b are separated from the ink supply holes 19a and 19b at the ends (C portions) in the direction away from the ink supply holes 19a and 19b.
The shape is such that its cross-sectional area decreases at a constant rate. this is,
This is for facilitating the discharge of residual bubbles that tend to accumulate at the ends (C portions) of the common ink chambers 12a and 12b. The common ink chambers 12a and 12b have a structure in which the nozzle plate 11 and the spacer plate 13 are stacked on the two manifold plates 12 to be hermetically sealed.

【0042】ノズルプレート11には、微小径(本実施
形態では、25μm程度)の複数のインク噴射用のノズ
ル15が、ノズルプレート11における長手方向の中心
線11a,11bに沿って、微小ピッチPの間隔で千鳥
足状配列で穿設されている。そして、それぞれのノズル
15は、マニホールドプレート12の貫通孔17のそれ
ぞれに対応している。
A plurality of nozzles 15 for ejecting ink having a minute diameter (about 25 μm in this embodiment) are arranged on the nozzle plate 11 along the longitudinal center lines 11a and 11b of the nozzle plate 11 at a minute pitch P. The holes are arranged in a staggered arrangement at intervals of. Each nozzle 15 corresponds to each through hole 17 of the manifold plate 12.

【0043】以上のキャビティプレート10の構成によ
り、ベースプレート14及びスペーサプレート13の一
端部に穿設されたインク供給孔19a,19bを介し、
インクカートリッジ61から共通インク室12a,12
b内に流入したインクは、共通インク室12aから各イ
ンク供給孔18、各インク供給孔16b、絞り部16d
を通って各圧力室16に分配される。そして、各圧力室
16の一端部16aの方向にインクが流れ、各貫通孔1
7を通って、各圧力室16に対応するノズル15に至る
こととなる。
With the configuration of the cavity plate 10 described above, the ink supply holes 19a and 19b formed at one end of the base plate 14 and the spacer plate 13 are provided,
From the ink cartridge 61 to the common ink chambers 12a, 12
The ink that has flowed into b is supplied from the common ink chamber 12a to the ink supply holes 18, the ink supply holes 16b, and the throttle portion 16d.
Through which the pressure chambers 16 are distributed. Then, the ink flows in the direction of the one end portion 16a of each pressure chamber 16, and each through hole 1
7 to reach the nozzle 15 corresponding to each pressure chamber 16.

【0044】次に、図10に示すように、圧電アクチュ
エータ20は、二枚の圧電シート21,22と、一枚の
絶縁シート23とを積層した構造である。最下段の圧電
シート21の上面には、キャビティプレート10におけ
る各圧力室16毎に対応した細幅の複数の駆動電極24
が、千鳥足状配列で設けられている。また、各駆動電極
24の一端部24aは、圧電アクチュエータ20の表裏
面20a,20bと直交する左右側面20cに露出する
ように形成されている。
Next, as shown in FIG. 10, the piezoelectric actuator 20 has a structure in which two piezoelectric sheets 21 and 22 and one insulating sheet 23 are laminated. On the upper surface of the lowermost piezoelectric sheet 21, a plurality of drive electrodes 24 having a narrow width corresponding to each pressure chamber 16 in the cavity plate 10.
Are provided in a staggered arrangement. In addition, one end 24a of each drive electrode 24 is formed so as to be exposed on the left and right side surfaces 20c of the piezoelectric actuator 20 which are orthogonal to the front and back surfaces 20a and 20b.

【0045】次段の圧電シート22の上面には、複数の
圧力室16に対して共通のコモン電極25が設けられて
いる。コモン電極25の一端部25aも、各駆動電極2
4の一端部24aと同様、左右側面20cに露出するよ
うに形成されている。各駆動電極24とコモン電極25
とに挟まれる圧電シート22におけるそれぞれの領域
は、各圧力室16毎に対応した圧力発生部28aとな
る。圧力発生部28aは、駆動電極24からコモン電極
25に向かう方向Pに分極処理されている。本実施形態
では、圧力発生部28aの占める面積は、圧力室16の
面積の約10%となるように構成されている。
A common electrode 25 common to the plurality of pressure chambers 16 is provided on the upper surface of the next-stage piezoelectric sheet 22. One end 25a of the common electrode 25 is also connected to each drive electrode 2
Similar to the one end portion 24a of No. 4, it is formed so as to be exposed on the left and right side surfaces 20c. Each drive electrode 24 and common electrode 25
The respective regions of the piezoelectric sheet 22 sandwiched between and serve as pressure generating portions 28a corresponding to the respective pressure chambers 16. The pressure generator 28a is polarized in the direction P from the drive electrode 24 toward the common electrode 25. In the present embodiment, the area occupied by the pressure generating portion 28a is configured to be about 10% of the area of the pressure chamber 16.

【0046】最上段の絶縁シート23の上面には、各駆
動電極24の各々に対する表面電極26と、コモン電極
25に対する表面電極27とが、左右側面20cに沿っ
て並ぶように設けられている。また、左右側面20cに
は、各駆動電極24の一端部24aに第1の凹み溝30
が、コモン電極25の一端部25aに第2の凹み溝31
が、それぞれ積層方向に延びるように設けられている。
各第1の凹み溝30内には、図7に示すように、各駆動
電極24と各表面電極26とを電気的に接続する側面電
極32が、第2の凹み溝31内には、コモン電極25と
表面電極27とを電気的に接続する側面電極33が、そ
れぞれ形成されている。尚、符号28及び29の電極
は、捨てパターンの電極である。
On the upper surface of the uppermost insulating sheet 23, a surface electrode 26 for each drive electrode 24 and a surface electrode 27 for the common electrode 25 are provided side by side along the left and right side surfaces 20c. In addition, on the left and right side surfaces 20c, the first recessed groove 30 is formed in the one end portion 24a of each drive electrode 24.
However, the second recessed groove 31 is formed in the one end 25a of the common electrode 25.
Are provided so as to extend in the stacking direction.
As shown in FIG. 7, side electrodes 32 that electrically connect the drive electrodes 24 and the surface electrodes 26 are provided in the first recessed grooves 30, and common side electrodes are provided in the second recessed grooves 31. Side electrodes 33 that electrically connect the electrodes 25 and the surface electrodes 27 are formed. Note that the electrodes 28 and 29 are electrodes having a discarded pattern.

【0047】次に、図11は、図7の圧電式インクジェ
ットヘッド6の拡大断面図である。図11には、共通イ
ンク室12a及び圧力室16がインクで満たされた状態
を示している。図11に示すように、圧電アクチュエー
タ20とキャビティプレート10の間には、振動板29
aが配置されている。振動板29aは、圧電アクチュエ
ータ20に接する側に、圧力室16の長手方向に並んで
ハーフエッチング等で凹部として形成された3箇所の空
間部29d,29f,29gを有している。空間部29
gと29dとの間の突部29eは、圧電アクチュエータ
20と当接固着され、振動板29aが後述するように変
位する際の支点部となっている。その突部29eの一方
の側の空間部29gから29fに対応する振動板29a
の部分は、第一変形部29bとなり、突部29eの他方
の側の空間部29dと圧力室16に挟まれた振動板29
aの部分は、第二変形部29cとなっている。第一変形
部29bは、突部29hを介して圧電アクチュエータ2
0の圧力発生部28aと対向した位置に当接している。
第一変形部29b及び第二変形部29cは圧力室16に
対応して位置しており、第二変形部29cの先端は絞り
部16dまで達していない。第一変形部29bの圧力室
16の長手方向における長さは、第二変形部29cの圧
力室16の長手方向における長さに比べて短くなってい
る。尚、各空間部29d,29f,29gは、第一変形
部29b、第二変形部29c、突部29eが確保できる
ように形成されればよく、ハーフエッチングに限らず、
穴の空いたプレートを圧電アクチュエータ20に、空い
ていないプレートを圧力室16側に配置して積層して構
成しても良い。
Next, FIG. 11 is an enlarged sectional view of the piezoelectric ink jet head 6 of FIG. FIG. 11 shows a state in which the common ink chamber 12a and the pressure chamber 16 are filled with ink. As shown in FIG. 11, a vibration plate 29 is provided between the piezoelectric actuator 20 and the cavity plate 10.
a is arranged. The vibrating plate 29a has three space portions 29d, 29f, and 29g formed on the side in contact with the piezoelectric actuator 20 in the longitudinal direction of the pressure chamber 16 as concave portions by half etching or the like. Space 29
The protrusion 29e between g and 29d is abutted and fixed to the piezoelectric actuator 20 and serves as a fulcrum when the diaphragm 29a is displaced as described later. The diaphragm 29a corresponding to the spaces 29g to 29f on one side of the protrusion 29e.
Is the first deformable portion 29b, and the diaphragm 29 is sandwiched between the space 29d on the other side of the protrusion 29e and the pressure chamber 16.
The portion a is a second deformable portion 29c. The first deformable portion 29b is connected to the piezoelectric actuator 2 via the protrusion 29h.
It is in contact with a position facing the zero pressure generating portion 28a.
The first deforming portion 29b and the second deforming portion 29c are located corresponding to the pressure chamber 16, and the tip of the second deforming portion 29c does not reach the throttle portion 16d. The length of the first deforming portion 29b in the longitudinal direction of the pressure chamber 16 is shorter than the length of the second deforming portion 29c in the longitudinal direction of the pressure chamber 16. The spaces 29d, 29f, and 29g may be formed so that the first deformable portion 29b, the second deformable portion 29c, and the protrusion 29e can be secured, and are not limited to half etching.
The plate with holes may be arranged on the piezoelectric actuator 20, and the plate without holes may be arranged on the pressure chamber 16 side and laminated.

【0048】次に、図12及び図13を参照して、イン
クジェットプリンタ100の印刷時の動作について説明
する。図12に示すように、圧電式インクジェットヘッ
ド6における圧電アクチュエータ20の各駆動電極24
のうち任意の駆動電極24に正電圧を印加し、コモン電
極25をグランドに接続すると、電極間に分極方向Pと
一致する方向の電界Eが発生する。圧電シート22のう
ち電圧が印加された駆動電極24の部分、即ち、圧力発
生部28aが、圧電縦効果により積層方向に伸長する。
Next, the printing operation of the ink jet printer 100 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 12, each drive electrode 24 of the piezoelectric actuator 20 in the piezoelectric inkjet head 6 is
When a positive voltage is applied to any of the drive electrodes 24 and the common electrode 25 is connected to the ground, an electric field E in a direction matching the polarization direction P is generated between the electrodes. The portion of the drive electrode 24 to which a voltage is applied, that is, the pressure generating portion 28a of the piezoelectric sheet 22 extends in the stacking direction due to the piezoelectric vertical effect.

【0049】そして、この伸長が、突部29hを押して
振動板29aの第一変形部29bを、圧力室16側に変
形させる。これにより、突部29eを支点として振動板
29aの第二変形部29cが逆の方向、すなわち圧電ア
クチュエータ20側の空間部29d内に変形し、圧力室
16の容積を拡大させる。このとき、第一変形部29b
の圧力室16の長手方向における長さは、第二変形部2
9cの圧力室16の長手方向おける長さに比べて短くな
っているため、テコの原理により、第二変形部29cが
圧力室16の容積を増大させる量は、第一変形部29b
が圧力室16側の容積を減少させる量よりもはるかに大
きくなり、結果的に各駆動電極24に対応する圧力室1
6の容積が大幅に拡大され、圧力室16内の圧力が減少
する。
This extension pushes the protrusion 29h to deform the first deforming portion 29b of the diaphragm 29a toward the pressure chamber 16 side. As a result, the second deformation portion 29c of the vibration plate 29a is deformed in the opposite direction, that is, inside the space portion 29d on the piezoelectric actuator 20 side, with the protrusion 29e serving as a fulcrum, and the volume of the pressure chamber 16 is increased. At this time, the first deforming portion 29b
The length in the longitudinal direction of the pressure chamber 16 of the second deformation portion 2
Since the length of the pressure chamber 16 is smaller than that of the pressure chamber 16 in the longitudinal direction of 9c, the amount by which the second deforming portion 29c increases the volume of the pressure chamber 16 is the first deforming portion 29b according to the lever principle.
Is much larger than the amount that reduces the volume on the pressure chamber 16 side, and as a result, the pressure chamber 1 corresponding to each drive electrode 24
The volume of 6 is greatly expanded, and the pressure in the pressure chamber 16 is reduced.

【0050】圧力室16内の容積が拡大した状態を、こ
のとき生じた圧力波の圧力室16内での片道伝播時間T
だけ維持する。すると、その間共通インク室12aから
インク供給孔18、インク供給孔16、絞り部16dを
介して圧力室16の増加した容積分のインクが供給され
る。
When the volume inside the pressure chamber 16 is expanded, the one-way propagation time T of the pressure wave generated at this time in the pressure chamber 16 is shown.
Just keep. Then, during that time, ink of the increased volume of the pressure chamber 16 is supplied from the common ink chamber 12a through the ink supply hole 18, the ink supply hole 16, and the throttle portion 16d.

【0051】尚、上記片道伝播時間Tは、圧力室16内
の圧力波が、圧力室16の長手方向(図中、紙面左右方
向)に伝播するのに必要な時間であり、圧力室16の長
さLとこの圧力室16内部のインク中での音速aにより
T=L/aと決まる。圧力波の伝播理論によると、上記
の電圧の印加からほぼT時間がたつと圧力室16内の圧
力が逆転し、正の圧力に転じる。このタイミングに合わ
せて駆動電極24への電圧の印加を解除すると、図13
に示すように、圧力発生部28aが元の状態に復帰し、
第二変形部29cが圧力室16の容積を元に戻すため、
圧力室16内のインクに圧力が加えられる。そのとき、
正に転じた圧力と、第二変形部29cの復帰により発生
した圧力とが加え合わされ、比較的高い圧力が圧力室1
6に連通するノズル15付近の部分に生じて、単なる押
し打ちに比べて効率よくインク液滴90がノズル15か
ら噴射される。
The one-way propagation time T is the time required for the pressure wave in the pressure chamber 16 to propagate in the longitudinal direction of the pressure chamber 16 (left-right direction on the paper surface in the drawing). T = L / a is determined by the length L and the sound velocity a in the ink inside the pressure chamber 16. According to the theory of pressure wave propagation, the pressure in the pressure chamber 16 reverses after about T time from the application of the above voltage, and the pressure changes to a positive pressure. When the application of the voltage to the drive electrode 24 is released at this timing,
As shown in, the pressure generator 28a returns to its original state,
Since the second deforming portion 29c restores the volume of the pressure chamber 16 to the original,
Pressure is applied to the ink in the pressure chamber 16. then,
The positively turned pressure and the pressure generated by the return of the second deforming portion 29c are added, and a relatively high pressure is generated in the pressure chamber 1.
6 is generated in the vicinity of the nozzle 15 that communicates with the nozzle 6, and the ink droplet 90 is ejected from the nozzle 15 more efficiently than by simple push ejection.

【0052】以上説明したように、本実施形態にかかる
圧電式インクジェットヘッド6では、振動板29aが、
支点部である突部29eを挟んで、圧力室16側に変位
する第一変形部29bと、第一変形部29bの変位に従
って圧力室16と反対側の空間部29dに変位する第二
変形部29cとを、圧力室16の長手方向に並んで有
し、第一変形部29bは、電圧の印加により伸長変位す
る圧力発生部28aに対向している。従って、電圧が印
加されると、圧力発生部28aの伸長が第一変形部29
bを圧力室16側に変位させて圧力室16の容積を減少
させるが、突部29eを支点として第二変形部29cが
空間部29dに変位して圧力室16の容積を拡大する。
従って、高駆動周波数や、大体積の噴射に有利な引き打
ちが噴射の際に電圧を印加して容易に達成できる。ま
た、第一変形部29bの圧力室16の長手方向における
長さは、第二変形部29cの圧力室16の長手方向にお
ける長さに比べて短くなっているため、テコの原理によ
り、第二変形部29cが圧力室16の容積を拡大させる
量は、第一変形部29bが圧力室16側の容積を減少さ
せる量よりも大きくなるため、圧力室16に所望の容積
変化を得るための圧力発生部28aの面積を小さくする
ことが可能となり、圧力発生部28aが有する静電容量
が低減でき、より低電圧で駆動することができる。さら
に、本実施形態では、空間部29f,29g,29dを
ハーフエッチング等で設けることによりその間を突部2
9eとなし、特別な部材を使用せずに支点部を形成し、
構成を複雑化することなく本発明の効果を実現してい
る。
As described above, in the piezoelectric ink jet head 6 according to this embodiment, the vibration plate 29a is
A first deformable portion 29b that is displaced toward the pressure chamber 16 side with the protrusion 29e that is a fulcrum portion interposed therebetween, and a second deformable portion that is displaced according to the displacement of the first deformable portion 29b into a space portion 29d on the opposite side of the pressure chamber 16. 29c are arranged side by side in the longitudinal direction of the pressure chamber 16, and the first deforming portion 29b faces the pressure generating portion 28a that is expanded and displaced by application of a voltage. Therefore, when the voltage is applied, the expansion of the pressure generating portion 28a is caused by the first deforming portion 29
Although b is displaced toward the pressure chamber 16 side to reduce the volume of the pressure chamber 16, the second deformable portion 29c is displaced into the space 29d with the protrusion 29e as a fulcrum to expand the volume of the pressure chamber 16.
Therefore, a high driving frequency and a pulling stroke advantageous for large volume injection can be easily achieved by applying a voltage during the injection. In addition, the length of the first deforming portion 29b in the longitudinal direction of the pressure chamber 16 is shorter than the length of the second deforming portion 29c in the longitudinal direction of the pressure chamber 16, so that the second deforming portion 29b has The amount by which the deforming portion 29c expands the volume of the pressure chamber 16 is larger than the amount by which the first deforming portion 29b decreases the volume on the pressure chamber 16 side, so that the pressure chamber 16 has a pressure for obtaining a desired volume change. The area of the generator 28a can be reduced, the electrostatic capacity of the pressure generator 28a can be reduced, and the pressure generator 28a can be driven at a lower voltage. Further, in the present embodiment, the spaces 29f, 29g, and 29d are provided by half etching or the like, so that the space between the projections 2 is formed.
9e, the fulcrum part is formed without using a special member,
The effect of the present invention is realized without complicating the configuration.

【0053】尚、本発明は上記実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々
の改良変形が可能である。例えば、図14は、別の実施
形態の圧電式インクジェットヘッドの動作を説明する拡
大断面図である。図14に示すように、第一変形部と第
二変形部の位置関係については、第一変形部29bを圧
力室16へのインク供給孔18側に配置してもよい。上
記実施形態と同様に、電圧を印加すると、図14に示す
ように、圧力発生部28aに、圧電縦効果による積層方
向の伸長が発生し、この伸長が、振動板29aの第一変
形部29bを、圧力室16側に変形させ、圧力室16の
容積を減少させる。これにより、突部29eを支点とし
て第二変形部29cが空間部29d内に変形し、圧力室
16の容積を拡大させる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view illustrating the operation of the piezoelectric inkjet head according to another embodiment. As shown in FIG. 14, regarding the positional relationship between the first deforming portion and the second deforming portion, the first deforming portion 29b may be arranged on the ink supply hole 18 side to the pressure chamber 16. Similarly to the above-described embodiment, when a voltage is applied, as shown in FIG. 14, expansion in the stacking direction occurs due to the piezoelectric vertical effect in the pressure generating part 28a, and this expansion causes the first deforming part 29b of the diaphragm 29a. Are deformed to the pressure chamber 16 side, and the volume of the pressure chamber 16 is reduced. As a result, the second deformable portion 29c is deformed into the space 29d with the protrusion 29e as a fulcrum, and the volume of the pressure chamber 16 is increased.

【0054】図15は、さらに別の実施形態の圧電式イ
ンクジェットヘッドの拡大断面図である。この実施形態
では、第一変形部29bを圧力室16へ変形させるので
はなく、圧力室16の外の第一変形部29bに対向する
部分に空間部29gを設けている。また、振動板29a
上に支点部を設けず、圧力室16と空間部29gとの間
を支点部29iとしている。空間部29gと支点部29
iは、ベースプレート14に圧力室16と並んで形成さ
れる。電圧が印加されると、圧力発生部28aに、圧電
縦効果による積層方向の伸長が発生し、この伸長は、第
一変形部29bを空間部29gに変形させる。空間部2
9gは圧力室16の外にあるので、圧力室16の容積は
全く減少しない。そして、支点部29iを支点として第
二変形部29cが空間部29d内に変形し、第二変形部
29cの変形にかかる全容積分、圧力室16の容積が増
大する。従って、さらに効率的に圧力室16の容積を拡
大することができる。
FIG. 15 is an enlarged sectional view of a piezoelectric ink jet head of still another embodiment. In this embodiment, the first deformable portion 29b is not deformed into the pressure chamber 16, but the space 29g is provided outside the pressure chamber 16 at a portion facing the first deformable portion 29b. Also, the diaphragm 29a
A fulcrum portion is not provided above, and a fulcrum portion 29i is provided between the pressure chamber 16 and the space portion 29g. Space part 29g and fulcrum part 29
i is formed on the base plate 14 side by side with the pressure chamber 16. When a voltage is applied, expansion in the stacking direction occurs in the pressure generating portion 28a due to the piezoelectric vertical effect, and this expansion deforms the first deforming portion 29b into the space portion 29g. Space part 2
Since 9 g is outside the pressure chamber 16, the volume of the pressure chamber 16 does not decrease at all. Then, the second deformable portion 29c is deformed into the space 29d with the fulcrum portion 29i as a fulcrum, and the volume of the pressure chamber 16 is increased by the total volume of the deformation of the second deformable portion 29c. Therefore, the volume of the pressure chamber 16 can be expanded more efficiently.

【0055】[0055]

【発明の効果】上記説明から明らかなように、請求項1
に記載の液滴噴射装置によれば、圧力発生部から第1の
部分に圧力を与えて第1の部分を変位させると、第2の
部分が第1の部分と逆側に第1の部分よりも大きな容積
だけ変位する。このため、第1の部分に圧力を与える圧
力発生部の面積が小さくても、つまり小さなエネルギー
で第2の部分に大きな容積変化を与えることができる。
As is apparent from the above description, claim 1
According to the liquid droplet ejecting apparatus described in (1), when the pressure is applied to the first part from the pressure generating part to displace the first part, the second part is located on the side opposite to the first part. It is displaced by a larger volume than. Therefore, even if the area of the pressure generating portion that applies pressure to the first portion is small, that is, a large volume change can be given to the second portion with a small energy.

【0056】請求項2に記載の液滴噴射装置によれば、
請求項1に記載の液滴噴射装置の効果に加え、第2の部
分は前記第1の部分よりも長手方向に長いため、第1の
部分に圧力を与えて第1の部分を変位させると、テコの
原理により第2の部分が第1の部分と逆側に第1の部分
よりも大きな容積だけ変位する。このため、第1の部分
に圧力を与える圧力発生部の面積が小さくても第2の部
分に大きな容積変化を与えることができる。
According to the liquid droplet ejecting apparatus of the second aspect,
In addition to the effect of the liquid droplet ejecting apparatus according to claim 1, since the second portion is longer than the first portion in the longitudinal direction, when the first portion is applied with pressure to displace the first portion. , The second portion is displaced by the lever principle to the side opposite to the first portion by a volume larger than that of the first portion. Therefore, even if the area of the pressure generating portion that applies pressure to the first portion is small, a large volume change can be given to the second portion.

【0057】請求項3に記載の液滴噴射装置によれば、
請求項1または2に記載の液滴噴射装置の効果に加え、
圧力発生部の電極へ電圧を印加すると圧電材料が伸長し
て第1の部分を変位させ、支点部がテコになって第2の
部分が第1の部分と逆側に圧力室を拡大するように変位
する。従って、圧力発生部の面積が小さくてもテコの原
理により圧力室が大きく拡大するので、圧力発生部の静
電容量を小さくし、電圧を低く抑えることができる。ま
た、電圧を印加すると第2の部分が変位して圧力室を拡
大するので、噴射の際に電圧を印加して引き打ちをする
ことが可能になり、常時電圧を印加して噴射時に電圧を
遮断する方法に比べて電源系のコストを低減できる。
According to the liquid droplet ejecting apparatus of the third aspect,
In addition to the effect of the droplet jetting device according to claim 1 or 2,
When a voltage is applied to the electrode of the pressure generating part, the piezoelectric material expands and displaces the first part, so that the fulcrum part becomes a lever and the second part expands the pressure chamber on the opposite side to the first part. Is displaced to. Therefore, even if the area of the pressure generating portion is small, the pressure chamber is greatly expanded due to the lever principle, so that the capacitance of the pressure generating portion can be reduced and the voltage can be suppressed low. Also, when a voltage is applied, the second portion is displaced and the pressure chamber is expanded, so that it is possible to apply a voltage during ejection and to perform a strike-out. The cost of the power supply system can be reduced as compared with the method of shutting off.

【0058】請求項4に記載の液滴噴射装置によれば、
圧力発生部の電極へ電圧を印加すると圧電材料が伸長し
て第1の部分を変位させ、支点部がテコになって第2の
部分が第1の部分と逆側に圧力室を拡大するように変位
する。従って、圧力発生部の面積が小さくてもテコの原
理により圧力室が大きく拡大するので、圧力発生部の静
電容量を小さくし、電圧を低く抑えることができる。ま
た、電圧を印加すると第2の部分が変位して圧力室を拡
大するので、噴射の際に電圧を印加して引き打ちをする
ことが可能になり、常時電圧を印加して噴射時に電圧を
遮断する方法に比べて電源系のコストを低減できる。
According to the droplet ejection device of the fourth aspect,
When a voltage is applied to the electrode of the pressure generating part, the piezoelectric material expands and displaces the first part, so that the fulcrum part becomes a lever and the second part expands the pressure chamber on the opposite side to the first part. Is displaced to. Therefore, even if the area of the pressure generating portion is small, the pressure chamber is greatly expanded due to the lever principle, so that the capacitance of the pressure generating portion can be reduced and the voltage can be suppressed low. Also, when a voltage is applied, the second portion is displaced and the pressure chamber is expanded, so that it is possible to apply a voltage during ejection and to perform a strike-out. The cost of the power supply system can be reduced as compared with the method of shutting off.

【0059】請求項5に記載の液滴噴射装置によれば、
請求項3または4に記載の液滴噴射装置の効果に加え、
圧力発生部の電極へ電圧を印加すると、圧力発生部に対
向する振動板の第1の部分が変位し、支点部のまわりに
第2の部分がアクチュエータユニットとの間にある空間
に変位して、圧力室の容積を拡大する。
According to the droplet ejection device of the fifth aspect,
In addition to the effect of the liquid droplet ejecting apparatus according to claim 3 or 4,
When a voltage is applied to the electrode of the pressure generating portion, the first portion of the diaphragm facing the pressure generating portion is displaced, and the second portion around the fulcrum portion is displaced into the space between the actuator unit and the second portion. , Expand the volume of the pressure chamber.

【0060】請求項6に記載の液滴噴射装置によれば、
請求項5に記載の液滴噴射装置の効果に加え、1つのア
クチュエータユニット及び振動板を複数のノズル、圧力
室に跨って使用するため、多数の噴射機構を集積して解
像度を高めることができる。
According to the droplet ejection device of the sixth aspect,
In addition to the effect of the liquid droplet ejecting apparatus according to the fifth aspect, since one actuator unit and the diaphragm are used across a plurality of nozzles and pressure chambers, a large number of ejecting mechanisms can be integrated to improve the resolution. .

【0061】請求項7に記載の液滴噴射装置によれば、
請求項5または6に記載の液滴噴射装置の効果に加え、
振動板に突起を作ることによって、振動板がテコのよう
に運動するための支点を特別な部材を必要とすることな
く容易に形成できる。
According to the liquid droplet ejecting apparatus of the seventh aspect,
In addition to the effects of the liquid droplet ejecting apparatus according to claim 5 or 6,
By forming a protrusion on the diaphragm, a fulcrum for the diaphragm to move like a lever can be easily formed without requiring a special member.

【0062】請求項8に記載の液滴噴射装置によれば、
請求項1乃至6のいずれかに記載の液滴噴射装置の効果
に加え、第1の部分が圧力室内に変位せず、第2の部分
により圧力室全体を同じ方向に変形させるので、圧力室
の容積が減少することがなく、効率よく圧力室の容積を
拡大できる。
According to the liquid droplet ejecting apparatus of the eighth aspect,
In addition to the effect of the liquid droplet ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 6, the first portion does not displace into the pressure chamber, and the second portion deforms the entire pressure chamber in the same direction. The volume of the pressure chamber does not decrease, and the volume of the pressure chamber can be efficiently expanded.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施形態の圧電式インクジェットヘッド6を
搭載するインクジェットプリンタ100の概略を示す斜
視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of an inkjet printer 100 equipped with a piezoelectric inkjet head 6 of the present embodiment.

【図2】ヘッドユニット63を倒立させた状態の斜視図
である。
FIG. 2 is a perspective view of a head unit 63 in an inverted state.

【図3】図2のヘッドユニット63の分解斜視図であ
る。
FIG. 3 is an exploded perspective view of the head unit 63 of FIG.

【図4】上方から見たヘッドユニット63の分解斜視図
である。
FIG. 4 is an exploded perspective view of a head unit 63 seen from above.

【図5】ヘッドユニット63の底面図である。5 is a bottom view of the head unit 63. FIG.

【図6】圧電式インクジェットヘッド6の分解斜視図で
ある。
FIG. 6 is an exploded perspective view of the piezoelectric inkjet head 6.

【図7】圧電式インクジェットヘッド6の側方断面図で
ある。
FIG. 7 is a side sectional view of the piezoelectric inkjet head 6.

【図8】キャビティプレート10の分解斜視図である。8 is an exploded perspective view of the cavity plate 10. FIG.

【図9】キャビティプレート10の要部を拡大した分解
斜視図である。
9 is an exploded perspective view showing an enlarged main part of a cavity plate 10. FIG.

【図10】圧電アクチュエータ20の要部を拡大した分
解斜視図である。
FIG. 10 is an exploded perspective view showing an enlarged main part of the piezoelectric actuator 20.

【図11】図7の圧電式インクジェットヘッド6の拡大
断面図である。
11 is an enlarged cross-sectional view of the piezoelectric inkjet head 6 of FIG.

【図12】圧電式インクジェットヘッド6の動作を説明
する拡大断面図である。
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view illustrating the operation of the piezoelectric inkjet head 6.

【図13】圧電式インクジェットヘッド6によりインク
滴が噴射されているところを説明する拡大断面図であ
る。
FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view illustrating a state where ink droplets are ejected by the piezoelectric inkjet head 6.

【図14】別の実施形態の圧電式インクジェットヘッド
の動作を説明する拡大断面図である。
FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view illustrating the operation of the piezoelectric inkjet head according to another embodiment.

【図15】さらに別の実施形態の圧電式インクジェット
ヘッドの拡大断面図である。
FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view of a piezoelectric inkjet head according to another embodiment.

【図16】従来の圧電式インクジェットヘッドの拡大断
面図である。
FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view of a conventional piezoelectric inkjet head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 圧電式インクジェットヘッド 15 ノズル 16 圧力室 20 圧電アクチュエータ 24 駆動電極 25 コモン電極 28a 圧力発生部 29a 振動板 29b 第一変形部 29c 第二変形部 29d 空間部 29e 突部 29i 支点部 6 Piezoelectric inkjet head 15 nozzles 16 Pressure chamber 20 Piezoelectric actuator 24 Drive electrode 25 common electrode 28a Pressure generator 29a diaphragm 29b First deformation part 29c Second deformation part 29d Space section 29e protrusion 29i Support point

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C057 AF38 AF54 AF55 AF93 AG15 AG33 AG44 AG47 AG52 AG53 AG55 AG56 AG59 AG93 AG94 AN01 AP02 AP14 AP25 AP31 AQ06 BA04 BA14    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2C057 AF38 AF54 AF55 AF93 AG15                       AG33 AG44 AG47 AG52 AG53                       AG55 AG56 AG59 AG93 AG94                       AN01 AP02 AP14 AP25 AP31                       AQ06 BA04 BA14

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外部に開口するノズルと、そのノズルの
それぞれに対して液体を供給するための圧力室と、前記
ノズルから液体を吐出させるための圧力を前記圧力室に
与える圧力発生部と、前記圧力室と前記圧力発生部との
間に配置される振動板とを備えた液滴噴射装置におい
て、 前記振動板は、支点部を挟んで相互に反対に連携して変
位する第1の部分と第2の部分とを有し、前記圧力発生
部を前記第1の部分と対向配置し、少なくとも前記第2
の部分を前記圧力室と対向配置してなり、 前記圧力発生部からの圧力によって前記第1の部分を変
位させることで、前記支点部を挟んで前記第1の部分と
は反対側の前記第2の部分を、前記第1の部分における
容積変位の大きさよりも大きな容積だけ変位させること
を特徴とする液滴噴射装置。
1. A nozzle opening to the outside, a pressure chamber for supplying a liquid to each of the nozzles, and a pressure generator for applying a pressure for discharging a liquid from the nozzle to the pressure chamber. In a liquid droplet ejecting apparatus including a vibrating plate arranged between the pressure chamber and the pressure generating section, the vibrating plate is a first portion that is displaced in cooperation with each other with a fulcrum portion interposed therebetween. And a second portion, and the pressure generating portion is arranged to face the first portion, and at least the second portion is provided.
Is disposed opposite to the pressure chamber, and by displacing the first portion by the pressure from the pressure generating portion, the first portion on the side opposite to the first portion with the fulcrum portion interposed therebetween is disposed. 2. A liquid droplet ejecting apparatus, wherein the second portion is displaced by a volume larger than the volume displacement of the first portion.
【請求項2】 前記第1の部分と第2の部分は、前記圧
力室の長手方向に並んで位置し、その長手方向において
第2の部分は前記第1の部分よりも長いことを特徴とす
る請求項1に記載の液滴噴射装置。
2. The first part and the second part are located side by side in the longitudinal direction of the pressure chamber, and the second part is longer than the first part in the longitudinal direction. The liquid droplet ejecting apparatus according to claim 1.
【請求項3】 前記圧力発生部は、圧電材料とその分極
方向に対向して位置する電極とを備え、電極への電圧の
印加により圧電材料を伸長させるものであって、その伸
長にともなう前記第1の部分の変位とは反対方向に前記
第2の部分を前記圧力室を拡大するように変位させるこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の液滴噴射装
置。
3. The pressure generating part comprises a piezoelectric material and electrodes positioned opposite to each other in a polarization direction thereof, and the piezoelectric material is expanded by applying a voltage to the electrode, and the piezoelectric material is expanded in accordance with the expansion. The liquid droplet ejecting apparatus according to claim 1, wherein the second portion is displaced in a direction opposite to the displacement of the first portion so as to expand the pressure chamber.
【請求項4】 外部に開口するノズルと、そのノズルに
対して液体を供給するための圧力室と、前記ノズルから
液体を噴射させるための圧力を前記圧力室に与える圧力
発生部と、前記圧力室と前記圧力発生部との間に配置さ
れる振動板とを備えた液滴噴射装置において、 前記圧力発生部は、圧電材料とその分極方向に対向して
位置する電極とを備え、電極への電圧の印加により圧電
材料を伸長させるものであって、 前記振動板は、支点部を挟んで相互に反対に連携して変
位する第1の部分と第2の部分とを有し、前記圧力発生
部を前記第1の部分と対向配置し、少なくとも前記第2
の部分を前記圧力室と対向配置してなり、 前記圧力発生部からの圧力によって前記第1の部分を変
位させることで、前記支点部を挟んで前記第1の部分と
は反対側の前記第2の部分を、前記圧力室を拡大する方
向に変位させることを特徴とする液滴噴射装置。
4. A nozzle opening to the outside, a pressure chamber for supplying a liquid to the nozzle, a pressure generator for applying a pressure for ejecting a liquid from the nozzle to the pressure chamber, and the pressure. In a liquid droplet ejecting apparatus including a chamber and a vibrating plate arranged between the pressure generating unit, the pressure generating unit includes a piezoelectric material and an electrode positioned opposite to a polarization direction of the piezoelectric material. Applying a voltage to the piezoelectric material to extend the piezoelectric material, wherein the diaphragm has a first portion and a second portion that are displaced in cooperation with each other with a fulcrum portion interposed therebetween. The generating portion is arranged to face the first portion, and at least the second portion is disposed.
Is disposed opposite to the pressure chamber, and by displacing the first portion by the pressure from the pressure generating portion, the first portion on the side opposite to the first portion with the fulcrum portion interposed therebetween is disposed. A droplet ejecting device, wherein the second portion is displaced in a direction in which the pressure chamber is expanded.
【請求項5】 前記圧力発生部は、前記圧力室全体を覆
うアクチュエータユニットにおいて前記振動板の第1の
部分に対向して位置し、 前記振動板は、前記第1の部分において前記圧力発生部
と当接し、前記第2の部分と前記アクチュエータユニッ
トとの間に空間を形成して配置したことを特徴とする請
求項3または4に記載の液滴噴射装置。
5. The pressure generating section is located opposite to a first portion of the diaphragm in an actuator unit that covers the entire pressure chamber, and the diaphragm is the pressure generating section in the first portion. The liquid droplet ejecting apparatus according to claim 3 or 4, wherein the liquid droplet ejecting apparatus is arranged so as to abut against the first unit and form a space between the second portion and the actuator unit.
【請求項6】 前記ノズル及び圧力室は、複数個あり、
前記アクチュエータユニット及び振動板は、複数の圧力
室に跨って延在し、前記圧力発生部は前記圧力室に対応
して前記アクチュエータユニットに複数個あることを特
徴とする請求項5に記載の液滴噴射装置。
6. The plurality of nozzles and pressure chambers,
The liquid according to claim 5, wherein the actuator unit and the vibration plate extend over a plurality of pressure chambers, and the pressure generating unit is provided in a plurality in the actuator unit corresponding to the pressure chambers. Drop ejector.
【請求項7】 前記振動板は、前記第1の部分と第2の
部分との間で前記アクチュエータユニットに当接する突
起部分を有し、その突起部分近傍を前記支点部分として
変位することを特徴とする請求項5または6に記載の液
滴噴射装置。
7. The vibrating plate has a protruding portion that abuts the actuator unit between the first portion and the second portion, and the vibrating plate is displaced near the protruding portion as the fulcrum portion. The droplet ejection device according to claim 5 or 6.
【請求項8】 前記振動板の第1の部分は、前記圧力室
外に位置し、その第1の部分と前記第2の部分との間で
前記圧力室の外壁に当接する前記振動板の部分近傍を前
記支点部分として前記振動板は変位することを特徴とす
る請求項1乃至6のいずれかに記載の液滴噴射装置。
8. A portion of the diaphragm, wherein the first portion of the diaphragm is located outside the pressure chamber and abuts an outer wall of the pressure chamber between the first portion and the second portion. 7. The liquid droplet ejecting apparatus according to claim 1, wherein the vibrating plate is displaced with the vicinity being the fulcrum portion.
JP2002136166A 2002-05-09 2002-05-10 Droplet ejector Expired - Fee Related JP3906738B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002136166A JP3906738B2 (en) 2002-05-10 2002-05-10 Droplet ejector
US10/434,792 US7121651B2 (en) 2002-05-09 2003-05-08 Droplet-jetting device with pressure chamber expandable by elongation of pressure-generating section
AT03010489T ATE411899T1 (en) 2002-05-09 2003-05-09 DROPLET JET DEVICE WITH EXPANDABLE PRESSURE CHAMBER BY EXTENDING THE PRESSURE GENERATION ZONE
EP03010489A EP1361064B1 (en) 2002-05-09 2003-05-09 Droplet-jetting device with pressure chamber expandable by elongation of pressure-generating section
DE60324220T DE60324220D1 (en) 2002-05-09 2003-05-09 Droplet jet device with pressure chamber expandable by extending the pressure generating zone

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002136166A JP3906738B2 (en) 2002-05-10 2002-05-10 Droplet ejector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003326704A true JP2003326704A (en) 2003-11-19
JP3906738B2 JP3906738B2 (en) 2007-04-18

Family

ID=29698283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002136166A Expired - Fee Related JP3906738B2 (en) 2002-05-09 2002-05-10 Droplet ejector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3906738B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7607763B2 (en) 2006-03-24 2009-10-27 Seiko Epson Corporation Droplet discharging head and droplet discharging device
US7703896B2 (en) 2005-07-27 2010-04-27 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Liquid-droplet jetting apparatus and liquid transporting apparatus
JP2013086287A (en) * 2011-10-14 2013-05-13 Toshiba Corp Inkjet recording head
JP2014231183A (en) * 2013-05-29 2014-12-11 京セラ株式会社 Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP2016137677A (en) * 2015-01-29 2016-08-04 セイコーエプソン株式会社 Liquid jet head and liquid jet device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7703896B2 (en) 2005-07-27 2010-04-27 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Liquid-droplet jetting apparatus and liquid transporting apparatus
US7607763B2 (en) 2006-03-24 2009-10-27 Seiko Epson Corporation Droplet discharging head and droplet discharging device
JP2013086287A (en) * 2011-10-14 2013-05-13 Toshiba Corp Inkjet recording head
JP2014231183A (en) * 2013-05-29 2014-12-11 京セラ株式会社 Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP2016137677A (en) * 2015-01-29 2016-08-04 セイコーエプソン株式会社 Liquid jet head and liquid jet device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3906738B2 (en) 2007-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6971738B2 (en) Piezoelectric actuator
KR960015881B1 (en) Method of measuring a high density ink-jet print head array
JP2004166463A (en) Piezoelectric actuator, fluid transferring device, and ink jet head
EP1504902B1 (en) Liquid delivering apparatus
JP2002292869A (en) Piezoelectric transducer and liquid drop jet apparatus
US5373314A (en) Ink jet print head
JP2012061704A (en) Liquid droplet ejection head, head cartridge, image forming apparatus, and micro pump
US7121651B2 (en) Droplet-jetting device with pressure chamber expandable by elongation of pressure-generating section
JP4207228B2 (en) Inkjet printer
JP2004209655A (en) Liquid injection head
JP2003326704A (en) Liquid drop ejector
US6767083B2 (en) Fluid ejection device with drop volume modulation capabilities
JP2001146010A (en) Ink-jet recording head
JP3757479B2 (en) Inkjet head
JP2870462B2 (en) Inkjet recording head
JP3933506B2 (en) Ink jet recording head, ink jet printer equipped with the ink jet recording head, droplet discharge device, and image forming apparatus
JP3264945B2 (en) Inkjet head
EP1361061A1 (en) Ink ejecting device
JP4238517B2 (en) Droplet ejector
JP2960182B2 (en) Droplet ejection recording device
JP2008079500A (en) Piezoelectric actuator and fluid transfer device
JP2988265B2 (en) Ink jet printer head and driving method thereof
JPH0251735B2 (en)
KR100374786B1 (en) Ink-jet head device with multi-stack PZT actuator
JPH04341856A (en) Ink jet head

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040930

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060922

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061003

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061129

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20061226

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070108

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3906738

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100126

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110126

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120126

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120126

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130126

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140126

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees