JP2006321174A - 液体移送装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 インクジェットヘッドの圧電アクチュエータ3は、圧力室14を覆い且つ共通電極を兼ねる振動板30と、この振動板30の圧力室14と反対側に配置された圧電層31と、この圧電層31の振動板30と反対側の面において、複数の圧力室14が配置された平面に直交する方向から見て、複数の圧力室14の中心部以外の領域である縁部と夫々重なる領域に配置された複数の個別電極32とを有する。ここで、振動板30の圧力室14側の面の、圧力室14の中央部と重なる領域には凹部40が形成されており、この凹部40が形成された部分において振動板30の剛性が部分的に低下しているため、より低い駆動電圧で振動板30を大きく変形させることが可能になる。
【選択図】 図4
Description
尚、この第1の発明は、振動板と共通電極とが別部材で構成されている態様だけでなく、振動板が導電性を有し、この振動板の圧力室と反対側の面が共通電極を兼ねている態様をも含む。
まず、インクジェットヘッド1を備えたインクジェットプリンタ100について簡単に説明する。図1に示すように、インクジェットプリンタ100は、図1の左右方向に移動可能なキャリッジ101と、このキャリッジ101に設けられて記録用紙Pに対してインクを吐出するシリアル式のインクジェットヘッド1と、記録用紙Pを図1の前方へ搬送する搬送ローラ102等を備えている。インクジェットヘッド1は、キャリッジ101と一体的に左右方向(走査方向)へ移動して、その下面のインク吐出面に形成されたノズル20(図2〜図5参照)の出射口から記録用紙Pに対してインクを吐出する。そして、インクジェットヘッド1により記録された記録用紙Pは、搬送ローラ102により前方(紙送り方向)へ排出される。
図2〜図5に示すように、圧電アクチュエータ3は、流路ユニット2の上面に配置された導電性を有する振動板30と、この振動板30の上面(圧力室14と反対側の面)に形成された圧電層31と、この圧電層31の上面において、複数の圧力室14に夫々対応して形成された複数の個別電極32とを備えている。
複数の個別電極32に対してドライバIC37から選択的に駆動電圧が印加されると、駆動電圧が印加された圧電層31上側の個別電極32とグランド電位に保持されている圧電層31下側の共通電極としての振動板30の電位が異なる状態となり、個別電極32と振動板30の間に挟まれた、圧電層31の圧力室14の縁部に沿う環状部分にその厚み方向の電界が生じる。このとき、圧電層31の分極方向と電界の方向とが同じ場合には、圧電層31がその分極方向である厚み方向に伸びて、分極方向と直交する方向である、圧電層31の面と平行な方向に収縮する。
1]図7に示すように、凹部40Aの両端部における幅がその中央部における幅に比べて狭くなっており、幅が部分的に狭くなったこれら両端部が、平面視でインク流入口14a及びインク流出口14bとそれぞれ重なっていてもよい(変更形態1)。図3に示した形態では、個別電極32が形成された駆動領域A1の一部分に凹部40が重なるように形成されていたが、本変更形態によれば、図3に示した形態と比べて、個別電極32が形成された駆動領域A1内における、振動板30の凹部40Aが形成された領域が占める割合を少なくすることができる。本発明の圧電アクチュエータ3に採用されるユニモルフ変形は、その変形効率が、駆動領域A1内における圧電層31と振動板30との剛性の比に依存するものであるため、変形効率を最適化するように振動板30の厚みを決定した場合には、凹部40の駆動領域A1に対する重なりが変形効率を劣化させるように作用していたが、本変変更形態においては、凹部40Aの駆動領域A1に重なる部分を小さくすることができるので、良好な変形効率を維持することができる。
図13〜図15に示すように、第2実施形態のインクジェットヘッド51は、複数の圧力室64を含むインク流路が形成された流路ユニット52と、この流路ユニット52の上面に配置された圧電アクチュエータ53とを備えている。
2 流路ユニット
3 圧電アクチュエータ
14 圧力室
14a インク流入口
14b インク流出口
20 ノズル
30,30D 振動板
31 圧電層
32 個別電極
34 共通電極
40,40A,40B,40C,40D 凹部
51 インクジェットヘッド
52 流路ユニット
53 圧電アクチュエータ
64a インク流入口
64b インク流出口
64 圧力室
66 隔壁部
67 マニホールド
68 絞り流路
70 ノズル
80 振動板
81 圧電層
82 個別電極
90 凹部
Claims (7)
- それぞれが液体流入口及び液体流出口を有し、且つ、平面に沿って配置された複数の圧力室を含む流路ユニットと、この流路ユニットの一表面に配置され、前記圧力室の容積を変化させてその内部の液体に圧力を付与する圧電アクチュエータとを備え、
前記圧電アクチュエータは、
前記圧力室を覆う振動板と、
この振動板の前記圧力室と反対側に配置された圧電層と、
この圧電層の一方の面の、前記平面に直交する方向から見て、前記複数の圧力室の中央部以外の領域である縁部と夫々重なる領域に配置された複数の個別電極、及び、前記圧電層の他方の面に配置された共通電極を有し、
前記振動板の前記圧力室側の面の、前記平面に直交する方向から見て、少なくとも前記圧力室の中央部と重なる領域に、凹部が形成されていることを特徴とする液体移送装置。 - 前記複数の圧力室は、それぞれ所定の一方向に長い形状に形成されており、
各圧力室の長手方向の両端部に前記液体流入口及び前記液体流出口が設けられ、
前記凹部の前記長手方向端部が、前記平面に直交する方向から見て、前記液体流入口と前記液体流出口の少なくとも何れか一方と部分的に重なっていることを特徴とする請求項1に記載の液体移送装置。 - 前記凹部は、前記液体流入口と前記液体流出口の少なくとも一方に対して、前記長手方向と直交する方向の一方側に偏った状態で重なっていることを特徴とする請求項2に記載の液体移送装置。
- 前記凹部は、前記圧力室側ほど広がるテーパー状の断面形状を有することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の液体移送装置。
- 前記流路ユニットは、前記複数の圧力室と連通する共通液室を有し、
前記凹部は、前記平面に直交する方向から見て、前記圧力室と重なる領域よりも外側の領域まで延びており、
前記凹部の前記圧力室と重なる領域よりも外側まで延びた部分と、前記流路ユニットの一表面との間に、前記共通液室と各圧力室との間において流路面積が部分的に狭くなる絞り流路が形成されていることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の液体移送装置。 - 前記流路ユニットは、前記凹部との間に前記絞り流路を形成するとともに、前記圧力室の一側面を画定する隔壁部を備え、
この隔壁部の前記圧力室の一側面を画定する面が、前記振動板から離れるほど前記圧力室側に傾斜していることを特徴とする請求項5に記載の液体移送装置。 - 前記個別電極は、前記圧力室の縁部に沿って環状に形成されていることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の液体移送装置。
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