JP2012515672A - 流体噴射装置構造体 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図5
Description
インクジェットプリンタは、インクが用紙または他の印刷媒体に噴射されるオリフィスのアレイを含むプリントヘッドを使用する。リザーバから供給されたインクで満たされたチャネルは、各オリフィスの発射チャンバにインクを供給する。圧電(ピエゾ)タイプのインクジェットプリントヘッドにおいて、発射チャンバの1つの壁に結合された圧電素子の変形は、発射チャンバの容積を交互に縮小および膨張させる。縮小中、チャンバ内の圧力が増加し、インクがオリフィスを介してチャンバから放出される。膨張中、チャンバ内の圧力が減少し、インクがリザーバ(単数または複数)からチャネルを介してチャンバを再充填し、それにより一連のインク排出の繰り返しが可能になる。より密度の高いオリフィスアレイ及びそれに応じたより小さい発射チャンバの寸法(単数または複数)を有するプリントヘッドの設計における1つの問題は、適切なインクの排出と再充填を維持するために、チャンバの容積内で十分な圧力の差分を生成することである。かくして、幾つかのプリントヘッド設計において、圧電素子のそれぞれの変形により達成される発射チャンバの容積変化を最大にすることが望ましいかもしれない。
本開示の実施形態は、圧電アクチュエータにより生じる圧電インクジェットプリントヘッドの発射チャンバにおける容積変化を最大にしようとして開発され、かくしてより密度の高いオリフィスアレイ及びそれに応じたより小さい発射チャンバの寸法(単数または複数)を有するプリントヘッドの設計を容易にすると同時に、適切なインクの排出と再充填を維持するためにチャンバの容積内で十分な圧力差が依然として生じる。従って、本開示の実施形態は、圧電インクジェット噴射装置構造体に関して説明される。しかしながら、実施形態は、インクジェット噴射装置構造体に限定されず、他の圧電流体噴射装置構造体で実施され得る。従って、以下の説明は、本開示の範囲を制限するように解釈されるべきでない。
Claims (15)
- 流体を収容するためのチャンバと、
前記チャンバの1つの壁を形成するフレキシブルな膜と、
複数の圧電素子と、
圧電素子の膨張および/または縮小により前記圧電素子が曲がるように、前記圧電素子に動作可能なように接続された支持体と、
前記膜の中央部分の上に横たわる剛性プレートと、
前記支持体を介して前記プレートに前記圧電素子を結合する支柱であって、各圧電素子の前記チャンバに向かう運動が前記支柱を介して前記プレートに伝達されるようになっている、支柱とを含み、
前記プレートが、剛性または実質的に剛性のピストンのように、前記膜に前記支柱の運動を伝達するように構成されている、流体噴射装置構造体。 - 前記剛性プレートが、前記膜に前記支柱の運動を伝達するように構成され、剛性または実質的に剛性のピストンのように前記膜にわたって前記支柱の力を分散させる、請求項1に記載の構造体。
- 前記支柱は、それぞれが前記チャンバを横切って横方向に延在し前記支持体を介して前記プレートに圧電素子の対応する1つを結合する複数の細長い支柱からなり、各圧電素子の前記チャンバに向かう運動が、前記チャンバを横切って横方向に延びる線に沿って、対応する支柱を介して前記プレートに伝達されるようになっている、請求項1に記載の構造体。
- 前記複数の圧電素子が一対のカンチレバー圧電プレートからなり、前記一対のカンチレバー圧電プレートのそれぞれは、前記チャンバの1つの端部で支持され、前記1つの端部から前記カンチレバープレートが前記チャンバに沿って他方のカンチレバープレートの方へ延びており、
前記支柱が、前記カンチレバープレートの端部において、前記チャンバを横切って横方向に延在する単一の細長い支柱からなり、
前記支持体が、前記カンチレバープレートを覆い且つ前記カンチレバープレートの端部間のギャップの橋渡しをする支持材料の連続した層からなり、両方のプレートの前記チャンバに向かう運動が、前記支持体を介して前記支柱に伝達されるようになっている、請求項1に記載の構造体。 - 前記複数の圧電素子は、それぞれが固定端部、及び前記チャンバの部分に沿って前記固定端部から延びる自由端を有する一連のカンチレバー圧電プレートからなり、
前記支柱は、それぞれが前記カンチレバープレートのうちの1つの対応する自由端の上に前記チャンバを横切って横方向に延在する複数の細長い支柱からなり、
前記支持体が、前記カンチレバープレートを覆い且つ各カンチレバープレートの自由端にあるギャップの橋渡しをする支持材料の連続した層からなり、各プレートの前記チャンバに向かう運動が、前記支持体を介して支柱に伝達されるようになっている、請求項1に記載の構造体。 - 前記複数の圧電素子が、前記チャンバに沿って配列された複数の別個の変形可能な圧電素子からなり、
前記支柱は、それぞれが前記別個の変形可能な圧電素子の対応する1つの上に前記チャンバを横切って横方向に延在する複数の細長い支柱からなり、
前記支持体が、前記圧電素子を覆う支持材料の連続した層からなり、各素子の前記チャンバに向かう運動が前記支持体を介して支柱に伝達されるようになっている、請求項1に記載の構造体。 - 前記複数の別個の変形可能な圧電素子が、前記チャンバに沿って配列された複数の別個の変形可能な部分を有する連続した圧電プレートからなり、
各支柱が、前記別個の変形可能な部分の対応する1つの上に前記チャンバを横切って横方向に延在する、請求項6に記載の構造体。 - 流体を収容するためのチャンバであって、流体が前記チャンバから噴射され得る出口と、流体が前記チャンバに入ることができる入口とを有する、チャンバと、
前記チャンバの1つの壁を形成するフレキシブルな膜と、
前記チャンバの容積を変化させて前記チャンバの出口から流体を噴射するように前記膜を撓ませるために、前記膜に動作可能なように結合された複数のユニモルフの圧電カンチレバーとを含む、流体噴射装置構造体。 - 前記ユニモルフのカンチレバーの全てが、同じ不活性層を共有する、請求項8に記載の構造体。
- 前記膜の中央部分に上に横たわる剛性プレートを更に含み、前記プレートが前記カンチレバーに動作可能なように結合され、各カンチレバーの前記チャンバに向かう曲げ運動が、剛性または実質的に剛性のピストンのように、前記プレートを介して前記膜に伝達されるようになっている、請求項8に記載の構造体。
- 前記プレートと前記カンチレバーとの間に配置され、前記プレート及び前記カンチレバーを動作可能なように結合する支柱を更に含む、請求項10に記載の構造体。
- 流体を収容するためのチャンバと、
複数の変形可能な圧電素子と、前記圧電素子の上に横たわり且つ前記チャンバに動作可能なように接続された剛性プレートとを含む圧電アクチュエータと、
前記プレートに前記圧電素子を結合する支柱とを含み、各圧電素子の前記チャンバに向かう運動が前記支柱を介して前記プレートに伝達され、前記プレートの結果として生じる移動が前記チャンバの容積を変位させる、流体噴射装置構造体。 - 各圧電素子が、ユニモルフの圧電カンチレバーからなり、前記ユニモルフのカンチレバーの全てが、同じ不活性層を共有する、請求項12に記載の構造体。
- 前記複数の圧電素子が、前記チャンバに沿って配列された複数の別個の変形可能な圧電素子からなり、
前記支柱は、それぞれが前記別個の変形可能な圧電素子の対応する1つの上に前記チャンバを横切って横方向に延在する複数の細長い支柱からなり、
支持材料の連続した層が前記圧電素子を覆い、各素子の前記チャンバに向かう運動が前記支持材料を介して支柱に伝達されるようになっている、請求項12に記載の構造体。 - 前記複数の別個の変形可能な圧電素子が、前記チャンバに沿って配列された複数の別個の変形可能な部分を有する連続した圧電プレートからなり、
各支柱が、前記別個の変形可能な部分の対応する1つの上に前記チャンバを横切って横方向に延在する、請求項14に記載の構造体。
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