JP2774883B2 - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

インクジェット記録ヘッド

Info

Publication number
JP2774883B2
JP2774883B2 JP3201836A JP20183691A JP2774883B2 JP 2774883 B2 JP2774883 B2 JP 2774883B2 JP 3201836 A JP3201836 A JP 3201836A JP 20183691 A JP20183691 A JP 20183691A JP 2774883 B2 JP2774883 B2 JP 2774883B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
piston
piezoelectric actuator
nozzle
hole
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP3201836A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04363249A (ja
Inventor
義雄 金山
正治 木村
博和 幸田
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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 Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP3201836A priority Critical patent/JP2774883B2/ja
Publication of JPH04363249A publication Critical patent/JPH04363249A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2774883B2 publication Critical patent/JP2774883B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電アクチュエ−タに
よって付勢されるインクジェット記録ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来のインクジェット記録ヘッ
ドの一部を示す断面図である。
【0003】同図において、10はノズルヘッドブロック
を示している。このノズルヘッドブロック10には、図示
しないインクタンクに連通するインク供給路11と、この
インク供給路11に連通し表面張力でインク12を保持する
インク保持スリット13と、このインク保持スリット13の
背面に設けられているオリフィス14とが設けられてい
る。オリフィス13の背後には、インクが満たされた圧力
室15がノズルヘッドブロック10と圧力板16とから形成さ
れている。圧力板16の圧力室15と反対側の面には、ピエ
ゾ素子等による圧電素子17が取り付けられている。
【0004】信号源18から電圧が印加されることにより
この圧電素子17が変形し、それに伴って圧力板16も撓み
圧力室15の容積が変化する。これにより、オリフィス14
からインクが押し出されてインク保持スリット13内のイ
ンク12と共に前方に吐出されるか、又はインク保持スリ
ット13内のインク12を圧力室15へ吸入する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このようなインクジェ
ット記録ヘッドによると、インク12のメニスカスが外乱
等で変化した場合、気泡がノズルを介して圧力室15内へ
侵入してしまいインク12の吐出動作に悪影響を与える。
しかも、圧力室15が閉鎖的であるため、このような気泡
は除去することが極めて困難である。また、インクがノ
ズルの前面に存在しているため、吐出インク粒の形状、
大きさが好ましいものではなくしかも不安定であった。
【0006】従って、本発明は常に最適な形状及び大き
さのインク粒を吐出することができるインクジェット記
録ヘッドを提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、少なく
とも1つのノズルと、該ノズルに連通するインク室と、
該ノズルからのインクの吐出方向に対して略直角方向に
前記インク室に設けられた貫通孔と、該貫通孔弾性
を有する接着剤で密封的に保持されたピストン部材と、
一端が前記ピストン部材の底部に固着されずに当接して
おり他端が固定保持された長手方向に変形する棒状の圧
電アクチュエータ部材とを備え、印加される電圧に応じ
前記ピストン部材を前記貫通孔の軸方向へ付勢するよ
うにしたことを特徴とするインクジェット記録ヘッドが
提供される。
【0008】
【0009】
【0010】
【作用】インク室に連通する貫通孔内にはピストン部材
弾性を有する接着剤で密封的に保持されており、この
ピストン部材一端が該ピストン部材の底部に固着され
ずに当接しており他端が固定保持された長手方向に変形
する棒状の圧電アクチュエータにより貫通孔の軸方向へ
付勢される。これによってインク室の容積が圧縮又は膨
張せしめられ、ノズルからのインクの吐出又はインクタ
ンクからのインクの吸引が行われる。
【0011】この場合、ピストンが弾性を有する接着剤
で保持されているので貫通孔の軸方向へ移動容易であ
る。しかも圧電アクチュエータはピストンの底部に直接
当接しているのみであり、ピストンに固着されていな
い。従って圧電アクチュエータも移動が非常に容易であ
り、電圧が印加されるとピストンを貫通孔の軸方向へ効
率よく付勢するので、常に最適な形状及び大きさのイン
ク粒を吐出することができると共に効率の良い駆動を行
うことができる。また、圧電アクチュエータを縦型に使
用したので、ノズル数密度を増大させることができる。
さらに、ピストンとアクチュエータを固着していないの
で、取り付け・交換作業が容易に行える。加えて、圧電
アクチュエータがピストン及び接着剤によってインク室
から隔離されているので、印加電圧がインクによってリ
ークを起こすことがないのみならず圧電アクチュエータ
がインクによって侵される恐れが全くない
【0012】
【0013】
【実施例】以下、本発明によるインクジェット記録ヘッ
ドを実施例により詳細に説明する。
【0014】図1は本発明の一実施例であるインクジェ
ット記録ヘッドの一部を示す断面図である。なお、以下
の説明は1つのインクジェットノズルを有するがごとく
行うが、本発明のインクジェット記録ヘッドは単数のノ
ズルを有するものであってもよいし、また複数の同様の
ノズルを有するものであってもよい。
【0015】同図に示すように、ノズルヘッド部は2つ
のノズルヘッドブロック20及び21を合わせることによ
り、その内部にノズル22、インク室23、及びインク供給
路24が互いに連通して形成されている。インク供給路24
の他端は図示しないインクタンクに連通している。
【0016】ノズルヘッドブロック21には、一端がイン
ク室23に開口し他端が外部に開口する貫通孔25が設けら
れている。この貫通孔25には金属又は硬質の樹脂からな
るピストン26が挿入されている。ピストン26の外周面と
貫通孔25の内周面との間には弾性を有する接着剤27が封
入されており、これによってピストン26が密封的に保持
されている。接着剤27はこのピストン26に外圧が印加さ
れると歪むような弾性体である。このような接着剤27と
しては、1液性エポキシ樹脂又は2液性エポキシ樹脂が
使用される。
【0017】ピストン26のインク室側の面と反対側の面
(底部)には圧電アクチュエ−タ28の一端が当接してい
る。ピストン26とこの圧電アクチュエ−タ28とが押圧部
材35を構成している。圧電アクチュエ−タ28の他端部分
は固定板29に堅固に固着されており、この固定板29はノ
ズルヘッドブロック21に固定されているステ−30に固定
されている。圧電アクチュエ−タ28の中間部にはステ−
30に固定されたガイド31が係合している。このガイド31
は圧電アクチュエ−タ28の変形方向を案内するためのも
のである。
【0018】圧電アクチュエ−タ28は、複数の半導体膜
28a と電極板28b とを交互に積層してなるピエゾ素子で
構成されている。半導体膜28a を挟む電極板28b 間には
信号源32が接続されている。
【0019】信号源32から電圧が印加されることにより
この圧電アクチュエ−タ28は矢印33の方向に変形し、
この押圧力及び接着剤27の弾性による反発力によって
ピストン26は矢印34の方向に移動する。その結果、イン
ク室23の容積が変化し、インクがノズル22から吐出して
印字が行われたり、新しいインクをインク供給路24を介
してインク室23内に吸入したりする。
【0020】本実施例では、ピストン26の側面のみに接
着剤27を介在させて貫通孔25に支持させるように構成し
ており、しかもピストン26の底部に圧電アクチュエ−タ
28を固定せず直接接触するように構成している。このた
め、ピストン26の動きのロスが非常に小さくなり、圧電
アクチュエ−タ28の変形がインク室23の容積変化に効率
よく変換されることとなる。また、ピストン26の底部と
圧電アクチュエ−タ28とを接着するための手間も省け、
製造がその分だけ容易となる。
【0021】さらに本実施例では、ピストン26及び接着
剤27によって圧電アクチュエ−タ28がインク室23から隔
離されている。このため、印加電圧がインクによってリ
−クを起こすことがないのみならず圧電アクチュエ−タ
28がインクによって侵される恐れが全くない。また、従
来技術のように閉鎖的に構成された圧力室が存在しない
ため、インク室23内に入った気泡を容易に除去すること
ができる。
【0022】図2は本発明の他の実施例であるインクジ
ェット記録ヘッドの一部を示す断面図である。この実施
例においても、1つのインクジェットノズルを有する場
合について説明を行うが、本発明のインクジェット記録
ヘッドは単数のノズルを有するものであってもよいし、
また複数の同様のノズルを有するものであってもよい。
【0023】同図に示すように、ノズルヘッド部は2つ
のノズルヘッドブロック120 及び121 を合わせることに
より、その内部にノズル122 、インク室123 、及びイン
ク供給路124 が互いに連通して形成されている。インク
供給路124 の他端は図示しないインクタンクに連通して
いる。
【0024】ノズルヘッドブロック120 及び121 の間に
は、一端がインク室123 に開口し他端が外部に開口する
貫通孔125 が設けられている。この貫通孔125 には金属
又は硬質の樹脂からなるピストン126 が挿入されてい
る。ピストン126 の外周面と貫通孔125 の内周面との間
には弾性を有する接着剤127 が封入されており、これに
よってピストン126 が密封的に保持されている。接着剤
127 はこのピストン126に外圧が印加されると歪むよう
な弾性体である。このような接着剤127 としては、1液
性エポキシ樹脂又は2液性エポキシ樹脂が使用される。
【0025】ピストン126 のインク室側の面と反対側の
面(底部)には圧電アクチュエ−タ128 の一端が当接し
ている。ピストン126 とこの圧電アクチュエ−タ128 と
が押圧部材135 を構成している。圧電アクチュエ−タ12
8 の他端部分は固定板129 に堅固に固着されており、こ
の固定板129 はノズルヘッドブロック121 に固定されて
いる。圧電アクチュエ−タ128 の中間部にはノズルヘッ
ドブロック121 に固定されたガイド131 が係合してい
る。このガイド131 は圧電アクチュエ−タ128 の変形方
向を案内するためのものである。
【0026】圧電アクチュエ−タ128 は、複数の半導体
膜128aと電極板128bとを交互に積層してなるピエゾ素子
で構成されている。半導体膜128aを挟む電極板128b間に
は信号源132 が接続されている。
【0027】信号源132 から電圧が印加されることによ
りこの圧電アクチュエ−タ128 は矢印133 の方向に変形
し、この押圧力及び接着剤127 の弾性による反発力によ
ってピストン126 は矢印134 の方向に移動する。その結
果、インク室123 の容積が変化し、インクがノズル122
から吐出して印字が行われたり、新しいインクをインク
供給路124 を介してインク室123 内に吸入したりする。
同図からも明らかのように本実施例では、ピストン126
の移動方向にノズル122 が存在しているため、ピストン
126 の移動に対するインクの吐出効率が高い。また、貫
通孔125 をノズルヘッドブロック121 に形成していない
ため、エッチング等による穴加工精度をあまり高くでき
ない材質であっても容易に用いることができる。
【0028】本実施例では、ピストン126 の側面のみに
接着剤127を介在させて貫通孔125に支持させるように構
成しており、しかもピストン126 の底部に圧電アクチュ
エ−タ128 を固定せず直接接触するように構成してい
る。このため、ピストン126の動きのロスが非常に小さ
くなり、圧電アクチュエ−タ128 の変形がインク室123
の容積変化に効率よく変換されることとなる。また、ピ
ストン126 の底部と圧電アクチュエ−タ128 とを接着す
るための手間も省け、製造がその分だけ容易となる。
【0029】
【0030】図3は本発明のさらに他の実施例であるイ
ンクジェット記録ヘッドの一部を示す断面図である。こ
の説明についても1つのインクジェットノズルを有する
がごとく行うが、本発明のインクジェット記録ヘッドは
単数のノズルを有するものであってもよいし、また複数
の同様のノズルを有するものであってもよい。
【0031】同図に示すように、ノズルヘッド部は2つ
のノズルヘッドブロック220 及び221 を合わせることに
より、その内部にノズル222 、インク室223 、及びイン
ク供給路224 が互いに連通して形成されている。インク
供給路224 の他端は図示しないインクタンクに連通して
いる。
【0032】ノズルヘッドブロック221 には、一端がイ
ンク室223に開口し他端が外部に開口する貫通孔225 が
設けられている。この貫通孔225 には、棒状の押圧部材
235の先端が挿入されている。押圧部材235 の貫
通孔225 に対する入口部には、密封用のパッキン部材23
6 が押圧部材235 の周囲に装着されている。このパッキ
ン部材236 をノズルヘッドブロック221 に押し付けかつ
密封を確実にするためのシール材237 が、パッキン部材
236 の周囲に形成されている。シール材237 としては、
外圧が印加されると歪むような弾性体、例えば、1液性
エポキシ樹脂又は2液性エポキシ樹脂が使用される。
【0033】押圧部材235 は、本実施例では全体が圧電
アクチュエ−タで形成されている。この押圧部材235 の
インク室側と反対側の端部は固定板229 に堅固に固着さ
れており、この固定板229 はノズルヘッドブロック221
に固定されているステ−230に固定されている。押圧部
材235 の中間部にはステ−230 に固定されたガイド231
が係合している。このガイド231 は圧電アクチュエ−タ
である押圧部材235 の変形方向を案内するためのもので
ある。
【0034】押圧部材235 は、圧電アクチュエ−タとし
て、複数の半導体膜228a と電極板228b とを交互に積
層してなるピエゾ素子で構成されている。半導体膜228a
を挟む電極板228b 間には信号源232 が接続されてい
る。
【0035】信号源232 から電圧が印加されることによ
りこの圧電アクチュエ−タである押圧部材235 は軸方向
に変形する。このとき押圧部材235 はその一端部が固定
板229 に固定されているため、その他端が矢印234 の方
向に移動する。その結果、インク室223 の容積が変化
し、インクがノズル222 から吐出して印字が行われた
り、新しいインクをインク供給路224 を介してインク室
223 内に吸入したりする。
【0036】本実施例では、押圧部材235 の変形がイン
ク室223 の容積を直接的に変化させているので、インク
の吸入及び吐出の効率が非常によい。しかも構成が単純
であるため、安価で小型のインクジェット記録ヘッドを
提供できる。しかも、圧電アクチュエ−タを縦型に使用
しているため、ノズル数密度を増大させることができ
る。また、従来技術のように閉鎖的に構成された圧力室
が存在しないため、インク室223 内に入った気泡を容易
に除去することができる。
【0037】本実施例は、以上の利点の他に、押圧部材
235 全体が圧電アクチュエ−タで形成されているため、
貫通孔225 へ押圧部材235を挿入することが容易である
という利点を有している。複数のノズルを有する記録ヘ
ッドの場合、複数の貫通孔225 へ複数の押圧部材235 を
それぞれ挿入し、密封する作業に比較的困難を伴う。し
かしながら、本実施例のように押圧部材235 が圧電アク
チュエ−タである場合、図4の平面図(A)、その側面
図(B)に示すように、1枚の圧電アクチュエ−タ板24
0 を櫛形状にすべく一端側から複数のスリット241 を形
成し、他端側に固定板242 を接着して各圧電アクチュエ
−タ240a、240b、240c、…を固定し、その後破線243 に
沿って圧電アクチュエ−タ板240 を切断することにより
複数の圧電アクチュエ−タ押圧部材を一体化することが
できる。これを一体化のまま複数の貫通孔に挿入する作
業は、非常に容易である。
【0038】このように、本実施例は、図1及び図2の
実施例に比して、部品点数が少なくかつ製造上の手間の
軽減化が図れ、従って製造コストを大幅に低減させるこ
とができる。
【0039】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、少なくとも1つのノズルと、該ノズルに連通するイ
ンク室と、該ノズルからのインクの吐出方向に対して略
直角方向に前記インク室に設けられた貫通孔と、該貫通
弾性を有する接着剤で密封的に保持されたピスト
ン部材と、一端が前記ピストン部材の底部に固着されず
に当接しており他端が固定保持された長手方向に変形す
る棒状の圧電アクチュエータ部材とを備え、印加される
電圧に応じて前記ピストン部材を前記貫通孔の軸方向へ
付勢するようにしている。ピストンが弾性を有する接着
剤で保持されているので貫通孔の軸方向へ移動容易であ
る。しかも圧電アクチュエータはピストンの底部に直接
当接しているのみであり、ピストンに固着されていな
い。従って圧電アクチュエータも移動が非常に容易であ
り、電圧が印加されるとピストンを貫通孔の軸方向へ効
率よく付勢するので、常に最適な形状及び大きさのイン
ク粒を吐出することができると共に効率の良い駆動を行
うことができる。また、圧電アクチュエータを縦型に使
用したので、ノズル数密度を増大させることができる。
さらに、ピストンとアクチュエータを固着していないの
で、取り付け・交換作業が容易に行える。加えて、圧電
アクチュエータがピストン及び接着剤によってインク室
から隔離されているので、印加電圧がインクによってリ
ークを起こすことがないのみならず圧電アクチュエータ
がインクによって侵される恐れが全くない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるインクジェット記録ヘ
ッドの一部を示す断面図である。
【図2】本発明の他の実施例であるインクジェット記録
ヘッドの一部を示す断面図である。
【図3】本発明のさらに他の実施例であるインクジェッ
ト記録ヘッドの一部を示す断面図である。
【図4】図3の実施例における押圧部材の製造工程の説
明図である。
【図5】インクジェット記録ヘッドの従来例を示す断面
図である。
【符号の説明】
20、21、120 、121 、220 、221 ノズルヘッドブロッ
ク 22、122 、222 ノズル 23、123 、223 インク室 24、124 、224 インク供給路 25、125 、225 貫通孔 26、126 ピストン 27、127 接着剤 28、128 圧電アクチュエ−タ 28a 、128a、228a 半導体膜 28b 、128b、228b 電極板 29、129 、固定板 30、230 ステ− 31、131 、231 ガイド 32、132 、232 信号源 35、135 、235 押圧部材 236 パッキン部材 237 シール材
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−286249(JP,A) 特開 昭51−55238(JP,A) 特開 平1−115638(JP,A) 特開 昭63−125343(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/045 B41J 2/055

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも1つのノズルと、該ノズルに連
    通するインク室と、該ノズルからのインクの吐出方向に
    対して略直角方向に前記インク室に設けられた貫通孔
    と、該貫通孔弾性を有する接着剤で密封的に保持さ
    れたピストン部材と、一端が前記ピストン部材の底部に
    固着されずに当接しており他端が固定保持された長手方
    向に変形する棒状の圧電アクチュエータ部材とを備え、
    印加される電圧に応じて前記ピストン部材を前記貫通孔
    の軸方向へ付勢するようにしたことを特徴とするインク
    ジェット記録ヘッド。
JP3201836A 1990-11-29 1991-08-12 インクジェット記録ヘッド Expired - Fee Related JP2774883B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3201836A JP2774883B2 (ja) 1990-11-29 1991-08-12 インクジェット記録ヘッド

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33329690 1990-11-29
JP2-333296 1990-11-29
JP3201836A JP2774883B2 (ja) 1990-11-29 1991-08-12 インクジェット記録ヘッド

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04363249A JPH04363249A (ja) 1992-12-16
JP2774883B2 true JP2774883B2 (ja) 1998-07-09

Family

ID=26513025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3201836A Expired - Fee Related JP2774883B2 (ja) 1990-11-29 1991-08-12 インクジェット記録ヘッド

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2774883B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7422313B2 (en) 2005-01-26 2008-09-09 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Liquid droplet ejecting apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1012198A (en) * 1974-07-19 1977-06-14 Stephan B. Sears Method and apparatus for recording with writing fluids and drop projection means therefor
JPS63125343A (ja) * 1986-11-14 1988-05-28 Canon Inc 記録ヘツド
JP2695418B2 (ja) * 1987-10-30 1997-12-24 株式会社リコー オンデマンド型インクジェットヘッド
JPH02286249A (ja) * 1989-04-27 1990-11-26 Minolta Camera Co Ltd インクジェットプリンタ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7422313B2 (en) 2005-01-26 2008-09-09 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Liquid droplet ejecting apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04363249A (ja) 1992-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011000888A (ja) シール付き圧電式インクジェットモジュール
JP3452129B2 (ja) インクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置
US20020130930A1 (en) Ink-jet recording head and ink-jet recording apparatus
US4367478A (en) Pressure pulse drop ejector apparatus
EP0550030B1 (en) Ink jet recording head and process for forming same
JPH0994952A (ja) インクジェットヘッド
CA1140199A (en) Pressure pulse drop ejector apparatus
DE69910336D1 (de) Tintenstrahldruckkopf und dessen Herstellungsverfahren
JPS6242793B2 (ja)
JP2774883B2 (ja) インクジェット記録ヘッド
JPS58108163A (ja) インクジェットヘッドの製造方法
KR100823562B1 (ko) 유체 젯 장치와 잉크젯 장치를 동작시키는 방법
JP2000006397A (ja) インクジェット式記録ヘッドおよびその製造方法
US6296351B1 (en) Ink jet recording head with narrowed reservoir ends
JP3334752B2 (ja) インクジェット式記録ヘッド
JP3460722B2 (ja) インクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置
JPH0729425B2 (ja) インクジェット記録ヘッド
JP3339288B2 (ja) インクジェット式記録ヘッド
JP3729002B2 (ja) インクジェット式記録ヘッド
JP3070625B2 (ja) インクジェット記録ヘッド、及びその駆動方法
JP3484888B2 (ja) インクジェット式記録ヘッド
JP3491193B2 (ja) インクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置
JP3189575B2 (ja) インクジェット式記録ヘッド
JP2000190497A (ja) インクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置
JP3182915B2 (ja) インクジェット記録ヘッド

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080424

Year of fee payment: 10

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090424

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees