JP2822379B2 - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
- Publication number
- JP2822379B2 JP2822379B2 JP63011468A JP1146888A JP2822379B2 JP 2822379 B2 JP2822379 B2 JP 2822379B2 JP 63011468 A JP63011468 A JP 63011468A JP 1146888 A JP1146888 A JP 1146888A JP 2822379 B2 JP2822379 B2 JP 2822379B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrator
- nozzle
- piezoelectric transducer
- cantilever
- fixed branch
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14282—Structure of print heads with piezoelectric elements of cantilever type
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインク滴を飛翔させ記録紙等の媒体上にイン
ク像を形成するプリンタ等インクジェット方式の記録装
置に関し更に詳細にはインクジェットプリンタヘッドに
関する。
ク像を形成するプリンタ等インクジェット方式の記録装
置に関し更に詳細にはインクジェットプリンタヘッドに
関する。
従来のインクジェットヘッドの構造としては複数のノ
ズル開口を有するノズル板とこの背後にインクと直接接
触する圧電変換器を有する構造が知られている。（特公
昭和60−8953等）この構造では圧電変換器を構成する振
動子がノズル板と概ね直交する方向に変位するごとく振
動することと各ノズル間のインク流路が短い距離で通じ
ていることによりインク滴吐出効率および安定性が高く
インク中にガス、ゴミ等の異物が混入した場合でもこの
影響を受けず正常動作が可能であるという特徴を有す
る。更に振動子はノズル板と微小な空隙を保って配され
た片持ち梁状または両持ち梁状の振動子が用いられてい
る。この内片持ち梁状振動子は曲げ剛性が小さく電気機
械変換効率が高い、小さい応力で必要な振動子可動部分
変位が取れる等の利点を有する。
ズル開口を有するノズル板とこの背後にインクと直接接
触する圧電変換器を有する構造が知られている。（特公
昭和60−8953等）この構造では圧電変換器を構成する振
動子がノズル板と概ね直交する方向に変位するごとく振
動することと各ノズル間のインク流路が短い距離で通じ
ていることによりインク滴吐出効率および安定性が高く
インク中にガス、ゴミ等の異物が混入した場合でもこの
影響を受けず正常動作が可能であるという特徴を有す
る。更に振動子はノズル板と微小な空隙を保って配され
た片持ち梁状または両持ち梁状の振動子が用いられてい
る。この内片持ち梁状振動子は曲げ剛性が小さく電気機
械変換効率が高い、小さい応力で必要な振動子可動部分
変位が取れる等の利点を有する。
上記従来技術の片持ち梁状振動子を用いたインクジェ
ットヘッドの構造では精度確保が困難で特性が安定しな
い、製造歩留りが低いという問題点を有していた。即ち
ノズル板およびこれに対峙する振動子可動部分との間の
間隙はインク吐出特性に影響するため微小な空隙を高精
度に管理する必要がある。しかしながら片持ち梁の場合
支持部分に対して梁の長さが長いため支持部分での支持
方向の傾きが振動子先端では拡大され振動子とノズル板
との空隙に影響する。そのため特性が安定せず製造歩留
りが低いという問題点を有していた。
ットヘッドの構造では精度確保が困難で特性が安定しな
い、製造歩留りが低いという問題点を有していた。即ち
ノズル板およびこれに対峙する振動子可動部分との間の
間隙はインク吐出特性に影響するため微小な空隙を高精
度に管理する必要がある。しかしながら片持ち梁の場合
支持部分に対して梁の長さが長いため支持部分での支持
方向の傾きが振動子先端では拡大され振動子とノズル板
との空隙に影響する。そのため特性が安定せず製造歩留
りが低いという問題点を有していた。
本発明の目的はこれらの問題点を解決して特性の安定
した製造歩留りの高い片持ち梁状振動子を用いたインク
ジェットヘッドを実現することにある。
した製造歩留りの高い片持ち梁状振動子を用いたインク
ジェットヘッドを実現することにある。
本発明のインクジェットヘッドは、複数のノズル開口
を有するノズル形成部材と、一端が前記ノズル開口にそ
れぞれ対応する自由端として形成され、他端が支持端と
して連結されて配列された複数の片持ち梁状振動子を備
えた圧電変換器とを備えたインクジェットヘッドにおい
て、前記圧電変換器は、前記片持ち梁状振動子の並び方
向両端に、一端が前記片持ち梁状振動子が連結された支
持端部分に連結し、他端が前記自由端方向に延びる固定
分枝と、前記支持端及び前記固定分枝のノズル形成部材
と当接する側に設けられたスペーサ層とを有し、前記固
定分枝が前記スペーサ層を介してノズル形成部材に接続
されたことを特徴とする。
を有するノズル形成部材と、一端が前記ノズル開口にそ
れぞれ対応する自由端として形成され、他端が支持端と
して連結されて配列された複数の片持ち梁状振動子を備
えた圧電変換器とを備えたインクジェットヘッドにおい
て、前記圧電変換器は、前記片持ち梁状振動子の並び方
向両端に、一端が前記片持ち梁状振動子が連結された支
持端部分に連結し、他端が前記自由端方向に延びる固定
分枝と、前記支持端及び前記固定分枝のノズル形成部材
と当接する側に設けられたスペーサ層とを有し、前記固
定分枝が前記スペーサ層を介してノズル形成部材に接続
されたことを特徴とする。
また、前記固定分枝の先端と前記圧電振動子の先端が
同一であることを特徴とする。
同一であることを特徴とする。
本発明の上記構成では圧電変換器の取付け角度規制が
固定分枝で行われるため片持ち梁状振動子の自由端とノ
ズル板との間隔が高精度に管理できる。
固定分枝で行われるため片持ち梁状振動子の自由端とノ
ズル板との間隔が高精度に管理できる。
次に実施例に基づいて本発明を説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すプリンタの斜視図で
ある。同図において記録紙10はプラテン11に捲き回され
送りローラ12、13によって押圧される。ガイド軸14、17
に案内されプラテン軸に平行な方向に移動可能なキャリ
ッジ15上にインクジェットヘッド16が搭載されて構成さ
れる。インクジェットヘッド16は独立にインク滴を噴出
制御可能な複数のノズルを有しプラテン軸方向に走査さ
れ上記ノズルから選択的にインク滴を吐出し記録紙10上
にインク像を形成する。記録紙10はプラテン11、送りロ
ーラ12、13の回転により走査方向と直交する副走査方向
に搬送され記録紙面上への印字が行われる。
ある。同図において記録紙10はプラテン11に捲き回され
送りローラ12、13によって押圧される。ガイド軸14、17
に案内されプラテン軸に平行な方向に移動可能なキャリ
ッジ15上にインクジェットヘッド16が搭載されて構成さ
れる。インクジェットヘッド16は独立にインク滴を噴出
制御可能な複数のノズルを有しプラテン軸方向に走査さ
れ上記ノズルから選択的にインク滴を吐出し記録紙10上
にインク像を形成する。記録紙10はプラテン11、送りロ
ーラ12、13の回転により走査方向と直交する副走査方向
に搬送され記録紙面上への印字が行われる。
第２図にインクジェットヘッドの断面を示す。フレー
ム26に圧電変換器31とノズル板27が弾性シート25を介し
て積層され固定ねじ32、33を用いて固定される。ノズル
板27は複数のノズル28を有する金属薄板から構成され
る。
ム26に圧電変換器31とノズル板27が弾性シート25を介し
て積層され固定ねじ32、33を用いて固定される。ノズル
板27は複数のノズル28を有する金属薄板から構成され
る。
次に、圧電変換器31について第３図の斜視図を用いて
説明する。PZTよりなる圧電素子30の片面にAu薄層より
なる共通電極層53とNi薄層よりなるスペーサ層51を有し
他面にNi薄板よりなるパターン電極層54を有する。圧電
変換器31は切り込み56によって分離されて複数の振動子
52が構成される。再び第２図において振動子先端部の近
傍と微小な空隙ａを介してそれぞれに対応するノズル28
が対向するごとく配置される。パターン電極には個別に
配線29が接続され選択的電圧印加が行われる。スペーサ
層厚さはノズル部空隙と同一の値を有しインク特性に応
じて10〜100μｍに形成される。
説明する。PZTよりなる圧電素子30の片面にAu薄層より
なる共通電極層53とNi薄層よりなるスペーサ層51を有し
他面にNi薄板よりなるパターン電極層54を有する。圧電
変換器31は切り込み56によって分離されて複数の振動子
52が構成される。再び第２図において振動子先端部の近
傍と微小な空隙ａを介してそれぞれに対応するノズル28
が対向するごとく配置される。パターン電極には個別に
配線29が接続され選択的電圧印加が行われる。スペーサ
層厚さはノズル部空隙と同一の値を有しインク特性に応
じて10〜100μｍに形成される。
次に動作について説明する。インクリザーバ24からイ
ンク（図示せず）がノズル近傍に供給され充たされる。
共通電極53とパターン電極54の間に電圧を印加すること
により圧電効果により圧電素子は収縮する。一方パター
ン電極54の層は高い弾性率を有するため寸法変化が規制
され共通電極53の側に曲がるごとく曲げモーメントが発
生する。このため圧電そしは0.05〜0.2mm、パターン電
極層は10〜100μｍの厚さとし後者の引っ張り剛性が前
者に比較して十分大きい値に設定する。振動子52の自由
端はこの結果ノズル板の方向に変形変位し近傍のインク
をノズルから吐出させる。
ンク（図示せず）がノズル近傍に供給され充たされる。
共通電極53とパターン電極54の間に電圧を印加すること
により圧電効果により圧電素子は収縮する。一方パター
ン電極54の層は高い弾性率を有するため寸法変化が規制
され共通電極53の側に曲がるごとく曲げモーメントが発
生する。このため圧電そしは0.05〜0.2mm、パターン電
極層は10〜100μｍの厚さとし後者の引っ張り剛性が前
者に比較して十分大きい値に設定する。振動子52の自由
端はこの結果ノズル板の方向に変形変位し近傍のインク
をノズルから吐出させる。
上記構造において、圧電変換器31は第３図に示すよう
に、各振動子支持端側が連結され、更に固定分枝55がこ
れと一体に形成され振動子自由端側に伸びている。この
固定分枝55にはノズル板27と当接する面にスペーサ層51
を有している。このように構成された圧電変換器31は、
フレーム26とノズル板27とに挟み込まれて固定される。
即ち第３図において、圧電変換器31の固定分枝55のほぼ
全面を含む斜線部分及びパターン電極54の一部の斜線部
分がフレーム26で押圧され、またスペーサ層51全面がノ
ズル板27に当接し押圧される。
に、各振動子支持端側が連結され、更に固定分枝55がこ
れと一体に形成され振動子自由端側に伸びている。この
固定分枝55にはノズル板27と当接する面にスペーサ層51
を有している。このように構成された圧電変換器31は、
フレーム26とノズル板27とに挟み込まれて固定される。
即ち第３図において、圧電変換器31の固定分枝55のほぼ
全面を含む斜線部分及びパターン電極54の一部の斜線部
分がフレーム26で押圧され、またスペーサ層51全面がノ
ズル板27に当接し押圧される。
従って、圧電変換器全体をノズル板を基準に取り付け
ることにより、固定分枝先端の位置がノズル板に対して
位置決めされ規制される。これにより圧電変換器の取り
付け固定角度が高精度に管理でき、ノズル板と振動子可
動部分との間の空隙寸法ａが高精度に管理できる。ノズ
ル空隙寸法管理のためには固定分子は支持端から十分遠
方でノズル板に対して位置決めされることが望ましい。
スペーサ層厚は通常ノズル空隙管理範囲と同等ないしは
これ以上に管理可能であることから固定分子のノズル板
との当接部分は少なくともノズル中心まで延長されるこ
とが望ましい。圧電変換器製造工程からは固定分子と振
動子の先端が同一であることが望ましい。
ることにより、固定分枝先端の位置がノズル板に対して
位置決めされ規制される。これにより圧電変換器の取り
付け固定角度が高精度に管理でき、ノズル板と振動子可
動部分との間の空隙寸法ａが高精度に管理できる。ノズ
ル空隙寸法管理のためには固定分子は支持端から十分遠
方でノズル板に対して位置決めされることが望ましい。
スペーサ層厚は通常ノズル空隙管理範囲と同等ないしは
これ以上に管理可能であることから固定分子のノズル板
との当接部分は少なくともノズル中心まで延長されるこ
とが望ましい。圧電変換器製造工程からは固定分子と振
動子の先端が同一であることが望ましい。
なお本実施例ではスペーサは圧電素子に一体に形成さ
れた金属薄板を用いているが別体の金属板をスペーサと
してノズル板と圧電素子の間に挟み込んで固定するごと
く構成することも可能である。
れた金属薄板を用いているが別体の金属板をスペーサと
してノズル板と圧電素子の間に挟み込んで固定するごと
く構成することも可能である。
以上述べたように、本発明のインクジェットヘッドに
よれば、複数のノズル開口を有するノズル形成部材と、
一端が前記ノズル開口にそれぞれ対向する自由端として
形成され、他端が支持端として連結されて配列された複
数の片持ち梁状振動子を備えた圧電変換器とを備えたイ
ンクジェットヘッドにおいて、前記圧電変換器は、前記
片持ち梁状振動子の並び方向両端に、一端が前記片持ち
梁状振動子が連結された支持端部分に連結し、他端が前
記自由端方向に延びる固定分枝と、前記支持端及び前記
固定分枝のノズル形成部材と当接する側に設けられたス
ペーサ層とを有し、前記固定分枝が前記スペーサ層を介
してノズル形成部材に接続された構成であることによ
り、 ノズル形成部材と片持ち梁振動子間の間隙を固定分枝
に設けられたスペーサにより精度良く管理でき、容易に
製造することが可能になる。これは連結部だけにスペー
サを設けた場合には、圧電変換器がノズル形成部材の面
に対して傾いて取り付けられる可能性があるが、本発明
によれば固定分枝のスペーサにより一定に管理されるた
め、この様な傾きは生じることがないからである。
よれば、複数のノズル開口を有するノズル形成部材と、
一端が前記ノズル開口にそれぞれ対向する自由端として
形成され、他端が支持端として連結されて配列された複
数の片持ち梁状振動子を備えた圧電変換器とを備えたイ
ンクジェットヘッドにおいて、前記圧電変換器は、前記
片持ち梁状振動子の並び方向両端に、一端が前記片持ち
梁状振動子が連結された支持端部分に連結し、他端が前
記自由端方向に延びる固定分枝と、前記支持端及び前記
固定分枝のノズル形成部材と当接する側に設けられたス
ペーサ層とを有し、前記固定分枝が前記スペーサ層を介
してノズル形成部材に接続された構成であることによ
り、 ノズル形成部材と片持ち梁振動子間の間隙を固定分枝
に設けられたスペーサにより精度良く管理でき、容易に
製造することが可能になる。これは連結部だけにスペー
サを設けた場合には、圧電変換器がノズル形成部材の面
に対して傾いて取り付けられる可能性があるが、本発明
によれば固定分枝のスペーサにより一定に管理されるた
め、この様な傾きは生じることがないからである。
また、固定分枝により、圧電変換器の固定を片持ち梁
振動子の両側で行うことが可能になり、振動子を接続し
た支持端部分の固定長さを短くすることができるので、
小型ヘッドを実現することが可能になる。
振動子の両側で行うことが可能になり、振動子を接続し
た支持端部分の固定長さを短くすることができるので、
小型ヘッドを実現することが可能になる。
また、前記固定分枝の先端と前記圧電振動子の先端を
同一位置にすることにより、この様な圧電変換器を容易
に製造することができる。
同一位置にすることにより、この様な圧電変換器を容易
に製造することができる。
第１図は本発明による一実施例を示すインクジェットヘ
ッドを具備したプリンタの斜視図。 第２図は本発明による一実施例を示すインクジェットヘ
ッドの断面図。 第３図は本発明による一実施例を示すインクジェットヘ
ッドの圧電変換器の斜視図。 16……インクジェットヘッド 27……ノズル板 28……ノズル 30……圧電素子 31……圧電変換器 51……スペーサ 52……振動子 53……共通電極 54……パターン電極
ッドを具備したプリンタの斜視図。 第２図は本発明による一実施例を示すインクジェットヘ
ッドの断面図。 第３図は本発明による一実施例を示すインクジェットヘ
ッドの圧電変換器の斜視図。 16……インクジェットヘッド 27……ノズル板 28……ノズル 30……圧電素子 31……圧電変換器 51……スペーサ 52……振動子 53……共通電極 54……パターン電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−4835（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−173948（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/045,2/055
Claims (2)
- 【請求項１】複数のノズル開口を有するノズル形成部材
と、一端が前記ノズル開口にそれぞれ対応する自由端と
して形成され、他端が支持端として連結されて配列され
た複数の片持ち梁状振動子を備えた圧電変換器とを備え
たインクジェットヘッドにおいて、 前記圧電変換器は、前記片持ち梁状振動子の並び方向両
端に、一端が前記片持ち梁状振動子が連結された支持端
部分に連結し、他端が前記自由端方向に延びる固定分枝
と、前記支持端及び前記固定分枝のノズル形成部材と当
接する側に設けられたスペーサ層とを有し、前記固定分
枝が前記スペーサ層を介してノズル形成部材に接続され
たインクジェットヘッド。 - 【請求項２】前記固定分枝の先端と前記圧電振動子の先
端が同一である請求項１記載のインクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63011468A JP2822379B2 (ja) | 1988-01-21 | 1988-01-21 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63011468A JP2822379B2 (ja) | 1988-01-21 | 1988-01-21 | インクジェットヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01186330A JPH01186330A (ja) | 1989-07-25 |
| JP2822379B2 true JP2822379B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=11778908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63011468A Expired - Lifetime JP2822379B2 (ja) | 1988-01-21 | 1988-01-21 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2822379B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2527647C3 (de) * | 1975-06-20 | 1981-06-25 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Mit Flüssigkeitströpfchen arbeitendes Schreibgerät |
| JPS61173948A (ja) * | 1985-01-29 | 1986-08-05 | Ricoh Co Ltd | 片持梁振動ユニツト型インクジエツトヘツド |
-
1988
- 1988-01-21 JP JP63011468A patent/JP2822379B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01186330A (ja) | 1989-07-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080904 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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