JP3066358B2 - Inkjet printer - Google Patents

Inkjet printer

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JP3066358B2
JP3066358B2 JP19403598A JP19403598A JP3066358B2 JP 3066358 B2 JP3066358 B2 JP 3066358B2 JP 19403598 A JP19403598 A JP 19403598A JP 19403598 A JP19403598 A JP 19403598A JP 3066358 B2 JP3066358 B2 JP 3066358B2
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JP
Japan
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piezoelectric element
ink
ink chamber
electrodes
diaphragm
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浩司 久保田
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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】この発明はインクジェットプ
リンタに関するものであり、特にその構成部品であるプ
リントヘッドの構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet printer, and more particularly, to a structure of a print head as a component thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンピュータの端末機器としてインクジ
ェットプリンタがある。オンデマンド型インクジェット
プリンタでアクチュエータとして圧電素子を用いたもの
の中には、圧電素子の動作モードによって、たとえばバ
イモルフ型とピストン型とがある。
2. Description of the Related Art There is an ink jet printer as a terminal device of a computer. Among on-demand type ink jet printers using a piezoelectric element as an actuator, there are, for example, a bimorph type and a piston type depending on the operation mode of the piezoelectric element.

【0003】図3はバイモルフ型のインクジェットプリ
ンタのヘッド部の断面図である。バイモルフ型はステン
レス板2を積層して構成されたインク室4と圧電素子3
とを備えている。インク室4とノズル5とはインク供給
室6を介して連通している。インク供給室6はインク供
給路7とも連通している。バイモルフ型はこのようなヘ
ッド部が記録紙面に対向して複数個設けられている。し
たがってノズル5が記録紙面に対向して複数個並んでい
ることになる。
FIG. 3 is a sectional view of a head portion of a bimorph type ink jet printer. The bimorph type has an ink chamber 4 and a piezoelectric element 3 which are formed by stacking stainless steel plates 2.
And The ink chamber 4 and the nozzle 5 communicate with each other via an ink supply chamber 6. The ink supply chamber 6 is also in communication with the ink supply path 7. The bimorph type is provided with a plurality of such head portions facing the recording paper surface. Therefore, a plurality of nozzles 5 are arranged facing the recording paper surface.

【0004】次にバイモルフ型の動作を説明する。圧電
素子3に電圧を印加すると、圧電素子3と固着している
ステンレス板2が撓み、ノズル5からインク滴が射出さ
れる。このような動作を各ヘッド部ごとに独立して動作
させることにより情報の記録が行なわれる。
Next, the operation of the bimorph type will be described. When a voltage is applied to the piezoelectric element 3, the stainless steel plate 2 fixed to the piezoelectric element 3 is bent, and ink droplets are ejected from the nozzle 5. Information is recorded by operating such an operation independently for each head unit.

【0005】次にピストン型について説明する。図4は
ピストン型のインクジェットプリンタのヘッド部の断面
図である。ピストン型はインク室とピストン12と圧電
素子13とを備えている。インク室の一部はシリンダ1
4となっており、シリンダ14内にインクが収められて
いる。シリンダ14はシール18によって密閉されてい
る。シリンダ14はノズル15と連通している。またシ
リンダ14はインク供給路16とも連通している。シリ
ンダ14内にはピストン12と圧電素子13とが挿入さ
れている。ピストン12と圧電素子13とは固着されて
おり、また圧電素子13には電極が取付けられている。
ピストン型もバイモルフ型と同じようにこのようなヘッ
ド部が記録紙面に対向して複数個設けられている。
Next, the piston type will be described. FIG. 4 is a sectional view of a head portion of a piston type ink jet printer. The piston type includes an ink chamber, a piston 12, and a piezoelectric element 13. Part of the ink chamber is cylinder 1
4 and the ink is stored in the cylinder 14. The cylinder 14 is sealed by a seal 18. The cylinder 14 is in communication with the nozzle 15. The cylinder 14 also communicates with the ink supply path 16. The piston 12 and the piezoelectric element 13 are inserted into the cylinder 14. The piston 12 and the piezoelectric element 13 are fixed, and electrodes are attached to the piezoelectric element 13.
Like the bimorph type, the piston type is provided with a plurality of such head portions facing the recording paper surface.

【0006】ピストン型の動作を説明する。電極の電圧
が解除されると圧電素子13が横方向に延びる。それに
よりシリンダ14内のインクが加圧され、ノズル15か
らインク滴が射出される。このような動作を各ヘッド部
ごとに独立して動作させることにより情報の記が行な
われる。
The operation of the piston type will be described. When the voltage of the electrode is released, the piezoelectric element 13 extends in the lateral direction. As a result, the ink in the cylinder 14 is pressurized, and an ink droplet is ejected from the nozzle 15. Record of information is performed by operating independently of such operations for each head.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】印字速度を向上させる
ためにはノズルとノズルとのピッチをできるだけ狭めて
多数のノズルを実装する必要がある。しかしながら図3
に示すバイモルフ型では、ノズルとノズルとのピッチを
狭めるために、圧電素子の寸法のうち図面の垂直方向を
短くすると、圧電素子の変位量が小さくなる。圧電素子
の変位量が小さくなるとインク滴の射出が良好に行なわ
れない。このような状態で圧電素子の変位量を大きくす
るためには圧電素子に高電圧を印加すればよいが、こう
すると駆動回路の部品コストが高くなる。
In order to improve the printing speed, it is necessary to mount a large number of nozzles with the pitch between nozzles being as narrow as possible. However, FIG.
In the bimorph type shown in (1), when the dimension of the piezoelectric element in the vertical direction in the drawing is reduced in order to narrow the pitch between the nozzles, the displacement of the piezoelectric element is reduced. If the amount of displacement of the piezoelectric element is small, ejection of ink droplets is not performed well. In order to increase the amount of displacement of the piezoelectric element in such a state, a high voltage may be applied to the piezoelectric element, but this increases the cost of parts of the drive circuit.

【0008】図4に示すピストン型も、ノズルとノズル
とのピッチを短くするために、圧電素子の寸法のうち図
面の垂直方向を短くすると、圧電素子13の強度不足か
ら座屈を招き、インク滴の射出を良好に行なうことがで
きない。
In the piston type shown in FIG. 4 as well, if the dimension of the piezoelectric element in the vertical direction in the drawing is shortened in order to shorten the pitch between the nozzles, buckling occurs due to insufficient strength of the piezoelectric element 13 and ink Drop ejection cannot be performed well.

【0009】以上の理由から両方式ともノズルとノズル
とのピッチは1mmが限界となっている。
For the above reasons, the limit of the pitch between nozzles in both types is 1 mm.

【0010】この発明はかかる従来の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的はノズルの実装密度が
高く、高速、低コストのインクジェットプリンタを提供
することである。
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a high-speed, low-cost ink jet printer with a high nozzle mounting density.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、インク室を形成する振動板を圧電素子で
押圧することにより、前記振動板を撓ませて、前記イン
ク室と連通したノズルからインク滴を射出し、情報の記
録を行なう、インクジェットプリンタであって、前記イ
ンク室のインク充填部に前記振動板を介して対向するよ
うに配置され圧電素子部を溝加工により形成するとと
もに、圧電素子部が形成されていない延設部を有した
ースブロックを備え、前記圧電素子部の両側面にそれぞ
れ電極を形成し、前記ベースブロックの延設部に前記両
側面に設けられた一対となる電極の引き出し部を形成
し、前記圧電素子の上面を前記振動板に固着し、電圧印
加による横効果または縦効果によって前記圧電素子部を
伸長させた際に、前記面で前記振動板を押圧するよう
にしている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a method in which a vibration plate forming an ink chamber is pressed by a piezoelectric element to bend the vibration plate and communicate with the ink chamber. the ink drops emitted from nozzles to record information, an inkjet printer, by grooving the piezoelectric element unit disposed Ru so as to face via the diaphragm Lee ink filling part of the ink chamber formation Then door
In addition, a base block having an extended portion on which the piezoelectric element portion is not formed is provided, and each of the base blocks is provided on both side surfaces of the piezoelectric element portion.
Electrodes are formed on the extended portion of the base block.
Form a pair of electrode lead-out parts provided on the side
And, wherein the top surface of the piezoelectric element is fixed to the diaphragm, when obtained by extending said piezoelectric element by the lateral effect or longitudinal effect caused by voltage application, and to press the diaphragm in the upper surface.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1はこの発明に係るインクジェ
ットプリンタの実施形態のヘッド部を示す斜視図であ
る。図2はこの発明に係るインクジェットプリンタの実
施形態のヘッド部の分解斜視図である。図2を用いてこ
の発明に係るインクジェットプリンタの実施形態の説明
を行なう。
FIG. 1 is a perspective view showing a head section of an embodiment of an ink jet printer according to the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of a head section of the embodiment of the ink jet printer according to the present invention. An embodiment of the ink jet printer according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0013】このインクジェットプリンタはベースブロ
ック21とインク室壁22とカバープレート23とを備
えている。ベースブロック21はチタン酸ジルコン酸鉛
からできている。ベースブロック21には圧電素子24
aと圧電素子24bとが設けられている。この圧電素子
は圧電横効果を示すものである。圧電素子24a,24
bは奥行きが8mm、厚さが0.1mm、高さが0.5
mmとなっている。ベースブロック21と圧電素子24
a,24bとは1枚のチタン酸ジルコン酸鉛の板を溝加
工することにより一体的に成形されている。圧電素子2
4aの両側面には電極25aが設けられている。圧電素
子24bの両側面にも電極25bが設けられている。
This ink jet printer includes a base block 21, an ink chamber wall 22, and a cover plate 23. The base block 21 is made of lead zirconate titanate. A piezoelectric element 24 is provided on the base block 21.
a and the piezoelectric element 24b are provided. This piezoelectric element exhibits a lateral piezoelectric effect. Piezoelectric elements 24a, 24
b is 8 mm in depth, 0.1 mm in thickness, and 0.5 in height
mm. Base block 21 and piezoelectric element 24
A and 24b are integrally formed by subjecting one lead zirconate titanate plate to groove processing. Piezoelectric element 2
Electrodes 25a are provided on both side surfaces of 4a. Electrodes 25b are also provided on both side surfaces of the piezoelectric element 24b.

【0014】そして、ベースブロック21には圧電素子
24a,24bが設けられていない延設部21aが形成
されており、この延設部21aの上面に電極25a,2
5bの引き出し部が形成されている。
The base block 21 is provided with an extension 21a on which the piezoelectric elements 24a and 24b are not provided, and the electrodes 25a and 2 are formed on the upper surface of the extension 21a.
5b is formed.

【0015】インク室壁22は振動板26に取り付けら
れている。振動板26はステンレスまたはガラスからで
きており、インク室壁2はガラスまたは樹脂からでき
ている。インク室壁22によってインク室27aと27
bとが形成されている。インク室27aにはノズル28
aが連通しており、インク室27bにはノズル28bが
連通している。圧電素子24aの面29aと振動板2
6とは固着されており、圧電素子24bの面29bと
振動板26とは固着されている。
The ink chamber wall 22 is attached to a vibration plate 26. Diaphragm 26 are made of stainless steel or glass, the ink chamber wall 2 2 is made of glass or resin. The ink chambers 27a and 27 are formed by the ink chamber wall 22.
b are formed. A nozzle 28 is provided in the ink chamber 27a.
a, and a nozzle 28b communicates with the ink chamber 27b. The upper surface 29a of the piezoelectric elements 24a vibrating plate 2
6 is secured to the, is fixed to the upper surface 29b of the piezoelectric element 24b and the vibration plate 26.

【0016】カバープレート23にはインク供給口30
が設けられている。カバープレート23はガラスからで
きている。図2中のAで示すように、この実施形態にお
いてはノズル28aとノズル28bとのピッチは0.5
mmとなっている。
The cover plate 23 has an ink supply port 30.
Is provided. The cover plate 23 is made of glass. As shown by A in FIG. 2, in this embodiment, the pitch between the nozzles 28a and 28b is 0.5
mm.

【0017】次にこのインクジェットプリンタの動作を
図2を用いて説明する。初めに電極25aに電圧をかけ
ておき、次に電圧を解除すると、圧電素子24aが横効
果により図2中の矢印Bで示す方向に伸長する。これに
より側面29aが振動板26を押圧し、ノズル28aか
らインク滴が射出される。この場合圧電素子24aは奥
行き方向に長くなっているので、インク室27aの体積
変化を十分起こさせることができる。
Next, the operation of the ink jet printer will be described with reference to FIG. When a voltage is first applied to the electrode 25a and then the voltage is released, the piezoelectric element 24a expands in the direction shown by the arrow B in FIG. 2 due to the lateral effect. As a result, the side surface 29a presses the diaphragm 26, and ink droplets are ejected from the nozzles 28a. In this case, since the piezoelectric element 24a is elongated in the depth direction, the volume of the ink chamber 27a can be sufficiently changed.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上のように、この発明によるインクジ
ェットプリンタによれば、インク室のインク充填部に振
動板を介して対向するように配置される圧電素子部を溝
加工により形成しているので、製造プロセスを簡略化す
ることができ、その結果生産性を向上することができ
る。また、ベースブロックを溝加工するだけで圧電素子
部を形成することができるので、複数の圧電素子部を形
成する際に、圧電素子部間の間隔を短い間隔に形成する
ことができ、ノズルの高密度化を図ることができる。
As described above, according to the ink jet printer of the present invention, the ink is supplied to the ink filling section of the ink chamber.
Grooves piezoelectric element unit disposed to face each other with a rotation plate
Because it is formed by processing, it simplifies the manufacturing process
Can increase productivity.
You. In addition, a piezoelectric element can be formed simply by forming grooves in the base block.
Parts can be formed.
When forming, make the interval between the piezoelectric element parts a short interval
Therefore, the density of the nozzle can be increased.

【0019】しかも、ベースブロックの延設部に圧電素
子部の両側面に設けられた一対の電極の引き出し部を形
成しているので、この引き出し部を電源部と接続するだ
けの簡単な構成で電極に電源を供給することができる。
例えば、ベースブロックの延設部を利用することによ
り、電源部との接続にコネクタ等を用いることを可能と
することができる。
In addition, since a pair of electrodes provided on both sides of the piezoelectric element portion are formed in the extended portion of the base block, a simple configuration in which the drawn portion is connected to the power supply portion is provided. Power can be supplied to the electrodes.
For example, by using the extended portion of the base block, a connector or the like can be used for connection with the power supply unit.

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

【図1】この発明に係るインクジェットプリンタの実施
形態のヘッド部の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a head section of an ink jet printer according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明に係るインクジェットプリンタの実施
形態のヘッド部の分解斜視図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view of a head portion of the ink jet printer according to the embodiment of the present invention.

【図3】従来のインクジェットプリンタの一例であるバ
イモルフ型アクチュエータを用いた構造の断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a structure using a bimorph-type actuator which is an example of a conventional inkjet printer.

【図4】従来のインクジェットプリンタの一例であるピ
ストン型アクチュエータを用いた構造の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a structure using a piston type actuator which is an example of a conventional ink jet printer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 ベースブロック 21a 延設部 22 インク室壁 24a,24b 圧電素子 26 振動板 27a,27b インク室 28a,28b ノズル 29a,29b 側面 21 Base Block 21a Extension 22 Ink Chamber Wall 24a, 24b Piezoelectric Element 26 Vibration Plate 27a, 27b Ink Chamber 28a, 28b Nozzle 29a, 29b Side Surface

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 インク室を形成する振動板を圧電素子で
押圧することにより、前記振動板を撓ませて、前記イン
ク室と連通したノズルからインク滴を射出し、情報の記
録を行なう、インクジェットプリンタであって、 前記インク室のインク充填部に前記振動板を介して対向
するように配置され圧電素子部を溝加工により形成す
るとともに、圧電素子部が形成されていない延設部を有
したベースブロックを備え、 前記圧電素子部の両側面にそれぞれ電極を形成し、 前記ベースブロックの延設部に前記両側面に設けられた
一対となる電極の引き出し部を形成し、 前記圧電素子の上面を前記振動板に固着し、電圧印加に
よる横効果または縦効果によって前記圧電素子部を伸長
させた際に、前記面で前記振動板を押圧するようにし
たことを特徴とする、インクジェットプリンタ。
1. An ink jet recording device, wherein a diaphragm that forms an ink chamber is pressed by a piezoelectric element to deflect the diaphragm, eject ink droplets from nozzles communicating with the ink chamber, and record information. a printer, a piezoelectric element portion that will be placed so as to face via the diaphragm Lee ink filling part of the ink chamber together to form a grooving, not pressure photoelectric element unit is formed extending A base block having a portion, wherein electrodes are respectively formed on both side surfaces of the piezoelectric element portion, and electrodes are provided on the both side surfaces in an extended portion of the base block .
Forming a lead-out portions of the pair become electrodes, when the upper surface of the piezoelectric element fixed to the vibrating plate was extending said piezoelectric element by the lateral effect or longitudinal effect caused by voltage application, the vibration in the upper surface An ink jet printer characterized by pressing a plate.
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