JP3213126B2 - インクジェット記録装置の印字ヘッド - Google Patents
インクジェット記録装置の印字ヘッドInfo
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- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
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- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
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- 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、インクジェット記録装
置の印字ヘッドに関する。
置の印字ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット記録装置の印字ヘッドに
おけるインクの吐出方法には、熱による気泡の発生を利
用して吐出するものや、ポンプで印字ヘッドにインクを
供給し、吐出したインク滴を荷電して偏向させるもの
や、電界吸引力を利用してインクを吐出すものや、圧電
素子を利用してインクを吐出するもの等がある。
おけるインクの吐出方法には、熱による気泡の発生を利
用して吐出するものや、ポンプで印字ヘッドにインクを
供給し、吐出したインク滴を荷電して偏向させるもの
や、電界吸引力を利用してインクを吐出すものや、圧電
素子を利用してインクを吐出するもの等がある。
【０００３】図１３は、従来のインクジェット記録装置
の印字ヘッドの一例を説明するための図で、図中、１は
インク流路板、２は圧電セラミックス、３はインク流路
板１と圧電セラミックス２の間に介装された振動板、４
はインク液室、５はノズル板、６はノズル、７はインク
滴、８は基板で、圧電セラミックス２は、該圧電セラミ
ックス２の圧電定数がｄ31（圧電セラミックスの弾性波
が縦波で、かつ、横効果で作用する）で変位するように
配設されている。
の印字ヘッドの一例を説明するための図で、図中、１は
インク流路板、２は圧電セラミックス、３はインク流路
板１と圧電セラミックス２の間に介装された振動板、４
はインク液室、５はノズル板、６はノズル、７はインク
滴、８は基板で、圧電セラミックス２は、該圧電セラミ
ックス２の圧電定数がｄ31（圧電セラミックスの弾性波
が縦波で、かつ、横効果で作用する）で変位するように
配設されている。
【０００４】上記印字ヘッドは、少なくともインク流路
板１、振動板３、圧電セラミックス２から構成され、画
像情報を変換した電気信号に応じて圧電セラミックス２
に電圧を印加し、圧電セラミックス２を変位させて、隣
接する振動板３を振動させ、インク流路板１に設けられ
た液室４のインクに圧力をかけて、インクをノズル６か
らインク滴７を吐出するものである。インク流路板１は
インク通過する流路を片面に形成したものであり、吐出
前のインクはこのインク流路板の一部に設けられたイン
ク液室４において振動波板から圧力が伝わり、ノズル６
から吐出する。ノズル６の形成には、ノズル板５にノズ
ル６を形成してノズル板とインク流路板１を接合する場
合と、インク流路板１の一部にノズル６を形成し、ノズ
ル板とインク流路板１を一体化する場合等がある。
板１、振動板３、圧電セラミックス２から構成され、画
像情報を変換した電気信号に応じて圧電セラミックス２
に電圧を印加し、圧電セラミックス２を変位させて、隣
接する振動板３を振動させ、インク流路板１に設けられ
た液室４のインクに圧力をかけて、インクをノズル６か
らインク滴７を吐出するものである。インク流路板１は
インク通過する流路を片面に形成したものであり、吐出
前のインクはこのインク流路板の一部に設けられたイン
ク液室４において振動波板から圧力が伝わり、ノズル６
から吐出する。ノズル６の形成には、ノズル板５にノズ
ル６を形成してノズル板とインク流路板１を接合する場
合と、インク流路板１の一部にノズル６を形成し、ノズ
ル板とインク流路板１を一体化する場合等がある。
【０００５】振動板３はインク流路板１内のインクと圧
電セラミックス２の隔壁となる隔壁板でもあり、材質は
プラスチックや金属等が用いられ、必要に応じて表面処
理や表面薄膜コーティングが施される。また、振動板３
は、必ずしも、均一な厚みの板形状でなくても、圧電セ
ラミックスの変位が効率的に振動板を介して、インク流
路板１内のインクに伝わる形状であればよい。
電セラミックス２の隔壁となる隔壁板でもあり、材質は
プラスチックや金属等が用いられ、必要に応じて表面処
理や表面薄膜コーティングが施される。また、振動板３
は、必ずしも、均一な厚みの板形状でなくても、圧電セ
ラミックスの変位が効率的に振動板を介して、インク流
路板１内のインクに伝わる形状であればよい。
【０００６】圧電材料の圧電効果は４種類に分類出来
る。すなわち、弾性波が縦波で圧電効果が縦効果（縦波
−縦効果）と，縦波−横効果，横波−縦効果，横波−横
効果である。縦波−縦効果は電気軸に平行方向の伸縮で
あり、縦波−横効果は電気軸に直角方向の伸縮である。
横波−縦効果は電気軸に平行な面内のずれであり、横波
−横効果は電気軸に直角な面内のずれである。
る。すなわち、弾性波が縦波で圧電効果が縦効果（縦波
−縦効果）と，縦波−横効果，横波−縦効果，横波−横
効果である。縦波−縦効果は電気軸に平行方向の伸縮で
あり、縦波−横効果は電気軸に直角方向の伸縮である。
横波−縦効果は電気軸に平行な面内のずれであり、横波
−横効果は電気軸に直角な面内のずれである。
【０００７】圧電効果は一般に１８の圧電定数であたえ
られる。縦波−縦効果の圧電定数はｄ11，ｄ22，ｄ33で
あり、縦波−横効果の圧電定数はｄ12，ｄ13，ｄ21，ｄ
23，ｄ31，ｄ32である。横波−縦効果の圧電定数は
ｄ15，ｄ16，ｄ24，ｄ26，ｄ34，ｄ36であり、横波−横
効果の圧電定数はｄ14，ｄ25，ｄ36である。圧電材料が
正方晶系の圧電セラミックスの場合には、この中で存在
する圧電定数はｄ33，ｄ31，ｄ32，ｄ15，ｄ24，ｄ36，
ｄ14，ｄ25である。
られる。縦波−縦効果の圧電定数はｄ11，ｄ22，ｄ33で
あり、縦波−横効果の圧電定数はｄ12，ｄ13，ｄ21，ｄ
23，ｄ31，ｄ32である。横波−縦効果の圧電定数は
ｄ15，ｄ16，ｄ24，ｄ26，ｄ34，ｄ36であり、横波−横
効果の圧電定数はｄ14，ｄ25，ｄ36である。圧電材料が
正方晶系の圧電セラミックスの場合には、この中で存在
する圧電定数はｄ33，ｄ31，ｄ32，ｄ15，ｄ24，ｄ36，
ｄ14，ｄ25である。
【０００８】上述のように、ノズル板およびインク流路
板、振動板、圧電素子から構成され、圧電素子によりイ
ンクを吐出して画像を形成するインクジェットプリンタ
ーにおいては、印字ヘッドからインクを吐出する場合、
圧電素子に電圧を印加し、圧電素子が変位してインクに
圧力がかかり、電気信号にしたがってノズルからインク
を吐出する。
板、振動板、圧電素子から構成され、圧電素子によりイ
ンクを吐出して画像を形成するインクジェットプリンタ
ーにおいては、印字ヘッドからインクを吐出する場合、
圧電素子に電圧を印加し、圧電素子が変位してインクに
圧力がかかり、電気信号にしたがってノズルからインク
を吐出する。
【０００９】従来、インクジェットプリンターの印字ヘ
ッドに用いられていた圧電セラミックスは主に圧電定数
がｄ31またはｄ33で変位する方向にインクを吐出してい
た。圧電定数がｄ31で変位させるには圧電セラミックス
の弾性波が縦波、且つ、横効果で作用するようにし、ｄ
33で変位させるには圧電セラミックスの弾性波が縦波、
且つ、縦効果で作用するようにする。
ッドに用いられていた圧電セラミックスは主に圧電定数
がｄ31またはｄ33で変位する方向にインクを吐出してい
た。圧電定数がｄ31で変位させるには圧電セラミックス
の弾性波が縦波、且つ、横効果で作用するようにし、ｄ
33で変位させるには圧電セラミックスの弾性波が縦波、
且つ、縦効果で作用するようにする。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】圧電素子に印加する電
圧は高い方がインクの飛翔速度が速くなり、印字スピー
ドも速くなる。しかし、圧電素子の材料によっては印加
電圧を上げてもあまりインクの飛翔速度が速くならない
ものがある。圧電素子に印加する電圧は出来るだけ低電
圧が好ましい。低電圧であれば消費電力が低くて済む。
圧は高い方がインクの飛翔速度が速くなり、印字スピー
ドも速くなる。しかし、圧電素子の材料によっては印加
電圧を上げてもあまりインクの飛翔速度が速くならない
ものがある。圧電素子に印加する電圧は出来るだけ低電
圧が好ましい。低電圧であれば消費電力が低くて済む。
【００１１】また、圧電素子に圧電セラミックスを用い
た場合には印加電圧が低電圧ならば圧電セラミックスの
駆動時に発生する音も小さくなる。圧電セラミックスに
電圧を印加すると微小な変位を生じ、この変位がインク
に対する圧力変動となる。同じ電圧の印加で変位量の大
きな圧電セラミックスがあれば印字スピードはさらに高
速になる。
た場合には印加電圧が低電圧ならば圧電セラミックスの
駆動時に発生する音も小さくなる。圧電セラミックスに
電圧を印加すると微小な変位を生じ、この変位がインク
に対する圧力変動となる。同じ電圧の印加で変位量の大
きな圧電セラミックスがあれば印字スピードはさらに高
速になる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述のごとき
実情に鑑みてなされたもので、特に（１）液室を有する
インク流路板と、圧電セラミックスと、該圧電セラミッ
クスと前記液室との間に介装された振動板から構成さ
れ、前記圧電セラミックスからの振動を前記液室に伝達
し、該液室内のインクをノズルから吐出させて画像を形
成するインクジェット記録装置の印字ヘッドにおいて、
前記振動板の裏面に正方晶系の圧電セラミックスの圧電
定数がｄ 36 で作用し、圧電セラミックスの弾性波が横
波、且つ、圧電効果が縦効果で作用して該振動板が変位
し、前記液室のインクを吐出するように前記圧電セラミ
ックスを配置したことを特徴とし、更には、（２）前記
振動板の裏面に正方晶系の圧電セラミックスの圧電定数
がｄ 36 で作用し、圧電セラミックスの弾性波が横波、且
つ、圧電効果が縦効果で作用して、該振動板が変位し、
前記液室のインクが吐出するように、柱状の圧電セラミ
ックスの側面を支持体に固定して、かつ、前記振動板に
対して反対側の端部面が何にも接していないこと、或い
は、（３）柱状の振動板に正方晶系の圧電セラミックス
の圧電定数がｄ 36 で作用し、該柱状の圧電セラミックス
の弾性波が前記振動板と平行に横波、且つ、圧電効果が
縦効果で作用し、該圧電セラミックスの一方の端部が振
動板に垂直な方向に変位するように、他端を前記振動板
と垂直な面に固定し、該圧電セラミックスの側面を振動
板と接して配置して、前記液室のインクを吐出するよう
にしたことを特徴としたものである。
実情に鑑みてなされたもので、特に（１）液室を有する
インク流路板と、圧電セラミックスと、該圧電セラミッ
クスと前記液室との間に介装された振動板から構成さ
れ、前記圧電セラミックスからの振動を前記液室に伝達
し、該液室内のインクをノズルから吐出させて画像を形
成するインクジェット記録装置の印字ヘッドにおいて、
前記振動板の裏面に正方晶系の圧電セラミックスの圧電
定数がｄ 36 で作用し、圧電セラミックスの弾性波が横
波、且つ、圧電効果が縦効果で作用して該振動板が変位
し、前記液室のインクを吐出するように前記圧電セラミ
ックスを配置したことを特徴とし、更には、（２）前記
振動板の裏面に正方晶系の圧電セラミックスの圧電定数
がｄ 36 で作用し、圧電セラミックスの弾性波が横波、且
つ、圧電効果が縦効果で作用して、該振動板が変位し、
前記液室のインクが吐出するように、柱状の圧電セラミ
ックスの側面を支持体に固定して、かつ、前記振動板に
対して反対側の端部面が何にも接していないこと、或い
は、（３）柱状の振動板に正方晶系の圧電セラミックス
の圧電定数がｄ 36 で作用し、該柱状の圧電セラミックス
の弾性波が前記振動板と平行に横波、且つ、圧電効果が
縦効果で作用し、該圧電セラミックスの一方の端部が振
動板に垂直な方向に変位するように、他端を前記振動板
と垂直な面に固定し、該圧電セラミックスの側面を振動
板と接して配置して、前記液室のインクを吐出するよう
にしたことを特徴としたものである。
【００１３】
【作用】インクジェット記録装置の印字ヘッドにおい
て、圧電アクチュエーターとして圧電セラミックスを用
い、インクの吐出方向の振動板裏面に圧電セラミックス
の弾性波が横波、且つ、電圧効果が縦効果で作用して変
位するようにする。
て、圧電アクチュエーターとして圧電セラミックスを用
い、インクの吐出方向の振動板裏面に圧電セラミックス
の弾性波が横波、且つ、電圧効果が縦効果で作用して変
位するようにする。
【００１４】
【実施例】前述のように、圧電材料には４種類の圧電効
果があるが、圧電セラミックスに上記の４種の圧電効果
で同電圧を印加し、電圧以外の条件を等しくすれば、そ
の変位量と力は弾性波が横波で圧電効果が縦効果（横波
−縦効果）の時に最も大きくなる。ここで存在する横波
−縦効果の圧電定数はｄ15（＝ｄ24）とｄ36である。
果があるが、圧電セラミックスに上記の４種の圧電効果
で同電圧を印加し、電圧以外の条件を等しくすれば、そ
の変位量と力は弾性波が横波で圧電効果が縦効果（横波
−縦効果）の時に最も大きくなる。ここで存在する横波
−縦効果の圧電定数はｄ15（＝ｄ24）とｄ36である。
【００１５】圧電セラミックスの変位量と力は圧電定数
と印加電圧の積に比例するのでインクジェットプリンタ
ーの印字ヘッドのアクチュエーター用圧電セラミックス
材料として、一般的には、圧電定数の大きな材料が望ま
しい。横波−縦効果の圧電定数は他の圧電定数より大き
く、変位量と力が大きくなるので圧電セラミックスのこ
の変位方向とインクの吐出方向を一致させるのが最も効
率が良い。
と印加電圧の積に比例するのでインクジェットプリンタ
ーの印字ヘッドのアクチュエーター用圧電セラミックス
材料として、一般的には、圧電定数の大きな材料が望ま
しい。横波−縦効果の圧電定数は他の圧電定数より大き
く、変位量と力が大きくなるので圧電セラミックスのこ
の変位方向とインクの吐出方向を一致させるのが最も効
率が良い。
【００１６】インクジェットの記録装置の印字ヘッドの
インク吐出手段として圧電セラミックスを用いる場合
に、インクの吐出方向の振動板裏面に正方晶系の圧電セ
ラミックスの弾性波が横波、且つ、圧電効果が縦効果で
作用するように配置するのが最も効率が良い、すなわ
ち、圧電セラミックスの変位量と力が大きくなり、低電
圧駆動や印字スピードの高速化も可能になる。インクを
吐出してインク滴を発生させる場合、変位量の大きな圧
電セラミックスはインク適量が多くなり、同じインク適
量を得るには低電圧で済む。また、変位する時の力が大
きい圧電セラミックスはインク滴速度を速めることが出
来、印字スピードの高速化が可能になる。
インク吐出手段として圧電セラミックスを用いる場合
に、インクの吐出方向の振動板裏面に正方晶系の圧電セ
ラミックスの弾性波が横波、且つ、圧電効果が縦効果で
作用するように配置するのが最も効率が良い、すなわ
ち、圧電セラミックスの変位量と力が大きくなり、低電
圧駆動や印字スピードの高速化も可能になる。インクを
吐出してインク滴を発生させる場合、変位量の大きな圧
電セラミックスはインク適量が多くなり、同じインク適
量を得るには低電圧で済む。また、変位する時の力が大
きい圧電セラミックスはインク滴速度を速めることが出
来、印字スピードの高速化が可能になる。
【００１７】正方晶系の圧電セラミックスの中でＰＺＴ
系は圧電効果が大きく、温度変化に伴う性能変化が少な
く、時間経過に対する性能変化も少ないので、インクジ
ェットプリンターの印字ヘッドのアクチュエーター用圧
電セラミックス材料として非常に適している。
系は圧電効果が大きく、温度変化に伴う性能変化が少な
く、時間経過に対する性能変化も少ないので、インクジ
ェットプリンターの印字ヘッドのアクチュエーター用圧
電セラミックス材料として非常に適している。
【００１８】ここで、ＰＺＴ系とは基本的にＰｂＺｒＯ
3−ＰｂＴｉＯ3系のペロブスカイト型結晶構造の圧電セ
ラミックスのことであるが、ＰｂまたはＺｒ，Ｔｉの一
部が他の元素で置き変わった複合のペロブスカイト型の
圧電セラミックスも、ＰＺＴ系に属する。ペロブスカイ
ト型の圧電セラミックスは圧電定数が大きいのが特徴で
ある。
3−ＰｂＴｉＯ3系のペロブスカイト型結晶構造の圧電セ
ラミックスのことであるが、ＰｂまたはＺｒ，Ｔｉの一
部が他の元素で置き変わった複合のペロブスカイト型の
圧電セラミックスも、ＰＺＴ系に属する。ペロブスカイ
ト型の圧電セラミックスは圧電定数が大きいのが特徴で
ある。
【００１９】圧電セラミックスを圧電アクチュエーター
として使用するには積層構造にすることで、積層数に比
例して大きな変位量や力が得られる。また、個々の圧電
セラミックス層を薄くすることにより低電圧駆動が可能
である。したがって、前記の圧電セラミックスの弾性波
が横波で圧電効果が縦効果の圧電定数ｄ 36で変位するよ
うに積層した圧電セラミックスを組み込むことによって
最大の変位量と力を得ることが可能である。
として使用するには積層構造にすることで、積層数に比
例して大きな変位量や力が得られる。また、個々の圧電
セラミックス層を薄くすることにより低電圧駆動が可能
である。したがって、前記の圧電セラミックスの弾性波
が横波で圧電効果が縦効果の圧電定数ｄ 36で変位するよ
うに積層した圧電セラミックスを組み込むことによって
最大の変位量と力を得ることが可能である。
【００２０】圧電セラミックスに電圧を加えた場合に極
性に応じて伸縮し、この繰り返し周波数が圧電セラミッ
クスの形状と固有振動数が一致したときに最も大きな振
幅の振動が得られる（共振現象）。したがって、積層し
た圧電セラミックスの種々の形状の中で、この共振現象
が高周波数で起こるものほど好ましく、上記の圧電セラ
ミックスの圧電効果は共振現象が起こる最適形状で効力
を発揮出来る。
性に応じて伸縮し、この繰り返し周波数が圧電セラミッ
クスの形状と固有振動数が一致したときに最も大きな振
幅の振動が得られる（共振現象）。したがって、積層し
た圧電セラミックスの種々の形状の中で、この共振現象
が高周波数で起こるものほど好ましく、上記の圧電セラ
ミックスの圧電効果は共振現象が起こる最適形状で効力
を発揮出来る。
【００２１】次に、柱状の圧電セラミックスの固定方法
について説明する。圧電セラミックスの弾性波が横波、
且つ、圧電効果が縦効果で作用して、振動板を変位させ
る柱状の圧電セラミックスの固定方法は大きく二つに分
かれ、一つは、圧電セラミックスの横波−縦効果の変位
方向と平行な側面を固定し、変位方向と振動板の変位方
向を一致させて固定する方法である。
について説明する。圧電セラミックスの弾性波が横波、
且つ、圧電効果が縦効果で作用して、振動板を変位させ
る柱状の圧電セラミックスの固定方法は大きく二つに分
かれ、一つは、圧電セラミックスの横波−縦効果の変位
方向と平行な側面を固定し、変位方向と振動板の変位方
向を一致させて固定する方法である。
【００２２】もう一つは、圧電セラミックスの横波−縦
効果の変位方向の端部を振動板に垂直な支持体に固定
し、固定した支持体と平行に変位させ、その変位方向と
振動板の変位方向を一致させて固定する方法である。ど
ちらの固定方法でも効率的なインクの吐出をすることが
可能である。尚、後者の固定方法では柱状の圧電セラミ
ックスの側面全部ではなく、一部分を振動板に固定して
もよい。固定には接着剤が用いられる。
効果の変位方向の端部を振動板に垂直な支持体に固定
し、固定した支持体と平行に変位させ、その変位方向と
振動板の変位方向を一致させて固定する方法である。ど
ちらの固定方法でも効率的なインクの吐出をすることが
可能である。尚、後者の固定方法では柱状の圧電セラミ
ックスの側面全部ではなく、一部分を振動板に固定して
もよい。固定には接着剤が用いられる。
【００２３】また、圧電セラミックスの固定方法がどち
らの場合にも、インクの吐出方向は限定されず、圧電セ
ラミックスの変位方向に一致させることなく、いずれの
方向に設定しても良い。
らの場合にも、インクの吐出方向は限定されず、圧電セ
ラミックスの変位方向に一致させることなく、いずれの
方向に設定しても良い。
【００２４】図１は、本発明によるインクジェット記録
装置の印字ヘッドの第１の実施例を説明するための図で
あるが、以下、全図を通して図１３に示した従来技術と
同様の作用をする部分には図１３の場合と同一の参照番
号を付してある。この実施例は、振動板３の裏面に正方
晶系の圧電セラミックス２の弾性波が横波、且つ、圧電
効果が縦効果で作用して変位し、その変位方向にインク
滴７が吐出するように圧電セラミックス２を配置したも
のである。すなわち、圧電セラミックス２の圧電定数が
ｄ 36 で変位するよう配置した例である。
装置の印字ヘッドの第１の実施例を説明するための図で
あるが、以下、全図を通して図１３に示した従来技術と
同様の作用をする部分には図１３の場合と同一の参照番
号を付してある。この実施例は、振動板３の裏面に正方
晶系の圧電セラミックス２の弾性波が横波、且つ、圧電
効果が縦効果で作用して変位し、その変位方向にインク
滴７が吐出するように圧電セラミックス２を配置したも
のである。すなわち、圧電セラミックス２の圧電定数が
ｄ 36 で変位するよう配置した例である。
【００２５】
【００２６】
【００２７】図２は、本発明のインクジェット記録装置
の印字ヘッド断面図の一例を示す図で、図中、９は圧電
セラミックス支持体、１０は圧電セラミックスのドライ
バー、１１は流体抵抗で、この例は、圧電セラミックス
２の側面を支持体９に固定するようにしたものである
が、その形状は様々に設計が可能であり、必ずしも、こ
のような断面形状に限定されるものではない。
の印字ヘッド断面図の一例を示す図で、図中、９は圧電
セラミックス支持体、１０は圧電セラミックスのドライ
バー、１１は流体抵抗で、この例は、圧電セラミックス
２の側面を支持体９に固定するようにしたものである
が、その形状は様々に設計が可能であり、必ずしも、こ
のような断面形状に限定されるものではない。
【００２８】図３は、本発明によるインクジェット記録
装置の印字ヘッドの他の実施例を示す断面図であり、こ
の実施例においては、インクの吐出方向の振動板裏面に
正方晶系の圧電セラミックスの弾性波が横波、且つ、圧
電効果が縦効果で効率的に作用するように柱状の圧電セ
ラミックス２の凸型形状の先端２ａが垂直に接してお
り、圧電セラミックスの圧電定数がｄ 36 で変位するよう
に配置した例である。
装置の印字ヘッドの他の実施例を示す断面図であり、こ
の実施例においては、インクの吐出方向の振動板裏面に
正方晶系の圧電セラミックスの弾性波が横波、且つ、圧
電効果が縦効果で効率的に作用するように柱状の圧電セ
ラミックス２の凸型形状の先端２ａが垂直に接してお
り、圧電セラミックスの圧電定数がｄ 36 で変位するよう
に配置した例である。
【００２９】図４は、本発明のインクジェットヘッド記
録装置の印字ヘッドの他の実施例を示す図であり、図５
（ａ）はその要部の断面図，図５（ｂ）は図５（ａ）の
圧電セラミックスの形状を変化した場合の例を示す図
で、振動板３と平行に正方晶系の圧電セラミックス２の
弾性波が横波、且つ、圧電効果が縦効果で作用し、その
作用方向と垂直に振動板３が変位し、インク滴７が吐出
するように柱状の圧電セラミックス２の側面を振動板３
と接して配置し、その端部を振動板と垂直な支持体に固
定したものである。図５（ｂ）は、圧電セラミックスの
形状が、先端２ａを振動板側に凸型形状とした場合であ
る。
録装置の印字ヘッドの他の実施例を示す図であり、図５
（ａ）はその要部の断面図，図５（ｂ）は図５（ａ）の
圧電セラミックスの形状を変化した場合の例を示す図
で、振動板３と平行に正方晶系の圧電セラミックス２の
弾性波が横波、且つ、圧電効果が縦効果で作用し、その
作用方向と垂直に振動板３が変位し、インク滴７が吐出
するように柱状の圧電セラミックス２の側面を振動板３
と接して配置し、その端部を振動板と垂直な支持体に固
定したものである。図５（ｂ）は、圧電セラミックスの
形状が、先端２ａを振動板側に凸型形状とした場合であ
る。
【００３０】図６は、本発明によるインクジェット記録
装置の印字ヘッドの他の実施例を示す断面図であり、こ
の実施例は柱状の圧電セラミックス２を振動板３に垂直
に接して配置し、圧電セラミックス２の変位方向、すな
わち、振動板３の変位方向をインクの吐出方向に対して
垂直にした場合である。
装置の印字ヘッドの他の実施例を示す断面図であり、こ
の実施例は柱状の圧電セラミックス２を振動板３に垂直
に接して配置し、圧電セラミックス２の変位方向、すな
わち、振動板３の変位方向をインクの吐出方向に対して
垂直にした場合である。
【００３１】図７は、本発明によるインクジェット記録
装置の印字ヘッドの他の実施例を示す断面図であり、こ
の実施例は柱状の圧電セラミックス２と振動板３を平行
に接して配置し、圧電セラミックス２の変位方向、すな
わち、振動板３の変位方向をインクの吐出方向に対して
垂直した場合である。
装置の印字ヘッドの他の実施例を示す断面図であり、こ
の実施例は柱状の圧電セラミックス２と振動板３を平行
に接して配置し、圧電セラミックス２の変位方向、すな
わち、振動板３の変位方向をインクの吐出方向に対して
垂直した場合である。
【００３２】図８は、本発明によるインクジェット記録
装置の印字ヘッドの他の実施例を示す断面図であり、積
層型圧電セラミックス２の一方の端部を振動板３に垂直
に接するようにした場合の実施例である。
装置の印字ヘッドの他の実施例を示す断面図であり、積
層型圧電セラミックス２の一方の端部を振動板３に垂直
に接するようにした場合の実施例である。
【００３３】図９は、本発明によるインクジェット記録
装置の印字ヘッドの他の実施例を示す断面図であり、積
層型圧電セラミックス２の一方の端部を支持体９に固定
した場合の図である。
装置の印字ヘッドの他の実施例を示す断面図であり、積
層型圧電セラミックス２の一方の端部を支持体９に固定
した場合の図である。
【００３４】図１０は、圧電セラミックスの弾性波が横
波、且つ、圧電効果が縦効果で変位するずれの発生を示
したものであり、図１０（ａ）が電圧印加前で、図１０
（ｂ）が電圧印加後の状態である。ただし、斜線面２’
は電極である。
波、且つ、圧電効果が縦効果で変位するずれの発生を示
したものであり、図１０（ａ）が電圧印加前で、図１０
（ｂ）が電圧印加後の状態である。ただし、斜線面２’
は電極である。
【００３５】図１１は、圧電セラミックス２の横波−縦
効果の変位方向と平行な側面を固定すると、ずれの変位
が発生することを示した図であり、このずれ方向にイン
クの吐出方向を一致させればよい。
効果の変位方向と平行な側面を固定すると、ずれの変位
が発生することを示した図であり、このずれ方向にイン
クの吐出方向を一致させればよい。
【００３６】図１２は、圧電セラミックスの横波−縦効
果の変位方向の一方の端部を固定すると、もう一つの端
部が図示のように変位するので、この変位方向にインク
の吐出方向を一致させればよい。
果の変位方向の一方の端部を固定すると、もう一つの端
部が図示のように変位するので、この変位方向にインク
の吐出方向を一致させればよい。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、請求項１に対応する効果；インクジェットプ
リンターに本発明の印字ヘッドを適用することによっ
て、圧電アクチュエーターである圧電セラミックスの変
位や変位する力が大きくなり、従来より低い電圧で駆動
することが可能になり、高効率な印字ヘッドが得られ、
印字スピードの高速化が計れ、今まで以上の消費電力の
低下が望める。請求項２に対応する効果；振動板の裏面
に圧電セラミックスの弾性波が横波、且つ、圧電効果が
縦効果で作用するか、正方晶系の圧電セラミックスの圧
電定数がｄ 36で作用して変位し、その変位方向にインク
が吐出するように、柱状の圧電セラミックスの側面を支
持体に固定し、振動板に対して反対側の端部面が接しな
いようにすることによって、請求項１〜３のインクジェ
ット記録装置の印字ヘッドと同様に本発明を実現出来
る。なお、この発明では圧電セラミックスは、ずり振動
を生じるため、従来のように、端部面を固定したので
は、振動板側の端部が変位しなくなってしまう。請求項
３に対応する効果；振動板と平行に圧電セラミックスの
弾性波が横波、且つ、圧電効果が縦効果で作用するか、
正方晶系の圧電セラミックスの圧電定数がｄ 36で作用し
て変位し、その変位方向と垂直にインクが吐出するよう
に柱状の圧電セラミックスの側面を振動板と接して配置
し、その端部が振動板と垂直な面に固定するようにした
ので、圧電セラミックスがインクの吐出方向に変位し、
変位や変位する力が大きくなり、低電圧駆動や印字スピ
ードの高速化が可能になる。
によると、請求項１に対応する効果；インクジェットプ
リンターに本発明の印字ヘッドを適用することによっ
て、圧電アクチュエーターである圧電セラミックスの変
位や変位する力が大きくなり、従来より低い電圧で駆動
することが可能になり、高効率な印字ヘッドが得られ、
印字スピードの高速化が計れ、今まで以上の消費電力の
低下が望める。請求項２に対応する効果；振動板の裏面
に圧電セラミックスの弾性波が横波、且つ、圧電効果が
縦効果で作用するか、正方晶系の圧電セラミックスの圧
電定数がｄ 36で作用して変位し、その変位方向にインク
が吐出するように、柱状の圧電セラミックスの側面を支
持体に固定し、振動板に対して反対側の端部面が接しな
いようにすることによって、請求項１〜３のインクジェ
ット記録装置の印字ヘッドと同様に本発明を実現出来
る。なお、この発明では圧電セラミックスは、ずり振動
を生じるため、従来のように、端部面を固定したので
は、振動板側の端部が変位しなくなってしまう。請求項
３に対応する効果；振動板と平行に圧電セラミックスの
弾性波が横波、且つ、圧電効果が縦効果で作用するか、
正方晶系の圧電セラミックスの圧電定数がｄ 36で作用し
て変位し、その変位方向と垂直にインクが吐出するよう
に柱状の圧電セラミックスの側面を振動板と接して配置
し、その端部が振動板と垂直な面に固定するようにした
ので、圧電セラミックスがインクの吐出方向に変位し、
変位や変位する力が大きくなり、低電圧駆動や印字スピ
ードの高速化が可能になる。
【図１】本発明によるインクジェット記録装置の印字ヘ
ッドの一実施例を説明するための要部構成図である。
ッドの一実施例を説明するための要部構成図である。
【図２】 本発明によるインクジェット記録装置の印字ヘ
ッドの断面構成を説明するための図である。
ッドの断面構成を説明するための図である。
【図３】 本発明によるインクジェット記録装置の印字ヘ
ッドの断面構成の他の例を説明するための図である。
ッドの断面構成の他の例を説明するための図である。
【図４】 本発明によるインクジェット記録装置の印字ヘ
ッドの更に他の実施例を説明するための要部構成図であ
る。
ッドの更に他の実施例を説明するための要部構成図であ
る。
【図５】 本発明によるインクジェット記録装置の印字ヘ
ッドの断面構成の他の例を説明するための図である。
ッドの断面構成の他の例を説明するための図である。
【図６】 本発明によるインクジェット記録装置の印字ヘ
ッドの断面構成の他の例を説明するための図である。
ッドの断面構成の他の例を説明するための図である。
【図７】 本発明によるインクジェット記録装置の印字ヘ
ッドの断面構成の他の例を説明するための図である。
ッドの断面構成の他の例を説明するための図である。
【図８】 本発明によるインクジェット記録装置の印字ヘ
ッドの断面構成の他の例を説明するための図である。
ッドの断面構成の他の例を説明するための図である。
【図９】 本発明によるインクジェット記録装置の印字ヘ
ッドの断面構成の他の例を説明するための図である。
ッドの断面構成の他の例を説明するための図である。
【図１０】 圧電セラミックスの固定と変位方向の例を説
明するための図である。
明するための図である。
【図１１】 圧電セラミックスの固定と変位方向の例を説
明するための図である。
明するための図である。
【図１２】 圧電セラミックスの固定と変位方向の例を説
明するための図である。
明するための図である。
【図１３】 従来のインクジェット記録装置の印字ヘッド
の例を説明するための図である。
の例を説明するための図である。
１…流路板、２…圧電セラミックス、３…振動板、４…
インク液室、５…ノズル板、６…ノズル、７…インク
滴、８…基板、９…圧電セラミックス支持体、１０…ド
ライバー、１１…流体抵抗。
インク液室、５…ノズル板、６…ノズル、７…インク
滴、８…基板、９…圧電セラミックス支持体、１０…ド
ライバー、１１…流体抵抗。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−175168（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−77418（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−84762（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−211819（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−124256（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055
Claims (3)
- 【請求項１】 液室を有するインク流路板と、圧電セラ
ミックスと、該圧電セラミックスと前記液室との間に介
装された振動板から構成され、前記圧電セラミックスか
らの振動を前記液室に伝達し、該液室内のインクをノズ
ルから吐出させて画像を形成するインクジェット記録装
置の印字ヘッドにおいて、前記振動板の裏面に正方晶系
の圧電セラミックスの圧電定数がｄ 36 で作用し、圧電セ
ラミックスの弾性波が横波、且つ、圧電効果が縦効果で
作用して該振動板が変位し、前記液室のインクを吐出す
るように前記圧電セラミックスを配置したことを特徴と
するインクジェット記録装置の印字ヘッド。 - 【請求項２】 前記振動板の裏面に正方晶系の圧電セラ
ミックスの圧電定数がｄ 36 で作用し、圧電セラミックス
の弾性波が横波、且つ、圧電効果が縦効果で作用して、
該振動板が変位し、前記液室のインクが吐出するよう
に、柱状の圧電セラミックスの側面を支持体に固定し
て、かつ、前記振動板に対して反対側の端部面が何にも
接していないことを特徴とする請求項１に記載のインク
ジェット記録装置の印字ヘッド。 - 【請求項３】 柱状の振動板に正方晶系の圧電セラミッ
クスの圧電定数がｄ 36 で作用し、該柱状の圧電セラミッ
クスの弾性波が前記振動板と平行に横波、且つ、圧電効
果が縦効果で作用し、該圧電セラミックスの一方の端部
が振動板に垂直な方向に変位するように、他端を前記振
動板と垂直な面に固定し、該圧電セラミックスの側面を
振動板と接して配置して、前記液室のインクを吐出する
ようにしたことを特徴とする請求項１に記載のインクジ
ェット記録装置の印字ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18106793A JP3213126B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | インクジェット記録装置の印字ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18106793A JP3213126B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | インクジェット記録装置の印字ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0732594A JPH0732594A (ja) | 1995-02-03 |
| JP3213126B2 true JP3213126B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=16094224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18106793A Expired - Lifetime JP3213126B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | インクジェット記録装置の印字ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3213126B2 (ja) |
-
1993
- 1993-07-22 JP JP18106793A patent/JP3213126B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0732594A (ja) | 1995-02-03 |
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Legal Events
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