JP3221405B2 - Inkjet recording head - Google Patents

Inkjet recording head

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JP3221405B2
JP3221405B2 JP20833698A JP20833698A JP3221405B2 JP 3221405 B2 JP3221405 B2 JP 3221405B2 JP 20833698 A JP20833698 A JP 20833698A JP 20833698 A JP20833698 A JP 20833698A JP 3221405 B2 JP3221405 B2 JP 3221405B2
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JP
Japan
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ink
longitudinal direction
piezoelectric
recording head
electrodes
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英雄 保富
修 蛭子
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ミノルタ株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は圧電体を利用したマルチ
ノズルタイプのインクジェット記録ヘッドに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-nozzle type ink jet recording head using a piezoelectric material.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のインクジェット記録装置における
インクジェット記録ヘッドの一例として、例えば図15
のように、圧電体プレート51の一方の面に凹部52を
形成し、凹部52の底面に凸部53を突設して、圧電体
プレート51の一方の面にカバープレート54を取り付
けることにより凹部52をインク室とした構成が知られ
ている(米国特許第4,819,014号参照)。この
インクジェット記録ヘッドでは、圧電体プレート51の
他方の面と凸部53の先端面とに電極55,56を設け
て、電極55,56間に電圧を印加することにより圧電
体プレート51の凸部53を厚み振動モード、すなわち
図15の上下方向の振動のモード、で変形させてインク
をノズル孔57から噴出させる。
2. Description of the Related Art FIG. 15 shows an example of an ink jet recording head in a conventional ink jet recording apparatus.
The concave portion 52 is formed on one surface of the piezoelectric plate 51, the convex portion 53 is protruded from the bottom surface of the concave portion 52, and the cover plate 54 is attached to one surface of the piezoelectric plate 51. A configuration in which 52 is an ink chamber is known (see U.S. Pat. No. 4,819,014). In this ink jet recording head, electrodes 55 and 56 are provided on the other surface of the piezoelectric plate 51 and the tip surface of the convex portion 53, and a voltage is applied between the electrodes 55 and 56 so that the convex portion of the piezoelectric plate 51 is formed. The ink is ejected from the nozzle holes 57 by deforming the nozzle 53 in the thickness vibration mode, that is, the mode of the vertical vibration in FIG.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、図15の構
成では、厚み振動モードを利用しているため、凸部53
の体積変化を充分に得るために凸部53の高さを一定以
上確保する必要があり、したがって電極55,56間の
間隔hが例えば500μm程度と大きいことから、かな
りの高電圧を印加する必要があり、電極55,56間に
電圧を印加するためのドライバー装置が高価である結
果、インクジェット記録装置全体としての製造コストが
高価であった。
However, in the configuration of FIG. 15, since the thickness vibration mode is used, the projection 53
It is necessary to secure a certain height or more of the convex portion 53 in order to obtain a sufficient volume change, and since the distance h between the electrodes 55 and 56 is large, for example, about 500 μm, it is necessary to apply a considerably high voltage. As a result, the cost of a driver device for applying a voltage between the electrodes 55 and 56 is high, and the manufacturing cost of the entire inkjet recording device is high.

【0004】本発明はかかる事情に鑑みて成されたもの
であり、インクジェット記録装置全体としての製造コス
トを低減できるインクジェット記録ヘッドを提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an ink jet recording head which can reduce the manufacturing cost of the entire ink jet recording apparatus.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、非圧電材料からなる壁によって仕切られ
複数のインク室と、これらのインク室に対応したノズ
ルとを有し、インク室の容積変化によって対応するノズ
ルからインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドで
あって、インク室の長手方向と平行な方向に伸びる長尺
状の電極を有する複数の圧電活性部を、それぞれの長手
方向に伸びる特定の面が前記各インク室に対向するよう
に配設した部材を備え、各圧電活性部は、その分極方向
が対応する電極からの入力信号によって形成される電界
方向と同じであり、その伸縮方向が前記長手方向であ
り、この長手方向の伸縮によって生じる前記特定の面の
長手方向と直交する方向の変形によって前記インク室の
容積変化を生じせしめるようにしたことを特徴する(請
求項1)。ここで、前記部材は、表面に複数の溝が形成
された板状の圧電材料であってもよく、当該溝同士の間
に形成される複数の長尺状の凸部が前記複数の圧電活性
部とされてもよい(請求項2)。
Means for Solving the Problems] To achieve the above object, the present invention is partitioned by a wall made of non-piezoelectric material
A plurality of ink chambers and nozzles corresponding to these ink chambers, and ejects ink droplets from the corresponding nozzles according to a change in the volume of the ink chambers. A plurality of piezoelectric active portions having elongated electrodes extending in the direction, a member provided so that a specific surface extending in each longitudinal direction is opposed to each of the ink chambers, each piezoelectric active portion, The direction of polarization is the same as the direction of the electric field formed by the input signal from the corresponding electrode, the direction of expansion and contraction is the longitudinal direction, and the direction perpendicular to the longitudinal direction of the specific surface caused by the expansion and contraction in the longitudinal direction. The volume of the ink chamber may be changed by the deformation (claim 1). Here, the member may be a plate-shaped piezoelectric material having a plurality of grooves formed on a surface thereof, and the plurality of elongated protrusions formed between the grooves may be formed of the plurality of piezoelectric active members. (Claim 2).

【0006】また、本発明は、前記各凸状の圧電活性部
が、その長手方向の一方の側面から他方の側面に向かう
方向に分極されると共に、これらの両側面に長尺状の電
極が形成されていることを特徴とする(請求項3)。
Further, according to the present invention, each of the convex piezoelectric active portions is polarized in a direction from one side surface to the other side surface in the longitudinal direction, and long electrodes are provided on both side surfaces thereof. It is formed (claim 3).

【0007】[0007]

【作用】請求項1に記載のインクジェット記録ヘッドに
よると、各圧電活性部は、インク室の長手方向と平行に
伸びる長尺状の電極を有すると共に同じく長手方向と平
行な方向に伸びる特定の面を有しており、この面がイン
ク室と対向している。各圧電活性部は、電極からの入力
信号に応答して当該長手方向に伸縮する。そして、この
長手方向の伸縮によって生じる前記特定の面の当該長手
方向と直交する方向の変形によってインク室の容積変化
を生じせしめる。
According to the first aspect of the present invention, each piezoelectric active portion has a long electrode extending in parallel with the longitudinal direction of the ink chamber and a specific surface extending in the same direction as the longitudinal direction. And this surface faces the ink chamber. Each piezoelectric active portion expands and contracts in the longitudinal direction in response to an input signal from the electrode. Then, the deformation of the specific surface in the direction orthogonal to the longitudinal direction caused by the expansion and contraction in the longitudinal direction causes a change in the volume of the ink chamber.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図1は本発明の一実施例におけるインクジェ
ット記録装置の概略構成図で、このインクジェット記録
装置は、本体給紙駆動系1と、メインエンジンコントロ
ーラ2と、コントローラ3と、清掃・回復機構4と、イ
ンターフェース5と、ドライバユニット6と、ラインヘ
ッドユニット7と、操作部8と、排紙トレイ9と、ボデ
ィー10と、記録紙カセット11と、インク供給カート
リッジ12とを備えており、ラインヘッドユニット7
は、イエローとマゼンタとシアンとブラックとの4色の
マルチノズルヘッド13を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention. The ink jet recording apparatus includes a main body feeding drive system 1, a main engine controller 2, a controller 3, a cleaning / recovery mechanism 4, An interface 5, a driver unit 6, a line head unit 7, an operation unit 8, a paper discharge tray 9, a body 10, a recording paper cassette 11, and an ink supply cartridge 12 are provided.
Has a multi-nozzle head 13 for four colors of yellow, magenta, cyan and black.

【0009】図2はマルチノズルヘッド13の平面図
で、例えばガラスからなるベースプレート15上には、
例えばガラスからなる端子板16と、例えば圧電セラミ
ックスからなる圧電体17とが設置されており、圧電体
17上には例えばガラスからなる支持部材18が設置さ
れている。圧電体17および支持部材18の前面には例
えばポリイミドフィルムからなるノズルプレート19が
設置されており、支持部材18上には例えばガラスから
なるインク蓋20が設置されている。圧電体17および
支持部材18の両側面には例えばガラスからなる閉塞板
21が設置されている。端子板16上には、多数の端子
22と、各端子22に接続された多数の導体23とが例
えば金属蒸着により一体に形成されている。インク蓋2
0には例えば顔料分散型の油性インクからなるインクを
供給するための2個の孔24が形成されている。
FIG. 2 is a plan view of the multi-nozzle head 13, for example, on a base plate 15 made of glass.
A terminal plate 16 made of, for example, glass and a piezoelectric body 17 made of, for example, piezoelectric ceramics are provided, and a support member 18 made of, for example, glass is provided on the piezoelectric body 17. A nozzle plate 19 made of, for example, a polyimide film is installed on the front surface of the piezoelectric body 17 and the support member 18, and an ink lid 20 made of, for example, glass is installed on the support member 18. A closing plate 21 made of, for example, glass is provided on both side surfaces of the piezoelectric body 17 and the supporting member 18. A large number of terminals 22 and a large number of conductors 23 connected to each terminal 22 are integrally formed on the terminal plate 16 by, for example, metal evaporation. Ink lid 2
For example, two holes 24 for supplying ink composed of, for example, a pigment-dispersed oil-based ink are formed at 0.

【0010】図3はマルチノズルヘッド13の要部の斜
視図、図4はマルチノズルヘッド13の要部の幅方向に
沿う断面図、図5はマルチノズルヘッド13の要部の奥
行き方向に沿う断面図で、圧電体17の後端部を除く部
分には奥行き方向に沿う多数の凸部26が幅方向所定間
隔おきに形成されており、各凸部26は支持部材18に
形成された凹部27に嵌合している。圧電体17と支持
部材18とは例えばエポキシ系の接着剤28により互い
に固着されており、凸部26の先端面と凹部27の底面
との間にはインク室29を構成する間隙が形成されてい
る。圧電体17および支持部材18とノズルプレート1
9とは例えばエポキシ系の接着剤30により互いに固着
されており、ノズルプレート19にはインク室29に連
通する先細り状の多数のノズル孔31が形成されてい
る。圧電体17の各凸部26の一方の側面には電極32
が設置されており、他方の側面には電極33が設置され
ている。すなわち、圧電体17の分極方向と電極32、
33間に形成される電界の方向とが平行であり、この平
行方向とインクの吐出方向とは交差するようになってい
る。電極32,33は凸部26の後端部において先端面
に回り込んでおり、導線34と端子板16(図2)の導
体23および端子22とを介してドライバユニット6
(図1)の出力端に接続されている。支持部材18には
全てのインク室29に連通するインク供給スリット35
が形成されており、このインク供給スリット35はイン
ク蓋20(図2)と閉塞板21(図2)とにより覆われ
ている。圧電体17の後端部は凸部26の先端面と面一
になっている。
FIG. 3 is a perspective view of a main part of the multi-nozzle head 13, FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part of the multi-nozzle head 13 along the width direction, and FIG. In the cross-sectional view, a number of convex portions 26 along the depth direction are formed at predetermined intervals in the width direction except for the rear end portion of the piezoelectric body 17, and each convex portion 26 is a concave portion formed on the support member 18. 27. The piezoelectric body 17 and the support member 18 are fixed to each other by, for example, an epoxy-based adhesive 28, and a gap that forms an ink chamber 29 is formed between the tip surface of the convex portion 26 and the bottom surface of the concave portion 27. I have. Piezoelectric body 17, support member 18, and nozzle plate 1
9 are fixed to each other by, for example, an epoxy adhesive 30, and the nozzle plate 19 is formed with a large number of tapered nozzle holes 31 communicating with the ink chamber 29. An electrode 32 is provided on one side surface of each projection 26 of the piezoelectric body 17.
Is provided, and an electrode 33 is provided on the other side surface. That is, the polarization direction of the piezoelectric body 17 and the electrode 32,
The direction of the electric field formed between the electrodes 33 is parallel to each other, and the parallel direction intersects with the ink ejection direction. The electrodes 32, 33 wrap around the front end surface at the rear end of the convex portion 26, and are connected to the driver unit 6 via the conductor 34 and the conductor 23 and the terminal 22 of the terminal plate 16 (FIG. 2).
(FIG. 1). The support member 18 has an ink supply slit 35 communicating with all the ink chambers 29.
The ink supply slit 35 is covered by the ink lid 20 (FIG. 2) and the closing plate 21 (FIG. 2). The rear end of the piezoelectric body 17 is flush with the front end surface of the projection 26.

【0011】なお、ノズルプレート19としては例えば
厚さ25〜200μm程度のポリイミドフィルム(東
レ:カプトン)を用いることができ、ノズル孔31の直
径は例えば20〜100μm程度である。支持部材18
の奥行きは例えば5〜20mm程度であり、凸部26の
幅は例えば30〜130μm程度である。また凸部26
のピッチは例えば62.5〜250μm(画素密度:4
00〜100dpi)程度である。
As the nozzle plate 19, for example, a polyimide film (Toray: Kapton) having a thickness of about 25 to 200 μm can be used, and the diameter of the nozzle hole 31 is, for example, about 20 to 100 μm. Support member 18
Is, for example, about 5 to 20 mm, and the width of the projection 26 is, for example, about 30 to 130 μm. Also, the convex portion 26
Is, for example, 62.5 to 250 μm (pixel density: 4
00 to 100 dpi).

【0012】図6はマルチノズルヘッド13の要部の製
造工程の説明図で、マルチノズルヘッド13の製造に際
しては、先ず図6(A)のように分極後電極剥離した圧
電体17の表面にレジスト37を塗布する。次に図6
(B)のようにダイシングソーで圧電体17の表面側に
多数の溝を切削して凸部26を形成する。次に図6
(C)のように斜蒸着により凸部26に金属膜38を形
成する。これによりレジスト37は金属膜38により覆
われる。次に図6(D)のようにレジスト37をエッチ
ングによって剥離することにより凸部26の両側面にの
み金属膜38を残して電極32,33を形成する。この
とき、レジスト37は金属膜38により覆われている
が、エッチング液が図6の紙面の表裏方向に入り込むこ
とによりレジスト37を剥離できる。次に図6(E)の
ように接着剤28を塗布した支持部材18に圧電体17
を対向させ、圧電体17の凸部26を支持部材18の凹
部27に嵌合させる。次に図6(F)のようにベーキン
グして接着剤28を固める。この後、圧電体17および
支持部材18の前面にポリイミドフィルムを接着剤30
(図5)により貼着してノズルプレート19(図5)を
構成し、エキシマレーザーによりノズル孔31(図5)
を形成する。
FIG. 6 is an explanatory view of a manufacturing process of a main part of the multi-nozzle head 13. In manufacturing the multi-nozzle head 13, first, as shown in FIG. A resist 37 is applied. Next, FIG.
As shown in (B), a large number of grooves are cut on the surface side of the piezoelectric body 17 with a dicing saw to form the convex portions 26. Next, FIG.
As shown in (C), a metal film 38 is formed on the projection 26 by oblique evaporation. Thus, the resist 37 is covered with the metal film 38. Next, as shown in FIG. 6D, the resist 37 is removed by etching to form the electrodes 32 and 33 while leaving the metal film 38 only on both side surfaces of the convex portion 26. At this time, although the resist 37 is covered with the metal film 38, the resist 37 can be peeled off when the etchant enters the front and back sides of the paper surface of FIG. Next, as shown in FIG. 6E, the piezoelectric member 17 is attached to the support member 18 to which the adhesive 28 is applied.
And the convex portion 26 of the piezoelectric body 17 is fitted into the concave portion 27 of the support member 18. Next, the adhesive 28 is hardened by baking as shown in FIG. Thereafter, a polyimide film is applied to the front surface of the piezoelectric body 17 and the support member 18 with an adhesive 30.
(FIG. 5) to form the nozzle plate 19 (FIG. 5), and the nozzle holes 31 (FIG. 5) by excimer laser.
To form

【0013】次に動作を説明する。画像信号に応じてド
ライバユニット6により電極32,33間にパルス電圧
を印加すると、図7の矢印Aのように電極32,33間
に電界が形成される。このとき、圧電体17は矢印Bの
方向に分極しているので、圧電体17の凸部26が長辺
方向伸縮振動モード、すなわち凸部26における長手方
向に伸縮、振動するモード、で変形する。この長手方向
における伸縮、振動によって、凸部26は、長手方向と
直交する方向において仮想線のような状態になる。した
がって凸部26の先端面と凹部27の底面との間のイン
ク室29の体積が減少し、インク室29のインクが加圧
されてインクがノズル孔31から噴出し、記録紙(図示
せず)に吸着される。このとき、凸部26の側面は仮想
線のように凹状になるが、凸部26の先端部において凸
部26の側面と凹部27の側壁との隙間の距離は極めて
小さいので、この隙間にインク室29のインクが回り込
むことは殆ど無い。電極32,33間の電圧が零になる
と、圧電体17の凸部26が実線の状態に戻り、インク
室29の体積が増加するので、支持部材18のインク供
給スリット35を介してインク室29にインクが供給さ
れる。なお、電極32,33は凸部26の先端から凸部
26の突出長の20%以上にわたって設けるのが好まし
い。20%未満の場合は凸部26の変形量が小さく、イ
ンクをノズル孔31から良好に噴出させる程度の圧力を
得難いからである。
Next, the operation will be described. When a pulse voltage is applied between the electrodes 32 and 33 by the driver unit 6 according to the image signal, an electric field is formed between the electrodes 32 and 33 as shown by an arrow A in FIG. At this time, since the piezoelectric body 17 is polarized in the direction of the arrow B, the convex portion 26 of the piezoelectric body 17 is deformed in the long-side direction elastic vibration mode, that is, the mode in which the convex portion 26 expands and contracts and vibrates in the longitudinal direction. . Due to the expansion and contraction and vibration in the longitudinal direction, the convex portion 26 is in a state like a virtual line in a direction orthogonal to the longitudinal direction. Therefore, the volume of the ink chamber 29 between the front end surface of the convex portion 26 and the bottom surface of the concave portion 27 is reduced, and the ink in the ink chamber 29 is pressurized, the ink is ejected from the nozzle hole 31 and recording paper (not shown) is formed. ). At this time, the side surface of the convex portion 26 has a concave shape like an imaginary line. However, since the distance between the side surface of the convex portion 26 and the side wall of the concave portion 27 at the tip of the convex portion 26 is extremely small, the ink The ink in the chamber 29 hardly flows. When the voltage between the electrodes 32 and 33 becomes zero, the convex portion 26 of the piezoelectric body 17 returns to the solid line state, and the volume of the ink chamber 29 increases, so that the ink chamber 29 passes through the ink supply slit 35 of the support member 18. Is supplied with ink. It is preferable that the electrodes 32 and 33 be provided over the protruding length of the protrusion 26 from the tip of the protrusion 26 by 20% or more. If it is less than 20%, the amount of deformation of the convex portion 26 is small, and it is difficult to obtain a pressure sufficient to eject the ink from the nozzle hole 31 in a good manner.

【0014】以上の動作が画像信号に応じて各インク室
29毎に順次あるいは同時に行われることにより、1ラ
イン分の画像が描かれ、これが記録紙の移動に同期して
継続されることにより、画像信号に応じた画像が記録紙
に描かれる。このように、凸部26の両側面に電極3
2,33を設けたので、電極32,33の距離を短くで
きる。また、圧電体17の凸部26を長辺方向伸縮振動
モードで変形させるので、電界を受けて伸縮が生ずる領
域、すなわち活性領域、が大きく、その長手方向と直交
する方向における変形量を効果的に大きくすることがで
き、その結果、電極32,33への印加電圧を低くでき
る。したがって、ドライバユニット6の価格を良好に低
減でき、インクジェット記録装置全体としての製造コス
トを低減できる。また、圧電体17を複雑な断面形状に
加工する必要がないことからも製造コストを低減でき
る。 (別の実施例)図8のように、支持部材18の凹部27
の底面に例えばサーマルヘッドヒーターからなるヒータ
ー40を設けてもよい。このようにすれば、外気温の影
響を低減でき、高粘度のインクを使用できる。
The above operation is sequentially or simultaneously performed for each of the ink chambers 29 in accordance with the image signal, so that an image for one line is drawn, and this is continued in synchronization with the movement of the recording paper. An image corresponding to the image signal is drawn on the recording paper. Thus, the electrodes 3 are provided on both side surfaces of the convex portion 26.
Since the electrodes 2 and 33 are provided, the distance between the electrodes 32 and 33 can be reduced. Further, since the convex portion 26 of the piezoelectric body 17 is deformed in the long-side direction expansion / contraction vibration mode, a region where expansion and contraction is caused by an electric field, that is, an active region is large, and the amount of deformation in a direction orthogonal to the longitudinal direction is effectively reduced. , And as a result, the voltage applied to the electrodes 32 and 33 can be reduced. Therefore, the price of the driver unit 6 can be reduced favorably, and the manufacturing cost of the entire inkjet recording apparatus can be reduced. Further, since it is not necessary to process the piezoelectric body 17 into a complicated cross-sectional shape, the manufacturing cost can be reduced. (Another embodiment) As shown in FIG.
May be provided on the bottom surface of the heater. In this way, the influence of the outside air temperature can be reduced, and a high-viscosity ink can be used.

【0015】図9のように、圧電体17の凸部26の両
側面に溝を形成し、これらの溝に電極32,33を設け
て、凸部26の側面と電極32,33の表面とが面一に
なるようにしてもよい。図10ないし図12のように、
マルチノズルヘッド13の前面付近で圧電体17と支持
部材18とが隙間なく嵌合するように構成し、支持部材
18に小さな溝31’を形成してノズル孔31としても
よい。また圧電体17に小さな溝を形成してノズル孔と
してもよい。
As shown in FIG. 9, grooves are formed on both side surfaces of the convex portion 26 of the piezoelectric body 17, electrodes 32 and 33 are provided in these grooves, and the side surfaces of the convex portion 26 and the surfaces of the electrodes 32 and 33 are formed. May be flush. As shown in FIGS. 10 to 12,
The piezoelectric member 17 and the support member 18 may be configured to fit together without a gap near the front surface of the multi-nozzle head 13, and a small groove 31 ′ may be formed in the support member 18 to form the nozzle hole 31. Alternatively, a small groove may be formed in the piezoelectric body 17 to form a nozzle hole.

【0016】図13のように、圧電体17の凸部26の
先端面と支持部材18の凹部27の底面とを凹面に形成
してもよい。図14のように、電極32および電極33
を、圧電体17の凸部26の側面から先端面にかけて設
け、断面L字状に構成してもよい。このような電極3
2,33は、凸部26の先端面から両側面にわたって金
属を蒸着し、凸部26の先端面にダイシングソーにより
溝を形成して電極32,33を分離することにより容易
に構成できる。
As shown in FIG. 13, the distal end surface of the convex portion 26 of the piezoelectric body 17 and the bottom surface of the concave portion 27 of the support member 18 may be formed as concave surfaces. As shown in FIG.
May be provided from the side surface of the convex portion 26 of the piezoelectric body 17 to the distal end surface, and may be configured in an L-shaped cross section. Such an electrode 3
The electrodes 2 and 33 can be easily formed by depositing a metal from the front end surface of the convex portion 26 to both side surfaces, forming a groove on the front end surface of the convex portion 26 with a dicing saw, and separating the electrodes 32 and 33.

【0017】尚、複数並列されたインク室29の長さを
交互に変えてもよい。ただし電極32,33の長さは全
て同じとする。このようにすれば、ノズル孔31を高密
度化したり温度上昇に伴ってインクの粘度が低下したと
きに多く発生するクロストーク、すなわち電極32,3
3間に電圧が印加されていないインク室29のノズル孔
31からインクが噴出する現象を良好に防止できる。
Incidentally, the length of the plurality of ink chambers 29 arranged in parallel may be changed alternately. However, the lengths of the electrodes 32 and 33 are all the same. By doing so, the crosstalk that often occurs when the density of the nozzle holes 31 is increased or the viscosity of the ink is reduced with an increase in temperature, that is, the electrodes 32 and 3 are used.
A phenomenon in which ink is ejected from the nozzle holes 31 of the ink chamber 29 to which no voltage is applied between the three can be satisfactorily prevented.

【0018】また、電極32,33を、ノズル孔31に
近づくに従って次第に幅が広くなるように形成してもよ
い。このようにすれば、クロストークを良好に防止でき
ると共に、インクを噴出する応答性を向上させることが
できる。さらに、圧電体17と支持部材18とを互いに
固着する接着剤28は、マルチノズルヘッド13の幅方
向両端部にのみ設けてもよい。このようにしても、圧電
体17と支持部材18との間隙は充分に小さいので、イ
ンク室29の圧力が低下することはない。
Further, the electrodes 32 and 33 may be formed so as to gradually increase in width as approaching the nozzle hole 31. By doing so, it is possible to satisfactorily prevent crosstalk and improve the responsiveness of ejecting ink. Further, the adhesive 28 for fixing the piezoelectric body 17 and the support member 18 to each other may be provided only at both ends in the width direction of the multi-nozzle head 13. Even in this case, since the gap between the piezoelectric body 17 and the support member 18 is sufficiently small, the pressure in the ink chamber 29 does not decrease.

【0019】また上記実施例では支持部材18にインク
供給スリット35を設け、インク蓋20の孔24を介し
てインク室29にインクを供給するように構成したが、
インク室29にインクを供給する構成は各種のものが周
知であり、閉塞板21の側方からインク供給管25によ
って供給するものなど、任意に選択可能である。
In the above embodiment, the ink supply slit 35 is provided in the support member 18 to supply the ink to the ink chamber 29 through the hole 24 of the ink lid 20.
Various configurations for supplying ink to the ink chamber 29 are well known, and a configuration for supplying ink from the side of the closing plate 21 through the ink supply tube 25 can be arbitrarily selected.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように請求項1に記載のイ
ンクジェット記録ヘッドによれば、各圧電活性部は、イ
ンク室の長手方向と平行に伸びる長尺状の電極を有する
と共に同じく長手方向と平行な方向に伸びる特定の面を
有しており、この面がインク室と対向している。各圧電
活性部は、電極からの入力信号に応答してその長手方向
に伸縮する。そして、この長手方向の伸縮によって生じ
る前記面の長手方向と直交する方向の変形によってイン
ク室の容積変化を生じせしめる。すなわち、圧電活性部
は、その長手方向における伸縮を利用するので、入力信
号に応じて伸縮が生じる領域、すなわち活性領域が大き
くとれ、入力信号が比較的低電圧であった場合でもその
伸縮により生じる前記特定の面の長手方向と直交する方
向の変位量は大きくなり、インク像形成に十分なインク
室の容量変化を生じせしめることができる。したがっ
て、低電圧ドライバ装置を適用することができ、インク
ジェット記録装置全体としての製造コストを低減するこ
とが可能となる。
As described above, according to the ink jet recording head according to the first aspect, each of the piezoelectrically active portions has a long electrode extending in parallel with the longitudinal direction of the ink chamber, and has the same shape as the longitudinal direction. It has a specific surface extending in a parallel direction, and this surface faces the ink chamber. Each piezoelectric active portion expands and contracts in its longitudinal direction in response to an input signal from the electrode. Then, the deformation in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the surface caused by the expansion and contraction in the longitudinal direction causes a change in the volume of the ink chamber. That is, since the piezoelectric active portion uses expansion and contraction in the longitudinal direction, a region where expansion and contraction occurs in response to an input signal, that is, an active region can be large, and the expansion and contraction occur even when the input signal has a relatively low voltage. The displacement amount in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the specific surface increases, and a sufficient change in the capacity of the ink chamber for forming an ink image can be caused. Therefore, a low-voltage driver device can be applied, and the manufacturing cost of the entire inkjet recording device can be reduced.

【0021】また、請求項2に記載のインクジェット記
録ヘッドによれば、圧電材料を複雑な断面形状に加工す
る必要がなくなるので、この点でも製造コストを低減す
ることができる。さらに、請求項3に記載のインクジェ
ット記録ヘッドによれば、圧電活性部となる前記凸部
は、その長手方向の一方の側面から他方の側面に向かう
方向に分極されており、これら両側面に長尺状の電極が
形成されているので、圧電材料の分極方向と前記電極間
に形成される電界の方向とが平行となって効率的に長手
方向へ伸縮させることができ、ひいては、当該長手方向
と直交する方向における変形量を大きくでき、ノズルか
ら効率よくインクを噴出させることができる。
Further, according to the ink jet recording head of the second aspect, it is not necessary to process the piezoelectric material into a complicated cross-sectional shape, so that the manufacturing cost can be reduced also in this respect. Further, according to the ink jet recording head according to the third aspect, the convex portion serving as the piezoelectric active portion is polarized in a direction from one side surface to the other side surface in the longitudinal direction, and has a long length on both side surfaces. Since the scale-shaped electrode is formed, the direction of polarization of the piezoelectric material and the direction of the electric field formed between the electrodes are parallel to each other, and can be efficiently expanded and contracted in the longitudinal direction. The amount of deformation in the direction perpendicular to the direction can be increased, and ink can be efficiently ejected from the nozzles.

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

【図1】本発明の一実施例におけるインクジェット記録
装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】マルチノズルヘッドの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the multi-nozzle head.

【図3】マルチノズルヘッドの要部の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a main part of the multi-nozzle head.

【図4】マルチノズルヘッドの要部の幅方向に沿う断面
図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view along a width direction of a main part of the multi-nozzle head.

【図5】マルチノズルヘッドの要部の奥行き方向に沿う
断面図である。
FIG. 5 is a sectional view along a depth direction of a main part of the multi-nozzle head.

【図6】マルチノズルヘッドの製造工程の説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the multi-nozzle head.

【図7】マルチノズルヘッドの動作説明図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of the multi-nozzle head.

【図8】別の実施例におけるマルチノズルヘッドの断面
図である。
FIG. 8 is a sectional view of a multi-nozzle head according to another embodiment.

【図9】さらに別の実施例におけるマルチノズルヘッド
の断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a multi-nozzle head according to still another embodiment.

【図10】さらに別の実施例におけるマルチノズルヘッ
ドの正面図である。
FIG. 10 is a front view of a multi-nozzle head according to still another embodiment.

【図11】さらに別の実施例におけるマルチノズルヘッ
ドの奥行き方向に沿う断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view along a depth direction of a multi-nozzle head according to still another embodiment.

【図12】さらに別の実施例におけるマルチノズルヘッ
ドにおける支持部材の斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view of a support member in a multi-nozzle head according to still another embodiment.

【図13】さらに別の実施例におけるマルチノズルヘッ
ドの断面図である。
FIG. 13 is a sectional view of a multi-nozzle head according to still another embodiment.

【図14】さらに別の実施例における圧電体の凸部の斜
視図である。
FIG. 14 is a perspective view of a projection of a piezoelectric body according to still another embodiment.

【図15】従来のインクジェット記録装置におけるマル
チノズルヘッドの断面図である。
FIG. 15 is a sectional view of a multi-nozzle head in a conventional inkjet recording apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

17 圧電体 18 支持部材 26 凸部 27 凹部 29 インク室 31 ノズル孔 32 電極 33 電極 35 インク供給スリット Reference Signs List 17 piezoelectric body 18 support member 26 convex part 27 concave part 29 ink chamber 31 nozzle hole 32 electrode 33 electrode 35 ink supply slit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−208050(JP,A) 特開 平5−116329(JP,A) 特開 平3−108549(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/045 B41J 2/055 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-208050 (JP, A) JP-A-5-116329 (JP, A) JP-A-3-108549 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) B41J 2/045 B41J 2/055

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 非圧電材料からなる壁によって仕切られ
複数のインク室と、これらのインク室に対応したノズ
ルとを有し、インク室の容積変化によって対応するノズ
ルからインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドで
あって、 インク室の長手方向と平行な方向に伸びる長尺状の電極
を有する複数の圧電活性部を、それぞれの長手方向に伸
びる特定の面が前記各インク室に対向するように配設し
た部材を備え、 各圧電活性部は、その分極方向が対応する電極からの入
力信号によって形成される電界方向と同じであり、その
伸縮方向が前記長手方向であり、この長手方向の伸縮に
よって生じる前記特定の面の長手方向と直交する方向の
変形によって前記インク室の容積変化を生じせしめるよ
うにしたことを特徴するインクジェット記録ヘッド。
2. The method according to claim 1 , wherein the partition is made of a non-piezoelectric material.
A plurality of ink chambers and nozzles corresponding to these ink chambers, and ejects ink droplets from the corresponding nozzles according to a change in the volume of the ink chambers. A plurality of piezoelectric active portions having elongated electrodes extending in the direction, a member arranged so that a specific surface extending in the longitudinal direction is opposed to each ink chamber, each piezoelectric active portion, The direction of polarization is the same as the direction of the electric field formed by the input signal from the corresponding electrode, the direction of expansion and contraction is the longitudinal direction, and the direction perpendicular to the longitudinal direction of the specific surface caused by the expansion and contraction in the longitudinal direction. An ink jet recording head, wherein the volume of the ink chamber is changed by deformation.
【請求項2】 前記部材は、表面に複数の溝が形成され
た板状の圧電材料であり、当該溝同士の間に形成される
複数の長尺状の凸部が前記複数の圧電活性部とされるこ
とを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録ヘッ
ド。
2. The piezoelectric member according to claim 1, wherein the member is a plate-shaped piezoelectric material having a plurality of grooves formed on a surface thereof, and the plurality of elongated protrusions formed between the grooves are formed by the plurality of piezoelectric active portions. 2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein:
【請求項3】記各凸状の圧電活性部は、その長手方
向の一方の側面から他方の側面に向かう方向に分極され
ると共に、これらの両側面に長尺状の電極が形成されて
いることを特徴とする請求項2記載のインクジェット記
録ヘッド。
3. A pre-Symbol Each convex piezoelectric active portion thereof from one side in the longitudinal direction while being polarized in a direction toward the other side, if these sides to elongated electrodes are formed The ink jet recording head according to claim 2, wherein:
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