JP3222321B2 - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
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- JP3222321B2 JP3222321B2 JP15834794A JP15834794A JP3222321B2 JP 3222321 B2 JP3222321 B2 JP 3222321B2 JP 15834794 A JP15834794 A JP 15834794A JP 15834794 A JP15834794 A JP 15834794A JP 3222321 B2 JP3222321 B2 JP 3222321B2
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- piezoelectric element
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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、インクジェットヘッド
に関し、より詳細には、オンデマンド型のインクジェッ
ト記録装置のアクチュエータとして圧電素子を用いたイ
ンクジェットヘッドにおいて、ノズルに連通した液室
に、アクチュエータによる変位を受けて体積変化を与え
る加圧板の形状に関する。
に関し、より詳細には、オンデマンド型のインクジェッ
ト記録装置のアクチュエータとして圧電素子を用いたイ
ンクジェットヘッドにおいて、ノズルに連通した液室
に、アクチュエータによる変位を受けて体積変化を与え
る加圧板の形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】ノンインパクト記録方法の１つであるイ
ンクジェット記録方法は、インク液室内のインクを急激
に加圧して吐出口（ノズル）よりインク滴を記録紙に向
けて噴させ、このインク滴により記録紙上に印写するも
のであり、インク加圧手段として発熱抵抗体を利用する
もの、圧電素子を利用するものなど、種々の方式のもの
が提案されている。しかも、このインクジェット記録方
式は、記録時の騒音が原理的に発生しないこと、また、
プロセスが非常にシンプルであるため、小型・高信頼性
・高耐久性達成が容易であること等、多くの特徴がある
ため、極めて有力な記録方法とされている。
ンクジェット記録方法は、インク液室内のインクを急激
に加圧して吐出口（ノズル）よりインク滴を記録紙に向
けて噴させ、このインク滴により記録紙上に印写するも
のであり、インク加圧手段として発熱抵抗体を利用する
もの、圧電素子を利用するものなど、種々の方式のもの
が提案されている。しかも、このインクジェット記録方
式は、記録時の騒音が原理的に発生しないこと、また、
プロセスが非常にシンプルであるため、小型・高信頼性
・高耐久性達成が容易であること等、多くの特徴がある
ため、極めて有力な記録方法とされている。
【０００３】アクチュエータとして圧電素子を用いたオ
ンデマンド型のインクジェットヘッドは、例えば、ＰＺ
Ｔ（ジルコン酸チタン酸鉛）等の板状の圧電素子と電極
材料とを交互に積層した積層構造の圧電素子をアクチュ
エータとしたものである。アクチュエータの圧電変位の
変位方向は、圧電素子に印加される電圧が、分極方向で
あるか分極と逆方向であるかに従って定められ、印加電
圧が分極方向と同一である場合は、圧電定数をｄ33とし
て印加電圧に比例して伸びる圧電変位が発生し、逆方向
の場合は、圧電定数をｄ31として印加電圧に比例して印
加電圧と直角方向に伸びる圧電変位が発生する。
ンデマンド型のインクジェットヘッドは、例えば、ＰＺ
Ｔ（ジルコン酸チタン酸鉛）等の板状の圧電素子と電極
材料とを交互に積層した積層構造の圧電素子をアクチュ
エータとしたものである。アクチュエータの圧電変位の
変位方向は、圧電素子に印加される電圧が、分極方向で
あるか分極と逆方向であるかに従って定められ、印加電
圧が分極方向と同一である場合は、圧電定数をｄ33とし
て印加電圧に比例して伸びる圧電変位が発生し、逆方向
の場合は、圧電定数をｄ31として印加電圧に比例して印
加電圧と直角方向に伸びる圧電変位が発生する。
【０００４】このようなアクチュエータの圧電変位は、
加圧板を変位させ、変位した加圧板を介して液室に体積
変化を与えて液室に連通するノズルよりインクを吐出さ
せる。
加圧板を変位させ、変位した加圧板を介して液室に体積
変化を与えて液室に連通するノズルよりインクを吐出さ
せる。
【０００５】従来の加圧板には、液室と対応した位置
に、圧電素子と接触する液室よりも小さい島状の凸起を
加圧板に配設し、この凸起を介して液室に体積変化を与
える方式のものと、図５に示すように、一定厚さの加圧
板に対して液室に接する部分の厚さが、圧電素子と接触
する部分を残して薄層となるようにした方式のものがあ
る。
に、圧電素子と接触する液室よりも小さい島状の凸起を
加圧板に配設し、この凸起を介して液室に体積変化を与
える方式のものと、図５に示すように、一定厚さの加圧
板に対して液室に接する部分の厚さが、圧電素子と接触
する部分を残して薄層となるようにした方式のものがあ
る。
【０００６】図５は、従来のオンデマンド型のインクジ
ェットヘッドの一例の要部断面図を示す図で、列状に配
設された圧電素子４０ａ，４０ｂ…に対し、直角方向か
らみた断面図である。
ェットヘッドの一例の要部断面図を示す図で、列状に配
設された圧電素子４０ａ，４０ｂ…に対し、直角方向か
らみた断面図である。
【０００７】インクジェットヘッド３０は、ノズル３２
を有するノズル板３１と、このノズル板３１と接合さ
れ、該ノズル板３のノズル３２に連通する液室３４を有
する液室板３３と、液室板３３と接合され、同一厚さ
（Ｌ1）の厚層部３６，３７と厚さ（Ｌ3）の薄層部３８
とで構成された加圧板３５とからなる液室ユニットと、
基板３９に固着された圧電素子４０ａ，４０ｂ…をアク
チュエータとするアクチュエータユニットとからなり、
液室ユニットＩとアクチュエータユニットIIとは圧電素
子４０ａ，４０ｂ…と各々対応する厚層部３６とが接触
するように接合されている。
を有するノズル板３１と、このノズル板３１と接合さ
れ、該ノズル板３のノズル３２に連通する液室３４を有
する液室板３３と、液室板３３と接合され、同一厚さ
（Ｌ1）の厚層部３６，３７と厚さ（Ｌ3）の薄層部３８
とで構成された加圧板３５とからなる液室ユニットと、
基板３９に固着された圧電素子４０ａ，４０ｂ…をアク
チュエータとするアクチュエータユニットとからなり、
液室ユニットＩとアクチュエータユニットIIとは圧電素
子４０ａ，４０ｂ…と各々対応する厚層部３６とが接触
するように接合されている。
【０００８】薄層部３８は、液室３４に対応する面積を
もつ薄板であり、中央に圧電素子４０ａ，４０ｂ…と接
触する厚層部３６を有している。厚層部３６は、圧電素
子４０ａ，…を駆動したとき、圧電素子４０ａ，…の圧
電変位を薄層部３８に伝えて液室３４に体積変化を与
え、ノズル３２よりインクを噴射させる。
もつ薄板であり、中央に圧電素子４０ａ，４０ｂ…と接
触する厚層部３６を有している。厚層部３６は、圧電素
子４０ａ，…を駆動したとき、圧電素子４０ａ，…の圧
電変位を薄層部３８に伝えて液室３４に体積変化を与
え、ノズル３２よりインクを噴射させる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図５に示した従来のイ
ンクジェットヘッド３０の加圧板３５は、液室３４の幅
に対応した幅の薄層部３８と、同一厚みの厚層部３６，
３７とからなる二層の厚みをもって構成されているの
で、圧電素子４０ａ，４０ｂ…の幅を一定としたときの
圧電素子４０ａ，４０ｂ…の間隔は、厚層部３７の幅に
より制限され、圧電素子４０ａ，４０ｂ…の間隔を小さ
くして分解能を高くすることができなかった。
ンクジェットヘッド３０の加圧板３５は、液室３４の幅
に対応した幅の薄層部３８と、同一厚みの厚層部３６，
３７とからなる二層の厚みをもって構成されているの
で、圧電素子４０ａ，４０ｂ…の幅を一定としたときの
圧電素子４０ａ，４０ｂ…の間隔は、厚層部３７の幅に
より制限され、圧電素子４０ａ，４０ｂ…の間隔を小さ
くして分解能を高くすることができなかった。
【００１０】また、分解能を高くするため、圧電素子４
０ａ，４０ｂの間隔を縮めて厚層部３７の幅を小さくす
ると、薄層部３８の変位が隣接する薄層部３８に影響を
与えるいわゆるノズル間干渉が生ずるので、厚層部３７
の幅を小さくするのには、限界があった。
０ａ，４０ｂの間隔を縮めて厚層部３７の幅を小さくす
ると、薄層部３８の変位が隣接する薄層部３８に影響を
与えるいわゆるノズル間干渉が生ずるので、厚層部３７
の幅を小さくするのには、限界があった。
【００１１】本発明は、上述の課題に鑑みなされたもの
で、インクジェットヘッドのノズル間に生ずる干渉を取
り除き、高剛性をもってインク噴出の効率を高め、安定
して高分解能をもったオンデマンド型のインクジェット
ヘッドを提供することを目的とするものである。
で、インクジェットヘッドのノズル間に生ずる干渉を取
り除き、高剛性をもってインク噴出の効率を高め、安定
して高分解能をもったオンデマンド型のインクジェット
ヘッドを提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）複数のノズルを有するノズル板
と、前記ノズルの各々に対応し、かつ該ノズルに連通す
る複数の液室を有する液室板と、前記液室に容積変化を
与える加圧板と、前記液室に対応して配列された圧電素
子を有し、該圧電素子の駆動により前記加圧板に変位を
与えるアクチュエータユニットからなるインクジェット
ヘッドにおいて、前記加圧板は、前記液室の各々に対応
して配列され、前記圧電素子の変形に応動して該液室に
容積変化を与える薄層部と、該薄層部外周に配設された
厚層部と、前記圧電素子に接合され、前記薄層部の中央
部に配設された最厚層部からなり、前記アクチュエータ
ユニットは、基板と、該基板に固着された前記複数の圧
電素子と、該複数の圧電素子を囲む枠体であって前記基
板に固着されたケースとからなり、該アクチュエータユ
ニットの前記ケースに接合される前記加圧板の外周部の
厚さを該加圧板の中央部に配設された前記最厚層部の厚
さとしたこと、更には、（２）前記加圧板の厚層部と最
厚層部との厚みの差を、前記圧電素子の変形量よりも大
きくしたこと、更には、（３）前記アクチュエータの両
端部に配列された圧電素子を圧電駆動されない非駆動柱
とし、該非駆動柱を前記加圧板の外周部に接合したこ
と、更には、（４）前記アクチュエータユニットに配列
された圧電素子の配列方向に対し、前記ノズルと液室お
よび加圧板加圧部とを、千鳥配列された構造としたこと
を特徴とするものである。
決するために、（１）複数のノズルを有するノズル板
と、前記ノズルの各々に対応し、かつ該ノズルに連通す
る複数の液室を有する液室板と、前記液室に容積変化を
与える加圧板と、前記液室に対応して配列された圧電素
子を有し、該圧電素子の駆動により前記加圧板に変位を
与えるアクチュエータユニットからなるインクジェット
ヘッドにおいて、前記加圧板は、前記液室の各々に対応
して配列され、前記圧電素子の変形に応動して該液室に
容積変化を与える薄層部と、該薄層部外周に配設された
厚層部と、前記圧電素子に接合され、前記薄層部の中央
部に配設された最厚層部からなり、前記アクチュエータ
ユニットは、基板と、該基板に固着された前記複数の圧
電素子と、該複数の圧電素子を囲む枠体であって前記基
板に固着されたケースとからなり、該アクチュエータユ
ニットの前記ケースに接合される前記加圧板の外周部の
厚さを該加圧板の中央部に配設された前記最厚層部の厚
さとしたこと、更には、（２）前記加圧板の厚層部と最
厚層部との厚みの差を、前記圧電素子の変形量よりも大
きくしたこと、更には、（３）前記アクチュエータの両
端部に配列された圧電素子を圧電駆動されない非駆動柱
とし、該非駆動柱を前記加圧板の外周部に接合したこ
と、更には、（４）前記アクチュエータユニットに配列
された圧電素子の配列方向に対し、前記ノズルと液室お
よび加圧板加圧部とを、千鳥配列された構造としたこと
を特徴とするものである。
【００１３】
【作用】圧電素子をアクチュエータとするオンデマンド
型のインクジェットヘッドの加圧板を、厚みの異なる最
厚層部と薄膜部と厚層部の三層構造とし、圧電素子と接
触してその周囲の薄層部に圧電変位を与える部分とアク
チュエータのケースと接合する外周部とを最厚層部とし
て、薄層部の周囲の厚層部に圧電素子の自由端が接する
ことがないようにし、圧電素子間のピッチを小さくして
ノズル間隔を縮め、印字の分解能を高めるとともに、組
立構造上剛性を高めてインク噴射効率を高め、安定して
高分解能の印字を可能とする。
型のインクジェットヘッドの加圧板を、厚みの異なる最
厚層部と薄膜部と厚層部の三層構造とし、圧電素子と接
触してその周囲の薄層部に圧電変位を与える部分とアク
チュエータのケースと接合する外周部とを最厚層部とし
て、薄層部の周囲の厚層部に圧電素子の自由端が接する
ことがないようにし、圧電素子間のピッチを小さくして
ノズル間隔を縮め、印字の分解能を高めるとともに、組
立構造上剛性を高めてインク噴射効率を高め、安定して
高分解能の印字を可能とする。
【００１４】
【実施例】 図１は、実施例１のインクジェットヘッドを
説明するための部分斜視断面図であり、図中、１はノズ
ル板、２はノズル、３は液室板、４は液室、５は加圧
板、６は最厚層部、７は厚層部、８は薄層部、Iは液室
ユニット、IIはアクチュエータユニット、１０は基板、
１１はケース（フレーム）、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…
は積層圧電素子である。
説明するための部分斜視断面図であり、図中、１はノズ
ル板、２はノズル、３は液室板、４は液室、５は加圧
板、６は最厚層部、７は厚層部、８は薄層部、Iは液室
ユニット、IIはアクチュエータユニット、１０は基板、
１１はケース（フレーム）、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…
は積層圧電素子である。
【００１５】図１に示したオンデマンド型のインクジェ
ットヘッドは、ノズル板１と液室板３および加圧板５と
を一体に接合した液室ユニットＩと、複数の圧電素子を
所定間隔Ｌで基板１０に取り付け、これら圧電素子１２
ａ，１２ｂ…を囲む枠体のケース１１を有するアクチュ
エータユニットIIとからなっている。
ットヘッドは、ノズル板１と液室板３および加圧板５と
を一体に接合した液室ユニットＩと、複数の圧電素子を
所定間隔Ｌで基板１０に取り付け、これら圧電素子１２
ａ，１２ｂ…を囲む枠体のケース１１を有するアクチュ
エータユニットIIとからなっている。
【００１６】ノズル板１には、間隔Ｌで穿設されたノズ
ル２が複数配設され、液室板３には、間隔Ｌ毎にノズル
２に連通する液室４が穿設されている。加圧板５は、液
室板３との接合面は平面であるが、非接合面には、ノズ
ル２と液室４との中心を結ぶＹ−Ｙ線上に最厚層部６
が、最厚層部６の隣接部には、液室４の幅と略等しい幅
の薄層部８が設けられ、更に、薄層部８の外側には、最
厚層部よりも薄く、薄層部８よりも厚い厚層部７が設け
られて三層構造となっている。
ル２が複数配設され、液室板３には、間隔Ｌ毎にノズル
２に連通する液室４が穿設されている。加圧板５は、液
室板３との接合面は平面であるが、非接合面には、ノズ
ル２と液室４との中心を結ぶＹ−Ｙ線上に最厚層部６
が、最厚層部６の隣接部には、液室４の幅と略等しい幅
の薄層部８が設けられ、更に、薄層部８の外側には、最
厚層部よりも薄く、薄層部８よりも厚い厚層部７が設け
られて三層構造となっている。
【００１７】図２，図３は、図１のアクチュエータユニ
ットの詳細を説明するための図で、図２は圧電素子の分
極方向がｄ３３のアクチュエータユニット、図３は圧電
素子の分極方向がｄ３１のアクチュエータであり、図
中、１３は基板共通電極、１４は基板個別電極、１５，
１６はＰＺＴ端面電極、１７は導電性ペースト、１２
ａ，１２ｂ，…１２ｎおよび１８ａ，１８ｂ，…，１８
ｎは圧電素子であり、図１と同様の作用を有する部分に
は、図１と同じ参照番号を付してある。なお、図２,３
には、煩雑を避けるため、ケース１１の図示を省いてあ
る。
ットの詳細を説明するための図で、図２は圧電素子の分
極方向がｄ３３のアクチュエータユニット、図３は圧電
素子の分極方向がｄ３１のアクチュエータであり、図
中、１３は基板共通電極、１４は基板個別電極、１５，
１６はＰＺＴ端面電極、１７は導電性ペースト、１２
ａ，１２ｂ，…１２ｎおよび１８ａ，１８ｂ，…，１８
ｎは圧電素子であり、図１と同様の作用を有する部分に
は、図１と同じ参照番号を付してある。なお、図２,３
には、煩雑を避けるため、ケース１１の図示を省いてあ
る。
【００１８】図２に示したアクチュエータユニットは、
基板９上に固着され、圧電変位がｄ33方向である積層さ
れた圧電素子１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎからなるアク
チュエータを有している。圧電素子１２ａ，１２ｂ，
…，１２ｎが配列された配列方向の側端面には、ＰＺＴ
端面電極１５とＰＺＴ端面電極１６とがパターン形成さ
れており、各々のＰＺＴ端面電極１５，１６には積層さ
れた個別素子に配設された電極が交互に接続されてい
る。
基板９上に固着され、圧電変位がｄ33方向である積層さ
れた圧電素子１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎからなるアク
チュエータを有している。圧電素子１２ａ，１２ｂ，
…，１２ｎが配列された配列方向の側端面には、ＰＺＴ
端面電極１５とＰＺＴ端面電極１６とがパターン形成さ
れており、各々のＰＺＴ端面電極１５，１６には積層さ
れた個別素子に配設された電極が交互に接続されてい
る。
【００１９】基板１０は矩形状で、長さ方向の上面には
中央部１０ａで分離された共通電極１３ａを有する基板
共通電極１３と基板個別電極１４がパターン形成され、
基板共通電極１３とＰＺＴ端面電極１６、および、基板
個別電極１４とＰＺＴ端面電極１５とが、導電性ペース
ト１７で接合されている。
中央部１０ａで分離された共通電極１３ａを有する基板
共通電極１３と基板個別電極１４がパターン形成され、
基板共通電極１３とＰＺＴ端面電極１６、および、基板
個別電極１４とＰＺＴ端面電極１５とが、導電性ペース
ト１７で接合されている。
【００２０】基板個別電極１４は、基板１０上に、溝１
０ｂにより分離され、該溝１０ｂを介して各々の圧電素
子１２ａ，１２ｂ,…,１２ｎが配設され、個々の圧電素
子が独立して駆動されて積層方向（矢印Ｆ）に圧電変位
を生じるようになっている。
０ｂにより分離され、該溝１０ｂを介して各々の圧電素
子１２ａ，１２ｂ,…,１２ｎが配設され、個々の圧電素
子が独立して駆動されて積層方向（矢印Ｆ）に圧電変位
を生じるようになっている。
【００２１】図３のアクチュエータユニットは、図２に
示したアクチュエータユニットと同様に、基板１０上に
圧電素子１８ａ，１８ｂ，…，１８ｎが固着された構造
のものであるが、圧電素子１８ａ，１８ｂ，…，１８ｎ
は、圧電変位がｄ31方向である。このため、素子の変位
方向は図３の場合と同様、矢印Ｆで示した方向で基板１
０の面と直角な方向となっている。
示したアクチュエータユニットと同様に、基板１０上に
圧電素子１８ａ，１８ｂ，…，１８ｎが固着された構造
のものであるが、圧電素子１８ａ，１８ｂ，…，１８ｎ
は、圧電変位がｄ31方向である。このため、素子の変位
方向は図３の場合と同様、矢印Ｆで示した方向で基板１
０の面と直角な方向となっている。
【００２２】図１において、ノズル板１と液室板３およ
び加圧板５とからなる液室ユニットＩと、アクチュエー
タユニットIIとは、圧電素子１２ａ，１２ｂ，…を取り
囲むように基板１０上に固着されたケース１１により接
合されている。
び加圧板５とからなる液室ユニットＩと、アクチュエー
タユニットIIとは、圧電素子１２ａ，１２ｂ，…を取り
囲むように基板１０上に固着されたケース１１により接
合されている。
【００２３】図１に示したインクジェットヘッドは、駆
動時、例えば、圧電素子１２ｂに電圧が印加されると、
圧電素子１２ｂには伸びる方向の圧電変位が生じ、これ
に従って最厚層部６が上方に押される。薄層部８は、最
厚層部６の押し上げにより変形し、液室４の体積変化を
生じさせる。この容積変化により液室４内のインクがノ
ズル２より飛び出し、インク滴となり記録紙上に乗り、
印字記録が行われる。なお、液室４には共通液室（図示
せず）からインクが供給される。
動時、例えば、圧電素子１２ｂに電圧が印加されると、
圧電素子１２ｂには伸びる方向の圧電変位が生じ、これ
に従って最厚層部６が上方に押される。薄層部８は、最
厚層部６の押し上げにより変形し、液室４の体積変化を
生じさせる。この容積変化により液室４内のインクがノ
ズル２より飛び出し、インク滴となり記録紙上に乗り、
印字記録が行われる。なお、液室４には共通液室（図示
せず）からインクが供給される。
【００２４】上述のように、加圧板５に、最厚層部６
と、最厚層部６に隣接した周囲に薄層部８を設け、更
に、薄層部８の外部に厚層部７を設けた三層構造とした
ので、圧電素子１２ｂの自由端は、厚層部７と接触する
ことはなく、その分、圧電素子１２ｂと１２ｃの間隔を
小さくすることが可能となり、高分解能の記録が可能と
なり、しかも隣接する液室４との間には、厚層部７が設
けられているので、ノズル間の干渉がなく、高画質の印
字が可能となる。
と、最厚層部６に隣接した周囲に薄層部８を設け、更
に、薄層部８の外部に厚層部７を設けた三層構造とした
ので、圧電素子１２ｂの自由端は、厚層部７と接触する
ことはなく、その分、圧電素子１２ｂと１２ｃの間隔を
小さくすることが可能となり、高分解能の記録が可能と
なり、しかも隣接する液室４との間には、厚層部７が設
けられているので、ノズル間の干渉がなく、高画質の印
字が可能となる。
【００２５】しかし、最厚層部６と厚層部７との厚みの
差よりも圧電変形量の方が大きいと、圧電素子１２ｂ，
１２ｃを駆動したとき圧電素子１２ｂ，１２ｃ，…端面
と厚層部７とが接触する干渉が生ずるので、圧電素子１
２ｂ，１２ｃ，…と厚層部７とをオーバーラップする程
度まで圧電素子１２ｂ，１２ｃ，…の配列の間隔を小さ
くすることができず、高密度に限界が生ずる。
差よりも圧電変形量の方が大きいと、圧電素子１２ｂ，
１２ｃを駆動したとき圧電素子１２ｂ，１２ｃ，…端面
と厚層部７とが接触する干渉が生ずるので、圧電素子１
２ｂ，１２ｃ，…と厚層部７とをオーバーラップする程
度まで圧電素子１２ｂ，１２ｃ，…の配列の間隔を小さ
くすることができず、高密度に限界が生ずる。
【００２６】 上述の干渉は、最厚層部６と厚層部７との
厚みの差を圧電素子１２ｂ，１２ｃ…の駆動時における
変形量よりも大きくすることで、解決することができ
る。
厚みの差を圧電素子１２ｂ，１２ｃ…の駆動時における
変形量よりも大きくすることで、解決することができ
る。
【００２７】この結果、圧電素子１２ｂ，１２ｃ，…と
間の間隔を、圧電素子１２ｂ，１２ｃ，…と隣接する厚
層部７とがオーバーラップする程度に小さくすることが
可能となり、インクジェットヘッドを高密度化すること
ができる。
間の間隔を、圧電素子１２ｂ，１２ｃ，…と隣接する厚
層部７とがオーバーラップする程度に小さくすることが
可能となり、インクジェットヘッドを高密度化すること
ができる。
【００２８】インクジェットヘッドを高密度化してイン
ク噴射の効率を高め、安定した高画質が得られるように
するためには、インクジェットヘッドの剛性を高くする
必要があり、剛性が低いと、加圧板４の薄層部８以外の
部分が変形し、インク噴射効率を高めることができず安
定した高画質が得られなくなる。
ク噴射の効率を高め、安定した高画質が得られるように
するためには、インクジェットヘッドの剛性を高くする
必要があり、剛性が低いと、加圧板４の薄層部８以外の
部分が変形し、インク噴射効率を高めることができず安
定した高画質が得られなくなる。
【００２９】 インクジェットヘッドの剛性を高くするた
めの一つの手段は、ケース１１と接合される加圧板５の
外周部を最厚層部６とすることにより、ケース１１と加
圧板５とが高剛性で接合され、この結果、、インクジェ
ットヘッド全体の剛性が高くなる。
めの一つの手段は、ケース１１と接合される加圧板５の
外周部を最厚層部６とすることにより、ケース１１と加
圧板５とが高剛性で接合され、この結果、、インクジェ
ットヘッド全体の剛性が高くなる。
【００３０】 インクジェットヘッドの剛性を高くするた
めの他の手段は、アクチュエータユニットのケース１１
に近接した両端部の圧電素子、例えば、図１において、
圧電素子１２ａを非駆動の圧電素子として単なる非駆動
柱とし、ケース１１と圧電素子１２ａとを加圧板５外周
部の最厚層部６で接合させることである。
めの他の手段は、アクチュエータユニットのケース１１
に近接した両端部の圧電素子、例えば、図１において、
圧電素子１２ａを非駆動の圧電素子として単なる非駆動
柱とし、ケース１１と圧電素子１２ａとを加圧板５外周
部の最厚層部６で接合させることである。
【００３１】このように、ケース１１と、非駆動の圧電
素子１２ａとが加圧板５の外周の最厚層部６で接合され
ることにより、加圧板５の剛性はより高くなり、変形す
るのを防止することができるのでインク噴射効率が高
く、安定した高画質の印字が可能となる。
素子１２ａとが加圧板５の外周の最厚層部６で接合され
ることにより、加圧板５の剛性はより高くなり、変形す
るのを防止することができるのでインク噴射効率が高
く、安定した高画質の印字が可能となる。
【００３２】インクジェットヘッドを高密度化するため
に、隣接する液室４との間隔を小さくすると、圧電素子
１２の駆動により隣接する液室４に影響を及ぼす干渉が
生ずるので、隣接する液室４間の間隔の限界があり、従
って高密度にするための限界がある。実施例５は、高密
度の限界を高くするためになされたものである。
に、隣接する液室４との間隔を小さくすると、圧電素子
１２の駆動により隣接する液室４に影響を及ぼす干渉が
生ずるので、隣接する液室４間の間隔の限界があり、従
って高密度にするための限界がある。実施例５は、高密
度の限界を高くするためになされたものである。
【００３３】 図４は、本発明によるインクジェットヘッ
ドの、他の実施例を説明するための図である。図中、２
１はノズル板、２２ａ，２２ｂ，…はノズル、２３は液
室板、２４ａ，２４ｂ，…は液室、２５は加圧板、２６
は最厚層部、２７は厚層部、２８は薄層部であり、図
中、図１と同様の作用をする部分には、図１と同じ参照
番号を付してある。
ドの、他の実施例を説明するための図である。図中、２
１はノズル板、２２ａ，２２ｂ，…はノズル、２３は液
室板、２４ａ，２４ｂ，…は液室、２５は加圧板、２６
は最厚層部、２７は厚層部、２８は薄層部であり、図
中、図１と同様の作用をする部分には、図１と同じ参照
番号を付してある。
【００３４】図４に示したノズル板２１と液室板２３お
よび加圧板２５からなる液圧ユニットＩは、各々図１に
示したノズル板１と液室板３および加圧板５からなる液
圧ユニットＩと同じ作用をもっており、各々は一体に接
合された液室ユニット部であるが、ノズル板２１には、
ノズル２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，…，２２ｆ，…が圧電
素子１２ａ１２ｂ，…の配列方向に従って間隔Ｄを隔て
て順次千鳥状に配設されている。
よび加圧板２５からなる液圧ユニットＩは、各々図１に
示したノズル板１と液室板３および加圧板５からなる液
圧ユニットＩと同じ作用をもっており、各々は一体に接
合された液室ユニット部であるが、ノズル板２１には、
ノズル２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，…，２２ｆ，…が圧電
素子１２ａ１２ｂ，…の配列方向に従って間隔Ｄを隔て
て順次千鳥状に配設されている。
【００３５】液室板２３には、ノズル２２ａ，２２ｂ，
…，２２ｆ，…に対応して、液室２４ａ，２４ｂ，…，
２４ｆ，…，および最厚層部２６ａ，…，薄層部２８
ａ，…が配設されている。従って、最厚層部２６ａと接
触し、圧電変位を伝達するための圧電素子１２ｂ，１２
ｃ…の接触位置は、間隔Ｄを隔てて交互に千鳥配置され
た図示の点Ｐ1，Ｐ2…となる。
…，２２ｆ，…に対応して、液室２４ａ，２４ｂ，…，
２４ｆ，…，および最厚層部２６ａ，…，薄層部２８
ａ，…が配設されている。従って、最厚層部２６ａと接
触し、圧電変位を伝達するための圧電素子１２ｂ，１２
ｃ…の接触位置は、間隔Ｄを隔てて交互に千鳥配置され
た図示の点Ｐ1，Ｐ2…となる。
【００３６】図４に示した実施例５によるインクジェッ
トヘッドによると、液室板２３に液室２４ａ，２４ｂ，
…，２４ｆ，…が交互に千鳥配設されているので、隣接
する液室、例えば、液室２４ａと２４ｂとの間隔は大き
くなり、同じ列の液室２４ａと２４ｃとでは２倍の液室
間隔となる。この結果、相互干渉の発生はなく、高密度
高画質の印字が可能となる。
トヘッドによると、液室板２３に液室２４ａ，２４ｂ，
…，２４ｆ，…が交互に千鳥配設されているので、隣接
する液室、例えば、液室２４ａと２４ｂとの間隔は大き
くなり、同じ列の液室２４ａと２４ｃとでは２倍の液室
間隔となる。この結果、相互干渉の発生はなく、高密度
高画質の印字が可能となる。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、以下の効果がある。 （１）請求項１に対応する効果：加圧板が、薄層，厚
層、最厚層の３層で構成されているので、圧電素子と薄
層部外周の厚層部とが接触する干渉を避けることができ
る。この結果、液室間ピッチを小さくすることが可能と
なり、インクジェットヘッドの高密度化が計れる。アク
チュエータユニットのケースと接合される加圧板外周部
の厚みを最厚層としたので、加圧板およびヘッド全体の
剛性をも高めることができ、インク噴射の高効率化が計
れる。 （２）請求項２に対応する効果：加圧板の薄層外周部の
厚層部と、圧電素子に接合されている最厚層部との厚み
差を圧電素子の変形量より大としたので、圧電素子上面
と厚層部とをオーバーラップするまで液室間ピッチを小
さくすることができ、ヘッドの高密度化が計れる。アク
チュエータユニットのケースと接合される加圧板外周部
の厚みを最厚層としたので、加圧板およびヘッド全体の
剛性をも高めることができ、インク噴射の高効率化が計
れる。（３） 請求項３に対応する効果：アクチュエータ両端部
の圧電素子を駆動されない非駆動柱とし、この非駆動柱
と接合される加圧板外周部の厚みを最厚層としたので、
加圧板剛性，ヘッド全体の剛性を高めることができ、イ
ンク噴射の高効率化が計れる。（４） 請求項４に対応する効果：アクチュエータユニッ
トの圧電素子列に対して、加圧板加圧部，液室，ノズル
を千鳥配列に配設したので、隣接する液室間ピッチを小
さくでき、インクジェットヘッドの高密度化が計れる。
によれば、以下の効果がある。 （１）請求項１に対応する効果：加圧板が、薄層，厚
層、最厚層の３層で構成されているので、圧電素子と薄
層部外周の厚層部とが接触する干渉を避けることができ
る。この結果、液室間ピッチを小さくすることが可能と
なり、インクジェットヘッドの高密度化が計れる。アク
チュエータユニットのケースと接合される加圧板外周部
の厚みを最厚層としたので、加圧板およびヘッド全体の
剛性をも高めることができ、インク噴射の高効率化が計
れる。 （２）請求項２に対応する効果：加圧板の薄層外周部の
厚層部と、圧電素子に接合されている最厚層部との厚み
差を圧電素子の変形量より大としたので、圧電素子上面
と厚層部とをオーバーラップするまで液室間ピッチを小
さくすることができ、ヘッドの高密度化が計れる。アク
チュエータユニットのケースと接合される加圧板外周部
の厚みを最厚層としたので、加圧板およびヘッド全体の
剛性をも高めることができ、インク噴射の高効率化が計
れる。（３） 請求項３に対応する効果：アクチュエータ両端部
の圧電素子を駆動されない非駆動柱とし、この非駆動柱
と接合される加圧板外周部の厚みを最厚層としたので、
加圧板剛性，ヘッド全体の剛性を高めることができ、イ
ンク噴射の高効率化が計れる。（４） 請求項４に対応する効果：アクチュエータユニッ
トの圧電素子列に対して、加圧板加圧部，液室，ノズル
を千鳥配列に配設したので、隣接する液室間ピッチを小
さくでき、インクジェットヘッドの高密度化が計れる。
【図１】 実施例１のインクジェットヘッドを説明する
ための斜視断面図である。
ための斜視断面図である。
【図２】 図１のアクチュエータユニットの詳細を説明
するためのアクチュエータユニット−１である。
するためのアクチュエータユニット−１である。
【図３】 アクチュエータユニット−２の各々の部分斜
視図である。
視図である。
【図４】 本発明によるインクジェットヘッドの、他の
実施例を説明するための図である。
実施例を説明するための図である。
【図５】 従来のオンデマンド型のインクジェットヘッ
ドの要部断面図の一例を示す図である。
ドの要部断面図の一例を示す図である。
１…ノズル板、２…ノズル、３…液室板、４…液室、５
…加圧板、６…最厚層部、７…厚層部、８…薄層部、Ｉ
…液室ユニット部、II…アクチュエータユニット、１０
…基板、１１…ケース（フレーム）、１２ａ，１２ｂ，
…１２ｎ…圧電素子、１３…基板共通電極、１４…基板
個別電極、１５…ＰＺＴ端面電極、１７…導電性ペース
ト、１８ａ，１８ｂ，…１８ｎ…圧電素子、２１…ノズ
ル板、２２ａ，２２ｂ……ノズル、２３…液室板、２４
ａ，２４ｂ……液室、２５…加圧板、２６…最厚層部、
２７…厚層部、２８…薄層部。
…加圧板、６…最厚層部、７…厚層部、８…薄層部、Ｉ
…液室ユニット部、II…アクチュエータユニット、１０
…基板、１１…ケース（フレーム）、１２ａ，１２ｂ，
…１２ｎ…圧電素子、１３…基板共通電極、１４…基板
個別電極、１５…ＰＺＴ端面電極、１７…導電性ペース
ト、１８ａ，１８ｂ，…１８ｎ…圧電素子、２１…ノズ
ル板、２２ａ，２２ｂ……ノズル、２３…液室板、２４
ａ，２４ｂ……液室、２５…加圧板、２６…最厚層部、
２７…厚層部、２８…薄層部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−15555（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−338151（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−8423（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055
Claims (4)
- 【請求項１】 複数のノズルを有するノズル板と、前記
ノズルの各々に対応し、かつ該ノズルに連通する複数の
液室を有する液室板と、前記液室に容積変化を与える加
圧板と、前記液室に対応して配列された圧電素子を有
し、該圧電素子の駆動により前記加圧板に変位を与える
アクチュエータユニットからなるインクジェットヘッド
において、前記加圧板は、前記液室の各々に対応して配
列され、前記圧電素子の変形に応動して該液室に容積変
化を与える薄層部と、該薄層部外周に配設された厚層部
と、前記圧電素子に接合され、前記薄層部の中央部に配
設された最厚層部からなり、前記アクチュエータユニッ
トは、基板と、該基板に固着された前記複数の圧電素子
と、該複数の圧電素子を囲む枠体であって前記基板に固
着されたケースとからなり、該アクチュエータユニット
の前記ケースに接合される前記加圧板の外周部の厚さを
該加圧板の中央部に配設された前記最厚層部の厚さとし
たことを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項２】 前記加圧板の厚層部と最厚層部との厚み
の差を、前記圧電素子の変形量よりも大きくしたことを
特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項３】 前記アクチュエータの両端部に配列され
た圧電素子を圧電駆動されない非駆動柱とし、該非駆動
柱を前記加圧板の外周部に接合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ヘッド。 - 【請求項４】 前記アクチュエータユニットに配列され
た圧電素子の配列方向に対し、前記ノズルと液室および
加圧板加圧部とを、千鳥配列された構造としたことを特
徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15834794A JP3222321B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15834794A JP3222321B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | インクジェットヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0825624A JPH0825624A (ja) | 1996-01-30 |
| JP3222321B2 true JP3222321B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=15669666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15834794A Expired - Lifetime JP3222321B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3222321B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2227399T3 (es) * | 2001-07-09 | 2005-04-01 | Ricoh Company Ltd. | Cabezal de inyeccion de gotas de liquido y aparato de registro de inyeccion de tinta. |
-
1994
- 1994-07-11 JP JP15834794A patent/JP3222321B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0825624A (ja) | 1996-01-30 |
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