JP3238050B2 - インク噴射装置 - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- 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
- B41J2/14209—Structure of print heads with piezoelectric elements of finger type, chamber walls consisting integrally of piezoelectric material
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
- H10N30/208—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using shear or torsion displacement, e.g. d15 type devices
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- 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
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/03—Specific materials used
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インク噴射装置に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】今日、これまでのインパクト方式の印字
装置にとってかわり、その市場を大きく拡大しつつある
ノンインパクト方式の印字装置のなかで、原理が最も単
純で、かつ多階調化やカラー化が容易であるものとし
て、インクジェット方式の印字装置が挙げられる。なか
でも印字に使用するインク滴のみを噴射するドロップ・
オン・デマンド型が、噴射効率の良さ、ランニングコス
トの安さなどから急速に普及している。
装置にとってかわり、その市場を大きく拡大しつつある
ノンインパクト方式の印字装置のなかで、原理が最も単
純で、かつ多階調化やカラー化が容易であるものとし
て、インクジェット方式の印字装置が挙げられる。なか
でも印字に使用するインク滴のみを噴射するドロップ・
オン・デマンド型が、噴射効率の良さ、ランニングコス
トの安さなどから急速に普及している。
【０００３】ドロップ・オン・デマンド型として特公昭
５３−１２１３８号公報に開示されているカイザー型、
あるいは特公昭６１−５９９１４号公報に開示されてい
るサーマルジェット型がその代表的な方式としてある。
このうち、前者は小型化が難しく、後者は高熱をインク
に加えるためにインクの耐熱性に対する要求が必要とさ
れ、それぞれに非常に困難な問題を抱えている。
５３−１２１３８号公報に開示されているカイザー型、
あるいは特公昭６１−５９９１４号公報に開示されてい
るサーマルジェット型がその代表的な方式としてある。
このうち、前者は小型化が難しく、後者は高熱をインク
に加えるためにインクの耐熱性に対する要求が必要とさ
れ、それぞれに非常に困難な問題を抱えている。
【０００４】以上のような欠陥を同時に解決する新たな
方式として提案されたのが、特開昭６３−２４７０５１
号公報に開示されている圧電セラミックスを利用したせ
ん断モード型である。
方式として提案されたのが、特開昭６３−２４７０５１
号公報に開示されている圧電セラミックスを利用したせ
ん断モード型である。
【０００５】図２に示すように、上記せん断モード型の
インク噴射装置６００は、底壁６０１、天壁６０２及び
その間のせん断モードアクチュエータ壁６０３からな
る。そのアクチュエータ壁６０３は、底壁６０１に接着
され、且つ矢印６１１方向に分極された下部壁６０７
と、天壁６０２に接着され、且つ矢印６０９方向に分極
された上部壁６０５とからなっている。アクチュエータ
壁６０３は一対となって、その間にインク流路６１３を
形成し、且つ次の一対のアクチュエータ壁６０３の間に
は、インク流路６１３よりも狭い空間６１５を形成して
いる。
インク噴射装置６００は、底壁６０１、天壁６０２及び
その間のせん断モードアクチュエータ壁６０３からな
る。そのアクチュエータ壁６０３は、底壁６０１に接着
され、且つ矢印６１１方向に分極された下部壁６０７
と、天壁６０２に接着され、且つ矢印６０９方向に分極
された上部壁６０５とからなっている。アクチュエータ
壁６０３は一対となって、その間にインク流路６１３を
形成し、且つ次の一対のアクチュエータ壁６０３の間に
は、インク流路６１３よりも狭い空間６１５を形成して
いる。
【０００６】インク流路６１３の一端には、ノズル６１
８を有するノズルプレート６１７が固着され、各アクチ
ュエータ壁６０３の両側面には電極６１９，６２１が金
属層として設けられている。また、各インク流路６１３
の他端には、共通インク室６２６を有し、かつ該共通イ
ンク室６２６内のインクが前記空間６１５に浸入しない
ための目止め部６２７を有するマニホールド部材６２８
が固着されている。
８を有するノズルプレート６１７が固着され、各アクチ
ュエータ壁６０３の両側面には電極６１９，６２１が金
属層として設けられている。また、各インク流路６１３
の他端には、共通インク室６２６を有し、かつ該共通イ
ンク室６２６内のインクが前記空間６１５に浸入しない
ための目止め部６２７を有するマニホールド部材６２８
が固着されている。
【０００７】各電極６１９，６２１はインクと絶縁する
ための絶縁層（図示せず）で覆われている。そして、空
間６１５に面している電極６１９はアース６２３に接続
され、インク流路６１３内に設けられている電極６２１
はアクチュエータ駆動信号を与えるシリコン・チップ６
２５に接続されている。
ための絶縁層（図示せず）で覆われている。そして、空
間６１５に面している電極６１９はアース６２３に接続
され、インク流路６１３内に設けられている電極６２１
はアクチュエータ駆動信号を与えるシリコン・チップ６
２５に接続されている。
【０００８】次に、このインク噴射装置６００の製造方
法を説明する。まず、矢印６１１に分極された圧電セラ
ミックス層を底壁６０１に接着し、矢印６０９に分極さ
れた圧電セラミックス層を天壁６０２に接着する。各圧
電セラミックス層の厚みは、下部壁６０７、上部壁６０
５の高さに等しい。次に、圧電セラミックス層に、平行
な溝をダイヤモンドカッティング円板の回転等によって
形成して、下部壁６０７、上部壁６０５を形成する。そ
して、真空蒸着によって下部壁６０７の側面に金属層を
形成し、その金属層上に前記絶縁層を設ける。同様にし
て上部壁６０５の側面に金属層、前記絶縁層を設ける。
法を説明する。まず、矢印６１１に分極された圧電セラ
ミックス層を底壁６０１に接着し、矢印６０９に分極さ
れた圧電セラミックス層を天壁６０２に接着する。各圧
電セラミックス層の厚みは、下部壁６０７、上部壁６０
５の高さに等しい。次に、圧電セラミックス層に、平行
な溝をダイヤモンドカッティング円板の回転等によって
形成して、下部壁６０７、上部壁６０５を形成する。そ
して、真空蒸着によって下部壁６０７の側面に金属層を
形成し、その金属層上に前記絶縁層を設ける。同様にし
て上部壁６０５の側面に金属層、前記絶縁層を設ける。
【０００９】上部壁６０５の天頂部と下部壁６０７の天
頂部とを接着してインク流路６１３と空間６１５とを形
成する。次に、ノズル６１８が形成されているノズルプ
レート６１７を、ノズル６１８がインク流路６１３と対
応するように、インク流路６１３及び空間６１５の一端
に接着する。そして、目止め部６２７と共通インク室６
２６とが形成されているマニホールド部材６２８を、目
止め部６２７が空間６１５と対応するように、インク流
路６１３及び空間６１５の他端に接着する。更に、イン
ク流路６１３と空間６１５との他端をシリコン・チップ
６２５とアース６２３とに接続する。
頂部とを接着してインク流路６１３と空間６１５とを形
成する。次に、ノズル６１８が形成されているノズルプ
レート６１７を、ノズル６１８がインク流路６１３と対
応するように、インク流路６１３及び空間６１５の一端
に接着する。そして、目止め部６２７と共通インク室６
２６とが形成されているマニホールド部材６２８を、目
止め部６２７が空間６１５と対応するように、インク流
路６１３及び空間６１５の他端に接着する。更に、イン
ク流路６１３と空間６１５との他端をシリコン・チップ
６２５とアース６２３とに接続する。
【００１０】そして、各インク流路６１３の電極６２１
にシリコン・チップ６２５が電圧を印加することによっ
て、各アクチュエータ壁６０３がインク流路６１３の容
積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。例えば図
３に示すようにインク流路６１３ｃに電圧Ｖが印加され
るとアクチュエータ壁６０３ｅに矢印６２９、６３１の
方向、６０３ｆに矢印６３０、６３２の方向の電界が発
生し、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆがインク流
路６１３ｃの容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形
する。このときノズル６１８ｃ付近を含むインク流路６
１３ｃ内の圧力が減少する。この状態を圧力波のインク
流路６１３内での片道伝播時間Ｔだけ維持する。する
と、その間共通インク室６２６からインクが供給され
る。
にシリコン・チップ６２５が電圧を印加することによっ
て、各アクチュエータ壁６０３がインク流路６１３の容
積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。例えば図
３に示すようにインク流路６１３ｃに電圧Ｖが印加され
るとアクチュエータ壁６０３ｅに矢印６２９、６３１の
方向、６０３ｆに矢印６３０、６３２の方向の電界が発
生し、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆがインク流
路６１３ｃの容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形
する。このときノズル６１８ｃ付近を含むインク流路６
１３ｃ内の圧力が減少する。この状態を圧力波のインク
流路６１３内での片道伝播時間Ｔだけ維持する。する
と、その間共通インク室６２６からインクが供給され
る。
【００１１】なお、上記Ｔはインク流路６１３内の圧力
波が、インク流路６１３の長手方向に伝播するのに必要
な時間であり、インク流路６１３の長さＬとこのインク
流路６１３内部のインク中での音速ａとにより決まり、
Ｔ＝Ｌ／ａである。
波が、インク流路６１３の長手方向に伝播するのに必要
な時間であり、インク流路６１３の長さＬとこのインク
流路６１３内部のインク中での音速ａとにより決まり、
Ｔ＝Ｌ／ａである。
【００１２】圧力波の伝播理論によると、上記の電圧の
印加からちょうどＴ時間がたつとインク流路６１３内の
圧力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミングに
合わせてインク流路６１３ｃの電極６２１ｃに印加され
ている電圧を０に戻す。すると、アクチュエータ壁６０
３ｅ、６０３ｆが変形前の状態（図２）に戻り、インク
に圧力が加えられる。そのとき、前記正に転じた圧力
と、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆが変形前の状
態に戻ることにより発生した圧力とが加え合わされ、比
較的高い圧力がインク流路６１３ｃのノズル６１８ｃ付
近の部分に生じて、インクがノズル６１８ｃから噴射さ
れる。
印加からちょうどＴ時間がたつとインク流路６１３内の
圧力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミングに
合わせてインク流路６１３ｃの電極６２１ｃに印加され
ている電圧を０に戻す。すると、アクチュエータ壁６０
３ｅ、６０３ｆが変形前の状態（図２）に戻り、インク
に圧力が加えられる。そのとき、前記正に転じた圧力
と、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆが変形前の状
態に戻ることにより発生した圧力とが加え合わされ、比
較的高い圧力がインク流路６１３ｃのノズル６１８ｃ付
近の部分に生じて、インクがノズル６１８ｃから噴射さ
れる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の噴射装置で用いられるインクは図４に示すように、例
えば、あるインクでは２５℃においては、粘度が約３ｍ
Ｐａ・ｓであるが、１０℃以下では６ｍＰａ・ｓ以上、
４０℃では約２ｍＰａ・ｓと周囲の温度に対して非常に
大きく特性が変化する。また、この種の噴射装置で用い
られる電気機械エネルギー変換素子の電気機械結合係数
の温度変化に対する変化率は３５００〜８０００（ＰＰ
ｍ／℃）程度であり、特に２０℃以下の温度域において
は大きな変化率を有している。このインクの粘度の変化
と、電気機械エネルギー変換素子の電気機械結合係数の
温度変化に対する変化により、低温時はインク液滴噴射
速度が小さくなり、最悪の場合噴射不能になり、印字品
質が低下するという問題があった。また、この問題を解
決するためにインク噴射装置の周囲温度の変化に対応し
てインク噴射装置の駆動電圧を変化させインク液滴噴射
速度を調整していたが、駆動回路に温度センサーや電圧
可変回路などを必要とし、駆動回路が高価になるという
問題点があった。
の噴射装置で用いられるインクは図４に示すように、例
えば、あるインクでは２５℃においては、粘度が約３ｍ
Ｐａ・ｓであるが、１０℃以下では６ｍＰａ・ｓ以上、
４０℃では約２ｍＰａ・ｓと周囲の温度に対して非常に
大きく特性が変化する。また、この種の噴射装置で用い
られる電気機械エネルギー変換素子の電気機械結合係数
の温度変化に対する変化率は３５００〜８０００（ＰＰ
ｍ／℃）程度であり、特に２０℃以下の温度域において
は大きな変化率を有している。このインクの粘度の変化
と、電気機械エネルギー変換素子の電気機械結合係数の
温度変化に対する変化により、低温時はインク液滴噴射
速度が小さくなり、最悪の場合噴射不能になり、印字品
質が低下するという問題があった。また、この問題を解
決するためにインク噴射装置の周囲温度の変化に対応し
てインク噴射装置の駆動電圧を変化させインク液滴噴射
速度を調整していたが、駆動回路に温度センサーや電圧
可変回路などを必要とし、駆動回路が高価になるという
問題点があった。
【００１４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、温度センサーや電圧可変回路な
どを必要とせず、温度変化により印字品質が低下しない
インク噴射装置を提供することを目的としている。
になされたものであり、温度センサーや電圧可変回路な
どを必要とせず、温度変化により印字品質が低下しない
インク噴射装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１では、周囲温度の低下に対応して粘
度が高くなるインクを、共通インク室から複数のインク
流路に供給し、該インク流路の容積を電気機械エネルギ
ー変換素子を用いて変化させることにより、該インク流
路内のインクを、該インク流路に連通するノズルから噴
射するインク噴射装置において、少なくとも２０℃以下
の温度域における前記電気機械エネルギー変換素子の電
気機械結合係数の温度変化に対する変化率を、３０００
（ＰＰｍ／℃）以下とすることによって、低温時の電気
機械エネルギー変換素子の電気機械結合係数の低下を抑
え、低温時のインク噴射速度の低下が抑えられる。
に本発明の請求項１では、周囲温度の低下に対応して粘
度が高くなるインクを、共通インク室から複数のインク
流路に供給し、該インク流路の容積を電気機械エネルギ
ー変換素子を用いて変化させることにより、該インク流
路内のインクを、該インク流路に連通するノズルから噴
射するインク噴射装置において、少なくとも２０℃以下
の温度域における前記電気機械エネルギー変換素子の電
気機械結合係数の温度変化に対する変化率を、３０００
（ＰＰｍ／℃）以下とすることによって、低温時の電気
機械エネルギー変換素子の電気機械結合係数の低下を抑
え、低温時のインク噴射速度の低下が抑えられる。
【００１６】請求項２のインク噴射装置では、少なくと
も２０℃以下の温度域における前記電気機械エネルギー
変換素子の電気機械結合係数の温度変化に対する変化率
を、０（ＰＰｍ／℃）以下とすることにより、低温とな
ってもインク噴射速度の低下がほとんどなくなる。
も２０℃以下の温度域における前記電気機械エネルギー
変換素子の電気機械結合係数の温度変化に対する変化率
を、０（ＰＰｍ／℃）以下とすることにより、低温とな
ってもインク噴射速度の低下がほとんどなくなる。
【００１７】請求項３のインク噴射装置では、インク流
路の壁を構成する前記電気機械エネルギー変換素子の変
形によって、インク流路の容積が変化してインクが噴射
口から噴射されて記録媒体に記録が行なわれる。
路の壁を構成する前記電気機械エネルギー変換素子の変
形によって、インク流路の容積が変化してインクが噴射
口から噴射されて記録媒体に記録が行なわれる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
例を図面を参照して説明する。
例を図面を参照して説明する。
【００１９】本実施例のインク噴射装置は、図２に示す
従来のインク噴射装置６００と同様に、底壁６０１、天
壁６０２及びその間のせん断モードアクチュエータ壁６
０３からなる。このアクチュエータ壁６０３を構成する
材料として、その電気機械結合係数の温度変化に対する
変化率が、２０℃以下の温度域において−２１５０〜２
９８０（ＰＰｍ／℃）の各種素材を用意した。比較のた
めに、従来用いられていた電気機械結合係数の温度変化
に対する変化率が、２０℃以下の温度域において３４８
０〜５１００（ＰＰｍ／℃）の各種素材も用意した。そ
のアクチュエータ壁６０３は、底壁６０１に接着され、
且つ矢印６１１方向に分極された下部壁６０７と、天壁
６０２に接着され、且つ矢印６０９方向に分極された上
部壁６０５とからなっている。アクチュエータ壁６０３
は一対となって、その間にインク流路６１３を形成し、
且つ次の一対のアクチュエータ壁６０３の間には、イン
ク流路６１３よりも狭い空間６１５を形成している。
従来のインク噴射装置６００と同様に、底壁６０１、天
壁６０２及びその間のせん断モードアクチュエータ壁６
０３からなる。このアクチュエータ壁６０３を構成する
材料として、その電気機械結合係数の温度変化に対する
変化率が、２０℃以下の温度域において−２１５０〜２
９８０（ＰＰｍ／℃）の各種素材を用意した。比較のた
めに、従来用いられていた電気機械結合係数の温度変化
に対する変化率が、２０℃以下の温度域において３４８
０〜５１００（ＰＰｍ／℃）の各種素材も用意した。そ
のアクチュエータ壁６０３は、底壁６０１に接着され、
且つ矢印６１１方向に分極された下部壁６０７と、天壁
６０２に接着され、且つ矢印６０９方向に分極された上
部壁６０５とからなっている。アクチュエータ壁６０３
は一対となって、その間にインク流路６１３を形成し、
且つ次の一対のアクチュエータ壁６０３の間には、イン
ク流路６１３よりも狭い空間６１５を形成している。
【００２０】インク流路６１３の一端には、ノズル６１
８を有するノズルプレート６１７が固着され、各アクチ
ュエータ壁６０３の両側面には電極６１９，６２１が金
属層として設けられている。また、各インク流路６１３
の他端には、共通インク室６２６を有し、かつ該共通イ
ンク室６２６内のインクが前記空間６１５に浸入しない
ための目止め部６２７を有するマニホールド部材６２８
が固着されている。
８を有するノズルプレート６１７が固着され、各アクチ
ュエータ壁６０３の両側面には電極６１９，６２１が金
属層として設けられている。また、各インク流路６１３
の他端には、共通インク室６２６を有し、かつ該共通イ
ンク室６２６内のインクが前記空間６１５に浸入しない
ための目止め部６２７を有するマニホールド部材６２８
が固着されている。
【００２１】各電極６１９，６２１はインクと絶縁する
ための絶縁層（図示せず）で覆われている。そして、空
間６１５に面している電極６１９はアース６２３に接続
され、インク流路６１３内に設けられている電極６２１
はアクチュエータ駆動信号を与えるシリコン・チップ６
２５に接続されている。
ための絶縁層（図示せず）で覆われている。そして、空
間６１５に面している電極６１９はアース６２３に接続
され、インク流路６１３内に設けられている電極６２１
はアクチュエータ駆動信号を与えるシリコン・チップ６
２５に接続されている。
【００２２】本インク噴射装置６００の具体的な寸法の
１例は、インク流路６１３の長さＬが７．５ｍｍであ
る。ノズル６１８は、インク噴射側の径が３５μｍ、イ
ンク流路６１３側の径が７２μｍ、長さが１００μｍで
ある。また、実験に供したインクの粘性は図４に示す特
性のものである。このインク流路６１３内のインク中に
おける音速をａと上記Ｌとの比Ｌ／ａ（＝Ｔ）は１２μ
ｓｅｃであった。
１例は、インク流路６１３の長さＬが７．５ｍｍであ
る。ノズル６１８は、インク噴射側の径が３５μｍ、イ
ンク流路６１３側の径が７２μｍ、長さが１００μｍで
ある。また、実験に供したインクの粘性は図４に示す特
性のものである。このインク流路６１３内のインク中に
おける音速をａと上記Ｌとの比Ｌ／ａ（＝Ｔ）は１２μ
ｓｅｃであった。
【００２３】そして、各インク流路６１３の電極６２１
にリコン・チップ６２５が電圧を印加することによっ
て、各アクチュエータ壁６０３がインク流路６１３の容
積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。例えば図
３に示すようにインク流路６１３ｃに電圧Ｖが印加され
るとアクチュエータ壁６０３ｅに矢印６２９、６３１の
方向、６０３ｆに矢印６３０、６３２の方向の電界が発
生し、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆがインク流
路６１３ｃの容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形
する。そして、電圧の印加からちょうどＴ時間がたつと
インク流路６１３内の圧力が逆転し、正の圧力に転じる
が、このタイミングに合わせてインク流路６１３ｃの電
極６２１ｃに印加されている電圧を０に戻す。すると、
アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆが変形前の状態
（図２）に戻り、インクに圧力が加えられる。そのと
き、前記正に転じた圧力と、アクチュエータ壁６０３
ｅ、６０３ｆが変形前の状態に戻ることにより発生した
圧力とが加え合わされ、比較的高い圧力がインク流路６
１３ｃのノズル６１８ｃ付近の部分に生じて、インクが
ノズル６１８ｃから噴射される。
にリコン・チップ６２５が電圧を印加することによっ
て、各アクチュエータ壁６０３がインク流路６１３の容
積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。例えば図
３に示すようにインク流路６１３ｃに電圧Ｖが印加され
るとアクチュエータ壁６０３ｅに矢印６２９、６３１の
方向、６０３ｆに矢印６３０、６３２の方向の電界が発
生し、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆがインク流
路６１３ｃの容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形
する。そして、電圧の印加からちょうどＴ時間がたつと
インク流路６１３内の圧力が逆転し、正の圧力に転じる
が、このタイミングに合わせてインク流路６１３ｃの電
極６２１ｃに印加されている電圧を０に戻す。すると、
アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆが変形前の状態
（図２）に戻り、インクに圧力が加えられる。そのと
き、前記正に転じた圧力と、アクチュエータ壁６０３
ｅ、６０３ｆが変形前の状態に戻ることにより発生した
圧力とが加え合わされ、比較的高い圧力がインク流路６
１３ｃのノズル６１８ｃ付近の部分に生じて、インクが
ノズル６１８ｃから噴射される。
【００２４】２０℃以下の温度域における電気機械結合
係数の温度変化に対する変化率の異なる本実施例のイン
ク噴射装置６００によってインク噴射テストを行った。
２５℃においてインク液滴の噴射速度が５ｍ／ｓとなる
駆動電圧にてそれぞれのインク噴射装置６００を駆動
し、同じ駆動電圧にて１０℃において駆動したときのイ
ンク液滴の噴射速度を測定した。その結果を図１に示
す。ここで×印は噴射不能となった場合を示す。良好な
印字品質を得るためには最低でもインク液滴の噴射速度
が３ｍ／ｓ以上は必要であるため、電気機械結合係数の
温度変化に対する変化率が、２０℃以下の温度域におい
て３０００（ＰＰｍ／℃）以下であることが必要であ
る。特に、変化率が０（ＰＰｍ／℃）以下であると、イ
ンクの粘性増加によるインク液滴の噴射速度の低下がほ
とんどなく、より効果的である。
係数の温度変化に対する変化率の異なる本実施例のイン
ク噴射装置６００によってインク噴射テストを行った。
２５℃においてインク液滴の噴射速度が５ｍ／ｓとなる
駆動電圧にてそれぞれのインク噴射装置６００を駆動
し、同じ駆動電圧にて１０℃において駆動したときのイ
ンク液滴の噴射速度を測定した。その結果を図１に示
す。ここで×印は噴射不能となった場合を示す。良好な
印字品質を得るためには最低でもインク液滴の噴射速度
が３ｍ／ｓ以上は必要であるため、電気機械結合係数の
温度変化に対する変化率が、２０℃以下の温度域におい
て３０００（ＰＰｍ／℃）以下であることが必要であ
る。特に、変化率が０（ＰＰｍ／℃）以下であると、イ
ンクの粘性増加によるインク液滴の噴射速度の低下がほ
とんどなく、より効果的である。
【００２５】インク流路６１３の容積を増加して、イン
ク流路６１３内にインクを供給した後、インク流路６１
３を元の状態に戻してインクを噴射させていたが、イン
ク流路６１３の容積を減少させてインクを噴射させた
後、元の状態に戻してインク流路６１３内にインクを供
給するようにしても、上記のインク噴射テストの結果は
図１に示す結果と同様であった。
ク流路６１３内にインクを供給した後、インク流路６１
３を元の状態に戻してインクを噴射させていたが、イン
ク流路６１３の容積を減少させてインクを噴射させた
後、元の状態に戻してインク流路６１３内にインクを供
給するようにしても、上記のインク噴射テストの結果は
図１に示す結果と同様であった。
【００２６】上述したように、本実施例のインクジェッ
トヘッドでは、アクチュエータ壁６０３の温度変化に対
する変化率が、２０℃以下の温度域において３０００
（ＰＰｍ／℃）以下であるので、２５℃においてインク
液滴の噴射速度が５ｍ／ｓとなる駆動電圧にて、１０℃
において駆動したときのインク液滴の噴射速度が３ｍ／
ｓ以上となり、温度変化によらず良好な印字品質を得る
ことができる。また、従来のようにインク噴射装置６０
０の周囲温度の変化に対応してインク噴射装置６００の
駆動電圧を変化させインク液滴噴射速度を調整する必要
が無いので、駆動回路が安価となりコストを低減するこ
とができる。
トヘッドでは、アクチュエータ壁６０３の温度変化に対
する変化率が、２０℃以下の温度域において３０００
（ＰＰｍ／℃）以下であるので、２５℃においてインク
液滴の噴射速度が５ｍ／ｓとなる駆動電圧にて、１０℃
において駆動したときのインク液滴の噴射速度が３ｍ／
ｓ以上となり、温度変化によらず良好な印字品質を得る
ことができる。また、従来のようにインク噴射装置６０
０の周囲温度の変化に対応してインク噴射装置６００の
駆動電圧を変化させインク液滴噴射速度を調整する必要
が無いので、駆動回路が安価となりコストを低減するこ
とができる。
【００２７】特に、アクチュエータ壁６０３の温度変化
に対する変化率が０（ＰＰｍ／℃）以下であると、２５
℃においてインク液滴の噴射速度が５ｍ／ｓとなる駆動
電圧にて、１０℃において駆動したときのインク液滴の
噴射速度低下がほとんどなく、高品位の記録を行なうこ
とができる。
に対する変化率が０（ＰＰｍ／℃）以下であると、２５
℃においてインク液滴の噴射速度が５ｍ／ｓとなる駆動
電圧にて、１０℃において駆動したときのインク液滴の
噴射速度低下がほとんどなく、高品位の記録を行なうこ
とができる。
【００２８】以上、一実施例を詳細に説明したが、本発
明はこの実施例に限定されるものではない。例えば上記
実施例では、圧電セラミックスのせん断モードを用いた
が、縦および横のダイレクトモードを用いたインク噴射
装置（例えば、カイザー型）にも適用できる。また、そ
の他の構成についても、特許請求の範囲を逸脱すること
なく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施し
た態様で本発明を実施できる。
明はこの実施例に限定されるものではない。例えば上記
実施例では、圧電セラミックスのせん断モードを用いた
が、縦および横のダイレクトモードを用いたインク噴射
装置（例えば、カイザー型）にも適用できる。また、そ
の他の構成についても、特許請求の範囲を逸脱すること
なく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施し
た態様で本発明を実施できる。
【００２９】本実施例では、インク流路６１３間に空気
室６１５が設けられていたが、空気室を有していないイ
ンク噴射装置であっても良い。
室６１５が設けられていたが、空気室を有していないイ
ンク噴射装置であっても良い。
【００３０】また、本実施例では、アクチュエータ壁６
０３の上下部分が共に圧電変形したが、アクチュエータ
壁の上部分または下部分のみ圧電変形するインク噴射装
置であっても良い。
０３の上下部分が共に圧電変形したが、アクチュエータ
壁の上部分または下部分のみ圧電変形するインク噴射装
置であっても良い。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の請求項１のインク噴射装置によれば、少なくとも
２０℃以下の温度域における前記電気機械エネルギー変
換素子の電気機械結合係数の温度変化に対する変化率
が、３０００（ＰＰｍ／℃）以下であるので、低温時の
電気機械エネルギー変換素子の電気機械結合係数の低下
が抑えられ、低温時のインクの粘度増加にかかわりなく
噴射速度の低下を抑えることができる。従って、従来必
要であった温度センサーや電圧可変回路などを用いなく
ても、温度変化によらず、良好な印字品質を得ることが
できる。また、従来必要であった温度センサーや電圧可
変回路などを必要としないので、コストを低減すること
ができる。
発明の請求項１のインク噴射装置によれば、少なくとも
２０℃以下の温度域における前記電気機械エネルギー変
換素子の電気機械結合係数の温度変化に対する変化率
が、３０００（ＰＰｍ／℃）以下であるので、低温時の
電気機械エネルギー変換素子の電気機械結合係数の低下
が抑えられ、低温時のインクの粘度増加にかかわりなく
噴射速度の低下を抑えることができる。従って、従来必
要であった温度センサーや電圧可変回路などを用いなく
ても、温度変化によらず、良好な印字品質を得ることが
できる。また、従来必要であった温度センサーや電圧可
変回路などを必要としないので、コストを低減すること
ができる。
【００３２】また、請求項２のインク噴射装置によれ
ば、少なくとも２０℃以下の温度域における前記電気機
械エネルギー変換素子の電気機械結合係数の温度変化に
対する変化率が、０（ＰＰｍ／℃）以下であるので、低
温となってもインク噴射速度の低下がほとんどなく、高
品位の記録を行なうことができる。
ば、少なくとも２０℃以下の温度域における前記電気機
械エネルギー変換素子の電気機械結合係数の温度変化に
対する変化率が、０（ＰＰｍ／℃）以下であるので、低
温となってもインク噴射速度の低下がほとんどなく、高
品位の記録を行なうことができる。
【００３３】請求項３のインク噴射装置によれば、イン
ク流路の壁を構成する前記電気機械エネルギー変換素子
を変形させることにより、インク流路の容積を変化さ
せ、インクを噴射口から噴射して記録媒体に記録を行
う。
ク流路の壁を構成する前記電気機械エネルギー変換素子
を変形させることにより、インク流路の容積を変化さ
せ、インクを噴射口から噴射して記録媒体に記録を行
う。
【図１】本発明の一実施例のインク噴射装置を構成する
圧電材料の電気機械結合係数の温度変化に対する変化率
と、温度を変化させた実験の結果を示す図である。
圧電材料の電気機械結合係数の温度変化に対する変化率
と、温度を変化させた実験の結果を示す図である。
【図２】従来例、および本発明に係るインク噴射装置を
示す図である。
示す図である。
【図３】従来例、および本発明に係るインク噴射装置の
動作を説明する図である。
動作を説明する図である。
【図４】従来例、および本発明に係るインクの粘度の温
度による変化を説明する図である。
度による変化を説明する図である。
６００ インク噴射装置 ６０３ アクチュエータ壁 ６１３ インク流路 ６１９ 電極 ６２１ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055
Claims (3)
- 【請求項１】 周囲温度の低下に対応して粘度が高くな
るインクを、共通インク室から複数のインク流路に供給
し、該インク流路の容積を電気機械エネルギー変換素子
を用いて変化させることにより、該インク流路内のイン
クを、該インク流路に連通するノズルから噴射するイン
ク噴射装置において、 少なくとも２０℃以下の温度域における前記電気機械エ
ネルギー変換素子の電気機械結合係数の温度変化に対す
る変化率が３０００（ＰＰｍ／℃）以下であることを特
徴とするインク噴射装置。 - 【請求項２】 少なくとも２０℃以下の温度域における
前記電気機械エネルギー変換素子の電気機械結合係数の
温度変化に対する変化率が０（ＰＰｍ／℃）以下である
ことを特徴とする請求項１に記載のインク噴射装置。 - 【請求項３】 前記インク流路は、前記電気機械エネル
ギー変換素子によって少なくとも一部が形成された壁に
よって構成されていることを特徴とする請求項１または
２に記載のインク噴射装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20318195A JP3238050B2 (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | インク噴射装置 |
| US08/638,563 US5917522A (en) | 1995-08-09 | 1996-04-26 | Shearing made ink ejecting apparatus with reliable ejection over a range of temperatures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20318195A JP3238050B2 (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | インク噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0948113A JPH0948113A (ja) | 1997-02-18 |
| JP3238050B2 true JP3238050B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=16469806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20318195A Expired - Lifetime JP3238050B2 (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | インク噴射装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5917522A (ja) |
| JP (1) | JP3238050B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7018022B2 (en) | 2002-06-12 | 2006-03-28 | Sharp Kabushiki Kaisha | Inkjet printhead and inkjet image apparatus |
| KR101179387B1 (ko) * | 2010-05-11 | 2012-09-04 | 삼성전기주식회사 | 잉크젯 프린트 헤드 및 이를 구비하는 잉크젯 프린터 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3946398A (en) * | 1970-06-29 | 1976-03-23 | Silonics, Inc. | Method and apparatus for recording with writing fluids and drop projection means therefor |
| CA1127227A (en) * | 1977-10-03 | 1982-07-06 | Ichiro Endo | Liquid jet recording process and apparatus therefor |
| US4311980A (en) * | 1978-10-12 | 1982-01-19 | Fabrica Italiana Magneti Marelli, S.P.A. | Device for pressure measurement using a resistor strain gauge |
| US4879568A (en) * | 1987-01-10 | 1989-11-07 | Am International, Inc. | Droplet deposition apparatus |
| JP2687352B2 (ja) * | 1987-05-29 | 1997-12-08 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット記録装置 |
-
1995
- 1995-08-09 JP JP20318195A patent/JP3238050B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-04-26 US US08/638,563 patent/US5917522A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0948113A (ja) | 1997-02-18 |
| US5917522A (en) | 1999-06-29 |
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