JP3248562B2 - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents
インクジェット式記録ヘッドInfo
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Description
通する圧力発生室に対向する領域の弾性板にたわみ変位
する圧電振動子を設け、この圧電振動子により圧力発生
室を圧縮してインク滴を発生させるインクジェット記録
ヘッドに関する。
インクジェット式記録ヘッドは、図6に示したように圧
力発生室30を構成する流路形成基板31、これの一方
の面を封止し、圧力発生室30に対向する位置に圧電振
動子32が形成された弾性板33、リザーバ34やノズ
ル開口35との連通路を形成する第2の蓋材36、リザ
ーバのインクを一定の流路抵抗で圧力発生室30に供給
するインク供給口37を形成するインク供給口形成基板
38、リザーバ34を形成するリザーバ形成基板39、
及びノズル開口を形成するノズルプレート40を積層し
て構成されている。なお、図中符号41乃至44は連通
路を示す。
のたわみ変位により圧力発生室30の全体をほぼ均等に
変位させることが可能なため、インク滴を安定して発生
させることができるという特徴を備えている。
開口が各基板31、36、39の表面に対して垂直に配
置されているため、記録ヘッドを搭載するキャリッジ
が、これら基板と同等の面積を必要とする。特に高密度
印刷や、またカラー印刷のために上述した記録ヘッドを
記録ヘッドユニットとし、このユニットを複数用いて多
数ノズルの記録ヘッドを構成した場合には、その面積が
各記録ヘッドユニットの面積と記録ヘッドユニットの数
との積とになり、キャリッジが大型化し、振動や、記録
速度の低下、さらには函体も大型化する等の多くの問題
が生じる。本発明は、このような問題に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは、キャリッジへ
の設置面積を可及的に小さくし、積層して使用するのに
適したインクジェット式記録ヘッドを提供することであ
る。
るために本発明においては、表面に圧電振動子を有して
圧力発生室の容積を変化させる弾性板と、前記圧力発生
室を形成する複数の通孔を有する流路形成基板と、該流
路形成基板の他方を封止するとともに、リザーバと前記
圧力発生室とを接続するインク供給口及び前記圧力発生
室と連通して側端部に開口するノズル連通孔を有する連
通孔形成基板と、インクタンクに接続する前記リザーバ
を形成するリザーバ形成基板とを積層してなるアクチュ
エータユニットと、前記ノズル連通孔に連通するノズル
開口が形成されたフレーム形成板とを備え、前記ノズル
連通孔に前記ノズル開口が連通するように前記アクチュ
エータユニットの側面に前記フレーム形成板を固定して
構成されている。
リザーバ形成基板の積層体の側面が、キャリッジとの当
接領域となるから、設置面積が小さくなる。
した実施例に基づいて説明する。図1、及び図2は本発
明の一実施例を示す分解斜視図と、1つの圧力発生室に
ついての断面構造を示す図であって、図中符号1は、流
路形成基板で、圧力発生室2を形成するのに適した厚
さ、例えば150μmのジルコニア(ZrO2)などの
セラミックス板に一端がリザーバの領域に重なり、また
他端がノズル連通孔31、31、31‥‥、32、3
2、32‥‥の領域に重なる圧力発生室2、2、2‥‥
を一定ピッチで穿設して構成されている。
れる弾性板で、流路形成基板1と一体に焼成したとき両
者の接合力が強く、しかも弾性率の高い材料、この実施
例では流路形成基板と同様に厚さ10μmのジルコニア
の薄板で構成され、これの表面には共通電極4と、圧力
発生室2に対向する位置に圧電振動子5が形成されてい
る。
連通路形成基板で、各圧力発生室2とリザーバとが重な
る領域にインク供給口8を、また圧力発生室2の他側に
重なる位置から端部には端部側が開口するノズル連通孔
9となる凹部が形成されている。
窓として細長い通孔9’を形成するとともに、若干幅広
ΔLに形成した連通孔形成基板7’を用意し、所定の位
置C−Cで切断することにより、ノズル連通孔9の開口
部9aを一定で、正確な寸法で形成することができる。
は、PZT等の圧電振動材料の薄板を貼付したり、圧電
材料をスパッタリング等の膜形成手段により作り付け、
長手方向を軸とするように幅方向に湾曲するたわみ変位
を生じるように構成され、表面には駆動信号を印加する
セグメント電極6が形成されている。
圧力発生室2の両端をカバーする長さを備えた窓からな
るリザーバ11を形成して構成されている。
形成基板7、及びリザーバ形成基板10は、それぞれセ
ラミックのグリーンシートに所要の通孔を穿設した上
で、重ね合わせて乾燥させ、一定の圧力を加えて一体に
焼成されてアクチュエータユニットとして構成される。
合には接着剤を必要とすることなく一体に接合すること
が可能となるから、組立作業の簡素化と、接着剤の流れ
込みを防止することができる。
的加工が容易な板材を断面L字状に形成したり、また熱
硬化性エポキシ樹脂、またはフェーノール樹脂の焼成に
より製造されるアモルファフカーボン(ユニヘックス)
等を加工してノズル連通孔9に対向する位置にノズル開
口13を、またリザーバ11に対向する位置には薄肉部
14と、外部のインクタンクに連通するインク導入口と
なる凹部15を形成して構成されている。
は、アクチュエータユニットの端面と底面に例えば熱溶
着フィルム等の接着剤層16、17を介して接着されて
いる。
に駆動信号を印加すると、圧電振動子5がに長手方向を
軸とするように幅方向に湾曲し、弾性板3を圧力発生室
2を収縮させる。これにより圧力発生室2の容積が縮小
してここに存在するインクが加圧され、連通路形成基板
7のノズル連通孔9に流入してフレーム形成板12のノ
ズル開口13からインク滴として吐出する。
一部はインク供給口8からリザーバ11に逆流して、リ
ザーバ11の圧力を高めようとするが、フレーム形成板
12の薄肉部14が弾性変形して圧力の上昇分を吸収
し、インク滴を吐出しない圧力発生室の圧力が上昇する
のを防止する。
元の状態に復帰すると、リザーバ11のインクがインク
供給口8を経由して圧力発生室2に流れ込み、次のイン
ク滴吐出に備える。
トの底面及び側面を、剛性の高いフレーム形成板12に
より補強することが可能であるから、インク滴吐出時の
圧電振動子5の変位に起因する記録ヘッド全体の変形を
可及的に防止して、インク滴の着弾位置の精度を高める
ことができる。
ト式記録ヘッド20は、その厚みが高々数mm程度であ
るから、図4(イ)に示したようにフレーム形成板12
を連結部材として複数個、この実施例では4個を積層し
て多数ノズルの記録ヘッドを構成しても、その設置面積
は極めて小さく、キャリッジを小型化することができ
る。
ッド20、20、20、20のノズル開口13を主走査
方向、つまりキャリッジの移動方向に同一線上に並ぶよ
うに配列し、各記録ヘッド20、20、20、20にブ
ラック、イエロ、シアン、マゼンタのインクを供給する
とカラー印刷用のインクジェット式記録ヘッドを構成す
ることができる。
13、13、13、‥‥、ノズル開口13’、13’、
13’、‥‥が相互で若干ずれた、例えば半ピッチずれ
た記録ヘッド20、20’、もしくは同一の記録ヘッド
を構成するフレームの形状を若干違えて積層したとき半
ピッチずれるようキャリッジに組み付けると、記録密度
の高い記録ヘッドを構成することができる。
7’を所定位置で切断してノズル連通孔9にノズル開口
を形成してから、流路形成基板1、弾性板3、リザーバ
形成基板10とともに積層してアクチュエータユニット
を構成しているが、図5(イ)に示したように連通孔形
成基板7’を切断位置よりも外側まで覆うように流路形
成基板1’、弾性板3’、リザーバ形成基板10’に切
り代分ΔLを見込んで大きめにグリーンシートで形成
し、これらを全て積層した段階で、ノズル開口との接続
に適した位置(A−A線の位置)で切断すると、図5
(ロ)に示したように先端部9aのつぶれを防止して、
フレーム形成板12のノズル開口13と液密に接続しや
すくなる。
基板1”、弾性板3”、連通孔形成基板7”、及びリザ
ーバ形成基板10”に複数分の圧力発生室2やインク供
給口、リザーバが中心線B−Bに対して対称となるよう
に、またノズル連通孔9”を中心線B−Bを挟む2つの
圧力発生室2を接続することができるサイズにグリーン
シートに形成し、これらを積層した後、中心線B−Bか
ら切断すると、2つの記録ヘッドのノズル連通孔9の開
口部9aを一度の切断で形成することができる。
形成板を断面L字状に形成して、アクチュエータユニッ
トの側面と、リザーバとを同一の部材で覆うようにして
いるが、アクチュエータユニットの側面に接する部材
と、リザーバ形成基板に接する部材とに分けて構成して
も同様の作用を奏することは明らかである。
フレーム形成板により封止しているが、リザーバ形成基
板を厚めの板材により構成し、ここに凹部を形成してリ
ザーバを構成すると、フレーム形成板のリザーバを覆う
面を不要とすることができる。
性板、流路形成基板、連通孔形成基板、及びリザーバ形
成基板の積層体の側面が、キャリッジとの当接領域とな
り、記録ヘッドの載置面積を小さくすることができる。
構造を示す図である。
である。
ドを複数積層して構成した記録ヘッドの実施例と、これ
に適したノズル開口の配列を示す図である。
ドを構成するアクチュエータユニットの製造方法の他の
実施例を示す図である。
例を示す断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 表面に圧電振動子を有して圧力発生室の
容積を変化させる弾性板と、前記圧力発生室を形成する
複数の通孔を有する流路形成基板と、該流路形成基板の
他方を封止するとともに、リザーバと前記圧力発生室と
を接続するインク供給口及び前記圧力発生室と連通して
側端部に開口するノズル連通孔を有する連通孔形成基板
と、インクタンクに接続する前記リザーバを形成するリ
ザーバ形成基板とを積層してなるアクチュエータユニッ
トと、 前記ノズル連通孔に連通するノズル開口が形成されたフ
レーム形成板とを備え、 前記ノズル連通孔に前記ノズル開口が連通するように 前
記アクチュエータユニットの側面に前記フレーム形成板
を固定して構成されたインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項2】 前記弾性板、連通孔形成基板、リザーバ
形成基板がセラミックにより構成されている請求項1に
記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項3】 表面に圧電振動子を有して圧力発生室の
容積を変化させる弾性板と、前記圧力発生室を形成する
複数の通孔を有する流路形成基板と、該流路形成基板の
他方を封止するとともに、リザーバと前記圧力発生室と
を接続するインク供給口及び前記圧力発生室と連通して
側端部に開口するノズル連通孔を有する連通孔形成基板
と、インクタンクに接続する前記リザーバを形成するリ
ザーバ形成基板とを積層してなるアクチュエータユニッ
トと、 前記ノズル連通孔に連通するノズル開口が形成されたフ
レーム形成板とを備え、 前記ノズル連通孔に前記ノズル開口が連通するように 前
記アクチュエータユニットの側面に前記フレーム形成板
を固定するとともに、前記フレーム形成板を連結材とす
るように前記アクチュエータユニット及びフレーム形成
板を複数積層して構成されたインクジェット式記録ヘッ
ド。 - 【請求項4】 前記弾性板、連通孔形成基板、リザーバ
形成基板がセラミックにより構成されている請求項3に
記載のインクジェット式記録ヘッド。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP35571996A JP3248562B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | インクジェット式記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP35571996A JP3248562B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | インクジェット式記録ヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10181009A JPH10181009A (ja) | 1998-07-07 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP35571996A Expired - Fee Related JP3248562B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | インクジェット式記録ヘッド |
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JP (1) | JP3248562B2 (ja) |
-
1996
- 1996-12-24 JP JP35571996A patent/JP3248562B2/ja not_active Expired - Fee Related
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