JP3669013B2 - インクジェット装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット装置、特にドロップオンデマンド型のマルチノズル型のインクジェット装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
圧電式インクジェットヘッドが近年提案されている。これらのヘッドはインクが充填される複数のインク室を備えており、圧電アクチュエータの寸法変位によってインク室の容積を変化させ圧力波を発生させることにより、その容積減少時にインク室内のインクをノズルから吐出し、容積増大時にインク室内にインクを導入するようにしたものである。そして、所定の位置のインク室からインクを吐出させることにより、所望する文字や画像を形成することが出来る。
【0003】
このようなインクジェットヘッドについて、図2に示すインクジェットヘッド1の斜視図、図3に示すインクジェットヘッド1の動作の説明図、および図4に示すインクジェットヘッド1の断面図を用いて具体的に説明する。
【0004】
複数の側壁5を有し、かつ矢印28の方向に分極処理を施した圧電セラミックス板2と蓋6とを接合することで、図3における横方向に互いに間隔を有する多数の平行なインク室4が構成される。インク室4は長方形断面の長くて狭いものであり、側壁5はインク室4の全長にわたって伸びている。その側壁5が変形することによりインク室4の容積が変化し、インク室4内のインク圧が変化する。側壁5の表面の下半分(あるいは上半分)の領域には、駆動電界印加用の駆動電極7が形成されており、該駆動電極7の表面にはインクと駆動電極7とを絶縁するための絶縁処理が施してある。
【0005】
圧電セラミックス板2と蓋6との一端には、各インク室4の一端に連通するノズル50を有するノズルプレート60が接着剤70によって固定されている。また他の一端にはインクカートリッジ(図示せず)からインクを供給するマニホールド部材40が接着剤71によって固定されている。図4に示すように、マニホールド部材40の接着は、圧電セラミックス板2の両端の側壁5より外側に設けられた側壁55及び側壁5A、5Dに接着剤71を塗布して接着する。マニホールド部材40の形成された共通インク室41が各インク室4に連通している。
【0006】
このようにすることによって、インク室 このインクジェットヘッド1において図3に示すように、所定の印字データに従って例えばインク室4Bが選択されると、図示しない駆動装置によって駆動電極7C、7Dと駆動電極7E、7Fの各々の間に駆動電界10が印加される。この時駆動電界方向と分極方向とが直交しているため、側壁5B、5Cは圧電厚みすべり効果によってインク室4Bの外部方向にくの字に変形する。この時、インク室4B内にインクが供給される。その後、前記駆動電界10の印加を遮断すると、該側壁5B、5Cがもとの位置に戻る。この変形によりインク室4B内のインク圧が正圧となり、インク室4Bに対応するノズル50からインク液滴が吐出される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような上述した従来のインクジェットヘッド1ではインク室4Bでの容積変化により発生した圧力波が共通インク室41に伝播し、再び前記インク室4Bや他のインク室4A、4Cを経てノズル50まで伝播し、インク液滴の吐出エネルギーとなる振動とは別の余分な振動となるため、ノズル50からの安定したインク液滴の吐出を妨げるという問題点があった。
【0008】
この問題点を是正するために、余分な振動が他のインク室4A、4Cに伝播しにくいようにインク室4同士の距離を大きくすると、ヘッド1が大型化するといった問題点が生じていた。
【0009】
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、インク室から発生した圧力波の伝播による他のインク室への余分な圧力波の影響を防ぎ安定したインク液滴の吐出を行うことが可能なインクジェット装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項1では、インクを吐出するための複数のノズルと、前記ノズルに連通し、インクが充填される複数のインク室と、各インク室を隔てる隔壁とを備えたアクチュエータ部材に、各インク室に連通する共通インク室を有するマニホールド部材を接合したインクジェット装置において、前記アクチュエータ部材の前記隔壁に対応して前記マニホールド部材に対応部が設けられ、前記隔壁と対応部との間に空隙を有することによって、インク液滴吐出のためにインク室で発生した圧力波が、前記空隙に保持された空気のダンパー効果によって吸収され、他のインク室へ伝播されない。
【0011】
請求項2のインクジェット装置では、少なくとも一部が圧電材料で形成された隔壁の圧電変形によって、インク室内の容積が変化して圧力波が発生してインク液滴が吐出される。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。尚、従来例と同一の部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【0013】
図1は本発明のインクジェット装置を示す断面図である。複数の側壁5を有する圧電セラミックス板2(図2)と蓋6(図2)とを接合することで、複数のインク室4が構成される。圧電セラミックス板2と蓋6との一端には、各インク室4の一端に連通するノズル50を有するノズルプレート60が接着剤70(図2)によって固定されている。また他の一端にはインクカートリッジ(図示せず)からインクを供給するマニホールド部材45が接着剤71によって固定されている。そのマニホールド部材45は、各インク室4に連通する共通インク室46と、各側壁5に対応する位置に設けられた対応部47とを有している。
【0014】
マニホールド部材45の接着は、圧電セラミックス板2の両端の側壁5より外側に設けられた側壁55にのみ接着剤71を塗布した後、側壁5に対応部47が対応するように位置あわせて接着する。このようにすることによって、インク室4を形成する側壁5とマニホールド45の対応部47との接合面はマクロ的には接合されているが、ミクロ的には空隙が形成されている。そして、インクをインク流路20より導入すると、インクの表面張力のため、この空隙30には、インクが侵入せず空気の層が実際には存在することとなる。このように空隙30の間隔は、使用するインクの表面張力にもよるが、500μm程度以下がよく、好ましくは200μm以下がよい。本実施例においては表面張力40mN/mのインクを用いたため、空隙の間隔は100μm以下に設定した。
【0015】
側壁5の変形によってインク室4の容積が変化しそれによって発生した圧力波はノズル50に至りインク液滴を吐出させる。また同様に発生したマニホールド部材45の共通インク室46側へ向かう圧力波はインク室4を形成する側壁5とマニホールド部材45の対応部47との接合界面に設けられた空隙30に保持されている空気に吸収されるので、共通インク室46を経て他のインク室4へ伝播することがない。
【0016】
このようにして作製した本実施例のインクジェットヘッドで多数のノズル50より同時にインクを吐出させても、インク液滴の吐出速度が変化したりすることはなかった。従って、高品位の記録を行なうことができる。
【0017】
尚、本発明は上述した実施例に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが出来る。例えば、本実施例では、圧電素子のシェアモード変形によってインク液滴を吐出する方式のインクジェット装置に本発明を用いたが、圧電素子のダイレクトモード変形によってインク液滴を吐出する方式のインクジェット装置に本発明を用いてもよい。
【0018】
【発明の効果】
以上説明したことから明かなように、請求項1のインクジェット装置によれば、前記アクチュエータ部材の前記隔壁に対応して前記マニホールド部材に対応部が設けられ、前記隔壁と対応部との間に空隙を有しているので、インク液滴吐出のためにインク室で発生した圧力波が、前記空隙に保持された空気のダンパー効果によって吸収され、他のインク室へ伝播されない。このため、安定したインク液滴の吐出が可能であり、さらに 従来のインクジェット装置のように余分な振動が他のインク室に伝播しにくいようにインク室同士の距離を大きくする必要がないため小型化が可能である。
【0019】
請求項2のインクジェット装置によれば、少なくとも一部が圧電材料で形成された隔壁の圧電変形するので、インク室内の容積が変化して圧力波が発生してインク液滴が吐出されるが、発生した圧力波が、前記空隙に保持された空気のダンパー効果によって吸収され、他のインク室へ伝播されなく、安定したインク液滴の吐出が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクジェット装置を示す断面図である。
【図2】従来及び本発明のインクジェット装置を示す斜視図である。
【図3】従来及び本発明のインクジェット装置の動作を示す説明図である。
【図4】従来のインクジェット装置を示す断面図である。
【符号の説明】
4 インク室
5 側壁
30 空隙
45 マニホールド部材
46 共通インク室
47 対応部
Claims (2)
- インクを吐出するための複数のノズルと、前記ノズルに連通し、インクが充填される複数のインク室と、各インク室を隔てる隔壁とを備えたアクチュエータ部材に、各インク室に連通する共通インク室を有するマニホールド部材を接合したインクジェット装置において、
前記アクチュエータ部材の前記隔壁に対応して前記マニホールド部材に対応部が設けられ、前記隔壁と対応部との間に空隙を有することを特徴とするインクジェット装置。 - 前記隔壁は少なくとも一部が圧電材料で形成され、隔壁の圧電変形によってインク室内のインクが吐出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装置。
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JP21845395A JP3669013B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | インクジェット装置 |
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- 1995-08-28 JP JP21845395A patent/JP3669013B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH0957959A (ja) | 1997-03-04 |
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