JPH01235648A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
- Publication number
- JPH01235648A JPH01235648A JP6245188A JP6245188A JPH01235648A JP H01235648 A JPH01235648 A JP H01235648A JP 6245188 A JP6245188 A JP 6245188A JP 6245188 A JP6245188 A JP 6245188A JP H01235648 A JPH01235648 A JP H01235648A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cantilever
- velocity
- nozzle
- voltage
- oscillator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- 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
- B41J2/14282—Structure of print heads with piezoelectric elements of cantilever type
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分計）
本発明はインク滴を飛翔させ記録紙等の媒体上にインク
像を形成するプリンタ等のインクジェットヘッドに関す
るものである。
像を形成するプリンタ等のインクジェットヘッドに関す
るものである。
１従来の技術１
従来のインクジェットヘッドの構造は、特公昭６０−８
９５３のように複数のノズル開口を有するノズル板とこ
の背後にインクと直接接触する圧電変換器を有する構造
が知られており、インク中へのガス、ゴミ等の異物の混
入に対し影響を受けにくいという特徴を有する。さらに
圧電変換器を構成する振動子に片持ち梁状の振動子が用
いられる構造では、振動子の曲げ剛性が小さく電気機械
変換効率が高いという利点を有する。
９５３のように複数のノズル開口を有するノズル板とこ
の背後にインクと直接接触する圧電変換器を有する構造
が知られており、インク中へのガス、ゴミ等の異物の混
入に対し影響を受けにくいという特徴を有する。さらに
圧電変換器を構成する振動子に片持ち梁状の振動子が用
いられる構造では、振動子の曲げ剛性が小さく電気機械
変換効率が高いという利点を有する。
Ｉ発明が解決しようとする課題ｌ
しかし、前述の従来技術の片持ち梁状振動子を用いたイ
ンクジェットヘッドの構造では、インク吐出の際に十分
大きな液滴速度が得られないという問題点を有していた
。つまり、インクジェットヘッドの性能の内で印字速度
、印字精度は大きなウェイトを占めるためインクジェッ
トヘッドの性能向上には印字速度の向上が不可欠である
が、二般に、印字速度を高めて印字を行うと印字精度が
悪くなる。そこで、印字精度を確保する手段の−つとし
て液滴速度の高速化が有効であるが、液滴速度を速くす
るには圧電変換器に大きな駆動電圧を印加しなければな
らなくなり、駆動回路のコストが大きくなってしまう等
の問題が生じてしまい、事実上、インク吐出時十分大き
な液滴速度は得られないという問題点を有していた。
ンクジェットヘッドの構造では、インク吐出の際に十分
大きな液滴速度が得られないという問題点を有していた
。つまり、インクジェットヘッドの性能の内で印字速度
、印字精度は大きなウェイトを占めるためインクジェッ
トヘッドの性能向上には印字速度の向上が不可欠である
が、二般に、印字速度を高めて印字を行うと印字精度が
悪くなる。そこで、印字精度を確保する手段の−つとし
て液滴速度の高速化が有効であるが、液滴速度を速くす
るには圧電変換器に大きな駆動電圧を印加しなければな
らなくなり、駆動回路のコストが大きくなってしまう等
の問題が生じてしまい、事実上、インク吐出時十分大き
な液滴速度は得られないという問題点を有していた。
本発明の目的はこれらの問題点を解決して高速印字に適
した高速な液滴速度の得られるインクジェットヘッドを
提供することにある。
した高速な液滴速度の得られるインクジェットヘッドを
提供することにある。
１課題を解決するための手段１
本発明によるインクジェットヘッドは少なくとも１つ以
上のノズル開口を有するノズル形成部材と、該ノズル形
成部材に対向し一端は自由端とし他端を支持端とする少
なくとも１つ以上の片持ち梁状振動子からなる圧電変換
器とで構成されると共に、前記片持ち梁状振動子が少な
くとも２枚以上の圧電素子を積層したバイモルフ構造で
構成されることを特徴とする。
上のノズル開口を有するノズル形成部材と、該ノズル形
成部材に対向し一端は自由端とし他端を支持端とする少
なくとも１つ以上の片持ち梁状振動子からなる圧電変換
器とで構成されると共に、前記片持ち梁状振動子が少な
くとも２枚以上の圧電素子を積層したバイモルフ構造で
構成されることを特徴とする。
］作用１
本発明の上記の構成によればノズル板に対向した片持ち
梁状振動子がバイモルフ構造であり圧電変換器への印加
電圧が小さくても自由端近傍の可動部分の変位量、変位
速度が大きく得られる。
梁状振動子がバイモルフ構造であり圧電変換器への印加
電圧が小さくても自由端近傍の可動部分の変位量、変位
速度が大きく得られる。
［実施例１
次に実施例に基づいて本発明を説明する。
第１図は本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの断面図であって、フレーム１０に圧電変換器１１と
ノズル板１２が弾性シート１７とスペーサ１８を介して
積層され固定ネジ３１．３２を用いて固定される。ノズ
ル板１２は複数のノズル１３を有する金属薄板から構成
される。圧電変換器１１は第２図に斜視図を示す。ＰＺ
Ｔよりなる圧電素子１４．１６の間にはＮｉ薄板よりな
る共通電極層１５が接合され、ＰＺＴ １４．１６の片
面にはそれぞれＡｕ箔よりなるパターン電極１９．２０
が接合される。また、圧電変換器１１の先端は切込み３
４によって複数の片持ち梁状振動子３３に分割構成され
る。再び第１図において、圧電変換器１１とノズル板１
２との間にはＮｉ薄板よりなるスペーサ１８が、振動子
３３の先端部近傍と対向するノズル１３との間に微少な
空隙を創り出すように挟み込まれる。パターン電極１９
．２０にはそれぞれ個別に配線２１．２２が接続され選
択的電圧印加が行われる。
ドの断面図であって、フレーム１０に圧電変換器１１と
ノズル板１２が弾性シート１７とスペーサ１８を介して
積層され固定ネジ３１．３２を用いて固定される。ノズ
ル板１２は複数のノズル１３を有する金属薄板から構成
される。圧電変換器１１は第２図に斜視図を示す。ＰＺ
Ｔよりなる圧電素子１４．１６の間にはＮｉ薄板よりな
る共通電極層１５が接合され、ＰＺＴ １４．１６の片
面にはそれぞれＡｕ箔よりなるパターン電極１９．２０
が接合される。また、圧電変換器１１の先端は切込み３
４によって複数の片持ち梁状振動子３３に分割構成され
る。再び第１図において、圧電変換器１１とノズル板１
２との間にはＮｉ薄板よりなるスペーサ１８が、振動子
３３の先端部近傍と対向するノズル１３との間に微少な
空隙を創り出すように挟み込まれる。パターン電極１９
．２０にはそれぞれ個別に配線２１．２２が接続され選
択的電圧印加が行われる。
次に動作について説明する。まず、インクはインクリザ
ーバ３６からインク供給口３５を通りノズル近傍に供給
される。ところで第３図に示すように、片持ち梁状振動
子３３は並列型バイモルフ構造になっており、ＰＺＴ１
４．１６の分極方向がパターン電極１９．２ｑと共通電
極１５の間に電圧をそれぞれ印加した時ＰＺＴ１４は横
方向に伸びＰＺＴ１６は横方向に縮むように置かれる。
ーバ３６からインク供給口３５を通りノズル近傍に供給
される。ところで第３図に示すように、片持ち梁状振動
子３３は並列型バイモルフ構造になっており、ＰＺＴ１
４．１６の分極方向がパターン電極１９．２ｑと共通電
極１５の間に電圧をそれぞれ印加した時ＰＺＴ１４は横
方向に伸びＰＺＴ１６は横方向に縮むように置かれる。
即ち、パターン電極１９．２０と共通電極１５の間に電
圧を印加すると圧電効果によりＰＺＴ１４は横方向に伸
びＰＺＴ１６は横方向に縮むため片持ち梁状振動子３３
にはノズル板の側に屈曲するような曲げモーメントが発
生する。この結果、振動子３３の自由端は第３図の点線
に示すようにノズル板の側に変形変位しノズル近傍のイ
ンクをノズル１３から吐出させる。
圧を印加すると圧電効果によりＰＺＴ１４は横方向に伸
びＰＺＴ１６は横方向に縮むため片持ち梁状振動子３３
にはノズル板の側に屈曲するような曲げモーメントが発
生する。この結果、振動子３３の自由端は第３図の点線
に示すようにノズル板の側に変形変位しノズル近傍のイ
ンクをノズル１３から吐出させる。
片持ち梁状振動子３３をこのようにバイモルフ構造にし
た場合は、圧電素子と金属薄板を接合した片持ち梁状振
動子に印加電圧を加えたときのそれぞれの横方向の寸法
変化の違いにより曲げモーメントを発生させて振動子を
屈曲させる場合に比べて、同一電圧を印加した際、振動
子３３の自由端近傍の変位量、変位速度とも大きくなり
ノズルからのインク滴の液滴量、液滴速度が大きくなる
結果、印字速度の向上に必要なインク滴の高速化が可能
となる。
た場合は、圧電素子と金属薄板を接合した片持ち梁状振
動子に印加電圧を加えたときのそれぞれの横方向の寸法
変化の違いにより曲げモーメントを発生させて振動子を
屈曲させる場合に比べて、同一電圧を印加した際、振動
子３３の自由端近傍の変位量、変位速度とも大きくなり
ノズルからのインク滴の液滴量、液滴速度が大きくなる
結果、印字速度の向上に必要なインク滴の高速化が可能
となる。
なお本実施例では片持ち梁状振動子３３はノズル板側に
屈曲するようにＰＺＴ１４．１６の分極方向を定めたが
、第４図のごと（ＰＺＴに電圧を印加するとノズル板と
逆の方向に屈曲するようにＰＺＴの分極方向を定め、非
印字時ＰＺＴに電圧を印加し続け、印字時ＰＺＴの放電
による振動子の戻りを利用してインクをノズルより吐出
させてもよい。あるいは上述の状態で印字特電圧を印加
して片持ち梁状振動子を屈曲させ、その後のＰｚＴの放
電による振動子の戻りでインクをノズルより吐出させて
もよい。
屈曲するようにＰＺＴ１４．１６の分極方向を定めたが
、第４図のごと（ＰＺＴに電圧を印加するとノズル板と
逆の方向に屈曲するようにＰＺＴの分極方向を定め、非
印字時ＰＺＴに電圧を印加し続け、印字時ＰＺＴの放電
による振動子の戻りを利用してインクをノズルより吐出
させてもよい。あるいは上述の状態で印字特電圧を印加
して片持ち梁状振動子を屈曲させ、その後のＰｚＴの放
電による振動子の戻りでインクをノズルより吐出させて
もよい。
以上述べたように本発明によれば、ノズル板に対向した
片持ち梁状振動子がバイモルフ構造であり圧電変換器へ
の印加電圧が小さくても自由端近傍の可動部分の変位量
、変位速度が大きく得られるため、高速印字に適した高
速な液滴速度特性をもったインクジェットヘッドを実現
することができる。
片持ち梁状振動子がバイモルフ構造であり圧電変換器へ
の印加電圧が小さくても自由端近傍の可動部分の変位量
、変位速度が大きく得られるため、高速印字に適した高
速な液滴速度特性をもったインクジェットヘッドを実現
することができる。
更に、高速の液滴速度を必要としないインクジェットヘ
ッドにおいても振動子がバイモルフ構造であるため、要
求を満足する液滴速度を得るのに必要な、圧電変換器へ
の印加電圧を低く抑えることが可能となり、駆動回路の
低コスト化が実現できるという効果も有する。
ッドにおいても振動子がバイモルフ構造であるため、要
求を満足する液滴速度を得るのに必要な、圧電変換器へ
の印加電圧を低く抑えることが可能となり、駆動回路の
低コスト化が実現できるという効果も有する。
第１図は本発明の一実施例を示すインクジェットヘッド
の断面図。 第２図は本発明による一実施例を示すインクジェットヘ
ッドの圧電変換器の斜視図。 第３図は第１図に示す実施例の片持ち梁状振動子の断面
図。 第４図は他の実施例における片持ち梁状振動子の断面図
。 １１ 圧電変換器 １２ ノズル板 １３ ノズル １４．１６ 圧電素子 １５ 共通電極 １８ スペーサ １９．２０ パターン電極 ３３ 振動子 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 第１ 図 ７１、χ圧電麦稜雰 第２図
の断面図。 第２図は本発明による一実施例を示すインクジェットヘ
ッドの圧電変換器の斜視図。 第３図は第１図に示す実施例の片持ち梁状振動子の断面
図。 第４図は他の実施例における片持ち梁状振動子の断面図
。 １１ 圧電変換器 １２ ノズル板 １３ ノズル １４．１６ 圧電素子 １５ 共通電極 １８ スペーサ １９．２０ パターン電極 ３３ 振動子 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 第１ 図 ７１、χ圧電麦稜雰 第２図
Claims (1)
- 少なくとも１つ以上のノズル開口を有するノズル形成部
材と、該ノズル形成部材に対向し一端は自由端とし他端
を支持端とする少なくとも１つ以上の片持ち梁状振動子
からなる圧電変換器とで構成されると共に、前記片持ち
梁状振動子が少なくとも２枚以上の圧電素子を積層した
バイモルフ構造で構成されることを特徴とするインクジ
ェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6245188A JPH01235648A (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6245188A JPH01235648A (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01235648A true JPH01235648A (ja) | 1989-09-20 |
Family
ID=13200582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6245188A Pending JPH01235648A (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01235648A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6186619B1 (en) | 1990-02-23 | 2001-02-13 | Seiko Epson Corporation | Drop-on-demand ink-jet printing head |
| EP1652672A1 (en) * | 2004-11-02 | 2006-05-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Inkjet printhead having cantilever actuator |
| JP2006130916A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Samsung Electronics Co Ltd | 一方向シャッタを備えた圧電方式のインクジェットプリントヘッド |
-
1988
- 1988-03-16 JP JP6245188A patent/JPH01235648A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6186619B1 (en) | 1990-02-23 | 2001-02-13 | Seiko Epson Corporation | Drop-on-demand ink-jet printing head |
| US6742875B2 (en) | 1990-02-23 | 2004-06-01 | Seiko Epson Corp | Drop-on-demand ink-jet printing head |
| US6942322B2 (en) | 1990-02-23 | 2005-09-13 | Seiko Epson Corporation | Drop-on-demand ink-jet printing head |
| EP1652672A1 (en) * | 2004-11-02 | 2006-05-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Inkjet printhead having cantilever actuator |
| JP2006130917A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Samsung Electronics Co Ltd | カンチレバーアクチュエータを備えたインクジェットプリントヘッド |
| US7494208B2 (en) | 2004-11-02 | 2009-02-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Inkjet printhead having a cantilever actuator |
| JP4731281B2 (ja) * | 2004-11-02 | 2011-07-20 | 三星電子株式会社 | カンチレバーアクチュエータを備えたインクジェットプリントヘッド |
| JP2006130916A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Samsung Electronics Co Ltd | 一方向シャッタを備えた圧電方式のインクジェットプリントヘッド |
| JP4727382B2 (ja) * | 2004-11-04 | 2011-07-20 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． | 一方向シャッタを備えた圧電方式のインクジェットプリントヘッド |
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