JPH01301256A - 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
- JPH01301256A JPH01301256A JP13201588A JP13201588A JPH01301256A JP H01301256 A JPH01301256 A JP H01301256A JP 13201588 A JP13201588 A JP 13201588A JP 13201588 A JP13201588 A JP 13201588A JP H01301256 A JPH01301256 A JP H01301256A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- ink
- vibrator
- vicinity
- displaced
- 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
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- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
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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】
〔産業上の利用分野〕
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インクジェット方式の記録装置
に用いられるインクジェットヘッドに関する。
像を形成するプリンタ等インクジェット方式の記録装置
に用いられるインクジェットヘッドに関する。
従来のインフジエラｌ−・＼ラドの構造としては複数の
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いる。（特
公昭６０−８９５３等）この構造ではインク滴吐出効率
および安定性が高くインク中に気泡、ゴミ等の異物が混
入した場合でもこの影響を受けずに正常動作が可能であ
るという特徴を有する。振動子としては片持ち梁状振動
子または両持ち梁状振動子が用いられている。さらに振
動子とノズル板との間の間隙はインク滴吐出特性に影響
するため微小な間隙を保つように構成されている。
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いる。（特
公昭６０−８９５３等）この構造ではインク滴吐出効率
および安定性が高くインク中に気泡、ゴミ等の異物が混
入した場合でもこの影響を受けずに正常動作が可能であ
るという特徴を有する。振動子としては片持ち梁状振動
子または両持ち梁状振動子が用いられている。さらに振
動子とノズル板との間の間隙はインク滴吐出特性に影響
するため微小な間隙を保つように構成されている。
上記従来技術のインクジェットヘッドの構造ではノズル
板とこれ番ご対峙する振動子可動部分との間の微小な間
隙のため振動子はインク中での変位に際しこれに伴うイ
ンク流のため大きな抵抗および慣性が付加され過減衰も
しくは過減衰に近い状態で最終変位に到達する。従って
減衰しつつ振動を繰り返しながら最終変位に到達する場
合（減衰振動状態）に比べて得られる振動振幅や変位速
度が小さいためインク吐出圧力の最大値が小さく最大吐
出圧力に到達するに要する時間も長くかかりエネルギ効
率が低いという問題点を有していた。
板とこれ番ご対峙する振動子可動部分との間の微小な間
隙のため振動子はインク中での変位に際しこれに伴うイ
ンク流のため大きな抵抗および慣性が付加され過減衰も
しくは過減衰に近い状態で最終変位に到達する。従って
減衰しつつ振動を繰り返しながら最終変位に到達する場
合（減衰振動状態）に比べて得られる振動振幅や変位速
度が小さいためインク吐出圧力の最大値が小さく最大吐
出圧力に到達するに要する時間も長くかかりエネルギ効
率が低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エネルギ効率
の高いインクジェットヘッドを実現することにある。
の高いインクジェットヘッドを実現することにある。
本発明の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、前記ノズル開口
に対向して配置され独立に駆動可能な圧電変換器を有し
、前記ノズル形成部材と前記圧電変換器の間にインクが
充たされたインクジェットヘッドにおいて、 前記圧電変換器を形成する梁状振動子の上記ノズル形成
部材への投影幅が前記ノズル開口近傍部分でば他の部分
より大であることを特徴とする。
ノズル開口を有するノズル形成部材と、前記ノズル開口
に対向して配置され独立に駆動可能な圧電変換器を有し
、前記ノズル形成部材と前記圧電変換器の間にインクが
充たされたインクジェットヘッドにおいて、 前記圧電変換器を形成する梁状振動子の上記ノズル形成
部材への投影幅が前記ノズル開口近傍部分でば他の部分
より大であることを特徴とする。
本発明の上記構成では振動子を変形変位させてインクを
吐出するときこれに伴って生ずる流体抵抗が軽減できる
ため振動子の減衰時定数を長くすることができる。
吐出するときこれに伴って生ずる流体抵抗が軽減できる
ため振動子の減衰時定数を長くすることができる。
〔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
明の一実施例を示すプリンタの斜視図である。同図にお
いて記録紙］０はプラテン１１に捲き回され送りローラ
１２，１３によって押圧される。ガイド軸１４．１７に
案内されプラテン軸に平行な方向に移動可能なキャリッ
ジ１５上にインクジェットヘッド１６が搭載されて構成
される。
明の一実施例を示すプリンタの斜視図である。同図にお
いて記録紙］０はプラテン１１に捲き回され送りローラ
１２，１３によって押圧される。ガイド軸１４．１７に
案内されプラテン軸に平行な方向に移動可能なキャリッ
ジ１５上にインクジェットヘッド１６が搭載されて構成
される。
インクジェットヘッド１６は独立にインク滴を吐出制御
可能な少なくとも１つ以上のノズルを有しプラテン軸方
向に走査され上記ノズルから選択的にインク滴を吐出し
記録紙１０上にインク像を形成する。記録紙１０はプラ
テン１１、送りローラ１２．１３の回転により走査方向
と直交する副走査方向に搬送され記録紙面上への印字が
行われる。
可能な少なくとも１つ以上のノズルを有しプラテン軸方
向に走査され上記ノズルから選択的にインク滴を吐出し
記録紙１０上にインク像を形成する。記録紙１０はプラ
テン１１、送りローラ１２．１３の回転により走査方向
と直交する副走査方向に搬送され記録紙面上への印字が
行われる。
第２図にインクジェットヘッドの断面図を示す。
フレーム２０とサブフレーム２１の間にノズル板２２、
圧電変換器２４、弾性シート２５を積層し固定ねじ２８
．２９を用いて固定する。ノズル板２２は複数のノズル
２３を有する金属薄板から構成される。
圧電変換器２４、弾性シート２５を積層し固定ねじ２８
．２９を用いて固定する。ノズル板２２は複数のノズル
２３を有する金属薄板から構成される。
第３図に圧電変換器２４の斜視図を示す。圧電変換器２
４は切り込み５６によって分離された複数の振動子５２
と固定部分５８から構成される。
４は切り込み５６によって分離された複数の振動子５２
と固定部分５８から構成される。
ＰＺＴよりなる圧電素子３０の片面にはＡｕ薄層よりな
る共通電極５３、更に固定部分５８にはＮｉ薄層よりな
るスペーサ５１が設けられ他面にはＮｉ薄層よりなる信
号電極５４を有する。
る共通電極５３、更に固定部分５８にはＮｉ薄層よりな
るスペーサ５１が設けられ他面にはＮｉ薄層よりなる信
号電極５４を有する。
再び第２図において振動子５２は自由端近傍の微小な間
隙ａを介してそれぞれに対応するノズル２３と対向する
ごとく配置される。信号電極５４には個別に配線２７が
接続され選択的電圧印加が行われる。
隙ａを介してそれぞれに対応するノズル２３と対向する
ごとく配置される。信号電極５４には個別に配線２７が
接続され選択的電圧印加が行われる。
次に第２図を用いて動作について説明する。インクリザ
ーバ２６からインク（図示せず）がノズル近傍に供給さ
れ充たされる。圧電素子３ｏの分極方向は共通電極５３
と信号電極５４の間に電圧を印加すると電界と直交方向
に収縮するように置かれている。−力信号電極５４のＮ
ｉ薄層は高い弾性率を有するため寸法変化が規制され共
通電極５３の側に曲がるごとく曲げモーメントが発生す
る。振動子５２の自由端はこの結果ノズル板の方向に変
形変位し近傍のインクをノズル２３から吐出させる。
ーバ２６からインク（図示せず）がノズル近傍に供給さ
れ充たされる。圧電素子３ｏの分極方向は共通電極５３
と信号電極５４の間に電圧を印加すると電界と直交方向
に収縮するように置かれている。−力信号電極５４のＮ
ｉ薄層は高い弾性率を有するため寸法変化が規制され共
通電極５３の側に曲がるごとく曲げモーメントが発生す
る。振動子５２の自由端はこの結果ノズル板の方向に変
形変位し近傍のインクをノズル２３から吐出させる。
上記構造において振動子５２はノズル近傍ではインク吐
出特性を確保するため所定幅が必要である。一方それ以
外の場所では第３図に示すように幅が小さいため周辺の
インクを巻き込むことによる抵抗、慣性が軽減される。
出特性を確保するため所定幅が必要である。一方それ以
外の場所では第３図に示すように幅が小さいため周辺の
インクを巻き込むことによる抵抗、慣性が軽減される。
インク吐出に必要な間隙は自由端近傍の間隙ａによって
確保しつつ振動子に電気信号を印加し力持長い減衰時定
数を有する減衰振動をしながら最終変位に到達するため
インク吐出圧力の最大値が大きく取れしかも最大吐出圧
力に到達するまでの時間も短縮できる。従ってノズル近
傍の間隙を小さく設定しても過減衰状態に至ることがな
いため間隙の設定の範囲が広く自由に選択できるため最
適値を選択することにより良好なインク吐出特性が得ら
れる。
確保しつつ振動子に電気信号を印加し力持長い減衰時定
数を有する減衰振動をしながら最終変位に到達するため
インク吐出圧力の最大値が大きく取れしかも最大吐出圧
力に到達するまでの時間も短縮できる。従ってノズル近
傍の間隙を小さく設定しても過減衰状態に至ることがな
いため間隙の設定の範囲が広く自由に選択できるため最
適値を選択することにより良好なインク吐出特性が得ら
れる。
なお本実施例ではスペーサは圧電素子に一体に形成され
た金属薄板を用いているが別体の金属薄板をスペーサと
してノズル板と圧電素子の間に挟み込んで固定するごと
く構成することも可能である。
た金属薄板を用いているが別体の金属薄板をスペーサと
してノズル板と圧電素子の間に挟み込んで固定するごと
く構成することも可能である。
〔実施例２〕
基本的なインクジェットヘッドの構成および動作は第１
の実施例と同様であるため以下は異なる点について述べ
る。
の実施例と同様であるため以下は異なる点について述べ
る。
第４図に本実施例の振動子の形状を示す。本実施例では
梁状振動子が中央部にインクの通ずる孔５７を有する。
梁状振動子が中央部にインクの通ずる孔５７を有する。
このためこの孔をインクが通りインク圧縮により生ずる
圧力を低下させることができるためインク吐出に必要な
間隙はａによって確保されると同時に振動子振動に伴う
インク抵抗と慣性を軽減することができる。
圧力を低下させることができるためインク吐出に必要な
間隙はａによって確保されると同時に振動子振動に伴う
インク抵抗と慣性を軽減することができる。
以上の説明より明らかなようにノズル近傍の振動子中は
インク吐出特性を確保するため一定の値以上に確保しな
がらそれ以外の場所では振動子変位に伴う流体抵抗を低
減するような振動子形状を与えることが本発明の主旨で
あり、上記実施例の振動子形状以外にも各種形状が可能
である。即ち振動子の流体抵抗は振動子のノズル形成部
材に直交する方向の運動に伴って生ずるものであること
から振動子のノズル形成部材への投影中がノズル開口近
傍以外の場所ではノズル開口近傍より小であるような振
動子の形状によって上記特性を持たせることができる。
インク吐出特性を確保するため一定の値以上に確保しな
がらそれ以外の場所では振動子変位に伴う流体抵抗を低
減するような振動子形状を与えることが本発明の主旨で
あり、上記実施例の振動子形状以外にも各種形状が可能
である。即ち振動子の流体抵抗は振動子のノズル形成部
材に直交する方向の運動に伴って生ずるものであること
から振動子のノズル形成部材への投影中がノズル開口近
傍以外の場所ではノズル開口近傍より小であるような振
動子の形状によって上記特性を持たせることができる。
なお上記実施例では片持ち梁状振動子の場合について説
明したが両持ち梁状振動子の場合にも同様に適用できる
ことは明らかである。
明したが両持ち梁状振動子の場合にも同様に適用できる
ことは明らかである。
以上述べたように本発明の上記構成によれば振動子を減
衰振動領域で使用できるため使用状態では静的な振幅以
上の振幅が得られるエネルギ効率の優れた片持ち梁状振
動子を用いたインクジェットヘッドを実現できるという
効果を有する。
衰振動領域で使用できるため使用状態では静的な振幅以
上の振幅が得られるエネルギ効率の優れた片持ち梁状振
動子を用いたインクジェットヘッドを実現できるという
効果を有する。
第１図は本発明による一実施例を示すインクジェットヘ
ッドを具備したプリンタの斜視図。 第２図は本発明による第１の実施例を示すインクジェッ
トヘッドの断面図。 第３図は本発明による第１の実施例を示すインクジェッ
トｌベツドの圧電変換器の斜視図。 第４図は本発明による第２の実施例を示すインクジェッ
Ｉ〜ヘッドの圧電変換器の斜視図。 １６ インクジェットヘッド ２２ ノズル板 ２３ ノズル ３０ 圧電素子 ５１ スペーサ ５２ 振動子 ５３ 共通電極 ５４ 信号電極 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴木喜三部 他１名 ７６二層ソクシ”工・ソトヘ；ノド。 第１図 ２２゛ ノズ１し１之 ２３．ノ又゛ｌし ２４、・μ電慢砿葬 名１２図 第３図
ッドを具備したプリンタの斜視図。 第２図は本発明による第１の実施例を示すインクジェッ
トヘッドの断面図。 第３図は本発明による第１の実施例を示すインクジェッ
トｌベツドの圧電変換器の斜視図。 第４図は本発明による第２の実施例を示すインクジェッ
Ｉ〜ヘッドの圧電変換器の斜視図。 １６ インクジェットヘッド ２２ ノズル板 ２３ ノズル ３０ 圧電素子 ５１ スペーサ ５２ 振動子 ５３ 共通電極 ５４ 信号電極 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴木喜三部 他１名 ７６二層ソクシ”工・ソトヘ；ノド。 第１図 ２２゛ ノズ１し１之 ２３．ノ又゛ｌし ２４、・μ電慢砿葬 名１２図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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、前記ノズル開口に対向して配置され独立に駆動可
能な圧電変換器を有し、前記ノズル形成部材と前記圧電
変換器の間にインクが充たされたインクジェットヘッド
において、 前記圧電変換器は梁状振動子からなり該振動子の前記ノ
ズル形成部材への投影幅は、前記ノズル開口近傍では、
それ以外の部分より大である如く構成されたことを特徴
とするインクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13201588A JPH01301256A (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13201588A JPH01301256A (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01301256A true JPH01301256A (ja) | 1989-12-05 |
Family
ID=15071536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13201588A Pending JPH01301256A (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01301256A (ja) |
-
1988
- 1988-05-30 JP JP13201588A patent/JPH01301256A/ja active Pending
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