JPH02310055A - インクジェットヘッド - Google Patents

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。

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記録装置に関し
、さらに詳細にはインクジェットプリンタヘッドに関す
る。

〔従来の技術〕

複数のノズルを有するノズル形成基板と、ノズルの各々
に対向して１対１に配置された圧力発生部材からなる圧
電変換器と、この圧電変換器とノズル形成基板との間隙
及び圧電変換器の周辺を充たすインクとを備え、印加電
圧により圧電変換器を変位させてインクをノズルから吐
出させるオンデマンド型インクジェットヘッドは、特公
昭６０−８９５３号公報に開示されている。この構造の
インクジェットヘッドは、圧電変換器がノズル形成基板
に対してほぼ直角方向に変位することと、ノズルメニス
カスのインク流路が短いため、インクの吐出効率および
吐出安定性が高く、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６プずに正常動作が可能で
あるという利点を有している。さらには、圧力発生部材
が片持ぢもしくは両持ち梁構造であるため、電気機械変
換効率が高く、低電圧で必要とする圧力発生部材変位が
得られるという特長を有する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記の従来技術では、圧力発生部材とノズル形
成基板との間隔寸法がインク吐出速度、吐出量、周波数
応答性といった諸特性に影響することが判明している。

すなわち圧力発生部材とノズル形成基板との間隔寸法は
これが小さいと圧力発生部材とノズル形成基板の間には
さまれたインクの圧力は大きくなり、インク吐出速度、
吐出量は大きくなる傾向があるが、間隔が必要以上に狭
いとインク滴を吐出したのちインクが供給される際にイ
ンク流に大きな抵抗が働いてインクの供給量が不足し、
かえって吐出量が少なくなる。従来技術での一端のみ支
持された梁構造の圧力発生部材では、圧力発生部材とノ
ズル形成基板との間隔が非常に微小であることと圧力発
生部材が梁構造で熱膨張等により変形があることから、
圧力発生部材とノズル形成基板の間隔を一定に保つこと
は非常に困難であった。従って圧力発生部材とノズル形
成基板間のインク圧力が一定にならずにインク吐出速度
、吐出量の安定性に問題があった。そこで本発明はこの
ような問題点を解決するもので、その目的とするところ
はインク吐出速度、吐出量の安定したインクジェットヘ
ッドを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のインクジェットヘッドは、複数のノズルを有す
るノズル形成基板と、前記ノズルの各々に１対１に対向
して配置されインクの中に浸されている圧力発生部材と
を備え、印加電圧により前記圧力発生部材を変位させ、
前記ノズル形成基板との間隙に存在するインクの圧力を
高め、前記ノズルから吐出させるインクジェットヘッド
において、前記ノズル形成基板と前記圧力発生部材との
間隙に、ゴム材料で構成された突起が配設されているこ
とを特徴とする。

また前記突起が前記ノズル形成基板上の前記圧力発生部
材側に少なくとも１つ配設されていることを特徴とする
。

また前記突起が前記圧力発生部材上の前記ノズル形成基
板側に少なくとも１つ配設されていることを特徴とする
。

〔作用〕

本発明の作用によれば、前記ノズル形成基板と前記圧力
発生部材との間隙に突起が配設されているため、インク
吐出時に前記ノズル形成基板と前記圧力発生部材との間
隔が一定値に保たれ、前記ノズル形成基板と前記圧力発
生部材の間のインク圧力が一定になる。よってインク吐
出速度、吐出量、周波数応答性が安定する。さらに前記
突起がゴム材料で構成されているので、前記突起が前記
ノズル形成基盤または前記圧力発生部材に接触した際に
これらを損傷することがない。

〔実施例〕

以下本発明の詳細を実施例により図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明におけるインクジェットヘッドを搭載し
たプリンタの斜視図であって、記録媒体１は送りローラ
ー２，３の押圧によりプラテン４に捲き回され、記録の
進行に従い矢印５の方向に搬送される。ガイド軸６，７
に案内されプラテン４の軸に平行な方向に移動可能なキ
ャリッジ８上には、複数のノズルを有するインクジェッ
トヘッド９が搭載されており、矢印１０の方向に移動し
つつ各々のノズルからインク滴を吐出して記録媒体上に
インク像を形成する。

第２図は本発明の実施例を示すインクジェットヘッド断
面図である。ノズル形成基板１５に列設された複数のノ
ズル１４と対応する位置に複数の圧力発生部材１３の各
先端が適当な間隙を保ち配置されるように、スペーサ１
７を介してノズル形成基板１５に取付けられている。圧
力発生部材１３は圧電素子１２と金属板１１の積層材か
らなり、その寸法は長さ４ｍｍ以下、幅３００μｍ以下
、厚さ２００μｍ以下である。ノズル形成基板１５とケ
ーシング１−８によって囲まれる空間にはインク２１が
満たされている。ノズル形成基板１５上の圧力発生部材
１３側には突起２１が少なくとも１つ列配されている。

突起２１の高さは５０μｍ以下であり、静止状態の圧力
発生部材１３とノズル形成基板１５の間隔より小さく、
さらにはインク等に侵されないように耐油、耐水、耐摩
耗性のあるニトリルゴム等のゴム材料で構成されている
。

第４図は圧力発生部材１３を駆動する印加電圧１６の詳
細と圧力発生部材】３の変位の関係を示したものである
。圧力発生部材１３に充電パルス２６が時間ｔ１印加す
ると矢印２３の方向に変位する（第２図）、そののち時
間ｔ２をおいてがら放電パルス２７を時間ｔ３印加する
と圧力発生部材１３に貯っていた電荷が放電し、矢印２
４の方向に戻り、インク滴２０をノズル１４がら吐出す
る（第３図）。圧力発生部材］３の固有振動周期ｔｏで
印加電圧３−６を連続してかけると圧力発生部材１３は
ノズル形成基板１５の直角の方向に固有振動しインク滴
２０を吐出し続ける。この際ノズル形成基板１５上の圧
力発生部材１３側に突起２１が配設されているため、イ
ンク吐出時に圧力発生部材１３がノズル形成基板１５に
接近した際に圧力発生部材１３とノズル形成基板１５の
間隔ｇが一定値になる。そのため、インク吐出時の圧力
発生部材１３とノズル形成基盤１５に挟まれるインク圧
力が一定になり、インク吐出速度、吐出量が安定する。

また突起２１がゴム材料で構成されているため、突起２
１が圧力発生部材１３に接触した際に圧力発生部材１３
を損傷しない。

第５図は本発明の他の実施例を示すインフジエラ］・ヘ
ッド断面図である。第５図において第２図と同様の構成
要素には同じ番号がついている。本実施例では突起２５
が圧力発生部材１３上のノズル形成基板１５側に配設さ
れている。これによっても圧力発生部材１３とノズル形
成基板１５の間隔ｇをインク吐出時に一定に保つことが
でき、インク吐出速度、吐出量が安定する。また突起２
１がゴム材料で構成されているため、突起２１がノズル
形成基盤１５に接触した際にノズル形成基盤１５を損傷
しない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明のインクジェットヘッドは、
ノズル形成基板と圧力発生部材との間隙にノズル形成基
板と圧力発生部材との間隔を一定値に保つ突起が少なく
とも１つ配設されているため、インク吐出時の圧力発生
部材がノズル形成基板に接近したときに圧力発生部材が
突起高さ以下にノズル形成基板に接近することがない。

そのため、インク吐出時の圧力発生部材１３とノズル形
成基盤１５に挟まれるインク圧力が一定になり、インク
吐出速度、吐出量が安定する。こうして、インク滴の吐
出速度、吐出量が安定したインクジェットヘッドを提供
できる。さらに突起がゴム材料で構成されているため圧
力発生部材またはノズル形成基盤を損傷することがない
。したがってインクジェットヘッド構成部材の耐久性が
増す。こうした性能の優れたインクジェットヘッドを搭
載することにより、高性能の記録装置を実現することが
可能になる。また本発明によれば、圧力発生部材とノズ
ル形成基板の間隙に突起が、配設され、両者の間隔を一
定に保つため、圧力発生部材根元のスペーサによっての
み間隔寸法を管理する必要がなくなるため、スペーサに
過度な精度を要求する必要がなく、製造上有利に作用す
る。

なお、本実施例では圧力発生部材に片持ち梁状圧力発生
部材を用いているが、両持ち梁状圧力発生部材でも同様
な構成が可能である。またノズルに関しても、本実施例
では形状が円筒形であるが１、　　このことはノズル形
状に何ら制限を加えるものではなく、本発明においては
ノズルがどのような形状をしていてもよいことは発明の
主旨上明白である。

【図面の簡単な説明】

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
ッドを搭載したプリンタの斜視図。 第２図、第３図及び第５図は本発明によるインクジェッ
トヘッドの断面図。 第４図は圧力発生部材の印加電圧、変位の詳細図。 ＩＯ− １　記録媒体 ９　インクジェットヘッド １１　金属板　　　　　　１２　圧電素子１３　圧力発
生部材　　　１４　ノズル１５　ノズル形成基板　　１
６　印加電圧１７　スペーサ　　　　　１８　ケーシン
グ２１　突起 ｇ　ノズル形成基板１５と圧力発生部材１３間の距離 以上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のノズルを有するノズル形成基板と、前記ノ
   ズルの各々に１対１に対向して配置されインクの中に浸
   されている圧力発生部材とを備え、印加電圧により前記
   圧力発生部材を変位させ、前記ノズル形成基板との間隙
   に存在するインクの圧力を高め、前記ノズルから吐出さ
   せるインクジェットヘッドにおいて、前記ノズル形成基
   板と前記圧力発生部材との間隙に、ゴム材料で構成され
   た突起が配設されていることを特徴とするインクジェッ
   トヘッド。
2. （２）前記突起が前記ノズル形成基板上の前記圧力発生
   部材側に少なくとも１つ配設されている請求項１記載の
   インクジェットヘッド。
3. （３）前記突起が前記圧力発生部材上の前記ノズル形成
   基板側に少なくとも１つ配設されている請求項１記載の
   インクジェットヘッド。