JPH03158241A - 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ｉ；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
あるという利点を有している。さらには、圧力発生部材
が片持ち、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。

速吐出を可能にし、インクを薄く、広く、記録紙上にド
ツトを転写する優れた印字品質をもつインクジェットヘ
ッドを提供することにある。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記の従来技術では、圧力発生部材のスケール及び、印
加電圧、並びに駆動周期により、インク滴の吐出速度、
吐出量、吐出応答性といった緒特性に影響を及ぼすこと
が判明しているが、特定の条件（こより、すべての特性
を満足することは非常に困難である。例えば、薄く、広
く、記録紙にドツトを転写させ、印字品質の向上と、吐
出インクの量を減らして、ランニングコストの減少を図
るために、インクの吐出速度を高めても、インク滴の切
れが悪くなり、インク滴は、著しく長くなってしまう。

従って、インク吐出速度を高速にしても吐出時間を減ら
すことができず、十分な印字品質を得ることは困難であ
る。

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、インク滴の高〔課題を解決す
るための手段〕 Ｉ数のノズルを有するノズル形成基板と、前記ノズルの
各々しこ１対１しこ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、前記ノズルからインクを
吐出させるインクジェットヘッドに於て、本発明のイン
フジエラＩ・ヘッドは、前記ノズル形成基板に備える変
位発生部材ｌこ電圧を印加し、振動を発生させることに
より、柱状吐出するインク滴に揃断力を与える事によっ
て、薄く、広く、記録紙上に、　ドツトを転写させ、印
字品質の向上と、吐出インク量を減らして、ランニング
コストの低減を図ることを特徴とする。

〔作用〕

本発明の作用によれば、複数のノズルを有するノズル形
成基板に変位発生部材を備え、これに電圧を印加するこ
とにより、前記ノズル形成基板に振動を発生させ、柱状
吐出するインク滴に揃断力を与えることによって、十分
な印字品質を得ると共に、１ドツト当りのインク吐出量
を減らして、ランニングコストの低減を図るものである
。

〔実施例〕

以下本発明の詳細を一実施例（二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る。１は本発明のインクジェッ
トヘッドであり、２はその電源ラインである。３は記録
紙、４はプラテンである。

プラテン４が図中矢印Ｐの方向に回転することにより、
記録紙３は図中矢印Ｍの方向に送られる。

この時インクジェットヘッド１は、図中矢印Ｌ、Ｒの方
向に移動しながら記録紙３の表面上にインク像を形成し
ていく。

第２図は本発明の一実施例を示す変位発生部材を低部に
備えた複数のノズルを有するノズル形成基板を、登載し
たインクジェットヘッドの正面図（Ａ）と側断面図（Ｂ
）である。ノズルプレート１０に列設された複数のノズ
ル１１と対応する位置に複数の圧力発生部材２０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ー２３
を介して取付けられている。圧力発生部材２０は圧電素
子２１と金属板２２の積層構造からなる。ノズルプレー
ト１０とケーシング４０によって囲まれる空間にはイン
ク３０が満たされている。圧力発生部材２０上のノズル
プレート１０下部に積層圧電素子からなる変位発生部材
１３が装着されている。

第３図は本発明の一実施例を示す変位発生部材を低部に
備えた複数のノズルを有するノズル形成基板１０と圧力
発生部材２０による動作状態を示す側面図である。　（
Ａ）図に示すように圧力発生部材は、電圧が印加され変
位し、ノズル人口部内の圧力が高まり、ノズル開口部１
２に向かう流れが生じ、インク３０は、柱状インク滴３
１の様な形状で吐出を始める。この直後に、変位発生部
材１３に電圧を印加することによりノズル形成基板は、
　（Ｂ）図に示す矢印の方向に移動しくＡ）図の、柱状
インク滴３１は、前記ノズル形成基板の移動により揃断
力を受け、インク滴３２のように必要最小限のインク吐
出量に制御される。　　その後、前記ノズル形成基板は
、　（Ｃ）図に示す矢印の方向に移動し、ノズル形成基
板は、定常状態に戻り次のインク吐出に備え、インク滴
３０は、柱状インク滴３３の形状にて、記録紙に向かっ
て飛翔する。

第４図は本発明の別の一実施例を示す変位発生部材を、
側部に備えた複数のノズルを有するノズル形成基板を登
載したインクジェットヘッドの正面図（Ａ）と側断面図
（Ｂ）である。第２図の実施例では、変位発生部材をノ
ズル形成基板の低部に設置し、上下の振動によってイン
ク吐出量の制御を行った手法であるのに対し、第４図で
は、変位発生部材をノズル形成基板の側部に設置し左右
の振動によって、第２図と同様の効果を得るものである
。

第５図は本発明のさらに別の一実施例を示す変位発生部
材を前部両端に備えた複数のノズルを有するノズル形成
基板を登載したインクジェットヘッドの正面図（Ａ）と
側断面図（Ｂ）である。ノズルプレート１０に列設され
た複数のノズル１１と対応する位ｌＩ：複数の圧力発生
部材２０が配置されている。圧力発生部材２０は圧電素
子２１と金属板２２の積層構造からなる。ノズルプレー
ト１０とケーシング４０によって囲まれる空間には、イ
ンク３０が満たされている。圧力発生部材２０上のノズ
ルプレート１０の前部両端に積層圧電素子からなる変位
発生部材１３がそれぞれ装着されている。

第６図は本発明の一実施例を示す変位発生部材を前部両
端に備えた複数のノズルを有するノズル形成基板１０と
圧力発生部材２０による動作状態を示す側面図である。

　（Ａ）図に示すように圧力発生部材は、電圧を印加す
ることにより変位する。

この時、同時にノズル形成基板の前部両端に取り付けた
変位発生部材にも電圧を印加することにより、前記基板
は、図中の矢印の方向へ変位する。

こうして、前記ノズル形成基板と変位発生部材は、イン
クの吐出に適切な間隔になり、インク滴３０は、インク
滴３１のような形状で、ノズル開口部１２から吐出する
。この直後に変位発生部材１３は収縮し、ノズル形成基
板は、　（Ｂ）図に示す矢印の方向に移動し、　（Ａ）
図の柱状インク滴３１は、前記ノズル形成基板の移動に
より揃断力を受け、インク滴３２のように十分な印字品
質を持つ為に必要最小限なインク吐出量に制御される。

その後、　（Ｃ）図に示すように、変位発生部材及び圧
力発生部材は、定常状態に戻り、次の突出に備えると共
に、インク３０は、柱状インク滴３３の形状にて、記録
紙に向かって飛翔する。

〔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
ズル形成基板に変位発生部材を接着するンク吐出量を必
要最小限に制御するものである。

こうして、薄く、広く、記録紙にドツトを転写させ、印
字品質の向上と、インク吐出量を減らし、ランニングコ
ストの低減を図ることが可能となる。

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、仮に、乾燥特性を課題とする水性インクを
用いたときインク吐出量の合理化によって、前記特性の
向上に大きく寄与するものと思われる。また、耐擦特性
に課題を持つホットメルトインクを用いたときも、前記
特性に優れたドツト形状を実現するものと予測されるな
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。まさ、ノズルに関しても、本実施例
では形状が円筒形であるが、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図は、本発明によるインクジェットヘッドの一実施
例を示す、正面図（Ａ）及び、側断面図（Ｂ）。 第３図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明による変位発生部材を
備えた複数のノズルを有するノズル形成基板及び、圧力
発生部材による動作を示す側面図。 第４図は、本発明によるインクジェットヘッドの一実施
例を示す、正面図（Ａ）及び、側断面図（Ｂ）。 第５図は、本発明によるインクジェットヘッドの一実施
例を示す、正面図（Ａ）及び、側断面図（Ｂ）。 第６図（Ａ、）〜（Ｃ）は、本発明による変位発生部材
を前部両端に備えた複数のノズルを有するノズル形成基
板及び、圧力発生部材による動作を示す側面図。 ０ ２ ０ ２ ０ ２ ０ インクジェットヘッド インクジェットヘッドＮＷライン 記録紙 プラテン ノズルプレート ノズル開口部 １１　ノズル １３　変位発生部材 （積層圧電素子） 圧力発生部材 金属板 ２１　圧電素子 ２３　スペーサー インク インク滴ＣＢ） ３１　インク滴（Ａ） ３３　インク滴（Ｃ） ケーシング 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、前記ノズル形成基板から
   吐出させるインクジェットヘッドに於て、前記ノズル形
   成基板が、圧力発生部材と平行または、垂直方向に振動
   する機構を有することを特徴とするインクジェットヘッ
   ド。