JPH03178447A - 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 本発明はインクジェットプリンタに用いるインクジェッ
トヘッドに関するものである。

従来の技術 近年、インクジェットプリンタは高印字品質。

高解像度、静粛性及びカラー化等で他のプリンタに比較
して優れている而が多々あるので、急速に普及してきて
いる。

以下に従来のインクジェットヘッドについて説明する。

第４図は従来のインクジェットヘッドの構造を示す平面
図、第５図は第４図のＡ−Ａにかける断面図を示すもの
である。第４図及び第６図にかいて基板１と振動板２の
間に複数のインク噴出口３〜７．圧力室８〜１２及びイ
ンク供給部１３が形成されている。圧力室８〜１２に対
応する振動板２に圧電素子１４〜１８が接着されている
。

１９と２０は、前記圧電素子１６に電界を制御部２１か
ら印加する電極であシ、他の圧電素子にも同様に電極が
構成されている。

上記のようなインクジェットヘッドは、例エバ基板１に
インク供給部１３．圧力室８〜１２．インク噴出口３〜
７等のインクの流路部をエツチングや機械加工で形成し
、その基板１に振動板２を溶着や接着等によって接合し
、振動板２には圧電素子１４〜１８を接着する。例えば
、圧電素子１６の電極１９と２０に制御部２１から駆動
信号を印加すると圧電素子１ｅは面収縮（圧電素子の分
極方向に印加した場合）を起こし、圧電素子１６と接着
部分の振動板２が圧力室側に変位し、圧力室１Ｑの圧力
変動によりインクが加圧されてインク滴が噴出口６から
吐出する。上記の構成では、圧電素子等の電気−機械変
換素子を各々の圧力室上部に正確に貼り合わせなければ
ならず、又−収約に各々の電極が振動板上に配置されて
＞ｐ、それとの電気的結合も精度を要し、その接着工数
はインク噴出口が多くなる程多くなシ、ばらつきが発生
しやすいので信頼性が低下しコスト高になる。

次に特公昭５５−１８２７６号公報で提案されたインク
ジェットヘッドについて説明する。第６図は提案例にお
けるインクジェットヘッドの構造を示す平面図である。

第６図において一体形の圧電素子２２が、圧力室８〜１
２の総てを覆って振動板２に接着されている。圧電素子
２２には圧力室８〜１２の各々に対応して制御電極２３
〜２７（反対側電極は図示せず）が設けられている。例
えば、電極２５に電圧を印加すると圧電素子の電ＦＭ２
ｓの部分だけが面収縮を起こして振動板２の電極２５の
部分だけが圧力室側に変位して、圧力室１０の圧力変動
によりインクが加圧されインク滴が噴出口６から吐出す
る。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記の提案例の構成では、従来例に比して
部品点数は減るが、振動板と圧電素子の接着時に位置決
めの精度が厳しく、又各圧力室の駆動時に圧電素子に応
力の相互干渉を生じて歪量が十分に取れなくなるという
問題点を有していた。

本発明は上記の問題点を解決するもので、噴出口の高密
変化、多口化及び低コスト化したインクジェットヘッド
を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のインクジェットヘッ
ドは、電気−機械変換機能を有する振動板を用い、振動
板の対となる電極面積の大きさを変えた構成を有してい
る。

作　　用 との構成によって、電気−機械変換機能を有する振動板
で応力の不均衡を作り出して面と垂直の方向に変位を行
い、圧力室を直接加圧できるので従来ようも小さい圧力
室とすることができる。

実施例 以上本発明の一実施例について図面を参照しなかも説明
する。第１図は本発明の一実施例にお・けるインクジェ
ットヘッドの構造を示す平面図、第２図は第１図のＡ−
Ａにかける断面図である。第１図及び第２図において複
数の噴出口３〜７、その噴出口の各々に連絡する圧力室
８〜１２及びインク供給部１３は従来例と同様であるが
、振動板がなく圧電素子板２８が流路部を形成している
基板１に直接に接合されている。圧電素子板２８の前記
圧力室８〜１２の各々に対応する部位には、圧力室側の
面にコモン電極２９〜３３、その反対側の面に前記コモ
ン電極２９〜３３よシ大きい面積の制御室Ｗｉ３４〜３
８が蒸着やヌパソタ等で設けられている。

第３図は、圧電素子板２８の電極部分の断面拡大図で第
３図ａは動作前、同図すは動作後の圧電素子板２８の変
形状況を示し、ａに釦ける圧電素子板の領域Ａは電界の
かかる部分を示したものである。

以上のように構成されたインクジェットヘッドについて
以下その動作を説明する。例えば圧力室１ｏについて説
明する。第３図ａは電源入力前の状態を示し圧電素子２
８の分極方向を矢印イで示しである。信号によシミ圧を
印加するとａに示す圧電素子板２８の制御電極３６とコ
モン電極３１に挟１れている領域Ａは電極と平行な方向
に収縮しようとする。領域Ａに示すように電界のかかる
範囲が制御電極３６側とコモン電極３１側とで異なって
いるので、圧電素子板２８の制御電極側の方がコモン電
極側より収縮量が大きくなｐｂに示すように圧電素子板
２８は圧力室１０側に変位する。これによって、圧力室
１０が圧力変動を起こしインク滴が噴出口６から吐出す
る。

なか本発明では電圧を印加する際にインク滴を吐出させ
ているが、分極方向又は電圧の極性を変えて通常電圧を
印加して矢印ａと反対の方向に変位させた状態から、電
圧を零に落して圧電素子板の変位を元に戻すことによシ
インクを吐出させることもできる。

本実施例では一例として圧電素子を用いているが、電気
−機械変換機能を有するものであればよい。また制御電
極とコモン電極を入れかえてもよく、また電極面積に差
があればよいのでどちらの電極が大きくてもよい。

またコモン電極２９〜３１を一体物にして圧電素子板２
８の片面全体を覆っても同様の効果を生じさせることが
できる。

発明の効果 以上のように本発明は、基板と電気−機械変換機能を有
する板で、複数の圧力室を又は同時に前記圧力室に連結
するインク供給部や複数のインク噴出口を構成し、前記
の電気−機械変換機能を有する板の前記複数の圧力室に
対応した部位の圧力室側の面の電極面積の大きさとその
反対側の面の電極面積の大きさを異にしたもので、一体
形圧電素子板を振動板として使用するため構造を簡単に
でき、また前記振動板で応力不均衡を作り出して而と垂
直の方向に変位を行うのでインクの吐出に必要な圧力を
得るのに今までよシも小さな面の変位でよく圧力室を小
形化でき、部品点数や工数を減らすことができるので、
高信頼化とインク噴出口の高密度化及び低コスト化が可
能な優れたインクジェットヘッドを実現できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるインクジェット
ヘッドの構造を示す平面図、第２図はそのＡ−Ａ線断面
図、第３図は圧電素子板の電極部分の断面拡大図１、第
４図は従来のインクジェットヘッドの構造を示す平面図
、第６図はその断面図、第６図は他の従来例のインクジ
ェットヘッドの構造を示す平面図である。 １・・・・・・基板、６・・・・・・インク噴出口、１
０・・・・・・圧力室、１３・・・・・・インク供給口
、２８・・・・・・電気−機械変換機能を有する板、３
１・・・・・・コモン電極、３６・・・・・・制御電極
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と電気−機械変換機能を有する板で、複数の
   圧力室を又は同時に前記圧力室に連結するインク供給部
   や複数のインク噴出口を構成し、電気−機械変換機能を
   有する板の前記圧力室構成部分の圧力室側の電極面積と
   その反対側の電極面積を異にしたインクジェットヘッド
   。
2. （２）電気−機械変換機能を有する板に圧電材料を用い
   た特許請求の範囲第１項記載のインクジェットヘッド。
3. （３）インク噴出口より遠い圧力室と近い圧力室で電極
   の形状、または電極の面積を変えた特許請求の範囲第１
   項記載のインクジェットヘッド。