JPH03243357A - インクジェット記録ヘッド - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、インクジェット記録ヘッドに関する。

［従来の技術］ ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ等の電子機
器の出力装置としてプリンタが多く用いられている。こ
のプリンタのヘッドの１つにインクジェット記録ヘッド
がある。

第５図は従来のインクジェット記録ヘッドの分解斜視図
を示す。

同図に示すように、基板１０上に概略櫛状の圧電アクチ
ュエータ１１が設けらでおり、圧電アクチュエータ１１
の上にはＧＮＤ　（グランド）電極Ｉ２が設けられてい
る。ＧＮＤ電極１２の上には振動板１６を介してカバー
ブロック１５が設けられている。

外部からの信号により駆動回路１４が信号電極１３のい
ずれかに信号電圧を印加する。このため、対応する圧電
アクチュエータ１１が圧電効果によって縦方向、即ち振
動板１６を押す方向に変位し、これにより振動板１６の
対応部位が押し上げられ、インク室■７からノズル１８
を経て外に噴射され、用紙等の上に印字が行われる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来のインクジェット記録ヘッ
ドによると、圧電アクチュエータが印加された電圧によ
り縦方向の変位とともに圧電アクチュエータの長さ方向
、即ち横方向の変位を伴い、この横方向の変位力が基板
及び振動板の全体に作用し、たわみが生じる。このため
、各インク室に対する容積の変化が他のインク室にも相
互に影響するクロストーク現象が発生するので、本来は
噴射されないはずのノズルからもインキが噴射されたり
、噴射されるべきインキの量が減少したり不安定な状態
となる。

従って本発明の目的はこのようなりロストーク現象を回
避できるインクジェット記録ヘッドを提供することであ
る。

［課題を解決するための手段］ 上述の目的は本発明によれば、基板と、基板の一方の面
上に設けられた複数の圧電アクチュエータと、圧電アク
チュエータ上に設けられ圧電アクチュエータにより振動
する振動板と、振動板上にインク室及びインク室に連通
ずるノズルを形成するカバーブロックとを備えたインク
ジェット記録ヘッドであって、基板の面側部分に互いに
交差する複数の溝を設けたことにより達成される。

［作用］ 圧電アクチュエータに信号電圧が印加されると圧電効果
によって縦方向と横方向に変位する。このうち縦方向変
位はノズルからのインクの噴射力を発生させる。圧電ア
クチュエータの動作上不用な横方向変位は、基板の互い
に交差する複数の溝の間の基板突部により吸収される。

［実施例］ 以下本発明によるインクジェット記録ヘッドを実施例に
より詳細に説明する。

第↑図は本発明の一実施例として、インクジェット式プ
リンタ用の記録ヘッドの分解斜視図である。

同図に示すように、基板２１の上に複数の圧電アクチュ
エータ２２が接着され、その上に振動板２３を介してカ
バーブロック２４が接着されることによって記録ヘッド
が構成される。

同図において圧電セラミックス等からなる基板２１の上
面の側には、圧電アクチュエータ２２に沿った複数本の
溝ｚ５が形成されている。図では隠れているが複数の溝
２５と互いに交差するように複数の溝２６が形成されて
いる。これらの溝２５及び２６は、例えばグイシングツ
−等の切削装置によって形成されている。

基板２１上に複数の溝２５及び２６が形成されることに
より形成された複数の表面突起２７が、圧電横効果（印
加電圧によって生じる圧電アクチュエータ２２の長さ方
向の伸び）による力を受けることより横方向に変形して
も基板２１に影響を及ぼさないような適度な深さ及び幅
を有する。

第２図は、第１図の基板２１を圧電アクチュエータ２２
の長さ方向に切断した場合の部分断面図である（但し、
簡単のため圧電アクチュエータ２２は省略）。

通常は、このような横方向の変形を可能にするためには
第２図の部分断面図に示すように表面突起２７の深さｙ
と幅Ｘとの関係がｙ≧２又となるように設定することが
望ましい。従って、本実施例のようにＰＺＴセラミック
スからなる基板２１では、ｘ＝ＩｏＯμｍｓ　ｙ＝２６
０　μｍとすれば、加工の容易さ及び工程数の観点から
も適当となる。

第１図において、溝２５及び２６が形成された側の基板
２１の表面突起２７の上には圧電素子を積層した圧電ア
クチュエータ２２が接着剤により接着されている。この
圧電アクチュエータ２２は、同図に示すように複数枚の
帯状の圧電アクチュエータ２２を基板２１の表面突起２
７の上に接着しても基板２１に溝２６を形成した後に振
動板２３の大きさの圧電アクチュエータを接着して、溝
２６と交差する方向に複数本の溝をダイシングすること
により形成してもよい。

第３図は第１図におけるインクジェット式プリンタ用の
記録ヘッドを組立てた後、圧電アクチュエータ２２の長
さ方向に切断した場合の断面図である。

同図において、圧電アクチュエータ２２上に振動板２３
が設けられ、この振動板２３上にカバーブロック２４が
設けられている。カバーブロック２４は金属で形成され
るがガラス、セラミック及びプラスチックのいずれを用
いて形成してもよい。振動板２３は金属が用いられてい
るが、プラスチックを用いてもよい。

２８は振動板２３とともにカバーブロック２４内に形成
した複数のインク室で、これらのインク室２８は互いに
連通ずるとともに、さらにインクの注入孔２９にも連通
している。３０は各インク室２８に連通ずるノズルであ
る。ノズル３０は図では２つであるが印字すべき字体の
ドツト数に応じた数でもよい。

圧電アクチュエータ２２の両面には図示しないＧＮＤ電
極及び信号電極が圧電アクチュエータ２２を挟むように
構成されている。圧電アクチュエータ２２の上側の電極
、通常はＧＮＤ電極か夫々共通に接続されており、下側
の信号電極は図示しない駆動回路に夫々接続されている
。駆動回路は基板２１上に設けても外部に設けてもよい
。なお、駆動回路は外部の図示しない制御回路に接続さ
れている。

次に本実施例の記録ヘッドの動作について説明する。

図示しない制御部からの制御信号が駆動回路に印加され
る。この制御信号に応じて圧電アクチュエータ２２のい
ずれかに選択的に信号電圧が印加される。圧電アクチュ
エータ２２は圧電体の圧電縦効果による縦方向の変位動
作を行うため、振動板２３の対応部位が押し上げられる
。これによって、その押し上げ部位に対応するインク室
２８の容積が収縮し、この収縮圧力によりインク室２８
内のインクがノズル３０から噴射される。従って、用紙
等の上に印字が行われる。

ところで、このような圧電アクチュエータ２２は上記の
ような縦方向変位とともに、横方向変位の動作も行い、
この変位力を振動板２３及び基板２１も受けることにな
る。

この様子を第４図の部分断面図に示す。圧電アクチュエ
ータ２２は矢印の方向に変位し、この変位か基板２１を
介して隣接する他の圧電アクチュエータ２２に伝播して
いき、これらをたわませようとする。しかしながら、こ
れらの圧電アクチュエータ２２の横方向変位は、溝２６
によって分割された対応する表面突起２７のたわみ変形
によって吸収される。

従って、隣接する他の圧電アクチュエータ２２や振動板
２３をたわませることがない。

従って、インクジェット記録ヘッドの対応する位置のイ
ンク室２８のみの収縮を可能にし、ノズル３０からのイ
ンクの噴射が安定的に、しかも確実に行われる。

［発明の効果コ 以上詳細に説明したように、本発明によれば基板と、基
板の一方の面上に設けられた複数の圧電アクチュエータ
と、圧電アクチュエータ上に設けられ圧電アクチュエー
タにより振動する振動板と、振動板上にインク室及びイ
ンク室に連通ずるノズルを形成するカバーブロックとを
備えたインクジェット記録ヘッドの基板の面側部分に互
いに交差する複数の溝を設けたことで、横方向変位が基
板を通じて振動板や他の圧電アクチュエータに伝わるの
を防止でき、所定の対応するインク室のみの収縮を正確
かつ安定にコントロールできることになり、ノズルから
のインクの噴射を安定かつ確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてのインクジェット記録
ヘッドの分解斜視図、第２図は第１図の実施例に用いら
れる基板を圧電アクチュエータの長さ方向に切断した場
合の部分断面図、第３図及び第４図は同実施例の動作を
説明するためのヘッドの断面図、第５図はインクジェッ
ト記録ヘッドの従来例を示す分解斜視図である。 ２１・・・・・・基板、２２・・・・・・圧電アクチュ
エータ、２３・・・・・・振動板、２４・・・・・・カ
バーブロック、２５．２６・・・・・・溝、２８・・・
・・・インク室、３０・・・・・・ノズル。 第１ 図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板と、該基板の一方の面上に設けられた複数の圧電ア
   クチュエータと、該圧電アクチュエータ上に設けられ該
   圧電アクチュエータにより振動する振動板と、該振動板
   上にインク室及び該インク室に連通するノズルを形成す
   るカバーブロックとを備えたインクジェット記録ヘッド
   であって、前記基板の前記面側部分に互いに交差する複
   数の溝を設けたことを特徴とするインクジェット記録ヘ
   ッド。