JPH04176654A - 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〕 本発明はプリンタ特にインクジェットプリンタのヘッド
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の圧電式インクジェットプリンタヘッドとしては、
圧電素子のバイモルフによる撓みを利用してインクを充
填した圧力室の壁を変形させ、その時の圧力によりイン
クを突出させるカイザ一方式が、例えば特公昭５７−２
０９０４号公報に記載されている。

また圧電素子の剪断モードによる変形を利用して、イン
クを充填したチャンネルの隔壁を変形させ、その時の圧
力によりインクを突出させる剪断モード方式が、例えば
特開昭６３−２４７０５１号公報に記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した従来の方式ではそれぞれ問題が
ある。

カイザ一方式では圧力室を平面上に並べるためマルチノ
ズルのノズルピッチより大きくなりノズルに接続するイ
ンクの流路が必要となり、そのためにインク吐出の抵抗
が増し、圧力損失が発生すると同時にヘッドが大型にな
る。

また剪断モード方式では圧力室と隔壁（駆動壁）を作る
ため数１０ミクロンの巾の切削等による溝加工が必要と
なり、コストアップにつながる。またインクを吐出させ
るためには隔壁自身が剪断モードで変形する事になるが
隔壁が隣の圧力室と共通なため隣接する圧力室同志の圧
力に干渉が起こる等の問題がある。また構造上隣接ノズ
ルから同時にインクを吐出させることができな（・。

〔課題を解決するための手段〕 本発明の目的は加工組み立てが容易なローコスト、小型
、高性能なインクジェットプリンタヘッドを提供するも
のである。

本発明は、圧電体の厚み方向の変化を利用する新しい原
理によるもので、高い解像度をクロストークなく与える
ことのできるインクジェットヘッドの提供を目的として
いる。

上記問題点を解決させるため本発明のインクジェットヘ
ッドは少なくとも一方の基板にインク供給孔を有する上
基板及び下基板と、該上下基板間に厚み方向に開放する
インク溜め、インク供給路、圧力室、及びノズル孔をそ
れぞれ直結して形成しかつ両面に駆動電極を配し、厚み
方向に分極した板状圧電体を配設した構成を特徴とする
。

又、本発明のインクジェットヘッドは少なくとも一方の
基板にインク供給孔を有する上基板及び下基板と、該上
下基板間に、厚み方向に開放するインク溜め、インク供
給路、圧力室、及びノズル孔をそれぞれ直結して形成し
、かつ両面に駆動電極を配し、厚み方向に分極した板状
圧電体を配設し厚み方向に開放するインク溜めを有する
隔壁板とな、交互に複数個順次積層し、かつ前記インク
溜め同志がそれぞれ対応するように積層配置した構成を
特徴とする。

〔作用〕

本構成によれば、インクを吐出させるための圧力室の加
圧は板状圧電体の両面に配設した駆動電極に電圧を印加
することにより前記板状圧電体の厚みを減少させて圧力
室の容積を変化させることにより、インクを吐出させる
。

〔実施例〕

以下、本発明による一実施例を図面に基づいて説明する
。第１図は本発明によるインクジェットヘッドの分解斜
視図であり、電気機械変換特性を有する板状圧電体２０
はインク溜め２０Ｃ、インク供給路２０ｄ、圧力室２０
ｅ、ノズル孔２０ｆなそれぞれ直結して厚み方向に開放
するように（り抜かれている。また隔壁板３０はインク
溜め３０Ｃが厚み方向に開放するようにくり抜かれてい
る。そして板状圧電体２０と隔壁板３０は交互に複数個
順次積み重ねられ、インク溜め３０Ｃ同志がそれぞれ対
応するように積層配置して共通インク溜めを形成し、上
基板８０と下基板７０に挾まれている。上基板８０には
インク供給孔８１が設けられている。今インクがインク
供給孔８１より供給されるとインクはインク溜め２０Ｃ
よりインク供給路２０ｄを通って板状圧電体２０の圧力
室２０ｅに供給される。圧力室２０ｅの一端はノズル孔
２０ｆに接続している。この様子な断面斜視図で現すと
第２図の如くになる。また分解断面図で現すと第３図の
如くになる。板状圧電体２０の両面には駆動電極２０Ｊ
Ｌ、２０ｂ’に配設し、該板状圧電体２０は厚み方向に
分極しておく。駆動電極２０＆、２０ｂに極性を選んで
パルス電圧を加えると、瞬間的に板状圧電体２０の厚み
が減少し圧力室２０ｅの圧力が上がり、圧力室２０ｅ内
のインクはノズル孔２０ｆを通ってインク液滴２０ｇと
なって外部に吐出する。ここで図示して　　　−いない
がノズル孔２０ｆはノズル孔を有する別部材からなるノ
ズル板で代替することも可能である。

板状圧電体２０の周辺２０ｈ内には電極（以下スルーホ
ール電極と呼ぶ）２０１．２０２．２０３・・・が設げ
てあり、また隔壁板３０の周辺３０ｈにもスルーホール
電極３０１．６０２．６０３・・・を形成しておく。同
様に下基板７０の周辺７０ｈにもスルーホール電極７０
１．７０２．７０３・・・を設け、該下基板７０の外側
には電極引き出し用フレキシブル配線板９０を設けそれ
ぞれの電極をスルーホール電極を通して外部に引出して
いる。即ち第１番目の上側駆動電極２０ａはスルーホー
ル電極２０１な介して下側に電極移しされ、隔壁板３０
に設けたスルーホール電極６０１に接続し、順次下層の
対応するスルーホール電極４０１．５０１．６０１・・
・に接続し、最終的に最下面のフレキシブル配線板９０
の外部リード電極端子９０１に接続される。ここで第１
番目の駆動電極２０ａはスルーホール電極２０１に接触
しており、他のスルーホール電極２０２．２０６・・・
にはさけるように駆動電極パターンを形成しておく。同
様にして第２番目の上側駆動電極４０ａはスルーホール
電極４０６を介してフレキシブル配線板９０の外部リー
ド電極端子９０６に接続される。また第１番目下側駆動
電極２０ｂ（第３図参！３りはスルーホール電極２０２
を介して次の隔壁板６０のスルーホール電極３０２を介
してフンキシプル配線板９０の外部リード電極端子９０
２に接続される。圧力室２０ｅとインク溜め２ＤＣの間
のインク供給路２０ｄにはくびれを設けてあり、それに
より圧力室２０ｅの圧力が上ってインクがノズル孔２Ｏ
ｆから吐出する時、圧力室２０ｅのインクがインク溜め
２ＤＣへ逆流する抵抗な増してインクの吐出効率を上げ
ている。板状圧電体２０．４０．６０・・・は圧電セラ
ミックのグリーンノートを用い、両面の駆動電極は印刷
等で作る。隔壁板３０．５０・・・もセラミックのグリ
ーンシートを用いるが隔壁板３０．５０・・・は単なる
構造材なので必ずしも圧電セラミックである必要はない
。それ等を交互に積み重ねたのち両側に上基板８０と下
基板７０を付け、加圧焼結し、一体出することによりマ
ルチノズルのインクジェットヘッドができる。

〔発明の効果〕

本発明によると上記した如く、従来のカイザー方式と比
較すると小型で圧力損失の少ない効率の良い安価なヘッ
ドができる。また剪断モード方式と比較すると駆動時の
隔壁の積極的な変形がなく従って隣接圧力室同志の圧力
干渉も無く、隣接ノズルの同時インク吐出が可能となる
。またグリーンシートによる多数個取りを採用すると、
切削加工も不要となり特長あるヘッドが可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はインクジェッ
トヘッドの分解斜視図、第２図は断面斜視図、第３図は
分解断面図である。 ２０・・・・・・板状圧電体、 ２０＆、２０ｂ・・・・・・駆動電極、２０Ｃ・・・・
・・インク溜め、２ｎｄ・・・・・・インク供給路、２
０ｅ・・・・・・圧力室、　　２０ｆ・・・・・・ノズ
ル孔、３０・・・・・・隔壁板、　　　７０・・・・・
・下基板、８０・・・・・・上基板、　　　８１・・・
・・・インク供給孔。 第１因 ２０ｄ 第３図 唾＝雪＝＝＝＝コ〜４０ 瞑＝コ＝＝４＝二コ 二二＝：コー９゜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一方の基板にインク供給孔を有する上
   基板及び下基板と、該上下基板間に、厚み方向に開放す
   るインク溜め、インク供給路、圧力室、及びノズル孔を
   それぞれ直結して形成し、かつ両面に駆動電極を配し、
   厚み方向に分極した板状圧電体を配設し、前記駆動電極
   に電圧を印加することによる前記板状圧電体の厚み方向
   の変化により圧力室の容積を変化させることを特徴とす
   るインクジェットヘッド。
2. （２）少なくとも一方の基板にインク供給孔を有する上
   基板及び下基板と、該上下基板間に、厚み方向に開放す
   るインク溜め、インク供給路、圧力室、及びノズル孔を
   それぞれ直結して形成し、かつ両面に駆動電極を配し、
   厚み方向に分極した板状圧電体を配設し厚み方向に開放
   するインク溜めを有する隔壁板とを、交互に複数個順次
   積層し、かつ前記インク溜め同志がそれぞれ対応するよ
   うに積層配置し、前記駆動電極に電圧を印加することに
   より前記板状圧電体の厚み方向の変化により圧力室の容
   積を変化させることを特徴とするインクジェットヘッド
   。