JPH04355142A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液体インクを記録紙上に
飛翔させ文字または画像の記録を行なうインクジェット
プリンタのインクジェットヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェットヘッドは、図４に
示されるように櫛歯状に切断された圧力発生素子３１と
、該圧力発生素子３１と中心軸を一致するノズル孔３３
を形成したノズルプレート３２を対向して配置し、前記
圧力発生素子３１と前記ノズルプレート３２の間隙を圧
力室３４として、該圧力室３４に液体インクを充填させ
るもので、特公昭６０−８９５３号公報において公知で
ある。この公知例では、圧力発生素子３１の発生力を直
接圧力室３４に充填されている液体インクに及ぼし、圧
力室３４内の押し圧力によりノズル孔３３よりインク滴
を飛翔させ印画を行なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術では、圧力室が圧力発生素子とノズルプレートの間隙
により形成されているので、圧力発生素子によって圧力
室に及ぼされた圧力エネルギーのうち、インク滴吐出に
関与するエネルギーすなわちノズル孔より流出する液体
インクの流量に比べて、インク滴吐出に関与しないエネ
ルギーすなわち圧力室から周囲の供給路に流出する液体
インクの流量が多く、供給エネルギーがインク滴吐出に
有効に活かされないという問題点があった。

【０００４】これはインク滴を吐出するノズル孔側のイ
ンピーダンスが供給路側のインピーダンスより大きく、
圧力発生側からみると各インピーダンスが並列に接続さ
れているため、液体インクに及ぼされる圧力エネルギー
は、インピーダンスの小さい供給路側に多く費やされて
いることに起因する。

【０００５】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圧力室形成部材ある
いはノズルプレートに任意の圧力室を形成し、供給路側
のインピーダンスとノズル孔側のインピーダンスの比を
小さくし、吐出効率を向上させたインクジェットヘッド
の提供にある。

【０００６】

【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、圧力発生素子と該圧力発生素子から発生され
る圧力を液体インクに及ぼすための圧力室と、該圧力室
を形成するための圧力室形成部材と、前記圧力によりイ
ンク滴を吐出するためのノズル孔を有するノズルプレー
トから構成することを特徴とする。

【０００７】また、前記圧力室をノズルプレート内に形
成することを特徴とする。

【０００８】また、前記圧力室をノズルプレートと該ノ
ズルプレートを支持する部材とにより形成することを特
徴とする。

【０００９】

【実施例】以下本発明のインクジェットヘッドの一実施
例を図を用いて詳細に説明する。図１は本発明における
インクジェットヘッドの構造を示す断面図であって、１
は圧力発生素子としてＰＺＴ等の圧電素子を用いた棒状
の圧電振動子で、一端をセラミック等の硬い材質の基板
に接着固定し、他端を振動部として圧力室形成部材３に
接合している。圧力室形成部材３は、圧電振動子１の発
生力を平面的にかつ一様に伝搬するための弾性板として
の働きをするとともに、圧力室６を形成するための壁部
３ａが突出して、ノズルプレート４が接合されている。

【００１０】ノズルプレート４には圧力室６に対応して
ノズル孔５が配設され、圧電振動子１の振動により生じ
る圧力室６内の圧力により圧力室６に充填されている液
体インクがノズル孔５よりインク滴として吐出し、記録
紙上に印画が行なわれる。２は、圧電振動子１を絶縁な
どの目的で被覆するためのシリコン樹脂等の被覆材であ
る。

【００１１】一般にインクジェットヘッドの吐出効率は
、供給エネルギーがインク滴吐出に関与する割合として
表わされるものである。圧電振動子１の発生力を利用し
てインク吐出を行なう本実施例のインクジェットヘッド
においては、圧力室６に及ぼされる圧力エネルギーによ
ってインク供給路へ流出する液体インク流量と、ノズル
孔５より吐出される液体インク流量との比で吐出効率が
表わされる。

【００１２】インク流量の比は供給路のインピーダンス
とノズル孔のインピーダンスの比として表わされるもの
で、（ノズル孔のインピーダンス）／（供給路のインピ
ーダンス）が小さいほど吐出効率がよい。従って、圧力
室６の供給路側のインピーダンスを大きくするか、ある
いは吐出側のインピーダンスを小さくするように適正な
圧力室を形成することによって、吐出効率を向上させる
ことができる。吐出効率が改善されれば、インク滴を吐
出させるために必要な圧力エネルギーが小さくなるため
、供給エネルギーが低減できるとともに、発生力は圧電
振動子の断面積と比例するため、圧電振動子の断面積も
小さくできるので、より高密度なインクジェットヘッド
とが可能となる。

【００１３】本発明のインクジェットヘッドは適正な圧
力室を形成するために、圧力室形成部材３を用いており
、圧力室形成部材３はたとえば感光性樹脂などを用いて
、露光・現像のプロセスによって成型され、任意の圧力
室形状を形成することができる。

【００１４】図２は本発明におけるインクジェットヘッ
ドの第２の実施例の構造を示す断面図であって、１１は
圧電振動子で一端をセラミック等の硬い基板に接着し、
他端を振動端としてポリイミドフィルム等を用いた弾性
板１３に接合している。圧電振動子１１の周囲は絶縁や
マイグレーション防止のためにシリコン樹脂などの被覆
材１２で被覆されている。弾性板１３には、圧電振動子
１１に対応して圧力室１６を形成したノズルプレート１
４が接着されている。ノズルプレート１４はたとえば金
属シリコンのエッチングまたはニッケルプレートを電鋳
加工して形成されるもので、ノズル孔１５と圧力室６の
位置精度が向上し、流路抵抗のばらつきが改善される。

【００１５】図３は本発明におけるインクジェットヘッ
ドの第３の実施例の構造を示す斜視断面図であって、２
１は圧電振動子で振動端が弾性板としての効果も有する
圧力室形成部材２３に接合され、圧電振動子２１の周囲
は被覆材２２によって覆われている。圧力室形成部材２
３にはニッケルの電鋳加工などにより形成された圧力室
を有するノズルプレート２４が接合され、圧電振動子２
１と中心軸が一致するようにノズル孔２５が配設されて
いる。

【００１６】第３の実施例で示すように圧力室形成部材
２３とノズルプレート２４の両方に第１の圧力室２６及
び第２の圧力室２７を形成すれば、圧力室形成部材２３
の第１の圧力室２６により供給路側のインピーダンスを
大きくするような流路系を形成し、ノズルプレート２４
の第２の圧力室２７により吐出側のインピーダンスを小
さくする流路系を形成して吐出効率を改善させることが
できる。なお、ここで第１の圧力室２６は、供給路２９
に連通しており、圧電振動子２１・圧力室形成部材２３
の振動変形する領域を第１の圧力室２６としている。

【００１７】さらに、供給路側のインピーダンスを大き
くすることは供給能力を低下させることになるが、第３
の実施例のごとく圧力形成部材２３とノズルプレート２
４に圧力室２６および、圧力室２７を形成すれば、第１
、第２の実施例と比べて圧力室２６のインピーダンスを
大きくする必要がないため、供給能力も低下することな
くインクジェットヘッドの応答性が速くなる。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の上記の構成
によれば、圧力室形成部材を用いたことにより、任意形
状の圧力室が形成でき吐出効率が向上する。また、ノズ
ルプレートに圧力室を形成することにより流路系のばら
つきが抑えられる。また、圧力室形成部材とノズルプレ
ートにより圧力室を形成すれば供給能力が向上し応答性
が速くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェットヘッドの構造を示す断
面図である。

【図２】本発明のインクジェットヘッドの別の構造を示
す断面図である。

【図３】本発明のインクジェットヘッドのさらに別の構
造を示す斜視断面図である。

【図４】従来のインクジェットヘッドの構造を示す断面
図である。

【符号の説明】

１　　圧電振動子 ２　　被覆材 ３　　圧力室形成部材 ４　　ノズルプレート ５　　ノズル孔 ６　　圧力室 １１　　圧電振動子 １２　　被覆材 １３　　圧力室形成部材 １４　　ノズルプレート １５　　ノズル孔 １６　　圧力室 ２１　　圧電振動子 ２２　　被覆材 ２３　　圧力室形成部材 ２４　　ノズルプレート ２５　　ノズル孔 ２６　　第１の圧力室 ２７　　第２の圧力室

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　圧力発生素子と、該圧力発生素子から
   発生される圧力を液体インクに及ぼすための圧力室と、
   該圧力室を形成するための圧力室形成部材と、前記圧力
   によりインク滴を吐出するためのノズル孔を有するノズ
   ルプレートから構成することを特徴とするインクジェッ
   トヘッド。
2. 【請求項２】　　前記圧力室をノズルプレートに形成す
   ることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッ
   ド。
3. 【請求項３】　　前記圧力室をノズルプレートと圧力室
   形成部材とにより形成することを特徴とする請求項１記
   載のインクジェットヘッド。