JPH07227964A - インクジェット記録装置用ヘッド - Google Patents

インクジェット記録装置用ヘッド

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JPH07227964A
JPH07227964A JP2049494A JP2049494A JPH07227964A JP H07227964 A JPH07227964 A JP H07227964A JP 2049494 A JP2049494 A JP 2049494A JP 2049494 A JP2049494 A JP 2049494A JP H07227964 A JPH07227964 A JP H07227964A
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JP
Japan
Prior art keywords
comb
piezoelectric element
shaped piezoelectric
recording apparatus
comb teeth
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2049494A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Mita
剛 三田
Atsushi Kodama
淳 児玉
Motomichi Shibano
元道 芝野
Hiroko Miyake
裕子 三宅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は焼成ブロックから作成する櫛形圧電素
子を駆動源として記録媒体にインクを噴射して印字を行
うインクジェット記録装置用ヘッドに関し、正確な印字
処理を行えるインクジェット記録装置用ヘッドの実現を
目的とする。 【構成】焼成ブロックを櫛形に分断した櫛形圧電素子1
Aの両端部分にダミー領域1Cを設け、更にダミー領域
1Cに櫛形圧電素子1Aと同形状の櫛歯1Bを設ける。
また、櫛形圧電素子1Aが再分極をする大きさの駆動電
圧を印加する電圧印加手段2を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は圧電素子を駆動源として
インクを噴射することにより、媒体に印字を行うインク
ジェット記録装置用ヘッドに関する。電圧を印加して圧
電素子を伸縮させることにより生ずる圧力を利用して、
ノズルからインクを噴射するインクジェット方式の印字
装置は、他の方式に比較すると、構造が簡単で、カラー
化がし易く、低騒音等の特徴があり、デスクトップタイ
プのプリンタとして広く普及している。
【0002】
【従来の技術】図6はインクジェット記録装置の側面図
である。図中、21は記録媒体であり、インクジェット
記録装置によって印字等の処理が施される。22はイン
クジェット記録装置用ヘッドであり記録媒体21にイン
クを噴射する。23はインクタンクであり、インクジェ
ット記録装置用ヘッド22にインクを供給する。24は
キャリッジであり、インクジェット記録装置用ヘッド2
2とインクタンク23を搭載している。
【0003】25は送りローラ、26はピンチローラで
あり、記録媒体21を挟持してインクジェット記録装置
用ヘッド22へと搬送する。27は排出ローラ、28は
ピンチローラであり、記録媒体21を挟持して排出方向
へと搬送する。29はスタッカであり、排出された記録
媒体21を収納する。30はプラテンであり、記録媒体
21を押さえる。
【0004】インクジェット記録装置用ヘッド22は、
電圧を印加して圧電素子を伸縮させることにより生じた
圧力によってインクを噴射することにより、媒体に印字
等の処理を行っている。このインクジェット記録装置用
ヘッド22に用いられる圧電素子の加工方法としては、
1つの圧電材料から成る焼成ブロックを分断して櫛形に
加工する方法が知られている。
【0005】この方法の場合、1つの焼成ブロックから
複数の駆動源を一度に加工することができ、基板への固
定も一時に行えることから、別々に駆動源を作成して一
つずつ基板に固定する方法よりも手間がかからずに低コ
ストにて圧電素子を作成することができるという利点を
有している。図7は一つの焼成ブロックから作成した櫛
形の圧電素子の外観図である。作成された櫛歯にはそれ
ぞれ電極が取り付けられて、電圧を印加することにより
伸縮する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】一つの板状圧電材から
成る焼成ブロックから加工した櫛形圧電素子において
は、焼成ブロックに電圧を印加して圧電性を有機させる
分極処理を施した際に、ブロック全体の分極状態を均等
に施すのが困難(ブロックの両端部分、即ち外周部分が
中央部分に比べ分極状態が劣化する)であるため、また
端部の櫛歯とその他の中央部分の櫛歯とは設置環境が異
なる(両端部以外の櫛歯は両側が他の櫛歯に隣接してい
るが、端部の櫛歯は片側しか隣接していない)ため、特
に両端部分の櫛歯の分極状態が、時間の経過に伴って大
きく劣化し、各櫛歯の特性バラツキも大きくなる。
【0007】図8は等電圧を印加した時の各櫛歯毎の静
電容量を表すグラフである。横軸は櫛番号を表し、縦軸
は静電容量を表す。図9は等電圧を印加した時の各櫛歯
毎の変位を表すグラフである。横軸は圧電素子番号を表
し、縦軸は変位を表す。図8、及び図9において、黒丸
は処理した直後の分極特性を表し、白丸は一定時間経過
後の分極特性を表す。
【0008】分極時においては各櫛歯の静電容量及び変
位は、両端の櫛歯(NO1、NO12)を除き、ほぼ均
一である。しかし、経時変化後の特性を見ると端部の櫛
歯の静電容量に大きな分極劣化が見られ、その結果とし
て櫛歯の変位のバラツキも大きくなっている。各櫛歯の
変位量にバラツキがあると、ノズルからインクを噴射す
るための圧力が不均一になるため、インクの粒径、噴射
量に影響を与えてしまい、正確な印字を行えないという
問題点がある。
【0009】本発明の目的は、駆動源となる櫛形圧電素
子の変位を均一にすることにより、正確な印字処理を行
えるインクジェット記録装置用ヘッドを実現することに
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理構成
を表す図である。1A、1Bは圧電素子の櫛歯であり、
1つの焼成ブロックを櫛形に分断加工して作成されたも
のであり、電圧を印加されることにより伸縮する。1A
はインクを噴射するための駆動源として用いられる櫛歯
であり、1B はダミー領域に設けられた櫛歯である。
【0011】2は電圧印加手段であり、圧電素子の櫛歯
に電圧を印加する。電圧印加手段2は圧電素子が再分極
を起こす電圧を印加することが可能である。
【0012】
【作用】請求項1の作用としては、一つの圧電素子焼成
ブロックの両端部分をダミー領域として、両端部分以外
の部分にて駆動源となる駆使歯1Aを作成することによ
り、分極が均一に行える部分にて駆動源となる櫛歯1A
の加工が可能となる。請求項2の作用としては、ダミー
領域にも櫛歯1Bを設けることにより、駆動源となる圧
電素子1Aは全て両側を他の櫛歯に挟まれることにな
り、駆動源となる櫛歯1Aの設置環境を揃えることが可
能となる。
【0013】請求項3の作用としては、駆動源となる櫛
歯1Aよりも多い本数の櫛歯の中から、等電圧に対して
均等な変位を示す櫛歯を駆動源として選択することによ
り、バラツキのない駆動源を用いることが可能となる。
請求項4の作用としては、印字を行う際には、電圧印加
手段2によって圧電素子が再分極をおこす電圧を印加す
ることにより、分極の劣化を防止することが可能とな
る。
【0014】
【実施例】図2は本発明の第1実施例を表す図である。
図1と対応する部分には同符号を付するものとする。1
Cはダミー領域であり、焼成ブロックの両端部分が分断
加工されることなく残されているものである。2Aは電
源であり、駆動源となる圧電素子の櫛歯1Aに印加する
電圧を供給する。2Bは制御部であり、電圧を印加すべ
き櫛歯1Aの判断及び電圧の調整を行う。3は振動板で
あり、櫛歯1Aの伸縮によって動く。4は流路板であ
り、インクが供給されている。5はノズル板であり、イ
ンクを媒体に噴射する。6は電極であり、各櫛歯に金メ
ッキすることにより設置されている。7は基板であり、
圧電素子を固定する。
【0015】電源2Aから供給されて制御部2Bによっ
て調整された電圧が、櫛歯子1Aに印加されると、櫛歯
1Aが伸縮し、該伸縮により振動板3が動き、流路板4
内のインクに圧力を与え、該圧力によってインクはノズ
ル板5から噴射されて、媒体に印字を行う。ノズル板5
には12本のノズルが形成されており、該ノズルよりイ
ンクを噴射して媒体に印字を行っている。従って、駆動
源として用いる圧電素子の櫛歯1Aが12本必要であ
る。
【0016】本実施例においては、本来12本分の櫛歯
1Aを加工できる圧電素子焼成ブロックよりも大きい焼
成ブロックを用いて12本の櫛歯1Aを作成して、作成
した櫛歯1Aの両端にダミー領域1Cを設けておく。こ
れにより、焼成ブロック時に分極が均等に行えている部
分にて駆動源となる櫛歯1Aを作成することが可能とな
る。なお、ダミー領域1Cは切除しても構わない。
【0017】第1実施例においては、駆動源となる櫛歯
1Aの端部はダミー領域1Cとしていたが、櫛歯1Aと
ダミー領域1Cでは幅が異なるために次のような問題点
が生じてしまう。つまり、櫛歯1Aの両端以外の櫛歯1
0本は、それぞれ両側が同じ幅の櫛歯と密接している。
これに対し櫛歯1Aの両端の櫛歯2本は、一方は櫛歯と
隣接しているが、他方は幅の違うダミー領域1Cと隣接
している。
【0018】従って櫛歯1Aの両端の櫛歯2本と、それ
以外の部分の櫛歯10本では設置環境が違うため、等電
圧に対する変位にも微妙なずれを生じる。この問題点を
鑑みて考え出されたのが第2実施例であり、図3は本発
明の第2実施例を表す図である。本実施例では、第1実
施例においてはダミー領域1Cであった部分にも、駆動
源の櫛歯と同じ幅の櫛歯1Bを作成しており、櫛歯の本
数は18本となっている。
【0019】これによって、駆動源となる圧電素子の櫛
歯1A12本はそれぞれ両側が同じ幅の櫛歯と隣接する
ことになり、櫛歯1Aの設置環境がみな等しくなり、等
電圧に対して均等に変位する駆動源を実現することがで
きる。また、櫛歯の本数を駆動源の数よりも多くするこ
とにより、等電圧に対して均等に変位する櫛歯を駆動源
として選択することが可能となる。
【0020】尚、本実施例においては、論理的解析、実
験より得られた経験則から、中央部の櫛歯は変位にバラ
ツキが少ないと判断して、中央部から駆動源を選択して
いるが、加工後の各櫛歯の静電容量を計測した上で駆動
源としての櫛歯を選択することも可能である。図4は、
第2実施例における駆動源櫛歯1Aの変位を表したグラ
フである。
【0021】横軸は駆動源櫛番号を表し、縦軸は変位を
表す。駆動源櫛番号は駆動源として用いる櫛歯1Aを左
から順に数えるものとする。図4のグラフから、12本
の駆動源櫛歯1Aの変位は一様であることがわかる。第
1実施例、第2実施例においては、圧電素子の加工を工
夫することにより、均等な変位を得られるが、どちらの
実施例も通常より大きい圧電素子焼成ブロックから圧電
素子を加工することから、小型化が図るのが困難であ
る。
【0022】この問題点を鑑みて考えだされたのが第3
実施例であり、図5は第3実施例を表す図である。本実
施例においては、通常通りの大きさの焼成ブロックから
櫛形圧電素子1Aが加工されており、ダミー領域も、ダ
ミー櫛歯も設置されていない。通常、圧電素子は一度分
極処理を施せば、分極を起こす程の電圧(抗電界電圧と
称する)を印加しなくても変位するため、印字の際には
抗電界電圧以下の電圧を印加しているが、本実施例で
は、印字の際は常に抗電界以上の電圧を印加する。
【0023】本実施例によれば、印字の際には必ず抗電
界以上の電圧を駆動源の櫛歯1Aに印加することによ
り、圧電素子を再分極させることにより、圧電素子に特
別な加工を施すことなく、圧電素子の分極劣化による変
位のバラツキを防止することができる。
【0024】
【発明の効果】本発明に依れば、 圧電素子 焼成ブロックの端部はダミー領域とするこ
とにより、分極が均等に行える部分にて櫛形圧電素子を
加工することができる。 インクジェット記録装置の駆動源として必要な櫛歯の
本数よりも多く櫛歯を作成することにより、両端の櫛歯
を駆動源として用いる必要がなくなる。つまり、駆動源
として用いられる櫛歯は全て両側を他の櫛歯に挟まれて
おり、同一の設置環境下に駆動源を設定することが可能
となる。 駆動源となる櫛歯よりも本数の多い櫛歯の中から、等
電圧に対して均等な変位を示す櫛歯を駆動源として選択
することにより、変位にバラツキのない駆動源を用いる
ことが可能となる。 印字を行う際には、電圧印加手段によって圧電素子が
再分極をおこす電圧を印加することにより、圧電素子の
分極の劣化による変位のバラツキを防止することが可能
となる。
【0025】以上から、駆動源となる各櫛歯の変位を均
一にして、正確な印字処理を行えるインクジェット記録
装置用ヘッドの実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理構成を表す図である。
【図2】本発明の第1実施例を表す図である。
【図3】本発明の第2実施例を表す図である。
【図4】第2実施例における駆動源駆使歯1Aの変位を
表したグラフである。
【図5】本発明の第3実施例を表す図である。
【図6】インクジェット記録装置の側面図である。
【図7】一つの圧電素子焼成ブロックから作成した櫛形
のあつでんそしの外観図である。
【図8】等電圧を印加した時の各櫛歯毎の静電容量を表
すグラフである。
【図9】等電圧を印加した時の各櫛歯毎の変位を表すグ
ラフである。
【符号の説明】
1A:1B・・・圧電素子の櫛歯 2・・・電圧印加手段 2A・・・電源 2B・・・制御部 3・・・振動板 4・・・流路板 5・・・ノズル板 6・・・電極 7・・・プラテン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三宅 裕子 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通 株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電材料から成る焼成ブロックを櫛形に
    分断することにより作成した櫛形圧電素子(1A)を駆
    動源として、該櫛形圧電素子(1A)の伸縮により圧力
    室内のインクをノズルより噴射して印字を行うインクジ
    ェット記録装置において、 前記櫛形圧電素子(1A)はその両端部分に、前記圧力
    室に対向しないダミー領域を備えることを特徴としたイ
    ンクジェット記録装置用ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記ダミー領域に、前記櫛形圧電素子
    (1A)と同形状の櫛歯(1B)を設けることを特徴と
    した請求項1に記載のインクジェット記録装置用ヘッ
    ド。
  3. 【請求項3】 駆動源として用いられる前記櫛形圧電素
    子(1A)の歯数より多い歯数の櫛歯から、等電圧に対
    し均等に変位する櫛歯が駆動源として用いられることを
    特徴とした、請求項2に記載のインクジェット記録装置
    用ヘッド。
  4. 【請求項4】 圧電材料から成る焼成ブロックを櫛形に
    分断することにより作成した櫛形圧電素子(1A)を駆
    動源として、該櫛形圧電素子(1A)の伸縮により圧力
    室内のインクをノズルより噴射して印字を行うインクジ
    ェット記録装置において、 前記電圧印加手段(2)は、前記櫛形圧電素子(1A)
    が再分極をする大きさの駆動電圧を印加することを特徴
    としたインクジェット記録装置用ヘッド。
JP2049494A 1994-02-17 1994-02-17 インクジェット記録装置用ヘッド Withdrawn JPH07227964A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003022582A1 (fr) * 2001-09-11 2003-03-20 Seiko Epson Corporation Procede d'alimentation d'une tete d'ejection de liquide et dispositif d'ejection de liquide
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JP2011020297A (ja) * 2009-07-14 2011-02-03 Ricoh Co Ltd 液体吐出ヘッド及びその製造方法、画像形成装置

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Date Code Title Description
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Effective date: 20010508