JPH07299904A

JPH07299904A - インクジェットヘッド

Info

Publication number: JPH07299904A
Application number: JP9527994A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ando; 紘一安藤; Mitsuru Kishimoto; 充岸本; Noboru Oishi; 登大石; Masahiko Shimosugi; 優彦下杉
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1994-05-09
Filing date: 1994-05-09
Publication date: 1995-11-14

Abstract

(57)【要約】【目的】実装密度を低くすることなく、安価で信頼性の
高いインクジェットヘッドを提供する。【構成】圧電体２１に形成された複数のインク加圧室２
２ａ〜２２ｈと、該インク加圧室２２ａ〜２２ｈの壁面
に形成された共通の電極２５ａ〜２５ｈと、各インク加
圧室２２ａ〜２２ｈ間に形成され、交互に逆方向に分極
された壁２３ａ〜２３ｈと、印字データに対応させて選
択された電極２５ｄに電圧を印加する電圧印加手段とを
有する。この場合、前記電極２５ｄに電圧を印加する方
向は壁２３ｃ、２３ｄの分極方向と一致させられるの
で、壁２３ｃ、２３ｄを分極するために形成された電極
２５ｄを、電圧を印加するためのものとしてそのまま使
用することができる。したがって、作業を簡素化するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットヘッド
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェットヘッドとしては、
サーマルジェット方式のものが提供されている。該サー
マルジェット方式のインクジェットヘッドは、インク加
圧室内に配設された発熱体を通電することによって気泡
を発生させ、該気泡の圧力によってオリフィスからイン
ク滴を噴出させて印刷を行うようになっている（特公昭
６１−５９９１４号公報参照）。

【０００３】ところが、サーマルジェット方式のインク
ジェットヘッドにおいては、発熱体によってインクを繰
り返し加熱するようになっているので、インクが劣化し
て印刷品位が低下してしまう。また、気泡の圧力を利用
してオリフィスからインク滴を噴出させるようにしてい
るので、オリフィスに目詰まりが発生したり、インク流
路中に気泡が進入したりすると、印刷を行うのが困難に
なってしまう。さらに、熱応力によってインクジェット
ヘッドの構成部品にクラックが発生することがあり、イ
ンクジェットヘッドの耐久性が低い。

【０００４】そこで、圧電方式のインクジェットヘッド
が提供されている。この場合、圧電体によってインク加
圧室を形成し、該インク加圧室の壁面に電極を配設する
ようになっている。そして、該電極に電圧を印加して壁
面を剪断（せんだん）モードにより変形させることによ
ってインク加圧室内のインクを加圧し、オリフィスから
インク滴を噴出させて印刷を行うようになっている（特
開昭６３−２５２７５０号公報参照）。

【０００５】図２は従来のインクジェットヘッドの要部
断面図である。図に示すように、圧電体１１に複数の細
長いインク加圧室１２を形成し、各インク加圧室１２間
の壁１３が矢印で示すように分極される。そして、該壁
１３の両面の上方半分の部分に電極１５、１６を形成
し、該電極１５、１６に電圧を印加することによって、
壁１３を破線で示すような剪断モードによって変形させ
る。その結果、インク加圧室１２の容積が変化し、イン
ク加圧室１２内のインクが加圧され、オリフィス１８か
らインク滴が噴出させられる。なお、２０は各インク加
圧室１２の上に配設され、インク加圧室１２を密封する
天板である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のインクジェットヘッドにおいては、各電極１５、１
６を各壁１３の両面の上方半分の部分に、しかも、互い
に電気的に遮断して形成する必要があるので、各電極１
５、１６を配設するための作業が困難であり、インクジ
ェットヘッドのコストが高くなってしまう。また、分極
方向と電圧印加方向とが異なるので、インクジェットヘ
ッドを製造する場合、まず、各壁１３を分極するための
分極電極を形成して分極処理を施した後、分極電極を除
去し、次に、電圧を印加するための各電極１５、１６を
形成しなければならず、作業が煩わしくなってしまう。

【０００７】また、前記壁１３は隣接する２個のインク
加圧室１２に共通するので、あるインク加圧室１２の容
積を変化させてインクを加圧したときに、隣接するイン
ク加圧室１２に壁１３の変形による影響を与えてしま
い、インク滴が不要に噴射されてしまうことがある。そ
こで、インク加圧室１２を一つおきに使用することが考
えられるが、その分オリフィス１８の実装密度が低下し
てしまう。

【０００８】本発明は、前記従来のインクジェットヘッ
ドの問題点を解決して、実装密度を低くすることなく、
安価で信頼性の高いインクジェットヘッドを提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明のイ
ンクジェットヘッドにおいては、圧電体に形成された複
数のインク加圧室と、該インク加圧室の壁面に形成され
た共通の電極と、各インク加圧室間に形成され、交互に
逆方向に分極された壁と、印字データに対応させて選択
された電極に電圧を印加する電圧印加手段とを有する。

【００１０】本発明の他のインクジェットヘッドにおい
ては、前記電圧印加手段は、前記電極に対して、プラス
の電圧の印加、接地、マイナスの電圧の印加を選択的に
行う。本発明の他のインクジェットヘッドにおいては、
２枚以上の偶数の圧電体を積層し、各圧電体間に電極を
配設することによって形成された複数の積層圧電体と、
各積層圧電体を支持し、各積層圧電体間にインク加圧室
を形成する支持部材と、印字データに対応させて選択さ
れた電極に電圧を印加する電圧印加手段とを有する。

【００１１】そして、印加された電圧は、前記積層圧電
体における駆動インク加圧室側に位置する圧電体だけを
変形させるようになっている。

【００１２】

【作用】本発明によれば、前記のようにインクジェット
ヘッドは、圧電体に形成された複数のインク加圧室と、
該インク加圧室の壁面に形成された共通の電極と、各イ
ンク加圧室間に形成され、交互に逆方向に分極された壁
と、印字データに対応させて選択された電極に電圧を印
加する電圧印加手段とを有する。

【００１３】この場合、前記電極に電圧を印加する方向
は壁の分極方向と一致させられる。そして、電極電圧を
印加すると、壁が膨張してインク加圧室の容積が小さく
なり、インク加圧室内のインクが加圧され、オリフィス
からインク滴が噴出させられる。本発明の他のインクジ
ェットヘッドにおいては、前記電圧印加手段は、前記電
極に対して、プラスの電圧の印加、接地、マイナスの電
圧の印加を選択的に行う。

【００１４】この場合、マイナスの電圧が印加された電
極に対応する圧電体が収縮する。本発明の他のインクジ
ェットヘッドにおいては、２枚以上の偶数の圧電体を積
層し、各圧電体間に電極を配設することによって形成さ
れた複数の積層圧電体と、各積層圧電体を支持し、各積
層圧電体間にインク加圧室を形成する支持部材と、印字
データに対応させて選択された電極に電圧を印加する電
圧印加手段とを有する。

【００１５】そして、印加された電圧は、前記積層圧電
体における駆動インク加圧室側に位置する圧電体だけを
変形させるようになっている。この場合、反対側の圧電
体は膨張せず、剛体として働く。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１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要部断面図、図３は本発
明の第１の実施例におけるインク加圧室の圧力を示す図
である。なお、図３において、横軸にインク加圧室２２
ｃ〜２２ｅの位置を、縦軸にインク加圧室２２ｃ〜２２
ｅの圧力を採ってある。

【００１７】図に示すように、圧電体２１に複数の幅の
狭い溝を形成して各溝をインク加圧室２２ａ、２２ｂ、
２２ｃ、…とし、各インク加圧室２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、…間に櫛（くし）歯状の壁２３ａ、２３ｂ、２３
ｃ、…を形成するとともに、各インク加圧室２２ａ、２
２ｂ、２２ｃ、…の壁面全体にインク加圧室２２ａ、２
２ｂ、２２ｃ、…内における共通の電極２５ａ、２５
ｂ、２５ｃ、…を形成する。そして、前記壁２３ａ、２
３ｂ、２３ｃ、…は、矢印で示すように幅方向に、か
つ、交互に逆方向に分極される。前記電極２５ａ、２５
ｂ、２５ｃ、…に電圧を印加すると、壁２３ａ、２３
ｂ、２３ｃ、…は破線で示すような厚みモードによって
変形する。そして、各インク加圧室２２ａ、２２ｂ、２
２ｃ、…は図示しない共通のインク室に接続され、該イ
ンク室からインクが供給される。

【００１８】また、各インク加圧室２２ａ、２２ｂ、２
２ｃ、…はオリフィス１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、…を有
し、該オリフィス１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、…からイン
ク滴が噴出される。なお、３０は各インク加圧室２２
ａ、２２ｂ、２２ｃ、…の上に配設され、インク加圧室
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、…を密封する天板である。と
ころで、前記電極２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、…に電圧を
印加する方向は壁２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、…の分極方
向と一致させられ、インクを加圧しようとするインク加
圧室（以下「駆動インク加圧室」という。）の電極にプ
ラスの電圧を印加し、該駆動インク加圧室に隣接する２
個のインク加圧室の電極を接地する。

【００１９】そして、例えば、図１に示すように、電極
２５ｄにプラスの電圧を印加し、電極２５ｃ、２５ｅを
接地すると、壁２３ｃ、２３ｄが膨張してインク加圧室
２２ｄの容積が小さくなり、インク加圧室２２ｄ内のイ
ンクが加圧され、オリフィス１８ｄからインク滴が噴出
させられる。なお、各電極２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、…
へのプラスの電圧の印加及び接地は、図示しないプリン
タ制御部に配設された２方向スイッチ等によって印字デ
ータに対応させて切り換えられる。また、電極２５ａ、
２５ｂ、２５ｃ、…への電圧の印加は、互いに隣接する
２個の電極ごとの組合わせによる電極群、例えば、電極
２５ａ、２５ｂ、２５ｅ、２５ｆ、…の電極群と、電極
２５ｃ、２５ｄ、２５ｇ、２５ｈ、…の電極群とに分け
て制御される。

【００２０】本実施例においては、前記電極２５ａ、２
５ｂ、２５ｃ、…に電圧を印加する方向は壁２３の分極
方向と一致させられるので、前記電極２５ａ、２５ｂ、
２５ｃ、…によって壁２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、…を分
極することができる。すなわち、壁２３ａ、２３ｂ、２
３ｃ、…を分極するために形成された電極２５ａ、２５
ｂ、２５ｃ、…を、電圧を印加するためのものとしてそ
のまま使用することができるので、作業を簡素化するこ
とができる。

【００２１】また、前記電極２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、
…は、前述したように、各インク加圧室２２ａ、２２
ｂ、２２ｃ、…の壁面全体に形成することができるの
で、電極２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、…の形成加工が容易
になり、インクジェットヘッドのコストを低くすること
ができる。なお、図３に示すようにインク加圧室２２ｄ
の圧力がＰになるときに、インク加圧室２２ｃ、２２ｅ
の圧力はＰ／２になるが、インク加圧室２２ｃ、２２
ｅ、オリフィス１８ｃ、１８ｅ等におけるインクの粘性
抵抗によってオリフィス１８ｃ、１８ｅからインク滴は
噴出しない。

【００２２】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図４は本発明の第２の実施例におけるインクジェ
ットヘッドの要部断面図、図５は本発明の第２の実施例
におけるインク加圧室の圧力を示す図である。なお、図
５において、横軸にインク加圧室２２ｂ〜２２ｆの位置
を、縦軸にインク加圧室２２ｂ〜２２ｆの圧力を採って
ある。

【００２３】図に示すように、圧電体２１に複数の細長
いインク加圧室２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、…を形成する
とともに、各インク加圧室２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、…
の壁面全体に電極２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、…を形成す
る。そして、各インク加圧室２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、
…間の壁２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、…が矢印で示すよう
に幅方向に、かつ、隣接する壁２３ａ、２３ｂ、２３
ｃ、…が交互に逆方向に分極される。また、前記電極２
５ａ、２５ｂ、２５ｃ、…に電圧を印加すると、壁２３
ａ、２３ｂ、２３ｃ、…は破線で示すような厚みモード
によって変形する。そして、各インク加圧室２２ａ、２
２ｂ、２２ｃ、…は図示しない共通のインク室に接続さ
れ、該インク室からインクが供給される。

【００２４】また、各インク加圧室２２ａ、２２ｂ、２
２ｃ、…はオリフィス１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、…を有
し、該オリフィス１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、…からイン
ク滴が噴出される。なお、３０は各インク加圧室２２
ａ、２２ｂ、２２ｃ、…の上に配設され、インク加圧室
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、…を密封する天板である。と
ころで、前記電極２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、…に電圧を
印加する方向は壁２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、…の分極方
向と一致させられ、駆動インク加圧室の電極にプラスの
電圧を印加し、該駆動インク加圧室に隣接する２個のイ
ンク加圧室の電極を接地し、２個のインク加圧室に更に
隣接する２個のインク加圧室の電極にマイナスの電圧を
印加する。該マイナスの電圧は、前記駆動インク加圧室
の電極に印加されるプラスの電圧より絶対値が小さく、
例えば半分にされる。

【００２５】そして、例えば、図４に示すように、電極
２５ｄにプラスの電圧を印加し、電極２５ｃ、２５ｅを
接地し、電極２５ｂ、２５ｆにマイナスの電圧を印加す
ると、壁２３ｃ、２３ｄが膨張し、壁２３ｂ、２３ｅが
収縮し、その結果、インク加圧室２２ｄの容積が小さく
なり、インク加圧室２２ｄ内のインクが加圧され、オリ
フィス１８ｄからインク滴が噴出させられる。この時、
インク加圧室２２ｃ、２２ｅの容積も小さくなるが、壁
２３ｂ、２３ｅが収縮するので、インク加圧室２２ｃ、
２２ｅにおける圧力の上昇が抑制される。したがって、
オリフィス１８ｃ、１８ｅからインク滴が噴出させられ
ることはない。

【００２６】そして、図５に示すように、インク加圧室
２２ｄの圧力がＰになるときに、インク加圧室２２ｃ、
２２ｅの圧力はＰ／４になり、オリフィス１８ｃ、１８
ｅからインク滴は噴出しない。また、インク加圧室２２
ｂ、２２ｆの圧力は−Ｐ／４になる。なお、各電極２５
ａ、２５ｂ、２５ｃ、…へのプラスの電圧の印加、接
地、及びマイナスの電圧の印加は、図示しないプリンタ
制御部に配設された３方向スイッチ等によって印字デー
タに対応させて切り換えられる。

【００２７】本実施例においては、前記電極２５ａ、２
５ｂ、２５ｃ、…に電圧を印加する方向は壁２３ａ、２
３ｂ、２３ｃ、…の分極方向と一致させられるので、前
記電極２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、…によって壁２３ａ、
２３ｂ、２３ｃ、…を分極することができる。すなわ
ち、壁２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、…を分極するために形
成された電極２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、…を、電圧を印
加するためのものとしてそのまま使用することができる
ので、作業を簡素化することができる。

【００２８】また、前記電極２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、
…は、前述したように、各インク加圧室２２ａ、２２
ｂ、２２ｃ、…の壁面全体に形成することができるの
で、電極２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、…の形成加工が容易
になり、オリフィス１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、…の実装
密度を高くすることができるだけでなく、インクジェッ
トヘッドのコストを低くすることができる。

【００２９】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。図６は本発明の第３の実施例におけるインクジェ
ットヘッドの要部断面図である。この場合、２枚の薄板
状の圧電体３１ａ、３１ｂ間に圧電体間電極３２ａを形
成し、かつ、外側にインク加圧室電極３２ｂ、３２ｃを
形成して積層圧電体３３を構成する。そして、該積層圧
電体３３を所定の間隔を置いて複数個配設し、支持部材
としてのベース３６、天板３７及びオリフィス板３８を
前記積層圧電体３３に接合するとともに積層圧電体３３
を支持するようにしている。その結果、各積層圧電体３
３間にインク加圧室３４が形成される。なお、オリフィ
ス板３８には、各インク加圧室３４に対応させてオリフ
ィス３９が形成される。

【００３０】また、前記圧電体間電極３２ａ及びインク
加圧室電極３２ｂ、３２ｃは、いずれもスクリーン印刷
等によって形成され、各積層圧電体３３は一体成形され
る。そして、前記積層圧電体３３は矢印で示すように分
極される。すなわち、各積層圧電体３３の圧電体間電極
３２ａからインク加圧室３４に臨むインク加圧室電極３
２ｂ、３２ｃに向けて分極される。

【００３１】そして、駆動インク加圧室を挟む２個の積
層圧電体の各圧電体間電極にプラスの電圧を印加し、前
記駆動インク加圧室に臨むインク加圧室電極を接地する
と、前記駆動インク加圧室側の圧電体が膨張してインク
加圧室の容積が小さくなり、インク加圧室内のインクが
加圧され、オリフィスからインク滴が噴出させられる。

【００３２】本実施例においては、例えば、図に示すよ
うに、前記圧電体間電極３２ａにプラスの電圧を印加
し、前記インク加圧室（駆動インク加圧室）３４に臨む
インク加圧室電極３２ｂ、３２ｃを接地したときに、図
の破線で示すように前記インク加圧室３４側の圧電体３
１ａ、３１ｂは膨張するが、反対側のインク加圧室３４
の圧電体３１ａ、３１ｂは膨張せず、剛体として働く。
したがって、反対側のインク加圧室３４のオリフィス３
９からインク滴が不要に噴出されることはない。

【００３３】さらに、積層圧電体３３の形状が単純であ
るので、インクジェットヘッドのコストを低くすること
ができる。また、駆動インク加圧室に臨むインク加圧室
電極３２ｂ、３２ｃを接地するようになっているので、
インクジェットヘッドの図示しないケーシングと駆動イ
ンク加圧室内のインクとが同じ電位になる。したがっ
て、インクに電流が流れることがないので、インクの劣
化を抑制することができる。

【００３４】ところで、本実施例においては、前記圧電
体３１ａ、３１ｂの剛性を高くする必要があるので、圧
電体３１ａ、３１ｂの厚さｄが大きくされ、０．０３〜
０．１６〔ｍｍ〕程度に設定される。したがって、イン
クジェットヘッドが大型化するだけでなく、駆動インク
加圧室において十分な圧力を発生させるために、圧電体
間電極３２ａに印加される電圧を高くする必要がある。

【００３５】そこで、前記圧電体間電極３２ａに印加さ
れる電圧を高くすることなく、駆動インク加圧室におい
て十分な圧力を発生させることができるようにした第４
の実施例について説明する。図７は本発明の第４の実施
例におけるインクジェットヘッドの要部断面図である。

【００３６】この場合、複数枚、例えば、４枚の薄板状
の各圧電体４１ａ〜４１ｄ間に圧電体間電極４２ａ〜４
２ｃを形成し、かつ、外側にインク加圧室電極４２ｄ、
４２ｅを形成して積層圧電体４３を構成する。そして、
該積層圧電体４３を所定の間隔を置いて複数個配設し、
図示しないベース、天板、オリフィス板等を接合して各
積層圧電体４３間に図示しないインク加圧室を形成する
ようにしている。なお、前記オリフィス板には、各イン
ク加圧室に対応させて図示しないオリフィスが形成され
る。

【００３７】そして、前記積層圧電体４３は矢印で示す
ように分極される。すなわち、各積層圧電体４３の圧電
体間電極４２ａ、４２ｃから圧電体間電極４２ｂに向け
て、また、圧電体間電極４２ａ、４２ｃからインク加圧
室に臨むインク加圧室電極４２ｄ、４２ｅに向けて分極
される。前記構成の積層圧電体４３において、例えば、
圧電体間電極４２ｃにプラスの電圧を印加し、インク加
圧室電極４２ｂ、４２ｅを接地すると、図の破線で示す
ように前記インク加圧室側の圧電体４１ｄが膨張する。

【００３８】このように、積層圧電体４３は複数の圧電
体４１ａ〜４１ｄから成るので、剛性が高くなる。そし
て、インクジェットヘッドを小型化することができ、圧
電体間電極４２ｂに印加される電圧を低くことができ
る。次に、本発明の第５の実施例について説明する。図
８は本発明の第５の実施例におけるインクジェットヘッ
ドの要部断面図である。

【００３９】この場合、圧電体４５には、幅の広い溝と
幅の狭い溝とが交互に形成され、幅の広い溝によってイ
ンク加圧室４６が、幅の狭い溝によって電極部４７が形
成される。そして、前記インク加圧室４６の壁面全体に
電極４８が、電極部４７に電極４９が、例えばディッピ
ングによって一度に形成される。なお、電極部４７とイ
ンク加圧室４６との間の壁５１は、電極部４７からイン
ク加圧室４６に向けて分極される。

【００４０】本実施例においては、圧電体４５を一体構
造にすることができるので、複数の圧電体を形成加工す
る必要がなく、インクジェットヘッドのコストを低くす
ることができる。次に、本発明の第６の実施例について
説明する。図９は本発明の第６の実施例における積層圧
電体を示す図、図１０は本発明の第６の実施例における
インクジェットヘッドの要部断面図、図１１は本発明の
第６の実施例における電源端子パターンを示す図であ
る。

【００４１】この場合、図９に示すように、厚さの大き
い１枚の圧電体５５ａの両側に厚さの小さい２枚の圧電
体５５ｂ、５５ｃを配設し、該圧電体５５ｂ、５５ｃの
更に両側に厚さの小さい２枚の圧電体５５ｄ、５５ｅを
配設する。そして、圧電体５５ａ、５５ｂ間、圧電体５
５ａ、５５ｃ間、圧電体５５ｂ、５５ｄ間、圧電体５５
ｃ、５５ｅ間、及び前記圧電体５５ｄ、５５ｅの外側
に、それぞれ圧電体間電極５６ａ〜５６ｆが形成され、
積層圧電体５７が構成される。

【００４２】なお、厚さの小さい圧電体５５ｂ〜５５ｅ
は、厚さの大きい１枚の圧電体５５ａの両側に２枚以上
の偶数枚ずつ配設される。また、各圧電体５５ａ〜５５
ｅは、圧電体間電極５６ｂから圧電体間電極５６ａ、５
６ｄに向けて、圧電体間電極５６ｃから圧電体間電極５
６ａ、５６ｅに向けて、さらに、圧電体間電極５６ｆか
ら圧電体間電極５６ｄ及び隣接する積層圧電体５７に向
けて分極される。

【００４３】次に、図１０に示すように、厚さの大きい
１枚の圧電体５５ａにインク加圧室５８を形成し、圧電
体間電極５６ｂ、５６ｄにプラスの電圧を印加し、圧電
体間電極５６ｃ、５６ｅを接地する。このようにして、
インク加圧室５８内のインクを加圧することができる。
本実施例においては、圧電体間電極５６ａ〜５６ｆの形
成が容易であり、インクジェットヘッドのコストを低く
することができるだけでなく、インク加圧室５８に圧電
体間電極５６ａ〜５６ｆが露出しないので、圧電体間電
極５６ａ〜５６ｆがインクによって浸食されることもな
い。

【００４４】そして、図１１に示すように、積層圧電体
５７の底面には、圧電体間電極５６ｂ、５６ｄに電圧を
印加するための電圧印加手段としての電源電圧パターン
６１を、圧電体間電極５６ｃ、５６ｅを接地するための
アースパターン６２を形成することができる。なお、前
記アースパターン６２と圧電体間電極５６ｂ、５６ｄと
が短絡することがないように、両者が重なる部分に焼結
処理が施される。また、図１１において、Ｌ１はアース
電極長、Ｌ２は電源電極長である。

【００４５】次に、本発明の第７の実施例について説明
する。図１２は本発明の第７の実施例におけるインクジ
ェットヘッドの要部断面図である。この場合、ほぼ９０
度の鋭角部Ｐ１又は半円状の湾曲部が応力発生制限面と
して各インク加圧室６３の底部に形成される。したがっ
て、壁６４が変形する際に根元部Ｐ２において発生させ
られる応力を抑制し、電極６５の耐久性を向上させるこ
とができる。

【００４６】次に、本発明の第８の実施例について説明
する。図１３は本発明の第８の実施例における積層圧電
体を示す図、図１４は本発明の第８の実施例におけるイ
ンクジェットヘッドの要部断面図である。この場合、図
１３に示すように、２種類以上の厚さを有する圧電体６
６ａ〜６６ｇを圧電体間電極６７ａ〜６７ｆを挟んで交
互に積層して積層圧電体６８を形成し、圧電体間電極６
７ｃ、６７ｄにプラスの電圧を印加し、圧電体間電極６
７ａ、６７ｂ、６７ｅ、６７ｆを接地して、前記圧電体
６６ａ、６６ｃ、６６ｅ、６６ｇを矢印に示すように分
極する。

【００４７】次に、図１４に示すように、前記積層圧電
体６８の下方に支持部材としてのベース６９が接合され
る。該ベース６９の積層圧電体６８と対向する面には、
厚さが大きい圧電体６６ｂ、６６ｄ（図１３）、６６ｆ
の１個おきのピッチで、すなわち、圧電体６６ｂ、６６
ｆに対応する部分に凸部６９ａが形成される。続いて、
厚さが大きい圧電体６６ｄが切断され、前記積層圧電体
６８の上方に支持部材としての天板７０が接合される。
該天板７０の積層圧電体６８と対向する面には、前記凸
部６９ａと対応させて凸部７０ａが形成される。このよ
うにして、インク加圧室７１を形成することができる。

【００４８】本実施例においては、圧電体６６ｂ、６６
ｆは剛体であるだけでなく、凸部６９ａ、７０ａによっ
て把持され押さえられるので、圧電体６６ｃ、６６ｅの
膨張をほぼ１００〔％〕インク加圧室７１内のインクの
圧縮のために使用することができる。また、インク加圧
室７１に連接する圧電体間電極６７ｃ、６７ｄが、圧電
体６６ｄを切断した後の残留部分７２、７３によって覆
われるので、圧電体間電極６７ｃ、６７ｄがインクによ
って浸食されることがない。

【００４９】次に、本発明の第９の実施例について説明
する。図１５は本発明の第９の実施例におけるインクジ
ェットヘッドの要部断面図である。本実施例は第８の実
施例の変形例であり、前記積層圧電体６８の下方にベー
ス６９が接合され、該ベース６９の積層圧電体６８と対
向する面の圧電体６６ｂ、６６ｆに対応する部分に凸部
６９ａが、インク加圧室７１に対応する部分に凸部６９
ｂが形成される。

【００５０】本実施例においては、圧電体６６ｄ（図１
３）を前記凸部６９ｂより広い幅で切断することによっ
て、インク加圧室７１が形成される。この時、前記凸部
６９ｂによる反力を受けるので、圧電体６６ｄの切断に
伴い積層圧電体６８が破損するのを防止することがで
き、歩留りを良くすることができる。次に、本発明の第
１０の実施例について説明する。

【００５１】図１６は本発明の第１０の実施例における
インクジェットヘッドの要部断面図である。この場合、
同じ厚さの圧電体７８ａ〜７８ｋを有し、圧電体７８
ａ、７８ｂ間、圧電体７８ｂ、７８ｃ間、圧電体７８
ｅ、７８ｆ間、圧電体７８ｆ、７８ｇ間、圧電体７８
ｉ、７８ｊ間及び圧電体７８ｊ、７８ｋ間に電極７９ａ
〜７９ｆが形成される。

【００５２】そして、圧電体７８ｃ〜７８ｅ、７８ｇ〜
７８ｉ、７８ｋは分極されない。また、圧電体７８ｃ、
７８ｄ間、圧電体７８ｄ、７８ｅ間、圧電体７８ｇ、７
８ｈ間及び圧電体７８ｈ、７８ｉ間に電極は形成され
ず、焼結処理を施すことによって積層圧電体を形成する
ことができる。したがって、インクジェットヘッドのコ
ストを低くすることができる。

【００５３】次に、本発明の第１１の実施例について説
明する。図１７は本発明の第１１の実施例におけるイン
クジェットヘッドの要部断面図である。この場合、第８
の実施例と同様に、厚さの大きい圧電体８６ｂ、８６ｆ
及び厚さの小さい圧電体８６ｃ、８６ｅによって積層圧
電体８７が形成される。そして、該積層圧電体８７とベ
ース８１とを接合した後に、図示しない圧電体を切断し
てインク加圧室８８を形成するとともに、厚さの小さい
圧電体８６ｃ、８６ｅのベース８１と対向する面をエッ
チング等によって切り欠き、凹部８９を形成する。

【００５４】本実施例においては、第８の実施例のよう
に、ベース６９及び天板７０（図１４）に凸部６９ａ、
７０ａを形成する必要がない。したがって、積層圧電体
８７とベース８１との位置合せが不要になり、インクジ
ェットヘッドのコストを低くすることができる。次に、
本発明の第１２の実施例について説明する。

【００５５】図１８は本発明の第１２の実施例における
インクジェットヘッドの要部断面図である。この場合、
圧電体９０に複数のインク加圧室９１が形成され、各イ
ンク加圧室９１内に薄肉のパイプ９２が配設される。該
パイプ９２は、ステンレス等の耐腐食性の高い金属、セ
ラミック等によって形成される。そして、該パイプ９２
内にインク９３が収容される。したがって、電極９５と
インク９３とが直接接触することがないので、電極９５
が腐食したり圧電体９０が浸食されたりすることがな
く、インクジェットヘッドの耐久性を向上させることが
できる。なお、パイプ９２の厚さは０．０１〜０．１
〔ｍｍ〕程度にする。また、９４は前記パイプ９２の端
部に形成されたオリフィスである。

【００５６】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させるこ
とが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するも
のではない。

【００５７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
ればインクジェットヘッドは、圧電体に形成された複数
のインク加圧室と、該インク加圧室の壁面に形成された
共通の電極と、各インク加圧室間に形成され、交互に逆
方向に分極された壁と、印字データに対応させて選択さ
れた電極に電圧を印加する電圧印加手段とを有する。

【００５８】この場合、前記電極に電圧を印加する方向
は壁の分極方向と一致させられるので、壁を分極するた
めに形成された電極を、電圧を印加するためのものとし
てそのまま使用することができる。したがって、作業を
簡素化することができる。また、前記電極をインク加圧
室の壁面全体に形成することができるので、電極の形成
加工が容易になり、インクジェットヘッドのコストを低
くすることができる。

【００５９】本発明の他のインクジェットヘッドにおい
ては、前記電圧印加手段は、前記電極に対して、プラス
の電圧の印加、接地及びマイナスの電圧の印加を選択的
に行う。この場合、マイナスの電圧が印加された電極に
対応する圧電体が収縮する。したがって、隣接するイン
ク加圧室のオリフィスからインク滴が噴出するのを防止
することができる。

【００６０】本発明の他のインクジェットヘッドにおい
ては、２枚以上の偶数の圧電体を積層し、各圧電体間に
電極を配設することによって形成された複数の積層圧電
体と、各積層圧電体を支持し、各積層圧電体間にインク
加圧室を形成する支持部材と、印字データに対応させて
選択された電極に電圧を印加する電圧印加手段とを有す
る。

【００６１】そして、印加された電圧は、前記積層圧電
体における駆動インク加圧室側に位置する圧電体だけを
変形させるようになっている。この場合、反対側の圧電
体は膨張せず、剛体として働く。したがって、隣接する
インク加圧室のオリフィスからインク滴が噴出するのを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるインクジェット
ヘッドの要部断面図である。

【図２】従来のインクジェットヘッドの要部断面図であ
る。

【図３】本発明の第１の実施例におけるインク加圧室の
圧力を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施例におけるインクジェット
ヘッドの要部断面図である。

【図５】本発明の第２の実施例におけるインク加圧室の
圧力を示す図である。

【図６】本発明の第３の実施例におけるインクジェット
ヘッドの要部断面図である。

【図７】本発明の第４の実施例におけるインクジェット
ヘッドの要部断面図である。

【図８】本発明の第５の実施例におけるインクジェット
ヘッドの要部断面図である。

【図９】本発明の第６の実施例における積層圧電体を示
す図である。

【図１０】本発明の第６の実施例におけるインクジェッ
トヘッドの要部断面図である。

【図１１】本発明の第６の実施例における電源端子パタ
ーンを示す図である。

【図１２】本発明の第７の実施例におけるインクジェッ
トヘッドの要部断面図である。

【図１３】本発明の第８の実施例における積層圧電体を
示す図である。

【図１４】本発明の第８の実施例におけるインクジェッ
トヘッドの要部断面図である。

【図１５】本発明の第９の実施例におけるインクジェッ
トヘッドの要部断面図である。

【図１６】本発明の第１０の実施例におけるインクジェ
ットヘッドの要部断面図である。

【図１７】本発明の第１１の実施例におけるインクジェ
ットヘッドの要部断面図である。

【図１８】本発明の第１２の実施例におけるインクジェ
ットヘッドの要部断面図である。

【符号の説明】

２１、３１ａ、３１ｂ、４１ａ〜４１ｄ、４５、５５ａ
〜５５ｅ、６６ａ〜６６ｇ、７８ａ〜７８ｋ、８６ｂ、
８６ｃ、８６ｅ、８６ｆ圧電体２２ａ〜２２ｈ、３４、４６、５８、６３、７１、８
１、８８、９１インク加圧室２３ａ〜２３ｈ、５１、６４壁２５ａ〜２５ｈ、４８、４９、６５、７９ａ〜７９ｆ
電極３２ａ〜３２ｃ、４２ａ〜４２ｅ、５６ａ〜５６ｆ、６
７ａ〜６７ｆ圧電体間電極３３、４３、５７、６８、８７積層圧電体４７溝６１電源電圧パターン９２パイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者下杉優彦東京都港区虎ノ門１丁目７番12号沖電気工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）圧電体に形成された複数のインク
加圧室と、（ｂ）該インク加圧室の壁面に形成された共
通の電極と、（ｃ）各インク加圧室間に形成され、交互
に逆方向に分極された壁と、（ｄ）印字データに対応さ
せて選択された電極に電圧を印加する電圧印加手段とを
有することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】前記電圧印加手段は、前記電極に対し
て、プラスの電圧の印加、接地及びマイナスの電圧の印
加を選択的に行う請求項１に記載のインクジェットヘッ
ド。
【請求項３】（ａ）圧電体に形成された複数のインク
加圧室と、（ｂ）該インク加圧室間に複数の幅の狭い溝
によって形成された電極と、（ｃ）前記インク加圧室の
壁面に形成された共通の電極と、（ｄ）インク加圧室及
び幅の狭い溝によって形成され、交互に逆方向に分極さ
れた壁と、（ｅ）印字データに対応させて選択された電
極に電圧を印加する電圧印加手段とを有することを特徴
とするインクジェットヘッド。
【請求項４】前記インク加圧室の底部に応力発生制限
面が形成された請求項１から３までのいずれか１項に記
載のインクジェットヘッド。
【請求項５】（ａ）２枚以上の偶数の圧電体を積層
し、各圧電体間に電極を配設することによって形成され
た複数の積層圧電体と、（ｂ）各積層圧電体を支持し、
各積層圧電体間にインク加圧室を形成する支持部材と、
（ｃ）印字データに対応させて選択された電極に電圧を
印加する電圧印加手段とを有するとともに、（ｄ）印加
された電圧は、前記積層圧電体における駆動インク加圧
室側に位置する圧電体だけを変形させることを特徴とす
るインクジェットヘッド。
【請求項６】（ａ）厚さの異なる圧電体を積層し、各
圧電体間に電極を配設することによって形成された積層
圧電体と、（ｂ）該積層圧電体を支持する支持部材と、
（ｃ）印字データに対応させて選択された電極に電圧を
印加する電圧印加手段とを有するとともに、（ｄ）厚さ
の大きな圧電体にインク加圧室が形成されたことを特徴
とするインクジェットヘッド。
【請求項７】前記インク加圧室は、厚さの大きな圧電
体を切断することによって形成された請求項６に記載の
インクジェットヘッド。
【請求項８】厚さの大きな圧電体のうち、インク加圧
室が形成されないものは、前記支持部材に形成された凸
部によって把持された請求項７に記載のインクジェット
ヘッド。
【請求項９】（ａ）複数の圧電体を積層し、一部の圧
電体間に電極を配設することによって形成された積層圧
電体と、（ｂ）該積層圧電体を支持する支持部材と、
（ｃ）印字データに対応させて選択された電極に電圧を
印加する電圧印加手段とを有するとともに、（ｄ）電極
が配設されない複数の圧電体にインク加圧室が形成され
ることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項１０】（ａ）複数の圧電体を積層し、各圧電
体間に電極を配設することによって形成された積層圧電
体と、（ｂ）該積層圧電体を支持する支持部材と、
（ｃ）印字データに対応させて選択された電極に電圧を
印加する電圧印加手段とを有するとともに、（ｄ）前記
積層圧電体における前記支持部材と対向する面の一部が
切り欠かれ、切り欠かれた部分を切断することによって
インク加圧室が形成されたことを特徴とするインクジェ
ットヘッド。
【請求項１１】前記電圧印加手段は、インク加圧室側
に位置する電極を接地する請求項５又は７から１０まで
のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１２】前記インク加圧室内に、電極とインク
とが直接接触するのを防止するパイプが配設される請求
項１から１１までのいずれか１項に記載のインクジェッ
トヘッド。