JPH09239974A - インクジェットプリントヘッド - Google Patents

インクジェットプリントヘッド

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JPH09239974A
JPH09239974A JP8046131A JP4613196A JPH09239974A JP H09239974 A JPH09239974 A JP H09239974A JP 8046131 A JP8046131 A JP 8046131A JP 4613196 A JP4613196 A JP 4613196A JP H09239974 A JPH09239974 A JP H09239974A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 すべてのオリフィスから吐出されるインク滴
の粒径をほぼ均一にできるインクジェットプリントヘッ
ドを提供する。 【解決手段】 仕切り体１５で仕切られた複数のインク
室２１の各々を第１のフィルター２２を介して共通圧力
室２４に連通する。共通圧力室２４は第２のフィルター
２３を介して共通インク供給路２５に連通する。共通圧
力室２４および各インク室２１を圧力室天板１６で覆
う。圧力室天板１６に共通圧力室２４に対応してピエゾ
振動子３１を設ける。各仕切り体１５に対応して体積膨
張側に湾曲変形する可動壁２８を設ける。ピエゾ振動子
３１の駆動により共通圧力室２４で発生した圧力波を第
１のフィルター２２を介して各インク室２１に伝える。
可動壁２８が湾曲変形していると圧力波を吸収しインク
滴１９ａの吐出はないが、可動壁２８が変形してないと
きは圧力波によりインク滴１９ａが吐出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インク室の内圧を
増大させることによりオリフィスを介してインク滴を外
部に飛翔させ、印刷用紙や光透過フィルムなどの記録媒
体に定着させて高解像度で高精細な印刷を行うインクジ
ェットプリントヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば特公昭５３−１２１３８号
公報に記載のインクジェットプリントヘッドは、インク
室に臨ませてピエゾ振動子を付設し、ピエゾ振動子に電
気信号を印加することによりピエゾ振動子を変形させ、
インク室の体積を減少させることでインク室の内圧を増
大させ、オリフィスからインク滴を吐出させるように構
成されている。本方式では、インク吐出チャンネル数
（オリフィス数）に対応して同数のピエゾ振動子を付設
する必要があるため、小型化が困難であり、高密度配列
に限界がある。
【０００３】別の形式のインクジェットプリントヘッド
として静電力や磁力によりインク室の壁面を内側に変形
させてインク滴吐出のための圧力を発生させるものもあ
る。
【０００４】しかし、この方式では、発生圧力が小さか
ったり、必要な大きさの圧力を発生させるにはヘッドが
大型化するという問題点がある。
【０００５】図１５は従来のシリアルプリント方式のイ
ンクジェットプリンタの概略構成を示す。図示しない印
刷用紙を巻回して搬送するプラテン６に平行に一対のガ
イド棒７，８が架設され、これらのガイド棒７，８に沿
ってキャリッジ４が往復移動自在に取り付けられてい
る。キャリッジ４にヘッドボディー１が装着され、さら
にヘッドボディー１にインクタンク２が装着されてい
る。ヘッドボディー１はプラテン６によって搬送される
印刷用紙に対してインク滴を吐出させ定着させて印刷を
行う。５はメンテナンスステーションである。
【０００６】図１６は従来のシリアルプリント方式のイ
ンクジェットプリントヘッドの概略を示す斜視図であ
る。インクタンク２を装着したヘッドボディー１の先端
側の面にはノズル３が取り付けられている。
【０００７】図１７はノズル３の内部構造を拡大して示
した一部破断の斜視図、図１８はその断面図である。ノ
ズル３の内部には、その内底面から多数の互いに平行な
仕切り体１５が一体的に連設されており、隣接する仕切
り体１５，１５の間の後部側にはフィルター１２が装着
され、各仕切り体１５の前端側は三角板状１５ａとなっ
てノズル３の前面に臨んでいる。仕切り体１５群の上面
はノズル３と一体の圧力室天板１６で密閉的に覆われて
おり、隣接する仕切り体１５，１５とフィルター１２と
圧力室天板１６とで多数のインク圧力室１１が並列状態
に形成されている。各インク圧力室１１の前端側は三角
板状１５ａのために先すぼまりとなってノズル３の前面
においてオリフィス１０として開口している。仕切り体
１５群とフィルター１２群の後方にノズル３の内底面と
圧力室天板１６とで囲まれた共通インク供給路１３が形
成されており、この共通インク供給路１３は図１６のイ
ンクタンク２に連通してインクタンク２からインクの供
給を受けるとともに、各インク圧力室１１に対して各フ
ィルター１２を介して連通し各インク圧力室１１にイン
クを供給するようになっている。各インク圧力室１１に
位置対応して圧力室天板１６の上面にそれぞれピエゾ振
動子１４が接合されており、各ピエゾ振動子１４とアー
ス電位である圧力室天板１６との間に電源１７とスイッ
チ１８との直列回路が個別的に接続されている。
【０００８】次に、動作を説明する。図１８に示すよう
にインク圧力室１１にはインク１９が充填されている。
図１８（ａ）のようにスイッチ１８がオフとなっている
状態ではピエゾ振動子１４に対して電源１７から電圧が
供給されず、したがってピエゾ振動子１４は非駆動状態
にあるため偏平状態を保っている。そのため、インク圧
力室１１の内圧に変化はなく、オリフィス１０の箇所で
大気圧と表面張力とインク圧とが平衡を保つため、オリ
フィス１０からのインク滴の吐出は生じない。
【０００９】次に、図１８（ｂ）のようにスイッチ１８
をオンにすると、電源１７からピエゾ振動子１４に対し
て電圧が供給され、ピエゾ振動子１４は中央部が下に凸
になる状態で湾曲変形し、駆動されたピエゾ振動子１４
に位置対応するインク圧力室１１に対して圧力室天板１
６が下向きに湾曲変形し、当該のインク圧力室１１の体
積が減少し、インク圧力室１１の内圧が増大する結果、
インク１９がオリフィス１０から強制的に吐出されイン
ク滴１９ａとなって図示しない記録媒体に向けて飛翔し
ていく。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図示した従来技術に係
るインクジェットプリントヘッドにおいては、共通イン
ク供給路１３から各インク圧力室１１に対して均等にイ
ンクを供給する手段がなかったので、各インク圧力室１
１のインク１９の量ひいては内圧が互いに相違し、各オ
リフィス１０から吐出されるインク滴１９ａの粒径がま
ちまちになるおそれがあった。
【００１１】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたものであって、すべてのオリフィスから吐出される
インク滴の粒径をほぼ均一にできるインクジェットプリ
ントヘッドを提供することを目的としており、さらに、
インク滴の吐出状態と非吐出状態の切り換えを簡単に行
えるようにすることを目的としており、さらに、インク
滴の吐出粒径を簡単に調整できるようにすることを目的
としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１の
インクジェットプリントヘッドは、各々の前端部にオリ
フィスが形成され互いに仕切られた複数のインク室のそ
れぞれを第１のフィルターを介して共通圧力室に連通さ
せ、この共通圧力室は第２のフィルターを介して共通イ
ンク供給路に連通させ、前記共通圧力室の壁面に圧力発
生部材を設け、前記各インク室にそれぞれインク室体積
を増加する方向に変形する可動壁を設け、前記共通圧力
室において前記圧力発生部材の駆動により発生した圧力
波を前記第１のフィルターを介して各インク室で伝え、
前記可動壁が変形しているときは圧力波を吸収し、前記
可動壁が変形していないときは前記圧力波によりインク
滴を前記オリフィスより吐出させるように構成したこと
を特徴としている。共通圧力室を共通インク供給路に対
して第２のフィルターで分離し、この共通圧力室におい
て圧力発生部材の駆動で発生させた圧力波を第１のフィ
ルターを介して各インク室に供給するから、各インク室
におけるインクの量ひいては内圧が互いに均等となり、
共通圧力室からインク室に圧力波を受けた場合にオリフ
ィスから吐出されるインク滴の粒径を均一化することが
できる。
【００１３】本発明に係る請求項２のインクジェットプ
リントヘッドは、上記請求項１において、共通圧力室に
対する圧力発生部材の駆動を周期的に行い、可動壁を体
積増大側に変形させるタイミングを前記圧力発生部材の
駆動タイミングに対して前側にずらせる時間幅を制御す
ることにより、インク滴の吐出状態と非吐出状態とを切
り換えるようにしたことを特徴としている。可動壁の変
形タイミングを制御するだけでインク滴の吐出状態と非
吐出状態とを簡単に切り換えることができる。
【００１４】本発明に係る請求項３のインクジェットプ
リントヘッドは、上記請求項１または請求項２におい
て、インク滴を吐出させるときの可動壁を体積増大側に
変形させるタイミングを前記圧力発生部材の駆動タイミ
ングに対して前側にずらせる時間幅を制御することによ
り、インク滴の吐出粒径を調整するようにしたことを特
徴としている。インク滴吐出時の可動壁の変形タイミン
グを制御するだけで吐出インク滴の粒径を簡単に調整で
きる。
【００１５】本発明に係る請求項４のインクジェットプ
リントヘッドは、上記請求項１から請求項３までのいず
れかにおいて、変形された可動壁を受け止める高弾性部
材を設けてあることを特徴としている。圧力波によって
変形された可動壁を高弾性部材で受け止めるから、可動
壁が圧力波によって寄生振動を起こしたり変形するのを
避けることができ、インク滴の吐出、非吐出を安定的に
制御できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るインクジェッ
トプリントヘッドの実施の形態について、図面に基づい
て詳細に説明する。
【００１７】〔実施の形態１〕図１は実施の形態１に係
るインクジェットプリントヘッドにおけるノズルの内部
構造を拡大して示した一部破断の斜視図、図２はその断
面図である。ノズル３の内部には、その内底面から多数
の互いに平行な仕切り体１５が一体的に連設されてお
り、隣接する仕切り体１５，１５の間の後部側には第１
のフィルター２２が装着され、各仕切り体１５の前端側
は三角板状１５ａとなってノズル３の前面に臨んでい
る。仕切り体１５群および第１のフィルター２２群の後
方には第２のフィルター２３が横一列に並んだ状態に装
着されている。仕切り体１５群、第１のフィルター２２
群および第２のフィルター２３群の上面はノズル３と一
体の圧力室天板１６で密閉的に覆われており、隣接する
仕切り体１５，１５と第１のフィルター２２と圧力室天
板１６とで多数のインク室２１が並列状態に形成されて
いる。各インク室２１の前端側は三角板状１５ａのため
に先すぼまりとなってノズル３の前面においてオリフィ
ス１０として開口している。また、第１のフィルター２
２群と第２のフィルター２３群との間においてノズル３
の内底面と圧力室天板１６とで囲まれた共通圧力室２４
が形成されている。第２のフィルター２３群の後方にノ
ズル３の内底面と圧力室天板１６とで囲まれた共通イン
ク供給路２５が形成されており、この共通インク供給路
２５は図示しないインクタンクに連通してインクタンク
からインクの供給を受けるとともに、共通圧力室２４に
対して各第２のフィルター２３を介して連通し共通圧力
室２４にインクを供給するようになっている。第１のフ
ィルター２２は第２のフィルター２３よりも流体抵抗が
大きい。
【００１８】共通圧力室２４に位置対応する状態で圧力
室天板１６の上面に単一のピエゾ振動子３１が接合され
ており、ピエゾ振動子３１とアース電位である圧力室天
板１６との間にそれぞれ１つの電源１７とスイッチ１８
との直列回路が接続されている。ピエゾ振動子３１は、
初期状態で表面側がプラス電荷に、裏面側がマイナス電
荷に分極されており、スイッチ１８をオンにしてピエゾ
振動子３１に電源１７の電圧を与えると、電極方向に膨
張し、面方向に収縮するが、このときピエゾ振動子３１
を接合している圧力室天板１６が高弾性部材であると、
ユニホルム効果により圧力室天板１６が下向きに湾曲変
形し、共通圧力室２４の体積が減少するので、その内圧
が増加して圧力波を発生し、その圧力波を各第１のフィ
ルター２２を介して各インク室２１に伝えるようになっ
ている。この圧力波の繰り返しにより、各インク室２１
に対して各第１のフィルター２２を介してインクを供給
し、各インク室２１をインク１９で充満させるようにな
っている。第２のフィルター２３は圧力波が共通インク
供給路２５側に逃げるのを防ぎ、圧力波が効率良くイン
ク室２１に供給されるのを補助している。
【００１９】インク室２１群を覆う天板は非常に薄くて
湾曲変形しやすい可動壁２８となっている。この可動壁
２８はノズル３と一体である。ノズル３の前端側の上面
部分に上方への突条部３ａが一体形成されており、この
突条部３ａにおいて各インク室２１に対応して凹所３ｂ
が形成され、各凹所３ｂにおいて可動壁２８と一定間隔
をあけて高弾性部材の絶縁体２６が挿入配置され、さら
にその上から制御電極３０が挿入配置されている。そし
て、各制御電極３０と突条部３ａとの間に電源３４とス
イッチ３５との直列回路が個別的に接続されている。ス
イッチ３５をオンにすると、制御電極３０と可撓性の可
動壁２８との間の静電力により可動壁２８が上向きに湾
曲変形され、絶縁体２６に受け止められる。このときイ
ンク室２１の体積が増大するので、もし、共通圧力室２
４からの圧力波が伝わってきても、その体積増大が圧力
波を吸収することになる。なお、可動壁２８は高弾性部
材からなる絶縁体２６に受け止められるため、圧力波に
よる寄生振動や変形を免れる。絶縁体２６と制御電極３
０をノズル３と一体の突条部３ａの凹所３ｂに設けるよ
うにしたので、機械的精度が高く、また製作が有利であ
る。可動壁２８を湾曲変形させるのにもともと力の弱い
静電力で駆動できるから、オリフィス１０の高密度実装
が可能となり、駆動回路も簡単になる。すべてのインク
室２１に対して共通圧力室２４を設け、その共通圧力室
２４に対して単一のピエゾ振動子３１を設けてあるの
で、ピエゾ振動子を複数に分割して設ける場合に比べて
コストダウンが図られる。
【００２０】次に、動作を説明する。図２に示すように
共通インク供給路２５、共通圧力室２４および各インク
室２１にインク１９が充填されているとする。スイッチ
１８を常時、最大インク吐出量に相当する周波数のもと
で周期的にオン／オフすると、ユニモルフ効果によりピ
エゾ振動子３１とともに圧力室天板１６が下方に湾曲、
及び復帰変形し、共通圧力室２４において圧力波が周期
的に発生し、その圧力波が各第１のフィルター２２を介
して各インク室２１に周期的に伝わる。圧力波が伝わっ
たタイミングで対応するスイッチ３５がオフになってい
るインク室２１もあれば、オンになっているインク室２
１もある。図２のようにスイッチ３５がオフになってい
るインク室２１では伝わってきた圧力波により内圧が増
加し、インク１９がオリフィス１０からインク滴１９ａ
（図示せず）となって吐出され、図示しない記録媒体に
向けて飛翔していく。一方、図３のようにスイッチ３５
がオンになっているインク室２１では可動壁２８が上方
に湾曲変形してインク室２１の体積が増加しているの
で、伝わってきた圧力波を吸収することになり、オリフ
ィス１０からのインク滴１９ａの吐出は行われない。
【００２１】これを図４のタイミングチャートで説明す
る。図４（ａ）は電源１７からピエゾ振動子３１に印加
する駆動波形であり、図４（ｂ）は共通圧力室２４内の
圧力波形である。この圧力波形は駆動波形に対して応答
性が良く、急激に立ち上がるとともに急激に立ち下が
り、立ち下がり時にはオーバーシュートしながら常圧に
戻る。図４（ｃ）は電源３４から制御電極３０に印加さ
れる駆動波形であり、図４（ｄ）はインク室２１内の圧
力波形である。この圧力波形は負圧側に変化し、応答性
が良くないのでゆるやかに変化する。オーバーシュート
もほとんどない。
【００２２】図３の状態にしてインク滴１９ａを吐出し
ない場合には、図４（ｄ）のインク室２１の内圧が負圧
側に最大限に減少するタイミングでピエゾ振動子３１の
駆動を行うようにタイミング制御すればよい。
【００２３】共通圧力室２４と各インク室２１との間に
介在させた第１のフィルター２２は、共通圧力室２４で
発生させた圧力波を各インク室２１に正確に伝えるのに
必要である。もし、第１のフィルター２２がないとする
と、インク室２１までもが圧力波の発生室となり、イン
ク吐出数に応じて湾曲変形する可動壁２８の数が変動す
るので、圧力波が不安定となり、共通圧力室２４に逆流
したりもし、圧力波の圧力値の変動によって吐出するイ
ンク滴１９ａの粒径が変動したり、吐出速度が変動した
りする。実験によれば、第１のフィルター２２として、
孔径２５μｍ、長さ５０μｍの５つの孔で構成すること
により、負荷条件の最大〜最小の範囲で発生圧力波の差
を１割以下に抑えることができ、また、共通圧力室２４
で発生した圧力波の８０％の圧力をインク吐出時のイン
ク室２１に伝えることができた。
【００２４】〔実施の形態２〕上記した実施の形態１の
場合、インク滴１９ａを吐出させないときは可動壁２８
を大きく湾曲変形させてインク室２１の体積増大を図る
ようにしている。つまり、可動壁２８としてもともと力
の弱い静電力でも大きく湾曲変形できるように充分な可
撓性をもたせている。しかし、その反面、図２のように
スイッチ３５をオフにしてインク滴１９ａを吐出させる
場合でも、共通圧力室２４からの圧力波が大きいと可撓
性の高い可動壁２８が湾曲変形して圧力波の一部を吸収
してしまい、吐出するインク滴１９ａの量が減少する可
能性がある。この不都合を防止するのがこの実施の形態
２である。
【００２５】実施の形態２においては、可動壁２８を駆
動するタイミングを制御する。図５（ａ）〜（ｃ）はイ
ンク滴１９ａを吐出するときのタイミングチャート、図
５（ｄ）〜（ｆ）はインク滴１９ａを吐出しないときの
タイミングチャートである。
【００２６】図５（ａ）はピエゾ振動子３１の駆動波形
であり、これよりも前に充分の時間Ｔ1 のタイミングに
おいて図５（ｂ）のように可動壁２８の駆動波形を立ち
上げる。インク室２１の圧力波形は図５（ｃ）のように
長い時間Ｔ1 の経過の間に負圧状態が解消されて常圧に
戻っているから、そのタイミングで図５（ａ）のように
ピエゾ振動子３１の駆動波形を立ち上げれば、共通圧力
室２４から圧力波が伝わったインク室２１の圧力波形は
吐出圧力レベルＰthよりも大きくなり、インク滴１９ａ
を吐出させることができる。
【００２７】図５（ｄ）もピエゾ振動子３１の駆動波形
であり、これよりも前に少しの時間Ｔ2 のタイミングに
おいて図５（ｅ）のように可動壁２８の駆動波形を立ち
上げる。インク室２１の圧力波形は図５（ｆ）のように
短い時間Ｔ2 の経過の間では負圧状態がまだ解消されて
いないから、そのタイミングで図５（ｄ）のようにピエ
ゾ振動子３１の駆動波形を立ち上げれば、共通圧力室２
４から圧力波が伝わったインク室２１の圧力波形は吐出
圧力レベルＰthよりも小さいままであり、インク滴１９
ａは吐出しない。
【００２８】この実施の形態２によれば、共通圧力室２
４からの圧力波の圧力が多少変動しても、インク滴１９
ａの吐出と吐出停止とを明確に区別して制御することが
できる。
【００２９】〔実施の形態３〕この実施の形態３はピエ
ゾ振動子３１の駆動タイミングとの関係で可動壁２８を
駆動するタイミングを制御することにより、吐出するイ
ンク滴１９ａの粒径を調整するようにしたものである。
【００３０】図６（ａ）〜（ｃ）はインク滴１９ａの粒
径を大きくするときのタイミングチャート、図６（ｄ）
〜（ｆ）はインク滴１９ａの粒径を小さくするときのタ
イミングチャートである。図６（ａ）はピエゾ振動子３
１の駆動波形であり、これよりも前に充分の時間Ｔ1 の
タイミングにおいて図６（ｂ）のように可動壁２８の駆
動波形を立ち上げる。インク室２１の圧力波形は図６
（ｃ）のように長い時間Ｔ1 の経過の間に負圧状態が解
消されて常圧に戻っているから、そのタイミングで図６
（ａ）のようにピエゾ振動子３１の駆動波形を立ち上げ
れば、共通圧力室２４から圧力波が伝わったインク室２
１の圧力波形は吐出圧力レベルＰthよりも大きくなり、
その吐出圧力レベルＰthを上回るトータル圧力Ｓ1 は大
きく、粒径の大きなインク滴１９ａを吐出させることが
できる。
【００３１】図６（ｄ）もピエゾ振動子３１の駆動波形
であり、前記の時間Ｔ1 よりも少しの時間ｔ0 だけ短い
時間Ｔ3 のタイミングにおいて図６（ｅ）のように可動
壁２８の駆動波形を立ち上げる。インク室２１の圧力波
形は図６（ｆ）のようにやや短くなった時間Ｔ3 の経過
の間では負圧状態がほぼ解消されているがまだ充分には
解消されていないから、そのタイミングで図６（ｄ）の
ようにピエゾ振動子３１の駆動波形を立ち上げれば、図
６（ｆ）に示すように共通圧力室２４から圧力波が伝わ
ったインク室２１の圧力波形は図６（ｃ）の場合と同様
に吐出圧力レベルＰthよりも大きくはなるが、その吐出
圧力レベルＰthを上回るトータル圧力Ｓ2 は減少し、イ
ンク滴１９ａの粒径が小さくなる。
【００３２】この実施の形態３によれば、可動壁２８の
駆動タイミングを制御することによりインク滴１９ａの
粒径を簡単に調整することができる。また、共通圧力室
２４からの圧力波の圧力の変動に対して、可動壁２８の
駆動タイミングの制御を通じて圧力波の圧力変動を吸収
することも可能である。
【００３３】〔実施の形態４〕この実施の形態４はイン
ク室２１の体積を増大させる可動壁の駆動手段を静電式
から電磁石式に代えたものである。図７はインク滴吐出
時の断面図、図８はインク滴非吐出時の断面図である。
図７、図８において、実施の形態１に係る図２、図３と
同一符号は同一構成を示し、簡単に説明すると、３はノ
ズル、３ａは突条部、３ｂは凹所、１０はオリフィス、
１６は圧力室天板、１７は電源、１８はスイッチ、１９
はインク、２１はインク室、２２は第１のフィルター、
２３は第２のフィルター、２４は共通圧力室、２５は共
通インク供給路、２６は高弾性材料の絶縁体、３１はピ
エゾ振動子、３４は電源、３５はスイッチである。２７
は磁性体製の可動壁、２９は絶縁体２６に埋め込まれた
電磁石であり、磁性体製の可動壁２７、絶縁体２６、電
磁石２９は突条部３ａにおける個々の凹所３ｂに個別的
に挿入配置され、電磁石２９には電源３４とスイッチ３
５との直列回路が接続されている。
【００３４】動作については実施の形態１と同様であ
る。すなわち、スイッチ３５をオンにして電磁石２９に
電源３４から電流を供給すると、磁気吸引力により磁性
体製の可動壁２７を上方へ湾曲変形させて絶縁体２６に
当接させ、インク室２１の体積を増大することで共通圧
力室２４からの圧力波を吸収し、インク滴１９ａの吐出
をしないようにする。
【００３５】この実施の形態の場合も、高密度実装が可
能となり、駆動回路も簡単になる。
【００３６】駆動電力も少なくてすむ。
【００３７】〔実施の形態５〕この実施の形態５はイン
ク室２１の体積を増大させる可動壁の駆動手段をピエゾ
振動子に代えたものである。図９はインク滴吐出時の断
面図、図１０はインク滴非吐出時の断面図である。図
９、図１０において、実施の形態１に係る図２、図３と
同一符号は同一構成を示し、簡単に説明すると、３はノ
ズル、３ａは突条部、３ｂは凹所、１０はオリフィス、
１６は圧力室天板、１７は電源、１８はスイッチ、１９
はインク、２１はインク室、２２は第１のフィルター、
２３は第２のフィルター、２４は共通圧力室、２５は共
通インク供給路、２８は可動壁、３１はピエゾ振動子、
３４は電源、３５はスイッチである。２６ａは高弾性材
料の薄膜絶縁体、３２は可動壁２８にユニモルフ型で接
合された薄膜ピエゾ振動子であり、可動壁２８、薄膜ピ
エゾ振動子３２、薄膜絶縁体２６ａは突条部３ａにおけ
る個々の凹所３ｂに個別的に挿入配置され、薄膜絶縁体
２６ａと薄膜ピエゾ振動子３２とは少しの間隙をあけて
対向配置され、薄膜ピエゾ振動子３２には電源３４とス
イッチ３５との直列回路が接続されている。
【００３８】薄膜ピエゾ振動子３２および薄膜絶縁体２
６ａの厚さはそれぞれ１０μｍ以下となっている。薄膜
ピエゾ振動子３２はスパッタ、ゾルゲル法、水熱法等で
作製することができる。従来のインクジェットプリント
ヘッドにおいては、薄膜ピエゾ振動子の厚さは５０μｍ
以上であった。それはインクを加圧するからである。
【００３９】これに対して本実施の形態の場合は負圧に
するので１０μｍ以下でも充分であり、小さなエネルギ
ーで駆動できる。また、高密度実装が可能であり、その
駆動回路も簡単である。
【００４０】動作については実施の形態１と同様である
が、ピエゾ振動子３２の分極方向に対し逆方向の電圧印
加を行うことで、ピエゾ振動子３２が伸びる方向に変形
し、壁面とのユニモルフ効果で上方向に変形する。
【００４１】〔実施の形態６〕図１１は実施の形態６の
インクジェットプリントヘッドの断面図である。この実
施の形態６は実施の形態１（図２）の変形であって、可
動壁２８の周囲部分に薄膜可撓部分２８ａを形成したも
ので、湾曲変形がより小さい駆動力で可能となるととも
に、湾曲変形した状態が安定する。その他の構成および
動作は実施の形態１と同様であるので、対応する部分に
同一符号を付すにとどめ、説明を省略する。
【００４２】〔実施の形態７〕図１２は実施の形態７の
インクジェットプリントヘッドの断面図である。この実
施の形態７は実施の形態１（図２）の変形であって、可
動壁２８の周囲部分に上側にわずかに膨出するリブ部分
２８ｂを形成したもので、上記同様に、湾曲変形がより
小さい駆動力で可能となるとともに、湾曲変形した状態
が安定する。その他の構成および動作は実施の形態１と
同様であるので、対応する部分に同一符号を付すにとど
め、説明を省略する。
【００４３】〔実施の形態８〕図１３は実施の形態８の
インクジェットプリントヘッドにおけるノズルの一部破
断の斜視図である。この実施の形態８は実施の形態１
（図１）の変形であって、インク室２１の複数ごとに仕
切り体を延長した長尺仕切り体１５ｂとなし、その後端
部を第２のフィルター２３に連結したものである。これ
により、実施の形態１の場合の共通圧力室２４は複数に
分割された分割共通圧力室３６になるとともに、実施の
形態１では単一であったピエゾ振動子３１を個々の分割
共通圧力室３６に対応させて複数に分割した分割ピエゾ
振動子３３に構成したものである。
【００４４】この場合、分割共通圧力室３６と分割ピエ
ゾ振動子３３とにしてあるので、単一の共通圧力室２４
と単一のピエゾ振動子３１の場合に比べて、圧力波の分
散が少なく、圧力波の発生が確実・強力となる。また、
分割ピエゾ振動子３３を圧力室天板１６に接合する精度
が高く、作業性も良い。
【００４５】その他の構成および動作は実施の形態１と
同様であるので、対応する部分に同一符号を付すにとど
め、説明を省略する。
【００４６】〔実施の形態９〕図１４に示すように、す
べてのインク室２１に対して共通圧力室２４となす点は
実施の形態１（図１）と同様とし、実施の形態１では単
一であったピエゾ振動子３１を複数の分割ピエゾ振動子
３３に構成してもよい。
【００４７】
【発明の効果】本発明に係る請求項１のインクジェット
プリントヘッドによれば、共通圧力室を共通インク供給
路に対して第２のフィルターで分離し、この共通圧力室
において圧力発生部材の駆動で発生させた圧力波を第１
のフィルターを介して各インク室に供給するから、各イ
ンク室におけるインクの量ひいては内圧が互いに均等と
なり、共通圧力室からインク室に圧力波を受けた場合に
オリフィスから吐出されるインク滴の粒径を均一化する
ことができる。
【００４８】本発明に係る請求項２のインクジェットプ
リントヘッドによれば、可動壁の変形タイミングを制御
するだけでインク滴の吐出状態と非吐出状態とを簡単に
切り換えることができる。
【００４９】本発明に係る請求項３のインクジェットプ
リントヘッドによれば、インク滴を吐出させるときの可
動壁を体積増大側に変形させるタイミングを前記圧力発
生部材の駆動タイミングに対して前側にずらせる時間幅
を制御するだけで吐出インク滴の粒径を簡単に調整でき
る。
【００５０】本発明に係る請求項４のインクジェットプ
リントヘッドによれば、圧力波によって変形された可動
壁を高弾性部材で受け止めるので、可動壁が圧力波によ
って寄生振動を起こしたり変形するのを避けることがで
き、インク滴の吐出、非吐出を安定的に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るインクジェットプ
リントヘッドにおけるノズルの内部構造を示す一部破断
の斜視図である。
【図２】実施の形態１のノズルの内部構造および吐出動
作状態を示す断面図である。
【図３】実施の形態１の非吐出動作状態を示す断面図で
ある。
【図４】実施の形態１の動作説明に供するタイミングチ
ャートである。
【図５】実施の形態２のインクジェットプリントヘッド
の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図６】実施の形態３のインクジェットプリントヘッド
の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図７】実施の形態４のインクジェットプリントヘッド
におけるノズルの内部構造を示す断面図である。
【図８】実施の形態４の非吐出動作状態を示す断面図で
ある。
【図９】実施の形態５のインクジェットプリントヘッド
におけるノズルの内部構造を示す断面図である。
【図１０】実施の形態５の非吐出動作状態を示す断面図
である。
【図１１】実施の形態６のインクジェットプリントヘッ
ドにおけるノズルの内部構造を示す断面図である。
【図１２】実施の形態７のインクジェットプリントヘッ
ドにおけるノズルの内部構造を示す断面図である。
【図１３】実施の形態８に係るインクジェットプリント
ヘッドにおけるノズルの内部構造を示す一部破断の斜視
図である。
【図１４】実施の形態９に係るインクジェットプリント
ヘッドにおけるノズルの内部構造を示す一部破断の斜視
図である。
【図１５】従来のシリアルプリント方式のインクジェッ
トプリンタの概略構成を示す斜視図である。
【図１６】従来のシリアルプリント方式のインクジェッ
トプリントヘッドの概略構成を示す斜視図である。
【図１７】従来のインクジェットプリントヘッドのノズ
ルの内部構造を示した一部破断の斜視図である。
【図１８】従来のインクジェットプリントヘッドのノズ
ルの内部構造を示した断面図である。
【符号の説明】
３……ノズル １０……オリフィス １５……仕切り体 １５ａ…長尺仕切り体 １６……圧力室天板 １９……インク １９ａ…インク滴 ２１……インク室 ２２……第１のフィルター ２３……第２のフィルター ２４……共通圧力室 ２５……共通インク供給路 ２６……絶縁体（高弾性部材） ２６ａ…薄膜絶縁体（高弾性部材） ２７……磁性体製の可動壁 ２８……可動壁 ２８ａ…薄膜可撓部分 ２８ｂ…リブ部分 ２９……電磁石 ３０……制御電極 ３１……ピエゾ振動子 ３２……薄膜ピエゾ振動子 ３３……分割ピエゾ振動子 ３６……分割共通圧力室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲鶴▼井 康史 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 恩田 裕 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 各々の前端部にオリフィスが形成され互
    いに仕切られた複数のインク室のそれぞれを第１のフィ
    ルターを介して共通圧力室に連通させ、この共通圧力室
    は第２のフィルターを介して共通インク供給路に連通さ
    せ、前記共通圧力室の壁面に圧力発生部材を設け、前記
    各インク室にそれぞれインク室体積を増加する方向に変
    形する可動壁を設け、前記共通圧力室において前記圧力
    発生部材の駆動により発生した圧力波を前記第１のフィ
    ルターを介して各インク室で伝え、前記可動壁が変形し
    ているときは圧力波を吸収し、前記可動壁が変形してい
    ないときは前記圧力波によりインク滴を前記オリフィス
    より吐出させるように構成したことを特徴とするインク
    ジェットプリントヘッド。
  2. 【請求項２】 共通圧力室に対する圧力発生部材の駆動
    を周期的に行い、可動壁を体積増大側に変形させるタイ
    ミングを前記圧力発生部材の駆動タイミングに対して前
    側にずらせる時間幅を制御することにより、インク滴の
    吐出状態と非吐出状態とを切り換えるようにしたことを
    特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリントヘ
    ッド。
  3. 【請求項３】 インク滴を吐出させるときの可動壁を体
    積増大側に変形させるタイミングを前記圧力発生部材の
    駆動タイミングに対して前側にずらせる時間幅を制御す
    ることにより、インク滴の吐出粒径を調整するようにし
    たことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のイ
    ンクジェットプリントヘッド。
  4. 【請求項４】 変形された可動壁を受け止める高弾性部
    材を設けてあることを特徴とする請求項１から請求項３
    までのいずれかに記載のインクジェットプリントヘッ
    ド。
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