JPH09300610A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents
インクジェット記録ヘッドInfo
- Publication number
- JPH09300610A JPH09300610A JP11750396A JP11750396A JPH09300610A JP H09300610 A JPH09300610 A JP H09300610A JP 11750396 A JP11750396 A JP 11750396A JP 11750396 A JP11750396 A JP 11750396A JP H09300610 A JPH09300610 A JP H09300610A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacement
- mode
- piezoelectric element
- pressure chamber
- ink
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電素子を駆動源に利用したインクジェット
ヘッドにおいて圧電素子利用効率を向上させることによ
り部品コスト、加工コストの低下及び信頼性の向上、性
能の向上を計る。 【解決手段】 従来から利用されていた縦方向の変位だ
けでなく横方向の変位を縦方向に変換及び拡大する機能
を持った機構部品２およびその機能を持ったダイヤフラ
ム８を採用する。よって、圧電素子の利用効率が向上し
部品コスト、加工コストの低下及び信頼性の向上、性能
の向上を達成される。
ヘッドにおいて圧電素子利用効率を向上させることによ
り部品コスト、加工コストの低下及び信頼性の向上、性
能の向上を計る。 【解決手段】 従来から利用されていた縦方向の変位だ
けでなく横方向の変位を縦方向に変換及び拡大する機能
を持った機構部品２およびその機能を持ったダイヤフラ
ム８を採用する。よって、圧電素子の利用効率が向上し
部品コスト、加工コストの低下及び信頼性の向上、性能
の向上を達成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット方
式の記録ヘッドの構造に関する。
式の記録ヘッドの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の圧電素子の変位を利用して圧力室
の壁の一つを形成した振動板を変位させて圧力室内に充
填したインクを加圧し該圧力室に連通するノズルよりイ
ンクを噴射するインクジェットヘッドは特公平７ー５７
５４５に示されている。その構造の概略は図４に示すよ
うに剛性部材１０９上に圧電材料を接着し圧電材料面に
溝加工を施すことで独立的に駆動可能な圧電素子１０７
を形成し、圧力室１０２の一つの壁を形成する振動板１
０３を変位させて圧力室１０２内に充填したインクを加
圧し圧力室１０２に連通するノズル１１１よりインク滴
を噴射するものである。特公平７ー５７５４５では必要
な圧電素子の変位を得る為に圧電素子に圧電体を積層し
たものをもちいて厚さ方向の変位を大きくして必要な変
位をえるものである。
の壁の一つを形成した振動板を変位させて圧力室内に充
填したインクを加圧し該圧力室に連通するノズルよりイ
ンクを噴射するインクジェットヘッドは特公平７ー５７
５４５に示されている。その構造の概略は図４に示すよ
うに剛性部材１０９上に圧電材料を接着し圧電材料面に
溝加工を施すことで独立的に駆動可能な圧電素子１０７
を形成し、圧力室１０２の一つの壁を形成する振動板１
０３を変位させて圧力室１０２内に充填したインクを加
圧し圧力室１０２に連通するノズル１１１よりインク滴
を噴射するものである。特公平７ー５７５４５では必要
な圧電素子の変位を得る為に圧電素子に圧電体を積層し
たものをもちいて厚さ方向の変位を大きくして必要な変
位をえるものである。
【０００３】しかし、前記の構造においては圧電素子１
０７の積層数を多くしなければ必要な変位を得ることが
できず結果的に圧電材料コストの増大、積層素子製造の
複雑化や圧電素子の厚みが厚くなるために深い溝加工が
必要になるなど問題点がある。
０７の積層数を多くしなければ必要な変位を得ることが
できず結果的に圧電材料コストの増大、積層素子製造の
複雑化や圧電素子の厚みが厚くなるために深い溝加工が
必要になるなど問題点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる問題点
を鑑みなされたものであり、その目的とするところは、
積層圧電素子を基板に並べ振動板と圧力室で印字ヘッド
を構成しインクを噴射するインクジェット記録ヘッドに
おいて積層数が少ない薄型で製造コストの低い圧電素子
でインクジェットヘッドを充分駆動させる技術を提供す
ることである。
を鑑みなされたものであり、その目的とするところは、
積層圧電素子を基板に並べ振動板と圧力室で印字ヘッド
を構成しインクを噴射するインクジェット記録ヘッドに
おいて積層数が少ない薄型で製造コストの低い圧電素子
でインクジェットヘッドを充分駆動させる技術を提供す
ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のインクジェットヘッドは下記記載の構成を採用
する。
本発明のインクジェットヘッドは下記記載の構成を採用
する。
【０００６】本発明では従来から利用されていた積層圧
電素子の縦方向の変位だけでなく横方向の変位を有効利
用するため横方向変位を縦方向変位に変換し、さらに変
位を拡大する機構部品を使用することにより従来利用さ
れていなかった横方向変位を有効に利用できるようにし
て効率の向上を計っている。
電素子の縦方向の変位だけでなく横方向の変位を有効利
用するため横方向変位を縦方向変位に変換し、さらに変
位を拡大する機構部品を使用することにより従来利用さ
れていなかった横方向変位を有効に利用できるようにし
て効率の向上を計っている。
【０００７】変位の変換及び拡大の機構部品は今まで有
効利用されていなかった積層圧電素子の横方向変位によ
り撓み変形するようになっており撓み変形の縦方向成分
が有効利用可能となるようにしている。
効利用されていなかった積層圧電素子の横方向変位によ
り撓み変形するようになっており撓み変形の縦方向成分
が有効利用可能となるようにしている。
【０００８】
〔実施例１〕図１に実施例１を示す。図２はインクジェ
ットプリンタヘッドの断面で１は積層圧電素子、２は本
発明の機構部品、３は基板、４はダイヤフラム、５はイ
ンクノズル、６はインク液室、７は流路板である。積層
圧電素子１は本実施例では縦方向に積層され変形のｄ３
３モードが縦方向変位、ｄ３１モードが横方向の変位で
ある。積層圧電素子１にｄ３３モードで伸び変位が発生
するように電圧をくわえるとｄ３１モードは縮む方向に
変位し、本発明の機構部品２はこの縮みの横方向変位を
縦方向の変位に変換するものである、図２ａ，ｂにこの
変位状態を示す。図２ａは定常状態を示し、図２ｂは駆
動電圧を加えた状態を示している。図２のｄＸはｄ３１
モードの横方向変位、ＢーＡは本発明の機構部品２によ
り拡大及び変換された縦方向の変位であり、単一のｄ３
３またはｄ３１だけを利用した駆動より数段も大きな変
位が得られる。
ットプリンタヘッドの断面で１は積層圧電素子、２は本
発明の機構部品、３は基板、４はダイヤフラム、５はイ
ンクノズル、６はインク液室、７は流路板である。積層
圧電素子１は本実施例では縦方向に積層され変形のｄ３
３モードが縦方向変位、ｄ３１モードが横方向の変位で
ある。積層圧電素子１にｄ３３モードで伸び変位が発生
するように電圧をくわえるとｄ３１モードは縮む方向に
変位し、本発明の機構部品２はこの縮みの横方向変位を
縦方向の変位に変換するものである、図２ａ，ｂにこの
変位状態を示す。図２ａは定常状態を示し、図２ｂは駆
動電圧を加えた状態を示している。図２のｄＸはｄ３１
モードの横方向変位、ＢーＡは本発明の機構部品２によ
り拡大及び変換された縦方向の変位であり、単一のｄ３
３またはｄ３１だけを利用した駆動より数段も大きな変
位が得られる。
【０００９】ここで、本発明の機構部品２により得られ
る変位について説明する。図２ａ、ｂの横方向変位△Ｘ
に対する変換された縦方向変位は前項で説明したように
図２のＢ−Ａである。現実のインクジェットヘッドに近
い寸法モデルを設定し図２に動作状態を説明する。尚、
本発明の機構部品２の変形は円弧状になるとして計算
し、機構部品２の初期撓み０．０５ｍｍ、圧電素子１の
定状状態での横方向の長さを２ｍｍ、縦方向の長さを１
ｍｍとして説明する。
る変位について説明する。図２ａ、ｂの横方向変位△Ｘ
に対する変換された縦方向変位は前項で説明したように
図２のＢ−Ａである。現実のインクジェットヘッドに近
い寸法モデルを設定し図２に動作状態を説明する。尚、
本発明の機構部品２の変形は円弧状になるとして計算
し、機構部品２の初期撓み０．０５ｍｍ、圧電素子１の
定状状態での横方向の長さを２ｍｍ、縦方向の長さを１
ｍｍとして説明する。
【００１０】電圧を加えた状態で積層圧電素子１の変位
がｄ３３方向で１μｍ伸び、ｄ３１方向で１μｍ縮むと
仮定すると、本発明の機構部品２によりダイヤフラムの
撓みは０．０５ｍｍから０．０５７ｍｍ程度に増加しｄ
３１方向の変位は１μｍが約７μｍの縦方向変位に変換
されｄ３３方向の伸びと総合で８μｍ程度の変位が得ら
れるため従来技術の８倍の変位が得られる。
がｄ３３方向で１μｍ伸び、ｄ３１方向で１μｍ縮むと
仮定すると、本発明の機構部品２によりダイヤフラムの
撓みは０．０５ｍｍから０．０５７ｍｍ程度に増加しｄ
３１方向の変位は１μｍが約７μｍの縦方向変位に変換
されｄ３３方向の伸びと総合で８μｍ程度の変位が得ら
れるため従来技術の８倍の変位が得られる。
【００１１】実際の使用では、必要とされる変位は１〜
２μｍ程度であり本発明の機構部品を使用することによ
り従来の１／８程度の積層数の積層圧電素子で駆動可能
となり積層圧電素子のコスト低下、信頼性向上が達成さ
れる。
２μｍ程度であり本発明の機構部品を使用することによ
り従来の１／８程度の積層数の積層圧電素子で駆動可能
となり積層圧電素子のコスト低下、信頼性向上が達成さ
れる。
【００１２】積層数を減らさない場合には、駆動電圧を
低下させることができこれによってもコストの低下、信
頼性の向上が達成される。
低下させることができこれによってもコストの低下、信
頼性の向上が達成される。
【００１３】さらに、積層数、駆動電圧、圧電素子形状
などの組み合わせの自由度が増すため設計に余裕ができ
性能的にも向上が期待できる。
などの組み合わせの自由度が増すため設計に余裕ができ
性能的にも向上が期待できる。
【００１４】〔実施例２〕図３に実施例２を示す、本実
施例ではインクジェットヘッドのダイヤフラムに本発明
の横方向の変位を縦方向に変換拡大する機構をもりこん
でいる。図３中の８が本発明の機構を持ったダイヤフラ
ムで積層圧電素子１の縦方向の変位の伝達に加えて横方
向変位も縦方向に変換して利用している、積層圧電素子
１の変位は実施例１と同様に従来技術に比べて小さい変
位で駆動可能でありさらに実施例１では専用の機構部品
を使用していたが本実施例ではダイヤフラム８に本発明
の機構を持たせているためさらにコストの低下が達成さ
れる。
施例ではインクジェットヘッドのダイヤフラムに本発明
の横方向の変位を縦方向に変換拡大する機構をもりこん
でいる。図３中の８が本発明の機構を持ったダイヤフラ
ムで積層圧電素子１の縦方向の変位の伝達に加えて横方
向変位も縦方向に変換して利用している、積層圧電素子
１の変位は実施例１と同様に従来技術に比べて小さい変
位で駆動可能でありさらに実施例１では専用の機構部品
を使用していたが本実施例ではダイヤフラム８に本発明
の機構を持たせているためさらにコストの低下が達成さ
れる。
【００１５】
【発明の効果】以上の説明より明かなように本発明の機
構を用いることにより積層圧電素子の変位を有効に利用
することが可能となるり、材料及び加工コストの低下、
性能及び信頼性の向上、装置の小型化などが達成出来
る。
構を用いることにより積層圧電素子の変位を有効に利用
することが可能となるり、材料及び加工コストの低下、
性能及び信頼性の向上、装置の小型化などが達成出来
る。
【図１】本発明の変位変換、拡大を行う機構部品を持っ
たインクジェットヘッドの断面図。
たインクジェットヘッドの断面図。
【図２】変位変換及び拡大の説明図。
【図３】実施例２の変位変換及び拡大機能を持ったダイ
ヤフラムを使用したインクジェットヘッドの断面図。
ヤフラムを使用したインクジェットヘッドの断面図。
【図４】従来技術を表す分解斜視図。
１ 積層圧電素子 ２ 本発明の変位変換及び拡大機構部品 ３ 基板 ４ ダイヤフラム ５ インクノズル ６ インク液室 ７ 流路板 ８ 本発明の変位変換及び拡大機構を持ったダイヤ
フラム
フラム
Claims (2)
- 【請求項１】 圧電素子の変位を利用して圧力室の一つ
の圧力壁を形成する振動板を変形させて、圧力室内に充
填したインクを加圧し、圧力室に連通するノズルよりイ
ンク液を噴射するインクジェット記録ヘッドにおいて、
圧電素子の変位を有効に利用するためにｄ３３モード及
びｄ３１モードの両方を有効利用したインクジェット記
録ヘッド。 - 【請求項２】 圧電素子の変位を利用して圧力室の一つ
の圧力壁を形成する振動板を変形させて圧力室内に充填
したインクを加圧し圧力室に連通するノズルよりインク
液を噴射するインクジェット記録ヘッドにおいて、圧電
素子の変位を有効に利用するためにｄ３３モード及びｄ
３１モードの両方の変位を利用しかつｄ３３，ｄ３１の
いずれか一方の変位と他方の変位を拡大機構により拡大
し振動板を駆動する機構を持ったインクジェット記録ヘ
ッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11750396A JPH09300610A (ja) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | インクジェット記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11750396A JPH09300610A (ja) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | インクジェット記録ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09300610A true JPH09300610A (ja) | 1997-11-25 |
Family
ID=14713367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11750396A Pending JPH09300610A (ja) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | インクジェット記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09300610A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010535445A (ja) * | 2007-07-31 | 2010-11-18 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 高ｋ誘電体を有するｃｍｕｔ |
| WO2016151998A1 (ja) * | 2015-03-23 | 2016-09-29 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射装置用ノズルユニット、液体噴射装置用アクチュエーターユニット、液体噴射装置用ハンドピース |
-
1996
- 1996-05-13 JP JP11750396A patent/JPH09300610A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010535445A (ja) * | 2007-07-31 | 2010-11-18 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 高ｋ誘電体を有するｃｍｕｔ |
| WO2016151998A1 (ja) * | 2015-03-23 | 2016-09-29 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射装置用ノズルユニット、液体噴射装置用アクチュエーターユニット、液体噴射装置用ハンドピース |
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