JPS63185640A - インクジエツト記録装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明はノンインパクト記録装置に関し、特にインクジ
ェット記録装置に関するものである。

従来の技術 従来、この種のインクジェット記録装置は、本発明の実
施例を示す第３図において、圧電セラミック機構５を第
６図、第７図に示す簡単な平板形状の圧電セラミック板
１５に代えたものであり、複数のノズル２５、インク供
給穴８、第３図には示してないが第７図に示すような前
記ノズルの夫：３３− 夫に接続する複数の圧力室とインク室などを有するプリ
ンタヘッド１と、このインク供給穴８からインクを供給
するためのインク溜り２およびパイプ３と、第７図に示
すような前記プリンタヘッド１の外側面の各圧力室に対
応する位置近傍に接着される板数の圧電セラミック板１
５と、この圧電セラミック根１５の各々にパルス電圧を
供給するためのパルス発生器４とからなシ、このパルス
発生器４からのパルス電圧によって圧電セラミック板１
５が屈曲して、プリンタヘッド１の圧力室の容積を変化
させてインク滴６を形成し、記録紙７上に噴射するもの
であった。

そして、このプリンタヘッド１の細部は第６図の分解斜
視図に示すように、ノズルを形成するための７個の溝１
８、圧力室を形成するための前記溝１８に連結する７個
の＄１７およびインク室を形成するための溝１７のすべ
てに連結する穴１６ａを有する基板１１と、穴１６ａと
共にインク室を形成するための穴１６ｂを持つ基板１２
と、平板状の基板１３と、インク供給穴８を持つ基板１
４とからなシ、第６図に示すように順次重ね合せて接合
して、インク滴６を記録紙７上に飛び出させるノズル２
５と、第７図に示すようなインクに圧力を加えるための
圧力室２７および飛び出した量だけのインクを補充する
ために一時的にインクを貯めておくインク室２６とが形
成される。また基板１４の外側面には第６図に示すよう
な圧力室のインクに圧力を加えるための圧電セラミック
板１５が圧力室２７の近傍に接着されている。

第７図ｔａ）およびｔｂ）はプリンタヘッドｌと圧電セ
ラミック板１５の動作を説明するための断面図である。

第７図（ａ）は動作前の状態を示し、ノズル２＆圧力室
２７．インク室２６はインクで満たされている。第７図
（ｂ）は圧電セラミック板１５にパルス発生器よ＃）電
圧が加えられ、圧電セラミック飯１５がたわみ圧力室２
７の容積を減少させ、圧力室２７甲のインクに圧力が加
えられ、インク滴６をノズル２５よシ噴出させたところ
である。その後圧電セラミック板１５が元の状態に戻る
と、ノズル２５内にインクがインク室２６から毛管現象
により満たされ、第７図＋ａ）の状態に復帰する。

しかし従来のような構造のプリンタヘッドでは、ノズル
２５の数を多くしていくと、圧力室２７を平面上にに、
ＲＩ、ているため、ノズル２５と圧力室２７どの間を接
続するための管路が長くなり、管路内の流体抵抗が増加
する。そのためノズル２５からインク滴を噴射させるた
めに、圧力室２７上の圧電セラミックｅｉ１５に印加す
るパルスの電圧を高くする必要が生じる。たとえば、圧
力室中央部の変位を０．２μｍ得るのに１００Ｖ以上の
高圧罠なる場合もあり、安全性と生産性に問題があると
いう欠点があった。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、上記の欠点、すなわら圧電セラミック
への印加するパルス電圧が高く、安全性と生産性が悪い
とい５問題点を解決したインクジェット記録装置を提供
することにある。

問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題点を解決するために、それぞれ一端
部にノズルを持つ複数価の圧力室と、この圧力室にイン
クを供給するための外側面に開口するインク供給穴を有
するインク室とを有するプリンタヘッドと、このプリン
タヘッドの外側面の各圧力室のそれぞれの近傍に一端部
が固定され中央部が支点として固定される２字形のレノ
（−と、このレバーの他端と外側面との間に嵌め込まれ
た縦効果型積層圧電セラミックとからなる圧電セラミッ
ク機構と、このプリンタヘッドのインク供給穴に接続す
るパイプと、このパイプを通し℃インク室にインクを供
給するためのインク溜シと、縦効果型積層圧電セラミッ
クに所定のパルス電圧を選択的に印加するためのパルス
発生器とからなる構成を採用するものである。

作用 本発明は上述のように構成したので、縦効果型積層圧電
セラミック罠パルス発生器からパルス電圧が印加される
と、積層圧電セラミックは大きく変位し、レバーの他端
が圧力室に大きな圧力を与えて変形させる。したがって
従来より低い電圧と小さい圧力室を使用しても、従来と
同様のインク滴が生成される。

実施例 次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

本発明の一笑施例の全体を示す第３図を参照すると、本
発明のインクジェット記録装置は、プリンタへラド１と
、外部インク溜り２と、インク供給パイグ３と、パルス
発生器４と、このパルス電圧によって駆動される圧電セ
ラミック機構５とからなシ、従来の圧電セラミック板１
５の代わりに圧電セラミック機構５を有する以外には変
わシがない。したがって圧電セラミック機構５がノくル
ス発生器４の電圧パルスによってインク滴６を生成して
記録紙７上に印字する原稈は全く変らない。

次に、本発明の第１の実施例のプリントヘッドを正面図
で示す第１図および第１図のＡ−Ａ断面を示す第２図（
ａ３およびｔｂ）を参照すると、本発明のインクジェッ
ト記録装置のプリンタヘッド１は、インク供給穴８を有
する基板１４と、ノズル２５゜圧力室２７およびインク
室２６を形成するための基板１１と、インク室２６を形
成するための基板１２と、平板法の基板１３とからなる
ことは従来と変らない。これらの基板１１〜１４をムね
合わせて接合したプリンタヘッド１の外側面には、各圧
力室のそれぞれの近傍に一重部３９が固定され、中央部
の支点４０が同じくプリンタヘッド１の外仇面に固定さ
れたＦ字形レバー３８と、このレバー３８の他端４１と
外側面との間罠嵌め込まれた縦効果型積層圧電セラミッ
ク４２からなる圧電セラミック機構５が取り付けられて
いる。

次に第１図および第２図を用いてこの第１の実施例の動
作について説明する。第２図（ａ）は動作前の状態を示
し、ノズル２５．圧力室２７およびインク室２６にはイ
ンクが満たされている。第２図ｆｂ）は縦効果型積層圧
電セラミック４２にパルス発生器４よシミ圧が加えられ
た状態を示し、縦効果型積層圧電セラミック４２が伸び
、レバー３８の一重部４１を押し上げるため、他端部３
９が押し下げられる。そのため、圧力室２７の容積が減
少し、圧力室２７内のインクに圧力が加えられ、インク
滴６がノズル２５よシ噴射する。本圧電セラミック機構
５は伸びおよび伸びる力の大きな縦効果型積層圧電セラ
ミック４２の伸びおよび伸び力をレバー３８によって圧
力室２７へ伝えることができるため、効率よく圧力室２
７のインクに圧力を加えることができる。そのため圧電
セラミックに加えるパルスの電圧を大幅に下げることが
可能である。例えば中央部の支点４０の前記の長さが等
しいレバー３８と、積層数約６０層で長さ８ｍｍの縦効
果型積層圧電セラミック４２とを使用した場合、圧力室
２７に０．２μｍの変位を与えるのに約３．３ｖで済み
、従来の１／３０程度になる。

また、従来のプリンタヘッドに比し変位が大きくできる
ため、容易に圧力室の容積を変えられ、圧力室への加圧
面積を小さくでき、また、圧力室を含む管路系を小形に
することによシ、その共振周波数を高く出来るため、イ
ンク滴形成の繰シ返し周期、すなわち本インクジェット
記録装置で文字を記録した場合の印字速度を上げること
が可能となる利点がある。

第４図は本発明の第２の実施例におけるインクジェット
記録装置におけるプリンタヘッドの正面図、第５図は第
４図のＡ−Ａ断面を示す断面図である。本構成では、縦
効果型積層セラミック４２のレバー３８と接続されてい
ない他方の端部が、レバー３８が固定されているプリン
タヘッド１′の基板１４の外側面と反対側の基板１３上
に設けられた追加基板４６に固定された構造であシ、圧
力室を含む管路系が小形化され、したがってプリンタヘ
ッド１′の幅が狭くなりている。この第２の実施例では
、圧力室を含む管路系を小形にすることによシ、プリン
タヘッドをよシ小形にしたものであシ、動作は第１の実
施例とほぼ同様であるが、装置が小形化され、印字速度
がよシ速くなる。

発明の効果 以上に説明したように１本発明によれば、プリンタヘッ
ドの圧力室の容積を減少させる方法に１縦効果型積層圧
電セラミックとレバーとを組み合わせた機構を使用する
ことによシ、圧電セラミックに印加するパルスの電圧が
低くでき、安全性と生産性がよくなるという効果がある
。また、共振周波数も容易に高くできるため、高速印字
が可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるプリンタヘッド
の正面図、第２図＋８）および（ｂ）は第１図のＡ−Ａ
線断面図、第３図は本発明のインクジェ。 ト記録装置全体の構成図、第４図は本発明の第２の実施
例におけるプリンタヘッドの正面図、第５図は第４図の
Ａ−Ａ線断面図、第６図は従来のプリンタヘッドの一例
の分解斜視図、第７図ｔａ）およびＴｏ）は第６図のプ
リンタヘッドの断面図である。 １．１′・・・・・・プリンタヘッド、２・・・・・・
インク溜シ、３・・・・・・パイプ、４・・・・・・パ
ルス発生器、５・・・・・・圧電セラミック機構、６−
・・・・・インク滴、７・・・・−・記録紙、８・・・
・・・インク供給穴、１１．１２，１３゜・・・・・・
擲、２５・・・・・・ノズル、２７・・・・・・２圧力
室、２６・・・・・・インク室、３８・・・・・・レバ
ー、３９．４１・−・・・・−二ｉ； レバーの端部、４０・・・・・・レバーの支点固定部、
４２・・・・・・縦効果型積層圧電セラミック、４６・
・・・・・追加基板。 匝圭杢 第１図 第２図 （ｂ） 躬４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のノズルと、この複数のノズルの夫々に接続する複
   数の圧力室と、この各圧力室にインクを供給するインク
   室と、このインク室にインクを供給する外側部のインク
   供給穴とを有するプリンタヘッドと、このインク供給穴
   からプリンタヘッド内へインクを供給するためのインク
   溜りおよびパイプと、前記プリンタヘッドの外側面の各
   圧力室に対応する位置近傍に接着される複数の圧電セラ
   ミック板と、この圧電セラミック板の各々にパルス電圧
   を供給するパルス発生器とからなり、このパルス発生器
   からのパルス電圧によって前記圧電セラミック板が前記
   プリンタヘッドの圧力室の容積を変化させてインク滴を
   形成し、このインク滴を記録紙上に噴射するインクジェ
   ット記録装置において、前記複数の圧電セラミック板を
   除去し、その代わりに前記プリンタヘッド外側面に、一
   端が圧力室の位置に接して接着され中央部が支点として
   固定されるＦ字形のレバーと、このレバーの他端と前記
   プリンタヘッド外側面との間に挾み込まれる縦効果型積
   層圧電セラミックとからなる圧電セラミック機構を設け
   たことを特徴とするインクジェット記録装置。