JPH04118241A - インクジェットプリンタヘッド用振幅変換アクチュエーター - 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］ 本発明はインクジェット記録装置に係わるもので、特に
インク中に於て振動素子を駆動し、振幅変換アクチュエ
ーターでその振幅を伝達拡大させ、発生する圧力でノズ
ルオリフィスよりインクを吐出させて印字を行うインク
ジェットプリンタヘッド用の振幅変換アクチュエーター
に関する。

［従来の技術］ 従来のインクジェットプリンタヘッドは、例えば特開平
１−１８６３２９号公報にみられるように、振動素子の
振動によって直接得られるインクの圧力変動により、ノ
ズルオリフィスからのインクを吐出するようになってい
た。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来のインクジェットプリンタヘッドは、振動
素子の振動によって直接的に得られるインクの圧力変動
によりインクを吐出するのに必要な圧力変動を得るため
には、振動素子の振幅を大きくする必要があった。

このため、振動素子には大きな電圧を印加しなければな
らず、その駆動回路や電気絶縁対策が複雑化するという
問題があった。

本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決し
、振動素子の振幅を伝達拡大する事により、小さな駆動
電圧でインク吐出させる事のできるインクジェットプリ
ンタヘッド用振幅変換アクチュエーターを提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のインクジェットプリンタヘッド用振幅変換アク
チュエーターは、ヘッドに固定される基部と、この基部
と一体的に形成された板バネ部と、この板バネの先端部
分に形成され、前記振動素子とノズルオリフィスとの間
にあって振動素子に当接する重り部とを有する事を特徴
とする。

［作用コ 本発明の上記の構成によれば振動素子の変位速度を活用
し振動の伝達を行う原理から、振動素子の微少な変位（
衝撃力）が振幅変換アクチュエーターの大きな変位（衝
撃力を受けての移動）に変換される。したがって振動素
子に印加される電圧が小さくても、振幅変換アクチュエ
ーターの重り部は大きく振動することとなる。そして、
重り部は振動素子とノズルオリフィスとの間で振動する
ので、この振動によるインク圧力変動で、インクがノズ
ルオリフィスから吐出する。すなわち、本発明によれば
、小さな駆動電圧でインクが吐出することになる。

［実施例］ 以下本発明のインクジェットプリンタヘッド用振幅変換
アクチュエーターの構造及び特徴を図面に従って説明す
る。

第１図は本発明によるインクジェットプリンタヘッド用
振幅変換アクチュエーターの一実施例を示す平面図であ
る。振幅変換アクチュエーター１は第５図にも示すよう
にヘッドＨに固定されている基部１ｄと、この基部１ｄ
と一体的に形成された板バネ部１ａと、この板バネ部の
先端部分に形成され、振動素子２とノズルオリフィス３
ａとの間にあって振動素子２に当接する重り部１ｂとを
有している。重り部１ｂは、インク加圧面としての役割
を果たし、基部１ｄは複数本ある板バネ部１ａの共通支
持部としての役割を果たす。１ｅ及び１ｆは基部１ｄを
ヘッドのケーシング材として５に固定する際の位置決め
用の孔である。

第２図（ア）（イ）（つ）は振幅変換アクチュエーター
の板バネ部１ａ及び重り部１ｂの詳細平面図で、それぞ
れ振動時のインク抵抗を低減する為の形状の例を示した
ものである。

（ア）に示したものは、板バネ部１ａにスリット６を設
けてインク抵抗の低減を図ったものである。

（イ）に示すものは、板バネ部１ａの幅をできるだけ小
さくして、インク抵抗の低減を図ったものである。

（つ）に示すものは、板バネ部１ａに複数の孔７を開け
ることにより、インク抵抗の低減を図ったものである。

第３図は第２図に示した振幅変換アクチュエーターの重
り部１ｂを示す詳細断面図であり、振動素子２と振幅変
換アクチュエーター１との接触に於て、インクの介在に
よる振動伝達不良を抑制する為に、重り部１ｂの、振動
素子との接触面を突起させた例を示すものである。（ア
）、（イ）に示すものは、それぞれ電鋳法によって形成
した例であり、（ア）に示すものは、突起部１ｃがＲに
なっており、（イ）に示すものは、突起部１ｃが（ア）
と逆Ｒになっている。

なお第２図に示した板バネ部１ａの形状と第３図に示し
た重り部１ｂの形状の組合せは自由に選択できる。

第４図（ｉ　）　〜（ｉｉｉ　）及び（Ｉ）〜（ＩＬＩ
）ハ第３図に示した形状の重り部１ｂを作成する製造工
程例を示すもので、電鋳法で示す。電鋳法は等方的に成
長する事を前提に説明する。（ｉ）図において、ａは導
電部材で、レジスト材すにより選択的に導電層が露出し
ている。そこでメツキ処理するとＣの析出層ができる。

次に（ｉｉ　）図に示すように、前記（ｉ）図に示した
析出層Ｃの表面にレジスト材ｄを用いて選択的に導電層
（析出層Ｃ）を露出させる。そこで再度メツキ処理する
と斜線部ｅの部材が形成できる。その４Ｆ−（ｉｉｉ　
）図に示すように、前記（１１）図に示した斜線部ｅを
各々剥離することにより、第３図（イ）に示した形状の
重り部１ｂが得られる。同様に（Ｉ）１２１において、
ａは導電部材で、レジスト材すにより選択的に導電層が
露出している。そこでメツキ処理するとＣの析出層がで
きる。次いで（ＩＩ）図に示すように、前記（Ｉ）図に
示したレジスト材すを除去し、再度レジスト材ｄを用い
て選択的に導電層を露出させる。そこで再度メツキ処理
すると斜線部ｅの部材が形成できる。その７！（ＩＩＩ
）図に示すように、前記（ＩＩ　）図に示した斜線部ｅ
を各々剥離することにより、第３図（ア）に示した形状
の重り部１ｂが得られる。

第５図は第１図に示した振幅変換アクチュエーターを用
いたインクジェットヘッドの一例を示した部分断面図で
ある。振幅変換アクチュエーター１は、その基部１ｄが
ヘッドケーシング５に固定され、重り部１ｂの突起１ｃ
が、振動素子である圧電素子２の端面２ａに接している
。３はノズルプレートでノズルオリフィス３ａを有して
いる。

４はインクである。

第５図の構成に於て圧電素子２にパルスが印加されると
、立ち上がりパルスで圧電素子２が伸びる圧電素子だと
すると、圧電素子２が急峻に伸び、その端面２ａによっ
て、振幅変換アクチュエーターの重り部１ｂが押されて
ノズルオリフィス３ａに接近する。ここで立ち下がりパ
ルスが印加されると圧電素子２の伸びが縮みへと反転す
る、しかし重り部１ｂは、ノズルオリフィス方向への動
きが圧電素子２によって拘束されていない為、板バネ部
１ａのバネ性と、重り部１ｂのウェイトとの関係から成
る周期によって、ノズルオリフィス３ａに更に接近し、
ノズルプレート３に接した所で速度が０になる。次に重
り部１ｂは、板バネ部１ａのバネ性によって復帰行程へ
移り、圧電素子２の端面２ａと接して初期状態となる。

これらの動きの振動によって圧力が発生し、ノズルオリ
フィス３ａよりインク４がインク滴として吐出する。

これらの運動の中で重り部１ｂがノズルプレート３より
復帰し、圧電素子２に接する際に、圧電素子２の端面２
ａとの間にインク４が介在すると、良好な接触にとって
障害となる。そこで第３図に示したように、重り部１ｂ
の、圧電素子２の端面２ａとの接触面に、突起部１ｃを
設ける事により、接触面積を少なくし、押し付は力を増
加させる事で介在するインクを排除する事ができる。

また、振幅変換アクチュエーターｌがインク中で振動す
る為、インクの抵抗が大きいと、振動の減衰が生じて、
所定の振幅を得る事に障害となる。

そこで、第２図に示したように振幅変換アクチュエータ
ー１のインク加圧面（すなわち重り部１ｂ）の表面積よ
りも板バネ部１ａの表面積を小さくする事で、振幅変換
アクチュエーターの振動減衰を最小限にとどめ、安定し
た振動特性を実現し、良好な印字品質を得る事ができる
。

［発明の効果］ 本発明によれば、振幅変換アクチュエーターによって振
動素子の変位速度を活用し、振動素子の振幅を伝達拡大
することにより、小さな駆動電圧でインク吐出させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるインクジェットプリンタヘッド
用振幅変換アクチュエーターの一実施例を示す平面図、
第２図（ア）（イ）（つ）はそれぞれ変形例を示す部分
平面図、第３図（ア）（イ）はそれぞれ変形例を示す部
分側断面図、第４図（ｉ）〜（ｉｉｉ　）及び（Ｉ）〜
（ＩＩＩ）は第３図（ア）（イ）に示したものの製造工
程図、第５図は本発明に係わる振幅変換アクチュエータ
ーを用いたヘッドの要部断面図である。 １−振幅変換アクチュエーター １ａ−板バネ部 １ｂ−重り部 ＩＣ−突起部 １ｄ−基部 １ｅ、１ｆ−アクチュエーターの位置決め孔２−振動素
子 ３−ノズルプレート ３ａ−ノズルオリフィス ４−インク 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴木喜三部　他−名 （ア） （イ） （つ） 第２吋 ｂ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ノズルオリフィスからインクを吐出するインクジェット
   プリンタヘッドに用いられる振動素子の振幅を拡大する
   ための振幅変換アクチュエーターであって、ヘッドに固
   定される基部と、この基部と一体的に形成された板バネ
   部と、この板バネの先端部分に形成され、前記振動素子
   とノズルオリフィスとの間にあって振動素子に当接する
   重り部とを有する事を特徴とする、インクジェットプリ
   ンタヘッド用振幅変換アクチュエーター。