JP2002137384A - 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
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- JP2002137384A JP2002137384A JP2000332647A JP2000332647A JP2002137384A JP 2002137384 A JP2002137384 A JP 2002137384A JP 2000332647 A JP2000332647 A JP 2000332647A JP 2000332647 A JP2000332647 A JP 2000332647A JP 2002137384 A JP2002137384 A JP 2002137384A
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- JP
- Japan
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- ink
- flow path
- partition
- distance
- top surface
- 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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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ヘッドを大型化することなく、インク滴の吐出
間隔を短くすることができるインクジェット記録ヘッド
を提供する。 【解決手段】圧電セラミックスからなる複数の隔壁2を
並設し、該隔壁2間をインクの流路3とした流路部材1
と、上記流路部材1の側部に設けられ、上記流路3と連
通するインク室14を形成する枠体11と、上記各隔壁
2の側面にそれぞれ形成された駆動用電極4と、少なく
とも上記各複数の流路3を覆うように上記各隔壁2の頂
面に接合され、上記各流路3と連通するインク吐出孔9
を備えたノズル板10とからなり、上記隔壁2の頂面か
ら上記流路3の底面までの距離をh、上記隔壁2の頂面
から上記インク室14の底面までの距離をHとした時、
2h≦Hの関係を満足するようにしてインクジェット記
録ヘッド20を構成する。
間隔を短くすることができるインクジェット記録ヘッド
を提供する。 【解決手段】圧電セラミックスからなる複数の隔壁2を
並設し、該隔壁2間をインクの流路3とした流路部材1
と、上記流路部材1の側部に設けられ、上記流路3と連
通するインク室14を形成する枠体11と、上記各隔壁
2の側面にそれぞれ形成された駆動用電極4と、少なく
とも上記各複数の流路3を覆うように上記各隔壁2の頂
面に接合され、上記各流路3と連通するインク吐出孔9
を備えたノズル板10とからなり、上記隔壁2の頂面か
ら上記流路3の底面までの距離をh、上記隔壁2の頂面
から上記インク室14の底面までの距離をHとした時、
2h≦Hの関係を満足するようにしてインクジェット記
録ヘッド20を構成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インク吐出孔から
インク滴を吐出して文字や画像を記録する各種プリンタ
ーや記録計、ファクシミリ、あるいは捺染分野や窯業分
野で文様形成等に用いられる記録機などの記録装置に搭
載されるインクジェット記録ヘッドに関するものであ
る。
インク滴を吐出して文字や画像を記録する各種プリンタ
ーや記録計、ファクシミリ、あるいは捺染分野や窯業分
野で文様形成等に用いられる記録機などの記録装置に搭
載されるインクジェット記録ヘッドに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、マルチメディアの浸透に伴い、イ
ンパクト方式の記録装置に代わって、インクジェット方
式や熱転写方式を利用したノンインパクト方式の記録装
置が開発され、その利用範囲が各種産業分野及び一般家
庭分野において広がりつつある。
ンパクト方式の記録装置に代わって、インクジェット方
式や熱転写方式を利用したノンインパクト方式の記録装
置が開発され、その利用範囲が各種産業分野及び一般家
庭分野において広がりつつある。
【0003】かかるノンインパクト方式の記録装置のな
かでも、インクジェット方式を利用した記録装置は、多
階調化やカラー化が容易で、ランニングコストが低いこ
とから将来性が注目されている。
かでも、インクジェット方式を利用した記録装置は、多
階調化やカラー化が容易で、ランニングコストが低いこ
とから将来性が注目されている。
【0004】図7(a)(b)にインクジェット方式を
利用した記録装置に用いられるインクジェット記録ヘッ
ドの一例を示すように、このインクジェット記録ヘッド
100(以下、単にヘッドという)は、厚み方向に分極
処理された圧電セラミック板の一方の主面(最も広い
面)に両端が開放された複数の溝を並設し、各溝をイン
クの流路83とするとともに、各溝間を仕切る壁を隔壁
82とした流路部材81と、上記各隔壁82の側面下半
分にそれぞれ形成された駆動用電極84と、上記各流路
83を覆うように各隔壁82の頂面に接合され、各流路
83と連通するインク吐出孔86を備えたノズル板85
と、上記流路部材81及びノズル板85の端部に接合さ
れ、上記各流路83と連通するインク室87を形成する
封止部材88と、上記各封止部材88に設けられたイン
ク供給孔89とからなり、上記隔壁82の両側面に形成
された駆動用電極84間に通電すると、隔壁82を形成
する圧電セラミックスは剪断モード変形を起こすととも
に、隔壁82は上下が拘束されていることから略「く」
の字状に屈曲変位させることができ、この隔壁82の変
位によって流路83内のインクを加圧してインク吐出孔
86よりインク滴を吐出するようになっていた。
利用した記録装置に用いられるインクジェット記録ヘッ
ドの一例を示すように、このインクジェット記録ヘッド
100(以下、単にヘッドという)は、厚み方向に分極
処理された圧電セラミック板の一方の主面(最も広い
面)に両端が開放された複数の溝を並設し、各溝をイン
クの流路83とするとともに、各溝間を仕切る壁を隔壁
82とした流路部材81と、上記各隔壁82の側面下半
分にそれぞれ形成された駆動用電極84と、上記各流路
83を覆うように各隔壁82の頂面に接合され、各流路
83と連通するインク吐出孔86を備えたノズル板85
と、上記流路部材81及びノズル板85の端部に接合さ
れ、上記各流路83と連通するインク室87を形成する
封止部材88と、上記各封止部材88に設けられたイン
ク供給孔89とからなり、上記隔壁82の両側面に形成
された駆動用電極84間に通電すると、隔壁82を形成
する圧電セラミックスは剪断モード変形を起こすととも
に、隔壁82は上下が拘束されていることから略「く」
の字状に屈曲変位させることができ、この隔壁82の変
位によって流路83内のインクを加圧してインク吐出孔
86よりインク滴を吐出するようになっていた。
【0005】また、このインクジェット記録ヘッド10
0は、両側に設けられた封止部材88に備えるインク供
給孔89よりそれぞれ各インク室87内へインクを供給
することができるため、流路83内にインクが補充され
るまでの時間を短くでき、次のインク吐出が可能な状態
となるまでの時間を短縮することができるようになって
いた。なお、90は駆動用電極84の引出線である(特
開平9−94952号公報参照)。
0は、両側に設けられた封止部材88に備えるインク供
給孔89よりそれぞれ各インク室87内へインクを供給
することができるため、流路83内にインクが補充され
るまでの時間を短くでき、次のインク吐出が可能な状態
となるまでの時間を短縮することができるようになって
いた。なお、90は駆動用電極84の引出線である(特
開平9−94952号公報参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図7(a)
(b)に示す従来のヘッド100は、インク室87の高
さM(隔壁82の頂面からインク室87の底面までの距
離)が流路83の高さm(隔壁82の頂面から流路83
の底面までの距離)と比較してそれ程深くないため、隔
壁82の端面から封止部材88の内壁面までの距離Nが
短いと、流路83内のインクを加圧した際に流路83の
開放端側に向かって発生した圧力波が封止部材88の内
壁面で反射されて流路83内に戻ってくるのであるが、
この場合、次のインク吐出のために発生させた圧力波と
の同期をうまくとらないと、インク滴の吐出速度が不安
定となったり、不要なインク滴を吐出させることにな
る。その為、安定したインク滴の吐出を行うには、封止
部材88の内側面で反射された反射波が流路83内に戻
ってくるのを待ち、次のインク吐出のために発生させた
圧力波との同期をとれば良いのであるが、反射波が流路
83内に戻ってくるのに時間がかかり、インク滴の吐出
間隔を短くできないといった課題があった。
(b)に示す従来のヘッド100は、インク室87の高
さM(隔壁82の頂面からインク室87の底面までの距
離)が流路83の高さm(隔壁82の頂面から流路83
の底面までの距離)と比較してそれ程深くないため、隔
壁82の端面から封止部材88の内壁面までの距離Nが
短いと、流路83内のインクを加圧した際に流路83の
開放端側に向かって発生した圧力波が封止部材88の内
壁面で反射されて流路83内に戻ってくるのであるが、
この場合、次のインク吐出のために発生させた圧力波と
の同期をうまくとらないと、インク滴の吐出速度が不安
定となったり、不要なインク滴を吐出させることにな
る。その為、安定したインク滴の吐出を行うには、封止
部材88の内側面で反射された反射波が流路83内に戻
ってくるのを待ち、次のインク吐出のために発生させた
圧力波との同期をとれば良いのであるが、反射波が流路
83内に戻ってくるのに時間がかかり、インク滴の吐出
間隔を短くできないといった課題があった。
【0007】これに対し、隔壁82の端面から封止部材
88の内壁面までの距離Nを長くすると、流路83内の
インクを加圧した際に流路83の開放端側に向かって発
生した圧力波をインク室87内で減衰させることができ
るため、流路83内へのインクの補充が完了すれば直ち
に流路83内のインクを加圧してインク滴を吐出させる
ことができ、インク滴の吐出間隔を短くすることができ
るのであるが、この場合、ヘッド100の長さが長くな
り小型化することができないといった不都合があった。
特に近年、鮮明なカラー画質を出すには、3種類や5種
類、さらにはそれ以上の異なる色のインクを用いるので
あるが、インクの数に応じて複数のヘッドを記録装置に
搭載しなければならず、その結果、一つのヘッド100
が大きいと、記録装置を小型化することができなかっ
た。
88の内壁面までの距離Nを長くすると、流路83内の
インクを加圧した際に流路83の開放端側に向かって発
生した圧力波をインク室87内で減衰させることができ
るため、流路83内へのインクの補充が完了すれば直ち
に流路83内のインクを加圧してインク滴を吐出させる
ことができ、インク滴の吐出間隔を短くすることができ
るのであるが、この場合、ヘッド100の長さが長くな
り小型化することができないといった不都合があった。
特に近年、鮮明なカラー画質を出すには、3種類や5種
類、さらにはそれ以上の異なる色のインクを用いるので
あるが、インクの数に応じて複数のヘッドを記録装置に
搭載しなければならず、その結果、一つのヘッド100
が大きいと、記録装置を小型化することができなかっ
た。
【0008】また、図7(a)(b)に示す従来のヘッ
ド100では、インク供給孔89が流路83の延長線上
に開口していることから、インク供給孔89より供給さ
れたインクの流れによって、インク供給孔89の近傍に
位置する流路83とインク供給孔89から離れた位置に
ある流路83とでは、流路83内のインクの流れや圧力
波の伝搬速度に差ができる恐れがあり、このような場
合、各インク吐出孔86から吐出されるインク滴の吐出
性能に悪影響を与える恐れもあった。
ド100では、インク供給孔89が流路83の延長線上
に開口していることから、インク供給孔89より供給さ
れたインクの流れによって、インク供給孔89の近傍に
位置する流路83とインク供給孔89から離れた位置に
ある流路83とでは、流路83内のインクの流れや圧力
波の伝搬速度に差ができる恐れがあり、このような場
合、各インク吐出孔86から吐出されるインク滴の吐出
性能に悪影響を与える恐れもあった。
【0009】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、圧電セラミックスからなる複数の隔壁を並設
し、該隔壁間をインクの流路とした流路部材と、上記流
路部材の側部に設けられ、上記流路と連通するインク室
を形成する枠体と、上記各隔壁の側面にそれぞれ形成さ
れた駆動用電極と、少なくとも上記各複数の流路を覆う
ように上記各隔壁の頂面に接合され、上記各流路と連通
するインク吐出孔を備えたノズル板とからなり、上記隔
壁の頂面から上記流路底面までの距離をh、上記隔壁の
頂面から上記インク室底面までの距離をHとした時、2
h≦Hの関係を満足するようにしてインクジェット記録
ヘッドを構成したものである。
題に鑑み、圧電セラミックスからなる複数の隔壁を並設
し、該隔壁間をインクの流路とした流路部材と、上記流
路部材の側部に設けられ、上記流路と連通するインク室
を形成する枠体と、上記各隔壁の側面にそれぞれ形成さ
れた駆動用電極と、少なくとも上記各複数の流路を覆う
ように上記各隔壁の頂面に接合され、上記各流路と連通
するインク吐出孔を備えたノズル板とからなり、上記隔
壁の頂面から上記流路底面までの距離をh、上記隔壁の
頂面から上記インク室底面までの距離をHとした時、2
h≦Hの関係を満足するようにしてインクジェット記録
ヘッドを構成したものである。
【0010】特に、上記隔壁の頂面から上記流路底面ま
での距離hと、上記隔壁の頂面から上記インク室底面ま
での距離Hは、4h≦Hの関係を満足するようにするこ
とが好ましい。
での距離hと、上記隔壁の頂面から上記インク室底面ま
での距離Hは、4h≦Hの関係を満足するようにするこ
とが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
説明する。
【0012】図1は本発明に係るインクジェット記録ヘ
ッドの一例を示す図で、(a)はその一部を破断した斜
視図、(b)は(a)のX−X線断面図であり、図2
(a)(b)は本発明に係るインクジェット記録ヘッド
の駆動原理を説明するための断面図である。
ッドの一例を示す図で、(a)はその一部を破断した斜
視図、(b)は(a)のX−X線断面図であり、図2
(a)(b)は本発明に係るインクジェット記録ヘッド
の駆動原理を説明するための断面図である。
【0013】このインクジェット記録ヘッド20(以
下、単にヘッドという)は、絶縁性を有するセラミック
スやガラスからなり、その断面形状が長方形をした角柱
15の側面に、その長手方向に沿って、高さ方向に分極
処理した圧電セラミックスからなる複数の隔壁2を所定
の間隔を隔てて並設し、各隔壁2間をインクの流路3と
した流路部材1と、上記角柱15の主面両側にそれぞれ
設けられ、上記各流路3と連通するインク室14を形成
する枠体11と、各流路3及び各インク室14を覆うよ
うに各隔壁2の頂面及び各枠体11の頂面にそれぞれ接
合され、各流路3と連通するインク吐出孔9を備えたノ
ズル板10とからなり、各隔壁2の側面上半分にはそれ
ぞれ駆動用電強4を形成してある。
下、単にヘッドという)は、絶縁性を有するセラミック
スやガラスからなり、その断面形状が長方形をした角柱
15の側面に、その長手方向に沿って、高さ方向に分極
処理した圧電セラミックスからなる複数の隔壁2を所定
の間隔を隔てて並設し、各隔壁2間をインクの流路3と
した流路部材1と、上記角柱15の主面両側にそれぞれ
設けられ、上記各流路3と連通するインク室14を形成
する枠体11と、各流路3及び各インク室14を覆うよ
うに各隔壁2の頂面及び各枠体11の頂面にそれぞれ接
合され、各流路3と連通するインク吐出孔9を備えたノ
ズル板10とからなり、各隔壁2の側面上半分にはそれ
ぞれ駆動用電強4を形成してある。
【0014】上記枠体11は、その断面形状が略U字状
となるように構成してあり、枠体11の一方の側部を角
柱15の主面に接合するとともに、他方の側部頂面は、
隔壁2の頂面と同一高さとなるように構成してあり、枠
体11の端部には、インク室14内にインクを供給する
ためのインク供給孔12をそれぞれ形成してある。
となるように構成してあり、枠体11の一方の側部を角
柱15の主面に接合するとともに、他方の側部頂面は、
隔壁2の頂面と同一高さとなるように構成してあり、枠
体11の端部には、インク室14内にインクを供給する
ためのインク供給孔12をそれぞれ形成してある。
【0015】また、枠体11により形成されるインク室
14の底面は、隔壁2の頂面からの距離が、隔壁2の頂
面から流路3の底面までの距離より大きくなるようにし
てあり、隔壁2の頂面からインク室14の底面までの距
離をH、隔壁2の頂面から流路3の底面までの距離をh
とした時、2h≦Hの関係を満足するように構成してあ
る。
14の底面は、隔壁2の頂面からの距離が、隔壁2の頂
面から流路3の底面までの距離より大きくなるようにし
てあり、隔壁2の頂面からインク室14の底面までの距
離をH、隔壁2の頂面から流路3の底面までの距離をh
とした時、2h≦Hの関係を満足するように構成してあ
る。
【0016】さらに、ノズル板10は、各流路2と連通
するインク案内孔6を備えた蓋部5と、上記インク案内
孔6と連通し、かつインク案内孔6より小径のノズル孔
8を備えたノズル部7とからなり、インク案内孔6及び
ノズル孔8を合わせてインク吐出孔9としてある。
するインク案内孔6を備えた蓋部5と、上記インク案内
孔6と連通し、かつインク案内孔6より小径のノズル孔
8を備えたノズル部7とからなり、インク案内孔6及び
ノズル孔8を合わせてインク吐出孔9としてある。
【0017】なお、13は角柱17の一方の主面に形成
された駆動用電極4の引出線である。また、図示してい
ないが、流路3を形成する隔壁2の側面と角柱15の側
面、及び角柱15の主面には、駆動用電極4及び駆動用
電極4の引出線13を覆うように窒化珪素等の保護膜を
被着してあり、駆動用電極4や引出線13がインクによ
って腐食を受けることを防止するようにしてある。
された駆動用電極4の引出線である。また、図示してい
ないが、流路3を形成する隔壁2の側面と角柱15の側
面、及び角柱15の主面には、駆動用電極4及び駆動用
電極4の引出線13を覆うように窒化珪素等の保護膜を
被着してあり、駆動用電極4や引出線13がインクによ
って腐食を受けることを防止するようにしてある。
【0018】このヘッド20によりインク滴を吐出する
には、まず、インクとして顔料タイプの水性インクや油
性インクや水性染料インクあるいは紫外線硬化インク等
のインクを、不図示のインクタンクよりインク供給孔1
2に供給し、インク室10及び各流路3にインクを充填
する。この状態で、例えば図2(a)に示すように、駆
動用電極4b,4c及び駆動用電4h,4iにそれそれ負
極の電圧を、駆動用電極4a,4d,4g,4jに正極の
電圧を印加すると、隔壁2a及び隔壁2bを形成する圧
電セラミックスが剪断モード変形を起こすとともに、各
隔壁2a,2bは上下がそれぞれ拘束されていることか
ら流路3a側へ屈曲変位させることができ、隔壁2d及
び隔壁2eを形成する圧電セラミックスもまた剪断モー
ド変形を起こすとともに、各隔壁2d,2eは上下がそ
れぞれ拘束されていることから流路3d側へ屈曲変位さ
せることができるため、流路3a,3d内に充填された
インクをそれぞれ加圧して、インク吐出孔9よりインク
滴を吐出するようになっている。
には、まず、インクとして顔料タイプの水性インクや油
性インクや水性染料インクあるいは紫外線硬化インク等
のインクを、不図示のインクタンクよりインク供給孔1
2に供給し、インク室10及び各流路3にインクを充填
する。この状態で、例えば図2(a)に示すように、駆
動用電極4b,4c及び駆動用電4h,4iにそれそれ負
極の電圧を、駆動用電極4a,4d,4g,4jに正極の
電圧を印加すると、隔壁2a及び隔壁2bを形成する圧
電セラミックスが剪断モード変形を起こすとともに、各
隔壁2a,2bは上下がそれぞれ拘束されていることか
ら流路3a側へ屈曲変位させることができ、隔壁2d及
び隔壁2eを形成する圧電セラミックスもまた剪断モー
ド変形を起こすとともに、各隔壁2d,2eは上下がそ
れぞれ拘束されていることから流路3d側へ屈曲変位さ
せることができるため、流路3a,3d内に充填された
インクをそれぞれ加圧して、インク吐出孔9よりインク
滴を吐出するようになっている。
【0019】次に、各駆動用電極4a〜4d,4g〜4
jへの通電を遮断すると、屈曲変位していた隔壁2a,
2b,2d,2eが弾性作用によって元の形状に戻り、流
路3a,3d内が減圧される結果、インク供給孔12か
らインクの導入が開始されることになり、さらに前述し
た駆動用雷極4a〜4d,4g〜4jへ正負を逆転して
電圧を印加すると、図2(b)に示すように隔壁2a,
2bが流路3aに対して外側へ屈曲変位するとともに、
隔壁2d,2eがインク流路3dに対して外側へ屈曲変
位するため、流路3a,3d内がさらに減圧されてイン
クが充填されることになる。そして、各駆動用電極4a
〜4d,4g〜4jへの通電を遮断すると、屈曲変位し
ていた隔壁2a,2b,2d,2eが弾性作用によって元
の形状に戻り、次のインクの吐出段階に入るようになっ
ており、これらの動作を順次繰り返すことでインク吐出
孔9からインク滴を連続的に吐出するようになってい
る。
jへの通電を遮断すると、屈曲変位していた隔壁2a,
2b,2d,2eが弾性作用によって元の形状に戻り、流
路3a,3d内が減圧される結果、インク供給孔12か
らインクの導入が開始されることになり、さらに前述し
た駆動用雷極4a〜4d,4g〜4jへ正負を逆転して
電圧を印加すると、図2(b)に示すように隔壁2a,
2bが流路3aに対して外側へ屈曲変位するとともに、
隔壁2d,2eがインク流路3dに対して外側へ屈曲変
位するため、流路3a,3d内がさらに減圧されてイン
クが充填されることになる。そして、各駆動用電極4a
〜4d,4g〜4jへの通電を遮断すると、屈曲変位し
ていた隔壁2a,2b,2d,2eが弾性作用によって元
の形状に戻り、次のインクの吐出段階に入るようになっ
ており、これらの動作を順次繰り返すことでインク吐出
孔9からインク滴を連続的に吐出するようになってい
る。
【0020】そして、本発明によれば、隔壁2の頂面か
らインク室14の底面までの距離Hと、隔壁2の頂面か
ら流路3の底面までの距離hとが、2h≦Hの関係を満
足するように構成してあることから、インク滴を吐出さ
せるために流路3内のインクを加圧した際にインク室1
4の方向に圧力波が発生したとしても、その圧力波をイ
ンク室14の底面方向に拡散・減衰させることができる
ため、隔壁2の端部から枠体11の内壁面までの距離L
を短くしても上記発力波が枠体11の内壁面で反射され
るのを防止することができ、ヘッド20を大幅に小型化
することができるとともに、ヘッド20を小型化しても
上述したように、流路3内に発生した圧力波を枠体11
の内壁面で反射されることがないため、流路3内にイン
クが充填されれば直ちに次のインク滴を吐出させること
が可能となり、インク滴の吐出間隔を大幅に短くするこ
とができる。
らインク室14の底面までの距離Hと、隔壁2の頂面か
ら流路3の底面までの距離hとが、2h≦Hの関係を満
足するように構成してあることから、インク滴を吐出さ
せるために流路3内のインクを加圧した際にインク室1
4の方向に圧力波が発生したとしても、その圧力波をイ
ンク室14の底面方向に拡散・減衰させることができる
ため、隔壁2の端部から枠体11の内壁面までの距離L
を短くしても上記発力波が枠体11の内壁面で反射され
るのを防止することができ、ヘッド20を大幅に小型化
することができるとともに、ヘッド20を小型化しても
上述したように、流路3内に発生した圧力波を枠体11
の内壁面で反射されることがないため、流路3内にイン
クが充填されれば直ちに次のインク滴を吐出させること
が可能となり、インク滴の吐出間隔を大幅に短くするこ
とができる。
【0021】しかも、図1に示すヘッド20においても
流路3の両側にインク室14を備え、各インク室14に
はインクを供給するためのインク供給孔12を設けてあ
ることから、流路3内へのインクの補充時間を短くする
ことができ、インク滴の吐出間隔をより一層短くするこ
とができる。
流路3の両側にインク室14を備え、各インク室14に
はインクを供給するためのインク供給孔12を設けてあ
ることから、流路3内へのインクの補充時間を短くする
ことができ、インク滴の吐出間隔をより一層短くするこ
とができる。
【0022】その為、このヘッド20を用いれば、記録
装置を小型化することが可能になるとともに、高速印字
が可能な記録装置を提供することができる。
装置を小型化することが可能になるとともに、高速印字
が可能な記録装置を提供することができる。
【0023】また、本発明のヘッド20によれば、流路
3の底面を構成する角柱15は絶縁性を有するセラミッ
クスやガラスからなり、変位させたい隔壁2のみが圧電
セラミックスからなるため、図7(a)(b)に示す従
来のヘッド100のように、流路83の底面までが圧電
セラミックスにより形成されたものと違って誘電損失を
大幅に低減することができるため、隔壁2を変位させる
ための消費電力を低減することができるとともに、少な
い電力で隔壁2を変位させることができるため、隔壁2
の発熱を抑え、インクの劣化やインク滴の吐出に悪影響
を与えることを防止することができる。
3の底面を構成する角柱15は絶縁性を有するセラミッ
クスやガラスからなり、変位させたい隔壁2のみが圧電
セラミックスからなるため、図7(a)(b)に示す従
来のヘッド100のように、流路83の底面までが圧電
セラミックスにより形成されたものと違って誘電損失を
大幅に低減することができるため、隔壁2を変位させる
ための消費電力を低減することができるとともに、少な
い電力で隔壁2を変位させることができるため、隔壁2
の発熱を抑え、インクの劣化やインク滴の吐出に悪影響
を与えることを防止することができる。
【0024】さらに、本発明のヘッド20によれば、イ
ンク供給孔12を枠体11と角柱15とで構成される領
域に開口させることにより、インク供給孔12から供給
されたインクの流れが流路3内のインクの流れを阻害す
るようなことはなく、各流路3内に一様にインクを供給
することができるため、各流路3に連通するインク吐出
孔9からはバラツキなくインク滴を吐出することができ
る。
ンク供給孔12を枠体11と角柱15とで構成される領
域に開口させることにより、インク供給孔12から供給
されたインクの流れが流路3内のインクの流れを阻害す
るようなことはなく、各流路3内に一様にインクを供給
することができるため、各流路3に連通するインク吐出
孔9からはバラツキなくインク滴を吐出することができ
る。
【0025】なお、図1のヘッド20では、流路3の両
側に備えるインク室14にそれぞれ連通する2つインク
供給孔12を設けた例を示したが、例えば、一方のイン
ク供給孔12をインク回収孔とし、他方のインク供給孔
12からインクを流路3へ供給してインク回収孔からイ
ンクを回収するようにしても良く、このような構造とす
ることで、流路3内が減圧された時にインク吐出孔9か
ら空気が流入し、流路3内に気泡が発生したとしても、
流路3内を循環させることにより気泡を取り除くことが
できるため、流路3内のインクを加圧した時に気泡の変
形によって圧力波が減衰され、インク滴の吐出速度や吐
出量が低下することを防止することができる。
側に備えるインク室14にそれぞれ連通する2つインク
供給孔12を設けた例を示したが、例えば、一方のイン
ク供給孔12をインク回収孔とし、他方のインク供給孔
12からインクを流路3へ供給してインク回収孔からイ
ンクを回収するようにしても良く、このような構造とす
ることで、流路3内が減圧された時にインク吐出孔9か
ら空気が流入し、流路3内に気泡が発生したとしても、
流路3内を循環させることにより気泡を取り除くことが
できるため、流路3内のインクを加圧した時に気泡の変
形によって圧力波が減衰され、インク滴の吐出速度や吐
出量が低下することを防止することができる。
【0026】ところで、ヘッド20を小型化しつつ、イ
ンク滴の吐出間隔を短くするには、隔壁2の頂面からイ
ンク室14の底面までの距離Hと、隔壁2の頂面から流
路3の底面までの距離hとが、2h≦Hの関係を満足す
ることが重要である。即ち、隔壁2の頂面からインク室
14の底面までの距離Hと、隔壁2の頂面から流路3の
底面までの距離hとの関係が2h>Hであると、インク
滴を吐出させるために流路3内のインクを加圧した際に
インク室14の方向に発生した圧力波をインク室14の
底面方向に拡散させたとしてもインク室14内で十分に
減衰させることができず、枠体11の内壁面で圧力波が
反射され、反射波が流路3内に戻ってくるため、次のイ
ンク吐出のために発生させた圧力波との同期をとらなけ
ればならなくなり、インク滴の吐出間隔を短くすること
ができないからである。なお、より好ましくは、隔壁2
の頂面から流路3の底面までの距離hと、隔壁2の頂面
からインク室14の底面までの距離Hは、4h≦Hの関
係を満足するようにすることが良い。
ンク滴の吐出間隔を短くするには、隔壁2の頂面からイ
ンク室14の底面までの距離Hと、隔壁2の頂面から流
路3の底面までの距離hとが、2h≦Hの関係を満足す
ることが重要である。即ち、隔壁2の頂面からインク室
14の底面までの距離Hと、隔壁2の頂面から流路3の
底面までの距離hとの関係が2h>Hであると、インク
滴を吐出させるために流路3内のインクを加圧した際に
インク室14の方向に発生した圧力波をインク室14の
底面方向に拡散させたとしてもインク室14内で十分に
減衰させることができず、枠体11の内壁面で圧力波が
反射され、反射波が流路3内に戻ってくるため、次のイ
ンク吐出のために発生させた圧力波との同期をとらなけ
ればならなくなり、インク滴の吐出間隔を短くすること
ができないからである。なお、より好ましくは、隔壁2
の頂面から流路3の底面までの距離hと、隔壁2の頂面
からインク室14の底面までの距離Hは、4h≦Hの関
係を満足するようにすることが良い。
【0027】次に、図1に示すヘッド20の製造方法に
ついて説明する。
ついて説明する。
【0028】まず、アルミナ、ジルコニア、フォルステ
ライト、ジルコン、コージライト等を主成分とする絶縁
セラミックスやガラスからなる断面形状が長方形をした
角柱15を用意する。
ライト、ジルコン、コージライト等を主成分とする絶縁
セラミックスやガラスからなる断面形状が長方形をした
角柱15を用意する。
【0029】そして、この角柱15の側面に、厚み方向
に分極処理した、チタン酸ジルコン酸鉛、ランタンチタ
ン酸ジルコン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛あるいはこ
れらの混合物を主成分とする長尺状の圧電性セラミック
板を、エポキシ系接着剤にて接合する。
に分極処理した、チタン酸ジルコン酸鉛、ランタンチタ
ン酸ジルコン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛あるいはこ
れらの混合物を主成分とする長尺状の圧電性セラミック
板を、エポキシ系接着剤にて接合する。
【0030】次に、平面研削にて、上記圧電セラミック
板の端面を切り欠いて側面形状を台形状とした後、ダイ
ヤモンドブレードにて圧電セラミック板に、角柱15の
主面に垂直な方向に延びる溝を角柱15の長手方向に沿
って等間隔に並設し、各溝をインクの流路3とするとと
もに、各溝間を仕切る壁を隔壁2とした流路部材1を形
成する。
板の端面を切り欠いて側面形状を台形状とした後、ダイ
ヤモンドブレードにて圧電セラミック板に、角柱15の
主面に垂直な方向に延びる溝を角柱15の長手方向に沿
って等間隔に並設し、各溝をインクの流路3とするとと
もに、各溝間を仕切る壁を隔壁2とした流路部材1を形
成する。
【0031】なお、角柱15を形成する材質としては、
消費電力等をそれほど考慮する必要がない時は、チタン
酸ジルコン酸鉛、ランタンチタン酸ジルコン酸鉛、マグ
ネシウムニオブ酸鉛あるいはこれらの混合物を主成分と
する圧電セラミックスを用いても良く、角柱15として
圧電セラミックスを用いる場合、角柱15に、その側面
に垂直な方向の分極処理を施しておき、角柱15の一方
の側面における長手方向端面を平面研削にて切り欠いて
テーパ面を形成した後、テーパ面が形成された角柱15
の側面にダイヤモンドブレードにて主面に垂直な方向に
延びる溝を角柱15の長手方向に沿って等間隔に並設す
ることにより流路部材1を形成すれば良い。
消費電力等をそれほど考慮する必要がない時は、チタン
酸ジルコン酸鉛、ランタンチタン酸ジルコン酸鉛、マグ
ネシウムニオブ酸鉛あるいはこれらの混合物を主成分と
する圧電セラミックスを用いても良く、角柱15として
圧電セラミックスを用いる場合、角柱15に、その側面
に垂直な方向の分極処理を施しておき、角柱15の一方
の側面における長手方向端面を平面研削にて切り欠いて
テーパ面を形成した後、テーパ面が形成された角柱15
の側面にダイヤモンドブレードにて主面に垂直な方向に
延びる溝を角柱15の長手方向に沿って等間隔に並設す
ることにより流路部材1を形成すれば良い。
【0032】次いで、上記各隔壁2の側面上半分及び角
柱15の側面(流路3の底面)並びに角柱15の一方の
主面に、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティ
ング法、CVD法等の膜形成手段にて、アルミニウム、
パラジウム、ニッケル、金、銅などからなる金属膜を被
着し、隔壁2の側面上半分に形成した金属膜を駆動用電
極4とするとともに、上記駆動用電極4と連通し、角柱
15の側面(流路3の底面)から角柱15の一方の主面
に形成された金属膜を駆動用電極4の引出線13とした
後、さらに、駆動用電極4及び引出線13を覆うよう
に、流路3を構成する隔壁2の側面及び角柱15の側面
並びに角柱15の一方の主面に、蒸着法、スパッタリン
グ法、イオンプレーティング法、CVD法等の膜形成手
段にて、窒化珪素等からなる保護膜(不図示)を被着す
る。
柱15の側面(流路3の底面)並びに角柱15の一方の
主面に、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティ
ング法、CVD法等の膜形成手段にて、アルミニウム、
パラジウム、ニッケル、金、銅などからなる金属膜を被
着し、隔壁2の側面上半分に形成した金属膜を駆動用電
極4とするとともに、上記駆動用電極4と連通し、角柱
15の側面(流路3の底面)から角柱15の一方の主面
に形成された金属膜を駆動用電極4の引出線13とした
後、さらに、駆動用電極4及び引出線13を覆うよう
に、流路3を構成する隔壁2の側面及び角柱15の側面
並びに角柱15の一方の主面に、蒸着法、スパッタリン
グ法、イオンプレーティング法、CVD法等の膜形成手
段にて、窒化珪素等からなる保護膜(不図示)を被着す
る。
【0033】しかる後、角柱15の主面両側に、断面形
状が略U字状をした枠体11を配置し、上記枠体11の
一方の側部頂面が隔壁2の頂面と同一平面上に位置する
ように位置決めした後、上記枠体11の他方の側部を角
柱15の主面にエポキシ系やシリコン系の接着剤にて気
密に接合することにより、枠体11と角柱15とで構成
される空間をインク室14とする。
状が略U字状をした枠体11を配置し、上記枠体11の
一方の側部頂面が隔壁2の頂面と同一平面上に位置する
ように位置決めした後、上記枠体11の他方の側部を角
柱15の主面にエポキシ系やシリコン系の接着剤にて気
密に接合することにより、枠体11と角柱15とで構成
される空間をインク室14とする。
【0034】なお、枠体11を形成する材質としては、
特に限定するものではないが、ポリカーボネイト、ポリ
イミド、ポリサルフォンなどの樹脂が安価でかつ加工性
の点で好適であり、さらには金属やセラミックスを用い
ても構わない。
特に限定するものではないが、ポリカーボネイト、ポリ
イミド、ポリサルフォンなどの樹脂が安価でかつ加工性
の点で好適であり、さらには金属やセラミックスを用い
ても構わない。
【0035】次いで、隔壁2の頂面及び枠体11の頂面
にノズル板10を接合するのであるが、まず、ステンレ
ス、ニッケル系合金、モリブデン等の金属や、アルミ
ナ、ジルコニア、フォルステライト、ジルコン、コージ
ライト等を主成分とするセラミックス、あるいはガラス
やポリカーボネート、ポリイミド、ポリサルフォン等の
樹脂からなる薄板状の蓋部5を、該蓋部5のインク案内
孔6が流路3の中央に位置するように位置合わせした
後、上記蓋部5を隔壁2の頂面及び枠体11の頂面にエ
ポキシ系やシリコン系の接着剤を介して接合し、さら
に、蓋部5上にポリイミド、ポリサルフォン等の樹脂か
らなる薄板状のノズル部7をエポキシ系やシリコン系の
接着剤にて接合した後、ノズル部7にエキシマレーザー
等のレーザー加工によって蓋部5のインク案内孔6と連
通するノズル孔8を開口させてインク吐出孔9を形成す
ることにより図1に示すヘッド20を得ることができ
る。
にノズル板10を接合するのであるが、まず、ステンレ
ス、ニッケル系合金、モリブデン等の金属や、アルミ
ナ、ジルコニア、フォルステライト、ジルコン、コージ
ライト等を主成分とするセラミックス、あるいはガラス
やポリカーボネート、ポリイミド、ポリサルフォン等の
樹脂からなる薄板状の蓋部5を、該蓋部5のインク案内
孔6が流路3の中央に位置するように位置合わせした
後、上記蓋部5を隔壁2の頂面及び枠体11の頂面にエ
ポキシ系やシリコン系の接着剤を介して接合し、さら
に、蓋部5上にポリイミド、ポリサルフォン等の樹脂か
らなる薄板状のノズル部7をエポキシ系やシリコン系の
接着剤にて接合した後、ノズル部7にエキシマレーザー
等のレーザー加工によって蓋部5のインク案内孔6と連
通するノズル孔8を開口させてインク吐出孔9を形成す
ることにより図1に示すヘッド20を得ることができ
る。
【0036】次に、本発明に係るインクジェット記録ヘ
ッドの他の実施形態について説明する。
ッドの他の実施形態について説明する。
【0037】図3に示すヘッド20は、高さ方向に分極
処理を施した圧電セラミックスからなる2つの壁2a,
2bを、互いの分極方向が対向するように当接させ、エ
ポキシ系やシリコン系の接着剤で接合することにより隔
壁2を形成するとともに、上記隔壁2の側面全体に駆動
用電極4を形成する以外は、図1に示すヘッド20と同
様の構造をしたもので、このような構造とすることで、
駆動用電極4に通電すれば、隔壁2を形成する2つの壁
2a,2bをそれぞれ剪断モード変形させることができ
るとともに、2つの壁2a,2bの接合部が弾性変形し
易い接着層からなるため、図1に示すヘッド20と比較
して隔壁2を大きく屈曲変位させることができ、インク
滴の吐出速度や吐出量を高めることができる。
処理を施した圧電セラミックスからなる2つの壁2a,
2bを、互いの分極方向が対向するように当接させ、エ
ポキシ系やシリコン系の接着剤で接合することにより隔
壁2を形成するとともに、上記隔壁2の側面全体に駆動
用電極4を形成する以外は、図1に示すヘッド20と同
様の構造をしたもので、このような構造とすることで、
駆動用電極4に通電すれば、隔壁2を形成する2つの壁
2a,2bをそれぞれ剪断モード変形させることができ
るとともに、2つの壁2a,2bの接合部が弾性変形し
易い接着層からなるため、図1に示すヘッド20と比較
して隔壁2を大きく屈曲変位させることができ、インク
滴の吐出速度や吐出量を高めることができる。
【0038】図4に示すヘッド20は、図1に示すヘッ
ド20の枠体11の側部頂面を、隔壁2の頂面より若干
低くし、隔壁2の頂面及び枠体11の側部頂面にノズル
板10を接合した時、ノズル板10の端部を湾曲させ、
インク吐出孔9を有するノズル板10の中央が突出する
ような構造としてある。このような構造とすることで、
記録用紙がノズル板10と接触したとしても記録用紙を
スムーズに送ることができるため、紙詰まりを起こすこ
とを効果的に防止することができる。
ド20の枠体11の側部頂面を、隔壁2の頂面より若干
低くし、隔壁2の頂面及び枠体11の側部頂面にノズル
板10を接合した時、ノズル板10の端部を湾曲させ、
インク吐出孔9を有するノズル板10の中央が突出する
ような構造としてある。このような構造とすることで、
記録用紙がノズル板10と接触したとしても記録用紙を
スムーズに送ることができるため、紙詰まりを起こすこ
とを効果的に防止することができる。
【0039】図5に示すヘッド21は、図1に示すヘッ
ド20の流路部材1を2つ用意し、各流路部材1の引出
線13が形成されていない主面同士を対向させ、スペー
サ22を介して接合するとともに、スペーサ22の上部
に断面形状がU字状の枠体23を配置して、該枠体23
及び2つの流路部材1により形成される空間をインク室
24とするとともに、2つの流路部材1の引出線13が
形成された主面には、略U字状をした枠体11をそれぞ
れ接合して、枠体11と流路部材1とで形成される空間
をインク室14とし、各流路3とインク室14,24を
覆うように隔壁2の頂面及び枠体11の頂面にノズル板
10を接合したもので、上記ノズル板10には、2つの
流路部材1に形成された各流路3と連通するインク吐出
孔9を形成してある。
ド20の流路部材1を2つ用意し、各流路部材1の引出
線13が形成されていない主面同士を対向させ、スペー
サ22を介して接合するとともに、スペーサ22の上部
に断面形状がU字状の枠体23を配置して、該枠体23
及び2つの流路部材1により形成される空間をインク室
24とするとともに、2つの流路部材1の引出線13が
形成された主面には、略U字状をした枠体11をそれぞ
れ接合して、枠体11と流路部材1とで形成される空間
をインク室14とし、各流路3とインク室14,24を
覆うように隔壁2の頂面及び枠体11の頂面にノズル板
10を接合したもので、上記ノズル板10には、2つの
流路部材1に形成された各流路3と連通するインク吐出
孔9を形成してある。
【0040】このヘッド21によれば、小型でありなが
らノズル板9には多数のインク吐出孔9を形成すること
ができるため、一度に多くの文字や画像を形成すること
ができ、印刷時間を短縮することができるとともに、ド
ット間隔を狭めることができるため、画素密度の高いヘ
ッドとすることができる。
らノズル板9には多数のインク吐出孔9を形成すること
ができるため、一度に多くの文字や画像を形成すること
ができ、印刷時間を短縮することができるとともに、ド
ット間隔を狭めることができるため、画素密度の高いヘ
ッドとすることができる。
【0041】図6に示すヘッド31は、図1の枠体11
を備えた流路部材1を4つ用意し、各流路部材1同士を
スペーサ32を介して接合し、各流路部材1の流路3と
インク室14を一体的に覆う大きさを有するノズル板9
を、各流路部材1の隔壁2の頂面及び枠体11の頂面に
接合したもので、ノズル板10には、各流路部材1に形
成された流路3と連通するインク吐出孔9を形成してあ
る。
を備えた流路部材1を4つ用意し、各流路部材1同士を
スペーサ32を介して接合し、各流路部材1の流路3と
インク室14を一体的に覆う大きさを有するノズル板9
を、各流路部材1の隔壁2の頂面及び枠体11の頂面に
接合したもので、ノズル板10には、各流路部材1に形
成された流路3と連通するインク吐出孔9を形成してあ
る。
【0042】このヘッド31によれば、枠体11を備え
た各流路部材1が独立していることから、各流路部材1
の流路3とインク室14に異なる色のインクを充填すれ
ば、小型でありながら4種類のインクを吐出させること
ができ、カラー印刷が可能なヘッドとすることができ、
また、各流路部材1の流路3とインク室14に同色のイ
ンクを充填すれば、一度に多くの文字や画像を形成する
ことができ、印刷時間を短縮することが可能なヘッドと
することができる。
た各流路部材1が独立していることから、各流路部材1
の流路3とインク室14に異なる色のインクを充填すれ
ば、小型でありながら4種類のインクを吐出させること
ができ、カラー印刷が可能なヘッドとすることができ、
また、各流路部材1の流路3とインク室14に同色のイ
ンクを充填すれば、一度に多くの文字や画像を形成する
ことができ、印刷時間を短縮することが可能なヘッドと
することができる。
【0043】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明はこれらの構造だけに限定されるものではな
く、例えばノズル板9を蓋部5とノズル部7をそれぞれ
接合して構成した例を示したが、セラミックスや金属あ
るいはガラスや樹脂の単体で形成したものであっても良
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、変更や改
良できることは言うまでもない。
が、本発明はこれらの構造だけに限定されるものではな
く、例えばノズル板9を蓋部5とノズル部7をそれぞれ
接合して構成した例を示したが、セラミックスや金属あ
るいはガラスや樹脂の単体で形成したものであっても良
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、変更や改
良できることは言うまでもない。
【0044】
【実施例】(実施例1)以下、図1に示すヘッド20の
具体的について説明する。
具体的について説明する。
【0045】まず、50mm×10mm×2mmのアル
ミナセラミックスからなる角柱15を用意し、この角柱
15の側面(50mm×2mm)上に、11mm×2m
m×0.5mmの板状をなし、厚み方向に分極処理した
チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする4枚の圧電セラミ
ック板を、分極方向を揃えて一直線上に並べ、エポキシ
系接着剤にて貼り付け、次いで、平面研削盤にて圧電セ
ラミック板の端面を切り欠いて、角柱15の側面とのな
す角が45°のテーパー面とすることにより、その側面
形状を台形状とした後、圧電セラミック板の上面を研削
して高さが0.45mmとなるように揃えた。
ミナセラミックスからなる角柱15を用意し、この角柱
15の側面(50mm×2mm)上に、11mm×2m
m×0.5mmの板状をなし、厚み方向に分極処理した
チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする4枚の圧電セラミ
ック板を、分極方向を揃えて一直線上に並べ、エポキシ
系接着剤にて貼り付け、次いで、平面研削盤にて圧電セ
ラミック板の端面を切り欠いて、角柱15の側面とのな
す角が45°のテーパー面とすることにより、その側面
形状を台形状とした後、圧電セラミック板の上面を研削
して高さが0.45mmとなるように揃えた。
【0046】次に、厚みが70μmのダイヤモンドブレ
ードを用いて、上記圧電セラミック板に、深さ0.45
mm、ピッチ0.141mmの溝を284本形成し、各
溝をインクの流路3とするとともに、各溝間を仕切る壁
を隔壁2とした流路部材1を形成した。
ードを用いて、上記圧電セラミック板に、深さ0.45
mm、ピッチ0.141mmの溝を284本形成し、各
溝をインクの流路3とするとともに、各溝間を仕切る壁
を隔壁2とした流路部材1を形成した。
【0047】次いで、各隔壁2の側面上半分に真空蒸着
法によってアルミニウムの金属膜を被着して駆動用電極
4を形成するとともに、角柱15の主面及び側面端部に
真空蒸着法によってアルミニウムの金属膜を被着して駆
動用電極4の引出線13をそれぞれ形成した後、駆動用
電極4とその引出線13を覆う窒化珪素の保護膜Sを被
着した。
法によってアルミニウムの金属膜を被着して駆動用電極
4を形成するとともに、角柱15の主面及び側面端部に
真空蒸着法によってアルミニウムの金属膜を被着して駆
動用電極4の引出線13をそれぞれ形成した後、駆動用
電極4とその引出線13を覆う窒化珪素の保護膜Sを被
着した。
【0048】次に、断面形状が略U字状をなし、その肉
厚が0.3mm、内径の曲率半径が0.7mm、一方の
側部の高さ(インク室14の底面から頂面までの距離)
が5mm、他方の側部の高さ(インク室14の底面から
頂面までの距離)が3.5mm、長さが50mmであ
る、ポリサルフォン製の枠体11を用意し、高さが5m
mの側部の頂面が、隔壁2の頂面と同一平面上に位置す
るように位置決めし、高さが3.5mmの側部を角柱1
5の主面にエポキシ系接着剤にて気密に接合し、枠体1
1と角柱15で形成される空間をインク室10とした。
厚が0.3mm、内径の曲率半径が0.7mm、一方の
側部の高さ(インク室14の底面から頂面までの距離)
が5mm、他方の側部の高さ(インク室14の底面から
頂面までの距離)が3.5mm、長さが50mmであ
る、ポリサルフォン製の枠体11を用意し、高さが5m
mの側部の頂面が、隔壁2の頂面と同一平面上に位置す
るように位置決めし、高さが3.5mmの側部を角柱1
5の主面にエポキシ系接着剤にて気密に接合し、枠体1
1と角柱15で形成される空間をインク室10とした。
【0049】なお、このヘッド20の隔壁2の頂面から
流路2の底面までの距離hは、上述したように、0.4
5mmであり、隔壁2の頂面からインク室14の底面ま
での距離Hは、5mmであることから、2h<Hの関係
を満足するものである。
流路2の底面までの距離hは、上述したように、0.4
5mmであり、隔壁2の頂面からインク室14の底面ま
での距離Hは、5mmであることから、2h<Hの関係
を満足するものである。
【0050】しかる後、外形寸法が50mm×7mm×
0.07mmの板状をなし、各流路3と連通する直径6
0μm程度のインク案内孔6を有するニッケル−鉄合金
製の蓋部5を、隔壁2の頂面及び枠体11の頂面にエポ
キシ系接着剤により接合し、さらに蓋部5上に、50m
m×6mm×0.04mmの板状をしたポリイミド樹脂
製のノズル部7をエポキシ系接着剤にて接合し、次いで
エキシマレーザーによって、各インク案内孔6と連通す
るノズル孔8を開口させることによりヘッド20を製作
した。
0.07mmの板状をなし、各流路3と連通する直径6
0μm程度のインク案内孔6を有するニッケル−鉄合金
製の蓋部5を、隔壁2の頂面及び枠体11の頂面にエポ
キシ系接着剤により接合し、さらに蓋部5上に、50m
m×6mm×0.04mmの板状をしたポリイミド樹脂
製のノズル部7をエポキシ系接着剤にて接合し、次いで
エキシマレーザーによって、各インク案内孔6と連通す
るノズル孔8を開口させることによりヘッド20を製作
した。
【0051】そして、このヘッド20のインク吐出孔9
の列が主走査方向となるようにヘッド20を記録装置に
搭載し、インク滴を吐出しながら記録用紙を副走査方向
に送ることにより、主走査方向に180dpi、副走査
方向に360dpiの画素密度で記録用紙上に線、格子
模様及び文字などからなる所定の単色テストパターンを
記録した。
の列が主走査方向となるようにヘッド20を記録装置に
搭載し、インク滴を吐出しながら記録用紙を副走査方向
に送ることにより、主走査方向に180dpi、副走査
方向に360dpiの画素密度で記録用紙上に線、格子
模様及び文字などからなる所定の単色テストパターンを
記録した。
【0052】具体的には、記録用紙上に記録されたテス
トパターンから100cm2の領域を抜き出し、画像認
識を利用した寸法測定機を用いて測定領域における全イ
ンク滴の直径を計測して、各インク滴の直径の平均値及
び標準偏差を算出し、さらに上記計測時に、インク滴の
吐出不良に基づく記録不良箇所を観察し、その個数を数
えた。
トパターンから100cm2の領域を抜き出し、画像認
識を利用した寸法測定機を用いて測定領域における全イ
ンク滴の直径を計測して、各インク滴の直径の平均値及
び標準偏差を算出し、さらに上記計測時に、インク滴の
吐出不良に基づく記録不良箇所を観察し、その個数を数
えた。
【0053】それぞれの結果は表1に示す通りである。
【0054】なお、上記記録用紙には、インク滴の径を
測定する際に正確性を期すため、表層をシリカと有機バ
インダーで被覆した45mm幅のロール状のインクジェ
ット専用コート紙を用い、上記テストパターンが副走査
方向に360dpiの画素密度で記録されるように、前
記隔壁2に形成された駆動用電極4に印加される信号電
圧の周波数20kHzとし、記録用紙の送り速度とを同
期させて記録を行った。
測定する際に正確性を期すため、表層をシリカと有機バ
インダーで被覆した45mm幅のロール状のインクジェ
ット専用コート紙を用い、上記テストパターンが副走査
方向に360dpiの画素密度で記録されるように、前
記隔壁2に形成された駆動用電極4に印加される信号電
圧の周波数20kHzとし、記録用紙の送り速度とを同
期させて記録を行った。
【0055】また、比較例として、隔壁2の頂面からイ
ンク室14の底面までの距離Hを0.8mmとし、2h
>Hの関係を有するヘッドを用意して同様の実験を行っ
た。
ンク室14の底面までの距離Hを0.8mmとし、2h
>Hの関係を有するヘッドを用意して同様の実験を行っ
た。
【0056】
【表1】
【0057】この結果、比較例のヘッドは、隔壁2の頂
面からインク室14の底面までの距離Hと、隔壁2の頂
面から流路3の底面までの距離hとの関係が2h>Hで
あり、また、隔壁2の端面から枠体11の内壁面までの
距離Lが1.4mmと狭いため、インクを吐出させるた
めに流路3内のインクを加圧した時に発生するインク室
14方向の圧力波をインク室14内で減衰させることが
できないため、5μsecでインク滴の吐出を行うと、
枠体11の内壁面で反射された反射波の影響によって次
のインク滴の吐出に悪影響を与え、インク滴の平均直径
や標準偏差が大きく、また記録不良個所の個数も多かっ
た。
面からインク室14の底面までの距離Hと、隔壁2の頂
面から流路3の底面までの距離hとの関係が2h>Hで
あり、また、隔壁2の端面から枠体11の内壁面までの
距離Lが1.4mmと狭いため、インクを吐出させるた
めに流路3内のインクを加圧した時に発生するインク室
14方向の圧力波をインク室14内で減衰させることが
できないため、5μsecでインク滴の吐出を行うと、
枠体11の内壁面で反射された反射波の影響によって次
のインク滴の吐出に悪影響を与え、インク滴の平均直径
や標準偏差が大きく、また記録不良個所の個数も多かっ
た。
【0058】これに対し、本発明のヘッド20は、隔壁
2の端面から枠体11の内壁面までの距離Lが1.4m
mと狭いものの、隔壁2の頂面からインク室14の底面
までの距離Hと、隔壁2の頂面から流路3の底面までの
距離hとが2h≦Hの関係を有することから、インクを
吐出させるために流路3内のインクを加圧した時にイン
ク室14方向の圧力波が発生したとしてもインク室14
内で減衰させることができ、5μsecの速さでインク
滴を吐出させたとしてもインク滴の平均直径や標準偏差
が小さく、また記録不良個所の個数も極めて少なくでき
るため、インク滴を安定して吐出させることができるこ
とが判る。 (実施例2)そこで、実施例1におけるヘッド20にお
いて、隔壁2の頂面からインク室14の底面までの距離
Hと、隔壁2の頂面から流路3の底面までの距離hとの
関係を異ならせ、実施例1と同様の実験を行った。
2の端面から枠体11の内壁面までの距離Lが1.4m
mと狭いものの、隔壁2の頂面からインク室14の底面
までの距離Hと、隔壁2の頂面から流路3の底面までの
距離hとが2h≦Hの関係を有することから、インクを
吐出させるために流路3内のインクを加圧した時にイン
ク室14方向の圧力波が発生したとしてもインク室14
内で減衰させることができ、5μsecの速さでインク
滴を吐出させたとしてもインク滴の平均直径や標準偏差
が小さく、また記録不良個所の個数も極めて少なくでき
るため、インク滴を安定して吐出させることができるこ
とが判る。 (実施例2)そこで、実施例1におけるヘッド20にお
いて、隔壁2の頂面からインク室14の底面までの距離
Hと、隔壁2の頂面から流路3の底面までの距離hとの
関係を異ならせ、実施例1と同様の実験を行った。
【0059】結果は表2に示す通りである。
【0060】
【表2】
【0061】この結果、試料No.1のように、隔壁2
の頂面からインク室14の底面までの距離Hと、隔壁2
の頂面から流路3の底面までの距離hとの比(H/h)
が2未満では、インク滴の平均直径や標準偏差が大き
く、また記録不良個所の個数も200個以上と多かっ
た。
の頂面からインク室14の底面までの距離Hと、隔壁2
の頂面から流路3の底面までの距離hとの比(H/h)
が2未満では、インク滴の平均直径や標準偏差が大き
く、また記録不良個所の個数も200個以上と多かっ
た。
【0062】これに対し、試料No.2〜6に示すよう
に、隔壁2の頂面からインク室14の底面までの距離H
と、隔壁2の頂面から流路3の底面までの距離hとの比
(H/h)を2以上とすれば、インク滴の平均直径や標
準偏差を小さくでき、特に見た目に問題となる記録不良
個所の個数を少なくできることが判る。特に、隔壁2の
頂面からインク室14の底面までの距離Hと、隔壁2の
頂面から流路3の底面までの距離hとの比(H/h)を
4以上とすれば、記録不良個所の個数を100個以下と
することができ、好ましいことが判る。
に、隔壁2の頂面からインク室14の底面までの距離H
と、隔壁2の頂面から流路3の底面までの距離hとの比
(H/h)を2以上とすれば、インク滴の平均直径や標
準偏差を小さくでき、特に見た目に問題となる記録不良
個所の個数を少なくできることが判る。特に、隔壁2の
頂面からインク室14の底面までの距離Hと、隔壁2の
頂面から流路3の底面までの距離hとの比(H/h)を
4以上とすれば、記録不良個所の個数を100個以下と
することができ、好ましいことが判る。
【0063】
【発明の効果】以上のように、本発明のインクジェット
記録ヘッドによれば、圧電セラミックスからなる複数の
隔壁を並設し、該隔壁間をインクの流路とした流路部材
と、上記流路部材の側部に設けられ、上記流路と連通す
るインク室を形成する枠体と、上記各隔壁の側面にそれ
ぞれ形成された駆動用電極と、少なくとも上記各複数の
流路を覆うように上記各隔壁の頂面に接合され、上記各
流路と連通するインク吐出孔を備えたノズル板とからな
り、上記隔壁の頂面から上記流路底面までの距離をh、
上記隔壁の頂面から上記インク室底面までの距離をHと
した時、2h≦Hの関係を満足するようにしたことか
ら、ヘッドを大型化することなくインク室の容積を確保
し、流路内のインクを加圧した時に発生するインク室方
向の圧力波をインク室で拡散・減衰させることができる
ため、インク滴の吐出間隔を短くすることができる。
記録ヘッドによれば、圧電セラミックスからなる複数の
隔壁を並設し、該隔壁間をインクの流路とした流路部材
と、上記流路部材の側部に設けられ、上記流路と連通す
るインク室を形成する枠体と、上記各隔壁の側面にそれ
ぞれ形成された駆動用電極と、少なくとも上記各複数の
流路を覆うように上記各隔壁の頂面に接合され、上記各
流路と連通するインク吐出孔を備えたノズル板とからな
り、上記隔壁の頂面から上記流路底面までの距離をh、
上記隔壁の頂面から上記インク室底面までの距離をHと
した時、2h≦Hの関係を満足するようにしたことか
ら、ヘッドを大型化することなくインク室の容積を確保
し、流路内のインクを加圧した時に発生するインク室方
向の圧力波をインク室で拡散・減衰させることができる
ため、インク滴の吐出間隔を短くすることができる。
【0064】特に、上記隔壁の頂面から上記流路底面ま
での距離hと、上記隔壁の頂面から上記インク室底面ま
での距離Hは、4h≦Hの関係を満足するようにすれ
ば、流路内のインクを加圧した時に発生するインク室方
向の圧力波をインク室でより効果的に拡散・減衰させる
ことができるため、インク滴の吐出間隔をより一層短く
することができる。
での距離hと、上記隔壁の頂面から上記インク室底面ま
での距離Hは、4h≦Hの関係を満足するようにすれ
ば、流路内のインクを加圧した時に発生するインク室方
向の圧力波をインク室でより効果的に拡散・減衰させる
ことができるため、インク滴の吐出間隔をより一層短く
することができる。
【図1】本発明に係るインクジェット記録ヘッドを示す
図で、(a)はその一部を破断した斜視図、(b)は
(a)のX−X線断面図である。
図で、(a)はその一部を破断した斜視図、(b)は
(a)のX−X線断面図である。
【図2】(a)(b)は本発明に係るインクジェット記
録ヘッドの駆動原理を説明するための断面図である。
録ヘッドの駆動原理を説明するための断面図である。
【図3】本発明に係るインクジェット記録ヘッドの他の
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図4】本発明に係るインクジェット記録ヘッドの他の
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図5】本発明に係るインクジェット記録ヘッドの応用
例を示す一部を破断した斜視図である。
例を示す一部を破断した斜視図である。
【図6】本発明に係るインクジェット記録ヘッドの他の
応用例を示す一部を破断した斜視図である。
応用例を示す一部を破断した斜視図である。
【図7】従来のインクジェット記録ヘッドを示す図で、
(a)はその一部を破断した斜視図、(b)は(a)の
X−X線断面図である。
(a)はその一部を破断した斜視図、(b)は(a)の
X−X線断面図である。
1:流路部材 2:隔壁 3:流路 4:駆動用電極
5:蓋部 6:インク案内孔 7:ノズル部 8:ノズル孔 9:
インク吐出孔 10:ノズル板 11:枠体 12:インク供給孔 1
3:駆動用電極の引出線 14:インク室 15:角柱 20:インクジェット記
録ヘッド H:隔壁の頂面からインク室の底面までの距離 h:隔壁の頂面から流路の底面までの距離 L:隔壁の端面から枠体の内壁面までの距離
5:蓋部 6:インク案内孔 7:ノズル部 8:ノズル孔 9:
インク吐出孔 10:ノズル板 11:枠体 12:インク供給孔 1
3:駆動用電極の引出線 14:インク室 15:角柱 20:インクジェット記
録ヘッド H:隔壁の頂面からインク室の底面までの距離 h:隔壁の頂面から流路の底面までの距離 L:隔壁の端面から枠体の内壁面までの距離
Claims (2)
- 【請求項1】圧電セラミックスからなる複数の隔壁を並
設し、該隔壁間をインクの流路とした流路部材と、上記
流路部材の側部に設けられ、上記各流路と連通するイン
ク室を形成する枠体と、上記各隔壁の側面にそれぞれ形
成された駆動用電極と、少なくとも上記各流路を覆うよ
うに上記各隔壁の頂面に接合され、上記各流路と連通す
るインク吐出孔を備えたノズル板とからなり、上記隔壁
の頂面から上記流路底面までの距離をh、上記隔壁の頂
面から上記インク室底面までの距離をHとした時、2h
≦Hの関係を満足するようにしたことを特徴とするイン
クジェット記録ヘッド。 - 【請求項2】上記隔壁の頂面から上記流路底面までの距
離hと、上記隔壁の頂面から上記インク室底面までの距
離Hとが、4h≦Hの関係を満足す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記録ヘッ
ド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000332647A JP2002137384A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | インクジェット記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000332647A JP2002137384A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | インクジェット記録ヘッド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002137384A true JP2002137384A (ja) | 2002-05-14 |
Family
ID=18808826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000332647A Pending JP2002137384A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | インクジェット記録ヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002137384A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009096041A (ja) * | 2007-10-16 | 2009-05-07 | Sharp Corp | インクジェットヘッドおよびインクジェットヘッド装置 |
JP2009178959A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Sharp Corp | インクジェットヘッドおよびその製造方法 |
JP2015166196A (ja) * | 2015-07-02 | 2015-09-24 | 株式会社東芝 | インクジェットヘッド |
CN104972748A (zh) * | 2014-04-02 | 2015-10-14 | 株式会社东芝 | 喷墨打印头 |
JP2015196345A (ja) * | 2014-04-02 | 2015-11-09 | 株式会社東芝 | インクジェットプリンタヘッド |
JP2015196344A (ja) * | 2014-04-02 | 2015-11-09 | 株式会社東芝 | インクジェットプリンタヘッド |
US9682553B2 (en) | 2014-07-30 | 2017-06-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Inkjet head having a plurality of lid members connected to nozzles and an inkjet apparatus having the inkjet head |
JP2017185817A (ja) * | 2017-06-05 | 2017-10-12 | 株式会社東芝 | インクジェットプリンタヘッドとインクジェットプリンタ |
-
2000
- 2000-10-31 JP JP2000332647A patent/JP2002137384A/ja active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009096041A (ja) * | 2007-10-16 | 2009-05-07 | Sharp Corp | インクジェットヘッドおよびインクジェットヘッド装置 |
JP2009178959A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Sharp Corp | インクジェットヘッドおよびその製造方法 |
CN104972748A (zh) * | 2014-04-02 | 2015-10-14 | 株式会社东芝 | 喷墨打印头 |
JP2015196345A (ja) * | 2014-04-02 | 2015-11-09 | 株式会社東芝 | インクジェットプリンタヘッド |
JP2015196344A (ja) * | 2014-04-02 | 2015-11-09 | 株式会社東芝 | インクジェットプリンタヘッド |
EP2952350A1 (en) * | 2014-04-02 | 2015-12-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Inkjet printer head |
US9421768B2 (en) | 2014-04-02 | 2016-08-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Inkjet printer head |
US9561652B2 (en) | 2014-04-02 | 2017-02-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Inkjet printer head |
US9682553B2 (en) | 2014-07-30 | 2017-06-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Inkjet head having a plurality of lid members connected to nozzles and an inkjet apparatus having the inkjet head |
US10052871B2 (en) | 2014-07-30 | 2018-08-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Inkjet head having a plurality of lid members connected to nozzles and an inkjet apparatus having the inkjet head |
JP2015166196A (ja) * | 2015-07-02 | 2015-09-24 | 株式会社東芝 | インクジェットヘッド |
JP2017185817A (ja) * | 2017-06-05 | 2017-10-12 | 株式会社東芝 | インクジェットプリンタヘッドとインクジェットプリンタ |
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