JP2002001945A - インクジェットヘッド及びインクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動板２２と圧電素子２３とを有し、該圧電
素子２３の圧電効果により上記振動板２２を圧力室４の
容積が減少するように変形させて、該圧力室４内のイン
クをノズル１４から吐出させる圧電アクチュエータ２１
を備えたインクジェットヘッド１に対して、圧電アクチ
ュエータ２１の駆動電圧の低電圧化、振動板２２の寿命
破壊の防止並びに印画速度及び解像度の向上化を図る。 【解決手段】 圧電素子２３の振動板２２に対する厚み
比Ｔａ／Ｔｐを０．２５以上０．８未満（好ましくは
０．３３〜０．６７）に設定する。また、圧電素子２３
の厚みＴａを０．１２５〜５μｍに、振動板２２の厚み
Ｔｐを０．５〜１０μｍにそれぞれ設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッド及びインクジェット式記録装置に関し、特に圧電素
子の圧電効果により振動板を圧力室の容積が減少するよ
うに変形させて、該圧力室内のインクをノズルから吐出
させる圧電アクチュエータを備えたものの技術分野に属
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクジェット式記録装置の
インクジェットヘッドとして、圧電アクチュエータによ
りインクを吐出させるものが知られている。この圧電ア
クチュエータは、ヘッド本体に設けた圧力室用凹部を塞
いで該凹部と共に圧力室を構成する振動板と、該振動板
に接合された圧電素子とを有していて、この圧電素子の
圧電効果により上記振動板を上記圧力室の容積が減少す
るように変形させて、該圧力室内のインクを上記ノズル
から吐出させるように構成されている。

【０００３】上記のようなインクジェットヘッドでは、
圧電素子と振動板との厚みの関係がインク吐出特性に大
きく影響する。そこで、従来、例えば特開平５−２６１
９１９号公報に示されているように、圧電素子の振動板
に対する厚み比を０．８〜１．２に設定し、このこと
で、圧電素子に印加する電圧（圧電アクチュエータの駆
動電圧）を低く抑えるようにすることが提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記インク
ジェットヘッドでは、近年、圧電アクチュエータの駆動
電圧の低電圧化は勿論のこと、インクジェットヘッドの
小型化、印画速度や解像度の向上化等が要求されてい
る。これらの要求を満足させるためには、圧電素子及び
振動板の厚み方向両面の面積や厚みを小さくすると共
に、ノズルから吐出されるインクの吐出量、吐出速度及
び吐出間隔を適切な値にする必要がある。そして、この
場合でも、圧電アクチュエータの駆動電圧の低電圧化を
図るために、圧電素子及び振動板の厚みを上記提案例の
ような厚み比に設定することが考えられる。

【０００５】しかしながら、上記提案例の厚み比では、
圧電アクチュエータの駆動電圧の低電圧化を図ることは
できても、振動板の厚みが圧電素子の厚みの割には小さ
すぎて、長期間使用していると、振動板がその変形に伴
って生じる応力により破壊してしまうという問題があ
る。この問題は、特に圧電素子の厚みを５μｍ以下（上
記厚み比では、振動板の厚みとしては６．２５μｍ以下
になる）にする場合に顕著となる。

【０００６】一方、上記厚み比のままで振動板の変形部
分の面積を大きくする（圧力室用凹部の開口面積を大き
くする）ことで、該振動板に生じる応力を低下させるよ
うにすることが考えられるが、こうすると、小型化に反
すると共に、圧力室内においてインクを吐出させるため
の圧力が不十分となってインクの吐出速度が低下し、し
かも、圧電アクチュエータの固有振動数が低下して、イ
ンク吐出後の振動が収まるまでに長時間を要し、１つの
ノズルにおけるインクの吐出間隔が長くなる（駆動周波
数が小さくなる）という問題がある。

【０００７】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、圧電素子の振動板に対
する厚み比を見直すことによって、圧電アクチュエータ
の駆動電圧の低電圧化を維持しつつ、圧電素子及び振動
板の厚みを小さくしても、振動板に寿命破壊が生じない
ようにして、インクジェットヘッドを小型化し、しか
も、印画速度及び解像度の向上化をも図ることができる
ようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、圧電素子の振動板に対する厚み比
を０．２５〜０．８に設定するようにした。

【０００９】具体的には、請求項１の発明では、インク
を供給するための供給口及びインクを吐出するための吐
出口を有する圧力室用凹部と、該圧力室用凹部の吐出口
に連通するノズルとが形成されたヘッド本体と、上記ヘ
ッド本体の凹部を塞いで該凹部と共に圧力室を構成する
振動板と、該振動板に接合された圧電素子とを有し、該
圧電素子の圧電効果により上記振動板を上記圧力室の容
積が減少するように変形させて、該圧力室内のインクを
上記吐出口を介して上記ノズルから吐出させる圧電アク
チュエータとを備えたインクジェットヘッドを対象とす
る。

【００１０】そして、上記圧電アクチュエータにおける
圧電素子の振動板に対する厚み比が、０．２５以上０．
８未満に設定されているものとする。

【００１１】すなわち、圧電素子の振動板に対する厚み
比は、０．２５よりも小さいと、振動板においてインク
を吐出させるための撓み量が十分に得られない一方、
０．８以上であると、圧電素子が厚みが大きすぎる場合
には、インクを吐出させるための十分な撓み量を得るに
は比較的高い電圧を圧電素子に印加する必要があり、振
動板の厚みが小さすぎる場合には、振動板が寿命破壊し
易くなると共に、振動板が寿命破壊しないように振動板
の変形部分の面積を大きくすると、インク吐出速度が低
下し、また圧電アクチュエータの固有振動数が低下し
て、１つのノズルでのインク吐出間隔が長くなるので、
０．２５以上０．８未満に設定している。したがって、
圧電素子の振動板に対する厚み比を０．２５以上０．８
未満に設定することにより、圧電素子及び振動板の厚み
を小さくしても、振動板に寿命破壊が生じないので、振
動板の変形部分の面積を大きくしなくても済み、インク
ジェットヘッドを小型化することができ、しかも、圧電
アクチュエータの駆動電圧の低電圧化を図ることができ
る。そして、インクジェットヘッドの小型化により多数
のノズルを高密度に配置することができ、このことで、
その多数のノズルによる印画が可能になるため、１つの
ノズルでの吐出間隔を短くできることと相俟って印画速
度を向上させることができると共に、解像度の向上化を
も図ることができる。

【００１２】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、圧電素子の振動板に対する厚み比が、０．３３〜
０．６７に設定されているものとする。このことで、圧
電アクチュエータの駆動電圧の低電圧化、振動板の寿命
破壊の防止並びに印画速度及び解像度の向上化を図る上
で、最適なインクジェットヘッドが得られる。

【００１３】請求項３の発明では、請求項１又は２の発
明において、圧電素子の厚みが、０．１２５〜５μｍに
設定され、振動板の厚みが、０．５〜１０μｍに設定さ
れているものとする。このことにより、振動板の寿命破
壊の防止効果を有効に発揮させることができると共に、
インクジェットヘッドを効果的に小型化することができ
る。

【００１４】請求項４の発明では、請求項１〜３のいず
れかの発明において、ヘッド本体の圧力室用凹部は、該
ヘッド本体の一側面において所定の方向に延びるように
開口され、圧電素子は、振動板における上記凹部開口の
幅方向略中央部において該凹部開口と同じ方向に延びる
ように設けられ、上記凹部開口の幅が、５０〜２５０μ
ｍに設定され、上記圧電素子の幅が、上記凹部開口の幅
の０．５〜０．７倍に設定されているものとする。

【００１５】すなわち、凹部開口の幅は、５０μｍより
も小さいと、振動板が寿命破壊し易くなる一方、２５０
μｍよりも大きいと、圧電アクチュエータの固有振動数
が大きくなるので、５０〜２５０μｍに設定している。
また、圧電素子の幅は、凹部開口の幅の０．５倍よりも
小さいと、十分なインク吐出速度が得られない一方、
０．７倍よりも大きいと、振動板における圧電素子の幅
方向両端部に相当する部分に応力集中が生じて寿命破壊
し易くなるので、凹部開口の幅の０．５〜０．７倍に設
定している。よって、十分なインク吐出速度を確保しつ
つ、振動板の寿命破壊を確実に防止することができる。

【００１６】請求項５の発明では、請求項１〜４のいず
れかの発明において、ヘッド本体のノズルから吐出され
るインクの吐出量が、０．５〜３ｐｌに設定されている
ものとする。

【００１７】すなわち、インクの吐出量は、０．５ｐｌ
よりも少ないと、インク滴が記録紙に向かって真っ直ぐ
に飛翔しなくなって着弾精度が悪化する一方、３ｐｌよ
りも多いと、記録紙に形成されるドット径が大きくなっ
て解像度の向上化を図ることが困難になるので、０．５
〜３ｐｌに設定している。よって、インク滴の記録紙４
１への着弾精度を良好に維持しつつ、解像度を確実に向
上させることができる。

【００１８】請求項６の発明は、インクジェット式記録
装置の発明であり、この発明では、請求項１〜５のいず
れかに記載のインクジェットヘッドと、上記インクジェ
ットヘッドと記録媒体とを相対移動させる相対移動手段
とを備え、上記相対移動手段によりインクジェットヘッ
ドが記録媒体に対して相対移動しているときに、該イン
クジェットヘッドのヘッド本体のノズルからインクを記
録媒体に吐出させて記録を行うように構成されているも
のとする。この発明により、請求項１〜５のいずれかの
発明と同様の作用効果が得られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るイ
ンクジェット式記録装置を概略的に示し、このインクジ
ェット式記録装置は、後述の如くインクを記録媒体とし
ての記録紙４１に吐出するインクジェットヘッド１を備
えている。このインクジェットヘッド１はキャリッジ３
１に支持固定され、このキャリッジ３１には、図示を省
略するキャリッジモータが設けられ、このキャリッジモ
ータにより上記インクジェットヘッド１及びキャリッジ
３１が主走査方向（図１及び図２に示すＸ方向）に延び
るキャリッジ軸３２にガイドされてその方向に往復動す
るようになっている。このキャリッジ３１、キャリッジ
軸３２及びキャリッジモータにより、インクジェットヘ
ッド１と記録紙４１とを相対移動させる相対移動手段が
構成されている。

【００２０】上記記録紙４１は、図示を省略する搬送モ
ータによって回転駆動される２つの搬送ローラ４２に挟
まれていて、この搬送モータ及び各搬送ローラ４２によ
り、上記インクジェットヘッド１の下側において上記主
走査方向と垂直な副走査方向（図１及び図２に示すＹ方
向）に搬送されるようになっている。

【００２１】上記インクジェットヘッド１は、図２〜図
４に示すように、インクを供給するための供給口３ａ及
びインクを吐出するための吐出口３ｂを有する複数の圧
力室用凹部３が形成されたヘッド本体２を備えている。
このヘッド本体２の各凹部３は、該ヘッド本体２の上面
に上記主走査方向に延びるように開口されていて、互い
に上記副走査方向に略等間隔をあけた状態で並設されて
いる。尚、上記各凹部３の開口の両端部は、略半円形状
をなしている。

【００２２】上記ヘッド本体２の各凹部３の側壁部は、
約２００μｍ厚の感光性ガラス製の第１基板６で構成さ
れ、各凹部３の底壁部は、この第１基板６の下面に接着
固定された第２基板７で構成されている。この第２基板
７は約３０μｍ厚のステンレス鋼からなり、該第２基板
７に上記供給口３ａ及び吐出口３ｂが形成されている。

【００２３】上記第２基板７の下面には、約３００μｍ
厚のステンレス鋼製の第３基板８が接着固定され、この
第３基板８には、上記各凹部３の供給口３ａと接続され
かつ上記副走査方向に延びる１つの供給用インク流路１
１と、上記吐出口３ｂとそれぞれ接続された複数の吐出
用インク流路１２とが形成されている。上記供給用イン
ク流路１１は図外のインクタンクと接続されて、そのイ
ンクタンクより供給用インク流路１１内にインクが供給
されるようになっている。

【００２４】上記第３基板８の下面には、インクジェッ
トヘッド１の下面を構成する第４基板９が接着固定され
ている。この第４基板９は、約７０μｍ厚のステンレス
鋼からなっていて、インク滴を上記記録紙４１に向けて
吐出するための直径約２０μｍの複数のノズル１４を有
している。この各ノズル１４は、上記吐出用インク流路
１２とそれぞれ接続されていて、この吐出用インク流路
１２を介して上記各凹部３の吐出口３ｂにそれぞれ連通
されており、インクジェットヘッド１の下面に、上記副
走査方向に列状に並ぶように設けられている。

【００２５】上記ヘッド本体２の各凹部３の上側には、
圧電アクチュエータ２１がそれぞれ設けられている。こ
の各圧電アクチュエータ２１は、上記ヘッド本体２の上
面に接着固定された状態で該ヘッド本体２の各凹部３を
塞いで該凹部３と共に圧力室４を構成するＣｒ製の振動
板２２を有している。この振動板２２は、全ての圧電ア
クチュエータ２１に共通の１つのものからなっていて、
後述の全圧電素子２３に共通の共通電極としての役割を
も果たしている。

【００２６】また、上記各圧電アクチュエータ２１は、
上記振動板２２の上記圧力室４と反対側面（上面）にお
いて圧力室４に対応する部分（凹部３開口に対向する部
分）にそれぞれ接合されかつチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐ
ＺＴ）からなる圧電素子２３（圧電定数８×１０^-11ｍ
／Ｖ程度）と、この各圧電素子２３の上記振動板２２と
反対側面（上面）にそれぞれ接合され、該振動板２２と
共に各圧電素子２３に電圧（駆動電圧）をそれぞれ印加
するための約０．１μｍ厚のＰｔ製個別電極２４とを有
している。上記各圧電素子２３及び個別電極２４は、互
いに重なった状態で、上記ヘッド本体２の凹部３開口の
幅方向略中央部において該凹部３開口と同じ方向（主走
査方向）に延びるように設けられており、その長さは凹
部３開口よりも僅かに短く、両端部は、凹部３開口と同
様に略半円形状をなしている。尚、上記振動板２２、圧
電素子２３及び個別電極２４は、後述の製造方法で示す
ように、スパッタ法により薄膜で形成されてなってい
る。

【００２７】上記各圧電素子２３の振動板２２に対する
厚み比Ｔａ／Ｔｐは、０．２５以上０．８未満に設定さ
れている。これは、各圧電素子２３の振動板２２に対す
る厚み比Ｔａ／Ｔｐが０．２５よりも小さいと、振動板
２２においてインクを吐出させるための撓み量が十分に
得られない一方、０．８以上であると、各圧電素子２３
の厚みＴａが大きすぎる場合には、インクを吐出させる
ための十分な撓み量を得るには比較的高い電圧を圧電素
子２３に印加する必要があり、振動板２２の厚みＴｐが
小さすぎる場合には、振動板２２が寿命破壊し易くなる
と共に、振動板２２が寿命破壊しないように振動板２２
の変形部分（凹部３開口部分）の面積を大きくすると、
インク吐出速度が低下し、また各圧電アクチュエータ２
１の固有振動数が低下して、１つのノズル１４でのイン
ク吐出間隔が長くなるからである。そして、各圧電素子
２３の振動板２２に対する厚み比Ｔａ／Ｔｐの特に好ま
しい範囲は、０．３３〜０．６７である。また、上記振
動板２２の厚みＴｐは、０．５〜１０μｍに設定するの
が望ましく、各圧電素子２３の厚みＴａは、０．１２５
〜５μｍに設定するのが好ましい。

【００２８】さらに、上記ヘッド本体２の各凹部３開口
の幅Ｄ１は、５０〜２５０μｍに設定するのがよく、各
圧電素子２３の幅Ｄ２は、上記各凹部３開口の幅Ｄ１の
０．５〜０．７倍に設定するのが望ましい。これは、各
凹部３開口の幅Ｄ１が５０μｍよりも小さいと、振動板
２２が寿命破壊し易くなる一方、２５０μｍよりも大き
いと、各圧電アクチュエータ２１の固有振動数が大きく
なるからであり、また、各圧電素子２３の幅Ｄ２が各凹
部３開口の幅Ｄ１の０．５倍よりも小さいと、十分なイ
ンク吐出速度が得られない一方、０．７倍よりも大きい
と、振動板２２における各圧電素子２３の幅方向両端部
に相当する部分に応力集中が生じて寿命破壊し易くなる
からである。尚、上記各凹部３開口の長さは、３００〜
２０００μｍに設定するのがよい（各凹部３の開口面積
としては、０．１ｍｍ²程度とするのがよい）。

【００２９】上記各圧電アクチュエータ２１は、その振
動板２２と各個別電極２４とを介して各圧電素子２３に
駆動電圧を印加することにより該振動板２２の圧力室４
に対応する部分（凹部３開口部分）を変形させること
で、該圧力室４内のインクを吐出口３ｂないしノズル１
４から吐出させるようになっている。すなわち、振動板
２２と個別電極２４との間にパルス状の電圧（最大電圧
３０Ｖ程度）を印加すると、そのパルス電圧の立ち上が
りにより圧電素子２３が圧電効果によりその厚み方向と
垂直な幅方向に収縮するのに対し、振動板２２及び個別
電極２４は収縮しないので、いわゆるバイメタル効果に
より振動板２２の圧力室４に対応する部分が圧力室４側
へ凸状に撓んで変形する。この撓み変形により圧力室４
内に圧力が生じ、この圧力で圧力室４内のインクが吐出
口３ｂ及び吐出用インク流路１２を経由してノズル１４
よりインク滴として記録紙４１へ吐出されて、該記録紙
４１面にドット状に付着することとなる。そして、上記
パルス電圧の立ち下がりにより圧電素子２３が伸長して
振動板２２の圧力室４に対応する部分が元の状態に復帰
し、このとき、圧力室４内には上記インクタンクより供
給用インク流路１１及び供給口３ａを介してインクが充
填される。尚、各圧電素子２３に印加するパルス電圧と
しては、上記のように押し引きタイプのものでなくて
も、第１の電圧から第２の電圧（第１の電圧よりも３０
Ｖ程度低い電圧）まで立ち下がった後に上記第１の電圧
まで立ち上がる引き押しタイプのものであってもよい。

【００３０】上記各圧電素子２３への駆動電圧の印加
は、インクジェットヘッド１及びキャリッジ３１を主走
査方向において記録紙４１の一端から他端まで略一定速
度で移動させているときに所定時間（例えば５０μｓ程
度：駆動周波数２０ｋＨｚ）毎に行われ（但し、インク
ジェットヘッド１が記録紙４１におけるインク滴を着弾
させない箇所に達したときには電圧が印加されない）、
このことで、記録紙４１の所定位置にインク滴を着弾さ
せる。そして、１走査分の記録が終了すると、搬送モー
タ及び各搬送ローラ４２により記録紙４１を副走査方向
に所定量搬送し、再度、インクジェットヘッド１及びキ
ャリッジ３１を主走査方向に移動させながらインク滴を
吐出させて、新たな１走査分の記録を行う。この動作を
繰り返すことによって、記録紙４１全体に所望の画像が
形成される。

【００３１】上記各ノズル１４から吐出されるインク
（インク滴）の吐出量は、０．５〜３ｐｌに設定するの
が好ましい。これは、インクの吐出量が０．５ｐｌより
も少ないと、インク滴が記録紙４１に向かって真っ直ぐ
に飛翔しなくなって着弾精度が悪化する一方、３ｐｌよ
りも多いと、記録紙４１に形成されるドット径が大きく
なって解像度の向上化を図ることが困難であるからであ
る。

【００３２】次に、上記インクジェットヘッド１の製造
方法の概略手順について、図５を参照しつつ説明する。
尚、図５においては、図３及び図４とインクジェットヘ
ッド１の上下関係が逆になっている。

【００３３】先ず、ＭｇＯの成膜基板５１上全体にＰｔ
膜５２をスパッタ法により形成し（図５（ａ）参照）、
その後、このＰｔ膜５２上全体にＰＺＴ膜５３をスパッ
タ法により形成する（図５（ｂ）参照）。そして、この
ＰＺＴ膜５３上全体にＣｒ膜５４をスパッタ法により形
成する（図５（ｃ）参照）。

【００３４】次いで、上記Ｃｒ膜５４の上面に、ヘッド
本体２の第１基板６（予め各凹部３を形成するための孔
を開けておく）を接着固着する（図５（ｄ）参照）。そ
の後、上記成膜基板５１を熱燐酸やＫＯＨ等で溶融・除
去すると共に、上記第１基板６上に、予め所定形状に形
成しかつ接着により互いに一体化した第２〜第４基板７
〜９を接着固着する（図５（ｅ）参照）。

【００３５】続いて、上記Ｐｔ膜５２及びＰＺＴ膜５３
をイオンミリング法や反応性イオンエッチング法等のド
ライエッチング法にて圧力室４毎に分割することで、所
定形状の個別電極２４及び圧電素子２３がそれぞれ得ら
れると共に、Ｃｒ膜５４の不要部分をドライエッチング
法にて除去することで、所定形状の振動板２２が得られ
る（図５（ｆ）参照）。

【００３６】次いで、図示は省略するが、各個別電極２
４への配線や他の必要な処理を行うことで、インクジェ
ットヘッド１が完成する。

【００３７】したがって、上記実施形態では、各圧電ア
クチュエータ２１における圧電素子２３の振動板２２に
対する厚み比Ｔａ／Ｔｐが、０．２５以上０．８未満に
設定されているので、比較的低い駆動電圧でも振動板２
２を十分に撓ませることができると共に、十分なインク
吐出速度（例えば１０ｍ／ｓ程度）を確保することがで
き、しかも、インク吐出間隔を５０μｓと短くすること
ができる。また、振動板２２の厚みＴｐを０．５〜１０
μｍにし、各圧電素子２３の厚みＴａを０．１２５〜５
μｍにしたとしても、振動板２２に寿命破壊が生じるの
を防止することができ、このことで、振動板２２の変形
部分の面積を大きくしなくても済み（０．１ｍｍ²程度
にすることができ）、インクジェットヘッド１を小型化
することができる。そして、インクジェットヘッド１の
小型化により多数のノズル１４を高密度に配置すること
ができ、このことで、その多数のノズル１４による印画
が可能になるため、１つのノズル１４でのインク吐出間
隔を短くできることと相俟って印画速度を向上させるこ
とができると共に、解像度の向上化をも図ることができ
る（６００ｄｐｉ以上にすることができる）。

【００３８】また、各圧電素子２３の振動板２２に対す
る厚み比Ｔａ／Ｔｐを０．３３〜０．６７に設定すれ
ば、各圧電アクチュエータ２１の駆動電圧の低電圧化、
振動板２２の寿命破壊の防止並びに印画速度及び解像度
の向上化を図る上で、最適なインクジェットヘッド１が
得られる。

【００３９】さらに、ヘッド本体２の各凹部３開口の幅
Ｄ１を５０〜２５０μｍに設定し、各圧電素子２３の幅
Ｄ２を上記各凹部３開口の幅の０．５〜０．７倍に設定
すれば、十分なインク吐出速度を確保しつつ、振動板２
２の寿命破壊を確実に防止することができる。

【００４０】また、各ノズル１４から吐出されるインク
の吐出量を０．５〜３ｐｌに設定すれば、インク滴の記
録紙４１への着弾精度を良好に維持しつつ、解像度の向
上化を確実に図ることができる。

【００４１】尚、上記実施形態では、各圧電アクチュエ
ータ２１の振動板２２、圧電素子２３及び個別電極２４
を、スパッタ法により薄膜で形成したが、ＣＶＤ法やゾ
ル−ゲル法等の他の方法により薄膜で形成してもよく、
薄膜でなくて予め所定形状に形成した振動板２２や圧電
素子２３を接着により接合するようにしてもよい。但
し、上記実施形態のように薄膜で形成した方が、各圧電
アクチュエータ２１の駆動電圧の低電圧化、振動板２２
の寿命破壊の防止並びに印画速度及び解像度の向上化を
図る上で好ましく、しかも、スパッタリング及びエッチ
ングにより多数の圧電アクチュエータ２１を容易にかつ
精度良く形成することができる。

【００４２】また、上記実施形態では、振動板２２を、
全圧電アクチュエータ２１に共通の１つのもので構成し
たが、振動板２２も、圧電素子２３や個別電極２４のよ
うに、圧電アクチュエータ２１毎に個別に設けるように
してもよい。そして、振動板２２を電極と兼用しない
で、圧電素子２３と振動板２２との間に別途に電極を設
けるようにしてもよい。

【００４３】さらに、上記実施形態では、インクジェッ
トヘッド１に、複数のノズル１４を設け、これに対応し
て複数の圧力室４や圧電アクチュエータ２１等を設けた
が、ノズル１４、圧力室４、圧電アクチュエータ２１等
が１つであっても本発明を適用することができる。

【００４４】加えて、他の種々の変形が可能であり、例
えば、圧電アクチュエータ２１の振動板２２、圧電素子
２３及び個別電極２４を、上記実施形態と異なる材料で
構成してもよく、また、ヘッド本体２の第１〜第４基板
６〜９を、上記実施形態と異なる材料や厚みのもので構
成してもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェットヘッド及びインクジェット式記録装置によると、
圧電アクチュエータにおける圧電素子の振動板に対する
厚み比を０．２５以上０．８未満に設定したことによ
り、圧電アクチュエータの駆動電圧の低電圧化を維持し
つつ、圧電素子及び振動板の厚みを小さくしても、振動
板に寿命破壊が生じず、インクジェットヘッドを小型化
することができ、しかも、印画速度及び解像度の向上化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット式記録
装置を示す概略斜視図である。

【図２】インクジェットヘッドの部分底面図である。

【図３】図２のIII−III線断面図である。

【図４】図２のIV−IV線断面図である。

【図５】インクジェットヘッドの製造方法を示す概略説
明図である。

【符号の説明】

１ インクジェットヘッド ２ ヘッド本体 ３ 圧力室用凹部 ３ａ 供給口 ３ｂ 吐出口 ４ 圧力室 １４ ノズル ２１ 圧電アクチュエータ ２２ 振動板 ２３ 圧電素子 ３１ キャリッジ（相対移動手段） ３２ キャリッジ軸（相対移動手段） ４１ 記録紙（記録媒体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 修 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 泊 聖之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF55 AF65 AG12 AG39 AG44 AG52 BA04 BA14

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを供給するための供給口及びイン
   クを吐出するための吐出口を有する圧力室用凹部と、該
   圧力室用凹部の吐出口に連通するノズルとが形成された
   ヘッド本体と、 上記ヘッド本体の凹部を塞いで該凹部と共に圧力室を構
   成する振動板と、該振動板に接合された圧電素子とを有
   し、該圧電素子の圧電効果により上記振動板を上記圧力
   室の容積が減少するように変形させて、該圧力室内のイ
   ンクを上記吐出口を介して上記ノズルから吐出させる圧
   電アクチュエータとを備えたインクジェットヘッドであ
   って、 上記圧電アクチュエータにおける圧電素子の振動板に対
   する厚み比が、０．２５以上０．８未満に設定されてい
   ることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１記載のインクジェットヘッドに
   おいて、 圧電素子の振動板に対する厚み比が、０．３３〜０．６
   ７に設定されていることを特徴とするインクジェットヘ
   ッド。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のインクジェットヘ
   ッドにおいて、 圧電素子の厚みが、０．１２５〜５μｍに設定され、 振動板の厚みが、０．５〜１０μｍに設定されているこ
   とを特徴とするインクジェットヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のインク
   ジェットヘッドにおいて、 ヘッド本体の圧力室用凹部は、該ヘッド本体の一側面に
   おいて所定の方向に延びるように開口され、 圧電素子は、振動板における上記凹部開口の幅方向略中
   央部において該凹部開口と同じ方向に延びるように設け
   られ、 上記凹部開口の幅が、５０〜２５０μｍに設定され、 上記圧電素子の幅が、上記凹部開口の幅の０．５〜０．
   ７倍に設定されていることを特徴とするインクジェット
   ヘッド。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載のインク
   ジェットヘッドにおいて、 ヘッド本体のノズルから吐出されるインクの吐出量が、
   ０．５〜３ｐｌに設定されていることを特徴とするイン
   クジェットヘッド。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載のインク
   ジェットヘッドと、 上記インクジェットヘッドと記録媒体とを相対移動させ
   る相対移動手段とを備え、 上記相対移動手段によりインクジェットヘッドが記録媒
   体に対して相対移動しているときに、該インクジェット
   ヘッドのヘッド本体のノズルからインクを記録媒体に吐
   出させて記録を行うように構成されていることを特徴と
   するインクジェット式記録装置。