JP2003094649A - 液滴吐出ヘッド - Google Patents

液滴吐出ヘッド

Info

Publication number
JP2003094649A
JP2003094649A JP2001288466A JP2001288466A JP2003094649A JP 2003094649 A JP2003094649 A JP 2003094649A JP 2001288466 A JP2001288466 A JP 2001288466A JP 2001288466 A JP2001288466 A JP 2001288466A JP 2003094649 A JP2003094649 A JP 2003094649A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drive
diaphragm
joined
discharge head
droplet discharge
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
Application number
JP2001288466A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Tsunoda
慎一 角田
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
株式会社リコー
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd, 株式会社リコー filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2001288466A priority Critical patent/JP2003094649A/ja
Publication of JP2003094649A publication Critical patent/JP2003094649A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, e.g. INK-JET PRINTERS, THERMAL PRINTERS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14411Groove in the nozzle plate

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液室を駆動手段より小さくした場合に安定し
た噴射特性が得られない。 【解決手段】 振動板部材2は、薄層振動部21とこの
振動部21の外形を決定する厚肉部22、23とを有
し、この厚肉部22、23の駆動素子11と対向する部
位のうち、駆動素子11と接合されない部位24が駆動
素子11と接合される部位22と段差なく連続して形成
され、かつその厚さが接合される部位22よりも薄く形
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液滴吐出ヘッドに関す
る。
【0002】
【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プ
ロッタ等の画像記録装置(画像形成装置)として用いる
インクジェット記録装置は、インク滴を吐出するノズル
と、このノズルが連通する液室(インク流路、吐出室、
圧力室、加圧液室、流路等とも称される。)と、この液
室内のインクを加圧するための駆動手段(圧力発生手
段)とを備えた液滴吐出ヘッドとしてのインクジェット
ヘッドを搭載したものである。なお、液滴吐出ヘッドと
しては例えば液体レジストを液滴として吐出する液滴吐
出ヘッド、DNAの試料を液滴として吐出する液滴吐出
ヘッドなどもあるが、以下ではインクジェットヘッドを
中心に説明する。
【0003】インクジェットヘッドとしては、液室内の
インクを加圧する圧力を発生するための駆動手段として
圧電素子などの電気機械変換素子を用いて、駆動手段の
変位で液室の壁面を形成する弾性変形可能な振動板を変
形させて液室内容積/圧力を変化させてインク滴を吐出
させるいわゆるピエゾ型のものが知られている(特開平
2−51734号公報参照)。
【0004】このインクジェットヘッドは、圧電素子を
充放電することで変形させ、圧電素子に当接した振動板
を変位させ、振動板が加圧液室の容積を収縮するように
変位することで加圧液室内部の圧力が上昇し、インク滴
をノズルから吐出させるものであり、インク滴を吐出し
た後は、加圧液室の容積を膨張させるように振動板に変
位を与えるべく、圧電素子を変形させる。
【0005】ここで、振動板としては、加圧液室の壁面
の一部を形成する薄膜振動板部を含む振動板部材が用い
られ、駆動手段のエネルギーを効率的に加圧液室内のイ
ンクに伝達するため、薄膜振動板部の厚さは数μm〜数
十μmと極めて薄く、それ単体では取り扱いがかなり難
しいため、薄膜振動板部以外の部分は厚肉部として形成
されることが多い。この厚肉部は振動板部材全体の剛性
を保つ機能の他にも、薄肉振動板部の中央に形成され、
駆動手段と接合される凸部としてエネルギー伝達を効率
的に行う機能などを併せ持っている。
【0006】このような振動板部材は特開平6−143
573号公報などに開示されており、凸部と隔壁部の構
造体部が同一厚さで形成されている。しかしながら、こ
れらの振動板を用いたインクジェットヘッドは、高速高
画質の実現のため、より高集積度になる傾向にある。イ
ンクジェットへッドの部材の中でも、フォトリソなどの
工程を用いて形成することができるノズル、振動板、液
室部材は比較的に高集積化が可能であるが、圧電素子な
どの駆動素子にはどうしても駆動に対する不活性部が存
在し、集積度に限界が生じる。
【0007】このため、液室の大きさが圧電素子等の大
きさに比べて小さくなるというヘッド構成が形成されつ
つある。ここで、前述の特開平6−143573号公報
に記載のような振動板では、隔壁部の構造体部と駆動素
子が接触してしまい、ヘッド全体が振動してしまう。そ
こで、これらに対する対策として、特開平6−270
403号公報にあるようなギャップ材を接着剤に混入
し、凸部に該当する部位にのみ、接着剤を塗布し接合す
る。特開平9−39232号公報にあるように振動板
に凸部のみを形成し、それ以外はすべて薄肉層とする。
特開2000−94682号公報にあるように駆動素
子の接合部を削り、実際の接合領域凸部幅程度に小さく
する、などが考えられる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
については、凸部該当部のみに選択的に接着剤を塗布す
ると考えると、工法的にはスクリーン印刷が有力である
が、塗布膜厚が10μm程度と厚く、はみ出し等を考慮す
ると塗布パターンは100μm幅程度が限界である。ま
た、塗布の位置合わせも精度確保が困難である。
【0009】また、については、振動板の薄肉層が多
くなることによるピンホール等の歩留まりの低下や振動
部の形状が振動板部品で決まらず、液室の隔壁位置によ
り決定してしまうため、液室−振動板接合の位置ずれが
特性のばらつきに大きく影響してしまうとともに、また
全体の剛性も低くなる。
【0010】については、駆動素子自体を限界まで微
細加工した状態では更なる加工は困難であり、特に集積
度の高い加圧液室整列方向の加工は困難である。
【0011】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、高速高画質を実現できる高集積ヘッドを低コス
トで提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、振動板部材が薄層
振動部とこの振動部の外形を決定する厚肉部とを有し、
この厚肉部の前記駆動素子と対向する部位のうち、駆動
素子と接合されない部位が駆動素子と接合される部位と
段差なく連続して形成され、かつその厚さが駆動素子と
接合される部位よりも薄く形成されている構成としたも
のである。
【0013】ここで、振動板部材の駆動素子と接合され
る部位と接合されない部位の厚さの差が駆動素子の変位
量以上であることが好ましい。また、振動板部材が電鋳
により形成されていることが好ましい。この場合、電鋳
により形成された振動板部材は、駆動素子と接合される
部位付近は電鋳時の電流遮蔽面積を大きく取り、駆動素
子と接合されない部位より膜厚が厚くなるように形成さ
れていることが好ましい。また、電鋳により形成された
振動板部材の厚肉部の厚さが10μm以上であることを
が好ましい。
【0014】また、駆動素子と接合されない部位は振動
板部材の振動部を駆動する駆動素子の端部に対向する領
域に形成されていることが好ましい。さらに、駆動素子
が圧電素子の縦方向振動により振動板部材の振動部を駆
動することが好ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。本発明の液滴吐出ヘッドの実
施形態に係るインクジェットヘッドについて図1乃至図
5を参照して説明する。なお、図1は同ヘッドの分解斜
視説明図、図2は同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説
明図である。
【0016】このインクジェットヘッドは、単結晶シリ
コン基板で形成した流路形成基板(液室基板)1と、こ
の流路形成基板1の下面に接合した振動板部材2と、流
路形成基板1の上面に接合したノズル板3とを有し、こ
れらによってインク滴を吐出するノズル5が連通する流
路(インク液室)である加圧液室6、加圧液室6に流体
抵抗部となるインク供給路7を介してインクを供給する
共通液室8を形成している。
【0017】ここで、流路形成基板1は、結晶面方位
(110)の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶
液(KOH)などのアルカリ性エッチング液を用いて異
方性エッチングすることで、各加圧液室6となる貫通
穴、インク供給路7となる溝部、共通液室8となる貫通
穴をそれぞれ形成している。この場合、各加圧液室6は
隔壁20によって区画している。
【0018】そして、振動板部材2の面外側(液室6と
反対面側)に各加圧液室6に対応して駆動素子としての
圧電素子11を接合するとともに、各圧電素子11の間
には支持部材12を介在させて、これらの圧電素子11
及び支持部材12はベース基板13に接合して固定し、
このベース基板13の圧電素子11列の中央部にはイン
ク供給口形成部材14をベース基板13に接合してい
る。なお、支持部材12は圧電素子11を形成するとき
に同時に形成した圧電素子からなり、また、インク供給
口形成部材14はベース基板13をエッチングすること
でベース基板13と一体形成することもできる。
【0019】この圧電素子11(支持部材12も同じ)
は、圧電材料層と内部電極とを交互に積層したものであ
る。この場合、圧電素子11の電方向としてd33方向
の変位を用いて加圧液室6内インクを加圧する構成とす
ることも、圧電素子11の電方向としてd31方向の変
位を用いて加圧液室6内インクを加圧する構成とするこ
ともできる。ベース基板13及びインク供給口形成部材
14には共通液室8に外部からインクを供給するための
インク供給口9を形成する貫通穴を形成している。
【0020】また、流路形成基板1の外周部及び振動板
2の下面側外縁部をエポキシ系樹脂或いはポリフェニレ
ンサルファイトで射出成形により形成したヘッドフレー
ム17に接着接合し、このヘッドフレーム17とベース
基板13とは図示しない部分で接着剤などで相互に固定
している。なお、ヘッドフレーム17は2つの部品に分
けているが1つの部品で構成することもできる。
【0021】さらに、圧電素子12には駆動信号を与え
るために半田接合又はACF(異方導電性膜)接合若し
くはワイヤボンディングでFPCケーブル18を接続
し、このFPCケーブル18には各圧電素子12に選択
的に駆動波形を印加するための駆動回路(ドライバI
C)19を実装している。
【0022】ノズル板3は各加圧液室6に対応して直径
10〜30μmのノズル5を形成し、流路形成基板1に
接着剤接合している。このノズル板3としては、ステン
レス、ニッケルなどの金属、金属とポリイミド樹脂フィ
ルムなどの樹脂との組み合せ、、シリコン、及びそれら
の組み合わせからなるものを用いることができる。ま
た、ノズル面(吐出方向の表面:吐出面)には、インク
との撥水性を確保するため、メッキ被膜、あるいは撥水
剤コーティングなどの周知の方法で撥水膜を形成してい
る。このノズル板3の周囲とヘッドフレーム17との間
には封止剤26を充填している。この封止剤26は接着
の役割も兼ねている。
【0023】このように構成したインクジェットヘッド
においては、圧電素子11に対して選択的に20〜50
Vの駆動パルス電圧を印加することによって、パルス電
圧が印加された圧電素子11が積層方向(d33方向を
用いる場合)に変位して振動板2をノズル5方向に変形
させ、加圧液室6の容積/体積変化によって加圧液室6
内のインクが加圧され、ノズル5からインク滴が吐出
(噴射)される。
【0024】そして、インク滴の吐出に伴って加圧液室
6内の液圧力が低下し、このときのインク流れの慣性に
よって加圧液室6内には若干の負圧が発生する。この状
態の下において、圧電素子11への電圧の印加をオフ状
態にすることによって、振動板部材2が元の位置に戻っ
て加圧液室6が元の形状になるため、さらに負圧が発生
する。このとき、インク供給口9から共通液室8、流体
抵抗部であるインク供給路7を経て加圧液室6内にイン
クが充填される。そこで、ノズル5のインクメニスカス
面の振動が減衰して安定した後、次のインク滴吐出のた
めに圧電素子11にパルス電圧を印加しインク滴を吐出
させる。
【0025】ここで、このインクジェットヘッドにおけ
る振動板部材2の詳細について図3乃至図5をも参照し
て説明する。なお、図3は同ヘッドの要部平面説明図、
図4は図3のA−A線に沿う模式的断面説明図、図5は
図3のB−B線に沿う模式的断面説明図である。
【0026】振動板部材2は、薄層振動部21と、この
薄層振動部21の外形を決定する厚肉部である中央部に
設けた圧電素子11と接合するための駆動伝達用凸部2
2及び振動部21の周囲に設けた厚肉部23とを有し、
駆動伝達用凸部22は圧電素子11と、厚肉部23の内
の隔壁部23aは支持部材12とそれぞれ接着層27で
接合されている。
【0027】この振動板部材2の駆動素子(圧電素子)
11と対向する駆動伝達用凸部22及び厚肉部23のう
ち、圧電素子11と接合されない部位(非接合部)24
は、圧電素子11と接合される凸部22及び支持部材1
2と接合される部位25(これらを「接合部」とい
う。)と段差なく連続して形成され、かつその厚さが接
合部よりも薄く形成されている。
【0028】このように、圧電素子11と対向する振動
板部材2の厚肉部のうち、圧電素子11と接合しない非
接合部は振動板部材2を薄く形成することにより、この
部位での圧電素子11と振動板部材2の接触を避けるこ
とが可能となり、接着剤のパターニングの必要がなく、
薄層振動部を必要以上に広げることなく、圧電素子に更
なる微細加工を強いることなく、駆動部(圧電素子1
1)だけで接合する振動板部材2が形成でき、さらに、
この振動板部材2の2層を段差を設けず連続して形成す
ることで、多層化に伴う工程の煩雑化によるコストアッ
プも防ぐことも可能となる。
【0029】また、振動板部材2上の駆動素子(圧電素
子)11と対向する部位のうち、駆動素子11及び支持
部材12と接合される接合部を厚く形成し、接合されな
い非接合部は接合部より薄く形成することにより、液室
6の構成を駆動素子(圧電素子11)よりも小さく形成
することが可能となり、駆動素子の機械加工精度の限界
までヘッドを集積することができ、高速高画質の印字が
可能なインクジェットヘッドを形成できる。
【0030】この場合、振動板部材2において、接合部
と非接合部の厚さの差を圧電素子11の変位量よりも大
きくする。圧電素子11の変位量よりも小さくても形状
の形成は可能であるが、変位量以下の膜厚差では、駆動
時に非接合部が振動部21に接触し、振動板部材2に不
要な振動を与えてしまうことになり、噴射特性のバラツ
キが大きくなり、安定性が低下する。
【0031】したがって、前記膜厚差は駆動素子の変位
量(圧電素子では0.1〜2μm程度)以上であること
が好ましい。またさらに好ましくは、駆動素子の変位量
に加えて、振動板部材2と駆動素子を接合する接着層膜
厚以上の差がある方がよい。
【0032】また、この振動板部材2は電鋳にて形成す
ることができる。振動板部材2の製造方法の第1例につ
いて図6を参照して説明する。先ず、同図(a)に示す
ように、導電性基板(絶縁性基板に導電性薄膜を形成し
たものを含む。)からなる電鋳支持基板41上に、振動
板部材2の薄膜振動部(ダイヤフラム部)21を電鋳で
形成する。
【0033】そして、同図(b)に示すように、薄層振
動部21上にレジスト32を塗布し、同図(c)に示す
ように、フォトリソを用いてレジスト32をパターニン
グし、凸部22及び厚肉部23を形成するためのレジス
トパターン33を形成し、同図(d)に示すように凸部
22及び厚肉部23を電鋳で形成する。
【0034】その後、レジストを剥離し、電鋳支持基板
31から電鋳部材を剥離することにより、同図(e)に
示すように、薄層振動部21、凸部22及び厚肉部23
を有する振動板部材2を得る。
【0035】このように、電鋳とフォトリソ工程を繰り
返し行う多段電鋳にて振動板部材2を容易に形成するこ
とができる。なお、レジストとしては、液状の薄層レジ
スト、厚膜レジスト、ドライフィルムレジストなどを用
いることもできる。
【0036】レジストの厚膜化はフォトリソの解像度が
低下するため、高集積化には薄層レジストが好ましい
が、同図(e)に示すように、どうしてもせり出し部が
形成されてしまう。これを避けるためには厚膜レジスト
を用いる必要がある。
【0037】そこで、厚膜レジストを用いた他の製造方
法について図7を参照して説明する。先ず、同図(a)
に示すように、導電性基板(絶縁性基板に導電性薄膜を
形成したものを含む。)からなる電鋳支持基板41上
に、振動板部材2の薄膜振動部(ダイヤフラム部)21
を電鋳で形成する。
【0038】そして、同図(b)に示すように、ダイヤ
フラム部21上に厚膜レジスト42を塗布又は貼り付
け、フォトリソを用いてレジスト42をパターニング
し、同図(c)に示すように凸部22及び厚肉部23を
形成するためのレジストパターン43を形成し、同図
(d)に示すように凸部22及び厚肉部23を電鋳で形
成する。
【0039】その後、レジストを剥離し、電鋳支持基板
41から電鋳部材を剥離することにより、同図(e)に
示すように、薄層振動部21、凸部22及び厚肉部23
を有する振動板部材2を得る。
【0040】このように厚膜レジストを用いることで、
凸部22及び厚肉部23に張り出し部(せり出し部)が
生じない振動板部材2を得ることができる。なお、上記
薄膜レジストと厚膜レジストを併用することも可能であ
る。
【0041】ここで、これらの製造方法で形成される電
鋳振動板部材において電鋳時の電界集中を利用して膜厚
差を形成することができる。電鋳は流れる電流量により
膜厚が変動するため、基板上にレジストなどの電流遮蔽
物があるとその端部に電流が集中し厚くなる傾向があ
る。付近にある遮蔽面積が大きいほどこの効果は大きく
なる。
【0042】これを利用して前記の膜厚差を形成するこ
とができる。これを図8を用いて説明する。同図は図4
の振動板部材において液室長手方向で液室から外れた領
域に遮蔽領域を設けた例である。
【0043】すなわち、この構造では遮蔽面積の関係か
ら図8中のC部が最も厚く形成される。圧電素子11と
の接合の際にはこのC部により振動板部材2が支えら
れ、それ以外の部位は加圧されず、圧電素子11とは接
しない。これにより、C部近傍のみを接合することが可
能となる。
【0044】また、図8のE−E線に沿う断面図は図9
に、同じくF−Fに沿う断面図は図10に示すようにな
る。図9から分かるように、電流遮蔽近傍部は膜厚が厚
くなるが、両側を遮蔽されているC部ほどの厚膜化は起
こらないため選択接合が可能となる。このような非接合
領域を設けるためには、従来多段に電鋳した振動板が用
いられたが、この工法を採用することによって、多段に
電鋳することなく膜厚差を形成することができる。
【0045】このように電鋳により形成する振動板部材
2においては、厚肉部23のうちの図8及び図10に示
すC部の厚さを10μm以上とすることが好ましい。す
なわち、前述した膜厚の差違は電流量が大きいほど顕著
に生じるため、10μm程度以上の膜厚にすることで所
望の膜厚差を容易に得ることができるようになる。ま
た、この膜厚差を顕著化するには、単位時間の電流量を
増す方法が良く、電鋳スピードが早いほど良い傾向とな
る。
【0046】また、図8及び図9に示すD部は振動板部
材2と圧電素子11が接合されない。すなわち、前記構
成にて振動板部材2を形成した場合、D部は電鋳膜厚が
薄くなり、駆動素子である圧電素子11に接合されない
領域となる。このため、駆動の際に振動部21中央に形
成された凸部22のみを振動させ、外周であるD部は振
動させない構造が可能となる。
【0047】次に、駆動素子となる圧電素子として図1
1に示すように圧電層51aと内部電極51bとを交互
に積層した積層型圧電素子51を用いて、この圧電素子
51の縦方向振動により振動板部材52を駆動するよう
にした場合、同図に示すように、圧電素子51の両端で
は内部電極が対向しない不活性領域Gがどうしても形成
されてしまうことになる。
【0048】圧電素子のサイズが小さくなればなるほど
この不活性領域Gの大きさは無視できなくなる。この領
域を全て振動板部材52と接しないように薄層で形成す
ると、共通液室に及ぶまで広範囲な領域を薄肉化しなけ
ればならず(例えば特開平9−300609号公報に記
載されている。)、ヘッド全体の剛性が低下し、薄肉部
のピンホール等による歩留まりの低下が懸念される。
【0049】そこで、図11に示すように、振動板部材
52には薄層振動部61、島状凸部62及び厚肉部63
を形成し、この振動板部材52の駆動素子(圧電素子5
1)と対向する領域のうち、圧電素子51と接合しない
部位64を圧電素子51と接合する部位(凸部62)よ
り若干薄い厚肉層とすることにより、全体の剛性を保
ち、薄層振動部61の領域を抑えつつ、液室体積を小さ
くすることができるようになる。
【0050】次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドである
インクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装
置の一例について図12及び図13を参照して説明す
る。なお、図12は同記録装置の斜視説明図、図13は
同記録装置の機構部の側面説明図である。
【0051】このインクジェット記録装置は、記録装置
本体111の内部に主走査方向に移動可能なキャリッ
ジ、キャリッジに搭載した本発明に係るインクジェット
ヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給
するインクカートリッジ等で構成される印字機構部11
2等を収納し、装置本体111の下方部には前方側から
多数枚の用紙113を積載可能な給紙カセット(或いは
給紙トレイでもよい。)114を抜き差し自在に装着す
ることができ、また、用紙113を手差しで給紙するた
めの手差しトレイ115を開倒することができ、給紙カ
セット114或いは手差しトレイ115から給送される
用紙113を取り込み、印字機構部112によって所要
の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ1
16に排紙する。
【0052】印字機構部112は、図示しない左右の側
板に横架したガイド部材である主ガイドロッド121と
従ガイドロッド122とでキャリッジ123を主走査方
向(図13で紙面垂直方向)に摺動自在に保持し、この
キャリッジ123にはイエロー(Y)、シアン(C)、
マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を
吐出する本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェ
ットヘッドからなるヘッド124を複数のインク吐出口
を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方
向を下方に向けて装着している。またキャリッジ123
にはヘッド124に各色のインクを供給するための各イ
ンクカートリッジ125を交換可能に装着している。
【0053】インクカートリッジ125は上方に大気と
連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへイン
クを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多
孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジ
ェットヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持
している。
【0054】また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘ
ッド124を用いているが、各色のインク滴を吐出する
ノズルを有する1個のヘッドでもよい。
【0055】ここで、キャリッジ123は後方側(用紙
搬送方向下流側)を主ガイドロッド121に摺動自在に
嵌装し、前方側(用紙搬送方向上流側)を従ガイドロッ
ド122に摺動自在に載置している。そして、このキャ
リッジ123を主走査方向に移動走査するため、主走査
モータ127で回転駆動される駆動プーリ128と従動
プーリ129との間にタイミングベルト130を張装
し、このタイミングベルト130をキャリッジ123に
固定しており、主走査モーター127の正逆回転により
キャリッジ123が往復駆動される。
【0056】一方、給紙カセット114にセットした用
紙113をヘッド124の下方側に搬送するために、給
紙カセット114から用紙113を分離給装する給紙ロ
ーラ131及びフリクションパッド132と、用紙11
3を案内するガイド部材133と、給紙された用紙11
3を反転させて搬送する搬送ローラ134と、この搬送
ローラ134の周面に押し付けられる搬送コロ135及
び搬送ローラ134からの用紙113の送り出し角度を
規定する先端コロ136とを設けている。搬送ローラ1
34は副走査モータ137によってギヤ列を介して回転
駆動される。
【0057】そして、キャリッジ123の主走査方向の
移動範囲に対応して搬送ローラ134から送り出された
用紙113を記録ヘッド124の下方側で案内する用紙
ガイド部材である印写受け部材139を設けている。こ
の印写受け部材139の用紙搬送方向下流側には、用紙
113を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送
コロ141、拍車142を設け、さらに用紙113を排
紙トレイ116に送り出す排紙ローラ143及び拍車1
44と、排紙経路を形成するガイド部材145,146
とを配設している。
【0058】記録時には、キャリッジ123を移動させ
ながら画像信号に応じて記録ヘッド124を駆動するこ
とにより、停止している用紙113にインクを吐出して
1行分を記録し、用紙113を所定量搬送後次の行の記
録を行う。記録終了信号または、用紙113の後端が記
録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を
終了させ用紙113を排紙する。この場合、ヘッド12
4を構成する本発明に係るインクジェットヘッドはイン
ク滴噴射の制御性が向上し、特性変動が抑制されている
ので、安定して高い画像品質の画像を記録することがで
きる。
【0059】また、キャリッジ123の移動方向右端側
の記録領域を外れた位置には、ヘッド124の吐出不良
を回復するための回復装置147を配置している。回復
装置147はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手
段を有している。キャリッジ123は印字待機中にはこ
の回復装置147側に移動されてキャッピング手段でヘ
ッド124をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に
保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。
また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出す
ることにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、
安定した吐出性能を維持する。
【0060】吐出不良が発生した場合等には、キャッピ
ング手段でヘッド124の吐出口を密封し、チューブを
通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸
い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニ
ング手段により除去され吐出不良が回復される。また、
吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜
(不図示)に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体
に吸収保持される。
【0061】このように本発明に係る液滴吐出ヘッドで
あるインクジェットヘッドを搭載することによって、高
速高画質の画像形成を行うことのできる記録装置を実現
することができる。
【0062】なお、上記実施形態においては、本発明を
振動板変位方向とインク滴吐出方向が同じになるサイド
シュータ方式のインクジェットヘッドに適用したが、振
動板変位方向とインク滴吐出方向とが直交するエッジシ
ュータ方式のインクジェットヘッドにも同様に適用する
ことができる。
【0063】また、上記実施形態においては、液滴吐出
ヘッドとしてインクジェットヘッドに適用した例で説明
したが、インクジェットヘッド以外の液滴吐出ヘッドと
して、例えば、液体レジストを液滴として吐出する液滴
吐出ヘッド、DNAの試料を液滴として吐出する液滴吐
出ヘッドなどの他の液滴吐出ヘッドにも適用できる。
【0064】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る液滴
吐出ヘッドによれば、振動板部材の駆動素子と対向する
部位のうち、駆動素子と接合される部位を厚く形成し、
接合されない部位は接合部位より薄く形成することによ
り、液室構成を駆動素子よりも小さく形成することが可
能となり、駆動素子の機械加工精度の限界までヘッドを
集積することができ、高速高画質の記録が可能になると
ともに、接合部及び非接合部両者の間を段差なく一体に
形成しているので、工程の煩雑化によるコスト上昇を抑
えることができる。
【0065】ここで、接合部と非接合部の厚さの差を駆
動素子の変位量よりも大きくすることによって、駆動時
に駆動素子の非接合部が振動板に接触することを防止
し、振動板隔壁部が不必要に振動することを抑制し、噴
射特性のばらつきの少ない安定性の高いヘッドを形成で
きる。
【0066】また、振動板部材を電鋳を用いて形成する
ことによって、ヘッドの高剛性化が可能となり、噴射効
率の高いヘッドを容易に形成することができる。この場
合、電鋳により形成される振動板部材の膜厚差を電鋳時
の電流遮蔽面積をコントロールすることで形成すること
によって、多段の電鋳を行うことなく、一回の電鋳で異
なる膜厚部を形成することができ、低コストな振動板部
材を得ることが可能となる。
【0067】また、電鋳により形成される振動板部材に
おいて、厚肉部の厚さを10μm以上とすることによ
り、高剛性で噴射効率の高いヘッドを容易に形成でき
る。また総厚を10μm以上と厚く形成することにより
電流遮蔽による膜厚差も大きくすることが可能となり、
低コスト振動板を得ることも可能となる。
【0068】さらに、振動板部材の非接合領域を、駆動
する駆動素子の加圧液室から外れた端部に設けることに
より、加圧液室部以外の部位を振動させることなく、噴
射安定性の高いヘッドを形成することが可能となる。ま
た、駆動素子に圧電素子の縦方向振動を用いても、圧電
素子の不活性領域に対向する振動板側を接合部よりも若
干薄く形成することによって、振動板薄層部を最小限に
抑え、生産性が高く、噴射効率の高いヘッドを形成する
ことができるとともに、接合された場合に生じる振動板
隔壁部の振動も抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るインクジェットヘッドの分解斜視
説明図
【図2】同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図
【図3】同ヘッドの振動板部材の一例の説明に供する要
部平面説明図
【図4】図3のA−A線に沿う模式的断面説明図
【図5】図3のB−B線に沿う模式的断面説明図
【図6】電鋳による振動板部材の製造方法の一例の説明
に供する説明図
【図7】電鋳による振動板部材の製造方法の一例の説明
に供する説明図
【図8】振動板部材の他の例の説明に供する要部平面説
明図
【図9】図8のE−E線に沿う模式的断面説明図
【図10】図8のF−F線に沿う模式的断面説明図
【図11】同ヘッドの他の実施形態の説明に供する液室
長手方向に沿う模式的断面説明図
【図12】本発明に係るインクジェットを搭載したイン
クジェット記録装置の一例を示す斜視説明図
【図13】同記録装置の機構部の側面説明図
【符号の説明】
1…流路形成基板、2、52…振動板部材、3…ノズル
板、5…ノズル、6…加圧液室、7…インク供給路、8
…共通液室、9…インク供給口、11…圧電素子、12
…支持部材、13…ベース基板、17…ヘッドフレー
ム、21、61…薄層振動部、22、62…凸部、2
3、63…厚肉部。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが
    連通する液室と、この液室の少なくとも一部の壁面を形
    成する薄層振動板部を含む振動板部材と、この振動板部
    材を介して前記液室内の液体を加圧する圧力を発生する
    ための駆動素子とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、前
    記振動板部材が薄層振動部とこの振動部の外形を決定す
    る厚肉部とを有し、この厚肉部の前記駆動素子と対向す
    る部位のうち、駆動素子と接合されない部位が駆動素子
    と接合される部位と段差なく連続して形成され、かつそ
    の厚さが前記駆動素子と接合される部位よりも薄く形成
    されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の液滴吐出ヘッドにおい
    て、前記振動板部材の駆動素子と接合される部位と接合
    されない部位の厚さの差が、駆動素子の変位量以上であ
    ることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の液滴吐出ヘッド
    において、前記振動板部材が電鋳により形成されている
    ことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の液滴吐出ヘッドにおい
    て、前記電鋳により形成された振動板部材は、前記駆動
    素子と接合される部位付近は電鋳時の電流遮蔽面積を大
    きく取り、前記駆動素子と接合されない部位より膜厚が
    厚くなるように形成されていることを特徴とする液滴吐
    出ヘッド。
  5. 【請求項5】 請求項3又は4に記載の液滴吐出ヘッド
    において、前記電鋳により形成された振動板部材の厚肉
    部の厚さが10μm以上であることを特徴とする液滴吐
    出ヘッド。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかに記載の液滴
    吐出ヘッドにおいて、前記振動板部材の駆動素子と接合
    されない部位が、前記振動部を駆動する駆動素子の端部
    に対向する領域に形成されていることを特徴とする液滴
    吐出ヘッド。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれかに記載の液滴
    吐出ヘッドにおいて、前記駆動素子が圧電素子の縦方向
    振動により前記振動板部材の振動部を駆動することを特
    徴とする液滴吐出ヘッド。
JP2001288466A 2001-09-21 2001-09-21 液滴吐出ヘッド Pending JP2003094649A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001288466A JP2003094649A (ja) 2001-09-21 2001-09-21 液滴吐出ヘッド

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001288466A JP2003094649A (ja) 2001-09-21 2001-09-21 液滴吐出ヘッド

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003094649A true JP2003094649A (ja) 2003-04-03

Family

ID=19111112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001288466A Pending JP2003094649A (ja) 2001-09-21 2001-09-21 液滴吐出ヘッド

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003094649A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7794034B2 (en) 2003-06-26 2010-09-14 Ricoh Company, Ltd. Image formation apparatus
JP2011000729A (ja) * 2009-06-16 2011-01-06 Ricoh Co Ltd 液体吐出装置
JP2011056727A (ja) * 2009-09-08 2011-03-24 Ricoh Co Ltd 液体吐出ヘッド及び画像形成装置
JP2012192716A (ja) * 2011-03-18 2012-10-11 Ricoh Co Ltd 液体吐出ヘッド及び画像形成装置
JP2016083881A (ja) * 2014-10-28 2016-05-19 株式会社リコー 液体吐出ヘッド、画像形成装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06143573A (ja) * 1992-03-03 1994-05-24 Seiko Epson Corp インクジェット記録ヘッド、及びインクジェット記録ヘッド用振動板の製造方法
JPH0939232A (ja) * 1995-07-26 1997-02-10 Sony Corp プリンタ装置及びその製造方法
JPH09300609A (ja) * 1996-05-13 1997-11-25 Citizen Watch Co Ltd インクジェットヘッド
JPH1058684A (ja) * 1996-07-18 1998-03-03 Oce Technol Bv インクジェットノズルヘッド
JPH10211697A (ja) * 1997-01-30 1998-08-11 Ricoh Co Ltd 記録ヘッド
JP2000334950A (ja) * 1999-06-01 2000-12-05 Ricoh Co Ltd インクジェットヘッド及びその製造方法
JP2001071493A (ja) * 1999-08-27 2001-03-21 Oce Technol Bv インクジェット印刷ヘッド用のチャネル構造

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06143573A (ja) * 1992-03-03 1994-05-24 Seiko Epson Corp インクジェット記録ヘッド、及びインクジェット記録ヘッド用振動板の製造方法
JPH0939232A (ja) * 1995-07-26 1997-02-10 Sony Corp プリンタ装置及びその製造方法
JPH09300609A (ja) * 1996-05-13 1997-11-25 Citizen Watch Co Ltd インクジェットヘッド
JPH1058684A (ja) * 1996-07-18 1998-03-03 Oce Technol Bv インクジェットノズルヘッド
JPH10211697A (ja) * 1997-01-30 1998-08-11 Ricoh Co Ltd 記録ヘッド
JP2000334950A (ja) * 1999-06-01 2000-12-05 Ricoh Co Ltd インクジェットヘッド及びその製造方法
JP2001071493A (ja) * 1999-08-27 2001-03-21 Oce Technol Bv インクジェット印刷ヘッド用のチャネル構造

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7794034B2 (en) 2003-06-26 2010-09-14 Ricoh Company, Ltd. Image formation apparatus
JP2011000729A (ja) * 2009-06-16 2011-01-06 Ricoh Co Ltd 液体吐出装置
JP2011056727A (ja) * 2009-09-08 2011-03-24 Ricoh Co Ltd 液体吐出ヘッド及び画像形成装置
JP2012192716A (ja) * 2011-03-18 2012-10-11 Ricoh Co Ltd 液体吐出ヘッド及び画像形成装置
JP2016083881A (ja) * 2014-10-28 2016-05-19 株式会社リコー 液体吐出ヘッド、画像形成装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5633200B2 (ja) 圧電アクチュエータ、液体吐出ヘッド及び画像形成装置
JP2005014345A (ja) 液滴吐出ヘッド及び画像形成装置
JP5375667B2 (ja) 液体吐出ヘッド及び画像形成装置
JP2012051236A (ja) 液滴吐出ヘッド
JP4222881B2 (ja) インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置
JP2003094649A (ja) 液滴吐出ヘッド
JP3954813B2 (ja) 液滴吐出ヘッド及び画像記録装置
JP2012126081A (ja) ノズル板、液滴吐出装置、画像形成装置及びノズル板の製造方法
JP3933506B2 (ja) インクジェット記録ヘッド、及び該インクジェット記録ヘッドを搭載したインクジェットプリンタ並びに液滴吐出装置及び画像形成装置
JP3909746B2 (ja) 液滴吐出ヘッド及びインクジェット記録装置
JP4307808B2 (ja) 液滴吐出ヘッド及びインクジェット記録装置
JP2003062990A (ja) 液滴吐出ヘッド
JP2004306396A (ja) 液滴吐出ヘッド及びその製造方法、インクカートリッジ並びにインクジェット記録装置
JP2012254531A (ja) ノズル板、液滴吐出ヘッド、液体カートリッジ、液滴吐出記録装置、およびノズル板の製造方法
JP4056052B2 (ja) 液滴吐出ヘッド及びインクジェット記録装置
JP4455783B2 (ja) インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置
JP4307795B2 (ja) 液滴吐出ヘッド及びインクジェット記録装置
JP2003094653A (ja) インクジェットヘッド
JP2004082517A (ja) 液滴吐出ヘッド及びインクジェット記録装置
JP2003019793A (ja) 液滴吐出ヘッド及びインクジェット記録装置
JP2003237065A (ja) インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置
JP2005053123A (ja) 液滴吐出ヘッド及び画像形成装置
JP2004114315A (ja) 液滴吐出ヘッド、インクカートリッジ及びインクジェット記録装置
JP5310414B2 (ja) 液体吐出ヘッド及び画像形成装置
JP5609461B2 (ja) 液体吐出ヘッド及び画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060928

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090928

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20091027

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Effective date: 20091224

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100224

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100413

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100706