JP2004284290A

JP2004284290A - インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2004284290A
Application number: JP2003081624A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Matsuzaki; 広和松崎; Torahiko Kanda; 虎彦神田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2023-03-24
Also published as: JP4281387B2

Abstract

【課題】良好で安定した圧電特性を得られるともに、圧電素子を高密度に配置することができる形状とすることで、ノズルを高密度に多数配置する。
【解決手段】圧電能動部４２は、高密度にマトリックス状に配置することができる形状となっている。つまり、ノズル１０を高密度に多数配置することができる。更に、圧電能動４２は、圧力室と略同一形状の駆動部のアスペクト比が１に近い形状であり、且つ、電気パット部との接続部４２Ｄはくびれているため、駆動部の電歪作用によるたわみ変形を妨げにくい。従って、高い単位面積当たりの駆動効率を得ることができ、良好で安定した圧電特性を得ることができる。つまり、圧電能動部４２の形状は、高密度にマトリックス状に配置することができ、且つ、良好で安定した圧電特性を得られる形状となっている。従って、良好で安定した画像形成が高速に行えるインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置となる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録ヘッドの圧電素子の形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置はインクジェット記録ヘッドを主走査方向に往復させ、同時に記録紙等を主走査方向に移送させながら、複数のノズルから選択的にインク滴を吐出させることで記録紙等に文字や画像を印刷する。インクジェット記録ヘッドには圧電素子の電歪作用を用いて、インクが充填された圧力室を加圧することで、圧力室に連通するノズルからインク滴を吐出する方法が知られている。
【０００３】
さて、近年、インクジェット記録装置は高速化の傾向が強まっている。このためインクジェット記録ヘッドのノズル数を増やし、より短時間で広い領域に画像形成できるようにしている。（例えば、特許文献１参照）
しかし、単にノズル数を増やすとインクジェット記録ヘッド全体のサイズが増大し、このためインクジェット記録ヘッドの製造コストも増大する。従って、インクジェット記録ヘッドの増大を招かないでノズル数を増加させる為に、高密度にノズルを配置することが重要となる。
【０００４】
高密度にノズルを多数配置するためには、圧力室の面積を小さくしたい。しかし、圧力室の面積を小さくすると、それに伴い圧電素子の面積が小さくなるため、圧電素子のたわみ変位量が小さくなる。このため駆動効率が低下し、良好で安定した圧電特性が得ることができない。
【０００５】
従って、圧電素子の面積が小さくても良好で安定した圧電特性が得ることができる圧力室の形状が検討されている。（例えば、特許文献２参照）
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３３４６６１公報
【特許文献２】
特開２００２−２４８７６５公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の圧電素子の形状（例えば、四角形状、円形状、三角形状、等）では、良好で安定した圧電特性が得られる圧電素子を高密度に配置することができず、ノズルを高密度に多数配置するには限界があった。
【０００８】
本発明は、上記課題に対して成されたもので、良好で安定した圧電特性を得られるともに、圧電素子を高密度に配置することができる形状とすることで、更にノズルを高密度に多数配置することを目的とする。
【０００９】
また、このことにより、大型化することなく、短時間で広い領域に画像形成できるインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明に係るインクジェット記録ヘッドは、圧電プレートに一定幅の溝部を形成することによってマトリックス状に配置された複数の同形状の圧電能動部と複数の残存ダミー部とが形成され、前記圧電能動部の電歪作用によって圧力室内のインクを加圧してインク滴をノズルから吐出させるインクジェット記録ヘッドにおいて、前記圧電能動部の形状が、２本の対角線の長さの比が１に近く、前記圧力室に相当する領域に納まり、前記圧力室と略同一形状の菱形形状と、前記菱形形状の前記２本の対角線の長い方の対角線の長さと略同じ長さの半径の略４分の１円の扇形状とが、前記菱形形状の中心部と前記扇形状の頂点部とが一致するように、且つ前記扇形状部の円弧の中心部が前記菱形形状の長い方の対角線の延長線上に交わるように組み合わさり、前記扇形状の円弧の両端部が凹んでいる凹み部を有する形状であることを特徴としている。
【００１１】
請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドによれば、圧電能動部の形状が２本の対角線の長さの比が１に近く、圧力室に相当する領域に納まり、圧力室と略同一形状の菱形形状と、菱形形状の２本の対角線の長い方の対角線の長さと略同じ長さの半径の略４分の１円の扇形状とが、菱形形状の中心部と扇形状の頂点部とが一致するように、且つ扇形状部の円弧の中心部が菱形形状の長い方の対角線の延長線上に交わるように組み合わさり、扇形状の円弧の両端部が凹んでいる凹み部を有する形状をしている。
【００１２】
従って、扇形状の凹み部に合わせて菱形形状部分を配置することで、圧電能動部を高密度にマトリックス状に配置できる。つまり、ノズルを高密度に多数配置できる。
【００１３】
また、菱形形状部分は略同一形状の圧力室内のインクを加圧する駆動部となり、菱形形状部分を除いた扇形状部分は電気接続を行う電気パット部となる。圧電能動部は、菱形形状部分の２本の対角線の比、つまりアスペクト比が１に近く、且つ、菱形形状部分と扇形状部分との接続部分がくびれているので、特開２００２−２４８７６５公報に記載されているように、良好で安定した圧電特性を得られる。
【００１４】
従って、良好で安定した圧電特性を得られるともにノズルを高密度にマトリックス状に多数配置することができるので、大型化することなく、短時間で広い領域に画像形成できるインクジェット記録ヘッドを提供することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明に係るインクジェット記録ヘッドは、請求項１に記載の構成において、前記圧電プレートに前記一定幅の溝部をサンドブラスト加工により形成することによって、複数の同形状の前記圧電能動部と複数の前記残存ダミー部とが形成されることを特徴としている。
【００１６】
請求項２に記載のインクジェット記録ヘッドによれば、圧電プレートに一定幅の溝部をサンドブラスト加工によって容易に短時間で精密に複雑な形状の圧電能動部と複数の残存ダミー部とを形成することができる。また、形成された圧電能動部によって請求項１と同様の作用を奏す。
【００１７】
請求項３に記載の発明に係るインクジェット記録ヘッドは、請求項２に記載の構成において、前記圧電能動部の側方加工形状が曲率半径０．５μｍから４０μｍであることを特徴としている。
【００１８】
請求項３に記載のインクジェット記録ヘッドによれば、請求項２と同様の作用を奏すが、圧電能動部の側方加工形状が曲率半径０．５μｍから４０μｍであるので、マトリックス状に配置された各圧電能動部毎の静電容量のばらつきが少ない。従って、良好で安定した、ばらつきの少ない圧電特性の圧電能動部を得ることができる。
【００１９】
尚、圧電プレートをサンドブラスト加工する際、ブラスト砥粒が圧電プレートの側面に対しても衝突する為、圧電プレートの厚さ方向に対する加工（垂直加工）の進行と平行して、圧電プレートの幅方向への加工も進行する。この事を本明細書では側方加工と言い、この側方加工により形成される形状を側方加工形状と言う。
【００２０】
請求項４に記載の発明に係るインクジェット記録ヘッドは、請求項２又は請求項３に記載の構成において、前記圧電プレートの厚み方向に対して４５°から−４５°であることを特徴としている。
【００２１】
請求項４に記載のインクジェット記録ヘッドによれば、請求項２又は請求項３と同様の作用を奏すが、圧電能動部の側方加工形状が圧電プレートの厚み方向に対して４５°から−４５°であるので、マトリックス状に配置された各圧電能動部毎の静電容量のばらつきが少ない。従って、良好で安定した、ばらつきの少ない圧電特性の圧電能動部を得ることができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明に係るインクジェット記録ヘッドは、圧電プレートにサンドブラスト加工によって一定幅の溝部を形成することによって、マトリックス状に配置された複数の同形状の圧電能動部と複数の残存ダミー部とが形成され、前記圧電能動部の電歪作用によって圧力室内のインクを加圧してインク滴をノズルから吐出させるインクジェット記録ヘッドにおいて、前記残存ダミー部の最小幅部が、０．１ｍｍから０．２ｍｍの範囲であることを特徴としている。
【００２３】
請求項５に記載のインクジェット記録ヘッドによれば、残存ダミー部の最小幅部が、０．１ｍｍから０．２ｍｍの範囲であるので、サンドブラスト加工中に残存ダミーが破損しにくい。従って、圧電能動部の側方加工が増幅し、圧電特性に影響が出るような形状になることを防止できる。
【００２４】
すなわち、側方加工の加工速度は、圧電プレートに形成する溝部の幅に依存する。つまり、溝部の幅が大きいほど、ブラスト粒子が圧電プレートの側面に衝突しやすくなるため、側方加工の加工速度が大きくなる。従って、サンドブラスト加工中に残存ダミーが破損すると、その影響で圧電能動部の側方加工が増幅し、圧電能動部の形状が変化する。圧電能動部の形状の変化は、圧電特性に影響を及ぼす。
【００２５】
しかしながら、本発明の残存ダミー部は、最小幅部が０．１ｍｍから０．２ｍｍの範囲であるので、サンドブラスト加工中に残存ダミーが破損しにくい。従って、圧電能動部の側方加工が増幅し、圧電特性に影響が出るような形状になることを防止できる。
【００２６】
請求項６に記載の発明に係るインクジェット記録ヘッドは、前記圧電能動部の形状が請求項１乃至は請求項４に記載の形状であり、前記残存ダミー部の形状が請求項５に記載の形状であることを特徴としている。
【００２７】
請求項６に記載のインクジェット記録ヘッドによれば、圧電能動部の形状が請求項１乃至は請求項４に記載の形状であり、残存ダミー部の形状が請求項５に記載の形状であるので、請求項１乃至は請求項５と同様の作用を奏している。
【００２８】
すなわち、良好で安定した、ばらつきの少ない圧電特性の圧電能動部をサンドブラスト加工によって容易に得ることができ、また、サンドブラスト加工中に残存ダミーが破損しにくいので、圧電能動部の側方加工が増幅し、圧電特性に影響が出るような形状になることが防止される。
【００２９】
請求項７に記載の発明に係るインクジェット記録装置は、請求項１乃至は請求項６に記載のインクジェット記録ヘッドを使用することを特徴としている。
【００３０】
請求項７に記載のインクジェット記録装置によれば、請求項１乃至は請求項６に記載のインクジェット記録ヘッドを使用しているので、安定した良好な画像形成が高速に行えるインクジェット記録装置を提供できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態を図１〜図４に基づき説明する。
【００３２】
図１及び図２に示すように本実施の形態のインクジェット記録ヘッド１１２は、マトリックス状に複数開けられたインク滴を吐出するノズル１０、インクを加圧して連通するノズル１０からインク滴を吐出する圧力室１４、図示しないインク供給部材からインクが供給される共通インク室２０を備えている。そして、ノズル１０と圧力室１４とを連通するノズル連通室１２、共通インク室２０の開口部１８と圧力室１４とを連通するインク供給路１６を備えている。また、圧力室１４の上面には振動板３０が接着され、振動板３０の上面には圧電能動部４２と残存ダミー部４４とが接着されている。更に圧電能動部４２の上にはボール半田３４を介して電気基板３６が接合されている。
【００３３】
圧電能動部４２及び残存ダミー部４４は、後述する圧電プレート７２に一定幅の溝部４０を形成することによって形作られる。
【００３４】
圧電能動部４２は、その形状が、四隅が円弧で構成され２本の対角線の長さの比が１に近い菱形形状と、菱形形状の前記２本の対角線の長い方の対角線の長さと略同じ長さの半径の略４分の１円の扇形状とが、菱形形状の中心部と扇形状の頂点部とが一致するように、且つ扇形状の円弧の中心部が菱形形状の長い方の対角線上と交わるように組み合わさり、扇形状は、その円弧の両端部が凹んでいる凹み部４２Ｃを有する形状をしている。
【００３５】
この圧電能動部４２の菱形形状の部分を菱形形状部４２Ａ、菱形形状部４２Ａ以外の扇形状の部分を扇形状部４２Ｂとする。また、菱形形状部４２Ａは、圧力室１４に相当する領域に収まり、また圧力室１４と略同一形状である。この菱形形状部４２Ａは電歪作用によって圧力室１４内のインクを加圧する駆動部となる。また、扇形状部４２Ｂは電気接続を行う電気パット部となりボール半田３４を介して電気基板３６が接合する。
【００３６】
圧電能動部４２は、図３に示すように、扇形状部４２Ｂの凹み部４２Ｃに合わせて菱形形状部４２Ａを配置することで、高密度にマトリックス状に配置することができる。つまり、ノズル１０を高密度に多数配置することができる。
【００３７】
更に、圧電能動４２は、菱形形状部４２Ａの２本の対角線の比が１に近い形状、つまり、駆動部のアスペクト比が１に近い形状であり、且つ、電気パット部となる扇形状部４２Ｂとの接続部４２Ｄはくびれているため、駆動部となる菱形形状部４２Ｂの電歪作用によるたわみ変形を妨げにくい。従って、特開２００２−２４８７６５公報に記載されているように、高い単位面積当たりの駆動効率を得ることができる。換言すると良好で安定した圧電特性を得ることができる。
【００３８】
つまり、圧電能動部４２の形状は、高密度にマトリックス状に配置することができ、且つ、良好で安定した圧電特性を得られる形状となっている。尚、この圧電能動部４２の形状は本出願人が試行錯誤を繰り返した結果、得られた形状である。
【００３９】
また、残存ダミー部４４は、最小幅部が０．１ｍｍから０．２ｍｍになるように形成されている。最小幅部とは、略平行となる辺と辺、或いは曲線部分の接線との幅の最小幅を意味する。本実施の形態の場合であれば、図４に示すＤ１やＤ２が、これに該当する。尚、Ｄ１は０．１５ｍｍ、Ｄ２は０．１２ｍｍであり、いずれも０．１ｍｍから０．２ｍｍの範囲内に有る。
【００４０】
次に本実施の形態のインクジェット記録ヘッド１１２の製造方法について図５を用いて説明する。
【００４１】
ノズル１０が形成されるノズルプレート２１と、ノズル連通室１２と共通インク室２０とを形成するインクプールプレート２２、インクプールプレート２３と、共通インク室２０の開口部１８とノズル連通室１２とを形成するスループレート２４と、インク供給路１６が形成されたインク供給路プレート２６と、圧力室１４が形成された圧力室プレート２８と、を順番に積層し接合する。（図５（Ａ））
次にノズルプレート２１の表面に撥水コート膜を被覆すると共に、エキシマレーザ５０にてノズル１０を開ける。（図５（Ｂ））
そして、ノズル１０を形成後に圧力室プレート２８に振動板３０を接着する。（図５（Ｃ））
尚、ノズルプレート２１の材質はポリイミドであり、インクプールプレート２２、インクプールプレート２３、スループレート２４、インク供給路プレート２６、圧力室プレート２８、振動板３０の材質はＳＵＳである。また、これら、ノズルプレート２１、インクプールプレート２２、インクプールプレート２３、スループレート２４、インク供給路プレート２６、圧力室プレート２８、振動板３０が接着されたものを、以後、流路プレートユニット６０と言う。
【００４２】
次に別途、圧電能動部４２と残存ダミー部４４と後述する固定基板７０からなる圧電ユニット６２を作成する。
【００４３】
圧電ユニット６２の作成は、先ず後述する圧電プレート７２と固定基板７０とを接着剤を介して接着する。接着には、剥離可能な接着剤、例えば接着後に所定の温度で加熱されると、発泡して接着力が大幅に低下する性質を有する熱発泡性接着フィルムを用いる。接着固定後、後述するサンドブラスト加工を用いて、圧電プレート７２に一定幅の溝部４０を形成することで、マトリックス状に配列された圧電能動部４２と残存ダミー部４４とが形成された圧電ユニット６２が作成される。
【００４４】
この圧電ユニット６２の固定基板７０が接着された逆の面を、前述した接着接合しておいた流路プレートユニット６０の振動板３０と接着する（図５（Ｄ））。尚、接着の際の位置合わせは、流路プレートユニット６０に予め形成されているマーク（図示せず）と固定基板７０に予め開けられているマーカ孔（図示せず）とを、例えば光学顕微鏡などを用いて合わせることで高精度に接合できる。
【００４５】
また、圧電プレート７２の両面には、電極層として第１及び第２電極層がスパッタリングなどで予め形成されており、共通電極として兼用する振動板３０と接着剤で接着することで、第一電極層、すなわち圧電能動部４２と振動板３０とは電気的にも接続される。
【００４６】
続いて、固定基板７０を加熱して熱発泡性接着フィルムの接着力を低減させ、固定基板７０を剥離する。（図５（Ｅ））
剥離後、各圧電能動部４２毎にボール半田３４を形成し、その上に電気基板３６を接合する。（図５（Ｆ））。
【００４７】
尚、前述したように圧電プレート７２の両面には第１及び第２電極層が形成されているので、第２電極層、すなわち圧電能動部４２と電気基板３６とは電気的に接続されている。また、電気基板３６と振動板３０とは図示しない接点にて接続されている。
【００４８】
最後に図示しないインク供給部材等を取り付けることにより、本実施の形態のインクジェット記録ヘッド１１２が完成する。
【００４９】
このように完成したインクジェット記録ヘッド１１２に、図１（Ｂ）の矢印Ｙのように、インク供給部材から導入されたインクが、共通インク室２０、インク供給路１６、圧力室１４、ノズル連通室１２に充填される。インクが充填された状態で、例えばボール半田３４から振動板３０へと通電することで圧電能動部４２が歪み、振動板３０を介して圧力室１４内のインクが加圧され、ノズル１０からインク滴が吐出する。
【００５０】
さて、本実施の形態では、圧電プレート７２への圧電能動部４２と残存ダミー部４４との形成、つまり圧電プレート７２への一定幅の溝部４０の形成に際し、サンドブラスト加工を用いることにより、このような複雑な圧電能動部４２と残存ダミー部４４の形状の製造を可能にしている。そこで、サンドブラスト加工について以下に説明する。
【００５１】
図６に示すように、まず圧電材料ブロック（図示せず）にラップ加工を施し、圧電プレート７２を作成する。圧電プレートの厚さは、圧電能動部４２に必要な、たわみ変形量や駆動電圧を基に決められる。本実施の形態では３５μｍとしている。この圧電プレート７２に対し、その両面に電極層となる電極膜をスパッタリング等で形成する。尚、本実施の形態では、電極膜材料としてクロム、ニッケル、金を用いている。続いて、熱発泡性接着フィルムを介し、スパッタリング済みの圧電プレート７２を固定基板７０に仮固定する。この固定基板７０には、流路プレートユニット６０との接合位置合わせを行うためのマーカ孔（図示せず）が開けられている。
【００５２】
仮固定した圧電プレート７２の上に、感光性を有するフィルムレジスト７６を貼り付ける。本実施の形態では、厚さ５０μｍのウレタン系フィルムレジストを使用した。その後、圧電能動部４２及び残存ダミー部４４として残す部分にのみ紫外線（ＵＶ）が透過するパターンを有する露光マスク７８を別途作成し、上記のフィルムレジスト７６に貼り付ける。露光マスク７８は、固定基板７０のマーカ孔を基準にしてパターニングされている。この露光マスク７８を介してフィルムレジスト７６で被覆した圧電プレート７２へＵＶ照射を行い、その後エッチング８４を行う。エッチング８４の液には、ＵＶ照射された部分を除去せず、かつ、それ以外の部分を確実に除去できる特性を有するもの、例えば、炭酸ナトリウム水溶液を用いる。
【００５３】
以上のプロセスによって、圧電能動部４２及び残存ダミー部４４にのみフィルムレジスト７６が被覆され、それ以外の部分はフィルムレジスト７６が除去される。つまり、除去された部分が一定幅の溝部４０となる。続いて、サンドブラスト加工を行う。サンドブラスト加工では、圧電プレート７２のフィルムレジスト７６が除去されて露出した部分（溝部４０）は確実に研削除去され、かつ、フィルムレジスト７６が残った部分（圧電能動部４２と残存ダミー部４４）には研削が行われないような条件下で行う。
【００５４】
一般にサンドブラスト加工では、ブラスト砥粒が圧電プレート７２の側面に対しても衝突する為、圧電プレート７２の厚さ方向に対する加工（垂直加工）の進行と平行して、圧電プレート７２の幅方向への加工も進行する。この側方加工の加工速度は、圧電プレート７２に形成する溝部４０の幅に依存する。つまり、溝部４０の幅が大きいほど、ブラスト砥粒が圧電プレート７２の側面に衝突しやすくなるため、側方加工の加工速度が大きくなる。
【００５５】
しかし、本実施の形態では、溝幅４０は一定幅であるのでサイドエッチング量が同一となる。このため圧電能動部４２は均一な寸法とすることができ、高精度の加工が可能となる。
【００５６】
また、サンドブラスト加工中に残存ダミー４４が破損すると、その影響で圧電能動部４４の側方加工が増幅し圧電能動部４４の形状が変化する。圧電能動部４４の形状の変化は、圧電特性に影響をおよぼす。
【００５７】
しかしながら、本実施の形態の残存ダミー部４４は、最小幅部が０．１ｍｍから０．２ｍｍの範囲であるので、サンドブラスト加工中に残存ダミー４４が破損しにくい。このため圧電能動部４２の側方加工が増幅し圧電特性に影響が出るような形状になることを防止できる。
【００５８】
更に、この側方加工により形成される圧電能動部４２の側方加工形状は圧電特性に影響する。従って、本実施の形態では、その形状を以下のような形状にし、良好な圧電特性を得られるようにしている。
【００５９】
すなわち、図７に示すように、曲率半径Ｒを０．５μｍから４０μｍ、垂直方向（厚み方向）に対する角度θが４５°から−４５°になるように加工されている。尚、曲率半径Ｒが４０μｍ以上、角度θが４５°以上である場合、圧電能動部の体積が大きすぎ、静電容量が大きくなる。また、尚且つ、ばらつきも大きくなる。このため安定した圧電特性とならず、駆動効率がばらつく。
【００６０】
尚、本出願人の実験では、Ｒが４０μｍ以内、角度θが４５°以内であると、各圧電能動部の駆動効率のばらつきは±５％以内にすることができると言う結果を得ている。また、角度θが−４５°以下に側方加工が進行すると、圧電能動部の体積が小さくなりすぎ、場合によっては、やはり十分な駆動効率を得ることができない。
【００６１】
そしてサンドブラスト加工後、圧電プレート７２の表面に残ったフィルムレジスト７６を除去し洗浄を施す。
【００６２】
尚、このように上部のフィルムレジスト７６を除去し、前述したように固定基板７０と逆の面、すなわち、このフィルムレジスト７６を除去した面が振動板３０に貼りつけられる。従って、図７に示す側方加工形状は、インクジェット記録ヘッド１１２に組みつけられたときは、図８に示すようにサンドブラスト加工時の側方加工形状とは上下逆になる。
【００６３】
以上の工程により、固定基板７０の上に熱発泡性接着フィルムで貼り付けられ、両面に電極膜を有する圧電能動部４２と残存ダミー部４４を有する圧電ユニット６２が得られる。
【００６４】
このようにサンドブラスト加工によれば、本実施の形態のような複雑な形状の圧電能動部４２及び残存ダミー部４４であっても、簡易的かつ短時間で精密に加工を行うことができ、また、そのため低コスト化することができる。
【００６５】
次に本実施の形態のインクジェット記録ヘッド１１２の作用を説明する。
【００６６】
図９は、本実施の形態のインクジェット記録ヘッド１１２を備えたインクジェット記録装置１０２である。
【００６７】
インクジェット記録装置１０２はインクジェット記録ヘッド１１２を搭載するキャリッジ１０４、キャリッジ１０４を主走査方向Ｍに走査する為の主走査機構１０６、記録媒体としての記録紙Ｐを副走査方向Ｓに走査する為の副走査機構１０８、及びメンテナンスステーション１１０等を含んで構成されている。
【００６８】
インクジェット記録ヘッド１１２は、ノズル１０が形成されたノズルプレート２１（図１及び図２参照）が記録用紙Ｐと対向するようにキャリッジ１０４上に搭載されており、主走査機構１０６によって主走査方向Ｍに移動されながら記録用紙Ｐに対してインク滴を吐出することにより、一定のバンド領域ＢＥに対して画像の記録を行う。主走査方向への１回の移動が終了すると、副走査機構１０８によって記録用紙Ｐが副走査方向Ｓに搬送され、再びキャリッジ１０４を主走査方向Ｍに移動させながら次のバンド領域ＢＥを記録する。こうした動作を複数回繰り返すことにより、記録用紙Ｐの全面にわたって画像記録を行うことができる。
【００６９】
本実施の形態のインクジェット記録ヘッド１１２は、圧電能動部４２を高密度にマトリックス状に配置することができる形状であるので、インクジェット記録ヘッド１１２には高密度に多数のノズル１０を備えている。
【００７０】
従って、キャリッジ１０４の主走査方向Ｍの一回の移動で、広いバンド領域ＢＥに画像が形成できる。つまり、少ないキャリッジ１０４の移動回数で記録用紙Ｐの全面にわたって画像記録を行うことができるので、高速に印字できる。
【００７１】
また、圧電能動部４２の形状は、良好で安定した、ばらつきの少ない圧電特性を得られる形状となっているので、良好で安定した画像がえられる。
【００７２】
従って、良好で安定した画像形成が高速に行えるインクジェット記録装置１０２となっている。
【００７３】
尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【００７４】
例えば、上記実施の形態では、インクジェット記録ヘッド１１２をキャリッジ１０４によって搬送しながら記録を行ったが、これに限定されるものではない。例えば、ノズルを記録媒体の全般にわたって配置したインクジェット記録ヘッドを用い、インクジェット記録ヘッドは固定して、記録媒体のみを搬送しながら記録を行っても良い。
【００７５】
また、例えば、上記の製造方法に限定されない。圧電能動部４２及び残存ダミー部４４が、上記実施の形態の形状であれば、その他の製造方法でも可能である。例えば、振動板の上に圧電プレートを接着した状態でサンドブラスト加工を行い、振動板上に直接圧電ユニットを形成することも可能である。
【００７６】
また、本明細書におけるインクジェット記録とは、記録紙上への文字や画像の記録に限定されるものではない。すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したりするなど、工業用的に用いられる液滴噴射装置全般に対して本発明を利用することが可能である。
【００７７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、良好で安定した圧電特性を得られるともに、圧電能動部を高密度にマトリックス状に配置にすることができる形状とすることで、ノズルを高密度に多数配置することを実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態のインクジェット記録ヘッドを示す断面斜視図である。尚、（Ｂ）図は、（Ａ）図のＸ部の拡大図である。
【図２】本実施の形態のインクジェット記録ヘッドを示す断面図である。尚、（Ｂ）図は、（Ａ）図のＡ−Ａ断面の図を表す。
【図３】本実施の形態のインクジェット記録ヘッドの圧電能動部及び残存ダミー部がマトリックス状に配置された状態を表す図である。
【図４】本実施の形態のインクジェット記録ヘッドの圧電能動部、残存ダミー部、溝部を表す図３の拡大図である。
【図５】本実施の形態のインクジェット記録ヘッドの製造工程を模式的に表す工程図である。
【図６】本実施の形態のインクジェット記録ヘッドの圧電プレートへのサンドブラスト加工の工程を模式的に表す工程図である。
【図７】本実施の形態のインクジェット記録ヘッドの側方加工形状を示す断面図である。
【図８】本実施の形態のインクジェット記録ヘッドの側方加工形状を示し、流路ユニットに接着された状態を示す断面図である。
【図９】本実施の形態のインクジェット記録ヘッドを使用したインクジェット記録装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ノズル
１４圧力室
４０溝部
４２圧電能動部
４２Ｃ凹み部
４４残存ダミー部
７２圧電プレート
１０２インクジェット記録装置
１１２インクジェット記録ヘッド

Claims

圧電プレートに一定幅の溝部を形成することによってマトリックス状に配置された複数の同形状の圧電能動部と複数の残存ダミー部とが形成され、前記圧電能動部の電歪作用によって圧力室内のインクを加圧してインク滴をノズルから吐出させるインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記圧電能動部の形状が、２本の対角線の長さの比が１に近く前記圧力室に相当する領域に納まり前記圧力室と略同一形状の菱形形状と、前記菱形形状の前記２本の対角線の長い方の対角線の長さと略同じ長さの半径の略４分の１円の扇形状とが、前記菱形形状の中心部と前記扇形状の頂点部とが一致するように、且つ前記扇形状部の円弧の中心部が前記菱形形状の長い方の対角線の延長線上に交わるように組み合わさり、前記扇形状の円弧の両端部が凹んでいる凹み部を有する形状であることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
前記圧電プレートに前記一定幅の溝部をサンドブラスト加工により形成することによって、マトリックス状に配置された複数の同形状の前記圧電能動部と複数の前記残存ダミー部とが形成される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。
前記圧電能動部の側方加工形状が、曲率半径０．５μｍから４０μｍであることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
前記圧電能動部の側方加工形状が、前記圧電プレートの厚み方向に対して４５°から−４５°であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のインクジェット記録ヘッド。
圧電プレートにサンドブラスト加工によって一定幅の溝部を形成することによって、マトリックス状に配置された複数の同形状の圧電能動部と複数の残存ダミー部とが形成され、前記圧電能動部の電歪作用によって圧力室内のインクを加圧してインク滴をノズルから吐出させるインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記残存ダミー部の最小幅部が、０．１ｍｍから０．２ｍｍの範囲であることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
前記圧電能動部の形状が請求項１乃至は請求項４に記載の形状であり、前記残存ダミー部の形状が請求項５に記載の形状であることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
請求項１乃至は請求項６に記載のインクジェット記録ヘッドを使用することを特徴とするインクジェット記録装置。