JP2005028872A - インクジェットヘッド及びそれを用いた液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は吐出時のノズルプレート群表面の変形量を小さくし、クロストークの発生を抑制することにより、圧電素子の高密度実装を可能にするインクジェットヘッドを提供することである。
【解決手段】高剛性ハウジングのダイアフラムプレート側の面に凸状部を形成し、この凸状部に各圧電素子を挿入する櫛形開口溝と、櫛形凸状部を形成し、該櫛形凸状部の端面をダイアフラムに固着した。
【選択図】図３

Description

本発明は、インクに圧力を加えてノズルよりインク滴を飛翔させ、印刷媒体にインク像を形成するインクジェットヘッド及びそれを使用した液滴吐出装置に関する。

例えば特許文献１に記載されているように、圧電アクチュエータを用いて圧力室の容積を変化させ、インクに圧力を加えることにより、ノズルからインクを吐出させるインクジェットヘッドが知られている。

図１２は圧電素子を用いたインクジェットヘッドの従来例を示し、圧電アクチュエータ１４、高剛性ハウジング１２及びプレート群２６より構成される。プレート群２６は複数のノズル１が形成されるノズルプレート２と、流路基板３と、振動板８を形成したダイアフラムプレート１０を具備する。また流路基板３はチャンバープレート５とリストリクタプレート７から構成される。プレート群２６は共通インク通路１３を形成した高剛性ハウジング１２に位置決めして接合される。

圧電アクチュエータ１４は、複数の圧電素子１５とそれを固定する固定部材１６からなる。複数の圧電素子１５の各々はチャンバープレート５に形成された圧力室４に対応している。圧電素子１５は高剛性ハウジング１２の開口部を通してダイアフラムプレート１０の振動板８と接合される。更に、固定部材１６にはそれぞれの圧電素子１５に外部駆動回路（図示省略）から独立した電気信号を送るための個別電極１７が形成されている。外部駆動回路から選択的な電気信号が圧電素子１５に印加されることにより圧電素子１５は伸縮する。この伸縮が振動板８を介し圧力室４の体積変化となり、圧力室４に満たされるインクの圧力変化となる。この圧力変化でインクはノズル１より、インク滴として吐出する。

ノズル１の開口形状の加工精度はインクジェットヘッドのインク吐出特性に大きな影響を及ぼす。複数のノズル１の位置精度ばらつきを低く押さえるため、ノズルプレート２を製造する際には高い加工精度が要求される。通常ノズルプレート２はステンレスの精密プレス法、レーザ加工法あるいはニッケルの電鋳加工等により形成される。

流路基板３を構成するチャンバープレート５には圧力室４が列状に形成され、またリストリクタプレート７にはリストリクタ６が形成されている。リストリクタ６は共通インク室１３と圧力室４を連結し、圧力室４へのインク流入を制御する。

ダイアフラムプレート１０は振動板８とフィルタ部９を有する。振動板８は圧電振動子１５の変位を効率よく圧力室４に伝達する。フィルタ部９は共通インク通路１３からリストリクタ６に流入するインク中のゴミ等を取り除く。このフィルタ部９は、弾性を有するフィルタプレートにより形成される。前記チャンバープレート５、リストリクタプレート７、ダイアフラムプレート１０はステンレス材のエッチング加工法またはニッケル材の電鋳加工法で作られる。

高剛性ハウジング１２はステンレス材の切削加工等で形成され、インクカートリッジ（図示省略）からインクを共通インク通路１３まで導くインク導入パイプ１８が接合されている。またダイアフラムプレート１０に圧電素子１５を接着するために高剛性ハウジング１２の一部に圧電素子１５を挿入する開口が形成されている。

上記のようなインクジェットヘッドにおいて近年、ノズル１を一層高密度に形成することが要求されつつある。しかしながらノズル１を更に高密度化する場合、各圧電素子１５毎に開口部を設けることが加工精度上困難になる。即ち、圧電素子１５の伸縮量は非常に微小（０．５μｍ程度）である上に、僅かな構造、寸法値の違いによって前記プレート類の変形量が変化し、吐出特性に影響を及ぼすことになるため高い加工精度が要求されるためである。

そこで上記の問題を解消してノズルを高密度実装し、インクを安定して吐出するために、例えば特許文献３にはインク室の圧電素子１５がダイアフラムプレート１０に接合される近傍において非接合領域を作り、加工精度の良いインク室１３の側域のみに接着領域を形成する構造が提案されている。

このような構造にすると、接合領域が高平坦度を有する高剛性ハウジングであれば、ダイアフラムプレートの振動板と圧電振動子の当接部の平坦度は矯正され、優れたインク吐出を可能とする効果を有する。

特開平１−１１５６３８号公報（第２頁、図２）

特開昭５８−１１９８７２ 特開平６−８４２２号公報（第４頁、図７、８、９）

しかしながら、上述のようにダイアフラムプレートを高剛性ハウジングに接着する場合、圧電素子とダイアフラムプレートを接着する部分の近傍では高剛性ハウジングとダイアフラムプレートを接着しないようにすると圧電素子挿入開口部が広くなってしまう。

そのため、複数のノズルからほぼ同時にインク滴を吐出させると、複数の圧電素子の伸縮によりプレート群表面の変形が大きくなってしまい、インク滴の吐出性能に影響を及ぼし、いわゆるクロストークを発生させるという問題がある。

また、高剛性ハウジングの平坦な面に各圧電素子に対応した多数の開口部を形成する構造は前述の如く開口部の加工精度上、ノズルの高密度実装が難しいという問題がある。

本発明は上述のような従来の問題点を解決したインクジェットヘッド及びそれを用いた液滴吐出装置を提供することを目的とする。

具体的には本発明の目的は吐出時のノズルプレート群表面の変形量を小さくし、クロストークの発生を抑制し得るインクジェットヘッド及びそれを用いた液滴吐出装置を提供することにある。

本発明の他の目的は圧電素子の高密度実装を可能にするインクジェットヘッド及びそれを用いた液滴吐出装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために本発明は、インク滴を吐出する複数のノズル開口を有するノズルプレートと、前記ノズル開口に対応した圧力室を複数個配列した流路基板と、前記圧力室を封止するように形成した振動板を有するダイアフラムプレートと、前記圧力室に対向する位置に振動板を挟むように配置された圧電素子群と、前記圧電素子群を収納するハウジングと、前記ダイアフラムプレートと前記ハウジングとの間に配置されたインク室プレートとを備え、前記ハウジングは前記ダイアフラムプレートと接する面の側に凸状部を有し、該凸状部を前記圧電素子の各々が挿入される櫛形の開口溝部と、櫛形凸状部とより形成すると共に前記凸状部を囲むように前記インク室プレートを配設したことに一つの特徴がある。

本発明の他の特徴は、上記ハウジングの少なくとも凸状部は前記ダイアフラムプレートより高い剛性を有する部材により構成したことにある。

本発明の他の特徴は、前記インク室プレートが各圧力室にインクを供給する共通インク室を備え、該共通インク室の長手方向の両端部にて、前記ハウジングに設けられたインク供給路に連結して該ハウジングに固着するように構成したことにある。

本発明の他の特徴は、前記流路基板に配置された圧力室を、複数のノズル開口が一列に並んだノズル列を中心に互いに対向するように配置したことにある。

本発明の他の特徴は、前記圧電素子群の一端を同一平面に形成して前記ダイアフラムプレートに接着し、他端を固定部材に固定するように構成したことにある。

本発明の他の特徴は、ンク滴を吐出する複数のノズル開口を有するノズルプレートと、前記ノズル開口に対応した圧力室を複数個配列した流路基板と、前記圧力室を封止するように形成した振動板を有するダイアフラムプレートと、前記圧力室に対向する位置に振動板を挟むように配置された圧電素子群と、前記圧電素子群を収納するハウジングと、前記ダイアフラムプレートと前記ハウジングとの間に配置されたインク室プレートとを備え、前記ハウジングは前記ダイアフラムプレートと接する面の側に凸状部を有し、該凸状部は前記圧電素子の各々が挿入される櫛形開口溝部と櫛形凸状部とからなり、該櫛形凸状部を互いに連結する連結部材を設けたことにある。

本発明の他の特徴は、前記ノズル列を複数列設け、連結部材の中心が、ノズル列の間に位置するように形成したことにある。

本発明の他の特徴は、前記櫛形凸状部の高さを前記インク室プレートの厚みより小さくしたことにある。また、前記櫛形凸状部の高さを前記櫛形開口溝部の深さより大きくしたことにある。

本発明の他の特徴は、前記連結部材を前記櫛形開口溝部のほぼ中央部に設けたことにある。本発明の他の特徴、利点は以下の説明から一層明確に理解される。

本発明は高剛性ハウジングのダイアフラムプレート側の面に凸状部を形成し、この凸状部に各圧電素子を挿入する櫛形開口溝と、櫛形凸状部を形成し、該櫛形凸状部の端面をダイアフラムに固着したので、プレート群の変形量が少なくなり、圧電素子の伸縮を効率よくインクの圧力変化に変換することが可能となると共に、クロストークの発生を低減できるという効果がある。

また本発明によれば、高剛性ハウジングのダイアフラムプレート側の面に凸状部を形成し、この凸状部に櫛状の開口部を形成するので、圧電素子群をダイシングソーやワイヤーソーなどを用いて加工するのと同じ加工方法を用いることが可能となり、高精度に加工できるという効果がある。

更に上記櫛形凸状部を連結部材により連結した場合はダイアフラムプレートの剛性を更に高くすることができ、クロストークの発生を一層低減することができる。従って複数個の圧電素子を同時に駆動しても単一駆動の特性と同等の吐出特性を得ることができ、高画質の印刷装置を提供することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。

図１１は本発明にかかる液滴吐出装置の一実施例を示す構成概略図である。同図において、２８は記録ユニットを示し、印刷幅分の複数のインクジェットヘッド１１と、該インクジェットヘッド１１にインクを供給するインクカートリッジ２９を具備する。

この記録ユニット２８は、ガイドシャフト３０上を摺動自在に支持されている。また動力伝達部材３１に連結されており、駆動源３２によりガイドシャフト３０に沿って移動する。

印刷時には、記録ユニット２８は印刷領域上で静止する。一方、印刷媒体３３はインクジェットヘッド１１と対向し、記録ユニット３１の移動方向と直交する方向に搬送ロール３４によって搬送される。印刷媒体３３にはインクジェットヘッド１１のノズルより記録信号に応じてインクが噴射され、画像が形成される。

図１は、本発明にかかる液滴吐出装置に用いられるインクジェットヘッドの一実施例を示す構成図であり、高密度実装を図るため、インク滴を吐出するノズル開口列を２列配列した例を示す。また、図２は、本発明のインクジェットヘッドの断面図、図３は、高剛性ハウジング１２をノズル列方向に中央で分割した詳細断面図を示す。

図１、図２に示すように複数のノズル１が形成されるノズルプレート２と、チャンバープレート５及びリストリクタプレート７からなる流路基板３と、振動板８を具備したダイアフラムプレート１０と、前記各プレート類を保持し、共通インク通路１３ｂを有するインク室プレート２７とからなるプレート群２６は、共通インク通路１３ａを有する高剛性ハウジング１２に固着される。

また、複数の圧電素子１５とそれを固定する固定部材１６からなる圧電アクチュエータ１４が、各圧電素子１５と各圧力室４がそれぞれ互いに対向する位置でダイアフラムプレート１０に固着される。

圧電アクチュエータ１４の固定部材１６には、それぞれの圧電素子１５に外部駆動回路（図示省略）から独立した電気信号を送るための個別電極１７が形成されている。外部駆動回路から選択的な電気信号が圧電素子１５に印加されることにより圧電素子１５は伸縮する。この伸縮が振動板８を介し圧力室の体積変化となり、圧力室に満たされるインクの圧力変化となる。この圧力変化でインクはノズル１より、インク滴として吐出する。

上記インク室プレート２７は、各圧力室４にインクを供給する共通インク室１３ｂを備え、この共通インク室１３ｂの長手方向の両端部において、高剛性ハウジング１２に設けられたインク供給路１３ａに連結されている。

また上記流路基板３に形成された圧力室４はノズル開口１の列を中心に互いに対向するように配置されている。このような配置の方法は例えば本願と同一の出願人による先願の特願２００２−３５２１２７に詳しく説明されている。

圧電アクチュエータ１４の複数の圧電素子１５は一端が同一平面状に形成され、他端が固定部材１６に固定され、櫛状の圧電素子群が互いに対向するように配置されている。

高剛性ハウジング１２は、図３に示すように圧電アクチュエータ１４を挿入するための開口穴１２ａを有する。この高剛性ハウジング１２のダイアフラムプレート１０と対向する面には凸状部１２ｅが形成されており、該凸状部１２ｅに櫛状の開口溝１２ｄが形成されている。この凸状部１２ｅは前記インク室プレート２７の開口穴３５に勘合して固着される。また凸状部１２ｅに形成された櫛状の開口溝１２ｄに前記圧電素子１５が挿入される。また櫛状の開口溝１２ｄを形成することにより凸状部１２ｅに形成される櫛形凸状部１２ｆの先端の面はダイアフラムプレート１０に固着される。

上述のように凸状部１２ｅに櫛状の開口溝１２ｄと櫛形凸状部１２ｆを形成するには、棒状の圧電体をダイシングソーやワイヤーソーで櫛状の複数の圧電素子１５に分割する場合と同様な加工方法を用いることができる。即ちこのように加工することにより前記櫛状溝部１２ｄ及び櫛形凸状部１２ｆの寸法精度を圧電アクチュエータ１４の加工精度と同程度にすることは容易であり、圧電アクチュエータ１４及び高剛性ハウジング１２の位置精度と組立精度の向上を図ることが可能となる。従って、圧電アクチュエータ１４を高密度実装することが可能となりノズル実を高密度で形成することができる。

また高剛性ハウジング１２の櫛形凸状部１２ｆがダイアフラムプレート１０に固着されるため、インク滴吐出時に発生する圧電素子１５の伸縮によるプレート群２６の変形を、櫛形凸部１２ｆによって支持することが可能となり、従来技術で問題となったクロストークなどのインク特性のバラツキを防ぐことができる。

なお、上記のようにプレート群２６を支持するためにはハウジング１２の剛性がプレート群２６より高いことが望ましく、少なくとも上記ハウジング１２の凸状部１２ｅの剛性がダイアフラムプレート１０の剛性より高いことが望ましい。

また、前記凸状部１２ｅに櫛形開口溝１２ｄを形成する場合その溝１２ｄの深さは、凸状部１２ｅの周辺のプレート接着面１２ｇに溝が形成されない程度の深さに止めておくことが望ましい。つまり溝１２ｄの深さは凸状部１２ｅの高さより小さい。その理由は、高剛性ハウジング１２のプレート接着面１２ｇまで溝が形成されるとプレートを接着する際に接着剤が溝を完全に埋めることができず僅かな隙間を発生してしまうおそれがあり、その隙間より共通インク通路１３ｂからインクが染み出し、アクチュエータ１４部を破損するおそれがあるためである。

次に本発明にかかるインクジェットヘッドに用いられる圧電体の一構成例を図４を用いて説明する。

圧電素子１５として用いられる圧電体５０には内部電極２１及び２３と外部電極２２が形成されている。圧電体５０の両端に接する内部電極２１と、中央部に配置された内部電極２３が圧電素子の変位と垂直方向に交互に積層されている。また、内部電極２１は、圧電体５０の両端面に形成された外部電極２２と各々電気的に接続されている。この結果、電界の生じない不活性部が圧電体５０の中央領域に形成され、電界によって変位が発生する活性部が両端部に形成される。

次に上述の電圧体５０から電圧アクチュエータを製作する工程を図５、６、７、８を用いて説明する。

まず、図５に示すように前記圧電体５０を、導電性を有する固定部材１６に一端が自由端となるようにして他端を固定する。そして、図６に示すように個々の圧電素子に電界によって変位を発生する活性部と、変位が発生しない不活性部が存在するようにダイシングソーやワイヤーソー等を利用して電圧体５０を切断する。次に図７に示すように切断部に導電性接着剤２５を充填して内部電極２３と固定部材１６とを電気的に導通させる。また、外部電極２２と固定部材１６とが導通するように導電性接着剤２５で固定する。この結果、圧電体５０から２本の圧電素子体５１が形成される。なお、上記の切断部に充填する導電性接着材２５は、切断部を完全に満たす必要はないが、切断面の内部電極２３と固定部材１６とが電気的に接続される必要がある。

次に、図８に示すように共通電極２２側に個別に電圧が印加できるようにフレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）２４を固定部材１６の両側面に貼り付ける。最後に、圧力室４に対応する様に圧電素子体５１を一定のピッチで切断して複数の圧電素子１５に分割する。これにより、一個の圧電体５０を一度固定部材に保持するだけで、２列の圧電素子群が一枚の固定部材１６に形成されるため、上記２列間の位置精度を高精度にすることが可能になる。

なお、２本の棒状に形成された圧電素子体５１を図６のように最初から形成しておいた後に複数の圧電素子に分割しても良いことは当然のことである。このようにすると圧電素子体５１間の位置精度は劣るが各圧電素子体間に塗布する導電性接着材２５の塗布量が少なくて済み、同時に作業性も良くなる。

図９は本発明にかかるインクジェットヘッドにおいて、隣接ノズルの駆動本数と液滴速度比の変化の関係を示す。ここで、速度比について説明すると、プレート群の変形は、基本的に両端支持の梁の変形と同様になり、或る駆動ヘッドのノズル列の中央付近（例えば９６ノズルの場合、端から順に番号を割り振った時の４８（または４９）番目ノズル）が剛性の低下によるクロストークが最も悪くなる。従って、本発明における「速度比」とは、基本ノズル（前記４８番目）の両隣のノズルを駆動していき、駆動ノズル本数を増やしていった時の基本ノズルの吐出速度と、基本ノズルのみの駆動時の吐出速度との比を表す。また、変形量比とは、圧電素子の変軽量とプレート群２６の変形量との比である。

本実験に用いたヘッドは、ノズル径が５０μｍ、ノズル間ピッチが約３７．５ｄｐｉ、複数のノズルが1列に並んだヘッドでインク滴の量が約６０ｐｌ（ピコリットル）でインク滴の吐出速度は、約１０ｍ／ｓとなるように構成されたヘッドの例である。本例によれば、ノズル数を増やして行くと徐々に液滴速度が低下し、ある本数（例えば１６本）より速度の低下がほぼ一定となり、それ以上ノズル駆動本数を増加させてもほぼ一定となった。なお、上記の例においては、ノズル列が１列の場合について説明したが、本発明の実施例記載の２列の場合であっても、速度比とノズル駆動本数の関係は変わらない。

また図１３は本発明にかかるインクジェットヘッドにおいて、ノズル駆動本数と積層された各プレート群であるノズルプレート２のノズル近傍の変形量比との関係を示したものである。この場合もノズル駆動本数を増加させていくとある本数より変形量がほぼ一定となっている。それは、図９に示される本数とほぼ一致することが分かった。このような傾向は、ノズルピッチが３５ｄｐｉ以上でノズル数が４５本程度以上あれば、ほぼ同様な傾向を示すことが実験的に分かった。なお、本実験値は一例である。

更に図１４は本発明にかかるインクジェットヘッドにおいて、櫛部の厚みと上記変形量とクロストークによる速度変動率の関係を示す。上記の実施例で説明したように各圧電素子１４間を仕切るように高剛性ハウジング１２に櫛形開口溝部１２ｄと櫛形凸状部１２ｆを形成し、該櫛形凸状部１２ｆとダイアフラムプレート１０に固着することにより開口部１２ａ領域部でのプレート群２６の剛性を高める構成としたので、速度変動率を小さくすることが可能になった。即ち上記の例によれば、図１４の破線から分かるように櫛形凸部の厚みδが各プレート類を重ね合わせたトータルの厚みの６０％以上であればクロストークによる速度変動を２０％以下にすることが可能となった。

以上本発明にかかるインクジェットヘッド及びそれを用いた液滴吐出装置について説明したが、基本的な考えを変更せずに種々の変形をなし得る。例えば上記高剛性ハウジング１２は、各種インクとの耐腐食性を目的としてステンレス材により構成することができる。また、図１に示すように高剛性ハウジング部１２と、プレート群２６の各プレートと、圧電アクチュエータ１４の両端部に位置きめ穴Ａ、Ｂを設ければ、その穴を基準に各部材を組み立てることによって、各プレート類の位置合わせが一層容易になる。更に高剛性ハウジング部１２に圧電素子１５の挿入用溝が一体的に形成されているのでその部分を基準に圧電素子１５の組立てを行うことにより、位置ずれが少なく高精度に組み立てることができる。

本発明によれば、薄板の各プレートを積層接着する際に、櫛形開口溝がハウジングに一体で形成されているので、前記櫛部を別部品にしてハウジングに位置決めした後に各プレートを位置決め接着する場合に比べ、開口溝と各プレート位置合わせをより高精度に行うことができる。また、このような高精度で加工されたものを別部品で構成すると取り扱いの際、及び上記接着の際に精度を悪化させる可能性があるが、本発明のように一体形成した場合はそのような問題もない。

次に、発明にかかるインクジェットヘッドに使用される高剛性ハウジングの他の実施例を図１０を用いて説明する。この実施例は、プレート群２６の剛性を更に高めるために連結柱１２ｉを設けたものである。

即ち高剛性ハウジング１２に凸状部１２ｅを形成し、この凸状部１２ｅに櫛形開口溝部１２ｄを形成すると共に、該開口溝部１２ｄの長手方向と直角方向に連結柱１２ｉを設けたものである。この連結柱１２ｉは櫛形凸状部１２ｆを相互に連結するものであり、開口溝部１２ｄの範囲内に設けられるが、その開口溝部１２ｄの中央部に設けるのが最も望ましい。またノズル１の列が複数個ある場合は上記連結柱１２ｉの中心がノズル列の間に位置することが望ましい。

このように構成することにより、列状に並んだ櫛形凸状部１２ｆが連結される結果、該櫛形凸状部１２ｆ及びプレート群の剛性を高めることができ、インク滴吐出時のプレート類の変形をより低減することが可能になる。また、櫛形凸状部１２ｆの幅は０．１から０．２ｍｍ程度と非常に薄いため、加工中にダイシング用砥石の倒れ等により変形するおそれがあるが、連結柱１２ｉを設けることによりその変形を防止できるという効果もある。

以上説明した本発明の構成は、実装サイズに制限がある場合に特に効果的である。例えば、印刷解像度６００ｄｐｉを実現するために、ノズル数を１９２としてヘッド幅を約８ｍｍ以下とするような場合、圧電素子１５が挿入されるハウジングの開口部の間に櫛状の部材を設けることは困難であるが、本発明のように高剛性ハウジング１２を凸形状とした後に凸部に溝を形成すれば、圧電素子間の部材を形成することが容易となる。しかもこれらの部材はハウジングと一体的に構成されるのでコストの低減にも効果がある。

また、図１及び図１０に示す実施例において、高剛性ハウジング１２に形成される凸状部１２ｅの厚み（＝櫛状凸部１２ｆの高さδ＋ベース部分）は、インク室プレート２７の厚みより僅かに小さいことが望ましい。即ち、凸部とインク室プレート２７の厚みは同じにすることがより望ましいが、全く同一になるように加工することは困難であり、実際には加工精度のバラツキによりその間に凸状或いは凹状の段差が発生してしまう。そこで、凸状部１２ｅの厚みを僅かに小さくなるように設計しておくことで、凸部１２ｆの先端面の平坦度が多少悪くても、更にはインク室プレート２７と接着される面の平坦度も１０μｍ程度が確保されていれば、プレート群２６のそりや変形による特性への影響を少なくできる。上記構成により、プレート群はインク室プレートのみに接着される。プレート群２６自体は、インク室プレートに比べて薄く、反りや変形が生じ易い構造である。しかしながら、プレート群２６より強度の高いインク室プレート２７に接着することで、インク室プレート２７の平面に倣う。言い換えれば、インク室プレートの平坦度を高精度（約１０μｍ）としておけば、バラツキの少ないインク流路が形成可能であり、良好なインク吐出特性が得られる。そして、前記の寸法差によって生じる僅かな段差部には十分な接着材を注入し固定することにより凸部１２ｆの先端の面がダイアフラムプレート１０に接着される。また、インク室プレート２７は、高剛性ハウジング１２の共通インク室１３ａから圧電アクチュエータ１４にインクが流入するのを防止し、圧電素子１５の電極間が導通して圧電素子が破壊するのを防ぐ役目を果たす。

本発明にかかるインクジェットヘッドの一実施例の構成を示す斜視図である。 本発明にかかるインクジェットヘッドの一実施例の構成を示す断面図である。 本発明にかかるインクジェットヘッドに用いられるハウジング部の断面図である。 本発明インクジェットヘッドに用いられる圧電体の斜視図である。 本発明インクジェットヘッドに用いられる圧電アクチュエータの製造工程を示す説明図である。 本発明インクジェットヘッドに用いられる圧電アクチュエータの製造工程を示す説明図である。 本発明インクジェットヘッドに用いられる圧電アクチュエータの製造工程を示す説明図である。 本発明インクジェットヘッドに用いられる圧電アクチュエータの製造工程を示す説明図である。 隣接ノズルの駆動本数と液滴速度比の変化の関係を示す特性図である。 本発明にかかるインクジェットヘッドの高剛性ハウジングの他の実施例を示す斜視図である。 本発明にかかるインクジェットヘッドを使用した液滴吐出装置の一実施例を示す構成概略図である。 圧電素子を用いたインクジェットヘッドの従来例を示す斜視図である。 ノズル駆動本数と積層された各プレート群であるノズルプレートの変形量比との関係を示す特性図である。 プレート変形量とクロストークによる速度変動率の関係を示す特性図である。

符号の説明

１：ノズル
２：ノズル基板
３：流路基板
４：圧力室
５：チャンバープレート
６：リストリクタ
７：リクストリクタプレート
８：振動板
９：フィルタ部
１０：ダイアフラムプレート
１１：インクジェットヘッド
１２：高剛性ハウジング
１２ａ：開口部
１２ｅ：凸状部
１２ｄ：櫛形開口溝部
１２ｆ：櫛形凸状部
１２ｉ：連結部材
１３：共通インク室
１４：圧電アクチュエータ
１５：圧電素子
１６：固定部材
１７：個別電極
１８：インク導入パイプ
１９：共通電極
２０：接着剤
２１：圧電体の両端に接する内部電極
２２：外部電極
２３：圧電体中央部にある内部電極
２４：ＦＰＣ
２５：導電性接着剤
２６：プレート群
２７：インク室プレート
２８：記録ユニット
２９：インクカートリッジ
３０：ガイドシャフト
３１：記録ユニット
３２：駆動源
３３：印刷媒体
３４：搬送ロール
３５：開口穴
５０：圧電体
５１：圧電素子体

Claims (11)

1. インク滴を吐出する複数のノズル開口を有するノズルプレートと、前記ノズル開口に対応した圧力室を複数個配列した流路基板と、前記圧力室を封止するように形成した振動板を有するダイアフラムプレートと、前記圧力室に対向する位置に振動板を挟むように配置された圧電素子群と、前記圧電素子群を収納するハウジングと、前記ダイアフラムプレートと前記ハウジングとの間に配置されたインク室プレートとを備え、前記ハウジングは前記ダイアフラムプレートと接する面の側に凸状部を有し、該凸状部に前記圧電素子の各々が挿入される櫛形の開口溝部と、櫛形凸状部を形成すると共に、前記凸状部を囲むように前記インク室プレートを配設したことを特徴とするインクジェットヘッド及びそれを用いた液滴吐出装置。
2. 請求項１において、ハウジングの少なくとも凸状部は前記ダイアフラムプレートより高い剛性を有することを特徴とするインクジェットヘッド及びそれを用いた液滴吐出装置。
3. 請求項１において、前記インク室プレートは、各圧力室にインクを供給する共通インク室を備え、該共通インク室の長手方向の両端部にて、前記ハウジングに設けられたインク供給路に連結し、該ハウジングに固着されることを特徴とするインクジェットヘッド及びそれを用いた液滴吐出装置。
4. 請求項１において、前記流路基板に配置された圧力室は、複数のノズル開口が一列に並んだノズル列を中心に互いに対向するように配置されたことを特徴とするインクジェットヘッド及びそれを用いた液滴吐出装置。
5. 請求項１において前記圧電素子群は一端が同一平面に形成されて前記ダイアフラムプレートに接着され、他端は固定部材に固定されることを特徴とするインクジェットヘッド及びそれを用いた液滴吐出装置。
6. インク滴を吐出する複数のノズル開口を有するノズルプレートと、前記ノズル開口に対応した圧力室を複数個配列した流路基板と、前記圧力室を封止するように形成した振動板を有するダイアフラムプレートと、前記圧力室に対向する位置に振動板を挟むように配置された圧電素子群と、前記圧電素子群を収納するハウジングと、前記ダイアフラムプレートと前記ハウジングとの間に配置されたインク室プレートとを備え、前記ハウジングは前記ダイアフラムプレートと接する面の側に凸状部を有し、該凸状部は前記圧電素子の各々が挿入される櫛形開口溝部と櫛形凸状部とからなり、該櫛形凸状部を互いに連結する連結部材を設けたことを特徴とするインクジェットヘッド及びそれを用いた液滴吐出装置。
7. 請求項６において、ノズル列を複数列設け、連結部材の中心が、ノズル列の間に位置するように形成したことを特徴とするインクジェットヘッド及びそれを用いた液滴吐出装置。
8. 請求項１又は６において前記櫛形凸状部の高さを前記インク室プレートの厚みより小さくしたことを特徴とするインクジェットヘッド及びそれを用いた液滴吐出装置。
9. 請求項１又は６において前記櫛形凸状部の高さは前記櫛形開口溝部の深さより大きいことを特徴とするインクジェットヘッド及びそれを用いた液滴吐出装置。
10. 請求項６において前記連結部材は前記櫛形開口溝部のほぼ中央部に設けられたことを特徴とするインクジェットヘッド及びそれを用いた液滴吐出装置。
11. 請求項１又は６において、上記櫛形凸状部の厚みは、ノズルプレート、流路基板、ダイアフラムプレート及びインク室プレートを重ねた厚みの６０％以上であることを特徴とするインクジェットヘッド及びそれを用いた液滴吐出装置。
    

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