JP2018202770A - インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高品質な画像の記録が行える、インクジェットヘッドとインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】インクジェットヘッド３０は、本体部３３と振動板３９と第一圧電素子４０と第二圧電素子４０と第一拘束部４１と第一支持部４６と第二拘束部４１と第二支持部４６を備える。本体部は第一面に複数のノズル３１が配列され、内部に内部流路３６が形成される。振動板は、本体部の第二面３４に設けられ、内部流路の壁面の第一領域と第二領域を形成する。第一圧電素子は、壁面の第一領域を形成する振動板の部分を変形させる。第二圧電素子は、第一圧電素子と並んで設けられ、壁面の第二領域を形成する振動板の部分を変形させる。第一拘束部は、第一圧電素子に接する第一接触部４２を含む。第一支持部は、第一拘束部を支持する。第二拘束部は、第二圧電素子に接する第二接触部４２を含む。第二支持部は、第一支持部と並んで設けられ、第二拘束部を支持する。【選択図】図３

Description

本発明は、インクジェットヘッドとインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置のインクジェットヘッドに関する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、インクジェットヘッドが開示されている。インクジェットヘッドでは、アクチュエータユニット上に液室ユニットが接合される。アクチュエータユニットでは、２列の圧電素子列とフレーム部材が基板上に接着剤によって接合される。圧電素子列は、複数の駆動部圧電素子と、複数の固定部圧電素子を含む。駆動部圧電素子には、駆動パルスが与えられ、固定部圧電素子には、駆動パルスが与えられない。複数の駆動部圧電素子と複数の固定部圧電素子は、交互に配列される。インクジェットヘッドでは、駆動部圧電素子が液室ユニットのダイアフラム部に接合され、固定部圧電素子が液室ユニットの各加圧液室間に接合される。フレーム部材は、２列の圧電素子列の周囲を取り囲む。フレーム部材は、液室ユニットに接合される。

特許文献２には、液体吐出ヘッドが開示されている。液体吐出ヘッドは、流路板と、振動板と、ノズル板を有する。流路板は、シリコン基板で形成される。振動板は、流路板の下面に接合される。ノズル板は、流路板の上面に接合される。流路板と振動板とノズル板は、加圧液室と、流体抵抗部と、連通部を形成する。加圧液室は、連通路を介してノズルと連通する。振動板の加圧液室と反対面側には、連結部を介して積層型圧電素子の上端部が加圧液室に対応させて接合される。積層型圧電素子の下端部は、支持基板に接合され固定される。支持基板は、圧電素子の列毎に分割させることもできる。圧電素子は、ｄ３３方向の変位を用いて加圧液室内インクを加圧する。連結部は、第一層と、第二層を有する。第一層は、振動板側に設けられ、第二層は、圧電素子側に設けられる。

特開平８−１５６２７２号公報 特開２００８−６８４７６号公報

インクジェット記録装置では、インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出させ、記録媒体に画像を高品質に記録することができる。インクジェットヘッドには、圧電素子が設けられる。圧電素子としては、ｄ３３モードの積層型の圧電素子が例示される。インクの吐出は、圧電素子を変形させることで行われる。インクジェットヘッドには、複数のノズルが形成される。複数のノズルは、所定の方向に配列される。従って、圧電素子も、各ノズルに対応させて複数設けられる。複数の圧電素子は、複数のノズルと同じ方向に配列される。

インクジェット記録装置では、画像の記録に種々のインクが用いられる。例えば、高粘度のインクが用いられることもある。高粘度のインクとしては、紫外線硬化型インクが例示される。インクの粘度が高くなるに従い、圧電素子の変形量を増加させ、圧電素子が発生させる力を大きくする必要がある。発明者は、このような圧電素子の変形は、インクの吐出不良の一因となると考えた。即ち、圧電素子の変形に伴う振動がインクジェットヘッドの所定の部材を介して別の圧電素子に伝達されることが想定される。発明者は、前述の振動が別の圧電素子に伝達され、別の圧電素子が振動すると、別の圧電素子に対応したノズルからインクが誤って吐出される場合があると考えた。そこで、発明者は、前述の振動が複数の圧電素子の間を伝達されることを抑制し、インクの吐出不良を低減可能なインクジェットヘッドについて検討した。

本発明は、高品質な画像の記録が行える、インクジェットヘッドとインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面は、第一方向の第一側となる第一面にインクを吐出する複数のノズルが前記第一方向に交差する第二方向に配列され、内部に前記インクを前記複数のノズルに流す内部流路が形成された本体部と、前記本体部の前記第一方向の第二側の第二面に設けられ、前記内部流路の壁面の第一領域を形成し、且つ前記壁面の第二領域を形成する振動板と、前記第一方向に変形し、前記壁面の第一領域を形成する前記振動板の部分を前記第一方向に変形させる積層型の第一圧電素子と、前記第一方向に変形し、前記第二方向に前記第一圧電素子と並んで設けられ、前記壁面の第二領域を形成する前記振動板の部分を前記第一方向に変形させる積層型の第二圧電素子と、前記第一圧電素子に対応させた状態で前記第一圧電素子の前記第一方向の第二側に設けられ、前記第一圧電素子の前記第一方向の第二側の端面に接する第一接触部を含む第一拘束部と、前記第一拘束部を支持する第一支持部と、前記第二圧電素子に対応させた状態で前記第二圧電素子の前記第一方向の第二側に設けられ、前記第二圧電素子の前記第一方向の第二側の端面に接する第二接触部を含む第二拘束部と、前記第一支持部と前記第二方向に所定の間隔だけ離間した状態で前記第二方向に前記第一支持部と並んで設けられ、前記第二拘束部を支持する第二支持部と、を備えるインクジェットヘッドである。

このインクジェットヘッドによれば、第一圧電素子及び第二圧電素子のうちの何れかの圧電素子の変形に伴う振動が第一支持部と第二支持部の間を伝達されることを抑制することができる。第一圧電素子の変形に伴い、第二圧電素子に対応した振動板の部分が振動することを防止することができる。第二圧電素子の変形に伴い、第一圧電素子に対応した振動板の部分が振動することを防止することができる。インクの粘度に関わらず、インクの吐出不良を低減させることができる。

インクジェットヘッドでは、前記第一拘束部は、前記第一接触部を前記第一方向に移動させる第一調整部を含み、前記第二拘束部は、前記第二接触部を前記第一方向に移動させる第二調整部を含む、ようにしてもよい。この構成によれば、第一拘束部による第一圧電素子の拘束力を調整し、第二拘束部による第二圧電素子の拘束力を調整することができる。第一圧電素子と第二圧電素子に対する与圧を個別に設定することができる。

本発明の他の側面は、上述した何れかのインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置である。このインクジェット記録装置によれば、上述した機能を奏するインクジェット記録装置とすることができる。

本発明によれば、高品質な画像の記録が行える、インクジェットヘッドとインクジェット記録装置を得ることができる。

インクジェット記録装置の概略構成の一例を示す斜視図である。 インクジェットヘッドの概略構成の一例を示す平面図である。 図２に示すＤ−Ｄ線断面図である。第一状態は、接触部と圧電素子が離間した状態を示す。第二状態は、接触部と圧電素子が接触し、圧電素子と振動板が未変形である状態を示す。第三状態は、接触部と圧電素子が接触し、圧電素子と振動板が第一方向の第一側に変形している状態を示す。 インクジェットヘッドの概略構成の他の例を示す平面図である。

本発明を実施するための実施形態について、図面を用いて説明する。本発明は、以下に記載の構成に限定されるものではなく、同一の技術的思想において種々の構成を採用することができる。例えば、以下に示す構成の一部は、省略し又は他の構成等に置換してもよい。他の構成を含むようにしてもよい。

＜インクジェット記録装置＞
インクジェット記録装置１０について、図１〜図３を参照して説明する。図２及び図３に示す破線は、かくれた形状を示すかくれ線である。図３に示すハッチングは、断面された部分を示す。インクジェット記録装置１０では、各種の記録媒体１５が搬送され、記録媒体１５に画像が記録される。記録媒体１５としては、布帛又は建築用資材が例示される。実施形態では、記録媒体１５は、長尺とされている。但し、記録媒体は、短尺であってもよい。画像の記録に用いるインクは、例えば、ブラック、マゼンタ、イエロー及びシアンの４色である。但し、これら各色のインクとは異なる色のインクを用いてもよい。インク色数は、３色以下又は５色以上としてもよい。

インクジェット記録装置１０は、搬送部２０と、インクジェットヘッド３０Ｋ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｃと、キャリッジ５０と、移動部６０と、メインタンク７０Ｋ，７０Ｍ，７０Ｙ，７０Ｃと、供給流路７１Ｋ，７１Ｍ，７１Ｙ，７１Ｃと、サブタンク７２Ｋ，７２Ｍ，７２Ｙ，７２Ｃと、接続流路７３Ｋ，７３Ｍ，７３Ｙ，７３Ｃと、制御装置８０を備える（図１参照）。

搬送部２０は、記録媒体１５を搬送する。インクジェット記録装置１０では、搬送部２０による記録媒体１５の搬送は、間欠的に行われる。搬送部２０は、ベルトコンベアである。搬送部２０は、公知のインクジェット記録装置の搬送部と同様である。従って、搬送部２０に関するこの他の説明は、省略する。

インクジェットヘッド３０Ｋは、ブラックインクを吐出するインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド３０Ｍは、マゼンタインクを吐出するインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド３０Ｙは、イエローインクを吐出するインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド３０Ｃは、シアンインクを吐出するインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド３０Ｋ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｃによれば、記録媒体１５に、フルカラーの画像を記録することができる。図１で、インクジェットヘッド３０Ｋ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｃより第二方向の第四側に図示された記録媒体１５の部分に付した模様は、記録媒体１５に記録された画像に対応する。第二方向及び第四側については、後述する。

インクジェットヘッド３０Ｋ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｃは、同様の構成を有する。実施形態では、インクジェットヘッド３０Ｋ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｃを区別しない場合、又はこれらを総称する場合、「インクジェットヘッド３０」という。インクジェットヘッド３０には、対応する色のインクを吐出する複数のノズル３１が形成される（図２及び図３参照）。インクジェットヘッド３０では、複数のノズル３１は、第一方向の第一側となる端面に形成される。実施形態では、第一方向は、鉛直方向に一致し、第一方向の第一側は、鉛直方向の下側となる。鉛直方向の上側となる第一方向の第一側とは反対側を「第二側」という。インクジェットヘッド３０で、複数のノズル３１が形成される第一方向の第一側の端面を「第一面３２」という。

インクジェットヘッド３０では、複数のノズル３１は、第一面３２で第二方向に配列される（図２参照）。第二方向は、第一方向に交差する方向である。インクジェット記録装置１０では、第二方向は、第一方向に直交する（図１参照）。更に、第二方向は、搬送方向に沿った方向に一致する。搬送方向は、搬送部２０によって記録媒体１５が搬送される方向である。第二方向の一方側を「第三側」といい、第二方向の他方側を「第四側」という。搬送方向は、第二方向の第三側から第四側に向かう方向となる。第二方向の第三側は、搬送方向の上流側に一致する。第二方向の第四側は、搬送方向の下流側に一致する。第二方向は、副走査方向と称されることもある。インクジェットヘッド３０に関するこの他の説明は、後述する。図１では、インクジェットヘッド３０Ｋ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｃの図示は、簡略化されている。

キャリッジ５０には、インクジェットヘッド３０Ｋ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｃが第三方向に隣り合った状態で、並んで搭載される。インクジェットヘッド３０Ｋ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｃの配列順序は、図１とは異なる順序としてもよい。これらの配列順序は、諸条件を考慮して適宜決定される。第三方向は、第一方向及び第二方向に交差する方向である。インクジェット記録装置１０では、第三方向は、第一方向及び第二方向に直交する。第三方向は、主走査方向と称されることもある。インクジェット記録装置１０では、インクジェットヘッド３０Ｋ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｃは、第一面３２が水平となる状態で、キャリッジ５０に搭載される。

移動部６０は、キャリッジ５０を第三方向に往復移動させる。移動部６０は、２個のプーリ６１，６２と、タイミングベルト６３と、モータ６４を備える。プーリ６１は、搬送部２０を基準として、第三方向の第五側に設けられる。プーリ６２は、搬送部２０を基準として、第三方向の第六側に設けられる。プーリ６２は、回転自在に支持される。タイミングベルト６３は、張力が作用した状態で、プーリ６１，６２に架け渡される。モータ６４は、プーリ６１に連結される。モータ６４としては、例えば、エンコーダ付きのサーボモータが採用される。モータ６４は、プーリ６１を回転させる。図１で、プーリ６１の内部に示す矢印は、プーリ６１の回転方向を示す。キャリッジ５０は、ステー５５を介してタイミングベルト６３に取り付けられる。

メインタンク７０Ｋは、ブラックインクを貯留する。供給流路７１Ｋは、メインタンク７０Ｋとサブタンク７２Ｋを接続する。サブタンク７２Ｋは、キャリッジ５０上でインクジェットヘッド３０Ｋの第一方向の第二側に設けられる。サブタンク７２Ｋは、インクジェットヘッド３０Ｋに供給されるブラックインクを副次的に貯留する。接続流路７３Ｋは、サブタンク７２Ｋとインクジェットヘッド３０Ｋを接続する。

メインタンク７０Ｍは、マゼンタインクを貯留する。供給流路７１Ｍは、メインタンク７０Ｍとサブタンク７２Ｍを接続する。サブタンク７２Ｍは、キャリッジ５０上でインクジェットヘッド３０Ｍの第一方向の第二側に設けられる。サブタンク７２Ｍは、インクジェットヘッド３０Ｍに供給されるマゼンタインクを副次的に貯留する。接続流路７３Ｍは、サブタンク７２Ｍとインクジェットヘッド３０Ｍを接続する。

メインタンク７０Ｙは、イエローインクを貯留する。供給流路７１Ｙは、メインタンク７０Ｙとサブタンク７２Ｙを接続する。サブタンク７２Ｙは、キャリッジ５０上でインクジェットヘッド３０Ｙの第一方向の第二側に設けられる。サブタンク７２Ｙは、インクジェットヘッド３０Ｙに供給されるイエローインクを副次的に貯留する。接続流路７３Ｙは、サブタンク７２Ｙとインクジェットヘッド３０Ｙを接続する。

メインタンク７０Ｃは、シアンインクを貯留する。供給流路７１Ｃは、メインタンク７０Ｃとサブタンク７２Ｃを接続する。サブタンク７２Ｃは、キャリッジ５０上でインクジェットヘッド３０Ｃの第一方向の第二側に設けられる。サブタンク７２Ｃは、インクジェットヘッド３０Ｃに供給されるシアンインクを副次的に貯留する。接続流路７３Ｃは、サブタンク７２Ｃとインクジェットヘッド３０Ｃを接続する。

メインタンク７０Ｋ，７０Ｍ，７０Ｙ，７０Ｃに貯留された各色のインクは、メインタンク７０Ｋ，７０Ｍ，７０Ｙ，７０Ｃからそれぞれ流出し、供給流路７１Ｋ，７１Ｍ，７１Ｙ，７１Ｃをそれぞれ流れてサブタンク７２Ｋ，７２Ｍ，７２Ｙ，７２Ｃに供給される。サブタンク７２Ｋ，７２Ｍ，７２Ｙ，７２Ｃに供給された各色のインクは、接続流路７３Ｋ，７３Ｍ，７３Ｙ，７３Ｃをそれぞれ流れてインクジェットヘッド３０Ｋ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｃに供給される。

図１では、供給流路７１Ｋ，７１Ｍ，７１Ｙ，７１Ｃは、簡略化された状態で図示されている。供給流路７１Ｋ，７１Ｍ，７１Ｙ，７１Ｃは、移動部６０によるキャリッジ５０の第三方向への移動に対応可能な状態で設けられる。実施形態では、接続流路７３Ｋ，７３Ｍ，７３Ｙ，７３Ｃを区別しない場合、又はこれらを総称する場合、「接続流路７３」という。

制御装置８０は、制御部８１と、ヘッド駆動部８２と、スイッチ部８３を備える。図１では、制御部８１とヘッド駆動部８２とスイッチ部８３は、制御装置８０としてまとまった状態で図示されている。但し、制御装置８０のこれら各部は、例えば、制御ボックスのような単一の筐体内に設けられていなくてもよい。例えば、スイッチ部８３は、インクジェットヘッド３０Ｋ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｃに近い位置で、インクジェットヘッド３０Ｋ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｃに対してそれぞれ設けられてもよい。

制御部８１は、インクジェット記録装置１０で実行される各種の動作を制御する。制御部８１は、例えば、ＣＰＵと、記憶部と、ＲＡＭを含む。ヘッド駆動部８２は、振動板３９に電気的に接続されたヘッド駆動回路である。ヘッド駆動部８２は、所定の電圧値の駆動信号を所定の周期で出力する。ヘッド駆動部８２から出力された駆動信号は、振動板３９に印加される。駆動信号は、所定の電圧値の電気パルス信号である。スイッチ部８３は、複数の圧電素子４０にそれぞれ電気的に接続されたスイッチ回路である。スイッチ部８３は、複数の圧電素子４０の全部又は一部に対応したスイッチを含む。例えば、１個のインクジェットヘッド３０に４個の圧電素子４０が設けられていたとする。１個のスイッチ部８３に含まれるスイッチが２個である場合、スイッチ部８３は、１個のインクジェットヘッド３０に対して２個設けられる。１個のスイッチ部８３に含まれるスイッチが４個である場合、スイッチ部８３は、１個のインクジェットヘッド３０に対して１個設けられる。振動板３９及び圧電素子４０については、後述する。

インクジェット記録装置１０で記録媒体１５に画像が記録される場合、移動部６０と搬送部２０は、次のように動作する。移動部６０では、モータ６４が時計回りと反時計回りに往復して回転する。モータ６４の回転に伴い、プーリ６１が左右両側に往復して回転する。モータ６４が所定の方向に回転することでプーリ６１が左回転すると、タイミングベルト６３も左回転する。プーリ６２は、左回転するタイミングベルト６３に従動して回転する。これに伴い、キャリッジ５０は、第三方向の第六側から第五側に移動する。キャリッジ５０が第三方向の第五側の移動端に到達すると、モータ６４の回転方向は反転し、プーリ６１は、右回転する。プーリ６１が右回転すると、タイミングベルト６３も右回転する。プーリ６２は、右回転するタイミングベルト６３に従動して回転する。これに伴い、キャリッジ５０は、第三方向の第五側から第六側に移動する。キャリッジ５０が第三方向の第六側の移動端に到達すると、モータ６４の回転方向は再度反転し、プーリ６１は、再度左回転する。

搬送部２０は、キャリッジ５０の第三方向の第六側から第五側への移動と、キャリッジ５０の第三方向の第五側から第六側への移動に対応させて、記録媒体１５を第二方向の第三側から第四側に搬送する。即ち、搬送部２０による記録媒体１５の搬送は、前述したキャリッジ５０の第三方向への各移動に応じて間欠的に行われる。各色のインクは、キャリッジ５０が第三方向に移動している所定のタイミングでインクジェットヘッド３０Ｋ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｃの各ノズル３１から記録媒体１５に向けて吐出される。インクジェットヘッド３０Ｋ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｃの各ノズル３１から吐出された各色のインクは、記録媒体１５の表面に着弾する。これに伴い、記録媒体１５の表面には、画像が記録される。

移動部６０は、画像の記録が終了するまで動作する。従って、キャリッジ５０の第三方向への往復移動は、画像の記録が終了するまで繰り返される。搬送部２０は、画像の記録が終了した後、所定のタイミングで停止する。搬送部２０の停止に伴い、記録媒体１５の搬送も、終了する。

＜インクジェットヘッド＞
インクジェットヘッド３０について、図２及び図３を参照して説明する。インクジェットヘッド３０は、本体部３３と、振動板３９と、複数の圧電素子４０と、複数の拘束部４１と、複数の支持部４６を備える（図２参照）。インクジェットヘッド３０では、本体部３３と振動板３９は、一体的な構成とされる。振動板３９は、１個の本体部３３と複数の圧電素子４０に対して１枚設けられる。更に、インクジェットヘッド３０では、ノズル３１と圧電素子４０と拘束部４１と支持部４６は、同じ数だけ設けられる。即ち、複数の支持部４６は、１個の拘束部４１に対して１個設けられる。複数の拘束部４１は、１個の圧電素子４０に対して１個設けられる。複数の圧電素子４０は、１個のノズル３１に対して１個設けられる。

インクジェットヘッド３０では、ノズル３１の数は、４個とされている。従って、インクジェットヘッド３０は、第一圧電素子、第二圧電素子、第三圧電素子及び第四圧電素子としての４個の圧電素子４０と、第一拘束部、第二拘束部、第三拘束部及び第四拘束部としての４個の拘束部４１と、第一支持部、第二支持部、第三支持部及び第四支持部としての４個の支持部４６を備える。インクジェットヘッド３０では、前述の４個の圧電素子４０は、同様の構成とされ、前述の４個の拘束部４１は、同様の構成とされ、前述の４個の支持部４６は、同様の構成とされている。実施形態では、前述の４個の圧電素子４０を区別せず、又はこれらを総称して単に「圧電素子４０」といい、前述の４個の拘束部４１を区別せず、又はこれらを総称して単に「拘束部４１」といい、前述の４個の支持部４６を区別せず、又はこれらを総称して単に「支持部４６」という。このことは、４個のノズル３１についても同様である。

インクジェットヘッド３０がキャリッジ５０に搭載された状態で、第一方向の第一側となる本体部３３の端面は、インクジェットヘッド３０の第一面３２となる。従って、実施形態では、インクジェットヘッド３０の第一面３２となる本体部３３の端面も「第一面３２」という。インクジェットヘッド３０がキャリッジ５０に搭載された状態で、第一方向の第二側となる本体部３３の端面を「第二面３４」という。

本体部３３には、第一面３２に複数のノズル３１が形成される。インクジェットヘッド３０では、ノズル３１の数は、上述した通り、４個とされ、４個のノズル３１は、第二方向に等間隔で１列に配置されている。但し、このようなノズル３１の数及び配置は、例示である。ノズル３１の数及び配置は、諸条件を考慮して適宜決定される。更に、本体部３３には、供給口３５と内部流路３６が形成される。供給口３５は、接続流路７３と接続される。接続流路７３を流れたインクは、供給口３５を通過してインクジェットヘッド３０に供給される。内部流路３６は、供給口３５と複数のノズル３１を繋ぐ。供給口３５から流入したインクは、内部流路３６を流れて複数のノズル３１に到達する。

内部流路３６は、本流部３７と、複数の支流部３８を含む（図３参照）。本流部３７は、供給口３５から連続した流路である。本流部３７は、複数のノズル３１に対応した状態で形成される。即ち、本流部３７は、複数のノズル３１と同じく第二方向に沿った状態で形成される。供給口３５から流入したインクは、本流部３７を流れる。複数の支流部３８は、本流部３７から分岐した流路である。複数の支流部３８は、複数のノズル３１にそれぞれ繋がる。本流部３７から流入したインクは、支流部３８をそれぞれ流れて各ノズル３１に到達する。本体部３３では、内部流路３６の一部は、第二面３４で開口した状態とされる。第二面３４で開口状態となる内部流路３６の部分は、本流部３７から第三方向に沿って設けられる複数の支流部３８の各部分である。

振動板３９は、本体部３３の第二面３４に設けられる。例えば、振動板３９は、本体部３３の第二面３４に貼り付けられる。振動板３９は、第二面３４上で、上述した開口状態となる内部流路３６の部分を被覆する。振動板３９は、内部流路３６の壁面の複数の領域を形成する。即ち、振動板３９は、複数の支流部３８で各支流部３８を形成する壁面の一部となる。振動板３９は、導電材料によるシート状の電極部を含む。本体部３３が導電材料により形成される場合、振動板３９は、更に、電気絶縁材料による絶縁シートを含む。即ち、振動板３９は、電極部と絶縁シートによる積層構造とされる。電極部及び絶縁シートの各厚みは、数十μｍ〜数百μｍ程度とされる。積層構造の振動板３９は、絶縁シートが第一方向の第一側となり、電極部が第一方向の第二側となる状態で、第二面３４に設けられる。即ち、振動板３９の絶縁シートは、第二面３４と振動板３９の電極部に挟み込まれた状態となる。

圧電素子４０としては、ｄ３３モードの積層型の圧電素子が採用される。更に、圧電素子４０としては、１００ｎｍ以上変形可能な大型の圧電素子が採用される。参考例として、公知のインクジェットヘッドでは、圧電素子の変形量は、数十ｎｍ程度とされる。複数の圧電素子４０は、積層方向が第一方向に一致する状態で、振動板３９の第一方向の第二側の端面に設けられる。複数の圧電素子４０は、複数の支流部３８にそれぞれ対応させた状態で、第二方向に等間隔に並んで設けられ、振動板３９の電極部に電気的に接続される。圧電素子４０は、支流部３８の壁面の一部を形成する振動板３９の部分を挟んで支流部３８と向かい合う。複数の圧電素子４０は、駆動信号の印可に伴い、第一方向に１００ｎｍ以上の所定量だけ変形する。

拘束部４１は、圧電素子４０に対応させた状態で、圧電素子４０の第一方向の第二側に設けられる。拘束部４１は、接触部４２と、調整部４３を含む。接触部４２は、圧電素子４０の第一方向の第二側の端面に接する。調整部４３は、接触部４２を移動させる。インクジェットヘッド３０では、調整部４３による接触部４２の移動方向は、第一方向とされる。接触部４２と調整部４３を含む拘束部４１は、ねじを用いた構造とされる。この点に関する説明は、後述する。

支持部４６は、拘束部４１を支持する。支持部４６は、設置部４７を含む。設置部４７は、圧電素子４０の第一方向の第二側に設けられる。拘束部４１は、接触部４２が第一方向の第一側となる状態で、設置部４７に設けられる。設置部４７には、設置部４７を第一方向に貫通する貫通孔４８が設けられる。インクジェットヘッド３０では、複数の支持部４６は、第二方向に等間隔に並んで設けられる（図２参照）。即ち、複数の支持部４６は、第二方向に隣り合う支持部４６と所定の間隔だけ離間する。各支持部４６に支持される複数の拘束部４１も、第二方向に隣り合う拘束部４１と所定の間隔だけ離間した状態で、第二方向に並ぶ。複数の支持部４６は、本体部３３と一体的にされる。インクジェットヘッド３０では、複数の支持部４６は、本体部３３の外縁部に固定される。この固定には、締結具が用いられる。締結具としては、ねじが例示される。図２及び図３では、締結具の図示は、省略されている。

＜拘束部＞
拘束部４１について、図３を参照して説明する。ねじを用いた構造の拘束部４１では、調整部４３は、ナット部４４と、ねじ部４５を含む。ナット部４４は、設置部４７の第一方向の第二側の端面に設けられる。ナット部４４が設置部４７に設けられた状態で、ナット部４４に形成されたねじ孔は、第一方向に設置部４７の貫通孔４８と連続する。ねじ部４５は、第一方向の第二側から第一側に向けてナット部４４に嵌め込まれ、更に、貫通孔４８に挿入される。ねじ部４５の第一方向の第一側の部分には、棒状の接触部４２が一体的に形成される。接触部４２は、圧電素子４０に向けて第一方向の第一側に突出する。

ねじ部４５が右ねじであるとする。調整部４３では、ねじ部４５が右回転（図２参照）される。これに伴い、ねじ部４５と接触部４２は、第一方向の第一側に移動する（図３の第一状態〜第二状態参照）。接触部４２は、圧電素子４０の第一方向の第二側の端面に接する（図３の第二状態参照）。圧電素子４０は、振動板３９と接触部４２に挟み込まれる。調整部４３では、ねじ部４５が左回転（図２参照）される。これに伴い、ねじ部４５と接触部４２は、第一方向の第二側に移動する（図３の第二状態〜第一状態参照）。接触部４２は、圧電素子４０の第一方向の第二側の端面から離間する（図３の第一状態参照）。振動板３９と接触部４２による圧電素子４０の挟み込みは、解除される。

＜インクの吐出＞
ノズル３１からのインクの吐出について、図３を参照して説明する。画像の記録時、制御部８１は、駆動信号の出力を制御する。この制御に応じて、ヘッド駆動部８２では、駆動信号の出力が開始される。駆動信号は、振動板３９の電極部に所定の周期で印加される。更に、制御部８１は、画像データに従い、吐出信号を生成する。画像データは、記録媒体１５に記録される画像に対応したデータである。画像データは、所定のアプリケーションプログラムを用いて生成され、制御部８１の記憶部に記憶される。制御部８１は、記憶部から画像データを取得する。但し、画像データは、制御装置８０に接続された外部装置（不図示）から入力されてもよい。生成された吐出信号は、スイッチ部８３に入力される。吐出信号は、所定の電圧値の電気パルス信号である。スイッチ部８３では、入力された吐出信号に応じて、内蔵されたスイッチのうちの所定のスイッチが閉結される。

スイッチ部８３に内蔵された所定のスイッチが閉結されたタイミングで、振動板３９の電極部に駆動信号が印加されると、振動板３９上の複数の圧電素子４０のうち、閉結されたスイッチに接続された圧電素子４０に駆動信号が印加される。駆動信号が印加された圧電素子４０は、第一方向に変形する（図３の第三状態参照）。但し、圧電素子４０は、第一方向の第二側で接触部４２と接する。そのため、圧電素子４０が変形する方向は、第一方向の第一側となる。圧電素子４０が変形する量は、上述した通り、１００ｎｍ以上の所定量となる。駆動信号が印加された圧電素子４０が第一方向の第一側に１００ｎｍ以上の所定量だけ変形することで、この圧電素子４０と接する振動板３９の部分が圧電素子４０の変形量に応じた量だけ第一方向の第一側に変形する。これに伴い、前述の振動板３９の部分を内壁とする支流部３８の容積が前述の振動板３９の部分の変形量に応じた量だけ縮小する。支流部３８の容積の縮小に伴う圧力は、縮小した支流部３８内のインクに作用する。これにより、この支流部３８に繋がるノズル３１では、インクが吐出される。図３の第三状態で、ノズル３１の近傍の黒丸は、ノズル３１から吐出されたインクに対応する。

圧電素子４０は、閉結されたスイッチの開放及び駆動信号の未出力の一方又は両方に伴い、変形前の状態に戻る（図３の第二状態参照）。圧電素子４０は、この圧電素子４０が接続されたスイッチ部８３のスイッチの閉結と所定の周期の駆動信号の印加が一致する度に、繰り返して変形する。スイッチの閉結は、吐出信号の入力に伴い行われる。圧電素子４０の変形が繰り返されると、繰り返して変形する圧電素子４０に対応した振動板３９の部分も、繰り返して変形する。その結果、変形する振動板３９の部分を内壁とする支流部３８に繋がるノズル３１では、インクが繰り返して吐出される。

＜実施形態の効果＞
実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。

（１）インクジェットヘッド３０は、本体部３３と、振動板３９と、複数の圧電素子４０と、複数の拘束部４１と、複数の支持部４６を備える（図２及び図３参照）。インクジェットヘッド３０では、第二方向に等間隔で配列される複数のノズル３１に対応させて、複数の圧電素子４０が第二方向に等間隔に並んで設けられる。複数の圧電素子４０には、複数の拘束部４１が対応させて設けられる。複数の支持部４６は、第二方向に隣り合う支持部４６と所定の間隔だけ離間した状態で、第二方向に並んで設けられる。支持部４６は、拘束部４１を圧電素子４０の第一方向の第二側に支持する。支持部４６によって支持された拘束部４１では、接触部４２が圧電素子４０の第一方向の第二側の端面に接する。そのため、インクジェットヘッド３０では、複数の圧電素子４０のうちの何れかの圧電素子４０の変形に伴う振動が複数の支持部４６の間を伝達されることを抑制することができる。複数の圧電素子４０のうちの何れかの圧電素子４０の変形に伴い、別の圧電素子４０に対応した振動板３９の部分が振動することを防止することができる。インクの粘度に関わらず、インクの吐出不良を低減させることができる。

（２）拘束部４１には、調整部４３が設けられる（図２及び図３参照）。調整部４３は、接触部４２を第一方向に移動させる。そのため、インクジェットヘッド３０では、拘束部４１による圧電素子４０の拘束力を調整することができる。複数の圧電素子４０では、第一方向の寸法にばらつきが生じることも想定される。１個の圧電素子４０に対して１個の拘束部４１を設けることで、拘束力を複数の圧電素子４０毎に調整することができる。複数の圧電素子４０毎に与圧を設定することができる。

＜変形例＞
実施形態は、次のようにすることもできる。以下に示す変形例のうちの幾つかの構成は、適宜組み合わせて採用することもできる。以下では、上記とは異なる点を説明することとし、同様の点についての説明は、適宜省略する。

（１）インクジェット記録装置１０では、記録媒体１５への画像の記録は、移動部６０によりキャリッジ５０を第三方向に往復移動させながら行われる（図１参照）。インクジェット記録装置としては、インクジェット記録装置１０とは異なるタイプの装置が実用化されている。この異なるタイプのインクジェット記録装置は、ライン型と称されるインクジェットヘッドを備える。拘束部４１及び支持部４６等を備えるインクジェットヘッド３０の構成は、上記同様、ライン型のインクジェットヘッドに採用することもできる。但し、ライン型のインクジェットヘッドでは、複数のノズルが配列される第二方向は、第一方向と記録媒体１５の搬送方向の両方向に交差する方向となる。即ち、ライン型のインクジェットヘッドでは、第二方向は、上記における第三方向に一致する。互いに交差する第一方向と第二方向と搬送方向に関し、第一方向と第二方向と搬送方向は、例えば、直交する方向とされる。ライン型のインクジェットヘッドとこれを備えるインクジェット記録装置は、既に実用化された公知の構成である。従って、これらに関するこの他の説明は、省略する。

（２）インクジェットヘッド３０では、拘束部４１は、接触部４２と、調整部４３を含む（図２及び図３参照）。調整部４３は、ナット部４４と、ねじ部４５を含む。ナット部４４は、支持部４６の設置部４７に設けられる。拘束部では、調整部は、次のねじ孔が支持部の設置部に形成された構成としてもよい。前述のねじ孔は、上記のナット部４４のねじ孔に対応したねじ孔である。前述のねじ孔は、上記の貫通孔４８と同様、支持部の設置部を第一方向に貫通する。ねじ部は、上記の接触部４２と一体をなすねじ部４５と同様、接触部と一体をなし、直接、設置部に形成されたねじ孔に嵌め込まれる。

この他、拘束部としては、公知の直動機構を採用してもよい。例えば、接触部と調整部を含む拘束部として、マイクロメータヘッドを採用してもよい。拘束部がマイクロメータヘッドである場合、マイクロメータヘッドのスピンドルの先端部は、接触部となる。前述の先端部を除くスピンドルの部分とスリーブとシンブルとラチェットといったマイクロメータヘッドの各部は、調整部となる。拘束部としてのマイクロメータヘッドは、上記の拘束部４１と同様、支持部の設置部に設けられる。拘束部としてマイクロメータヘッドを採用することで、接触部の第一方向への移動量を高精度に設定することができる。マイクロメータヘッドは、公知の構成である。そのため、マイクロメータヘッドによる拘束部に関するこの他の説明は、省略する。

（３）インクジェットヘッド３０では、複数の支持部４６は、本体部３３の外縁部に固定される（図２及び図３参照）。インクジェットヘッドでは、本体部と複数の支持部は、次のように固定されてもよい。即ち、インクジェットヘッドには、所定の形状のフレーム部が設けられる。本体部と複数の支持部は、このフレーム部に固定される。複数の支持部は、上記同様、第二方向に隣り合う支持部と所定の間隔だけ離間した状態で、第二方向に並んで設けられる。

（４）インクジェットヘッド３０では、複数の圧電素子４０は、積層方向が第一方向に一致する状態で、振動板３９の第一方向の第二側の端面に設けられる（図２及び図３参照）。振動板３９は、一体的な構成とされ、複数の圧電素子４０に対して１枚とされる（図２参照）。インクジェットヘッド３０では、全ての圧電素子４０が一体的な振動板３９の第一方向の第二側の端面に設けられる。振動板３９は、１個又は２個以上の所定数の圧電素子４０に対応させて分割された構成としてもよい。

圧電素子４０が４個である場合、振動板３９は、例えば、第二方向に分割板９１，９２，９３，９４に４分割された構成としてもよい（図４参照）。この場合、分割板９１，９２，９３，９４は、各支流部３８に対応させた状態で、本体部３３の第二面３４に第二方向に並んで設けられ、図２及び図３に示す振動板３９と同様、各支流部３８を形成する壁面の一部となる。分割板９１，９２，９３，９４は、図２及び図３に示す振動板３９と同様、電極部と絶縁シートによる積層構造とされる。分割板９１，９２，９３，９４には、１個の圧電素子４０がそれぞれ上記同様に設けられる。複数の圧電素子４０のうちの何れかの圧電素子４０の変形に伴う振動が分割板９１，９２，９３，９４の間を伝達されることを抑制することができる。図４に示すインクジェットヘッド３０を図２に示すＤ−Ｄ線に対応する位置で断面した場合、その構造は、図３と同様となる。

図４とは異なり、振動板は、例えば、第二方向に２分割された構成としてもよい（不図示）。この場合、２分割された振動板の各分割板は、各支流部３８に対応させた状態で、本体部３３の第二面３４に第二方向に並んで設けられ、図２及び図３に示す振動板３９と同様、各支流部３８を形成する壁面の一部となる。２分割された振動板の各分割板は、図２及び図３に示す振動板３９と同様、電極部と絶縁シートによる積層構造とされる。圧電素子４０が４個である場合、２分割された振動板の各分割板には、２個の圧電素子４０がそれぞれ上記同様に設けられる。複数の圧電素子４０のうちの何れかの圧電素子４０の変形に伴う振動が２分割された振動板の間を伝達されることを抑制することができる。振動板を複数の分割板に分割する場合、分割数は、諸条件を考慮して適宜決定される。

（５）インクジェット記録装置１０では、第一方向は、鉛直方向とされる（図１及び図３参照）。インクジェット記録装置では、第一方向は、鉛直方向とは異なる方向であってもよい。例えば、インクジェット記録装置では、第一方向は、水平方向であってもよい。第一方向の向きに関わらず、上述した第二方向と第三方向と搬送方向は、第一方向に交差する方向とされる。

１０ インクジェット記録装置、 １５ 記録媒体、 ２０ 搬送部
３０，３０Ｋ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｃ インクジェットヘッド、 ３１ ノズル
３２ 第一面、 ３３ 本体部、 ３４ 第二面、 ３５ 供給口、 ３６ 内部流路
３７ 本流部、 ３８ 支流部、 ３９ 振動版、 ４０ 圧電素子、 ４１ 拘束部
４２ 接触部、 ４３ 調整部、 ４４ ナット部、 ４５ ねじ部、 ４６ 支持部
４７ 設置部、 ４８ 貫通孔、 ５０ キャリッジ、 ５５ ステー
６０ 移動部、 ６１，６２ プーリ、 ６３ タイミングベルト、 ６４ モータ
７０Ｋ，７０Ｍ，７０Ｙ，７０Ｃ メインタンク
７１Ｋ，７１Ｍ，７１Ｙ，７１Ｃ 供給流路
７２Ｋ，７２Ｍ，７２Ｙ，７２Ｃ サブタンク
７３，７３Ｋ，７３Ｍ，７３Ｙ，７３Ｃ 接続流路、 ８０ 制御装置
８１ 制御部、 ８２ ヘッド駆動部、 ８３ スイッチ部
９１，９２，９３，９４ 分割板

Claims (3)

1. 第一方向の第一側となる第一面にインクを吐出する複数のノズルが前記第一方向に交差する第二方向に配列され、内部に前記インクを前記複数のノズルに流す内部流路が形成された本体部と、
   前記本体部の前記第一方向の第二側の第二面に設けられ、前記内部流路の壁面の第一領域を形成し、且つ前記壁面の第二領域を形成する振動板と、
   前記第一方向に変形し、前記壁面の第一領域を形成する前記振動板の部分を前記第一方向に変形させる積層型の第一圧電素子と、
   前記第一方向に変形し、前記第二方向に前記第一圧電素子と並んで設けられ、前記壁面の第二領域を形成する前記振動板の部分を前記第一方向に変形させる積層型の第二圧電素子と、
   前記第一圧電素子に対応させた状態で前記第一圧電素子の前記第一方向の第二側に設けられ、前記第一圧電素子の前記第一方向の第二側の端面に接する第一接触部を含む第一拘束部と、
   前記第一拘束部を支持する第一支持部と、
   前記第二圧電素子に対応させた状態で前記第二圧電素子の前記第一方向の第二側に設けられ、前記第二圧電素子の前記第一方向の第二側の端面に接する第二接触部を含む第二拘束部と、
   前記第一支持部と前記第二方向に所定の間隔だけ離間した状態で前記第二方向に前記第一支持部と並んで設けられ、前記第二拘束部を支持する第二支持部と、を備えるインクジェットヘッド。
2. 前記第一拘束部は、前記第一接触部を前記第一方向に移動させる第一調整部を含み、
   前記第二拘束部は、前記第二接触部を前記第一方向に移動させる第二調整部を含む、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置。

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