JP3178945B2 - インクジェットプリントヘッド - Google Patents
インクジェットプリントヘッドInfo
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- JP3178945B2 JP3178945B2 JP19473093A JP19473093A JP3178945B2 JP 3178945 B2 JP3178945 B2 JP 3178945B2 JP 19473093 A JP19473093 A JP 19473093A JP 19473093 A JP19473093 A JP 19473093A JP 3178945 B2 JP3178945 B2 JP 3178945B2
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- plate
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、インクジェットプリントヘッド
に係り、特に金属製のノズル部材とセラミック製のイン
クポンプ部材（圧電／電歪膜型アクチュエータ）とを重
ね合わせて、接合、一体化せしめてなる、積層構造のイ
ンクジェットプリントヘッドにおいて、そのインク吐出
性能の改善を図る技術に関するものである。
に係り、特に金属製のノズル部材とセラミック製のイン
クポンプ部材（圧電／電歪膜型アクチュエータ）とを重
ね合わせて、接合、一体化せしめてなる、積層構造のイ
ンクジェットプリントヘッドにおいて、そのインク吐出
性能の改善を図る技術に関するものである。
【０００２】
【背景技術】近年、プリンタの市場では、静粛で、ラン
ニングコストが安いインクジェットプリンタの需要が、
急速に伸びてきている。そして、そのようなインクジェ
ットプリンタに使用されるインクジェットプリントヘッ
ドとしては、一般に、インクが供給されて充填されるイ
ンク加圧室内の圧力を上昇させて、ノズル孔から粒子状
乃至は液滴状のインクを打ち出して（噴射させて）、印
字するようにしたものが用いられている。
ニングコストが安いインクジェットプリンタの需要が、
急速に伸びてきている。そして、そのようなインクジェ
ットプリンタに使用されるインクジェットプリントヘッ
ドとしては、一般に、インクが供給されて充填されるイ
ンク加圧室内の圧力を上昇させて、ノズル孔から粒子状
乃至は液滴状のインクを打ち出して（噴射させて）、印
字するようにしたものが用いられている。
【０００３】また、このインク加圧室内の圧力を上昇さ
せる機構の一種として、インク加圧室壁に設けた圧電／
電歪素子の変位によって、インク加圧室の体積を変化さ
せるタイプのものが知られており、他の、インク加圧室
内に配置したヒータの加熱で微細な泡を発生させるタイ
プのものに比べて、原理的に消費電力が低いことや印字
品質が高い等の特徴が認められている。
せる機構の一種として、インク加圧室壁に設けた圧電／
電歪素子の変位によって、インク加圧室の体積を変化さ
せるタイプのものが知られており、他の、インク加圧室
内に配置したヒータの加熱で微細な泡を発生させるタイ
プのものに比べて、原理的に消費電力が低いことや印字
品質が高い等の特徴が認められている。
【０００４】ところで、かくの如き圧電／電歪素子の変
位を利用するタイプのインクジェットプリントヘッド
は、例えば、図６及び図７に示されるように、複数のノ
ズル孔２が設けられたノズルプレート４と、複数のオリ
フィス孔６が設けられたオリフィスプレート８とを、流
路プレート１０を挟んで積層、接合することにより、前
記ノズル孔２にインクを導くインク噴出用流路１２と、
前記オリフィス孔６にインクを導くインク供給用流路１
４とを、それぞれ、内部に形成せしめて成るインクノズ
ル部材１６に対して、所定のプレート１８、２０の積層
体にて形成された、前記各ノズル孔２およびオリフィス
孔６に対応する複数の空所２２を有するインクポンプ部
材２４を重ね合わせて、接着一体化することにより、前
記ノズル孔２およびオリフィス孔６の背後に、それぞ
れ、インク加圧室２６を形成すると共に、かかるインク
加圧室２６の壁部に圧電／電歪素子２８を固着すること
によって、形成されることとなる。なお、このようなイ
ンクジェットプリントヘッドにおけるノズルプレート
４、オリフィスプレート８、流路プレート１０にて構成
されるインクノズル部材１６は、一般に、精密加工の容
易さやコスト等の点から、ステンレス等の金属製とされ
ている。また、ノズルプレート４は、図６に示されるよ
うに、テーパ孔の形成された第一のノズルプレート４ａ
と、ストレート孔の形成された第二のノズルプレート４
ｂを貼合わせて形成されている。
位を利用するタイプのインクジェットプリントヘッド
は、例えば、図６及び図７に示されるように、複数のノ
ズル孔２が設けられたノズルプレート４と、複数のオリ
フィス孔６が設けられたオリフィスプレート８とを、流
路プレート１０を挟んで積層、接合することにより、前
記ノズル孔２にインクを導くインク噴出用流路１２と、
前記オリフィス孔６にインクを導くインク供給用流路１
４とを、それぞれ、内部に形成せしめて成るインクノズ
ル部材１６に対して、所定のプレート１８、２０の積層
体にて形成された、前記各ノズル孔２およびオリフィス
孔６に対応する複数の空所２２を有するインクポンプ部
材２４を重ね合わせて、接着一体化することにより、前
記ノズル孔２およびオリフィス孔６の背後に、それぞ
れ、インク加圧室２６を形成すると共に、かかるインク
加圧室２６の壁部に圧電／電歪素子２８を固着すること
によって、形成されることとなる。なお、このようなイ
ンクジェットプリントヘッドにおけるノズルプレート
４、オリフィスプレート８、流路プレート１０にて構成
されるインクノズル部材１６は、一般に、精密加工の容
易さやコスト等の点から、ステンレス等の金属製とされ
ている。また、ノズルプレート４は、図６に示されるよ
うに、テーパ孔の形成された第一のノズルプレート４ａ
と、ストレート孔の形成された第二のノズルプレート４
ｂを貼合わせて形成されている。
【０００５】一方、本願出願人は、先に、特願平２−１
１１７４号や特願平３−２０４８４５号等として、上記
のようなタイプのインクジェットプリントヘッドにおけ
るインクポンプ部材２４として好適に用いられ得る、セ
ラミック製の圧電／電歪膜型アクチュエータを提案し
た。この圧電／電歪膜型アクチュエータは、前記プレー
ト１８及び２０に相当するセラミック基板の一方の面上
に、第一の電極膜と圧電／電歪膜と第二の電極膜との組
合せからなる圧電／電歪駆動部が、圧電／電歪膜型素子
として、一体的に積層形成されて成る構造を有するもの
であって、小型で安価な、高信頼性のアクチュエータで
あると共に、低駆動電圧にて大変位が得られ、また応答
速度が速く、且つ発生力も大きいという優れた特徴を有
しており、インクジェットプリントヘッドにおけるイン
クポンプ部材として、誠に有用なものであった。
１１７４号や特願平３−２０４８４５号等として、上記
のようなタイプのインクジェットプリントヘッドにおけ
るインクポンプ部材２４として好適に用いられ得る、セ
ラミック製の圧電／電歪膜型アクチュエータを提案し
た。この圧電／電歪膜型アクチュエータは、前記プレー
ト１８及び２０に相当するセラミック基板の一方の面上
に、第一の電極膜と圧電／電歪膜と第二の電極膜との組
合せからなる圧電／電歪駆動部が、圧電／電歪膜型素子
として、一体的に積層形成されて成る構造を有するもの
であって、小型で安価な、高信頼性のアクチュエータで
あると共に、低駆動電圧にて大変位が得られ、また応答
速度が速く、且つ発生力も大きいという優れた特徴を有
しており、インクジェットプリントヘッドにおけるイン
クポンプ部材として、誠に有用なものであった。
【０００６】しかしながら、本発明者らが検討したとこ
ろによると、かかるセラミック製の圧電／電歪膜型アク
チュエータをインクポンプ部材として用い、これに、イ
ンクを噴射させるノズル孔が設けられた金属製のノズル
部材を重ね合わせて、接合せしめ、インクジェットプリ
ントヘッドを構成した場合において、かかるインクポン
プ部材の変位特性（変位量）が、その本来の特性値より
も、少なからず低下することが、明らかとなったのであ
る。
ろによると、かかるセラミック製の圧電／電歪膜型アク
チュエータをインクポンプ部材として用い、これに、イ
ンクを噴射させるノズル孔が設けられた金属製のノズル
部材を重ね合わせて、接合せしめ、インクジェットプリ
ントヘッドを構成した場合において、かかるインクポン
プ部材の変位特性（変位量）が、その本来の特性値より
も、少なからず低下することが、明らかとなったのであ
る。
【０００７】例えば、上記の如きセラミック製のインク
ポンプ部材とステンレス製のノズル部材とを接着剤にて
１２０℃にて接着、一体化せしめ、インクジェットプリ
ントヘッドを構成した場合において、所定の駆動電圧を
印加した際の変位量に関し、インクポンプ部材単体での
変位量：０．３０μｍから、プリントヘッドに組み付け
られたインクポンプ部材の変位量は、０．２０μｍと、
その変位特性が３割以上も、低下することが認められた
のである。
ポンプ部材とステンレス製のノズル部材とを接着剤にて
１２０℃にて接着、一体化せしめ、インクジェットプリ
ントヘッドを構成した場合において、所定の駆動電圧を
印加した際の変位量に関し、インクポンプ部材単体での
変位量：０．３０μｍから、プリントヘッドに組み付け
られたインクポンプ部材の変位量は、０．２０μｍと、
その変位特性が３割以上も、低下することが認められた
のである。
【０００８】
【解決課題】ここにおいて、本発明者らは、かかるイン
クポンプ部材の変位特性の低下、ひいてはインクジェッ
トプリントヘッドにおけるインク吐出性能の低下の原因
について、種々、検討した結果、インクジェットプリン
トヘッドを構成するノズル部材とインクポンプ部材と
が、前者が金属製、後者がセラミック製として、熱膨張
特性の異なる材質にて形成されているところから、プリ
ントヘッド製造工程における熱履歴によって、またプリ
ントヘッドに対する加熱作用によって、かかるインクポ
ンプ部材に熱応力が発生したり、熱歪が残ったりして、
インクポンプ部材に曲げ変形作用や圧縮作用を及ぼし、
これが、インクポンプ部材の変位特性を低下せしめる大
きな原因となっていることをつきとめたのである。
クポンプ部材の変位特性の低下、ひいてはインクジェッ
トプリントヘッドにおけるインク吐出性能の低下の原因
について、種々、検討した結果、インクジェットプリン
トヘッドを構成するノズル部材とインクポンプ部材と
が、前者が金属製、後者がセラミック製として、熱膨張
特性の異なる材質にて形成されているところから、プリ
ントヘッド製造工程における熱履歴によって、またプリ
ントヘッドに対する加熱作用によって、かかるインクポ
ンプ部材に熱応力が発生したり、熱歪が残ったりして、
インクポンプ部材に曲げ変形作用や圧縮作用を及ぼし、
これが、インクポンプ部材の変位特性を低下せしめる大
きな原因となっていることをつきとめたのである。
【０００９】従って、本発明は、そのような知見に基づ
いて完成されたものであり、そしてその解決課題とする
ところは、インクジェットプリントヘッドにおけるイン
クポンプ部材の変位特性を効果的に改善せしめ、ひいて
はインク吐出性能の向上を図ることにある。
いて完成されたものであり、そしてその解決課題とする
ところは、インクジェットプリントヘッドにおけるイン
クポンプ部材の変位特性を効果的に改善せしめ、ひいて
はインク吐出性能の向上を図ることにある。
【００１０】
【解決手段】そして、本発明は、かかる課題を解決する
ために、インクを噴射させるノズル孔が設けられた金属
製のノズル部材に対して、該ノズル孔に対応する空所が
設けられたセラミック製のインクポンプ部材を重ね合わ
せて接合することにより、前記ノズル孔の背後にインク
加圧室を形成する一方、該インク加圧室の壁部の一部
を、該インクポンプ部材に設けた圧電／電歪膜型素子に
よって変形させて、前記インク加圧室に圧力を生ぜしめ
ることにより、該インク加圧室に供給されるインクを前
記ノズル孔より噴射させるようにしたインクジェットプ
リントヘッドにおいて、前記ノズル部材と前記インクポ
ンプ部材の熱膨張特性の差異によって加わる該インクポ
ンプ部材に対する応力を緩和する熱膨張特性調整部材
を、それらノズル部材及びインクポンプ部材と共に重ね
合わせて、一体的に接合せしめたことを特徴とするイン
クジェットプリントヘッドを、その要旨とするものであ
る。
ために、インクを噴射させるノズル孔が設けられた金属
製のノズル部材に対して、該ノズル孔に対応する空所が
設けられたセラミック製のインクポンプ部材を重ね合わ
せて接合することにより、前記ノズル孔の背後にインク
加圧室を形成する一方、該インク加圧室の壁部の一部
を、該インクポンプ部材に設けた圧電／電歪膜型素子に
よって変形させて、前記インク加圧室に圧力を生ぜしめ
ることにより、該インク加圧室に供給されるインクを前
記ノズル孔より噴射させるようにしたインクジェットプ
リントヘッドにおいて、前記ノズル部材と前記インクポ
ンプ部材の熱膨張特性の差異によって加わる該インクポ
ンプ部材に対する応力を緩和する熱膨張特性調整部材
を、それらノズル部材及びインクポンプ部材と共に重ね
合わせて、一体的に接合せしめたことを特徴とするイン
クジェットプリントヘッドを、その要旨とするものであ
る。
【００１１】なお、かかる本発明に従うインクジェット
プリントヘッドにあっては、前記熱膨張特性調整部材
は、具体的には、前記ノズル部材、更にはそれよりも熱
膨張率の小さな前記インクポンプ部材の熱膨張率よりも
小さな熱膨張率を有し、そして該ノズル部材のインクポ
ンプ部材が接合される側とは反対側に重ね合わされて、
接合せしめられることとなる。即ち、熱膨張率の大きい
ノズル部材の両面に、熱膨張率の小さいインクポンプ部
材と熱膨張特性調整部材とを積層することで、熱膨張率
的には小−大−小のサンドイッチ構造となり、全体とし
てバイメタルのような熱変形を抑制することができるの
である。なお、その際、インクジェットプリントヘッド
の印字特性上、熱膨張特性調整部材の厚みは極力薄いこ
とが望ましいため、薄くても十分な効果を得るべく、材
質としては極力熱膨張率が小さく、且つヤング率の高い
材質が好適に用いられることとなる。また、通常使用さ
れるノズル部材の材質は、何れもセラミックよりも熱膨
張率の大きい材質であるが、もしもセラミックよりも熱
膨張率の小さい材質を採用する場合には、熱膨張率から
みて大−小−大のサンドイッチ構造とすることが望まし
い。即ち、この場合には、熱膨張特性調整部材の熱膨張
率は、ノズル部材のそれよりも大きい方が好適となる。
プリントヘッドにあっては、前記熱膨張特性調整部材
は、具体的には、前記ノズル部材、更にはそれよりも熱
膨張率の小さな前記インクポンプ部材の熱膨張率よりも
小さな熱膨張率を有し、そして該ノズル部材のインクポ
ンプ部材が接合される側とは反対側に重ね合わされて、
接合せしめられることとなる。即ち、熱膨張率の大きい
ノズル部材の両面に、熱膨張率の小さいインクポンプ部
材と熱膨張特性調整部材とを積層することで、熱膨張率
的には小−大−小のサンドイッチ構造となり、全体とし
てバイメタルのような熱変形を抑制することができるの
である。なお、その際、インクジェットプリントヘッド
の印字特性上、熱膨張特性調整部材の厚みは極力薄いこ
とが望ましいため、薄くても十分な効果を得るべく、材
質としては極力熱膨張率が小さく、且つヤング率の高い
材質が好適に用いられることとなる。また、通常使用さ
れるノズル部材の材質は、何れもセラミックよりも熱膨
張率の大きい材質であるが、もしもセラミックよりも熱
膨張率の小さい材質を採用する場合には、熱膨張率から
みて大−小−大のサンドイッチ構造とすることが望まし
い。即ち、この場合には、熱膨張特性調整部材の熱膨張
率は、ノズル部材のそれよりも大きい方が好適となる。
【００１２】また、前記熱膨張特性調整部材が、インク
ポンプ部材の前記ノズル部材側とは反対側に重ね合わさ
れて、接合せしめられる場合にあっては、かかる熱膨張
特性調整部材は、該インクポンプ部材の熱膨張率よりも
大きな熱膨張率、有利には、ノズル部材と同等な熱膨張
率を有するように構成されるのであるが、また、前記イ
ンクポンプ部材の熱膨張率よりも小さな熱膨張率を有す
るものであっても、インクポンプ部材とノズル部材との
熱膨張（収縮）特性の差に基づくところのインクポンプ
部材に対する曲げ変形作用は、そのような熱膨張特性調
整部材にて、効果的に抑制され得ることとなる。
ポンプ部材の前記ノズル部材側とは反対側に重ね合わさ
れて、接合せしめられる場合にあっては、かかる熱膨張
特性調整部材は、該インクポンプ部材の熱膨張率よりも
大きな熱膨張率、有利には、ノズル部材と同等な熱膨張
率を有するように構成されるのであるが、また、前記イ
ンクポンプ部材の熱膨張率よりも小さな熱膨張率を有す
るものであっても、インクポンプ部材とノズル部材との
熱膨張（収縮）特性の差に基づくところのインクポンプ
部材に対する曲げ変形作用は、そのような熱膨張特性調
整部材にて、効果的に抑制され得ることとなる。
【００１３】さらに、前記熱膨張特性調整部材が、前記
インクポンプ部材とノズル部材との間に挟まれて、接合
せしめられる場合にあっては、該熱膨張特性調整部材
は、ノズル部材の熱膨張率よりも小さな熱膨張率を有す
るように構成され、これによって熱膨張率の大きいノズ
ル部材による熱変形作用を有利に抑制して、インクポン
プ部材に惹起される応力の低減が図られる。
インクポンプ部材とノズル部材との間に挟まれて、接合
せしめられる場合にあっては、該熱膨張特性調整部材
は、ノズル部材の熱膨張率よりも小さな熱膨張率を有す
るように構成され、これによって熱膨張率の大きいノズ
ル部材による熱変形作用を有利に抑制して、インクポン
プ部材に惹起される応力の低減が図られる。
【００１４】
【作用・効果】このように、本発明に従うインクジェッ
トプリントヘッドにおいては、インクポンプ部材とノズ
ル部材と共に、熱膨張特性調整部材が重ね合わされて、
接合され、一体的な構造とされているところから、金属
製のノズル部材とセラミック製のインクポンプ部材の熱
膨張特性の差異によって加わる該インクポンプ部材に対
する圧縮応力乃至は引っ張り応力が、効果的に緩和せし
められ得ることとなるのであり、特にそのような応力に
基づくところのインクポンプ部材の曲がり変形が効果的
に抑制され得て、かかるインクポンプ部材の圧電／電歪
膜型素子による変位を有効に発現せしめ得るのであり、
以てインクジェットプリントヘッドにおけるインク吐出
性能の向上を、有利に達成し得るのである。
トプリントヘッドにおいては、インクポンプ部材とノズ
ル部材と共に、熱膨張特性調整部材が重ね合わされて、
接合され、一体的な構造とされているところから、金属
製のノズル部材とセラミック製のインクポンプ部材の熱
膨張特性の差異によって加わる該インクポンプ部材に対
する圧縮応力乃至は引っ張り応力が、効果的に緩和せし
められ得ることとなるのであり、特にそのような応力に
基づくところのインクポンプ部材の曲がり変形が効果的
に抑制され得て、かかるインクポンプ部材の圧電／電歪
膜型素子による変位を有効に発現せしめ得るのであり、
以てインクジェットプリントヘッドにおけるインク吐出
性能の向上を、有利に達成し得るのである。
【００１５】なお、かかる本発明に従う熱膨張特性調整
部材は、上述の如く、その配設位置に従って、その熱膨
張率を選定する必要があるが、何れの場合にあっても、
熱膨張特性調整部材の存在によって、インクジェットプ
リントヘッドの製造時における熱履歴によって加わるイ
ンクポンプ部材に対する応力が、効果的に緩和されるこ
ととなるのであり、またインクジェットプリントヘッド
の組立て後における加熱作用にて、ノズル部材とインク
ポンプ部材の熱膨張特性の差異によって、インクポンプ
部材に加わる応力をも、有利に緩和せしめ得るのであ
り、以てそのような応力の内在によるインクポンプ部材
のインク吐出性能への悪影響を、有利に回避し得るので
ある。
部材は、上述の如く、その配設位置に従って、その熱膨
張率を選定する必要があるが、何れの場合にあっても、
熱膨張特性調整部材の存在によって、インクジェットプ
リントヘッドの製造時における熱履歴によって加わるイ
ンクポンプ部材に対する応力が、効果的に緩和されるこ
ととなるのであり、またインクジェットプリントヘッド
の組立て後における加熱作用にて、ノズル部材とインク
ポンプ部材の熱膨張特性の差異によって、インクポンプ
部材に加わる応力をも、有利に緩和せしめ得るのであ
り、以てそのような応力の内在によるインクポンプ部材
のインク吐出性能への悪影響を、有利に回避し得るので
ある。
【００１６】
【実施例】以下、本発明を更に具体的に明らかにするた
めに、本発明の代表的な実施例について、図面を参照し
つつ、詳細に説明することとする。
めに、本発明の代表的な実施例について、図面を参照し
つつ、詳細に説明することとする。
【００１７】先ず、図１には、本発明の一実施例として
のインクジェットプリントヘッドの断面概略構成図が、
そして図２には、その分解斜視図が、それぞれ、示され
ている。そこにおいて、インクジェットプリントヘッド
４０は、インクノズル部材４２とインクポンプ部材４４
とが接合一体化されることによって構成されており、イ
ンクポンプ部材４４内に形成されたインク加圧室４６に
供給されたインクが、インクノズル部材４２に設けられ
たノズル孔５４を通じて、噴出せしめられるようになっ
ている。そして、インクノズル部材４２のインクポンプ
部材４４の接合側とは反対側の面、換言すればインク噴
出側の面には、所定厚さの熱膨張特性調整板８０が接着
せしめられて、一体的な構造とされている。
のインクジェットプリントヘッドの断面概略構成図が、
そして図２には、その分解斜視図が、それぞれ、示され
ている。そこにおいて、インクジェットプリントヘッド
４０は、インクノズル部材４２とインクポンプ部材４４
とが接合一体化されることによって構成されており、イ
ンクポンプ部材４４内に形成されたインク加圧室４６に
供給されたインクが、インクノズル部材４２に設けられ
たノズル孔５４を通じて、噴出せしめられるようになっ
ている。そして、インクノズル部材４２のインクポンプ
部材４４の接合側とは反対側の面、換言すればインク噴
出側の面には、所定厚さの熱膨張特性調整板８０が接着
せしめられて、一体的な構造とされている。
【００１８】より詳細には、かかるインクジェットプリ
ントヘッド４０において、前記インクノズル部材４２
は、それぞれ、薄肉の平板形状を呈する、金属製のノズ
ルプレート４８と金属製のオリフィスプレート５０が、
それらの間に金属製の流路プレート５２を挟んで重ね合
わされ、接着剤によって一体的に接合されてなる構造と
されている。そして、ノズルプレート４８は、テーパ孔
を持つ第一のノズルプレート４８ａと、ストレート孔を
持つ第二のノズルプレート４８ｂとを接合させて形成さ
れており、インク噴出用のノズル孔５４が、複数個（本
実施例では３個）形成されている。更に、オリフィスプ
レート５０および流路プレート５２には、各ノズル孔５
４に対応する位置において、板厚方向に貫通する通孔５
６、５７が、該ノズル孔５４よりも所定寸法大きな内径
をもって形成されている。
ントヘッド４０において、前記インクノズル部材４２
は、それぞれ、薄肉の平板形状を呈する、金属製のノズ
ルプレート４８と金属製のオリフィスプレート５０が、
それらの間に金属製の流路プレート５２を挟んで重ね合
わされ、接着剤によって一体的に接合されてなる構造と
されている。そして、ノズルプレート４８は、テーパ孔
を持つ第一のノズルプレート４８ａと、ストレート孔を
持つ第二のノズルプレート４８ｂとを接合させて形成さ
れており、インク噴出用のノズル孔５４が、複数個（本
実施例では３個）形成されている。更に、オリフィスプ
レート５０および流路プレート５２には、各ノズル孔５
４に対応する位置において、板厚方向に貫通する通孔５
６、５７が、該ノズル孔５４よりも所定寸法大きな内径
をもって形成されている。
【００１９】また、オリフィスプレート５０には、イン
ク供給用のオリフィス孔５８が、複数個（本実施例では
３個）形成されていると共に、流路プレート５２に設け
られた窓部６０が、ノズルプレート４８およびオリフィ
スプレート５０にて、両側から覆蓋されることにより、
それらノズルプレート４８とオリフィスプレート５０と
の間に、各オリフィス孔５８に連通せしめられたインク
供給流路６２が、形成されている。更に、オリフィスプ
レート５０には、かかるインク供給流路６２に対して、
インクタンクから導かれるインクを供給する供給口６４
が、設けられている。
ク供給用のオリフィス孔５８が、複数個（本実施例では
３個）形成されていると共に、流路プレート５２に設け
られた窓部６０が、ノズルプレート４８およびオリフィ
スプレート５０にて、両側から覆蓋されることにより、
それらノズルプレート４８とオリフィスプレート５０と
の間に、各オリフィス孔５８に連通せしめられたインク
供給流路６２が、形成されている。更に、オリフィスプ
レート５０には、かかるインク供給流路６２に対して、
インクタンクから導かれるインクを供給する供給口６４
が、設けられている。
【００２０】ところで、かかるインクノズル部材４２を
構成する各プレート４８、５０、５２の材質は、前述の
ように、金属とされており、特に、ニッケルやステンレ
スが好適に用いられることとなる。けだし、ノズルプレ
ート４８及びオリフィスプレート５０を金属製とするこ
とにより、ノズル孔５４やオリフィス孔５８を、高い寸
法精度をもって形成することができるからである。な
お、オリフィス孔５８は、供給されるインクに対して逆
止弁の如き作用を為さしめるため、例えば、図示されて
いるように、インク流通方向に向って小径化するテーパ
形状をもって形成されていることが望ましい。ここで
は、各プレート４８、５０、５２の材質としては、ステ
ンレス（ＳＵＳ３０４）が選択され、またそれらプレー
トの中で、微細孔（５４）、（５８）は、パンチングに
より形成され、更にその外形は、フォトリソグラフィと
エッチングの組合せにより、形成されている。そして、
各プレート４８、５０、５２をエポキシ系接着剤によっ
て、貼合わせ、一体的なノズル部材４２が形成されてい
るのである。
構成する各プレート４８、５０、５２の材質は、前述の
ように、金属とされており、特に、ニッケルやステンレ
スが好適に用いられることとなる。けだし、ノズルプレ
ート４８及びオリフィスプレート５０を金属製とするこ
とにより、ノズル孔５４やオリフィス孔５８を、高い寸
法精度をもって形成することができるからである。な
お、オリフィス孔５８は、供給されるインクに対して逆
止弁の如き作用を為さしめるため、例えば、図示されて
いるように、インク流通方向に向って小径化するテーパ
形状をもって形成されていることが望ましい。ここで
は、各プレート４８、５０、５２の材質としては、ステ
ンレス（ＳＵＳ３０４）が選択され、またそれらプレー
トの中で、微細孔（５４）、（５８）は、パンチングに
より形成され、更にその外形は、フォトリソグラフィと
エッチングの組合せにより、形成されている。そして、
各プレート４８、５０、５２をエポキシ系接着剤によっ
て、貼合わせ、一体的なノズル部材４２が形成されてい
るのである。
【００２１】なお、ここで用いられる接着剤は、後工程
で必要な加熱処理に耐えるものであればよく、例示のエ
ポキシ接着剤の他、ナイロン系やポリオレフィン系等の
ホットメルト型接着フィルムであっても何等差支えな
い。
で必要な加熱処理に耐えるものであればよく、例示のエ
ポキシ接着剤の他、ナイロン系やポリオレフィン系等の
ホットメルト型接着フィルムであっても何等差支えな
い。
【００２２】一方、前記インクポンプ部材４４は、それ
ぞれ、薄肉の平板形状を呈する閉塞プレート６６と接続
プレート６８が、スペーサプレート７０を挟んで重ね合
わされてなる構造をもって、一体的に形成されている。
ぞれ、薄肉の平板形状を呈する閉塞プレート６６と接続
プレート６８が、スペーサプレート７０を挟んで重ね合
わされてなる構造をもって、一体的に形成されている。
【００２３】そして、接続プレート６８には、前記イン
クノズル部材４２のオリフィスプレート５０に形成され
た通孔５６およびオリフィス孔５８に対応する位置に、
第一の連通用開口部７２および第二の連通用開口部７４
が、それぞれ、形成されている。なお、第一の連通用開
口部７２は、通孔５６と略同一乃至若干大きめの内径と
されている一方、第二の連通用開口部７４は、オリフィ
ス孔５８よりも所定寸法大径とされている。
クノズル部材４２のオリフィスプレート５０に形成され
た通孔５６およびオリフィス孔５８に対応する位置に、
第一の連通用開口部７２および第二の連通用開口部７４
が、それぞれ、形成されている。なお、第一の連通用開
口部７２は、通孔５６と略同一乃至若干大きめの内径と
されている一方、第二の連通用開口部７４は、オリフィ
ス孔５８よりも所定寸法大径とされている。
【００２４】また、スペーサプレート７０には、長手矩
形状の窓部７６が、複数個、形成されている。そして、
それら各窓部７６に対して、上記接続プレート６８に設
けられた、各一つの第一の連通用開口部７２および第二
の連通用開口部７４が開口せしめられるように、かかる
スペーサプレート７０が、接続プレート６８に対して重
ね合わされている。
形状の窓部７６が、複数個、形成されている。そして、
それら各窓部７６に対して、上記接続プレート６８に設
けられた、各一つの第一の連通用開口部７２および第二
の連通用開口部７４が開口せしめられるように、かかる
スペーサプレート７０が、接続プレート６８に対して重
ね合わされている。
【００２５】さらに、このスペーサプレート７０におけ
る、接続プレート６８が重ね合わされた側とは反対側の
面には、閉塞プレート６６が重ね合わされており、この
閉塞プレート６６にて、窓部７６の開口が覆蓋されてい
る。それによって、かかるインクポンプ部材４４の内部
には、第一及び第二の連通用開口部７２、７４を通じて
外部に連通されたインク加圧室４６が、形成されている
のである。
る、接続プレート６８が重ね合わされた側とは反対側の
面には、閉塞プレート６６が重ね合わされており、この
閉塞プレート６６にて、窓部７６の開口が覆蓋されてい
る。それによって、かかるインクポンプ部材４４の内部
には、第一及び第二の連通用開口部７２、７４を通じて
外部に連通されたインク加圧室４６が、形成されている
のである。
【００２６】ところで、このようなインクポンプ部材４
４は、セラミックの一体焼成品にて形成されている。具
体的には、先ず、上述の如き閉塞プレート６６、接続プ
レート６８およびスペーサプレート７０を、それぞれ、
グリーンシートを用いて形成し、それらを積層せしめた
後、焼成し、それら閉塞プレート６６、接続プレート６
８およびスペーサプレート７０を、互いに一体化するこ
とによって、形成されることとなる。なお、かかるイン
クポンプ部材４４を形成するセラミックの材質は、特に
限定されるものではないが、成形性等の点から、アルミ
ナ、ジルコニア等が、好適に採用される。ここでは、材
質として、Ｙ2 Ｏ3 を３ｍｏｌ％含有するジルコニア材
料が用いられ、閉塞プレート６６の厚さを１０μｍ、接
続プレート６８の厚さを１８０μｍ、スペーサプレート
７０の厚さを１８０μｍとして、インクポンプ部材４４
が構成されている。
４は、セラミックの一体焼成品にて形成されている。具
体的には、先ず、上述の如き閉塞プレート６６、接続プ
レート６８およびスペーサプレート７０を、それぞれ、
グリーンシートを用いて形成し、それらを積層せしめた
後、焼成し、それら閉塞プレート６６、接続プレート６
８およびスペーサプレート７０を、互いに一体化するこ
とによって、形成されることとなる。なお、かかるイン
クポンプ部材４４を形成するセラミックの材質は、特に
限定されるものではないが、成形性等の点から、アルミ
ナ、ジルコニア等が、好適に採用される。ここでは、材
質として、Ｙ2 Ｏ3 を３ｍｏｌ％含有するジルコニア材
料が用いられ、閉塞プレート６６の厚さを１０μｍ、接
続プレート６８の厚さを１８０μｍ、スペーサプレート
７０の厚さを１８０μｍとして、インクポンプ部材４４
が構成されている。
【００２７】また、かかるインクポンプ部材４４には、
その閉塞プレート６６の外面上において、各インク加圧
室４６に対応する部位に、それぞれ、圧電／電歪膜型素
子７８が、設けられている。ここにおいて、この圧電／
電歪膜型素子７８は、閉塞プレート６６上に、下部電極
７５、圧電／電歪層７９および上部電極７７からなる圧
電／電歪作動部を、膜形成法によって形成することによ
り、形成されたものである。そして、特に好適には、か
かる圧電／電歪膜型素子７８としては、本願出願人が、
先に、特願平３−２０３８３１号や特願平４−９４７４
２号において提案した圧電／電歪素子が、採用されるこ
ととなる。
その閉塞プレート６６の外面上において、各インク加圧
室４６に対応する部位に、それぞれ、圧電／電歪膜型素
子７８が、設けられている。ここにおいて、この圧電／
電歪膜型素子７８は、閉塞プレート６６上に、下部電極
７５、圧電／電歪層７９および上部電極７７からなる圧
電／電歪作動部を、膜形成法によって形成することによ
り、形成されたものである。そして、特に好適には、か
かる圧電／電歪膜型素子７８としては、本願出願人が、
先に、特願平３−２０３８３１号や特願平４−９４７４
２号において提案した圧電／電歪素子が、採用されるこ
ととなる。
【００２８】すなわち、閉塞プレート６６の外面上に、
所定の電極膜（上、下電極）７５、７７および圧電／電
歪層７９が、公知の各種の膜形成法、例えば、スクリー
ン印刷、スプレー、ディッピング、塗布等の厚膜形成手
法、イオンビーム、スパッタリング、真空蒸着、イオン
プレーティング、ＣＶＤ、メッキ等の薄膜形成手法によ
って形成されることとなる。なお、それらの膜形成は、
該閉塞プレート６６（インクポンプ部材４４）の焼結前
に行なうことも、或いは焼結後に行なうことも可能であ
る。また、このようにして閉塞プレート６６上に膜形成
された、それぞれの膜（電極膜７５、７７および圧電／
電歪層７９）は、必要に応じて熱処理されることとなる
が、かかる熱処理は、それぞれの膜の形成の都度、行な
っても良く、或いは全部の膜を形成した後、同時に行な
っても良い。
所定の電極膜（上、下電極）７５、７７および圧電／電
歪層７９が、公知の各種の膜形成法、例えば、スクリー
ン印刷、スプレー、ディッピング、塗布等の厚膜形成手
法、イオンビーム、スパッタリング、真空蒸着、イオン
プレーティング、ＣＶＤ、メッキ等の薄膜形成手法によ
って形成されることとなる。なお、それらの膜形成は、
該閉塞プレート６６（インクポンプ部材４４）の焼結前
に行なうことも、或いは焼結後に行なうことも可能であ
る。また、このようにして閉塞プレート６６上に膜形成
された、それぞれの膜（電極膜７５、７７および圧電／
電歪層７９）は、必要に応じて熱処理されることとなる
が、かかる熱処理は、それぞれの膜の形成の都度、行な
っても良く、或いは全部の膜を形成した後、同時に行な
っても良い。
【００２９】また、かかる圧電／電歪作動部を構成する
電極膜７５、７７の材料としては、後工程で必要とされ
る熱処理温度並びに焼成温度程度の高温酸化雰囲気に耐
えられる導体であれば、特に規制されるものではなく、
例えば金属単体であっても、合金であっても良く、また
絶縁性セラミックやガラス等と金属や合金との混合物で
あっても、更には導電性セラミックであっても、何等差
し支えない。尤も、好ましくは、白金、パラジウム、ロ
ジウム等の高融点貴金属類、或いは銀−パラジウム、銀
−白金、白金−パラジウム等の合金を主成分とする電極
材料が好適に用いられる。
電極膜７５、７７の材料としては、後工程で必要とされ
る熱処理温度並びに焼成温度程度の高温酸化雰囲気に耐
えられる導体であれば、特に規制されるものではなく、
例えば金属単体であっても、合金であっても良く、また
絶縁性セラミックやガラス等と金属や合金との混合物で
あっても、更には導電性セラミックであっても、何等差
し支えない。尤も、好ましくは、白金、パラジウム、ロ
ジウム等の高融点貴金属類、或いは銀−パラジウム、銀
−白金、白金−パラジウム等の合金を主成分とする電極
材料が好適に用いられる。
【００３０】さらに、圧電／電歪作動部を構成する圧電
／電歪層７９の材料としては、圧電或いは電歪効果等の
電界誘起歪を示す材料であれば、何れの材料であっても
採用され得るものであり、結晶質の材料であっても、非
晶質の材料であっても良く、また半導体材料であって
も、誘電体セラミック材料や強誘電体セラミック材料で
あっても、何等差し支えなく、更には分極処理が必要な
材料であっても、またそれが不必要な材料であっても良
いのである。
／電歪層７９の材料としては、圧電或いは電歪効果等の
電界誘起歪を示す材料であれば、何れの材料であっても
採用され得るものであり、結晶質の材料であっても、非
晶質の材料であっても良く、また半導体材料であって
も、誘電体セラミック材料や強誘電体セラミック材料で
あっても、何等差し支えなく、更には分極処理が必要な
材料であっても、またそれが不必要な材料であっても良
いのである。
【００３１】尤も、本発明に用いられる圧電／電歪材料
としては、好ましくは、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛を主
成分とする（ＰＺＴ系）材料、マグネシウムニオブ酸鉛
を主成分とする（ＰＭＮ系）材料、ニッケルニオブ酸鉛
を主成分とする（ＰＮＮ系）材料、マンガンニオブ酸鉛
を主成分とする材料、アンチモンスズ酸鉛を主成分とす
る材料、亜鉛ニオブ酸鉛を主成分とする材料、チタン酸
鉛を主成分とする材料、更にはこれらの複合材料等が用
いられる。なお、前述した材料に、ランタン、ストロン
チウム、バリウム、ニオブ、亜鉛、セリウム、カドミウ
ム、クロム、コバルト、アンチモン、鉄、イットリウ
ム、タンタル、タングステン、ニッケル、マンガン等の
酸化物やそれらの他の化合物を添加物として含有せしめ
た材料、例えばＰＬＺＴ系となるように、前記材料に所
定の添加物を適宜に加えても、何等差し支えない。
としては、好ましくは、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛を主
成分とする（ＰＺＴ系）材料、マグネシウムニオブ酸鉛
を主成分とする（ＰＭＮ系）材料、ニッケルニオブ酸鉛
を主成分とする（ＰＮＮ系）材料、マンガンニオブ酸鉛
を主成分とする材料、アンチモンスズ酸鉛を主成分とす
る材料、亜鉛ニオブ酸鉛を主成分とする材料、チタン酸
鉛を主成分とする材料、更にはこれらの複合材料等が用
いられる。なお、前述した材料に、ランタン、ストロン
チウム、バリウム、ニオブ、亜鉛、セリウム、カドミウ
ム、クロム、コバルト、アンチモン、鉄、イットリウ
ム、タンタル、タングステン、ニッケル、マンガン等の
酸化物やそれらの他の化合物を添加物として含有せしめ
た材料、例えばＰＬＺＴ系となるように、前記材料に所
定の添加物を適宜に加えても、何等差し支えない。
【００３２】なお、上記の如くして形成される電極膜７
５、７７と圧電／電歪膜（層）７９から構成される圧電
／電歪作動部の厚さとしては、一般に、１００μm 以下
が採用され、また電極膜７５、７７の厚さとしては、一
般に、２０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下とされるこ
とが望ましく、更に圧電／電歪膜７９の厚さとしては、
低作動電圧で大きな変位等を得るために、好ましくは５
０μm 以下、更に好ましくは３〜４０μm 程度とされる
ことが望ましい。ここでは、圧電／電歪膜７９の材料と
して、マグネシウムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛とチタン
酸鉛を主成分とする材料が用いられ、厚さ：３０μｍに
おいて、そのような圧電／電歪膜７９が形成されてお
り、また電極膜７５は、銅とクロムの２層のスパッタリ
ングにより形成され、更に電極膜７７は、白金ペースト
の印刷、焼成によって形成されている。
５、７７と圧電／電歪膜（層）７９から構成される圧電
／電歪作動部の厚さとしては、一般に、１００μm 以下
が採用され、また電極膜７５、７７の厚さとしては、一
般に、２０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下とされるこ
とが望ましく、更に圧電／電歪膜７９の厚さとしては、
低作動電圧で大きな変位等を得るために、好ましくは５
０μm 以下、更に好ましくは３〜４０μm 程度とされる
ことが望ましい。ここでは、圧電／電歪膜７９の材料と
して、マグネシウムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛とチタン
酸鉛を主成分とする材料が用いられ、厚さ：３０μｍに
おいて、そのような圧電／電歪膜７９が形成されてお
り、また電極膜７５は、銅とクロムの２層のスパッタリ
ングにより形成され、更に電極膜７７は、白金ペースト
の印刷、焼成によって形成されている。
【００３３】さらに、インクノズル部材４２のノズルプ
レート４８の外面に、一体的に接合せしめられた熱膨張
特性調整板８０には、ノズルプレート４８のノズル孔５
４に対応する部位に、該ノズル孔５４よりも大きな孔径
の貫通孔８２が設けられており、かかるノズル５４から
のインクの噴射が阻害されないようになっている。この
ような熱膨張特性調整板８０は、インクノズル部材４２
とインクポンプ部材４４の熱膨張特性の差異によって加
わる該インクポンプ部材４４、ひいては圧電／電歪膜型
素子７８に対する応力を緩和するものであって、金属製
のインクノズル部材４２よりも小さな熱膨張率を有する
材料、更に好ましくは、そのようなインクノズル部材４
２よりも熱膨張率の小さなインクポンプ部材４４の熱膨
張率よりも小さな熱膨張率を有する材料にて形成され、
一般に、アルミナ等のセラミック材料にて形成されるこ
ととなる。
レート４８の外面に、一体的に接合せしめられた熱膨張
特性調整板８０には、ノズルプレート４８のノズル孔５
４に対応する部位に、該ノズル孔５４よりも大きな孔径
の貫通孔８２が設けられており、かかるノズル５４から
のインクの噴射が阻害されないようになっている。この
ような熱膨張特性調整板８０は、インクノズル部材４２
とインクポンプ部材４４の熱膨張特性の差異によって加
わる該インクポンプ部材４４、ひいては圧電／電歪膜型
素子７８に対する応力を緩和するものであって、金属製
のインクノズル部材４２よりも小さな熱膨張率を有する
材料、更に好ましくは、そのようなインクノズル部材４
２よりも熱膨張率の小さなインクポンプ部材４４の熱膨
張率よりも小さな熱膨張率を有する材料にて形成され、
一般に、アルミナ等のセラミック材料にて形成されるこ
ととなる。
【００３４】なお、かかる熱膨張特性調整板８０の材質
や形状（厚さ）は、インクノズル部材４２やインクポン
プ部材４４の材質、形状に従って、最適設計されること
となる。具体的には、インクポンプ部材４４の見掛け上
の熱膨張率を考慮し、またインクノズル部材４２の見掛
け上の熱膨張率、更にはヤング率と形状から決まる剛性
を考慮して、かかるインクノズル部材４２の熱膨張・収
縮が、インクポンプ部材４４の熱膨張率の値まで抑える
ことを目指して、熱膨張特性調整板８０の材質や形状
が、概略選定され、次いで実験により選定されるのであ
る。特に、熱膨張特性調整板８０としては、インクノズ
ル部材４２と接着した後の見掛け上の熱膨張率が、イン
クポンプ部材４４の熱膨張率と略同等と為し得る材質
で、ヤング率の高い材質が好適に用いられる。この熱膨
張特性調整板８０の材質のヤング率は、高い程、薄い厚
みで必要な剛性を得ることができるため、インクジェッ
トプリントヘッドと印字用紙の距離を長く確保すること
ができる点において望ましく、そしてその意味におい
て、熱膨張特性調整板８０は、０．１ｍｍ程度までの厚
さであることが望ましいのである。なお、ここでは、熱
膨張特性調整板８０は、テープ成形、パンチング、焼成
によって得られた、厚さ２８０μｍの９６％アルミナ板
にて構成されている。
や形状（厚さ）は、インクノズル部材４２やインクポン
プ部材４４の材質、形状に従って、最適設計されること
となる。具体的には、インクポンプ部材４４の見掛け上
の熱膨張率を考慮し、またインクノズル部材４２の見掛
け上の熱膨張率、更にはヤング率と形状から決まる剛性
を考慮して、かかるインクノズル部材４２の熱膨張・収
縮が、インクポンプ部材４４の熱膨張率の値まで抑える
ことを目指して、熱膨張特性調整板８０の材質や形状
が、概略選定され、次いで実験により選定されるのであ
る。特に、熱膨張特性調整板８０としては、インクノズ
ル部材４２と接着した後の見掛け上の熱膨張率が、イン
クポンプ部材４４の熱膨張率と略同等と為し得る材質
で、ヤング率の高い材質が好適に用いられる。この熱膨
張特性調整板８０の材質のヤング率は、高い程、薄い厚
みで必要な剛性を得ることができるため、インクジェッ
トプリントヘッドと印字用紙の距離を長く確保すること
ができる点において望ましく、そしてその意味におい
て、熱膨張特性調整板８０は、０．１ｍｍ程度までの厚
さであることが望ましいのである。なお、ここでは、熱
膨張特性調整板８０は、テープ成形、パンチング、焼成
によって得られた、厚さ２８０μｍの９６％アルミナ板
にて構成されている。
【００３５】ところで、本実施例のインクジェットプリ
ントヘッドにおける熱膨張特性調整板８０を与えるアル
ミナの熱膨張率は、８×１０-6／℃程度であり、本実施
例のインクポンプ部材４４を主として構成するジルコニ
アの熱膨張率：１０×１０-6／℃、更にはインクノズル
部材４２を形成するＳＵＳ３０４の熱膨張率：１６×１
０-6／℃の何れをも下回っており、このため、用いられ
る熱膨張特性調整板８０の板厚を調整すれば、インクノ
ズル部材４２と該熱膨張特性調整板８０の接着体の見掛
けの熱膨張率を、インクポンプ部材４４の熱膨張率と略
同等にすることが可能となるのであり、本実施例では、
簡易計算により、その板厚が、２８０μｍとされている
のである。なお、そのような板厚の決定は、より望まし
くは、板厚を変えて実験したり、コンピューターシュミ
レーションによって計算したりすることによって、行な
われることとなる。
ントヘッドにおける熱膨張特性調整板８０を与えるアル
ミナの熱膨張率は、８×１０-6／℃程度であり、本実施
例のインクポンプ部材４４を主として構成するジルコニ
アの熱膨張率：１０×１０-6／℃、更にはインクノズル
部材４２を形成するＳＵＳ３０４の熱膨張率：１６×１
０-6／℃の何れをも下回っており、このため、用いられ
る熱膨張特性調整板８０の板厚を調整すれば、インクノ
ズル部材４２と該熱膨張特性調整板８０の接着体の見掛
けの熱膨張率を、インクポンプ部材４４の熱膨張率と略
同等にすることが可能となるのであり、本実施例では、
簡易計算により、その板厚が、２８０μｍとされている
のである。なお、そのような板厚の決定は、より望まし
くは、板厚を変えて実験したり、コンピューターシュミ
レーションによって計算したりすることによって、行な
われることとなる。
【００３６】なお、かかるインクノズル部材４２とイン
クポンプ部材４４の接着に使用され得る接着剤として
は、ビニル系、アクリル系、ポリアミド系、フェノール
系、レゾルシノール系、ユリア系、メラミン系、ポリエ
ステル系、エポキシ系、フラン系、ポリウレタン系、シ
リコーン系、ゴム系、ポリイミド系、ポリオレフィン系
等の何れでも良い。但し、本実施例の如くプリントヘッ
ドを構成する場合には、インクに対する耐久性のある接
着剤を選択することが望ましい。
クポンプ部材４４の接着に使用され得る接着剤として
は、ビニル系、アクリル系、ポリアミド系、フェノール
系、レゾルシノール系、ユリア系、メラミン系、ポリエ
ステル系、エポキシ系、フラン系、ポリウレタン系、シ
リコーン系、ゴム系、ポリイミド系、ポリオレフィン系
等の何れでも良い。但し、本実施例の如くプリントヘッ
ドを構成する場合には、インクに対する耐久性のある接
着剤を選択することが望ましい。
【００３７】また、接着剤の形態としては、量産性の点
から、ディスペンサーによる塗布が可能か或いはスクリ
ーン印刷が可能な高粘性のペーストタイプか、打抜き加
工が可能なシートタイプが望ましい。更に、高粘性のペ
ーストタイプとしては、本来の接着剤にフィラーを混入
して粘度を上げたものも用いることができる。
から、ディスペンサーによる塗布が可能か或いはスクリ
ーン印刷が可能な高粘性のペーストタイプか、打抜き加
工が可能なシートタイプが望ましい。更に、高粘性のペ
ーストタイプとしては、本来の接着剤にフィラーを混入
して粘度を上げたものも用いることができる。
【００３８】因みに、本実施例に従うインクポンプ部材
４４、インクノズル部材４２及び熱膨張特性調整板８０
を、それぞれ、作製し、それらをエポキシ系接着剤によ
り、２ｋｇ／ｃｍ2 の加圧下において、１２０℃の温度
で、１時間接着して一体化せしめ、図示の如き構造のイ
ンクジェットプリントヘッド４０を製造する一方、比較
のために、熱膨張特性調整板８０を設けていないインク
ジェットプリントヘッドを製造し、得られた二つのプリ
ントヘッドについて、それぞれの圧電／電歪膜型素子７
８に対して、所定の電圧を印加した際の変位量を測定し
たところ、本発明に従う熱膨張特性調整板８０を設けた
インクジェットプリントヘッド４０にあっては、０．２
８μｍの変位を得ることができた。これに対して、比較
例である熱膨張特性調整板８０を設けていないプリント
ヘッドにあっては、０．２１μｍの変位量しか示さなか
った。
４４、インクノズル部材４２及び熱膨張特性調整板８０
を、それぞれ、作製し、それらをエポキシ系接着剤によ
り、２ｋｇ／ｃｍ2 の加圧下において、１２０℃の温度
で、１時間接着して一体化せしめ、図示の如き構造のイ
ンクジェットプリントヘッド４０を製造する一方、比較
のために、熱膨張特性調整板８０を設けていないインク
ジェットプリントヘッドを製造し、得られた二つのプリ
ントヘッドについて、それぞれの圧電／電歪膜型素子７
８に対して、所定の電圧を印加した際の変位量を測定し
たところ、本発明に従う熱膨張特性調整板８０を設けた
インクジェットプリントヘッド４０にあっては、０．２
８μｍの変位を得ることができた。これに対して、比較
例である熱膨張特性調整板８０を設けていないプリント
ヘッドにあっては、０．２１μｍの変位量しか示さなか
った。
【００３９】このように、本発明に従う熱膨張特性調整
板８０を設けたインクジェットプリントヘッド４０にあ
っては、インクノズル部材４２とインクポンプ部材４４
との間の熱膨張率の差異によって惹起される応力、ここ
では、曲がり変形による引っ張り応力が、熱膨張特性調
整板８０の存在によって、効果的に抑制乃至は解消せし
められ得て、インクポンプ部材４４、ひいては圧電／電
歪膜型素子７８の変位特性に対する悪影響を、効果的に
緩和乃至は解消せしめ得たのであり、以てインクポンプ
部材４４の作動特性、ひいてはインクジェットプリント
ヘッドのインク吐出性能の改善を、有効に図り得たので
ある。
板８０を設けたインクジェットプリントヘッド４０にあ
っては、インクノズル部材４２とインクポンプ部材４４
との間の熱膨張率の差異によって惹起される応力、ここ
では、曲がり変形による引っ張り応力が、熱膨張特性調
整板８０の存在によって、効果的に抑制乃至は解消せし
められ得て、インクポンプ部材４４、ひいては圧電／電
歪膜型素子７８の変位特性に対する悪影響を、効果的に
緩和乃至は解消せしめ得たのであり、以てインクポンプ
部材４４の作動特性、ひいてはインクジェットプリント
ヘッドのインク吐出性能の改善を、有効に図り得たので
ある。
【００４０】また、かかる構造のインクジェットプリン
トヘッド４０において、インクポンプ部材４４に設けら
れる圧電／電歪膜型素子７８と、かかるインクポンプ部
材４４を構成する閉塞プレート６６、接続プレート６
８、スペーサプレート７０とは、異材料から構成されて
いるところから、圧電／電歪膜型素子７８、特に圧電／
電歪層７９には、製造工程において、それら異材料の熱
膨張率差に起因する熱応力が残存するようになるが、そ
のような熱応力も、上述の如き熱膨張特性調整板８０に
よって、効果的に緩和することが可能であり、以て圧電
／電歪層７９の耐久性の向上や圧電／電歪膜型素子７
８、更にはインクポンプ部材４４の変位特性の向上を図
り得る等の付随的効果も、得ることができるのである。
トヘッド４０において、インクポンプ部材４４に設けら
れる圧電／電歪膜型素子７８と、かかるインクポンプ部
材４４を構成する閉塞プレート６６、接続プレート６
８、スペーサプレート７０とは、異材料から構成されて
いるところから、圧電／電歪膜型素子７８、特に圧電／
電歪層７９には、製造工程において、それら異材料の熱
膨張率差に起因する熱応力が残存するようになるが、そ
のような熱応力も、上述の如き熱膨張特性調整板８０に
よって、効果的に緩和することが可能であり、以て圧電
／電歪層７９の耐久性の向上や圧電／電歪膜型素子７
８、更にはインクポンプ部材４４の変位特性の向上を図
り得る等の付随的効果も、得ることができるのである。
【００４１】ところで、熱膨張特性調整板８０に関し
て、その厚さは薄い方が望ましいことを、先に明らかに
したが、図３には、そのような熱膨張特性調整板８０の
厚みを薄くするための一つの具体的手段が明らかにされ
ている。即ち、図３は、図１及び図２に示されるインク
ジェットプリントヘッドのインクノズル部材４２におけ
る流路プレート５２の平面形態を示しており、そこで
は、かかる流路プレート５２の材質に熱膨張率が、ＳＵ
Ｓ３０４よりも小さな４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金（熱膨張
率：７×１０-6／℃）を採用すると共に、図示の如く、
流路プレート５２における窓部６０、通孔５７を除く部
分に対して、所定大きさの多数の肉抜き孔８４を設け、
網目状の低剛性構造とされている。
て、その厚さは薄い方が望ましいことを、先に明らかに
したが、図３には、そのような熱膨張特性調整板８０の
厚みを薄くするための一つの具体的手段が明らかにされ
ている。即ち、図３は、図１及び図２に示されるインク
ジェットプリントヘッドのインクノズル部材４２におけ
る流路プレート５２の平面形態を示しており、そこで
は、かかる流路プレート５２の材質に熱膨張率が、ＳＵ
Ｓ３０４よりも小さな４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金（熱膨張
率：７×１０-6／℃）を採用すると共に、図示の如く、
流路プレート５２における窓部６０、通孔５７を除く部
分に対して、所定大きさの多数の肉抜き孔８４を設け、
網目状の低剛性構造とされている。
【００４２】そして、熱膨張特性調整板８０には、９６
％アルミナ材質から成り、厚さが１００μｍのものを用
い、圧電／電歪膜型素子７８に対する所定の電圧印加時
における変位特性を測定した結果、熱膨張特性調整板８
０の厚さが、前記実施例よりも薄い１００μｍとされて
いるにも拘わらず、前記実施例と同様な０．２８μｍの
変位を得ることができた。
％アルミナ材質から成り、厚さが１００μｍのものを用
い、圧電／電歪膜型素子７８に対する所定の電圧印加時
における変位特性を測定した結果、熱膨張特性調整板８
０の厚さが、前記実施例よりも薄い１００μｍとされて
いるにも拘わらず、前記実施例と同様な０．２８μｍの
変位を得ることができた。
【００４３】なお、このように、流路プレート５２の形
状の最適化によっては、熱膨張特性調整板８０の厚さを
更に薄くすることが可能であり、極端な場合、流路プレ
ート５２の材質選定や、他の部分の設計の最適化によっ
ては、熱膨張特性調整板８０の厚さをゼロにする、別の
見方をすれば、流路プレート５２自体を熱膨張特性調整
板とすることで、熱応力の調整を図ることが可能であ
る。
状の最適化によっては、熱膨張特性調整板８０の厚さを
更に薄くすることが可能であり、極端な場合、流路プレ
ート５２の材質選定や、他の部分の設計の最適化によっ
ては、熱膨張特性調整板８０の厚さをゼロにする、別の
見方をすれば、流路プレート５２自体を熱膨張特性調整
板とすることで、熱応力の調整を図ることが可能であ
る。
【００４４】また、上記実施例では、熱膨張特性調整板
８０が、インクノズル部材４２のインクポンプ部材４４
が接合される側とは反対側に重ね合わされて、接合され
ている例であったが、本発明では、そのような熱膨張特
性調整部材（８０）の配設位置は、インクノズル部材４
２とインクポンプ部材４４の熱膨張特性の差異によって
加わる該インクポンプ部材４４に対する応力を緩和し得
る限りにおいて、適宜に選定することが可能であり、図
４及び図５においては、板状の熱膨張特性調整部材８６
が、インクポンプ部材４４のインクノズル部材４２が接
合される側とは反対側に重ね合わされて、接合、一体化
せしめられている。
８０が、インクノズル部材４２のインクポンプ部材４４
が接合される側とは反対側に重ね合わされて、接合され
ている例であったが、本発明では、そのような熱膨張特
性調整部材（８０）の配設位置は、インクノズル部材４
２とインクポンプ部材４４の熱膨張特性の差異によって
加わる該インクポンプ部材４４に対する応力を緩和し得
る限りにおいて、適宜に選定することが可能であり、図
４及び図５においては、板状の熱膨張特性調整部材８６
が、インクポンプ部材４４のインクノズル部材４２が接
合される側とは反対側に重ね合わされて、接合、一体化
せしめられている。
【００４５】すなわち、かかる図４及び図５に示される
実施例において、インクノズル部材４２及びインクポン
プ部材４４は、何れも、前記実施例と同様であり、熱膨
張特性調整部材８６のみが、図示の如く、インクポンプ
部材４４の圧電／電歪膜型素子７８が設けられた側にお
いて、かかる圧電／電歪膜型素子７８を跨ぐように設け
られているのである。より具体的には、熱膨張特性調整
部材８６は、蓋形状を呈し、その両端の脚部８８、８８
において、インクポンプ部材４４の閉塞プレート６６の
上面に対して、接合されて、一体的な構造とされている
のである。
実施例において、インクノズル部材４２及びインクポン
プ部材４４は、何れも、前記実施例と同様であり、熱膨
張特性調整部材８６のみが、図示の如く、インクポンプ
部材４４の圧電／電歪膜型素子７８が設けられた側にお
いて、かかる圧電／電歪膜型素子７８を跨ぐように設け
られているのである。より具体的には、熱膨張特性調整
部材８６は、蓋形状を呈し、その両端の脚部８８、８８
において、インクポンプ部材４４の閉塞プレート６６の
上面に対して、接合されて、一体的な構造とされている
のである。
【００４６】このような配設形態の熱膨張特性調整部材
８６にあっては、その材質が、前例と同様に、アルミナ
等の熱収縮率の小さなもの、より具体的には、インクポ
ンプ部材４４の熱膨張率よりも小さな熱膨張率のもので
ある場合には、熱膨張率の大きなインクノズル部材４２
の熱膨張・収縮作用によって及ぼされる応力、換言すれ
ば、曲げ変形作用が、該熱膨張特性調整部材８６によっ
て、効果的に緩和乃至は抑制され得ることとなるのであ
るが、また、そのような熱膨張特性調整部材８６の材質
として、インクポンプ部材４４の熱膨張率よりも大きな
熱膨張率を有するもの、特にインクノズル部材４２と同
程度の熱膨張率を有するものを用いた場合にあっても、
かかるインクポンプ部材４４の曲げ変形作用は、効果的
に抑制乃至は緩和されることとなるのであり、以てイン
クジェットプリントヘッドにおけるインク吐出性能の改
善を図り得るのである。
８６にあっては、その材質が、前例と同様に、アルミナ
等の熱収縮率の小さなもの、より具体的には、インクポ
ンプ部材４４の熱膨張率よりも小さな熱膨張率のもので
ある場合には、熱膨張率の大きなインクノズル部材４２
の熱膨張・収縮作用によって及ぼされる応力、換言すれ
ば、曲げ変形作用が、該熱膨張特性調整部材８６によっ
て、効果的に緩和乃至は抑制され得ることとなるのであ
るが、また、そのような熱膨張特性調整部材８６の材質
として、インクポンプ部材４４の熱膨張率よりも大きな
熱膨張率を有するもの、特にインクノズル部材４２と同
程度の熱膨張率を有するものを用いた場合にあっても、
かかるインクポンプ部材４４の曲げ変形作用は、効果的
に抑制乃至は緩和されることとなるのであり、以てイン
クジェットプリントヘッドにおけるインク吐出性能の改
善を図り得るのである。
【００４７】因みに、この図４及び図５に示される実施
例において、熱膨張特性調整部材８６の材質として、イ
ンクノズル部材４２と同様なステンレス（ＳＵＳ３０
４）を採用し、その厚さを３００μｍとして、インクノ
ズル部材４２とインクポンプ部材４４との間に生じる曲
げ変形作用の緩和を図ったところ、得られたインクジェ
ットプリントヘッドにおける圧電／電歪膜型素子７８に
対する所定の電圧印加時の変位量は、０．２９μｍを示
した。これに対して、上記の如き熱膨張特性調整部材８
６が設けられていないインクジェットプリントヘッドに
おいて、そのインクポンプ部材４４の変位量は、０．２
１μｍに過ぎないものであった。このことから、上述の
如き熱膨張特性調整部材８６の配設により、インクジェ
ットプリントヘッドにおけるインク吐出性能の向上が有
利に達成され得ることが、良好に理解されるのである。
例において、熱膨張特性調整部材８６の材質として、イ
ンクノズル部材４２と同様なステンレス（ＳＵＳ３０
４）を採用し、その厚さを３００μｍとして、インクノ
ズル部材４２とインクポンプ部材４４との間に生じる曲
げ変形作用の緩和を図ったところ、得られたインクジェ
ットプリントヘッドにおける圧電／電歪膜型素子７８に
対する所定の電圧印加時の変位量は、０．２９μｍを示
した。これに対して、上記の如き熱膨張特性調整部材８
６が設けられていないインクジェットプリントヘッドに
おいて、そのインクポンプ部材４４の変位量は、０．２
１μｍに過ぎないものであった。このことから、上述の
如き熱膨張特性調整部材８６の配設により、インクジェ
ットプリントヘッドにおけるインク吐出性能の向上が有
利に達成され得ることが、良好に理解されるのである。
【００４８】さらに、図８には、本発明の更に別の実施
例が示されている。そこにおいて、インクジェットプリ
ントヘッド９０は、何れも前記実施例と同様な構造を有
するインクノズル部材４２とインクポンプ部材４４を備
え、そして本発明に従う熱膨張特性調整板９２が、それ
らインクポンプ部材４４とインクノズル部材４２との間
に挟まれるように設けられているのである。詳しくは、
熱膨張特性調整板９２は、インクポンプ部材４４の接続
プレート６８とインクノズル部材４２のオリフィスプレ
ート５０との間に挟み込まれるように接着されて、一体
化せしめられているのであり、また該熱膨張特性調整板
９２には、インクポンプ部材４４の接続プレート６８に
形成された第一の連通用開口部７２および第二の連通用
開口部７４に対応する位置に、略同一内径を有する通孔
９４、９６がそれぞれ設けられ、そしてそれら通孔９
４、９６を介して、インクポンプ部材４４のインク加圧
室４６がインクノズル部材４２のノズル孔５４、オリフ
ィス孔５８に連通せしめられているのである。
例が示されている。そこにおいて、インクジェットプリ
ントヘッド９０は、何れも前記実施例と同様な構造を有
するインクノズル部材４２とインクポンプ部材４４を備
え、そして本発明に従う熱膨張特性調整板９２が、それ
らインクポンプ部材４４とインクノズル部材４２との間
に挟まれるように設けられているのである。詳しくは、
熱膨張特性調整板９２は、インクポンプ部材４４の接続
プレート６８とインクノズル部材４２のオリフィスプレ
ート５０との間に挟み込まれるように接着されて、一体
化せしめられているのであり、また該熱膨張特性調整板
９２には、インクポンプ部材４４の接続プレート６８に
形成された第一の連通用開口部７２および第二の連通用
開口部７４に対応する位置に、略同一内径を有する通孔
９４、９６がそれぞれ設けられ、そしてそれら通孔９
４、９６を介して、インクポンプ部材４４のインク加圧
室４６がインクノズル部材４２のノズル孔５４、オリフ
ィス孔５８に連通せしめられているのである。
【００４９】このような本発明に従う熱膨張特性調整板
９２にあっては、その材質は、インクノズル部材４２の
熱膨張率よりも小さな熱膨張率のものであればよく、有
利には、インクポンプ部材４４と同程度の熱膨張率を有
するものが選択される。そして、このような熱膨張特性
調整板９２の配設によって、熱膨張率の大きなインクノ
ズル部材４２の熱膨張・収縮作用により惹起される曲が
り変形に基づく引っ張り応力が、効果的に抑制乃至は解
消せしめられるのである。また、かかる構造のインクジ
ェットプリントヘッド９０にあっては、ノズルと印字用
紙との間隔の制限に関係なく、熱膨張特性調整板９２の
厚みを自由に選択できるという利点を有しているのであ
り、更にインクポンプ部材４４を構成する閉塞プレート
６６表面における配線設計が制約を受けないという付随
的効果も得られるのである。
９２にあっては、その材質は、インクノズル部材４２の
熱膨張率よりも小さな熱膨張率のものであればよく、有
利には、インクポンプ部材４４と同程度の熱膨張率を有
するものが選択される。そして、このような熱膨張特性
調整板９２の配設によって、熱膨張率の大きなインクノ
ズル部材４２の熱膨張・収縮作用により惹起される曲が
り変形に基づく引っ張り応力が、効果的に抑制乃至は解
消せしめられるのである。また、かかる構造のインクジ
ェットプリントヘッド９０にあっては、ノズルと印字用
紙との間隔の制限に関係なく、熱膨張特性調整板９２の
厚みを自由に選択できるという利点を有しているのであ
り、更にインクポンプ部材４４を構成する閉塞プレート
６６表面における配線設計が制約を受けないという付随
的効果も得られるのである。
【００５０】また、上記したインクジェットプリントヘ
ッド９０構造においては、熱膨張特性調整板９２とイン
クポンプ部材４４の接続プレート６８とを、一体の単一
部材として用いることも可能である。具体的には、図９
に示されるように、インクジェットプリントヘッド９８
は、インクノズル部材４２のオリフィスプレート５０と
インクポンプ部材４４のスペーサプレート７０との間
に、接続プレート６８と一体化された、換言すれば接続
プレート６８を省略した状態において、熱膨張特性調整
板９２が、配置されて、接合せしめられ、一体的な構造
とされている。
ッド９０構造においては、熱膨張特性調整板９２とイン
クポンプ部材４４の接続プレート６８とを、一体の単一
部材として用いることも可能である。具体的には、図９
に示されるように、インクジェットプリントヘッド９８
は、インクノズル部材４２のオリフィスプレート５０と
インクポンプ部材４４のスペーサプレート７０との間
に、接続プレート６８と一体化された、換言すれば接続
プレート６８を省略した状態において、熱膨張特性調整
板９２が、配置されて、接合せしめられ、一体的な構造
とされている。
【００５１】なお、かかるインクジェットプリントヘッ
ド９８にあっては、前記インクポンプ部材４４は、接続
プレート６８がない構造で製造され、しかるのちに、熱
膨張特性調整板９２及びインクノズル部材４２と接着さ
れて一体形成されることとなる。そして、このようにし
て得られたインクジェットプリントヘッド９８にあって
も、インクポンプ部材４４の曲げ変形による引っ張り応
力が効果的に抑制乃至は解消せしめられ、以てインクジ
ェットプリントヘッドのインク吐出性能の改善が、効果
的に図られ得るのである。
ド９８にあっては、前記インクポンプ部材４４は、接続
プレート６８がない構造で製造され、しかるのちに、熱
膨張特性調整板９２及びインクノズル部材４２と接着さ
れて一体形成されることとなる。そして、このようにし
て得られたインクジェットプリントヘッド９８にあって
も、インクポンプ部材４４の曲げ変形による引っ張り応
力が効果的に抑制乃至は解消せしめられ、以てインクジ
ェットプリントヘッドのインク吐出性能の改善が、効果
的に図られ得るのである。
【００５２】以上、本発明の代表的な実施例について詳
述してきたが、本発明が、そのような具体例にのみ限定
して解釈されるものではないことは言うまでもなく、本
発明には、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修
正、改良等を加え得るものであり、そのような実施形態
のものが、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであ
ることが、理解されるべきである。
述してきたが、本発明が、そのような具体例にのみ限定
して解釈されるものではないことは言うまでもなく、本
発明には、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修
正、改良等を加え得るものであり、そのような実施形態
のものが、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであ
ることが、理解されるべきである。
【００５３】例えば、インクノズル部材４２やインクポ
ンプ部材４４の構造としては、各種の公知の構造が採用
され得るものであり、また上記の実施例では、インク加
圧室４６にインクを供給するインク供給流路６２が、イ
ンクノズル部材４２の内部に形成されていたが、かかる
インク供給流路６２をインクポンプ部材４４の内部に形
成することも可能である。
ンプ部材４４の構造としては、各種の公知の構造が採用
され得るものであり、また上記の実施例では、インク加
圧室４６にインクを供給するインク供給流路６２が、イ
ンクノズル部材４２の内部に形成されていたが、かかる
インク供給流路６２をインクポンプ部材４４の内部に形
成することも可能である。
【００５４】さらに、ノズル孔５４やオリフィス孔５８
の形成位置や形成数等、更にまたインク加圧室４６の形
成位置や形成数等は、インクジェットプリントヘッドの
目的等に応じて、適宜に選定されるものである。
の形成位置や形成数等、更にまたインク加圧室４６の形
成位置や形成数等は、インクジェットプリントヘッドの
目的等に応じて、適宜に選定されるものである。
【図１】本発明の一実施例としてのインクジェットプリ
ントヘッドを示す縦断面説明図である。
ントヘッドを示す縦断面説明図である。
【図２】図１に示されたインクジェットプリントヘッド
の構造を説明するための分解斜視図である。
の構造を説明するための分解斜視図である。
【図３】図１に示されたインクジェットプリントヘッド
のインクノズル部材を構成する流路プレートの平面説明
図である。
のインクノズル部材を構成する流路プレートの平面説明
図である。
【図４】本発明の異なる実施例としてのインクジェット
プリントヘッドを示す、図１に対応する縦断面説明図で
ある。
プリントヘッドを示す、図１に対応する縦断面説明図で
ある。
【図５】図４に示されたインクジェットプリントヘッド
の構造を説明するための、図２に対応する分解斜視図で
ある。
の構造を説明するための、図２に対応する分解斜視図で
ある。
【図６】従来のインクジェットプリントヘッドの一例を
示す縦断面説明図である。
示す縦断面説明図である。
【図７】図６におけるVII −VII 断面説明図である。
【図８】本発明の別の実施例としてのインクジェットプ
リントヘッドを示す、図１に対応する縦断面図である。
リントヘッドを示す、図１に対応する縦断面図である。
【図９】本発明の更に別の実施例としてのインクジェッ
トプリントヘッドを示す、図１に対応する縦断面図であ
る。
トプリントヘッドを示す、図１に対応する縦断面図であ
る。
【符号の説明】 ４０，９０，９８ インクジェットプリントヘッド ４２ インクノズル部材 ４４ インク
ポンプ部材 ４６ インク加圧室 ４８ ノズル
プレート ４８ａ 第一のノズルプレート ４８ｂ 第二の
ノズルプレート ５０ オリフィスプレート ５２ 流路プ
レート ５４ ノズル孔 ５８ オリフ
ィス孔 ６２ インク供給流路 ６６ 閉塞プ
レート ６８ 接続プレート ７０ スペー
サプレート ７８ 圧電／電歪膜型素子 ８０，９２ 熱
膨張特性調整板 ８６ 熱膨張特性調整部材
ポンプ部材 ４６ インク加圧室 ４８ ノズル
プレート ４８ａ 第一のノズルプレート ４８ｂ 第二の
ノズルプレート ５０ オリフィスプレート ５２ 流路プ
レート ５４ ノズル孔 ５８ オリフ
ィス孔 ６２ インク供給流路 ６６ 閉塞プ
レート ６８ 接続プレート ７０ スペー
サプレート ７８ 圧電／電歪膜型素子 ８０，９２ 熱
膨張特性調整板 ８６ 熱膨張特性調整部材
フロントページの続き (72)発明者 岡田 茂樹 愛知県名古屋市天白区表山３丁目150番 地 日本碍子八事寮 審査官 松川 直樹 (56)参考文献 特開 平４−21448（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−255（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−190742（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16
Claims (8)
- 【請求項１】 インクを噴射させるノズル孔が設けられ
た金属製のノズル部材に対して、該ノズル孔に対応する
空所が内部に設けられたセラミック製の一体焼成品から
なる、該ノズル部材よりも熱膨張率の小さなインクポン
プ部材を重ね合わせて接合することにより、前記ノズル
孔の背後に位置して該ノズル孔に連通するインク加圧室
を前記空所によって該インクポンプ部材の内部に形成す
る一方、該インク加圧室の壁部の一部を、かかるインク
加圧室の壁部を構成する該インクポンプ部材の外面上に
形成した圧電／電歪膜型素子によって変形させて、前記
インク加圧室に圧力を生ぜしめることにより、該インク
加圧室に供給されるインクを前記ノズル孔より噴射させ
るようにしたインクジェットプリントヘッドにおいて、 前記ノズル部材と前記インクポンプ部材の熱膨張特性の
差異によって加わる該インクポンプ部材に対する応力を
緩和する熱膨張特性調整部材を、該インクポンプ部材の
熱膨張率よりも大きな熱膨張率を有するものとして、該
インクポンプ部材の前記ノズル部材が接合される側とは
反対側に重ね合わせて、それらノズル部材及びインクポ
ンプ部材と共に一体的に接合せしめたことを特徴とする
インクジェットプリントヘッド。 - 【請求項２】 前記熱膨張特性調整部材が、前記ノズル
部材と同等な熱膨張率を有している請求項１に記載のイ
ンクジェットプリントヘッド。 - 【請求項３】 前記熱膨張特性調整部材が、その両端の
脚部において、前記圧電／電歪膜型素子を跨ぐようにし
て、該圧電／電歪膜型素子の設けられた側の前記インク
ポンプ部材の外面に対して、接合せしめられている請求
項１又は請求項２に記載のインクジェットプリントヘッ
ド。 - 【請求項４】 インクを噴射させるノズル孔が設けられ
た金属製のノズル部材に対して、該ノズル孔に対応する
空所が内部に設けられたセラミック製の一体焼成品から
なる、該ノズル部材よりも熱膨張率の小さなインクポン
プ部材を重ね合わせて接合することにより、前記ノズル
孔の背後に位置して該ノズル孔に連通するインク加圧室
を前記空所によって該インクポンプ部材の内部に形成す
る一方、該インク加圧室の壁部の一部を、かかるインク
加圧室の壁部を構成する該インクポ ンプ部材の外面上に
形成した圧電／電歪膜型素子によって変形させて、前記
インク加圧室に圧力を生ぜしめることにより、該インク
加圧室に供給されるインクを前記ノズル孔より噴射させ
るようにしたインクジェットプリントヘッドにおいて、 前記ノズル部材と前記インクポンプ部材の熱膨張特性の
差異によって加わる該インクポンプ部材に対する応力を
緩和する熱膨張特性調整部材を、該 ノズル部材の熱膨張
率よりも小さな熱膨張率を有するものとして、該ノズル
部材と前記インクポンプ部材との間に配置して、それら
ノズル部材及びインクポンプ部材と共に一体的に接合せ
しめたことを特徴とするインクジェットプリントヘッ
ド。 - 【請求項５】 前記インクポンプ部材が、窓部を有する
セラミック製のスペーサプレートと、該スペーサプレー
トの一方の側に重ね合わされて、該窓部の開口を覆蓋す
るセラミック製の閉塞プレートと、該スペーサプレート
の他方の側に重ね合わされる、該窓部を前記ノズル部材
のノズル孔に連通せしめる開口部を備えたセラミック製
の接続プレートとからなる一体焼成品にて形成されてい
る請求項１乃至請求項４の何れかに記載のインクジェッ
トプリントヘッド。 - 【請求項６】 前記インクポンプ部材が、窓部を有する
セラミック製のスペーサプレートと、該スペーサプレー
トの一方の側に重ね合わされて、該窓部の開口を覆蓋す
るセラミック製の閉塞プレートとからなる一体焼成品に
て形成されている一方、該インクポンプ部材を構成する
スペーサプレートの他方の側に、前記熱膨張特性調整部
材が重ね合わされて、該スペーサプレートの窓部の開口
を覆蓋するようにして、前記ノズル部材に対して接合、
一体化せしめられている請求項４に記載のインクジェッ
トプリントヘッド。 - 【請求項７】 前記ノズル部材が、前記ノズル孔を有す
る金属製のノズルプレートに対して、それぞれ金属製の
流路プレート及びオリフィスプレートを重ね合わせて、
一体的に接合されてなる構造とされていると共に、それ
ら流路プレート及びオリフィスプレートには、該ノズル
孔に対応する位置において、貫通孔が形成されており、
更に該流路プレートには、前記ノズルプレートと前記オ
リフィスプレートにて両側から覆蓋されて、前記インク
ポンプ部材のインク加圧室に連通されるインク供給流路
が設けられている請求項１乃至請求項６の何れかに記載
のイ ンクジェットプリントヘッド。 - 【請求項８】 前記ノズル部材を与えるオリフィスプレ
ートに、インク流通方向に向かって小径化するテーパ形
状のオリフィス孔が設けられており、該オリフィス孔を
通じて、インクが前記インク供給流路から前記インクポ
ンプ部材のインク加圧室に導かれるようになっている請
求項７に記載のインクジェットプリントヘッド。
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