JP3933506B2

JP3933506B2 - 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

Info

Publication number: JP3933506B2
Application number: JP2002081851A
Authority: JP
Inventors: 賢一尾方
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2022-03-22
Also published as: JP2003276196A

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、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、液滴吐出装置及び画像形成装置に関し、特にインクジェット記録ヘッドの振動板に対する圧力変換器の取り付け位置ずれが生じても、インク吐き出し特性の変動を軽減することができる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、液滴吐出装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録ヘッドにおいて、圧力変換器の取り付け位置のずれによる特性変動に対する対策を開示している従来例には、次のようなものがある。
特開平９−９９５５３号公報（インクジェットヘッド）に記載されたものは、振動板（加圧板）の片面に凹部を形成し、これに圧力変換器を当接させることによって位置精度を上げるというものである。
また、特開２００１−１８７４４８号公報（圧電型アクチュエータの製造方法およびそれによって得られた圧電型アクチュエータならびにそれを用いたインクジェット式記録ヘッド）に記載されたものは、圧力変換器の形成を、振動板に圧電材料の分散液を印刷することによって行い、これにより振動板、液室のゆがみに圧力変換器が追従して形成され、位置ずれを生じさせないというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
微小なインク滴を吐出し、紙などの被記録媒体に付着させて文字を含む画像情報を形成するインクジェット記録装置は、複数のインク加圧液室と、該加圧液室に連通してインク滴を吐出するためのノズルと、各加圧液室に対応して設けた電気機械変換素子や電気熱変換体などのアクチュエータとを備えたインクジェットヘッドを用いて、記録信号に応じて該加圧液室内部の圧力を変化させてノズルからインク滴を吐出することによって、高速、高密度、高品質の記録を行うものである。
このアクチュエータとして、加圧液室の一部である弾性変形可能な振動板に当接した圧電素子を用いるものはよく知られている。これは、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る。振動板が加圧液室の容積を収縮するように変位すると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る。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。
【０００４】
図１３は、圧電アクチュエータを用いたインクジェットヘッドを模式的に示す図で、図１３（Ａ）は加圧液室の長手方向断面図、図１３（Ｂ）は短手方向断面図である。
ノズル３に連通した加圧液室４の一部を形成する振動板６と、ベース基板２に設けた圧電素子７が接合されている。振動板６は、圧電素子７の変形に伴い弾性変形するが、圧電素子７の変位を効率よく加圧液室４の容積変化にするために、振動板６は、通常加圧液室４を構成する他の面よりも剛性を小さく（＝コンプライアンスを大きく）している。共通液室９と加圧液室４には、インクが充填されている。共通液室９は図示しないインクタンクに接続されている。
【０００５】
圧電素子７に図示しない駆動回路から電圧を加えることで、圧電素子７は変形を生じ、振動板６を加圧液室４の容積が増加または減少するように変形させる。加圧液室４の容積を増加させた場合は加圧液室４の内部圧力は減少するので、共通液室９から連通部１０を通ってインクが加圧液室４に補充される。その後加圧液室４の内部圧力を増加させるような駆動を行う。すなわち、加圧液室４の容積を減少させるように圧電素子７を駆動させた場合は加圧液室４の内部圧力が増加するので、ノズル３からインクが押し出されてインク滴１２となって飛翔し、図示しない紙などの記録媒体にインク滴が付着することで記録を行う。
すなわち、インクジェットヘッドのインク滴の形成は、振動板の変位がその源であり、さらにその駆動源である圧電素子との接合部分の構成は、インクジェットヘッドの特性を左右する重要な要素であるといえる。
【０００６】
しかし、加工精度の問題から、圧電素子と振動板の接合は、どうしても取り付け位置にずれが生じる。この位置ずれは、その発生量（ずれ量）にばらつきが生じるが、これにより、圧電素子によって発生する変位力が、設計通り振動板に伝わらないことになる。この結果、液室に発生する変位力による振動板等の構造変形に液室間で差が生じ、これが噴射特性ばらつきとなって印字品質を落とす要因となる。
【０００７】
圧電素子の取り付け位置がずれた場合に起こる具体的な問題点を図１４〜図１６を用いて説明する。
図１４〜図１６は、圧電素子即ち圧力変換手段の加圧液室に対する取り付け位置と加圧液室の変形の関係を示す模式図である。
図１４に示す取り付け位置では、圧電素子７即ち圧力変換手段が振動板６の規定位置に取り付けられており、圧力変換手段の変位により、加圧液室４の振動板６が押し上げられ、加圧液室４の圧力を上昇させる。
図１５に示す取り付け位置は、圧力変換手段が規定位置より若干隔壁２０側へずれて取り付けられた場合であるが、圧力発生手段が隔壁２０へ近づくことにより、振動板の変位力の一部が隔壁２０を傾ける方向に力が働く。このため、加圧液室４は変形し、圧力変動、ノズルプレート変位といった問題が起こる。
図１６は、更に圧力変換手段が隔壁２０へ近づいて取り付けられた場合であるが、この場合は圧力変換手段が直接隔壁２０を押し上げるようになり、更に大きな加圧液室４の変形をもたらす。
【０００８】
そこで、この位置ずれによる影響を減らす方法として、特開平９−９９５５３号公報にみられる方法が挙げられる。これは、振動板に凹部を形成し、この凹部に圧電素子を突き当てることにより、圧電素子のずれを凹部で吸収し、変位力の伝達にばらつきを生じさせないようにするものである。しかし、この場合、凹部の幅に収まる範囲のずれにしか対応できず、適用できる範囲は限られる。また、溝加工を行う必要があるため、工程が複雑になるという問題もある。
他方、特開２００１−１８７４４８号公報にみられる方法は、振動板のずれに合わせて圧電素子を形成することにより、位置ずれ自体の発生を抑えるものである。しかし、この場合、適用できる液室構造、圧電素子構造、及び製造方法が限定されたものとなる。特に液室構造に関しては、Ｓｉプロセスによって形成することが出来ず、高精度・高密度に多チャンネル化を図ることが難しくなるといった問題がある。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑み、振動板に圧電素子を接続させる際に、位置ずれが生じても特性変動が起こりにくく、これによってインクジェット記録ヘッドの噴射特性を安定させることを目的とする。
また、噴射特性が安定したインクジェット記録ヘッドを用いることにより、均一な印字特性のインクジェットプリンタ、液滴吐出装置及び画像形成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】
前記の課題を解決するため、請求項１のインクジェット記録ヘッドは、加圧液室と、該加圧液室の一部を構成する振動板と、一方の面が前記振動板に連接され前記加圧液室内部の圧力を変化させる圧力変換手段と、該圧力変換手段の他方の面が接合される支持基板とを備え、前記加圧液室は長手方向端部において長手方向隔壁を介して２つの加圧液室が対向配置され、かつ該２つの加圧液室に対応して接続されたそれぞれの圧力変換手段間には、前記長手方向隔壁と前記支持基板を接続する部材は存在せず、前記圧力変換手段は前記長手方向隔壁と離隔して設けられ、前記加圧液室の短手方向にて隣接する前記加圧液室を分離している短手方向隔壁に対応する位置に、前記支持基板と前記短手方向隔壁間に振動板を支持する支持部材を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項２のインクジェット記録ヘッドは、請求項１のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記振動板は薄肉部と厚肉部を有し、前記圧力変換手段が当接する前記厚肉部によって前記薄肉部の領域が分離されており、前記厚肉部は前記振動板の長手方向全体に渡って形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３のインクジェット記録ヘッドは、請求項１または２のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記圧力変換手段は電極層と圧電素子の層が交互に積層された積層圧電型駆動体であり、長手方向端部には電界が生じない不活性領域を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項４のインクジェット記録ヘッドは、請求項１〜３のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記長手方向隔壁と前記圧力変換手段との間の距離は１００μｍ以上であることを特徴とする。
【００１５】
請求項５のインクジェット記録ヘッドは、請求項３のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記長手方向隔壁と前記積層圧電型駆動体の活性層間の距離は３００μｍ以上であることを特徴とする。
【００１６】
請求項６のプリンタ、請求項７の液滴吐出装置及び請求項８の画像形成装置は、請求項１〜５のいずれかのインクジェット記録ヘッドを搭載することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図１０を参照して説明する。
図１は、本発明の実施例のインクジェットヘッドを示す分解斜視図である。
複数の加圧液室４を形成した加圧液室基板１と、ノズルプレート８と、振動板６とを積層する。ノズルプレート８には、加圧液室４に対応して連通したノズル３が設けられている。振動板６には圧力変換器である圧電素子７の一方の面が接合され、圧電素子７には、ドライバＩＣ１８を接合したＦＰＣケーブル１７が電気的な接続を伴って接合されている。
図示しない画像形成信号に基づいてドライバＩＣ１８から駆動信号がＦＰＣケーブル１７を介して圧電素子７に供給され、圧電素子７が伸縮し、その変位が振動板６に伝えられ、それぞれ必要とする加圧液室４の内部圧力を適切に制御することで、ノズル３からインク滴を吐出する。圧電素子７の他方の面はベース基板２と接合されており、ベース基板２はさらに図示しないフレームと接合されている。インクジェットプリンタ本体へは、図示しないキャリッジにフレームを接合して搭載し、図示しない電気回路にＦＰＣケーブル１８を接続し、さらにインクカートリッジからインクを加圧液室４に供給するがここでは図示していない。
【００１８】
図２は、本発明の実施例によるインクジェットヘッドの加圧液室長手方向（ノズル列に対して直交方向）の断面図である。
２つの加圧液室４が隔壁２０によって加圧液室の長手方向に分離され、対向配置された構成となっている。ベース基板２と同様に、加圧液室基板１もフレーム１９に接合されている。フレーム１９は、図２の例では２つの部品に分かれているが、１つの部品で構成しても構わない。また、１つのベース基板２に二つの圧電素子７が形成されているが、ベース基板２は２つに分割されている場合もあり得る。
【００１９】
図３は、図２に示すインクジェットヘッドにおける部分を拡大して示す図で、図３（Ａ）はベース基板と圧電素子、支持部材との関係を示す拡大斜視図、図３（Ｂ）はインクジェットヘッドの加圧液室の短手方向（ノズル列方向）の拡大断面図である。
ここで、圧電素子７の間には、支持部材１１が取り付けられた構成となっているが、この支持部材１１は存在しない場合もあり得る。振動板６は、厚肉部１５と薄肉部１６から構成され、厚肉部１５によって圧電素子７に接続され、実際に加圧液室４に圧力を発生させる振動板部位が分離されている。支持部材１１は、振動板６の厚肉部１５を介して隔壁５に接続されている。振動板６とベース基板２は、圧電素子７と支持部材１１の両方で接合されており、上部の加圧液室４の剛性を保つとともに、圧電素子７の変形による振動板６の厚肉部１５の変位効率を向上させている。
【００２０】
ここで、振動板形状について説明する。
図４は、図１〜図３にて説明した一つの加圧液室４を、その短手方向で切断した断面を振動板６を上にして示す斜視図、図５は、図４に示す振動板と異なる構成の振動板を用いた同様の斜視図である。ただし、図５は振動板に接続される圧電素子７についても示している。
図４において図示していない圧電素子は、振動板６の凹部１３の薄肉部１６で周囲を隔離された厚肉部１５である島状凸部１４に接合される。
一方、図５に示した形状は、振動板６が厚肉部１５と薄肉部１６から構成されているが、図４と異なり、厚肉部１５₁の周囲を薄肉部１６で囲まれてはおらず、逆に、厚肉部１５₁で薄肉部１６の領域を分離している。厚肉部１５₁は加圧液室長手方向に沿って設けられており、薄肉部１６は中央の厚肉部１５₁に対して対称な位置に、加圧液室４の長手方向に沿って細長く設けられている。厚肉部１５₂は加圧液室４を１つずつ区画している周辺肉厚部であり、図示しない支持部材を介して図示しないベース基板に接続されている。図５の振動板形状は、図４の振動板形状に比べ、振動板に接続される島状凸部１４の長さが長いため、より効率良く振動板を駆動できる。このため、同じ液室圧力を発生させるのであれば、より低い駆動電圧ですむというメリットがある一方、前記した位置ずれに対する問題では脆弱な構造となっている。即ち、図４の振動板形状であれば、図１５に示したずれによる影響は、凹部によって振動板が分断されているために発生しにくいのに対し、図５の形状では、図１５に示した問題が起こる。
なお、両者とも、図１６に示した取り付け位置ずれによる問題は発生する。
【００２１】
図６は、本発明の特徴を説明するための図で、加圧液室長手方向断面を模式的に示す断面図である。
本発明では、図６に示す通り、加圧液室の長手方向を隔てる長手方向隔壁２０に対向する振動板６のベース基板２側位置には、圧力変換手段である圧電素子７が存在しない構成、つまり圧電素子７は長手方向隔壁２０と一定の距離隔てて設けられる構成とした。このとき重要となるのは、圧電素子７の取り付け位置に位置ずれが発生しても、加圧液室４の変形を生じさせないよう、十分に隔壁２０と圧電素子７の間の距離を離すことである。しかし、必要以上に両者の距離を離す、即ち２つの対向した圧電素子７間の距離を離すと、駆動ユニットの寸法が大きくなってしまうという問題、及び図２に示す通り、２つの圧電素子７の間に、隔壁２０とベース基板２を結ぶ支持部材を省略することにより、工法の簡易化及びヘッドの小型化を図る場合、隔壁２０を支える支持部材（図３における支持部材１１）が隔壁２０から離れることとなり、支持力不十分で加圧液室４の振動が増大する問題もある。
そこで、最適寸法を求める検討を行った。その結果を、図７の圧電素子間の距離と振動板の変位量の関係を示すグラフに示す。
【００２２】
この検討は、圧電素子の取り付け位置ずれのばらつきをみたとき、その平均ばらつき量からの差がσ以内に収まる場合を良品、はずれた場合を不良品とし、良品内で最もずれが発生したサンプルについて、ノズルプレートの変形量で加圧液室の変形度を評価したものである。パラメータとして、ここでは２つの圧電素子（ＰＺＴを使用）間の距離を取っているが、隔壁２０の幅は１００μｍとしているので、（ＰＺＴ間隔−１００）／２が隔壁２０と圧電素子間の距離となる。なお、全く位置ずれの発生しないサンプルのデータも併せて掲示した。
図７のグラフをみると、２つの圧電素子の間隔を１００〜３００μｍと変えた場合、振動板の変位量は急激に減少していくが、３００μｍを境として、あまり変化しなくなることが判る。これから、２つの圧電素子間の距離は３００μｍ以上、即ち隔壁２０と圧力変換手段との距離は１００μｍ以上であることが望ましい。
なお、前記した通り、振動板形状を示す図４と図５を比較した場合、図５は特にずれによる影響が高いが、本発明はこれに対しても高い効果が得られる。よって、図５に示した、より効率よく加圧液室を駆動することができる振動板形状を、位置ずれによる特性変動なく使うことができるようになる。
【００２３】
図８は、図６に示すインクジェットヘッドにおいて、圧力変換手段である圧電素子７が長手方向端面に不活性層７₂を持つ積層圧電型駆動体である場合の、加圧液室長手方向断面を模式的に示す断面図である。
圧力変換手段の位置に関しては前述したが、圧力変換手段が図８に示したような長手方向端面に不活性層７₂を持つ積層圧電型駆動体の場合、その活性層７₁端から隔壁２０までの距離が重要となる。この場合、不活性層距離を勘案し、活性層端と隔壁２０との距離を３００μｍ以上とすれば、図７における間隔３００μｍに相当する効果を得ることができる。
【００２４】
（具体例１）
本発明の第１の具体例として、図４に示す振動板形状に対し適用した場合について説明する。
Ｓｉを壁面構成部材として高さ８０μｍ、長手方向の長さ３０００μｍ、短手方向の幅１３０μｍの加圧液室に、厚さ３μｍのＮｉ振動板を配置し、これにチタン酸ジルコン酸鉛による圧電素子を取り付ける。振動板は、島状凸部が幅３０μｍ、長手方向長さ１３００μｍとなっている。また、圧電素子は、銀・パラジュームによる電極を上下に挟んだ１８層積層配置構造とする。各層は２５μｍの厚さとし、１８層の上部に８０μｍ、下部に２２０μｍの不活性部を配置し、全体として圧電素子の高さは７５０μｍとする。長手方向の幅は１９００μｍ、短手方向の幅は５０μｍとするが、長手方向両端に２００μｍの不活性層を配置してあり、活性層の幅は１５００μｍとなる。全体の形状は図８に示すようになっているが、隔壁の幅は１００μｍとする。ここで、従来技術として圧電素子と隔壁の距離が０（圧電素子間の距離が１００μｍ）のヘッドと、本発明の適用例として同距離が１００μｍ（圧電素子間の距離が３００μｍ）のヘッドを用意し、それぞれについて、圧電素子を、図８において右方向に０〜１５０μｍずらした場合の、ノズルプレートの変位量を比較してみた。
図９は、この比較結果を示すグラフである。
図９のグラフから、本発明を適用すれば、圧電素子の取り付け位置がずれた場合でも、特性に変動が生じないことが判る。
【００２５】
（具体例２）
本発明の第２の具体例として、図５に示す振動板形状を適用した場合について説明する。
Ｓｉを壁面構成部材として高さ８０μｍ、長手方向の長さ３０００μｍ、短手方向の幅１３０μｍの加圧液室に、厚さ３μｍのＮｉ振動板を配置し、これにチタン酸ジルコン酸鉛による圧電素子を取り付ける。振動板は、凸部は幅３０μｍとなっており、長手方向は加圧液室長手方向全域に渡って配置されている。また、圧電素子は、銀・パラジュームによる電極を上下に挟んだ１８層積層配置構造とする。各層は２５μｍの厚さとし、１８層の上部に８０μｍ、下部に２２０μｍの不活性部を配置し、全体として圧電素子の高さは７５０μｍとする。長手方向の幅は１９００μｍ、短手方向の幅は５０μｍとするが、長手方向両端に２００μｍの不活性層を配置してあり、活性層の幅は１５００μｍとなる。全体の形状は図８に示すようになっているが、隔壁の幅は１００μｍとする。
ここで、従来技術として圧電素子と隔壁の距離が０（圧電素子間の距離が１００μｍ）のヘッドと、本発明の適用例として同距離が１００μｍ（圧電素子間の距離が３００μｍ）のヘッドを用意し、それぞれについて、圧電素子を、図８において右方向に０〜１５０μｍずらした場合の、ノズルプレートの変位量を比較してみた。
図１０は、この比較結果を示すグラフである。
図１０のグラフから、本発明を適用すれば、圧電素子の取り付け位置がずれた場合でも、特性に変動が生じないことが判る。
【００２６】
次に、以上のような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について説明する。以下ではインクジェットプリンタについて説明するが、液滴吐出装置や画像形成装置についても同様に適用可能である。
図１１は、本発明の実施例によるインクジェット記録装置を示す斜視図、図１２は、同インクジェット記録装置の機構部の側面断面図である。
本実施例のインクジェット記録装置は、記録装置本体３１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ４３、キャリッジに搭載した本発明を実施したインクジェット記録ヘッドからなる記録ヘッド４４、記録ヘッドへインクを供給するインクカートリッジ４５等で構成される印字機構部３２等を収納し、装置本体３１の下方部には前方側から多数枚の用紙３３を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい）３４を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙３３を手差しで給紙するための手差しトレイ３５を開倒することができ、給紙カセット３４或いは手差しトレイ３５から給送される用紙３３を取り込み、印字機構部３２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３６に排紙する。
【００２７】
印字機構部３２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４１と従ガイドロッド４２とでキャリッジ４３を主走査方向（図１２で紙面垂直方向）に摺動自在に保持し、このキャリッジ４３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インクジェットヘッドからなる記録ヘッド４４を複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交差する方向に配列し、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４３には記録ヘッド４４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４５を交換可能に装着している。
インクカートリッジ４５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。また、記録ヘッド４４としてここでは各色の記録ヘッドを用いているが、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。
【００２８】
ここで、キャリッジ４３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド４１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４２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ４３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ４７で回転駆動される駆動プーリ４８と従動プーリ４９との間にタイミングベルト５０を張装し、このタイミングベルト５０をキャリッジ４３に固定しており、主走査モータ４７の正逆回転によりキャリッジ４３が往復駆動される。
一方、給紙カセット３４にセットした用紙３３を記録ヘッド４４の下方側に搬送するために、給紙カセット３４から用紙３３を分離給装する給紙ローラ５１及びフリクションパッド５２と、用紙３３を案内するガイド部材５３と、給紙された用紙３３を反転させて搬送する搬送ローラ５４と、この搬送ローラ５４の周面に押し付けられる搬送コロ５５及び搬送ローラ５４からの用紙３３の送り出し角度を規定する先端コロ５６とを設けている。搬送ローラ５４は副走査モータ５７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００２９】
そして、キャリッジ４３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ５４から送り出された用紙３３を記録ヘッド４４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５９を設けている。この印写受け部材５９の用紙搬送方向下流側には、用紙３３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ６１、拍車６２を設け、さらに用紙３３を排紙トレイ３６に送り出す排紙ローラ６３及び拍車６４と、排紙経路を形成するガイド部材６５，６６とを配設している。
記録時には、キャリッジ４３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド４４を駆動することにより、停止している用紙３３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙３３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３３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３３を排紙する。
【００３０】
また、キャリッジ４３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド４４の吐出不良を回復するための回復装置６７を配置している。回復装置６７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４３は印字待機中にはこの回復装置６７側に移動されてキャッピング手段で記録ヘッド４４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。
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド４４の吐出口（ノズル）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図示しない廃インク溜に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
このように、このインクジェット記録装置においては本発明を実施したインクジェットヘッドを搭載しているので、気泡溜まりによるインク滴吐出不良がなく、安定したインク滴吐出特性が得られて、画像品質が向上する。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１に対する作用効果
隔壁と圧力変換手段を離して配置することによって、圧力変換手段が取り付け時の位置ずれによって隔壁に接近した場合でも、隔壁を変形させる力が伝わることを防止することができる。したがって、圧力変換手段の位置ずれによって加圧液室の変形の変化や発生圧力の変化を抑止することができ、噴射特性のばらつきを抑えることができる。
さらに、支持基板を圧電素子の間に挟んで加圧液室を支えることにより、加圧液室の変形をより有効に抑えることができる。
【００３３】
請求項２に対する作用効果
圧電変換手段と振動板との接続部の長さをより長くすることができるので、効率よく加圧液室を加圧することができる。
【００３４】
請求項３に対する作用効果
圧力発生手段として積層圧電型駆動体を用いることにより、高速・低電圧駆動が可能となる。
【００３５】
請求項４に対する作用効果
隔壁と圧力発生手段の距離を１００μｍ以上離すことにより、位置ずれが起きても特性変動をほぼ完全に抑えることができる。
【００３６】
請求項５に対する作用効果
隔壁と圧電型駆動体の活性層との距離を３００μｍ以上離すことにより、位置ずれが起きても特性変動をほぼ完全に抑えることができる。
【００３７】
請求項６、７あるいは８に対する作用効果
請求項１〜５記載のいずれかの記録ヘッドを適用することにより、印字特性にばらつきが生じにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のインクジェットヘッドを示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施例によるインクジェットヘッドの加圧液室長手方向（ノズル列に対して直交方向）の断面図である。
【図３】図２に示すインクジェットヘッドにおける部分を拡大して示す図で、図３（Ａ）はベース基板と圧電素子、支持部材との関係を示す拡大斜視図、図３（Ｂ）はインクジェットヘッドのノズル列方向の拡大断面図である。
【図４】図１〜図３に示す加圧液室を短手方向で切断した断面を振動板を上にして示す斜視図である。
【図５】図４に示す振動板と異なる構成の振動板を用いた図４と同様の斜視図である。
【図６】本発明の特徴部分を説明するための図で、インクジェットヘッドの加圧液室長手方向断面を模式的に示す断面図である。
【図７】圧電素子間の距離と振動板の変位量の関係を示すグラフである。
【図８】図６に示すインクジェットヘッドにおいて、圧力変換手段が長手方向端面に不活性層を持つ積層圧電型駆動体の場合の、図６と同様の断面図である。
【図９】本発明の具体例１の比較結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の具体例２の比較結果を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例によるインクジェット記録装置を示す斜視図である。
【図１２】図１１のインクジェット記録装置の機構部の側面断面図である。
【図１３】圧電アクチュエータを用いたインクジェットヘッドを模式的に示す図で、図１３（Ａ）は加圧液室の長手方向断面図、図１３（Ｂ）は短手方向断面図である。
【図１４】圧電素子が加圧液室に対し規定位置に取り付けられた様子を示す模式図である。
【図１５】圧電素子が加圧液室に対し隔壁寄りに取り付けられた様子を示す模式図である。
【図１６】圧電素子が加圧液室に対し隔壁に接して取り付けられた様子を示す模式図である。
【符号の説明】
１…加圧液室基板、２…ベース基板、３…ノズル、４…加圧液室、６…振動板、７…圧電素子、８…ノズルプレート、９…共通液室、１０…連通部、１１…支持部材、１３…凹部、１４…島状凸部、１５…厚肉部、１６…薄肉部、１７…ＦＰＣケーブル、１８…ドライバＩＣ、１９…フレーム、２０…隔壁、３１…記録装置本体、３２…印字機構部、３３…用紙、３４…給紙カセット、３６…排紙トレイ、４３…キャリッジ、４４…記録ヘッド、４５…インクカートリッジ、５１…給紙ローラ、５２…フリクションパッド、５４…搬送ローラ、５５…搬送コロ、５６…先端コロ、６３…排紙ローラ、６４…拍車。

Claims

加圧液室と、該加圧液室の一部を構成する振動板と、一方の面が前記振動板に連接され前記加圧液室内部の圧力を変化させる圧力変換手段と、該圧力変換手段の他方の面が接合される支持基板とを備え、前記加圧液室は長手方向端部において長手方向隔壁を介して２つの加圧液室が対向配置され、かつ該２つの加圧液室に対応して接続されたそれぞれの圧力変換手段間には、前記長手方向隔壁と前記支持基板を接続する部材は存在せず、前記圧力変換手段は前記長手方向隔壁と離隔して設けられ、前記加圧液室の短手方向にて隣接する前記加圧液室を分離している短手方向隔壁に対応する位置に、前記支持基板と前記短手方向隔壁間に振動板を支持する支持部材を有する
ことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
請求項１記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記振動板は薄肉部と厚肉部を有し、前記圧力変換手段が当接する前記厚肉部によって前記薄肉部の領域が分離されており、前記厚肉部は前記振動板の長手方向全体に渡って形成されてい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または２に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記圧力変換手段は電極層と圧電素子の層が交互に積層された積層圧電型駆動体であり、長手方向端部には電界が生じない不活性領域を有す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乃至請求項３いずれかに記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記長手方向隔壁と前記圧力変換手段との間の距離は１００μｍ以上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３記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記長手方向隔壁と前記積層圧電型駆動体の活性層間の距離は３００μｍ以上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乃至請求項５いずれかに記載のインクジェット記録ヘッドを搭載したことを特徴とするインクジェットプリンタ。
請求項１乃至請求項５いずれかに記載のインクジェット記録ヘッドを搭載したことを特徴とする液滴吐出装置。
請求項１乃至請求項５いずれかに記載のインクジェット記録ヘッドを搭載したことを特徴とする画像形成装置。