JP4267640B2 - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッドに関する。特に、インクジェット記録ヘッドの内部でインクを循環させる構造に関する。

近年、記録媒体にインク滴を吐出して印刷するインクジェット記録ヘッドが搭載された記録装置が、各種産業分野や一般家庭分野などへ幅広く拡大している。インクジェット記録ヘッドは、多階調化やカラー化が容易でしかもランニングコストが安いことから将来性が注目されている。

上記したインクジェット記録ヘッドとして、ドロップ・オン・デマンド型が主流になっている。この方式のインクジエット記録ヘッドについて特許文献１を参照して説明する。この特許文献１の段落［００１６］乃至［００１９］や図１にインクジェット記録ヘッドの構造やインク滴の吐出原理が記載されている。このようなインクジェット記録ヘッドの印字動作中に誤動作によってインク吐出口３８から圧力室３７内に気泡が入り込んだ場合、圧力室３７にインク吐出パルスが印加されてもインク滴を吐出させる圧力がこの気泡によって吸収され、インク滴の不吐出現象が生ずるといった問題があった。また、圧力室３７内に加工屑や異物が付着したり、インク中に異物が混入していると、これらの加工屑や異物がインク吐出口３８に詰まり、同様にインク滴の不吐出現象が生ずるといった問題もあった。
側壁３０の電極２７に電圧パルスが印加され、繰り返し側壁３０が変形すると、側壁３０がわずかながら熱を発生し、発生した熱によって圧力室３７内のインクの温度が上昇し、インクの粘度が低下する。このようなインク粘度の変化によってインク滴の吐出特性が変化し、その結果として記録される文字や画像の品質が安定しないといった問題があった。

特許文献２に、同様にドロップ・オン・デマンド型のインクジエット記録ヘッドが開示されている。この文献の図１２に示されているように、２列に配列されたピエゾ電気ラミネートの条片１１０ａ、１１０ｂに多数のチャンネルが形成されたインクジェットプリントヘッドの製造方法が詳細に開示されている。また、特許文献３には、インク吐出孔４の目詰まりと、気泡によるインク滴の吐出性能の劣化を防止するために、インク流路２内のインクを循環させる循環機構が設けられたインクジェット記録ヘッドが開示されている。
特開平１１−２０７９７２号公報 特表２００２−５２９２８９号公報 特開２００１−１６２７９５号公報

しかしながら、特許文献３に記載されているインクを循環させる循環機構には、インクを循環させる専用のポンプ２１が設けられているのでこのポンプ２１の制御装置が必要であり、また定期的な保守点検も行う必要がある。また、当該ポンプ２１の設置スペースの確保をしなければならず、また、インク循環機構は、メインタンク２２、ポンプ２１、フィルタ２４、サブタンク２３やそれぞれの構成要素を接続するインクチューブなどの多数の部品で構成されるため、インクチューブや接続部の煩雑な管理が必要となる。さらに、インクチューブが長くなることでインクチューブ内に充填するインク量が増大し無駄なインクを消費しなければならないという問題点を抱えている。

そこで本願発明は、このような問題点を解決し簡単な構成でインク不吐出のような現象が発生しない印字品質の良好な印刷が可能なインクジェット記録ヘッドを供することを目的としている。

電極を備えた圧電材料で形成され隔壁によって仕切られた複数の圧力室と、前記圧力室と連通する複数のノズルと、前記圧力室にインクを供給するための前記圧力室の両端に設けられた共通インク室と、前記圧力室を挟んで前記ノズルと反対側に設けられたインク流路と、前記圧力室と前記共通インク室と前記インク流路を通してインクを循環させるインクジェット記録ヘッドであって、前記圧力室は、２列に配列され、前記共通インク室は、前記２列の圧力室に挟まれた第１の共通インク室と前記２列の圧力室の外側に位置する第２の共通インク室とで構成され、前記インク流路と前記第１の共通インク室とを連通する第１のインク流通孔と、前記インク流路と前記第２の共通インク室とを連通する第２のインク流通孔が形成され、前記インク流路の一部であって前記第１のインク流通孔と対向する位置に超音波放射手段を備え、前記超音波放射手段から放射される超音波による圧力によってインクを循環させるようにした。

本願発明により簡単な構成でインク不吐出のような現象が発生せず印字品質の良好な印字が可能なインクジェット記録ヘッドを供することができる。

以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。図１は、本発明に係るインクジェット記録ヘッドの一部を破断した斜視図を示し、図２は、図１のＡ−Ａ断面の断面図を示す。また図３は、図１のＢ−Ｂ断面の一部に係る断面図である。インクジェット記録ヘッド１の主要部として、インク滴を吐出させる複数の圧力室１５が所定のピッチで形成されている圧電体ブロック２の２列が基板５の一面に接着により固定されている。基板５はアルミナや石英などの材料を機械加工によって形成され、圧電体ブロック２は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ系）、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ系）やニッケルニオブ酸鉛（ＰＮＮ系）などを主成分とする圧電セラミックで形成されている。圧電体ブロック２は、図３に示されるように分極された圧電体２ａと圧電体２ｂの分極方向（矢印Ｐ）が互いに対向するように貼り合わされ、その後、機械加工により所定のピッチで溝１３と溝１３同士を仕切る隔壁１１が同時に形成される。隔壁１１は所定長さに切断され、その長さ方向の両端部に端面（１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよび１３ｄ）を有する構造になっている。その隔壁１１のピッチおよび長さは、インクジェット記録ヘッド１の印字の解像度や吐出されるインク滴の大きさなどにより設計的に決定される。なお、圧電体ブロック２を基板５の一面に固定する構成に代えて、基板５と圧電体ブロック２とを一体的に形成した圧電体ブロックのみで形成してもよい。

ノズル板３が隔壁１１の頂部に接着により取り付けられ、このノズル板３と溝１３の両側の隔壁１１と溝１３の底部とで閉塞された空間が圧力室１５となる。圧力室１５は、溝１３の両端部が開放され共通インク室１４ａ、１４ｂへ繋がる構造になっている。ノズル板３にはインクが吐出されるノズル４が各溝１３の底部と対向する位置に形成されている。ノズル４は、ノズル列４ａとノズル列４ｂの２列に形成されている（図１参照）。本実施の形態では、２列の溝１３の配置が互いに半ピッチずれるように配置されているのでインクジェット記録ヘッド１がプリンタに搭載されて印字が行われる場合、印字密度は溝１３のピッチの２倍で印字することができる。

２列の溝１３を形成する各隔壁１１の内面に駆動電極９が形成されている（図３参照）。各隔壁１１の駆動電極９は、配線パターンによって基板５の端部に設けられている端子部９ａにそれぞれ引き出されて外部の駆動回路と接続される（図１参照）。この駆動電極９は、例えばニッケルの無電界メッキやアルミ、ニッケルや金などを蒸着やスパッタリングで形成される。駆動電極９にインク吐出パルスが印加されたときに、隔壁１１に剪断力が生じて、いわゆるシェア・モードによる変形により圧力室１５の容積が変化し、ノズル４よりインク滴が吐出される。

圧力室１５の両端部に設けられた共通インク室１４は、２列の圧力室１５に挟まれた共通インク室を１４ａと呼び、２列の圧力室の外側の共通インク室１４ｂとする。これらの共通インク室１４ａと１４ｂは、ノズル板３と側板８と基板５とで閉塞され、圧力室１５の両端部と隣接している。インクは、外部のインク供給タンク１２（図４参照）から共通インク室１４ａと１４ｂを介して圧力室１５に供給される。

インク流路１０は、基板５の圧力室１５を挟んでノズル４と反対側の面と、この面を囲む外囲器６とで形成されている。言い換えれば、インク流路１０は、圧力室１５を挟んでノズル４と反対側に設けられている。基板５には共通インク室１４ａと共通インク室１４ｂのそれぞれとインク流路１０とを連通するインク流通孔１０ａとインク流通孔１０ｂが形成されている。このような構成によって、共通インク室１４ａ、圧力室１５、共通インク室１４ｂ、インク流通孔１０ｂ、インク流路１０、およびインク流通孔１０ａからなるインク循環路が形成され、インクは共通インク室１４ａから圧力室１５へ流れ、さらに共通インク室１４ｂ、インク流通孔１０ｂ、インク流路１０、インク流通孔１０ａ、共通インク室１４ａへと順次循環することが可能になっている。

インク循環をさせるための超音波放射手段７が、外囲器６の内面で、インク流通孔１０ａと対向する位置に設けられている。この超音波放射手段７からインク流通孔１０ａに向けて放射される超音波の圧力によってインク流路１０のインクがインク流通孔１０ａから共通インク室１４ａへ押し出され（図２に示す矢印ａ）、圧力室１５を通過し、さらに共通インク室１４ｂからインク流通孔１０ｂ（図２に示す矢印ｂ）を通過して再びインク流路１０に戻りインクが循環される。このように圧力室１５内に充填されているインクを強制的に循環させることが可能になる。

上記インクジェット記録ヘッド１は、圧力室１５が２列に配列された構成となっている。２列に代えて、図５に示すように圧力室１５が１列に配列された構成も可能である。上記した圧力室１５が２列に配列されている場合と同様にインク流路１０のインク流通孔１０ａに対向する位置に超音波放射手段７が配置されている。この超音波放射手段７からインク流通孔１０ａに向けて放射される超音波の圧力によって、共通インク室１４ａのインクは圧力室１５を経由して共通インク室１４ｂへ押し出されて、さらにインク流通孔１０ｂからインク流路１０へ循環される。

インク流路１０を基板５の背面に設ける代わりに、インク流路１０は、図６に示すようなパイプ４０を用いて形成してもよい。パイプ４０の内面に超音波放射手段７を取付け、超音波が放射される方向にインクが押され、循環するようになっている。なお、上記した実施形態では、超音波放射手段７をインク流路１０の一部に設けた場合について例示したが、これに限ることはなく、例えば、共通インク室１４の一部に設けてもよい。

本発明の効果として、圧力室１５内に気泡や異物が入り込んでも、インクの循環機構によって、圧力室１５内のインクを循環させることができ、これらの気泡や異物を容易に圧力室１５から排出させることができる。この結果、インク滴のが不吐出を起こす現象の発生を防止することができる。

また、インク吐出に伴う隔壁１１の繰返しの変形動作による隔壁のわずかな熱の発生によるインクの温度上昇があっても、上記したインクの循環機構によって圧力室１５に温度上昇したインクを排出させて新たなインクを供給することができるので、インクの温度上昇に伴うインク粘度の変化によるインク滴の吐出特性の変化を防止することができ、その結果として記録される文字や画像の品質を安定させることができる。

超音波放射手段７は、小型で偏平に形成することが可能であり、またインク循環路の形状に合わせてそのまま内部に配置することができるので、インク循環路の小型化が可能になり、インクジェット記録ヘッドの小型化を実現することができる。また、インク循環路の小型化により、インク循環路に充填するインク量も少なくて済むので無駄なインクの消費を防止することができる。

インク循環経路に設けられた超音波放射手段７の具体的な実施例について説明する。

［実施例１］
図７に、インク流路１０に設けられている超音波放射手段７の断面図を示す。超音波放射手段７は、外囲器６の内面でインク流通孔１０ａと対向する位置に取り付けられている。外囲器６は、金属、樹脂、ガラスやセラミックスなどの材料で形成される。

超音波放射手段７には、超音波の発生源として圧電振動子２０が用いられる。圧電振動子２０の両面に形成された電極（図示しない。）に駆動信号が印加されることにより圧電振動子２０の両面から超音波が放射される。駆動信号は、外部に設けられた超音波振動子駆動回路１６からリード線２７を介して圧電振動子２０に印加される。なお、超音波振動子駆動回路１６は、信号発生器３１と高周波増幅器３２とで構成されている（図１８参照）。信号発生器３１により発生される信号は、圧電振動子２０の共振周波数付近の周波数を有し、高周波増幅器３２によって所望の出力に増幅される。また、圧電振動子２０から放射される超音波の出力は、圧電振動子２０に印加される電力に応じて制御される。例えば、１〜２０Ｗ程度の電力が印加される。

上記した圧電振動子２０の変形例を図１９に示す。この圧電振動子２０には、自励発振方式の電極として励振電極３３とフィードバック電極３４が設けられている。フィードバック電極３４は、圧電振動子２０の片方の電極の一部に、長さ方向の中心に向って細長形状に形成されている。フィードバック電極３４を通じて超音波振動子駆動回路１６へ信号をフィードバックすることで、図１８に示す信号発生器３１を省略することができる。自励発振回路としては、様々な方法があり適宜選択すればよい。

超音波放射手段７は、超音波を放射する圧電振動子２０と圧電振動子２０とインク間に設けられた整合部材２１との積層体になっている。この整合部材２１は、圧電振動子２０から放射される超音波の伝搬ロスを小さく抑えるために設けられる。圧電振動子２０から放射される超音波がインクに伝搬される際に圧電振動子２０の固有音響インピーダンスとインクの固有音響インピーダンスの値の差が大きいと伝搬ロスは大きくなる。

伝搬ロスを低減させるための整合部材２１の設計について説明する。超音波が固有音響インピーダンスの異なる物質同士が成す境界に入射すると、一部は透過し一部が反射する。一般に物質の密度と音速の積（物質の密度ρ×音速ｖ）をその物質の「固有音響インピーダンス」と呼ぶ。いま固有音響インピーダンスがそれぞれ、Ｚ_１、Ｚ_２である二つの物質の境界面に超音波が垂直に入射したとする。このときの振幅反射率Ｒ_Ｅは、式（１）で与えられる。本実施の形態では、媒質Iは圧電振動子２０であり、媒質IIは整合部材２１である。また媒質IIIは搬送されるインクである。

図２０に示すように，媒質Iと媒質IIIの間に，媒質の厚さＬの中間層IIが挟まれている。媒質Iに強さIｉの超音波が入射したとき，中間層IIを通りぬけて，媒質IIIに透過する超音波の強さIｔ、媒質I,II,IIIの各々の音速，密度をｃ₁，ｃ₂，ｃ₃，ρ₁，ρ₂，ρ₃とする。平面境界における超音波の入射透過と同様の扱いにより次式の結果を得る。

ここで、λ₂は、λ₂＝Ｃ₂／ｆ₂である。（λ_２ｆ_２はそれぞれ媒質IIを通る超音波の波長と周波数を示す。）
図２１に示すように、Ｌ＝λ_２／４、Ｚ_２＝√Ｚ_１Ｚ_３の条件が成立する場合には、τI＝Iｔ／Iｉ＝１が得られ，入射波は無損失で（反射がない状態で）媒質IIIに透過する。理想的には，Ｌ＝λ_２／４、Ｚ_２＝√Ｚ_１Ｚ_３の条件が成立するように中間層である整合部材７を挿入することにより，媒質I、すなわち圧電振動子２０から放射された超音波のエネルギーをそのまま伝搬ロスを生じさせることなく媒質III、すなわち搬送されるインクに伝搬させることができる。

このように固有音響インピーダンスは、式（１）および式（２）を満たす材質や厚みにより決定することができる。しかし、固有音響インピーダンスは、物質に固有のものであるので上記の関係式を満足させる材料を選定することは容易でない。少なくとも媒質Iである圧電振動子２０と搬送されるインクのそれぞれの固有音響インピーダンスの値の中間値となるような整合部材の材質と厚みを選択することにより超音波の伝搬ロスを低減させることができ、整合部材としての効果を発揮させることができる。

次に、整合部材２１の他の実施例を図１０に示す。複数の固有音響インピーダンスが異なる整合部材を積層したものである。具体的な例として、アクリル樹脂とシリコーン樹脂を組み合わせることで、例えば、三層に積層された整合部材２１ａ、２１ｂ、２１ｃの固有音響インピーダンスをそれぞれＺ_ａ、Ｚ_ｂ、Ｚ_ｃとし、また、圧電振動子２０とインクの固有音響インピーダンスをそれぞれＺ_１、Ｚ_３としたとき、Ｚ_１＞Ｚ_ａ＞Ｚ_ｂ＞Ｚ_ｃ＞Ｚ_３なる関係を満足するように、アクリル樹脂とシリコーン樹脂を組み合わせて整合部材２１の各層を形成する。このような固有音響インピーダンスが段階的に小さくなるような材料を積層した整合部材２１は、一層のみで形成した整合部材に比べて、超音波の伝搬ロスをさらに低減させることができる。

超音波放射手段７は、インク側へ超音波を放射すると同時に外囲器６側にも放射する。圧電振動子２０の外囲器６に面する側から放射された超音波は、外囲器６によって反射されて再び圧電振動子２０に戻り、圧電振動子２０からインク流通孔１０ａ方向に放射される超音波と干渉を起こすことがある。これらの超音波の伝搬する位相が互いに異なると、超音波の振動が不均一になり圧電振動子２０からインク流通孔１０ａの方向に伝搬する超音波のエネルギーが低下してしまう。

その超音波振動の不均一を防止するために、図８に示すように圧電振動子２０と外囲器６の内面の間に超音波吸収部材２２を介在させることによって外囲器６側へ放射される超音波の反射を低減させることができる。超音波吸収部材２２としては、外囲器６の材料より超音波の吸収係数の大きい材料が選定される。

他の変形例を図９に示す。外囲器６のインク流通孔１０ａに対向する部位に孔２５が形成され、超音波放射手段７によってこの孔２５が封止される。この孔部２５によって圧電振動子２０のインク流通孔１０ａと反対方向が開放されて、この孔部２５の方向に放射される超音波は、空気層に伝搬するのでインク流通孔１０ａ方向へ反射されることはなく、圧電振動子２０によるインク流通孔１０ａ方向へ伝搬する超音波に影響を及ぼすことはない。

［実施例２］
次に本発明の実施例２について図を用いて説明する。図１１に示すように超音波放射手段７は圧電振動子２０と整合部材２１が積層された積層体７ａからなり、この積層体７ａから放射される超音波がインク流通孔１０ａの方向に集束するように放射面が凹面状に加工されている。このような形状の積層体７ａは、超音波を集束させる、いわゆる“音響レンズ”をなす。このように積層体７ａから放射される超音波は、インク流通孔１０ａ付近に集束されるのでインクの搬送効率を高めることができる。なお、積層体７ａは、底部に超音波吸収材２２が充填されたケース２４に収納され、外囲器６の内面に取り付けられる。なお、積層体７ａは、外囲器６の取付け面を凹面状に加工し、加工された面に圧電振動子を取り付けた構成としてもよい。

実施例２の変形例を図１２に示す。外囲器６のインク流通孔１０ａ対向する内面に、圧電振動子２０と整合部材２１の積層体７ａで構成されている超音波放射手段７が取り付けられている。整合部材２１は、積層体７ａから放射される超音波の放射面がインク流通孔１０ａ付近に超音波が集束されるように凹面状に形成され、いわゆる音響レンズをなしている。この整合部材２１は、例えばアクリル樹脂で形成され、圧電振動子２０の一面に接着されている。このような音響レンズをなす構造により超音波放射手段７から放射される超音波はインク流通孔１０ａ付近に集束されるので、インクの搬送効率が高められる。

実施例２の他の変形例を図１３に示す。上記した図１２に示した実施例と同様な部分の説明を省略し異なる部分のみ説明する。外囲器６のインク流通孔１０ａに対向する部位に孔２５が形成され、超音波放射手段７によって封止されている。この孔部２５によって圧電振動子２０のインク流通孔１０ａと反対方向が開放されているので、この孔部２５の方向に放射される超音波は、空気層に伝搬しインク流通孔１０ａ方向へ反射されることはなく、圧電振動子２０によるインク流通孔１０ａ方向への超音波の伝搬に影響を及ぼすことはない。

実施例２の他の変形例を図１４に示す。超音波放射手段７を構成する圧電振動子２０のインク流通孔１０ａ側の面に音響レンズとしてフレネルレンズ２３が積層されている。このフレネルレンズ２３の上面図を図１５−Ａに示し、そのＣ−Ｃ断面を図１５−Ｂに示す。フレネルレンズ２３は、圧電振動子２０から放射される超音波をインクの流通孔１０ａ付近に集束させるように溝３０が所定の間隔で形成されている。フレネルレンズ２３の材料は、例えばアクリル樹脂が好適な材料の一つとして用いられる。アクリル樹脂が適する理由は、アクリル樹脂の固有音響インピーダンスは、圧電セラミックの固有音響インピーダンスとインクの固有音響インピーダンスの中間の値を有するからである。上記したフレネルレンズの溝は、公知の次式で計算される。

フレネルレンズ２３は、アクリル樹脂を機械加工して作製される。幅が２０ｍｍの矩形状のアクリル樹脂に表１に示された幅に従って溝３０が形成されている。溝３０の深さは、０．８４ｍｍ、レンズ全体の厚みは、１．１２ｍｍとした。このように加工したフレネルレンズ２３は、溝３０の深さと、全体の厚みを適当に合わせることと音響レンズを構成する材料の固有音響インピーダンスを適当に合わせることで、整合部材の機能を備えることができる。すなわち、音響レンズ全体の厚みから溝３０の深さを差し引いた加工残りの厚みをλ／４とすることで、整合層としての機能を発揮することができる。上記したように超音波はフレネルレンズ２３によってインク流通孔１０ａ付近に集束されるのでインクの搬送効率が高められる。

図１６にフレネルレンズ２３を用いた他の変形例を示す。上記した変形例と主要部が同様な構造である。相違するところは外囲器６の超音波放射手段７と対向する部位に孔２５が形成されている。上記した図１３に示した実施例と同様に、この孔部２５によって圧電振動子２０のインク流通孔１０ａと反対方向が開放されているので、この孔部２５方向に放射される超音波は、空気層に伝搬しインク流通孔１０ａ方向へ反射されることはなく、圧電振動子２０によるインク流通孔１０ａ方向への超音波の伝搬に影響を及ぼすことはない。

［実施例３］
本発明の実施例３について図１７を用いて説明する。この実施例では、圧電振動子２０が、外囲器６のインク流通孔１０ａに対向する部位の外面に取り付けられ、その内面に凹面２７が形成されている。言い換えれば、超音波放射手段７は、圧電振動子２０と外囲器６の一部とで形成されている。外囲器６の圧電振動子２０が取り付けられている面と反対側の面（内面）が圧電振動子２０から放射される超音波をインクの流通孔１０ａに集束させるように凹面２７となっている。この場合、外囲器６の固有音響インピーダンスが圧電振動子２０の固有音響インピーダンスより小さく、インクの固有音響インピーダンスより大きくなるように、外囲器の材質を選択することが好ましい。何故なら、外囲器が整合部材としての機能を有するからである。なお、圧電振動子２０が取り付けられている外囲器６の内面が凹面状に形成されている場合について例示したが、この面が平面状の場合は、超音波放射手段７からインク流通孔１０ａへ放射される超音波が集束されないのでインク流通孔１０ａの方向へインクを搬送するインクの流速が集束される場合に比べて小さくなるが、インクの循環速度をそれほど要しない場合は、凹部２７は平面状でもかまわない。圧電振動子２０を外囲器の外面に設けた構成では、圧電振動子２０がインク流路１０のインクと接触することがなくインクによって浸食されることもないので、圧電振動子２０の表面に保護膜を設ける必要がない。

上記説明では圧電材料で形成された隔壁の変形によってインクを吐出させるインクジェット記録ヘッドを例示したが、インクが圧力室を通過して循環することが可能なものであれば他の方式のインクジェット記録ヘッドでも同様に適用することができる。また、超音波放射手段として圧電振動子に代えて、電歪素子や磁歪素子などを用いることも可能である。

本発明に係るインクジェット記録ヘッドを示す一部を破断した斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。 本発明の主要構成のブロック図である。 本発明に係るインクジェット記録ヘッドの他の例の断面図である。 本発明に係るインクジェット記録ヘッドの他のインク流路を示す断面図である。 実施例１に係る超音波放射手段が設けられている部位の断面図である。 実施例１に係る他の超音波放射手段が設けられている部位の断面図である 実施例１に係る他の超音波放射手段が設けられている部位の断面図である。 実施例１に係る超音波放射手段が設けられている部位の断面図である。 実施例２に係る超音波放射手段が設けられている部位の断面図である。 実施例２に係る他の超音波放射手段が設けられている部位の断面図である。 実施例２に係る他の超音波放射手段が設けられている部位の断面図である。 実施例２に係る他の超音波放射手段が設けられている部位の断面図である。 実施例２に係るフレネルレンズの正面図である。 図１５−ＡのＣ−Ｃ断面を示す断面図である。 実施例２に係る他の超音波放射手段が設けられている部位の断面図である。 実施例３に係る超音波放射手段が設けられている部位の断面図である 圧電振動子を駆動する構成のブロック図である。 他の駆動方法に用いられる圧電振動子の変形例である。 異なる媒質の音速と密度の関係を示す図である。 異なる媒質の固有音響インピーダンスの関係を示す図である。

符号の説明

１ インクジェット記録ヘッド
２ 圧電体ブロック
３ ノズル板
４ ノズル
５ 基板
６ 外囲器
７ 超音波放射手段
８ 側板
９ 駆動電極
９ａ 電極引出し端子部
１０ インク流路
１０ａ インク流通孔
１１ 隔壁
１２ インク供給タンク
１３ 溝
１４ 共通インク室
１５ 圧力室
２０ 圧電振動子
２１ 整合部材
２２ 超音波吸収部材
２３ フレネルレンズ
２４ ケース
２５ 孔部
４０ パイプ

Claims (5)

1. 電極を備えた圧電材料で形成され隔壁によって仕切られた複数の圧力室と、前記圧力室と連通する複数のノズルと、前記圧力室にインクを供給するための前記圧力室の両端に設けられた共通インク室と、前記圧力室を挟んで前記ノズルと反対側に設けられたインク流路と、前記圧力室と前記共通インク室と前記インク流路を通してインクを循環させるインクジェット記録ヘッドであって、
   前記圧力室は、２列に配列され、
   前記共通インク室は、前記２列の圧力室に挟まれた第１の共通インク室と前記２列の圧力室の外側に位置する第２の共通インク室とで構成され、
   前記インク流路と前記第１の共通インク室とを連通する第１のインク流通孔と、前記インク流路と前記第２の共通インク室とを連通する第２のインク流通孔が形成され、
   前記インク流路の一部であって前記第１のインク流通孔と対向する位置に超音波放射手段を備え、前記超音波放射手段から放射される超音波による圧力によってインクを循環させることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 前記超音波放射手段は、前記インク流路を構成している外囲器の内面に設けられていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 前記超音波放射手段は、超音波をインクの循環方向へ集束させる音響レンズを含むことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
4. 前記超音波放射手段は、前記インク流路を構成している外囲器の外面に設けられていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
5. 前記超音波放射手段に対向する前記外囲器の内面に、前記超音波をインクの循環方向に集束させるように音響レンズが形成されていることを特徴とする請求項４のインクジェット記録ヘッド。

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