JP6549846B2 - 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

Description

本発明は、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。

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、液体移送装置が開示されている。この液体移送装置では、各液室に亘って絶縁シートが配置される。絶縁シート上には、個別電極と、個別電極用配線が形成される。個別電極は、各液室に対応して設けられる。個別電極用配線は、個別電極を駆動回路に接続する。絶縁シート上には、各液室に亘って圧電体が形成される。圧電体の上には、導電性シートが形成される。導電性シートは、共通電極を兼ねる。絶縁シート上の個別電極用配線を介して個別電極に電圧が印可される。これに伴い、液室に対応する圧電体の部分が変形され、絶縁シートを介して液体に圧力が付与される。特許文献１には、導電性シートを液室側とし、絶縁シートをその上側とした構成も開示されている。この場合、導電性シートとキャビティプレートの間に、樹脂材料等の層を設けるようにしてもよい、とされている。キャビティプレートは、液室を有する。キャビティプレートは、ノズルプレート等と共にキャビティユニットを構成する。キャビティユニットは、ノズルプレートを除き金属材料により形成される。

特許文献２には、圧電アクチュエータ等が開示されている。この圧電アクチュエータは、ステンレス板と、絶縁層と、複数の個別電極と、圧電層と、共通電極を備える。絶縁層は、ステンレス板の表面に形成される。複数の個別電極は、絶縁層の表面に形成される。圧電層は、複数の個別電極の表面に形成される。共通電極は、圧電層の表面に複数の個別電極に亘って形成される。絶縁層の表面には、複数の端子部と、複数の配線部が形成される。複数の端子部は、複数の個別電極にそれぞれ対応して設けられる。複数の配線部は、複数の個別電極と複数の端子部をそれぞれ電気的に接続する。

特開２００５−５３０７２号公報 特開２００６−６０９６号公報

インクジェット記録装置は、インクジェットヘッドに形成されたノズルから微量のインクを吐出することで、記録媒体に画像を高画質に記録することができる。画像の記録に際し、インクジェットヘッドでは、圧電素子に駆動電圧が印加される。圧電素子は、微量のインクを吐出する駆動素子である。画像を高画質に記録するためには、駆動電圧は、複数の圧電素子に適切に印加されなければならない。そして、圧電素子とは異なるインクジェットヘッドの各部に、入力された電気が流れてしまうといったことは防止されなければならない。インクジェットヘッドでは、複数のノズルのそれぞれに対して圧電素子が設けられる。インクジェットヘッドは、その構造が複雑になる。発明者は、シンプルな構造によって前述した事態の発生を防止することを検討した。

本発明は、電気的な絶縁に対する信頼性が確保されたシンプルな構造の、インクジェットヘッド及び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、導電材料により形成され、インクを吐出する複数のノズルと、インクタンクから供給された前記インクが流れる本流部と前記本流部から分岐し前記複数のノズルのそれぞれに繋がり前記本流部から流入した前記インクが流れる複数の支流部とを含む内部流路と、を含む流路部と、前記複数の支流部のそれぞれに対応して設けられ、スイッチ部に含まれる複数のスイッチのそれぞれに電気的に接続される複数の圧電素子と、前記流路部の側となる第一平面とは反対の第二平面に前記複数の圧電素子が電気的に接続された状態で設けられ、ヘッド駆動部から出力される駆動電圧が所定の周期で印加され、前記スイッチが閉結されたタイミングで印加された前記駆動電圧に応じた前記圧電素子の変形に伴い、変形する前記圧電素子に接する部分が変形するシート状の電極板と、電気絶縁材料により形成され、前記電極板の前記第一平面の側で、前記電極板と前記流路部との間に設けられ、前記圧電素子に接する前記電極板の部分の変形に伴い、変形する前記電極板の部分に接する部分が変形する絶縁シートと、を備え、前記絶縁シートは、前記電極板の前記第一平面に接し、前記電極板の前記第一平面の全てを被覆し、前記電極板の外縁の全周で前記電極板の外縁からはみ出し、且つ前記流路部の外縁からはみ出した状態で、前記電極板と前記流路部との間に設けられる、インクジェットヘッドである。インクジェットヘッドでは、前記絶縁シートは、前記流路部の外縁からはみ出さない部分で前記電極板の前記第一平面に接し、前記電極板の前記第一平面の全てを被覆する、ようにしてもよい。

これによれば、流路部とシート状の電極板を絶縁することができる。流路部と電極板に挟まれた状態の絶縁シートにより、流路部の側への電気の流れを抑制することができる。

更に、インクジェットヘッドの絶縁性能を向上させることができる。例えば、画像が記録される場合、ノズルから吐出されたインクのインク滴がミストとなって浮遊することがある。浮遊するインクミストは、インクジェットヘッドの外周面に付着することがある。絶縁シートが電極板からはみ出していないとする。浮遊するインクミストが多量である、又は、画像の記録が長時間継続された場合、インクが流路部と電極板を横断した状態で付着することもある。このような状態でインクが付着すると、付着したインクによって流路部と電極板が電気的に接続されることもある。絶縁シートをはみ出させた構成によれば、インクを介して流路部と電極板が電気的に接続されることを抑制することができる。インクジェットヘッドの清掃作業の回数を少なくすることができる。

本発明の他の側面は、上述のインクジェットヘッドと、前記複数のスイッチを含む前記スイッチ部と、前記駆動電圧を所定の周期で出力する前記ヘッド駆動部と、を備える、インクジェット記録装置である。

これによれば、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。インクの吐出不良を抑制することができる。そのため、高画質の画像を記録することができる。

本発明によれば、電気的な絶縁に対する信頼性が確保されたシンプルな構造の、インクジェットヘッド及び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を示す斜視図である。 インクジェットヘッドの概略構成を示す斜視図である。 図２に示すＤ−Ｅ−Ｆ−Ｇ線断面図である。 インクジェットヘッドの吐出面を示す図３のＺ矢視図である。 他のインクジェットヘッドの概略構成を示す斜視図である。

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を参照して説明する。インクジェット記録装置１０では、記録媒体１４が搬送され、記録媒体１４の記録面１５に画像が記録される。インクジェット記録装置１０では、各種の記録媒体１４を対象として画像が記録される。記録媒体１４としては、例えば、布帛又は建築用資材が挙げられる。本実施形態では、記録媒体１４が長尺状の布帛である場合を例に説明する。画像の記録に用いられるインク色は、ブラック、マゼンタ、イエロー及びシアンの４色とする。インク色は、これら以外の色であってもよい。インク色数は、３色以下又は５色以上としてもよい。図１で搬送方向の下流側に図示された記録媒体１４の部分に付した網点模様は、記録媒体１４に記録された画像に対応する。

インクジェット記録装置１０は、図１に示すように、搬送部２０と、記録部３０と、移動部４０と、メインタンク５０Ｋ，５０Ｍ，５０Ｙ，５０Ｃと、供給流路５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｙ，５１Ｃと、制御装置１２０を備える。

搬送部２０は、記録媒体１４を、記録媒体１４の長手方向に沿って搬送する。搬送部２０によって搬送される記録媒体１４は、記録部３０を通過する。本実施形態では、搬送部２０によって記録媒体１４が搬送される方向を「搬送方向」という。搬送方向は、記録媒体１４の短手方向に直交する。記録媒体１４の短手方向は、記録媒体１４の幅方向である。記録媒体１４の短手方向は、主走査方向に一致する。主走査方向は、後述するように記録部３０が移動部４０によって往復移動される方向である。搬送方向及びこれと反対方向は、前述した主走査方向に対して「副走査方向」と称されることもある。本実施形態では、搬送方向及びこれと反対方向のそれぞれに直交する方向を「主走査方向」という。搬送方向及びこれと反対方向を「副走査方向」という。

記録部３０は、インクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃと、キャリッジ３４を備える。インクジェットヘッド３１Ｋは、ブラックインクを吐出し、ブラックインクにより画像を記録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３１Ｋには、ブラックインクを吐出するノズル３２が複数形成される。インクジェットヘッド３１Ｍは、マゼンタインクを吐出し、マゼンタインクにより画像を記録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３１Ｍには、マゼンタインクを吐出するノズル３２が複数形成される。インクジェットヘッド３１Ｙは、イエローインクを吐出し、イエローインクにより画像を記録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３１Ｙには、イエローインクを吐出するノズル３２が複数形成される。インクジェットヘッド３１Ｃは、シアンインクを吐出し、シアンインクにより画像を記録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３１Ｃには、シアンインクを吐出するノズル３２が複数形成される。

インクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃは、同様の構成を有する。本実施形態では、インクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃを区別せず、又は、これらを総称する場合、「インクジェットヘッド３１」という。各色用のインクジェットヘッド３１は、副走査方向、又は、副走査方向及び主走査方向に配列された一群のヘッドユニットにより形成するようにしてもよい。例えば、インクジェットヘッド３１は、副走査方向に複数個のヘッドユニットを配列して１列のユニット列とし、このユニット列を主走査方向に２列設けた構成としてもよい。この場合、第一ユニット列と第二ユニット列は、副走査方向に所定量だけずれた状態で主走査方向に隣り合って設けられる。

キャリッジ３４には、インクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃが所定の位置に位置決めされた状態でそれぞれ搭載される。インクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃは、図１に示すように、主走査方向に隣り合った状態でキャリッジ３４に搭載される。各色用のインクジェットヘッド３１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。

移動部４０は、記録部３０を主走査方向に往復移動させる。移動部４０は、図１に示すように、２個のプーリ４１，４２と、タイミングベルト４３と、モータ４４を含む。２個のプーリ４１，４２は、搬送部２０を基準として、主走査方向の両側にそれぞれ設けられる。プーリ４１には、モータ４４が連結される。プーリ４２は、回転自在に支持される。プーリ４１は、モータ４４の回転に伴い回転する。タイミングベルト４３は、張力が作用した状態でプーリ４１，４２に架け渡される。タイミングベルト４３には、キャリッジ３４に固定された支持部４６を介して記録部３０が取り付けられる。

メインタンク５０Ｋは、ブラックインクを貯留する。供給流路５１Ｋは、メインタンク５０Ｋとインクジェットヘッド３１Ｋを繋ぐ。ブラックインクは、メインタンク５０Ｋから流出し、供給流路５１Ｋを流れて、インクジェットヘッド３１Ｋに供給される。メインタンク５０Ｍは、マゼンタインクを貯留する。供給流路５１Ｍは、メインタンク５０Ｍとインクジェットヘッド３１Ｍを繋ぐ。マゼンタインクは、メインタンク５０Ｍから流出し、供給流路５１Ｍを流れて、インクジェットヘッド３１Ｍに供給される。

メインタンク５０Ｙは、イエローインクを貯留する。供給流路５１Ｙは、メインタンク５０Ｙとインクジェットヘッド３１Ｙを繋ぐ。イエローインクは、メインタンク５０Ｙから流出し、供給流路５１Ｙを流れて、インクジェットヘッド３１Ｙに供給される。メインタンク５０Ｃは、シアンインクを貯留する。供給流路５１Ｃは、メインタンク５０Ｃとインクジェットヘッド３１Ｃを繋ぐ。シアンインクは、メインタンク５０Ｃから流出し、供給流路５１Ｃを流れて、インクジェットヘッド３１Ｃに供給される。

図１では、供給流路５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｙ，５１Ｃは、簡略化された状態で図示されている。供給流路５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｙ，５１Ｃは、記録部３０の主走査方向への往復移動に対応可能な状態で設けられる。本実施形態では、メインタンク５０Ｋ，５０Ｍ，５０Ｙ，５０Ｃを区別せず、又は、これらを総称する場合、「メインタンク５０」という。供給流路５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｙ，５１Ｃを区別せず、又は、これらを総称する場合、「供給流路５１」という。

インクジェット記録装置１０は、上述した各部の他、不図示のポンプを備える。ポンプは、インク色数に対応して４台設けられる。４台のポンプは、供給流路５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｙ，５１Ｃにそれぞれ設けられる。メインタンク５０Ｋ，５０Ｍ，５０Ｙ，５０Ｃに貯留された各色のインクは、各色用のポンプによってインクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃに供給される。

制御装置１２０は、制御部１２２と、ヘッド駆動部１２４と、スイッチ部１２６を備える。図１では、制御部１２２とヘッド駆動部１２４とスイッチ部１２６は、制御装置１２０としてまとまった状態で図示されている。但し、制御装置１２０に含まれるこれら各部は、例えば、制御ボックスのような単一の筐体内に設けられなくてもよい。例えば、スイッチ部１２６は、インクジェットヘッド３１に近い位置に設けられるようにしてもよい。

制御部１２２は、例えば、ＣＰＵと、記憶部と、ＲＡＭを含む。ＣＰＵは、演算処理を実行し、インクジェット記録装置１０で実行される各種の処理を制御する。記憶部は、例えば、不揮発性のメモリ及び／又はハードディスクによって構成される。記憶部には、インクジェット記録装置１０で実行される各種の処理のプログラムが記憶される。例えば、画像の記録に関するプログラムが記憶される。ＲＡＭは、ＣＰＵが記憶部に記憶されたプログラムを実行する際の作業領域となる。ＲＡＭには、処理の実行途中に所定のデータが記憶される。

ヘッド駆動部１２４は、後述するインクジェットヘッド３１が備える電極板８０に電気的に接続されたヘッド駆動回路である。図１では、ヘッド駆動部１２４と電極板８０を接続する配線の図示は、省略されている。ヘッド駆動部１２４は、所定の電圧値の駆動電圧（駆動信号）を所定の周期で出力する。ヘッド駆動部１２４から出力された駆動電圧は、電極板８０に印加される。なお、駆動電圧（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１２６は、後述するインクジェットヘッド３１が備える複数の圧電素子７０のそれぞれに電気的に接続されたスイッチ回路である。図１では、スイッチ部１２６と複数の圧電素子７０をそれぞれ接続する配線の図示は、省略されている。スイッチ部１２６は、複数の圧電素子７０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３１に５０個の圧電素子７０が設けられていたとする。１個のスイッチ部１２６に２５個のスイッチが含まれていたとする。この場合、スイッチ部１２６は、１個のインクジェットヘッド３１に対して合計２個設けられる。

インクジェット記録装置１０での画像の記録は、次のようにして開始される。即ち、画像の記録は、画像の記録の開始指令が制御装置１２０に入力され、制御部１２２がこれを取得したタイミングで開始される。画像の記録を開始させた制御部１２２は、移動部４０と搬送部２０を制御する。これに伴い、移動部４０と搬送部２０は、次のように動作する。即ち、移動部４０において、プーリ４１に連結されたモータ４４が時計回りと反時計回りに往復して回転する。モータ４４の回転に伴い、プーリ４１が左右両側に往復して回転する。図１でプーリ４１の内側に示す「弧状の矢印」は、プーリ４１の回転方向を示す。モータ４４が所定の方向に回転することでプーリ４１が左回転すると、タイミングベルト４３も左回転する。プーリ４２は、左回転するタイミングベルト４３に従動して回転する。これに伴い、記録部３０は、主走査方向の第二側から第一側に移動する。記録部３０が主走査方向の第一側の移動端に到達すると、モータ４４の回転方向は反転し、プーリ４１は、右回転する。プーリ４１が右回転すると、タイミングベルト４３も右回転する。プーリ４２は、右回転するタイミングベルト４３に従動して回転する。これに伴い、記録部３０は、主走査方向の第一側から第二側に移動する。記録部３０が主走査方向の第二側の移動端に到達すると、モータ４４の回転方向は再度反転し、プーリ４１は、再度左回転する。

搬送部２０は、上述した記録部３０の主走査方向への往復移動に対応して、記録媒体１４を搬送方向に搬送する。即ち、搬送部２０による記録媒体１４の搬送は、記録部３０の主走査方向への往復移動に応じて間欠的に行われる。各色のインクは、記録部３０が主走査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３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃにそれぞれ形成されたノズル３２から、記録媒体１４に向けて吐出される。インクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃの各ノズル３２から吐出された各色のインクは、記録媒体１４の記録面１５に着弾する。着弾した各色のインクにより記録媒体１４の記録面１５に画像が記録される。記録媒体１４の記録面１５は、記録媒体１４が記録部３０を通過する際、各色用のインクジェットヘッド３１の吐出面３５と対向する面である。吐出面３５は、後述する図４に示すように、各色用のインクジェットヘッド３１でノズル３２が形成された面である。ノズル３２からのインクの吐出に関する説明は後述する。

移動部４０は、画像の記録が終了するまで動作する。従って、記録部３０の主走査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、例えば、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、搬送方向への記録媒体１４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３１について、図２〜図４を参照して説明する。インクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃは、上述した通り、同様の構成を有する。従って、以下では、インク色を区別することなく説明する。図３において、ハッチングは、断面された部分を示す。図４において、破線は、図２に示す状態のインクジェットヘッド３１で鉛直方向の上側に設けられる各部のかくれた形状を示すかくれ線である。

インクジェットヘッド３１は、図２及び図３に示すように、流路部６０と、複数の圧電素子７０と、電極板８０と、絶縁シート９０を備える。インクジェットヘッド３１は、流路部６０と電極板８０で絶縁シート９０を挟み込んだ状態に組み立てられる。複数の圧電素子７０は、電極板８０の第二平面８２の側で、電極板８０と電気的に接続された状態で設けられる。電極板８０の第二平面８２は、電極板８０の第一平面８１とは反対側となる電極板８０の面である。電極板８０の第一平面８１は、流路部６０の側となる電極板８０の面である。本実施形態では、電極板８０の第一平面８１は、図２及び図３に示す完成状態のインクジェットヘッド３１において、鉛直方向の下側となる。電極板８０の第二平面８２は、図２及び図３に示す完成状態のインクジェットヘッド３１において、鉛直方向の上側となる。

流路部６０は、図２〜図４に示すように、供給口６１と、複数のノズル３２と、内部流路６３を含む。流路部６０は、導電材料により形成される。供給口６１は、供給流路５１と接続される。供給流路５１を流れたインクは、供給口６１を通過してインクジェットヘッド３１に供給される。

複数のノズル３２は、例えば、図４に示すような状態で吐出面３５に形成される。即ち、図４に示す例では、複数のノズル３２は、その半数を副走査方向に配列して１列のノズル列とし、このノズル列を主走査方向に２列設けた状態で配置される。この場合、第一ノズル列ＬＡと第二ノズル列ＬＢは、副走査方向に所定量だけずれた状態で主走査方向に隣り合って設けられる。第一ノズル列ＬＡは、主走査方向の第一側に配列された第一ノズル３２Ａによるノズル列である。第二ノズル列ＬＢは、主走査方向の第二側に配列された第二ノズル３２Ｂによるノズル列である。換言すれば、複数のノズル３２は、千鳥状に配置される。図４で符号「ＬＡ」が付された一点鎖線は、第一ノズル列ＬＡに対応する直線である。図４で符号「ＬＢ」が付された一点鎖線は、第二ノズル列ＬＢに対応する直線である。本実施形態は、図４に示す複数のノズル３２の配置に基づき説明する。但し、図４に示す複数のノズル３２の配置は例示である。従って、複数のノズル３２の配置は、図４とは異なる配置であってもよい。本実施形態において、ノズル３２は、第一ノズル３２Ａ及び第二ノズル３２Ｂを区別せず、これらを総称するものである。

内部流路６３は、供給口６１から流入したインクを複数のノズル３２のそれぞれに流す流路である。従って、内部流路６３は、供給口６１と複数のノズル３２のそれぞれを繋ぐ。内部流路６３は、図３に示すように、本流部６５と、複数の支流部６７を含む。本流部６５は、供給口６１から連続した流路である。本流部６５は、副走査方向に延在する第一ノズル列ＬＡと第二ノズル列ＬＢに対応した状態で形成される。即ち、本流部６５は、第一ノズル列ＬＡ及び第二ノズル列ＬＢと同じく副走査方向に延在した状態で形成される。供給口６１から流入したインクは、本流部６５を副走査方向に流れる。複数の支流部６７は、本流部６５から分岐した流路である。複数の支流部６７は、複数のノズル３２にそれぞれ繋がる。本流部６５から流入したインクは、各支流部６７を流れて各ノズル３２に到達する。ノズル３２の流路面積は、支流部６７の流路面積より小さくされる。ノズル３２の流路面積は、鉛直方向に垂直な平面で切断したノズル３２の面積である。本実施形態において、ノズル３２の流路面積との比較対象となる支流部６７の流路面積は、ノズル３２へと繋がる鉛直方向に延在した支流部６７の部分を、鉛直方向に垂直な平面で切断した支流部６７の面積である。

流路部６０において、内部流路６３の一部は、その内壁がなく開口した状態となる。開口状態となる内部流路６３の部分は、図３に示す範囲Ｈ及び範囲Ｊの各部分である。本実施形態では、開口状態となる内部流路６３の部分は、鉛直方向の上側となる流路部６０の面に設けられる。内部流路６３の範囲Ｈの部分は、主走査方向の中心部分に設けられる本流部６５から、主走査方向の第一側に延在する支流部６７の部分である。内部流路６３の範囲Ｊの部分は、主走査方向の中心部分に設けられる本流部６５から、主走査方向の第二側に延在する支流部６７の部分である。内部流路６３の範囲Ｈの部分の一部と内部流路６３の範囲Ｊの部分の一部は、図２及び図３に示す完成状態のインクジェットヘッド３１において、複数の圧電素子７０のそれぞれと向かい合う。

流路部６０は、例えば、本体部と、ノズルプレートを突き合わせて形成するようにしてもよい。本体部には、供給口６１と内部流路６３が形成される。本体部の全部又は一部は、例えば、内部流路６３となる貫通穴が形成された薄平板を積層して形成するようにしてもよい。例えば、支流部６７の一部が形成される本体部の一部を、支流部６７となる貫通穴が形成された薄平板を積層して形成するようにしてもよい。この場合、支流部６７の一部は、各薄平板に形成された貫通穴により形成される。ノズルプレートには、複数のノズル３２が形成される。ノズルプレートは、２０μｍ〜１ｍｍ程度の板厚の薄平板により形成される。

複数の圧電素子７０は、複数の支流部６７のそれぞれに対応して設けられる。本実施形態では、第一ノズル列ＬＡと第二ノズル列ＬＢは、副走査方向にずれた状態で主走査方向に並べて配置される。従って、複数の圧電素子７０は、鉛直方向の上側となる流路部６０の面の上方で、第一ノズル列ＬＡと第二ノズル列ＬＢに対応させて主走査方向の両側に設けられる。主走査方向の第一側に設けられる圧電素子７０を「第一圧電素子７０Ａ」という。主走査方向の第二側に設けられる圧電素子７０を「第二圧電素子７０Ｂ」という。本実施形態において、圧電素子７０は、第一圧電素子７０Ａ及び第二圧電素子７０Ｂを区別せず、これらを総称するものである。第一圧電素子７０Ａ及び第二圧電素子７０Ｂの各個数は、圧電素子７０全体の半数ずつである。

複数の第一圧電素子７０Ａは、第一ノズル列ＬＡを形成する複数の第一ノズル３２Ａにそれぞれ繋がる各支流部６７に対応して主走査方向の第一側で副走査方向に並んだ状態で設けられる。複数の第二圧電素子７０Ｂは、第二ノズル列ＬＢを形成する複数の第二ノズル３２Ｂにそれぞれ繋がる各支流部６７に対応して設けられる。複数の圧電素子７０は、スイッチ部１２６に電気的に接続される。詳細には、複数の圧電素子７０は、スイッチ部１２６に含まれる複数のスイッチにそれぞれ電気的に接続される。圧電素子７０は、対応する支流部６７が繋がるノズル３２からインクを吐出させる駆動素子である。圧電素子７０は、ピエゾ素子と称されることもある。圧電素子７０を介したインクの吐出については後述する。

電極板８０は、導電材料により形成された所定の厚みの薄平板である。例えば、電極板８０は、金属材料により形成された薄平板である。電極板８０の板厚は、数十μｍ〜数百μｍ程度である。例えば、電極板８０の板厚は、５０μｍ〜２００μｍ程度である。電極板８０は、第一平面８１及び第二平面８２を貫通する穴又は溝等を有さない長方形状の薄平板である。電極板８０は、圧電素子７０の変形に伴い、変形する圧電素子７０に接する部分が変形する。この変形は、弾性変形である。従って、圧電素子７０が元の状態に戻ると、変形した電極板８０の部分も元に戻る。本実施形態では、第一ノズル列ＬＡと第二ノズル列ＬＢは、副走査方向にずれた状態で主走査方向に並べて配置される。従って、電極板８０は、主走査方向の両側に１枚ずつ設けられる。主走査方向の第一側に設けられる電極板８０を「第一電極板８０Ａ」という。主走査方向の第二側に設けられる電極板８０を「第二電極板８０Ｂ」という。本実施形態において、電極板８０は、第一電極板８０Ａ及び第二電極板８０Ｂを区別せず、これらを総称するものである。

第一電極板８０Ａの第二平面８２には、複数の第一圧電素子７０Ａが副走査方向に並んだ状態で電気的に接続されて設けられる。第一電極板８０Ａの第二平面８２における複数の第一圧電素子７０Ａの副走査方向の間隔は、第一ノズル列ＬＡを形成する第一ノズル３２Ａの副走査方向の間隔に一致する。第一圧電素子７０Ａは、図３に示すように、第一電極板８０Ａと後述する第一絶縁シート９０Ａを挟んで、第一ノズル３２Ａに繋がる支流部６７と主走査方向に向かい合った状態となる。第一電極板８０Ａは、上述した通り、ヘッド駆動部１２４と電気的に接続される。第一電極板８０Ａには、ヘッド駆動部１２４から出力された駆動電圧が所定の周期で印加される。

第二電極板８０Ｂの第二平面８２には、複数の第二圧電素子７０Ｂが副走査方向に並んだ状態で電気的に接続されて設けられる。第二電極板８０Ｂの第二平面８２における複数の第二圧電素子７０Ｂの副走査方向の間隔は、第二ノズル列ＬＢを形成する第二ノズル３２Ｂの副走査方向の間隔に一致する。第二圧電素子７０Ｂは、図３に示すように、第二電極板８０Ｂと後述する第二絶縁シート９０Ｂを挟んで、第二ノズル３２Ｂに繋がる支流部６７と主走査方向に向かい合った状態となる。第二電極板８０Ｂは、上述した通り、ヘッド駆動部１２４と電気的に接続される。第二電極板８０Ｂには、ヘッド駆動部１２４から出力された駆動電圧が所定の周期で印加される。

絶縁シート９０は、電気絶縁材料により形成された所定の厚みの薄平板である。例えば、絶縁シート９０は、樹脂材料により形成された薄平板である。絶縁シート９０の板厚は、数十μｍ〜数百μｍ程度である。例えば、絶縁シート９０の板厚は、３０μｍ〜１００μｍ程度である。絶縁シート９０は、主走査方向の各平面を貫通する穴又は溝等を有さない長方形状の薄平板である。絶縁シート９０は、電極板８０と共に変形する。この変形は、弾性変形である。従って、圧電素子７０が元の状態に戻ると、変形した絶縁シート９０の部分は、電極板８０の部分と共に元に戻る。本実施形態では、第一ノズル列ＬＡと第二ノズル列ＬＢは、副走査方向にずれた状態で主走査方向に並べて配置される。従って、絶縁シート９０は、主走査方向の両側に１枚ずつ設けられる。主走査方向の第一側に設けられる絶縁シート９０を「第一絶縁シート９０Ａ」という。主走査方向の第二側に設けられる絶縁シート９０を「第二絶縁シート９０Ｂ」という。本実施形態において、絶縁シート９０は、第一絶縁シート９０Ａ及び第二絶縁シート９０Ｂを区別せず、これらを総称するものである。

第一絶縁シート９０Ａは、第一電極板８０Ａの第一平面８１の全面に接する。第一絶縁シート９０Ａは、第一電極板８０Ａの第一平面８１に接した状態で、第一電極板８０Ａと、鉛直方向の上側となる流路部６０の主走査方向の第一側の部分に挟まれる。第一絶縁シート９０Ａは、前述した挟まれた状態において、開口した支流部６７の範囲Ｈを覆い、封鎖する。従って、第一絶縁シート９０Ａは、主走査方向の第一側に形成された各支流部６７の内壁のうちの一部を形成する。

外形が共に長方形状をなす第一電極板８０Ａと第一絶縁シート９０Ａの外形寸法は、次のような関係とされる。即ち、第一絶縁シート９０Ａの主走査方向の寸法Ｘ９及び副走査方向の寸法Ｙ９は、第一電極板８０Ａの主走査方向の寸法Ｘ８及び副走査方向の寸法Ｙ８より大きな値に設定される（寸法Ｘ９＞寸法Ｘ８、寸法Ｙ９＞寸法Ｙ８ 図２参照）。従って、第一絶縁シート９０Ａは、インクジェットヘッド３１を鉛直方向から視たとき、次のような状態となって、第一電極板８０Ａと、鉛直方向の上側となる流路部６０の主走査方向の第一側の部分に挟まれる。即ち、第一絶縁シート９０Ａは、インクジェットヘッド３１を鉛直方向から視たとき、第一電極板８０Ａの第一平面８１の全てを被覆し、第一電極板８０Ａの外縁からはみ出した状態となる（図２〜図４参照）。

第二絶縁シート９０Ｂは、第二電極板８０Ｂの第一平面８１の全面に接する。第二絶縁シート９０Ｂは、第二電極板８０Ｂの第一平面８１に接した状態で、第二電極板８０Ｂと、鉛直方向の上側となる流路部６０の主走査方向の第二側の部分に挟まれる。第二絶縁シート９０Ｂは、前述した挟まれた状態において、開口した支流部６７の範囲Ｊを覆い、封鎖する。従って、第二絶縁シート９０Ｂは、主走査方向の第二側に形成された各支流部６７の内壁のうちの一部を形成する。

外形が共に長方形状をなす第二電極板８０Ｂと第二絶縁シート９０Ｂの外形寸法は、次のような関係とされる。即ち、第二絶縁シート９０Ｂの主走査方向の寸法Ｘ９及び副走査方向の寸法Ｙ９は、第二電極板８０Ｂの主走査方向の寸法Ｘ８及び副走査方向の寸法Ｙ８より大きな値に設定される（寸法Ｘ９＞寸法Ｘ８、寸法Ｙ９＞寸法Ｙ８ 図２参照）。なお、第二絶縁シート９０Ｂの寸法Ｘ９及び寸法Ｙ９は、第一絶縁シート９０Ａの寸法Ｘ９及び寸法Ｙ９と同一である。第二電極板８０Ｂの寸法Ｘ８及び寸法Ｙ８は、第一電極板８０Ａの寸法Ｘ８及び寸法Ｙ８と同一である。従って、第二絶縁シート９０Ｂは、インクジェットヘッド３１を鉛直方向から視たとき、次のような状態となって、第二電極板８０Ｂと、鉛直方向の上側となる流路部６０の主走査方向の第二側の部分に挟まれる。即ち、第二絶縁シート９０Ｂは、インクジェットヘッド３１を鉛直方向から視たとき、第二電極板８０Ｂの第一平面８１の全てを被覆し、第二電極板８０Ｂの外縁からはみ出した状態となる（図２〜図４参照）。

＜インクの吐出＞
ノズル３２からのインクの吐出について、説明する。上述したように、画像の記録を開始させた制御部１２２は、ヘッド駆動部１２４からの駆動電圧の出力を制御する。この制御に応じて、ヘッド駆動部１２４では、駆動電圧の出力が開始される。出力された駆動電圧は、上述した通り、電極板８０に所定の周期で印加される。また、画像の記録を開始させた制御部１２２は、制御部１２２に含まれる記憶部に記憶された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１４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る。画像データは、制御装置１２０に接続された外部装置から入力されるようにしてもよい。生成された吐出信号は、スイッチ部１２６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１２６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、所定のスイッチが閉結される。

スイッチ部１２６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電極板８０に駆動電圧が印加されると、電極板８０上の複数の圧電素子７０のうち、閉結されたスイッチに接続された圧電素子７０に駆動電圧が印加される。駆動電圧が印加された圧電素子７０の変形に伴い、この変形する圧電素子７０に接する電極板８０の部分が変形する。この電極板８０の部分の変形は、変形する電極板８０の部分に接する絶縁シート９０の部分に伝わる。即ち、互いに接する前述した電極板８０及び絶縁シート９０の各部分の変形に伴い、この絶縁シート９０の部分が内壁の一部を形成する支流部６７の容積が縮小する。支流部６７の容積の縮小に伴う圧力が、縮小した支流部６７内のインクに作用する。これに伴い、この支流部６７に繋がるノズル３２からインクが吐出される。

圧電素子７０は、この圧電素子７０が接続されたスイッチ部１２６に内蔵されたスイッチの閉結と、所定の周期の駆動電圧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、電気パルス信号である吐出信号の入力に伴い行われる。圧電素子７０の変形が繰り返されると、この繰り返し変形する圧電素子７０に対応した、互いに接する電極板８０及び絶縁シート９０の各部分も繰り返して変形する。これに伴い、所定の圧電素子７０に対応した支流部６７に繋がるノズル３２からインクが繰り返して吐出される。スイッチ部１２６を介して圧電素子７０に駆動電圧を印加させる構成は、制御構成をシンプルにすることができる。その結果、インクジェット記録装置１０のコストダウンを図ることができる。

＜本実施形態の効果＞
本実施形態によれば、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３１は、図２及び図３に示すように、流路部６０と、複数の圧電素子７０と、電極板８０と、絶縁シート９０により形成される。複数の圧電素子７０は、電極板８０に電気的に接続された状態で設けられる。流路部６０は、本流部６５と複数の支流部６７による内部流路６３と、複数のノズル３２等を含む。流路部６０は、導電材料により形成される。電極板８０と流路部６０の間に絶縁シート９０が設けられる。そのため、流路部６０と電極板８０を絶縁することができる。絶縁シート９０により、電極板８０に駆動電圧が印加された際、圧電素子７０に流れるべき電気（電気パルス信号）が流路部６０の側に流れることを抑制することができる。インクの吐出不良を抑制することができる。高画質の画像を記録することができる。インクジェットヘッド３１を、電気的な絶縁に対する信頼性が確保されたシンプルな構造とすることができる。

（２）インクジェットヘッド３１では、図２に示すように、絶縁シート９０の主走査方向の寸法Ｘ９及び副走査方向の寸法Ｙ９が、電極板８０の主走査方向の寸法Ｘ８及び副走査方向の寸法Ｙ８より大きな値に設定される。絶縁シート９０は、電極板８０の第一平面８１に接し、この第一平面８１の全てを被覆する。絶縁シート９０は、電極板８０の外縁からはみ出した状態となる。そのため、インクジェットヘッド３１の絶縁性能を向上させることができる。例えば、画像が記録される場合、ノズル３２から吐出されたインクのインク滴がミストとなって浮遊することがある。浮遊するインクミストは、インクジェットヘッド３１の外周面に付着することがある。絶縁シートが電極板８０からはみ出していないとする。浮遊するインクミストが多量である、又は、画像の記録が長時間継続された場合、インクが流路部６０と電極板８０を横断した状態で付着することもある。このような状態でインクが付着すると、付着したインクによって流路部６０と電極板８０が電気的に接続されることもある。絶縁シート９０をはみ出させた構成によれば、インクを介して流路部６０と電極板８０が電気的に接続されることを抑制することができる。例えば、インクジェットヘッド３１の清掃作業の回数を少なくすることができる。

＜変形例＞
本実施形態は、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）上記では、インクジェット記録装置１０がシリアル型である場合を例に説明した（図１参照）。シリアル型のインクジェット記録装置１０では、上述した通り、移動部４０によって記録部３０を主走査方向に往復移動させつつインクを吐出し、記録媒体１４に画像が記録される。図２〜図４に示す構造は、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。ライン型のインクジェットヘッドでは、複数のノズルは、記録媒体１４の短手方向に一致する主走査方向に配列される。ノズルが配列される主走査方向の範囲は、例えば、記録媒体１４の幅Ｗ（図１参照）以上とされる。ノズル列数は、上記同様、複数列とされることもある。

（２）上記では、メインタンク５０とインクジェットヘッド３１が供給流路５１を介して直接接続されたインクジェット記録装置１０を例に説明した（図１参照）。インクジェット記録装置１０は、上述した各部の他、サブタンクを備えるようにしてもよい。サブタンクは、各色用のインクジェットヘッド３１のそれぞれに対応して設けられる。各色用のサブタンクは、各色用の供給流路５１の途中に設けられる。サブタンクは、供給流路５１の第一部分を介してメインタンク５０から供給されたインクを貯留する。サブタンクに貯留されたインクは、サブタンクから流出し、供給流路５１の第二部分を流れてインクジェットヘッド３１に供給される。供給流路５１の第一部分は、メインタンク５０とサブタンクを繋ぐ供給流路５１の部分である。供給流路５１の第二部分は、サブタンクとインクジェットヘッド３１を繋ぐ供給流路５１の部分である。供給流路５１の第二部分の両端部のうち、インクジェットヘッド３１側の端部は、供給口６１に接続される。上述したように、インクジェットヘッド３１が複数のヘッドユニットによって形成される場合、サブタンクは、各ヘッドユニットに対して１個設けるようにしてもよい。この他、サブタンクは、２個以上のヘッドユニットに対して１個設けるようにしてもよい。

（３）上記では、絶縁シート９０として、主走査方向の第一側に第一絶縁シート９０Ａを設け、主走査方向の第二側に第二絶縁シート９０Ｂを設けたインクジェットヘッド３１を例に説明した（図２〜図４参照）。絶縁シート９０は、図５に示すように、単一の絶縁シートとしてもよい。図５に基づく説明では、図２〜図４に示すインクジェットヘッド３１との対応を考慮し、図２〜図４に示す各部に対応する構成に、上記と同じ符号を用いる。図５に示すインクジェットヘッド３１では、絶縁シート９０は、主走査方向の第一側で、第一電極板８０Ａの第一平面８１の全面に接し、主走査方向の第二側で、第二電極板８０Ｂの第一平面８１の全面に接する。絶縁シート９０は、第一電極板８０Ａの第一平面８１と第二電極板８０Ｂの第一平面８１に接した状態で、第一電極板８０Ａ及び第二電極板８０Ｂと、流路部６０の鉛直方向の上側の部分に挟まれる。絶縁シート９０は、前述した挟まれた状態において、開口した支流部６７の範囲Ｈ，Ｊをそれぞれ覆い、封鎖する。従って、絶縁シート９０は、主走査方向の第一側及び第二側にそれぞれ形成された各支流部６７の内壁のうちの一部を形成する。

詳細は省略するが、単一の絶縁シートとする場合、電極板も単一の構成としてもよい。この場合、第一圧電素子と第二圧電素子は、単一の電極板の第一平面に、図２及び図５に示す状態と同様に設けられる。単一の絶縁シートと単一の電極板のそれぞれにおける主走査方向の寸法及び副走査方向の寸法は、上記同様の関係に設定される。即ち、絶縁シートの主走査方向の寸法は、電極板の主走査方向の寸法より、大きな値に設定される。絶縁シートの副走査方向の寸法は、電極板の副走査方向の寸法より、大きな値に設定される。従って、インクジェットヘッドにおいて、単一の絶縁シートは、単一の電極板の第一平面に接し、この第一平面の全てを被覆し、この電極板の外縁からはみ出した状態で、電極板と、流路部の鉛直方向の上側の部分に挟まれる。

１０ インクジェット記録装置、 １４ 記録媒体、 １５ 記録面、 ２０ 搬送部 ３０ 記録部、 ３１，３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃ インクジェットヘッド
３２ ノズル、 第一ノズル３２Ａ、 第二ノズル３２Ｂ、 ３４ キャリッジ
３５ 吐出面、 ４０ 移動部、 ４１，４２ プーリ、 ４３ タイミングベルト
４４ モータ、 ４６ 支持部
５０，５０Ｋ，５０Ｍ，５０Ｙ，５０Ｃ メインタンク
５１，５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｙ，５１Ｃ 供給流路
６０ 流路部、 ６１ 供給口、 ６３ 内部流路、 ６５ 本流部、 ６７ 支流部
７０ 圧電素子、７０Ａ 第一圧電素子、 ７０Ｂ 第二圧電素子、 ８０ 電極板
８０Ａ 第一電極板、 ８０Ｂ 第二電極板、 ８１ 第一平面、 ８２ 第二平面
９０ 絶縁シート、 ９０Ａ 第一絶縁シート、 ９０Ｂ 第二絶縁シート
１２０ 制御装置、１２２ 制御部、 １２４ ヘッド駆動部、１２６ スイッチ部
Ｈ，Ｊ 範囲、 ＬＡ 第一ノズル列、 ＬＢ 第二ノズル列、 Ｗ 幅
Ｘ８，Ｘ９，Ｙ８，Ｙ９ 寸法

Claims (3)

1. 導電材料により形成され、インクを吐出する複数のノズルと、インクタンクから供給された前記インクが流れる本流部と前記本流部から分岐し前記複数のノズルのそれぞれに繋がり前記本流部から流入した前記インクが流れる複数の支流部とを含む内部流路と、を含む流路部と、
   前記複数の支流部のそれぞれに対応して設けられ、スイッチ部に含まれる複数のスイッチのそれぞれに電気的に接続される複数の圧電素子と、
   前記流路部の側となる第一平面とは反対の第二平面に前記複数の圧電素子が電気的に接続された状態で設けられ、ヘッド駆動部から出力される駆動電圧が所定の周期で印加され、前記スイッチが閉結されたタイミングで印加された前記駆動電圧に応じた前記圧電素子の変形に伴い、変形する前記圧電素子に接する部分が変形するシート状の電極板と、
   電気絶縁材料により形成され、前記電極板の前記第一平面の側で、前記電極板と前記流路部との間に設けられ、前記圧電素子に接する前記電極板の部分の変形に伴い、変形する前記電極板の部分に接する部分が変形する絶縁シートと、を備え、
   前記絶縁シートは、前記電極板の前記第一平面に接し、前記電極板の前記第一平面の全てを被覆し、前記電極板の外縁の全周で前記電極板の外縁からはみ出し、且つ前記流路部の外縁からはみ出した状態で、前記電極板と前記流路部との間に設けられる、インクジェットヘッド。
2. 前記絶縁シートは、前記流路部の外縁からはみ出さない部分で前記電極板の前記第一平面に接し、前記電極板の前記第一平面の全てを被覆する、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と、
   前記複数のスイッチを含む前記スイッチ部と、
   前記駆動電圧を所定の周期で出力する前記ヘッド駆動部と、を備える、インクジェット記録装置。

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