JPH08258260A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 インクジェット記録装置において、基板１３
に固定されている圧電体１６には、その固定面から固定
面とは反対側の非固定面に向かってテーパ状に傾斜する
両側面１９が形成されている。基板１３およびノズルプ
レート２４とともにインク室２５を形成する隔壁２２に
は、上記圧電体１６の両側面１９に僅かの隙間を隔てて
それぞれ対向する側壁面２３が形成されている。上記圧
電体１６に電圧を印加すると、上記非固定面が上記固定
面から離れる方向に変形する。 【効果】 圧電体１６の変形によって、上記非固定面の
両側縁部１６ａと隔壁２２の側壁面２３との間隔がより
小さくなるので、加圧されたインクの回り込みを抑える
ことができ、インク飛翔効率を向上させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、画像信号に応じてインク滴を飛
翔させ、紙等の記録媒体に記録するインクジェット記録
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像信号に応じて圧電体に電
圧を印加し、圧電体の変形に基づきインクを加圧してノ
ズル孔からインク滴を飛翔させ、紙等の記録媒体に記録
するインクジェットヘッドがプリンタなどの記録装置に
用いられている。

【０００３】この方式のインクジェットヘッドとして、
例えば特開昭６２−５６１５０号公報に、図１３に示す
ものが開示されている。このインクジェットヘッド６０
は、複数の凹部６１が形成された圧電部材６２と、これ
ら複数の凹部６１を覆うカバープレート６３を有し、凹
部６１の内側にインク室６４が形成されている。また、
複数の凹部６１の底面には凸部６５が形成されており、
この凸部６５の上面と、圧電部材６２の背面の上記凸部
６５に対応する位置には、電極６６，６７がそれぞれ設
置されている。このように構成されるインクジェットヘ
ッド６０では、電極６６，６７の間に電圧を印加して、
圧電部材６２の凸部６５を変形させることにより、イン
ク室６４の容積を急峻に変化させ、インク室６４に充填
されたインクを加圧することで、ノズルからインク滴を
吐出させるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記イ
ンクジェットヘッド６０においては、上記凸部６５がカ
バープレート６３に向かって膨張変形してインクを加圧
する一方で、凸部６５の幅方向（図１３において左右方
向）については収縮変形して凹部６１の側壁との間に形
成されている凸部６５の両側の隙間が広がるため、加圧
されたインクが回り込むことによって飛翔効率が低下す
るという問題がある。

【０００５】そこで、本発明は上記問題点を解決するた
めになされたもので、加圧されたインクの回り込みを抑
えることによりインクの飛翔効率を向上させることがで
きるインクジェット記録装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、第１の非圧電部材と第２の非圧電部材と
で複数のインク室を形成するとともに、各インク室に外
部に連通するノズル孔を形成し、上記インク室の内部に
第１の非圧電部材に固定された圧電体をそれぞれ配置
し、これら圧電体の変形に基づき上記インク室に充填さ
れたインクがノズル孔より加圧吐出するように電圧印加
手段により上記圧電体に画像信号に応じて電圧を印加す
るインクジェット記録装置において、上記圧電体にその
固定面から固定面とは反対側の非固定面に向かってテー
パ状に傾斜する両側面を形成するとともに、上記第２の
非圧電部材に上記圧電体の両側面に僅かの隙間を隔てて
それぞれ対向する側壁面を形成し、上記電圧印加手段に
より上記圧電体に電圧を印加したときに上記圧電体の非
固定面が固定面から離れる方向に変形するようにしたこ
とを特徴とする（請求項１）。

【０００７】また、上記ノズル孔を上記圧電体の非固定
面に対向するインク室の一壁に形成するのが好ましい
（請求項２）。

【０００８】さらに、上記ノズル孔を、その断面積がイ
ンク室側で大きく、外部に面した側で小さくなったテー
パ状に形成するのが好ましい（請求項３）。

【０００９】加えて、上記各圧電体をそれぞれ連結した
部分を有する櫛歯状に形成してもよい（請求項４）。

【００１０】

【作用】上記構成からなるインクジェット記録装置（請
求項１）では、圧電体に電圧を印加すると、圧電体が厚
さ方向、すなわち、その非固定面が固定面から離れる方
向に急峻に膨張変形し、この変形によって加圧されたイ
ンクがノズル孔より液滴状となって飛翔する。一方、圧
電体は電圧印加によって上記厚さ方向に直交する幅方
向、すなわち、上記両側面が互いに近づく方向に収縮変
形しようとするが、圧電体の固定面ではその変形が拘束
される。この影響を受けて圧電体の両側面は凹むように
湾曲して変形し、これにより非固定面は収縮変形するこ
となくほぼ同一幅を保った状態で上記固定面から離れる
方向に変形する。この変形によって、圧電体の両側面と
非固定面とが交わる両側縁部と、インク室の両側壁面と
の間隔がより小さくなる。これにより、加圧されたイン
クの圧電体の両側への回り込みが抑えられる。

【００１１】上記ノズル孔を圧電体の非固定面に対向す
るインク室の一壁に形成したインクジェット記録装置
（請求項２）では、圧電体が変形してインクを加圧する
方向と、インクの飛翔方向とが一致しているので、効率
のよいインク飛翔が得られる。

【００１２】上記ノズル孔を、その断面積がインク室側
で大きく、外部に面した側で小さくなったテーパ状に形
成したインクジェット記録装置（請求項３）では、ノズ
ル孔におけるインクの流れが円滑になるためインク飛翔
が安定して行えるとともに、インク飛翔後のインク補充
の際に、ノズル孔からインク室内に空気が吸引されにく
くなる。

【００１３】上記圧電体を櫛歯状に形成したインクジェ
ット記録装置（請求項４）では、各圧電体の構造的強度
が増すとともに、加工・組立面でのハンドリングが容易
になる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照しつつ説明する。図１は、本実施例のインクジェット
記録装置１の全体構成を概略的に示したものである。こ
のインクジェット記録装置１は大別して、コネクタ２ａ
を備えた電源部２と、駆動系３と、メカコントローラ４
と、メモリ５と、コントローラ６と、インク供給部７
と、スキャンキャリッジ８と、給紙部９と、ケース１０
と、操作パネル１１とから構成されている。上記スキャ
ンキャリッジ８は通紙方向（矢印ａ方向）に直交する方
向（図１において紙面の表裏方向）にスキャン可能にな
っており、その内部にはブラック、シアン、マゼンタお
よびイエロの各色用に４つのインクジェットヘッド１２
が通紙方向に沿い、かつインク吐出ノズルを下方に向け
て配置されている。

【００１５】上記インクジェットヘッド１２は、図２に
示すように、例えばアルミナプレートなどからなる第１
の非圧電部材としての基板１３を備えている。この基板
１３上には、図３に示すように、所定ピッチで配列した
複数の圧電体１６が全長に亘って接着固定されている。
基板１３に固定された圧電体１６の固定面には、共通電
極１７が形成されており、この固定面とは反対側の非固
定面には個別電極１８が形成されている。また、圧電体
１６には、上記固定面から上記非固定面に向かってテー
パ状に傾斜する両側面１９が形成されており、上記固定
面と非固定面とで台形状断面をなしている。かかる断面
形状を有する圧電体１６は、図４（ａ），（ｂ）に示す
ように、上記共通電極１７、個別電極１８となる無電界
メッキによるＡｕ／Ｎｉ膜、または、スパッタリングに
よるＡｕ／（Ｎｉ，Ｃｒ）膜を上下面に形成した圧電プ
レート２０を基板１３に重ねて接着固定したのち、先端
がテーパ状に細くなったダイシングソーブレード２１を
用いてスリット加工することによって形成される。ここ
で、上記圧電体１６の傾斜した両側面１９が基板１３に
対する直交面となすテーパの角度は、３〜４５度程度、
さらに好ましくは、５〜３０度程度がよい。なお、圧電
体１６の基板１３への固定に導電性接着剤を用いた場合
には、上記共通電極１７の形成を省略することもでき
る。また、圧電体１６を基板１３に全長に亘って接着固
定することなく、圧電体１６の長さ方向の一部を非接着
状態として固定するようにしてもよい。

【００１６】上記基板１３上には、図３に示すように、
第２の非圧電部材を構成する隔壁２２およびノズルプレ
ート２４が設けてある。上記隔壁２２は、基板１３と同
様に非圧電材料からなり、台形状断面を有しており、各
圧電体１６に隣接して基板１３に接着固定されている。
隔壁２２にはまた、圧電体１６の傾斜した両側面１９と
の間に僅かの隙間（好ましくは、２０μｍ以下）を隔て
てそれぞれ対向する側壁面２３が形成されている。この
側壁面２３が基板１３に対する直交面となす角度も、圧
電体１６の両側面１９と同様に、３〜４５程度、さらに
好ましくは５〜３０度程度がよい。上記ノズルプレート
２４は、例えばポリイミドフィルムからなり、隔壁２２
の上部に接着固定され、上記基板１３と上記隔壁２２の
側壁面２３とで囲まれた領域に複数のインク室２５を形
成している。圧電体１６の非固定面に対向するインク室
２５の一壁となるノズルプレート２４には、各インク室
２５に対応して複数のノズル孔２６が形成され、このノ
ズル孔２６を介してインク室２５と外部とが連通してい
る。このノズル孔２６のピッチは圧電体１６の配列ピッ
チと同じであり、例えば約４２．３〜２５４μｍ（画素
密度：６００〜１００ｄｐｉ）程度である。

【００１７】台形断面を有する上記隔壁２２は、圧電体
１６の場合と同様に、ノズルプレート２４に非圧電プレ
ートを接着したのち、図４（ｂ）に示すようなテーパ状
のダイシングソーブレード２１でスリット加工すること
によって形成され、隔壁２２の形成後に、例えばエキシ
マレーザ加工によって上記ノズル孔２６が形成される。
ここで、上記ノズル孔２６は、その断面積がインク室２
５側で大きく、外部に面した側で小さくなるように、テ
ーパ状に形成されているのが好ましい。それは、隔壁２
２の側壁面２３と同様にテーパをつけることで、加圧さ
れたインクの流れが円滑になりインク飛翔を安定して行
えるとともに、インク飛翔後のインク補充の際に、ノズ
ル孔２６からインク室２５内に空気が吸引されにくくす
る効果があることによる。なお、上記隔壁２２とノズル
プレート２４とを、例えばアルミナ等の非圧電材料で一
体的に形成してもよく、これにより部品点数や組立工数
の削減を図れる。

【００１８】上記隔壁２２の一端面には、図２または図
５に示すように、基板１３とノズルプレート２４との間
に挟まれた状態でシールプレート２８が固定され、イン
ク室２５の一端を閉塞している。上記隔壁２２の他端面
には、図示しない複数の切欠部を各圧電体１６に嵌合し
た状態でオリフィスプレート２９が固定されている。こ
のオリフィスプレート２９には、各インク室に対応して
インク供給口３０が形成されており、このインク供給口
３０に接続されたインクチューブ３１を介して、インク
室２５にインクが供給されるようになっている。なお、
オリフィスプレート２９の切欠部と圧電体１６との隙間
からインク漏れがないように、接着剤やシール材等で密
閉しておく。

【００１９】上記各圧電体１６はオリフィスプレート２
９の切欠部からインク室２５の外部に突出し、その突出
部上面の個別電極１８は、ワイヤボンディング等の方法
により、図示しないドライバＩＣを介して電圧印加手段
であるコントローラ６（図１参照）にそれぞれ接続さ
れ、画像信号に応じて電圧が印加されるようになってい
る。一方、圧電体１６の共通電極１７は、アースされて
いる。このアースへの接続は図示していないが、例え
ば、導電性接着剤を用いて各圧電体１６を接着してすべ
ての共通電極１７に導通する接着剤層を形成し、この接
着剤層に１箇所だけアースする等の方法で行う。

【００２０】続いて、上記構成からなるインクジェット
ヘッド１２のインク吐出動作について説明する。インク
は、図５に示すように、インク供給部７（図１参照）か
ら供給され、インクチューブ３１、インク供給口３０を
介して各インク室２５に充填される。上記圧電体１６
は、図６示すように、個別電極１８から共通電極１７に
向かう方向（矢印Ｐ方向）に分極処理がなされている。
したがって、圧電体１６の個別電極１８に正極性のパル
ス状電圧を印加すると、個別電極１８から共通電極１７
に向かう方向（矢印Ｅ方向）、すなわち、分極方向と平
行に電界が形成され、圧電体１６はいわゆる厚み方向振
動モードで変形、振動する。このとき、圧電体１６を基
板１３に接着しない場合には、図６中破線で示すよう
に、圧電体１６は電圧印加により厚み方向に膨張変形す
る一方、幅方向および長さ方向に均一に収縮変形する。

【００２１】しかし、本実施例では圧電体１６を基板１
３に全面接着して固定しているため、共通電極１７が形
成されている固定面近傍の収縮変形が拘束され、その結
果、圧電体１６は、図７中破線で示すように、その両側
面１９が湾曲して収縮変形するようになる。この影響を
受けて、個別電極１８が形成されている圧電体１６の非
固定面は幅方向に収縮変形することなく、ほぼ同一幅を
保った状態で上記固定面から離れる方向に急峻に変形す
る。この変形によって加圧されたインクがノズル孔２６
から液滴状となって飛翔し、図示しない記録紙上に付着
する。

【００２２】一方、上記非固定面がほぼ同一幅を保って
圧電体１６が膨張変形することにより、圧電体１６の両
側面１９と非固定面とが交わる縁部１６ａが隔壁２２の
側壁面２３に接近して、その間隔がより小さくなる。こ
のため、加圧されたインクが圧電体１６の両側に回り込
むのを抑えることができる。したがって、本実施例によ
れば、圧電体１６の変形による加圧力をロスすることな
くインク飛翔に用いることができ、インクの飛翔効率を
向上させることができる。

【００２３】個別電極１８に印加される電圧がゼロにな
ると、圧電体１６は元の状態に戻る。このとき、インク
室２５内に負圧が生じ、インクチューブ３１およびイン
ク供給口３０を介してインク室２５にインクが補給さ
れ、次のインク吐出の準備ができる。

【００２４】上記のようなインク吐出動作が画像信号に
応じて各インク室２５毎に独立して行われることによ
り、１ライン分の画像が描かれ、これが記録紙の移動に
同期して繰り返されることで、画像信号に応じた画像が
記録紙上に描かれる。

【００２５】このように、本実施例では、圧電体１６の
変形時におけるインクの回り込みを抑えてインク飛翔効
率の向上を図るとともに、個別電極１８を形成した圧電
体１６の非固定面に対向してノズル孔２６を配置し、か
つ上記非固定面をノズル孔１６に向かって変位させてイ
ンクを加圧するようにしているので、インクの加圧方向
と飛翔方向とが一致することでも効率のよいインク飛翔
が達成される。

【００２６】次に、上記実施例の変形例について説明す
る。上記実施例では、個別電極１８を形成した圧電体１
６の非固定面に対向するインク室２５の一壁にノズル孔
２６を形成したが、図８に示すように、インク室２５の
上部を孔のない天板３２で覆うとともに、圧電体１６の
端部（図８において右側）に対向してノズルプレート２
４を配置し、各インク室２５に対応してノズル孔２６を
形成してもよい。このようにすれば、複数のインクジェ
ットヘッドを配列してなるフルカラー印刷の記録装置で
は特に、記録紙に対向させてヘッドを密に配置できるの
でスキャンキャリッジ８（図１参照）を小さくすること
ができ、スキャン方向のスペースも小さくて済み、装置
の小型化が容易となる利点がある。

【００２７】また、図９に示すように、個別電極１８を
形成した圧電体１６の非固定面を一定の曲率をもった湾
曲面とすれば、圧電体１６の非固定面で押されて発生す
るインクの加圧力がインク室２５の断面上の一点に集中
するため、インク室２５内に伝播する圧力を大きくする
ことができ、その結果、さらに、効率のよい安定したイ
ンク飛翔を得ることができる。

【００２８】耐インク性に優れた圧電材料で上記圧電体
１６を形成した場合には問題ないが、長時間に亘ってイ
ンクと直接接触しているとインクが圧電体１６に浸透
し、低底抵抗化を招いて実効電圧がかからなくなり、そ
の結果、圧電体１６の変形量が低下してインク飛翔効率
が悪くなることがある。これを防止するため、図１０に
示すように、圧電体１６の外周部を、耐インク性に優れ
た材料からなる隔膜３３で覆うか、または、例えばポリ
イミド樹脂をスピンコート法で塗布し、約１８０℃で１
時間焼き付けるなどの方法でオーバコート処理するのが
好ましい。

【００２９】また、上記実施例では単層の圧電体１６を
使用したが、図１１に示すように、公知のグリーンシー
ト法により圧電材料を２層以上の多層に積層し、内部に
接着層を兼ねた個別電極１８および共通電極１７を形成
した積層型圧電体３４を使用すれば、積層数に応じて大
きな実効変位を得ることができるので、駆動電圧を低く
することができ、ドライバーコストの低減を図れる。

【００３０】さらに、上記実施例では、平板状の圧電材
料をダイシング加工により各圧電体１６を完全に分割し
て細長い柱状体に形成したが、図１２に示すように、い
わゆる櫛歯状に形成した圧電部材３５を用いるようにし
てもよい。この圧電部材３５は、インク室２５に対応す
る領域において各圧電体３６は細長い柱状体に分割され
ているが、オリフィスプレート２９からインク室２５の
外部に突出する領域では、個別電極形成面３７より一段
低くなった面３８を有する連結部３９によって各圧電体
３６が連結されている。なお、連結部３９は、プレート
状の圧電材料をダイシングソーでスリット加工する際
に、連結部３９のところで切削深さを浅くすることによ
って形成される。このように構成することで、各圧電体
３６の構造的強度が増し、インクジェットヘッドの耐久
性、信頼性が向上するとともに、加工・組立面のハンド
リングが容易になり、組立バラツキが少なくなるので、
製造コストを安価にすることができる。

【００３１】次に、上記実施例のインクジェットヘッド
に使用できる材料等について説明する。圧電体の材料 上記圧電体１６，３４，３５の材料としては、以下に示
す圧電材料を用いることができる。 （１） 圧電結晶 水晶（ＳｉＯ₂） ，ロッシェル塩（ＲＳ：ＮａＫＣ₄Ｈ
₄Ｏ₆・４Ｈ₂Ｏ） 酒石酸エチレンジアミン（ＥＴＤ：Ｃ₆Ｈ₁₄Ｎ₂Ｏ₆）
，酒石酸カリウム（ＤＫＴ：Ｋ₂Ｃ₄Ｈ₄Ｏ₆・1/2Ｈ
₂Ｏ） ，第２リン酸アンモニウム（ＡＤＰ：ＮＨ₄Ｈ₂
ＰＯ₄） ，プロブスカイト系結晶（ｅｘ．ＣａＴｉ
Ｏ₃，ＢａＴｉＯ₃，ＰＬＺＴ） ，タングステンブロン
ズ系結晶（ｅｘ．Ｎａ_xＷＯ₃ 〔０．１＜ｘ＜０．２
８〕） ，ニオブ酸バリウムナトリウム（Ｂａ₂ＮａＮ
ｂ₅Ｏ₁₅） ，ニオブ酸カリウム鉛（Ｐｂ₂ＫＮｂ
₅Ｏ₁₅） ，ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃） ，タン
タル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃） ，さらに、塩素酸ソ
ーダ（ＮａＣｌＯ₃），電気石（Ｔｏｕｒｍａｌｉｎ
ｅ）， 閃亜鉛鉱（ＺｕＳ） ，硫酸リチウム（ＬｉＳ
Ｏ₄Ｈ₂Ｏ） ，メタガリウム酸リチウム（ＬｉＧａ
Ｏ₂） ，ヨウ素酸リチウム（ＬｉＩＯ₃） ，硫酸グリ
シン（ＴＧＳ） ，ゲルマニウム酸ビスマス（Ｂｉ₁₂Ｇ
ｅＯ₂₀） ，ゲルマニウム酸リチウム（ＬｉＧｅＯ₃）
，チタニウム酸バリウム ，ゲルマニウム（Ｂａ₂Ｇ
ｅ₂ＴｉＯ₃） 等の結晶。

【００３２】（２） 圧電半導体 ウルツ鉱 ，ＢｅＯ ，ＺｎＯ ，ＣｄＳ ，ＣｄＳｅ
，ＡｌＮ。 （３） 圧電セラミックス チタニウム酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃） ，チタニウム
酸ジルコニウム酸鉛（ＰｂＴｉＯ₃・ＰｂＺｒＯ₃） ，
チタニウム酸鉛（ＰｂＴｉＯ₃） ，ニオブ酸バリウム
酸鉛（（Ｂａ−Ｐｂ）Ｎｂ₂Ｏ₆）。 （４） 上記（１）圧電結晶、（２）圧電性半導体、
（３）圧電セラミックス材料の粉をプラスチック類に分
散して成型したものでも良い。 （５） 圧電性高分子 ポリフッ化ビニリデンＰＶＤＦ（−ＣＨ₂−ＣＦ₂−）_n
，ポリフッ化ビニリデン／ＰＺＴ ，ゴム／ＰＺＴ
，トリフルオロエチレンとフッ化ビニリデンの共重合
体 ，シアン化ビニリデンと酢酸ビニルの共重合体 ，
ポリシエン化ビニリデン等。 以上に挙げた圧電材料を分極処理した後、圧電体として
加工して用いるか、もしくは圧電体として加工した後分
極処理して用いてもよい。

【００３３】基板，隔壁の材料 基板１３，隔壁２２を構成する非圧電材料に用いること
ができるものとして、次の（１）〜（４）に挙げるもの
がある。 （１） セラミックス Ａｌ₂Ｏ₃ ，ＳｉＣ ，Ｃ ，ＢａＴｉＯ₃ ，ＢｉＯ₃
・３ＳｎＯ₂ ，Ｐｂ（Ｚｒ_x，Ｔｉ_1-x）Ｏ₃ ，ＺｎＯ
，ＳｉＯ₂ ，（１−ｘ）Ｐｂ（Ｚｒ_x，Ｔｉ_1-x）Ｏ₃
＋（ｘ）Ｌａ₂Ｏ₃ ，Ｚｎ_1-xＭｎ_xＦｅ₂Ｏ₃ ，γ−Ｆ
ｅ₂Ｏ₃ ，Ｓｒ・６Ｆｅ₂Ｏ₃ ，Ｌａ_1-xＣａ_xＣｒＯ₃
，ＳｎＯ₂ ，遷移金属酸化物 ，ＺｎＯ−Ｂｉ₂Ｏ₃
，半導体ＢａＴｉＯ₃ ，β−Ａｌ₂Ｏ₃ ，安定化ジ
ルコニア，ＬａＢ₆ ，Ｂ₄Ｃ ，ダイヤモンド ，Ｔｉ
Ｎ ，ＴｉＣ ，Ｓｉ₃Ｎ₄ ，Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ ，ＰＬ
ＺＴ ，ＴｈＯ₂ ，−ＣａＯ・ｎＳｉＯ₂ ，Ｃａ
₅（Ｆ，Ｃｌ）Ｐ₃Ｏ₁₂ ，ＴｉＯ₂ ，Ｋ₂Ｏ・ｎＡｌ₂
Ｏ₃。

【００３４】（２） ガラス類 元素ガラス＝Ｓｉ ，Ｓｅ ，Ｔｅ ，Ａｓ 水素結合ガラス＝ＨＰＯ₃ ，Ｈ₃ＰＯ₄ ，ＳｉＯ₂ ，
Ｂ₂Ｏ₂ ，Ｐ₂Ｏ₅ ，ＧｅＯ₂ ，Ａｓ₂Ｏ₃ 酸化物ガラス＝ＳｂＯ₃ ，Ｂｉ₂Ｏ₃ ，Ｐ₂Ｏ₃ ，Ｖ₂
Ｏ₅ ，Ｓｂ₂Ｏ₅ ，Ａｓ₂Ｏ₃ ，Ｓｏ₃ ，ＺｒＯ₂ フッ化物ガラス＝ＢｅＦ₂ ，塩化物ガラス＝ＺｎＣｌ₂ 硫化物ガラス＝ＧｅＳ₂ ，Ａｓ₂Ｓ₃ 炭酸塩ガラス＝Ｋ₂ＣＯ₃ ，ＭｇＣＯ₃ 硝酸塩ガラス＝ＮａＮＯ₃ ，ＫＮＯ₃ ，ＡｇＮＯ₃ 硫酸塩ガラス＝Ｎａ₂Ｓ₂Ｏ₃ ，Ｈ₂Ｏ ，Ｔｌ₂ＳＯ
₄ ，ミョウバン ケイ酸ガラス＝ＳｉＯ₂ ケイ酸アルカリガラス＝Ｎａ₂Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ₂ カリ石灰ガラス＝Ｋ₂Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ₂ ソーダ石灰ガラス＝Ｎａ₂Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ₂ 鉛ガラス バリウムガラス ホウケイ酸ガラス。

【００３５】（３） プラスチック類 飽和ポリエステル樹脂 ，ポリアミド樹脂 ，ポリイミ
ド樹脂 ，アラミド樹脂 ，アクリル樹脂 ，エチレン
−酢酸ビニル樹脂 ，イオン架橋オレフィン共重合体
（アイオノマー） ，スチレン−ブタジェンブロック共
重合体 ，ポリアセタール ，ポリカーボネード ，塩
化ビニル−酢酸ビニル共重合体 ，セルロースエステル
，ポリイミド ，スチロール樹脂等の熱可塑性樹脂。
エポキシ樹脂 ，ウレタン樹脂 ，ナイロン樹脂 ，シ
リコーン樹脂 ，フェノール樹脂 ，メラミン樹脂 ，
キシレン樹脂 ，アルキッド樹脂 ，熱硬化アクリル樹
脂等の熱硬化性樹脂。ポリビニルカルパゾール ，ポリ
ビニルピレン ，ポリビニルアントラセン，ポリビニロ
ール等の光導電性樹脂。

【００３６】上記（１）〜（３）に挙げるものは単独
で、または組み合わせて使用することができる。その
他、液晶ポリマー等のエンジニアプラスチック類、プラ
スチック類と粉末、ウィスカーとの混合物でも良い。感
光性樹脂、厚膜用フォトレジスト樹脂等も使用可能であ
り、ベークライト、フッ素系樹脂、ガラス・エポキシ樹
脂（エポキシ中にガラスフィラー混入）でもよい。

【００３７】（４） その他 インク室に接する側面を絶縁膜コートする場合は、全て
の金属が使用できる。

【００３８】隔膜の材料 上記隔膜３３の材料としては、以下に挙げるものを用い
ることができる。 （１）エポキシ樹脂 ，フェノキシ樹脂 ，ウレタン樹
脂 ，ナイロン類 ，シリコーン樹脂 ，フルオロシリ
コン樹脂 ，フェノール樹脂 ，メラミン樹脂，キシレ
ン樹脂 ，アルキッド樹脂 ，熱硬化アクリル樹脂等の
熱硬化性樹脂。 上記の中では、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、フルオ
ロシリコーン樹脂が好適い用いられる。

【００３９】（２） ポリエステル樹脂 ，ポリアミド
樹脂 ，アクリル樹脂 ，アラミド樹脂 ，エチレン−
酢酸ビニル樹脂 ，イオン架橋オレフィン共重合体（ア
イオノマー） ，スチレン−ブタジェンブロック共重合
体 ，ポリアセタール ，ポリフェニレンサルファイド
，ポリカーボネイト ，塩化ビニル−酢酸ビニル共重
合体 ，セルロースエステル ，ポリイミド ，スチロ
ール樹脂等の熱可塑性樹脂。 上記の中では、アラミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフ
ェニレンサルファイド、ポリアミド樹脂、エチレン−酢
酸ビニル樹脂が好適に用いられる。

【００４０】（３） 液晶ポリマ （４） 感光性樹脂 ，厚膜用フォトレジスト樹脂 （５） ゴム ，合成ゴム （６） ニッケル ，ステンレス ，チタン ，タング
ステン等の薄板 なお、上記（１）〜（５）に挙げた材料は、単体もしく
は組み合わせて用いてもよい。

【００４１】以上の（１）〜（６）に挙げた材料の優劣
を比較すると、（１）〜（３）についてはほぼ同等であ
るが、 優 （１）〜（３）＞（４），（６）＞（５） 劣 という特徴が見られる。さらに、材料の厚さは１００μ
ｍ以下、できれば５０μｍ以下とするのが好ましい。

【００４２】圧電体のオーバコート処理 上記圧電体１６，３４，３５のオーバコート処理は、次
の（１）〜（５）に挙げる方法で行うこともできる。 （１） プラスチック類の塗布 飽和ポリエステル樹脂 ，ポリアミド樹脂 ，ポリイミ
ド樹脂 ，アクリル樹脂 ，アラミド樹脂 ，エチレン
−酢酸ビニル樹脂 ，イオン架橋オレフィン共重合体
（アイオノマー） ，スチレン−ブタジェンブロック共
重合体 ，ポリアセタール ，ポリカーボネード ，塩
化ビニル−酢酸ビニル共重合体 ，セルロースエステル
，ポリイミド ，スチロール樹脂等の熱可塑性樹脂。

【００４３】エポキシ樹脂 ，フェノキシ樹脂 ，ウレ
タン樹脂 ，ナイロン類 ，シリコーン樹脂 ，フルオ
ロシリコン樹脂 ，フェノール樹脂 ，メラミン樹脂
，キシレン樹脂 ，アルキッド樹脂 ，熱硬化アクリ
ル樹脂等の熱硬化性樹脂。 ポリビニルカルパゾール ，ポリビニルピレン ，ポリ
ビニルアントラセン，ポリビニロール等の光導電性樹
脂。

【００４４】これらは単独で、または組み合わせて使用
することができる。その他、液晶ポリマー等のエンジニ
アプラスチック類、プラスチック類と粉末、ウィスカー
との混合物でも良い。感光性樹脂 ，厚膜用フォトレジ
スト樹脂等が使用可能である。ベークライト ，フッ素
系樹脂 ，ガラス・エポキシ樹脂（エポキシ中にガラス
フィラー混入）でもよい。これらは、塗布，ディップ，
スプレー法等、公知の液体塗布方法を用いればよい。上
記の中では特に、ポリイミド樹脂、アラミド樹脂、エポ
キシ樹脂、フェノキシ樹脂、フルオロシリコーン樹脂、
フッ素樹脂、ガラス・エポキシ樹脂の効果が優れてい
る。

【００４５】（２） 酸化・窒化・硫化金属化合物等の
蒸着 酸化金属化合物（ＳｉＯ₂，ＳｉＯ，ＣｒＯ，Ａｌ₂Ｏ₃
等）や、窒化金属化合物（Ｓｉ₃Ｎ₄，ＡｌＮ等）や、硫
化金属化合物（ＺｎＳ等）、あるいはこれらの合金を、
真空蒸着やスパッタ等でコートする。また、上記（１）
のプラスチックを蒸着によって塗布してもよいし、パリ
レン樹脂蒸着してもよい。上記の中では、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｓ
ｉ₃Ｎ₄、パリレン樹脂の効果が優れている。

【００４６】（３） 炭化水素化合物の塗布 炭化水素，酸素含有炭化水素，硫黄含有炭化水素を始め
とするIV属元素含有炭化水素 、窒素含有炭化水素，ケ
イ素含有炭化水素，フッ素含有炭化水素を始めとするハ
ロゲン含有炭化水素 、III属元素含有炭化水素を、Ｐ
−ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）によって塗布し、オーバコ
ート処理する。あるいは、これらの混合気相下でＰ−Ｃ
ＶＤにより塗布してもよい。上記の中ではフッ素含有炭
化水素の効果が優れている。なお、これらの膜は、圧電
体との接着性の相性にしたがって適宜、ａ−Ｓｉ（アモ
ルファスシリコン），ａ−ＳｉＣ，ａ−ＳｉＮ等による
アンダーコートを設ける必要がある。 （４） 上記（１）のプラスチック類を、塗液状態で圧
電体プレート表面の塗布する代わりに、減圧下で圧電体
形成部に置換，含浸させて成形する。 （５） 圧電体プレートの表面を撥インク性の溶剤で表
面処理する。

【００４７】以上の（１）〜（５）に挙げる方法で形成
したオーバコート膜を比較すると、次のような特徴が見
られる（ただし（３）はアンダーコート有りの場合）。 強度 ： 強 (２)，(３)＞(１)，(４)＞(５) 弱 平滑性 ： 良 (１)，(４)＞(２)，(３)，(５) 悪 接着性（耐振動性を含む） ： 強 (１)，(４)＞(２)，(３)＞(５) 弱 耐久性（耐インク性を含む）： 良 (１)，(４)＞(２)，(３)＞(５) 悪 その他、（５）は処理が簡便であり、（１）〜（４）の
後処理として利用することもできる。また、コスト面に
おいては、（１），（４）が特に安価である。なお、上
記（１）〜（５）に挙げる方法を、圧電体やインク種に
応じて適宜組み合わせて使用してもよい。

【００４８】接着剤の材料 インクジェットヘッドの組み立てに用いる接着剤として
は、次の（１）〜（４）に挙げるものが使用できる。た
だし、接着剤層を共通電極をアースする際の導体として
用いる場合には、当然に導電性を有する必要がある。 （１） エポキシ樹脂 ，フェノール樹脂 ，フェノキ
シ樹脂 ，アクリル系樹脂 ，フラン樹脂 ，ポリウレ
タン樹脂 ，ポリイミド樹脂 ，シリコーン樹脂等の熱
硬化性樹脂接着剤。 （２） ポリ酢酸ビニル ，ポリ塩化ビニル ，ビニル
アセタール ，ポリビニルアルコール ，ポリビニルブ
チラール等の熱可塑性樹脂接着剤。 （３） ＵＶ硬化樹脂接着剤。 （４） 嫌気性硬化型接着剤。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
インクジェット記録装置（請求項１）では、圧電体に電
圧を印加すると厚さ方向に膨張変形してインク室内のイ
ンクを加圧するが、この変形によって、圧電体の傾斜し
た両側面と非固定面とが交わる両縁部と、圧電体の両側
面に僅かの隙間を隔ててそれぞれ対向する非圧電部材の
側壁面との間隔が小さくなる。このため、加圧されたイ
ンクの圧電体の両側への回り込みを抑えることができ、
インクの飛翔効率が向上する。

【００５０】また、ノズル孔を圧電体の非固定面に対向
するインク室の一壁に形成したインクジェット記録装置
（請求項２）によれば、インクの加圧方向と飛翔方向と
を一致させてあるため、これによっても効率のよいイン
ク飛翔を達成できる。

【００５１】上記ノズル孔の断面積がインク室側で大き
く、外部に面した側で小さくなったテーパ状に形成され
ているインクジェット記録装置（請求項３）によれば、
加圧されたインクの流れが円滑になりインク飛翔を安定
して行えるとともに、インク飛翔後のインク補充の際
に、ノズル孔からインク室内に空気が吸引されるのを抑
制することができる。

【００５２】上記各圧電体をそれぞれ連結された部分を
有する櫛歯状に形成したインクジェット記録装置（請求
項４）によれば、各圧電体の構造的強度が増すことから
インクジェットヘッドの耐久性、信頼性を向上させるこ
とができとともに、加工・組立面のハンドリングが容易
になり、組立バラツキが少なくなるので、製造コストを
安価にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 インクジェット記録装置の概略構成図であ
る。

【図２】 インクジェットヘッドの全体斜視図である。

【図３】 図２のインクジェットヘッドの幅方向断面図
である。

【図４】 （ａ）（ｂ）ともに圧電体の加工方法を説明
する図である。

【図５】 図２のインクジェットヘッドの長手方向断面
図である。

【図６】 圧電体の分極方向および電界形成方向と、非
固定状態での変形を説明する図である。

【図７】 図２のインクジェットヘッドにおける圧電体
の変形状態を示す拡大図である。

【図８】 ノズル孔をインク室の端部に設けた変形例を
示す図である。

【図９】 圧電体の非固定面を湾曲させた変形例を示す
図である。

【図１０】 圧電体を隔膜で覆った変形例を示す図であ
る。

【図１１】 圧電体を積層型にした変形例を示す図であ
る。

【図１２】 圧電体を櫛歯状に形成した変形例を示す図
である。

【図１３】 従来のインクジェットヘッドの一例を示す
部分断面図である。

【符号の説明】

１…インクジェット記録装置、６…コントローラ（電圧
印加手段）、１２…インクジェットヘッド、１３…基板
（第１の非圧電部材）、１６…圧電体、１９…圧電体の
傾斜した側面、２２…隔壁（第２の非圧電部材）、２３
…隔壁の側壁面、２４…ノズルプレート（第２の非圧電
部材）、２５…インク室、２６…ノズル孔。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の非圧電部材と第２の非圧電部材と
   で複数のインク室を形成するとともに、各インク室に外
   部に連通するノズル孔を形成し、上記インク室の内部に
   第１の非圧電部材に固定された圧電体をそれぞれ配置
   し、これら圧電体の変形に基づき上記インク室に充填さ
   れたインクがノズル孔より加圧吐出するように電圧印加
   手段により上記圧電体に画像信号に応じて電圧を印加す
   るインクジェット記録装置において、 上記圧電体にその固定面から固定面とは反対側の非固定
   面に向かってテーパ状に傾斜する両側面を形成するとと
   もに、上記第２の非圧電部材に上記圧電体の両側面に僅
   かの隙間を隔ててそれぞれ対向する側壁面を形成し、上
   記電圧印加手段により上記圧電体に電圧を印加したとき
   に上記圧電体の非固定面が固定面から離れる方向に変形
   するようにしたことを特徴とするインクジェット記録装
   置。
2. 【請求項２】 上記ノズル孔を上記圧電体の非固定面に
   対向するインク室の一壁に形成したことを特徴とする請
   求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 上記ノズル孔を、その断面積がインク室
   側で大きく、外部に面した側で小さくなったテーパ状に
   形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のイ
   ンクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 上記各圧電体がそれぞれ連結された部分
   を有する櫛歯状に形成されていることを特徴とする請求
   項１から３のいずれかに記載のインクジェット記録装
   置。