JPH09314863A - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents
インクジェット式記録ヘッドInfo
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- JPH09314863A JPH09314863A JP8191484A JP19148496A JPH09314863A JP H09314863 A JPH09314863 A JP H09314863A JP 8191484 A JP8191484 A JP 8191484A JP 19148496 A JP19148496 A JP 19148496A JP H09314863 A JPH09314863 A JP H09314863A
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Abstract
インクリザーバーの圧力上昇を、引き出し電極部に疲労
や破損を来すことなく抑制すること。 【解決手段】 インクリザーバー4に対向する領域に、
インクキャビティ2から逆流するインクにより弾性変形
する薄肉部13を設ける。
Description
記録装置のインクジェット式記録ヘッド、より詳細には
インク滴を吐出させるための圧力を発生するインクキャ
ビティにインクを供給するインクリザーバの構造に関す
る。
満たされたインクキャビティーを加圧することでノズル
開口からインクを吐出させ、記録紙に画像を記録する装
置である。近年、インクジェットブリンタのカラー化、
低価格化に伴い、インクジェットヘッドに対してノズル
開口の高密度化やヘッド全体の小型化の要求が高まって
いる。これを実現するためにインク滴を吐出するために
インクを加圧する空間、いわゆるインクキャビティー等
のインク流路を構成するスペーサを、シリコン単結晶基
板をアルカリ液によりエッチングして結晶軸の方向によ
るエッチングレートの相違を利用する異方性エッチング
により構成することが行われている。
ッチングすることにより形成されたスペーサSを使用し
たインクジェット式記録ヘッドの一例を示すものであっ
て、略長方形のインクキャビティーAがその短辺方向に
一定ピッチで複数設け、またインクキャビティーAの長
辺方向のー端にインク供給口Bを介してインクリザーバ
ーCを連通させ、さらにインクキャビティーAの他端に
インクを吐出するノズル開口Dに連通させて構成されて
いる。
の流路を形成しているスペーサSは、一方の面には、弾
性板Eが、また他方の面にはノズル開口Dを備えたノズ
ル開口プレートGが固定されている。弾性板Eには、そ
の表面に共通電極となる下電極Hが、その表面にはイン
クキャビティーAに対応して形成され圧電体膜Jが、さ
らに最上層には各々のインクキャビティーAに対応して
形成さセグメント電極となる上電極Kが形成されてい
る。
表面に形成された導電パターンLを介して外部から駆動
信号が供給される。またこれら導電パターンLと外部駆
動回路と接続するフレキシブルケーブルを接続するため
の端子が通常、記録ヘッドの端部に設けられている。一
方、このように構成されたインクジェット式記録ヘッド
は、多数のインクキャビティーAを加圧した場合、ノズ
ル開口Dから吐出したインク以外のインクが、インク供
給口BからインクリザーバーCに逆流する。インクがイ
ンクリザーバーCに大量に逆流すると、インクリザーバ
ーCの圧力が高まり、加圧していないインクキャビティ
ーAへと流入し、加圧していないインクキャビティーA
のノズル開口Dからインク滴が吐出してしまうことにな
る。このようなインクリザーバを介してのクロストーク
は、インクジェット記録ヘッドにとっては好ましくない
現象の一つである。
ザーバーCの圧力上昇を抑制する必要があるため、弾性
板EのインクリザーバーCに対向する領域に、インクキ
ャビティーAからのインクの逆流に起因する圧力上昇で
変形し易い薄肉部Mが設けられている。
ク等の交換によりインクジェット式ヘッドにインクを導
入する際には、ノズル開口Dから強い負圧を作用させて
インクタンクのインクを記録ヘッドの流路に強制的に流
入させる操作が必要となる。インク導入時の負圧により
弾性板EのインクリザーバーCに対向する領域が、つま
り薄肉部Mが変形し、これに作り付けられている下電極
H、圧電体膜J、上電極Kも大きく変形して大きな応力
を受け、上電極Kが断線しやすいという問題がある。本
発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、
その目的とするところは、クロストークを可及的に防止
しつつ、断線等を防止することができるインクジェット
式記録ヘッドを提供するところにある。
るために本発明においては、インクをインク滴として吐
出する複数のノズル開口が形成され、スペーサの一方の
面を封止するノズルプレートと、前記ノズル開口に各々
連通し、インクを加圧する略長方形状で、かつその短辺
方向に一定ピッチで配列されたインクキャビティー、該
インクキャビティーに連通し、インクを供給するインク
供給口、及び該インク供給口に連通し、複数のインクキ
ャビティにインクを供給するインクリザーバーを備えた
前記スペーサと、前記インクキャビティーに圧力変化を
起こさせ、前記スペーサの他面を封止する弾性板と、該
弾性板の表面に形成された圧電体と、該圧電体に信号を
印加するために前記インクキャビティーに対して各々形
成された上電極と、を有するインクジェット式記録ヘッ
ドにおいて、前記ノズルプレートの前記インクリザーバ
ーに対向する領域、前記インクリザーバーの内面、の少
なくとも何れかに前記インクキャビティーから逆流する
インクにより弾性変形可能な薄肉部を形成するようにし
た。
弾性板以外の箇所が変形するため、弾性板が変形するこ
とがなく、ここに作り付けられている電極は変形するこ
とがなく、しかも他の部材が逆流により変形して圧力を
吸収する。
した実施例に基づいて説明する。図1、図2はそれぞれ
本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施例を示す
ものであって、図中符号1はスペーサで、シリコン単結
晶基板を異方性エッチングしてインクキャビティー2、
インク供給口3、インクリザーバー4が形成されてい
る。インクキャビティー2は通孔として、またインク供
給口3、及びインクリザーバー4は、それぞれ後述する
ノズル開口プレート5側が開口する凹部として形成され
ている。このようにインク供給口3、及びインクリザー
バー4を凹部として形成することにより、インク供給口
3に対してはインク滴吐出に必要な流路抵抗を付与する
ことができ、また薄肉部6を設けてインクリザーバー4
の領域の弾性板7の剛性を高め、ここに形成される後述
の引出し電極部16等の変形を防止するのに役立つ。
述の弾性板で、最下層には下電極8、中間層に圧電体膜
9、最上層には上電極10が形成されている。
ノズル開口プレート5の間に介装されるコンプライアン
スプレートで、インクリザーバー4に対向する領域に
は、ノズル開口プレート5側を凹部12とする薄肉部1
3が形成されており、またノズル開口14に対向する領
域にはインクキャビティー2の一端とノズル開口14を
接続する連通孔15を穿設して構成されている。
クキャビティー2の一端に連通するように一定の配列ピ
ッチでノズル開口14が穿設されていて、コンプライア
ンスプレート11に密着させて固定され、コンプライア
ンスプレート11の凹部12とによりコンプライアンス
プレート11の薄肉部13が変形可能な空間を形成して
いる。
基板は、その厚さが通常150〜300μm程度、望ま
しくは180〜280μm程度のものが良く、さらには
220μm程度の厚さのものを使用するのが最適であ
る。
クリザーバー4の配列密度が180本/インチ〜360
本/インチであることと、シリコン単結晶基板のコスト
とにより決定される。
ビティー2が加圧された場合、隣接するインクキャビテ
ィー2との隔壁が薄いと、この隔壁がたわんでしまい、
インク滴を吐出するインクキャビティー2に隣接するイ
ンクキャビティー2にも圧力が伝搬してしまい、本来イ
ンク滴を吐出しないはずのノズル開口14からインクが
吐出してクロストークが生じる。このクロストークを防
止する上からは、インクキャビティーの隔壁をより厚く
する一方、インクキャビティーを浅くする、つまりシリ
コン単結晶基板を薄くすることにより各隔壁の剛性を高
めることができる。
の幅はインクの吐出量を確保する上からその縮小の度合
に自ずと限界があり、インクキャビティー同士の隔てる
隔壁を厚くして剛性を高めることは実用上不可能であ
る。
ことにより剛性を高めようとすると、極めて薄いシリコ
ン単結晶基板のウエファーを入手することが必要となる
が、大径のシリコン単結晶インゴットから薄い基板を切
り出すことには、切り代の占める割合が多くなり、また
切り出し精度も低下するため、精密な研磨作業が必要と
なり、コストアップを招く。このような事情からインク
キャビティー2の隔壁の剛性を確保し、且つシリコン単
結晶基板のコストを低く抑えるには望ましくは180〜
280μm、さらには220μm程度の厚さのものを使
用するのが最適な選択となる。
ティーを高い密度で作り付けるには結晶方向が(11
0)面方位のものを使用するのが望ましい。すなわち、
インクキャビティー2は、その配列方向に高い密度が要
求されるから、インクキャビティー2の長手方向の面が
(110)面に垂直な(111)面となるように構成す
る必要があり、これには結晶方向が(110)面方位の
シリコン単結晶基板をKOH等のアルカリ溶液により異
方性エッチングするのが必須となる。また短辺側の面は
長手方向の(111)面と約70度の角度をなし、かつ
(110)面に垂直な(111)面として出現する。こ
れにより特にノズル開口14側が傾斜するので、インク
の淀みを防止するのに寄与する。
方性エッチングにより構成すると、インクキャビティー
2を高密度に配列できるというメリットの他に、膜形成
技術を併用することで弾性板7、さらには下電極8、圧
電体膜9、上電極10を一環したプロセスの中でー体的
に構成することが可能になる。
体膜、及び上電極を一連のプロセスとして形成する一実
施例を示すものであって、次に上述したスペーサ、弾性
板、及び圧力発生手段の製造方法を図5(イ)、(ロ)
に基づいて説明する。なお図5(イ)はインクキャビテ
ィーの長手方向の、また図5(ロ)は幅方向の断面を示
す図である。表面が(110)で切り出されたシリコン
単結晶基板20を熱酸化法等により全表面に1μm程度
の二酸化シリコン層21を形成した母材22を用意す
る。二酸化シリコン層21は、この上に形成される駆動
部の絶縁膜として機能すると共に、シリコン単結晶基板
20をエッチングする際のエッチング保護膜として機能
する。
ングによりジルコニア(Zr)の膜を形成し、この膜を
熱酸化法で0.8μm厚さの酸化ジルコニウムからなる
弾性膜23を形成する。酸化ジルコニウム製の弾性膜2
3はヤング率が高く、後述する圧電体膜25のひずみを
高い効率でたわみ変位に変換できる。この弾性膜23の
表面にスパツタリングにより厚さ0.2μm程度の白金
(Pt)の膜を形成して下電極24を形成する。
タリング等により1μm厚の圧電体膜25として形成
し、さらにその表面にスパッタリング等により厚さ0.
2μmのアルミニューム(Al)の上電極27形成する
(I)。
インクキャビティー2の配列位置に対応するようにパタ
ーニングして圧電素子となるようにを切り出す。
インクキャビティー2に対応させてそれぞれ独立して引
き出して駆動回路との接続部となるリード線を兼ねるよ
うに成形されている(II)。
‐1−1)面と(110)面を晶帯面とする晶帯軸<−
1‐1‐2>の格子方向または、これと等価な格子方向
<112>方向となるようにフオトレジスト28、29
を形成して(III)、弗化水素酸と弗化アンモニウムを
1:6の割合で混合した緩衝弗酸液を用いて二酸化シリ
コン層21を除去して異方性エッチング用の窓31をパ
ターニングする。
の二酸化シリコン層のフオトレジスト29を再度感光さ
せて現像処理する、いわゆる多重露光を行なった後、約
5分程度前述の緩衝発酸液によりフォトレジスト層29
の下の二酸化シリコン層の厚さを約0.5μm程度にま
で薄くするためのハーフエッチングを行う(IV)。
80°C程度に加熱した10%の水酸化カリウム溶液に
浸漬して異方性エッチングを実行する。この異方性エッ
チングにより保護膜として機能した二酸化シリコン層2
1、21’も徐々に溶解して約0.4μm程度がエッチ
ングを受けて無くなり、インク供給口3を形成する領域
の二酸化シリコン層21’が0.1μm程度、それ以外
の領域の二酸化シリコン層21が0.6μm程度の厚さ
になる(V)。
の二酸化シリコン層を除去できる程度の時間、例えば1
分程度浸潰して、インク供給口3が形成される領域の二
酸化シリコン層21’を除去し、他の領域の二酸化シリ
コン膜21については厚さ0.5μm程度の層21’’
として残す(VI)。
に浸潰して異方性エッチングを行なってインク供給口3
の領域を選択的に再度エッチングする。これにより、こ
の領域の厚さが薄くなり、インク供給口3として必要な
流体抵抗を備えた凹部が形成できる(VII)。
24を上電極10と同一のパターンでパターニングを行
って分離するようにしているが、圧電体膜24は、上電
極10と下電極8とが重なる領域だけが変位するから、
圧電体膜24の上記パターニングは必須要件とはならな
い。
信号を印加するためにフレキシブルケーブルに接続する
必要があるため、図1に示したように引出し電極部16
が設けられている。この電極引出し部16は、上電極1
0と下電極8とを圧電体膜9を絶縁層とするようにし記
録ヘッドの端部まで延長して構成されているが、圧電体
膜は比誘電率800〜3000程度の強誘電体であるた
め、この引出し電極部16の静電容量が大きくなり、充
電電流や誘電体損が増加するので、圧電材料以外の絶縁
材料下電極8に形成し、これを絶縁膜とするのが望まし
い。
方法の一実施例を図4に基づいて説明する。ステンレス
等の板材40をプレス加工により連通口41を穿設し
(I)、板材40の両面に感光性樹脂シートであるドラ
イフィルム42をラミネート等の方法によって接合し、
一方のドライフィルム42の薄肉部13を形成すべき領
域を露光、現像して除去し、エッチング用の窓43を形
成する(II)。
のエッチングに適した液を用いて、時間を管理しながら
所定の深さの凹部を形成して薄肉部13にし(III)、
エッチング終了後にドライフィルム42、42を除去す
ることによりコンプライアンスプレートが完成する(I
V)。
ッドのコンプライアンスプレート11の他の実施例を示
すもので、この実施例においては、薄肉部13に適した
厚みのステンレス等の第1の板材50と、凹部12の深
さと同一の厚みを備え、かつ予め薄肉部13となる領域
に予め貫通孔51を穿設した第2の板材52とを中間に
ドライフィルム53介装して積層、接合し、その上で連
通孔15に対応する位置にプレスなどで貫通孔54を穿
設する(I)。そして必要に応じて貫通孔51から露出
しているドライフィルム53をフォトリソグラフィーに
よって除去する(II)。
第1の板材50の圧延精度で形成することができ、エッ
チング時間の管理による厚み管理よりも簡単で、しかも
高い精度で薄肉部を形成することができる。
向する凹部を第2の板材52のプレス加工により形成す
るようにしているが、第2の板材52には連通孔となる
貫通孔54だけを穿設する一方、図4において説明した
ように第2の板材52の凹部12となる領域にエッチン
グ保護膜の窓を形成してエッチングにより貫通孔51を
形成するようにしてもよい。この実施例によれば、エッ
チングがドライフィルム53までしか進行しないから、
やはり薄肉部13の厚みを第1の板材50の圧延精度で
形成することができる。
だけ凹部を形成するようにしているが、図6に示したよ
うに第1の板材60の両面にドライフィルム61、61
を介して第2の板材62、63を積層し、連通孔15に
対応する箇所にプレスにより貫通孔64を形成する一
方、凹部に対向する領域の第2の板材62、63をエッ
チングしたり、また第2の板材62、63の凹部12に
対応する領域にプレスにより貫通孔を形成しておくこと
により、第1の板材60を中間に位置させて薄肉部13
として機能するコンプライアンスプレートを高い精度で
製造することができる。この実施例によればインクリザ
ーバーの容積の拡大を図ることができて、スペーサに使
用するシリコン単結晶基板を薄くすることができる。
0に駆動信号を印加すると、これら電極に挟まれた圧電
体膜9がインクキャビティー2を凹とするようにたわん
でインクキャビティー2を膨張させる。この膨張により
インクリザーバー4のインクはインク供給口3を介して
インクキャビティー2に流れ込む。
電荷を放電させると、圧電体膜9は元の状態に復帰して
インクキャビティー2を圧縮する。これによりインクキ
ャビティー2のインクが加圧され、ー部はノズル開口1
4からインク滴として吐出して記録媒体にドットを形成
し、また一部はインク供給口3からインクリザーバー4
に逆流する。
は、インクリザーバー4の圧力を一時的に上昇させる
が、コンプライアンスプレート11の薄肉部13がノズ
ル開口プレート5との間に形成されている凹部側を凸と
するようにたわんでインクリザーバー4の容積を拡大し
て圧力を低下させる。
ックキャビティー2に再逆流するインクの量が抑えら
れ、クロストークを生じること無く印刷が実行される。
所定時間が経過してインクリザーバー4の圧力が減衰に
より低下すると、薄肉部13はその弾性により元の状態
に復帰する。
開口14を図示しないキャピング部材で封止して負圧を
作用させ、インクタンクのインクをインクリザーバ4、
インクキャビティ2を経由させてノズル開口14から一
定量排出させるインク導入操作が行なわれた場合にも、
コンプライアンスプレート11の薄肉部13が優先的に
弾性変形して圧力を平衡させるから、弾性板7の引出し
電極部16の変形を小さく抑えることができる。
よりインクリザーバー4の上昇した圧力を確実に低下さ
せるためには、薄肉部13のコンプライアンスの値が、
複数形成されたインクキャビティー2のすべてのコンプ
ライアンス値よりもー定値以上大きいことが必須の条件
となる。
を加えたときに、薄肉部13が変形して増加する容積変
化分をAVrとすると、AVrが十分に小さい場合に
は、圧力Prと容積変化分AVrの間には、一定の比例
定数Crで比例する。そしてこの比例定数がCrが薄肉部
13のコンプライアンス値を示す。また、同様に、イン
クキャビティー2上の弾性板7、下電極8、圧電体膜
9、上電極10から構成された複合膜に或ー定の圧力を
加えた場合の圧力と容積変化分との間の比例係数Ccが
インクキャビティー2のコンプライアンス値である。
コンプライアンスは、複合膜のコンプライアンスCcが
全てではなく、例えば、インクキャビティー2間の隔壁
等もコンプライアンスに寄与するが、本実施例のごとく
弾性板104等を薄膜製造プロセスで形成する場合、上
述の複合膜によるコンプライアンスが隔壁等の他の部位
により生じるコンプライアンス値よりも数倍〜10倍程
度も大きから、インクキャビティー2のコンプライアン
スは、実質的には弾性板7、下電極8、圧電体膜9、上
電極10からなる複合膜のコンプライアンス値Ccであ
ると言うことができる。
させるためには、薄肉部13のコンプライアンスCr
は、複数配列されたインクキャビティー2の個数n及び
複合膜のコンプライアンスCrの値との間に、 Cr>8×n×Cc なる関係が成立すれば良いことを本発明者は見出した。
1の薄肉部13の厚みを上記式を満足するように設計す
ることにより、クロストークを確実に防止して、印字品
質の高いインクジェット式記録ヘッドを構成することが
できる。
イアンスプレート11のノズル開口プレート5に対向す
る面に凹部12を形成してインクリザーバー4に対向す
る面に薄肉部13を形成するようにしているが、図7に
示したようにノズル開口プレート5のインクリザーバー
4に対向する領域にインクリザーバー側が開口した凹部
70を形成する一方、コンプライアンスプレート11の
少なくとも、凹部70に対向する領域をインクリザーバ
ー側を凹とする薄肉部71を形成してもよい。
ート11によりインクリザーバー4の容積を深さで稼ぐ
ことが可能となり、スペーサ1を構成するシリコン単結
晶基板に薄いものが使用できたり、また記録ヘッド全体
の幅を小さくすることができる。
ズル開口プレート5とを接着剤の層を介して場合には、
図8に示したように接着剤の層72の前述の凹部70に
対応する領域だけを除去して空洞73を形成することに
より、接着剤72の層の厚みを利用して空洞73に凹部
と同等の機能を持たせることができる。
通孔74の容積がインクリザーバーとして機能させるこ
とができる程度に大きな場合には、図9に示したように
インク供給口75を形成する第3のプレート76を介し
てスペーサ77を設けることにより、スペーサ77への
インクリザーバーの形成を不要とすることができる。な
お、図中符号78は、ノズル開口14とスペーサ77の
インクキャビティー79とを接続する連通孔を示す。
するシリコン単結晶基板の面積を、少なくともインクリ
ザーバー分だけ節約することができてコストに引き下げ
と、比較的大きな開口となるインクリザーバーが無い分
だけ剛性を高めて、組立工程におけるスペーサのハンド
リングの容易化を図ることができる。
であって、図中符号80は、ノズル開口プレートで、ス
ペーサ81のインクリザーバー82に対向する領域に
は、外側を凹部とするように薄肉部83が形成されてい
る。そして必要に応じて凹部にノズル開口プレート80
よりも弾性変形し易く、かつ充填し易い材料、例えば高
分子材料84がノズル開口プレート全体を平面とするよ
うに充填されている。なお、図中符号85はノズル開口
を示す。
ーバー82の圧力が上昇した場合には、ノズル開口プレ
ート80の薄肉部83が外側に膨張して圧力を吸収す
る。そして充填されている高分子材料84の粘性弾性に
より振動が効果的に吸収され、またクリーニング時にお
けるゴムなどの弾性板による擦過に対しても、凹部に引
っ掛かることなくスムーズに移動させることが可能とな
る。
1によりインクリザーバー82全体を形成するようにし
ているが、図11に示したようにヘッドを支持するヘッ
ドホルダ85のインクリザーバー対応領域に凹部を形成
し、スペーサ81とヘッドホルダとによりリザーバー8
6を形成するようにしても同様の作用を奏する。
ンクリザーバー86を形成する場合には、図12に示し
たようにブロック体側に空間87を確保でき、かつ印刷
時におけるインクリザーバー86の圧力上昇により弾性
変形可能なカップ体88をホルダ85の壁面に液密とな
るように固定したり、また図13に示したようにホルダ
85の内面側に凹部85aを形成し、この凹部85aを
印刷時におけるインクリザーバー86の圧力上昇により
弾性変形可能な板材89で液密に封止するようにしても
同様の作用を奏する。
ザーバーのノズル開口プレートに対向する領域に薄肉部
を形成するようにしているが、図14に示したようにス
ペーサ90のインクリザーバー91を貫通孔として形成
し、弾性板92のインクリザーバー91に対向する領域
を印刷時のインクリザーバー91の圧力上昇により変形
可能とする一方、下電極、及び上電極の引出し領域をノ
ズル開口側に設けてもよい。この実施例によれば、薄肉
部や凹部等の厚さや深さを管理すべき箇所を無くすこと
ができて、製造工程の簡素化を図ることができる。
ャビティーから逆流するインクにより弾性変形する領域
をノズルプレート、コンプライアンスプレート、ヘッド
ホルダ、または弾性板の内の1つの部材に設ける場合に
ついて説明したが、複数の部材に設けることによりイン
クキャビティから逆流したインクによるインクリザーバ
ーの圧力上昇を一層効果的に抑制することができる。
は、インクをインク滴として吐出する複数のノズル開口
が形成され、スペーサの一方の面を封止するノズルプレ
ートと、ノズル開口に各々連通し、インクを加圧する略
長方形状で、かつその短辺方向に一定ピッチで配列され
たインクキャビティー、インクキャビティーに連通し、
インクを供給するインク供給口、及びインク供給口に連
通し、複数のインクキャビティにインクを供給するイン
クリザーバーを備えたスペーサと、インクキャビティー
に圧力変化を起こさせ、スペーサの他面を封止する弾性
板と、弾性板の表面に形成された圧電体と、圧電体に信
号を印加するためにインクキャビティーに対して各々形
成された上電極と、を有するインクジェット式記録ヘッ
ドにおいて、ノズルプレートのインクリザーバーに対向
する領域、またはインクリザーバーの内面の少なくとも
何れかにインクキャビティーから逆流するインクにより
弾性変形可能な薄肉部を形成するようにしたので、印刷
にともなってインクキャビティーからインクリザーバー
にインクが逆流しても、弾性板以外の箇所が変形して逆
流による圧力上昇を緩和しするとともに、弾性板の変形
を防止して弾性板に作り付けられている電極の変形を防
止する。また、インクタンク交換時にノズル開口から吸
引圧が作用した場合にも弾性板の変形が可及的に防止さ
れるため、電極の破損を防止することができる。
例を示す分解斜視図である。
ぞれ同上記録ヘッドのスペーサ、弾性板、下電極、圧電
振動膜、及び上電極の製造工程を示す図である。
ドのコンプライアンスプレートの製造工程の一実施例を
示す図である。
のコンプライアンスプレートの製造工程の他の実施例を
示す図である。
断面図である。
である。
である。
である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
ェット式記録ヘッドの一例を示すスペーサの平面図と、
N−N線での断面図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 インクをインク滴として吐出する複数の
ノズル開口が形成され、スペーサの一方の面を封止する
ノズルプレートと、 前記ノズル開口に各々連通し、インクを加圧する略長方
形状で、かつその短辺方向に一定ピッチで配列されたイ
ンクキャビティー、該インクキャビティーに連通し、イ
ンクを供給するインク供給口、及び該インク供給口に連
通し、複数のインクキャビティにインクを供給するイン
クリザーバーを備えた前記スペーサと、 前記インクキャビティーに圧力変化を起こさせ、前記ス
ペーサの他面を封止する弾性板と、 該弾性板の表面に形成された圧電体と、 該圧電体に信号を印加するために前記インクキャビティ
ーに対して各々形成された上電極と、 を有するインクジェット式記録ヘッドにおいて、 前記ノズルプレートの前記インクリザーバーに対向する
領域、前記インクリザーバーの内面、の少なくとも何れ
かに前記インクキャビティーから逆流するインクにより
弾性変形可能な領域が形成されているインクジェット式
記録ヘッド。 - 【請求項2】 前記ノズルプレートの弾性変形可能な領
域が外面側を凹部とするように形成され、前記凹部にノ
ズルプレート全体を平面とするように弾性変形し易い材
料が充填されている請求項1に記載のインクジェット式
記録ヘッド。 - 【請求項3】 前記凹部に前記ノズルプレートよりも弾
性変形し易い材料が、充填されている請求項2に記載の
インクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項4】 前記スペーサと前記ノズルプレートとの
間に、前記インクリザーバーに対向する領域が前記イン
クキャビティーから逆流するインクにより弾性変形可能
な薄肉部として形成されているコンプライアンスプレー
トを介装してなる請求項1に記載のインクジェット式記
録ヘッド。 - 【請求項5】 前記弾性変形可能な薄肉部が、前記コン
プライアンスプレートの前記ノズルプレート側に凹部を
形成することにより構成されている請求項4に記載のイ
ンクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項6】 前記弾性変形可能な薄肉部が、前記コン
プライアンスプレートの前記インクリザーバ側に凹部を
形成するとともに、前記ノズルプレートの前記凹部に対
向する領域に凹部が形成されている請求項4に記載のイ
ンクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項7】 前記弾性変形可能な薄肉部が、内部に空
洞を形成するように接着剤の層を形成して前記ノズルプ
レートと前記コンプライアンスプレートとを接合するこ
とにより構成されている請求項4に記載のインクジェッ
ト式記録ヘッド。 - 【請求項8】 前記コンプライアンスプレートが、前記
インクリザーバに対向する領域の両面に凹部を備え、中
間に弾性変形可能な薄肉部が形成されている請求項4に
記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項9】 前記コンプライアンスプレートが、前記
インクキャビティーから逆流するインクにより弾性変形
可能な厚みの第1の板材と、前記凹部の深さに一致する
厚みの第2の板材とを接着剤を介して接合するとととも
に、前記凹部に対応する形状に通孔を形成して構成され
ている請求項4に記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項10】 前記インクリザーバの一部が、記録ヘ
ッドを保持するヘッドホルダにより構成されていて、前
記インクリザーバに対向する前記ヘッドホルダの内面
に、前記インクキャビティーから逆流するインクにより
弾性変形可能な領域が形成されている請求項1に記載の
インクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項11】 前記弾性変形可能な領域が、前記ヘッ
ドホルダの前記インクリザーバを構成する領域の内面に
前記インクキャビティーから逆流するインクにより弾性
可能なカップ状部材により構成されている請求項10に
記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項12】 前記弾性変形可能な領域が、前記ヘッ
ドホルダの前記インクリザーバを構成する領域の内面に
凹部を形成するとともに、前記凹部を前記インクキャビ
ティーから逆流するインクにより弾性可能な板材で封止
することにより構成されている請求項10に記載のイン
クジェット式記録ヘッド。 - 【請求項13】 インクをインク滴として吐出する複数
のノズル開口が形成され、スペーサの一方の面を封止す
るノズルプレートと、 前記ノズル開口に各々連通し、インクを加圧する略長方
形状で、かつその短辺方向に一定ピッチで配列されたイ
ンクキャビティー、該インクキャビティーに連通し、イ
ンクを供給するインク供給口、及び該インク供給口に連
通し、複数のインクキャビティにインクを供給するイン
クリザーバーを備えた前記スペーサと、 前記インクキャビティーに圧力変化を起こさせ、前記ス
ペーサの他面を封止する弾性板と、 該弾性板の表面に形成された圧電体と、 該圧電体に電界を印加するために前記インクキャビティ
ーに対して各々形成された上電極と、 を有するインクジェット式記録ヘッドにおいて、 前記弾性板の前記インクリザーバーに対向する領域に前
記インクキャビティーから逆流するインクにより弾性変
形可能な領域が形成され、また前記上電極に信号を供給
する引き出し電極部が前記ノズル開口側に形成されてい
るインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項14】 前記インクキャビティーに所定の圧力
をかけたときの前記インクキャビティの容積の変化分と
前記圧力との比例係数をCc、前記インクキャビティー
の個数をn、前記インクリザーバーに所定の圧力をかけ
たときの容積の変化分と前記圧力との比例係数をCrと
したときに、前記比例係数Crが Cr>8×n×Cc となるように前記インクキャビティーから逆流するイン
クにより弾性可能な領域が構成されている請求項1乃至
13に記載のインクジェット式記録ヘッド。
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