JPH0939225A

JPH0939225A - インクジェットヘッド

Info

Publication number: JPH0939225A
Application number: JP18956995A
Authority: JP
Inventors: Akira Iwaishi; 晃岩石; Atsushi Kodama; 淳児玉; Nobuhiko Onda; 信彦恩田; Koichi Oikawa; 浩一及川; Hiromitsu Soneda; 弘光曽根田; Shuji Koike; 修司小池
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-07-25
Filing date: 1995-07-25
Publication date: 1997-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明はインクジェットプリンタに使用され
るもので、加圧板を備えるインクジェットヘッドに関
し、インク粒子の飛翔安定による印字品質の向上を図る
ことを目的とする。【解決手段】ノズル３３が形成されたノズル板３２上
に圧力板３４を配置し、弾性層３５を介して加圧部２１
が配置される。加圧部２１は基板２２にスリット２３を
形成してリブ部２５で連結された加圧板２４が形成さ
れ、この加圧板２４が圧力室３６を密閉するときの少な
くとも圧力室３６を密閉する部分であって圧力室３６の
外側方向に肉厚の高剛性の肉厚部２４ａが形成される構
成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタに使用されるもので加圧板を備えるインクジェッ
トヘッドに関する。近年、例えばパーソナルコンピュー
タの周辺機器として接続されるプリンタのうち、インク
ジェット方式のプリンタの普及が進んできており、印字
品質の向上が要求されている。そのため、インク粒子の
飛翔の安定化を図る必要がある。

【０００２】

【従来の技術】図１５に、従来のインクジェットヘッド
の構成図を示す。図１５（Ａ）は断面図であり、図１５
（Ｂ）は加圧部の平面図である。図１５（Ａ）に示すイ
ンクジェットヘッド１１は、ノズル板１２に所定間隔で
ロート形状のノズル１３が形成される。ノズル１３の広
口側のノズル板１２には流路板（圧力板）１４が配置さ
れ、該流路板１４のノズル１３に対応する部分に開口部
が形成され、これが後述のインク室となる。

【０００３】また、流路板１４上には、同様の開口部が
形成された弾性部材１５が配置され、この弾性部材１５
に加圧部１６が配置される。加圧部１６は、図１５
（Ｂ）に示すように厚みが均一な樹脂シート１６ａにス
リット１６ｂを形成してリブ部１６ｃで連結された各加
圧板１６ｄが形成されたものである。この各加圧板１６
ｄが流路板１４及び弾性部材１５の開口部分を密閉し
て、インク室１７が形成される。なお、インク室１７に
はインク溜まりと連通するインク供給孔１７ａ（図１６
参照）が形成されている。

【０００４】各加圧板１６ｄ上には、基板１８に形成さ
れた圧電アクチュエータ１９がそれぞれ取り付けられ、
該圧電アクチュエータ１９の軸方向の振動により加圧板
１６ｄを振動させてインク室１７の容積を変位させる。
ここで、図１６に、従来の加圧板変位の説明図を示す。
図１６（Ａ）は、例えば圧電アクチュエータ１９に対し
て通電前の状態であって、インク室１７のインク粒子
（図示せず）をノズル１３より飛翔させた後の状態を示
している。また、図１６（Ｂ）は圧電アクチュエータ１
９への通電を開始した状態であり、圧電アクチュエータ
１９が加圧板１６ｄを引き上げてインク室１７の容積を
増加させる。このとき、インク室１７内にインク供給孔
１７ａよりインク粒子が供給されるものである。

【０００５】一方、図１７に、従来の他のインクジェッ
トヘッドの弾性部材形成の説明図を示す。図１７（Ａ）
は、例えば４つのノズル１３を有する場合のノズル板の
切断面図、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）のＡ−Ａ断面図
である。図１７（Ａ），（Ｂ）に示すように、ノズル孔
１３が形成されたノズル板（図示せず）上に配置される
流路板１４の開口部分がインク室１７となるもので、流
路板１４上の周縁にスペーサ層２０が形成される。この
スペーサ層２０内の該流路板１４上に弾性部材１５が、
例えばスクリーン印刷法により液状の弾性部材が形成さ
れて、加熱することで硬化（固相となったときに弾性性
質を有する）して形成される。

【０００６】そして、図１５と同様に弾性部材１５上に
加圧板が配置され、各加圧板に圧電アクチュエータが取
り付けられるものである。なお、図１７に示す弾性部材
１５の形成は、図１５においても同様であり、例えばス
クリーン印刷法により行われるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１６（Ｂ）
に示すように、加圧部１６（加圧板１６ｄ）を形成する
樹脂シート１６ａが薄い場合にはインク室１７の容積増
加が小となって飛翔インクが減少し、樹脂シート１６ａ
が厚い場合には圧電アクチュエータ１９の駆動に多大な
電圧を必要とするという問題がある。

【０００８】また、加圧部１６（加圧板１６ｄ）と圧電
アクチュエータ１９との密着及び接着部分のばらつきに
より、特に樹脂シート１６ａが薄い場合に加圧板１６ｄ
の撓み方に変位を生じて飛翔粒子のばらつきを生じると
いう問題がある。ここで、図１８に、従来の加圧板への
圧電アクチュエータ取り付け状態の説明図を示す。ま
た、図１９に、図１８の加圧板変位のグラフを示す。図
１８（Ａ）に示すように、圧電アクチュエータ１９（１
９ａは配線）が加圧部１６の加圧板１６ｄに中心がずれ
て取り付けられた場合、図１８（Ｂ）に示すようにその
位置ずれが大きいと圧電アクチュエータ１９の駆動時
（例えば通電時）に該加圧板１６ｄに曲げモーメントを
生じる。この加圧板１６ｄの変位が、例えばレーザ変位
計で測定した場合に、図１９に示すように位置ずれが大
きいほど変位が大きくなる。これにより、インク飛翔に
ばらつきを生じて印字品質の低下を招くという問題があ
る。

【０００９】また、図１５（Ｂ）に示すように、加圧板
１６ｄを形成する際に、スリット１６ｂの形成が例えば
レーザ加工により行われるが、樹脂シート１６ａの厚さ
が１００μm 以上となると、スリット加工の歩留りが低
下するという問題がある。さらに、図１７に示すよう
に、流路板１４上に弾性部材１５の形成がスクリーン印
刷法により行われており、該弾性部材１５の量はスクリ
ーンのパターン幅に影響される。すなわち、パターン幅
の小さい部分の特にインク室１７間の隔壁部分で印刷量
が少なく、印刷高さが周辺の弾性部材より低くなる。こ
の状態で加圧板１６を取り付けた場合に該隔壁部分で当
該弾性部材１５の厚さを均一にすることが困難となって
各加圧板の変位がばらつきを生じることにより、インク
の飛翔特性等に大きな影響を与えて印字品質を低下させ
ることになるという問題がある。

【００１０】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、インク粒子の飛翔安定化による印字品質の向上
を図るインクジェットヘッドを提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１では、印字部材を飛翔させる所定数の噴射
孔が形成された噴射部と、該噴射孔に対応した位置に該
印字部材が供給される圧力室を形成する圧力部と、該圧
力室の一部を担う弾性層と、該弾性層上で該圧力室に対
応して変位自在に設けられる加圧部と、該加圧部に取り
付けられて該加圧部を変位させる加圧駆動手段とを備え
るインクジェットヘッドにおいて、前記加圧部は、少な
くとも前記圧力室を形成する部分が、周辺より高剛性に
形成されてなる。

【００１２】具体的には、請求項２において、請求項１
記載の加圧部は、少なくとも前記圧力室を形成する部分
が、該圧力室の外側方向に周辺より厚く一体に形成され
てなる。また、請求項３において、請求項１記載の加圧
部は、少なくとも前記圧力室を形成する部分に、所定厚
さの部材が積層されてなる。また、請求項４において、
請求項１記載の加圧部は、少なくとも前記圧力室を形成
する部分が、周辺より高剛性で厚さが略同一な部材で形
成されてなる。また、請求項５において、請求項１〜４
の何れか一項に記載の加圧部の高剛性部分に、対応され
る前記加圧駆動手段が取り付けられてなる。また、請求
項６において、請求項２記載の加圧部は、最も厚い部分
の厚さｔ_maxと、最も薄い部分の厚さｔ_minとの比率が
少なくともｔ_max／ｔ_min＝１．１で形成されてなる。
また、請求項７において、請求項３又は４記載の加圧部
は、高剛性部分のヤング率Ｙ_maxと、周辺部分のヤング
率Ｙ_minとの比率が少なくともＹ_max／Ｙ_min＝１．３
で形成されてなる。

【００１３】このように、加圧部の圧力室を形成する部
分の剛性が高いことから、加圧部の圧力室部分の撓みが
少なく加圧駆動手段による圧力室の容積を最大限に増加
させることが可能となると共に、加圧部への加圧駆動手
段の取り付けに位置ずれを生じても変位時の曲げモーメ
ントの発生が防止されて印字部材の飛翔のばらつきが防
止され、印字品質を向上させることが可能となる。

【００１４】続いて、請求項８では、印字部材を飛翔さ
せる所定数の噴射孔が形成された噴射部と、該噴射孔に
対応した位置に該印字部材が供給される圧力室を形成す
る圧力部と、該圧力部の隔壁上に印刷法で形成された弾
性層と、該弾性層上で該圧力室に対応して変位自在に設
けられる加圧部と、該加圧部に取り付けられて該加圧部
を変位させる加圧駆動手段とを備えるインクジェットヘ
ッドにおいて、前記圧力室を形成する前記圧力部の隔壁
上に、前記弾性層の高さを保持する所定高さの突起部が
形成されてなる。

【００１５】具体的には、請求項９では、請求項８記載
の圧力部の周囲にスペーサ部材が形成され、前記突起部
が該スペーサ部材の高さの範囲内で形成されてなる。ま
た、請求項１０では、請求項９記載のスペーサ部材が前
記突起部と同部材で形成されてなる。また、請求項１１
では、請求項９又は１０記載のスペーサ部材が前記突起
部と同一工程で形成されてなる。請求項１２では、請求
項８〜１１の何れか一項に記載の突起部は、感光性樹脂
の形成、又は電鋳若しくはエッチングにより形成されて
なる。また、請求項１３では、請求項８〜１１の何れか
一項に記載の突起部は、加熱硬化型接着剤又は光硬化型
接着剤を印刷、硬化させて形成されてなる。

【００１６】このように、圧力部の隔壁上に適宜スペー
サ部材と同一部材、同一加工手段の同一工程で突起部が
形成され、この突起部で高さを保持させて印刷法により
弾性層が形成されることから、印刷法によっても弾性層
の高さを均一に形成され、印字部材の飛翔の安定性が図
られ、印字品質を向上させることが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の第１実施例の要
部構成図を示す。図１（Ａ）は、本発明のインクジェッ
トヘッドを構成する要部の加圧部の平面図、図１（Ｂ）
はそのＢ−Ｂ断面図である。図１（Ａ），（Ｂ）に示す
加圧部２１は、所定厚さの基板２２に、後述するノズル
板のノズル孔に対応する所定数の加圧板を形成する貫通
するスリット２３が形成され、スリット２３に囲まれる
部分が加圧板２４となる。この場合、加圧板２４はスリ
ット２３に対して周囲の基板２２と両端のリブ部２５に
より連通される。

【００１８】また、加圧板２４は、該加圧板２４の所定
領域であって後述する圧力室を形成する部分に周辺より
高剛性とするための肉厚部２４ａが一体に形成される。
この場合、肉厚部２４ａは、加圧板２４の全長を１とし
たときに0.4 〜0.95の比率の領域で形成される。この肉
厚部２４ａは加圧部２１の最も厚い部分であってその厚
さをｔ_maxとし、他の部分は加圧部２１の最も薄い部分
であってその厚さをｔ _minとすると、これらの比率がｔ
_max／ｔ_min＝１．１以上になるように当該肉厚部２４
ａが形成される。これは、加圧板２４の撓みが厚さの３
乗の逆数に比例することから、上記１．１以上とするこ
とにより、肉厚部２４ａの撓みが約３０％減少するもの
である。

【００１９】なお、加圧部２１にスリット２３を形成す
る場合、その形成部分ができるだけ薄い方が加工精度が
良好となって加工コストを低減することができることか
ら、上記スリット２３及びリブ部２５は基板２２の最も
薄い部分で加工される。続いて、図２に、本発明のイン
クジェットヘッドの断面図を示す。図２（Ａ）は全体断
面図、図２（Ｂ）は加圧部と弾性層との接合部分の拡大
図である。図２（Ａ），（Ｂ）に示すインクジェットヘ
ッド３１は、噴射部であるノズル板３２に所定数の噴射
孔であるノズル３３がロート形状で形成され、ノズル３
３の広口側に圧力部である圧力板（流路板）３４が配置
される。

【００２０】圧力板３４は、ノズル３３に対応して圧力
室（インク室）を構成する開口部が形成されると共に、
図には表われないが印字部材であるインクがインク溜ま
り（図示せず）より供給するインク供給孔が形成され
る。この圧力板３４には弾性層３５が形成され、弾性層
３５上に上記加圧部２１が配置される。この場合、加圧
部２１の加圧板２４（肉厚部２４ａ）が該肉厚部２４ａ
を後述する圧力室の外側方向になるように圧力板３４の
開口部を密閉するもので、スリット２３の周辺が弾性層
３５により取り付けられる（図２（Ｂ））。この加圧板
２４（肉厚部２４ａ）で密閉された圧力板３４の開口部
が圧力室（インク室）３６となる。弾性層３５は該圧力
室３６の一部を担う。

【００２１】加圧部２４の各加圧板２４ａには、それぞ
れ加圧駆動手段である圧電アクチュエータ３７の先端が
取り付けられ、この圧電アクチュエータ３７は基板３８
に取り付けられている。基板３８はホルダ３９によって
加圧部２１上で保持され、該基板３８からは圧電アクチ
ュエータ３７に通電するための配線コード４０が延出す
る。

【００２２】そこで、図３に、図２の加圧板駆動の説明
図を示す。図３（Ａ）は圧電アクチュエータ３７の通電
前の状態であって、圧力室３６のインク粒子（図示せ
ず）をノズル３３より飛翔させた後の状態を示してい
る。また、図３（Ｂ）は、圧電アクチュエータ３７への
通電を開始した状態であり、圧電アクチュエータ３７が
加圧板２４を引き上げて圧力室３６の容積を増加させ
る。このとき、圧力室３６内にインク供給孔３４ａより
インク粒子が供給されるものである。

【００２３】このように、加圧板２４の圧力室３６に対
応する部分を肉厚部２４ａとすることで、圧電アクチュ
エータ３７の引き上げ時に圧力室３６の容積を最大に増
大させることができると共に、肉厚部２４ａに取り付け
られる圧電アクチュエータ３７の取り付け位置が多少ず
れても該肉厚部２４ａの撓みが防止されて曲げモーメン
トが生じることがなく、インクの飛翔ばらつきが防止さ
れて印字品質を向上させることができるものである。

【００２４】ここで、図４に、第１実施例の加圧板の第
１製造例の工程図を示す。図４（Ａ）において、プレス
用金型４１ａ，４２ａが用意され、上金型４１ａは例え
ば断面状深さ１００μm の凹部と凸部が形成されたもの
で、下金型４２ａは平板状のものである。この上金型４
１ａと下金型４２ａとの間に、基板２２となる例えば厚
さ百数十μm の樹脂シート３８ａが位置される。そし
て、図４（Ｂ）に示すように、上金型４１ａ及び下金型
４２ａで樹脂シート３８ａを挟持して加圧する。これに
より、上金型４１ａを取り外すと樹脂シート３８ａが、
該上金型４１ａの形状に沿って断面形状で厚い部分と薄
い部分とが形成される。

【００２５】図４（Ｃ）に示すように、樹脂シート３８
ｂはその厚い部分が加圧板２４の肉厚部２４ａとなって
厚さが１００μm に形成され、薄い部分の厚さが例えば
５０μm に形成される。この厚さが５０μm の薄い部分
をレーザビーム４３により貫通させるもので、ここが図
１（Ａ），（Ｂ）におけるスリット２３となる。すなわ
ち、図４（Ｄ）に示すように、レーザビーム４３により
総てのスリット２３が形成されることにより、図１
（Ａ），（Ｂ）に示すように基板２２にはスリット２３
で囲まれてリブ部２５で連結した加圧板２４（肉厚部２
４ａ）が形成されるものである。

【００２６】このように、レーザビーム４３によるスリ
ット２３の形成が厚さ５０μm 以下の薄い部分で行われ
ることから、レーザ加工による歩留りを向上させること
ができ、容易かつ高精度で加圧部２１（加圧板２４）を
肉厚部２４ａを形成しつつ製造することができるもので
ある。

【００２７】また、図５に、第１実施例の加圧板の第２
実施例の工程図を示す。図５（Ａ）において、金型４１
ｂ，４２ｂが用意されるもので、上記（図４（Ａ））と
同様の断面凹凸形状の上金型４１ｂと平板状の下金型４
２ｂによりキャビティが形成される。このキャビティに
加熱により液状化した樹脂（例えば液状ポリイミド、液
状レジスト）３８ｃが注入される。そして、図５（Ｂ）
に示すようにキャビティ内に注入された液状の樹脂３８
ｃを冷却して硬化して上金型４１ｂを取り外すと下金型
４２ｂ上に樹脂シート３８ｂが形成され、その表面が上
金型４１ｂの形状に沿って断面形状で厚さ部分と薄い部
分が形成される。

【００２８】すなわち、図５（Ｃ）に示すように、樹脂
シート３８ａはその厚い部分が加圧板２４の肉厚部２４
ａとなって厚さが１００μm に形成され、薄い部分の厚
さが例えば５０μm に形成される。図４（Ｃ）と同様に
樹脂シート３８ｂの厚さが５０μm の薄い部分をレーザ
ビーム４３により貫通させて、図１（Ａ），（Ｂ）にお
けるスリット２３とする。そして、図４（Ｄ）と同様に
図５（Ｄ）に示すように、レーザビーム４３により総て
のスリット２３が形成されることにより、図１（Ａ），
（Ｂ）に示すように基板２２にはスリット２３で囲まれ
てリブ部２５で連結した加圧板（肉厚部２４ａ）が形成
されるものである。

【００２９】このように、樹脂シート３８ｂを形成する
ことによってもレーザビーム４３によるスリット２３の
形成が厚さ５０μm 以下の薄い部分で行われることか
ら、レーザ加工による歩留りを向上させることができ、
容易かつ高精度で加圧部２１（加圧板２４）を肉厚部２
４ａを形成しつつ製造することができるものである。

【００３０】さらに、図６に、第１実施例の加圧板の第
３製造例の工程図を示す。図６（Ａ）において、まず例
えば厚さ１００μm の樹脂シート３８ａが用意され、こ
の樹脂シート３８ａ上にレーザビーム４３により厚さ部
分（厚さ１００μm ）と薄い部分（厚さ例えば５０μm
）を順次形成する。図６（Ｂ）に示すような総ての厚
い部分と薄い部分とが形成された後、図６（Ｃ）に示す
ように薄い部分をレーザビーム４３により貫通させてス
リット２３とする。すなわち、総てレーザビーム４３に
よるレーザ加工で肉厚部２４ａとなる厚い部分と、スリ
ット２３と、リブ部２５となる薄い部分を形成するもの
である。

【００３１】このように、樹脂シート３８ａを総てレー
ザ加工により樹脂シート３８ｂを形成することによって
も、スリット２３の形成が厚さ５０μm 以下の薄い部分
で行うことができ、歩留りを向上させることができると
共に、容易かつ高精度で加圧部２１（加圧板２４）を肉
厚部２４ａを形成しつつ製造することができるものであ
る。

【００３２】次に、図７及び図８に、第１実施例の他の
加圧板構造の要部断面図を示す。図７（Ａ）において、
加圧部２１は基板２２となる例えば厚さ５０μm の樹脂
シート（例えばポリイミド）が用意されてスリット２３
をレーザビームにより形成した後、加圧板２４となる部
分であって圧力室３６を形成する部分に所定厚さ（例え
ば５０μm ）の部材２４ｂを積層して肉厚部２４ａとし
たものである。この部材２４ｂは、樹脂シートと接着性
の良好なものが選択され、例えば該樹脂シートと同材質
のものが使用される。なお、他の構成は図２及び図３と
同様である。

【００３３】これにより肉厚部２４ａでは肉厚及び部材
２４ｂの材質に相当するヤング率（Ｙ_maxとする）が得
られ、リブ部（２５）を形成するリブ部２５や加圧板２
４の肉厚部２４ａの周囲部分のヤング率（Ｙ_minとす
る）より高くなる。例えば、これらヤング率（Ｙ_max，
Ｙ_min）との比率を、Ｙ_max／Ｙ_min＝１．３以上とす
る。これは、撓みを求める式において撓み量がヤング率
の項の逆数できいてくることから、Ｙ_maxの肉厚部２４
ａの撓み量を３０％以上抑えるためにはＹ_maxがＹ_min
より1.3 倍以上とする必要があるためである。

【００３４】従って、図７（Ｂ）に示すように、加圧板
２４の肉厚部２４ａはヤング率がその周辺より高い高剛
性であることから、上述と同様に圧電アクチュエータ３
７の引き上げ時に圧力室３６の容積を最大に増大させる
ことができると共に、肉厚部２４ａに取り付けられる圧
電アクチュエータ３７の取り付け位置が多少ずれても肉
厚部２４ａの撓みが防止されて曲げモーメントが生じる
ことがなく、インクの飛翔ばらつきが防止されて印字品
質を向上させることができるものである。

【００３５】また、図８（Ａ）では、加圧部２１の加圧
板２４の圧力室３６を形成する部分をヤング率の高い
（高剛性）の部材で形成して高剛性部４４ａとし、当該
高剛性部４４ｂの周辺及びリブ部２５をヤング率の小さ
な部材の低剛性部４４ｂで形成したもので、他の構成は
図２及び図３と同様である。これらヤング率の比率は図
７（Ａ）で示した値と同様とする。

【００３６】例えば、上記低剛性部４４ｂとして感光性
硬化樹脂を用いてスリット２３及びリブ部２５を形成
し、上記高剛性部４４ａとする領域を感光して硬化させ
ることにより、ヤング率の高い高剛性部４４ａを形成す
ることができる。なお、感光による高剛性部４４ａの形
成とスリット２３及びリブ部２５との形成の順序は問わ
ない。

【００３７】従って、図８（Ｂ）に示すように、加圧部
２４の高剛性部４４ａはヤング率がその周辺より高い高
剛性であることから、上述と同様に圧電アクチュエータ
３７の引き上げ時に圧力室３６の容積を最大に増大させ
ることができると共に、肉厚部２４ａに取り付けられる
圧電アクチュエータ３７の取り付け位置が多少ずれても
該肉厚部２４ａの撓みが防止されて曲げモーメントが生
じることがなく、インクの飛翔ばらつきが防止されて印
字品質を向上させることができるものである。

【００３８】ここで、図９に、本発明の適用例の構成図
を示す。図９はインクジェットプリンタ５１の概略図で
あり、回転駆動されるプラテンロール５２が外面の半周
に巻き付けられた記録紙５３を用紙送りするもので、プ
ラテンロール５２の軸方向と平行に２本のステーシャフ
ト５４ａ，５４ｂが固定される。このステーシャフト５
４ａ，５４ｂに摺動自在にキャリッジ５５が設けられて
往復駆動される。このキャリッジ上に上記インクジェッ
トヘッド３１がそのノズル３３を記録紙５４側に向って
配置されて搭載される。そして、インク溜まり５６より
チューブ５７を介してインクジェットヘッド３１（圧力
室３６）に印字部材としてのインクが供給されるもので
ある。

【００３９】このようなインクジェットプリンタ５１
に、本発明のインクジェットヘッド３１を適用すること
により、インク粒子の飛翔を安定させて印字品質を向上
させることができるものである。次に、図１０に、本発
明の第２実施例の構成図を示す。なお、第１実施例と同
一の構成部分には同一の符号を付す。図１０（Ａ）はイ
ンクジェットヘッド６１の断面図であり、図１０（Ｂ）
は内部平面図である。この場合、図１０（Ａ）は図１０
（Ｂ）のＣ−Ｃ方向の断面図を示している。なお、図１
０（Ｂ）のＤ−Ｄ方向の断面図は図１１に示される。

【００４０】図１０（Ａ），（Ｂ）において、インクジ
ェットヘッド６１は、ノズル３３が形成されたノズル板
３２に圧力板３４が設けられ、ノズル３３に対応して圧
力板３４に開口部分が形成されると共に、インク供給孔
３４ａが形成される。圧力板３４上の周囲にはスペーサ
部材であるスペーサ層６２が設けられる。また、圧力板
３４上における開口部分の隔壁部３４ｂ上に図１０
（Ｂ）に示すような突起部６３が形成されており、スペ
ーサ層６２の内側で突起部６３を含んで弾性層３５が設
けられる。

【００４１】また、スペーサ層６２及び弾性層３５上に
加圧部６４が設けられる。この加圧部６４はスリット６
５が形成されてリブ部（図１参照）で連結した加圧板６
６が形成される。この加圧板６６が圧力板３４の開口部
分を密閉して圧力室（インク室）３６を形成させる。そ
して、加圧板６６に図２に示すような基板に設けられた
圧電アクチュエータ３７が取り付けられるものである。
なお、図１０（Ｂ）は加圧部６４が設けられていないと
きの平面図である。

【００４２】ここで、図１１に、図１０の各構成要素部
分の説明図を示す。図１１（Ａ）において、圧力板３４
が樹脂部材又は金属部材、又はこれらの積層により形成
されるもので、例えば厚さ0.2 mmの樹脂板が用いられ
る。この圧力板３４の圧力室３６を形成する各隔壁部３
４ｂ上にそれぞれ突起部６３（本実施例では５つ）が設
けられる。突起部６３のパターン幅は加圧板６６を弾性
層３５で保持するために該隔壁部３４ｂの幅より小さく
形成されるもので、例えば隔壁部３４ｂの幅１００μm
に対して突起部６３のパターン幅を２０μm として形成
される。

【００４３】上記突起部６３が形成された圧力板３４上
に該突起部６３を含むように弾性層３５が印刷法により
形成される。すなわち、突起部６３が弾性層３５の高さ
を保持して印刷法により形成した弾性層３５の高さばら
つきを吸収するもので、これにより圧力室３６の隔壁部
３４ｂ上に均一に弾性層３５を形成することができる。

【００４４】また、圧力板３４上の周囲にはスペーサ層
６２が設けられるもので、図１１（Ｂ）に示すようにス
ペーサ層６２及び弾性層３５上に加圧部６４（加圧板６
６）が固着される。この場合、加圧板６６はスペーサ層
６２と密着されていなければならないことから、スペー
サ層６２の厚さが突起部６３の高と同一（例えば２０μ
m ）に形成される。

【００４５】そこで、図１２に、第２実施例の加圧板駆
動の説明図を示す。図１０及び図１１のように、弾性層
３５が圧力板３４の隔壁部３４ｂ上で均一な高さで形成
され、加圧板６６が圧力板３４に対して略水平に固着さ
れることから、該加圧板６６の変位がノズル板３２に対
して略平行状態が維持される。図１２に示すように、圧
電アクチュエータ３７に通電して加圧板６６を変位させ
て圧力室３６の容積を増大させることでインク粒子を該
圧力室３６内に供給させ、該圧電アクチュエータ３７の
通電を解除することにより加圧板６６で圧力室３６内に
圧力を加えてインク粒子をノズル３３より飛翔させる。

【００４６】すなわち、総ての加圧板６６の変位がノズ
ル板３２に対して略平行状態で変位されることから、イ
ンク粒子の飛翔を安定させることができ、印字品質を向
上させることができるものである。ここで、図１３に、
第２実施例の突起部形成の工程図を示す。図１３（Ａ）
において、例えば樹脂で形成された圧力板３４上に、例
えば厚さ２０μm の感光性樹脂フィルム６３ａが塗布さ
れ、パターニングされたマスク７１を使用して露光す
る。そして現像することにより、図１３（Ｂ）に示すよ
うに、圧力板３４の隔壁部３４ｂ上に高さ２０μm の突
起部３８が形成されるものである。

【００４７】また、他の製造として圧力板３４が樹脂で
形成されている場合に、圧力板３４の隔壁部３４ｂ上に
加熱硬化型接着剤又は光硬化型接着剤を塗布し、加熱又
は光照射により硬化することにより突起部３８を形成す
ることができる。さらに、圧力板３４が金属部材で形成
され又は弾性層３５との密着面に金属部材が形成されて
いる場合に、電鋳又はエッチングにより該金属部材上に
突起部３８を形成することができるもので、この場合に
は圧力板３４と突起部３８を同時に形成することがで
き、製造上有利となる。

【００４８】続いて、図１４に、第２実施例の弾性層形
成の工程図を示す。図１４（Ａ）において、上記方法に
より突起部３８が形成された圧力板３４上に、弾性層３
５を形成するパターンが形成されたスクリーン７２が配
置され、該スクリーン７２上に溶融したシリコンゴムな
どの弾性部材３５ａが盛られる。この弾性部材３５ａを
スキージ７３で適当な印圧を加えてならすことにより、
図１４（Ｂ）に示すように、突起部３８を含んだ弾性層
３５を形成する。そして、図１４（Ｃ）に示すようにス
ペーサ層６２を圧力板３４上の周囲に形成し、図１１
（Ｂ）に示すように加圧部６４（加圧板６６）を位置合
わせして加熱（例えば１５０℃）して硬化接着するもの
である。

【００４９】なお、スペーサ層６２を弾性層３５と同一
部材で形成するものとすると、図１４（Ｂ）の段階で弾
性層３５と同時にスペーサ層６２を形成することができ
るものである。ところで、弾性層３５を形成する部材と
しては、ヤング率が１×１０⁵〜１×１０⁹Ｐａ程度の
ものが好ましく、シリコンゴムや樹脂等が使用されるも
ので、本実施例ではヤング率１×１０⁶Ｐａのシリコン
ゴムを使用するものとして示している。

【００５０】次に、第２実施例の他の実施例について説
明する。上記図１０〜図１４では、突起部３８とスペー
サ層６２の厚さを同一として例えば２０μm として説明
したが、これによれば突起部３８と加圧板６６との間の
弾性層３５が薄くなって圧電アクチュエータ３７の変形
時に応力が集中し、該圧電アクチュエータ３７の変位効
率がわずかに低下することが考えられる。これを防止し
て効率良好に圧電アクチュエータ３７を変位させるため
に、最適な弾性層３５の厚さ、突起部３８の材質及び高
さ等を選択すればよく、例えばスペーサ層６２の厚さを
２０μm としたときに突起部３８の高さを１０μm とす
ればよい。

【００５１】製造としては、例えば圧力板３４上に感光
性樹脂フィルムを塗布して露光、現像することにより突
起部３８を形成し、次いで厚さ２０μm の感光性樹脂フ
ィルムを圧力板３４に塗布して露光、現像によりスペー
サ層６２を形成する。そして、弾性層３５を印刷して加
圧板６６（加圧部６４）の接合を行うものである。

【００５２】これにより、突起部３８と加圧板６６の間
の弾性層３５の厚さを十分に得ることができ、圧電アク
チュエータ３７の変位効率を良好にすることができるこ
とから、良好なインクの飛翔特性が得られて印字品質を
向上させることができるものである。

【００５３】

【発明の効果】以上のように請求項１乃至７の発明によ
れば、加圧部の圧力室を形成する部分の剛性を高く形成
することにより、加圧部の圧力室部分の撓みが少なく加
圧駆動手段による圧力室の容積を最大限に増加させるこ
とが可能となると共に、加圧部への加圧駆動手段の取り
付けに位置ずれを生じても変位時の曲げモーメントの発
生が防止されて印字部材の飛翔のばらつきが防止され、
印字品質を向上させることが可能である。

【００５４】また、請求項８乃至１３の発明によれば、
圧力部の隔壁上に適宜スペーサ部材と同一部材、同一加
工手段の同一工程で突起部が形成され、この突起部で高
さを保持させて印刷法により弾性層を形成させることに
より、印刷法によっても弾性層の高さを均一に形成さ
れ、印字部材の飛翔の安定性が図られ、印字品質を向上
させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の要部構成図である。

【図２】本発明のインクジェットヘッドの断面図であ
る。

【図３】図２の加圧板駆動の説明図である。

【図４】第１実施例の加圧板の第１製造例の工程図であ
る。

【図５】第１実施例の加圧板の第２製造例の工程図であ
る。

【図６】第１実施例の加圧板の第３製造例の工程図であ
る。

【図７】第１実施例の他の加圧板構造の要部断面図
（１）である。

【図８】第１実施例の他の加圧板構造の要部断面図
（２）である。

【図９】本発明の一適用例の構成図である。

【図１０】本発明の第２実施例の構成図である。

【図１１】図１０の各構成要素部分の説明図である。

【図１２】第２実施例の加圧板駆動の説明図である。

【図１３】第２実施例の突起部形成の工程図である。

【図１４】第２実施例の弾性層形成の工程図である。

【図１５】従来のインクジェットヘッドの構成図であ
る。

【図１６】従来の加圧板変位の説明図である。

【図１７】従来の他のインクジェットヘッドの弾性部材
形成の説明図である。

【図１８】従来の加圧板への圧電アクチュエータ取り付
け状態の説明図である。

【図１９】図１８の加圧板変位のグラフである。

【符号の説明】２１，６４加圧部２２基板２３，６５スリット２４，６６加圧板２４ａ肉厚部２５リブ部３１，６１インクジェットヘッド３２ノズル板３３ノズル３４圧力板３５弾性層３６圧力室３７圧電アクチュエータ４３レーザビーム４４ａ高剛性部４４ｂ低剛性部５１〜５７インクジェットプリンタ６２スペーサ層６３突起部

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】印字部材を飛翔させる所定数の噴射孔が
形成された噴射部と、該噴射孔に対応した位置に該印字
部材が供給される圧力室を形成する圧力部と、該圧力室
の一部を担う弾性層と、該弾性層上で該圧力室に対応し
て変位自在に設けられる加圧部と、該加圧部に取り付け
られて該加圧部を変位させる加圧駆動手段とを備えるイ
ンクジェットヘッドにおいて、前記加圧部は、少なくとも前記圧力室を形成する部分
が、周辺より高剛性に形成されてなることを特徴とする
インクジェットヘッド。
【請求項２】請求項１記載の加圧部は、少なくとも前
記圧力室を形成する部分が、該圧力室の外側方向に周辺
より厚く一体に形成されてなることを特徴とするインク
ジェットヘッド。
【請求項３】請求項１記載の加圧部は、少なくとも前
記圧力室を形成する部分に、所定厚さの部材が積層され
てなることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項４】請求項１記載の加圧部は、少なくとも前
記圧力室を形成する部分が、周辺より高剛性で厚さが略
同一な部材で形成されてなることを特徴とするインクジ
ェットヘッド。
【請求項５】請求項１〜４の何れか一項に記載の加圧
部の高剛性部分に、対応される前記加圧駆動手段が取り
付けられてなることを特徴とするインクジェットヘッ
ド。
【請求項６】請求項２記載の加圧部は、最も厚い部分
の厚さｔ_maxと、最も薄い部分の厚さｔ_minとの比率が
少なくともｔ_max／ｔ_min＝１．１で形成されてなるこ
とを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項７】請求項３又は４記載の加圧部は、高剛性
部分のヤング率Ｙ_ma _xと、周辺部分のヤング率Ｙ_minと
の比率が少なくともＹ_max／Ｙ_min＝１．３で形成され
てなることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項８】印字部材を飛翔させる所定数の噴射孔が
形成された噴射部と、該噴射孔に対応した位置に該印字
部材が供給される圧力室を形成する圧力部と、該圧力部
の隔壁上に印刷法で形成された弾性層と、該弾性層上で
該圧力室に対応して変位自在に設けられる加圧部と、該
加圧部に取り付けられて該加圧部を変位させる加圧駆動
手段とを備えるインクジェットヘッドにおいて、前記圧力室を形成する前記圧力部の隔壁上に、前記弾性
層の高さを保持する所定高さの突起部が形成されてなる
ことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項９】請求項８記載の圧力部の周囲にスペーサ
部材が形成され、前記突起部が該スペーサ部材の高さの
範囲内で形成されてなることを特徴とするインクジェッ
トヘッド。
【請求項１０】請求項９記載のスペーサ部材が前記突
起部と同部材で形成されてなることを特徴とするインク
ジェットヘッド。
【請求項１１】請求項９又は１０記載のスペーサ部材
が前記突起部と同一工程で形成されてなることを特徴と
するインクジェットヘッド。
【請求項１２】請求項８〜１１の何れか一項に記載の
突起部は、感光性樹脂の形成、又は電鋳若しくはエッチ
ングにより形成されてなることを特徴とするインクジェ
ットヘッド。
【請求項１３】請求項８〜１１の何れか一項に記載の
突起部は、加熱硬化型接着剤又は光硬化型接着剤を印
刷、硬化させて形成されてなることを特徴とするインク
ジェットヘッド。