JPH1034916A

JPH1034916A - 記録素子および記録装置

Info

Publication number: JPH1034916A
Application number: JP8215036A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Asai; 市郎浅井; Koichi Haga; 浩一羽賀; Shinobu Koseki; 忍小関; Yoshiyuki Shiratsuki; 好之白附
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1998-02-10
Anticipated expiration: 2016-07-26
Also published as: US6336707B1; JP2965513B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ノズルを用いずに、しかも低周波低電圧駆動
によって、微小な液滴を安定的に吐出させることができ
るようにする。【解決手段】基板１上に振動子２を設ける。振動子２
上に弾性体部材７を設ける。弾性体部材７は、先端７ａ
を含む先端部を、先鋭状、板状または針状とする。液体
８の自由表面８ａを弾性体部材７の先端７ａより弾性体
部材７の底面側に位置させ、外部駆動手段１２により振
動子２を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、被印字面にイン
クドロップなどの液滴を吐出して印字を行う記録素子、
およびこれを用いた記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】被印字面に液滴、特にインクドロップを
吐出して印字を行う記録方式の代表的なものとして、ノ
ズルを用いる方式があり、そのノズル式の記録方式に
は、従来、オンデマンド型と連続流型とがある。

【０００３】オンデマンド型は、記録情報に対応してノ
ズルから間欠的にインクを吐出させて印字を行う方式
で、代表的なものとして、ピエゾ振動子型とサーマル型
とがある。ピエゾ振動子型は、インク室に付設した圧電
素子にパルス電圧を印加して圧電素子を変形させること
により、インク室内のインク液圧を変化させ、ノズルか
らインクドロップを吐出させて、記録紙上にドットを記
録するものである。サーマル型は、インク室内に設けた
加熱素子によりインクを加熱し、これにより発生したバ
ブルによりノズルからインクドロップを吐出させて、記
録紙上にドットを記録するものである。

【０００４】一方、連続流型は、インクに圧力を加えて
ノズルから連続的にインクを吐出させると同時に、ピエ
ゾ振動子などにより振動を加えて突出インク柱を液滴化
し、さらに液滴に対して選択的に帯電、偏向を行うこと
によって、記録を行うものである。

【０００５】図２１は、ピエゾ振動子型の記録素子の概
略を示し、インク室７１の片側にノズル７２が設けられ
るとともに、反対側の外側に圧電素子７３が設けられ、
インク室７１内にインク７４が充填される。圧電素子７
３に電圧を印加すると、圧電素子７３はインク室７１の
容積を小さくするように変形し、これによってインク室
７１内の圧力が高まってノズル７２からインクが吐出す
る。この場合、吐出するインクのドロップ径は、主とし
てノズル７２の径によって決まる。

【０００６】図２２は、サーマル型の記録素子の概略を
示し、インク室８１の一端にノズル８２が設けられると
ともに、インク室８１内に発熱素子８３が設けられ、イ
ンク室８１内にインク８４が充填される。発熱素子８３
に電圧を印加して発熱素子８３を発熱させると、発熱素
子８３付近のインクが加熱されてバブルが発生し、これ
によってインク室８１内の圧力が高まってノズル８２か
らインクが吐出する。これも、ピエゾ振動子型の記録素
子と同様に、吐出するインクのドロップ径は、主として
ノズル８２の径によって決まる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】各種の記録方式によっ
て印字記録する画像の解像度としては、従来は３００ド
ット／インチ程度が要求されていたが、最近は６００〜
７２０ドット／インチというような高解像度が要求され
てきている。そのような要求を満たすためには、記録紙
上のドット径を小さくする必要があり、上記のノズル式
の記録方式では、ノズル径を小さくして吐出されるイン
クドロップ径を小さくする必要がある。

【０００８】しかしながら、ノズル径を小さくすると、
ゴミやチリによるノズル詰まりや、ノズル内のインク表
面の乾燥によるノズル詰まりや、ノズル円周部へのイン
ク残滓の付着によるインク吐出方向の変化を生じやすく
なり、記録紙上の画質に欠陥を生じる。そのため、要求
される解像度に対応したドット径にするのに必要な程度
にノズル径を小さくすることができない。

【０００９】そこで、このようなノズルに起因する問題
を解決する方法として、ノズルを用いないで、振動また
は音響波を用いて、被印字面にインクドロップを吐出し
て印字を行う記録方式が、いくつか提案されている。

【００１０】従来の、ノズルを用いない記録方式の第１
としては、米国特許第４３０８５４７号明細書に示され
ているように、凹状にカーブした球面形状の圧電体シェ
ルをインク中に配置し、この圧電体シェルに電極を介し
て電圧を印加するものがある。この方式では、圧電体シ
ェルからインク中に放射された縦波がインク自由表面の
一点に集められ、インク自由表面からドロップが吐出さ
れる。

【００１１】さらに、この種の方式で、生産性や構造の
精密さを向上できるものとして、特公平６−４５２３３
号に示されているように、ガラスなどの基板上に球面状
の凹部を設けて、これを音響レンズとし、基板の裏面に
圧電体、およびこれに電圧を印加するための電極からな
る振動子を形成して、この振動子をインク中に配置する
ものがある。この方式では、上記米国特許の方式と同じ
く、振動子から生じた振動がインク中に縦波として放射
され、凹状の音響レンズによりインク自由表面の一点に
集められて、インク自由表面からドロップが吐出され
る。

【００１２】また、特開平３−２００１９９号には、よ
り安価で、よりシャープに焦点を合わせられるレンズと
して、凹状レンズの代わりに薄膜平板状の位相フレネル
レンズを基板上に設けることが示されている。位相フレ
ネルレンズは、入射した平面波が、ある間隔で円環状に
配置された複数の薄膜平板状部で一旦回折され、その発
生した複数の回折波がインク自由表面の一点で合成され
て最大振幅となるように機能するレンズである。

【００１３】以上のように、ノズルを用いない記録方式
の第１のものは、振動子で発生した振動を音響レンズで
インク自由表面の一点に集束させてインクドロップを吐
出させる。そして、音響レンズとしては、圧電体自体を
レンズ状にし、もしくは位相を多重に重ねる位相フレネ
ルレンズを用い、または凹状の形状のものを用いる。音
響レンズは、形状と波動の集束・発散との関係が光学レ
ンズとは逆になり、凸状レンズでは波動が発散してしま
うため、凹状レンズとする。

【００１４】ここで、吐出ドロップ径は、インク中を伝
搬してきた縦波がインク自由表面に集束されるときの集
束径にほぼ等しく、その集束径ｄは、振動子の駆動周波
数をｆ、レンズのＦ値をＦとすると、ｄ〜Ｆ／ｆとな
る。なお、インク中を伝搬する縦波の波長をλ、その伝
搬速度をｖとすると、これらと振動子の駆動周波数ｆと
の間には、ｖ＝ｆ・λの関係がある。

【００１５】したがって、例えば、ドロップ径（集束
径）ｄが１５μｍ程度の非常に小さなインクドロップを
吐出させようとする場合には、レンズのＦ値を１とする
と、従来の低粘度・水性インク中の縦波の伝搬速度ｖ
は、ほぼ１５００ｍ／秒であるので、振動子の駆動周波
数ｆを約１００ＭＨｚというような非常に高い周波数に
しなければならない。レンズのＦ値は、種々の問題から
著しく小さくすることは実際上困難であるため、ドロッ
プ径ｄをより小さくしようとすると、一般にはより高い
周波数で振動子を駆動することになる。

【００１６】このように、ノズルを用いない記録方式の
第１のものは、１００ＭＨｚ前後の高い周波数で複数の
振動子を駆動しなければならないため、一般に駆動手段
が高価になるというコスト上の問題を生じるとともに、
発熱によりインク粘度が変化してドロップ径が変動した
り、記録素子内でインク自体の乾燥や固化を生じてイン
クを吐出できなくなることがあるという重大な問題を生
じる。

【００１７】この発熱は、インク中を伝搬する縦波は、
高周波で駆動する場合ほど、インク中で減衰しやすくな
るという性質による。すなわち、高い周波数を用いるほ
ど、減衰によりインク中に吸収されるエネルギー量が増
大し、発熱量も増加する。

【００１８】そのため、従来のノズルを用いない記録素
子では、この問題を解決しようとする場合、記録素子に
冷却機構を設けるなどの方法を採るしかなく、記録装置
の大型化や高コスト化をきたす。したがって、ノズルを
用いずに、しかも低周波駆動によって、小径のインクド
ロップを吐出できるとともに、発熱を生じにくく、エネ
ルギー効率もよい記録素子が望まれていた。

【００１９】ノズルを用いない記録方式の第２として
は、振動子で発生した振動を音響ホーンでインク自由表
面の一点に集束させてインクドロップを吐出させるもの
がある。

【００２０】例えば、上記の米国特許第４３０８５４７
号明細書には、凹状レンズの代わりに振動子上に形成し
た音響ホーンにより振動を集束させ、音響ホーン先端に
接触させたベルト上を搬送されてくるインク薄膜に、こ
の振動を作用させてインクドロップを吐出させることが
示されている。ここでは、音響ホーン先端に吐出力が生
成されることになる。

【００２１】また、同様の技術として、特開平４−１６
８０５０号には、図２３に示すように、集音体９５を圧
電体９１上に設けることが示されている。集音体９５
は、圧電体９１およびこれに電圧を印加するための電極
９２，９３からなる振動子９４上に形成され、インク９
６を保持したインクリザーバ９９中に配される。集音体
９５は、図のように幾分、先細りの形状である。この場
合、集音体９５の底部から入射した歪みが集音体９５内
を伝搬するのに伴って、その振幅が増幅され、集音体９
５で集められた大振幅の波がインク９６を叩いて、そこ
で生じた縦波がインク自由表面９７を押し上げ、インク
ドロップ９８が吐出されるとしている。

【００２２】ただし、米国特許第４３０８５４７号明細
書や、特開平４−１６８０５０号では、集音体または音
響ホーンを用いるとするものの、その大きさや駆動条
件、振動モードなどは、さらには小径ドロップを形成で
きるか否かについては、述べられていない。

【００２３】音響ホーンに関しては、一般に音響学の分
野においては、共振により集音体（または音響ホーン）
の先端を大振幅に振動させて吐出力を得ようとする場
合、集音体の垂直断面方向の長さ（高さ）は振動波の波
長の１／２の整数倍でなければならないことが知られて
いる。

【００２４】したがって、図２３に示したような従来の
方式において、高密度の記録素子を作製するために集音
体９５を小さくしようとすると、振動波の波長も短くし
なければならず、振動子２４の駆動周波数を高くしなけ
ればならない。

【００２５】したがって、現実的な密度の記録素子を作
製するためには、上述したノズルを用いない記録方式の
第１のものと同様に、数１０ＭＨｚから１００ＭＨｚ前
後という高い周波数で振動子を駆動する必要がある。こ
のため、インク中のエネルギー減衰が大きいとともに、
駆動回路が高価なものとなる。また、米国特許第４３０
８５４７号明細書に示されているように音響ホーン先端
に接触させたベルトでインク薄膜を安定に搬送すること
は、実際上困難であり、吐出ドロップ径もばらつきやす
い。

【００２６】さらに、ノズルを用いない記録方式の第３
として、吐出力として静電力を用いる、いわゆる静電吸
引方式があり、さらにそのインクメニスカス（インク隆
起）を形成するために振動を用いるものが知られてい
る。

【００２７】例えば、特開昭６２−２２２８５３号に
は、記録針をインク表面から突出させて、これに軸方向
に伝搬する超音波エネルギーを与えることが示されてい
る。これによると、超音波流動（ａｃｏｕｓｔｉｃｓ
ｔｒｅａｍｉｎｇ）現象により、記録針に接するインク
は記録針の先端方向に移動して、記録針の先端に凸状の
インクメニスカスが形成される。その状態で、記録針と
背面電極との間に静電界を印加してインクを引きちぎ
り、記録針と背面電極との間に配置された記録媒体上に
インクドロップを着弾させる。この方式によれば、記録
針の先端にインクメニスカスを形成するため、従来の静
電吸引方式に比べて、より小さいインクドロップを形成
できるとしている。

【００２８】また、特開昭５６−２８８６７号にも、針
電極と背面電極との間に静電界を印加した状態で、針電
極に画像信号を印加すると同時に、針電極を振動させる
静電吸引方式が示されている。このようにすると、イン
クを安定に粒子化できるとしている。

【００２９】しかしながら、静電吸引方式では、湿度な
どによる記録媒体の誘電体の厚みの変動や、記録媒体の
表面の荒さのばらつきなどによって、形成されるドロッ
プ径が変動しやすく、さらに静電界だけでなく、超音波
も生成する必要があるため、装置の大型化および高コス
ト化をきたす欠点がある。また、高電圧発生源も必要と
なる。

【００３０】そこで、この発明は、ノズルを用いずに、
しかも低周波低電圧駆動によって、微小な液滴を吐出で
きるとともに、発熱などを生じにくく、エネルギー効率
もよい記録素子および記録装置を提供するものである。

【００３１】

【課題を解決するための手段】この発明では、記録素子
としては、一部が液体表面と接した弾性体部材を備え、
前記弾性体部材を振動させて、前記弾性体部材の前記液
体表面から突出した部分から液滴を吐出させるものとす
る。

【００３２】記録装置としては、記録素子から被印字面
に液滴を吐出させて印字を行う記録装置において、前記
記録素子を、一部が液体表面と接した弾性体部材を備
え、前記弾性体部材を振動させて、前記弾性体部材の前
記液体表面から突出した部分から液滴を吐出させるもの
とする。

【００３３】

【作用】上記のように構成した、この発明の記録素子に
おいては、弾性体部材が振動させられることによって、
その弾性体部材の液体表面から突出した部分では、その
突出部分を大きく変位させる大きな振動エネルギーを生
じるとともに、その突出部分に液体が供給される。そし
て、その突出部分に供給された液体が、その突出部分で
の、これを大きく変位させる大きな振動エネルギーによ
って、その突出部分から液滴として吐出される。

【００３４】

【発明の実施の形態】この発明は、発明者が実験考察の
結果、見い出したドロップ吐出現象を、被印字面に液滴
を吐出して印字を行う記録素子に応用したものである。
そこで、各種の具体的な実施例を示す前に、この発明の
記録素子の基本的構成および動作原理を示す。

【００３５】図１は、この発明の記録素子の基本的構成
の一例を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図であ
る。ただし、（Ｂ）では、インクおよびインクドロップ
を省略している。

【００３６】この例の記録素子は、振動発生手段として
基板１上に振動子２を形成し、振動子２上に弾性体部材
７を形成して、インク８を、その自由表面８ａが弾性体
部材７の先端７ａと底面との間に位置するように装填
し、振動子２を外部駆動手段１２によって駆動するもの
である。ただし、弾性体部材７は、この例では先鋭状の
ものである。なお、振動発生手段としては、振動子を担
持可能な構成とすれば、基板を用いなくてもよい。

【００３７】実際に作製したものは、黄銅の基板１上
に、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）からなる圧電セラ
ミック薄膜３、およびこれに電圧を印加するための電極
４，５を形成し、その圧電セラミック薄膜３および電極
４，５からなる振動子２上に、ＳｉＯ_２からなる保護膜
６を介して、シアノアクリレート系樹脂からなる弾性体
部材７を形成し、弾性体部材７の先端７ａがインク自由
表面８ａから１００μｍ上に出るように、インク８を装
填した。保護層６は、振動子２とインク８との絶縁をは
かるものである。

【００３８】弾性体部材７は、この例では、基板１の面
に垂直な断面の形状が底面から先端７ａに向かって狭く
なるもので、ほぼ角錐状のものである。底面は、一辺が
４００μｍ、もう一辺が８００μｍの長方形であり、高
さは、４００μｍである。先端７ａは、後述するように
断面積を十分小さくしたものである。

【００３９】ここで、インク自由表面とは、その表面形
状が平面となっているインク最表面である。他の存在に
よって影響されていないで、単に重力にのみ従って形成
されているインク表面を指す。弾性体部材７に接してい
るインク表面は、後述するように曲面であるので、イン
ク自由表面ではない。インク８は、この例では、２ｍＰ
ａ・ｓの粘度の黒色水性インクである。

【００４０】圧電セラミック薄膜３および電極４，５か
らなる振動子２は、基板１の剛性や、圧電セラミック薄
膜３の厚さおよび圧電特性、および接続される弾性体部
材７の大きさや剛性などから決まる固有の共振周波数ｆ
ｏを有する。そのため、外部駆動手段１２から、この振
動子２にｆｏと同じ、またはその整数倍の周波数ｆの電
圧を印加して、振動子２を励振する。ここでは、２４２
ｋＨｚで励振した。なお、駆動周波数はいかなる値でも
よいが、共振周波数ｆｏ、またはその整数倍の周波数ｆ
で駆動すると効率よく振動させられる。

【００４１】実際に、２４２ｋＨｚのサイン波状の交流
電圧を、１００μ秒の間だけ、バースト波として振動子
２に印加して、振動子２を図１（Ａ）の上下方向、すな
わち図１（Ｂ）の紙面に垂直な方向に振動させ、弾性体
部材７に振動を与えた。３０Ｖｐ−ｐの駆動電圧におい
て、図１（Ａ）に示すように、弾性体部材７の先端７ａ
からインクドロップ９が、インク自由表面８ａに対して
ほぼ垂直な方向に吐出された。そのインクドロップ９の
直径は、１５μｍであった。

【００４２】交流電圧を連続して印加した場合には、比
較的大きな連続したインク柱が吐出され続け、バースト
波であると、微小なインクドロップ９が吐出される。こ
こで、バースト波とは、周波数は一定のまま、１個から
複数個の波からなる交流電圧が断続的に生じるものであ
る。バースト波であれば、共振周波数ｆｏと同じ、また
はその整数倍の周波数ｆを維持して、振動子２に短時間
だけ交流電圧を印加することができる。そのため、振動
子２はバースト波で駆動する。ただし、バースト波は、
サイン波に限らず、方形波や三角波でもよい。

【００４３】上記の現象を理解するために、高速カメラ
による観察を行った。振動子２の静止状態においては、
図２（Ａ）に示すように、弾性体部材７の先端７ａがイ
ンク自由表面８ａから上に出ている。振動子２にバース
ト波の電圧を短時間だけ加えると、同図（Ｂ）に示すよ
うに、弾性体部材７の側壁７ｃに沿ってインクが流動す
ることが認められた。そして、流動により弾性体部材７
の先端７ａにインクが供給されると、同図（Ｃ）に示す
ように、弾性体部材７の先端７ａから直ちに、インクド
ロップ９が吐出された。インクの流動は、音響流か表面
張力によるものと考えられる。

【００４４】なお、音響流（ＡｃｏｕｓｔｉｃＳｔｒ
ｅａｍｉｎｇ）現象とは、流体にある強度以上の超音波
（振動）が放射されると、振動を伝搬させる媒体として
の流体自体も移動し、流体の流れが生じる現象である。

【００４５】この発明の場合には、図３（Ａ）に示すよ
うに、振動子２で生じた振動は、弾性体部材７の内部を
伝搬するが、同時に弾性体部材７の側壁７ｃに沿った振
動成分も発生するため、この成分によってインク８のう
ちの弾性体部材７の側壁７ｃに接するインク部分８ｅが
流動している可能性がある。

【００４６】なお、図３（Ｂ）に示す実験を行った。注
射針の先端にインク玉８ｇを保持し、これを弾性体部材
７の先端に近づける。弾性体部材７に振動エネルギーが
供給されていると、インク玉８ｇは、弾性体部材７の先
端に接した瞬間に、弾性体部材７の先端から上方に向か
って弾き飛ばされた。弾性体部材７がない振動子２の部
分にインク玉８ｇを接触させても、インクドロップは吐
出されなかった。

【００４７】すなわち、インクドロップを吐出させるに
は、弾性体部材７の側壁７ｃにインクが存在しなくて
も、さらに側壁７ｃにインクの流動が生じていなくても
よいことがわかった。要するに、インクドロップを吐出
させる主要な力は、弾性体部材７を伝搬して、弾性体部
材７の先端７ａで、先端７ａを大きく変位させる波動エ
ネルギーである。

【００４８】したがって、単にインクドロップを吐出さ
せるだけであれば、特開平４−１６８０５０号に示さ
れ、図２３に示したように、集音体９５を圧電体９１上
に設け、これをインク９６中に配置するだけでよい。し
かし、このような構成では、実際上、単一の微小インク
ドロップを吐出させることは困難であることがわかっ
た。以下に、これを示す。

【００４９】図４は、弾性体部材７をインク８中に埋没
させた場合である。同図に示すように、インク自由表面
を、液位８ａ１，８ａ２，８ａ３の順に上げていくと、
吐出するインクドロップ９の直径Ｄも大きくなっていっ
た。これは、振動子２から入力された振動エネルギー
が、弾性体部材７を伝搬して、弾性体部材７の先端７ａ
に大きな変位をもたらせても、インク自由表面が先端７
ａから遠いと、その振動が再びインク８中で広がってし
まって、インク自由表面の作用領域の大きさｄも、ｄ
１，ｄ２，ｄ３の順に大きくなるためである。もちろ
ん、インク８に作用する波動のエネルギー密度も低下す
るため、インク自由表面を液位８ａ１，８ａ２，８ａ３
の順に上げていくにつれて、インクドロップ９を吐出さ
せるための投入電力も上げなければならない。

【００５０】したがって、微小インクドロップを吐出さ
せるためには、インク自由表面を弾性体部材７の先端７
ａに近づければよい。しかし実際には、その場合でも、
いくつかの問題を生じる。

【００５１】まず、第１に、インクドロップ９が吐出さ
れると、弾性体部材７の周辺のインク自由表面も吐出の
反作用により乱れることである。この場合、静止状態に
おいて弾性体部材７の先端７ａがインク８中に埋没され
ていると、この反作用によりインク自由表面の比較的広
い領域が乱れる。したがって、インクドロップ９の吐出
から次の吐出までの時間を十分におく必要を生じ、結果
的に吐出の繰り返し速度が遅くなるため、印字速度が遅
くなる。

【００５２】第２に、インク自由表面が弾性体部材７の
先端７ａと同じ位置か、またはそれより若干上にある場
合、あらかじめ弾性体部材７の先端７ａの周辺にインク
８が多量に存在しており、インクドロップ９が吐出され
る際、インクドロップ９となる部分は、周囲のインクに
引っ張られて、吐出ドロップ径や吐出方向が変動しやす
い。

【００５３】したがって、特開平４−１６８０５０号に
示され、図２３に示したように、集音体９５全体がイン
ク９６中に埋没した構成では、単一の微小インクドロッ
プを安定に吐出させることは困難である。すなわち、吐
出の瞬間には、弾性体部材７の先端７ａの周辺にインク
ができるだけない方がよい。ただし、インク自由表面は
弾性体部材７の先端７ａより下方にあるが、少量のイン
クが、表面張力などによって弾性体部材７の先端７ａの
近傍に、あらかじめ薄く張られているときなどは、後述
するように、上記のような問題をほとんど生じない。

【００５４】インク８を流動させて弾性体部材７の先端
７ａに供給する、この発明の構成では、単一の微小イン
クドロップを、再現性よく安定に形成することができ
る。すなわち、この発明では、図３に示したように、吐
出のたびごとに少量のインク薄膜８ｅが弾性体部材７の
先端７ａに供給されるので、微小インクドロップが吐出
されるとともに、吐出に伴うインク自由表面８ａの乱れ
や周辺のインクからの影響も非常に小さくなる。

【００５５】すなわち、この発明では、弾性体部材７の
先端７ａをインク自由表面８ａ上に出しておくことによ
って、インク８を流動させることができ、この流動によ
り先端７ａに供給されたインクがインクドロップの形成
に供されることによって、弾性体部材７の先端７ａから
安定した微小インクドロップが吐出されるものである。

【００５６】また、この発明は、インクドロップ径がイ
ンク自由表面８ａの位置にあまり左右されないという特
長を有する。すなわち、従来のノズルを用いない記録方
式のうちの、波動エネルギーまたは静電気エネルギーを
用いるものは、波動エネルギーまたは静電気エネルギー
をインク表面の一点に集中させて微小インクドロップを
吐出させるため、インク表面の位置（深さ）が変動する
と、容易にインクドロップ径も変動してしまう。

【００５７】しかし、この発明では、弾性体部材７の先
端７ａがインク自由表面８ａから突出していれば、微小
インクドロップを吐出させることができるとともに、イ
ンク自由表面８ａの位置（深さ）が変動しても、インク
ドロップ径は変動しにくい。これは、吐出のたびごとに
少量のインク薄膜８ｅが流動によって弾性体部材７の先
端７ａに供給され、供給された瞬間に、先端７ａでの、
これを大きく変位させる波動エネルギーによって、先端
７ａに接したインク薄膜８ｅの一部が飛ばされるためで
ある。したがって、インクドロップ径は、流動によって
供給されるインク量やインク流動速度に鈍感である。

【００５８】ただし、インク自由表面８ａが弾性体部材
７の先端７ａより上に出ていたり、逆にインク自由表面
８ａが弾性体部材７の先端７ａより著しく下方に離れて
いる場合には、この限りではない。前者の場合について
は、図４によって上述したが、後者の場合には、弾性体
部材７の先端７ａへのインク供給量が足りずに、インク
ドロップが吐出されないという現象が発生しやすくな
る。

【００５９】以上のように、駆動周波数という観点から
は、レンズを用い、かつ数１００ＭＨｚという高い駆動
周波数を必要とした従来の方式に比べて、この発明によ
れば、レンズを用いることなく、かつ数１００ｋＨｚ前
後という大幅に低い駆動周波数で、微小インクドロップ
を吐出させることができる。

【００６０】すなわち、この発明は、発明者が実験考察
の結果、見い出だしたドロップ吐出現象を、被印字面に
インクドロップを吐出して印字を行う記録素子に応用す
ることによって、(1) 直径が１５μｍというような微小
インクドロップを吐出させることができる、(2) 数１０
０ｋＨｚ前後というような低い駆動周波数にできるの
で、高周波駆動のための高価な駆動系が不要になる、
(3) 吐出ドロップ径の変動がほとんどなく、微小インク
ドロップを安定に吐出させることができる、(4) インク
中で発生する発熱量も低減する、(5) ヘッド内のインク
の固化による信頼性の低下もない、という効果が得られ
るものである。

【００６１】なお、機械加工に用いられる音響ホーンで
は、音響ホーンに振動を与え、その先端で大振幅の変位
を生じさせて、その変位を加工に用いている。そして、
一般に音響学の分野では、音響ホーンの大きさ（波の進
行方向の長さ）が振動波の波長の１／２以上でなけれ
ば、振動を有効に伝搬させて大振幅の波を得ることがで
きないとされている（例えば、千葉近：超音波噴霧、参
会堂、ｐ７３、１９９０年）。

【００６２】しかし、この発明では、弾性体部材７の内
部を伝搬する振動波の１波長（または１／２波長）よ
り、弾性体部材７の大きさ（波の進行方向の長さ）の方
が小さい。例えば、上述した例のようにｆ＝２４２ｋＨ
ｚで励振する場合、樹脂製の弾性体部材７の内部を伝搬
する縦波の音速ｖは、およそ３０００ｍ／秒であるか
ら、ｖ＝ｆ・λの関係から、弾性体部材７の内部を伝搬
する縦波の波長λは、１２．４ｍｍ相当である（インク
８中の波の音速ｖは、およそ１５００ｍ／ｓであるか
ら、インク８中の波の波長λは、６．２ｍｍ相当）。そ
して、この発明で用いる弾性体部材７の垂直方向の長さ
（高さ）は、上述したように４００μｍ程度であるか
ら、縦波としての振動波の１波長（または１／２波長）
に対して非常に小さい。

【００６３】しかし、この発明では、このように弾性体
部材７が小さくても、上述したように微小インクドロッ
プを吐出させることができるもので、これは、上述した
ように、縦波成分だけでなく、横波成分も、インクドロ
ップの吐出に関与している可能性があると考えられる。

【００６４】この発明では、微小インクドロップを吐出
させることができるので、この発明によれば、また、記
録素子において、それぞれ図１に示したような振動子２
および弾性体部材７を備える各吐出点を、比較的高密度
に配置することができる。すなわち、この発明によれ
ば、ノズルを用いない記録素子の課題である低周波駆動
および高密度配置を一挙に解決することができるもので
ある。

【００６５】この発明では、単一の微小インクドロップ
を安定的に吐出させる上で、弾性体部材７の形状と、弾
性体部材７の先端７ａとインク自由表面８ａとの相対的
な位置関係が重要である。以下に、これらを詳細に示
す。

【００６６】まず、弾性体部材７の形状については、そ
の先端７ａを含む先端部が、先鋭状であるか、板状であ
るか、または針状が望ましい。先端部が、このような形
状でないと、先端部の変位が小さくなってしまい、上記
の波動エネルギーによって先端部を大きく変位させるた
めには非常に大きな駆動電圧を必要とするからである。

【００６７】図５（Ａ）（Ｂ）および（Ｃ）は、弾性体
部材７として適するものの断面形状の例で、いずれも、
断面形状が弾性体部材７の底面から先端７ａに向かって
先鋭状となるものである。これに対して、同図（Ｄ）ま
たは（Ｅ）に示すように、先端部が太いものは、弾性体
部材７として適さない。これらのものでは、先端部の変
位が小さくなってしまい、部材を振動させるのに非常に
大きな駆動電圧を必要とする。

【００６８】さらに、図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）または
（Ｄ）に示すように、先端７ａを含む先端部７Ａが、板
状または針状であるものは、より低い駆動電圧で駆動で
きるので、弾性体部材７として好適である。

【００６９】したがって、奥行き形状を含めた弾性体部
材７の全体的形状としては、図７（Ａ）に示すように、
全体として角錐状のもの、同図（Ｂ）に示すように、円
錐状の底部に対して、針状の先端部７Ａを有するもの、
同図（Ｃ）または（Ｄ）に示すように、先端部７Ａとし
て板状部を有するもの、などが、弾性体部材７として適
する。

【００７０】ただし、図７（Ｃ）に示すように、先端部
７Ａが板状のものについては、その板の長さ、すなわち
先端７ａの長さが大きいと、先端７ａの長さ方向の複数
の点からインクドロップが吐出されやすい。そこで、先
端部７Ａを板状とし、かつその板の長さを比較的大きく
する場合には、図７（Ｄ）に示すように、先端７ａの長
さ方向の定めた位置に、特異点を形成する突起７ｓを形
成する。

【００７１】突起７ｓを形成すると、その突起７ｓのみ
から単一の微小インクドロップが安定的に吐出された。
ただし、駆動電圧を高くすると、先端７ａの突起７ｓ以
外の点からもインクドロップが吐出されることが認めら
れた。したがって、駆動電圧を調整すれば、先端部７Ａ
の板の長さが大きくても、突起７ｓのみから単一の微小
インクドロップを安定的に吐出させることができる。

【００７２】なお、先端７ａの大きさについては、弾性
体部材７を数１００ｋＨｚの振動で駆動し、かつ直径１
５μｍのインクドロップを吐出させようとする場合、先
端７ａの辺幅ないし径を１５μｍ以下とすると、先端７
ａの変位を大きくでき、所期のインクドロップを吐出さ
せやすかった。先端７ａの辺幅ないし径が大きいときに
は、駆動電圧を大きくしなければならないため、先端７
ａの辺幅ないし径は、できるだけ小さくすることが望ま
しい。

【００７３】弾性体部材７とインク自由表面８ａとの相
対的な位置関係については、この発明によって単一の微
小インクドロップを吐出させる上で、図８（Ａ）のよう
に弾性体部材７の先端７ａがインク自由表面８ａ上に位
置している必要がある。同図（Ｂ）（Ｃ）のように弾性
体部材７の先端７ａがインク自由表面８ａの下側または
インク自由表面８ａと同一高さにあるのは、上述した理
由で望ましくない。

【００７４】ただし、同図（Ｄ）のように先端７ａから
インク自由表面８ａがかなり下がっていれば、インクが
表面張力によって、先端７ａを含む先端部の側壁７ｃ
に、インク薄膜８ｃとして少量、保持されていてもよ
い。ただし、あらかじめ先端部にインクが保持されてい
た分、多少、吐出するインクドロップが、同図（Ａ）に
比べて大きくなりやすい。また、インクドロップを吐出
する際には周辺のインクの影響をより受けやすくなる。
したがって、この場合、なるべく先端部を覆うインク量
が少なくなるようにしておかなければならない。

【００７５】なお、弾性体部材７の表面が、インクとヌ
レ性を有することも、安定してインクドロップを吐出さ
せる上で重要である。弾性体部材７の表面がインクとヌ
レにくいと、その先端７ａへのインク供給が困難になり
やすいからである。インクとのヌレ性に関しては、弾性
体部材７の表面状態をインクに対応するように制御して
もよいし、弾性体部材７の表面に合わせてインク物性を
制御してもよい。

【００７６】以上のように、弾性体部材７の形状や材質
は、振動子２の振動周波数ｆや、振幅、駆動電圧、弾性
体部材７の先端７ａのインク自由表面８ａからの距離
や、インク８の粘度や表面張力などを勘案して決める必
要がある。

【００７７】なお、この発明では、ドロップ径を規定す
るためにノズルを用いる必要はないが、インク液面を安
定化させたり、インクの乾燥を抑制するために、吐出ド
ロップ径より大きな開口を持つものであれば、なんらか
の部材がインク自由表面８ａの一部に配置されていても
よい。

【００７８】また、弾性体部材７の材料としては、シア
ノアクリレート系樹脂やエポキシ系樹脂、またはフッ素
系樹脂などの各種樹脂を用いることができる。また、Ｓ
ｉＯ_２，ＳｉＯＮまたはＳｉＮや、ＡｌＮや、Ａｌ_２Ｏ
_３などといった各種無機材料で弾性体部材７を形成して
もよい。また、Ａｌ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、
ＴｉＷなど、またはそれらの各種合金で弾性体部材７を
形成してもよい。ただし、各種樹脂や金属と異なり、イ
ンク８と接する間に腐食しないように、ＳｉＯ_２などの
無機膜で、それらの表面を保護することが望ましい。も
ちろん、樹脂、無機材料および金属のうち、２つ以上の
材料を用いてもよい。また、振動エネルギーが効率的に
伝搬できるなら、弾性体部材７の先端部と底部を別な材
料で構成してもよい。

【００７９】なお、弾性体部材７を振動させる振動子２
で最も重要な圧電体３は、圧電基板で構成しても、圧電
薄膜で構成してもよい。また、圧電体は単層で構成され
ても、多層で構成されてもよい。圧電体３としては、水
晶、ＰＺＴ、チタン酸バリウムＢａＴｉＯ_３、ニオブ酸
鉛ＰｂＮｂ_２Ｏ_６、Ｂｉ_１２ＧｅＯ_２０、ニオブ酸リチ
ウムＬｉＮｂＯ_３、タンタル酸リチウムＬｉＴａＯ_３な
どの多結晶体や単結晶体、またはＺｎＯやＡｌＮなどの
圧電薄膜、またはポリ尿素、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニ
リデン）やＰＶＤＦの共重合体などの圧電性高分子、ま
たはＰＺＴなどの無機圧電物質と圧電性高分子との複合
体などを用いることができる。もちろん、記録装置を設
計する際に設定する駆動周波数に応じて、最適な圧電材
料を選択しなければならない。印加する交流の周波数が
数１０ｋＨｚから１ＭＨｚの間であれば、ＰＺＴのよう
なセラミックでもよいが、より高い周波数で駆動する場
合にはＺｎＯなどのように高周波に対応する圧電薄膜な
どを選択しなければならない。いずれにしろ、安定し、
かつ十分な振動を振動子２にもたせられる振動特性を持
つものである必要がある。なお、振動子２を構成する圧
電材料自体で弾性体部材７を形成してもよい。

【００８０】以上のより詳細な例を、実施例として示
す。

【００８１】〔実施例１…図９〕図９は、この発明の記
録素子の第１の例の主要部を示す。

【００８２】この例では、５００μｍの厚さの黄銅から
なる基板１上に、１μｍの厚さのＡｇ電極４を堆積後、
パターンニングし、続いて、１００μｍの厚さのＰＺＴ
（ジルコン酸・チタン酸鉛）からなる圧電セラミック薄
膜３を堆積後、パターンニングし、さらに、０．０５μ
ｍの厚さのＣｒと１μｍの厚さのＡｕの２層からなる電
極５を堆積後、パターンニングして、振動子２を形成す
る。

【００８３】ＰＺＴからなる圧電セラミック薄膜３は、
分極処理して、電極４，５間に電圧が印加されたとき、
その膜面に垂直な方向に振動するようにする。電極４
は、各振動子２に共通するコモン電極であり、電極５
は、特定の振動子のみを振動させるためのアドレス電極
である。

【００８４】さらに、圧電セラミック薄膜３および電極
４，５からなる振動子２を、１μｍの厚さのＳｉＯ_２な
どからなる保護膜６で被覆し、続いて、各振動子２上
に、底辺の一辺が１５０μｍで、高さが２００μｍの、
ほぼ三角形の断面形状の角錐状のシアノアクリレート系
樹脂からなる弾性体部材７を形成する。

【００８５】弾性体部材７は、シアノアクリレート系樹
脂とはヌレ性が悪く、接着しにくいフッ素樹脂に凹状部
を形成し、これを型にして形成する。ただし、以下の実
施例でも同様であるが、弾性体部材７の形成方法は、こ
れに限らず、半導体プロセスで利用されているリソグラ
フィー技術を利用した加工技術、厚膜印刷技術、または
マイクロマシーンの作製プロセスに利用されている各種
形成技術（放電加工やメッキ技術など）を、樹脂に限ら
ず、無機材や金属材からなる弾性体部材７の形成の際に
用いることができる。

【００８６】以下の実施例でも同様であるが、振動子２
と弾性体部材７との組が、インクドロップ吐出のための
イジェクタ１１を構成する。弾性体部材７の先端７ａと
インク８の自由表面８ａとの距離は５０μｍとし、弾性
体部材７の先端７ａをインク自由表面８ａ上に出す。そ
して、図示していない交流電源を用いて、外部から振動
子２に、基板１の剛性などとともに決まる固有の共振周
波数ｆｏと同じ、またはその整数倍の周波数ｆの電圧を
印加して、振動子２を励振する。

【００８７】以下の実施例でも同様であるが、複数のイ
ジェクタのうちの一つまたは複数のイジェクタに選択的
に電圧を印加する。この例では、２４２ｋＨｚで４０Ｖ
ｐ−ｐの電圧を１００μ秒の間、バースト的に印加し
た。その結果、アドレス電極５で選択した振動子の上方
のみから１５μｍ径（直径）のインクドロップ９が吐出
した。

【００８８】この例では、ノズルをインク表面に配置し
ていないため、ノズル内およびその周辺へのインクの固
着はもちろんなく、微小ドロップを安定して吐出させる
ことができた。また、駆動周波数も低いので、発熱もな
く、インク８の粘度変化や固化といった問題も生じなか
った。

【００８９】なお、以下の実施例でも同様であるが、弾
性体部材７が先鋭状ではなく、板状または針状の先端部
を有するものについても、同様の結果が得られた。

【００９０】〔実施例２…図１０〕図１０は、この発明
の記録素子の第２の例の主要部を示す。この例は、図９
に示した実施例１の記録素子において、各振動子２の周
辺部において、基板１の下面側を支持体２１に結合した
ものである。

【００９１】この例では、５００μｍの厚さの黄銅から
なる基板１上に、１μｍの厚さのＡｇ電極４を堆積後、
パターンニングし、続いて、１００μｍの厚さのＰＺＴ
（ジルコン酸チタン酸鉛）からなる圧電セラミック薄膜
３を堆積後、パターンニングし、さらに、０．０５μｍ
の厚さのＣｒと１μｍの厚さのＡｕの２層からなる電極
５を堆積後、パターンニングして、振動子２を形成す
る。

【００９２】ＰＺＴからなる圧電セラミック薄膜３は、
分極処理して、電極４，５間に電圧が印加されたとき、
その膜面に垂直な方向に振動するようにする。電極４
は、各振動子２に共通するコモン電極であり、電極５
は、特定の振動子のみを振動させるためのアドレス電極
である。

【００９３】さらに、圧電セラミック薄膜３および電極
４，５からなる振動子２を、１μｍの厚さのＳｉＯ_２な
どからなる保護膜６で被覆し、続いて、各振動子２上
に、底辺の一辺が１５０μｍで、高さが２００μｍの、
ほぼ三角形の断面形状の角錐状のシアノアクリレート系
樹脂からなる弾性体部材７を形成する。

【００９４】弾性体部材７は、シアノアクリレート系樹
脂とはヌレ性が悪く、接着しにくいフッ素樹脂に凹状部
を形成し、これを型にして形成する。ただし、実施例１
と同様に、他の方法によって形成することもできる。

【００９５】この例では、次に、セラミックなどからな
る部材２１を加工して、基板１上の各振動子２に対応す
る凹部２２と、これの間に位置する支持部２３を形成
し、支持部２３を接点ないし固定点として、基板１の下
面側において、基板１と部材２１を接着する。凹部２２
は、それぞれ閉じた空間ではなく、その一部が大気と連
通するようにする。もちろん、大気と連通すると問題を
生じる場合には、大気と連通させなくてもよい。他の実
施例についても、同様である。部材２１は、基板１を支
持する支持体となる。

【００９６】弾性体部材７の先端７ａとインク８の自由
表面８ａとの距離は５０μｍとし、弾性体部材７の先端
７ａをインク自由表面８ａ上に出す。そして、図示して
いない交流電源を用いて、外部から振動子２に、基板１
の剛性などとともに決まる固有の共振周波数ｆｏと同
じ、またはその整数倍の周波数ｆの電圧を印加して、振
動子２を励振する。

【００９７】この例では、２４２ｋＨｚで４０Ｖｐ−ｐ
の電圧を１００μ秒の間、バースト的に印加した。その
結果、アドレス電極５で選択した振動子の上方のみから
１５μｍ径のインクドロップ９が吐出した。

【００９８】この例でも、ノズルをインク表面に配置し
ていないため、ノズル内およびその周辺へのインクの固
着はもちろんなく、微小ドロップを安定して吐出させる
ことができた。また、駆動周波数も低いので、発熱もな
く、インク８の粘度変化や固化といった問題も生じなか
った。

【００９９】さらに、この例では、各振動子２の下側に
は凹部２２が存在するとともに、各振動子２が、それぞ
れの周辺部において支持部２３に支持されるので、各振
動子２が個々に振動しやすくなるとともに、隣接する振
動子が振動しても、それによる基板１の歪みを受けるこ
となく、インクドロップを安定に吐出することができ
る。

【０１００】凹部２２の形状は、振動子２の形状などを
勘案して決めればよい。ただし、均一で安定な振動を生
じるようにするためには、多角形、さらには円形が、よ
り好ましい。

【０１０１】〔実施例３…図１１〕図１１は、この発明
の記録素子の第３の例の主要部を示す。この例は、図１
０に示した実施例２の記録素子において、基板１を各振
動子２ごとに分離したものである。製造方法は、基本的
に実施例２と同じである。

【０１０２】この例では、振動子２を保持した基板１が
各振動子２ごとに分離されて支持部２３に支持されるの
で、実施例２の場合よりも一層、各振動子２が効率よく
精密に振動できるとともに、隣接する振動子からの影響
が少なくなる。

【０１０３】〔実施例４…図１２〕図１２は、この発明
の記録素子の第４の例の主要部を示す。この例は、図１
０に示した実施例２の記録素子に対して、各振動子２の
支持機構を異ならせ、各弾性体部材７の間でのインクの
相互干渉を低減するとともに、インク液面を安定化させ
たものである。

【０１０４】この例では、６０μｍの厚さのニッケルか
らなる基板１上に、１μｍの厚さのＡｇ電極４を堆積
後、パターンニングし、続いて、１００μｍの厚さのＰ
ＺＴからなる圧電セラミック薄膜３を堆積後、パターン
ニングし、さらに、０．０５μｍの厚さのＣｒと１μｍ
の厚さのＡｕの２層からなる電極５を堆積後、パターン
ニングして、振動子２を形成する。

【０１０５】ＰＺＴからなる圧電セラミック薄膜３は、
分極処理して、電極４，５間に電圧が印加されたとき、
その膜面に垂直な方向に振動するようにする。電極４
は、各振動子２に共通するコモン電極であり、電極５
は、特定の振動子のみを振動させるためのアドレス電極
である。

【０１０６】さらに、圧電セラミック薄膜３および電極
４，５からなる振動子２を、１μｍの厚さのＳｉＯ_２な
どからなる保護膜６で被覆し、続いて、各振動子２上
に、底辺の一辺が３００μｍで、高さが４００μｍの、
ほぼ三角形の断面形状の角錐状で、先端７ａの幅が５μ
ｍのシアノアクリレート系樹脂からなる弾性体部材７を
形成する。

【０１０７】弾性体部材７は、シアノアクリレート系樹
脂とはヌレ性が悪く、接着しにくいフッ素樹脂に凹状部
を形成し、これを型にして形成する。

【０１０８】次に、Ｓｉウエハからなる部材２５を異方
性エッチングして、基板１上の各振動子２に対応する凹
部２６と、これの間に位置する支持部２７を形成し、支
持部２７を接点ないし固定点として、基板１の下面側に
おいて、基板１と部材２５を接着する。凹部２６は、そ
れぞれ閉じた空間ではなく、その一部が大気と連通する
ようにする。部材２５は、基板１を支持する支持体とな
る。

【０１０９】弾性体部材７の先端７ａとインク８の自由
表面８ａとの距離は１００μｍとし、弾性体部材７の先
端７ａをインク自由表面８ａ上に出す。

【０１１０】さらに、フッ素樹脂などからなる隔壁２９
を配置する。隔壁２９は、インク８の深さおよび表面を
安定にするための部位２９Ａと、各振動子２に接するイ
ンクを隔離するようにインク自由表面８ａに対して垂直
な部位２９Ｂとから構成する。

【０１１１】このような隔壁２９を設けることによっ
て、各振動子２は、隣接する振動子により発生した振動
やインク表面の変位・変動の影響を受けにくくなる。た
だし、部位２９Ｂは振動子２を保持する基板１との間に
隙間を持つようにする。そのため、インク８自体は隣接
する振動子間を比較的自由に移動できる。このような隔
壁構造とすることによって、隔壁２９を設けても、イン
ク吐出後のインクのリフィル速度を阻害することはな
い。

【０１１２】さらに、隔壁２９を配置することによっ
て、インク表面の深さ自体が安定に固定化されるととも
に、インク表面積の減少によりインク成分の蒸発を抑
え、インク物性を安定にできる。ただし、各弾性体部材
７の周辺に開口しているインク自由表面８ａの面積が吐
出ドロップ径より大きくなるように、隔壁のうちの部位
２９Ａの開口形状を形成することは、この発明の趣旨か
ら当然である。

【０１１３】また、部位２９Ａの開口形状は、インク吐
出後のインク自由表面８ａに生じる振動がなるべく急速
に収まるような形状になっていることが、またなるべく
インク成分の蒸発を抑えるような形状になっていること
が、好ましく、これらの点から円形および円形に近い多
角形が望ましい。

【０１１４】支持体を構成する部材２５に用いるＳｉ基
板は、（１００）の面方位のもので、基板表面に堆積し
たＳｉＮ膜の一部を除去し、パイロカテコール、エチレ
ン・ジアミンおよび水からなるエッチャントでＳｉＮ除
去部をエッチングする。このようなエッチングを施す
と、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＥｌ
ｅｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅｓ，Ｖｏｌ．ＥＤ−２５，
Ｎｏ．１０（１９７８），ｐ１１７８に記載されてい
るように、基板の面方位に依存した、ある一定角で基板
をエッチングすることができる。

【０１１５】このような異方性エッチングを用いると、
極めて先の尖った支持部２７を精密に作製することがで
きる。各振動子２の振動を十分なものとする上で、振動
子２を保持する基板１の厚さはなるべく薄い方が、また
支持部２７の基板１との接触面積はなるべく小さい方
が、有効である。これらのことは、他の実施例にも共通
する点であり、特に、支持部２７の基板１との接触面積
を小さくする上で、この実施例の支持部形成方法は有効
なものである。なお、異方性エッチングを用いた場合に
形成される凹部２６の形は特有なものになる。

【０１１６】すなわち、図１３に、Ｓｉ基板を部材２５
とした場合の、支持部２７および凹部２６からなる部材
２５を示し、（Ａ）が平面図、（Ｂ）が断面図である。
このようにエッチング用のＳｉＮマスク２８の穴２８ａ
の形は、一般には直線を辺とする四角形または多角形と
する。したがって、円形の凹部形状に近づけたい場合に
は、辺の数の多い多角形マスクを用いなければならな
い。また、凹部２６を隔てるマスク２８の間隔ｍを狭め
れば、形成される支持部２７の先端を、図１２のように
鋭いものにすることができる。

【０１１７】なお、支持部となる突起を有する部材は、
異方性エッチングにより支持部となる突起を形成できる
のであれば、ＧａＰ，ＳｉＣ、ＧａＡｓなどの、エッチ
ング速度において面方位依存性を持つ他の結晶性の無機
材でもよい。

【０１１８】図示していない交流電源を用いて、外部か
ら振動子２に、基板１の剛性などとともに決まる固有の
共振周波数ｆｏと同じ、またはその整数倍の周波数ｆの
電圧を印加して、振動子２を励振する。この例では、５
３２ｋＨＺで３２Ｖｐ−ｐの電圧を６０μ秒の間、バー
スト的に印加した。その結果、アドレス電極５で選択し
た振動子の上方のみから１０μｍ直径のインクドロップ
９が吐出した。

【０１１９】この例では、ノズルをインク表面に配置し
ていないため、ノズル内およびその周辺へのインクの固
着はもちろんなく、微少ドロップを安定して吐出させる
ことができた。また、駆動周波数も低いので、発熱もな
く、インク８の粘度変化や固化といった問題も生じなか
った。

【０１２０】また、図１０および図１１に示した実施例
２および３と同様に、各振動子２の下側には凹部２６が
存在するとともに、各振動子２が、それぞれの周辺部に
おいて支持部２７に支持されるので、各振動子２が個々
に振動しやすくなるとともに、隣接する振動子が振動し
ても、それによる基板１の歪みを受けることなく、イン
クドロップを安定に吐出することができる。

【０１２１】凹部２６の形状は、振動子２の形状などを
勘案して決めればよい。ただし、均一で安定な振動を生
じるようにするためには、多角形、さらには円形が、よ
り好ましい。

【０１２２】また、支持部２７の基板１との接触面積が
小さいため、振動子２を有効に励振することができ、駆
動電圧も、より低電圧化することができる。また、隔壁
２９を設けることによって、インク吐出後のインクのリ
フィル速度を阻害することなく、インク表面の深さを安
定にできるとともに、隣接する振動子からの影響も低減
することができ、インクドロップを安定して吐出するこ
とができる。また、隔壁によって、インク成分の蒸発を
抑えられるので、インク物性を安定にでき、したがって
吐出ドロップ径を安定にできる。

【０１２３】〔実施例５…図１４〕図１４は、この発明
の記録素子の第５の例の主要部を示す。この例は、振動
子の圧電材料を薄膜ではなく、基板に兼ねさせるととも
に、図１０に示したような支持機構を設けた場合であ
る。

【０１２４】この例では、５００μｍの厚さのＰＺＴか
らなる基板３１の裏面に、１μｍの厚さのＡｇ電極４を
堆積後、パターンニングし、続いて、０．０５μｍの厚
さのＣｒと１μｍの厚さのＡｕの２層からなる電極５
を、基板３１の表面に堆積後、パターンニングして、振
動子２を形成する。ＰＺＴからなる基板３１は、分極処
理して、電極４，５間に電圧が印加されたとき、基板面
に対して垂直な方向に振動するようにする。電極４は、
各振動子２に共通するコモン電極であり、電極５は、特
定の振動子のみを振動させるためのアドレス電極であ
る。

【０１２５】さらに、基板３１の表面側の基板面および
電極５を、１μｍの厚さのＳｉＯ_２などからなる保護膜
６で被覆し、続いて、各振動子２上に、底辺の一辺が１
５０μｍで、高さが２００μｍの、ほぼ三角形の断面形
状の角錐状のシアノアクリレート系樹脂からなる弾性体
部材７を形成する。

【０１２６】弾性体部材７は、シアノアクリレート系樹
脂とはヌレ性が悪く、接着しにくいフッ素樹脂に凹状部
を形成し、これを型にして形成する。

【０１２７】次に、セラミックなどからなる部材２１を
加工して、基板１上の各振動子２に対応する凹部２２
と、これの間に位置する支持部２３を形成し、支持部２
３を接点ないし固定点として、基板１の下面側におい
て、基板１と部材２１を接着する。凹部２２は、それぞ
れ閉じた空間ではなく、その一部が大気と連通するよう
にする。部材２１は、基板１を支持する支持体となる。

【０１２８】弾性体部材７の先端７ａとインク８の自由
表面８ａとの距離は５０μｍとし、弾性体部材７の先端
７ａをインク自由表面８ａ上に出す。そして、図示して
いない交流電源を用いて、外部から振動子２に、基板１
の剛性などとともに決まる固有の共振周波数ｆｏと同
じ、またはその整数倍の周波数ｆの電圧を印加して、振
動子２を励振する。

【０１２９】この例では、２４２ｋＨｚで４０Ｖｐ−ｐ
の電圧を１００μ秒の間、バースト的に印加した。その
結果、アドレス電極５で選択した振動子の上方のみから
１５μｍ直径のインクドロップ９が吐出した。

【０１３０】この例でも、ノズルをインク表面に配置し
ていないため、ノズル内およびその周辺へのインクの固
着はもちろんなく、微小ドロップを安定して吐出させる
ことができた。また、駆動周波数も低いので、発熱もな
く、インク８の粘度変化や固化といった問題も生じなか
った。

【０１３１】さらに、この例では、各振動子２の下側に
は凹部２２が存在するとともに、各振動子２が、それぞ
れの周辺部において支持部２３に支持されるので、各振
動子２が個々に振動しやすくなるとともに、隣接する振
動子が振動しても、それによる基板３１の歪みを受ける
ことなく、インクドロップを安定に吐出することができ
る。

【０１３２】また、この例では、圧電材料自体を基板３
１として用いるため、より構成が簡単になり、低コスト
化が可能になるとともに、圧電材料の振動特性が基板３
１内で均一となるので、各振動子２に対応した各イジェ
クタ１１から吐出するインクドロップの径や速度が記録
素子内で均一になる。

【０１３３】なお、圧電基板３１の材料は、ＰＺＴなど
のセラミックだけでなく、ニオブ酸リチウムＬｉＮｂＯ
_３や水晶などの結晶体でもよい。また、基板３１の支持
機構は図１２に示したものに変えることができるととも
に、図１２に示したような隔壁機構を設けることができ
る。

【０１３４】〔実施例６…図１５〕図１５は、この発明
の記録素子の第６の例の主要部を示す。この例は、振動
子と弾性体部材を、基板を挟むように基板の表裏に分け
て設けるとともに、図１０および図１４に示したような
支持機構を設けた場合である。

【０１３５】この例では、５００μｍの厚さの黄銅から
なる基板１の裏面に、１μｍの厚さのＡｇ電極４を堆積
後、パターンニングし、続いて、１００μｍの厚さのＰ
ＺＴからなる圧電セラミック薄膜３を堆積後、パターン
ニングし、さらに、０．０５μｍの厚さのＣｒと１μｍ
の厚さのＡｕの２層からなる電極５を堆積後、パターン
ニングして、振動子２を形成する。

【０１３６】ＰＺＴからなる圧電セラミック薄膜３は、
分極処理して、電極４，５間に電圧が印加されたとき、
その膜面に垂直な方向に振動するようにする。電極４
は、各振動子２に共通するコモン電極であり、電極５
は、特定の振動子のみを振動させるためのアドレス電極
である。

【０１３７】さらに、基板１を介して振動子２と対向す
る位置の、基板１の表面に、底辺の一辺が１５０μｍ
で、高さが２００μｍの、ほぼ三角形の断面形状の角錐
状のシアノアクリレート系樹脂からなる弾性体部材７を
形成する。弾性体部材７は、シアノアクリレート系樹脂
とはヌレ性が悪く、接着しにくいフッ素樹脂に凹状部を
形成し、これを型にして形成する。

【０１３８】次に、セラミックや金属などからなる部材
２１を加工して、基板１上の各振動子２に対応する凹部
２２と、これの間に位置する支持部２３を形成し、支持
部２３を接点ないし固定点として、基板１の下面側にお
いて、基板１と部材２１を接着する。凹部２２は、それ
ぞれ閉じた空間ではなく、その一部が大気と連通するよ
うにする。部材２１は、基板１を支持する支持体とな
る。

【０１３９】弾性体部材７の先端７ａとインク８の自由
表面８ａとの距離は５０μｍとし、弾性体部材７の先端
７ａをインク自由表面８ａ上に出す。そして、図示して
いない交流電源を用いて、外部から振動子２に、基板１
の剛性などとともに決まる固有の共振周波数ｆｏと同
じ、またはその整数倍の周波数ｆの電圧を印加して、振
動子２を励振する。

【０１４０】この例では、２４２ｋＨｚで４０Ｖｐ−ｐ
の電圧を１００μ秒の間、バースト的に印加した。その
結果、アドレス電極５で選択した振動子の上方のみから
１５μｍ直径のインクドロップ９が吐出した。

【０１４１】この例でも、ノズルをインク表面に配置し
ていないため、ノズル内およびその周辺へのインクの固
着はもちろんなく、微小ドロップを安定して吐出させる
ことができた。また、駆動周波数も低いので、発熱もな
く、インク８の粘度変化や固化といった問題も生じなか
った。

【０１４２】さらに、この例では、各振動子２の下側に
は凹部２２が存在するとともに、各振動子２が、それぞ
れの周辺部において支持部２３に支持されるので、各振
動子２が個々に振動しやすくなるとともに、隣接する振
動子が振動しても、それによる基板１の歪みを受けるこ
となく、インクドロップを安定に吐出することができ
る。

【０１４３】また、振動子２が基板１の裏面に、弾性体
部材７が基板１の表面に、互いに分離して配置されるの
で、振動子２がインク８にさらされることがない。した
がって、ＳｉＯ_２などの保護膜が不要になるとともに、
振動子２が腐食またはショートすることがなく、極めて
信頼性の高い記録素子が得られる。

【０１４４】〔実施例７…図１６〕図１６は、この発明
の記録素子の第７の例の主要部を示す。この例は、弾性
体部材を圧電基板と一体に形成した場合である。

【０１４５】この例では、２ｍｍの厚さ（図１６の矢印
ｂ方向）のＰＺＴからなる基板３１の裏面に、０．０５
μｍの厚さのＣｒと１μｍの厚さのＡｕの２層からなる
電極４を堆積後、パターンニングし、続いて、０．０５
μｍの厚さのＣｒと１μｍの厚さのＡｕの２層からなる
電極５を、基板３１の表面に堆積後、パターンニングし
て、振動子２を形成する。電極４は連結されたコモン電
極であり（図では連結した部分まで示していない）、電
極５は各振動子２を個別に選択駆動するためのアドレス
電極である。

【０１４６】ＰＺＴからなる基板３１は、分極処理し
て、電極４，５間に電圧が印加されたとき、基板面に対
して平行な、図１６（Ｂ）の矢印ｃ方向に振動し、変位
するようにする。

【０１４７】次に、基板３１の図１６（Ａ）（Ｂ）にお
いて上方側の端面を放電加工により加工して、その基板
端面の中央部に、底辺の一辺が１５０μｍで、高さが２
００μｍの、ほぼ三角形の断面形状の角錐状の弾性体部
材７を形成する。

【０１４８】弾性体部材７を形成した後、ダイサーによ
り基板３１に切れ込みを入れて、各振動子２を分離す
る。このような分離方法を用いることにより、図１４に
示した実施例５などのように、別の部材を用いて特別に
支持体を形成する必要がなく、記録素子を低コストで作
製することができる。

【０１４９】さらに、インク８と接する基板３１、弾性
体部材７および電極４，５を保護するために、図では省
略しているが、基板３１、弾性体部材７および電極４，
５を、１μｍの厚さのＳｉＯ_２などからなる保護膜で被
覆する。

【０１５０】弾性体部材７の先端７ａとインク自由表面
８ａとの距離は１００μｍとし、弾性体部材７の先端７
ａをインク自由表面８ａ上に出す。

【０１５１】図示していない交流電源を用いて、外部か
ら振動子２に、固有の共振周波数ｆｏと同じ、またはそ
の整数倍の周波数ｆの電圧を印加して、振動子２を励振
する。この例では、５００ｋＨＺで６０Ｖｐ−ｐの電圧
を１００秒の間、バースト的に印加した。その結果、ア
ドレス電極５で選択した振動子の上方のみから１５μｍ
直径のインクドロップ９が吐出した。

【０１５２】この例では、ノズルをインク表面に配置し
ていないため、ノズル内およびその周辺へのインクの固
着はもちろんなく、微少ドロップを安定して吐出させる
ことができた。また、駆動周波数も低いので、発熱もな
く、インク８の粘度変化や固化といった問題も生じなか
った。

【０１５３】さらに、この例では、各振動子２が機械的
に分離されるので、隣接する振動子が振動しても、それ
による基板３１の歪みを受けることなく、インクドロッ
プを安定に吐出することができる。

【０１５４】また、この例では、圧電材料自体を基板３
１として用い、その圧電基板３１に切れ込みを入れるこ
とによって各振動子２に分離するので、ヘッドの構成と
作製工程が簡単となり、低コスト化が可能となる。ま
た、圧電材料の振動特性が基板３１内では均一であるの
で、各振動子２から吐出するインクドロップの径や速度
が均一になる。

【０１５５】なお、圧電基板３１の材料は、ＰＺＴなど
のセラミックだけでなく、ニオブ酸リチウムＬｉＮｂＯ
_３や水晶などの結晶体でもよい。また、圧電セラミック
で、振幅を大きくするために多層に積み重ねた積層セラ
ミックを、圧電基板３１として用いることもできる。

【０１５６】また、圧電基板３１の一部を加工して弾性
体部材７を形成するにあたっては、放電加工に限らず、
ウエット・エッチングやドライ・エッチング、またはレ
ーザー加工など方法を用いてもよい。

【０１５７】なお、ダイサーなどにより圧電基板３１に
切れ込みを入れることによって振動分離する方法は、作
製工程が簡単になる利点があるので、電極４，５の形成
後には、圧電基板３１の端部を加工しないで、別の部材
で弾性体部材７を形成した後、ダイサーなどにより圧電
基板３１に切れ込みを入れて振動分離することも、もち
ろん有効である。

【０１５８】〔実施例８…図１７、図１８〕図１７は、
この発明の記録装置の一例の主要部を示す。

【０１５９】この例の記録装置４０は、実施例２で示し
た記録素子４１がキャリッジ４２に固定される。キャリ
ッジ４２は、ガイド４３に案内されて、印字紙４４の紙
幅方向に往復移動し、印字紙４４が送りローラ４５の回
転によってガイド４６，４７に沿って送られることによ
って、印字紙４４の全面にわたって画像が印字されるよ
うにされる。

【０１６０】記録素子４１は、図１８に示すように、振
動子と弾性体部材からなるイジェクタ１１が、基板上に
チドリ状に配列されたもので、これによって、振動子お
よび弾性体部材が比較的大きくても、高密度印字ができ
るようになる。

【０１６１】また、図１８に示す例は、いわゆるマトリ
ックス駆動の例で、リードＡ１〜Ａ５は、一方の電極の
リードで、各イジェクタ１１と縦方向に接続され、リー
ドＢ１〜Ｂ６は、他方の電極のリードで、各イジェクタ
１１と横方向に接続される。そして、リードＡ１〜Ａ５
のいずれかと、リードＢ１〜Ｂ６のいずれかとの間に電
圧が印加されることによって、一つのイジェクタが選択
され、励振される。

【０１６２】図１７の記録装置４０において、キャリッ
ジ４２の送り速度と記録素子４１内の各振動子の配置間
隔は、６００ｄｐｉ（ドット／インチ）に対応するよう
にされる。

【０１６３】記録素子４１は、黒、イエロー、マゼン
タ、シアンの４色に対応した４つの記録素子部によって
構成され、インク供給部４８と接続される。インク供給
部４８は、内部に、黒、イエロー、マゼンタ、シアンの
４色のインクを保持したものである。

【０１６４】インク供給部４８に保持された各色のイン
クは、記録素子の各色の記録素子部に供給される。そし
て、画像信号に対応した振動子に電圧が加わると、その
選択された振動子上のインク面からインクドロップが吐
出されて、画像が形成されていく。

【０１６５】なお、図示していないが、記録素子４１へ
の電気的信号は、キャリッジ４２を介して外部から送ら
れる。記録素子４１の駆動条件は基本的には実施例２で
示したものと同じである。

【０１６６】印字後の印字紙４４上に形成されたドット
は、吐出されたインクドロップ径のほぼ倍の、ほぼ３０
μｍ径の円状に整った均一ドットであった。なお、印字
を続けても、ドット径が変動することもなく、またイン
クが吐出されなくなることもなかった。

【０１６７】なお、印字していない休止もしくは停止状
態では、なるべく弾性体部材先端がインク中に埋没さ
れ、大気中に露出していないことが望ましい。インクの
成分が蒸発するため、弾性体部材先端が大気中に露出し
ている時間が比較的長いと、インク表面に接している弾
性体部材の側壁には、そこで固化した一部のインクが付
着していき、以後の吐出を不安定なものにするからであ
る。

【０１６８】この例の記録装置４０は、この発明による
記録素子４１を有するため、印字紙４４上に高い解像度
に対応する微小ドットを安定に形成でき、高品位な印字
が可能となる。

【０１６９】なお、記録素子４１としては、実施例２以
外の実施例の記録素子を用いることもできる。

【０１７０】〔実施例９…図１９〕図１９は、この発明
の記録装置の他の例を示す。この例の記録装置は、基本
的には図１７に示した実施例８の記録装置４０と、ほと
んど同じであり、キャリッジなどは省略し、記録素子４
１と印字紙４４との関係を示している。

【０１７１】ただし、図１７に示した記録装置４０は、
記録素子４１が垂直に立って印字紙４４と向き合う構成
である。すなわち、記録素子４１の基板面が重力方向に
一致している場合である。これに対して、この図１９の
例は、記録素子４１の基板面が重力方向に対して直交す
る場合である。また、この例の記録装置は、記録素子４
１として、図１２に示した実施例４のように隔壁構造を
有するものが用いられる。

【０１７２】この例の記録装置の記録素子４１は、基板
１上に、振動子２と弾性体部材７からなるイジェクタが
複数、設けられて、インクリザーバ５０内に配される。
インクリザーバ５０内には、支持板５１が設けられ、基
板１上に設けられた記録素子４１は、支持体２４を介し
て支持板５１上に支持される。

【０１７３】インクリザーバ５０は、支持板５１によっ
て２つのインク室５２および５３に分けられ、その２つ
のインク室５２，５３間には、フィルタ５４が設けられ
る。インク室５２には、図では省略したポンプによっ
て、チューブ５５を介して、上述したインク供給部から
インク８が供給される。インク室５２に供給されたイン
ク８は、フィルタ５４を通って、弾性体部材７が配され
たインク室５３に供給される。基板１上の振動子２に対
しては、フレキシブルケーブル５６を通じて外部から画
像信号に対応した駆動電圧が供給される。

【０１７４】インクリザーバ５０の印字紙４４と対向す
る側には、図１２に示した隔壁２９と同様の隔壁を構成
する構造部５７が形成される。

【０１７５】そして、この記録装置の使用時には、イン
ク室５３内において、インク自由表面８ａが、実線で示
すように弾性体部材７の先端７ａより下側となるよう
に、上記のポンプによってインクリザーバ５０へのイン
ク８の供給が制御される。

【０１７６】これに対して、記録装置の非使用時には、
利用者の操作によって、または記録装置に対する電源の
遮断などに基づいて自動的に、インク室５３内におい
て、インク自由表面８ａが、一点鎖線で示すように弾性
体部材７の先端７ａより上側となるように、上記のポン
プによってインクリザーバ５０へのインク８の供給が制
御される。

【０１７７】したがって、装置の使用時には、弾性体部
材７の先端７ａがインク自由表面８ａより上側にあるこ
とによって、上述したように微小インクドロップによる
印字が可能となるとともに、装置の非使用時には、弾性
体部材７をインク８中に埋没させることによって、弾性
体部材７の表面でのインクの乾燥・固化を防止すること
ができる。

【０１７８】なお、この場合、装置の非使用時におい
て、構造部５７の開口からインク８中にゴミやチリなど
が入り込まないように、またインクの蒸発を抑えるため
に、構造部５７の開口を、ゴムなどからなるキャップ５
８で塞ぐようにすることができる。

【０１７９】図１７の例の記録装置のように、記録素子
４１が垂直に立って印字紙４４と向き合う場合には、イ
ンクの粘度や表面張力によっては、すべての弾性体部材
に均一にインク自由表面を位置させることが困難となる
場合がある。これに対して、この例の記録装置では、記
録素子４１の基板面が重力方向と直交するので、すべて
の弾性体部材に均一にインク自由表面を位置させること
ができ、各イジェクタから均一のインクドロップを安定
的に吐出させることができる。

【０１８０】〔実施例１０…図２０〕図２０は、この発
明の記録装置の他の例を示す。この例の記録装置は、基
本的には、図１９の例の記録装置の天地を逆にした構成
である。

【０１８１】したがって、この例では、インク自由表面
８ａは、重力に抗して張られる。インク自由表面８ａの
開口面積やインク８の表面張力を最適化すれば、重力に
抗してインク自由表面８ａを安定に張ることが可能であ
る。

【０１８２】この場合、インクリザーバ５０のインク室
５２中には、スポンジ５９が沈められ、このスポンジ５
９に含まれたインクが、インク室５２から５３に供給さ
れることによって、弾性体部材７に対して一定のインク
供給圧力がかかるようになる。また、この例において
も、装置の使用時と非使用時とでインク自由表面８ａの
位置を変えることができるような構成とされる。

【０１８３】図１９の例では、装置の使用中に、印字紙
４４と送りローラとのこすれなどによって、インク自由
表面８ａにゴミやチリが落下して、印字が不安定になる
おそれがある。しかし、この例によれば、そのようなお
それがない。

【０１８４】［その他の実施形態］なお、上述した実施
形態は、この発明を、被印字面にインクドロップを吐出
して印字を行う記録方式に適用した場合であるが、この
発明は、被印字面に水滴などの他の液体を吐出して被印
字面で化学変化などを生じさせることによって印字を行
う記録方式にも適用することができる。

【０１８５】

【発明の効果】上述したように、この発明によれば、ノ
ズルを用いずに、微小な液滴を吐出することができ、特
に画像の高解像度化の要求を満たすような相当に小さい
液滴を安定に吐出することができる。しかも、低周波か
つ低電力で駆動することができるので、エネルギー効率
がよく、使用可能な液体の物性範囲も広くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の記録素子の基本的構成の一例を示す
断面図および平面図である。

【図２】図１の記録素子でインクドロップが吐出される
態様を示す図である。

【図３】この発明の動作原理を説明するための図であ
る。

【図４】弾性体部材の先端とインク自由表面との関係を
説明するための図である。

【図５】弾性体部材として適するものと適しないものの
一例を示す図である。

【図６】弾性体部材として好適な例を示す図である。

【図７】弾性体部材として好適な例を示す図である。

【図８】弾性体部材の先端とインク自由表面との関係を
説明するための図である。

【図９】この発明の記録素子の一例を示す図である。

【図１０】この発明の記録素子の一例を示す図である。

【図１１】この発明の記録素子の一例を示す図である。

【図１２】この発明の記録素子の一例を示す図である。

【図１３】図１２の記録素子の製造方法の説明に供する
図である。

【図１４】この発明の記録素子の一例を示す図である。

【図１５】この発明の記録素子の一例を示す図である。

【図１６】この発明の記録素子の一例を示す図である。

【図１７】この発明の記録装置の一例を示す図である。

【図１８】図１７の記録装置の駆動方式を示す図であ
る。

【図１９】この発明の記録装置の一例を示す図である。

【図２０】この発明の記録装置の一例を示す図である。

【図２１】従来のピエゾ振動子型の記録素子の一例を示
す図である。

【図２２】従来のサーマル型の記録素子の一例を示す図
である。

【図２３】従来のノズルを用いない記録素子の一例を示
す図である。

【符号の説明】

１基板２振動子７弾性体部材７ａ先端８インク８ａインク自由表面９インクドロップ１１イジェクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者白附好之神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一部が液体表面と接した弾性体部材を備
え、前記弾性体部材を振動させて、前記弾性体部材の前
記液体表面から突出した部分から液滴を吐出させること
を特徴とする記録素子。
【請求項２】請求項１の記録素子において、前記弾性体部材が振動発生手段に接続されていることを
特徴とする記録素子。
【請求項３】請求項２の記録素子において、前記弾性体部材と前記振動発生手段とが一体であること
を特徴とする記録素子。
【請求項４】請求項１の記録素子において、前記弾性体部材は、その前記液体表面から突出した部分
が先鋭状であることを特徴とする記録素子。
【請求項５】請求項１の記録素子において、前記弾性体部材は、その前記液体表面から突出した部分
が板状であることを特徴とする記録素子。
【請求項６】請求項５の記録素子において、前記板状の部分の任意の位置に、特異点が形成されてい
ることを特徴とする記録素子。
【請求項７】請求項６の記録素子において、前記特異点が突起状であることを特徴とする記録素子。
【請求項８】請求項１の記録素子において、前記弾性体部材は、その前記液体表面から突出した部分
が針状であることを特徴とする記録素子。
【請求項９】請求項２の記録素子において、前記振動発生手段は、基板の一面側に配された圧電体
と、この圧電体を挟持する対の電極とからなり、前記弾
性体部材が、前記振動発生手段に接続されていることを
特徴とする記録素子。
【請求項１０】請求項９の記録素子において、前記振動発生手段の周辺部において、前記基板の少なく
とも一方の面側が支持体に接続されていることを特徴と
する記録素子。
【請求項１１】請求項２の記録素子において、前記振動発生手段は、基板の一面側に配された圧電体
と、この圧電体を挟持する対の電極からなり、前記弾性
体部材が、前記基板の前記圧電体が配された面とは反対
側の面に接続されていることを特徴とする記録素子。
【請求項１２】請求項１１の記録素子において、前記振動発生手段の周辺部において、前記基板の少なく
とも一方の面側が支持体に接続されていることを特徴と
する記録素子。
【請求項１３】請求項２の記録素子において、前記振動発生手段は、圧電体と、この圧電体を挟持する
対の電極とからなり、前記弾性体部材が、前記圧電体の
一面側に接続されていることを特徴とする記録素子。
【請求項１４】請求項１の記録素子において、前記弾性体部材の隣り合うものの間の、前記液体表面の
近傍位置または前記液体内の位置に、隔壁が設けられた
ことを特徴とする記録素子。
【請求項１５】請求項１４の記録素子において、前記隔壁は、前記液体表面にほぼ水平な部位と、前記液
体表面にほぼ垂直な部位とからなることを特徴とする記
録素子。
【請求項１６】請求項２の記録素子において、前記振動発生手段が、バースト波で駆動されることを特
徴とする記録素子。
【請求項１７】請求項１の記録素子において、前記弾性体部材が、一方向に配列された複数の電極配線
と、これに対して斜めに交差する複数の電極配線との交
差点に、配列されたことを特徴とする記録素子。
【請求項１８】記録素子から被印字面に液滴を吐出させ
て印字を行う記録装置において、前記記録素子は、一部が液体表面と接した弾性体部材を
備え、前記弾性体部材を振動させて、前記弾性体部材の
前記液体表面から突出した部分から液滴を吐出させるも
のであることを特徴とする記録装置。
【請求項１９】請求項１８の記録装置において、前記記録素子を使用しないときに前記弾性体部材を前記
液体中に埋没させる手段を設けたことを特徴とする記録
装置。