JPH1086369A - インクジェットプリントヘッド - Google Patents
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- JPH1086369A JPH1086369A JP9230916A JP23091697A JPH1086369A JP H1086369 A JPH1086369 A JP H1086369A JP 9230916 A JP9230916 A JP 9230916A JP 23091697 A JP23091697 A JP 23091697A JP H1086369 A JPH1086369 A JP H1086369A
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- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アレイ内に密に配置でき、クロストークの影
響を最小限にするプリントヘッドを提供する。 【解決手段】 インクチャンネル２９を規定するベース
部分３６、第１側壁部分３２および第２側壁部分３４を
有し、圧電材料から作られたトランスデューサ２、イン
クチャンネルの内側表面に付着された第１電極金属被覆
層２４、ならびにトランスデューサの外側表面に付着さ
れた第２電極金属被覆層２２を有し、第１金属被覆層と
第２金属被覆層との間に電圧差が存在する場合、ベース
部分は、ノーマルモード動作するように分極し、また、
第１側壁部分および第２側壁部分は、シアモード動作す
るように分極しているインクジェットプリントヘッド。
響を最小限にするプリントヘッドを提供する。 【解決手段】 インクチャンネル２９を規定するベース
部分３６、第１側壁部分３２および第２側壁部分３４を
有し、圧電材料から作られたトランスデューサ２、イン
クチャンネルの内側表面に付着された第１電極金属被覆
層２４、ならびにトランスデューサの外側表面に付着さ
れた第２電極金属被覆層２２を有し、第１金属被覆層と
第２金属被覆層との間に電圧差が存在する場合、ベース
部分は、ノーマルモード動作するように分極し、また、
第１側壁部分および第２側壁部分は、シアモード動作す
るように分極しているインクジェットプリントヘッド。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタの分野、特に圧電インクジェットプリントヘッド
（またはプリンタヘッド）に関する。
リンタの分野、特に圧電インクジェットプリントヘッド
（またはプリンタヘッド）に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気信号により作動する圧電性トランス
デューサを有するインクジェットプリンタ（またはプリ
ンタヘッド）、詳しくはドロップ−オン−デマンド（dr
op-on-demand）型のインクジェットプリントヘッドは当
該分野においては知られている。典型的なプリントヘッ
ドは、インクチャンバ（ink chamber）に機械的に接続
されたトランスデューサから成り、トランスデューサに
電気信号が加えられると、インクチャンバ内またはそれ
に対してトランスデューサの形状またはディメンジョン
が変化し、それにより、インクチャンバオリフィスから
インクが排出される。従来技術のプリントヘッド構造の
１つの欠点は、全体としてのディメンジョンが大きく、
その結果、密に充填されたアレイに一体に配置すること
ができない；それによって、得られる出力ドットの密度
（output dot density）が減少し、これがプリンタの全
体としての出力（例えば印字）の鮮明度を減らすことに
なる。従来技術のデバイスに関するもう１つの欠点は、
これらのデバイス内に多くの要素が存在することによっ
てコストが増え、また、製造が困難になるということで
ある。更に、従来技術の構造は、マルチ−チャンネルプ
リントヘッドを形成するためにアレイ内に相互に隣接さ
せて配置する場合、隣接するインクチャンバの間で望ま
しくない「クロストーク（crosstalk）」が生じ易いこ
とであり、これにより、プリントヘッドからのインクの
正確は排出（または発射、ejection）が阻害される。
デューサを有するインクジェットプリンタ（またはプリ
ンタヘッド）、詳しくはドロップ−オン−デマンド（dr
op-on-demand）型のインクジェットプリントヘッドは当
該分野においては知られている。典型的なプリントヘッ
ドは、インクチャンバ（ink chamber）に機械的に接続
されたトランスデューサから成り、トランスデューサに
電気信号が加えられると、インクチャンバ内またはそれ
に対してトランスデューサの形状またはディメンジョン
が変化し、それにより、インクチャンバオリフィスから
インクが排出される。従来技術のプリントヘッド構造の
１つの欠点は、全体としてのディメンジョンが大きく、
その結果、密に充填されたアレイに一体に配置すること
ができない；それによって、得られる出力ドットの密度
（output dot density）が減少し、これがプリンタの全
体としての出力（例えば印字）の鮮明度を減らすことに
なる。従来技術のデバイスに関するもう１つの欠点は、
これらのデバイス内に多くの要素が存在することによっ
てコストが増え、また、製造が困難になるということで
ある。更に、従来技術の構造は、マルチ−チャンネルプ
リントヘッドを形成するためにアレイ内に相互に隣接さ
せて配置する場合、隣接するインクチャンバの間で望ま
しくない「クロストーク（crosstalk）」が生じ易いこ
とであり、これにより、プリントヘッドからのインクの
正確は排出（または発射、ejection）が阻害される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、有利かつ経済
的に製造でき、増加した出力ドット密度用のマルチ−チ
ャンネルプリントヘッドのためにアレイ内に密に配置で
きるプリントヘッド構造が必要とされている。更に、望
ましくないクロストークの影響を最小限にするマルチ−
チャンネルプリントヘッドが必要とされている。
的に製造でき、増加した出力ドット密度用のマルチ−チ
ャンネルプリントヘッドのためにアレイ内に密に配置で
きるプリントヘッド構造が必要とされている。更に、望
ましくないクロストークの影響を最小限にするマルチ−
チャンネルプリントヘッドが必要とされている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、プリントヘッ
ドトランスデューサ材料の特定のポーリング方向（poli
ng direction、全体としての分極方向（polarization d
irection)）と組み合わせてトランスデューサの電極を
配置することによって、プリントヘッドのシア（または
剪断）モード作動（shear mode）およびノーマル（通
常）モード作動（normal mode actuation）の有効な組
み合わせを提供するインクジェットプリントヘッド（in
kjet print head）を含む。本発明の１つの態様では、
プリントヘッドトランスデューサ（変換器）は、第１壁
部分、第２壁部分およびベース部分により規定され、こ
れらの壁およびベース部分の内側壁は、インクチャンネ
ルの３つの側面を形成する。壁部分の上方面は、プリン
タヘッドトランスデューサの第１面を規定し、ベース部
分の下方面は第１面に対向する、トランスデューサの第
２面を規定する。共通電極（common electrode）を形成
する金属被覆層がインクチャンネルの内側表面に、ま
た、第１壁部分および第２壁部分の上方面に沿って、形
成または付着されている。アドレス可能電極（addressa
ble electrode）を形成する第２金属被覆層が、ベース
部分の全外側表面に、また、第１壁部分および第２壁部
分の外側面の一部分に、形成または付着されている。プ
リントヘッドトランスデューサを形成する圧電材料のポ
ーリング方向は、第１壁部分および第２壁部分において
アドレス可能電極と共通電極との間の電場または電界の
方向に対して実質的に垂直であり、アドレス可能電極に
電気的な駆動信号が加えられた場合、相互に向かい合う
か、あるいは離れるように壁部分のシアモード歪曲（de
flection）または変形をもたらす。プリントヘッドトラ
ンスデューサを形成する圧電材料のポーリング方向は、
ベース部分の中央においてアドレス可能電極と共通電極
との間の電場または電界の方向に対して実質的に平行で
あり、アドレス可能電極に電気的な駆動信号が加えられ
た場合、ベース部分の中央のノーマルモード動作をもた
らす。アドレス可能電極を構成する金属被覆層は、壁部
分の高さに沿って中程まで延びているのが好ましい。共
通電極を構成する金属被覆層は、接地電位で保持するの
が好ましい。
ドトランスデューサ材料の特定のポーリング方向（poli
ng direction、全体としての分極方向（polarization d
irection)）と組み合わせてトランスデューサの電極を
配置することによって、プリントヘッドのシア（または
剪断）モード作動（shear mode）およびノーマル（通
常）モード作動（normal mode actuation）の有効な組
み合わせを提供するインクジェットプリントヘッド（in
kjet print head）を含む。本発明の１つの態様では、
プリントヘッドトランスデューサ（変換器）は、第１壁
部分、第２壁部分およびベース部分により規定され、こ
れらの壁およびベース部分の内側壁は、インクチャンネ
ルの３つの側面を形成する。壁部分の上方面は、プリン
タヘッドトランスデューサの第１面を規定し、ベース部
分の下方面は第１面に対向する、トランスデューサの第
２面を規定する。共通電極（common electrode）を形成
する金属被覆層がインクチャンネルの内側表面に、ま
た、第１壁部分および第２壁部分の上方面に沿って、形
成または付着されている。アドレス可能電極（addressa
ble electrode）を形成する第２金属被覆層が、ベース
部分の全外側表面に、また、第１壁部分および第２壁部
分の外側面の一部分に、形成または付着されている。プ
リントヘッドトランスデューサを形成する圧電材料のポ
ーリング方向は、第１壁部分および第２壁部分において
アドレス可能電極と共通電極との間の電場または電界の
方向に対して実質的に垂直であり、アドレス可能電極に
電気的な駆動信号が加えられた場合、相互に向かい合う
か、あるいは離れるように壁部分のシアモード歪曲（de
flection）または変形をもたらす。プリントヘッドトラ
ンスデューサを形成する圧電材料のポーリング方向は、
ベース部分の中央においてアドレス可能電極と共通電極
との間の電場または電界の方向に対して実質的に平行で
あり、アドレス可能電極に電気的な駆動信号が加えられ
た場合、ベース部分の中央のノーマルモード動作をもた
らす。アドレス可能電極を構成する金属被覆層は、壁部
分の高さに沿って中程まで延びているのが好ましい。共
通電極を構成する金属被覆層は、接地電位で保持するの
が好ましい。
【０００５】また、本発明は、複数のインクチャンネル
の一列に並んだまたは直線状のアレイ（または配列、ar
ray）に密に詰めることができる複数のインク排出構造
を含む。このアレイは、圧電材料のシート、ウェハーま
たはブロックから形成されたトランスデューサを有して
成り、圧電シート材料の第１面に一連のインクチャンネ
ルが切り込まれている。圧電シート材料の反対の第２面
は、一連の空気チャンネルを含み、これらは、各インク
チャンネル同士の間に配置されている。共通電極を形成
する金属被覆層は、各インクチャンネルの内側表面およ
びシートの第１面の上を被覆している。アドレス可能電
極を形成する第２金属被覆層は、各空気チャンネルの内
側表面および第２面上を被覆し、この第２金属被覆層
は、初めは、空気チャンネルから隣の空気チャンネルま
で接続されている。電極分離チャンネルが各空気チャン
ネルの底部に切り込まれ、これが、隣接する空気チャン
ネルの間で第２金属被覆層の接続を断ち、また、圧電性
ブロックの第１面に向かって組み合せ空気チャンネル／
電極分離チャンネル内でギャップ深さだけ延びている。
このトランスデューサ構造は、隣接するインクチャンネ
ル間の機械的なクロストークを最小限にする点で特に有
利である。別の態様では、１またはそれ以上のスロット
付きインク通路を通ってインクリザーバからインクチャ
ンネルにインクを供給することにより、クロストークを
最小限にする。このインク通路は、１つのインクチャン
ネルから別のインクチャンネルへの圧力波の伝達を減ら
すように作用する。
の一列に並んだまたは直線状のアレイ（または配列、ar
ray）に密に詰めることができる複数のインク排出構造
を含む。このアレイは、圧電材料のシート、ウェハーま
たはブロックから形成されたトランスデューサを有して
成り、圧電シート材料の第１面に一連のインクチャンネ
ルが切り込まれている。圧電シート材料の反対の第２面
は、一連の空気チャンネルを含み、これらは、各インク
チャンネル同士の間に配置されている。共通電極を形成
する金属被覆層は、各インクチャンネルの内側表面およ
びシートの第１面の上を被覆している。アドレス可能電
極を形成する第２金属被覆層は、各空気チャンネルの内
側表面および第２面上を被覆し、この第２金属被覆層
は、初めは、空気チャンネルから隣の空気チャンネルま
で接続されている。電極分離チャンネルが各空気チャン
ネルの底部に切り込まれ、これが、隣接する空気チャン
ネルの間で第２金属被覆層の接続を断ち、また、圧電性
ブロックの第１面に向かって組み合せ空気チャンネル／
電極分離チャンネル内でギャップ深さだけ延びている。
このトランスデューサ構造は、隣接するインクチャンネ
ル間の機械的なクロストークを最小限にする点で特に有
利である。別の態様では、１またはそれ以上のスロット
付きインク通路を通ってインクリザーバからインクチャ
ンネルにインクを供給することにより、クロストークを
最小限にする。このインク通路は、１つのインクチャン
ネルから別のインクチャンネルへの圧力波の伝達を減ら
すように作用する。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明のこれらおよび他の特徴を
以下の説明において詳しく説明するが、これらは添付図
面にも示している。図１は、本発明の態様に基づいて構
成された圧電インクジェットプリンタ用のインクジェッ
トプリントヘッド構造２０の単一のチャンネルの側方断
面図である。プリントヘッド構造２０は、インクチャン
ネル２９が切り込まれた圧電材料から形成されたプリン
トヘッドトランスデューサ（変換器、transducer）２を
有して成る。このインクチャンネル２９は、貫通してい
るオリフィス３８を有するノズルプレート３３により一
端に沿って境界付けられている。後方のカバープレート
４８は、インクチャンネル２９の他方の端部に適切に取
り付けられている。プリントヘッドトランスデューサ２
のベース部分３６は、インクチャンネル２９の床（フロ
ア）部分を形成し、インクチャンネルカバー３１はプリ
ントヘッドトランスデューサ２の上方開口部に取り付け
られている。インクチャンネル２９には、インクリザー
バ１０から後方カバープレート４８にあるインクフィー
ド通路４７を通ってインクが供給される。以下に詳細に
説明するように、プリントヘッドトランスデューサ２の
動作（actuation）により、インクチャンネル２９から
ノズルプレート３３のオリフィス３８を通ってインクの
滴が排出（または発射）される。
以下の説明において詳しく説明するが、これらは添付図
面にも示している。図１は、本発明の態様に基づいて構
成された圧電インクジェットプリンタ用のインクジェッ
トプリントヘッド構造２０の単一のチャンネルの側方断
面図である。プリントヘッド構造２０は、インクチャン
ネル２９が切り込まれた圧電材料から形成されたプリン
トヘッドトランスデューサ（変換器、transducer）２を
有して成る。このインクチャンネル２９は、貫通してい
るオリフィス３８を有するノズルプレート３３により一
端に沿って境界付けられている。後方のカバープレート
４８は、インクチャンネル２９の他方の端部に適切に取
り付けられている。プリントヘッドトランスデューサ２
のベース部分３６は、インクチャンネル２９の床（フロ
ア）部分を形成し、インクチャンネルカバー３１はプリ
ントヘッドトランスデューサ２の上方開口部に取り付け
られている。インクチャンネル２９には、インクリザー
バ１０から後方カバープレート４８にあるインクフィー
ド通路４７を通ってインクが供給される。以下に詳細に
説明するように、プリントヘッドトランスデューサ２の
動作（actuation）により、インクチャンネル２９から
ノズルプレート３３のオリフィス３８を通ってインクの
滴が排出（または発射）される。
【０００７】図２を参照すると、図１のプリントヘッド
トランスデューサ２をより詳細に示している。好ましい
プリントヘッドトランスデューサ２は、第１壁部分３
２、第２壁部分３４およびベース部分３６を有して成
る。第１壁部分および第２壁部分３２および３４の上方
表面は、プリントヘッドトランスデューサ２の第１面７
を規定し、ベース部分３６の下方表面は、プリントヘッ
ドトランスデューサの反対の第２面９を規定する。イン
クチャンネル２９は、ベース部分３６の内側面ならびに
壁部分３２および３４の内側壁面により３つの側が規定
され、プリントヘッドトランスデューサ２の圧電材料に
切り込まれた長尺のチャンネルであり、プリントヘッド
トランスデューサ２の上方第１面７に沿って縦方向の開
口が形成されている。上述のように、インクチャンネル
２９の一端は、ノズルプレート３３により締め切られ
（図１参照）、他方の端部は後方カバープレート４８に
より締め切られる（図２ではプレート３３および４８は
図示せず）。金属被覆層２４がインクチャンネル２９の
内側表面を被覆し、また、第１壁部分３２および第２壁
部分３４の上方表面に沿って付着されている。インクチ
ャンネルカバー３１がプリントヘッドトランスデューサ
２の第１面７に結合され、インクチャンネル２９の長手
側方開口部が締め切られている。第２金属被覆層２２が
ベース部分３６の外側表面を被覆し、また、第１および
第２壁部分３２および３４の外側表面を上向きにその途
中まで、例えばおよそ中程まで被覆している。
トランスデューサ２をより詳細に示している。好ましい
プリントヘッドトランスデューサ２は、第１壁部分３
２、第２壁部分３４およびベース部分３６を有して成
る。第１壁部分および第２壁部分３２および３４の上方
表面は、プリントヘッドトランスデューサ２の第１面７
を規定し、ベース部分３６の下方表面は、プリントヘッ
ドトランスデューサの反対の第２面９を規定する。イン
クチャンネル２９は、ベース部分３６の内側面ならびに
壁部分３２および３４の内側壁面により３つの側が規定
され、プリントヘッドトランスデューサ２の圧電材料に
切り込まれた長尺のチャンネルであり、プリントヘッド
トランスデューサ２の上方第１面７に沿って縦方向の開
口が形成されている。上述のように、インクチャンネル
２９の一端は、ノズルプレート３３により締め切られ
（図１参照）、他方の端部は後方カバープレート４８に
より締め切られる（図２ではプレート３３および４８は
図示せず）。金属被覆層２４がインクチャンネル２９の
内側表面を被覆し、また、第１壁部分３２および第２壁
部分３４の上方表面に沿って付着されている。インクチ
ャンネルカバー３１がプリントヘッドトランスデューサ
２の第１面７に結合され、インクチャンネル２９の長手
側方開口部が締め切られている。第２金属被覆層２２が
ベース部分３６の外側表面を被覆し、また、第１および
第２壁部分３２および３４の外側表面を上向きにその途
中まで、例えばおよそ中程まで被覆している。
【０００８】金属被覆層２２は、アドレス可能電極（即
ち、個々に電気的信号を加えることができる（従って、
各電極に異なる電圧が加わることがある）電極）６０を
規定し、これは、プリントヘッドトランスデューサ２の
圧電材料を動作させる電気駆動信号を供給する外部信号
ソース（源）に接続される。好ましい態様では、金属被
覆層２４は、共通電極６２を規定し、これは、接地電位
にて保持される。別法では、共通電極６２は、電気駆動
信号を受容する外部電圧源に接続してもよい。しかしな
がら、金属被覆層２４はインクチャンネル２９内のイン
クと接触するので、共通電極６２を接地電位に維持する
のが特に好ましい。共通電極を接地電位に維持すること
により、インクチャンネル２９内におけるインクおよび
共通電極に関する電気分解の可能性が最小限となる。そ
のような電気分解は、共通電極６２および／またはイン
クの構造および性能を劣化させることがある。
ち、個々に電気的信号を加えることができる（従って、
各電極に異なる電圧が加わることがある）電極）６０を
規定し、これは、プリントヘッドトランスデューサ２の
圧電材料を動作させる電気駆動信号を供給する外部信号
ソース（源）に接続される。好ましい態様では、金属被
覆層２４は、共通電極６２を規定し、これは、接地電位
にて保持される。別法では、共通電極６２は、電気駆動
信号を受容する外部電圧源に接続してもよい。しかしな
がら、金属被覆層２４はインクチャンネル２９内のイン
クと接触するので、共通電極６２を接地電位に維持する
のが特に好ましい。共通電極を接地電位に維持すること
により、インクチャンネル２９内におけるインクおよび
共通電極に関する電気分解の可能性が最小限となる。そ
のような電気分解は、共通電極６２および／またはイン
クの構造および性能を劣化させることがある。
【０００９】プリントヘッドトランスデューサ２を形成
する好ましい圧電材料は、ＰＺＴであるが、本発明にお
いては他の圧電材料も使用できる。プリントヘッドトラ
ンスデューサ２の分極ベクトル方向（即ち、ポーリング
方向）は、図２において矢印３０により示される方向に
実質的に存するが、これは、プリントヘッドトランスデ
ューサ２の第２面９から第１面７に垂直に延びる方向で
ある。本発明の技術的範囲において、プリントヘッドト
ランスデューサ２は、他のポーリング方向を有してもよ
く、その方向には、図２の矢印３０により示される方向
に対して実質的に反対に（約１８０゜の方向で）存する
ポーリング方向が含まれるが、それに限定されるもので
はない。
する好ましい圧電材料は、ＰＺＴであるが、本発明にお
いては他の圧電材料も使用できる。プリントヘッドトラ
ンスデューサ２の分極ベクトル方向（即ち、ポーリング
方向）は、図２において矢印３０により示される方向に
実質的に存するが、これは、プリントヘッドトランスデ
ューサ２の第２面９から第１面７に垂直に延びる方向で
ある。本発明の技術的範囲において、プリントヘッドト
ランスデューサ２は、他のポーリング方向を有してもよ
く、その方向には、図２の矢印３０により示される方向
に対して実質的に反対に（約１８０゜の方向で）存する
ポーリング方向が含まれるが、それに限定されるもので
はない。
【００１０】好ましい態様では、プリントヘッドトラン
スデューサ２は、所望の構造に一体に組み合わせる独立
した要素を組み立てる（即ち、それぞれの壁部分が、独
立したベース部分に結合または接着される独立した要素
である）のではなく、むしろ圧電材料の単一のピースか
ら形成される。プリントヘッドトランスデューサ２全体
を圧電材料の単一のピースから形成することにより、プ
リントヘッドトランスデューサ２の歪曲能力が、異なる
トランスデューサ要素の間の接着線または接合部分の強
度または剛性により制限を受けることがない。
スデューサ２は、所望の構造に一体に組み合わせる独立
した要素を組み立てる（即ち、それぞれの壁部分が、独
立したベース部分に結合または接着される独立した要素
である）のではなく、むしろ圧電材料の単一のピースか
ら形成される。プリントヘッドトランスデューサ２全体
を圧電材料の単一のピースから形成することにより、プ
リントヘッドトランスデューサ２の歪曲能力が、異なる
トランスデューサ要素の間の接着線または接合部分の強
度または剛性により制限を受けることがない。
【００１１】使用に際して、本発明は、圧電材料のある
面間にわたって電気的信号を加えることにより、その材
料にそれに対応する機械的歪曲（湾曲、歪み、ゆがみ等
の変形を含む）が生じるという圧電効果の原理に基づい
て作用する。一般的に（本発明においては特に重要であ
るが、）電気的信号に対する圧電材料の機械的反応は、
圧電材料のポーリング方向および圧電材料に適用される
電場の向きに大きく影響される。
面間にわたって電気的信号を加えることにより、その材
料にそれに対応する機械的歪曲（湾曲、歪み、ゆがみ等
の変形を含む）が生じるという圧電効果の原理に基づい
て作用する。一般的に（本発明においては特に重要であ
るが、）電気的信号に対する圧電材料の機械的反応は、
圧電材料のポーリング方向および圧電材料に適用される
電場の向きに大きく影響される。
【００１２】図５および図６は、典型的な圧電材料のノ
ーマルモードの動作を示す。図５において、圧電材料７
２は、矢印７０により示されるポーリング方向を有す
る。電圧源７４が圧電材料７２の２つの外部面を横切っ
て接続され、電圧源７４は材料７２のポーリング方向７
０に対して平行に電場を加える。図６に示すように、こ
の電場は、圧電材料７２のノーマルモードの機械的歪曲
をもたらし、この場合、加えられる電圧の極性により材
料７２が長尺に、即ち、圧電材料７２のポーリング方向
７０に平行により長くより薄くなる。反対の極性の電圧
を適用することにより、材料７２は圧縮され、即ち、
（図６において破線で示すように）圧電材料７２のポー
リング方向７０に平行により短くより厚くなる。
ーマルモードの動作を示す。図５において、圧電材料７
２は、矢印７０により示されるポーリング方向を有す
る。電圧源７４が圧電材料７２の２つの外部面を横切っ
て接続され、電圧源７４は材料７２のポーリング方向７
０に対して平行に電場を加える。図６に示すように、こ
の電場は、圧電材料７２のノーマルモードの機械的歪曲
をもたらし、この場合、加えられる電圧の極性により材
料７２が長尺に、即ち、圧電材料７２のポーリング方向
７０に平行により長くより薄くなる。反対の極性の電圧
を適用することにより、材料７２は圧縮され、即ち、
（図６において破線で示すように）圧電材料７２のポー
リング方向７０に平行により短くより厚くなる。
【００１３】図７および図８は、典型的な圧電材料７６
のシアモードの動作を示す。図７において、圧電材料７
６は、矢印７８により示されるポーリング方向を有す
る。しかしがら、この場合は、電圧源７４により加えら
れる電圧により圧電材料７６のポーリング方向に対して
垂直である電場が形成されるように、電圧源７４が圧電
材料７６を横切るように接続されている。図８に示すよ
うに、この電場により、圧電材料７６のシアモードの機
械的歪曲が生じ、それにより、材料７６は、ノーマルモ
ードの長尺または圧縮化反応ではなく、平行四辺形の形
状に向かって歪曲するように一般的に反応する。材料７
６が外部の力により拘束または保持される方法に応じ
て、材料７６は曲がるか、ねじれるように変形できる。
この機械的歪曲の特定の方向、動きの種類および動きの
場は、部分的には、圧電材料７６の形状、ディメンジョ
ンおよび／または組成により、また、材料７６に加えら
れる電気的信号の振幅、極性または周波数により決ま
る。一般的に、ある極性の電圧を適用することにより材
料７６が第１の方向に曲がり、反対の極性の電圧を加え
ると、第１の方向と反対の第２の方向に曲がる。
のシアモードの動作を示す。図７において、圧電材料７
６は、矢印７８により示されるポーリング方向を有す
る。しかしがら、この場合は、電圧源７４により加えら
れる電圧により圧電材料７６のポーリング方向に対して
垂直である電場が形成されるように、電圧源７４が圧電
材料７６を横切るように接続されている。図８に示すよ
うに、この電場により、圧電材料７６のシアモードの機
械的歪曲が生じ、それにより、材料７６は、ノーマルモ
ードの長尺または圧縮化反応ではなく、平行四辺形の形
状に向かって歪曲するように一般的に反応する。材料７
６が外部の力により拘束または保持される方法に応じ
て、材料７６は曲がるか、ねじれるように変形できる。
この機械的歪曲の特定の方向、動きの種類および動きの
場は、部分的には、圧電材料７６の形状、ディメンジョ
ンおよび／または組成により、また、材料７６に加えら
れる電気的信号の振幅、極性または周波数により決ま
る。一般的に、ある極性の電圧を適用することにより材
料７６が第１の方向に曲がり、反対の極性の電圧を加え
ると、第１の方向と反対の第２の方向に曲がる。
【００１４】図９は、好ましい単一チャンネルのプリン
トヘッドトランスデューサ２に用いる圧電材料の半分
（即ち、一方の壁部分およびベース部分の半分）の正面
図である。上述のように、金属被覆層２４がインクチャ
ンネル２９の内側表面上および壁部分３４の上方表面上
に付着され、共通電極６２を構成している。この電極
は、接地電位に維持するのが好ましい。金属被覆層２２
は壁部分３４の外側表面のおおよそ半分の上、およびベ
ース部分３６の下方外側表面上を被覆し、アドレス可能
電極６０を規定し、これが、プリントヘッドトランスデ
ューサ２を駆動する電気信号源に選択的に接続される。
アドレス可能電極６０に正の電圧信号が加えられると、
トランスデューサ材料内に形成される適用電場の向き
は、実質的に図９に示すようになる。プリントヘッドト
ランスデューサ２のベース部分の中央では、アドレス可
能電極６０と共通電極６２との間で発生する電場の実質
的部分は、圧電材料のポーリング方向３０と同じ方向で
あり、それにより、ノーマルモードでトランスデューサ
材料のその部分が実質的に動作される。壁部分３４にお
いて、アドレス可能電極６０と共通電極６２との間で発
生する電場の実質的部分は、ポーリング方向３０に対し
て垂直であり、それにより、他方の横方向壁３２に向か
うシアモードでトランスデューサのその部分が実質的に
動作される（図１０参照）。好ましい態様では、アドレ
ス可能電極６０と共通電極６２との間で形成される電場
は、図９に示すように、ベース部分３６から壁部分３４
まで向きが変わる。
トヘッドトランスデューサ２に用いる圧電材料の半分
（即ち、一方の壁部分およびベース部分の半分）の正面
図である。上述のように、金属被覆層２４がインクチャ
ンネル２９の内側表面上および壁部分３４の上方表面上
に付着され、共通電極６２を構成している。この電極
は、接地電位に維持するのが好ましい。金属被覆層２２
は壁部分３４の外側表面のおおよそ半分の上、およびベ
ース部分３６の下方外側表面上を被覆し、アドレス可能
電極６０を規定し、これが、プリントヘッドトランスデ
ューサ２を駆動する電気信号源に選択的に接続される。
アドレス可能電極６０に正の電圧信号が加えられると、
トランスデューサ材料内に形成される適用電場の向き
は、実質的に図９に示すようになる。プリントヘッドト
ランスデューサ２のベース部分の中央では、アドレス可
能電極６０と共通電極６２との間で発生する電場の実質
的部分は、圧電材料のポーリング方向３０と同じ方向で
あり、それにより、ノーマルモードでトランスデューサ
材料のその部分が実質的に動作される。壁部分３４にお
いて、アドレス可能電極６０と共通電極６２との間で発
生する電場の実質的部分は、ポーリング方向３０に対し
て垂直であり、それにより、他方の横方向壁３２に向か
うシアモードでトランスデューサのその部分が実質的に
動作される（図１０参照）。好ましい態様では、アドレ
ス可能電極６０と共通電極６２との間で形成される電場
は、図９に示すように、ベース部分３６から壁部分３４
まで向きが変わる。
【００１５】図１０は、アドレス可能電極６０に正の電
圧が加わった場合の好ましい態様におけるトランスデュ
ーサ材料の動きを示す。図１０の破線は、正の電圧が加
わった場合にプリントヘッドトランスデューサ２による
動きの方向の程度を示す。ベース部分３６の材料は、ノ
ーマルモードで実質的に動作するので、その部分は、圧
電材料のポーリング方向３０に対して実質的に平行な方
向でインクチャンネル２９に向かって（内向きに）長く
なる。壁部分３２および３４の圧電材料の部分は、シア
モードで実質的に歪曲するので、壁部分は、圧電材料の
ポーリング方向３０に対して実質的に垂直に内向きに曲
がる。従って、電極６０に正の電圧を加えることによ
り、プリントヘッドトランスデューサ２の内向きの、即
ち、インクチャンネル２９に向かうベース部分３６なら
びに壁部分３２および３４の動きが生じ、インクチャン
ネル２９の内側体積が減少することになる。図１０に示
すトランスデューサの動きの程度は説明を明確にするた
めに誇張してあるが、本発明の態様により実際に生じる
動きの範囲は、用いるプリントヘッドトランスデューサ
および／または電気的駆動信号の特定のパラメーターに
より決まる。
圧が加わった場合の好ましい態様におけるトランスデュ
ーサ材料の動きを示す。図１０の破線は、正の電圧が加
わった場合にプリントヘッドトランスデューサ２による
動きの方向の程度を示す。ベース部分３６の材料は、ノ
ーマルモードで実質的に動作するので、その部分は、圧
電材料のポーリング方向３０に対して実質的に平行な方
向でインクチャンネル２９に向かって（内向きに）長く
なる。壁部分３２および３４の圧電材料の部分は、シア
モードで実質的に歪曲するので、壁部分は、圧電材料の
ポーリング方向３０に対して実質的に垂直に内向きに曲
がる。従って、電極６０に正の電圧を加えることによ
り、プリントヘッドトランスデューサ２の内向きの、即
ち、インクチャンネル２９に向かうベース部分３６なら
びに壁部分３２および３４の動きが生じ、インクチャン
ネル２９の内側体積が減少することになる。図１０に示
すトランスデューサの動きの程度は説明を明確にするた
めに誇張してあるが、本発明の態様により実際に生じる
動きの範囲は、用いるプリントヘッドトランスデューサ
および／または電気的駆動信号の特定のパラメーターに
より決まる。
【００１６】図１１は、アドレス可能電極６０に負の電
圧を加えた場合の好ましい態様におけるトランスデュー
サ材料の動きを示す。図１１の破線は、電極６０に電圧
を加えた時にトランスデューサ材料が動く方向的程度を
示す。負の電圧を加える場合、ベース部分の材料３６
は、ノーマルモードで実質的に作動するので、トランス
デューサ材料のその部分は、より短くより幅広くなる。
壁部分３２および３４の圧電材料の部分は、シアモード
で作動し、従って、壁部分は外向きにインクチャンネル
２９から離れるように曲がる。従って、負の電圧を加え
ることにより、インクチャンネル２９の内側領域におけ
る真の体積増加がもたらされる。図１０の場合と同様
に、図１１に示すトランスデューサの動きの程度は説明
を明確にするために誇張してあるが、本発明の態様によ
り実際に生じる動きの範囲は、用いるプリントヘッドト
ランスデューサおよび／または電気的駆動信号の特定の
パラメーターにより決まる。
圧を加えた場合の好ましい態様におけるトランスデュー
サ材料の動きを示す。図１１の破線は、電極６０に電圧
を加えた時にトランスデューサ材料が動く方向的程度を
示す。負の電圧を加える場合、ベース部分の材料３６
は、ノーマルモードで実質的に作動するので、トランス
デューサ材料のその部分は、より短くより幅広くなる。
壁部分３２および３４の圧電材料の部分は、シアモード
で作動し、従って、壁部分は外向きにインクチャンネル
２９から離れるように曲がる。従って、負の電圧を加え
ることにより、インクチャンネル２９の内側領域におけ
る真の体積増加がもたらされる。図１０の場合と同様
に、図１１に示すトランスデューサの動きの程度は説明
を明確にするために誇張してあるが、本発明の態様によ
り実際に生じる動きの範囲は、用いるプリントヘッドト
ランスデューサおよび／または電気的駆動信号の特定の
パラメーターにより決まる。
【００１７】運転に際して、プリントヘッドトランスデ
ューサ２のアドレス可能電極６０に電気的駆動信号を加
えることにより、インクチャンネル２９の壁の機械的動
きまたは歪曲がもたらされ、それにより、インクチャン
ネル２９内の体積変化が生じる。インクチャンネル２９
内のこの体積変化は、インクチャンネル２９内で音響的
圧力波を発生させ、インクチャンネル２９内のこの圧力
波は、プリントヘッド構造２０のオリフィス３８からプ
リント媒体に向かってインクを発射するエネルギを提供
する。
ューサ２のアドレス可能電極６０に電気的駆動信号を加
えることにより、インクチャンネル２９の壁の機械的動
きまたは歪曲がもたらされ、それにより、インクチャン
ネル２９内の体積変化が生じる。インクチャンネル２９
内のこの体積変化は、インクチャンネル２９内で音響的
圧力波を発生させ、インクチャンネル２９内のこの圧力
波は、プリントヘッド構造２０のオリフィス３８からプ
リント媒体に向かってインクを発射するエネルギを提供
する。
【００１８】プリントヘッド構造２０およびインクチャ
ンネル２９内における音響波形成にとって特に重要であ
るのは、プリントヘッド構造２０のトランスデューサ材
料に加えられる電気駆動信号の特定のパラメータであ
る。加えられる電気駆動信号のパラメータ（例えば加え
られる電気的波形態の振幅、周波数および／または形
状）がプリントヘッドトランスデューサ構造の機械的動
きに大きく影響を与えることがあり、これが、インクチ
ャンネル２９内における音響圧力波の特性に影響を与
え、これが、プリントヘッド２０から排出されるインク
滴（ドロップ）の寸法、体積、形状、スピードおよび／
または他の性質に影響を与える。プリントヘッド構造２
０を操作する好ましい方法の詳細は、本願の対応米国出
願と一緒に係属している米国特許出願第０８／７０３,
９７４号（発明の名称：インクの滴の体積を種々変える
ことができるインクジェットプリントヘッド（Inkjet P
rint Head for Producing Variable Volume Droplets o
f Ink)）またはそれに由来する米国ＣＩＰ出願（contin
uation-in-part application）に記載されており、これ
らの特許出願の内容を本明細書に記載する代わりに、こ
れらの特許出願を引用する。これらの特許出願に記載さ
れているように、プリントヘッド構造２０は、インクチ
ャンネル２９の共振周波数において振幅を変えることが
できるマルチパルス正弦曲線入力波（multi-pulse sinu
sodial imput waveform）を用いて操作されるのが好ま
しく、それにより、実質的に一定の液滴スピードでプリ
ントヘッド構造２０から種々の体積のインクの液滴を排
出することができる。
ンネル２９内における音響波形成にとって特に重要であ
るのは、プリントヘッド構造２０のトランスデューサ材
料に加えられる電気駆動信号の特定のパラメータであ
る。加えられる電気駆動信号のパラメータ（例えば加え
られる電気的波形態の振幅、周波数および／または形
状）がプリントヘッドトランスデューサ構造の機械的動
きに大きく影響を与えることがあり、これが、インクチ
ャンネル２９内における音響圧力波の特性に影響を与
え、これが、プリントヘッド２０から排出されるインク
滴（ドロップ）の寸法、体積、形状、スピードおよび／
または他の性質に影響を与える。プリントヘッド構造２
０を操作する好ましい方法の詳細は、本願の対応米国出
願と一緒に係属している米国特許出願第０８／７０３,
９７４号（発明の名称：インクの滴の体積を種々変える
ことができるインクジェットプリントヘッド（Inkjet P
rint Head for Producing Variable Volume Droplets o
f Ink)）またはそれに由来する米国ＣＩＰ出願（contin
uation-in-part application）に記載されており、これ
らの特許出願の内容を本明細書に記載する代わりに、こ
れらの特許出願を引用する。これらの特許出願に記載さ
れているように、プリントヘッド構造２０は、インクチ
ャンネル２９の共振周波数において振幅を変えることが
できるマルチパルス正弦曲線入力波（multi-pulse sinu
sodial imput waveform）を用いて操作されるのが好ま
しく、それにより、実質的に一定の液滴スピードでプリ
ントヘッド構造２０から種々の体積のインクの液滴を排
出することができる。
【００１９】図１４を参照すると、本発明の別の態様の
プリントヘッドトランスデューサ１０２が示され、この
場合では、アドレス可能電極１０４を構成する金属被覆
層は、第１側壁部分１０６および第２側壁部分１０８の
外側表面に対称的に被覆されていない。図１４に示すよ
うに、第１側壁部分１０６に被覆されたアドレス可能電
極の金属被覆層１０４は、高さＨ１まで延び、他方、第
２側壁部分１０８では被覆は高さＨ２まで延び、Ｈ１お
よびＨ２は等しくない。従って、この態様においてアド
レス可能電極１０４に電圧が加えられると、側壁部分１
０６および１０８は非対称的に動くことになる。本発明
のもう１つの態様は、図１５に示され、この場合では、
プリントヘッドトランスデューサ１１０は、単一の壁部
分１１６だけの外側表面およびベース部分１１２の外側
表面の半分だけを被覆するアドレス可能電極の金属被覆
層１１８を有する。この態様では、アドレス可能電極１
１８に電圧を加えると、プリントヘッドトランスデュー
サ構造１１０の半分だけが大きく動作することになる。
プリントヘッドトランスデューサ１０２が示され、この
場合では、アドレス可能電極１０４を構成する金属被覆
層は、第１側壁部分１０６および第２側壁部分１０８の
外側表面に対称的に被覆されていない。図１４に示すよ
うに、第１側壁部分１０６に被覆されたアドレス可能電
極の金属被覆層１０４は、高さＨ１まで延び、他方、第
２側壁部分１０８では被覆は高さＨ２まで延び、Ｈ１お
よびＨ２は等しくない。従って、この態様においてアド
レス可能電極１０４に電圧が加えられると、側壁部分１
０６および１０８は非対称的に動くことになる。本発明
のもう１つの態様は、図１５に示され、この場合では、
プリントヘッドトランスデューサ１１０は、単一の壁部
分１１６だけの外側表面およびベース部分１１２の外側
表面の半分だけを被覆するアドレス可能電極の金属被覆
層１１８を有する。この態様では、アドレス可能電極１
１８に電圧を加えると、プリントヘッドトランスデュー
サ構造１１０の半分だけが大きく動作することになる。
【００２０】図３および図４を参照すると、本発明に基
づいて構成された複数チャンネルのインクジェットプリ
ントヘッドは、プリントヘッド構造２０のアレイを有し
て成り、各構造は、アレイにおいて一列に並んで隣接し
て、隣り合うインクチャンネル２９に対して実質的に平
行になっているインクチャンネル２９を有する。圧電材
料２１の単一のブロック、シートまたはウェハーを使用
してインクチャンネルのアレイのトランスデューサ部分
を構成するのが好ましい。図３および図４は、実質的に
同じで一般的に平行な一連のインクチャンネル２９がシ
ート２１の第１面５１に切り込まれている圧電シート２
１を示す。シート２１の第１面５１の反対側では、実質
的に同じで一般的に平行な一連の空気チャンネル５０が
第２面５３に切り込まれ、各空気チャンネル５０は隣う
合うインクチャンネル２９の間に介在する。製造プロセ
スの間、最初に空気チャンネル５０を各インクチャンネ
ル２９の切り込み深さに沿って約半分の深さまで、おお
よそ図３の破線５４によりしるした程度の距離まで、切
り込む。共通電極６２を規定する金属被覆層２４を、各
インクチャンネル２９の内側表面および内側端部に、ま
た、シート２１の第１面５１に付着させる。金属被覆層
２４はインクチャンネルからインクチャンネルまで（即
ち、インクチャンネル同士で）連続的につながってお
り、好ましくは接地電位に保持される。アドレス可能電
極６０を規定するもう１つの金属被覆層２２は、各空気
チャンネル５０の内側表面および内側端部（破線５４に
よりしるした表面を含んでそこまで）に、また、シート
２１の第２面５３に付着され、金属被覆層２２は、最
初、空気チャンネルから空気チャンネルまで（即ち、空
気チャンネル同士で）各空気チャンネルの底部５４にて
つながっている。次に、電極分離チャンネル５２を各空
気チャンネル５０に切り込み、これが各空気チャンネル
５０内で個々の金属被覆層２２の間の接続を断つ。この
ようにして、各アドレス可能電極６０用の金属被覆層２
２が独立した要素となり、そして、アドレス可能電極６
０は別々に選択されるように電気駆動信号源に接続でき
る。電極分離チャンネル５２は、空気チャンネル５０お
よび電極分離チャンネル５２の組み合わせた切り込み深
さ部分により形成される切り込み間隙（ギャップ部分）
を越えて圧電シート２１の第１面５１に向かって相当延
びる。好ましい態様では、この製造方法により、隣接す
るインクチャンネル２９の全切り込み深さの約半分に対
応する部分まで各空気チャンネル５０で延びるアドレス
可能電極６０を形成する金属被覆層２２が得られる。金
属被覆層２２がシート２１の第１面に向かって延び過ぎ
る場合、シアモードにあるトランスデューサ材料の動作
は壁部分３２および３４を同時にインクチャンネル２９
の内側に向かっておよびそれから離れるように曲げよう
とし、その結果、インクチャンネル２９の最適体積変動
より小さい体積変動となる。金属被覆層２２が第１面５
１に向かって遥かに十分でない程度しか延びていない場
合、トランスデューサ材料の動作は、壁部分３２および
３４の所望の最大限の動きをもたらさず、この場合も、
インクチャンネル２９の最適な体積変化より小さくなっ
てしまう。しかしながら、アドレス可能電極の上述の金
属被覆層の深さは、本発明を用いる特定の用途およびプ
リントヘッド構造によって変わることがある。製造のた
めには、電極分離チャンネル５２、空気チャンネル５０
およびインクチャンネル２９は全て、内側の端部表面が
丸い底部となるように形成する。
づいて構成された複数チャンネルのインクジェットプリ
ントヘッドは、プリントヘッド構造２０のアレイを有し
て成り、各構造は、アレイにおいて一列に並んで隣接し
て、隣り合うインクチャンネル２９に対して実質的に平
行になっているインクチャンネル２９を有する。圧電材
料２１の単一のブロック、シートまたはウェハーを使用
してインクチャンネルのアレイのトランスデューサ部分
を構成するのが好ましい。図３および図４は、実質的に
同じで一般的に平行な一連のインクチャンネル２９がシ
ート２１の第１面５１に切り込まれている圧電シート２
１を示す。シート２１の第１面５１の反対側では、実質
的に同じで一般的に平行な一連の空気チャンネル５０が
第２面５３に切り込まれ、各空気チャンネル５０は隣う
合うインクチャンネル２９の間に介在する。製造プロセ
スの間、最初に空気チャンネル５０を各インクチャンネ
ル２９の切り込み深さに沿って約半分の深さまで、おお
よそ図３の破線５４によりしるした程度の距離まで、切
り込む。共通電極６２を規定する金属被覆層２４を、各
インクチャンネル２９の内側表面および内側端部に、ま
た、シート２１の第１面５１に付着させる。金属被覆層
２４はインクチャンネルからインクチャンネルまで（即
ち、インクチャンネル同士で）連続的につながってお
り、好ましくは接地電位に保持される。アドレス可能電
極６０を規定するもう１つの金属被覆層２２は、各空気
チャンネル５０の内側表面および内側端部（破線５４に
よりしるした表面を含んでそこまで）に、また、シート
２１の第２面５３に付着され、金属被覆層２２は、最
初、空気チャンネルから空気チャンネルまで（即ち、空
気チャンネル同士で）各空気チャンネルの底部５４にて
つながっている。次に、電極分離チャンネル５２を各空
気チャンネル５０に切り込み、これが各空気チャンネル
５０内で個々の金属被覆層２２の間の接続を断つ。この
ようにして、各アドレス可能電極６０用の金属被覆層２
２が独立した要素となり、そして、アドレス可能電極６
０は別々に選択されるように電気駆動信号源に接続でき
る。電極分離チャンネル５２は、空気チャンネル５０お
よび電極分離チャンネル５２の組み合わせた切り込み深
さ部分により形成される切り込み間隙（ギャップ部分）
を越えて圧電シート２１の第１面５１に向かって相当延
びる。好ましい態様では、この製造方法により、隣接す
るインクチャンネル２９の全切り込み深さの約半分に対
応する部分まで各空気チャンネル５０で延びるアドレス
可能電極６０を形成する金属被覆層２２が得られる。金
属被覆層２２がシート２１の第１面に向かって延び過ぎ
る場合、シアモードにあるトランスデューサ材料の動作
は壁部分３２および３４を同時にインクチャンネル２９
の内側に向かっておよびそれから離れるように曲げよう
とし、その結果、インクチャンネル２９の最適体積変動
より小さい体積変動となる。金属被覆層２２が第１面５
１に向かって遥かに十分でない程度しか延びていない場
合、トランスデューサ材料の動作は、壁部分３２および
３４の所望の最大限の動きをもたらさず、この場合も、
インクチャンネル２９の最適な体積変化より小さくなっ
てしまう。しかしながら、アドレス可能電極の上述の金
属被覆層の深さは、本発明を用いる特定の用途およびプ
リントヘッド構造によって変わることがある。製造のた
めには、電極分離チャンネル５２、空気チャンネル５０
およびインクチャンネル２９は全て、内側の端部表面が
丸い底部となるように形成する。
【００２１】プリントヘッドトランスデューサ２のベー
ス部分３６の下方断面は、正面から見た場合に矩形形状
であるのが好ましい。ベース部分３６の矩形形状の断面
の物理的幾何学的構造と矩形形状のベース部分３６によ
り生じる電場の向きおよび形状の組み合わせにより、プ
リントヘッドトランスデューサ２のシアおよびノーマル
モードの動作が有効に組み合わされる。更に、矩形断面
形状により、アドレス可能電極６０を形成する金属被覆
層２２を付着させる比較的幅広い下方表面領域を有する
ベース部分３６が得られる。ベース部分３６の下方表面
のこの比較的幅広い表面領域は、ベース部分３６におい
てアドレス可能電極と共通電極との間で形成される電場
のより大きい部分がノーマルモードでベース部分３６を
動作させる向きを有するようにする、即ち、ポーリング
方向３０に対して実質的に平行である電場の向きにす
る。図２に示す角のあるコーナーではなく、丸いコーナ
ーを有するベース部分の矩形形状の採用は、プリントヘ
ッドトランスデューサ２の動作にそれほど大きな影響を
与えず、これも、本発明の範囲内に明らかに含まれる。
別法では、ベース部分３６の下方断面は、ベース部分３
６の外側壁が相互に内側に向かって傾いている逆台形で
あってよく、それにより、ベース部分３６の下方表面の
幅が狭くなっている。この態様は、アドレス可能電極金
属被覆層に使用できるベース部分３６の下方表面の面積
がより小さくなり、物理的幾何学的構造がプリントヘッ
ドの動作にそれほど有効でないので、先に説明した矩形
形状ほど好ましくはない。逆三角形の形状の下方断面を
有するベース部分は、その幾何学的構造がプリントヘッ
ド動作に効率的ではなく、また、アドレス可能電極の金
属被覆層の付着に用いることができる下方面の面積がよ
り小さくなり、従って、ベース部分３６のノーマルモー
ドの有効な動作を減らすことになるので、そのような形
状は、矩形形状より遥かに好ましくない。
ス部分３６の下方断面は、正面から見た場合に矩形形状
であるのが好ましい。ベース部分３６の矩形形状の断面
の物理的幾何学的構造と矩形形状のベース部分３６によ
り生じる電場の向きおよび形状の組み合わせにより、プ
リントヘッドトランスデューサ２のシアおよびノーマル
モードの動作が有効に組み合わされる。更に、矩形断面
形状により、アドレス可能電極６０を形成する金属被覆
層２２を付着させる比較的幅広い下方表面領域を有する
ベース部分３６が得られる。ベース部分３６の下方表面
のこの比較的幅広い表面領域は、ベース部分３６におい
てアドレス可能電極と共通電極との間で形成される電場
のより大きい部分がノーマルモードでベース部分３６を
動作させる向きを有するようにする、即ち、ポーリング
方向３０に対して実質的に平行である電場の向きにす
る。図２に示す角のあるコーナーではなく、丸いコーナ
ーを有するベース部分の矩形形状の採用は、プリントヘ
ッドトランスデューサ２の動作にそれほど大きな影響を
与えず、これも、本発明の範囲内に明らかに含まれる。
別法では、ベース部分３６の下方断面は、ベース部分３
６の外側壁が相互に内側に向かって傾いている逆台形で
あってよく、それにより、ベース部分３６の下方表面の
幅が狭くなっている。この態様は、アドレス可能電極金
属被覆層に使用できるベース部分３６の下方表面の面積
がより小さくなり、物理的幾何学的構造がプリントヘッ
ドの動作にそれほど有効でないので、先に説明した矩形
形状ほど好ましくはない。逆三角形の形状の下方断面を
有するベース部分は、その幾何学的構造がプリントヘッ
ド動作に効率的ではなく、また、アドレス可能電極の金
属被覆層の付着に用いることができる下方面の面積がよ
り小さくなり、従って、ベース部分３６のノーマルモー
ドの有効な動作を減らすことになるので、そのような形
状は、矩形形状より遥かに好ましくない。
【００２２】図１２を参照すると、ベース部分３６の高
さＨは、壁部分３２および３４の幅Ｗに等しいのが好ま
しい。しかしながら、本発明は、ベース部分３６の他の
高さでも実施することができ、別法では、好ましい態様
において、壁部分３２および３２の幅Ｗの約０．５〜５
倍のベース部分の高さが含まれる。
さＨは、壁部分３２および３４の幅Ｗに等しいのが好ま
しい。しかしながら、本発明は、ベース部分３６の他の
高さでも実施することができ、別法では、好ましい態様
において、壁部分３２および３２の幅Ｗの約０．５〜５
倍のベース部分の高さが含まれる。
【００２３】本発明の別の態様は、ベース部分３６の下
方外側表面に結合または接着されたベースカバープレー
ト６１を更に含む（図１２）。このベースカバープレー
ト６１は、プリントヘッドトランスデューサ２が動作す
る場合、ベース部分３６のノーマルモード歪曲の動きを
促進する。正の極性の電気信号によってベース部分３６
がノーマルモードで動作する場合、ベース部分の材料
は、ポーリング方向３０に対して平行に長くなるように
変形する傾向があり、ベース部分３６の上方面はインク
チャンネル２９に向かって上向きに長くなり、ベース部
分３６の下方面はインクチャンネル２９から遠ざかるよ
うに下向きに長くなろうとする。ベースカバープレート
６１は、ベース部分３６の外側下方面に拘束力を提供
し、ベース部分３６の下方面の動きを制限する。ベース
カバープレート６１により加えられる拘束力の物理的結
果として、ベース部分３６の上方面が更に上向きに長く
なり、インクチャンネル２９内にベース部分３６が長く
なる距離を増やすことによりインクチャンネル２９内に
向かって体積変化が増える。同様に、ベース３６が負の
極性の電気的駆動信号により動作する場合、ベースカバ
ープレート６１はベース部分３６の下方面が圧縮される
ように変形する傾向を拘束する。ベース部分３６は、そ
の上方面の動きを下向きにインクチャンネルから遠ざか
るように増やすことにより、この拘束力を物理的に補
い、それにより、ベース部分３６のノーマルモードの歪
曲からのインクチャンネル２９内の体積変化が増える。
方外側表面に結合または接着されたベースカバープレー
ト６１を更に含む（図１２）。このベースカバープレー
ト６１は、プリントヘッドトランスデューサ２が動作す
る場合、ベース部分３６のノーマルモード歪曲の動きを
促進する。正の極性の電気信号によってベース部分３６
がノーマルモードで動作する場合、ベース部分の材料
は、ポーリング方向３０に対して平行に長くなるように
変形する傾向があり、ベース部分３６の上方面はインク
チャンネル２９に向かって上向きに長くなり、ベース部
分３６の下方面はインクチャンネル２９から遠ざかるよ
うに下向きに長くなろうとする。ベースカバープレート
６１は、ベース部分３６の外側下方面に拘束力を提供
し、ベース部分３６の下方面の動きを制限する。ベース
カバープレート６１により加えられる拘束力の物理的結
果として、ベース部分３６の上方面が更に上向きに長く
なり、インクチャンネル２９内にベース部分３６が長く
なる距離を増やすことによりインクチャンネル２９内に
向かって体積変化が増える。同様に、ベース３６が負の
極性の電気的駆動信号により動作する場合、ベースカバ
ープレート６１はベース部分３６の下方面が圧縮される
ように変形する傾向を拘束する。ベース部分３６は、そ
の上方面の動きを下向きにインクチャンネルから遠ざか
るように増やすことにより、この拘束力を物理的に補
い、それにより、ベース部分３６のノーマルモードの歪
曲からのインクチャンネル２９内の体積変化が増える。
【００２４】好ましい態様では、金属被覆層２２および
２４は金から形成され、圧電シート２１にスパッタリン
グにより付着される。圧電シート２１に形成する切り込
みは、半導体ＩＣ回路製造の分野において当業者によく
知られた技術および装置を用いてダイヤモンド鋸（diam
ond saw）により行うのが好ましい。インクチャンネル
カバー３１は、インクチャンネル２９を締め切るように
シート２１の上方表面にて金属被覆層２４に接着または
結合するのが好ましい。ノズルプレート３３および後方
カバープレート４８は、それぞれ、シート２１の前面お
よび後面に接着または結合するのが好ましい。インクチ
ャンネルカバー３１、ベースカバープレート６１および
ノズルプレート３３は、相互に適合性を有する熱膨張係
数を有する材料から作るのが好ましく、その必要がある
場合がある。ノズルは、好ましい態様では、金メッキニ
ッケルから形成するが、他の材料、例えばＰＺＴも本発
明の範囲内に含まれる。インクチャンネルカバー３１お
よびベースカバープレート６１は、ＰＺＴから形成する
のが好ましいが、他の材料を適当に使用することがで
き、これも本発明の範囲内に含まれるが、そのような材
料には、シリコン、ガラスおよび種々の金属材料が含ま
れるが、これらに限定されるものではない。
２４は金から形成され、圧電シート２１にスパッタリン
グにより付着される。圧電シート２１に形成する切り込
みは、半導体ＩＣ回路製造の分野において当業者によく
知られた技術および装置を用いてダイヤモンド鋸（diam
ond saw）により行うのが好ましい。インクチャンネル
カバー３１は、インクチャンネル２９を締め切るように
シート２１の上方表面にて金属被覆層２４に接着または
結合するのが好ましい。ノズルプレート３３および後方
カバープレート４８は、それぞれ、シート２１の前面お
よび後面に接着または結合するのが好ましい。インクチ
ャンネルカバー３１、ベースカバープレート６１および
ノズルプレート３３は、相互に適合性を有する熱膨張係
数を有する材料から作るのが好ましく、その必要がある
場合がある。ノズルは、好ましい態様では、金メッキニ
ッケルから形成するが、他の材料、例えばＰＺＴも本発
明の範囲内に含まれる。インクチャンネルカバー３１お
よびベースカバープレート６１は、ＰＺＴから形成する
のが好ましいが、他の材料を適当に使用することがで
き、これも本発明の範囲内に含まれるが、そのような材
料には、シリコン、ガラスおよび種々の金属材料が含ま
れるが、これらに限定されるものではない。
【００２５】本発明の有利な特徴は、プリントヘッド構
造２０の製造の前に適当なポーリング方向で前ポーリン
グ処理（分極状態を形成させる処理）した圧電材料の単
一のシートからマルチ−チャンネルプリントヘッドを形
成できるという点にある。前ポーリング処理ブロック材
料を用いて製造できることは、製造サイクルにおいて圧
電材料を後でポーリング処理する必要がある従来の圧電
プリントヘッド構造より相当の利点がある。圧電材料の
前ポーリング処理シートを使用することにより、使用す
る圧電材料の全体としての分極に関してより堅実性が得
られる。例えば、圧電材料の前ポーリング処理シート
は、加工の労力および費用を圧電材料の特定のシートに
加えた後ではなく、加工の前に適当な圧電特性について
十分にテストできる。
造２０の製造の前に適当なポーリング方向で前ポーリン
グ処理（分極状態を形成させる処理）した圧電材料の単
一のシートからマルチ−チャンネルプリントヘッドを形
成できるという点にある。前ポーリング処理ブロック材
料を用いて製造できることは、製造サイクルにおいて圧
電材料を後でポーリング処理する必要がある従来の圧電
プリントヘッド構造より相当の利点がある。圧電材料の
前ポーリング処理シートを使用することにより、使用す
る圧電材料の全体としての分極に関してより堅実性が得
られる。例えば、圧電材料の前ポーリング処理シート
は、加工の労力および費用を圧電材料の特定のシートに
加えた後ではなく、加工の前に適当な圧電特性について
十分にテストできる。
【００２６】本発明のもう１つの有利な特徴は、好まし
いプリントヘッドの空気／インクチャンネルが交互に位
置する構造は、動作させられる圧電トランスデューサ材
料の動きにより通常は生じる隣接するインクチャンネル
間の機械的クロストークが減少するように作用するとい
うことである。従って、好ましい態様では、密に充填さ
れたインクチャンネルのアレイを一緒に配置することが
でき、この構造は、１つのチャンネルから隣のチャンネ
ルに生じ得るインターフェアランス（相互干渉）を減ら
すようにする。好ましい構造においてクロストークが好
ましく減るのは、隣接するインクチャンネルの間の機械
的接続の程度が比較的小さくてすみ、また、空気チャン
ネル５０および電極分離チャンネル５２の組み合わせに
よって形成される切り込みギャップの隔離性のためであ
る。
いプリントヘッドの空気／インクチャンネルが交互に位
置する構造は、動作させられる圧電トランスデューサ材
料の動きにより通常は生じる隣接するインクチャンネル
間の機械的クロストークが減少するように作用するとい
うことである。従って、好ましい態様では、密に充填さ
れたインクチャンネルのアレイを一緒に配置することが
でき、この構造は、１つのチャンネルから隣のチャンネ
ルに生じ得るインターフェアランス（相互干渉）を減ら
すようにする。好ましい構造においてクロストークが好
ましく減るのは、隣接するインクチャンネルの間の機械
的接続の程度が比較的小さくてすみ、また、空気チャン
ネル５０および電極分離チャンネル５２の組み合わせに
よって形成される切り込みギャップの隔離性のためであ
る。
【００２７】個々のインクチャンネルに共通のインクリ
ザーバ１０から供給することにより、１つのインクチャ
ンネル２９からの圧力波がインク供給通路４９を介して
隣接するインクチャンネルに伝わるので、クロストーク
（相互干渉）パスが形成されることが有り得るが、この
望ましくない圧力波は、隣接するインクチャンネルの効
率的な作動に影響を与える。従って、クロストークを更
に減らすために、本発明の別の態様において、インクリ
ザーバ１０からインクチャンネル２９にインクを供給す
る保護的インク供給構造が提供される。図１３は、プリ
ントヘッド構造２０の後方の図であり、インクリザーバ
１０から個々のインクチャンネル２９に延びる、後方カ
バープレート４８（図１３に図示せず）の一部分として
形成してよい中央のインク供給通路４９のパス（path）
を示す。１またはそれ以上のスロット（またはチャンネ
ル）形成通路４７が中央インク供給通路４９から各イン
クチャンネル２９まで延びている。各スロット形成通路
４７は、インク供給通路４９から各インクチャンネル２
９の底部まで延びている、後方カバープレート４８に形
成された溝付きくぼみ部分である。各スロット形成通路
４７は後方カバープレート４８において、実質的に図１
に示すように、その長さに沿ってテーパー付き湾曲部を
有する。各スロット形成通路４７は、インクチャンネル
２９とおおよそ同じ幅のスロット（細長い溝）を有する
のが好ましい。
ザーバ１０から供給することにより、１つのインクチャ
ンネル２９からの圧力波がインク供給通路４９を介して
隣接するインクチャンネルに伝わるので、クロストーク
（相互干渉）パスが形成されることが有り得るが、この
望ましくない圧力波は、隣接するインクチャンネルの効
率的な作動に影響を与える。従って、クロストークを更
に減らすために、本発明の別の態様において、インクリ
ザーバ１０からインクチャンネル２９にインクを供給す
る保護的インク供給構造が提供される。図１３は、プリ
ントヘッド構造２０の後方の図であり、インクリザーバ
１０から個々のインクチャンネル２９に延びる、後方カ
バープレート４８（図１３に図示せず）の一部分として
形成してよい中央のインク供給通路４９のパス（path）
を示す。１またはそれ以上のスロット（またはチャンネ
ル）形成通路４７が中央インク供給通路４９から各イン
クチャンネル２９まで延びている。各スロット形成通路
４７は、インク供給通路４９から各インクチャンネル２
９の底部まで延びている、後方カバープレート４８に形
成された溝付きくぼみ部分である。各スロット形成通路
４７は後方カバープレート４８において、実質的に図１
に示すように、その長さに沿ってテーパー付き湾曲部を
有する。各スロット形成通路４７は、インクチャンネル
２９とおおよそ同じ幅のスロット（細長い溝）を有する
のが好ましい。
【００２８】使用に際して、インクは、インクリザーバ
１０から中央インク供給通路４９に絶えず供給され、個
々のインクチャンネル２９が必要とする場合、インクチ
ャンネルオリフィスにおけるメニスカスの表面張力によ
り生じる圧力差と共に、プリントヘッドトランスデュー
サ２の動きにより生じる圧力差により、インク供給通路
４９からスロット形成通路４７を通ってインクチャンネ
ル２９内に吸い込まれる。インクをインクチャンネルに
供給するスロットまたはスロット形成通路、例えばスロ
ット形成通路４７を使用することにより、インクチャン
ネル２９から出る圧力波の振幅を減らすのが助長され、
出ていく圧力波が近くの（または隣接する）インクチャ
ンネルの作動に影響を与えるという可能性が減少する。
これは、一部には、近くのインクチャンネル２９に影響
を与えるように圧力波が伝わる必要がある距離を増やす
スロット形成通路４９の長さのためであり、それによっ
て、出ていく圧力波の強度が減少する。更に、スロット
形成通路４９は、高周波圧力波が他のインクチャンネル
に漏れるのを実質的に防止するのに十分に小さい幅を有
する。
１０から中央インク供給通路４９に絶えず供給され、個
々のインクチャンネル２９が必要とする場合、インクチ
ャンネルオリフィスにおけるメニスカスの表面張力によ
り生じる圧力差と共に、プリントヘッドトランスデュー
サ２の動きにより生じる圧力差により、インク供給通路
４９からスロット形成通路４７を通ってインクチャンネ
ル２９内に吸い込まれる。インクをインクチャンネルに
供給するスロットまたはスロット形成通路、例えばスロ
ット形成通路４７を使用することにより、インクチャン
ネル２９から出る圧力波の振幅を減らすのが助長され、
出ていく圧力波が近くの（または隣接する）インクチャ
ンネルの作動に影響を与えるという可能性が減少する。
これは、一部には、近くのインクチャンネル２９に影響
を与えるように圧力波が伝わる必要がある距離を増やす
スロット形成通路４９の長さのためであり、それによっ
て、出ていく圧力波の強度が減少する。更に、スロット
形成通路４９は、高周波圧力波が他のインクチャンネル
に漏れるのを実質的に防止するのに十分に小さい幅を有
する。
【００２９】以下の表１には、好ましい態様のトランス
デューサを形成する圧電材料のブロック２１の許容でき
るパラメータである：
デューサを形成する圧電材料のブロック２１の許容でき
るパラメータである：
【表１】構造 ディメンジョン Ａ．ＰＺＴシートの厚さ 0.0240 インチ Ｂ．インクチャンネルの切り込み幅 0.0030 インチ Ｃ．インクチャンネルの切り込み深さ 0.0193 インチ Ｄ．インクチャンネルの長さ 0.2000 インチ Ｅ．空気チャンネルの切り込み幅 0.0030 インチ Ｆ．空気チャンネルの切り込み深さ 0.0118 インチ Ｇ．電極分離チャンネルの切り込み幅 0.0020 インチ Ｈ．空気チャンネルおよび電極分離チャンネルの 0.0213 インチ 切り込み切り込み深さ Ｉ．インクチャンネル中央から隣のインクチャン 0.0100 インチ ネル中央までの距離 Ｊ．インクチャンネル中央から隣の空気チャンネ 0.0050 インチ ル中央までの距離 Ｋ．ノズルプレートのオリフィスの直径 0.0014 インチ
【００３０】上述の特定のディメンジョンは、好ましい
態様のそれぞれのパラメータであり、本発明の範囲内の
別のプリントヘッド構造は、本発明を使用する特定の用
途に応じて表１に示すものと異なる構造的ディメンジョ
ンを有してもよいので、表１は限定的なものではない。
更に、当業者であれば、開示した本発明の範囲または概
念に影響を与えることなく、好ましい態様について使用
して、説明した圧電材料のポーリング方向または電圧極
性を逆にできることを理解するであろう。更に、本発明
の範囲内において、トランスデューサ材料の種々の形
状、ディメンジョンまたはパラメータを用いて他の種類
のトランスデューサの動作または歪曲を達成することが
できるので、図９〜１２に関連して説明したおよび／ま
たは示した機械的動きまたは歪曲の範囲および／または
種類は、本発明の説明を図解的に容易ならしめる例示の
ためだけのものであり、限定的なものではない。更に、
位置的または向きに関連する用語、例えば「横方向（ま
たは側方）」、「上方（または下方）」および「後方
（または前方）」等は、好ましい態様のある相対的な構
造的特徴を説明するために使用しているが、これらの相
対的な位置的な用語は本発明の説明の理解を容易ならし
めるためのものであり、本発明の範囲を制限しようとす
るものではない。
態様のそれぞれのパラメータであり、本発明の範囲内の
別のプリントヘッド構造は、本発明を使用する特定の用
途に応じて表１に示すものと異なる構造的ディメンジョ
ンを有してもよいので、表１は限定的なものではない。
更に、当業者であれば、開示した本発明の範囲または概
念に影響を与えることなく、好ましい態様について使用
して、説明した圧電材料のポーリング方向または電圧極
性を逆にできることを理解するであろう。更に、本発明
の範囲内において、トランスデューサ材料の種々の形
状、ディメンジョンまたはパラメータを用いて他の種類
のトランスデューサの動作または歪曲を達成することが
できるので、図９〜１２に関連して説明したおよび／ま
たは示した機械的動きまたは歪曲の範囲および／または
種類は、本発明の説明を図解的に容易ならしめる例示の
ためだけのものであり、限定的なものではない。更に、
位置的または向きに関連する用語、例えば「横方向（ま
たは側方）」、「上方（または下方）」および「後方
（または前方）」等は、好ましい態様のある相対的な構
造的特徴を説明するために使用しているが、これらの相
対的な位置的な用語は本発明の説明の理解を容易ならし
めるためのものであり、本発明の範囲を制限しようとす
るものではない。
【００３１】当業者が本発明を利用できるのに十分に明
確な程度で本発明の態様、適用および利点を説明して示
してきたが、本明細書に開示・説明されて特許請求され
ている本発明の概念から逸脱することなく、多くの別の
態様、適用および利点も達成できることは当業者には明
らかであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範
囲およびそれと同等なものの概念に基づいてのみ制限さ
れるべきであり、明細書、図面または好ましい態様の説
明により制限されるものではない。
確な程度で本発明の態様、適用および利点を説明して示
してきたが、本明細書に開示・説明されて特許請求され
ている本発明の概念から逸脱することなく、多くの別の
態様、適用および利点も達成できることは当業者には明
らかであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範
囲およびそれと同等なものの概念に基づいてのみ制限さ
れるべきであり、明細書、図面または好ましい態様の説
明により制限されるものではない。
【図１】 図１は、本発明の態様に基づく単一のインク
チャンネル用のインクジェットプリントヘッド構造の側
方断面図である。
チャンネル用のインクジェットプリントヘッド構造の側
方断面図である。
【図２】 図２は、図１のインクジェットプリントヘッ
ド構造の部分斜視図である。
ド構造の部分斜視図である。
【図３】 図３は、図２に示す本発明の態様のインクチ
ャンネルのアレイ用のトランスデューサ材料のシートの
構造の一部分の正面図である。
ャンネルのアレイ用のトランスデューサ材料のシートの
構造の一部分の正面図である。
【図４】 図４は、図３に示したトランスデューサ材料
のシートの斜視図である。
のシートの斜視図である。
【図５】 図５は、圧電材料のブロックのノーマルモー
ドの動作を示す。
ドの動作を示す。
【図６】 図６は、圧電材料のブロックのノーマルモー
ドの動作を示す。
ドの動作を示す。
【図７】 図７は、圧電材料のブロックのシアモードの
動作を示す。
動作を示す。
【図８】 図８は、圧電材料のブロックのシアモードの
動作を示す。
動作を示す。
【図９】 図９は、内部に形成される電場を示す、好ま
しいプリントヘッドトランスデューサ構造の部分概略図
である。
しいプリントヘッドトランスデューサ構造の部分概略図
である。
【図１０】 図１０は、本発明の好ましいプリントヘッ
ド構造のトランスデューサの機械的な動きを示す。
ド構造のトランスデューサの機械的な動きを示す。
【図１１】 図１１は、本発明の好ましいプリントヘッ
ド構造のトランスデューサの機械的な動きを示す。
ド構造のトランスデューサの機械的な動きを示す。
【図１２】 図１２は、本発明に基づいて構成される別
のプリントヘッド構造を示す。
のプリントヘッド構造を示す。
【図１３】 図１３は、本発明の態様のインク供給構造
を示す。
を示す。
【図１４】 図１４は、アドレス可能電極の金属被覆層
が第１壁部分および第２壁部分に対称的に形成されてい
ない本発明の別のプリントヘッドトランスデューサ構造
の正面図である。
が第１壁部分および第２壁部分に対称的に形成されてい
ない本発明の別のプリントヘッドトランスデューサ構造
の正面図である。
【図１５】 図１５は、本発明の別の態様に基づくプリ
ントヘッドトランスデューサの正面図である。
ントヘッドトランスデューサの正面図である。
２，１０２，１１０…プリントヘッドトランスデュー
サ、７…第１面、９…第２面、１０…インクリザーバ、
２０…インクジェットプリントヘッド構造、２１…圧電
シート、２１，７２，７６…圧電材料、２２，２４，１
０４，１１８…金属被覆層、２９…インクチャンネル、
３１…インクチャンネルカバー、３２，１０６…第１壁
部分、３３…ノズルプレート、３４，１０８…第２壁部
分、３６…ベースチャンネル（ベース部分）、３８…オ
リフィス、４７…インクフィード通路（スロット付き通
路）、４８…カバープレート、４９…中央インク供給通
路、５０…空気チャンネル、５１…第１面、５２…電極
分離チャンネル、５３…第２面、５４…底、６０，１０
４，１１８…アドレス可能電極、６１…ベースカバープ
レート、６２…共通電極、７０，７８…ポーリング方
向、７４…電圧源、１１６…壁部分。
サ、７…第１面、９…第２面、１０…インクリザーバ、
２０…インクジェットプリントヘッド構造、２１…圧電
シート、２１，７２，７６…圧電材料、２２，２４，１
０４，１１８…金属被覆層、２９…インクチャンネル、
３１…インクチャンネルカバー、３２，１０６…第１壁
部分、３３…ノズルプレート、３４，１０８…第２壁部
分、３６…ベースチャンネル（ベース部分）、３８…オ
リフィス、４７…インクフィード通路（スロット付き通
路）、４８…カバープレート、４９…中央インク供給通
路、５０…空気チャンネル、５１…第１面、５２…電極
分離チャンネル、５３…第２面、５４…底、６０，１０
４，１１８…アドレス可能電極、６１…ベースカバープ
レート、６２…共通電極、７０，７８…ポーリング方
向、７４…電圧源、１１６…壁部分。
フロントページの続き (72)発明者 マッツ・ゲー・オットソン アメリカ合衆国94087カリフォルニア州サ ニーベイル、ベルビル・ウェイ1639−エイ チ番 (72)発明者 ディーン・エイ・ガードナー アメリカ合衆国95014カリフォルニア州ク ペルティノ、クペルティノ・ロード22321 番
Claims (38)
- 【請求項１】 第１内側壁面、第１壁外側壁面および第
１上方面を有して成る第１壁部分、第２内側壁面、第２
壁外側壁面および第２上方面を有して成る第２壁部分、
ならびにベース内側面およびベース外側面を有して成る
ベース部分を有するプリントヘッドトランスデューサ、 該ベース部分に取り付けられたベースカバー、 該第１内側壁面、該第２内側壁面および該ベース内側面
により３つの側方が規定されたインクチャンネル、 該インクチャンネルの壁面に形成された第１金属被覆
層、ならびに該ベース外側面ならびに該第１外側壁面お
よび該第２外側壁面に形成された第２金属被覆層を有し
て成るインクジェットプリントヘッドであって、 該ベース部分、該第１壁部分および該第２壁部分はある
ポーリング方向を有する圧電材料から形成され、 該圧電材料は、第１金属被覆層と第２金属被覆層との間
で電圧差が存在する場合に、その中で形成される電場を
有し、 該電場は、該第１壁部分および該第２壁部分において該
圧電材料の該ポーリング方向に対して実質的に垂直であ
り、 該電場は、該ベース部分の中央において該圧電材料の該
ポーリング方向に対して実質的に平行であるプリントヘ
ッド。 - 【請求項２】 該ポーリング方向は、該ベース部分から
該第１上方面または該第２上方面に垂直に延びる方向に
対して実質的に平行である請求項１のプリントヘッド。 - 【請求項３】 該ポーリング方向は、該ベース部分から
該第１上方面または該第２上方面に延びる請求項１のプ
リントヘッド。 - 【請求項４】 該ポーリング方向は、該第１上方面また
は該第２上方面から該ベース部分に延びる請求項１のプ
リントヘッド。 - 【請求項５】 該第２金属被覆層は、該第１壁部分また
は該第２壁部分の高さの約半分までに対応する位置まで
延びる請求項１のプリントヘッド。 - 【請求項６】 該第１金属被覆層は接地される請求項１
のプリントヘッド。 - 【請求項７】 該圧電材料はＰＺＴから成る請求項１の
プリントヘッド。 - 【請求項８】 該ベース部分は、実質的に矩形の断面を
有する請求項１のプリントヘッド。 - 【請求項９】 該インクチャンネルにつながるインク供
給構造を更に有して成る請求項１のプリントヘッド。 - 【請求項１０】 該インク供給構造は、インクの供給源
と該インクチャンネルとの間を連絡するスロット付き通
路を有するマニホールド構造を有して成る請求項１のプ
リントヘッド。 - 【請求項１１】 該第２金属被覆層は、該第２外側壁面
を被覆するのと異なる高さまで該第１外側壁面を被覆す
る請求項１のプリントヘッド。 - 【請求項１２】 該プリントヘッドトランスデューサに
取り付けられるインクチャンネルカバーを更に有して成
る請求項１のプリントヘッド。 - 【請求項１３】 インクチャンネルを規定するベース部
分、第１側壁部分および第２側壁部分を有して成る、圧
電材料から作られたトランスデューサ、 該インクチャンネルの内側表面に付着された第１電極金
属被覆層、ならびに該トランスデューサの外側表面に付
着された第２電極金属被覆層を有して成り、該ベース部
分は、該第１金属被覆層と該第２金属被覆層との間に電
圧差が存在する場合、ノーマルモード動作するように分
極し、該第１側壁部分および該第２側壁部分は、該第１
金属被覆層と該第２金属被覆層との間に電圧差が存在す
る場合、シアモード動作するように分極しているインク
ジェットプリントヘッド。 - 【請求項１４】 該ベース部分に取り付けられたベース
カバーを更に有して成る請求項１３のインクジェットプ
リントヘッド。 - 【請求項１５】 該ベース部分は、実質的に矩形の断面
を有する請求項１３のインクジェットプリントヘッド。 - 【請求項１６】 該第２電極金属被覆層は、該第１側壁
部分および該第２側壁部分に沿って該インクチャンネル
の深さの約半分に対応する箇所まで延びている請求項１
３のインクジェットプリントヘッド。 - 【請求項１７】 該第１電極金属被覆層は、接地電位に
ある請求項１３のインクジェットプリントヘッド。 - 【請求項１８】 該インクチャンネルの内側は、実質的
に丸い底部で終端している請求項１３記載のインクジェ
ットプリントヘッド。 - 【請求項１９】 該トランスデューサに取り付けられた
後方カバープレートを更に有して成り、該後方カバープ
レートは、該インクチャンネルにインクを供給するため
に、それを通過して延びる１またはそれ以上の溝付き通
路を有する請求項１３のインクジェットプリントヘッ
ド。 - 【請求項２０】 該ベース部分は、該第１側壁部分また
は第２側壁部分の厚さの０．５倍〜５倍の高さを有する
請求項１３のインクジェットプリントヘッド。 - 【請求項２１】 プリントヘッドを製造する方法であっ
て、 （ａ）圧電シートの第１面に実質的に平行な複数のイン
クチャンネルを形成する工程、 （ｂ）該圧電シートの反対の第２面に実質的に平行な複
数の空気チャンネルを、該インクチャンネルの間でそれ
らに対してほぼ平行に介在するように形成する工程、 （ｃ）該複数のインクチャンネル内および該第１面に第
１電極金属被覆層を付着させる工程、 （ｄ）該複数の空気チャンネル内および該第２面に第２
電極金属被覆層を付着させる工程、ならびに （ｅ）該複数の空気チャンネルの底部にて該第２電極金
属被覆層を通過してそれを越えて延びる電極分離チャン
ネルを形成する工程を含んで成る方法。 - 【請求項２２】 該第１電極金属被覆層を接地する工程
を更に含んで成る請求項２１の方法。 - 【請求項２３】 工程（ｂ）の該複数の空気チャンネル
の切り込み深さは、該複数のインクチャンネルのそれぞ
れの深さの約半分に相当する箇所まで該第１面に向かっ
て延びる請求項２１の方法。 - 【請求項２４】 該第２面にベースカバーを取り付ける
工程を更に含む請求項２１の方法。 - 【請求項２５】 工程（ａ）の該複数のインクチャンネ
ルが丸い底部を有するように形成されている請求項２１
の方法。 - 【請求項２６】 工程（ｅ）の該電極分離チャンネルま
たは工程（ｂ）の該複数の空気チャンネルが丸い底部を
有するように形成されている請求項２１の方法。 - 【請求項２７】 第１面に沿って実質的に平行な複数の
インクチャンネルおよび反対の第２面に沿って実質的に
平行な複数の空気チャンネルを有し、該複数の空気チャ
ンネルのそれぞれは該複数のインクチャンネルに隣接し
て、かつ、その間に介在する圧電シート、 該第１面に沿って、また、該複数のインクチャンネルの
それぞれの内部で被覆された第１金属被覆層、 該第２面に沿って被覆され、また、該複数の空気チャン
ネルのそれぞれの内部で部分的に付着された第２金属被
覆層、ならびに該第２面に取り付けられたベースカバー
を有して成るプリントヘッド構造であって、該圧電シー
トは、あるポーリング方向を有し、該ポーリング方向
は、該第１面から該第２面に垂直に延びる方向に対して
実質的に平行であるプリントヘッド構造。 - 【請求項２８】 該ポーリング方向は、該第２面から該
第１面に延びる方向にある請求項２７のプリントヘッド
構造。 - 【請求項２９】 該ポーリング方向は、該第１面から該
第２面に延びる方向にある請求項２７のプリントヘッド
構造。 - 【請求項３０】 該第２金属被覆層は接地されている請
求項２７のプリントヘッド構造。 - 【請求項３１】 該第１面に取り付けられたインクチャ
ンネルカバーを更に有して成る請求項２７のプリントヘ
ッド構造。 - 【請求項３２】 第１面に形成された複数のインクチャ
ンネルを有し、また、第２面に形成された複数の空気チ
ャンネルを有する圧電シート、 該第１面に沿って、また、該インクチャンネル内に形成
された第１電極、ならびに該第２面に沿って、また、該
空気チャンネル内に形成された第２電極を有して成り、 該複数のインクチャンネルのそれぞれは第１壁部分、第
２壁部分およびベース部分により規定され、 該ベース部分は、該第１電極と該第２電極との間に電圧
差が存在する場合に、ノーマルモード動作するように分
極し、 該第１壁部分および該第２壁部分は、該第１電極と該第
２電極との間に電圧差が存在する場合に、シアモード動
作するように分極しているマルチ−チャンネルプリント
ヘッド。 - 【請求項３３】 該第１電極は接地されている請求項３
２のマルチ−チャンネルプリントヘッド。 - 【請求項３４】 該第２面に取り付けられたベースカバ
ーを更に有して成る請求項３２のマルチ−チャンネルプ
リントヘッド。 - 【請求項３５】 該第２電極は、該複数のインクチャン
ネルの深さの約半分に相当する箇所まで延びている請求
項３２のマルチ−チャンネルプリントヘッド。 - 【請求項３６】 第１内側壁面、第１壁外側壁面および
第１上方壁面を有して成る第１壁部分、第２内側壁面、
第２壁外側壁面および第２上方壁面を有して成る第２壁
部分、ならびにベース内側面、ベース外側壁面およびベ
ース外側底面を有して成るベース部分を有するプリント
ヘッドトランスデューサ、 該第１上方壁面および第２上方壁面により規定される第
１面、 該ベース外側底面により規定される第２面、 該第１内側壁面、該第２内側壁面および該ベース内側面
により規定されるインクチャンネル、 該インクチャンネルの壁面上に被覆された第１金属被覆
層、ならびに該ベース外側壁面、ベース外側底面に、ま
た、該第１外側壁面および該第２外側壁面の一部分に被
覆された第２金属被覆層を有して成り、該プリントヘッ
ドトランスデューサは、あるポーリング方向を有する圧
電材料から構成され、該ポーリング方向は、該第２面か
ら該第１面に垂直に延びる方向に対して実質的に平行で
あるインクジェットプリントヘッド。 - 【請求項３７】 該ポーリング方向は、該第２面から該
第１面に角度を有して延びる請求項３６のプリントヘッ
ド。 - 【請求項３８】 該ポーリング方向は、該第１面から該
第２面に角度を有して延びる請求項３６のプリントヘッ
ド。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US70392496A | 1996-08-27 | 1996-08-27 | |
| US08/703924 | 1996-08-27 |
Publications (1)
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|---|---|
| JPH1086369A true JPH1086369A (ja) | 1998-04-07 |
Family
ID=24827333
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|---|---|---|---|
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Country Status (8)
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|---|---|
| US (1) | US5901425A (ja) |
| EP (1) | EP0827833A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1086369A (ja) |
| KR (1) | KR19980018995A (ja) |
| AU (1) | AU3530197A (ja) |
| CA (1) | CA2211238A1 (ja) |
| SG (1) | SG65011A1 (ja) |
| TW (1) | TW403701B (ja) |
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