WO1999001283A1

WO1999001283A1 - Tete d'impression a jets d'encre et procede de fabrication de cette tete

Info

Publication number: WO1999001283A1
Application number: PCT/JP1998/002884
Authority: WO
Inventors: Masayoshi Miura; Masaichiro Takekawa; Yoshiyuki Sugiyama; Masahiko Hashimoto; Kiyohide Amemiya
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 1999-01-14
Also published as: EP0928688A1; CN1100673C; US6299295B1; CN1230921A; EP0928688A4

Description

明細書インクジヱット記録へッド及びその製造方法技術分野

本発明は、インクジエツ卜記録へッド及びその製造方法に関し、例えば、文字 •図形 ·画像等を被記録媒体に記録 ·造形するプリンタに好適に用いられ得るィンクジエツト記録へッド及びその製造方法に関するものである。背景技術

近年、マルチメディア情報化社会においてパソコンが普及し、それに伴ってプリンタの需要が増大してきている。

特に、インクジエツトプリンタは低価格で高画質なカラ一プリントが可能なことから、急速に市場が増大しつつある。

このインクジエツトプリンタには種々の方式があり、ピエゾ素子を使用して機械振動カをィンクの圧力波に変換してインク液滴を吐出させる方式、ィンクを急激に加熱して気泡を発生させ、気泡の圧力波でインク液滴を吐出させる方式、静電力でィンクを吸引して飛翔させる方式等があるが、中でもピエゾ素子を使用した方式は、ピエゾ素子の製造方法が進歩する中で、特に注目されている方式である。

以下、従来のピエゾ素子を使用したインクジヱット記録へッドについて説明する。

図 1 2は、従来のピエゾ素子を使用したインクジエツト記録へッドの構成を示す

もので、特開平 6— 4 0 0 3 0号公報に開示されているものである。

図 1 2 ( a ) は断面図、図 1 2 ( b ) は上面図を示し、これらにおいて、 1 0 1はノズルプレート、 1 0 2は流路プレート、 1 0 3はオリフィスプレートで、これらは接着剤で接合されてインクノズル部 1 1 0を構成している。

また、 1 0 4は接続プレート、 1 0 5スぺ一サプレート、 1 0 6は閉塞プレー卜で、これらはグリーンシートの状態で加工されたものを 3層一体焼成してインクポンプ部 1 1 1を構成している。

そして、インクポンプ部 1 1 1の上面には、電極 1 0 7、 1 0 9が設けられた圧電ノ電歪材料 1 0 8が、印刷 ·焼成により形成されている。

以上のように構成されたインクジエツト記録へッドでは、インク供給路 1 1 3 よりインクが流入されて、インク供給流路 1 1 4及び圧力室 1 1 5がインクで满たされ、圧電ノ電歪素子 1 0 8が所定の電気信号によって振動することにより、インク液滴がノズル 1 1 6より吐出される。

しかしながら、このような従来の構成では、ノズル 1 1 6孔を高密度に配列するには、スぺーサプレート 1 0 5の微細加工、圧電電歪素子 1 0 8と電極 1 0 7、 1 ◦ 9の印刷等による微細形成において技術上の限界があり、例えば 8本 . mmや 1 6本 Zmmのような、高解像度のノズル配列のマルチノズルへッドを作製するのはきわめて困難であるという課題をも有していた。

さらに、パターンの異なる多数の平板部材を、即ち電極も含めて 9層の異なるパターンの部材を、加工 ·形成 ·積層しなければならず、製造上複雑である難点力 ^sある。発明の開^

本発明は、上記従来技術の課題を解決するもので、高密度なノズル配列のマルチノズルインクジヱット記録へッドと、量産性が高く安価に製造できる製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、インク供給源に連通されるとともに、それぞれ所定の方向に配列された複数のインク液室と、前記各インク液室にそれぞれ連通されるとともに、それぞれ前記所定の方向に配列された複数のノズルとを備えたィンクジヱット記録ヘッドにおいて、前記インク液室の間に存在して、全てのあるいは一部のインク液室のィンクを吐出させることが出来る駆動機能を有する平板状部材が、前記ノズルの配列方向に積層して配列されていることを特徴とするインクジヱット記録へッドである。

このような構成によって、高密度なノズル配列のマルチノズルインクジエツト記録へッドが実現できる。

また、本発明は、上記平板状部材が、

平板状の圧電 Z電歪部材と、

前記圧電電歪部材の両面側に各々隣接して配された第 1の電極部材及び第 2 の電極部材と、

前記第 2の電極部材の側に前記第 2の電極部材と隣接して配された平板状の規制板部材とを有し、

前記ィンク液室は、前記第 1の電極部材の側に前記第 1の電極部材と隣接して配された平板状の圧力室部材の孔部によって形成され、

前記第 1の電極部材と前記第 2の電極部材とに電圧を印加することにより前記圧電ノ電歪部材に伸び又は縮み変形を発生させ、かつ前記規制板部材が前記圧電 Z電歪部材の伸び又は縮み変形を規制することにより、前記インク液室内のィンクを加圧して、前記ィンク液室に対応したノズルよりインク液滴を吐出するィンクジエツト記録へッドである。

このような構成によって、平板状部材に形成されるべき電極パターンはノズルの配列密度に比較して寸法の大きな、比較的単純な模様のものでよく、加工が簡単で製作が容易となる。

また、第 1の電極を共通電極とすることによって、インクに化学変化等を発生させない。

また、本発明は、インク供給源に連通されるインク液室に対応した複数の孔部を有する圧力室部材の基材と、全てのあるいは一部のインク液室を変形させることが出来る駆動用平板状部材の基材とを交互に積層する積層ステップと、前記積層ステツプで積層された圧力室部材の基材と平板状部材の基材とを、積層された状態を維持しながら、積層した方向に沿って、前記複数の孔部に対応して切断する切断ステップとを備えたことを特徴とするインクジェット記録へッドの製造方法である。

このように、積層していった後に切断分割すれば一度に多数個のィンクジエツト記録へッドが製造できるため、非常に量産性の高いインクジュット記録へッドを提供する。

また、本発明は、上記製造方法において、更に、前記積層ステップ後であって前記切断ステップ前に、前記ィンク液室に連通可能なノズルを複数有するノズル板の基材を前記ィンク液室と前記ノズルとが対応するように接合する接合ステツプとを備えたインクジヱット記録へッドの製造方法である。

このような構成によれば、ノズルの位置決めが正確にかつ簡便に行い得る。図面の簡単な説明

第 1は、本発明の実施の形態 1におけるインクジヱット記録へッドの斜視図第 2図は、同インクジェット記録へッドの動作説明図

第 3図は、同インクジェット記録へッドの動作説明図

第 4図は、本発明の実施の形態 2におけるインクジヱット記録へッドの作製の説明図

第 5図は、同インクジェット記録へッドの積層前の各基材の構成例を示す図第 6図は、同インクジヱット記録へッドの作製の説明図

第 7図は、本発明の実施の形態 3におけるインクジヱット記録へッドの断面図第 8図は、本発明の実施の形態 4におけるインクジエツト記録へッドの構成図第 9図は、本発明の実施の形態 5におけるインクジヱット記録へッドの構成図第 1 0図は、図 9の実施の形態 5におけるインクジエツト記録へッドの正面図第 1 1図は、図 9のインクジェット記録へッドの製造方法を示す斜視図第 1 2図は、（a ) 従来のインクジエツト記録へッドを示す断面図

( b ) 従来のインクジェット記録ヘッドを示す正面図

(符号の説明）

1 0 インク液室構造体

1 1 ノズル板

1 2 インク流入口

1 3 インク圧力室

1 4 規制板部材

1 4 ' 規制板部材の基材圧電電歪部材

' 圧電電歪部材の基材圧力室部材

' 圧力室部材の基材個別電極

共通電極

電極パターン電極パターン孔部

インク液室構造体ノズル板

スぺ一サ部材

隔壁部材

空隙部

インク液室構造体ノズル板

インク流入口インク液室

電極部材

液室部材

制御電極

信号電圧

バイアス電圧発生器 49 背面電極

50 記録紙

1 10 ィンクノズル部

1 1 1 インクポンプ部

1 1 2 駆動部

201 ピエゾ素子

202 規制板

203 液室板

204 隔壁板

207 圧力室

208 ノズノレ板発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の各実施の形態について、より詳細に説明する。

(実施の形態 1)

以下、本発明の実施の形態 1について、図面を参照しながら説明する。

図 1は、本実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの斜視図である。図 1において、 10はィンク液室構造体、 1 1は複数のノズル 11 aが一定方向に配列されたノズル板、 12はインク流入口、 13はインク流入口 12に連通され直方体形状のィンクの液室でありィンクに圧力が印加されるインク圧力室（本発明のインク液室に対応する）、 14は規制板部材、 15は圧電ノ電歪部材、 16 は圧力室部材、 17は個別電極、及び 18は共通電極である。なお、圧電部材 1 5、電極 17、 18、規制板部材 14の集合が本発明の駆動用平板状部材を構成している。

ここで、規制板部材 1 4、圧電 /電歪部材 1 5及び圧力室部材 1 6を順次積層することによって、インク液室構造体 1 0が構成され、そして、ノズル板 1 1は、ィンク圧力室 1 3の開口部に対応して吐出ノズルが配置されるようにィンク液室構造体 1 0に接合されて、インクジヱット記録へッドが構成される。

なお、個別電極 1 7と共通電極 1 8は、共通電極 1 8がインク圧力室 1 3の側に位置して圧電電歪部材 1 5を挟むように対向して設けられ、その対向部は、インク圧力室 1 3の図の上下方向の幅と等しく設定されているが、図 7に示すように、個別電極 1 7と共通電極 1 8の対向部の幅がインク圧力室 1 3の図の上下方向の幅より小さく設定されている方がのぞましい（後述する）。

以上のように構成されたインクジエツト記録へッドの動作について、図 2及び図 3に示す模式図を用いて説明する。これらの図は、図 1のノズル板 1 1に平行な方向で切った断面図である。

まず、図 2において、各々規制板部材 1 4、圧電ノ電歪部材 1 5及び圧力室部材 1 6が順次積層されており、図中では積層されたものの n番目を規制板部材 1 4— n、圧電 Z電歪部材 1 5— n及ぴ圧力室部材:！ 6— nで示している。

そして、圧電 Z電歪部材 1 5— nの両側には、個別電極 1 7— nと共通電極 1 8— nが設けられており、これらの電極間に電圧を印加すると圧電電歪部材 1 5— nが伸縮する。具体的には、共通電極 1 8を 0電位に設定し、個別電極 1 7 に信号電圧を印加してインク液滴の吐出を制御する。

今、図 2のように圧電電歪部材 1 5— nが伸びる方向に電圧が印加されたとすると、規制板部材 1 4 - nは動かないため、規制板部材 1 4一 n、圧電ノ電歪部材 1 5— nは、図のように右側にたわみ、インク圧力室 1 3— nの体積を減少させるように変化させ、その内部のインクを圧縮するような振動が生じ、インク液滴をノズルから吐出させることになる。

そして、インク圧力室 1 3— nのインクが圧縮されたときには、その左隣のィンク圧力室 1 3— ( n - 1 ) は膨張して負圧となるため、全てのノズルからのィンク液滴の吐出制御を同時に行うのではなく、少なくとも 1つおきに吐出をすることになる。

更に、図 3に示すように、圧電電歪部材 1 5— nの右隣の圧電 Z電歪部材 1 5— ( n + 1 ) をも同時に縮み変形させて、圧電 Z電歪部材 1 5— nとは逆方向に湾曲させ、インク圧力室 1 3— n内の体積をより減少させることもできる。この場合には、インク圧力室 1 3—n内のインクを一層圧縮することができるため、より大きな圧縮によるィンク液滴の吐出が行われることになる。

なお、以上の構成では、共通電極 1 8をインク圧力室 1 3側に設けているが、これは、電極がインクに接していると、そのインクに電圧が印加され電流が流れた場合、電気分解が起こって電極の消耗や染料の析出等が発生してしまうことを考慮したためである。つまり、本実施の形態では、インクに接している側の電極を共通電極 1 8とし、常時 0電位に設定しているので、このような電気分解は起こらない。

さて、本実施の形態のインクジエツ卜記録へッドは、圧電電歪素子 1 5を用いているので、少なくとも、圧電 Z電歪部材 1 5自体は、圧電 Z電歪材料である必要があるが、規制板部材 1 4及びインク圧力室部材 1 6は、必ずしも圧電 Z電歪材料である必要がなく、金属、プラスチック、セラミック等が、機械的振動特性や破壊強度等を考慮した設計の上、使用可能である。

しかしながら、より単純で簡便な構成として、これらに圧電ノ電歪材料を使用することもできる。

すなわち、圧電ノ電歪材料のグリーンシートに第 1の電極に対応した所定のパターンの電極を形成した圧電ノ電歪部材と、圧電電歪材料のグリーンシートに第 2の電極に対応した所定のパターンの電極を形成した規制板部材と、圧電/電歪材料のグリーンシートにインク圧力室に対応した孔部の加工がなされた圧力室部材を、各々グリーンシートの状態で積層後圧着し、そのまま焼成してインク液室構造体 1 0を完成させることが可能である。

このような製造方法によると、同一材料を用いた積層焼成によるので、熱膨張の影響が少なく精度の良い構造体の作製が可能である。

なお、この場合には、インク圧力室問の隔壁部が、圧電電歪材料から構成されているため、第 2の電極を隣接するインク液室側に設け、第 1及び第 2の電極間に電圧を印加してが対向している部分の圧電 Z電歪材料を配向させて、ィンク圧力室間の隔壁部自体を振動体とすることもできる。

(実施の形態 2 )

本実施の形態では、実施の形態 1で説明したィンクジヱット記録装置の製造方法について、具体的に説明する。

図 4は、実施の形態 1で示したインクジュント記録へッドを複数個同時に製造する場合の説明図である。

図 4において、まず、規制板部材 1 4の基材 1 4 ' 、圧電 Z電歪部材 1 5の基材 1 5 ' 及び圧力室部材 1 6の基材 1 6 ' が順次稍層されるが、各基材は Y X平面に平行な A B C面でもつて配置され、 X方向に各基材が積層されていく。この X方向に積層する基材数を多くすることによって、それだけ多くのノズルを有するインクジエツト記録へッドが作製でき、また各基材の厚みを薄くすることによって、より高密度に配列されたノズルを有するインクジエツト記録へッドが作製できる。

ここで、 z方向には各インクジエツト記録へッドに対応する所定の電極パターンゃ孔部が形成されている。もちろん、これらのパターン等は同一のものとしてもよいし、所望の場合には異なったパターン等としておいてもよい。これは、 Y 方向についても同様である。

そして、このように積層後、一例として 3個のインクジェット記録ヘッドを構成すべく、 8 面に平行な。8。〇。面及び ₁3₁〇₁面で各基材を切断する。次に、積層前の各基材の構成例を、図 5に示す。

図 5 (a) では、規制板部材の基材 14' を示し、 Z方向に 5個、 Y方向に 2 個分の電極パターン 19が形成されている。

図 5 (b) では、圧電 /電歪部材の基材 15 ' を示し、 Z方向に 5個、 Y方向に 2個分の電極パターン 20が形成されている。

図 5 (c) では、圧力室部材の基材 16' を示し、インク圧力室とインク流入口となる孔部 21が、 Z方向に 5個、 Y方向に 2個分穿孔されている。

そして、これらの 3つの基材を順次繰り返し積層して、その後に前述したように切断 ·分離すれば、合計 10個のィンクジュット記録へッドの積層体が作製され得る。

更に、一般に、ノズル板 11の幅（ノズル 11 aの配列方向と直交する方向の長さ）は、非常に小さく、例えば 0. 3〜3mm程度であり、この状態でインク液室構造体 10にノズノレ板 1 1を接合するのは、その取扱いがきわめて難しい。そこで、図 6に示すように、複数個のインクジェット記録ヘッド分のインク液室構造体 30とノズル板の基材 31とを、ィンク液室構造体 30の切断 ·分離前に接合して、接合後に分離させるようにすれば、このような困難性を回避することができる。

このような構成とすることによって、インク液室構造体 30とノズル板の基材 3 1のノズル 3 1 aの配列の精度を的確に合わせておけば、取り扱いがきわめて容易となり、一度に複数個分のィンクジエツト記録へッドが精度よく製造可能となる。

もちろん、場合によっては、ノズル板の基材を接合するのではなく、インク液室構造体 30の切断 ·分割後、各小さなノズル板を接合してもよい。

なお、カラー用インクジェット記録ヘッドを作成する場合は、図 4において上記のように 3層に分割切断せず、このまま ABCC。B。A。で示される層のへッドをカラーの C用とし、 AoBoCaCiB'A,で示される層のへッドをカラ一の M用とし、 A'BiCCzBzAaで示される層のヘッドをカラー用 Yとして、カラー用記録ヘッドを製造することもできる。さらに、その周囲にブラック用の層を付加したものでもよい。

(実施の形態 3)

以下、本発明の第 3の実施の形態のインクジェット記録ヘッドについて、図面を参照しながら説明する。

図 7 (a) は、本実施の形態におけるインクジェット記録へッドのノズル板に平行な方向で切った断面図である。

本実施の形態では、実施の形態 1の構成に対して、スぺーサ部材 3 5及び隔壁部材 3 6が設けられている。

即ち、規制板部材 14、圧電ノ電歪部材 1 5、圧力室部材 1 6、隔壁部材 36、スぺ一サ部材 35の 5枚の平板状部材を順次積層して、インクジヱット記録へッドが構成されている。

そして、圧電ノ電歪部材 1 5、スぺーサ部材 3 5及び隔壁部材 3 6によって、空隙部 3 7が形成され得る。

この空隙部 3 7は、圧電 Z電歪部材 1 5が伸びることによって、図面上右側のインク圧力室 1 3方向に湾曲的に変形した場合でも、空隙部 3 7が膨らむだけで、左側のインク圧力室 1 3に千渉しないようにするためのものである。そのために、隔壁部材 3 6は堅い材料からなる。このように、隣接するインク圧力室 1 3同士は、互いにその体積変化が干渉することがない。

具体的には、図 7 ( a ) に従って説明すれば、圧電/電歪部材 1 4の振動は、その右に存在するインク圧力室 1 3の体積変化にのみ関与することになり、複数のインク圧力室 1 3に、各々独立的に圧電 /電歪部材 1 5が設置されている構造となっている。

これに対して、図 7 ( b ) に示すものは、その隔壁部材 3 6と、スぺ一サ部材 3 5の位置が（a ) の場合と異なっている。

すなわち、規制板部材 1 4、圧電ノ電歪部材 1 5、スぺ一サ部材 3 5、隔壁部材 3 6、圧力室部材 1 6の 5枚の平板状部材を順次積層して、インクジェット記録へッドが構成されている。この空隙部 3 7は、圧電 /電歪部材 1 5が隔壁部材 3 6方向に湾曲的に変形した場合でも隔壁部材 3 6に干渉しないようになっており、隔壁部材 3 6は、常時固定され振動しない部材であるため、隣接するインク圧力室 1 3同士は、互いにその体積変化が千渉することがない。

従って、本実施の形態では、実施の形態 1で説明したようなノズルからの吐出制御を 1つおきにするのではなく、同時に全てのノズルからの吐出制御が可能となる。もちろん、一方のィンク圧力室に振動が伝搬しないようにするために他の構成も採用できる。例えば、空隙部に変わる防振材を同様に配して振動を吸収して伝搬しないようにしてもよい。なお、各電極の対向部は、図示するように空隙部や防振材ょりも短い長さとすることが好適である。

(実施の形態 4 )

本実施の形態では、以上説明した以外の動作原理のィンクジェット記録へッドに、平板状部材を積層する構成を適用した例について説明する。

図 8は、静電吸引型ィンクジェットに適用した構成例を示す。

図 8 ( a ) は、静電吸引型インクジェット記録ヘッドの斜視図を示し、図 8 ( b ) は、図中の X Y平面で切った断面図を示す。

図 8において、 4 0は平板状部材を積層して構成したインク液室構造体、 4 1 は複数のノズル 4 1 aを有するノズル板、 4 2はインク流入口、 4 3はインク液室、 4 4は平板状の電極部材、 4 5は平板状の液室部材でィンク流入口 4 2とィンク液室 4 3に対応した孔部を有し、 4 6は制御電極、 4 7は信号電圧、 4 8はバイアス電圧発生器、 4 9は背面電極及び 5 0は記録紙である。

ここで、インク液室構造体 4 0は、電極部材 4 4及び液室部材 4 5を順次ノズルの配列方向、つまり図中の X軸方向に積層して組み立てられる。

そして、このように構成したインク液室構造体 4 0にノズル板 4 1を接合し、ィンクジェット記録へッドを作製する。

このような構成において、インクはインク流入口 4 2より流入して、インク液室 4 3を満たし、インク液滴としてノズル 4 1 aより吐出され得る。

より詳細には、記録紙 4 9を介して背面電極 4 8に対向し、かつ各インク液室 4 3に設置されている制御電極 4 6と背面電極 4 9との間に十分な電界が作用した場合に、インク液滴がノズル 4 1 aより吐出されることになる。

なお、バイアス電圧発生器 4 8は、吐出用電界に所定のバイアス電界を作用せ、信号電圧 4 7の低電圧化を図るためのものである。

また、このような静電吸引型の構成のみならず、その他の方式、例えば、ヒータによってインクを沸縢させその圧力波でインクを吐出させる、サーマルインクジュット記録へッド等にも、平板状部材を積層する構成は適用可能である。

例えば、図 8の制御電極 4 6のノズル近傍に、それに代え発熱抵抗体（加熱手段）を設けて信号電圧を印加する構成とすれば、サーマルインクジェット記録へッドを構成することが可能である。もちろんこの場合には、背面電極 4 9は不要である。

(実施の形態 5 )

図 9は、本発明の実施の形態を示すィンクジヱット記録へッドの構成図である。図 9では、ピエゾ素子 2 0 1が接合された規制板 2 0 2と、圧力室 2 0 7が形成された液室板 2 0 3と、積層されたときピエゾ素子 2 0 1の動きを妨害しないように凹部が設けられた隔壁板 2 0 4とを順次繰り返して積層されてインクジュットへッド構造体が形成される。

インクは、図 1 0 2に示すようにインク流入口 2 0 9から圧力室 2 0 7に充填され、ノズノレ板 2 0 8に穿孔されたノズルからインク液滴が吐出される。

図 1 1は、図 9の構造体を組み立てる様子を示す斜視図を示しており、ピエゾ素子 2 0 1が接合された規制板 2 0 2、圧力室 2 0 7が形成された液室板 2 0 3、ピエゾ素子 2 0 1が直接接触しないように凹部 2 0 5が設けられた隔壁板 2 0 4 が図 9のように重ねられて構造体を作る。なお、液室板 2 0 3は部材が分離してしまわないように支持部 2 0 6で一体化されており、支持部 2 0 6は構造体を作製した後取り除かれる。

図 9の構造のインクジェッ卜へッドでは、平板材料の積層方向に、ノズルが配列されマルチノズルヘッドが完成する。すなわち、規制板 2 0 2、液室板 2 0 3 および隔壁板 2 0 4の厚みの合計がノズルのピッチと等しくなる。したがって、高密度なノズル配列のインクジヱットへッドを提供するには、厚みの薄い平板材料を使用して積層すれば良く、圧力室の幅を狭くする必要がないため、性能の劣化なしにノズルの高密度化が可能となる。

図 9の構造体は、例えばステンレスのような金属を使用する。液室板 2 0 3の圧力室 2 0 7や隔壁板 2 0 4の凹部 2 0 5は金属のエッチングによって簡単に形成できる。これらの板部材の積層は、接着剤で接合しても良いし、シート状の接着剤を板部材でサンドイッチして熱圧着しても良い。また、板部材を金メッキして積層し、金の拡散接合で直接金属を接合する方法もある。

試作では、規制板 2 0 2に約 3 0 μ mのステンレスを使用し、厚み 4 0 μ πιの電歪ノ圧電素子をエポキシ系接着剤で規制板に接着する。液室板 2 0 3は厚み 2 0 0 μ πιのステンレスに幅 1 min、長さ 4 mmの液室をエッチングで开成した。隔壁板 2 0 4は 1 5 0 w inのステンレスに約 7 0 J mの凹部をハーフエッチングにて作製した。これらの電歪/圧電素子を含む 3枚のシー卜部材を順次エポキシ系接着剤で積層すると、接着層が約 2 0 μ πιとなって約 2本/ mmのマルチノズルヘッドが完成した。このヘッドでは約 5 Vの低電圧なパルス駆動で、良好な液滴の吐出が観測された。このヘッドよりさらに高密度なノズル配列のへッドも前記液室板 2 0 3や隔壁板 2 0 4をさらに薄くすることによって可能となる。産業上の利用分野以上のように、本発明によれば、複数のノズルを有するマルチノズルインクジヱット記録へッドの、ノズルの配列方向に平板状部材を積層してィンクジヱット記録へッドの構造体を構成するものであり、薄い平板状部材を使用することによつて深さの浅いィンク液室を高密度に配列することができ、高密度なノズル配列に対応したインクジェット記録へッドを容易に実現できる。

また、平板状部材に形成されるパターンは、ノズルの配列密度に比較して寸法の大きな、比較的単純な模様のもので足り、加工が簡単で作製が容易であり、積層していった後に、切断'分離すれば、一度に複数個のインクジェット記録ヘンドが製造でき、非常に量産性の高いインクジェット記録へッドを提供することができるものである。

Claims

請求の範囲

1 . インク供給源に連通されるとともに、それぞれ所定の方向に配列された複数のインク液室と、前記各インク液室にそれぞれ連通されるとともに、それぞれ前記所定の方向に配列された複数のノズルとを備えたィンクジェット記録へッドにおいて、前記インク液室の間に存在して、全てのあるいは一部のインク液室のインクを吐出させることが出来る駆動機能を有する平板状部材が、前記ノズルの配列方向に積層して配列されていることを特徴とするインクジェット記録へッ

2 . 前記平板状部材は、

平板状の圧電 Ζ電歪部材と、

前記圧電ノ電歪部材の両面側に各々隣接して配された第 1の電極部材及び第 2 の電極部材と、

前記第 1の電極部材と前記第 2の電極部材とに電圧を印加することにより前記圧電ノ電歪部材に伸び又は縮み変形を発生させ、かつ前記規制板部材が前記圧電ノ電歪部材の伸び又は縮み変形を規制することにより、前記ィンク液室内のィンクを加圧して、前記ィンク液室に対応したノス 'ノレよりインク液滴を吐出する請求の範囲 1記載のィンクジェット記録へッド。

3 . 前記複数の圧電ノ電歪部材に対して、 1つおきに伸び変形を発生させることによって、インク液滴を、伸び変形をした圧電電歪部材に前記規制板部材を介さず隣接するインク液室に対応するノズルから外部に吐出させ、残るノズルから吐出させない請求の範囲 2記載のインクジエツト記録ヘシド。

4. 前記複数の圧電電歪部材に対して、 1つおきに伸び変形を発生させ、かつ前記伸び変形を発生させた圧電 Z電歪部材以外の圧電電歪部材に対しては縮み変形を発生させることによって、インク液滴を、伸び変形をした圧電ノ電歪部材に前記規制板部材を介さず隣接するインク液室に対応するノズルから外部に吐出させ、残るノズルから吐出させない請求の範囲 2記載のインクジヱット記録へッド。

5 . 前記第 1の電極は共通電極である請求の範囲 1から 4のいずれかに記載のィンクジェット記録へッド。

6 . 更に、前記圧電ノ電歪部材と、その圧電 Z電歪部材に前記規制板部材を介さず隣接するインク液室との間に、あるいは、前記規制板部材と、それに隣接するインク液室との間に、前記圧電ノ電歪部材の縮み変形あるい伸び変形の非駆動インク液室への伝搬を防止するための伸縮運動伝搬防止手段が、設けられ、全てのノズルからィンク液滴を吐出可能である請求の範囲 2記載のィンクジ-ット記録へッド。

7 . 前記伸縮運動伝搬防止手段は、空隙部を利用したものである請求の範囲 6記載のィンクジヱット記録へッド。

8 . 前記伸縮運動伝搬防止手段は防震部材である請求の範囲ら記載のィンクジェット記録ヘッド。

9 . 前記第 1の電極部材と前記第 2の電極部材とが対向する幅は、前記空隙部の幅より小さレ、請求の範囲 7記載のィンクジヱット記録へッド。

1 0 . 前記圧電 /電歪部材、前記規制板部材及び前記圧力室部材は、同一材質の圧電性セラミックで形成されている請求の範囲 1から 9のいずれかに記載のインクジヱット記録へッド。

1 1 . 前記平板状部材は、静電式ィンクジェットの電極と、その電極に隣接して配された電極部材とを有することを特徴とする請求項 1記載のィンクジエツト記録へッド。

1 2 . 前記平板状部材は、加熱式ィンクジェットの加熱手段を有することを特徴とする請求項 1記載のィンクジヱット記録へッド。

1 3 . インク供給源に連通されるインク液室に対応した複数の孔部を有する圧力室部材の基材と、全てのあるいは一部のインク液室を変形させることが出来る駆動用平板状部材の基材とを交互に積層する積層ステップと、前記積層ステツプで積層された圧力室部材の基材と平板状部材の基材とを、積層された状態を維持しながら、積層した方向に沿って、前記複数の孔部に対応して切断する切断ステツプとを備えたことを特徴とするインクジエツト記録へッドの製造方法。

1 4 . 前記平板状部材の基材は、平板状の圧電 /電歪部材の基材と、前記圧電ノ電歪部材の基材の両面側に各々隣接して配された第 1の電極部材及び第 2の電極部材のバタ一ンと、前記第 2の電極部材のパターンの側に前記第 2の電極部材のパターンと隣接して配された平板状の規制板部材の基材とを有し、

前記積層ステップは、前記第 2の電極部材のパターンが形成された規制板部材の基材、前記第 1の電極部材のパターンが形成された圧電 Z電歪部材の基材及び前記圧力室部材の基材を順次積層するステップである請求の範囲 1 3記載のィンクジヱット記録へッドの製造方法。

1 5 . 更に、前記積層ステップ後であって前記切断ステップ前に、前記インク液室に連通可能なノズルを複数有するノズル板の基材を前記ィンク液室と前記ノズルとが対応するように接合する接合ステップとを備えた請求の範囲 1 3記載のインクジヱット記録へッドの製造方法。

1 6 . 更に、前記切断ステップ後に、前記インク液室に連通可能なノズルを複数有するノズル板を前記ィンク液室と前記ノズノレとが対応するように接合する接合ステップとを備えた請求の範囲 1 3記載のインクジエツト記録へッドの製造方法。

1 7 . 前記圧電ノ電歪部材の基材及び前記規制板部材の基材は、グリーンシ —トの状態で電極パターンが形成された後焼成されたものであり、前記圧力室部材の基材は、グリーンシ一トの状態で孔部が穿孔された後焼成されたものる請求の範囲 1 3から 1 6のいずれかに記載のインクジ: ット記録へッドの製造方法。