JP2001301155A - Acoustic ink jet recording head and acoustic ink jet recorder - Google Patents
Acoustic ink jet recording head and acoustic ink jet recorderInfo
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- B41J2/14008—Structure of acoustic ink jet print heads
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、インク中に音響波
を放射し、そのエネルギでインク液の自由表面からイン
ク液滴を噴射する音響インクジェットプリンタの記録ヘ
ッドに関するものであり、特に音響エネルギーの効率的
な伝播を可能とすると共に、作製容易な高解像度の音響
インクジェット記録ヘッドおよび音響インクジェット記
録装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording head of an acoustic ink jet printer which emits an acoustic wave into ink and ejects ink droplets from a free surface of the ink liquid by using the energy. The present invention relates to a high-resolution acoustic ink jet recording head and an acoustic ink jet recording apparatus which enable efficient propagation and are easy to manufacture.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のインクジェットプリンタは、流路
中に設けたヒータによりインクを急加熱してバブルを発
生させ、その圧力によってインク液滴を吐出するサーマ
ルインクジェット方式や、流路周辺に配設された圧電素
子を変形させることにより圧力を発生させてインク液滴
を吐出する圧電型インクジェット方式などが良く知られ
ている。2. Description of the Related Art A conventional ink-jet printer is provided with a thermal ink-jet system in which ink is rapidly heated by a heater provided in a flow path to generate a bubble, and ink droplets are discharged by the pressure. A well-known piezoelectric ink-jet system in which an ink droplet is ejected by generating pressure by deforming a formed piezoelectric element is well known.
【０００３】ところで、高画質なインクジェットプリン
タを実現するためには、画像を形成するインク液滴を極
力小さくする必要がある。しかしながら、従来のサーマ
ルインクジェット方式や圧電型インクジェット方式で
は、インク液滴を小さくするためにノズル径を小さくす
ると、ゴミの付着やインクの乾燥によりノズルの目詰ま
りが生じやすくなるという問題があった。また、サーマ
ルインクジェット方式では、インク成分がヒータ上にコ
ゲついて堆積し、吐出特性が劣化する問題があった。By the way, in order to realize a high-quality ink jet printer, it is necessary to make ink droplets for forming an image as small as possible. However, in the conventional thermal inkjet system and piezoelectric inkjet system, when the nozzle diameter is reduced to reduce the size of ink droplets, there is a problem that clogging of the nozzle is likely to occur due to adhesion of dust and drying of the ink. Further, in the thermal ink jet system, there is a problem that the ink component is kogated and deposited on the heater, thereby deteriorating the ejection characteristics.
【０００４】このようなノズルの目詰まりの問題を解消
する手段として、自由表面からインク液滴を吐出する音
響インクジェットプリンタが、例えば、特公平６-１０
２３７７号公報（以下、従来例１という）に開示されて
いる。As a means for solving such a problem of nozzle clogging, an acoustic ink jet printer which discharges ink droplets from a free surface is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 6-10 / 1994.
No. 2377 (hereinafter referred to as Conventional Example 1).
【０００５】具体的には、図６に示すように、音響イン
クジェット記録ヘッド５０は、電極５２によって駆動さ
れた圧電素子５４から発せられた音響波５６が基板５８
内を進み、音響レンズ６０によってインク液６２の自由
表面６４に集束され、インク液滴６６が自由表面６４か
ら吐出される構成である。[0005] More specifically, as shown in FIG. 6, an acoustic ink jet recording head 50 includes an acoustic wave 56 emitted from a piezoelectric element 54 driven by an electrode 52.
The ink droplet 62 is converged on the free surface 64 of the ink liquid 62 by the acoustic lens 60, and the ink droplet 66 is ejected from the free surface 64.
【０００６】すなわち、インク液６２の自由表面６４に
音響波を集束させ、そのエネルギによって自由表面６４
からインク液滴６６を吐出させる。したがって、インク
液滴６６の吐出にノズルが不要となり、ノズルの目詰ま
りを回避できる。また、集束音響波のスポット径を制御
することによりインク液滴６６のサイズを変更すること
も容易になる。さらに、インク成分のコゲも回避でき
る。That is, an acoustic wave is focused on the free surface 64 of the ink liquid 62, and the energy of the acoustic wave is focused on the free surface 64.
, An ink droplet 66 is ejected. Therefore, a nozzle is not required for discharging the ink droplet 66, and clogging of the nozzle can be avoided. Further, it is easy to change the size of the ink droplet 66 by controlling the spot diameter of the focused acoustic wave. Furthermore, kogation of the ink component can be avoided.
【０００７】なお、従来例１では、インク液６２の自由
表面６４を音響レンズ６０の焦点に保持しておくため
に、図６に示すように、開口６８を有するインク液面保
持プレート７０を設けている。しかし、この開口６８
は、サーマルインクジェット方式や圧電型インクジェッ
ト方式のノズルと異なり、自由表面６４を保持するため
にのみ設けられているため、インク液滴６６のサイズよ
りもかなり大きく形成できる。したがって、この開口６
８において目詰まりが発生することはない。In the first conventional example, in order to hold the free surface 64 of the ink liquid 62 at the focal point of the acoustic lens 60, an ink liquid level holding plate 70 having an opening 68 is provided as shown in FIG. ing. However, this opening 68
Unlike the nozzles of the thermal ink jet system or the piezoelectric ink jet system, the nozzles are provided only for holding the free surface 64, and thus can be formed much larger than the size of the ink droplet 66. Therefore, this opening 6
No clogging occurs at 8.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構造の音響インクジェット記録ヘッド１０では、図６に
示すように、圧電素子５４から発せられた音響波５６が
基板５８内を進み音響レンズ６０に達する間に、拡散を
起こしクロストーク７２の原因となったり、音響波５６
が減衰してエネルギ伝達効率の低下を招く問題がある。
また、基板５８と音響レンズ６０、音響レンズ６０とイ
ンク液６２との音響インピーダンスの差が大きい場合、
接合界面において音響波５６が反射し、音響波を効率よ
くインク液中に伝播することができなくなる問題があ
る。By the way, in the acoustic ink jet recording head 10 having such a structure, as shown in FIG. In the meantime, it causes diffusion and causes crosstalk 72,
However, there is a problem that energy transmission efficiency is reduced due to attenuation.
When the acoustic impedance difference between the substrate 58 and the acoustic lens 60 and the acoustic lens 60 and the ink liquid 62 is large,
There is a problem that the acoustic wave 56 is reflected at the joining interface, and the acoustic wave cannot be efficiently propagated into the ink liquid.
【０００９】特公平６-４５２３３号公報（以下、従来
例２という）には、複数の音響レンズアレイを配置した
線形アレイ構造により、上述の音響波の拡散等を防止し
た音響プリントヘッドが開示されている。この構造は図
７に示すように、圧電素子５４および基板５８を各音響
レンズ６０に対応する部分に区画するように、溝（不整
合領域）７４を設けたものである。この結果、音響波５
６を発生させる圧電素子５４間に不整合領域７４を設け
ることによって音響波５６の拡散を防止でき、音響波５
６を効率良く音響レンズ６０に伝える。Japanese Patent Publication No. 6-45233 (hereinafter referred to as Conventional Example 2) discloses an acoustic print head in which the above-described diffusion of acoustic waves is prevented by a linear array structure in which a plurality of acoustic lens arrays are arranged. ing. In this structure, as shown in FIG. 7, a groove (misaligned region) 74 is provided so as to partition the piezoelectric element 54 and the substrate 58 into portions corresponding to the respective acoustic lenses 60. As a result, the acoustic wave 5
By providing the mismatched region 74 between the piezoelectric elements 54 that generate the acoustic waves 56, the diffusion of the acoustic waves 56 can be prevented.
6 to the acoustic lens 60 efficiently.
【００１０】しかしながら、従来例２に示す音響プリン
トヘッドは、不整合領域７４を作製する際、圧電体層を
各圧電素子単位で分割するため、解像度をあげるべく圧
電素子アレイの配列ピッチを小さくしようとするとドラ
イエッチング法、ウエットエッチング法、ダイシング法
等のいずれの手法を用いても作製が困難になり、製造歩
留まりが低下する。また、不整合領域７４を圧電素子５
４と音響インピーダンスの差が大きい別の物質で満たす
方法も考えられるが、不整合領域７４の深さは数十μｍ
をはるかに超える深さとなり、アスペクト比から別の物
質を埋め込むことは困難である。However, in the acoustic print head according to the second conventional example, when the mismatched region 74 is formed, the piezoelectric layer is divided for each piezoelectric element, so that the arrangement pitch of the piezoelectric element array is reduced in order to increase the resolution. In such a case, it is difficult to manufacture the semiconductor device using any of the dry etching method, the wet etching method, the dicing method, and the like, and the production yield is reduced. In addition, the mismatched region 74 is
Although it is conceivable to fill with a different material having a large acoustic impedance difference from that of No. 4, the depth of the mismatch region 74 is several tens μm.
, And it is difficult to embed another material from the aspect ratio.
【００１１】ところで、特許２５１１５７０号には、音
響エネルギーを集束させるための音響レンズとして、位
相音響フレネルレンズを使うことが提案されている。音
響フレネルレンズは、球面レンズにくらべて、集束効率
は多少落ちるが、半導体技術などで安価に大量に生産可
能であるという利点を有する。Japanese Patent No. 2511570 proposes to use a phase acoustic Fresnel lens as an acoustic lens for focusing acoustic energy. Acoustic Fresnel lenses have a slightly lower focusing efficiency than spherical lenses, but have the advantage that they can be mass-produced inexpensively by semiconductor technology or the like.
【００１２】しかしながら、フレネルレンズを形成して
いる材料としては、エッチング加工可能な材料、例えば
a-シリコン等が使用されている。このような材料の音響
インピーダンスは、インク液の音響インピーダンスと比
べて１０倍程度大きく、音響フレネルレンズからインク
液中に音響波を効率よく放射できない問題がある。これ
を改善するために、音響インピーダンスが音響レンズ材
料とインク液の音響インピーダンスの中間である物質
を、音響インピーダンスマッチング層として、音響レン
ズの表面に形成する必要があった。However, as the material forming the Fresnel lens, a material which can be etched, for example,
a-silicon or the like is used. The acoustic impedance of such a material is about 10 times larger than the acoustic impedance of the ink liquid, and there is a problem that an acoustic wave cannot be efficiently emitted from the acoustic Fresnel lens into the ink liquid. In order to improve this, it is necessary to form a substance whose acoustic impedance is between the acoustic impedance of the acoustic lens material and that of the ink liquid on the surface of the acoustic lens as an acoustic impedance matching layer.
【００１３】一方、インク液滴の大きさは圧電素子アレ
イの駆動周波数に依存し、駆動周波数が高いほど小さく
なる。したがって、一般的には、高解像度、高画質（例
えば、粒状性の向上）を達成するために、駆動周波数を
高くすれば良い。しかしながら、インク液滴が余りにも
小径になると、インク液滴を用紙などの所定位置に着弾
させることが困難になる。すなわち、質量が余りにも小
さいためインク液滴の吐出速度が低下して飛翔方向等を
制御することが困難になる。また、駆動周波数が２００
ＭＨｚを越えるとインク液滴の粒径の変化が小さくなる
と共に、駆動周波数が高いことによって回路構成が複雑
になり、ノイズ処理などの電気的制御の困難性が顕著に
なる。On the other hand, the size of the ink droplet depends on the driving frequency of the piezoelectric element array, and becomes smaller as the driving frequency becomes higher. Therefore, generally, in order to achieve high resolution and high image quality (for example, improvement in graininess), the driving frequency may be increased. However, if the diameter of the ink droplet is too small, it is difficult to land the ink droplet on a predetermined position on a sheet of paper or the like. That is, since the mass is too small, the ejection speed of the ink droplets decreases, and it becomes difficult to control the flight direction and the like. When the driving frequency is 200
When the frequency exceeds MHz, the change in the particle diameter of the ink droplets becomes small, and the circuit configuration becomes complicated due to the high driving frequency, and the difficulty in electrical control such as noise processing becomes remarkable.
【００１４】一方、文字等を印字する場合には、ある程
度の印字速度を確保する必要がある。このためには、隣
接するドットがつながる（ベタが埋まる）ようにインク
吐出を行なうことが必要であり、例えば６００ｄｐｉで
あれば、７０ＭＨｚ程度で駆動することが必要である。On the other hand, when printing characters and the like, it is necessary to secure a certain printing speed. For this purpose, it is necessary to perform ink ejection so that adjacent dots are connected (solid is filled). For example, at 600 dpi, it is necessary to drive at about 70 MHz.
【００１５】そこで、高解像度、高画質を達成すると共
にある程度の印字速度を確保するためには、７０ＭＨｚ
〜２００ＭＨｚの範囲の駆動周波数が適切となる。Therefore, in order to achieve high resolution and high image quality and to secure a certain printing speed, 70 MHz
A drive frequency in the range of ~ 200 MHz is appropriate.
【００１６】ここで、例えば、１５０ＭＨｚ近辺の振動
を効率的に得るには、酸化亜鉛等の圧電体層を薄膜形成
技術で２０μm程度形成しなければならない。この厚い
酸化亜鉛の膜形成には長時間（１１時間程度）を必要と
するため、量産性の点で問題があり、製造コストが高く
なる。Here, for example, in order to efficiently obtain a vibration around 150 MHz, a piezoelectric layer of zinc oxide or the like must be formed to a thickness of about 20 μm by a thin film forming technique. Since it takes a long time (about 11 hours) to form the thick zinc oxide film, there is a problem in mass productivity, and the manufacturing cost is increased.
【００１７】本発明は、上述した不都合に鑑みてなされ
たもので、音響波の拡散によるクロストークを防止し、
圧電素子より発せられた音響波を効率よくインク中に放
出することにより、インク液滴を高効率で噴射させると
共に、生産性の高い高解像度の音響インクジェット記録
ヘッドおよび音響インクジェット記録装置を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned inconveniences, and prevents crosstalk due to diffusion of acoustic waves.
Provided are a high-resolution acoustic inkjet recording head and an acoustic inkjet recording apparatus that efficiently eject ink droplets by efficiently discharging acoustic waves emitted from a piezoelectric element into ink, and have high productivity. With the goal.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、インク液中に音響波を放射し、そのエネルギでイン
ク液の自由表面からインク液滴を噴射する音響インクジ
ェット記録ヘッドにおいて、インク液体が自由表面を有
する状態で保持する保持手段と、基板と、前記基板上に
設けられ、音響波を発生する圧電素子と、前記音響波を
前記インク液体の自由表面に集束させる集束手段と、前
記圧電素子を７０〜２００ＭＨｚを含む周波数で駆動す
る駆動手段と、を備え、前記圧電素子は高分子樹脂材料
からなる圧電体から構成されていることを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided an acoustic ink jet recording head which radiates an acoustic wave into an ink liquid and ejects ink droplets from a free surface of the ink liquid by using the energy. Holding means for holding the liquid in a state having a free surface, a substrate, a piezoelectric element provided on the substrate and generating an acoustic wave, and a focusing means for focusing the acoustic wave on the free surface of the ink liquid, Driving means for driving the piezoelectric element at a frequency including 70 to 200 MHz, wherein the piezoelectric element is made of a piezoelectric body made of a polymer resin material.
【００１９】請求項１記載の発明の作用について説明す
る。The operation of the first aspect of the present invention will be described.
【００２０】駆動手段によって圧電素子が７０〜２００
ＭＨｚを含む周波数で駆動されることにより音響波が発
生し、この音響波が集束手段によってインク液の自由表
面に集束されることにより、自由表面からインク液滴が
吐出する。[0020] The driving means makes the piezoelectric element 70 to 200
When driven at a frequency including MHz, an acoustic wave is generated, and the acoustic wave is focused on the free surface of the ink liquid by the focusing means, whereby an ink droplet is ejected from the free surface.
【００２１】一般に、文字等をきれいに高速で印字する
ためには、隣接するドットがつながる（ベタが埋まる）
必要がある。例えば、６００ｄｐｉであれば、液滴の量
が１０ｐｌ必要となる。したがって、音響インクジェッ
ト記録ヘッドであれば、駆動周波数を７０ＭＨｚ程度に
する必要がある。Generally, in order to print characters and the like clearly and at high speed, adjacent dots are connected (solid is filled).
There is a need. For example, in the case of 600 dpi, the amount of the droplet needs to be 10 pl. Therefore, in the case of an acoustic ink jet recording head, the driving frequency needs to be about 70 MHz.
【００２２】一方、写真等を高画質で印字するために
は、粒状感を抑制することが必要である。ドットの形状
が目視で確認できなくなれば、最良である。目視で確認
不可能となるドット径の大きさは、直径２０μｍ程度以
下である。このようなドット径を形成するために必要な
液滴の量は１ｐｌであり、そのための駆動周波数は２０
０ＭＨｚ以上となる。On the other hand, in order to print a photograph or the like with high image quality, it is necessary to suppress graininess. It is best if the dot shape cannot be confirmed visually. The size of the dot diameter that cannot be visually confirmed is about 20 μm or less in diameter. The amount of droplets required to form such a dot diameter is 1 pl, and the driving frequency for that is 20 pl.
0 MHz or more.
【００２３】しかしながら、駆動周波数が２００ＭＨｚ
を越えると液滴の粒径があまり小さくならない（画像の
粒状性が大して向上しない(図２参照））と共に、駆動
周波数が高くなることによって回路構成が複雑になり、
ノイズ処理等の電気的制御の困難性が増大する。However, the driving frequency is 200 MHz.
If it exceeds, the particle size of the droplet does not become too small (the granularity of the image does not improve much (see FIG. 2)), and the circuit configuration becomes complicated due to an increase in the driving frequency.
The difficulty of electrical control such as noise processing increases.
【００２４】したがって、高画質の画像を得るために
は、駆動周波数が７０〜２００ＭＨｚの範囲が好まし
い。Therefore, in order to obtain a high quality image, the driving frequency is preferably in the range of 70 to 200 MHz.
【００２５】ところで、周波数７０ＭＨｚ〜２００ＭＨ
ｚの範囲、例えば１５０ＭＨｚで圧電素子が駆動される
場合には、圧電体層の厚さがエネルギ効率の点から２０
μｍ程度必要とされる。この厚さの圧電体層を酸化亜鉛
を用いて薄膜形成技術で形成すると長時間（１１時間程
度）を要し、生産性が低い。しかしながら、本願発明で
は、圧電素子を高分子樹脂材料からなる圧電体から形成
したため、圧電素子の作製時間が酸化亜鉛と比べて１／
１０以下に短縮され、生産性が向上し低コストで圧電素
子を形成することができる。By the way, a frequency of 70 MHz to 200 MH
In the case where the piezoelectric element is driven in the range of z, for example, 150 MHz, the thickness of the piezoelectric layer is set to 20 in terms of energy efficiency.
About μm is required. When a piezoelectric layer having this thickness is formed by a thin film forming technique using zinc oxide, it takes a long time (about 11 hours) and productivity is low. However, in the present invention, since the piezoelectric element is formed from the piezoelectric body made of the polymer resin material, the manufacturing time of the piezoelectric element is 1/1/2 of that of zinc oxide.
It is reduced to 10 or less, the productivity is improved, and the piezoelectric element can be formed at low cost.
【００２６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記圧電素子上に前記集束手段を設けたこ
とを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the focusing means is provided on the piezoelectric element.
【００２７】請求項２記載の発明の作用について説明す
る。The operation of the invention according to claim 2 will be described.
【００２８】圧電素子上に集束手段を直接設けているた
め、圧電素子から発せられた音響波が集束手段に到達す
るまでの間に減衰することや、拡散すること防止でき
る。すなわち、圧電素子と集束手段の間に基板などが介
在しないため、基板中での音響波の減衰や拡散によるイ
ンク液滴の飛翔効率低下やクロストークが発生しない。
したがって、圧電素子で発せられた音響波を音響レンズ
に効率良く導くことができ、インク液滴の飛翔効率を向
上させることができる。Since the focusing means is directly provided on the piezoelectric element, it is possible to prevent the acoustic wave emitted from the piezoelectric element from attenuating or diffusing before reaching the focusing means. That is, since a substrate or the like is not interposed between the piezoelectric element and the focusing means, the flying efficiency of ink droplets does not decrease and crosstalk does not occur due to attenuation or diffusion of acoustic waves in the substrate.
Therefore, the acoustic wave emitted by the piezoelectric element can be efficiently guided to the acoustic lens, and the flying efficiency of the ink droplet can be improved.
【００２９】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記基板において前記圧電素子と対向する
部分に、孔部もしくは凹部が設けられていることを特徴
とする。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, a hole or a concave portion is provided in a portion of the substrate facing the piezoelectric element.
【００３０】請求項３記載の発明の作用について説明す
る。The operation of the third aspect of the present invention will be described.
【００３１】基板上に形成された圧電素子の上に音響フ
レネルレンズが設けられている場合、圧電素子に対向す
る基板の部分に孔部、あるいは凹部が形成されているこ
とにより、圧電素子から発せられる音響波が空気によっ
て伝播を妨げられ、音響フレネルレンズと反対側に伝播
することを防止する。When an acoustic Fresnel lens is provided on a piezoelectric element formed on a substrate, a hole or a recess is formed in a portion of the substrate facing the piezoelectric element, so that the piezoelectric element emits light. The transmitted acoustic wave is prevented from propagating by the air, and is prevented from propagating to the opposite side of the acoustic Fresnel lens.
【００３２】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれか１項記載の発明において、前記集束手段が高分子
樹脂材料で形成されていることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the convergence means is formed of a polymer resin material.
【００３３】請求項４記載の発明の作用ついて説明す
る。The operation of the fourth aspect of the present invention will be described.
【００３４】前記集束手段も高分子樹脂材料で形成され
て入るため、基板上への作製が容易になる。したがっ
て、音響インクジェット記録ヘッドの生産性が一層向上
する。Since the focusing means is also made of a polymer resin material, it can be easily manufactured on a substrate. Therefore, the productivity of the acoustic ink jet recording head is further improved.
【００３５】請求項５記載の発明は、請求項４記載の発
明において、前記集束手段と前記圧電素子が同一材料か
ら形成されていることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the focusing means and the piezoelectric element are formed of the same material.
【００３６】請求項５記載の発明の作用について説明す
る。The operation of the fifth aspect of the present invention will be described.
【００３７】圧電素子と集束手段が同一の高分子樹脂材
料で作製することにより、両者の音響インピーダンスを
等しくすることができる。すなわち、圧電素子から集束
手段に音響波が効率的に伝播し、インク液滴の吐出を高
効率的で行うことができる。When the piezoelectric element and the focusing means are made of the same polymer resin material, the acoustic impedance of both can be made equal. That is, the acoustic wave is efficiently propagated from the piezoelectric element to the focusing means, and the ink droplet can be ejected with high efficiency.
【００３８】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のい
ずれか１項記載の音響インクジェット記録ヘッドを備え
たことを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an acoustic ink jet recording head according to any one of the first to fifth aspects.
【００３９】請求項６記載の発明の作用について説明す
る。The operation of the invention will be described.
【００４０】上記音響インクジェット記録ヘッドを備え
た音響インクジェット記録装置は、生産性が向上すると
共に、エネルギ効率良く、かつ高画質な画像記録を行な
うことができる。The acoustic ink jet recording apparatus provided with the above-described acoustic ink jet recording head can improve the productivity and perform high-quality image recording with energy efficiency.
【００４１】[0041]
【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態に係る音響
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An acoustic ink jet recording head according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００４２】図１に示すように、音響インクジェット記
録ヘッド１０は、基板１２と、基板１２上に設けられ音
響波を発生させる圧電体層１４と、音響波を集束させる
音響フレネルレンズ１６と、音響波の集束位置（焦点）
にインク液１８の自由表面２０を保持するインク液面保
持プレート２２とから基本的に構成されている。As shown in FIG. 1, the acoustic ink jet recording head 10 includes a substrate 12, a piezoelectric layer 14 provided on the substrate 12 for generating an acoustic wave, an acoustic Fresnel lens 16 for focusing the acoustic wave, Focusing position of wave (focus)
And an ink liquid level holding plate 22 for holding a free surface 20 of the ink liquid 18.
【００４３】基板１２は、石英やパイレックス（登録商
標）などのガラス材料、アルミナ等のセラミック材料、
銅やアルミニウム等の金属材料、シリコーン等のゴム材
料から形成されている。The substrate 12 is made of a glass material such as quartz or Pyrex (registered trademark), a ceramic material such as alumina,
It is formed from a metal material such as copper or aluminum, or a rubber material such as silicone.
【００４４】基板１２上に設けられた圧電体層１４は、
圧電体層１４に印可された所定の駆動信号により超音波
を発生できる材料で形成される。ここで、圧電体層１４
の種類は、駆動周波数に応じて選択することになるが、
実際には作製の容易さ、及び音響インピーダンスによ
り、高分子圧電体が選ばれる。具体的には、ポリビニリ
デンフロライド(PVDF)やビニリデンフロライドとトリフ
ロールエチレンの共重合体(P(VDF-TrFE))等の高分子圧
電材料より選択される。The piezoelectric layer 14 provided on the substrate 12
The piezoelectric layer 14 is formed of a material capable of generating ultrasonic waves by a predetermined drive signal applied thereto. Here, the piezoelectric layer 14
Will be selected according to the driving frequency,
In practice, a polymer piezoelectric material is selected depending on the easiness of production and the acoustic impedance. Specifically, it is selected from a polymer piezoelectric material such as polyvinylidene fluoride (PVDF) or a copolymer of vinylidene fluoride and trifluorethylene (P (VDF-TrFE)).
【００４５】圧電体層１４の下面（基板１２との間）に
は、互いに分離した個別電極２４が形成されている。他
方、圧電体層１４の上面には共通電極２６が形成されて
いる。これら電極２４、２６は、Ti、Ti-Ta、Ni、Al、C
u、Au等の金属材料を、蒸着やスパッタリング等の薄膜
形成技術を用いて形成される。または、スクリーン印刷
等を用いた印刷法により形成しても良い。On the lower surface of the piezoelectric layer 14 (between the substrate 12), individual electrodes 24 separated from each other are formed. On the other hand, a common electrode 26 is formed on the upper surface of the piezoelectric layer 14. These electrodes 24 and 26 are made of Ti, Ti-Ta, Ni, Al, C
A metal material such as u or Au is formed by using a thin film forming technique such as vapor deposition or sputtering. Alternatively, it may be formed by a printing method using screen printing or the like.
【００４６】このように、個別電極２４、共通電極２６
によって圧電体層１４を挟持することにより、任意の個
別電極２４と共通電極２６を駆動することによって圧電
体層１４の任意の部分（以下、圧電素子２８という）を
振動させることができる。圧電体層１４の個別電極２４
が形成された面を、接着層２９を介して、支持部材であ
る基板１２に接合する。As described above, the individual electrode 24 and the common electrode 26
By sandwiching the piezoelectric layer 14, an arbitrary portion of the piezoelectric layer 14 (hereinafter, referred to as a piezoelectric element 28) can be vibrated by driving an arbitrary individual electrode 24 and a common electrode 26. Individual electrode 24 of piezoelectric layer 14
Is bonded to the substrate 12 as a support member via the adhesive layer 29.
【００４７】このような作製方法以外に、基板１２上に
電極２４、２６や圧電体層１４を順次作製していく方法
でも良い。すなわち、先ず、支持部材である基板１２上
に個別電極２４を形成する。次に、その個別電極２４を
備えた基板１２上に高分子圧電体層１４を導電性接着剤
もしくは、ラミネートすることで接合する。その後、高
分子圧電体層１４の基板１２と接合された面と反対の面
上に共通電極２６を形成する方法でも良い。In addition to the above manufacturing method, a method of sequentially manufacturing the electrodes 24 and 26 and the piezoelectric layer 14 on the substrate 12 may be used. That is, first, the individual electrodes 24 are formed on the substrate 12 which is a support member. Next, the piezoelectric polymer layer 14 is bonded on the substrate 12 provided with the individual electrodes 24 by using a conductive adhesive or laminating. Thereafter, the common electrode 26 may be formed on the surface of the polymer piezoelectric layer 14 opposite to the surface bonded to the substrate 12.
【００４８】共通電極２６上には、音響レンズ層３０が
積層されており、音響レンズ層３０の圧電素子２８に対
応する部分に音響フレネルレンズ１６が形成されてい
る。音響フレネルレンズ１６の材料は、音響インピーダ
ンスがインク液１８の音響インピーダンスの５倍以下の
高分子樹脂材料である。水性染料系のインクの音響イン
ピーダンスは１.４×１０6〜１.７×１０6Nsec/m3であ
り、この５倍以下の音響インピーダンスを持つ高分子樹
脂材料としては、エポキシ樹脂(４×１０6Nsec/m 3)、ポ
リエチレン(１.８×１０6Nsec/m3)、ポリスチレン(２.
５×１０6Nsec/m3)、ポリメチルメタアクリレート(３.
１×１０6Nsec/m3)、ポリカーボネート(２×１０6Nsec/
m3)、ポリイミド(３.５×１０6Nsec/m3)等から選択でき
る。On the common electrode 26, an acoustic lens layer 30 is formed.
The piezoelectric element 28 of the acoustic lens layer 30
An acoustic Fresnel lens 16 is formed at the corresponding portion.
You. The material of the acoustic Fresnel lens 16 is an acoustic impedance
Is less than 5 times the acoustic impedance of the ink liquid 18.
It is a polymer resin material. Acoustic ink of water-based dye-based ink
Piedance is 1.4 × 106~ 1.7 × 106Nsec / mThreeIn
Polymer tree with acoustic impedance less than 5 times
Epoxy resin (4 × 106Nsec / m Three), Po
Ethylene (1.8 × 106Nsec / mThree), Polystyrene (2.
5 × 106Nsec / mThree), Polymethyl methacrylate (3.
1 × 106Nsec / mThree), Polycarbonate (2 × 106Nsec /
mThree), Polyimide (3.5 × 106Nsec / mThree) Etc.
You.
【００４９】また、圧電体層１４を形成する材料と同じ
材料で音響フレネルレンズ１６を形成する場合には、ポ
リビニリデンフロライド(４×１０6Nsec/m3)やビニリデ
ンフロライドとトリフロールエチレンの共重合体(４.５
×１０6Nsec/m3)等が選択される。When the acoustic Fresnel lens 16 is formed of the same material as the material forming the piezoelectric layer 14, polyvinylidene fluoride (4 × 10 6 Nsec / m 3 ) or vinylidene fluoride and trifluorethylene Copolymer (4.5)
× 10 6 Nsec / m 3 ) or the like is selected.
【００５０】音響フレネルレンズ１６の作製方法として
は、共通電極２６上に高分子樹脂材料をラミネートもし
くはコーティング法により形成し、マスクを介してエキ
シマレーザーにより加工することで形成することができ
る。The acoustic Fresnel lens 16 can be formed by laminating or coating a polymer resin material on the common electrode 26 and processing the same with an excimer laser through a mask.
【００５１】なお、フレネルレンズ形状を反転した金型
に、溶融した高分子樹脂材料を流し込んで成形する方法
で作製し、この成形された音響フレネルレンズ１６を共
通電極２６上に接合する作製方法で形成しても良い。In this case, a molten polymer resin material is poured into a mold in which the Fresnel lens shape is inverted and formed by molding, and the formed acoustic Fresnel lens 16 is joined to the common electrode 26 by a manufacturing method. It may be formed.
【００５２】また、共通電極２６上に高分子樹脂材料を
ラミネートしながら型押し成形して音響フレネルレンズ
１６を形成しても良い。The acoustic Fresnel lens 16 may be formed by embossing while laminating a polymer resin material on the common electrode 26.
【００５３】本実施形態においては、音響レンズ層３０
が、共通電極２６の絶縁保護膜の機能を兼ねている。In this embodiment, the acoustic lens layer 30
Have also the function of the insulating protective film of the common electrode 26.
【００５４】音響フレネルレンズ１６はインク液１８と
接しており、その上面には開口３２を有するインク液面
保持プレート２２が設けられている。The acoustic Fresnel lens 16 is in contact with the ink liquid 18, and an ink liquid level holding plate 22 having an opening 32 is provided on the upper surface thereof.
【００５５】このインク液面保持プレート２２として
は、Ni，Cr等のエレクトロフォーミングで形成したも
の、ステンレスやNi系合金のプレートにパンチ加工や放
電加工、エキシマレーザ加工、エッチング加工等の微細
穴加工が可能な方法で開口３２を形成したものなどが挙
げられる。The ink liquid level holding plate 22 is formed by electroforming of Ni, Cr, or the like, or is formed by punching, discharging, excimer laser processing, etching or the like on a stainless steel or Ni-based alloy plate. And the like, in which the opening 32 is formed by a method that allows the above.
【００５６】このインク液面保持プレート２２の開口３
２は、インク自由表面２０を音響フレネルレンズ１６の
焦点に保持するためだけの目的であり、インク液滴のサ
イズとは無関係なので、サーマルインクジェット方式や
圧電型インクジェット方式のノズルと比べると、かなり
大きくて目詰まり等が発生することはない。The opening 3 of the ink level holding plate 22
2 is only for holding the ink free surface 20 at the focal point of the acoustic Fresnel lens 16 and is independent of the size of the ink droplets, so that it is considerably larger than a thermal inkjet type or a piezoelectric type inkjet nozzle. There is no clogging.
【００５７】次に、このように形成された音響インクジ
ェット記録ヘッド１０の作用について説明をする。Next, the operation of the acoustic ink jet recording head 10 thus formed will be described.
【００５８】個別電極２４と共通電極２６に図示しない
制御回路からＲＦ駆動電圧を与えることにより、圧電素
子２８から超音波（音響波）が発せられる。この音響波
が音響レンズ層３０に形成された音響フレネルレンズ１
６に伝播され、インク液面保持プレート２２の開口３２
に保持されているインク自由表面２０に集束される。イ
ンク自由表面２０に集束された音響エネルギーの放射圧
により、インク液滴３４が噴射される。By applying an RF drive voltage from a control circuit (not shown) to the individual electrodes 24 and the common electrode 26, ultrasonic waves (acoustic waves) are emitted from the piezoelectric element 28. This acoustic wave is the acoustic Fresnel lens 1 formed on the acoustic lens layer 30.
6 and the opening 32 of the ink liquid level holding plate 22.
Is focused on the free ink surface 20 which is held at The radiation pressure of the acoustic energy focused on ink free surface 20 causes ink droplets 34 to be ejected.
【００５９】この際、ＲＦ駆動電圧の駆動周波数を７０
〜２００ＭＨｚ（例えば、１５０ＭＨｚ）にすることに
よって、インク液滴３４のサイズが十分に小さくなり、
高解像度の画像形成を行なうことができる。At this time, the driving frequency of the RF driving voltage is set to 70
By setting the frequency to 200 MHz (for example, 150 MHz), the size of the ink droplet 34 becomes sufficiently small,
High resolution image formation can be performed.
【００６０】一般に、文字等をきれいに高速で印字する
ためには、隣接するドットがつながる（ベタが埋まる）
必要がある。例えば、６００ｄｐｉであれば、液滴の量
が１０ｐｌ必要となる。すなわち、音響インクジェット
記録ヘッド１０であれば、駆動周波数が７０ＭＨｚ程度
に相当する。In general, in order to print characters and the like neatly at high speed, adjacent dots are connected (solid is filled).
There is a need. For example, in the case of 600 dpi, the amount of the droplet needs to be 10 pl. That is, in the case of the acoustic ink jet recording head 10, the driving frequency corresponds to about 70 MHz.
【００６１】一方、写真等を高画質で印字するために
は、粒状感を抑制することが必要である。ドットの形状
が目視で確認できなくなれば、最良である。目視で確認
不可能となるドット径の大きさは、直径２０μｍ程度以
下である。このようなドット径を形成する液滴の量は１
ｐｌであり、駆動周波数が２００ＭＨｚ以上に相当す
る。On the other hand, in order to print a photograph or the like with high image quality, it is necessary to suppress graininess. It is best if the dot shape cannot be confirmed visually. The size of the dot diameter that cannot be visually confirmed is about 20 μm or less in diameter. The amount of a droplet forming such a dot diameter is 1
pl, and the driving frequency corresponds to 200 MHz or more.
【００６２】しかしながら、駆動周波数が２００ＭＨｚ
を越えると液滴の粒径があまり小さくならない（画像の
粒状性が大して向上しない(図２参照））と共に、駆動
周波数が高くなることによって回路構成が複雑になり、
ノイズ処理等の電気的制御の困難性が増大する。However, when the driving frequency is 200 MHz
If it exceeds, the particle size of the droplet does not become too small (the granularity of the image does not improve much (see FIG. 2)), and the circuit configuration becomes complicated due to an increase in the driving frequency.
The difficulty of electrical control such as noise processing increases.
【００６３】したがって、ある程度の印字速度を確保し
つつ、高画質な画像形成を行なうためには、７０ＭＨｚ
〜２００ＭＨｚの範囲で圧電素子２８を駆動することが
好ましい。Therefore, in order to form a high quality image while securing a certain printing speed, 70 MHz
It is preferable to drive the piezoelectric element 28 in the range of up to 200 MHz.
【００６４】このような７０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚの範
囲、例えば１５０ＭＨｚで圧電素子２８を駆動する場合
には、エネルギ効率の点から圧電体層１４の厚さが２０
μｍ程度必要とされる。この場合、圧電体層１４は、高
分子圧電材料から形成されるため、酸化亜鉛を用いて薄
膜形成技術で形成した場合に比べて１／１０以下の作製
時間で済む。したがって、記録ヘッド１０の作製効率が
向上し、コストダウンにつながる。When driving the piezoelectric element 28 in such a range of 70 MHz to 200 MHz, for example, 150 MHz, the thickness of the piezoelectric layer 14 is set to 20 in terms of energy efficiency.
About μm is required. In this case, since the piezoelectric layer 14 is formed from a high-molecular piezoelectric material, the manufacturing time can be reduced to 1/10 or less as compared with a case where the piezoelectric layer 14 is formed by a thin film forming technique using zinc oxide. Therefore, the production efficiency of the recording head 10 is improved, which leads to cost reduction.
【００６５】なお、速度優先で画像形成するために、イ
ンク液滴のサイズを変更、すなわちドット径変調を行な
うことが必要なため、７０ＭＨｚ以下でも駆動する場合
もある。In order to form an image with priority on speed, it is necessary to change the size of the ink droplets, that is, to perform dot diameter modulation.
【００６６】また、音響インピーダンスがインク液１８
の音響インピーダンスの５倍以下である高分子樹脂材料
で音響フレネルレンズ１６を形成することで、音響波を
音響フレネルレンズ１６からインク液１８中に効率よく
放射することができる。また、別途、音響インピーダン
スマッチング層を音響フレネルレンズ１６に形成する必
要がない。The acoustic impedance of the ink 18
By forming the acoustic Fresnel lens 16 with a polymer resin material that is five times or less the acoustic impedance of the acoustic Fresnel lens, acoustic waves can be efficiently radiated from the acoustic Fresnel lens 16 into the ink liquid 18. Further, it is not necessary to separately form an acoustic impedance matching layer on the acoustic Fresnel lens 16.
【００６７】さらに、圧電体層１４と音響フレネルレン
ズ１６を同一の材料で形成することにより、両者の音響
インピーダンスが等しくなり、圧電素子２８から音響フ
レネルレンズ１６に音響波を効率よく伝播させることが
できる。Further, by forming the piezoelectric layer 14 and the acoustic Fresnel lens 16 from the same material, the acoustic impedances of the two become equal, and the acoustic wave can be efficiently propagated from the piezoelectric element 28 to the acoustic Fresnel lens 16. it can.
【００６８】このように、音響フレネルレンズ１６が圧
電体層１４上に直接形成されると共に、音響レンズ層３
０の厚さが音響波をインク自由表面２０に集束させるた
めの厚さのみで良く、圧電体層１４と同等程度の厚さで
十分であるため、圧電素子２８で発生された音響波は厚
い基板１２中を伝播する必要が無い。この結果、基板１
２中での音響波の減衰や拡散によるインク液滴３４の飛
翔効率低下やクロストークを回避することができる。し
たがって、圧電素子２８で発生した音響波を、効率よく
インク中に放射することが可能となる。As described above, the acoustic Fresnel lens 16 is formed directly on the piezoelectric layer 14 and the acoustic lens layer 3
The thickness of 0 only needs to be a thickness for focusing the acoustic wave on the ink free surface 20, and the thickness equivalent to that of the piezoelectric layer 14 is sufficient. Therefore, the acoustic wave generated by the piezoelectric element 28 is thick. There is no need to propagate through the substrate 12. As a result, the substrate 1
2, it is possible to avoid a reduction in the flying efficiency of the ink droplet 34 and a crosstalk due to the attenuation and diffusion of the acoustic wave in the inside 2. Therefore, the acoustic wave generated by the piezoelectric element 28 can be efficiently radiated into the ink.
【００６９】音響インクジェット記録ヘッドの別の例を
図３に示す。この音響インクジェット記録ヘッド１０
は、高分子圧電体層１４上の共通電極２６上に、この共
通電極２６をインク液１８から保護するための絶縁保護
膜３６を備え、その絶縁保護膜３６上に音響フレネルレ
ンズ１６が直接形成されている以外は、図１に示す当該
構造と同じ構造である。FIG. 3 shows another example of the acoustic ink jet recording head. This acoustic ink jet recording head 10
Is provided with an insulating protective film 36 for protecting the common electrode 26 from the ink liquid 18 on the common electrode 26 on the piezoelectric polymer layer 14, and the acoustic Fresnel lens 16 is formed directly on the insulating protective film 36. The structure is the same as that shown in FIG.
【００７０】すなわち、図３に示す構造では、音響波が
音響フレネルレンズ１６に伝播する部分以外は、音響フ
レネルレンズ１６を形成する高分子樹脂材料が存在せ
ず、絶縁保護膜３６がインク液１８と接する構造になっ
ている。That is, in the structure shown in FIG. 3, except for the portion where the acoustic wave propagates to the acoustic Fresnel lens 16, the polymer resin material forming the acoustic Fresnel lens 16 does not exist, and the insulating protective film 36 It is in contact with the structure.
【００７１】絶縁保護膜３６としては、SiOn，SiC等の
無機絶縁材料や、ポリイミド，パリレン等の高分子樹脂
材料等で形成することができる。The insulating protective film 36 can be formed of an inorganic insulating material such as SiO n or SiC, or a polymer resin material such as polyimide or parylene.
【００７２】本発明の第２実施形態に係る音響インクジ
ェット記録ヘッドを図４を参照して説明する。第１実施
形態と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その
詳細な説明を省略する。An acoustic ink jet recording head according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【００７３】本実施形態では、圧電体層１４の支持部材
である基板１２の圧電素子２８、すなわち個別電極２４
に対応する部分に孔部３８、もしくは溝を設けて、個別
電極２４を露出させる。このように、圧電素子２８に対
応する部分の下側に空気との界面を設けることで、圧電
素子２８で発生した音響波が基板１２に伝播して基板１
２と空気の界面で反射されてインク吐出に影響を与える
ことを防止することができる。In the present embodiment, the piezoelectric element 28 of the substrate 12 serving as a support member of the piezoelectric layer 14, that is, the individual electrode 24
A hole 38 or a groove is provided in a portion corresponding to the above, so that the individual electrode 24 is exposed. Thus, by providing an interface with air below the portion corresponding to the piezoelectric element 28, the acoustic wave generated by the piezoelectric element 28 propagates to the substrate 12 and
It can be prevented that the ink is ejected by being reflected at the interface between the second and the air.
【００７４】基板１２に孔部３８、もしくは溝を設ける
手段としては、Ni，Cr等のエレクトロフォーミングで形
成する方法、シリコンやガラスなどをエッチング加工等
で微細穴加工で形成する方法、ステンレス等の金属プレ
ートにパンチ加工や放電加工、エキシマレーザ加工、エ
ッチング加工等の微細穴加工が可能な方法で開口を形成
する方法、セラミックスを成形加工する方法、などが挙
げられる。Means for forming the holes 38 or grooves in the substrate 12 include a method of forming by electroforming such as Ni and Cr, a method of forming fine holes by etching silicon or glass, etc., and a method of forming stainless steel. Examples include a method of forming an opening in a metal plate by a method capable of forming a fine hole such as punching, electric discharge machining, excimer laser processing, and etching, and a method of forming and processing ceramics.
【００７５】なお、第１または第２実施形態の係る音響
インクジェット記録ヘッドを備えた音響インクジェット
記録装置について説明する。An acoustic ink jet recording apparatus provided with the acoustic ink jet recording head according to the first or second embodiment will be described.
【００７６】図５に示すように、音響インクジェット記
録装置４０は、音響インクジェット記録ヘッド１０をガ
イドシャフト４２に沿って主走査方向に走査させつつ、
副走査方向に搬送される用紙４４に対してインク液滴３
４を吐出して画像形成する。この際、圧電素子２８の駆
動周波数が７０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚの範囲内であれ
ば、良好な粒状性を確保しつつ、インク液滴３４を用紙
４４の所定位置に精度良く着弾させることもできる。し
たがって、高解像度、高画質な画像形成を行なうことが
できる。As shown in FIG. 5, the acoustic ink jet recording apparatus 40 scans the acoustic ink jet recording head 10 along the guide shaft 42 in the main scanning direction.
The ink droplet 3 is applied to the sheet 44 conveyed in the sub-scanning direction.
4 to form an image. At this time, if the driving frequency of the piezoelectric element 28 is in the range of 70 MHz to 200 MHz, the ink droplets 34 can be accurately landed on the predetermined position of the paper 44 while ensuring good granularity. Therefore, high-resolution and high-quality image formation can be performed.
【００７７】[0077]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、音響インクジェット記録ヘッドに関して、高
分子樹脂材料からなる圧電体から構成された圧電素子上
に直接音響レンズを形成することで、音響波の拡散によ
るクロストークを防止し、圧電素子より発生させられた
音響波を効率よくインク中に放射出来るため、インク液
滴の飛翔効率が高い。また、７０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚ
の範囲で駆動することによって高画質な画像形成が可能
となると共に、高分子樹脂材料からなる圧電体から圧電
素子を形成することによって記録ヘッドの作製が容易に
なる。As is apparent from the above description, according to the present invention, an acoustic ink jet recording head is provided by forming an acoustic lens directly on a piezoelectric element composed of a piezoelectric body made of a polymer resin material. Since the crosstalk due to the diffusion of the acoustic wave can be prevented and the acoustic wave generated from the piezoelectric element can be efficiently emitted into the ink, the flying efficiency of the ink droplet is high. Also, 70MHz to 200MHz
By driving in the range described above, a high-quality image can be formed, and by forming a piezoelectric element from a piezoelectric body made of a polymer resin material, the production of a recording head becomes easy.
【図１】 本発明の第１実施形態に係る音響インクジェ
ット記録ヘッドを示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an acoustic ink jet recording head according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 本発明に係る駆動周波数と粒状性および取扱
難易度との関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a driving frequency, granularity, and handling difficulty according to the present invention.
【図３】 第１実施形態の他の例に係る音響インクジェ
ット記録ヘッドを示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an acoustic inkjet recording head according to another example of the first embodiment.
【図４】 本発明の第２実施形態に係る音響インクジェ
ット記録ヘッドを示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing an acoustic ink jet recording head according to a second embodiment of the present invention.
【図５】 本発明の一実施形態に係る音響インクジェッ
ト記録装置の概略斜視図である。FIG. 5 is a schematic perspective view of an acoustic inkjet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図６】 従来例に係る音響インクジェット記録ヘッド
における問題を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a problem in an acoustic ink jet recording head according to a conventional example.
【図７】 従来例に係る音響インクジェット記録ヘッド
におけるインク液滴の噴射動作を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an operation of ejecting ink droplets in an acoustic ink jet recording head according to a conventional example.
１２…基板 １６…音響フレネルレンズ １８…インク液 ２０…インク自由表面 ２８…圧電素子 ３４…インク液滴 DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Substrate 16 ... Acoustic Fresnel lens 18 ... Ink liquid 20 ... Ink free surface 28 ... Piezoelectric element 34 ... Ink droplet
Claims (6)
ルギでインク液の自由表面からインク液滴を噴射する音
響インクジェット記録ヘッドにおいて、 インク液体が自由表面を有する状態で保持する保持手段
と、 基板と、 前記基板上に設けられ、音響波を発生する圧電素子と、 前記音響波を前記インク液体の自由表面に集束させる集
束手段と、 前記圧電素子を７０〜２００ＭＨｚを含む周波数で駆動
する駆動手段と、 を備え、前記圧電素子は高分子樹脂材料からなる圧電体
から構成されていることを特徴とする音響インクジェッ
ト記録ヘッド。1. An acoustic ink jet recording head which radiates an acoustic wave into an ink liquid and ejects ink droplets from a free surface of the ink liquid with its energy, and a holding means for holding the ink liquid in a state having a free surface. A substrate, a piezoelectric element provided on the substrate to generate an acoustic wave, focusing means for focusing the acoustic wave on a free surface of the ink liquid, and driving the piezoelectric element at a frequency including 70 to 200 MHz. And a driving unit, wherein the piezoelectric element is made of a piezoelectric body made of a polymer resin material.
ことを特徴とする請求項１記載の音響インクジェット記
録ヘッド。2. The acoustic ink jet recording head according to claim 1, wherein said focusing means is provided on said piezoelectric element.
る部分に、孔部もしくは凹部が設けられていることを特
徴とする請求項２記載の音響インクジェット記録ヘッ
ド。3. The acoustic ink jet recording head according to claim 2, wherein a hole or a concave portion is provided in a portion of the substrate facing the piezoelectric element.
れていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項
記載の音響インクジェット記録ヘッド。4. The acoustic ink jet recording head according to claim 1, wherein said focusing means is formed of a polymer resin material.
から形成されていることを特徴とする請求項４記載の音
響インクジェット記録ヘッド。5. An acoustic ink jet recording head according to claim 4, wherein said focusing means and said piezoelectric element are formed of the same material.
インクジェット記録ヘッドを備えたことを特徴とする音
響インクジェット記録装置。6. An acoustic ink jet recording apparatus comprising the acoustic ink jet recording head according to claim 1. Description:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000124893A JP2001301155A (en) | 2000-04-25 | 2000-04-25 | Acoustic ink jet recording head and acoustic ink jet recorder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000124893A JP2001301155A (en) | 2000-04-25 | 2000-04-25 | Acoustic ink jet recording head and acoustic ink jet recorder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001301155A true JP2001301155A (en) | 2001-10-30 |
Family
ID=18634951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000124893A Pending JP2001301155A (en) | 2000-04-25 | 2000-04-25 | Acoustic ink jet recording head and acoustic ink jet recorder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001301155A (en) |
-
2000
- 2000-04-25 JP JP2000124893A patent/JP2001301155A/en active Pending
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