JP2003226019A

JP2003226019A - インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2003226019A
Application number: JP2002024383A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Tsunoda; 慎一角田; Hideyuki Makita; 秀行牧田; Masaru Watanabe; 賢渡辺; Kiyoshi Amari; 甘利　　清志
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】振動板と圧電素子群との接合時に、接着剤の
はみ出しによる端部チャンネルの吐出不良を防止する。【解決手段】圧電素子素材１１２は加圧液室配列に対
応した分割溝１１３によって複数の圧電素子１２に分割
される。圧電素子素材１１２の分割溝１１３の存在しな
い広域接合部の接着剤が端部チャンネルへはみ出さない
ように、端部チャンネルに対応した分割溝１１３の近傍
にダミー溝１１５を形成する。余剰な接着剤はダミー溝
１１５に吸収され、分割溝１１３へのはみ出しが阻止さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微細なノズルより
インク滴を吐出させて記録媒体上に画像を記録するため
のインクジェットヘッドに係り、特に、インク滴を吐出
させるための駆動手段として圧電素子を用いるインクジ
ェットヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のインクジェットヘッドとして、
複数の加圧液室の壁の一部を構成する振動板を圧電素子
群により振動させることにより、加圧液室内のインクを
同加圧液室に連通したノズルより吐出させる構成のイン
クジェットヘッドがある。一般に、圧電素子群は、ベー
ス部材に接合されたプレート状又はバー状の圧電素子素
材に、ダイシングソーなどを用いて溝加工を行い、圧電
素子素材を加圧液室の配列に対応した分割溝によって分
割することによって作成される（例えば、特開平８−１
４２３２５号、ＷＯ９５／１０４１６号、特開２０００
−１５８６５３号など）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述のようなインクジ
ェットヘッドの振動板と圧電素子群は接着剤により接合
されるが、その際に余剰な接着剤が分割溝へはみ出すこ
とにより、端部チャンネルで噴射不良が発生する等の問
題があった。この問題については、本発明の実施の形態
の説明中でより具体的に説明する。

【０００４】よって本発明の目的は、分割溝への接着剤
のはみ出しによる端部チャンネルでの噴射不良が発生し
にくい構成のインクジェットヘッドを提供することにあ
る。本発明のもう１つの目的は、全チャンネルにわたっ
て噴射特性のバラツキの少ないインクジェットヘッドを
提供することにある。これ以外の目的については、以下
の説明中で明らかにする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
複数の加圧液室の壁の一部を構成する振動板を、ベース
部材に接合された圧電素子部材を加圧液室配列に対応し
た分割溝により分割してなる圧電素子群により振動させ
ることにより、加圧液室内のインクを加圧液室に連通し
たノズルより吐出させる構成のインクジェットヘッドに
おいて、圧電素子素材は、分割溝が形成されていない振
動板との接合領域に、分割溝への接着剤のはみ出しを阻
止するためのダミー溝を有することを特徴とするもので
ある。このような構成によれば、圧電素子素材の分割溝
のない接合領域の余剰な接着剤は、ダミー溝により吸収
されるため分割溝へのはみ出しが生じにくく、したがっ
て端部チャネルでの噴射不良が起きにくい。

【０００６】請求項２記載の発明の特徴は、請求項１記
載の構成において、ダミー溝とそれに最も近い分割溝と
の間隔を分割溝相互の間隔と同一とすることである。こ
のような構成によれば、端部チャンネルにおける圧電素
子と振動板との接合条件を、それ以外のチャンネルにお
ける接合条件に近づけることができるため、全チャンネ
ルにわたって噴射特性を均一化することができる。

【０００７】請求項３記載の特徴は、請求項１記載の構
成において、加圧液室配列方向に複数本のダミー溝を配
列することである。このような構成によれば、あるダミ
ー溝でせき止めきれない接着剤は次のダミー溝で吸収さ
れるため、端部チャンネルの分割溝への接着剤のはみ出
しをより確実に阻止し、接着剤のはみ出しによる端部チ
ャンネルの噴射不良をより確実に防止することができ
る。

【０００８】請求項４記載の発明の特徴は、請求項１記
載の構成において、ダミー溝の深さを分割溝の深さより
浅くすることである。このようにダミー溝を浅くするこ
とにより、後に詳述するように、ダミー溝形成による圧
電素子部分の機械的強度の低下と共通電極部の抵抗値の
増加を抑え、インクジェットヘッドの組立性及び信頼性
を確保することができ、これも本発明の目的の１つであ
る。

【０００９】請求項５記載の発明の特徴は、請求項１記
載の構成において、少なくとも一部のダミー溝に振動板
との加圧液室配列方向の位置合わせのための位置基準を
兼ねさせることである。このような構成によれば、圧電
素子部の構成を複雑化することなく、圧電素子と振動板
とを高精度に位置合わせすることができる。このことも
本発明の目的の１つである。

【００１０】また、請求項６記載の発明はインクジェッ
ト記録装置に関するものであり、その特徴は、請求項１
乃至５のいずれか１項記載のインクジェットヘッドと、
このインクジェットヘッドにインクを供給するための手
段と、前記インクジェットヘッドの圧電素子群を記録信
号に応じて駆動するための手段と、前記インクジェット
ヘッドと記録紙とを相対的に移動させる手段とを具備す
ることである。本発明によるインクジェットヘッドは噴
射不良がなく、さらには噴射特性のバラツキも少ないた
め、このインクジェット記録装置によれば高画質の画像
記録が可能である。

【００１１】以上に述べた本発明の特徴及びその他の特
徴について、実施の形態に関連してより具体的に説明す
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照して説明する。なお、説明の重複を減
らすため、複数の図面において同等部分又は対応部分に
は同一の参照番号を用いる。

【００１３】まず、図１、図２及び図３を参照して、本
発明によるインクジェットヘッドの全体的構成の一例を
説明する。図１はインクジェットヘッドの概略分解斜視
図、図２は同ヘッドのチャンネル配列方向（ノズル配列
方向）と直交する方向の要部概略断面図、図３は同ヘッ
ドのチャンネル配列方向の要部概略断面図である。

【００１４】このインクジェットヘッドは、駆動ユニッ
ト１と、液室ユニット２と、ヘッドカバー３とを備えて
いる。駆動ユニット１は、絶縁性のベース部材１１（例
えばチタン酸バリウム、アルミナ、フォルステライトな
どのセラミックス基板）の上に、エネルギー発生手段で
ある複数の圧電素子１２を２列に配列し、また、これら
２列の圧電素子１２の周囲を取り囲む樹脂、セラミック
等からなるフレーム部材１３を接着剤１４によって接合
した構成である。複数の圧電素子１２は、インクを液滴
化して飛翔させるための駆動パルスが与えられる圧電素
子（これを「駆動圧電素子」という）１７と、駆動パル
スが与えられずに単に液室ユニット２をベース部材１１
に固定するための液室支柱部材となる圧電素子（これを
「非駆動圧電素子」という）１８とが交互に並んだ構成
である。

【００１５】圧電素子１２としては例えば１０層以上の
積層型圧電素子が用いられる。このような積層型圧電素
子は、例えば図２に示すように、厚さ１０〜５０μｍ／
層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）２０と、厚さ数μ
ｍ／層の銀・パラジューム（ＡgＰd）からなる内部電極
２１とを交互に積層したものであるが、これに限られる
ものでない。

【００１６】各圧電素子１２の内部電極２１は１層おき
にＡgＰdからなる左右の端面電極２２，２３（２つの圧
電素子列の対向する面側が端面電極２２、対向しない面
側が端面電極２３）に接続される。一方、ベース部材１
１上には、図１に示すようにＮi・Ａu蒸着、Ａuメッ
キ、ＡgＰtペースト印刷、ＡgＰdペースト印刷等によっ
て共通電極２４及び個別電極２５の各パターンが設けら
れる。そして、各列の各圧電素子１２の対向する端面電
極２２は導電性接着剤２６を介して共通電極２４に接続
され、他方、各列の各圧電素子１２の対向しない端面電
極２３は同じく導電性接着剤２６を介してそれぞれ個別
電極２５に接続される。このような電気的接続を介し
て、駆動圧電素子１７に駆動電圧を与えることによっ
て、駆動圧電素子１７に積層方向の電界が発生し積層方
向の伸びの変位が生じる。共通電極２４は、図２にも示
されるように、フレーム部材１３に設けた穴１３ａ内に
導電性接着剤２６を充填することによって、各圧電素子
に接続されたパターンと導通がとられる。

【００１７】一方、液室ユニット２は、金属あるいは樹
脂の薄膜からなる振動板３１と、ドライフィルムレジス
ト（ＤＦＲ）からなる感光性樹脂層で形成した２層構造
の液室隔壁部材３２と、金属、樹脂等からなるノズル板
３３から構成され、これら各部材は順次積層され、例え
ば熱融着により接合される。これらの各部材３１，３
２，３３によって、１つの駆動圧電素子１７と、それに
対応するダイアフラム部３４と、ダイアフラム部３４を
介して加圧される加圧液室３５と、加圧液室３５の両側
に位置して加圧液室３５にインクを導入する共通液室３
６と、加圧液室３５と共通液室３６とを連通させるイン
ク供給路３７と、加圧液室３５に連通するノズル３８と
からなる１つのチャンネルが形成される。ここに示すイ
ンクジェットヘッドは、このようなチャンネルが複数
個、２列に配列された構成である。

【００１８】振動板３１は、駆動圧電素子１７に対応す
るダイアフラム部３４と、非駆動圧電素子１８と接合さ
れる梁４１と、フレーム部材１３と接合されるベース４
２とを有する。ダイアフラム部３４は、駆動圧電素子１
７と接合される島状凸部４３と、この凸部４３の周囲に
形成した厚み３〜１０μｍ程度の薄膜部分（ダイアフラ
ム領域）４４とからなる。

【００１９】液室隔壁部材３２は、振動板３１側に予め
ドライフィルムレジストをラミネートして所要のマスク
を用いて露光し、現像して所定の液室パターンを形成し
た第１感光性樹脂層４５と、ノズルプレート３３側に予
めドライフィルムレジストをラミネートして所要のマス
クを用いて露光し、現像して所定の液室パターンを形成
した第２感光性樹脂層４６とを熱圧着で接合してなる。

【００２０】なお、液室隔壁部材３２は、シリコンなど
の高剛性材料を接着剤で接合して形成することも可能で
あり、また、シリコン基板などから一体的に形成された
１層構造とすることも可能であり、そのような構成のイ
ンクジェットヘッドも本発明に包含されることは当然で
ある。

【００２１】ノズル板３３にはインク滴を吐出飛翔させ
るための微細な吐出口であるノズル３８が２列に並べて
形成される。各ノズル３８の内部形状（内側形状）は、
略円柱形状（又は略円錘台形状でもよい。）とされる。
また、各ノズル３８の径はインク滴出口側の直径で約２
５〜３５μｍである。ノズル板３３のインク吐出面（ノ
ズル表面側）は、図１に示すように撥水性の表面処理を
施した撥水処理面４７とされている。具体的には、例え
ば、ＰＴＦＥ−Ｎｉ共析メッキやフッ素樹脂の電着塗
装、蒸発性のあるフッ素樹脂（例えばフッ化ピッチな
ど）を蒸着コートしたもの、シリコン系樹脂・フッ素系
樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等、使用されるインクの物
性に応じて選定した撥水処理膜が撥水処理面４７として
用いられる。撥水処理面４７を形成する目的は、インク
の滴形状、飛翔特性を安定化するためである。なお、ノ
ズル板３３の周縁部は撥水処理膜を形成しない非撥水処
理面４８とされる。

【００２２】このような駆動ユニット１と液室ユニット
２はそれぞれ別個に組み立てられた後、液室ユニット２
の振動板３１と駆動ユニット１の圧電素子１２及びフレ
ーム部材１３とが接着剤４９で接合されることにより一
体化される。そして、ベース部材１１をヘッド支持部材
であるスペーサ部材（ヘッドホルダ）５０上に支持して
保持し、このスペーサ部材５０の内部に設けられたヘッ
ド駆動用ＩＣ等を有するＰＣＢ基板と駆動ユニット１の
各駆動圧電素子１７に接続した各電極２４，２５とがＦ
ＰＣケーブル５１，５１を介して接続される。

【００２３】また、ノズルカバー（ヘッドカバー）３
は、ノズル板３３の周縁部及びヘッド側面を覆うための
箱状のものであり、ノズル板３３の撥水処理面４７に対
応した開口部を有し、ノズル板３３の周縁部に残した非
撥水処理面４８に接着剤にて接合される。ノズルカバー
３を接合後のインクジェットヘッドの正面（ノズル面）
側から見た形状を図４に示す。

【００２４】さらに、このインクジェットヘッドには、
図示しないインクカートリッジからのインクを液室に供
給するため、スペーサ部材５０、ベース部材１１、フレ
ーム部材１３及び振動板３１にそれぞれインク供給穴５
２，５３，５４，５５が形成される。

【００２５】このような構成のインクジェットヘッドに
おいては、記録信号に応じて駆動圧電素子１７に駆動電
圧（１０〜５０Ｖのパルス電圧）を印加することによっ
て、駆動圧電素子１７に積層方向の変位が生起し、振動
板３１のダイアフラム部３４を介して加圧液室３５が加
圧されて圧力が上昇し、ノズル３８からインク滴が吐出
される。このとき、加圧液室３５から共通液室３６へ通
じるインク供給路３７方向へもインクの流れが発生する
が、断面積が狭小のインク供給路３７が流体抵抗部とし
て働いて共通液室３６側へのインクの流れを抑制し、イ
ンク吐出効率の低下を防ぐ。そして、インク滴吐出の終
了に伴い、加圧液室３５内のインク圧力が低減し、イン
クの流れの慣性と駆動パルスの放電過程によって加圧液
室３４内に負圧が発生してインク充填行程へ移行する。
このとき、インクタンクから供給されたインクは共通液
室３６に流入し、共通液室よりインク供給路３７を経て
加圧液室３５内に充填される。そして、ノズル３８の出
口付近のインクメニスカス面の振動が減衰し、表面張力
によってインクはノズル３８の出口付近に戻されて安定
状態に至り、次のインク滴吐出動作の準備が整う。

【００２６】図５は図４のＡ線で切断した一部省略部分
断面図であり、同図の（ａ）は液室ユニット２と駆動ユ
ニット１とが接合される直前の状態を示し、（ｂ）は接
合後の状態を示す。

【００２７】図１には図示されていないが、従来の技術
の欄で言及したように、ベース部材１１に接合されたプ
レート状又はバー状の圧電素子素材１１２にダイシング
ソーなどを用いて溝加工を行い、圧電素子素材１１２を
加圧液室配列に対応した分割溝１１３で分割することに
よって２列配列の圧電素子１２が作成される。

【００２８】本発明の実施例１によれば、圧電素子素材
１１２には、図５に示すように、加圧液室配列の各端、
換言すれば圧電素子配列の各端に対応する分割溝１１３
より外側の近傍位置に、接着剤の分割溝１１３へのはみ
出しを阻止するためのダミー溝１１５が形成される。

【００２９】ここで従来の問題点について図１４を参照
して説明する。図１４は、ダミー溝１１５が設けられて
いないこと以外は図５と同様の断面図である。駆動ユニ
ット１と液室ユニット２は、図１４（ａ）に示すように
駆動ユニット１の上面に接着剤１４を塗布し、図１４
（ｂ）に示すように位置合わせして接合される。接着剤
１４の塗布方法は各種ある。スクリーン印刷などの接合
したい部位だけ選択的に塗る手法も用いられたが、ヘッ
ドの高集積化にともない、スクリーンの位置決め精度の
問題から、近年ではタコ印刷や薄膜印刷など、パターン
塗布はせずに上面全体に塗布する工法が用いられるよう
になってきている。ここで問題になるのが、圧電素子素
材１１２の分割溝１１３が形成されていない、振動板３
１との接合領域（広域接合部と呼ぶ）１１０に塗布され
たは接着剤１４のはみ出しである。図１４（ｂ）のよう
に接合する際に、広域接合部１１０の接着剤１４が外側
に広がるが、従来は本発明のようなダミー溝が存在しな
いため、円Ｂで囲んだ端部チャンネルの部分、すなわ
ち、圧電素子列端部に余剰な接着剤がはみ出しやすい。
このような接着剤のはみ出しは、端部チャンネルの噴射
不良を引き起こす原因となる。このような不都合は広域
接合部１１０の面積を減らすと起こりにくくはなるが、
振動板３１と圧電素子１２の接合強度を確保するために
は、所定以上の面積の広域接合部１１０が不可欠であ
り、広域接合部１１０の面積を減らす方法では限界があ
る。

【００３０】これに対し、本実施例１によれば、図５に
示すように、広域接合部１１０の余剰な接着剤１４はダ
ミー溝１１５に吸収され、それ以上の広がりが抑えられ
るため、従来のような端部チャンネル側への接着剤のは
み出しは起きにくい。したがって、接着剤のはみ出しに
よる端部チャンネルの噴射不良の少ない、噴射特性の良
好なインクジェットヘッドを実現できる。なお、本実施
例１及び後記各実施例においては、分割溝１１３はベー
ス部材１１１の表面まで達しないハーフカット溝である
が、ベース部材１１１の表面まで達するフルカット溝で
あってもよく、そのような溝形態も本発明に包含され
る。

【００３１】さて、圧電素子素材１１２のダミー溝１１
５に代えて、図６に示すように、振動板３１に凹部１１
６を形成することも考えられる。しかし、振動板３１は
薄い部材であり、凹部１１６の深さは小さいため、接着
剤のみ出しをせき止めるに十分な容積を確保できない。
また、必要な容積を確保するために凹部１１６の面積を
広げると、ピンホール発生による振動板の歩留まり低下
をまねきやすく、さらに、Ｎｉ電鋳の振動板を用いる場
合には、凹部１１６の外周膜厚が大きくなり膜厚ムラに
よる接合不良の原因ともなる。本実施例１の形態では、
ダミー溝１１５を十分な深さに形成することができるほ
か、分割溝１１３とダミー溝１１５とを同時に加工する
ことができるため、ダミー溝１１５がコストアップ要因
にならないという利点がある。

【００３２】図７を参照し、本発明の実施例２について
説明する。図７は図５（ｂ）に対応した部分断面図であ
る。図示のように、本実施例２によれば、接着剤のはみ
出しを阻止するためのダミー溝１１５と、それに最も近
い分割溝１１３との間隔が、分割溝１１３相互の間隔と
同一になるような位置にダミー溝１１５が形成される。
このようにすることで、接着剤のはみ出しを阻止できる
とともに、端部チャンネルの振動板３１との接合部（Ｃ
部）における接合条件が他のチャンネルの接合部（例え
ばＤ部）との接合条件と略同一となるため、端部チャン
ネルの噴射特性とそれ以外のチャンネルの噴射特性の差
を抑えることができ、したがって、チャンネル間の噴射
特性のバラツキの小さいインクジェットヘッドを実現可
能である。

【００３３】図８を参照し、本発明の実施例３について
説明する。図８は図５（ｂ）に対応した部分断面図であ
る。図示のように、本実施例３によれば、複数本のダミ
ー溝１１５が、加圧液室配列方向、すなわち、圧電素子
配列方向もしくはチャンネル配列方向に並べて形成され
る。前記実施例２と同様の目的で、端部チャンネルの分
割溝１１３と、それに最も近いダミー溝１１５との間隔
は、分割溝相互の間隔と同一とされている。

【００３４】接着剤が比較的高粘度であるため、図示し
たように、接着剤はダミー溝１１５の深部までは侵入せ
ず表面付近のみを伝う傾向がある。そのため、ダミー溝
１１５が余剰接着剤を収容できるただけの容積を持って
いたとしても、１本のダミー溝１１５を設けただけでは
端部チャンネルへの接着剤のはみ出しを十分に防止でき
ない場合がある。本実施例のように複数本のダミー溝１
１５を設ければ、端部チャンネルへの接着剤のはみ出し
をより確実に防止できる。

【００３５】なお、ここではダミー溝１１５が３本形成
されているが、本数はこれに限定されるわけではない。
ただし、ダミー溝１１５の本数の増加は、加工時間の増
加によるコストアップ、振動板３１との接合面積の減少
による接合強度の低下、圧電素子部分の機械的強度の低
下などを招くため、ダミー溝１１５の本数をむやみに増
加させることは現実的ではない。一般的には、最大でも
５本以下に抑えるのが望ましいであろう。このようにダ
ミー溝１１５の本数を５本以下に制限することも本発明
の特徴の１つである。

【００３６】図９を参照し、本発明の実施例４について
説明する。図９は図５（ｂ）に対応した部分断面図であ
る。図示のように、本実施例４によれば、ダミー溝１１
５は分割溝１１３よりも浅い溝とされる。前記実施例３
に関連して述べたように、ダミー溝１１５の増加は圧電
素子部分の機械強度の低下を招く。本実施例では、ダミ
ー溝１１５の深さを浅くすることにより、圧電素子部分
の機械的強度の低下を抑えることができる。また、ダミ
ー溝１１５が形成される領域に駆動用の共通電極を設け
る場合には、ここに深いダミー溝１１５を形成すると共
通電極の大部分が切断され、その抵抗値が増加し、イン
クジェットヘッド使用時に発熱等による断線の原因とな
る。ダミー溝１１５を浅くすることは、そのような不都
合の対策としても有効である。

【００３７】なお、ダミー溝１１５を浅くするといって
も、一般に最低でも１０μｍの深さは必要であろう。ダ
ミー溝１１５が浅すぎると、接着剤１４を塗布した際
に、図１０（ａ）に示すように、ダミー溝１１５の底部
まで接着剤１４が押し込まれてしまい、ダミー溝１１５
の接着剤のはみ出しを吸収する作用がほとんど失われて
しまう。ダミー溝１１５の深さが十分ならば、図１０
（ｂ）に示すように、ダミー溝１１５の内部に空間が確
保されるため、ダミー溝１１５の接着剤はみ出し吸収作
用を確保することができる。接着剤１４を塗布する際に
は、通常、少なくとも１０μｍ程度の押しこみは必要で
あるため、ダミー溝１１５の作用を確保するためにはダ
ミー溝１１５の深さは１０μｍよりも大きくする必要が
ある。一方、前述したように、圧電素子部分の機械強度
及び共通電極の抵抗値の観点からは、ダミー溝１１５の
深さは、圧電素子総厚さＴの半分を越えないように制限
するのが一般に妥当であろう。

【００３８】したがって、ダミー溝１１５の深さｔA
は、１０μｍ＜ｔA＜Ｔ/2の範囲内で決定するのが一般
に好ましいであろう。このような範囲にダミー溝１１５
の深さを規定することも本発明の特徴の１つである。

【００３９】本発明の実施例５について図１１を参照し
て説明する。図１１の（ａ）と（ｂ）は、図５の（ａ）
と（ｂ）にそれぞれ対応する部分断面図である。図示の
ように、本実施例５によれば、ダミー溝１１５のうち少
なくとも１つのダミー溝１１５ａは、圧電素子１７と振
動板３１との位置合わせのための位置基準を兼ねる。こ
のダミー溝１１５ａと対応して振動板３１には位置合わ
せ用の穴１２０が設けられる。この穴１２０に対応し
て、ノズル板３３に穴１２２が、液室隔壁部材３２に穴
１２１が設けられている。駆動ユニット１と液室ユニッ
ト２とを接合する際に、ノズル板３３の吐出面側から、
穴１２１，１２２を通して位置合わせ用穴１２０と位置
基準としてのダミー溝１１５ａを観測し、穴１２０の中
心とダミー溝１１５ａの中心を一致させるように調整す
ることにより、チャンネル配列方向の位置合わせを高精
度に実施することが可能となる。

【００４０】このような位置合わせは１０μｍ以下の位
置合わせ精度が要求される。このような高精度の位置合
わせには一般に画像処理によるパターン認識が用いられ
るが、この場合にはエッジの検出精度が位置合わせ精度
に大きな影響を与えるため、エッジの検出精度を上げる
ことが必要不可欠となる。そのためには位置基準として
のダミー溝１１５ａの内外のコントラストを大きくしな
ければならない。ダミー溝１１５ａの深さが浅いと、ダ
ミー溝１１５ａの底部に光が入り明るくなるため、ダミ
ー溝１１５ａの内外のコントラストが小さくなる。この
コントラストを十分大きくするには、ダミー溝１１５ａ
の深さは、その溝幅にも依存するが、おおよそ溝幅の２
倍以上とするのが望ましい。また、前述のように、圧電
素子部の機械的強度及び共通電極の抵抗値の観点から、
ダミー溝１１５ａの深さは圧電素子総厚さＴの半分以下
にするのが妥当である。すなわち、位置基準としてのダ
ミー溝１１５ａの深さｔＢは、その溝幅をＬとすると、
2Ｌ＜ｔB＜Ｔ/2 の範囲内に決定されるのが一般に好ま
しいであろう。位置基準用ダミー溝の深さをこのような
範囲内にすることも本発明の１つの特徴である。

【００４１】なお、本実施例５ではダミー溝１１５の本
数は３本であるが、この本数に限定されるわけではな
い。

【００４２】以上に説明した本発明によるインクジェッ
トヘッドを用いるインクジェット記録装置の一例を図１
２及び図１３により説明する。図１２はインクジェット
記録装置の概略斜視図、図１９は同装置の内部構成を説
明するための概略断面図である。

【００４３】このインクジェット記録装置は、装置本体
３０１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、そ
れに搭載したインクジェットヘッド、このインクジェッ
トヘッドにインクを供給するインクカートリッジ等で構
成される印字機構部３０２、図示されていないがインク
ジェットヘッドの圧電素子に記録信号に応じた駆動信号
を印加したり、モーター類を駆動するための制御回路を
搭載した回路基板等を収納し、装置本体３０１の下部に
は前方側から多数枚の用紙３０３を積載可能な給紙カセ
ット（或いは給紙トレイ）３０４を抜き差し自在に装着
することができ、また、用紙３０３を手差しで給紙する
ための手差しトレイ３０５を開倒することができ、給紙
カセット３０４或いは手差しトレイ３０５から給送され
る用紙３０３を取り込み、印字機構部３０２によって所
要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ
３０６に排紙する。

【００４４】印字機構部３０２は、図示しない左右の側
板に横架したガイド部材である主ガイドロッド３１１と
従ガイドロッド３１２とでキャリッジ３１３を主走査方
向（図１９で紙面垂直方向）に摺動自在に保持し、この
キャリッジ３１３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、
マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐
出するための本発明によるインクジェットヘッド３１４
を、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。ま
た、キャリッジ３１３にはインクジェットヘッド３１４
に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ
３１５を交換可能に装着している。

【００４５】インクカートリッジ３１５は上方に大気と
連通する大気口、下方にはインクジェットヘッド３１４
へインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填さ
れた多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりイ
ンクジェットヘッド３１４へ供給されるインクをわずか
な負圧に維持している。

【００４６】ここで、キャリッジ３１３は後方側（用紙
搬送方向下流側）を主ガイドロッド３１１に摺動自在に
嵌装し、前方側（用紙搬送方向下流側）を従ガイドロッ
ド３１２に摺動自在に載置している。そして、このキャ
リッジ３１３を主走査方向に移動走査するため、主走査
モータ３１７で回転駆動される駆動プーリ３１８と従動
プーリ３１９との間にタイミングベルト３２０を張装
し、このタイミングベルト３２０をキャリッジ３１３に
固定しており、主走査モーター３１７の正逆回転により
キャリッジ３１３が往復駆動される。

【００４７】一方、給紙カセット３０４にセットした用
紙３０３をヘッド３１４の下方側に搬送するために、給
紙カセット３０４から用紙３０３を分離給送する給紙ロ
ーラ３２１及びフリクションパッド３２２と、用紙３０
３を案内するガイド部材３２３と、給紙された用紙３０
３を反転させて搬送する搬送ローラ３２４と、この搬送
ローラ３２４の周面に押し付けられる搬送コロ３２５及
び搬送ローラ３２４からの用紙３０３の送り出し角度を
規定する先端コロ３２６とを設けている。搬送ローラ３
２４は副走査モータ３２７によってギヤ列を介して回転
駆動される。

【００４８】そして、キャリッジ３１３の主走査方向の
移動範囲に対応して搬送ローラ３２４から送り出された
用紙３０３をインクジェットヘッド３１４の下方側で案
内する用紙ガイド部材である印写受け部材３２９を設け
ている。この印写受け部材３２９の用紙搬送方向下流側
には、用紙３０３を排紙方向へ送り出すために回転駆動
される搬送コロ３３１、拍車３３２を設け、さらに用紙
３０３を排紙トレイ３０６に送り出す排紙ローラ３３３
及び拍車３３４と、排紙経路を形成するガイド部材３３
５，３３６とを配設している。

【００４９】記録時には、前記制御回路（不図示）によ
って、キャリッジ３１３を移動させながら画像信号に応
じてインクジェットヘッド３１４を駆動することによ
り、停止している用紙３０３にインクを吐出して１行分
を記録し、用紙３０３を所定量搬送後次の行の記録を行
う。記録終了信号または、用紙３０３の後端が記録領域
に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了さ
せ用紙３０３を排紙する。

【００５０】また、キャリッジ３１３の移動方向右端側
の記録領域を外れた位置には、インクジェットヘッド３
１４の吐出不良を回復するための回復装置３３７を配置
している。回復装置はキャップ手段と吸引手段とクリー
ニング手段を有している。キャリッジ３１３は、印字待
機中には回復装置３３７側に移動させられてキャッピン
グ手段でインクジェットヘッド３１４のインク吐出口部
分をキャッピングされ、吐出口部分を湿潤状態に保つこ
とによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、
記録途中などに記録と関係しないインクを吐出すること
により、全てのノズルのインク粘度を一定にし、安定し
た吐出性能を維持する。

【００５１】吐出不良が発生した場合等には、キャッピ
ング手段でインクジェットヘッド３１４の吐出口部分を
密封し、チューブを通して吸引手段でノズルからインク
とともに気泡等を吸い出し、吐出口部分に付着したイン
クやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良
が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に
設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク
溜内部のインク吸収体に吸収保持される。

【００５２】本発明によるインクジェットヘッド３１４
は噴射特性のバラツキが小さいため、このインクジェッ
ト記録装置は高画質の画像記録が可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１記載の
発明によれば、インクジェットヘッドの端部チャンネル
での噴射不良を防止することができる。請求項２記載の
発明によれば、インクジェットヘッドの端部チャンネル
での噴射不良を防止し、かつ、全チャンネルにわたって
噴射特性を均一化することができる。求項３記載の発明
によれば、インクジェットヘッドの端部チャンネルでの
噴射不良をより確実に防止することができる。請求項４
記載の発明によれば、ダミー溝形成による圧電素子部分
の機械的強度の低下と共通電極部の抵抗値の増加を抑
え、インクジェットヘッドの組立性及び信頼性を確保す
ることができる。請求項５記載の発明によれば、圧電素
子部の構成を複雑化することなく、圧電素子と振動板と
を高精度に位置合わせすることができる。請求項６記載
の発明によれば、高画質の画像記録が可能となる、等々
の効果を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるインクジェットヘッドの全体的構
成の一例を説明するための概略分解斜視図である。

【図２】図１に示したインクジェットヘッドのチャンネ
ル配列方向と直交する方向の概略要部断面図である。

【図３】図１に示したインクジェットヘッドのチャンネ
ル方向の概略要部断面図である。

【図４】図１に示したインクジェットヘッドのインク吐
出面側から見た概略正面図である。

【図５】本発明の実施例１の構成を説明するための概略
部分断面図である。

【図６】振動板側に接着剤はみ出し防止のための凹部を
設ける構成を説明するための概略部分断面図である。

【図７】本発明の実施例２の構成を説明するための概略
部分断面図である。

【図８】本発明の実施例３の構成を説明するための概略
部分断面図である。

【図９】本発明の実施例４の構成を説明するための概略
部分断面図である。

【図１０】ダミー溝の深さと接着剤はみ出し防止作用と
の関係を説明するための模式的断面図である。

【図１１】本発明の実施例５記載の構成を説明するため
の概略部分断面図である。

【図１２】本発明によるインクジェット記録装置の一例
を示す概略斜視図である。

【図１３】上記インクジェット記録装置の内部構成を示
す概略断面図である。

【図１４】従来技術の問題点を本発明の構成と関連付け
て説明するための概略部分断面図である。

【符号の説明】

１駆動ユニット２液室ユニット１１ベース部材１２圧電素子３１振動板３２液室隔壁部材３３ノズル板３５加圧液室３８ノズル１１２圧電素子素材１１３分割溝１１５ダミー溝

フロントページの続き (72)発明者渡辺賢東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者甘利清志東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2C057 AF21 AF93 AF99 AG14 AG44 AG47 AG89 AP02 AP22 AP25 AP27 AP60 AP77 BA04 BA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の加圧液室の壁の一部を構成する振
動板を、ベース部材に接合された圧電素子部材を前記加
圧液室の配列に対応した分割溝により分割してなる圧電
素子群により振動させることにより、前記加圧液室内の
インクを前記加圧液室に連通したノズルより吐出させる
構成のインクジェットヘッドにおいて、前記圧電素子素
材は、前記分割溝が形成されていない前記振動板との接
合領域に、前記分割溝への接着剤のはみ出しを阻止する
ためのダミー溝を有することを特徴とするインクジェッ
トヘッド。
【請求項２】前記ダミー溝とそれに最も近い前記分割
溝との間隔が、前記分割溝の相互の間隔と同一であるこ
とを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】前記加圧液室の配列方向に複数本の前記
ダミー溝が配列されたことを特徴とする請求項１記載の
インクジェットヘッド。
【請求項４】前記ダミー溝の深さが前記分割溝の深さ
より浅いことを特徴とする請求項１記載のインクジェッ
トヘッド。
【請求項５】少なくとも一部の前記ダミー溝が、前記
振動板との前記加圧液室配列方向の位置合わせのための
位置基準を兼ねることを特徴とする請求項１項記載のイ
ンクジェットヘッド。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項記載のイ
ンクジェットヘッドと、このインクジェットヘッドにイ
ンクを供給するための手段と、前記インクジェットヘッ
ドの圧電素子群を記録信号に応じて駆動するための手段
と、前記インクジェットヘッドと記録紙とを相対的に移
動させる手段とを具備することを特徴とするインクジェ
ット記録装置。