(57)【要約】【課題】圧電アクチュエータのハウジングへの支持方法を簡素化しても前記アクチュエータからの発生変位の伝達効率を損なうこと無く、安価で高品質の印字ができるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】アクチュエータが固定されている基台の質量をＭｓとし、前記アクチュエータを駆動するための駆動波形の立ち上がり時間（または、立ち下がり時間）Ｔに対する２×Ｍｓ／Ｔ２が、前記基台と前記ハウジングとの連結部のバネ定数をＫｂとしたとき、２×Ｍｓ／Ｔ２＞Ｋｂとする。【選択図】　　　　　図２
2004025453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルを形成したノズルプレートと、圧力室が形成されたチャンバプレートと、圧力室へのインク流入を制御するリストリクタを形成したリストリクタプレートと、圧電アクチュエータの圧力を効率よく圧力室に伝えるための振動板部と共通インク通路からリストリクタに流入するゴミ等を除去するフィルタ部とを形成した弾性を有するダイアフラムプレートとをこの順序で位置決めして接合したものを流路形成部材とし、一端側が基台に固定され他端側を自由端とした複数の圧電アクチュエータの自由端を前記圧力室に対応するように前記振動板部に当接させ、前記流路形成部材に位置決め接合したハウジングに前記基台を接合したインクジェットヘッドを用いたインクジェット記録装置において、
前記圧電アクチュエータが固定されている基台の質量をＭｓ、前記基台と前記ハウジングとの連結部のバネ定数をＫｂとし、前記アクチュエータを駆動するための駆動波形の立ち上がり時間をＴとした時、２×Ｍｓ／Ｔ２＞Ｋｂを満たすことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記立ち上がり時間Ｔに換えて、立ち下がり時間Ｔとすることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記インクジェット記録装置において、前記基台と前記ハウジングとの連結部のバネ定数Ｋｂが、ほぼ０であることを特徴とする請求項１または２記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記圧力室内のインクのバネ定数をＫｉ、前記弾性壁のバネ定数をＫｄとしたとき、（２×Ｍｓ／Ｔ２）＞（Ｋｉ＋Ｋｄ）かつ（２×Ｍｓ／Ｔ２）／Ｋｂ≧１０となる条件を満たすことを特徴とする請求項１乃至３記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
複数のノズルを形成したノズルプレートと、圧力室が形成されたチャンバプレートと、圧力室へのインク流入を制御するリストリクタを形成したリストリクタプレートと、圧電アクチュエータの圧力を効率よく圧力室に伝えるための振動板部と共通インク通路からリストリクタに流入するゴミ等を除去するフィルタ部とを形成した弾性を有するダイアフラムプレートとをこの順序で位置決めして接合したものを流路形成部材とし、一端側が基台に固定され他端側を自由端とした複数の圧電アクチュエータの自由端を前記圧力室に対応するように前記振動板部に当接させ、前記流路形成部材に位置決め接合したハウジングに前記基台を接合したインクジェットヘッドを用いたインクジェット記録装置において、
前記ハウジングと前記基台とを固着して支持する支持部材を有し、該支持部材の質量は前記基台の質量よりも重いことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記支持部材は、前記ハウジングには固着されないことを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記基台の質量をＭｓ、前記支持部材の質量をＭａ、前記基台と前記ハウジングとの連結部のバネ定数をＫｂｈ、前記圧電アクチュエータを駆動するための駆動波形の立ち上がり時間をＴとしたとき、
２×（Ｍｓ＋Ｍａ）／Ｔ２＞Ｋｂｈ
となる条件を満たすことを特徴とする請求項５または６記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記基台の質量をＭｓ、前記支持部材の質量をＭａ、前記基台と前記ハウジングとの連結部のバネ定数をＫｂｈ、前記圧力室内のインクのバネ定数をＫｉ、前記弾性壁のバネ定数をＫｄ、前記圧電アクチュエータを駆動するための駆動波形の立ち上がり時間をＴとしたとき、
｛２×（Ｍｓ＋Ｍａ）／Ｔ２｝＞（Ｋｉ＋Ｋｄ）かつ｛２×（Ｍｓ＋Ｍａ）／Ｔ２｝／Ｋｂｈ≧１０
となる条件を満たすことを特徴とする請求項５または６記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記立ち上がり時間Ｔに換えて、立ち下がり時間Ｔとすることを特徴とする請求項７または８記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電アクチュエータが発生する圧力によってインク滴を飛翔させ、記録媒体にインク像を形成するインクジェット記録装置に関するもので、特に、インク吐出ノズルの高密度化と小型化を図ったインクジェットヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、圧電アクチュエータを用いて圧力室内のインクの圧力を変化させ、ノズルからインクを吐出させる圧電体素子方式のインクジェットヘッドが知られている。
【０００３】
図７に、圧電体素子方式を用いたインクジェットヘッドの従来例の断面図を示す。インクジェットヘッドは、ノズル１を形成したノズルプレート２と、圧力室３を形成したチャンバプレート４と、リストリクタ５を形成したリストリクタプレート６と、振動板７およびフィルタ部８を形成したダイアフラムプレート９と、共通インク通路１０を形成したハウジング１９と、圧電体素子１４とを有する。前記圧電体素子１４の一端面を基台となるセラミック部材１１と接合し、前記圧電体素子１４の他端面をそれぞれノズル１と対向するよう振動板７に配置し、接着剤１２にて振動板７と圧電体素子１４を当接し、ハウジング１９に接着して固定されたものである。
【０００４】
インクジェットヘッドよりインク滴を吐出させるには、個別電極１７及び共通電極１８から外部駆動電源より電気信号を印加し圧電体素子１４を変位させる。この変位が振動板７を介して圧力室３の容積変化となり、満たされるインクの圧力変化となる。この圧力変化でインクはノズルよりインク滴として吐出する。
【０００５】
インクジェットヘッドは、インク吐出ノズルの高密度化及び小型化を図るため、薄板プレートの接着または接合で形成されたインク流路部材と、このインク流路部材に設けられ、ノズルの配置に合わせてダイシングされた圧電体素子を列状に配設した圧電アクチュエータユニットとの組み合わせで製作されている。
【０００６】
例えば、特開平１１−７０６５２号公報では、１枚の圧電体素子固定基台上に６列のダイシングされた圧電体素子列を配設して圧電アクチュエータユニットを形成し、そのような圧電アクチュエータユニットを２組、インク流路ユニットに接着固定して、１２列の圧電体素子列を備えたインクジェットヘッドを製作する技術が開示されている。
【０００７】
また、特開２００１−６３０３９には、圧電アクチュエータを構成する圧電体素子をインク流路部材の振動板に取付ける際に、振動板の有効変位領域内で、当接配置された圧電体素子が直接加圧する部分の両側に形成された間隙長さについて所定の関係を設定し、安定した良好な印刷品質を得ることができるインクジェットヘッド技術が開示されている。
【０００８】
さらには、特開平７−３１４６７２には、各圧電アクチュエータ間の相互干渉を抑制するため、圧電アクチュエータの質量に対して、支持台と圧電アクチュエータ基部の合計の質量を十分に大きくすることで、高密度で高印字品質のインクジェットヘッド技術が開示されている。
【０００９】
更なるノズルの高密度化、小型化を図って行くと、複数ノズルから同時にインクを吐出させる場合、各圧電アクチュエータ間の相互干渉や、それを支持する構造部材の剛性が特性に及ぼす影響度が高くなり、吐出されるインク滴の吐出速度がノズル毎に異なってしまう。その結果、記録媒体に記録されたドットは、サイズが異なったり、着地位置がずれ、印字品質の劣化を招くこととなった。
【００１０】
また、各々の圧電体素子と圧力室に対応して圧電アクチュエータを接着する際、その位置や、間隙を揃えるためには、例えば、特開２００１−２６０３６５に開示されるような高度な加工技術や、接着技術が必要であった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、圧電アクチュエータの発生変位を効率よく伝達するためには、圧電アクチュエータの固定端を基台となる部材に高精度に、かつ、高剛性に固定する必要があった。この結果、インクジェットヘッドの製造には長時間の作業時間必要であったり、歩留まりを上げ、コストを高くした。
【００１２】
本発明は、このような従来の問題点を解決するもので、その目的とするところは、前記圧電アクチュエータのハウジングへの支持方法を簡素化しても前記アクチュエータからの発生変位の伝達効率を損なうこと無く、安価で高品質の印字が可能なインクジェット記録装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、複数のノズルを形成したノズルプレートと、圧力室が形成されたチャンバプレートと、圧力室へのインク流入を制御するリストリクタを形成したリストリクタプレートと、圧電アクチュエータの圧力を効率よく圧力室に伝えるための振動板部と共通インク通路からリストリクタに流入するゴミ等を除去するフィルタ部とを形成した弾性を有するダイアフラムプレートとをこの順序で位置決めして接合したものを流路形成部材とし、一端側が基台に固定され他端側を自由端とした複数の圧電アクチュエータの自由端を前記圧力室に対応するように前記振動板部に当接させ、前記流路形成部材に位置決め接合したハウジングに前記基台を接合したインクジェットヘッドを用いたインクジェット記録装置において、前記圧電アクチュエータが固定されている基台の質量をＭｓ、前記基台と前記ハウジングとの連結部のバネ定数をＫｂとし、前記アクチュエータを駆動するための駆動波形の立ち上がり時間をＴとした時、２×Ｍｓ／Ｔ２＞Ｋｂを満たすことを特徴とする。
【００１４】
また、前記立ち上がり時間Ｔに換えて、立ち下がり時間Ｔとすることを特徴とする。
【００１５】
また、前記インクジェット記録装置において、前記基台と前記ハウジングとの連結部のバネ定数Ｋｂが、ほぼ０であることを特徴とする。
【００１６】
また、前記圧力室内のインクのバネ定数をＫｉ、前記弾性壁のバネ定数をＫｄとしたとき、（２×Ｍｓ／Ｔ２）＞（Ｋｉ＋Ｋｄ）かつ（２×Ｍｓ／Ｔ２）／Ｋｂ≧１０となる条件を満たすことを特徴とする。
【００１７】
また、複数のノズルを形成したノズルプレートと、圧力室が形成されたチャンバプレートと、圧力室へのインク流入を制御するリストリクタを形成したリストリクタプレートと、圧電アクチュエータの圧力を効率よく圧力室に伝えるための振動板部と共通インク通路からリストリクタに流入するゴミ等を除去するフィルタ部とを形成した弾性を有するダイアフラムプレートとをこの順序で位置決めして接合したものを流路形成部材とし、一端側が基台に固定され他端側を自由端とした複数の圧電アクチュエータの自由端を前記圧力室に対応するように前記振動板部に当接させ、前記流路形成部材に位置決め接合したハウジングに前記基台を接合したインクジェットヘッドを用いたインクジェット記録装置において、前記ハウジングと前記基台とを固着して支持する支持部材を有し、該支持部材の質量は前記基台の質量よりも重いことを特徴とする。
【００１８】
また、前記支持部材は、前記ハウジングには固着されないことを特徴とする。
【００１９】
また、前記基台の質量をＭｓ、前記支持部材の質量をＭａ、前記基台と前記ハウジングとの連結部のバネ定数をＫｂｈ、前記圧電アクチュエータを駆動するための駆動波形の立ち上がり時間をＴとしたとき、２×（Ｍｓ＋Ｍａ）／Ｔ２＞Ｋｂｈとなる条件を満たすことを特徴とする。
【００２０】
また、前記基台の質量をＭｓ、前記支持部材の質量をＭａ、前記基台と前記ハウジングとの連結部のバネ定数をＫｂｈ、前記圧力室内のインクのバネ定数をＫｉ、前記弾性壁のバネ定数をＫｄ、前記圧電アクチュエータを駆動するための駆動波形の立ち上がり時間をＴとしたとき、｛２×（Ｍｓ＋Ｍａ）／Ｔ２｝＞（Ｋｉ＋Ｋｄ）かつ｛２×（Ｍｓ＋Ｍａ）／Ｔ２｝／Ｋｂｈ≧１０となる条件を満たすことを特徴とする。
【００２１】
また、前記立ち上がり時間Ｔに換えて、立ち下がり時間Ｔとすることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図８に、一般的なシリアル方式インクジェット記録装置について説明する。インクジェットヘッド１０１と、インクジェットヘッド１０１にインクを供給するインクカートリッジ１０２を搭載した記録ユニット１０３は、ガイドシャフト１０４に対して摺動自在に支持されると共に、動力伝達部材１０５に連結されており、駆動源１０６によりガイドシャフト１０４に沿って往復運動する。一方、被記録物１０７はインクジェットヘッド１０１のノズル面１０８と対向し、記録ユニット１０３の移動方向と直交する方向に搬送ローラ１０９によって搬送される。被記録物１０７には、インクジェットヘッド１０１のノズル１１０より記録信号に応じてインクが噴射され、画像が形成される。
【００２３】
記録領域外に設けられたキャップ部材１１１は、複数のノズル１を有するノズル面１０８をキャッピングするゴムなどの弾性体からなる。非記録時には、記録ユニット１０３がキャップ部材１１１の上方まで移動し、キャップ部材１１１が図示していない動力源により、ノズル面１０８をキャッピングする。多くの場合、キャップ内にはインク吸引の際の吸引容易化、キャップ内雰囲気湿潤化等のため、インク吸収シート１１２が備えられている。また、キャップ部材１１１には底面に２本のチューブ１１３、１１４が連結しており、チューブ１１３は大気開放弁１１５とつながっている。チューブ１１４は、吸引ポンプ１１６を介してキャップ内に負圧を供給でき、大気開放弁１１５を閉じることでインクジェットヘッド１０１内のインクを吸引し、大気開放弁１１５を開放することでキャップ内の空間１１７に溜まったインクを吸引する。吸引されたインクはチューブ１１４の先端に設けられた排圧力室１１８に排出される。
【００２４】
このような記録装置に搭載されるインクジェットヘッドについて、以下に、本発明の一例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
なお、本例ではシリアル方式記録装置について記載しているが、印刷時にヘッドが定位置に保持される（静止する）ラインヘッド方式の記録装置であっても、ワイピング、キャッピング時に印刷時の定位置から一時退避することにより、シリアル方式と同様の方法でノズル保全が可能である。
【００２６】
以下、本発明の一例を図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明のインクジェットヘッドの主要部の構造説明斜視図である。
【００２８】
図において、２は複数のノズル１を形成したノズルプレートであり、図８に示すノズル面１０８に配置されている。ノズル１の開口形状の加工精度はインクジェットヘッドのインク吐出特性に大きな影響を及ぼす。複数のノズル１間において、これらのノズル精度ばらつきを低く押さえるため、ノズルプレート２の製法は高い加工精度が要求される。このため、ノズルプレート２はステンレスの精密プレス法、レーザー加工法あるいはニッケルの電鋳加工等により形成される。
【００２９】
このノズルプレート２に圧力室３が形成されたチャンバプレート４、及びインク供給路１０と圧力室３とを連結し、圧力室３へのインク流入を制御するリストリクタ５を形成したリストリクタプレート６を位置決めして接合する。
【００３０】
更に、圧電アクチュエータ１３の圧力を効率よく圧力室に伝えるための振動板７と、共通インク通路１０からリストリクタ５に流入するインク中のゴミ等を取り除くフィルタ部８とを形成した弾性を有するダイアフラムプレート９と、共通インク通路１０を形成したハウジング１９を同じように位置決めして接合する。
【００３１】
上記チャンバプレート４、リストリクタプレート６、ダイアフラムプレート９はステンレス材のエッチング加工法またはニッケル材の電鋳加工法で作られる。
【００３２】
ハウジング１９はステンレス材の切削加工等で形成され、インクタンク２１からインクを共通インク通路１０まで導くインク導入パイプ２０が接合されている。
【００３３】
最後に、複数の積層圧電体素子１４と、それを固定する支持基台１６からなる圧電アクチュエータ１３を位置決めして接合する。圧電アクチュエータ１３を製作する順序は、まず支持基台１６に棒状の積層圧電体素子を複数本並べて接着・固定する。その後、棒状の積層圧電体素子をダイシングソー、ワイヤソー等を利用した切断により分割する。この時、分割された各々の積層圧電体素子１４は圧力室の一つずつに対応するようになっている。
【００３４】
更には、支持基台１６にはそれぞれの積層圧電体素子１４に外部駆動回路から独立した電気信号を送るための個別電極１７及び共通電極１８が形成されている。これによって、外部駆動回路から選択的な電気信号が圧電体素子１４に印加されることにより、圧電体素子１４はひずみを生じる。圧電体素子１４は高剛性の支持基台１６上に接合されているため、振動板７に優先的に変位を与え、圧力室３の圧力を高める。本例にて説明するインクジェットヘッドは、こうした原理によってノズル１からインクを吐出して、記録媒体上にインク画像を形成する装置に用いられる。
【００３５】
なお、本例では、配列ピッチは３７．５分の１インチで約６７７μｍとしたが、ノズル数、列数、及びユニット構成はこの組み合わせに限定されるものではない。
【００３６】
図２は、インクジェトヘッドの部分断面図である。
【００３７】
図において、圧電アクチュエータ１３は、支持基台１６と積層圧電体素子１４とで構成される。積層圧電体素子１４は接着剤１２を介して振動板７と接合されている。従って、圧力室３内の圧力は振動板７が変形することにより急激に変動する。すなわち、外部駆動回路から選択的な電気信号が積層圧電体素子１４に印加されることにより、積層圧電体素子１４はノズル１へ向かう方向に変位を発生する。この変位により接着剤１２を介して振動板７が変形し、圧力室３内に充填されたインクは加圧され、ノズル１からインク滴となって吐出する。
【００３８】
図３は、図２をモデル化した概念図で、圧電体素子１４はＭｐで表される質量４０を持ち、一端側がＫｐｃで表されるバネ定数５０の支持部材で、Ｍｓで表される質量５１の基台１６に支持され、基台１６はさらにＫｂで表されるバネ定数５２の接着剤で、ｍｈで表される質量５５のハウジング１９に固定されている。圧電体素子１４の他端側は、駆動信号によりＫｐで表されるバネ定数４１で、圧縮、伸張し、Ｋｄｃで表されるバネ定数５３の接着剤で振動板と接合される。振動板は、圧電体素子の圧縮、伸張に対し、振動板自身のＫｄで表されるバネ定数２１と、圧力室内のインクから受けるＫｉで表されるバネ定数２２で追従する。
【００３９】
ここで、圧電体素子の発生変位をδＰ０、図３各部位の変位をそれぞれδ＊で表わすと、
δＰ０＝δｄ＋δｃ３＋δＰ＋δｃ１＋δｃ２…（１）
ハウジングが変形しない理想状態を考えると、Ｋｂで表されるバネ定数１８の基台−ハウジング間の保持部材の変形量δｃ２は、基台１７の変位δｍｂと等しいと考えられる。
また、基台の加速度をαＢとすると、各部位の釣り合いから、
δｄ×（Ｋｄ＋Ｋｉ）＝δｃ３×Ｋｄｃ＝δＰ×Ｋｐ＝δｃ１×Ｋｐｃ＝Ｍｓ×αＢ＋δｃ２×Ｋｂ…（２）
ここで、圧電体素子１４を駆動する駆動信号の立ち上がり時間をＴ１、立ち下がり時間をＴ２とし、一般的に時間Ｔとした場合、基台１６の加速度αＢは、
αＢ＝２×δｃ２／Ｔ２…（３）
で表されるから、
式（１）をδｄで書き表すと、
式（２）から、
δｃ３＝δｄ（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｄｃ…（４）
δｐ＝δｄ（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｐ…（５）
δｃ１＝δｄ（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｐｃ…（６）
上記関係式より、
δＰ０＝δｄ［１＋（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｄｃ＋（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｐ＋（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｐｃ＋（Ｋｄ＋Ｋｉ）／｛２×Ｍｓ／Ｔ２＋Ｋｂ｝］…（７）
ここで、δＰ０はＰＺＴの発生変位、δｄは振動板の実変位であるから、δｄ／δＰ０を１に近づけることが望ましい。
【００４０】
式（７）より、
δｄ／δＰ０＝１／［１＋（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｄｃ＋（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｐ＋（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｐｃ＋（Ｋｄ＋Ｋｉ）／｛２×Ｍｓ／Ｔ２＋Ｋｂ｝］…（８）
であるから、つまりは、
［１＋（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｄｃ＋（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｐ＋（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｐｃ＋（Ｋｄ＋Ｋｉ）／｛２×Ｍｓ／Ｔ２＋Ｋｂ｝］…（９）
を、１に近づけることが望ましい。
【００４１】
式（９）の各成分に着目すれば、
（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｄｃ…（１０）
（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｐ…（１１）
（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｐｃ…（１２）
（Ｋｄ＋Ｋｉ）／｛２×Ｍｓ／Ｔ２＋Ｋｂ｝…（１３）
式（１０）（１１）（１２）から、振動板のバネ定数および圧力室内のインクのバネ定数（Ｋｄ＋Ｋｉ）に対して、各部固定部或いは保持部のバネ定数Ｋｐｃ、Ｋｄｃおよび圧電体素子１４自身のバネ定数Ｋｐが十分大きな値をとることが望ましい。そのため、従来から接着剤の選定や、接着面積の拡大、接着層をより薄くするための工夫などをおこなっている。
【００４２】
一方、式（１３）に着目すると、同様に、（Ｋｄ＋Ｋｉ）に対して、｛２×Ｍｓ／Ｔ２＋Ｋｂ｝を十分大きな値とすることも必要であることがわかる。ここで、Ｋｂは、Ｋｐｃ及びＫｄｃと同様に接着剤や保持部材のバネ定数であり、２×Ｍｓ／Ｔ２は基台の質量Ｍｓと、圧電体素子１４を圧縮、伸張させる駆動信号の立ち上がり、或いは、立ち下がり時間であるＴにより決定されるバネ定数である。
【００４３】
ここで、ハウジング−基台間の支持状態のバネ定数Ｋｂを大きく確保するためには、接着面積の拡大や、接着層を薄くすること或いは、高いヤング率を示す接着剤が必要となるが、接着面積の拡大は高密度実装およびヘッド小型化の障害となり、また、接着層を薄くするためには、振動板と圧電体素子の位置精度向上が必要不可欠となり、高コスト化につながることとなる。
【００４４】
一方、２×Ｍｓ／Ｔ２に着目すると、基台の質量Ｍｓの２倍に比例、圧電体素子１４を圧縮、伸張させる駆動信号の立ち上がり時間であるＴの２乗に反比例し、２×Ｍｓ／Ｔ２を大きくするためには、基台１６の質量Ｍｓを大きくする、もしくは、Ｔを小さくすることが必要となることがわかる。
【００４５】
しかし、圧電体素子１４を圧縮、伸張させる駆動信号の其々の時間Ｔは、圧電体素子１４の寸法や、圧力室の容積、駆動条件等から、最適値が求まるため、２×Ｍｓ／Ｔ２を大きくするために変更することはヘッド特性上好ましくない。そのため、２×Ｍｓ／Ｔ２を大きくするためには、基台１７の質量Ｍｓを大きくすることが有効な手段となる。したがって、前記基台１４の質量Ｍｓとばね定数Ｋｂとの関係を、２×Ｍｓ／Ｔ２＞Ｋｂとなるようにすることが望ましい。
【００４６】
具体的には、（２×Ｍｓ／Ｔ２）＞（Ｋｉ＋Ｋｄ）かつ、（２×Ｍｓ／Ｔ２）／Ｋｂ≧１０となることが良い。この場合、ばね定数Ｋｂに与えられる支持条件は、たとえば、シリコンなどの非常に柔らかい保持部材で簡易的に固定する程度で良い。場合によっては、バネ定数Ｋｂが０であっても良く、結果的に保持部材を全く削除した状態でも良い。
【００４７】
次に、他の実施例について説明する。
【００４８】
図４に、本発明の他の実施例となるインクジェットヘッド断面図を示す。
【００４９】
図５は、本発明の他の実施例となるインクジェットヘッドを示す概念図である。
【００５０】
図４において、基本的な構成は、図２に示す構成と同じであるが、本実施例においては、圧電体素子１４を支持する基台１６にＭａの質量をもつ支持部材３０を固着している。該支持部材の質量Ｍａにより、基台１６の質量Ｍｓに支持部材３０の質量Ｍａが加わり、
｛２×（Ｍｓ＋Ｍａ）／Ｔ２＋Ｋｂ｝となり、容易に質量を大きくすることができ、より効果を発揮できる構成がとれる。
【００５１】
図５は、図４をモデル化した概念図で、圧電体素子１４はＭｐで表される質量４０を持ち、一端側がＫｐｃで表されるバネ定数５０の支持部材で、Ｍｓで表される質量５１の基台に支持され、基台１６はさらにＫｂで表されるバネ定数５２の接着剤で、Ｍａで表される質量３１の支持部材に固定され、Ｋｂｈで表されるバネ定数３２を介して、ハウジング１９に支持されている。
これにより、式（９）は、
［１＋（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｄｃ＋（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｐ＋（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｐｃ＋（Ｋｄ＋Ｋｉ）／Ｋｂｓ＋（Ｋｄ＋Ｋｉ）／｛２×（Ｍｓ＋Ｍａ）／Ｔ２＋Ｋｂｈ｝］…（１４）
のように表されることになる。
結果的に上記したと同じように、２×（Ｍｓ＋Ｍａ）／Ｔ２＞Ｋｂｈ
となるようにすることが望ましい。
【００５２】
具体的には、
｛２×（Ｍｓ＋Ｍａ）／Ｔ２｝＞（Ｋｉ＋Ｋｄ）かつ、｛２×（Ｍｓ＋Ｍａ）／Ｔ２｝／Ｋｂ≧１０となることが良い。この場合、ばね定数Ｋｂｈに与えられる支持条件は、たとえば、シリコンなどの非常に柔らかい支持部材で簡易的に固定する程度で良い。
【００５３】
場合によっては、バネ定数Ｋｂｈが０であっても良く、結果的に支持部材を全く削除した状態でも良い。
【００５４】
また、上述したように前記支持部材３０の形状を工夫し、ハウジングとの固定方法を図６に示すようにすることで、圧電アクチュエータの位置が容易に決まり、結果的に圧電アクチュエータをハウジングに対し、支持することとなり、接着剤などを使用しなくても信頼性の高いヘッドを提供できる。
【００５５】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、アクチュエータが固定されている基台の質量をＭｓとし、前記アクチュエータを駆動するための駆動波形の立ち上がり時間（または立ち下がり時間）Ｔに対する２×Ｍｓ／Ｔ２が、前記基台と前記ハウジングとの連結部のバネ定数をＫｂとしたとき、２×Ｍｓ／Ｔ２＞Ｋｂとすることにより、アクチュエータのハウジングへの支持方法に関わらず圧電体素子の変位を効率良く圧力室へ伝えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるインクジェットヘッドの主要部の構造説明斜視図である。
【図２】本実施の実施例を説明するインクジェットヘッドの縦部分断面図である。
【図３】図２をモデル化した概念図である。
【図４】本実施の実施例を説明するインクジェットヘッドの縦部分断面図である。
【図５】図４をモデル化した概念図である。
【図６】本実施の実施例を説明するインクジェットヘッドの縦部分断面図である。
【図７】従来技術からなるインクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。
【図８】本発明の実施例を説明するシリアル式インクジェット記録装置の説明図である。
【符号の説明】
１はノズル、２はノズルプレート、３は圧力室、４はチャンバプレート、５はリストリクタ、６はリストリクタプレート、７は振動板、８はフィルタ部、９はダイアフラムプレート、１０は共通インク通路、１１はセラミック部材、１２は接着剤、１３は圧電アクチュエータ、１４は積層圧電体素子、１５は導電性接合部材、１６は支持基台、１７は個別電極、１８は共通電極、１９はハウジング、２０はインク導入パイプ、２１はインクタンク、２１は振動板のバネ定数：Ｋｄ、２２は圧力室内インクのバネ定数：Ｋｉ、３０は支持部材、３１は支持部材の質量：Ｍａ、４０は圧電体素子の質量：Ｍｐ、４１は圧電体素子のバネ定数：Ｋｐ、５０は基台−圧電体素子間の接着バネ定数：Ｋｐｃ、５１は基台の質量、５２はハウジング−基台間の接着バネ定数：Ｋｂ、５３は圧電体素子−ダイヤフラム間の接着バネ定数：Ｋｄｃ、１０１はインクジェットヘッド、１０２はインクカートリッジ、１０３は記録ユニット、１０４はガイドシャフト、１０５は動力伝達部材、１０６は駆動源、１０７は非記媒体、１０８はノズル面、１０９は搬送ローラ、１１０はノズル、１１１はキャップ部材、１１２はインク吸収シート、１１３はチューブ、１１４はチューブ、１１５は大気開放弁、１１６は吸引ポンプ、１１７はキャップ内の空間、１１８は排インク室である。
【図１】
2004025453.tif 000003
【図２】
2004025453.tif 000004
【図３】
2004025453.tif 000005
【図４】
2004025453.tif 000006
【図５】
2004025453.tif 000007
【図６】
2004025453.tif 000008
【図７】
2004025453.tif 000009
【図８】
2004025453.tif 000010