(57)【要約】【課題】低い駆動電圧のままでインク吐出速度が速く、しかも十分に高い最高駆動周波数で駆動できるようにする。【解決手段】ほぼ直方体の流路ユニット１０上にこれとほぼ同形状のアクチュエータユニット２０が積層され、アクチュエータユニット２０上にフレキシブルフラットケーブル４０が貼付されている。流路ユニット１０の下面側に開口した吐出ノズル５４から下向きにインクが吐出される。流路ユニット１０に形成された圧力室１６は、ほぼ直方体形状を有しており、深さＬＡが４０μｍ、幅ＬＢが２５０μｍ、長さＬＣが１．８ｍｍとなっている。【選択図】　　　図６
2004136462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出ノズルに連通した圧力室が形成された流路ユニットと、前記流路ユニットと積層されて前記圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与するアクチュエータユニットとを備えたインクジェットヘッドであって、
前記圧力室はその長手方向の一端側において前記吐出ノズルに連通し、他端側においてインク供給源に連通していると共に前記流路ユニットの表面に沿うように延在し、その表面に前記アクチュエータユニットが接合されており、
前記圧力室が前記流路ユニットの前記表面と直交する方向に３５μｍ〜４５μｍの深さを有していることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記圧力室の前記長手方向と直交する幅が１５０μｍ〜３００μｍであり、その長さが１．０ｍｍ〜４．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力室内のインクに圧力が与えられると圧力室に連通したノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１には、吐出ノズルに連通した圧力室が表面に形成された流路ユニットと、圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与するためのアクチュエータユニットとが圧力室を内側として積層されたインクジェットヘッドが記載されている。このインクジェットヘッドにおいて、アクチュエータユニットの活性部を圧電効果で積層方向に変形させて圧力室内の容積を変動させると、インクを吐出ノズルから吐出することができる。
【０００３】
特許文献１に記載されたインクジェットヘッドに形成された圧力室は、一方向に長いほぼ直方体形状を有している。そして、多数の圧力室は、ヘッド長手方向にできるだけ短いピッチでノズルが規則的に配列されるように、各圧力室の長手方向がインクジェットヘッドの幅方向に平行となるように列をなして互いに隣接して配列されている。このように圧力室が配列された特許文献１に記載のインクジェットヘッドにおいて、圧力室の長さは３．８ｍｍ程度、幅は２５０μｍ程度、深さは５０μｍ〜１５０μ程度となっており、駆動電圧２１．５Ｖ、最高駆動周波数１８ｋＨｚでアクチュエータユニットが駆動される。そして、６〜７ｍ／ｓｅｃ程度の吐出速度でノズルからインクが吐出される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２７３８９４号公報（図７、図８、段落００２８、００２９）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
インクジェットヘッドは、いわゆる引き打ちという手法で動作させられることが多い。引き打ちにおいては、インクを吐出する際にアクチュエータユニットを変形させて圧力室の容積を一旦常態よりも大きくする。このとき、圧力室内に圧力波が生じるので、それが圧力室内を長手方向に伝播し正圧となるタイミングでアクチュエータユニットを元の形状に戻すことにより再び圧力室を縮小して圧力室内のインクに圧力を付与する。このように引き打ちを行うと、圧力波とアクチュエータユニットが戻る圧力を重ね合わせることができるので、アクチュエータユニットを比較的小さな駆動電圧で駆動させつつ大きなインク吐出速度を得ることができる。
【０００６】
一方、近年、印刷速度の高速化への要求が高まっていることから、インクジェットヘッドの最高駆動周波数をより高くしようとする試みがなされている。引き打ちを行う場合、上述の説明からも分かるように最高駆動周波数は圧力室内をインクの圧力波が往復伝播するのに要する時間、すなわち圧力室の長さに依存する。そのため、圧力室の長さを短くすることにより、最高駆動周波数を従来よりも高くすることが可能となる。
【０００７】
しかしながら、圧力室の長さを短くした場合、アクチュエータユニットの駆動電圧が同じであれば十分なインク吐出速度が得られなくなって、画質の劣化が生じるおそれがある。インク吐出速度を高めるためにアクチュエータユニットの駆動電圧を上げる（例えば２５Ｖ）ことはできるが、そうすると、電気回路やドライバＩＣなどの部品コストが増加してしまうと共に発熱量が多くなりその放熱を行うために新たな部品を取り付けるなどの必要が生じてしまう。なお、インク吐出速度を高めるためにノズル径を小さくするのは、必要な量のインクが吐出されなくなるため好ましくない。
【０００８】
つまり、現存のインクジェットヘッドでは、十分なインク吐出速度を維持しつつ十分に高い最高駆動周波数と十分に低い駆動電圧とを両立させることができない。また、画質を向上させる観点から、インク吐出速度をさらに増大させることも望まれている。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、インク吐出速度が速く、しかも十分に高い最高駆動周波数及び十分に低い駆動電圧で駆動することができるインクジェットヘッドを提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上述した問題を解決すべく鋭意研究の結果、まず、調整すべきパラメータとして圧力室の深さを選択した。これは、圧力室の長さが最高駆動周波数に依存するために安易に変更できないこと、そして、圧力室の幅がノズルピッチと圧力室同士を隔てる隔壁の幅とから決定されるもので製造上変更するのが困難であること、ノズル径の変更はインク吐出量の変更を伴うために現実的でないことなどによる。そして、さらに本発明者は、圧力室の深さを浅くすることによって、インク吐出速度を低下させることなく駆動電圧を低下させることができることを見出した。また、それと共に、圧力室の深さを浅くするほど、吐出速度が常に一定となるように制御することが困難になることも見出した。そして、これらの結果を踏まえて、圧力室の深さを３５μｍ〜４５μｍとすることで、低い駆動電圧のままでインク吐出速度が速く、しかも十分に高い最高駆動周波数を実現することができるインクジェットヘッドが得られるという結論に達した。
【００１１】
すなわち、本発明のインクジェットヘッドは、吐出ノズルに連通した圧力室が形成された流路ユニットと、前記流路ユニットと積層されて前記圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与するアクチュエータユニットとを備えたインクジェットヘッドであって、前記圧力室はその長手方向の一端側において前記吐出ノズルに連通し、他端側においてインク供給源に連通していると共に前記流路ユニットの表面に沿うように延在し、その表面に前記アクチュエータユニットが接合されており、前記圧力室が前記流路ユニットの前記表面と直交する方向に３５μｍ〜４５μｍの深さを有しているものである（請求項１）。
【００１２】
本発明のインクジェットヘッドによると、低い駆動電圧のままでインク吐出速度が従来よりも速くなり且つその制御安定性が高いために、印刷される画質が向上する。また、最高駆動周波数が従来よりも高くなるために、印刷速度を速くすることができる。
【００１３】
なお、圧力室の深さを３５μｍ〜４５μｍとすることで上述したような効果が得られるものの、後述するように、上述の効果をさらに増強する観点から、圧力室の深さを３７μｍ〜４３μｍとすることが好ましく、３８μｍ〜４２μｍとすることがより好ましく、３９μｍ〜４１μｍとすることが最も好ましい。
【００１４】
本発明において、前記圧力室の前記長手方向と直交する幅が１５０μｍ〜３００μｍであり、その長さが１．０ｍｍ〜４．０ｍｍであってよい（請求項２）。
【００１５】
この構成によると、上述した効果を効率的に発揮させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な一実施の形態を説明する。
【００１７】
まず、本実施の形態によるインクジェットヘッド１の概要について図１に基づいて説明する。図１は、本実施の形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。図１に示すように、本実施の形態による圧電式のインクジェットヘッド１は、ほぼ直方体の流路ユニット１０上にこれとほぼ同形状のアクチュエータユニット２０が積層され、アクチュエータユニット２０上に外部機器との接続のためのフレキシブルフラットケーブル又はフレキシブルプリント回路４０が貼付されたものである。インクジェットヘッド１は、流路ユニット１０の下面側に開口した吐出ノズル（以下、ノズルと称する）５４（図２及び図３参照）から下向きにインクを吐出する。
【００１８】
次に、流路ユニット１０について図２に基づいて説明する。図２は、図１に示すインクジェットヘッドを構成する流路ユニットの分解斜視図である。図２に示すように、流路ユニット１０は、ノズルプレート４３、マニホールドプレート１１、１２、スペーサプレート１３及びキャビティプレート１４の５枚の導電性のある薄板を接着にて重ねて接合して積層したものである。本実施の形態において、ノズルプレート４３を除く各プレート１１、１２、１３、１４は、４２％ニッケル合金鋼板製で、５０μｍ〜１５０μｍ程度の厚さである。ノズルプレート４３には、微小径のインク吐出用のノズル５４が、ノズルプレート４３における第１の方向（長辺方向）に沿って２列の千鳥配列状に設けられている。即ち、ノズルプレート４３の長辺方向と平行な２つの基準線に沿って、微小ピッチ間隔で千鳥状配列にて多数個のノズル５４がノズルプレート４３に穿設されている。
【００１９】
マニホールドプレート１２には、インク通路としての一対のマニホールド室１２ａ、１２ａが、ノズル５４が配列された２つの基準線の外側に沿って延びるように穿設されている。そして、各マニホールド室１２ａは、平面視において、キャビティプレート１４に形成された圧力室１６の列と重なり且つ長辺方向について圧力室１６の列を跨ぐように延びている。
【００２０】
マニホールドプレート１２の下側のマニホールドプレート１１の上面には、各マニホールド室１２ａとほぼ同じ位置にて、平面視形状で略同じ形状の上向き開放するようにマニホールド室１１ａが凹設され、両マニホールド室１１ａ、１２ａが一体となって１つのマニホールド室を形成している。
【００２１】
また、キャビティプレート１４には、その長辺に沿う中心線に対して直交する第２の方向（短辺方向）に延びる細幅の多数の圧力室１６が穿設されている。圧力室１６は、それぞれがほぼ直方体形状を有しており、キャビティプレート１４の長手方向に前記中心線を挟むように２列に配列されている。そして、各圧力室１６の先端部近傍は、前記中心線を越えて延在している。従って、各圧力室１６の先端部近傍領域はキャビティプレート１４の長手方向について互いに重なり合っており、圧力室１６の先端は２列に千鳥状配列されている。
【００２２】
各圧力室１６の先端は、ノズルプレート４３における前記千鳥状配列のノズル５４に、スペーサプレート１３及びマニホールドプレート１１、１２に同じく千鳥状配列にて穿設されている微小径の貫通孔１７、１７を介して連通している。一方、各圧力室１６の他端は、スペーサプレート１３における左右両側部位に穿設された貫通孔１８を介して、マニホールドプレート１１、１２におけるマニホールド室１１ａ、１２ａに連通している。また、キャビティプレート１４及びスペーサプレート１３の長手方向についての一端部には、左右両マニホールド室１２ａ、１２ａにそれぞれ連通した一対の供給孔１９ａ、１９ｂが穿設されている。図２に示すように、最上層のキャビティプレート１４の一端部に穿設された供給孔１９ａ、１９ａの上面には、その上方のインクカートリッジ（図示せず）から供給されるインク中の塵除去のためのフィルタ２９が張設されている。
【００２３】
インクカートリッジから供給孔１９ａ、１９ｂを介して左右両マニホールド室１１ａ、１１ａ、１２ａ、１２ａ内に流入したインクは、各貫通孔１８を通って各圧力室１６内にそれぞれ分配されたのち、各圧力室１６内から貫通孔１７を通って、圧力室１６に対応するノズル５４に至る。
【００２４】
次に、アクチュエータユニット２０について図３に基づいて説明する。図３は、図１に示すインクジェットヘッドを構成するアクチュエータユニットの部分的な分解斜視図である。図３に示すように、アクチュエータユニット２０は、９枚の圧電セラミックスシート（以下単に「圧電シート」という）２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ、２１ｇ、２２、２３を積層した構造で、各圧電シートは全圧力室１６にわたる大きさを有している。最下層の圧電シート２２及びこれを含めて上方へ数えて奇数番目の圧電シート２１ｂ、２１ｄ、２１ｆの上面には、多数の個別電極２４が設けられている。各個別電極２４は、アクチュエータユニット２０の短辺方向に延びた細幅形状を有している。多数の個別電極２４は、流路ユニット１０における各圧力室１６の位置に対応して、長辺方向に沿って２列に配列されている。各個別電極２４の電位は独立して制御可能となっている。また、下から偶数番目の各圧電シート２１ａ、２１ｃ、２１ｅ、２１ｇの上面の短辺方向端部近傍を除いた領域には、共通電極２５が形成されている。これにより、各個別電極２４の長手方向端部近傍を除いた大部分は、平面視において共通電極２５とオーバーラップしている。共通電極２５は、常に一定の電位（グランド電位）に保たれている。なお、最上段と最下段のシート２２、２３は圧電セラミックス材料でなく、絶縁材料であってもよい。各シートの厚さは略３０μｍである。
【００２５】
共通電極２５は、長辺方向に沿って２列に配列された圧力室１６、１６を平面視で一体的に覆うように、偶数段目の圧電シート２１ａ、２１ｃ、２１ｅ、２１ｇの短辺方向の中央において長辺に沿って延びる平面視略矩形状に形成されている。また、共通電極２５には、偶数段目の圧電シート２１ａ、２１ｃ、２１ｅ、２１ｇの両短辺に沿った端縁部近傍において当該端縁部のほぼ全長にわたって延びる引き出し部２５ａが一体的に設けられている。
【００２６】
そして、偶数番目の圧電シート２１ａ、２１ｃ、２１ｅ、２１ｇの短辺方向端部近傍の表面であって、共通電極２５が形成されていない箇所には、個別電極２４と略同じ幅寸法で長さの短いダミー個別電極２６が形成されている。ダミー個別電極２６は、平面視で各個別電極２４に対応した位置に設けられている。図３に示すように、各ダミー個別電極２６の長手方向端部は、共通電極２５から一定距離だけ離隔している。ダミー個別電極２６の長さは、長短（Ｌ２、Ｌ３（＜Ｌ２））が１層おき交互に設けられるように設定されている。これにより、共通電極２５の長手方向に沿った側縁の位置は、圧電シートの積層方向にジグザグ状にずれている。本実施の形態では、下から２番目の層（圧電シート２１ａ）及び６番目の層（圧電シート２１ｅ）でのダミー個別電極２６の長さＬ２が、４番目の層（圧電シート２１ｃ）及び８番目の層（圧電シート２１ｇ）でのダミー個別電極２６の長さＬ３より長くなっている。
【００２７】
最下段の圧電シート２２及びこれを含めて上方へ数えて奇数番目の圧電シート２１ｂ、２１ｄ、２１ｆの上面のうち、引き出し部２５ａに対応する位置（平面視で重なる位置、つまり圧電シートの長辺方向両端部近傍）には、ダミー共通電極２７が形成されている。
【００２８】
図１及び図３に示すように、最上段の圧電シート２３の上面には、その長辺の端縁部に沿って、各個別電極２４の各々に対する表面電極３０と、共通電極２５の引き出し部２５ａに対する表面電極３１とが設けられている。
【００２９】
さらに、最下段の圧電シート２２を除いた圧電シート２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ、２１ｇ、２３には、各表面電極３０と、それに対応する位置（同じ上下位置）の個別電極２４及びダミー個別電極２６とを互いに接続するためのスルーホール３２が各個別電極２４につき１つずつ穿設されている。同様に、最下段の圧電シート２１ａを除いた圧電シート２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ、２１ｇ、２３には、表面電極３１と、共通電極２５の引き出し部２５ａ及びダミー共通電極２７とを互いに接続するための数個のスルーホール３３が穿設されている。スルーホール３２、３３内には導電性材料が充填されている。そして、各スルーホール３２内の導電性材料を介して、積層方向に重なった個別電極２４、ダミー個別電極２６及び表面電極３０がそれぞれ電気的に接続されている。同じく、各スルーホール３３内の導電性材料を介して、積層方向に重なった共通電極２５、ダミー共通電極２７及び表面電極３１が電気的に接続されている。
【００３０】
なお、スルーホール３３を形成しない場合には、アクチュエータユニット２０の一側面に全ての共通電極２５の引き出し部を露出させ、全ての引き出し部２５ａに接続する接続電極をアクチュエータユニット２０の厚さ方向に延びるように塗布し、この接続電極を圧電シート２３上の表面電極３１に電気的に接続するようにしてもよい。また、スルーホール３２を形成しない場合には、全ての個別電極２４の端部をアクチュエータユニット２０の他側面に露出させ、上下方向に同じ位置の個別電極２４に接続する接続電極をアクチュエータユニット２０の側面に塗布し、接続電極を圧電シート２３上の各対応する表面電極３０に電気的に接続するようにしてもよい。
【００３１】
このような構成のプレート型のアクチュエータユニット２０における下面（圧力室１６と対面する面）全体には、接着剤層としてのインク非浸透性の合成樹脂材からなる接着剤シート４１（図４参照）が貼着されている。また、アクチュエータユニット２０は、各個別電極２４が圧力室１６の各々に平面視で対応した位置に配置されるように、流路ユニット１０に接着及び固定されている。さらに、アクチュエータユニット２０の上側面には、フレキシブルフラットケーブル４０が重ねられることによって、フレキシブルフラットケーブル４０に形成された各種の配線パターンが、各表面電極３０、３１と電気的に接続されている。公知のように、個別電極２４と共通電極２５とに挟まれる圧電シートは分極処理されている。具体的には、フレキシブルフラットケーブル４０の配線パターンを介して、全個別電極２４に正の高電圧を印加し、共通電極２５をグランドに接続することで、各圧電シートは個別電極２４から共通電極２５に向かう方向に分極される。
【００３２】
なお、接着剤シート４１等の接着剤層の材料としては、少なくともインク非浸透性であり、且つ電気絶縁性を備えたものであって、ナイロン系やダイマー酸ベースのポリアミド樹脂を主成分とするポリアミド系ホットメルト形接着剤、ポリエステル系ホットメルト形接着剤のフィルム状のものを使用しても良いが、ポリオレフィン系ホットメルト形接着剤をアクチュエータユニット２０に塗布してから、流路ユニット１０に接着するようにしてもよい。
【００３３】
次に、本実施の形態による圧力室１６と活性部群６２の構成について図４〜図６に基づいて説明する。図４は、図１に示すインクジェットヘッドの長手方向に沿った部分断面図である。図５は、図１に示すインクジェットヘッドの幅方向に沿った部分断面図である。図６（ａ）は、図１に示すインクジェットヘッドでの圧力室と活性部群との位置関係を描いた模式的な平面図であり、図６（ｂ）は、模式的な断面図である。
【００３４】
アクチュエータユニット２０内の各圧電シートの共通電極２５と多数の個別電極２４とによって挟み込まれた領域は、個別電極２４と共通電極２５との間に分極方向に平行に駆動電界を発生させると圧電効果により厚み方向すなわちシート積層方向に伸縮する。つまり、この領域は、個別電極２４に電圧を印加することで変位する活性部６１となっている。活性部６１は、各圧電シート内に島状に形成されている。そして、７枚の圧電シートにそれぞれ形成された活性部６１は、図４及び図５に示すように、対応するもの同士が平面視で互いに上下に連続するような位置に形成されている。従って、上下に連続した７つの活性部６１は、一まとまりの活性部群６２を形成している。
【００３５】
図６（ａ）に示すように、活性部群６２は、平面視でその幅が圧力室１６の幅よりもやや狭く、また長さが圧力室１６の長さよりもやや長くなっている。つまり、個別電極２４の幅は、図４に示すように圧力室１６の幅よりもやや狭く形成されている。また、図５に示すように圧力室１６の長さ方向において、個別電極２４及び共通電極２５はいずれも圧力室１６よりも長く形成され、個別電極２４と共通電極２５とに挟まれる圧電シートの部分の長さは、圧力室１６の長さよりもやや長く形成されている。
【００３６】
圧力室１６は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、活性部群６２と平行な細長い直方体形状に形成されている。圧力室１６は、その深さＬＡが４０μｍ、幅ＬＢが２５０μｍ、長さＬＣが１．８ｍｍとなっている。圧力室１６の長手方向についての活性部群６２の中心位置は、圧力室１６の中心位置とほぼ一致している。また、圧力室１６間のピッチ（圧力室を隔てる隔壁の幅）ＬＤは８０μｍとなっている。
【００３７】
以下の実施例で説明するように、本実施の形態によるインクジェットヘッド１において最高駆動周波数を２４ｋＨｚに固定した条件で駆動電圧を様々に変更して引き打ちを行った場合のインク吐出速度を測定するという実験を行った結果、駆動電圧を２０．５Ｖ程度に低下させても９ｍ／ｓ程度と非常に速いインク吐出速度がコンスタントに得られることが分かった。しかも、アクチュエータユニット２０に与えられる駆動パルスのパルス幅の変動に対するインク吐出速度の変化が小さく制御安定性が高くなることも判明した。したがって、本実施の形態のインクジェットヘッド１によると、印刷速度が速くなってユーザの印刷要求に迅速に応答できるようになり、しかもインクジェットヘッド１によって印刷される画質を著しく向上させることが可能になると共に、電気回路やドライバＩＣのコストダウン及び発熱量の抑制を図ることができる。
【００３８】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいてさまざまな変更が可能なものである。
【００３９】
例えば、上記実施の形態では、圧力室１６の深さＬＡを４０μｍとしているが、圧力室１６の深さＬＡを３５μｍ〜４５μｍの範囲で変更してもよい。また、以下に説明する実施例によって明らかとなるように、上述の効果をさらに増強する観点から、圧力室の深さを３７μｍ〜４３μｍとすることが好ましく、３８μｍ〜４２μｍとすることがより好ましく、３９μｍ〜４１μｍとすることが最も好ましい。
【００４０】
また、上記実施の形態では圧力室１６の幅ＬＢを２５０μｍ、長さＬＣを１．８ｍｍとしているが、幅ＬＢを１５０〜３００μｍ、長さＬＣを１．０〜４．０ｍｍの範囲でそれぞれ変更してもよい。なお、圧力室１６の幅ＬＢ及び長さＬＣをこれら範囲外としても上記した効果を得ることができる。
【００４１】
また、圧力室１６の形状はほぼ直方体形状に限られるものではなく、一方向に長い形状であれば例えば６角柱形状などの別形状であってもよい。また、アクチュエータユニットの構造も上記実施の形態とは異なる構造であってよい。
【００４２】
【実施例】
次に、上述した実施の形態のインクジェットヘッド１及びこれと圧力室１６の深さのみが異なる２つのインクジェットヘッド（深さ３０μｍ、５０μｍ）の合計３つのインクジェットヘッドを用いて、以下のような実験を行った。
【００４３】
まず、３つのインクジェットヘッドについて、最高駆動周波数を２４ｋＨｚに固定した条件で駆動電圧を様々に変更して引き打ちを行った場合のインク吐出速度を測定するという実験を行った。その結果を図７のグラフに示す。図７から、圧力室１６の深さが一定のときには駆動電圧が増加するにつれてインク吐出速度が比例的に増加すること、及び、駆動電圧が一定のときには圧力室１６の深さが増加するにつれてインク吐出速度が低下することが分かる。図７からは、圧力室１６の深さを浅くするほど駆動電圧を低く且つインク吐出速度を速くできるといえる。
【００４４】
次に、３つのインクジェットヘッドについて、最高駆動周波数を２４ｋＨｚ、駆動電圧を２０．５Ｖに固定した条件で駆動電圧のパルス幅を様々に変更して引き打ちを行った場合のインク吐出速度を測定するという実験を行った。その結果を図８のグラフに示す。図８から、パルス幅の変動に対するインク吐出速度の最大変化率は圧力室１６の深さが４０μｍのときに最も小さく、３０μｍ及び５０μｍのときには比較的大きな値を取ることが分かる。図８からは、圧力室１６の深さを４０μｍ程度にすることでパルス幅の変動に対するインク吐出速度の変動を小さく抑制できるといえる。
【００４５】
図７と図８とを総合的に検討すると、最高駆動周波数を２４ｋＨｚとしたときに駆動電圧を小さな値に抑制しつつパルス幅の変動に対するインク吐出速度の変動を小さく抑制し、しかも比較的大きなインク吐出速度を得るためには、圧力室１６の深さを４０μｍにするのが最も好適であると結論することができる。
【００４６】
しかしながら、インクジェットヘッド１の実用において、圧力室の深さは３５μｍ〜４５μｍであればよい。ただし、３７μｍ〜４３μｍであることが好ましく、３８μｍ〜４２μｍであることがより好ましく、３９μｍ〜４１μｍであることが最も好ましい。
【００４７】
なお、上述した実施例は、圧力室１６の幅ＬＢ２５０μｍ、長さＬＣ１．８ｍｍという条件で行ったものであるが、圧力室１６の幅ＬＢ及び長さＬＣを変えて実験を行っても圧力室１６の深さについて上述した実施例と同様の傾向をもつ結果が得られる。つまり、圧力室の深さは３５μｍ〜４５μｍが好ましいという結論は圧力室１６の幅ＬＢ及び長さＬＣに拘わらず成り立つ。ただし、圧力室１６の幅ＬＢ及び長さＬＣがあまりにも上述した値から離れた場合にはこの限りではない。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、低い駆動電圧のままでインク吐出速度が従来よりも速くなり且つその制御安定性が高いために、印刷される画質が向上する。また、最高駆動周波数が従来よりも高くなるために、印刷速度を速くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェットヘッドの流路ユニットの分解斜視図である。
【図３】図１に示すインクジェットヘッドのアクチュエータユニットの部分的な分解斜視図である。
【図４】図１に示すインクジェットヘッドの長手方向に沿った部分断面図である。
【図５】図１に示すインクジェットヘッドの幅方向に沿った部分断面図である。
【図６】図１に示すインクジェットヘッドでの圧力室と活性部群との位置関係を描いた模式的な平面図及び断面図である。
【図７】図１に示すインクジェットヘッド及びそれと圧力室の深さのみが異なる２つのインクジェットヘッドについて、駆動電圧とインク吐出速度との関係を表すグラフである。
【図８】図１に示すインクジェットヘッド及びそれと圧力室の深さのみが異なる２つのインクジェットヘッドについて、パルス幅とインク吐出速度との関係を表すグラフである。
【符号の説明】
１　インクジェットヘッド
１０　流路ユニット
１６　圧力室
２０　アクチュエータユニット
５４　吐出ノズル
６２　活性部群
【図１】
2004136462.tif 000003
【図２】
2004136462.tif 000004
【図３】
2004136462.tif 000005
【図４】
2004136462.tif 000006
【図５】
2004136462.tif 000007
【図６】
2004136462.tif 000008
【図７】
2004136462.tif 000009
【図８】
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