JPH0839797A - 高密度インクジェットプリントヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 略平行に並んだ液体収容チャンネル１８−１
〜１８−８の前側部にカバー２０′が設けられ、このカ
バー２０′に形成される液体噴出用の穴２６−１〜２６
−８は、上記チャンネル１８─１〜１８─８の底壁から
それぞれ高さの異なる３列の穴列２７′の１つに配せら
れる。そして液体が上記各穴列の穴から同時に噴出され
るように、上記チャンネルを作動させる手段５０が設け
られる。 【効果】 簡単な構造でしかも安価に、高密度インクジ
ェットプリントヘッドのクロストークを低下させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は高密度インクジェット
プリントヘッドに関し、さらに好ましくはクロストーク
を減らす構成であると共に、多チャンネルのかつその側
壁部が作動する高密度インクジェットプリントヘッドに
関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタは、人間の読み取り可能な形で
の永久的記録を出力する手段を提供するものである。一
般に印刷技術は、衝撃式印刷又は非衝撃式印刷のどちら
かに分類することができる。そして衝撃式印刷において
は、用紙の表面近傍に配置されたインクリボンをたたく
こと（striking）によりイメージが形成される。この衝
撃式印刷技術はさらに、既製文字印刷又はマトリックス
印刷のいづれかで特徴づけられる。

【０００３】既製文字印刷においては、イメージを形成
するためにリボンをたたく素子は、所望文字の盛り上が
った鏡像からなる。一方、マトリックス印刷において
は、文字は、備え付けのワイヤ又はリボンに対向するワ
イヤをたたくことにより形成された近接する一連のドッ
トとして形成される。すなわち、文字は、備え付けのワ
イヤ又はリボンに対向するワイヤをたたくことにより形
成された近接する一連のドットとして形成される。すな
わち備え付けのワイヤを選択的にたたくことによって、
ドットのマトリックスによりいかなる文字をも表示可能
である。

【０００４】次に非衝撃式印刷は、しばしば、高速印
刷、図形印刷及びハーフトーンイメージへのより良い適
合性という観点から衝撃式印刷よりも好まれている。非
衝撃式印刷技術は、マトリックス、静電及び電子写真型
の印刷技術を含んでいる。そしてマトリックス型印刷に
おいては、電気的パルスにより選択的にワイヤが加熱さ
れ、これにより発生した熱が用紙、通常は特別用途の用
紙に印を生じさせる。

【０００５】次に静電型印刷においては、印刷素子と導
電性用紙との間の電気的アークが用紙の非導電性被覆を
取り除くことにより、対照色の下側層が現れる。さら
に、電子写真型印刷においては、通光性材が選択的にレ
ーザのような光源を用いることにより荷電される。なお
このときトナー粒子は荷電領域に引き付けられ、用紙と
接触して置かれたときに用紙表面に移動する。このトナ
ーは加熱されて用紙に溶ける。

【０００６】非衝撃式印刷のもう一つの形式は、一般に
インクジェット印刷として分類されている。インクジェ
ット印刷システムは、イメージを生成するためにインク
小滴を射出するものである。この装置は高度に再現性が
ありかつ制御可能な小滴を作り出すので、この小滴はデ
ジタル的に記憶されたイメージデータにより特定された
位置に印刷され得る。

【０００７】商業的に現存する大抵のインクジェット印
刷システムは、形成される所望のイメージに依存してプ
リントヘッドから用紙に直接或いは用紙から離れて上記
小滴が連続的に射出される「連続ジェット型」のインク
ジェット印刷システムか、又は形成されるイメージに関
係した特定コマンドに応じてプリントヘッドから上記小
滴が射出される「要求ドロップ型（drop on demand typ
e）」インクジェット印刷システムかのいずれかに一般
には分類される。

【０００８】連続ジェット型インクジェット印刷システ
ムは、オリフィスから射出される液体の流れから一様な
小滴が形成されるという現象をもとにしたものである。
直径約５０から８０マイクロメータのオリフィスから圧
力をかけられて射出される流体は、たとえば圧力振動を
流体中に伝播させる電気機械的装置によってジェットに
誘発される毛細波（capillary wave）を増幅することに
より、一様な小滴に分離されやすいということが観測さ
れている。

【０００９】たとえば、連続ジェット型インクジェット
プリンタ２００を示す図１のポンプ２０２は、インク源
２０４からインクをノズルアセンブリ２０６にくみ上げ
るものである。ノズルアセンブリ２０６は、結晶ドライ
バ２１０により供給される電圧で連続的に操作される圧
電結晶２０８を含んでいる。ポンプ２０２は、ノズルア
センブリ２０６に供給されるインクを、連続流としてノ
ズル２１２から射出させるようにする。

【００１０】連続発振する圧電結晶２０８は、圧力の乱
れを生じさせることにより、インクの連続流を一様な小
滴に分解しかつ静電場の存在のために静電荷電を得るよ
うにさせるが、この静電場は電極２１４により生成され
荷電場といわれるものである。

【００１１】静電荷電された小滴の選択されたものの軌
跡は、高電圧偏向プレート２１６を用いることによって
用紙２１８の所望のスポットにたたきつけられるように
制御され得る。さらに、高電圧偏向プレート２１６は、
選択されない小滴を用紙２１８から遠ざけ、リサイクル
用途のためにインク溜２２０へ偏向させる。小滴の大き
さが小さいため及び正確な軌跡の制御のために、この型
の印刷システムの質は既製文字衝撃式印刷のそれに近づ
くものとなり得る。

【００１２】しかしながら、連続ジェット型インクジェ
ット印刷システムの不利益は、たとえ小量又は全く印刷
が必要とされないときにおいても流体がジェット射出さ
れなければならないことである。この要求のためにイン
クが減少し、印刷システムの信頼度が損なわれることに
なる。

【００１３】この欠点のために、電気機械的に発生され
た圧力波により小滴を生成することに興味がもたれてき
た。この型のシステムにおいては、流体の体積的変化
が、電圧パルスの適用によって、直接的或いは間接的に
上記流体と結合された圧電材料に誘導される。この体積
的変化は、圧力／速度過渡現象を起こし、オリフィスか
ら発される小滴が生成される。上記電圧パルスは小滴が
所望されるときのみ適用されるので、こういった型の印
刷システムは要求ドロップ型といわれる。

【００１４】たとえば、図２において、要求ドロップ型
インクジェットプリンタが概略的に示されている。ノズ
ルアセンブリ３０６はインク溜（図示せず）からインク
を引き上げる。ドライバ３１０は文字データを受け取っ
て、これに応じて圧電材料３０８を作動させる。たとえ
ば、もし受け取った文字データが、ノズルアセンブリ３
０６からのインク小滴の射出を要求するのであれば、ド
ライバ３１０は圧電材料３０８に電圧を加える。そし
て、この圧電材料は、ノズルアセンブリ３０６がオリフ
ィス３１２からインク小滴を射出するようにこれを変形
する。そして、射出されたインク小滴は用紙３１８に衝
突する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】インクジェットプリン
タに圧電材料を用いることは周知である。最も一般的に
は、圧電材料は、電場を加えることにより電気エネルギ
が機械的（力学的）エネルギに変換される圧電変換器に
用いられ、これにより圧電材料が変形される。この圧電
材料を歪曲させる能力は、しばしばインクジェットプリ
ンタのインク保持チャンネル（保持部）からインクを射
出させるために用いられてきた。

【００１６】このようなインクジェットプリンタの一つ
に、インク保持チャンネルを囲む管状圧電変換器を含む
ものがある。この変換器が電圧パルスの適用により動作
させられると、インク保持チャンネルは圧縮されてイン
クの小滴が保持チャンネルから射出される。この例とし
て、たとえば、円形変換器を用いたインクジェットプリ
ンタがゾルテン（Zolten）の米国特許３，８５７，０４
９号に見受けられる。

【００１７】しかしながら、変換器及びインク保持チャ
ンネルが複雑であることから、このような装置は製造す
るには時間がかかりかつ高価なものとなる。

【００１８】インクジェットプリントヘッド、特に圧電
アクチュエータを有するインクジェットプリントヘッド
のインク保持チャンネル（ジェット）についての製造コ
ストを減少させるために、アレイを備える個々のチャン
ネルが隣接するチャンネル間の間隙が非常に小さくなる
ように配列されているようなチャンネルアレイを有する
インクジェットプリントヘッドを製造することが長く望
まれてきた。

【００１９】たとえば、隣接するチャンネル間の間隙が
約４及び８ミリ離れたチャンネルアレイを有するインク
ジェットプリントヘッドを製造することは、非常に望ま
しいであろう。そしてこのようなインクジェットプリン
トヘッドは、「高密度」プリントヘッドとして定義され
る。

【００２０】インク保持チャンネルについての製造コス
トの減少に加えて、高密度インクジェットプリントヘッ
ドを製造することによる他の利点は、プリンタ速度が増
大することである。しかしながら、このような高密度イ
ンクジェットプリントヘッドにおけるチャンネル間の極
く近接した間隙は、長くこのようなプリントヘッド製造
における主問題であった。

【００２１】近年、インクジェットプリントヘッド装置
のために、せん断モード（shear mode）圧電変換器を用
いることがより一般的になった。たとえば、フィッシュ
ベック（Fischbeck）の米国特許４，５８４，５９０号
及び４，８２５，２２７号は、並列チャンネルアレイイ
ンクジェットプリントヘッド装置のためのせん断モード
圧電変換器を開示している。

【００２２】これらの特許においては、一連の開放端並
列インク圧力チャンバーが、その頭部に沿って圧電材料
のシートで覆われている。ここで、電極は、正電極が上
記圧力チャンバーを分離する垂直壁上に位置し、かつ、
負電極が上記チャンバー自身の上に位置するように、圧
電材料のシートの対向部に備えられている。電場が電極
間に加えられたとき、電場方向に垂直な方向に分極され
た圧電材料は、インク圧力チャンバーを圧縮するように
せん断モードに変形する。しかしながら、この場合、圧
電材料の大部分は動作していない。さらに、圧電材料の
変形領域は狭いものである。

【００２３】インク保持チャンネルの側壁を形成するた
めに圧電材料を用いかつ並列チャンネルアレイを有する
インクジェットプリントヘッドが、ニルソン（Nilsso
n）の米国特許４，５３６，０９７号に示されている。
この特許において、インクジェットチャンネルマトリッ
クスは、互いに離間して並列に配されかつ対向部が第１
及び第２のプレートにより被覆された一連の圧電材料片
から形成されている。

【００２４】上記プレートのひとつは、導電性材料から
なっており、すべての圧電材料片のせん断電極を形成す
るものである。圧電材料片の対向部には、圧電材料片の
組を定めるチャンネルを電気的に接続するための電気的
コンタクトが用いられている。チャンネルを定める２つ
の圧電材料片に電圧を加えると、これら圧電材料片は、
チャンネルの断面が拡大しかつインクがチャンネルに引
き込まれるようにより狭くかつより背高になる。電圧が
取り除かれると、これら圧電材料片はその原型に戻り、
チャンネル体積が減少してインクがここから射出され
る。

【００２５】さらに、チャンネルの垂直壁のせん断モー
ドアクチュエータを形成するために圧電材料を用いかつ
並列インク保持チャンネルアレイを有するインクジェッ
トプリントヘッドが開示されている。たとえば、圧電材
料がアレイを形成する各チャンネルの全長に沿った垂直
壁として用いられているインクジェットプリントヘッド
アレイが、バートキー（Bartky）ら米国特許４，８７
９，５６８号及びミカエリス（Michaelis）らの米国特
許４，８８７，１００号に示されている。

【００２６】これらにおいて、垂直チャンネル壁は、互
いに隣接して取り付けられかつ頂底壁間においてインク
チャンネルを形成すべく挟まれた２つの対向する分極し
た圧電材料片からなっている。インクチャンネルが形成
され、電極が垂直チャンネル壁の全高さにわたり付着さ
れている。この電極間に圧電材料片の分極方向に垂直な
電場が発生すると、垂直チャンネル壁はインクジェット
チャンネルをせん断モードで圧縮するように変形する。
従来のプリンタや複写機のごときイメージ再生機には、
用紙束を収容できるように形成された用紙送給トレーが
設けられている。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前側部及び、
それぞれが底壁を持ちかつこの前側部を一端とした少な
くとも３っの略平行な細長い液体収容チャンネルを有す
るベースと、このベースの前側部に設けられると共に、
上記チャンネルのそれぞれと連通しかつ数の対応する穴
が、略平行でかつ少なくとも１個の穴から成る第１、第
２、第３の穴列を形成するようにかつこれらの穴列が上
記チャンネルの底壁から上方にそれぞれ第１、第２、第
３の距離で配されるようにその内部に設けられるカバー
と、上記第１、第２、第３の穴列内にそれぞれ配された
穴に連通するチャンネルを同時に作動させる手段とを有
する高密度インクジェットプリントヘッドに係るもので
ある。また本発明は、

【００２８】前側部及び、この前側部を一端とした少な
くとも３っの略平行な細長い液体収容チャンネルを有す
るベースと、このベースの前側部に設けられると共に、
上記チャンネルのそれぞれと連通しかつ数の対応する穴
が、略平行でかつ少なくとも１個の穴から成る第１、第
２、第３の穴列を形成するようにその内部に設けられる
カバーと、上記第１、第２、第３の穴列内にそれぞれ配
された穴に連通するチャンネルを同時に作動させる手段
とを有し、上記穴のグループは３個迄の穴で構成され、
各グループの穴はこのグループ内の他の穴から垂直方向
に離隔されると共に、このグループ内の隣の穴から所定
距離だけ離隔されている高密度インクジェットプリント
ヘッドに係るものである。

【００２９】なお上記所定距離は約１／３画素であるこ
とができる。またベース部分及び、それぞれこのベース
部分から延びかつ頂壁を備える第１、第２の突起を持っ
た複数のアクチュエータと、頂壁及び、上記アクチュエ
ータの第１の突起に導電部分を介して接続される底壁を
持った複数の第１側部アクチュエータと、頂壁及び、上
記アクチュエータの第２の突起に導電部分を介して接続
される底壁を持った複数の第２側部アクチュエータと、
上記第１、第２側部アクチュエータの頂壁に導電部分を
介して装着されるトップ部分とをさらに有し、上記アク
チュエータ、第１側部アクチュエータ、第２側部アクチ
ュエータ及びトップ部分が細長い液体収容チャンネルを
限定するように上記高密度インクジェットプリントヘッ
ドを構成することができる。

【００３０】

【実施例】以下の詳説中の符号はかなり普通でない順序
で表現されているように見えるかもしれないが、この順
序は、先に併合された係属中の幾つかの出願との間で、
相互に共通して符号を付するための準備として選択され
たものである。なお幾つかの図面を通じて同一の参照符
号の指示する同一又は類似の部品が、説明のための必要
から図面によっては厚さその他の長さが、拡大されてい
ると考えることができるであろう。

【００３１】図３には、本発明が教示する通りに構成さ
れたインクジェットプリントヘッド１０が示されてい
る。インクジェットプリントヘッド１０は、ボディ頂部
１６にそろえて密着され接着されたボディ中間部１４
と、順次にこのボディ中間部１４にそろえて密着され接
着されたボディ主部１２とを備えている。本発明のこの
具体例が、さらに明らかに描写された図６では、ボディ
主部１２はボディ中間部１４及びボディ頂部１６の後ろ
へさらに続いており、それによってインクジェットプリ
ントヘッド１０用のコントローラ（図３では示されてい
ない）を載せるための表面が提供される。

【００３２】しかしながら、ボディ主部１２、ボディ中
間部１４及びボディ頂部１６の全てが、等しい長さを有
するようにした場合には、そのために上記コントローラ
５０を、インクジェットプリントヘッド１０から離して
配置する必要性が生じることも十分に考慮されている。

【００３３】複数の圧力チャンバすなわちチャンネル１
８（図３には示さず）を形成するために、予め決められ
た幅と深さを有する複数の垂直な溝が、ボディ中間部１
４及びボディ主部１２を通して形成されており、これに
よりインクジェットプリントヘッド１０用のチャンネル
アレイが提供される。

【００３４】チャンネル１８につながっているマニホー
ルド２２（これもまた図３には示されていない）は、イ
ンクジェットプリントヘッド１０の後部の近くに形成さ
れている。好ましくは、マニホールド２２はボディ中間
部１４及びボディ頂部１６を通じてチャンネル１８とほ
ぼ垂直な方向に延びた溝を備えている。以下にさらに詳
しく述べるなら、マニホールド２２は外部インク導管４
６とつながっており、この外部インク導管４６は、外部
インク導管４６に接続されたインク供給部２５からチャ
ンネル１８にインクを供給するための手段となる。

【００３５】続けて図３を参照すると、上記インクジェ
ットプリントヘッド１０はさらに、前側２０ａ、後側２
０ｂ、及びそこを貫いて延びた複数のテーパオリフィス
２６を有する前壁２０を備えている。前壁２０の上記後
側２０ｂは、ボディ主部１２、ボディ中間部１４、ボデ
ィ頂部１６のそれぞれに対して、そろえられ、密着さ
れ、接着されている。

【００３６】かくして各オリフィス２６は、ボディ中間
部１４に形成された複数のチャンネル１８の対応する一
つと連続しており、それによってインクジェットプリン
トヘッド１０のためのインク排出ノズルを提供してい
る。好ましくは、各オリフィス２６は、対応するチャン
ネル１８の端部の中央に位置するように位置決めされる
のがよく、それによってチャンネル１８のためのインク
排出ノズルを提供するものである。

【００３７】ところでオリフィス２６から成るオリフィ
スアレイ２７の前壁２０に沿ったディメンションは、想
定された特別なインクジェットプリントヘッド１０のチ
ャンネル１８の必要に応じて、様々な選択された長さを
カバーできるように変更され得ることも考慮されてい
る。例えば、一つの態様では、オリフィスアレイ２７が
高さほぼ０．０６４インチ、長さ０．１９３インチであ
って、およそ２８個のオリフィス２６を備えており、互
い違いに配置され、隣接したオリフィス２６の中央がほ
ぼ０．００６８インチ離間している。

【００３８】次は、図３の４−４線で切って見せたイン
クジェットプリントヘッド１０の拡大部分断面図である
図４を参照する。ここで明らかに示されるように、イン
クジェットプリントヘッド１０は複数の並列なチャンネ
ル１８を備えており、各チャンネル１８はボディ頂部１
６から、ボディ中間部１４及びボディ主部１２の一部に
沿って垂直に延びており、また、インクジェットプリン
トヘッド１０を通して縦に延びている。

【００３９】ボディ主部１２及びボディ頂部１６は不活
性物質、例えば、分極していない圧電物質によって構成
される。また各チャンネルは、第１側壁部３０及び第２
側壁部３２を備えた側壁アクチュエータ２８によって、
隣接するチャンネル１８より分離されている。第１側壁
部３０は不活性物質、例えば分極していない圧電物質に
よって構成されており、また、本発明の好ましい態様と
しては、第１側壁部３０を、ボディ主部１２と一体に形
成するようにしてもよい。第２側壁部３２は、圧電物
質、例えば、チャンネル１８に対して垂直な矢印Ｐ方向
に分極している鉛ジルコン酸塩チタン酸塩（すなわち
“ＰＺＴ”）によって形成されている。

【００４０】各第１側壁部３０の上面には、例えば金属
片である金属被覆導電面（metallized conductive surf
aces) ３４が配設されている。同様に、金属被覆導電面
３６及び３８もまた、金属片によって形成され、それぞ
れ各第２側壁部３２の上面と底面に配設されている。例
えばエポキシ樹脂である導電性接着剤の第１層４０は、
第１側壁部３０に配設された金属被覆導電面３４と、第
２側壁部３２に配設された金属被覆導電面３８とを導電
的に接合するために用いられる。最後に、導電性接着剤
の第２層４４を用いて、第２側壁部３２の金属被覆導電
面３６に対して導電的に接合された金属被覆導電面４２
を有するボディ頂部１６の底面が提供される。

【００４１】このように、各チャンネル１８は、その底
面に沿ったボディ主部１２の分極していない圧電物質
と、その上面に沿った導電性接着剤層４４と、一対の側
壁アクチュエータ２８とによって画定されており、これ
によってチャンネル１８の連続的な配列が提供される。
各側壁アクチュエータ２８は、隣接するチャンネル１８
の間に振り分けられている。

【００４２】第１側壁部３０は、第２側壁部３２との関
係において、何種類かの異なる高さを有するように形成
してもよい。しかしながら、分極していない圧電物質か
らなる第１側壁部３０と、分極している圧電物質からな
る第２側壁部３２との間の比率は、１．３対１とするの
が、使用に際して最も満足の行く結果をもたらすことが
発見され、立証されている。その上に、図４に示した本
発明の具体例の中には、金属被覆導電面３４、３６、３
８、及び４２を用いるが、本発明の振る舞いに悪影響を
及ぼすことが無い限りにおいて、これらの面を省略して
もよいことが分かっている。

【００４３】次に、高密度インクジェットプリントヘッ
ド１０の側面図である図５では、インク供給部２５から
チャンネル１８にインクを供給するための手段が良く描
写されている。インク供給部２５に蓄えられたインク
は、外部インク導管４６を経て、ボディ頂部１６中を垂
直に延びた内部インク導管２４に供給される。内部イン
ク導管２４は、インクジェットプリントヘッド１０のボ
ディ頂部１６中のどの位置に配置してもかまわないが、
本発明の好ましい具体例では、内部インク導管２４はボ
ディ頂部１６のほぼ中央部を貫いて延びている。

【００４４】内部インク導管２４を通じて供給されるイ
ンクは、各チャンネル１８に対してほぼ垂直に延び、か
つ各チャンネル１８に連続して設けられたマニホールド
２２に送られる。マニホールド２２はボディ中間部１４
又はボディ頂部１６の何方の中に形成するようにしても
よいが、ここに描写されたインクジェットプリントヘッ
ド１０では、マニホールド２２はボディ頂部１６の中に
形成されている。

【００４５】チャンネル１８が、インクジェットプリン
トヘッド１０の全長にわたって延びている一方で、チャ
ンネル１８の後端部を合成物質のブロック４８が閉塞す
るので、供給されたインクはチャンネル１８の作動によ
って確実に前方へ送られ、対応する一つのテーパオリフ
ィス２６を通じて、上記インクはインクジェットプリン
トヘッド１０から排出される。

【００４６】次に、図４の６ａ−６ａ線で示すインクジ
ェットプリントヘッド１０の後部部分断面図である図６
（Ａ）を参照する。ここでは、インクジェットプリント
ヘッド１０の電気的な接続関係も示されている。例えば
マイクロプロセッサ又は他の集積回路であるコントロー
ラ５０は、第１、第２の側壁部３０、３２を分離する金
属被覆導電面３４に接続されている。さらに図６（Ａ）
の具体例には、離れた場所に配置されたコントローラ５
０が示されているが、コントローラ５０をボディ主部１
２の後方伸延部１２' の上に載置することも考慮されて
いる。一方で、第２側壁部３２とボディ頂部１６とを分
離している各金属被覆導電面４２は、接地接続されてい
る。

【００４７】図６（Ａ）には、一つの金属被覆導電面３
４がコントローラ５０に接続され、また、上記一つの金
属被覆導電面４２が接地されている、という電気的接続
関係が示されているが、各第１側壁部３０が、図示と同
様に構成され、インクジェットプリントヘッド１０の上
記後部にてコントローラ５０に接続するために外部へ延
びた金属被覆導電面３４、及び図示と同様に構成され接
地接続された金属被覆導電面４２を備えていることは明
白である。

【００４８】さらに詳しく述べるなら、コントローラ５
０は、一連の正及び／又は負の電荷を、選択された一つ
の金属被覆導電面３４に送出することにより、インクジ
ェットプリントヘッド１０を作動させる。ボディ頂部１
６及びボディ主部１２は非導電性であり、他方、導電性
接着剤層４０、金属被覆導電面３８、ボディ中間部１
４、金属被覆導電面３６、導電性接着剤層４４、及び金
属被覆導電面４２は全て導電性であるので、選択された
金属被覆導電面３４に対応するボディ中間部１４では電
圧降下が発生する。

【００４９】これが原因となって、電圧降下の起こった
ボディ中間部１４を含んだ側壁が、ある方向に変形す
る。このように、選ばれた電圧を様々の側壁アクチュエ
ータ２８上に選択的に加えることにより、与えられたパ
ターンに応じてチャンネル１８が“発射”すなわちイン
ク排出を行い、これによって所望のイメージが描かれ
る。

【００５０】チャンネル１８による選択的発射を行うた
めのパルスシーケンスの厳格な形態を、本発明の教示す
るところに反しない限りにおいて変形することは許容さ
れる。好適なパルスシーケンスの例については、“A Me
thod of Characteristic Model of a Drop-on-Demand I
nk-Jet Device Using an Integral Method Drop Format
ion Model ”89−WA/FE −4 (1989)という表題を付され
た文献中のWallace とDavid B.の記事を参照することに
よって理解できるであろう。

【００５１】その中の記載のおおよその意味は、側壁ア
クチュエータ２８のための上記パルスシーケンスは、側
壁アクチュエータ２８によって発射させられているチャ
ンネル１８に対して圧力パルスを与える正（すなわち
“＋”）セグメントと、上記発射中のチャンネル１８に
隣接したチャンネル１８に対して相補的で付加的な圧力
パルスを与える負（すなわち“−”）セグメントとから
構成されており、これらが作動される全ての側壁アクチ
ュエータ２８に分配される。

【００５２】例えば、本発明の一具体例では、チャンネ
ル１８を画定する隣接した一対の側壁アクチュエータ２
８を成す各側壁アクチュエータ２８が、上述した正及び
負電圧のセグメントを含むパルスシーケンスを受けるこ
ととなるが、これらは一対の側壁アクチュエータ２８の
それぞれについて時間間隔が反対の正及び負の電圧セグ
メントでなければならない。つまり、電圧を印加した後
でひとつおきのチャンネル１８にインクの液滴を排出さ
せるための＋、−、＋、−から成る一つの電圧パターン
が形成されなければならない。

【００５３】本発明の第２の具体例では、第１のチャン
ネル１８を画定する第１の対を成す隣接する側壁アクチ
ュエータ２８が、上記第１の対を成す各側壁アクチュエ
ータ２８のそれぞれについて時間間隔が反対の正及び負
の電圧セグメントを含んだパルスシーケンスの供給を受
けてもよく、また、この第１のチャンネル１８に隣接す
る第２のチャンネル１８を画定する第２対を成す隣接し
た側壁アクチュエータ２８が、これらの時間に正及び負
の電圧セグメントを含んだパルスシーケンスの供給を受
けなくてもよい。

【００５４】つまり、＋、−、０、０から成る一つの電
圧パターンが形成され、４番目ごとのチャンネル１８
が、電圧印加の後で発射を行う。さらに、各側壁アクチ
ュエータ２８に対応した第１の導電性接着剤層４０に対
する電圧の上記選択的供給によって、非常に多くのチャ
ンネル１８の作動のパターンを用意できることが分か
る。

【００５５】インクジェットプリントヘッド１０の後部
を図４の６ｂ−６ｂ線に沿って切って見せた部分断面図
である図６（Ｂ）を参照すると、この図には、内部イン
ク導管２４及びマニホールド２２を経てチャンネル１８
に至るインク供給路がよく描写されている。

【００５６】また、図６（Ｂ）には、典型的には絶縁性
の合成物質によって形成されたブロック４８が明確に示
されており、このブロック４８はチャンネル１８の後端
部を閉塞するので、チャンネル１８に供給されたインク
は、詳しく説明したように圧力パルスが加えられること
によって前方に送られる。

【００５７】次に、高密度インクジェットプリントヘッ
ド１０の詳しい構造をより明確に見せるために、ボディ
頂部１６及び合成物質からなるブロック４８を除去して
描写したインクジェットプリントヘッド１０の後部を示
す図７を参照する。ここに示されたように、チャンネル
１８の形状は、好ましくは、ボディ主部１２及び予め決
められた箇所に密着されたボディ中間部１４を切除し、
さらに金属被覆導電面３４の一部が除去される。これに
よって、金属被覆導電面３４が、各第１側壁部３０のた
めの個々の電気的コンタクトとしての役割を果たすこと
が可能となり、また、金属被覆導電面３６の一部が各第
１側壁部３０のための個々の接地接続としての役割を果
たすことが可能となる。

【００５８】次に、図８（Ａ）では、インクジェットプ
リントヘッド１０の単一のアクチュエータ壁が示されて
いる。側壁アクチュエータ２８は、第１側壁部３０と第
２側壁部３２とを備え、これらは何れも隣接するチャン
ネル１８の全長に渡って延びている。

【００５９】第１側壁部３０は、分極していない圧電物
質から成り、インクジェットプリントヘッド１０のボデ
ィ主部１２と一体に形成されている。第２側壁部３２
は、チャンネル１８に直交する方向に分極した圧電物質
から構成され、導電的に高密度インクジェットプリント
ヘッド１０の非分極圧電材料のボディ頂部１６に接合さ
れている。

【００６０】第１、第２の側壁部３０、３２は、互いに
導電的に接合されている。例えば、第１、第２の側壁部
３０、３２は、それぞれ金属被覆導電面層３４、３８に
対し、導電性接着剤層４０によって接着されるようにし
てもよい。最後に、第２側壁部３２の上面は、導電的に
接合された金属被覆導電面３６、４２によって、導電的
にボディ頂部１６に接合される。

【００６１】今、図８（Ｂ）を参照しながら、金属被覆
導電面３４、４２の間に電場が作用した場合における、
図８（Ａ）のアクチュエータ壁の変形について詳しく説
明する。選択された電圧が金属被覆導電面３４に印加さ
れると、分極の方向に直交する方向の電場が発生する。
そのとき、第２側壁部３２は、せん断変形を引き起こそ
うとする。

【００６２】しかしながら、第２側壁部３２の金属被覆
導電面３６は拘束されているので、金属被覆導電面３６
が固定されている一方で、金属被覆導電面３８はせん断
動作をする。不活性物質から成る第１側壁部３０は、電
場による影響を受けない。しかし、第１側壁部３０は、
せん断変形しようとする第２側壁部３２に接合されてい
るので、第１側壁部３０は第２側壁部３２によって引っ
張られ、これによって第１側壁部３０は、折れ曲がろう
とする運動、すなわち“せん断状運動（shear-like mot
ion ）”とでも定義すべき運動をするような力を受け
る。

【００６３】側壁アクチュエータ２８によるこの運動に
よって、一部がこれにより画定された隣接するチャンネ
ル１８の一つにおいて、圧力を増加させる圧力パルスが
発生し、これによって、その直後にチャンネル１８から
のインク液滴の排出が行われ、また、隣接するチャンネ
ル１８において圧力パルスの増強が行われる。

【００６４】図９は、高密度インクジェットプリントヘ
ッド１０のチャンネルの他の具体例における典型的な作
動を示した。本発明のこの具体例では、金属被覆導電面
３４、３８、及び導電性接着剤層４０が、導電性接着剤
層５１の一つの層によって置き換えられている。同様
に、金属被覆導電面３６、４２、及び導電性接着剤層４
４が、導電性接着剤層５２の一つによって置き換えられ
ている。

【００６５】しかしながら、高密度インクジェットプリ
ントヘッド１０の作動を十分に保持したまま上述した金
属被覆導電面を無視するために、ボディ中間部１４の面
１４ｂ及びボディ主部１２の面１２ａは、導電的に接合
されなければならず、導電性接着剤層５１に安定して電
圧を印加することが可能であることが要求される。ま
た、ボディ中間部１４の面１４ａ及びボディ頂部１６の
面１６ａは、導電的に接合され、導電性接着剤層５２を
安定して接地接続することが可能であることが要求され
る。

【００６６】インクジェットプリントヘッド１０を作動
させるために、コントローラ５０（図９には示されてい
ない）は、プリントされるべきイメージを表示する入力
イメージ信号に応答し、そして、作動されるべき各チャ
ンネル１８の面上のある一つの側壁アクチュエータ２８
に対応する導電性接着剤層５１に対して、選択されたも
のに対して、予め定められた大きさ及び極性の電圧を印
加する。

【００６７】例えば、正の電圧が導電性接着剤層５１に
印加されるとすると、そのとき、導電性接着剤層５１か
ら導電性接着剤層５２に向かう方向において、分極の方
向に直交する方向の電場Ｅが発生され、また、第２側壁
部３２は第１側壁部３０を引っ張りながらチャンネル１
８に直交する方向の第１の方向にせん断変形し、これに
よって、せん断状変形が引き起こされる。

【００６８】他方、金属被覆導電面３４に負電圧を印加
すると、電場Ｅの方向が反転し、第１の方向と反対の第
２の方向であってチャンネル１８に直交する方向に向か
って第２側壁部３２がせん断動作で歪む。このようにし
て、チャンネル１８を画定する隣接した側壁上に、極性
が反対で大きさの等しい電荷が存在することによって、
２つの隣接した側壁の間のチャンネル１８に正の圧力波
が作りだされ、チャンネル１８の開放端又はテーパオリ
フィス２６を通してインクの液滴を排出する。

【００６９】次に、図９に示した一対の側壁アクチュエ
ータ２８と、チャンネルアレイの中の一つのチャンネル
１８とに関する不動作モードにおける拡大図である図１
０（Ａ）を参照する。ここでは、側壁アクチュエータ２
８は、図９と同一の構造のものであるので、さらになる
説明を追加することは不必要であろう。

【００７０】側壁アクチュエータ２８を動作させるに先
立って、チャンネル１８は非導電性のインクによって満
たしておく。上記側壁アクチュエータの形成に用いられ
る圧電材料の比誘電率は３３００であり、また、上記非
導電性のインクの非誘電率は１である。

【００７１】本発明の本具体例については、２つの別の
試験が行われた。第１の試験では、プラス、マイナス、
ゼロ、ゼロ、・・・・の電圧パターンを印加することに
よって、４つごとのチャンネル１８を活性化し、また、
第２の試験では、プラス、マイナス、プラス、マイナ
ス、・・・・の電圧パターンを印加することによって、
１つおきのチャンネル１８を動作させる。

【００７２】上記２つの試験の間には大きな差異は無い
ので、上記第２の試験の結果だけを以下に説明する。こ
の試験では、導電性接着剤層５２の電位はゼロボルトに
保持され、導電性接着剤層５１ａの電位はプラス１ボル
トに保持され、また、導電性接着剤層５１ｂの電位はマ
イナス１ボルトに保持された。このような電圧の構成
は、中央のチャンネル１８' を圧縮するためのものであ
る。

【００７３】次に、上記第２の試験のパラメータによっ
て、側壁アクチュエータ２８が作動している間に発生し
た静電場の図式分析である図１０（Ｂ）を参照する。こ
こに示されたように、分極した圧電材料の変位が大きい
ので、トゥース・トゥ・トゥース（tooth-to-tooth）及
びジェット・トゥ・ジェット（ jet-to-jet ）のクロス
トーク効果が、非導電性インクに関して無視できる。

【００７４】一つの予期しなかった結果として、分極し
ていない圧電材料中の電場の大きさは、分極している圧
電材料中の電場の大きさの６０パーセントを越えてい
た。この現象は、上記圧電材料の高い誘電率によって電
荷の流れが支配されるために起きるものである。付言す
るなら、分極していない圧電材料中の上記場の方向は上
記のようなものであって、もしこの材料が分極されたな
らば、上記トゥースの変位は、上記トゥースの分極して
いない部分が分極部分よりも長いために、６０パーセン
トより大きな値にまで増加する。だから、もし分極して
いない部分がもっと長ければ、圧電材料が分極され上記
変位は、さらに大きなものとなる。

【００７５】ここには描写しないが、導電性のインクを
用いて同様な試験が行われた。その試験では、導電性イ
ンクで満たされたチャンネルに隣接する側壁アクチュエ
ータの面に沿って存在する導電性材料の薄い層によって
側壁アクチュエータ２８が絶縁されなければ、導電性イ
ンクは、導電性接着剤層５１、５２をショートさせるで
あろう。そのために、導電性インク使用に際しては、チ
ャンネル内部が、ほぼ２〜１０マイクロメートルの均一
な厚さを有した誘電性材料の層によって被覆されるよう
に考慮される。誘電性材料の層の必要性を別とすれば、
導電性インクを利用した場合でもインクジェットプリン
トヘッド１０の作動は大きく異なることはない。

【００７６】次に、図１１（Ａ）には、側壁アクチュエ
ータ２８の第２の具体例が示されている。この具体例
は、分極していない圧電材料によって形成され、かつ、
ボディ主部１２から延びた形にて一体に形成された第１
側壁部３０と、圧電材料によって形成された第２側壁部
５４と、これもまた圧電材料によって形成された第３側
壁部５６とを備えている。なお第２、第３側壁部５４、
５６は、分極の向きが互いに１８０°回転したように接
合されている。

【００７７】分極した圧電材料である各側壁部５４、５
６は、それぞれに、その上部及び底部に金属被覆導電面
５７と５８、６０と６２の金属層を備えている。第２側
壁部５４の第１金属被覆導電面５７は、第１の導電性接
着剤層４０によって第１側壁部３０の金属被覆導電面３
４に対して接合されており、また、第２側壁部５４の第
２金属被覆導電面５８は、第３の導電性接着剤層６４に
よって第３側壁部５６の第１金属被覆導電面６０に対し
て接合される。最後に、第３側壁部５６の第２金属被覆
導電面６２は、第２の導電性接着剤層４４によってボデ
ィ頂部に対して接合される。

【００７８】金属被覆導電面５８及び金属被覆導電面６
０は、相互接続されて共通の電位、すなわち共に接地電
位に保持されている。第２、第３側壁部５４、５６の間
の金属被覆導電面に対して電圧を印加することにより、
電場が発生する。図１１（Ｂ）に示すように、側壁アク
チュエータの変形は、第２側壁部５４と第３側壁部５６
の各部が個々にせん断変形を被る点を除けば、先に説明
した具体例と大きく異なるところは無い。

【００７９】次に、図１２（Ａ）を参照しながら、側壁
アクチュエータ２８の第３の具体例について詳しく説明
する。この具体例では、第１及び第２の側壁部が、共
に、分極の方向が互いに反対の圧電材料によって構成さ
れていることが、より明確に示されている。

【００８０】二つの分極した圧電材料からなる側壁部６
６、６８の間の面に電圧を印加することによって電場が
発生する。第２側壁部６８における電場ベクトルは、第
１側壁部６６におけるそれに対して１８０°の角度を有
している。それゆえに、第１、第２側壁部６６、６８は
反対方向にせん断運動を行う。しかしながら、同じ変位
を達成するためには、電圧が半分より低いことが必要で
ある。

【００８１】ここでは、側壁アクチュエータ２８は、再
度、一対の側壁部を備えているが、しかしここでは、第
１及び第２側壁部６６、６８は、それぞれに第１及び第
２の金属被覆導電面７０、７２、７４、７６を備え、活
性材料によって構成される。

【００８２】第１の導電性接着剤層４０が、ボディ主部
１２の第１の金属被覆導電面３４を、第１側壁部６６の
第１の金属被覆導電面７０に対して導電的に接合させ、
第４の導電性接着剤層７８が、第１側壁部６６の第２金
属被覆導電面７２と、第２側壁部６８の第２金属被覆導
電面７４とを導電的に接合する。また、第２の導電性接
着剤層４４が第２側壁部６８の第２金属被覆導電面７６
と、ボディ頂部１６の金属被覆導電面４２とを導電的に
接合する。本発明のこの具体例では、図１２（Ｂ）に描
写したように、２つの側壁部６６、６８が個々にせん断
変形を引き起こす。

【００８３】次に、図１３（Ａ）を参照しながら、側壁
アクチュエータ２８の第４の具体例について詳しく説明
する。ここでは、側壁アクチュエータ２８は、不活性材
料によって形成された第１側壁部３０と、活性材料によ
って形成された第２、第３、第４の側壁部８０、８２、
８４とを備えている。

【００８４】各活性側壁部８０、８２、８４は、それぞ
れに第１、第２の金属被覆導電面８６と８８、９０と９
２、９４と９６を備えている。この具体例では、第１の
導電性接着剤層４０は金属被覆導電面３４と８６を導電
的に接合し、第３層の金属被覆導電面９８は金属被覆導
電面８８と９０を導電的に接合し、第４の導電性接着剤
層１００は金属被覆導電面９２と９４を導電的に接合
し、また第２の導電性接着剤層４４は金属被覆導電面９
６と４２を導電的に接合する。図１３（Ｂ）に示すよう
に、変形については、図８（Ｂ）における説明及び描写
と同様である。

【００８５】次に、図１４（Ａ）を参照しながら、側壁
アクチュエータ２８の第５の具体例について詳しく説明
する。ここでは、側壁アクチュエータ２８は、第１、第
２、第３、第４、第５、及び第６の側壁部１０４、１０
６、１０８、１１０、１１２、及び１１４を備えてお
り、これら各側壁部は、活性材料によって形成され、ま
た、それぞれに接合した第１及び第２の金属被覆導電面
１１６と１１８、１２０と１２４、１２６と１２８、１
３０と１３２、１３４と１３６、１３８と１４０を各々
が備えている。

【００８６】第１の導電性接着剤層４０は導電的に金属
被覆導電面３４と１１６を接合し、第３の導電性接着剤
層１４２は導電的に金属被覆導電面１１８と１２０を接
合し、第４の導電性接着剤層１４４は導電的に金属被覆
導電面１２４と１２６を接合し、第５の導電性接着剤層
１４６は導電的に金属被覆導電面１２８と１３０を接合
し、第６の導電性接着剤層１４８は導電的に金属被覆導
電面１３２と１３４を接合し、第７の導電性接着剤層１
５０は導電的に金属被覆導電面１３６と１３８を接合
し、また、第２の導電性接着剤層４４は導電的に金属被
覆導電面１４０と４２とを接合する。図１４（Ｂ）に示
したように、本発明のこの具体例では、側壁アクチュエ
ータ２８が前方へ変形した状態をとる点で、図１２
（Ｂ）における描写、説明と同様である。

【００８７】図１５には、本発明のさらなるもう一つの
具体例が示されている。この具体例においては、インク
ジェットプリントヘッド４１０は、ボディ主部４１２に
結合されており、かつ、ボディ中間部１４と同様に構成
されたボディ中間部４１４を備えている。上述のよう
に、ボディ中間部４１４は、Ｐ方向に分極された圧電材
料からなっており、面４１４ｂ、４１４ａにそれぞれ備
えられた金属被覆面４３６、４３８を有している。

【００８８】この具体例においては、ボディ主部４１２
は、Ｐ方向に分極された圧電材料から形成されており、
かつ、その上に導電材料の層４３４が付着される面４１
２ａを有している。ボディ中間部４１４及びボディ主部
４１２は、ボディ中間部４１４の金属被覆面４３８とボ
ディ主部４１２の金属被覆面４３４とを導電可能に取り
付ける導電性接着剤の層４４０によって結合されてい
る。

【００８９】あるいは、ボディ中間部４１４の金属被覆
面４３８とボディ主部４１２の金属被覆面４３４との間
の結合は、これら４３４と４３８とのはんだ付けにより
達成されてもよい。本発明の他の観点においては、金属
被覆面４３４、４３８の一方又は両方は、本発明の作動
が十分に維持される限りは省略してもよい。

【００９０】ボディ主部４１２とボディ中間部４１４と
が互いに導電可能に取り付けられた後、インクジェット
プリントヘッド４１０のチャンネルアレイを形成するた
めに加工過程が行われる。図１５に示したように、軸状
に伸延する実質的に平行なチャンネル４１８が、ボディ
中間部４１４とボディ主部４１２とを貫いて伸延する溝
を加工することにより形成される。好ましくは、この加
工過程は、金属被覆面４３６、ボディ中間部４１４、金
属被覆面４３８、導電性接着剤の層４４０、金属被覆面
４３４及びボディ主部４１２の一部が取り除かれるよう
に、形成される各チャンネル４１８が下方に伸延するよ
うに行われるべきである。

【００９１】このように、インクジェットプリントヘッ
ドのチャンネルアレイと、第１の側壁アクチュエータ部
及び第２の側壁アクチュエータ部をそれぞれ有しかつチ
ャンネル４１８の側部を定める側壁アクチュエータ４２
８とを備えるチャンネル４１８が形成される。

【００９２】以下により詳しく述べるように、ここで述
べたようなやり方で並列のチャンネルアレイを形成する
ことによって、チャンネル４１８の対向する側部の第１
の側壁アクチュエータ部４３０と、チャンネル４１８の
対向する側部の上記第１の側壁アクチュエータ部４３０
間を連結するボディ主部４１２の一部とを備えている略
Ｕ字型側壁アクチュエータ（図１５内に破線で示す）
が、各チャンネル４１８に提供される。

【００９３】インクジェットプリントヘッドのチャンネ
ルアレイは、ボディ中間部４１４の金属被覆面４３６に
対する底面４１６ａに形成された金属被覆面４４２の単
一層を有する非分極圧電材料の第３片を、導電可能に取
り付けることによって形成される。なお第３片４１６、
これ以降ではインクジェットプリントヘッドのボディ頂
部という、は、ボディ頂部１６について述べたと同様に
製造されたものであってよい。

【００９４】インクジェットプリントヘッドのチャンネ
ルアレイを完成させるために、ボディ頂部４１６の金属
被覆面４４２は、導電性接着剤の第２の層４４４によっ
て第２の側壁部４３２の金属被覆面４３６に導電可能に
取り付けられる。好ましくは、導電性接着剤の層４４４
が金属被覆面４４２上に塗布され、そして、ボディ頂部
４１６が金属被覆面４３６上に設置されるべきである。
上述のように、本発明の一つの具体例としては、金属被
覆面４３６又は４４２のどちらかひとつ或いは両方が、
動作を保持できる範囲で省略されてもよい。

【００９５】略Ｕ字型アクチュエータ４５０が各チャン
ネル４１８に備えられるように図１５に示された並列チ
ャンネルアレイを電気的に接続するために、チャンネル
４１８の片側にある電気的コンタクト４５２、他の具体
例としては導電性接着剤４４０により互いに導電可能に
取り付けられる金属被覆面４３６及び４３８、互いには
んだ付けされる金属被覆面４３６及び４３８、或いは、
面４１２ａと４１４ａとに付着される導電性接着剤の単
一層に、＋１Ｖの電圧源（図示せず）が接続される。そ
して、第２の電気的コンタクト４５４には、−１Ｖの電
圧源（図示せず）が接続される。なお並列チャンネルア
レイの電気的接続を完成するために、導電性接着剤の層
４４４がアースされる。

【００９６】このように、チャンネル４１８は、２つの
コンタクト４５２と４５４との間に２Ｖ、コンタクト４
５２とアースとの間が＋１Ｖでコンタクト４５４とアー
スとの間が−１Ｖ、の電圧降下を有する略Ｕ字型アクチ
ュエータ４５０を備えている。このように製造される
と、これらコンタクトに＋、−、＋、−の電圧パターン
が印加されると、ひとつおきのチャンネル４１８は、非
常に大きな圧縮力及び／又は膨張力（側壁アクチュエー
タ２８によりチャンネル１８に加えられるものよりも大
きい）がこのチャンネル４１８に接する略Ｕ字型アクチ
ュエータ４５０の組及び側壁アクチュエータ４３２の組
により加えられるので、この電圧によりインク小滴を射
出する。

【００９７】この具体例における各ディメンションは本
発明の観点の範囲内において変更が可能であるが、たと
えば以下のような値であってよい。 オリフィス ４０μｍ ＰＺＴ長さ １５ｍｍ ＰＺＴ高さ １２０μｍ チャンネル高さ ３５６μｍ チャンネル幅 ９１μｍ 側壁幅 ８１μｍ

【００９８】以上に述べた本発明の具体例において、各
側壁アクチュエータ３０は、一組の隣接チャンネル１８
により共有され使用され、したがって、チャンネル組の
いずれか一つからインクが射出される。たとえば、図９
において、ひとつおきのチャンネル１８ａは、このチャ
ンネルを圧縮するような側壁部を形成する両方の側壁ア
クチュエータ３０が変位させられることによって、イン
クを射出する。

【００９９】このインクを射出するチャンネル１８ａに
隣接するチャンネル１８ｂは、インクを射出しない。し
かしながら、各側壁アクチュエータ３０はインクを射出
するチャンネル１８ａと射出しないチャンネル１８ｂと
に共有されているため、射出しないチャンネル１８ｂを
形成する側壁アクチュエータ３０は変位されてもインク
を射出させることをしない。

【０１００】射出するチャンネル１８ａを動作させるの
に必要な側壁アクチュエータ３０の変位によるチャンネ
ル１８ｂに起こされた圧力パルスは、一般には「クロス
トーク」といわれる。そして低粘度で低表面張力のイン
クを用いるといった条件の下では、側壁アクチュエータ
３０によりチャンネル１８ｂに起こされるクロストーク
は、このチャンネル１８ｂに不要の動作を生じさせるこ
とになる。

【０１０１】図１６には、図９のプリントヘッド１０の
動作中のクロストークを減少させるために用いられる、
図３のインクジェットプリントヘッド１０の前壁２０′
の他の具体例の概略図が示されており、これについて以
下に詳述する。

【０１０２】この具体例においては、オリフィスアレイ
２７′は、傾斜状に配されたオリフィス２６−１、２６
−２、２６−３、２６−４、２６−５、２６−６、２６
−７及び２６−８を備えている。より詳細には、各オリ
フィスは、対応するチャンネル１８−１、１８−２、１
８−３、１８−４、１８−５、１８−６、１８−７及び
１８−８とそれぞれ連結されており、それぞれのオリフ
ィスが隣接するオリフィスから距離“ｄ”だけ離れて配
置されているようなグループに分けられている。なお一
つの具体例としてはこの“ｄ”は動作方向Ａに１／３画
素（pixel）だけづつ略等間隔である。たとえば、図１
６のオリフィスアレイ２７において、オリフィス２６−
１及び２６−２が、２６−３、２６−４及び２６−５
が、２６−６、２６−７及び２６−８が、それぞれ第
１、第２及び第３のグループを形成している。

【０１０３】図１６に示したようなオリフィスアレイを
有する本発明のインクジェットプリントヘッドの動作時
において、インク射出チャンネルの側壁部を定める側壁
アクチュエータ２８（図１６には図示せず）を圧縮する
ことによって、第２列にあるオリフィス２６−１、２６
−４及び２６−７が同時にインクを射出し、第３列にあ
るオリフィス２６−２、２６−５及び２６−８が同時に
インクを射出し、また、第１列にあるオリフィス２６−
３、２６−６及び２６−９が同時にインクを射出する。
このようにオリフィス２６−１から２６−８からインク
射出することにより、クロストーク効果は最小化され
る。

【０１０４】図１７に示す時刻ｔが１の状態では、チャ
ンネル１８−３、１８−６及び１８−９（第１列にある
オリフィス２６−３、２６−６及び２６−９に対応）を
定める両方の側壁アクチュエータ２８が、図９において
述べたように第２の側壁部３２に正の電圧降下をくわえ
ることにより、同時に動作される。これに応じて、チャ
ンネル１８−３、１８−６及び１８−９は圧縮され、チ
ャンネル内のインクに圧力が加えられインク小滴が射出
される。隣接するチャンネル１８−２、１８−４、１８
−５、１８−７及び１８−８が不要に動作される確率
は、これらチャンネルを定める側壁アクチュエータ２８
の一つだけが動作されるために減少し、非動作チャンネ
ルに加えられる圧力パルスの大きさは半分に減少する。

【０１０５】図１８に示す時刻ｔが２の状態では、用紙
が約１／３画素だけＡ方向に移動し、チャンネル１８−
１、１８−４及び１８−７（第２列にあるオリフィス２
６−１、２６−４及び２６−７に対応）が同様に動作さ
れる。上述のように、隣接するチャンネル１８−２、１
８−３、１８−５、１８−６及び１８−８が不要に動作
される確率は、非動作チャンネルに加えられる圧力パル
スの大きさが半分に減少するために減少する。

【０１０６】最後に、図１９に示す時刻ｔが３の状態で
は、用紙が約１／３画素だけＡ方向に移動し、チャンネ
ル１８−２、１８−５及び１８−８（第３列にあるオリ
フィス２６−２、２６−４５び２６−８に対応）が同様
に動作される。上述のように、隣接するチャンネル１８
−１、１８−３、１８−４、１８−６、１８−７及び１
８−９が不要に動作される確率は、非動作チャンネルに
加えられる圧力パルスの大きさが減少することのために
減少する。

【０１０７】以上のとおり、側壁アクチュエータに含ま
れる活性材料の量が減少したにもかかわらず、側壁アク
チュエータの変位量が期待よりも大きい高密度のインク
ジェットプリントヘッドのさまざまな側壁アクチュエー
タが開示された。しかしながら、これらは本発明の実施
例に過ぎず本発明を限定するものではなく、当業者は、
特許請求の範囲に記載された本発明の観点から離れるこ
とのない限りさまざまな設計変更が可能である。

【０１０８】

【発明の効果】本発明は上述のような構成であるから、
簡単な構造でしかも安価に、クロストークを減少させる
ことができる。またプリンタ速度が従来に比べて速い。

【図面の簡単な説明】

【図１】連続ジェット型インクジェットプリントヘッド
の概略図である。

【図２】要求ドロップ型インクジェットプリントヘッド
の概略図である。

【図３】本発明の教示に従って構成されたインクジェッ
トプリントヘッドの概略的斜視図である。

【図４】図３の４−４線に沿った部分拡大断面図であっ
て、図３のインクジェットプリントヘッドの並列チャン
ネルアレイを示す図である。

【図５】図３のインクジェットプリントヘッドの縦断面
図である。

【図６】（Ａ）は図４の６ａ−６ａ線に沿ったインクジ
ェットプリントヘッドの後方部の部分拡大断面図であ
る、（Ｂ）は、図４の６ｂ−６ｂ線に沿ったインクジェ
ットプリントヘッドの後方部の部分拡大断面図である。

【図７】ボディ主部を除いた図３のインクジェットプリ
ントヘッドの後方部の部分拡大斜視図である。

【図８】（Ａ）は図３のインクジェットプリントヘッド
の単一で非偏向のアクチュエータ側壁の正面図であり、
（Ｂ）は偏向後の（Ａ）の単一アクチュエータ側壁の正
面図である。

【図９】前壁を除きかつ並列チャンネルアレイのアクチ
ュエータ側壁の偏向後の図３のインクジェットプリント
ヘッドのもう一つの具体例を示す図である。

【図１０】（Ａ）は図９のインクジェットプリントヘッ
ドの部分拡大正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側壁にお
ける静電場の強度分布を示す図である。

【図１１】（Ａ）は図８（Ａ）に示された非偏向のアク
チュエータ側壁の第２の具体例の正面図であり、（Ｂ）
は偏向後の（Ａ）のアクチュエータ側壁の正面図であ
る。

【図１２】（Ａ）は図８（Ａ）に示された非偏向のアク
チュエータ側壁の第３の具体例の正面図であり、（Ｂ）
は偏向後の（Ａ）のアクチュエータ側壁の正面図であ
る。

【図１３】（Ａ）は図８（Ａ）に示された非偏向のアク
チュエータ側壁の第４の具体例の正面図であり、（Ｂ）
は偏向後の（Ａ）のアクチュエータ側壁の正面図であ
る。

【図１４】（Ａ）は図８（Ａ）に示された非偏向のアク
チュエータ側壁の第５の具体例の正面図であり、（Ｂ）
は偏向後の（Ａ）のアクチュエータ側壁の正面図であ
る。

【図１５】図３の１５−１５線に沿ったインクジェット
プリントヘッドのもう一つの具体例の部分断面図であ
る。

【図１６】図３のインクジェットプリントヘッドのさら
なるもう一つの具体例の部分拡大正面図である。

【図１７】前壁を除きかつ並列チャンネルアレイのアク
チュエータ側壁についての偏向シーケンスの第１偏向後
の図１６のインクジェットプリントヘッドの側面図であ
る。

【図１８】偏向シーケンスの第２偏向後の図１７のイン
クジェットプリントヘッドを表す図である。

【図１９】偏向シーケンスの第３偏向後の図１７のイン
クジェットプリントヘッドを表す図である。

【符号の説明】

１２ ボディ主部（ベース部分） １４ ボディ中間部（側部アクチュエータ） １６ ボディ頂部（トップ部分） １８ チャンネル（インク収容チャンネル） ２０′ 前壁部（カバー） ２６ テーパオリフィス（穴） ３０ 第１側壁部（突起） ３４ 金属被覆導電面（頂壁） ３６ 金属被覆導電面（頂壁） ３８ 金属被覆導電面（底壁） ５０ コントローラ（作動させる手段） ４１２ ボディ主部（ベース部分） ４１４ ボディ中間部（側部アクチュエータ） ４１６ 第３片（トップ部分） ４３０ 第１の側壁アクチュエータ（突起） ４３４ 金属被覆電導面（頂壁） ４３６ 金属被覆電導面（頂壁） ４３８ 金属被覆電導面（底壁）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デビッド・ビー・ウォーレス アメリカ合衆国テキサス州75205ダラス・ マクファーリン4425 (72)発明者 ドナルド・ジェイ・ハイス アメリカ合衆国テキサス州75075プラノ・ デーボンシャー3140

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前側部及び、それぞれが底壁を持ちかつこ
   の前側部を一端とした少なくとも３つの略平行な細長い
   液体収容チャンネルを有するベースと、 このベースの前側部に設けられると共に、上記チャンネ
   ルのそれぞれと連通しかつ数の対応する穴が、略平行で
   かつ少なくとも１個の穴から成る第１、第２、第３の穴
   列を形成するようにかつこれらの穴列が上記チャンネル
   の底壁から上方にそれぞれ第１、第２、第３の距離で配
   されるようにその内部に設けられるカバーと、 上記第１、第２、第３の穴列内にそれぞれ配された穴に
   連通するチャンネルを同時に作動させる手段とを有する
   高密度インクジェットプリントヘッド。
2. 【請求項２】前側部及び、この前側部を一端とした少な
   くとも３つの略平行な細長い液体収容チャンネルを有す
   るベースと、 このベースの前側部に設けられると共に、上記チャンネ
   ルのそれぞれと連通しかつ数の対応する穴が、略平行で
   かつ少なくとも１個の穴から成る第１、第２、第３の穴
   列を形成するようにその内部に設けられるカバーと、 上記第１、第２、第３の穴列内にそれぞれ配された穴に
   連通するチャンネルを同時に作動させる手段とを有し、 上記穴のグループは３個迄の穴で構成され、各グループ
   の穴はこのグループ内の他の穴から垂直方向に離隔され
   ると共に、このグループ内の隣の穴から所定距離だけ離
   隔されている高密度インクジェットプリントヘッド。
3. 【請求項３】上記所定距離は約１／３画素である請求項
   ２記載のインクジェットプリントヘッド。
4. 【請求項４】ベース部分及び、それぞれこのベース部分
   から延びかつ頂壁を備える第１、第２の突起を持った複
   数のアクチュエータと、 頂壁及び、上記アクチュエータの第１の突起に導電部分
   を介して接続される底壁を持った複数の第１側部アクチ
   ュエータと、 頂壁及び、上記アクチュエータの第２の突起に導電部分
   を介して接続される底壁を持った複数の第２側部アクチ
   ュエータと、 上記第１、第２側部アクチュエータの頂壁に導電部分を
   介して装着されるトップ部分とを有し、 上記アクチュエータ、第１側部アクチュエータ、第２側
   部アクチュエータ及びトップ部分は細長い液体収容チャ
   ンネルを限定する請求項３記載のインクジェットプリン
   トヘッド。