JP2001334689A - インクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク流路内の気泡を効率的に且つ確実に除
去することのできるインクジェット式記録装置を提供す
る。 【解決手段】 上下２枚の第１及び第２の基板４１，４
９に圧電セラミックからなる隔壁４２を所定間隔で配置
して各隔壁間にチャンバ４３を画成し、前記隔壁４２の
側面に設けられた電極４４に駆動電圧を印加することに
より前記チャンバ４３内の容積を変化させてその内部に
充填されたインクをノズル開口５１から吐出するインク
ジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録
装置において、前記第１及び第２の基板４１，４９の少
なくとも何れか一方を透光性を有する誘電体で形成し、
且つ前記ノズル開口５１の少なくとも一つに選択的に接
続されて所定のチャンバ４３内を吸引する吸引手段３０
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット式
記録装置に関し、特に、ヘッドのインク流路内の気泡を
除去するための吸引手段を具備するインクジェット式記
録装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来より、複数のノズルからインクを吐出
する記録ヘッドを用いて被記録媒体に文字や画像を記録
するインクジェット式記録装置が知られている。かかる
インクジェット式記録装置では、被記録媒体に対向する
記録ヘッドはヘッドホルダに固定され、ヘッドホルダが
キャリッジに搭載されて被記録媒体の搬送方向とは直交
する方向に走査される。

【０００３】このようなインクジェット式記録装置に用
いられる記録ヘッドの一例の分解概略を図６に、また、
要部断面を図７に示す。図６及び図７に示すように、圧
電セラミックプレート１０１には、複数の溝１０２が並
設され、各溝１０２は、側壁１０３で分離されている。
各溝１０２の長手方向一端部は圧電セラミックプレート
１０１の一端面まで延設されており、他端部は、他端面
までは延びておらず、深さが徐々に浅くなっている。ま
た、各溝１０２内の両側壁１０３の開口側表面には、長
手方向に亘って、駆動電界印加用の電極１０５が形成さ
れている。

【０００４】圧電セラミックプレート１０１の溝１０２
の開口側には、カバープレート１０７が接着剤１０９を
介して接合されている。カバープレート１０７には、各
溝１０２の浅くなった他端部と連通する凹部となるイン
ク室１１１と、このインク室１１１の底部から溝１０２
とは反対方向に貫通するインク供給口１１２とを有す
る。

【０００５】また、圧電セラミックプレート１０１とカ
バープレート１０７との接合体の溝１０２が開口してい
る端面には、ノズルプレート１１５が接合されており、
ノズルプレート１１５の各溝１０２に対向する位置には
ノズル開口１１７が形成されている。

【０００６】なお、圧電セラミックプレート１０１のノ
ズルプレート１１５とは反対側でカバープレート１０７
とは反対側の面には、配線基板１２０が固着されてい
る。配線基板１２０には、各電極１０５とボンディング
ワイヤ１２１等で接続された配線１２２が形成され、こ
の配線１２２を介して電極１０５に駆動電圧を印加でき
るようになっている。

【０００７】このように構成される記録ヘッドでは、イ
ンク供給口１１２から各溝１０２内にインクを充填し、
所定の溝１０２の両側の側壁１０３に電極１０５を介し
て所定の駆動電界を作用させると、側壁１０３が変形し
て所定の溝１０２内の容積が変化し、これにより、溝１
０２内のインクがノズル開口１１７から吐出する。

【０００８】例えば、図８に示すように、溝１０２ａに
対応するノズル開口１１７からインクを吐出する場合に
は、その溝１０２ａ内の電極１０５ａ，１０５ｂに正の
駆動電圧を印加すると共にそれぞれに対向する電極１０
５ｃ，１０５ｄを接地するようにする。これにより、側
壁１０３ａ，１０３ｂには溝１０２ａに向かう方向の駆
動電界が作用し、これが圧電セラミックプレート１０１
の分極方向と直交すれば、圧電厚みすべり効果により側
壁１０３ａ，１０３ｂが溝１０２ａ方向に変形し、溝１
０２ａ内の容積が減少して圧力が増加し、ノズル開口１
１７からインクが吐出する。

【０００９】このような記録ヘッドでは、インク内に含
まれる気泡が溝１０２ａ内等に残留し、ドット抜け等の
印刷不良が発生する場合がある。そのため、インクジェ
ット式記録装置には、一般的に、ノズル開口１１７を介
してインク流路である溝１０２ａ内を吸引して気泡等を
除去するための吸引手段が設けられている。そして、所
定のタイミング又は所望により、この吸引手段によって
ノズル開口１１７を介して溝１０２ａ内を吸引すること
により溝１０２ａ内の気泡を除去するいわゆるクリーニ
ング操作が実行されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような圧電セラミックプレート１０１にインク流路とな
る溝１０２ａを形成している場合、何れの溝１０２ａに
気泡が存在するかが確認できないため、全ての溝１０２
ａ内を吸引する必要がある。すなわち、複数の溝の大半
を占める気泡の存在しない溝１０２ａ内も吸引すること
になるため、無駄なインクを廃棄しなければならず、効
率が悪いという問題がある。

【００１１】また、比較的大きい記録ヘッドでは、複数
の溝１０２ａを同時に吸引する十分な吸引力が得られず
に気泡を確実に除去できない場合もある。

【００１２】本発明はこのような事情に鑑み、インク流
路内の気泡を効率的に且つ確実に除去することのできる
インクジェット式記録装置を提供することを課題とす
る。

【００１３】

【発明が解決するための手段】上記課題を解決する第１
の態様は、上下２枚の第１及び第２の基板に圧電セラミ
ックからなる隔壁を所定間隔で配置して各隔壁間にチャ
ンバを画成し、前記隔壁の側面に設けられた電極に駆動
電圧を印加することにより前記チャンバ内の容積を変化
させてその内部に充填されたインクをノズル開口から吐
出するインクジェット式記録ヘッドを具備するインクジ
ェット式記録装置において、前記第１及び第２の基板の
少なくとも何れか一方が透光性を有する誘電体で形成さ
れ、且つ前記ノズル開口の少なくとも一つに選択的に接
続されて所定のチャンバ内を吸引する吸引手段を有する
ことを特徴とするインクジェット式記録装置にある。

【００１４】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記吸引手段は、前記ノズル開口から前記チャンバ
内を吸引する際に、他のノズル開口を封止することを特
徴とするインクジェット式記録装置にある。

【００１５】本発明の第３の態様は、第１又は２の態様
において、前記透光性有する誘電体がガラスであること
を特徴とするインクジェット式記録装置にある。

【００１６】本発明の第４の態様は、第１〜３の何れか
の態様において、前記第１又は第２の基板を介して前記
チャンバに充填されたインク内に存在する気泡を検出す
る検出手段をさらに有することを特徴とするインクジェ
ット式記録装置にある。

【００１７】かかる本発明では、気泡の存在するチャン
バ内を選択的に吸引することができ、チャンバ内の気泡
を効率的に且つ確実に除去することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
いて詳細に説明する。

【００１９】図１は、本発明の一実施形態に係るインク
ジェット式記録ヘッドの概略図である。

【００２０】本実施形態のインクジェット式記録装置１
０は、図１に示すように、インクを吐出する記録ヘッド
１１と、図示しないインク流路を介して記録ヘッド１１
にインクを供給するインクカートリッジ１２を着脱可能
に保持するタンクホルダ１３とを有するヘッドユニット
１４がキャリッジ１５に固定され、このキャリッジ１５
は一対のガイドレール１６ａ，１６ｂ上に軸方向に移動
自在に搭載されている。また、カイドレール１６ａ，１
６ｂの一端側には駆動モータ１７が設けられており、こ
の駆動モータ１７による駆動力が、当該駆動モータ１７
に連結されたプーリ１８ａと、ガイドレール１６ａ，１
６ｂの他端側に設けられたプーリ１８ｂとの間に掛け渡
されたタイミングベルト１９を介してキャリッジ１５に
伝達され、これによりキャリッジ１５がガイドレール１
６ａ，１６ｂに沿って移動されるようになっている。

【００２１】また、キャリッジ１５の搬送方向と直交す
る方向の両端部側には、ガイドレール１６ａ，１６ｂに
沿ってそれぞれ一対の搬送ローラ２０，２１が設けられ
ている。これらの搬送ローラ２０，２１は、キャリッジ
１５の下方に当該キャリッジ１５の搬送方向とは直交す
る方向に被記録媒体Ｓを搬送するものである。

【００２２】そして、これら搬送ローラ２０，２１によ
って被記録媒体Ｓを送りつつキャリッジ５をその送り方
向とは直交方向に走査することにより、記録ヘッド１１
によって被記録媒体Ｓ上に文字及び画像等が記録され
る。

【００２３】また、詳しくは後述するが、ガイドレール
１６ａ，１６ｂの軸方向一端側には、吸引手段３０が設
けられ、所定のタイミングで、いわゆるクリーニング操
作が行われるようになっている。

【００２４】ここで、本実施形態のインクジェット式記
録装置に用いられる記録ヘッドの一例について説明す
る。なお、図２は、記録ヘッドの概略を示す分解斜視図
であり、図３は、ヘッドチップの概略を示す斜視図であ
り、図４は、図３の斜視断面図である。

【００２５】本実施形態の記録ヘッド１１は、図３に示
すように、ヘッドチップ４０とこのヘッドチップ４０の
一方面側に設けられるベースプレート６０と、ヘッドチ
ップ４０の他方面側に設けられるヘッドカバー７０とを
有する。

【００２６】本実施形態のヘッドチップ４０は、図示す
るように、透光性を有する誘電部材、例えば、板状のガ
ラスからなる流路基板４１上に、圧電セラミックからな
る複数の隔壁４２が所定の間隔で並設され、これら隔壁
４２によって複数のチャンバ４３が画成されている。

【００２７】また、これら各チャンバ４３の内面を構成
する隔壁４２の側面には、それぞれ全面に亘って駆動電
界印加用の電極４４が形成され、流路基板４１上には、
各電極４４に導通される配線４５が各隔壁４３の長手方
向外側まで延設されている。また、隔壁４３の長手方向
外側の配線４５上には、電極４４に電圧を印加して隔壁
４２を駆動させる駆動回路４６が搭載されている。

【００２８】また、流路基板４１上の各隔壁４２の長手
方向一端に対向する位置及び流路基板４１の両側面に
は、プラスチック製のガイド壁４７が接着剤等により固
着され、ガラス基板４１上にガイド壁４７と隔壁４２と
によって各チャンバ４３に連通するインク室４８が画成
されている。また、隔壁４２の流路基板４１とは反対側
には、インク室４８にインクを供給するためのインク供
給口４９ａを有するカバープレート４９が接合され、こ
のカバープレート４９によってチャンバ４３及びインク
室４７が封止されている。なお、このカバープレート４
９は、本実施形態では、流路基板４１と同様に、透光性
を有する板状のガラスで形成されており、インク供給口
４９ａは、例えば、サンドブラスト等によって形成され
ている。

【００２９】また、隔壁４２の流路基板４１の端面と面
一となった端面には、ノズルプレート５０が接合されて
おり、ノズルプレート５０の各チャンバ４３に対向する
位置にはそれぞれノズル開口５１が穿設されている。な
お、このノズルプレート５０は、例えば、プラスチッ
ク、ガラス又はポリイミドフィルム等で形成すればよ
い。

【００３０】このようなヘッドチップ４０には、上述し
たように、流路基板４１側にベースプレート６０が接合
され、カバープレート４９側にヘッドカバー７０が接合
されて記録ヘッドが形成される。

【００３１】なお、このベースプレート６０は、複数の
チャンバ４３に対向する領域に、その並設方向に亘って
窓部６１を有し、流路基板４１の表面が露出されるよう
になっている。一方、ヘッドカバー７０は、カバープレ
ート４９のインク供給口４９ａに連通するインク導入路
７１を有しており、インクはインクカートリッジ１２か
らこれら引導入路７１及びインク供給口４９ａを介して
インク室４８に供給されるようになっている。

【００３２】このような記録ヘッド１１では、上述のよ
うに、インクの流路となるチャンバ４３の一部を構成す
る流路基板４１が透光性を有する板状のガラスで形成さ
れているため、ベースプレート６０の窓部６１を介して
チャンバ４３内を視認することができる。すなわち、チ
ャンバ４３内にインクを充填した際に、チャンバ４３内
に存在する気泡を視認することができる。したがって、
吸引手段３０によって、選択的にノズル開口５１を介し
て気泡が存在するチャンバ４３のみ吸引することによっ
て、チャンバ４３内の気泡を確実に除去することができ
る。

【００３３】以下に、このように選択的にチャンバ４３
を吸引する本実施形態の吸引手段３０の一例について説
明する。なお、図６は、吸引手段３０の概略構成を示す
図である。

【００３４】図５（ａ）に示すように、本実施形態の吸
引手段３０は、記録ヘッド１１のノズルプレート５０に
対向して設けられこのノズルプレート５０に設けられて
いる複数のノズル開口５１を封止するキャップ部材３１
と、このキャップ部材３１にチューブ３２を介して接続
されて、ノズル開口５１を介してチャンバ４３内を吸引
する吸引装置３３とを具備する。なお、この吸引装置３
３は、例えば、真空ポンプ等である。

【００３５】また、キャップ部材３１は、ノズル開口５
１の列を全て覆う大きさを有し、ノズル開口５１の列に
対応する領域に、ノズル開口５１を介してチャンバ４３
を吸引する一つの吸引口３４を有する。この吸引口３４
は、本実施形態では、ノズル開口５１の径よりも大きく
且つ隣接するノズル開口５１の間隔よりも小さい径で形
成されている。したがって、図５（ｂ）に示すように、
キャップ部材３１をノズルプレート５０に接触させた
際、吸引口３２は、所定のノズル開口５１のみと接続さ
れ、他のノズル開口５１はキャップ部材３１の封止面３
１ａによって封止される。すなわち、キャップ部材３１
をノズル開口５１の列方向に移動させることにより、吸
引口３４を所定の一つのノズル開口５１と選択的に接続
可能となっている。

【００３６】このような吸引手段３０では、気泡の存在
するチャンバ４３内のみを選択的に吸引して、気泡を除
去することができる。

【００３７】上述のように、本実施形態の記録ヘッド１
１は、流路基板４１及びカバプレート４９等がガラス基
板で形成されているため、これらを通してチャンバ４３
内の気泡を視認することができる。したがって、チャン
バ４３内に気泡の存在を確認した際に、その気泡が存在
するチャンバ４３に連通するノズル開口５１に吸引口３
４を接続するように、キャップ部材３１をノズルプレー
ト５０に当接させ、吸引装置３３によって吸引すること
により、所定のチャンバ４３内に存在する気泡を除去す
ることができる。

【００３８】このように本実施形態では、記録ヘッド１
１のチャンバ４３内を視認することができ、且つ吸引手
段３０によって所定のチャンバ４３内のみを吸引するこ
とができるため、無駄なインクを吸引して廃棄すること
なく効果的に気泡を除去することができる。また、複数
のノズル開口５１のうち、吸引するチャンバ４３に連通
するもの以外は、キャップ部材３１の封止面３１ａで封
止されているため、チャンバ４３内を吸引する吸引力が
著しく向上するため、効率よく気泡を除去することがで
きる。

【００３９】なお、本実施形態では、キャップ部材の吸
引口が所定の一つのノズル開口に接続されるようにした
が、これに限定されず、勿論、隣接する２つあるいは３
つの複数のノズル開口に接続されるようにしてもよい。
何れにしても、所定のチャンバを選択的に吸引すること
により、気泡を確実且つ効率的に除去することができ
る。

【００４０】また、ベースプレートに窓部を設け、流路
基板の表面を露出させるようにしたが、これに限定され
ず、流路基板の表面を視認可能であればよく、例えば、
透明なプラスチック部材等で窓を塞ぐようにしてもよ
い。また、ベースプレートに窓を設ける替わりにヘッド
カバーに同様の窓部を設け、カバープレートを介してチ
ャンバ内を視認できるようにしてもよい。

【００４１】また、本実施形態では、流路基板を板状の
ガラスで形成するようにしたが、これに限定されず、チ
ャンバ内を視認可能な程度に透光性を有する誘電部材で
あれば、特に限定されない。

【００４２】さらに、本実施形態では、視認によってチ
ャンバ内の気泡を確認するようにしたが、これに限定さ
れず、例えば、光センサ等の気泡を検出する検出手段を
設け、気泡を確認した場合には、自動的に吸引手段によ
る吸引によって、チャンバ内の気泡を除去するようにし
てもよい。

【００４３】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、勿論、本発明はこのような構成に限定されるもの
ではない。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェット式記録ヘッドでは、ノズル開口の少なくとも一つ
に選択的に接続されて所定のチャンバ内を吸引する吸引
手段を設け、且つチャンバの一部を構成する第１及び第
２の基板の少なくとも何れか一方を透光性を有する誘電
体で形成するようにしたので、チャンバ内の気泡を視認
することができ、その気泡が存在するチャンバに選択的
に吸引手段を接続して吸引することができる。したがっ
て、チャンバ内を比較的強い吸引力で吸引することがで
き、且つ無駄なインクを吸引して廃棄する必要がなく、
効率的に気泡を除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記
録装置の概略を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る記録ヘッドの概略を
示す分解斜視図である。

【図３】本発明の一実施形態に係るヘッドチップの斜視
図である。

【図４】本発明の一実施形態に係るヘッドチップの斜視
断面図である。

【図５】本発明の一実施形態に係る吸引手段を説明する
概略斜視図及び要部断面図である。

【図６】従来技術に係る記録ヘッドの概要を示す分解斜
視図である。

【図７】従来技術に係る記録ヘッドの概要を示す断面図
である。

【図８】従来技術に係る記録ヘッドの概要を示す断面図
である。

【符号の説明】

１０ インクジェット式記録装置 １１ 記録ヘッド ３０ 吸引手段 ４１ 流路基板 ４２ 隔壁 ４３ チャンバ ４４ 電極 ４５ 配線 ４６ 駆動回路 ４７ ガイド壁 ４８ インク室 ４９ カバープレート ５０ ノズルプレート ５１ ノズル開口 ６０ ベースプレート ６１ 窓部 ７０ ヘッドカバー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下２枚の第１及び第２の基板に圧電セ
   ラミックからなる隔壁を所定間隔で配置して各隔壁間に
   チャンバを画成し、前記隔壁の側面に設けられた電極に
   駆動電圧を印加することにより前記チャンバ内の容積を
   変化させてその内部に充填されたインクをノズル開口か
   ら吐出するインクジェット式記録ヘッドを具備するイン
   クジェット式記録装置において、 前記第１及び第２の基板の少なくとも何れか一方が透光
   性を有する誘電体で形成され、且つ前記ノズル開口の少
   なくとも一つに選択的に接続されて所定のチャンバ内を
   吸引する吸引手段を有することを特徴とするインクジェ
   ット式記録装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記吸引手段は、前
   記ノズル開口から前記チャンバ内を吸引する際に、他の
   ノズル開口を封止することを特徴とするインクジェット
   式記録装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記透光性有
   する誘電体がガラスであることを特徴とするインクジェ
   ット式記録装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れかにおいて、前記第
   １又は第２の基板を介して前記チャンバに充填されたイ
   ンク内に存在する気泡を検出する検出手段をさらに有す
   ることを特徴とするインクジェット式記録装置。