【発明の名称】インクジェットプリントヘッドおよびインクジェット印刷装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】インクを蓄える圧力室、電気信号の印加により圧力室内に圧力変動を発生させる積層圧電素子、積層圧電素子と接着されている振動板、振動板と反対側に位置する積層圧電素子端部を固定する積層圧電素子固定板、圧力室にインクを供給する流路であるリストリクタ、リストリクタにインクを供給する共通インク通路を有するハウジングを組み合わせた複数のヘッドユニットと、ノズルを複数列形成したオリフィスプレートとを備えたインクジェットプリントヘッドにおいて、
前記オリフィスプレートが湾曲した形状であることを特徴とするインクジェットプリントヘッド。
【請求項２】前記オリフィスプレートの各ノズル列の間に、薄肉部を備えたことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項３】前記薄肉部は、前記オリフィスプレートが前記ヘッドユニットと接合する面側に形成されていることを特徴とする請求項２記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項４】請求項１乃至３記載のインクジェットプリントヘッドを備え、前記インクジェットプリントヘッドに対向してドラムを設置し、前記オリフィスプレートの湾曲部が前記ドラムの外周面に沿うように湾曲し、かつ前記複数のユニットを固定する固定部材を備えたことを特徴とするインクジェット印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オフィス用並びに産業用インクジェットプリントヘッドに関する。
【従来の技術】
図５は、従来技術によるインクジェットプリントヘッドの一例となる分解斜視図である。
２はノズル１を形成したオリフィスプレート、４は圧力室３を形成したチャンバプレート、６はリストリクタ５を形成したリストリクタプレート、９は振動板部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、１１は共通インク通路１０を形成したハウジング、１３は複数の積層圧電素子１２を固定する積層圧電素子固定板である。
従来は、上記インクジェットプリントヘッド構成部品を、各構成部品の位置決め穴１４を基準にして組み立てる構成となっていた。
【発明が解決しようとする課題】
インクジェットプリンタを構成する上で、解像度、印字方式により、ノズルを適切な配列にする必要がある。
しかしながら、上述した構成ではノズルの配列により、上記構成部品をノズル配列に合わせて個別に製作する必要がある。そのため、個々のノズル配列に対応した上記構成部品の種類も増やす必要があり、部品の共通化が図れず、結果として、安価なインクジェットプリントヘッドを提供することが困難であった。
また、インク吐出特性ばらつきを低減する上でも、上記構成部品のオリフィスプレート、チャンバプレート、リストリクタプレート、ダイアフラムプレート等のプレート類の製造方法は電鋳、エッチング加工が主であり、部品の大きさが大きくなると、加工時間及び部品精度のばらつきが大きくなるという問題が内在している。そのため、上記加工法において、安価で高精度の部品を確保するためには、極力部品の大きさを小さくする必要がある。つまり、上記加工法で複数列のノズルを持つインクジェットプリントヘッドを形成することには限界がある。
更に、インク吐出特性ばらつきを低減するためには、前記圧電素子先端の平面度及び位置を高精度に加工し、前記複数の各圧力室に対応するよう位置決めされなくてはならない。これも、部品の大きさが大きくなればなるほど高精度に加工することは困難となり、部品を安価なものとすることは困難となる。
本発明は、上記した従来の課題を解決するもので、その目的とするところはインク噴射特性のばらつきを低減し、かつ安価なインクジェットプリントヘッドを提供することである。
【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、インクを蓄える圧力室、電気信号の印加により圧力室内に圧力変動を発生させる積層圧電素子、積層圧電素子と接着されている振動板、振動板と反対側に位置する積層圧電素子端部を固定する積層圧電素子固定板、圧力室にインクを供給する流路であるリストリクタ、リストリクタにインクを供給する共通インク通路を有するハウジングを組み合わせた複数のヘッドユニットと、ノズルを複数列形成したオリフィスプレートとを備えたインクジェットプリントヘッドにおいて、前記オリフィスプレートが湾曲した形状であることを特徴とする。
また、前記オリフィスプレートの各ノズル列の間に、薄肉部を備えたことを特徴とする。
また、前記薄肉部は、前記オリフィスプレートが前記ヘッドユニットと接合する面側に形成されていることを特徴とする。
さらに、上記インクジェットプリントヘッドを備え、前記インクジェットプリントヘッドに対向してドラムを設置し、前記オリフィスプレートの湾曲部が前記ドラムの外周面に沿うように湾曲し、かつ前記複数のユニットを固定する固定部材を備えたことを特徴とする。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一例について、図を参考にしながら説明する。
図１は、本発明によるインクジェットプリントヘッドの一例の概略構成を示す分解斜視図である。
２はノズル1を複数列形成し、複数の位置決め穴１４を設けた1枚のオリフィスプレート、４は圧力室３を形成したチャンバプレート、６はリストリクタ５を形成したリストリクタプレート、９は振動板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、１１は共通インク通路１０を設けたハウジングである。
まず、オリフィスプレート２を除くこれらの部材を位置決め穴１４にて接合する。
次に、複数の積層圧電素子１２とそれを固定する積層圧電素子固定板１３とを位置決めして接合する。
前記オリフィスプレート２を除く構成部品は、オリフィスプレート２のノズル列毎に分割されたユニットとなる様に形成される。
上記のような構成をとることにより、ノズル配列に左右されることなく、オリフィスプレート２を除く構成部品は最小限の大きさとなり、加工精度も向上し、かつ安価な部品となるばかりでなく共通化も図れる。更に、共通化を図れることで部品単価が安価となる。
また、各ノズル１に対応する積層圧電素子１２と、各ノズル１に対応する振動板７の位置合わせは、治具等により各ノズル列毎に調整して行われるので、従来技術からなる圧電素子固定板１３に積層圧電素子１２を接合し、ダイシング加工等の加工精度および積層圧電素子端面の平面度を高精度に仕上げ、なおかつ前記プレート類の加工精度および位置決め穴の位置精度を高精度に仕上げる方法よりも容易となる。
したがって、安価で、尚且つインク噴射特性のばらつきを低減したインクジェットヘッドを提供することが可能となる。
また、図２、３に示すように、どのようなノズル配列にも対応可能であり、用紙走行系が平面又は円筒状であっても、インクジェットプリントヘッドを固定するためのプリントヘッド固定部材１６の形状変更と、位置決め手段を、例えば位置決めピン１７を設けることにより対応が可能となる。図３において、プリントヘッド固定部材にインクジェットプリントヘッドを固定した際、ドラムとのギャップを持って配置する。搬送用紙の厚さが一般的な５５ｋｇ紙で約８０〜９０μｍの場合、前記ギャップは、搬送時の用紙の浮き上がり分を考え、通常約１．０〜１．５ｍｍ程度である。
更に、用紙走行系が円筒状の場合には、図４に示すようにオリフィスプレート２の複数列のノズル列間に薄肉部を設け、湾曲し易くすることも可能である。図４では、オリフィスプレート２の両面に薄肉部を設けた構成を示しているが、どちらか片方でも構わない。また、オリフィスプレート２のインク吐出面側と反対側の面のみに薄肉部を設ける場合は、オリフィスプレート２のインク吐出面側が平滑になるため、ワイピング時のインク除去性を妨げず、より効果的である。
本発明のインクジェットプリントヘッドに用いるオリフィスプレートの製造方法には、電鋳加工とプレス加工を用いる事が可能である。
通常、電鋳加工は、大型で且つ高精度の部品を必要とすると歩留まりが悪くなり、従って、使用可能品を製作するためには、大量に製作する必要があり、結果として高価な部品となってしまう。しかし、本発明においては、オリフィスプレートさえ加工精度が出ていれば、他の部品は従来の構成に比べて小型に分割され、位置決め穴によって組み上げられるため、加工精度のばらつきは累積されない。
また、加工精度に優れたプレス加工を用いると、ノズル穴位置精度及び位置決め穴等の精度が出せるため、インクの噴射特性が良好になる。プレス加工の場合は、パンチの型精度及び、プレス機の送り精度によるため、比較的長尺のオリフィスプレートに対しても精度良く対応可能である。
本発明では、大型で高精度を必要とする部品は、オリフィスプレートのみとなるため、安価でインク噴射特性のばらつきを低減したインクジェットプリントヘッドを提供することが可能となる。
【発明の効果】
本発明によれば、ノズルを複数列形成するオリフィスプレート1枚に位置決め基準穴を設け、該位置決め穴を基準に、ノズル列に対応した各部品を組み立てることにより、インク噴射のばらつきを低減し、安価なインクジェットプリントヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一例を示す、インクジェットプリントヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明による用紙走行系が平面対応の一例を示す、インクジェットプリントヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明による用紙走行系が円筒対応の一例を示す、インクジェットプリントヘッドの概略構成を示す側面図である。
【図４】本発明による用紙走行系が円筒対応の他の一例を示す、インクジェットプリントヘッドの概略構成を示す側面図である。
【図５】従来技術からなるインクジェットヘッドの一例として概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１はノズル、２はオリフィスプレート、２−ａは薄肉部、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はハウジング、１１−ａは固定用穴、１２は積層圧電素子、１３は圧電素子固定板、１４は位置決め穴、１５はフレキシブルケーブル、１６はプリントヘッド固定部材、１６−ａは固定用ネジ穴、１７は位置決めピン、１８はドラムである。 Patent application title: Ink jet print head and ink jet printing apparatus
1. A pressure chamber for storing ink, a laminated piezoelectric element generating pressure fluctuation in the pressure chamber by application of an electric signal, a diaphragm adhered to the laminated piezoelectric element, and a laminated piezoelectric element positioned opposite to the diaphragm A plurality of head units combining a plurality of head units combining a laminated piezoelectric element fixing plate for fixing an end, a restrictor which is a flow path for supplying ink to a pressure chamber, and a common ink passage for supplying ink to a restrictor An ink jet print head comprising a row of orifice plates,
An inkjet print head, wherein the orifice plate has a curved shape.
2. The ink jet print head according to claim 1, further comprising a thin portion between the nozzle rows of the orifice plate.
3. The ink jet print head according to claim 2, wherein the thin portion is formed on the side of the orifice plate to be bonded to the head unit.
4. The ink jet print head according to any one of claims 1 to 3, wherein a drum is installed to face the ink jet print head, and a curved portion of the orifice plate is curved along an outer peripheral surface of the drum; And a fixing member for fixing the plurality of units.
Detailed Description of the Invention
Field of the Invention
The present invention relates to office and industrial inkjet printheads.
[Prior Art]
FIG. 5 is an exploded perspective view of an example of an inkjet print head according to the prior art.
2 is an orifice plate forming the nozzle 1, 4 is a chamber plate forming the pressure chamber 3, 6 is a restrictor plate forming the restrictor 5, 9 is a diaphragm plate forming the diaphragm portion 7 and the filter portion 8, 11 Reference numeral 11 denotes a housing in which a common ink passage 10 is formed, and 13 denotes a laminated piezoelectric element fixing plate for fixing a plurality of laminated piezoelectric elements 12.
Heretofore, the ink jet print head components have been configured to be assembled with reference to the positioning holes 14 of the respective components.
[Problems to be solved by the invention]
In order to construct an ink jet printer, it is necessary to properly arrange the nozzles according to the resolution and the printing method.
However, in the configuration described above, the arrangement of the nozzles requires that the components be separately manufactured in accordance with the nozzle arrangement. Therefore, it is necessary to increase the types of the above-mentioned components corresponding to the individual nozzle arrangement, and it is not possible to commonize the components, and as a result, it is difficult to provide an inexpensive inkjet print head.
Also, in order to reduce variations in ink ejection characteristics, the method of manufacturing plates such as the orifice plate, chamber plate, restrictor plate, diaphragm plate, etc. of the above components is mainly electroforming and etching, and the size of the components The problem is inherent in that the variation in machining time and part accuracy becomes large as Therefore, in the above-mentioned processing method, in order to secure inexpensive and highly accurate parts, it is necessary to reduce the size of the parts as much as possible. That is, there is a limit in forming an inkjet print head having a plurality of rows of nozzles by the above processing method.
Furthermore, in order to reduce variations in ink ejection characteristics, the flatness and position of the tip of the piezoelectric element must be processed with high accuracy and positioned so as to correspond to the plurality of pressure chambers. Also in this case, it becomes difficult to process with high accuracy as the size of the part increases, and it becomes difficult to make the part inexpensive.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide an inexpensive ink jet print head that reduces variations in ink ejection characteristics.
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, according to the present invention, a pressure chamber for storing ink, a laminated piezoelectric element generating pressure fluctuation in the pressure chamber by application of an electric signal, a diaphragm bonded to the laminated piezoelectric element, and the opposite side to the diaphragm A plurality of heads combining a stacked piezoelectric element fixing plate for fixing the end portion of the stacked piezoelectric element located at the head, a restrictor which is a flow path for supplying ink to the pressure chamber, and a housing having a common ink passage for supplying the ink to the restrictor An inkjet print head comprising a unit and an orifice plate formed with a plurality of rows of nozzles, wherein the orifice plate has a curved shape.
Further, a thin portion is provided between the nozzle rows of the orifice plate.
Further, the thin portion is formed on a surface side where the orifice plate is joined to the head unit.
Further, the ink jet print head is provided, a drum is installed facing the ink jet print head, a curved portion of the orifice plate is curved along an outer peripheral surface of the drum, and the plurality of units are fixed. A member is provided.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an example of an ink jet print head according to the present invention.
2 is a single orifice plate having a plurality of rows of nozzles 1 and provided with a plurality of positioning holes 14, 4 a chamber plate having a pressure chamber 3 formed, 6 a restrictor plate having a restrictor 5 formed, 9 a vibration A diaphragm plate in which the plate 7 and the filter portion 8 are formed, and a housing 11 in which a common ink passage 10 is provided.
First, these members except the orifice plate 2 are joined at the positioning holes 14.
Next, the plurality of laminated piezoelectric elements 12 and the laminated piezoelectric element fixing plate 13 for fixing it are positioned and joined.
Components other than the orifice plate 2 are formed to be units divided into nozzle rows of the orifice plate 2.
By adopting the above-mentioned configuration, the components excluding the orifice plate 2 become the minimum size regardless of the nozzle arrangement, the processing accuracy is improved, and not only the inexpensive components but also the common components are obtained. Can also be Furthermore, the cost of parts can be reduced by achieving commonality.
Further, since the alignment between the laminated piezoelectric element 12 corresponding to each nozzle 1 and the diaphragm 7 corresponding to each nozzle 1 is performed by adjusting each nozzle row with a jig or the like, the piezoelectric element according to the prior art Bond the laminated piezoelectric element 12 to the fixed plate 13, finish the processing accuracy such as dicing and the flatness of the end face of the laminated piezoelectric element with high accuracy, and finish the processing accuracy of the plates and the position accuracy of the positioning hole with high accuracy It will be easier than the method.
Therefore, it is possible to provide an inkjet head which is inexpensive and in which the variation in the ink ejection characteristics is reduced.
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, any of the nozzle arrangement can be used, and the print head fixing member 16 for fixing the ink jet print head even if the paper traveling system is flat or cylindrical. It is possible to cope with the shape change and the positioning means, for example, by providing the positioning pin 17. In FIG. 3, when the ink jet print head is fixed to the print head fixing member, it is disposed with a gap with the drum. In the case where the thickness of the transport sheet is about 80 to 90 μm for a typical 55 kg sheet, the gap is usually about 1.0 to 1.5 mm, considering the floating of the sheet during transport.
Furthermore, in the case where the sheet traveling system has a cylindrical shape, thin portions may be provided between the nozzle rows of the orifice plate 2 as shown in FIG. Although FIG. 4 shows a configuration in which thin portions are provided on both sides of the orifice plate 2, either one may be used. Further, when the thin portion is provided only on the surface opposite to the ink ejection surface side of the orifice plate 2, the ink ejection surface side of the orifice plate 2 is smoothed, so that the ink removing property during wiping is not impeded. It is.
It is possible to use electroforming and pressing as the method of manufacturing the orifice plate used for the ink jet print head of the present invention.
In general, electroforming requires a large size and high precision parts, resulting in poor yield, and therefore, in order to manufacture usable products, a large amount of parts need to be manufactured, resulting in expensive parts. It will However, in the present invention, as long as the orifice plate has high processing accuracy, the other parts are smaller than the conventional configuration and assembled by the positioning holes, so that variations in processing accuracy are not accumulated.
In addition, when press processing having excellent processing accuracy is used, the accuracy of the nozzle hole position and the positioning holes can be obtained, and hence the ink ejection characteristics become excellent. In the case of pressing, it is possible to cope with a relatively long orifice plate with high accuracy because it depends on the die type accuracy of the punch and the feeding accuracy of the press.
In the present invention, a large-sized component requiring high precision is only the orifice plate, so it is possible to provide an inexpensive inkjet print head with reduced variations in ink ejection characteristics.
【Effect of the invention】
According to the present invention, the positioning reference hole is provided in one orifice plate forming a plurality of rows of nozzles, and the parts corresponding to the nozzle row are assembled based on the positioning holes, thereby reducing the variation in the ink ejection. An inexpensive inkjet print head can be provided.
Brief Description of the Drawings
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an inkjet print head, showing an example according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an ink jet print head, showing an example in which a sheet traveling system according to the present invention corresponds to a plane.
FIG. 3 is a side view showing a schematic configuration of an ink jet print head, showing an example in which a sheet traveling system according to the present invention corresponds to a cylinder.
FIG. 4 is a side view showing a schematic configuration of an ink jet print head, showing another example in which the sheet traveling system according to the present invention corresponds to a cylinder.
FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration as an example of an inkjet head according to the prior art.
[Description of the code]
1 is a nozzle, 2 is an orifice plate, 2-a is a thin portion, 3 is a pressure chamber, 4 is a chamber plate, 5 is a restrictor, 6 is a restrictor plate, 7 is a diaphragm, 8 is a filter portion, 9 is a diaphragm Plates 10 are common ink passages, 11 are housings, 11-a are fixing holes, 12 are laminated piezoelectric elements, 13 are piezoelectric element fixing plates, 14 are positioning holes, 15 is a flexible cable, 16 is a print head fixing member, Reference numeral 16-a is a fixing screw hole, 17 is a positioning pin, and 18 is a drum .