JP2003251818A - ヘッドユニット及びインクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化を図ると共にノズル開口のメニスカス
の破壊を防止して確実なインクの充填及びクリーニング
動作を行うことができるヘッドユニット及びインクジェ
ット式記録装置を提供する。 【解決手段】 圧電セラミックプレートに形成された溝
の側壁に設けられた電極に駆動電圧を印加することによ
り当該溝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ヘッド４
０と、該インクジェットヘッド４０を搭載すると共にイ
ンクを収容したインクカートリッジ２０が一体又は着脱
自在に保持されたヘッドホルダ３０とを具備するヘッド
ユニット１０において、前記インクカートリッジ２０内
のインクを加圧して前記インクジェットヘッド４０の前
記ノズル開口からインクを吐出させる加圧手段６０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、例えば、プリン
タ、ファックスなどに適用されるインクジェットヘッド
を具備するヘッドユニット及びインクジェット式記録装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複数のノズルからインクを吐
出するインクジェット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
体に対向するインクジェットヘッドはインクを保持する
インクカートリッジと共にヘッドホルダに搭載されてヘ
ッドユニットを構成し、ヘッドユニットはキャリッジに
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、ヘッドユニットを構成するイ
ンクジェットヘッドのヘッドチップの一例の分解斜視図
を図１０に、また、要部断面を図１１に示す。図１０及
び図１１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１
０３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ヘッドチップでは、
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１０２内のインクがノズル開口１１７から吐出する。

【０００８】例えば、図１２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１
０５ｃ，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１０
１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
１０２ａ内の容積が減少して圧力が増加し、ノズル開口
１１７からインクが吐出する。

【０００９】このようなヘッドチップは、図示しないベ
ースプレート、ヘッドカバー及び集積回路などの駆動回
路が接合されてインクジェットヘッドを構成し、インク
ジェットヘッドは、インクを保持したインクカートリッ
ジと共にヘッドホルダに搭載されてヘッドユニットを構
成している。このヘッドユニットがインクジェット式記
録装置のキャリッジに搭載され使用される。この使用態
様の一例の概略を図１３に示す。

【００１０】図１３に示すように、キャリッジ１６１
は、一対のガイドレール１６２ａ及び１６２ｂ上に軸方
向に移動自在に搭載されており、ガイドレール１６２の
一端側に設けられてキャリッジ駆動モータ１６３に連結
されたプーリ１６４ａと、他端側に設けられたプーリ１
６４ｂとに掛け渡されたタイミングベルト１６５を介し
て搬送される。キャリッジ１６１の搬送方向と直交する
方向の両側には、ガイドレール１６２ａ及び１６２ｂに
沿ってそれぞれ一対の搬送ローラ１６６及び１６７が設
けられている。これらの搬送ローラ１６６及び１６７
は、キャリッジ１６１の下方に当該キャリッジ１６１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。なお、このキャリッジ１６１上には、ヘッド
ユニット１４０が搭載される。

【００１１】このようなインクジェット式記録装置によ
ると、被記録媒体Ｓを送りつつキャリッジ１６１をその
送り方向とは直交方向に走査することにより、インクジ
ェットヘッドによって被記録媒体Ｓ上に文字及び画像を
記録することができる。

【００１２】また、このようなヘッドユニット１４０
は、起動時、印刷開始前、または所定の時間をおいて定
期的に、ヘッドチップ内にインクを充填したり、ノズル
開口１１７等の目づまりを防止するために、吸引作業等
を行わなければならならない。従って、キャリッジ１６
１のホームポジションとなる待機位置には、ヘッドユニ
ット１４０のヘッドチップの先端を封止するキャップ部
材１７１とポンプなどの吸引装置１７２とを具備する吸
引手段１７０が設けられている。

【００１３】かかる吸引手段１７０は、キャリッジ１６
１と共に待機位置に移動したヘッドユニット１４０のヘ
ッドチップ先端をキャップ１７１で封止して所定のタイ
ミングで、吸引装置１７２によりノズル開口１１７から
インクを吸引し、吸引した廃インクは、廃インクパイプ
１７３を介して、インクジェット式記録装置の筐体内に
設けられた廃インク吸収シート１８０に吸収させて廃棄
する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】しかしながら、上述した
吸引手段を用いてインクジェットヘッドのノズル開口か
らインクを吸引すると、吸引後にキャップを外した際に
大気開放され、ノズル開口内に大気が入り込みノズル開
口に形成されたインクのメニスカスが破壊されて吐出不
良等が発生するという問題がある。

【００１５】また、近年、印刷品質の向上に伴い、ノズ
ル開口数が増加しているが、ノズル開口数の増加によっ
てキャップサイズも大きくしなくてはならず、キャップ
内で機密性を確保するのが困難であるという問題があ
る。

【００１６】さらに、粘度の高いインクを用いた場合、
吸引装置には大きな吸引力が必要となるが、微少径のノ
ズル開口から大きな吸引力で吸引するのは困難であり、
インクジェットヘッドへの確実なインクの充填及びクリ
ーニング動作を行わせることができないという問題があ
る。

【００１７】また、キャップサイズの大型化や吸引力を
増加させるために吸引装置の大型化などによって、吸引
手段が大型化してしまい、インクジェット式記録装置が
大型化してしまうという問題がある。

【００１８】本発明は、このような事情に鑑み、小型化
を図ると共にノズル開口のメニスカスの破壊を防止して
確実なインクの充填及びクリーニング動作を行うことが
できるヘッドユニット及び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。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第１の態様は、圧電セラミックプレートに形成され
た溝の側壁に設けられた電極に駆動電圧を印加すること
により当該溝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ヘッ
ドと、該インクジェットヘッドを搭載すると共にインク
を収容したインクカートリッジが一体又は着脱自在に保
持されたヘッドホルダとを具備するヘッドユニットにお
いて、前記インクカートリッジ内のインクを加圧して前
記インクジェットヘッドの前記ノズル開口からインクを
吐出させる加圧手段が設けられていることを特徴とする
ヘッドユニットにある。

【００２０】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記インクカートリッジには、インクを貯留する液
室と、該液室に連通して前記溝内のインクに負圧を発生
させるインク吸収体を保持すると共に外部に連通して大
気を開放する大気開放孔が設けられた負圧発生室とを具
備することを特徴とするヘッドユニットにある。

【００２１】本発明の第３の態様は、第２の態様におい
て、前記液室が密封されており、前記加圧手段が前記大
気開放孔から加圧することを特徴とするヘッドユニット
にある。

【００２２】本発明の第４の態様は、第２の態様におい
て、前記加圧手段が前記液室を加圧すると共に前記液室
には前記加圧手段の加圧時のみ開口し、非加圧時には当
該液室を密封する加圧弁が設けられており、前記加圧手
段は前記液室の加圧時にのみ前記大気開放孔を密封する
密封栓を具備することを特徴とするヘッドユニットにあ
る。

【００２３】本発明の第５の態様は、第１〜４の何れか
の態様のヘッドユニットを具備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。

【００２４】かかる本発明では、ヘッドユニットのイン
クを保持したインクカートリッジ内のインクを加圧手段
によって、インクジェットヘッド内に高圧力で充填する
ことができ、ノズル開口のメニスカスの破壊を防止する
と共に確実なインクの充填及びクリーニング動作を行わ
せることができる。また、加圧手段によって加圧するた
め、インクの吸引に必要なキャップ部材や吸引装置など
の吸引手段を設ける必要が無く小型化を図ることができ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に本発明を実施形態に基づい
て詳細に説明する。

【００２６】（実施形態１）図１は、ヘッドユニットの
斜視図であり、図２は、ヘッドホルダの斜視図及びヘッ
ドユニットの分解斜視図であり、図３は、インクカート
リッジの斜視図であり、図４は、インクカートリッジの
断面図である。

【００２７】図１に示すように、本実施形態のヘッドユ
ニット１０は、複数色のインクを収容したインクカート
リッジ２０と、このインクカートリッジ２０を着脱自在
に保持するヘッドホルダ３０と、このヘッドホルダ３０
の側面に固定されてインクを吐出するインクジェットヘ
ッド４０と、インクカートリッジ２０内のインクを加圧
する加圧手段６０とを有する。

【００２８】ヘッドホルダ３０は、一方面が開口した略
箱形形状をなし、インクカートリッジ２０が着脱自在に
保持可能なものである。また、底壁上面には、インクカ
ートリッジ２０の底部に形成された開口部であるインク
供給口と連結する連結部３１が設けられている。連結部
３１は、例えば、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マ
ゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のインク毎に設けら
れている。連結部３１内には図示しないインク流路が形
成され、その開口となる連結部３１の先端には、フィル
タ３２が設けられている。また、連結部３１内に形成さ
れたインク流路は底壁の裏面側まで連通して形成され、
各インク流路は、ヘッドホルダ３０の裏面側に設けられ
た流路基板３３内の図示しないインク流路を介して流路
基板３３の側壁に開口するヘッド連結口３４に連通す
る。このヘッド連結口３４はヘッドホルダ３０の側面側
に開口し、当該側壁の底部には、インクジェットヘッド
４０を保持するインクジェットヘッド保持部３５が設け
られている。

【００２９】このようなヘッドホルダ３０に着脱自在に
保持される本実施形態のインクカートリッジ２０は、図
３及び図４に示すように、上部が開口されたタンク本体
２１と、タンク本体２１の上部開口を塞ぐ蓋部材２２と
を具備する。

【００３０】タンク本体２１には、ブラック（Ｂ）、イ
エロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の
インクに対応したグループに分かれており、各色のイン
ク毎にインクを吸収するインク吸収体２３を内蔵してイ
ンクジェットヘッド４０にインクを供給する負圧発生室
２４と、所定量のインクを貯留する液室２５とが隔壁２
６により区画されてそれぞれ並設されている。この負圧
発生室２４と液室２５とは、隔壁２６に形成された貫通
孔である連通孔２７を介して相互に連通している。

【００３１】負圧発生室２４の底面には、ヘッドホルダ
３０の底面に設けられた連結部３１に連結されてインク
ジェットヘッド４０にインクを供給するインク供給口２
８が設けられており、負圧発生室２４内のインクは、イ
ンク供給口２８及び連結部３１を介してインクジェット
ヘッド４０に充填される。

【００３２】また、負圧発生室２４に内蔵されるインク
吸収体２３は、例えば、発泡ポリウレタン等の多孔質吸
収体が挙げられる。なお、インク吸収体２３は、吸収率
の異なる部材を複数積層するようにしたものとしてもよ
い。

【００３３】このようなインク吸収体２３には、液室２
５に保持されたインクが常に所定量吸収保持されるよう
に、液室２５から連通孔２７を介して負圧発生室２４に
供給されるようになっている。

【００３４】一方、蓋部材２２は、タンク本体２１の負
圧発生室２４及び液室２５の上部開口を塞いでこれらを
密封するものであり、本実施形態では、各負圧発生室２
４に対向する領域には、それぞれ負圧発生室２４と外部
とを連通して大気を開放する大気開放孔２９が設けられ
ている。

【００３５】また、加圧手段６０は、ヘッドユニット１
０の起動時、印刷開始前、または所定の時間をおいて定
期的に、インクジェットヘッド４０内にインクを充填し
たり、ノズル開口等の目づまりを防止するために、イン
クカートリッジ２０内のインクを加圧してインクジェッ
トヘッド４０のノズル開口からインクを吐出させるもの
であり、空気ポンプ等からなる加圧装置６１と、大気開
放孔２９に接続された加圧部６２と、一端が加圧装置６
１に接続されると共に他端が加圧部６２に接続された加
圧パイプ６３とを具備する。

【００３６】加圧部６２は、並接された大気開放孔２９
を覆うように蓋部材２２に当接することで大気開放孔２
９に接続されている。

【００３７】この加圧手段６０は、加圧装置６１によっ
て加圧パイプ６３を介して加圧部６２の接続された大気
開放孔２９から負圧発生室２４内に保持されたインクを
加圧して、インクジェットヘッド４０のノズル開口から
インクを吐出させる。

【００３８】このような加圧手段６０による負圧発生室
２４内のインクの加圧は、上述のように起動時、印刷開
始前、または所定の時間をおいて定期的に行われ、印刷
時には大気開放孔２９から大気を開放させてインクジェ
ットヘッド４０内に負圧を発生させるようになってい
る。

【００３９】このため、加圧手段６０は、インクジェッ
トヘッド４０がインクジェット式記録装置に搭載された
際に、ホームポジションでのみ、大気開放孔２９に加圧
部６２が接続されるようにしてもよく、常時、大気開放
孔２９に加圧部６２を接続させて、加圧動作と大気開放
動作とを所定のタイミングで交互に行うようにしてもよ
い。

【００４０】このように、インクカートリッジ２０側か
ら加圧手段６０によって加圧することによって、インク
ジェットヘッド４０内のインクを高圧力で加圧すること
ができ、インクを確実にノズル開口から吐出させて、イ
ンクジェットヘッド４０へのインクの充填及びクリーニ
ング動作を確実に行うことができる。

【００４１】また、加圧手段６０によってインクカート
リッジ２０内のインクを加圧するため、ノズル開口数に
拘わらず高圧力でインクジェットヘッド４０内を加圧す
ることができ、大型化したインクジェットヘッド４０で
あっても確実にインクの充填及びクリーニング動作を行
うことができる。

【００４２】さらに、加圧手段６０によってインクジェ
ットヘッド４０内に高圧力を印加することができるた
め、インクジェットヘッド４０のノズル開口に当接する
キャップや吸引装置などの吸引手段を設ける必要がな
く、小型化を図ることができると共に吸引による充填の
場合のキャップ解放時によるノズル開口のメニスカスの
破壊を確実に防止することができる。

【００４３】以下に、本実施形態のヘッドホルダ３０に
保持されるインクジェットヘッド４０について詳細に説
明する。なお、図５は、インクジェットヘッドの分解斜
視図であり、図６は、ヘッドチップの分解斜視図であ
り、図７は、インクジェットヘッドの組み立て工程を示
す概略斜視図である。

【００４４】インクジェットヘッド４０は、図５に示す
ように、ヘッドチップ４１と、このヘッドチップ４１の
一方面側に設けられるベースプレート４２と、ヘッドチ
ップ４１の他方面側に設けられるヘッドカバー４３とを
有する。

【００４５】ここで、ヘッドチップ４１について詳しく
説明する。図６に示すように、ヘッドチップ４１を構成
する圧電セラミックプレート４４には、複数の溝４５が
並設され、各溝４５は、側壁４６で分離されている。各
溝４５の長手方向一端部は圧電セラミックプレート４４
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４５内の両側壁４６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４７が形成されている。

【００４６】ここで、圧電セラミックプレート４４に形
成される各溝４５は、例えば、円盤状のダイスカッター
により形成され、深さが徐々に浅くなった部分は、ダイ
スカッターの形状を利用して形成される。また、各溝４
５内に形成される電極４７は、例えば、公知の斜め方向
からの蒸着により形成される。

【００４７】圧電セラミックプレート４４の溝４５の開
口側には、インク室プレート４８が接合されている。イ
ンク室プレート４８には、各溝４５の浅くなった他端部
と連通する凹部となるインク室４９と、このインク室４
９の底部から溝４５とは反対方向に貫通するインク供給
口５０とを有する。

【００４８】ここで、本実施形態では、各溝４５は、イ
ンクカートリッジ２０に保持されたブラック（Ｂ）、イ
エロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の
インクに対応したグループに分かれており、インク室４
９及びインク供給口５０は、それぞれ４つずつ設けられ
ている。

【００４９】なお、インク室プレート４８は、セラミッ
クプレート、金属プレートなどで形成することができる
が、圧電セラミックプレート４４との接合後の変形等を
考えると、熱膨張率の近似したセラミックプレートを用
いるのが好ましい。

【００５０】また、圧電セラミックプレート４４とイン
ク室プレート４８との接合体の溝４５が開口している端
面には、ノズルプレート５１が接合されており、ノズル
プレート５１の各溝４５に対向する位置にはノズル開口
５２が形成されている。

【００５１】本実施形態では、ノズルプレート５１は、
圧電セラミックプレート４４とインク室プレート４８と
の接合体の溝４５が開口している端面の面積よりも大き
くなっている。このノズルプレート５１は、ポリイミド
フィルムなどに、例えば、エキシマレーザ装置を用いて
ノズル開口５２を形成したものである。また、図示しな
いが、ノズルプレート５１の被印刷物に対向する面に
は、インクの付着等を防止するために撥水性を有する撥
水膜が設けられている。

【００５２】なお、本実施形態では、圧電セラミックプ
レート４４とインク室プレート４８との接合体の溝４５
が開口している端部の周囲には、ノズル支持プレート５
３が配置されている。このノズル支持プレート５３は、
ノズルプレート５１の接合体端面の外側と接合されて、
ノズルプレート５１を安定して保持するためのものであ
る。勿論、このノズル支持プレート５３は設けなくても
よい。

【００５３】このような構成のヘッドチップ４１は、ま
ず、圧電セラミックプレート４４とインク室プレート４
８とを接合し、その接合体の端面にノズルプレート５１
を接合する。次いで、ノズルプレート５１の外側面、及
び圧電セラミックプレート４４とインク室プレート４８
との接合体にノズル支持プレート５３を嵌合接着するこ
とにより形成される。

【００５４】また、図５及び図７に示すように、本実施
形態のインクジェットヘッド４０は、ヘッドチップ４１
を構成する圧電セラミックプレート４４のノズル開口５
２側とは反対側の端部には電極４７に接続される図示し
ない配線パターンが形成されており、この配線パターン
には異方性導電膜５９を介してフレキシブルケーブル５
５が接合される。また、圧電セラミックプレート４４と
インク室プレート４８との接合体のノズル支持プレート
５３の後端側には、圧電セラミックプレート４４側のア
ルミニウム製のベースプレート４２と、インク室プレー
ト４８側のヘッドカバー４３とが組み付けられる。ベー
スプレート４２とヘッドカバー４３とは、ベースプレー
ト４２の係止孔４２ａにヘッドカバー４３の係止シャフ
ト４３ａを係合することにより固定され、両者で圧電セ
ラミックプレート４４とインク室プレート４８との接合
体を挟持する。ヘッドカバー４３には、インク室プレー
ト４８のインク供給口５０のそれぞれに連通するインク
導入路５６が設けられている。

【００５５】また、図７（ａ）に示すように、圧電セラ
ミックプレート４４の後端側に突出したベースプレート
４２上には配線基板５７が固着される。ここで、配線基
板５７上にはヘッドチップ４１を駆動するための集積回
路などの駆動回路５８が搭載され、駆動回路５８とフレ
キシブルケーブル５５とが異方性導電膜５９を介して接
続される。これにより、図７（ｂ）のインクジェットヘ
ッド４０が完成する。

【００５６】このようなインクジェットヘッド４０で
は、インク導入路５６を介してインク供給口５０から各
溝４５内にインクを充填し、駆動回路５８によって所定
の溝４５の両側の側壁４６に電極４７を介して所定の駆
動電界を作用させることにより、側壁４６が変形して所
定の溝４５の内の容積が変化し、溝４５内のインクがノ
ズル開口５２から吐出する。

【００５７】このような、インクジェットヘッド４０
は、ヘッドホルダ３０に固定されてヘッドユニット１０
が形成されている。

【００５８】詳しくは、図２に示すように、インクジェ
ットヘッド保持部３５は、インクジェットヘッド４０の
配線基板５７上に設けられた駆動回路５８を包囲する略
コ字状に立設された包囲壁３６と、包囲壁３６内にあっ
てインクジェットヘッド４０のベースプレート４２及び
配線基板５７に設けられた係止孔４０ａと係合する係合
シャフト３７が立設されている。

【００５９】従って、このインクジェットヘッド保持部
３５にインクジェットヘッド４０を搭載してヘッドユニ
ット１０が完成する。このとき、ヘッドカバー４３に形
成されたインク導入路５６が流路基板３３のヘッド連結
口３４に連結される。これにより、ヘッドホルダ３０の
連結部３１を介してインクカートリッジ２０から導入さ
れたインクは、流路基板３３内のインク流路を通ってイ
ンクジェットヘッド４０のインク導入路５６に導入さ
れ、インク室４９及び溝４５内に充填される。

【００６０】また、このようなヘッドユニット１０は、
インクジェット式記録装置に搭載される。

【００６１】ここで、インクジェット式記録装置につい
て説明する。なお、図８は、インクジェット式記録装置
の概略斜視図である。

【００６２】図８に示すように、本実施形態のインクジ
ェット式記録装置７０は、インクを吐出させるヘッドユ
ニット１０がキャリッジ７１上に固定されており、キャ
リッジ７１は一対のガイドレール７２ａ、７２ｂ上に軸
方向に移動自在に搭載されている。

【００６３】また、ガイドレール７２ａ、７２ｂの一端
側には駆動モータ７３が設けられており、この駆動モー
タ７３による駆動力が、当該駆動モータ７３に連結され
たプーリ７４ａと、ガイドレール７２ａ、７２ｂの他端
側に設けられたプーリ７４ｂとの間に掛け渡されたタイ
ミングベルト７５に沿って移動されるようになってい
る。

【００６４】さらに、キャリッジ７１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７２ａ、７２ｂ
に沿ってそれぞれ一対の搬送ローラ７６、７７が設けら
れている。これらの搬送ローラ７６、７７は、キャリッ
ジ７１の下方に当該キャリッジ７１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。

【００６５】そして、これら搬送ローラ７６、７７によ
って被記録媒体Ｓを送りつつキャリッジ７１をその送り
方向とは直交方向に走査することにより、ヘッドユニッ
ト１０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。

【００６６】また、インクジェット式記録装置７０に
は、加圧手段６０が固定されており、この加圧手段６０
の加圧部６２は、キャリッジ７１がホームポジション等
に移動した際にインクカートリッジ２０の大気開放孔２
９に接続されるようになっている。

【００６７】これにより、ヘッドユニット１０がホーム
ポジションに移動した際に、加圧手段６０によってヘッ
ドユニット１０のインクジェットヘッド４０内のインク
を高圧力で加圧することができる。

【００６８】（実施形態２）図９は、インクカートリッ
ジの断面図である。

【００６９】図９に示すように、実施形態２のインクカ
ートリッジ２０Ａは、負圧発生室２４と液室２５とを具
備し、加圧手段６０Ａは液室２５内に保持されたインク
を加圧する以外、上述した実施形態１と同様である。

【００７０】詳しくは、インクカートリッジ２０Ａは、
負圧発生室２４及び液室２５が隔壁２６によって区画さ
れたタンク本体２１と、負圧発生室２４及び液室２５の
上面に設けられた蓋部材２２Ａとを具備し、蓋部材２２
Ａの負圧発生室２４に対向する領域には大気開放孔２９
が設けられている。

【００７１】また、蓋部材２２Ａの液室２５に対向する
領域には加圧手段６０Ａによって加圧する際のみに開口
する加圧弁８０が設けられている。

【００７２】加圧弁８０は、蓋部材２２Ａの各液室２５
に対向する領域に貫通して形成された加圧用開口８１
と、加圧用開口８１を開閉する弁部８２と、弁部８２を
加圧用開口８１に向かって付勢保持する保持部８３とを
具備する。

【００７３】弁部８２は、円柱形状を有し、その先端部
側の外径が大径となるように形成されることで外径差に
よって段差部８４が形成されており、大径で形成された
先端部の側面は、外径が先端側に向かって漸小するテー
パ面８５で形成されている。

【００７４】このテーパ面８５を加圧用開口８１の開口
縁部に所定の圧力で押圧することで、加圧用開口８１を
塞いで密封することができる。

【００７５】また、保持部８３は、弁部８２の基端部側
を挿入可能な挿入孔８６を有し、挿入孔８６に挿入され
た弁部８２は軸方向に移動自在に保持されている。

【００７６】さらに、弁部８２の外周には、圧縮バネ等
の付勢ばね８７が設けられており、付勢ばね８７の一端
が弁部８２の外周に設けられた段差部８４に当接し、他
端が保持部８３の挿入孔８６の開口面に当接することで
弁部８２は、加圧用開口８１に向かって所定の圧力で付
勢されている。

【００７７】一方、加圧手段６０Ａは、空気ポンプ等の
加圧装置６１と、一端が加圧装置６１に接続され、他端
が加圧用開口８１に接続される加圧部６２と、加圧装置
６１及び加圧部６２を接続する加圧パイプ６３と、加圧
手段６０Ａによって液室２５内のインクを加圧する際
に、大気開放孔２９を塞いで負圧発生室２４を密封する
密封栓６４とを有する。

【００７８】加圧部６２は、上述した実施形態１と同様
に、液室２５内のインクを加圧する際のみに加圧用開口
８１に接続されるようにしてもよく、加圧用開口８１に
常に接続されて、加圧動作及び大気開放動作を行わせる
ようにしてもよい。

【００７９】また、密封栓６４は、加圧装置６１による
加圧時にのみ大気開放孔２９を塞いで負圧発生室２４を
密封するようになっており、これにより、液室２５内の
インクを加圧した際に、圧力が大気開放孔２９から漏れ
るのを防止している。

【００８０】このような加圧手段６０Ａによって液室２
５内のインクを加圧すると、加圧手段６０Ａによる加圧
によって弁部８２が付勢ばね８７の付勢力に抗して移動
し、弁部８２のテーパ面８５が加圧用開口８１から離れ
ることで、加圧用開口８１を開口し、液室２５内のイン
クを加圧することができる。このとき、密封栓６４は大
気開放孔２９を密封することで、圧力が大気開放孔２９
から漏れるのを防止して、インクジェットヘッド４０内
に高圧力を印加することができる。

【００８１】また、加圧手段６０Ａによる加圧が終わる
と、弁部８２は、付勢ばね８７の付勢力により、テーパ
面８５を加圧用開口８１の開口縁部に当接させて液室２
５を密封するようになっている。このとき、同時に密封
栓６４が大気開放孔２９の密封を解除して大気を開放す
ることで、インクジェットヘッド４０内に負圧を発生さ
せることができる。

【００８２】このような構成としても、上述した実施形
態１と同様に、インクカートリッジ２０Ａ内のインクを
加圧手段６０Ａによって加圧することで、インクジェッ
トヘッド４０内のインクを高圧力で加圧することがで
き、インクを確実にノズル開口から吐出させて、インク
ジェットヘッド４０へのインク充填及びクリーニング動
作を確実に行うことができる。

【００８３】（他の実施形態）以上、本発明の実施形態
１及び２を説明したが、インクジェットヘッドの基本的
構成は上述したものに限定されるものではない。

【００８４】例えば、上述した実施形態１及び２では、
インクカートリッジ２０、２０Ａに負圧発生室２４と液
室２５とを設け、何れか一方の保持したインクを加圧す
るようにしたが、これに限定されず、例えば、インクカ
ートリッジに負圧発生室のみを設け、この負圧発生室を
加圧手段によって加圧するようにしてもよい。

【００８５】また、上述した実施形態１では、インクカ
ートリッジ２０の蓋部材２２の各負圧発生室２４に対向
する領域に、それぞれ大気開放孔２９を設け、加圧手段
６０が４つの大気開放孔２９から各負圧発生室２４内の
インクを加圧するようにしたが、これに限定されず、例
えば、インクカートリッジの各負圧発生室を蓋部材側で
連通させて、蓋部材に大気開放孔を一つ設け、この一つ
の大気開放孔から各負圧発生室内のインクを加圧するよ
うにしてもよい。

【００８６】同様に、上述した実施形態２でも、加圧用
開口を一つだけ設け、各色の液室の蓋部材側で連通する
ようにしてもよい。

【００８７】さらに、上述した実施形態１及び２では、
インクジェットヘッド４０のノズル開口５２からインク
を吸引する吸引手段を設けずに加圧手段６０のみを設け
るようにしたが、ノズル開口５２近傍のインクの乾燥を
防ぐため、キャップを設けるのが好ましい。

【００８８】また、上述した実施形態１及び２では、加
圧手段６０の加圧部６２は、並設された大気開放孔２９
を覆うように接続されるようにしたが、これに限定され
ず、インクの各色を独立して加圧できるように、複数の
加圧手段を各大気開放孔に接続するようにしてもよい。

【００８９】何れにしても、インクカートリッジ２０内
のインクを加圧することによって高圧力でインクジェッ
トヘッド４０内を加圧することができ、インクジェット
ヘッド４０のインクの充填及びクリーニング動作を確実
に行うことができる。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、加圧
手段によってインクカートリッジ内のインクを加圧して
ノズル開口からインクを吐出させることで、ノズル開口
数に拘わらずインクジェットヘッド内を高圧力で加圧す
ることができ、インクジェットヘッドへのインクの充填
及びクリーニング動作を確実に行うことができる。ま
た、加圧手段によってインクジェットヘッド内に高圧力
を印加することができるため、インクジェットヘッドの
ノズル開口に当接させるキャップや吸引装置などの吸引
手段を設ける必要がなく、小型化を図ることができると
共に加圧後にインクカートリッジから圧力を開放するた
めノズル開口に形成されたメニスカスの破壊を確実に防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るヘッドユニットの斜
視図である。

【図２】本発明の実施形態１に係るヘッドホルダの斜視
図及びヘッドユニットの分解斜視図である。

【図３】本発明の実施形態１に係るインクカートリッジ
の斜視図である。

【図４】本発明の実施形態１に係るインクカートリッジ
の断面図である。

【図５】本発明の実施形態１に係るインクジェットヘッ
ドの分解斜視図である。

【図６】本発明の実施形態１に係るヘッドチップの分解
斜視図である。

【図７】本発明の実施形態１に係るインクジェットヘッ
ドの組み立て工程を示す概略斜視図である。

【図８】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記
録装置の概略斜視図である。

【図９】本発明の実施形態２に係るインクカートリッジ
の断面図である。

【図１０】従来技術に係る分解斜視図である。

【図１１】従来技術に係る要部断面図である。

【図１２】従来技術に係る動作状態を示す要部断面図で
ある。

【図１３】従来技術に係るインクジェット式記録装置の
概略斜視図である。

【符号の説明】

１０ ヘッドユニット ２０、２０Ａ インクカートリッジ ２１ タンク本体 ２２、２２Ａ 蓋部材 ２３ インク吸収体 ２４ 負力発生室 ２５ 液室 ２６ 隔壁 ２７ 連通孔 ２８ インク供給口 ２９ 大気開放孔 ３０ ヘッドホルダ ４０ インクジェットヘッド ４１ ヘッドチップ ６０、６０Ａ 加圧手段 ６１ 加圧装置 ６２ 加圧部 ６３ 加圧パイプ ６４ 密封栓 ８０ 加圧弁 ８１ 加圧用開口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電セラミックプレートに形成された溝
   の側壁に設けられた電極に駆動電圧を印加することによ
   り当該溝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ヘッド
   と、該インクジェットヘッドを搭載すると共にインクを
   収容したインクカートリッジが一体又は着脱自在に保持
   されたヘッドホルダとを具備するヘッドユニットにおい
   て、 前記インクカートリッジ内のインクを加圧して前記イン
   クジェットヘッドの前記ノズル開口からインクを吐出さ
   せる加圧手段が設けられていることを特徴とするヘッド
   ユニット。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記インクカートリ
   ッジには、インクを貯留する液室と、該液室に連通して
   前記溝内のインクに負圧を発生させるインク吸収体を保
   持すると共に外部に連通して大気を開放する大気開放孔
   が設けられた負圧発生室とを具備することを特徴とする
   ヘッドユニット。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記液室が密封され
   ており、前記加圧手段が前記大気開放孔から加圧するこ
   とを特徴とするヘッドユニット。
4. 【請求項４】 請求項２において、前記加圧手段が前記
   液室を加圧すると共に前記液室には前記加圧手段の加圧
   時のみ開口し、非加圧時には当該液室を密封する加圧弁
   が設けられており、前記加圧手段は前記液室の加圧時に
   のみ前記大気開放孔を密封する密封栓を具備することを
   特徴とするヘッドユニット。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れかのヘッドユニット
   を具備することを特徴とするインクジェット式記録装
   置。