JP2004114423A - Ink jet head - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッドに関し、特に、インクジェットヘッドのインク供給口の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のインクジェットヘッドは、流路ユニットの吐出ノズルに接続された圧力室に対し、アクチュエータユニットが噴射エネルギーを付与することにより、吐出ノズルからインクを吐出するようになっている。また、インクは、外部のインク供給源からインク供給口を介して、リザーバ部材のリザーバに貯えられ、各圧力室に充填される。ここで、インク供給源は、必要に応じて交換されるものである。
【0003】
また、インクジェットヘッドを構成する部材(流路ユニット、アクチュエータユニット、リザーバ部材)間の接合の多くは、接着剤によるものになっている。使用する接着剤の多くは、接合する部材の種類や接合強度の都合上、エポキシ系等の熱硬化型接着剤であり、必然的にインクジェットヘッド製作工程の中で加熱処理が行われる。この加熱処理において、インクジェットヘッドを構成する部材の線膨張係数の違いから、歪みや変形が生じることにより、インクジェットヘッドのインク流路内に空気(気泡)が入ってしまう不良品となってしまい、歩留まりが低下してしまっていた。
そこで、下記特許文献1に記載のように、インクジェットヘッドを構成する部材の線膨張係数の違いから起こる歪みや変形を抑制する手段として、基板部材と流路部材の線膨張係数が同等のものを使用するか、あるいは同一の素材を使用することにより、熱膨張の影響を介する技術が用いられている。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−328685号公報
【0005】
【発明の解決しようとする課題】
しかしながら、インク供給源の交換時に、インク供給口とインク供給源(または、インク供給源から引き出された可撓性チューブ等の連結部材)との装着が容易でなければ、インクジェットヘッドのインク流路内に気泡が入り込む等の問題が生じる。
【0006】
また、リザーバ部材と、先端にインク供給口を構成する筒状部材とは圧入密着して接合されているが、インクジェットヘッドにおいて温度変化が生じた場合に、両部材の線膨張係数に違いがあると、筒状部材とリザーバ部材との間に歪みや変形が生じて、インクジェットヘッドのインク流路内に気泡が入り込むという問題が生じる。
【0007】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、インク供給源とインク供給口を容易に装着することにより、インク流路内に気泡が入り込むのを防止することができる、インクジェットヘッドを提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1のインクジェットヘッドは、外部のインク供給源からインクが供給されるインク供給口と、当該インク供給口から供給されたインクを貯えるリザーバと、を備えるリザーバ部材と、インクを吐出する複数の吐出ノズルと、当該吐出ノズルと前記リザーバとに接続される複数の圧力室と、を備える流路ユニットと、前記流路ユニットに固定されて前記圧力室内のインクに噴射エネルギーを付与するアクチュエータユニットと、を有するインクジェットヘッドにおいて、前記リザーバ部材には筒状部材を突出状に固定し、この筒状部材の先端に前記インク供給口を構成するとともに、前記筒状部材の当該先端の外径は、前記筒状部材の根元の外径よりも小さいことを特徴とする。
【0009】
請求項1によると、インク供給源(または、インク供給源から引き出された可撓性チューブ等の連結部材)をインク供給口に装着する際に、前記筒状部材が先細状となっているので、容易に装着することができる。
【0010】
請求項2のインクジェットヘッドは、請求項1に記載のインクジェットヘッドであって、前記筒状部材の材質は、前記リザーバ部材の材質と同一であることを特徴とする。
【0011】
請求項2によると、筒状部材とリザーバ部材の材質が同じであるから、線膨張係数も同一となる。従って、リザーバ部材に形成した穴に筒状部材を圧入することで固定した場合に、温度・湿度が変化しても両部材は同じように膨張/収縮することとなるから、筒状部材とリザーバ部材との密着状態を良好に維持することができる。従って、筒状部材とリザーバ部材との境界部分を介して外部から気泡がインク流路に進入することを防止できる。
【0012】
請求項3のインクジェットヘッドは、請求項2に記載のインクジェットヘッドであって、前記筒状部材および前記リザーバ部材の材質は、ステンレスであることを特徴とする。
【0013】
請求項3によると、リザーバ部材の材質と筒状部材の材質が、耐インク性の優れたステンレスにより構成される。従って、インクの種類を選ばず、様々なインクを使用することができる。更には、空気の遮断性に優れるステンレスを採用したことで、空気がリザーバ部材・筒状部材を通過してインク流路に進入し、気泡となることも防止できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態を説明する。
【0015】
まず、本実施の形態に係るインクジェットヘッドについて図1〜図6に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係るインクジェットヘッドの正面図である。図2は、インクジェットヘッドの側面拡大図である。図3は、リザーバ部材及び筒状部材の拡大断面図である。図4は、リザーバプレートの分解斜視図である。図5は、流路ユニット内のインク流路を示す、インクジェットヘッド本体の断面図である。図6は、インクジェットヘッドが並べて設けられた状態を示す底面図である。
【0016】
まず、インクジェットヘッド構造について説明する。図1に示すように、本実施の形態によるインクジェットヘッド1は、ヘッド本体18と、スペーサ部材39と、リザーバ部材40とを有している。尚、これらの部材(ヘッド本体18、スペーサ部材39、リザーバ部材40)は、互いに接着固定されている。また、リザーバ部材40の両端部は、図示されないプリンタ側に設けられている適宜の部材12に対し、ネジ13により取り付けられる。
【0017】
リザーバ部材40の端部には筒状部材50が突出状に固定され、この筒状部材50の先端に、インクカートリッジ(インクタンク)等のインク供給源2から引き出された連結部材(例えば、可撓性チューブ等)2aが外嵌され装着されている。この筒状部材50は、図3に示すように、根元側の端部(基端)をリザーバ部材40に圧入して、当該基端側の開口52を、後述するインク流路(リザーバ)44に密着させている。
また、筒状部材50の突出端側は外径の小さい縮径部53としており、更には突出端側の端面を斜め(尖り状)に構成して、当該端面に開口(インク供給口)51が形成されている。
そして前述のとおり、この縮径部53の外周面に、インク供給源2から引き出された可撓性チューブ等の連結部材2aが図1のように嵌合され装着されることで、インク供給源2とインク供給口51とが相互に接続される。この構成により、インク供給源2のインクは、前記連結部材2aおよび前記筒状部材50の内部を通って、前記リザーバ部材40内部に供給される。ここで、上記縮径部53が設けられている結果、インク供給口51の外径は、図3に示すように、開口52の外径と比較して小さくなるように構成されている。
【0018】
また、リザーバ部材40は、図4に示すように、上から順に、金属平板(リザーバプレート)41〜43の合計3枚の金属平板が積層された積層構造を有している。そして、その内部には、インク供給源2から後述するヘッド本体18のマニホールド流路30へインクを導くための、インク流路(リザーバ)44が形成されている。
【0019】
ここで、リザーバ部材40と筒状部材50とは、同一の材質で形成される。その材質は、ステンレス(SUS)であることが望ましい。
【0020】
そして、インクジェットヘッド1は、図2に示すように、図示されないプリンタ側に設けられている適宜の部材14に対し、ホルダ15を介して取り付けられる。このホルダ15は、側面視で垂直部15aと水平部15bとを有する逆「T」字状に形成されており、垂直部15aにネジ16によりプリンタ本体側に取り付けられる一方で、水平部15bの下面には、スペーサ部材39を介して、リザーバ部材40及びヘッド本体18を固定する構成となっている。
【0021】
尚、このインクジェットヘッド1は、四色のインク(マゼンダ、イエロー、ブルー、ブラック)に対応して、用紙搬送方向に沿って四つ並べて設けられている。インクジェットヘッド1は、その下面側から見た図である図6に示すように、用紙搬送方向に垂直な長手方向に有する細長い長方形状とされるとともに、その下面に取り付けられるヘッド本体18には、インクを下方に向けて噴射するための微小系の吐出ノズル13を多数並べて形成している。
【0022】
次に、インクジェットヘッド1のヘッド本体18の構成を説明する。ヘッド本体18は、図5に示すように、多数の圧力室34や吐出ノズル13が形成された流路ユニット20と、その上面に並べて接着される複数の台形平板状のアクチュエータユニット19と、から構成されている。
【0023】
流路ユニット20は、上から順に、金属平板21〜29(キャビティプレート21、ベースプレート22、アパーチャプレート23、サプライプレート24、マニホールドプレート25、26、27、カバープレート28、ノズルプレート29)の合計9枚の薄い金属平板が積層された積層構造を有している。上から数えて第5〜第7層の平板(マニホールドプレート)25〜27に跨るようにしてマニホールド流路30が形成される。このマニホールド流路30には、リザーバ部材40の前記リザーバ44内のインクが、図示しないインレット口を介して供給される。第5〜第7層の平板(マニホールドプレート)25〜27の直ぐ上の第4層の平板(サプライプレート)24には連絡孔31が形成され、この連絡孔31が、第3層の平板(アパーチャプレート)23に形成された絞り部32に接続している。
【0024】
絞り部32は、第2層の平板(ベースプレート)22に形成された連通孔33を介して、第1層の平板(キャビティプレート)21に形成される圧力室34の一端に連通する。この圧力室34は、上記のアクチュエータユニット19の駆動を受けてインクに圧力を与えるためのものであり、多数の吐出ノズル13のそれぞれに対応して一つずつ設けられている。圧力室34の他端は、第2〜第8層の平板に貫通して形成されたノズル連絡孔35を介して、第9層の平板(ノズルプレート)29に形成された吐出ノズル13に接続されている。
【0025】
以上の構成により、インクは、前記インク供給源2からリザーバ44を経由し、流路ユニット20内のマニホールド流路30に至る。そして、連絡孔31から絞り部32・連通孔33を経由して、圧力室34に供給されたインクは、後述のアクチュエータユニット19の駆動によって圧力を付与され、ノズル連絡孔35を経由して吐出ノズル13に至り、噴射される。
【0026】
なお、前述のマニホールド流路30、圧力室34、絞り部32、連絡孔31、連通孔33、ノズル連絡孔35等は、各平板21〜28にエッチング又はレーザーで形成されている。また、ノズルプレート29の吐出ノズル13は、プレス加工又はレーザー加工により形成されている。
【0027】
アクチュエータユニット19は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミック材料からなる薄い圧電シートを数枚重ねるとともに、薄いAg−Pd系の金属材料からなる電極膜を圧電シート間に介在させることで、前記圧力室34のそれぞれに対応して活性部が一つずつ形成される構成となっている。
【0028】
この構成において、対となる電極間に電位差が与えられることで、当該活性部が前記圧力室34側に凸となるように変形する。この結果、圧力室34の容積が縮小されて、圧力室34内部のインク噴射のための圧力が得られる。
【0029】
また、図5に示すように、アクチュエータユニット19の上面には、フレクシブルフラットケーブル17の一端が接着されており、このフレクシブルフラットケーブル17は、図1及び図2に示すように、ヘッド本体18から引き出されて、屈曲されながら上側に延出されている。このフレクシブルフラットケーブル17内の導線を介して、前記アクチュエータユニット19の前述の電極が、印字制御のための図示しないドライバICと電気的に接合される。
【0030】
以上の説明のように、本実施形態のインクジェットヘッド1によれば、インク供給口51の外径は、開口52の外径と比較して小さくなるように構成されている。
その結果、インク供給源から引き出された可撓性チューブ等の連結部材2をインク供給口51に装着する際に、筒状部材50が先細状となっているので、容易に装着することができる。
【0031】
また、筒状部材50とリザーバ部材40の材質が同じであるから、線膨張係数も同一となる。
その結果、リザーバ部材40に形成した穴に筒状部材50を圧入することで固定した場合に、温度・湿度が変化しても両部材は同じように膨張/収縮することとなるから、筒状部材50とリザーバ部材40との密着状態を良好に維持することができる。従って、筒状部材50とリザーバ部材40との境界部分を介して外部から気泡がインク流路(リザーバ)44に進入することを防止できる。
【0032】
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、前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。
【0033】
例えば、上記実施の形態においては、インク供給口51をインクカートリッジ(インクタンク)等のインク供給源2から引き出された可撓性チューブ等の連結部材2aに装着しているが、それに限らない。例えば、インク供給源に直接装着しても良い。
【0034】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項1によると、インク供給源(または、インク供給源から引き出された可撓性チューブ等の連結部材)をインク供給口に装着する際に、前記筒状部材が先細状となっているので、容易に装着することができる。
【0035】
請求項2によると、筒状部材とリザーバ部材の材質が同じであるから、線膨張係数も同一となる。従って、リザーバ部材に形成した穴に筒状部材を圧入することで固定した場合に、温度・湿度が変化しても両部材は同じように膨張/収縮することとなるから、筒状部材とリザーバ部材との密着状態を良好に維持することができる。従って、筒状部材とリザーバ部材との境界部分を介して外部から気泡がインク流路に進入することを防止できる。
【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正面図である。
【図2】インクジェットヘッドの側面拡大図である。
【図3】リザーバ部材及び筒状部材の拡大断面図である。
【図4】リザーバプレートの分解斜視図である。
【図5】流路ユニット内のインク流路を示す、インクジェットヘッド本体の断面図である。
【図6】インクジェットヘッドが並べて設けられた状態を示す底面図である。
【符号の説明】
1 インクジェットヘッド
2 インク供給源
13 吐出ノズル
19 アクチュエータユニット
20 流路ユニット
34 圧力室
40 リザーバ部材
44 リザーバ(インク流路)
50 筒状部材
51 インク供給口[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inkjet head, and more particularly, to a configuration of an ink supply port of the inkjet head.
[0002]
[Prior art]
In a conventional inkjet head, an actuator unit applies ejection energy to a pressure chamber connected to an ejection nozzle of a flow path unit, thereby ejecting ink from the ejection nozzle. The ink is stored in a reservoir of a reservoir member from an external ink supply source via an ink supply port, and is filled in each pressure chamber. Here, the ink supply source is replaced as needed.
[0003]
In addition, most of the bonding between the members (the flow path unit, the actuator unit, and the reservoir member) constituting the ink jet head is performed by an adhesive. Most of the adhesives used are thermosetting adhesives such as epoxy-based adhesives due to the types of members to be joined and the joining strength, and heat treatment is inevitably performed in the inkjet head manufacturing process. In this heat treatment, distortion or deformation occurs due to the difference in linear expansion coefficient of the members constituting the inkjet head, resulting in a defective product in which air (bubbles) enters the ink flow path of the inkjet head, The yield has been reduced.
Therefore, as described in
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-6-328885
[Problems to be solved by the invention]
However, if it is not easy to mount the ink supply port and the ink supply source (or a connecting member such as a flexible tube drawn out from the ink supply source) at the time of replacing the ink supply source, the ink flow path of the ink jet head may be reduced. This causes problems such as air bubbles entering the inside.
[0006]
Further, the reservoir member and the tubular member forming the ink supply port at the tip are press-fitted and joined, but when the temperature changes in the inkjet head, there is a difference in the linear expansion coefficient between the two members. This causes a problem that distortion or deformation occurs between the cylindrical member and the reservoir member, and bubbles enter the ink flow path of the inkjet head.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an ink jet head capable of preventing bubbles from entering an ink flow path by easily mounting an ink supply source and an ink supply port. To provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, an ink jet head according to
[0009]
According to the first aspect, when the ink supply source (or a connecting member such as a flexible tube drawn from the ink supply source) is attached to the ink supply port, the tubular member is tapered. , Can be easily mounted.
[0010]
An ink jet head according to a second aspect is the ink jet head according to the first aspect, wherein a material of the tubular member is the same as a material of the reservoir member.
[0011]
According to the second aspect, since the material of the cylindrical member and the material of the reservoir member are the same, the coefficient of linear expansion is also the same. Therefore, when the cylindrical member is fixed by press-fitting into the hole formed in the reservoir member, both members expand and contract in the same manner even if the temperature and humidity change, so that the cylindrical member and the reservoir It is possible to maintain good contact with the member. Therefore, it is possible to prevent air bubbles from entering the ink flow path from outside via the boundary between the tubular member and the reservoir member.
[0012]
An ink jet head according to a third aspect is the ink jet head according to the second aspect, wherein the material of the cylindrical member and the reservoir member is stainless steel.
[0013]
According to the third aspect, the material of the reservoir member and the material of the cylindrical member are made of stainless steel having excellent ink resistance. Therefore, various inks can be used regardless of the type of ink. Furthermore, by employing stainless steel having excellent air blocking properties, it is possible to prevent air from passing through the reservoir member / tubular member and entering the ink flow path to form bubbles.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
First, an ink jet head according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view of an inkjet head according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged side view of the inkjet head. FIG. 3 is an enlarged sectional view of the reservoir member and the cylindrical member. FIG. 4 is an exploded perspective view of the reservoir plate. FIG. 5 is a cross-sectional view of the ink jet head main body, showing an ink flow path in the flow path unit. FIG. 6 is a bottom view showing a state in which the inkjet heads are provided side by side.
[0016]
First, the structure of the inkjet head will be described. As shown in FIG. 1, the
[0017]
A
The protruding end of the
As described above, the connecting
[0018]
As shown in FIG. 4, the
[0019]
Here, the
[0020]
Then, as shown in FIG. 2, the
[0021]
The inkjet heads 1 are provided in a row along the paper transport direction, corresponding to four color inks (magenta, yellow, blue, and black). As shown in FIG. 6, which is a view from the lower surface side, the
[0022]
Next, the configuration of the
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
With the above-described configuration, ink reaches the
[0026]
The above-described
[0027]
The
[0028]
In this configuration, when a potential difference is given between the paired electrodes, the active portion is deformed so as to protrude toward the
[0029]
Also, as shown in FIG. 5, one end of a flexible
[0030]
As described above, according to the
As a result, when the connecting member 2 such as a flexible tube pulled out from the ink supply source is mounted on the
[0031]
Further, since the material of the
As a result, when the
[0032]
As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made within the scope of the claims.
[0033]
For example, in the above-described embodiment, the
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to
[0035]
According to the second aspect, since the material of the cylindrical member and the material of the reservoir member are the same, the coefficient of linear expansion is also the same. Therefore, when the cylindrical member is fixed by press-fitting into the hole formed in the reservoir member, both members expand and contract in the same manner even if the temperature and humidity change, so that the cylindrical member and the reservoir It is possible to maintain good contact with the member. Therefore, it is possible to prevent air bubbles from entering the ink flow path from outside via the boundary between the tubular member and the reservoir member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an inkjet head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged side view of the inkjet head.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a reservoir member and a cylindrical member.
FIG. 4 is an exploded perspective view of a reservoir plate.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the ink jet head main body, showing an ink flow path in the flow path unit.
FIG. 6 is a bottom view showing a state in which inkjet heads are provided side by side.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
50
Claims (3)
インクを吐出する複数の吐出ノズルと、当該吐出ノズルと前記リザーバとに接続される複数の圧力室と、を備える流路ユニットと、
前記流路ユニットに固定されて前記圧力室内のインクに噴射エネルギーを付与するアクチュエータユニットと、を有するインクジェットヘッドにおいて、
前記リザーバ部材には筒状部材を突出状に固定し、この筒状部材の先端に前記インク供給口を構成するとともに、
前記筒状部材の当該先端の外径は、前記筒状部材の根元の外径よりも小さいことを特徴とするインクジェットヘッド。A reservoir member including an ink supply port to which ink is supplied from an external ink supply source, and a reservoir that stores the ink supplied from the ink supply port;
A plurality of ejection nozzles for ejecting ink, and a plurality of pressure chambers connected to the ejection nozzle and the reservoir, a flow path unit including:
An actuator unit fixed to the flow path unit and applying ejection energy to the ink in the pressure chamber,
A cylindrical member is fixed to the reservoir member in a protruding manner, and the ink supply port is formed at a tip of the cylindrical member,
The inkjet head according to claim 1, wherein an outer diameter of the tip of the tubular member is smaller than an outer diameter of a root of the tubular member.
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