JP2004314397A - インクジェットヘッド - Google Patents
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Abstract
【課題】従来のインクジェットヘッドでは、インクジェットヘッド両端に位置する圧力室と中央部に位置する圧力室では、リザーバ内インクの流速差により供給されるインク量がバラツキ、インクジェットヘッド両端に位置するノズルから吐出するインク量が少なくなり、所望の印字品質が得られないので好ましくない。
【解決手段】インクリザーバ１０内のインク供給口８を備える壁より延びる仕切り部１０ｄを少なくとも１つ以上設けた。
【選択図】 図３
【解決手段】インクリザーバ１０内のインク供給口８を備える壁より延びる仕切り部１０ｄを少なくとも１つ以上設けた。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタのインクジェットヘッドに関するものである。更に詳しくは、インクノズル間のインク吐出量のバラツキを軽減させる構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットヘッドとしては、インク液滴を発生（吐出）させるためのメカニズムに応じて各種の方式のものが知られている。例えば、ヒータを加熱してインクを沸騰させ、それによって生じる気泡圧でインク液滴を吐出するインクジェットヘッドがある。また、インクを貯蔵した圧力室に貼付けられた圧電素子に電圧を印加することにより圧力室の容積を膨張および収縮させて、インク液滴を吐出する形式のインクジェットヘッドがある。
【０００３】
さらに、静電気を利用してインクを貯蔵した圧力室の容積を変化させて、インク液滴の吐出を行う形式のものもある。いずれの形式のインクジェットヘッドにおいても、圧力室の圧力変動を利用して記録に必要なときにのみインク液滴を吐出させるようになっている。
【０００４】
これらの形式のインクジェットヘッドは、一般的に、複数のインクノズルのそれぞれに対応して配置され、圧力変動によって対応するインクノズルからインク液滴を吐出させる圧力室と、各圧力室にインクを供給するインクリザーバと、各圧力室に前記インクリザーバに連通させているインク供給口とを有している。圧力室、インクリザーバ、及びインク供給口は、平板状の基板を重ね合わせることにより、それらの基板間に平面方向に配列された状態に区画形成される。
【０００５】
このような構成を持つインクジェットヘッドとして、例えば特許文献１が知られている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１１５１７９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来構造のインクジェットヘッドではインク液滴を吐出させるために圧力室に圧力変動を発生させると、インク供給口を通じでインクリザーバより逐次インクが供給される。この時、インクジェットヘッド両端に位置する圧力室と中央部に位置する圧力室では、リザーバ内インクの流速差により供給されるインク量がバラツキ、インクジェットヘッド両端に位置するノズルから吐出するインク量が少なくなり、所望の印字品質が得られない等の不具合があった。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、インクジェットヘッドのノズル位置によるインク吐出量の差が無い、高印字品質が得られるインクジェットヘッドを提案することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は、
第１の基板及び第２の基板を相互に重ね合わせることにより、これらの間に、インクを吐出する複数のインクノズルのそれぞれに対応して配置され、圧力変動によって対応するインクノズルからインク液滴を吐出させる圧力室と、各圧力室にインクを供給するインクリザーバと、各圧力室を前記インクリザーバに連通させているインク供給口とが平面方向に配列された状態に区画形成されているインクジェットヘッドにおいて、
前記インクリザーバ内の前記インク供給口を備える壁より前記平面方向に延びる仕切り部を少なくとも１つ以上設けたことを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記仕切り部の長さが少なくとも２種類以上であることが望ましい。
【００１１】
さらに、本発明のインクジェットヘッドでは、前記圧力室のそれぞれに圧力変動を発生させる手段を、静電気を利用したものにできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（全体構成）
図１は本発明を適用したインクジェットヘッドの外観形状を示す斜視図である。また、図２はそのインクジェットヘッドの一部の分解斜視図、図３はその部分断面図である。
【００１３】
これらの図に示すように、インクジェットヘッド１は、インク液滴を基板の上面に設けたインクノズルから吐出させるフェイスインクジェットヘッドタイプであり、静電気方式のものである。インクジェットヘッド１は、ノズルプレート（第１の基板）２、キャビティプレート（第２の基板）３、ガラス基板４がこの順序で相互に接合された積層構造をしている。
【００１４】
キャビティプレート３は、例えばシリコン基板であり、プレートの表面には底壁が振動板５として機能する圧力室６を構成することになる凹部７と、凹部７の後部に設けられたインク供給口８を構成することになる細溝９と、各々の圧力室６にインクを供給するためのインクリザーバ１０を構成することになる凹部１１とがエッチングによって形成されている。このキャビティプレート３の下面は鏡面研磨によって平滑化されており、ガラス基板４に対する取付け部とされている。
【００１５】
このキャビティプレート３の上面（溝形成側の基板表面）に接合されるノズルプレート２において、圧力室６の上面を規定する壁部分には各圧力室６に連通する複数のインクノズル２１が形成されている。インクノズル２１は段状断面をしており、インク液滴の吐出方向の前側には円形の小断面ノズル部分２１ａが形成され、後側には円形の大断面ノズル部分２１ｂが形成されている。
【００１６】
このノズルプレート２およびキャビティプレート３を相互に重ね合わせることにより、これらのプレート２、３の間に、圧力室６、インク供給口８、およびインクリザーバ１０とが平面方向Ｈに配列された状態に区画形成される。
【００１７】
キャビティプレート３の下面に接合されるガラス基板４において、インクリザーバ１０の底面に対応する壁部分にはインク供給孔１９が形成されている。このインク供給孔１９はインクリザーバ１０まで延びている。インク供給孔１９には接続パイプを介してインクタンク等の外部のインク供給源が接続されている。インク供給源からインク供給孔１９を介してインクリザーバ１０にインクが供給可能な状態となっている。
【００１８】
ガラス基板４において、各々の振動板５に対峙する部分には、振動室１２を構成することになる凹部１３が形成されている。この凹部１３の底面には、振動板５に対峙する個別電極１４が配置されている。個別電極１４はリード部１５を介して端子部１６に接続されている。端子部１６を除く個別電極１４およびリード部１５は絶縁膜１７に被覆されている。各端子部１６にはリード線１８がボンディングされている。
【００１９】
キャビティプレート２に形成した各圧力室６の底面を規定している振動板５は、共通電極として機能し、この共通電極と各個別電極１４の端子部１６との間にはドライバ２０が接続されている。ドライバ２０によって個別電極１４に印加しそれを解くと、電圧が印加された個別電極１４と対峙している振動板５が静電気力によって振動し、これに伴って圧力室６の圧力が変動してインクノズル２１からインク液滴２３が吐出される。
【００２０】
例えば、正の電圧パルスを印加して個別電極１４の表面を正の電位に帯電させると、対応する振動板５の下面は負の電位に帯電される。したがって、振動板５は静電気力によって吸引されて下方へ撓む。次に、個別電極１４へ印加している電圧パルスをオフにすると、振動板５が元の位置に復帰する。
【００２１】
この復帰動作によって、圧力室６の内圧が急激に上昇して、インクノズル２１からインク液滴２３が吐出される。そして、振動板５が下方へ撓むことにより、インクがインクリザーバ１０からインク供給口８を経由して、圧力室６に補給される。
【００２２】
なお、インクジェットヘッド１で使用されるインクとしては、水、アルコール、トルエン等の主溶媒にエチレングリコール等の界面活性材と、染料または顔料とを溶解または分散させることにより調製される。さらに、インクジェットヘッドにヒータを設けておけば、ホットメルトインクも使用できる。
【００２３】
ここで、インクリザーバ１０を区画形成しているノズルプレート２およびキャビティプレート３からなる仕切り壁部分１０ａは、相互に対峙していると共に平面方向Ｈに延びる第１の仕切り壁部分１０ｂおよび第２の仕切り壁部分１０ｃを備えている。これらの仕切り壁部分１０ｂ、１０ｃのうち、インクリザーバ１０の圧力変動を緩衝させるために、薄い厚さの圧力変動緩衝部分２２が計６個形成されている。
【００２４】
さらに、インクリザーバ１０内のインク供給口８近傍から平面方向Ｈに延びる仕切り部１０ｄをインク供給口８の両側に設けている。仕切り部１０ｄを設けることにより、インクリザーバ１０の中央部と端部に位置するインク供給口８の流路抵抗差が少なくなり、各圧力室６に供給されるインク量が安定する。
【００２５】
また、仕切り部１０ｄの整流効果でより安定してインク供給口８から圧力室６にインク供給できる。従って、インクノズル２１から吐出するインク量の差が小さくなり良好な印字品質が得られる。
【００２６】
本実施例では仕切り部１０ｄの長さを同じにしているが、インク供給孔１９の距離に応じて近い仕切り部１０ｄの長さ短くすれば、流路抵抗差をさらに少なくなりさらに良好な印字品質が得られる。
【００２７】
【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ヘッドでは、インクリザーバより各圧力室に供給されるインク量の差が少なくなり、各ノズルより吐出するインク吐出量の差も無くなることにより高印字品質が得られる。
さらに、仕切り部の長さを２種類以上とすることで、より確実な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインクジェットヘッドの外観形状を示す斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェットヘッドの一部を示す分解斜視図である。
【図３】図１に示すインクジェットヘッドの一部を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
２ ノズルプレート（第１の基板）
３ キャビティプレート（第２の基板）
４ ガラス基板
５ 振動板
６ 圧力室
８ インク供給口
１０ インクリザーバ
１０ａ 仕切り壁部分
１０ｂ 第１の仕切り壁部分
１０ｃ 第２の仕切り壁部分
１０ｄ 仕切り部
１２ 個別電極
２１ インクノズル
２２ 圧力変動緩衝部分
Ｈ 平面方向
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタのインクジェットヘッドに関するものである。更に詳しくは、インクノズル間のインク吐出量のバラツキを軽減させる構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットヘッドとしては、インク液滴を発生（吐出）させるためのメカニズムに応じて各種の方式のものが知られている。例えば、ヒータを加熱してインクを沸騰させ、それによって生じる気泡圧でインク液滴を吐出するインクジェットヘッドがある。また、インクを貯蔵した圧力室に貼付けられた圧電素子に電圧を印加することにより圧力室の容積を膨張および収縮させて、インク液滴を吐出する形式のインクジェットヘッドがある。
【０００３】
さらに、静電気を利用してインクを貯蔵した圧力室の容積を変化させて、インク液滴の吐出を行う形式のものもある。いずれの形式のインクジェットヘッドにおいても、圧力室の圧力変動を利用して記録に必要なときにのみインク液滴を吐出させるようになっている。
【０００４】
これらの形式のインクジェットヘッドは、一般的に、複数のインクノズルのそれぞれに対応して配置され、圧力変動によって対応するインクノズルからインク液滴を吐出させる圧力室と、各圧力室にインクを供給するインクリザーバと、各圧力室に前記インクリザーバに連通させているインク供給口とを有している。圧力室、インクリザーバ、及びインク供給口は、平板状の基板を重ね合わせることにより、それらの基板間に平面方向に配列された状態に区画形成される。
【０００５】
このような構成を持つインクジェットヘッドとして、例えば特許文献１が知られている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１１５１７９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来構造のインクジェットヘッドではインク液滴を吐出させるために圧力室に圧力変動を発生させると、インク供給口を通じでインクリザーバより逐次インクが供給される。この時、インクジェットヘッド両端に位置する圧力室と中央部に位置する圧力室では、リザーバ内インクの流速差により供給されるインク量がバラツキ、インクジェットヘッド両端に位置するノズルから吐出するインク量が少なくなり、所望の印字品質が得られない等の不具合があった。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、インクジェットヘッドのノズル位置によるインク吐出量の差が無い、高印字品質が得られるインクジェットヘッドを提案することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は、
第１の基板及び第２の基板を相互に重ね合わせることにより、これらの間に、インクを吐出する複数のインクノズルのそれぞれに対応して配置され、圧力変動によって対応するインクノズルからインク液滴を吐出させる圧力室と、各圧力室にインクを供給するインクリザーバと、各圧力室を前記インクリザーバに連通させているインク供給口とが平面方向に配列された状態に区画形成されているインクジェットヘッドにおいて、
前記インクリザーバ内の前記インク供給口を備える壁より前記平面方向に延びる仕切り部を少なくとも１つ以上設けたことを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記仕切り部の長さが少なくとも２種類以上であることが望ましい。
【００１１】
さらに、本発明のインクジェットヘッドでは、前記圧力室のそれぞれに圧力変動を発生させる手段を、静電気を利用したものにできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（全体構成）
図１は本発明を適用したインクジェットヘッドの外観形状を示す斜視図である。また、図２はそのインクジェットヘッドの一部の分解斜視図、図３はその部分断面図である。
【００１３】
これらの図に示すように、インクジェットヘッド１は、インク液滴を基板の上面に設けたインクノズルから吐出させるフェイスインクジェットヘッドタイプであり、静電気方式のものである。インクジェットヘッド１は、ノズルプレート（第１の基板）２、キャビティプレート（第２の基板）３、ガラス基板４がこの順序で相互に接合された積層構造をしている。
【００１４】
キャビティプレート３は、例えばシリコン基板であり、プレートの表面には底壁が振動板５として機能する圧力室６を構成することになる凹部７と、凹部７の後部に設けられたインク供給口８を構成することになる細溝９と、各々の圧力室６にインクを供給するためのインクリザーバ１０を構成することになる凹部１１とがエッチングによって形成されている。このキャビティプレート３の下面は鏡面研磨によって平滑化されており、ガラス基板４に対する取付け部とされている。
【００１５】
このキャビティプレート３の上面（溝形成側の基板表面）に接合されるノズルプレート２において、圧力室６の上面を規定する壁部分には各圧力室６に連通する複数のインクノズル２１が形成されている。インクノズル２１は段状断面をしており、インク液滴の吐出方向の前側には円形の小断面ノズル部分２１ａが形成され、後側には円形の大断面ノズル部分２１ｂが形成されている。
【００１６】
このノズルプレート２およびキャビティプレート３を相互に重ね合わせることにより、これらのプレート２、３の間に、圧力室６、インク供給口８、およびインクリザーバ１０とが平面方向Ｈに配列された状態に区画形成される。
【００１７】
キャビティプレート３の下面に接合されるガラス基板４において、インクリザーバ１０の底面に対応する壁部分にはインク供給孔１９が形成されている。このインク供給孔１９はインクリザーバ１０まで延びている。インク供給孔１９には接続パイプを介してインクタンク等の外部のインク供給源が接続されている。インク供給源からインク供給孔１９を介してインクリザーバ１０にインクが供給可能な状態となっている。
【００１８】
ガラス基板４において、各々の振動板５に対峙する部分には、振動室１２を構成することになる凹部１３が形成されている。この凹部１３の底面には、振動板５に対峙する個別電極１４が配置されている。個別電極１４はリード部１５を介して端子部１６に接続されている。端子部１６を除く個別電極１４およびリード部１５は絶縁膜１７に被覆されている。各端子部１６にはリード線１８がボンディングされている。
【００１９】
キャビティプレート２に形成した各圧力室６の底面を規定している振動板５は、共通電極として機能し、この共通電極と各個別電極１４の端子部１６との間にはドライバ２０が接続されている。ドライバ２０によって個別電極１４に印加しそれを解くと、電圧が印加された個別電極１４と対峙している振動板５が静電気力によって振動し、これに伴って圧力室６の圧力が変動してインクノズル２１からインク液滴２３が吐出される。
【００２０】
例えば、正の電圧パルスを印加して個別電極１４の表面を正の電位に帯電させると、対応する振動板５の下面は負の電位に帯電される。したがって、振動板５は静電気力によって吸引されて下方へ撓む。次に、個別電極１４へ印加している電圧パルスをオフにすると、振動板５が元の位置に復帰する。
【００２１】
この復帰動作によって、圧力室６の内圧が急激に上昇して、インクノズル２１からインク液滴２３が吐出される。そして、振動板５が下方へ撓むことにより、インクがインクリザーバ１０からインク供給口８を経由して、圧力室６に補給される。
【００２２】
なお、インクジェットヘッド１で使用されるインクとしては、水、アルコール、トルエン等の主溶媒にエチレングリコール等の界面活性材と、染料または顔料とを溶解または分散させることにより調製される。さらに、インクジェットヘッドにヒータを設けておけば、ホットメルトインクも使用できる。
【００２３】
ここで、インクリザーバ１０を区画形成しているノズルプレート２およびキャビティプレート３からなる仕切り壁部分１０ａは、相互に対峙していると共に平面方向Ｈに延びる第１の仕切り壁部分１０ｂおよび第２の仕切り壁部分１０ｃを備えている。これらの仕切り壁部分１０ｂ、１０ｃのうち、インクリザーバ１０の圧力変動を緩衝させるために、薄い厚さの圧力変動緩衝部分２２が計６個形成されている。
【００２４】
さらに、インクリザーバ１０内のインク供給口８近傍から平面方向Ｈに延びる仕切り部１０ｄをインク供給口８の両側に設けている。仕切り部１０ｄを設けることにより、インクリザーバ１０の中央部と端部に位置するインク供給口８の流路抵抗差が少なくなり、各圧力室６に供給されるインク量が安定する。
【００２５】
また、仕切り部１０ｄの整流効果でより安定してインク供給口８から圧力室６にインク供給できる。従って、インクノズル２１から吐出するインク量の差が小さくなり良好な印字品質が得られる。
【００２６】
本実施例では仕切り部１０ｄの長さを同じにしているが、インク供給孔１９の距離に応じて近い仕切り部１０ｄの長さ短くすれば、流路抵抗差をさらに少なくなりさらに良好な印字品質が得られる。
【００２７】
【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ヘッドでは、インクリザーバより各圧力室に供給されるインク量の差が少なくなり、各ノズルより吐出するインク吐出量の差も無くなることにより高印字品質が得られる。
さらに、仕切り部の長さを２種類以上とすることで、より確実な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインクジェットヘッドの外観形状を示す斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェットヘッドの一部を示す分解斜視図である。
【図３】図１に示すインクジェットヘッドの一部を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
２ ノズルプレート（第１の基板）
３ キャビティプレート（第２の基板）
４ ガラス基板
５ 振動板
６ 圧力室
８ インク供給口
１０ インクリザーバ
１０ａ 仕切り壁部分
１０ｂ 第１の仕切り壁部分
１０ｃ 第２の仕切り壁部分
１０ｄ 仕切り部
１２ 個別電極
２１ インクノズル
２２ 圧力変動緩衝部分
Ｈ 平面方向
Claims (3)
- 第１の基板及び第２の基板を相互に重ね合わせることにより、これらの間に、インクを吐出する複数のインクノズルのそれぞれに対応して配置され、圧力変動によって対応するインクノズルからインク液滴を吐出させる圧力室と、各圧力室にインクを供給するインクリザーバと、各圧力室を前記インクリザーバに連通させているインク供給口とが平面方向に配列された状態に区画形成されているインクジェットヘッドにおいて、
前記インクリザーバ内の前記インク供給口を備える壁より前記平面方向に延びる仕切り部を少なくとも１つ以上設けたことを特徴とするインクジェットヘッド。 - 請求項１において、
前記仕切り部の長さが少なくとも２種類以上であることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 請求項１ないし２のうちの何れかの項において、
前記圧力室のそれぞれに圧力変動を発生させる圧力変動手段は、静電気力を利用したものであることを特徴とするインクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003110369A JP2004314397A (ja) | 2003-04-15 | 2003-04-15 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003110369A JP2004314397A (ja) | 2003-04-15 | 2003-04-15 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004314397A true JP2004314397A (ja) | 2004-11-11 |
Family
ID=33471251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003110369A Withdrawn JP2004314397A (ja) | 2003-04-15 | 2003-04-15 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004314397A (ja) |
-
2003
- 2003-04-15 JP JP2003110369A patent/JP2004314397A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060704 |