JP2582741Y2 - インクジェットプリンタヘッド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、インクジェットプリン
タヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のインクジェットプリンタ
ヘッドとしては、図４に示すようなものがある。このイ
ンクジェットプリンタヘッドは、インク圧力室１６の周
囲に設けられているピエゾ素子２２に電圧を印加して変
形させ、インク圧力室１６の体積を小さくすることによ
りインク圧力室１６内の圧力を上昇させ、その圧力上昇
を利用してインク圧力室１６内のインクを、インク圧力
室１６に連通しているノズル１４及びノズル出口２０を
介して噴射させるものである。その後、ピエゾ素子２２
へ印加した電圧を遮断することによりピエゾ素子２２の
形状を復帰させると、それに伴ってインク圧力室１６の
体積はインク噴射前の体積に戻り、インク圧力室１６内
の圧力も減少する。すると、インクタンク１８とインク
圧力室１６との圧力差によって、インクタンク１８内の
インクがインク供給通路２４を通ってインク圧力室１６
へ供給される。

【０００３】しかし、このインク供給時には、インクタ
ンク１８からのインクの供給と同時にノズル出口２０か
らインク圧力室１６へ空気が引き込まれている。この空
気はノズル１４内またはインク圧力室１６内において気
泡となるため、その後インクを噴射させるためにピエゾ
素子２２を変形させてインク圧力室１６内の圧力を上昇
させても、その圧力上昇は気泡に吸収されてインクに対
して十分な力が加わらず噴射できなくなり、その結果印
字品質が低下していた。上記の問題を緩和するために、
インクタンク１８からインク圧力室１６へインクを供給
する際に、インク供給通路２４を拡大してインクの流動
抵抗を減少させるという方法が採用されていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような方法では、インクの粘性によるインク供給通路２
４の摩擦抵抗のみ考えた場合は有効であるが、実際にイ
ンク流体の連続性を考慮した場合、図４に示す構成にお
いて、インクがインク供給通路２４を通して圧力室１６
に吸い込まれるためには、インクタンク１８を含む上流
のインクが流れなければいけない。そのため、インク供
給通路２４の摩擦抵抗が減少しているにもかかわらず、
流体の持つ慣性質量の影響で速やかにインク圧力室１６
にインクを供給することができない。これでは、ノズル
出口２０からインク圧力室１６への空気の引き込みを防
ぐことができなかった。

【０００５】本考案は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、インク圧力室内へインクを供給
する際に、インク圧力室の近傍からインクを速やかにイ
ンク圧力室へ供給することのできるインクジェットプリ
ンタヘッドを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本考案のインクジェットプリンタヘッドは、インク圧
力室と、そのインク圧力室内に供給されたインクを加圧
するインク加圧手段と 、そのインクを噴射するための噴
射ノズルとを備えたインクジェットプリンタヘッドであ
って、前記インク圧力室と連通して設けられ、インクが
通過する通路と、前記インク圧力室内の圧力が減少した
場合に前記通路内部の体積を減少させる減少手段と、前
記インク圧力室内の圧力が増加した場合に前記通路内部
の体積の増加を規制する規制手段とを備えている。

【０００７】

【作用】上記の構成を有する本考案のインクジェットプ
リンタヘッドでは、前記インク圧力室内の圧力が減少し
た場合に、減少手段が通路内部の体積を減少させるよう
に構成されているため、インク圧力室が加圧されてイン
クを噴出した後、インク圧力室内にインクを供給する際
にインク圧力室の体積が増えてその内部の圧力が急激に
減少するとき、その圧力変化に伴って前記減少手段によ
り前記通路内部の体積が減少させられ、その内部に留ま
っていたインクがインク圧力室内へ供給される。また、
上記の構成を有する本考案のインクジェットプリンタヘ
ッドでは、前記インク圧力室内の圧力が増加した場合に
は、規制手段が前記通路内部の体積の増加を規制する。

【０００８】

【実施例】以下、本考案を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【０００９】図１に示すように、本実施例のインクジェ
ットプリンタヘッド１０においては、印字ヘッド本体１
２の内部には噴射するためのインクを保持するインク圧
力室１６が形成されており、そのインク圧力室１６の外
側面の一部には電圧を印加することにより変形可能なピ
エゾ素子２２が備えられている。また、このインク圧力
室１６は、印字ヘッド本体１２の表面に設けられたノズ
ル出口２０とノズル１４を通じて連通しており、インク
圧力室１６内のインクはノズル１４及びノズル出口２０
を通じて図示しない印字用紙へ噴射される。さらに、イ
ンク圧力室１６はインク供給通路２４を通じてインクタ
ンク１８と連通しており、インクタンク１８内に蓄えら
れているインクはインク供給通路２４を通じてインク圧
力室１６へ供給される。

【００１０】前記インク供給通路２４には、変形しやす
い柔らかな例えばプラスチック類からなる変形部として
のチューブ２８が設けられており、そのチューブ２８の
外側面の一部は通気孔３０により大気と通じている。従
って、チューブ２８は内部の圧力が減少した場合は、大
気圧の方がチューブ２８の内部の圧力よりも高いので、
圧力変化に伴ってチューブ２８内の体積が減少するよう
に変形する。また、チューブ２８の内部の圧力が増加し
た場合には、チューブ２８の表面と印字ヘッド本体１２
とが接するまではチューブ２８は膨張して体積が増大す
るが、それ以上増大することはない。

【００１１】次に、上記の構成を有するインクジェット
プリンタヘッド１０のインク噴射時の動作を図２を用い
て説明する。

【００１２】まず、図２（ａ）に示す初期状態におい
て、ピエゾ素子２２に図示しない電源装置により駆動パ
ルスを印加すると、図２（ｂ）に示すようにピエゾ素子
２２が変形してインク圧力室１６の体積が減少する。そ
れに伴ってインク圧力室１６内の圧力が上昇するので、
その圧力上昇によってインク圧力室１６内のインクは押
し出され、ノズル１４を通ってノズル出口２０から噴出
し、インク滴２６となって図示しない印字用紙上へ到達
する。このときインク供給通路２４に設けられているチ
ューブ２８は柔らかな材質で形成されているにもかかわ
らず、その外面は印字ヘッド本体１２と接しているの
で、チューブ２８が膨張するように変形することはな
い。

【００１３】次に、ピエゾ素子２２に印加された駆動パ
ルスが終了すると、図２（ｃ）に示すように、ピエゾ素
子２２はインクを噴射する前の形状に復帰し、インク圧
力室１６の体積が図２（ａ）に示す初期状態まで回復す
る。それに伴ってインク圧力室１６内の圧力が減少す
る。このとき、チューブ２８の外側面は通気孔３０を介
して大気と通じているので、大気圧とチューブ２８内の
気圧の差の影響で、チューブ２８は内側へ変形しチュー
ブ２８の内部の体積が減少する。そして、体積の減少分
のインクがインク圧力室１６へ供給される。これによっ
てインク圧力室１６内の圧力が回復するので、ノズル１
４からインクを吸い込むこともなく、さらに、ノズル出
口２０からの空気の引き込みをも防止できる。

【００１４】また、変形したチューブ２８はその後、そ
れ自身の回復力及びインクタンク１８から供給されるイ
ンクによって、その形状が回復し、図２（ｄ）に示すよ
うに、インク噴射前の初期状態（図２（ａ））と同じ状
態となる。すなわち、以上説明した図２（ａ）乃至
（ｄ）に示すサイクルを繰り返すことにより、インク圧
力室１６内に気泡を巻き込むことがなく連続噴射を実現
できる。

【００１５】なお、本考案は上述の実施例に限定される
ものではなく、その旨を逸脱しない範囲において種々の
変更は可能である。

【００１６】例えば上述した実施例ではインク供給通路
２４にチューブ２８を設けたが、インク圧力室１６の近
傍であれば、設置する場所は任意である。例えば、図３
に示すように、インク圧力室１６とノズル出口２０とを
連結するノズル１４の部分にチューブ２８を設けても良
い。この場合、インク圧力室１６へのインクの供給の際
に、チューブ２８の変形によってノズル１４内のインク
をインク圧力室１６へ一時的に供給するだけでなく、イ
ンク圧力室１６からノズル出口２０に通じる通路の断面
積を減少させる作用も兼ねているので、ノズル出口２０
からの気泡の巻き込み防止策としてはより効果的であ
る。

【００１７】

【考案の効果】以上説明したことから明かなように、本
考案のインクジェットプリンタヘッドによれば、前記イ
ンク圧力室内の圧力が減少した場合に、減少手段が通路
内部の体積を減少させるように構成されているため、イ
ンク圧力室が加圧されてインクを噴出した後、インク圧
力室内にインクを供給する際にインク圧力室の体積が増
えてその内部の圧力が急激に減少するとき、その圧力変
化に伴って前記減少手段 により前記通路内部の体積が減
少させられ、その内部に留まっていたインクがインク圧
力室内へ供給される一方、インク圧力室が加圧されてイ
ンクが噴出される際に前記インク圧力室内の圧力が増加
した場合には、規制手段が前記通路内部の体積の増加を
規制するように構成されている。そのため、インク圧力
室内のインクを噴射した後、速やかにインク圧力室内へ
インクを供給することができ、噴射ノズルからの空気の
引き込みを確実に防止しつつ連続噴射を実現できるの
で、高品質にて印字を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を具体化したインクジェットプリンタヘ
ッドの一例の構成を示す断面図である。

【図２】本実施例のインクジェットプリンタヘッドのイ
ンク噴射動作を示す断面図である。

【図３】別の例のインクジェットプリンタヘッドの構成
を示す断面図である。

【図４】従来のインクジェットプリンタヘッドの構成を
示す断面図である。

【符号の説明】

１０ インクジェットプリンタヘッド １４ ノズル １６ インク圧力室 ２２ ピエゾ素子 ２４ インク供給通路 ２８ チューブ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク圧力室と、そのインク圧力室内に
   供給されたインクを加圧するインク加圧手段と、そのイ
   ンクを噴射するための噴射ノズルとを備えたインクジェ
   ットプリンタヘッドにおいて、 前記インク圧力室と連通して設けられ、インクが通過す
   る通路と、前記インク圧力室内の圧力が減少した場合に前記通路内
   部の体積を減少させる減少手段と、 前記インク圧力室内の圧力が増加した場合に前記通路内
   部の体積の増加を規制する規制手段 とを備えたことを特
   徴とするインクジェットプリンタヘッド。