JP2937523B2 - インクジェットヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はドロップオンデマンド型
マルチノズルインクジェットヘッドの改良に係り、特
に、インクの噴射を行う複数のインク噴射ノズルと、当
該各インク噴射ノズルと連通し共通インク室からインク
の供給を受けるインク室と、各インク室と連通し、イン
ク供給源からインク供給路を介して供給されたインクを
インク室に供給する共通インク室と、インク室に圧力を
加える圧力発生手段とを有するインクジェットヘッドに
関するものである。この種のインクジェットヘッドにお
いては、ヘッド内部に空気が存在すると印字に悪影響を
及ぼすので、この問題の解決は重要な課題である。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェットヘッドを図４に示
す。図４（ａ）には第一の従来例に係るインクジェット
ヘッドを示す。当該インクジェットヘッドはノズル２３
と該ノズル２３に連通しインク供給路６３からインクの
供給を受けるインク室３３と該インク室３３の一部に圧
力を発生させる圧電素子４３とを備えている。印字に際
しては、圧電素子４３を駆動してインク室３３に圧力を
発生させ、これによりノズル２３からインク粒子を噴射
させて印字媒体に対する印字を行う。また、図４（ｂ）
には第二の従来例に係るインクジェットヘッドを示す。
当該インクジェットヘッドはノズル２４と該ノズル２４
に連通しインク供給路６４からインクの供給を受けるイ
ンク室３４と該インク室３４の一部に圧力を発生させる
圧電素子（電気機械変換素子）４４とを備えている。印
字は上述したと同様の手順で行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ヘッド内部
においては、空気は軽いため上方に動き易い。そのた
め、上述の従来のインクジェットヘッドでは、構造が複
雑で、上方に空気を排出する構造になっていないため、
ヘッド内部の空気を除いたり、インクをヘッドに充填す
ることが難しい。そのため、他の従来例として、図５に
示すように、各インク室３５の上方に空気を排出するた
めの開放孔１０５が設けられているものがあった。しか
し、図５に示したヘッド構造では、インク充填性は高い
が、開放孔１０５より、無駄に排出させるインクが多く
実用上不都合を生じるという問題点を有していた。ここ
で、図５中符号２５はノズルであり、符号４５は圧電素
子であり、符号５５は共通インク室である。さらに、上
述した各従来例にあっては、ノズルに連通するインク室
の形状を円錐または角錐状に加工してインクをノズルに
集中させるように加工していたが、インク室の内部形状
を錐状にしても実験によると、特にインクの圧力を集中
させてインクの噴射に際立った効果を奏するものではな
く、そうであるならばインク室の内部構造を複雑化する
ことによるデメリットよりも、内部構造を単純化させて
製造し易くした方がメリットは大きいことになる。

【０００４】そこで、本発明はインクの充填、及びヘッ
ド内に進入した空気の除去、を容易に行えるようにする
とともに、容易に製造することのできるインクジェット
ヘッドを提供することを目的としたものであり、インク
室や共通インク室を段差のない一平面で形成し、空気の
浮力を利用して、インクを下から上に充填することによ
り目的の達成を図るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の技術的課題を解決
するため、本発明は図１に示すように、インクの噴射を
行う複数のインク噴射ノズル２０と、当該各インク噴射
ノズル２０と連通し共通インク室５０からインクの供給
を受けるインク室３０と、各インク室３０と連通し、イ
ンク供給源からインク供給路６０を介して供給されたイ
ンクをインク室３０に供給する共通インク室５０と、イ
ンク室３０に対し圧力を加える圧力発生手段４０とを有
するインクジェットヘッドにおいて、当該インクジェッ
トヘッドは表層板７０、中層板８０及び裏層板９０を層
状に接合して形成されるとともに、複数のインク噴射ノ
ズル２０は表層板７０を貫いて設けられ、インク室３０
及び共通インク室５０は中層板８０をくり抜くことによ
り、または中層板８０で空間を仕切ることにより形成さ
れ、圧力発生手段４０はインク室３０に接する裏層板９
０に設けられたものである。

【０００６】

【作用】続いて、本発明の動作について説明する。イン
ク供給路６０より供給されたインクはインク室３０を満
たし、噴射用ノズル２０により排出される。その際、イ
ンク室３０の空気はノズル２０からインクとともに排出
される。インクの供給により、インクが下方から充填さ
れる。その際、本発明の共通インク室５０及びインク室
３０は前記中層板８０をくり抜いてまたは、中層板８０
により空間を仕切ることにより、形成されているため、
空気の流れる通路に流れを妨げる障害物が少ないため、
空気はスムーズに浮力により、上方に移動しながら、前
記ノズル２０から排出され続け、インクの充填が終了す
ることになる。尚、インク室３０に空気が残留しても、
脱泡したインクをインクジェットヘッドに供給すること
により、当該インクが残留空気と接することにより当該
空気はインクに溶け込み、消失することになる。また、
ノズル２０等から空気が進入しても、インクジェットヘ
ッドの内部のインクの通路となる壁面はインクで濡れて
いるため、壁面の空気の付着力は弱く、インクをノズル
に向かって流すことにより、空気を容易にノズル２０か
ら排出することが出来る。

【０００７】

【実施例】続いて、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図２に第一の実施例に係るインクジェットヘッ
ドを示す。本実施例に係るインクジェットヘッドは同図
に示すように、インクの噴射を行う複数のインク噴射ノ
ズル２と、その中心部で、各インク噴射ノズル２と連通
し、その下部で共通インク室５と連通し、当該共通イン
ク室５からインクの供給を受けるインク室３と、各イン
ク室３と連通し、図示しないインクカートリッジ等のイ
ンク供給源からインク供給路６を介して供給されたイン
クをインク室３に供給する共通インク室５と、インク室
３の一部に圧力を加える圧力発生手段４０としての圧電
素子４とを有するものである。さらに、当該インクジェ
ットヘッドは表層板７１、中層板８１及び裏層板９１を
層状に接合して形成されたものであり、複数のインク噴
射ノズル２は表層板７１を貫いて設けられ、インク室３
及び共通インク室５は中層板８１をくり抜いて、または
中層板８１により空間を仕切ることにより形成され、前
記圧力発生手段（圧電素子）４は前記インク室３に接す
る裏層板９１に設けられたものである。また、当該圧電
素子４はインク室に圧力を加えるためのものであって、
インク室の外壁上に搭載されている。この圧電素子は板
状のもので、インク室もこれに沿った形状をなしてい
る。

【０００８】続いて、本実施例の動作を説明する。イン
クカートリッジの加圧（ノズルからの吸引）等により、
前記インク供給路６を介して供給されたインクは共通イ
ンク室５を充填し、さらに、上方に向かって流れ、前記
インク室３を充填することになる。当該インク室３を満
たしたインクは圧電素子４により圧力が加えられ、前記
ノズル２から排出される。インクの供給とともに、イン
クジェットヘッドに注入された空気は、本実施例に係る
共通インク室５及びインク室３は中層板８１をくり抜い
て形成されているため、凹凸が小さいため浮力により、
スムーズに上方に移動し、ノズル２により排出されるこ
とになる。また、インク室３に空気が残った場合であっ
ても、インクカセットより供給されたインクは、脱泡さ
れており、空気を溶け込ませることができるので、当該
インクが供給されることにより、インク室３内の空気は
少量のため、当該インクに溶け込み消失する。印字はイ
ンク室３内の空気が完全に除去され、該インク室３がイ
ンクで完全に満たされた状態で開始される。その後、ノ
ズル２から空気が吸い込まれても、インクの通路の壁面
はインクで濡れており、空気に対する壁面の付着力は弱
く、空気はインクの流れに乗ってノズル２より排出され
ることになる。このように、本例の構造では、インクジ
ェットヘッドへのインクの充填が容易かつ確実に行うと
ともに、ヘッド内に侵入した気泡を容易に除去するがで
きる。

【０００９】続いて、図３に第二の実施例を示す。本例
は同図に示すように、第一の実施例と異なり、インク噴
射ノズル２１がインク室３の上部（上端部）で連通する
ように設けられたものである。即ち、空気の除去の為に
設けられた他の従来例で示した開口孔１０５の位置にノ
ズル２１が設けられたものであり、いわばノズルと開口
孔とが兼ねられることになり、これにより、空気が前記
インク室３の上部に残留して蓄積される事態を解消し、
残留空気を完全に当該ノズル２１から除去することがで
きることになる。

【００１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インクジェットヘッドを表層板、中層板及び裏層板を接
合することにより形成し、かつ、インク室及び共通イン
ク室を中層板をくり抜くことにより、または中層板によ
り空間を仕切ることにより形成した。そのため、インク
ジェットヘッドの部品点数の削減、加工し易さ等により
製造の手間を省き作業性を高めるとともに、インクジェ
ットヘッドに対するインクの充填を容易かつ確実に行
い、しかも、侵入した気泡を容易に除去することができ
る印字品質の高いインクジェットヘッドを提供すること
ができることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理断面図

【図２】第一の実施例に係るインクジェットヘッドを示
す図

【図３】第二の実施例に係るインクジェットヘッドを示
す図

【図４】従来例に係るインクジェットヘッドを示す図

【図５】他の従来例に係るインクジェットヘッドを示す
図

【符号の説明】

２０，２ 噴射用ノズル ３０，３ インク室 ４０，４ 圧力発生手段（圧電素子、電気機械変換素
子） ５０，５ 共通インク室 ６０，６ インク供給路 ７０，７１ 表層板 ８０，８１ 中層板 ９０，９１ 裏層板

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクの噴射を行う複数のインク噴射ノ
   ズル（２０）と、当該各インク噴射ノズル（２０）と連
   通し共通インク室（５０）からインクの供給を受けるイ
   ンク室（３０）と、各インク室（３０）と連通し、イン
   ク供給源からインク供給路（６０）を介して供給された
   インクをインク室（３０）に供給する共通インク室（５
   ０）と、インク室（３０）に対し圧力を加える圧力発生
   手段（４０）とを有するインクジェットヘッドにおい
   て、 当該インクジェットヘッドは表層板（７０）、中層板
   （８０）及び裏層板（９０）を層状に接合して形成され
   るとともに、 複数のインク噴射ノズル（２０）は、表層板（７０）の
   うちインク室に接する部分であって共通インク室（５
   ０）から遠い端部に接する表層板（７０）を貫いて設け
   られ、 インク室（３０）及び該インク室の下方に形成された共
   通インク室（５０）は中層板（８０）をくり抜くことに
   より、または中層板（８０）で空間を仕切ることにより
   形成され、 圧力発生手段（４０）はインク室（３０）に接する裏層
   板（９０）に設けられ、インクが上方に向かって流れる
   ようにしたことを特徴とするインクジェットヘッド。