JP3496442B2 - インクジェットヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク液をノズル
から噴射して記録用紙などに所要の記録を行うインクジ
ェット式記録装置のインクジェットヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、比較的構成が簡単で、高速印
字、高品質印字が容易な記録装置として、インクジェッ
ト方式の記録装置がよく知られている。この種のインク
ジェット記録装置のインクジェットヘッドは、たとえ
ば、インク液を液滴として噴射する複数のノズルが形成
されるノズルプレートと、圧電セラミック材料などから
形成され、各ノズルに連通される複数の噴射チャンネル
を有する噴射チャンネル群が、所定間隔を隔てて２列に
形成されるアクチュエータと、該アクチュエータに接合
され、インク液を各噴射チャンネルに供給するための供
給路をもつマニホールドとを備えており、アクチュエー
タの変形により噴射チャンネルの容積を変化させ、その
容積減少時に噴射チャンネルのインク液をノズルプレー
トに形成されたノズルから液滴として噴射し、容積増大
時にインク供給源からマニホールドの供給路を介してア
クチュエータの噴射チャンネル内にインク液を導入する
ようにしている。

【０００３】図７には、従来例としてのマニホールドと
アクチュエータとが接合された要部の断面を示してい
る。図７に示すように、マニホールド１の供給路２は、
概略断面円弧状に形成されており、このように形成され
た供給路２から、アクチュエータ３に形成された２列の
噴射チャンネル群５および６にインク液が供給される。
また、マニホールド１とアクチュエータ３との接合時に
おいて、供給路２と噴射チャンネル群５および６との間
の位置ずれが生じても、各噴射チャンネルへの流路を十
分に確保するために、アクチュエータとの接合端面に開
口する供給路２の幅４は、２つの噴射チャンネル群５お
よび６の各外側壁７および８間の長さ９よりやや長めに
形成して、噴射チャンネル群５および６の各外側壁７お
よび８の両外側にマージン１０がとれるようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のごとく
供給路２を形成すると、供給路２内に流入したインク液
は、供給路２の内側壁に沿って流れ、２つの噴射チャン
ネル群５および６の各噴射チャンネルに入ろうとする
が、アクチュエータ３におけるマニホールド１との接合
端面、すなわちマージン１０部分にあたってしまい、よ
って、インク液がスムーズに流れず、初期導入時に気泡
が発生し、また、この接合端面に介在する接着剤をとお
して気泡が発生することがある。そしてマージン１０部
分に残留しやすくなる。ここで発生し、残留した気泡は
成長して、各噴射チャンネルに流入してインク液の不噴
射を起こす原因となる。

【０００５】本発明の目的は、上記した問題点を解決す
るためになされたものであり、供給路内での気泡の発
生、残留を抑制して、インク液の不噴射を低減するイン
クジェットヘッドを提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、ノズルに連通し、インク
液を噴射するための噴射チャンネルを複数有する噴射チ
ャンネル群が、所定間隔を隔てて２箇所に形成されるア
クチュエータと、インク液を前記各噴射チャンネルに供
給するために、前記噴射チャンネル群に連通するよう
に、前記アクチュエータとの接合端面に開口する供給路
をもつマニホールドとを備え、前記マニホールドにおけ
る前記供給路が開口する前記アクチュエータとの接合端
面と、前記アクチュエータにおける前記マニホールド側
端面とが接合されているインクジェットヘッドにおい
て、前記アクチュエータとの接合端面に開口する供給路
の幅が、２つの噴射チャンネル群の各外側壁間の長さ以
下であることを特徴としている。

【０００７】この構成によると、アクチュエータとの接
合端面に開口する供給路の幅が、所定間隔を隔てて形成
される２つの噴射チャンネル群の各外側壁間の長さと等
しいか、またはそれより短い長さであるので、アクチュ
エータにおけるマニホールドとの接合端面において、噴
射チャンネル群の各外側壁の外側にはみ出すマージン部
分が形成されることはない。よって、供給路内に流入し
たインク液は、供給路の内側壁に沿って流れ、そのまま
２つの噴射チャンネル群の各噴射チャンネルにスムーズ
に流入される。このため、供給路内での気泡の発生、残
留を効果的に抑制でき、インク液の不噴射を低減するこ
とができる。

【０００８】また、請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載の発明において、前記アクチュエータとの接合
端面に開口する供給路の幅が、２つの噴射チャンネル群
の各噴射チャンネルの中央位置間の長さとほぼ等しい長
さとしている。製造工程においては、マニホールドとア
クチュエータとの接合位置が多少ずれる場合があるが、
接合位置がずれた場合には、マニホールドにおけるアク
チュエータとの接合端面で各噴射チャンネルの流路を塞
いでしまう虞がある。一方、接合位置のずれは、製造
上、正規分布に従ってずれるので、供給路の幅を、２つ
の噴射チャンネル群の各噴射チャンネルの中央位置間の
長さとほぼ等しい長さに形成して、供給路における内側
壁の開口縁を２つの噴射チャンネル群における噴射チャ
ンネルの中央位置に位置させて接合することにより、接
合時に接合位置のずれが生じても、かかる位置ずれによ
り、マニホールドにおけるアクチュエータとの接合端面
で噴射チャンネル群の外側にはみ出すマージン部分が形
成されることを、請求項１に記載の発明よりもさらに小
さくすることができて、製造管理上、不良品の発生を効
果的に防ぐことができる。

【０００９】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載の発明において、前記アクチュエータに
おける２つの噴射チャンネル群の間のマニホールド側端
面が、前記噴射チャンネル群における外側壁のマニホー
ルド側端縁に対して、前記ノズル側に位置している。こ
のように、アクチュエータにおける２つの噴射チャンネ
ル群の間のマニホールド側端面を、噴射チャンネル群に
おける外側壁のマニホールド側端縁に対して、ノズル側
に位置させることにより、アクチュエータにおける２つ
の噴射チャンネル群の間のマニホールド側端面をノズル
側にずらした分だけ、供給路における内側壁の開口縁と
噴射チャンネルの内側壁と間の幅を長くとることができ
るので、接合時において、供給路における内側壁の開口
縁が噴射チャンネルの内側壁側にずれたとしても、噴射
チャンネルへの流路が塞がれることはなく、よって、供
給路から噴射チャンネルへの流路を十分に確保すること
ができる。

【００１０】また、請求項４に記載の発明は、請求項３
に記載の発明において、前記アクチュエータが、２つの
噴射チャンネル群の間に、各噴射チャンネルの内側壁を
形成するプレートを備えており、前記プレートのマニホ
ールド側端面が、前記噴射チャンネル群における外側壁
のマニホールド側端縁に対して、前記ノズル側に位置し
ている。このように、アクチュエータは、２つの噴射チ
ャンネル群の間に、各噴射チャンネルの内側壁を形成す
るプレートを備えたので、かかるプレートをノズル側に
ずらすだけで、前記した請求項３の発明と同様に、供給
路における内側壁の開口縁と噴射チャンネルの内側壁と
間の幅を長くとることができるので、よって簡易な構成
により、供給路から噴射チャンネルへの流路を十分に確
保することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のインクジェット
ヘッドを備えたインクジェット記録装置を具体化した一
実施形態を示す斜視図である。カラーインクジェットプ
リンタ２１は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック
の４色のカラーインクを被印刷体としての印刷用紙２２
上に印刷して印字を行うインクジェット式のインクジェ
ットヘッド２３を備え、このインクジェットヘッド２３
は、ヘッドユニット２４として一体に設けられており、
このヘッドユニット２４とともに、インクジェットヘッ
ド２３に４色のインク液を供給するインク供給源として
のインクカートリッジ２５が、キャリッジ２６に脱着自
在に搭載されている。

【００１２】そして、インクジェットヘッド２３の前面
に対向して、その往復移動方向に平行にプラテンローラ
２７が回転自在に設けられており、インクジェットヘッ
ド２３とプラテンローラ２７とで印字部を構成してい
る。キャリッジ２６は、該キャリッジ２６の下部に設け
られたキャリッジ軸支持部２８を介して、インクジェッ
トヘッド２３の往復移動方向に延びるキャリッジ軸２９
およびガイド板５４に支持され、印字時に直線的に往復
運動可能となし、かつ、プーリ３０および３１間に架け
られたベルト３２に連結され、プーリ３０が図示しない
モータにより回転駆動されることにより、直線往復移動
されるようになっている。

【００１３】印刷用紙２２は、インクジェットプリンタ
２１の後部上方に設けられた図示しない給紙カセットか
ら給紙され、インクジェットヘッド２３と、矢印３３方
向に回転駆動されるプラテンローラ２７との間に導入さ
れ、印字後の印刷用紙２２は、矢印３４方向に排出され
る。なお、図１においては、これらの印刷用紙の給紙機
構の図示を省略している。

【００１４】また、プラテンローラ２７の側方で、イン
クジェットヘッド２３のリセット状態位置の前方に対向
させてパージ装置３５が設けられている。インクジェッ
ト式のインクジェットヘッド２３は、インク液の初期導
入時等に滞留した気泡が成長したり、噴射面上にインク
の液滴が付着することにより、噴射不良を起こすことが
あるので、これを解消し良好な噴射状態に回復させるた
めにパージ装置３５がある。パージ装置３５は、インク
ジェットヘッド２３のリセット状態位置における前方対
向位置に設けられたキャップ３６でインクジェットヘッ
ド２３を覆うことができるようになっており、キャップ
３６でインクジェットヘッド２３が覆われている時に、
インクジェットヘッド２３の内部に溜まる気泡などを含
んだ不良インクをカム３７により駆動されるポンプ３８
によって吸引し、インクジェットヘッド２３を回復させ
る。吸引された不良インクは貯留部３９に送られる。

【００１５】図２はインクジェットヘッド２３の斜視
図、図３はインクジェットヘッド２３の側面図、図４は
図３におけるＡ−Ａ線の要部断面図、図５は図２におけ
るＢ−Ｂ線の要部断面図である。これら図２、図３、図
４および図５を用いてインクジェットヘッド２３を説明
する。図２、図３および図４において、インクジェット
ヘッド２３は、複数のノズル（図示せず。）が形成され
るノズルプレート１１と、該ノズルプレート１１の各ノ
ズルに連通し、インク液を噴射するための噴射チャンネ
ル４８が複数形成されたアクチュエータ１４と、該アク
チュエータ１４に接合され、インク液を各噴射チャンネ
ル４８に供給する供給路１６をもつマニホールド１７と
を備えている。

【００１６】さらに詳述すると、アクチュエータ１４
は、図４に示すように、圧電セラミック素子を備えた１
対の基板４３および４４と、１対の基板４３および４４
の間に挟まれるプレート４５を備えており、基板４３お
よび４４には、それぞれ独立した溝４６および４７が形
成されている。そして、この基板４３および４４をプレ
ート４５の両面に接合することにより、外側壁４０およ
び４１と側壁とが溝４６および４７で形成され、内側壁
４９および５０がプレート４５で形成された噴射チャン
ネル４８が形成される。形成された複数の噴射チャンネ
ル４８は、プレート４５を挟んで対向状に２つの噴射チ
ャンネル群１２および１３を形成する。また、図３およ
び図５に示すように、マニホールド１７には、インク液
が流入するインク流入口１８に連通し、アクチュエータ
１４の各噴射チャンネル４８にインク液を供給するため
に、その断面を概略円弧形状となして、アクチュエータ
１４との接合端面１５に開口する供給路１６が形成され
ている。そして、供給路１６が開口するマニホールド１
７におけるアクチュエータとの接合端面１５と、各噴射
チャンネル４８が開口するアクチュエータ１４における
マニホールド側端面とを接着剤によって接合するように
している。

【００１７】そして、インクカートリッジ２５からのイ
ンク液は、マニホールド１７のインク流入口１８から供
給路１６に流入し、供給路１６内に流入されたインク液
は、アクチュエータ１４の噴射チャンネル群１２および
１３の各噴射チャンネル４８内に供給され、アクチュエ
ータ１４の変形により噴射チャンネルの容積を変化さ
せ、その容積減少時に噴射チャンネルのインク液をノズ
ルプレート１１に形成されたノズルから液滴として噴射
し、容積増大時にインクカートリッジ２５からマニホー
ルド１７の供給路１６を介してアクチュエータ１４の噴
射チャンネル４８内に、インク液を導入するように構成
している。なお、インクジェットヘッド２３は、アクチ
ュエータ１４を、圧電セラミック素子に代えて発熱素子
を用いたサーマルヘッドタイプおよびその他公知のタイ
プにしてもよい。また、図２および図３に示す５６およ
び５７は、マニホールド１７の両側端部に形成される、
該マニホールド１７をヘッドユニット２４に取付けると
ともに、アクチュエータ１４を保持するための取付部材
である。

【００１８】そして、図５に示すように、アクチュエー
タ１４との接合端面１５に開口する供給路１６の幅１９
は、２つの噴射チャンネル群１２および１３の外側壁４
０および４１間の長さ以下であって、２つの噴射チャン
ネル群１２および１３の各噴射チャンネル４８の中央位
置間の長さとほぼ等しい長さに形成され、供給路１６に
おける内側壁４２の開口縁５５を２つの噴射チャンネル
群１２および１３における噴射チャンネル４８の中央位
置に位置させて接合している。

【００１９】このように、アクチュエータ１４との接合
端面１５に開口する供給路１６の幅１９が、２つの噴射
チャンネル群１２および１３の外側壁４０および４１間
の長さ以下とすると、アクチュエータ１４におけるマニ
ホールド側端面が、噴射チャンネル群１２および１３の
外側壁４０および４１の外側にはみ出すマージン部分を
形成することはない。よって、供給路１６内に流入した
インク液は、供給路１６の内側壁４２に沿って流れ、そ
のまま２つの噴射チャンネル群１２および１３の各噴射
チャンネル４８にスムーズに流入される。このため、供
給路１６内での気泡の発生、残留が抑制され、インク液
の不噴射を低減させることができる。

【００２０】しかも、アクチュエータ１４との接合端面
１５に開口する供給路１６の幅１９は、２つの噴射チャ
ンネル群１２および１３の各噴射チャンネル４８の中央
位置間の長さとほぼ等しい長さに形成されているので、
製造工程においてマニホールド１７とアクチュエータ１
４との接合位置が多少ずれても、かかる位置のずれは、
製造上においてはほぼ正規分布に従ってずれるので、供
給路１６における内側壁４２の開口縁５５を２つの噴射
チャンネル群１２および１３における各噴射チャンネル
４８の中央位置に位置するように接合を行えば、かかる
位置ずれにより、マニホールド１７におけるアクチュエ
ータ１４との接合端面で噴射チャンネル４８の外側には
み出すマージン部分が形成されることをさらに小さくす
ることができる。よって、製造管理上、不良品の発生を
効果的に防ぐことができる。

【００２１】また、図６は、本発明の他の実施形態を示
した図５に対応する図である。図６においては、アクチ
ュエータ１４における２つの噴射チャンネル群１２およ
び１３の間のマニホールド側端面、すなわち、アクチュ
エータ１４のプレート４５におけるマニホールド側端面
５１が、噴射チャンネル群１２および１３における外側
壁４０および４１のマニホールド側端縁５２および５３
に対して、ノズル側に位置されている。

【００２２】このように、プレート４５のマニホールド
側端面５１を、噴射チャンネル群１２および１３におけ
る外側壁４０および４１のマニホールド側端縁５２およ
び５３に対して、ノズル側に位置させることにより、プ
レート４５のマニホールド側端面５１をノズル側にずら
した分だけ、供給路１６における内側壁４２の開口縁５
５と噴射チャンネル４８の内側壁４９および５０と間の
幅を長くとることができるので、接合時において、供給
路１６における内側壁４２の開口縁５５が噴射チャンネ
ル４８の内側壁４９および５０側にずれたとしても、噴
射チャンネル４８への流路が塞がれることはなく、よっ
て、供給路１６から噴射チャンネル４８への流路を十分
に確保することができる。また、本実施形態では、各噴
射チャンネル４８の内側壁４９および５０をプレート４
５で形成しており、かかるプレート４５をノズル側にず
らすのみで、供給路１６における内側壁４２の開口縁５
５と噴射チャンネル４８の内側壁４９および５０と間の
幅を長くとることができるので、簡易な構成により、供
給路１６から各噴射チャンネル４８への流路を十分に確
保することができる。

【００２３】なお、本実施形態の２列の噴射チャンネル
群５および６間に、さらに噴射チャンネル群を設けるよ
うにしてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の発明にか
かるインクジェットヘッドによれば、アクチュエータと
の接合端面に開口する供給路の幅が、２つの噴射チャン
ネル群の各外側壁間の長さ以下としたので、アクチュエ
ータにおけるマニホールドとの接合端面において、噴射
チャンネル群の各外側壁の外側にはみ出すマージン部分
が形成されることはない。よって、供給路内に流入した
インク液は、供給路の内側壁に沿って流れ、そのまま２
つの噴射チャンネル群の各噴射チャンネルにスムーズに
流入される。このため、供給路内での気泡の発生、残留
を効果的に抑制でき、インク液の不噴射を低減すること
ができる。

【００２５】また、請求項２に記載の発明によれば、ア
クチュエータとの接合端面に開口する供給路の幅が、２
つの噴射チャンネル群の各噴射チャンネルの中央位置間
の長さとほぼ等しい長さであるので、製造工程において
マニホールドとアクチュエータとの接合位置が多少ずれ
ても、かかる位置のずれは、製造上においてはほぼ正規
分布に従ってずれるため、供給路における内側壁の開口
縁を２つの噴射チャンネル群における各噴射チャンネル
の中央位置に位置するように接合を行うことにより、か
かる位置ずれにより、マニホールドにおけるアクチュエ
ータとの接合端面で噴射チャンネルの外側にはみ出すマ
ージン部分が形成されることを一層防止でき、製造管理
上、不良品の発生を効果的に抑制することができる。

【００２６】また、請求項３に記載の発明によれば、ア
クチュエータにおける２つの噴射チャンネル群の間のマ
ニホールド側端面が、噴射チャンネル群における外側壁
のマニホールド側端縁に対して、前記ノズル側に位置し
ているので、アクチュエータにおける２つの噴射チャン
ネル群の間のマニホールド側端面をノズル側にずらした
分だけ、供給路における内側壁の開口縁と噴射チャンネ
ルの内側壁と間の幅を長くとることができる。よって接
合時において、供給路における内側壁の開口縁が噴射チ
ャンネルの内側壁側にずれたとしても、噴射チャンネル
への流路が塞がれることはなく、供給路から噴射チャン
ネルへの流路を十分に確保することができる。

【００２７】また、請求項４に記載の発明によれば、各
噴射チャンネルの内側壁を、２つの噴射チャンネル群の
間に備えられるプレートで形成されるので、プレートを
ノズル側にずらすのみで、供給路における内側壁の開口
縁と噴射チャンネルの内側壁と間の幅を長くとることが
できるので、よって簡易な構成により、供給路から噴射
チャンネルへの流路を十分に確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置の一実施形態
を示す斜視図である。

【図２】図１のインクジェット記録装置のインクジェッ
トヘッドの斜視図である。

【図３】図２のインクジェットヘッドの側面図である。

【図４】図３におけるＡ−Ａ線の要部断面図である。

【図５】図２におけるＢ−Ｂ線の要部断面図である。

【図６】図５に対応する他の実施形態を示す図である。

【図７】図５に対応する従来例を示す図である。

【符号の説明】

１２、１３ 噴射チャンネル群 １４ アクチュエータ １５ 接合端面 １６ 供給路 １７ マニホールド １９ 供給路の幅 ２３ インクジェットヘッド ４０、４１ 外側壁 ４５ プレート ４８ 噴射チャンネル ４９、５０ 内側壁 ５１ マニホールド側端面 ５２ マニホールド側端縁

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルに連通し、インク液を噴射するた
   めの噴射チャンネルを複数有する噴射チャンネル群が、
   所定間隔を隔てて２箇所に形成されるアクチュエータ
   と、 イ ンク液を前記各噴射チャンネルに供給するために、前
   記噴射チャンネル群に連通するように、前記アクチュエ
   ータとの接合端面に開口する供給路をもつマニホールド
   とを備え、 前記マニホールドにおける前記供給路が開口する前記ア
   クチュエータとの接合端面と、前記アクチュエータにお
   ける前記マニホールド側端面とが接合されてい るインク
   ジェットヘッドにおいて、 前記アクチュエータとの接合端面に開口する供給路の幅
   が、２つの噴射チャンネル群の各外側壁間の長さ以下で
   あることを特徴とする、インクジェットヘッド。
2. 【請求項２】 前記アクチュエータとの接合端面に開口
   する供給路の幅が、２つの噴射チャンネル群の各噴射チ
   ャンネルの中央位置間の長さとほぼ等しい長さである、
   請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 【請求項３】 前記アクチュエータにおける２つの噴射
   チャンネル群の間のマニホールド側端面が、前記噴射チ
   ャンネル群における外側壁のマニホールド側端縁に対し
   て、前記ノズル側に位置している、請求項１または２に
   記載のインクジェットヘッド。
4. 【請求項４】 前記アクチュエータは、２つの噴射チャ
   ンネル群の間に、各噴射チャンネルの内側壁を形成する
   プレートを備え、前記プレートのマニホールド側端面
   が、前記噴射チャンネル群における外側壁のマニホール
   ド側端縁に対して、前記ノズル側に位置している、請求
   項３に記載のインクジェットヘッド。