JP3743474B2 - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents
インクジェット式記録ヘッド Download PDFInfo
- Publication number
- JP3743474B2 JP3743474B2 JP6793898A JP6793898A JP3743474B2 JP 3743474 B2 JP3743474 B2 JP 3743474B2 JP 6793898 A JP6793898 A JP 6793898A JP 6793898 A JP6793898 A JP 6793898A JP 3743474 B2 JP3743474 B2 JP 3743474B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- reservoir
- recording head
- jet recording
- ink jet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14419—Manifold
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【発明が属する技術の分野】
本発明は、記録媒体にインク滴を吐出して記録画像を形成するインクジェット式記録ヘッド、より詳細には圧力発生室等の流路を形成するスペーサの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
ノズルと連通する圧力発生室の壁面に弾性変形可能な封止板を積層し、この封止板を圧電振動子により加圧することによりインク滴を吐出し記録媒体に記録するインクジェット式記録ヘッドは、例えば特開平7-323543号公報に見られるようにノズルを有するノズルプレートと、圧力発生室とリザーバ及びインク流路が形成されたスペーサ部材と、封止板をサンドイッチ状に積層し、この封止板を圧電振動子により弾性変形させて、圧力発生室を膨張、収縮させるように構成されている。
【0003】
リザーバは、2列の圧力発生室の外周を取り囲むように略U字状に形成されていて、中央部に導入口が接続するように構成されている。 このような構成によれば、2列の圧力発生室を使用して高密度印刷が可能となるものの、カラー印刷のように複数種のインクを使用する記録ヘッドにあっては、インク種の数だけ記録ヘッドを用意せねばならず、記録ヘッドの幅方向のサイズが非常に大きくなるという問題がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは記録ヘッドの幅方向のサイズの拡大を招くこと無く、同一の基板に形成された複数列の圧力発生室の各列に独立してインクを安定に供給できるインクジェット式記録ヘッドを提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解消するために本発明においては、複数の圧力発生室を列状に形成するとともに、各列の圧力発生室にインク供給口を介して連通し、またインク導入口を介して外部からインクの注入を受けるリザーバが形成されたスペーサと、前記圧力発生室に連通するノズル開口が穿設されたノズルプレートと、前記圧力発生室、及び前記リザーバを封止する封止板とを積層して構成された流路ユニットと、前記流路ユニットを固定するとともに、前記インク導入口を介して前記リザーバにインクを注入するインク誘導路を備えたヘッドホルダとを備え、前記スペーサは、前記リザーバの最外側よりも前記インク供給口側に位置するように前記インク導入口に連通する接続流路を有し、前記接続流路が前記インク導入口の外周に対向し、かつ前記リザーバ側に位置する突出部により区画形成されており、前記突出部が前記インク誘導路の開口部の外周の少なくとも2点を支持している。
【0005】
【作用】
インク導入口の外周に対向する領域の突出部が、ヘッドホルダのインク誘導路の外周の複数点に当接するため、この近傍が確実に接着されて液密構造が確保でき、またインク導入口に接続する接続流路がリザーバの内側寄りに位置するため、リザーバの幅を抑えることができる。
【0006】
【発明の実施の形態】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図1は、本発明の記録ヘッドの一実施例を示すものであって、ノズル開口1、インク供給口2、リザーバ3、及び圧力発生室4を形成する流路形成ユニット5をヘッドホルダ6の一端に固定するとともに、このユニット5の各列の圧力発生室4に対向する位置に圧電振動子7、7、7、…の先端が当接するように圧電振動子ユニット8をヘッドホルダ6に固定して構成されている。
【0007】
ヘッドホルダ6は、図2に示したように圧力発生室4に対向する位置に圧電振動子7、7、7を露出させる窓9が、またリザーバ3に対向する領域には、圧電振動子7により弾性変形可能な後述の封止板10を弾性変形可能ならしめる凹部11が形成され、さらにリザーバの中心部と対向する位置にはインク誘導路12の先端を開口13を形成して構成されている。
【0008】
流路ユニット5は、圧力発生室2に連通するノズル開口1を備えたノズルプレート14と、リザーバ3、インク供給口2、及び圧力発生室4を形成するスペーサ15と、少なくともリザーバ3、インク供給口2、及び圧力発生室4を封止し、かつリザーバ3、及び圧力発生室4の領域で弾性変形可能な弾性膜にヘッドホルダ6の開口13とリザーバ3とを接続する通孔16を穿設してなる封止板10とをサンドイッチ状に積層して構成されている。
【0009】
封止板10は、この実施例では圧電振動子7の変位を圧力発生室の容積変化に変換するために各圧力発生室の中心線状に剛性を備えたアイランド部17が形成されている。
【0010】
図3は、スペーサ15の一実施例を示すものであって、中心線を対称線とするように圧力発生室4、4、4、…が2列一定のピッチで形成され、各列のインク供給口2、2、2、…の外側にはそれぞれ独立してリザーバ3、3が形成され、インク供給口2、2、2…を介してリザーバ3、3と各列の圧力発生室4、4、4、…が接続されている。
【0011】
リザーバ3は、中心点を対称点とするように両側が若干狭くなるように羽型に形成され、また中心部にはヘッドホルダ6のインク誘導路12に接続する凹部18を突出部19により区画して形成されている。この凹部18は、リザーバ3の最外側よりも内側に位置するように形成されている。これにより、記録ヘッド全体の幅を小さくして小型化を図ることが可能となる。
【0012】
また、突出部19の両側(図では上下方向)にはリザーバ3の本体部と凹部18とをインクの流通が可能な程度の段差部からなる接続流路20が、図4及び図5に示したように封止板10の側に形成されている。
【0013】
このスペーサ15は、周知のように所定厚に切り出されたシリコン単結晶基板を用い、リザーバ3、凹部18等を異方性フルエッチングにより貫通孔を形成し、また圧力発生室4や接続流路20を異方性ハーフエッチングすることにより構成できる。
【0014】
また、エッチング可能でかつインクに耐蝕性を持つ金属やガラス等の板材を用い、これに貫通領域や凹部をエッチングにより形成したり、また少なくとも凹部の底面を境とするように厚み方向に複数の層に分解し、各層の貫通孔に一致する貫通孔を形成したエッチングフィルムを積層することにより構成することができる。
【0015】
この実施例において、スペーサ15の一方の面にノズルプレート14を、また他方の面に封止板10を接着剤等により液密に固定して流路形成ユニット5を構成する。
【0016】
この流路形成ユニット5のインク導入口16をヘッドホルダ6のインク誘導路12の開口13に位置合わせして接着剤等によりヘッドホルダ6に固定し、また圧電振動子7の先端が封止板10のアイランド部17に当接するように圧電振動子ユニット8をヘッドホルダ6に固定し、またヘッドホルダ6の他方の面にインク供給針21やフィルタ22を取り付け、外側をシールド部材を兼ねる枠体23で固定すると記録ヘッドが完成する。
【0017】
ところで、流路ユニット5とヘッドホルダ6との接着の過程で、インク導入路12の開口13の周縁の内、少なくともリザーバ3の幅方向の2点、つまり図4において凹部18の図中右側の壁とインク供給口2を形成する壁2aの領域、及び突出部19の先端19aの領域でも支持されるため、インク誘導路の開口13の周辺の封止板10がヘッドホルダ6に確実に接着され、液密構造が確保される。
【0018】
このように構成された記録ヘッドに駆動信号を印加すると、圧電振動子7が収縮して圧力発生室4が膨張する。これによりリザーバ3のインクがインク供給口2から圧力発生室4に流れ込む。所定時間が経過した段階で圧電振動子7を放電させると、圧電振動子7が伸長して元の状態に復帰する。この過程で圧力発生室4が圧縮されて圧力発生室4のインクの一部がノズル開口1からインク滴として吐出し、また残部がインク供給口2からリザーバ3に逆流する。
【0019】
リザーバ3に逆流したインクは、リザーバ3の圧力を上昇させることになるが、リザーバ3の一方の面はフィルム等の弾性変形可能な封止板10により封止され、かつヘッドホルダ6の対向する面に凹部11が形成されているから、封止板10が圧力に応動して弾性変形し、圧力上昇分を吸収する。またインク導入口16に対向する領域の圧力発生室4から逆流したインクは、この領域に形成されている接続流路20から両側に分流して、両側のリザーバ3の本体の大きなコンプライアンスにより吸収される。
【0020】
このようにしてリザーバ3のインクが消費されると、インク供給針21により接続されている図示しないインクカートリッジのインクがヘッドホルダ6のインク誘導路12を経由してインク導入口12からリザーバ3の凹部18の開口18aや接続流路20から両側に分流して流れ込む。
【0021】
図6は、本発明の第2の実施例を示すものであって、この実施例においては前述の突出部19を、凹部18を取り囲むように周回さて圧力発生室側(図中、左側)に壁部19bを形成し、壁部19bに接続流路24を形成したものである。
【0022】
この実施例によればインク誘導路12の開口13の周縁と可及的に長い周長での当接領域を確保でき、より安定に接着構造を確保することができる。
【0023】
なお、上述の実施例においては壁部19bに接続流路24を形成しているが、図7に示したように圧力発生室側のリザーバに対向する細長い領域に凹所25を形成するとともに、壁部19bに接続するように枝26を形成すると、凹部18とリザーバ3との連通を確保しつつ、壁部19bを補強することができる。
【0024】
さらには、図8に示したように枝26の先端部26aを凹部から若干後退させて開口領域27を確保するとともに、先端部26aの厚みをスペーサ15と同一の厚みに形成して、ここをヘッドホルダ6のインク誘導路12の開口13の周縁の支持領域とすることもできる。
【0025】
なお、上述の実施例においては、ヘッドホルダ6のインク誘導路12の開口13とリザーバ3との接続流路を封止板10側に形成しているが、図9(イ)に示したようにノズルプレート側に接続流路20’を形成したり、また図9(ロ)に示したように両面に接続流路20”を形成しても同様の作用を奏することは明らかである。
【0026】
特にノズルプレート側に接続流路20’を形成した場合には、ヘッドホルダ6のインク誘導路12の開口13の周辺に当接する領域のスペーサ15の突起19が封止板10側では広い面積で残るため、ヘッドホルダ6と流路ユニット5との接着作業時にスペーサ15自体の剛性により接着のための圧力を掛け易い。これにより、図10、図11に示すように図4に示した実施例における突出部19の先端19aや図6、図7に示した実施例における壁部19b、さらには図8に示した実施例における先端部26aに相当する領域までを接続流路とするように凹部を拡大して形成することができ、接続流路での流路抵抗を下げることが可能となる。
【0027】
さらには、図12に示したようにヘッドホルダ6のインク誘導路12の開口13周辺に当たる領域を凹部とすることができる。
【0028】
また上述の実施例においては、ヘッドホルダ6のインク誘導路12の開口13とリザーバ3との接続流路をリザーバ3の延長方向に1つずつ形成しているが、各方向に複数形成したり、また図13に示したように開口13の周辺に島部19cを残すように流路20を形成して流路ユニットの接着性を確保しつつ、接続流路の流路抵抗を下げることができる。
【0029】
さらには、上述の実施例においては圧力発生手段として軸方向に伸縮する圧電振動子を使用しているが、たわみ振動する圧電振動子を各圧力発生室4に対向させて設けたり、またインクを蒸発、気化させることができる発熱素子を各圧力発生室4に設けた記録ヘッドに適用しても同様の作用をそうする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施例を示す断面図である。
【図2】同上記録ヘッドの組立て斜視図である。
【図3】スペーサの一実施例を示す平面図である。
【図4】同上スペーサの、ヘッドホルダのインク誘導路の開口と対向する領域を拡大して示す平面図である。
【図5】ヘッドホルダのインク誘導路の開口の近傍を拡大して示す断面図である。
【図6】本発明の他の実施例を、ヘッドホルダのインク誘導路の開口の近傍を拡大して示す平面図である。
【図7】本発明の他の実施例を、ヘッドホルダのインク誘導路の開口の近傍を拡大して示す平面図である。
【図8】本発明の他の実施例を、ヘッドホルダのインク誘導路の開口の近傍を拡大して示す平面図である。
【図9】図(イ)、(ロ)は、それぞれ本発明の他の実施例を、ヘッドホルダのインク誘導路の開口の近傍を拡大して示す断面図である。
【図10】同上、ノズルプレート側に接続用の凹部を形成した場合の実施例を、ヘッドホルダのインク誘導路の開口の近傍を拡大して示す平面図である。
【図11】同上、ノズルプレート側に接続用の凹部を形成した場合の実施例を、ヘッドホルダのインク誘導路の開口の近傍を拡大して示す平面図である。
【図12】同上、ノズルプレート側に接続用の凹部を形成した場合の実施例を、ヘッドホルダのインク誘導路の開口の近傍を拡大して示す平面図である。
【図13】同上、ノズルプレート側に接続用の凹部を形成した場合の実施例を、ヘッドホルダのインク誘導路の開口の近傍を拡大して示す平面図である。
【符号の説明】
3 リザーバ
4 圧力発生室
5 流路ユニット
6 ヘッドホルダ
7 圧電振動子
10 封止板
12 インク誘導路
13 開口
14 ノズルプレート
15 スペーサ
16 インク導入口
18 凹部
19 突出部
20 接続流路
Claims (13)
- 複数の圧力発生室を列状に形成するとともに、各列の圧力発生室にインク供給口を介して連通し、またインク導入口を介して外部からインクの注入を受けるリザーバが形成されたスペーサと、前記圧力発生室に連通するノズル開口が穿設されたノズルプレートと、前記圧力発生室、及び前記リザーバを封止する封止板とを積層して構成された流路ユニットと、
前記流路ユニットを固定するとともに、前記インク導入口を介して前記リザーバにインクを注入するインク誘導路を備えたヘッドホルダとを備え、
前記スペーサは、前記リザーバの最外側よりも前記インク供給口側に位置するように前記インク導入口に連通する接続流路を有し、前記接続流路が前記インク導入口の外周に対向し、かつ前記リザーバ側に位置する突出部により区画形成されており、前記突出部が前記インク誘導路の開口部の外周の少なくとも2点を支持しているインクジェット式記録ヘッド。 - 前記接続流路が凹部として前記ノズルプレート側、または前記封止板側に形成されている請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記接続流路が凹部として前記ノズルプレート側と前記封止板側との両面に形成されている請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記接続流路が前記ノズルプレート側に開口し、かつ前記インク誘導路のほぼ外周を囲むように形成されている請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記接続流路が、前記インク誘導路の開口に接続するように複数に分岐している請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記スペーサが、シリコン単結晶基板を異方性エッチングして構成され、前記接続流路がシリコン単結晶基板のハーフエッチングにより形成されている請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記インク導入口の外側の境界が前記リザーバの最外側とほぼ一致する請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記ヘッドホルダのインク誘導路の開口の周縁が、リザーバを跨いで支持されている請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記ヘッドホルダのインク誘導路の開口の周縁の一部が、リザーバ内で支持されている請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記圧力発生室側の前記リザーバに対向する領域に凹所が形成されている請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記封止板が、前記リザーバに対向する領域で弾性変形可能で、また前記ヘッドホルダに前記弾性変形を可能ならしめる凹部が形成されている請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記封止板が、前記圧力発生室に対向する領域で弾性変形可能で、かつ圧電振動子の変位を受ける請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記圧力発生室にインクを気化させる発熱素子が設けられている請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6793898A JP3743474B2 (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | インクジェット式記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6793898A JP3743474B2 (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | インクジェット式記録ヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11245399A JPH11245399A (ja) | 1999-09-14 |
JP3743474B2 true JP3743474B2 (ja) | 2006-02-08 |
Family
ID=13359384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6793898A Expired - Fee Related JP3743474B2 (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | インクジェット式記録ヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3743474B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60000584T2 (de) | 1999-01-29 | 2003-08-14 | Seiko Epson Corp | Tintenstrahldruckkopf mit verbesserten Tintenzufuhrkanälen |
-
1998
- 1998-03-03 JP JP6793898A patent/JP3743474B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11245399A (ja) | 1999-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8876271B2 (en) | Liquid jet head | |
US6074036A (en) | Ink jet head connection unit, an ink jet cartridge, and an assembly method thereof | |
US6296351B1 (en) | Ink jet recording head with narrowed reservoir ends | |
JP3743474B2 (ja) | インクジェット式記録ヘッド | |
JP3541869B2 (ja) | インクジェット式記録ヘッド | |
JP3374893B2 (ja) | インクジェット式記録ヘッド | |
JP2003170592A (ja) | 液体噴射ヘッド | |
JPH08174825A (ja) | インクジェット式記録ヘッド | |
JP2000052553A (ja) | インクジェット式記録ヘッド | |
JP3634555B2 (ja) | インクジェット式記録ヘッド | |
JP3491193B2 (ja) | インクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置 | |
JPH1158739A (ja) | インクジェット式記録ヘッド | |
JPH11348282A (ja) | インクジェットヘッド及びその製造方法 | |
JP2000141637A (ja) | インクジェット式記録ヘッド | |
JPH07285223A (ja) | 圧電駆動形インクジェットヘッド | |
JP2002144582A (ja) | インクジェット記録ヘッド | |
JPH01228861A (ja) | インクジェット記録装置における記録ヘッド作成方法 | |
JP2000218789A (ja) | インクジェット式記録ヘッド | |
JP2001277513A (ja) | 液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法 | |
JP2003341057A (ja) | 液体噴射ヘッド | |
JPH0939242A (ja) | 積層型インクジェット式記録ヘッド | |
JPH05212863A (ja) | インクジェットプリンタヘッド及びその製造方法 | |
JPH06293134A (ja) | インクジェットプリンタヘッド | |
JPH11129465A (ja) | インクジェットヘッド | |
JP2004291656A (ja) | インクジェットヘッド接続ユニット及びインクジェットヘッド接続ユニットの組立方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050309 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050421 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051026 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051108 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091125 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091125 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101125 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101125 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111125 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111125 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121125 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121125 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131125 Year of fee payment: 8 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |