JP5779635B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関するものである。

従来の連続型のインクジェット記録装置のノズルは、撥水撥油のための表面処理を特別に施していないものが一般的であるが、ノズル構成部品の一つであるオリフィスのインク噴出口周辺に撥水処理を施したものも知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、連続型のインクジェット記録装置における従来使用されていたノズルは、インクが一時的に溜まる液室にインクを供給するインク供給流路と、装置停止時に液室に溜まっているインクを吸引するインク排出流路を有している。この液室の一部分は、ノズルから噴き出したインクが粒子化するのに必要な振動を与える加振壁になっている。

インク供給流路とインク排出流路は、加振壁とこの加振壁に振動を与える加振源とを迂回するように配置されている（例えば、特許文献２参照）。

また、さらに、連続型のインクジェット記録装置における従来使用されていたノズルは、図１９、図２０に示すようにノズルボディ３００は継手３０１を有し、図示しない本体から圧送されたインクが流れるチューブ２０２と継手３０１とが接続することによってインク供給経路を構成している。

噴出するインクビーム３０３の位置すなわちノズル中心軸方向の調整は、ノズルのハウジング３０４とハウジング３０４を保持するベース３０５の位置を調整ネジＡ３０６と調整ネジＢ３０７により矢印Ａ３０８と矢印Ｂ３０９の方向に移動させる手段をとっている。

振動をつかさどる加振部３１０は、インク供給経路やハウジング３０４と分離され独立しているためインクビーム３０３の位置調整が加振部３１０に影響を与えることは無い。

一方、図２１で知られるノズルはノズルボディ２３１の中心軸に流路２３３を構成しており、図１９に示すノズルに対し小型化が図られている。加振部２４９の一部であるノズルボディ２３１の軸２３６の端部がインク供給経路を接続する継手部２３７となっており、チューブ３２０を接続する構造となっている（例えば、特許文献２参照）。

また、連続型のインクジェット記録装置のノズルは、振動源を固定するためのナットの内径は全面がねじになっていて振動源取付け軸との間に空隙がなく、ナットの外径も段付がないものが一般的である（例えば、特許文献３参照）。

特開平１０−２９６９９７号公報 特開２００２−６７２９８号公報 特開２００１−１９１５１６号公報

特許文献１に示すような連続型のインクジェット記録装置は、用途として高速な生産ラインでの印字に使用するケースが多く、印字を行った被印字物は印字後短時間で、次工程へ搬送される。

その際、非印字物を掴むために印字面に触れることや、印字後短時間で被印字物に洗浄のため洗浄液をかける等の外力が印字面に加わることがある。

そのため、外力による印字の消滅を防止するため、インクは、印字後速やかに乾燥することが必要であり、速乾性のインクが用いられている。

インクジェット記録装置の通常運転時は、ノズルのインク噴出口よりインクを連続噴出しているためインクがノズル内部で乾燥固着することは無いが、インクジェット記録装置停止時においてはインクがノズル内部に残留していると、インクが乾燥固着しインク噴出口の詰りが発生してしまう。

インク噴出口の詰りが発生すると、ノズル内部を加圧してもインクが噴出しなかったり、またインクが噴出したとしてもインクの噴出開始時にインク噴出方向が曲がったり、またインク噴出方向が曲がったままの状態になる場合もある。これらの現象が発生すると、正常な印字が不可能となることはもとより被印字物や生産ラインをインクで汚すことにつながる。

そのため、インク噴出状態からインク噴出を停止する際にインク噴出口のインクを除去するか、または放置してもインク噴出口のインクが乾燥しないようにする必要がある。
噴出口のインクを除去する場合の方法として、洗浄液でインク噴出口を洗浄するか、洗浄液を用いずに完全にインクを吸引するか、が挙げられる。

洗浄液でインク噴出口を洗浄する場合、洗浄に用いた液は、最終的には本体のインク容器の中に流れ込むので、インク容器の容量に対して多量の洗浄液を用いると、一時的ではあるがインクの物性に変化をもたらし、印字乱れの原因となる場合がある。

また、多量の洗浄液を用いることは、ランニングコストを上げることにもつながるので、いかに微小な量の洗浄液でインク噴出口を洗浄するかが課題となる。

また、特許文献２に記載されたノズルは、加振壁を避けた位置にインク供給流路とインク排出流路を有し、それぞれの流路は複数の部品を介して形成されていると共に、加振壁を迂回する複雑な経路となっている。

これは、特許文献１のノズル構造が、加振壁となる板状部品を二つの部品によりシール部品を介して保持する構造であること。及び、液室内のインクに振動を効率よく与えるために加振壁の振動する面積をできるだけ確保する構造であることで、加振壁をインク流路が迂回する構造をとったものである。

またインク供給流路とインク排出流路は、インクジェット記録装置本体とノズルを搭載するインクヘッドとを結ぶ管路と接続するために、それぞれノズル継ぎ手が必要である。上述したノズルの構造上、ノズルと別部品にノズル継ぎ手を設けていた。

この様に、特許文献１に記載されたノズルは、多数の部品を必要とするために組み立てによるノズルの個体差が生じやすい。このノズルの固体差による影響の一つとしてノズルの共振周波数が異なってしまう問題がある。ノズルの共振周波数にバラつきが多いと、このバラつきを考慮した効率の悪い振動数で加振部を駆動しなければならない。また、加振部の駆動周波数の調整に時間がかかるといったことにもなる。

また、ノズルの部品数が多くなると、加工や組み立てのためにノズルの寸法を小型化しづらい。

図２１の小型ノズルは、チューブ３２０の這い回しかたによりチューブの反力が加振部に与える影響が異なってしまう。また、噴出するインクビームの位置調整を、図１９に示したノズルと同様にハウジング１２１を動かすことで行うと、同時に継手部２３７を動かすことになりチューブ３２０の反力が変化する可能性を持っている。加振部が外力を受けると所望の振動をインクに与えられず噴出後のインク粒子形状に影響を与え、延いては印字の乱れにつながる。よってビーム位置の調整によって加振部が外力を受ける構造は問題である。

特許文献３に開示の技術においては、振動源を振動源取付け軸と振動源固定ナットで挟み込まれたノズルボデーの共振周波数を低くする場合は、振動源固定ナットの外径を大きく、または振動源固定ナットの長さを長くして質量を大きくする必要があり、ノズルボデーが大きくなってしまう。

その結果、ノズルバデーを搭載している印字ヘッドの小形化を妨げていた。

本発明の目的のひとつは、安定的な印字を実現できるインクジェット記録装置をユーザーに提供することにある。

上記課題を解決するため、例えば、本体内に設けられたインク容器から供給されたインクを加振して噴出するノズルと、前記ノズルから噴出したインク粒子を帯電する帯電電極と、帯電したインク粒子を偏向させる電界を形成する偏向電極と、が備えられた印字ヘッドを有するインクジェット記録装置において、前記ノズルは、インクに振動を与えるインク室と、このインク室と連通してインク室にインクを供給する第１のインク流路と、前記インク室と連通しインクを噴出する噴出口を含む第２のインク流路とを有し、また、前記インク室の一部に前記インク室内のインクを加振する加振壁と、この加振壁に振動を与える加振部とを有し、前記加振壁に前記インク室の流入口を設け、前記ノズルを弾性体によって保持する構造を有し、前記弾性体は前記ノズルの外周と、前記加振部の端部とに配置されていることを特徴とする構成をとる。

本発明によれば、例えば、安定的な印字が可能なインクジェット記録装置を提供することが出来る。

実施例１に係るノズルの断面図である。 に係るインクジェット記録装置の外観図である。 に係るインクジェット記録装置のインク循環経路の簡略図である。 実施例２におけるノズルの外観図である。 図４のノズルにおける構成図である。 実施例２におけるノズルの断面図である。 実施例２におけるノズルの断面図である。 実施例２におけるノズルの断面図である。 実施例２の変形例におけるノズルの断面図である。 実施例２の変形例におけるノズルの断面図である。 実施例２におけるインクジェット記録装置の外観図である。 実施例２におけるインクジェット記録装置の構成図である。 ノズルの加振壁における振幅特性を説明する図。 実施例３に係るノズルの保持構造とインクビーム調整機構をあらわす断面図である。 実施例３に係るノズルの調整ネジ中心部の断面図である。 実施例３に係るノズルの断面図である。 実施例３に係るインクジェット記録装置の概観図である。 実施例３に係るインクジェット記録装置の循環経路の簡略図。 従来技術のノズル平面図である。 従来技術のノズル正面図である。 従来技術の小型ノズル断面図である。 実施例４におけるノズルの断面図である。 従来のノズルの断面図である。 実施例４におけるインクジェット記録装置の概略配管図である。 実施例４におけるノズルの振動周波数特性を示す図である。 実施例４の変形例におけるノズルの断面図である。 実施例４の変形例におけるノズルの断面図である。

以下に、本発明の実施の形態を説明する。以下において、本発明の実施例につき図面を用いて説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。

以下、実施例１を図１及び図２及び図３を用いて説明する。図２に、実施例１にかかるインクジェット記録装置の外観図を示す。
本実施例におけるインクジェット記録装置は、ノズルからインクを噴出して印字して、印字しないときには噴出したインクを回収する、いわゆるコンティニュアス型のインクジェット記録装置である。図２には、制御系・循環系を収納した本体６００、インクを噴出し粒子を作成するノズルを有する印字ヘッド６１０、及び本体６００と印字ヘッド６１０の循環系と制御系を結ぶ印字ヘッドケーブル６２０を備えて構成されている。

本体６００には、ユーザが印字内容や印字仕様等の入力及び、制御内容や装置運転状況等の表示が可能なタッチパネル式の液晶パネル６３０が設けられている。印字ヘッド６１０はステンレス製のカバーで覆われている。このカバーの内部には、後述する、インクを噴出するノズルと、他にインク粒子の飛翔を制御する電極類が収められている。カバーの一端面に設けられた孔６１５は、印字に使用するインク粒子が通るためのものである。

図３に、本発明の一実施例におけるインクジェット記録装置のインク循環経路の簡略図である。

インク循環経路としては、ケーブル６２０の内部に設けられた配管を通じて印字ヘッド６１０にインクや溶剤を供給するインク供給流路２１と、印字ヘッド６１０からインクや溶剤を本体下部６８０の循環系制御部品に戻すインク回収流路２２と、装置停止時にノズル４の中からインクを吸引してインク容器１に戻すインク吸引流路２３と、装置停止時にノズル４の内部を洗浄する溶剤を供給する溶剤供給流路２４とがある。

本体６００の下部(本体下部６８０)に設けられ、各流路に配置された循環系制御部品について次に説明する。

まず、本体下部６８０に配置されている循環系制御部品として、インクをノズル４に供給するためのインク供給流路２１に配されるものは、インクを貯めておくインク容器１、インクをインク容器１から吸出し圧送するインク供給ポンプ２、インク圧力を調整する調圧弁３、そしてインク供給流路の開閉切替えを行うインク供給電磁弁８１がある。

次に、インクを印字ヘッド６１０内に設けられたガター１１から回収するためのインク回収流路２２に関するものは、本体下部６８０に配置したフィルタ１２、インク回収流路の開閉切り替えを行う回収電磁弁８５、及び印字に関与しないインク粒子８をインク容器１へ戻す回収ポンプ１４がある。

インクをノズル４から吸引するためのインク吸引流路２３に関するものは、装置停止時にノズル４内に溜まっているインクを吸引するための吸引ポンプ８３、及びインク吸引流路の開閉切替えを行うインク吸引電磁弁８４がある。

溶剤をノズル４に供給するための溶剤供給流路２４に関するものは、装置停止時ノズル洗浄を行う溶剤を溶剤容器８９からノズル４に圧送する溶剤供給ポンプ８６、溶剤供給流路の開閉切替えを行う溶剤電磁弁８７がある。

次に本実施例のインクジェット記録装置における循環系の動作について説明する。

印字を行うときは、インク供給流路とインク回収流路をインクが循環する。ポンプ２が運転開始しインク供給電磁弁８１が開となると、インク容器１から吸い出されたインクは、ポンプ２、調圧弁３、インク供給電磁弁８１、の順に経由して、印字ヘッドケーブル６２０を介し印字ヘッド６１０に供給される。

印字ヘッド６１０に供給されたインクは、供給されたインクもしくは溶剤を切替えるための三方弁８２を経由しノズル４に供給され、ノズル４から噴出す。

インクは、ノズル４から噴出し滴状になる。このインク粒子８は帯電電極７で印加された電荷量に応じて、上偏向電極９と下偏向電極１０との間に形成される電界中で飛翔方向を変える。飛翔方向が偏向されたインク粒子８は印字ヘッド６１０の孔６１５から被印字物(図示せず)に向かって飛んでいく。

帯電電極７には、記録信号源が接続されており、帯電電極７に記録信号電圧を印加することによって、噴出口４０より規則的に噴射するインク粒子８を帯電する。上部偏向電極９には高圧電源が接続され、下部偏向電極１０は接地されている。それにより、上部偏向電極９と下部偏向電極１０との間に電界を形成し、帯電したインク粒子８はその帯電量に応じて偏向されて飛翔し、被記録体に付着し印字を行う。

偏向するのに必要な電荷を与えられなかったインク粒子８はガター１１に飛び込む。電磁弁８５は開となっていて、回収ポンプ１４の作用により、インク回収流路２２内のインクをフィルタ２２を経由してインク容器１に戻す。このようにインクをインク容器１に戻して、再利用することで、必要なインクを偏向させて印字ヘッド６１０から被記録体に向けて飛ばし、それ以外は装置内をインクが循環するようにインクジェット記録装置は構成されている。

次に、装置停止時、すなわちノズル４からインクの噴出しを停止するときの動作について説明する。前記したようにインクは印刷品質の向上の面から、速乾性の高い多種多様なインクが使用されており、界面活性剤を含めて多くの添加剤が混入している。そのため、後述するオリフィスプレート４１を含めてノズル４にインクが残存したままにしておくと、インクの乾燥固着が進行し、目詰まり状態となり印字することができなくなる。

そのため、インク供給電磁弁８１を閉に切替え、インク吸引電磁弁８４を開にして、ノズル４内に残っているインクを吸引ポンプ８３でインク容器１に吸い取る。ノズル４からインクを吸引した後、溶剤電磁弁８７を開にして溶剤供給ポンプ８６を運転させ、印字ヘッド６１０内の三方弁８２の溶剤供給流路２４側を開にしてノズル４に溶剤を供給する。 溶剤の供給によりノズル４内は溶剤により洗浄される。洗浄時、ノズル４から噴出した溶剤は、回収電磁弁８５を開にして回収ポンプ１４を運転させることにより、インク容器１に回収される。

ノズル４の洗浄を所定時間行い、洗浄が完了したとみなされたら、溶剤電磁弁８７を閉にして溶剤供給ポンプ８６を停止する。また、三方弁８２を切替えてインク吸引電磁弁８４を開にして吸引ポンプ８３を運転することにより、ノズル４内の溶剤をインク容器１に回収する。

以上のように、装置を停止する際に、ノズル４に溶剤を供給してノズル内部を洗浄することで、ノズル４におけるインクの固着を防ぐことにより、再び印字を開始するにあたり所定の性能を発揮することが可能となる。

しかし、この様にノズル４のインク固着を防ぐために、装置の停止時に洗浄工程を設けても、ノズル４内のインク流路の構造やインクの付着性によるノズル４内にインクが残存することが考えられる。一般的にこのように残存するインクを無くすためにとられる手段として洗浄時間を増やす、洗浄に用いる溶剤の量を増やすことが考えられてはいるが、いずれもインク容器１に戻る溶剤の量が増加する結果を招き、インク容器１内のインクの粘度や濃度を変える要因となり、再び印字を行う際にはインクの粘度や濃度の調整を行う必要が生じ、装置の使い勝手が悪化する。

そこで、上述の洗浄工程において最小限の溶剤の使用でノズル４の性能低下や、インク容器１内のインクの性能低下を起こさないためのノズルを検討した。本実施例におけるノズルを、図１を用いて説明する。

図１に示すノズル４は、中心軸上にインクを噴出す噴出口４０を含むインク流路４２を備えたオリフィス３９と、このオリフィス３９とインク流路４２の外周部に設けられたネジ部４１で螺合するノズルヘッド４９を有するノズルボデー３１とを有する。

ノズルボデー３１は、電力供給端子４６により電力が供給される円筒状の振動源４５が複数挿入され、ナット４７により止め部５１に固定された振動源取付軸３６と、この振動源取付軸３６の振動をノズルヘッド４９の加振壁３４に伝える振動伝達部５０と、振動源取付軸３６の振動伝達部５０と反対側に接続するノズル継ぎ手３７とを、更に有している。ナット４７は、振動源取付軸３６に設けられた雄ねじ３５と螺合し、ナット４７により振動源４５の取り付け具合を調整できる。

ノズルボデー３１のインク流路３３は、三方弁８２と連通する管路と接続するノズル継ぎ手３７と、振動源取付軸３６と振動伝達部５０の内部に設けられている。このインク流路３３の長さは、振動源４５の振動により、液体共鳴を起こさない長さとなっている。

ノズルヘッド４９は、オリフィス３９が結合することにより、加振壁３４と、オリフィス３９の噴出孔４０が設けられた面と反対側の端面３９ａとの間にインク室３２を形成する。インク室３２には、オリフィス３９のインク流路４２の開口部とノズルボデー３１のインク流路３３の開口部とが開口する。その他の部分にインクが流れ出ないように、オリフィス３９の端面３９ａと加振壁３４の外周部には、例えば０リングのようなシール部４３が密着するように設けられている。

以上の構成によりノズル４内のインクの流れを説明する。ノズル４に供給されたインクは、インクボデー３１のインク流路３３により液体共鳴を起こさずにインク室３２に導入される。振動伝達部５０を介して伝えられた振動源４５の振動により振動壁３４が振動することで、インク室３２内に溜まったインクに振動が与えられて、オリフィス３９のインク流路３９ａを通過して噴出し口４０から噴出す。噴出したインクは、振動壁３４による機械共振の作用により、噴出し口４０から少し離れた位置で滴化してインク粒子８となる。
尚、本実施例におけるノズルボデー３１は、加振壁３４と振動源取付け軸３６とノズル継手３７は、一直線上に一体で構成されている。その中心軸上をインク流路３３が貫く構造を有している。

円筒状の振動源４５および、振動源４５の駆動源となる電力を供給する電力供給端子４６の組み付けは、まず、振動源４５と電力供給端子４６を順に止め部５１に向かって振動源取付け軸３６に通す。次に振動源固定用ナット４７で、振動源固定用ナット取付け用おねじ３５に螺合して固定する。

オリフィス３９の組み付けは、シール４３を加振壁３４に接触するように配し、ノズルボデー３１のノズルヘッド４９の内壁に設けたオリフィス取付け用メネジ(図示せず)に、オリフィス３９に設けたねじ部４１を螺合し、ノズルヘッド４９にオリフィス３９を組み付ける。

本実施例のノズル４において、インクが供給される部分にインクをはじく表面処理層を設けた。具体的には、ノズルボデー３１内およびオリフィス３９内のインクが供給される部分である、インク流路３３の内周面と、インク室３２の内周面を形成する加振壁３４とシール４３とオリフィス３９の端面３９ａと、噴出口４０を含むインク流路４２の内周面に、インクが付着しにくい高撥水、撥油性のフッ素系化合物からなる表面処理層(膜)４８を設けた。この表面処理層４８はインクをはじく性質を有していればよく、少なくとも撥水性があるだけでもよい。表面処理層４８は化学反応により形成される。

なおかかる表面処理層が設けられていないSUSで構成されたオリフィス表面にインクを滴下したところ、オリフィス表面とインク滴の接触角度は約５度であった。これに対して、同様のオフィスにインクを滴下したところ、オリフィス表面とオリフィス表面に形成されたインク滴の接触角度は約３５〜３９度となった。このことからも、かかる表面処理層を備えることで、インクのはがれ性が向上することは明らかである。

シール４３の表面が表面処理層４８と同様の作用が得られる樹脂であれば、この表面処理層４８をあえてシール４３設ける必要はない。また、表面処理層４８は、インクの性質に応じて撥水性若しくは撥油性のいずれかの性質が強い膜であってもよく、そのどちらかの性質を有するものでもよい。

本実施例のノズル４を有するインクジェット記録装置が運転を停止する際に、ノズル４へのインクの供給を停止するためにインク供給流路２１におけるインク供給電磁弁８１を閉とし、インク吸引電磁弁８４を開にし、ノズル４内に残存しているインクをインク容器１へ回収し、ノズルボデー３１及びオリフィス３９の流路内を空にする。このとき、上述のフッ素系化合物である撥水性や撥油性を備えた撥インク層４８を設けたことにより、インク流路内のインクはがれ性が向上し、効率良くインク容器１へ回収する事が可能になる。
次に、溶剤電磁弁８７を開および三方弁８２の溶剤側を開にし、ノズルボデー３１に溶剤を供給し、ノズル内部を洗浄する。洗浄時、噴出口４０から出た溶剤は、回収電磁弁８５を開および回収ポンプ１４を運転状態にすることで、インク容器１へ回収される。

また、本実施例におけるノズル４の構造としては、少なくとも流路が狭くなる噴出口４０と、流路が広くなるインク室３２を構成する面に、表面処理層４８を設けるのが良い。インクが固着して流路を狭める現象としては、噴出口４０は元々狭く、インクの乾燥固着により目詰まりを起こし易い。また、他のインク流路に比べて断面積が大きなインク室３２においては、洗浄液である溶媒がまわりづらい。したがって、少なくとも噴出口４０と、インク室３２を構成する面に表面処理層４８を設けることにより、インク洗浄工程におけるノズル４内のインクを吸引する際に、効率良くノズル４内に残存しているインクをインク容器１へ回収することができ、洗浄に使用する溶剤量を減らすことが可能になる。

また、更に本実施例におけるノズル４において、少なくとも流路が広くなるインク室３２を構成する面に、表面処理層４８を設けるようにしても良い。噴出口４０は、溶剤が高い圧力で通過するため、洗浄されやすが、他のインク流路に比べて断面積が大きくなるインク室３２では、洗浄液である溶媒がまわりづらい。したがって、少なくともインク室３２を構成する面に表面処理層４８を設けることにより、インク洗浄工程におけるノズル４内のインクを吸引する際に、効率良くノズル４内に残存しているインクをインク容器１へ回収することができ、洗浄に使用する溶剤量を減らすことが可能になる。

以上のように、装置を停止する際ノズルボデー３１に溶剤を供給し、ノズル内部を洗浄する前に、効率良くノズル内に残存しているインクをインク容器１へ回収すれば、洗浄に使用する溶剤量を減らすことが可能になり、少ない溶剤でもノズルの洗浄が可能なインクジェット記録装置を実現できる。

また、洗浄に使用する溶剤量を減らせれば、インク容器１へ回収される溶剤量が減ることになりインクの物性の変化を小さくすることができ、印字品質の安定性が向上する。また、低ランニングコスト化を可能にしたインクジェット記録装置を提供することが可能になる。

以下において、実施例２について図面に基づいて説明する。まず、図１１にインクジェット記録装置の外観図を示す。

インクジェット記録装置は、本体６００と、インクを吐出する印字ヘッド６１０と、印字ヘッドケーブル６２０とを有する。

本体６００には、インクジェット記録装置の制御を行う制御系の構成と、ポンプや、インクが流れる管路を開閉する電磁弁とを有する駆動部を備えた循環系の構成とを収納する。後述するが、ポンプは、格納するインクを印字ヘッド６１０に送るためにインクを加圧するポンプや、使用しなかったインクを回収するためにインクを吸引するポンプが設けられている。

印字ヘッドケーブル６２０は、本体６００と印字ヘッド６１０とを接続し、本体６００と印字ヘッド６１０の循環系と制御系の構成を接続するものであり、必要な液体流路や制御線や電力線を内蔵する。

本体６００の前面上部には、ユーザが印字内容や印字仕様等が入力でき、制御内容や装置運転状況等の表示が可能なタッチパネル式の液晶パネル６３０が取付けられている。

印字ヘッド６１０はステンレス製のカバーで覆われており、その内部にはインク滴を噴出するノズルと、インク滴の飛翔を制御するための電極類が収められている。印字ヘッド６１０の端面に設けられた孔６１５は、印字に使用するインク滴が通る開口部である。
次に本実施例にかかる図１１で説明したインクジェット記録装置の構成について図１２を用いて説明する。図１２はインク循環経路の簡略図である。

本体６００内の本体下部６８０には、循環系の構成要素である循環ユニット（一点鎖線で囲まれた部分）が配置されている。この循環ユニットを構成する流体制御部品は、インクを貯めておくインク容器１０１、このインク容器１０１からノズル１３１までのインク供給流路を開閉するインク供給電磁弁１８１、インクをインク容器１０１から吸い出してインク供給流路内を圧送するインクポンプ１０２、インク圧力を調整する調圧弁１０３、装置停止時に後述するノズル１３１の液室１３２内に溜まっているインクを吸引する吸引ポンプ１８３、ノズル１３１からインク容器１０１までのインク吸引流路を開閉するインク吸引電磁弁１８４、記録に関与しないインク滴１０８をインク容器１０１へ戻すための回収ポンプ１１４、記録に関与しないインク滴１０８を捉えるガター１１１からインク容器１０１までのインク回収流路１２２を開閉する回収電磁弁１８５、装置停止時にノズル洗浄を行う溶剤を収納する溶剤容器１８８からノズル１３１に溶剤を圧送する溶剤供給ポンプ１８６、溶剤容器１８８からノズル１３１までの溶剤供給流路を開閉する溶剤電磁弁１８７を有する。

印字を行うときは、本体６００ないではインク容器１０１、インク供給電磁弁１８１、インクを圧送するインクポンプ１０２、調圧弁１０３の順にインクが流れる。そして本体６００から送出したインクは、印字ヘッドケーブル６２０内のインク流路を介して印字ヘッド６１０に到達する。

印字ヘッド６１０内に供給されたインクは、ノズル１３１に対してインク若しくは溶剤の供給を切替える三方弁１８２を経由し、ノズル１３１に供給される。加圧されているインクは、ノズル１３１から噴き出すと振動と表面張力とにより、規則的に滴状のインク滴１０８となる。滴状になったインク滴１０８は帯電電極１０７で帯電する。帯電電極１０７には、図示しない記録信号源が接続している。帯電電極１０７に記録信号電圧を印加することによって、ノズル１３１から吐出して規則的に形成されたインク滴１０８に必要な電荷を帯電する。

帯電したインク滴１０８は、上部偏向電極１０９と下部偏向電極１１０とにより飛翔方向が偏向する。上部偏向電極１０９には高圧電源が接続され、下部偏向電極１１０は接地されている。それにより、上部偏向電極１０９と下部偏向電極１１０との間に静電界を形成し、帯電したインク滴１０８はその帯電量に応じて偏向されて飛翔し、記録体に付着し印字を行う。

インク回収流路１２２は、印字ヘッド６１０内に配置したガター１１１、本体下部６８０に配置したフィルタ１１２、回収ポンプ１１４、及びそれらを接続する管路からなる。帯電電極１０７で帯電しなかったインク滴１０８、つまり印字に関与しないインク滴１０８をインク容器１０１に回収する。インク容器１０１に戻ってきたインクはインク容器１０１内のインクと混ざり、再び印字に使用される。

装置を停止するときは、インク供給電磁弁１８１を閉に切替え、インクの供給を停止する。一方、溶剤電磁弁１８７を開および三方弁１８２の溶剤側を開にし、ノズル１３１に溶剤を供給し、ノズル内部を洗浄する。この洗浄時、回収電磁弁１８５を開および回収ポンプ１１４を運転状態にすることにより、ノズル１３１から出た溶剤はインク容器１０１へ回収される。

以上の洗浄動作を所定の時間行い洗浄が完了したら、次に溶剤電磁弁１８７を閉に切替え溶剤の供給を止め、インク吸引電磁弁１８４を開及び三方弁１８２のインク側を開にし、ノズル内に残った溶剤をインク容器１０１へ回収する。

従来の構成ではノズルへの供給用流路とインク吸引用流路の２つの流路を有していた。そのため、ノズル自体の小型化の妨げとなっていた。本実施例におけるノズル１３１は、ノズル１３１における液体の流路は１つにし、ノズル１３１の外部に、ノズル１３１へのインク供給用管路とインク吸引用管路を接続する継ぎ手１４４を設けることで、ノズルを従来よりも小型にすることができる。また、ノズルが小型になることで、印字ヘッド６２０の小型化へも寄与するものである。

本実施例におけるノズル１３１の構成について説明する。まず図４及び図５を用いてノズル１３１の外観から説明する。

ノズル１３１では、インクが噴出する噴出孔４０を有するオリフィス１３９がノズルヘッド１５０にネジ込み式に固定される。ノズルヘッド１５０は、加振壁１３４を底部にして他端が開口する筒状の部品である。ノズルヘッド１５０の底部に設けられた加振壁１３４は、ノズルヘッド１５０の他の肉厚に比べて薄くなるように設けられている。ノズルヘッド１５０の内側壁にはオリフィス取付け用雌ネジ１３８が、オリフィス１３９の外周には雄ネジ１４１が設けられている。オリフィス１３９はノズルヘッド１５０に捩じ込まれて固定される。

ノズルヘッド１５０の加振壁１３４の端部とオリフィス１３９の加振壁１３４側端部との間にインクをシールするためシール部品１４３が設けられている。ノズルヘッド１５０は、後述する液室１３２（インクが一時的に滞留する空間）を、オリフィス１３９とシール部１４３とで形成する。

ノズルヘッド１５０は、オリフィス１３９とは反対側に、振動源取付け軸１３６が接続している。この振動源取付け軸１３６には、ノズルヘッド１５０側から順に、くびれ部５５、止め部１５２、振動源１４５、電力供給用端子１４６、振動源１４５、電力供給用端子１４６とが設けられている。この振動源取付け軸１３６に取付けられた部品は、振動源固定部１４７でそれらを固定する。振動源固定部１４７の振動源１４５から見て反対方向には、インク導入路１３７が突出した構造である。

本体６００から移送されたインクや溶媒等の液体は、ノズル１３１に設けられたインク導入路１３７と三方弁１８２とが、パイプやホース等の流路で接続することにより、ノズル１３１内に導入される。

次に、図６、図７及び図８を用いて、ノズル１３１の断面を示しながら、各構成要素について更に説明する。

図６に示したノズル１３１は、図４に示したノズル１３１においてオリフィス１３９と振動源固定部１４７とが未装着の状態を示している。この断面図を見て分かるように、インク導入路１３７内の液体流路、振動源取付け軸１３６内の流路１３３、及びノズルヘッド１５０の加振壁１３４に設けられ液室１３２の液体流入口である開口部１５１までが直線状に設けられている。本実施例では、ノズルヘッド１５０と振動源取付け軸１３６とインク導入路１３７を一つの部品とした。この場合、上記のように直線状にインク導入路１３７内の液体流路、流路１３３、及び開口部１５１を設けると加工が容易となる。また、少なくともノズルヘッド１５０と振動源取付け軸１３６とを一つの部品とした場合にも、同様である。

インク導入路１３７と接続する振動源取付け軸１３６は、インクや溶媒が流れる流路１３３を内部に有する。この流路１３３の周囲を囲むように振動源１４５と、振動源１４５へ電力を与える電力供給用端子１４６とが交互に配置している。複数の振動源１４５のうちノズルヘッド１５０に近い振動源１４５は止め部１５２に突き当てられて保持される。振動源１４５と振動源取付け軸１３６とは接着剤層１４８を介して固定した。

接着剤層１４８で振動源１４５及び電力供給用端子１４６とを固定する他の例を図９に示す。図９に示した例は、樹脂層１５３を設けてこの樹脂層により振動源１４５及び電力供給用端子１４６とをモールドしたものである。この樹脂層１５３は接着剤により形成しても良い。

図７に示した例のノズル１３１は、振動源固定部１４７を装着した状態である。本実施例では、振動源固定部取付け用雄ネジ１３５を振動源取付け軸１３６の外周部に設けて振動源固定部１４７を振動源取付け軸１３６に固定する。振動源固定部１４７を振動源取付け軸１３６に固定することにより、振動源１４５の駆動力となる電力を伝える電力供給用端子１４６を介して振動源１４５を固定する。

振動源１４５の振動源取付け軸１３６への固定は、振動源固定部１４７を用いず、接着剤を用いて固定してもよい。一方、振動源固定部１４７は、振動源１４５、電力供給用端子１４６、止め部１５２及び振動源取付け軸１３６とからなる加振部におけるカウンタウェイトの役目を担う。加振壁１３４の振動に対して調整手段が必要な場合は図６の接着剤層３８に加えて振動源固定部１４７を設けるようにしてもよい。

図７に示した振動源固定部１４７の他の施例を、図１０に示す。図１０に示した振動源固定部１４７は、図７に示した振動源固定部１４７に、振動源１４５及び電力供給用端子１４６と振動源取付け軸１３６との間に回り込む筒状部が付加された形状を有する。この図１０における振動源固定部１４７は、振動源取付け軸１３６に対向する部分に雌ネジと、その雌ネジに対向して振動源取付け軸１３６に雄ネジとからなる結合部１５４により、振動源１４５及び電力供給用端子１４６を止め部１５２押し付けて固定する。この構造によれば、振動源固定部１４７の重量がカウンタウェイトとして足りない場合に有効である。

図８に示した本実施例のノズル１３１は、振動源固定部１４７を装着して、更にオリフィス１３９を取付けた状態である。図８に示したものは、振動源固定部１４７で振動源１４５及び電力供給用端子１４６を固定したものを示す。

ノズル１３１の液室１３２に設けたオリフィス取付け用雌ネジ１３８と、この雌ネジ１３８に勘合する、オリフィス１３９に設けた雄ネジ１４１とにより、ノズル１３１とオリフィス１３９は結合している。オリフィス１３９は、中心軸上に噴出口１４０を含むインク流路１４２を有している。ノズル１３１とオリフィス１３９の勘合部はシール４３で密着し、インク漏れを防ぐ構造を有している。

インク導入路１３７とこのインク導入路１３７が一端に設けられた振動源取付け軸１３６の内部設けられた流路１３３を通ったインク又は溶媒等の液体は、振動源取付け軸１３６と接続する加振壁１３４に設けられた加振壁開口部４９から液室１３２に入る。

この液室１３２は、加振壁１３４と、加振壁１３４が設けられたノズルヘッド１５０の内壁と、ノズルヘッド１５０に取付けたオリフィス１３９の加振壁１３４対向面とで、できた空間である。この対向面にはインク流出口５６が設けられインク流路１４２と連通し、このインク流路１４２を介して噴出口１４０と接続する。

この液室１３２内に圧送された液体、例えば装置が印字を実行中の場合は圧送されたインクが、後述する振動源１４５で生じた振動が伝達する加振壁１３４の振動を受けながら、オリフィス１３９の噴出口１４０から噴き出してインク滴１０８となる。加振壁１３４により振動が加えられる範囲を考慮すると、オリフィス１３９内で噴出口１４０までの空間も液室１３２に含めてもよい。

加振壁１３４は、ノズルヘッド１５０の一部をなすと共にインクの流路となる振動源取付け軸１３６と接続する。振動は、止め部１５２と加振壁１３４との間の振動源取付け軸１３６を介して振動源１４５からの振動が加振壁１３４に伝わる。止め部１５２は加振壁１３４と振動源１４５との間隔を開けるために設ける。

このような構造において、本体６００から印字ヘッド６１０に供給されたインクは、インク導入路１３７から振動源取付け軸１３６の内部に設けられた流路１３３を経由して、ノズルヘッド１５０内に形成された液室１３２内に、加振壁１３４に設けられた開口部を通じて供給される。

インクや溶媒が流れる液体供給流路である流路１３３が振動を振動源１４５からの振動を加振壁１３４に伝える振動源取付け軸１３６の内部に設けられており、液室１３２に振動を伝える部品が液体を供給する流路を兼ねるため、ノズルの構造が簡素化され部品数を減らすことができた。

液室１３２に供給されたインクは加振壁１３４によって加振され、ノズル１３１に組み付けたオリフィス１３９に設けたインク流路１４２を経由し、噴出口１４０から噴出する。噴出口１４０から噴出したインクは、加振壁１３４から受けた振動により、規則的なインク滴１０８となる。流路１３３は周囲に振動源が設けられているため、振動源取付け軸１３６の振動により、流路１３３の内部で流体共鳴が生じる可能性がある。本実施例においては、この流体共鳴を生じることを防ぐために、振動源取付け軸１３６及びインク導入路１３７の長さを流体共鳴が生じない長さに設定した。

上述のノズル１３１は、いずれも加振壁１３４と振動源取付け軸１３６とインク導入路１３７が、直線上に一体に、一つの部材として設けられている。そして、その中心軸上を流路１３３が貫く構成である。このように、振動源取付け軸１３６と加振壁１３４とノズルヘッド１５０を一体で設けたことにより、組み立てによる個体差が減少し、加振壁１３４の振幅がばらつく問題も減少する。

また、振動源取付け軸１３６の反加振壁１３４側の端部に、インク導入路１３７を一体に設けることでノズル１３１が印字ヘッド６１０に占める体積を小さくすることができる。

尚、本発明の各実施例において、インク導入路１３７と接続する管路は、少なくとも柔軟な素材からなる管路である。加振壁１３４に接続する振動源取付け軸１３６が振動を加振壁１３４に伝えるためには、振動源取付け軸１３６即ち加振壁１３４と接続する流路が固定されていては必要な振動が得られない。少なくとも加振壁１３４と接続する流路と一体で設けられたインク導入路１３７が振動可能に管路と接続する必要がある。

上記のように、振動源１４５から生じた振動が、振動源取付け軸１３６に伝達できるように固定されていれば、振動源１４５および電力供給用端子１４６の振動源取付け軸１３６への固定方法は図６、図７、図９および図１０の固定方法に限らなくても良い。

ノズル毎の個体差が大きい場合の影響を、図１３を用いて説明する。図１３は、ノズルに設けられた加振壁を加振する加振源の振幅特性を説明する図である。

ノズルの駆動源が電気的エネルギーから機械的エネルギーへ変換する際の振動特性は、ノズルの固有振動数である共振点ｆａに近づくほど振幅が大きくなる特性を持っている。 インク滴を帯電してそのインク滴の飛翔方向を制御するインクジェット記録装置では、ある一定の周波数を使用しインクの滴化（粒子化）を行っている。その際、周波数は電気的エネルギーを機械的エネルギーへ変換する効率が高い共振点ｆａを使用することが望ましい。

しかし、通常は組み立てによる個体差が生じ、ノズルの共振点ｆａがノズルの固体毎にばらつき易い。例えば共振点がｆｂの特性を持ったノズルが出来た際、供給電源の周波数がｆａのままだと、加振壁の振幅はＷ０からＷ０’へ変化しΔＷ０だけ減少することになり、インクを粒子化させるために必要な加振壁の振動量を得られなくなる問題が生じる。 また、共振点ｆａに近づくほど振幅の供給電源周波数変化に対する振幅変化量がΔW多くなるため、共振点ｆａに近い周波数を使用すると同様の問題を生ずることになる。

この問題を回避するため、使用する周波数を共振点から大きく遠ざけた周波数Ｆ１に設定すれば共振点がｆｂの特性を持ったノズルが出来た際も、加振壁の振幅はＷ１’からＷ１への変化となりΔＷ１の小さな変化量で押さえることが可能になる。しかし、Ｗ１’の振幅量はＷ０に対し少ないため、振動エネルギーを大きくするために、加振壁の面積を大きく取ることが必要であった。

このように、複雑なインク流路を備えることで加工や組み立てによるノズルの個体差が多くなると、結果的にエネルギーの変換効率が悪くなる傾向があった。

本実施例で説明したノズルでは、従来あった部品の加工や組み立てによるノズルの個体差を少なくできる。その結果、図１３で説明したノズル組み立て品毎の個体差により生じる共振周波数の差Δｆ１を小さく押さえるΔｆ２とすることが可能となる。そして、従来共振点から大きく遠ざけた使用周波数Ｆ１に設定していたものを、共振点により近づけた周波数Ｆ２に設定しても振幅変化量ΔＷ２はΔＷ１と同等することが可能になる。これにより、従来は振幅Ｗ１までしか振幅量がとれなかったが、本実施例では振幅Ｗ２まで振幅量を増すことが可能になるので、加振壁１３４の面積を流路１３３の面積分小さくなっても必要な振動を得ることが可能になる。

本実施例によれば、ノズル内の流路を簡素化して、ノズルの部品数を低減することができる。これにより、ノズルの個体差を低減できる。またノズルの小型化を図ることもできる。さらに、ノズルが小型化することにより、印字ヘッドが小型化したインクジェット記録装置を提供することも可能となる。

以下において実施例３につき図面に基づいて説明する。図１７にインクジェット記録装置の外観図を示す。インクジェット記録装置は制御系・循環系を収納した本体６００、インクを噴出し粒子を作成するノズルを有する印字ヘッド６１０、及び本体６００と印字ヘッド６１０の循環系と制御系を結ぶ印字ヘッドケーブル６２０を備えて構成されている。本体６００には、ユーザーが印字内容や印字仕様等の入力及び、制御内容や装置運転状況等の表示が可能な液晶パネル６３０がある。印字ヘッド６１０の内部にはインク粒子を作成するノズルと、他にインク粒子の飛翔を制御する電極類が収められている。カバー底面に設けられた穴６１５は、印字に使用するインク粒子が通るためのものである。

図１８はインクジェット記録装置のインク循環経路の簡略図であり、図１６はノズルの断面図である。本体下部６８０には、循環系制御部品が配置されており、インクを貯めておくインク容器２０１、インク供給流路開閉切り替えを行うインク供給電磁弁２８１、インクを圧送するポンプ２０２、インク圧力を調整する調圧弁２０３、ノズル２３０に設けられインクや溶剤が充填される液室となるインク室２３２内に溜まっているインクを装置停止時に吸引するための吸引ポンプ２８３、吸引流路の開閉切り替えを行うインク吸引電磁弁２８４、記録に関与しないインク粒子２０８をインク容器２０１へ戻すための回収ポンプ２１４、回収流路の開閉切り替えを行う回収電磁弁２８５、装置停止時ノズル洗浄を行う溶剤をノズルに圧送する溶剤供給ポンプ２８６、溶剤供給流路開閉切り替えを行う溶剤電磁弁２８７から成る。

印字を行う時、インクはインク容器２０１、インク供給電磁弁２８１、インクを圧送するポンプ２０２、調圧弁２０３の順に経由し、印字ヘッドケーブル６２０を介し印字ヘッド６１０に供給される。印字ヘッド６１０内に供給されたインクは、インクと溶剤を切り替るための三方弁２８２を経由し、ノズル２３０に供給される。

ノズル２３０は、噴出口２４０を有するノズルヘッド部２４１と、加振部２４９を有する。ノズル２３０は、振動源２４５および電力供給用端子２４６を固定用振動源固定用ナット２４７で軸２３６に取り付けており、その軸２３６内部に流路２３３を形成している。ノズル２３０のくびれ部２４８から振動源２４５を含む固定用振動源固定用ナット２４７側は全体が加振部２４９となっており、振動をノズルヘッド部２４１の加振壁２３４に伝達している。

ノズル２３０に供給されたインクは、軸２３６の流路２３３内を通過し加振壁２３４を壁の一つとするインク室２３２からノズルボディ２３１に組み付けたオリフィス２３９に形成したインク流路２４２を経由し、噴出口２４０から噴出される。噴出口２４０から噴出されたインクは、加振壁２３４の振動により、規則的にインク粒子２０８となる。

帯電電極２０７には、記録信号源が接続されており、帯電電極２０７に記録信号電圧を印加することによって、噴出口２４０より規則的に噴出されるインク粒子２０８は個々に所望の帯電量に帯電される。上部偏向電極２０９には高圧電源が接続され、下部偏向電極２１０は接地されている。上部偏向電極２０９に電圧を印加することにより、上部偏向電極２０９と下部偏向電極２１０との間に静電界を形成し、帯電されたインク粒子２０８はその帯電量に応じた力により偏向されながら飛翔し、記録媒体に付着する。このように各々のインク粒子２０８を所望の位置へ付着させることで文字を形成する。

連続的に噴出されるインク粒子２０８のうち記録に関与しないものは、印字ヘッド６１０内に配置したガター２１１にて捕集し、本体下部６８０に配置した回収ポンプ２１４によって吸引され、フィルタ２１２を有するインク回収経路２２２を通して、インク容器２０１へ戻し再利用する。

装置を停止するときは、インク供給電磁弁２８１を閉に切り替え、インクの供給を停止し、溶剤電磁弁２８７を開、および三方弁２８２を溶剤側に切り替え、ノズル２３０に溶剤を供給し内部を洗浄する。洗浄時、噴出口２４０から噴出された溶剤は、ガター２１１にて捕集し、インク回収経路２２２を通してインク容器２０１へ回収する。以上の洗浄動作を所定の時間行いった後、溶剤電磁弁２８７を閉に切り替え溶剤の供給を停止し、インク吸引電磁弁２８４を開に、三方弁２８２をインク側に切り替え、洗浄でノズル内に残った溶剤を吸引ポンプ２８３にてインク容器２０１へ戻す。

図１４は、本発明の実施の形態を表すノズルおよびその保持構造とインクビーム調整機構をあらわす断面図である。図１５は調整ネジ２５６中心の断面側面図である。

ノズル２３０はインク室構成部外周を弾性体Ａ２５０で、固定用振動源固定用ナット２４７端部を弾性体Ｂ２５１で保持されて、ハウジング２５２に収納されている。ノズル２３０の流路２３３の中心軸は弾性体Ａ２５０の弾性力でハウジングの中心軸に位置される。噴出方向位置は弾性体Ａ２５０と弾性体Ｂ２５１の弾性力でバランスし決定される。弾性体Ａ２５０と弾性体Ｂ２５１には例えばゴムのようなシール性を持った部材を使用すれば外部からの液の侵入も防止できる。

ノズル３０の軸２３６のインク供給側外周には弾性体Ｃ２５３とノズル中心軸調整部材２５４を備える。弾性体Ｃ２５３は、インク漏れ防止のシール性能も併せ持つ。ノズル中心軸調整部材２５４はノズル中心軸に対し垂直方向にスライド移動可能となっており、その外周とハウジング内面間には弾性体Ｄ２５５を配置し、常にハウジング内面側からノズル中心軸に向かってノズル中心軸調整部材２５４に外力を与え続ける。その外力に反する方向からは、調整ネジ２５６がハウジング２５２と噛み合ってねじ込まれており、ノズル中心軸調整部材に押し当てられている。

調整ネジ２５６を押し込むとノズル中心軸調整部材は弾性体Ｄ２５５側にスライド移動され、同時に内部に備える弾性体Ｃ２５３をスライド移動させる。この弾性体Ｃ２５３の弾性力によりノズル３０の軸２３６は動かされ、弾性体Ｃ２５３の中心にバランスされる。この時、ノズル２３０のインク室構成部外周は弾性体Ａ２５０の接触部が支点となり移動しない。これによりインクの噴出方向つまり噴出角度の調整が可能となる。調整ネジ２５６を引き戻せば弾性体Ｄ２５５の反力によりノズル中心軸調整部材は調整ネジ２５６側にスライド移動し、反対方向へ噴出方向（角度）を調整できることになる。

また、調整ネジ２５６のネジ頭とハウジング２５２間にはスプリングワッシャなどの弾性体Ｅ２５７を設けることでネジゆるみを防止することも出来る。この１軸上の調整ネジ２５６と弾性体Ｄ２５５をさらにもう１軸設けて、例えば図１５に示すように、２軸を９０度の角度を持って設置すれば、両方を使用することでノズル中心軸を任意の方向に調整可能となる。インクは、継手２６２により、上流の部品またはチューブなどからノズル２３０へ供給する。

継手２６２はハウジング２５２に固定され、内部にはシール部材２５８を有しノズル中心軸調整部材２５４の端面２５９と継手内面２６０のインク漏れを防止する。継手２６２のインク流路２６１と、ノズル２３０の流路２３３は非接触であり、ノズル中心軸調整部材２５４によって中心軸を移動させられるのは流路２３３だけである。これにより継手５７にはリジッドに相手部品やチューブを接続することが出来る。

以下において、実施例４について図面を参照して説明する。

図２２は本発明の実施例のノズルボデー組の断面図、図２３は従来のノズルボデー組の断面図、図２４はインクジェット記録装置の概略配管図、図２５は本発明と従来のノズルボデーの機械的振動の周波数特性の比較、図２６と図２７はその他の実施例のノズルボデー組の断面図を示す。

インクジェット記録装置の構成について説明する。図２４に示すように、メインインク容器４０１内にインク４０２aが充填されており、インク４０２aと供給弁４０３、供給ポンプ４０４、メインフィルタ４０５、調圧弁４０６、三方弁４０７のインク入口、ノズルボデー４０８aは、それぞれインク供給管４０９で接続されており、またインク粒子４１０を回収するためのガター４１１と回収ポンプ４１２、メインインク容器４０１は、インク回収管４１３で接続されている。

また、メインインク容器４０１と三方弁４０７は、インク流路４５０で接続されており、インク流路４５０上には、循環弁４１５及び循環ポンプ４１４が配置されている。補力液容器４２０内に補力液４１６が充填されており、補力液４１６と補力液ポンプ４１７、洗浄弁４１８、三方弁４０７の補力液入口は、それぞれ補力液補給管４１９で接続されている。

図２２に示すように、ノズルボデー４０８aは、振動源４２３と電力供給端子４２２を振動源取付け軸４２４aと振動源固定用ナット４２１aで挟み込み、その先端にオリフィス４２６がねじで取付けられている、振動源取付け軸４２４aの中心とオリフィス４２６の中心にはそれぞれインクの流路４２８,４２９が設けられている。

振動源固定用ナット４２１aの内径は段付形状になっていて、内径の小さい方にねじが切られている、内径の大きい方は振動源取付け軸４２４dとの間に空隙４２７がある。また振動源固定用ナット４２１aの外径は段付形状になっていて、段付部の一部は溝部４２１bになっている。

次に動作について説明する。

メインインク容器４０１内に充填されたインク４０２aは、三方弁４０７のインク側を開くことにより、供給ポンプ４０４によりインク供給管４０９を通りメインフィルタ４０５で不純物が除去され、調圧弁４０６により任意の圧力に調圧され、ノズルボデー４０８に供給される。この供給されたインクは、ノズルボデー４０８a内の振動源４２３の振動により液柱に腹と節を作り、ノズルボデー４０８に取付けられたオリフィス４２６先端より噴出し、インクの表面張力によりインク粒子４１０になる。このインク粒子４１０は、帯電電極（図示せず）により文字情報に合った電荷量が帯電されて、偏向電極（図示せず）により偏向し、被印字物（図示せず）に印字する。また印字に使用されないインク粒子４１０は、ガター４１１に入り、回収ポンプ４１２によりメインインク容器４０１に回収される。

図２３に示す、従来のノズルボデー４０８ｂのダイヤフラム部４２４bの機械的振動周波数特性４３２では、共振点ｆoが実使用供給電源周波数ｆaより遠く離れており、ダイヤフラム部４２４bの振動振幅Ｙoが小さくインクの液柱に腹と節を作るためのエネルギーが小さく、インク粒子４１０になり難い。インク粒子４１０になり易くするためには共振点ｆoを低くし実使用供給電源周波数ｆaに近くする必要がある、そのためには振動源固定ナット４４１の外径を大きく、または全長を長くしなければならない、これではノズルボデー４０８bが大きくなる問題がある。

本実施例では、振動源固定用ナット４２１aを大きくすることなく、振動源固定ナット４２１aの内径を段付にし内径の小さい方にねじを切り、大きい方には振動源取付け軸４２４dとの間に空隙４２７を設ける、また振動源固定用ナット４２１aの外径は段付形状にし、段付部の一部を溝部４２１bにする。そのことにより図２５に示すようにノズルボデー４０８のダイヤフラム部４２４bの機械的振動周波数特性４３１の共振点ｆ1が実使用供給電源周波数ｆaに近くなりダイヤフラム部４２４bの振動振幅Ｙ1が大きくなりインクの液柱に腹と節を作るためのエネルギーも大きくインク粒子４１０になり易い。

以上の振動源固定ナット４２１a形状にすることにより、ノズルボデー４０８aが小形で、また供給電源電圧が小さく出来る効果がある。

図２６は、ノズルボデー４０８aの変形例であるノズルボデー４０８ｃの断面図である。ノズルボデー４０８ｃにおいては、振動源固定ナット４４２の内径を段付にし内径の小さい方にねじを切り、大きい方には振動源取付け軸４２４dとの間に空隙４２７を設ける、また振動源固定用ナット４４２の外径は段付としない形状となっている。

図２７は、ノズルボデー４０８aの変形例であるノズルボデー４０８dの断面図である。ノズルボデー４０８dにおいては、振動源固定ナット４４３の内径を段付にし内径の小さい方にねじを切り、大きい方には振動源取付け軸４２４dとの間に空隙４２７を設ける、また振動源固定用ナット４４３の外径は段付にし、段付部の一部を溝部４２１bにしない形状となっている。

図２６及び図２７に示す変形例でも振動源固定ナットを大きくすることなく、ノズルボデー４０８のダイヤフラム部４２４bの機械的振動周波数特性４３２の共振点ｆoが実使用供給電源周波数ｆaに近くなりダイヤフラム部４２４bの振動振幅Ｙoが大きくなりインクの液柱に腹と節を作るためのエネルギーも大きくインク粒子４１０になり易い効果がある。

１…インク容器、２…インク供給ポンプ、３…調圧弁、４…ノズル、７…帯電電極、８…インク粒子、９…上部偏向電極、１０…下部偏向電極、１１…ガター、１４…回収ポンプ、２２…インク回収流路、３１…ノズルボデー、３２…インク室、３３…インク流路、３４…加振壁、３５…ナット取付け用おねじ、３６…振動源取付け軸、３７…ノズル継手、３９…オリフィス、４０…噴出口、４１…ねじ部、４２…インク流路、４３…シール、４５…振動源、４６…電力供給端子、４７…ナット、４８…撥インク層、８１…インク供給電磁弁、８２…三方弁、８３…吸引ポンプ、８４…インク吸引電磁弁、８５…回収電磁弁、８６…溶剤供給ポンプ、８７…溶剤電磁弁、１０１…インク容器、１０２…インクポンプ、１０３…調圧弁、１０７…帯電電極、１０８…インク滴、１０９…上部偏向電極、１１０…下部偏向電極、１１１…ガター、１１２…フィルタ、１１４…回収ポンプ、１２２…インク回収流路、１３１…ノズル、１３２…液室、１３３…流路、１３４…加振壁、１３５…振動源固定部取付け用雄ネジ、１３６…振動源取付け軸、１３７…インク導入路、１３８…雌ネジ、１３９…オリフィス、１４０…噴出口、１４１…雄ネジ、１４２…インク流路、１４３…シール部品、１４４…継ぎ手、１４５…振動源、１４６…電力供給端子、１４７…振動源固定部、１４８…接着剤層、１８１…インク供給電磁弁、１８２…三方弁、１８３…吸引ポンプ、１８４…インク吸引電磁弁、１８５…回収電磁弁、１８６…溶剤供給ポンプ、１８７…溶剤電磁弁、１８８…溶剤容器、２０１…インク容器、２０２…インクを圧送するポンプ、２０３…調圧弁、２０７…帯電電極、２０８…インク粒子、２０９…上部偏向電極、２１０…下部偏向電極、２１１…ガター、２１２、…フィルタ、２１４…回収ポンプ、２２２…インク回収経路、２３０…ノズル、３１…ノズルボディ、３２…インク室、３３…流路、３４…加振壁、３６…ノズル２３０の軸、２３９…オリフィス、２４０…噴出口、２４１…ノズルヘッド部、２４２…インク流路、２４５…振動源、２４６…電力供給端子、２４７…振動源固定用ナット、２４８…くびれ部、２４９…加振部、２５０…弾性体Ａ、２５１…弾性体Ｂ、２５２…ハウジング、２５３…弾性体Ｃ、２５４…ノズル中心軸調整部材、２５５…弾性体Ｄ、２５６…調整ネジ、２５７…弾性体Ｅ、２５８…シール部材、２５９…ノズル中心軸調整部材２５４の端面、２６０…継手内面、２６１…継手２６２のインク流路、２６２…継手８１…インク供給電磁弁、２８２…三方弁、２８３…吸引ポンプ、２８４…インク吸引電磁弁、２８５…回収電磁弁、２８６…溶剤供給ポンプ、２８７…溶剤電磁弁、３００…ノズルボディ、３０１…継手、３０２…チューブ、３０３…インクビーム、３０４…ハウジング、３０５…ベース、３０６…調整ネジＡ、３０７…調整ネジＢ、３０８…矢印Ａ、３０９…矢印Ｂ、３１０…加振部、３２０…チューブ、４０１…メインインク容器、４０２a…インク、４０３… 供給弁、４０４…供給ポンプ、４０５…メインフィルタ、４０６…調圧弁、４０７…三方弁、４０８…ノズルボデー、４０９…インク供給管、４１０…インク粒子、４１１…ガター、４１２…回収ポンプ、４１３…インク回収管、４１４…循環ポンプ、４１５… 循環弁、４１６…補力液、４１７…補力ポンプ、４１８…洗浄弁、４１９…補力液補給管、４２０…補力液容器、４２１a…振動源固定ナット、４２１ｂ…振動源固定ナット溝部、４２２…電源供給端子、４２３…振動源、４２４a、４２４ｃ、４２４ｄ…振動源取付け軸、４２４b…ダイヤフラム部、４４２５…シール、４２６…オリフィス、４２７…空隙、４２８…振動源取付け軸流路、４２９…オリフィス流路、３１…本発明の機械的振動周波数特性４３２…従来の機械的振動周波数特性、４４１…従来の振動源固定ナット、４４２,４４３…他実施例の振動源固定ナット。

Claims (5)

1. 本体内に設けられたインク容器から供給されたインクを加振して噴出するノズルと、前記ノズルから噴出したインク粒子を帯電する帯電電極と、帯電したインク粒子を偏向させる電界を形成する偏向電極と、が備えられた印字ヘッドを有するインクジェット記録装置において、
   前記ノズルは、インクに振動を与えるインク室と、このインク室と連通してインク室にインクを供給する第１のインク流路と、前記インク室と連通しインクを噴出する噴出口を含む第２のインク流路とを有し、
   また、前記インク室の一部に前記インク室内のインクを加振する加振壁と、この加振壁に振動を与える加振部とを有し、前記加振壁に前記インク室の流入口を設け、
   前記ノズルを弾性体によって保持する構造を有し、
   前記弾性体は前記ノズルの外周と、前記加振部の端部とに配置されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 請求項１記載のインクジェット記録装置において、
   前記第１のインク流路の端部の外側に設けられ、前記弾性体を介して前記第１のインク流路の端部を移動可能に保持するノズル方向調整部材を有していることを特徴としたインクジェット記録装置。
3. 請求項２記載のインクジェット記録装置において、
   前記ノズル方向調整部材は、前記第１のインク流路の端部の位置を決めるための位置調整ネジと、前記第１のインク流路に対して前記位置調整ネジと反対方向から力を及ぼす位置調整用弾性体とを有していることを特徴としたインクジェット記録装置。
4. 請求項３記載のインクジェット記録装置において、
   前記ノズル方向調整部材は、複数の前記位置調整ネジと前記位置調整用弾性体の組み合わせを有し、複数の方向に前記ノズルの向きを調整できることを特徴としたインクジェット記録装置。
5. 請求項２乃至４記載のインクジェット記録装置において、
   前記インク容器からのインクが流れる第３のインク流路と接続する継手部とが設けられたハウジングを有し、前記ノズルと前記継手部とは非接触であり、
   前記継手部は、前記ハウジングのインク供給側に設けられ、シール部材を介して前記ノズル方向調整部材に接していることを特徴としたインクジェット記録装置。

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