JPH05278225A - インクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高品位な印字を実現できるインクジェット式記
録装置を提供する。 【構成】ノズル孔４２を等間隔に複数有したノズル板４
４に対向して基板４３が設けてあり、この基板４３の内
面で各ノズル孔４２に対向する部分には発熱素子４１が
設けられている。ノズル板４４と基板４３との間には板
材４５が介挿されており、この板材４５への切除加工に
よってインク室４０、インク供給路３８および案内路３
９ａ，３９ｂが形成されている。案内路３９ａ，３９ｂ
はインク室４０を配列方向に結ぶ線を境にして両側に形
成されている。インク供給路３８は、隣接するインク室
４０を交互に案内路３９ａ，３９ｂに通じさせる関係に
設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクを記録媒体に向
けて噴射することによって記録を行うインクジェット式
記録装置に係り、特にヒートパワーでインク粒子を噴射
させるインクジェット式記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】紙等の記録媒体に印字する記録装置に
は、インパクト方式と、ノンインパクト方式とがある。
ノンインパクト方式の記録装置は、インパクト方式に比
べ低騒音で、装置の小型化を図れるなどの長所がある。

【０００３】ノンインパクト方式は、さらに幾つかに分
類される。そのひとつにインクジェット方式がある。こ
のインクジェット方式の記録装置は基本的にはノズルか
らインク粒子を噴射して記録媒体に衝突させることによ
り記録媒体上にドットを形成させるようにしたもので、
カラー記録が容易であるという格別な利点を備えてい
る。多くの方式が提案されているインクジェット記録方
式の中で、現在最も有力な方式がサーマルインクジェッ
ト記録方式である。

【０００４】図７にはサーマルインクジェット方式の原
理を説明するための図が示されている。すなわち、図７
（ａ）に示されるように、インク粒子噴射部１は、イン
ク室２と、このインク室２の構成壁の一部に設けられた
ノズル孔３と、インク室２の壁面の一部に設けられた発
熱素子４とから構成される。インク室２には図示しない
インク供給路を通してインク５が充填される。

【０００５】ここで、発熱素子４によってインク室２内
のインク５がパルス加熱されると、インクが沸騰し、蒸
気泡６が発生する。時間の経過にしたがって、図７
（ｂ），（ｃ）に示すように、蒸気泡６が成長すると、
ノズル孔３の近くのインクが噴流となってノズル孔３か
ら外部へ押し出される。発熱素子４による加熱が終了す
ると、蒸気泡６が凝縮して体積が小さくなるので、ノズ
ル孔３から吐出したインク５がインク室２内に引き込ま
れようとする。そのとき、図７（ｃ）に示すように吐出
したインク噴流の根元が切れてインク粒子７が発生し、
このインク粒子７が慣性力を受けて記録媒体に衝突す
る。

【０００６】このようにサーマルインクジェット方式で
は、体積変化が大きい気液間の相変化を利用しているの
で、必要な大きさのインク粒子を得るために比較的小さ
い発熱素子を用いることができる。したがって、インク
粒子噴射部１を小型化することが可能である。

【０００７】ところで、サーマルインクジェット式記録
装置において、高品質な印字を実現するには、単位面積
当りのドット数を可能なかぎり多くする必要があり、そ
のためにはインク粒子噴射部を高密度に配列する必要が
ある。

【０００８】図８にはサーマルインクジェット方式を採
用し、かつインク粒子噴射部を高密度に配列した従来の
記録ヘッド８が分解斜視図として示されている。この記
録ヘッド８は、大きく分けて、インク噴射機構９と、イ
ンクタンク１０と、これらを接続するインク供給路１１
とから構成されている。

【０００９】インク噴射機構９は複数のインク粒子噴射
部１２を一直線上に配置したものとなっている。各イン
ク粒子噴射部１２は、インク室１３と、インク室１３の
側壁の一部に形成されたノズル孔１４と、インク室１３
の底壁に設けられた発熱素子１５とによって構成されて
いる。そして、各ノズル孔１４の軸心線を平行に位置さ
せ、かつ各ノズル孔１４を同一平面上に位置させる関係
に各インク粒子噴射部１２が配置されてインク噴射機構
９が形成されている。

【００１０】インクタンク１０はインク噴射機構９の後
方に形成されている。このインクタンク１０と各インク
粒子噴射部１２とはノズル孔１４の軸心線延長線上に位
置するインク供給路１１によって接続されている。な
お、インクタンク１０の上部には空気孔１６が設けられ
ている。

【００１１】このような記録ヘッド８は、各インク室１
３、インクタンク１０、各インク供給路１１をエッチン
グ加工によって一体に形成した板材１７と発熱素子１５
を等ピッチに配置した基板１８とを接合することによっ
て形成される。なお、基板１８は従来の感熱記録用サー
マルヘッドの製造技術を用いることによって容易に作成
することができる。したがって、インク粒子噴射部１２
を一直線上に高密度に配置することは困難ではない。

【００１２】しかしながら、上記のように構成されたサ
ーマルインクジェット式記録装置にあっては次のような
問題があった。すなわち、インク粒子噴射部１２を高密
度に配置すると、必然的にインク供給路１１が細長くな
るので、インクの流動抵抗が大きくなる。このため、目
づまりを起こし、各インク粒子噴射部１２に対してイン
クの供給が不均一になる虞があった。また、インク粒子
噴射部１２を高密度に配置すると、必然的に隣接するイ
ンク供給路１１の入口間隔も狭くなる。このため、各イ
ンク供給路１１へ毛細管作用で浸透するインクは、隣接
するインク供給路へ浸透するインクのいわゆる流れの影
響を受け易くなる。つまり、各インク供給路１１へ浸透
しようとするインクが互いに干渉し、各インク室１３へ
のスムーズなインク供給が困難となる。したがって、図
８に示す構成の記録ヘッド８では、インク粒子噴射部の
高密度化に限界があり、高品質印字の実現が困難であっ
た。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このように従来のサー
マルインクジェット式記録装置では、インク粒子噴射部
を高密度配置しようとすると、各インク室へインクを安
定供給することが困難となり、その結果、高品質印字の
実現が困難であった。

【００１４】そこで本発明は、インク粒子噴射部を高密
度配置しても各インク粒子噴射部へインクを安定に供給
することができ、もって高品質印字の実現に寄与できる
インクジェット式記録装置を提供することを目的として
いる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るインクジェット式記録装置は、構成壁
の一部にノズル孔を有したインク室を備え、このインク
室に供給されたインクをヒートパワーで上記ノズル孔か
ら噴射させるインク粒子噴射部を直線状に複数配列して
なるインク噴射機構と、前記インク粒子噴射部を配列方
向に結ぶ線を境にして両側から上記各インク粒子噴射部
の前記インク室に対して隣接するインク室への流れ方向
を異ならせてそれぞれインクを供給する複数のインク供
給路とを備えている。

【００１６】

【作用】隣接するインク粒子噴射部のインク室にインク
を供給するインク供給路は、インク粒子噴射部を配列方
向に結ぶ線を境にして異なる方向からインクを供給する
ように設けられている。

【００１７】このような構成であると、インク粒子噴射
部を高密度に配置した場合であっても隣接するインク供
給路の間隔を十分長く設定でき、この結果、十分な断面
積のインク供給路を確保できるとともに隣接するインク
供給路の入口部で起こり易いインクの流れの干渉発生を
防止でき、各インク室へ安定したインクの供給が可能と
なる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。図１には本発明の一実施例に係るサーマルインクジ
ェット式記録装置、ここにはラインプリンタに適用した
例の要部が示されている。

【００１９】記録紙３０は紙送り用モータ３１によって
駆動されるプラテンローラ３２に案内されて図中実線矢
印Ａ方向に送られる。プラテンローラ３２に対向する位
置には、プラテンローラ３２と平行に、かつ記録紙３０
の幅とほぼ同じ長さのサーマルジェット式の記録ヘッド
３３が設けられている。

【００２０】記録ヘッド３３は、図２に示すように、細
長い角柱状の外形で、かつプラテンローラ３２に対向す
る位置に後述するノズル孔４２を数１０μｍのピッチで
直線状に露出させた外観に形成されている。

【００２１】この記録ヘッド３３は、具体的には、図３
に示すように、大きく分けて、内部にインク３４を収容
するインクタンク３５と、このインクタンク３５の側壁
の一部を兼ねるようにインクタンク３５に装着されたイ
ンク噴射機構３６とで構成されている。

【００２２】インク噴射機構３６は、図３中紙面に直交
する方向に数１０μｍのピッチで直線状に複数配置され
たインク粒子噴射部３７を備えるとともに各インク粒子
噴射部３７へインクを供給するインク供給路３８および
各インク粒子噴射部３７を結ぶ線を境にして両側に設け
られてインクタンク３５内のインク３４を各インク供給
路３８へ案内する案内路３９ａ，３９ｂを備えている。
各インク粒子噴射部３７は、それぞれインク室４０を備
え、このインク室４０の対向する壁に発熱素子４１とノ
ズル孔４２とを設けている。そして、インク噴射機構３
６を構成している各インク粒子噴射部３７、各インク供
給路３８、案内路３９ａ，３９ｂは、次のような３種類
の部材の積層接着組合せによって形成されている。

【００２３】すなわち、インクタンク３５の側壁の一部
を構成する基板４３を設け、この基板４３の外面にプリ
ント配線技術等を用いて図３中紙面と直交する方向に前
述した発熱素子４１をそれぞれ装着している。そして、
基板４３の外面に対向する位置にノズル板４４を配置
し、このノズル板４４の発熱素子４１に対向する位置に
前述したノズル孔４２をそれぞれ形成している。また、
ノズル板４４と基板４３との間に板材４５を介挿し、こ
の板材４５への切除加工によって前述した各インク室４
０、各インク供給路３８および案内路３９ａ，３９ｂと
なるスペースを確保している。

【００２４】各インク室４０は、図４に示すように数１
０μｍの厚みをもつ偏平な四角形の空間に形成されてい
る。これらインク室４０には基板４３とノズル板４４と
の間で、かつインク粒子噴射部３７の配列方向と平行に
位置して前記空間を規定する一辺部分にインク導入口４
６がそれぞれ形成されており、これらインク導入口４６
がそれぞれインク供給路３８を介して案内路３９ａまた
は３９ｂに通じている。すなわち、隣接するインク室４
０のインク導入口４６は１８０度位相が異なる位置に設
けられており、これらに通じるインク供給路３８も隣接
するもの同志が１８０度位相の異なる位置に設けられて
いる。つまり各インク室４０が配列方向に沿って交互に
案内路３９ａ，３９ｂに通じる関係にインク導入口４６
およびインク供給路３８が設けられている。

【００２５】なお、図４中４７は案内路３９ａをインク
タンク３５に通じさせるために基板４３に設けられた孔
を示し、図３，４中４８は案内路３９ｂをインクタンク
３５に通じさせるために基板４３に設けられた孔を示
し、図３中４９は瀘過フィルタを示し、図３中５０は空
気孔を示している。

【００２６】このような構成であると、インクタンク３
５内のインク３４は孔４７，４８を通して案内路３９
ａ，３９ｂに流れ、続いて毛細管作用で各インク供給路
３８を通った後に各インク室４０に供給される。各イン
ク室４０に供給されたインクは前述した原理で噴射さ
れ、記録紙３０上にドットを形成する。

【００２７】本実施例では、隣接するインク粒子噴射部
３７のインク室４０にインクを供給するインク供給路３
８がインク粒子噴射部３７を配列方向に結ぶ線を境にし
て異なる方向から供給するように設けられている。した
がって、インク粒子噴射部３７を高密度に配列した場合
であっても、現実に隣接するインク供給路３８の間隔を
インク粒子噴射部３７の設置間隔のおよそ２倍まで広げ
ることができる。この結果、目づまりの起こり難い十分
な断面積のインク供給路３８を確保できるとともに隣接
するインク供給路３８の入口部で起こり易いインクの流
れの干渉発生を防止でき、各インク室４０へインクを安
定に供給できる。また、現実に隣接するインク供給路３
８の間隔を広くできるので、それだけ加工が容易で、し
かも積層接着するときの接着面も十分に確保でき、結
局、インク粒子噴射部３７を高密度配列して高品質印字
を実現できる。

【００２８】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。すなわち、上述した実施例では、基板
４３とノズル板４４との間に板材４５を介在させ、この
板材４５への切除加工によって各インク室４０、各イン
ク供給路３８および案内路３９ａ，３９ｂとなるスペー
スを確保しているが、図５に示すようにノズル板３６ａ
の内面に各インク室４０、各インク供給路３８および案
内路３９ａ，３９ｂとなり得る凹部５１を設けるように
してもよい。

【００２９】また、インク供給路の形状も上記実施例の
形状に限定されるものではなく、図６（ａ）に示すよう
にインク室４０と同じ幅で延びる形状のインク供給路３
８ａや同図（ｂ）に示すように途中からインク室４０に
近づくにしたがって徐々に細くなる形状のインク供給路
３８ｂを設けてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば簡単
な構造であるにも拘らず隣り合ったインク粒子噴射部に
安定してインクを供給することができる。したがって、
インク粒子噴射部を高密度配列することが可能となり、
高品質印字の実現に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るインクジェット式記録
装置をラインプリンタ装置に適用した例の要部斜視図。

【図２】同装置に組み込まれた記録ヘッドの斜視図。

【図３】同記録ヘッドを図２におけるＡ−Ａ線に沿って
切断し矢印方向に見た断面図。

【図４】同記録ヘッドを図３におけるＢ−Ｂ線に沿った
矢印方向に局部的に見た一部切欠正面図。

【図５】記録ヘッドの変形例を示す縦断面図。

【図６】インク供給路の形状の変形例を説明するための
図。

【図７】サーマルインクジェット方式のインク噴射原理
を説明するための図。

【図８】インクジェット式記録装置に組込まれた従来の
記録ヘッドの分解斜視図。

【符号の説明】

８，３３…記録ヘッド、 ９，３６…インク
噴射機構、１０，３５…インクタンク、１１，３８，３
８ａ，３８ｂ…インク供給路、１２，３７…インク粒子
噴射部、 １３，４０…インク室、１４，４２…ノズ
ル孔、 ３０…記録紙、３１…紙送り用モー
タ、 ３２…プラテンローラ、３９ａ，３９
ｂ…案内路、 ４１…発熱素子、４３…基板、
４４…ノズル板、４５…板材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】構成壁の一部にノズル孔を有したインク室
   を備え、このインク室に供給されたインクをヒートパワ
   ーで上記ノズル孔から噴射させるインク粒子噴射部を直
   線状に複数配列してなるインク噴射機構と、前記インク
   粒子噴射部を配列方向に結ぶ線を境にして両側から上記
   各インク粒子噴射部の前記インク室に対して隣接するイ
   ンク室への流れ方向を異ならせてそれぞれインクを供給
   する複数のインク供給路とを具備してなることを特徴と
   するインクジェット式記録装置。