JPH06226966A

JPH06226966A - インクジェットヘッド

Info

Publication number: JPH06226966A
Application number: JP1443593A
Authority: JP
Inventors: Kozo Yamaguchi; 孝三山口; Yoshio Kanayama; 義雄金山; Masaru Horinaka; 大掘中
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-02-01
Filing date: 1993-02-01
Publication date: 1994-08-16

Abstract

(57)【要約】【目的】インクジェットヘッドを構成する圧力室の気
泡を除去するためのインクジェットヘッドを得る。【構成】インクジェットヘッド２は、圧力室形成部材
３０内に圧力室３を形成し、該圧力室とインク供給部よ
り供給されるインクを導くインク流通路１とをフィルタ
４を介して連通してなり、インク噴出前面に設けられた
オリフィス５を形成したノズル形成部材６を設けて構成
されている。また、圧力室３には一部が圧力室に存在す
るようにピエゾ素子７が設けられている。フィルタ４は
インク流通路１と圧力室３とを区切る役割と共に、イン
ク内の異物を除去する小孔１０を複数個形成しており、
その小孔１０は圧力室３の内側壁面３１にインク流通路
１からインク導入されるように、フィルタ４の周縁部に
形成されている。これにより、圧力室３に導入されるイ
ンクは圧力室３の内側壁面３１に沿うため、内側壁面３
１に付着した気泡１１が効果的に引き剥がされ、インク
噴出と同時に外部に排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
タにかかり、特にインクを噴出するための噴出ノズルを
有するインクジェットヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタは、供給される
インクをオリフィスを有するノズル部より適宜インク滴
を噴出し、該インク滴を記録紙上に衝突させてドットに
よる所望の記録を行うものである。

【０００３】例えば、図５及び図６に示すように、イン
ク供給部より供給されるインクを、インク流通路１を介
して記録紙（図示せず）と対向するインクジェットヘッ
ド２の圧力室３内に供給される。この時インクはインク
流通路１又はインクジェットヘッド２の位置に配置さ
れ、圧力室３とインク流通路１とを区分するフィルタ４
を介して供給される。インクジェットヘッド２は、非常
に小さいインク噴出開口のオリフィス５を有したノズル
部５を、前面（記録紙と対向する側）に上記圧力室３と
連通するように設けており、該圧力室３にはインクを噴
出する時に駆動される圧力発生手段の圧電素子であるピ
エゾ素子６の一部が存在するように設けている。

【０００４】そこで、上記ピエゾ素子６に電圧を印加す
ることで、ピエゾ素子６が図中上方向に歪み、圧力室３
の容積を小さくすることで、その分のインクがオリフィ
ス５を介してインク滴として噴出させる。また、ピエゾ
素子６への電圧の印加を停止することで、圧力室３内の
容積が大きく（例えば元の状態に復帰）なることから、
インク流通路１よりフィルタ４を介して圧力室３にイン
クが導入させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上の構成のインクジ
ェットヘッド２においては、フィルタ４にてインク中の
ゴミ等の異物の圧力室３への進入を阻止するために設け
られる一方、ピエゾ素子７による発生する圧力が後方で
あるインク流通路側へ逃げ、オリフィス５よりインクが
噴出されない圧力抵抗の役割を果たしている。つまり、
インク流通路１と圧力室３とを区分するために設けられ
る。

【０００６】従来のフィルタ４は、図６に示すように、
インクを圧力室へと導くために形成される複数の小孔８
が、中央部付近に集中して形成されている。このフィル
タ４の小孔８を通して圧力室３にインクが導入されると
きに、インク中に含まれる空気等のガスが析出し、圧力
室３の内側壁面３−１に付着し停滞することで、気泡と
して徐々に大きくなる。この気泡にて、ピエゾ素子７の
駆動時に圧力室３で生じる圧力が吸収され、オリフィス
５より正常な大きさのインク滴として噴出されなくな
り、記録に歪みが生じる。

【０００７】そのたえ、従来では以下に記述する方法に
より圧力室３内の気泡の除去を行っている。

【０００８】圧力室３での気泡の発生時には、イン
クを連続的に噴出させて圧力室３内の気泡をインクと同
時に強制的に吐き出す方法。

【０００９】外部よりメンテナンス装置を利用し、
ノズルのオリフィス５前面より高い負圧を発生させるこ
とで、圧力室３内のインクを吸引することで、気泡を合
わせて吸引する方法の方法において圧力室３内を遮断（圧力室３に導
入されるインク流通路を遮蔽、例えばインク流通路１を
遮蔽）し、圧力室３内を真空状態にして気泡を排除し、
この状態でメンテナンス液又はインクを注入する方法。

【００１０】上記及びの方法においては、メンテナ
ンス装置が非常に大掛かりなものになり、全体としのコ
ストが上がる。また、メンテナンス時間が必要で、面倒
さ作業が強いられる。

【００１１】そこで、の方法により気泡を除去する場
合には、非記録時を設定してその都度行え、除去のため
の作業が非常に簡単である。しかし、上述のように気泡
は圧力室３の内側壁面３−１に付着しているため、どう
してもその側壁面に気泡が付着して、そこから完全に気
泡を引き剥がせることは困難で、多少の気泡が残ること
がある。

【００１２】そのため、従来ではインクジェットヘッド
そのものをカートリッジ式として使い捨てにする方法も
考えられているが、その分のコストが非常に高くつく。

【００１３】本発明の目的は、上述の問題点に鑑み、メ
ンテナンス装置を利用することなくインクジェットヘッ
ドの圧力室内の気泡を、インク噴出時に簡単に確実に除
去できるインクジェットヘッドを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のインクジェットヘッドは、インク供給部より
供給されるインクを蓄留し圧力発生部を有する圧力室
と、上記圧力発生部の駆動時に圧力室内のインクを噴出
するノズル部と、上記圧力室とインク供給部との流通路
とを区分し該圧力室にインクを導入するためのフィルタ
とを備えたインクジェットヘッドであって、上記フィル
タは上記圧力室を形成する内側壁面に沿うようにインク
を導入するように複数の小孔を形成してなり、該小孔を
介してインクを上記圧力室内に導入させることを特徴と
する。

【００１５】

【作用】本発明のインクジェットヘッドによれば、圧力
発生部である圧電素子を駆動することで、圧力室内の圧
力変動により圧力室内のインクがノズル部より所望のお
きさのインク滴として噴出させる。

【００１６】そこで、圧力室の内側壁面に気泡等が停滞
（付着）すれば、圧電素子が連続駆動され、インクが連
続的にノズル部より噴出される。この時、インクはイン
ク流通路よりフィルタを介して圧力室に導かれる際に、
圧力室の内側壁面に沿うように導入される。つまり、フ
ィルタには圧力室の内側壁面に沿うようにしてインクが
導入される小孔を形成しているため、圧力室の内側壁面
に付着した気泡が、内側壁面より引き剥がれるような力
を受けて引き剥がされ、圧力室内のインクと同時にノズ
ル分より効果的に噴出される。

【００１７】従って、圧力室内の気泡の除去において
は、メンテナンス装置を利用することなく、効率よく気
泡の除去のための動作を行える。この除去動作は、記録
動作を行うことのない位置に、インクジェットヘッドを
移動させ、インクジェットヘッドより噴出されるインク
を別途回収するようにすればよく、この除去動作後に記
録動作が可能となる信号を記録制御手段に送ればよい。

【００１８】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図３に基づい
て説明する。

【００１９】図１は本発明によるインクジェットヘッド
の構造を示す断面図、図２は図１のＡ−Ａの断面図、図
３は本発明による気泡の除去動作を説明する要部拡大断
面図である。なお、図に示す符号は従来技術において説
明した図５及び図６と同一部分を同一として付記してい
る。

【００２０】インクはインク供給部（図示せず）よりイ
ンク流通路１を介してインクジェットヘッド２を構成す
る圧力室３に供給される。圧力室３は、圧力室形成部材
３０にエッチング処理等にて、インクを一時蓄留すると
共にインクを噴射しよいような形状に形成され。この圧
力室３には、インク流通路１側と対向する側にゴミ等の
進入を阻止するためのフィルタ４が設けらている。また
インクを噴出するための非常に小さい開口のオリフィス
５をエッチング等の処理にて形成されたなるノズル形成
部材６が、圧力室形成部材３０の前面（図示しなし記録
紙と対向する側）に固定され、圧力室３とオリフィス５
とを連通している。特に圧力室３のノズル部材６と対向
する側は、インクがオリフィス５より噴射させるために
オリフィス側に傾斜するように形成されている。

【００２１】また、圧力室３には該圧力室に圧力変動
（圧力室の容積の変化）を付与するための、圧力発生手
段である圧電素子のピエゾ素子７の一部が存在するよう
に設けられている。このピエゾ素子７を含めて、フィル
タ４にてインク流通路１と区分するように形成される圧
力室３及びノズル部材６等にてインクジェットヘッド２
が構成される。

【００２２】以上の構成のインクジェットヘッド２は例
えば図４に示すように、記録紙に対し平行に往復駆動さ
れるキャリッジ１２上に搭載されており、該往復走行さ
れる際に適宜インク滴が噴出させることで、インクドッ
トを記録紙に形成し所望の画像を形成できる。該図にお
いて、オリフィス５はノズル形成部材６に多数段階的に
ずらされるように走行方向に沿って設けられ、それぞれ
のオリフィスに対し、個々に圧力室３が形成され、かつ
個々にフィルタ４等が設けられる。

【００２３】図４において、キャリッジ１２にはさらに
インク供給部を構成するインクカートリッジ１３及びイ
ンクカートリッジ１３内のインクをインクジェットヘッ
ドの圧力室３へ導入させるためのインク流通路１とを流
通させる連結部１４とが設けられている。

【００２４】そこで、本発明のインクジェットヘッド２
によれば、図２に示すようにインク流通路１より圧力室
３へと導入される際に圧力室３を区切るためのフィルタ
４には、複数のインク導入路となる小孔１０が形成され
ている。この小孔１０は、圧力室３の内側壁面３１に向
けてインクが導入されるように、フィルタ４の周縁部に
複数形成されている。該小孔１０は、インクの粒子化
（インク滴）と、異物の除去の点からその口径は３０μ
ｍ（直径）程度であって、少なくとも３〜１０個程度に
形成される。

【００２５】次に本発明によるインクジェットヘッド２
のインク噴出動作を説明する。

【００２６】インクジェットヘッド２はキャリッジ１２
の往復走行により、各オリフィス５より適宜インク滴を
噴出するために、それぞれに対応した設けられるピエゾ
素子７に電圧を印加する。これにより、記録紙上にイン
クドットを形成し、所望の画像を形成する。この記録動
作とは別に、気泡が圧力室３内に停滞した状態におい
て、キャリッジを非記録位置へと移動させる。この状態
で、インクを連続的に噴出させるために、ピエゾ素子７
を連続駆動する。

【００２７】この駆動により、インクがインク流通路１
より圧力室３へ導入される際に、図３の矢印にて示すよ
うに、圧力室３の内側壁３１部に沿って導入される。そ
のため、圧力室３の内側壁面３１に付着している気泡１
１を内側壁面３１より引き剥がすようにインクが流入さ
れる。これにより、連続的にインクが噴出される際に、
剥がれた気泡１１がインクと同時にオリフィスより外部
へと排出される。この排出インクは、対向する位置に設
けられた廃インク回収する回収部（図示せず）へと噴出
される構成である。

【００２８】上記気泡１１の除去のための動作について
は、インク滴が正常な大きさでなくなった時に、キャリ
ッジ１２を非記録位置へと移動させて行う。これは、手
動によりメンテナンス動作モードを設定し、非記録状態
のプリンタ本体は上述の動作を実行する。

【００２９】しかし、記録動作中において、インク滴が
正常でなくなれば記録が歪み、プリント不良が生じる。
そのため、インクジェットプリンタが記録していない、
非記録時に定期的に上述の除去動作を一定時間行い、常
に気泡が除去されている状態にしてもよい。

【００３０】なお、気泡除去のために設けられた小孔１
０は、圧力室３の内側壁面３１と平行に形成している
が、インク導入時に内側壁面３１にインクが衝突するよ
うに内側壁面側に傾斜するように形成してもよい。この
ように形成することで、より効果的に付着する気泡１１
を除去できる。つまり、導入インクが図３に示すように
内側壁面３１と平行でなく、内側壁面３１へと衝突させ
るよインク導入を行うように小孔１０を傾斜させれば、
付着面そのものにへインクが流入して内側壁面３１に衝
突することから、付着する気泡が徐々に引き剥がされよ
り効果的に除去できる。この場合、圧力室３の内側壁面
３１側をオリフィス側に多少傾斜するように形成しても
同等の効果を得られる。しかしながら、小孔１０はイン
クを圧力室３に導入する際に、内側壁面３１に沿うよう
にフィルタ４に形成することが必須の要件となる。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかになったように、
本発明のインクジェットヘッドによれば、気泡が圧力室
に停滞した状態において、インクを連続的に噴出させる
ことで、圧力室の内側壁面に付着した気泡を容易に除去
でき、メンテナンス装置等が不要になるともに、インク
ジェットヘッドの使い捨てを行うこともなくなり、コス
ト低減と同時に信頼性の高いインク噴出を行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すインクジェットヘッド
の内部構造の断面図。

【図２】本発明のインクジェットヘッドの内部構造を示
すもので、図１のＡ−Ａ線の断面図。

【図３】本発明のインクジェットヘッドによる圧力室内
の気泡除去にかかる動作説明にかかる要部拡大断面図。

【図４】本発明のインクジェットヘッドを搭載した記録
部を示す外観斜視図。

【図５】従来によるインクジェットヘッドの内部構造を
示す断面図。

【図６】従来のインクジェットヘッドの内部構造を示す
図５のＢ−Ｂ線の断面図。

【符号の説明】

１インク流通路２インクジェットヘッド３圧力室３１内側壁面４フィルタ５オリフィス６ノズル形成部材７ピエゾ素子（圧力発生部）１０小孔１１気泡

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク供給部より供給されるインクを蓄
留し圧力発生部を有する圧力室と、上記圧力発生部の駆
動時に圧力室内のインク滴を噴出するオリフィスが形成
されたノズル部と、上記圧力室とインク供給部との流通
路とを区分し該圧力室にインクを導入するためのとを備
えたインクジェットヘッドであって、上記フィルタは上記圧力室を形成する内側壁面に沿うよ
うにインクを導入するように形成された複数の小孔を形
成してなり、該小孔を介してインクを上記圧力室内にと
導くことを特徴とするインクジェットヘッド。