JPH09150512A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の表面に多数のノズルが配列形成された
インクジェットヘッドにおいて、基板の樹脂成型時にイ
ンク供給路の一部を構成する隘路を容易に形成できるよ
うにする。 【解決手段】 基板１０、インク共通流路１１、一部に
隘路１７を有するインク供給路１２、ノズル１３及び加
圧室１４を備え、加圧室１４が加圧されることによりノ
ズル１３からインク滴が吐出されるようにしたインクジ
ェットヘッドにおいて、隘路１７を基板１０の表面１０
ｂに形成された溝１６と、この溝１６を覆うように基板
１０の表面１０ｂ側に配設された振動板１５とで構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置等に用いられるインクジェットヘッドに関し、更
に詳しくは、基板の表面に多数のノズルが配列形成さ
れ、そのノズルからインク滴が吐出されるようにしたイ
ンクジェットヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のインクジェットヘッド
は、その要部縦断面図である図７に示すように、対向す
る表面１００ａ、１００ｂを有する樹脂からなる矩形状
の基板１００を備えている。この基板１００の一方の表
面１００ａ側には、その長手方向に沿ってインク共通流
路１０１が形成されている。このインク共通流路１０１
は、基板１００に溝１０１ａを形成し、この溝１０１ａ
を覆うように基板１００に被覆体１０１ｂを配設するこ
とにより構成したものである。このように構成されたイ
ンク共通流路１０１の長手方向の一端は閉じられている
が、他端は基板１００の側面に通じており、この他端側
から外部に配設されたインクタンクのインクが供給され
るようになっている。

【０００３】また、基板１００の一方の表面１００ａ側
には、インク共通流路１０１に沿って多数のノズル１０
２が一定のピッチで一列に並べられて配設されている。
この基板１００の一方の表面１００ａには、ノズル１０
２のインクの出口部分に撥水性を持たせるため、ノズル
１０２に沿って金属板からなるノズルプレート１０２ａ
が配設されている。

【０００４】また、基板１００の内部には、インク共通
流路１０１と基板１００の他方の表面１００ｂとの間に
ノズル１０２に対応して多数のインク供給路１０３が形
成されている。このインク供給路１０３の一端はインク
共通流路１０１に連通し、他端は基板１００の他方の表
面１００ｂに開口している。また、このインク供給路１
０３には、インク共通流路１０１との連通部分にノズル
１０２と同径かそれよりも細い径の隘路１０３ａが形成
されている。

【０００５】また、基板１００の他方の表面１００ｂ側
には、インク供給路１０３に対応して多数の加圧室１０
４が形成されている。この加圧室１０４は、基板１００
に溝１０４ａを形成し、この溝１０４ａを覆うように基
板１００に振動板１０５を配設することにより構成した
ものである。この振動板１０５は、同時にインク供給路
１０３の開口部分をも覆っている。この加圧室１０４の
一端はインク供給路１０３の他端に連通され、他端はノ
ズル１０２側に連通されている。また、振動板１０５の
外面側の加圧室１０４と対応する箇所には圧電素子１０
６が配設されている。

【０００６】このように構成されたインクジェットヘッ
ドは、駆動信号が与えられて圧電素子１０６が駆動する
と、振動板１０５が振動することによって加圧室１０４
が加圧され、それによりインク共通流路１０１からイン
ク供給路１０３を介して供給された加圧室１０４のイン
クがノズル１０２側に送出され、ノズル１０２からイン
ク滴が吐出されるようになっている。なお、上記インク
供給路１０３の隘路１０３ａは、加圧室１０４が加圧さ
れたときにインクがインク共通流路１０１側に逆流しな
いように設けたものである。

【０００７】上記のように構成されたインクジェットヘ
ッドは、加熱して流動化した樹脂を金型内に流し込む射
出成型等の樹脂成型手段によって溝１０１ａ、１０４
ａ、ノズル１０２及びインク供給路１０３を備えた基板
１００を形成し、この基板１００に被覆体１０１ｂ、ノ
ズルプレート１０２ａ、振動板１０５を貼着すると共
に、振動板１０５に圧電素子１０６を配設することによ
って製作される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
たインクジェットヘッドにおいて、基板１００の樹脂成
型時にインク供給路１０３の隘路１０３ａをインク供給
路１０３と同時に形成する場合には、成型金型のインク
供給路１０３を形成するピンの先端に更に隘路１０３ａ
を形成するピンを一体に設ける必要がある。ところが、
隘路１０３ａの直径が、例えば、５０μｍ程度と極めて
細く、そのピンが折れ易いために基板１００の製作が困
難になり、その結果、インクジェットヘッドの製作も困
難になるという問題があった。

【０００９】また、このような金型上の問題をなくすた
め、隘路１０３ａ部分を除いて基板１００を樹脂成型
し、その後にレーザを照射して隘路１０３ａを形成する
手段が採用されることもあるが、この場合には隘路１０
３ａを形成するための工程が別に必要となるため、基板
１００の製作工程が複雑になり、その結果、インクジェ
ットヘッドの製作工程も複雑になるという問題があっ
た。

【００１０】従って、本発明は、インクジェットヘッド
を構成する基板の製作を容易にすることにより、インク
ジェットヘッドの製作工程が複雑になることのないよう
にしたインクジェットヘッドを提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、請求項１に係るインクジェットヘッドは、対向
する表面を有する基板に、インク共通流路と、このイン
ク共通流路に連通し、かつ、一部に隘路を有するインク
供給路と、このインク供給路に連通する加圧室と、この
加圧室に連通し、かつ、前記基板の表面に開口するノズ
ルとが形成され、前記加圧室が加圧されることにより前
記ノズルからインク滴が吐出されるように構成されたも
のにおいて、前記隘路は、前記基板の表面に形成された
溝と、この溝を覆う被覆体とで構成されたことを特徴と
している。

【００１２】この請求項１に係るインクジェットヘッド
においては、インク供給路の隘路が、基板の表面に開口
するように形成された溝と、この溝を覆うように基板の
表面に配設された被覆体とで構成されることから、成型
金型に隘路を形成するための細いピンを形成する必要が
なくなり、隘路が容易に形成される。

【００１３】また、請求項２に係るインクジェットヘッ
ドは、請求項１記載のものにおいて、前記ノズルは基板
の一方の表面に開口し、前記インク共通流路は基板の一
方の表面側に形成され、前記インク供給路は前記インク
共通流路と前記基板の他方の表面との間に形成され、前
記加圧室は前記基板の他方の表面と前記ノズルとの間に
形成され、前記隘路を構成する溝は前記基板の他方の表
面に形成され、前記被覆体は前記基板の他方の表面であ
って、少なくとも前記インク供給路と前記加圧室に対応
する位置に配設されたことを特徴としている。

【００１４】この請求項２に係るインクジェットヘッド
においては、インク共通流路が基板のノズルと同じ一方
の表面側に形成されることから、インク共通流路をノズ
ルよりも径の大きな加圧室の存在する基板の他方の表面
側に形成する場合に比べてノズルの列間隔が狭められ、
ノズルの配置密度が高められる。

【００１５】また、請求項３に係るインクジェットヘッ
ドは、請求項２記載のものにおいて、前記加圧室は前記
基板の厚み方向と直交する方向において前記インク共通
流路と重なり合うように形成されていることを特徴とし
ている。

【００１６】この請求項３に係るインクジェットヘッド
においては、加圧室が前記基板の厚み方向と直交する方
向においてインク共通流路と重なり合うように形成され
ていることから、ノズルがインク共通流路に近接して配
設でき、ノズルの列間隔が狭めれてノズルの配置密度が
高められる。

【００１７】また、請求項４に係るインクジェットヘッ
ドは、請求項２又は３記載のものにおいて、前記被覆体
は振動板からなり、この振動板にはその外面側の前記加
圧室に対応する位置に圧電素子が配設されていることを
特徴としている。

【００１８】この請求項４に係るインクジェットヘッド
においては、圧電素子が駆動されて振動板が振動するこ
とにより加圧室が加圧され、それによりノズルからイン
ク滴が吐出される。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態に係るイ
ンクジェットヘッドの平面図であり、図２は図１のＡ−
Ａ線に沿う拡大断面図で、上下方向を逆転して示したも
のである。

【００２０】これらの図において、インクジェットヘッ
ドは、対向する表面１０ａ、１０ｂを有する樹脂からな
る矩形状の基板１０を備えている。この基板１０の内部
には、その長手方向に沿い、かつ、一方の表面１０ａ側
に複数のインク共通流路１１が一定の間隔をおいて形成
されている。このインク共通流路１１は、基板１０に溝
１１ａを形成し、この溝１１ａを覆うように基板１０に
平板状の被覆体１１ｂを配設することにより構成したも
のである。この被覆体１１ｂは、貼着等の手段で基板１
０に取り付けられる。このように構成された各インク共
通流路１１の一端は閉じられているが、他端は基板１０
の側面に通じており、この他端から図略のインクタンク
のインクが供給されるようになっている。

【００２１】また、基板１０の内部には、インク共通流
路１１に沿って多数のインク供給路１２が一定のピッチ
で形成されている。このインク供給路１２は、インク共
通流路１１と基板１０の他方の表面１０ｂとの間に、基
板１０の厚み方向（基板１０の対向する表面１０ａ、１
０ｂ間方向）に沿って形成されており、一端がインク共
通流路１１の幅方向中間位置に連通されると共に、他端
が基板１０の他方の表面１０ｂ側に開口している。

【００２２】また、基板１０の内部には、各インク共通
流路１１の両側に多数のノズル１３が互いに半ピッチず
れた状態でそれぞれ一列に並べられて形成されている。
このノズル１３は、一端が基板１０の一方の表面１０ａ
に開口すると共に、基板１０の厚み方向に沿って形成さ
れており、インク共通流路１１の一方の側のノズル１３
が１つおきのインク供給路１２と対応するように配設さ
れ、他方の側のノズル１３が残る１つおきのインク供給
路１２と対応するように配設されている。

【００２３】また、基板１０の内部には、各インク共通
流路１１の両側に多数の加圧室１４が各ノズル１３に対
応して同じピッチで一列に並べられて形成されている。
この加圧室１４は、基板１０の他方の表面１０ｂとノズ
ル１３との間に溝１４ａが形成され、この溝１４ａを覆
うように基板１０に振動板（被覆体）１５が配設されて
構成されている。この振動板（被覆体）１５は、ガラス
等の絶縁材料から形成され、貼着等の手段で基板１０の
略全域に取り付けられている。上記溝１４ａは、一端が
基板１０の他方の表面１０ｂに開口し、他端がノズル１
３の他端に連通されており、基板１０の厚み方向と直交
する方向である横断面が四角形状に形成されると共に、
他端側が先細り形状に形成され、全体として四角錐に近
似した形状を有している。

【００２４】また、基板１０の他方の表面１０ｂには、
インク供給路１２とそのインク供給路１２と対応する位
置の加圧室１４とに連通する溝１６が形成されている。
この溝１６は、基板１０の厚み方向におけるインク共通
流路１１と対向する位置に形成されており、対向するイ
ンク共通流路１１の幅方向側部から外側へはみ出ないよ
うになっている。この溝１６は、インク供給路１２の開
口部と共に上記振動板１５で覆われることにより、イン
ク供給路１２の一部となる隘路１７を構成する。

【００２５】また、上記振動板１５の外面側には、加圧
室１４に対応する位置にチタン酸ジルコン酸鉛等からな
る圧電素子１８が配設されている。

【００２６】上記のように構成されたインクジェットヘ
ッドは、基板１０の一方の表面１０ａに多数のノズル１
３が複数列に配設されたものとなり、インクジェット記
録装置等に取り付けられて圧電素子１８に駆動信号が与
えられると、振動板１５が振動することによって加圧室
１４が加圧され、インク共通流路１１からインク供給路
１２を介して供給された加圧室１４内部のインクがノズ
ル１３から吐出され、記録用紙等に所定の画像を記録す
る。

【００２７】上記のように構成されたインクジェットヘ
ッドは、インク供給路１２の一部を構成する隘路１７
が、基板１０の他方の表面に形成された溝１６とこの溝
１６を覆うように配設された振動板（被覆体）１５とで
構成されているので、成型金型に隘路を形成するための
細いピンを設ける必要がなくなる。そのため、従来のよ
うに隘路を形成するためのピンが折れるという問題がな
くなり、基板１０の成型が容易にできるようになり、イ
ンクジェットヘッドの製作が容易となる。

【００２８】また、インク共通流路１１が、基板１０の
ノズル１３が開口する一方の表面１０ａ側に配設されて
いるので、インク共通流路１１をノズル１３よりも径の
大きな加圧室１４の存在する他方の表面１０ｂ側に配設
する場合に比べてノズル１３と加圧室１４をインク共通
流路１１に近接して配設できるようになり、その結果、
ノズル１３の列間隔を狭めることができ、ノズル１３の
配置密度を高めることができる。さらに、インク供給路
１２の隘路１７を形成する溝１６が、基板１０の厚み方
向におけるインク共通流路１１と対向する位置に形成さ
れているので、ノズル１３と加圧室１４をインク共通流
路１１に近接して配設でき、その結果、ノズル１３の列
間隔を狭めることができ、ノズル１３の配置密度を高め
ることができる。

【００２９】なお、上記の実施形態においては、上記溝
１６が、対向するインク共通流路１１の幅方向内側に位
置しているので、加圧室１４が基板１０の厚み方向と直
交する方向においてインク共通流路１１と部分的に重な
り合うようになっており、ノズル１３の列間隔を効果的
に狭めることができるようになっている。

【００３０】また、多数の加圧室１４がインク共通流路
１１の両側に互いに半ピッチずらせた状態で配設されて
いるので、インク供給路１２を短いピッチで配設でき、
その結果、各列のノズル１３を短いピッチで配設できる
ようになり、ノズル１３の配置密度を高めることができ
る。

【００３１】なお、上記の実施形態におけるインク供給
路１２は、その一端がインク共通流路１１の幅方向中間
位置において連通されているが、図３に示すように、イ
ンク共通流路１１の幅方向側部において連通されるよう
にしてもよい。このようにした場合は、隘路１７を形成
する溝１６がインク共通流路１１の幅方向側部から外側
へはみ出すことになるため、そのはみ出した分だけ加圧
室１４がインク共通流路１１から離間し、ノズル１３の
列間隔が拡がることになるが、インク共通流路１１の数
がさほど多くない場合は、それによってインクジェット
ヘッドが大型化することはない。

【００３２】また、上記の実施形態におけるノズル１３
と加圧室１４は、インク共通流路１１の両側に互いに半
ピッチずらせて配設されているが、図４に示すように、
インク共通流路１１の両側に互いに対向するように配設
することもできる。この場合は、各列の加圧室１４は、
例えば、加圧室１４の両側のインク共通流路１１のイン
ク供給路１２と交互に連通されることになる。

【００３３】また、上記の実施形態におけるノズル１３
と加圧室１４は、インク共通流路１１の両側に配設され
ているが、図５に示すように、インク共通流路１１の片
側にのみ配設することもできる。この場合でも、ノズル
１３の列間隔を狭めることができる。

【００３４】また、上記の実施形態におけるノズル１３
には、インクの出口部分に撥水性を持たせるための従来
例に示すようなノズルプレートを設けていないが、必要
に応じてインクの出口部分に従来例と同様のノズルプレ
ートを設けることもできる。

【００３５】また、上記の実施形態における振動板１５
は、基板１０の略全域に配設したものであるが、少なく
とも溝１６を含むインク供給路１２、及び、加圧室１４
に対応する位置に配設されておればよい。

【００３６】また、上記の実施形態における加圧室１４
は基板１０の厚み方向に形成されたものであり、隘路１
７はノズル１３とは反対側の基板１０の他方の表面１０
ｂ側に形成されたものであるが、図６に示すように、加
圧室を基板の表面に沿う方向に形成すると共に、隘路を
基板のノズルと同じ表面側に形成するようにすることも
できる。以下、この実施形態に係るインクジェットヘッ
ドについて説明する。

【００３７】すなわち、図６はインクジェットの要部縦
断面図であり、基本構造が従来例の図７に示すものと同
様のものである。すなわち、図６に示すインクジェット
ヘッドは、対向する表面２０ａ、２０ｂを有する基板２
０を備えており、その一方の表面２０ａ側にインク共通
流路２１が配設され、他方の表面２０ｂ側に加圧室２２
が形成されたものである。加圧室２２の一端は基板２０
の厚み方向に沿って形成されたインク供給路２３に連通
され、加圧室２２の他端はノズル２４に連通されてい
る。

【００３８】インク共通流路２１は、基板２０の一方の
表面２０ａにその長手方向に沿って溝２１ａが形成さ
れ、この溝２１ａを覆うように平板状の被覆体２１ｂが
基板２０に配設されて構成されたものである。加圧室２
２は、基板２０の他方の表面２０ｂに溝２２ａが形成さ
れ、この溝２２ａを覆うように振動板（被覆体）２６が
基板２０に配設されて構成されたものである。この振動
板２６の外面側の加圧室２２と対向する箇所には圧電素
子２７が配設されている。

【００３９】また、インク供給路２３は、基板２０の厚
み方向に沿って形成され、一端が基板２０の一方の表面
２０ａに開口し、他端が基板２０の他方の表面２０ｂに
開口するように形成されており、その一端側の開口部が
上記被覆体２１ｂで覆われ、その他端側の開口部が上記
振動板２６で覆われたものである。ノズル２４は、一端
が基板２０の一方の表面２０ａに開口しており、その表
面２０ａにインクの出口部分に撥水性を持たせるための
金属板からなるノズルプレート２８が配設されている。

【００４０】基板２０の一方の表面２０ａには、インク
共通流路２１とインク供給路２３とに連通する溝２９が
形成されている。この溝２９は、上記被覆体２１ｂで覆
われており、それによってインク供給路２３の一部を構
成する隘路３０を構成している。

【００４１】このように構成されたインクジェットヘッ
ドは、上記の先の実施形態のものと同様に、インクジェ
ット記録装置等に取り付けられて圧電素子２７に駆動信
号が与えられると、振動板２６が振動することによって
加圧室２２が加圧され、インク共通流路２１からインク
供給路２３を介して供給された加圧室２２のインクがノ
ズル２４から吐出され、記録用紙等に所定の画像を記録
する。

【００４２】また、このように構成されたインクジェッ
トヘッドは、上記の先の実施形態のものと同様に、イン
ク供給路２３の一部を構成する隘路３０が、基板２０の
一方の表面２０ａに形成された溝２９とその表面２０ａ
に配設された被覆体２１ｂとで構成されるので、成型金
型に隘路を形成するための細いピンを設ける必要がなく
なる。そのため、従来のように隘路を形成するためのピ
ンが折れるという問題がなくなり、基板２０の成型が容
易にできるようになってインクジェットヘッドの製作が
容易となる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、請求項１乃至４の発明に
よれば、インク供給路の一部を構成する隘路が、基板の
表面に形成された溝と、この溝を覆うように基板に配設
された被覆体とで構成されているので、基板の樹脂成型
を行なう金型に隘路を形成するための細いピンを形成す
る必要がなくなる。その結果、基板の樹脂成型時に隘路
を容易に形成することができ、インクジェットヘッドの
製作が容易となる。

【００４４】また、請求項２の発明によれば、インク共
通流路が基板のノズルと同じ一方の表面側に形成されて
いるので、インク共通流路をノズルよりも径の大きな加
圧室の存在する基板の他方の表面側に形成する場合に比
べてノズルの列間隔が狭められ、その結果、ノズルの配
置密度を高めることができる。

【００４５】また、請求項３の発明によれば、加圧室が
基板の厚み方向と直交する方向においてインク共通流路
と重なり合うように形成されているので、ノズルがイン
ク共通流路に近接して配設でき、その結果、ノズルの列
間隔が狭めれてノズルの配置密度を高めることができ
る。

【００４６】また、請求項４の発明によれば、振動板が
基板の表面に配設され、その振動板の外面側に圧電素子
が配設されているので、圧電素子の配設を容易に行なう
ことができ、インクジェットヘッドの製作が容易とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッ
ドの平面図である。

【図２】図１のインクジェットヘッドのＡ−Ａ線の断面
図であり、図１とは上下方向を逆転させて示したもので
ある。

【図３】図１に示すインクジェットヘッドの変形例を示
す要部平面図である。

【図４】図１に示すインクジェットヘッドの他の変形例
を示す要部平面図である。

【図５】図１に示すインクジェットヘッドの別の変形例
を示す要部平面図である。

【図６】本発明の別の実施形態に係るインクジェットヘ
ッドの要部断面図である。

【図７】従来のインクジェットヘッドの要部断面図であ
る。

【符号の説明】

１０、２０ 基板 １１、２１ インク共通流路 １２、２３ インク供給路 １３、２４ ノズル １４、２２ 加圧室 １５、２６ 振動板（被覆体） １６、２９ 隘路を構成する溝 １７、３０ 隘路 １８、２７ 圧電素子 ２１ｂ 被覆体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西野 俊夫 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する表面を有する基板に、インク共
   通流路と、このインク共通流路に連通し、かつ、一部に
   隘路を有するインク供給路と、このインク供給路に連通
   する加圧室と、この加圧室に連通し、かつ、前記基板の
   表面に開口するノズルとが形成され、前記加圧室が加圧
   されることにより前記ノズルからインク滴が吐出される
   ように構成されたインクジェットヘッドにおいて、前記
   隘路は、前記基板の表面に形成された溝と、この溝を覆
   う被覆体とで構成されたことを特徴とするインクジェッ
   トヘッド。
2. 【請求項２】 前記ノズルは基板の一方の表面に開口
   し、前記インク共通流路は前記基板の一方の表面側に形
   成され、前記インク供給路は前記インク共通流路と前記
   基板の他方の表面との間に形成され、前記加圧室は前記
   基板の他方の表面と前記ノズルとの間に形成され、前記
   隘路を構成する溝は前記基板の他方の表面に形成され、
   前記被覆体は前記基板の他方の表面であって、少なくと
   も前記インク供給路と前記加圧室に対応する位置に配設
   されたことを特徴とする請求項１記載のインクジェット
   ヘッド。
3. 【請求項３】 前記加圧室は前記基板の厚み方向と直交
   する方向において前記インク共通流路と重なり合うよう
   に形成されていることを特徴とする請求項２記載のイン
   クジェットヘッド。
4. 【請求項４】 前記被覆体は振動板からなり、この振動
   板にはその外面側の前記加圧室に対応する位置に圧電素
   子が配設されていることを特徴とする請求項２又は３記
   載のインクジェットヘッド。