JPH0966604A - インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェットヘッド及びインクジェット記
録装置において、構成が簡単で小型化が図れ、高密度記
録が可能で、しかもカラーインクの混色をなくする。 【解決手段】 プレート部材２３の両面に、インク噴射
用のエネルギー発生素子を備えた基板２１，２２を接合
することにより、それぞれ独立した２つのインク噴射用
のチャンネル郡２４，２５を形成する。さらに、プレー
ト部材２３を基板２１，２２よりも後端側に延長し、そ
の延長部２３ａの両側面と基板２１，２２の後端面とが
成すコーナー部に、インク供給部との接続を行うための
インク流路２７，２８が形成されたマニホールド部材２
９，３０を接合する。これにより、チャンネル郡２４，
２５は完全に分離され、異なるカラーのインクが混じり
合うようなことがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクをノズルか
ら噴射して記録用紙等に所要の記録を行うインクジェッ
トヘッド及び記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、比較的に構成が簡単で、高速印
字、高品質印字が容易な記録装置として、インクジェッ
ト方式の記録装置が注目されている。このインクジェッ
ト記録装置に用いられるインクジェットヘッドとして
は、例えば、圧電セラミックス等のアクチエータの変形
によりインク流路の容積を変化させ、その容積減少時に
インク流路内のインクをノズルから液滴として噴射し、
容積増大時にインク導入口からインク流路内にインクを
導入するようにしたものがある。

【０００３】この種のインクジェットヘッドにあって、
カラー化を図るためには複数のヘッドを必要とすること
から、装置の大型化を避けるには、各インクジェットヘ
ッドの小型化、高密度化が必要となる。そこで、２つの
インクジェットヘッドを、共通のプレート部材の両側に
インク流路を形成するように、アクチエータを背面に備
えた基板を配置して一体的に構成したものがある（例え
ば、特公昭５８−５７８５号公報参照）。しかしなが
ら、この公報に示されるインクジェットヘッドにおいて
は、基板そのものにインク供給部と連結するためのイン
ク流路を作成しているため、微細な部品である基板にそ
のような流路を加工することは極めて困難な作業とな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、そのような加
工上の問題を解消すべく、２つのインクジェットヘッド
を一体的に構成した構成にあって、インク供給部と連結
するためのインク流路を基板に作成するのではなく、別
途に樹脂等で形成され得る連通用のマニホールド部材を
連結して、インク供給部に連通するインク流路を形成す
るものが考えられた。

【０００５】その例を、図６、図７を参照して説明す
る。図６はインクジェットヘッドの分解斜視図、図７は
断面図であり、１枚のプレート部材１０１の両側に、イ
ンク噴射用のチャンネル群１０２，１０３の形成された
アクチエータ１０４，１０５を接合し、前端面にインク
を噴射するノズルプレート１０６を接合し、後端面にイ
ンク供給部に連通するインク流路１０６，１０７の形成
されたマニホールド部材１０８を接合している。チャン
ネル群１０２，１０３の後開放端はインク流路１０６，
１０７に開口するようにする。マニホールド部材１０８
の端面１０９とアクチエータ１０４，１０５等の端面に
は、接着剤が塗布され、両者が接合される。接着剤とし
ては、常温硬化型のシリコンゴム等を用いる。

【０００６】ところが、上記のような接合構造では、上
記端面の平面度が少しでも悪いと空洞ができたり、ある
いは、接着剤が流路に流れ込む虞があり、その製作作業
は容易ではない。２つのチャンネル群１０２，１０３に
は異なる色のインクが供給されていることから、空洞が
できると、インクが混色することになる。従って、接着
硬化後に、異なる色のインクを噴射して混色しない、つ
まり、確実に分色されることを確認する必要がある。本
発明は、上述した問題点を解決するためになされたもの
であり、構成が簡単で小型化が図れ、高密度記録用、カ
ラー用に好適で、また、製作作業が容易で、カラー用に
使用する場合にインクが混色することのないインクジェ
ットヘッド及びインクジェット記録装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明のインクジェットヘッドは、１枚のプ
レート部材と、このプレート部材に接合され、インクを
噴射させるためのエネルギーを付与するエネルギー発生
素子を備えた基板とを備え、これらにより前端側がイン
クを噴射するノズルと連通され、後端側が開放されたイ
ンク噴射用の複数のチャンネルからなるチャンネル群を
形成してなるインクジェットヘッドにおいて、プレート
部材の両面に基板が接合され、それぞれ独立した２つの
チャンネル群を形成しており、プレート部材は基板より
も後端側に延長され、このプレート部材の延長部の両側
面と基板の後端面とが成すコーナー部の各々に、インク
供給部との接続を行うためのインク流路が形成されたマ
ニホールド部材を接合し、これらのインク流路をチャン
ネルの開放端の各々に連通させたものである。

【０００８】上記構成においては、１つのヘッド組み立
て体に複数のカラーインク噴射用のノズルを持つヘッド
が得られ、小型化、高密度化した構造にて実現でき、し
かも、２つのチャンネルが完全に分離された形態とさ
れ、マニホールド部材を接合するための接着剤等を塗布
する部位が流路に直接に接する場所でないので、マニホ
ールド部材の接合をラフに行っても、チャンネルやイン
ク流路が繋がり合うようなことがなく、異なるカラーの
インクが混じり合うようなことがなくなる。

【０００９】また、請求項２の発明のインクジェットヘ
ッドは、上記請求項１に記載のインクジェットヘッドに
おいて、基板が、分極された圧電素子により少なくとも
一部が形成された複数の隔壁と、その隔壁によって隔て
られた複数の溝部と、圧電素子の分極方向に対して略直
交する駆動電界を印加する複数の電極とから構成され、
隔壁と電極によりエネルギー発生素子を構成すると共
に、溝部によりチャンネルを構成したものである。

【００１０】また、請求項３の発明のインクジェット記
録装置は、上記請求項１又は請求項２に記載のインクジ
ェットヘッドが、往復駆動されるキャリッジ上に搭載さ
れ、インクジェットヘッドのノズルより被記録媒体にイ
ンクを吐出して記録を行うものである。この構成におい
ては、カラー用としてインクの混色を起こすことなく、
高密度印刷を行うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
例を図面を参照して説明する。図１は本実施例によるカ
ラーインクジェットプリンタ１の概略構成を示す図であ
る。カラーインクジェットプリンタ１は、４色（シア
ン、マゼンタ、イエロー、ブラック）のカラーインクを
印刷用紙等の被印刷体（以下、印刷用紙Ｐという）上に
噴射して印字を行うインクジェッ式ヘッド（以下、印字
ヘッドという）２を備え、この印字ヘッド２は、印字時
に直線的に往復駆動されるキャリッジ３に保持されてい
る。印字ヘッド２はヘッドユニット４と一体に設けられ
ており、このヘッドユニット４と共に、印字ヘッド２に
４色のインクを供給するインクカートリッジ５がキャリ
ッジ３に着脱自在に搭載される。印字ヘッド２は、イン
クを噴射させるためのエネルギーを付与するエネルギー
発生素子として圧電セラミック素子を備え、電圧印加に
よる圧電セラミック素子の変位に応じて得られるポンピ
ング作用を利用してインクを噴射し、印字を行うもので
ある（詳細は後述）。印字ヘッド２は圧電セラミック素
子に代えて熱電素子を用いたサーマルヘッドであっても
よい。

【００１２】印字ヘッド２の前面に対向して、その往復
方向に平行にプラテンローラ６が回転自在に設けられて
おり、印字ヘッド２とプラテンローラ６とでもって印字
部を構成している。キャリッジ３は、キャリッジ３の下
部に設けられたキャリッジ軸支持部３ａを介して、ハウ
ジング１ａ内のフレームに支持されたキャリッジ軸７
に、矢印Ｂ方向に直線的往復移動可能に支持され、か
つ、プーリ８，９間に架けられたベルト１０に連結さ
れ、プーリ９がモータ１１により回転駆動されることに
より、直線往復駆動されるようになっている。印刷用紙
Ｐはインクジェットプリンタ１の後部上方に設けられた
不図示の給紙カセットにより、矢印Ｃ方向に給送され、
印字ヘッド２と、矢印Ａ方向に回転駆動されるプラテン
ローラ６との間に搬入され、印字後の印刷用紙Ｐは矢印
Ｄ方向に排出される。図１においては、これらの印刷用
紙Ｐの給送機構の図示を省略している。

【００１３】また、プラテンローラ６の側方には、印字
ヘッド２のクリーニングを行うヘッドクリーニング部材
１２が設けられている。さらに、プラテンローラ６の側
方で印字ヘッド２のリセット状態位置の前方に対向し
て、パージ装置１３が設けられている。インクジェット
式の印字ヘッド２は、その使用中に内部に気泡が発生し
たり、噴射面上にインクの液滴が付着することにより、
噴射不良を起こすことがあるので、これを解消し良好な
噴射状態に回復させるためにパージ装置１３がある。パ
ージ装置１３は、矢印Ｅ方向に移動してその先端に設け
られたキャップ１４に印字ヘッド２が覆われている時
に、ポンプ１５により負圧を発生させ、印字ヘッド２の
内部の不良インクをパイプ１６，１７によって吸引して
印字ヘッド２を回復させるものである。吸引された不良
インクは貯留部１８へ送られる。

【００１４】図２は本発明の一実施例による印字ヘッド
２の斜視図、図３はその分解斜視図、図４はその断面図
である。図示する印字ヘッド２は、２色のインクを独立
して噴射し得るものであり、カラーインクジェットプリ
ンタ１には、このような印字ヘッド２が２組並んで設け
られてヘッドユニット４を構成している。印字ヘッド２
は、圧電セラミック素子を備えた基板２１，２２を備
え、基板２１，２２がプレート部材２３の両面に接合さ
れることにより、基板２１，２２に形成された複数の溝
部がそれぞれ独立した２つのインク噴射用のチャンネル
群２４，２５を形成している。基板２１，２２の前端面
には、インクを噴射するノズルプレート２６が接合さ
れ、後端面には、インク供給部となるインクカートリッ
ジ５との接続を行うための、インク流路２７，２８が形
成されたマニホールド部材２９，３０が接合される。

【００１５】ここに、プレート部材２３は、基板２１，
２２よりも後端側に延長されており、このプレート部材
２３の延長部２３ａの両側面と基板２１，２２の後端面
とが成すコーナー部の各々に、マニホールド部材２９，
３０の前端部を接合させているチャンネル群２４，２５
の後側開放端は、インク流路２７，２８の各々に連通さ
れる。マニホールド部材２９，３０は樹脂等により形成
されており、コーナー部への接合には接着剤を用い、マ
ニホールド部材２９，３０と各面との縁部３３はシリコ
ンゴム等によりシーリングする。なお、基板２１，２２
は、分極された圧電素子により少なくとも一部が形成さ
れた複数の隔壁と、その隔壁によって隔てられた複数の
溝部（これがチャンネルを構成）と、圧電素子の分極方
向に対して略直交する駆動電界を印加する複数の電極と
から構成され、隔壁と電極によりエネルギー発生素子が
構成されている。

【００１６】上記のように構成されている印字ヘッド２
の作用を説明する。上述したように、２つのチャンネル
群２４，２５を持つ一体化された印字ヘッド２が２組並
んで設けられ、それぞれのマニホールド部材２９，３０
のインク流路２７，２８の後方開放端には、それぞれカ
ラーのインクカートリッジ５が接続され、各カラーのイ
ンクがインク流路２７，２８を通して印字ヘッド２のチ
ャンネル群２４，２５に供給される。基板２１，２２の
圧電セラミック素子が印字情報に基づいて駆動されるこ
とにより、チャンネル群２４，２５の容積が変化し、そ
れによるポンピング作用によりチャンネル群２４又は２
５内のインクが先端のノズルより噴射され、印字ヘッド
２と対向する位置に給紙された印刷用紙Ｐにカラー印字
を行うことができる。

【００１７】そして、印字ヘッド２は、上記のように、
プレート部材２３の延長部２３ａでもって、チャンネル
２４，２５が完全に分離された形態とされており、ま
た、シーリング箇所が直接に流路に接する場所でないの
で、マニホールド部材２９，３０を接着剤で基板２１，
２２の端面に接合する場合に、ラフな作業であっても、
互いに異なるカラーのインク通路であるチャンネル群２
４，２５やインク流路２７，２８が繋がり合うようなこ
とがなく、従って、異なるカラーのインクが混じり合う
ようなことがなく、確実に分色が行える。

【００１８】図５は他の実施例による印字ヘッドの断面
図である。前述の実施例では、マニホールド部材２９，
３０の接合方向をチャンネル群２４，２５と同方向とし
たものであったが、ここに示す実施例は、マニホールド
部材２９，３０の接合方向をチャンネル群２４，２５と
直角方向とした点が前述のものと相違する。このような
構成であっても、プレート部材２３の延長部２３ａでも
って、チャンネル群２４，２５は完全に分離された形態
とされており、しかも、シーリング箇所が直接に流路に
接する場所でないので、上記と同様な効果が得られる。
そして、また、上記２つの実施例から明らかなように、
プレート部材２３の延長部２３ａを設けることにより、
インク流路２７，２８をチャンネル群２４，２５に対し
て平行又は直角方向に自由に設定できる利点がある。

【００１９】なお、本発明は上記実施例構成に限られず
種々の変形が可能である。例えば、上記実施例では、基
板２１，２２に圧電セラミック素子を備えたインクジェ
ットヘッドを示したが、バブルジェット方式その他のイ
ンクジェットヘッドに適用可能である。また、マニホー
ルド部材２９，３０は上記実施例では別々のものを示し
たが一体のものであってもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明に係るインクジェッ
トヘッド乃至インクジェット記録装置によれば、インク
を噴射させるためのエネルギーを付与するエネルギー発
生素子を備えた基板がプレート部材の両面に接合されて
互いに独立した異なるカラーインク用の２つのチャンネ
ル群を形成し、さらに、プレート部材が基板よりも後端
側に延長され、プレート部材の延長部の両側面と基板の
後端面とが成すコーナー部に、インク流路が形成された
マニホールド部材を接合したものであって、構成が簡単
でヘッドの小型化が図れ、高密度記録用、カラー用に好
適なものとなる。また、２つのチャンネル群が完全に分
離された形態とされ、マニホールド部材を接合するため
の接着剤等を塗布する箇所が流路に直接に接する場所で
ないので、マニホールド部材の接合をラフに行っても、
２つのチャンネル群やインク流路が繋がり合うようなこ
とがなく、従って、製作作業が容易で、異なるカラーの
インクが混じり合うようなことがなく、確実に分色が行
える。また、プレート部材の延長部を用いてマニホール
ド部材を接合する構成であるので、インク供給側との連
結を図るインク流路をチャンネル群に対して平行又は直
角方向に任意に設定可能で、設計の自由度が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるインクジェットプリン
タの概略構成を示す図である。

【図２】本発明の一実施例による印字ヘッドの斜視図で
ある。

【図３】同印字ヘッドの分解斜視図である。

【図４】同印字ヘッドの断面図である。

【図５】他の実施例による印字ヘッドの断面図である。

【図６】改良前のインクジェットヘッドの分解斜視図で
ある。

【図７】同インクジェットヘッドの断面図である。

【符号の説明】

２ 印字ヘッド ２１，２２ 基板 ２３ プレート部材 ２３ａ プレート部材の延長部 ２４，２５ チャンネル群 ２７，２８ インク流路 ２９，３０ マニホールド部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １枚のプレート部材と、このプレート部
   材に接合され、インクを噴射させるためのエネルギーを
   付与するエネルギー発生素子を備えた基板とを備え、こ
   れらにより前端側がインクを噴射するノズルと連通さ
   れ、後端側が開放されたインク噴射用の複数のチャンネ
   ルからなるチャンネル群を形成してなるインクジェット
   ヘッドにおいて、 前記プレート部材の両面に前記基板が接合され、それぞ
   れ独立した２つのチャンネル群を形成しており、 前記プレート部材は前記基板よりも後端側に延長され、
   このプレート部材の延長部の両側面と前記基板の後端面
   とが成すコーナー部の各々に、インク供給部との接続を
   行うためのインク流路が形成されたマニホールド部材を
   接合し、 これらのインク流路を前記チャンネル群の開放端の各々
   に連通させたことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 【請求項２】 上記基板が、分極された圧電素子により
   少なくとも一部が形成された複数の隔壁と、その隔壁に
   よって隔てられた複数の溝部と、前記圧電素子の分極方
   向に対して略直交する駆動電界を印加する複数の電極と
   から構成され、該隔壁と電極により前記エネルギー発生
   素子を構成すると共に、該溝部により前記チャンネルを
   構成することを特徴とする請求項１に記載のインクジェ
   ットヘッド。
3. 【請求項３】 上記請求項１又は請求項２に記載のイン
   クジェットヘッドが、往復駆動されるキャリッジ上に搭
   載され、該インクジェットヘッドのノズルより被記録媒
   体にインクを吐出して記録を行うことを特徴とするイン
   クジェット記録装置。