JPH10272769A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
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- JPH10272769A JPH10272769A JP7960197A JP7960197A JPH10272769A JP H10272769 A JPH10272769 A JP H10272769A JP 7960197 A JP7960197 A JP 7960197A JP 7960197 A JP7960197 A JP 7960197A JP H10272769 A JPH10272769 A JP H10272769A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/07—Embodiments of or processes related to ink-jet heads dealing with air bubbles
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
を、アクチュエータにおいて整列状態で形成された複数
のチャンネルに供給し、アクチュエータを駆動すること
によって、チャンネル内のインクをノズルより液滴とし
て噴射するようにした、インクジェットヘッドにおい
て、供給路内に発生または残留した気泡が成長すること
による、チャンネルへのインクの供給を阻害するに至る
期間をできるだけ長くし、必要なパージの頻度を低減す
る。 【解決手段】 供給路16の最深部40を、チャンネル
6の中心線41が通る位置からずれた位置に位置させ
る。このような対策を講じない場合と比較して、気泡3
9が同様の速度で成長しても、気泡39の外表面がチャ
ンネル6の入口端に達するまでの期間をより長くできる
ので、チャンネル6へのインクの供給を阻害するに至る
期間をより長くでき、必要なパージの頻度を低減でき
る。
Description
方式の記録装置に備えるインクジェットヘッドに関する
もので、特に、インクジェットヘッド内に与えられるイ
ンク流路の形態における改良に関するものである。
字が容易な記録装置として、インクジェット方式の記録
装置がある。この発明にとって興味あるインクジェット
方式の記録装置について、図1ないし図6を参照して説
明する。なお、図1ないし図6は、この発明の実施形態
を説明するためにも参照される。
の概略が斜視図で示されている。インクジェット記録装
置1には、印字機構2およびパージ装置3が組み込まれ
ている。印字機構2の主要部が拡大されて図2に示され
ている。図2に示すように、印字機構2は、インクジェ
ットヘッド4(図1では図示されない。)、およびイン
クジェットヘッド4にインクを供給するためインクジェ
ットヘッド4に着脱可能に装着されるインクカートリッ
ジ5を備えている。
に「5a」、「5b」、「5c」および「5d」で示す
ように、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの
各色のインクを供給して、カラー化を図るため、4つの
インクカートリッジ5が装着され、したがって、4つの
インクカートリッジ5に対応して、インクジェットヘッ
ド4も4つ備えている。
が斜視図で示されている。また、図3の線IV−IVに
沿う断面図が図4に、同じく線V−Vに沿う断面図が図
5にそれぞれ示されている。インクジェットヘッド4
は、インクを収容する複数のチャンネル6を整列状態で
形成したアクチュエータ7とインクカートリッジ5から
のインクを各チャンネル6に供給するためのマニホール
ド8とから構成される。
ミックへの電界印加時の変形を利用して、所望のチャン
ネル6内の容積を変化させ、この容積減少時にチャンネ
ル6内のインクをノズル9より液滴として噴射し、他
方、容積増加時にインクカートリッジ5およびマニホー
ルド8からのインクをチャンネル6内に導入するように
構成されている。ノズル9には、各チャンネル6の出口
端に連通する細孔10が設けられている。
は、各チャンネル6を挟むように、ダミー溝11がチャ
ンネル6と平行に延びるように形成される。ダミー溝1
1は、上述した圧電セラミックの変形による各チャンネ
ル6の容積変化をより生じやすくするためのもので、そ
の内部にはインクが導入されないように、マニホールド
8側において閉じられている。
に示すように、上述したようなチャンネル6およびダミ
ー溝11をそれぞれ形成する2つの基板12および13
と、これら基板12および13間に挟まれるセンタープ
レート14とによって構成される。したがって、アクチ
ュエータ7において、複数のチャンネル6は、2列をな
しながらそれぞれ整列状態で配列される。
側においてアクチュエータ7に接合される。マニホール
ド8には、複数のチャンネル6の整列方向に延び、かつ
チャンネル6の各入口端に対して共通的に開口する供給
路16が設けられる。この供給路16は、図5および図
6に示すように、チャンネル6の各列に沿ってそれぞれ
形成されている。なお、図5に示した供給路16に関し
て、想像線で示したものが本出願人において先に考えた
形態であり、実線で示したものが後述するこの発明に係
る実施形態において採用される形態である。2列の供給
路16は、図6に示すように、上部において相互に一体
化され、インクカートリッジ5と接続される導入口21
と連通されている。なお、図6の一部にも、この発明の
実施形態において採用される構成が含まれている。
るように、その両端部に取付け片17および18を形成
しており、これら取付け片17および18間にアクチュ
エータ7が挟まれながら位置決めされ、その状態で接着
剤(図示せず。)を付与することによって、アクチュエ
ータ7とマニホールド8とが液密的に固定される。これ
ら一体化されたアクチュエータ7およびマニホールド8
を備えるインクジェットヘッド4は、ヘッドカバー19
内に収容された状態とされ、かつ図1に示したキャリッ
ジ20によって保持される。
うに、ノズルプレート9を下、マニホールド8を上にし
て、約45度傾斜して配置される。このとき、マニホー
ルド8は、導入口21を最も上にして供給路16がその
導入口21から下向きに続くように配置される。なお、
インクジェットヘッド4は、水平横向きまたは垂直下向
きに置くこともできるが、水平横向きの場合、導入口2
1を上にして供給路16をその下に配置することが望ま
しい。
供給路16に連通する導入口21には、ラバーからなる
シール部材22およびアダプタ23を介して、前述した
インクカートリッジ5が着脱可能に装着される。導入口
21には、フィルタ24が設けられ、他方、インクカー
トリッジ5の排出口25には、フィルタ26が設けら
れ、これらフィルタ24および26を通って、インクが
インクカートリッジ5からマニホールド8に供給され
る。
イドシャフト27およびガイドレール28に沿って直線
往復移動可能に保持され、かつプーリ29および30上
に掛け渡されたエンドレスベルト31に連結される。し
たがって、一方のプーリ、たとえばプーリ30が図示し
ないモータにより回転駆動されることにより、キャリッ
ジ20は、往復直線移動する。
紙32は、図示しない給紙機構に基づき、プラテンロー
ラ33の矢印34方向の回転に従って、矢印35方向へ
送られる。このようにして、インクジェット記録装置1
においては、キャリッジ20の動きと記録紙32の動き
とが協働して、インクジェットヘッド4が記録紙32上
の所望の領域にインクを噴射して所望の印字を達成す
る。
ット状態にあるインクジェットヘッド4の位置に対向す
るように、前述したパージ装置3が設けられている。イ
ンクジェットヘッド4は、使用中において、その内部に
気泡が発生または残留したり、噴射面上にインクが付着
したりすることにより、噴射不良を起こすことがある。
パージ装置3は、インクジェットヘッド4に近接して、
キャップ36がインクジェットヘッド4の噴射面を覆っ
ているときに、ポンプ37により負圧を発生させ、イン
クジェットヘッド4内部のインクを気泡とともに所定量
吸引して貯留部38へと送るものであって、これによっ
て、上述したような不都合を解消して、インクジェット
ヘッド4における良好な噴射状態の回復が図られる。
が先に考えた構造において、図5に示したアクチュエー
タ7側のチャンネル6の入口端とマニホールド8側の供
給路16とが拡大されて示されている。前述したような
インクジェットヘッド4内での気泡の発生または残留
は、マニホールド8側の供給路16においても生じ得
る。たとえば図10には、供給路16内に発生または残
留した気泡39が図示されている。このような気泡39
は、図10において破線および実線で順次示すように、
時間の経過とともに成長し、アクチュエータ7側のチャ
ンネル6へのインクの供給を阻害することがある。
最深部40aがチャンネル6の中心線41が通る位置に
ある場合には、浮力等により最深部40aに残留しやす
い気泡39が実線で示すように成長したとき、気泡39
の球面をなす外表面上における、チャンネル6の入口端
に最も近接した部分が、チャンネル6の入口端の中心に
位置するようになるため、チャンネル6に気泡39をよ
り引き込みやすい状態がもたらされる。チャンネル6に
気泡39が侵入すると、噴出不良を起こし、いわゆる印
字抜けを生じる。
じたとき、あるいは未然に防止するため、前述したパー
ジ装置3を作動してインクを吸引、すなわちパージさせ
ることが行なわれているが、気泡39の成長によってイ
ンクの供給が阻害されるに至る期間が短いと、頻繁にパ
ージを実施しなければならない。その結果、適正な印字
開始を可能とするまでに必要な時間が延びるとともに、
パージによって浪費されるインク量が増し、本来の印字
に供されるインク量が減少する、という問題に遭遇す
る。
を解決し得るインクジェットヘッドを提供しようとする
ことである。
容する複数のチャンネルが整列状態で形成され、かつこ
れらチャンネル内のインクをノズルより液滴として噴射
するように駆動する、アクチュエータと、チャンネルの
入口端側においてアクチュエータに接合されるものであ
って、各チャンネルへインクを供給するため、複数のチ
ャンネルの整列方向に延び、かつチャンネルの各入口端
に対して共通的に開口する供給路が形成された、マニホ
ールドとを備える、インクジェットヘッドに向けられる
ものであって、上述した技術的課題を解決するため、請
求項1に記載の発明では、チャンネルの中心線が通る位
置からずれた位置に、供給路の最深部を位置させること
を特徴としている。
とにより、最深部がチャンネルの中心線が通る位置にあ
る場合と比較して、供給路の断面積を実質的に同様に保
ちながら、あるいはあまり大きくすることなく、最深部
とチャンネルの入口端との間の距離を長くすることがで
きる。したがって、最深部に位置する気泡が同様の速度
で成長しても、気泡の外表面がチャンネルの入口端に到
達するまでの期間をより長くすることができる。
のように供給路の最深部の位置を選ぶとき、この供給路
の最深部の位置を、チャンネルの入口端に対向しない位
置にまでずらすことを特徴としている。このように最深
部をチャンネルの入口端に対向しない位置にまでずらす
と、最深部とチャンネルの入口端との間の距離をさらに
長くすることができる。
2に記載の発明において、供給路の終端部の形態に特徴
が与えられたものである。すなわち、供給路の終端部に
おける最深部は、供給路の最終端に行くに従って、チャ
ンネルの中心線が通る位置により近づくように延びる形
態を有している。このように供給路の終端部における最
深部に対して上述のような形態を与えると、インクの初
期導入時において供給路の終端部に残留しやすい傾向の
ある気泡をパージにより効果的に除去することが、より
容易になる。
3のいずれかに記載の発明において、複数のチャンネル
が複数列をなしながら各列においてそれぞれ整列状態で
形成され、また、供給路が複数のチャンネルの各列に沿
ってそれぞれ形成されていることを特徴としている。こ
のように複数のチャンネルが複数列をなしながら各列に
おいてそれぞれ整列状態で形成されるインクジェットヘ
ッドにおいて、供給路が複数のチャンネルの各列に沿っ
てそれぞれ形成されている場合には、供給路の断面積を
それほど大きくすることができないため、チャンネルの
中心線が通る位置からずれた位置に供給路の最深部を位
置させることが、より有効に作用する。
は、この発明の一実施形態によるインクジェットヘッド
4を説明するためのものでもある。このインクジェット
ヘッド4に関する一般的な説明については、この発明の
背景を明らかにするために図1ないし図6を参照して前
述した説明を援用して、ここでは繰り返さない。
ている。図7は、図5の部分VIIを拡大して示すもの
で、前述した図10に相当する図である。図7を参照し
て、マニホールド8側の供給路16は、アクチュエータ
7側のチャンネル6の中心線41が通る位置からずれた
位置に、その最深部40を位置させている。特に、この
実施形態では、チャンネル6の入口端に対向しない位置
にまで、最深部40をずらせている。すなわち、チャン
ネル6の入口端と対向する供給路16の内側壁は、チャ
ンネル6の中心線41と鋭角をなして傾斜し最深部40
に連なっている。この最深部40は、後述するように、
導入口21から最も遠いチャンネル6を除いて、チャン
ネル6の列と平行に延びている。
0に示したようにチャンネル6の中心線41が通る位置
に最深部40aがある場合と比較して、供給路16の断
面積を実質的に同様に保ちながら、あるいはあまり大き
くすることなく、最深部40とチャンネル6の入口端と
の間の距離を長くすることができる。したがって、図7
において破線および実線で順次示すように、最深部40
に位置する気泡39が成長するとき、この成長が図10
に示した場合と同様の速度で進んでも、気泡39の外表
面がチャンネル6の入口端に到達するまでの期間をより
長くすることができる。
39のチャンネル6への引込みを防止できるので、良好
な印字状態を長く保つことができる。また、必要なパー
ジの頻度を低減することができ、印字動作の効率を上げ
ることができるとともに、図1に示したパージ装置3を
含むメンテナンス系への負担を少なくすることができ
る。また、パージによって浪費されるインク量を減少さ
せることができるので、本来の印字に供され得るインク
量を増加させることができる。
題を解決するための改善も図られている。すなわち、一
般に、インクカートリッジ5を交換した際、インクジェ
ットヘッド4へのインクの初期導入は、パージ装置3を
利用してインクカートリッジ5からインクジェットヘッ
ド4へインクを吸引することにより行なわれるが、その
とき、空気も一緒に吸引し、供給路16の最終端近傍
(導入口21から最も離れた端)に空気が気泡となって
残留しやすい傾向がある。特にインクジェットヘッド4
を使用しないまま放置しておくと、気泡は成長してい
く。
に示すように、気泡39aは、供給路16の最終端面に
接する状態にまでは至りにくいばかりでなく、図10に
示すように、球面と平面との間に隙間が形成されるの
で、供給路16の最終端のチャンネル6に対しては、気
泡がかなり大きく成長しない限り、インクの流路が確保
される。しかし、図9において実線から破線へと示すよ
うに、気泡39aの成長は、供給路16の上流側に延び
る傾向が大きく、最終端のチャンネル6を閉塞する前に
その手前のチャンネル6を閉塞することが多い。このよ
うに供給路の最終端近傍において残留した気泡39a
は、たとえパージを実施しても、除去することが比較的
困難で、その結果、供給路の最終端近傍に連通するチャ
ンネルにおいて、インクの不噴出を生じることが多い。
給路16の最深部40がチャンネル6の中心線41が通
る位置からずれた位置に位置しているとき、さらに言う
ならば、最深部40がチャンネル6の入口端に対向しな
い位置に位置しているとき、より顕著に現れる。なぜな
ら、前述したように、気泡39は、最深部40の位置に
残留しやすいが、この位置は、チャンネル6の入口端か
ら遠ざけられているためである。
め、図8に示すような改善が図られている。図8は、図
6の部分VIIIを拡大して示している。図8におい
て、マニホールド8がアクチュエータ7に接する領域に
は、ハッチングが施され、また、1点鎖線をもって、供
給路16の最深部40の位置が示されている。図8を参
照して、供給路16の終端部においては、最深部40
は、供給路16の最終端に行くに従って、チャンネル6
の中心線41が通る位置により近づくように延びてお
り、供給路16の幅は、その最終端に行くに従って、よ
り狭くされている。したがって、最終端近傍のチャンネ
ル6に対応する供給路16の形状は、実質、図10と同
様になる。
に残留する気泡39aが図示されている。この気泡39
aは、図7に示した気泡39と同様、供給路16の最深
部40の位置に留まっているが、この最深部40の延び
る形態、あるいは供給路16の終端部において幅が徐々
に狭くされていることに起因して、気泡39aは、最終
端近傍にあるいずれかのチャンネル6の入口端に極めて
近接した位置にもたらされる。
端近傍において残留している気泡39aは、インクの初
期導入時においてパージを実施すれば、この最終端近傍
にあるいずれかのチャンネル6を通して容易にかつ効果
的に除去されることができる。なお、図2に示すよう
に、マニホールド8の導入口21は、供給路16側の端
部において、供給路16に向けて徐々に断面積を拡大す
るように、傾斜面21aを有する。これは、インクカー
トリッジ5からインクジェットヘッド4にインクを初期
導入する際、インクがインクジェットヘッド4のマニホ
ールド側端面に激しく衝突して気泡を生じるのを、導入
口21の断面を拡大することでインクの流速を落として
防止するためである。これによって、供給路16に侵入
する気泡をできるだけ少なくし、上記の本実施形態にか
かる構成を一層効果あるものにすることができる。
関する具体的な設計にあたっては、マニホールド8を構
成する材料の濡れ性、インクの表面張力、供給路10の
最終端と最端のチャンネル6の入口端との距離、供給路
10の終端部の内面の曲率、インクジェットヘッド4の
使用時の重力方向、気泡39aの体積、チャンネル6の
奥行き、等のファクタが考慮される。
連して説明したが、この発明の範囲内において、その他
の実施形態も可能である。たとえば、図8を参照して説
明した構成は、必須ではなく、このような構成による利
点を期待しないならば、採用されなくてもよい。また、
チャンネル6の中心線41が通る位置に対する、供給路
16における最深部40のずれの方向は、図示した方向
とは逆にされてもよい。
タ7において、チャンネル6が2列をなしていたが、3
列以上をなしていても、あるいは、単に1列のみをなし
ていてもよい。また、前述した説明では、アクチュエー
タ7は、圧電セラミックへの電界印加時の変形を利用し
てインクを噴射する形式のものであるとしたが、これに
代えて、たとえば、発熱素子を用いたもの等に置き換え
られてもよい。
よれば、マニホールドにある供給路が、アクチュエータ
側のチャンネルの中心線が通る位置からずれた位置に、
その最深部を位置させているので、チャンネルの中心線
が通る位置に最深部がある場合と比較して、供給路の断
面積を実質的に同様に保ちながら、あるいはあまり大き
くすることなく、最深部とチャンネルの入口端との間の
距離を長くすることができ、したがって、最深部に位置
する気泡の成長が同様の速度で進んでも、気泡の外表面
がチャンネルの入口端に到達するまでの期間をより長く
することができる。
がチャンネルへ引き込まれることを防止できるので、良
好な印字状態を長く保つことができる。また、必要なパ
ージの頻度を低減することができ、印字動作の効率を上
げることができるとともに、パージ装置を含むメンテナ
ンス系への負担を少なくすることができる。また、パー
ジによって浪費されるインク量を減少させることができ
るので、本来の印字に供され得るインク量を増加させる
ことができる。
ャンネルの入口端に対向しない位置に、供給路の最深部
を位置させることを行なうので、上述した供給路の最深
部の、チャンネルに対するずれの度合いをより大きくで
き、したがって、請求項1に記載の発明が奏する効果を
より大きくかつ確実に期待できる。請求項3に記載の発
明によれば、供給路の終端部における最深部が、供給路
の最終端に行くに従って、チャンネルの中心線が通る位
置により近づけられるので、インクの初期導入時におい
て供給路の終端部に残留しやすい傾向のある気泡をパー
ジにより効果的に除去することが、より容易になる。し
たがって、インクの初期導入後、さらに、たとえば、イ
ンクジェットヘッドを使用しないまま放置した後、使用
しようとするときにおいて、供給路の最終端近傍におい
て残留した気泡が原因となって、供給路の最終端近傍に
連通するチャンネルでインクの不噴出が生じることを防
止でき、インクジェットヘッドの印字品質に対する信頼
性を向上させることができる。
3のいずれかに記載の発明に適用されるものであるが、
請求項4に記載のように、複数のチャンネルが複数列を
なしながら各列においてそれぞれ整列状態で形成され、
また、供給路が複数のチャンネルの各列に沿ってそれぞ
れ形成されている場合には、供給路の断面積をそれほど
大きくすることができない。言い換えると、供給路の断
面積を小さくせざるを得ないので、パージ負荷を低減で
きるものの、供給路において、チャンネルへの引込みを
回避した状態を保ちながら、成長しつつある気泡をそれ
ほど長期間にわたって滞留させることができない。その
ため、請求項1に記載のように、チャンネルの中心線が
通る位置からずれた位置に供給路の最深部を位置させる
構成を採用して、成長しつつある気泡の外表面がチャン
ネルの入口端に到達するまでの期間をより長くすること
には、重要な意義がある。
ッドが組み込まれたインクジェット記録装置1の全体の
概略を示す斜視図である。
図である。
示す斜視図である。
ジェットヘッド4を示す図である。
ュエータ7の、マニホールド8への接合面の一部を示
す。
16の最終端近傍を示す図である。
ッドに備える、アクチュエータ7側のチャンネル6の入
口端とマニホールド8側の供給路16とを拡大して示
す、図7に相当する図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 インクを収容する複数のチャンネルが整
列状態で形成され、かつ前記チャンネル内のインクをノ
ズルより液滴として噴射するように駆動する、アクチュ
エータと、 前記チャンネルの入口端側において前記アクチュエータ
に接合されるものであって、各前記チャンネルへインク
を供給するため、複数の前記チャンネルの整列方向に延
び、かつ前記チャンネルの各入口端に対して共通的に開
口する供給路が形成された、マニホールドとを備える、
インクジェットヘッドにおいて、 前記供給路は、前記チャンネルの中心線が通る位置から
ずれた位置に、その最深部を位置させていることを特徴
とする、インクジェットヘッド。 - 【請求項2】 前記供給路は、前記チャンネルの入口端
に対向しない位置に、その最深部を位置させていること
を特徴とする、請求項1に記載のインクジェットヘッ
ド。 - 【請求項3】 前記供給路の終端部においては、前記最
深部は、前記供給路の最終端に行くに従って、前記チャ
ンネルの中心線が通る位置により近づくように延びてい
ることを特徴とする、請求項1または2に記載のインク
ジェットヘッド。 - 【請求項4】 複数の前記チャンネルは、複数列をなし
ながら各列においてそれぞれ整列状態で形成され、前記
供給路は、複数の前記チャンネルの各列に沿ってそれぞ
れ形成されることを特徴とする、請求項1ないし3のい
ずれかに記載のインクジェットヘッド。
Priority Applications (7)
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---|---|---|---|
JP7960197A JP3496443B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | インクジェットヘッド |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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