JPH1170673A

JPH1170673A - インクジェット式記録ヘッド

Info

Publication number: JPH1170673A
Application number: JP24963197A
Authority: JP
Inventors: Kimitoshi Kimura; 仁俊木村; Tomoaki Takahashi; 智明高橋
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 1999-03-16

Abstract

(57)【要約】【課題】流路ユニットでのインク消費量の急変による
印字品質の低下を防止すること。【解決手段】流路ユニット２をヘッドホルダ３に固定
し、インクカートリッジのインクを流路ユニット２に供
給するインク供給路をインクの圧力により弾性変形可能
な材料からなるインク供給路形成部材２２により形成し
て、印刷密度の急変による水撃作用をインク供給路形成
部材２２の弾性により吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、ノズル開口に連
通し、圧力発生手段により加圧される圧力発生室を備え
たインクジェット式記録ヘッド、より詳細にはカートリ
ッジから流路ユニットにインクを供給する流路構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット式記録装置は、図４
（イ）に見られるように駆動モータＡにタイミングベル
トＢを介して接続されて、記録用紙Ｃの幅方向に往復移
動するキャリッジＤの、記録用紙対向側にヘッドホルダ
Ｅを介してインクジェット式記録ヘッド本体Ｆを、また
着脱操作がし易い上面にはカートリッジホルダＧを介し
てインクカートリッジＨを搭載して構成されている。

【０００３】記録ヘッド本体Ｆは、図４（ロ）に示した
ようにヘッドホルダＥの下面に固定され、カートリッジ
ホルダＧの底部Ｊに植設されたインク供給針Ｋとヘッド
ホルダＥに貫通孔を穿って形成されたインク流路Ｌを介
してインクカートリッジＨと接続してインクの供給を受
けている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような記録ヘッド
において、印刷データが文字からグラフィックに切り替
わって、記録ヘッド本体Ｆでのインク消費量が急変する
と、比較的長いインク流路Ｌをインクが流れて記録ヘッ
ド本体Ｆにインクが供給されているため、インクの質
量、慣性に起因して水撃現象が発生し、これが記録ヘッ
ド本体のリザーバに周期的な圧力変化として作用し、イ
ンク滴のインク量に周期的な変動を生じて印刷品質を低
下させるという問題がある。もとより、このような問題
を解消するためには、インク供給流路の流路抵抗を下げ
ることにより解消することは可能であるが、記録ヘッド
本体のインク誘導口や、リザーバの形状変更を必要とし
て大幅な設計変更を招くという問題がある。

【０００５】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは、流路ユニット
の設計変更を必要とすることなく、インク消費量の急変
にも対応して安定な印刷を行うことができるインクジェ
ット式記録ヘッドを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、流路ユニットをヘッドホル
ダに固定し、前記ヘッドホルダにインクカートリッジの
インクを前記流路ユニットに供給するインク供給路を形
成してなるインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記
インク供給路を、インクの圧力により弾性変形可能な材
料からなるチューブにより形成するようにした。

【０００７】

【作用】印刷密度の急変により流路ユニットに流れ込む
インク量が急変してインク供給路に水撃が発生した場合
にも、インク供給路の弾性により圧力変動を吸収して、
持続的な振動に至るのを阻止する。

【０００８】

【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の一実
施例を示すものであって、インクジェット式記録ヘッド
１は、流路ユニット２をヘッドホルダ３の下面に、また
インク供給針５を上面に固定して構成され、そのうえで
インク供給針５をカートリッジホルダ６の底面７から突
出するように固定され、インク供給針５を介してインク
カートリッジ８からインクの供給を受けている。

【０００９】このような構造を採ることにより、インク
カートリッジ８の着脱によりインクを簡単に補給するこ
とが可能となる。

【００１０】図２は、上述のインクジェット式記録ヘッ
ドの一実施例を示すものであって、流路ユニット２は、
圧力発生室１０、インク供給口１１、リザーバ１２を区
画形成する流路形成基板１３と、圧力発生室１０に連通
するノズル開口１４を備えたノズルプレート１５、及び
圧電振動子１６の変位を受けて圧力発生室１０を膨張、
収縮させる弾性板１７とを積層して構成され、圧電振動
子１６と流路ユニット２とにより記録ユニットが構成さ
れている。

【００１１】ヘッドホルダ３は、前述の流路ユニット２
を下面で固定し、また圧電振動子１６の先端を弾性板１
７に当接させた状態で固定基板１８を介して固定し、ま
たリザーバ１２に外部からインクを供給するインク誘導
孔２０に対向する位置にはインク誘導口２０よりも大径
の貫通孔２１が穿孔され、上端には後述するインク供給
路形成部材２２と係合するリブ２３が形成されている。

【００１２】インク供給路形成部材２２は、インクの圧
力により膨張、収縮する柔軟な材料、例えばシリコンゴ
ムからなり、少なくとも１０のマイナス１３（ｍ4ｓ2／
ｋｇ）以上のコンプライアンスを発現し、かつ貫通孔２
１との間に間隙３０を形成できる程度の径のチューブと
して構成されている。

【００１３】ところで、インク流路を形成るチューブ
は、インクを構成しているアルカリイオン等により劣化
したり、またインクを構成している溶媒や環境の大気を
透過させてインクの組成に変化をきたしたり、インク内
に気泡を発生させたり、また気泡の成長を助長すること
がある。

【００１４】このような問題を回避するため、インク供
給路形成部材２２は、シリコン系樹脂やフッ素系樹脂等
の耐薬品性を備えた弾性材料によるものを内層とし、ま
た塩化ビニールや金属膜等の高い遮気性を備えた材料に
よるものを外層とした少なくとも２層構造として構成す
るのが望ましい。

【００１５】インク供給路形成部材２２は、上端にリブ
２３に係合する接続部２２ａが形成されていて、他端２
２ｂをインク誘導孔２０に液密に弾接させた状態でリブ
２３に嵌装してヘッドホルダ３に固定されている。

【００１６】ヘッドホルダ３の上面には、インク供給針
５と一体に形成された蓋体２４と、フィルター材２５を
収容してフィルタ室２６ａ、２６ｂを形成するフィルタ
室形成部材２７が枠体２８によりヘッドホルダ３に固定
され、フィルタ室２６ｂに連通する通孔２９を介して接
続部２０ａに接続されている。

【００１７】なお、上述の実施例においては、インク供
給路形成部材２２をヘッドホルダ３に固定するようにし
ているが、図２（ロ）に示したようにフィルタ室形成部
材２７にリブ３１を形成し、フィルタ室形成部材２７に
固定するようにしてもよい。

【００１８】この実施例において、圧電振動子１６に駆
動信号を供給して印刷を実行すると、この実施例では、
圧電振動子１６が収縮して圧力発生室１０が膨張してリ
ザーバ１２のインクがインク供給口１１を経由して圧力
発生室１０に流れ込む。所定時間経過後に圧電振動子の
電荷を放電させると、圧電振動子１６が元の状態に伸長
して圧力発生室１０が加圧され、圧力発生室１０のイン
クがノズル開口１４からインク滴として吐出する。

【００１９】このような動作を印字タイミングに合わせ
て実行してインクが消費されると、インクカートリッジ
８からインク供給針５を介しフィルタ室２６ａに流れ込
み、フィルタ２５で気泡や塵埃を除去されてからインク
供給路形成部材２２を流れてインク誘導口２０からリザ
ーバ１２に補給される。

【００２０】ところで、文字データからグラフィックデ
ータのように多量のインクを消費するデータに切り替わ
った場合は、リザーバ１２のインク量が急激に減少する
ため、インク供給路形成部材２２のインクがリザーバ１
２に流れ込んで水撃作用を発生するが、インク供給路形
成部材２２の弾性により圧力変動分が速やかに吸収され
る。これによりリザーバ１２の圧力が可及的に一定に維
持され、吐出するインク滴のインク量が安定する。

【００２１】図３（イ）、（ロ）は、ベタ画像部と空白
部とを９ミリ秒の周期で６回繰り返して印刷し、その後
中間濃度の印刷を行った場合の印字サンプルで、図
（イ）の本発明によるものでは濃度変化部がほとんど見
られないが、図（ロ）の従来のものでは濃部Ｂ１と淡部
Ｂ２とが一定の周期で数回繰り返して発生している。

【００２２】このことからも、ヘッドホルダ３のインク
供給路を弾性チューブにより構成することが、印字デー
タの変化等による流路ユニット２でのインク消費量の急
増、急減の繰り返しにも関係なく、一定の印字品質を確
保するの有効な手段であることが確認できる。

【００２３】なお、上述の実施例においては、ヘッドホ
ルダ３の高さｈが比較的大きくなる圧電定数ｄ31の圧電
振動子を使用した記録ヘッドのヘッドホルダのサイズを
有効に利用する場合について説明したが、他の形式の圧
力発生手段を使用し、かつヘッドホルダを介してキャリ
ッジに固定する形式のものに適用できることは明らかで
ある。

【００２４】また、上述の実施例においては、キャリッ
ジにインクカートリッジを搭載する形式の記録装置に例
を採って説明したが、函体にインクカートリッジを収容
し、インク供給チューブを介して記録ヘッドのインクを
供給する形式の記録装置に使用しても同様の作用を奏す
ることは明らかである。

【００２５】

【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、インクカートリッジのインクを流路ユニットに供給
するヘッドホルダのインク供給路を、インクの圧力によ
り弾性変形可能な材料からなるチューブにより形成した
ので、印刷密度の急変により流路ユニットに流れ込むイ
ンクが水撃作用を起こした場合にもチューブの弾性によ
り圧力変動を吸収できて、比較的設計変更が容易なヘッ
ドホルダの改造だけで印字品質を向上することができ
る。

【００２６】また、フィルタ室をサイズの大きなものと
して構成することができ、記録ヘッドにインクをスムー
ズに供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施
例を、ヘッドホルダに取り付けた状態で示す図である。

【図２】図（イ）、（ロ）は、それぞれ本発明のインク
ジェット式記録ヘッドの一実施例を示す断面図である。

【図３】図（イ）、（ロ）は、それぞれ本発明の記録ヘ
ッドと、従来のインクジェット式記録ヘッドによる印字
状態を示す図である。

【図４】図（イ）、（ロ）は、それぞれインクジェット
式記録装置の一例、及び記録ヘッドとインクカートリッ
ジとの接続構造を示す図である。

【符号の説明】

２流路ユニット３ヘッドホルダ５インク供給針１３流路形成基板１６圧電振動子２０インク誘導口２１貫通孔２２インク供給路形成部材２５フィルタ２７フィルタ室形成部材３０間隙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流路ユニットをヘッドホルダに固定し、
前記ヘッドホルダにインクカートリッジのインクを前記
流路ユニットに供給するインク供給路を形成してなるイ
ンクジェット式記録ヘッドにおいて、前記インク供給路を、インクの圧力により弾性変形可能
な材料からなるチューブにより形成してなるインクジェ
ット式記録ヘッド。
【請求項２】前記ヘッドホルダが、前記流路ユニット
のインク誘導孔に対向する位置に前記インク誘導口より
も大径の貫通孔が形成され、前記チューブが前記貫通孔
の内面と一定の間隙を形成する径を有する請求項１に記
載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項３】前記チューブの上流側がヘッドホルダに
固定されている請求項２に記載のインクジェット式記録
ヘッド。
【請求項４】前記チューブが、耐薬品性を有する内層
と、遮気性を有する外層とにより構成されている請求項
１に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項５】前記ヘッドホルダの上流側にフィルタ室
形成部材が一体に固定されている請求項１に記載のイン
クジェット式記録ヘッド。
【請求項６】前記ヘッドホルダが、前記流路ユニット
のインク誘導孔に対向する位置に前記インク誘導口より
も大径の貫通孔が形成され、前記チューブが前記貫通孔
の内面と一定の間隙を形成する径を有し、かつ上流側が
前記フィルタ室形成部材に固定されている請求項５に記
載のインクジェット式記録ヘッド。