JPS585261A - インクジエツトプリンタ用噴射ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、インクジェットプリンタ用噴射ヘッドに関す
るもので、さらに詳しくは、オンデマンド式のインクジ
ェットプリンタ用噴射ヘッドに関するものである。　　
゛ インクジェットプリンタは、大別すると、インク小滴を
必要な時にだけ噴射するオンデマンド式のものと、イン
ク小滴を常時噴射している連続式のものとに分けられる
。これらニガ式を比較すると、連続式の場合は、インク
小滴を偏向させるために千ロボルトオーダーの高圧電源
が必要になる。また、インクを常時噴射する一方、不要
インクの回収を４行う九め、インク循環機構が複雑にな
る。これらの結果、装置がかなシ大型化するという欠点
がある。これに比べてオンデマンド式の場合は、低い電
圧（例えばｌＯＯポル）Ｉｉｆ）でインク小滴を噴射す
ることができ、しかも必要な時にしかインクを噴射しな
い丸めインク循環機構が不要で、インクの供給機構が非
常に簡単なものとなり、装置の小型化が可能になる。こ
のような利点を有するオンデマンド式ｔ１駆動周波数に
ついては、一般に連続式に比べて低く、この丸めオンデ
マンド式では、投射室を複数個配列して噴射ヘッドをマ
ルチノズル化し、インクジェットプリンタの高速化を図
っている。しかし、従来のマルチノズルの噴射ヘッドは
、ノズルを平面的に配置し＊、だけのものであるため、
ノズルピッチ（ノズル間隔）を小さくとれず、十分な解
像力が得られなかった。−万、このような問題を解決し
高−解像力の印刷を可能にする丸めに、次のＯ）。

（１）の方法が実用化されている。即ち、（鳳）一度印
刷を行つ九後に１例えば１／ｓピッチ分だけ記鋒紙をず
らせて再び印刷を行う方法。

（鳳）同じ形状の噴射ヘッドをずらせてならべる方法。

しかしながら、（１）の方法を用いたプリンタにおいて
は、印刷速度が非常に低下するという致命的な問題が６
９、（１）の方法を用いたプリンタにおいては、噴射ヘ
ッド及びそれに付属する部品（例えばインクの供給路な
ど）のコストが噴射ヘッド数に比例して高くなｐ、プリ
ンタ全体のコストが高くなるという問題がある。

本発明は以上の点Ｋｌｉみてなされ友もので、その目的
は、高速且つ高解像力の印刷が可能で、しかも低コスト
の噴射ヘッドを提供することにＩＩ）り、この目的を達
成する本発明の構成は、ベースプレートの両側に、外部
信号に対応して撓む可撓壁を有する投射室を形成し九こ
とを特徴とするものである。

以下、図面を参照し本発Ｉｊｌを詳細に説明する◎第７
図は本発明に係る噴射ヘッドの一実施例を示す断面図で
ある。図において、／はベースプレート、コ、Ｊはペー
スプレートｌの両側に配置されたサイドプレートである
。このサイドグレートλ、Ｊには、凹部コａ、Ｊａが形
成されておシ、それらの薄肉部は可撓壁コｂ、Ｊｂとな
っている。又、ベースプレートｌの表面と前記凹部コ蟲
、３畠の内面が形成する空間は、投射室４４、　ｊを成
し、インク貯蔵室６かも管路７を介してインクｌの供給
を受けている。り、１０はサイドプレートコ、Ｊの可撓
壁λｂ、Ｊｂに接着されたピエゾ電気クリスタルで、記
録情報に応じて電気パルスを送出するパルス発生器／ｌ
によって、駆動されるものである。ココ、ＪＪはそれぞ
訃投射室Ｖ、ｊ内のインクｊを外部に噴射させるための
ノズルで、これらの先端は、オリフィス／ｌ、／Ｊとな
っている。ノズルココ。

ＪＪ、オリフィス／Ｉ１．／ｊ及び投射室４１Ｃ，ｊ勢
は、ペースプレートｌを挾んでｆｓ１図の紙面に垂直な
方向に複数個設けられている。

このように構成され九噴射ヘッドの投射室≠。

！及びノズルｌλ、ｌＪの内部は、インク貯蔵室６から
管路７を介して供給されたインクｔで満たされている。

し九がって、特定のピエゾ電気クリスタル例えばピエゾ
電気クリスタルタに、内側に変形するような電気パルス
ｔ−４えると、可撓壁λｂも内側に撓み、投射ｌｉｔの
容積が急激に減少して、投射室参内のインクｌの一部が
ノズ＃／Ｊ及びオリフィス／参を通って外部に高速度で
噴射される。一方、他の一部は管路７を通ってインク貯
＊’１ｊ１４ｔＲに戻る。ノズル／Ｊ及びオリフィスｌ
ｌを通って外部に噴射されたインクについては、噴射直
後、表面張力によシ球状のインク小滴となる。このイン
ク小滴の直径はオリフィス７４ｔの内径、電気パルスの
電圧レベル、立上り時定数、及びパルス幅によって定ま
る。投射室μの容積は、上記電気パルスのパルス幅に対
応した時間が経過後に復元し、この復元時に、投射室μ
はインク貯蔵室１からインクｌの補給ｔ−受ける〇 第一図は本発明の他の実施例を示す断面図で、この実施
例は、圧力吸収室を有する点岬で＠／図の実施例と異な
る。第２図において、コｌはペースプレート、ココ、Ｊ
Ｊはベースプレートコｌの両側に配置され九サイドプレ
ートである。

ペースプレートコｌには、第３図に示す如く、圧力吸収
室形成用孔λ≠、インク流入口を成す円孔λｊ、インク
を圧力吸収室形成用孔２ダに導くための長孔２４．なら
びに組立用治具孔コアが形成されている。又、サイドプ
レートココには、第参図に示す如く、圧力吸収室形成用
孔λｌ。

この孔コｌに連通した投射室形成用凹Ｓ（溝）コ２（こ
の図ではコター／、コタ−２Ｉ・・・ｌコターｌコの７
１本を例示した）、ノズル形成用＠３０（この図では３
０−／　、ＪＯ−４，・・・、ＪＯ−／λの７２本を例
示し九）、投射室形成用凹部λりとノズル形成用溝３０
とを結ぶ放射状溝３１（この図ではＪＩ−／、ＪＩ−コ
、・・・、ＪＩ−／コの７２本を例示した）、インク流
入用孔３コならびに組立用治具孔３３が形成されている
。第１図の背面図から明らかなように、このサイドプレ
ートλλの圧力吸収室形成用孔コｔ、インク流入用孔３
コ及び組立用治具孔３３は、背−まで貫通している。ま
九、投射室形成用凹Ｓコタの底の薄肉部は、第６図に示
す如く、可撓壁３ダ（凹部コタと同数の３参−／、Ｊ≠
−２，・Φ・Ｉ３参−／コだけ存在する）を形成してい
る。サイドプレートλＪもサイドプレートココとほぼ同
様の形状を有する。即ち、サイドプレー、トコ３には、
第７図に示す如く、圧力吸収室形成用溝３！。

この溝３ｊに連通し九投射室形成用凹５Ｊ６（この図で
は３４−／、Ｊ４−２．・・・、Ｊ４−／コの７２本を
例示した）、ノズル形成用溝３７（この図では１７−／
　、３７−２．・・・、Ｊ７−／コの１１本を例示した
）、投射室形成用凹部３６とノズル形成用溝３７とを結
ぶ放射状溝Ｊｌ（この図では３１−／、３１−コ、・・
・、ＪＩ−／コの７２本を例示した）、インク流入用孔
３Ｐならびに組立用治具孔ＵＯが形成されている。又、
第１図に示す如く、投射室形成用凹ｓＪ４の底の薄肉部
は、可撓壁ｐ／（凹部Ｊ６と同数の≠７−／、！／−２
．・・・、４Ｌ／−／コだけ存在する）を形成している
。

ペースプレートコｌ及びサイドグレートココ。

コ３は、例えば米国コーニングダグラス社の商品”ホト
セラム１、のような感光ガラスから構成される。即ち、
ホトセラム板に所定のパターンを紫外線にて露光焼付け
し、これを熱現俸すれば、露光部分が結晶化され、その
他の部分はガラス質のｔｔで保存される。し九がって、
この露光−現偉済のホトセラム板をフッ化水素溶液に浸
漬すれば、結晶化された部分が深くエツチングされる。

正確に述べれば、未結晶化ガラス部分も同様に７ツ化水
素溶液によりエツチング作用を少けるが、その量は結晶
化部分／に対してＶｍｏ程度であり、はとんど無視でき
る。このようにしてエツチングされ九ホトセラム板がベ
ースプレート、２／及びサイドプレートココ、コ３とし
て用いられる。なお、ペースプレートλｌへのサイドプ
レート２２．．２３の接着は、サーマルボンディング（
あるいはインターヒユージョン）という接着技術に、よ
り行う。これは接合する面を高精度に研磨しこれらを密
着させた後、高温（ホトセラムの場合には１００℃以上
の温度）で数時間保持し、両面の分子間力によって接合
する技術である。この接着により、ベースプレートλｌ
の一万の側に７２個の投射室≠コ（参コー１．ｖλ−コ
、・・・、ｌコーｌコ）及びノズル参Ｊ（参３−１．≠
Ｊ　−Ｊ　＋・・・、参Ｊ−／Ｊ）が形成され、他方の
側に７２個の投射室＄４（（仰−／、４１−コ、・・・
ｌ参≠−ココ）及びノズルｌ！（≠！−７．≠！−コ、
・・・、−！−／コ）が形成される。第２図は、このノ
ズルｌＪ及びダ！の配列状態を示す図である。又、上記
プレート、２７〜コＪの中央付近には、インク小滴噴射
の際にインク貯蔵室側に伝播された圧力を吸収するため
の圧力吸収室≠６が形成さ、れる。この圧力吸収ｉｉ！
４Ｉ６の開口Ｓを可撓膜参７が覆っている。

μ１．参りはそれぞれサイドプレートコλ。

コＪの可撓１１３参、参ｌに接着された合計コ参個（μ
ｆ−／、ｕｌ−コ、・・・、参１−／コ及び弘デー／　
、　１７９−．２　、・・・、ダターｌコ）のピエゾ電
気クリスタル、ｊＯはインクの供給を受けるためのコネ
クタである。

このように構成された噴射ヘッドの作動は。

第１図の実施例と同様である。即ち、λｍ個のピエゾ電
気クリスタル≠ｔ、μりのうち、電気パルスを受けたも
の（以下これをピエゾ電気クリスタル５ｉｔ−ｉとして
説明する）が、その被接着可撓壁３弘−１を内側に変形
させ、可撓壁３≠−／を有する投射室≠コーｌの容積を
急激に減少せしめ・内部のインクをノズルμＪ　−／　
を介して外部に噴射させる。この作動中において、イン
クの一部はノズル０３−／　と反対側に移動するが、こ
の実施例の場合、圧力吸収室≠６の容積が一時的に増大
して液圧上昇を吸収するため、ノズル≠３−／以外から
インク小滴が噴射することはない。

危お、ノズル≠３．≠！を、第７０図の如く、ノズル間
ピッチの半分だけずらせて千鳥状に配設することも可能
である。

以上説明し友ように、本発明は、外部信号に対応して撓
む可撓壁１有する投射室を、ベースプレートの両側に形
成したことを基本的構成とするものであり、本発明によ
れば、きわめて簡単な構造の噴射ヘッド１に実現できる
。特に、町ｍａｔｓり九凹部をサイドプレートに形成し
、このサイドプレートでペースプレートを挾むように構
成し友り、上記凹Ｓｔエツチングでもって形成したりす
れば、容易且つ安価に噴射ヘッドを製作できる０さらに
、゛本発明によれば、第２図や第１Ｏ図の如く高密度に
ノズルを配列でき、高速且つ高解儂力の印刷が可能にな
る。特に、第２図の如き配列では高解儂力化が実現され
、第ｉｏ図の如き配列では高速化が実現される。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る噴射ヘッドの一実施例を示す断面
図である・Ｓ−図乃至第２図は本発明の他の実施例を示
す説明図で、第２図は断面図、第３図はベースプレート
の外形図、第参図は一部のサイドプレートの外形図、第
３図は第ｑ図のサイドプレートの背面図、第１図は第参
図のムム断面図、第７図は他方のサイドプレートの外形
図、第を図は第７図のＢｌ断面図、第り図は第２図の実
施例を矢印Ｃ方向から見たノズル配列図である。第１０
図は他の実施例におけるノズル配列図である。 ｌ、λ／　　　　　・・・ペースプレートコ、３．λコ
、コＪ　　・・・サイドプレートλａ　＋　Ｊ易、コタ
、Ｊ６・・・凹部コｂ、Ｊｂ、Ｊダ、参７・・・可撓壁 参＋　ｊ　１４’−２謙Ｊ　・・・投射室り、ｉｏ、≠
ｔ、≠タ　・・・ピエゾ電気クリスタルｌコ、１３．参
３．≠！・・・ノズル 、　　　　　　参６　　　　　　・・・圧力吸収室特許
出願人　　小西六写真工業株式会社代理人　弁理士井島
藤治 篤１図 第２図 へｎ 第３図 １ 篤５図 ２２ 第６図 ｙ１！１８図 第９図 篤１０図 手続補正−ｍ発） １、事ｎの表示 昭和５６年　特許願第９１２９７号 ２、発明の名称 インクジェットプリンタ用ＩＩＩｅＪ３ヘッド３、補正
をする者 重付との関係　　特　許　出　願　人 件　所　　　　　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号
氏　名（名称）　　　（１２７）　　　小西六写真工業
株式会社代表者　　川　本　信　彦 ４、代　理　人 〒１０７ 住　所　　　　　　　東京都港区赤坂１−８−１赤坂永
谷シティプラザ４０４号室 ５、補正の対象 明細−の「発明の詳細な説明」の欄及び図面、補正の内
容 （１）　明細書第１２ページ第９行の１高解像力化」を
「高速化」と訂正する。 （２）　明細書第１２ページ第９行の「高速化」を「＾
解像力化」と訂正する。 （３）　図面の第９図及び第１０図を添付図面（コピー
）に朱肉した通り入れ替える。 以上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ペースプレートの両側に、外部信号に対応し
   て撓む可撓壁を有する投射室を形成したことを特徴とす
   るインクジェットプリンタ用噴射ヘッド。
2. （２）可撓壁をｔつ凹部が設けられたサイドプレートラ
   、その凹部がペースプレートと対向するように咳ペース
   グレートの両側に配置させ、前記凹ｍｔ投射室としたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のインクジェ
   ットプリンタ用噴射ヘッド。
3. （３）エツチングにより凹部を形成し該凹部の一部を可
   撓壁としたことを特徴とする特許請求の範ＳＳＪ項記載
   のインクジェットプリンタ用噴射ヘッド。
4. （４）各投射室に連通し九ノズルをペースプレートを挾
   んで千鳥状に配設したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項、第コ璃又は第３項記載のインクジェットプリン
   タ用噴射ヘッド。