JPS6183044A

JPS6183044A - インクジエツトヘツド

Info

Publication number: JPS6183044A
Application number: JP20421684A
Authority: JP
Inventors: Kohei Fujii; 興平藤井
Original assignee: NEC Home Electronics Ltd; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Home Electronics Ltd; NEC Corp
Priority date: 1984-09-29
Filing date: 1984-09-29
Publication date: 1986-04-26

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】産業上の利用分野この発明は、インクジェットプリンタ、ファクシミリ等
に用いて好適なグールドタイプのオンディマント型イン
クジェットヘッドに関する。

従来の技術第５図は従来のオンディマシド型インクジェットヘッド
の一例を示している。このものは、先端部にノズル２を
有すると共に、その後方に圧力室３が設けられているガ
ラスチューブ１と、ガラスチューブ１の圧力室３の外側
に妖め付けられた円筒状のピエゾ素子４とから成り、ガ
ラスチューブ１とピエゾ素子４とは接着により一体化て
れている。停止状態から電極５，５を介してピエゾ素子
４に電圧を印加し収縮させると、ガラスチューブ１が圧
縮変形し圧力室３内のインクがノズル２から噴射する。

ノズル２から噴射したインクはインク滴となって飛び出
す。この状態から、逆電極の電圧を印加すると、ピエゾ
素子４が拡大し、圧力室３にインクが流入する。かくて
、インクの噴射と供給がなされる。

また、第６図は従来のオンディマント型インク′ジェッ
トヘッドの他の例を示すもので１円筒状のピエゾ素子６
の両端にインクの通路？ａ、８ａを夫々有する接続金具
７，８が取付けられている。通路７ａ、３ａはレエゾ素
子６の内空に形成された圧力室９を介して連通している
。ピエゾ素子６の外周の接続金具７，８間に筒状にエポ
キシ樹脂体１０がおる。このエポキシ樹脂体１０によっ
て全体が一体に接合されると共に、強度上の補強かなて
れている。接続金具７の前面に円錐状のノズル１１が取
付けられている。また接続金具８の後端にインクを圧力
室９に導入供給するチューブ１２が接続されている。停
止状態から電極１３．１３を介して電圧を印加しピエゾ
素子６を収縮させると、圧力室９内のインクがノズル１
】狽１１に押し出てわ−、ノズル先端から噴射する。こ
の噴射状態から逆僕性の電圧を印加す乙と、ピエゾ素子
６が拡大し、チューブ１２を通して圧力室９にインクが
流入供給でれる。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、前渚の第５図に示す従来のヘッド構造に
よると、ピエゾ素子４と圧力室３内のインクとの間にガ
ラスチューブ１が介在しているだめ、ピエゾ素子４に与
える印加電圧を十分高くしないと、ガラスチューブ１を
十分に圧縮変形てせることかできず、電気−機械変換効
率が悪化する欠点がある。したがって、インクシエンド
の璧めである、なるべく低い印加電圧で十分大きな変位
を得るという事を満足させることはできない。

また、第６図に示す後者の従来例によると、ピエゾ素子
６が介在物を介することなくインクに直接接しているだ
め、わずかの印加電圧で十分大きな変位が得られる利点
がある反面、次のような問題が生じる。

ピエゾ素子６は、径方向の内外に収縮、拡大変形させる
と、必ず長手方向にも変形するものであるが、ピエゾ素
子６にエポキシ樹脂体１０が密着一体化されているため
、その伸長、短縮などの自由な変形が阻害でれることに
なり、十分な変形効果が得られず、電気−機械変換効率
が低くなる問題が生じる。また、構造上ピエゾ素子とノ
ズル抹とを接続するには、接続金具７，８やエポキシ樹
脂体１０のような連結手段が必をでアリ、かつ一定の強
度を得ようとすれば、補強のためにエポキシ樹脂体１０
に十分な剛性を持たせなければならない。しかも、接着
等によ抄全体が一体化されているため、いったん組立て
られた後に分解することは円錐であり、以後の波、浄作
業が容易に行えないという欠点がある。

問題点を解決するだめの手段（技術的課題）この発明は以上のような従来の問題点を解消するためＫ
ｇ案されたもので、構造上も強く、ピエゾ素子の電気−
機械変換効率が高いと共に、分解。

組立が簡単であって洗浄が容易に行える構造のオンディ
マッド型インクジェットヘッドを提供することを目的と
している。

（技術的手段）上記の目的を達成するために、この発明は取付基板等の
取付壁に一端が嵌入片持ち支持てれ、基部寄り周壁に開
設されたインク導入口にインクを供給するチューブが接
続された両端が開口する金属筒と、この金属筒の先端部
に設けられたノズルと、金属筒の後端部にねじ込み、ね
じ戻し可能に螺嵌１れた絶縁材からなる支持体と、この
支持体に一端が片持ち状に接続支持δれ、自由端側か金
属筒内管に沿って該金属筒内空に形成てれたインク圧力
室内に延び、自由端部が密封封止てれると共に内外周面
に電極を有する円筒状のピエゾ素子とにより構成てれて
いる。

作　　用以上のような本発明の構成によると、ピエゾ素子が金属
筒内空の圧力室内で支持体を介して片持ち状に支持てれ
ているため、その変形を妨げる外部力の影シ・は全くな
く、自由な変形動作が可能となる。

また、支持体を金属筒からねし戻して取り出すと、ピエ
ゾ素子が一体で金属筒内空の圧力室から抜き出てれる。

これによって、ヘッドの分解洗浄。

組立てが容易に行える。

実　　施　　例以下にこの発明の好適な実施例を添付図面に従って詳細
に説明する。

第１図はこの発明に係るオンディマント型のインクジェ
ットヘッドの一例を示すもので、ヘッド取付壁２０の所
定ｆ■置に段部２１ａを有する取付穴２１が貫通形成て
れている。この取付穴２１に金、属筒２２の一端が段部
２１ａと当接するところまで圧入嵌合でれている。金属
筒２２はヘッド取付壁２０に片持ち支持されると共に、
段部２１ａ、　との当接により位置決めされ、取付壁２
０からの突出長さが一定に保持てれている。

金属筒２２の先端部に円錐状のノズル２３が接着等によ
り取付けら九τいる。金属筒２２の内部のノズル２３の
後方に圧力室２４が形成てれている。金属筒２２の取付
基部周壁に開口部（インク導入口）が形成され、この開
口部に管継手部材２６が挿着てれている。継手部材２６
の一端にはチューブ２７が接続でれている。チューブ２
７の一端は図示しないインクの供給手段に接続されてお
り、この供給手段からのインクを継手部材２６を通して
圧力室２４に導き入れるようになっている。

金属筒２２の後端開口部の内壁に取付ネジ部２８が形成
され、この取付ネジ部２８に絶縁材からなる支持体３０
がねじ込まれている。金属筒２２の内壁と支持体３０と
の間はシールされている。支持体３０の後端に絶縁体３
１が一体に取付けられている。

支持体３０のねじ込み方向前部には小径軸部３００が形
成でれており、この小径軸部３００に両端が開口する円
筒状のピエゾ素子３２の一端が嵌　　　６合固定てれて
いる。これでピエゾ素子３２は支持体３０−に片持ち支
持式れている。ピエゾ素子３２の先端は金属筒２２の内
壁に沿ってインクが満たてれた圧力室２４の内部に延出
きれている。ピエゾ素子３２の内部には振動吸収用の粘
性流体等からなる粘弾性体３３が充填されている。粘弾
性体３３はピエゾ素子３２の先端に設けた止栓３４によ
って制止てれている。粘弾性体３３としては、温度依存
性の小さいものが用いられる。

ピエゾ素子３２の内、外の電極３５．３６はリード線３
７により支持体３０および絶縁体３１を通して外部に引
き出１れている。

なお、上記の説明では金属筒２２とノズル２３とを別体
で構成するようにしであるが、両者を一体で構成するよ
うにしても良い。

以上の構成において、電極３５．３６を通して電圧を印
加すると、ピエゾ素子３２が径方向の外方に拡大変形す
ると同時に、長手方向にも伸長する。

これによって圧力室２４内のインクが加圧テｈ１、これ
に連通するノズル２３から噴射する。この噴射状態から
、逆極性の電圧を印加すると、ピエゾ素子３２が収縮変
形すると同時に、長手方向に短縮する。その結果、チュ
ーブ２７、部材２６を通して圧力室２４にインクが流入
する。このとき、ノズル２３から噴射したインクはイン
ク滴となって飛び出す。

上記のピエゾ素子３２は、インクで満たされた圧力室２
４内で支持体３０によって片持ち式に支持てれ自由な変
形が可能であるため、従来のような変形動作を妨げる外
部力の影響は全くなく、電気−機械変換効率を最大限に
高めることができる。

上記のような構造のインクジェットヘッドの清掃にあた
っては、支持体３０をねじ戻して金属筒２２から取り出
せば、ピエゾ素子３２が一体で金属筒２２から抜き出て
れ、これによってノズル２３の内側、圧力室２４を含む
金属筒２２の内側［、およびピエゾ素子３２の外側を容
易にかつ完全に洗浄することができる。一方、ヘッド清
掃後に再組立するにあたっては、金属筒２２の後方から
ピエゾ素子３２を一定段階まで挿入し、次いで支持体３
０を取付ネジ部２８にねじ込めば良い。これで、ピエゾ
素子３２が圧力室２４内に突出した状態で、金属筒２２
内の所定の位置に正しく位置合せ嘔れて装着でれる。こ
れによって、第１図に示すようにヘッドがアセンブリさ
れ、再び使用状態にセットでれる。この場合、ノズル２
３の先端の位置が予め正しく定まった状態に保たれてい
るため、特に位置決めのための作業は不要である。した
がって、ヘッドの分解、洗浄、再組立てが容易であり、
以後の清掃等のメンテナンスが簡易に行える。また、ヘ
ッド列側は全て金属材で形成されているため、強度上も
十分強く、破損に強い構造になっている。

第２図、第３図はこの発明に係るインクジェットヘッド
の他の実施例を示すもので、上記実施例と同一部分には
同一符号を付し、説明を省略する。

両図において、ノズル２３の後方かつ圧力室２４の前端
部に流体抵抗素子４ｏが配設されている。

流体抵抗素子４０は止栓３４を介してピエゾ素子３２の
先端に接着によって取付けられると共に、圧力室２４の
内壁に密着せしめられている。

圧力室２４の内壁のインク導入口４１が開口する部分に
やや大径の段部４２が形成され、この段部４２に円筒状
の薄膜フィルムからなる弁体４３が装着されている。弁
体４３は段部４２によって軸方向に移動しないよう保持
てれている。段部４２の弁体４３が当たる面は鏡面仕上
げてれている。

弁体４３は、例えばプラスチック材、ステンレス金属箔
等で形成されている。そして、ピエゾ素子３２の拡大に
よってインク圧力室２４が加圧てれた時、弁体４３によ
ってインク導入口４１が閉じられ、またピエゾ素子３２
の収縮動作によって圧力室２４が減圧されると、弁体４
３のインク導入口４１と対応する部分が第４図に示すよ
うに内方に弾性変形し、インク導入口４１が開かれる。

これによって、インクがインク導入口４１を通して圧力
室２４に流入供給される。

本例によると、弁体４３は薄膜フィルムからなる円筒状
のものであり、単純な構造であるから、製作が容易であ
る。また、このような単純な構造の弁体４３でインク導
入口４１を開閉するものであるため、その開閉動作は確
実であり、極めて安定している。

弁体４３はピエゾ素子３２を金属筒２２から抜き出すこ
とによって、段部４２から自由に取り出して簡単に洗浄
することができる。

なお、流体抵抗素子４０をノズル２３と圧力室２４との
間に介在せしめたのは、ノズル２３と圧力室２４との流
体抵抗の平衡を取るだめである。

発明の効果以上、実施例でも説明したとおり、本発明によれば、構
造上も強く、ピエゾ素子の電気−機械変換効率（変形効
率）が高いと共に、分解洗浄２組立てが容易であって、
メンテナンスの容易なインクジェットヘッドを提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るインクジェットヘッドの断面図、
第２図は本発明に係るインクジェットヘッドの断面図、
第３図はその要部分解斜視図、第４図は同じく要部断面
図、第５図は従来のインクジェットヘッドを示す断面図
、第６図は従来のインクジェットヘッドの他の例を示す
断面図である。２０・・・・・・取付壁。４１・・・・・・　インク導入口、２７・・・・・−テエーブ、２２・・・・・・金属筒、２３・・・・・・　ノズル、３１・・・・・・支持体、２４・・・・・・圧力室、３５．３６・・・・・・電極、３２・・・・・・　ピエゾ素子、３３・・・・・・粘弾性体、４０・・・・・・流体抵抗素子、４３・・・・・・弁体。特許出願人　　日本電気ホームエレクトロニクス株式会
社第３図第４図第６図手続補正書（方式）昭和６０年２月タ日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、取付基板等の取付壁に一端が嵌入片持ち支持さ
れ、基部寄り周壁に開設されたインク導入口にインクを
供給するチューブが接続された両端が開口する金属筒と
、この金属筒の先端部に設けられたノズルと、前記金属
筒の後端部にねじ込み、ねじ戻し可能に螺嵌された絶縁
材からなる支持体と、この支持体に一端が片持ち状に接
続支持され、自由端側が前記金属筒内壁に沿って該金属
筒内空に形成されたインク圧力室内に延び、自由端部が
密封封止されると共に内外周面に電極を有する円筒状の
ピエゾ素子とを備えて成るインクジェットヘッド。
（２）、前記ピエゾ素子の内空に振動吸収用の粘弾性体
が充填封止された特許請求の範囲第１項記載のインクジ
ェットヘッド。
（３）、前記ノズルと圧力室との間に流体抵抗素子を介
在させると共に、前記金属筒の基部寄り内壁に沿って円
筒状の薄膜フィルムからなる弁体を設け、前記圧力室の
加圧時と減圧時とに応じて前記インク導入口を開閉する
ようにして成る特許請求の範囲第１項記載のインクジェ
ットヘッド。