JPS63246254A - インクジエツトヘツド - 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】 〔厘業上の利用分野〕 ＊発明はインクジェットヘッドに関し、特にインクジェ
ット記録方式の７アクンミリやグリンタなどに用いられ
るインクジェットヘッドに関する。

〔従来の技術〕

インクジェッ方式録力式はインクを微細なノズルから記
録媒体に向けて噴射し記録を行なう記録方式であり、こ
のインクジェット記録方式に用いられるインクジェット
ヘッドとしては連続噴射型とオデマンド型がある。オデ
マンド型は、インク滴を必要時に噴射し、インク回収や
インク滴の偏向が不安であ、す、広く用いられている。

従来のオデマンド型のインクジェットヘッドの一例（以
下第１の従来例という）は、第３図に示すように、円筒
状のガラス管３０１を引き伸ばしてノズル３０２と圧力
室３０３を形成し、この圧力室３０３の外側に円筒ピエ
ゾ３０４を配置固着した構造になっている。さらに、圧
力室３０３と配管３０５を接続するため罠ガラス管３０
１のノズル３０２と反対側にジョイン）３０６が固着さ
れている。この第１の従来例は構造が簡単であるが、滴
噴射のくり返し周波数が５　ｋＨｚｉ度を超えると滴速
度の変動が激しくなり使用に耐えないという欠点があっ
た。

記録速度の要求の高置化に伴い、このような高速の繰返
しｋｊ波数での滴速度の変動をおさえた高性能のインク
ジェットヘッドが要求され℃いる。

このようなインクジェットへ、ドが特願昭５８−１５９
８２０、実願昭５７−０１７５８９等に開示されている
。

このようなインクジェットヘッドの一例（以下第２の従
来例という）を第４図に示す。この第２の従来例は、先
端部に数十ミクロンの孔径の孔を有し底部に接続フシン
ジを有する円錐形のノズル部３０７と１円板法の薄板に
多数の微細な穴を有する流体抵抗素子を所定の円板法の
ハウジングに収めた流体抵抗部：う０８と、圧電累子を
接着剤等で補強した圧′に素子部３０９と１円板法の弁
座と弁とからなる微細な弁素子を円板法のハウジングに
収めた弁素子部３１０と、配管３１１との接続のための
ジヨイント３１２とを備えて構成され、配管３１１に接
続され℃いる。これら各部相互間は接着剤によシ密閉連
続されており、特に弁素子。

流体抵抗素子を所定の位置に挿入することにより高速の
くり返し周波数に対し滴速紘の変動が少なく、かつ、滴
の大きさの変調が可能なインクジェットヘッドが得られ
ている。

しかしながら、インクジェットヘッドは高密度実装され
ることが要求されており、そのため各部品は微細に形成
されるので、このよ５な微細な部品の組立てに接着剤を
用いることは多大な工数を必要としコスト高になる。ま
たさらに、各部品の接層時には部品内部の流体路まで接
着剤がしみ込みインクジェットヘッドとしての性能が得
られない問題が生じる。

このような問題に対して、工数低減を図るものとして第
５図に示す特願昭６１−０５６１６８記載のインクジェ
ットヘッド（以下第３の従来例という）がある。第５図
において、両端にストッパ３１３゜３１４のある機体３
１５の躊３１６にはノズル部品３１７．流体抵抗部品３
１８．圧′Ｎｌ素子部品３１９、弁部品３２０．ジヨイ
ント３２１が固着されており、この各々の部品の境界に
は０１Ｊング：う２２が挾まれている。各々の部品と０
リング３２２はストッパ３１４のネジ３２３により押圧
されて密閉一体化されている。

し発明が解決しようとする問題点〕 インクジェットヘッドにおいては、ノズルよりジヨイン
トに至るまでの内部の流体路が外気に対し’ｌ閉され℃
いることが必要であり、密閉により性能の確保、信頓性
同上を図るとともに、へ。

ドの組立時の工数低減化、コスト低減化が重要となって
いるが、０リング３２２が挿入された第３の従来例にお
いては、高密度実装の要求のために０リング３２２は極
めて特殊な小型形状を必要とし、部品価格の面からコス
ト低減化につながる。

また、０リング３２２は使用される数も多く、組立時に
おいて各部品に特に小型の０リング３２２を挿入するた
め作４性は極めて悪い。また、Ｏリング３２２はその挿
入時に正常に挿入されず０　’Ｊソング溝りはみ出し、
各部品の境界での密閉性が得られない問題も生じる。さ
らにまた、ｋ体の溝に各部品を配置する場合に隣が部品
のガイドの役割をしていても、溝と各部品の形状が正確
でないときは抑圧を与え組立てるときに部品間にズレが
生じ密閉性が得られない問題も生じる。すなわち、０リ
ングを用いることは多大な組立工数を必要としてコスト
ア、グ罠つながり、重量に必要な自動化も困難である問
題がある。

本発明の目的はこれらの問題を解決したインクジェット
ヘッドを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のインクジェットヘッドは、微少なインクの滴を
噴射するノズルと、前記インクの流量を調整する流体抵
抗素子と、前記インクに圧力を加える電気機械変換素子
と、前記インクの流入−停止を制御する弁素子と、前記
インクを流入するための配管を接続したジヨイントとを
備えるインクジェットヘッドにおいて、それぞれ少くと
も一方の端部に前記電気機械変換素子の一端または前記
ノズルもしくは前記流体抵抗素子もしくは前記弁素子の
うちいずれか一つを挿入する凸部を有する複数のハウジ
ングと、空間を挾んで互に向いあうストッパおよび押圧
手段を有する筐体とを含み、前記複数のハウジングなら
ひに前記ノズルおよび前記流体抵抗素子および前記電気
機械変換素子および前記弁素子および前記ジヨイントを
、前記空間に所定の順に配置し、前記押圧手段により加
圧し、前記ノズルまたは前記流体抵抗素子または前記弁
素子を挿入した前記四部に、この凹部と接するｍ１記ハ
ウジングまたは前記ストッパまたは前記ジヨイントに設
けた突起部をしまりばめして構成される。

〔作用） その凹部に電気機械変換素子の一端またはノズルもしく
は流体抵抗素子もしくは弁素子を挿入したそれぞれのハ
ウジングおよびジヨイントが、筐体のストッパ、押圧手
段間の空間に所定の順に配置され、押圧手段で加圧され
、ノズルまたは流体抵抗素子または弁素子が挿入された
凹部にはこの凹部と接するハウジングまたはストッパま
た）；ジヨイントに設げた突起部がしまりばめされる。

ノズルおよび流体抵抗素子および弁素子は、それを挿入
した凹部の底面とこの凹部にしまりばめされた突起部の
先端とに圧接され″′Ｃ固定され、また、互にしまりは
めによって連結されているハ９ジングまたはスト、パま
たはジヨイントの相互間は、しまりばめによって、接着
材や０リングを用いることなく密閉一体化され、位置決
めされる。

〔実施例」 本発明について図面を参照して詳細に説明する。

第１図ｔａ）は本発明のインクジェットへ、ドの第１の
実施例を示す断面図、第１図ｔｂ）は本実施例において
流体抵抗素子を押入するハウジングの断面図である。

第１図（ａ）に示す実施例において、両端にストッパ１
０１，１０２のある―体１０３に溝１０４を設け、その
ｎ１０４の中にはノズル用ハウジング１０５、／ズ／Ｉ
／１０６．流体抵抗素子１ｏ７．流体抵抗素子用ハウジ
ング１０８．圧！素子１０９゜二つの圧電素子用ハウジ
ング１１０．弁素子１１１゜弁素子用ハウジング１１２
．ジヨイント１１３゜が挿入される。ノズル１０６．ｆ
ｉ体低抵抗素子１０７弁素子１１１はフォトリソグラフ
ィー技術やめっき技＃ｈるいはエツチングにより形成さ
れる。

円錐形のノズル１０６を通すための貫通穴があり、かつ
、一端面にノズル１０６を挿入するための凹部のあるノ
ズル用ハウジング１０５にノズル１０６が挿入される。

ノズル用ハウジング１０５の他方の端面は筐体１０３の
一方のストッパ１０１に接し、かつ、ノズル１０６はス
トッパ１０１の孔１１４を貫通するように配＃される。

流体抵抗素子１０７は一端に凹部１１５（ｊｉ１図ｆｂ
）参Ｉｌｉ＠）のある流体抵抗素子用ハウジング１０Ｂ
に挿入される。流体抵抗素子用ハウジング１０８は他端
に突起部１１６を有し、ノズル用ハウジング１０５の凹
部としｔｐばめで結合され、かつ、ノズル１０６を挾む
ように固定する。また、流体抵抗素子用ハウジング１０
８は流体路としての誓通穴１１７が設けられている。

圧電素子１０９は中空円筒体を形成しており、その両端
は二つの圧ｔＸ子用ハウジング１１０に挿入されている
。それぞれの圧［索子用ハウジング１１０は、両端に突
起部と凹部とが形成されている。−万の圧電素子用ハウ
ジング１１０の突起部は、流体抵抗素子用ハウジング１
０８の凹部１１５に挿入され流体抵抗素子１０７を挾む
ように固定する。また、圧電素子１０９は、例えば７、
素ゴムの如き硬實材料の締付材１１８を介して二つの圧
イ素子用ハウシング１１０の凹部に挿入され固定される
。他方の圧電素子用ハウジング１１０は弁素子用ハウジ
ング１１２と結合される。

弁素子用ハウジング１１２は流体抵抗素子用ハウジング
１０８と同形法であシ、弁素子１１１は圧電素子用ハウ
ジング１１０の突起部と弁素子用ハウジング１１２の凹
部とで挾まれて固定される。

パイプ１１９を有するジヨイント１１３は一端に弁素子
用ハ９ジング１１２の突起部と対応するように凹部が設
けられている。また、ジヨイント１１３は重体１０３の
他方のストッパ１０２に設けられたネジ１２０により押
圧される。ネジ１２０はジヨイント１１３のパイプ１１
９を通すように中空に形成されている。

ネジ１２０によって前記容素子部品、ハウジングが押圧
され、しま９はめにより部品間のズレもなく密閉一体化
される。これら各部品、特に各ハウジングはクラスチッ
クなどのような複合材料で形成可能で、射出成形などに
より精度よく重度できる。また、重体１０３の＄１０４
に各部品を挿入し押圧するだけで、組立用の治具を用い
ることなく、短時間に組立ができ、部品挿入、ネジ止め
だけの自動化も可能であり電属できる。さらに、各部品
は凹部、突起部でしまりばめにより接合されるため、部
品間の位置ズレ、すなわち流体路のズレもなく、安定し
た流路を形成し、信頼性のあるインク滴の出力が可能と
なる。

第２図は本発明のインクジェットヘッドの第２の実施例
を示す断面図である。

第２図に示す実施例において、ノズル１０６゜ノズル用
ハタジング１０５．流体抵抗素子１０７゜流体抵抗素子
用ハウジング１０８．圧電素子１０９゜締付材１１８．
二つの圧電素子用ハウジング１１０゜弁素子１１１．弁
素子用ハウジング１１２．ジ。

インド１１３は中空円筒吠のは体１２１に挿入される。

一体１２１の一端面には、ノズル用ハウジング１０５を
固定し、かつノズル１０６を貫通するような孔１１４の
あるスト、パ１２２を設ける。

他端のスト、パ１２３には押圧手段としてのネジ１２４
を設け、前記谷ハウジング、各素子部品を押付ける。ま
た、筺体１２１の側面の一部には圧電素子１０９から出
されたリード線１２５を取出すだめの窓１２６が設けら
れている。

ネジ１２４により押圧されて各ハ９ジングが各素子部品
を固定するとともＫしまりはめにより密閉一体化される
ことは前記第１の冥施例罠おけると同じである。中空円
筒状筺体１２１内部に各部品を落し込み、締付けるだけ
で組立ができるので、第１の実施例と同様に、少い工数
で信頼性のあるヘッドが得られる。

なお、ハウジングの両端罠凹部な設けて、二つの素子部
品をそれぞれの凹部に挿入することもできる。例えば、
第１の実施例において、両端の凹部に圧電素子１０９の
一端と弁素子１１１とを挿入するハウジングを用い、ジ
ヨイントに設けた突起部を一部の凹部にしまりばめして
弁素子１１１を固定するようにできる。

本発明はハウジングの境界に突起部と、その突起部を受
は止め各素子部品を固定する凹部とを形成し、押付けて
しまりばめする構成により効果が得られるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明のインクジェットへ、ドは、
インクジェットヘッドを構成する各素子部品を挿入し固
定するための凹部な設けたハウジングを置体に挿入し、
押圧して、隣接するハウジング等に設けた突起部を凹部
罠しまりばめすることにより密閉一体化する構造である
ため、組立工数が大幅に低減されて低コストになり、ま
た、ハウジングの凹部とそれにしまシばめされる突起部
とによシ精度よく密閉一体化されるので、安定動作がで
き信頼性が島いという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明のインクジェットへ、ドの第１の
実施例を示す断面図、第１図ｆｂ）は本実施列に用いる
流体抵抗素子用ハウジングの断面図、第２図は本発明の
インクジェットヘッドの第２の実施例を示す断面図、第
３図は従来のインクジェットヘッドの第１の例の断面図
、第４図は従来のインクジェットヘッドの第２の例のｆ
ｌｉ！１面図、第５図は従来のインクジェットヘッドの
第３の例の断面図である。 １０１，１０２，１２２．１２３・・・・・・ストッパ
、１０３．１２１・・・・・・筐体、１０４・・・・・
・溝、１０５・・・・・・ノズル用ハウジング、１０６
・・・・・・ノズル、１０７・・・・・・流体抵抗素子
、１０８・・・・・・流体抵抗素子用ハウジング、１０
９・・・・・・圧電素子、１１０・・・・・・圧電素子
用ハウジング、１１１・・・・・・弁素子、１１２・・
・・・・ｆｆ２’子用ハウジング、１１３・・・・・・
ジヨイント、１１４・・・・・・孔、１１５・・・・・
・凹１．１１６・・・計突起部、１１７・・・・・・５
４通穴、１１８・・・・・・締付材、１１９・・・・・
・バイブ、１２０，１２４・・・・・・ネジ、１２５・
・・・・・リード線、１２６・・・・・・窓。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋 メ　ｌ　訊 苅２　図 ／ρ２ノズル 弁え子ｍへウジ゛ング 消３国 躬４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 微少なインクの滴を噴射するノズルと、前記インクの流
   量を調整する流体抵抗素子と、前記インクに圧力を加え
   る電気機械変換素子と、前記インクの流入・停止を制御
   する弁素子と、前記インクを流入するための配管を接続
   したジョイントとを備えるインクジェットヘッドにおい
   て、 それぞれ少くとも一方の端部に前記電気機械変換素子の
   一端または前記ノズルもしくは前記流体抵抗素子もしく
   は前記弁素子のうちいずれか一つを挿入する凹部を有す
   る複数のハウジングと、空間を挾んで互に向いあうスト
   ッパおよび押圧手段を有する一体とを含み、前記複数の
   ハウジングならびに前記ノズルおよび前記流体抵抗素子
   および前記電気機械変換素子および前記弁素子および前
   記ジョイントを、前記空間に所定の順に配置し、前記押
   圧手段により加圧し、前記ノズルまたは前記流体抵抗素
   子または前記弁素子を挿入した前記凹部に、この凹部と
   接する前記ハウジングまたは前記ストッパまたは前記ジ
   ョイントに設けた突起部をしまりばめしてなることを特
   徴とするインクジェットヘッド。