JPH038948B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、印字に必要な時必要なインク粒子群
をノズルより噴射するインクオンデマンド型のイ
ンクジエツトヘツドに係り、詳細には複数色のイ
ンクを用いて多色インクジエツト記録を行うイン
クオンデマンド型のインクジエツトヘツドに関す
る。

インクジエツト記録装置はすでにいくつかの方
式が提案されているが、インクを噴射するヘツド
にピエゾ素子を配し、このピエゾ素子に記録信号
に応じた電圧を印加することによつて生ずるピエ
ゾ素子の変形を利用してインクを噴射するオンデ
マンド方式が簡略な構成で実現できることなどか
ら最近注目されてきている。

ここで一般的なオンデマンド型インクジエツト
ヘツドを第１図により説明すると、１はヘツドで
基板２と可撓板３とを貼り合せて作られており、
基板２にはエツチングなどによつて、ノズル４、
及びこれにつながるインク室５、インク室５へイ
ンクを供給するためのインク準備室６などが溝と
して構成されている。さらにインク室５に対応す
る可撓板３の外面には夫々ピエゾ素子７が設けら
れており、これらのピエゾ素子７に電圧を印加す
ると、ピエゾ素子７の収縮と可撓板３との作用
で、インク室５内へ撓み、インク室５を圧縮しイ
ンクがノズル４の先端から噴射し、入力信号に応
じた記録を行うものである。

オンデマンド型インクジエツトヘツドとしても
いくつかの形が提案されているが上に述べたよう
な、基板に溝を形成して、それに可撓板を貼り合
せて作る型式のものは、フオトエツチングなどで
溝形成が可能なため量産性があり、多数のノズル
を含む高密度ヘツドが小型で容易に作ることがで
きる点などメリツトの多い方式である。

たゞインクジエツトの他の記録方式にない特徴
であるカラー化に対しては、例えば赤、黒２色記
録の場合にはこのようなヘツドを２個並列に設け
て夫々のヘツドに赤、黒のインクを供給して噴射
する方式、４色記録の場合には４個のヘツドによ
り行うなど原子的な方法が考えられているに過ぎ
ない。第１図のヘツドでも、インク準備室を分割
して異る色のインクを供給するとか、両面に流路
を構成して夫々に異る色のインクを供給して１個
のヘツドで多色記録を行う方法も考えられるが、
第１図のヘツドではインク供給口の作り方に難が
あつて、図のようにインク供給パイプ８をヘツド
に設け、これに図示しないがインクタンクからの
チユーブを差し込んで、ヘツドへのインクの供給
を行うが、図のように可撓板３に穴を開けてそこ
に挿入して装着したとき可撓板３は上述の如く、
ピエゾ素子７との作用でインク室５を圧縮させる
必要があり効果よく撓ませる為にはその厚さをそ
れ程厚くすることはできず、パイプ８の装着強度
不足となる。しかもこのようなパイプを複数設け
ることは製作に当つても慎重を期す必要があり製
作工数が増す。パイプ８を基板２側に装着する場
合は基板２は強度上十分な厚さにすることができ
る点上述の強度上の問題は避けられるがこの種の
ヘツドは通常セラミツクやガラスの様な材料で作
られ、この種の材料にパイプ８のための穴を開け
るのは加工上困難をともなう。又基板２の両面に
流路溝を形成し両面に可撓板を貼り合せたいわゆ
る両面ヘツドの場合は基板にパイプを装着するこ
とは不可能であり、両面の可撓板に夫々パイプを
装着する必要があり加工上の困難さと、強度上の
問題がある。又、この種のヘツドではヘツド内は
流路に完全にインクを満たした状態でインクを噴
射する必要があり、ヘツド内に気泡が混入した場
合は、インク室に圧力をかけても、この圧力が混
入した気泡に吸収されてノズルからインクが正常
に噴射しない事態が生じる。しかるに第１図のヘ
ツドではインクを注入したときインク室、ノズル
付近はインクタンクに圧力をかけてノズルより大
量にインクを流し出すことによつて気泡を除去で
きるが、インク準備室６でパイプ８のノズル４と
反対側９はインクの流れから空気が残つてしま
う。ここでの気泡は当面のインクの噴射には殆ん
ど影響しないが、記録中にこの気泡がインク室５
の方へ流入する可能性があり、非常に危険であ
る。又１週間とか２週間印字を停止すると、ノズ
ル４からのインクの蒸発、インクタンクとヘツド
１間のチユーブからのインクの蒸発などによりヘ
ツド内、チユーブ内に空気が発生する。このよう
な場合はインクタンクに圧力をかけインクをノズ
ルより排出させて行うしかなく無駄なインクの消
費があつた。

そこで本発明はこのような問題点を解決するも
ので、その目的とするところは、１個のヘツドで
２色記録が可能で、インクの混色のない高品質の
多色記録を実現できるインクオンデマンド型のイ
ンクジエツトヘツドを提供することにある。

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第２図は本発明のインクジエツトヘツドの一実
施例の構成要素である基板１０の表平面図ａ、正
面図ｂ、裏平面図ｃである。基板１０の両面に
は、インクの流路となる溝が形成されているが、
図でも判るように本例ではこの流路溝が片面に12
組形成されていて夫々の名称、機能は同じである
ので表平面図ａの中央部の１組について説明する
と、中程の広がつた部分１１がインク室、１２は
インク室１１からノズル１３へつながるインク流
路、１４はインク室１１へインクを供給する供給
路、１５はインク室１１やノズル１３等へ異物、
ゴミ等の侵入を防ぐ細い通路でフイルターの機能
をもつ。以上の流路溝は50〜200μｍくらいの浅
い溝である。５５，５６は夫々表裏のインク準備
室となる溝で、図の如く、直線状で基板１０を横
断する深い溝である。

このような溝を形成した基板５１の両面に可撓
板５７，５８を接合して形成した積層対より成る
インクジエツトヘツドの一実施例を第３図に示
す。図のように基板５１の両面に可撓板５７，５
８を接合して形成した積層体の端面には、基板５
１とそれぞれの可撓板５７，５８との接合線に沿
つて２列のノズル群列６４，６５が形成されてい
る。インク室１１に対応する可撓板５７，５８の
外面にはピエゾ素子５９が接着されている。又、
インク準備室５５，５６の両端にはインク供給用
のパイプ６０，６１，６２，６３が挿入、固着さ
れている。図のようにインク室１１、ノズル１３
などは表裏各１２組形成され夫々に対応するピエ
ゾ素子５９も各12個接着された各12ノズルの高集
積ヘツドであり、ヘツド内にインクを充填し、記
録信号に応じてピエゾ素子５９に電圧を印加すれ
ば、各12個のノズルから適宜インクを噴射し希望
する記録像を得ることができる。又、インク準備
室５５，５６は表裏の流路に独立にインクを供給
できるので、夫々に異る色のインクの供給が可能
で１個のヘツドで２色記録が可能である。さらに
２個のヘツドを用いれば夫々にブラツク、マゼン
ダ、シアン、イエローの４色のインク供給すれば
フルカラーの記録装置が実現できる。又、夫々の
インク準備室５５，５６へのインク供給パイプが
それらの両端に設けられているため、ヘツドとイ
ンクタンク間にインクの循環系を構成でき、イン
クの充填気泡の除去が容易にできるとともに基板
５１の製造に際しても複雑な流路溝はフオトエツ
チング等で行い、インク準備室となる深い溝は基
板をセラミツクやガラスを原料としてもダイヤモ
ンドカツター等で容易に形成できる。さらに第３
図に示したようにパイプ６０，６１，６２，６３
はインク準備室５５，５６の両端部に、その内面
に丁度内接する位の直径のもので、それを単に挿
入して接着剤などで固着すればよく、又、ヘツド
にはヘツドカバー（図示せず）等でヘツド及びパ
イプ部の補強をすることも出来、インク供給部の
製造工数、強度共に従来例より優れている。

なお本実施例では基板５１の表裏の流路溝はイ
ンク供給路１４を除いて対称に形成しており従つ
て表裏のノズル群列６４，６５も対向して構成さ
れている。この場合、異つたインクを夫々のノズ
ル群６４，６５から噴射すると、ノズルの前面で
両者のインクが混り合つて不純な色のインクを噴
射する恐れがある。これを避けるため第４図に示
すように、ノズル群列間に挟まれた基板端面中央
部には、ノズル群列の形成方向に沿つて、ノズル
群列６４，６５と分離するような溝６６を設け
る。こうすることによつて異る色のインクの混り
合う危険性を大幅に改善できる。又、第５図に示
すように、基板５１の表裏の流路パターンをズラ
せて、夫々のノズル群列６４，６５が対向しない
ように構成することによつてもこの点を改善でき
る。ヘツド面を水平にして記録する場合は、これ
で殆んど解決できるし、垂直にしたときも、例え
ば赤黒の場合、上のノズル群列に赤インクを、下
のノズル群に黒インクを供給することによつて赤
に黒が混入することは殆んどなく、黒に赤が混入
することは若干あつても殆んど問題にならず所期
の目的は達成できる。

以上本発明に関して、いくつかの実施例にもと
ずいて説明してきたが、本発明はこれらの実施例
のみに限定されるものではなく、例えば基板に形
成する流路溝の形状、インク室やノズルの個数な
どについて限定するものではないし、ヘツドへの
インク供給口をインク準備室の一端にのみ設け、
他端を閉じて、インクタンクからのインクの供給
をヘツドの一個の供給口から受ける従来方式のイ
ンク供給系を本発明のヘツドに採り入れることも
できる。更にヘツドを構成する部材の原料につい
てもセラミツクやガラスを前提で述べたが、これ
を他の材料に変更した所で本発明を逸脱するもの
ではなく、金属材料、プラスチツクなどでも良い
し、流路溝やインク準備室となる溝の形成方法に
ついても限定するものではない。

以上のように本発明によれば、両面に流路溝を
形成した基板と、基板の両面にそれぞれ接合され
る可撓板とにより積層体が形成され、積層体端面
には基板とそれぞれの可撓板との接合線に沿つて
２列のノズル群列が形成され、ノズル群列はそれ
ぞれ相異なる色のインクを供給される基板各面の
流路溝に接続されていることにより、１個の積層
体で２色のインクジエツト記録が可能となり、構
造が簡単である。しかも、ノズル群列間に挟まれ
た基板端面中央部には、ノズル群列の形成方向に
沿つて溝が形成されていることにより、インク噴
射後積層体端面に付着した２色のインクが混色せ
ずに溝により確実に分離され、ノズル群列からは
それぞれ異なる混色のない色のインクが噴射され
る、高品質の多色記録を実現できるという、複数
色のインクを用いて多色インクジエツト記録を行
うインクジエツトヘツドにとつて格別な効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂはそれぞれ従来のインクジエツト
ヘツドの平面図及び正面図、第２図ａ，ｂ，ｃは
それぞれ本発明のインクジエツトヘツドの一実施
例を構成する基板の表平面図、正面図、及び裏平
面図、第３図は第２図ａ，ｂ，ｃに示される基板
を用いた本発明のインクジエツトヘツドの一実施
例の概略斜視図、第４図、第５図は本発明のイン
クジエツトヘツドの他の実施例を示す要部斜視
図。 ２……基板、３……可撓板、８……インク供給
口、１１……インク室、１２……流路、１３……
ノズル、１４……供給口、１５……フイルター、
５５，５６……インク準備室、５７，５８……可
撓板、５９……ピエゾ素子、６０，６１，６２，
６３……パイプ、６４，６５……ノズル群列、６
６……溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 両面に流路溝を形成した基板と、該基板の両
   面にそれぞれ接合される可撓板とにより積層体が
   形成され、該積層体端面には前記基板と前記それ
   ぞれの可撓板との接合線に沿つて２列のノズル群
   列が形成されたインクオンデマンド型のインクジ
   エツトヘツドにおいて、前記積層体の前記ノズル
   群列間に挟まれた前記基板端面中央部には前記ノ
   ズル群列の形成方向に沿つて溝が形成されてお
   り、前記ノズル群列はそれぞれ相異なる色のイン
   クが供給される基板各面の前記流路溝に接続され
   て相異なる色のインクを噴射する多色記録用のノ
   ズル群列を構成するものであることを特徴とする
   インクジエツトヘツド。