JPH04141427A - インクジェットヘッド - 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】 〔概　要〕 ノズルからのインク滴噴射により記録を行うインクジェ
ットヘッドに関し、 噴射停止時におけるヘッド交換が容易に行われるように
することを目的とし、 ヘッド部の圧力室で発生した圧力により、該圧力室に連
絡するノズルからインク滴を噴射して記録を行うように
構成され、前記圧力室上に、振動板とピエゾ素子より成
る圧力発生源を備えた圧力発生部を設けたインクシエン
ドヘッドにおいて、前記圧力発生部を、前記圧力室上が
ら分離可能に設けたことを特徴とする構成とする。

［産業上の利用分野］ 本発明は、ノズルからのインク滴噴射により記録を行う
インクジェットヘッドに関するものである。

インフジエラＩ・プリンタは、小型で低騒音、低価格で
あることから、ＯＡ用のプリンタとして脚光を浴びてい
るが、特にワードプロセッサやパーソナルコンピュータ
のプリンタとしてユーザの強い要望があり、またカラー
記録が容易に行える利点もあることから、その開発が急
務となっている。

（従来の技術］ 第１０図はインクジェットプリンタに使用される従来の
インクジェットヘッド１０１の構造説明図で、該インク
ジェットへ・ノド］０１は、インク滴を噴射するノズル
１０２と、該ノズル１０２に圧力を伝達する導通路１０
３と、ピエゾ素子１０４と振動板１０５より構成された
インク滴噴射用圧力発生１１ｏ６を有する圧力室］、　
０７と、該圧力室１０７にインクを供給する供給路１０
８と、該各供給路１０８にインクを供給する共通インク
室１０９とを備えている。そして、ピエゾ素子１０４へ
駆動信号を送るフレキシブルプリント板１１゜は導電性
ゴム１１１を介しピエゾ素子１０４に押し付けられてお
り、これにより信号が付与されるようになっている。

また、従来のインクジェットプリンタの印字機構部の構
造は第１１図（第１１図（ａ）は正面図、第１１図（ｂ
）は側面図）に示す通りで、プラテン１１２により記録
紙１１３を搬送し、キャリッジ１１４上に搭載したヘッ
ド１０１のピエゾ素子に選択して信号を付与することに
よってノズル１０２よりインク滴を噴射し、記録紙１１
．３上に記録を行う。

ヘッド１０】へのインク供給は、別に配置されたインク
タンク１１５よりチューブ１１６を通して行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

第１０図に示す従来のインクジェットヘッドでは、空気
の吸い込みによる噴射停止や、ノズルの目詰りによる噴
射停止のとき、ヘッド及びインクタンクまで交換しなけ
ればならず、メンテナンスが非常に大変であった。

本発明は、噴射停止時におけるヘッド交換が容易に行わ
れるようにすることのできるインクシエンドプリンタを
提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明では、ヘッド部の圧
力室で発生した圧力により、該圧力室に連絡するノズル
からインク滴を噴射して記録を行うように構成され、前
記圧力室上に、振動板とピエゾ素子より成る圧力発生源
を備えた圧力発生部を設けたインクジェットヘッドにお
いて、前記圧力発生部を、前記圧力室上から分離可能に
設けた構成（第１の構成）とする。

また、上記第１の構成のインクジェットヘッドにおいて
、前記へノド部の圧力室−Ｆに補助振動板を設け、該補
助振動板を介して前記圧力発生源がらの圧力が伝達され
るようにした構成（第２の構成）とする。

また、上記第２の構成のインクジェットヘッドにおいて
、前記振動板に、前記補助振動板を前記圧力室側に絞り
成形するための突出部を形成した構成（第３の構成）と
する。

また、上記第３の構成のインフジエラＩ・プリンタにお
いて、前記振動板の突出部と前記補助振動板の接触部分
に空気が残らないようにするための空気抜き手段を設け
た構成（第４の構成）とする。

さらにまた、上記第１．または第２．または第３、また
は第４の構成のインクジェット−・ノドにおいて、前記
ヘッド部にインクタンクを取り付けて一体化した構成（
第５の構成）とする。

〔作　用］ 圧力発生部が・・・ノド部と分離可能（第１．第２の構
成）であるため、噴射停止時にはヘッド部だけを交換す
るごとができ、また、・＼・ノドのコストは従来のヘッ
ドに比べて１／３程度に低減される。

また、圧力発生部側の振動板に、補助振動板を圧力室側
に絞り成形するための突出部を構成した第３の構成の場
合は、補助振動板が緊張状態となるため、圧力伝達効率
が向上する。この場合、振動板の突出部と補助振動板の
接触部分に空気が残らないようにするだめの空気抜き手
段を設ける（第４の構成）と、上記接触部分に空気が残
らず、より効果的である。

さらに、ヘット部にインクタンクを取り付けて一体化し
た第５の構成の場合は、ヘッド部をインクタンクごと交
換することができ、交換は容易である。

〔実施例］ 以下、第１図乃至第９図に関連して本発明の詳細な説明
する。

第１図及び第２図に第１の実施例を示す。

第１図は本例のインクシエソ１ヘツド１の構造説明図で
、該インクジェットヘッド１は、ヘッド部１ａと圧力発
生部１．ＯＡ、ＩＯＢとで構成されている。ヘッド部１
ａは、インク滴を噴射するノズル２と、該ノズル２に圧
力を伝達する導通路３と、インク滴を噴射させる圧力を
発生する圧力室４と、該圧力室４にインクを供給する供
給路５と、該各供給路５にインクを供給する共通インク
室６とを備え、圧力室４等を覆って補助振動板７が設け
られている。また、共通インク室６に通路８を介してイ
ンクタンク９が一体に連結されている。

さらに、補助振動板７上には圧力発生部１０Ａ。

ＪＯＢが分離可能に設けられてクランプ等により圧接す
るようになっている。補助振動板７はプラスチック材料
または金属材料で形成されている。

そして、ヘッド部１ａに対する補助振動板７の取り付け
は、前者の場合（プラスチック材料）は接着剤、熱融着
等で行われ、後者の場合はろう付及び拡散接合等で行わ
れる。これらの圧力発生部の構成を、圧力発生部１０Ａ
を例にとり説明すると次の通りである。

圧力発生部１０Ａは、振動板１１とピエゾ素子】２より
成る圧力発生源１３を備えている。ピエゾ素子１２は振
動板１１に接着されている。そして、ピエゾ素子１２に
駆動信号を送るフレキシブルプリント板１４とピエゾ素
子１２は、導電性ゴム１５を介し圧接している。

これらのヘッド部１ａと圧力発生部１０Ａ、ＩＯＢの実
装構造を第２図（第２図（ａ）は正面図、第２図（ｂ）
は側面図）により説明すると次の通りである。

圧力発生部１０Ａはキャリッジ１６に一体形成され、圧
力発生部１０Ｂはビン２２を介しキャリッジ１６に開閉
可能に支持されている。キャリッジ１６には、第２図（
ａ）の左右方向に移動可能なラック１７と、モータ１９
により駆動されるピニオン１８とが設けられ、ピニオン
１８はラック１７に噛合している。ラック１７にばビン
２１が突設され、該ピン２１は、圧力発生部１０Ｂのア
ーム２０に形成された長穴２０ａに係合している。圧力
発生部１０Ｂは、モータ１９を作動させてビニオン１８
を第２図（ａ）の反時計方向に回転させたときは、第２
図（ａ）の右方へ移動するラック１７によりピン２１を
介し駆動されて第２図（ａ）の反時計方向に回動して閉
じ、ビニオン１８を時計方向に回転させたときは時計方
向に回動して開くようになっている。ヘット部１ａは、
圧力発生部１０Ａ。

１０Ｂの間に配置され、圧力発生部１０Ｂを閉じること
によって圧力発生部１．ＯＡ、、ＩＯＢによりクランプ
される。

インクジェットヘッド１による記録は、このようにヘッ
ド部１ａがクランプされた状態で行われるが、ヘッドの
噴射停止時の交換に際しては、圧力発生部１．　ＯＢを
開くことによってヘッド部１ａの交換を容易に行うこと
ができる。また、取り外したヘッド部１ａにばピエゾ素
子等がついていないため、ヘッドのコスＩ・は、従来の
ヘッドに比べ１７Ｂ程度になる。

第３図乃至第９図に第２の実施例を示す。

第３図は本例のインクジェットヘッドの圧力発生部３１
Ａ、３１Ｂの構造説明図で、前例と同様の部材には同符
号を用いている。図中、３２は突出部３２ａを有する振
動板で、該振動板３２とピエゾ素子１２は圧力発生源３
３を構成する。ピエゾ素子１２は突出部３２ａの裏側に
接着されている。これらの圧力発生部は、圧力発生部３
１Ａについて第４図に例示したように、前例と同様のヘ
ッド部１ａに圧接させて使用される。この圧接時に、突
出部３２ａは、圧力室４上で、補助振動板７を該突出部
３２ａになじむように撓ませて絞り成形し、これにより
緊張状態となった補助振動板７を通して圧力を伝達する
ようになっている。これにより、圧力発生部で発生した
圧力を効率良く伝達することができる。

第５図は本例のインクジェットヘッドの他のヘッド部の
構造説明図で、ヘッド部３４は、ノズル２と、導通路３
と、圧力室４と、供給路５と、共通インク室６とを備え
、圧力室４上に補助圧力室３５を取り付け、その上に全
面を覆う補助振動板７を設けて構成されている。この場
合は、第６図に示すように、圧力発生部３１Ａ側の突出
部３２ａにより、圧力室４上より、補助振動板７を突出
部３２ａになじむように撓ませて絞り成形し、補助圧力
室３５を埋めるように押し付けて、補助振動板７を通し
圧力を伝達する。この場合は、第４図の場合に圧力室４
の体積が減少する問題を解決することができる。

本例の圧力発生部を使用する場合、圧力発生部側の振動
板の突出部３２ａによりヘッド部側の補助振動板７をな
じむように撓ませる際に、突出部３２ａと補助振動板７
が全面的に密着せず、中央部分に空隙部を生じてしまう
。この空隙部に残存する空気は、圧力の伝達を著るしく
阻害する。次に、この問題の各種解決策について、第３
．４図の圧力発生部の場合を例にとって説明する。

第７図の空気抜き手段； 振動板３２の突出部３２ａに複数の空気抜き用の微細な
穴４１を設ける。これにより、突出部３２ａと補助振動
板７の接触部分の空気を穴４１から逃がして該接触部分
の密着性を高める。

第８図の空気抜き手段； 突出部３２ａの側面に複数の空気抜き用溝４２を設ける
。これにより、上記接触部分の空気を溝４２から逃がし
て密着性を高める。

第９図の空気抜き手段； 突出部３２ａの表面に傾斜を設ける。第９図では、左側
の突出量が小さくなるように左右に傾斜させた例を示し
ている。これにより、上記接触部分の空気は、補助振動
板７の変形の進行に伴い右から左に移動して逃がされ、
密着性は高まる。

（発明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば、噴射停止時にヘッ
ド部だけを交換することができ、また、ヘッドのコスト
は従来のヘッドに比べて１／３程度に低減される。また
、インクタンクをインクジェットヘッドに一体化してお
いてヘッド部をインクタンクごと交換するようにすれば
、交換は容易化される。この場合は、ヘッド部交換が容
易に行われるので、目詰まり防止装置等のバックアップ
装置を簡略化でき、プリンタ装置の低価格化を進める上
で極めて有利である。

さらに、圧力発生部側の振動板に突出部を設けて、該突
出部により、ヘッド部側の圧力室上に設けられた補助振
動板を圧力室側に絞り成形するようにすれば、補助振動
板が緊張状態となるため、圧力伝達効率が向上する。こ
の場合、突出部に空気抜き対策を施して、突出部、補助
振動板の接触部分に空気が残らないようにすれば、より
効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の、インクジェットヘッ
ドの構造説明図、 第２図（ａ）、　（ｂ）は同、インクジェットヘッドの
実装構造説明図、 第３図は本発明の第２の実施例のインクジェットヘッド
の圧力発生部の構造説明図、 第４図は第３図の圧力発生部のヘッド部への圧接状態説
明図、 第５図は本発明の第２の実施例のインクジェットヘッド
の他のヘッド部の構造説明図、第６図は第５図の圧力発
生部のヘッド部への圧接状態説明図、 第７図乃至第９図は第３．４図のインクジェットヘッド
の各種空気抜き対策説明図、 第１０図は従来のインクジェットヘッドの、構造説明図
、 第１１図（ａ）、　（ｂ）は従来のインクジェットプリ
ンタの、印字機構部の構造説明図で、 図中、 １はインクジェットヘッド、 ｌａ、３４はヘッド部、 ２はノズル、 ７は補助振動板、 １０Ａ、ＩＯＢ、３１Ａ、３１Ｂは圧力発生部、１１．
３２は振動板、 １２はピエゾ素子、 １３．３３は圧力発生源、 ３２ａは突出部、 ４１は空気抜き用穴（空気抜き手段） ４２は空気抜き用溝（空気抜き手段）である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヘッド部の圧力室で発生した圧力により、該圧力
   室に連絡するノズルからインク滴を噴射して記録を行う
   ように構成され、前記圧力室上に、振動板とピエゾ素子
   より成る圧力発生源を備えた圧力発生部を設けたインク
   ジェットヘッドにおいて、前記圧力発生部を、前記圧力
   室上から分離可能に設けたことを特徴とするインクジェ
   ットヘッド。
2. （２）請求項１記載のインクジェットヘッドにおいて、 前記ヘッド部の圧力室上に補助振動板を設け、該補助振
   動板を介して前記圧力発生源からの圧力が伝達されるよ
   うにしたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
3. （３）請求項２記載のインクジェットヘッドにおいて、 前記振動板に、前記補助振動板を前記圧力室側に絞り成
   形するための突出部を形成したことを特徴とするインク
   ジェットヘッド。
4. （４）請求項３記載のインクジェットヘッドにおいて、 前記振動板の突出部と前記補助振動板の接触部分に空気
   が残らないようにするための空気抜き手段を設けたこと
   を特徴とするインクジェットヘッド。
5. （５）請求項１または請求項２または請求項３または請
   求項４記載のインクジェットヘッドにおいて、前記ヘッ
   ド部にインクタンクを取り付けて一体化したことを特徴
   とするインクジェットヘッド。