JPH05254140A - インクジェットプリントヘッド及びこれを用いたノンインパクトプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 より多ドットの印字を可能にする。 【構成】 円形に配置した圧力室１４からインク供給を
受けるノズルを千鳥配置する。隣接するノズルの間隔が
小さくなり、より多ドットの印字が可能となる。 【効果】 印字品質が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ノンインパクトプリン
タに用いられるインクジェットプリントヘッドの改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、インクジェットヘッドを用い
たノンインパクトプリンタが知られている。ノンインパ
クトプリンタは、ヘッドを印刷媒体に接触させずにヘッ
ドからインクの微粒子を吹き付ける方式である。このた
め、印刷媒体による技術的な制限が緩く、高速印刷が可
能である等の利点を有している。

【０００３】図６には、一従来例に係るインクジェット
プリントヘッドの構成が示されている（特開平２−２６
６９４４号）。この図に示されるインクジェットヘッド
１０は、インク供給路１２、圧力室１４、インク路１６
及びノズル１８を含む平面構造を有している。この平面
構造は、ガラス等のエッチングにより形成されるもので
ある。インク供給路１２は、円形のガラスの周縁部に円
状に形成されており、圧力室１４は、このインク供給路
１２の内側に形成されている。圧力室１４はノズル１８
に対応して設けられており、インク路１６は圧力室１４
と各ノズル１８とを連通させる。ノズル１８は、中心近
傍において菱形に配列されている。

【０００４】さらに、この圧力室１４に圧力を加える手
段として、圧力発生手段２０が用いられている。圧力発
生手段２０は、例えば圧電基板等から構成されており、
当該圧電基板の電極２２は圧力室１４に対応して設けら
れている。従って、電極２２が励振されると圧力室１４
に圧力が加わり、この圧力室１４にインク供給路１２か
らインクが流入すると共に、インク路１６を介してノズ
ル１８方向に流通し、ノズル１８からインクが吐き出さ
れることとなる。

【０００５】更に、この従来例においては、圧力室１４
が円状に配置されているため、インク路１６の長さが均
一となる。すなわち、インクジェットヘッドにおいて
は、インクのインク路を流れる際の流路抵抗が当該イン
ク路の長さに依存する。この従来例においては、インク
路１６の長さがほぼ均一となるため、流路抵抗が均一化
し、高周波駆動の実現等の効果が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに圧力室を円状に配置した場合、ノズルが当該円の中
心部に集中することとなるため、多ドットでの印字が難
しい。すなわち、ノズル間の間隔を十分とらなければな
らないため、結果として、ドット間隔が大きくなってし
まう。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、円または円弧状に
圧力室を配置し当該円または円弧の中心部近傍にノズル
を設けたインクジェットプリントヘッドにおいて、ノズ
ルを高密度配置とすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明のインクジェットプリントヘッドは、
ノズルが、所定の直線に沿って千鳥配置されたことを特
徴とする。

【０００９】また、請求項２は、インク突出口が、円ま
たは円弧の中心点近傍の複数の部位に分離配設され、異
なる部位に配設されたノズルに対する圧力室及びインク
路が、互いに、分離したインク流路を形成することを特
徴とする。

【００１０】請求項３は、ノズルが、ほぼ円形の開口で
あることを特徴とする。

【００１１】請求項４は、少なくともノズル近傍のイン
ク路の深さが幅より大であることを特徴とする。

【００１２】請求項５は、平面構造が、感光性ガラス基
板の異方性エッチングにより形成されたことを特徴とす
る。

【００１３】請求項６は、加圧手段が、圧力室に圧力を
加えるよう配設された圧電素子を含むことを特徴とす
る。

【００１４】請求項７は、ノズルが、圧電素子配設面と
逆面に開口することを特徴とする。請求項８は、加圧手
段が、円または円弧状に形成され各圧力室に対応する複
数の電極を有する圧電基板を備えたことを特徴とする。

【００１５】請求項９は、圧電基板が、電極間を電気的
及び音響的に分離する凹面を有することを特徴とする。

【００１６】請求項１０は、圧電基板が、電極が圧力室
と逆側を向くよう配設されたことを特徴とする。

【００１７】請求項１１に係るノンインパクトプリンタ
は、本発明のインクジェットプリンタヘッドを含むこと
を特徴とする。

【００１８】

【作用】本発明のインクジェットプリントヘッドにおい
ては、ノズルが所定の直線に沿って千鳥配置される。ノ
ズルを複数近接して形成する場合、隣接するノズルの間
隔が規制されるが、本発明の場合、隣接するノズルは所
定の直線に対して斜めに隣接し合っている。従って、こ
の直線に沿って千鳥配置したノズルの間隔は、当該直線
上にノズルを配置した場合に比べ狭くなっている。この
ように、本発明においては、ノズルの間隔が実質上小さ
くなり、多ドット印刷が可能となる。

【００１９】また、本発明の請求項２においては、ノズ
ルが円または円弧の中心点近傍の部位に分離配設され
る。各部位に係る圧力室及びインク路は、互いに分離し
たインク流路を形成している。従って、各インク流路に
異なる色のインクを流通させることにより、カラー印刷
が可能となる。また、インク流路が複数に分離している
ため、インクの吐出に伴う圧力変動が分散され、吐出周
波数、液滴量の変動が防止される。

【００２０】さらに、請求項３においては、ノズルがほ
ぼ円形の開口である。従って、インク滴が安定した形状
となる。

【００２１】さらに、請求項４においては、ノズル近傍
のインク路の深さが幅より大である。これにより、吐出
口近傍のインク路の断面積が大きくなり、インク路間の
間隔を小さくしたにもかかわらず流路抵抗がさほど上昇
しない。

【００２２】請求項５においては、平面構造が、異方性
エッチングによりに形成される。従って、エッチング深
さをより綿密に制御可能となり、前述した深さの深いイ
ンク路簡易にを形成できる。

【００２３】請求項６においては、圧電素子により圧力
室に圧力が加えられる。従って、インクの吐出制御が容
易である。

【００２４】さらに、請求項７においては、ノズルが、
圧電素子配設面と逆面に開口する。従って、圧電素子に
係る配線面とインク吐出面が逆の面となり、圧電素子へ
の配線が容易となる。

【００２５】請求項８においては、円または円弧状に形
成された圧電基板により各圧力室に圧力が加えられる。
この圧電基板は、各圧力室に対応して複数の電極を有し
ている。従って、いずれかの電極を選択して励振するこ
とにより、任意のノズルからインクを吐出させることが
できる。

【００２６】請求項９においては、圧電基板の電極間が
凹面により電気的及び音響的に分離される。従って、互
いに隣接し合う電極間の相互の影響が減少し、より品質
の良い印字が可能となる。

【００２７】請求項１０においては、圧電基板の電極が
圧力室と逆側を向くようにしている。従って、各電極へ
の配線が容易となる。

【００２８】そして、請求項１１においては、より印字
品質の向上したノンインパクトプリンタが得られる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。なお、図６に示される従来例と同様の
構成には同一の符号を付し説明を省略する。

【００３０】図１及び図２には、本発明の第１実施例に
係るインクジェットプリントヘッドの構成が示されてい
る。これらの図に示されるように、本実施例は、ノズル
１８を千鳥配置したことを特徴としている。

【００３１】すなわち、図１（ａ）に示されるように、
インク供給路１２を円状に形成するとともに、このイン
ク供給路１２からインクを供給し貯留する圧力室１４を
当該インク供給路１２の内側に円状に配置している。圧
力室１４は、それぞれ、インク路１６に連通しており、
インク路１６は図２に示されるノズル１８に圧力室１４
からインクを導く。また、図１（ｂ）に示されるよう
に、この実施例では圧電素子２４を円状に配置してい
る。圧電素子２４は、図１（ａ）に示される圧力室１４
に対応して貼付されるものである。

【００３２】本実施例により印字を行う場合、圧電素子
２４に電圧を印加し選択的に励振させる。すると、励振
された圧電素子２４に対応する圧力室１４にインク供給
路１２からインクが流れ込み、さらに圧力室１４からイ
ンク路１６を介してノズル１８に向けインクが流出す
る。ノズル１８は、図２に示されるようにほぼ円形形状
を有しており、かつ千鳥配置されている。従って、ノズ
ル１８から吐出されるインク滴の形状はほぼ円形とな
り、安定した印字が行われると共に、多ドットの印字が
可能となる。

【００３３】また、本実施例における平面構造は、感光
性ガラス基板の異方性エッチングにより形成される。す
なわち、従来においては等方性エッチングのみが可能な
基板が用いられていたが、異方性エッチングが可能な感
光性ガラス基板を用いることにより、製造の際、インク
流路の深さを制御することが容易となる。この結果、従
来に比べ、特にノズル１８近傍のインク路１６の深さを
深くすることができる。

【００３４】インク路１６の深さが深くなると、ノズル
１８近傍のインク路１６の幅をより細くすることが可能
になる。すなわち、深さを深くすることにより、幅を小
さくしたにもかかわらず断面積が大きくなる。従って、
流路抵抗を増大させることなく、インク路１６の間隔を
狭めることができる。

【００３５】図３には、本発明の第２実施例に係るイン
クジェットプリントヘッドの構成が示されている。この
図に示されるインクジェッタプリントヘッドにおいて
は、インク供給路１２が４個に分離形成されている。す
なわち、ノズル１８が円の中心部近傍の３箇所に分離形
成されており、図中上側に示される部位のノズル１８に
対してはインク供給路１２−１に係るインク流路が形成
されており、中央部に示されるノズル１８についてはイ
ンク供給路１２−２及び１２−３によりインク流路が形
成されており、下側に示される部位のノズル１８につい
てはインク供給路１２−４によるインク流路が形成され
ている。

【００３６】従って、インク供給路１２−１と、１２−
２及び１２−３と、１２−４と、にそれぞれ異なる色
（シアン、マゼンダ、イエロー）のインクを供給するこ
とにより、カラー印字が可能となる。また、このとき、
ノズル１８が千鳥配置されているため、第１実施例と同
様多ドット印字が可能であるという効果を得ることがで
きる。

【００３７】さらに、この実施例では、インク流路が分
離形成されているため、インクの吐出による圧力変動の
影響が分散される。この結果、比較的安定した印字品質
を得ることができる。

【００３８】なお、ノズル１８は、４箇所に分離形成し
たものでもよい。この場合にはインクとしてさらにブラ
ックを供給することができる。

【００３９】図４には、本発明の第３実施例に係るイン
クジェットプリントヘッド、特にその圧電基板の形状が
示されている。この実施例において用いられる圧電基板
２６は、図中右側に拡大図示されるように電極２８を所
定間隔で分離形成した構成を有している。また、図示し
ていないが、表面にはコモン電極を形成している。この
実施例の場合、多数の圧電素子を準備し基板上に貼付す
る必要がない。また、円環状の形状を有しているため、
各電極２８の間隔は比較的大となり、直線状に配置した
場合に比べ電極間の干渉も少ない。なお、圧電基板２６
は、電極２８側を圧力室１４側に向けてもその逆にコモ
ン電極を圧力室１４側に向けてもよい。コモン電極側を
貼付した方が電極２８への配線は容易である。

【００４０】図５には、本発明の第４実施例に係るイン
クジェットプリントヘッド、特にその圧電基板３０の構
成が示されている。この図に示される圧電基板３０は、
第４実施例と同様電極２８を分離形成すると共に、電極
２８間に切込み３２を形成している。この切込み３２は
凹面形状を有しており、従って、各電極２８の間が電気
的かつ音響的に分離される。これにより、隣接する電極
部２８間の干渉が低減し、より精度の良い印字が可能と
なる。

【００４１】なお、以上の説明では、インクジェットプ
リントヘッド自身の構成について説明していたが、本発
明のインクジェップリンタヘッドを従来公知のノンイン
パクトプリンタに適用することにより、印字品質が向上
した性能の良いノンインパクトプリンタを実現すること
ができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧力室を円または円弧状に配置してインク路の長さを均
一にすることにより流路抵抗の均一化を実現することが
できると共に、ノズルを千鳥配置することにより多ドッ
ト印刷が可能となる。これにより、印字品質が向上す
る。

【００４３】請求項２によれば、ノズルを円または円弧
の中心点近傍の複数の部位に分離配設し、各部位毎に分
離したインク流路を形成するようにしたため、カラー印
刷を実現し、あるいは圧力変動を分散することが可能と
なる。

【００４４】請求項３によれば、ノズルをほぼ円形とし
たため、インク滴形状をほぼ円形にすることができ、か
ついわゆるサテライトの発生を防止でき、より印字品質
が向上する。

【００４５】請求項４によれば、ノズル近傍のインク路
の深さを幅より大としたため、ノズル間隔を狭くすると
共に流路抵抗を低く保つことができる。

【００４６】請求項５によれば、感光性ガラス基板の異
方性エッチングにより平面構造を形成するようにしたた
め、インク流路の深さを容易に制御でき、製造が容易と
なると共に前述した請求項４の効果を効果的に実現する
ことができる。

【００４７】請求項６によれば、加圧手段を圧電素子か
ら形成し、各圧電素子を各圧力室毎に設けるようにした
ため、各ノズル毎にノズルの吐出を制御することができ
る。請求項７によればノズルを圧電素子配設面との逆面
に開口するようにしたため、圧電基板に係る配線が容易
となる。

【００４８】請求項８によれば、加圧手段を複数の電極
を有する圧電基板として形成したため、各圧力室毎に圧
電素子を貼付する手間が不要となり、製造が容易にな
る。

【００４９】請求項９によれば、圧電基板の各電極間を
電気的及び音響的に分離するようにしたため、電極間の
干渉が減少しより高品質の印字が可能になる。

【００５０】請求項１０によれば、圧電基板の電極を圧
力室と逆側に向けたため、各電極への配線が容易とな
る。

【００５１】そして、請求項１１によれば、以上の効果
を得ることができ高速高品質の印字が可能なノンインパ
クトプリンタが実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るインクジェットプリ
ンタヘッドの構成を示す平面図である。

【図２】この実施例におけるノズル近傍の構成を示す図
である。

【図３】本発明の第２実施例に係るインクジェットプリ
ンタヘッドの構成を示す平面図である。

【図４】本発明の第３実施例に係るインクジェットプリ
ントヘッドの構成、特にその圧電基板の構成を示す平面
図である。

【図５】本発明の第４実施例に係るインクジェットプリ
ンタヘッドの構成、特にその圧電基板の構成を示す平面
図である。

【図６】一従来例に係るインクジェットプリンタヘッド
の構成を示す一部切欠平面図である。

【符号の説明】

１２ インク供給路 １４ 圧力室 １６ インク路 １８ ノズル ２４ 圧電素子 ２６，３０ 圧電基板 ２８ 電極 ３２ 切込み

フロントページの続き (72)発明者 江馬 恭 京都府京都市右京区西院溝崎町21番地 ロ ーム株式会社内 (72)発明者 天野 敏男 京都府京都市右京区西院溝崎町21番地 ロ ーム株式会社内 (72)発明者 下方 晃博 京都府京都市右京区西院溝崎町21番地 ロ ーム株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円又は円弧状に配列されインクが流通す
   る複数の圧力室、対応する圧力室から流出するインクの
   流路である複数のインク路、及び前記円又は円弧の中心
   点近傍に配置され対応する圧力室からインク路を介して
   供給されるインクを吐出可能な複数のノズルを含む平面
   構造と、圧力室に圧力を加えて圧力室内のインクをイン
   ク路を介してノズルから吐出させる加圧手段と、を備
   え、インク路がほぼ均一長であるインクジェットプリン
   トヘッドにおいて、 ノズルが、所定の直線に沿って千鳥配置されたことを特
   徴とするインクジェットプリントヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１記載のインクジェットプリント
   ヘッドにおいて、 ノズルが、前記円又は円弧の中心点近傍の複数の部位に
   分離配設され、 異なる部位に配設されたノズルに対応する圧力室及びイ
   ンク路が、互いに分離したインク流路を形成することを
   特徴とするインクジェットプリントヘッド。
3. 【請求項３】 請求項１記載のインクジェットプリント
   ヘッドにおいて、ノズルが、ほぼ円形の開口であること
   を特徴とするインクジェットプリントヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１記載のインクジェットプリント
   ヘッドにおいて、少なくともノズル近傍のインク路の深
   さが幅より大であることを特徴とするインクジェットプ
   リントヘッド。
5. 【請求項５】 請求項４記載のインクジェットプリント
   ヘッドにおいて、前記平面構造が、感光性ガラス基板の
   異方性エッチングにより形成されたことを特徴とするイ
   ンクジェットプリントヘッド。
6. 【請求項６】 請求項１記載のインクジェットプリント
   ヘッドにおいて、加圧手段が、圧力室に圧力を加えるよ
   う配設された圧電素子を含むことを特徴とするインクジ
   ェットプリントヘッド。
7. 【請求項７】 請求項６記載のインクジェットプリント
   ヘッドにおいて、ノズルが、圧電素子配設面と逆面に開
   口することを特徴とするインクジェットプリントヘッ
   ド。
8. 【請求項８】 請求項１記載のインクジェットプリント
   ヘッドにおいて、 加圧手段が、円又は円弧状に形成され各圧力室に対応す
   る複数の電極を有する圧電基板を備えたことを特徴とす
   るインクジェットプリントヘッド。
9. 【請求項９】 請求項８記載のインクジェットプリント
   ヘッドにおいて、 圧電基板が、電極間を電気的及び音響的に分離する凹面
   を有することを特徴とするインクジェットプリントヘッ
   ド。
10. 【請求項１０】 請求項８記載のインクジェットプリン
    トヘッドにおいて、 圧電基板が、電極が圧力室と逆側を向くよう配設された
    ことを特徴とするインクジェットプリントヘッド。
11. 【請求項１１】 請求項１記載のインクジェットプリン
    トヘッドを含むことを特徴とするノンインパクトプリン
    タ。