JPH06255100A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 共通インク室を小さくすることなくインクジ
ェットヘッドを小型化する。 【構成】 順次積層されて固着されたノズル板と中間板
１０と底壁（背板）とを備えたインクジェットヘッド。
ノズル板と中間板との間に、圧力室４１を有する複数の
インク流路４０が、中間板と底壁との間に共通インク室
６が夫々区画形成されている。各インク流路の一端部４
０ａはノズル板を厚み方向に貫通する各ノズル７と、各
インク流路の他端部４０ｂは中間板を厚み方向に貫通す
る各絞り通路１０ｂを介して共通インク室と夫々連通し
ている。中間板には、各ノズル７からインクを吐出させ
るための圧力を各圧力室４１内に発生させる圧電素子８
が設けられており、各インク流路４０の両端部４０ａ，
４０ｂはいずれも圧力室４１よりも半径方向内側に位置
するように、各インク流路が屈曲した形状に形成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インク滴をノズルから
吐出させて印字する、いわゆるオンデマンド型のインク
ジェットヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このようなインクジェットヘッド
としては、例えば、図９及び図１０に示すように、溝状
のインク流路を有する流路基板９０とこの基板９０に接
合される蓋板９２とからなるものが知られている。流路
基板９０と蓋板９２との間には、インク供給口９２ａか
らインクが供給される環状の共通インク室９３と、放射
状に配置された複数のインク流路９４とが形成されてお
り、各インク流路９４の一端部（中心側端部）は流路基
板９０を厚み方向に貫通する各ノズル９５と連通してお
り、各インク流路９４の他端部は各絞り通路９６を介し
て共通インク室９３と連通している。また、蓋板９２
の、各インク流路９４の圧力室９４ａに対応する箇所
に、各ノズル９５からインクを吐出させるための圧力を
各圧力室９４ａ内に発生させる圧電素子９７が固定され
ている。

【０００３】また、インクジェットヘッドの別の従来技
術として、例えば、図１１及び図１２に示すように、一
端面に環状の共通インク室１０１が、他端面に複数のイ
ンク流路１０２がそれぞれ形成された流路基板１００
と、流路基板１００の一端面に接合されて共通インク室
１０１を区画形成するインク室用蓋板１１０と、流路基
板１００の他端面に接合されて複数のインク流路１０２
を区画形成するインク流路用蓋板１２０とからなるもの
が知られている。流路基板１００には、前記共通インク
室１０１及び複数のインク流路１０２の他に、共通イン
ク室１０１にインクを供給するインク供給通路１０３
と、各インク流路１０２の一端部（中心側端部）とイン
ク室用蓋板１１０を厚み方向に貫通する各ノズル１１１
とを連通する連通路１０４と、各インク流路１０２の他
端部と共通インク室１０１とを連通する絞り通路１０５
とが形成されている。また、蓋板１２０の、各インク流
路１０２の圧力室１０２ａに対応する箇所に、各ノズル
１１１からインクを吐出させるための圧力を各圧力室１
０２ａ内に発生させる圧電素子１３０が固定されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記前者の従来技術で
は、各圧電素子９７の大きさは決まっているので、複数
の圧電素子９７を周方向に配置するためにはヘッドの半
径方向の寸法をある程度大きくする必要があり、しかも
環状の共通インク室９３が各圧電素子９７及び各インク
流路９４の絞り通路９６よりも外側に設けられているた
め、ヘッドの半径方向の寸法が大きくなってしまう。ま
た、共通インク室９３の容積を小さくすると、ある１つ
のインク流路９４の圧力室９４ａで発生した圧力を共通
インク室９３で吸収することができず、この圧力が共通
インク室９３を介して他のインク流路９４に伝わってし
まうので、共通インク室９３の容積を大きくしておく必
要があり、この点でもヘッドの半径方向の寸法が大きく
なって大型化してしまうという問題点があった。さら
に、この従来技術では、流路基板９０と蓋板９２とを接
着剤で接合する際に、接着剤が各インク流路９４の絞り
通路９６の一部にたれ込んでこの通路９６を塞いでしま
い、その結果、インクが共通インク室９３から各インク
流路９４に流れていかなくなり、各ノズル９５からのイ
ンクの吐出性能、すなわち印字性能が悪化してしまうと
いう問題点があった。

【０００５】上記後者の従来技術では、流路基板１００
に、前記共通インク室１０１、複数のインク流路１０
２、インク供給通路１０３、複数の連通路１０４、及び
複数の絞り通路１０５を形成する必要があり、流路基板
１００の形状が複雑であるので、この流路基板１００を
樹脂で射出成形する場合、複雑な型が必要になり、成形
品の離型が難しく、コアピンのたおれ、破損等が生じ、
製造コストが増加してしまうという問題点があった。

【０００６】本発明は、このような従来の問題点に着目
して為されたもので、小型化、製造コストの低減、及び
印字性能の向上を図った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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明に係るインクジェットヘッドは、順次積層さ
れて固着されたノズル板と中間板と背板とを備え、前記
ノズル板と中間板との間に、圧力室をそれぞれ有する複
数のインク流路が区画形成されており、前記中間板と背
板との間に共通インク室が区画形成されており、前記各
インク流路の一端部は、前記ノズル板を厚み方向に貫通
するノズルとそれぞれ連通しており、前記各インク流路
の他端部は、前記中間板を厚み方向に貫通する絞り通路
をそれぞれ介して前記共通インク室と連通しており、前
記ノズル板または前記中間板のいずれか一方の、前記圧
力室に対応する箇所に、前記各ノズルからインクを吐出
させるための圧力を各圧力室内に発生させる圧力発生手
段が設けられており、前記各インク流路の両端部はいず
れも圧力室よりも半径方向内側に位置するように、前記
各インク流路が形成されている。

【０００８】

【作用】インク流路の両端部はいずれも圧力室よりも半
径方向内側に位置するように、各インク流路が形成され
ているので、中間板と背板との間に区画形成される共通
インク室が各圧力室よりも半径方向内側に形成できる。
また、各インク流路の他端部と共通インク室とを連通す
る各絞り通路が、中間板にその厚み方向に貫通して形成
されているので、ノズル板、中間板及び背板を接着剤で
接合する際に、接着剤が絞り通路にたれ込むことがな
い。

【０００９】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の各実施例を説
明する。なお、各実施例の説明において同一部位には同
一の符号を付して重複した説明を省略する。

【００１０】図３はインクカートリッジと一体化された
本発明の第１実施例に係るインクジェットヘッドを示し
ている。図３に示すように、インクカートリッジＡにイ
ンクジェットヘッドＢを積層して両者が一体化されてい
る。インクカートリッジＡは、インク１を含浸させたス
ポンジ等の多孔質材２を収納するカートリッジケース３
と、このケース３の開口部を塞ぐようにこのケース３の
上端面に接合された蓋４とからなる。蓋４には、空気抜
き用の孔４ａが穿設されている。また、カートリッジケ
ース３の底壁３０の中央部には、インク供給孔３０ａが
穿設されている。このインク供給孔３０ａ内には、イン
ク１中のごみ等を除去するためのフィルタ５が取付けら
れている。

【００１１】インクジェットヘッドＢは、前記カートリ
ッジケースＡの底壁（背板）３０と、中間板１０と、ノ
ズル板２０とを順次積層して構成されたものである。

【００１２】前記底壁３０には、環状の壁部３０ｂが突
設されている。一方、前記中間板１０には、環状の壁部
３０ｂの内周面に嵌合可能な円形状の突部１０ａが形成
されている。この突部１０ａが環状の壁部３０ｂの内周
面に嵌合されて中間板１０が底壁３０に接着剤で接合さ
れ、底壁３０と中間板１０との間の中央部に共通インク
室６が区画形成されている。また、中間板１０及びノズ
ル板２０は、その各外周面が底壁３０と一体のヘッド収
納壁部３１の内周面に嵌合されて接着剤で接合されてい
る。

【００１３】図１乃至図３に示すように、前記中間板１
０とノズル板２０との間には、圧力室４１をそれぞれ有
する複数のインク流路４０が放射状に区画形成されてい
る。各インク流路４０の一端部（中心側端部）４０ａ
は、ノズル板２０を厚み方向に貫通する各ノズル７（本
実施例ではノズル数は１２個）と連通している。各イン
ク流路４０の他端部４０ｂは、中間板１０の円形状の突
部１０ａを厚み方向に貫通する各絞り通路１０ｂを介し
て共通インク室６と連通している。

【００１４】図３に示すように、前記中間板１０の底壁
３０と対接する面の、前記各圧力室４１に対応する箇所
に、各ノズル７からインクを吐出させるための圧力を各
圧力室４１内に発生させる圧電素子８が固着されてい
る。各圧電素子８は、前記底壁３０の環状の壁部３０ｂ
より外周側で、底壁３０と中間板１０との間にできる空
間９内に収納されている。また、各圧電素子８には、こ
の圧電素子に電圧を印加するためのフレキシブルプリン
ト板５０の導電パターンが電気的に接続されている。こ
の各プリント板５０は、各圧電素子８の箇所から外部ま
で延び、前記カートリッジケース３の外面に固定されて
いる。

【００１５】そして、図１，２に示すように、前記各イ
ンク流路４０は、その両端部４０ａ，４０ｂがいずれも
圧力室４１よりも半径方向内側に位置するように形成さ
れている。すなわち、各インク流路４０は、その一端部
４０ａから圧力室４１まで半径方向外方へ延び、圧力室
４１から半径方向外方へ僅かに延びた後に屈曲し、圧力
室４１の半径方向内側にある他端部４０ｂまで内側へま
っすぐ延びるように形成されている。

【００１６】上記構成を有する第１実施例に係るインク
ジェットヘッドＢでは、各インク流路４０の両端部４０
ａ，４０ｂはいずれも各圧力室４１よりも半径方向内側
に位置するように、各インク流路４０が形成されている
ので、中間板１０と底壁（背板）３０との間に区画形成
される共通インク室６が各圧力室４１よりも半径方向の
内側に形成できる。しかも、共通インク室６の深さを大
きくすれば、その容積を大きくすることができるので、
ヘッドＢの半径方向の寸法を小さくすることができ、ヘ
ッドの小型化を図ることができる。また、このように共
通インク室６の容積を大きくすることができるので、各
インク流路４０相互間で圧力が共通インク室６を介して
伝わりにくくなり、品質の高い印字が可能になる。

【００１７】さらに、各インク流路４０の他端部４０ｂ
と共通インク室６とを連通する各絞り通路１０ｂが、中
間板１０にその厚み方向に貫通して形成されており、且
つ各絞り通路１０ｂの一端は底壁３０との接合部から、
他端はノズル板２０との接合部からそれぞれ離れている
ので、ノズル板２０、中間板１０及び底壁（背板）３０
を接着剤で接合する際に、接着剤が絞り通路１０ｂにた
れ込むことがない。これによって、絞り通路１０ｂが接
着剤で塞がれたりすることがなく、印字性能が向上す
る。

【００１８】さらにまた、ノズル板２０は、各インク流
路４０を形成するための溝及びノズル７のみを有する形
状であるので、ノズル板２０を樹脂で射出成形するため
の型が簡単で、成形品の離型が簡単になり、コアピンの
たおれや破損等が生じることがなく、製造コストが低減
される。

【００１９】図４は本発明の第２実施例に係るインクジ
ェットヘッドを示している。このインクジェットヘッド
では、前記各インク流路４０は、その一端部（中心側端
部）４０ａから圧力室４１まで半径方向外方へまっすぐ
に延びた後鋭角的に屈曲し、圧力室４１から半径方向内
方へ他端部４０ｂまでまっすぐ延びるように形成されて
いる。この第２実施例によれば、各インク流路４０の構
成が上記第１実施例よりも簡単になるので、製造コスト
がより低減される。

【００２０】なお、本発明に係るインクジェットヘッド
は、上記各実施例に限定されるものではなく、前記各イ
ンク流路４０を、図５乃至図８に夫々示す第３乃至第６
実施例の形状にすることもできる。いずれも、ノズルと
連通する一端部４０ａから圧力室４１へ連通し、その
後、圧力室よりも内側に位置する絞り通路と連通する他
端部４０ｂに連通するものであり、圧力室４１の前後の
様々な位置でインク流路４０が屈曲する例が示されてい
る。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係るイン
クジェットヘッドによれば、インク流路の両端部はいず
れも圧力室よりも半径方向内側に位置するように、各イ
ンク流路が形成されているので、中間板と背板との間に
区画形成される共通インク室が各圧力室よりも半径方向
の内側にできる。従って、小型化を図ることができる。
また、構成、特にノズル板の構成が簡単になり、製造コ
ストが低減される。さらに、各インク流路の他端部と共
通インク室とを連通する各絞り通路が、中間板にその厚
み方向に貫通して形成されているので、ノズル板、中間
板及び背板を接着剤で接合する際に、接着剤が絞り通路
にたれ込むことがない。従って、印字性能の向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインクジェットヘッドの第１実施
例の要部を示す平面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図３】インクカートリッジと一体化された本発明の第
１実施例のインクジェットヘッドを示す断面図である。

【図４】本発明に係るインクジェットヘッドの第２実施
例を示す平面図である。

【図５】第３実施例の主要部を示す平面図である。

【図６】第４実施例の主要部を示す平面図である。

【図７】第５実施例の主要部を示す平面図である。

【図８】第６実施例の主要部を示す平面図である。

【図９】従来例を示す平面図である。

【図１０】図９の断面図である。

【図１１】別の従来例を示す平面図である。

【図１２】図１１の断面図である。

【符号の説明】

６ 共通インク室 ７ ノズル ８ 圧電素子（圧力発生手段） １０ 中間板 ２０ ノズル板 ３０ 底壁（背板） ４０ インク流路 ４０ａ 一端部 ４０ｂ 他端部 ４１ 圧力室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 俊哉 千葉県四街道市鹿渡934−13番地 株式会 社精工舎千葉事業所内 (72)発明者 向後 孝志 千葉県四街道市鹿渡934−13番地 株式会 社精工舎千葉事業所内 (72)発明者 土渕 義勝 千葉県四街道市鹿渡934−13番地 株式会 社精工舎千葉事業所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 順次積層されて固着されたノズル板と中
   間板と背板とを備え、 前記ノズル板と中間板との間
   に、圧力室をそれぞれ有する複数のインク流路が区画形
   成されており、 前記中間板と背板との間に共通インク室が区画形成され
   ており、 前記各インク流路の一端部は、前記ノズル板を厚み方向
   に貫通するノズルとそれぞれ連通しており、 前記各インク流路の他端部は、前記中間板を厚み方向に
   貫通する絞り通路をそれぞれ介して前記共通インク室と
   連通しており、 前記ノズル板または前記中間板のいずれか一方の、前記
   圧力室に対応する箇所に、前記各ノズルからインクを吐
   出させるための圧力を各圧力室内に発生させる圧力発生
   手段が設けられており、 前記各インク流路の両端部はいずれも圧力室よりも半径
   方向内側に位置するように、前記各インク流路が形成さ
   れていることを特徴とするインクジェットヘッド。