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JPH1148475A - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents

インクジェット式記録ヘッド

Info

Publication number
JPH1148475A
JPH1148475A JP9206852A JP20685297A JPH1148475A JP H1148475 A JPH1148475 A JP H1148475A JP 9206852 A JP9206852 A JP 9206852A JP 20685297 A JP20685297 A JP 20685297A JP H1148475 A JPH1148475 A JP H1148475A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
reservoir
recording head
pressure generating
ink jet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9206852A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Tsukada
憲児 塚田
Kazunaga Suzuki
一永 鈴木
Norihiko Kurashima
憲彦 倉島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP9206852A priority Critical patent/JPH1148475A/ja
Priority to US09/124,644 priority patent/US6019464A/en
Priority to EP98114477A priority patent/EP0895863B8/en
Priority to DE69823594T priority patent/DE69823594T2/de
Publication of JPH1148475A publication Critical patent/JPH1148475A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2002/14306—Flow passage between manifold and chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14419—Manifold

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気泡の排出性の良いインクジェット式記録ヘ
ッドを提供する。 【解決手段】 リザーバ６４と供給穴５８との間には、
複数の圧力発生室５２の配列方向に伸びるスリット状の
気泡誘導溝６８が設けられているため、リザーバ６４内
の気泡が気泡誘導溝６８に誘導されて移動し、効率よく
気泡を排出することができる。また、圧力発生室５２は
それぞれ複数の供給穴５８によってリザーバ６４と連通
しているため、供給穴５８の入口及び出口近傍の角部に
気泡が残留しにくい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ノズルからインク
滴を吐出して記録媒体に文字等の記録像を書き込むイン
クジェット式記録ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、圧力発生室を構成している弾性
板の一部領域に圧電振動板を貼着し、圧電振動板のたわ
み変位により圧力発生室の容積を変化させてノズル開口
からインク滴を発生させるインクジェト式記録ヘッド
は、圧力発生室の広い面積を変位させることが可能なた
め、インク滴を安定して発生させることができるという
特徴を備えている。
【０００３】従来のインクジェット式記録ヘッドは、例
えば図８に示したように表面に圧電振動板１１７を有し
て振動部材を形成する弾性板１１３と、一面が弾性板１
１３に封止された圧力発生室１１５を形成する圧力発生
室形成部材１１２と、圧力発生室１１５の他面を封止す
るとともに圧力発生室１１５と供給穴１２６とを接続す
る供給連通路１２２及び圧力発生室１１５とノズル開口
１２１とを接続する連通孔１２０を有する蓋部材１１１
とを順に積層して構成されるアクチェータユニットを、
供給穴１２６が設けられた供給穴形成基板１２４と、供
給穴形成基板１２４により一方の面が封止され、また供
給穴１２６を介して各圧力発生室１１５に連通するリザ
ーバ１２５及びノズル開口４１と圧力発生室とを接続す
る連通孔１２８を備えるリザーバ形成板１２３と、ノズ
ル開口１２１を備えリザーバ形成板１２３の他面を封止
するノズルプレート１３０とを順に積層して構成される
流路ユニットに接着剤などで一体に固定して構成されて
いる。
【０００４】このようなインクジェット式記録ヘッドで
は、インク流路中に気泡が滞留すると、気泡がインク供
給を妨げたり、インクを吐出させるための圧力を吸収
し、インクの吐出不良を発生させる。このような気泡
は、インクを補給するインクカートリッジから初めてイ
ンクを充填する場合にインク流路内に残留したり、イン
クの消耗によりインクカートリッジを交換する時にイン
クカートリッジとの接続部から進入したり、振動等によ
りノズルのインクメニスカスが破壊しノズルから進入し
たりするため、この気泡を排出させるための手段をイン
クジェット式記録装置が備えていなければならない。一
般には、インクジェット式記録装置にポンプを設置し、
インクカートリッジの交換時やインク吐出不良が発生し
た時に、ポンプを駆動してノズル開口よりインクを強制
的に排出させ、その時の流れで気泡を取り除く方法が採
られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のインクジェット式記録ヘッドは気泡の排出
性が悪く、また、図８のＸ及びＹに示すようなインク流
路の角部分に気泡が残留し易いという問題があった。ま
た一方で、供給穴１２６の位置をアクチュエータユニッ
トの側面に近づけると気泡は残留しづらくなるが、アク
チュエータユニットと流路ユニットとの接着面の位置精
度を高くするのは困難であるため、接着材がはみ出して
供給穴１２６を塞いでしまうという問題があった。
【０００６】本発明の目的は、気泡の排出性の良いイン
クジェット式記録ヘッドを提供することにある。
【０００７】本発明の別の目的は、リザーバから圧力発
生室へインクを供給する供給穴の位置精度の良いインク
ジェット式記録ヘッドを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のインクジェット式記録ヘッドによれば、リザーバと供
給穴との間には、複数の圧力発生室の配列方向に延びる
スリット状の気泡誘導溝が設けられているため、リザー
バ内の気泡が気泡誘導溝に誘導されて移動し、効率よく
気泡を排出することができる。
【０００９】本発明の請求項２に記載のインクジェット
式記録ヘッドによれば、圧力発生室はそれぞれ複数の供
給穴によってリザーバと連通しているため、供給穴の入
口及び出口近傍の角部に気泡が残留しにくい。
【００１０】本発明の請求項３に記載のインクジェット
式記録ヘッドによれば、アクチュエータユニットは、表
面に圧電振動板が形成された弾性板と、前記弾性板によ
り一方の面が封止されて前記圧力発生室を形成する圧力
発生室形成部材と、前記圧力発生室の他方の面を封止す
るとともに、前記圧力発生室の一端部において供給穴を
備え、他端部においてノズル開口と連通する連通孔を備
える供給穴形成基板とを一体に形成して成るため、供給
穴の位置精度を高くすることができる。
【００１１】本発明の請求項４に記載のインクジェット
式記録ヘッドによれば、アクチュエータユニットはセラ
ミックスを焼成して一体に形成されているため、製造コ
ストを低減することができる。
【００１２】本発明の請求項５に記載のインクジェット
式記録ヘッドによれば、供給穴はリザーバ側に向かって
径が大きくなるテーパ状に形成されているため、圧力発
生室の圧力によって発生するインク流が、供給穴からリ
ザーバ側へ逃げるのを抑制すると共に、流路の角部分の
気泡の滞留を低減することができる。
【００１３】本発明の請求項６に記載のインクジェット
式記録ヘッドによれば、気泡誘導溝は前記リザーバ側に
向かって幅が広くなっているため、リザーバ内の気泡を
速やかに供給穴から排出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。
【００１５】図２は、本発明のインクジェット式記録ヘ
ッドが使用されるインクジェット式プリンタの一実施例
を示す。キャリッジ１はガイド部材２対して往復移動可
能に支持されている。このキャリッジはステップモータ
４に接続されているタイミングベルト３によってプラテ
ン５に対して平行に往復動可能に構成されている。
【００１６】キャリッジ１の下面にインクジェット式記
録ヘッド６が、また上面には印刷ユニット７が着脱自在
に搭載されている。フレキシブルケーブル８を介して駆
動信号に応じて記録ヘッド６からインクが吐出されるこ
とにより、記録用紙９に文字や画像が印刷される。非印
刷時にはキャッピング手段１０により記録ヘッド６を封
止する。
【００１７】図３に示すように、上述した印刷ユニット
７は、キャリッジ１に搭載されるホルダ１１と、このホ
ルダ１１に収容されるインク保持手段であるインクカー
トリッジ２０とからなり、ホルダ１１の記録用紙９に対
向する下面にインクジェット式記録ヘッド６が設けられ
ている。
【００１８】記録ヘッド６は、プリンタ本体のフレキシ
ブルケーブル８に接続しているキャリッジ１上の図示し
ない端子と接離可能に電気接続する端子板１２にフレキ
シブルケーブル１２により接続されている。
【００１９】一方、インクカートリッジ２０は、内部を
壁２１により、インクをそのまま貯蔵するインク室２２
と多孔質からなるフォーム材２３を充填したフォーム室
との２つの領域に区分され、壁２１の下部に形成された
通孔２５を介してこれら２つの室が連通されている。
【００２０】フォーム室２４の底面にはフォーム材２３
の底面を押圧する凸部２６が形成され、ここにインク供
給路を形成する通孔２７が形成され、上端に第１のフィ
ルタ板３１が設けられ、また下端に後述するインク供給
針１６を受け入れるインク供給口２８が設けられてい
る。
【００２１】一方、ホルダ１１には、上端がインクカー
トリッジ２０のインク供給口２８を封止しているシール
２９を貫通し、パッキン３０に嵌合できるように先端が
針状に形成され、また下端が記録ヘッド６に連通するイ
ンク流路１４に接続する通孔１５を備えたインク供給針
１６が設けられている。
【００２２】このようなインク供給路の途中、この実施
例ではインク供給針１６の下端と、記録ヘッド６に連通
する通孔１４との間には、図３に示したように第２のフ
ィルタ３２を備えたフィルタ室３３が形成されている。
【００２３】印刷により記録ヘッド６でインクが消費さ
れると、カートリッジ２０のフォーム材２３に吸収され
ているインクが記録ヘッド６により吸い出される。イン
クに含まれている塵埃や気泡はフィルタ板３２で除去さ
れてから記録ヘッド６に流れ込む。
【００２４】図１は本発明のインクジェット式記録ヘッ
ド６の一実施例を示す分解斜視図であり、図４は断面図
である。圧力発生室形成基板５１には２列の圧力発生室
５２が形成され、一方の面を振動板５３により封止され
ている。振動板５３の表面には、圧力発生室５２に対応
して個別に分離された下部電極５４が形成されていて、
これらの下部電極５４の表面に圧電振動子５５が形成さ
れて、さらに圧電振動子５５の表面には上部電極５６が
複数の圧電振動子５５にまたがるように形成されてい
る。
【００２５】圧力発生室形成基板５１の他方の面にはリ
ザーバ６４から圧力発生室５２の一端へインクを供給す
る供給穴５８と、圧力発生室５２の他端をノズル開口６
２と連通させる連通孔５９とを備える供給穴形成基板５
７が形成されている。
【００２６】振動板５３、圧力発生室形成基板５１及び
供給穴形成基板５７は、ジルコニア（ＺｒＯ２）等のセ
ラミックス板により形成され、それらを一体に焼成する
ことによりアクチュエータユニット５０が構成される。
一体に焼成されたアクチュエータユニット５０側に供給
穴５８が設けられているため、供給穴５８の位置精度を
高くすることができる。また、一体形成によるコスト低
減の効果もある。
【００２７】流路ユニット６０は金属材から成るノズル
プレート６１、リザーバ形成基板６３及びインク導入孔
形成基板６６を積層して構成されている。ノズルプレー
ト６１には、圧力発生室５２のインクを吐出するための
ノズル開口６２が設けられている。リザーバ形成基板６
３にはインクカートリッジからインクの供給を受け、複
数の圧力発生室５２へ供給するためにインクを蓄積する
共通のインク室であるリザーバ６４と、圧力発生室５２
とノズル開口６２とを連通させるための連通孔６５とが
形成されている。
【００２８】インク導入孔形成基板６６にはリザーバ６
４にインクカートリッジからのインクを供給するための
インク導入孔６７と、リザーバ６４と供給穴５８とを連
通させるように供給穴５８の配列方向にスリット状に形
成され、リザーバ内の気泡を誘導する働きをもつ気泡誘
導溝６８と、圧力発生室５２とノズル開口６２とを連通
させるための連通孔６９とが設けられている。
【００２９】一つのアクチェータユニット５０には、対
向した２列の圧力発生室５２が形成されており、相互に
圧力発生室配列間隔の２分の１だけ配列方向にずらして
配置されている。また、対応するノズル開口６２も相互
にノズル配列間隔の２分の１だけずらして２列に配列さ
れている。従って、主走査方向から見たノズルの配列間
隔は圧力発生室間隔の２分の１となり、実質的なノズル
密度を倍にしている。
【００３０】本実施例では、供給穴５８はそれぞれの圧
力発生室５２に対して２つずつ設けられ、それぞれが圧
力発生室５２の側面または気泡誘導溝６８の側面の近傍
に設けられているので、供給穴５８の入口及び出口近傍
の角部にインクの淀みが発生しづらく、気泡の滞留を防
ぐことができる。
【００３１】また、本実施例では２つのインク導入孔６
７から２列のリザーバ６４へインクを供給しているが、
２列のリザーバ６４を連通させることによりインク導入
孔６７を１つにすることもできる。
【００３２】図５は上述した記録ヘッド６を、共通のヘ
ッドフレーム１７に装着して構成されたカラー印刷用の
記録ヘッドの一実施例を示すものであって、複数の部屋
に分割されて各色のインクを独立して収容したインクカ
ートリッジの各部屋から記録ヘッド６へ挿通されるイン
ク供給針１６のインク供給路１５が記録ヘッド６に向か
って延びている。
【００３３】一方、インク供給針１６のインク供給路１
５に接続して記録ヘッド６にインクを供給するヘッドフ
レーム１７には、各記録ヘッド６の２つのインク導入孔
６７に独立にインクを供給できるように２つの通孔１８
が形成されている。
【００３４】そして、インク供給路１５と、これに接続
する２つの通孔１８とが接する領域に拡開部からなるフ
ィルタ室が形成されていて、ここに第２のフィルタ板３
２が配置されている。
【００３５】印刷するときには、圧電振動子５５へ電圧
が印加されることにより、圧電振動子５５は面内方向に
収縮する。振動板５３は圧力発生室を収縮する方向にた
わみ変形して、圧力発生室５２に圧力を発生させる。こ
の圧力により、圧力発生室５２から連通孔５９、連通孔
６９、連通孔６５を経てノズル開口６２に至るインク流
が発生し、ノズル開口６２からインク滴が吐出される。
【００３６】図６は、本発明のインクジェット式記録ヘ
ッドにおいて、リザーバ内の気泡が排出される様子を示
す模式図である。
【００３７】インクカートリッジの脱着などによりイン
ク供給路１５に侵入した気泡は、クリーニングポンプの
駆動によりインクと共に、インク導入孔６７を経てリザ
ーバ６４に入り込む。インク導入孔６７から入り込んだ
気泡は、まず図６のＡに示すように気泡誘導溝６８に誘
導される。
【００３８】次に、気泡誘導溝６８に誘導された気泡
は、図６のＢに示すように気泡誘導溝６８に沿って移動
する。また、本実施例では、供給穴５８はそれぞれの圧
力発生室５２に対して２つずつ設けられ、それぞれが圧
力発生室５２の側面または気泡誘導溝６８の側面の近傍
に設けられているので、供給穴５８の入口及び出口近傍
の角部にインクの淀みが発生しづらく、気泡の滞留を防
ぐことができる。気泡は供給穴５８から圧力発生室５２
へ排出され、徐々に小さくなり、図６のＤのように気泡
の排出が完了する。
【００３９】本発明の第２実施例の断面図を図７に示
す。気泡誘導溝６８はリザーバ側に向かって幅が広くな
っているため、リザーバ内の気泡が誘導されやすく、速
やかに供給穴５８から気泡を排出することができる。本
実施例では、供給穴５８は圧力発生室５２側で径が小さ
くリザーバ６４側に向かって径が大きくなるテーパ状に
形成されているため、圧力発生室５２の圧力によって発
生するインク流が、供給穴５８からリザーバ６４側へ逃
げるのを抑制することができると共に、流路の角部分に
気泡が滞留するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例のインクジェット式記録ヘッドの
分解斜視図である。
【図２】本発明が適用されるインクジェット式プリンタ
の一実施例を示す図である。
【図３】本発明のインクジェット式記録ヘッドが形成さ
れる印刷ユニットの一実施例を示す断面図である。
【図４】本発明実施例のインクジェット式記録ヘッドの
断面図である。
【図５】本発明の記録ヘッドとカラーインクカートリッ
ジとを結ぶインク供給路の一実施例を示す断面図であ
る。
【図６】本発明実施例においてリザーバ内の気泡が供給
穴から排出される様子を示す模式図である。
【図７】本発明の第２実施例のインクジェット式記録ヘ
ッドの断面図である。
【図８】従来のインクジェット式記録ヘッドの断面図で
ある。
【符号の説明】
１ キャリッジ ２ ガイド部材 ３ タイミングベルト ４ ステップモータ ５ プラテン ６ インクジェット式記録ヘッド ７ 印刷ユニット ８ フレキシブルケーブル ９ 記録用紙 １０ キャッピング手段 ５０ アクチュエータユニット ５１ 圧力発生室形成基板 ５２ 圧力発生室 ５３ 振動板 ５４ 下部電極 ５５ 圧電振動子 ５６ 上部電極 ５７ 供給穴形成基板 ５８ 供給穴 ５９ 連通孔 ６０ 流路ユニット ６１ ノズルプレート ６２ ノズル開口 ６３ リザーバ形成基板 ６４ リザーバ ６５ 連通孔 ６６ インク導入孔形成基板 ６７ インク導入孔 ６８ 気泡誘導溝 ６９ 連通孔

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の圧力発生室内のインクを加圧する
    圧力発生手段と、 前記複数の圧力発生室のそれぞれと連通するノズル開口
    と、 インク保持手段からインクの供給を受ける共通のインク
    室であるリザーバと、 前記リザーバと前記圧力発生室とを連通させる供給穴と
    を備えるインクジェット式記録ヘッドにおいて、 前記リザーバと前記供給穴との間には、前記複数の圧力
    発生室の配列方向に延びるスリット状の気泡誘導溝が設
    けられていることを特徴とするインクジェット式記録ヘ
    ッド。
  2. 【請求項２】 圧力発生室はそれぞれ複数の供給穴によ
    って前記リザーバと連通していることを特徴とする請求
    項１に記載のインクジェット式記録ヘッド。
  3. 【請求項３】 表面に圧電振動板が設けられている弾性
    板と、前記弾性板により一方の面が封止されて前記圧力
    発生室を形成する圧力発生室形成部材と、前記圧力発生
    室の他方の面を封止するとともに、前記圧力発生室の一
    端部において前記供給穴を備え他端部において前記ノズ
    ル開口と連通する連通孔を備える供給穴形成基板とを一
    体に形成して成るアクチュエータユニットと、 前記リザーバにインクを供給するインク導入孔と前記気
    泡誘導溝とを備えるインク導入孔形成基板と、前記イン
    ク導入孔形成基板により一方の面が封止されて前記リザ
    ーバを形成するリザーバ形成基板と、前記リザーバの他
    方の面を封止するとともに前記圧力発生室と連通するノ
    ズル開口を備えるノズルプレートとを一体に形成して成
    る流路ユニットと、 を備えることを特徴とする請求項１または２のいずれか
    一項に記載のインクジェット式記録ヘッド。
  4. 【請求項４】 前記アクチュエータユニットはセラミッ
    クスを焼成して一体に形成されていることを特徴とする
    請求項３に記載のインクジェット式記録ヘッド。
  5. 【請求項５】 前記供給穴は前記リザーバ側に向かって
    径が大きくなるテーパ状に形成されていることを特徴と
    する請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェッ
    ト式記録ヘッド。
  6. 【請求項６】 前記気泡誘導溝は前記リザーバ側に向か
    って幅が広くなっていることを特徴とする請求項１〜５
    のいずれか一項に記載のインクジェット式記録ヘッド。
JP9206852A 1997-07-31 1997-07-31 インクジェット式記録ヘッド Pending JPH1148475A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9206852A JPH1148475A (ja) 1997-07-31 1997-07-31 インクジェット式記録ヘッド
US09/124,644 US6019464A (en) 1997-07-31 1998-07-30 Ink jet recording head
EP98114477A EP0895863B8 (en) 1997-07-31 1998-07-31 Ink jet recording head
DE69823594T DE69823594T2 (de) 1997-07-31 1998-07-31 Tintenstrahlaufzeichnungskopf

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9206852A JPH1148475A (ja) 1997-07-31 1997-07-31 インクジェット式記録ヘッド

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1148475A true JPH1148475A (ja) 1999-02-23

Family

ID=16530124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9206852A Pending JPH1148475A (ja) 1997-07-31 1997-07-31 インクジェット式記録ヘッド

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6019464A (ja)
EP (1) EP0895863B8 (ja)
JP (1) JPH1148475A (ja)
DE (1) DE69823594T2 (ja)

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