JP3313089B2

JP3313089B2 - インクジェットヘッド

Info

Publication number: JP3313089B2
Application number: JP23456799A
Authority: JP
Inventors: 稔碓井; 秀明曽根原; 紀子大山
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 1999-08-20
Publication date: 2002-08-12
Anticipated expiration: 2019-08-20
Also published as: JP2000043255A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインク滴を飛翔さ
せ、記録紙等の媒体上にインク像を形成するプリンタな
どのインクジェット記録装置に関し、さらに詳細にはイ
ンクジェットプリンタヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＰＺＴ等の圧力部材と金属板、セラミッ
クとの積層材とで構成された梁状部材の長手方向の両端
が支持されている圧力発生部材と、飛翔媒体であるイン
クとこのインクの吐出口であるノズルとを有し、印加電
圧により圧力発生器から圧力を発生させ、インクをノズ
ルから吐出させるオンデマンド型のインクジェットヘッ
ドは特公昭６０−８９５３号公報に開示されている。こ
の構造のインクジェットヘッドは、圧電変換器がノズル
形成基板に対してほぼ直角に変位することと、ノズルメ
ニスカスのインク流路が短いため、インク中に気泡、ゴ
ミ等の異物が混入した場合でも、この影響を受けずに正
常動作が可能であるという利点を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のヘッドでは、キ
ャビティと該キャビティにインクを供給するインクタン
クが別部材で構成されていたため、ヘッドが大型化する
といった問題があった。また、ヘッドを小型化するため
にキャビティとインクタンクを同一面上に配置するとヘ
ッドの幅方向において大型化するという問題があり、イ
ンクタンクを配置させるためのスペースを確保するため
にキャビティの幅寸法を小さくすることが考えられる
が、従来のヘッド構造においては、インクの吐出速度、
吐出量といった諸特性を維持させる制約から圧力発生部
材の幅寸法を小さくすることに限界があった。そこで、
本発明はインクの吐出速度、吐出量などの諸特性を所望
に維持し、かつ、ヘッドの小型化が図れるインクジェッ
トヘッドを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、インクを吐出する複数のノズルと、各ノズル毎に
連通する複数のキャビティと、このキャビティ内のイン
クに圧力を加える圧力発生部材とを備えたインクジェッ
トヘッドであって、インク流路を構成する流路基板の一
方の面側にインクタンク、他方の面側に複数のキャビテ
ィを流路基板の面方向に重なるように配置し、該複数の
キャビティに対応した複数のインク供給路が流路基板の
一面から他面にあけられ、該インク供給路がインクタン
クに連通されていることを特徴とする。また、係るイン
クジェットヘッドにおいて、キャビティが圧力発生部材
に近い側に構成されていることを特徴とする。また、係
るインクジェットヘッドにおいて、キャビティの一方の
端部にノズルと連通するノズル連通孔が配置され、他方
の端部にインクタンクと連通するインク供給路が配置さ
れていることを特徴とする。また、係るインクジェット
ヘッドにおいて、複数のノズルが穿設されたノズルプレ
ートをさらに具備し、インクタンクはノズルプレートに
近い側に構成されていることを特徴とする。また、係る
インクジェットヘッドにおいて、キャビティの長手方向
の長さがインクタンクの幅方向の長さよりも長いことを
特徴とする。また、係るインクジェットヘッドにおい
て、インク供給路は、インクタンクの端部とキャビティ
の端部とを連通していることを特徴とする。また、本発
明のインクジェットヘッドは、インクを吐出する複数の
ノズルと、各ノズル毎に連通する複数のキャビティと、
このキャビティ内のインクに圧力を加える圧力発生部材
とを備えたインクジェットヘッドであって、インク流路
を構成する流路基板の一方の面側にインクタンク、他方
の面側に複数のキャビティが設けられ、インクタンクの
端部とキャビティの端部の位置がほぼ等しく、インクタ
ンクとキャビティとが流路基板の面方向に重なり合うよ
うに配置されていることを特徴とする。また、係るイン
クジェットヘッドにおいて、キャビティの一方の端部に
ノズルと連通する連通孔が配置され、他方の端部にイン
クタンクと連通するインク供給路が配置されていること
を特徴とする。また、係るインクジェットヘッドにおい
て、複数のノズルが穿設されたノズルプレートをさらに
具備し、前記インクタンクは前記ノズルプレートに近い
側に構成され、前記キャビティは圧力発生部材側に近い
側に構成されていることを特徴とする。また、係るイン
クジェットヘッドにおいて、インクタンクのノズルから
離れた方向の端部で、キャビティとインクタンクがイン
ク供給路によって連通されていることを特徴とする。

【０００５】

【作用】インク流路を構成する流路基板の一方の面側に
インクタンク、他方の面側に複数のキャビティを流路基
板の面方向に重なるように配置し、該複数のキャビティ
に対応した複数のインク供給路が流路基板の一面から他
面にあけられ、該インク供給路がインクタンクに連通さ
れているため、高密度なキャビティ構造のインクジェッ
トヘッドを形成しても、ヘッドの小型化が図れる。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施例のインク
ジェットヘッドの全体上視図である。１８はキャビティ
であり、そのキャビティ１８の上部にヘッド全体を覆う
ように、圧電材料１２が形成されている。圧電材料１２
の上部には、キャビティ１８に対向して弾性材料１６が
形成されており、圧力発生部材２０が構成されている。
１４は、キャビティ１８からインクタンク２４に通じ
る、インク供給路である。中央に菱形に配列されている
のはノズル２２であり、１０はノズル２２が形成されて
いるノズルプレートである。図に示すように、菱形に配
列されたノズル２２とそれぞれ連通するキャビティ１８
は菱形に配列されたノズルの外側に菱形の各辺に対応す
るように列設されており、またこのキャビティ１８の圧
力発生部材２０が形成された側とは反対側に各キャビテ
ィ１８にインクを供給するインクタンク２４が形成され
ている。

【０００７】図１における、a-a断面図を示したもの
が、図２である。キャビティ１８の上部に、コモン電極
２６として、キャビティ１８に面した側に、スパッタに
よってAuまたはニクロム膜を形成した圧電材料１２が形
成されている。その上部に弾性材料１６が形成されてお
り、弾性材料１６とコモン電極２６に印加電圧をかける
ことによって、圧電材料１２と弾性材料１６の積層材で
ある圧力発生部材２０に圧力が発生し、それによりキャ
ビティ１８内のインクの圧力が高まり、ノズル２２から
インクが吐出される。また、インクはインクタンク２４
からインク供給路１４を通って供給されている。１０は
ノズルプレートである。

【０００８】図１におけるノズル２２が配列されている
部分を拡大したのが図３である。ノズル２２間の距離A
は０．２８ｍｍである。このとき、最端ノズル間の距離
Ｂは３．２５ｍｍとなる。また、菱形に配列されたノズ
ルを、区分Ｉと区分IIにわけたとき、区分Ｉのノズルを
２２Ｉ、区分IIのノズルを２２IIとする。このとき、２
２Ｉの中央に２２IIがくるように配列されている。この
ヘッドは、同図Ｘ方向に動くので、ノズルの高密度化が
可能となっている。従来のヘッドに比べると８８％の小
型化が可能となったことになる。

【０００９】なお、印字方法は従来公知の制御手段によ
り、ノズルから吐出動作を行うことによる。

【００１０】このように、圧力発生部材の寸法を縮小さ
せることなくノズルが高密度化できることによって、十
分なパワーを確保しつつ、印字品質を向上させることが
できる。

【００１１】図４は、本発明の実施例のヘッドの製造方
法を示したものである。型抜きを用いてキャビティ１８
およびインクタンク２４を形成した基板３０（図４
（a））に、レーザーによって、インク供給路１４及
び、ノズルに通ずるキャビティ路３２の穴をあける。
（図４（ｂ））。これにノズルプレート１０を接着によ
って固定し、さらにレーザーを用いて、ノズル穴２２を
あける。さらにキャビティ全体を覆うように圧電材料１
２を貼り付け、キャビティ１８に対向してあらかじめ所
定の幅に切断した弾性材料１６を導電接着剤等により固
定して、図２に示したヘッドを得る。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、インク流路を構成する
流路基板の一方の面側にインクタンク、他方の面側に複
数のキャビティを流路基板の面方向に重なるように配置
し、該複数のキャビティに対応した複数のインク供給路
が流路基板の一面から他面にあけられ、該インク供給路
がインクタンクに連通されているため、高密度なキャビ
ティ構造のインクジェットヘッドを形成しても、ヘッド
の小型化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のインクジェットヘッドの全体
上視図である。

【図２】図１におけるa-a断面図である。

【図３】図１におけるノズル部の拡大図である。

【図４】本発明の実施例のインクジェットヘッドの製造
方法を示した図である。

【図５】従来のインクジェットヘッドの全体上視図であ
る。

【符号の説明】

１０ノズルプレート１２圧電材料１４インク供給路１６弾性材料１８キャビティ２０圧力発生部材２２ノズル２４インクタンク２６コモン電極３０基板３２キャビティ路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大山紀子長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (56)参考文献特開平１−283153（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出する複数のノズルと、前記
各ノズル毎に連通する複数のキャビティと、このキャビ
ティ内のインクに圧力を加える圧力発生部材とを備えた
インクジェットヘッドであって、インク流路を構成する流路基板の一方の面側にインクタ
ンク、他方の面側に前記複数のキャビティを前記流路基
板の面方向に重なるように配置し、該複数のキャビティ
に対応した複数のインク供給路が前記流路基板の一面か
ら他面にあけられ、該インク供給路が前記インクタンク
に連通されていることを特徴とするインクジェットヘッ
ド。
【請求項２】前記キャビティが前記圧力発生部材に近
い側に構成されていることを特徴とする請求項1記載の
インクジェットヘッド。
【請求項３】前記キャビティの一方の端部に前記ノズ
ルと連通するノズル連通孔が配置され、他方の端部に前
記インクタンクと連通するインク供給路が配置されてい
ることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジ
ェットヘッド。
【請求項４】前記複数のノズルが穿設されたノズルプ
レートをさらに具備し、前記インクタンクは前記ノズル
プレートに近い側に構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ヘッド。
【請求項５】前記キャビティの長手方向の長さが前記
インクタンクの幅方向の長さよりも長いことを特徴とす
る請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッ
ド。
【請求項６】前記インク供給路は、前記インクタンク
の端部と前記キャビティの端部とを連通していることを
特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェ
ットヘッド。
【請求項７】インクを吐出する複数のノズルと、前記
各ノズル毎に連通する複数のキャビティと、このキャビ
ティ内のインクに圧力を加える圧力発生部材とを備えた
インクジェットヘッドであって、インク流路を構成する流路基板の一方の面側にインクタ
ンク、他方の面側に前記複数のキャビティが設けられ、前記インクタンクの端部と前記キャビティの端部の位置
がほぼ等しく、前記インクタンクと前記キャビティとが
前記流路基板の面方向に重なり合うように配置されてい
ることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項８】前記キャビティの一方の端部にノズルと
連通する連通孔が配置され、他方の端部にインクタンク
と連通するインク供給路が配置されていることを特徴と
する請求項７に記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】前記複数のノズルが穿設されたノズルプ
レートをさらに具備し、前記インクタンクは前記ノズル
プレートに近い側に構成され、前記キャビティは圧力発
生部材側に近い側に構成されていることを特徴とする請
求項７または８に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】前記インクタンクのノズルから離れた
方向の端部で、前記キャビティと前記インクタンクがイ
ンク供給路によって連通されていることを特徴とする請
求項７〜９のいずれかに記載のインクジェットヘッド。