(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する表面を有する樹脂成型により構成された基板に、インク共通流路と、このインク共通流路に連通し、かつ、一部に隘路を有するインク供給路と、このインク供給路に連通する加圧室と、この加圧室に連通し、かつ、前記基板の表面に開口するノズルとが形成され、前記加圧室が加圧されることにより前記ノズルからインク滴が吐出されるように構成されたインクジェットヘッドにおいて、前記インク共通流路は前記基板の一方の表面側に形成され、前記ノズルは前記基板の一方の表面に開口すると共に、前記インク共通流路に沿って配設され、前記インク供給路は前記インク共通流路と前記基板の他方の表面との間に形成され、前記加圧室は前記基板の他方の表面と前記ノズルとの間に当該ノズルよりも大径で、当該ノズル側が先細り状となる錐状に形成され、前記隘路は、前記加圧室が加圧されたときに当該加圧室内のインクが前記インク供給路を介して前記インク共通流路側に逆流するのを阻止するべく、前記基板の他方の表面における前記インク共通流路と対向する位置に開口するように当該基板の樹脂成型時に形成された溝と、この溝を覆うもので、前記基板の他方の表面における少なくとも前記インク供給路と前記加圧室に対応する位置に配設された被覆体とで構成されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記加圧室は、前記隘路を構成する溝が前記インク共通流路の幅方向内側に位置することにより、前記基板の厚み方向と直交する方向において前記インク共通流路と部分的に重なり合うように形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】
前記被覆体は振動板からなり、この振動板にはその外面側の前記加圧室に対応する位置に圧電素子が配設されていることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置等に用いられるインクジェットヘッドに関し、更に詳しくは、基板の表面に多数のノズルが配列形成され、そのノズルからインク滴が吐出されるようにしたインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のインクジェットヘッドは、その要部縦断面図である図７に示すように、対向する表面１００ａ、１００ｂを有する樹脂からなる矩形状の基板１００を備えている。この基板１００の一方の表面１００ａ側には、その長手方向に沿ってインク共通流路１０１が形成されている。このインク共通流路１０１は、基板１００に溝１０１ａを形成し、この溝１０１ａを覆うように基板１００に被覆体１０１ｂを配設することにより構成したものである。このように構成されたインク共通流路１０１の長手方向の一端は閉じられているが、他端は基板１００の側面に通じており、この他端側から外部に配設されたインクタンクのインクが供給されるようになっている。
【０００３】
また、基板１００の一方の表面１００ａ側には、インク共通流路１０１に沿って多数のノズル１０２が一定のピッチで一列に並べられて配設されている。この基板１００の一方の表面１００ａには、ノズル１０２のインクの出口部分に撥水性を持たせるため、ノズル１０２に沿って金属板からなるノズルプレート１０２ａが配設されている。
【０００４】
また、基板１００の内部には、インク共通流路１０１と基板１００の他方の表面１００ｂとの間にノズル１０２に対応して多数のインク供給路１０３が形成されている。このインク供給路１０３の一端はインク共通流路１０１に連通し、他端は基板１００の他方の表面１００ｂに開口している。また、このインク供給路１０３には、インク共通流路１０１との連通部分にノズル１０２と同径かそれよりも細い径の隘路１０３ａが形成されている。
【０００５】
また、基板１００の他方の表面１００ｂ側には、インク供給路１０３に対応して多数の加圧室１０４が形成されている。この加圧室１０４は、基板１００に溝１０４ａを形成し、この溝１０４ａを覆うように基板１００に振動板１０５を配設することにより構成したものである。この振動板１０５は、同時にインク供給路１０３の開口部分をも覆っている。この加圧室１０４の一端はインク供給路１０３の他端に連通され、他端はノズル１０２側に連通されている。また、振動板１０５の外面側の加圧室１０４と対応する箇所には圧電素子１０６が配設されている。
【０００６】
このように構成されたインクジェットヘッドは、駆動信号が与えられて圧電素子１０６が駆動すると、振動板１０５が振動することによって加圧室１０４が加圧され、それによりインク共通流路１０１からインク供給路１０３を介して供給された加圧室１０４のインクがノズル１０２側に送出され、ノズル１０２からインク滴が吐出されるようになっている。なお、上記インク供給路１０３の隘路１０３ａは、加圧室１０４が加圧されたときにインクがインク共通流路１０１側に逆流しないように設けたものである。
【０００７】
上記のように構成されたインクジェットヘッドは、加熱して流動化した樹脂を金型内に流し込む射出成型等の樹脂成型手段によって溝１０１ａ、１０４ａ、ノズル１０２及びインク供給路１０３を備えた基板１００を形成し、この基板１００に被覆体１０１ｂ、ノズルプレート１０２ａ、振動板１０５を貼着すると共に、振動板１０５に圧電素子１０６を配設することによって製作される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成されたインクジェットヘッドにおいて、基板１００の樹脂成型時にインク供給路１０３の隘路１０３ａをインク供給路１０３と同時に形成する場合には、成型金型のインク供給路１０３を形成するピンの先端に更に隘路１０３ａを形成するピンを一体に設ける必要がある。ところが、隘路１０３ａの直径が、例えば、５０μｍ程度と極めて細く、そのピンが折れ易いために基板１００の製作が困難になり、その結果、インクジェットヘッドの製作も困難になるという問題があった。
【０００９】
また、このような金型上の問題をなくすため、隘路１０３ａ部分を除いて基板１００を樹脂成型し、その後にレーザを照射して隘路１０３ａを形成する手段が採用されることもあるが、この場合には隘路１０３ａを形成するための工程が別に必要となるため、基板１００の製作工程が複雑になり、その結果、インクジェットヘッドの製作工程も複雑になるという問題があった。
【００１０】
従って、本発明は、インクジェットヘッドを構成する基板の製作を容易にすることにより、インクジェットヘッドの製作工程が複雑になることのないようにしたインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【００１１】
【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、請求項１に係るインクジェットヘッドは、対向する表面を有する樹脂成型により構成された基板に、インク共通流路と、このインク共通流路に連通し、かつ、一部に隘路を有するインク供給路と、このインク供給路に連通する加圧室と、この加圧室に連通し、かつ、前記基板の表面に開口するノズルとが形成され、前記加圧室が加圧されることにより前記ノズルからインク滴が吐出されるように構成されたものにおいて、前記インク共通流路が前記基板の一方の表面側に形成され、前記ノズルが前記基板の一方の表面に開口すると共に、前記インク共通流路に沿って配設され、前記インク供給路が前記インク共通流路と前記基板の他方の表面との間に形成され、前記加圧室が前記基板の他方の表面と前記ノズルとの間に当該ノズルよりも大径で、当該ノズル側が先細り状となる錐状に形成され、前記隘路は、前記加圧室が加圧されたときに当該加圧室内のインクが前記インク供給路を介して前記インク共通流路側に逆流するのを阻止するべく、前記基板の他方の表面における前記インク共通流路と対向する位置に開口するように当該基板の樹脂成型時に形成された溝と、この溝を覆うもので、前記基板の他方の表面における少なくとも前記インク供給路と前記加圧室に対応する位置に配設された被覆体とで構成されたことを特徴としている。
【００１２】
この請求項１に係るインクジェットヘッドにおいては、インク供給路の隘路が、基板の樹脂成型時に表面に開口して形成された溝と、この溝を覆うように基板の表面に配設された被覆体とで構成されることから、成型金型に隘路を形成するための細いピンを形成する必要がなくなり、隘路が容易に形成される。すなわち、基板の樹脂成型時に隘路を形成する溝を基板の表面に形成することができる結果、隘路が容易に形成でき、インクジェットヘッドの製作が容易となる。
【００１３】
また、インク共通流路が基板の一方の表面側に形成され、ノズルが基板の一方の表面に開口すると共に、インク共通流路に沿って配設され、インク供給路がインク共通流路と基板の他方の表面との間に形成され、加圧室が基板の他方の表面とノズルとの間に当該ノズルよりも大径で、当該ノズル側が先細り状となる錐状に形成されているので、ノズルとインク共通流路との間隔が狭められる結果、ノズルの列間隔を狭めることができ、ノズルの配置密度を高めることができる。
【００１４】
また、請求項２に係るインクジェットヘッドは、請求項１記載のものにおいて、前記加圧室は、前記隘路を構成する溝が前記インク共通流路の幅方向内側に位置することにより、前記基板の厚み方向と直交する方向において前記インク共通流路と部分的に重なり合うように形成されていることを特徴としている。
【００１５】
この請求項２に係るインクジェットヘッドにおいては、加圧室が基板の厚み方向と直交する方向においてインク共通流路と部分的に重なり合うように形成されていることから、ノズルがインク共通流路に近接して配設でき、ノズルの列間隔が狭められ、ノズルの配置密度が高められる。
【００１６】
また、請求項３に係るインクジェットヘッドは、請求項１又は２記載のものにおいて、前記被覆体が振動板からなり、この振動板にはその外面側の前記加圧室に対応する位置に圧電素子が配設されていることを特徴としている。
【００１７】
この請求項３に係るインクジェットヘッドにおいては、圧電素子が駆動されて振動板が振動することにより加圧室が加圧され、それによりノズルからインク滴が吐出される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図で、上下方向を逆転して示したものである。
【００１９】
これらの図において、インクジェットヘッドは、対向する表面１０ａ、１０ｂを有する樹脂からなる矩形状の基板１０を備えている。この基板１０の内部には、その長手方向に沿い、かつ、一方の表面１０ａ側に複数のインク共通流路１１が一定の間隔をおいて形成されている。このインク共通流路１１は、基板１０に溝１１ａを形成し、この溝１１ａを覆うように基板１０に平板状の被覆体１１ｂを配設することにより構成したものである。この被覆体１１ｂは、貼着等の手段で基板１０に取り付けられる。このように構成された各インク共通流路１１の一端は閉じられているが、他端は基板１０の側面に通じており、この他端から図略のインクタンクのインクが供給されるようになっている。
【００２０】
また、基板１０の内部には、インク共通流路１１に沿って多数のインク供給路１２が一定のピッチで形成されている。このインク供給路１２は、インク共通流路１１と基板１０の他方の表面１０ｂとの間に、基板１０の厚み方向（基板１０の対向する表面１０ａ、１０ｂ間方向）に沿って形成されており、一端がインク共通流路１１の幅方向中間位置に連通されると共に、他端が基板１０の他方の表面１０ｂ側に開口している。
【００２１】
また、基板１０の内部には、各インク共通流路１１の両側に多数のノズル１３が互いに半ピッチずれた状態でそれぞれ一列に並べられて形成されている。このノズル１３は、一端が基板１０の一方の表面１０ａに開口すると共に、基板１０の厚み方向に沿って形成されており、インク共通流路１１の一方の側のノズル１３が１つおきのインク供給路１２と対応するように配設され、他方の側のノズル１３が残る１つおきのインク供給路１２と対応するように配設されている。
【００２２】
また、基板１０の内部には、各インク共通流路１１の両側に多数の加圧室１４が各ノズル１３に対応して同じピッチで一列に並べられて形成されている。この加圧室１４は、基板１０の他方の表面１０ｂとノズル１３との間に溝１４ａが形成され、この溝１４ａを覆うように基板１０に振動板（被覆体）１５が配設されて構成されている。この振動板（被覆体）１５は、ガラス等の絶縁材料から形成され、貼着等の手段で基板１０の略全域に取り付けられている。上記溝１４ａは、一端が基板１０の他方の表面１０ｂに開口し、他端がノズル１３の他端に連通されており、基板１０の厚み方向と直交する方向である横断面が四角形状に形成されると共に、他端側が先細り形状に形成され、全体として四角錐に近似した形状を有している。
【００２３】
また、基板１０の他方の表面１０ｂには、インク供給路１２とそのインク供給路１２と対応する位置の加圧室１４とに連通する溝１６が形成されている。この溝１６は、基板１０の厚み方向におけるインク共通流路１１と対向する位置に形成されており、対向するインク共通流路１１の幅方向側部から外側へはみ出ないようになっている。この溝１６は、インク供給路１２の開口部と共に上記振動板１５で覆われることにより、インク供給路１２の一部となる隘路１７を構成する。
【００２４】
また、上記振動板１５の外面側には、加圧室１４に対応する位置にチタン酸ジルコン酸鉛等からなる圧電素子１８が配設されている。
【００２５】
上記のように構成されたインクジェットヘッドは、基板１０の一方の表面１０ａに多数のノズル１３が複数列に配設されたものとなり、インクジェット記録装置等に取り付けられて圧電素子１８に駆動信号が与えられると、振動板１５が振動することによって加圧室１４が加圧され、インク共通流路１１からインク供給路１２を介して供給された加圧室１４内部のインクがノズル１３から吐出され、記録用紙等に所定の画像を記録する。
【００２６】
上記のように構成されたインクジェットヘッドは、インク供給路１２の一部を構成する隘路１７が、基板１０の他方の表面に形成された溝１６とこの溝１６を覆うように配設された振動板（被覆体）１５とで構成されているので、成型金型に隘路を形成するための細いピンを設ける必要がなくなる。そのため、従来のように隘路を形成するためのピンが折れるという問題がなくなり、基板１０の成型が容易にできるようになり、インクジェットヘッドの製作が容易となる。
【００２７】
また、インク共通流路１１が、基板１０のノズル１３が開口する一方の表面１０ａ側に配設されているので、インク共通流路１１をノズル１３よりも径の大きな加圧室１４の存在する他方の表面１０ｂ側に配設する場合に比べてノズル１３と加圧室１４をインク共通流路１１に近接して配設できるようになり、その結果、ノズル１３の列間隔を狭めることができ、ノズル１３の配置密度を高めることができる。さらに、インク供給路１２の隘路１７を形成する溝１６が、基板１０の厚み方向におけるインク共通流路１１と対向する位置に形成されているので、ノズル１３と加圧室１４をインク共通流路１１に近接して配設でき、その結果、ノズル１３の列間隔を狭めることができ、ノズル１３の配置密度を高めることができる。
【００２８】
なお、上記の実施形態においては、上記溝１６が、対向するインク共通流路１１の幅方向内側に位置しているので、加圧室１４が基板１０の厚み方向と直交する方向においてインク共通流路１１と部分的に重なり合うようになっており、ノズル１３の列間隔を効果的に狭めることができるようになっている。
【００２９】
また、多数の加圧室１４がインク共通流路１１の両側に互いに半ピッチずらせた状態で配設されているので、インク供給路１２を短いピッチで配設でき、その結果、各列のノズル１３を短いピッチで配設できるようになり、ノズル１３の配置密度を高めることができる。
【００３０】
なお、上記の実施形態におけるインク供給路１２は、その一端がインク共通流路１１の幅方向中間位置において連通されているが、図３に示すように、インク共通流路１１の幅方向側部において連通されるようにしてもよい。このようにした場合は、隘路１７を形成する溝１６がインク共通流路１１の幅方向側部から外側へはみ出すことになるため、そのはみ出した分だけ加圧室１４がインク共通流路１１から離間し、ノズル１３の列間隔が拡がることになるが、インク共通流路１１の数がさほど多くない場合は、それによってインクジェットヘッドが大型化することはない。
【００３１】
また、上記の実施形態におけるノズル１３と加圧室１４は、インク共通流路１１の両側に互いに半ピッチずらせて配設されているが、図４に示すように、インク共通流路１１の両側に互いに対向するように配設することもできる。この場合は、各列の加圧室１４は、例えば、加圧室１４の両側のインク共通流路１１のインク供給路１２と交互に連通されることになる。
【００３２】
また、上記の実施形態におけるノズル１３と加圧室１４は、インク共通流路１１の両側に配設されているが、図５に示すように、インク共通流路１１の片側にのみ配設することもできる。この場合でも、ノズル１３の列間隔を狭めることができる。
【００３３】
また、上記の実施形態におけるノズル１３には、インクの出口部分に撥水性を持たせるための従来例に示すようなノズルプレートを設けていないが、必要に応じてインクの出口部分に従来例と同様のノズルプレートを設けることもできる。
【００３４】
また、上記の実施形態における振動板１５は、基板１０の略全域に配設したものであるが、少なくとも溝１６を含むインク供給路１２、及び、加圧室１４に対応する位置に配設されておればよい。
【００３５】
また、上記の実施形態における加圧室１４は基板１０の厚み方向に形成されたものであり、隘路１７はノズル１３とは反対側の基板１０の他方の表面１０ｂ側に形成されたものであるが、図６に示すように、加圧室を基板の表面に沿う方向に形成すると共に、隘路を基板のノズルと同じ表面側に形成するようにすることもできる。以下、この実施形態に係るインクジェットヘッドについて説明する。
【００３６】
すなわち、図６はインクジェットの要部縦断面図であり、基本構造が従来例の図７に示すものと同様のものである。すなわち、図６に示すインクジェットヘッドは、対向する表面２０ａ、２０ｂを有する基板２０を備えており、その一方の表面２０ａ側にインク共通流路２１が配設され、他方の表面２０ｂ側に加圧室２２が形成されたものである。加圧室２２の一端は基板２０の厚み方向に沿って形成されたインク供給路２３に連通され、加圧室２２の他端はノズル２４に連通されている。
【００３７】
インク共通流路２１は、基板２０の一方の表面２０ａにその長手方向に沿って溝２１ａが形成され、この溝２１ａを覆うように平板状の被覆体２１ｂが基板２０に配設されて構成されたものである。加圧室２２は、基板２０の他方の表面２０ｂに溝２２ａが形成され、この溝２２ａを覆うように振動板（被覆体）２６が基板２０に配設されて構成されたものである。この振動板２６の外面側の加圧室２２と対向する箇所には圧電素子２７が配設されている。
【００３８】
また、インク供給路２３は、基板２０の厚み方向に沿って形成され、一端が基板２０の一方の表面２０ａに開口し、他端が基板２０の他方の表面２０ｂに開口するように形成されており、その一端側の開口部が上記被覆体２１ｂで覆われ、その他端側の開口部が上記振動板２６で覆われたものである。ノズル２４は、一端が基板２０の一方の表面２０ａに開口しており、その表面２０ａにインクの出口部分に撥水性を持たせるための金属板からなるノズルプレート２８が配設されている。
【００３９】
基板２０の一方の表面２０ａには、インク共通流路２１とインク供給路２３とに連通する溝２９が形成されている。この溝２９は、上記被覆体２１ｂで覆われており、それによってインク供給路２３の一部を構成する隘路３０を構成している。
【００４０】
このように構成されたインクジェットヘッドは、上記の先の実施形態のものと同様に、インクジェット記録装置等に取り付けられて圧電素子２７に駆動信号が与えられると、振動板２６が振動することによって加圧室２２が加圧され、インク共通流路２１からインク供給路２３を介して供給された加圧室２２のインクがノズル２４から吐出され、記録用紙等に所定の画像を記録する。
【００４１】
また、このように構成されたインクジェットヘッドは、上記の先の実施形態のものと同様に、インク供給路２３の一部を構成する隘路３０が、基板２０の一方の表面２０ａに形成された溝２９とその表面２０ａに配設された被覆体２１ｂとで構成されるので、成型金型に隘路を形成するための細いピンを設ける必要がなくなる。そのため、従来のように隘路を形成するためのピンが折れるという問題がなくなり、基板２０の成型が容易にできるようになってインクジェットヘッドの製作が容易となる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１乃至３の発明によれば、インク供給路の一部を構成する隘路が、基板の樹脂成型時に表面に開口して形成された溝と、この溝を覆うように基板に配設された被覆体とで構成されているので、基板の樹脂成型を行なう金型に隘路を形成するための細いピンを形成する必要がなくなる。その結果、基板の成型が容易にできるようになり、インクジェットヘッドの製作が容易となる。
【００４３】
また、インク共通流路が基板の一方の表面側に形成され、ノズルが基板の一方の表面に開口すると共に、インク共通流路に沿って配設され、インク供給路がインク共通流路と基板の他方の表面との間に形成され、加圧室が基板の他方の表面とノズルとの間に当該ノズルよりも大径で、当該ノズル側が先細り状となる錐状に形成される結果、ノズルの列間隔を狭めることができ、ノズルの配置密度を高めることができる。
【００４４】
また、請求項２の発明によれば、加圧室が、基板の厚み方向と直交する方向においてインク共通流路と部分的に重なり合うように形成されているので、ノズルがインク共通流路に近接して配設でき、その結果、ノズルの列間隔が狭められてノズルの配置密度を高めることができる。
【００４５】
また、請求項３の発明によれば、振動板が基板の表面に配設され、その振動板の外面側に圧電素子が配設されているので、圧電素子の配設を容易に行なうことができ、インクジェットヘッドの製作が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの平面図である。
【図２】  図１のインクジェットヘッドのＡ−Ａ線の断面図であり、図１とは上下方向を逆転させて示したものである。
【図３】  図１に示すインクジェットヘッドの変形例を示す要部平面図である。
【図４】  図１に示すインクジェットヘッドの他の変形例を示す要部平面図である。
【図５】  図１に示すインクジェットヘッドの別の変形例を示す要部平面図である。
【図６】  本発明の別の実施形態に係るインクジェットヘッドの要部断面図である。
【図７】  従来のインクジェットヘッドの要部断面図である。
【符号の説明】
１０、２０  基板
１１、２１  インク共通流路
１２、２３  インク供給路
１３、２４  ノズル
１４、２２  加圧室
１５、２６  振動板（被覆体）
１６、２９  隘路を構成する溝
１７、３０  隘路
１８、２７  圧電素子
２１ｂ  被覆体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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