(57)【要約】【課題】  インクジェットヘッド内に進入した空気の影響や、インク溜め部内のインクの状態の不安定性に起因するインクの吐出不良の発生を抑制することができ、従来に比べて高品質な印刷を可能とするインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】  インク溜め部２０２には、空気抜き孔２１０が設けられており、インク溜め部２０２の内壁上部２０２ａは、空気抜き孔２１０に向けて上り勾配となる傾斜面とされている。また、インク供給流路２０１は、インク供給口２ａから一旦インク溜め部２０２の下方に延び、次いで上方に延びてインク溜め部２０２の底部に接続するサイフォン構造とされている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に設けたインク供給口と下部に設けたインク吐出口との間にインク溜め部を設け、これらをインク通路で連通させたインクジェットヘッドにおいて、
前記インク溜め部の上部に空気抜き孔を穿設したことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
請求項１記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記インク溜め部の内壁上部を前記空気抜き孔に向けて上り勾配の傾斜面としたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記インク供給口と前記インク溜め部との間を連通させるインク流路は、前記インク供給口から前記インク溜め部の下方に延び次いで上方に延びて前記インク溜め部の底部に接続することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項４】
請求項３記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記インク供給口と前記インク溜め部との間を連通させるインク流路と、前記空気抜き孔が、前記インク溜め部の長手方向両側端部に接続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５】
上部に設けたインク供給口と下部に設けたインク吐出口との間にインク溜め部を設け、これらをインク通路で連通させたインクジェットヘッドにおいて、
前記インク供給口と前記インク溜め部との間を連通させるインク流路は、前記インク供給口から前記インク溜め部の下方に延び次いで上方に延びて前記インク溜め部の底部に接続することを特徴とするインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクの微細な粒子を吐出して印刷を行うインクジェットプリンタに用いられるインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、インクの微細な粒子を吐出して印刷を行うインクジェットプリンタに用いられるインクジェットヘッドとして、圧電素子によって生じるポンプ作用によりインクを噴出するインクジェットヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、磁力によって生じるポンプ作用や、インクを加熱して生じる気泡によりインクを噴出するインクジェットヘッドも知られている。
【０００３】
図５は、上記のような従来のインクジェットヘッドの構成を示すものである。インクジェットヘッド５０では、その上側にインク供給口５１が設けられており、下側に多数のインク吐出口５２が設けられている。そして、これらの間にインク溜め部５３が設けられており、インク溜め部５３と、各インク吐出口５２とは、図示しないインク通路で連通されている。
【特許文献１】特開２００４−１６７９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来のインクジェットヘッドでは、インク供給口からインク溜め部まで通じるインク供給流路は、インク溜め部より高い位置にある。このため、インクジェットヘッド内の空気は、インク吐出口から排出されなければならないが、インクの充填のみでは、このインクジェットヘッド内の空気を完全に押し出すことが難しく、空気がインク溜め部内等に残留する場合があった。そして、この残留空気がインク吐出口に通じるインク流路に入り込み、インクの吐出不良を発生させるという問題があった。
【０００５】
また、インク溜め部内へのインク供給は、インク供給口から入り込んでくるインクの圧力に委ねられており、供給量及び供給圧が安定していないため、インク溜め部内のインクの状態が不安定となり、インクの吐出不良が発生するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、インクジェットヘッド内に進入した空気の影響や、インク溜め部内のインクの状態の不安定性に起因するインクの吐出不良の発生を抑制することができ、従来に比べて高品質な印刷を可能とするインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、上部に設けたインク供給口と下部に設けたインク吐出口との間にインク溜め部を設け、これらをインク通路で連通させたインクジェットヘッドにおいて、前記インク溜め部の上部に空気抜き孔を穿設したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェットヘッドにおいて、前記インク溜め部の内壁上部を前記空気抜き孔に向けて上り勾配の傾斜面としたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のインクジェットヘッドにおいて、前記インク供給口と前記インク溜め部との間を連通させるインク流路は、前記インク供給口から前記インク溜め部の下方に延び次いで上方に延びて前記インク溜め部の底部に接続することを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のインクジェットヘッドにおいて、前記インク供給口と前記インク溜め部との間を連通させるインク流路と、前記空気抜き孔が、前記インク溜め部の長手方向両側端部に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、上部に設けたインク供給口と下部に設けたインク吐出口との間にインク溜め部を設け、これらをインク通路で連通させたインクジェットヘッドにおいて、前記インク供給口と前記インク溜め部との間を連通させるインク流路は、前記インク供給口から前記インク溜め部の下方に延び次いで上方に延びて前記インク溜め部の底部に接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、インクジェットヘッド内に進入した空気の影響や、インク溜め部内のインクの状態の不安定性に起因するインクの吐出不良の発生を抑制することができ、従来に比べて高品質な印刷を可能とするインクジェットヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１〜４は、本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの構成を示すものである。
【００１４】
図１に示すように、インクジェットヘッド１は、金属製のインクジェットヘッドマニホールド２を具備している。このインクジェットヘッドマニホールド２は、図２に示すように、複数種（図２に示す例では大別して５種）の金属製の第１流路形成積層板２１〜第５流路形成積層板２５を複数枚（例えば、２５〜２５０枚）積層して構成されている。これらの第１流路形成積層板２１〜第５流路形成積層板２５は、厚さが例えば０．０２ｍｍ〜０．２ｍｍの金属製（例えば、ＳＵＳ３０４等）の板材から構成されており、これらを拡散接合等によって圧着することにより、ブロック状に形成されている。
【００１５】
また、インクジェットヘッドマニホールド２の底面には、図２，３に示すように、複数のインク吐出口３ａ（直径、例えば０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍ）が形成されたオリフィスプレート３が拡散接合等によって接合されている。このオリフィスプレート３は、インクジェットヘッドマニホールド２と同一の材料（例えば、ＳＵＳ３０４等）から構成されており、厚さが例えば０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍとされている。図３に示すように、インク吐出口３ａは直線上に形成されている。
【００１６】
また、インクジェットヘッドマニホールド２の両面には、図２に示すように、振動板（箔）４が、拡散接合等によって接合されている。この振動板４は、インクジェットヘッドマニホールド２と同一の材料（例えば、ＳＵＳ３０４等）から構成されており、厚さが例えば０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍとされている。
【００１７】
振動板４の外側面には、接着剤等によって、所定形状の導体パターンが形成されたＦＰＣ（Flexible Printed Circuit（フレキシブルプリント配線板））５が貼着されており、このＦＰＣ５には、圧電素子６が接着剤等によって貼着されている。圧電素子６は、ＰＺＴ等から構成されており、厚さが例えば、０．５ｍｍ〜２ｍｍとされている。この圧電素子６には、各インク吐出口３ａに夫々対応した電極が、蒸着等の方法で形成されており、これらの電極は、ＦＰＣ５に形成された導体パターンと電気的に接続されている。
【００１８】
図２に示される、第１流路形成積層板２１〜第５流路形成積層板２５は、中央部に配置される第１流路形成積層板２１から積層方向両側に向けて対称に配置されており、中央部から積層方向両側に向けてインク流路が形成されるようになっている。そして、これらの両側のインク流路は、一方側と他方側が、僅かにずれた位置に形成されるようになっている。
【００１９】
上記中央部に配置される第１流路形成積層板２１には、インク供給流路２０１、インク溜め部２０２、空気抜き孔２１０、インク吐出部２０７を形成するための開口部が設けられている。また、第１流路形成積層板２１の外側に配置される第２流路形成積層板２２には、インク供給流路２０１、インク溜め部２０２、空気抜き孔２１０を形成するための開口部と、下側インク流路２０６を形成するための開口部が設けられている。
【００２０】
上記インク溜め部２０２の内壁上部２０２ａは、空気抜き孔２１０に向けて上り勾配となる傾斜面とされている。また、インク供給流路２０１は、インク供給口２ａから一旦インク溜め部２０２の下方に延び、次いで上方に延びてインク溜め部２０２の底部に接続するサイフォン構造とされている。さらに、インク供給流路２０１と空気抜き孔２１０とは、インク溜め部２０２の長手方向両側端部に接続されるように配設されている。
【００２１】
上記第２流路形成積層板２２の外側に配置される第３流路形成積層板２３には、下側インク流路２０６と、上側共通インク流路２０３とを形成するための開口部が設けられている。また、この第３流路形成積層板２３の外側に配置される第４流路形成積層板２４には、下側インク流路２０６と、上側個別インク流路２０４とを形成するための開口部が設けられている。
【００２２】
そして、最も外側に配置される第５流路形成積層板２５には、上下方向インク流路２０５を形成するための開口部が設けられている。
【００２３】
上記構成の第１流路形成積層板２１〜第５流路形成積層板２５を、所定の順序で、所定枚数積層し、圧着することにより、インクジェットヘッドマニホールド２内には、インク供給流路２０１からインク吐出部２０７に至るインク流路が、積層方向中央部から両側に向けて形成される。そして、図１及び図４に示すように、インクジェットヘッドマニホールド２の上側に、インク供給口２ａと、空気抜き口２ｂが開口した状態となる。
【００２４】
インクジェットヘッドマニホールド２へのインクの供給は、インク供給口２ａから行われる。そして、このインク供給孔口２ａから供給されたインクは、インク供給流路２０１を通って、インク溜め部２０２に導入され、このインク溜め部２０２から、上側共通インク流路２０３、上側個別インク流路２０４、上下方向インク流路２０５、下側インク流路２０６をこの順で通過して、インク吐出部２０７内にまで充填される。
【００２５】
そして、上記のようにインクジェットヘッドマニホールド２内にインクが充填された状態で、ＦＰＣ５を介して、圧電素子６に駆動信号が加わると、駆動信号が加わった部分の圧電素子６が変形することによって対応する部分の振動板４を振動させ、対応する部分の上下方向インク流路２０５内のインクを押圧し、オリフィスプレート３の対応するインク吐出孔３ａから所定量のインクが吐出されるようになっている。
【００２６】
この時、本実施形態では、インク供給流路２０１は、インク供給口２ａから一旦インク溜め部２０２の下方に延び、次いで上方に延びてインク溜め部２０２の底部に接続するサイフォン構造とされている。このため、インク供給口２ａから供給されるインク供給量及び供給圧が安定していなくとも、インク溜め部２０２内のインクの状態を安定に保つことができ、インクの吐出不良が発生することを防止することができる。
【００２７】
また、インク溜め部２０２には、空気抜き孔２１０が設けられており、インク溜め部２０２の内壁上部２０２ａは、空気抜き孔２１０に向けて上り勾配となる傾斜面とされているので、インク溜め部２０２内に進入した空気を、速やかにこの空気抜き孔２１０から排出することができる。さらに、インク供給流路２０１と、空気抜き孔２１０は、インク溜め部２０２の長手方向両側端部に接続されているので、インク溜め部２０２内の空気の排出を促進することができる。したがって、インク溜め部２０２内に空気が残留し、この残留空気が、インク溜め部２０２以降のインク流路に入り込み、インクの吐出不良が発生することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの全体の概略構成を示す図。
【図２】図１のインクジェットヘッドの構造を分解して示す図。
【図３】図１のインクジェットヘッドの底面の構成を示す図。
【図４】図１のインクジェットヘッドの上面の構成を示す図。
【図５】従来のインクジェットヘッドの構成を示す図。
【符号の説明】
【００２９】
１…インクジェットヘッド、２…インクジェットヘッドマニホールド、３…オリフィスプレート、４…振動板（箔）、５…ＦＰＣ、６…圧電素子、２０１…インク供給流路、２０２…インク溜め部、２０３…上側共通インク流路、２０４…上側個別インク流路、２０５…上下方向インク流路、２０６…下側インク流路、２０７…インク吐出部、２１０…空気抜き孔。
【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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