(57)【要約】【課題】  本発明は、インクジェットプリンタヘッドの吐出安定性の向上を図り、設計自由度を維持できるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明のインクジェットヘッドは、予め定めた任意の規則性を持って整列し、インク滴を吐出するノズルと、ノズルに連通し一部が変形することによってインクに圧力を発生させる圧力室と、圧力室に連通し圧力室にインクを供給する複数のインク供給路と、圧力室の一部を変形させる変位手段と、複数のインク供給路が連通し、各インク供給路にインクを供給する共通液室と、各部材を収納又は構成するヘッドケースとを有している。そして、本発明のインクジェットヘッドは、インク供給口と他のインク供給口を連結して、変位手段により発生し、共通液室にインクタンクからのインクを供給する各インク供給口に伝わる振動を制止する制振部材を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定めた任意の規則性を持って整列し、インク滴を吐出するノズルと、該ノズルに連通し一部が変形することによってインクに圧力を発生させる圧力室と、該圧力室に連通し圧力室にインクを供給する複数のインク供給路と、前記圧力室の一部を変形させる変位手段と、複数のインク供給路が連通し、各インク供給路にインクを供給する共通液室と、各部材を収納又は構成するヘッドケースとを有するインクジェットヘッドにおいて、
前記インク供給口と他の前記インク供給口を連結して、前記変位手段により発生し、前記共通液室にインクタンクからのインクを供給する各インク供給口に伝わる振動を制止する制振部材を設けたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記制振部材は、前記ヘッドケースと一体の構造である請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記制振部材は前記インク供給口の外面に取り付けられ、前記制振部材の取り付け部の内径が前記インク供給口の外径よりも小さい請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記制振部材は前記インク供給口の外面に取り付けられ、前記制振部材の取り付け部の内周にリブが設けられている請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記制振部材が設けられた領域は、前記変位手段を駆動するため信号を供給するための電気配線基板を設ける領域と分離されている請求項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】
請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェットヘッドを搭載していることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関し、より詳細には圧電素子の振動により生じるヘッドの変形を抑制するための構造を持つインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
積層圧電素子を用いるインクジェットヘッドでは、例えば特許文献１や特許文献２のようにノズル面に対し液滴の吐出方向に対向する方向からインクを供給するのが一般的である。図９は従来のインクジェットヘッドの構造を示す図であり、図９の（ａ）は正面図、図９の（ｂ）は図９の（ａ）におけるＡ−Ａ’線断面図である。図９の（ａ），（ｂ）に示す従来のインクジェットヘッド１０は、ヘッドケース１１に、圧電素子１２、圧電素子１２を保持する基板１３、圧電素子１２を駆動するための電気配線(以下ＦＰＣという)１４を含むアクチュエータユニットを収納するようになっており、ＦＰＣ１４はヘッドケース１１に開けられた開口部からノズル面と対向する方向から取り出される。このため、ヘッドケース１１はノズル面側からその対向方向に向かって大きく開口した構造となっている。また、ヘッドケース１１はノズルプレート１５側とその対向方向に開口した断面構造となっている。このうちノズル側に関しては、振動板１６や流路板１７が接合されているため閉じた断面を形成しているが、対向方向には圧電素子１２に接続されたＦＰＣ１４の取り出しのために開いた断面構造となっている。
【特許文献１】特開２００３−８９２０３号公報
【特許文献２】特開２００３−３９６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のインクジェットヘッドの構造によれば、図９の（ｂ）に示すヘッドケース１１の矢印Ｂ方向の剛性を上げることが難しい。また、圧電素子１２によりヘッド駆動した際、その振動がヘッドケース１１にも伝わり、ヘッドケース１１の矢印Ｂ方向の変形が生じる。これにより、インク供給路内に圧力変動が生じ、インクの吐出安定性の低下を招いてしまう。そこで、別の従来例として負圧発生機構をヘッドケース開口端上部に設けて、当該負圧発生機構の連結口を図９の（ａ）に示すインク供給口１８に連結して、矢印Ｂ方向の変位を抑えるものがあるが、この方法ではインクジェットヘッドのレイアウト、特にＦＰＣ１４の引き出し方法に関して大きな制限があり、設計自由度を保つことが困難である。
【０００４】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、インクジェットプリンタヘッドの吐出安定性の向上を図り、設計自由度を維持できるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置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】
【０００５】
前記問題点を解決するために、本発明のインクジェットヘッドは、予め定めた任意の規則性を持って整列し、インク滴を吐出するノズルと、ノズルに連通し一部が変形することによってインクに圧力を発生させる圧力室と、圧力室に連通し圧力室にインクを供給する複数のインク供給路と、圧力室の一部を変形させる変位手段と、複数のインク供給路が連通し、各インク供給路にインクを供給する共通液室と、各部材を収納又は構成するヘッドケースとを有している。そして、本発明のインクジェットヘッドは、インク供給口と他の前記インク供給口を連結して、変位手段により発生し、共通液室にインクタンクからのインクを供給する各インク供給口に伝わる振動を制止する制振部材を設けたことに特徴がある。よって、インクの吐出安定性を向上できるインクジェットヘッドを提供できる。
【０００６】
また、制振部材は、ヘッドケースと一体の構造であることにより、部品点数を増やすことなく、また外形寸法を変えることなくヘッドの変形を抑制することができる。
【０００７】
更に、制振部材はインク供給口の外面に取り付けられ、制振部材の取り付け部の内径がインク供給口の外径よりも小さいことにより、制振部材とインク供給口との接触面積が大きくなってより一層制振効果が向上して、更なるインクの吐出安定性の向上を図れる。
【０００８】
また、制振部材はインク供給口の外面に取り付けられ、制振部材の取り付け部の内周にリブが設けられていることにより、制振部材とインク供給口との接触面積が大きくなってより一層制振効果が向上して、更なるインクの吐出安定性の向上を図れる。
【０００９】
更に、制振部材が設けられた領域は、変位手段を駆動するため信号を供給するための電気配線基板を設ける領域と分離されていることにより、設計自由度を維持できる。
【００１０】
また、別の発明としてのインクジェット記録装置は、上記記載のインクジェットヘッドを搭載していることに特徴がある。よって、印字品質の向上を図れる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のインクジェットヘッドによれば、インクの吐出安定性を向上させながらも、高い設計自由度を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のインクジェットヘッドには、複数のインク供給口を有しており、そのインク供給口と他のインク供給口を連結して、圧力室の一部を変形させる変位手段により発生した各インク供給口に伝わる振動を制止する制振部材が設けられている。
【実施例】
【００１３】
図１は本発明の第１の実施例に係るインクジェットヘッドの構造を示す図であり、図１の（ａ）は正面図、図１の（ｂ）は図１の（ａ）におけるＣ−Ｃ’線断面図である。同図において、図９と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す本実施例のインクジェットヘッド３０では、インクはヘッドケース１１に設けられたインク供給口１８から供給され、ヘッドケース１１内の共通液室１９によって分配され、振動板１６を介して、流路板１７に設けられた個別液室２０へと導かれ、ノズルプレート１７に設けられたノズル２１から吐出する。圧電素子１２は２つが１つの基板１３に接合されており、各個別液室に対応するように溝加工された後ＦＰＣ１４が接合されてアクチュエータユニットを構成する。ヘッドケース１１の中央部は開口しており、この部分にアクチュエータユニットが収納される。更に、ヘッドケース１１に一体成型で設けられて向かい合う一組のインク供給口１８は、例えばポリアミド樹脂、ポリカーボネートなどの軽量かつ高剛性な樹脂の制振部材３１で拘束される。これにより、図１の矢印Ｂ方向の変位を抑止し、ヘッドケース１１の変形を防ぎ、インク供給路の圧力変動を抑えて、噴射安定性を確保する。この制振部材３１を取り付けるために、ＦＰＣ１４には貫通孔３２が設けられている。このＦＰＣを用いたアクチュエータユニットの一例を図２に示す。ＦＰＣ１４の形状は必ずしも図２の（ａ）に示すものでなくともよく、図２の（ｂ），（ｃ）に示すような形状でもよい。このようなＦＰＣの形状にすることで、ヘッドの短軸方向の変位を抑制しつつ、ＦＰＣの引き出し方法の制限を小さくすることができる。
【００１４】
また、図１のＦＰＣ１４は、プリント基板３３に両側から接続される。このプリント基板３３には圧電素子１２を駆動するためのＩＣやその他の素子が実装され得る。複数のヘッドを用いる場合、複数のプリント基板３３をそれらとは別の共通のプリント基板（図示せず）に接続することが必要になることがあるが、プリント基板を用いることでＦＰＣを直接接続するよりも作業が容易になる。なお、ＦＰＣ１４が接続されるプリント基板３３は必ずしも一枚である必要はなく、図３に示すように２枚、あるいは複数枚用いても良い。
【００１５】
ここで、図１の制振部材３１の一例を図４に示す。図４の（ａ）は平面図、図４の（ｂ）は図４の（ａ）におけるＤ−Ｄ’線断面図である。制振部材３１が２つのインク供給口１８のそれぞれに連結する穴の内周にリブ部３４と、各制振部材同士を連結する連結部材３５とを有している。また、リブ部３４の内径をインク供給口１８の外径よりも小さくし圧入することで、制振部材３１とインク供給口１８との接触面積を大きくでき、変位抑制効果を高くすることができる。あるいは、リブ部３４を設ける代わりに、インク供給口１８に連結する制振部材３１の取り付け部の穴の内径をインク供給口１８の外周よりも小さくするか、又は取り付け部にテーパを設けて圧入することで接触面積が大きくなるようにしてもよい。つまり、接触面積が大きくなればなるほど図１の矢印Ｂ方向の変位をより一層抑止できる。なお、インク供給口１８が２つの場合について説明したがこれに限定する必要はなく、例えばフルカラーインクジェット記録装置の場合、つまり少なくとも４つのインク供給口を有している場合、制振部材は例えば２つのインク供給口を連結し、そして残りのインク供給口を互いに連結して、単独のインク供給口が存在しないようにすればよく、要するには１つのインク供給口は他のインク供給口と連結していればよいこととなる。
【００１６】
図５は本発明の第２の実施例に係るインクジェットヘッドの構造を示す図であり、図５の（ａ）は平面図、図５の（ｂ）は図５の（ａ）におけるＥ−Ｅ’線断面図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す本実施例のインクジェットヘッド４０では、図１の制振部材３１の代わりにヘッドケース１１と一体成型された制振部材４１を設け、矢印Ｂ方向の変形を抑止する。このヘッドケース形状では組み付けの点から、ＦＰＣ１４は図２の（ｂ），（ｃ）の形状である必要がある。また、制振部材４１は１つである必要はなく、複数個並列に設けても良い。その場合、図２の（ｄ）に示すようなＦＰＣ形状にする。本実施例によれば、制振部材４１をヘッドケース１１と一体成型することで、部品点数を少なくして、コストを高くすることなく、変位を抑制することができる。なお、図５では図を見やすくするためプリント基板は図示していない。
【００１７】
図６は本発明の第３の実施例に係るインクジェットヘッドの構造を示す図であり、図６の（ａ）は平面図、図６の（ｂ）は図６の（ａ）におけるＦ−Ｆ’線断面図である。同図において、図５と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す本実施例のインクジェットヘッド５０では、図５の制振部材４１に加えて、ヘッドケース１１の長軸方向にもリブ５１を設けて、ヘッドケース開口端面を、ＦＰＣ１４の通り道を残して塞ぐ。このリブ５１と圧電素子１２の基板１３とを接着することは、基板１３の振動を抑えるのに効果的であり、またヘッドケース１１の剛性が増すことでヘッド長軸方向の撓みも抑えることができる。なお、図６では図を見やすくするためプリント基板は図示していない。
【００１８】
図７は本発明の第４の実施例に係るインクジェットヘッドの構造を示す図であり、図７の（ａ）は平面図、図７の（ｂ）は図７の（ａ）におけるＧ−Ｇ’線断面図である。同図において、図５と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す本実施例のインクジェットヘッド６０では、ヘッドケース１１の開口端面の外周、または一部にリブを設けて、その両側から制振部材６１を嵌着させる。制振部材６１はその一部でインク供給口１８を銜えても良いし、インク供給口１８のないところでかませても良い。また、制振部材６１は１つまたは複数個を並列に設けても良い。このようにすることにより、図１に示した第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００１９】
図８は本発明のインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置の構成を示す概略断面図である。同図に示すように、インクジェット記録装置８０は、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＢＫの各色のインクをそれぞれ収納した４個のインクカートリッジ８１と、複数のノズルを有して各カートリッジ８１からインクが供給される４個の上記実施例に係るインクジェットヘッド８２と、インクカートリッジ８１とインクジェットヘッド８２を搭載したキャリッジ８３と、記録紙を収納した給紙トレイ８４ａ，８４ｂや手差しテーブル８５から記録紙を印字部８６に搬送する搬送ローラ８７と、印字した記録紙を排紙トレイ８８に排出する排出ローラ８９を有する。そして、ホスト装置から送られてくる画像データを記録紙に印字するときは、キャリッジ８３をキャリッジローラ９０に倣って走査しながら、搬送ローラ８７により印字部８６に送られた記録紙にインクジェットヘッド８２のノズルから画像データに応じてインクを噴射して文字や画像を記録する。よって、吐出安定性の向上を図れるインクジェットヘッドを搭載していることにより、印字品質の向上を図れるインクジェット記録装置を提供できる。
【００２０】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施例に係るインクジェットヘッドの構造を示す図である。
【図２】アクチュエータユニットの一例を示す平面図である。
【図３】複数枚のプリント基板を用いたインクジェットヘッドの構造を示す断面図である。
【図４】図１の制振部材の構造を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係るインクジェットヘッドの構造を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施例に係るインクジェットヘッドの構造を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施例に係るインクジェットヘッドの構造を示す図である。
【図８】本発明のインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置の構成を示す概略断面図である。
【図９】従来のインクジェットヘッドの構造を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０，３０，４０，５０，６０，８２；インクジェットヘッド、
１１；ヘッドケース、１２；圧電素子、１３；基板、１４；ＦＰＣ、
１５；ノズルプレート、１６；振動板、１７；流路板、１８；インク供給口、
１９；共通液室、２０；個別液室、２１；ノズル、
３１，４１，６１；制振部材、３２；貫通孔、３３；プリント基板、
３４；リブ部、３５；連結部材、５１；リブ、８０；インクジェット記録装置。
【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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【図８】
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【図９】
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