(57)【要約】【課題】ヘッド本体を移動させることで内部の換気を行う。【解決手段】インク噴射ヘッド５の移動に伴って、移動方向に対向する開口３５（もしくは開口３７）から換気管３６（もしくは換気管３８）を通してヘッド本体２１の内部に外気が導入されると共に、換気管３８（もしくは換気管３６）を通してヘッド本体２１の内部の排気が行われ、ケース３１の内部の換気を行う。【選択図】図３
2012171167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル開口に連通し溶剤系の液体が供給される複数の圧力室と、
前記圧力室に圧力変動を与える圧電素子とを備えてヘッド本体が構成され、
前記ヘッド本体は移動可能に備えられ、前記ヘッド本体の移動方向に面する開口を有す
ることで、前記ヘッド本体の移動に伴い前記開口を介して前記ヘッド本体の内部の換気を
行う換気手段を備えた
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の液体噴射ヘッドにおいて、
前記換気手段には、
前記ヘッド本体の移動方向の前後が開口し内部に絞り路が備えられた筒体と、
前記筒体の前記絞り路に接続され前記ヘッド本体の内部に連通する換気通路とが備えら
れている
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１に記載の液体噴射ヘッドにおいて、
前記換気手段には、
前記ヘッド本体の移動方向に面する開口を備えた筒体と、
前記筒体に連続して設けられ前記ヘッド本体の内部に連通する換気通路と、
前記筒体に設けられ前記ヘッド本体の移動に伴って回転することで前記筒体の流体の流
量を増加させるタービン部材とが備えられている
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載の液体噴射ヘッドにおいて、
前記タービン部材には、
前記ヘッド本体の移動に伴って回転する第１羽根車と、
前記第１羽根車の回転が増速されて前記筒体の内部で回転する第２羽根車とが備えられ
ている
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１から請求項４に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドの前記リザーバーに流体を供給する流体源とを備えた
ことを特徴とする液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電圧を印加することで変形する圧電素子で液体に圧力を付与することにより
ノズルから液滴を吐出する液体噴射ヘッドが知られており、その代表例として、ノズルか
らインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが知られている。
【０００３】
このようなインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズルが複数穿設されたノ
ズルプレートが一方面に接合され各ノズルにそれぞれ連通する複数の圧力発生室と各圧力
発生室の共通のインク室であるリザーバー（インク貯留室）とが形成されたリザーバー形
成基板（流路基板）と、圧力発生室内の圧力を変化させてノズルにインク吐出力を付与す
る圧電振動子（圧電素子）と、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルムとステン
レス鋼（ＳＵＳ）からなる金属薄膜との複合板で構成されリザーバー形成基板の他方面に
接合された振動板とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようなインクジェット式記録ヘッドでは、圧電素子に配線部材（フレキシブル回路
基板）が接続され、駆動回路からの電気信号が圧電素子に供給されている。圧電素子と配
線部材は導電性の接着剤で接合され、コストをかけることなく作業性良く接合ができるよ
うになっている。また、基板等の部材の接合にはウレタン系の接着剤が用いられている。
【０００５】
ところで上記特許文献１のインクジェット式記録ヘッドで有機溶剤を含む溶剤系インク
を吐出すると、振動部や薄肉部を構成するポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）が有機
溶剤の揮発ガスを透過させる性質を有しているので、揮発ガスが振動部を透過して空間部
内に流入する。かかる揮発ガスは、振動部の変形などに伴い一部が外部空間に排出される
が、空気より比重が重いため、その大半が空間部内に残留する。
【０００６】
このような有機溶剤の揮発ガスは、圧電素子と配線部材を接着する導電性の接着剤を膨
潤させて接着不良を生じさせる虞があった。接着不良は電気的な接続不良につながり、製
品の信頼性に影響を及ぼすことになる。また、有機溶剤の揮発ガスは、基板等の部材の接
合にも影響を及ぼすため、製品寿命の短縮や、振動部の変位特性の劣化等による良好なイ
ンク吐出特性の低下につながることになる。このように有機溶剤の揮発ガスは、インクジ
ェット式記録ヘッドに対して様々な影響を及ぼすことが考えられるため、排気を実施する
ことが好ましい状況にあるのが実情である。
【０００７】
このような問題は、インクジェット式記録ヘッドだけでなく、インク以外の有機溶剤を
含む液体を吐出する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１４８５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、ヘッド本体を移動させることで内部の換気
を行うことができる液体噴射ヘッド及び液体噴射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】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の液体噴射ヘッドは、ノズル開口に連通し溶剤系の液
体が供給される複数の圧力室と、前記圧力室に圧力変動を与える圧電素子とを備えてヘッ
ド本体が構成され、前記ヘッド本体は移動可能に備えられ、前記ヘッド本体の移動方向に
面する開口を有することで、前記ヘッド本体の移動に伴い前記開口を介して前記ヘッド本
体の内部の換気を行う換気手段を備えたことを特徴とする。
これにより、ヘッド本体の移動に伴って換気手段の開口から流体が流通し、ヘッド本体
の内部の換気が行われ、換気動力を用いることなく、ヘッド本体を移動させることで内部
の換気を行うことが可能になる。
【００１１】
また、本発明の液体噴射ヘッドは、前記換気手段には、前記ヘッド本体の移動方向の前
後が開口し内部に絞り路が備えられた筒体と、前記筒体の前記絞り路に接続され前記ヘッ
ド本体の内部に連通する換気通路とが備えられていることを特徴とする。
これにより、ヘッド本体の移動に伴って絞り路を流通する流体が負圧になり、ヘッド本
体の内部の流体が換気通路を介して排気される。
【００１２】
また、本発明の液体噴射ヘッドは、前記換気手段には、前記ヘッド本体の移動方向に面
する開口を備えた筒体と、前記筒体に連続して設けられ前記ヘッド本体の内部に連通する
換気通路と、前記筒体に設けられ前記ヘッド本体の移動に伴って回転することで前記筒体
の流体の流量を増加させるタービン部材とが備えられていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の液体噴射ヘッドは、前記タービン部材には、前記ヘッド本体の移動に伴
って回転する第１羽根車と、前記第１羽根車の回転が増速されて前記筒体の内部で回転す
る第２羽根車とが備えられていることを特徴とする。
これにより、ヘッド本体の移動に伴ってタービン部材により筒体の流体の流量が増加さ
れ、ヘッド本体の内部の流体が換気通路で換気される。また、第１羽根車の回転が増速さ
れて筒体の内部で第２羽根車が回転し、筒体の流体の流量が第２羽根車の回転により増加
され、ヘッド本体の内部の流体が換気通路で換気される。
【００１４】
上記目的を達成するための本発明の液体噴射装置は上記液体噴射ヘッドと、前記液体噴
射ヘッドの前記リザーバーに流体を供給する流体源とを備えたことを特徴とする。これに
より、ヘッド本体を移動させることで内部の換気を行うことができる液体噴射ヘッドを備
えた液体噴射装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】インクジェット式記録装置の概略構成図である。
【図２】インク噴射ヘッドの主要部の断面図である。
【図３】インク噴射ヘッドの外観図である。
【図４】他の実施例に係る換気手段の断面図である。
【図５】他の実施例に係る換気手段の断面図である。
【図６】換気手段の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１には本発明の一実施例に係るインクジェット式記録装置を概略的に表した全体構成
、図２にはインク噴射ヘッドの主要部の断面、図３にはインク噴射ヘッドの外観を示して
ある。
【００１７】
図１に基づいてインクジェット式記録装置を説明する。
図に示すように、液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置１は、インクカート
リッジ２が搭載されるキャリッジ３やキャリッジ３に取り付けられた液体噴射ヘッドとし
てのインク噴射ヘッド５を有している。キャリッジ３はタイミングベルト６を介してステ
ッピングモーター７に接続され、ガイドバー８に案内されて記録紙９の紙幅方向（主走査
方向）に往復移動するようになっている。キャリッジ３は上部に開放する箱型をなし、記
録紙９と対面する面（下面）にインク噴射ヘッド５のノズル面が露呈するよう取り付けら
れると共に、インクカートリッジ２が収容されるようになっている。
【００１８】
インク噴射ヘッド５は、印刷を行う際のホーム位置（基準位置）からキャリッジ３を移
動し、インク噴射ヘッド５にはインクカートリッジ２から液体としてインクが供給され、
キャリッジ３を移動させながら記録紙９の上面にインク滴を吐出させて記録紙９に画像や
文字をドットマトリックスにより印刷するようになっている（インクを噴射する位置）。
【００１９】
図１中の符号で、１０は印刷休止中にインク噴射ヘッド５のノズル開口を封止すること
によりノズルの乾燥を防止すると共にインク噴射ヘッド５のノズル面に負圧を作用させて
クリーニング動作をするキャップであり、１１はインク噴射ヘッド５のノズル面をワイピ
ングするワイパーブレードであり、１２はクリーニング動作で吸引した廃インクを貯留す
る廃インク貯留部であり、１３はインクジェット式記録装置１の動作を制御する制御装置
である。
【００２０】
図示のインク噴射ヘッド５には、インクカートリッジ２からインクを供給するための流
路が形成された流路形成部材が備えられている。尚、図１の例では、キャリッジ３に流体
源としてのインクカートリッジ２が収容される例を挙げて説明したが、インクカートリッ
ジがキャリッジ３とは別の場所に収容され、配管を介してインクがインク噴射ヘッド５の
流路形成部材に圧送される構成のインクジェット式記録装置であっても本発明を適用する
ことが可能である。
【００２１】
図２に基づいてインク噴射ヘッド５を説明する。
【００２２】
図に示すように、インク噴射ヘッド５にはヘッド本体２１が備えられ、ヘッド本体２１
にはノズル開口２２が列設されたノズルプレート２３が設けられている。ノズル開口２２
に連通し圧電振動子２４によりインクを加圧する圧力室（圧力発生室）２５が設けられ、
圧力発生室２５にはリザーバーからインクが供給される。
【００２３】
即ち、ヘッド本体２１は、ノズル開口２２が穿設されたノズルプレート２３と、圧力発
生室２５との共通の液体貯留室であるリザーバー並びにこれらを連通させるインク供給路
２６とに対応する空間が形成された圧力発生室形成板２７と、圧力発生室２５やリザーバ
ーの開口を封止する（圧力室の一部を区画する）封止板、即ち、振動板２８とが積層され
ている。
【００２４】
圧電振動子２４は駆動信号の入力により充電状態で長手方向に収縮し、充電状態から放
電する過程で長手方向に伸張する、所謂、縦振動モードの振動子である。圧電振動子２４
は、その先端が圧力発生室２５の一部を形成する振動板２８に固着された状態で他端が基
台２９に固定されている。尚、縦振動モードの圧電振動子２４をたわみ振動モードの圧電
振動子に変更することも可能である。
【００２５】
ヘッド本体２１のケース３１にはリザーバーに対応する部分にヘッド流路３２が形成さ
れ、インクカートリッジ２（図１参照）のインクが流路ケース３０の流路及びヘッド流路
３２を介してリザーバーに送られて圧力発生室２５に導入される。圧電振動子２４にはフ
レキシブル回路板３３が異方性導電性接着剤で接着され、圧電振動子２４にはフレキシブ
ル回路板３３を介して制御基板３４からの駆動信号が入力される。
【００２６】
図３に基づいてインク噴射ヘッド５の外観状況を説明する。
【００２７】
インク噴射ヘッド５の上部には換気手段が備えられている。即ち、前述したように、イ
ンク噴射ヘッド５はキャリッジ３（図１参照）と共に往復移動自在に備えられ、往動方向
に面する開口３５を有する換気管３６及び復動方向に面する開口３７を有する換気管３８
が備えられている。換気管３６、３８はインク噴射ヘッド５のヘッド本体２１の内部に基
端側が連通している。
【００２８】
インク噴射ヘッド５が往復移動することにより、移動方向に対向する開口３５（もしく
は開口３７）から換気管３６（もしくは換気管３８）を通してヘッド本体２１の内部に外
気が導入される。同時に、移動方向に対向していない開口３７（もしくは開口３５）の換
気管３８（もしくは換気管３６）を通してヘッド本体２１の内部の排気が行われる。
【００２９】
これにより、有機溶剤を含む溶剤系インクが用いられ、比重が空気より重い有機溶剤の
揮発ガスがヘッド本体２１の内部の振動部や薄肉部を透過して振動板２８の周囲に滞って
いても、換気管３６（もしくは換気管３８）から流入して換気管３８（もしくは換気管３
６）から排気される空気と共に揮発ガスは排気される。このため、圧電振動子２４にフレ
キシブル回路板３３を接続している異方性導電性接着剤に対し揮発ガスの影響が及ぶこと
がなくなり、異方性導電性接着剤に膨潤等の変質が生じる虞がない。
【００３０】
従って、揮発ガスにより、圧電振動子２４とフレキシブル回路板３３とに接着不良が生
じることがなくなり、電気的な接続不良による製品の信頼性の低下をなくすことができる
。また、揮発ガスにより、基板等の部材の接合に影響を及ぼすことがなくなり、製品寿命
の短縮や、振動部の変位特性の劣化等による良好なインク吐出特性の低下をなくすことが
でき、揮発ガスによる様々な影響を排除することができる。
【００３１】
上述したインクジェット式記録装置１は、インク噴射ヘッド５の移動に伴って、移動方
向に対向する開口３５（もしくは開口３７）から換気管３６（もしくは換気管３８）を通
してヘッド本体２１の内部に外気が導入されると共に、換気管３８（もしくは換気管３６
）を通してヘッド本体２１の内部の排気が行われ、ケース３１の内部の換気を行うことが
できる。この結果、換気動力を備えることなく、インク噴射ヘッド５を移動させることで
内部の換気を行うことが可能になる。
【００３２】
図４、図５に基づいて換気手段の他の例を説明する。図４、図５には他の実施例に係る
換気手段の断面を示してある。
【００３３】
図４に示すように、インク噴射ヘッド５の上部には移動方向の前後に開口する筒体４１
が備えられ、筒体４１の内部には流路が狭くなる絞り路４２が設けられている。筒体４１
の絞り路４２の部位には換気通路４３の先端が開口し、換気通路４３の基端側はインク噴
射ヘッド５のヘッド本体２１の内部に連通している。
【００３４】
インク噴射ヘッド５が往復移動することにより、例えば、インク噴射ヘッド５が図中右
方向に移動することにより、図中右側の開口から筒体４１の内部に外気が導入されて図中
左方向に向かう気流が発生する。発生した気流は絞り路４２で流速が高まって絞り路４２
が負圧状態になり、換気通路４３からヘッド本体２１の内部の空気が吸い出される。
【００３５】
これにより、ヘッド本体２１の内部の排気が行われ、ケース３１の内部の換気を行うこ
とができる。この結果、換気動力を備えることなく、インク噴射ヘッド５を移動させるこ
とで内部の換気を行うことが可能になる。
【００３６】
図５に示すように、インク噴射ヘッド５の上部には移動方向に開口する筒体４５が備え
られ、筒体４５はヘッド本体２１の内部に連通している。筒体４５の上部にはインク噴射
ヘッド５の移動方向の前後に開口する筒部４７が設けられ、筒部４７の内部には第１羽根
車４８が設けられている。また、筒体４５の内部には第２羽根車４９が設けられ、第２羽
根車４９は増速手段５０を介して第１羽根車４８につながっている（タービン部材）。
【００３７】
第１羽根車４８は、例えば、両方向からの気流により同一方向に回転自在とされ、第２
羽根車４９は第１羽根車４８の回転が増速されて外気を吸引する側に回転するようになっ
ている。尚、第１羽根車４８及び第２羽根車４９の気流に対する回転方向は任意に設定す
ることができ、インク噴射ヘッド５の移動方向により回転を切り換える機構を設けること
も可能である。
【００３８】
インク噴射ヘッド５が往復移動することにより、例えば、インク噴射ヘッド５が図中右
方向に移動することにより、筒部４７の図中右側の開口から外気が導入されて第１羽根車
４８が回転する。また、筒体４５の図中右側の開口から外気が導入されて第２羽根車４９
が回転する。第２羽根車４９は増速手段５０を介して第１羽根車４８の回転が増速され、
筒体４５の流入する外気の流量が増加される。これにより、増加された流量の外気がイン
ク噴射ヘッド５のヘッド本体２１の内部に送られる。
【００３９】
また、インク噴射ヘッド５が図中左方向に移動することにより、筒部４７の図中左側の
開口から外気が導入されて第１羽根車４８が回転する。第２羽根車４９は増速手段５０を
介して第１羽根車４８の回転が増速され、筒体４５から外気が導入される（流量が増加さ
れる）。これにより、インク噴射ヘッド５が図中左方向に移動した場合であっても、イン
ク噴射ヘッド５のヘッド本体２１の内部に外気が送られる。
【００４０】
このため、ヘッド本体２１の内部に外気が送られ、ケース３１の内部の換気を行うこと
ができる。この結果、換気動力を備えることなく、インク噴射ヘッド５を移動させること
で内部の換気を行うことが可能になる。尚、第２羽根車４９の回転を調整することで、ヘ
ッド本体２１の内部を排気することにより換気を行うことも可能である。
【００４１】
図６に示した例は、インク噴射ヘッド５の上部に上側に開口する流入管６１と排気管６
２を設けると共に、装置本体側に流体供給集合管６３と流体排気集合管６４を備えたもの
である。流体供給集合管６３と流体排気集合管６４には、インク噴射ヘッド５の移動によ
り流入管６１及び排気管６２に対向するノズル管６３ａ、６４ａが設けられている。
【００４２】
インク噴射ヘッド５の移動により、流体供給集合管６３のノズル管６３ａから流入管６
１に流体を送り、排気管６２から流体排気集合管６４のノズル管６４ａにヘッド本体２１
の内部を排気することで、インク噴射ヘッド５のヘッド本体２１の内部を換気することが
できる。
【００４３】
尚、流入管６１と排気管６２の開口部が対向する部位に、インク噴射ヘッド５の移動に
より開口部の圧力が変動する部材を設け、圧力変動によりヘッド本体２１の内部を換気す
ることができる。
【００４４】
尚、上述した実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録
ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり
、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の
液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録
ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有
機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材
料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【符号の説明】
【００４５】
１  インクジェット式記録装置、  ２  インクカートリッジ、  ５  インク噴射ヘッド
、  ２１  ヘッド本体、  ２２  ノズル開口、  ２３  ノズルプレート、  ２４  圧電振
動子、  ２５  圧力室（圧力発生室）、  ２８  振動板、  ３１  ケース、  ３３  フレ
キシブル回路板、  ３５、３７  開口、  ３６、３８  換気管、  ４１、４５  筒体、  
４２  絞り路、  ４３  換気通路、  ４７  筒部、  ４８  第１羽根車、  ４９  第２羽
根車、  ５０  増速手段
【図１】
2012171167.tif 000003
【図２】
2012171167.tif 000004
【図３】
2012171167.tif 000005
【図４】
2012171167.tif 000006
【図５】
2012171167.tif 000007
【図６】
2012171167.tif 000008