JP2002127411A - インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置

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JP2002127411A
JP2002127411A JP2000319547A JP2000319547A JP2002127411A JP 2002127411 A JP2002127411 A JP 2002127411A JP 2000319547 A JP2000319547 A JP 2000319547A JP 2000319547 A JP2000319547 A JP 2000319547A JP 2002127411 A JP2002127411 A JP 2002127411A
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Yasuyuki Okada
康之 岡田
Kenichi Ogata
賢一 尾方
Atsushi Takaura
淳 高浦
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電力が少なく、圧力緩和層の効果を十分
に発揮でき、設計,配置の自由度の高さを確保しつつ、
駆動ビットと非駆動ビットとの相互干渉を防止したイン
クジェット記録ヘッドを提供する。 【解決手段】 共通液室104から流体抵抗路103を
介して、一面に振動板109を配置した加圧液室102
にインクを供給し、該インクを前記加圧液室に連通配置
した噴射流路101の端部のインク吐出口110から吐
出させるように形成してなるインク吐出ビットを複数個
配置して記録ヘッド部分3を構成すると共に、前記共通
液室を、連絡口105を介してインクタンク1に接続し
てなるインクジェット記録ヘッドであって、前記インク
タンクにおける、共通液室と連絡口との接続面側に圧力
緩和層2を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録ヘッドおよびインクジェット記録ヘッドを搭載したイ
ンクジェット記録装置に関し、特に消費電力が少なく、
圧力緩和層(圧力緩衝層)の効果を十分に発揮でき、設
計,配置の自由度の高さを確保しつつ、駆動ビットと非
駆動ビットとの相互干渉を防止したインクジェット記録
ヘッドおよびインクジェット記録ヘッドを搭載したイン
クジェット記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】振動板により加圧液室に加えられる圧力
により、記録体(インク)を吐出口より吐出させる駆動
方式を有する記録ヘッド(インクジェット記録ヘッド)
は、構造が簡単であり、複数の吐出口を容易に高集積に
アレイ状に形成できるため、インクジェットプリンタヘ
ッドとして広く利用されており、例えばカラー用のイン
クジェットプリンタヘッドとして好適である。
【0003】図3(A)は従来のインクジェット記録ヘ
ッドの縦断面図、図3(B)はそのB−B線に沿う横断
面図である。図3(A),(B)に示すように、従来の
インクジェット記録ヘッドKH0は、圧力緩和層108
をインクタンク106の上面に設けており、かかる配置
は、前述のタイプのインクジェット記録ヘッドでは一般
的な構成である。ここに、圧力緩和層108は、インク
タンク106内に貯留されたインクの量に拘らず、次に
説明する相互干渉を低減させる効果を有する。従来の圧
力緩和層108は、例えばポリイミドにより構成してい
る。
【0004】しかし、前記圧力緩和層108をインクタ
ンク106の上面に設けた構成では、インクタンク10
6の高さが高くなるにつれて圧力緩和層108と共通液
室104とが離れてしまい、前述の圧力緩和層108の
効果が薄れてしまう。また、インク吐出口の高密度化の
ために吐出口110の間隔を狭めていくと、隣接した加
圧液室102間における、次に説明する相互干渉が問題
となってくる。なお、インクタンク106の高さは相互
干渉だけによって決まるのではなく、インク供給量調
整,取り付け位置調整等による設計の変更により、高く
なることも考えられる。
【0005】前記相互干渉は、インクを吐出すべき駆動
ビットの加圧液室102に対し振動板109により加え
られた圧力が、共通液室104或いは加圧液室102間
の側壁112を介して隣接したインクを吐出すべきでな
い非駆動ビットの加圧液室102に伝わり、本来動作し
ないビット(非駆動ビット)において圧力変動を引き起
こすことにより発生する。この相互干渉の結果、インク
で形成した画質を劣化させるという不都合がある。符号
101は噴射流路、符号103は通過するインク量を調
整する流体抵抗路、符号105はインクタンク106と
共通液室104を連絡する連絡口、符号111は連絡口
105の位置、符号113はインクタンクの幅(W)、
符号114はインクタンクの高さ(H)である。
【0006】前記相互干渉を防ぐための従来技術として
は、非駆動ビット側の振動を強制的に抑える手法、及び
緩和領域(緩衝領域)を設けて圧力を吸収する手法が提
案されている。第一の手法としては、特開平6−143
562号公報に見られるように、非駆動ビット側にも電
圧を印加し、駆動ビット側からの圧力波による振動を相
殺することで振動を抑える手法である。
【0007】第二の手法は、特開平11−192699
号公報にみられるように、共通液室上部に圧力を緩和
(緩衝)する領域を設けるものである。この場合は、製
造の容易さを考慮すれば、共通液室上部のインクタンク
の壁面に圧力緩和層(圧力緩衝層)を設けたほうが良い
と思われる。第三の手法は、特開平6−191030号
公報と特開平9−141864号公報に見られるよう
に、共通液室付近に圧力吸収体を設け、加圧液室より伝
わる圧力波を吸収し、共通液室の圧力変動を抑える手法
である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
一の手法は、非駆動ビット側の電圧制御が極めて困難で
あり、また非駆動ビット側にも電圧を印加することか
ら、装置全体としての消費電力が上昇してしまうという
欠点がある。また、前記第二の手法は、圧力緩和層をイ
ンクタンク上部に設けたのでは、インクタンクの高さが
高くなるにつれて共通液室と圧力緩和層とが離れてしま
い、圧力緩和層の効果が薄れるという欠点がある。即
ち、「従来の技術」の欄で説明した欠点が解消されてい
ない。また、前記第三の手法は、相互干渉の低減効果が
比較的高いが、設計上および特性上、加圧液室や流体低
抗部と関わりの深い共通液室に圧力吸収体を配置してい
るため、設計,配置の自由度が低い。また、配置の最適
化がなされておらず、効果が得られない虞もある。
【0009】そこで本発明の課題は、消費電力が少な
く、圧力緩和層の効果を十分に発揮でき、設計,配置の
自由度の高さを確保しつつ、駆動ビットと非駆動ビット
との相互干渉を防止したインクジェット記録ヘッドおよ
びインクジェット記録ヘッドを搭載したインクジェット
記録装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に請求項1では、共通液室から流体抵抗路を介して、一
面に振動板を配置した加圧液室にインクを供給し、該イ
ンクを前記加圧液室に連通配置した噴射流路の端部のイ
ンク吐出口から吐出させるように形成してなるインク吐
出ビットを複数個配置して記録ヘッド部分を構成すると
共に、前記共通液室を、連絡口を介してインクタンクに
接続してなるインクジェット記録ヘッドにおいて、前記
インクタンクにおける、前記共通液室と連絡口との接続
面側に、圧力緩和手段を備えたことを特徴とする。この
ようにすれば、例えば図1(A),(B)に示すよう
に、インクタンクの高さに拘らず共通液室104と圧力
緩和手段(圧力緩和層2)との間隔が一定(不変)にな
るので、相互干渉を略一定にすることができる(図2参
照)。
【0011】また、請求項2では、前記圧力緩和手段
は、前記インクタンクの壁面を構成する部材よりも、剛
性の低い自由振動面を有する部材を備えてなることを特
徴とする。このようにすれば、インクタンクの壁面の剛
性の高い部材よりも、圧力緩和手段の剛性が低い自由振
動面を有する部材で構成するので、圧力変動を容易に吸
収し相互干渉を抑制できる。
【0012】また、請求項3では、前記自由振動面を有
する部材は、ポリイミドからなる部材であることを特徴
とする。このようにすれば、ポリイミドは加工の容易な
低コストの材料なので、相互干渉減少の効果を、容易か
つ低コストに実現することができる。
【0013】また、請求項4では、前記ポリイミドから
なる部材の厚さは、10μm以上20μm以下であるこ
とを特徴とする。このようにすれば、ポリイミドからな
る部材を薄くしているので、剛性を低くすることがで
き、相互干渉減少の効果を高めることができる。
【0014】また、請求項5では、前記インクタンクを
別に作り、後から前記共通液室部に貼り合わせることを
特徴とする。このようにすれば、インクタンクを別に作
るので製造・組立工程が容易になり、低コストのインク
ジェット記録ヘッドを得ることが出来る。
【0015】また、請求項6では、前記請求項1乃至請
求項5の何れか1つに記載のインクジェット記録ヘッド
を搭載してインクジェット方式の記録装置を構成したこ
とを特徴とする。このようにすれば、インクジェット記
録ヘッドを、安価で相互干渉の少ない構成としているの
で、インクジェット方式の記録装置を、画質が良好で安
価に構成できる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、図示の実施の形
態に基づいて説明する。図1(A)は本実施の形態のイ
ンクジェット記録ヘッドKHの縦断面図、図1(B)は
そのB−B線に沿う横断面図である。なお、既に説明し
た部分には同一符号を付し、重複説明を省略する。
【0017】図1(A),(B)に示すように、インク
タンク1の底面に圧力緩和層2を配置する。このように
すれば、インクタンク1の高さを高くした場合であって
も、共通液室104と圧力緩和層2との距離は不変(一
定)なので、相互干渉は小さいままである。符号3は記
録ヘッド部分である。図2は、横軸にインクタンクの高
さを変えた場合を示し、縦軸に相互干渉(非駆動ビット
最大変位/駆動ビット最大変位)の変化を実験により求
めた特性図である。図2に示すように、従来例の場合に
はインクタンク高さの増加と共に相互干渉が増加してい
るが、本実施の形態の場合は、インクタンク高さが増加
しても相互干渉は略一定である。
【0018】以上の特性から本実施の形態によれば、駆
動ビットと非駆動ビットとの相互干渉を抑制可能である
ばかりでなく、インクタンク高さの広い寸法変化に対し
て相互干渉の値が安定していることになる。従って、製
造時の寸法誤差に対するマージンが広く、また後にイン
クタンク高さの設計変更を行っても特性変化を最小限に
抑えられるという長所も持つ。圧力緩和層の効果を高め
る手段としては、圧力緩和層の部材構成をインクタンク
を構成する壁面よりも、剛性の低い自由振動面にすれば
よい。即ち、壁面を構成する部材よりもヤング率を1ケ
タ以上下げた部材とすることが望ましい。具体的には、
自由振動面を構成する部材としては、ポリイミドが好適
であり、ポリイミドは、加工性と相互干渉低減効果、及
びコスト面で有利である。
【0019】ポリイミドの厚さは、圧力緩和層としての
効果の高さと加工性から、10〜20μmの範囲とする
ことが望ましい。10μmより薄くすると加工精度が落
ち、逆に20μmより厚くすると、ポリイミドでは剛性
が高くなるので、相互干渉低減の効果が得られ難くなっ
てくる。また、インクタンク1の製造方法としては、一
度に記録ヘッド部分3と同時に製造するのではなく、イ
ンクタンク1だけ別に製造し、後に記録ヘッド部分3と
インクタンク1とを貼り合わせる方が、インクタンク1
の部分が比較的大きいので、製造し易い。
【0020】以上の構成を採用したインクジェット記録
ヘッドは、インクジェットプリンタ(インクジェット記
録装置)等に適用することが可能である。このようにす
れば、相互干渉が少なく、高画質のインクジェット方式
の記録装置を得ることができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下の効果を奏することができる。請求項1によれば、イ
ンクタンクの底面に圧力緩和手段を設けているので、相
互干渉の少ない記録装置(インクジェット記録ヘッド)
を得ることができる。請求項2によれば、製造工程を比
較的簡略なものとすることが可能なので、相互干渉減少
の効果をより容易に得ることが出来る。請求項3によれ
ば、加工の容易な低コストの材料を用いることによっ
て、相互干渉減少の効果を、より容易かつ低コストで実
現することができる。
【0022】請求項4によれば、加工性及び減衰効果共
に高い圧力緩和層を得ることができるので、相互干渉減
少の効果を、より高めることが出来る。請求項5によれ
ば、製造が簡単なため、低コストの記録装置(インクジ
ェット記録ヘッド)を得ることが出来る。請求項6によ
れば、相互干渉が低減されているので、高画質のプリン
タを低価格で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す図であって、(A)
は縦断面図、(B)はそのB−B線に沿う横断面図であ
る。
【図2】本実施の形態と従来例とのインクタンク高さに
対する相互干渉の違いを示す特性図である。
【図3】従来例を示す図であって、(A)は縦断面図、
(B)はそのB−B線に沿う横断面図である。
【符号の説明】
KH…インクジェット記録ヘッド KH0…インクジェット記録ヘッド 1…インクタンク 2…圧力緩和層(圧力緩衝層) 3…記録ヘッド部分 101…噴射流路 102…加圧液室 103…流体抵抗路 104…共通液室 105…連絡口 106…インクタンク 108…圧力緩和層 109…振動板 110…吐出口 111…連絡口位置 112…側壁 113…インクタンクの幅 114…インクタンクの高さ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 共通液室から流体抵抗路を介して、一面
    に振動板を配置した加圧液室にインクを供給し、該イン
    クを前記加圧液室に連通配置した噴射流路の端部のイン
    ク吐出口から吐出させるように形成してなるインク吐出
    ビットを複数個配置して記録ヘッド部分を構成すると共
    に、前記共通液室を、連絡口を介してインクタンクに接
    続してなるインクジェット記録ヘッドにおいて、 前記インクタンクにおける、前記共通液室と連絡口との
    接続面側に、圧力緩和手段を備えたことを特徴とするイ
    ンクジェット記録ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記圧力緩和手段は、前記インクタンク
    の壁面を構成する部材よりも、剛性の低い自由振動面を
    有する部材を備えてなることを特徴とする請求項1記載
    のインクジェット記録ヘッド。
  3. 【請求項3】 前記自由振動面を有する部材は、ポリイ
    ミドからなる部材であることを特徴とする請求項2記載
    のインクジェット記録ヘッド。
  4. 【請求項4】 前記ポリイミドからなる部材の厚さは、
    10μm以上20μm以下であることを特徴とする請求
    項3記載のインクジェット記録ヘッド。
  5. 【請求項5】 前記インクタンクを別に作り、後から前
    記共通液室部に貼り合わせることを特徴とする請求項1
    乃至請求項4の何れか1つに記載のインクジェット記録
    ヘッド。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至請求項5の何れか1つに記
    載のインクジェット記録ヘッドを搭載したことを特徴と
    するインクジェット記録装置。
JP2000319547A 2000-10-19 2000-10-19 インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置 Withdrawn JP2002127411A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004082945A1 (ja) * 2003-03-18 2004-09-30 Seiko Epson Corporation 液体噴射装置

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