JP3191451B2 - インクジェットプリントヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
ターに関し、さらに詳細にはインクジェットプリンター
に搭載されるプリントヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】最初に図５及び図６を参照して従来のオ
ンデマンド型インクジェットプリントヘッドの構成の一
例を示すと、駆動素子２はその厚み方向に分極されたピ
エゾ圧電素子からなり、その表面に図示しない電極パタ
ーンが、金属膜を蒸着後エッチングによって形成されて
いる。

【０００３】その駆動素子２の片面に、各ジェットに対
応した多数のポンピング室パターン３ａが等間隔で配置
されたキャビティプレート３を配置し、そのキャビティ
プレート３の他面には、後記するポンピング室６から後
記するオリフィス孔１１ａまでインクを導くための小孔
４ａが配置されたメンブレンプレート４を位置させる。

【０００４】これら駆動素子２と、キャビティプレート
３に形成されたポンピング室パターン３ａと、メンブレ
ンプレート４によって、インクを加圧するためのポンピ
ング室６が構成される。

【０００５】更にメンブレンプレート４の他面には、イ
ンクを噴出させるためのオリフィス孔１１ａが所定のパ
ターンで配置されたオリフィスプレート１１が置かれ
る。

【０００６】上記したインクジェットプリントヘッド
は、駆動素子２に形成されている各電極パターンが各ポ
ンピング室６と対応しており、任意の電極に電圧を加え
るとそれに対応するポンピング室６に面した部分の駆動
素子２が変位するよう構成されている。

【０００７】また、各ポンピング室６は図示しないイン
ク流路によってやはり図示しないインクタンクと結ばれ
ており、必要に応じてインクタンクからポンピング室６
にインクが供給される構成となっている。

【０００８】上記したキャビティプレート３とメンブレ
ンプレート４は、金属薄板をエッチングで作製した部材
で、それぞれの両面にははんだメッキが施してある。

【０００９】オリフィスプレート１１の製作には、オリ
フィス孔１１ａが非常に微細で、かつ高い精度が要求さ
れることから、一般に電鋳と呼ばれる方法が用いられ
る。この方法は基本的には電解メッキと同じものであ
り、基板上に電解メッキを施し、そのメッキ膜自体を基
板から剥して製品とするものである。この電鋳法では用
いる基板の大きさが電鋳装置により制約を受けるので、
歩留まりを上げてコストを下げるためにはオリフィスプ
レート１１の大きさをなるべく小さくして基板１枚当り
からのオリフィスプレート１１の取り数をより多くする
ことが有効である。また、電鋳によって製作される部材
のコストには材料費だけでなく析出に要する電気代も加
算されるので、その点でもオリフィスプレートをより小
さくすることが好ましい。そのためオリフィスプレート
１１は、図で明らかなように他の部材より幅が狭く作ら
れている。

【００１０】また、インクジェットプリントヘッドの組
立は、上記各部材を上記のように配置して図示しない方
法によって位置決めし、各部材間に隙間ができぬように
両面から押さえつけたままはんだ溶融点以上に加熱し、
後冷却する。するとキャビティプレート３とメンブレン
プレート４に施してあるはんだが溶融して各部材間の隙
間に入り込み、その後固化するので、上記各部材が接合
されて１つになってインクジェットプリントヘッドが得
られる。

【００１１】このインクジェットプリントヘッドの動作
を図５を参照しつつ説明する。

【００１２】図示しないが、インクジェットプリントヘ
ッドは、被記録紙の搬送方向に直角な方向に走査可能に
構成されており、そのインクジェットプリントヘッドは
オリフィス孔１１ａの列がその走査方向に所定の角度を
持つように取り付けられている。

【００１３】画像をプリントする場合には、インクジェ
ットプリントヘッドの走査に伴った適当なタイミングで
プリンタ本体からの信号による電圧が、図示しない経路
によって駆動素子２の対応する電極に加えられる。する
とその電極パターンに対応した部分の駆動素子２がその
厚み方向に変位し、対応するポンピング室６に満たされ
ているインクを加圧する。そしてその圧力が対応するメ
ンブレンプレート上の小孔４ａを通じて対応するオリフ
ィスプレート１１のオリフィス孔１１ａにまで伝わり、
その近傍のインクが所定の液滴となってオリフィス孔１
１から噴出する。その噴出した液滴が被記録紙上に付着
して画像形成がなされる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インク
液滴の飛翔の直進性や安定性の要求が過度に厳しくなる
のを避けるため、オリフィスプレートは被記録紙に最も
近接した位置に突出しておかれる必要がある。そのため
被記録紙の搬送エラーが生じた場合などにインクジェッ
トプリントヘッドの走査によってオリフィスプレートと
被記録紙が衝突することがあった。オリフィスプレート
はその製造方法から薄い金属製の膜であって比較的脆弱
であり、上記のような被記録紙との衝突によって容易に
損傷したりはがれ落ちたりする。その結果プリンターの
画像品質が低下したり、場合によってはプリント不能に
なるといった問題があった。

【００１５】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、オリフィスプレートを保護する
ためのガードプレートをオリフィスプレートの周囲に設
けることによってオリフィスプレートの損傷を防止し、
安定したプリント動作を行えるインクジェットプリント
ヘッドを提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のインクジェットプリントヘッドは、インク液
滴を噴出させるための複数のオリフィス孔を特定なパタ
ーンで配置したオリフィスプレートと、そのオリフィス
プレート上の各オリフィス孔にインクを導くための複数
の小孔が形成されている少なくとも１枚からなるメンブ
レンプレートと 、そのメンブレンプレートの複数の小孔
に対応する複数のポンピング室パターンが形成されたキ
ャビティプレートと、前記ポンピング室パターンに対応
する電極パターンを有し、所定の信号に基づいてそのオ
リフィスプレート上の各小孔からインクを噴出させるた
めの駆動素子と、前記オリフィスプレートが入る窓を有
し、そのオリフィスプレートと略同じ厚みのガードプレ
ートとを備え、前記オリフィスプレート、メンブレンプ
レート、キャビティプレート、及びガードプレートは、
それぞれ薄板に、前記オリフィス孔、小孔、ポンピング
室パターン及び窓を形成したもので構成され、前記メン
ブレンプレートと、キャビティプレートのポンピング室
パターンと、駆動素子とによりポンピング室を形成する
ように、前記メンブレンプレートとキャビティプレート
と駆動素子とが重ねて配置され、前記オリフィスプレー
トとガードプレートとが、そのオリフィスプレートがガ
ードプレートの窓内に位置した状態で、前記メンブレン
プレート上に重ねて配置されていることを特徴とする。

【００１７】

【作用】上記の構成を有する本発明のインクジェットプ
リントヘッドは、メンブレンプレートとキャビティプレ
ートと駆動素子とが重ねられて、ポンピング室が形成さ
れ、さらに、メンブレンプレート上に、オリフィスプレ
ートとガードプレートとが重ねて配置されて、全体が構
成される。また、オリフィスプレートの周囲にオリフィ
スプレートと概略同じ厚みのガードプレートが存在する
のでオリフィスプレートのみが突出していることがな
く、そのため被記録紙がオリフィスプレートに直接接触
する危険性が低い。また、万一被記録紙が接触した際に
もガードプレートにも同時に接触するので、オリフィス
プレートの損傷やはがれを防止できる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を、図
１、図２、図３を参照して説明する。

【００１９】尚、その説明中、駆動素子２とキヤビティ
プレート３、およびメンブレンプレート４については先
に従来技術の項で説明したものと同一であるので、同じ
ものには同じ符号を符してその説明を省く。

【００２０】本実施例の特徴となるガードプレート５
は、その中央にオリフィスプレート１が入る窓５ａがエ
ッチングにより開けられた一枚の金属薄板からなり、そ
の厚さはオリフィスプレート１と同等である。このガー
ドプレート５をメンブレンプレート４のオリフィスプレ
ート１側に、窓５ａにオリフィスプレート１が入るよう
に配置する。メンブレンプレート４の両面にはんだメッ
キがされているので、ガードプレート５のはんだメッキ
は任意である。

【００２１】尚、オリフィス孔１ａが多数配置されてい
るオリフィスプレート１については、ガードプレート５
の窓５ａに入るようにその長さが短縮された他は、従来
技術の説明のものと同様である。

【００２２】そして上記従来技術のものと同様に位置決
め押圧し、加熱後冷却してインクジェットプリントヘッ
ドを得る。

【００２３】本実施例の作用を次に記すと、図１に示す
ごとくオリフィスプレート１はその周囲をガードプレー
ト５で囲まれている。ガードプレート５とオリフィスプ
レート１の厚みは同等であるので、各々の被記録紙に面
した面は同一平面となる。

【００２４】したがってインクジェットプリントヘッド
の走査により被記録紙との衝突が起こった場合でも被記
録紙はオリフィスプレート１と接触し難く、たとえ接触
したとしてもガードプレート５にも同時に接触するの
で、被記録紙から受ける力の多くはガードプレート５が
受け持つこととなってオリフィスプレート１は損傷をま
ぬがれる。

【００２５】ガードプレート５はオリフィスプレート１
と異なり、従来技術の項で触れたような大きさの制限が
あまりなく、したがって本実施例のように十分な大きさ
にしてメンブレンプレート４との接合面積を大きく取る
ことができる。そのためこのガードプレート５はオリフ
ィスプレート１より外力に強く、また万一損傷したとし
てもインク流路やオリフィス孔１ａに直接関与していな
いので、プリント品質に影響を与える危険性が低い。

【００２６】また本実施例特有の効果として、オリフィ
スプレート１の全長を他のインクジェットプリントヘッ
ド基板構成部材より短縮し、更にガードプレート５を窓
５ａがある一枚板で形成したことにより、最も弱いオリ
フィスプレート１とメンブレンプレート４の接合面がほ
ぼ完全に保護されている。そのためオリフィスプレート
１の剥がれに対して更に高い信頼性を得ることができ
る。

【００２７】本発明は上に詳述した実施例に限定される
ものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々
の変更を加えることができる。

【００２８】例えば、本実施例においてはガードプレー
トは中央に窓の開いた一枚の金属薄板で構成されている
が、これを複数の部材に分割することもできる。また、
本実施例ではオリフィスプレートの全長を他の構成部材
より短くしているが、別段従来技術の項のオリフィスプ
レート同じく、その全長が他の部材と同一であっても構
わない。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のインクジェットプリントヘッドは、メンブレンプ
レートとキャビティプレートと駆動素子とが重ねられ
て、ポンピング室が形成され、さらに、メンブレンプレ
ート上に、オリフィスプレートとガードプレートとが重
ねて配置されることで、全体が構成される。また、オリ
フィスプレートの周囲にガードプレートが配されていて
オリフィスプレートが突出していないので、被記録紙等
との衝突に対して耐性が高いという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のインクジェットプリントヘ
ッドの斜視図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線の拡大断面図である。

【図３】本発明の一実施例のインクジェットプリントヘ
ッドの構成を示す分解斜視図である。

【図４】従来のインクジェットプリントヘッドの斜視図
である。

【図５】図４のＢ−Ｂ線の拡大断面図である。

【図６】従来のインクジェットプリントヘッドの構成を
示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１ オリフィスプレート １ａ オリフィス孔 ２ 駆動素子 ３ キャビティプレート ３ａ ポンピング室パターン ４ メンブレンプレート ４ａ 小孔 ５ ガードプレート ６ ポンピング室 １１ オリフィスプレート １１ａ オリフィス孔

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク液滴を噴出させるための複数のオ
   リフィス孔を特定なパターンで配置したオリフィスプレ
   ートと、 そのオリフィスプレート上の各オリフィス孔にインクを
   導くための複数の小孔が形成されている少なくとも１枚
   からなるメンブレンプレートと、そのメンブレンプレートの複数の小孔に対応する複数の
   ポンピング室パターンが形成されたキャビティプレート
   と、 前記ポンピング室パターンに対応する電極パターンを有
   し、所定の信号に基づいてそのオリフィスプレート上の
   各小孔からインクを噴出させるための駆動素子と、 前記オリフィスプレートが入る窓を有し、その オリフィ
   スプレートと略同じ厚みのガードプレートとを備え、 前記オリフィスプレート、メンブレンプレート、キャビ
   ティプレート、及びガードプレートは、それぞれ薄板
   に、前記オリフィス孔、小孔、ポンピング室パターン及
   び窓を形成したもので構成され、 前記メンブレンプレートと、キャビティプレートのポン
   ピング室パターンと、駆動素子とによりポンピング室を
   形成するように、前記メンブレンプレートとキャビティ
   プレートと駆動素子とが重ねて配置され、 前記オリフィスプレートとガードプレートとが、そのオ
   リフィスプレートがガードプレートの窓内に位置した状
   態で、前記メンブレンプレート上に重ねて配置されてい
   ることを特徴とするインクジェットプリントヘッド。