液体噴射ヘッド及び液体噴射装置

【課題】簡単な構造でインク噴射ヘッドのケースの内部の換気を的確に行う。
【解決手段】インク噴射ヘッド５が基準位置にある時に、送風手段の導入管５３がヘッド
カバー３５の導入口３６に挿入され、ケース３１の内部の圧電振動子２４とフレキシブル
回路板３３の接着部を含む部位に気流を発生させ、インク吐出によるミスト等が発生しな
い部位でケース３１の内部の換気を行う。

【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、特許文献１に開示されたも
のが知られている。特許文献１に開示されたものは、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を備えている。
【０００４】
また、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）が形成された
リザーバー形成基板（流路基板）を備えている。そして、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）を備えている。更に、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を備えている。
【０００５】
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。
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。
【０００６】
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は、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。このため、有機溶剤を含む溶剤系インクを吐出すると、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。
【０００７】
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。
【０００８】
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、排気を確実に実施することが好ましい状況にあるのが
実情である。
【０００９】
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】
【００１０】
【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】
【００１１】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、簡単な構造で内部の換気を的確に行うこと
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】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の液体噴射ヘッドは、ノズルに連通し溶剤を含む液体
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、前記圧電素子
に電気信号を供給するため異方性導電性接着剤で前記圧電素子に接続される配線部材とを
含むヘッド本体が構成され、前記ヘッド本体は前記液体を噴射する位置及び基準位置の間
で移動可能に備えられ、前記基準位置で前記圧電素子の前記配線部材が接続されている部
位の前記ヘッド本体に気流を発生させる気流発生手段を備えたことを特徴とする。
これにより、ヘッド本体が基準位置にある時に、気流発生手段で圧電素子と配線部材が
接続されている部位に気流を発生させることで、液体が噴射されていない雰囲気の位置で
圧電素子と配線部材の接続部を含む部位の換気を行うことができる。この結果、簡単な構
造で内部の換気を的確に行うことが可能になる。
【００１３】
また、本発明の液体噴射ヘッドは、前記ヘッド本体には流体の入口及び出口が形成され
、前記ヘッド本体の周囲に空間を介在させてヘッドカバーが取り付けられ、前記基準位置
で前記気流発生手段が接続されてヘッドカバーの内部に流体が導入される導入口が前記ヘ
ッドカバーに備えられていることを特徴とする。また、前記ヘッドカバーの内側には、前
記ヘッド本体の前記入口に連通する流路と前記出口に連通する流路を仕切る仕切り板が設
けられ、前記入口に連通する前記ヘッドカバーの流路に前記導入口が備えられていること
を特徴とする。
これにより、ヘッドカバーの導入口に気流発生手段を接続することで、ヘッド本体の入
口から流体を送って気流を発生させ、出口から排気することができる。
【００１４】
また、本発明の液体噴射ヘッドは、前記導入口には、前記気流発生手段が接続される際
に開く蓋部材が備えられていることを特徴とする。蓋部材として、気流発生手段の挿入方
向にだけ開く弁体を用い、気流発生手段が挿入されていない場合に外部の雰囲気を確実に
遮断することができる。また、蓋部材としては、数箇所の切込みが形成された弾性部材製
の蓋を用いることができ、気流発生手段の挿入を容易にできる。
【００１５】
また、本発明の液体噴射ヘッドは、前記気流発生手段は前記ヘッド本体に空気を送る送
風手段であることを特徴とする。送風手段は、専用のファンを設けたり、装置の電気系統
の冷却ファン等を兼用したりすることが可能である。また、本発明の液体噴射ヘッドは、
前記気流発生手段の前記ヘッド本体への接続部は、前記ヘッド本体に対して移動可能に備
えられていることを特徴とする。
【００１６】
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、簡単な構造で内部の換気を的確に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】
【００１７】
【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主要部の外観図である。
【図４】基準位置でのインク噴射ヘッドの外観図である。
【図５】他の例のヘッドケースを用いたインク噴射ヘッドの主要部の外観図である。
【図６】導入口の具体例の説明図である。
【図７】導入口の具体例の説明図である。
【図８】気流発生手段の他の例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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の全体構成を概略的に示し
てある。また、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
主要部の外観を表す分解斜視、図４には基準位置でのインク噴射ヘッドの外観を示してあ
る。また、図５には他の例のヘッドケースを用いたインク噴射ヘッドの主要部の外観を表
す分解斜視、図６、図７には導入口の具体例、図８には気流発生手段の他の例を示してあ
る。
【００１９】
図１に基づいてインクジェット式記録装置を説明する。
【００２０】
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。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。
【００２１】
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（インクを噴射する位置）。
【００２２】
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る。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る。また、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。
【００２３】
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。
【００２４】
図２に基づいてインク噴射ヘッド５を説明する。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
ヘッド本体２１にはヘッドカバー３５が取り付けられ、ヘッド本体２１の周囲がヘッド
カバー３５で覆われている。ヘッドカバー３５には後述する気流発生手段から空気が送ら
れる導入口３６が形成され、導入口３６からヘッドカバー３５の内部に空気が圧送され、
ケース３１の内部の換気が行われる。
【００３０】
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。
【００３１】
図に示すように、ヘッド本体２１のケース３１には、インク噴射ヘッド５の移動方向（
図矢印方向）に対し直行する一方の面に圧電振動子２４（図２参照）に対応して入口４１
が形成され、ケース３１の他方の面に入口４１に対応して出口４２が形成されている。ヘ
ッドカバー３５には、インク噴射ヘッド５の移動方向（図矢印方向）に対向する面に導入
口３６及び排気口４４が形成されている。
【００３２】
ヘッドカバー３５の内側には仕切り板４５が設けられ、仕切り板４５によりヘッドカバ
ー３５の内側が入口４１側の流路４６と出口４２側の流路４７とに仕切られている。入口
４１側の流路４６が導入口３６につながり、出口４２側の流路４７が排気口４４につなが
っている。
【００３３】
図４に基づいて気流発生手段に導入口３６が接続された状態を説明する。
【００３４】
インク噴射ヘッド５の移動位置におけるホーム位置（基準位置）には、気流発生手段と
しての送風手段５１が設けられている。送風手段５１はファン５２からヘッド本体２１へ
の接続部としての導入管５３に空気が圧送される。インク噴射ヘッド５がホーム位置（基
準位置）に移動すると導入口３６に導入管５３が挿入され、ファン５２を駆動することに
より導入口３６からヘッドカバー３５の内部に空気が圧送される。
【００３５】
ホーム位置（基準位置）で送風手段５１の導入管５３からヘッドカバー３５の内部に空
気が圧送されると、空気は入口４１側の流路４６に導かれて入口４１からケース３１の内
部（圧電振動子２４とフレキシブル回路板３３の接着部を含む部位）に流入する。ケース
３１の内部に流入した空気は出口４２に向かう流れとなり、出口４２から出口４２側の流
路４７に送られて排気口から外部に排気される。
【００３６】
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振
動部や薄肉部を透過して振動板２８の周囲に滞っていることがある。しかし、揮発ガスが
振動板２８の周囲に滞っていても、ケース３１の内部に流入して出口４２から流路４７に
送られて排気口から外部に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。
【００３７】
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。
【００３８】
上述した実施例では、インク噴射ヘッド５の移動方向に対し直行する面のケース３１に
入口４１及び出口４２を設け、ヘッドカバー３５から換気用の空気を入れる構成としたが
、入口４１及び出口４２を設ける部位は任意であり、また、送風手段５１の導入管５３が
直接挿入される構成とすることも可能である。
【００３９】
また、インク噴射ヘッド５の移動方向に対向する面のヘッドカバー３５に導入口３６及
び排気口４４を形成し、ヘッドカバー３５の内部に、インク噴射ヘッド５の移動方向に沿
った方向に入口４１側の流路４６及び出口４２側の流路４７を形成したが、導入口３６及
び排気口４４を形成する部位や流路４６、流路４７の状況は任意に設定することができる
。
【００４０】
例えば、図５に示すように、インク噴射ヘッド５の移動方向に対し直行する面のヘッド
カバー３５に導入口３６及び排気口４４を形成し、仕切り板４５によりヘッドカバー３５
の内部に、インク噴射ヘッド５の移動方向の前後に入口４１側の流路４６及び出口４２側
の流路４７を形成することも可能である。
【００４１】
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が基準位置にある時に、
送風手段５１の導入管５３がヘッドカバー３５の導入口３６に挿入されている。このため
、ケース３１の内部の圧電振動子２４とフレキシブル回路板３３の接着部を含む部位に気
流を発生させ、インク吐出によるミスト等が発生しない部位でケース３１の内部の換気を
行うことができる。この結果、簡単な構造でインク噴射ヘッド５のケース３１の内部の換
気を的確に行うことが可能になる。
【００４２】
図６、図７に基づいて導入口３６に蓋部材を備えた例を説明する。
【００４３】
図６に示すように、導入口３６にはばね６１により閉側に付勢された弁蓋６２が備えら
れている。導入口３６が送風手段５１（図４参照）の導入管５３（図４参照）に挿入され
ると、導入管５３（図４参照）により弁蓋６２がばね６１の付勢力に抗して開き、導入管
５３（図４参照）からヘッドカバー３５の内部に空気が送られる。導入管５３（図４参照
）が挿入されていない場合には、弁蓋６２がばね６１の付勢力により閉じられるため、外
部の雰囲気を確実に遮断することができる。
【００４４】
図７に示すように、導入口３６にはゴム製の円盤状の蓋６５が２重に取り付けられてい
る。蓋６５には複数個所に切込みが形成され、導入口３６が送風手段５１（図４参照）の
導入管５３（図４参照）に挿入されると、切込みが開いて導入口３６が開口し、導入管５
３（図４参照）からヘッドカバー３５の内部に空気が送られる。このため、導入管５３（
図４参照）への挿入を容易に行うことができる。
【００４５】
図８に基づいて気流発生手段の他の例を説明する。
【００４６】
図８に示すように、気流発生手段としての送風手段７１はファン７２から導入管７３に
空気を圧送する構成となっている。導入管７３は軸方向に移動自在に備えられ、ファン７
２と導入管７３がフレキシブルチューブ７４で接続されている。インク噴射ヘッド５がホ
ーム位置（基準位置）に移動すると、導入管７３が移動して導入口３６に挿入される。そ
して、ファン７２を駆動することにより導入口３６からヘッドカバー３５の内部に空気が
圧送される。導入管７３が移動自在になっているので、送風手段７１の設置位置の制約が
少なくなる。
【００４７】
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
ヘッドが挙げられる。また、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】
【００４８】
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ヘッドカバー、３６導入口、４１入口、４２出口
、４４排気口、４５仕切り板、４６、４７流路、５１、７１送風手段、
５２、７２ファン、５３、７３導入管、６１ばね、６２弁蓋、６５
蓋、７４フレキシブルチューブ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルに連通し溶剤を含む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、
前記圧電素子に電気信号を供給するため異方性導電性接着剤で前記圧電素子に接続され
る配線部材とを含むヘッド本体が構成され、
前記ヘッド本体は前記液体を噴射する位置及び基準位置の間で移動可能に備えられ、
前記基準位置で前記圧電素子の前記配線部材が接続されている部位の前記ヘッド本体に
気流を発生させる気流発生手段を備えた
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、
前記ヘッド本体には流体の入口及び出口が形成され、
前記ヘッド本体の周囲に空間を介在させてヘッドカバーが取り付けられ、
前記基準位置で前記気流発生手段が接続されてヘッドカバーの内部に流体が導入される
導入口が前記ヘッドカバーに備えられている
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項２に記載の液体噴射ヘッドにおいて、
前記ヘッドカバーの内側には、前記ヘッド本体の前記入口に連通する流路と前記出口に
連通する流路を仕切る仕切り板が設けられ、
前記入口に連通する前記ヘッドカバーの流路に前記導入口が備えられている
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項２もしくは請求項３に記載の液体噴射ヘッドにおいて、
前記導入口には、前記気流発生手段が接続される際に開く蓋部材が備えられている
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のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドにおいて、
前記気流発生手段は前記ヘッド本体に空気を送る送風手段である
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドにおいて、
前記気流発生手段の前記ヘッド本体への接続部は、前記ヘッド本体に対して移動可能に
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７】
請求項１から請求項６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。

【図１】