WO1996013388A1

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Publication number: WO1996013388A1
Application number: PCT/JP1995/002207
Authority: WO
Inventors: Hisayoshi Fujimoto
Original assignee: Rohm Co., Ltd.
Priority date: 1994-10-28
Filing date: 1995-10-26
Publication date: 1996-05-09
Also published as: CN1085967C; EP0786342A4; DE69514675T2; CN1162288A; KR100219736B1; US6070965A; KR970706132A; DE69514675D1; EP0786342A1; EP0786342B1

Description

明細：インクジェットプリントへッド及びそれに用いられるノズル板技術分野

本発明は、プリン夕、ファクシミリ装置、プロッタなどの印字部に用いられるインクジェットプリントヘッドに関する。本発明は、このようなプリントヘッドに用いられるノズル板にも関する。背景技術

この種のインクジエツトプリントへッドとしては、たとえば図 1 7に示すものが既に公知となっている。この従来のインクジヱットプリントヘッドは、ヘッド基板となるガラス板 7 0の下面にェッチング処理によつて凹溝状の複数のインク流路 7 1 (図示の都合上、 1個のみを示す）を形成し、各インク流路 7 1の下方開口部 7 1 aを振動板 8 0によって閉塞した構成である。振動板 8 0は、可撓性を有する薄肉ガラス板 8 1を用いて構成されており、その下面に I T O膜（微量の添加物を含む酸化スズ膜、あるいは酸化スズを含む酸化インジウム膜）等の導電膜 8 2が形成され、この導電膜上に圧電素子 8 3が実装されている。

以上の構成において、この圧電素子 8 3に電圧印加を行うと、図 1 7において矢印 aにて示すように、上記薄肉ガラス板 8 1かインク流路 7 1内に凹状に橈み変形を行う。この結果、インク流路 7 1の容積を瞬間的に減少させて、インク流路 7 1内のインクをノズル孔 8 4から吐出させることができる。

しかしながら、上記従来のインクジヱットブリントへッドでは、へッド基板 7 0を、振動板 8 0と同様に、ガラス板 7 0によって構成し、凹溝状のインク流路 7 1をエッチング処理によって形成しているために、このエッチング処理が非常に煩雑な作業となっていた。また、ガラス板 7 0を所望の外形寸法に仕上げる等するために、後工程でクリ一二ングを必要とするサンドプラスト加工等を施す必要が生じる場合もある。さらに、ガラス板 7 0は、割れ等の損傷が発生しやすく、その取扱いに慎重を期する必要もでてくる。したがって、上記従来のインクジェットプリントへッドは、その製造作業が煩雑化しており、生産効率が悪く、コストを高騰させるという問題を基本^に有している。

一方、インクジェットブリントへッドの分野においても、印字の高密度化が要請されている。図 1 7に示した従来のインクジヱットブリントヘッドにおいて、こうした印字の高密度化を達成するには、インク流路 7 1の配置密度を上げ、これに対応して振動板 8 0上に設けられる圧電素子 8 3も、高密度配置する必要がでてくる。そうすると、上記のように高密度配置される各圧電素子に、個別に電力を供給するための配線を行うことが非常に困難となってくる。すなわち、多数の圧電素子のひとつずつに配線接続を行う作業が煩雑化されるほか、多数の圧電素子に対する配線が互いに干渉しあわないようにするためには、その配線接続をおこなうためのスペースを大きく確保する必要もでてくる。その結果、従来のィンクジエツトブリン卜へッドでは、配線接続の困難性が障害となり、これを緩和するためにプリントへッド全体が大型化するほか、製造工程が煩雑となってそのコス卜が高騰するという問題も生じる。

特に、カラーインクジェットプリントヘッドにおいては、シアン、マゼン夕、イェロー、ブラック等の各色のインクを個別に吐出させるためのプリントへッドが複数並べられることになる。このようなプリントヘッドの場合、上記した従来のプリントへッドの構成では、各プリントへッドごとの配棣構造が上述したように煩雑となるばかりか、これら各プリントへッドごとの各配線を 1箇所に統合して所望の制御回路に接続する必要があるなど、その配線構造が ί、つそう複雑化するという難点かある。発明の開示

そこで、本発明の目的は、エッチング処理等の煩雑な作業工程を要することなく、簡易な製造手段によって効率よくかつ安価に製造することができるインクジエツ卜プリントへッドを提供することにある。

本発明の別の目的は、印字のさらなる高密度化を図るような場合においても、各圧電素子への配線接続を大きなスペースを要することなく容易に行え、小型化、製造工程の簡略化を達成できるインクジヱットブリントへッドを提供することに一 9 ¾ -S o

本発明のさらなる目的は、このようなインクジヱットプリントへッドに有利に用いることができるノズル板を提供することにある。

本発明の第 1の側面によれば、各々複数のインク吐出孔を有する複数のプリントへッドエレメントと、これら各プリントへッドエレメン卜に電気接続された偏平状のフレキシブルコードと、前記各プリン卜へッドエレメン卜にインクを供給するインク供給手段と、を備えたインクジヱッ卜プリントへッドにおいて、前記各プリントへッドエレメントは樹脂製のへッドエレメント本体を有しており、このへッドエレメント本体の前壁部に前記複数のインク吐出孔が設けられており、前記へッドエレメント本体の少なくとも一方の側面に前記各ノズル吐出孔に連通する複数の凹溝伏のインク流路が形成されており、前記へッドエレメント本体の前記側面には前記ィンク流路に対応する複数の圧電素子を備えた振動板が接合されており、前記複数個のプリントヘッドエレメントは、これらの各前壁部が同一方向を向くように、積層されており、前記フレキシブルコードは隣接するプリントへッドエレメント間に挿入されるとともに、前記各プリントへッドエレメントの圧電素子に導通する出力端子を有する導電配線パターンを備えていることを特徴とする、インクジ Xットブリントへッドが提供される。

以上の構成によれば、各へッドエレメン卜本体は樹脂製であるため、金型を用いてインク吐出孔ゃインク流路を同時成形することができる。したがって、エツ千ング等の煩雑な工程を行うことなく、プリントへッドの製造工程が著しヽ '簡略化され、そのコストも安くなる。そして、ガラスによってヘッドエレメント本体を構成する場合とは異なり、衝撃による損傷がなく、製造過程における取扱い性が向上するとともに、外形寸法等を仕上げる場合にサンドプラストのような煩雑な工程作業を行う必要もなくなり、プリントへッドの製造の簡略化およびコスト低減に大きく寄与する。

また、プリントへッドは複数個のプリントヘッドエレメントを積層して構成されているために、インク吐出孔（すなわち、画像ドット）の総数を多くして、印字の高密度化を図ることができる。この場合において、各ブリントヘッドエレメン卜についてのインク吐出孔の数、並びにインク流路及び圧電素子の配列ピッチを適正に設定できる。したがって、ヘッドエレメント本体を樹脂一体成形によつて作成するにあたって、その成形精度に限界があつたとしても、かかる影響を最小限にして、プリントへッド全体としての印字密度の高密度化を都合よく達成することができる。

—方、隣接するブリントヘッドエレメント間には、偏平状フレキシブルコードが挟み込まれ、各プリントへッドエレメントにおける圧電素子に都合よく配線接铙を行うことができる。したがって、上記フレキシブルコードを各プリントへッドエレメン卜の相互間にコンパク卜に収めて、プリントへッドの小型化を図ることができる。

本発明の好適な実施例によれば、前記フレキシブルコードは、反対方向に交互に繰り返し折り返され、 1つおきの各折り返し部において隣接するプリントへッドエレメント間に挿入されている。この構成によれば、祓数のプリントヘッドェレメン卜に対する電気配線接続を 1本のフレキシブルコードによって行うことが可能となる。したがって、プリントヘッドエレメントの個数を増やして、画像ドット数を多くした場合であっても、フレキシブルコードのための配置スペースを大きく確保する必要性がないとともに、複数のフレキシブルコードが錯綜し合うという問題もなくなる。このことは、特に、プリントヘッドをカラ一印刷に利用する場合に有利である。

前記プリントへッド本体の各インク流路の前端部には、当該各インク流路よりも深い段落ち部が形成されており、前記各インク流路はこの段落ち部を介して対応するインク吐出孔に連通するようにしてもよい。この構成により、ヘッドエレメント本体を金型によって樹脂成形する場合、へッドエレメント本体の側面に形成されるインク流路とへッド本体の前壁部に形成されるインク吐出孔との間の適正な連通を図りながら、これらを同時に成形することが容易となる。

前記へッドエレメント本体の各インク流路の後端部には、当該各インク流路を部分的に狭窄させる突起を形成するのが好ましい。この構成により、気泡の発生を抑制することができる。

前記へッドエレメント本体の後壁部には、各インク流路に連通するインク流入孔を形成してもよい。このインク流入孔もへッドエレメント本体の側面のインク流路ゃ前壁部のィンク吐出孔と同時に形成することが可能である。

前記インク供給手段は前記へッドエレメント本体の後壁部に取り付けられ、前記各ィンク流路に連通するィンク供給路を有するインク分配具の形態としてもよレ、。この構成によると、各ブリントヘッドエレメントごとに個別にインク供給を行う必要はなく、単一のインク分配具で纏めてインク供給を行えるため、インクジェットプリン卜へッド全体の構造の簡素化が図れる。

前記ィンク吐出孔は前記各ブリントヘッドエレメントにっ、て少なくとも 1列に形成されており、前記各ブリントへッドエレメントにおけるインク吐出孔の列は、隣接するプリントへッドエレメン卜におけるインク吐出孔の列に対してィンク吐出孔の列の方向に所定のピッチだけずらすのが有利である。この構成により、印字ドット密度を微細にして、画像の質を良好にできる。また、同様の効果は、前記インク吐出孔を前記各プリントヘッドエレメントについて 2列に形成し、前記各ブリン卜へッドエレメントにおける 2列のインク吐出孔は、相互にインク吐出孔の列の方向に所定のピッチだけずらずことによつても得られる。

また、前記インク吐出孔を前記各プリントへッドエレメントについて最小ピッチを開けて第 1の列のインク吐出孔と第 2の列のインク吐出孔とに分けて形成し、前記各プリントへッドエレメントにおける第 2の列のインク吐出孔と隣接するプリントへッドエレメントにおける第 1の列のインク吐出孔との間のピッチを、前記最小ピッチの整数倍になるように設定するのか有利である。この構成により、複数のプリントヘッドエレメン卜の横方向の印字ドット位置に規則性を持たせることができる。その結果、所望の画像を印字出力するときの制御が容易となり、通常の 1個のプリントへッドエレメントのみによって形成されたインクジエツ卜プリン卜へッドと同様な制御によって所望の画像出力が簡易に得られるという効果がある。

さらに、前記複数のブリントへッドエレメントの前部にはノズル板を取り付けて、このノズル板に前記ィンク吐出孔に対応する配列で微細なノズル孔を形成するのが好ましい。この構成によれば、各ヘッドエレメント本体に形成するインク吐出孔の孔径および位置の精度がそれほど高くなくても、ノズル板に形成される各ノズル孔の孔径および位置を精密に設定しておけば、所望の印字品質を達成することができる。その結果、樹脂一体成形によって作成されるヘッドエレメント本体におけるインク吐出孔の大きさおよび位置の精度に多少のばらつきが許容され、成形作業が容易化され、製造コストの低減に大きく寄与することになる。本発明の第 2の側面によれば、各々が前壁部に複数のィンク吐出孔を有する複数のプリントへッドエレメントを積層してなるインクジヱットブリントへッドにおける前記前壁部に取り付けられるノズル板であつて、当該ノズル板を前記各プリントへッドエレメントに対応する複数の領域に区画し且つ当該各区画領域が相互独立して前記ノズル板の平面に対して垂直な方向に変位できるようにするための段差吸収手段を備えていることを特徴とするインクジヱッ卜ブリントへッド用ノズル板が提供される。

以上の構成によれば、複数のプリントへッドエレメントを積層する際に、それぞれの前壁部が厳密に面一とならず、ノズル板の平面に対して垂直方向に若干相互に段差を生じても、ノズル板における各区画領域の変位によりこの段差を吸収することができる。したかって、複数のプリントヘッドエレメントの組立て作業が容易化され、しかも各プリントヘッドエレメン卜の前壁部をノズル板の対応する区画領域に密着させられるので、インクジヱッ卜の噴出を全てのプリントへッドエレメン卜について均一化することができる。

前記段差吸収手段は前記ノズル板の各区画領域を不連铙に囲むスリットとしてもよいし、あるいは前記ノズル板の各区画領域を実質的に囲む溝とすることもできる。

本発明のその他の目的、特徴および利点については、添付図面に基づいて説明する好適な実施例から明らかとなろう。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1実施例に係るィンクジェットブリントへッドを示す斜視図である。

図 2は、図 1に示すィンクジェットプリントへッドの分解斜視図である。

図 3は、図 1における ΠΙ— ΠΙ線に沿う断面図である。

図 4は、図 1に示すィンクジヱットブリントへッドに用いられるプリントへッドエレメン卜を構成するへッドエレメント本体を示す側面図である。

図 5は、図 4における V— V線 (こ沿う断面図である。

図 6は、図 4に示すへッドエレメント本体の正面図である。

図 7は、図 4に示すへッドエレメント本体の成形工程の一例を示す説明図であ。

図 8は、図 4に示すへッドエレメント本体に取り付けられる振動板を示す側面図である。

図 9は、図 8における I 一 I線に沿う拡大断面図である。

図 1 0は、図 1に示すインクジヱットプリントへッドに用いられるフレキシブルコードを示す平面図である。

図 1 1は、図 4に示すプリントへッドエレメントと図 1 0に示すフレキシブルコードとの接続状態を示す平面図である。

図 1 2は、図 1に示すプリントへッドをノズル板を取り除いた状態で示す正面図である。

図 1 3は、ノズル板の一例を示す正面図である。

図 1 4は、図 1に示すプリントへッドをィンク分配具を取り除いた状態で示す背面図である。

図 1 5は、ノズル板の他の例を示す正面図である。

図 1 6 aは、図 1 5における XVI— XVI線に沿う断面図である。

図 1 6 bは、ノズル扳のさらに別の例を示す図 1 6 aと同様の断面図である。図 1 7は、従来のインクジヱットプリントへッドの構成を示す断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の好ましい実施例を、図面を参照しつつ具体的に説明する。

図 1〜 3は、本発明の第 1実施例に係るィンクジヱッ卜プリントへッドの全体を示すものである。これら図面のうち、図 1は同プリントヘッドの斜視図であり、図 2は同プリントヘッドの分解斜視図である。また、図 3は図 1の III一 m線に沿う断面図である。

図 1〜 3に示すィンクジヱットブリントへッドは、主として、複数個のプリントへッドエレメント 1と、これら各プリン卜へッドエレメン卜 1の相互間に挟み込まれた偏平状のフレキシブルコード 2と、全プリントへッドエレメント 1を結合するための一対のクランプ体 3 a , 3 bと、ノズル板 4と、インク分配具 5とを含んでいる。以下、これらの構成部品について、説明する。

図 2に示すように、上記各プリン卜ヘッドエレメント 1は、たとえばポリスルフォンなどの耐薬品性に優れた合成樹脂製のへッドエレメント本体 1 1を備え、このへッドエレメント本体 1 1は前壁部 1 aと後壁部 1 bとを有している。へッドエレメント本体 1 1の前壁部 l aには、インクを吐出させるための複数のインク吐出孔 1 0が形成されている。また、ヘッドエレメント本体 1 1の両側面 1 1 aには振動板 1 2が取り付けられており、各振動板 1 2には複数の圧電素子 1 3 が取り付けられている。

図 4〜6に示すように、へッドエレメン卜本体 1 1は両側面 1 1 aには、凹溝状の個別インク流路 1 4が複数条形成されている。各個別インク流路 1 4の前端部は、それぞれの側面 1 1 aに形成した凹部 1 6 aに連通しており、この凹部 1 6 aは横切りポート 1 6 bを介してプリン卜へッド本体 1 1 の後壁部 1 bに開設されたインク流入口 1 5に連通している。また、各個別インク流路 1 4の後端部には、各個別インク流路 1 4よりもさらに深い凹状に形成された段落ち部 1 7力く形成されており、この段落ち部 1 7が対応するインク吐出孔 1 0に連通している。この結果、インク流入口 1 5から導入されたインクは、各個別インク流路 1 4を流れ、対応するインク吐出孔 1 0から出ていくことになる。

図 4に示すように、本実施例においては、各個別インク流路 1 4の後端部には、ヘッドエレメント本体 1 1 の対応する側面 1 1 aのレベルまで突出する小突起部 1 8力形成されている。この結果、各個別インク流路 1 4は二股に別れる一対の狭窄部 1 4 aを有することになる。個別インク流路 1 4の後端部において気泡が発生した場合に、気泡がこれら狭窄部 1 4 aを強制的に流れることによって消滅する。

図 4および 5に示すように、各ヘッドエレメント本体 1 1の両側面 1 1 aの適所には、凸状部 1 9 a , 1 9 b , 1 9 cが設けられている。この結果、複数のプリントへッドエレメント 1を並べて組立てるときに、隣接するへッドエレメント本体 1 1 の凸状部 1 9 a , 1 9 b , 1 9 c同士が当接して、これら隣接するへッドエレメント本体 1 1の側面 1 1 a.間に所定の隙間が形成される。

各ヘッドエレメント本体 1 1は、たとえば図 7に示すように、四方向に型抜きできる金型を用いて成形することができ、その際に、インク吐出孔 1 0、個別ィンク流路 1 4、およびインク流入孔 1 5を相互連通状態に同時形成することが可能である。すなわち、図示の金型は、インク流入口 1 5を形成するためのピン 6 0を備えた上金型部材 6 aと、ヘッドエレメント本体 1 1 の両側面 1 1 a , 1 1 bにおける個別インク流路 1 4、凹部 1 6 a、横切りボート 1 6 b及び段落ち部 1 7を形成するための凸状部 6 1 , 6 2 , 6 2 aを各々備えた一対のサイド金型部材 6 bと、インク吐出孔 1 0を形成するための複数本のピン 6 3を備えた下金型部材 6 cと、を備えている。

以上の構成の金型を用いて樹脂成形を行うに際しては、段落ち部 1 7を形成するためのサイド金型部材 6 bの凸伏部 6 2に対して下金型部材 6 cのピン 6 3を突き合わすことにより、各個別インク流路 1 4に連通したインク吐出孔 1 0を形成することができる。また、サイド金型部材 6 bの凸状部 6 2 aに対して上金型部材 6 aのピン 6 0を突き合わすことにより、各個別インク流路 1 4に連通したインク流入口 1 5が形成される。したがって、へッドエレメント本体 1 1の成形作業後に、別工程によってインク吐出用ノズル導孔 1 0やインク流入口 1 5の穿孔作業を行うような必要がなく、ヘッドエレメント本体 1 1 の製造が簡略化され図 8および 9に示すように、各振動板 1 2は、薄肉伏の可撓性に富む合成樹脂製板 I 2 aの表面に、たとえば微量の添加物を含む酸化スズ膜、あるいは酸化スズを含む酸化インジウム膜（ I T O膜）などの透明な導電膜 1 2 bを形成し、その表面に複数の圧電素子 1 3を実装したものである。これら複数の圧電素子 1 3 は、電圧を印加すると変形動作を行うものであり、この変形に伴って圧電素子 1 3が取付けられている振動板 1 2の一部が部分的に凹状に湾曲変形する。

なお、振動板 1 2の材料としては、合成樹脂以外に薄伏ガラス板を用いることも可能である。また、振動板 1 2の表面上に導電膜 1 2 bを介して実装される圧電素子 1 3は、上記へッドエレメント本体 1 1の両側面 1 1 a , l i bに形成された個別インク流路 1 4の配置と対応して設けられる。

上記圧電素子 1 3を備えた振動板 1 2は、図 4および 5に示すへッドエレメント本体 1 1の対応する側面 1 1 a , 1 1 bに、接着剤または超音波接合手段などによって接合される。この結果、個別インク流路 1 4、凹部 1 6 a、横切りボート 1 6 bおよび段落ち部 1 7は塞がれ、プリン卜へッドエレメント 1が完成する。したがって、各ブリントヘッドエレメント 1では、個別インク流路 1 4内にインクか充塡された伏憨において、振動板 1 2が個別インク流路 1 4の内側へ撓み変形すると、個別インク流路 1 4内の容積が减少して、インク吐出孔 1 0からインクが吐出するようになっている。

なお、圧電素子 1 3は、振動板 1 2をへッドエレメント本体 1 1の対応する側面 1 1 a . 1 1 bに接合した後に、振動板 1 2の導電膜 1 2 a上にたとえばチッブボンディングと同様の手法によって取付けるようにしてもよい。

図 1 0は、伸長した状態にあるフレキシブルコード 2の平面図である。このフレキシブルコード 2は、薄肉の偏平なポリイミド等でできた合成樹脂製などの可撓性シ一卜材 2 0の片面に導電配線パターン 2 2を形成したものである。この導電配線パターン 2 2は、可撓性導電シート材 2 0に銅などの導電層を設け、この導電層をエッチングすることにより形成することができる。また、この導電配線パターン 2 2の表面には、電気接続に用いられる部分を残して絶緣膜（図示せず）が形成される。

フレキシブルコ一ド 2は、各プリン卜へッドエレメント 1の複数の圧電素子 1 3に対する駆動用電力の供給を行う作用を有する。そのために、フレキシブルコード 2の長手方向一端部には、各種の入力信号が供給される入力端子 2 3や、これらに接続されたドライバー I C 2 4が設けられている。また、導電配線パターン 2 2は区分された複数のグループの出力端子 2 5を有しており、これら各グループの出力端子 2 5が各プリントへッドエレメント 1における圧電素子 1 3に接触する。

プリントヘッドの組立て状態においては、図 2および 3に示すように、フレキシブルコード 2は、その長手方向に沿って谷折り部 2 6 aと山折り部 2 6 bと力交互に形成されており、導電配線パターン 2 2における各グループの出力端子 2 5が対応する山折り部 2 6 bの両側にて対応する駆動素子 2 3に対面する。また、図 3に示すように、フレキシブルコ一ド 2の谷折り部 2 6 aは各プリン卜へッドエレメント 1の底面部に外嵌されるとともに、各山折り部 2 6 bにおける折り重ね部は複数のプリントへッドエレメント 1間に挟み込まれる。

フレキシブルコード 2を挟み込んだ各プリントヘッドエレメント 1は、それぞれの前壁部 1 aが実質的に面一となるように揃えられて、重ね合わされる。また、このように重ね合わされたプリン卜へッドエレメント 1は、両側から一対のクランプ体 3 a , 3 bによって単一ユニットに統合される。これらクランプ体 3 a . 3 b間は、例えばボルト（図示略）によって相互に連結できる。ただし、本発明では、各ブリントヘッドエレメント 1 どうしを接着剤などによって相互に接合してもよい。

以上のようにして各プリントへッドエレメント 1間に挟み込まれたフレキシブルコード 2は、その導電配線パターン 2 2の各グループにおける端子部 2 5力 \ 各プリントヘッドエレメント 1の各側面 1 1 aにおける圧電素子 1 3と対面する。そして、図 1 1に示すように、各端子部 2 5は、対応する圧電素子 1 3と接続されている。また、導電配線パターン 2 2は共通グランド電極 2 8を含んでおり、この共通グランド電極 2 8は、各振動板 1 2の導電膜 1 2 bに接続されている。本発明においては、各プリン卜ヘッドエレメント 1に対してフレキシブルコード 2を挟み込む具体的な方法は問わない。たとえば、フレキシブルコード 2が平坦な状態において各プリントヘッドエレメント 1の片面側をフレキシブルコード 2に接着させた後にフレキシブルコード 2を折り返してもよい。あるいは、予め所定伏態に折り返したフレキシブルコ一ド 2を、一定間隔を隔てて並べた計 4個のプリントヘッドエレメント 1に対して挟み込みながら装着してもよい。

図 2および 1 0に示すように、本実施例では、フレキシブルコード 2には、各プリントへッドエレメント 1に形成された凸状部 1 9 bに嵌合する開口部 2 7力適宜間隔で設けられている。この構成により、フレキシブルコード 2がプリントヘッドエレメント 1の外部に不体裁に嵩張らないようにすることができる。また、図 1 1に示すように、フレキシブルコード 2力プリントへッドエレメント 1の前後の凸伏部 1 9 a , 1 9 cの相互間に収まるようにすれば、各プリントへッドエレメント 1を並列配置して構成されるィンクジヱットプリントへッド全体の寸法がフレキシブルコード 2の折り重ね厚み分だけ嵩張るといつた不具合を回避することもできる。

図 1および 3に示すように、フレキシブルコード 2のドライバー I C 2 4や入力端子 2 3が形成された部位は、たとえば一方のクランプ体 3 bの外面部に配され、端子 2 3への電気配線接続が容易に行えるように配慮されている。

以上のようにして組立てられたブリントへッド Aにおいては、図 1 2に示すように、各プリントへッドエレメント 1の前面部 1 aにインク吐出孔 1 0がたとえば 8 X 2の配列（各列 8個）で設けられており、全体としては 8 X 8のインク吐出孔 1 0が具備されている。ただし、これら各プリントヘッドエレメント 1において、第 1列 n 1 のインク吐出孔 1 0と第 2列 n 2のそれとでは、上下方向に所定の最小ピッチ Pだけ位置ずれしている。また、互いに隣り合う各 2つのプリン卜へッドエレメント 1間においても、インク吐出孔 1 0の高さが上記と同一の最小ピッチ Pだけ位置ずれしている。結局、合計 8列のインク吐出孔 1 0の全ての列が所定の最小ピッチ Pずつ順次その高さ位置がずれるように設定されている。図示の実施例によれば、プリン卜へッド Aにおける各プリントヘッドエレメント 1 ごとに列状のインク吐出孔 1 0の高さを相違させている。しかしながら、これに代えて、第 1列目 n 1 のインク吐出孔 1 0と第 2列目 n 2とを各プリントへッド 1 ごとに同一高さに形成し、これらプリントへッドエレメント 1を並べる際にそれらの高さをずらせるようにしてもよい。

また、図示した実施例におけるブリントヘッド Aでは、たとえば最右端のプリントヘッドエレメント 1 ( 1 A ) における第 2列目 n 2のインク吐出孔 1 0と、その隣りのプリントヘッドエレメント 1 ( 1 B ) における第 1列目 n 1 aのインク吐出孔 1 0との間の横方向のピッチ P aは、各プリントヘッドエレメント 1における 2列のインク吐出孔 1 0間の水平方向の最小ピッチ P 1の整数倍（たとえば 2倍）に設定されている。このような設定は、上記最小ピッチ P 1の寸法を勘案して、各プリントヘッドエレメント 1の厚み寸法を決定することによって達成することが可能である。

図 1 3に示すように、ノズル板 4は、薄肉の合成樹脂板あるいは金属板などから構成されており、複数のノズル孔 4 0が精密に貫通形成されている。これらのノズル孔 4 0は、プリントへッド Aの 8 8 (各列 8個）のインク吐出孔 1 0と同配置であるが、その口径はインク吐出孔 1 0の口 Sよりも小さく設定されている。すなわち、金型成形によって形成されるインク吐出孔 1 0の口径はたとえば 0 . 2 mm程度に形成されるが、このノズル板 4のノズル孔 4 0は、たとえばレ一ザ加工などによってそれよりも微細な口 ί!とされている。このノズル板 4は、それらの各ノズル孔 4 0がプリントへッド Αの各インク吐出孔 1 0と一致するよう位置合わせされ、上記プリントへッド Aの前面部に接着などにより取付けられている。

また、図 1および 2に示すように、上記ブリントヘッド Aの後部には、各プリントへッドエレメント 1の後壁部 1 bにおけるインク流入口 1 5 (図 1 4に示すように合計 4箇所ある）にィンクを供給するためのィンク分配具 5が取付けられる。このインク分配具 5は、その後部に突設されたインク供給パイプ 5 0に連通するインク供給路 5 1を備えるものであり、このインク供給路 5 】は分岐するィンク分配ボート 5 2を有する。上記インク供給パイブ 5 0は、図外のインクカートリッジまたはインクタンク内に揷入されるものである。インク分配具 5は、ィンク供袷パイブ 5 0から吸入されてインク分配ボー卜 5 2に到達したインクが各プリントへッドエレメント 1のインク流入口 1 5内へ供給されるようにプリントへッド Aの後部に取付けられ、これにより図 1に示したインクジヱッ卜プリントヘッドが完成する。なお、このインク分配具 5は、インクを擯極的に吸入する機能を備える必要はない。

使用に際し、上記構成のインクジェットプリントヘッドは、たとえばインクジエツトプリンタのプラテンローラなどに対面して取付けられる。その際、電気配線接続はフレキシブルコード 2の入力端子 2 3に所定の配線コードを接铙するだけでよく、各ブリントヘッドエレメント 1ごとに個別の配線接続作業を行う必要がないため、その配線作業は極めて容易である。また、フレキシブルコード 2の入力端子 2 3に接続される配線コードは 1本でよいから、このインクジヱットプリントへッドの周囲に多数本の配線コードが乱雑な状態で配置されるといったこともない。上記インクジヱットプリントへッドは、複数のプリントへッドエレメント 1を並べて構成されたものであるから、.その画像ドット数が多く、たとえば 1度の出力によって 2文字あるいは 2行分の文字を同時に印字するなど、 1度にカバーできる範囲の拡大を図ることができる。その一方、フレキシブルコード 2は、複数のプリントへッドエレメント 1の相互間に折り込まれて挟まれているために、ィンクジェットプリントへッド全体の幅が大きくなるという問題を適切に回避でき、装置の小型化に支障をきたすこともない。

また、上記ィンクジェットブリントへッドの駆動に際し、各プリントへッドエレノント 1のインク吐出孔 1 0から吐出されるインクは、その前面に配置されたノズル板 4のノズル孔 4 0を通過して所望の記録媒体に投射される。したかって、インク吐出孔 1 0が比較的大きな口径に形成されていても、実質的にはノズル板 4のノズル孔 4 0の口径でインク投射を行わせることができ、画像のドットを所望の微小なサイズに設定することが可能である。さらに、インク吐出孔 1 0の配列に多少の誤差があつたとしても、この誤差をノズル板 4のノズル孔 4 0の配列によって解消することも可能であり、各面像ドッ卜の配列位置をも正確に設定することが可能である。

上記複数のインク吐出用ノズル導孔 1 0やノズル孔 4 0は、図 1 2および 1 3 におし、て説明したように、それらの高さが所定の最小ピッチ Pずつ順次位置ずれしている。したがって、このインクジェットプリントヘッドでは、上下方向の画像ドットの密度を非常に小さくでき、微细な画像の出力が可能となる。また、横方向のピッチは、所定の最小ピッチ P 1またはこのピッチ P 1の整数倍のピッチ P aに揃えられているために、全てのインク吐出孔 1 0を利用して画像形成を行う際の画像を整えるための駆動制御も容易となる。

上記実施例では、インク分配具 5から吸入されたインクを複数のプリン卜へッドエレメント 1の各々に分配供給できるようにしているために、各プリントへッドエレメント 1ごとに個別にインク供給を行わせる場合と比較すると、全体の構成を簡素化および小型化することができるという利点が得られる。し力、しな力ら、本発明は必ずしもこれに限定されず、たとえば、カラーインクジェットプリン卜ヘッドとして構成してもかまわず、この場合には、シアン、マゼン夕、イェロー、ブラックなどの各色のインクを複数のプリントへッドエレメント 1に対して個別に供給させるようにしてもよい。また、このように複数のプリントヘッドエレメント 1ごとにインクの色を変化させるような場合には、各プリントへッドエレメント 1 ごとにインク吐出孔 1 0の高さを相違させるような必要もない。

本発明においては、単一のインクジエツトブリントへッドに組み込まれるプリントヘッドエレメント 1の具体的な個数も上記実施例のように 4個に限定されず、各プリントへッドエレメント 1の具体的な形状も上記実施例のものに限定されない。また、各プリントへッドエレメント 1の前壁部 1 aに形成されるインク吐出孑 L 1 0の具体的な個数や配列も限定されない。さらに、必ずしもブリン卜へッドエレメント 1の両側面に圧素子 1 3を設けておく必要もなく、たとえばそのうちの一側面にのみ圧電素子 1 3を設けてもよい。

さらに、上記実施例では、単一のフレキシブルコード 2を折り曲げて複数並設されたプリン卜ヘッドエレメント 1間に挿入している。しかしながら、各々両面に出力端子が形成された複数の偏平状フレキシブルコードをそれぞれ各プリントへッドエレメント 1間に挟み込むようにして、電気的接続を達成するようにしてもよい。

図 1 5および 1 6 aは、本発明の第 2実施例に係るインクジエツトプリン卜へッドに使用されるノズル板 4 ' を示している。このノズル板 4 ' は、段差吸収手段としての複数のスリット 3 0 ' が形成されていることを特徴としている。これらスリット 3 0 ' は、ノズル板 4 ' の中央部分を 4個の領域に区画するよう 5本のスリット 3 0 a ' 〜3 0 e ' を含み、各スリット間には不連続部 3 1 a ' 〜3 I d ' が形成されている。ノズル板は薄板伏であるため、このように区画された各領域は、これら不連镜部 3 l a ' 〜3 1 d ' を介してノズル板 4 ' の平面に垂直な方向に若干橈み変形可能となっている。また、各区画領域には、 2列のノズル孔 4 0 ' が形成されている。参照符号 1 ' は、相互に積層された 4個のプリン卜ヘッドエレメントを示しており、これらブリントヘッドエレメント力べそれぞれの区画領域に対応している。

上記第 2実施例における段差吸収手段としてのスリット 3 0 ' は、次のような技術的意義を有する。すなわち、各プリントへッドエレメント 1 ' を並列積層するに際しては、それぞれの前壁部（図 2の要素 1 a参照）が相互に面一となるようにするのが好ましいが、厳密にこれを実現するのは容易でない。したがって、組立て時において、各ブリントヘッドエレメント 1 ' の前壁部がノズル板 4' の平面に垂直な方向に相互に若干段差を生ずることも予想される。本実施例では、ノズル板 4' にスリット 3 0' を形成して、各ブリントヘッドエレメント 1 ' に対応するノズル板 4' の区画領域を不連続部 3 l a' 〜3 1 d' を介して相互に独立して撓み変形できるようにしているので、上記段差を吸収して、全てのプリン卜ヘッドエレメント 1 ' の前壁部が対応する区画領域に密着させることが可能となるのである。この結果、各プリン卜ヘッドエレメント Γ の積層に際して厳格な位置調整は不要となり、組立て作業を容易化することができる。

段差吸収手段としてのスリット 3 0' の形状は、図 1 5に示したものに限定されない。要するに、スリット 3 0' を形成することにより、ノズル板 4' の各区画領域がノズル板 4' の平面に垂直な方向に撓み移動できれば足りるのである。したがって、スリット 3 0' の形状や幅および不連続部 3 l a' 〜3 1 d' の幅は必要に応じて適宜変更することができる。また、インクジ Xットプリントへッドに組み込まれるプリントヘッドエレメント 1 ' の個数に応じ、スリット 30' の個数も変更するのは当然である。

さらに、図 1 6 bに示すように、スリットに代えて溝 3 0 a" 〜 30 e " を形成したノズル板 4 " を用いることができる。この場合、各溝は、ノズル板 4 " の所定部分に例えばハーフエッチングを施すことで形成することができる。また、各溝はノズル板 4 " を貫通するものではないので、対応する区画領域を連続的に囲むように構成してもよレ、。

スリット 3 0 a' 〜30 e' (図 1 5および 1 6 a) に代えて溝 30 a " 〜3 0 e" (図 1 6 b) を使用すると、たとえばノズル孔から噴射されらインクの一部がその周辺に付着して蓄積した場合に、その蓄積インクがプリントへッドエレメン卜側に回り込むことを防止することができる。但し、溝 30 a" 〜30 e" の形成によって得られる段差吸収性は、スリット 30 a' 〜30 e' の形成によつて得られるそれよりも小さくなるので、いずれを利用するかは、インクジエツトプリントへッドのタイプや用途に応じて適宜選択すればよい。

Claims

言青求の範囲

1 . 各々複数のインク吐出孔を有する複数のプリントヘッドエレメントと、これら各プリントヘッドエレメン卜に電気接続された偏平状のフレキシブルコードと、前記各プリントへッドエレメントにインクを供給するインク供給手段と、を備えたインクジェットプリントへッドにおいて、

前記各プリントヘッドエレメントは樹脂製のへッドエレメント本体を有しており、このへッドエレメン卜本体の前壁部に前記複数のインク吐出孔が設けられており、前記へッドエレメント本体の少なくとも一方の側面に前記各ノズル吐出孔に連通する複数の凹溝状のインク流路が形成されており、前記へッドエレメン卜本体の前記側面には前記ィンク流路に対応する複数の圧電素子を備えた振動板が接合されており、

前記複数個のプリントへッドエレメントは、これらの各前壁部が同一方向を向くように、積層されており、

前記フレキシブルコードは隣接するプリントへッドエレメント間に挿入されるとともに、前記各プリントヘッドエレメン卜の圧電素子に導通する出力端子を有する導電配線パターンを備えていることを特徴とする、インクジヱッ卜プリン卜へッ卜。

2. 前記フレキシブルコードは、反対方向に交互に緣り返し折り返され、 1つおきの各折り返し部において隣接するプリントへッドエレメン卜間に挿入されていることを特徴とする、請求項 1に記載のインクジヱットプリントへッド。

3 . 前記ヘッドエレメント本体の各インク流路の前端部には、当該各インク流路よりも深い段落ち部が形成されており、前記各インク流路はこの段落ち部を介して対応するインク吐出孔に連通することを特徴とする、請求項 1に記載のインクジエツトプリントへッド。

4 . 前記ヘッドエレメント本体の各インク流路の後端部には、当該各インク流路を部分的に狭窄させる突起が形成されていることを特徴とする、請求項 1に記載のインクジエツトプリントへッド。.

5 . 前記ヘッドエレメント本体の後壁部には、各インク流路に連通するインク流入孔が形成されていることを特徴とする、請求項 1に記載のインクジエツトプリントへッド。

6 . 前記インク供給手段は前記へッドエレメント本体の後壁部に取り付けられ、前記各ィンク流路に連通するインク供給路を有するインク分配具であることを特徴とする、請求項 1記載のインクジヱットプリントへッド。

7. 前記ィンク吐出孔は前記各プリントヘッドエレメントにつレ、て少なくとも 1 列に形成されており、前記各ブリントへッドエレメントにおけるインク吐出孔の列は、隣接するプリントヘッドエレメン卜におけるインク吐出孔の列に対してィンク吐出孔の列の方向に所定のピッチだけずれていることを特徴とする、請求項 1に記載のィンクジエツトプリントへッド。

8 . 前記インク吐出孔は前記各プリントへッドエレメントについて 2列に形成されており、前記各プリントヘッドエレメントにおける 2列のインク吐出孔は、相互にインク吐出孔の列の方向に所定のピッチだけずれていることを特徴とする、請求項 1に記載のィンクジヱットブリントへッド。

9 . 前記インク吐出孔は前記各プリントへッドエレメントについて最小ピッチを開けて第 1の列のインク吐出孔と第 2の列のインク吐出孔とに分けて形成されており、前記各プリントへッドエレメントにおける第 2の列のインク吐出孔と隣接するプリン卜へッドエレメントにおける第 1の列のインク吐出孔との間のピッチは、前記最小ピッチの整数倍になるように設定されていることを特徴とする、請求項 1に記載のィンクジェットブリントヘッド。

10. 前記複数個のブリントへッドエレメントの前部にはノズル板が取り付けられており、このノズル板は前記ィンク吐出孔に対応する配列で微細なノズル孔が形成されていることを特徴とする、請求項 1に記載のインクジエツ卜プリントへッド。

11. 前記ノズル板は、前記各プリントへッドエレメン卜に対応する複数の領域に区画し且つ当該各区画領域が相互独立して前記ノズル板の平面に対して垂直な方向に変位できるようにするための段差吸収手段を備えていることを特徴とする、請求項 1 0に記載のインクジヱッ卜プリントへッド。

12. 前記段差吸収手段は前記ノズル板の各区画領域を不連铙に囲むスリットであることを特徴とする、請求項 1 1に記載のインクジッ卜プリントへッド。

13. 前記段差吸収手段は前記ノズル板の各区画領域を実質的に囲む溝であることを特徴とする、請求項 1 1に記載のインクジヱットプリン卜ヘッド。

14. 各々が前壁部に複数のインク吐出孔を有する複数のプリントヘッドエレメントを積層してなるインクジットプリントへッドにおける前記前壁部に取り付けられるノズル板であって、

当該ノズル板を前記各プリントへッドエレメン卜に対応する複数の領域に区画し且つ当該各区画領域が相互独立して前記ノズル板の平面に対して垂直な方向に変位できるようにするための段差吸収手段を備えていることを特徴とするィンクジエツ卜プリントへッド用ノズル板。

15. 前記段差吸収手段は前記ノズル板の各区画領域を不連続に囲むスリツ卜であることを特徴とする、請求項 1 4に記載のノズル板。

16. 前記段差吸収手段は前記ノズル板の各区画領域を実質的に囲む溝であることを特徴とする、請求項 1 4に記載のノズル板。