JPH08309971A - Ink jet printing head - Google Patents

Ink jet printing head

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JPH08309971A
JPH08309971A JP11698095A JP11698095A JPH08309971A JP H08309971 A JPH08309971 A JP H08309971A JP 11698095 A JP11698095 A JP 11698095A JP 11698095 A JP11698095 A JP 11698095A JP H08309971 A JPH08309971 A JP H08309971A
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JP
Japan
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ink
communication hole
nozzle
ink jet
printer head
Prior art date
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Application number
JP11698095A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsuhiro Takagi
淳宏 高木
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08309971A publication Critical patent/JPH08309971A/en
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide an ink jet printing head capable of emitting ink droplets in clear multistage capacity under the same drive condition without altering multistage gradation expression, resolving power and the speed of ink droplets. CONSTITUTION: In an ink jet printing head, a plurality of pumping chambers 17 are connected to one nozzle 14 and the side walls constituting the pumping chambers 17 form spriral shapes having the same rotary direction to be connected to a communication hole 12. The ink streams generated by a PZT element receive rotary action by the side walls of the pumping chambers 17 to become vortex streams to flow in the communication hole 12 and ink is emitted from the nozzle 14. Even when ink streams are generated at the same time by a plurality of the pumping chambers, the fluxes of the ink streams donot interfere and offset each other and vortex streams are superposed one upon another in the communication hole 12 to emit large ink droplets from the nozzle 14.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、インク滴を吐出して印
字記録を行なうインクジェット記録装置に用いられるイ
ンクジェットプリンタヘッドに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet printer head used in an ink jet recording apparatus for ejecting ink droplets for printing and recording.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のインクジェットヘッドとしては、
ドロップオンデマンド方式がよく知られており、例え
ば、エネルギー発生素子として圧電セラミックスを用
い、その圧電セラミックスの変形によってインク流路の
容積を変化させることにより、その容積減少時にインク
流路内のインクをノズルから液滴として噴射し、容積増
大時にインク導入口から溝内にインクを導入するように
したものがある。そして、所要の印字データに従って所
要の位置のノズルからインク滴を噴射させることによ
り、インクジェットヘッドと対向する紙面上等に所望す
る文字や画像を形成するものである。
2. Description of the Related Art As a conventional inkjet head,
The drop-on-demand method is well known. For example, when piezoelectric ceramics is used as an energy generating element and the volume of the ink flow path is changed by the deformation of the piezoelectric ceramics, the ink in the ink flow path is reduced when the volume decreases. There is a nozzle in which ink is ejected as a droplet from a nozzle and ink is introduced into the groove from an ink inlet when the volume is increased. Then, ink droplets are ejected from a nozzle at a required position in accordance with required print data to form a desired character or image on a paper surface facing the inkjet head.

【0003】この種のインクジェットヘッドとしては、
例えば、特開昭63−247051号公報、特開昭63
−252750号公報及び特開平2−150355号公
報に記載されているものがある。
As an ink jet head of this type,
For example, JP-A-63-247051, JP-A-63-63
There are those described in JP-A-252750 and JP-A-2-150355.

【0004】従来、インクジェットプリンタヘッドのア
クチュエータ部分は、主に、インクを吐出するノズルを
備えたノズルプレートと、インク流路を成すインクキャ
ビティが形成されたキャビティプレートと、インク流路
内のインクを吐出させる為のエネルギー素子等からなる
駆動源と、インクマニホールドなどのインク供給系とか
ら構成されており、各構成部品は接着などの手法で組み
立てられていた。そして、エネルギー発生素子として電
気−熱変換素子である発熱素子を利用した、いわゆるバ
ブルジェット方式印字ヘッドや、上記のような電気−機
械変換素子である圧電素子を利用したピエゾ方式印字ヘ
ッド等が実用化されている。
Conventionally, an actuator portion of an ink jet printer head mainly includes a nozzle plate having nozzles for ejecting ink, a cavity plate having an ink cavity forming an ink flow path, and an ink in the ink flow path. It is composed of a drive source such as an energy element for discharging and an ink supply system such as an ink manifold, and each component is assembled by a method such as adhesion. Then, a so-called bubble jet type print head that uses a heating element that is an electro-thermal conversion element as an energy generating element, or a piezo-type print head that uses a piezoelectric element that is an electro-mechanical conversion element as described above is practically used. Has been converted.

【0005】また、個別のインク流路となる複数の凹溝
部を持つキャビティプレートは、金属プレートのエッチ
ングや樹脂成形、感光性樹脂の光造形などの手法で形成
されていた。このような手法で形成されたインク流路
は、精度良く均一な寸法で形成できる。
Further, the cavity plate having a plurality of concave groove portions serving as individual ink flow paths has been formed by a method such as etching of a metal plate, resin molding, or optical molding of a photosensitive resin. The ink flow path formed by such a method can be accurately formed with uniform dimensions.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おけるインクジェットヘッドは、均一な安定したインク
ドロップを吐出できるものの、ドロップ径を変化させる
ために駆動条件を大きく変更することは難しかった。特
に、インクドロップの速度を変えずにドロップ容量をコ
ントロールして明確な階調表現をしたり、解像度を変え
たりする事が充分にはできなかった。
However, although the conventional ink jet head can eject uniform and stable ink drops, it is difficult to largely change the driving condition in order to change the drop diameter. In particular, it has not been possible to control the drop capacity without changing the ink drop speed to express a clear gradation or change the resolution.

【0007】ドロップ径を変化させる方法として、エネ
ルギー発生素子に供給する電圧信号を変化させる方法が
ある。具体的には、印加するパルス電圧の大きさ並びに
パルス幅を変化させることによってドロップ径を制御す
るものである。しかし、その為には複数の電源を備えさ
せる必要があったり、出力調整可能な電源を必要とし、
電源に係る回路構成や制御が複雑となると共にコストが
高くなる問題点を内包していた。
As a method of changing the drop diameter, there is a method of changing the voltage signal supplied to the energy generating element. Specifically, the drop diameter is controlled by changing the magnitude and pulse width of the applied pulse voltage. However, for that purpose, it is necessary to have multiple power supplies, or a power supply with adjustable output,
It has a problem that the circuit configuration and control related to the power source are complicated and the cost is increased.

【0008】また、実公昭54−8747号公報におい
ては、1つの噴射孔に対して複数のインク流路が結合さ
れ、各々のインク流路に対応して圧電振動子を配設した
インク滴噴射装置が開示されている。複数の圧電振動子
による圧力変化を重畳して噴射孔からインク滴を噴射さ
せることが出来、従って、駆動させる圧電振動子の数を
調整することで噴射孔から得られるインク滴の大きさを
制御することが可能であるとしている。
Further, in Japanese Utility Model Publication No. 54-8747, a plurality of ink flow paths are connected to one ejection hole, and a piezoelectric vibrator is arranged corresponding to each ink flow path to eject ink droplets. A device is disclosed. Ink droplets can be ejected from the ejection holes by superimposing pressure changes from multiple piezoelectric vibrators. Therefore, the size of the ink droplets obtained from the ejection holes can be controlled by adjusting the number of piezoelectric vibrators to be driven. Is said to be possible.

【0009】しかし、上記インク噴射装置のように、た
だ1つの噴射孔に対して複数のインク流路が結合されて
いるものにおいて、圧電振動子を1つ駆動させた場合に
噴出されるインク滴の容量と、複数の圧電素子を同時に
駆動させた場合に噴出されるインク滴の容量とを比較し
ても、駆動した圧電振動子の数だけ乗算してにインク容
量が多くなるとは限らなかった。それは、圧電振動子の
与える圧力変化が相互干渉して減衰されるためである。
However, in the case where a plurality of ink flow paths are connected to only one ejection hole, such as the above-mentioned ink ejection device, ink droplets ejected when one piezoelectric vibrator is driven. Comparing the capacity of No. 1 with the capacity of the ink droplets ejected when a plurality of piezoelectric elements are simultaneously driven, the ink capacity does not always increase by being multiplied by the number of driven piezoelectric vibrators. . This is because changes in pressure given by the piezoelectric vibrators interfere with each other and are attenuated.

【0010】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、流路構成により明確な階調表現
や解像度変更を可能とする吐出特性が得られるドロップ
オンデマンド方式のインクジェットプリンタヘッドを提
供することを目的としている。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and a drop-on-demand type ink jet printer which can obtain a discharge characteristic that enables clear gradation expression and resolution change by a flow path configuration. The purpose is to provide a head.

【0011】[0011]

【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タヘッドは、インクを
吐出するためのノズルと、そのノズルに連通する連通孔
を有し且つインクが充填されたインクキャビティと、前
記インクキャビティ内のインクを噴射する為のエネルギ
ーを付加するエネルギー発生素子とを備えたものであ
り、さらに、1つのノズルに対して、前記インクキャビ
ティが1つの連通孔を介して複数接続していると共に、
前記インクキャビティを構成する少なくとも前記連通孔
付近の側壁は、各々同じ回転方向を有する渦巻形状を成
しながら前記連通孔と結合している。
In order to achieve this object, an ink jet printer head of the present invention has a nozzle for ejecting ink and an ink filled with ink, which has a communication hole communicating with the nozzle. A cavity and an energy generating element that adds energy for ejecting ink in the ink cavity, and a plurality of the ink cavities are provided to one nozzle through one communication hole. While connected
At least the side wall of the ink cavity near the communication hole is connected to the communication hole while forming a spiral shape having the same rotation direction.

【0012】尚、前記インクキャビティは、前記連通孔
に対して、それぞれの一側面がインボリュート曲線を成
しながら結合していてもよい。
The ink cavity may be connected to the communication hole while forming one side surface of the ink cavity while forming an involute curve.

【0013】尚、ノズルにつながる各々の前記連通孔に
対して、前記インクキャビティは2つずつ接続され、前
記連通孔を中心として、前記2つのインクキャビティは
対向するとともに、互いに逆方向にオフセットして前記
連通孔に結合していてもよい。
Two ink cavities are connected to each of the communication holes connected to the nozzles, and the two ink cavities face each other with the communication hole as a center and are offset in opposite directions. And may be connected to the communication hole.

【0014】尚、前記連通孔は、ノズルに向かって次第
に細くなるテーパ形状を有してもよい。
The communicating hole may have a taper shape which gradually becomes thinner toward the nozzle.

【0015】[0015]

【作用】上記の構成を有する本発明の請求項1に係るイ
ンクジェットプリンタヘッドによれば、1つのノズルに
対して、インクキャビティが1つの連通孔を介して複数
連通していると共に、前記インクキャビティを構成する
少なくとも前記連通孔付近の側壁は、各々同じ回転方向
を有する渦巻形状を成しながら前記連通孔と結合してい
る。よって、インクキャビティにてエネルギー発生素子
より生ぜしめられたインク流は、前記側壁により回転が
付与されて渦流となって連通孔に流れ込み、ノズルから
インクを吐出させる。更に、複数のインクキャビティよ
り同時にインク流を生ぜしめても、各々の流速は互いに
干渉・相殺することがなく、前記連通孔にて渦流を重畳
させて、ノズルから大粒のインクを吐出させることが出
来る。それにより、ノズルより吐出されるインクドロッ
プの大きさの種類は、単一のインクキャビティの場合に
比べて多くなり、たとえば多段階の階調表現や、解像度
変更など、ドロップ速度を変更することなく同一の駆動
条件で、明確な多段階のドロップ容量を吐出することが
できる。
According to the ink jet printer head of the first aspect of the present invention having the above structure, one ink nozzle is connected to a plurality of ink cavities through one communication hole, and the ink cavity is The side wall at least near the communication hole constituting the above is connected to the communication hole while forming a spiral shape having the same rotation direction. Therefore, the ink flow generated by the energy generating element in the ink cavity is rotated by the side wall to become a vortex flow and flow into the communication hole, and the ink is ejected from the nozzle. Further, even if the ink flows are simultaneously generated from the plurality of ink cavities, the respective flow velocities do not interfere with each other and cancel each other out, and the vortex flows can be superposed in the communication hole to eject a large amount of ink from the nozzle. . As a result, the size of the ink drop ejected from the nozzle is larger than that of a single ink cavity, and it is possible to change the drop speed without changing the drop speed, such as multi-step gradation expression or resolution change. Under the same driving condition, clear multi-stage drop capacities can be discharged.

【0016】また、キャビティからノズルに向かって流
れるインク流に回転を付与することにより、気泡の滞留
を防ぎ、併せて、ノズルからのドロップの吐出方向およ
び吐出特性の安定化を可能とする。
Further, by imparting rotation to the ink flow flowing from the cavity toward the nozzle, it is possible to prevent the retention of air bubbles, and at the same time, stabilize the ejection direction and ejection characteristics of the drop from the nozzle.

【0017】請求項2に係るインクジェットヘッドにお
いては、インクキャビティが、前記連通孔に対して、そ
れぞれの一側面がインボリュート曲線を成しながら結合
されている。よって、エネルギー発生素子より生ぜしめ
られたインク流は、前記側壁により案内されてその勢い
を殺すことなく高い効率で連通孔へ流れ込み、そこで回
転速度の高い渦流を発生させる。従って、より強力に気
泡の滞留を防ぐと共に、ノズルからのドロップの吐出方
向および吐出特性を高精度で安定化できる。
In the ink jet head according to the second aspect, the ink cavity is connected to the communication hole while forming one side surface of the ink cavity with an involute curve. Therefore, the ink flow generated from the energy generating element is guided by the side wall and flows into the communication hole with high efficiency without killing the momentum thereof, and generates a vortex flow having a high rotation speed there. Therefore, it is possible to more strongly prevent the retention of bubbles and stabilize the discharge direction and discharge characteristics of drops from the nozzles with high accuracy.

【0018】請求項3に係るインクジェットヘッドにお
いては、インクキャビティが、ノズルにつながる各々の
連通孔に対して2つずつ接続され、前記連通孔を中心と
して、前記2つのインクキャビティは対向するととも
に、互いに逆方向にオフセットして前記連通孔に結合さ
れている。つまり、各々のインクキャビティからのイン
ク流が互いに干渉しない最も効果的な配置が成されてい
る。また、マルチノズル化した場合に、きわめて高密度
にノズルを配列することが出来る。
In the ink jet head according to a third aspect of the present invention, two ink cavities are connected to each communication hole connected to the nozzle, and the two ink cavities face each other with the communication hole as a center, and It is coupled to the communication hole by offsetting them in opposite directions. That is, the most effective arrangement is provided in which the ink flows from the respective ink cavities do not interfere with each other. In addition, when a multi-nozzle is used, the nozzles can be arranged in extremely high density.

【0019】請求項4に係るインクジェットヘッドにお
いては、連通孔は、ノズルに向かって次第に細くなるテ
ーパ形状を有する。よって、インクはノズル方向に進む
につれてその吐出圧力が次第に高められるため、勢いの
良いインクドロップを前記ノズルより吐出でき、前記ド
ロップの吐出方向および吐出特性を高精度で安定化でき
る。
In the ink jet head according to the fourth aspect, the communication hole has a taper shape which gradually becomes thinner toward the nozzle. Therefore, the ejection pressure of the ink is gradually increased as the ink proceeds in the nozzle direction, so that a vibrant ink drop can be ejected from the nozzle, and the ejection direction and ejection characteristics of the drop can be stabilized with high accuracy.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】図4に、本発明の一実施例であるインクジ
ェットヘッドを搭載するインクジェットプリンタの要部
を示す。図中におけるプラテン110は、軸112によ
りフレーム113に回転可能に取り付けられており、モ
ータ114によって駆動される。プラテン110には紙
111がセットされており、プラテン110に対向して
インクジェットヘッド10が設けられている。インクジ
ェットプリンタヘッド10は、インク供給装置116と
共にキャリッジ118上に載置されている。キャリッジ
118はプラテン110の軸線に平行に配設された2本
のガイドロッド120に摺動可能に支持されると共に、
一対のプーリ122に巻き掛けられたタイミングベルト
124が結合させらている。そして、一方のプーリ12
2がモータ123によって回転させられ、タイミングベ
ルト124が送られることによりキャリッジ118はプ
ラテン110に沿って移動させられる。
FIG. 4 shows a main part of an ink jet printer equipped with an ink jet head which is an embodiment of the present invention. A platen 110 in the figure is rotatably attached to a frame 113 by a shaft 112, and is driven by a motor 114. Paper 111 is set on the platen 110, and the inkjet head 10 is provided so as to face the platen 110. The inkjet printer head 10 is mounted on the carriage 118 together with the ink supply device 116. The carriage 118 is slidably supported by two guide rods 120 arranged parallel to the axis of the platen 110, and
A timing belt 124 wound around a pair of pulleys 122 is coupled. And one pulley 12
2 is rotated by the motor 123, and the timing belt 124 is sent, so that the carriage 118 is moved along the platen 110.

【0022】図1に、本発明の実施例のインクジェット
プリンタヘッド10の断面図を示し、図2に、本実施例
のキャビティプレート11のインク流路の構成図を示
す。キャビティプレート11は感光性ガラスであり、そ
の厚さは0.5〜2mmである。そのキャビティプレー
ト11には、ノズル14につながる連通孔12が、所定
のノズル数だけ所定の位置に形成されている。連通孔1
2には、それぞれ1つに対して2つのインクキャビティ
(ポンピングチャンバー17)が互いに対向する位置に
形成されており、さらに、ポンピングチャンバー17は
連通孔12に対して互いに逆方向にオフセットされ設置
されている。そして、各々のポンピングチャンバー17
を構成する少なくとも連通孔12付近の側壁は、各々同
じ回転方向を有する渦巻形状(図中でいうと時計回りの
渦流)を成しながら前記連通孔12と結合している。
FIG. 1 shows a sectional view of an ink jet printer head 10 of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a configuration diagram of an ink flow path of a cavity plate 11 of this embodiment. The cavity plate 11 is photosensitive glass, and its thickness is 0.5 to 2 mm. The cavity plate 11 is formed with communication holes 12 connected to the nozzles 14 at predetermined positions by a predetermined number of nozzles. Communication hole 1
In FIG. 2, two ink cavities (pumping chambers 17) for each one are formed at positions facing each other, and the pumping chambers 17 are installed so as to be offset in opposite directions with respect to the communication holes 12. ing. And each pumping chamber 17
At least the side wall near the communication hole 12 constituting the above is connected to the communication hole 12 while forming a spiral shape (clockwise vortex flow in the figure) having the same rotation direction.

【0023】前記キャビティプレート11の連通孔12
には、ノズル14の列を有するノズルプレート13がエ
ポキシ系接着剤により接着され、さらに、キャビティプ
レート11のノズルプレート13と相対する面には振動
板15が同じくエポキシ系接着剤により接着されてい
る。又、連通孔12は各々ノズル14に向かって次第に
細くなるテーパ形状を有している。
Communication hole 12 of the cavity plate 11
, A nozzle plate 13 having a row of nozzles 14 is bonded by an epoxy adhesive, and a vibration plate 15 is also bonded by an epoxy adhesive on the surface of the cavity plate 11 facing the nozzle plate 13. . In addition, the communication holes 12 each have a tapered shape that gradually becomes thinner toward the nozzle 14.

【0024】振動板15のポンピングチャンバー17に
相当する位置には、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)素
子16がやはりエポキシ系接着剤により接着され設置さ
れている。なお、キャビティプレート11の材質は感光
性ガラスに限定されるものではなく、たとえば金属エッ
チングやセラミックス成形などによっても形成できる。
また、接着剤もエポキシ系接着剤に限定されるものでは
なく、用途に応じてシリコン系やその他の接着剤を用い
ることも可能である。
A PZT (lead zirconate titanate) element 16 is also attached by an epoxy adhesive at a position corresponding to the pumping chamber 17 of the diaphragm 15. The material of the cavity plate 11 is not limited to the photosensitive glass, but can be formed by metal etching or ceramics molding.
Further, the adhesive is not limited to the epoxy adhesive, and a silicone adhesive or another adhesive can be used depending on the application.

【0025】このような構造のインクジェットプリンタ
ヘッド10は、インク供給管19、インクフィルター
(図示せず)、インクタンク(図示せず)などを装着するこ
とにより、ヘッドユニットとして完成する。インクタン
ク中のインクは、途中、インクフィルターによってゴミ
や気泡を除去されてインク供給孔20よりマニホールド
18に導かれ、個別のポンピングチャンバー17に分岐
されて各々に充填される。
The ink jet printer head 10 having such a structure has the ink supply pipe 19 and the ink filter.
A head unit is completed by mounting an ink tank (not shown) and an ink tank (not shown). In the ink in the ink tank, dust and bubbles are removed by an ink filter on the way, the ink is guided to the manifold 18 from the ink supply hole 20, and branched into individual pumping chambers 17 to be filled therein.

【0026】次に、上記構成を有するインクジェットプ
リンタヘッド10の動作を説明する。プリンタヘッド1
0は、それぞれのPZT素子16の所定の駆動により生
ぜしめられたインク流は、前記側壁により回転が付与さ
れて渦流となって連通孔に流れ込み、インク滴が、所定
の容量/速度でそれぞれのノズル14より均一に安定し
て吐出される。特に、本実施例の連通孔は、連通孔がノ
ズルに向かって次第に細くなるテーパ形状を有している
ため、インクはノズル方向に進むにつれてその吐出圧力
が次第に高められるため、勢いの良いインクドロップを
前記ノズルより吐出でき、前記ドロップの吐出方向およ
び吐出特性を高精度で安定化できる。
Next, the operation of the ink jet printer head 10 having the above structure will be described. Printer head 1
In the case of 0, the ink flow generated by the predetermined drive of each PZT element 16 is rotated by the side wall and becomes a vortex flow into the communication hole, and the ink droplets have a predetermined volume / speed. It is uniformly and stably discharged from the nozzle 14. In particular, since the communication hole of this embodiment has a tapered shape in which the communication hole is gradually narrowed toward the nozzle, the ejection pressure of the ink is gradually increased as it progresses in the nozzle direction, so that a vigorous ink drop is achieved. Can be ejected from the nozzle, and the ejection direction and ejection characteristics of the drop can be stabilized with high accuracy.

【0027】更に、同一の連通孔12に連通されたポン
ピングチャンバー17より同時にインク流を生ぜしめて
も、各々のインク流は同一回転方向を連通孔12で取る
ため、各々のインク流は殆ど互いに干渉・相殺すること
がなく、前記連通孔にて渦流を重畳させて、ノズルから
大粒のインクを吐出させることが出来る。この時、イン
クドロップの速度は、PZT素子16の駆動電圧波形が
一定である為、容量によらずほぼ安定したものとなる。
Further, even if an ink flow is simultaneously generated from the pumping chamber 17 communicated with the same communication hole 12, since the respective ink flows take the same rotation direction at the communication hole 12, the respective ink flows almost interfere with each other. -Large-sized ink can be ejected from the nozzle by superimposing vortexes in the communication holes without canceling each other. At this time, since the driving voltage waveform of the PZT element 16 is constant, the ink drop speed becomes substantially stable regardless of the capacity.

【0028】このように、1つの連通孔12につながる
2つのポンピングチャンバー17上に設置された2つの
PZT素子16のうち、所定のパルス電圧波形にていず
れか一方のみを駆動するか、2つ同時に駆動するかの選
択により、ノズル14から吐出するインクドロップの容
量を、安定して2段階に変更することが可能となる。そ
して、この2段階のインクドロップ容量変化により、た
とえば2段階の階調表現や、たとえば300dpiと6
00dpiの解像度変更が可能となるため、高精細な印
字イメージを実現でき、高品質で高機能なプリンタを提
供することができる。
As described above, of the two PZT elements 16 installed on the two pumping chambers 17 connected to one communication hole 12, only one of the two PZT elements 16 is driven by a predetermined pulse voltage waveform or two of them are driven. By selecting whether to drive simultaneously, it is possible to stably change the capacity of the ink drop ejected from the nozzle 14 in two steps. Then, due to the two-step change in ink drop capacity, for example, two-step gradation expression or, for example, 300 dpi and 6
Since the resolution of 00 dpi can be changed, a high-definition print image can be realized, and a high-quality and high-performance printer can be provided.

【0029】又、本実施例のインクジェットプリンタヘ
ッド10は、上述の通り、それぞれ1つの連通孔12に
対して2つのポンピングチャンバー17が互いに対向す
る位置に形成されており、さらに、ポンピングチャンバ
ー17は連通孔12に対して互いに逆方向にオフセット
され設置されている。そのため、一方のポンピングチャ
ンバー17より生じたインク流が、他のポンピングチャ
ンバー17に影響を与えたり、或は影響を受けたりして
乱されることが無い。また、各ポンピングチャンバー1
7がこの配置を取ることにより、図2に示すようにノズ
ルを高密度に配列することが可能となり、更なる高解像
度の印字を行なう小型のヘッドを提供することができ
る。
Further, in the ink jet printer head 10 of the present embodiment, as described above, the two pumping chambers 17 are formed at the positions facing each other with respect to the one communication hole 12, respectively. The communication holes 12 are offset from each other in opposite directions. Therefore, the ink flow generated from one pumping chamber 17 is not disturbed by affecting or being affected by the other pumping chamber 17. Also, each pumping chamber 1
With this arrangement, the nozzles 7 can be arranged with a high density of nozzles as shown in FIG. 2, and it is possible to provide a small head for printing with higher resolution.

【0030】更に、上記効果を向上させるには、ポンピ
ングチャンバー17の連通孔付近の側面はインボリュー
ト曲線形状を成しているのが好ましい。インボリュート
曲線は次式(インボリュート関数)で表される。図3に
はその形状を示す。
Further, in order to improve the above effect, it is preferable that the side surface of the pumping chamber 17 near the communication hole has an involute curve shape. The involute curve is expressed by the following equation (involute function). FIG. 3 shows the shape.

【0031】θ = inv α = tan α + α 尚、図3では1つのポンピングチャンバー17のみ図示
したが対向側にもう1つのポンピングチャンバー17を
同様な形状で備えているものとする。インボリュート曲
線形状にすると、ポンピングチャンバー17より生じた
インク流束が効率よく連通孔で渦流を生じ、特にノズル
が設けられたその中心部へとインクは導かれる。従っ
て、より強力に気泡の滞留を防ぐと共に、ノズルからの
ドロップの吐出方向および吐出特性を高精度で安定化で
きる。
Θ = inv α = tan α + α Although only one pumping chamber 17 is shown in FIG. 3, it is assumed that another pumping chamber 17 is provided on the opposite side in the same shape. With the involute curve shape, the ink flux generated from the pumping chamber 17 efficiently creates a vortex in the communication hole, and the ink is guided particularly to the central portion where the nozzle is provided. Therefore, it is possible to more strongly prevent the retention of bubbles and stabilize the discharge direction and discharge characteristics of drops from the nozzles with high accuracy.

【0032】尚、本発明は上記実施例中に示される構造
に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範
囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施例にお
いては1つの連通孔12に対して2つのポンピングチャ
ンバー17が連通されていたが、1つの連通孔12に対
して3つ以上の多数のポンピングチャンバーが連通され
るようにしてもよい。
The present invention is not limited to the structures shown in the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, although two pumping chambers 17 are communicated with one communication hole 12 in the above-described embodiment, three or more pumping chambers are communicated with one communication hole 12. Good.

【0033】また、本発明に係るインクジェットプリン
タヘッド10は、上記実施例に例示されたPZT素子1
6の変形を用いてインク吐出を行なうものに限定される
ことなく、電気−熱変換素子を用いてインク吐出を行な
う所謂バブルジェット方式のインクジェットプリンタヘ
ッドであってもよい。また、ドロップオンデマンド方式
の吐出形式をとるインクジェットプリンタヘッドに限定
されることなく、コンティニュアスジェット式の吐出形
式をとるものでもよい。
Further, the ink jet printer head 10 according to the present invention has the PZT element 1 exemplified in the above embodiment.
Ink jet printer head of so-called bubble jet type that ejects ink by using the electro-thermal conversion element is not limited to the one that ejects ink by using the modification of 6. Further, the ink jet printer head is not limited to the drop-on-demand type ejection type, and may be a continuous jet type ejection type.

【0034】[0034]

【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タヘッドによれば、剛性の
高い部材でインク流路を形成する従来手法に加え、1つ
のノズルに対して複数のインクキャビティが1つの連通
孔を介して接続する構造とし、さらに、前記インクキャ
ビティを構成する少なくとも前記連通孔付近の側壁は、
各々同じ回転方向を有する渦巻形状を成しながら前記連
通孔と結合している。これにより、複数ののインク流路
は互いの駆動により干渉することがなく、それにより、
たとえば多段階の階調表現や、たとえば300dpiと
600dpiとの解像度変更など、ドロップ速度を変更
することなく同一の駆動条件で、明確な多段階のドロッ
プ容量を吐出することができる。
As is apparent from the above description, according to the ink jet printer head of the present invention, in addition to the conventional method of forming an ink flow path by a member having high rigidity, a plurality of inks are formed for one nozzle. The cavity has a structure in which it is connected through one communication hole, and further, at least a side wall of the ink cavity near the communication hole is
Each of them is connected to the communication hole while forming a spiral shape having the same rotation direction. As a result, the plurality of ink flow paths do not interfere with each other due to their driving, and
For example, a clear multi-stage drop capacity can be ejected under the same driving condition without changing the drop speed, such as multi-stage gradation expression or changing the resolution between 300 dpi and 600 dpi.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例のインクジェットプリンタヘッ
ドの断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an inkjet printer head according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例のキャビティプレートのインク
流路の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of an ink flow path of a cavity plate according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施例のキャビティプレートの連
通孔付近の要部拡大図である。
FIG. 3 is an enlarged view of an essential part near a communication hole of a cavity plate according to another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例のインクジェットプリンタヘ
ッドを搭載するインクジェットプリンタの要部を示す斜
視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a main part of an inkjet printer equipped with an inkjet printer head according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 インクジェットプリンタヘッド 11 キャビティプレート 12 連通孔 13 ノズルプレート 14 ノズル 15 振動板 16 PZT素子 17 ポンピングチャンバー 10 inkjet printer head 11 cavity plate 12 communication hole 13 nozzle plate 14 nozzle 15 diaphragm 16 PZT element 17 pumping chamber

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクを吐出するためのノズルと、その
ノズルに連通する連通孔を有し且つインクが充填された
インクキャビティと、前記インクキャビティ内のインク
を噴射する為のエネルギーを付加するエネルギー発生素
子とを備えたインクジェットプリンタヘッドにおいて、 1つのノズルに対して、前記インクキャビティが1つの
連通孔を介して複数接続していると共に、 前記インクキャビティを構成する少なくとも前記連通孔
付近の側壁は、各々同じ回転方向を有する渦巻形状を成
しながら前記連通孔と結合していることを特徴とするイ
ンクジェットプリンタヘッド。
1. A nozzle for ejecting ink, an ink cavity having a communication hole communicating with the nozzle and filled with ink, and energy for adding energy for ejecting ink in the ink cavity. In an inkjet printer head including a generating element, a plurality of the ink cavities are connected to one nozzle via one communication hole, and at least a side wall of the ink cavity near the communication hole is formed. An ink jet printer head, wherein the ink jet printer head is connected to the communication hole while forming a spiral shape having the same rotation direction.
【請求項2】 前記インクキャビティは、前記連通孔に
対して、それぞれの一側面がインボリュート曲線を成し
ながら結合していることを特徴とする請求項1に記載の
インクジェットプリンタヘッド。
2. The ink jet printer head according to claim 1, wherein the ink cavity is connected to the communication hole while forming one side surface of the ink cavity while forming an involute curve.
【請求項3】 ノズルにつながる各々の前記連通孔に対
して、前記インクキャビティは2つずつ接続され、前記
連通孔を中心として、前記2つのインクキャビティは対
向するとともに、互いに逆方向にオフセットして前記連
通孔に結合することを特徴とする請求項1もしくは2に
記載のインクジェットプリンタヘッド。
3. Two ink cavities are connected to each of the communication holes connected to a nozzle, and the two ink cavities are opposed to each other with the communication hole as a center and offset in opposite directions. The ink jet printer head according to claim 1, wherein the ink jet printer head is connected to the communication hole.
【請求項4】 前記連通孔は、ノズルに向かって次第に
細くなるテーパ形状を有することを特徴とする請求項1
乃至3のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッ
ド。
4. The communication hole has a taper shape that gradually becomes thinner toward the nozzle.
4. The inkjet printer head according to any one of items 1 to 3.
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