JP2004130573A - Ink jet recorder - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録装置の印字ヘッドに関し、取扱性向上ならびに保守性向上に寄与する。
【0002】
【従来の技術】
帯電制御式インクジェット記録装置(以下IJPとする。)は、高圧噴射されたインク流をノズルの圧電素子等の微振動により小滴化し、帯電電極により帯電させ、偏向電極により偏向電界中で偏向させドット文字を印字する装置である。帯電電極、偏向電極にはそれぞれ数百〜数千ボルトの電圧が印可される。特に偏向電極はインク等の導電性物質が付着すると、電圧リークにより偏向量の低下、さらには印字品質の低下を生じる。したがって、IJPの始業時前には偏向電極周りの清掃が必要である。
【0003】
また、汚れに対するリーク防止策として、スペーサなどにより沿面距離を大きくすると良いが、インクは表面張力が低いため、部品の接合面に隙間なく、入り込む性質がある。隙間に入り込んだインクは分解して清掃する以外は完全に除去ができない。その問題を解決するためには偏向電極のスペーサなどはボス形状にしてプラスチックにより一体成形にしてしまうことで解決される。しかし、プラスチック製の印字ヘッド筐体は金属より強度が劣る問題がある。
また、寸法精度を上げるため、プラスチックにガラス添加物を入れることがあるが、成型物が衝撃にもろくなり、筐体にわれ、かけが生じ易くなる。
【0004】
一方、帯電制御型IJPはインクを小滴化して印字する方式である。小滴化はインク物性に左右される。しかし、周囲の温度変化によりインク物性が変化するため、IJPはかぎられた温度範囲で使用していた。これを解決するためインクを小滴化以前に加温することにより温度を一定にする方法がある。これにより低温域での使用温度範囲を広げることができる。プラスチック製の筐体においてはヒータを搭載することにより効率よくインクを加温しインクに伝えることができる。しかし、金属製の印字ヘッドではヒータの熱の一部が印字ヘッドに逃げるため効率が悪く、かつ周囲温度への追従性が悪かったこれに対しては、ヒータの通電電圧を増やすことで対処できるが、可燃性であるインクに対しては限界があるため、ヒータの形状を変化させ、伝熱効率を向上させる必要があった。
さらに、加温したインクはノズルに流入しインクが小滴化するまでに放熱してしまう。ヒータからノズルまでには、おのおの保守部品として交換が必要なため、有機溶剤に耐性のあるチューブで接続されている。
また、ノズルの材質としては、有機溶剤に耐性があり、かつ剛性のあるステンレスが使用される。しかしステンレスは金属であるため、樹脂とは異なり放熱性が良いためヒータで加温しても小滴化直前に冷えてしまい制御が困難であった。
【特許文献1】
特開平7−76076号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとしている課題は、印字ヘッド筐体の高電圧部分の洗浄性を損なうことなく、筐体強度を十分保持できる構造を提供することである。
【0006】
さらに、別の課題は、容易な構成で、ヒータの熱を効率よくインクに伝えることである。
【0007】
さらに、別の課題は、容易な構成で、ノズルの放熱を低減することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
金属製印字ヘッドの高電圧部分すなわち、偏向電極の搭載部分を絶縁体で一体成形し別部品とすることで達成される。
【0009】
さらに別の解決手段は、ヘッドベースとヒータとの間に樹脂を挟むことで達成される。
【0010】
さらに別の解決手段はノズルとノズルベースの間に断熱材を挟むことで達成される。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は本発明を表す側面図である。IJP本体(図では省略)より加圧されたインク(図では省略)はヘッドケーブル1内のインクチューブ2を経由してヒータ3に供給される。周囲温度が低温になると印字ヘッド4に備えたサーミスタ5により検知し、IJP本体からヒータ3に電源が供給され、インクを加温する。ヒータ3内部にはインク流路が具備されておりヒータ素子から伝熱される構成となっている。加温されたインクはバルブ6を介しノズルチューブ7を経由してノズル8に供給される。ここで、バルブ6はインクの噴出、停止を制御するための弁である。
図2に本発明を表すノズル平面図を示す。
【0012】
ノズルチューブ7より供給されたインクは微小な穴を有するオリフィスプレート16よりジェット流として噴出する。インクジェット流は本体から出力された正弦波信号により、駆動されたピエゾ素子15の振動により微小括れを生じ、その表面張力により小滴化する。インクジェット流はインクの物性がジェット流の流速、オリフィスプレート16の穴径、ピエゾ素子振動周波数、ピエゾ素子振動量と一定の関係にあるとき小滴化する。
【0013】
帯電電極9と小滴化直前のインクジェット流は静電誘導により帯電した状態で小滴化する。インク小滴は本体からの文字情報に応じた量で帯電されている。帯電したインク小滴は本体の高圧電源(図では省略)から高圧線10を介して高電圧が偏向電極11に印可されている。偏向電極11は絶縁体の偏向ベース12上に設置され、電極取り付け部は沿面距離を大きくとるためボスが立っている。また、印字ヘッド4内部の高圧線10にインク、洗浄液が漏れないようパッキン17でシールされている。
【0014】
偏向電界中の帯電小滴は帯電量に応じて偏向される。偏向した小滴は印字物に着弾しドット文字を形成する。
【0015】
偏向電圧は数キロボルトの電圧が印可される。IJP停止時などインクが停止する瞬間、インク圧力の低下によりインクジェット流の曲がりにより、印字ヘッド4を汚す。また、運転中、印字物に着弾したインクの跳ね返りによりインク粉が印字ヘッド4のなかに入り偏向電極11を汚すこともある。汚れたインクは偏向ベースの沿面距離を低下させ電圧リークの原因となる。電圧リークが生じると、偏向量の低下、印字品質の低下を招く。このようなとき、IJP運転中または、終業時に偏向ベース12を洗浄液により洗い流す必要がある。偏向ベース12は偏向電極11間の沿面距離を長くするためボスに固定されている。ボスは、絶縁体からなり、偏向ベース12と一体で成型されているため、偏向ベース12上にインク分を残さず洗い流すことが出来るため、常に沿面距離を確保することが出来る。
【0016】
次に、本発明の別の実施例を示す。
周囲温度が低下するとインクジェット流の物性が変化するため、小滴化状態が変化する。印字品質を保つため、小滴化状態を一定にするようピエゾ素子15の振動量や流速、インク温度を周囲温度により制御している。このうちインク温度はヒータ3により加温している。周囲温度の変化に敏速に対応するためヒータ3からインクまでの伝熱を効率良くする必要がある。ヒータ3は樹脂製のヒータベース13を介して印字ヘッド4に固定されている。印字ヘッド4は頑強にするため金属で成型されているが伝熱がよいため、ヒータ3を直に取り付けると熱が逃げてしまう。本発明では伝熱がヒータベース13により遮断されるため、インクに効率よくかつ迅速に熱を伝えることが出来る。
【0017】
さらに、本発明の別の実施例を示す。
【0018】
また、図1、図2においてノズル8は樹脂製のノズルジャケット14を介して金属製のノズルベース18に取り付けられている。ノズルジャケット18は樹脂製であるので、ノズル8から金属製のノズルベース18、印字ヘッド4への伝熱を遮断し伝熱を防ぐ。また、ヒータ3で加温されたインクはノズルチューブ7を経由してノズルに伝えられるが、ノズルジャケット18により外界と一部遮断できるので、放熱を低減させることが出来る。
【0019】
【発明の効果】
本発明によれば、偏向電極を絶縁体の偏向ベースに搭載し、印字ヘッドに備えることにより、汚れを容易に洗浄液で洗い流すことができるので、常に沿面距離を保つことができ、かつ頑強な印字ヘッドを構成することが出来る。
さらに、本発明によれば、ヒータと印字ヘッドの間に樹脂製のヒータベースを備えることにより、ヒータの伝熱を印字ヘッドに逃がすことなくインクに伝えることができる。
【0020】
さらに、本発明によれば、ノズルとノズルベースのとの間に樹脂製のノズルジャケットを備えることにより、インクチューブとノズルの放熱を低減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は印字ヘッドの側面図である。
【図2】図2はノズルの平面図である。
【符号の説明】
1…ヘッドケーブル、2…インクチューブ、3…ヒータ、4…印字ヘッド、5…サーミスタ、6…バルブ、7…ノズルチューブ、8…ノズル、9…帯電電極、10…高圧線、11…偏向電極、12…偏向ベース、13…ヒータベース、14…ノズルジャケット、15…ピエゾ素子、16…オリフィスプレート、17…パッキン、18…ノズルベース。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a print head for an ink jet recording apparatus, and contributes to improvement in handleability and maintainability.
[0002]
[Prior art]
A charge control type ink jet recording apparatus (hereinafter, referred to as IJP) converts a high-pressure jetted ink stream into small droplets by micro-vibration of a piezoelectric element or the like of a nozzle, charges with a charging electrode, and deflects in a deflecting electric field with a deflecting electrode. This is a device that prints dot characters. A voltage of several hundred to several thousand volts is applied to each of the charging electrode and the deflection electrode. In particular, when a conductive substance such as ink adheres to the deflection electrode, a voltage leak causes a reduction in the amount of deflection, and further a reduction in print quality. Therefore, it is necessary to clean around the deflection electrode before starting IJP.
[0003]
As a measure for preventing leakage of dirt, it is good to increase the creepage distance with a spacer or the like. However, since the surface tension of the ink is low, the ink has a property of penetrating into the joint surface of the component without any gap. The ink that has entered the gap cannot be completely removed except for disassembly and cleaning. In order to solve this problem, the deflection electrode spacer and the like are formed in a boss shape and are integrally molded with plastic. However, there is a problem that the print head housing made of plastic has lower strength than metal.
In addition, a glass additive is sometimes added to plastic in order to increase dimensional accuracy, but the molded product becomes brittle against impact, is easily damaged by the housing, and tends to be broken.
[0004]
On the other hand, the charge control type IJP is a method of printing by making ink small droplets. Droplet size depends on the physical properties of the ink. However, since the physical properties of the ink change due to a change in ambient temperature, IJP has been used in a limited temperature range. In order to solve this, there is a method in which the temperature is kept constant by heating the ink before the droplet size is reduced. Thereby, the operating temperature range in a low temperature range can be expanded. By mounting a heater in a plastic housing, the ink can be efficiently heated and transmitted to the ink. However, in the case of a metal print head, a part of the heat of the heater escapes to the print head, so that the efficiency is poor and the ability to follow the ambient temperature is poor. This can be dealt with by increasing the energizing voltage of the heater. However, since there is a limit to flammable ink, it is necessary to change the shape of the heater to improve the heat transfer efficiency.
Further, the heated ink flows into the nozzles and dissipates heat before the ink is reduced to small droplets. Since the heater and the nozzle need to be replaced as maintenance parts, they are connected by a tube that is resistant to organic solvents.
As a material of the nozzle, rigid stainless steel which is resistant to an organic solvent and is used. However, since stainless steel is a metal and has good heat dissipation unlike resin, even if heated by a heater, it cools down immediately before droplet formation, making it difficult to control.
[Patent Document 1]
JP-A-7-76076
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved by the present invention is to provide a structure capable of sufficiently maintaining the strength of the print head housing without impairing the cleaning performance of the high voltage portion of the housing.
[0006]
Another problem is to efficiently transfer the heat of the heater to the ink with a simple configuration.
[0007]
Still another problem is to reduce the heat radiation of the nozzle with an easy configuration.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
This is achieved by forming the high-voltage portion of the metal print head, that is, the mounting portion of the deflection electrode integrally with an insulator to form a separate part.
[0009]
Yet another solution is achieved by sandwiching a resin between the head base and the heater.
[0010]
Yet another solution is achieved by sandwiching insulation between the nozzle and the nozzle base.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a side view illustrating the present invention. The ink (omitted in the figure) pressurized from the IJP main body (omitted in the figure) is supplied to the heater 3 via the
FIG. 2 is a plan view of a nozzle representing the present invention.
[0012]
The ink supplied from the
[0013]
The charging electrode 9 and the ink jet stream immediately before the dropletization are dropletized while charged by electrostatic induction. The ink droplets are charged in an amount corresponding to the character information from the main body. The charged ink droplets are applied with a high voltage to the
[0014]
The charged droplet in the deflection electric field is deflected according to the charge amount. The deflected droplet lands on a printed matter to form a dot character.
[0015]
A deflection voltage of several kilovolts is applied. At the moment when the ink stops, such as when the IJP stops, the ink jet flow bends due to a decrease in the ink pressure, thereby staining the print head 4. Also, during operation, ink powder may enter the print head 4 due to the rebound of the ink that has landed on the printed matter, and contaminate the
[0016]
Next, another embodiment of the present invention will be described.
When the ambient temperature decreases, the physical properties of the ink jet stream change, and the state of droplet formation changes. In order to maintain the print quality, the vibration amount, flow velocity, and ink temperature of the
[0017]
Further, another embodiment of the present invention will be described.
[0018]
1 and 2, the nozzle 8 is attached to a metal nozzle base 18 via a resin nozzle jacket 14. Since the nozzle jacket 18 is made of resin, heat transfer from the nozzle 8 to the metal nozzle base 18 and the print head 4 is blocked to prevent heat transfer. Further, the ink heated by the heater 3 is transmitted to the nozzles via the
[0019]
【The invention's effect】
According to the present invention, the deflecting electrode is mounted on the deflecting base of the insulator and provided in the print head, so that dirt can be easily washed away with the cleaning liquid, so that the creepage distance can be always maintained, and robust printing can be performed. A head can be configured.
Further, according to the present invention, by providing the heater base made of resin between the heater and the print head, it is possible to transmit the heat transfer of the heater to the ink without escaping to the print head.
[0020]
Further, according to the present invention, by providing a resin nozzle jacket between the nozzle and the nozzle base, heat radiation of the ink tube and the nozzle can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a print head.
FIG. 2 is a plan view of a nozzle.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Head cable, 2 ... Ink tube, 3 ... Heater, 4 ... Print head, 5 ... Thermistor, 6 ... Valve, 7 ... Nozzle tube, 8 ... Nozzle, 9 ... Charging electrode, 10 ... High voltage line, 11 ... Deflection electrode , 12: deflection base, 13: heater base, 14: nozzle jacket, 15: piezo element, 16: orifice plate, 17: packing, 18: nozzle base.
Claims (6)
ヘッドベースは金属製であることを特徴とするインクジェット記録装置の印字ヘッド。The print head according to claim 1,
A print head for an ink jet recording apparatus, wherein the head base is made of metal.
ノズルに供給するインクを加温するヒータを有し、かつヒータとヘッドベースとの間に樹脂を挟んだことを特徴とするインクジェット記録装置の印字ヘッド。The print head according to claim 1 or 2,
A print head for an ink jet recording apparatus, comprising: a heater for heating ink to be supplied to a nozzle; and a resin sandwiched between the heater and a head base.
ノズルの固定はヘッドベースとの間に樹脂を介して固定することを特徴とするインクジェット記録装置の印字ヘッド。The print head according to claim 1 or 2,
A print head of an ink jet recording apparatus, wherein a nozzle is fixed to a head base via a resin.
前記樹脂を介して固定するためのノズルベースは樹脂であることを特徴とするインクジェット記録装置の印字ヘッド。The print head according to claim 4,
A nozzle head for fixing via a resin is a resin, the print head of the ink jet recording apparatus.
前記請求項4の樹脂を介して固定するためのノズルジャケットは樹脂であることを特長とするインクジェット記録装置の印字ヘッド。The print head according to claim 4,
5. A print head for an ink jet recording apparatus, wherein the nozzle jacket for fixing via the resin according to claim 4 is a resin.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002295568A JP2004130573A (en) | 2002-10-09 | 2002-10-09 | Ink jet recorder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2004130573A true JP2004130573A (en) | 2004-04-30 |
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ID=32285768
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2002295568A Pending JP2004130573A (en) | 2002-10-09 | 2002-10-09 | Ink jet recorder |
Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005123393A1 (en) * | 2004-06-17 | 2005-12-29 | Videojet Technologies Inc. | High voltage arm assembly with integrated resistor, automatic high voltage deflection electrode locator, and special insulation |
CN112675798A (en) * | 2020-12-14 | 2021-04-20 | 上海天马微电子有限公司 | Microfluidic reaction device and microfluidic reaction driving method |
JP2021091173A (en) * | 2019-12-12 | 2021-06-17 | 株式会社キーエンス | Ink jet recording device |
-
2002
- 2002-10-09 JP JP2002295568A patent/JP2004130573A/en active Pending
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