JP3158671B2 - Ink jet head and driving method thereof - Google Patents
Ink jet head and driving method thereofInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、印字信号に応じてイン
ク滴を吐出して、記録紙等の記録媒体上にインク像を形
成するインクジェットヘッド、特に必要な時にだけイン
ク滴を吐出するオンデマンド型インクジェットヘッドに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head which forms an ink image on a recording medium such as recording paper by discharging ink droplets in response to a print signal, and more particularly to an ink jet head which discharges ink droplets only when necessary. The present invention relates to a demand type inkjet head.
【０００２】[0002]
【従来の技術】インク滴を必要な時にだけ吐出するオン
デマンド型インクジェットヘッドとしては、圧電素子に
電気エネルギーを与え変形させインク室の圧力を高めて
インク吐出口からインクを吐出させる方式と、発熱体に
電気エネルギーを与え発熱により気化したインクの膨張
によりインク室の圧力を高めてインクを吐出口から吐出
する方式が一般に知られている。2. Description of the Related Art An on-demand type ink jet head that discharges ink droplets only when necessary is a method that discharges ink from an ink discharge port by applying electric energy to a piezoelectric element and deforming the piezoelectric element to increase the pressure in an ink chamber. 2. Description of the Related Art In general, a method is known in which electric energy is applied to a body, the pressure of an ink chamber is increased by expansion of ink vaporized by heat generation, and ink is ejected from an ejection port.
【０００３】インク室にインクを供給する手段として、
図１０に示す特公平３ー５７８６９号のように、複数個
のインク吐出口１００３とその各々に対応して形成され
たインク室に連通している共通液室１００２を有してい
る。共通液室には２つのインク流路が連結してあり、そ
れぞれ独立にインクタンクに連結されている。第１のイ
ンク流路１０１３の途中にインク流れを生じさせる圧力
変動手段が設置されており、圧力変動手段とインクジェ
ットヘッド間、インクタンクと圧力発生手段間にそれぞ
れ逆流防止弁を配置することにより、第１のインク流路
１０１３、共通液室１００２、第２のインク流路１０１
４、インクタンクの順のみにインクの流れを発生させ、
ヘッドへのインク初期充填または循環させる方法が開示
されている。[0003] As means for supplying ink to the ink chamber,
As shown in Japanese Patent Publication No. 3-57869 shown in FIG. 10, a plurality of ink ejection ports 1003 and a common liquid chamber 1002 communicating with ink chambers formed corresponding to each of the ink ejection ports 1003 are provided. Two ink flow paths are connected to the common liquid chamber, and each is independently connected to the ink tank. Pressure fluctuation means for generating an ink flow is provided in the middle of the first ink flow path 1013, and a backflow prevention valve is arranged between the pressure fluctuation means and the ink jet head and between the ink tank and the pressure generation means, respectively. First ink flow path 1013, common liquid chamber 1002, second ink flow path 101
4. Generate ink flow only in the order of the ink tanks,
A method for initially filling or circulating ink in a head is disclosed.
【０００４】このような構成にすることによって、イン
クジェットヘッドに気泡やゴミ等が混入して吐出が不安
定になった場合、インクタンクとヘッドの間でインクを
循環させることによって、気泡やゴミをヘッドからイン
クタンクに移動させ安定的な吐出状態に回復させること
が可能である。[0004] With this configuration, when bubbles or dust are mixed in the ink jet head and the ejection becomes unstable, the ink is circulated between the ink tank and the head to remove the bubbles or dust. It can be moved from the head to the ink tank to recover a stable ejection state.
【０００５】また同様な効果を得るために、図１１に示
される特公平３ー７１０２１号のように、インクタンク
を２個有し、第１のインクタンク１１０１から第１の開
閉手段１１５０を介してインクジェットヘッド１１０４
に連通する第１のインク供給路１１７０と、第１のイン
クタンク１１０１からポンプ１１５６、第２の開閉手段
１１５４を介してインクジェットヘッド１１０４に連通
する第２のインク供給路１１７２を有している。第２の
インクタンク１１４０は前述のポンプ１１５６と第２の
開閉手段１１５４との間に逆流防止手段１１５８を介し
て第２のインク供給路１１７２に連通している。第１の
インクタンク１１０１には大気開放が可能な第３の開閉
手段１１５２を備えている。ポンプ１１５６は正逆運転
可能であり、第２のインクタンク１１４０から第１のイ
ンクタンク１１０１にインクを供給する時には、第１の
開閉手段１１５０、第３の開閉手段１１５２を開、第２
の開閉手段１１５４を閉にし、ポンプ１１５６を第２の
インクタンク１１４０から第１のインクタンク１１０１
へと流れるような正転回転させる。また、ヘッド内に混
入した気泡やゴミ等をヘッドから除去するために、第
１、第２、第３の開閉手段１１５０。１１５２、１１５
４を開にし、ポンプ１１４０を前述の方向と反対の逆転
回転させることによって行う。インク吐出口が乾燥等に
より目詰まりした場合には、第１の開閉手段１１５０を
閉、第２、第３の開閉手段１１５２、１１５４を開に
し、ポンプを逆転回転させることにより、第２のインク
供給路１１７２からヘッドに加圧されインク吐出口から
インクを押しだし排除させることが可能な構成となって
いる。In order to obtain the same effect, as shown in Japanese Patent Publication No. 3-71021 shown in FIG. 11, two ink tanks are provided, and the first ink tank 1101 is opened via a first opening / closing means 1150. Inkjet head 1104
And a second ink supply path 1172 communicating from the first ink tank 1101 to the ink jet head 1104 via the pump 1156 and the second opening / closing means 1154. The second ink tank 1140 communicates with the second ink supply path 1172 between the pump 1156 and the second opening / closing means 1154 via a backflow prevention means 1158. The first ink tank 1101 is provided with third opening / closing means 1152 that can be opened to the atmosphere. The pump 1156 can be operated in forward and reverse directions. When supplying ink from the second ink tank 1140 to the first ink tank 1101, the first opening / closing means 1150 and the third opening / closing means 1152 are opened, and the second
Is closed, and the pump 1156 is moved from the second ink tank 1140 to the first ink tank 1101.
Rotate forward like flowing to First, second, and third opening / closing means 1150, 1152, and 115 for removing bubbles, dust, and the like mixed in the head from the head.
4 is opened and the pump 1140 is rotated by reversing the direction opposite to that described above. When the ink ejection port is clogged due to drying or the like, the first opening / closing means 1150 is closed, the second and third opening / closing means 1152, 1154 are opened, and the second ink is rotated by rotating the pump in the reverse direction. The supply path 1172 pressurizes the head and pushes out the ink from the ink discharge port to remove the ink.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来技術においては、インク室へのインク供給口は１個
のみ設置されているだけであり、インク室内に気泡、ゴ
ミ等が混入した場合にはインク吐出口からインクを排除
するしか方法がなかった。そのため、印字にかかわらな
いインクの消費量が多く、ランニングコストが高価にな
る、排除されたインクの処理機構が煩雑になるといった
課題を有していた。さらに、インクの色材として顔料を
用い、溶媒に分散した系のインクを用いる場合には、イ
ンク室内で顔料が凝集してしまい、粒径が増大してしま
う可能性がある。このような場合、インク吐出口から増
大した顔料を排除することが不可能となる可能性を有し
ており、インクジェットヘッドが故障してしまう可能性
があった。However, in the above-mentioned prior art, only one ink supply port to the ink chamber is provided, and when air bubbles, dust, etc. are mixed in the ink chamber, There was no other way but to remove the ink from the ink ejection port. Therefore, there is a problem that a large amount of ink is consumed without being involved in printing, a running cost becomes expensive, and a processing mechanism for the eliminated ink becomes complicated. Furthermore, when a pigment is used as a coloring material of the ink and an ink dispersed in a solvent is used, the pigment may aggregate in the ink chamber and the particle diameter may increase. In such a case, there is a possibility that it is impossible to remove the increased pigment from the ink discharge port, and there is a possibility that the ink jet head may break down.
【０００７】また、印字、インクの供給、循環、加圧等
の各モードを切り換えるために、圧力変動手段と複数の
開閉手段を必要とし、装置の複雑化、大型化を招いてい
た。Further, in order to switch between modes such as printing, ink supply, circulation, pressurization, etc., a pressure fluctuation means and a plurality of opening / closing means are required, resulting in an increase in complexity and size of the apparatus.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、インク室の圧力を高めインク吐出口からイン
ク滴を吐出させるインクジェットヘッドにおいて、イン
ク室は、第１のインク供給口と第２のインク供給口とを
有し、第１のインク供給口と第２のインク供給口はそれ
ぞれリザーバと連通しており、リザーバから第２のイン
ク供給口を介してインク吐出口に至る流路抵抗は、リザ
ーバから第１のインク供給口を介してインク吐出口に至
る流路抵抗よりも小さいことを特徴とする。また、係る
インクジェットヘッドにおいて、第１のインク供給口か
らインク吐出口に至る流路抵抗は、インク吐出口の流路
抵抗以上の流路抵抗を有しており、第２のインク供給口
からインク吐出口に至る流路抵抗は、インク吐出口の流
路抵抗より小さいことを特徴とする。また、係るインク
ジェットヘッドにおいて、リザーバは、第１のリザーバ
と第２のリザーバを有しており、第１のインク供給口は
第１のリザーバを介してインクタンクと連通し、第２の
インク供給口は第２のリザーバを介してインクタンクと
連通していることを特徴とする。また、本発明のインク
ジェットヘッドの駆動方法は、インク室の圧力を高めイ
ンク吐出口からインク滴を吐出させるインクジェットヘ
ッドの駆動方法において、インク室は、第１のインク供
給口を介して第１のリザーバと連通し、且つ第２のイン
ク供給口を介して第２のリザーバと連通しており、第２
のリザーバから第２のインク供給口を介してインク吐出
口に至る流路抵抗は、第１のリザーバから第１のインク
供給口を介してインク吐出口に至る流路抵抗よりも小さ
く構成され、第１のリザーバから第１のインク供給口、
インク室、第２のインク供給口を介して第２のリザーバ
にインクを流す第１の循環モードと、第２のリザーバか
ら第２のインク供給口、インク室、第１のインク供給口
を介して第１のリザーバにインクを流す第２の循環モー
ドを選択的に切り換えることを特徴とするインクジェッ
トヘッドの駆動方法。また、第１の循環モードはインク
室内の気泡或いは劣化したインクをインク室外へ除去す
る時に駆動し、第２の循環モードは強制インク排出時に
駆動することを特徴とする。According to the present invention, there is provided an ink jet head for increasing the pressure of an ink chamber to discharge ink droplets from an ink discharge port. The ink chamber comprises a first ink supply port and a second ink supply port. A first ink supply port and a second ink supply port, each of which communicates with a reservoir; and a flow path resistance from the reservoir to the ink discharge port via the second ink supply port is: The flow path resistance from the reservoir to the ink discharge port through the first ink supply port is smaller than the flow path resistance. Further, in the ink jet head, the flow path resistance from the first ink supply port to the ink discharge port has a flow path resistance equal to or higher than the flow path resistance of the ink discharge port, and the ink flow from the second ink supply port to the ink discharge port. The flow path resistance to the discharge port is smaller than the flow path resistance of the ink discharge port. Further, in the ink jet head, the reservoir has a first reservoir and a second reservoir, and the first ink supply port communicates with the ink tank via the first reservoir, and the second ink supply port is provided. The mouth communicates with the ink tank via the second reservoir. Further, in the method for driving an inkjet head according to the present invention, the method for driving an inkjet head in which the pressure of an ink chamber is increased and ink droplets are ejected from an ink ejection port is provided. A second ink supply port, which communicates with the second reservoir through the second ink supply port;
The flow path resistance from the reservoir to the ink discharge port via the second ink supply port is configured to be smaller than the flow path resistance from the first reservoir to the ink discharge port via the first ink supply port, A first ink supply port from the first reservoir,
A first circulation mode in which ink flows into the second reservoir through the ink chamber and the second ink supply port, and a first circulation mode in which ink flows from the second reservoir through the second ink supply port, the ink chamber, and the first ink supply port. And selectively switching a second circulation mode in which ink flows through the first reservoir. Further, the first circulation mode is driven when air bubbles or deteriorated ink in the ink chamber is removed to the outside of the ink chamber, and the second circulation mode is driven when forced ink is discharged.
【０００９】[0009]
【実施例】図１は本発明のインクジェット印字ヘッドの
実施例の構成を示す斜視図、図２は本実施例のインク吐
出部を示す断面図、図３は本実施例のインク室の構成を
示す上面透視図、図４は印字ヘッドへのインク供給経路
を示す模式図である。本実施例の印字ヘッドは印字媒体
の印字幅とほぼ同じ幅の長さを持ついわゆるラインヘッ
ドであり、一列にインク吐出口が配列されている。FIG. 1 is a perspective view showing the structure of an ink jet print head according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing an ink discharge section of the present embodiment, and FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing an ink supply path to the print head. The print head according to the present embodiment is a so-called line head having a length substantially equal to the print width of the print medium, and the ink discharge ports are arranged in a line.
【００１０】これらの図において、１は印字ヘッドであ
り、インク室２内のインク３の圧力を圧電素子４を駆動
することにより高め、インク吐出口５からインク滴とし
て吐出させるものである。圧電素子４は第１の固定板６
ａと第２の固定板６ｂに挟まれて固定されており、第１
の固定板６ａ上には圧電素子４に駆動信号を電圧として
与えるための駆動回路７が設置されている。インク室２
はインク吐出口５が形成されているノズルプレート８と
隣接するインク室間を隔離する壁部９と振動板１０とで
囲まれて形成されている。圧電素子４は振動板１０に固
着されており、圧電素子４が変形することにより、振動
板１０が変位し、インク室２内の圧力が高まりインク吐
出口からインクが吐出する。インク室２は第１の供給口
１１を介して第１のリザーバ１２と連通しており、第１
のリザーバ１２からインク３がインク室２に供給される
ようになっている。第１のリザーバ１２は第１のインク
供給路１５を介してインクタンク１６と連通している。
なお、図４は簡単のためノズルプレート８を取り外した
状態を示しているが、便宜上インク吐出口５は図示され
ている。In these figures, reference numeral 1 denotes a print head, which increases the pressure of ink 3 in an ink chamber 2 by driving a piezoelectric element 4 and discharges the ink 3 from an ink discharge port 5 as ink droplets. The piezoelectric element 4 has a first fixed plate 6
a and the second fixing plate 6b.
A drive circuit 7 for applying a drive signal to the piezoelectric element 4 as a voltage is provided on the fixed plate 6a. Ink chamber 2
Is formed by being surrounded by a wall portion 9 and a vibration plate 10 for separating an ink chamber adjacent to a nozzle plate 8 in which the ink discharge ports 5 are formed. The piezoelectric element 4 is fixed to the vibration plate 10, and the deformation of the piezoelectric element 4 causes the vibration plate 10 to be displaced, the pressure in the ink chamber 2 increases, and ink is discharged from the ink discharge port. The ink chamber 2 is in communication with a first reservoir 12 via a first supply port 11,
The ink 3 is supplied from the reservoir 12 to the ink chamber 2. The first reservoir 12 is in communication with an ink tank 16 via a first ink supply path 15.
Although FIG. 4 shows a state in which the nozzle plate 8 is removed for simplicity, the ink discharge ports 5 are shown for convenience.
【００１１】さらに、インク室２には第１の供給口１１
と対向する位置に第２の供給口１３が設けられている。
この第２の供給口１３を介してインク室２と第２のリザ
ーバ１４とが連通しており、第２のリザーバ１４からも
インク３がインク室２に供給されるようになっている。
第２のリザーバ１４は第２のインク供給路１８を介して
インクタンク１６と連通している。Further, a first supply port 11 is provided in the ink chamber 2.
A second supply port 13 is provided at a position opposite to.
The ink chamber 2 and the second reservoir 14 communicate with each other via the second supply port 13, and the ink 3 is also supplied to the ink chamber 2 from the second reservoir 14.
The second reservoir 14 communicates with the ink tank 16 via a second ink supply path 18.
【００１２】図４に示すように、第１のインク供給路１
５の途中には、例えばギアポンプからなる圧力変動手段
１７が配置されている。圧力変動手段１７は正逆回転が
可能であり、正転させた場合には第１のインク供給路１
５、第１のリザーバ１２、第１のインク供給口１１を介
してインク室２に圧力が加わる。また、圧力変動手段１
７が逆転した場合には、インクタンク、第２のインク供
給路、第２のリザーバ、第２のインク供給口を介してイ
ンク室に圧力が加わる。As shown in FIG. 4, the first ink supply path 1
In the middle of 5, a pressure fluctuation means 17 composed of, for example, a gear pump is arranged. The pressure fluctuation means 17 is capable of rotating forward and reverse, and when rotated forward, the first ink supply path 1
5, pressure is applied to the ink chamber 2 via the first reservoir 12 and the first ink supply port 11. Further, the pressure fluctuation means 1
When 7 is reversed, pressure is applied to the ink chamber via the ink tank, the second ink supply path, the second reservoir, and the second ink supply port.
【００１３】図２に示す第１のインク供給口１１からイ
ンク吐出口５に至る流路抵抗Ｒｐ1はインク吐出口５の
流路抵抗Ｒｎより高くなるように、第２のインク供給口
１３からインク吐出口に至る流路抵抗Ｒｐ2はインク吐
出口５の流路抵抗Ｒｎより低くなるように構成されてい
る。圧力変動手段１７の圧力変動速度は非常に遅く、ほ
ぼ静圧と考えられるため、インクの流量を決定するのは
加圧力と各部の流路抵抗と加圧時間でほぼ決定される。
インク供給口からインク吐出口に至る流路抵抗Ｒｐは、
本実施例のようなインク室の形状では、下記に示す式１
のように表される。The flow path resistance Rp 1 from the first ink supply port 11 to the ink discharge port 5 shown in FIG. 2 is higher than the flow path resistance Rn of the ink discharge port 5 from the second ink supply port 13. The flow path resistance Rp 2 reaching the ink discharge port is configured to be lower than the flow path resistance Rn of the ink discharge port 5. Since the pressure fluctuation speed of the pressure fluctuation means 17 is very slow and is considered to be almost a static pressure, the flow rate of the ink is almost determined by the pressing force, the flow path resistance of each part, and the pressurization time.
The flow path resistance Rp from the ink supply port to the ink discharge port is:
In the shape of the ink chamber as in the present embodiment, the following equation 1 is used.
It is represented as
【００１４】[0014]
【数１】 (Equation 1)
【００１５】ここで、ηはインクの粘度であり、Ｌｐは
一方のインク供給口からインク吐出口までの長さ、Ｗｐ
はインク室の幅、ｄｐはインク室の厚みである。また、
インク吐出口の流路抵抗Ｒｎは一般に下記に示す式２の
ように表される。Here, η is the viscosity of the ink, Lp is the length from one ink supply port to the ink discharge port, Wp
Is the width of the ink chamber, and dp is the thickness of the ink chamber. Also,
The flow path resistance Rn of the ink discharge port is generally represented by the following equation (2).
【００１６】[0016]
【数２】 (Equation 2)
【００１７】ここで、Ｄｎはインク吐出口の直径であ
り、ｔｎはインク吐出口の長さである。Ｄｎはインク吐
出口の厚み方向ｘによって変化している形状となってい
る。本実施例においては、インク吐出口５の流路抵抗Ｒ
ｎは約６×１０12Ｎ・Ｓ／ｍ5、第１のインク供給口か
らインク吐出口に至る流路抵抗Ｒｐ1は約１×１０13Ｎ
・Ｓ／ｍ5、第２のインク供給口１３からインク吐出口
に至る流路抵抗Ｒｐ2は約３×１０11Ｎ・Ｓ／ｍ5となる
形状に形成されている。また、第１、第２のリザーバ１
２、１４の流路抵抗は第２のインク供給口１３からイン
ク吐出口に至る流路抵抗Ｒｐ2と比較して２桁以上小さ
い形状に形成されている。すなわち、第１のインク供給
口１１からインク吐出口に至る流路抵抗Ｒｐ1はインク
吐出口５の流路抵抗Ｒｎの１．７倍、第２のインク供給
口１３からインク吐出口に至る流路抵抗Ｒｐ2はインク
吐出口５の流路抵抗Ｒｎの１／２０倍である。Here, Dn is the diameter of the ink discharge port, and tn is the length of the ink discharge port. Dn has a shape that changes depending on the thickness direction x of the ink ejection port. In this embodiment, the flow path resistance R of the ink ejection port 5 is
n is about 6 × 10 12 N · S / m 5 , and the flow path resistance Rp 1 from the first ink supply port to the ink discharge port is about 1 × 10 13 N
S / m 5 , the flow path resistance Rp 2 from the second ink supply port 13 to the ink discharge port is formed to have a shape of about 3 × 10 11 N · S / m 5 . In addition, the first and second reservoirs 1
The flow path resistances 2 and 14 are formed in a shape that is smaller than the flow path resistance Rp 2 from the second ink supply port 13 to the ink discharge port by two digits or more. That is, 1.7 times the flow resistance Rn of the flow path resistance Rp 1 leading to the ink discharge port from the first ink supply port 11 is the ink discharge port 5, a flow leading to the ink discharge port from the second ink supply port 13 The path resistance Rp 2 is 1/20 times the flow path resistance Rn of the ink discharge port 5.
【００１８】このような構成をとることで、圧力変動手
段１７を正転させ第１のリザーバ１２の圧力を高めるこ
とにより、インク室２内のインクは第１のインク供給口
１１、インク室２、第２の供給口１３を通って第２のリ
ザーバ１４にインクを流すことができ、インク室２内の
気泡あるいは増粘等劣化したインクをインク室外に排除
することができる。インク室２内の圧力を高めることに
よって、インクは第２の供給口１３から第２のリザーバ
１４に流れるとともに、インク吐出口５からもヘッド１
外に排出される。しかし本発明によれば、インク吐出口
５の流路抵抗Ｒｎは第２のインク供給口１３からインク
吐出口に至る流路抵抗Ｒｐ2と比較して非常に大きい。
前述したように、圧力はほぼ静圧と考えられるため、本
実施例ではインク吐出口５から排除されるインク量は第
２の供給口１３を介して第２のリザーバ１４に流れるイ
ンク量のほぼ５％と非常に少なくすることができる。With such a configuration, the pressure in the ink chamber 2 is increased by rotating the pressure varying means 17 in the normal direction and increasing the pressure in the first reservoir 12 so that the ink in the ink chamber 2 is supplied to the first ink supply port 11 and the ink chamber 2. The ink can flow into the second reservoir 14 through the second supply port 13, and the depleted ink such as bubbles in the ink chamber 2 or thickened ink can be excluded from the ink chamber. By increasing the pressure in the ink chamber 2, the ink flows from the second supply port 13 to the second reservoir 14, and the ink 1 also flows from the ink discharge port 5 to the head 1.
It is discharged outside. However, according to the present invention, the flow path resistance Rn of the ink discharge port 5 is much larger than the flow path resistance Rp 2 from the second ink supply port 13 to the ink discharge port.
As described above, since the pressure is considered to be substantially a static pressure, in this embodiment, the amount of ink removed from the ink discharge port 5 is substantially equal to the amount of ink flowing to the second reservoir 14 via the second supply port 13. It can be as low as 5%.
【００１９】インク吐出口５が、インクの乾燥等による
目詰まり、等の劣化が発生し前述のインク循環では復帰
しない場合、インク吐出口５から劣化したインクをヘッ
ド外に排出する必要がある。この場合には、圧力変動手
段１７を前述と反対方向に逆転させることにより、イン
ク吐出口５からのインクの排出が容易に行える。すなわ
ち、第１のインク供給口１１からインク吐出口に至る流
路抵抗Ｒｐ1はインク吐出口５の流路抵抗Ｒｎより大き
な形状となっている。インク室２内のインク圧力が第２
のリザーバ１４から加圧されるこにより、インクはイン
ク吐出口５方向と第１のインク供給口１１から第１のリ
ザーバ１２方向に流れる。この時インク吐出口５に加わ
る圧力は、印加された圧力と、インク吐出口５の流路抵
抗Ｒｎと第１のインク供給口１１からインク吐出口に至
る流路抵抗Ｒｐ1との比でほぼ決定される。本実施例に
おいては、インク吐出口５に排出されるインク量は、第
１のインク供給口１１から第１のリザーバ１２に流れる
インク量の１．７倍である。 図５は圧力変動手段１７
を１秒間正転させた場合の、加圧力とインク吐出口５か
らの排出量、第２のインク供給口から第２のリザーバに
流れるインク循環量の関係を示す計算値と実測値であ
る。図中実線が実験値を最小２乗法で回帰した回帰直線
であり、破線が計算値である。また、図６は圧力変動手
段１７を１秒間逆転させた場合の、加圧力とインク吐出
口５からの排出量と第１のインク供給口から第１のリザ
ーバに流れるインク循環量の関係を示す計算値と実測値
である。図５と同様実線が実測値、破線が計算値であ
る。なお、図５、６は簡単に説明するためインク吐出口
が１個の場合での計算、実験結果であるが、インク吐出
口が複数あるインクジェットヘッドにおいても同様な結
果が得られる。When the ink discharge port 5 is deteriorated such as clogging due to drying of the ink or the like and does not recover in the above-described ink circulation, it is necessary to discharge the deteriorated ink from the ink discharge port 5 to the outside of the head. In this case, the ink can be easily discharged from the ink discharge port 5 by reversing the pressure varying means 17 in the direction opposite to the above. That is, the flow path resistance Rp 1 from the first ink supply port 11 to the ink discharge port has a shape larger than the flow path resistance Rn of the ink discharge port 5. The ink pressure in the ink chamber 2 is the second
The ink flows from the first ink supply port 11 toward the first reservoir 12 by being pressurized from the reservoir 14. At this time, the pressure applied to the ink discharge port 5 is substantially the ratio of the applied pressure to the flow path resistance Rn of the ink discharge port 5 and the flow path resistance Rp 1 from the first ink supply port 11 to the ink discharge port. It is determined. In this embodiment, the amount of ink discharged to the ink discharge port 5 is 1.7 times the amount of ink flowing from the first ink supply port 11 to the first reservoir 12. FIG.
Is a calculated value and a measured value that show the relationship between the pressing force, the discharge amount from the ink discharge port 5, and the amount of ink circulation flowing from the second ink supply port to the second reservoir when is rotated forward for 1 second. In the figure, the solid line is a regression line obtained by regressing the experimental values by the least square method, and the broken line is the calculated value. FIG. 6 shows the relationship between the pressing force, the discharge amount from the ink discharge port 5, and the ink circulation amount flowing from the first ink supply port to the first reservoir when the pressure fluctuation means 17 is reversed for 1 second. These are calculated values and measured values. Similar to FIG. 5, the solid line is the measured value and the broken line is the calculated value. Although FIGS. 5 and 6 show the results of calculations and experiments in the case of one ink ejection port for simplicity, similar results can be obtained with an ink jet head having a plurality of ink ejection ports.
【００２０】次に本実施例における印字状態とインク循
環とインク排出の実施タイミングについて説明する。Next, a description will be given of the printing state, the timing of ink circulation, and the timing of ink discharge in this embodiment.
【００２１】印字中においては、インクタンク１６に設
置された大気開放バルブ２０が開放され、インクタンク
１６中のインクが空気と置換されながら印字ヘッドに供
給される。大気開放バルブ２０にはゴミの混入等を防ぐ
ためのフィルターが挿入されている。この時、圧力変動
手段１７のギアポンプのギア部は離反し、インク供給路
１５のインクの流れを妨げないようになっている。During printing, the air release valve 20 installed in the ink tank 16 is opened, and the ink in the ink tank 16 is supplied to the print head while being replaced with air. A filter is inserted into the atmosphere release valve 20 to prevent dust from being mixed therein. At this time, the gear portion of the gear pump of the pressure varying means 17 separates so as not to hinder the flow of ink in the ink supply path 15.
【００２２】インク循環は、本実施例の印字ヘッドを搭
載した印字装置に電源が投入された時、および前回のイ
ンク循環を実施した時から所定時間経過した時に圧力変
動手段１７を正転することにより実施される。電源が投
入された時のインク循環はインク吐出口５を図示してい
ないキャップにより覆い、インクの印字ヘッド１外への
排出を防いでいる。この時の加圧条件は、少なくともイ
ンク室２内のインクを全てインク室外に除去し、リザー
バ内のインクと置換するように加圧力を０．５ｋｇ／ｃ
ｍ2、加圧時間を２秒間に設定してある。しかしなが
ら、印字中においても印字にしないインク吐出口に対応
するインク室では、インク室内のインクは色材の沈降等
の劣化が発生してしまう。このようなインクはインク室
外に排除する必要がある。本実施例の印字ヘッドを搭載
した印字装置は、インク循環の時間間隔を計測するタイ
マーを持っており、ある設定時間に到達した場合におい
てインク循環動作を実施するようになっている。またイ
ンク吐出口を覆うキャップは、印字媒体への印字終了後
ある設定時間印字信号が本印字装置に入力されなかった
場合、自動的に施されるようになっている。インク循環
間隔の設定時間に到達した時にキャップが施されている
場合には、インク循環の条件は前述の電源を入れた時と
同じ０．５ｋｇ／ｃｍ2、２秒間となるように設定され
ている。また、インク循環間隔の設定時間の到達した時
がキャップが施されていない場合には、０．２ｋｇ／ｃ
ｍ2、０．５秒間となるように設定されている。なお、
インク循環間隔の設定時間に到達した時が印字中であっ
た場合には、その記録媒体１枚分の印字が終了した段階
でインク循環動作が行われるようになっている。The ink circulation is performed by turning the pressure fluctuation means 17 forward when the power is turned on to the printing apparatus equipped with the print head of this embodiment and when a predetermined time has elapsed since the previous ink circulation was performed. It is implemented by. The ink circulation when the power is turned on covers the ink discharge port 5 with a cap (not shown) to prevent the ink from being discharged to the outside of the print head 1. The pressurizing condition at this time is such that the pressure is 0.5 kg / c so that at least all of the ink in the ink chamber 2 is removed outside the ink chamber and replaced with ink in the reservoir.
m 2 , and the pressurization time is set to 2 seconds. However, even during printing, in the ink chamber corresponding to the ink discharge port that is not used for printing, the ink in the ink chamber is subject to deterioration such as sedimentation of the coloring material. It is necessary to remove such ink outside the ink chamber. The printing apparatus equipped with the print head according to the present embodiment has a timer for measuring a time interval of ink circulation, and performs an ink circulation operation when a certain set time is reached. Further, the cap covering the ink ejection port is automatically applied when a printing signal for a set time after the printing on the printing medium is not input to the printing apparatus. When the cap is applied when the set time of the ink circulation interval is reached, the conditions of the ink circulation are set to 0.5 kg / cm 2 for 2 seconds, which is the same as when the power is turned on. I have. If the cap is not applied when the set time of the ink circulation interval has been reached, 0.2 kg / c
m 2 is set to be 0.5 seconds. In addition,
If printing is being performed when the set time of the ink circulation interval has been reached, the ink circulation operation is performed when printing of one recording medium is completed.
【００２３】このように設定することで、インク循環動
作を行うことによる印字媒体への印刷速度の低下を極め
て小さいものとすることができる。すなわち、印字媒体
複数枚分の印字中においてインク循環を行う設定時間に
達した時、キャップ手段をインク吐出口を覆う動作が不
要であり、インク循環動作の０．５秒間だけ印字を休止
させるだけでよい。この時インク吐出口から排出される
インク量は極めて少量であり、印字に使われないインク
消費量が少なくできランニングコストの安い印字装置を
提供することができる。なおインク循環時においては、
インクタンク１６に設置されている大気開放バルブ２０
は閉じられるようになっている。By setting in this way, it is possible to minimize the decrease in the printing speed on the print medium due to the ink circulation operation. That is, when the set time for circulating the ink has been reached during the printing of a plurality of print media, the operation of covering the ink ejection port with the cap means is unnecessary, and the printing is only paused for 0.5 second of the ink circulating operation. Is fine. At this time, the amount of ink discharged from the ink discharge port is extremely small, and the amount of ink not used for printing can be reduced, so that a printing apparatus with low running cost can be provided. During ink circulation,
Atmospheric release valve 20 installed in ink tank 16
Is to be closed.
【００２４】次にインク排出の実施タイミングについて
説明する。本印字装置に電源を入れた時には、インク吐
出口５付近のインクが劣化しインク吐出口５が目詰まり
していることがあるため、自動的に強制インク排出を行
う。これは圧力変動手段１７を逆転することにより実施
される。実験によれば、長期にわたってインク吐出動作
が行われなかったインク吐出口において、インク室２内
の圧力が大気圧よりも０．２ｋｇ／ｃｍ2高くなるよう
に加圧し、それを０．５秒間程度数回実施することでイ
ンク吐出口の目詰まりを回復させることができる。Next, the execution timing of ink discharge will be described. When the printing apparatus is turned on, the ink near the ink discharge port 5 may be deteriorated and the ink discharge port 5 may be clogged, so that the forced ink discharge is automatically performed. This is performed by reversing the pressure varying means 17. According to the experiment, the pressure in the ink chamber 2 was increased to 0.2 kg / cm 2 higher than the atmospheric pressure at the ink discharge port where the ink discharge operation was not performed for a long time, and the pressure was increased for 0.5 seconds. Clogging of the ink discharge port can be recovered by performing the above operation several times.
【００２５】例えば０．２ｋｇ／ｃｍ2の圧力を０．５
秒間５回の加圧動作を行った時には、インク吐出口５か
らのインク排出量は１ノズルあたり約５ｍｃｃとなる。
また、装置の電源投入時以外にも、印字抜け等印字品質
に異常が発生した場合には、例えば操作者が装置パネル
のスイッチ操作をすることにより、インク排出が実施さ
れインク吐出口の回復動作を実施することができるよう
になっている。本印字装置には時間を計測するタイマー
が搭載されているため、例えばインク排出実施の時間間
隔を計測し、所定時間経過した段階でインク排出を実施
するように設定することも可能である。なおインク排出
時においては、インクタンク１６に設置された大気開放
バルブ２０は閉じられるようになっている。For example, when the pressure of 0.2 kg / cm 2 is 0.5
When the pressurizing operation is performed five times per second, the amount of ink discharged from the ink discharge port 5 is about 5 mcc per nozzle.
In addition, when an abnormality occurs in the print quality such as a missing print other than when the apparatus is turned on, for example, an operator operates a switch on the apparatus panel to discharge ink, thereby recovering the ink ejection port. Can be implemented. Since the printing apparatus is equipped with a timer for measuring time, it is also possible to set, for example, to measure a time interval for performing ink discharge and to perform ink discharge when a predetermined time has elapsed. At the time of discharging the ink, the air release valve 20 installed in the ink tank 16 is closed.
【００２６】図７に本発明の第２の実施例のインク流路
構成の模式図を示す。１０２はインク室であり、第１の
リザーバ１１１と第２のリザーバ１１４に連通してい
る。図７は簡単のためノズルプレートを外した状態を図
示しているが、便宜上インク吐出口１０５の位置を図示
している。前述までの実施例においては、圧力変動手段
１７を正逆転することにより、インク循環、インク排出
の切り替えを実施したが、図７に示すように第２の実施
例では第１の供給路中１１５と第２の供給路１１９中に
それぞれ圧力変動手段１１７、１１８を配置している。
この時圧力変動手段１１７、１１８は、例えばシリンダ
ーポンプと逆止弁からなり、図７中において矢印で示す
ような一方向のみに加圧できるようになっている。第１
の圧力変動手段１１７と並列に流路１２３が形成されて
おり、途中に任意に開閉できる第２の弁１２２が配置さ
れている。また、第２の圧力変動手段１１８と並列に流
路１２１が形成されており、途中に任意に開閉できる第
１の弁１２０が配置されている。インクタンク１１６に
は、大気開放弁１２４が設置されている。このような場
合、インク循環時には第２のインク供給路１１９中の第
２の圧力変動手段１１８を動作させ、第１のインク供給
路１１５中の第１の圧力変動手段１１７を休止させ、第
１の弁１２０を閉じ、第２の弁を開くことにより、イン
ク循環動作を実施する。またインク排出時には、第１の
圧力変動手段１１７を動作させ、第２の圧力変動手段１
１８を休止させ、第２の弁１２２を閉じることで、イン
ク排出を実施する。印字においては、第１、第２の圧力
変動手段１１７、１１８を休止させ、第１、第２の弁１
２０、１２２を開き、大気開放弁１２４を開くことで、
インクが自然にインク室１０２に供給される。FIG. 7 is a schematic diagram of the ink flow path configuration according to the second embodiment of the present invention. Reference numeral 102 denotes an ink chamber, which communicates with the first reservoir 111 and the second reservoir 114. FIG. 7 illustrates a state in which the nozzle plate is removed for simplicity, but illustrates the position of the ink discharge port 105 for convenience. In the above-described embodiments, the ink circulation and the ink discharge are switched by reversing the pressure fluctuation unit 17 in the normal and reverse directions. However, in the second embodiment, as shown in FIG. And pressure change means 117 and 118 in the second supply path 119, respectively.
At this time, the pressure change means 117 and 118 comprise, for example, a cylinder pump and a check valve, and can pressurize only in one direction as shown by an arrow in FIG. First
A flow path 123 is formed in parallel with the pressure fluctuation means 117, and a second valve 122 which can be arbitrarily opened / closed is provided on the way. In addition, a flow path 121 is formed in parallel with the second pressure fluctuation means 118, and a first valve 120 that can be arbitrarily opened and closed is provided in the middle. An air release valve 124 is installed in the ink tank 116. In such a case, at the time of ink circulation, the second pressure fluctuation means 118 in the second ink supply path 119 is operated, the first pressure fluctuation means 117 in the first ink supply path 115 is stopped, and the first pressure fluctuation means 117 is stopped. By closing the second valve 120 and opening the second valve, the ink circulation operation is performed. Further, at the time of ink discharge, the first pressure fluctuation means 117 is operated, and the second pressure fluctuation means 1 is operated.
18 is stopped, and the second valve 122 is closed to discharge the ink. In printing, the first and second pressure fluctuation means 117 and 118 are stopped, and the first and second valves 1 and 2 are stopped.
By opening 20, 122 and opening the atmosphere release valve 124,
Ink is naturally supplied to the ink chamber 102.
【００２７】図８に本発明の第３の実施例のインク吐出
部の断面を示す。前述の第１の実施例においては第１の
インク供給口と第２のインク供給口は平面的に形成して
いたが、本実施例では第１のインク供給口２１１はイン
クの吐出方向と平行に配置されている。２１２は第１の
リザーバであり、第１のインク供給口２１１を介してイ
ンク室２０２に連通している。２１４は第２のリザーバ
であり、第２のインク供給口２１３を介してインク室２
０２に連通している。第１のインク供給口２１１からイ
ンク吐出口２０５に至る流路抵抗Ｒｐ21は下記式３のよ
うに表される。FIG. 8 shows a cross section of an ink ejection section according to a third embodiment of the present invention. In the first embodiment described above, the first ink supply port and the second ink supply port are formed in a plane, but in the present embodiment, the first ink supply port 211 is parallel to the ink ejection direction. Are located in Reference numeral 212 denotes a first reservoir, which communicates with the ink chamber 202 via the first ink supply port 211. Reference numeral 214 denotes a second reservoir, which is connected to the ink chamber 2 via a second ink supply port 213.
02. Flow resistance Rp 21 leading to the ink ejection port 205 from the first ink supply port 211 is expressed by the following equation 3.
【００２８】[0028]
【数３】 (Equation 3)
【００２９】ここでηはインク粘度、Ｌｐは第１のイン
ク供給口２１１からインク吐出口２０５の長さ、Ｗｐは
インク室２０２の幅、Ｄｐはインク室の深さ、Ｌｉは第
１のインク供給口２１１の長さ、Ｄｉはインク供給口２
１１の直径である。Here, η is the ink viscosity, Lp is the length of the first ink supply port 211 to the ink discharge port 205, Wp is the width of the ink chamber 202, Dp is the depth of the ink chamber, and Li is the first ink. Length of supply port 211, Di is ink supply port 2
11 is the diameter.
【００３０】第２のインク供給口２１３からインク吐出
口２０５に至る流路抵抗Ｒｐ22とインク吐出口２０５の
流路抵抗Ｒｎ2は、第１の実施例と同様式２、式３で表
される。The flow path resistance Rp 22 from the second ink supply port 213 to the ink discharge port 205 and the flow path resistance Rn 2 of the ink discharge port 205 are expressed by the formulas 2 and 3 as in the first embodiment. You.
【００３１】本実施例において、Ｒｐ21とＲｐ22とＲｎ
の関係は第１の実施例と同じになるように形成されてい
る。In this embodiment, Rp 21 , Rp 22 and Rn
Are formed so as to be the same as in the first embodiment.
【００３２】図９は本発明の第４の実施例のインク吐出
部を示す上面透視図である。なお、便宜上インク吐出口
３０５が図示されている。第４の実施例は、インク室を
複数列、本実施例では４列配列した場合の実施例であ
る。インク吐出口の一列中における間隔は印字媒体上で
の印字されるドットの間隔の４倍になるように形成され
ており、列間のＹ方向のインク吐出口の間隔はドットの
間隔と同じになるように形成されている。列間のＸ方向
のインク吐出口の間隔はドットの間隔のｎ倍（ただしｎ
は自然数）になるように形成されており、本実施例にお
いては、ｎ＝３２となるように構成されている。このよ
うに構成されたヘッドが印字媒体の幅方向に沿って移動
することにより、印字媒体の印字範囲全体を所望の文字
またはグラフィックを印字するものである。図面におい
て３０５はインク吐出口であり、インク室３０１、３０
２、３０３、３０４のインク圧力を図示していない圧力
発生素子によって高め、インクをインク滴として吐出す
るものである。第１列のインク室３０１、３０１、３０
１、…は第１のインク供給口３１１を介して第１のリザ
ーバ３１４に連通している。また、第１のインク供給口
３１１と対向する位置に第２のインク供給口３１３が形
成されており、第２のリザーバ３１２と連通している。
第２列のインク室３０２、３０２、３０２、…は前述の
第２のリザーバ３１２に第２のインク供給口３１３を介
して連通している。また、第２のインク供給口３１３と
対向する位置に第１の供給口３１１が形成されており、
第３のリザーバ３１５と連通している。第３列、第４列
のインク室３０３、３０４も同様に第１のインク供給口
３１１を介してそれぞれ第３、第５のリザーバ３１５、
３１７に、また第１のインク供給口３１１と対向する位
置に第２のインク供給口３１３が形成され、第４のリザ
ーバ３１６に連通している。第１、第３、第５のリザー
バ３１４、３１５、３１７は第２の連結部３２２におい
て連通しており、第２、第４のリザーバ３１２、３１６
も第１の連結部３２１において連通している。第１の連
結部３２１は第１のインク供給路３３１と連通してお
り、第１のインク供給路３３１は途中に図示していない
ポンプを介して図示していないインクタンクと連結され
ている。また、第２の連結部３２２は第２のインク供給
路３３２と連通しており、図示していない前述のインク
タンクと連結されている。FIG. 9 is a top perspective view showing an ink ejection section according to a fourth embodiment of the present invention. In addition, the ink discharge port 305 is illustrated for convenience. The fourth embodiment is an embodiment in which the ink chambers are arranged in a plurality of rows, in this embodiment, four rows. The intervals in one row of the ink ejection ports are formed so as to be four times the intervals of the dots to be printed on the print medium, and the intervals of the ink ejection ports in the Y direction between the rows are the same as the intervals of the dots. It is formed so that it becomes. The interval between the ink ejection ports in the X direction between the rows is n times the dot interval (where n
Is a natural number), and in the present embodiment, it is configured such that n = 32. By moving the head configured as described above along the width direction of the print medium, desired characters or graphics are printed over the entire print range of the print medium. In the drawing, reference numeral 305 denotes an ink discharge port, and ink chambers 301 and 30 are provided.
The ink pressures 2, 303, and 304 are increased by a pressure generating element (not shown), and the ink is ejected as ink droplets. First row of ink chambers 301, 301, 30
.. Communicate with a first reservoir 314 via a first ink supply port 311. In addition, a second ink supply port 313 is formed at a position facing the first ink supply port 311, and communicates with the second reservoir 312.
The second row of ink chambers 302, 302, 302,... Communicates with the aforementioned second reservoir 312 via a second ink supply port 313. Also, a first supply port 311 is formed at a position facing the second ink supply port 313,
It is in communication with the third reservoir 315. Similarly, the ink chambers 303 and 304 in the third and fourth rows are also connected to the third and fifth reservoirs 315 and 315 via the first ink supply port 311 respectively.
A second ink supply port 313 is formed at the position 317 opposite to the first ink supply port 311, and communicates with the fourth reservoir 316. The first, third, and fifth reservoirs 314, 315, and 317 communicate with each other at a second connection portion 322, and the second and fourth reservoirs 312 and 316
Are also communicated at the first connecting portion 321. The first connecting portion 321 communicates with the first ink supply path 331, and the first ink supply path 331 is connected to an ink tank (not shown) via a pump (not shown) on the way. The second connecting portion 322 communicates with the second ink supply path 332, and is connected to the above-described ink tank (not shown).
【００３３】第２のインク供給口３１３からインク吐出
口３０５に至る流路抵抗Ｒｐ31は第１のインク供給口３
１１からインク吐出口３０５に至る流路抵抗Ｒｐ32より
小さくなるように形成されており、第１のインク供給口
３１１からインク吐出口３０５に至る流路抵抗Ｒｐ31は
インク吐出口３０５の流路抵抗Ｒｎとほぼ同等となるよ
うに形成されている。このように構成することにより、
第１の実施例と同様な効果を複数列インク吐出口が配列
された時においても得ることができる。The flow path resistance Rp 31 from the second ink supply port 313 to the ink discharge port 305 is equal to the first ink supply port 3.
11 is formed to be smaller than the flow path resistance Rp 32 leading to the ink ejection port 305 from the flow path of the flow path resistance Rp 31 leading to the ink ejection port 305 from the first ink supply port 311 ink discharge port 305 It is formed so as to be substantially equal to the resistance Rn. With this configuration,
The same effect as in the first embodiment can be obtained even when a plurality of rows of ink ejection ports are arranged.
【００３４】以上の説明では圧力発生手段として積層さ
れた圧電素子を用いているが、本発明はこれに限定され
るものではなく、例えば発熱体をインク吐出口に対応し
た位置に配置し、インクの気化による圧力でインクを吐
出するインクジェットヘッドや、板状の圧電素子と振動
板とを積層し圧電素子の伸縮振動をたわみ振動に変換
し、インク室内のインク圧力を加圧することでインクを
吐出するインクジェットヘッドでも同様な効果が得られ
ることは前述までの説明で明かである。In the above description, the stacked piezoelectric elements are used as the pressure generating means. However, the present invention is not limited to this. For example, a heating element may be arranged at a position corresponding to the ink ejection port, An ink jet head that discharges ink with pressure due to vaporization of the ink, or a plate-like piezoelectric element and a vibration plate are laminated, the expansion and contraction vibration of the piezoelectric element is converted into flexural vibration, and the ink is discharged by pressurizing the ink pressure in the ink chamber It is clear from the above description that a similar effect can be obtained even with an ink jet head.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、本
発明のインクジェットヘッドは、インク室の圧力を高め
インク吐出口からインク滴を吐出させるインクジェット
ヘッドにおいて、インク室は、第１のインク供給口と第
２のインク供給口とを有し、第１のインク供給口と第２
のインク供給口はそれぞれリザーバと連通しており、リ
ザーバから第２のインク供給口を介してインク吐出口に
至る流路抵抗は、リザーバから第１のインク供給口を介
してインク吐出口に至る流路抵抗よりも小さいことによ
り、インク室内のインクが劣化、例えば色材の沈降等が
発生した場合、第１のインク供給口からインク室へイン
クを送ることで、ヘッド外に排出するインクを最少限に
抑えながら、インク室内の劣化したインクを第２のイン
ク供給口へ排出することができる。また、第２のインク
供給口からインク室へインクを送ることで、増粘等の劣
化したインクをインク吐出口から容易に排出することが
できるという効果を有する。また、係るインクジェット
ヘッドにおいて、第１のインク供給口からインク吐出口
に至る流路抵抗は、インク吐出口の流路抵抗以上の流路
抵抗を有しており、第２のインク供給口からインク吐出
口に至る流路抵抗は、インク吐出口の流路抵抗より小さ
いことにより、インク室のインク置換動作中にキャップ
等インク吐出口を覆うような付加動作を必要としないた
め、印字中における印字中断時間を極めて少なくでき、
印刷速度の高い印字装置を提供することができる。ま
た、弁等の流量制限機構が不要でインク循環、排出、印
字等の各モードが設定できるため、装置の簡略化、低コ
スト化を実現することができるという効果を有する。ま
た、リザーバは、第１のリザーバと第２のリザーバを有
しており、第１のインク供給口は第１のリザーバを介し
てインクタンクと連通し、第２のインク供給口は第２の
リザーバを介してインクタンクと連通していることによ
り、圧力変動手段を正転させ第１のリザーバの圧力を高
めることによって、第１のインク供給口からインク室へ
インクを送ることで、インク室内の劣化したインク、例
えば色材の沈降等が発生したインクを、ヘッド外に排出
するインクを最小限に抑えながら、第２のインク供給口
へ排出することができる。また、第２のインク供給口か
らインク室へインクを送ることで、増粘等の劣化したイ
ンクをインク吐出口から容易に排出することができると
いう効果を有する。また、本発明のインクジェットヘッ
ドの駆動方法は、インク室の圧力を高めインク吐出口か
らインク滴を吐出させるインクジェットヘッドの駆動方
法において、インク室は、第１のインク供給口を介して
第１のリザーバと連通し、且つ第２のインク供給口を介
して第２のリザーバと連通しており、第２のリザーバか
ら第２のインク供給口を介してインク吐出口に至る流路
抵抗は、第１のリザーバから第１のインク供給口を介し
てインク吐出口に至る流路抵抗よりも小さく構成され、
第１のリザーバから第１のインク供給口、インク室、第
２のインク供給口を介して第２のリザーバにインクを流
す第１の循環モードと、第２のリザーバから第２のイン
ク供給口、インク室、第１のインク供給口を介して第１
のリザーバにインクを流す第２の循環モードを選択的に
切り換えることにより、弁等の流量制限機構が不要でイ
ンク循環、排出、印字等の各モードが設定できるため、
装置の簡略化、低コスト化を実現することができる。ま
た、第１の循環モードはインク室内の気泡或いは劣化し
たインクをインク室外へ除去する時に駆動し、第２の循
環モードは強制インク排出時に駆動することにより、弁
等の流量制限機構が不要でインク循環、排出、印字等の
各モードが設定できるため、装置の簡略化、低コスト化
を実現することができる。As described above, according to the present invention, the ink jet head of the present invention increases the pressure of the ink chamber and discharges the ink droplet from the ink discharge port. A supply port, a second ink supply port, and a first ink supply port and a second ink supply port.
Are connected to the reservoir, and the flow path resistance from the reservoir to the ink discharge port via the second ink supply port is from the reservoir to the ink discharge port via the first ink supply port. When the ink inside the ink chamber is deteriorated due to being smaller than the flow path resistance, for example, when the color material is settled, the ink discharged from the head is sent from the first ink supply port to the ink chamber. Deteriorated ink in the ink chamber can be discharged to the second ink supply port while keeping it to a minimum. Further, by sending the ink from the second ink supply port to the ink chamber, there is an effect that the deteriorated ink such as thickened ink can be easily discharged from the ink discharge port. Further, in the ink jet head, the flow path resistance from the first ink supply port to the ink discharge port has a flow path resistance equal to or higher than the flow path resistance of the ink discharge port, and the ink flow from the second ink supply port to the ink discharge port. Since the flow path resistance to the discharge port is smaller than the flow path resistance of the ink discharge port, no additional operation such as covering the ink discharge port such as a cap is required during the ink replacement operation of the ink chamber. With very little downtime,
A printing device with a high printing speed can be provided. In addition, since each mode such as ink circulation, discharge, and printing can be set without the need for a flow rate limiting mechanism such as a valve, there is an effect that the apparatus can be simplified and the cost can be reduced. Further, the reservoir has a first reservoir and a second reservoir, the first ink supply port communicates with the ink tank via the first reservoir, and the second ink supply port has the second reservoir. By communicating with the ink tank via the reservoir, the pressure fluctuation means is rotated in the normal direction to increase the pressure of the first reservoir, whereby the ink is sent from the first ink supply port to the ink chamber, whereby the ink chamber is moved. The deteriorated ink, for example, the ink in which the color material has settled out, can be discharged to the second ink supply port while minimizing the amount of ink discharged to the outside of the head. Further, by sending the ink from the second ink supply port to the ink chamber, there is an effect that the deteriorated ink such as thickened ink can be easily discharged from the ink discharge port. Further, in the method for driving an inkjet head according to the present invention, the method for driving an inkjet head in which the pressure of an ink chamber is increased and ink droplets are ejected from an ink ejection port, wherein the ink chamber is provided with a first ink supply port via a first ink supply port. The flow path resistance from the second reservoir to the ink discharge port through the second ink supply port is in communication with the reservoir and the second reservoir through the second ink supply port. A smaller resistance than a flow path resistance from the first reservoir to the ink discharge port via the first ink supply port;
A first circulation mode in which ink flows from a first reservoir to a second reservoir via a first ink supply port, an ink chamber, and a second ink supply port; and a second ink supply port from the second reservoir. , An ink chamber, and a first ink supply port.
By selectively switching the second circulation mode in which ink flows into the reservoir, the respective modes such as ink circulation, discharge, and printing can be set without the need for a flow rate limiting mechanism such as a valve.
The apparatus can be simplified and the cost can be reduced. In addition, the first circulation mode is driven when air bubbles or deteriorated ink in the ink chamber is removed to the outside of the ink chamber, and the second circulation mode is driven when forced ink is discharged, so that a flow rate limiting mechanism such as a valve is unnecessary. Since each mode such as ink circulation, discharge, and printing can be set, simplification of the apparatus and cost reduction can be realized.
【図１】本発明のインクジェットヘッドの実施例の構成
を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of an embodiment of an inkjet head according to the present invention.
【図２】同上実施例のインク吐出部の部分断面図であ
る。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of an ink ejection section of the embodiment.
【図３】同上実施例のインク室の形状を示す部分透視図
である。FIG. 3 is a partial perspective view showing a shape of an ink chamber of the embodiment.
【図４】同上実施例のインク供給経路を示す模式図であ
る。FIG. 4 is a schematic diagram showing an ink supply path of the embodiment.
【図５】同上実施例のインク循環時の加圧力とインク流
量の関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a pressing force and an ink flow rate during ink circulation in the embodiment.
【図６】同上実施例のインク排出時の加圧力とインク流
量の関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a pressing force and an ink flow rate at the time of ink discharge in the embodiment.
【図７】本発明の第２の実施例のインク供給経路を示す
模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an ink supply path according to a second embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第３の実施例を示す部分断面図であ
る。FIG. 8 is a partial sectional view showing a third embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第４の実施例を示すの部分斜視図であ
る。FIG. 9 is a partial perspective view showing a fourth embodiment of the present invention.
【図１０】従来のインクジェットヘッドの構成を示す断
面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional inkjet head.
【図１１】従来のインクジェットヘッドの構成を示す断
面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional inkjet head.
１ …印字ヘッド ２、２０２、３０１、３０２、３０３、３０４ …イン
ク室 ３ …インク ４ …圧電素子 ５、２０５、３０５ …インク吐出口 １０ …振動板 １１、２１１、３１１ …第１のインク供給口 １２、２１２、３１２ …第１のリザーバ １３、２１３、３１３ …第２のインク供給口 １４、２１４、３１４ …第２のリザーバ １５、３３１ …第１のインク供給路 １６ …インクタンク １７、１１７、１１８ …圧力変動手段 １８、３３２ …第２のインク供給路 ３１５ …第３のリザーバ ３１６ …第４のリザーバ ３１７ …第５のリザーバ ３２１ …第１の連結部 ３２２ …第２の連結部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Print head 2, 202, 301, 302, 303, 304 ... Ink chamber 3 ... Ink 4 ... Piezoelectric element 5, 205, 305 ... Ink ejection opening 10 ... Vibration plate 11, 211, 311 ... 1st ink supply opening 12, 212, 312 ... first reservoir 13, 213, 313 ... second ink supply port 14, 214, 314 ... second reservoir 15, 331 ... first ink supply path 16 ... ink tank 17, 117, 118 pressure fluctuation means 18, 332 second ink supply path 315 third reservoir 316 fourth reservoir 317 fifth reservoir 321 first connection part 322 second connection part
Claims (5)
インク滴を吐出させるインクジェットヘッドにおいて、 前記インク室は、第１のインク供給口と第２のインク供
給口とを有し、前記第１のインク供給口と第２のインク
供給口はそれぞれリザーバと連通しており、前記リザー
バから前記第２のインク供給口を介してインク吐出口に
至る流路抵抗は、前記リザーバから前記第１のインク供
給口を介してインク吐出口に至る流路抵抗よりも小さい
ことを特徴とするインクジェットヘッド。1. An ink jet head for increasing the pressure of an ink chamber to discharge ink droplets from an ink discharge port, wherein the ink chamber has a first ink supply port and a second ink supply port, the ink supply port of the second ink supply port in communication with the reservoir respectively, the Riza
To the ink ejection port through the second ink supply port
The flow path resistance from the reservoir to the first ink supply is
Smaller than the flow path resistance from the supply port to the ink discharge port
An ink jet head , characterized in that:
口に至る流路抵抗は、前記インク吐出口の流路抵抗以上
の流路抵抗を有しており、前記第２のインク供給口から
インク吐出口に至る流路抵抗は、インク吐出口の流路抵
抗より小さいことを特徴とする請求項１記載のインクジ
ェットヘッド。2. A flow path resistance from the first ink supply port to an ink discharge port is equal to or more than a flow path resistance of the ink discharge port.
2. The ink jet head according to claim 1, wherein the flow path resistance from the second ink supply port to the ink discharge port is smaller than the flow path resistance of the ink discharge port.
のリザーバを有しており、前記第１のインク供給口は第
１のリザーバを介してインクタンクと連通し、前記第２
のインク供給口は第２のリザーバを介してインクタンク
と連通していることを特徴とする請求項１記載のインク
ジェットヘッド。3. The system according to claim 1, wherein said reservoir comprises a first reservoir and a second reservoir.
Has a reservoir, said first ink supply port communicates with the ink tank via a first reservoir, the second
2. The ink jet head according to claim 1, wherein the ink supply port communicates with the ink tank via a second reservoir.
インク滴を吐出させるインクジェットヘッドの駆動方法
において、 前記インク室は、第１のインク供給口を介して第１のリ
ザーバと連通し、且つ第２のインク供給口を介して第２
のリザーバと連通しており、前記第２のリザーバから前
記第２のインク供給口を介してインク吐出口に至る流路
抵抗は、前記第１のリザーバから前記第１のインク供給
口を介してインク吐出口に至る流路抵抗よりも小さく構
成され、 前記第１のリザーバから第１のインク供給口、インク
室、第２のインク供給口を介して第２のリザーバにイン
クを流す第１の循環モードと、第２のリザーバから第２
のインク供給口、インク室、第１のインク供給口を介し
て第１のリザーバにインクを流す第２の循環モードを選
択的に切り換えることを特徴とするインクジェットヘッ
ドの駆動方法。4. A method of driving an ink jet head for increasing the pressure of an ink chamber to discharge ink droplets from an ink discharge port, wherein the ink chamber communicates with a first reservoir via a first ink supply port, and The second ink supply port
And the flow path resistance from the second reservoir to the ink discharge port via the second ink supply port is changed from the first reservoir to the ink discharge port via the first ink supply port. A first passage for flowing ink from the first reservoir to the second reservoir via the first ink supply port, the ink chamber, and the second ink supply port; Circulation mode and second reservoir to second
A second circulation mode in which ink is supplied to the first reservoir through the ink supply port, the ink chamber, and the first ink supply port.
の気泡或いは劣化したインクを前記インク室外へ除去す
る時に駆動し、前記第２の循環モードは強制インク排出
時に駆動することを特徴とする請求項４記載のインクジ
ェットヘッドの駆動方法。5. The method according to claim 1, wherein the first circulation mode is driven when air bubbles or deteriorated ink in the ink chamber is removed from the ink chamber, and the second circulation mode is driven when forced ink is discharged. A method for driving an ink jet head according to claim 4.
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