JP3213860B2 - インクジェット式印字ヘッド - Google Patents
インクジェット式印字ヘッドInfo
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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Description
ターに用いる印字ヘッドに関する。
知技術として、図14に示されるように、インク流路を
ノズルプレートと圧力発生部材との間に介装した、前記
圧力発生部材により駆動される振動板面よりも掘り下げ
た構造が特開平4−1052号公報に開示されている。
本構造によれば圧力室両側のノズル配列方向に直交する
インク流路断面積を深さ方向に容易に大きく出来るため
高粘度インクであっても容易にヘッドの多ノズル化、高
駆動周期化が可能になるという特徴がある。
ノズルに隣接したノズルへ圧力波が、圧力室を形成して
いる壁部材やノズルプレート及び共通のインク流路を介
して伝播し、隣接したノズルを駆動したとき、その吐出
インク滴の大きさや吐出速度、吐出タイミングを変化さ
せたり、粒子化状態を不安定にさせるクロストークが発
生する。これらのクロストークを防止するため特開平3
−82546号公報に示されているように、供給される
インクを収納するための液室に連絡する連絡口に、第2
の液室を有する連絡口付板を備えた構造が開示されてい
る。
対応のヘッドを実現するためには、圧力室に満たされる
インクの固有振動周期Tcを高速化しなければならな
い。高速のインク固有振動周期Tcを実現するために
は、特開平4−1052号公報を示す図14に於ける圧
力室寸法Aを小さくすることにより実現できる。しか
し、圧力室寸法Aを小さくすることにより、ノズルプレ
ートと隔壁板を支持している部分が小さくなるため、ノ
ズルプレートと隔壁板の剛性ダウン、特にラインヘッド
化した場合(圧力室が横一列に並ぶ)は、ヘッドのねじ
れ、ヘッド表面のクリーニング時に於けるワイピングや
キャッピング時に、圧力室寸法A部に大きな力が掛かる
ため破壊する恐れがある。
液室を形成するための連絡口付板を必要とするため、コ
スト高になる。また、流路を作る壁と連絡口付板の接着
が隙間なく行われていない場合、隣合う流路と流路がつ
ながってしまうためクロストークが発生し易くなるとい
う問題を有している。
ッド化を目的とし、且つラインヘッド化した場合のねじ
れやたわみ等において各部品の充分な剛性を保つライン
ヘッドを実現することを目的とする。
式印字ヘッドは、インク滴を吐出するノズル開口を複数
個配列するノズルプレートと、ノズル開口のそれぞれと
連通しインクに圧力を与える圧力室を複数個区画する隔
壁部を有する隔壁板と、ノズルプレートと隔壁部と共に
圧力室を形成し圧電素子の動圧を伝える振動板と、圧力
室の列設方向と平行に延び圧力室にインクを供給する本
インク流路が形成されたインク流路板と、を備えたイン
クジェット式印字ヘッドにおいて、本インク流路と、少
なくとも1つ以上の圧力室とは補助インク流路を介して
連通しており、補助インク流路は、少なくとも隔壁部及
び該隔壁部に対向した領域のインク流路板を、圧力室を
構成する領域から本インク流路に向けて延長させた延長
部によって区画されていることを特徴とする。また、係
るインクジェット式印字ヘッドにおいて、延長部は各隔
壁部に対向して配置されており、各圧力室ごとに補助イ
ンク流路が設けられていることを特徴とする。また、係
るインクジェット式印字ヘッドにおいて、本インク流路
は圧力室列を挟んで2列有しており、それぞれの本イン
ク流路が補助インク流路を介して圧力室と連通している
ことを特徴とする。
の圧力室と連通していることを特徴とする。
て説明する。
め、小さな圧力室を用いたインクジェット式印字ヘッド
の全体構成を示す分解斜視図、図2は前記ヘッドの上面
図で、図3は、図2に於けるAA断面図、図4は、図3
に於けるC部拡大図、図5は、図2に於けるBB断面図
である。
1に示すように、圧電素子101、ベース板107、イ
ンク流路板106、振動板103、隔壁板104、ノズ
ルプレート105、インク供給口113から構成されて
いる。
路板106に形成されたインク供給口113より本イン
ク流路110を通りさらに補助インク流路111を介し
て、隔壁板104とノズルプレート105と振動板10
3により構成された各圧力室302に供給される。
と、ノズル開口部102が配置されており、圧電素子1
01はベース板107上に配置され、FPC108を介
したプリンタ本体からの電気信号により伸縮運動を繰り
返し振動板103を介してノズル開口部102よりイン
クを吐出する。
答周波数を達成するための小さな圧力室を用いたライン
ヘッド主要部の構造説明斜視図、図7は前記主要部の平
面図である。
ンクの吐出間隔を狭くし、周波数特性を向上させること
ができるため、高速印字が可能になることが確認されて
いる。
動周期Tcは、式1のように示される。
iはインク流路のイナータンス、Ciはインクのコンプ
ライアンス、Ccは圧力室302のコンプライアンスで
ある。
うに式2乃至式5によって定義されている。
プレート105の厚さxに於けるノズル開口部102の
断面積、kはノズル開口部102形状によって決定され
る非定常解を考慮した比例定数である。
302lに於ける圧力室302の断面積、kは圧力室3
02形状によって決定される非定常解を考慮した比例定
数、nはノズル開口部に対する圧力室302の数であ
る。
ンク密度、cはインクの音速である。
02の変形体積、P0は単位圧力である。
することにより、インクの固有振動周期Tcを小さくす
ることができる。圧力室302の体積を小さくするため
には、隔壁板104の厚み、ノズル配列方向に直交する
幅及び、振動板103とインク流路板106のノズル配
列方向に直交する幅等を小さくすることが考えられる
が、中でも、振動板103とインク流路板106のノズ
ル配列方向に直交する幅を小さくすることにより、圧力
室302の体積をより小さくすることができる。
6のノズル配列方向に直交する幅を小さくすることによ
り、前記課題のノズルプレート105と隔壁板104の
剛性ダウン、破壊するという問題を有しているため、本
発明では、これらの問題に対して、補助インク流路11
1を設けることで、ノズルプレート105及び隔壁板1
04の延材部114を支持する部分の面積が大きくなる
ことから、剛性アップ、破壊を防ぐことができた。
にインクを供給する本インク流路110と同じインク流
路板106で形成され、隔壁板104の延材部114、
インク開口部102が配置されているノズルプレート1
05とにより構成されている。
流路板106の壁部113と隔壁板104の延材部11
4を別部材で構成した場合、下記に示す影響が起こる。
で、補助インク流路111を形成するインク流路板10
6の壁部113を別部材で形成した時の図である。
を形成する壁部113を別部材で形成した場合、インク
流路板106と、壁部113は図8に示すように断差が
生じる。断差が生じることにより、圧電素子101と振
動板103との接着が確実にできなくなるため、圧電素
子101の伸縮運動により発生する振動が圧力室302
内に伝達されずノズル開口部102よりインクが吐出さ
れなくなってしまう。また、圧電素子101と振動板1
03の接着が確実に行われた場合、今度は振動板103
と隔壁板104の接着面に隙間が生じ、隣合う圧力室3
02がつながるため圧力室302内のコンプライアンス
が大きくなり、インクの固有振動周期Tcが遅くなる。
さらにはクロストークも発生する可能性がある。
断面図で、補助インク流路111を形成するインク流路
板106の壁上に配置される隔壁板104の延材部11
4が別部材で形成した時の図である。
を形成する延材部114を別部材で形成した場合、隔壁
板104と延材部114は図9に示すように断差が生じ
る。
ート105と隔壁板104の接着面に隙間が生じ、隣合
う圧力室302がつながるため圧力室302内のコンプ
ライアンスが大きくなり、インクの固有振動周期Tcが
遅くなる。さらにはノズルプレート105の圧力室部3
03部の剛性がダウンしてしまうため、クロストークが
発生してしまう。
を別部品で構成することは前述のような悪影響があるこ
とから、補助インク流路111を形成する壁部113、
延材部114それぞれはインク流路板106、隔壁板1
04の延材であることが良い。それぞれが延材であるこ
とにより前述の断差が発生しないため、圧電素子101
の発生する振動が、振動板103を介して各圧力室30
2に確実に伝達することができると同時に、各圧力室3
02が確実に隔離できる。そして、延材を用いることに
より接着面積を大きくすることができることから、圧力
室部303の剛性アップができ、前述した圧力室のコン
プライアンスを低減でき高速なインクの固有振動周期T
cが実現できる効果を有する。
02内のインクの固有振動周期Tcが変わらないように
するのが望ましい。本発明者が実験を行った結果、図1
0のようになった。
圧力室302内の条件が、以下の表1の時に、補助イン
ク流路部112の長さを、圧力室302ノズル配列直交
方向幅の1/2として、補助インク流路111の断面積
を圧力室302のX倍とした時の圧力室302内の、イ
ンクの固有振動周期Tcを調査したものである。尚、1
00%の時は補助インク流路111が無く、圧力室30
2が直接本インク流路110に連通している場合であ
る。
積は、圧力室302の断面積に対し大きいほど圧力室3
02内のインクの固有振動周期Tcに影響を与えること
なく50倍以上あれば影響は皆無である。
他の実施例の平面図で示すように、補助インク流路11
1は隣接する2つ以上の圧力室302と連通していても
よい。 この場合、補助インク流路111の断面積は実
施例図5及び図6で述べた断面積よりも2倍以上の大き
さになるので、深さを半分以下にすることができる。こ
れにより、補助インク流路111を形成し、ノズルプレ
ート105及び隔壁板104を支持しているインク流路
106の壁の強度が上がる。
く、図11に示すように補助インク流路111を形成し
ているインク流路板106の壁が交互に設けられていて
もよい。この場合、前記強度が上がると同時に各圧力室
302を形成する隔壁板104の強度が均等になる。
の他の実施例を示す構造説明斜視図、第13図は前記主
要部の平面図で示すように、各圧力室302を隔ててい
る隔壁板104の壁は補助インク流路111上で、隣合
う壁と本インク流路110側で継がることにより、隔壁
板104とインク流路板106及びノズルプレート10
5の剛性アップができる。
振動周期Tcを高速にするため圧力室を小さくすること
により発生する剛性不足は、補助インク流路を設けるこ
とにより高応答周波数対応でかつ、充分な剛性を保つラ
インヘッドを実現することができる。また、補助インク
流路は本インク流路を形成しているインク流路板と一体
で形成することにより、高精度で特性のバラツキが無い
ラインヘッドを提供することができる。
成を示す斜視図。
示す上面図。
示す図2のA−A断面図。
示す図2のC部詳細断面図。
示す図2のB−B断面図。
部の構造説明斜視図。
部の平面図。
示す図2の他の実施例を示すBB断面図。
示す図2の他の実施例を示すBB断面図。
図。
部の平面図。
部の構造説明斜視図。
部の平面図。
ヘッド主要部の断面図。
Claims (3)
- 【請求項1】 インク滴を吐出するノズル開口を複数個
配列するノズルプレートと、前記ノズル開口のそれぞれ
と連通しインクに圧力を与える圧力室を複数個区画する
隔壁部を有する隔壁板と、前記ノズルプレートと前記隔
壁部と共に圧力室を形成し圧電素子の動圧を伝える振動
板と、前記圧力室の列設方向と平行に延び前記圧力室に
インクを供給する本インク流路が形成されたインク流路
板と、を備えたインクジェット式印字ヘッドにおいて、 前記本インク流路と、少なくとも1つ以上の圧力室とは
補助インク流路を介して連通しており、 前記補助インク流路は、少なくとも前記隔壁部及び該隔
壁部に対向した領域の前記インク流路板を、前記圧力室
を構成する領域から前記本インク流路に向けて延長させ
た延長部によって区画されていることを特徴とするイン
クジェット式印字ヘッド。 - 【請求項2】 前記延長部は各隔壁部に対向して配置さ
れており、前記各圧力室ごとに補助インク流路が設けら
れていることを特徴とする請求項1記載のインクジェッ
ト式印字ヘッド。 - 【請求項3】 前記本インク流路は圧力室列を挟んで2
列有しており、それぞれの本インク流路が前記補助イン
ク流路を介して前記圧力室と連通していることを特徴と
する請求項1または2記載のインクジェット式印字ヘッ
ド。
Priority Applications (1)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12014493A JP3213860B2 (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | インクジェット式印字ヘッド |
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Family Applications (1)
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JP12014493A Expired - Fee Related JP3213860B2 (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | インクジェット式印字ヘッド |
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- 1993-05-21 JP JP12014493A patent/JP3213860B2/ja not_active Expired - Fee Related
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