JP3517191B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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JP3517191B2
JP3517191B2 JP2000268417A JP2000268417A JP3517191B2 JP 3517191 B2 JP3517191 B2 JP 3517191B2 JP 2000268417 A JP2000268417 A JP 2000268417A JP 2000268417 A JP2000268417 A JP 2000268417A JP 3517191 B2 JP3517191 B2 JP 3517191B2
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明 宮尾
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は産業用インクジェ
ット記録装置のノズル本体に関する。
【0002】
【従来の技術】 一般的に、連続的に噴出されたインク
を粒子に変化させ、文字作成に必要な粒子に帯電、偏向
を行い、印字に使用しない粒子には帯電、偏向を行わず
に回収するインクジェット記録装置は、薄いノズルプレ
ートを有するノズル本体が備わる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、インクの噴
出に際し、ノズルプレートがノズルの加振空間部に対し
下方に位置するようにした場合にノズルより噴出された
インクの粒子化が安定しない問題が生じる。これは、加
振空間部の大きな空間に空気が残留することによるもの
である。加振空間部に空気があると、加振板の振動がイ
ンクに十分伝導しないためにインクの粒子化に悪影響を
与える。残留した空気は運転時間の経過とともに除々に
時間をかけて排出されるので、残留空気が抜け切れるま
で、インク粒子発生の不安定な状態が続く。
【0004】本発明は、上記の問題に鑑み、安定した良
質の印字ができるものを提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明ではノズル先端のノズルプレートをノズル背
面に向けて段付き形状にし、ノズルのインク室内に突出
させインクの流れを整流しインク室内のインクの流れを
良くして、ノズルの加振部の振動をインクに効率よく与
える構造とすることで達成できる。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図1,図2を参照して説明する。
【0007】まず、インクジェット記録装置の概略構成
について図2を引用して説明する。
【0008】インク保持容器5内にはインク6を充填し
ておく。インク保持容器5,供給ポンプ3,インク圧力を
調整する調圧弁2,ノズル本体1はインク供給管8a,8b
で連通接続され、また、インク粒子10を回収するため
のガター7,回収ポンプ4,インク保持容器5はインク回
収管9で連通接続されている。
【0009】供給ポンプ3は、インク保持容器5内に充
填されているインク6を吸込んで加圧し、インク供給管
8aを通して調圧弁2に供給する。調圧弁2は、供給さ
れた加圧インク6を所定の圧力に調整し、圧力調整され
たインクは、インク供給管8bを通じてノズル本体1に
供給される。
【0010】ノズル本体1に供給され、加圧されたイン
ク6は、このノズル本体1の先端より噴出し、インクの
表面張力によってインク粒子10になる。インク粒子1
0は、帯電電極11により文字情報に応じた電荷量に帯
電され、偏向電極12により偏向されて被印字物(図示
省略)に印字する。また、印字に使用されないインク粒
子10は、ガター7で捕獲して回収ポンプ4によりイン
ク保持容器5に回収される。
【0011】次に本発明の実施形態にかかるノズル本体
1について図1を引用して詳しく説明する。図1はノズ
ル本体1の軸方向縦断面図である。
【0012】ノズル本体1は、ノズルエンブラ26,ノ
ズルボディ29, ノズルプレート22を有する。ノズル
エンブラ26,ノズルボディ29, ノズルプレート22
は、ステンレスで形成される。ノズルエンブラ26の前
側にはノズルボディ29が、ノズルボディ29の前側に
はノズルプレート22が配置される。ノズルボディ29
の中央には前後方向に貫通する円形穴が設けられる。
【0013】ノズルエンブラ26には前側中央から後側
に掘り込むような収納穴が設けられる。この収納穴には
振動体244が収納される。振動体244は、薄い円盤
状の振動板30と、該振動板244の中央後部から後側
に突出する棒状体に支持される複数の圧電素子24およ
びナット25を有する。
【0014】振動板30は、外周側がノズルエンブラ2
6とノズルボディ29とで挟持される。この挟持で振動
体244は振動するように支持されるのである。振動板
30とノズルボディ29との間にシール用のOリング2
7が介在される。なお、振動板30をノズルボディ29
と一体に形成したときには、Oリング27は不用にな
る。
【0015】ノズルプレート22の後面中央には、後方
向に長く突出する円筒部222が設けられる。該円筒部
222は、ノズルボディ29の前記円形穴に嵌合するよ
うに挿入される。ノズルプレート22とノズルボディ2
9との間にはシール用のOリングが介在される。前記円
筒部222の先端からノズルプレート22の前側中央に
貫通する吐出流導通穴222aが形成される。この吐出
流道通穴222aは、円筒部222の先端側が径大で、
ノズルプレート22側に向かって径小になるように形成
されている。ノズルプレート22の前側中央に備わるオ
リフィス23の噴射孔は吐出導通穴222aに連通す
る。噴射孔は吐出導通穴222aに比べて格段に小径で
ある。
【0016】円筒部222の先端と振動板30との間に
加振隙間21が備わる。加振隙間21は、約0.5mm
の巾をもつ。円筒部222の外周と前記ノズルボディ2
9の円形穴との間には、前記加振隙間21に連通し、か
つ前記振動板30から円筒部222の長手方向に沿って
延在する隙間流路222bが備わる。隙間流路222b
は約0.3mmの巾を有する。この隙間流路222b
は、円筒部222の先端側外周を径小にして形成する。
径小のところは、円筒部222の先端側からノズルプレ
ート22の前側に向かって途中まで形成される。
【0017】吐出流導通穴222a、加振隙間21およ
び隙間流路222bが前記振動板30の振動を供給され
てくるインクに伝達する加振空間部になるものである。
この加振空間部は、加振隙間21および隙間流路222
bのところが巾の狭い隙間になっているので、空気の残
留は事の殊のほか生じにくいのである。
【0018】ノズルエンブラ26に挿入されるエンブラ
用インク供給管20aは、前記インク供給管8bに連通
している。インク供給管20aの先端は、ノズルボディ
29のインク流通供給孔29aに連通接続される。イン
ク流通供給孔29aの径は約1mmである。このインク
流通供給孔29aの出口側は、前記隙間流路222bの
ノズルプレート側寄りの端部に臨むように位置する。
【0019】インク流通供給孔29aの出口側を隙間流
路222bのノズルプレート側寄りの端部に臨ませたの
は、Oリング27からインク流通供給孔29aを離すた
めである。また、このインク流通供給孔29aは、ドリ
ル等の機械加工で形成するため、振動板30の備わる端
面から離さなければならないのである。
【0020】ノズルエンブラ25に挿入されるエンブラ
用インク循環管20bの先端側は、ノズルボディ29の
インク流通循環孔29bに連通接続される。インク流通
循環孔29bの径は約1mmである。このインク流通循
環孔29bの入口側は、前記隙間流路222bのノズル
プレート側寄りの端部に臨むように位置する。
【0021】インク流通循環孔29bの入口側を隙間流
路222bのノズルプレート側寄りの端部に臨ませたの
は、前述したインク流通供給孔29aの場合と同じ理由
である。
【0022】次に動作について述べる。
【0023】供給ポンプ3の運転でノズルボディ29の
インク流通供給孔29aに供給されたインクは、インク
流通供給孔29aの出口から隙間流路222bに流入す
る。ここから振動板30に向かって、狭い巾の隙間流路
222bを長手方向の全長にわたって流れてから加振隙
間21を通リ、吐出流導通穴222aに流入するし、こ
こを流れてオリフィス23の噴射孔から、そのインクは
インク粒子となって噴射される。
【0024】吐出流導通穴222aに流入しない残りの
インクは、加振隙間21を流れてインク流通循環孔29
bの入口側に流れ込み、エンブラ用インク循環管20b
等を経由してインク保持容器5に戻る。
【0025】次にノズル本体1内に滞留する空気の排出
について述べる。
【0026】インクジェットの運転開始を止めると、ノ
ズル本体1内に空気が滞留する。この滞留した空気は、
インクジェットの運転開始に伴い速やかに排出されるの
で、従来のノズル本体とは違い、インク粒子の発生が変
動することなく安定的に行われる。
【0027】すなわち、インクがインク流通供給孔29
a内を流れてインク流通供給孔29aの出口から隙間流
路222bに流入することにより、この隙間流路222
bに滞留する空気はインクに押されて加振部側に移動す
る。さらにインクが加振隙間21、吐出流導通穴222
aに順に流れ込んで行くことにより、オリフィスの噴射
孔からノズル本体1内に滞留していた空気は排出され
る。インクはインク流通循環孔29b側にも流れて行く
ので、一部の空気はインク流通循環孔29b、エンブラ
用インク循環管20b等を経由してインク保持容器5に
流入する。
【0028】このようにノズル本体内1の空気が残留す
ることなく排気されるのは、吐出流導通穴222aに至
る隙間流路222bおよび加振隙間21の流路が狭い巾
になっているので、前述した従来のような大きな空間の
加振部とは違い、隅部に空気が残留することがないから
である。
【0029】また吐出流導通穴222aに至る隙間流路
222bおよび加振隙間21の流路が狭い巾になってい
るので、この流路を流れるインクの流れは整流なり、イ
ンクの流れを良くし、加振隙間21および吐出流導通穴
222aにインクが十分満たされ、振動板30からの振
動をインクに安定して与えることができ、印字品質が向
上する。
【0030】図5,図6は、印字品質の測定結果を示
す。図5は本発明の実施形態を、図6は従来例を示す。
【0031】この測定結果は、印字品質についてノズル
本体に備わる圧電素子の印加電圧と運転時間経過との関
係から検討したものである。×印は印字不良を示す。○
印は印字良好を示す。
【0032】図5に示す本発明の実施形態にあっては、
印加電圧が115Vから293Vまでの範囲では印字開
始直後から134分経過後に至っても印字品質が良好で
インク粒子の発生が変動することなく安定していること
が理解できる。
【0033】図6に示す従来のものにあっては、時間の
経過に伴い印字品質の良好なるところが変動するので、
インク粒子の発生が不安定であるものと考えられる。
【0034】次に本発明の他の実施形態について、図
3,図4に沿い述べる。
【0035】先の実施形態と共通するところは、同じ符
号を付して説明は省略する。
【0036】図3に示すものは、ノズルプレート22に
設けられる前記円筒部222の吐出流導通穴222aを
オリフィス23に向けて細くなるようにテーパ状にした
ものである。これにより、インクをオリフィス23へ円
滑に送り込むことが可能となって、インク粒の飛翔をよ
り安定させることができる。
【0037】図4に示すものは、ノズルプレート22に
設けられる前記円筒部222の吐出流導通穴222aを
径大にし、かつオリフィス23に向けて漏斗状に形成し
たものである。これにより、インクをオリフィス23へ
送り込むのにインクの圧損を低減することが可能とな
り、インク粒子の飛翔をより安定させることができる。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、安定した
振動をインクに伝達することができ、効率よく安定した
インク粒子化を形成でき、印字品質の良いノズルが提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るもので、ノズル本体
の縦断面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係るもので、インクジェ
ット記録装置の全体概略図である。
【図3】本発明の他の実施形態に係るもので、ノズルの
縦断面図である。
【図4】本発明の他の実施形態に係るもので、ノズルの
縦断面図である。
【図5】本発明の一実施形態に係るもので、印字品質の
測定結果を示す図である。
【図6】従来例に係るもので、印字品質の測定結果を示
す図である。
【符号の説明】
1…ノズル本体、22…ノズルプレート、26…ノズル
エンブラ、29…ノズルボデ、30…加振板、222a
…吐出導通穴、222…該円筒部、21…加振隙間、2
22b…隙間流路、29a…インク流通供給孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−16239(JP,A) 特開 昭57−75864(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/02 B41J 2/175

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インク粒子を噴出するノズル本体と、噴出
    されたインク粒子に文字や図形等の文字信号を帯電させ
    る帯電電極と、帯電されたインク粒子を偏向させるため
    の偏向電極と、文字や図形等の形状に供されないインク
    粒子を捕集するガターとを備え、前記ノズル本体は、ノ
    ズルエンブラの前側に配置されるノズルボディと、該ノ
    ズルボディの前側に配置されるノズルプレートを有する
    インクジェット記録装置において、 前記ノズルエンブラと前記ノズルボディとの間に加振板
    を設け、前記ノズルボディには前記加振板側からノズル
    プレートに向かって延在する円形穴を設け、前記ノズル
    プレートの背面には前記円形穴に挿入され、かつ先端が
    前記加振板に対向するように置かれる円筒部を設け、該
    円筒部には、円筒部の先端から前記ノズルプレートの前
    面に亘って貫通する吐出導通穴を設け、前記円筒部の先
    端と前記加振板との間に前記吐出導通穴よりも巾の狭い
    加振隙間を設け、円筒部の外周と前記円形穴との間には
    前記加振隙間に連通し、かつ前記加振板側から円筒部の
    長手方向に沿うように延びる前記吐出導通穴よりも巾の
    狭い隙間流路を設け、ノズルボディに設けられるインク
    流通供給孔の出口側を、前記隙間流路のノズルプレート
    側寄りに臨ませ、ノズルボディに設けられるインク流通
    循環孔の入口側も前記隙間流路のノズルプレート側寄り
    に臨ませ、前記インク流通供給孔と前記インク流通循環
    孔の径が前記隙間流路の巾よりも大きいことを特徴とす
    るインクジェット記録装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記吐出道通穴は、円
    筒部の先端側が径大で、ノズルプレート側に向かって径
    小になるように形成したことを特徴とするインクジェッ
    ト記録装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記吐出導通穴はノズ
    ルプレートに備わるオリフィスの噴射孔径よりはるかに
    大径であることを特徴とするインクジェット記録装置。
  4. 【請求項4】請求項1において、前記吐出導通穴の径
    を、ノズルプレート側に向かってテーパ状に小さくした
    ことを特徴とするインクジェット記録装置。
  5. 【請求項5】請求項1において、前記吐出導通穴をノズ
    ルプレートに備わるオリフィスの噴射孔径よりはるかに
    大径にし、かつオリフィス側を漏斗状に形成したことを
    特徴とするインクジェット記録装置。
JP2000268417A 2000-08-31 2000-08-31 インクジェット記録装置 Expired - Lifetime JP3517191B2 (ja)

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