JPH0138672B2 - - Google Patents

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JPH0138672B2
JPH0138672B2 JP55040063A JP4006380A JPH0138672B2 JP H0138672 B2 JPH0138672 B2 JP H0138672B2 JP 55040063 A JP55040063 A JP 55040063A JP 4006380 A JP4006380 A JP 4006380A JP H0138672 B2 JPH0138672 B2 JP H0138672B2
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JP
Japan
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ink
path
ejection port
distance
ink path
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JP55040063A
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English (en)
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JPS56136371A (en
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Yukio Nishimura
Yasushi Takatori
Yoshiaki Shirato
Toshitami Hara
Michiko Tanaka
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Canon Inc
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Canon Inc
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14145Structure of the manifold
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14032Structure of the pressure chamber
    • B41J2/1404Geometrical characteristics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14379Edge shooter

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、共通のインク室から分岐している複
数のインク路が並設され、各インク路中のインク
に作用力を与えてインクを前記インク路に連通し
た吐出口から吐出させる所謂、マルチ型式のイン
クジエツトヘツドに関する。 現在知られる各種記録方式の中でも、記録時に
騒音の発生がほとんどないノンインパクト記録方
式であつて、且つ、高速記録が可能であり、しか
も、普通紙に特別の定着処理を必要とせずに記録
の行なえる所謂インクジエツト記録法は各種のプ
リンターやワードプロセツサー等の記録装置を実
現する上では、極めて有用な記録方式である。こ
のインクジエツト記録法に就いては、これ迄にも
様々な方法が提案され、改良が加えられて商品化
されたものもあれば、現在もなお実用化への努力
が続けられているものもある。 インクジエツト記録法は、記録液(以下の説明
では、インクと呼称する。)の液滴(drop−let)
を種々の作用原理で飛翔させ、それを紙等の被記
録部材に定着させて記録を行うものである。そし
て、このインクジエツト記録法は、2つの方式に
大別されている。その一つは、微小なインク滴を
連続して噴射、飛翔させておき、それ等の中から
記録に必要とされるインク滴のみを選択して被記
録面上に誘導して、そこに定着させて記録を行な
う、所謂、コンテイニアス方式であり、他の一つ
は、記録に必要な時のみ、インク滴を被記録面に
向けて噴射、飛翔させて記録を行なう所謂、イン
クオンデイマンド方式である。 ところで、この様なインクジエツト記録方式を
採用したプリンターとしては、一般に、第1図に
図示する構成のものが多い。 この図示例中、101は印刷用紙、102はイ
ンクジエツトヘツド、105は印字用インクタン
ク、106はプラテンローラー、107は紙送り
ローラー、108はインクジエツトヘツド102
の制御回路基板、109はヘツド部111の駆動
ローラー、110はヘツド部111の駆動ワイヤ
ーで、駆動ローラー109は不図示の駆動用モー
ターに連結されている。そして、この装置では、
図面左から右へヘツド部111が走行している間
に、ヘツド102による印字が行なわれ、逆に、
右から左へヘツド部111が走行している間は、
印字動作は行なわれない。そして、このインクジ
エツトヘツド102は、(その詳細は図示されて
いないが)印刷用紙101に対面して複数のイン
ク吐出オリフイスを縦方向に並設しているもの
で、各ノズルから射出されたインク小滴により用
紙101上に印字を行なう。 従来、叙上の構成のインクジエツトプリンター
により得られた印字品質が必ずしも良好でないと
言う指摘がある。 つまり、上記プリンターに於ては、インクジエ
ツトヘツドの上下方向で、インクのドツト径が不
均一となつて印字が乱れたり、所望のインク滴が
噴射されずに印字用紙上でドツトの欠如を生じ
て、印字品位が低下する等の不都合が、しばしば
認められていた。 そこで、本発明ではインクジエツトプリンター
に就いて従来から指摘されている問題点を解消す
ることを主たる目的とし、安定した高品位の印字
を保証する改良されたマルチオリフイス型式のイ
ンクジエツトヘツドを提供するものである。そし
て、本発明のインクジエツトヘツドは、 インクを吐出する吐出口と、該吐出口に連通す
るインク路と、該インク路にインクを導入する導
入口と、前記インク路に設けられ前記吐出口より
インクを吐出するために前記インク路にあるイン
クに作用力を与える駆動要素と、の組を複数、鉛
直方向に有するとともに、 各インク路に供給されるインクを貯留するため
のインク室を備え、 各インク路の駆動要素と該駆動要素に対応する
吐出口との距離が等しく、 最も上にあるインク路の吐出口から導入口まで
の距離(11)に対して、該最も上にあるインク路
より下方に位置する任意のインク路の吐出口から
導入口までの距離(1i)が短くはなく、 且つ 6≦h/(1o−11)≦60 [但し、 h:最も上にある吐出口から最も下にある吐出口
までの距離 11:最も上にあるインク路の吐出口から導入口ま
での距離 1o:最も下にあるインク路の吐出口から導入口ま
での距離] の関係式を満足する様に、各インク路が設けられ
ていることを特徴としている。 マルチオリフイス型式のインクジエツトヘツド
に於て、吐出オリフイスを縦に配設した場合、各
オリフイスに作用するインクの静水圧は異なる。
即ち、オリフイスが上下方向でより低位に位置す
る程そこに作用する静水圧は高くなる。しかしな
がら、この静水圧の差はきわめて僅かであるとし
て、従来は問題視されなかつた。 しかしながら、本発明者らの多くの実験によつ
て、インク静水圧の僅かな違いがマルチオリフイ
ス型式のインクジエツトヘツドに於けるインク滴
吐出動作の位相を乱す原因となることが判明し
た。さらにはサテライトの原因ともなり、結局、
インク滴による画質の悪化に重大な影響を及ぼす
ことが判つた。 そこで、本発明者等は、多くの実験結果及び流
体解析により、上記弊害の原因となるインク静水
圧の影響を除去できるインクジエツトヘツドを発
明するに至つたものである。 即ち、本発明は、毛管力を利用したインクの供
給方式であつてもポンプを用いたインクの供給方
式であつても、インクジエツトヘツドのインク路
が複数鉛直方向に配された場合に、インク路が位
置する高さの差異によつて生ずるインク静水圧の
差異を、インク路の長さを変えることで実質的に
解消するというものである。 以下、図面を用いて本発明を具体例に沿つて説
明する。 そして、下記の実施例では、説明の便宜上イン
クジエツトヘツドとして、インクを加熱したとき
生ずる圧力でインク滴吐出を行なう型式のヘツド
を例に挙げて説明する。従つて本発明で用いるイ
ンクジエツトヘツドは上記型式(つまり、インク
を吐出するために熱を利用する型式)のものに限
定されるものではなく、本発明は、例えば、ピエ
ゾ素子等による機械的圧力作用でインク滴吐出を
行なう型式のインクジエツトヘツドに於ても勿
論、適用することができる。 ここで、斯かる熱を利用するインクジエツトヘ
ツドを用いた実施例を第2図に沿つて示す。サー
マルジエツトヘツドは第2図にその構成図を示す
如くインク路202−1,…,202−nの断面
形状がほぼ矩形(35μm×35μm)のものを製作
した。形状に関してはもちろん、円筒状のもので
あつてもよいことは論を要しない。他の構造上及
び形状上の特徴はインク路内壁面であつて吐出口
(オリフイス)先端から300μmの位置に長さ100μ
mのヒーター203が設置されている。駆動要素
たるヒーター203は各インク路202−1,
…,202−nごとに設置される。さらに実施し
た熱を利用するインクジエツトヘツドはマルチオ
リフイスであつて、そのオリフイス密度は1mmに
つき4個、全長10mmにわたり縦方向(鉛直方向)
に配置される(すなわちオリフイス総計40個)。 ここで第2図201−1,…,201−nは各
インク路を隔てる管壁であり、205は共通イン
ク室である。共通インク室205へのインクの注
入はインク流出口206に連通するチユーブによ
りなされる。しかしながら、各インク路の長さは
原則として相等しくないものを製作した。本実施
例では各々のインク流路の長さの相対的変化がイ
ンクの吐出状態にどのような影響を及ぼすかを調
べることに主眼があつたからである。後述の関係
式のもとにインク路長を変えた熱を利用するイン
クジエツトヘツドを数種用意した。各インク路長
の関係を説明するために第2図に於て、インク路
の長さ(l)を横軸に、鉛直方向の位置(h)を縦軸にと
つて表わす。なおインク路長とは、吐出口(オリ
フイス)208からインク導入口209に至る距
離である。 そこで、任意のi番目のインク路の長さをli、
位置をhiとし、他の任意のj番目(i≠j)のイ
ンク路の長さをlj、位置をhjとし、Δh/Δl=(hi
−hj)/(lj−li)なる因子を決める。 前記製作したインクジエツトヘツドはΔh/Δl
=一定の関係にあるインク路から成り立つてい
る。したがつて各インク路長の関係がΔh/Δl=
1ならΔh=Δlであるから、j番目のインク路よ
り250μmだけ鉛直方向に下がつたところに位置
するi番目のインク路は長さに於てはi番目のイ
ンク路の長さより250μm長いことを意味する。
又、もし、Δh/Δl=10なら、Δh=10Δlであるか
ら鉛直方向の位置関係が前記と同じならi番目の
インク路長はj番目のそれより25μm長いことを
意味する。そこで、Δh/Δl=2、4、6、8、
10、20、60、100、∞の9種類のインクジエツト
ヘツドに於ける各吐出口(オリフイス)208の
インクの吐出状態を吐出周波数やインクの静水圧
の条件を変えながら観察した。ここでΔh/Δl=
∞は各インク路長が相等しい場合である。又、最
上部のインク路はΔh/Δlの値に関係なく常に一
定(600μm)とした。かくして得られた実施例
結果を下記の表1・表2に示す。表−1は、最上
部オリフイスが最適の吐出状態になるようにイン
クの静水圧を調節した場合に於ける全オリフイス
(40個)の吐出の状態を液滴吐出周波数を変えて
観察した結果である。表中に記載した〇印は全オ
リフイスがそろつて正常吐出を行つた場合であ
る。△印は全オリフイスのうち少くとも1つでも
サテライト(液滴の分離)が発生した場合、×印
は全オリフイスのうち少くとも1つでもドツト
(吐出液滴)の欠如が発生した場合である。次に
表2に最下部オリフイスが最適の吐出状態になる
ようにインク静水圧を調整した場合に於ける表1
同様の観察を行つた結果を示す。表1の実験デー
タによれば、吐出液滴周波数1.8KHzから2.0KHz
の間では、Δh/Δl=6〜60の範囲で全オリフイ
スそろつて液滴正常吐出が得られた。しかし、
Δh/Δl≧100以上、すなわち高低差によるインク
路長の変化量が小さい場合には吐出液滴が数個に
分裂するというサテライト現象がいずれかのオリ
フイスに於て常に発生した。他方、Δh/Δl=2
〜4のとき、すなわち高低差に対してインク路長
の変化度合が大の場合にはドツト(吐出液滴)の
欠如がいずれかのオリフイスに於て観察された。
ごくたまにではあるが最上部のオリフイスの隣り
のオリフイスに於ても吐出液滴の欠如が発生し
た。 一方、表−2の実験からでは液滴吐出周波数
1.8KHz〜2.0KHzの間では、Δh/Δl=6〜60で全
オリフイスにわたつて液滴正常吐出が得られた。
これは表1の実験と全く同一の結果であつた。し
かしながら、Δh/Δl≧100以上で今度は吐出液適
の欠如が発生し、Δh/Δl=2〜4でサテライト
が発生した。(表1の結果とはサテライトと吐出
液滴の発生条件が逆転する現象が観察された。)
【表】
【表】 以上の実験結果より、縦型のマルチインクジエ
ツトヘツドを構成する場合、鉛直方向の下位に配
されるインク路の長さを上位のインク路の長さよ
り長くなるような構成、とくにΔh/Δl=6〜60
の関係になるような構成が得られる画質の面から
すると好ましい。 インクジエツトヘツドに於て、叙上の条件を満
たすとき、サテライトによる画質の乱れがなく、
また、ドツトの欠如も発生しないため、良画質が
得られることが分かつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のインクジエツトプリンターの構
成例を示す斜視図。第2図は本発明の縦型インク
ジエツトヘツドの実施例を説明する構成断面図で
ある。 図に於て、201−1,…,201−nは管
壁、202−1,…,202−nはインク路、2
03はヒーター、205は共通インク室、208
は吐出口、209はインク導入口である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 インクを吐出する吐出口と、該吐出口に連通
    するインク路と、該インク路にインクを導入する
    導入口と、前記インク路に設けられ前記吐出口よ
    りインクを吐出するために前記インク路にあるイ
    ンクに作用力を与える駆動要素と、の組を複数、
    鉛直方向に有するとともに、 各インク路に供給されるインクを貯留するため
    のインク室を備え、 各インク路の駆動要素と該駆動要素に対応する
    吐出口との間の距離が等しく、 最も上にあるインク路の吐出口から導入口まで
    の距離(11)に対して、該最も上にあるインク路
    より下方に位置する任意のインク路の吐出口から
    導入口までの距離(1i)が短くはなく、 且つ 6≦h/(1o−11)≦60 [但し、 h:最も上にある吐出口から最も下にある吐出口
    までの距離 11:最も下にあるインク路の吐出口から導入口ま
    での距離 1o:最も下にあるインク路の吐出口から導入口ま
    での距離] の関係式を満足する様に、各インク路が設けられ
    ていることを特徴とするインクジエツトヘツド。 2 前記駆動要素はインクを加熱する手段であ
    る、特許請求の範囲第1項に記載のインクジエツ
    トヘツド。 3 前記駆動要素はピエゾ素子である、特許請求
    の範囲第1項に記載のインクジエツトヘツド。
JP4006380A 1980-03-28 1980-03-28 Ink jet device Granted JPS56136371A (en)

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JP4006380A JPS56136371A (en) 1980-03-28 1980-03-28 Ink jet device

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JP4006380A JPS56136371A (en) 1980-03-28 1980-03-28 Ink jet device

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JPS56136371A JPS56136371A (en) 1981-10-24
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06126964A (ja) * 1992-10-16 1994-05-10 Canon Inc インクジェットヘッドおよび該インクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置
ATE226146T1 (de) * 1999-01-29 2002-11-15 Seiko Epson Corp Tintenstrahldruckkopf mit verbesserten tintenzufuhrkanälen
JP2003291341A (ja) 2002-04-05 2003-10-14 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッド

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