JPH0351157Y2 - - Google Patents

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JPH0351157Y2
JPH0351157Y2 JP1983072083U JP7208383U JPH0351157Y2 JP H0351157 Y2 JPH0351157 Y2 JP H0351157Y2 JP 1983072083 U JP1983072083 U JP 1983072083U JP 7208383 U JP7208383 U JP 7208383U JP H0351157 Y2 JPH0351157 Y2 JP H0351157Y2
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ink
chamber
opening
print head
common
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Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はインクジエツト記録装置の印字ヘツド
に関し、一定液圧のインクを供給するインクタン
クを改良した印字ヘツドに関するものである。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Field The present invention relates to a print head for an inkjet recording device, and relates to a print head that has an improved ink tank that supplies ink at a constant liquid pressure.

従来技術 インクジエツト記録装置は、一般に極めて低騒
音で、高速記録が可能のほか、安価な普通紙が使
え、現像・定着等の複雑な処理を必要としない利
点をもつている。更に小径ドツトやドツト間隔縮
少により高解像力画像記録を可能とし、漢字、図
形などの記録にも有効である。
Prior Art Inkjet recording devices generally have the advantage of being extremely low noise and capable of high-speed recording, as well as being able to use inexpensive plain paper and not requiring complex processing such as development and fixing. Furthermore, the small-diameter dots and reduced dot spacing enable high-resolution image recording, and are also effective for recording kanji characters, figures, etc.

インクジエツト記録装置のインクジエツト記録
ヘツド(以下印字ヘツドと呼ぶ)については、従
来からいくつかの方式が開発、実用化されてい
る。
Regarding inkjet recording heads (hereinafter referred to as print heads) of inkjet recording apparatuses, several systems have been developed and put into practical use.

例えば特公昭53−12138号公報に示されるような、
オンデマンド方式と呼ばれるインクジエツト記録
方式が近年開発され、注目されている。これは記
録のための電気信号に応答して電気パルスが印字
ヘツドに印加される都度、圧力室の容積変化によ
つてノズルからインク小滴を噴射する方式のイン
クジエツト記録装置である。
For example, as shown in Japanese Patent Publication No. 53-12138,
An inkjet recording method called an on-demand method has been developed in recent years and is attracting attention. This is an inkjet recording device that ejects ink droplets from a nozzle by changing the volume of a pressure chamber each time an electrical pulse is applied to a print head in response to an electrical signal for recording.

このオンデマンド方式の特徴は、画像信号に対
応して、必要な時だけインクを噴射するので、不
要インクを回収するシステムが不要となり、この
ためインクの消費量が少なく、高信頼性を得るこ
とが出来、また記録装置自体も小型軽量で低価格
にすることが可能である。また、別の特徴として
は、ひとつの印字ヘツド上に、容易に多数のチヤ
ンネルを実装できるため、高解像力や高速印字性
能を得ることが出来、またカラー化も容易であ
る。
The feature of this on-demand method is that ink is ejected only when needed in response to image signals, eliminating the need for a system to collect unnecessary ink, resulting in low ink consumption and high reliability. In addition, the recording device itself can be made small, lightweight, and inexpensive. Another feature is that a large number of channels can be easily mounted on one print head, resulting in high resolution and high-speed printing performance, and color printing is also easy.

更に上記方式を実用化したオンデマンド型イン
クジエツト記録装置として、特公昭54−35936号
公報がある。これは一つの印字ヘツド内に複数の
ノズルを実装するという方式をとつている。
Furthermore, Japanese Patent Publication No. 54-35936 discloses an on-demand type inkjet recording device that has put the above method into practical use. This method uses a method in which multiple nozzles are mounted within one print head.

第1、第2図はインクジエツト記録ヘツドの構
造を模式的概略図で、それぞれ断面図および平面
図を示す。
1 and 2 are schematic diagrams of the structure of an inkjet recording head, showing a sectional view and a plan view, respectively.

図において、複数のノズル1と、該ノズル1に
それぞれ連通する複数の圧力室2と、該圧力室2
内にインクタンク6からのインクを分配供給する
共通インク室3とを備え、かつ上記部分1、2、
3が同一面内に配置された構造をなすものであ
る。
In the figure, a plurality of nozzles 1, a plurality of pressure chambers 2 each communicating with the nozzles 1, and the pressure chambers 2 are shown.
The parts 1, 2,
3 are arranged in the same plane.

記録用インクはインクタンク6からフイルタ5
を経てインク供給管4を通つて印字ヘツドの共通
インク室3に供給される。共通インク室3は、画
像のたて方向の画素に対応する複数のノズル1に
連通する複数の圧力室2に分岐される。また各圧
力室2の壁の一部には、印字信号に基いてパルス
を出力する電子パルス発生器8に電気的に接続さ
れた圧電変換素子7が接着されている。圧電変換
素子7は、前記発生器8から電気信号を受けると
圧力室2の内側へ撓むことの出来る適当な可撓板
で、例えばピエゾ電気クルスタルから成り、導電
性薄膜によつて圧力室の外壁面に接着されてい
る。
Recording ink flows from ink tank 6 to filter 5
The ink is then supplied to the common ink chamber 3 of the print head through an ink supply pipe 4. The common ink chamber 3 is branched into a plurality of pressure chambers 2 communicating with a plurality of nozzles 1 corresponding to pixels in the vertical direction of the image. Further, a piezoelectric transducer 7 electrically connected to an electronic pulse generator 8 that outputs pulses based on a print signal is adhered to a part of the wall of each pressure chamber 2. The piezoelectric transducer 7 is a suitable flexible plate that can be bent inward into the pressure chamber 2 when it receives an electric signal from the generator 8, and is made of, for example, a piezoelectric crustal, and the piezoelectric transducer 7 has a conductive thin film that bends the pressure chamber 2. Glued to the outside wall.

この方法においては、電子パルス発生器8から
の電気信号により圧電変換素子7は圧力室2の内
方に急激に撓みこのため生ずる圧力室2の容積の
急激な減少は内部のインクを粒子状にしてノズル
1からインク小滴として放出、飛翔させ、対向す
る記録紙上に到達させてドツト記録を達成する。
In this method, the piezoelectric transducer 7 is suddenly bent inward into the pressure chamber 2 by an electric signal from the electronic pulse generator 8, and the resulting rapid decrease in the volume of the pressure chamber 2 causes the ink inside to become particles. The ink is ejected from the nozzle 1 as small ink droplets, and is caused to fly and reach the opposing recording paper to achieve dot recording.

インク滴噴射による圧力室2内のインク減少分
は、共通インク室3内に貯蔵されたインクが圧力
室3内に流入してこれを補う。また共通インク室
3内のインクの減少は、共通インク室3の壁の一
部をなす可撓膜9の変形およびインクタンク6か
らのインク供給によつて補充される。
Ink stored in the common ink chamber 3 flows into the pressure chamber 3 to compensate for the decrease in ink in the pressure chamber 2 due to ink droplet ejection. Furthermore, the decrease in ink in the common ink chamber 3 is replenished by deformation of the flexible membrane 9 forming a part of the wall of the common ink chamber 3 and by supplying ink from the ink tank 6.

なお、前記可撓膜9は、印字ヘツドの前記共通
インク室3の開口部を覆つて接着されてフレキシ
ブルな上壁を形成し、該室3内のインクを密封し
ている。
The flexible membrane 9 is bonded to cover the opening of the common ink chamber 3 of the print head to form a flexible upper wall and seal the ink inside the chamber 3.

また前記共通インク室3の容積は、圧力室2の
容積変化量に対し充分大きくつくられている。
Further, the volume of the common ink chamber 3 is made sufficiently large relative to the amount of change in volume of the pressure chamber 2.

このような共通インク室3と可撓膜9とは、イ
ンクが満たされて、インク噴射時に圧力室2の変
形によるインクの戻り圧力を吸収できるよう構成
されている。即ち、マルチノズル形式の印字ヘツ
ドにおいては、ひとつのチヤンネルの圧力室から
発生した圧力波が、共通インク室を経由して別の
チヤンネルの圧力室に波及し、別のチヤンネルの
インク滴の噴射飛翔特性を劣化させる、いわゆる
チヤンネルインターラクシヨンを生ずるが、これ
ら共通インク室3および可撓膜9はこうした圧力
波のまわり込みを防止することが出来る。
The common ink chamber 3 and the flexible membrane 9 are configured to be filled with ink and absorb the return pressure of ink caused by deformation of the pressure chamber 2 during ink ejection. That is, in a multi-nozzle type print head, a pressure wave generated from the pressure chamber of one channel spreads to the pressure chamber of another channel via a common ink chamber, and the ink droplets of the other channel are ejected. The common ink chamber 3 and the flexible membrane 9 can prevent such pressure waves from going around, although so-called channel interaction, which deteriorates the characteristics, occurs.

しかしながら印字ヘツドの共通インク室3の可
撓膜9は従来ポリプロピレン、ポリエチレン、ポ
リ塩化ビニリデン等の薄膜からつくられているた
め、極めて破れ易く、またそれらの薄膜を接着す
るため印字ヘツドに特殊な処理、例えばシランカ
ツプリング処理などを施して接着されて取付られ
ているが、インク漏洩のおそれがあり、更に交換
も困難であつた。
However, since the flexible membrane 9 of the common ink chamber 3 of the print head is conventionally made of a thin film of polypropylene, polyethylene, polyvinylidene chloride, etc., it is extremely easy to tear, and in order to bond these thin films, special treatment is required for the print head. , for example, is attached by adhesion using a silane coupling treatment, but there is a risk of ink leakage, and it is also difficult to replace.

また、可撓膜9に替えて金属板を使用した例も
あるが、可撓性が乏しいのでインクの体積変化を
十分に吸収することが出来ず、従つて印字ヘツド
内のインク圧力が不安定となる。そのためノズル
1と共通インク室3の間のインク圧力室2すなわ
ちチヤンネル相互間の内圧が安定しないためノズ
ル1から噴射されるインク小滴の飛翔状態は各々
のノズル1により異なつたものになる。従来の欠
点をまとめるプラスチツクの薄膜なので破れ易
い接着はがれが生じる交換が困難接着の作
業性が悪く、工数多くコスト高となる。
There are also examples in which a metal plate is used in place of the flexible membrane 9, but due to its lack of flexibility, it cannot sufficiently absorb changes in ink volume, resulting in unstable ink pressure within the print head. becomes. Therefore, the internal pressure between the ink pressure chambers 2 between the nozzles 1 and the common ink chamber 3, that is, between the channels, is not stable, so that the flying state of the ink droplets ejected from the nozzles 1 differs from one nozzle to another. Summarizing the drawbacks of the conventional method: Because it is a thin film of plastic, it is easily torn and the adhesive peels off, making it difficult to replace and the workability of adhesion is poor, resulting in high labor costs.

考案の目的 本考案は、印字ヘツドの共通インク室の内圧変
動を適確に吸収して安定したインク小滴の噴射飛
翔が可能なインクジエツト記録ヘツドを提供せん
とするものである。
Purpose of the invention The present invention aims to provide an inkjet recording head that can accurately absorb internal pressure fluctuations in a common ink chamber of a print head and eject stable ink droplets.

考案の構成 本考案は、印字ヘツド(インクジエツト記録ヘ
ツド)の共通インク室の少なくとも一部をなすゴ
ム板を印字ヘツド基板に取付けるもので、それ
は、複数個のノズルの各インクを供給する共通の
インク室に設けた共通の開口部を着脱可能なゴム
板で閉塞し、該ゴム板の前記開口部を覆う部分を
共通インク室内のインク圧力変動吸収用の薄膜状
に形成し、前記ゴム板の周縁部を前記開口部周縁
の記録ヘツド基盤に密着固定して前記共通インク
室を密閉可能にする肉厚状に形成したことを特徴
とするインクジエツト記録ヘツドによつて達成さ
れる。
Structure of the invention In the present invention, a rubber plate forming at least a part of a common ink chamber of a print head (inkjet recording head) is attached to a print head substrate. A common opening provided in the chamber is closed with a removable rubber plate, a portion of the rubber plate covering the opening is formed into a thin film shape for absorbing ink pressure fluctuations in the common ink chamber, and a peripheral edge of the rubber plate is formed. This is achieved by an inkjet recording head characterized in that the common ink chamber is formed in a thick shape so that the common ink chamber can be sealed tightly by closely fixing the inkjet recording head to the recording head base at the periphery of the opening.

実施例 第3図は本考案による印字ヘツドの構成の一例
を分解して、概略的に示した斜視図である。
Embodiment FIG. 3 is an exploded perspective view schematically showing an example of the configuration of a printing head according to the present invention.

20は印字ヘツドの基板で、21は圧力室のた
めの溝、さらに先端部21aにインク噴射するノ
ズルのための溝を複数個、ヘツド基板20と接す
る面側に形成した印字ヘツド側板で、該ヘツド側
板21の側面(図の手前面)にチヤンネル数(ノ
ズル数)の圧電変換素子21bが各ノズル毎の圧
力室の側面に設けられ、共通インク室のための開
口部21cが設けられている。ヘツド基板20と
ヘツド側板21は図のように密着接合されてヘツ
ド本体部をなす。
20 is a print head substrate, and 21 is a print head side plate which has grooves for pressure chambers and a plurality of grooves for nozzles that eject ink at the tip 21a, formed on the side that contacts the head substrate 20. Piezoelectric transducer elements 21b corresponding to the number of channels (the number of nozzles) are provided on the side surface of the head side plate 21 (the front side in the figure) on the side surface of the pressure chamber for each nozzle, and an opening 21c for a common ink chamber is provided. . The head substrate 20 and the head side plate 21 are closely joined as shown in the figure to form the head main body.

22は前記ヘツド側板21の開口部21cを覆
う弾性状のゴム板で、ブタジエン、イソプレン、
ブチル、シリコン、フツ素ゴム等によつて一体成
型されるか、あるいはウレタン、アクリルゴム等
を耐インク性ゴムにラミネートして形成されても
良い。該ゴム板22の可撓面22aは前記印字ヘ
ツド21の開口部21aに相当する形状を有し、
この例では手前に少しふくらんで形成されてお
り、前述した可撓膜の機能を果すべく、圧力室の
容積変化に対応するその圧力変化を適確に吸収出
来る弾性を有している。また該ゴム板22の周縁
部は前記印字ヘツド基板21への取付の際の強固
な緊定に耐えて密閉性を維持出来るだけの充分な
厚さと弾性をもつものである。
22 is an elastic rubber plate that covers the opening 21c of the head side plate 21, and contains butadiene, isoprene,
It may be integrally molded of butyl, silicone, fluorine rubber, etc., or may be formed by laminating urethane, acrylic rubber, etc. to ink-resistant rubber. The flexible surface 22a of the rubber plate 22 has a shape corresponding to the opening 21a of the print head 21,
In this example, it is formed with a slight bulge toward the front, and has elasticity that can appropriately absorb changes in pressure corresponding to changes in volume of the pressure chamber in order to fulfill the function of the flexible membrane described above. Further, the peripheral edge of the rubber plate 22 has sufficient thickness and elasticity to withstand strong tension when attached to the print head substrate 21 and maintain airtightness.

23は、前記ゴム板22周縁部を前記印字ヘツ
ド側板21及びヘツド基板20に均一な圧力で取
付け固定するための圧着板で、前記ゴム板22の
可撓面22aに相当する穴23aを備え、ステン
レス、コバール、アルミニウム等の薄板でつくら
れたものである。
23 is a pressure bonding plate for attaching and fixing the peripheral portion of the rubber plate 22 to the printing head side plate 21 and the head substrate 20 with uniform pressure, and is provided with a hole 23a corresponding to the flexible surface 22a of the rubber plate 22; It is made from thin sheets of stainless steel, Kovar, aluminum, etc.

これらの部材を複数のボルト24およびナツト
25によつて締結して一体とすれば前記ゴム板2
2の可撓面22aは前記印字ヘツド基板21の共
通インク室の圧力変動を吸収する可撓膜の機能を
果たすと共に、それに使用される材質が弾性状ゴ
ムなので破損し難く、また従来のゴム以外の可撓
膜を使用する場合に必要な接着のための事前処理
や接着作業を要しないので、着脱が極めて容易と
なり、従つて印字ヘツドの組立、可撓膜の交換作
業は頗る能率的なものとなる。
If these members are fastened together with a plurality of bolts 24 and nuts 25, the rubber plate 2
The flexible surface 22a of No. 2 functions as a flexible membrane that absorbs pressure fluctuations in the common ink chamber of the print head substrate 21, and since the material used therefor is elastic rubber, it is difficult to break and is not made of conventional rubber. Since there is no need for pre-processing or bonding work required when using a flexible membrane, installation and removal are extremely easy, and the assembly of the print head and the replacement of the flexible membrane are extremely efficient. becomes.

なお、前記印字ヘツドが多層構造の場合におい
ても、また同一印字ヘツド基板の両側にそれぞれ
ヘツド側板を有し、二つの共通インク室が設けら
れている場合においてもこの他共通インク室が複
数形成された印字ヘツドにおいても本考案を適用
することが可能である。
Note that even if the print head has a multilayer structure, or if the same print head substrate has head side plates on both sides and two common ink chambers are provided, a plurality of common ink chambers may be formed. The present invention can also be applied to other print heads.

考案の効果 本考案は、共通インク室内の圧力変動を吸収す
る性能と耐久性に優れた可撓膜をゴム板を用いる
ことで締結部材によつて取付けられることにより
脱着可能となり、且つゴム自身の弾性伸縮力によ
るインク圧力変動を吸収する効果を有し、更にイ
ンク洩れ防止や交換性の優れた可撓膜を有するつ
まり破損し難くインクもつれがなく交換が
容易で作業性が良く工数が少ないインクジエツ
ト記録装置の印字ヘツドを提供することを可能に
した。
Effects of the invention The present invention uses a rubber plate to attach a flexible membrane that has excellent performance and durability to absorb pressure fluctuations in the common ink chamber, and can be attached and detached using a fastening member. An inkjet that has the effect of absorbing ink pressure fluctuations due to elastic expansion and contraction, and has a flexible membrane that prevents ink leakage and is easy to replace.In other words, it is hard to break, does not tangle ink, is easy to replace, and has good workability and requires less man-hours. This made it possible to provide print heads for recording devices.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図は印字ヘツドの概略図を示すそ
れぞれ断面図および平面図、第3図は本考案によ
る印字ヘツドの斜視図である。 21……印字ヘツド基板、21a……ノズル、
21b……圧電変換素子、21c……開口部、2
2……ゴム板、22a……可撓面(ゴム板)、2
3……圧着板、23a……穴、24……ボルト、
25……ナツト。
1 and 2 are a sectional view and a plan view, respectively, showing a schematic diagram of a print head, and FIG. 3 is a perspective view of the print head according to the present invention. 21...print head board, 21a...nozzle,
21b...piezoelectric conversion element, 21c...opening, 2
2...Rubber plate, 22a...Flexible surface (rubber plate), 2
3...Crimp plate, 23a...hole, 24...bolt,
25...Natsuto.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 複数個のノズルの各インク流路にインクを供
給する共通インク室に設けた共通の開口部を着
脱可能なゴム板で閉塞し、該ゴム板の前記開口
部を覆う部分を共通インク室内のインク圧力変
動吸収用の薄膜状に形成し、前記ゴム板の周縁
部を前記開口部周縁の記録ヘツド基板に密着固
定して前記共通インク室を密閉可能にする肉厚
状に形成したことを特徴とするインクジエツト
記録ヘツド。 (2) 前記ゴム板の周縁部を、剛性を有する圧着板
とともに記録ヘツド基板の開口部周縁にねじ止
め固定可能になしたことを特徴とする実用新案
登録請求の範囲第1項に記載のインクジエツト
記録ヘツド。
[Claims for Utility Model Registration] (1) A common opening provided in a common ink chamber that supplies ink to each ink flow path of a plurality of nozzles is closed with a removable rubber plate, and A portion covering the opening is formed in the form of a thin film for absorbing ink pressure fluctuations within the common ink chamber, and a peripheral portion of the rubber plate is closely fixed to a recording head substrate around the opening, thereby making it possible to seal the common ink chamber. An inkjet recording head characterized in that it is formed in a thick wall shape. (2) The inkjet according to claim 1, wherein the peripheral edge of the rubber plate can be screwed and fixed to the peripheral edge of the opening of the recording head substrate together with the rigid pressure bonding plate. Record head.
JP7208383U 1983-05-14 1983-05-14 inkjet recording head Granted JPS59176547U (en)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5155237A (en) * 1974-07-19 1976-05-14 Silonics Mushogekikirokuhoho
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