JPH0436067B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0436067B2
JPH0436067B2 JP57136992A JP13699282A JPH0436067B2 JP H0436067 B2 JPH0436067 B2 JP H0436067B2 JP 57136992 A JP57136992 A JP 57136992A JP 13699282 A JP13699282 A JP 13699282A JP H0436067 B2 JPH0436067 B2 JP H0436067B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink supply
ink
preparation chamber
pressure
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP57136992A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5926269A (ja
Inventor
Juji Tanaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP13699282A priority Critical patent/JPS5926269A/ja
Publication of JPS5926269A publication Critical patent/JPS5926269A/ja
Publication of JPH0436067B2 publication Critical patent/JPH0436067B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、インクをインクタンクから一旦イン
ク供給準備室に移動させ、ここからマルチノズル
の各加圧室へに供給してオンデマンド型式でもつ
てインク滴を発生させるインクジエツトプリント
ヘツドの流路構造に関する。
(従来の技術) オンデマンド型インクジエツトヘツドにおい
て、インク加圧室で加圧されたインクは、ノズル
より飛び出す分とインク供給路を経てインク供給
準備室に戻る分とに分れ、同時に駆動されるノズ
ルの数に依存して戻り分が変動し、これがインク
供給準備室と各インク供給路との接続点のインク
圧を変動させてしまう。この結果、同時駆動され
るノズルの数の多少によつてノズルから吐出され
るインク滴形成状態、例えばノズル滴の速度や量
に変動を来す。
このためインク滴形成時の戻り圧を抑制するた
めに、特開昭54−148531号公報に示されたような
流体ダイオードを用いることや、特開昭54−
35936号公報に示されたようにインク供給準備室
の圧力を圧力センサを用いて測定し、インク圧力
を弁の開閉によつて制御するもの等が提案されて
いる。
しかしこれらはいずれの方法も構造の複雑化を
招いたり、流体抵抗、慣性質量の増加に起因して
インク供給が不安定になる等の問題を抱えてい
た。
このような問題を解消するために特開昭56−
64877号公報に示されたように、インクタンクと
マルチノズルの圧力発生手段とを、ダイヤフラム
構造をもつインクトラツプ室を介して接続した
り、また特開昭56−75863号公報に示されたよう
にインクタンクとマルチノズルの圧力発生手段と
を可及的に容量の大きなタンクを介して接続する
等の手法が提案されている。
(発明が解決しようとする課題) 前者によれば圧力発生手段からのインクの戻り
圧をインクトラツプ室のダイヤフラム構造の変形
により吸収することができて、他の圧力発生手段
に波及するのを防止することができるものの、極
めて小さい部分に可及的に面積の大きなダイヤフ
ラムを形成せねばならず、製造工程が複雑化によ
るコスト上昇ばかりでなく、軟弱を招いて機械的
強度が低下する問題がある。
後者によればタンクの容積を大きくするという
極めて簡単な構造で機械的強度の低下を招くこと
なく戻り圧を吸収できる半面、タンクの容積が大
きくなつて装置の大型化を招くという不都合があ
る。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたも
のであつて、戻り圧を吸収するという従来の原理
を根本的に改め、もつてインクタンクと圧力発生
手段とを接続するインク供給準備室の構造の複雑
化や大型化を招くことなく、戻り圧による不都合
を解消することができる新規なインクジエツトプ
リントヘツドを提供することを目的とするもので
ある。
(課題を解決するための手段) このような問題を解消するために本発明におい
ては、同一基板に複数の圧力発生室を形成して、
各圧力発生室にノズルを連通させ、またそれぞれ
の圧力発生室をインク供給路を介して共通のイン
ク供給準備室に接続するとともに、前記インク供
給準備室と前記インク供給路とに ZR≦ZS/(10N) (但し、ZRはインク供給準備室のインピーダンス
を、またZSはインク供給路のインピーダンスを、
Nはノズルの本数を表す) なる関係を持たせるようにした。
(作用) インク供給路のインピーダンスを構成する流体
抵抗分と慣性質量分と、インク供給準備室のイン
ピーダンスを構成する容積分との比 ZR≦ZS/(10N) とすることにより、ノズルの駆動本数に関わりな
くインク供給準備室の各インク供給路入口部の圧
力を均等化できて、インクタンクの大型化や軟弱
化を招くことなく、安定した印字品質を得ること
ができる。
(実施例) そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に
基づいて説明する。
第1図は本発明が適用されたオンデマンド型イ
ンクジエツトプリントヘツドの一実施例を示すも
のであつて、図中符号1はヘツド基板2と振動板
3とにより形成された流路で、先端開口部にイン
ク滴を噴射するノズル10が形成されている。ヘ
ツド基板2には振動板3を介して圧電素子等から
なる圧力発生手段4の圧力を受ける加圧室5が形
成されており、インク供給路6を介してインク供
給準備室7に接続されている。インク供給準備室
7は、振動板3とは別部材からなる準備室壁8に
より封止され、流路9を介して図示しないインク
タンクからインクの供給を受けている。このイン
ク供給準備室7は、第2図に示したように複数の
インク供給路6,6,6……が接続され、これを
介して圧力室5,5,5……に、さらに流路1,
1,1,1を介して基板2の端部の複数のノズル
10に連通している。
このように構成されたオンデマンド型インクジ
エツトプリントヘツドは、圧力発生手段4に駆動
信号が印加されて加圧室5内のインクが加圧され
ると、ここのインクの一部はノズル10からイン
ク液滴として射出され、また残部がインク供給路
6を通つてインク供給準備室7に流れ込む。
ところで、複数、例えば12個の圧力発生手段
4,4,4……を全て駆動すると、インク供給準
備室7へは12本のインク流路6,6,6……から
の同時にインクが戻つてくるため、インク供給準
備室の圧力変化分は、1本だけを駆動した時のほ
ぼ12倍となり、急激に圧力変化が生ずることにな
る。
この圧力上昇の状態を流体力学的に解析する
と、電気音響工学におけるインピーダンスに置換
することが可能となるから、インクの挙動は第3
図に示すような電気回路に擬えることができる。
すなわち、mSはインク供給路6の流体質量
〔Kg/m4〕、RSはインク供給路6の流体抵抗
〔N・S/m5〕、moは流路1とノズル10とを合
せて流体質量、Roは流路1とノズル10とを合
せた流体抵抗であり、Cpは圧力室5つまり振動板
3と圧力発生手段4とにより形成されるコンプラ
イアンス〔m5/N〕、CRはインク供給準備室7の
コンプライアンスである。なお、いうまでもなく
コンプライアンスとは容量に関係する数値で、バ
ネ定数KRの逆数 CR=1/KR (2) により表されるもので撓み易さを表す定数のこと
である。
いま、駆動信号によつて加圧室5のインクに圧
力変動が生じると、インクは体積速度Uc〔m3
S〕で加圧室5を拡げ、その一部が体積速度Uo
でノズル10に、また残部が体積速度USでイン
ク供給路6を介してインク供給準備室7に伝播す
ることになる。
このときの状態をインピーダンスを用いて表現
すると、1つのインク供給路6のインピーダンス
をZSとすると、各インク流路6での圧力降下ΔPS
は、 ΔPS=ZS・US (1) として表される。
一方、n本のノズルを同時に駆動した場合には
インク供給準備室7、すなわちコンプライアンス
CR成分にインクが体積速度UR(=n×US)で流れ
込み、この流れによるインク供給準備室7での圧
力降下ΔPRは、インク供給準備室のインピーダン
スZRとすると、 ΔPR=ZR・UR=ZR(n×US) (2) で表される。
上記(2)式からも明らかなように、インク供給準
備室の圧力降下ΔPRは、駆動させるノズルの数n
に直接左右され、したやつて駆動されるノズルの
本数により区々の影響を受けて、インク吐出状
態、例えば吐出速度や吐出量が変動することにな
る。
我々の実験によれば、インク供給路6の圧力降
下PSとインク供給準備室7の圧力降下PRとの比
が10対1以上となるようにすれば、形成されるイ
ンク滴の状態、つまりインク滴のサイズの変動を
実用的には印字品質に問題を来さない程度の1割
以内に抑えることができることが判明した。
すなわち、全ノズル数をNとすると、 ZR×N×US≦ZS・US×0.1 となり、 ZR≦ZS/(10N) を満足するように、インク供給準備室7のインピ
ーダンスZRと、インク供給準備室7と圧力発生手
段5とを接続しているインク流路6のインピーダ
ンスとを相対的に制限することによつてインク滴
形成時の戻り分の変動によるインク圧変動の影響
を抑制することができる。
従来においては圧力室からリザーブタンクへの
戻り圧に起因する印字品質の低下を避けるため
に、戻り圧をインク供給準備室でできる限り吸収
してしまうようにしていたものを、本願発明にお
いては戻り圧の発生そのものを強いて抑制するの
ではなく、駆動するノズルの本数に関わりなく可
及的に均等にするという全く新しい原理に基づい
て印字品質を向上させるようにしている。
このような条件を満たすためにはインク供給準
備室7のインピーダンスZRを小さく、かつ供給路
6のインピーダンスZSを大きくすればよいことに
なる。一般的にはインク供給準備室7の容積は、
インク流路6,6,6……に比較して極めて大き
いから、インク供給準備室7のインピーダンスZR
はその容積により支配され、またインク流路6,
6,6……のインピーダンスZSは、主に流体抵抗
分と質量により支配されているから、インク供給
準備室7の容積を拡大し、同時にインク供給路
6,6,6……断面積を縮小したり、またインク
供給準備室7を弾性係数の大きな材料で形成して
インク供給準備室全体のわずかな撓みとインク供
給路の抵抗とを総合的に利用すればよい。
なお、これらインピーダンスは、インクヘツド
を構成している基板等の弾性係数や、インクの密
度、粘性、さらにはインクと基板との表面張力に
より支配されるものであるから、インク供給準備
室のサイズやインク供給路6の断面積についての
画一的な数値を挙げることは一般的でないが、例
えばノズルを12本持つマルチノズルヘツドにおい
て、インク供給路6の流体抵抗RS=3×1012
〔N・S/m5〕、流体質量mS=3×103〔Kg/m4〕、
固有振動数ω=2.1×104〔S-1〕として、準備室壁
8をt=0.15mmの厚さのガラスで形成したとする
と、ガラスのヤング率E=7×1010〔N/m2〕と
してインク供給準備室7に長さlR=5mm、幅W=
3.3mmの準備室壁8を、またインク粘度が4mPa秒
のときにインク供給路6,6,6……に直径
113μm、長さ3mmを用いればインピーダンスの比
を所定値に収めることができ、したがつてノズル
の駆動数に関わりなく各インク供給路6,6,6
……における圧力変化を一定にすることができ
る。これによれば、インク供給準備室の大型化や
またインク供給路の微細化を招くことなく、ノズ
ルの駆動数に関わりなく安定した印字品質をえる
ことができる。
このように、比較的細工のし易いインク供給準
備室7の形状、形成材を変更することにより、イ
ンク供給準備室7とインク流路6とのインピーダ
ンス比を、インク供給準備室7の接続点での圧力
変化を駆動ノズル数に関わりなくほぼ一定にする
ことができる。
(発明の効果〕 以上述べたようにインク供給準備室7のインピ
ーダンスZRをインク供給路の合成インピーダンス
N・ZSの1/10程度にすることによつて、インク供
給準備室に無用に大きな容積の確保や、またイン
ク供給路の抵抗増大を強いることなく、マルチノ
ズルにおける多数ノズルからの同時射出時と、小
数ノズルから射出時とでのインク圧の不要な伝播
によるインク滴形成に変動を来さず、印字品質の
向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の断面図、第2図は
平面図、第3図は第2図に示したプリントヘツド
におけるインク流の挙動を解析するための等価回
路を示す図である。 1……流路、2……ヘツド基板、3……振動
板、6……インク供給路、7……インク供給準備
室、8……インク供給準備室壁、9……供給管、
10……ノズル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 同一基板に複数の圧力発生室を形成して、各
    圧力発生室にノズルを連通させ、またそれぞれの
    圧力発生室をインク供給路を介して共通のインク
    供給準備室に接続するとともに、前記インク供給
    準備室と前記インク供給路とに ZR≦ZS/(10N) (但し、ZRはインク供給準備室のインピーダンス
    を、またZSはインク供給路のインピーダンスを、
    Nはノズルの本数を表す) なる関係を持たせたことを特徴とするインクジエ
    ツトプリントヘツド。
JP13699282A 1982-08-06 1982-08-06 インクジエツトプリントヘツド Granted JPS5926269A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13699282A JPS5926269A (ja) 1982-08-06 1982-08-06 インクジエツトプリントヘツド

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13699282A JPS5926269A (ja) 1982-08-06 1982-08-06 インクジエツトプリントヘツド

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5926269A JPS5926269A (ja) 1984-02-10
JPH0436067B2 true JPH0436067B2 (ja) 1992-06-15

Family

ID=15188247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13699282A Granted JPS5926269A (ja) 1982-08-06 1982-08-06 インクジエツトプリントヘツド

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5926269A (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002283585A (ja) 2001-03-26 2002-10-03 Fuji Xerox Co Ltd インクジェット記録ヘッド
JP2002316412A (ja) 2001-04-19 2002-10-29 Fuji Xerox Co Ltd インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置
JP2003072068A (ja) 2001-08-31 2003-03-12 Fuji Xerox Co Ltd インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5675863A (en) * 1979-11-22 1981-06-23 Seiko Epson Corp Ink jet head

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5675863A (en) * 1979-11-22 1981-06-23 Seiko Epson Corp Ink jet head

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5926269A (ja) 1984-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06340070A (ja) プリント方式
US4549191A (en) Multi-nozzle ink-jet print head of drop-on-demand type
KR101056321B1 (ko) 액적 분사 장치
JP2002316412A (ja) インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置
JPS61169254A (ja) ドロツプオンデマンド型インクジエツトヘツド
JP3102324B2 (ja) インクジェットプリントヘッド、インクジェットプリンタおよびインクジェットプリントヘッドのメンテナンス方法
JPH0436067B2 (ja)
JPH0462157A (ja) インクジェット記録装置
JPH06171080A (ja) インクジェット記録装置
JP3296391B2 (ja) インクジェット式記録ヘッド
JPH05338149A (ja) インクジェットヘッド
JP2002144557A (ja) インクジェットヘッドの駆動方法
JP3384202B2 (ja) インクジェット記録装置の駆動方法
JPH11123822A (ja) インクジェット式記録ヘッド
JP3374877B2 (ja) インクジェット式記録ヘッド
JPS59179357A (ja) インクジエツト記録装置
JP3197338B2 (ja) インクジェットヘッドの駆動方法
JP3531495B2 (ja) インクジェット式記録ヘッド
JPH06328689A (ja) インクジェット式印字ヘッド
JPS6354250A (ja) インクジエツトヘツド
JPH05246026A (ja) インクジェットヘッド
JP3664497B2 (ja) インクジェットヘッド
JPH04163153A (ja) インクジェット記録用ヘッド
JPH1081011A (ja) インクジェット記録ヘッド
JPH0289648A (ja) インクジェット記録ヘッド