JPH0524198A - インクジエツトヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力信号に応じたレーザ光をトリガー的にイ
ンク供給路に照射し、噴射圧力発生は一括で行うことに
よりノズル毎の圧力発生手段を不要にする。 【構成】 ノズル１１、圧力室１３、インク供給路８、
インクリザーバ２２とにより構成され、駆動周波数に応
じた圧力を同時に圧力室１３に印加しながら、入力信号
に応じたレーザ光６をトリガー的にインク供給路８に照
射することにより、駆動のためのエネルギーは一括して
与えるため、個々のノズルごとに圧力発生手段を必要と
しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ノンインパクト記録方
式であるインクジェットプリンタにおいて、記録媒体に
インク滴を噴射し、文字・図形等をドットにより形成す
るインクジェットヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】入力情報に応じて複数のノズルからイン
ク滴を噴射し、文字・図形等をドットにより形成するイ
ンクジェットプリンタは、高印字速度、低騒音、低ラン
ニングコストで普通紙上に高印字品質の記録書き込みが
できる点で他の方式のものに比べて優れており、例えば
特公平２ー４６３８９に見られるように、熱エネルギー
によってインク滴を噴射するものがある。しかしなが
ら、反面においてこの種のプリンタは発熱体の耐久性が
低いという問題のほかに、発熱体を発熱させる手段とし
て電気的手段を用いているため、例えばノズル数が２４
００から９６００のいわゆるラインヘッドにおいて電気
的手段によってヘッドを駆動する場合には、電圧発生回
路がその分必要であり、配線等も複雑になるといった問
題を有していた。

【０００３】また、レーザ光を用いて発熱体を発熱させ
るものが特開昭５５ー１３２２８２、特開昭６２ー１８
４８５９等に開示されている。しかし、これらの場合に
おいて、レーザエネルギーによる発熱によってインクを
気化させインクジェットとして飛翔させるには１〜１０
ワット程度のエネルギーが必要であり１ミリ〜１０ミリ
ワット程度の半導体レーザクラスでは実用上において実
現不可能であった。

【０００４】さらに、特開平２ー１９６６６１のように
インクに与える噴射力は各ノズル毎に設けたピエゾ素子
による振動で同時に行い、記録紙へ到達させるか否かは
レーザによってインクに電荷をあたえるか否かで制御す
るものがある。この場合には、インクはいずれにせよ噴
射され、ガターで捕獲された後インク層に戻されるが、
インクの劣化、汚れは免れずまた蒸発等によるインクの
無駄な消費も発生するといった問題を有していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、
ノズル毎の電圧発生回路や入力信号のための複雑な配線
を極力少なくし、低出力半導体レーザをトリガー的に用
いてシンプルなインクジェットヘッドを実現することに
より、耐久性に優れ、インクの劣化や無駄な消費のない
高速で低価格なインクジェットプリンタを提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明はかか
る課題を達成するために、ノズル、圧力室、インク供給
路、インクリザーバ、レーザユニットおよびインク滴を
噴射させる圧力発生手段とにより構成され、ノズル先端
に導かれたインク滴を記録媒体上に噴射し、文字・図形
をドットにより形成するオンデマンド型インクジェット
ヘッドにおいて、前記圧力発生手段が駆動周波数に応じ
た圧力を一括で同時に圧力室に印加しながら、入力信号
に応じたレーザ光を駆動周期に同期させてトリガー的に
インク供給路に照射することを特徴とするものである。

【０００７】

【実施例】そこで以下に、本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。

【０００８】図１は本発明の一実施例をなすインクジェ
ットプリンタの構成を示した概要図、図２はインクジェ
ットヘッドの断面を示したものであり、図３、図４はそ
の一部分の詳細を示した断面図である。

【０００９】図１において、レーザユニット、インクカ
ートリッジ、インクジェットヘッドの簡単な印字要素で
構成された本発明によるインクジェットプリンタの概要
が示されている。つまり、インクカートリッジ２から供
給されるインクは毛管現象によってヘッド１に到達する
一方、レーザユニット４から発するレーザ光６は画像信
号に応じて変調されたのち、反射鏡５で反射しヘッド１
に照射される構成になっている。このレーザユニットは
出力が数十ミリワット以下程度の半導体レーザによるも
のであり周知のレーザビームプリンタに使用されるもの
と同等のものである。また用紙３は図示しない給紙方法
により矢印ｆの方向に給送され、印字されたのち、排紙
される。

【００１０】次に図２において、インクカートリッジ２
からフィルタ１２を通過したインクはインクリザーバ２
２に溜められる。インクが消費されてなくなった場合に
は新たなインクカートリッジが装填されるが、その際に
気泡が混入したり保存中の温度変化等の何らかの原因で
気泡２３が発生してもエアートラップ２４によって外部
に放出される。レーザ光６は透明部材７を透過して図の
ように照射される。

【００１１】図２におけるＢ部を拡大したものが図３で
あり、インクリザーバ２２から毛管現象によってインク
流路８に導かれたインクは絞り部１４、圧力室１３を通
りノズル１１まで到達する構造になっている。また圧力
発生路９を通り図示しない圧力発生手段までインクが導
かれ、圧力発生手段で発生した圧力が圧力室１３に伝播
する構造になっている。絞り部１４の流路抵抗はノズル
１１の流路抵抗よりも小さくつくられており、レーザ光
６により発生した気泡２０が流路を十分満してインクの
移動を妨げられる程度の断面積になっている。透明部材
７はレーザ光６が絞り部１４に照射されるための通り道
であり保護も兼ねている。ノズルプレート１０はニッケ
ル電鋳等でつくられたものであり、吐出側の表面には共
析メッキ等の処理を施してありインクの噴射が安定して
行われるようにインクとの接触角が所定の値になってい
る。以上のような断面構造のものがノズル数２４００か
ら９６００程度のラインヘッドとして１列あるいはそれ
以上の列により構成されている。図３の構成はまた図４
のような構成でも可能である。

【００１２】かかる構成において、インクカートリッジ
２から導かれたインクは図２、図３に示すようにフィル
タ１２、インクリザーバ２２、インク供給路８を通って
圧力室１３に毛管現象によって到達し、さらにノズル１
１の先端まで導かれる。また図示しない圧力発生手段に
までもインクは到達している。圧力発生手段は一定の駆
動周波数でパルス状の圧力を発生し、それぞれの圧力室
に圧力発生路９を通して同時に圧力Ｐを伝播しインク噴
射のエネルギーを供給している。圧力発生手段はノズル
毎に設ける必要はなく一括して圧力の発生を行うもので
あり、ピエゾ素子等によるものであるがこれに限定され
るものではない。

【００１３】かかる圧力Ｐはノズル１１の方向への圧力
Ｐfと絞り部１４の方向への圧力Ｐbとして作用する。し
かし、ノズル１１の流路抵抗と絞り部１４の流路抵抗で
は、ノズル１１の流路抵抗のほうが大きいため、インク
はインク供給路８の方向へしか移動せず、ノズル１１か
らインクが噴射するにはいたらない。一方、レーザユニ
ット４から画像信号に応じて変調されて発射されたレー
ザ光６は反射鏡５で反射しヘッド１内の絞り部１４に照
射される。レーザ光６が照射された絞り部１４のインク
は加熱されることにより気化し体積膨張をおこし気泡２
０を発生する。この気泡２０はインクを噴射させる程の
大きなものではなく、絞り部１４の内部を満たすことが
でき、絞り部１４の流路抵抗をノズル１１の流路抵抗よ
りも十分に大きくする程度のものでありまた、出力が数
十ミリワット以下程度のレーザビームでも発生させるこ
とが可能なものである。

【００１４】かくして、圧力発生手段で発生した圧力と
同期してレーザ光６がトリガー的に照射された場合に
は、発生した気泡によって流路抵抗がノズル部よりも大
きくなりインク供給路８の方向へはインクは移動せず、
ノズル方向のみに移動し噴射される。インクが噴射した
後はあらたなインクがインクリザーバ２２より供給され
る。インク噴射においては、レーザ出力を適当に変化さ
せることにより、インクの噴射速度や重量をコントロー
ルすることが可能である。

【００１５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、オン
デマンド型インクジェットヘッドにおいて、駆動周波数
に応じた圧力を一括して同時に圧力室に印加しながら、
入力信号に応じたレーザ光をトリガー的にインク供給路
に照射する構成であるため、個々のノズル毎に圧力発生
のための手段が不要であり、そのための電圧発生回路等
も不要となり配線等も極めて簡単になる。またレーザ光
を発熱体等に照射して加熱することによりインクを噴射
するわけではないため耐久性に優れている。さらに、ト
リガー的に使用するはレーザは１ミリ〜１０ミリワット
程度の半導体レーザクラスで十分であり低エネルギー化
が図れる。以上の他にも、ガター等でインクを捕獲する
必要がないため、インクの劣化、汚れ等が発生せず、イ
ンクの節約にもなるといった利点を有している。

【００１６】よって、本発明によるインクジェットヘッ
ドにより高速で耐久性のあるインクジェットプリンタを
低価格で提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェットプリンタの構成を示した概略図
である。

【図２】インクジェットヘッドを示した断面図である。

【図３】インクジェットヘッドの一部の詳細を示した断
面図である。

【図４】インクジェットヘッドの他の構成を示した断面
図である。

【符号の説明】

１ インクジェットヘッド ２ インクカートリッジ ４ レーザユニット ５ 反射鏡 ６ レーザ光 ８ インク供給路 ９ 圧力発生路 １０ ノズルプレート １１ ノズル １３ 圧力室 ２０ 気泡 ２１ インク粒 ２２ インクリザーバ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ノズル、圧力室、インク供給路、インク
   リザーバ、レーザユニットおよびインク滴を噴射させる
   圧力発生手段とにより構成され、ノズル先端に導かれた
   インク滴を記録媒体上に噴射し、文字・図形をドットに
   より形成するオンデマンド型インクジェットヘッドにお
   いて、 前記圧力発生手段が駆動周波数に応じた圧力を一括で同
   時に圧力室に印加しながら、前記レーザユニットが入力
   信号に応じたレーザ光を駆動周期に同期させてトリガー
   的にインク供給路に照射することを特徴とするインクジ
   ェットヘッド。