JPH0691873A - インクジェットヘッド - Google Patents

インクジェットヘッド

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JPH0691873A
JPH0691873A JP4247678A JP24767892A JPH0691873A JP H0691873 A JPH0691873 A JP H0691873A JP 4247678 A JP4247678 A JP 4247678A JP 24767892 A JP24767892 A JP 24767892A JP H0691873 A JPH0691873 A JP H0691873A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
nozzle
shape memory
memory alloy
chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP4247678A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Kondo
宣裕 近藤
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.)
Seikosha KK
Original Assignee
Seikosha KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Seikosha KK filed Critical Seikosha KK
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Publication of JPH0691873A publication Critical patent/JPH0691873A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、形状記憶合金を用いたインクジェ
ットヘッドにおいて、印字速度の高速化を目的とするも
のである。 【構成】 リード電極3とコモンリード電極からの通電
により振動板1を加熱することで、その形状を変形させ
インク室1内のインク液を加圧し上記インク室1に連通
した第1のノズル6よりインク液滴を噴出させる。この
インク液滴を空気孔7よりの空気流によりその飛翔方向
を安定化させ、第2のノズル8より記録媒体に向い噴出
させる。この空気流により、振動板1を冷却させる。以
上を繰り返し行ない記録媒体に印字するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置に用いられるインクジェットヘッドに関わり、特に、
複数のインク噴出ノズルを有するマルチノズルタイプの
インクジェットヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ドロップ・オン・デマンド形のインクジ
ェットプリンタの方式として、印字情報信号に応じて、
インク室に付設された圧電素子にパルス電圧を印加し
て、上記圧電素子を変形させ、インク室内のインク液圧
を加圧し、インク室と連通するヘッド先端のノズルから
インク液的を噴出させて、離間対向する記録用紙等の記
録媒体に印字する方法がとられている。
【0003】このような、マルチノズルタイプのインク
ジェットプリンタでは、記録密度の向上とヘッドの小型
化が望まれるが、圧電素子の電気から機械的変形への変
換効率が低いため、圧電素子のサイズを小さくできず、
高密度化の妨げとなっている。
【0004】現在、圧電素子を用いた加圧振動手段に代
るものとして、機械的変形の大きい形状記憶合金用いた
加圧振動手段と、これを加熱する加熱手段を具備するイ
ンクジェットヘッドによりインク室の容積を縮小させ
て、高密度で小型のヘッドを実現しようという考案があ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような加圧振動手
段に形状記憶合金を用いた場合では、その加熱はヒータ
等の加熱手段で行なえるため速くできるが、冷却は放熱
によるため温度変化が遅く、それにより印字速度低下の
原因となっていた。特に、動作環境の温度が高温である
と、その影響が大きく、冷却速度の安定化と高速化が望
まれていた。
【0006】本発明は、形状記憶合金を用いたインクジ
ェットヘッドにおいて、印字速度の高速化を目的とする
ものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】加熱手段により加熱され
ることにより、その形状を変形させインク室内のインク
液を加圧し上記インク室に連通したノズルよりインク液
滴を噴出させる加圧振動手段に用いられた形状記憶合金
を冷却手段により冷却する。
【0008】上記冷却手段として、上記ノズルから記録
媒体に向う空気流、あるいはインク、もくはノズル先端
でのインクの乾燥を防ぐ保護液等を用いることで上記目
的を達成する。
【0009】
【実施例】本発明の一実施例のインクジェットヘッドを
図を参照しながら説明する。
【0010】図1は図2に示す本装置の一部破断平面図
における破断面の方向より見た斜視図であり、図3はA
−A線における断面図である。以上の図において、1は
インク室であり、長さ100〜10000μm、幅50
〜500μm程度であり、プラスチック、ガラス、金
属、セラミック等の材料を射出成型やエッチング等によ
り形成され、内部をインク液で満される。
【0011】マルチノズルタイプのインクジェットプリ
ンタでは図2にの破線に示すように複数のインク室1が
並列に配置される。
【0012】2は加圧手段としての振動板であり、個々
のインク室1に付設固定され、大きさ0.1〜10mm
2、厚さ50〜1000μm、程度の形状記憶合金より
なる。形状記憶合金として、例えば、Ni−Ti系合金
やCu−Zn−Al系の形状記憶合金を用いることが可
能であり、ここではNi−Ti系の形状記憶合金を使用
することとする。
【0013】形状記憶合金を用いた振動板2は、常温で
図3の破線に示すように上方に撓む形状、すなわち、イ
ンク室1の容積を拡大する形状であり、これを加熱する
と撓み変形が無くなり、図1、図3に示すように平面状
に変化するように形状記憶処理を施してある。この形状
記憶処理は、例えば、50at%NiのNi−Ti系の
合金であれば、200〜400°Cの程度の温度で撓ま
せた形状で熱処理する。この形状変化によりインク室1
の容積を変化させインク室1内のインク液を加圧する。
【0014】3と4は加熱手段としてのリード電極とコ
モンリード電極であり、それぞれ個々の振動板1に独立
した電極とそれらに共通した電極であり、これらは一対
の極を成し、制御回路(図示せず)よりの印字情報信号
に応じ振動板2に駆動回路(図示せず)よりの駆動電流
を直接通電して振動板2を加熱する。この駆動電流には
例えば1KHz程度の矩形波を用いる。なお、駆動電流
として直流電流の使用も可能であるが形状記憶合金の寿
命を延ばすため矩形波を用いることが好ましい。
【0015】また加熱手段として直接形状記憶合金に通
電せず、振動板1の上面にヒータを設けこれに駆動電流
を供給してもよい。
【0016】5は供給手段としてのインク供給管であ
り、幅10〜100μm程度であり、インク室1に連通
する。6はノズルとしての第1のノズルであり、幅10
〜100μm程度であり、インク室1に連通し、振動板
2によって加圧されたインク液を噴出する。
【0017】7は冷却手段としての空気孔であり、コン
プレッサ(図示せず)等よりの空気流を導入し、インク
室1の外側の上下に空気流を流し、振動板1を冷却する
とともに、この空気流により第1のノズル6より噴出さ
れるインク液滴の飛翔方向を安定化させる。空気孔7は
横穴7aと、これに通ずる複数の噴出口7bを有し、イ
ンク室1外部の上下に配置される。
【0018】8は第2のノズルであり、幅10〜100
μm程度であり、第1のノズル6に連通し、上記空気流
とともに第1のノズル6より噴出されるインク液滴を噴
出する。
【0019】次に本例の動作について説明する。
【0020】まず、インク室1および第1のノズル6に
インク供給管5よりインク液が供給され、空気流が空気
孔7により導入され、この空気がインク室1の外側の上
下に配置された噴出口7bより噴出される。このとき振
動板2は上面を流れる空気流により冷却される。
【0021】制御回路(図示せず)より印字情報信号が
発せられ、振動板1にリード電極3とコモンリード電極
4を通じ駆動回路(図示せず)より印字情報に応じた駆
動電流が供給され、通電加熱される。加熱された振動板
2は形状を変化させ、前記の撓みがなくなり、図1、図
2の実線で示すように、平面状になり、インク室1内の
インク液を加圧する。加圧されたインク液は第1のノズ
ル6より噴出される。
【0022】第1のノズル6より噴出されたインク液滴
は、上記空気流によって飛翔方向の安定化され第2のノ
ズル8を通して上記記録媒体に向い噴出される。
【0023】一方、加熱が終了した振動版1はインク室
1側をインク室1内のインク液との接触により冷却さ
れ、その裏側を上記の空気流により急速に冷却され常温
に戻り、上方に撓んだ形状となる。
【0024】この繰り返しにより記録媒体上に印字が可
能となる。
【0025】このように振動版2を空気流により積極的
に冷却するため、従来のものに比べ加熱、放熱のサイク
ルが短期間であり、インクジェットヘッドの高速化が可
能となる。
【0026】次に本発明の他の実施例について図4から
図6を参照しながら説明する。
【0027】本例は冷却手段として、振動板2の両面を
覆うインク液を用いるインクジェットヘッドである。
【0028】図4は図5に示す本装置の一部破断平面図
における破断面の方向より見た斜視図であり、図6はB
−B線における断面図である。以上の図において、1は
インク室であり、2は振動板であり、3、4はそれぞれ
リード電極とコモンリード電極であり、5はインク供給
管であり、6は第1のノズルである。これらは前記の一
実施例と同一の構成である。
【0029】9は冷却手段としてのインク供給室であ
り、インク液により満され、振動板2の上面を覆うよう
に配置されており、振動板2の上面を覆うインク液によ
り振動板2を冷却する。
【0030】なお、リード電極3、コモンリード電極
4、振動板2の上面は絶縁体等の保護膜で覆うことが好
ましい。
【0031】インク供給室9はインク供給管5に通じて
おり、同室を通じてインク供給管5にインク液が流入す
る。また、インク供給室9は上面にインク供給口10を
設け、これよりインク液の供給を受けるとともに、リー
ド電極3、コモンリード電極4の導出口としても用いら
れる。
【0032】次に本例の動作について説明する。
【0033】まず、インク供給口10よりインク供給室
9を通じ、インク供給菅5を介してインク室1にインク
液が満される。
【0034】振動板2がリード電極3とコモンリード電
極4間の通電により加熱され、形状を変化させ、インク
室1内のインク液を加圧し、第1のノズル6よりインク
液滴を噴出させる。
【0035】振動板2の加熱が終了すると、振動板2
は、インク室の側をインク室1内のインク液により冷却
され、その裏側をインク供給室9内のインク液により素
早く冷却され、変態温度以下となり、加熱される以前の
形状に戻る。
【0036】この繰り返しにより記録媒体上に印字が可
能となる。
【0037】以上のように振動版2はインク液により、
上下両面より冷却されるため放熱能力が向上し、加熱と
放熱のサイクルの短縮ができ、印字速度の高速化が可能
となる。また、このように冷却手段にインク液を用いる
場合は、上記一実施例の空気流を用いる場合のようにコ
ンプレッサ等を必要としないため、単純な構成となり、
比較的安価なインクジェットヘッドに用いる場合は特に
有効となる。
【0038】次に本発明のさらに他の実施例について説
明する。
【0039】本例は冷却手段として、ノズル先端でのイ
ンク液の乾燥防止のためこの先端を覆う保護液を用いる
ものである。
【0040】図7は図8に示す本装置の一部破断平面図
における破断面の方向より見た斜視図であり、図9はC
−C線における断面図である。以上の図において、1は
インク室であり、2は振動板であり、3、4はそれぞれ
リード電極とコモンリード電極であり、5はインク供給
管であり、6は第1のノズルである。これらは前記の一
実施例と同一の構成である。なお、リード電極3、コモ
ンリード電極4、振動板2の上面は絶縁体等の保護膜で
覆うことが好ましい。
【0041】11は冷却手段としての冷却用保護液室で
あり、内部を保護液で満され、振動板2、第1のノズル
6を覆う形ちで配置され、第1のノズル6に連通する第
3のノズル12と、保護液の供給口である保護液供給口
13を備える。
【0042】保護液は、第1のノズル6先端を覆いイン
ク液の乾燥を防ぎ、振動板2の上面を覆いこれを冷却す
る。この保護液としては、インク液と溶媒系が異なり、
混ざることがなく、蒸発し難いものが望ましい。例え
ば、水性インク液を用いる場合には、シリコンオイル等
が適している。
【0043】次に本例の動作について説明する。
【0044】まず、冷却用保護液室には保護液供給口1
3より保護液が供給されると、第3のノズル12と第1
のノズル6の間にインク液の乾燥を防ぐ保護液層が形成
され、振動版2の上面が保護液により覆われる。
【0045】この状態で前記の一実施例の時と同様の動
作により振動板2が加熱され、インク加圧動作を行なう
と、第1のノズル6よりインク液滴が噴出される。この
インク液滴は、上記保護膜層を貫通し、第3のノズル1
2より外部に噴出する。このときインク液滴の表面に
は、保護液が付着し、覆われた状態で第3のノズル12
より飛翔し、記録媒体に吸収される。
【0046】振動板2の加熱が終了すると、振動板2
は、インク室の側をインク室1内のインク液により冷却
され、その裏側を冷却用保護液室11内の保護液により
素早く冷却され、変態温度以下となり、加熱される以前
の形状に戻る。
【0047】この繰り返しにより記録媒体上に印字が可
能となる。
【0048】以上のように振動板2はインク液によりイ
ンク室1側を、その裏側を保護液により冷却されるた
め、放熱能力が向上し、加熱と放熱のサイクルの短縮が
でき、印字速度の高速化が可能となる。また、このよう
に冷却手段に保護液を用いる場合は、前記一実施例の空
気流を用いる場合のようにコンプレッサ等を必要としな
んいため、単純な構成となり、比較的安価なインクジェ
ットヘッドに用いる場合は特に有効となる。
【0049】
【発明の効果】加熱手段により変態温度以上に加熱され
た、形状合金よりなる加圧振動手段を冷却手段により積
極的に冷却することにより、加圧手段の加熱と放熱のサ
イクルが短縮され、加圧振動手段の動作速度の向上とな
る。これにより上記加圧手段を用いたインクジェットヘ
ッドの印字動作の高速化が可能となる。
【0050】上記冷却手段としてノズルから記録媒体に
むかう空気流を用いることにより、インク液滴の飛翔方
向の安定化が行なえ、印字品質が高く、しかも高速印字
可能なインクジェットヘッドが可能となる。
【0051】また上記冷却手段として加圧振動手段のイ
ンク室の側に対して裏側を覆うインク液を用いることに
より、高速印字の可能な安価なインクジェットヘッドが
可能となる。
【0052】さらに上記冷却手段として加圧振動手段の
インク室の側に対して裏側およびノズルを覆う保護液を
用いることにより、ノズル部でのインク液の乾燥を防
ぎ、ノズルの目詰りを少なくできる。これにより高速印
字が可能で、しかも信頼性の高いインクジェットヘッド
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示す一部破断斜視
図。
【図2】図1の平面図。
【図3】図2のA−A線断面図。
【図4】本発明の他の実施例の構成を示す一部破断斜視
図。
【図5】図4の平面図。
【図6】図5のB−B線断面図。
【図7】本発明のさらに他の実施例の構成を示す一部破
断斜視図。
【図8】図7の平面図。
【図9】図7のC−C線断面図。
【符号の説明】
1 インク室 2 加圧振動手段 3 リード電極 4 コモンリード電極 5 供給手段 6 ノズル 8 冷却手段 9 冷却手段 11 冷却手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インク室と、インク室に付設されインク
    を加圧する形状記憶合金からなる加圧振動手段と、上記
    形状記憶合金を加熱する加熱手段と、上記インク室にイ
    ンクを供給する供給手段と、上記インク室と連通し上記
    加圧振動手段により加圧されたインク液滴を噴出するノ
    ズルと、上記形状記憶合金を冷却する冷却手段とを具備
    するインクジェットヘッド。
  2. 【請求項2】 上記冷却手段は、上記ノズルから記録媒
    体の方向に向う空気流を用いることを特徴とする請求項
    1記載のインクジェットヘッド。
  3. 【請求項3】 上記冷却手段は、上記形状記憶合金ある
    いは上記形状記憶合金上の保護膜にインクを接触させて
    インク室にインクを供給する手段からなることを特徴と
    する請求項1記載のインクジェットヘッド。
  4. 【請求項4】 上記冷却手段は、上記形状記憶合金のイ
    ンク室と面した側の裏面側および上記ノズルの噴出口を
    覆う保護液であることを特徴とする請求項1記載のイン
    クジェットヘッド。
JP4247678A 1992-09-17 1992-09-17 インクジェットヘッド Pending JPH0691873A (ja)

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JP4247678A JPH0691873A (ja) 1992-09-17 1992-09-17 インクジェットヘッド

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JP4247678A JPH0691873A (ja) 1992-09-17 1992-09-17 インクジェットヘッド

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990069797A (ko) * 1998-02-13 1999-09-06 이형도 프린트헤드의 액적 분사장치
KR19990070319A (ko) * 1998-02-19 1999-09-15 이형도 프린트헤드의 액적 분사장치
JP2005137955A (ja) * 2003-11-04 2005-06-02 Nissan Motor Co Ltd 粒子製造装置および粒子の製造方法

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KR19990069797A (ko) * 1998-02-13 1999-09-06 이형도 프린트헤드의 액적 분사장치
KR19990070319A (ko) * 1998-02-19 1999-09-15 이형도 프린트헤드의 액적 분사장치
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