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インクジェットヘッド
JPH0691873A
Japan
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English - Inventor
Yoshihiro Kondo 宣裕 近藤 - Current Assignee
- Seikosha KK
- Info
- Cited by (3)
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Description
translated from
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
図を参照しながら説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
能となる。
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。
図６を参照しながら説明する。
覆うインク液を用いるインクジェットヘッドである。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
能となる。
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。
明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
能となる。
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。
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。
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。
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。
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。
図。
断斜視図。
Claims (4)
Hide Dependent
translated from
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。