JPH0733088B2 - Inkjet head - Google Patents

Inkjet head

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JPH0733088B2
JPH0733088B2 JP15842289A JP15842289A JPH0733088B2 JP H0733088 B2 JPH0733088 B2 JP H0733088B2 JP 15842289 A JP15842289 A JP 15842289A JP 15842289 A JP15842289 A JP 15842289A JP H0733088 B2 JPH0733088 B2 JP H0733088B2
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JP
Japan
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ink
nozzle
ink reservoir
reservoir
air
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一明 松本
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Mitsubishi Pencil Co Ltd
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Mitsubishi Pencil Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はインク滴をノズルから吐出・飛翔させて記録紙
上にインクを付着させて記録可能としたインクジェット
ヘッドに関し、より詳しくはインクタンクを一体化した
使い捨ての可能なインクジェットヘッドに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an inkjet head capable of recording by ejecting ink droplets from a nozzle and flying to deposit ink on recording paper, and more specifically to an ink tank integrated with an ink tank. The present invention relates to a disposable inkjet head.

(従来の技術) 従来、使い捨てタイプのインクジェットヘッドとして特
開昭59−207263号公報に記載されたものが公知であり、
該従来例は可撓性のある例えば柔軟なシリコンゴム等で
形成した収縮可能なインク溜めを構成要素としている。
かかるインク溜めインクが消費されるにつれて収縮して
いくが、反面、元の形に復元しようとし、インクの表面
張力によってノズル部に形成されているインクのメニス
カスを内部へ引き込もうとする。従って、ノズル部から
の吐出が不安定になり、吐出されるインク滴が小さくな
ったり、インク滴の飛翔の速度や方向が適正でなくなっ
たりして、正常な印字が不可能になる弊害があった。そ
して更に、インクの消費が続くと、インク溜めの復元力
がより強くなって、ノズル部でのインク吸引力が強くな
り、ノズル部にインクが表面張力によってメニスカスを
形成することも不可能となって、ノズル部からのヘッド
内への空気の侵入をまねき、インク溜めにインクが相当
量残存するにも拘らず、インクの吐出が不能となること
もあった。
(Prior Art) Conventionally, the one described in JP-A-59-207263 is known as a disposable type inkjet head,
The conventional example has a shrinkable ink reservoir formed of a flexible silicone rubber or the like as a constituent element.
The ink pool shrinks as the ink is consumed, but on the other hand, it tries to return to its original shape, and tries to draw in the meniscus of the ink formed in the nozzle portion due to the surface tension of the ink. Therefore, the ejection from the nozzle portion becomes unstable, the ejected ink droplets become small, and the flying speed and direction of the ink droplets become improper, which causes a problem that normal printing cannot be performed. It was Further, when the ink consumption continues, the restoring force of the ink reservoir becomes stronger, the ink suction force at the nozzle portion becomes stronger, and it becomes impossible for the ink to form a meniscus at the nozzle portion due to the surface tension. As a result, air may enter from the nozzle portion into the head, and the ink may not be ejected even though a considerable amount of the ink remains in the ink reservoir.

また、インクジェットヘッドの一般的な問題として、イ
ンクをノズルから吐出した直後に、ノズル内部にインク
が速やかに供給されないため、空気がノズルからヘッド
内部に侵入し、気泡としてノズル部付近に留まることよ
ってインクの吐出に支障を来す問題があった。
Further, as a general problem of the inkjet head, since the ink is not rapidly supplied to the inside of the nozzle immediately after ejecting the ink from the nozzle, air enters the inside of the head from the nozzle and stays near the nozzle portion as bubbles. There was a problem that it hindered ink ejection.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、ノズル部からのインクの吐出が安定し、たと
えノズル部からヘッド内に空気が侵入して気泡が生じる
ことがあってもヘッド内に留まることなく、更にインク
タンク内にインクと置換して入った空気が温度上昇等に
より膨張してインクを押し出す様な場合にノズルから吐
出することもない使い捨て可能なインクタンク一体型の
インクジェットヘッドの提供を目的とする。
(Problems to be Solved by the Invention) According to the present invention, the ejection of ink from the nozzle portion is stable, and even if air enters the head from the nozzle portion and bubbles are generated, the ink remains in the head. In addition, a disposable ink tank integrated ink jet head that does not eject from the nozzle when the air that has replaced the ink in the ink tank expands due to temperature rise etc. and pushes out the ink is also provided. To aim.

(問題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明のインクジェトヘッ
ドは、軸筒の中程より上方空間をインク貯溜部となし、
それより下方空間にはインク貯溜部内の空気の膨張によ
ってインク貯溜部から押し出されるインクを保溜するイ
ンク保溜体を内装し、該軸筒の外側にノズル及びノズル
からインク滴を吐出させる手段を付設し、該インク滴を
吐出する手段部へインク貯溜部からインクを供給するイ
ンク流路をインク保溜体とインク貯流部の境付近に設け
たことを特徴として構成されるものである。
(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the ink jet head of the present invention has a space above the middle of the shaft cylinder as an ink reservoir,
An ink reservoir for retaining the ink pushed out from the ink reservoir due to the expansion of the air in the ink reservoir is installed in the space below it, and a nozzle and means for ejecting ink droplets from the nozzle are provided on the outside of the barrel. It is characterized in that an ink channel is additionally provided and an ink flow path for supplying ink from the ink reservoir to the means for ejecting the ink droplet is provided near the boundary between the ink reservoir and the ink reservoir.

(実施例) 図面に基づき本発明の一実施例を説明する。まず、軸筒
(1)の外側に基盤(2)が付設されており、更に基盤
(2)には複数のノズルが穿設されたノズル板(3)が
間隙板(4)を介して適宜な間隙(5)を設けて接合さ
れている。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a base plate (2) is attached to the outside of the shaft cylinder (1), and a nozzle plate (3) having a plurality of nozzles perforated in the base plate (2) is appropriately provided via a gap plate (4). It is joined with a large gap (5).

基板(2)にはノズル(8)に対向する位置にそれぞれ
発熱抵抗体(図示せず)が配列され、各発熱抵抗体は配
線(6)によって接点(7)と接続されている。
Heat generating resistors (not shown) are arranged on the substrate (2) at positions facing the nozzles (8), and each heat generating resistor is connected to a contact (7) by a wiring (6).

軸筒(1)の中程には内側から基板(2)を経て基板
(2)とノズル板(3)の間隙(5)に連通するインク
流路(9)が開設されている。更に軸筒(1)のインク
流路(9)付近より上方空間をインク貯溜部(10)とな
しそれより下方にはインク保留体(11)を内装してい
る。
In the middle of the barrel (1), an ink flow path (9) is provided which communicates with the substrate (2) from the inside through the substrate (2) and the gap (5) between the nozzle plate (3). Further, a space above the vicinity of the ink flow path (9) of the shaft cylinder (1) is provided as an ink reservoir (10), and below that, an ink retainer (11) is incorporated.

インク保溜体(11)には、外周部に水平方向の多数の羽
(12)が設けられ、各羽(12)の間には毛細管現象を生
ずる程度の幅のインク保溜溝(13)が形成され、更にイ
ンク貯溜部(10)とインク保溜溝(13)を連通する上下
方向の縦溝(14)が毛細管現象を生ずる程度の幅に形成
され、また縦溝(14)の反対側には各羽(12)に切り欠
きがあり通気路(15)を形成している。尚、インク保留
溝(13)は上から下に向かうに従い次第にその幅を拡大
しており、上方の方より毛細管作用が強くなるように形
成してある。また、インク保留体(11)の下端には空気
口(16)が開設され、該空気口(16)は通気路(15)及
び縦溝(14)を介してインク貯溜部(10)と連通してい
る。
The ink storage body (11) is provided with a large number of horizontal wings (12) on its outer peripheral portion, and an ink storage groove (13) having a width such that a capillary phenomenon occurs between the wings (12). Is formed, and the vertical groove (14) that connects the ink reservoir (10) and the ink reservoir groove (13) in the vertical direction is formed to have a width that causes a capillary phenomenon, and is opposite to the groove (14). Each wing (12) has a cutout on the side to form a ventilation path (15). The width of the ink retaining groove (13) is gradually increased from the upper side to the lower side, and the capillary action is stronger than that in the upper side. An air port (16) is opened at the lower end of the ink retainer (11), and the air port (16) communicates with the ink reservoir (10) through the ventilation passage (15) and the vertical groove (14). is doing.

インク貯溜部(10)には勿論インクが充填されており、
軸筒(1)は透明な材質で形成され、インク量を外部か
ら視認できるようになっている。この実施例ではインク
ジェットヘッド全体を使い捨て用に構成したがインク貯
溜部(10)をカートリッジ化してインクタンク交換式に
してもよい。インク(17)はインク流路(9)からノズ
ル板(3)と基板(2)の間隙(5)に供給され、情報
信号により所要の発熱抵抗体から熱的パルスを与えられ
たときに生ずる状態変化によってその発熱抵抗体に対応
する位置のノズル(8)から噴射されて記録紙に付着さ
れる。インク貯溜部(10)の内部空間は僅かに負圧にさ
れていて、インクが消費されると更に負圧になり、ある
一定値を越えると空気口(16)から通気路(15)及び縦
溝(14)を通って空気がインク貯溜部(10)に流入して
元の圧力に戻るが、この場合の圧力の変動は非常に微少
なので、ノズル(8)に於けるインクのメニスカスに与
える影響は実用上殆ど問題にならない。またノズル
(8)に於けるインクの圧力は、ノズル(8)と縦溝
(14)の上端位置(イ)と垂直方向の高さの差によって
決まり(つまり、この差がノズル部でのインクの水頭に
なる)、インク貯溜部(10)内のインク面の高さとは無
関係なので、インクの消費量に関係なくノズル(8)部
に於けるインクの圧力は常に一定となる。従ってノズル
(8)からのインクの吐出が極めて安定している。また
インクをノズル(8)から吐出した直後にノズル(8)
からヘッド内部へ空気が流入して気泡が生じてもその気
泡はインク流路(9)を通ってインク貯溜部(10)内に
逃げるため、ノズル板(3)と基板(2)の間の間隙
(5)に留まることがなく、ノズル(8)からのインク
の吐出を妨げることがない。
Of course, the ink reservoir (10) is filled with ink,
The barrel (1) is made of a transparent material so that the ink amount can be visually recognized from the outside. In this embodiment, the entire ink jet head is configured to be disposable, but the ink reservoir (10) may be made into a cartridge to be an ink tank exchange type. The ink (17) is supplied from the ink flow path (9) to the gap (5) between the nozzle plate (3) and the substrate (2) and is generated when a thermal pulse is applied from a required heating resistor by an information signal. It is ejected from the nozzle (8) at a position corresponding to the heating resistor according to the state change and adhered to the recording paper. The internal space of the ink reservoir (10) is slightly negative pressure, and when the ink is consumed, the negative pressure is further negative, and when the ink exceeds a certain value, the air port (16) passes through the ventilation path (15) and the vertical direction. Air flows through the groove (14) into the ink reservoir (10) and returns to the original pressure. In this case, the fluctuation of the pressure is very small, and it is given to the ink meniscus in the nozzle (8). The effect is practically not a problem. Further, the ink pressure in the nozzle (8) is determined by the difference in height between the nozzle (8) and the upper end position (a) of the vertical groove (14) and the vertical direction (that is, this difference is the ink in the nozzle portion). Since it is not related to the height of the ink surface in the ink reservoir (10), the ink pressure in the nozzle (8) is always constant regardless of the amount of ink consumed. Therefore, the ejection of ink from the nozzle (8) is extremely stable. In addition, immediately after the ink is ejected from the nozzle (8), the nozzle (8)
Even if air flows from the head to the inside of the head and bubbles are generated, the bubbles escape through the ink flow path (9) and into the ink reservoir (10). Therefore, between the nozzle plate (3) and the substrate (2). It does not stay in the gap (5) and does not hinder the ink ejection from the nozzle (8).

更にインク貯溜部(10)内の空気が温度上昇等によって
膨張しインクを押しだしてもそのインクはインク保留体
(11)のインク保溜溝(13)へ縦溝(14)を通って入り
溜められるので、ノズル(8)から不本意にインクが吐
出されることはない。尚、インク保留溝(13)に入った
インクは、インク貯溜部(10)内の空気が元の状態に戻
ろうとして収縮することによって再び元のインク貯溜部
(10)内に引き戻される。
Further, even if the air in the ink reservoir (10) expands due to temperature rise or the like and pushes out the ink, the ink enters the ink retaining groove (13) of the ink retainer (11) through the vertical groove (14) and is retained. Therefore, the ink is not ejected unintentionally from the nozzle (8). The ink that has entered the ink retaining groove (13) is drawn back into the original ink reservoir (10) by contracting as the air in the ink reservoir (10) returns to its original state.

(発明の効果) 本発明は以上の通りであり、ノズルからのインクの吐出
が極めて安定し、たとえノズルからヘッド内へ空気が侵
入して気泡が生ずることがあってもその気泡はすぐにイ
ンク貯溜部へ逃げるのでインクの吐出に支障を来すこと
がなく、更にインク貯溜部内の空気が温度上昇等の原因
で膨張してインクが押し出されてもインク保留体によっ
て吸収されてノズルから不本意に吐出するような事故が
防止される等の効果がある。
(Advantages of the Invention) The present invention is as described above, and the ejection of ink from the nozzle is extremely stable, and even if air may enter from the nozzle into the head and bubbles may be generated, the bubbles immediately form the ink. Since it escapes to the reservoir, it does not hinder the ejection of ink, and even if the air in the ink reservoir expands due to a rise in temperature and the ink is pushed out, it is absorbed by the ink retainer and is unintentionally ejected from the nozzle. This has the effect of preventing accidents such as discharge to the outside.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は正面図、第2図は縦断面図、第3図は第2図の
A−A線横断面図、第4図は第2図のB−B線横断面図
である。 (1)……軸筒、(2)……基板、(3)……ノズル
板、(4)……間隙板、(5)……間隙、(6)……配
線、(7)……接点、(8)……ノズル、(9)……イ
ンク流路、(10)……インク貯溜部、(11)……インク
保留体、(12)……羽、(13)……インク保溜溝、(1
4)……縦溝、(15)……通気路、(16)……空気口、
(17)……インク。
1 is a front view, FIG. 2 is a longitudinal sectional view, FIG. 3 is a lateral sectional view taken along the line AA of FIG. 2, and FIG. 4 is a lateral sectional view taken along the line BB of FIG. (1) …… Shaft cylinder, (2) …… Substrate, (3) …… Nozzle plate, (4) …… Gap plate, (5) …… Gap, (6) …… Wiring, (7) …… Contact point, (8) ... Nozzle, (9) ... Ink flow path, (10) ... Ink reservoir, (11) ... Ink retainer, (12) ... Feather, (13) ... Ink retainer Reservoir, (1
4) …… Vertical groove, (15) …… Ventilation path, (16) …… Air port,
(17) …… Ink.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】軸筒の中程より上方空間をインク貯溜部と
なし、 それより下方空間にはインク貯溜部内の空気の膨張によ
ってインク貯溜部から押し出されるインクを外周部に設
けられた複数の羽の間に形成されたインク保溜溝へ、前
記インク貯溜溝とインク貯溜部とを連通する縦溝を通し
て、保留するインク保溜体を内装し、 前記軸筒の外側にノズル及びノズルからインク滴を吐出
させる手段を付設し、該インク滴を吐出する手段部へイ
ンク貯溜部からインクを供給するインク流路をインク保
溜体とインク貯溜部の境付近に設けたことを特徴とする
インクジェットヘッド。
1. A space above the middle of the shaft cylinder is defined as an ink reservoir, and a space below it is provided with a plurality of inks which are pushed out from the ink reservoir due to expansion of air in the ink reservoir at an outer peripheral portion. An ink reservoir that holds the ink is provided inside the ink reservoir groove formed between the wings through a vertical groove that connects the ink reservoir groove and the ink reservoir, and the nozzle and the ink from the nozzle are provided outside the shaft cylinder. An ink jet characterized in that a means for ejecting drops is provided, and an ink flow path for supplying ink from the ink reservoir to the means for ejecting the ink drops is provided near the boundary between the ink reservoir and the ink reservoir. head.
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