JPH0775891B2 - インク噴射装置 - Google Patents

インク噴射装置

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JPH0775891B2
JPH0775891B2 JP60227073A JP22707385A JPH0775891B2 JP H0775891 B2 JPH0775891 B2 JP H0775891B2 JP 60227073 A JP60227073 A JP 60227073A JP 22707385 A JP22707385 A JP 22707385A JP H0775891 B2 JPH0775891 B2 JP H0775891B2
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manifold
ink
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ink ejecting
cross
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ダブリユ.デイヤング トーマス
エイ.マコーミツク ジヨン
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    • 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

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインクの小滴を噴出させるためのインク噴射装
置に関し、さらに詳細にはより有効なヘッド構造が得ら
れマニホルドにおいて流体追従性すなわち流体圧力によ
り追従変形可能の性質の向上がもたらされるインク供給
機構を有する、インク噴射装置に関するものである。
〔従来の技術〕
インク噴射装置の分野において、インクを収容する貯蔵
器と、1列の複数導管の流量制御器入口にインクを供給
するためのマニホルドと、このマニホルドから比較的離
れたインク貯蔵器へのある形の流路とを具備するインク
供給装置が、一般に提供されている。多数の導管、例え
ば32個の導管を有する装置においては、これら導管中の
インクの流れに生じる圧力波によるインク噴射作用の妨
害を最小にする必要がある。インク噴射装置は多くの場
合必要なインク滴を射出するのにパルスを用いる。この
パルスによりインクの流れに圧力波が生じ、この圧力波
の一部はマニホルドとインク貯蔵器とに伝播する。マニ
ホルドとインク貯蔵器とがこの伝播する圧力波に対し適
当な追従変形しなかったならば、圧力波ははね返りマニ
ホルドとインク貯蔵器とを押し分けて通るようになる。
この結果、はね返る圧力波とこれによる力とがインク脈
動によって得られるインク噴射作用を妨害する。
このような圧力波によるインク噴射作用の妨害を減少さ
せるためには、貯蔵器やマニホルドができるだけ大きな
流体追従性、すなわち流体圧力により追従変形する性質
(以下流体追従性という。なお、「追従性」なる用語は
ウエブスター第9版新大学辞典によれば、「力が加わっ
た時に物が弾性的に屈曲する能力」と定義されてい
る。)を有していなければならない。圧力波の大きさは
このような流体追従性に反比例するものである。この流
体追従性の値は、液体自体の圧縮性と液体を囲む壁の屈
撓性との関数である。マニホルド流体追従性はまた、あ
る場合にはこの装置の発射準備を妨げることになるよう
な外部衝撃及び振動の影響を最小にするのに重要であ
る。このような問題に対処する方法は、マニホルドの壁
の主要部分を薄い流体追従性の良いダイヤフラムで形成
することによって、大きな流体追従性が得られるような
装置によるものであった。
その流体追従性を最大にするためのマニホルドの構造は
一般に、ダイヤフラムの必要な屈曲性を得るためマニホ
ルドの寸法を拡大することが必要となる。このために最
適の大きさよりもさらに大きなインク噴射ヘッドが、マ
ニホルドから相当距離をおいて配置されるインク貯蔵器
を必要とすることになる。このため、一般に貯蔵器から
マニホルドへの曲がりくねった流路を含んでいる種々の
構造が考えられた。この例においては、貯蔵器自体が無
限に近い流体追従性を呈するものであっても、連結通路
の抵抗のために、マニホルドにとってこの追従性の利点
を得ることができないものとなる。したがって、マニホ
ルドの構造自体が本質的に、圧力波による妨害を最小に
する作用の全部を引受けなければならず、そのため、貯
蔵器の有利な流体追従特性の利益を受けることがなくな
ってしまう。マニホルドの流体追従性上の特徴を最も効
果的に活用するための装置は、より大きな印刷ヘッドの
ためより大きなマニホルド構造に交換しまた入口流量制
御器から離れるよう貯蔵器を移し変えることを必要とす
る。このような問題はしたがって、明らかに不利なより
大きなかつよりかさ張った印刷ヘッドのために多くの費
用を要するものとなる。
大きな寸法のマニホルドから生じるもう1つの問題は、
この装置にインクを充填する時に空気の泡を発生するこ
とである。比較的小さな入口から比較的大きなマニホル
ドにインクを供給することは、過度の空気泡の発生を伴
うものである。もちろん、マニホルドが大きかったなら
ば、空気泡の問題を減少するために入口管を大きく作ら
ねばならず、そのためさらに余分の空間を要するという
不利益を生じる。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の1つの目的は、マニホルドに流体追従性すなわ
ち流体圧力により追従変形する効果が効果的に得られる
ようにするためにマニホルドの寸法を大きくしてマニホ
ルドの構造を変える必要がなく、また圧力波による妨害
と空気泡の発生とを最小にするマニホルドと貯蔵器を有
し、また最小の印刷ヘッド寸法と短いインク供給通路を
設けた、インク噴射装置を提供することである。
本発明の他の目的は、マニホルド自体に流体圧力により
追従変形する材料を用いることを要しないで高度の流体
追従性の効果を実際にもたらすマニホルド構造を持っ
た、インク噴射装置を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、装置の容積を最小にするよ
う構成された短いインク供給通路を持ちまた装置にイン
クを最初に充填する間の空気を閉じ込める問題を減少す
る、インク噴射装置を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
これらの目的及びその他の目的により、本発明のインク
噴射装置は、1列の複数のインク噴射室を包含するイン
ク噴射室部に非常に接近して配置された少なくとも1つ
の部分を有する貯蔵器と、この貯蔵器に連結するための
非常に短い供給通路を持った狭いマニホルドを含んでい
るこれらの室へこの貯蔵器からインクを供給するための
マニホルド装置とを有し、この供給通路とマニホルドと
は実質的にその断面積が一致している。この狭いマニホ
ルドは変換器支持構造の中の1つの溝として適当に構成
され、そのためこのマニホルド自体は何ら高度の流体追
従性材料を要しないものとなる。
供給通路の長さが短いことと、この供給通路とマニホル
ドとその断面積が一致していることとは、貯蔵器の高度
の流体追従特性がインク噴射室に効果的にもたらされ、
そのため圧力波によるインク噴射作用の妨害を減少しま
たこの装置にインクが充填される時に空気を閉じ込める
のを減少する結果となる。
〔実 施 例〕
第1図から第3図を参照すると、一体に結合された貯蔵
器40と印刷ヘッド又はインク噴射ヘッド30とを具備して
いるインク噴射装置の相対配置構造が示されている。貯
蔵器はその内部にインク41を収容するハウジングにより
区画形成され、大気圧をこの貯蔵器に供給する通気孔又
は出入口43を有している。出入口43又は図示しない他の
手段が、熱い溶融インクの粒状形式か又はその他の通常
の流動性インクの形式でこの装置の中にインクを導入す
るのに用いられる。印刷ヘッドは変換器支持部32を具備
し、この変換器支持部32は一列の変換器45(第4図参
照)を支持する。第2図に示されるように、これら変換
器は対応インク室36に縦方向に整列されており、これら
変換器の作動は公知の方法でインクの小滴を作り出す。
変換器支持部32の前方に、さらに第3図及び第4図に示
されているように、インク室36と流量制御器入口35を収
容する室プレート34が示されている。各インク室は、公
知の様式で、各流量制御器入口35を通りマニホルド39に
連通している。多くのインク噴射装置において、インク
噴射ヘッドは薄層又は板構造からなりまた一方、流量制
御器入口35はここでは室プレートに溝を設けたものとし
て示され、変換器支持部32と室プレート34との間に挿入
された1つの別個の流量制御器入口プレートであっても
よいことがわかる。
好適な実施態様においてはマニホルド39は変換器支持部
32の前方の断面半円形状の溝からなっている。変換器支
持部32は、マニホルドの溝を設けた壁がアルミニウムで
あって、何ら流体圧力により弾性変形しないような、ア
ルミニウムで適当に作られる。マニホルド39は、供給通
路37を介して貯蔵器40に連通し、この供給通路37は変換
器支持部32を通って垂直に穿った1つの穴とするのか好
都合である。38で示される入口管は供給通路37に押し嵌
めされ貯蔵器40の中に下方に向って延びている。これに
代えて、印刷ヘッドが貯蔵器の中にさらに下方に向って
延びる堅い部分を有し、供給通路37を形成するようにし
てもよい。
第2図及び第3図に示されるように、マニホルド39は供
給通路37から延び変換器45とインク室36の列に近接しか
つこれに沿って走行し、その先端に通気孔48を収容して
いる。この通気孔48は通常時は蓋をし又は栓をしている
が、作動の準備をするには栓がはずされる。もう1つの
実施態様においては、マニホルド39は、第1図において
実線のマニホルド線の反対側の点線の半円状の線で示さ
れるように、室プレート34の中に配置される。この実施
態様においては、供給通路の上方出口はこの装置の前方
に向き室プレート34中のマニホルド溝に連通する。
マニホルド39は好ましくは断面形状が半円形であるが、
他の幾何学形状であっても本発明の範囲である。半円形
のためには約1/16インチ(1.59mm)の半径が好ましい。
どのような断面形状についてもマニホルド39は、印刷ヘ
ッド寸法及び容積の点から比較的狭くなっており、印刷
ヘッドの垂直方向の高さに対して非常に小さな割合で延
びている。
実質的に円形断面形状を有する供給通路37は、マニホル
ドの断面積に非常に近い断面積を有し、マニホルドと供
給通路の流体上の整合をもたらす。供給通路37の断面積
がマニホルドの断面積よりも小さくないよう一致させる
ことが好ましい。この整合は貯蔵器に向う流体の供給通
路37での流体抵抗を最小にする。さらにマニホルドの断
面積を大きくしたことによるインクで満たされる時のマ
ニホルドに泡を閉じ込めるという問題が最小になる。実
際上は、マニホルド39は約2インチ(50.8mm)の長さ、
供給通路37は約1インチ(25.4mm)の長さであり、約3
インチ(76.2mm)の全流体通路をもたらす。供給通路37
の長さがマニホルド39の長さよりも極めて小さく、そし
て大きな断面積、例えば少なくともマニホルド39の断面
積と同じ大きさの断面積を有し、それにより供給通路37
の抵抗が最小となるようにすることが好ましい。3から
4インチ(76.2〜101.6mm)の範囲のマニホルドと供給
通路全体が、10HKzの所要インク滴発射速度に達するま
で、またそれ以上で、良好な作動をするのに十分である
ことが見出された。
本発明のマニホルド及び貯蔵器配置構造は、上記のよう
に、マニホルド39を非常に狭くすることができ、したが
ってまた印刷ヘッドの容積を減少することができそして
マニホルド39自体のすぐ近くに貯蔵器40を密接して位置
させることができる。
図示された実施態様において、貯蔵器40の一部分はイン
ク室36と流量制御器入口35と出口オリフィスとからなる
インク噴射室部の真下に位置し貯蔵器40からマニホルド
39までわずか約1インチ(25.4mm)の入口流れ長さとす
ることができる。より高度の流体追従性を得るためによ
り広いマニホルドを必要とするインク噴射装置において
は、マニホルドのより大きな幅は、ヘッドの垂直方向の
長さを最小にするのを困難にし、そしてインク貯蔵器が
一般にマニホルドの背面に対して実質的な距離をおいて
配置されることが必要となる。このためより長い流路と
なりこの流路は高い流体インク抵抗をもたらし、事実
上、圧力波伝播のための貯蔵器の高い流体追従性をマニ
ホルドに保持できなくなる。これに対し、本発明におい
ては、供給通路37はその断面積がマニホルド39にほとん
ど一致するような大きさに作られており、そのため第2
図に示すようにマニホルドと供給通路からなる流路がL
形状の場合においても比較的低い抵抗の流路となる。ま
たこのマニホルド39は壁の流体追従性をもたらすための
ダイヤフラムを全く有しておらず、このような構造は、
比較的短くかつ低い抵抗流路が事実上マニホルドを直接
貯蔵器に連結するということとなり、マニホルドをダイ
ヤフラムとすることはもはや必要とされず、貯蔵器の実
質的に無限の流体追従性、すなわち流体圧力により追従
変形する効果をマニホルドに与えることができる。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明は、短い供給通路を狭いマニホル
ドと一緒に用いることができ、またマニホルドは単一の
溝又は管で構成され、それ自体は流体圧力により追従変
形することのない硬い壁で構成することができる。そし
てマニホルドの断面積を短い供給通路の断面積に一致さ
せているので、低い抵抗流路、すなわち高い伝導流路を
貯蔵器に連通させることができ、そのためマニホルドに
貯蔵器の有する流体圧力により追従変形する効果を与え
ることができる。その結果、インクの流れに生じた圧力
波がはね返りマニホルドと貯蔵器とを押し分けて通るこ
とがなくなり、圧力波によるインク噴射作用の妨害が防
止できる。
またインクの充填工程において空気の泡の発生を減少さ
せてヘッドにより有効な充填をすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一体化された貯蔵器と印刷ヘッドの略
図的側面図、 第2図は第1図の2−2線に沿う断面図、 第3図は第1図の3−3線に沿う断面図、 第4図はマニホルド、インク噴射室及び変換器の関係を
示す、印刷ヘッドの一部の詳細図である。 30……インク噴射ヘッド、32……変換器支持部、 34……室プレート、35……流量制御器入口、 36……インク室、37……供給通路、 38……入口管、39……マニホルド、 40……貯蔵器、41……出入口、 45……変換器、48……通気孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨン エイ.マコーミツク アメリカ合衆国,コネチカツト 06805, ブルツクフイールド センター,ハンテイ ング リツジ ロード 14 (56)参考文献 特開 昭56−40565(JP,A) 特開 昭55−90375(JP,A) 特開 昭56−166085(JP,A) 特開 昭55−90376(JP,A)

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インク室と流量制御器入口と出口オリフィ
    スからなるインク噴射室を複数含んでいるインク噴射室
    部と、 大気圧下のインク供給を維持し、流体圧力により追従変
    形可能で、前記インク噴射室に近接しかつその下側に少
    なくとも一部が位置している貯蔵器と、 前記各インク噴射室の流量制御器入口に接しかつインク
    が流通するマニホルドと、該マニホルドに前記貯蔵器の
    前記インク噴射室の下側に位置する部分を連結する供給
    通路とを有するインク供給手段 とを具備し、 前記インク供給手段の前記供給通路と前記マニホルドと
    が、その中を流れるインクの流れに対し低い抵抗性を有
    するよう実質的に同一の断面積を有している、 ことを特徴とするインク噴射装置。
  2. 【請求項2】前記各インク噴射室に対応する複数の変換
    器が1列に設けられ、該変換器を収容する変換器支持部
    を具備し、前記供給通路が前記変換器支持部を貫通する
    実質的に円形断面の通路である特許請求の範囲第1項記
    載のインク噴射装置。
  3. 【請求項3】前記マニホルドが、前記変換器支持部を貫
    通する半円形断面の溝を含んでいる特許請求の範囲第2
    項記載のインク噴射装置。
  4. 【請求項4】前記マニホルドが、実質的に半円の断面形
    状を有し、かつ前記インク噴射室部に連通する1つの通
    路からなり、前記供給通路が前記マニホルドの連通する
    上方出口を有している特許請求の範囲第1項記載のイン
    ク噴射装置。
  5. 【請求項5】前記供給通路が前記マニホルドの長さに比
    べてその長さが短い特許請求の範囲第1項記載のインク
    噴射装置。
  6. 【請求項6】前記供給通路が約1インチ(25.4mm)の長
    さである特許請求の範囲第1項記載のインク噴射装置。
  7. 【請求項7】前記マニホルドと前記供給通路とを組合せ
    た長さが約3〜4インチ(76.2〜101.6mm)の範囲であ
    る特許請求の範囲第1項記載のインク噴射装置。
  8. 【請求項8】前記マニホルドと前記供給通路の各断面積
    が、前記供給通路断面積が前記マニホルド断面積より小
    さくないような関係にある特許請求の範囲第1項記載の
    インク噴射装置。
  9. 【請求項9】前記貯蔵器の一部分が前記インク噴射室部
    の真下に位置している特許請求の範囲第1項記載のイン
    ク噴射装置。
  10. 【請求項10】前記マニホルドが実質的に剛性の内壁を
    有している特許請求の範囲第1項記載のインク噴射装
    置。
  11. 【請求項11】前記マニホルドの溝が約1/16インチ(1.
    59mm)の断面半径を有する特許請求の範囲第3項記載の
    インク噴射装置。
  12. 【請求項12】前記マニホルドがマニホルドの長さに対
    し小さな断面半径を有し、前記マニホルドの長さと前記
    供給通路の長さとの比が約2:1の範囲となるように前記
    マニホルドと前記供給通路との全体の長さが決められて
    いる特許請求の範囲第1項記載のインク噴射装置。
  13. 【請求項13】前記マニホルドが金属の部材に設けた溝
    からなる特許請求の範囲第12項記載のインク噴射装置。
  14. 【請求項14】前記供給通路が金属の部材を貫通する孔
    からなる特許請求の範囲第12項記載のインク噴射装置。
JP60227073A 1984-10-16 1985-10-14 インク噴射装置 Expired - Lifetime JPH0775891B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US66179484A 1984-10-16 1984-10-16
US661794 1984-10-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61141563A JPS61141563A (ja) 1986-06-28
JPH0775891B2 true JPH0775891B2 (ja) 1995-08-16

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ID=24655144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60227073A Expired - Lifetime JPH0775891B2 (ja) 1984-10-16 1985-10-14 インク噴射装置

Country Status (4)

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EP (1) EP0178887B1 (ja)
JP (1) JPH0775891B2 (ja)
DE (1) DE3576934D1 (ja)
HK (1) HK14891A (ja)

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HK14891A (en) 1991-03-08
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EP0178887A3 (en) 1986-10-08
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