JPH08118632A - Ink jet head - Google Patents
Ink jet headInfo
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- JPH08118632A JPH08118632A JP25327694A JP25327694A JPH08118632A JP H08118632 A JPH08118632 A JP H08118632A JP 25327694 A JP25327694 A JP 25327694A JP 25327694 A JP25327694 A JP 25327694A JP H08118632 A JPH08118632 A JP H08118632A
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- chamber
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、発熱素子の発熱によ
って発生する気泡の体積変化によってインクを吐出させ
るようにしたインクジェットヘッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head adapted to eject ink by volume change of bubbles generated by heat generation of a heating element.
【０００２】インクジェットヘッドの駆動方式として
は、圧力室の一壁面を形成する振動板を圧電素子で変形
させて、圧力室内のインクをノズル孔から吐出させる方
式が広く採用されている。As a method of driving an ink jet head, a method in which a vibrating plate forming one wall surface of a pressure chamber is deformed by a piezoelectric element and ink in the pressure chamber is ejected from a nozzle hole is widely adopted.
【０００３】しかし、圧電素子による駆動方式は電力消
費が大きく、また、吐出されるインク滴の大きさを制御
するのが困難なので階調表現をするのに向かない等の問
題がある。However, the driving method using the piezoelectric element has a problem that power consumption is large and it is difficult to control the size of the ejected ink droplet, so that it is not suitable for gradation expression.
【０００４】そこで、発熱素子の発熱によって発生する
気泡の体積変化によってインクを吐出させる方式が開発
されている。Therefore, a method has been developed in which the ink is ejected by the volume change of the bubbles generated by the heat generation of the heating element.
【０００５】[0005]
【従来の技術】そのような発熱素子による駆動を行う従
来のインクジェットヘッドにおいては、インク滴を吐出
するノズル孔の直前のインク流路に面して発熱素子を配
置して、インクを３００〜４００℃程度に加熱し、イン
クから発生する気泡の圧力によってインク滴を吐出させ
ていた。2. Description of the Related Art In a conventional ink jet head which is driven by such a heating element, the heating element is arranged so as to face an ink flow path immediately before a nozzle hole for ejecting an ink droplet, and ink is supplied in an amount of 300 to 400. The ink droplets were ejected by heating to about 0 ° C. and the pressure of bubbles generated from the ink.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
従来の装置では、インク自体が３００〜４００℃に加熱
されるので、耐熱性があって熱に対して安定したインク
しか使用することができず、インクの選択範囲が著しく
狭められてしまう欠点があった。However, in the conventional apparatus as described above, since the ink itself is heated to 300 to 400 ° C., only ink having heat resistance and heat stability can be used. However, there is a drawback that the selection range of ink cannot be significantly narrowed.
【０００７】また、階調表現を行うためには、発熱素子
を複数設けてその各々に独立して電圧印加を行う必要が
あるが、ノズル直前のインク流路にはそのようなスペー
スをとるだけの広さがないので、満足のいく階調表現を
行うことができなかった。Further, in order to perform gradation expression, it is necessary to provide a plurality of heating elements and independently apply a voltage to each of them, but such a space is simply provided in the ink flow path immediately before the nozzle. Since there is no width, it was not possible to achieve a satisfactory gradation expression.
【０００８】そこで本発明は、発熱素子によってインク
滴を吐出させる方式において、任意のインクを使用する
ことができる、インク選択の自由なインクジェットヘッ
ドを提供することを目的とし、また、良好な階調表現を
行うことのできるインクジェットヘッドを提供すること
を目的とする。Therefore, the present invention has an object to provide an ink-jet head in which any ink can be used in a system in which ink droplets are ejected by a heating element and in which ink can be freely selected, and good gradation is obtained. An object of the present invention is to provide an inkjet head capable of expressing.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のインクジェットヘッドは、実施例を説明す
るための図１に示されるように、インクの供給を受け入
れるためのインク供給口とインクを吐出するためのノズ
ル孔とが形成された圧力室と、上記圧力室に隣接して設
けられて液体が封入された駆動室と、印加電圧を熱エネ
ルギに変換して上記駆動室内の液体を加熱することによ
って気泡を発生させるための発熱素子と、上記圧力室と
駆動室との間を仕切って上記駆動室内に発生する気泡の
体積変化によって上記圧力室と駆動室との間で変位する
変位壁とを設けたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the ink jet head of the present invention has an ink supply port for receiving ink supply, as shown in FIG. 1 for explaining an embodiment. A pressure chamber in which a nozzle hole for ejecting ink is formed, a drive chamber provided adjacent to the pressure chamber in which a liquid is sealed, and a liquid in the drive chamber by converting an applied voltage into heat energy. A heating element for generating bubbles by heating the pressure chamber and the pressure chamber and the drive chamber, and is displaced between the pressure chamber and the drive chamber due to the volume change of the bubbles generated in the drive chamber. A displacement wall is provided.
【００１０】なお、上記変位壁の縁部が、柔軟な部材を
介して上記圧力室と駆動室の壁に対して取り付けられて
いてもよく、或いは、上記偏位壁の縁部が、上記圧力室
と駆動室に対して摺動自在に内接していてもよい。The edge of the displacement wall may be attached to the walls of the pressure chamber and the drive chamber via a flexible member, or the edge of the displacement wall may be attached to the pressure wall. It may be slidably inscribed in the chamber and the drive chamber.
【００１１】また、上記発熱素子を複数設けて、各発熱
素子ごとに独立して電圧が印加されるようにしてもよ
い。It is also possible to provide a plurality of the above-mentioned heating elements and independently apply a voltage to each heating element.
【００１２】[0012]
【作用】発熱素子に電圧印加をすることによって、駆動
室内の液体が加熱されて駆動室内に気泡が発生し、その
気泡の体積変化に応じて圧力室との間の偏位壁が変位し
て、圧力室内のインクに吐出圧力が加えられ、インク滴
がノズル孔から吐出される。By applying a voltage to the heating element, the liquid in the drive chamber is heated to generate bubbles in the drive chamber, and the displacement wall between the pressure chamber and the pressure chamber is displaced according to the volume change of the bubbles. The ejection pressure is applied to the ink in the pressure chamber, and the ink droplet is ejected from the nozzle hole.
【００１３】そして、変位壁の縁部を柔軟な部材を介し
て圧力室と駆動室の壁に対して取り付け、或いは圧力室
と駆動室に対して摺動自在に内接させて設ければ、変位
壁を、変形させることなく平行移動させて変位させるこ
とができる。If the edge of the displacement wall is attached to the walls of the pressure chamber and the drive chamber via a flexible member, or is slidably inscribed in the pressure chamber and the drive chamber, The displacement wall can be translated and displaced without deformation.
【００１４】また、発熱素子を複数設けて、各発熱素子
ごとに独立して電圧を印加すれば、インクの吐出量を複
数段階に制御して、階調表現を行うことができる。Further, by providing a plurality of heating elements and independently applying a voltage to each heating element, it is possible to perform gradation expression by controlling the ink ejection amount in a plurality of steps.
【００１５】[0015]
【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図１は、
本発明の第１の実施例を示しており、インクジェットヘ
ッド１には、剛性のある外壁２によって囲まれた圧力室
３と駆動室４とが、変位壁５によって仕切られて隣接し
て配置されている。Embodiments will be described with reference to the drawings. Figure 1
1 shows a first embodiment of the present invention, in which a pressure chamber 3 and a drive chamber 4 surrounded by a rigid outer wall 2 are partitioned by a displacement wall 5 and arranged adjacent to each other in an inkjet head 1. ing.
【００１６】圧力室３には、図示されていないインクタ
ンクからインク６の供給を受け入れるためのインク供給
口７が側面に開口形成されて、そこにインク供給路８が
接続されている。An ink supply port 7 for receiving the supply of the ink 6 from an ink tank (not shown) is formed in the side surface of the pressure chamber 3, and an ink supply passage 8 is connected thereto.
【００１７】また、圧力室３には、変位壁５に対向する
外壁面の中央にノズル孔９が穿設されていて、圧力室３
内の圧力が高められるとノズル孔９から外方に向かって
インク滴６０が吐出される。A nozzle hole 9 is formed in the pressure chamber 3 at the center of the outer wall surface facing the displacement wall 5, and the pressure chamber 3
When the internal pressure is increased, the ink droplet 60 is ejected outward from the nozzle hole 9.
【００１８】変位壁５は、可撓性のあるプラスチック材
または金属材からなる薄い板状のダイアフラムであり、
圧力室３と駆動室４の間をシールしている。そして、そ
の外縁部は全周にわたって外壁２に水密に固着されてい
て、駆動室４内の圧力変動に応じて撓むようになってい
る。The displacement wall 5 is a thin plate-shaped diaphragm made of a flexible plastic material or metal material,
The space between the pressure chamber 3 and the drive chamber 4 is sealed. The outer edge portion is watertightly fixed to the outer wall 2 over the entire circumference, and is bent in accordance with the pressure fluctuation in the drive chamber 4.
【００１９】駆動室４内には、加熱されることにより気
泡が発生し、冷却されるとすぐに気泡を吸収する液体１
０が封入されていて、その液体１０を加熱するための発
熱素子１１が、外壁２の内面部分に沿って設けられてい
る。In the driving chamber 4, bubbles are generated by being heated, and a liquid 1 absorbing the bubbles as soon as it is cooled.
0 is enclosed and a heating element 11 for heating the liquid 10 is provided along the inner surface portion of the outer wall 2.
【００２０】発熱素子１１は、外壁２の外部に配置され
たドライバ（駆動回路）１２から電圧印加を受けること
により、その印加電圧を熱エネルギに変換して駆動室４
内の液体１０を加熱する。そのドライバ１２は、図示さ
れていない制御部から入力される制御信号に対応して、
パルス状電圧を発熱素子１１に印加する。The heating element 11 receives a voltage applied from a driver (driving circuit) 12 arranged outside the outer wall 2 to convert the applied voltage into heat energy to drive the driving chamber 4.
The liquid 10 therein is heated. The driver 12 responds to a control signal input from a control unit (not shown),
A pulsed voltage is applied to the heating element 11.
【００２１】その結果、発熱素子１１に電圧が印加され
て発熱素子１１が発熱すると、それによって液体１０が
加熱され、発熱素子１１の表面部分において液体１０が
気化されて、そこに気泡１４が発生する。As a result, when a voltage is applied to the heat generating element 11 and the heat generating element 11 generates heat, the liquid 10 is heated by this, the liquid 10 is vaporized on the surface portion of the heat generating element 11, and bubbles 14 are generated there. To do.
【００２２】すると、気泡１４の体積が大きくなるのに
したがって駆動室４内の圧力が高まり、それによって、
図１に示されるように変位壁５が圧力室３側に撓む状態
に変位する。Then, as the volume of the bubble 14 increases, the pressure in the drive chamber 4 increases, whereby
As shown in FIG. 1, the displacement wall 5 is displaced so as to bend toward the pressure chamber 3 side.
【００２３】その結果、圧力室３内の圧力が高められる
ので、圧力室３内のインク６の一部がノズル孔９からイ
ンク滴６０となって吐出される。したがって、インク６
を直接加熱することなく、発熱素子による気泡発生方式
のインクジェット記録を行うことができる。As a result, the pressure in the pressure chamber 3 is increased, so that part of the ink 6 in the pressure chamber 3 is ejected as ink droplets 60 from the nozzle holes 9. Therefore, the ink 6
It is possible to perform ink-jet recording of a bubble generation system by a heating element without directly heating the.
【００２４】図２は、本発明の第２の実施例を示してお
り、変位壁５を、剛性の高い板状の部材で形成すると共
に、変位壁５の縁部全周を、柔軟で弾力性に富むパッキ
ング２０に接合し、そのパッキング２０を外壁２に水密
に接合したものである。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention in which the displacement wall 5 is formed of a plate member having high rigidity, and the entire circumference of the edge of the displacement wall 5 is flexible and elastic. It is joined to the packing 20, which is rich in properties, and the packing 20 is joined to the outer wall 2 in a watertight manner.
【００２５】したがってこの実施例では、駆動室４内に
気泡が発生すると、第１の実施例のように変位壁５が撓
むのではなく、パッキング２０が弾力的に変形すること
によって、変位壁５が駆動室４側から圧力室３側に平行
移動する。Therefore, in this embodiment, when bubbles are generated in the drive chamber 4, the displacement wall 5 is not bent as in the first embodiment, but the packing 20 is elastically deformed, whereby the displacement wall is deformed. 5 moves in parallel from the drive chamber 4 side to the pressure chamber 3 side.
【００２６】この実施例においては、変位壁５は撓まな
い方がよいので、例えば、厚さが２０μｍでヤング率が
２．２Ｐａ（パスカル）のニッケル板等の金属板を用い
るとよい。In this embodiment, it is preferable that the displacement wall 5 does not bend, so that a metal plate such as a nickel plate having a thickness of 20 μm and a Young's modulus of 2.2 Pa (Pascal) is preferably used.
【００２７】パッキング２０としては、ヤング率が１×
１０5 Ｐａ〜１×１０9 程度のゴム又は合成樹脂材など
を用いることができ、具体的には例えば、ウレタンゴ
ム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプ
レンゴム、アクリルゴム、シリコンゴム、合成ゴム、天
然ゴム又は樹脂フィルムなどを用いることができる。The packing 20 has a Young's modulus of 1 ×
About 10 5 Pa to 1 × 10 9 rubber or synthetic resin material can be used, and specifically, for example, urethane rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, isoprene rubber, acrylic rubber, silicone rubber, synthetic rubber, Natural rubber or resin film can be used.
【００２８】このような構成により、変位壁５が平行移
動して圧力室３からインク滴６０を吐出させることがで
きるので、変位壁５を撓ませるためのエネルギー損失が
なく、また、変位壁５が繰り返して湾曲されないので、
その疲労破壊が防止される。With this structure, since the displacement wall 5 can be moved in parallel to eject the ink droplets 60 from the pressure chamber 3, there is no energy loss for bending the displacement wall 5, and the displacement wall 5 is also free. Does not bend repeatedly, so
The fatigue fracture is prevented.
【００２９】図３は、本発明の第３の実施例を示してお
り、第２の実施例のパッキング２０に代えて伸縮性のあ
るベローズ２１を用いたものである。このような構成を
とっても第２の実施例と同様の作用、効果がある。FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention, in which an elastic bellows 21 is used in place of the packing 20 of the second embodiment. Even with such a configuration, the same operation and effect as those of the second embodiment can be obtained.
【００３０】図４は、本発明の第４の実施例を示してお
り圧力室３と駆動室４とを外壁２内に段差等のないよう
に連続的に形成し、その内周壁面に、剛性の高い変位壁
５の縁部を摺動自在に且つ水密に内接させたものであ
る。FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention, in which the pressure chamber 3 and the drive chamber 4 are continuously formed in the outer wall 2 without any step or the like, and the inner peripheral wall surface thereof is The edge of the displacement wall 5 having high rigidity is slidably and watertightly inscribed.
【００３１】このように構成することにより、どの部材
も変形することなく変位壁５が平行移動することができ
るので、第２の実施例と同様の作用、効果をより高いレ
ベルで得ることができる。With this structure, the displacement wall 5 can be moved in parallel without any member being deformed, so that the same action and effect as those of the second embodiment can be obtained at a higher level. .
【００３２】図５及び図６は、本発明の第５の実施例を
示しており、発熱素子１１を複数設けてその各々に独立
してドライバ１２を接続し、各発熱素子１１毎に独立し
て電圧を印加できるようにしたものである。この実施例
では、図６に示されるように、発熱素子１１が９個設け
られている。各ドライバ１２に対しては、共通の制御部
１３から制御信号が与えられる。FIG. 5 and FIG. 6 show a fifth embodiment of the present invention, in which a plurality of heating elements 11 are provided, the driver 12 is independently connected to each of them, and each heating element 11 is independent. Voltage can be applied. In this embodiment, nine heating elements 11 are provided as shown in FIG. A control signal is given from a common control unit 13 to each driver 12.
【００３３】したがって、発熱させる発熱素子１１の数
を変えることによって、発生する気泡１４の体積を変
え、ノズル孔９から吐出されるインク滴６０の大きさを
９段階に変化させた階調記録を行うことができる。その
場合、各発熱素子１１は同時に発熱させればよく、各発
熱素子１１を時間をずらして発熱させるような面倒な制
御を行う必要がない。Therefore, by changing the number of the heating elements 11 that generate heat, the volume of the bubble 14 generated is changed, and the size of the ink droplet 60 ejected from the nozzle hole 9 is changed in 9 steps. It can be carried out. In that case, it is sufficient that the heating elements 11 generate heat at the same time, and there is no need to perform the troublesome control of causing the heating elements 11 to generate heat by shifting the time.
【００３４】[0034]
【発明の効果】本発明によれば、発熱素子に電圧印加を
することによって、インクが収容された圧力室に対して
仕切られた駆動室内の液体が加熱されて駆動室内に気泡
が発生し、それによって、圧力室内のインクが直接加熱
されることなくインク滴となってノズル孔から吐出され
るので、インクの種類を自由に選択することができて、
高品質なインクジェット記録を行うことができる。According to the present invention, by applying a voltage to the heating element, the liquid in the drive chamber partitioned with respect to the pressure chamber containing the ink is heated to generate bubbles in the drive chamber. Thereby, the ink in the pressure chamber is ejected from the nozzle hole as an ink droplet without being directly heated, so that the type of ink can be freely selected,
High quality ink jet recording can be performed.
【００３５】そして、変位壁自体を変形させることなく
変位壁を平行移動させて変位させるようにすれば、変位
壁を撓ませるためのエネルギー損失がなくて効率がよ
く、また、変位壁が繰り返し湾曲しないので、その疲労
破壊を防止することができる。By displacing the displacement wall by translating it without deforming the displacement wall itself, there is no energy loss for bending the displacement wall, which is efficient, and the displacement wall is repeatedly curved. Since it does not, the fatigue failure can be prevented.
【００３６】また、発熱素子を複数設けて、各発熱素子
ごとに独立して電圧を印加すれば、インクの吐出量を複
数段階に制御して、容易に階調表現を行うことができ
る。If a plurality of heating elements are provided and a voltage is independently applied to each heating element, the ink ejection amount can be controlled in a plurality of steps, and gradation expression can be easily performed.
【図１】第１の実施例の側面断面図である。FIG. 1 is a side sectional view of a first embodiment.
【図２】第２の実施例の側面断面図である。FIG. 2 is a side sectional view of a second embodiment.
【図３】第３の実施例の側面断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of a third embodiment.
【図４】第４の実施例の側面断面図である。FIG. 4 is a side sectional view of a fourth embodiment.
【図５】第５の実施例の側面断面図である。FIG. 5 is a side sectional view of a fifth embodiment.
【図６】第５の実施例の内部の平面図である。FIG. 6 is a plan view of the inside of the fifth embodiment.
３ 圧力室 ４ 駆動室 ５ 変位壁 ６ インク ７ インク供給口 ９ ノズル孔 １０ 液体 １１ 発熱素子 １４ 気泡 ６０ インク滴 3 Pressure Chamber 4 Drive Chamber 5 Displacement Wall 6 Ink 7 Ink Supply Port 9 Nozzle Hole 10 Liquid 11 Heating Element 14 Bubble 60 Ink Drop
Claims (4)
給口とインクを吐出するためのノズル孔とが形成された
圧力室と、 上記圧力室に隣接して設けられて液体が封入された駆動
室と、 印加電圧を熱エネルギに変換して上記駆動室内の液体を
加熱することによって気泡を発生させるための発熱素子
と、 上記圧力室と駆動室との間を仕切って上記駆動室内に発
生する気泡の体積変化によって上記圧力室と駆動室との
間で変位する変位壁とを設けたことを特徴とするインク
ジェットヘッド。1. A pressure chamber having an ink supply port for receiving ink supply and a nozzle hole for ejecting ink, and a drive chamber provided adjacent to the pressure chamber and containing a liquid. A heating element for generating bubbles by heating the liquid in the driving chamber by converting the applied voltage into heat energy, and the bubbles generated in the driving chamber by partitioning the pressure chamber from the driving chamber. The inkjet head is provided with a displacement wall that is displaced between the pressure chamber and the drive chamber due to a change in volume of the pressure chamber.
上記圧力室と駆動室の壁に対して取り付けられている請
求項１記載のインクジェットヘッド。2. The ink jet head according to claim 1, wherein an edge portion of the displacement wall is attached to the walls of the pressure chamber and the drive chamber via a flexible member.
に対して摺動自在に内接している請求項１記載のインク
ジェットヘッド。3. The ink jet head according to claim 1, wherein an edge portion of the displacement wall is slidably inscribed in the pressure chamber and the drive chamber.
熱素子ごとに独立して電圧が印加される請求項１、２又
は３記載のインクジェットヘッド。4. The ink jet head according to claim 1, wherein a plurality of the heating elements are provided, and a voltage is applied independently to each heating element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25327694A JPH08118632A (en) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | Ink jet head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25327694A JPH08118632A (en) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | Ink jet head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08118632A true JPH08118632A (en) | 1996-05-14 |
Family
ID=17249037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25327694A Withdrawn JPH08118632A (en) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | Ink jet head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08118632A (en) |
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-
1994
- 1994-10-19 JP JP25327694A patent/JPH08118632A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |