JPH08281943A - 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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Publication number
JPH08281943A
JPH08281943A JP9333395A JP9333395A JPH08281943A JP H08281943 A JPH08281943 A JP H08281943A JP 9333395 A JP9333395 A JP 9333395A JP 9333395 A JP9333395 A JP 9333395A JP H08281943 A JPH08281943 A JP H08281943A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
pressure
chamber
ejection
jet head
Prior art date
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Pending
Application number
JP9333395A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Matsuo
幸治 松尾
Koei Matsuda
光栄 松田
Hideaki Horio
英明 堀尾
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP9333395A priority Critical patent/JPH08281943A/ja
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インク吐出直後に共通インク室内に発生する
負圧を軽減する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。 【構成】 圧縮性流体を内包した圧力緩衝室30を共通
インク室26に配置する。 【効果】 吐出時に発生する負圧力を速やかに減衰さ
せ、また各インク吐出ノズル21間の圧力の干渉を緩和
させ、高速駆動時にもインク滴の吐出方向、吐出速度お
よび大きさを安定させることができる。

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方式
における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】近年、プリンタに対する高速化、静音
化、カラー化の要求が益々高まっており、インクジェッ
トヘッドを用いたインクジェット記録装置が非常に注目
されている。
【0003】従来、インク吐出手段、及びインク収容手
段を含めたインクジェットヘッドは、図6に示すような
構成が一般的であった。以下、その構成について図6及
び図7を参照しながら説明する。
【0004】図6は従来のインクジェットヘッドの断面
図、図7は従来のインクジェットヘッドの図6の線A−
A断面図である。図7において1はインク吐出ノズル、
2はインク吐出ノズル1に対応して配置されたインクを
加圧し吐出させるインク吐出手段、3はインク吐出手段
2とインク吐出手段2に電気エネルギーの授受をするた
めの電気的接続手段とを備えたヘッド基板、4はヘッド
基板3上に形成された各インク吐出手段2を流体的に仕
切るノズル板で、ノズル板4とヘッド基板3から圧力室
5が構成されている。6は各圧力室5にインクを供給す
る共通インク室である。10はインク吐出手段2により
インク吐出ノズル1から吐出されたインク滴で、11は
インク滴10が付着する記録紙である。
【0005】図6において、7はインクタンク、8はイ
ンクタンク7内のインクのゴミ等を除去するインクフィ
ルタ、9は共通インク室6とインクタンク7とを結ぶイ
ンク流路で、インクフィルタ8を通過したインクはイン
ク流路9を通って共通インク室6に供給される。
【0006】以上のように構成されたインクジェットヘ
ッドについて、以下その動作を説明する。まず信号発生
器(図示せず)により発生した印字信号は電気的接続手
段を通してヘッド基板3に加えられる。ヘッド基板3は
信号に応じて必要なインク吐出手段2に電気エネルギー
を加え、インク吐出手段2はこの電気エネルギーにより
圧力室5内のインクに対し圧力を加える。これにより圧
力室5内のインクの圧力が急激に高まり、インク吐出ノ
ズル1からインク滴10が飛び出し、飛翔して記録紙1
1に付着しドットを形成する。また、この時共通インク
室6にも同様にインクが流れ込む。インク吐出手段2が
圧力の印加を停止すると圧力室5内のインクの圧力低下
と、インクの毛細管現象により、共通インク室6のイン
クが圧力室5に引き込まれ圧力室5はインクで満たされ
る。消費されたインクはインクタンク7からインク流路
9を通り共通インク室6に供給され、任意の連続的なド
ット形成を行うことができる。
【0007】図8は従来のインクジェットヘッドの図6
のB部の部分拡大図で、イは従来のインクジェットヘッ
ドのインク吐出に対するインクの流れを、ロは圧力変動
の大きい部分を示す。図8(a)はインク吐出手段2に
信号が加えられた瞬間を示し、この時圧力室5内のイン
クの急激な圧力上昇によりインク滴10が発生すると共
に一部のインクは共通インク室6へ流れ込む。図8
(b)はインク吐出手段2が圧力印加を止めた直後を示
す。この時、圧力室5内のインクの圧力低下と、インク
の毛細管現象から、今度は逆に共通インク室6から圧力
室5へインクが引き込まれインクの流れ方向は180度
反転する。実際には図8(a)から図8(b)へインク
の速度変化は短時間で行われるためこの速度変化が伝わ
らない範囲にあるインクは慣性力でインクタンク7の方
に流れ続ける。よって図8(b)のロの部分では大きな
負圧を生じ、この負圧は圧力波となり、インクタンク7
へと伝播して行く。この圧力波はインクの音速cで伝わ
り、インクタンク7に到達した後、今度は共通インク室
6へと反射し、負圧力の最大値は徐々に減少して行く。
図8(c)はこの圧力波のピークがインク流路9を伝播
する途中で2回目のインク吐出が行われた場合を示す。
ハはインクタンク側へ移動した負圧のピークを示す。共
通インク室6とインクタンク7の間にこの負圧のピーク
が存在する場合、2回目のインク吐出はこの圧力波の影
響を受けることになる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、図8(b)に示すように共通インク室6に
大きな負圧力が発生する。特に複数のインク吐出ノズル
1から同時にインク滴10を吐出する場合には、この負
圧力は非常に大きなものとなる。このため連続的に吐出
を行う場合インク供給に必要な圧力が大きくなるため、
インクの供給が不足し、また吐出直前のインク滴10が
この負圧力に影響されるため、吐出不能、あるいはイン
ク滴10の吐出速度や吐出方向が安定しないインク吐出
ノズル1が発生する。また圧力波は共通インク室6から
インク吐出ノズル1にも伝わるため、特に吐出したイン
ク吐出ノズル1に隣接するインク吐出ノズル1では圧力
干渉を受け、吐出速度や吐出方向が不安定になる。この
ため安定した吐出を連続的に得るには、圧力波が減衰す
るのを待って次の吐出を行わねばならず周波数応答性に
は限界があるという問題点を有していた。
【0009】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、インク滴の吐出方向や大きさ、速度が安定し、周波
数応答性の高いインクジェットヘッドを提供することを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のインクジェットヘッドは、インクを吐出ノズ
ルより吐出させるインク吐出手段に供給するためのイン
クを収容するインク収容手段またはインク収容手段とイ
ンク吐出手段との間に圧縮性流体を内包した圧力緩衝室
を備えたものである。
【0011】
【作用】この構成によって、インク吐出手段とインク収
容手段との間に発生する圧力波を速やかに減衰させるこ
とができるため、複数のインク吐出ノズルから同時に吐
出を行う場合でも、インク滴の吐出方向、速度および大
きさが安定し、周波数応答性が高くなる。
【0012】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図1は本発明の一実施例におけるイ
ンクジェットヘッドの断面図、図2は本発明の一実施例
におけるインクジェットヘッドの図1の線A−A断面図
である。
【0013】図2において、21はインク吐出ノズル、
22はインク吐出ノズル21に対応して配置された、イ
ンクを加圧し吐出させるインク吐出手段、23はインク
吐出手段22とインク吐出手段22に電気エネルギーの
授受をするための電気的接続手段を備えたヘッド基板、
24は各ヘッド基板23上に形成された各インク吐出手
段22を流体的に仕切るノズル板で、ノズル板24とヘ
ッド基板23から圧力室25が構成されている。26は
各圧力室25にインクを分配する共通インク室、30は
共通インク室26内に設けられた圧力緩衝室で内部は空
気で満たされている。10はインク吐出手段22により
インク吐出ノズル21から吐出されたインク滴、11は
インク滴10が付着する記録紙である。
【0014】図1において31はインクと圧力緩衝室3
0とを仕切る薄膜である。27はインクタンクで、29
は共通インク室26とインクタンク27とを結ぶインク
流路である。28はインクタンク27内のインクのゴミ
等を除去するインクフィルタで、インクフィルタ28を
通過したインクはインク流路29を通って共通インク室
26に供給される。
【0015】図3は本発明の一実施例におけるインクジ
ェットヘッドを組み込んだインクカートリッジの斜視図
である。図3において、41はノズル板24,ヘッド基
板23,共通インク室26,インク流路29が一体とな
ったインク吐出部で、インク吐出部41,インクタンク
27からインクカートリッジ42が形成される。
【0016】図4は本発明の一実施例におけるインクジ
ェットヘッドを組み込んだインクカートリッジを取り付
けたインクジェットプリンタの斜視図である。図4にお
いて、43はインクカートリッジ42をプリンタに入れ
るカートリッジ挿入口、44は挿入されたインクカート
リッジを固定するキャリッジ、45はシリアルに往復す
るキャリッジ44を導くガイドシャフト、46は記録紙
11を送るプラテンローラである。
【0017】以上のように構成されたインクジェットヘ
ッドについて、以下その動作を説明する。まず信号発生
器(図示せず)により発生した印字信号は電気的接続手
段を通してヘッド基板23に加えられる。ヘッド基板2
3は信号に応じて必要なインク吐出手段22に電気エネ
ルギーを加え、インク吐出手段22はこの電気エネルギ
ーにより圧力室25内のインクに対し圧力を加える。こ
れにより圧力室25内のインクの圧力が急激に高まり、
インク吐出ノズル21からインク滴10が飛び出し、飛
翔して記録紙11に付着しドットを形成する。また、こ
の時共通インク室26にも同様にインクが流れ込む。イ
ンク吐出手段22が圧力の印加を停止すると圧力室25
内のインクの圧力低下と、インクの毛細管現象により、
共通インク室26のインクが圧力室25に引き込まれ圧
力室25はインクで満たされる。この時、速度の急激な
変化から生じた負圧は圧力緩衝室30内の空気によって
吸収され、速やかに負圧は減衰する。この時消費された
インクはインクタンク27からインク流路29を通り共
通インク室26に供給され、初期の状態に戻る。
【0018】以上の動作の繰り返しにより、コンピュー
タ等から送られてくる印字信号に応じてカートリッジ挿
入孔43より挿入されキャリッジ44へ装着されたイン
クカートリッジ42がガイドシャフト45に沿って往復
運動をし、キャリッジ44の位置に合わせて信号発生装
置(図示せず)が任意のインク吐出手段22に印字信号
を伝え、インク滴10が連続的に生成され、プラテンロ
ーラ46によって送られる記録紙11に付着し記録紙1
1へのドットによる印字が可能となる。
【0019】図5は本発明の一実施例におけるインクジ
ェットヘッドの図1のB部の部分拡大図で、イは本実施
例のインクジェットヘッドのインク吐出に対するインク
の流れを示す。図5(a)はインク吐出手段22が圧力
室25内のインクに圧力を加えた瞬間を示し、この時圧
力室25内のインクは共通インク室26に流れ込むが、
圧力緩衝室30内の空気が圧縮されることで共通インク
室26内のインクの圧力上昇は押さえられ、インク流路
29へのインク流出も減少する。また図5(b)はイン
ク滴10を吐出した直後を示している。この時、圧力室
25内のインクの圧力低下と、インクの毛細管現象によ
り、共通インク室26から圧力室25へとインクが吸い
込まれるが、圧力緩衝室30内の空気がここでは膨張し
て共通インク室26内での負圧の発生を抑制する。この
ように共通インク室26の壁面に配置された圧力緩衝室
30によって負圧は急速に減衰するため複数のインク吐
出ノズル21から同時にインク滴10が吐出される場合
でも、インク供給の不足は起こらず、また高速駆動時に
も共通インク室26の圧力によらない、吐出速度、吐出
方向や大きさの安定した吐出が得られる。また、吐出し
たインク吐出ノズル21に隣接する共通インク室26に
対する負圧力の影響もなくなり、各インク吐出ノズル2
1間のインク滴10のばらつきも解消される。
【0020】以上のように本実施例によれば、共通イン
ク室26の壁面に圧力緩衝室30を設けることにより、
吐出時に共通インク室26内に発生する負圧力を速やか
に減衰させることができ、高速駆動時にもインク滴10
の吐出方向、吐出速度および大きさを安定させることが
できる。また各インク吐出ノズル21間の圧力の干渉も
緩和され、インク滴10のばらつきも解消できる。
【0021】また、本実施例では圧力緩衝室30を共通
インク室26に面する壁面に設けたが、負圧発生後の圧
力波の伝播速度はインク中での音速cに準じ、吐出周期
内で圧力波を減衰させればよいので、圧力緩衝室30と
インク吐出手段22との距離をl、インク吐出手段22
の作動周期をTとしたときに、l<c×Tを満たす位置
であれば、圧力緩衝室30を別の場所に設けることも可
能である。
【0022】
【発明の効果】以上のように本発明は、圧縮性流体を内
包した圧力緩衝室を設けたことにより、吐出時に発生す
る負圧力を速やかに減衰させ、また各インク吐出ノズル
間の圧力の干渉を緩和させ、高速駆動時にもインク滴の
吐出方向、吐出速度および大きさの安定したばらつきの
少ないインク吐出が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの断面図
【図2】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの図1の線A−A断面図
【図3】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドを組み込んだインクカートリッジの斜視図
【図4】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドを組み込んだインクカートリッジを取り付けたインク
ジェットプリンタの斜視図
【図5】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの図1のB部の部分拡大図
【図6】従来のインクジェットヘッドの断面図
【図7】従来のインクジェットヘッドの図6の線A−A
断面図
【図8】従来のインクジェットヘッドの図6のB部の部
分拡大図
【符号の説明】
10 インク滴 11 記録紙 21 インク吐出ノズル 22 インク吐出手段 23 ヘッド基板 24 ノズル板 25 圧力室 26 共通インク室 27 インクタンク 28 インクフィルタ 29 インク流路 30 圧力緩衝室 31 薄膜 41 インク吐出部 42 インクカートリッジ 43 カートリッジ挿入口 44 キャリッジ 45 ガイドシャフト 46 プラテンローラ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インクを吐出ノズルより吐出させるインク
    吐出手段と、前記インク吐出手段に供給するインクを収
    容するインク収容手段とを有するインクジェットヘッド
    であって、前記インク収容手段または前記インク収容手
    段と前記インク吐出手段との間に圧縮性流体を内包した
    圧力緩衝室を備えたことを特徴とするインクジェットヘ
    ッド。
  2. 【請求項2】前記インク吐出手段と前記インク収容手段
    とが分離可能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。
  3. 【請求項3】前記圧力緩衝室と前記インク吐出手段との
    距離を1、インク中での音速をc、前記インク吐出手段
    の作動周期をTとしたとき、l<c×T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。
  4. 【請求項4】前記圧縮性流体が気体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。
  5. 【請求項5】前記圧縮性流体の表面がインクに直接接触
    す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。
JP9333395A 1995-04-19 1995-04-19 インクジェットヘッド Pending JPH08281943A (ja)

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JP9333395A JPH08281943A (ja) 1995-04-19 1995-04-19 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
EP1219423B1 (de) * 2000-12-29 2007-04-11 Jan Slomianny Tintenstrahl-Schreibkopf
CN106364169A (zh) * 2015-07-24 2017-02-01 佳能株式会社 液体喷出头
JP2020093189A (ja) * 2018-12-10 2020-06-18 キヤノン株式会社 吐出材吐出装置およびインプリント装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1219423B1 (de) * 2000-12-29 2007-04-11 Jan Slomianny Tintenstrahl-Schreibkopf
CN106364169A (zh) * 2015-07-24 2017-02-01 佳能株式会社 液体喷出头
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