JPH1120166A - Ink jet head - Google Patents

Ink jet head

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Publication number
JPH1120166A
JPH1120166A JP17544497A JP17544497A JPH1120166A JP H1120166 A JPH1120166 A JP H1120166A JP 17544497 A JP17544497 A JP 17544497A JP 17544497 A JP17544497 A JP 17544497A JP H1120166 A JPH1120166 A JP H1120166A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
pressure chamber
flow path
jet head
bubble
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17544497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukinori Hamafuku
幸典 濱福
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 JP17544497A priority Critical patent/JPH1120166A/en
Publication of JPH1120166A publication Critical patent/JPH1120166A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet head capable of performing high quality printing irrespective of a size of a dot and of raising a printing speed. SOLUTION: An ellipsoidal pressure chamber 27 is formed between a substrate 25 and a nozzle plate 24 and an ink passage 28 is communicated to one end of the pressure chamber 27. A nozzle hole 23 is formed on the nozzle plate 24 at an upper section of the center of the pressure chamber 27. A pair of electrodes 29a are disposed on a bottom face of the pressure chamber 27 at a side of the ink passage 28 away from the nozzle hole 23. An ink jet head 21 is constituted such that a distance (a) between the electrodes 29a and the nozzle hole 23 and a distance (b) between the electrodes 29a and a side end 36 of the ink passage 28 are satisfied with a relationship of a/b>1/2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズルから噴射し
たインク滴を記録紙に当てることによって印字を行うイ
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 for performing printing by applying ink droplets ejected from nozzles to recording paper.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、コンピュータやワードプロセッサ
等に接続されるプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画
像記録装置は、画像情報に基づいて紙やプラスチック薄
板等の記録紙に画像や文字を形成できるように構成され
ている。画像記録装置の一つとしてインクジェットプリ
ンタがある。
2. Description of the Related Art In recent years, an image recording apparatus such as a printer, a copying machine, a facsimile, etc., connected to a computer, a word processor, etc., is capable of forming images and characters on recording paper, such as paper or a plastic thin plate, based on image information. It is configured. One of the image recording apparatuses is an ink jet printer.

【0003】インクジェットプリンタは、ノンインパク
ト型のプリンタであり、極めて低騒音でかつ高速印字が
可能であり、安価な普通紙を使用することができる。さ
らに、現像や定着等の処理を必要とせず、漢字や図形等
の記録に対する融通性や機能の拡張性を備える等の優れ
た特徴を有している。
An ink jet printer is a non-impact type printer, capable of extremely low noise, high speed printing, and using inexpensive plain paper. Furthermore, it does not require processing such as development and fixing, and has excellent features such as flexibility in recording kanji and graphics and expansion of functions.

【0004】インクジェットプリンタは、インク粒子の
発生方法およびその制御方法によって電荷制御方式とオ
ンデマンド方式とに大別される。また、オンデマンド方
式の一つとして、熱により気泡(バブル)を発生させ、
その体積変化によってインク滴を噴射するバブルジェッ
ト方式がある。
[0004] Ink jet printers are broadly classified into charge control systems and on-demand systems depending on the method of generating ink particles and the method of controlling the same. In addition, as one of the on-demand methods, bubbles are generated by heat,
There is a bubble jet method in which ink droplets are ejected by the volume change.

【0005】ここで、インクジェットプリンタに用いら
れる従来のバブルジェット方式のインクジェットヘッド
について以下に説明する。
Here, a conventional bubble jet type ink jet head used in an ink jet printer will be described below.

【0006】図5は従来のインクジェットヘッドのイン
ク噴射部を示す要部断面図であり、図6は図5中のB−
B線断面図である。図5および図6において、インクジ
ェットヘッド1はノズルプレート4、基板5および絶縁
部材6により取り囲まれた圧力室7を有し、その内部に
は導電性インク2が充填されている。導電性インク2は
インク流路8から圧力室7内に供給される。この導電性
インク2は電流が流されることにより沸騰して気泡を発
生する。圧力室7の内部には一対の電極9a,9bが所
定のパターンに形成されている。一対の電極9a,9b
は信号発生部10に接続されており、一対の電極9a,
9b間に所定の電圧が印加される。ノズルプレート4に
は導電性インク2を噴射するノズル孔3が形成されてい
る。
FIG. 5 is a sectional view of a main part showing an ink jetting section of a conventional ink jet head, and FIG.
It is a B sectional view. 5 and 6, the ink jet head 1 has a pressure chamber 7 surrounded by a nozzle plate 4, a substrate 5, and an insulating member 6, and the inside thereof is filled with a conductive ink 2. The conductive ink 2 is supplied from the ink flow path 8 into the pressure chamber 7. The conductive ink 2 boils when an electric current is applied to generate bubbles. Inside the pressure chamber 7, a pair of electrodes 9a and 9b are formed in a predetermined pattern. A pair of electrodes 9a, 9b
Is connected to the signal generating unit 10, and a pair of electrodes 9a,
A predetermined voltage is applied during 9b. The nozzle plate 3 has a nozzle hole 3 for ejecting the conductive ink 2.

【0007】上記のように構成されたインクジェットヘ
ッド1における導電性インク2の噴射原理について説明
する。
The principle of ejecting the conductive ink 2 in the ink jet head 1 configured as described above will be described.

【0008】図5および図6において、印字の際には一
対の電極9a,9b間に信号発生部10から電圧が印加
される。電極9a,9b間では、導電性インク2を介し
て電気力線11が発生し、この電気力線11に沿って電
流が流れる。流れる電流は一対の電極9a,9b間のギ
ャップの特定の部位である電流集中部12に集中する。
そして、ジュール損失により電流集中部12付近の導電
性インク2が自己発熱して温度が上昇し、ついには沸騰
が始まり気泡が発生する。この気泡の体積変化(膨張)
により圧力室7内の導電性インク2の圧力が急激に高め
られる。この結果、圧力が上昇した導電性インク2の一
部がノズル孔3からインク滴13となって噴射される。
噴射されたインク滴13はノズルプレート4の対面に配
置された記録紙14に付着して印字ドットを形成する。
In FIGS. 5 and 6, a voltage is applied from a signal generator 10 between a pair of electrodes 9a and 9b during printing. The lines of electric force 11 are generated between the electrodes 9 a and 9 b via the conductive ink 2, and current flows along the lines of electric force 11. The flowing current is concentrated on the current concentrating portion 12, which is a specific portion of the gap between the pair of electrodes 9a and 9b.
Then, the conductive ink 2 near the current concentrating portion 12 self-heats due to Joule loss, and the temperature rises, and finally, boiling starts and bubbles are generated. Volume change (expansion) of this bubble
Thereby, the pressure of the conductive ink 2 in the pressure chamber 7 is rapidly increased. As a result, a part of the conductive ink 2 whose pressure has increased is ejected from the nozzle hole 3 as an ink droplet 13.
The ejected ink droplets 13 adhere to the recording paper 14 arranged on the opposite surface of the nozzle plate 4 to form print dots.

【0009】一対の電極9a,9b間への印加電圧を高
くすると、導電性インク2中に発生する気泡の体積は小
さくなり、それによりインク滴13が小さくなる。この
ため、記録紙14上に形成される印字ドットが小さくな
る。逆に、電極9a,9bへの印加電圧を低くすると、
気泡の体積が大きくなり、記録紙14上に大きな印字ド
ットを形成することができる。
When the voltage applied between the pair of electrodes 9a and 9b is increased, the volume of bubbles generated in the conductive ink 2 becomes smaller, and the ink droplet 13 becomes smaller. For this reason, print dots formed on the recording paper 14 are reduced. Conversely, when the voltage applied to the electrodes 9a and 9b is reduced,
The volume of the bubble increases, and a large print dot can be formed on the recording paper 14.

【0010】信号発生部10は、導電性インク2が沸騰
を開始した時点で電極9a,9bへの電圧印加を停止す
る。噴射によって圧力室7内の消費された導電性インク
2は、信号発生部10が次の電圧印加を行う前にインク
流路8を通してインク貯留部(図示せず)から補給され
る。
The signal generator 10 stops applying voltage to the electrodes 9a and 9b when the conductive ink 2 starts boiling. The conductive ink 2 consumed in the pressure chamber 7 by the ejection is supplied from an ink storage unit (not shown) through the ink flow path 8 before the signal generator 10 applies the next voltage.

【0011】上記のような導電性インク2の噴射動作を
繰り返すことにより、インクジェットヘッド1は信号発
生部10からの信号に応じたインク滴13を記録紙14
に向けて噴射し、記録紙14上に画像を形成する。
By repeating the above-described jetting operation of the conductive ink 2, the ink jet head 1 forms the ink droplet 13 according to the signal from the signal generating unit 10 on the recording paper 14.
To form an image on the recording paper 14.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のインクジェットヘッドでは、圧力室7やインク流路
8の大きさは小さなドットを形成するために少量のイン
ク滴13を噴射できるような大きさに定められている。
このため、大きなドットを形成する場合、大きなインク
滴13を噴射すべく大きな気泡を発生させると、気泡が
圧力室7から溢れ、気泡の一部がノズル孔3から吹き出
す場合が生じる。この場合には、インク滴13が記録紙
14上に飛び散ってドットの形状が乱される。これによ
り、印字品質が低下するという問題が生じた。
However, in the above-described conventional ink jet head, the size of the pressure chamber 7 and the ink flow path 8 is set to such a size that a small amount of ink droplets 13 can be ejected in order to form small dots. Stipulated.
Therefore, when a large dot is formed, if a large bubble is generated to eject a large ink droplet 13, the bubble may overflow from the pressure chamber 7 and a part of the bubble may blow out from the nozzle hole 3. In this case, the ink droplets 13 scatter on the recording paper 14 and the shape of the dots is disturbed. As a result, there is a problem that the printing quality is reduced.

【0013】また、大きなドットを形成すべく大きなイ
ンク滴13を噴射すると、消費された導電性インク2を
圧力室7内に補給するために長時間を要することにな
る。このため、インクジェットヘッドの印字動作を高速
化するための阻害要因となるという問題があった。
When a large ink droplet 13 is ejected to form a large dot, it takes a long time to replenish the consumed conductive ink 2 into the pressure chamber 7. For this reason, there is a problem that it becomes a hindrance factor for speeding up the printing operation of the inkjet head.

【0014】本発明は、ドットの大きさによらず高品質
の印字が可能でかつ印字速度を高速化することが可能な
インクジェットヘッドを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ink jet head which can perform high quality printing regardless of the size of a dot and can increase the printing speed.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明に係るインクジェ
ットヘッドは、インク吐出孔を有する圧力室の内部に気
泡発生部を配置するとともに、一端部が圧力室に連通し
かつ他端部がインク貯留部に連通したインク流路を通し
て圧力室内に供給されるインクを気泡発生部で発生させ
た気泡により加圧してインク吐出孔から吐出させるイン
クジェットヘッドにおいて、気泡発生部とインク吐出孔
との距離をa,気泡発生部とインク流路の他端部との距
離をbとし、a/b>1/2の関係を満たすように気泡
発生部、インク吐出孔およびインク流路を配設したもの
である。
In an ink jet head according to the present invention, a bubble generating portion is disposed inside a pressure chamber having an ink discharge hole, and one end communicates with the pressure chamber and the other end stores ink. In the ink jet head which pressurizes the ink supplied into the pressure chamber through the ink flow path communicating with the ink jet head by the air bubbles generated by the air bubble generation unit and discharges the ink from the ink discharge holes, the distance between the air bubble generation unit and the ink discharge holes is a , The distance between the bubble generating section and the other end of the ink flow path is b, and the bubble generating section, the ink discharge holes and the ink flow path are arranged so as to satisfy the relationship of a / b> 1/2. .

【0016】本発明に係るインクジェットヘッドにおい
ては、気泡発生部により気泡を発生させ、気泡の体積膨
張により圧力室内のインクを加圧してインク吐出孔から
インクを吐出させる。気泡の体積膨張の際、気泡の一端
はインク吐出孔側に伸び、他端はインク流路側に伸び
る。そこで、気泡発生部からインク吐出孔までの距離よ
りも気泡発生部からインク流路の他端部までの距離を所
定の関係を満たすように長く形成したことにより、気泡
の一部がインク吐出孔から外部に噴出してインク滴を破
裂させることを防止することができる。また、インク流
路側に伸びた気泡部分が収縮する際に、インク貯留部か
らインクを圧力室側に高速で引き込むことができる。こ
れにより、インク滴吐出後のインク補給を短時間で行う
ことが可能となり、印字動作を高速化することができ
る。
In the ink jet head according to the present invention, bubbles are generated by the bubble generating portion, and the ink in the pressure chamber is pressurized by volume expansion of the bubbles to discharge the ink from the ink discharge holes. When the bubble expands in volume, one end of the bubble extends toward the ink ejection hole, and the other end extends toward the ink flow path. Therefore, by forming the distance from the bubble generating portion to the other end of the ink flow path longer than the distance from the bubble generating portion to the ink discharge hole so as to satisfy a predetermined relationship, a part of the bubble is formed in the ink discharge hole. To rupture the ink droplets by ejecting the ink droplets to the outside. Further, when the bubble portion extending toward the ink flow path contracts, the ink can be drawn into the pressure chamber from the ink storage section at a high speed. This makes it possible to replenish the ink after ejecting the ink droplets in a short time, and to speed up the printing operation.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】第1の発明に係るインクジェット
ヘッドは、インク吐出孔を有する圧力室の内部に気泡発
生部を配置するとともに、一端部が圧力室に連通しかつ
他端部がインク貯留部に連通したインク流路を通して圧
力室内に供給されるインクを気泡発生部で発生させた気
泡により加圧してインク吐出孔から吐出させるインクジ
ェットヘッドにおいて、気泡発生部とインク吐出孔との
距離をa,気泡発生部とインク流路の他端部との距離を
bとし、a/b>1/2の関係を満たすように気泡発生
部、インク吐出孔およびインク流路を配設したものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In an ink jet head according to a first aspect of the present invention, a bubble generator is disposed inside a pressure chamber having an ink discharge hole, and one end communicates with the pressure chamber and the other end stores ink. In the ink jet head which pressurizes the ink supplied into the pressure chamber through the ink flow path communicating with the ink jetting section by the bubbles generated in the bubble generating section and discharges the ink from the ink discharging holes, the distance between the bubble generating section and the ink discharging holes is a , The distance between the bubble generating section and the other end of the ink flow path is b, and the bubble generating section, the ink discharge holes and the ink flow path are arranged so as to satisfy the relationship of a / b> 1/2. .

【0018】これにより、ドットサイズの大きい印字動
作時に、気泡がインク吐出孔から噴出してインク滴を破
裂させることが防止され、それによって高品質のかつ高
階調の印字が可能となる。さらに、インク流路側に気泡
を成長させかつ収縮させることにより圧力室内へのイン
クの補給を短時間で行うことが可能となり、それによっ
て印字動作を高速化することができる。
In this way, during printing operation with a large dot size, bubbles are prevented from being ejected from the ink ejection holes to rupture ink droplets, thereby enabling high quality and high gradation printing. Further, by growing and shrinking the bubbles on the ink flow path side, it is possible to replenish the ink into the pressure chamber in a short time, thereby speeding up the printing operation.

【0019】第2の発明に係るインクジェットヘッド
は、第1の発明に係るインクジェットヘッドの構成にお
いて、気泡発生部をインク流路の一端部に近接して配置
し、インク吐出孔を気泡発生部に対してインク流路の一
端部と反対側に配置したものである。
The ink jet head according to a second aspect of the present invention is the ink jet head according to the first aspect of the present invention, wherein the bubble generating section is disposed near one end of the ink flow path, and the ink discharge holes are formed in the bubble generating section. On the other hand, it is arranged on the side opposite to one end of the ink flow path.

【0020】これにより、気泡発生部の気泡がインク流
路側に伸びるとともにインク吐出孔から噴出することが
防止され、高品質かつ高速の印字動作を行うことができ
る。
Thus, the bubbles in the bubble generating section are prevented from extending toward the ink flow path and being ejected from the ink ejection holes, and high quality and high speed printing operation can be performed.

【0021】第3の発明に係るインクジェットヘッド
は、第1または第2の発明に係るインクジェットヘッド
の構成において、圧力室の側壁面の間隔が気泡発生部側
からインク流路の一端部側に向かって狭まるように側壁
面を形成したものである。
According to a third aspect of the present invention, in the ink jet head according to the first or second aspect of the present invention, the interval between the side walls of the pressure chambers is from the bubble generating portion side to one end portion of the ink flow path. The side wall surface is formed so as to narrow.

【0022】これにより、気泡の収縮時に、インク流路
から圧力室内へ補給されるインクを滑らかに圧力室内に
引き込むことが可能となる。
Thus, when the bubbles are contracted, the ink supplied from the ink flow path into the pressure chamber can be smoothly drawn into the pressure chamber.

【0023】第4の発明に係るインクジェットヘッド
は、第1〜第3のいずれかの発明に係るインクジェット
ヘッドの構成において、気泡発生部が、所定距離を隔て
て配置された一対の電極を有するものである。
An ink jet head according to a fourth aspect of the present invention is the ink jet head according to any one of the first to third aspects, wherein the bubble generating portion has a pair of electrodes arranged at a predetermined distance. It is.

【0024】この場合、一対の電極間への通電を制御す
ることにより気泡の発生収縮を容易に制御することがで
きる。
In this case, the generation and shrinkage of bubbles can be easily controlled by controlling the energization between the pair of electrodes.

【0025】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。図1は本発明によるインクジェット
ヘッドの一部破断斜視図であり、図2はインク噴射部の
平面断面図であり、図3は図2中のA−A線断面図であ
る。図1〜図3において、インクジェットヘッド21
は、絶縁性のガラス基板等からなる基板25を有し、基
板25の表面上には絶縁部材26を介してノズルプレー
ト24が積層されている。絶縁部材26は所定の形状に
切り欠かれており、この切り欠かれた部分が基板25と
ノズルプレート24とに挟持されて圧力室27およびイ
ンク流路28が形成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of an ink jet head according to the present invention, FIG. 2 is a plan sectional view of an ink ejecting unit, and FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. In FIG. 1 to FIG.
Has a substrate 25 made of an insulating glass substrate or the like, and a nozzle plate 24 is laminated on the surface of the substrate 25 via an insulating member 26. The insulating member 26 is cut out in a predetermined shape, and the cut-out portion is sandwiched between the substrate 25 and the nozzle plate 24 to form a pressure chamber 27 and an ink flow path 28.

【0026】図2に示すように、圧力室27は長円形の
平面形状に形成されており、その一端が連通部28aを
介してインク流路28に連通している。圧力室27は、
その中央側から連通部28aに向かって側壁面間の幅が
漸次狭くなるように形成されている。また、インク流路
28の幅は連通部28aの幅よりも大きく形成されてい
る。さらに、連通部28aと反対側のインク流路28の
他端は、複数のノズル噴射部に導電性インクを供給する
共通のインク室37に連通している。
As shown in FIG. 2, the pressure chamber 27 is formed in an elliptical planar shape, and one end thereof communicates with the ink flow path 28 through a communication portion 28a. The pressure chamber 27
It is formed so that the width between the side wall surfaces is gradually narrowed from the center side toward the communication portion 28a. Further, the width of the ink flow path 28 is formed larger than the width of the communication portion 28a. Further, the other end of the ink flow path 28 opposite to the communication part 28a communicates with a common ink chamber 37 that supplies conductive ink to the plurality of nozzle ejection parts.

【0027】圧力室27内の基板25の表面上には一対
の電極29a,29bが所定の間隔をもって配置されて
いる。一対の電極29a,29bの対向する端面は楕円
状に形成されている。一対の電極29a,29bは電極
29a,29b間に電圧を印加するための印字信号発生
部30に接続されている。また、圧力室27の中央上方
のノズルプレート24には円形のノズル孔23が形成さ
れている。一対の電極29a,29bの中心はノズル孔
23の中心に対してインク流路28側にずれて設定され
ている。
On the surface of the substrate 25 in the pressure chamber 27, a pair of electrodes 29a and 29b are arranged at a predetermined interval. Opposite end faces of the pair of electrodes 29a and 29b are formed in an elliptical shape. The pair of electrodes 29a and 29b are connected to a print signal generator 30 for applying a voltage between the electrodes 29a and 29b. A circular nozzle hole 23 is formed in the nozzle plate 24 above the center of the pressure chamber 27. The center of the pair of electrodes 29a and 29b is set to be shifted toward the ink flow path 28 with respect to the center of the nozzle hole 23.

【0028】ここで、ノズル孔23が本発明のインク吐
出孔に相当し、インク室37がインク貯留部に相当し、
一対の電極29a,29bが気泡発生部に相当する。
Here, the nozzle holes 23 correspond to the ink discharge holes of the present invention, the ink chambers 37 correspond to the ink storing portions,
The pair of electrodes 29a and 29b correspond to a bubble generator.

【0029】上記構成を有するインクジェットヘッド2
1のインク噴射動作について説明する。
Inkjet head 2 having the above configuration
The first ink ejection operation will be described.

【0030】図1〜図3において、初期状態では圧力室
27内に導電性インク22が充填されている。この状態
で、印字信号発生部30から一対の電極29a,29b
間に電圧が印加されると、導電性インク22を介して電
極29a,29b間に電気力線31が発生する。そし
て、この電気力線31に沿って電流が流れ、I2×R
(Iは電流値、Rは導電性インク22の抵抗値)で表さ
れる電流のジュール損失により、電気力線31の電流集
中部32において導電性インク22が自己発熱し、つい
には沸騰する。これにより、導電性インク22内に気泡
が発生する。
1 to 3, the pressure chamber 27 is filled with the conductive ink 22 in the initial state. In this state, a pair of electrodes 29a, 29b
When a voltage is applied therebetween, a line of electric force 31 is generated between the electrodes 29 a and 29 b via the conductive ink 22. Then, a current flows along the lines of electric force 31, and I 2 × R
Due to the Joule loss of the current represented by (I is the current value, R is the resistance value of the conductive ink 22), the conductive ink 22 self-heats at the current concentration portion 32 of the electric flux line 31, and finally boils. As a result, bubbles are generated in the conductive ink 22.

【0031】発生した気泡が圧力室27内で膨張する
と、圧力室27内の導電性インク22の圧力が急激に高
められ、この圧力によって導電性インク22の一部がノ
ズル孔23からインク滴33となって外部に噴射され
る。噴射されたインク滴33は記録紙34の表面に付着
し、印字ドットを形成する。
When the generated bubble expands in the pressure chamber 27, the pressure of the conductive ink 22 in the pressure chamber 27 is rapidly increased, and a part of the conductive ink 22 is caused to drop from the nozzle hole 23 by the pressure. It is injected outside. The ejected ink droplets 33 adhere to the surface of the recording paper 34 and form print dots.

【0032】印字信号発生部30は、導電性インク22
が沸騰を開始した時点で一対の電極29a,29bへの
電圧印加を停止する。これにより、気泡は一定量まで膨
張した後、収縮して消滅する。
The print signal generator 30 is provided with the conductive ink 22
When the start of boiling, the application of voltage to the pair of electrodes 29a and 29b is stopped. Thus, the bubbles expand to a certain amount, then contract and disappear.

【0033】ノズル孔23から噴射されたインク滴33
によって消費された圧力室27内の導電性インク22
は、インク流路28を通り圧力室27内に補給される。
その後、印字信号発生部30が次の印字のための電圧印
加を開始する。
Ink droplets 33 ejected from the nozzle holes 23
Conductive ink 22 in the pressure chamber 27 consumed by the
Is supplied into the pressure chamber 27 through the ink flow path 28.
Thereafter, the print signal generator 30 starts applying a voltage for the next print.

【0034】次に、上記のインクジェットヘッド1にお
ける大ドット印字時のための構成および動作について説
明する。ノズル孔23から大きなインク滴33を吐出し
て大きい印字ドットを形成するためには、気泡を大きく
成長させる必要がある。一方、気泡がノズル孔23側に
向かって大きく成長すると、ノズル孔23から気泡の一
部が吐出し、インク滴33の破裂を生じさせる。このた
め、気泡をノズル孔23側へ大きく成長させることは好
ましくない。
Next, the configuration and operation of the above-described ink jet head 1 for printing large dots will be described. In order to form a large print dot by discharging a large ink droplet 33 from the nozzle hole 23, it is necessary to grow a large bubble. On the other hand, when the bubble grows large toward the nozzle hole 23, a part of the bubble is discharged from the nozzle hole 23, causing the ink droplet 33 to burst. For this reason, it is not preferable that the bubbles grow large toward the nozzle hole 23 side.

【0035】このような条件を満たすために、図1また
は図4(a)において、インクジェットヘッド1は、電
極29a,29bの中心とノズル孔23の端部との距離
をaとし、電極29a,29bの中心と、インク流路2
8の側端部(インク流路28とインク室37との境界位
置)36との距離をbとし、a/b>1/2・・・
(1)となる関係式が成立するように構成されている。
In order to satisfy such a condition, in FIG. 1 or FIG. 4 (a), the distance between the center of the electrodes 29a and 29b and the end of the nozzle hole 23 is a, and 29b and the ink flow path 2
The distance between the side end portion 8 (the boundary position between the ink flow path 28 and the ink chamber 37) 36 is b, and a / b> 1/2.
The relational expression (1) is established.

【0036】また、図4(a)〜(d)は大ドット印字
時の動作の説明図である。なお、図4(a)において、
A領域は圧力室27を示し、B領域はインク流路28を
示している。A,B領域の位置は図4(b)〜(d)に
おいても同様である。
FIGS. 4A to 4D are explanatory diagrams of the operation at the time of printing a large dot. In FIG. 4A,
A region indicates the pressure chamber 27 and B region indicates the ink flow path 28. The positions of the A and B regions are the same in FIGS. 4B to 4D.

【0037】まず、図4(a)において、一対の電極2
9a,29b間に印字信号発生部30から電圧が印加さ
れると、電極29a,29b間の電流集中部32近傍か
ら気泡38が発生する。大ドット印字の際には、電極2
9a,29b間に印加される電圧は低く設定されてお
り、これによって気泡38は図4(b)に示すように大
きく成長する。
First, in FIG. 4A, a pair of electrodes 2
When a voltage is applied between the electrodes 9a and 29b from the print signal generator 30, bubbles 38 are generated from the vicinity of the current concentrator 32 between the electrodes 29a and 29b. When printing large dots, use electrode 2
The voltage applied between 9a and 29b is set low, whereby the bubble 38 grows large as shown in FIG. 4 (b).

【0038】気泡38は一対の電極29a,29bを中
心に圧力室27側よりもインク流路28側に大きく成長
する。これは、電極29a,29bが圧力室27の中心
よりもインク流路28側にずれて配置されているため、
容積の大きいインク流路28側に気泡38が成長しやす
いためである。
The bubble 38 grows larger around the pair of electrodes 29a and 29b on the ink flow path 28 side than on the pressure chamber 27 side. This is because the electrodes 29a and 29b are arranged shifted toward the ink flow path 28 from the center of the pressure chamber 27,
This is because bubbles 38 easily grow on the side of the ink flow path 28 having a large volume.

【0039】気泡38が成長すると、圧力室27内の導
電性インク22の圧力が急激に高められ、ノズル孔23
から外方へ噴射される。
When the bubble 38 grows, the pressure of the conductive ink 22 in the pressure chamber 27 is rapidly increased, and the pressure in the nozzle hole 23 is increased.
Injected from outside.

【0040】また、この時点で印字信号発生部30から
一対の電極29a,29bへの電圧印加が停止されてい
る。
At this time, the application of voltage from the print signal generator 30 to the pair of electrodes 29a and 29b is stopped.

【0041】図4(c)において、インク流路28側に
大きく成長した気泡38は圧力室27側に向かって急速
に収縮する。これは、気泡38が温度の高い方に向かっ
て収縮する性質を有するためである。すなわち、圧力室
27内の温度はインク流路28の温度よりも高くなって
いる。このため、インク流路28側に成長した気泡38
は、今度は逆に圧力室27側に向かって収縮するととも
に、インク室37から圧力室27側に向かってインク流
39を生じさせる。これにより、インク室37側から圧
力室27内に導電性インク22を迅速に供給することが
できる。それにより、図4(d)に示すように、インク
滴33が吐出された後の圧力室27内が導電性インク2
2により短時間で充填される。
In FIG. 4C, the bubble 38 that has grown largely toward the ink flow path 28 contracts rapidly toward the pressure chamber 27 side. This is because the bubble 38 has a property of contracting toward a higher temperature. That is, the temperature in the pressure chamber 27 is higher than the temperature of the ink flow path 28. Therefore, the bubbles 38 grown on the ink flow path 28 side
This time, on the contrary, it contracts toward the pressure chamber 27 side and generates the ink flow 39 from the ink chamber 37 toward the pressure chamber 27 side. Thus, the conductive ink 22 can be quickly supplied from the ink chamber 37 into the pressure chamber 27. As a result, as shown in FIG. 4D, the inside of the pressure chamber 27 after the ink droplet 33 is discharged becomes the conductive ink 2.
2 is filled in a short time.

【0042】このように、一対の電極29a,29bを
ノズル孔23の直下からインク流路28側にずらした位
置に配置し、この位置において気泡を発生させるように
構成したことにより、気泡38を大きく成長させた場合
でも気泡38の一部がノズル孔23から吹き出すことを
防止することができる。
As described above, by disposing the pair of electrodes 29a and 29b at positions shifted from immediately below the nozzle hole 23 toward the ink flow path 28 and generating bubbles at this position, the bubbles 38 are formed. Even when the growth is large, a part of the bubble 38 can be prevented from blowing out from the nozzle hole 23.

【0043】さらに、インク流路28側に大きく成長し
た気泡38が収縮する際に、インク室37側から圧力室
27側へ向かう導電性インク22のインク流39を勢い
よく生じさせることができる。この結果、圧力室27へ
の導電性インク22の補給時間を短縮することができ
る。
Further, when the bubble 38 which has grown largely on the ink flow path 28 side contracts, the ink flow 39 of the conductive ink 22 from the ink chamber 37 side to the pressure chamber 27 side can be generated vigorously. As a result, the time for supplying the conductive ink 22 to the pressure chamber 27 can be reduced.

【0044】上記の構成を有するインクジェットヘッド
を試作し、印字試験を行った。導電性インク22として
は、揮発性の高い水やアルコール等と、揮発性の低いグ
リセリン等との混合溶媒液に染料や顔料を分散したもの
を使用した。この導電性インク22の抵抗率は10〜5
0Ω・cmであった。
A prototype of the ink jet head having the above-described configuration was manufactured, and a printing test was performed. As the conductive ink 22, an ink obtained by dispersing a dye or a pigment in a mixed solvent liquid of highly volatile water, alcohol, or the like and glycerin or the like having a low volatility was used. The resistivity of the conductive ink 22 is 10 to 5
It was 0 Ω · cm.

【0045】また、図1および図4(a)に示す電極2
9a,29bとノズル孔23との距離aおよび電極29
a,29bとインク流路28の側端部36との距離bを
それぞれ変化させた試料1〜24を作製し、それぞれの
形成ドット径、液滴吐出安定性および液滴吐出周波数特
性について測定した。測定結果を(表1)および(表
2)に示す。
The electrode 2 shown in FIG. 1 and FIG.
9a, 29b and the distance a between the nozzle hole 23 and the electrode 29
Samples 1 to 24 were prepared by changing the distance b between the a and 29b and the side end 36 of the ink flow path 28, and the formed dot diameter, droplet discharge stability and droplet discharge frequency characteristics were measured. . The measurement results are shown in (Table 1) and (Table 2).

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】[0047]

【表2】 [Table 2]

【0048】(表1)および(表2)から明らかなよう
に、上述した関係式(1)を満たすインクジェットヘッ
ドにおいては、ノズル孔23からの気泡の吹き出しが防
止され、かつ高解像度で安定したドット形成が行われる
ことが判明した。特に、距離aと距離bとの比(a/
b)が1/2より大きくなる程形成ドット径が大きい場
合でも安定して印字が行われることが判明した。
As is clear from Tables 1 and 2, in the ink jet head satisfying the above-mentioned relational expression (1), the blowing of bubbles from the nozzle holes 23 is prevented, and the resolution is high and stable. It has been found that dot formation takes place. In particular, the ratio of the distance a to the distance b (a /
It has been found that the larger the value of b) is, the more stable printing is performed even when the formed dot diameter is large.

【0049】なお、上記実施例では、導電性インク22
に浸された一対の電極29a,29b間に電圧を印加す
ることにより気泡を発生して印字を行う方式のインクジ
ェットヘッドについて説明したが、本発明の構成は気泡
を発生することにより印字を行う他の方式のインクジェ
ットヘッドにおいても適用することができ、同様の効果
を得ることができる。
In the above embodiment, the conductive ink 22
Although the ink jet head of the method of performing printing by generating a bubble by applying a voltage between the pair of electrodes 29a and 29b immersed in the ink jet head has been described, the configuration of the present invention is to perform printing by generating a bubble. And the same effect can be obtained.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上のように本発明に係るインクジェッ
トヘッドにおいては、気泡を大きく成長させた場合でも
気泡の一部がインク吐出孔から噴出することが防止さ
れ、それによってインク滴の破裂が防止され、高解像度
でかつ良好な階調性を有する高品質の印字を行うことが
できる。
As described above, in the ink-jet head according to the present invention, even when the bubbles grow large, some of the bubbles are prevented from being ejected from the ink discharge holes, thereby preventing the rupture of the ink droplets. Thus, high-quality printing with high resolution and good gradation can be performed.

【0051】また、気泡収縮時に、インク流路から圧力
室内にインクを迅速にかつ滑らかに導き入れることが可
能となるため、印字動作の高速化を実現することができ
る。
Further, at the time of bubble contraction, the ink can be quickly and smoothly introduced from the ink flow path into the pressure chamber, so that a high-speed printing operation can be realized.

【0052】さらに、一対の電極により気泡の発生を制
御することにより制御性に優れた印字動作を行うことが
できる。
Further, by controlling the generation of bubbles with a pair of electrodes, a printing operation with excellent controllability can be performed.

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

【図1】本発明によるインクジェットヘッドの一部破断
斜視図
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of an ink jet head according to the present invention.

【図2】インク噴射部の平面断面図FIG. 2 is a cross-sectional plan view of an ink ejecting unit.

【図3】図2中のA−A線断面図FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2;

【図4】大ドット印字時の動作の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of an operation at the time of printing a large dot.

【図5】従来のインクジェットヘッドのインク噴射部を
示す要部断面図
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a main part of an ink jet unit of a conventional inkjet head.

【図6】図5中のB−B線断面図FIG. 6 is a sectional view taken along line BB in FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 インクジェットヘッド 22 導電性インク 23 ノズル孔 24 ノズルプレート 25 基板 26 絶縁部材 27 圧力室 28 インク流路 29a,29b 電極 30 印字信号発生部 33 インク滴 DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Ink jet head 22 Conductive ink 23 Nozzle hole 24 Nozzle plate 25 Substrate 26 Insulating member 27 Pressure chamber 28 Ink flow path 29a, 29b Electrode 30 Print signal generation part 33 Ink droplet

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インク吐出孔を有する圧力室の内部に気泡
発生部を配置するとともに、一端部が前記圧力室に連通
しかつ他端部がインク貯留部に連通したインク流路を通
して前記圧力室内に供給されるインクを前記気泡発生部
で発生させた気泡により加圧して前記インク吐出孔から
吐出させるインクジェットヘッドにおいて、前記気泡発
生部と前記インク吐出孔との距離をa、前記気泡発生部
と前記インク流路の前記他端部との距離をbとし、a/
b>1/2の関係を満たすように前記気泡発生部、前記
インク吐出孔およびインク流路を配設したことを特徴と
するインクジェットヘッド。
An air bubble generating section is disposed inside a pressure chamber having an ink discharge hole, and one end of the pressure chamber communicates with the pressure chamber and the other end communicates with the ink reservoir through an ink flow path. In the ink jet head which pressurizes the ink supplied to the nozzle by the bubbles generated by the bubble generation unit and discharges the ink from the ink discharge holes, a distance between the bubble generation unit and the ink discharge holes is a, Let b be the distance between the other end of the ink flow path and a /
An ink jet head, wherein the bubble generating section, the ink ejection holes, and the ink flow paths are arranged so as to satisfy a relationship of b> 1/2.
【請求項2】前記気泡発生部を前記インク流路の前記一
端部に近接して配置し、前記インク吐出孔を前記気泡発
生部に対して前記インク流路の前記一端部と反対側に配
置した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。
2. The method according to claim 1, wherein the bubble generating section is disposed near the one end of the ink flow path, and the ink ejection hole is disposed on the opposite side of the ink flow path from the bubble generating section to the one end of the ink flow path. 2. The ink jet head according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記圧力室の側壁面の間隔が前記気泡発生
部側から前記インク流路の前記一端部側に向かって狭ま
るように前記側壁面を形成したことを特徴とする請求項
1または2記載のインクジェットヘッド。
3. The side wall surface of the pressure chamber is formed so that an interval between side wall surfaces of the pressure chamber becomes narrower from the bubble generating portion side to the one end portion side of the ink flow path. 2. The inkjet head according to 2.
【請求項4】前記気泡発生部は、所定距離を隔てて配置
された一対の電極を有することを特徴とする請求項1〜
3のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
4. The air bubble generating unit has a pair of electrodes arranged at a predetermined distance.
3. The inkjet head according to any one of 3.
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