JPS58187369A - Ink jet recording device - Google Patents
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は電気信号に対応して液状インクを吐出。[Detailed description of the invention] The present invention discharges liquid ink in response to electrical signals.
停止させるインクジェット記録装置に関し、従来にない
新原理に基づくインクジェット記録装置を提供するもの
である。Regarding an inkjet recording device that is stopped, the present invention provides an inkjet recording device based on an unprecedented new principle.
第1図は本発明によるインクジェット記録装置の基本原
理を説明するための断面図である。相対的な圧力差が設
けらnた第1のインク室1および第2のインク室2が細
管3によって連通さハており、細管3の中間部にインク
吐出]」4が穿孔さ扛ている。ここで、第1のインク室
1および、第2のインク室2は原理的にはかならずしも
必要ではないが説明を簡略化するために設けたものであ
る。FIG. 1 is a sectional view for explaining the basic principle of an ink jet recording apparatus according to the present invention. A first ink chamber 1 and a second ink chamber 2, which are provided with a relative pressure difference, are communicated with each other by a thin tube 3, and an ink discharge hole 4 is perforated in the middle portion of the thin tube 3. . Here, the first ink chamber 1 and the second ink chamber 2 are not necessarily necessary in principle, but are provided to simplify the explanation.
第1のインク室1のインクの圧力′ff:P1、第2の
インク室2のインクの圧力をP2とし、Pl〉P2とな
るよう設定すると、第1のインク室1内のインクが細管
3を通って第2のインク室2内に流入する、細管3内に
このようなインクの流動が生じると、細管3内のインク
の流速、上記圧力P1.P2等の値に応じてインク吐出
口4のインクの圧力P5が1jえら扛る。このインクの
圧力P3が大気圧力に比較して十分大きな値の場合には
、第1のインク室1内のイン、りは、細管3を通じて第
2のインク室2内に流入するとともに、インク吐出口4
より外気に噴出さnる。また逆にインクの圧力P5が大
気圧力に比較して十分小さな値の場合には、第1のイン
ク室1内のインクが細管3を通じて第2の・1ンク室2
内に流入するとともに、インク吐出口4よV空気が流入
し第2のインク室2内に流扛込Jr。、しかしながら、
インクの圧力Ps k大気圧力とほぼ等しい値になるよ
うに設定すfば、インク吐出[14にインクが保持さし
た状態で、第1のインク室1のインクが細管3全通して
第2のインク室に流入する。When the ink pressure in the first ink chamber 1 is set as 'ff: P1, the ink pressure in the second ink chamber 2 is P2, and Pl>P2, the ink in the first ink chamber 1 is When such a flow of ink occurs in the thin tube 3 that flows into the second ink chamber 2 through the ink, the flow rate of the ink inside the thin tube 3 and the above-mentioned pressure P1. The ink pressure P5 of the ink discharge port 4 increases by 1j depending on the values of P2 and the like. When this ink pressure P3 is a sufficiently large value compared to atmospheric pressure, the ink in the first ink chamber 1 flows into the second ink chamber 2 through the thin tube 3, and the ink is ejected. Exit 4
It blows out into the outside air. Conversely, when the ink pressure P5 is a sufficiently small value compared to atmospheric pressure, the ink in the first ink chamber 1 passes through the thin tube 3 to the second ink chamber 2.
At the same time, air flows into the ink discharge port 4 and flows into the second ink chamber 2. ,however,
If the ink pressure Ps k is set to a value almost equal to the atmospheric pressure, the ink in the first ink chamber 1 passes through the entire thin tube 3 and flows into the second ink chamber 1 while the ink is retained in the ink discharge [14]. Flows into the ink chamber.
本発明は、第1図のような構成において第1のインク室
1内のインクが細管3′fr:通して第2のインク室2
にのみ流入する状態と、第2のインク室2に流入すると
ともにインク吐出LL14よす外気に噴出する状態ある
いにインク吐出[コ4工9外気にのみ噴出する状態とを
電気信号にか刀)わる手段により切換えることによりイ
ンク吐出口4より液状インクを吐出、停止させるように
したものである。In the present invention, in the configuration shown in FIG.
A state in which the ink flows only into the second ink chamber 2, a state in which the ink flows into the second ink chamber 2 and is ejected into the outside air through the ink discharge LL14, or a state in which the ink is ejected only into the outside air can be determined using electrical signals. ) The liquid ink is ejected and stopped from the ink ejection port 4 by switching the means.
上記電気信号に関わる手段には種々の方法が考えら扛詳
細は後述する。ここではまず本発明の理解を深めるため
に前記インクの圧力p1. p2. P5の関係につい
て詳細な説明を行う。Various methods can be considered for the means related to the above-mentioned electric signals, and the details will be described later. Here, in order to better understand the present invention, the ink pressure p1. p2. A detailed explanation will be given regarding the relationship of P5.
第1のインク室1および第2のインク室2はal管3に
比べて十分広いのでインクの流動速度は無視できるもの
とし、細管3内でのインクの流速をVとする。細管3で
の圧力損失は細管3内のインクの流速Vに比例するので
P+ = P2 + Kl) −−(’
1”)一般に■式の定数K[細管3の長さに比例するの
でホIII管3の長さを4とすると
に−kl ・・・・・・■と
、IF<ことができ、kは細管3の単位長さ当90粘P
I:、係数と考えることができる。したがって第1のイ
ンク室1からインク吐出口4に至る細管3の長さklい
インク吐出口4から第2のインク室2に至る細管3の長
さを42とすると、
P、−he、v=p3+ ’ ρv2=P5+kj?z
v・+・++・。Since the first ink chamber 1 and the second ink chamber 2 are sufficiently wider than the Al tube 3, the ink flow velocity can be ignored, and the ink flow velocity in the thin tube 3 is assumed to be V. Since the pressure loss in the thin tube 3 is proportional to the flow velocity V of the ink inside the thin tube 3, P+ = P2 + Kl) --('
1") In general, the constant K in the formula 90 viscosity P per unit length of thin tube 3
I:, can be considered as a coefficient. Therefore, if the length of the thin tube 3 from the first ink chamber 1 to the ink discharge port 4 is kl, and the length of the thin tube 3 from the ink discharge port 4 to the second ink chamber 2 is 42, then P, -he, v =p3+' ρv2=P5+kj? z
v・+・++・.
がベルヌーイの式から成立する。(但し、ρはイー・′
りの密度である。)
+3)戊を整理すると
と11トける。したがって0式の右辺が0となるように
、P、I P21 e、+ 4+ k+ P
f選択すルコとによってP3の値を0とすることがで
きる。is established from Bernoulli's equation. (However, ρ is E・′
It is the density of ri. ) +3) If you organize the 戊, you will get 11 points. Therefore, P, I P21 e, + 4+ k+ P so that the right side of equation 0 is 0
The value of P3 can be set to 0 depending on the value f selected.
(→1.■式において、可変なパラメータは多いので、
P50を満足させる条件は制限が比較的少ない0例えば
第2のインク室2の圧力P2は、第1のインク室1の圧
力P1よジ低い圧力を取り得るものであジ、正、負、あ
るいは0の値とすることができ、いず牡の符号の値であ
っても■、■式金満たす条件が存在する。(→1. Since there are many variable parameters in the formula,
There are relatively few restrictions on the conditions for satisfying P50. For example, the pressure P2 in the second ink chamber 2 can be lower than the pressure P1 in the first ink chamber 1. It can be set to a value of 0, and even if the value is of either sign, there are conditions that satisfy ■ and ■.
■、0式を満たす条件の1例として、P2=o。(2) As an example of a condition that satisfies the formula 0, P2=o.
1、=12=、lの場合を考えると
Pl−に212/ρ
の時、P5−〇が成立する。すなわちに、 l、ρはイ
ンクの物性、および細管3の形状によって定1つた値で
あって、第1のインク室1の圧力P+ を上記の定1っ
た値と対応した値に設定することによって、P5二〇が
実現できる。Considering the case of 1,=12=,l, when Pl- is 212/ρ, P5-0 holds true. That is, l and ρ are fixed values depending on the physical properties of the ink and the shape of the thin tube 3, and the pressure P+ in the first ink chamber 1 is set to a value corresponding to the above fixed value. By this, P520 can be realized.
また、他ノ例トシテ、Pl = P+ r 1!1=
42−シ(1の場合には
Pl−2に212/ρ
の時にP5−0が成立し、さらに、p2= P、/2
、l、−12二i、nの場合には
Pl−24に212/ρ
の時にp3=oが成立し、同様に、第1のインク室の圧
力P1をインク物性および細管3の形状に応じて設定す
ることによってインク吐出口4の圧力P5ケ0とするこ
とができ、インク吐出口4に生じるインクのメニスカス
全安定に保つことができる〇以り詳細な説明のように、
Pit Pl、 k、 βの値を適当に設定するこ
とに工ってP5を01すなわち入気[F力と等しい値に
することができる。このような状態は、細管3内には第
1のインク室1と第2のインク室2の圧力差によって生
じる高速なインク流nがあるにもかかわらず、インク吐
出口4近傍の圧力は大気圧に等しくインク吐出口4内に
インクが静止している状態であり、細管3内にtaX入
きなエネルギーが内在しているにもかかわらずこのエネ
ルギーがインク吐tI!fO4よりのインク液の吐出力
に使用さnない状態にあると言える。Also, for other examples, Pl = P+ r 1!1=
42-shi (in the case of 1, P5-0 holds true when Pl-2 is 212/ρ, and furthermore, p2=P,/2
, l, -122i, n, p3=o holds true when Pl-24 is 212/ρ, and similarly, the pressure P1 in the first ink chamber is set according to the physical properties of the ink and the shape of the thin tube 3. By setting this, the pressure at the ink ejection port 4 can be set to P50, and the ink meniscus generated at the ink ejection port 4 can be kept completely stable.
By appropriately setting the values of Pit Pl, k, and β, P5 can be made equal to 01, that is, the inlet [F force. This situation occurs because although there is a high-speed ink flow n in the thin tube 3 caused by the pressure difference between the first ink chamber 1 and the second ink chamber 2, the pressure near the ink discharge port 4 is large. The ink is at rest in the ink ejection port 4 at a pressure equal to the atmospheric pressure, and even though there is energy inside the thin tube 3, this energy causes the ink to be ejected tI! It can be said that it is in a state where it is not used for the ejection force of ink liquid from fO4.
ト発明は、このような状態を非記録時の定常状態とし、
記録時にはこのような細管3内に内在すめ潜在エネルギ
ーを有効に利用し、インク吐出口4工9のインク液の吐
出i’zすものであり、その塾本的な原理に2つの要因
からなる。その1つはインク吐出口4より第1のインク
室1に至る細管3の部分での粘性抵抗と、インク吐出口
4より第2のインク室2に至る細管3の部分での粘性抵
抗の大きさ、あるいは比率を変化させることにより、上
記潜在エネルギーをインク液の吐出エネルギーに変換せ
しめるものであり、他の1つはインク吐出口4より第1
のインク室1に至る細管の部分とインク吐出口4より第
2のインク室2に至る細管3の部分のいすしか一方、あ
るいは両方に含″!rたインクに圧力変動を生じさせる
ことにエリインク吐出口4付近のインクの圧力P5’に
上昇させ細管3内のインクの流動をインク吐出口4より
のインク液の吐出力に変換せしめるものである。すなわ
ち、本発明には原理的な駆動手段として、粘性抵抗を変
化させる手段と圧力変動を生じさせる手段の2つあり、
両者のいず扛か一方あるいは両方の手段によりインク液
を吐出させるものである。The invention defines such a state as a steady state during non-recording,
During recording, the ink liquid is ejected from the ink ejection ports 4 and 9 by effectively utilizing the latent energy contained within the thin tube 3, and its basic principle is based on two factors. . One of them is the viscous resistance in the part of the thin tube 3 that leads from the ink discharge port 4 to the first ink chamber 1, and the large viscous resistance in the part of the thin tube 3 that leads from the ink discharge port 4 to the second ink chamber 2. The potential energy is converted into the ejection energy of the ink liquid by changing the size or the ratio.
Eli ink causes pressure fluctuations in the ink contained in one or both of the part of the thin tube leading to the ink chamber 1 and the part of the thin tube 3 leading from the ink discharge port 4 to the second ink chamber 2. The pressure of the ink near the ejection port 4 is increased to P5', and the flow of ink in the thin tube 3 is converted into the ejection force of the ink liquid from the ink ejection port 4.In other words, the present invention has a principle driving means. There are two methods: one that changes viscous resistance and one that causes pressure fluctuations.
Ink liquid is ejected by one or both of these means.
上記、粘性抵抗を変化させる手段に関し詳細な説明を行
うため、■、■式において
ke、=αko、k12=βk。In order to provide a detailed explanation regarding the means for changing the viscous resistance mentioned above, in equations (1) and (2), ke = αko, k12 = βk.
とおける状態を仮定し、P3−0が成立する定常状態に
おいては、α−β−1となり、何らかの手段にエリa・
/)f変化させ得るとする。さらに簡単のため、Pl
−0の時を考えるとp5−oのときα=tノー1の条件
からPl = 4 kO/ρが満足さnねばならないの
で、(,4)l■式ニジP5が、α、βの関数とここで
、αは変化せずα−1とじβを変化させると、P5Uβ
の変化に対し第2図aの曲線のととく衣わさnまたとえ
ばβ−3のとさP、にiPlに1−昇する。Assuming a state where
/) Assume that f can be changed. For further simplicity, Pl
Considering the case of -0, Pl = 4 kO/ρ must be satisfied from the condition of α = t no 1 when p5-o, so (,4) l ■ formula P5 is a function of α and β. And here, if α is unchanged and β is changed by α-1, P5Uβ
For a change in the height of the curve of FIG.
一方、βは変化せず、β=1とじαを変化させた場fr
Kは、P5ばaの関数として第2図すのように人わさf
る。この場合、P5にあ19大きな値とな「)ず、a・
−3のとき最大値P、 /s qとる。On the other hand, if β does not change and β=1, and α changes, then fr
K is a function of P5ba as shown in Figure 2.
Ru. In this case, P5 has a 19 large value.
-3, the maximum value P, /sq is taken.
したがって、この場合、αを変化させるよりβ’4−′
樹比させる方が効率が良いことがわかる。すなわち、こ
の実施例においては粘性抵抗を変化させる場イ’r s
イック流の下流側に位置する細管3の部うハζ粘性抵
抗全増大させる手段を設けることにより i′)にl;
艮<P3を増大させることができる。Therefore, in this case, rather than changing α, β′4−′
It can be seen that it is more efficient to compare the trees. That is, in this embodiment, the field for changing the viscous resistance is
By providing means for increasing the total viscous resistance of the thin tube 3 located on the downstream side of the wick flow, i') is increased;
艮<P3 can be increased.
以上の具体的な数値例による説明からも明らかなように
、細管3内の粘性抵抗を変化させる手段により、インク
吐出口4近傍のインク圧力PstK化させることができ
るのでインク圧力Ps’c急激に正の値に上昇させるよ
うな粘性抵抗の変化音生じさせnば、細管3内のインク
の流扛がインク吐出口4よジのインク液の流出力に変換
さn1イック液滴の吐出あるいは飛翔をなすことができ
る。As is clear from the explanation using the above specific numerical examples, the ink pressure PstK near the ink ejection port 4 can be changed by means of changing the viscous resistance in the thin tube 3, so that the ink pressure Ps'c can be suddenly increased. If the viscous resistance is changed to a positive value and a sound is generated, the flow of ink in the thin tube 3 is converted to the outflow force of the ink liquid from the ink ejection port 4, and the droplet is ejected or flies. can be done.
なお、前記具体的な数値例においてはインク流の下流側
に位置する細管3の部分に粘性抵抗の変化手段を設ける
方が、インク流の上流側に位置する細管3の部分に粘性
抵抗の変化手段を設けるより効果があったが、こnは他
の例においても成立し、一般的な現象である。In addition, in the above-mentioned specific numerical example, it is better to provide the viscous resistance changing means in the part of the thin tube 3 located on the downstream side of the ink flow, because the viscous resistance changes in the part of the thin tube 3 located on the upstream side of the ink flow. This was more effective than providing a means, but this also holds true in other examples and is a common phenomenon.
次に、細管3内において圧力変動を生じさせる手段に関
して詳細な説明を行う。Next, a detailed explanation will be given regarding means for causing pressure fluctuations within the thin tube 3.
細管3内において圧力変動を生じさせる現象は第1のイ
ンク室1のインク圧力P1および第2のインク室のイン
ク圧力P2’に変化させる現象により、近似的に説明さ
nる。The phenomenon that causes pressure fluctuations in the thin tube 3 can be approximately explained by the phenomenon that changes the ink pressure P1 in the first ink chamber 1 and the ink pressure P2' in the second ink chamber.
ここでも簡単のため、lに(!2=l/2 とし、P2
−o、 P、=に2グ/ρのときPs−0が成立する
とすると■、■式より
となり、Vを消去すると
Pl(P、 + P2 )/2−ρ(P+ P2f/
2に212 ・・・・・・■と−1,ける0、
ここで、P2げ0″″C変化ぜず、Plが変化するとす
)]ば、■式は
Ps=P、(k2e2−ρP+)/2に212
+++++0とi4け、第3図aのようなグ
ラフに描かns P+は定常状態< P、 = k2(
12/ρ)より小さな値になnば、P5力唖の値とな9
、P1= k2J?2/2ρの時、最大値に2e2/8
ρとなる。Again, for simplicity, let l be (!2=l/2, and P2
If Ps-0 holds true when -o, P, = 2g/ρ, then from formulas ■ and ■, and when V is eliminated, Pl(P, + P2)/2-ρ(P+ P2f/
2 to 212......■ and -1, 0, Here, P2 0''''C does not change, but Pl changes)] Then, the ■ formula is Ps=P, (k2e2−ρP+ )/2 to 212
+++++0 and i4, drawn in a graph like Figure 3 a, ns P+ is steady state < P, = k2 (
12/ρ), the value of P5 is 9.
, P1=k2J? When 2/2ρ, the maximum value is 2e2/8
It becomes ρ.
仄に、Plは変化せず、P、 −”w2(12/ρ で
あり、P2が変比すゐとすnば、■式に
Ps −= P2 (3に2jl”−ρP2)/2に2
〆 ・・・・・・■と、1)け、第3図すのような
グラフに描かする。P2が頑常状態(p2−o)から上
昇すると、P3が増大し、P2 =−3に212/2ρ
のとき最大値9に2 e2/4ρとなる0
第3図a、第3図すを比較すると明らかなように、Pl
を変化させるより、P2を変化させる万が効率よく、P
sk上昇させることができる。とくにP2を変化させた
場合のPsの上昇は、P2のある範囲の値において、P
22内の上昇よVはるかに大きな値となる。By the way, Pl does not change and P, -"w2 (12/ρ), and if P2 is a variable ratio, then in equation (■), Ps -= P2 (3 to 2jl"-ρP2)/2 2
〆 ・・・・・・■ and 1) Draw a graph like the one in Figure 3. When P2 rises from the robust state (p2-o), P3 increases and P2 = -3 by 212/2ρ
When the maximum value 9 becomes 2 e2/4ρ, 0.
It is more efficient to change P2 than to change P2.
sk can be increased. In particular, the increase in Ps when P2 is changed is as follows:
The rise within 22 V becomes a much larger value.
このように細管3において、圧力変動を生じさせる手段
によす、インク吐出口4近傍のインク圧力Psk上昇さ
せることができ、インク吐出口4よジインク液を吐出さ
せることができる。この場合、一般に、この圧力変動を
生じさせる手段が、インク流の下流側の細管30部分に
ある方が、インク流の上流側の細管3の部分にあるエリ
効率が良い1゜第4図は、第1のインク室1と、第2の
インク室2に圧力差を生じさせ、細管3にインクのMe
tl−を生じさせるための装置の1例である。インクリ
ザーバ8内に貯えらnたインクは加圧ポンプ7により加
圧さnフィルタ6を介して第1のインク室1に送ら扛、
第1のインク室1内のインク圧力を一定値とする。細管
3には、第1のインク室1のインク圧力に応じたインク
流が生じ、第2のインク室2に流入する。第4図に、第
2のインク室2内のインク圧力が01すなわち大気圧と
等しい場合の例であり、第2のインク室2の一部、ある
いはインクリザーバの一部に外気と通じる通路(図示せ
ず)を設けることにエリ、第2のインク室2内のインク
圧力を0とすることができるものである。In this way, in the thin tube 3, the ink pressure Psk near the ink ejection port 4 can be increased by means of causing pressure fluctuation, and the di-ink liquid can be ejected from the ink ejection port 4. In this case, generally speaking, if the means for generating this pressure fluctuation is located in the thin tube 30 portion on the downstream side of the ink flow, the efficiency of the means in the thin tube 3 portion on the upstream side of the ink flow is better. , a pressure difference is created between the first ink chamber 1 and the second ink chamber 2, and the ink Me is introduced into the thin tube 3.
1 is an example of a device for generating tl-. The ink stored in the ink reservoir 8 is pressurized by the pressure pump 7 and sent to the first ink chamber 1 via the filter 6.
The ink pressure in the first ink chamber 1 is kept at a constant value. An ink flow corresponding to the ink pressure in the first ink chamber 1 is generated in the thin tube 3 and flows into the second ink chamber 2. FIG. 4 shows an example where the ink pressure in the second ink chamber 2 is equal to 01, that is, the atmospheric pressure, and a part of the second ink chamber 2 or a part of the ink reservoir is connected to a passage ( (not shown), the ink pressure in the second ink chamber 2 can be set to zero.
なお、第2のインク室2の圧力を負圧に設定する場合に
は、インクリザーバ8と第2のインク室2の間に吸引ポ
ンプを設けることにより実施可能となり、又、第2のイ
ンク室2の圧力を正圧に設定する場合には、インクリザ
ーバ8と第2のインク室2の間に粘性抵抗が大なる構成
の通路を配す心ことによって実施可能となる。In addition, when setting the pressure of the second ink chamber 2 to negative pressure, this can be done by providing a suction pump between the ink reservoir 8 and the second ink chamber 2. If the second pressure is set to a positive pressure, this can be done by providing a passage with a large viscous resistance between the ink reservoir 8 and the second ink chamber 2.
ところで第1のインク室1のインクの圧力と第2のイン
ク室2の圧力は定常状態において、インク吐出■、]4
近傍のインク圧力が0となるように常に一定圧力に保た
nねばならない。しかしながら、加圧ポンプ7の性能変
化や、フィルタ6の目詰り等のインク供給系変化、ある
いは温度などによるインク物性変化等により、インク吐
出口4近傍のインク圧力yoに保つことが困難となる場
会が起り得る。By the way, when the ink pressure in the first ink chamber 1 and the pressure in the second ink chamber 2 are in a steady state, the ink is discharged.
The pressure must always be kept constant so that the ink pressure in the vicinity is zero. However, there may be cases where it becomes difficult to maintain the ink pressure near the ink discharge port 4 due to changes in the performance of the pressure pump 7, changes in the ink supply system such as clogging of the filter 6, or changes in the physical properties of the ink due to temperature. A meeting can occur.
第6図はこのような困難を解消し得る構成の一実施例を
示すものである。すなわち、細管3の内壁のインク吐出
口4の近傍に圧力センサ9を設は圧力センサ9よりの信
号によって例えばη口圧ポンプ7を制御し、圧力センサ
9が感知する圧力全定常状態においてのみ、Oにし、イ
ンク吐出口4に生じるインクのメニスカスを定常状態に
おいて一定形状に保つものである。FIG. 6 shows an embodiment of a configuration that can eliminate such difficulties. That is, if the pressure sensor 9 is installed near the ink discharge port 4 on the inner wall of the thin tube 3, the η mouth pressure pump 7, for example, is controlled by the signal from the pressure sensor 9, and the pressure detected by the pressure sensor 9 is only in a steady state. 0 to maintain the ink meniscus generated at the ink ejection port 4 in a constant shape in a steady state.
次に、例えば、第4図の構成において、力11圧ポンプ
7が始動し、定常状態に至る過程、および、加圧ポンプ
7が停止し、定常状態から停止状態に至る過程について
説明全行う。第2のインク室2内のインク圧力P2が0
であるとし、インク吐出[]4近傍の細管3内のインク
圧力がOとなる時の第1のインク室1内のインク圧力は
、第3図亀からも明らかなようにM2/ρでなけnばな
らない。Next, for example, in the configuration shown in FIG. 4, a process in which the pressure pump 7 starts and reaches a steady state, and a process in which the pressure pump 7 stops and changes from a steady state to a stopped state will be fully explained. The ink pressure P2 in the second ink chamber 2 is 0
Assuming that, when the ink pressure in the thin tube 3 near the ink discharge [ ] 4 becomes O, the ink pressure in the first ink chamber 1 must be M2/ρ, as is clear from the diagram in Figure 3. Must be n.
すなわち、第4図の構成において、定常状態における第
1.第2のインク室1,2のインク圧力はp2:Ol
p、 =に21J2/Pでなけnばならzい。しかしな
がら加圧ポンプ7が始動する際には、インク圧))T’
+に徐々に上昇しに212/pに至り、また加圧ボンシ
フが停止する際にはインク圧力P+ u k2A!2/
ρより徐々に低下し0に至る。このような状況において
は第3図aよジ明らかなように、インク吐出口4近傍の
インク圧力Psf”1一時1的に正圧力に上昇する。し
たがって、このような状況においては、一時的にインク
吐出口4より不要なインク吐出が行わ汎る。このような
不要なインク吐出のないような過程により、定常状態に
至らしめるためには、第2のインク室2の圧力p21例
えば負圧にするような条件を選び、常にインク吐出口4
近傍の圧力Ps’fr:Oにするような圧力の変化状態
を経て定常状態となるような、第1のインク室1及び第
2のインク室2の圧力P、、P2を選択しなけnばなら
ない。しかしながら、このような装置に非常に複雑な構
成となる上に、インク圧力の制御が微妙であるという欠
点がある。That is, in the configuration of FIG. 4, the first. The ink pressure in the second ink chambers 1 and 2 is p2:Ol
If p, = is not 21J2/P, then z. However, when the pressure pump 7 starts, the ink pressure))T'
+ gradually increases to 212/p, and when the pressurization stops, the ink pressure P+ u k2A! 2/
It gradually decreases from ρ and reaches 0. In such a situation, as is clear from FIG. Unnecessary ink is ejected from the ink ejection port 4. In order to reach a steady state through a process that eliminates such unnecessary ink ejection, the pressure p21 of the second ink chamber 2 must be reduced to, for example, negative pressure. Select the conditions that will cause the ink discharge port 4 to
The pressures P, , P2 of the first ink chamber 1 and the second ink chamber 2 must be selected so that the pressure changes such that the pressure in the vicinity becomes Ps'fr:O and then reaches a steady state. No. However, such a device has the drawbacks of a very complicated structure and delicate control of the ink pressure.
第6図は、このような欠点を解消するための一実施例で
ある。すなわち、インクジエソ1ヘツド11の前面に、
インクジェットヘッド11と相対的に移動可能なキャッ
プ部材10が設置さ扛ており、加圧ポンプ7が始動して
から前記定常状態に至る時間および加圧ポンプ了が停止
し、細管3内のインクの流動が停止する1での時間を少
なくとも含む時間においてキャップ部材10がインクジ
ェットヘッド11の前面に密着さ扛、インク吐出口4を
閉塞するものである。キャップ部材1oは、前記定常状
態において、被記録物に対向してインクジェットヘッド
11が配置さ扛得るよう、インクシェアドヘッド11に
対して相対的に移動可能であることが必要である。キャ
ップ部材10は、力ロ圧ポンプ7の始動および停、止に
よりインク吐出口4近傍の圧力P3が正となる間インク
ジェットヘッド11前面に密着し、インク吐出口4を閉
塞す君、ば良いが、インクの乾燥によるインク吐出口4
の11詰りを回避するため、非使用時には常時キャップ
部材10をインクジェットヘッド11に密着させておく
ことも有効である。またキャップ部材10の移動に関す
る制御を、第6図に示さ−nたセ/す9により行うこと
も有効な手段の1つである。FIG. 6 shows an embodiment for eliminating such drawbacks. That is, on the front of the inkjet printer 1 head 11,
A cap member 10 that is movable relative to the inkjet head 11 is installed, and the time from the start of the pressure pump 7 to the steady state, the stop of the pressure pump, and the amount of ink in the thin tube 3 are fixed. The cap member 10 is in close contact with the front surface of the inkjet head 11 and closes the ink ejection port 4 during a time period including at least the time period 1 when the flow stops. The cap member 1o needs to be movable relative to the ink shared head 11 so that the inkjet head 11 can be disposed opposite the recording material in the steady state. The cap member 10 is in close contact with the front surface of the inkjet head 11 while the pressure P3 near the ink discharge port 4 becomes positive due to starting, stopping, and stopping of the pressure pump 7, so that the cap member 10 closes the front surface of the ink jet head 11 and closes the ink discharge port 4. , ink ejection port 4 due to ink drying
In order to avoid clogging of the inkjet head 11, it is also effective to keep the cap member 10 in close contact with the inkjet head 11 at all times when not in use. Furthermore, it is also an effective means to control the movement of the cap member 10 by means of a control unit 9 shown in FIG.
すなわち、例えば加圧ポンプ了の始動時にインク吐出口
4近傍の圧力P3が0になったこと(定常状態になった
こと)をセンサ9により検知しキャップm材1o’iイ
ンクジェットヘッド11前面より分離すnば、キャップ
部材10の移動のタイミ゛ングがず扛ることがなく、ト
ラブルが生じにくい。That is, for example, when the pressure pump is started, the sensor 9 detects that the pressure P3 in the vicinity of the ink discharge port 4 has become 0 (the steady state has been reached), and the cap material 1o'i is separated from the front surface of the inkjet head 11. If this is done, the timing of the movement of the cap member 10 will not be correct and the cap member 10 will not fall off, and troubles are less likely to occur.
以上、細管3にインクの流動を生じさせ、かつインク吐
出口4近傍の圧力を定常状態において0とする手段およ
び、インク吐出口4よジインク液を吐出、停止させるた
めの原理説明を行ったが、第1のインク室1および第2
のインク室2UかなC)ずしも必要ではなく、必須な構
成条件はインク吐出口4を有する細管3にインク流動を
生じさせ、かつインク吐出口4近傍の圧力を定常状態に
おいて0とすることである。したがって、flJえば刀
口圧ポンプ7からヘッドにインクを供給するためのイン
ク配管が直接細管3に接続さ扛ている構造や、細管3の
他方が直接インクタンク8に連通するインク配管に接続
さ扛ている構造、あるいは、第1のインク室1および第
2のインク室2に相当する手段がインクジェットヘッド
11の外部に配置さ扛た構造等も当然可能である。Above, we have explained the principle for causing ink to flow in the thin tube 3 and for making the pressure near the ink discharge port 4 zero in a steady state, and for discharging and stopping the di-ink liquid from the ink discharge port 4. , the first ink chamber 1 and the second ink chamber
C) The ink chamber 2U is not necessary, and the essential structural conditions are to cause ink flow in the thin tube 3 having the ink discharge port 4, and to make the pressure near the ink discharge port 4 zero in a steady state. It is. Therefore, in the case of flJ, there is a structure in which the ink piping for supplying ink from the blade pressure pump 7 to the head is directly connected to the thin tube 3, or a structure in which the other side of the thin tube 3 is directly connected to the ink tube communicating with the ink tank 8. Of course, a structure in which means corresponding to the first ink chamber 1 and second ink chamber 2 are arranged outside the inkjet head 11 is also possible.
次に細管3内でのインク流動の粘性抵抗を変化させまた
は細管3内のインクに圧力変動を生じさせる具体的な手
段に関する説明を行う。Next, specific means for changing the viscous resistance of ink flow within the thin tube 3 or causing pressure fluctuations in the ink within the thin tube 3 will be explained.
第7図はこの手段の第1の実施例を示すものである。ピ
エゾ素子等の電気機械変換素子12が、インク吐出口4
が穿孔さ′n友部材13に固着さnておジ、電気信号に
より生じる電気機械変換素子12の変位によって細管3
の1部分の体積が変化し得る構成となっている。FIG. 7 shows a first embodiment of this means. An electromechanical transducer 12 such as a piezo element is connected to the ink ejection port 4.
is perforated and fixed to the member 13, and the thin tube 3 is caused by the displacement of the electromechanical transducer 12 caused by the electric signal.
The structure is such that the volume of one portion of the structure can be changed.
電気機様変・換素子12は、第2図あるいは第3図での
説明に従って、細管3内でのインク流の下流側に位置す
る部分に設けらnている。電気機械4に換素子12は電
気信号により急激に細管3の下流11i110部分の体
積全減少させる。この時、細管3の下流1i111 f
l?−は、急激な圧力上昇が生じ、fllえば、第3図
すの曲線が示すような圧力上昇力;インク吐j1冒14
近傍に起る。さらに、同時に細管3の下流+1111の
部分の径が小さくなるため、この部分での粘性抵抗が増
し、例えば、第2図乙の曲線力(示すよe)な圧力上昇
がインク吐出口4の近傍に起るOすなわち、第7図の構
成では、細管3のインク流の下流1u11の部分に急激
な圧力上昇及び粘性抵抗の上昇を同時に生じさせ、その
結果インク吐出口4近fs5の圧力を急激に上昇させ、
細管3内を流動する]ンクH,kインク吐出口4よジの
インクの吐出力V・二変換させる。The electric machine-like conversion element 12 is provided in a portion of the thin tube 3 located on the downstream side of the ink flow, as described in FIG. 2 or 3. The conversion element 12 in the electric machine 4 suddenly reduces the entire volume of the downstream portion 11i110 of the thin tube 3 by an electric signal. At this time, the downstream 1i111f of the thin tube 3
l? - If a sudden pressure rise occurs, the pressure rise force as shown by the curve in Figure 3;
Occurs nearby. Furthermore, at the same time, the diameter of the downstream +1111 part of the thin tube 3 becomes smaller, so the viscous resistance increases in this part, and for example, the pressure rise in the curvilinear force (e as shown) in Figure 2 B increases near the ink discharge port 4. In other words, in the configuration shown in FIG. 7, a sudden rise in pressure and a rise in viscous resistance are simultaneously caused in the downstream portion 1u11 of the ink flow in the thin tube 3, and as a result, the pressure near the ink discharge port 4 fs5 is suddenly increased. raised to;
The ejection force of the ink flowing through the thin tube 3] and the ink H, K from the ink ejection port 4 is converted to V·2.
第8図は、第7図と同様の原理によるインクジ上!トヘ
ノドを示すものであるが、電気機械変換素子14が円筒
形をしており、細管3のインク流の下流側の部分全構成
している。電気機械変換素f・14は電気信号を印加す
ることによって、その内ffが急激に収縮するごとく変
位させることができるため、第7図の構成と全く同様の
原理によって、インク吐出口4よジインクを吐出、停止
させることができる。Figure 8 shows an inkjet printer based on the same principle as Figure 7! The electromechanical transducer 14 has a cylindrical shape and constitutes the entire portion of the thin tube 3 on the downstream side of the ink flow. By applying an electric signal to the electromechanical transducer f.14, it is possible to displace the ink so that ff of it rapidly contracts. can be discharged and stopped.
第9図は本発明の他の実施例を示す。細管3内には、第
1のインク室1より、第2のインク室2の方向にインク
流が生じており、かつ定常状態(電気信号の印加のない
状態)においてインク吐出口4近傍のインク圧力が大気
圧力と等しい圧力(0)に近い値となるよう調整さnて
いる。細管3のインク流の下流側に位置する内壁には発
熱抵抗体16が設けらnている。この発熱抵抗体16は
シリコンまたはタンタルを主体とした物質により容易に
形成さnる。FIG. 9 shows another embodiment of the invention. Inside the thin tube 3, an ink flow occurs from the first ink chamber 1 to the second ink chamber 2, and in a steady state (no electric signal applied), ink near the ink discharge port 4 flows. The pressure is adjusted to a value close to pressure (0), which is equal to atmospheric pressure. A heating resistor 16 is provided on the inner wall of the thin tube 3 located on the downstream side of the ink flow. This heating resistor 16 is easily formed from a material mainly composed of silicon or tantalum.
発熱抵抗体16に電気信号が印加さn電流が流nると、
発熱抵抗体16は急激に発熱し、細管3内を流動するイ
ンクの温度を上昇させる。急激な温度上昇を生じさせら
fl−たインクは急激な熱膨張によりその体積を増し、
細管3のインクの下流側の部分に圧力波を生じさせる。When an electric signal is applied to the heating resistor 16 and a current flows,
The heating resistor 16 rapidly generates heat, increasing the temperature of the ink flowing inside the thin tube 3. The fl-ink that causes a rapid temperature rise increases its volume due to rapid thermal expansion.
A pressure wave is generated in the part of the thin tube 3 on the downstream side of the ink.
さらにインクの温度がインクの沸点に近い温度を越える
と、インクの蒸気あるいはインクの溶存空気からなる気
泡16が生じる。この気泡16が生じた状態を第10図
に示すが、気泡16の急激な成長はさらに大さl圧力波
の原因となる一方、気泡16により生じる界面力が細管
3内でのインクの流動の抵抗力となってイ動く。Furthermore, when the temperature of the ink exceeds a temperature close to the boiling point of the ink, bubbles 16 are generated which are made of ink vapor or air dissolved in the ink. The state in which the bubbles 16 are generated is shown in FIG. 10. The rapid growth of the bubbles 16 further causes a pressure wave of a magnitude l, while the interfacial force generated by the bubbles 16 inhibits the flow of ink within the thin tube 3. It acts as a resistance force and moves.
このように、発熱抵抗体16を駆動力としたインクジェ
、/)ヘッドでは、熱膨張および気泡160発生による
細管3内の圧力上昇と気泡16自体のインク流動に対す
る抵抗力の2つに原因によってインク吐出口4近傍のイ
ンク圧力を上昇させ、細管3内のインク流のエネルギを
インク吐出口4工りのインク液滴の吐出力に変換させる
ものであり、第2図および第3図での説明よr)も明ら
かなように非常に効率的なインクジェットヘッドである
(2える。In this way, in the inkjet head using the heating resistor 16 as the driving force, the ink flow is caused by two factors: the pressure increase in the thin tube 3 due to thermal expansion and the generation of the bubbles 160, and the resistance force of the bubbles 16 themselves against ink flow. This is to increase the ink pressure near the ejection port 4 and convert the energy of the ink flow in the thin tube 3 into the ejection force of ink droplets from the ink ejection port 4, as explained in FIGS. 2 and 3. As is clear, the inkjet head is also a very efficient inkjet head.
第10図は、気泡16の発生により、インク液ii+1
7が吐出している状態を示しており、インクf夜滴17
の吐出は気泡16が細管3よジ第2のインク室2に流出
するか、あるいは細管3内において消滅するまで接続し
、停止する。したがって、第9図、第10図のインクジ
ェットヘッドの応答特性は、気泡16の発生p消滅また
は流出に要する時間に依存し、こ扛は発熱抵抗体15の
発熱特性、細管3内全流動するインク物性およびインク
流の流速等により定めらnる。FIG. 10 shows that due to the generation of air bubbles 16, the ink liquid ii+1
7 shows the state in which it is being ejected, and ink f night drop 17
The ejection is continued until the bubble 16 flows out through the thin tube 3 into the second ink chamber 2 or disappears within the thin tube 3, and then stops. Therefore, the response characteristics of the inkjet head shown in FIGS. 9 and 10 depend on the time required for the bubbles 16 to generate, disappear, or flow out, and this depends on the heat generation characteristics of the heating resistor 15 and the amount of ink flowing inside the thin tube 3. It is determined by the physical properties, the flow rate of the ink flow, etc.
一般に気泡発生のエネルギを使用するインクジェットヘ
ッドでは、発生さ扛た気泡全いかに早く消滅させるかが
問題となり、気泡消滅以前での発熱は増々気泡の発生を
促し、ついにはインク液の吐出が不可能となる。しかし
ながら、本発明における構成においては、発生した気泡
はがならずしも完全に消滅する必要がなく、細管3よジ
第2のインク室2に流出す扛ば良く、インク物性に対す
る制限が極度に少なくなり、・また吐出応答性も大幅に
向上できることが明らかである。In general, with inkjet heads that use the energy of bubble generation, the problem is how quickly all the generated bubbles can disappear, and the heat generated before the bubbles disappear encourages the generation of more and more bubbles, eventually making it impossible to eject ink liquid. becomes. However, in the configuration of the present invention, the generated bubbles do not need to be separated or completely extinguished, but only need to flow out through the thin tube 3 into the second ink chamber 2, and the physical properties of the ink are extremely limited.・It is clear that the ejection response can be significantly improved.
第11図は、本発明の更に他の実施例を示すものであり
、液体の電気粘性効果を利用した事を特徴としている。FIG. 11 shows still another embodiment of the present invention, which is characterized by utilizing the electrorheological effect of liquid.
電気粘性効果とは、固体粉末を分散した多くのタンパク
質溶液に見らnるように電圧あるいは電界をその液体に
印加すると、その粘度が変化する現象を言う。こnに関
しては’)spAp=26(1+1/Xη。i(!’D
/2rr)2”:Jの関係式が知らnている。ここでa
id固体粉末粒子の半径、η。およびDはそnぞ扛分散
媒の粘性率および比誘電率、Xは分散相の電気伝導度、
ψは分散系の全体積に対する分散相の体積比、η3.は
比活性率1.Sは界面動電位を表わす。この関係式から
も明白な工うに電圧に相当する3と比活性率ηspとの
間には正の相関関係があり、従って電圧の上昇とともに
粘度が上昇する。The electrorheological effect is a phenomenon in which the viscosity of a liquid changes when a voltage or electric field is applied to the liquid, as seen in many protein solutions in which solid powders are dispersed. Regarding this n')spAp=26(1+1/Xη.i(!'D
/2rr)2'': The relational expression of J is known n.Here, a
id solid powder particle radius, η. and D are the viscosity and dielectric constant of the dispersion medium, X is the electrical conductivity of the dispersed phase,
ψ is the volume ratio of the dispersed phase to the total volume of the dispersed system, η3. is the specific activity rate 1. S represents the electrokinetic potential. It is clear from this relational expression that there is a positive correlation between 3, which corresponds to the voltage, and the specific activity ratio ηsp, and therefore the viscosity increases as the voltage increases.
電気粘性流体としては、ミクロン大の固体粉末の懸濁液
から構成さnているものが一般的である。The electrorheological fluid is generally composed of a suspension of micron-sized solid powder.
し、かもインクとしての適性も兼ね備えていなけnばな
らない。その−例として、カーボンブランクを固体粉末
剤として用いると、高い電気粘性効果を示すことが知ら
扛ておジ、記録紙上の濃度の点からも極めて有効である
。その他、電気粘性流体としては、たとえばメタルソー
ブ溶液のような非倣粒子状のものもあり、不発明はこn
らすべての電気粘性流体に対して有効である。Moreover, it must also have suitability as an ink. For example, when carbon blank is used as a solid powder, it is known to exhibit a high electrorheological effect and is also extremely effective from the viewpoint of density on recording paper. In addition, electrorheological fluids include those in the form of non-imitation particles, such as metal sorb solutions, and this is not an invention.
It is effective for all electrorheological fluids.
第11図の例では上記のような電気粘性流体よ!7なる
インクが細管3内に流動しており、かつインク吐出口4
近傍の圧力がほぼ大気圧力に近い圧力となっており、イ
ンクが安定してインク吐出口4内に保たnている。細管
3のインク流の下流側の内壁(インク吐出口4と第2の
インク室2の間の内壁)には一対の電極18が設けらn
ており、信号に応じて高電圧(数10〜数100ボルト
)が印加さnる。電極18に高電圧が印加さnると、こ
の電圧による電界によって細管3内のインク流の下流側
のインクが瞬時にして粘性係数を増し、インク流の下流
側の流動抵抗が増大し、第2図における説明のごとくイ
ンク吐出口4工9インク液が吐出する。そして電界を除
去すると瞬時にして元の状態に復帰しインク吐出口4よ
りのインク液の吐出が停止する。第11図の構成の場合
、電界が印加さCた場合の液体の体積膨張、収縮を無視
できる時には、細管3における粘性抵抗変化のみによっ
てインク液の吐出、停止がなさnるものである。In the example in Figure 11, it is an electrorheological fluid like the one above! 7 is flowing in the thin tube 3, and the ink discharge port 4
The pressure in the vicinity is almost atmospheric pressure, and the ink is stably maintained within the ink ejection port 4. A pair of electrodes 18 are provided on the inner wall of the thin tube 3 on the downstream side of the ink flow (the inner wall between the ink discharge port 4 and the second ink chamber 2).
A high voltage (several tens to hundreds of volts) is applied depending on the signal. When a high voltage is applied to the electrode 18, the electric field caused by this voltage instantly increases the viscosity coefficient of the ink on the downstream side of the ink flow in the thin tube 3, increasing the flow resistance on the downstream side of the ink flow. As explained in FIG. 2, ink liquid is ejected from four ink ejection ports and nine ink ejection ports. Then, when the electric field is removed, the original state is instantaneously restored and the ejection of ink liquid from the ink ejection ports 4 is stopped. In the case of the configuration shown in FIG. 11, when the volume expansion and contraction of the liquid when an electric field is applied can be ignored, the ink liquid is ejected and stopped only by the change in viscous resistance in the thin tube 3.
第12図は不発明の原理を利用したマルチノズルインク
ジェットヘッドの一実施例を示す。FIG. 12 shows an embodiment of a multi-nozzle inkjet head utilizing the principle of the invention.
細管3−1.3−2.・・・・・・3−nが多数等間隔
に配置さnており、細管3−nの略中央部に各々インク
吐出口4−1.4−2.・・・・・・4−nが設けら扛
ている。細管3−nの一方の端部は各々共通して第1の
インク室1に連通し、他方の端部は第2のインク室2に
共通して連通している。第1のインク室1にはインク供
給路19よジ加圧インクが供給さnており、細管3−1
.3−2.・・・・・・3−nにインクの流動を生じさ
せ、第2のインク室2のインク回収路2oよリインクが
回収さnている。電気信号の印加さt′Lない定常状態
においては、第1のインク室1及び第2のインク室2の
インク圧力、細管3のインクの流動速度等が、インク吐
11汀14−1.4−2. ・・・・・・4−n近傍の
インクの圧力がほぼ大気圧力に等しくなるように設定さ
nている。細管3−1.3−2.・・・・・・3− n
のインク流動の下流側には各々発熱抵抗体15−1.1
5−2,・・・・・・16−nが設置さfておす、電気
信号により細管3−1.3−21 ・・・・・・3−
n内のインクを発熱させる。Thin tube 3-1.3-2. 3-n are arranged at equal intervals, and each ink discharge port 4-1, 4-2, . ...4-n is not provided. One end of each of the thin tubes 3-n commonly communicates with the first ink chamber 1, and the other end commonly communicates with the second ink chamber 2. Pressurized ink is supplied to the first ink chamber 1 through an ink supply path 19, and a thin tube 3-1
.. 3-2. . . . 3-n is caused to flow, and the ink is recovered from the ink recovery path 2o of the second ink chamber 2. In a steady state where no electric signal is applied t'L, the ink pressure in the first ink chamber 1 and the second ink chamber 2, the flow rate of ink in the thin tube 3, etc. -2. . . . The ink pressure near 4-n is set to be approximately equal to atmospheric pressure. Thin tube 3-1.3-2. ...3-n
A heating resistor 15-1.1 is provided on the downstream side of the ink flow.
5-2,...16-n are installed, and the capillary tubes 3-1.3-21...3- are installed by electric signals.
Make the ink in n generate heat.
第12図の構成においては、第9図あるいは第10図に
おける説明と同様な原理に従ってインク液滴の吐出、停
止がなさnるが、複数の発熱抵抗体15−1.15−2
.・・・・・・16−nが各々独立して発熱さn1イン
ク吐出口4−1.4−2.・・・・・・4− nよリイ
ンク液滴が吐出さnるため、インク吐出口4−1.4−
2.・・・・・・4− nの個数に比例して高速記録が
可能となる。In the configuration shown in FIG. 12, ink droplets are ejected and stopped according to the same principle as explained in FIG. 9 or 10, but a plurality of heating resistors 15-1, 15-2
.. ...16-n each generates heat independently n1 ink ejection ports 4-1, 4-2.・・・・・・4-n Since the ink droplets are ejected from the ink ejection port 4-1.4-
2. ...4-High speed recording becomes possible in proportion to the number of n.
以上詳細な説明のように、本発明は中間部にインク吐出
口を有する細管通路にインク流を生じさせ、この細管通
路の一部に具備さ牡た、細管通路でのインク流の粘性抵
抗を変化せしめる手段、あるいは細管通路内のインクに
圧力変動を生じさせる手段によV細管通路内のインク吐
出口近傍のインクの圧力を変化させ、この圧力の変化に
よりインク吐出口よりインクを吐出、停止させるもので
あり、具体的な駆動手段としでは、第7図、第8図に示
すような電気機械変換素子による機械振動による方法、
第9図、第10図に示すような発熱抵抗体によるインク
の温度上昇を利用する方法、あるいは第11図に示すよ
うな電気粘性効果を利用する方法が可能である。なお、
その他インクに通電して温度上昇させる方法、インク中
で放電させ力11熱丑たは発泡させる方法、インクに高
周波をあたえて加勢または発泡させる方法、インクにレ
ーザービーム、電子ビームを照射してインクを加熱また
は発泡させる方法等も適用することができる1、
このような構成のインクジェット記録装置によ扛ば、き
わめて簡単な構成と動作によりオンデマンド型インクジ
ェット記録装置が実現出来る。As described in detail above, the present invention generates an ink flow in a capillary passage having an ink ejection port in the intermediate portion, and is equipped with a part of the capillary passage to reduce the viscous resistance of the ink flow in the capillary passage. The pressure of the ink near the ink ejection opening in the V-tube passage is changed by a means for changing the pressure or a means for causing a pressure fluctuation in the ink in the capillary passage, and this change in pressure causes the ink to be ejected from the ink ejection opening and then stopped. Specific driving means include a method using mechanical vibration using an electromechanical transducer as shown in FIGS. 7 and 8;
Possible methods include a method that utilizes the temperature rise of the ink caused by a heating resistor as shown in FIGS. 9 and 10, or a method that utilizes the electrorheological effect as shown in FIG. 11. In addition,
Other methods include energizing the ink to raise its temperature, discharging the ink in the ink to heat it or foaming it, applying high frequency to the ink to boost or foam it, and irradiating the ink with a laser beam or electron beam to ink the ink. A method of heating or foaming can also be applied. 1. If an inkjet recording device having such a configuration is used, an on-demand inkjet recording device can be realized with an extremely simple configuration and operation.
第1図は本発明によるインクジェット記録装置の原理を
説明するための断面図、第2図および第3図a、 b
は第1図のインクジェット記録装置の動作を説明するた
めの圧力特性図、第4図は本発明の一実施例によるイン
クジェット記録装置のインク供給系を示すブロック図、
第6(2)は本発明によるインクジェット記録装置にお
けるインクメニスカス形状を一定に保つ場合の構成例を
示す断面図、第6図は本発明によるインクジ円ット記録
装置の不要なインク吐出を防止する構成例金示す断面図
、第7図〜第9図は各々本発明によるインクジェット記
録装置の実施例を示す断面側面図、第10図は第9図の
実施例における動作を説明するための断面図、第11図
は本発明によるインクジェット記録装置の更に他の実施
例を示す断面図、第12図は不発明によるインクジェッ
ト記録装置を一マルチヘッド構成にしたときの一部断面
斜視図である。
1・・・・・・第10インク室、2・・・・・・第2の
インク室、3・・・・・・細管、4・・・・・・インク
吐出口、6・・・・・・フィルタ、7・・・・・・加圧
ポンプ、8・・・・・・インクリザーバ、9・・・・・
・圧力センサ、1o・・・・・・キャップ部材、11・
・・・・・インクジェットヘッド、12,14・・・・
・・電気機械変換素子、13・・・・・・部材、16・
・・・・・発熱抵抗体、16・・・・・・気泡、17・
・・・・・インク液滴、18・・・・・・電極、19・
・・・・・インク供給路、20・・・・・・インク回収
路。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図
第2図 ((1)
第3図
/4)
第4図
7
第5図
第6図
第8図
第9図
莞10図
第11図
第12図FIG. 1 is a sectional view for explaining the principle of an inkjet recording apparatus according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 a and b
is a pressure characteristic diagram for explaining the operation of the inkjet recording apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a block diagram showing an ink supply system of the inkjet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
6(2) is a cross-sectional view showing an example of the configuration when the ink meniscus shape is kept constant in the inkjet recording device according to the present invention, and FIG. 7 to 9 are cross-sectional side views showing embodiments of the inkjet recording apparatus according to the present invention, and FIG. 10 is a sectional view for explaining the operation of the embodiment of FIG. 9. 11 is a sectional view showing still another embodiment of the inkjet recording apparatus according to the invention, and FIG. 12 is a partially sectional perspective view of the inkjet recording apparatus according to the invention having a multi-head configuration. 1... 10th ink chamber, 2... 2nd ink chamber, 3... Thin tube, 4... Ink discharge port, 6... ... Filter, 7 ... Pressure pump, 8 ... Ink reservoir, 9 ...
・Pressure sensor, 1o...Cap member, 11・
...Inkjet head, 12, 14...
...Electromechanical conversion element, 13... Member, 16.
...Heating resistor, 16...Bubble, 17.
...Ink droplet, 18... Electrode, 19.
. . . Ink supply path, 20 . . . Ink recovery path. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2 ((1) Figure 3/4) Figure 4 Figure 7 Figure 5 Figure 6 Figure 8 Figure 9 Guan 10 Figure 11 Figure 12
Claims (1)
細管通路内にインクの定常流を生じさせる手段と、前記
細管通路内のインク吐出口近傍のインクの圧力全変動さ
せる手段とを有し、インクの圧力の変動に応じてインク
液滴を吐出、停止させることを特徴とするインクジェッ
ト記録装置。 (2)インク吐出口近傍のインクの圧力’&f動させる
手段が、細管通路の一部分に設けら扛たインク流の粘性
抵抗を変化させる手段あるいはインクの圧力変動を生じ
させる手段の少くとも 一方であることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のインクジェット記録装置。 ((2)細管通路の一端が高圧力をMする第1のインク
室に、他端が低圧力を有する第2のインク室に連通して
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のイン
クジェット記録装置。 (4)粘性抵抗を変化させる手段あるいは圧力変動を生
じさせる手段が、電気機械変換素子であることを特徴と
する特許請求の範囲第2項記載のインクジェット記録装
置。 (6) 粘性抵抗を変化させる手段あるいは圧力
変動を生じさせる手段が発熱体であることを特徴とする
特許請求の範囲第2項記載のインクジェット記録装置。 +6) 粘性抵抗を変化させる手段あるいは圧力変動
音生じさせる手段が高電圧印加電極であり、イ/′りが
電気粘性流体であることを特徴とする特1i’l請求の
範囲第2項記載のインクジェット記録装置。 (′7)粘性抵抗を変化させる手段あるいは、圧力変動
を生じさせる手段が、細管通路のインク吐出11工9イ
ンク流動の下流側に設けらnていることを特徴とする特
許請求の範囲第2項記載のイノクンエノj・記録装置。 (8)細管通路のインク吐出口近傍に圧力センサが設け
らtていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のインクジェット記録装置。 (9)少なくとも、細管通路でのインク流動の開始時お
よび停止時を含む期間、インク吐出[1を閉塞するキャ
ップ部材を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載のインクジェット記録装置。Scope of Claims: (1) A capillary passage having an ink discharge port in an intermediate portion, a means for generating a steady flow of ink within the capillary passage, and a total pressure of ink near the ink discharge port within the capillary passage. What is claimed is: 1. An inkjet recording apparatus, comprising: means for varying ink pressure, and ejecting and stopping ink droplets according to fluctuations in ink pressure. (2) The means for moving the ink pressure near the ink ejection opening is at least one of means for changing the viscous resistance of the ink flow disposed in a portion of the thin tube passage or means for causing pressure fluctuations of the ink. An inkjet recording apparatus according to claim 1, characterized in that: ((2) One end of the thin tube passage communicates with a first ink chamber having a high pressure M, and the other end communicates with a second ink chamber having a low pressure M. Claim 1) The inkjet recording device according to claim 2. (4) The inkjet recording device according to claim 2, wherein the means for changing viscous resistance or the means for generating pressure fluctuation is an electromechanical transducer. (6 ) The inkjet recording device according to claim 2, wherein the means for changing viscous resistance or the means for generating pressure fluctuation is a heating element. +6) The means for changing viscous resistance or the means for generating pressure fluctuation sound. 1. The ink jet recording apparatus according to claim 2, wherein the means for applying a high voltage is a high voltage applying electrode, and the means for applying a high voltage is an electrorheological fluid. ('7) The second aspect of the present invention is characterized in that the means for changing the viscous resistance or the means for generating pressure fluctuations is provided on the downstream side of the ink flow of the ink discharge 11 of the thin tube passage. Recording device described in section. (8) The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein a pressure sensor is provided near the ink ejection opening of the thin tube passage. (9) Claim 1 is characterized in that a cap member is provided that closes the ink discharge [1] at least during a period including the start and stop of ink flow in the thin tube passage.
The inkjet recording device described in Section 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7204582A JPS58187369A (en) | 1982-04-27 | 1982-04-27 | Ink jet recording device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7204582A JPS58187369A (en) | 1982-04-27 | 1982-04-27 | Ink jet recording device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58187369A true JPS58187369A (en) | 1983-11-01 |
Family
ID=13478025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7204582A Pending JPS58187369A (en) | 1982-04-27 | 1982-04-27 | Ink jet recording device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS58187369A (en) |
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