JPS5859854A - マルチノズルインクジエツト装置 - Google Patents

マルチノズルインクジエツト装置

Info

Publication number
JPS5859854A
JPS5859854A JP15989681A JP15989681A JPS5859854A JP S5859854 A JPS5859854 A JP S5859854A JP 15989681 A JP15989681 A JP 15989681A JP 15989681 A JP15989681 A JP 15989681A JP S5859854 A JPS5859854 A JP S5859854A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
nozzle
pressurizing chamber
nozzles
head
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
JP15989681A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruhiko Koto
小藤 治彦
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.)
Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
Epson Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp, Suwa Seikosha KK, Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP15989681A priority Critical patent/JPS5859854A/ja
Priority to US06/433,191 priority patent/US4520374A/en
Publication of JPS5859854A publication Critical patent/JPS5859854A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14233Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14338Multiple pressure elements per ink chamber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14379Edge shooter

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインクオンデマンド型インクジェットに係わり
、特に高集積化された。オルチノズルヘツドに関する。
インクオンデマンド型インクジェットはヘッドを高集積
化することが容易であり、その面での実用化も進んでい
る。しかしながらヘッドの高集積化によりノズル数が増
加するにつれノズルに対応して圧電素子、配線、駆動ト
ランジスタの数が増加し、価格が増加するという問題が
ある。これを解決するものとして、特開昭52−784
40号公報には第1図に示す提案がされている。この図
では3つの加圧室(変換室)から表る1群と、3つの加
圧室からなるY群とがあり、1群の加圧室Xa。
Xb、Xc  に連通した導管1からの流路2と、Y群
の加圧室と連通した導管5からの流路4がそれぞれのノ
ズル(出口オリフィス)5に連通している。XとYとの
両方が駆動されたノズル5だけがインク射出を行なう。
このようにマトリクス駆動することで加圧室の数、圧電
素子の数およびドライバの数を少なくできる。しかしな
がらここで提案されている例には次のような欠点がある
。すなわち、1群、Y群からの流路2および4が立体的
にヘッド内に交差して構成されなければならず、製造が
非常に離しい。ま九流路2,4および供給路4がノズル
50近くに集中して配置されるため各ノズルを高密度に
配置することが難しい。無理に各ノズルを高集積化する
と、流路2,4.供給路6の断面積を非常に小さくしな
ければならず、インク射出の効率が悪くな妙、加圧室を
太きく Lなければならない。
また同じ公報には第2図に示す実施例も掲載されている
。この例では1つのノズル426に対し、lad、 Y
adの2つの加圧室をヘッドの両面に設けている。この
ヘッドをノズル数よシかなシ少ない加圧室を有するマル
チプレクス駆動可能なヘッドとするためには、第1図の
実施例で述べ九と同様に流路420,422,424 
 のどこかで立体的に交差した部分を作らなければなら
ず製造が難しくなる。またノズル426の流路抵抗以外
に加圧室X a 6. Y a dとノズル426を結
ぶ流路420.422゜424 の流路抵抗が増加しイ
ンク射出の効率が悪くなシ、加圧室の面積を増加しなけ
ればならない。
また同じ公報には垣3図の実施例も示されている。この
実施例はノズル数nに対し、n+1個の加圧室、圧電素
子およびドライバが必要となり、マルチプレクス駆動の
目的にFiアわない。
さらにノズル608の他に流路526,546,590
の流路抵抗が加わることはt42図の例と同様である。
以上の各従来例は、要するに1つのノズルに対し2つの
加圧室を対応させることでマルチプレクス駆動を可能に
するか、あるいけインクの射出効率を上げようとするも
のである。そのためヘッド内での流路の立体的交差によ
るヘッド製造の困難さ、ノズル以外の流路抵抗の増加に
よるインク射出効率の低下とインク供給不足による応答
限界の低下などの問題があった。また流路形状の複雑さ
のため、万が一流路内圧気泡が発生し九場合、それを流
し出すことができずインク射出不能となる欠点があった
したがって本発明の目的は製造の容易なマルテプレタス
駆動可峠なマルチノズルヘッドを提供することにある。
本発明の他の目的は流路インピーダンスノ低いインク射
出の効率の良いマルチノズルヘッドを提供することにあ
る。
本発明のさらに他の目的は、ヘッドを小型しノズルの高
密度な配置を回部とすることにある。
本発明のさらに他の目的はヘッドの応答性を低下させな
いことKある。
第4図に本発明の一実施例を示す。11けンーダライム
ガラスの基板で、エツチングによシ表面にノズル12、
加圧室13、供給路14、供給準備室15、供給口16
が4胡溝として形成されている。17は基板11と同材
質の振動板で基板11に加熱融着される。振動板17の
上面にはネサ膜から表る電極18が全面的に切れ目なく
形成されている。19は圧電素子で、4つの加圧室13
に対して一枚が、電葎18に接して接着されている。
圧%素子19の上面Kit電極X1.X2.Yj、Y2
がスクリーン印刷によって形成されている。20Fi1
′POの下面に配置された銅箔部からなる4紳で、先端
の黒い部分だけ絶縁被膜がなく、電極X群。
Y群、および共通の電極18に接する接続部21を形成
する。なおypaのフィルム基板は図示していない。接
続部21は図示されていない抑圧部材により各々の電極
に押圧されている。
以上の構成においてその動作を第5図、第6図によシ説
明する。第5図で20は導管、21Fiインクタンク、
Xl、X2,71.y2はドライバである。第2図に述
べた各流路尋は、13−1のように表わしてどの組の流
路であるか示す。第6図(a)、 (1))はそれぞれ
第5図のムーム断面およびB−B断面を示す。
インクタンク21、導管20から各ノズル12までの流
路はインクで満たされている。ドライバx1とドライバ
y2が同時に駆動されると、電極!1と電極Y2に対応
した部分の圧電素子19が第6図に示すように変形する
。この変形は加圧室15の容積を増加するような向きに
おこる。各流路と振動板等によって定まる固有振動に合
わせてドライバの信号印加を解くと、振動板は固有振動
に合った減衰振動をしながら元の状態にもどる。
この元の状態にもどる時の変形を利用してインクをノズ
ル12から射出する。このようにすれば、圧電菓子に信
号を印加し直接的に加圧室の容積を減少させてインク射
出を行なうよシも駆動電圧の低下、加圧室の面積減少、
応答性の向上、インク滴の小径化等の利点があることが
理論的にも、実験的にも確替されている。第6図でわか
るようにドライバXI、72によって選択された加圧室
13−2のみがインク射出に有効な変形をノズル12−
2からインク射出が行なわれる。加圧室15−1.13
−4は等価的に加圧室13−2の約半分の変形をし、イ
ンク射出は行なわれない。
以上の実施例でわかるように、平板上に溝を形成し振動
板を接着し、電極を適当に分割するだけでマルチプレク
ス駆動の可能なヘッドを容易に製造できる。また流路抵
抗としてはノズル12および供給路14以外にはほとん
どないため、インク射出の効率が良く、応答性も早くで
きる。本実施例においては4組のノズルについて説明し
たため、配線およびドライバの数も共通電極を除いて各
メリットはないが、実用上は横にノズルを1600個程
度並べ九ものでは約80個の配線とドライバですむ。一
方、加圧室の数はノズルの数と同じで減らない。しかし
これは欠点とはならない。というのは加工9組立上難し
いのは主としてノズル部であシ、加圧室の増加はヘッド
製造上の難しさを増大させないかシである。また本実施
例では一体的な圧電素子を接着しているため加圧室増加
による圧電素子の増加は々い。もちろんインク射出の効
率を高めるため接着した圧電素子を各加圧室の幅に合わ
せて切断したり、あるいは各加圧室−個−個に対応した
多数の圧電素子を接着しても良い。
前述したように実施例ではまず加圧室の野積を増大させ
、インクを含む振動系の固有振動に合わせて印加信号を
解くことで駆動電圧低下、応答性向上等の利点を生み出
している。そのためにはX群に信号引加した時の固有振
動とY群に信号引加した時の固有振動が異なり、”とY
とによって選択された加圧室の固有振動が彼雑な振動を
するととれ好ましくない。
本実施例においてはX群とY群とは同一加圧室に対応し
た共通の振動板上に形成されているため電極Xと電極Y
の面積的な割合にかかわらず共通の振動をする。したが
って各々の群に加える信号パルス幅は同じで良く制御が
容易である。もちろんXとYとは略同−の面積であるこ
とが半選択時(XかYのどちらかだけが駆動された場合
)のインク射出を防止するうえからは望ましい。更にく
わしく言えば第4図においてノズル12に近いY群の電
極面積は、加圧室内の流体インピーダンスの歩ない分だ
けX群の電極面積より小さくて良い。
なお第4図の実施例では基板11をガラスのエツチング
で作っているが、プラスチックの射出成形で形成しても
良い。また圧電素子をガラス振動板上に薄膜技術で形成
することも考えられる。
ま九振動板側に溝を形成しても良いのは明らかである。
さらに基板110両側に溝を形成してノズルを上下2列
とし九両面ヘッドとすれば、見かけ上さらにノズルの高
密度化がはかれる。
加圧室の形状は第4図の実施例に限定するものでは表い
が、1000本以上のノズルを5本/−以上の密度で配
置するヘッドには第4図のごとく細長い短冊型の加圧室
をノズルと等ピッチに配列し、ノズルと加圧室を直接的
に連通させたヘッドは加圧室からノズルに°至る流路抵
抗がないため適している。
第7図に本発明の他の実施例を示す。(a)は1つの加
圧室に対し圧電素子を縦に分割したもので、(′b)は
1つの加圧室に対し2以上に圧電素子を分割 ′したも
のである。
第8図に本発明の他の実施例を示す。この例では加圧室
15の両面に圧電素子1!を設は各々に電極XYを設け
ている。しかしこの例は第4図に示した例に比べ高密度
化には適さない。たとえばノズルピッチが10本/■の
場合、加圧室の幅W(第4図)は100声より小さい必
要があり、振動板および圧電素子を薄くしても振動板と
圧電素子からなる振動系の剛性が非常に高くなってしま
い駆動エネルギの殆んどが振動系の変形に使われる。第
4図のように加圧室の片面にだけ圧電素子が配置される
ヘッドではヘッドの裏側にも流路、振動板および圧電素
子を配置することが可能でみかけ上のノズルピッチを必
要ノズルピッチの倍にできる。上記の例では加圧室の幅
Wは200声弱にできる。短冊板の剛性は短冊板のWの
5乗に反比例する(一般的にはコンダクタンスが幅Wの
5乗に比例する)から100声幅の加圧室よ?) 20
0声幅の加圧室はコンダクタンスが32倍となる。゛こ
れに対し第8図の両面に圧電素子を配置した100μピ
ツチのヘッドは片側に1oo声ピツチで圧電素子を配置
したヘッドの振動系のコンダクタンスの2倍にしかなら
ない。したがって第8図のヘッドにくらべ第4図のヘッ
ドを両面ヘッドとして使ったヘッドは振動系のコンダク
タンスが約16倍となり、特に高密度になるtlどエネ
ルギ効率が高まる。
また加圧室自体の流路抵抗も第4図のヘッドを両面ヘッ
ドとしたものの方が第8図のヘッドよシも加圧室の幅が
広くできる分だけ有利である。
第9図に本発明の変形した実施例を示す。この例では円
筒形の加圧室30を有し、外周に圧電素子の管31を接
着する。管31の周上の電極を32−X、52−Y  
に分割して駆動を行なう。第5図に示したヘッドを多数
集積してx、yのマルチプレクス駆動が可能となる。し
かしながらこの実施例は、第4図、第8図の実施例にく
らべ高密度に多数のノズルを集積するのは離しい。
以上述べた実施例ではXとYの両方に電圧印加された加
圧室に対応するノズルからインク射出が行なわれる例を
示した。本発明の変形として、!が駆動された時のみイ
ンク射出を行ない、Yの駆動をXと逆向きに行ってイン
ク射出を止めるなど4考えられる。この場合け!がオン
でYがオフの加圧室のみインク射出ができる。
以上述べた各実施例ではインクの射出速度は余り早くで
きない。それは半選折時はインクの初速は選択時の初速
の約半分ある丸めインクの表面張力に打ち勝って射出さ
れてしまう恐れがあるからであふ、 第10−に上述の問題を解決した本発明の応用例を述べ
る。この例ではヘッドに空気カバー40設け、空気供給
口41がら空気を注入し、ノズル12の前面にスリット
状に設けた空気排出口42がら空気流を排出し、射出さ
れたインク滴を空気流の力により速く飛ばしている。空
気排出口42はスリット状であるため、従来の空気流利
用のインクジェットヘッドの円形孔の場合のように空気
孔の製造の難しさはなり。2つの板を微小間隔離して固
定すれば良い 以上の説明でわかるように、本発明によれば1つのノズ
ルに対して1つの加圧室を設け、その加圧室の容積を変
えられるように設けた電気機械変換素子を2つに分割し
、それぞれの電気機械変換素子に個別の信号印加を行な
うことで、配線、ドライバの数をへらしたマルチプレク
ス駆動可能なマルチノズルヘッドが得うれる。
本発明によれば製造が容易で、流路インピーダンスが低
く、インク射出の効率の良いしたがってヘッド全体の面
積をへらしブcヘッドが得られる。
またノズルの高密度な配置が可能となる。流路インピー
ダンスが低いためインク供給時間が長くなることもない
。また流路の複雑さがなくインク滞留のおこる場所がな
いため、万−流路内に気泡が発生してもすぐノズルから
排出できるなどの効果もある。
さらに、まず加圧室の容積を増加させ、ヘッドの固有振
動に合わせて容積をもとKもどしてインクの射出を行な
えるため、駆動電圧の低下、加圧室の面積減少、応答性
の向上、インク滴小径化による印字分解能の向上などの
効果も得ることができる。
本発明はプリンタ、プロッタ、ファクシミリ。
コピア等各種ハードコピー装置に用いられる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は従来のマルチプレクス駆動可能な印字
ヘッドを示す図、 第3図は従来のマルチノズルヘッドを示す図、第4図は
本発明の一実施例を示す図、 第5V、第6図は第4図の実施例の動作を説明するため
の図、 第7図は第4図の実施例の変形を示す図、第8図は本発
明の他の実施例を示す側断面図、第9図は本発明のさら
に他の実施例を示す側断面図である。 第10図は本発明の応用例である。 11・・・・・・ノズル、   12・・・・・・ノズ
ル13・・・・・・加圧室、   17・・・・・・振
動板、19・−・・・・圧電素子、 Xl、X2.冨1.Y2 ・・・・・・電極。 以   上 信州精器株式会社 出願人 株式会社趣訪精工舎 代理人 弁理士 最 上   務 (01(b) 第7凶 第8jim 第9図 第10図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 多数のノズルを有するインクオンデマンド型インクジェ
    ットヘッドにおいて、各ノイズに連通したノズルと同数
    の加圧室と、インク容器からのインクを前記加圧室に供
    給する供給路と、前記加圧室の外壁上に配置された電気
    機械変換素子とからなシ、前記電気機械変換素子は同一
    加圧室に対してXとYの2つに分割され、XとYに個別
    に信号印加することで選択されたノズルからインクの射
    出をすることを特徴とするマルチノズルインクジェット
    装置。
JP15989681A 1981-10-07 1981-10-07 マルチノズルインクジエツト装置 Pending JPS5859854A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15989681A JPS5859854A (ja) 1981-10-07 1981-10-07 マルチノズルインクジエツト装置
US06/433,191 US4520374A (en) 1981-10-07 1982-10-06 Ink jet printing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15989681A JPS5859854A (ja) 1981-10-07 1981-10-07 マルチノズルインクジエツト装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5859854A true JPS5859854A (ja) 1983-04-09

Family

ID=15703538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15989681A Pending JPS5859854A (ja) 1981-10-07 1981-10-07 マルチノズルインクジエツト装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5859854A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0145066A2 (de) * 1983-11-26 1985-06-19 Philips Patentverwaltung GmbH Mikroplanarer Tintenstrahldruckkopf
US6299288B1 (en) * 1997-02-21 2001-10-09 Independent Ink, Inc. Method and apparatus for variably controlling size of print head orifice and ink droplet
KR100327198B1 (ko) * 1997-09-30 2002-08-21 삼성전자 주식회사 프린트헤드의기록액분사장치
KR100350971B1 (ko) * 1997-09-30 2002-11-04 삼성전자 주식회사 프린트헤드의 기록액 분사장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5518276A (en) * 1978-07-27 1980-02-08 Seiko Epson Corp Liquid injection apparatus
JPS5549271A (en) * 1978-10-04 1980-04-09 Ricoh Co Ltd Ink jet recording head

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5518276A (en) * 1978-07-27 1980-02-08 Seiko Epson Corp Liquid injection apparatus
JPS5549271A (en) * 1978-10-04 1980-04-09 Ricoh Co Ltd Ink jet recording head

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0145066A2 (de) * 1983-11-26 1985-06-19 Philips Patentverwaltung GmbH Mikroplanarer Tintenstrahldruckkopf
US6299288B1 (en) * 1997-02-21 2001-10-09 Independent Ink, Inc. Method and apparatus for variably controlling size of print head orifice and ink droplet
KR100327198B1 (ko) * 1997-09-30 2002-08-21 삼성전자 주식회사 프린트헤드의기록액분사장치
KR100350971B1 (ko) * 1997-09-30 2002-11-04 삼성전자 주식회사 프린트헤드의 기록액 분사장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4520374A (en) Ink jet printing apparatus
KR100738102B1 (ko) 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드
JP2001179973A (ja) インクジェット式記録ヘッド
JPH09262980A (ja) インクジェットヘッド
JP3175269B2 (ja) インクジェット式印字ヘッド
JPS5859854A (ja) マルチノズルインクジエツト装置
JPS5998859A (ja) インクジエツトヘツド
JP2004034293A (ja) 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP3281206B2 (ja) インクジェットヘッド
JP3334752B2 (ja) インクジェット式記録ヘッド
JP2000135787A (ja) インクジェットヘッド
JPS6325944B2 (ja)
KR20070079296A (ko) 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드
JPS60232967A (ja) インクジエツトヘツド
JPH03295657A (ja) インクジェットプリンタヘッド
JPH04344253A (ja) インクジェットヘッド
JP3232632B2 (ja) インクジェット式印字ヘッド
JPH09300612A (ja) インクジェット記録ヘッド
JP4134354B2 (ja) インクジェットヘッド
JPH03227247A (ja) インクジェット記録装置
JPH04353459A (ja) インクジェットプリンタヘッド
JP3180340B2 (ja) インクジェットヘッド
JP3371909B2 (ja) インクジェットヘッド
JPS5862061A (ja) インクジエツト印刷装置
JPH0373348A (ja) インクジェット記録装置