JPS59106971A - Ink jet printing head - Google Patents

Ink jet printing head

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Publication number
JPS59106971A
JPS59106971A JP21669782A JP21669782A JPS59106971A JP S59106971 A JPS59106971 A JP S59106971A JP 21669782 A JP21669782 A JP 21669782A JP 21669782 A JP21669782 A JP 21669782A JP S59106971 A JPS59106971 A JP S59106971A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
vibration generator
vibration
pressure chamber
pressure
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
JP21669782A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michio Asama
浅間 道雄
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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 Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP21669782A priority Critical patent/JPS59106971A/en
Publication of JPS59106971A publication Critical patent/JPS59106971A/en
Pending legal-status Critical Current

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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

Landscapes

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

Abstract

PURPOSE:To provide the titled printing head good in energy efficiency, generating almost no sound and prevented from the undesired injection of ink, constituted by providing a vibration generator for generating pressure for injecting the ink in an ink communication part. CONSTITUTION:A vibration generator 13 acting as a vibrator is arranged in a pressure chamber 11 and, for example, constituted of a bimorph type electrostriction element. Therefore, when voltage is applied to the vibration generator 13, the vibration generator 13 is curved and an ink droplet 15 is injected from an orifice 12 by this action. When the vibration generator 13 is curved, negative pressure is generated in the tank side thereof and the ink is sucked in the pressure chamber 11 while the ink flow is stopped when pressure is balanced. In this case, when the interval of the vibration generator 13 and the wall of the pressure chamber 11 is made narrow, the vibration resistance of the ink stream can be made large and vibration can be rapidly attenuated. Because the vibration generator is present in the ink, vibration can be extremely reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明はインク滴を噴出し9紙面にこのインクによるド
ツトを形成し、イメージパターンを印刷するインクジェ
ット印字ヘッドに関する。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an ink jet print head that ejects ink droplets to form dots of ink on a paper surface to print an image pattern.

従来技術と問題点 データ処理装置においてデータ処理結果を用紙に印刷す
る場合、ドツトワイヤでドツトを紙面に形成するドツト
プリンタがあるが、ドツトプリンタで紘ドツトワイヤで
紙面を衝撃しなければならないので、ドツトワイヤを衝
撃面まで駆動するための大きな駆動力を必要とし、また
衝撃音が発生する等の問題がある。したがってこのよう
な大きな駆動力を必要とせず、しかも印刷のための発生
音が小さいインクジェット方式の印字ヘッドがデータ処
理装置の出力装置に使用されている。
Prior Art and Problems When printing data processing results on paper using a data processing device, there are dot printers that use dot wires to form dots on the paper surface. It requires a large driving force to drive up to 100 degrees, and there are also problems such as the generation of impact noise. Therefore, inkjet print heads that do not require such a large driving force and generate little noise during printing are used in output devices of data processing apparatuses.

従来のインクジェット印字ヘッドは9例えば第1図に示
す如く、インクが溜められるタンク1と複数の圧力室2
(第1図では1個のみ図示)を設け、圧力室2の先にオ
リフィス3を配置し、複数の圧力室2はそれぞれタンク
1と連通管部により連通している。そして複数の圧力室
2を選択的に変形させることにより、該圧力室2に連通
しているオリフィス6よりインク滴4を噴出させ9図示
省略した紙面にインクドツトを形成するものでおる。
A conventional inkjet print head includes a tank 1 in which ink is stored and a plurality of pressure chambers 2, as shown in FIG.
(only one is shown in FIG. 1), and an orifice 3 is arranged at the tip of the pressure chamber 2, and each of the plurality of pressure chambers 2 communicates with the tank 1 through a communication pipe section. By selectively deforming a plurality of pressure chambers 2, ink droplets 4 are ejected from an orifice 6 communicating with the pressure chambers 2 to form ink dots 9 on a sheet of paper (not shown).

この場合、第1図矢印に示されるように、圧力室2に圧
力が印加されると、該圧力室2の土壁部分が点線の如く
内側に変曲するので圧力室2の体積が減少し、これに応
じてオリフィス3よりインク滴4が噴出する。そして圧
力を印加する手段として、第2図に示す如く、圧力室2
の土壁部分2−1に、各圧力室対応に電歪素子5が配置
され。
In this case, as shown by the arrow in FIG. 1, when pressure is applied to the pressure chamber 2, the clay wall portion of the pressure chamber 2 bends inward as shown by the dotted line, so the volume of the pressure chamber 2 decreases. In response to this, ink droplets 4 are ejected from the orifice 3. As a means for applying pressure, a pressure chamber 2 is used as shown in FIG.
An electrostrictive element 5 is arranged in correspondence with each pressure chamber on the earthen wall portion 2-1.

との電歪素子5に選択的に電圧を印加することにより電
歪素子5を変曲させ、これにより薄い金属製の土壁部分
も、第1図の点線に示す如く、変形させるように構成さ
れている。
By selectively applying a voltage to the electrostrictive element 5, the electrostrictive element 5 is deformed, thereby deforming the thin metal earth wall portion as shown by the dotted line in FIG. has been done.

また他の例として、第3図に示す如く、タンクに連通し
ているインクバイブロを電歪素子7で囲み、これに電圧
を印加することによりインクバイブロを部分的に収縮さ
せ、オリフィス8部分からインク滴を噴出させる。
As another example, as shown in FIG. 3, an ink vibro communicating with a tank is surrounded by an electrostrictive element 7, and by applying a voltage thereto, the ink vibro is partially contracted, and from the orifice 8 part. Eject ink droplets.

いずれの場合もオリスイスとタンクとはそのまま連通し
ており、ポンプとかパルプはなく、オリフィスの先端の
インクの表面張で平衡が保持され。
In either case, the OriSwiss and tank are in direct communication, and there is no pump or pulp, and equilibrium is maintained by the surface tension of the ink at the tip of the orifice.

インクが流出しないとか、空気が内部に侵入しないとい
うように平衡が保持されている。
Equilibrium is maintained such that ink does not flow out and air does not enter the interior.

しだがってこのような方式では、第1図の点線に示す如
く、圧力室2を押して変形させるために大きなエネルギ
ーを必要とし、しかも圧力によりインクはオリフィス側
のみならずタンク1側にも戻り、エネルギー効率がよく
ない。しかも圧力室の外部からこれを変形振動させるた
め、音が外部にもれる。そしてタンク1に戻ったインク
が再び圧力室2側にもどることになりインクの振動が生
ずる。したがってオリフィスの先端部分のインク面が安
定せず、2滴目のインク滴が噴出することがあり、した
がって高速の印刷が難かしいという欠点がある。
Therefore, with this method, as shown by the dotted line in Figure 1, a large amount of energy is required to push and deform the pressure chamber 2, and the pressure causes the ink to return not only to the orifice side but also to the tank 1 side. , energy efficiency is not good. Moreover, since the pressure chamber is deformed and vibrated from outside, sound leaks to the outside. The ink that has returned to the tank 1 then returns to the pressure chamber 2 side again, causing vibration of the ink. Therefore, the ink surface at the tip of the orifice is not stable and a second ink droplet may be ejected, making high-speed printing difficult.

発明の目的 本発明の目的は上記の如き欠点を改善して、エネルギー
効率のよい、音がほとんど発生しない。
OBJECTS OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the above-mentioned drawbacks and to provide an energy-efficient and almost no-sound generating device.

インクの不所望の噴出がないようKしたインクジェット
印字ヘッドを提供することである。
An object of the present invention is to provide an inkjet print head that prevents undesired jetting of ink.

発明の構成 前記目的を達成するため9本発明のインクジェット印字
ヘッドは、タンク部と、インク噴出オリアイスと、イン
ク噴出オリフィスからインク滴を噴出させる圧力を発生
するインク噴出手段を有するインクジェット印字ヘッド
において、タンク部とインク噴出オリフィスとの間のイ
ンク連通部分内にインク噴出用の圧力を発生する発振体
を設け。
Structure of the Invention To achieve the above object, the inkjet printhead of the present invention includes a tank portion, an inkjet orifice, and an inkjet means for generating pressure to eject ink droplets from the inkjet orifice. An oscillator that generates pressure for ink ejection is provided in an ink communication portion between the tank portion and the ink ejection orifice.

この発振体を駆動制御することによpインク噴出オリフ
ィスよりインク滴の噴出を制御するようにしたことを特
徴とする。
The present invention is characterized in that the ejection of ink droplets from the p-ink ejection orifice is controlled by driving and controlling this oscillator.

発明の実施例 本発明の一実施例を第4図及び第5図にもとづき説明す
る。
Embodiment of the Invention An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

第4図は本発明の一実施例の要部構成図、第5図はその
動作説明図である。
FIG. 4 is a block diagram of a main part of an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an explanatory diagram of its operation.

図中、10はタンク、11は圧力室、12はオリフィス
、13は発振体、14は支柱、15はインク滴である。
In the figure, 10 is a tank, 11 is a pressure chamber, 12 is an orifice, 13 is an oscillator, 14 is a column, and 15 is an ink droplet.

本発明では圧力室11の内部に振動体として作用する発
振体13を配置する。この発振体13は。
In the present invention, an oscillating body 13 that acts as a vibrating body is arranged inside the pressure chamber 11. This oscillator 13 is.

第2図の電歪素子5と同様に9例えばバイモルフ屋の電
歪素子で構成される。したがってこの発振体13に電圧
を印加すれば、第5図の実線に示す如く発振体13は変
曲し、これによりオリフィス12からインク滴15が噴
射される。
Similar to the electrostrictive element 5 in FIG. 2, the electrostrictive element 9 is composed of, for example, an electrostrictive element manufactured by a bimorph shop. Therefore, when a voltage is applied to the oscillator 13, the oscillator 13 is bent as shown by the solid line in FIG. 5, and an ink droplet 15 is ejected from the orifice 12.

この発振体13の変曲のとき、そのタンク側には負圧が
生じ、タンクよりインクを圧力室11に吸込むことにな
り、圧力が平衡したところでインクの流れは停止する。
When the oscillator 13 bends, a negative pressure is generated on the tank side, and ink is sucked from the tank into the pressure chamber 11, and when the pressure is balanced, the flow of ink stops.

それ故従来のようにタンク室に正圧を付与するものとは
異なり、効率が非常によい。しかも第5図の点線の状態
に発振体13が復旧するときこれがインク内にあるため
戻り時の抵抗があシ、ゆりく9戻るので、インク振動を
抑制することができる。この際発振体13と圧力室11
の壁の間隔を狭ばめておけばインク流の振動抵抗を大き
くすることができ、振動を速く減衰させることができる
。従来の装置では振動を抑制するために連通管を細くす
れば、インク滴を作るためのインクの供給が制約され9
粒子化周波数を高くすることができず、印字速度が抑制
されることになる。
Therefore, unlike the conventional method which applies positive pressure to the tank chamber, it is very efficient. Moreover, when the oscillator 13 is restored to the state shown by the dotted line in FIG. 5, since it is inside the ink, there is less resistance when it returns, and the oscillator 13 returns slowly, making it possible to suppress ink vibration. At this time, the oscillating body 13 and the pressure chamber 11
If the distance between the walls is narrowed, the vibration resistance of the ink flow can be increased, and the vibrations can be quickly damped. In conventional devices, if the communication tube is made thinner to suppress vibrations, the supply of ink to create ink droplets is restricted.
The particle formation frequency cannot be increased, and the printing speed will be suppressed.

発振体13がインク内にあるのでその振動音が減衰され
、非常に小さくすることができる。また。
Since the oscillator 13 is inside the ink, the vibration noise is attenuated and can be made very small. Also.

従来のものは、第2図に示すように、圧力室の外壁が2
−1に示す如く薄い金属板で共通化されており、そのた
め電歪素子5の振動により相互干渉を受けやすかったも
のが、各圧力室内に個々に発振体を配置しているので、
相互干渉を起すことはない。しかも外壁を彎曲させる必
要がないので。
In the conventional type, the outer wall of the pressure chamber has two walls, as shown in Figure 2.
As shown in -1, a thin metal plate is commonly used, and as a result, it is susceptible to mutual interference due to the vibration of the electrostrictive element 5. However, since an oscillator is placed individually in each pressure chamber,
There will be no mutual interference. Moreover, there is no need to curve the outer wall.

これを厚みのもので構成でき、相互干渉や振動音をより
一層抑制できる。
This can be constructed with a thick material, and mutual interference and vibration noise can be further suppressed.

なお、この発振体13は図示のように圧力室内に配置す
る外に、これをガラスコーテングしておき、圧力室内の
一部分を例えばゴムの如き発振体挿入可能材料で構成し
、これを挿入するように構成することもできる。
In addition to placing the oscillator 13 in the pressure chamber as shown, it is coated with glass, and a portion of the pressure chamber is made of a material such as rubber that allows the oscillator to be inserted. It can also be configured as

発振体としては電歪素子に限らず他の振動体。The oscillating body is not limited to electrostrictive elements but other vibrating bodies.

例えば磁歪素子等を使用することもできる。さらに発振
体はそれ自体が振動を励起するとl”!:限らず。
For example, a magnetostrictive element or the like can also be used. Furthermore, if the oscillator itself excites vibration, then l''!: Not limited.

外部の他の発振体から振動を励起されても同様の効果が
ある。発振体はオリフィスに対面しているとは限らずオ
リフィスに波動が伝播する効果のある流路構造にすれば
発振体の向きは限定されるものではない。
A similar effect can be obtained even if vibrations are excited from other external oscillators. The oscillator does not necessarily have to face the orifice, but the direction of the oscillator is not limited as long as the channel structure has the effect of propagating waves to the orifice.

本発明の他の実施例を第6図に説明する。Another embodiment of the invention will be described in FIG.

第6図の例では、圧力室17内に配置された発振体16
を、インクがオリスイス18の方向に流れ易く、その逆
方向には流れ難い形状にする。例えば発振体16を半球
形としてその球面部分をタンク19側になるように配置
すれば9発振体16がオリフィス18方向に変曲振動す
るとき、インク流はオリフィス方向に強く押し出される
ことになる。しかしこれが戻るとき2球面が流路に対向
するようになって、インク噴出時よりも流体抵抗が小さ
くなり、オリフィス側に大きな負圧を生ずることなくス
ムース゛に復旧することになる。それ故、オリアイスか
ら空気を吸込み動作不良になることを有効に防止できる
とともに、インクの流れをスムーズにして印刷の高速化
を図れる。
In the example of FIG. 6, the oscillator 16 arranged in the pressure chamber 17
is shaped so that the ink can easily flow in the direction of the orimeter 18 and difficult to flow in the opposite direction. For example, if the oscillating body 16 is made into a hemispherical shape and its spherical part is placed on the tank 19 side, when the oscillating body 16 vibrates inflectionally in the direction of the orifice 18, the ink flow will be strongly pushed out in the direction of the orifice. However, when it returns, the two spherical surfaces come to face the flow path, and the fluid resistance becomes smaller than when the ink is ejected, resulting in a smooth recovery without generating a large negative pressure on the orifice side. Therefore, it is possible to effectively prevent malfunction due to air being sucked in from the oriice, and it is also possible to increase the speed of printing by smoothing the flow of ink.

勿論発振体の形状は半球形に限定されるものではなく、
他の形状9例えば摺鉢状や円錐形等信の適当な形状にす
ることもできる。
Of course, the shape of the oscillator is not limited to a hemispherical shape,
Other shapes 9 may also be used, such as a mortar shape or a conical shape.

発明の効果 本発明によれば比較的簡単な構成により、効率よく、高
速にインク滴を噴出できるインクジェット印字ヘッドを
構成できるとともに、振動音を小さく、インクの収れん
を速くすゐことができる。
Effects of the Invention According to the present invention, it is possible to construct an inkjet print head that can eject ink droplets efficiently and at high speed with a relatively simple configuration, and also to reduce vibration noise and quickly converge the ink.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は従来のインクジェット印字ヘッドの
説明図、第6図は従来のインクジェット印字ヘッドの他
の構成例、第4図は本発明の一実施例構成図、第5図は
その動作説明図、第6図は本発明の他の実施例である。 図中、1はタンク、2は圧力室、3はオリフィス、4は
インク滴、5は電歪素子、10はタンク。 11は圧力室、12はオリフィス、13は発振体。 14は支柱、15はインク滴、16は発振体。 17は圧力室、18はオリフィス、19はタンクを示す
。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 山 谷 晧 榮
1 and 2 are explanatory diagrams of a conventional inkjet print head, FIG. 6 is an example of another configuration of a conventional inkjet print head, FIG. 4 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. The operation explanatory diagram, FIG. 6, is another embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a tank, 2 is a pressure chamber, 3 is an orifice, 4 is an ink droplet, 5 is an electrostrictive element, and 10 is a tank. 11 is a pressure chamber, 12 is an orifice, and 13 is an oscillator. 14 is a support, 15 is an ink droplet, and 16 is an oscillator. 17 is a pressure chamber, 18 is an orifice, and 19 is a tank. Patent applicant Fujitsu Ltd. Representative Patent Attorney Akira Yamatani

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)  タンク部と、インク噴出オリアイスと、イン
ク噴出オリフィスからインク滴を噴出させる圧力を発生
するインク噴出手段を有するインクジェット印字ヘッド
において、タンク部とインク噴出オリフィスとの間のイ
ンク連通部分内にインク噴出用の圧力を発生する発振体
を設け、との発振体を駆動制御することによりインク噴
出オリフィスよシインク滴の噴出を制御するようにした
ことを特徴とするインクジェット印字ヘッド。
(1) In an inkjet print head having a tank portion, an ink ejection orifice, and an ink ejection means that generates pressure to eject ink droplets from the ink ejection orifice, in an ink communication portion between the tank portion and the ink ejection orifice. 1. An inkjet print head comprising: an oscillator that generates pressure for ejecting ink; and by driving and controlling the oscillator, the ejection of ink droplets from an ink ejection orifice is controlled.
(2)  上記発振体をオリアイス側に変位すゐときと
タンク部側に変位するときとで流体抵抗が異なるように
構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
インクジェット印字ヘッド。
(2) The inkjet print head according to claim 1, wherein the oscillator is configured to have different fluid resistance when it is displaced toward the oriice side and when it is displaced toward the tank section.
JP21669782A 1982-12-10 1982-12-10 Ink jet printing head Pending JPS59106971A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21669782A JPS59106971A (en) 1982-12-10 1982-12-10 Ink jet printing head

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JP21669782A JPS59106971A (en) 1982-12-10 1982-12-10 Ink jet printing head

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JP21669782A Pending JPS59106971A (en) 1982-12-10 1982-12-10 Ink jet printing head

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JP (1) JPS59106971A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0933212A3 (en) * 1998-02-03 2000-01-26 Eastman Kodak Company Image forming system and method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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