JPS6013558A - インクジエツトヘツド - Google Patents

インクジエツトヘツド

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Publication number
JPS6013558A
JPS6013558A JP12130983A JP12130983A JPS6013558A JP S6013558 A JPS6013558 A JP S6013558A JP 12130983 A JP12130983 A JP 12130983A JP 12130983 A JP12130983 A JP 12130983A JP S6013558 A JPS6013558 A JP S6013558A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
chamber
nozzle
reservoir
capacity
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
JP12130983A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiromichi Fukuchi
福地 弘道
Toyoji Shioda
潮田 豊司
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co 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 NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP12130983A priority Critical patent/JPS6013558A/ja
Publication of JPS6013558A publication Critical patent/JPS6013558A/ja
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
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor

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、高速印字が可能なオンデマンド型印字へ、ド
に関する。従来この種の印字へ、ドの1例として、第1
図(a)、(b)に示すものが既に知られている。同図
(a)は平面図で、(b)はそのY−Y’断面図を示す
。これは、電気機械変換手段として、例えはピエゾ振動
子101の両電極面にリード綜101−1,101−2
を介して電気信号に応じて入力電圧を印加し、基板10
5に取付けられた可撓性プレート102を伸縮変化させ
インク室103の容積変化を生じさせる。この容積変化
にてインク室103の内圧を瞬時に上昇させ、ノズル1
04よりインク滴106を噴射することができる。イン
クの物性値(例えば表面張力、粘性)。
ノズルの断面形状などが複雑に相互作用を起しながらイ
ンク滴を形成し、こ、のインク滴が記録紙に付着5文字
形成ができる。印加電圧除去後はグレー)102は時間
の経過と共に正常な状態に戻る。
所で電気信号が印加されていないときは、ノズル104
とインク貯蔵器(図示せず)との間の水頭圧差を適当に
保つことで、ノズル104からのインク液もれを防止し
ている。しかしノズル104とインク貯蔵器(図示せず
)との水頭圧差は、せいぜい最筒1〜2 crnH,0
なので、ノズルの多数配列による水頭圧差を1〜2 c
m Hz Oに保つことがむずかしく、ノズルからのイ
ンク垂れを発生しやすくなり、ノズルの多数配列が困難
であ−)たQまた、ノズル104より噴射したインク流
量分をインク室103とノズル104に充てんする必要
がある。インクの充填はインクの表面張力によって行な
われるため、インク室103の形状がその充填時間に大
きく寄与し、充填時間で数100μS数で動作するとき
には、この充填時間も問題となり、高速印字がむずかし
がった。
本発明の目的はこれらの欠点を除去し、駆動周波数10
幻七以上の動作、即ち毎秒当!010,000ド、ト以
上のインク滴噴射を可能にするインクジェット式印字ヘ
ッドを提供することにある。
本発明の他の目的は印字へ、ドの小型化と、ノズルから
のインク液もれを防止した高密度マルチノズル化が可能
な極めて実用的なインクジェット式印字ヘッドを提供す
ることにある。
本発明によれば、インク滴を噴射するノズルと、ノズル
とイ≠室との間にキャパシティ室を、インク室とインク
溜めとの間に薄層インク供給部を配置し、更にキャパシ
ティ室と第2インク貯蔵器を連通ずるための各キャパシ
ティ室ごとにインク供給孔並び毛管作用にてインクを供
給する第2インク供給部とを設けた構造の噴射チャンネ
ル基板と、前記インク室の容積変化を生じぜる手段とし
てピエゾ振動子を取付けた可撓性プレートとからの間に
キャパシティ室を設けかつキャパシティ室と第2インク
貯蔵器とを連通ずるためのインク供給孔と第2インク供
給部を設けた構造によシ、インクの充填時間を極端に短
くすることができ、より高速印字を可能としたことを特
徴とする印字ヘッドである。またインク室とインク溜り
との間に毛細管作用にてインクをインク室に供給するた
めの共通な薄層インク供給部を設置することで、非記録
時はインクの平衡状態はノズル先端のインク以下、本発
明の一実施例について図面をもりて詳細に説明する。第
2図は本発明の一実施例である多数ノズルのインクジェ
、トヘ、ドの平面図で、第3図は第2図のA−A’断面
図である0第4図(a)、(b)は本発明の一実施例の
噴射チャンネル基板及びインク供給基板の平面図である
0 図において、10はインク滴を一定方向に噴射するため
のノズル、11はインク室で、インク滴を噴射するため
の圧力波を発生する所である013はキャパシティ室で
、インク室11より小さな容積で、ノズル10とインク
室11との間に配置され、更にキャパシティ室13の中
に微少な穴径を有するインク供給孔13−1と外部に設
けた第2インク貯蔵器25からキャノくシティ室13に
毛細管作用にてインクを供給するための第2インク供給
部13−2から成っている。このキャノくシティ室13
はノズル10よりインク室11への気泡混合を防止する
役目をしている0インク室11の他端は薄層インク供給
部15に通じる0この薄層インク供給部15はエツチン
グ技術等によって0.04〜0.2%程度の深さに形成
されている。この薄層部のため毛細管現象によって各噴
射チャンネルにインクを均一に供給することができる。
16はインク溜めで、インク貯蔵器から供給されたイン
クを一時的に貯えておくための溜めである。
17は可撓性プレート、18は電気機械変換手段で、チ
タン酸バリウム−鉛ジルコン酸塩、チタン酸塩セラミ、
クス等で構成されたピエゾ振動子である。なおノズル1
0.キャパシティ室13.インク室11.薄層インク供
給部15.インク溜めの具体的なエツチング深さはつい
ては後で説明する019は印字へ、ドへのインク供給口
で20はインク貯蔵器でパイプを介して印字ヘッド1に
インクを供給する。21は望気抜きで、印字へ、ドにイ
ンクを充てんする際に、インク貯蔵器20に大きな外力
を加えて強制的にインクを充てんする。
この際、インク溜め16に残存している空気を容易に抜
くための孔である。
今、ピエゾ振動子18に電気信号を印加することで、可
撓性プレート17が瞬時に伸縮変形し、ノズル10から
インク滴が1ケ吐出される。この電気信号のくり返し駆
動周波数を高くするにつれて、インク室11のインク圧
力振動が大きくなり従来の印字ヘッドではこの影響でノ
ズル10からインク室11に空気が混入し、この結果イ
ンク滴の噴射動作が不能になると言う問題があった。こ
れに対して、このキャパシティ室13によシ空気のイン
ク室11への混入をしに<<シている。この結果、ノズ
ル10から混入した空気はキャパシティ室13に溜まり
、インク室11に入らなくなった。−また、キャパシテ
ィ室13にたまった空気は噴射動作を連続的にくり返し
行う事で簡単に外部に押し出されてしまい、すみやかに
正常な状態に復帰することができた。
一方、ノズル10よリインク滴を噴射後、このインク流
出分だけ充填する必要があり、この充填作用はインクの
表面張力によって行われる。このため印字速度の高速化
には、インク充填時間の短縮が重要となる。本発明のイ
ンク充てん動作は、第2インク貯蔵器25からのインク
が毛細管作用によシ第2インク供給部13−2を上昇し
、インク供給孔13−1を介してキャパシティ室13に
供給される。こ、の結果、従来のインク室11を介して
ノズル10の先端まで充填される流路パスに比べて極端
に短い流路パスが形成されるので、インクの充填時間が
よシ短くなり、高速印字が可能となった。なおインクの
充填時間はインクの物性値、ノズル、キャパシティ室並
びにインク供給孔の断面形状寸法などの関数で決まる〇 インク供給孔13−1と第2インク供給部13−2を各
キャパシティ室13ごとに独立した流路パスにした目的
は、インク滴の噴射時に生ずるキャパシティ室13内の
圧力変動が隣接したキャパシティ室13に伝搬しないよ
うにするためである0又インク貯蔵器20からのインク
はインク溜め16に供給されると同時に薄層インク供給
部15が深さ0.04〜0.2 y、程度の薄層で形成
されているため、毛細管作用によってインクが上昇し、
各噴射チャンネル系統に均一に供給される。このため、
インク溜ジ16のインク静圧変動による影響を受けるこ
となく正常なインク供給が可能となる。従って、ノズル
10のインク表面張力とインク溜りの静圧との正確なバ
ランスを保つ必要がほとんどなくなり、このためノズル
数をかなシ増すことができるという利点がある。この結
果インク溜めは一時的にインクを貯めておく機能だけで
よく、インク静圧の正確な制御も必要なくなった。
第3図はインク室と薄層インク供給部及びインク溜めの
断面形状を模式的に示した図である。ノズル10とキャ
パシティ13及びインク室11の深さをZl r薄層イ
ンク供給部15の深さA2.インク溜め16の深さA3
とすると各部の深さはA3>t2≧t1を満足し、かつ
インク室11の深さt、が0.04〜0.5%、薄層イ
ンク供給部15の深さA2が0.04〜0.2 % 、
インク溜め16の深さA3が0.5〜3%の範囲であれ
ば良い。インク流路溝のエツチング製作コストを考える
と、インク室11と薄層インク供給部15の深さは略同
−で良く、かつ我々の実験によれば高マルチノズル化の
場合、薄層インク誤給部15の寸法形状は深さA2が0
.05〜0.2%2幅W1が0.5〜3%が実用土量も
適していた。
次に、キャパシティ室11の寸法形状に関して言えば、
幅はノズル10の1.3〜3 倍+ 長す0−3〜8.
0χの範囲であれば良か、た。我々の実験によれば、高
密度・高マルチノズル化と圧力波の伝搬速度の遅れを考
慮するとキャパシティ室11の寸法は幅0.13〜0.
3%、長さ0.3〜5.0%。
インク供給口13−1 0.04〜0.1%、並びに第
2インク供給部の深さ13−20.04〜0.2%が実
用1最も適していた。
なお、キャパシティ室11の等価容積をとる手段として
、他の方法を用いるならば深さ方向にその容積を確保し
ても良く、また更には前記幅方向及び深さ方向の組み合
せによシ同様な容積を得ることも可能である0 以上記載したように、本発明の印字ヘッドは、ノズルの
インク表面張力のみでインクの平衡状態を保つことがで
きるので、多数ノズルの配列が可能とな9更に第2イン
ク供給部及びインク供給口を配置することで、ノズル、
キャノくシティ及びインク室にインクを毛細管作用によ
り供給できる短い流路長を形成することが可能となり、
毎秒io、oo。
ドツト以上の高速噴射と、その噴射状態の安定化並びに
空気混入もない高信頼性が得られる印字ヘッドとなり、
その効果は多大なものである0
【図面の簡単な説明】
第1図(a)’、 (b)は一部破断して示した従来の
マルチノズル印字ヘッド例の概略図で、第2図は本発明
の一実施例で一部破断して示した概略図で、第3図は第
2図のA−A断面図、第4図(a)、(b)は本発明の
一実施例の噴射チャンネル基板及びインク供給路基板の
平面図である。 図において、10はノズル、11はインク室、13はキ
ャパシティ室、13−1はインク供給孔、13−2は第
2インク供給部、15id薄層インク供給部、16はイ
ンク溜め、20はインク〃蔵器、25tj:第2インク
貯蔵器である。 第4図 (0) (b)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1のインク貯蔵器から与えられるインクを溜めるイン
    ク溜めと、インク滴を噴出するノズルと、前記インク溜
    めとノズル間に設けたインク室から成る平板状の噴射チ
    ャンネル基板と、前記噴射チャンネル基板に接合し次薄
    板の可撓性プレートと、前記インク室の容積変化を発生
    させるため前記可撓性プレートに取付は九ピエゾ振動子
    とを具備し、前記ピエゾ振動子に電気信号を印加するこ
    とでインク室の容積変化を瞬時に生じ、噴射圧を発生さ
    せてインク滴を噴射するインクジェットヘッドにおいて
    、前記インク室と前記インク溜めとの間に共通な薄層イ
    ンク供給部を配置し、かつ前記ノズルとインク室との間
    にキャパシティ室を設け、各キャパシティ室ごとにキャ
    パシティ室内に外部に設けた第2インク貯蔵器に連通す
    るインク供給孔並びに第2のインク供給部とを内蔵した
    噴射チャンネル形状を一列状に複数個配列′シタチャン
    ネル形状からなる噴射チャンネル基板と、前記噴射チャ
    ンネル基板に接合した可撓性プレートと、前記インク室
    の容積変化を生じさせる手段として前記インク室ごとに
    ピエゾ振動子を前記プレートに取付けたことを特徴とす
    るインクジェットヘッド。
JP12130983A 1983-07-04 1983-07-04 インクジエツトヘツド Pending JPS6013558A (ja)

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JP12130983A JPS6013558A (ja) 1983-07-04 1983-07-04 インクジエツトヘツド

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JP12130983A JPS6013558A (ja) 1983-07-04 1983-07-04 インクジエツトヘツド

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ID=14808052

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JP12130983A Pending JPS6013558A (ja) 1983-07-04 1983-07-04 インクジエツトヘツド

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03152763A (ja) * 1989-11-09 1991-06-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fm信号再生装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH03152763A (ja) * 1989-11-09 1991-06-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fm信号再生装置

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