JPS60137665A - 液滴噴射装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明はカラープリンタやファクシミリ等に使用されて
いるインクジェット記録装置における液滴噴射装置に関
する。

従来例の構成とその問題点 第１図は特公昭５３−４ｅ５６９８号報に開示されてい
るものと同一タイプのオン・デマンド型インクジェット
ヘッドの断面図である０本インクジェットヘッドの動作
原理は前記特公昭６３−４６６９８号報に詳細々記載が
なされているのでここでは簡単に説明する０図において
、１はインクジェットヘッド全体を示す、インク室は第
１インク室６および第２インク室４に分割されており、
両者は結合通路３により連通されている。第２インク室
４には結合通路３と一直線上にインク吐出口２が形成さ
れている。６は圧力上昇装置で記録信号が印加されると
第１インク室６内の圧力を上昇させインク吐出口２より
インク液滴を噴射させる。８はインク供給通路で、第２
インク室４にインクを供給する。

このインクジェットヘッドを使用して記録する場合、通
常ヘッドをキャリッジに搭載し、ヘッドをインク供給配
管に接続しヘッドキャリッジを走査させる。キャリッジ
の移動に伴いインク供給配管に圧力変動を生ずるが、円
筒走査方式のようにヘッドキャリッジの走査速度が毎秒
敷部以下のものにおいては、このキャリッジが動くこと
によるインクの圧力変動は非常に小さく、インク吐出口
２におけるインクメニスカスの保持力Ｐは十分余裕があ
り、空気の吸入やインクの吐出は起らず、ヘッドは信号
を印加された時にのみインク滴を吐出し、安定に動作す
る。

ち、なみに、インク吐出口２におけるメニスカス保持力
Ｐは、Ｐ＝２Ｔｃｏｓ／ｒ　で表わせる。但し、Ｔはイ
ンクの表面張力、ＣＯ８θは接触角、ｒはインク吐出口
の半径である。なお、通常、水性インクではインク吐出
口２の径が４０μｍの場合、メニスカス保持力Ｐは約０
　、０４〜０　、０６５に９　／　ｔｌｌの値を示し、
メニスカス持力以上の圧力変動が生じた場合、インク吐
出０．２から空気を吸入したシ、逆にインクを滴を吐出
したりする。

しかし、前記ドラム走査方式と異なり、ヘッドキャリッ
ジを高速度で左右に走査する平面走査方式においては、
インク供給配管もヘッドの動きにつれて激しく左右に振
られ、インク供給配管内に大きな圧力変動を生じる。こ
のため、インク吐出口２にむけるメニスカスが前記圧力
変動に耐えられる走査速度の範囲は非常に狭く、せいぜ
い、数十ｃａｒ／秒までであった。

しかし、時代の推移とともに、平面走査方式においても
記録のスピードアップが要求され、キャリッジの走査速
度も高速化に向かいつつあり、その速度も１．ａＶ秒の
高速にまでなっている。このような高速な、走査速度を
達成するためには、特開昭５７−１７６１７号公報に開
示された圧力変動を緩和させる流体素子の併用が必要と
なる。この流体素子は本発明に直接関係していないので
、動作原理についての説明は、ここでは省略する。

ところが、前記流体素子を併用したとしても、その使用
環境１例えば４０部以上の雰囲気での動作においては、
インク物性、配管寸法および硬度などが著しく変化し、
前記メニスカス保持力の低下と流体素子の性能低下があ
いまって、気泡を吸入し易くなり、信号応答性の低下に
よる記録画質の低下や記録不能になることがある。

この原因は、前記インク供給管内のインク圧力変動が前
記流体素子で吸収しきれず、インク吐出口２のメニスカ
スが破れ、第２インク室４に吸入され、それがさらに結
合通路３を経て第１インク室６に吸入されて起るもので
ある。

発明の目的 本発明は前記欠点を改善し広い温度範囲にわたって不要
インクの吐出や気旭吸入などを起さない安定な記録を可
能とする液滴噴射装置の提供を目的とする。

発明の構成 本発明は、２室構造のオン・デマンド型インクジェット
ヘッドの第２インク室を形成する壁の一部に非常に薄い
板で形成したダイヤフラム型ダンパを具備した液滴噴射
装置である。

実施例の説明 以下本発明の実施例について図面とともに詳細に説明す
る。

第２図は、本発明の一実施例で、インク吐出口２に対向
して開口を有する空気ノズル１０を設は空気流を併用す
るインクジェットヘッドの断面図である。なお第１図と
同一部分には同一符号を付す０図において、非常に薄い
板で形成されたダイヤフラム１１は第２インク室４のイ
ンク供給側に設けられており、図示されていないインク
配管内に圧力変動が生じた場合、ダイヤフラム１１がた
わむことによって圧力変動を吸収し、インク吐出口２か
らの気泡の吸入およびインク吐出を防止するものである
・　・ これにもう少し具体的な説明を加えるならば、第３図ａ
　”’−ａは、第２図におけるダイヤフラム１１部およ
びインク吐出口２付近の状態を示す一部拡大断面図であ
る。ａ図はヘッドが静止しているかヘッドの速度が定速
度領域における状態で、空気室７と第２インク室４の圧
力バランスがとれているのでダイヤフラム１１はほぼ真
直で定常状態になっている。ｂ図及び０図はキャリッジ
折返し点における状態で、ｂ図ではインクが負圧になっ
た場合を示し、ダイヤフラム１１は負圧の大きさに応じ
て第２インク室４側にたわみ、圧力を吸入し、インク吐
出口２からの気泡の吸入を防止する。なお、定速度領域
においてインクを吐出した場合、インク管内が負圧にな
るためｂ図のような状態になる。

また、０図ではインク圧力が正圧になった場合を示し、
ダイヤフラム１１は正圧の大きさに応じて空気室Ｔ側に
たわみ、圧力を吸収し、インク吐出口２からの不要なイ
ンク滴の吐出を防止している。

ダイヤフラム１１は、インク吐出口２を′形成している
金属板例えばステンレススチール板の一部をハーフエツ
チングにより１０μｍ前後の薄箔にする方法、ダイヤフ
ラムを形成する部分をエツチング等で抜いたインク吐出
口部材に薄箔を接合する方法またはエレクトロ７オーミ
ングにより、ダイヤフラム１１部のみを薄くする方法な
どで作製される。

ダイヤスラム１１部の厚さは薄いほど圧力変動に対する
応答性はよいが機械的強度の関係で、金属の場合１０μ
ｍ〜２０μｍにしている。なお、プラスチックスやゴム
のような高分子フィルムも効果はあるが、化学的安定性
、ｉ層特性および機械的強度が劣っているため実用的に
は金属の方がよい。

なお、以上の説明では空気流を併用したインクジェット
ヘッドについて説明したが、空気流を併用しない第１図
の構成のインクジェットヘッドはもちろん特開昭５７−
８１６３号公報に示されたヘッドやその他種々のタブプ
のインクジェットヘッドにも本発明は適用できる。また
、モノノズルヘッド以外にマルチノズルヘッドにも適用
できることはもちろんである。

発明の効果 以上のように、本発明はインクジェットヘッドの第２イ
ンク室を編成する壁め一部に、非常に薄とによって、平
面走査記録方式等におけ暮へラドキャリッジの折返し時
に生ずるインク圧力変動を効率よく吸収し、前記流体素
子の効果と相まって不要インクの吐出および気泡の吸入
が防止され、常に安定な液滴噴射□装−め提供が可能と
なるもの−である。

第１図は従来のインクジェットヘッドの断面図、第２図
は本発シー実施゛例に慴る液刺噴射装置の断面図、第３
図（叫（ｂλ（ｃ）は第２図におけるノズル近傍の拡大
断面図で、ダイヤフラムの動作状態を示す図である。

１・・・・・・インクジェットヘッド、２・−・・・・
インク吐出口、３・！・・・・結合通路、−ミー・・・
・第２インク室、６・・・・・・第１インク室、６・・
・・・・圧力上昇装置、８・・・・・・インク供給通路
、９・・・・・・空気流入通路、１ｏ・旧・・空気ノズ
ル、１１・・・・・・ダイヤフラム型ダンパ。

代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 Ｉ 第２図 第３図 （α）　４ 第３図 Ｃｂ） 第３図 （Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 琶 （１）液室が阜気信号に応じて圧力上昇を生じさせる装
   置を有している第１液室と液滴吐出口に隣接していてか
   つ液体供給通路と直接結合している第２液室に分割され
   ておシ、これら両方の液室が結合通路を介して結合され
   ておシ、第２液室を形成する壁の一部に、液滴吐出口を
   形成している板よりも薄い板で形成したダイヤフラム型
   ダンパを具備したことを特徴とする液滴噴射装置。 （２）ダイヤフラム型ダンパは液体供給通路と液滴吐出
   口の間に具備される特許請求の範囲第１項記載の液滴噴
   射装置。 （３）液滴吐出口に対向して空気吐出口を有し、空気吐
   出口に空気を供給する空気室にダイヤフラム型ダンパー
   の一部の面が面している特許請求の範囲第１項記載の液
   滴噴射装置。