JPS60217160A - インクジエツトヘツド - 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】 肢血牙髭 本発明は、所要時にのみインク滴を噴射するインクオン
ディマント型インクジェット記録装置におけるインクジ
ェット記録ヘッドに関する。

従来挟止 従来、平板状もしくは円筒状の電歪素子の変形を利用し
てインク室の内容積を変化させ、インク圧力をパルス的
に高めてノズルよりインクを噴射するインクオンディマ
ント型のインクジェット記録方式は広（知られている。

しかしながら、斯かる記録方式においては、容積変化を
起こすインク室と、該インク室にインクを補給する流入
通路とがインク室の容積変化時に連通しているために、
電歪素子からインク室内のインクへ作用する力が流入通
路の方へ逃げてしまい、インク滴の発生効率が低下する
欠点があった。またこのインク滴の発生効率の低下は、
電歪素子に加えられるパルス信号周波数が高くなるにつ
れて大きくなるため、高速かつ高品質の記録は困難であ
った。更に、インク液室とノズル部とが連通しているた
めに、インクの補給はノズル部におけるインク表面張力
に依存しており、インクの補給速度に限界があった。

そこでこれら従来の記録方式の欠点を解消するものとし
て、例えば、圧力手段によって第１の室内を満たしてい
るインク液内に圧力波を生じさせて吐出オリフィスより
インクを噴射させるために、先づ電歪素子に電気的イン
パルスを与えることにより、ダイヤフラムを第３の室側
にたわませて、インク流入通路と連通した第２の室と第
１の室とを連通させ、次に電気的インパルスを除去する
ことにより圧力手段が速やかに元に戻るときに圧力波が
発生ずるようにしたもの（特開昭５５−４９２７３号公
報）や、振動板に圧電素子を接着し、圧電素子の歪みに
より振動板をたわませてノズルに連通したインク通路の
蓋をしたり開いたりしてインク通路と加圧インク供給通
路とを開閉し、その結果インク粒をノズルより噴射する
ようにしたもの（特開昭５８−１０２７７４号公報）が
提案されている。これら提案されているものは、加圧イ
ンク流入通路が、インク液室、オリフィスへ直接連通し
ていないので、従来の記録方式の欠点は解消できるもの
の、加圧インク流入通路とインク液室との間が、非常に
狭い面もしくは、線で仕切られているため、密閉度を保
つことが困難であり、その結果インク粒を小さくするこ
とができず、記録密度を上げることができなかった。

且迫 本発明は上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、イ
ンクオンディマント型インクジェット記録装置において
、加圧インクを使用することによりインク供給速度を上
げ、応答周波数を向上させ、目詰りがしに＜＜、空気混
入による噴射不良もなく、中間調表現ができるインクジ
ェット記録ヘッドを提供しようとするものである。

盪威 本発明の構成について、以下、実施例に基づ６）て説明
する。

第１図は、本発明によるインクジェット記録ヘッドを使
用する記録装置の全体構成図で、画信号に応じてインク
を噴射するインクジェットヘッドｌＯと、これに加圧イ
ンクを供給するためにインクタンクｌからのインクを加
圧するポンプ２とからなるインク供給系１１と、インク
ジェットヘッド１０から画信号に応じてインクを噴射さ
せるための電圧印加手段１２とからなり、周知のように
、記録紙１３を巻き付けたドラム１４を回転させてイン
クジェットヘッド１０を装着したキャリッジ１５を移動
させて記録している。

第２図は、本発明による記録ヘッドの一実施例を示す図
で、微少ノズル９を有するインクジェットヘッド１０に
、インクタンク１からのイン゛り６をポンプ２で加圧し
てインク供給通路１１を通して送り込んでいる。インク
供給通路１１は、その途中が、通路内壁面を構成する第
１の壁面７と第２の壁面８によって閉じられ、閉路５を
形成している。そして第１の壁面７の外側面には電気機
械変換手段である電歪素子４が固着されている。この電
歪素子４は、第３図に４−１．４−２．４−３．４−４
．４−５で示すように複数にしてもよい。なお、第３図
（ａ）は上面図、第３図（ｂ）は断面図である。また、
電歪素子４は、第４図に示すように、同一基板上に複数
の電極Ｅ１〜Ｅ。

をもった電歪素子でもよい。

第５図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、電歪素子を複数個設
けた例で、本発明の記録ヘッドの動作を説明するための
図であり、これにより以下本発明の詳細な説明する。

先づ画信号に応じて、第１図の電圧印加手段１２により
、電歪素子４−５．４−４が順次又は同時に電圧を印加
され、そのため厚み方向変位を生じ、第３図（ｂ）に示
した状態から、第５図（ａ）のように、第１の壁面７を
変位させる。すると第２図のポンプ２によって加圧され
たインク６が変位によりできた隙間２０に入り込む０次
に電歪素子４−３に電圧を印加し、これと同時か又は少
し遅らせて電歪素子４−５の印加電圧を遮断する（第５
図（ｂ）の状態）。このようにして順次インクを送り込
んで第５図（ｃ）の状態で電歪素子４−２．４−１の印
加電圧を切ると、第１の壁面７が急激に第２の壁面８に
圧着するのでインクジェットヘッド内のインク圧力が急
激に上昇し、ノズル９（第２図）よりインク滴を噴射す
る。以上の動作を繰り返すことにより、必要な時、必要
量のインク滴を記録紙に印写することができる。そして
、電圧を印加しない時は、閉路１４により加圧イン１５
がヘッド部から遮断される。この閉路５は、第５図（ａ
）のＡ−Ａ断面図である第６図に示すように、両側は接
着又は溶接などで密着固定しく同図×印）、中心部は重
なって押圧状態となっている。なお記録しない時は、加
圧されたインク６が閉路５を通んてノズルより漏れない
ようにするため、あらかじめ電歪素子４に送電圧を印加
して閉路５をさらに閉じる方向に押しつけるようにして
おくと良い。

以上の実施例では電歪素子４を第１の壁面７の外側面の
方のみに設けたが、第２の壁面８の外側面の方にもつけ
ても良い。この場合は、隙間２０の制御範囲が大きくな
るので、インク量の制御がさらに細かくでき、細かな中
間調表現が可能となる。また前記実施例では、加圧イン
クを使用しているが、静圧であっても良いことは言うま
でもない。また壁面７，８を構成する部材は、第７図に
示すように、同一のもので管をつぶした形であっても良
い。

班果 以上の様に、本発明によれば次のような効果を得ること
ができる。

（１）、インクオンディマント型でありながら、応答周
波数は数十ｋＨｚと荷電制御型なみとなり、大幅な記録
速度の向上ができる。またインク回収装置、荷電、偏向
制御手段が不要となるため低価格となる。

（２）、電歪素子に印加する電圧、又は時間を制御する
ことにより大小のインク滴をつくることができ、中間調
表現が簡単にできる。

（３）、一方を閉路としているノズルの為、発生圧力が
噴射に効率良く使われ、噴射速度が向上し、空気流の影
響が少なく高精度の記録ができると同時に、噴射圧力が
高いため、目詰りに対しても効果的である。

（４）、閉路を長くとることができるため、密閉度が向
上し、記録動作してない時のインク漏れがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインクジェット記録ヘッドを使用
する記録装置の全体構成図、第２図は本発明による記録
ヘッドの一実施例を示す図、第３図は電歪素子を複数に
した場合の図で、同図（Ａ）は上面図、同図（Ｂ）は断
面図、第４図は同一基板上に複数の電極を設けて電歪素
子を構成した例を示す図、第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ
）は本発明による記録ヘッドの動作を説明する図、第６
図は第５図（Ａ）のＡ−Ａ断面図、第７図はインク通路
の閉路部の構成例を示す図である。 ｌＯ・・・インクジェットヘッド、１１・・・インク供
給系、１２・・・電圧印加手段、１３・・・記録紙、１
４・・・ドラム、１５・・・キャリッジ、１・・・イン
クタンク。 ２・・・ポンプ、４−１〜４−５・・・電歪素子、５・
・・閉路、６・・・インク、７・・・第１の壁面、８・
・・第２の壁面、９・・・ノズル。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）、ノズルとインク供給源を結ぶインク供給通路の
   途中の通路内壁面を構成する第１．第２の壁面に対応す
   る外側面の少なくとも一方に電歪素子を設け、前記電歪
   素子の歪によりインク供給通路を開閉するようにしたこ
   とを特徴とするインクジェットヘッド。
2. （２）、前記第１．第２の壁面は、電歪素子信号無印加
   時は、互いに圧着してインク供給通路を閉じていること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のインクジ
   ェットヘッド。
3. （３）、前記電歪素子が、インク供給通路方向に沿って
   複数個設けられ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ヘッド。
4. （４）、前記電歪素子が、同一基板に複数の電極を設け
   て構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第（
   Ｌ）項記載のインクジェットヘッド。
5. （５）、前記インク供給源が、加圧インク供給源である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のイン
   クジェットヘッド。