JPS6027574B2

JPS6027574B2 - インクジェツトヘッドおよびインク充填方法

Info

Publication number: JPS6027574B2
Application number: JP12232777A
Authority: JP
Inventors: 正義玉井
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1977-10-14
Filing date: 1977-10-14
Publication date: 1985-06-29
Also published as: JPS5456443A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は記録紙の上にインク満を噴射により付着させ、
ビデオ信号であらわされた情報を記録する装置、いわゆ
るインクジェットヘッドおよびインク充填方法の改良に
関する。

インクジェットへッド‘こはいくつかの方式があり、第
１図はその１例で、ステムメ氏が提案したものである（
Ｅ．Ｓにｍｍｅ；ＴｈｅＰｉｅ２ｏｅｌｅｃｔ
ｒｉｃＣａｐｉｌｌａひｌｎｊｅｃのｒ，ｌＥＥＥ
Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ○ｎＥｌｅｃｔｒｏｎ
Ｄｅｖｉｃｅｓ，ｖｏｌ．ＥＤ−２０，Ｍ．ＩＪａｎ．
１９７３ｐｐ１４〜１９参照）。この例のように通常
、液室は２つの部分、すなわちノズル１に隣接し、かつ
インクタンク（図示せず）に蓮通される流入通路７と直
接に結合している１の外方室２と、圧力上昇装置９を有
する１つの内方室３とに分割されており、その際これら
両方の室２，３はノズル１と１直線上にある１つの結合
通路４を介して互いに蓮通されている。圧力上昇装置９
は内方室３の１壁面を構成する金属板６とその外面に接
着された亀歪素子５とよりなる。インクを噴射する際に
は亀歪素子５に電圧を印加して半径方向に収縮させるこ
とにより、雷歪素子５と接着され、亀歪素子５と共に積
層板をなし圧力上昇装置９を構成する金属板６が内方室
３の側へ張り出し、内方室３の容積を急激に減少させる
。そこで内方室３内の圧力が急激に上昇しインクは結合
通路４をとおって流出し、ノズル１付近のインクを大気
中に押し出すことによりインク満の噴射が行なわれる。
このような装置において信号に応答して正確にインク液
滴を吐出させるためには、内方室３および外方室２にイ
ンクが完全に充満され、空気を含んでいないことが望ま
しい。

もし空気が存在すると、亀歪素子５の変形は空気の圧縮
となって吸収されてしまい、インクがノズル１から噴出
されなかったり、タイミングが遅れたりするおそれがあ
り、信頼性が低下する。このような装置にインクを充填
する際空気を含まないようにするには、インクジェット
ヘッドの内部を真空にした後インクを流入させる方法が
考えられるが、これに必要な装置は大がかりで、かつ複
雑な手順を必要する欠点がる。

このような欠点を解消するために、第２図に示すように
、インクジェットヘッドの外方室２および内方室３にそ
れぞれインクジェットヘッドの外部まで蓮適するような
通路２１，３１を設けておき、インクを充填する際には
、あらたに設けられた通路２１，３１を上にし、インク
タンク１６の水準Ｌがインクジェットヘッドより上にく
るようにすることにより、これら通路からインクを溢れ
出させ、同時に内部の空気が通路２１，３１を通って押
し出された後に各通路２１，３１を栓２２，３２で閉塞
するようにすることが提案されている（侍閥昭５１−２
１４３９）。この方法では内方室が分岐した構造となる
ことが避けられないため製造・加工が困難となるばかり
でなく、液室内に空気がトラッブされ易くなって脱気効
果がなお十分でない欠点がある。さらに内方室の対称性
が低下し、圧力上昇装置からの音響ェネルギが分散され
るので内方室内の急峻な圧力上昇を得ることが困難とな
る。とくに高速で用いる場合、内方室の対称性の低下は
その形状を設計する上に大きな制約となる。また、他の
インク充填手法として、第２図と類似構造のインクジェ
ットヘッド‘こおいて、内方室３と圧力上昇装置を含む
摺動部分を残りの本体部分とは別体に、前者部分が後者
部分に対して、ピストン式に摺動可能なように機成し、
インクを充填する際には、前記摺動部分を僅かに引き抜
いた状態でインク供給口側の液圧によって各空所および
閉口（通路２１，３１に相当する）にインクを充満させ
た後に、前記摺動部分を押戻して各関口を閉塞すること
も提案されている（袴開昭５３−１５１３計号公報）。

しかしこの場合には、前述と同様に、内方室の対称性が
低下するために生ずる困難性や制約があるばかりでなく
、その構造が極めて複雑となるので、コスト高や、加工
精度の不良に起因するインク漏れが生じ易く、信頼性が
低下するばかりでなく、インク充填操作も複雑となる欠
点がある。

本発明はこのような従釆技術の欠点を改良した新規な構
造をもつインクジェットヘッドおよびインク充填方法を
提供するものである。本発明は、亀歪素子などの電気機
械変換素子と弾性（金属）板との積層板からなる圧力上
昇菱瞳をインクジェットヘッドの内方室延長部に前進後
退自在に装填し、これによって内方室の容積を増減させ
、インク充填をスポィド式に簡易に達成きるようにした
ことを特徴とし、特に圧力上昇装置をピストン式に装填
したことを特徴とするものである。

第３図は本発明の１実施例の分解断面図、第４図はその
組立状態での断面図である。

図中第１図と同一の符号は同一または同等部分をあらわ
す。内方室３は、結合通路４またはノズル１に蓬通する
側とは反対側端が中ぐりされて拡大された延長部１５と
なり、この延長部には内面にねじ１６が設けられる。金
属板等の弾性板６と、これに接着された蚤歪素子等の電
気機械変換素子５との積層体からなる圧力上昇装置９は
、内筒１７の底面をなすように取付けられる。弾性板６
および内筒１７の外径は、内方室の延長部１５の内壁と
すり合せ係合できるように定めるのが有利であるが、両
者間に気密シール等を介在させるなどの他の手段を講じ
てもよい。要は両者の間隙から空気が洩れないようにす
ることである。１８は圧力上昇装置９および内筒１７を
内方室の延長部１５に押込んだ後、これを所定位置に安
置させるためのストツパリングである。

本発明のインクジェットヘッドにインクを充填するには
、あたかも注射器に薬液を充填するがごとくにおこなう
。

すなわち一たんプランジャーを引き戻して薬液を吸引し
た後、注射針を上にしてプランジャーを押し戻せば、注
射器筒内の空気は針から押し出され、注射器筒内には薬
液が完全に充填される。これと同様に本発明においても
、第４図に示すように、まず圧力上昇装置９を有する内
筒１７を内方室延長部１５へ十分に押し込み、ノズル１
にインクジェットヘッドの外側から蓋１９をして内方室
１および外方室３を密閉する。つぎに圧力上昇装置９が
取付けられた内筒１７をひきもどしてインクを少なくと
も内方室３およびその延長部１５に吸入する。このとき
吸入されるインクの量は内方室３の容積よりも大である
必要がある。その後ノズル１を上にしてその外部につけ
られた蓋１９をはずす。蓋１９は例えば市販の接着テー
プのようなものでよい。内筒１７および圧力上昇装置９
を押しもどせば内方室３内の空気は、結合遍路４を通っ
てノズル１から押し出され、内方室３および外方室２に
インクが完全に充満される。最後にストッパリング１８
で内筒１７を固定してインク充填に必要なプロセスを完
了する。なお、インク充填の際にインクジェットヘッド
のノズル１の部分をインクの中に浸潰し、内筒１７の引
き戻いこよってノズル１からインクを吸入するようにす
れば、注射器の場合と全く同様にして液室内の脱気をす
ることができ、蓋１９の必要はなくなる。以上のような
本発明の構成では、インク充填の際に内方室およびその
延長部では一たん空気が混在するが、内方室およびその
延長部のどこにも空気がトラップされやすいインクの薄
層部が存在しないため、内筒を押しもどして空気を抜い
た後では、内方室内が完全に脱気される。

しかも内方室は分岐した構造とならず、脱気後の内方室
の形状構造は従来のものと全く同じになるので、インク
噴射に対する悪影響もなく、設計上の制約も何ら生じな
い。

【図面の簡単な説明】

第１、第２図はそれぞれ従釆のインクジェットヘッドの
断面図、第３図は本発明の１実施例の分解断面図、第４
図はその組立断面図である。１・・・ノズル、２・・・外方室、３・・・内方室、４
・・・結合通路、７・・・流入通路、９・・・圧力上昇
装置、１５・・・内方室延長部、１７・・・内節、１９
・・・蓋。第２四第１図男Ｓ図第４図

Claims

【特許請求の範囲】１ノズルを有し、かつインクタンクに連結される流入
通路のみに連通された外方室と、基体内に形成された内
方室と、ノズルと一直線上に配設されて内方室および外方室を連
通する結合通路と、内方室を閉塞するように、基体に取
付けられた圧力上昇装置とを具備したインクジエツトヘ
ツドにおいて、内方室が前記結合通路と反対側へ延長さ
れた延長部を有し、圧力上昇装置を有する内筒が、内方
室延長部内に前進後退自在に、かつ液密に装填されたこ
とを特徴とするインクジエツトヘツド。２圧力上昇装置が、内方室延長部にピストン式に前進
後退自在に装填されたことを特徴とする前記特許請求の
範囲第１項記載のインクジエツトヘツド。３ノズルを有し、かつインクタンクに連結される流入
通路のみに連通された外方室と、基体内に形成された内
方室と、ノズルと一直線上に配設された内方室および外方室を連
通する結合通路、内方室を閉塞するように、基体に取付
けられた圧力上昇装置とを具備し、内方室が前記結合通
路と反対側へ延長された延長部を有し、圧力上昇装置を
有する内筒が、内方室延長部内に前進後退自在に、かつ
液密に装填されたインクジエツトヘツドへのインク充填
方法にあつて、（イ）ノズルを外周の空気から遮断した
状態で、前記内筒を前記ノズルから遠ざかる方向へ引き
抜くことにより、流入通路を介して、インクを少なくと
も前記内方室およびその延長部に吸入し、（ロ）ノズル
を上向きにして、これを開放し、（ハ）前記内筒を前記
ノズルに近づく方向へ押し込んで、内方室および外方室
の空気を外方へ追い出すと共に、前記両室にインクを充
満させることを特徴とするインクジエツトヘツドへのイ
ンク充填方法。４ノズルを外周の空気から遮断するために、ノズル自
体を閉塞することを特徴とする前記特許請求の範囲第３
項記載のインクジエツトヘツドへのインク充填方法。５ノズル外周の空気から遮断するために、ノズルをイ
ンクの中に浸漬することを特徴とする前記特許請求の範
囲第３項記載のインクジエツトヘツドへのインク充填方
法。