JPS6052352A - インクジェット記録装置 - Google Patents
インクジェット記録装置Info
- Publication number
- JPS6052352A JPS6052352A JP15982083A JP15982083A JPS6052352A JP S6052352 A JPS6052352 A JP S6052352A JP 15982083 A JP15982083 A JP 15982083A JP 15982083 A JP15982083 A JP 15982083A JP S6052352 A JPS6052352 A JP S6052352A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- pressure chamber
- nozzle
- fluid
- resistance
- 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
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
- B41J2/055—Devices for absorbing or preventing back-pressure
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はオンディマント型インクジェット記録装置に関
する。
する。
従来圧力パルスを用いたオンディランド型インクジェッ
トへ、ド祉構造が単純であるため、小型で安価な記録装
置が実現可能と考えられ、多くのヘッドが開発されてい
る。従来のオンディマント型ヘッドは、圧力パルスを発
生する圧力室にノズルとインク供給口が連通した構造を
持つ。圧力の発生は一般蝮にはピエゾ素子が多く用いら
れる。
トへ、ド祉構造が単純であるため、小型で安価な記録装
置が実現可能と考えられ、多くのヘッドが開発されてい
る。従来のオンディマント型ヘッドは、圧力パルスを発
生する圧力室にノズルとインク供給口が連通した構造を
持つ。圧力の発生は一般蝮にはピエゾ素子が多く用いら
れる。
圧力室で圧力パルスが発生するとノズルよりインクが押
し出され滴として噴射される。圧力室からのインク圧力
はインク供給口にも作用し、インク供給口からインクタ
ンクに戻るインクの流れも生じる。次にピエゾ素子に印
加した電圧を元に戻すと変形した圧力室が元に戻ろうと
するため今度は、負の圧力を発生し、外部より圧力室内
にインクを引き込む。そのためノズルおよびインク供給
口よシインクが流入する。ノズル部ではメニスカスがノ
ズル端よシノズル内部に引き込まれる。ノズル内に引き
込まれたメニスカスはインクの表面張力の作用で再びノ
ズル端まで復帰する。仁のノズルに引き込まれる量はハ
埋噴射したインク滴の体積に等しく、このメニスカスが
ノズル端に戻ることで実質的なインク補給が行なわれた
と考えられる。
し出され滴として噴射される。圧力室からのインク圧力
はインク供給口にも作用し、インク供給口からインクタ
ンクに戻るインクの流れも生じる。次にピエゾ素子に印
加した電圧を元に戻すと変形した圧力室が元に戻ろうと
するため今度は、負の圧力を発生し、外部より圧力室内
にインクを引き込む。そのためノズルおよびインク供給
口よシインクが流入する。ノズル部ではメニスカスがノ
ズル端よシノズル内部に引き込まれる。ノズル内に引き
込まれたメニスカスはインクの表面張力の作用で再びノ
ズル端まで復帰する。仁のノズルに引き込まれる量はハ
埋噴射したインク滴の体積に等しく、このメニスカスが
ノズル端に戻ることで実質的なインク補給が行なわれた
と考えられる。
このような滴形成動作を行なう従来技術においては、い
くつかの問題点がありた。１つはインクの補給をノズル
部メニスカスの表面張力によっているため補給速度に限
界があり補給時間以下に滴形成周期を短くできない。さ
らには圧力室の変形によって生じたインク圧力がノズル
部だけではなくインク供給口にも作用し、流出するため
ピニゾ素子の変形量が増大し滴形成以外に費やされるエ
ネルギー損失が大きかった。
くつかの問題点がありた。１つはインクの補給をノズル
部メニスカスの表面張力によっているため補給速度に限
界があり補給時間以下に滴形成周期を短くできない。さ
らには圧力室の変形によって生じたインク圧力がノズル
部だけではなくインク供給口にも作用し、流出するため
ピニゾ素子の変形量が増大し滴形成以外に費やされるエ
ネルギー損失が大きかった。
本発明の目的は上記の従来技術における問題点を解決し
た新規なインクジェット記録装置を提供することにある
。
た新規なインクジェット記録装置を提供することにある
。
本発明によれば、電気信号によシ変形する電気機械変換
手段によシインクに圧力を作用し、ノズルよりインク滴
を噴射するインクジェット記録装置において、前記ノズ
ルと前記圧力室とを結ぶインク通路に流体抵抗素子を配
置し、かつ外部インク溜りよりインクを前記圧力室に導
入するためのイζり供給口と前記圧力室とを結ぶインク
通路に前記圧力室方向の流れを順方向とした流体整流素
子を配置し、前記抵抗素子の抵抗値が前記流体整流素子
の順方向における抵抗値より高くなるようにしたことを
特徴とするインクジェット記録装置が得られる。
手段によシインクに圧力を作用し、ノズルよりインク滴
を噴射するインクジェット記録装置において、前記ノズ
ルと前記圧力室とを結ぶインク通路に流体抵抗素子を配
置し、かつ外部インク溜りよりインクを前記圧力室に導
入するためのイζり供給口と前記圧力室とを結ぶインク
通路に前記圧力室方向の流れを順方向とした流体整流素
子を配置し、前記抵抗素子の抵抗値が前記流体整流素子
の順方向における抵抗値より高くなるようにしたことを
特徴とするインクジェット記録装置が得られる。
以下図面を参照して詳細な説明を行なう。
第１図は本発明によるインクジェットヘッドの一例を説
明するだめの断面図である。このインクジェットへ、ド
は、ノズル１と、円筒型ピエゾ素子や磁歪素子等が使用
される電気機械変換素子２からなる圧力室３と、図示し
ていないインクタンクに接続するインク供給口４と、イ
ンク供給口方向の流れを阻止する逆止弁等からなる流体
整流素子５と、ピンホール等からなる流体抵抗素子６と
から構成される。但し、同図には流体整流素子および流
体抵抗素子はそれぞれシンボルにて表示した。このへ、
ドの動作を簡単に説明すると、駆動手段７より電気機械
変換手段２に圧力室３の容積が減少する極性の電圧が印
加されると、逆止弁５は逆方向となり圧力室３よシ押し
出されたインクは流体抵抗素子６を通過してノズルより
インク滴となって噴射される。次に、電圧を元の値ある
いはさらに逆極性まで変化させると滴形成によシ変形し
た電気機械変換素子２は素子自身の弾性的な復元力や電
気的な力により元の形状に戻ろうとする。このとき圧力
室内は負圧となり圧力室内にインクを引き込むが、この
圧力は、ノズル側および供給側ともに作用する。そのた
め順方向となる流体整流素子５を通してインクタンクよ
り圧力室内にインクが流入する。同時にノズル側からも
圧力室内にインクが逆流する。電気機械変換素子が初期
の形状に戻った時にノズル内にメニスカスが引き込まれ
ている場合にはインクの表面張力による毛細管作用によ
りインク轄ノズル先端まで戻る。
明するだめの断面図である。このインクジェットへ、ド
は、ノズル１と、円筒型ピエゾ素子や磁歪素子等が使用
される電気機械変換素子２からなる圧力室３と、図示し
ていないインクタンクに接続するインク供給口４と、イ
ンク供給口方向の流れを阻止する逆止弁等からなる流体
整流素子５と、ピンホール等からなる流体抵抗素子６と
から構成される。但し、同図には流体整流素子および流
体抵抗素子はそれぞれシンボルにて表示した。このへ、
ドの動作を簡単に説明すると、駆動手段７より電気機械
変換手段２に圧力室３の容積が減少する極性の電圧が印
加されると、逆止弁５は逆方向となり圧力室３よシ押し
出されたインクは流体抵抗素子６を通過してノズルより
インク滴となって噴射される。次に、電圧を元の値ある
いはさらに逆極性まで変化させると滴形成によシ変形し
た電気機械変換素子２は素子自身の弾性的な復元力や電
気的な力により元の形状に戻ろうとする。このとき圧力
室内は負圧となり圧力室内にインクを引き込むが、この
圧力は、ノズル側および供給側ともに作用する。そのた
め順方向となる流体整流素子５を通してインクタンクよ
り圧力室内にインクが流入する。同時にノズル側からも
圧力室内にインクが逆流する。電気機械変換素子が初期
の形状に戻った時にノズル内にメニスカスが引き込まれ
ている場合にはインクの表面張力による毛細管作用によ
りインク轄ノズル先端まで戻る。
これにより１回のインク滴形成が完了する。ここで流体
整流素子５の順方向抵抗値が流体抵抗素子６の抵抗値よ
り小さければ小さい程ノズル側より圧力室に引き込まれ
るインク量が少なくなる。よってノズル内に引き込まれ
たメニスカスがノズル端まで復帰する時間が短縮される
。このように本発明によるインクジェットヘッドは、イ
ンク滴形成後ノズル内に引き込まれるインク量が従来の
へ、ドに比べ少なくなり、初期状態まで戻る時間が短縮
され高速動作が可能となる。
整流素子５の順方向抵抗値が流体抵抗素子６の抵抗値よ
り小さければ小さい程ノズル側より圧力室に引き込まれ
るインク量が少なくなる。よってノズル内に引き込まれ
たメニスカスがノズル端まで復帰する時間が短縮される
。このように本発明によるインクジェットヘッドは、イ
ンク滴形成後ノズル内に引き込まれるインク量が従来の
へ、ドに比べ少なくなり、初期状態まで戻る時間が短縮
され高速動作が可能となる。
第２図は本発明によるインクジェットを駆動するための
駆動波形の他の１例を示したものである。
駆動波形の他の１例を示したものである。
同図においてｂにおいて初期電圧Ｖ。よりインク噴射の
ためｖｌを印加するまでは前の実施例と同様である。本
実施例ではインク噴射後ｔ２においてＶＱに対しＶｈと
逆のｖ２の電圧を印加した後ｔ、においてｖ（、に戻す
ものである。このような駆動波形を用いることによシイ
ンク噴射後、圧力室の容積を初期鴫・値よシ大きくする
ことができる。この初期値より過剰となる量はｖ２の値
とその印加時間即ちｔ２よυｔ、までの時間巾により決
まり、この量をインク噴射後ノズル内に引き込まれるイ
ンク量に概略等しくなるようにする。するとｔｌにおい
て電圧がｖ（。
ためｖｌを印加するまでは前の実施例と同様である。本
実施例ではインク噴射後ｔ２においてＶＱに対しＶｈと
逆のｖ２の電圧を印加した後ｔ、においてｖ（、に戻す
ものである。このような駆動波形を用いることによシイ
ンク噴射後、圧力室の容積を初期鴫・値よシ大きくする
ことができる。この初期値より過剰となる量はｖ２の値
とその印加時間即ちｔ２よυｔ、までの時間巾により決
まり、この量をインク噴射後ノズル内に引き込まれるイ
ンク量に概略等しくなるようにする。するとｔｌにおい
て電圧がｖ（。
に戻ると圧力室は初期の容量に戻る。このとき過剰に圧
力室内に引き込まれたインクは、ノズル側に押し出され
、ノズル内に引き込まれたメニスカスはノズル捲まで、
すぐに復帰することができる。
力室内に引き込まれたインクは、ノズル側に押し出され
、ノズル内に引き込まれたメニスカスはノズル捲まで、
すぐに復帰することができる。
このように本実施例に示すような駆動波形を用いること
により、インク供給に要する時間が短くなシ、よシ高い
動作周波数でインク噴射が可能となる。
により、インク供給に要する時間が短くなシ、よシ高い
動作周波数でインク噴射が可能となる。
第３図（ａ）、Φ）、 （Ｃ）は流体整流素子の１実施
例を説明するための図である。この図のように逆止弁は
弁１１および腕１２からなる弁部材１３と、弁１１に覆
われる流通路１４を持つ弁座１５からなシ、弁部材１３
と弁座が重ねられている。同図Ｑ））に示すように順方
向の流れに対しては弁座１１が押し上げられ弁１１と弁
座１５の間よりインクは流出する。また同図（Ｃ）に示
すように逆方向の流れに対しては、弁が弁座に押し付け
られインクは流れなくなる。
例を説明するための図である。この図のように逆止弁は
弁１１および腕１２からなる弁部材１３と、弁１１に覆
われる流通路１４を持つ弁座１５からなシ、弁部材１３
と弁座が重ねられている。同図Ｑ））に示すように順方
向の流れに対しては弁座１１が押し上げられ弁１１と弁
座１５の間よりインクは流出する。また同図（Ｃ）に示
すように逆方向の流れに対しては、弁が弁座に押し付け
られインクは流れなくなる。
第４図は流体抵抗素子の１実施例を示すものである。こ
の流体抵抗素子は、平板状の材料１６に微細な穴１７を
多数あけたものである。インクジェットへ、ドの滴噴射
特性において高速動作を行なうため圧力室よりノズル端
までのインクの慣性抵抗が小さいことが望ましい。その
ためこの抵抗素子も粘性抵抗は大きく慣性抵抗が小さい
ことが望ましい。そのためこの微細な穴の寸法の１例と
しては、直径りは約５〜ｌＯμｍ１長さｌは約１０μｍ
穴の数的４０個とした。このとき２ｃｐのインクを用
いると０．５気圧で１〜５−／Ｓの流量となった。この
ような流体抵抗素子と、順方向の流量特性が０．５気圧
で約３０ ｓｕｅ／Ｓ 整流比が約５０倍程度の整流素
子を用い、ノズル径５０μｍノズル長５０μｍのヘッド
を試作したところ、駆動電圧パルス巾が１５μｓｅｃ〜
５０μｓｅｃにわたりインク滴の体積が可変でかくくり
返し周波数１０ＫＨｚまで滴速度の変動の少ない良好な
インク滴形成が行なわれた。
の流体抵抗素子は、平板状の材料１６に微細な穴１７を
多数あけたものである。インクジェットへ、ドの滴噴射
特性において高速動作を行なうため圧力室よりノズル端
までのインクの慣性抵抗が小さいことが望ましい。その
ためこの抵抗素子も粘性抵抗は大きく慣性抵抗が小さい
ことが望ましい。そのためこの微細な穴の寸法の１例と
しては、直径りは約５〜ｌＯμｍ１長さｌは約１０μｍ
穴の数的４０個とした。このとき２ｃｐのインクを用
いると０．５気圧で１〜５−／Ｓの流量となった。この
ような流体抵抗素子と、順方向の流量特性が０．５気圧
で約３０ ｓｕｅ／Ｓ 整流比が約５０倍程度の整流素
子を用い、ノズル径５０μｍノズル長５０μｍのヘッド
を試作したところ、駆動電圧パルス巾が１５μｓｅｃ〜
５０μｓｅｃにわたりインク滴の体積が可変でかくくり
返し周波数１０ＫＨｚまで滴速度の変動の少ない良好な
インク滴形成が行なわれた。
以上のように本発明によれば、ノズルと圧力室の間に流
体抵抗素子を配置し、圧力室とインク供給口との間に圧
力室方向を順方向とした流体整流素子を配置し、流体抵
抗素子の抵抗を流体整流素子の抵抗より高くすることに
よシ安定で高速の滴形成が行なえるインクジェットヘッ
ドが得られ、該インクジェットへ、ドを使用することに
よシエネルギー損失を小さくしたインクジェット記録装
置が実現される。
体抵抗素子を配置し、圧力室とインク供給口との間に圧
力室方向を順方向とした流体整流素子を配置し、流体抵
抗素子の抵抗を流体整流素子の抵抗より高くすることに
よシ安定で高速の滴形成が行なえるインクジェットヘッ
ドが得られ、該インクジェットへ、ドを使用することに
よシエネルギー損失を小さくしたインクジェット記録装
置が実現される。
第１図は本発明によるインクジェットヘッドの一実施例
を説明するための断面図、第２図は、本発明によるイン
クジェットヘッドを駆動する波形の１例を示した図、第
３図（ａ）、 （ｂ）、 （ｃ）は流体整流素子の一実
施例を説明するだめの図、第４図は流体抵抗素子の一実
施例を説明するための図である。 なお図において、１はノズル、２は電気機械変換手段、
３は圧力室、４はインク供給口、５は流体整流素子、６
は流体抵抗素子、７は駆動手段、１１は弁、１２は腕、
１３は弁部材、１４は流通路、１５は弁座、１６は平板
状の材料、１７は微第１図 第２図 ２ ：→ 窮３図 （リ １５ ￥４図 。嘉≧４温ｄ
を説明するための断面図、第２図は、本発明によるイン
クジェットヘッドを駆動する波形の１例を示した図、第
３図（ａ）、 （ｂ）、 （ｃ）は流体整流素子の一実
施例を説明するだめの図、第４図は流体抵抗素子の一実
施例を説明するための図である。 なお図において、１はノズル、２は電気機械変換手段、
３は圧力室、４はインク供給口、５は流体整流素子、６
は流体抵抗素子、７は駆動手段、１１は弁、１２は腕、
１３は弁部材、１４は流通路、１５は弁座、１６は平板
状の材料、１７は微第１図 第２図 ２ ：→ 窮３図 （リ １５ ￥４図 。嘉≧４温ｄ
Claims (1)
- 電気信号により変形する電気機械変換手段によりインク
に圧力を作用し、ノズルよりインク滴を噴射するインク
ジェット記録装置において、前記ノズルと前記圧力室と
を結ぶインク通路に流体抵抗素子を配置し、かつ外部イ
ンク溜シよシインクを前記圧力室に導入するためのイン
ク供給口と前記圧力室とを結ぶインク通路に前記圧力室
方向の流れを順方向とした流体整流素子を配置し、前記
抵抗素子の抵抗値が前記流体整流素子の順方向における
抵抗値より高くなるようにしたことを特徴とするインク
ジェット記録装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15982083A JPS6052352A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | インクジェット記録装置 |
| EP84305991A EP0145130B1 (en) | 1983-08-31 | 1984-08-31 | On-demand type ink-jet print head having fluid control means |
| DE8484305991T DE3481902D1 (de) | 1983-08-31 | 1984-08-31 | Bedarfsweise betriebener tintenstrahldruckkopf mit mitteln zur fluessigkeitskontrolle. |
| US07/243,227 US4882596A (en) | 1983-08-31 | 1988-09-02 | On demand type ink-jet print head having fluid control means |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15982083A JPS6052352A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | インクジェット記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6052352A true JPS6052352A (ja) | 1985-03-25 |
Family
ID=15701960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15982083A Pending JPS6052352A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | インクジェット記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6052352A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61227063A (ja) * | 1985-04-02 | 1986-10-09 | Nec Corp | インクジエツトヘツド |
| JPS61227062A (ja) * | 1985-04-02 | 1986-10-09 | Nec Corp | インクジエツトヘツド |
| JPS62212160A (ja) * | 1986-03-13 | 1987-09-18 | Nec Corp | インクジエツトヘツド |
| WO2009095985A1 (ja) | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Ihi Corporation | 過給機 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS576777A (en) * | 1980-06-16 | 1982-01-13 | Nec Corp | Ink jet recording device |
| JPS5787957A (en) * | 1980-11-21 | 1982-06-01 | Nec Corp | Ink jet recorder |
| JPS58102776A (ja) * | 1981-12-14 | 1983-06-18 | Nec Corp | インクジエツト記録装置 |
-
1983
- 1983-08-31 JP JP15982083A patent/JPS6052352A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS576777A (en) * | 1980-06-16 | 1982-01-13 | Nec Corp | Ink jet recording device |
| JPS5787957A (en) * | 1980-11-21 | 1982-06-01 | Nec Corp | Ink jet recorder |
| JPS58102776A (ja) * | 1981-12-14 | 1983-06-18 | Nec Corp | インクジエツト記録装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61227063A (ja) * | 1985-04-02 | 1986-10-09 | Nec Corp | インクジエツトヘツド |
| JPS61227062A (ja) * | 1985-04-02 | 1986-10-09 | Nec Corp | インクジエツトヘツド |
| JPS62212160A (ja) * | 1986-03-13 | 1987-09-18 | Nec Corp | インクジエツトヘツド |
| WO2009095985A1 (ja) | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Ihi Corporation | 過給機 |
| US8622691B2 (en) | 2008-01-28 | 2014-01-07 | Ihi Corporation | Supercharger |
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