JPS61112648A - マルチノズル印字ヘツド - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はマルチノズル印字ヘッドに関し、特に一度に多
数の微少なインク滴を噴射し、被記録物に文字・図診等
の画像を記録するマルチノズル印字ヘッドに関する。　
′ （従来技術とその問題点） 従来のマルチノズル印字ヘッド（４′！願昭５８−１２
１３０１−号明細書に記載）は第５図に示されるように
ノズル２１０と圧力室２１１との間に第１インク溜め２
１３を設け、かつ圧力室２１１の他端が第２インク溜め
２１６に連通ずる平板状の噴射チャンネル基板２５０と
、前記第２インク溜め２１６に一時貯えられているイン
キを前記第１インク溜め２１０に供給するインク供給孔
２１３−１とインク供給路２１３−２　　とを内蔵した
インキ供給基板２５５とが一体化され、かつ噴射チャン
ネル基板２５０にステンレス等の耐食性のある材質から
なる薄平板状の可撓性プレート２１７とを接合し、ジル
コンチタン酸塩、チタン酸バリウム等からなるピエゾ振
動子２１８を可撓性プレート２１７上の圧力室２１１に
対応した位置に取付けたものから構成されている。ピエ
ゾ振動子２１８に電気信号を印加することで、可撓性プ
レート２１７が瞬時に伸縮変形し、ノズル２１０からイ
ンク滴が１個噴射される。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。インクの光てん動作は主に、第２
インク溜め２１６からのインクがインク供給路２１３−
２　を上昇し、インク供給孔２１３−５　　を介して第
１インク溜め２１３に供給され、ノズル２１０と圧力室
２１１に充てんされる。この結果、ノズル先端まで充填
される流路パス抵抗値がかなり小さいので、インクの充
てん時間が短くなり高速印字が可能となる。

所で第４図は前記の印字ヘッドを便用したプリンタの機
構を示す基本構成図である。ステッピングモータなどの
回転手段２０７により駆動ワイヤ２０６を介してｌ／　
−／Ｌ／　ｚｏ４ａ　、　２０４ｂ　ｊｃ溢って往復す
る移動台（以降キャリッジと称す）２０５には第５図の
印字ヘッド２００と、印字ヘッド２００にインクを供給
するためのインク貯蔵容器２０１が載せられている。そ
して印字ヘッド２００のインク滴噴射方向に被記録用紙
２０２と被記録用紙を保持するプラテン２０３が設けら
れており、キャリッジ２Ｑ５の横方向の移動と、プラテ
ン２０３の回転による被記録用紙２０２に文字等を記録
するものである。キャリッジ２０５を往復移動する際、
印字範囲の両地で移動方向の転換が行なわれる。この時
、キャリッジ２０５上にある印字ヘッド２００およびイ
ンク貯蔵器２０１は瞬間的に大きな加速度、すなわち瞬
間的なＧを受ける。従って、インク貯蔵器２０１に貯蔵
されているインクはいうまでもなく液体であるので加速
直に対して大きな影響を受ける。そのためインクは畝し
く変動し、きわめて激しい圧力変動が印字ヘッドの第２
インク溜り２１６、圧力室２１１、ノズル２１０、（第
５図参照）内にあるインクにも伝播する。通常は非記録
状態において前記第２インク溜り２１６内のインクの圧
力と前記ノズル２１０のインクのメニスカス（液面の凹
凸）の表面張力とのつりあいによってインクがノズル孔
２１０から流れ出ないようにインクの平衝状態を保って
いる。また、その圧力は外部の圧力に比して負圧となっ
ている。

ところが前述のようにインク貯蔵器２２０内のインクの
ｇＥ撃的な圧力変動がインクの平衡状態を崩し、ノズル
２１０よりインクが垂れるという現象が起る。その結果
、その舟れたインクがノズル２１０の先端の面に付着し
、その表向瓜力によってインク滴の正電な飛翔が防げら
れ、インクジュツトプリンタにとっては致命的な、４！
態が起るという大きな問題があった。

（発明の目的） 本発明の目的は従来のマルチノズル印字ヘッドにおける
欠点を解決し、インクジュツトプリンタの動作時に生ず
るインク貯蔵器および印字ヘッド内の第２インク溜めの
インクの衝撃的圧力変動からノズル先端のメニスカスと
インク溜め内のインク圧力とのインク平向状態を守るこ
とができる信頼性高いマルチノズル印字ヘッドを提供す
ることにある。

（発明の構成） 本発明！こよれはノズルと第１インクｃｉＡｆ）と圧力
室および第２インク溜めとからなるマルチノズル印字ヘ
ッドにおいて一端部がＭｉＩ記第２インク溜めに連通し
、他為飾が空気層を密閉した圧力副整流路管を設けたこ
とを特徴とするマルチノズル印字ヘッドが得られる。

更に本発明によれば、圧力調整流路管はＵ字形又はこれ
に類似した形状にしたことを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載のマルチノズル印字ヘッドが得られる。

更に、父、本発明によれば、インク滴を噴出するノズル
に連通ずる。第１インク溜め、インク貯蔵器に連通ずる
第２インク溜め、および前記第１インク溜めと第２イン
ク溜めとの間に設けた圧力室から成る平板状の噴射チャ
ンネル基板と、前記第２インク溜めに一時貯えられてい
るインクを前記第１インク溜めに供給するためインク供
給孔及びインク供給路を設けたインク供給基板と、前記
噴射チャンネル基板と前記インク供給基板とが一体化さ
れており、かつ前記噴射チャンネル基板に接合された可
撓性プレートと、前記プレート上に取付け、前記圧力室
ごとにピエゾ振動子を取付けたピエゾ振動子と、前記噴
射チャンネル基板に設け、第２インク溜めの上層部から
連通されたＵ字型又はそれに類似した形状で、他端に微
量の空気層を密閉した圧力調整流路管とを含むことを特
徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のマルチノズル
印字ヘッドが得られる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は一実施例であるマルチノズル印字ヘッドを示す
平面図、第２図は第１図Ａ−Ａ’断面図であり、第３図
は一実施例に用いる噴射チャンネル基板を示す平面図で
ある。

第１図〜第３図において、本発明の一実施例は、インク
滴を噴出するノズル１０、前記ノズル１０に連通ずる第
１インク溜め１３、インク貯蔵器２０に連通ずる第２イ
ンク溜め１６右よび第１インク溜め１３と第２インク溜
め１６との間に設けた圧力室１１から成る平板状の噴射
゛チャンネル基板３０と、前記第２インク溜め１６に一
時貯えられているインクをインク供給孔１３−１及びイ
ンク供給路１２−２を介して第１インク溜めに供給する
インク供給基板３０と、噴射チャンネル基板３０とイン
ク供給基板４０とが一体化されており、かつ噴射チャン
ネル基板３０に接合された可撓性プレート１７と、圧力
室１１ごとに可撓性プレート上に取付けたピエゾ振動子
と、噴射チャンネル基板３０に設けられ、第２インク溜
め１６の上層部から連通されたＵ＊！Ｌ又はそれに類似
した形状で、他端に微量の空気層を密閉した圧力調整流
路管とを含む。

ノズル１０はそれぞれの圧力室１１で、発生する圧力波
によりインク滴を噴射するように構成されている。第１
インク溜１３は圧力室１１より小さな容積で、ノズル１
０と圧力室１１との間に配置され、更に第１インク溜め
１３の中に０．１５〜０．３ｕの微少な穴径を有するイ
ンク供給孔１３−１が配置されている。インク供給孔１
３−１はインク供給路１３−２に接続され第１インク溜
め１３と第２インク溜め１６とに連通し毛細管作用にて
インクを供給するために形成されている。圧力室１１の
他端は第２インク舖め１６に通じる。薄層インク供給部
１５は０．０３〜０．２　ｍ１ｍ　程度の薄層部で形成
され、その絞り効果により、１＠２インク溜めに混在し
ている。気泡が圧力座付けに入りにくい効果をもってい
る。第２インク溜め１６はインク貯蔵器２０から供給さ
れたインクを一時的に貯えておく程度の役目である。１
７にはピエゾ振動子１８が各圧力室に設けられている。

このピエゾ振動子１８はたとえばチタン酸バリウム−鉛
ジルコン酸塩、チタン酸塩セラミックス等で構成されて
いる。印字ヘッドへのインク供給口１９はインク貯蔵器
２０にパイプを介して接続されている。インク貯蔵器２
０は印字ヘッドに供給するインクを貯蔵している。第２
インク溜め１６の上層部はＵ字形の圧力調整流路管３０
に連通しており、インクが満されているが、この圧力調
整流路管３０の他鑞部は少蚤の空気層３２が密閉された
状態となっている。

本実施例においてはプリンタが作動することによりイン
ク貯蔵器を含むインク供給系に瞬間的に大きな加速度が
かかり、その時に生ずるインクの圧力変動が第２インク
溜めに伝搬され、更ｌこ圧力調整流路管３（Ｈこ伝播さ
れる。圧力調整流路管３０には第２インク溜め１６の上
１＃ｉ部から連通している路Ｒの１Ａｔ体抵抗を予かし
めインク供給路１３−２の抵抗に比べて小さく設定して
おけば、このインクの圧力変動がすみやかに伝播される
。

この圧力調整流路管３０はこの流路管３０の信地に減少
量の空気Ｐｉ３２が密閉されているので、この圧力伝播
を圧Ｎ註を有する望気３２により吸収する。

この結果、本実地例はインク供給路１３−２を介してｔ
４２インク溜め内の圧力変動はノズルまで伝搬されるこ
とがなくなり、ノズルからのインク垂れ問題を解決した
。

一方本実施飼は印字動作時に圧力室に生ずる衝撃波が第
２インク溜めに逆流し第２インク溜め内にインクの圧力
菱動を生ずるが、これも上述のごとく、圧力調整流路管
３０の他端の空気層３２で吸収され、ノズル部のメニス
ガス挙動に大きな影響を及ぼさない。

この結果、本実施例はノズルからのインクが垂れるよう
す事態が生じることがなくなり、安定した印字動作が可
能となり、信頼性の高し１インクジエツトプリンタを実
現し得る。

このよりに本発肖はマルチノズル印字ヘッド内の第２・
インク榴めより連通したＬ字形の圧力調整流路にインク
を満し、この圧力調整流路管の他端に少量の空気層を介
在させて、密閉させる構造とすることによｌ）プリンタ
の運転時において、簡単によって生ずるヘッド内の第２
インク禰りの圧力変動を圧力調整流路管内の微量空気層
で吸収し、第２インク溜めで発生した衝撃波をノズルま
で伝播することかなくノズルからのインク垂れを防止す
るものである。

（発明の効果） 本発明は以上に説明したようにインクジェットプリンタ
の運転時に生ずるインク貯蔵器を含むインク供給系およ
びヘッド内の第２インク溜め内のインクの衝隼的な圧力
変動から、噴射チャンネル系統のノズル部のインク垂れ
を防止することができる信頼性の高いマルチノズル印字
ヘッドが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例で、一部破断して示した概略
図、第２図は第１図の人−人断面口、第３図は本発明の
一実施例の唄射チャンネル基板を示す平面図、第４図は
本実施例を用いるインクジェットプリンタを示す概略図
、ＭＳａは従来のマルチノズル印字ヘッドを示す概略図
である。 １０・・・・・・ノズル、１１・・・・・・圧力室、１
３・・・・・・第１インク溜め、１３−１・−・・・・
インク供給孔、１３−２・・・・・・イン、り供給路、
１６・・・・・・ＩＡ２インク溜め、２０・・・・・・
インク貯、Ｍ器、３０・・・・・・圧力調整流路管、３
２・・・・・・を気層。 第３図 第５冴 ？θθ　　　　（ｔｌ） （しン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ノズルと第１インク溜めと圧力室および第２イン
   ク溜めとからなるマルチノズル印字ヘッドにおいて、一
   端部が前記第２インク溜めに連通し、他端部が空気層を
   密閉した圧力調整流路管を設けたことを特徴とするマル
   チノズル印字ヘッド。
2. （２）圧力調整流路管はＵ字形又はこれに類似した形状
   にしたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   のマルチノズル印字ヘッド。
3. （３）インク滴を噴出するノズルに連通する第１インク
   溜め、インク貯蔵器に連通する第２インク溜め、および
   前記第１インク溜めと第２インク溜めとの間に設けた圧
   力室から成る平板状の噴射チャンネル基板と、前記第２
   インク溜めに一時貯えられているインクを前記第１イン
   ク溜めに供給するためのインク供給孔及びインク供給路
   を設けたインク供給基板と、前記噴射チャンネル基板と
   前記インク供給基板とが一体化されており、かつ前記噴
   射チャンネル基板に接合された可撓性プレートと、前記
   プレート上に取付け、前記圧力室ごとに取付けたピエゾ
   振動子と、前記噴射チャンネル基板に設けられ、第２イ
   ンク溜めの上層部から連通されたＵ字型、又はそれに類
   似した形状で、他端に微量の空気層を密閉した圧力調整
   流路管とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載のマルチノズル印字ヘッド。