JPS61169254A - ドロツプオンデマンド型インクジエツトヘツド - Google Patents
ドロツプオンデマンド型インクジエツトヘツドInfo
- Publication number
- JPS61169254A JPS61169254A JP1012485A JP1012485A JPS61169254A JP S61169254 A JPS61169254 A JP S61169254A JP 1012485 A JP1012485 A JP 1012485A JP 1012485 A JP1012485 A JP 1012485A JP S61169254 A JPS61169254 A JP S61169254A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- pressure
- drop
- air
- nozzle
- 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
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
-
- 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
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/19—Ink jet characterised by ink handling for removing air bubbles
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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】
（産業上の利用分野）
本発明は、ドロップオンデマンド型インクジェットプリ
ンタ用ヘッドに関し、特にヘッド内部のインクの圧力変
動を防止するための改良に関する。
ンタ用ヘッドに関し、特にヘッド内部のインクの圧力変
動を防止するための改良に関する。
（従来技術とその問題点）
第２図（ａ）はドロップオンデマンド型インクジェット
プリンタ用ヘッドに用いられるヘッドの基本的構成を示
す図で、同図（ｂ）は同図（ａ）の１折面図である。こ
のドロップオンデマンド型インクジェットプリンタ用ヘ
ッドに用いられるヘッドは第２図（ｂ）に示すように、
インク粒子２７を噴射するノズル２１とインク溜り２４
との間に圧力室２２を有する噴射チャンネル系統が形成
された基板２０にガラスセラミックないしステンレスな
どの材質からなる可撓性の薄平板」二の弾性板２５を拡
散溶接等の手段により接合し、ジルコチンタン酸塩、チ
タン酸バリウムなどの材質からなる電気機械変換器すな
わち、圧電素子２６を前記弾性板２５−Ｉ：の圧力室２
２に対応して位置に接着した構成からなっている。
プリンタ用ヘッドに用いられるヘッドの基本的構成を示
す図で、同図（ｂ）は同図（ａ）の１折面図である。こ
のドロップオンデマンド型インクジェットプリンタ用ヘ
ッドに用いられるヘッドは第２図（ｂ）に示すように、
インク粒子２７を噴射するノズル２１とインク溜り２４
との間に圧力室２２を有する噴射チャンネル系統が形成
された基板２０にガラスセラミックないしステンレスな
どの材質からなる可撓性の薄平板」二の弾性板２５を拡
散溶接等の手段により接合し、ジルコチンタン酸塩、チ
タン酸バリウムなどの材質からなる電気機械変換器すな
わち、圧電素子２６を前記弾性板２５−Ｉ：の圧力室２
２に対応して位置に接着した構成からなっている。
さて、記録信号に従って圧電素子２６に電気信号を印加
すると、弾性板２５の圧力室２２に対応した位置にある
部分が瞬時に曲げ変形され、圧力室２２の容積が瞬間的
に減少し、圧力室２２内のインクに圧力波が発生する。
すると、弾性板２５の圧力室２２に対応した位置にある
部分が瞬時に曲げ変形され、圧力室２２の容積が瞬間的
に減少し、圧力室２２内のインクに圧力波が発生する。
その圧力波の伝播により、ノズル２１内のインクがイン
ク粒子２７となって飛翔するという原理である。実際に
プリンタに搭載するインクジェットヘッドは、第３図に
示すように１つの基板２０に前記噴射チャンネル系統を
複数個配列したマルチノズル構成から成っている。本ヘ
ッドは、外部に設けられたインクタンク３１によりイン
ク供給部３２を介してインク溜り２４ヘインクを供給す
るが、インクタンク３１に内のインクに介在する異物な
どが本ヘッド内に入ってノズル２１を詰まらせないよう
にインク供給部３２内に数〜数十ｌＩ ｍ程度の開化率
を持ったフィルタ３３が設けられている。
ク粒子２７となって飛翔するという原理である。実際に
プリンタに搭載するインクジェットヘッドは、第３図に
示すように１つの基板２０に前記噴射チャンネル系統を
複数個配列したマルチノズル構成から成っている。本ヘ
ッドは、外部に設けられたインクタンク３１によりイン
ク供給部３２を介してインク溜り２４ヘインクを供給す
るが、インクタンク３１に内のインクに介在する異物な
どが本ヘッド内に入ってノズル２１を詰まらせないよう
にインク供給部３２内に数〜数十ｌＩ ｍ程度の開化率
を持ったフィルタ３３が設けられている。
以−■二連べた従来のインクジェットヘッドをプリンタ
に搭１１反シ、インク粒子を噴射して印字する場合、イ
ンク粒子を噴射するために発生ずる圧力室２２内のイン
ク圧力波がノズル２１へ伝播されるのと同時に、インク
供給路２３を介してインク溜り２４にも伝播される。し
かし、インク溜り２４内のインクはインク供給部３２の
フィルタ３３による管路抵抗により圧力が逃げきらない
ため、インク溜り２４内のインク圧力は急）放に上昇し
、その圧力は他の噴Ｑ・１チヤンネル系統へ伝播される
。そのため、他の噴射チャンネル系統のノズル２１のメ
ニスカスが激しく振動する。その脈動現象のため、各ノ
ズル間の相互干渉が起こり、不安定なインク粒子噴ｑ・
１が生じる。また、圧力波が強い場合、その圧力変動は
メニスカスの表現張力に打ち勝ってノズル２１よりイン
クが垂れるという現象がおこる。インクの一折れたノズ
ル２１はインク粒子を正常に１偵ね・１することが不可
能となり、インクジェットヘッドにとっては致命的なも
のとなるという問題が生じた。
に搭１１反シ、インク粒子を噴射して印字する場合、イ
ンク粒子を噴射するために発生ずる圧力室２２内のイン
ク圧力波がノズル２１へ伝播されるのと同時に、インク
供給路２３を介してインク溜り２４にも伝播される。し
かし、インク溜り２４内のインクはインク供給部３２の
フィルタ３３による管路抵抗により圧力が逃げきらない
ため、インク溜り２４内のインク圧力は急）放に上昇し
、その圧力は他の噴Ｑ・１チヤンネル系統へ伝播される
。そのため、他の噴射チャンネル系統のノズル２１のメ
ニスカスが激しく振動する。その脈動現象のため、各ノ
ズル間の相互干渉が起こり、不安定なインク粒子噴ｑ・
１が生じる。また、圧力波が強い場合、その圧力変動は
メニスカスの表現張力に打ち勝ってノズル２１よりイン
クが垂れるという現象がおこる。インクの一折れたノズ
ル２１はインク粒子を正常に１偵ね・１することが不可
能となり、インクジェットヘッドにとっては致命的なも
のとなるという問題が生じた。
さらに、同一出願人による特開昭５８−２０９５７５の
［インク供給制御装置Ｊがある。この装置の１１１１“
成そ実施例を第４図に示す。この装置は、前記Ｕ字管１
１の他端が大気に開放された構成になっており、その先
端に大気中の塵がインク溜り２４内に侵入するのを防ぐ
フィルタ４１が設けられている。次に印字ヘッドの外部
にインクタンク３１を設けるが、インクタンク内のイン
ク内の液面１６とノズル２１との水頭圧差によってイン
クタンク３１内のインクをインク供給管４２を介して印
字ヘッド内へインクを供給する。そのインク供給管４２
には、開閉弁４５が設けられており通常閉じられている
。前記印字ヘッドを駆動することによるインク溜り２４
内のインクの消耗に伴うインク溜り２４内の圧力低下に
よって生ずるＵ字管内１１の液面１５の下降を、Ｕ字管
１１に設けられた下位液面検出センサ４３により検出す
ることによって、開閉弁４５を開き、前記水頭圧差によ
りインクタンク３１からインク溜り２４内へインクを強
制的に補給するが、今度は逆に、その強制的な補給に伴
うインク溜り２４内の圧力」二部によって生ずるＵ″＄
＄管内面１５の上昇を、Ｕ字管内１１の」二部に設けら
れた」二位液面検出センサ４４により検出して開閉弁４
５を閉じることによって、その補給を停止し、インク溜
り２４内の圧力をある一定の範囲に保つという、印字ヘ
ッド内へのインクの供給の制御を行う目的のものである
。但し、上位及び、下位液面検出センサ４３，４４の位
置は、ノズル２１のメニスカスの表面張力との平衡が崩
れない範囲に設けるものでなければならない。
［インク供給制御装置Ｊがある。この装置の１１１１“
成そ実施例を第４図に示す。この装置は、前記Ｕ字管１
１の他端が大気に開放された構成になっており、その先
端に大気中の塵がインク溜り２４内に侵入するのを防ぐ
フィルタ４１が設けられている。次に印字ヘッドの外部
にインクタンク３１を設けるが、インクタンク内のイン
ク内の液面１６とノズル２１との水頭圧差によってイン
クタンク３１内のインクをインク供給管４２を介して印
字ヘッド内へインクを供給する。そのインク供給管４２
には、開閉弁４５が設けられており通常閉じられている
。前記印字ヘッドを駆動することによるインク溜り２４
内のインクの消耗に伴うインク溜り２４内の圧力低下に
よって生ずるＵ字管内１１の液面１５の下降を、Ｕ字管
１１に設けられた下位液面検出センサ４３により検出す
ることによって、開閉弁４５を開き、前記水頭圧差によ
りインクタンク３１からインク溜り２４内へインクを強
制的に補給するが、今度は逆に、その強制的な補給に伴
うインク溜り２４内の圧力」二部によって生ずるＵ″＄
＄管内面１５の上昇を、Ｕ字管内１１の」二部に設けら
れた」二位液面検出センサ４４により検出して開閉弁４
５を閉じることによって、その補給を停止し、インク溜
り２４内の圧力をある一定の範囲に保つという、印字ヘ
ッド内へのインクの供給の制御を行う目的のものである
。但し、上位及び、下位液面検出センサ４３，４４の位
置は、ノズル２１のメニスカスの表面張力との平衡が崩
れない範囲に設けるものでなければならない。
しかし、この構成によると、インクを充填する際Ｕ＊−
管の他端を閉じなければ前記噴射チャンネル系統が十分
行なわれないという問題があった。
管の他端を閉じなければ前記噴射チャンネル系統が十分
行なわれないという問題があった。
（発明の目的）
本発明は、複数個の噴射チャンネル系統を有する、すな
わちマルチノズル構造のドロップオンデマンド型インク
ジェットヘッドにおいて、インク供給路およびインク溜
りを介しての噴射チャンネル系統のノズル相互間の圧力
変動による影響を防止し、安定したインクの供給と粒子
噴射特性を得ることによって、上記従来技術の問題点を
解決することを目的とする。
わちマルチノズル構造のドロップオンデマンド型インク
ジェットヘッドにおいて、インク供給路およびインク溜
りを介しての噴射チャンネル系統のノズル相互間の圧力
変動による影響を防止し、安定したインクの供給と粒子
噴射特性を得ることによって、上記従来技術の問題点を
解決することを目的とする。
（発明の構成）
本発明によれば、ノズルと圧力室並びにインク供給路か
らなる複数個の噴射チャンネル系統が１つの共通なイン
ク溜りに連通して構成され、記録時において前記圧力室
に対応した位置に設けられた電気機械変換器を駆動させ
て前記ノズルよりインク粒子を噴射させるドロップオン
デマンド型インクジエクトヘッドにおいて、インク粒子
噴射時に発生する前記インク溜り内の衝撃的な圧力変動
すなわち脈動を吸収するためのインク溜り内のインクよ
り圧縮率の大きい気体を封入した空気室と、前記空気室
内に充填された気体がインク溜り内に侵入するのを防ぐ
Ｕ’？：’ｒ’ｆとを設ける構成をとることにより」二
記の目的を達成できる。
らなる複数個の噴射チャンネル系統が１つの共通なイン
ク溜りに連通して構成され、記録時において前記圧力室
に対応した位置に設けられた電気機械変換器を駆動させ
て前記ノズルよりインク粒子を噴射させるドロップオン
デマンド型インクジエクトヘッドにおいて、インク粒子
噴射時に発生する前記インク溜り内の衝撃的な圧力変動
すなわち脈動を吸収するためのインク溜り内のインクよ
り圧縮率の大きい気体を封入した空気室と、前記空気室
内に充填された気体がインク溜り内に侵入するのを防ぐ
Ｕ’？：’ｒ’ｆとを設ける構成をとることにより」二
記の目的を達成できる。
（発明の実施例）
第１図は本発明のドロップオンデマンド（要インクジエ
クトヘッドの構成図である。第１図に示すヘッドにおい
て噴ね・１ヂヤンネル系統等は、前述の第３図に示すヘ
ッドと同様な構成をとっているが、第１図に示すように
、インクジェットヘッドの基板２０内において、インク
溜り２４の上部からなるようにＵ字管１１の片方の出口
に空気室１２を連結しておく。次に、空気室１２にも排
出孔１３を設け、排出弁１４を連結しておく。まず、初
めにインクを充填する時に排出弁１４を予め開けておく
。その時に、インク溜り２４及び、Ｕ字管ｕｒｔｎこ外
部に設けられたインクタンク３１からインクが流れて充
填され、Ｕ字管１１内のインクの液面１５は、前記イン
クタンク３１のインクの液面１６と同し高さになる。ま
た、前記空気室１２の内部は空気のみにする。次に前記
の排出弁１４を閉じ、インクタンク３１内のインクに圧
力をかけ、前記噴射チャンネル系統に強制的にインクを
充填する。以−にの方法により、インク溜り２４内のイ
ンク水頭圧は、インクタンク３１の液面１６の水頭圧と
同じ高さに保たれる。さらに、Ｕ字管１１の重要な効果
はインクジェットヘッドをプリンタに搭載して記録を行
なう時、もしＵ字管１１がない場合、本ヘッドの移動に
伴う加速度などの衝撃によって、空気室１２内の気体が
直ちにインク溜り２４内に気泡となって混入し、その気
泡が前記噴射チャンネル系統へ移動するとインク粒子の
正常な噴射が妨げられる。そのため、Ｕ字管１１を設け
ることにより、前記の衝撃が生じても、Ｕ字管１１のイ
ンクの液面１５は、Ｕ字管１１内の第１１図に示す位置
において変動するのみとなるので、空気室１２内の気体
がインク溜り２４内に混入するのを防ぐことができる。
クトヘッドの構成図である。第１図に示すヘッドにおい
て噴ね・１ヂヤンネル系統等は、前述の第３図に示すヘ
ッドと同様な構成をとっているが、第１図に示すように
、インクジェットヘッドの基板２０内において、インク
溜り２４の上部からなるようにＵ字管１１の片方の出口
に空気室１２を連結しておく。次に、空気室１２にも排
出孔１３を設け、排出弁１４を連結しておく。まず、初
めにインクを充填する時に排出弁１４を予め開けておく
。その時に、インク溜り２４及び、Ｕ字管ｕｒｔｎこ外
部に設けられたインクタンク３１からインクが流れて充
填され、Ｕ字管１１内のインクの液面１５は、前記イン
クタンク３１のインクの液面１６と同し高さになる。ま
た、前記空気室１２の内部は空気のみにする。次に前記
の排出弁１４を閉じ、インクタンク３１内のインクに圧
力をかけ、前記噴射チャンネル系統に強制的にインクを
充填する。以−にの方法により、インク溜り２４内のイ
ンク水頭圧は、インクタンク３１の液面１６の水頭圧と
同じ高さに保たれる。さらに、Ｕ字管１１の重要な効果
はインクジェットヘッドをプリンタに搭載して記録を行
なう時、もしＵ字管１１がない場合、本ヘッドの移動に
伴う加速度などの衝撃によって、空気室１２内の気体が
直ちにインク溜り２４内に気泡となって混入し、その気
泡が前記噴射チャンネル系統へ移動するとインク粒子の
正常な噴射が妨げられる。そのため、Ｕ字管１１を設け
ることにより、前記の衝撃が生じても、Ｕ字管１１のイ
ンクの液面１５は、Ｕ字管１１内の第１１図に示す位置
において変動するのみとなるので、空気室１２内の気体
がインク溜り２４内に混入するのを防ぐことができる。
（発明の効果）
上記のようにヘッドを初期設定した後、空気室により一
つの閉じた系になっているので、インクを充填する際に
インクがノズル以外に外部に流れ出ることはないという
、プリンタの実装」二有利な利点がある。さらに圧電素
子２６に電圧を印加してインク粒子を噴射させる時、従
来の技術とその問題点の項で述べたように、圧力室２２
に発生した圧力波がインク）留り２４に伝播され、イン
ク）留り２４内のインクの圧力が急激に上昇するが、本
発明のヘッドはＵ字管１１と空気室１２があり、空気室
１２内の空気の圧縮率はインクの圧縮率に此処て十分大
きいので、インク溜り２４内の圧力上昇の分だけＵ字管
１１内の液面１５が」二部し、それによって空気室１２
内の空気が圧縮され、インク溜り２４内の衝撃的な圧力
変動すなわち脈動を吸収する。そのため他の噴射チャン
ネル系統にその衝撃的な圧力変動が伝播されることがな
い。従って、各噴射チャンネル系統のノズル相互間の圧
力変動の影響がなくなり、安定したインク供給と粒子噴
射特性が得られる。
つの閉じた系になっているので、インクを充填する際に
インクがノズル以外に外部に流れ出ることはないという
、プリンタの実装」二有利な利点がある。さらに圧電素
子２６に電圧を印加してインク粒子を噴射させる時、従
来の技術とその問題点の項で述べたように、圧力室２２
に発生した圧力波がインク）留り２４に伝播され、イン
ク）留り２４内のインクの圧力が急激に上昇するが、本
発明のヘッドはＵ字管１１と空気室１２があり、空気室
１２内の空気の圧縮率はインクの圧縮率に此処て十分大
きいので、インク溜り２４内の圧力上昇の分だけＵ字管
１１内の液面１５が」二部し、それによって空気室１２
内の空気が圧縮され、インク溜り２４内の衝撃的な圧力
変動すなわち脈動を吸収する。そのため他の噴射チャン
ネル系統にその衝撃的な圧力変動が伝播されることがな
い。従って、各噴射チャンネル系統のノズル相互間の圧
力変動の影響がなくなり、安定したインク供給と粒子噴
射特性が得られる。
また空気室１２の容積が大きい程、その脈動の吸収の効
果は大きくなる。なお、本発明の目的を逸脱しない範囲
内でどのような変形を行なっても差し支えなく、例えば
、Ｕ字管、空気室を第１図に示す位置以外にインクジェ
ットヘッドの外部においても上記の目的を達成すること
は可能であり、」二記実施例の説明が本発明の範囲を限
定するものではないことは明らかである。
果は大きくなる。なお、本発明の目的を逸脱しない範囲
内でどのような変形を行なっても差し支えなく、例えば
、Ｕ字管、空気室を第１図に示す位置以外にインクジェ
ットヘッドの外部においても上記の目的を達成すること
は可能であり、」二記実施例の説明が本発明の範囲を限
定するものではないことは明らかである。
第１図は、本発明のドロップオンデマンド型インクジェ
ットヘッドの実施例の構成図、第２図は、従来のインク
ジェットヘッドの原理を示す図、第３図は、従来のイン
クジェットヘッドの構成を示す図、第４図は類似の従来
の実施例を示す図である。 図中に於いて、２０は基板、２１はノズル、２２は圧力
室、２３はインク供給路、２４はインク溜り、１．１は
Ｕ字管、１２は空気室である。
ットヘッドの実施例の構成図、第２図は、従来のインク
ジェットヘッドの原理を示す図、第３図は、従来のイン
クジェットヘッドの構成を示す図、第４図は類似の従来
の実施例を示す図である。 図中に於いて、２０は基板、２１はノズル、２２は圧力
室、２３はインク供給路、２４はインク溜り、１．１は
Ｕ字管、１２は空気室である。
Claims (1)
- ノズルと前記ノズルに連がる圧力室並びに前記圧力室に
連がるインク供給路からなる複数個の噴射チャンネル系
統が１つの共通なインク溜りに連通して構成され、記録
時において前記圧力室に対応した位置に設けられた電気
機械変換器を駆動させて前記ノズルよりインク粒子を噴
射させるドロップオンデマンド型インクジェットヘッド
において、インク粒子噴射時に発生する前記インク溜り
内の衝撃的な圧力変動を吸収するためのインクより圧縮
率の大きい気体を満たした空気室と、前記空気室とイン
ク溜りとの間にインクジェットヘッドの使用に伴う衝撃
により前記空気室内に充填された気体がインク溜り内に
侵入するのを防ぐＵ字管とを設けたことを特徴とするド
ロップオンデマンド型インクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1012485A JPS61169254A (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | ドロツプオンデマンド型インクジエツトヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1012485A JPS61169254A (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | ドロツプオンデマンド型インクジエツトヘツド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61169254A true JPS61169254A (ja) | 1986-07-30 |
Family
ID=11741542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1012485A Pending JPS61169254A (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | ドロツプオンデマンド型インクジエツトヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61169254A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH01285356A (ja) * | 1988-05-12 | 1989-11-16 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッド |
| JPH02214666A (ja) * | 1988-12-16 | 1990-08-27 | Hewlett Packard Co <Hp> | インクジェット・ペン |
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-
1985
- 1985-01-23 JP JP1012485A patent/JPS61169254A/ja active Pending
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