JPS61233545A - 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
- JPS61233545A JPS61233545A JP7483685A JP7483685A JPS61233545A JP S61233545 A JPS61233545 A JP S61233545A JP 7483685 A JP7483685 A JP 7483685A JP 7483685 A JP7483685 A JP 7483685A JP S61233545 A JPS61233545 A JP S61233545A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- pressure
- nozzle
- drop
- shape pipe
- 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
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
プリンタに用いられるヘッドの基本的構成を示す図で、
（ｂ）は（ａ）の断面図である。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
平板上の弾性板２５を拡散溶接等の手段により接合し、
ジルコンチタン酸塩、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上の圧力室２２に対応して位置に接着した構成か
らなっている。
プリンタに用いられるヘッドの基本的構成を示す図で、
（ｂ）は（ａ）の断面図である。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
平板上の弾性板２５を拡散溶接等の手段により接合し、
ジルコンチタン酸塩、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上の圧力室２２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１「ニされ、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。
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１「ニされ、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〜数十１ｍ程度の開孔率を
持ったフィルタ３３が設けられている。
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〜数十１ｍ程度の開孔率を
持ったフィルタ３３が設けられている。
以上述べた１厄来のインクジェットヘッドをプリンタに
搭載し、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する圧力室２２内のインクの圧
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。インク
溜り２４内のインクは、インク供給部３２のフィルタ３
３による管路抵抗により圧力の逃げがないため、インク
溜り２４内のインク圧力は急激に上昇し、その圧力は他
の噴射チャ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。その結果、各ノズル間の相互干渉が起こり、不
安定なインク粒子噴射が生じる。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
ンクの垂れたノズル２１はインク粒子を正常に噴射する
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ていた。
搭載し、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する圧力室２２内のインクの圧
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。インク
溜り２４内のインクは、インク供給部３２のフィルタ３
３による管路抵抗により圧力の逃げがないため、インク
溜り２４内のインク圧力は急激に上昇し、その圧力は他
の噴射チャ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。その結果、各ノズル間の相互干渉が起こり、不
安定なインク粒子噴射が生じる。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
ンクの垂れたノズル２１はインク粒子を正常に噴射する
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ていた。
上記の問題を解決し得る構成として、同一出願人による
特開昭５８−２０９５７５の［インク供給制御装置」が
ある。この装置の構成の実施例を第４図に示す。この装
置は、前記Ｕ字管１１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２
４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を開くこ
とによってインクをインク溜り２４内へ補給するが、そ
れに伴う前記インク溜り２４内の圧力上昇を前記Ｕ字管
１１の上部に設けられた上位液面検出センサ４４により
検出して開閉弁４５を閉じることによってインク溜り２
４内の圧力をある一定の範囲に保つという、インクの供
給の制御を行うものである。上記の構成による前述の圧
力変動に対する効果については、後に詳しく説明する。
特開昭５８−２０９５７５の［インク供給制御装置」が
ある。この装置の構成の実施例を第４図に示す。この装
置は、前記Ｕ字管１１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２
４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を開くこ
とによってインクをインク溜り２４内へ補給するが、そ
れに伴う前記インク溜り２４内の圧力上昇を前記Ｕ字管
１１の上部に設けられた上位液面検出センサ４４により
検出して開閉弁４５を閉じることによってインク溜り２
４内の圧力をある一定の範囲に保つという、インクの供
給の制御を行うものである。上記の構成による前述の圧
力変動に対する効果については、後に詳しく説明する。
また、前記の上位及び、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、第４図に示す構成によると、インクを充填する際Ｕ
字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。
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、第４図に示す構成によると、インクを充填する際Ｕ
字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、安定したインク粒子噴射特性
を得ることによって、」二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、安定したインク粒子噴射特性
を得ることによって、」二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 。
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
、一端が大気に開放されインク粒子噴射時に発生するイ
ンク溜り内の衝撃的な圧力変動を吸収、大気に逃すため
の管路と、前記管路とインク溜りとの間に、インクジエ
クトヘッドの使用に伴う外部からの衝撃により前記管路
内に存在する空気が前記インク溜り内に侵入するのを防
ぐための、少なくともノズルより大きい断面積を有する
Ｕ字管とで構成することにより上記の目的を達成できる
。
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
、一端が大気に開放されインク粒子噴射時に発生するイ
ンク溜り内の衝撃的な圧力変動を吸収、大気に逃すため
の管路と、前記管路とインク溜りとの間に、インクジエ
クトヘッドの使用に伴う外部からの衝撃により前記管路
内に存在する空気が前記インク溜り内に侵入するのを防
ぐための、少なくともノズルより大きい断面積を有する
Ｕ字管とで構成することにより上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型インクジエク
トヘッドの構成を示す図である。第１図に示すヘッドに
おいて噴射チャンネル系統等は、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
、インクジエクトヘッドの基板２０内において、インク
溜り２４の上部から連なるようにＵ字、管１１を連結し
、Ｕ字管１１の片方の出口に管路１２を連結しておく。
トヘッドの構成を示す図である。第１図に示すヘッドに
おいて噴射チャンネル系統等は、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
、インクジエクトヘッドの基板２０内において、インク
溜り２４の上部から連なるようにＵ字、管１１を連結し
、Ｕ字管１１の片方の出口に管路１２を連結しておく。
なお、Ｕ字管１１の断面積は１、ノズル２１の断面積よ
りも十分大きく採っておく。さらに、管路１２の断面積
は、Ｕ字管１１の断面積より大きくする。また、管路１
２の出口１３は第１図に示すようにノズル２１と同位置
に設け、大気に開放しておく。
りも十分大きく採っておく。さらに、管路１２の断面積
は、Ｕ字管１１の断面積より大きくする。また、管路１
２の出口１３は第１図に示すようにノズル２１と同位置
に設け、大気に開放しておく。
以上述べた構成をとれば、Ｕ字管１１内のインクの液面
１５は、外部に設けられてインクタンク３１のインクの
液面１６と同じ高さになるので、インク溜り２４内のイ
ンクの水頭圧は、インクタンク３１の液面１６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
クジエクトヘッドをプリンタに搭載して記録を行う時、
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１＃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１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。また、本
発明の構成はインク充填する際に、インクがインクジエ
クトヘッドのノズルが配置された面以外の部分から流れ
出ることはないという、プリンタの実装上有利な利点が
ある。
１５は、外部に設けられてインクタンク３１のインクの
液面１６と同じ高さになるので、インク溜り２４内のイ
ンクの水頭圧は、インクタンク３１の液面１６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
クジエクトヘッドをプリンタに搭載して記録を行う時、
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１＃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１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。また、本
発明の構成はインク充填する際に、インクがインクジエ
クトヘッドのノズルが配置された面以外の部分から流れ
出ることはないという、プリンタの実装上有利な利点が
ある。
（発明の効果）
上記のようにヘッドを初期設定した後、圧電素子２６に
電圧を印加してインク粒子を噴射させる。
電圧を印加してインク粒子を噴射させる。
その時、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溜り２４に伝播さ
れ、インク溜り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の断面積がノズル２
１の断面積より大きいので、ノズル２１内のメニスカス
による表面張力よりＵ字管１１内の液面１５の表面張力
が小さい。従って、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が上昇し、インク溜り２４内
の衝撃的な圧力変動を吸収する。そのため他の噴射チャ
ンネル系統、すなわち各ノズル２１内のメニスカスには
、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。
圧力室２２に発生した圧力波がインク溜り２４に伝播さ
れ、インク溜り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の断面積がノズル２
１の断面積より大きいので、ノズル２１内のメニスカス
による表面張力よりＵ字管１１内の液面１５の表面張力
が小さい。従って、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が上昇し、インク溜り２４内
の衝撃的な圧力変動を吸収する。そのため他の噴射チャ
ンネル系統、すなわち各ノズル２１内のメニスカスには
、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。
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、上
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。
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、上
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
ジェットヘッドの基本的構成を示す図、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、１１はＵ字管、１２は管路であ
る。 催ミ 亭 ２ 面 （ａ） （ｂ） 亭 ４ 図 〒
ットヘッドの実施例の構成図、第２図は、従来のインク
ジェットヘッドの基本的構成を示す図、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、１１はＵ字管、１２は管路であ
る。 催ミ 亭 ２ 面 （ａ） （ｂ） 亭 ４ 図 〒
Claims (1)
- 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、一端が大気に開放された管路と
、前記管路とインク溜りとの間に、少なくともノズルよ
り大きい断面積を有する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 |
|---|---|---|---|
| JP7483685A JPS61233545A (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP7483685A JPS61233545A (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | 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 |
|---|---|
| JPS61233545A true JPS61233545A (ja) | 1986-10-17 |
Family
ID=13558820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7483685A Pending JPS61233545A (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | 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) | JPS61233545A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7625074B2 (en) | 2005-10-26 | 2009-12-01 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid droplet-jetting apparatus and ink-jet printer |
| JP2013046961A (ja) * | 2011-08-27 | 2013-03-07 | Ricoh Co Ltd | 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 |
-
1985
- 1985-04-09 JP JP7483685A patent/JPS61233545A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7625074B2 (en) | 2005-10-26 | 2009-12-01 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid droplet-jetting apparatus and ink-jet printer |
| JP2013046961A (ja) * | 2011-08-27 | 2013-03-07 | Ricoh Co Ltd | 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 |
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