JPS62135378A - インクジエツト印字ヘツド - Google Patents
インクジエツト印字ヘツドInfo
- Publication number
- JPS62135378A JPS62135378A JP27724885A JP27724885A JPS62135378A JP S62135378 A JPS62135378 A JP S62135378A JP 27724885 A JP27724885 A JP 27724885A JP 27724885 A JP27724885 A JP 27724885A JP S62135378 A JPS62135378 A JP S62135378A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- chamber
- pressure
- horn
- pressure chamber
- 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】
（産業上の利用分野）
本発明はインクジェットプリンタ用印字ヘッドに関し、
特にヘッド内のインクの圧力変動を防止するためのもの
である。
特にヘッド内のインクの圧力変動を防止するためのもの
である。
（従来の技術）
第４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
４図（ｂ）に示すように、インク粒子２７を噴射するノ
ズル２１とインク室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に対応した位置に接着した構成がら
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
４図（ｂ）に示すように、インク粒子２７を噴射するノ
ズル２１とインク室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に対応した位置に接着した構成がら
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。
その圧力波の伝搬により、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５図に
も示すように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２８によりイ
ンク供給部２９を介し−てインク室２４ヘインクを供給
するが、インクタンク２８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ｐｍ程度の開孔率を持
ったフィルタ３０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５図に
も示すように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２８によりイ
ンク供給部２９を介し−てインク室２４ヘインクを供給
するが、インクタンク２８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ｐｍ程度の開孔率を持
ったフィルタ３０が設けられている。
（発明が解決しようとする問題点）
以上述べた従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内のインク圧力波
がノズル２１へ伝搬されるのと同時に、インク供給路２
３にも伝搬される。その圧力波とは音波であり、その音
波は、第３図（ａ）に示すようにインク供給路２３を介
して、インク室２４にも図中の同心円で表される球面状
の音波として伝搬され、その波面はインク室２４内の壁
３１に衝突、エコー（反射波）３２としてはねがえり、
そのエコー３２は他の噴射チャンネル系統（図示せず）
へ伝搬される。
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内のインク圧力波
がノズル２１へ伝搬されるのと同時に、インク供給路２
３にも伝搬される。その圧力波とは音波であり、その音
波は、第３図（ａ）に示すようにインク供給路２３を介
して、インク室２４にも図中の同心円で表される球面状
の音波として伝搬され、その波面はインク室２４内の壁
３１に衝突、エコー（反射波）３２としてはねがえり、
そのエコー３２は他の噴射チャンネル系統（図示せず）
へ伝搬される。
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（液面の凹凸）３３（第４図（ｂ））が激しく振
動する。その結果、各噴射チャンネル系統間の相互干渉
が起こり、不安定なインク粒子噴射が生じる。すなわち
、ある１本の噴射チャンネル系統のみを駆動させた時の
インク粒子噴射速度に対して、２本以上の噴射チャンネ
ル系統を駆動させた時にインク粒子噴射速度が低下また
は、増大したりする現象が生ずる。そのため、印字品質
に悪影響を与えるという問題が生じた。また、発生する
音波が強い場合、その圧力変動は前記メニスカス３３の
表面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。
スカス（液面の凹凸）３３（第４図（ｂ））が激しく振
動する。その結果、各噴射チャンネル系統間の相互干渉
が起こり、不安定なインク粒子噴射が生じる。すなわち
、ある１本の噴射チャンネル系統のみを駆動させた時の
インク粒子噴射速度に対して、２本以上の噴射チャンネ
ル系統を駆動させた時にインク粒子噴射速度が低下また
は、増大したりする現象が生ずる。そのため、印字品質
に悪影響を与えるという問題が生じた。また、発生する
音波が強い場合、その圧力変動は前記メニスカス３３の
表面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。
本発明の目的は、上記問題点を解決し、印字品質が良く
信頼性の高いインクジェット印字ヘッドを提供すること
である。
信頼性の高いインクジェット印字ヘッドを提供すること
である。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、所定の板厚の板にインク滴を噴射するノズル
と、インクに圧力を発生する圧力室と、圧力室から前記
ノズルへインクを圧力伝搬、輸送する導通路と、インク
を外部から一時的にヘッド内に蓄えるインク室と、イン
ク室がら圧力室へインクを供給する供給路で構成された
複数個の噴射チャンネル系統からなるインクジェット印
字ヘッドにおいて、前記圧力室とインク室との間にイン
ク室に向かって広がる双曲線関数で表される形状を有す
るホーン状のインク供給路を設けたことにより、上記問
題点を解決した。
と、インクに圧力を発生する圧力室と、圧力室から前記
ノズルへインクを圧力伝搬、輸送する導通路と、インク
を外部から一時的にヘッド内に蓄えるインク室と、イン
ク室がら圧力室へインクを供給する供給路で構成された
複数個の噴射チャンネル系統からなるインクジェット印
字ヘッドにおいて、前記圧力室とインク室との間にイン
ク室に向かって広がる双曲線関数で表される形状を有す
るホーン状のインク供給路を設けたことにより、上記問
題点を解決した。
（作用）
圧電素子に信号電圧を印加すると、圧力室内に音波が発
生し、その音波はノズルとホーン形インク供給路に伝搬
され、前記インク供給路に伝搬された音波は、インク供
給路のホーン形状の断面積の変化によってインク室内に
伝搬されない。そのため、インク室内のインクの圧力変
動を防止することができる。
生し、その音波はノズルとホーン形インク供給路に伝搬
され、前記インク供給路に伝搬された音波は、インク供
給路のホーン形状の断面積の変化によってインク室内に
伝搬されない。そのため、インク室内のインクの圧力変
動を防止することができる。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明のインクジェットヘッドの実施例の構成
を示す図である。図に示すようにインク供給路３４をホ
ーンの形状にし、この断面の面積の変化が、第２図に示
す如く Ｓ＝Ｓ□（ｃｏｓｈｍｘ＋Ｔｓｉｎｈｍｘ）
−＝（１）のように双曲線関数になるようにする。ここ
で、Ｓｏはインク供給路３４の絞り部３５の断面積、ｍ
は広がり定数、Ｘは絞り部からの距離、Ｔは０〜ωまで
変化するパラメータである。例として、Ｔ＝１の場合、
（１）式は Ｓ ＝ Ｓｏｅｍｘ−（２） という指数関数になる。ここでｅは自然対数の底である
。これは、エキスボネンシャルホーンと呼称されるもの
で、音響学によれば、この種のホーンの場合、ホーンを
通過する音波は で表される周波数よりも低い周波数範囲で伝送すること
は不可能であることが知られている。なお、Ｃは音の伝
搬速度を示す。このとき、ｆｏは遮断周波数と呼ばれて
いる。従って、インク圧力室２２とインク室２４との間
にこのホーン形インク供給路３４を設け、圧力室２２内
に発生する圧力波の残留振動の周波数ｆｅより、遮断周
波数ｆ０の値を高くするよう寸法を設定する。第１図に
示す本発明の実施例に示すヘッドの場合、噴射チャンネ
ル系統の深さは一定であり、第２図に示すように絞り部
３５の幅Ｗｏ、出口部３６の幅Ｗ、長さＬの寸法をそれ
ぞれ０．１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、ｃを１４００ｍ／秒
とすれば、広がりとなり、遮断周波数らは となる。本実施例のヘッドの場合、残留振動による周波
数ｆ。の値は実験および理論解析によれば、大きくても
ｒ０≦１５ＫＨｚであるので、上記の寸法によるホーン
形インク供給路３４は、第３図（ｂ）に示すように十分
圧力室２２の残留振動のインク室２４への伝搬を制止す
る事ができる。上記の寸法計算に基づいて、ヘッドを試
作し実験を行ったところ、所期の効果を確認した。また
、前述の断面の面積の変化が（１）式のように双曲線関
数で表されるハイパーポリツクホーンの場合も同様な遮
断周波数が求められ、前記のエキスボネンシャルホーン
の場合と全く同様な結果が得られた。
を示す図である。図に示すようにインク供給路３４をホ
ーンの形状にし、この断面の面積の変化が、第２図に示
す如く Ｓ＝Ｓ□（ｃｏｓｈｍｘ＋Ｔｓｉｎｈｍｘ）
−＝（１）のように双曲線関数になるようにする。ここ
で、Ｓｏはインク供給路３４の絞り部３５の断面積、ｍ
は広がり定数、Ｘは絞り部からの距離、Ｔは０〜ωまで
変化するパラメータである。例として、Ｔ＝１の場合、
（１）式は Ｓ ＝ Ｓｏｅｍｘ−（２） という指数関数になる。ここでｅは自然対数の底である
。これは、エキスボネンシャルホーンと呼称されるもの
で、音響学によれば、この種のホーンの場合、ホーンを
通過する音波は で表される周波数よりも低い周波数範囲で伝送すること
は不可能であることが知られている。なお、Ｃは音の伝
搬速度を示す。このとき、ｆｏは遮断周波数と呼ばれて
いる。従って、インク圧力室２２とインク室２４との間
にこのホーン形インク供給路３４を設け、圧力室２２内
に発生する圧力波の残留振動の周波数ｆｅより、遮断周
波数ｆ０の値を高くするよう寸法を設定する。第１図に
示す本発明の実施例に示すヘッドの場合、噴射チャンネ
ル系統の深さは一定であり、第２図に示すように絞り部
３５の幅Ｗｏ、出口部３６の幅Ｗ、長さＬの寸法をそれ
ぞれ０．１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、ｃを１４００ｍ／秒
とすれば、広がりとなり、遮断周波数らは となる。本実施例のヘッドの場合、残留振動による周波
数ｆ。の値は実験および理論解析によれば、大きくても
ｒ０≦１５ＫＨｚであるので、上記の寸法によるホーン
形インク供給路３４は、第３図（ｂ）に示すように十分
圧力室２２の残留振動のインク室２４への伝搬を制止す
る事ができる。上記の寸法計算に基づいて、ヘッドを試
作し実験を行ったところ、所期の効果を確認した。また
、前述の断面の面積の変化が（１）式のように双曲線関
数で表されるハイパーポリツクホーンの場合も同様な遮
断周波数が求められ、前記のエキスボネンシャルホーン
の場合と全く同様な結果が得られた。
（発明の効果）
以上、説明した通り、圧力室とインク室との間にインク
室に向かって広がるホーン状のインク供給路を設けたこ
とによって、インク室内のインクの圧力変動を防止する
ことができるため、従来のヘッドに比べて、印字品質が
良くかつ、信卯性の高いインクジェット印字ヘッドが得
られるなど、従来のヘッドの問題点を解決する事ができ
た。
室に向かって広がるホーン状のインク供給路を設けたこ
とによって、インク室内のインクの圧力変動を防止する
ことができるため、従来のヘッドに比べて、印字品質が
良くかつ、信卯性の高いインクジェット印字ヘッドが得
られるなど、従来のヘッドの問題点を解決する事ができ
た。
第１図は本発明のヘッドの実施例の構成図、第２図は、
本発明のインク供給路を示す図、第３図は、従来のヘッ
ドのインク供給路と本発明のヘッドのインク供給路にか
かる圧力波の振舞いを示す図で、（ａ）が従来の、（ｂ
）が本発明のヘッドの場合を示す図。第４図（ａ）、（
ｂ）は従来のインクジェットヘッドの原理を示す図、第
５図は従来のヘッドの構成を示す図である。図中に於て
、２１はノズル、２２は圧力室、２４はインク室、３４
はホーン形インク供給路２４．４ン２室 ２θ、１ジ１（狼ｋ ３４．力１−ン升
月ンクイ、キ友始ごシ亭３図 （。）３２．エコー （ｂ） ２１、ノスル ２２．圧力室 ２３．供賞易２
７、インクＲ′！ｒ ２乙、圧’４１
％子 ２５．＃’ｌ生中受３３、メニスカス
ｚＯｌ、ン謹若狼ａ ２ｄ、インク室（
ｂ）
本発明のインク供給路を示す図、第３図は、従来のヘッ
ドのインク供給路と本発明のヘッドのインク供給路にか
かる圧力波の振舞いを示す図で、（ａ）が従来の、（ｂ
）が本発明のヘッドの場合を示す図。第４図（ａ）、（
ｂ）は従来のインクジェットヘッドの原理を示す図、第
５図は従来のヘッドの構成を示す図である。図中に於て
、２１はノズル、２２は圧力室、２４はインク室、３４
はホーン形インク供給路２４．４ン２室 ２θ、１ジ１（狼ｋ ３４．力１−ン升
月ンクイ、キ友始ごシ亭３図 （。）３２．エコー （ｂ） ２１、ノスル ２２．圧力室 ２３．供賞易２
７、インクＲ′！ｒ ２乙、圧’４１
％子 ２５．＃’ｌ生中受３３、メニスカス
ｚＯｌ、ン謹若狼ａ ２ｄ、インク室（
ｂ）
Claims (2)
- （１）インク滴を噴射するノズルと、インクに圧力を発
生する圧力室と、圧力室から前記ノズルへインクを圧力
伝搬、輸送する導通路と、インクを外部から一時的にヘ
ッド内に蓄えるインク室と、インク室から圧力室へイン
クを供給する供給路で構成された複数個の噴射チャンネ
ル系統からなるインクジェット印字ヘッドにおいて、前
記圧力室とインク室との間にインク室に向かって広がる
ホーン状のインク供給路を設けたことを特徴とするイン
クジェット印字ヘッド。 - （２）前記ホーン状のインク供給路の形状が、インク供
給路の絞り部の断面積をＳ＿０、広がり定数をｍ、絞り
部からの距離をｘ、０〜∞まで変化するパラメータをＴ
としたときに、断面の面積Ｓの変化がＳ＝Ｓ＿０（ｃｏ
ｓｈｍｘ＋Ｔｓｉｎｈｍｘ）のような双曲線関数で表さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のイン
クジェット印字ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27724885A JPS62135378A (ja) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | インクジエツト印字ヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27724885A JPS62135378A (ja) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | インクジエツト印字ヘツド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62135378A true JPS62135378A (ja) | 1987-06-18 |
Family
ID=17580878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27724885A Pending JPS62135378A (ja) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | インクジエツト印字ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62135378A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0748690A2 (en) * | 1995-06-12 | 1996-12-18 | Seiko Epson Corporation | Ink jet type recording head |
| EP0802055A2 (en) * | 1996-04-15 | 1997-10-22 | Xerox Corporation | Thermal ink-jet printhead with an optimized fluid flow channel impedance |
| JP2021531185A (ja) * | 2018-07-27 | 2021-11-18 | ザール テクノロジー リミテッドXaar Technology Limited | 液滴吐出ヘッド、そのためのマニホールド構成要素、および設計方法 |
-
1985
- 1985-12-09 JP JP27724885A patent/JPS62135378A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0748690A2 (en) * | 1995-06-12 | 1996-12-18 | Seiko Epson Corporation | Ink jet type recording head |
| EP0748690A3 (en) * | 1995-06-12 | 1998-01-28 | Seiko Epson Corporation | Ink jet type recording head |
| EP0802055A2 (en) * | 1996-04-15 | 1997-10-22 | Xerox Corporation | Thermal ink-jet printhead with an optimized fluid flow channel impedance |
| EP0802055A3 (en) * | 1996-04-15 | 1997-11-05 | Xerox Corporation | Thermal ink-jet printhead with an optimized fluid flow channel impedance |
| US5751317A (en) * | 1996-04-15 | 1998-05-12 | Xerox Corporation | Thermal ink-jet printhead with an optimized fluid flow channel in each ejector |
| JP2021531185A (ja) * | 2018-07-27 | 2021-11-18 | ザール テクノロジー リミテッドXaar Technology Limited | 液滴吐出ヘッド、そのためのマニホールド構成要素、および設計方法 |
| US11660863B2 (en) | 2018-07-27 | 2023-05-30 | Xaar Technology Limited | Droplet ejection head, manifold component therefor, and design method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5736993A (en) | Enhanced performance drop-on-demand ink jet head apparatus and method | |
| KR100326679B1 (ko) | 액체스프레이장치및방법 | |
| JPH07314665A (ja) | インクジェット記録ヘッド、それを用いた記録装置及び記録方法 | |
| KR101603807B1 (ko) | 펌핑 챔버 내의 압력을 완충하여 가변적인 드롭 크기 분사를 제공하기 위한 방법 및 장치 | |
| EP0648606B1 (en) | Drop-on dermand ink-jet head apparatus and method | |
| JPS6242793B2 (ja) | ||
| JP2939504B2 (ja) | インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法 | |
| JPS62135378A (ja) | インクジエツト印字ヘツド | |
| US6592196B2 (en) | Drive method for ink jet head | |
| USRE35737E (en) | Accoustically soft ink jet nozzle assembly | |
| JPH0414455A (ja) | ノズルレスプリントヘッド | |
| JPH07117225A (ja) | インクジェットヘッド | |
| JPS59179357A (ja) | インクジエツト記録装置 | |
| JPH0684072B2 (ja) | インクジエツトプリントヘツド | |
| JPS626991B2 (ja) | ||
| JPH02111550A (ja) | インクジェット記録ヘッド | |
| JP2021037692A (ja) | 液体吐出装置 | |
| JP3182915B2 (ja) | インクジェット記録ヘッド | |
| JP3171779B2 (ja) | インクジェット記録装置 | |
| JPH1024568A (ja) | インクジェットヘッド | |
| JPS61233545A (ja) | ドロツプオンデマンド型インクジエツトヘツド | |
| JPH08207276A (ja) | インクジェットプリントヘッド | |
| JPH09141864A (ja) | インクジェットヘッド及びその製造方法 | |
| JPH11254666A (ja) | 記録装置 | |
| JPS62189168A (ja) | ドロツプオンデマンドインクジエツトヘツドの駆動方法 |