JPS629431B2 - - Google Patents

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JPS629431B2
JPS629431B2 JP53133042A JP13304278A JPS629431B2 JP S629431 B2 JPS629431 B2 JP S629431B2 JP 53133042 A JP53133042 A JP 53133042A JP 13304278 A JP13304278 A JP 13304278A JP S629431 B2 JPS629431 B2 JP S629431B2
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JP
Japan
Prior art keywords
diaphragm
ink
coil core
main body
nozzle
Prior art date
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Application number
JP53133042A
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English (en)
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JPS5559972A (en
Inventor
Junichi Okada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Publication of JPS5559972A publication Critical patent/JPS5559972A/ja
Publication of JPS629431B2 publication Critical patent/JPS629431B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2002/041Electromagnetic transducer

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はインクオンデイマンド方式のインク
ジエツト記録用ヘツドに関する。
この発明の目的は、低電圧印加でインク噴射を
行うことにある。
この発明の他の目的は、インクジエツト記録装
置のトータルコストの低減を行うことにある。
従来のインクオンデイマンド方式のヘツド構造
を第1図に示す。
インクはインクタンク(第1図には示されてい
ない)から供給路3を通つて本体1中の圧力室2
を満たし、更に本体1に連結したノズル4まで満
たし、インク内圧と大気圧とノズル4内のインク
メニスカスによる表面張力圧によつて平衡を保つ
ている。本体1には圧力室2の容積が変化するよ
うに振動し得る振動板5が接合されている。更に
振動板5を振動する手段として、振動板5に圧電
素子6が接合されている。
インク噴射が必要な時、圧電素子6に電界をか
けるべく引き出してある駆動端子7aと7bに適
当な電圧を印加すると、圧電素子6のたわみが振
動板5を圧力室内方へたわませ、ノズル4よりイ
ンクが噴射する。駆動電圧を取り去れば、振動板
5は元の状態に戻り、噴射したインク分は供給路
3より圧力室2内へ補充される。
以上のように振動板を圧電素子でたわませる従
来の方法では、圧電素子の特性上、印加電圧が60
〜250ボルトという高圧が必要であるという欠点
があつた。すなわち高電圧の場合次のような欠点
となる。
1 記録装置の安全性に問題があり、対安全設計
が必要となる。
2 駆動回路部に高耐圧トランジスターが必要と
なり、空間的に大容積が必要でかつコストアツ
プになる。
3 電池駆動タイプの記録装置においては、DC
−DCコンバーターが必要となる。
又、従来のもう1つの例として第2図に示す。
第2図において、圧力室2に圧力を発生する手
段として、ピストン10、スプリング11、駆動
鉄片12、コイルコア9、駆動コイル8が使用さ
れている点が、第1図と異なる点である。
インク噴射が必要な時、駆動端子7a及び7b
に電圧を印加し、駆動コイル8に電流を流すと、
駆動鉄片12がコイルコア9に吸引され、駆動鉄
片12と連結しているピストン10を圧力室内方
へ押し下げ、圧力室2の圧力が上昇し、ノズル4
よりインクが噴射される。
印加電圧を取り去ると、スプリング11の力
で、駆動鉄片12及びピストン10は元の状態に
戻り、圧力室2へインクが供給される。
この方法においては、駆動電圧は低電圧で良い
が、大電流が必要であるという欠点がある。すな
わち圧力上昇を5〜100μs以内に行わないと、
ノズル4よりのインクは連続して噴射し、記録に
必要なインク以上のインクが飛び出してしまう。
又、短時間に圧力を上昇させないと、ノズル4か
ら噴射しないで流れ出すことになり、記録は不可
能となる。ピストン10及び駆動鉄片12系の質
量は強度上の問題から極端に小さくできないた
め、ピストン系を高加速するためには大電流が必
要となる。又、ピストン系の戻りをスプリングで
行つているため、ピストン系の共振周波数は非常
に低く、従つて圧電素子使用の場合の応答周波数
に近づけることはできないという重大な欠点があ
つた。
本発明の目的は、上記欠点をなくし、効率がよ
く鮮明な印刷が可能なインクジエツト記録用ヘツ
ドを提供することを目的とする。
本発明のインクジエツト記録用ヘツドは、磁性
を付与した振動板を電磁力によつて振動させイン
ンクの噴射をおこなうインクジエツト記録用ヘツ
ドにおいて、ノズルを設け断面がコの字形のヘツ
ド本体の開口を前記磁性を付与した振動板で覆
い、前記本体と振動板の間に圧力発生室を形成
し、前記電磁力を発生する駆動コイルを巻いたヨ
の字形のコイルコアを突部を前記振動板側に向
け、前記ヨの字形のコイルコアの中央部の突起を
前記圧力発生室の中央部に前記振動板と一定の間
隔を有するように、かつ、前記コイルコアの両端
の突起が前記本体の突起部の前記振動板と接合す
るように配置し、前記コイルコアと前記振動板の
間に閉磁路を形成したものである。
この発明により、以上の欠点がなく、低電圧駆
動でかつ応答周波数を圧電素子使用の場合と同じ
程度のインクジエツト記録用ヘツドを供給するこ
とができるようになる。
この発明の一実施例を第3図により説明する。
本体1、圧力室2、供給路3、ノズル4までは
従来の通りである。本体1に磁性材料でできた振
動板5をエポキシ系接着剤で接着し、更に駆動コ
イル8を内蔵したコイルコア9を振動板5に接着
する。コイルコア9の中心コアと振動板5との間
は、0.001〜1mm程度のギヤツプがある。
インク噴射必要時には、駆動端子7a及び7b
に電圧を印加すると駆動コイル8に電流が流れ、
コイルコア9に磁気が発生して、磁性体である振
動板5がコイルコア9に吸引され圧力室2の圧力
は減少し、インクは供給路3を通つて圧力室内に
供給される。このときノズル4から空気も少し入
るが、ノズル4の形状を適当にしておけば、圧力
室内へ入り込むことはない。次に駆動電圧を取り
去ると、磁気が失われ、振動板5は自身の弾性で
元の状態に戻ろうとするから、圧力室2の内圧は
急激に高まり、ノズル4よりインクが噴射され
る。振動板5の戻るスピードは、振動板5の固有
振動数が高い程速く、応答周波数に関係してく
る。振動板5を適当な形状にすれば、固有振動数
を数10KHzにでき、応答周波数も数KHzを出す
ことができる。例えば振動板5の形状を直径3
mm、厚み0.15mmにすると、接着の方法にもよる
が、25KHzの固有振動数を有する。振動板5の
振幅はせいぜい0.001mm以内であり、振動板5の
質量は非常に小さいので、従来のピストン式に比
べて応答周波数は非常に上がるわけである。
この発明の一実施例では、振動板5の直径φ3
mm、厚み0.15mm材質SK−5、駆動コイル8の巻
数250コイルコア9の材質純鉄の駆動系を構成
し、駆動電圧5ボルト、電流値平均0.5アンペ
ア、パルス幅50×10-6秒で所定のインク粒子(φ
80×10-6m)の噴射が得られた。
又、パルス幅を長くして、コイル内のジユール
熱を発生させることにより、ヘツド本体の温度を
一定以上に上げることができ、低温期においても
インク噴射が安定して行えるというメリツトも得
られる。
次に第2の実施例を第4図に示す。圧力室2、
駆動コイル8、駆動端子7a及び7b、コイルコ
ア9は第3図と同等である。振動板5は本来イン
クと接するものであるから、インクにおかされな
いもので作るか、あるいはメツキ等の表面処理を
行つてから組み立てる必要がある。又固有振動数
を高めるために剛性が高い材料である必要があ
る。ところが磁性体として最良の純鉄はバネ性が
なく、逆にステンレスのように非腐触性のものは
良い磁性体ではない。従つて両者の長所を生かす
べく、第4図のごとく磁性体20を振動板5を張
りつけ、磁気損失を少くし耐久性のあるヘツドを
動作することができる。
ところで、この発明で磁性板とコイルコアとの
ギヤツプを一定にすることが必要であるが、コイ
ルコアの外周と中央部の段階を一定に研摩してお
き、磁性板に密着して接着する方法、磁性板の中
央部のみ数ミクロン凹をエツチング等でつけてお
く方法、コイルコアの外周と中央部を同一平面に
研摩し、外周にスペーサーをはさんで接着する方
法、接着剤をつかわない拡散接合してり溶接する
方法、又コイルコアと本体とをネジ止めする方法
等、いろいろな方法で製作することができる。
以上の説明はシングルノズルヘツドについて述
べてきたが、マルチノズルヘツドも同様に容易に
製作できる。従来のピストン式でマルチノズルヘ
ツドを製作することは各圧力室、各ピストン全て
別個に製作しなければならないが、この発明によ
れば各圧力室等はエツチングのような一括作業で
作り、振動板を全圧力室に共通の一枚板で接合で
き、工業上非常に有利となる。
また、本発明のインクジエツト記録用ヘツドに
よれば、振動板の振動部に対応して振動部に近接
した振動部に対し一定の間隔を有する固定部が設
けられているため、電磁力が振動板に作用し振動
が行なわれる際、振動板の振巾が一定内におさま
り、インク粒子の大きさが安定し、ドツト径が安
定した鮮明な印刷をおこなうことができる。オン
デイマンド型の場合、連続したインク噴射がなさ
れないことがあり、この効果は特に重要である。
なお、振動板と一定の間隔で近線配置した固定部
が振動板に対し電磁力を作用させ閉磁路を形成す
るようにすると、低電圧駆動できる等低エネルギ
ー駆動が可能となる、振動振巾を一定内におさめ
られ応答周波数を高めることが可能となる等の効
果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の圧電素子を使用したインクオン
デイマンド方式のインクジエツト記録用ヘツドの
断面図である。第2図は、従来のピストン使用の
インクオンデイマンド方式のインクジエツト記録
用ヘツドの断面図である。第3図は、この発明に
よるインクオンデイマンド方式のインクジエツト
記録用ヘツドの断面図の一例である。第4図は、
第3図の変形である。 1……本体、2……圧力室、3……供給路、4
……ノズル、5……振動板、6……圧電素子、7
a,7b……駆動端子、8……駆動コイル、9…
…コイルコア、10……ピストン、11……スプ
リング、12……駆動鉄片、20……磁性体。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 磁性を付与した振動板を電磁力によつて振動
    させインクの噴射をおこなうインクジエツト記録
    用ヘツドにおいて、ノズルを設け断面がコの字形
    のヘツド本体の開口部を前記磁性を付与した振動
    板で覆い、前記本体と振動板の間に圧力発生室を
    形成し、前記電磁力を発生する駆動コイルを巻い
    たヨの字形のコイルコアを、突部を前記振動板側
    に向け、前記ヨの字形のコイルコアの中央部の突
    起を前記圧力発生室の中央部に前記振動板と一定
    の間隔を有するように、かつ、前記コイルコアの
    両端の突起が前記本体の突起部の前記振動板と接
    合するように配置し、前記コイルコアと前記振動
    板の間に閉磁路を形成したことを特徴とするイン
    クジエツト記録用ヘツド。
JP13304278A 1978-10-28 1978-10-28 Ink jet recording head Granted JPS5559972A (en)

Priority Applications (1)

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JP13304278A JPS5559972A (en) 1978-10-28 1978-10-28 Ink jet recording head

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Publication Number Publication Date
JPS5559972A JPS5559972A (en) 1980-05-06
JPS629431B2 true JPS629431B2 (ja) 1987-02-28

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