JPS6320709B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6320709B2
JPS6320709B2 JP14271681A JP14271681A JPS6320709B2 JP S6320709 B2 JPS6320709 B2 JP S6320709B2 JP 14271681 A JP14271681 A JP 14271681A JP 14271681 A JP14271681 A JP 14271681A JP S6320709 B2 JPS6320709 B2 JP S6320709B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
air
discharge port
nozzle
recording head
Prior art date
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Expired
Application number
JP14271681A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5845065A (en
Inventor
Hajime Oda
Seiji Yamamori
Masayoshi Miura
Tamotsu Kojima
Kenji Akami
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP14271681A priority Critical patent/JPS5845065A/en
Publication of JPS5845065A publication Critical patent/JPS5845065A/en
Publication of JPS6320709B2 publication Critical patent/JPS6320709B2/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
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空気流により生じる圧力勾配を利用
した新しい方式のインクジエツト記録ヘツドに関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a new type of inkjet recording head that utilizes pressure gradients created by airflow.

第1図は、本出願人が既に出願した新しい方式
のインクジエツト記録ヘツドを示すもので、ノズ
ル板2には空気ノズル1が穿孔されている。ノズ
ル板2と平行して壁3が配置されており、かつ壁
3には空気ノズル1に対向してインクノズル4が
穿孔されている。ノズル板2と壁3により生じる
空気層7には周辺から空気流が送られ、空気ノズ
ル1より流出している。空気流の流れの方向は、
空気ノズル1の近傍で急激に変化しているため、
インクノズル4より空気ノズル1に至る空間には
急激な圧力勾配の変化が生じている。
FIG. 1 shows a new type of inkjet recording head that has already been filed by the present applicant, in which a nozzle plate 2 has air nozzles 1 perforated therein. A wall 3 is disposed parallel to the nozzle plate 2, and ink nozzles 4 are perforated in the wall 3 facing the air nozzles 1. An air flow is sent from the periphery to the air layer 7 created by the nozzle plate 2 and the wall 3, and flows out from the air nozzle 1. The direction of the air flow is
Because it changes rapidly near air nozzle 1,
A rapid change in pressure gradient occurs in the space from the ink nozzle 4 to the air nozzle 1.

一方、インクノズル4内のインクには、一定圧
力が印加されており、インクジエツト記録ヘツド
の非駆動時には、インクノズル4近傍の空気圧力
と、インクノズル4内のインク圧力がほぼ等しく
インクノズル4に生ずるインクのメニスカスが静
止して保たれるように調整されている。
On the other hand, a constant pressure is applied to the ink inside the ink nozzle 4, and when the inkjet recording head is not driven, the air pressure near the ink nozzle 4 and the ink pressure inside the ink nozzle 4 are approximately equal. Adjustments are made such that the resulting ink meniscus remains stationary.

信号源5はノズル板2とインクノズル4内のイ
ンクとの間に電位差が生じるように、ノズル板2
およびインクノズル4に連通したインク供給管6
に連結している。信号源5によりノズル板2とイ
ンクノズル4内のインクに電位差が生じると、こ
の電位差による静電力により、インクノズル4に
生じるメニスカスが、空気ノズル1の方向に引き
伸ばされる。インクノズル4から空気ノズル1に
至る空間には急激な圧力勾配の変化が生じてお
り、かつこの変化の程度は、空気ノズル1に近い
程大であるため、前記インクノズル4に生じるイ
ンクのメニスカスが一定の長さ以上に引き伸ばさ
れると、この圧力勾配の変化によつてインクが引
きちぎられ、空気ノズル1よりインク液滴となり
飛翔する。
The signal source 5 connects the nozzle plate 2 so that a potential difference is generated between the nozzle plate 2 and the ink in the ink nozzle 4.
and an ink supply pipe 6 communicating with the ink nozzle 4
is connected to. When a potential difference is generated between the nozzle plate 2 and the ink in the ink nozzle 4 by the signal source 5, the meniscus generated in the ink nozzle 4 is stretched in the direction of the air nozzle 1 due to the electrostatic force caused by this potential difference. A rapid change in pressure gradient occurs in the space from the ink nozzle 4 to the air nozzle 1, and the degree of this change is larger as the air nozzle 1 is approached. When the ink is stretched beyond a certain length, the ink is torn off by this change in pressure gradient, and the ink drops fly out of the air nozzle 1.

第2図は、第1図のインクジエツト記録ヘツド
をマルチ化したインクジエツト記録ヘツドの一例
を示す。
FIG. 2 shows an example of an inkjet recording head that is a multi-layer version of the inkjet recording head shown in FIG.

インク室19は複数のインク吐出口9に連通す
ると共にインク溜りに通じる少なくとも1つのイ
ンク供給管10に連通している。また空気供給管
11より流入される空気流は空気室12において
均一化され、空気層13を介して、インク吐出孔
9に各々対向した空気吐出口14より噴出されて
おり、インク吐出口9を急激な圧力勾配の変化が
生じている空間に配置させている。空気吐出口1
4は絶縁物のノズル板18に穿孔され、その周辺
には、それぞれ独立して電極15が設けられてお
り、各々独立した信号源16に電気的に連結され
ている。信号源16は、一方ではインク吐出口9
内のインクと電気的に連結されており、前記電極
15とインク吐出口9内のインクとの間に、各々
独立して電位差が生ずる構造になつている。
The ink chamber 19 communicates with a plurality of ink discharge ports 9 and at least one ink supply pipe 10 leading to an ink reservoir. Further, the air flow flowing in from the air supply pipe 11 is made uniform in the air chamber 12, and is ejected from the air discharge ports 14 facing the ink discharge holes 9 through the air layer 13. It is placed in a space where a sudden change in pressure gradient occurs. Air outlet 1
4 are formed in a nozzle plate 18 made of an insulator, and electrodes 15 are independently provided around the holes, and each electrode 15 is electrically connected to an independent signal source 16. The signal source 16 is connected to the ink outlet 9 on the one hand.
The electrode 15 is electrically connected to the ink inside the ink discharge port 9, and has a structure in which a potential difference is generated independently between the electrode 15 and the ink inside the ink discharge port 9.

このように静電力によつてインクノズル4,9
に生じるインクのメニスカスの形状を変化させ、
空気流により生じる急激な圧力勾配の変化によつ
てインク液滴を吐出させるインクジエツト記録ヘ
ツドにおいては、インクノズル4あるいは9の近
傍で空気圧力と、インク圧力のバランスが一定に
保たれ、メニスカスが安定した状態にある事が極
めて重要となつてくる。例えば、インク圧力が空
気圧力より勝るとメニスカスのバランスがくず
れ、インクがインクノズル4,9より突起し、記
録信号を印加しなくともインクノズル4,9から
空気ノズル1,14に至る空間の気激な空気流の
圧力勾配の変化のため引きちぎられ、液滴となつ
て飛翔す事になる。逆に、空気圧力がインク圧力
より勝つた場合には、メニスカスがインクノズル
4,9の内側に破れ、空気が気泡の形でインクノ
ズル4,9よりインク室8,19に混入して実際
に駆動信号がインクジエツト記録ヘツドに印加さ
れてもインク液滴の吐出が不安定になる状態を招
く。
In this way, the ink nozzles 4 and 9 are moved by electrostatic force.
By changing the shape of the ink meniscus that occurs in
In an inkjet recording head that ejects ink droplets by a sudden change in pressure gradient caused by an air flow, the balance between air pressure and ink pressure is kept constant near the ink nozzle 4 or 9, and the meniscus is stabilized. It becomes extremely important to be in this state. For example, if the ink pressure exceeds the air pressure, the balance of the meniscus will be disrupted, and the ink will protrude from the ink nozzles 4 and 9, causing air in the space from the ink nozzles 4 and 9 to the air nozzles 1 and 14 even without applying a recording signal. Due to the drastic change in the pressure gradient of the airflow, it is torn off and becomes flying droplets. Conversely, if the air pressure exceeds the ink pressure, the meniscus ruptures inside the ink nozzles 4, 9, and air enters the ink chambers 8, 19 from the ink nozzles 4, 9 in the form of bubbles, causing actual damage. Even if a drive signal is applied to the inkjet recording head, the ejection of ink droplets becomes unstable.

第1図、第2図に示したインクジエツト記録ヘ
ツドは、インクジエツト記録ヘツドが静止、もし
くは極めて遅い速度で走査する場合には、ノニス
カスの状態は安定しておりほとんど問題とならな
い。しかし、例えば、インクジエツト記録ヘツド
やインク供給管に衝撃が加わると、インク供給管
内やインク室8,19内で発生するインクの圧力
変動で、メニスカスの状態が崩れ上記のような不
要なインク吐出あるいは気泡のインク室8,19
内への混入といつた不安定な状態が起る。
In the inkjet recording head shown in FIGS. 1 and 2, when the inkjet recording head is stationary or scans at an extremely slow speed, the state of noniscus is stable and causes almost no problem. However, if an impact is applied to the inkjet recording head or ink supply tube, for example, the ink pressure fluctuations that occur in the ink supply tube or ink chambers 8 and 19 will cause the meniscus to collapse and cause unnecessary ink ejection or Air bubble ink chambers 8, 19
An unstable situation may occur due to contamination within the country.

インクジエツト記録ヘツドやインクヘツド供給
管への衝撃は特にインクジエツト記録ヘツドが高
速で走査される時に発生する。最近は、特に高速
記録が要求され、それに伴つてインクジエツト記
録ヘツドの走査速度も、平面走査型プリンタのよ
うに高速になつてきており、上記のインクジエツ
ト記録ヘツドやインク供給管への衝撃対策が大き
な問題となつてきている。
Shocks to the inkjet recording head and the inkhead supply tube occur particularly when the inkjet recording head is scanned at high speeds. Recently, particularly high-speed recording has been required, and the scanning speed of inkjet recording heads has also become faster, such as in flat-plane scanning printers. It's becoming a problem.

本発明はこのような点に鑑みてなされたもの
で、インクジエツト記録ヘツドを高速で走査した
時、インクジエツト記録ヘツドに連結されたイン
ク供給管の振れ等によつて発生するインク供給管
内でのインクの圧力変動が、インクジエツト記録
ヘツド内のインク室に伝播される以前に阻止する
機能を有するインクジエツト記録ヘツドを提供す
るものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and when the inkjet recording head is scanned at high speed, the ink in the ink supply tube connected to the inkjet recording head is caused to oscillate. An object of the present invention is to provide an inkjet recording head having a function of blocking pressure fluctuations before they are propagated to an ink chamber within the inkjet recording head.

以下、本発明の一実施例について詳細に説明す
る。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail.

第3図は、本発明のインクジエツト記録ヘツド
30の一実施例を示したものである。2つのイン
ク供給管6,6′の延長上にそれぞれインク室2
2,22′が設けられており、さらに、1対のオ
リフイス25,25′を有するオリフイス板23,
23′があり、両者間に薄い液体供給層24を形
成している。液体供給層24の前後には液体供給
層24以外で連通されているインク室21,2
1′が形成され、インク室21の前面にはノズル
4を有するノズル板20が設けられている。イン
ク室21′の後方には、インク室21,21′への
インク充填を容易にし、さらに吐出不安定の原因
となる空気の気泡を取り除くため、ビス26が設
けられている。27はOリングである。
FIG. 3 shows an embodiment of an inkjet recording head 30 of the present invention. Ink chambers 2 are provided on the extensions of the two ink supply pipes 6 and 6'.
2, 22', and an orifice plate 23, which has a pair of orifices 25, 25'.
23', forming a thin liquid supply layer 24 between them. Before and after the liquid supply layer 24, there are ink chambers 21 and 2 that are connected to each other through a source other than the liquid supply layer 24.
1' is formed, and a nozzle plate 20 having nozzles 4 is provided in front of the ink chamber 21. A screw 26 is provided at the rear of the ink chamber 21' in order to facilitate the filling of ink into the ink chambers 21, 21' and to remove air bubbles that may cause unstable ejection. 27 is an O-ring.

インクリザーバ(図示せず)からインク供給管
6,6′を介してインク室22,22′,21,2
1′および液体供給層24内にインクを充填し、
ビス26を調整してインク室22,22′,21,
21′および液体供給層24内の気泡を除去する。
この状態でインクノズル4内のインクに一定圧力
を加える。
Ink chambers 22, 22', 21, 2 are supplied from an ink reservoir (not shown) through ink supply pipes 6, 6'.
1' and the liquid supply layer 24 with ink,
Adjust the screws 26 to open the ink chambers 22, 22', 21,
21' and the air bubbles in the liquid supply layer 24 are removed.
In this state, a constant pressure is applied to the ink within the ink nozzle 4.

一方空気供給管11からは空気流を導入し、空
気室12、空気層7を介して空気ノズル1より放
出させる。このとき、空気ノズル1近傍には空気
流の流れ方向が急激に変化しているので、インク
ノズル4から空気ノズル1に至る空間には急激な
圧力勾配の変化が生じている。インクジエツト記
録ヘツドの非駆動時には、インクノズル4内のイ
ンクに加えられた圧力と、インクノズル4近傍の
空気圧力が釣合つて、インクノズル4に生じるイ
ンクのメニスカスが静止して保たれている。
On the other hand, an air flow is introduced from the air supply pipe 11 and discharged from the air nozzle 1 through the air chamber 12 and the air layer 7. At this time, since the flow direction of the air flow changes rapidly near the air nozzle 1, a sudden change in pressure gradient occurs in the space from the ink nozzle 4 to the air nozzle 1. When the inkjet recording head is not driven, the pressure applied to the ink within the ink nozzle 4 and the air pressure near the ink nozzle 4 are balanced, and the ink meniscus generated in the ink nozzle 4 is kept stationary.

信号源5から記録すべき電気信号がインクおよ
びノズル板2間に印加されると、この電気信号に
応じてインクノズル4のインクのメニスカスが空
気ノズル1の方向に伸ばされ、この空間に生じて
いる急激な圧力勾配によつてインクが引きちぎら
れて、空気ノズル1よりインク液滴となつて飛翔
する。
When an electrical signal to be recorded is applied from the signal source 5 between the ink and the nozzle plate 2, the meniscus of the ink in the ink nozzle 4 is extended in the direction of the air nozzle 1 in response to this electrical signal, and an electric signal is generated in this space. The ink is torn off by the sudden pressure gradient and flies out of the air nozzle 1 as ink droplets.

第3図の構成においては、ノズル4でのメニス
カスのバランスを崩す原因となるインクの圧力変
動を阻止あるいは緩和する事ができる。これは以
下の3つの理由による。
In the configuration shown in FIG. 3, it is possible to prevent or alleviate ink pressure fluctuations that cause the meniscus in the nozzle 4 to become unbalanced. This is due to the following three reasons.

(1) 本実施例のインクジエツト記録ヘツドは2つ
のインク供給管6,6′を有しているため、イ
ンク供給管系は、たとえば第4図のようにな
る。これは、2つのインク供給管6,6′がル
ープを成しインクジエツト記録ヘツド30の反
対側で一本になつてインクリザーバに連結して
いるものである。インクジエツト記録ヘツド3
0は第4図a,b,cの順に走査する。すなわ
ち、インクリザーバからのインク供給管部60
を中心にインクジエツト記録ヘツド30が左右
に高速走査する。移動方向が反転する第4図
b,cの状態では、インク供給管6,6′内で
インクに慣性力が生じ、インク供給管6,6′
に対して相対的な流れが生じる。この流れは圧
力変動に変換されメニスカスのバランスを崩す
大きな要因となる。しかし、第3図のようにオ
リフイス25を設けることにより、そこで断面
積が急激にしぼられているため、オリフイス2
5内でのインクの流速は大きく増加する。今イ
ンク供給管6,6′内、オリフイス25近傍で
ベルヌーイの式が成立すると仮定すると、 総圧=動圧+静圧 であるから、オリフイス25内でインクの流速
が増加した分だけ動圧が増し、従つてその分だ
け静圧が減少する事になる。薄いインク供給層
24はほとんど静圧のみをインク室21,2
1′に伝播するので、この減少した静圧分だけ
圧力変動を抑制する事ができる。一般に第3図
の構造をしていない普通のインクジエツト記録
ヘツドを第4図のように走査をさせた場合、
側に圧力変動を生じるが、上記のように本実施
例では圧力変動が側で減少するように働くた
め、場合によつては、効果が強過ぎて、逆に
側の圧力変動を生じる事もある。これは、オリ
フイス25の径、及びインク供給層24の厚さ
に依存してるので、これらを適当に選択する事
が必要である。オリフイス25の径、及びイン
ク供給層24の厚さは、インクジエツト記録ヘ
ツドの大きさ、インク供給管の長さ等によつて
異なるがそれぞれほぼ100〜300μm、20〜150μ
mが実際に効果のある範囲である。
(1) Since the ink jet recording head of this embodiment has two ink supply pipes 6 and 6', the ink supply pipe system is as shown in FIG. 4, for example. In this case, two ink supply tubes 6, 6' form a loop, and on the opposite side of the inkjet recording head 30, they become one and are connected to an ink reservoir. Inkjet recording head 3
0 scans in the order of a, b, and c in FIG. 4. That is, the ink supply pipe section 60 from the ink reservoir
The inkjet recording head 30 scans left and right at high speed centering on . In the state shown in FIGS. 4b and 4c where the direction of movement is reversed, inertial force is generated in the ink within the ink supply pipes 6 and 6', and the ink supply pipes 6 and 6'
A flow relative to the current occurs. This flow is converted into pressure fluctuations and becomes a major factor in disrupting the balance of the meniscus. However, by providing the orifice 25 as shown in Fig. 3, the cross-sectional area is rapidly narrowed down, so the orifice 25
The ink flow rate within 5 is greatly increased. Assuming that Bernoulli's equation holds true in the ink supply pipes 6 and 6' and near the orifice 25, the total pressure = dynamic pressure + static pressure, so the dynamic pressure increases by the amount that the ink flow rate increases in the orifice 25. Therefore, the static pressure will decrease by that amount. The thin ink supply layer 24 applies almost only static pressure to the ink chambers 21 and 2.
1', pressure fluctuations can be suppressed by this reduced static pressure. When an ordinary inkjet recording head, which generally does not have the structure shown in Fig. 3, is scanned as shown in Fig. 4,
However, as mentioned above, in this embodiment, the pressure fluctuations work to reduce on the side, so in some cases, the effect may be too strong and cause pressure fluctuation on the side. be. Since this depends on the diameter of the orifice 25 and the thickness of the ink supply layer 24, it is necessary to select these appropriately. The diameter of the orifice 25 and the thickness of the ink supply layer 24 vary depending on the size of the inkjet recording head, the length of the ink supply tube, etc., but are approximately 100 to 300 μm and 20 to 150 μm, respectively.
m is the actual effective range.

(2) 次にインクの圧力変動阻止、緩和のために効
果があるのは、オリフイス25,25′及びイ
ンク供給層24での抵抗による圧力損失であ
る。これは(1)の場合とは異なり、圧力変動が
側でも側でもそれを0にする方向に働き、動
作としては理想的であるが、あまりオリフイス
25,25′の径及びインク供給層24の厚さ
を小さくすると、インク供給量が足りなくなる
ため、(1)との関係も考慮して、適当な値を選択
する事が必要である。
(2) Next, pressure loss due to resistance in the orifices 25, 25' and the ink supply layer 24 is effective in preventing and mitigating ink pressure fluctuations. This is different from case (1), in which the pressure fluctuation acts in the direction of zero on both sides, and is ideal for operation, but the diameter of the orifices 25, 25' and the ink supply layer If the thickness is reduced, the amount of ink supplied will be insufficient, so it is necessary to select an appropriate value while also considering the relationship with (1).

(3) 3つ目の原因としては、オリフイス25,2
5′に入る手前とインク供給層21を出た後に
インク室22,22′,21,21′を設け、ダ
ンパの役目をさせ圧力変動を吸収させている点
である。気体と異なりここでは、扱つている流
体が液体のため気体ほど効果はないが、例えば
インクノズル板20を薄い金属(20〜30μm前
後)で作ると、そのたわみによつて、圧力変動
が吸収されやすく効果的である。
(3) The third cause is orifice 25,2
Ink chambers 22, 22', 21, and 21' are provided before entering the ink supply layer 5' and after leaving the ink supply layer 21, and act as dampers to absorb pressure fluctuations. Unlike gas, the fluid being handled here is a liquid, so it is not as effective as gas. However, for example, if the ink nozzle plate 20 is made of thin metal (approximately 20 to 30 μm), pressure fluctuations can be absorbed by the flexure of the ink nozzle plate 20. Easy and effective.

以上説明した3つの理由により、ノズル4での
メニスカスのバランスが安定に保たれる。空気流
は、空気供給管11よりインクノズル板20の周
囲に設けられた空気室12を経て空気層7より空
気ノズル1に向つて流れ、空気ノズル1の近傍で
急激に曲げられ、空気ノズル1より大気中に流出
されている。このため、インクノズル4より空気
ノズル1に至る空間には、急激な圧力勾配の変化
が生じ、これがノズル板2とインクノズル4内の
インクの間の電位差で生じた静電力によつてイン
クノズル4より引き伸ばされたメニスカスを引き
ちぎり、空気ノズル1よりインク液滴となつて飛
翔させる。
For the three reasons explained above, the balance of the meniscus in the nozzle 4 is maintained stably. The air flow flows from the air supply pipe 11 through the air chamber 12 provided around the ink nozzle plate 20 and from the air layer 7 toward the air nozzle 1 , and is sharply bent near the air nozzle 1 . is being released into the atmosphere. Therefore, a sudden change in pressure gradient occurs in the space from the ink nozzle 4 to the air nozzle 1, and this is caused by the electrostatic force generated by the potential difference between the nozzle plate 2 and the ink inside the ink nozzle 4. The stretched meniscus is torn off from the air nozzle 1, and is made to fly as ink droplets from the air nozzle 1.

空気ノズル1より流出される空気の速度が、速
いほど、インクノズル4より空気ノズル1に至る
空間に生ずる圧力勾配は大きくなり、インクノズ
ル4よりのわずかなメニスカスの凸でもインクを
引きちぎり高速でインク液滴を記録紙面上に運
ぶ。従つて、周波数特性は向上し、記録速度は増
すが、空気流速が速いため、インク液滴が記録紙
面上に飛翔し付着した際に、周辺に散り、美しい
ドツトを形成し難くなる。さらに、インクノズル
4でのメニスカスのバランスをわずかでも崩す
と、インクが飛翔する事になり、メニスカスのバ
ランスを安定に保つ事がさらに要求されるように
なる。このため、適当な流速になるように空気圧
を調節する事が重要である。本発明のインクジエ
ツト記録ヘツドの場合、空気ノズル1での空気の
流速を30m/s〜200m/sの範囲で良好な結果
を得た。
The higher the speed of the air flowing out from the air nozzle 1, the greater the pressure gradient that occurs in the space from the ink nozzle 4 to the air nozzle 1. Transporting the ink droplets onto the surface of the recording paper. Therefore, the frequency characteristics are improved and the recording speed is increased, but because the air flow velocity is high, when ink droplets fly and adhere to the surface of the recording paper, they scatter around the periphery, making it difficult to form beautiful dots. Furthermore, if the balance of the meniscus in the ink nozzle 4 is even slightly disturbed, the ink will fly, making it even more necessary to keep the balance of the meniscus stable. Therefore, it is important to adjust the air pressure to obtain an appropriate flow rate. In the case of the inkjet recording head of the present invention, good results were obtained when the air flow velocity in the air nozzle 1 was in the range of 30 m/s to 200 m/s.

以上の説明のごとく本発明は、空気流を空気ノ
ズルより急激な曲りを生じさせて噴出させ、空気
流の曲りにより生じる急激な圧力勾配の変化を有
する空間内に、空気ノズル開口と対向して開口を
有するインクノズルを設け、空気ノズルとインク
ノズル内のインク間に電界を印加してインクノズ
ルに形成されるインクのメニスカスに形状変化を
生じさせ、メニスカス先端に生じる圧力勾配の変
化によりインク液滴の吐出停止を行なうインクジ
エツト記録ヘツドに、2本のインク供給管を連結
し、その延長上のヘツド内部にオリフイスを有す
るオリフイス板によつて形成されるインク供給層
を形成し、2本のインク供給管の他端を各々又は
一本の管を介してインクリザーバに連結させたイ
ンクジエツト記録ヘツドであり、インクの圧力変
動を阻止もしくは緩和し、インクノズルで形成さ
れるメニスカスを安定に保つ効果がある。
As described above, the present invention causes an air flow to be ejected from an air nozzle with a sharp bend, and is placed in a space facing the air nozzle opening in a space having a sudden change in pressure gradient caused by the bend in the air flow. An ink nozzle with an opening is provided, and an electric field is applied between the air nozzle and the ink in the ink nozzle to cause a change in the shape of the ink meniscus formed in the ink nozzle.The change in pressure gradient generated at the tip of the meniscus causes the ink liquid to change. Two ink supply tubes are connected to an inkjet recording head that stops ejecting droplets, and an ink supply layer is formed by an orifice plate having an orifice inside the head as an extension of the two ink supply tubes. This is an inkjet recording head in which the other ends of the supply tubes are connected to an ink reservoir through each or a single tube, and has the effect of preventing or mitigating ink pressure fluctuations and keeping the meniscus formed by the ink nozzles stable. be.

本発明は、上記の実施例のようなモノヘツドに
限らずマルチヘツドにおいても同様の効果がある
事は言うまでもなく、これ以外のインクノズルの
メニスカスの安定性が重要なヘツドにおいても有
効である。
It goes without saying that the present invention is effective not only in monoheads as in the above embodiment but also in multiheads, and is also effective in other heads where the stability of the meniscus of the ink nozzle is important.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図aは、本出願人の先行出願
によるインクジエツト記録ヘツドの断面図、の第
2図bは同正面図、第3図は本発明の一実施例に
おけるインクジエツト記録ヘツドの断面図、第4
図a,b,cは本発明のインクジエツト記録ヘツ
ドを使用した時の配管系の構成例を示す断面図で
ある。 1……空気ノズル、2……空気ノズル板、4…
…インクノズル、6,6′……インク供給管、7
……空気層、21,21′,22,22′……イン
ク室、11……空気供給管、12……空気室、2
0……インクノズル板、23,23′……オリフ
イス板、24……インク供給管、25,25′…
…オリフイス、26……ビス、27……Oリン
グ。
1 and 2a are sectional views of an inkjet recording head according to an earlier application of the present applicant, FIG. 2b is a front view thereof, and FIG. 3 is a sectional view of an inkjet recording head according to an embodiment of the present invention. Figure, 4th
Figures a, b, and c are cross-sectional views showing an example of the configuration of a piping system when the inkjet recording head of the present invention is used. 1...Air nozzle, 2...Air nozzle plate, 4...
...Ink nozzle, 6, 6'...Ink supply pipe, 7
...Air layer, 21, 21', 22, 22'...Ink chamber, 11...Air supply pipe, 12...Air chamber, 2
0... Ink nozzle plate, 23, 23'... Orifice plate, 24... Ink supply pipe, 25, 25'...
...Orifice, 26...screw, 27...O-ring.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 インク吐出口と同軸上に空気吐出口を対向し
て設置し、インク吐出口と空気吐出口の間隙部分
において急激な曲りを生じさせながら空気吐出口
より空気流を送出させ、インク吐出口から空気吐
出口に至る方向に空気の圧力の減少するような圧
力勾配の変化する空間を形成する第1の手段と、
空気吐出口が形成されている部材とインク吐出口
内のインクとの間に信号に応じて選択的に電位差
を生じさせ、この電位差による誘引力によりイン
ク吐出口に生じているインクのメニスカスを引き
伸ばし、前記第1の手段により圧力勾配の変化す
る空間に生じる空気流の加速力を作用させてイン
ク吐出口内のインクを空気吐出口を経て外方に吐
出させる第2の手段と、互に対向して配された2
枚の板間に形成され、前記インク吐出口に連通し
たインク供給層と、前記2枚の板の各々にヘツド
の走査方向に平行に穿孔されたオリフイスと、一
端が前記オリフイスを介して連通された2つのイ
ンク供給管とを有することを特徴とするインクジ
エツト記録ヘツド。 2 インク供給管とオリフイスの間およびインク
供給層とインク吐出口の間にインク室が形成され
た特許請求の範囲第1項記載のインクジエツト記
録ヘツド。
[Scope of Claims] 1. An air discharge port is installed coaxially with the ink discharge port and opposite to the ink discharge port, and air flow is sent out from the air discharge port while creating a sharp bend in the gap between the ink discharge port and the air discharge port. a first means for forming a space in which the pressure gradient changes such that the air pressure decreases in the direction from the ink discharge port to the air discharge port;
A potential difference is selectively generated between the member in which the air discharge port is formed and the ink in the ink discharge port in accordance with a signal, and the meniscus of the ink generated in the ink discharge port is stretched by the attractive force caused by this potential difference. and a second means for ejecting the ink in the ink ejection port outward through the air ejection port by applying an accelerating force of the air flow generated in the space where the pressure gradient changes by the first means, and a second means facing each other. Arranged 2
an ink supply layer formed between the two plates and communicating with the ink ejection opening; and an orifice bored in each of the two plates in parallel to the scanning direction of the head; one end communicating with the orifice. An inkjet recording head characterized in that it has two ink supply tubes. 2. The inkjet recording head according to claim 1, wherein an ink chamber is formed between the ink supply pipe and the orifice and between the ink supply layer and the ink discharge port.
JP14271681A 1981-09-09 1981-09-09 Ink jet recording head Granted JPS5845065A (en)

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