JPS6349631B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインクジエツト記録装置のような液体
を噴射させて、文字や図形を記録する液体噴射装
置の流体供給素子に関する。

たとえばＸ―Ｙレコーダやラインプリンタのよ
うに液体を噴射する噴射口を有する記録ヘツド
（以下ヘツドと称す）が、走査される装置では、
それに伴なつて、ヘツドに連結された液体を供給
する供給管が移動し、それが原因となつて発生す
る供給管内の液体の圧力変動がヘツドに伝播され
ると、ヘツドに対して悪影響を及ぼす、すなわち
圧力変動が＋側に作用するとヘツドに信号が印加
されていなくても液滴が吐出し、逆に圧力変動が
−側に作用するとヘツド内に空気を気泡の形で吸
入し、吐出が不安定になつたり、あるいは吐出不
能になるという結果を招く。

本発明は、この圧力変動を緩和するための手段
を提供するもので、本出願人による先行出願の改
良を目的としたものである。

液体供給管内での圧力変動を緩和するためには
まず液体供給管の動きを考える必要がある。第１
図ａは、圧力変動が緩和されやすい液体供給管の
形状、動作を示したもので、E.STEMMEらによ
つて提唱されている。（Division of Computer
Research，Research Report No.８
1972Chalmers University of Technology）。こ
こで、１はヘツド、２は液体供給管である。すな
わち、ヘツド１に対して液体供給管２を２経路に
分岐させ、Ｕ字形の管を２つ合わせたような左右
対称の形に配置したものであり、液体供給管２の
左端より右端までの長さは少なくともヘツドの移
動範囲の1/2以上必要である。このような形状の
液体供給管２では液体の慣性力が左右で相殺され
るため、ヘツドに伝播される液体の圧力変動が減
少されると言われている。しかし実際には、液体
供給管２の内壁の流動抵抗や、液体供給管２の曲
り部分での流動抵抗があるため、液体の流動が、
圧力の変動に変換される率も大きく、第１図ａの
ような液体供給管２でも十分圧力変動緩和効果を
あげる事ができず、第１図ｂのように＋側の圧力
変動成分が残る。

ここで第２図に示すように第１図ａのヘツド１
に対して液体供給管２を２経路に分岐させ、Ｔ字
路に流体供給素子３を設けると極めて効果的であ
る。以下、この装置の基本的構成について説明す
る。

第３図に本出願人による先行出願に係る流体供
給素子の構造を示す。液体連絡通路４，５に、そ
れぞれ薄いオリフイス板６，７に設けられたオリ
フイス８，９が設けられ、それら２つのオリフイ
ス８，９は、ヘツドへ液体を供給する薄い液体供
給層１０を介してヘツドへ連結されている。

今、第２図でヘツド１が左に走査し端で止まつ
た第２図ｂの状態を考えると、第３図の液体連絡
通路５内及びそれに連結されている右側の液体供
給管内で液体に慣性力が生ずる。その慣性力は静
圧と動圧の和として表わされる。第３図に示すよ
うに、液体連絡通路４，５とオリフイス８，９の
開口部の断面積の比が大きい場合には、オリフイ
ス８，９内での液体の速度が液体連絡通路４，５
と比較して大幅に増加する。従つて、オリフイス
８，９内での動圧は増す。ここでベルヌーイの式
が近似的に成立すると仮定すると 静圧＋動圧＝一定 であるから、動圧が増加した分だけ静圧が減少す
る事になる。よつてオリフイス８，９の中間に存
在する薄い液体供給層１０での静圧は連絡通路５
での静圧よりも低い値を示す事になる。薄い液体
供給層１０での静圧は、ヘツドへ伝播される圧力
を示しているので、この流体供給素子によつて、
ヘツドに伝播される液体の圧力変動を緩和する事
ができる。第２図ｃのヘツド１が右端に止つた状
態でも上記と同様の理論が成立する。従つて第２
図に示した液体供給管２と、第３図の流体供給素
子を用いれば、第２図ｂ，ｃの両端での圧力変動
を緩和する事ができる。

第４図はこの効果をさらに高めるために、液体
供給管と連結された開口１４，１５とオリフイス
８，９の間、及び薄い液体供給層１０とヘツドを
連絡する通路の間に液体室１１，１２，１３を具
備し、液体室１１，１２，１３でさらに圧力変動
を緩和するように構成したものであり、薄い液体
供給層１０の形成は、層の厚さが一定になり特性
が安定するようにスペーサ１６をオリフイス板
６，７の間にはさむ事により行なつている。

本発明は、上記の流体供給素子の圧力変動緩和
の機構にさらに液体の粘性抵抗によつて生じる圧
力損失にもとづく圧力変動緩和の効果を加え、特
性の向上を図つたものである。

第５図に本発明の一実施例を示す。液体室１
１，１２は細管による連絡管１８の連絡路１７で
連結されている。また連絡管１８の周辺には微細
な径の小孔の通路１９が連絡管１８の管軸の放射
線方向に複数個設けられて、連絡路１７と液体室
１３が連通されている。この小孔の通路１９は、
連絡路１７と液体室１３間を流れる液体の粘性抵
抗を大きくし、これによつて液圧を損失させて圧
力変動を緩和させる。すなわち、通路１９は液体
の圧力変動緩和のための液圧損失部を構成する。
実際の連絡管１８の肉厚、すなわち通路１９の長
さは実験によれば0.3〜５mm、通路１９の径は
300μｍ以下が効果的であり、通路１９の数は通
路１９の径との関連で径が小さくかつ数が多い方
がより効果的であつた。第６図に通路１９の数と
圧力変動の関係を示す。それぞれの曲線は、通路
１９の全断面積が一定になるように数の変化と共
に径を変化させた結果である。すなわち通路１９
の１個の断面積をＡとしその数をｎとすると An＝const の関係にある。

第６図の曲線ａ，ｂ，ｃは、上記Anの値が ａ＞ｂ＞ｃ の関係にある。従つて通路１９の径は、できるだ
け小さく、その数はできるだけ多い方が効果が高
い事が明らかである。

第７図は本発明の他の実施例を示す。この実施
例は第５図の連絡管１８の代りにポーラス状物質
の細管２０を使用している。ポーラス状物質とし
ては焼結金属、細かな繊維状物質等が有効であ
る。ポーラス状物質の細管２０は、連絡路１７と
液体室１３間を流れる液体に対して液圧損失部と
して作用し、これにより圧力変動を緩和する。製
作も第７図に示すように、ポーラス状物質の細管
２０をボデイ２１の中に入れ両方から液体室１
１，１２を形成した部材２２，２３をねじで押え
つけるようにすると容易であり、第５図で示すよ
うな微細な径の通路１９の加工が不要であるとい
う利点がある。上記以外にも圧力損失を高くする
物質としてフイルタ，メツシユ等が考えられる。

第１および第２の２つの液体室を連絡路で連結
し、この連絡路と第３の液体室とを液圧損失部を
介して連通した流体供給素子で、連絡路から第３
の液体室へ伝わる液体の圧力変動を液圧損失部で
吸収することにより、第３の液体室内への圧力変
動を効果的に緩和することができる。したがつて
第３の液体室をインクジエツトヘツドのインク室
として利用したとき、ヘツド走査による圧力変動
がヘツドに伝わることがなく、インクの不要吐出
や吐出の不安定性を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは、従来の液体噴射装置の液体供給管
系の概略図、同ｂはその時の液体の圧力変動の様
子を示す図、第２図ａ，ｂ，ｃは流体供給素子を
組込んだ状態での液体供給管系の概略図、第３図
および第４図は同一出願人の出願に係る流体供給
素子の断面図、第５図は本発明の流体供給素子の
実施例を示す断面図、第６図は同流体供給素子の
圧力変動と通路の数の関係を示す図、第７図は本
発明の流体供給素子の他の実施例を示す断面図で
ある。 １……ヘツド、２……液体供給管、３……流体
供給素子、４，５……液体連絡通路、６，７……
オリフイス板、８，９……オリフイス、１０……
液体供給層、１１，１２，１３……液体室、１
４，１５……開口、１６……スペーサ、１７……
連絡路、１８……連絡管、１９……微細な径の通
路、２０……細管、２１……流体供給素子ボデ
イ、２２，２３……部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つの開口を有する第１の液体室
   と第２の液体室が前記第１および第２の液体室の
   断面積より充分に小さい断面積を有する連絡路に
   より連結されており、前記連絡路と少なくとも１
   つの開口を有する第３の液体室とが液圧損失部を
   介して連通されている事を特徴とする流体供給素
   子。 ２ 液圧損失部が複数の微細な径の孔を有する通
   路で構成された事を特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の流体供給素子。 ３ 液圧損失部がポーラス状物質で構成された事
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の流体供
   給素子。