JPH01228860A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明はインク液滴を噴射させて被記録媒体（例えば紙
）に記録情報を記録するインクジェット記録装置の記録
ヘッドに関する。

［従来の技術］ 従来のインクジェット記録装置における記録ヘッドは第
５図のように構成されていた。すなわち、圧力室１が円
筒状のガラス管２で覆われており、該圧力室１内にイン
クが充満している。ガラス管２の先端部（図中左側）は
円錐状に絞られて、先端がオリフィス３となっている。

前記圧力室１を覆ったガラス管２の外側には湾状の圧電
素子４がエポキシ系の接着剤により固定されている。こ
の圧電素子４は半径方向に分極されており、リード線５
を通して駆動回路（図示していない）より電気信号が加
えられると、圧電素子４の機械滴圧力が圧力室１に加え
られ、該圧力室１内のインクはオリフィス３より前方へ
インク液滴６となって噴射するようになっている。イン
ク液滴６が噴射されると、同量のインクがガラス管２の
後端（図中右側）のフィルター７を通して供給される。

前記フィルター７は供給されるインク中のゴミや小さい
気泡を除くばかりでなく、インク噴射時および噴射後に
圧電素子４より作用する圧力の圧力室１の前方と後方に
おける前後方向のバランスを良くする機能並びにインク
供給時の供給速度を定める機能も有している。このフィ
ルター７の外径は通常約０．５ｍｍで、ガラス管２の内
径よりやや小径で、ガラス管２の端部に装備後、加熱処
理によって、ガラス管２と一体化されている（例えば特
開昭５９−２２５９６０号）。

［発明が解決しようとする問題点］ 前記のような記録ヘッドにおいて、圧電素子の駆動によ
って、圧力波が圧力室内を伝播するが、圧力室の後端、
すなわちフィルター装着部で反射した圧力波がオリフィ
ス３の先端に形成されるメニスカス８の挙動を不安定な
ものとする問題点があった。このため、余分なインク滴
を噴射させたり、オリフィス先端部より気泡を取り込ん
で正常なインク滴の噴射が行なわれなかったり、さらに
は連続的にインクを噴射させる際に、反射波が干渉して
、安定な連続噴射ができなかったりする現象が認められ
た。

この反射波の影響を防止する一つの手段として、圧電素
子の駆動波形を改良する方法があったが、駆動波形が複
雑なため、駆動回路がコスト高どなり好ましくなかった
。

また、前記フィルターはセラミックに約１０μｍの径の
穴をハニカム状に多数形成した構造であるが、ガラス管
の内径が約０．５ｍｍであってこのガラス管内に挿入す
ることから、非常に微細なパーツであり、かつ高価であ
る問題があった。

特にオリフィスを複数個並設するマルチノズルタイプで
は無視できない問題となっていた。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、インク噴射口と、該インク噴射口に通じる圧
力室と、該圧力室に通じるインク供給口を有し、前記圧
力室に作用させるエネルギーによってインク噴射口より
インクを外部へ噴射させるインクジェット記録ヘッドに
おいて、前記インク供給口の幅が前記圧力室の幅の１／
２±３０％としてあることを特徴としたインクジェット
記録ヘッドに要旨が存在する。

［作用］ 本発明のインクジェット記録ヘッドによれば、圧力室に
おける圧力波の反射を小さくするこができる。またフィ
ルタはインク供給口以外の場所へ設置可能とすることが
できる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図が第１の実施例のインクジェット記録ヘッドで圧
力室１が筒状のガラス管２で構成されている。ガラス管
２の先端部は円錐状として先端にオリフィス３が形成さ
れていると共に、後端部は、ガラス管２の内径をｄとし
て約ｄ／２の径に絞って開口している。このガラス管２
の後端部はインクサブタンク９内に臨ませである。イン
クサブタンク９は図示していないメインタンクと供給チ
ューブによりフィルター７を介して接続され、インクの
消量に応じてメインタンクよりインクがインクサブタン
ク９へ供給できるようになっている。インクサブタンク
９の上部は空気層１０が形成されるようになっており、
空気層１０部分の側壁は外部に開口している０図中４は
ガラス管２の外側に嵌装した圧電素子で、リード線５よ
り駆動信号が送られるようになっている。また６はオリ
フィス３より噴出したインク液滴である。オリフィス３
は内径的５０μｍの円形とし、該部には図示したような
メニスカス８が形成されるようになっている。

第２図は上部実施例における、メニスカス８のオリフィ
ス先端からの後退量Ｘを調べた結果である０図中Ａが実
施例のものであり、Ｂが従来例のものを示している。

実施例のインクジェット記録ヘッドの非噴射時のメニス
カス８の後退量はｘ＝２０μｍであった。すなわちサブ
タンク９内の圧力は外気に対して負の圧力となフていた
。ｔ＝０でインク噴射の駆動信号を圧電素子４に１回加
えるとＸは急激に減少して、図の矢印付近（約３０μｓ
）でインク滴６が噴射し、その後メニスカスは約２４０
μｍまで後退した後、ｔ＝１９０μｓ頃にはｘ＝２０μ
ｍの元の状態に復帰した。この間噴射したインク量と同
量のインクがインクサブタンク９より圧力室１へ供給さ
れた。

従来のインクジェット記録ヘッドのメニスカスの挙動は
Ｂで示したようにインク滴の噴射後の復帰過程でメニス
カスの後退ピークが二つ観測された。これは圧力室内を
圧力波が伝播して、圧力室の先端および後端で反射する
ためと認められた。

この点、実施例では後退のピークは一つであり、圧力室
後端部での圧力波の反射が最小限にできることを確認し
た。なお、両者共に使用したインクの粘土は約７ｃｐｓ
であった。

一般に、圧力波の反射は閉じた端部では同位相のまま反
射し、開いた端部では逆位相で反射する。実施例ではガ
ラス管２の後端を開口すると共に、開口部の径をガラス
管２の内径の約１／２とすることによって圧力波の反射
を最小限にできたものである。またこの結果、インク噴
射後の元の定常状態に復帰する時間も、従来例で約２０
μｓを要していたものが約１９０μｓと短くなり、周波
数特性を向上させて、記録に要する時間を短縮すること
もできた。

前記フィルター７は電鋳製のメツシュ板をインクプタン
ク９のインク供給口へ装着したが、インクサブタンク内
へゴミが流入するのは確実に防止できた。従って従来の
ような高価なフィルターは不要となり、コスト低減も可
能である。

なお、前記ガラス管１の後端部の間口径は、ガラス管２
の内径ｄに対して、ｄ／２を中心として±３０％の範囲
で前記と同様の挙動が得られたが、これを越えると効果
は得られなかった。

次に第３図および第４図に第２の実施例を示す。この実
施例は平面形の構造のインクジェット記録ヘッドで、断
面方形の圧力室１の先端部にオリフィス３を設ける一方
、後端部は圧力室１の幅ωに対して約ω／２の幅で開口
してインクサブタンク９に連結させである。

この実施例においても第１の実施例と同様に、圧力波の
反射波を最小限として、周波数特性の良いインクジェッ
ト記録ヘッドとすることができた。

なお、各実施例において、圧電素子４を圧力室１に作用
させるエネルギー源としているが、他の電気機械変換素
子を用いたものでも、圧力室１に圧力波を発生させる構
造のものであれば、この発明を実施して同様の作用を得
ることができる。

［発明の効果］ 以上に説明したように本発明のよれば、圧力室内での圧
力波の反射を最小限にできるので、連続的に安定なイン
ク噴射が可能なインクジェット記録ヘッドが得られる効
果がある。

また、フィルターは圧力室の後端に設けることなく、イ
ンクサブタンクのインク供給口へ設は得るので、安価な
フィルターの使用が可能となり、コスト低減の効果があ
る。ノズルを複数個としたマルチタイプでは各ノズル毎
にフィルターを設ける必要が無く、−色に一つのフィル
ターで対処できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の断面図、第２図は第１
の実施例のメニスカスの後退量を示す図、第３図は本発
明の第２の実施例の横断平面図、第４図は第・３図のＩ
Ｖ　−ＩＶ線における縦断正面図、第５図は従来のイン
クジェット記録ヘッドの断面図である。 １・・・圧力室、２・・・ガラス管、３・・・オリフィ
ス、６・・・インクン尚、７・・・フィルター、８・・
・メニスカス、９・・・インクサブタンク。 第１図 第２図 イ／り噴射信号印加後の時１ゴ　ｔ（μＳ）第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インク噴射口と、該インク噴射口に通じる圧力室と、該
   圧力室に通じるインク供給口を有し、前記圧力室に作用
   させるエネルギーによってインク噴射口よりインクを外
   部へ噴射させるインクジェット記録ヘッドにおいて、前
   記インク供給口の幅が前記圧力室の幅の１／２±３０％
   としてあることを特徴としたインクジェット記録ヘッド
   。