JPH01301257A

JPH01301257A - インクジェットプリントヘッド

Info

Publication number: JPH01301257A
Application number: JP13035188A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Kojima; 小島　俊一
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1988-05-30
Filing date: 1988-05-30
Publication date: 1989-12-05

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］この発明はインクジェットプリンタに用いられるプリン
トヘッドに関し、特にインクを一定温度に昇温しで印字
を行なうインクジェットプリントヘッドに関する。

［従来の技術］従来、上記インクジェットプリンタとしては、次に示す
ようなものがある。これは、第９図に示すように、プリ
ンタヘッド本体３０に導入孔３１からインクを導入して
、このインクをプリンタヘッド本体３０の長手方向に多
数設けられたノズル３２．３２・・・から吐出する。そ
の際、プリンタヘッド本体３０に、その内部に長手方向
に沿って設けられた撮動子（図示せず）によって振動を
与え、第９図に示すように、インクを粒子化してＩＩＪ
Ｉ射する。そして、この粒子化されたインク滴りを、帯
電電極３４によって帯電した後、偏向電極３５の電界に
よって偏向し、記録用紙（図示せず）上へと飛翔させて
、画像の記録を行なうようになっている。図中、３６は
必要に応じてインクを循環させるための流出孔である。

ところで、上記インクジェットプリンタにおいては、プ
リンタヘッド本体３０から噴射されるインクの温度が変
化すると、インクの粘度等の物性が変化し、インクの粒
子化形状やインクが粒子として分離される距離がばらつ
くため、インク滴に所定の電荷を帯電させても所定の位
置に飛翔しなかったり、印字ドツトの大きさが変化し、
記録される画像にバラツキが生じ、印字品質が低下する
。

そのため、この種のインクジエツｉ〜プリンタに４３い
ては、インクの温度を一定に保持づる手段が講じられて
いる。

上記の如きインクの温度を一定に保持する手段としては
、次に示すようなものがある。すなわち、第１０図に示
すように、プリンタヘッド本体３０の背面に長手方向に
沿ってヒータ３７を固着するとともに、プリンタヘッド
本体３０の上面中央に温度センサ３８を設ける。そＩノ
で、この温度センサ３８によってプリンタヘッド本体３
０の温度を検出し、ヒータ３７への給電を制御してプリ
ンタヘッド本体３０を一定濡度に昇温し、このプリンタ
ヘッド本体３０内に供給されるインクを一定潟度に昇温
するように構成されている。

［発明が解決しようとする課題１しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を
有している。すなわち、これは、プリンタヘッド本体を
界温し、プリンタヘッド本体の熱をインクに伝達してイ
ンクを昇温するものであるため、プリンタヘッド本体の
導入孔側では、インクが流入して直ぐにノズルから噴射
されるため、インクがプリンタヘッド本体からの熱伝導
によって十分昇温されず、インクの温度は低い。それに
対して、プリンタヘッド本体の排出孔側では、インクが
プリンタヘッド本体内を流入する間に十分昇温されると
ともに、途中のノズルからインクが吐出されているため
、インクの流母が少なく、インクの温度は高くなる。こ
のように、プリンタヘッド本体の長手方向におけるイン
クの温度分布は、第１１図に示すように、導入孔側が低
く、排出孔側か高い温度勾配が生じ、インクを均一に昇
温することができないという問題点があった。そのため
、上記のように、インクの粒子化形態や切断距離にばら
つきが生じ、印字品質が低下するという問題点があった
。

そこで、上記の問題点を解決するものとして、特開昭６
２−４１０４７号に示すようなものが既に提案されてい
る。これは、インクを昇温Ｉ）てプリンクヘッド本体内
に供給するものであるが、プリンタヘッド本体に、内部
のインクの温度勾配を補償する昇温手段を設けることに
より、プリンタヘッド本体から吐出されるインクの温度
を均一化するようにしたものである。

しかし、この場合には、プリンタヘッド本体に供給され
るインクを胃渇する昇温手段の他に、プリンタヘッド本
体内でのインクの温度勾配を補償する昇温手段を別個に
設けなければならず、昇温手段が２つ必要になり、コス
ト高になるとともに消費電力が増加するという問題点が
新たに生じる。

［課題を解決するための手段］そこで、この発明は、上記従来技術の課題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、昇温手
段が１つで済み、コスト高及び消費電力の増加を招くこ
とがなく、しかもヘッド本体から吐出されるインクの温
度を均一化することが可能なインクジェットプリントヘ
ッドを提供することにある。

すなわち、この発明は、一方向にノズルを複数配列した
ヘッド本体に昇温手段を設け、この昇温手段によってヘ
ッド本体内に導入されるインクを昇温して画像の記録を
行なうインクジェットプリントヘッドにおいて、上記ヘ
ッド本体に、同ヘッド本体にインクを導入する以前にイ
ンクを流通させて前記昇温手段の熱によってインクを予
め昇温する予熱用流路を設けるように構成されている。

上記ヘッド本体としては、例えば長手方向に沿って多数
のノズルを有するノズル部と、このノズル部にインクを
供給するインク通路と、このインク通路内のインクに振
動を印加し、ノズルから噴射されるインクを粒子化する
ための振動発生手段とを備えたものが用いられる。

［作用１この発明においては、ヘッド本体に、同ヘッド本体にイ
ンクを導入する以前にインクを流通させて昇温手段の熱
によってインクを予め昇温する予熱用流路を設けること
により、この予熱用流路によってインクをある程度昇温
させた後、ヘッド本体内に導入する。こうすることによ
って、インクは、予熱用流路を流通する間に昇温手段の
熱によっである程度昇温され、その後ヘツド本体内に導
入されてヘッド本体と略等しい温度に一定に昇温される
ので、ヘッド本体に長手方向に沿って設けられたノズル
から噴射されるインクの温度を略均−化することができ
る。

［実施例］以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第３図はこの発明に係るインクジェットプリン１〜ヘツ
ドを適用し得るインクジェットプリンタを示すものであ
る。図において、１はインク滴を生成するプリン１〜ヘ
ッド本体であり、このプリン１〜ヘッド本体１は、金属
などにより細長い箱体状に形成されている。すなわら、
プリントヘッド本体１は、第４図に示すように、厚肉の
基板２を備えており、この基板２には、断面デーパ状の
インク通路３が長手方向に沿って形成されている。上記
基板２の表面側には、長手方向に沿って多数のノズル４
．４・・・を有するノズル板５が固着されているととも
に、基板２の背面側には、背面板６が固着されており、
上記インク通路３が液体に対して密閉された状（１Ｂと
なっている。また、上記基板２と背面板６との間には、
圧電素子等の振動子１１が介在されており、インク通路
３内のインク■に所定の周期で振動を印加し、ノズル４
．４・・・から噴射されるインクを、第４図に示すよう
に、粒子化してインク滴りとして飛翔させるようになっ
ている。さらに、プリントヘッド本体１の両端部には、
インクを内部に設けられたインク通路３に導入する導入
孔７と、インクを排出する排出孔８とがそれぞれ設けら
れている。

上記プリントヘッド本体１は、第１図に示すように、イ
ンク循環装置９から供給路１０を介して導入孔７よりイ
ンクを導入し、その長手方向に多数設けられたノズル４
．４・・・からインクを噴射するようになっている。イ
ンク循環装置９は、ポンプ、フィルタ、電磁弁等を備え
ている。

上記ノズル４．４・・・から噴射されたインク滴りは、
第３図に示すように、帯電電極１２によって所定の電荷
が帯電された後、偏向電極１３が作る電界によって偏向
されて、記録用紙（図示せず）上へと飛翔するようにな
っている。なお、上記排出孔８は、プリンタヘッド本体
１から必要時にインクを循環させるためのものであり、
循環路１４を介してインク循環装置９に接続されている
。

上記プリントヘッド本体１の背面側には、第１図に示す
ように、背面板６の表面に昇温手段としてのヒータ１５
が接着等の手段によって固着されている。このヒータ１
５は、プリントヘッド本体１の背面形状と相似形でこれ
よりやや小さい面状に形成されており、プリントヘッド
本体１を背渇することによって、内部に設けられたイン
ク通路３を流れるインクを所定の温度例えば３０〜４０
℃に昇温するためのものである。

ところで、この実施例では上記プリントヘッド本体に、
同ヘッド本体にインクを導入する以前にインクを流通さ
せて前記’ＲＱ手段の熱によってインクを予め昇温する
予熱用流路を設けるようになっている。すなわち、上記
プリントヘッド本体１の背面には、第１図及び第４図に
示ずように、テフロンあるいはＳＵＳ等の金属などから
なる熱伝導性に優れた材料によって形成された直径数ｍ
ｍのバイブ１７が固着されており、このバイブ１７によ
って上記予熱用流路１６が形成されている。

上記バイブ１７は、プリントヘッド本体１の背面板６の
表面に、その長手方向に沿って直線状に配列された４つ
の直線部１７ａ１１７ｂ、１７ｃ。

１７ｄと、これら直線部１７ａ、１７ｂ、１７Ｃ１１７
ｄを一連に接続する３つの湾曲部１７ｅ、１７ｆ、１７
９を備えている。

このバイブ１７は、第１図に示すように、内部を流れる
昇温されていないインクを、プリントヘッド本体１の背
面に設けられたヒータ１５の熱によって効率良く昇温す
るため、熱伝導率の高い接着剤やテープによる接着、あ
るいは溶接等の手段によってプリントヘッド本体１の背
面板６に固着されている。また、上記バイブの直線部１
７ａの端部は、前記供給路１０に接続されているととも
に、直線部１７ｄの端部は、プリントヘッド本体１の導
入孔７に接続されている。そして、４温されていないイ
ンクをバイブ１７内に流すことによって、このバイブ１
７内を流通するインクをプリントヘッド本体１の背面に
設けられたヒータ１５の熱によって予め昇温し、その後
昇温されたインクをバイブ１７が接続された導入孔７か
らプリントヘッド本体１内に導入するようになっている
。

なお、上記バイブ１７は、ヒータ１５との接触面積を増
加させるため、直線部１７ａ、１７ｂ１１７Ｃ，１７ｄ
及び湾曲部１７ｅ、１７ｆ、１７Ｑをすべてエポキシ樹
脂等の合成樹脂によって［−ルデイングするようにして
ｂ良い。

以上の構成において、この実施例に係るインクジェット
プリントヘッドでは、次のようにしてインクの温度が調
整される。すなわら、プリントヘッド本体１は、ヒータ
１５の熱によって一定の温度に昇温され、このプリント
ヘッド本体１の内部に設けられたインク通路３に導入孔
７からインクが導入される。しかし、インクは、プリン
トヘッド本体１内に導入されるに先だって、インク循環
装置９から供給路１０を介してバイブ１７に流れ込む。

そして、インクは、バイブ１７の直線部１７ａ、１７ｂ
、１７ｃ、１７ｄ及び湾曲部１７ｅ、１７ｆ、１７ｇを
流れる間に、プリントヘッド本体１の背面に設けられた
ヒータ１５からバイブ１７を介して熱を受け、プリント
ヘッド本体１内での設定温度には達しないが、ある程度
の渇麿に予め昇温される。その後、インクは、導入孔７
からプリンタヘッド本体１内に流入し、プリンタヘッド
本体１のノズル４．４・・・から吐出される。

このように、インクをプリントヘッド本体１を昇温する
ヒータ１５の熱によって予め昇温した後に、インクをプ
リントヘッド本体１内に導入してヘッド本体１の長手方
向に沿って設（プられたノズル４．４・・・から噴射す
るようにしたので、プリントヘッド本体１の内部に導入
されるインクは、ある程度予め昇温されているので、プ
リントヘッド本体１の導入孔７側のノズル４から噴射さ
れるインクも、ヘッド本体１内での設定温度に略等しく
昇温された後、ノズル４．４・・・から噴射される。

そのため、インクの温度は、第５図に示すように、プリ
ントヘッド本体１の長手方向に亘って略均−化すること
ができ、温度の相違に基づくインクの粘度等の物性のば
らつきにより、インクの粒子化状態や粒子化距離にばら
つきが生じ、印字品質が低下するのを防止することがで
き、均一イ【画質の優れた印字を行なうことができる。

第６図及び第７図はこの発明の他の実施例を示すもので
あり、前記実施例と同一の部分には同一の符号を付して
説明すると、この実施例では予熱用流路１６がバイブ１
７によって形成されているのではなく、第７図に示すよ
うに、バイブ１７と同形状の流路２０を有する板状の部
材２１ａ、２１ｂによって形成されている。こうした場
合には、板状部材２１ａ、２１ｂとヒータ１５との接触
面積が増加し、板状部材２１ａ、２１ｂがヒータ１５か
ら効率良く熱を伝達されるので、この板状部材２１ａ、
２１ｂの内部に設けられた流路２０内を流れるインクを
効率良く昇温することができる。その他の構成及び作用
は前記実施例と同一であるので、その説明を省略する。

第８図はこの発明のさらに他の実施例を示ずものであり
、前記実施例と同一の部分には同一の符号を付して説明
すると、この実施例では、予熱用流路の形成の仕方が前
記実施例と異なっている。

すなわち、プリントヘッド本体１の背面板６は、第８図
に示すように、２枚の板材６ａ、６ｂを重ね合せて形成
されており、一方の板材６ａには、プリントヘッド本体
１の長手方向に沿って第１図に示す前記バイブ１７と同
形状の通路２２が穿設されている。そして、この板材６
ａに他方の板材６ｂを液密状に接合することによって、
プリントヘッド本体１内体に予熱用流路１６が形成され
ている。上記通路２２の流出端２２ａは、プリントヘッ
ド本体１の内部に設けられた導入孔７に連通していると
ともに、その流入端２２ｂは、供給路１０に接続されて
いる。

このように、プリントヘッド本体１に直接予熱用流路１
６を形成した場合には、インクが直接プリントヘッド本
体１に接するので、熱伝達効率が良く、インクを効率良
く昇温することができ、インクの温度をより均一にする
ことができる。その他の構成及び作用は前記実施例と同
一であるので、その説明を省略する。

［発明の効果〕この発明は、インクをヘッド本体に導入する以前に、ヘ
ッド本体に設けられた昇温手段によってインクを予め昇
温するもので、昇温手段がヘッド本体を昇温するするも
ののみで良いので、コスト高及び消費電力の増加を招く
ことがなく、しかもヘッド本体から吐出されるインクの
温度を略均−化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るインクジェットプリン１−ヘッ
ドの一実施例を示す構成図、第２図はパイプの取付は構
造を示す断面図、第３図はインクジ１ツ１〜プリンタを
示す構成図、第４図はプリントヘッド本体を示す断面図
、第５図はノズルから吐出されるインクの温度を示すグ
ラフ、第６図はこの発明の他の実施例を示す構成図、第
７図は第６図はインクジェットプリンタを示す構成図、
第１０図は従来のインクジェットプリントヘッドを示す
概略図、第１１図は第１０図のインクジェットプリント
ヘッドから吐出されるインクの温度を示すグラフである
。［符号の説明］１・・・プリントヘッド本体４・・・ノズル１５・・・ヒータ１６・・・予熱用流路１７・・・パイプ特　許　出　願　人　　富士ゼロックス株式会社代　理
　人　弁理士　　中村　智廣く外３名）−弓ｐｕリド　　さ　　ＣＳ−ト一一一第５図ノズノ聞びり方向第６図第７図第８図２ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

一方向にノズルを複数配列したヘッド本体に昇温手段を
設け、この昇温手段によつてヘッド本体内に導入された
インクを昇温して画像の記録を行なうインクジェットプ
リントヘッドにおいて、上記ヘッド本体に、同ヘッド本
体にインクを導入する以前にインクを流通させて前記昇
温手段の熱によってインクを予め昇温する予熱用流路を
設けたことを特徴とするインクジェットプリントヘッド
。