JPH0137276B2 - - 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
置の液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 1972
Chalmers 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の内壁や流動抵抗や、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
る事はできず第１図ｂのように＋側の圧力変動成
分が残る。

このため本出願人は先にこの圧力変動を十分に
緩和するための液体供給素子を提案した。第２図
にその概要を示す。流体供給素子３は第１図のヘ
ツド１に対して流体供給管２を２経路に分岐させ
たＴ字路に設けられる。

第３図に流体供給素子３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内での動圧を増す。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図の液体供給素子を
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２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る。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の間にかさむ事により行なつている。

上記の液体供給素子は、第１図ｂに示すような
低い周波数の圧力変動緩和の効果は充分であるが
高い周波数（数＋Hz以上）の圧力変動緩和は、充
分でない。第５図に液滴吐出および気泡吸入圧力
変動の周波数特性を示す。高い周波数の圧力変動
は、低い周波数の圧力変動に比較して高い値を示
しており液滴吐出、気泡吸入の現象は生じ難い。
しかし高い周波数成分の圧力変動は、低い周波数
の圧力変動波形の上に乗つて発生するので全般的
に高い値を示し易い。従つて高い周波数成分の圧
力変動も無視できず、これを緩和する事ができれ
ばさらに高性能の液体供給素子を得る事ができ
る。

本発明は、高周波成分の圧力変動も緩和する事
が可能な液体供給素子ご提供するものである。以
下本発明の一実施例について図面とともに詳細に
説明する。

第６図は本発明の一実施例における液体供給素
子の内部構造を示す断面図で、中心部を拡大して
示してある。図中第１図と同一部分には同一符号
を付して説明を省略する。本発明の構造の特徴
は、液体供給層１０に面した側のオリフイス板
６，７の表面に一つのへこみであるデインプル１
７を多数設けた事にある。第７図は、第６図のオ
リフイス板７を左から見た図を示す。液体がオリ
フイス８，９から液体供給層１０を通つてヘツド
に流れる時、液体供給層１０に面したオリフイス
板６，７の面に設けられたデインプル１７によつ
て高周波成分の圧力変動が吸収される。これは断
面積の大きい部分と小さい部分が交互に構成され
た通路を流体が通過する時その高周波成分が除去
される。すなわち一種のフイルタの効果によるも
のである。さらに液体がオリフイス８，９より入
つて、液体供給層１０の中をオリフイス板６，７
の半径方向に拡がつて流れているため、液体が通
過する液体供給層１０の断面積が半径方向に進む
に従つて拡大し、摩擦抵抗は逆に減少する。すな
わち、デインプル１７で形成されている液体供給
層１０は、その半径方向でそこを通過する液体の
流速および摩擦抵抗が変化するため、広い範囲の
周波数の高周波成分の圧力変動を吸収、緩和する
事ができる。デインプル１７はオリフイス板６，
７上に規則正しく配列させる必要はなく、またそ
の形状も円でなくてもよく精度もいらないのでラ
ンダムに形成することができて製作は容易であ
る。デインプル１７を形成する方法のひとつとし
てハーフエツチングで行なうと簡単でコストも少
なくてすむ。またデインプル１７の大きさ、深
さ、個数は、吸収、緩和する高周波成分の圧力変
動の周波数域を左右するパラメータとなるので、
高周波数でも低い方を中心に周波数域を選択する
ようにすれば、従来の液体供給素子の効果（低周
波数の圧力変動を緩和する）とあいまつて連続し
た広範囲にわたつて圧力変動を緩和させることが
できる。

以上説明したように本発明は液体供給素子の液
体供給層に面したオリフイス板にデインプルを形
成した事を特徴としたものであり、従来の液体供
給素子では緩和できなかつた高周波成分の圧力変
動を広範囲の周波数域にわたつて緩和する効果が
あり、液体供給素子の高性能化が実現される。

【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
系の構造を示す概略構成図、第１図ｂは液体供給
管の走査に伴なう圧力変動の様子を表わすタイム
チヤート、第２図ａ，ｂ，ｃは液体供給管系に液
体供給素子を取付けた時の概略構成図、第３図、
第４図は、本出願人による先行出願に係る液体供
給素子の構造を示す断面図、第５図は液滴吐出、
気泡吸入の圧力変動の周波数特性を表わす図、第
６図は本発明の一実施例における液体供給素子の
中央部の構造を示す断面図、第７図は同正面図で
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……
デインプル。

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の液室と
   第２の液室が薄層を形成している２枚の板を介し
   て結合されており、前記２枚の板に設けられた少
   なくとも１対のオリフイスにより前記第１の液室
   と第２の液室が連通されており、前記第１の液室
   と第２の液室は、前記オリフイスおよび前記薄層
   を介して少なくとも１つの開口を有する第３の液
   室に連通されており、前記２枚の板の前記薄層を
   形成している側の面に複数のデインプルを形成し
   た事を特徴とする液体供給素子。 ２ デインプルがランダムに形成されている特許
   請求の範囲第１項記載の液体供給素子。