JPH02286248A - インクジェット記録装置 - Google Patents
インクジェット記録装置Info
- Publication number
- JPH02286248A JPH02286248A JP1108602A JP10860289A JPH02286248A JP H02286248 A JPH02286248 A JP H02286248A JP 1108602 A JP1108602 A JP 1108602A JP 10860289 A JP10860289 A JP 10860289A JP H02286248 A JPH02286248 A JP H02286248A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- room
- air
- pressure
- droplets
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/02—Air-assisted ejection
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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。
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
本発明は、インク小滴を画像信号に応じて吐出させて記
録媒体上にドツトを形成し、文字、図形等を印刷するオ
ンデマンド型のインクジェットヘッドに関する。
録媒体上にドツトを形成し、文字、図形等を印刷するオ
ンデマンド型のインクジェットヘッドに関する。
従来の技術
従来、オンデマンド型インクジェットヘッドにおけるイ
ンク吐出のための圧力発生手段として、ピエゾ素子が用
いられていることは公知である。
ンク吐出のための圧力発生手段として、ピエゾ素子が用
いられていることは公知である。
例えば、特公昭６３−４５６９８号公報に開示されてい
る。
る。
従来のインクジェットヘッドの構造の一例を第７図〜第
９図に示す。
９図に示す。
第７図〜第９図において、３はインク吐出口、４は振動
板、７は圧電板、８は信号線、９はインク室、１０は圧
力室、１１は結合通路、１２はインク供給口、１３はイ
ンク槽、１４はインク供給チューブ、１６はヘッド、１
ｅはへラドボディである。
板、７は圧電板、８は信号線、９はインク室、１０は圧
力室、１１は結合通路、１２はインク供給口、１３はイ
ンク槽、１４はインク供給チューブ、１６はヘッド、１
ｅはへラドボディである。
インク室９および圧力室１０にはインク槽１３からのイ
ンクがインク供給チューブ１４、インク供給口１２を経
由して充填されている。信号線８に記録信号が印加され
ると、圧力発生手段としての圧電板７と振動板４を貼り
合わせた圧電振動子が記録信号に応じて振動し、圧力室
１ｏの圧力が上昇して結合通路１１を介してインク室９
に伝えられ、インク室ｅ内のインクがインク吐出口３よ
り吐出して記録が行われる。
ンクがインク供給チューブ１４、インク供給口１２を経
由して充填されている。信号線８に記録信号が印加され
ると、圧力発生手段としての圧電板７と振動板４を貼り
合わせた圧電振動子が記録信号に応じて振動し、圧力室
１ｏの圧力が上昇して結合通路１１を介してインク室９
に伝えられ、インク室ｅ内のインクがインク吐出口３よ
り吐出して記録が行われる。
第８図は第７図の構成のインクジェットヘッドを複数個
配列したマルチヘッド構成で、第９図は第８図の■−■
約断面断面図る。
配列したマルチヘッド構成で、第９図は第８図の■−■
約断面断面図る。
発明が解決しようとする課題
このような構成の従来のインクジェットヘッドにおいて
は、圧力発生手段である圧電板７と振動板４を貼り合わ
せた圧電振動子ではインク液滴を吐出させるに十分なエ
ネルギーを発生させるためには最低直径３朋前後の面積
が必要である。このためマルチノズル化する場合、ノズ
ル数が制限されるわりにはヘッド全体の寸法が大きくな
るとともに、各ノズルに対応する前記圧力室の寸法形状
が第９図に見られるように互いに異なるようになるため
特性にバラツキを生じる等の問題があった。
は、圧力発生手段である圧電板７と振動板４を貼り合わ
せた圧電振動子ではインク液滴を吐出させるに十分なエ
ネルギーを発生させるためには最低直径３朋前後の面積
が必要である。このためマルチノズル化する場合、ノズ
ル数が制限されるわりにはヘッド全体の寸法が大きくな
るとともに、各ノズルに対応する前記圧力室の寸法形状
が第９図に見られるように互いに異なるようになるため
特性にバラツキを生じる等の問題があった。
本発明は、従来技術の欠点である圧力発生手段の寸法制
限に起因するマルチノズル化のしにくさを解決すること
を目的とする。
限に起因するマルチノズル化のしにくさを解決すること
を目的とする。
課題を解決するための手段
上記目的に基づいて、本発明では、圧力発生手段である
圧電振動子の代わりに、インクに熱エネルギーを与え、
インクを沸騰、発泡させる微小な抵抗加熱手段により前
記課題を解決する。
圧電振動子の代わりに、インクに熱エネルギーを与え、
インクを沸騰、発泡させる微小な抵抗加熱手段により前
記課題を解決する。
作用
本発明は上記構成により、圧力発生手段を従来の圧電振
動子に比較して大幅に小型化できる。このためノズルを
インライン上に配置する場合、ノズル間隔を発熱素子の
大きさまで小さくすることができ、且つヘッド間での構
造上の差がなくなり、特性のバラツキをなくすことがで
きるとともにヘッド全体の寸法も小型化できる。
動子に比較して大幅に小型化できる。このためノズルを
インライン上に配置する場合、ノズル間隔を発熱素子の
大きさまで小さくすることができ、且つヘッド間での構
造上の差がなくなり、特性のバラツキをなくすことがで
きるとともにヘッド全体の寸法も小型化できる。
実施例
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。
。
第１図は本発明の一実施例に於けるインクジェットヘッ
ドの基本構成の断面を示す模式図、第２図は前記ヘッド
に於けるインク液滴生成過程を示・す説明図、第３図は
第２図のインク液滴生成過程と対応する画像信号の電流
波形図である。第１図〜第３図において、１はエア吐出
口、２はエア供給口、３はインク吐出口、９はインク室
、１ｏは圧力室、１１はインク結合通路、１２はインク
供給口、１日は発熱素子、１９は絶縁材層、２０は基板
、３ｏはリード電極、４０は画像入力信号である。
ドの基本構成の断面を示す模式図、第２図は前記ヘッド
に於けるインク液滴生成過程を示・す説明図、第３図は
第２図のインク液滴生成過程と対応する画像信号の電流
波形図である。第１図〜第３図において、１はエア吐出
口、２はエア供給口、３はインク吐出口、９はインク室
、１ｏは圧力室、１１はインク結合通路、１２はインク
供給口、１日は発熱素子、１９は絶縁材層、２０は基板
、３ｏはリード電極、４０は画像入力信号である。
すなわち、圧力室１ｏの壁面の一部にジーール熱を発生
する微小な発熱素子１８が設けられており、リード電極
３０を介して画像入力信号４０が印加されると、発熱素
子１８に急激な温度上昇を生じ、第２図（ｂ）に示すよ
うに発熱素子１８に接しているインクは瞬間的に沸騰し
、気泡を発生する。
する微小な発熱素子１８が設けられており、リード電極
３０を介して画像入力信号４０が印加されると、発熱素
子１８に急激な温度上昇を生じ、第２図（ｂ）に示すよ
うに発熱素子１８に接しているインクは瞬間的に沸騰し
、気泡を発生する。
発生した気泡は圧力室１ｏに急激な圧力上昇を生じ、圧
力室１ｏ内に留まりきれないインクはインク結合通路１
１より噴流となって噴出する。このインク噴流はインク
室９のインク液層を突き破りながら同時にインク液層の
インクを巻きこみながらインク吐出口３よりインク液滴
となって外部に吐出される。ついで、吐出されたインク
液滴はインク吐出口３に対向して設けられたエア吐出口
１より高速で流出しているエア流に加速され、大気中を
飛翔して図示していない記録媒体上に付着し記録画像が
形成される。
力室１ｏ内に留まりきれないインクはインク結合通路１
１より噴流となって噴出する。このインク噴流はインク
室９のインク液層を突き破りながら同時にインク液層の
インクを巻きこみながらインク吐出口３よりインク液滴
となって外部に吐出される。ついで、吐出されたインク
液滴はインク吐出口３に対向して設けられたエア吐出口
１より高速で流出しているエア流に加速され、大気中を
飛翔して図示していない記録媒体上に付着し記録画像が
形成される。
一方、気泡の発生によりインクが押し出された圧力室１
ｏ内は発熱素子１８の温度降下に伴い気泡が消滅して負
圧となる。このため、第２図（Ｃ）、（ｄ）に示すよう
にインク室９のインクがインク結合通路１１より速やか
に流入され元の状態に復帰するものである。
ｏ内は発熱素子１８の温度降下に伴い気泡が消滅して負
圧となる。このため、第２図（Ｃ）、（ｄ）に示すよう
にインク室９のインクがインク結合通路１１より速やか
に流入され元の状態に復帰するものである。
以上の過程を図に示したものが第２図で、（ａ）の状態
から（ｂ）、 （ｃ）、 （ｄ）の状態になり（ａ）の
状態に戻る過程を示すものである。また、第３図は発熱
素子１８に印加する信号電流の波形と前記第２図に示し
だ液滴生成過程の関係を示すものであり、発熱時（イン
ク吐出時）は急激に立ち上げ、温度降下時（インク吸入
時）は緩やかに立ち下げるようにする。この過程を繰り
返すことによってインクジエツトヘッドとしての機能を
発揮するものである。
から（ｂ）、 （ｃ）、 （ｄ）の状態になり（ａ）の
状態に戻る過程を示すものである。また、第３図は発熱
素子１８に印加する信号電流の波形と前記第２図に示し
だ液滴生成過程の関係を示すものであり、発熱時（イン
ク吐出時）は急激に立ち上げ、温度降下時（インク吸入
時）は緩やかに立ち下げるようにする。この過程を繰り
返すことによってインクジエツトヘッドとしての機能を
発揮するものである。
次に、発熱素子１８の構成を簡単に説明する。
発熱素子１８はセラミック基板２ｏ上に蒸着、スパッタ
リング、ＯＶＤ、イオン注入等により抵抗体２１とリー
ド電極３ｏを形成し、その上に同様な方法で窒化珪素の
ような絶縁被膜を形成したものをさらに絶縁材層１９を
介してヘッドに接着している。
リング、ＯＶＤ、イオン注入等により抵抗体２１とリー
ド電極３ｏを形成し、その上に同様な方法で窒化珪素の
ような絶縁被膜を形成したものをさらに絶縁材層１９を
介してヘッドに接着している。
発熱素子１８の面積は０．１−程度あれば十分である。
次に、他の実施例を示す。第４図は３２個のノズル１−
１．１−２．・・・１−３２をインライン上に配したマ
ルチノズルヘッドの斜視図、第６図は第４図に示したマ
ルチノズルヘッドの部品構成を示すものである。第６図
において、予めステンレススチール板をフォトエツチン
グ等により加工成形した素材である、エア吐出口１を形
成するためのエアノズル板１０１、エア吐出口１にエア
を供給する通路を形成するためのエア層形成スペーサ１
０２、インク吐出口３を形成するためのインクノズル板
３０１、インク室９及びインク液層を形成するためのイ
ンク層形成スペーサ９０１、インク結合通路１１を形成
するためのインク結合通路板１１１の６枚を、金蝿材に
て一体に接合する。その後、放電加工機にてエア吐出口
１、インク吐出口３及びインク結合通路１１を一度に形
成する。この方法によりノズルの芯合わせが不要として
いる。こうして作成した構体な、圧力室１６１、エア供
給口１６２、インク供給口１６３を形成したボディ１６
０に密着し、このボディ１６０の反対側に複数の抵抗体
２１を配列した基板２０１、エア供給管２００およびイ
ンク供給管１２１をとり付けてヘッドが完成する。
１．１−２．・・・１−３２をインライン上に配したマ
ルチノズルヘッドの斜視図、第６図は第４図に示したマ
ルチノズルヘッドの部品構成を示すものである。第６図
において、予めステンレススチール板をフォトエツチン
グ等により加工成形した素材である、エア吐出口１を形
成するためのエアノズル板１０１、エア吐出口１にエア
を供給する通路を形成するためのエア層形成スペーサ１
０２、インク吐出口３を形成するためのインクノズル板
３０１、インク室９及びインク液層を形成するためのイ
ンク層形成スペーサ９０１、インク結合通路１１を形成
するためのインク結合通路板１１１の６枚を、金蝿材に
て一体に接合する。その後、放電加工機にてエア吐出口
１、インク吐出口３及びインク結合通路１１を一度に形
成する。この方法によりノズルの芯合わせが不要として
いる。こうして作成した構体な、圧力室１６１、エア供
給口１６２、インク供給口１６３を形成したボディ１６
０に密着し、このボディ１６０の反対側に複数の抵抗体
２１を配列した基板２０１、エア供給管２００およびイ
ンク供給管１２１をとり付けてヘッドが完成する。
第６図は放電加工でノズル加工をする場合の加工電極４
０の形状と加工工程を示す。加工電極４０はインク吐出
口３とインク結合通路１１を加工する部分４０１は細く
、エア吐出口１を加工する部分４０２は太くする。この
加工電極４ｏを用い、積層体のエア吐出口１を形成する
エアノズル板１０１側から加工すれば一度で加工できる
。なお、インク吐出口３とインク結合通路１１の形成部
の鍋底状のくぼみ３０２，９０２は素材形成時、予めエ
ツチングで形成しておく。
０の形状と加工工程を示す。加工電極４０はインク吐出
口３とインク結合通路１１を加工する部分４０１は細く
、エア吐出口１を加工する部分４０２は太くする。この
加工電極４ｏを用い、積層体のエア吐出口１を形成する
エアノズル板１０１側から加工すれば一度で加工できる
。なお、インク吐出口３とインク結合通路１１の形成部
の鍋底状のくぼみ３０２，９０２は素材形成時、予めエ
ツチングで形成しておく。
以上、実施例によれば、インク液滴を吐出するための圧
力発生手段を微小な発熱素子にすることによって圧力室
の容積が大幅に縮小でき、これによってノズル集積度の
向上とヘッドの寸法の小型化とそれに伴って応答周波数
の改善ができるため、記録スピードの優れたカラープリ
ンタ用記録ヘッドが提供できるものである。
力発生手段を微小な発熱素子にすることによって圧力室
の容積が大幅に縮小でき、これによってノズル集積度の
向上とヘッドの寸法の小型化とそれに伴って応答周波数
の改善ができるため、記録スピードの優れたカラープリ
ンタ用記録ヘッドが提供できるものである。
発明の効果
以上のように、本発明によれば圧力発生手段の寸法を大
幅に縮小できるためノズル集積度が大幅に向上するとと
もにヘッド寸法の小型化及び特性の改善と寸法の違いに
よるバラツキもなくなるなどその効果は大きい。
幅に縮小できるためノズル集積度が大幅に向上するとと
もにヘッド寸法の小型化及び特性の改善と寸法の違いに
よるバラツキもなくなるなどその効果は大きい。
第１図は本発明の実施例におけるインクジェットヘッド
の基本構成の断面を示す模式図、第２図は第１図のヘッ
ドにおけるイック液滴生成過程を示す説明図、第３図は
画像信号の電流波形図、第４図は本発明の他の実施例に
おけるマルチノズルヘッドの斜視図、第６図は第４図の
マルチノズルヘッドの部品構成を示す斜視図、第６図は
放電加工によるノズル加工方法の説明図、第７図は従来
のインクジェットヘッドの断面図、第８図および第９図
は従来のマルチノズルヘッドの構成を示す平面図および
断面図である。 １・・・エア吐出口、３・・・インク吐出口、９・・・
インク室、１０，１６１・・・圧力室、１１・・・イン
ク結合通路、１８°“・発熱素子、２０．２０１・・・
基板、２１・・・抵抗体、３０・・・リード電極、１０
１・・・エアノズル板、１０２・・・エア層形成スペー
サ、１１１・・・インク結合通路板、１６０・・・ボデ
ィ、３０１・・・インクノズル板、９０１・・・インク
層形成スペーサ。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ばか１名；Ｊ
Ｉ Ｘ”ｒ 第 図 一一一時間 第 第 図 図 ７ｂＬｌ小官 第 図 第 図
の基本構成の断面を示す模式図、第２図は第１図のヘッ
ドにおけるイック液滴生成過程を示す説明図、第３図は
画像信号の電流波形図、第４図は本発明の他の実施例に
おけるマルチノズルヘッドの斜視図、第６図は第４図の
マルチノズルヘッドの部品構成を示す斜視図、第６図は
放電加工によるノズル加工方法の説明図、第７図は従来
のインクジェットヘッドの断面図、第８図および第９図
は従来のマルチノズルヘッドの構成を示す平面図および
断面図である。 １・・・エア吐出口、３・・・インク吐出口、９・・・
インク室、１０，１６１・・・圧力室、１１・・・イン
ク結合通路、１８°“・発熱素子、２０．２０１・・・
基板、２１・・・抵抗体、３０・・・リード電極、１０
１・・・エアノズル板、１０２・・・エア層形成スペー
サ、１１１・・・インク結合通路板、１６０・・・ボデ
ィ、３０１・・・インクノズル板、９０１・・・インク
層形成スペーサ。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ばか１名；Ｊ
Ｉ Ｘ”ｒ 第 図 一一一時間 第 第 図 図 ７ｂＬｌ小官 第 図 第 図
Claims (3)
- （１）インク室が圧力上昇を生じさせる圧力上昇手段を
有している第１のインク室とインク吐出口に隣接しかつ
インク流入通路に結合している第２のインク室に分割さ
れており、前記第１および第２のインク室が結合通路を
介して結合されており、前記圧力上昇手段は発熱素子を
具備しており、画像信号により前記発熱素子を発熱させ
ることを特徴とするインクジェット記録装置。 - （２）インク吐出口外方に空気吐出口が形成され、イン
ク液滴を空気流とともに飛翔させる請求項１記載のイン
クジェット記録装置。 - （３）発熱素子が基板に形成された抵抗体より成る請求
項１記載のインクジェット記録装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1108602A JPH02286248A (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | インクジェット記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1108602A JPH02286248A (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | インクジェット記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02286248A true JPH02286248A (ja) | 1990-11-26 |
Family
ID=14488961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1108602A Pending JPH02286248A (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | インクジェット記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02286248A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009113025A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Ind Technol Res Inst | 高粘度液体用液滴吐出装置 |
-
1989
- 1989-04-26 JP JP1108602A patent/JPH02286248A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009113025A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Ind Technol Res Inst | 高粘度液体用液滴吐出装置 |
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