JPH0462157A

JPH0462157A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH0462157A
Application number: JP16868190A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Matsumoto; 松本　修三; Minoru Ameyama; 飴山　実; Toshitaka Hirata; 平田　俊敞; Hiromichi Komai; 博道駒井; Osamu Naruse; 修成瀬; Tomoaki Nakano; 智昭中野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-06-27
Filing date: 1990-06-27
Publication date: 1992-02-27

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】技監公立本発明は、インクジェット記録装置、より詳細には、イ
ンクジェット記録装置のヘッド部に関する。

従】ｑＬ匪インクジェット記録装置については、すでにいくつかの
方式が提案されているが、本発明は圧力室の容積変化に
よりインクの吐出を行なうオンデマンド型インクジェッ
ト記録装置に関するものである。

一般に、オンデマンド型インクジェット記録装置は、ピ
エゾ振動板のような電気機械変換手段を圧力室の壁の一
部に取付け、電気信号に応じた圧力パルスを発生し、圧
力室に連るノズルよりインク滴を吐出し、紙等の記録媒
体上に記録を行なうものである。

上記オンデマンド型インクジェット記録装置は、構造が
簡単であるとか、記録に必要なインク滴のみ吐出するた
め、不要インクの回収の必要がない等の長所がある。

しかしながら、従来のオンデマンド型インクジェット記
録装置では、他の方式である電荷量制御型インクジェッ
ト記録装置に比ベインク滴形成の最高くり返し周波数が
低いとか、くり返し周波数の変化に対し滴速度や滴体積
が変動するという問題点があった。

特開昭５７−８７９５７号公報では、この理由とし、く
り返し周波数が高くなり、駆動パルスの印加時間とくり
返し周期とが近接してくると圧力室の変形が初期値に戻
る以前に次の電圧パルスが印加されるようになることが
原因であると述べ、これを解決するために電圧パルスを
印加後、逆方向の電圧を印加し、その後初期電圧に戻す
ことを提案している。

しかし、圧電素子の変化応答を観測すると駆動パルスの
立下りと変位との間では、殆んど時間遅れがなく、パル
スが立下ると変位も初期状態に戻っている。従って、上
記問題点の要因が、圧電素子の応答性にあるとは云えず
、上記の提案では問題点の根本的な解決手段とはならな
い。

また、特開昭５５−６９４７５号公報では、吐出周波数
の変化によりインク滴の体積が変化することに対し、こ
れを補正する補正手段として、電圧パルスの波高値また
はパルス幅を変化させることを提案している。しかし、
この方法では、インク滴の大きさを一定に保つことはで
きても、電圧パルス波高値またはパルス幅を変化させる
と、これに応じインク滴の吐出速度も変化し、記録紙に
印字したとき、各々のインク滴が記録紙に到達する時間
が異なり、この結果、ドツト位置精度が低下し印字の品
質を損なうという欠点が生じる。

また、特開昭５７−１４０１６９号公報では、液室内部
に発生した気泡および目詰りを取り除き印字の品質向上
を計るため、インクの吐出用と押出用の２つの圧力発生
機構（圧電素子）を配設した印字装置を提案している。

この印字装置は、インクの吐出用と押出用の２つの圧力
発生機構を使用するという点で、後述する本発明と類似
している点があるが、これは、液室内部に発生した気泡
及び目積りを取り除くためのものであり、これら圧力発
生機構の制御方法及び駆動タイミングは本発明と全く異
なるものである。

第４図は、従来のオンデマンド型インクジェット記録装
置の一例を説明するための分解斜視図、第Ｓ図は、第４
図の断面図、第６図は、第４図のＢ部拡大図で、図中、
２１は基板、２２は圧電素子（ＰＺＴ）、２３は流路板
、２３ａはインク流路、２４は共通液室構成部材、２４
ａは共通液室、２５はインク給供パイプ、２６はノズル
プレート、２６ａはノズル、２７は銅線、２８はリード
線、２９はグランド用リード線、３０は充填剤、３１゜
３２は保護板、３１ｂ、３２ｂは電極、３３はインクで
ある。

上記第４図乃至第６図に示したインクジェット記録装置
では、電極３１ｂ、３２ｂ間に電圧パルスを印加したと
き圧電素子２２に大きい変化を得るため積層ＰＺＴを用
い、更に、アクチュエータが個別に駆動可能なように、
積層された部分に溝加工２２ａ（分りやすくするために
１箇所のみダブルハツチングを施して示しである）が施
こされている。この溝の残りの部分によって形成された
凸部２２ｂ（分りやすくするために１箇所のみダブルハ
ツチングが施して示しである）が厚み変位することで、
該凸部２２ｂに対向して設けられた平行流路であるイン
ク流路２３ａが容積変化し、対応するノズル２６ａから
インク３３を吐出する。

また、溝部２２ａには隣接間の影響を受けないように通
常充填剤３０が充填されている。尚、保護板３１．３２
は、圧電素子２２の両端部、すなわち、インクの吐出す
る側と、インクが供給される側とに設けられている。

叙上の従来のインクジェット記録装置においては、イン
ク流路２３ａは、集積化された多数の平行流路となって
おり、インクの流れは、共通液室２４ａ内のインク３３
がインク流路２３ａを通りノズル２６ａより吐出するも
ので、前記インク流路２３ａが唯一の流通路であった。

この場合のインク流路２３ａへのインクの供給は、圧電
素子２２へ印加するパルス電圧の立下りによる初期状態
復帰に伴うインク流路２３ａ内の減圧、およびノズル口
２６ａの毛管力によって行われる。従って、数ＫＨｚの
高周波で駆動してインク漬の吐出を行なう場合は、イン
クの供給流量が吐出流量に追従して一定量を保持するこ
とができず、供給量不足となり、このため、インク漬吐
出が不安定となったり、低周波開動時に比ベインク吐出
量が減少したりする不都合があった。

且−一カ本発明は、上述のごとき欠点を解決するためになされた
もので、印字品質を損うことなく、インク滴形成の最高
周波数を高め、能動周波数の変化に対して滴速度や滴体
積が常に安定にするインクジェット記録装置を提供する
ことを目的としてなされたものである。

監−一蔑本発明は、上記目的を達成するために、インクジェット
記録装置において、流路の長手方向に対して互いに間隔
をあけて設けられた平行流路と、各平行流路に対応して
設けられ、駆動された時に当該平行流路の体積を変化さ
せる圧電素子と、各平行流路に接続された液滴吐出ノズ
ルと、共通液室を介して前記各平行流路に給液する給液
手段とを有し、選択された平行流路への駆動信号が当該
流路に対応して設けられた圧電素子に印加され、当該圧
電素子が長手方向に垂直な変位を生じて吐出滴用加圧部
を駆動し、前記選択された平行流路の壁面の少くとも一
面を変形し、当該流路に接続されたノズルから液滴を吐
出させるインクジェット記録装置において、前記吐出漬
用加圧部と一体の圧電素子を用いて液供給用加圧部を構
成するとともに、該液供給用加圧部を補助加圧流路内に
配設し、前記吐出滴用加圧部の駆動と同期して前記液供
給用加圧部を駆動して前記補助加圧流路内の液を前記平
行流路のノズル端側に供給するようにしたことを特徴と
したものである。以下１本発明の実施例に基づいて説明
する。

第１図は１本発明によりインクジェット記録装置の一実
施例を説明するための斜視図、第２図は、第１図の縦断
面図、第３図は第１図のＡ部拡大図である。図において
、１は基板、２はＰＺＴ等の圧電素子、２ａ１は該圧電
素子２の動作目的により区分した吐出滴用加圧部、２ａ
２は液供給用加圧部、２ｂは溝部、３は流路板、３ａは
インク流路、４は共通液室、５，５はインク供給パイプ
、６はノズルプレート、６ａはノズル、７は銅線、８は
リード線、９はグランド用リード線、１ｏは補助供給板
、１０ａは補助加圧流路、１０ｂは補助供給路、１１．
１２は保護板、ｌｌｂ、１２ｂは電極である。

圧電素子２は、電極１１ｂ、１２ｂに電圧パルスを印加
したとき該圧電素子２に大きい変位を一得るため積層Ｐ
ＺＴを用い、更に、アクチュエータが個別に駆動可能な
ように、積層された部分に溝加工２ｂ（分りやすくする
ために１個所のみダブルハツチングを施して示しである
）が施こされている。この溝の残り部分によって形成さ
れた凸部２ａ（分りやすくするため１個所のみダブルハ
ツチングが施して示しである）が厚み変位することで、
該凸部２ａに対向して設けられた平行流路であるインク
流路３ａが容積変化し、対応するノズル６ａからインク
を吐出する。すなわち、２８部は圧電素子２により一体
的に構成された吐出滴用加圧部２ａ、と液供給用加圧部
２ａ２とから成っている。また、溝部２ｂには隣接間の
影響を受けないように通常充填剤１５が充填されている
。保護板１１．１２は、圧電素子２の両端部、すなわち
、インクを噴射する側と、インクが供給される側とに設
けられている。

次に、第１図乃至第３図に示したインクジェット記録装
置の動作について説明する。選択された吐出滴用加圧部
２ａ、を駆動するため電極１１ｂ。

１２ｂ間に電圧パルスを印加すると圧電素子２は。

長手方向に垂直な変位を生じてインク流路３ａを押圧し
、該インク流路３ａが容積変化し、対応するノズル６ａ
よりインクを吐出する。このとき、液供給用加圧部２ａ
２も、吐昌滴用加圧部２ａ工と一体の圧電素子２により
構成されているため、同時に駆動され、補助加圧流路１
０ａを加圧する。

補助加圧流路１０ａはインク流路３ａと同様に個別に独
立して互いに分離されており、各々の補助供給路１０ｂ
も同様に個別に独立分離されている。

補助供給路１０ｂはノズル６ａ近傍の１０ｃにおいてイ
ンク流路３ａに連通している。これによってインク滴を
吐出した後のインク供給は、従来のインク流路３ａを介
しておこなわれる他、補助加圧流路１０ａで加圧された
インクが補助供給路１０ｂを介してノズル６ａ近傍１０
ｃより併用して行われる。このとき補助供給路１０ｂを
介することにより吐出溝用加圧部２ａ１と液供給用加圧
部２ａ、とが同時駆動されてもインク供給に時間差が生
じ、吐出筒用加圧部２ａ１の駆動効果によりインク滴が
吐出した後、液供給用加圧部２ａ２の駆動効果によりイ
ンクが供給されることになる。

補助加圧流路１０ａ、補助供給路１０ｂの形状を、必要
とするインキ供給量との兼ね合いで選定することにより
高周波記動時でも安定したインキ供給が確保できる。

以上述べたごとく本発明のインクジェット記録装置は、
高周波記動時においても安定したインク供給ができるよ
うにインキ供給スピードを早めるだけのものであるから
低周波乱動時においても何ら障害をきたすものではない
。

紘−一米以上の説明から明らかなように、本発明によると、ノズ
ルへのインクの供給のスピードが上るので数ＫＨｚの高
速印字をした場合でも安定なインクの供給がおこなわれ
、印字が乱れることはない。

更に、このインク供給用の供給用加圧部は、従来の吐出
筒用加圧部を利用して、該吐出筒用加圧部を延長するこ
とにより容易にできるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるインクジェット記録装置の一実
施例の斜視図、第２図は、第１図の断面図、第３図は、
第１図のＡ部拡大図、第４図は、従来のインクジェット
記録装置の分解斜視図、第５図は、第４図の断面図、第
６図は、第４図のＢ部拡大図である。１・・・基板、２・・・圧電素子、２ａ１・・・吐出筒
用加圧部、２ａ２・・・液供給用加圧部、３・・・流路
板、３ａ・・・インク流路、５・・・インク供給パイプ
、６・・・ノズル板、ｌＯ・・・補助供給板、１０ａ・
・・補助加圧流路、１０ｂ・・補助供給路。特許呂願人　　株式会社　リ　コ　− 第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

１、流路の長手方向に対して互いに間隔をあけて設けら
れた平行流路と、各平行流路に対応して設けられ、駆動
された時に当該平行流路の体積を変化させる圧電素子と
、各平行流路に接続された液滴吐出ノズルと、共通液室
を介して前記各平行流路に給液する給液手段とを有し、
選択された平行流路への駆動信号が当該流路に対応して
設けられた圧電素子に印加され、当該圧電素子が長手方
向に垂直な変位を生じて吐出滴用加圧部を駆動し、前記
選択された平行流路の壁面の少くとも一面を変形し、当
該流路に接続されたノズルから液滴を吐出させるインク
ジェット記録装置において、前記吐出滴用加圧部と一体
の圧電素子を用いて液供給用加圧部を構成するとともに
、該液供給用加圧部を補助加圧流路内に配設し、前記吐
出滴用加圧部の駆動と同期して前記液供給用加圧部を駆
動して前記補助加圧流路内の液を前記平行流路のノズル
端側に供給するようにしたことを特徴とするインクジェ
ット記録装置。