JPH08118632A - インクジェットヘッド - Google Patents

インクジェットヘッド

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JPH08118632A
JPH08118632A JP25327694A JP25327694A JPH08118632A JP H08118632 A JPH08118632 A JP H08118632A JP 25327694 A JP25327694 A JP 25327694A JP 25327694 A JP25327694 A JP 25327694A JP H08118632 A JPH08118632 A JP H08118632A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure chamber
ink
chamber
drive chamber
heating element
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP25327694A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Oshio
浩 尾塩
Jun Moroo
潤 師尾
Tomohisa Mikami
知久 三上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】発熱素子の発熱によって発生する気泡の体積変
化によってインクを吐出させるようにしたインクジェッ
トヘッドに関し、任意のインクを使用することができ
る、インク選択の自由なインクジェットヘッドを提供す
ることを目的とする。 【構成】インクの供給を受け入れるためのインク供給口
7とインクを吐出するためのノズル孔9とが形成された
圧力室3と、上記圧力室3に隣接して設けられて液体が
封入された駆動室4と、印加電圧を熱エネルギに変換し
て上記駆動室4内の液体を加熱することによって気泡を
発生させるための発熱素子11と、上記圧力室3と駆動
室4との間を仕切って上記駆動室4内に発生する気泡の
体積変化によって上記圧力室3と駆動室4との間で変位
する変位壁5とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、発熱素子の発熱によ
って発生する気泡の体積変化によってインクを吐出させ
るようにしたインクジェットヘッドに関する。
【0002】インクジェットヘッドの駆動方式として
は、圧力室の一壁面を形成する振動板を圧電素子で変形
させて、圧力室内のインクをノズル孔から吐出させる方
式が広く採用されている。
【0003】しかし、圧電素子による駆動方式は電力消
費が大きく、また、吐出されるインク滴の大きさを制御
するのが困難なので階調表現をするのに向かない等の問
題がある。
【0004】そこで、発熱素子の発熱によって発生する
気泡の体積変化によってインクを吐出させる方式が開発
されている。
【0005】
【従来の技術】そのような発熱素子による駆動を行う従
来のインクジェットヘッドにおいては、インク滴を吐出
するノズル孔の直前のインク流路に面して発熱素子を配
置して、インクを300〜400℃程度に加熱し、イン
クから発生する気泡の圧力によってインク滴を吐出させ
ていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
従来の装置では、インク自体が300〜400℃に加熱
されるので、耐熱性があって熱に対して安定したインク
しか使用することができず、インクの選択範囲が著しく
狭められてしまう欠点があった。
【0007】また、階調表現を行うためには、発熱素子
を複数設けてその各々に独立して電圧印加を行う必要が
あるが、ノズル直前のインク流路にはそのようなスペー
スをとるだけの広さがないので、満足のいく階調表現を
行うことができなかった。
【0008】そこで本発明は、発熱素子によってインク
滴を吐出させる方式において、任意のインクを使用する
ことができる、インク選択の自由なインクジェットヘッ
ドを提供することを目的とし、また、良好な階調表現を
行うことのできるインクジェットヘッドを提供すること
を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のインクジェットヘッドは、実施例を説明す
るための図1に示されるように、インクの供給を受け入
れるためのインク供給口とインクを吐出するためのノズ
ル孔とが形成された圧力室と、上記圧力室に隣接して設
けられて液体が封入された駆動室と、印加電圧を熱エネ
ルギに変換して上記駆動室内の液体を加熱することによ
って気泡を発生させるための発熱素子と、上記圧力室と
駆動室との間を仕切って上記駆動室内に発生する気泡の
体積変化によって上記圧力室と駆動室との間で変位する
変位壁とを設けたことを特徴とする。
【0010】なお、上記変位壁の縁部が、柔軟な部材を
介して上記圧力室と駆動室の壁に対して取り付けられて
いてもよく、或いは、上記偏位壁の縁部が、上記圧力室
と駆動室に対して摺動自在に内接していてもよい。
【0011】また、上記発熱素子を複数設けて、各発熱
素子ごとに独立して電圧が印加されるようにしてもよ
い。
【0012】
【作用】発熱素子に電圧印加をすることによって、駆動
室内の液体が加熱されて駆動室内に気泡が発生し、その
気泡の体積変化に応じて圧力室との間の偏位壁が変位し
て、圧力室内のインクに吐出圧力が加えられ、インク滴
がノズル孔から吐出される。
【0013】そして、変位壁の縁部を柔軟な部材を介し
て圧力室と駆動室の壁に対して取り付け、或いは圧力室
と駆動室に対して摺動自在に内接させて設ければ、変位
壁を、変形させることなく平行移動させて変位させるこ
とができる。
【0014】また、発熱素子を複数設けて、各発熱素子
ごとに独立して電圧を印加すれば、インクの吐出量を複
数段階に制御して、階調表現を行うことができる。
【0015】
【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図1は、
本発明の第1の実施例を示しており、インクジェットヘ
ッド1には、剛性のある外壁2によって囲まれた圧力室
3と駆動室4とが、変位壁5によって仕切られて隣接し
て配置されている。
【0016】圧力室3には、図示されていないインクタ
ンクからインク6の供給を受け入れるためのインク供給
口7が側面に開口形成されて、そこにインク供給路8が
接続されている。
【0017】また、圧力室3には、変位壁5に対向する
外壁面の中央にノズル孔9が穿設されていて、圧力室3
内の圧力が高められるとノズル孔9から外方に向かって
インク滴60が吐出される。
【0018】変位壁5は、可撓性のあるプラスチック材
または金属材からなる薄い板状のダイアフラムであり、
圧力室3と駆動室4の間をシールしている。そして、そ
の外縁部は全周にわたって外壁2に水密に固着されてい
て、駆動室4内の圧力変動に応じて撓むようになってい
る。
【0019】駆動室4内には、加熱されることにより気
泡が発生し、冷却されるとすぐに気泡を吸収する液体1
0が封入されていて、その液体10を加熱するための発
熱素子11が、外壁2の内面部分に沿って設けられてい
る。
【0020】発熱素子11は、外壁2の外部に配置され
たドライバ(駆動回路)12から電圧印加を受けること
により、その印加電圧を熱エネルギに変換して駆動室4
内の液体10を加熱する。そのドライバ12は、図示さ
れていない制御部から入力される制御信号に対応して、
パルス状電圧を発熱素子11に印加する。
【0021】その結果、発熱素子11に電圧が印加され
て発熱素子11が発熱すると、それによって液体10が
加熱され、発熱素子11の表面部分において液体10が
気化されて、そこに気泡14が発生する。
【0022】すると、気泡14の体積が大きくなるのに
したがって駆動室4内の圧力が高まり、それによって、
図1に示されるように変位壁5が圧力室3側に撓む状態
に変位する。
【0023】その結果、圧力室3内の圧力が高められる
ので、圧力室3内のインク6の一部がノズル孔9からイ
ンク滴60となって吐出される。したがって、インク6
を直接加熱することなく、発熱素子による気泡発生方式
のインクジェット記録を行うことができる。
【0024】図2は、本発明の第2の実施例を示してお
り、変位壁5を、剛性の高い板状の部材で形成すると共
に、変位壁5の縁部全周を、柔軟で弾力性に富むパッキ
ング20に接合し、そのパッキング20を外壁2に水密
に接合したものである。
【0025】したがってこの実施例では、駆動室4内に
気泡が発生すると、第1の実施例のように変位壁5が撓
むのではなく、パッキング20が弾力的に変形すること
によって、変位壁5が駆動室4側から圧力室3側に平行
移動する。
【0026】この実施例においては、変位壁5は撓まな
い方がよいので、例えば、厚さが20μmでヤング率が
2.2Pa(パスカル)のニッケル板等の金属板を用い
るとよい。
【0027】パッキング20としては、ヤング率が1×
105 Pa〜1×109 程度のゴム又は合成樹脂材など
を用いることができ、具体的には例えば、ウレタンゴ
ム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプ
レンゴム、アクリルゴム、シリコンゴム、合成ゴム、天
然ゴム又は樹脂フィルムなどを用いることができる。
【0028】このような構成により、変位壁5が平行移
動して圧力室3からインク滴60を吐出させることがで
きるので、変位壁5を撓ませるためのエネルギー損失が
なく、また、変位壁5が繰り返して湾曲されないので、
その疲労破壊が防止される。
【0029】図3は、本発明の第3の実施例を示してお
り、第2の実施例のパッキング20に代えて伸縮性のあ
るベローズ21を用いたものである。このような構成を
とっても第2の実施例と同様の作用、効果がある。
【0030】図4は、本発明の第4の実施例を示してお
り圧力室3と駆動室4とを外壁2内に段差等のないよう
に連続的に形成し、その内周壁面に、剛性の高い変位壁
5の縁部を摺動自在に且つ水密に内接させたものであ
る。
【0031】このように構成することにより、どの部材
も変形することなく変位壁5が平行移動することができ
るので、第2の実施例と同様の作用、効果をより高いレ
ベルで得ることができる。
【0032】図5及び図6は、本発明の第5の実施例を
示しており、発熱素子11を複数設けてその各々に独立
してドライバ12を接続し、各発熱素子11毎に独立し
て電圧を印加できるようにしたものである。この実施例
では、図6に示されるように、発熱素子11が9個設け
られている。各ドライバ12に対しては、共通の制御部
13から制御信号が与えられる。
【0033】したがって、発熱させる発熱素子11の数
を変えることによって、発生する気泡14の体積を変
え、ノズル孔9から吐出されるインク滴60の大きさを
9段階に変化させた階調記録を行うことができる。その
場合、各発熱素子11は同時に発熱させればよく、各発
熱素子11を時間をずらして発熱させるような面倒な制
御を行う必要がない。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、発熱素子に電圧印加を
することによって、インクが収容された圧力室に対して
仕切られた駆動室内の液体が加熱されて駆動室内に気泡
が発生し、それによって、圧力室内のインクが直接加熱
されることなくインク滴となってノズル孔から吐出され
るので、インクの種類を自由に選択することができて、
高品質なインクジェット記録を行うことができる。
【0035】そして、変位壁自体を変形させることなく
変位壁を平行移動させて変位させるようにすれば、変位
壁を撓ませるためのエネルギー損失がなくて効率がよ
く、また、変位壁が繰り返し湾曲しないので、その疲労
破壊を防止することができる。
【0036】また、発熱素子を複数設けて、各発熱素子
ごとに独立して電圧を印加すれば、インクの吐出量を複
数段階に制御して、容易に階調表現を行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例の側面断面図である。
【図2】第2の実施例の側面断面図である。
【図3】第3の実施例の側面断面図である。
【図4】第4の実施例の側面断面図である。
【図5】第5の実施例の側面断面図である。
【図6】第5の実施例の内部の平面図である。
【符号の説明】
3 圧力室 4 駆動室 5 変位壁 6 インク 7 インク供給口 9 ノズル孔 10 液体 11 発熱素子 14 気泡 60 インク滴

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インクの供給を受け入れるためのインク供
    給口とインクを吐出するためのノズル孔とが形成された
    圧力室と、 上記圧力室に隣接して設けられて液体が封入された駆動
    室と、 印加電圧を熱エネルギに変換して上記駆動室内の液体を
    加熱することによって気泡を発生させるための発熱素子
    と、 上記圧力室と駆動室との間を仕切って上記駆動室内に発
    生する気泡の体積変化によって上記圧力室と駆動室との
    間で変位する変位壁とを設けたことを特徴とするインク
    ジェットヘッド。
  2. 【請求項2】上記変位壁の縁部が、柔軟な部材を介して
    上記圧力室と駆動室の壁に対して取り付けられている請
    求項1記載のインクジェットヘッド。
  3. 【請求項3】上記偏位壁の縁部が、上記圧力室と駆動室
    に対して摺動自在に内接している請求項1記載のインク
    ジェットヘッド。
  4. 【請求項4】上記発熱素子が複数設けられていて、各発
    熱素子ごとに独立して電圧が印加される請求項1、2又
    は3記載のインクジェットヘッド。
JP25327694A 1994-10-19 1994-10-19 インクジェットヘッド Withdrawn JPH08118632A (ja)

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Cited By (6)

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A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020115