JPH01195054A - Ink jet recording apparatus - Google Patents
Ink jet recording apparatusInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はインクジェット記録装置の記録ヘッドに関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a recording head of an inkjet recording apparatus.
プリンタやファクシミリなどの記録装置における記録方
式の1つとして、ヘッドに形成したオリフィスからイン
ク滴を噴射させ、該インク滴の付着ドツトのパターンで
画像を形成していくインクジェット記録装置か使用され
ている。One of the recording methods used in recording devices such as printers and facsimiles is inkjet recording devices, which eject ink droplets from an orifice formed in a head and form an image with a pattern of dots adhered to by the ink droplets. .
このインクジェット記録装置には、ノズル通路内のイン
クを加熱してバブル(泡)を発生させ、この泡の圧力で
インク滴を吐出させるハブルシエソト方式のものと、ピ
エゾ素子なと電圧印加時に運動エネルギーを発生ずる圧
電素子を用いてインク滴を吐出させる電気機械エネルギ
ー変換方式のものがある。There are two types of inkjet recording devices: one is the hubble type, which heats the ink in the nozzle passage to generate bubbles, and uses the pressure of the bubbles to eject ink droplets, and the other is the hubble type, which uses piezo elements to generate kinetic energy when voltage is applied. There is an electromechanical energy conversion method that uses a piezoelectric element to eject ink droplets.
ところで、インクジェット記録装置では、記録濃度はド
ロップ径(インク滴の大きさ)によって決まるが、ヘッ
ドのオリフィスから吐出するインク滴の大きさはヘッド
温度により変化し、ヘッド温度が高くなるとトロツブ径
が大きくなって濃くなり、ヘッド温度が低いとトロツブ
径が小さくなって淡(なる。By the way, in an inkjet recording device, the recording density is determined by the droplet diameter (the size of the ink droplet), but the size of the ink droplet ejected from the orifice of the head changes depending on the head temperature, and the higher the head temperature, the larger the trotube diameter. When the head temperature is low, the trotube diameter becomes smaller and becomes lighter.
その理由は、パルブジ工ソト方式では、ヘッド温度が上
昇すると、同じ熱量を加えても発生する泡が大きくなっ
て吐出圧力か増大し、しかもインク粘度は低くなるので
、吐出開口が同じであれば吐出インク滴が大きくなるた
めである。The reason for this is that when the head temperature rises, the bubbles generated become larger and the ejection pressure increases even if the same amount of heat is applied, and the ink viscosity decreases. This is because the ejected ink droplets become larger.
従来のインクシェツト記録装置では、記録を開始した時
点では記録ヘッドの温度が低くても記録を継続する間に
記録ヘッドの温度が次第に上昇し、記録開始時と記録継
続後とで印字濃度に差が生し、印字品位に問題があった
。In conventional ink sheet recording devices, even if the temperature of the print head is low when printing starts, the temperature of the print head gradually rises while printing continues, resulting in a difference in print density between when printing starts and after printing continues. There was a problem with print quality.
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであ
り、記録ヘッドの温度が変化しても吐出インク滴の径を
一定に保ことができ、均一な記録濃度か得られるインク
ジェット記録装置を提供することを目的とする。The present invention was made in view of the problems of the prior art described above, and provides an inkjet recording device that can maintain the diameter of ejected ink droplets constant even when the temperature of the recording head changes, and can obtain uniform recording density. The purpose is to provide.
本発明は、記録ヘッドのオリフィスプレートを、記録中
の所定のヘッド温度での形状を記憶する形状記憶合金で
形成し、所定のヘッド温度を超える範囲では各オリフィ
スが予め記憶させた小さな開口面積に収縮することによ
り、上記目的を達成するものである。In the present invention, the orifice plate of the recording head is formed of a shape memory alloy that memorizes the shape at a predetermined head temperature during recording, and each orifice has a small opening area memorized in advance in a range exceeding the predetermined head temperature. By shrinking, the above purpose is achieved.
〔実施例〕 以下図面を参照して本発明を具体的に説明する。〔Example〕 The present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例によるインクジェット記録装
置の記録ヘソlの分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of a recording heel 1 of an inkjet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
第1図において、基板1の上面には各オリフィス(イン
ク吐出口)2からインク滴を吐出させるだめの電極パタ
ーン3か形成され、各電極パターン3の前部には気泡発
生用のヒーター(発熱抵抗体)4が接続されている。In FIG. 1, an electrode pattern 3 for ejecting ink droplets from each orifice (ink ejection port) 2 is formed on the upper surface of a substrate 1, and a heater (heater for generating bubbles) is provided in front of each electrode pattern 3. Resistor) 4 is connected.
前記基板1の上面に対しカバー5を接合することにより
各オリノィス(インク吐出口)2に通じるノズルが形成
される。ずなわぢ、カバー5の接合面には所定間隔(前
記電極パターン3の間隔と同じ)で複数の縦溝6が形成
されており、該カバー5を基板1上に接合した時に各縦
溝6によって形成される各ノズル内に対応する電極パタ
ーン3およびヒーター4が、配置される、二とになる。By bonding the cover 5 to the upper surface of the substrate 1, nozzles communicating with each orinois (ink ejection port) 2 are formed. A plurality of vertical grooves 6 are formed on the bonding surface of the cover 5 at predetermined intervals (same as the spacing between the electrode patterns 3), and when the cover 5 is bonded onto the substrate 1, each vertical groove 6 is formed. A corresponding electrode pattern 3 and a heater 4 are arranged in each nozzle formed by the method.
ごうして基板1にカバー5を接合してノズルを形成した
後、その前面にオリフィスプレート7が接合される。After the cover 5 is bonded to the substrate 1 to form a nozzle, the orifice plate 7 is bonded to the front surface thereof.
このオリフィスプレート7には各ノズル(谷溝6)に通
じるオリフィス2が形成されており、該オリフィス2に
よってインク吐出口が形成される。This orifice plate 7 is formed with an orifice 2 communicating with each nozzle (trough 6), and the orifice 2 forms an ink ejection opening.
なお、前記基板1の後半部と前記カバー5の後半部との
間には、これらを接合することによって各ノズルに共通
に連通ずる共通液室が形成される。Note that a common liquid chamber is formed between the rear half of the substrate 1 and the rear half of the cover 5 by joining these together, which communicates with each nozzle in common.
また、前記カバー5の後半部には前記共通液室へ通じる
インク供給口8が設けられている。 )然して、前記オ
リフィスプレート7は、記録中の所定のヘッド温度での
形状(オリフィス2の形状寸法)を記憶する形状記憶合
金で形成され、所定のヘッド温度を超える範囲では各オ
リフィスの開口面積か予め記憶した(変形前のもとの)
小さな開口に収縮するよう設定されている。Further, an ink supply port 8 communicating with the common liquid chamber is provided in the rear half of the cover 5. ) However, the orifice plate 7 is formed of a shape memory alloy that memorizes the shape (the shape and dimensions of the orifice 2) at a predetermined head temperature during recording, and the opening area of each orifice changes in the range exceeding the predetermined head temperature. Pre-memorized (original before transformation)
It is set to contract into a small opening.
前記形状記憶合金としては、例えばチタンニッケル系の
合金を使用することができる。As the shape memory alloy, for example, a titanium-nickel alloy can be used.
したがって、記録開始時でヘッド温度が低い時は各オリ
フィス2は拡開変形された大きな開口をしているが、記
録を継続してヘッド温度が上昇し設定温度を超えると、
各オリフィス2は変形前のもとの小さな開口になる。Therefore, when the head temperature is low at the start of recording, each orifice 2 is expanded and deformed to have a large opening, but as recording continues and the head temperature rises and exceeds the set temperature,
Each orifice 2 becomes its original small opening before deformation.
第2図の(A)〜(F)は第1図の記録ヘッドで飛翔的
インク滴が形成される状態を模式的に示す説明図である
。FIGS. 2A to 2F are explanatory diagrams schematically showing the state in which flying ink droplets are formed in the recording head of FIG. 1.
第2図において、(A>はヒーター4を駆動する前を示
し、ノズル内はインク10の液体のみで充満している。In FIG. 2, (A> shows the state before the heater 4 is driven, and the inside of the nozzle is filled with only the ink 10.
そこでヒーター4に通電すると該ヒーター4に接する領
域のインク10が急激に加熱され、(B)に示すごとく
複数の小さな気泡11が発生し、この気泡はすくに合体
して(C)に示すごとく1つの気泡12となり、該気泡
12が(C)から(D)へと膨張するとノズル内の圧力
が上昇しオリフィス2からインクが押し出される。Therefore, when the heater 4 is energized, the ink 10 in the area in contact with the heater 4 is rapidly heated, and a plurality of small bubbles 11 are generated as shown in (B), and these bubbles quickly coalesce as shown in (C). When the bubble 12 becomes one bubble 12 and expands from (C) to (D), the pressure inside the nozzle increases and ink is forced out from the orifice 2.
押し出されたインクは(E)に示すごとく滴(ドロップ
)状15になり、この時ノズル内の圧力によって気泡1
2は小さくなる。The extruded ink becomes a droplet 15 as shown in (E), and at this time, the pressure inside the nozzle causes air bubbles 15 to form.
2 becomes smaller.
(F)に示すごとくインク滴15が完全に押し出される
とノズル内の気泡12が消えて後方からインク10が供
給される。As shown in (F), when the ink droplet 15 is completely pushed out, the bubble 12 in the nozzle disappears and the ink 10 is supplied from the rear.
以上のインク滴形成において、オリフィス2の開口が同
じであれば、記録動作を継続して記録ヘッドのノズル部
の温度が高くなると、気泡の大きさおよび気泡によって
生じる圧力が大きくなって気泡形成の勢いが強まり、こ
れに加えてインク粘度も低下するので、オリフィス2か
ら吐出されるインク滴15の径が大きくなり、記録濃度
が濃くなる。In the above ink droplet formation, if the opening of the orifice 2 is the same, as the recording operation continues and the temperature of the nozzle part of the recording head increases, the size of the bubbles and the pressure generated by the bubbles increase, causing bubble formation. The force increases, and in addition to this, the ink viscosity decreases, so the diameter of the ink droplet 15 ejected from the orifice 2 increases, and the recording density increases.
然るに、本発明によれば、オリフィス2が形成されたオ
リフィスプレート7を、記録中の所定のヘッド温度での
形状を記憶する形状記憶合金で形成することにより、所
定のヘッド温度を超える範囲では各オリフィス2か予め
記1.aさせて小さな開口面積に収縮するよう構成され
る。However, according to the present invention, the orifice plate 7 on which the orifice 2 is formed is made of a shape memory alloy that memorizes the shape at a predetermined head temperature during recording. Orifice 2 or pre-recorded 1. a and is configured to shrink to a small opening area.
したがって、記録している間にヘッド温度が所定値より
高くなりインク滴が過大になる時点で、オリフィス2を
小径にして吐出抵抗を増大させるの−(、同しように気
泡12が生長して圧力が上昇しても該オリフィス2から
吐出するインク滴(インク量)15をその分減少させる
ことができる。Therefore, when the head temperature rises above a predetermined value during recording and the ink droplets become too large, the orifice 2 is made smaller in diameter to increase the ejection resistance. Even if the amount of ink increases, the ink droplets (ink amount) 15 ejected from the orifice 2 can be reduced accordingly.
こうして、ヘッド温度が変化しても、インク滴の大きさ
(ドロップ径)の変化を小さく抑えてほぼ均一にするこ
とかでき、均一な記録濃度を得ることができ、もって安
定した印字品位の記録が得られる。In this way, even if the head temperature changes, the change in the size of the ink droplets (drop diameter) can be kept small and almost uniform, resulting in uniform recording density and stable printing quality. is obtained.
第3図のグラフは、記録ヘッド温度T’Cに対するイン
ク滴径μmを、鎖線で示する従来のインクジェットヘッ
ドの場合と実線で示す本発明のインクジェノ1〜ヘツド
の場合とについて、比較試験した結果を示すものである
。The graph in FIG. 3 shows a comparative test of the ink droplet diameter μm with respect to the recording head temperature T'C between a conventional inkjet head (shown by a chain line) and an Ink Geno 1 to head of the present invention (shown by a solid line). This shows the results.
第3図中、T1は記録開示時など低温時のヘッド温度を
示し、T2は長時間記録を継続した時など高温時のヘッ
ド温度を示し、dlおよびd2はこれらの温度T1、T
2の時のインク滴径を示す。In FIG. 3, T1 indicates the head temperature at low temperatures such as when recording begins, T2 indicates the head temperature at high temperatures such as when recording continues for a long time, and dl and d2 represent these temperatures T1, T
The ink droplet diameter at No. 2 is shown.
また、Tsは形状記憶合金製のオリフィスプレート7が
元の形状に戻る温度、すなわら各オリフィス2がもとの
小さな開口面積に戻る温度を示す。Further, Ts indicates the temperature at which the orifice plate 7 made of a shape memory alloy returns to its original shape, that is, the temperature at which each orifice 2 returns to its original small opening area.
第3図のグラフからも明らかなどと(、本発明によれば
ヘッド温度が上昇してインク滴が過大になろうとする時
にオリフィス2を絞って小さくするので、従来技術(鎖
線)比べ、記録中のインク滴の径をほぼ一定に管理する
ことができ、もって、均一かつ安定した濃度の印字(画
像)を形成しうるインクジェット記録装置が得られた。It is clear from the graph in FIG. 3 that according to the present invention, when the head temperature rises and the ink droplets become large, the orifice 2 is narrowed down to make it smaller. An inkjet recording device was obtained in which the diameter of the ink droplets can be controlled to be approximately constant, thereby forming prints (images) with uniform and stable density.
以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、記録
ヘッドのオリフィスプレー1−を形状記憶合金で作り、
ヘッド温度が設定温度以上になると自動的にオリフィス
を小さくするよう構成したので、ヘッド温度が変化して
も吐出するインク滴の大きさをほぼ一定に保つことがで
き、均一な記録濃度の安定した品位の画像を作成しうる
インクジエソI・記録装置が得られる。As is clear from the above description, according to the present invention, the orifice spray 1- of the recording head is made of a shape memory alloy,
Since the orifice is configured to automatically shrink when the head temperature exceeds the set temperature, the size of the ejected ink droplets can be kept almost constant even if the head temperature changes, resulting in stable and uniform recording density. An inkjet printer capable of producing high-quality images is obtained.
第1図は本発明の一実施例によるインクシェツト記録装
置の記録ヘッド分解斜視図、第2図は第1図の記録へノ
ドでインク滴が形成される状態を経時的に示す模式的、
第3図は記録ヘッド温度に対するインク滴径の変化を従
来の記録ヘッドと本発明による記録ヘッドの場合につい
て示すグラフである。
2 −−−− オリフィス(インク吐出口)、4−−−
−− ヒーター、7−=−==−オリフィスプレート、
TI、TSXT2−−−−−−−−−−ヘッド温度。FIG. 1 is an exploded perspective view of a recording head of an ink sheet recording apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing over time the state in which ink droplets are formed in the recording nozzle of FIG. 1.
FIG. 3 is a graph showing changes in ink droplet diameter with respect to printhead temperature for a conventional printhead and a printhead according to the present invention. 2 ---- Orifice (ink discharge port), 4 ----
--Heater, 7-=-==-orifice plate,
TI, TSXT2 ------- Head temperature.
Claims (1)
定のヘッド温度での形状を記憶する形状記憶合金で形成
することにより、所定のヘッド温度を超える範囲では核
オリフィスが予め記憶させた小さな開口面積に収縮する
ことを特徴とするインクジェット記録装置。(1) By forming the orifice plate of the recording head with a shape memory alloy that memorizes the shape at a predetermined head temperature during recording, the core orifice has a small opening area memorized in advance in a range exceeding the predetermined head temperature. An inkjet recording device characterized by shrinking.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1872188A JPH01195054A (en) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | Ink jet recording apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1872188A JPH01195054A (en) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | Ink jet recording apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01195054A true JPH01195054A (en) | 1989-08-04 |
Family
ID=11979524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1872188A Pending JPH01195054A (en) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | Ink jet recording apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01195054A (en) |
-
1988
- 1988-01-29 JP JP1872188A patent/JPH01195054A/en active Pending
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