JPS6354250A

JPS6354250A - インクジエツトヘツド

Info

Publication number: JPS6354250A
Application number: JP19834986A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Naka; 隆廣中
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1986-08-25
Filing date: 1986-08-25
Publication date: 1988-03-08
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: JP2637957B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明はインク滴を吐出して記録を行なうインクジェッ
トヘッドに関し、詳しくは、ヘッド内の気泡の排出性と
印字品質の向上の技術に関する。

〔従来の技術〕

電気機械変換素子に電気信号パルスを印加してノズルか
らインク滴を吐出して記録するオンディマントインクジ
ェットヘッドの基本的な構造は、たとえば、特開昭５１
−３５２３１等で従来周知である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記従来例においても、又他の従来ヘッ
ドにおいても、後述の説明かられかるように、空気の排
出性と印字品質の点で充分でない。

従って、本発明は空気の排出性の改善と、印字品質のレ
ベルアップをはかったものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のインクジェットヘッドは一列に並んだ複数のノ
ズルと、該ノズルに連通ずる複数の圧力室と、該圧力室
にインクを分配供給する共通のインク室と、最外側ノズ
ルの両性側で、前記複数のノズルとほぼ同列の位置に、
大気に開口したダミーノズルと、該ダミーノズルと前記
共通のインク室を連通ずる流路と、を備えたものである
。

なお、等間隔ピッチで並んだ前記複数のノズルと、両最
外側ノズルから前記ピッチとほぼ同等またはそれ以下の
距離に、前記ダミーノズルを設けることができる。

〔実施例〕

以下、図面を用いながら本発明の実施例について詳細に
説明する。

第１図は、複数のインク滴吐出ノズル４、該複数のノズ
ルと連通する複数の圧力室３、該圧力室にインクを供給
する共通のインク室２、および該インク室と該圧力室と
該ノズルを結ぶ複数の流路５、本発明の特徴であるダミ
ーノズル１２、該ダば一ノズルと共通のインク室２との
間を結ぶ流路６を設けた、流路基板７の実施例である。

基板材料は、ステンレス、セラミック、ガラス、プラス
チック等であシ、流路をプレス成形、フォトエツチング
、ドライエツチング、射出成形、印刷技術等によって作
る。

第２図は、前記流路基板７として、両面に流路を形成し
、該両面に振動板８を接合し、前記各圧力室に対置して
振動板８上に圧電素子９を接合した、ヘッド基板３０の
実施例である。

ステンレスであれば拡散接合によって、ガラスであれば
、熱融着によって、プラスチックであれば熱融着や溶剤
接着によって、振動板８と流路基板７を接合する。

第３図はある一本の、共通インク室２からノズル４に至
る流路の断面形状の一例でるる。インク供給口１３から
入ったインクは共通のインク室２、流路抵抗を高めた絞
り部１０、圧力室３、ノズル４を通って吐出される。

第４図はわかり易いように手前側部材を省き、また一部
を断面図として、示したヘッドの全体図である。尚、圧
電素子９への接続部は省いている。

ヘッド基板３０には第２の共通インク室１７を付け、ま
た該第２の共通インク室１７にはダンパー装置１Ｂを接
続している。ダンパー装［１８は、ヘッド移動時の加減
速によって起こる圧力変化や、インク供給経路に加わる
外乱による圧力変化を吸収して、ヘッド基板、特に該ノ
ズル部に与える圧力変動を緩和して安印字を安定させる
ものである。

次に、ヘッド基板内のインク流路について詳しく説明す
る。

ヘッドに初期的にインクを充填する充填動作や気泡およ
び異物を除去するパージ動作は、ポンプを用いて、ノズ
ル４から吸引することにより、行われる。例えば第５図
に示すように、吸引ポンプ１１に連通した吸引キャップ
１６をノズル部分に気密的に密着させて、吸引ポンプ１
１を動かすことにより、インクを流動させる。

ヘッドにインクを充填するとき、インクカートリッジか
ら中継チューブを経て、まずインクはダンパー装置１８
に入り、次に第２の共通インク室１７に入る。第１図に
示すように、ノズル４、圧力室３、共通のインク室２等
の流路を対称に配置しており、インクは第２の共通のイ
ンク室１７から、該対称の中心付近のインク供給口１３
を通って共通のインク室２に入る。吸引ポンプ１１によ
って、ダミーノズル１２を含めて、各ノズルには同様の
負圧が作用しているため、共通のインク室２に入ったイ
ンクは扇形状の該インク室２内を拡がり、最終的には各
ノズル先端にまでインクは充填される。

共通インク室２に関し、インク入口部は狭く、各インク
流路５への入口部は広くならざるを得ないが、実施例の
ように、共通インク室２を扇形に作ることによって、流
れのよどみ箇所をなくし、空気の排出性を高めている。

壁面１４に沿っては粘性の影響を受けてインクの流れが
遅いため、空気の排出性が啓ちる。従って壁面１４に沿
っては、気泡の排出が遅れたシ、残ったシする率が高い
。そのため、実施例に示すように、圧力室に至る流路５
への入口部を壁面１４から遠さけることは気泡が圧力室
へ混入する事を防ぐうえで非常に効果がある。

壁面に沿っての気泡を排出するため、ダミーノズル１２
に通じる流路６を設けている。これにより気泡はダミー
ノズル１２を通じてスムーズに排出できるようになった
。また、流路６を設けたために、前述のように、圧力室
３への流路５人口を壁面１４から遠去けたにもかかわら
ず、共通インク室２には流れを停滞させる箇所が生じて
いない。

そして、第１図に示すように、壁面１４はダミーノズル
１２に通ずる流路６になめらかにつながるように設定し
ている。

ダミーノズル１２とそれに連通ずる流路６に関する流路
断面は第３図に示した他の各流路と同様に設定する。し
かしより効果的な実施例をも、第６図に示す。第３図に
おいて、共通インク室２から流路５に入る所に絞り部１
０を設けている。絞り部１０は、圧力室３の液圧上昇に
伴うインクの流れをバランスよくノズル側へ導くと同時
に、各流路５への気泡や異物の混入をも防止したもので
ある。そのため、絞υ部１０は流路５の途中には設けて
いないものである。

逆に流路６に関しては、第６図に示すようＫ、絞り部を
作らず、気泡が流れ込み易くなっている。

従って、各圧力室３に通じる流路５に入るよシ、ダミー
ノズル１２から一層スムーズに気泡を排出する。

また共通インク室２から各インク滴吐出ノズル４までの
流路抵抗に比べ、共通インク室２からダミーノズル１２
までの流路抵抗を低く設定している。複数ノズルをもつ
場合は、その最小流路抵抗と同等またはそれ以下に設定
している。そうすることによって、吸引ポンプで各ノズ
ルに同等の負圧が作用してもダミーノズルに通じる流路
の圧力損失が他流路に比べて小さくなるため、ダミーノ
ズルから優先的に空気が排出されるようになっている。

また、ダミーノズルに通じる流路の抵抗を下げることに
よって壁面１４近くに速い流れをつくって、前述した壁
面１４に沿っての空気の排出不良をなくしている。

次に印字品質に関する本発明の特徴について記す。第７
図は本発明によるダミーノズルを備えたインクジェット
ヘッドのノズル部を側面からみた図である。下方５ノズ
ル２１，２２．２３からインク滴１９が吐出している。

インク滴吐出ノズルと上隣接ノズル１５訃よび下隣接の
ダミーノズル１２にわたってインクぬれ２０が生じてい
る。

インクに圧力を与えて所定のノズルからインク滴を吐出
するとき、インクは同時に共通インク室２へも逆流し、
共通インク室２内の圧力も高まって、それがインク滴を
吐出していない他のノズルやダミーノズルへも影響を与
え、それらノズルではインクのメニスカスが激しく揺れ
動く。するとそれらノズルの吐出口にもインクぬれが生
じ、該インクぬれか、図に示すように、インク滴を吐出
しているノズルに生じる大きなインクぬれとつながる。

ノズルと隣接ノズルとの間隔であるノズルピッチが大き
い場合、インクぬれは各々のノズル独立に、しかもノズ
ルを中心にほぼ対称に生じるのでインク粒は真直ぐに飛
ぶ。しかしノズルピッチが１１５ｍｍ以下となると、前
述したようにインク滴吐出ノズルのインクぬれは隣接ノ
ズルの影響を受け、隣りのノズルにまでぬれは広がる。

たとえば第８図はダミーノズルを持たないヘッドのノズ
ルを側面から見た図で、最下位ノズルではインクぬれが
上下不均一となって、インク滴は下方へ曲って噴出する
。このときの記録媒体上のインクドツトの位置を第９図
の破線２００で示した。

一方、本発明によるインクジェットヘッドでは一列に並
んだ複数のインク滴吐出ノズルのさらに外側にダミーノ
ズルを配置しているため、たとえば第７図に示したよう
に各インク滴吐出ノズルでは均一にインクぬれ２０を生
じて、最外側ノズルであってもインク滴は真直に飛ぶ。

ダば−ノズルの位置として、第７図であれば、ノズル２
３と２２の間隔ニ対し、ノズル２３とダミーノズル１２
の間隔をほぼ同等または小さく設定するのが良い。そう
すればノズル２３にも他と同様のインクぬれが生じる。

ノズル２３と２２の間隔に対し、ノズル２５とダミーノ
ズル１２の間隔を半分まで変化させても、はぼ同様の印
字結果が得られることが確められた。

ダミーノズルであっても、他のインク滴吐出しノズルと
ほぼ同様のノズル寸法に設定する。そうすることで最外
側ノズルにも他の中間位置のインク滴吐出ノズルと同様
の条件を設定せしめて、全ノズル同様のインクねれが生
じている。本発明のインクジェットヘッドによる記録媒
体上のインク滴付着位１’ｔ（（１００）を第９図に実
線で示した。

実施例として、圧電素子を用いて、ノズルをタテ方向に
配置したインクジェットヘッドを説明したが、ノズルの
配列が横等他の方向であっても、また、平板に多数の孔
を形成して、平面上にインク吐出口を多数配したヘッド
であっても、さらに、発熱素子の加熱によるパルプの発
生によってインク滴を吐出するバルブ型のヘッドにおい
ても、以上の説明から明らかなように、本発明は実施可
能である。

〔発明の効果〕

以上に説明したように１本発明によるインクジェットヘ
ッドは次の２点の基本的特性を向上させたものである。

すなわち、空気の排出性にすぐれているとと゛、および
インク滴を正確に噴射して、印字品質にすぐれているこ
と、である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流路基板を示すインクジェットの実施
例説明図。第２図はインクジェットヘッドのヘッド基板の実施例説
明図。第３図は本発明のインクジェットヘッドの流路基板上の
流路断面図。第４図は本発明のインクジェットヘッドの全体構造図。第５図は本発明のインクジェットヘッドのポンプによる
インク吸引状態を示す図。第６図は本発明のインクジェットヘッドのダミーノズル
とそれに連通ずる流路の断面図。第７図は本発明のインクジェットヘッドのインク滴吐出
を示すノズル部の側面図。第８図は本発明のインクジェットヘッドを説明するダミ
ーノズルを持たない場合のインク滴吐出を説明するため
のノズル部の側面図。ｆｌ！Ｊ９図は本発明のインクジェットヘッドによる記
録媒体上のインク滴付着の説明図。２・・・・・・共通インク室　　３・・・・・・圧力室
４・・・・・・インク滴吐出しノズル５・・・・・・流　路　　　　　６・・・・・・ダミー
ノズルに７・・・・・・流路基板　　　　　　　連通す
る流路８・・・・・・振動板　　　　　９・・・・・・
圧電素子１０・・・絞り部分　　　　１１・・・吸引ポ
ンプ１２・・・ダミーノズル　　１３・・・インク供給
口１４・・・壁　面　　　　　１７・・・第２の共通イ
ン２０・・・インクぬれ　　　　　　り室５０・・・ヘ
ッド基板ｌｌ　　吸３ぽンデ３０　ヘッド壓８、巾艮勤木暖Ｉ２°タ°ミーノスＪし第７［ −と′ 第ｑ図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一列に並んだ複数のノズルと、該ノズルに連通す
る複数の圧力室と、該圧力室にインクを分配供給する共
通のインク室と、最外側ノズルの両外側で、前記複数の
ノズルとほぼ同列の位置に、大気に開口したダミーノズ
ルと、該ダミーノズルと前記共通のインク室を連通する
流路と、を備えたことを特徴とするインクジェットヘッ
ド。
（２）等間隔ピッチで並んだ前記複数のノズルと、両最
外側ノズルから前記ピッチとほぼ同等またはそれ以下の
距離に、前記ダミーノズルを設けたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のインクジェットヘッド。