JP2000296613A - Ink jet head - Google Patents
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- 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
- B41J2002/14403—Structure thereof only for on-demand ink jet heads including a filter
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットプリ
ントヘッドの構造、更に詳しくは、インクジェットプリ
ンタの気泡除去に最適なヘッド構造に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of an ink jet print head, and more particularly to a head structure most suitable for removing bubbles in an ink jet printer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図５はインクジェットヘッドの駆動部を
示す拡大断面図である。2. Description of the Related Art FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a driving section of an ink jet head.
【０００３】図において、１はオリフィス、２は加圧
室、３は振動板、４は圧電素子、５ａ、５ｂは信号入力
端子、６は圧電素子固定板、７は共通インク供給路（以
下マニホールドという）８と加圧室２とを連結し、加圧
室２へのインク流入を制御するリストリクタ、８はマニ
ホールド、９は振動板３と圧電素子４とを連結する弾性
材料（たとえばシリコン接着剤など）、１０はリストリ
クタ７を形成するリストリクタプレート、１１は加圧室
２を形成する加圧室プレート、１２はオリフィス１を形
成するオリフィスプレート、１３は振動板３を補強する
支持板、１４、１５は共通インク供給路プレート、１６
は共通インク供給路カバー、１７は圧電素子と外部配線
とを接続する導電性接着剤、１８はフィルタである。In the drawing, reference numeral 1 denotes an orifice, 2 denotes a pressurizing chamber, 3 denotes a vibration plate, 4 denotes a piezoelectric element, 5a and 5b denote signal input terminals, 6 denotes a piezoelectric element fixing plate, and 7 denotes a common ink supply path (hereinafter, manifold). And a restrictor for connecting the pressurizing chamber 2 to the pressurizing chamber 2 to control the flow of ink into the pressurizing chamber 2, 8 is a manifold, and 9 is an elastic material (for example, silicon bonding) connecting the diaphragm 3 and the piezoelectric element 4. 10) a restrictor plate forming the restrictor 7, 11 a pressurizing chamber plate forming the pressurizing chamber 2, 12 an orifice plate forming the orifice 1, 13 a support plate for reinforcing the diaphragm 3. , 14 and 15 are common ink supply path plates, 16
Is a common ink supply path cover, 17 is a conductive adhesive for connecting the piezoelectric element to external wiring, and 18 is a filter.
【０００４】インクは、上流から下流へ向かって図示し
ないインクタンクから、マニホールド８、リストリクタ
７、加圧室２、オリフィス１の順に流れる。[0004] Ink flows from an ink tank (not shown) from the upstream to the downstream in the order of the manifold 8, the restrictor 7, the pressurizing chamber 2, and the orifice 1.
【０００５】圧電素子４は信号入力端子５ａと５ｂの間
に電位差が印加されたときに伸縮し、信号入力端子５ａ
と５ｂ間に電位差が無くなれば元の状態に戻るように取
り付けられており、この圧電素子４の変位によって加圧
室２内の容積が変化することでインク滴がオリフィス１
より吐出される。The piezoelectric element 4 expands and contracts when a potential difference is applied between the signal input terminals 5a and 5b and the signal input terminal 5a
When the electric potential difference between the piezoelectric element 4 and the piezoelectric element 4 returns to the original state, the displacement of the piezoelectric element 4 changes the volume in the pressure chamber 2 so that the ink droplet is
It is discharged from.
【０００６】図４は従来のインクジェットヘッドの構成
を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view showing the structure of a conventional ink jet head.
【０００７】図において、図示しないリザーバ（インク
溜め）はインク流路８１を介してマニホールド８と連通
している。また、マニホールド８とリストリクタ７の間
には、インク噴出のためのオリフィス穴の詰まり防止の
ためのフィルタ１８が配置されている。In FIG. 1, a reservoir (ink reservoir) not shown communicates with the manifold 8 via an ink flow path 81. A filter 18 for preventing clogging of an orifice hole for ejecting ink is disposed between the manifold 8 and the restrictor 7.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記構成のインクジェ
ットヘッドにおいて、インク供給時にインク内の気泡が
フィルタ１８近傍で成長して、このフィルタ１８から不
定期に気泡がリストリクタ７や加圧室２内に進入し、吐
出不良を発生するという問題があった。また、ソリッド
インクジェットプリンタに見られるコールドスタート
時、すなわち固体インクの状態変化（凝固、溶融、再凝
固の過程の繰り返し）に基づいて発生する気泡がフィル
タ１８近傍に溜まり、吸引や加圧パージによって除去し
きれず、インク不発射や、乱れといった不良が発生して
いた。In the ink jet head having the above-described structure, bubbles in the ink grow near the filter 18 when the ink is supplied, and the bubbles are irregularly generated from the filter 18 in the restrictor 7 and the pressure chamber 2. And discharge failure occurs. In addition, bubbles generated at the time of a cold start seen in a solid ink jet printer, that is, due to a change in the state of the solid ink (repetition of the process of solidification, melting, and resolidification) accumulate in the vicinity of the filter 18 and are removed by suction or pressure purge. Failures such as non-ejection of ink and disturbance occurred.
【０００９】そこで、上記課題を解決すべく、本発明は
フィルタによる気泡の成長や滞留の影響を排除し、安定
した印刷品質を有するインクジェットプリンタを提供す
ることを課題とする。Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide an ink jet printer which eliminates the effects of bubble growth and stagnation by a filter and has a stable print quality.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第一の構成は、インクを蓄える加圧室と、該
加圧室内のインクを吐出するための駆動素子と、前記加
圧室にインクを供給する流路となるリストリクタと、リ
ザーバと連通し、前記リストリクタにリザーバからの送
られたインクを供給するマニホールドと、インク液滴を
前記加圧室から噴射するオリフィスよりなるノズルを複
数有し、該複数のノズルを鉛直方向に配列したインクジ
ェットヘッドにおいて、前記マニホールド内にフィルタ
を設けて、前記マニホールドをオリフィス配列側にある
第一マニホールドとリザーバ側にある第二マニホールド
とに分割したことにある。According to a first aspect of the present invention, there is provided a pressure chamber for storing ink, a driving element for discharging ink in the pressure chamber, and A restrictor that serves as a flow path for supplying ink to the pressure chamber, a manifold that communicates with the reservoir and supplies the restrictor with ink sent from the reservoir, and an orifice that ejects ink droplets from the pressure chamber. In an ink jet head having a plurality of nozzles, the plurality of nozzles are arranged in a vertical direction, a filter is provided in the manifold, and the manifold is a first manifold on the orifice array side and a second manifold on the reservoir side. It has been divided into.
【００１１】上記構成において、好ましくはノズル配列
の最上部に少なくとも１つ以上のダミーノズルを設ける
とよい。In the above configuration, it is preferable that at least one or more dummy nozzles are provided at the top of the nozzle array.
【００１２】また、上記課題を解決する本発明の第二の
構成は、インクを蓄える加圧室と、該加圧室内のインク
を吐出するための駆動素子と、前記加圧室にインクを供
給する流路となるリストリクタと、リザーバと連通し、
前記リストリクタにリザーバからの送られたインクを供
給するマニホールドと、インク液滴を前記加圧室から噴
射するオリフィスよりなるノズルを複数有し、該複数の
ノズルを鉛直方向に配列したインクジェットヘッドにお
いて、前記マニホールド内にフィルタを設けて、前記マ
ニホールドをオリフィス配列側にある第一マニホールド
とリザーバ側にある第二マニホールドとに分割し、第一
マニホールドと直接的に連通するノズル列の最上部に第
一ダミーノズルを設けると共に、該第一ダミーノズルの
上部に、前記第二マニホールドと直接連通する第二ダミ
ーノズルを設けたことにある。According to a second aspect of the present invention, there is provided a pressure chamber for storing ink, a driving element for discharging ink in the pressure chamber, and a supply of ink to the pressure chamber. A restrictor, which serves as a flow path, and a reservoir,
An ink jet head having a manifold for supplying ink sent from a reservoir to the restrictor, and a plurality of nozzles formed of orifices for ejecting ink droplets from the pressurized chamber, wherein the plurality of nozzles are arranged in a vertical direction. A filter is provided in the manifold, the manifold is divided into a first manifold on the orifice array side and a second manifold on the reservoir side, and a manifold is provided at the top of a nozzle row directly communicating with the first manifold. One dummy nozzle is provided, and a second dummy nozzle directly communicating with the second manifold is provided above the first dummy nozzle.
【００１３】これらの構成により得られる効果は、熱溶
融性の固体インクにおいて顕著である。The effects obtained by these constitutions are remarkable in a heat-fusible solid ink.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１５】図１は本発明のインクジェットヘッドの構
成を示す概略断面図、図２はインクジェットヘッドの駆
動部を示す拡大断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of an ink jet head according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a driving section of the ink jet head.
【００１６】図において、１２はオリフィスプレート、
１１は加圧室プレート、１０はリストリクタプレート、
３は振動板、１４は第一マニホールドプレート、１５は
第二マニホールドプレート、１６はバックプレート、１
７はフィルタプレートであり、これらのプレートの積層
によってインクジェットヘッドが構成されている。In the figure, 12 is an orifice plate,
11 is a pressure chamber plate, 10 is a restrictor plate,
3 is a diaphragm, 14 is a first manifold plate, 15 is a second manifold plate, 16 is a back plate, 1
Reference numeral 7 denotes a filter plate, and an inkjet head is configured by laminating these plates.
【００１７】オリフィスプレート１２には、インク吐出
のためのオリフィス１が複数列配置され、加圧室プレー
ト１１、リストリクタプレート１０には、夫々オリフィ
ス１に対応した加圧室２及びリストリクタ７が配置され
ている。The orifice plate 12 is provided with a plurality of rows of orifices 1 for discharging ink, and the pressurizing chamber plate 11 and the restrictor plate 10 are provided with a pressurizing chamber 2 and a restrictor 7 corresponding to the orifice 1, respectively. Are located.
【００１８】第一マニホールドプレート１４、第二マニ
ホールドプレート１５の間には、フィルタプレート２８
が介在し、マニホールドの上端から下端に至るまでを２
室に分断するべく配設されているため、結果的に第一マ
ニホールド２０、第二マニホールド２１が設けられるこ
ととなる。A filter plate 28 is provided between the first manifold plate 14 and the second manifold plate 15.
Between the top and bottom of the manifold
The first manifold 20 and the second manifold 21 are provided as a result because they are arranged so as to be divided into chambers.
【００１９】上記構成の如く、フィルタ２８とリストリ
クタ７との間に第一マニホールド２０が配置されている
ため、フィルタ２８から誤って流入した気泡は直接的に
細いリストリクタ７に流入し難くなり、容積の大きな第
一マニホールド２０に滞留し続けることとなる。また、
リストリクタ７に比べて容積の大きな第一マニホールド
２０は気泡に浮力を与えられ得るので、気泡の移動が容
易になり、結果的に第一マニホールドに滞留、流入した
気泡は浮力により上方へと集められるようになる。Since the first manifold 20 is disposed between the filter 28 and the restrictor 7 as in the above configuration, it is difficult for air bubbles erroneously flowing from the filter 28 to directly flow into the thin restrictor 7. , And stay in the first manifold 20 having a large volume. Also,
Since the first manifold 20 having a larger volume than the restrictor 7 can give buoyancy to the bubbles, the movement of the bubbles is facilitated, and as a result, the bubbles that stay in the first manifold and flow in are collected upward by the buoyancy. Will be able to
【００２０】なお、第一マニホールド２０と連通する最
上部に位置するノズル１ａをダミーノズルとすることに
よって、万一ノズル側へと気泡が流入したとしても、流
入気泡はダミーノズル１ａに溜まることとなり、直接印
刷に影響を及ぼすことを避けることができる。By making the uppermost nozzle 1a communicating with the first manifold 20 a dummy nozzle, even if bubbles flow into the nozzle side, the inflowing bubbles will collect in the dummy nozzle 1a. , It can avoid affecting printing directly.
【００２１】また、全オリフィス１から一定周期ごとに
パージを行うことによって、溜まった気泡を効率よく排
出することができる。Further, by purging from all the orifices 1 at regular intervals, accumulated air bubbles can be efficiently discharged.
【００２２】図３は本発明の他の例を示すインクジェッ
トヘッド構成の概念を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing the concept of the construction of an ink jet head showing another example of the present invention.
【００２３】前述の図１の構成において、固体インクの
コールドスタート時に加圧または吸引パージを行った際
には、第二マニホールド２１の気泡はフィルタ２８を通
り抜けて第一マニホールド２０に流入し、第一マニホー
ルド２０の上方に集められて、ダミーノズル１ａより外
部に排出されることとなる。しかし、この構成では、フ
ィルタ２８によって、第一マニホールドと第二マニホー
ルドの間に圧力差が生じるため、場合によっては気泡が
第二マニホールドの上方に残ってしまう可能性がある。In the configuration of FIG. 1 described above, when pressurization or suction purge is performed at the time of cold start of solid ink, bubbles in the second manifold 21 pass through the filter 28 and flow into the first manifold 20, and It is collected above one manifold 20 and is discharged outside from the dummy nozzle 1a. However, in this configuration, since a pressure difference is generated between the first manifold and the second manifold by the filter 28, bubbles may possibly remain above the second manifold.
【００２４】そこで、本例においては、第二マニホール
ド２１に直接連通する第二ダミーノズル１ｂを設けた。
この構成によれば、第二ダミーノズル１ｂへのインク流
入は第二マニホールドからのみとなり、強制的に第二マ
ニホールドの気泡を除去することができ、パージの効果
を高めることができる。なお、第二ダミーノズル１ｂの
みフィルタ１８を取り除くことにより、より効率的に気
泡を排出することが可能となる。Therefore, in the present embodiment, a second dummy nozzle 1b is provided which directly communicates with the second manifold 21.
According to this configuration, the ink flows into the second dummy nozzle 1b only from the second manifold, and the bubbles in the second manifold can be forcibly removed, and the purging effect can be enhanced. By removing the filter 18 only from the second dummy nozzle 1b, it is possible to discharge bubbles more efficiently.
【００２５】更に、本例においては、第一ダミーノズル
１ａと第二ダミーノズル１ｂのリストリクタ７を他のノ
ズルのリストリクタより大きくし、流路抵抗を小さくす
ることによっても効率的に気泡を排出することができ、
パージの効果を更に高めることができる。Further, in the present embodiment, the restrictor 7 of the first dummy nozzle 1a and the second dummy nozzle 1b is made larger than the restrictor of the other nozzles, and the flow path resistance is reduced, so that bubbles can be efficiently removed. Can be discharged,
The effect of purging can be further enhanced.
【００２６】[0026]
【発明の効果】インク流路の途中に、インク流路を上端
から下端に至るまで２つに分断するようにフィルタを設
けることにより、インク供給時の気泡の分離、除去を容
易にすることができるようになる。By providing a filter in the middle of the ink flow path so as to divide the ink flow path into two from the upper end to the lower end, separation and removal of bubbles during ink supply can be facilitated. become able to.
【図１】 本発明のインクジェットヘッドの構成を示す
概略断面図。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a configuration of an ink jet head of the present invention.
【図２】 本発明のインクジェットヘッドの駆動部を示
す拡大断面図。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a driving unit of the inkjet head of the present invention.
【図３】 本発明の他の例を示すインクジェットヘッド
構成の概念を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing the concept of an inkjet head configuration showing another example of the present invention.
【図４】 従来のインクジェットヘッドの構成を示す概
略断面図。FIG. 4 is a schematic sectional view showing the configuration of a conventional inkjet head.
【図５】 従来のインクジェットヘッドの駆動部を示す
拡大断面図。FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a driving unit of a conventional inkjet head.
１はオリフィス、２は加圧室、３は振動板、４は圧電素
子、５ａ、５ｂは信号入力端子、６は圧電素子固定板、
７はリストリクタ、８はマニホールド、９はシリコンゴ
ム、１０はリストリクタプレート、１１は加圧室プレー
ト、１２はオリフィスプレート、１３は支持板、１４は
共通インク供給路プレートＡ、１５は共通インク供給路
プレートＢ、１６は共通インク供給路カバー、１７は導
電性接着剤、１８、２８はフィルタ、２０は第一マニホ
ールド、２１は第二マニホールド、８１はインク流路で
ある。1 is an orifice, 2 is a pressure chamber, 3 is a vibration plate, 4 is a piezoelectric element, 5a and 5b are signal input terminals, 6 is a piezoelectric element fixing plate,
7 is a restrictor, 8 is a manifold, 9 is silicon rubber, 10 is a restrictor plate, 11 is a pressure chamber plate, 12 is an orifice plate, 13 is a support plate, 14 is a common ink supply path plate A, and 15 is a common ink. Supply path plates B and 16 are a common ink supply path cover, 17 is a conductive adhesive, 18 and 28 are filters, 20 is a first manifold, 21 is a second manifold, and 81 is an ink flow path.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 徳政 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF77 AF78 AG15 AG24 AG44 AG77 BA04 BA14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Tokumasa Kondo 1060 Takeda, Hitachinaka-shi, Ibaraki F-term in Hitachi Koki Co., Ltd. (reference) 2C057 AF77 AF78 AG15 AG24 AG44 AG77 BA04 BA14
Claims (4)
ンクを吐出するための駆動素子と、前記加圧室にインク
を供給する流路となるリストリクタと、リザーバと連通
し、前記リストリクタにリザーバからの送られたインク
を供給するマニホールドと、インク液滴を前記加圧室か
ら噴射するオリフィスよりなるノズルを複数有し、該複
数のノズルを鉛直方向に配列したインクジェットヘッド
において、 前記マニホールド内にフィルタを設けて、前記マニホー
ルドをオリフィス配列側にある第一マニホールドとリザ
ーバ側にある第二マニホールドとに分割することを特徴
とするインクジェットヘッド。A pressure chamber for storing ink, a driving element for discharging ink in the pressure chamber, a restrictor serving as a flow path for supplying ink to the pressure chamber, and a reservoir communicating with the reservoir. An ink jet head having a manifold for supplying ink sent from a reservoir to the restrictor, and a plurality of nozzles formed of orifices for ejecting ink droplets from the pressurized chamber, wherein the plurality of nozzles are arranged in a vertical direction. An inkjet head, wherein a filter is provided in the manifold, and the manifold is divided into a first manifold on an orifice array side and a second manifold on a reservoir side.
いて、 前記ノズル配列の最上部に少なくとも１つ以上のダミー
ノズルを有することを特徴とするインクジェットヘッ
ド。2. The ink jet head according to claim 1, wherein at least one or more dummy nozzles are provided at an uppermost portion of the nozzle array.
ンクを吐出するための駆動素子と、前記加圧室にインク
を供給する流路となるリストリクタと、リザーバと連通
し、前記リストリクタにリザーバからの送られたインク
を供給するマニホールドと、インク液滴を前記加圧室か
ら噴射するオリフィスよりなるノズルを複数有し、該複
数のノズルを鉛直方向に配列したインクジェットヘッド
において、 前記マニホールド内にフィルタを設けて、前記マニホー
ルドをオリフィス配列側にある第一マニホールドとリザ
ーバ側にある第二マニホールドとに分割し、第一マニホ
ールドと直接的に連通するノズル列の最上部に第一ダミ
ーノズルを設けると共に、該第一ダミーノズルの上部
に、前記第二マニホールドと直接連通する第二ダミーノ
ズルを設けたことを特徴とするインクジェットヘッド。3. A pressurizing chamber for storing ink, a driving element for discharging ink in the pressurizing chamber, a restrictor serving as a flow path for supplying ink to the pressurizing chamber, and communicating with a reservoir. An ink jet head having a manifold for supplying ink sent from a reservoir to the restrictor, and a plurality of nozzles formed of orifices for ejecting ink droplets from the pressurized chamber, wherein the plurality of nozzles are arranged in a vertical direction. A filter is provided in the manifold, the manifold is divided into a first manifold on the orifice array side and a second manifold on the reservoir side, and the first manifold at the top of a nozzle row directly communicating with the first manifold. In addition to providing one dummy nozzle, a second dummy nozzle directly communicating with the second manifold is provided above the first dummy nozzle. An ink-jet head, characterized in that it is radiated.
ことを特徴とする請求項１ないし４記載のインクジェッ
トヘッド。4. An ink jet head according to claim 1, wherein said ink is a heat-fusible solid ink.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10913599A JP2000296613A (en) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | Ink jet head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10913599A JP2000296613A (en) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | Ink jet head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000296613A true JP2000296613A (en) | 2000-10-24 |
Family
ID=14502484
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10913599A Pending JP2000296613A (en) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | Ink jet head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000296613A (en) |
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| US7244020B2 (en) | 2003-12-01 | 2007-07-17 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet head, filter plate for inkjet head, and method of manufacturing filter plate |
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1999
- 1999-04-16 JP JP10913599A patent/JP2000296613A/en active Pending
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051207 |
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| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060329 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |