JPH07156382A - 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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JPH07156382A
JPH07156382A JP29982893A JP29982893A JPH07156382A JP H07156382 A JPH07156382 A JP H07156382A JP 29982893 A JP29982893 A JP 29982893A JP 29982893 A JP29982893 A JP 29982893A JP H07156382 A JPH07156382 A JP H07156382A
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JP
Japan
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ink
parallel
flow path
ink flow
channels
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Pending
Application number
JP29982893A
Other languages
English (en)
Inventor
Taeko Murai
妙子 村井
Shuzo Matsumoto
修三 松本
Michio Umezawa
道夫 梅沢
Tetsuo Hirota
哲郎 廣田
Osamu Naruse
修 成瀬
Hideyuki Makita
秀行 牧田
Tsutomu Sasaki
勉 佐々木
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication of JPH07156382A publication Critical patent/JPH07156382A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14419Manifold

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各インク流路に対して共通液室を複数設ける
ことで、インク滴噴射後に、インク流路に噴射インク滴
に相当する量のインクをいち早く補充できるようにし、
もって、印字スピードの高速化、画像品質の向上を図
る。 【構成】 インクジェットヘッドは、互いに間隔をあけ
て配設された複数の平行インク流路4と、該平行インク
流路4の各々に連通されてインク液滴が噴射されるノズ
ル7と、前記平行インク流路4の各々に配接され、イン
ク液滴を噴射させるエネルギー発生手段(圧電素子)2
とから成っている。平行インク流路4の両側部には、該
平行インク流路にインク液を供給する共通液室が複数
(図示例の場合、5a,5bの2つ)あり、インク滴噴
射後、これら2つの共通液室より直ちにインク流路4に
インクを供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットヘッド
に関し、より詳細には、印字スピードの高速化、及び、
画像品質の向上に対応したインクジェットヘッドに関す
る。
【0002】
【従来の技術】インクジェットプリンタは、ノンインパ
クト方式のため、記録時の騒音が低いとか、インクを高
精度で記録紙に直接付着させるため、カラー化が容易と
かの利点があり、更に、インクジェット技術に期待され
る項目として、印字スピードの高速化・高画像品質の確
保が挙げられる。しかし、従来技術では、印字スピード
の高速化、つまり高周波数での駆動により、いろいろな
問題が発生していた。問題のひとつとして、高周波数駆
動による噴射特性の変動が現れることである(ここで言
う噴射特性とは、主に、噴射滴の持つ速度と、噴射滴の
持つ質量のことである)。駆動の周波数により噴射特性
が変動すると、直接画像品質の低下につながり、良質の
印字結果を得ることができない。
【0003】図4は、従来のインクジェットヘッドの構
造を説明するための断面図で、図中、1は基板、2は圧
電素子、3は流路板、4はインク流路、5は共通液室、
6はインク液供給口、7はノズル、8は噴射滴(インク
滴)である。このようなインクジェットヘッドは、圧電
素子2に電圧パルスが印加されると圧電素子2が変形
し、その変形よりインク液の入っているインク流路4に
体積変化を発生させ、ノズル7よりインク液(インク滴
8)を噴射させるものである。
【0004】図5(a),(b)は、インク滴8を噴射
するときのノズル部の拡大断面図で、図5(a)はノズ
ル面のメニスカスMの初期状態を示し、図5(b)は噴
射直後のメニスカスMの引き込み状態を示している。
【0005】図4に示した従来のインクジェットヘッド
の構造、つまり、インク流路4の長手方向の一方に共通
液室5が連通し、他方にノズル7を有する構造では、駆
動周期が十分に長い時は(低周波駆動)、インク滴8の
噴射後、図5(b)に示すメニスカス引き込み状態か
ら、図5(a)に示すメニスカス初期状態に戻るまでの
間に時間が十分にあるため、各駆動時、インクのメニス
カスは図5(a)の状態に戻っており、従って、各駆動
(インク滴噴射)に対するインク滴8の量は同じであ
る。
【0006】しかし、噴射した滴質量が非常に大きい場
合や、駆動の繰り返し周期が短い(高周波駆動)場合な
どは、噴射した滴質量に対して共通液室からの液供給量
が追いつかないという現象が発生する。つまり、メニス
カスMがノズル内側に引き込んだ状態のまま、次のタイ
ミングによる駆動パルスが印加され、流路内の容積変化
及び圧力波が発生することになり、メニスカスMは非常
に不安定な状態(初期状態ではない状態)のままインク
滴を噴射するので、噴射特性の再現性が低下し、ひどい
ときは、噴射が停止してしまう恐れもある。
【0007】上記のように、高周波でインクジェットヘ
ッドを駆動すると、噴射されるインク滴8の噴射特性が
異なるので、画像上では、印字されたドットの大きさに
ばらつきが発生することになり、著しい画像劣化を起こ
すという問題があった。
【0008】図6は、上述のごとき問題を解決するため
の一手段として、本出願人が先に提案したインクジェッ
トヘッド(特開平4−62157号公報)の一例を示す
断面図で、図中、2a1は吐出滴用加圧部、2a2は液供
給用加圧部、20は補助供給路板、21は補助供給路で
ある。
【0009】図6に示したインクジェットヘッドでは、
インク流路4へのインクの供給が、通常のインク供給の
他に、ノズル近傍において連通している補助供給路21
からも行われている。この補助供給路21からのインク
供給は、インク液供給用加圧部2a2を駆動し、補助供
給路21を容積変化させている。このインク液供給用加
圧部2a2は、インク吐出用加圧部2a1と一体の圧電素
子2より構成されており、前述の補助供給路21を加圧
駆動するタイミングは、インク流路に対する液吐出タイ
ミングと同じであり、これによって、インク滴を吐出し
た後のインク供給は、通常の供給の他に補助供給路21
からもすばやく行われ、高周波駆動時においても安定し
たインク供給ができるようにしたものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図6に示した
従来技術は、インク流路4に対してインク供給口が1つ
であり、インク供給能力が必ずしも十分でなかった。本
発明は、上述のごとき問題に鑑みてなされたもので、イ
ンク液の供給能力を高め、印字スピードの高速化,画像
品質の向上を図ったインクジェットヘッドを提供するこ
とを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、(1)互いに間隔をあけて配設された複
数の平行インク流路と、該平行インク流路の各々に連通
されてインク液滴が噴射されるノズルと、前記平行イン
ク流路の各々に配接され、インク液滴を噴射させるエネ
ルギー発生手段とから成るインクジェットヘッドにおい
て、前記平行インク流路にインク液を供給する共通液室
が複数あること、更には、(2)前記共通液室は、前記
平行インク流路の長手方向の両端にて前記平行インク流
路に連通していること、更には、(3)前記ノズルは、
前記平行インク流路の長手方向のほぼ中央にあること、
更には、(4)前記共通液室と前記平行インク流路との
連通部に流体ダイオード特性を持たせたこと、更には、
(5)互いに間隔をあけて配設された複数の平行インク
流路と、該平行インク流路の各々に連通されて液滴が噴
射されるノズルと、前記平行インク流路の各々に配接さ
れた液滴を噴射させるエネルギー発生手段とから成るイ
ンクジェットヘッドにおいて、前記各平行インク流路に
設けられたノズルの位置が隣合う流路毎に異なること、
更には、(6)前記平行インク流路の形状が、インク流
路毎にノズル位置により異なることを特徴としたもので
ある。
【0012】
【作用】各インク流路に対して共通液室を複数設けるこ
とで、インク滴噴射後に、インク流路に噴射インク滴に
相当する分のインクをいち早く補充できるようにし、も
って、印字スピードの高速化、画像品質の向上を図る。
【0013】
【実施例】図1(a)は本発明の一実施例を説明するた
めの要部断面図、図1(b)は図1(a)のB−B断面
図で、図中、9は流体ダイオード、10は振動板、11
はフレームである。この実施例は、インク流路4に連通
する共通液室5を複数(5a,5b)設けることで、イ
ンク流路4もしくはノズル部7へのインクの液供給能力
を向上させ、また、共通液室5をインク流路4の長手方
向の両側端部に連通し、インク流路4に対して双方向か
らインク液を供給することで、同一の加圧力の付与に対
して、流体抵抗及びイナータンスを減少させることがで
き、液供給能力を倍増することを可能としたものであ
る。
【0014】さらに、図1(a),(b)に示したよう
な、インク流路4の長手方向の両側端部に共通液室5を
設けた構造のインクジェットヘッドにおいて、ノズル7
の位置をインク流路のほぼ中央にすると、双方向からの
インク液供給、及び、駆動パルス印加時にインク流路内
に発生した圧力波の伝搬を効果的に利用できる。つま
り、インク流路中央に集中された圧力により、インク液
滴の噴射効率を向上させることができる。
【0015】図2(a),(b)は、本発明の他の実施
例を説明するための図で、図1(a)のII−II断面図に
相当し、図2(a)は、平行インク流路部が1列のも
の、図2(b)は平行インク流路部が2列設けられた例
を示す。これらの実施例においては、平行インク流路4
が形成されている部分の周りが1つの共通液室5となっ
ており、各インク流路4は、各インク流路4の長手方向
の両端の流体ダイオード9の場所で共通液室5と連通さ
れており、実質上、共通液室を複数(流路の両端に一つ
づつ)設けたものと変わりなく、前記実施例と同様の作
用効果が得られる。
【0016】また、インク流路4の長手方向の両側端部
に、共通液室5と連通させるとき、共通液室5とインク
流路4の連通部に、共通液室側からインク流路側にイン
ク液が流れやすく、インク流路側から共通液室側にはイ
ンク液が流れにくい(逃げにくい)ように流体ダイオー
ド特性を持たせることで、圧電素子2の変位による容積
変化を有効に活用することができる。つまり、圧電素子
2が変位したときに、インク流路側から共通液室側に液
が逃げることが少なくなり、インク吐出が効果的にな
り、更に、共通液室側からインク流路側への液供給がス
ムーズになる。
【0017】図3は、本発明の更に他の実施例を説明す
るためのノズル配置を示す図で、同図は、ヘッド進行方
向(図中、矢印方向)に対して、他のノズルより吐出さ
れたインク滴が重ならないように、ノズルの位置がずれ
ていることを示している。これにより、ヘッド全体を進
向方向に対して傾けることなくべた印字が可能となり、
ヘッドの走査方向(進行方向)に対して占める長さを短
くでき、記録装置全体の小型化が図れる。
【0018】この時、ずらしたノズル位置に対して、各
ノズルが連通されているインク流路4のイナータンス、
あるいは流路4の流体抵抗が各流路に対して等価となる
ように、流路の形状及び寸法を適当に設定することで、
各ノズルから噴射される滴の噴射特性ばらつきをなくす
ことができる。すなわち、各ノズルに連通されているイ
ンク流路は、それぞれ形状・寸法を異ならせることで、
特性の均一化をはかることができる。
【0019】なお、以上には、エネルギー発生手段とし
て、圧電素子を用いた例を示したが、圧電素子の代りに
発熱素子等をエネルギー発生手段として用いてもよい。
更に、記録領域の全幅にわたってヘッド(ノズル)を配
設することで、フルライン化が可能である。記録に使用
する液としては、染料及び顔料を含有したインクや、ホ
ットメルトインク等があげられる。
【0020】
【発明の効果】請求項1,2に対応する効果:共通液室
を複数設け、インク流路の長手方向の両端からインク液
の供給をすることで、インク流路もしくはノズル部への
液供給能力を大幅に高めることができ、噴射特性のばら
つき低減、及び、高周波数駆動での応答性が確保され、
高画像品質、かつ印字スピードの高速化が図れる。請求
項3に対応する効果:ノズルをインク流路のほぼ中央に
設けることで、圧電素子の変位により発生したインク流
路内の圧力波を効率よく利用でき、噴射特性が向上し、
高い画像品質が得られる。請求項4に対応する効果:イ
ンク流路と連通する共通液室の連通部に流体ダイオード
を設けることで、液の供給がスムーズに行われ、滴噴射
の周波数応答性が向上し、高画像品質の確保,印字スピ
ードの高速化が実現できる。請求項5,6に対応する効
果:隣合う流路のノズル位置をずらし、各インク流路毎
に適当な流体抵抗を持たせることで、ヘッドを傾けるこ
となく、ばらつきのない噴射滴でべた画像を印字するこ
とができ、高画像品質の確保、及び、記録装置全体の小
型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を説明するための断面図で
ある。
【図2】 本発明の他の実施例を説明するための断面図
である。
【図3】 本発明の更に他の実施例を説明するための平
面図である。
【図4】 従来のインクジェットヘッドを説明するため
の断面図である。
【図5】 インク滴噴射時のノズル部断面図である。
【図6】 他の従来技術を説明するための断面図であ
る。
【符号の説明】
1…基板、2…圧電素子、3…流路板、4…インク流
路、5…共通液室、6…インク供給口、7…ノズル、8
…インク滴、9…流体ダイオード、10…振動板、11
…フレーム、20…補助供給板、21…補助供給流路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣田 哲郎 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 成瀬 修 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 牧田 秀行 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 佐々木 勉 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに間隔をあけて配設された複数の平
    行インク流路と、該平行インク流路の各々に連通されて
    インク液滴が噴射されるノズルと、前記平行インク流路
    の各々に配接され、インク液滴を噴射させるエネルギー
    発生手段とから成るインクジェットヘッドにおいて、前
    記平行インク流路にインク液を供給する共通液室が複数
    あることを特徴とするインクジェットヘッド。
  2. 【請求項2】 前記共通液室は、前記平行インク流路の
    長手方向の両端にて前記平行インク流路に連通している
    ことを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッ
    ド。
  3. 【請求項3】 前記ノズルは、前記平行インク流路の長
    手方向のほぼ中央にあることを特徴とする請求項2に記
    載のインクジェットヘッド。
  4. 【請求項4】 前記共通液室と前記平行インク流路との
    連通部に流体ダイオード特性を持たせたことを特徴とす
    る請求項2に記載のインクジェットヘッド。
  5. 【請求項5】 互いに間隔をあけて配設された複数の平
    行インク流路と、該平行インク流路の各々に連通されて
    液滴が噴射されるノズルと、前記平行インク流路の各々
    に配接された液滴を噴射させるエネルギー発生手段とか
    ら成るインクジェットヘッドにおいて、前記各平行イン
    ク流路に設けられたノズルの位置が隣合う流路毎に異な
    ることを特徴とするインクジェットヘッド。
  6. 【請求項6】 前記平行インク流路の形状が、インク流
    路毎にノズル位置により異なることを特徴とする請求項
    5に記載のインクジェットヘッド。
JP29982893A 1993-11-30 1993-11-30 インクジェットヘッド Pending JPH07156382A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6523942B2 (en) 1998-11-26 2003-02-25 Fujitsu Limited Inkjet head having plural ink supply channels between ink chambers and each pressure chamber
JP2015054521A (ja) * 2013-09-11 2015-03-23 ゼロックス コーポレイションXerox Corporation 固形インク用ジェットプリンタのインク流路内における気泡の発生を制御するシステムおよび方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6523942B2 (en) 1998-11-26 2003-02-25 Fujitsu Limited Inkjet head having plural ink supply channels between ink chambers and each pressure chamber
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