Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4042380B2 - Inkjet recording head - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4042380B2 - Inkjet recording head - Google Patents

Inkjet recording head Download PDF

Info

Publication number
JP4042380B2
JP4042380B2 JP2001320773A JP2001320773A JP4042380B2 JP 4042380 B2 JP4042380 B2 JP 4042380B2 JP 2001320773 A JP2001320773 A JP 2001320773A JP 2001320773 A JP2001320773 A JP 2001320773A JP 4042380 B2 JP4042380 B2 JP 4042380B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
ink storage
storage chamber
external communication
recording head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001320773A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003127354A (en
Inventor
一永 鈴木
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2001320773A priority Critical patent/JP4042380B2/en
Publication of JP2003127354A publication Critical patent/JP2003127354A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4042380B2 publication Critical patent/JP4042380B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

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

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動子の伸縮等によりノズル開口からインク滴を吐出させて画像や文字を記録用紙に記録するインクジェット式記録ヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
縦振動の圧電振動子を用いたインクジェット式記録ヘッド(以下「記録ヘッド」という)は、一般に、図12,図13および図14に示すように、多数のノズル開口8と圧力発生室7が形成された流路ユニット1と、この流路ユニット1が貼着されるとともに、圧電振動子6が収容されるヘッドケース2とを備えている。
【0003】
上記流路ユニット1は、ノズル開口8が図12の紙面と垂直方向に列設されたノズルプレート3と、上記各ノズル開口8に連通する圧力発生室7が列設された流路基板4と、上記各圧力発生室7の下部開口を塞ぐ振動板5とが積層されて構成されている。上記流路基板4には、各圧力発生室7とインク供給路10を介して連通し、各圧力発生室7に供給されるインクを貯留するインク貯留室9が形成されている。この例では、ノズル開口8および圧力発生室7の列は2列設けられている。
【0004】
上記ヘッドケース2は、合成樹脂製で、上下に貫通する空間16に圧電振動子6が収容されるようになっている。上記空間16は、ノズル開口8が列設される方向に延び、ノズル開口8の列に対応して2つ設けられている。上記圧電振動子6は、後端側がヘッドケース2に取り付けられた固定基板11に固着されるとともに、先端面が振動板5下面の島部5Cに固着されている。
【0005】
そして、駆動回路(図示せず)で発生させた駆動信号をフレキシブル回路板13を介して圧電振動子6に入力することにより、圧電振動子6を長手方向に伸縮させる。この圧電振動子6の伸縮により、振動板5の島部5Cを振動させて圧力発生室7内の圧力を変化させ、圧力発生室7内のインクをノズル開口8からインク滴として吐出させるようになっている。図において、15はインクカートリッジ(図示せず)からインク貯留室9にインクを補給するインク補給管である。
【0006】
一方、上記ヘッドケース2のインク貯留室9に対応する部分には、ポリフェニレンサルファイドフィルム(以下「PPSフィルム」という)製の振動板5を介して吐出時のインク貯留室9内の圧力変動を逃がすダンパ用凹部12が形成されている。このダンパ用凹部12は、外部と連通しない独立空間として存在させると、ダンパ用凹部12内の空気がPPSフィルム製の振動板5を透過してインク内に溶出し、ダンパ用凹部12内の気圧が下がって振動板5の張力が高くなって十分なダンパ効果を得られなくなりやすい。そこで、上記ダンパ用凹部12の奥面からヘッドケース2の反対側面に向かって貫通してダンパ用凹部12を外部に連通させる外部連通孔14を穿設することにより、上述したようなダンパ用凹部12内の圧力低下を防止している。
【0007】
上記記録ヘッドでは、不使用状態での放置等により、流路内のインクの水分が蒸発して粘度が上昇したときに、高粘度インクを強制的に吸引するクリーニングユニット17を備えている。上記クリーニングユニット17は、上記記録ヘッドが非印刷領域のクリーニングポジションに移動したときに、図12のように記録ヘッドのノズル面を封止し、ノズル開口8からインクを吸引して目詰まり等を回復させる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記記録ヘッドでは、ダンパ用凹部12が大気に開放される構造となっているため、長期間記録ヘッドが使用されないで保管等された場合に、インク貯留室9内のインク中の水分が水蒸気となってPPSフィルム製の振動板5を透過し、次第にインク貯留室9内のインクの粘度が上昇する。
【0009】
特に、図13に示したように、1つのインク貯留室9に対して1つのダンパ用凹部12が対応している場合には、外部連通孔14から遠いところに比べ、外部連通孔14に近い箇所のインクの水分が水蒸気として振動板5を透過して大気に放出されやすい。したがって、同図の符号19で示したように粘性の高い領域(以下、高粘度領域という)が形成されやすくなる。同時に、上記高粘度領域19以外のインクは符号20で示したように粘性の低い領域(以下、低粘度領域という)が形成されやすく、結局、長期間にわたって不使用のまま保管しておくと、インク貯留室9内にインクの粘度差ができてしまう。なお、低粘度領域20は高粘度領域19に対する「低粘度」を意味し、実際の粘度は正常な値に近いものである。
【0010】
上述のような粘度差のある保管状態から再び使用を開始するときに、上記クリーニングユニット17を用いて流路内のインクを強制的に吸引すると、低粘度領域20のインクの方がその流動性が良好であることから優先的に吸引されることとなり、高粘度領域19のインクはそのまま残留したような状態になって吸引されにくいこととなる。
【0011】
したがって、高粘度領域19に対応する流路のインクはほとんど停滞したままとなり、これに対応する流路の詰まりが回復せずにインクを正常に吐出できなくなるおそれがあり、印字不良の原因となる。このような高粘度化の傾向は、特に粘度上昇しやすい顔料系のインクで顕著であり、最近では、多様な印字品質を実現するため、顔料系のインクが用いられることも多くなっていることから、このような長期保存によるインクの粘度上昇を防止しうるインクジェット式記録ヘッドの開発が強く望まれていた。
【0012】
なお、図13および図14は、ヘッドケース2の上面部の形状を示したもので、この上面部の上側に配置されるインク貯留室9、圧力発生室7、ノズル開口8等は2点鎖線で図示してある。
【0013】
一方、図14に示したように、上記インク貯留室がインクの種類に応じて複数個配置されている場合、すなわちインク貯留室9A,9B,9Cのように3室設けられている場合には、外部連通孔14に近い箇所にあるインク貯留室9Bに高粘度領域19が発生する。そして、他のインク貯留室9A,9Cは低粘度領域20となり、3つのインク貯留室のあいだで粘度差ができてしまう。特に、インクの種類によって、インク中の水分が蒸発しやすい性質のインクや、蒸発しにくい性質のインクがあり、このような条件が加味されると上記粘度差がより一層大きくなるおそれがある。
【0014】
上述のような粘度差のある保管状態から再び使用を開始するときに、上記クリーニングユニット17を用いて流路内のインクを強制的に吸引すると、低粘度領域20となっているインク貯留室9A,9Cのインクの方がその流動性が良好であることから優先的に吸引されることとなり、高粘度領域19となっているインク貯留室9Bのインクはそのまま残留したような状態になって吸引されにくいこととなる。
【0015】
したがって、高粘度領域19となっているインク貯留室9Bに連通している流路のインクはほとんど停滞したままとなり、これらの流路の詰まりが回復せずにインク貯留室9Bからインクを正常に吐出できなくなるおそれがあり、印字不良の原因となる。このような高粘度化の傾向は、特に粘度上昇しやすい顔料系のインクで顕著であり、最近では、多様な印字品質を実現するため、顔料系のインクが用いられることも多くなっていることから、このような長期保存によるインクの粘度上昇を防止しうるインクジェット式記録ヘッドの開発が強く望まれていた。同時に、各種類のインクの水分蒸発量が同一値であっても、インク間の粘度に差が発生し、たとえばブラックはライト系カラーよりも粘度が高くなりやすいといったことからも、同様に上述のようなインクジェット式記録ヘッドの開発が期待されている。
【0016】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、長期保存状態において、流路内のインクの粘度差を可及的に減少させうるインクジェット式記録へッドの提供をその主たる目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】
多数のノズル開口と上記ノズル開口に連通する圧力発生室および上記圧力発生室に供給するインクを貯留するインク貯留室と上記圧力発生室およびインク貯留室の開口を塞ぐ封止板とを有する流路ユニットと、上記流路ユニットが貼着されるヘッドケースと、上記圧力発生室に圧力変動を与える圧力発生素子とを備えたインクジェット式記録ヘッドであって、上記ヘッドケースのインク貯留室に対応する部分に、上記封止板を介してインク貯留室内の圧力変動を逃がすダンパ用凹部が形成されるとともに、上記ダンパ用凹部を外部と連通させる外部連通孔が上記流路ユニットと反対方向に上記ヘッドケースを貫通して形成され、上記インク貯留室が吐出されるインクの種類に応じて各インク貯留室に対応した位置に複数設けられ、且つ、流路抵抗がインク貯留室毎に異なった値に設定され、上記外部連通孔は各インク貯留室内のインクの水蒸気が、異種インクが貯留されるインク貯留室のあいだで可及的均一にダンパ用凹部へ導かれる形態であることを第1の要旨とする。
【0024】
すなわち、本発明のインクジェット式記録ヘッドは、ヘッドケースのインク貯留室に対応する部分に、封止板を介してインク貯留室内の圧力変動を逃がすダンパ用凹部が形成されるとともに、上記ダンパ用凹部を外部と連通させる外部連通孔が形成され、上記インク貯留室が吐出されるインクの種類に応じて複数設けられ、上記外部連通孔は各インク貯留室内のインクの水蒸気が、異種インクが貯留されるインク貯留室のあいだで可及的均一にダンパ用凹部へ導かれる形態である。
【0025】
したがって、複数個のインク貯留室内のインク粘度は全てのインク貯留室においてほぼ均一になることから、クリーニングユニットで流路内のインクを強制的に吸引すると、その吸引力は全てのノズル開口から均一に各インク貯留室全体に作用し、高粘度のインクは全ノズルから一斉に吸い出され、その後は正常な粘度のインクが全ノズル開口から吐出できる態勢となる。また、上記のように全ノズル開口から一斉に高粘度インクが吸引されることにより、吸引時間を短縮するのに有効であり、クリーニングに消費されるインク量も減少させることができる。
【0026】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、上記外部連通孔が各インク貯留室に対応した位置に設けられている場合には、各インク貯留室毎に水蒸気の蒸発流路が設置されていることから、各インク貯留室からはそれぞれインク中の水分が蒸発し、複数個のインク貯留室全てのインク粘度がほぼ均一になる。
【0027】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、上記外部連通孔の流路抵抗が対応するインク貯留室毎に異なった値に設定されている場合には、各インク貯留室に貯留されているインクの粘度上昇率に適合させて、上記外部連通孔の流路抵抗を選定することができることから、各インク貯留室内のインク粘度を可及的均一にすることにとって、きわめて好適である。
【0028】
各インク貯留室に貯留されているインクはその種類によって、水分の蒸発特性に伴う粘度上昇率に差があるときがある。たとえば、各インクから一定量の水分が蒸発した場合において各インクの粘度を測定すると、その値にバラツキが認められ、ライト系カラーのインクYは最も低い粘度、ノーマル系カラーのインクCやMはインクYよりも高い粘度、黒色のインクKはインクCやMよりもさらに高い粘度となる。したがって、これらの粘度上昇率の差に対応した流路抵抗を上記各外部連通孔に付与しておくことによって、各インク貯留室におけるインク粘度の均一化が図れる。
【0029】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、流路抵抗の高い外部連通孔は、粘度上昇率の高いインクが貯留されたインク貯留室に対応して設けられ、流路抵抗の低い外部連通孔は、粘度上昇率の低いインクが貯留されたインク貯留室に対応して設けられている場合には、各インク貯留室内のインクの粘度上昇率に適合した流路抵抗の外部連通孔を各インク貯留室に対応させることができて、各インク貯留室毎のインク粘度が可及的均一になる。すなわち、各インク貯留室内の各種インクの性状に適合させたものであるから、上記インク粘度の可及的均一化にとって非常に合理的に本発明の目的を達成できる。
【0030】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、上記各外部連通孔の流路抵抗と各インク貯留室のインクの粘度上昇率が相関した関係とされている場合には、このような相関関係に沿った上記流路抵抗とすることにより、各インク貯留室内のインクの粘度上昇率に適合した流路抵抗の外部連通孔を各インク貯留室に対応させることができて、各インク貯留室毎のインク粘度が可及的均一になる。
【0031】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、上記インク貯留室はそれらに貯留されているインクの粘度上昇率が低い側から順に配置され、外部連通孔が粘度上昇率の低いインクが貯留されたインク貯留室の近傍に配置されている場合には、粘度上昇率の低いインクは大気に蒸発しやすい外部連通孔の配置環境とされ、また、粘度上昇率の高いインクは大気に蒸発しにくい外部連通孔の配置環境とされることから、各インク貯留室のインク粘度は可及的均一な状態になる。
【0032】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、上記封止板がポリフェニレンサルファイドフィルムを含むものである場合には、このフィルム自体の水蒸気透過率と上記外部連通孔の流路抵抗、配置位置等による粘度均一化機能とが複合して、最適なインク水蒸気の蒸発処理が実現する。
【0033】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、吐出するインクが顔料系のインクである場合には、顔料系のインクでは水分蒸発による粘度上昇が激しいことから、インク貯留室内にあるインクの粘度上昇率に適合した外部連通孔を配置することによって、顔料系インクの特質に容易に対処することができ、長期保管後の再使用をスムーズにする効果が顕著で効果的である。
【0034】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、上記圧力発生素子が圧電振動子である場合には、圧力発生室として圧電振動子を用いたタイプの記録ヘッドにおいて、インク貯留室全域のインク粘度が均一化され、あるいは各インク貯留室のあいだにおけるインク粘度が均一化され、長期保管後の再使用をスムーズにできる。
【0035】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、上記圧電振動子が縦振動モードの圧電振動子である場合には、縦振動モードの圧電振動子を用いたタイプの記録ヘッドでは、封止板として例えばポリフェニレンサルファイドフィルムのような水蒸気を透過させやすい樹脂フィルムが多く用いられることから、インク貯留室全域のインク粘度が均一化され、あるいは各インク貯留室のあいだにおけるインク粘度が均一化され、長期保管後の再使用をスムーズにする効果が顕著で効果的である。
【0036】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【0037】
図1から図5は、本発明のインクジェット式記録ヘッドの第1の実施の形態を示す図であり、外部連通孔はインクの水蒸気が1種類のインクを貯留した1つのインク貯留室全域から可及的均一にダンパ用凹部へ導かれる形態とされている場合である。この記録ヘッドは、基本的には図12に示すものと同様であり、以下同様の部分は同じ符号を用いて説明する。なお、図2は、図3の〔2〕−〔2〕断面図に相当しており、図3から図5は、前述の図13や図14と同じ要領で示してある。
【0038】
上記記録ヘッドは、圧電振動子6が収容されるヘッドケース2と、このヘッドケース2のユニット固着面に接着剤等で固着される流路ユニット1とを備えている。
【0039】
上記流路ユニット1は、ノズル開口8が列設されたノズルプレート3と、上記各ノズル開口8に連通する圧力発生室7が列設され、上記各圧力発生室7にインク供給路10を介して供給されるインクを貯留するインク貯留室9が形成された流路基板4と、上記各圧力発生室7およびインク貯留室9の下部開口を塞ぐ振動板(封止板)5とが積層されて構成されている。
【0040】
上記ヘッドケース2は、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が射出成形されてなり、上下に貫通する空間16に、上記各圧力発生室7に対応するよう圧力発生素子として圧電振動子6が収容されるようになっている。上記空間16は、ノズル開口8が列設される方向に延び、ノズル開口8の列に対応して設けられている。上記圧電振動子6は、縦振動モードの圧電振動子6であり、後端側がヘッドケース2に取り付けられた固定基板11に固着されるとともに、先端面が振動板5下面の島部5Cに固着されている。
【0041】
ここで、上記振動板5は、ポリフェニレンサルファイドフィルム(以下「PPS」フィルムという)からなり、ステンレス板製の島部5C等がラミネートされている。そして、上記ヘッドケース2には、そのインク貯留室9に対応する部分に、インク貯留室9内に発生する圧力変動を振動板5を介して逃がすダンパ用凹部12が形成されている。
【0042】
上記ダンパ用凹部12は、外部と連通しない独立空間として存在させると、ダンパ用凹部12内の空気がPPSフィルム製の振動板5を透過してインク内に溶出し、ダンパ用凹部12内の気圧が下がって振動板5の張力が高くなり、十分なダンパ効果を得られなくなりやすい。そこで、上記ヘッドケース2には、上記ダンパ用凹部12を外部連通孔14を介して外部に連通され、上述したようなダンパ用凹部12内の圧力低下を防止する構造が採用されている。
【0043】
そして、駆動回路(図示せず)で発生させた駆動信号をフレキシブル回路板13を介して圧電振動子6に入力することにより、圧電振動子6を長手方向に伸縮させる。この圧電振動子6の伸縮により、振動板5の島部5Cを振動させて圧力発生室7内の圧力を変化させ、圧力発生室7内のインクをノズル開口8からインク滴として吐出させるようになっている。図において、15はインクカートリッジ(図示せず)等からインク貯留室9にインクを補給するインク補給管、15Aは振動板5のインク補給管15に対応する位置に設けられたインク補給穴である。
【0044】
上記記録ヘッドでは、不使用状態での放置等により、流路内のインクの水分が蒸発して粘度が上昇したときに、高粘度インクを強制的に吸引するクリーニングユニット17を備えている。上記クリーニングユニット17は、上記記録ヘッドが非印刷領域のクリーニングポジションに移動したときに、図12のように記録ヘッドのノズル面を封止し、ノズル開口8からインクを吸引して目詰まり等を回復させる。
【0045】
図3の上記ダンパ用凹部12の底部には、多数のノズル開口8に対応させて3個の外部連通孔14が設置してある。この外部連通孔14は図2に示されているようにヘッドケース2を縦方向に貫通している。外部連通孔14をダンパ用凹部12に開口させる位置は、各外部連通孔14によって形成されるインク貯留室9内の高粘度領域19が図3のように3つの領域に形成され、最終的にはインク貯留室9内全域のインク粘度がほぼ均一化されて1つの高粘度領域19ができるように定められている。図3の場合は、細長いダンパ用凹部12の幅方向の中央部に、長手方向で3個等間隔に配列されている。
【0047】
図5に示した例では、上記ダンパ用凹部12の底部に、ダンパ用凹部12の形状に応じて流路抵抗の異なった外部連通孔14が形成されている。図5の場合は、図3のような等間隔の外部連通孔14に加えて、ダンパ用凹部12の幅が狭くなった両端部近傍に、直径の小さな外部連通孔14Aが補助的な態様で配置されている。こうすることによって、インク貯留室9内の符号9Aで示した隅部の箇所も高粘度領域19となり、ノズル開口8からの吸引力はこの隅部9Aにも均一に作用する。
【0048】
以上のように、外部連通孔14を図3に示すように等間隔で配置した場合には、それによって形成される高粘度領域19が3箇所にわたって分布され、これらの分布領域が一体化して、最終的にはインク貯留室9内全域がほぼ均一なインク粘度となり、ノズル開口8に吸引力を作用させたときに、その吸引力はインク貯留室9内のインク全体にほぼ均一に伝達されて、良好なクリーニングがなされる。したがって、長期間経過後にクリーニング処理を施しても、ノズル開口8を含む流路全体が正常にリフレッシュされる。
【0049】
図5の場合においても上述のようにインク貯留室9内全域の粘度均一化が図られるので、図3に関して述べたことと同様な利点がえられる。特に、図5のように補助的に外部連通孔14Aを追加した場合には、隅部9Aの箇所まで完全にインク粘度の均一化が図られて、より完璧なクリーニング処理が行なえる。
【0050】
つぎに、図6,図7に示した第2の実施の形態を説明する。この実施の形態は、上記インク貯留室が吐出されるインクの種類に応じて複数設けられ、上記外部連通孔14は各インク貯留室9内のインクの水蒸気が、異種インクが貯留されるインク貯留室9のあいだで可及的均一にダンパ用凹部へ導かれる場合である。
【0051】
この実施の形態は、3種類の異種インクをノズル開口8から吐出させる場合であり、そのためにインク貯留室9は、ライト系カラーのインクYを貯留しているインク貯留室9Yと、ノーマル系カラーのインクMを貯留しているインク貯留室9Mと、他のノーマル系カラーのインクCを貯留しているインク貯留室9Cの3室から構成されている。各インク貯留室9Y,9M,9Cに対応する箇所のダンパ用凹部12の底部には、それぞれ外部連通孔14が開口されている。
【0052】
各インク貯留室9Y,9M,9Cに外部連通孔14が対応しているので、各インク貯留室内にはそれぞれ高粘度領域19がインク貯留室9Y,9M,9C内に充満した状態で形成される。したがって、全ノズル開口8にクリーニング用の空気吸引力を作用させると、それらの吸引力は3室内の各高粘度領域19に均一に作用し、良好なクリーニングがなされる。したがって、長期間経過後にクリーニング処理を施しても、ノズル開口8を含む流路全体が正常にリフレッシュされる。
【0053】
各インク貯留室9Y,9M,9Cに貯留されているインクは、それぞれ異なった粘度上昇率を有しているので、粘度上昇率が最も高いインクを貯留しているインク貯留室9Cに対応する外部連通孔14には、最も大きな値の流路抵抗が付与される。粘度上昇率が上記値よりも低いインクを貯留しているインク貯留室9Mに対応する外部連通孔14には、上記値よりも小さな値の流路抵抗が付与される。粘度上昇率が上記値よりも低く、すなわち最も低いインクを貯留しているインク貯留室9Yに対応する外部連通孔14には、最も小さな値の流路抵抗が付与される。
【0054】
上述のような原則にしたがって、外部連通孔14の流路抵抗値、例えば図7(A),(B),(C)に示した制御通路14Bの長さによって設定することができる。最も長い制御通路14Bの図(A)は、粘度上昇率が最も高いインク貯留室9Cに対応し、その次に長い制御通路14Bの図(B)は、粘度上昇率がその次の高さであるインク貯留室9Mに対応し、最も短い制御通路14Bの図(C)は、粘度上昇率が最も低いインク貯留室9Yに対応している。換言すると、3段階の粘度上昇率に応じて、3種類の制御通路が対応した関係で設定されている。
【0055】
このような制御通路の流路抵抗、具体的には単位時間に流れる水蒸気量Qは、次式によって設定される。すなわち、
Q=(W0−W1)/R
W0:管路入口の水蒸気分密度
W1:管路出口の水蒸気分密度
R:管路の流路抵抗
R=L/(D×S)
D:水蒸気の拡散係数
S:管路の断面積
L:管路の長さ
したがって、蒸発する水蒸気量は、制御通路14Bの長さに反比例し、同通路の断面積に比例する。
【0056】
上記制御通路14Bの流路抵抗を設定する方法としては、他に色々な態様のものが採用できる。たとえば、図8に示したものは、外部連通孔14の通路孔に制御ピン21を挿入したもので、同ピン21の外周面に螺旋溝22が形成されている。上記螺旋溝22が制御通路14Bに相当している。このような制御ピン21の長さを3段階に分けて製作して螺旋溝22の長さを3種類設け、それらを各インク貯留室9Y,9M,9Cに対応させて、各インク貯留室のあいだインク粘度が可及的均一になるようにする。
【0057】
図9に示したものは、通気性焼結合金23を制御通路14Bに圧入したもので、同合金23の長さをa,b,cの3段階に分けて製作したものである。
【0058】
図10および図11に示す実施の形態は、上記各インク貯留室9A,9B,9Cはそれらに貯留されているインクの粘度上昇率が低い側から順に配置され、上記外部連通孔14が粘度上昇率の低いインクが貯留された上記インク貯留室9の近傍に配置されているものである。粘度上昇率の最も高いインク貯留室9Cは、外部連通孔14から最も離れているので、インク貯留室9Cからのインク水蒸気は大気拡散が緩慢になる。他方、粘度上昇率の最も低いインク貯留室9Aは、外部連通孔14に最も近づけられているので、インク貯留室9Aからのインク水蒸気は大気拡散が活発になされる。
【0059】
このように上記各インク貯留室9A,9B,9Cと外部連通孔14との距離的な配置関係を設定することによって、各インク貯留室から可及的均一にインク水蒸気がダンパ用凹部へ導かれる。
【0060】
【発明の効果】
以上のように、本発明の第1の要旨のインクジェット式記録ヘッドによれば、上記外部連通孔はインクの水蒸気がインク貯留室全域から可及的均一にダンパ用凹部へ導かれる形態とされている。したがって、長期保管状態から再び使用を開始するときに、通常のクリーニング動作等を行なえば、全ノズル開口から伝達される空気吸引力が、インク貯留室内のインク全体に均一に作用して、正常なクリーニングがなされる。よって、インクを適正に吐出できるようになり、従来のような吐出不良がほとんど生じなくなる。
【0061】
さらに、本発明の第2の要旨のインクジェット式記録ヘッドによれば、上記インク貯留室が吐出されるインクの種類に応じて複数設けられ、外部連通孔は各インク貯留室内のインクの水蒸気が、異種インクが貯留されるインク貯留室のあいだで可及的均一にダンパ用凹部へ導かれる形態とされている。したがって、長期保管状態から再び使用を開始するときに、通常のクリーニング動作等を行なえば、全ノズル開口から伝達される空気吸引力が、異種インクが貯留された各インク貯留室内のインク全体に均一に作用して、正常なクリーニングがなされる。よって、複数インク貯留室の場合でもインクを適正に吐出できるようになり、従来のような吐出不良がほとんど生じなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクジェット式記録ヘッドの第1の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図2】上記インクジェット式記録ヘッドの断面図である。
【図3】上記インクジェット式記録ヘッドにおけるヘッドケース単体の平面図である。
【図4】上記ヘッドケースの変形例を示す平面図である。
【図5】上記ヘッドケースのさらに他の変形例を示す平面図である。
【図6】本発明のインクジェット式記録ヘッドの第2の実施の形態を示す平面図である。
【図7】各インク貯留室に対する外部連通孔の形状を示す断面図である。
【図8】制御ピンの挿入状態を示す断面図である。
【図9】通気性焼結合金で制御通路の流路抵抗を選定する場合の断面図である。
【図10】上記第2の実施の形態における変形例の平面図である。
【図11】図10の〔11〕−〔11〕断面図である。
【図12】従来のインクジェット式記録ヘッドを示す断面図である。
【図13】上記従来技術のヘッドケースを示す平面図である。
【図14】上記従来技術のヘッドケースの他の例を示す平面図である。
【符号の説明】
1 流路ユニット
2 ヘッドケース
3 ノズルプレート
4 流路基板
5 振動板
5C 島部
6 圧電振動子
7 圧力発生室
8 ノズル開口
9 インク貯留室
9A 隅部
10 インク供給路
11 固定基板
12 ダンパ用凹部
13 フレキシブル回路板
14 外部連通孔
14A 外部連通孔
14B 制御通路
15 インク補給管
15A インク補給穴
16 空間
17 クリーニングユニット
18 シールリップ
19 高粘度領域
20 低粘度領域
21 制御ピン
22 螺旋溝
23 通気性焼結合金
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording head that records an image or characters on a recording sheet by ejecting ink droplets from a nozzle opening by expansion and contraction of a piezoelectric vibrator.
[0002]
[Prior art]
Ink jet recording heads (hereinafter referred to as “recording heads”) using longitudinally vibrating piezoelectric vibrators are generally formed with a large number of nozzle openings 8 and pressure generating chambers 7 as shown in FIGS. The flow path unit 1 and the head case 2 in which the flow path unit 1 is attached and the piezoelectric vibrator 6 is accommodated are provided.
[0003]
The flow path unit 1 includes a nozzle plate 3 in which nozzle openings 8 are arranged in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 12, and a flow path substrate 4 in which pressure generation chambers 7 communicating with the nozzle openings 8 are arranged. The diaphragm 5 that closes the lower opening of each pressure generating chamber 7 is laminated. The flow path substrate 4 is formed with an ink storage chamber 9 that communicates with each pressure generation chamber 7 via an ink supply path 10 and stores ink supplied to each pressure generation chamber 7. In this example, two rows of nozzle openings 8 and pressure generation chambers 7 are provided.
[0004]
The head case 2 is made of synthetic resin, and the piezoelectric vibrator 6 is accommodated in a space 16 penetrating vertically. The space 16 extends in the direction in which the nozzle openings 8 are arranged, and two spaces 16 are provided corresponding to the rows of the nozzle openings 8. The piezoelectric vibrator 6 has a rear end fixed to a fixed substrate 11 attached to the head case 2 and a front end fixed to an island portion 5 </ b> C on the lower surface of the diaphragm 5.
[0005]
Then, a drive signal generated by a drive circuit (not shown) is input to the piezoelectric vibrator 6 through the flexible circuit board 13 to expand and contract the piezoelectric vibrator 6 in the longitudinal direction. By expanding and contracting the piezoelectric vibrator 6, the island portion 5C of the diaphragm 5 is vibrated to change the pressure in the pressure generating chamber 7, and the ink in the pressure generating chamber 7 is ejected from the nozzle opening 8 as ink droplets. It has become. In the figure, reference numeral 15 denotes an ink supply pipe for supplying ink from an ink cartridge (not shown) to the ink storage chamber 9.
[0006]
On the other hand, in the portion corresponding to the ink storage chamber 9 of the head case 2, pressure fluctuation in the ink storage chamber 9 at the time of ejection is released through a diaphragm 5 made of a polyphenylene sulfide film (hereinafter referred to as “PPS film”). A damper recess 12 is formed. When the damper recess 12 is present as an independent space that does not communicate with the outside, the air in the damper recess 12 passes through the diaphragm 5 made of PPS film and elutes into the ink, and the pressure in the damper recess 12 As a result, the tension of the diaphragm 5 is increased and a sufficient damper effect is not easily obtained. Therefore, by forming an external communication hole 14 that penetrates from the back surface of the damper recess 12 toward the opposite side surface of the head case 2 and communicates the damper recess 12 to the outside, the damper recess as described above is formed. The pressure drop in 12 is prevented.
[0007]
The recording head includes a cleaning unit 17 that forcibly sucks the high-viscosity ink when the ink in the flow path evaporates and the viscosity rises due to being left unused or the like. When the recording head moves to the cleaning position in the non-printing area, the cleaning unit 17 seals the nozzle surface of the recording head as shown in FIG. Let me recover.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the recording head, since the damper recess 12 is open to the atmosphere, when the recording head is not used for a long time and stored, the moisture in the ink in the ink storage chamber 9 is reduced. Water vapor passes through the diaphragm 5 made of PPS film, and the viscosity of the ink in the ink storage chamber 9 gradually increases.
[0009]
In particular, as shown in FIG. 13, in the case where one damper recess 12 corresponds to one ink storage chamber 9, it is closer to the external communication hole 14 than to a place far from the external communication hole 14. The water in the ink at the location is likely to be released into the atmosphere as water vapor through the diaphragm 5. Therefore, a region with high viscosity (hereinafter referred to as a high viscosity region) is likely to be formed as indicated by reference numeral 19 in FIG. At the same time, the ink other than the high-viscosity region 19 is likely to form a low-viscosity region (hereinafter referred to as a low-viscosity region) as indicated by reference numeral 20. An ink viscosity difference is generated in the ink storage chamber 9. The low viscosity region 20 means “low viscosity” with respect to the high viscosity region 19, and the actual viscosity is close to a normal value.
[0010]
When the ink in the flow path is forcibly sucked using the cleaning unit 17 when the use is started again from the storage state having the viscosity difference as described above, the ink of the low viscosity region 20 has its fluidity. Therefore, the ink is preferentially sucked, and the ink in the high-viscosity region 19 remains as it is and is difficult to be sucked.
[0011]
Therefore, the ink in the flow path corresponding to the high-viscosity region 19 remains almost stagnant, and the clogging of the corresponding flow path may not be recovered and the ink may not be ejected normally, causing a printing failure. . Such a tendency to increase the viscosity is particularly noticeable in pigment-based inks that tend to increase in viscosity. Recently, pigment-based inks are often used to achieve various print quality. Therefore, it has been strongly desired to develop an ink jet recording head that can prevent the increase in the viscosity of the ink due to such long-term storage.
[0012]
13 and 14 show the shape of the upper surface portion of the head case 2, and the ink storage chamber 9, the pressure generating chamber 7, the nozzle opening 8 and the like arranged above the upper surface portion are indicated by a two-dot chain line. It is shown in the figure.
[0013]
On the other hand, as shown in FIG. 14, when a plurality of the ink storage chambers are arranged according to the type of ink, that is, when three chambers such as the ink storage chambers 9A, 9B, and 9C are provided. A high-viscosity region 19 is generated in the ink storage chamber 9B located near the external communication hole 14. The other ink storage chambers 9A and 9C become the low-viscosity region 20, and a viscosity difference is generated between the three ink storage chambers. In particular, depending on the type of ink, there are inks that tend to evaporate moisture in the ink and inks that do not easily evaporate. If these conditions are taken into account, the viscosity difference may be further increased.
[0014]
When the ink in the flow path is forcibly sucked using the cleaning unit 17 when the use is resumed from the storage state having the viscosity difference as described above, the ink storage chamber 9A that is in the low viscosity region 20 is used. , 9C ink is preferentially sucked because its fluidity is better, and the ink in the ink storage chamber 9B in the high viscosity region 19 remains as it is and sucked. It will be hard to be done.
[0015]
Therefore, the ink in the flow path communicating with the ink storage chamber 9B in the high viscosity region 19 remains almost stagnant, and the clogging of these flow paths does not recover, and the ink is normally discharged from the ink storage chamber 9B. There is a possibility that the ink cannot be discharged, which causes a printing defect. Such a tendency to increase the viscosity is particularly noticeable in pigment-based inks that tend to increase in viscosity. Recently, pigment-based inks are often used to achieve various print quality. Therefore, it has been strongly desired to develop an ink jet recording head that can prevent the increase in the viscosity of the ink due to such long-term storage. At the same time, even if the water evaporation amount of each type of ink is the same value, there is a difference in the viscosity between the inks. For example, the viscosity of black tends to be higher than that of the light color. Development of such an ink jet recording head is expected.
[0016]
The present invention has been made in view of such circumstances, and its main object is to provide an ink jet recording head that can reduce the difference in viscosity of ink in the flow path as much as possible in a long-term storage state. .
[0023]
[Means for Solving the Problems]
  A flow path having a number of nozzle openings, a pressure generation chamber communicating with the nozzle openings, an ink storage chamber for storing ink to be supplied to the pressure generation chamber, and a sealing plate for closing the openings of the pressure generation chamber and the ink storage chamber An ink jet recording head comprising a unit, a head case to which the flow path unit is attached, and a pressure generating element that applies pressure fluctuation to the pressure generating chamber, and corresponds to an ink storage chamber of the head case A damper recess for releasing pressure fluctuations in the ink storage chamber is formed in the portion via the sealing plate, and an external communication hole for communicating the damper recess with the outside is formed in the direction opposite to the flow path unit. A plurality of ink storage chambers are provided at positions corresponding to the respective ink storage chambers according to the type of ink that is formed through the case and the ink storage chambers are ejected. The resistance is set to a different value for each ink storage chamber, and the external communication hole allows the water vapor of the ink in each ink storage chamber to reach the damper recess as uniformly as possible between the ink storage chambers in which different types of ink are stored. That it is in led form1The gist of
[0024]
That is, in the ink jet recording head of the present invention, a damper recess for releasing pressure fluctuations in the ink storage chamber is formed through a sealing plate in a portion corresponding to the ink storage chamber of the head case. External communication holes are formed to communicate with the outside, and a plurality of the ink storage chambers are provided according to the type of ink to be ejected. The external communication holes store the water vapor of the ink in each ink storage chamber and store different types of ink. In this mode, the ink is guided to the damper recess as uniformly as possible between the ink storage chambers.
[0025]
Accordingly, the ink viscosity in the plurality of ink storage chambers is almost uniform in all the ink storage chambers. Therefore, when the ink in the flow path is forcibly sucked by the cleaning unit, the suction force is uniform from all the nozzle openings. In addition, it acts on the entire ink storage chamber, and high-viscosity ink is sucked out from all the nozzles at the same time, and thereafter, ink of normal viscosity is ready to be discharged from all the nozzle openings. In addition, as described above, high-viscosity ink is sucked from all the nozzle openings at the same time, which is effective in shortening the sucking time and can reduce the amount of ink consumed for cleaning.
[0026]
In the ink jet recording head of the present invention, when the external communication hole is provided at a position corresponding to each ink storage chamber, a water vapor evaporation channel is provided for each ink storage chamber. The water in the ink evaporates from each ink storage chamber, and the ink viscosity in all of the plurality of ink storage chambers becomes substantially uniform.
[0027]
In the ink jet recording head of the present invention, when the flow resistance of the external communication hole is set to a different value for each corresponding ink storage chamber, the viscosity increase of the ink stored in each ink storage chamber Since the flow resistance of the external communication hole can be selected in accordance with the ratio, it is extremely suitable for making the ink viscosity in each ink storage chamber as uniform as possible.
[0028]
Depending on the type of ink stored in each ink storage chamber, there may be a difference in the rate of increase in viscosity associated with the evaporation characteristics of water. For example, when the viscosity of each ink is measured when a certain amount of water evaporates from each ink, a variation is recognized in the value, the light color ink Y has the lowest viscosity, and the normal color inks C and M The viscosity of the black ink K is higher than that of the ink Y, and the viscosity of the black ink K is higher than that of the inks C and M. Therefore, the ink viscosity in each ink storage chamber can be made uniform by providing each external communication hole with a flow path resistance corresponding to the difference in the viscosity increase rate.
[0029]
In the ink jet recording head of the present invention, the external communication hole having a high flow resistance is provided corresponding to an ink storage chamber in which ink having a high viscosity increase rate is stored, and the external communication hole having a low flow resistance is a viscosity. When the ink storage chambers are provided corresponding to the ink storage chambers in which the ink having a low increase rate is stored, external communication holes having flow path resistances suitable for the ink viscosity increase rates in the ink storage chambers are provided in the ink storage chambers. The ink viscosity for each ink storage chamber becomes as uniform as possible. That is, since it is adapted to the properties of various inks in each ink storage chamber, the object of the present invention can be achieved very reasonably for making the ink viscosity as uniform as possible.
[0030]
In the ink jet recording head of the present invention, when the flow resistance of each of the external communication holes and the viscosity increase rate of the ink in each ink storage chamber are correlated, the above-described correlation is satisfied. By setting the flow path resistance, an external communication hole having a flow path resistance adapted to the rate of increase in the viscosity of the ink in each ink storage chamber can be made to correspond to each ink storage chamber, and the ink viscosity for each ink storage chamber can be increased. Be as uniform as possible.
[0031]
In the ink jet recording head of the present invention, the ink storage chambers are arranged in order from the low viscosity increase rate of the ink stored in the ink storage chamber, and the external communication holes store the ink having a low viscosity increase rate. In this case, the ink having a low viscosity increase rate has an external communication hole that easily evaporates to the atmosphere, and the ink having a high viscosity increase rate has a low communication rate that is difficult to evaporate to the air. Since it is an arrangement environment, the ink viscosity of each ink storage chamber becomes as uniform as possible.
[0032]
In the ink jet type recording head of the present invention, when the sealing plate includes a polyphenylene sulfide film, the water vapor permeability of the film itself, the flow resistance of the external communication hole, the viscosity uniforming function by the arrangement position, etc. In combination, the optimal ink vapor evaporation process is realized.
[0033]
In the ink jet recording head of the present invention, when the ink to be ejected is a pigment-based ink, the viscosity of the pigment-based ink increases sharply due to water evaporation, so it conforms to the viscosity increase rate of the ink in the ink storage chamber. By arranging the external communication holes, the characteristics of the pigment-based ink can be easily dealt with, and the effect of smooth reuse after long-term storage is remarkable and effective.
[0034]
In the ink jet recording head of the present invention, when the pressure generating element is a piezoelectric vibrator, the ink viscosity in the entire ink storage chamber is uniformized in a recording head using a piezoelectric vibrator as the pressure generating chamber. Alternatively, the ink viscosity between the ink storage chambers is made uniform, and reuse after a long-term storage can be performed smoothly.
[0035]
In the ink jet recording head of the present invention, when the piezoelectric vibrator is a longitudinal vibration mode piezoelectric vibrator, the recording head of the type using the longitudinal vibration mode piezoelectric vibrator has, for example, polyphenylene sulfide as a sealing plate. Since many resin films, such as films, that easily permeate water vapor are used, the ink viscosity in the entire ink storage chamber is made uniform, or the ink viscosity between the ink storage chambers is made uniform. The effect of smooth use is remarkable and effective.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0037]
FIGS. 1 to 5 are diagrams showing a first embodiment of an ink jet recording head according to the present invention. The external communication hole can be formed from the entire area of one ink storage chamber in which water vapor of ink stores one type of ink. This is a case where the shape is guided to the recess for the damper as uniformly as possible. This recording head is basically the same as that shown in FIG. 12, and the same parts will be described below using the same reference numerals. 2 corresponds to the [2]-[2] cross-sectional view of FIG. 3, and FIGS. 3 to 5 are shown in the same manner as FIG. 13 and FIG.
[0038]
The recording head includes a head case 2 in which the piezoelectric vibrator 6 is accommodated, and a flow path unit 1 that is fixed to a unit fixing surface of the head case 2 with an adhesive or the like.
[0039]
In the flow path unit 1, a nozzle plate 3 in which nozzle openings 8 are arranged and a pressure generation chamber 7 that communicates with the nozzle openings 8 are arranged in a line, and each pressure generation chamber 7 is connected to an ink supply path 10. The flow path substrate 4 in which the ink storage chambers 9 for storing the ink to be supplied are formed, and the vibration plates (sealing plates) 5 that close the lower openings of the pressure generation chambers 7 and the ink storage chambers 9 are laminated. Configured.
[0040]
The head case 2 is formed by injection molding a thermosetting resin or a thermoplastic resin, and a piezoelectric vibrator 6 is accommodated as a pressure generating element in a space 16 penetrating vertically so as to correspond to the pressure generating chambers 7. It has become so. The space 16 extends in the direction in which the nozzle openings 8 are arranged, and is provided corresponding to the row of nozzle openings 8. The piezoelectric vibrator 6 is a longitudinal vibration mode piezoelectric vibrator 6, the rear end side of which is fixed to the fixed substrate 11 attached to the head case 2, and the front end surface of the piezoelectric vibrator 6 is fixed to the island portion 5 </ b> C on the lower surface of the diaphragm 5. Has been.
[0041]
Here, the diaphragm 5 is made of a polyphenylene sulfide film (hereinafter referred to as “PPS” film), and is laminated with an island portion 5C made of a stainless steel plate. In the head case 2, a damper recess 12 is formed in a portion corresponding to the ink storage chamber 9 to allow pressure fluctuation generated in the ink storage chamber 9 to escape through the vibration plate 5.
[0042]
If the damper recess 12 exists as an independent space that does not communicate with the outside, the air in the damper recess 12 passes through the diaphragm 5 made of PPS film and is eluted into the ink, and the pressure in the damper recess 12 Is lowered, the tension of the diaphragm 5 is increased, and a sufficient damper effect is not easily obtained. Accordingly, the head case 2 employs a structure that prevents the pressure drop in the damper recess 12 as described above by communicating the damper recess 12 to the outside via the external communication hole 14.
[0043]
Then, a drive signal generated by a drive circuit (not shown) is input to the piezoelectric vibrator 6 through the flexible circuit board 13 to expand and contract the piezoelectric vibrator 6 in the longitudinal direction. By expanding and contracting the piezoelectric vibrator 6, the island portion 5C of the diaphragm 5 is vibrated to change the pressure in the pressure generating chamber 7, and the ink in the pressure generating chamber 7 is ejected from the nozzle opening 8 as ink droplets. It has become. In the figure, 15 is an ink supply pipe for supplying ink from an ink cartridge (not shown) or the like to the ink storage chamber 9, and 15A is an ink supply hole provided at a position corresponding to the ink supply pipe 15 of the diaphragm 5. .
[0044]
The recording head includes a cleaning unit 17 that forcibly sucks the high-viscosity ink when the ink in the flow path evaporates and the viscosity rises due to being left unused or the like. When the recording head moves to the cleaning position in the non-printing area, the cleaning unit 17 seals the nozzle surface of the recording head as shown in FIG. Recover.
[0045]
Three external communication holes 14 are provided at the bottom of the damper recess 12 in FIG. The external communication hole 14 penetrates the head case 2 in the vertical direction as shown in FIG. The position where the external communication hole 14 is opened to the damper recess 12 is such that the high viscosity region 19 in the ink storage chamber 9 formed by each external communication hole 14 is formed in three regions as shown in FIG. Is determined so that the ink viscosity in the entire area of the ink storage chamber 9 is substantially uniform, and one high viscosity region 19 is formed. In the case of FIG. 3, three elongated damper recesses 12 are arranged at equal intervals in the longitudinal direction at the center in the width direction.
[0047]
In the example shown in FIG. 5, external communication holes 14 having different flow path resistances are formed at the bottom of the damper recess 12 according to the shape of the damper recess 12. In the case of FIG. 5, in addition to the equally spaced external communication holes 14 as shown in FIG. 3, external communication holes 14 </ b> A having a small diameter are provided in an auxiliary manner in the vicinity of both ends where the width of the recess 12 for the damper is reduced. Has been placed. By doing so, the corner portion indicated by reference numeral 9A in the ink storage chamber 9 also becomes the high viscosity region 19, and the suction force from the nozzle opening 8 acts uniformly on the corner portion 9A.
[0048]
As described above, when the external communication holes 14 are arranged at equal intervals as shown in FIG. 3, the high viscosity regions 19 formed thereby are distributed over three locations, and these distribution regions are integrated, Eventually, the entire area in the ink storage chamber 9 has a substantially uniform ink viscosity, and when the suction force is applied to the nozzle openings 8, the suction force is transmitted to the entire ink in the ink storage chamber 9 almost uniformly. Good cleaning is done. Therefore, even if the cleaning process is performed after a long period of time, the entire flow path including the nozzle openings 8 is refreshed normally.
[0049]
  In the case of FIG. 5 as well, since the viscosity in the entire area of the ink storage chamber 9 is made uniform as described above, the same advantages as described with reference to FIG. 3 can be obtained. In particular, when the external communication hole 14A is supplementarily added as shown in FIG. 5, the ink viscosity is completely equalized up to the corner 9A, and a more complete cleaning process can be performed.
[0050]
Next, the second embodiment shown in FIGS. 6 and 7 will be described. In this embodiment, a plurality of ink storage chambers are provided according to the type of ink discharged, and the external communication holes 14 store ink vapor in each ink storage chamber 9 and store ink of different types. This is the case where it is guided to the damper recess as uniformly as possible between the chambers 9.
[0051]
In this embodiment, three types of different types of ink are ejected from the nozzle opening 8, and for this purpose, the ink storage chamber 9 includes an ink storage chamber 9 </ b> Y storing a light color ink Y and a normal color. The ink storage chamber 9M stores the ink M, and the ink storage chamber 9C stores other normal color ink C. External communication holes 14 are opened at the bottoms of the damper recesses 12 at locations corresponding to the ink storage chambers 9Y, 9M, and 9C, respectively.
[0052]
Since the external communication holes 14 correspond to the ink storage chambers 9Y, 9M, and 9C, the high viscosity regions 19 are formed in the ink storage chambers 9Y, 9M, and 9C in the respective ink storage chambers. . Therefore, when a cleaning air suction force is applied to all the nozzle openings 8, the suction force uniformly acts on the high-viscosity regions 19 in the three chambers, and good cleaning is performed. Therefore, even if the cleaning process is performed after a long period of time, the entire flow path including the nozzle openings 8 is refreshed normally.
[0053]
Since the ink stored in each of the ink storage chambers 9Y, 9M, and 9C has a different viscosity increase rate, the external corresponding to the ink storage chamber 9C storing the ink having the highest viscosity increase rate. The communication hole 14 is given the largest flow resistance. A flow resistance having a value smaller than the above value is given to the external communication hole 14 corresponding to the ink storage chamber 9M that stores ink having a viscosity increase rate lower than the above value. The flow resistance having the smallest value is given to the external communication hole 14 corresponding to the ink storage chamber 9Y in which the viscosity increase rate is lower than the above value, that is, the lowest ink is stored.
[0054]
In accordance with the principle as described above, the flow resistance value of the external communication hole 14 can be set, for example, by the length of the control passage 14B shown in FIGS. 7 (A), (B), and (C). The figure (A) of the longest control path 14B corresponds to the ink storage chamber 9C having the highest viscosity increase rate, and the figure (B) of the next longest control path 14B shows the viscosity increase rate at the next highest level. The figure (C) of the shortest control passage 14B corresponding to a certain ink storage chamber 9M corresponds to the ink storage chamber 9Y having the lowest viscosity increase rate. In other words, three types of control passages are set in correspondence with each other according to the three-stage viscosity increase rate.
[0055]
The flow path resistance of such a control passage, specifically, the amount of water vapor Q flowing per unit time is set by the following equation. That is,
Q = (W0-W1) / R
W0: Water vapor density at the pipe entrance
W1: Water vapor density at the pipe outlet
R: Channel resistance of the pipeline
R = L / (D × S)
D: Diffusion coefficient of water vapor
S: Pipe cross-sectional area
L: Length of the pipeline
Therefore, the amount of water vapor that evaporates is inversely proportional to the length of the control passage 14B and proportional to the cross-sectional area of the passage.
[0056]
As a method for setting the flow path resistance of the control passage 14B, various other modes can be adopted. For example, what is shown in FIG. 8 is one in which a control pin 21 is inserted into the passage hole of the external communication hole 14, and a spiral groove 22 is formed on the outer peripheral surface of the pin 21. The spiral groove 22 corresponds to the control passage 14B. The length of the control pin 21 is manufactured in three stages, and three types of lengths of the spiral groove 22 are provided. The lengths of the control pins 21 correspond to the ink storage chambers 9Y, 9M, and 9C, and In the meantime, make the ink viscosity as uniform as possible.
[0057]
9 shows a structure in which a breathable sintered alloy 23 is press-fitted into the control passage 14B, and the length of the alloy 23 is divided into three stages a, b, and c.
[0058]
In the embodiment shown in FIG. 10 and FIG. 11, the ink storage chambers 9A, 9B, 9C are arranged in order from the side where the viscosity increase rate of the ink stored in them is low, and the external communication hole 14 is increased in viscosity. It is disposed in the vicinity of the ink storage chamber 9 in which low-rate ink is stored. Since the ink storage chamber 9C having the highest viscosity increase rate is farthest from the external communication hole 14, the ink water vapor from the ink storage chamber 9C has a slow atmospheric diffusion. On the other hand, since the ink storage chamber 9A having the lowest viscosity increase rate is closest to the external communication hole 14, the ink water vapor from the ink storage chamber 9A is actively diffused into the atmosphere.
[0059]
In this way, by setting the distance relationship between each of the ink storage chambers 9A, 9B, 9C and the external communication hole 14, ink water vapor is guided from each ink storage chamber to the damper recess as uniformly as possible. .
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the ink jet recording head of the first aspect of the present invention, the external communication hole is configured so that the water vapor of the ink is guided from the entire ink storage chamber to the damper recess as uniformly as possible. Yes. Therefore, if normal cleaning operation is performed when starting use again from a long-term storage state, the air suction force transmitted from all the nozzle openings acts uniformly on the entire ink in the ink storage chamber, and normal operation is performed. Cleaning is done. As a result, ink can be properly discharged, and the conventional discharge failure hardly occurs.
[0061]
Furthermore, according to the ink jet recording head of the second aspect of the present invention, a plurality of the ink storage chambers are provided according to the type of ink to be ejected, and the external communication hole has water vapor of the ink in each ink storage chamber. The ink storage chamber is configured to be guided to the damper recess as uniformly as possible between the ink storage chambers in which different kinds of ink are stored. Therefore, when normal cleaning operation is performed when starting to use again from a long-term storage state, the air suction force transmitted from all nozzle openings is uniform over the entire ink in each ink storage chamber in which different types of ink are stored. The normal cleaning is performed. Therefore, even in the case of a plurality of ink storage chambers, ink can be properly discharged, and the conventional discharge failure hardly occurs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of an ink jet recording head of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the ink jet recording head.
FIG. 3 is a plan view of a single head case in the ink jet recording head.
FIG. 4 is a plan view showing a modification of the head case.
FIG. 5 is a plan view showing still another modified example of the head case.
FIG. 6 is a plan view showing a second embodiment of the ink jet recording head of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the shape of an external communication hole for each ink storage chamber.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an inserted state of a control pin.
FIG. 9 is a cross-sectional view when a flow path resistance of a control passage is selected with a breathable sintered alloy.
FIG. 10 is a plan view of a modification of the second embodiment.
11 is a cross-sectional view taken along line [11]-[11] in FIG.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a conventional ink jet recording head.
FIG. 13 is a plan view showing the conventional head case.
FIG. 14 is a plan view showing another example of the above-described conventional head case.
[Explanation of symbols]
1 Channel unit
2 Head case
3 Nozzle plate
4 Channel board
5 Diaphragm
5C island
6 Piezoelectric vibrator
7 Pressure generation chamber
8 Nozzle opening
9 Ink storage chamber
9A Corner
10 Ink supply path
11 Fixed substrate
12 Recess for damper
13 Flexible circuit boards
14 External communication hole
14A External communication hole
14B Control passage
15 Ink supply tube
15A Ink supply hole
16 spaces
17 Cleaning unit
18 Seal lip
19 High viscosity region
20 Low viscosity region
21 Control pin
22 Spiral groove
23 Breathable sintered alloy

Claims (6)

多数のノズル開口と上記ノズル開口に連通する圧力発生室および上記圧力発生室に供給するインクを貯留するインク貯留室と上記圧力発生室およびインク貯留室の開口を塞ぐ封止板とを有する流路ユニットと、上記流路ユニットが貼着されるヘッドケースと、上記圧力発生室に圧力変動を与える圧力発生素子とを備えたインクジェット式記録ヘッドであって、
上記ヘッドケースのインク貯留室に対応する部分に、上記封止板を介してインク貯留室内の圧力変動を逃がすダンパ用凹部が形成されるとともに、上記ダンパ用凹部を外部と連通させる外部連通孔が上記流路ユニットと反対方向に上記ヘッドケースを貫通して形成され、上記インク貯留室が吐出されるインクの種類に応じて各インク貯留室に対応した位置に複数設けられ、且つ、流路抵抗がインク貯留室毎に異なった値に設定され、上記外部連通孔は各インク貯留室内のインクの水蒸気が、異種インクが貯留されるインク貯留室のあいだで可及的均一にダンパ用凹部へ導かれる形態であることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
A flow path having a number of nozzle openings, a pressure generation chamber communicating with the nozzle openings, an ink storage chamber for storing ink to be supplied to the pressure generation chamber, and a sealing plate for closing the openings of the pressure generation chamber and the ink storage chamber An ink jet recording head comprising: a unit; a head case to which the flow path unit is adhered; and a pressure generating element that applies pressure fluctuation to the pressure generating chamber.
A portion of the head case corresponding to the ink storage chamber is formed with a damper recess for releasing pressure fluctuation in the ink storage chamber via the sealing plate, and an external communication hole for communicating the damper recess with the outside. A plurality of the ink storage chambers are provided at positions corresponding to the respective ink storage chambers according to the type of ink that is formed through the head case in a direction opposite to the flow path unit, and the flow path resistance. Is set to a different value for each ink storage chamber, and the external communication holes lead the water vapor of the ink in each ink storage chamber to the recess for the damper as uniformly as possible between the ink storage chambers in which different types of ink are stored. An ink jet recording head characterized by being in a form to be used.
流路抵抗の高い外部連通孔は、粘度上昇率の高いインクが貯留されたインク貯留室に対応して設けられ、流路抵抗の低い外部連通孔は、粘度上昇率の低いインクが貯留されたインク貯留室に対応して設けられている請求項1記載のインクジェット式記録ヘッド。External communication holes with high flow resistance are provided corresponding to ink storage chambers in which ink having a high viscosity increase rate is stored, and external communication holes with low flow resistance are stored with ink having a low viscosity increase rate. 2. The ink jet recording head according to claim 1 , wherein the ink jet recording head is provided corresponding to an ink storage chamber. 上記各外部連通孔の流路抵抗と各インク貯留室のインクの粘度上昇率が相関した関係とされている請求項記載のインクジェット式記録ヘッド。 3. The ink jet recording head according to claim 2 , wherein the flow path resistance of each of the external communication holes is correlated with the rate of increase in the viscosity of the ink in each ink storage chamber. 上記インク貯留室はそれらに貯留されているインクの粘度上昇率が低い側から順に配置され、外部連通孔が粘度上昇率の低いインクが貯留されたインク貯留室の近傍に配置されている請求項1記載のインクジェット式記録ヘッド。The ink storage chambers are arranged in order from the low viscosity increase rate of the ink stored in the ink storage chambers, and the external communication holes are arranged in the vicinity of the ink storage chamber in which ink having a low viscosity increase rate is stored. 1. An ink jet recording head according to 1. 上記流路抵抗は、上記外部連通孔の制御通路の長さによって設定されている請求項1〜4のいずれか一項に記載のインクジェット式記録ヘッド。 5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the flow path resistance is set according to a length of a control path of the external communication hole. 上記外部連通孔の制御通路に制御ピンが挿入されて上記流路抵抗を設定されている請求項に記載のインクジェット式記録ヘッド。An ink jet recording head according to claim 5 in which the control pin in the control path of the external communication hole is set to be inserted the channel resistance.
JP2001320773A 2001-10-18 2001-10-18 Inkjet recording head Expired - Fee Related JP4042380B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001320773A JP4042380B2 (en) 2001-10-18 2001-10-18 Inkjet recording head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001320773A JP4042380B2 (en) 2001-10-18 2001-10-18 Inkjet recording head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003127354A JP2003127354A (en) 2003-05-08
JP4042380B2 true JP4042380B2 (en) 2008-02-06

Family

ID=19138111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001320773A Expired - Fee Related JP4042380B2 (en) 2001-10-18 2001-10-18 Inkjet recording head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4042380B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102909956A (en) * 2011-08-04 2013-02-06 精工爱普生株式会社 Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4826732B2 (en) 2005-10-26 2011-11-30 ブラザー工業株式会社 Droplet ejector
US7712885B2 (en) 2005-10-31 2010-05-11 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Liquid-droplet jetting apparatus
JP5040263B2 (en) * 2005-10-31 2012-10-03 ブラザー工業株式会社 Droplet ejector
JP4770401B2 (en) 2005-11-02 2011-09-14 ブラザー工業株式会社 Droplet ejector
US7766460B2 (en) 2005-11-30 2010-08-03 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Liquid-droplet jetting apparatus
JP2007307774A (en) * 2006-05-17 2007-11-29 Ricoh Co Ltd Liquid ejection head, liquid ejection apparatus, and image forming apparatus
EP2244880B1 (en) * 2008-02-27 2013-07-17 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Printhead assembly having grooves externally exposing printhead die
JP5590302B2 (en) 2010-03-30 2014-09-17 セイコーエプソン株式会社 Liquid ejecting head, liquid ejecting head unit, and liquid ejecting apparatus
JP5464365B2 (en) * 2010-06-21 2014-04-09 セイコーエプソン株式会社 Liquid ejecting head, liquid ejecting head unit, and liquid ejecting apparatus
JP5927761B2 (en) 2011-02-04 2016-06-01 セイコーエプソン株式会社 Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and method of manufacturing liquid ejecting head

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102909956A (en) * 2011-08-04 2013-02-06 精工爱普生株式会社 Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
CN102909956B (en) * 2011-08-04 2016-03-02 精工爱普生株式会社 Jet head liquid and liquid injection apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003127354A (en) 2003-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7984982B2 (en) Liquid jet head
JP5825475B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JP4042380B2 (en) Inkjet recording head
JP3386108B2 (en) Ink jet recording head
JP2756023B2 (en) Inkjet head
US5946015A (en) Method and apparatus for air removal from ink jet printheads
JP3262075B2 (en) Inkjet recording head
JPH07246701A (en) Inkjet head
JP2006256006A (en) Liquid jet head
JP3102324B2 (en) INK JET PRINT HEAD, INK JET PRINTER, AND INK JET PRINT HEAD MAINTENANCE METHOD
JP3552024B2 (en) Ink jet recording head
US7604337B2 (en) Inkjet head and inkjet recording device
CN101835615B (en) Bubbler
JP3945097B2 (en) Inkjet recording head
JP2008221825A (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JP4285453B2 (en) Liquid jet head
JPH024429B2 (en)
JP2002103608A (en) Ink jet recording head
KR100503080B1 (en) Ink cartridge
CN101312831B (en) ink cartridges for printers
US20070008389A1 (en) Fluid container having air passageway
JP2020090014A (en) Inkjet recording head, inkjet recording device, and manufacturing method of inkjet recording head
JPS59232873A (en) inkjet recording head
JP2004122394A (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JPS59218865A (en) Ink jet recording apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041012

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061020

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061031

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061225

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070131

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070216

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20070402

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070731

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070824

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20071004

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071023

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071105

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111122

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees