JP2001018390A - インクジェット噴射ヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents
インクジェット噴射ヘッド及びインクジェット記録装置Info
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Abstract
射ヘッドにおいて、ノズル面を記録媒体との接触・衝突
や異物等の付着から確実に保護するとともに、マスク板
(ノズル保護プレート)やノズル面にインク液滴が溜ま
ることを防止すること。 【解決手段】 布帛面に対して、走査させながらノズル
21からインクを噴射して印写画像を形成するインクジ
ェット噴射ヘッド2であって、複数のノズル21を有す
るノズル面から一定の間隔を保って支持されたノズル保
護プレート1にインクの吐出通路となる開口部11を形
成したインクジェット噴射ヘッド。 【効果】ノズル配列に関わりなく、また記録媒体の種類
によらず異物の付着や記録媒体との接触・衝突からノズ
ル面を確実に保護でき、不要な液滴が効率よく排除で
き、その結果、吐出安定性が向上でき、結果的に印写画
像品位が向上する。
Description
録装置に関し、更に詳しくは、インク液滴を布帛等の記
録媒体に対し噴射させ印写画像の形成を行うためのイン
クジェット噴射ヘッドに関する。
クジェット記録方式がある。この記録方式は軽量且つ小
型化が可能で、また騒音が少ないことなどから、その印
写記録の記録媒体についても広範囲のものが対象となっ
ている。特にインクジェット記録方式を布帛の染色に適
用したインクジェット捺染は、従来の繊維の捺染加工で
はなし得ない繊細で多色な柄を、記録媒体上に明確に現
出することが可能であり、また、製版等の工程負荷を大
きく削減できる点から極めて有用である。このようなこ
とで、インクジェット捺染は、多品種・少ロット生産に
も対応できる高品質な捺染技術として今日、注目されて
いる。
は、記録媒体である布帛面に対してノズルを備えたイン
クジェット噴射ヘッドを、布帛の巻き取り方向(移送方
向)と垂直に走査させて印写画像を形成するものが、一
般的に採用されている。現時点において重要な課題は、
高生産及び高品質の要請の折り、インクジェット噴射ヘ
ッドからのインクを的確に布帛面に到達させ且つ印写画
像品位の向上を図ることである。そのためには、インク
液滴を連続して常に安定した状態で吐出できるための吐
出安定性を向上させることが極めて重要である。
吐出されるインク液滴の飛翔方向にズレが生じたり、イ
ンクが吐出不良になることによって、記録媒体面に未印
刷部分が発生し、プリントされる印写画像品位を著しく
低下させる問題がある。このような欠陥の発生要因の一
つとして、記録媒体上に存在する埃・塵・ゴミ等の異物
がノズル部やその周辺部への付着する問題点がある。ま
た、皺や浮きが発生した状態の記録媒体とノズル部との
接触・衝突によって、ノズル部やその周辺部の破損が生
じることが挙げられる。その対策として、例えば特開平
5−330041号に示されるように、インクの吐出口
が形成されているヘッド基板ノズル面を、ヘッド基板を
囲うマスク板の表面より5μm〜500μm窪ませる方
法が提案されている。これにより記録媒体との接触やワ
イピンク後の紙粉・異物等の再付着からノズル及びその
周辺部を保護することが一応可能となった。
マスク板を備えたものは、インクが飛翔する際に生ずる
インクミストやノズルから漏洩するインクがノズル面に
溜まり易いという問題がある。そして、異物の付着を避
けるために窪みを大きくした場合、この問題は更に大き
な問題となる。また、布帛の場合、毛羽などを取り除き
ノズル詰りを防止する為に行なわれるノズル面の洗浄と
いう手段は、溶液を使用するためにマスク板やノズル面
に不要液滴を生じやすいという問題がある。そして、付
着した液滴が溜まると、インクの飛翔通路を妨害した
り、不用意に溜まった液滴が塊となって布帛面に到達
し、大きく印写画像品位を低下させる問題がある。すな
わち、ノズルを保護するために設けたマスク板が、却っ
てインクジェット噴射ヘッドの欠点として作用すること
になる。
にインクが付着することは避けられないものの、一旦、
マスク板やノズル面に付着したインクにおいては、それ
が溜まる前に、スムーズにマスク板やノズル面から離脱
してやることが必要である。しかしながら、上記の方法
では異物の付着を防止する効果はあるものの、マスクや
ノズル面にインクが付着することや液滴の溜まりを防止
することまではできない。本発明は、このような技術的
問題点を背景になされたものである。
ト記録方式のインクジェット噴射ヘッドにおいて、ノズ
ル面を記録媒体との接触・衝突や異物等の付着から確実
に保護するとともに、マスク板(ノズル保護プレート)
やノズル面にインク液滴が溜まることを防止することで
ある。結果的に、ノズルからのインクのスムーズな飛翔
を保証して、吐出安定性を上げ、結果的に印写画像品位
の向上を図ることである。
噴射ヘッドは、(1)、布帛面に対して、走査させなが
らノズルからインクを噴射して印写画像を形成するイン
クジェット噴射ヘッドであって、複数のノズルを有する
ノズル面から一定の間隔を保って支持されたノズル保護
プレートにインクの吐出通路となる開口部を形成したイ
ンクジェット噴射ヘッドに存する。
せながらノズルからインクを噴射して印写画像を形成す
るインクジェット噴射ヘッドであって、複数のノズルを
有するノズル面から一定の間隔を保って支持されたノズ
ル保護プレートに副走査方向に沿ってインクの吐出通路
となるスリットを形成したインクジェット噴射ヘッドに
存する。
列設されている上記(2)のインクジェット噴射ヘッド
に存する。
に延長するようにスリットを形成した上記(2)又は
(3)のインクジェット噴射ヘッドに存する。
向の幅が0.4mm〜1.5mmである上記(2)〜
(4)のいずれか1のインクジェット噴射ヘッドに存す
る。
とノズル面との間隔が、0.4mm〜2.5mmである
こと上記(1)〜(5)のいずれか1のインクジェット
噴射ヘッドに存する。
の副走査方向の上下端面が一方向もしくは複数方向に傾
斜している上記(1)〜(6)のいずれか1のインクジ
ェット噴射ヘッドに存する。
が親水化処理されている上記(1)〜(7)のいずれか
1のインクジェット噴射ヘッドに存する。
査させながらノズルからインクを噴射して印写画像を形
成するインクジェット噴射ヘッドであって、ノズル表面
から0.4mm〜2.5mmの間隔を保って支持された
ノズル保護プレートを有し、該ノズル保護プレートに副
走査方向に沿ってインクの吐出通路となる複数のスリッ
トを列設し、該スリットの幅は0.4mm〜1.5mm
とし、スリットは、ノズル領域より下方に延長するよう
に形成し、ノズル保護プレート上下端面を1方向または
2方向に傾斜するように形成したインクジェット噴射ヘ
ッドに存する。
(9)のいずれか1のインクジェット噴射ヘッドを備え
たことを特徴とするインクジェット記録装置に存する。
本発明は、その目的に沿う範囲においては、上記(3)
〜(8)から選ばれた2つ以上の組み合わせを採用する
構成も当然可能である。
は、記録媒体である布帛面に対して、ノズルを備えたイ
ンクジェット噴射ヘッドを布帛の巻き上げ方向(移送方
向)に対して、垂直方向(図2の矢印X方向)に走査さ
せながらインクを噴射し、その後、布帛の巻き上げを行
い、再度、布帛の巻き上げ方向とは垂直方向に走査させ
ながらインクを噴射し、以後、これを繰り返して、布帛
面に印写画像を記録していく方式である。
れを走査するための図示しない駆動装置と、インクを噴
射させるノズルの制御を行う図示しない制御装置とによ
り、インクジェット記録装置が構成されている。なお、
以下、布帛の巻き上げ方向を「副走査方向」、布帛の巻
き上げ方向と垂直方向を「主走査方向」と呼ぶ。
いて簡単に説明すると、図3に示すように、インクジェ
ット噴射ヘッド2には圧力室22とインクジェットノズ
ル(オリフィスともいう)21とがあり、また圧力室を
構成する隔壁の一部に圧電素子23が配設されている。
圧力室22には図示しないインク供給部がつながってお
り、適宜、また図示しないインク貯蔵部からそのインク
供給部を通してインクが補給される。そして圧電素子2
3にパルス電圧が加わることにより、圧力室22に充填
されているインクがノズル21を介して前方に吐出され
るのである。
このようなノズル21が複数個並んで群となり配設され
ている。また、そのノズル群Nも、複数個、列となって
並んで配設されることも可能である。本発明のインクジ
ェット噴射ヘッド2は、主として、上記のようなインク
ジェット噴射ヘッド2に、ノズル保護プレート1を備え
るものである。
は、ノズル面24から一定の間隔L(図3参照)をおい
て支持するためのベース片1Aを備える。このベース片
1Aは、ノズル保護プレート1と一体化したものでもよ
いが、間隔Lを変更して汎用的に使用するために、ノズ
ル保護プレート1に固着手段(例えばビス、ネジ、リベ
ット等)で固着したり、接着剤で貼り付けたりすること
も可能である。
レート1を、固定する方法についても同様に、固着手段
(例えばビス、ネジ、リベット等)を使ってヘッド表面
に取り付けたり、接着剤により貼り付けることも可能で
ある。ノズル保護プレート1は、金属板材でも合成樹脂
板材でもよく、ベース片1Aと一体に成形することも可
能である。さて、ノズル保護プレート1には、ノズル2
1からの吐出インクの吐出通路(飛翔経路)となる開口
部が形成されている。この開口部は、副走査方向に沿っ
た複数のスリット11として形成される。
ノズル21に対応するように、7つのスリット11が列
設されているノズル保護プレート1を示す。ノズル21
から吐出されたインクは、このスリットを通じて飛翔し
布帛面に到達する。
隔〕ところで、毛羽のような毛足の長いものを有する記
録媒体に対し印写画像形成を行う場合に、ノズル面24
とノズル保護プレート1との間隔(図3でいう間隔L)
をできるだけ拡大することが、該ノズル面への異物の付
着を防止する上で有効である。しかし、間隔を開け過ぎ
ると、それに応じて、ノズル面24と布帛面との間隙を
大きくしなければならないため、インク液滴の飛翔の振
れが生じてシャープな印写画像が現出できない。また、
間隔Lを短くし過ぎると、ノズル保護プレート1とノズ
ル面24との間隙に液滴が保持され停滞する現象が生じ
る。
て実験(実験1)を行った。すなわち、ノズル保護プレ
ート1とノズル面24との間隙Lを順次変えながら、ノ
ズルに対して洗浄液を吹きつけるいわゆる洗浄を行い、
ノズル保護プレート1とノズル面24の間隙にある不要
液滴の落下状態を観察した。なお、ノズル保護プレート
の厚み0.3mm、副走査方向下端部の傾斜角12°と
した。また、ノズル保護プレート1とノズル面24との
間隔Lを順次変えながら、ノズル保護プレートを布帛面
に対して1.5mmの間隔になるように配置し、一定長
さを印写して、印写後の布帛面の印写画像品位を観察し
た。
なる4色の分散染料インク 記録装置;シリアル走査型インクジェット染色機 記録媒体;ポリエステル平織布帛 その実験結果を表1に示す。
ズル面24との間隙Lは、0.4mm〜2.5mmの範
囲が好ましく、0.6mm〜1.5mmの範囲が更に好
ましいことが分かった。
レート1に開けられたスリット11の幅Wが狭過ぎる
と、ノズルの洗浄実施後に液滴の膜(いわゆる「液
膜」)が形成されて滞り易くなる。一方、スリット11
の幅Wが広過ぎると、液膜はできにくくなるものの、ノ
ズル面24に異物(例えば毛羽等)が付着し易くなる。
そのため、ノズル保護プレート1に形成されている各ス
リット11の主走査方向における幅Wは、ノズル面24
への異物付着を防止し、スリット11に液膜が形成され
ない様な幅に設定するのが好ましい。
て実験(実験2)を行った。すなわち、ノズル保護プレ
ート1に形成されているスリット11の幅Wを順次変え
た場合において、実験1と同様にノズルに対する洗浄を
行い、スリット11の液膜形成状態を観察した。なお、
ノズル保護プレートの厚み0.3mm、ノズル保護プレ
ート1とノズル面24との間隔Lは0.6mmとした。
また、ノズル保護プレート1に形成されているスリット
11の幅Wを順次変えた場合において、ノズル保護プレ
ート1を布帛面に対して1.5mmの間隔、ノズル保護
プレート1とノズル面24との間隔Lを0.6mmの間
隔にて走査し、一定長さを印写して、ノズル面への毛羽
付着状態を観察した。
なる4色の反応染料インク 記録装置;シリアル走査型インクジェット染色機 記録媒体;ナイロン立毛布帛 その実験結果を表2に示す。
mm〜1.5mmの範囲が好ましく、0.6mm〜1.
0mmの範囲が更に好ましいことが分かった。
図4のノズル保護プレート1は、その上端12(すなわ
ち副走査方向でいう上端)が右傾斜に形成され、下端1
3(すなわち副走査方向でいう下端)が、山形状に形成
されているものである。この場合、上端の傾斜部や下端
の山形部の終端は、ベース片1Aに連結されるような構
造になっている。そのため、ノズル保護プレート1に付
着した液滴は、ベース片に効率良く案内されて流れる。
である。ノズル保護プレート1に付着した液滴は、上端
においては、右方向に流れて移動し、スリット領域に付
着した液滴は、先ず下方に流れ、その後、下端の山形状
に沿って左右に分かれて流れる。もちろん、これらの液
滴の移動は、図6に示すように、ノズル保護プレート1
の表側又は裏側の両面を伝わって行われる。
端13でベース片1Aに向かって移動し、その後、ベー
ス片1Aを伝って下方に流れ、最終的にノズル保護プレ
ート1から離脱される。本発明においては、ノズル保護
プレート1の液滴の流れを有効に助けるため、図4以外
の図7に示すような、上端12又は下端13の形状を有
するものが採用される。
模式的に示した。 (A)上端が右下がり傾斜で、且つ下端が右下がり傾斜
である。 (B)上端が左下がり傾斜で、且つ下端が右下がり傾斜
である。 (C)上端が傾斜がなく平行で、且つ下端が右下がり傾
斜である。 (D)上端が右下がり傾斜で、且つ下端がやや不等辺な
山形状である。 (E)上端が等辺の山形状で、且つ下端も等辺の山形状
である。 (F)上端が傾斜がなく平行で、且つ下端が等辺の山形
状である。
成することにより、図示(矢印)の如く、液滴の流れが
促されることになる。このように、ノズル保護プレート
1の上端12又は下端13(すなわち副走査方向でいう
上端又は下端)が、一方向に傾斜する〔主走査方向に対
する角度α(5°〜45°)が好ましい〕ように形成さ
れたり、上端面又は下端面が山形状に傾斜する〔主走査
方向に対する角度α(5°〜45°)が好ましい〕よう
形成されたりすることで、上端12又は下端13に集結
した液滴は、その傾斜によりベース片1Aへ誘導され
て、最後には、ノズル保護プレート1より離脱し、 ノ
ズル噴射ヘッド面を伝って他所へ落下することになる。
置するノズル保護プレート1とノズル面の間に、インク
液滴が溜まるということが、殆どなくなり、また、ノズ
ル領域以外に保持されている残留液滴についても印刷実
施中に飛び散ったりして、記録媒体を汚すことが防止さ
れる。これらの構造は、ノズル21から吐出するインク
に対してのみではなく、先述したように、洗浄する際の
洗浄液等によるノズルの洗浄実施後に、ノズル保護プレ
ート1に付着する残留液滴に対しても同様のことがいえ
るため、洗浄効果を十分、発揮できる。
口部(スリット11)は、ノズル領域Z(ノズル群Nが
位置している領域)より下方に延長するように形成する
ことが好ましい。例えば、図4の例においても、また図
8の例においても、ノズル群Nが位置している領域(す
なわちノズル領域Z)に対応する以外の部分に下方に延
長して開口部(スリット11)が形成されている。この
ように構成することで、一時的に開口部(スリット1
1)のノズル領域Zに液膜が形成されたとしても、自重
により下方へ移動しノズル領域Zとは異なった部分に液
膜ができる。また、この液膜のインク液滴も振動等によ
りやがてノズル保護プレート1から離脱することにな
る。
のインクジェット噴射ヘッド2のノズル保護プレート1
においては、その表面に親水化処理を施すことが好まし
い。親水化処理の方法としては、SiO2,ZrO2,
TiO2,Al2O3等の酸化膜やCr,Ni等の金属
膜をスパッタリング、真空蒸着、メッキ処理などにより
形成する方法、界面活性剤等の親水基を有する化合物
や、親水基および疎水基を持つ染料を吸着させる方法が
挙げられる。これらの方法は、ノズル保護プレート1が
金属でも、高分子でも、材質に関係なく、行われる。そ
の他、ノズル保護プレート1そのものを親水性を示す金
属などで構成する方法、金属表面を研磨粒子を用い粗面
化する物理的加工方法、ノズル保護プレート1が高分子
材料の場合、プラズマ処理、コロナ放電処理、紫外線処
理等の表面改質処理方法、などがある。
ト表面の液滴の表面張力が低下し、玉状になることを防
止することができる。その液滴がノズル保護プレート1
の上端12又は下端13に導かれれば、あとは上記同
様、その上端12又は下端13の傾斜によりベース片1
Aを伝ってノズル保護プレート1から離脱していくこと
になる。
が、本発明は、その目的に沿う限り、種々の変形例が可
能である。例えば、ノズル保護プレート1の開口部11
の形状は、主走査方向に沿ってやや傾斜して形成される
ことも当然可能であり、ノズル群Nの配置の仕方も適宜
選択できる。具体的には、図9に示す如く、5つのノズ
ル21を有するノズル群Nが3群になって、3つの列設
された各スリット11に対応するように位置させること
が可能である。
のノズル21を有するノズル群Nが2群になって、2つ
の列設された各スリット11(ここでのスリットは、主
走査方向に対して傾斜している)に対応するように位置
させることが可能である。また、図11に示す如く、4
つのノズル21を有するノズル群Nが3群になって、4
つの列設された各スリット11(ここでのスリットも、
主走査方向に対して傾斜している)を跨ぐように位置さ
せることが可能である。このように、ノズル保護プレー
ト1の開口部のスリット11を、任意に、列設すること
により、ノズル群の配設の自由度が増す利点がある。
なく、また記録媒体の種類によらず異物の付着や記録媒
体との接触・衝突からノズル面を確実に保護できる。ま
た、ノズル面の保護効果がある上、不要な液滴が効率よ
く排除できる。その結果、吐出安定性が向上でき、結果
的に印写画像品位が向上する。
観図である。
インクジェット噴射ヘッドを示す。
インクジェット噴射ヘッドの断面を示す図である。
す。
流れ方向を示す正面図である。
流れ方向を示す一部断面図である。
び下端の形状を示す図である。
ト)の延長長さを説明する図である。
関係を示す図である。
位置関係を示す図である。
位置関係を示す図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 布帛面に対して、走査させながらノズル
からインクを噴射して印写画像を形成するインクジェッ
ト噴射ヘッドであって、複数のノズルを有するノズル面
から一定の間隔を保って支持されたノズル保護プレート
にインクの吐出通路となる開口部を形成したことを特徴
とするインクジェット噴射ヘッド。 - 【請求項2】 布帛面に対して、走査させながらノズル
からインクを噴射して印写画像を形成するインクジェッ
ト噴射ヘッドであって、複数のノズルを有するノズル面
から一定の間隔を保って支持されたノズル保護プレート
に副走査方向に沿ってインクの吐出通路となるスリット
を形成したことを特徴とするインクジェット噴射ヘッ
ド。 - 【請求項3】 スリットが複数個、列設されていること
を特徴とする請求項2記載のインクジェット噴射ヘッ
ド。 - 【請求項4】 ノズル領域より下方に延長するようにス
リットを形成したことを特徴とする請求項2又は3記載
のインクジェット噴射ヘッド。 - 【請求項5】 スリットの主走査方向の幅が0.4mm
〜1.5mmであることを特徴とする請求項2〜4のい
ずれか1項記載のインクジェット噴射ヘッド。 - 【請求項6】 ノズル保護プレートとノズル面との間隔
が、0.4mm〜2.5mmであることを特徴とする請
求項1〜5のいずれか1項記載のインクジェット噴射ヘ
ッド。 - 【請求項7】 ノズル保護プレートの副走査方向の上下
端面が一方向もしくは複数方向に傾斜していることを特
徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載のインクジェ
ット噴射ヘッド。 - 【請求項8】 ノズル保護プレートが親水化処理されて
いることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載
のインクジェット噴射ヘッド。 - 【請求項9】 布帛面に対して、走査させながらノズル
からインクを噴射して印写画像を形成するインクジェッ
ト噴射ヘッドであって、ノズル表面から0.4mm〜
2.5mmの間隔を保って支持されたノズル保護プレー
トを有し、該ノズル保護プレートに副走査方向に沿って
インクの吐出通路となる複数のスリットを列設し、該ス
リットの幅は0.4mm〜1.5mmとし、スリット
は、ノズル領域より下方に延長するように形成し、ノズ
ル保護プレート上下端面を1方向または2方向に傾斜す
るように形成したことを特徴とするインクジェット噴射
ヘッド。 - 【請求項10】 上記請求項1〜9のいずれか1項記載
のインクジェット噴射ヘッドを備えたことを特徴とする
インクジェット記録装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22437599A JP4199881B2 (ja) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | インクジェット噴射ヘッド及びインクジェット記録装置 |
US09/606,447 US6347859B1 (en) | 1999-07-02 | 2000-06-29 | Injet print head and injet recorder |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP22437599A JP4199881B2 (ja) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | インクジェット噴射ヘッド及びインクジェット記録装置 |
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JP4199881B2 JP4199881B2 (ja) | 2008-12-24 |
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JP22437599A Expired - Fee Related JP4199881B2 (ja) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | インクジェット噴射ヘッド及びインクジェット記録装置 |
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