JP2002127424A - 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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JP2002127424A
JP2002127424A JP2000331538A JP2000331538A JP2002127424A JP 2002127424 A JP2002127424 A JP 2002127424A JP 2000331538 A JP2000331538 A JP 2000331538A JP 2000331538 A JP2000331538 A JP 2000331538A JP 2002127424 A JP2002127424 A JP 2002127424A
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JP
Japan
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ink
nozzle member
jet head
recording paper
ink ejection
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000331538A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Michihiro
利昭 道廣
Yukihiro Takeguchi
幸宏 竹口
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】インク滴を記録紙の所定位置に正確に着弾させ
て、所望する画像を記録することが可能な、高性能のイ
ンクジェットヘッドを提供する。 【解決手段】複数個の発熱抵抗体2が配列されている基
板1上に、前記発熱抵抗体2に対応した複数個のインク
吐出孔6を有するノズル部材5を、間に所定の間隔をあ
けて配設するとともに、前記基板1−ノズル部材5間の
間隙にインク7を充填してなり、記録紙Mを前記ノズル
部材5の外表面に沿って搬送しながら、前記発熱抵抗体
2をジュール発熱させてインク7中に気泡Aを発生させ
るとともに、該発生した気泡Aによる圧力でもって前記
インク吐出孔6よりインク滴を吐出させることにより記
録紙Mに画像を記録するインクジェットヘッドにおい
て、前記ノズル部材5の外表面で、且つ各インク吐出孔
6に対して記録紙Mの搬送方向上流側に、インク吐出孔
6に近接させて突起8を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録紙にインク滴
を所定パターンに付着させて画像を記録するインクジェ
ットヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、記録紙に画像を記録するため
の記録デバイスとしてインクジェットヘッドが用いられ
ている。
【0003】このようなインクジェットヘッドの記録方
式には、インク滴を記録紙に向けて吐出させるのに発熱
抵抗体の発する熱エネルギーを利用するものや圧電素子
の変形を利用するもの、更には電磁波の照射に伴って発
生する熱を利用するもの等があり、これらの中でも発熱
抵抗体の熱エネルギーを利用するサーマルジェットタイ
プのものは、発熱抵抗体のパターン形成が容易である上
に、小さな面積の発熱抵抗体であっても比較的大きな熱
エネルギーを発生させることができることから、高密度
記録への対応に適したものとして注目されている。
【0004】かかるサーマルジェットタイプのインクジ
ェットヘッドとしては、例えば図3に示す如く、複数個
の発熱抵抗体12が配列されている基板11上に、前記
発熱抵抗体12に対応した複数個のインク吐出孔16を
有するノズル部材15を、間に所定の間隔を空けて配設
するとともに、前記基板11−ノズル部材15間の間隙
にインク17を充填した構造のものが知られており、記
録紙Mを前記ノズル部材15の外表面より約1mmだけ
離れた位置をこの外表面に沿って5inch/sec〜
9inch/secの速度で搬送しながら、複数個の発
熱抵抗体12を画像データに基づいて個々に選択的にジ
ュール発熱させ、インク17中に気泡Aを発生させると
ともに、該発生した気泡Aによる圧力でもってインク滴
をノズル部材15のインク吐出孔16より外部に吐出さ
せ、これを記録紙Mに付着させることによって所定の画
像が記録される。
【0005】尚、前記ノズル部材15は、例えばポリイ
ミド樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂材料から成り、その外
表面を平坦に成したものが一般的であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のインクジェットヘッドにおいては、記録動作に
際して記録紙Mをノズル部材15の外表面に沿って搬送
すると、ノズル部材15と記録紙Mとの間に出来る狭い
空間で強い隙間風が発生し、インク吐出孔15より吐出
されるインク滴の向きが隙間風の風下に大きく傾いてし
まう。このため、記録紙Mに対するインク滴の着弾位置
にズレを生じ、所望する画像が得られなくなる欠点を有
していた。
【0007】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は、インク滴を記録紙の所定位置に正確に
着弾させて、所望する画像を記録することが可能な、高
性能のインクジェットヘッドを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、複数個の発熱抵抗体が配列されている基板上
に、前記発熱抵抗体に対応した複数個のインク吐出孔を
有するノズル部材を、間に所定の間隔をあけて配設する
とともに、前記基板−ノズル部材間の間隙にインクを充
填してなり、記録紙を前記ノズル部材の外表面に沿って
搬送しながら、前記発熱抵抗体をジュール発熱させてイ
ンク中に気泡を発生させるとともに、該発生した気泡に
よる圧力でもって前記インク吐出孔よりインク滴を吐出
させることにより記録紙に画像を記録するインクジェッ
トヘッドにおいて、前記ノズル部材の外表面で、且つ各
インク吐出孔に対して記録紙の搬送方向上流側に、イン
ク吐出孔に近接させて突起を形成したことを特徴とする
ものである。
【0009】また、本発明のインクジェットヘッドは、
前記突起と前記インク吐出孔との間の距離が30μm以
内に設定されていることを特徴とするものである。
【0010】更に、本発明のインクジェットヘッドは、
前記突起の先端部が曲率半径20μm〜180μmの曲
面状になしてあることを特徴とするものである。
【0011】また更に、本発明のインクジェットヘッド
は、前記突起の高さが25μm〜500μmに設定され
ていることを特徴とするものである。
【0012】本発明のインクジェットヘッドによれば、
インク吐出孔を有するノズル部材の外表面で、且つ各イ
ンク吐出孔に対して記録紙の搬送方向上流側に、インク
吐出孔に近接させて突起を形成したことから、この突起
に風が当たると、突起を迂回する気流によって突起の下
流側に渦巻きが発生するようになっている。このため、
記録紙の搬送に伴いノズル部材と記録紙との狭い空間に
強い隙間風が吹き込んでも、上述した渦巻き状の気流が
記録紙の搬送に伴って発生する空気の流れを一部相殺
し、インク吐出孔上を通る隙間風を有効に弱めることが
でき、これによりノズル部材のインク吐出孔より吐出さ
れるインク滴を記録紙の所定位置に正確に着弾させて、
所望する画像を記録することが可能となる。
【0013】また、本発明のインクジェットヘッドによ
れば、前記突起の先端部を曲率半径20μm〜180μ
mの曲面状になすことにより、記録動作時、記録紙が上
下にバタついて突起の先端部に接触しても、記録紙が突
起によって著しく損傷することはなく、印画品質を高く
維持することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。
【0015】図1は本発明の一形態に係るインクジェッ
トヘッドの構成を示す概略図、図2は図1のインクジェ
ットヘッドに用いられるノズル部材の平面図であり、1
は基板、2は発熱抵抗体、5はノズル部材、7はイン
ク、8は突起である。
【0016】前記基板1は、アルミナセラミックス等の
電気絶縁性材料により矩形状に形成されており、その上
面には前記発熱抵抗体2、前記ノズル部材5等が取着さ
れ、これらを支持する支持母材として機能する。
【0017】尚、前記基板1は、例えばアルミナセラミ
ックスからなる場合、アルミナ、シリカ、マグネシア等
のセラミックス原料粉末に適当な有機溶媒、溶剤を添加
・混合して泥漿状に成すとともに、これを従来周知のド
クターブレード法やカレンダーロール法等を採用するこ
とによってセラミックグリーンシートを得、しかる後、
これを所定形状に打ち抜いた上、高温で焼成することに
よって製作される。
【0018】また、前記基板1上には、複数個の発熱抵
抗体2が配設されている。
【0019】前記発熱抵抗体2は、例えば600dpi
(dot per inch)の密度で主走査方向にわたり直線状に
配列されており、その各々がTa−SiO2等の電気抵
抗材料により形成されているため、その両端に接続され
る電極3等を介して電源電力が印加されるとジュール発
熱を起こし、インク7中に気泡Aを発生させるのに必要
な所定の温度となる。
【0020】尚、前記発熱抵抗体2は従来周知の薄膜形
成技術、具体的には、スパッタリング、フォトリソグラ
フィー技術及びエッチング技術等を採用し、前述の電気
抵抗材料を所定パターンに被着させることにより形成さ
れる。
【0021】更に、前記発熱抵抗体2等の上面には保護
膜4が被着され、この保護膜4によって発熱抵抗体2や
電極3が被覆される。
【0022】前記保護膜4は、窒化珪素等の緻密な無機
質材料によって形成されており、発熱抵抗体2や電極3
をインク7中に含まれている水分等の接触による腐食等
から保護する作用を為す。
【0023】また更に、前記基板1上には、複数個のイ
ンク吐出孔6を有するノズル部材5が、基板1との間に
例えば10μm〜100μmの間隔をあけて基板1と略
平行に配設される。
【0024】前記ノズル部材5は、その厚み方向に前記
発熱抵抗体2と1対1に対応する複数個のインク吐出孔
6を有しており、このインク吐出孔6が発熱抵抗体2上
に位置するようにして基板1に取着される。
【0025】また、前記ノズル部材5の外表面には、各
インク吐出孔6に対して記録紙Mの搬送方向上流側に、
複数個の突起8がノズル部材5と一体的に設けられてい
る。
【0026】前記複数個の突起8は、その各々が、対応
するインク吐出孔6より30μm以内の位置にインク吐
出孔6と近接して配置されており、例えば高さ25μm
〜500μmの略円錐状を成し、先端部が曲率半径20
μm〜180μmの曲面状をなすように所定の丸みが付
けてある。
【0027】この突起8は、記録動作に際し記録紙Mを
ノズル部材5の外表面に沿って搬送するとき、ノズル部
材5−記録紙M間に吹き込む隙間風の一部を利用して図
2に示す如き渦巻き状の気流を発生させる作用を為す。
【0028】前記ノズル部材5は、例えばポリイミド樹
脂から成る場合、まず、基板上面に従来周知の無電界メ
ッキ法等によってインク流路に対応した金属パターンを
形成し、次にこれをポリイミド樹脂で被覆して、その厚
み方向に従来周知のレーザー加工によってインク吐出孔
6を穿設し、しかる後、得られたインク吐出孔6よりエ
ッチング液を内部に導入して内部の金属パターンを溶融
・除去し、ポリイミド樹脂の内側に空洞を形成すること
によって製作され、同時に基板1に対して取着される。
尚、前記突起8は、ポリイミド樹脂を前述のようにして
形成する際にノズル部材5の外表面に同時に形成され
る。
【0029】そして、前記基板1−ノズル部材5間の間
隙にはインク7が充填される。
【0030】前記インク7としては、例えば顔料タイプ
の水性インクや染料タイプの水性インク等が使用され、
図示しないインクタンクより基板1−ノズル部材5間に
供給される。
【0031】かくして上述したインクジェットヘッド
は、記録紙Mを前記ノズル部材5の外表面より0.8m
m〜1.2mmだけ離れた位置をノズル部材5の外表面
に沿って搬送しながら、前記発熱抵抗体2を画像データ
に基づいて個々に選択的に発熱させ、この熱エネルギー
によってインク7中に気泡Aを発生させるとともに、該
発生した気泡Aによる圧力でもってインク7の一部をノ
ズル部材5のインク吐出孔6より外部に吐出させ、これ
を記録紙Mに付着させることによって所定の画像が記録
される。
【0032】以上のような本形態のインクジェットヘッ
ドにおいては、インク吐出孔6を有するノズル部材5の
外表面で、且つ各インク吐出孔6に対して記録紙Mの搬
送方向上流側に、インク吐出孔6に近接させて突起8を
形成したことから、この突起8に風が当たると、突起8
を迂回する気流によって突起8の下流側に渦巻きが発生
するようになっている。このため、記録紙Mの搬送に伴
いノズル部材5と記録紙Mとの狭い空間に強い隙間風が
吹き込んでも、上述した渦巻き状の気流が記録紙Mの搬
送に伴って発生する空気の流れを一部相殺し、インク吐
出孔6上を通る隙間風を有効に弱めることができ、これ
によりノズル部材5のインク吐出孔6より吐出されるイ
ンク滴を記録紙Mの所定位置に正確に着弾させて、所望
する画像を記録することが可能となる。
【0033】また、本形態においては、前記突起8の先
端部を曲率半径20μm〜180μmの曲面状になすこ
とにより、記録動作時、記録紙Mが上下にバタついて突
起8の先端部に接触しても、記録紙Mが突起8によって
著しく損傷することはなく、印画品質を高く維持するこ
とができる。
【0034】尚、本発明は上述の形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
の変更、改良等が可能である。
【0035】例えば、上述の形態においては、突起8を
略円錐状を成すように形成したが、これに代えて、突起
を略円柱状、略多角柱状、或いは、略多角錐状を成すよ
うに形成しても構わない。
【0036】また、上述の形態においては、前記突起8
を各インク吐出孔6の近傍に1個ずつ形成するようにし
たが、これに代えて、該インク吐出孔6の近傍に突起8
を複数個ずつ形成するようにしても良いし、或いは、イ
ンク吐出孔6よりも記録紙Mの搬送方向上流側の領域
に、例えば25個/mm2〜1000個/mm2の密度で
微小突起を多数形成するようにしても良い。
【0037】更に、上述の形態においては、前記突起8
をインク吐出孔6に対して記録紙Mの搬送方向上流側に
のみ設けるようにしたが、これに代えて、突起を前記イ
ンク吐出孔6に対して記録紙Mの搬送方向上流側と下流
側の両側に設けるようにしても構わない。
【0038】また更に、上述の形態においては、前記ノ
ズル部材5を前記突起8と同一材料で形成するようにし
たが、これに代えて、前記ノズル部材5と突起8とを異
なる材料で形成するようにしても良い。
【0039】
【発明の効果】本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、インク吐出孔を有するノズル部材の外表面で、且つ
各インク吐出孔に対して記録紙の搬送方向上流側に、イ
ンク吐出孔に近接させて突起を形成したことから、この
突起に風が当たると、突起を迂回する気流によって突起
の下流側に渦巻きが発生するようになっている。このた
め、記録紙の搬送に伴いノズル部材と記録紙との狭い空
間に強い隙間風が吹き込んでも、上述した渦巻き状の気
流が記録紙の搬送に伴って発生する空気の流れを一部相
殺し、インク吐出孔上を通る隙間風を有効に弱めること
ができ、これによりノズル部材のインク吐出孔より吐出
されるインク滴を記録紙の所定位置に正確に着弾させ
て、所望する画像を記録することが可能となる。
【0040】また、本発明のインクジェットヘッドによ
れば、前記突起の先端部を曲率半径20μm〜180μ
mの曲面状になすことにより、記録動作時、記録紙が上
下にバタついて突起の先端部に接触しても、記録紙が突
起によって著しく損傷することはなく、印画品質を高く
維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一形態に係るインクジェットヘッドの
構成を示す概略図である。
【図2】図1のインクジェットヘッドに用いられるノズ
ル部材の平面図である。
【図3】従来のインクジェットヘッドの構成を示す概略
図である。
【符号の説明】
1・・・基板、2・・・発熱抵抗体、5・・・ノズル部
材、6・・・インク吐出孔、7・・・インク、8・・・
突起

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数個の発熱抵抗体が配列されている基板
    上に、前記発熱抵抗体に対応した複数個のインク吐出孔
    を有するノズル部材を、間に所定の間隔をあけて配設す
    るとともに、前記基板−ノズル部材間の間隙にインクを
    充填してなり、記録紙を前記ノズル部材の外表面に沿っ
    て搬送しながら、前記発熱抵抗体をジュール発熱させて
    インク中に気泡を発生させるとともに、該発生した気泡
    による圧力でもって前記インク吐出孔よりインク滴を吐
    出させることにより記録紙に画像を記録するインクジェ
    ットヘッドにおいて、 前記ノズル部材の外表面で、且つ各インク吐出孔に対し
    て記録紙の搬送方向上流側に、インク吐出孔に近接させ
    て突起を形成したことを特徴とするインクジェットヘッ
    ド。
  2. 【請求項2】前記突起と前記インク吐出孔との間の距離
    が30μm以内に設定され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】前記突起の先端部が曲率半径20μm〜1
    80μmの曲面状になしてあることを特徴とする請求項
    1または請求項2に記載のインクジェットヘッド。
  4. 【請求項4】前記突起の高さが25μm〜500μmに
    設定されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3
    のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8690294B2 (en) 2007-11-14 2014-04-08 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method for manufacturing nozzle plate

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