JP2795215B2 - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents

インクジェット式記録ヘッド

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JP2795215B2
JP2795215B2 JP7104374A JP10437495A JP2795215B2 JP 2795215 B2 JP2795215 B2 JP 2795215B2 JP 7104374 A JP7104374 A JP 7104374A JP 10437495 A JP10437495 A JP 10437495A JP 2795215 B2 JP2795215 B2 JP 2795215B2
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    • 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
    • B41J2002/14379Edge shooter
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    • B41J2002/14475Structure thereof only for on-demand ink jet heads characterised by nozzle shapes or number of orifices per chamber

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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット式記録
ヘッドに係り、とくにインクを噴射しインク滴を形成し
て記録を行うインクジェット式記録ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】インクジェット記録ヘッドにおいて、吐
出するインク滴は、ドットを形成する主滴の他に、吐出
の際に尾引きを伴って吐出する。このため、記録材上に
着滴する前に、サテライトを伴ったインク滴となる。装
置上では、キャリッジの走査方向にインク滴は曲がって
吐出するので、サテライトの発生は、インク散りを増長
させ、印字品質を著しく低下させる要因となる。
【0003】また、両方向印字を行った場合、前述した
ようにキャリッジの走査方向にインク滴が曲がって吐出
するため、縦罫線を印字した場合に罫線ズレを発生させ
る要因となり、印字品質が低下する、という不都合があ
った。
【0004】これらの問題点を解決するために、従来よ
り、以下のような方法が用いられている。 .記録ヘッドと記録紙間の印字ギャップを狭くする。 .両方向印字の場合、キャリッジの移動方向に応じて
インク滴の吐出タイミングを若干ずらして吐出させる。 .オリフィス周辺の材質の濡れ性の差異に起因してイ
ンク吐出方向が傾くことを利用し、インク滴が傾く方向
とは逆方向にキャリッジを移動させる場合に片方向印字
を行う。 .吐出されるインクの吐出口近傍にキャリッジの移動
方向と同一方向側から空気流を発生させる空気ノズルを
設ける。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、印字ギ
ャップを狭くした場合には、厚みの異なる種々の用紙に
は対応できないという不都合があった。
【0006】また、キャリッジの移動方向に応じてイン
ク滴の吐出タイミングを遅らせる(ずらす)場合、一般
に、インク滴吐出速度は、同一オリフィスからの吐出に
おいて全く一定とはいえない。更に、複数のノズルを有
するインクジェット記録ヘッドでは、各ノズルの吐出速
度にバラツキがあるので吐出タイミングをずらしても吐
出速度のバラツキによって着滴の位置ズレが発生する場
合が生じる。
【0007】更に、インク吐出方向が傾く方向と逆の方
向に限定して片方向印字を行う場合、印字品質は向上す
るが、印字速度が遅くなるという不都合があった。
【0008】更に又、吐出口近傍に空気ノズルを設け、
空気流を発生させてインク滴の方向を制御する方法で
は、インク滴に対して空気流が外乱を与えてしまい、イ
ンク散りが増長されるという不都合があった。
【0009】
【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、とくにインク滴の着滴位置のズレを有効に抑
制すると共に、これによって印字品質の向上を図ったイ
ンクジェット式記録ヘッドを提供することを、その目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、インク滴形成用のインク吐出口を有するオリフィス
部と、このオリフィス部を支持すると共に当該オリフィ
ス部に一体化されたインク流路形成部材と、前記インク
滴を形成するための発熱素子を備えたサーマルヘッド基
板とを備えて成るヘッド本体を有するインクジェット式
記録ヘッドにおいて、オリフィス部を、固定オリフィス
部と、この固定オリフィス部の外側に装備された可動オ
リフィス部とにより構成する。そして、可動オリフィス
部を、前述したヘッド本体の往復移動方向の一方と他方
の各方向の下流側に向けてそれぞれ逆方向に幾分傾けた
状態の第1の可動オリフィスと第2の可動オリフィスと
により構成する、という手法を採っている。これによっ
て前述した目的を達成しようとするものである。
【0011】(削除)
【0012】(削除)
【0013】
【作用】ヘッド本体が、一方の方向に移送される場合、
オリフィス部は当該ヘッド本体の移動方向とは逆の方向
に幾分傾けてインク滴を放出する。この場合、キャリッ
ジ移動方向と反対方向にθだけ傾いて吐出した場合の主
滴51と最後尾サテライト52の着滴位置ズレ量は、垂
直吐出の場合よりも小さい。このため、主滴51と最後
尾サテライト52の着滴位置ズレ量は確実に減少する。
【0014】
【実施例】以下、本発明の第1実施例を図1に基づいて
説明する。まず、図1(A)(B)において、符号1は
インク滴吐出用のインク吐出口1A,1Bを有するオリ
フィス部1を示す。このオリフィス部1は、インク流路
形成部材2の先端部に装備されている。また、インク流
路形成部材2のインク流路2Aには、前述したインク滴
を形成するためのバブル3Aを瞬時に発生する発熱素子
3が装備されている。
【0015】この発熱素子3は、前述したインク流路形
成部材2と共にインク流路2Aの一方の側を形成するサ
ーマルヘッド基板4に装備されている。そして、このイ
ンク流路形成部材2とサーマルヘッド基板4とにより、
ヘッド本体5が形成されている。
【0016】このヘッド本体5は、キャリッジに装備さ
れて矢印A方向に移送されるようになっている。
【0017】オリフィス部1は、固定オリフィス部11
と、この固定オリフィス部11の外側に装備された移動
オリフィス部12とにより構成されている。
【0018】この内、移動オリフィス部12は、ヘッド
本体5の往復移動方向(A又はB)における一方と他方
の各方向の下流側に向けて、それぞれ逆方向に幾分傾け
た状態に設定された第1の移動オリフィス14と第2の
移動オリフィス16とを備えた移動オリフィス部材によ
り構成されている。
【0019】ここで、図1(A)では、ヘッド本体5
が、同図中のA方向に移送される場合を示す。この場合
は、移動オリフィス部12は矢印a方向に移動され、こ
れによって、固定オリフィス部11に対しては第1の移
動オリフィス14が連通されるようになっている。
【0020】また、図1(B)では、ヘッド本体5が、
同図中のB方向に移送される場合を示す。この場合は、
移動オリフィス部12は矢印b方向に移動され、これに
よって、固定オリフィス部11に対しては第2の移動オ
リフィス16が連通されるようになっている。
【0021】そして、この場合、第1乃至第2のオリフ
ィス14,16の各傾斜角度は、記録紙100とヘッド
本体5との間のギャップ,キャリッジ移動速度および吐
出速度等によって予め最適な傾斜状態が選択され決定さ
れる。
【0022】次に、図2乃至図3に基づいて、第1の移
動オリフィス14又は第2の移動オリフィス16によっ
て吐出インク滴が吐出された場合の前述した用紙100
に対する当該インク滴の着滴の状態を、従来例における
オリフィスの傾斜しない場合と比較しながら説明する。
【0023】図2に、インク滴が記録紙100に対して
垂直に吐出する場合について示し、また、図3に、イン
ク滴が記録紙100に対してθだけキャリッジ移動方向
A又はBとは逆の方向に傾いて吐出された場合について
示す。
【0024】この場合、インクジェット式記録ヘッド
は、キャリッジ13に組み込まれて−y方向に移動しな
がら記録紙100に印字する場合を想定する。
【0025】図2において、インク滴が記録紙100に
対して垂直に吐出された場合に生じる当該記録紙100
上の主滴51及び最後尾サテライト52の着滴位置ズレ
を求める。
【0026】まず、駆動パルス印加後に、主滴51が記
録紙100に到達する時間T1 は、ヘッド先端面と記録
紙100との間の距離をX0 、主滴51の任意時間にお
ける吐出距離をX1 、主滴51の主軸方向の吐出速度成
分をV1 すると、 T1 =(X0 −X1 )/V1 ……………………………………(1) 主滴51の着滴位置y1 は、 y1 =V3 ・T1 =V3 〔(X0 −X1 )/V1 〕……………(2)
【0027】同様に、最後尾サテライト52が記録紙1
00に到達する時間T2 は、最後尾サテライト52の任
意に時間における吐出距離をX2 ,主軸方向の吐出速度
成分をV2 とすると、 T2 =(X0 −X2 )/V2 ……………………………………(3) 最後尾サテライト52の着滴位置y2 は、キャリッジ1
3の移動速度をV3 とすると、 y2 =V3 ・T2 =V3 〔(X0 −X2 )/V2 〕……………(4)
【0028】故に、主滴51と最後尾サテライト52と
の着滴位置ズレ量△yは、 △y=y2 −y1 =V3 (X0 −X2 )/V2 −V3 〔(X0 −X1 )/V1 〕 =V3 〔(X0 −X2 )/V2 −(X0 −X1 )/V1 〕 …………………………………(5)
【0029】次に、図3においてインク滴が記録紙10
0に対してθだけキャリッジ13の移動方向と反対方向
に傾いて吐出した場合の主滴51と最後尾サテライト5
2の記録紙100上の着滴位置ズレを求める。
【0030】キャリッジ13の移動方向の速度成分は
「V3 −V3 ' 」で表される。ここで、「V3 ' 」は斜
吐出のために発生する前述したV1 と垂直な方向に引っ
張られる速度成分を示し、下記の如く表される。 V3 ' =V1 ・ tanθ ……………………………………………(6) 主滴51の着滴位置y1 は、 y1 =(V3 −V1 tan θ)・(X0 −X1 )/V1 ……………(7) 最後尾サテライト52の着滴位置y2 は、 y2 =(V3 −V2 tan θ)・(X0 −X2 )/V2 ……………(8)
【0031】故に、主滴51と最後尾サテライト52と
の着滴位置ズレ量△y1 は、 △y1 =y2 −y1 =〔(V3 −V2 tan θ)・(X0 −X2 )/V2 〕 −〔(V3 −V1 tan θ)・(X0 −X1 )/V1 〕 −y3 ………………………………………………………(9)
【0032】ここで、式(9)におけるy3 は、図3に
おいて、斜吐出の時に発生するキャリッジの移動速度の
影響を受けず、吐出した時にすでに発生している主滴5
1と最後尾サテライト52の記録紙100に対する着滴
位置の差(着滴位置ズレ量)である。
【0033】また、実際の吐出においては、極めて微小
な値であるが、図3は強調して図示している。
【0034】更に、インク滴がキャリッジ13の移動方
向と同方向にθだけ傾いて吐出した場合には、キャリッ
ジ移動方向の速度成分は「V3 + V3 ' 」で表され、
「V3' 」は式(6)より、「V3 ' =V1 ・ tanθ」
で表されるので、主滴51の着滴位置y1 は、 y1 =(V3 +V1 tan θ) ・(X0 −X1 )/V1 ……………(10) 最後尾サテライト52の着滴位置y2 は、 y2 =(V3 +V2 tan θ) ・(X0 −X2 )/V2 ……………(11)
【0035】故に、主滴51と最後尾サテライト52と
の着滴位置ズレ量△y2 は、 △y2 =y2 −y1 =〔(V3 +V2 tan θ) ・(X0 −X2 )/V2 〕 −〔(V3 +V1 tan θ) ・(X0 −X1 )/V1 〕 −y3 ………………………………………………………(12)
【0036】ここで、式(5),式(9),式(12)
より、インク滴の垂直吐出と斜吐出の主滴51と最後尾
サテライト52の着滴位置ズレ量の差を、「△y1 −△
y」及び「△y2 −△y」で表すとすると、垂直吐出に
対して、以下の式に表す量だけ着滴位置ズレ量が減少も
しくは増加する。
【0037】キャリッジ移動方向と反対方向にθ傾いて
吐出した場合は △y1 −△y =−〔V2 tan θ・(X0 −X2 )/V2 −V1 tan θ・(X0 −X1 )/V1 〕 −y3 ……………………………………………………………(13) 式(13)の結果から、キャリッジ移動方向と反対方向
にθだけ傾いて吐出した場合の主滴51と最後尾サテラ
イト52の着滴位置ズレ量は、垂直吐出の場合よりも、
式(13)に示される量だけ小さいことがわかり、この
ため、主滴51と最後尾サテライト52の着滴位置ズレ
量は減少する。
【0038】一方、キャリッジ移動方向と同方向にθ傾
いて吐出した場合は △y2 −△y =+〔V2 tan θ・(X0 −X2 )/V2 −V1 tan θ・(X0 −X1 )/V1 〕 −y3 ………………………………………………………… (14)
【0039】この式(14)の結果から、キャリッジ移
動方向と同方向にθ傾いて吐出した場合の主滴51と最
後尾サテライト52の着滴位置ズレ量は、垂直吐出の場
合よりも、式(14)に示される量だけ大きいというこ
とがわかり、このため主滴51と最後尾サテライト52
の着滴位置ズレ量は増加する。
【0040】このように、キャリッジ移動方向と反対方
向に傾いて吐出した場合には、主滴51と最後尾サテト
ライト52の着滴位置ズレ量は減少し、最後尾サテライ
ト52が主滴51内に含まれることになるので、印字品
質の向上を図ることが可能となる。
【0041】このため、上述した第1実施例では、第1
の移動オリフィス14と第2の移動オリフィス16と
は、それぞれヘッド本体5の移動方向に対して反対側
(下流側)に向けて幾分斜めに設定されている方の第1
又は第2の移動オリフィス14(又は16)が、それぞ
れ選択設定され、これによって、前述したように、主滴
51と最後尾サテトライト52の着滴位置ズレ量は減少
し、最後尾サテライト52が主滴51内に含まれること
になるので、印字品質を有効に向上させることができ、
特に両方向印字における正方向および逆方向のインク滴
の着滴位置を一定にし、縦罫線ズレを防止し、これによ
って印字品質の向上を図り得るという利点がある。
【0042】ここで、前述した図1の実施例において、
作動停止時には、前述した移動オリフィス部12を構成
する移動オリフィス部材の中央部分Rによって固定オリ
フィス11の開口部を封鎖するように構成してもよい。
【0043】次に、第2実施例を図4(A)(B)に基
づいて説明する。この図4(A)(B)に示す第2実施
例は、前述した図1における移動オリフィス12が第1
の移動オリフィス14と第2の移動オリフィス16の二
つのオリフィスを備えているのに対し、第2の移動オリ
フィス16に相当する移動オリフィス26のみを備えて
いる点に特長を備えている。そして、この図4(A)
(B)に示す第2実施例は、キャリッジ13が矢印B方
向に移動する場合に前述した移動オリフィス26が作動
するように構成されている。その他の構成は前述した第
1実施例と同一となっている。
【0044】図4(A)は移動オリフィス26が作動停
止状態を示し、図4(B)は移動オリフィス26の作動
状態を示す。
【0045】このようにしても、キャリッジ13が矢印
B方向に移動する場合には、前述した図1(B)の場合
と全く同様の作用効果を得ることができる。
【0046】次に、第3実施例を図5に基づいて説明す
る。この図5に示す第3実施例は、前述した各実施例に
おける固定オリフィス11を図4における移動オリフィ
ス26と同等の傾きを備えたオリフィス31とし、同時
に前述した各実施例における移動オリフィス14,16
および26を排除した点に特徴を備えている。その他の
構成は前述した第2実施例と同一となっている。
【0047】このようにしても、前述した図4(A)
(B)に示す第2実施例と同等の作用効果を有するほ
か、とくに構造が簡単化し安価に得ることができるとい
う利点がある。
【0048】
【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、インク滴の吐出方向をキャリッジ
の移動方向とは逆方向に幾分傾けた状態に設定したの
で、記録紙上の主滴の周りに発生するインク散りを有効
に防止することができ、これによって印字品質を著しく
向上させることができるという従来にない優れたインク
ジェット式記録ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す装置の部分断面図
で、図1(A)はキャリッジが一方の方向に移動した場
合の状態を示す図、図1(B)はキャリッジが他方の方
向に移動した場合の状態を示す図である。
【図2】インク滴が記録紙に対して垂直に吐出する時の
状態を示す説明図である。
【図3】インク滴が記録紙に対して斜めに吐出する時の
状態を示す説明図である。
【図4】第2実施例を示す装置の部分断面図で、図4
(A)はキャリッジが一方の方向に移動した場合の状態
を示す図、図4(B)はキャリッジが他方の方向に移動
した場合の状態を示す図である。
【図5】第3実施例を示す装置の部分断面図である。
【符号の説明】
1 オリフィス部 2 流路形成部材 2A 流路 3 発熱抵抗体 3A バブル 4 サーマルヘッド基板 5 ヘッド本体 11,31 固定オリフィス部 12,22 移動オリフィス部 13 キャリッジ 14 第1の移動オリフィス 16 第2の移動オリフィス 26 移動オリフィス 51 吐出インクの主滴 52 最後尾サテライト 100 記録紙

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インク滴形成用のインク吐出口を有する
    オリフィス部と、このオリフィス部を支持すると共に当
    該オリフィス部に一体化されたインク流路形成部材と、
    前記インク滴を形成するための発熱素子を備えたサーマ
    ルヘッド基板とを備えて成るヘッド本体を有するインク
    ジェット式記録ヘッドにおいて、 前記オリフィス部を、固定オリフィス部と、この固定オ
    リフィス部の外側に装備された可動オリフィス部とによ
    り構成すると共に、 この可動オリフィス部を、前記ヘッド本体の往復移動方
    向の一方と他方の各 方向の下流側に向けてそれぞれ逆方
    向に幾分傾けた状態の第1の可動オリフィスと第2の可
    動オリフィスとにより構成したことを特徴とするインク
    ジェット式記録ヘッド。
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