JP2927266B2 - 液滴噴射装置 - Google Patents
液滴噴射装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジエット用
記録ヘッドのために開発された装置であるが、インクジ
エット用記録ヘッドのほかにも、小型電気回路あるいは
集積回路の導電性被膜形成、その他微細な印刷を行うた
めの装置として広く利用することができる。本発明は、
本願出願人が先に出願した特許出願、特願平７−２１３
４４２号（本願出願時において未公開、以下「先願」と
いう）に開示した技術の改良に関する。
記録ヘッドのために開発された装置であるが、インクジ
エット用記録ヘッドのほかにも、小型電気回路あるいは
集積回路の導電性被膜形成、その他微細な印刷を行うた
めの装置として広く利用することができる。本発明は、
本願出願人が先に出願した特許出願、特願平７−２１３
４４２号（本願出願時において未公開、以下「先願」と
いう）に開示した技術の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】本願出願人は、上記先願において新しい
原理に基づく液滴噴射装置を開示した。この液滴噴射装
置は、噴射液供給口および噴射開口部を有する噴射室
と、この噴射室内に充填された噴射液に圧力を印加する
加圧手段とを備えた装置であって、この噴射開口部はそ
の圧力により噴射開口部で噴射液が空気に接触する噴射
液の表面に表面波を形成させ、その表面波の作用によっ
て噴射開口部の径より小さい径の液滴を噴射させるもの
である。噴射液の表面に表面波を形成させるには、その
噴射開口部の形状として、図１０に例示するような断面
形状を開示した。図１０は液滴噴射装置の構成を示す図
である。噴射液供給口１、噴射開口部２、加圧板３、圧
電アクチュエータ４、噴射室５、インクタンク６を備え
ている。
原理に基づく液滴噴射装置を開示した。この液滴噴射装
置は、噴射液供給口および噴射開口部を有する噴射室
と、この噴射室内に充填された噴射液に圧力を印加する
加圧手段とを備えた装置であって、この噴射開口部はそ
の圧力により噴射開口部で噴射液が空気に接触する噴射
液の表面に表面波を形成させ、その表面波の作用によっ
て噴射開口部の径より小さい径の液滴を噴射させるもの
である。噴射液の表面に表面波を形成させるには、その
噴射開口部の形状として、図１０に例示するような断面
形状を開示した。図１０は液滴噴射装置の構成を示す図
である。噴射液供給口１、噴射開口部２、加圧板３、圧
電アクチュエータ４、噴射室５、インクタンク６を備え
ている。
【０００３】噴射室５内のインクに圧電アクチュエータ
４により駆動される加圧板３に機械的変位を与えると、
噴射室５に蓄えられたインクの圧力が変化し、噴射開口
部２のインク表面に表面波が発生する。その表面波は噴
射開口部２の周囲から中央部へと推移し、中央部で互い
に干渉して高い波高となりインクの液滴を離脱するに至
る。インクはインクタンク６から噴射液供給口１を通り
噴射室５に供給される。
４により駆動される加圧板３に機械的変位を与えると、
噴射室５に蓄えられたインクの圧力が変化し、噴射開口
部２のインク表面に表面波が発生する。その表面波は噴
射開口部２の周囲から中央部へと推移し、中央部で互い
に干渉して高い波高となりインクの液滴を離脱するに至
る。インクはインクタンク６から噴射液供給口１を通り
噴射室５に供給される。
【０００４】この現象を概念的に説明すると、静止する
水面に水滴を落とすと、その水滴の落下点を中心にリン
グ状の表面波が拡がってゆく。本発明の噴射開口部２の
インク表面ではちょうどこの逆の現象が生じているので
あって、噴射開口部２の周囲から開口中心に向かう表面
波を発生させると、これがこの噴射開口部２の中心に集
中し、インク滴が表面を離脱することになる。
水面に水滴を落とすと、その水滴の落下点を中心にリン
グ状の表面波が拡がってゆく。本発明の噴射開口部２の
インク表面ではちょうどこの逆の現象が生じているので
あって、噴射開口部２の周囲から開口中心に向かう表面
波を発生させると、これがこの噴射開口部２の中心に集
中し、インク滴が表面を離脱することになる。
【０００５】図１１〜図１３は液滴噴射装置が液滴を噴
射する過程を示す図である。図１１に示すように、圧電
アクチュエータ４により駆動される加圧板３の機械的変
位により噴射開口部２の周囲に形成された表面波は、図
１２に示すように噴射開口部２の中心部で合波されて液
柱を形成する。その液柱の形成速度および高さが液滴を
離脱させるために十分な条件に達すると、図１３に示す
ように、液滴２５が離脱する。
射する過程を示す図である。図１１に示すように、圧電
アクチュエータ４により駆動される加圧板３の機械的変
位により噴射開口部２の周囲に形成された表面波は、図
１２に示すように噴射開口部２の中心部で合波されて液
柱を形成する。その液柱の形成速度および高さが液滴を
離脱させるために十分な条件に達すると、図１３に示す
ように、液滴２５が離脱する。
【０００６】図１４は液滴噴射装置を複数備えた印字記
録装置のノズル部分を説明する構造図である。図１４に
示すように、液滴噴射装置１４1 〜１４n の噴射開口部
２を複数並べてそれぞれのインクの噴射を制御すること
により、この噴射開口部２の前面を矢印方向に通過する
紙に印字を行うことができる。これにより、印字記録装
置のヘッドを構成することができる。
録装置のノズル部分を説明する構造図である。図１４に
示すように、液滴噴射装置１４1 〜１４n の噴射開口部
２を複数並べてそれぞれのインクの噴射を制御すること
により、この噴射開口部２の前面を矢印方向に通過する
紙に印字を行うことができる。これにより、印字記録装
置のヘッドを構成することができる。
【０００７】この新しい原理に基づく装置では、噴射開
口部の径より小さい径の液滴を噴射させることができる
から、工作精度をゆるやかに設定して口径の大きい噴射
開口部を設けても、小さい液滴を噴射させることにより
高い解像度の印字あるいは印刷を行うことが可能にな
る。すなわち、安価にかつ簡便に高い解像度の装置を提
供することができる。そのほか、噴射開口部の径を大き
くすることができることから、液づまりが発生しにく
く、周囲の環境変化に対して適応力の高い装置を得る、
すなわち利用可能な温度範囲や湿度範囲などが拡大され
る。さらに、液体の性質についてもその制約条件が緩和
され、各種のインクに対して適応可能とすることができ
るなど優れた特長がある。
口部の径より小さい径の液滴を噴射させることができる
から、工作精度をゆるやかに設定して口径の大きい噴射
開口部を設けても、小さい液滴を噴射させることにより
高い解像度の印字あるいは印刷を行うことが可能にな
る。すなわち、安価にかつ簡便に高い解像度の装置を提
供することができる。そのほか、噴射開口部の径を大き
くすることができることから、液づまりが発生しにく
く、周囲の環境変化に対して適応力の高い装置を得る、
すなわち利用可能な温度範囲や湿度範囲などが拡大され
る。さらに、液体の性質についてもその制約条件が緩和
され、各種のインクに対して適応可能とすることができ
るなど優れた特長がある。
【０００８】本願発明者らは、この新しい原理に基づく
液滴噴射装置についてさまざまな試験を行った。そして
この原理の液滴噴射装置はかなり有効であることを試験
により確認した。実用的な印字記録装置の規格は、読み
やすい日本語の活字を印刷するためには少なくとも約３
００ｄｐｉ(dots per inch) 以上の解像度が必要とされ
る。以下、本発明では、３００ｄｐｉ以上の実用的な印
字記録装置を開発することを目標として研究を進めた。
液滴噴射装置についてさまざまな試験を行った。そして
この原理の液滴噴射装置はかなり有効であることを試験
により確認した。実用的な印字記録装置の規格は、読み
やすい日本語の活字を印刷するためには少なくとも約３
００ｄｐｉ(dots per inch) 以上の解像度が必要とされ
る。以下、本発明では、３００ｄｐｉ以上の実用的な印
字記録装置を開発することを目標として研究を進めた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ここで実用的な装置を
得るために最も重要な課題は、噴射開口部から噴射液が
そのまま突出するのではなく、その開口部の表面に表面
波を形成させることである。しかもその表面波を実用的
な温度や湿度などの環境条件下でつねに安定に形成させ
るにはどのようにすればよいか、ということである。こ
れには、（１）開口部の機械的な構造あるいは形状が大
きく影響するとともに、（２）噴射液の粘度、表面張
力、密度その他液体としての物理的性質が関係し、さら
に（３）噴射室に印加する圧力を制御する技術が必要で
ある。
得るために最も重要な課題は、噴射開口部から噴射液が
そのまま突出するのではなく、その開口部の表面に表面
波を形成させることである。しかもその表面波を実用的
な温度や湿度などの環境条件下でつねに安定に形成させ
るにはどのようにすればよいか、ということである。こ
れには、（１）開口部の機械的な構造あるいは形状が大
きく影響するとともに、（２）噴射液の粘度、表面張
力、密度その他液体としての物理的性質が関係し、さら
に（３）噴射室に印加する圧力を制御する技術が必要で
ある。
【００１０】本発明はこのうち上記（２）噴射液の粘
度、表面張力、密度その他液体としての物理的性質を制
御する技術について、数多くの試験を行った中から達成
された条件およびそれに基づく装置構造を開示するもの
である。すなわち、本発明は、噴射液供給口および噴射
開口部を有する噴射室と、この噴射室内に充填された噴
射液に圧力を印加する加圧手段とを備え、前記噴射開口
部はこの圧力により前記噴射開口部の噴射液表面に表面
波を形成させ前記噴射開口部の径より小さい径の液滴を
噴射させる形状に形成された液滴噴射装置において、実
用的な安定な装置を得るために、前記開口部の機械的な
構造あるいは形状について有効なものを提供することを
目的とする。本発明は、小型かつ簡便であり、解像度の
高い液滴噴射装置を提供することを目的とする。本発明
は３００ｄｐｉ以上の実用的な印字記録装置を得ること
を目的とする。本発明は、小型電気回路あるいは集積回
路の導電性被膜形成、その他微細な印刷を行うための装
置として広く利用することができる液滴噴射装置を提供
することを目的とする。本発明は、装置の使用環境温度
が変化しても、噴射液の性質に与える影響が小さく、安
定な噴射を行うことができる装置を提供することを目的
とする。
度、表面張力、密度その他液体としての物理的性質を制
御する技術について、数多くの試験を行った中から達成
された条件およびそれに基づく装置構造を開示するもの
である。すなわち、本発明は、噴射液供給口および噴射
開口部を有する噴射室と、この噴射室内に充填された噴
射液に圧力を印加する加圧手段とを備え、前記噴射開口
部はこの圧力により前記噴射開口部の噴射液表面に表面
波を形成させ前記噴射開口部の径より小さい径の液滴を
噴射させる形状に形成された液滴噴射装置において、実
用的な安定な装置を得るために、前記開口部の機械的な
構造あるいは形状について有効なものを提供することを
目的とする。本発明は、小型かつ簡便であり、解像度の
高い液滴噴射装置を提供することを目的とする。本発明
は３００ｄｐｉ以上の実用的な印字記録装置を得ること
を目的とする。本発明は、小型電気回路あるいは集積回
路の導電性被膜形成、その他微細な印刷を行うための装
置として広く利用することができる液滴噴射装置を提供
することを目的とする。本発明は、装置の使用環境温度
が変化しても、噴射液の性質に与える影響が小さく、安
定な噴射を行うことができる装置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、噴射液供給口
および噴射開口部を有する噴射室と、この噴射室内に充
填された噴射液に圧力を印加する加圧手段とを備え、前
記噴射開口部はこの圧力により前記噴射開口部の噴射液
表面に表面波を形成させ前記噴射開口部の径より小さい
径の液滴を噴射させる形状に形成された液滴噴射装置で
ある。本発明の特徴とするところは、前記噴射液を加温
する手段を備えたところにある。
および噴射開口部を有する噴射室と、この噴射室内に充
填された噴射液に圧力を印加する加圧手段とを備え、前
記噴射開口部はこの圧力により前記噴射開口部の噴射液
表面に表面波を形成させ前記噴射開口部の径より小さい
径の液滴を噴射させる形状に形成された液滴噴射装置で
ある。本発明の特徴とするところは、前記噴射液を加温
する手段を備えたところにある。
【００１２】前記加温する手段は、前記噴射液の温度を
ほぼ一定に制御する手段を含むことが望ましい。さら
に、前記加温する手段は、前記噴射液の温度が装置実用
最大温度より高くなるように設定されることが望まし
い。
ほぼ一定に制御する手段を含むことが望ましい。さら
に、前記加温する手段は、前記噴射液の温度が装置実用
最大温度より高くなるように設定されることが望まし
い。
【００１３】前記噴射室の壁面を加熱する電熱ヒータを
備えた構成とすることができる。すなわち、前記壁面は
導熱性部材により形成され、この導熱性部材に接触する
ヒータ素子を備えた構成としてもよいし、前記壁面が電
気発熱体により形成された構成としてもよい。
備えた構成とすることができる。すなわち、前記壁面は
導熱性部材により形成され、この導熱性部材に接触する
ヒータ素子を備えた構成としてもよいし、前記壁面が電
気発熱体により形成された構成としてもよい。
【００１４】または、前記加圧手段の噴射液との接触面
に電気発熱体が形成された構成とすることもできる。
に電気発熱体が形成された構成とすることもできる。
【００１５】あるいは、前記加温する手段は、前記噴射
室および前記加圧手段を複数個含むヘッドを加温する構
造である構成としてもよい。
室および前記加圧手段を複数個含むヘッドを加温する構
造である構成としてもよい。
【００１６】発明者らは、先願の液滴噴射装置について
実用的な装置を開発するにあたり、液体の表面張力およ
び粘度などの物性値により吐出特性が変化することに着
目した。粘度が低く、表面張力が大きいものほど微小滴
を形成しやすく、吐出する液滴の速度（以下、滴速とい
う）を増加させることができることを確認した。一般に
液体は、温度により粘度および表面張力が変化する。し
たがって、液体の温度制御を行うことにより、所望の液
滴径および滴速の吐出が安定に行われることがわかっ
た。さらに、温度制御を行うことにより、環境温度の変
化に対して常に安定した液滴吐出を実現することができ
ることがわかった。
実用的な装置を開発するにあたり、液体の表面張力およ
び粘度などの物性値により吐出特性が変化することに着
目した。粘度が低く、表面張力が大きいものほど微小滴
を形成しやすく、吐出する液滴の速度（以下、滴速とい
う）を増加させることができることを確認した。一般に
液体は、温度により粘度および表面張力が変化する。し
たがって、液体の温度制御を行うことにより、所望の液
滴径および滴速の吐出が安定に行われることがわかっ
た。さらに、温度制御を行うことにより、環境温度の変
化に対して常に安定した液滴吐出を実現することができ
ることがわかった。
【００１７】
【００１８】
（第一実施例）本発明第一実施例の構成を図１を参照し
て説明する。図１は本発明第一実施例装置の構成図であ
る。
て説明する。図１は本発明第一実施例装置の構成図であ
る。
【００１９】本発明は液滴噴射装置であって、噴射液供
給口１および噴射開口部２を有する噴射室５と、この噴
射室５内に充填された噴射液に圧力を印加する加圧手段
としての加圧板３とを備え、噴射開口部２はこの圧力に
より噴射開口部２の噴射液表面に表面波を形成させ噴射
開口部２の径より小さい径の液滴を噴射させる形状に形
成された液滴噴射装置である。
給口１および噴射開口部２を有する噴射室５と、この噴
射室５内に充填された噴射液に圧力を印加する加圧手段
としての加圧板３とを備え、噴射開口部２はこの圧力に
より噴射開口部２の噴射液表面に表面波を形成させ噴射
開口部２の径より小さい径の液滴を噴射させる形状に形
成された液滴噴射装置である。
【００２０】ここで、本発明の特徴とするところは、噴
射液を加温する手段としてのヒータ１５を備えたところ
にある。ヒータ１５は、噴射液の温度をほぼ一定に制御
する手段としての温度センサ１６を含む。
射液を加温する手段としてのヒータ１５を備えたところ
にある。ヒータ１５は、噴射液の温度をほぼ一定に制御
する手段としての温度センサ１６を含む。
【００２１】ヒータ１５は、噴射液の温度が装置実用最
大温度より高くなるように設定されている。装置実用最
大温度は、本発明では３５°Ｃである。
大温度より高くなるように設定されている。装置実用最
大温度は、本発明では３５°Ｃである。
【００２２】図２は温度調整系の構成を示す図である。
温度設定部２０では、ヒータ１５があらかじめ定められ
た温度となるように、ヒータ１５に供給する電圧の設定
が行われる。この電圧値は、電圧値をさまざまに変化さ
せ、ヒータ１５が所望の温度となるように実験を繰り返
し行った結果得られた電圧値である。
温度設定部２０では、ヒータ１５があらかじめ定められ
た温度となるように、ヒータ１５に供給する電圧の設定
が行われる。この電圧値は、電圧値をさまざまに変化さ
せ、ヒータ１５が所望の温度となるように実験を繰り返
し行った結果得られた電圧値である。
【００２３】温度設定部２０から出力された電圧は増幅
器２１により増幅され、ヒータ１５に供給される。ヒー
タ１５が加熱されることにより、図１に示した熱伝導性
プレート７が加熱される。温度センサ１６はこの熱伝導
性プレート７上に設置されており、熱伝導性プレート７
の温度を検出する。検出結果は電圧値として出力され、
増幅器２２により増幅される。この電圧値は加算器２３
に入力される。加算器２３では、温度設定部２０から出
力された電圧値と、増幅器２２から出力された電圧値が
加算される。その結果として、ヒータ１５の温度が設定
温度よりも高ければ加算器２３において温度設定部２０
から出力された電圧値は減算され、ヒータ１５の温度が
減少する。逆に、ヒータ１５の温度が設定温度よりも低
ければ加算器２３において温度設定部２０から出力され
た電圧値はほとんど減算されない。したがって、ヒータ
１５は加熱を続ける。これにより、ヒータ１５の温度は
設定温度を保つことができる。
器２１により増幅され、ヒータ１５に供給される。ヒー
タ１５が加熱されることにより、図１に示した熱伝導性
プレート７が加熱される。温度センサ１６はこの熱伝導
性プレート７上に設置されており、熱伝導性プレート７
の温度を検出する。検出結果は電圧値として出力され、
増幅器２２により増幅される。この電圧値は加算器２３
に入力される。加算器２３では、温度設定部２０から出
力された電圧値と、増幅器２２から出力された電圧値が
加算される。その結果として、ヒータ１５の温度が設定
温度よりも高ければ加算器２３において温度設定部２０
から出力された電圧値は減算され、ヒータ１５の温度が
減少する。逆に、ヒータ１５の温度が設定温度よりも低
ければ加算器２３において温度設定部２０から出力され
た電圧値はほとんど減算されない。したがって、ヒータ
１５は加熱を続ける。これにより、ヒータ１５の温度は
設定温度を保つことができる。
【００２４】本発明実施例では、ヒータ１５および温度
センサ１６のみ図示し、図２に示した温度調整系の図示
は省略する。
センサ１６のみ図示し、図２に示した温度調整系の図示
は省略する。
【００２５】（第二実施例）本発明第二実施例を図３を
参照して説明する。図３は本発明第二実施例の液滴噴射
装置の構成図である。本発明第二実施例では、噴射室５
の壁面に抵抗発熱体層８を用いた。抵抗発熱体層８への
電圧の供給は、噴射開口部２を含む平面に備えられ導電
体層９と、噴射室５の底部を含む平面に備えられた導電
体層９′とにより行われる。本発明第二実施例は、液体
に直接触れる加熱面積が広いため、噴射室５内を効率よ
く加熱することができる利点がある。
参照して説明する。図３は本発明第二実施例の液滴噴射
装置の構成図である。本発明第二実施例では、噴射室５
の壁面に抵抗発熱体層８を用いた。抵抗発熱体層８への
電圧の供給は、噴射開口部２を含む平面に備えられ導電
体層９と、噴射室５の底部を含む平面に備えられた導電
体層９′とにより行われる。本発明第二実施例は、液体
に直接触れる加熱面積が広いため、噴射室５内を効率よ
く加熱することができる利点がある。
【００２６】（第三実施例）本発明第三実施例を図４を
参照して説明する。図４は本発明第三実施例の液滴噴射
装置の構成図である。本発明第三実施例では、噴射室５
を形成するプレート自体を抵抗発熱体層１０として噴射
室５およびインクタンク６内の液体を加熱するものであ
る。噴射室５を形成するプレート自体を初めから抵抗発
熱体層１０として加工することができため、加工工数は
加熱手段を有しない構成と比較して増加しないことが利
点である。
参照して説明する。図４は本発明第三実施例の液滴噴射
装置の構成図である。本発明第三実施例では、噴射室５
を形成するプレート自体を抵抗発熱体層１０として噴射
室５およびインクタンク６内の液体を加熱するものであ
る。噴射室５を形成するプレート自体を初めから抵抗発
熱体層１０として加工することができため、加工工数は
加熱手段を有しない構成と比較して増加しないことが利
点である。
【００２７】（第四実施例）本発明第四実施例を図５を
参照して説明する。図５は本発明第四実施例の液滴噴射
装置の構成図である。本発明第四実施例では、加圧板３
を抵抗発熱体層１３としている。加圧板３は噴射室５の
底面にあり、これを抵抗発熱体層１３とすることによ
り、直接液体に触れる面積が大きな部分であることか
ら、効率よく噴射室５およびインクタンク６の液体を加
熱することができる。
参照して説明する。図５は本発明第四実施例の液滴噴射
装置の構成図である。本発明第四実施例では、加圧板３
を抵抗発熱体層１３としている。加圧板３は噴射室５の
底面にあり、これを抵抗発熱体層１３とすることによ
り、直接液体に触れる面積が大きな部分であることか
ら、効率よく噴射室５およびインクタンク６の液体を加
熱することができる。
【００２８】（第五実施例）本発明第五実施例を図６を
参照して説明する。図６は本発明第五実施例の液滴噴射
装置の構成図である。本発明第五実施例では、噴射室５
を含むプレートの上部に抵抗発熱体層１１を設けた例で
ある。本発明第一実施例では、ヒータ１５が熱伝導性プ
レート７の一部に設けられていたが、本発明第五実施例
では、熱伝導性プレート７の全体に抵抗発熱体層１１が
設けられているため、所望の温度に到達する加熱時間が
本発明第一実施例と比較して短い利点がある。
参照して説明する。図６は本発明第五実施例の液滴噴射
装置の構成図である。本発明第五実施例では、噴射室５
を含むプレートの上部に抵抗発熱体層１１を設けた例で
ある。本発明第一実施例では、ヒータ１５が熱伝導性プ
レート７の一部に設けられていたが、本発明第五実施例
では、熱伝導性プレート７の全体に抵抗発熱体層１１が
設けられているため、所望の温度に到達する加熱時間が
本発明第一実施例と比較して短い利点がある。
【００２９】（第六実施例）本発明第六実施例を図７を
参照して説明する。図７は本発明第六実施例の印字記録
装置の構成図である。本発明第六実施例では、液滴噴射
装置１４1 〜１４nを複数用いて構成された印字記録装
置のヘッドにヒータ１５を設置し、複数の液滴噴射装置
１４1 〜１４n の噴射室５内の液体およびインクタンク
６内の液体を加熱するものである。ヒータ１５および温
度センサ１６はそれぞれ筺体外部に一つずつ設けられ
る。本発明第六実施例は、加熱手段を有しない印字記録
装置のヘッドに、ヒータ１５および温度センサ１６を追
加することにより液体の温度調整を行うことができるよ
うに簡単に改造することできる利点がある。
参照して説明する。図７は本発明第六実施例の印字記録
装置の構成図である。本発明第六実施例では、液滴噴射
装置１４1 〜１４nを複数用いて構成された印字記録装
置のヘッドにヒータ１５を設置し、複数の液滴噴射装置
１４1 〜１４n の噴射室５内の液体およびインクタンク
６内の液体を加熱するものである。ヒータ１５および温
度センサ１６はそれぞれ筺体外部に一つずつ設けられ
る。本発明第六実施例は、加熱手段を有しない印字記録
装置のヘッドに、ヒータ１５および温度センサ１６を追
加することにより液体の温度調整を行うことができるよ
うに簡単に改造することできる利点がある。
【００３０】（実施例まとめ）図８は液体の温度と粘度
との関係を示す図である。横軸に温度（°Ｃ）をとり、
縦軸に粘度（ｃＰ）をとる。本発明実施例の液滴噴射装
置では、噴射する液体の粘度を０．８ｃＰに保つことが
所望の液滴径を得るために適当であることから、温度は
５５°Ｃ付近に設定した。
との関係を示す図である。横軸に温度（°Ｃ）をとり、
縦軸に粘度（ｃＰ）をとる。本発明実施例の液滴噴射装
置では、噴射する液体の粘度を０．８ｃＰに保つことが
所望の液滴径を得るために適当であることから、温度は
５５°Ｃ付近に設定した。
【００３１】図９は液体の温度と表面張力との関係を示
す図である。横軸に温度（°Ｃ）をとり、縦軸に表面張
力（ｄｙｎ／ｃｍ）をとる。本発明実施例の液滴噴射装
置では、噴射する液体の表面張力を３０〜３１ｄｙｎ／
ｃｍに保つことが所望の液滴径を得るために適当である
ことから、温度は５５°Ｃ付近に設定した。
す図である。横軸に温度（°Ｃ）をとり、縦軸に表面張
力（ｄｙｎ／ｃｍ）をとる。本発明実施例の液滴噴射装
置では、噴射する液体の表面張力を３０〜３１ｄｙｎ／
ｃｍに保つことが所望の液滴径を得るために適当である
ことから、温度は５５°Ｃ付近に設定した。
【００３２】図１に示す本発明実施例の液滴噴射装置
を、図１４に示す印字記録装置のヘッドとして構成し印
字試験を行った。使用したインクは図８および図９に示
した特性を有するものを用いた。
を、図１４に示す印字記録装置のヘッドとして構成し印
字試験を行った。使用したインクは図８および図９に示
した特性を有するものを用いた。
【００３３】インクの温度は、５５°Ｃ±２°Ｃに設定
した。このときの室温は２５°Ｃであった。圧電アクチ
ュエータ４には単発の正弦波パルスを印加した。パルス
幅は５０μＳである。ここで正弦波パルスとは、パルス
幅の中に含まれる周波数分布がきわめて狭いパルス波形
のことである。
した。このときの室温は２５°Ｃであった。圧電アクチ
ュエータ４には単発の正弦波パルスを印加した。パルス
幅は５０μＳである。ここで正弦波パルスとは、パルス
幅の中に含まれる周波数分布がきわめて狭いパルス波形
のことである。
【００３４】このような構成および条件により印字試験
を行った結果、表面波の干渉により直径７０μｍの液滴
を吐出することができた。これは、紙面に３００ｄｐｉ
のドットを形成することができる液滴径である。
を行った結果、表面波の干渉により直径７０μｍの液滴
を吐出することができた。これは、紙面に３００ｄｐｉ
のドットを形成することができる液滴径である。
【００３５】一方、こころみに温度制御を行わず、イン
クが室温２５°Ｃの場合も併せて印字試験を行った。そ
の結果、インクの粘度が高過ぎるため、インクを安定に
吐出することができなかった。
クが室温２５°Ｃの場合も併せて印字試験を行った。そ
の結果、インクの粘度が高過ぎるため、インクを安定に
吐出することができなかった。
【００３６】本発明実施例では、インクを噴射する印字
記録装置として液滴噴射装置を説明したが、インクの代
わりに導電性を有する液体（溶解したインジウム等）を
用い、小型電気回路あるいは集積回路のバンプ（導電性
被膜）形成に利用することもできる。さらに、本発明実
施例の液滴噴射装置は、その他微細な印刷を行うための
装置として広く利用することができる。
記録装置として液滴噴射装置を説明したが、インクの代
わりに導電性を有する液体（溶解したインジウム等）を
用い、小型電気回路あるいは集積回路のバンプ（導電性
被膜）形成に利用することもできる。さらに、本発明実
施例の液滴噴射装置は、その他微細な印刷を行うための
装置として広く利用することができる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
小型かつ簡便であり、解像度の高い液滴噴射装置を実現
することができる。本発明では、噴射開口部の径より小
さい径の液滴を噴射することができるから、噴射開口部
の工作精度は低くすることができ、安価に製造すること
ができる。また、噴射開口部が大きいことからインクが
固まりにくく、インク詰まりによる不良が激減する。本
発明により、３００ｄｐｉ以上の解像度を有する実用的
な印字記録装置を市場で安価に販売することができる。
さらに、小型電気回路あるいは集積回路の導電性被膜形
成、その他微細な印刷を行うための装置として広く利用
することができる液滴噴射装置を実現することができ
る。本発明により、使用環境温度が変化しても液滴噴射
の特性に大きい変化を与えることがなく安定な装置を得
ることができる。
小型かつ簡便であり、解像度の高い液滴噴射装置を実現
することができる。本発明では、噴射開口部の径より小
さい径の液滴を噴射することができるから、噴射開口部
の工作精度は低くすることができ、安価に製造すること
ができる。また、噴射開口部が大きいことからインクが
固まりにくく、インク詰まりによる不良が激減する。本
発明により、３００ｄｐｉ以上の解像度を有する実用的
な印字記録装置を市場で安価に販売することができる。
さらに、小型電気回路あるいは集積回路の導電性被膜形
成、その他微細な印刷を行うための装置として広く利用
することができる液滴噴射装置を実現することができ
る。本発明により、使用環境温度が変化しても液滴噴射
の特性に大きい変化を与えることがなく安定な装置を得
ることができる。
【図１】本発明第一実施例装置の構成図。
【図２】温度調整系の構成を示す図。
【図３】本発明第二実施例の液滴噴射装置の構成図。
【図４】本発明第三実施例の液滴噴射装置の構成図。
【図５】本発明第四実施例の液滴噴射装置の構成図。
【図６】本発明第五実施例の液滴噴射装置の構成図。
【図７】本発明第六実施例の印字記録装置の構成図。
【図８】液体の温度と粘度との関係を示す図。
【図９】液体の温度と表面張力との関係を示す図。
【図１０】液滴噴射装置の構成を示す図。
【図１１】液滴噴射装置が液滴を噴射する過程を示す
図。
図。
【図１２】液滴噴射装置が液滴を噴射する過程を示す
図。
図。
【図１３】液滴噴射装置が液滴を噴射する過程を示す
図。
図。
【図１４】液滴噴射装置を複数備えた印字記録装置のノ
ズル部分を説明する構造図。
ズル部分を説明する構造図。
【符号の説明】 １ 噴射液供給口 ２ 噴射開口部 ３ 加圧板 ４ 圧電アクチュエータ ５ 噴射室 ６ インクタンク ７ 熱伝導性プレート ８、１０、１１、１３ 抵抗発熱体層 ９、９′ 導電体層 １４1 〜１４n 液滴噴射装置 １５ ヒータ １６ 温度センサ ２０ 温度設定部 ２１、２２ 増幅器 ２３ 加算器 ２５ 液滴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 竜一 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−164543（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−189164（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−299045（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−230351（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−102378（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/07
Claims (9)
- 【請求項１】 噴射液供給口および噴射開口部を有する
噴射室と、この噴射室内に充填された噴射液に圧力を印
加する加圧手段とを備え、前記噴射開口部はこの圧力に
より前記噴射開口部の噴射液表面に表面波を形成し、こ
の表面波を前記噴射開口部の中央にむかって集中させ、
前記表面波の干渉の作用によって前記噴射開口部の径よ
り小さい径の液滴を噴射させる形状に形成された液滴噴
射装置であって、 前記噴射液を加温する手段を備えたことを特徴とする液
滴噴射装置。 - 【請求項２】 前記加温する手段は、前記噴射液の温度
をほぼ一定に制御する手段を含む請求項１記載の液滴噴
射装置。 - 【請求項３】 前記加温する手段は、前記噴射液の温度
が装置実用最大温度より高くなるように設定された請求
項２記載の液滴噴射装置。 - 【請求項４】 前記噴射室の壁面を加熱する電熱ヒータ
を備えた請求項１ないし３のいずれかに記載の液滴噴射
装置。 - 【請求項５】 前記壁面は導熱性部材により形成され、
この導熱性部材に接触するヒータ素子を備えた請求項４
記載の液滴噴射装置。 - 【請求項６】 前記壁面が電気発熱体により形成された
請求項４記載の液滴噴射装置。 - 【請求項７】 前記加圧手段の噴射液との接触面に電気
発熱体が形成された請求項４記載の液滴噴射装置。 - 【請求項８】 前記加温する手段は、前記噴射室および
前記加圧手段を複数個含むヘッドを加温する構造である
請求項１ないし３のいずれかに記載の液滴噴射装置。 - 【請求項９】 前記加温する手段は、前記噴射液の粘度
をほぼ０．８ｃＰ、表面聴力を３０ないし３１ｄｙｎ／
ｃｍに保つように加温する手段を含む請求項１ないし８
のいずれかに記載の液滴噴射装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3531797A JP2927266B2 (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 液滴噴射装置 |
| DE19856787A DE19856787C2 (de) | 1997-02-19 | 1998-02-18 | Tröpfchenausstoßvorrichtung |
| DE19856786A DE19856786C2 (de) | 1997-02-19 | 1998-02-18 | Tröpfchenaustoßvorrichtung |
| DE19856785A DE19856785C2 (de) | 1997-02-19 | 1998-02-18 | Tröpfchenausstoßvorrichtung |
| DE19806807A DE19806807A1 (de) | 1997-02-19 | 1998-02-18 | Tröpfchenausstoßvorrichtung |
| US09/026,335 US6450615B2 (en) | 1997-02-19 | 1998-02-19 | Ink jet printing apparatus and method using a pressure generating device to induce surface waves in an ink meniscus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3531797A JP2927266B2 (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 液滴噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10230598A JPH10230598A (ja) | 1998-09-02 |
| JP2927266B2 true JP2927266B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=12438441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3531797A Expired - Fee Related JP2927266B2 (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 液滴噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2927266B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100537522B1 (ko) * | 2004-02-27 | 2005-12-19 | 삼성전자주식회사 | 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드와 그 노즐 플레이트의제조 방법 |
| JP2006231800A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Sony Corp | 液体吐出ヘッド、液体吐出装置、液体吐出方法、及び液体吐出ヘッドの吐出媒体 |
| JP7189050B2 (ja) * | 2019-03-01 | 2022-12-13 | 東芝テック株式会社 | 液体吐出ヘッド及びプリンタ |
-
1997
- 1997-02-19 JP JP3531797A patent/JP2927266B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10230598A (ja) | 1998-09-02 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |