JPH01226338A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents
インクジェット記録ヘッドInfo
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- JPH01226338A JPH01226338A JP5312088A JP5312088A JPH01226338A JP H01226338 A JPH01226338 A JP H01226338A JP 5312088 A JP5312088 A JP 5312088A JP 5312088 A JP5312088 A JP 5312088A JP H01226338 A JPH01226338 A JP H01226338A
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- JP
- Japan
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- ink
- recording head
- nozzle
- inkjet recording
- ink nozzle
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- Pending
Links
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1606—Coating the nozzle area or the ink chamber
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、圧電効果を利用してインクキャビティ（イ
ンク圧力室）内のインクを加圧し、ノズルから液滴状に
噴射させるマルチノズル式のインクジェット記録ヘッド
に関する。
ンク圧力室）内のインクを加圧し、ノズルから液滴状に
噴射させるマルチノズル式のインクジェット記録ヘッド
に関する。
ＯＡ機器などに使用されるインクジェット記録ヘッドに
ついてはい（つかの方式が提案されているが、圧電材料
そのものにインクキャビティを形成する方式については
、すでに本件出願人により出願されている（特開昭６２
−５６１５０号公報参照）。 この方式は、特にマルチノズル式インクジェット記録ヘ
ッドにおいて、その小型化やインクノズルの高密度化の
面で有効で、その詳細は上記公報に記載されているとこ
ろであるが、第２図及び第３図によって改めてその構成
を説明する。ここで、第２図はインクジェット記録へラ
ド１の横断面図、また第３図はその縦断面図である。 第２図において、１０は平板状の圧電材料、例えば厚さ
０．５ｍｍの圧電セラミックスからなる圧電体プレート
で、この圧電体プレート１０には複数列（図では５列）
のインクキャビティ１１が並列に設けられている。この
インクキャビティ１１は、断面Ｕ字状の溝（幅約０．７
ｍｍ）の両側面に沿ってさらに幅に狭い溝（幅約５０μ
ｍ）を掘り込んだ形状、言い換えればＵ字溝の底面中央
に突出部を設けた形状を持っている。 また第３図に示すように、圧電体プレート１０の一端（
第３図の左端）には、インクノズル１２（断面４０μｍ
Ｘ４０μｍ）がインクキャビティ１１に通じるように形
成され、他端（第３図の右端）には、同じくインクキャ
ビティ１１に通じるようにインク供給路１３が形成され
ている。そして、これらのインク供給路１３に続けて、
各インクキャビティ１１に共通のインク供給室１４が圧
電体プレート１０を横断するように形成されている。 なお、このインク供給室１４は図示しないインク容器と
つながれ、インクキャビティ１１、インクノズル１２、
インク供給路１３及びインク供給室１４はインクで満た
される。 さらに圧電体プレート１０には、インクキャビティ１１
の全内面に一方の電極１６が、またインクキャビティ１
１内の中央突出部に対応する下面に他方の電極１７がそ
れぞれ層状に設けられている。 このような圧電体プレート１０には、その上面に蓋板１
５（厚さ約０．５ｍｎ＋）が接着又は融着によって接合
されている。蓋板１５としては、ガラス、アルミナ、あ
るいは金属のいずれでも良いが、インクの流れを目視で
観察できるなどの点から、ガラスが最も適している。 さて、図示構成のインクジェット記録ヘッド１において
、電極１６．１７間に駆動用パルス電圧が印加されると
、第２図で破線ハツチングを施した伸縮部１８（主とし
て中央突出部）が縦方向に圧縮され、またこれに応じて
横方向に伸長される。 なお、伸縮部１日の左右のベース部（第２図において網
目ハツチングを施した部分）１９は伸縮変化しない。伸
縮部１８に伸縮は縦方向の方が変化が大きいため、イン
クキャビティ１１の内容積は全体的には膨張し、インク
供給室１４からインク供給路１３を通してインクを吸い
込む。一方、パルス電圧が零になると、インクキャビテ
ィ１１の内容積は復元して縮小し、インクは液滴状とな
ってインクノズル１２から噴射される。
ついてはい（つかの方式が提案されているが、圧電材料
そのものにインクキャビティを形成する方式については
、すでに本件出願人により出願されている（特開昭６２
−５６１５０号公報参照）。 この方式は、特にマルチノズル式インクジェット記録ヘ
ッドにおいて、その小型化やインクノズルの高密度化の
面で有効で、その詳細は上記公報に記載されているとこ
ろであるが、第２図及び第３図によって改めてその構成
を説明する。ここで、第２図はインクジェット記録へラ
ド１の横断面図、また第３図はその縦断面図である。 第２図において、１０は平板状の圧電材料、例えば厚さ
０．５ｍｍの圧電セラミックスからなる圧電体プレート
で、この圧電体プレート１０には複数列（図では５列）
のインクキャビティ１１が並列に設けられている。この
インクキャビティ１１は、断面Ｕ字状の溝（幅約０．７
ｍｍ）の両側面に沿ってさらに幅に狭い溝（幅約５０μ
ｍ）を掘り込んだ形状、言い換えればＵ字溝の底面中央
に突出部を設けた形状を持っている。 また第３図に示すように、圧電体プレート１０の一端（
第３図の左端）には、インクノズル１２（断面４０μｍ
Ｘ４０μｍ）がインクキャビティ１１に通じるように形
成され、他端（第３図の右端）には、同じくインクキャ
ビティ１１に通じるようにインク供給路１３が形成され
ている。そして、これらのインク供給路１３に続けて、
各インクキャビティ１１に共通のインク供給室１４が圧
電体プレート１０を横断するように形成されている。 なお、このインク供給室１４は図示しないインク容器と
つながれ、インクキャビティ１１、インクノズル１２、
インク供給路１３及びインク供給室１４はインクで満た
される。 さらに圧電体プレート１０には、インクキャビティ１１
の全内面に一方の電極１６が、またインクキャビティ１
１内の中央突出部に対応する下面に他方の電極１７がそ
れぞれ層状に設けられている。 このような圧電体プレート１０には、その上面に蓋板１
５（厚さ約０．５ｍｎ＋）が接着又は融着によって接合
されている。蓋板１５としては、ガラス、アルミナ、あ
るいは金属のいずれでも良いが、インクの流れを目視で
観察できるなどの点から、ガラスが最も適している。 さて、図示構成のインクジェット記録ヘッド１において
、電極１６．１７間に駆動用パルス電圧が印加されると
、第２図で破線ハツチングを施した伸縮部１８（主とし
て中央突出部）が縦方向に圧縮され、またこれに応じて
横方向に伸長される。 なお、伸縮部１日の左右のベース部（第２図において網
目ハツチングを施した部分）１９は伸縮変化しない。伸
縮部１８に伸縮は縦方向の方が変化が大きいため、イン
クキャビティ１１の内容積は全体的には膨張し、インク
供給室１４からインク供給路１３を通してインクを吸い
込む。一方、パルス電圧が零になると、インクキャビテ
ィ１１の内容積は復元して縮小し、インクは液滴状とな
ってインクノズル１２から噴射される。
ところで、インクジェット記録ヘッド、特にそのインク
ノズルには、−船釣に以下の機能が求められる。 （１）インク液の濡れかないこと （２）加工性及び加工精度が良いこと （３）耐蝕性を有すること （４）流体圧力に対して寸法変化がないこと特にインク
液の濡れは用紙にプリントされるインク液の点着寸法（
ドツト径）や点着精度に重要な影響を与えるので、イン
ク液の濡れのないインクノズルが要求される。なお、当
然ながらインクノズルの端面にも上記と同様な性質が求
められる。 インクノズルは、インクの濡れが大きいと、噴出孔より
インク液が射出された際、液滴が噴出孔の先端面に付着
残留するので、次のインク液が射出されるとそのインク
液は方向を変えて噴出したり、あるいは噴出するインク
液が増えたりして、用紙にプリントされるインク液の点
着寸法、点着位置の精度に狂いを生じる。 特に上記したインクジェット記録ヘッドは圧電材料を用
いてインクノズルを構成しており、この圧電材料は焼成
によって製造されているため、わずかであるが空孔が存
在している。そのため、まれにこの空孔がインクノズル
、とりわけその端面に位置すると、そこにインク液が付
着残留しやすくなり、インク液の点着寸法、点着位置の
精度に狂いを生じたり、場合によってはインク液が滞留
してインクノズルを塞いでしまうなどのトラブルが発生
する。さらに、これらの影響によってインク射出の周波
数応答性も低下しやすくなるという問題もある。 このため、従来例で示した種類のインクジェット記録ヘ
ッドでは、インクノズル端面におけるインク液の濡れを
小さくする手段の出現が望まれている。 この発明は、インク液の濡れがなく、さらに耐蝕性に優
れたインクノズルを有するインクジェット記録ヘッドを
提供することを目的とするものである。
ノズルには、−船釣に以下の機能が求められる。 （１）インク液の濡れかないこと （２）加工性及び加工精度が良いこと （３）耐蝕性を有すること （４）流体圧力に対して寸法変化がないこと特にインク
液の濡れは用紙にプリントされるインク液の点着寸法（
ドツト径）や点着精度に重要な影響を与えるので、イン
ク液の濡れのないインクノズルが要求される。なお、当
然ながらインクノズルの端面にも上記と同様な性質が求
められる。 インクノズルは、インクの濡れが大きいと、噴出孔より
インク液が射出された際、液滴が噴出孔の先端面に付着
残留するので、次のインク液が射出されるとそのインク
液は方向を変えて噴出したり、あるいは噴出するインク
液が増えたりして、用紙にプリントされるインク液の点
着寸法、点着位置の精度に狂いを生じる。 特に上記したインクジェット記録ヘッドは圧電材料を用
いてインクノズルを構成しており、この圧電材料は焼成
によって製造されているため、わずかであるが空孔が存
在している。そのため、まれにこの空孔がインクノズル
、とりわけその端面に位置すると、そこにインク液が付
着残留しやすくなり、インク液の点着寸法、点着位置の
精度に狂いを生じたり、場合によってはインク液が滞留
してインクノズルを塞いでしまうなどのトラブルが発生
する。さらに、これらの影響によってインク射出の周波
数応答性も低下しやすくなるという問題もある。 このため、従来例で示した種類のインクジェット記録ヘ
ッドでは、インクノズル端面におけるインク液の濡れを
小さくする手段の出現が望まれている。 この発明は、インク液の濡れがなく、さらに耐蝕性に優
れたインクノズルを有するインクジェット記録ヘッドを
提供することを目的とするものである。
上記目的を達成するためにこの発明は、インク・ノズル
の先端面を窒化物系セラミックスの薄膜で被覆するもの
である。ここで窒化物系セラミックスとは、例えばＡＬ
Ｎ、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＢＮなどである。 さらに上記目的を達成するためにこの発明は、インクノ
ズルの先端面を炭化物系セラミックスの薄膜で被覆する
ものである。ここで、炭化物系セラミックスとは、例え
ばＴｉＣ，ＺｒＣ，ＴａＣ。 ＷＣ，Ｈｆ Ｃ，Ｂ、Ｃ，Ｍｏ、Ｃ，ＮｂＣなどである
。
の先端面を窒化物系セラミックスの薄膜で被覆するもの
である。ここで窒化物系セラミックスとは、例えばＡＬ
Ｎ、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＢＮなどである。 さらに上記目的を達成するためにこの発明は、インクノ
ズルの先端面を炭化物系セラミックスの薄膜で被覆する
ものである。ここで、炭化物系セラミックスとは、例え
ばＴｉＣ，ＺｒＣ，ＴａＣ。 ＷＣ，Ｈｆ Ｃ，Ｂ、Ｃ，Ｍｏ、Ｃ，ＮｂＣなどである
。
この発明によれば、インクノズルの先端面ば窒化物系セ
ラミックスあるいは炭化物系セラミックスの薄膜で被覆
されるので、インクノズル先端面の平滑鏡面度が向上し
てインク液の濡れが防止される。したがって、噴出され
るインク液がほぼ真直ぐに案内されて用紙の所要位置に
プリントされ、インク液の点着寸法と点着位置の精度が
向上する。 ｒ実施例】 以下、第１図に基づいてこの発明の詳細な説明する。 第１図は、第２図及び第３図に示すインクジェット記録
ヘッド１にこの発明を適用した例で、インクノズル１２
の先端近傍を拡大し、水平断面で示している。 第１図において、インクノズル１２の先端面１２ａは、
ＡＩＮあるいはＴｉＣの薄膜２０で被覆されている。こ
の薄膜は厚さ１．５μｍで、反応性マグネトロンスパッ
タリングによって形成したものである。 この実施例に対する比較例としては、インクノズル先端
面を＃ ２０００のエメリー紙で研磨加工した記録ヘッ
ドを用いた。そして、これら実施例及び従来例（比較例
）のインクジェット記録ヘッドでインク液を１０００万
回噴出させたのち５、インクノズル先端面でのインク液
の濡れ接触角度、及び用紙にプリントされたインク液の
点着寸法、点着位置を測定した。その結果を第１表に示
す。 第１表 上記結果から明らかなように、実施例の記録ヘッドは従
来例に比べて、インクノズル先端面でのインク液の濡れ
接触角度が著しく太き（なっている。また、実施例の記
録ヘッドから噴出されて用紙にプリントされたインク液
の点着寸法と点着位置の誤差は従来例に比べて半分以下
で、十分に改良されていることが分かる。さらに、イン
ク射出の周波数応答性をみると、従来は３ ｋＨｚであ
るが、実施例の記録ヘッドは７ ｋＨｚまでインク射出
が可能であった。 なお、インクノズル先端面にＴｉＮ、ＺｒＮ。 ＢＮなどの窒化物系セラミックス、及び７．ｒＣ。 ＴａＣ，ＷＣ，ＨｆＣ，Ｂ、Ｃ，Ｍｏ□Ｃ，ＮｂＣなど
の炭化物系セラミックスの薄膜を形成した記録ヘッドも
同様の結果となり、記録ヘッドの特性向上に効果のある
ことが確認された。また、窒化物系セラミックスの被覆
、あるいは炭化物系セラミックスの被覆は反応性マグネ
トロンスパッタリングの他に、イオンブレーティング、
ＣＶＤなどでも形成可能である。 【発明の効果］ この発明はインクノズルの先端面に窒化物系セラミック
スあるいは炭化物系セラミックスの薄膜を被覆したので
、インクノズル先端面でのインク液の濡れが抑えられ、
インク液の拡がりや滞留が防止され、用紙にプリントさ
れたインク液の点着寸法と点着位置の精度は高いものと
なる。さらに、インク射出の周波数応答性も向上する。
ラミックスあるいは炭化物系セラミックスの薄膜で被覆
されるので、インクノズル先端面の平滑鏡面度が向上し
てインク液の濡れが防止される。したがって、噴出され
るインク液がほぼ真直ぐに案内されて用紙の所要位置に
プリントされ、インク液の点着寸法と点着位置の精度が
向上する。 ｒ実施例】 以下、第１図に基づいてこの発明の詳細な説明する。 第１図は、第２図及び第３図に示すインクジェット記録
ヘッド１にこの発明を適用した例で、インクノズル１２
の先端近傍を拡大し、水平断面で示している。 第１図において、インクノズル１２の先端面１２ａは、
ＡＩＮあるいはＴｉＣの薄膜２０で被覆されている。こ
の薄膜は厚さ１．５μｍで、反応性マグネトロンスパッ
タリングによって形成したものである。 この実施例に対する比較例としては、インクノズル先端
面を＃ ２０００のエメリー紙で研磨加工した記録ヘッ
ドを用いた。そして、これら実施例及び従来例（比較例
）のインクジェット記録ヘッドでインク液を１０００万
回噴出させたのち５、インクノズル先端面でのインク液
の濡れ接触角度、及び用紙にプリントされたインク液の
点着寸法、点着位置を測定した。その結果を第１表に示
す。 第１表 上記結果から明らかなように、実施例の記録ヘッドは従
来例に比べて、インクノズル先端面でのインク液の濡れ
接触角度が著しく太き（なっている。また、実施例の記
録ヘッドから噴出されて用紙にプリントされたインク液
の点着寸法と点着位置の誤差は従来例に比べて半分以下
で、十分に改良されていることが分かる。さらに、イン
ク射出の周波数応答性をみると、従来は３ ｋＨｚであ
るが、実施例の記録ヘッドは７ ｋＨｚまでインク射出
が可能であった。 なお、インクノズル先端面にＴｉＮ、ＺｒＮ。 ＢＮなどの窒化物系セラミックス、及び７．ｒＣ。 ＴａＣ，ＷＣ，ＨｆＣ，Ｂ、Ｃ，Ｍｏ□Ｃ，ＮｂＣなど
の炭化物系セラミックスの薄膜を形成した記録ヘッドも
同様の結果となり、記録ヘッドの特性向上に効果のある
ことが確認された。また、窒化物系セラミックスの被覆
、あるいは炭化物系セラミックスの被覆は反応性マグネ
トロンスパッタリングの他に、イオンブレーティング、
ＣＶＤなどでも形成可能である。 【発明の効果］ この発明はインクノズルの先端面に窒化物系セラミック
スあるいは炭化物系セラミックスの薄膜を被覆したので
、インクノズル先端面でのインク液の濡れが抑えられ、
インク液の拡がりや滞留が防止され、用紙にプリントさ
れたインク液の点着寸法と点着位置の精度は高いものと
なる。さらに、インク射出の周波数応答性も向上する。
第１図はこの発明の実施例を示す要部拡大断面図、第２
図は従来例の横断面図、第３図は第２図の縦断面図であ
る。 ｌＯ：圧電体プレート、１１：インクキャビティ、１２
；インクノズル、１２ａ：インクノズル先端面、１３：
インク供給路、１４：インク供給室、１５：蓋板、２０
：薄膜。 、１ 助人弁理士駒田喜英１１．。 ゝν 第１図
図は従来例の横断面図、第３図は第２図の縦断面図であ
る。 ｌＯ：圧電体プレート、１１：インクキャビティ、１２
；インクノズル、１２ａ：インクノズル先端面、１３：
インク供給路、１４：インク供給室、１５：蓋板、２０
：薄膜。 、１ 助人弁理士駒田喜英１１．。 ゝν 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）複数列のインクキャビティ、インクノズル、及びイ
ンク供給路とこれらに共通のインク供給室とが形成され
た圧電体プレートに蓋板を接合して構成されるインクジ
ェット記録ヘッドにおいて、インクノズルの先端面を窒
化物系セラミックスの薄膜で被覆したことを特徴とする
インクジェット記録ヘッド。 ２）複数列のインクキャビティ、インクノズル、及びイ
ンク供給路とこれらに共通のインク供給室とが形成され
た圧電体プレートに蓋板を接合して構成されるインクジ
ェット記録ヘッドにおいて、インクノズルの先端面を炭
化物系セラミックスの薄膜で被覆したことを特徴とする
インクジェット記録ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5312088A JPH01226338A (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | インクジェット記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5312088A JPH01226338A (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | インクジェット記録ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01226338A true JPH01226338A (ja) | 1989-09-11 |
Family
ID=12933943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5312088A Pending JPH01226338A (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | インクジェット記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01226338A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0505188A2 (en) * | 1991-03-19 | 1992-09-23 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Piezoelectric ink droplet ejecting device |
| KR100327248B1 (ko) * | 1999-06-09 | 2002-03-04 | 윤종용 | 잉크젯 프린트 헤드용 폴리이미드계 노즐의 발수처리방법 |
| KR100359103B1 (ko) * | 1999-06-09 | 2002-11-04 | 삼성전자 주식회사 | 잉크젯 프린터 헤드용 노즐의 발수처리방법 |
| CN115362065A (zh) * | 2020-04-14 | 2022-11-18 | 惠普发展公司，有限责任合伙企业 | 具有冲压纳米陶瓷层的流体喷射管芯 |
| US12097711B2 (en) | 2020-04-14 | 2024-09-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid-ejection die with stamped nanoceramic layer |
-
1988
- 1988-03-07 JP JP5312088A patent/JPH01226338A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5245244A (en) * | 1991-03-19 | 1993-09-14 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Piezoelectric ink droplet ejecting device |
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