JPH01271248A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
- Publication number
- JPH01271248A JPH01271248A JP10175888A JP10175888A JPH01271248A JP H01271248 A JPH01271248 A JP H01271248A JP 10175888 A JP10175888 A JP 10175888A JP 10175888 A JP10175888 A JP 10175888A JP H01271248 A JPH01271248 A JP H01271248A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- nozzle
- arrow
- nozzle orifice
- vibrator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 3
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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
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14282—Structure of print heads with piezoelectric elements of cantilever type
Landscapes
- 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
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野１
本発明はインクジェット記録に係わるもので、特にイン
ク中において圧力発生器を駆動させ、ノズルオリフィス
よりインクを吐出させて印字を行うインクジェットヘッ
ドに関する。 【従来の技術】 この種のインクジェットヘッドは特公昭６〇−８９５３
などにより公知であるが、ノズルオリフィスの形状につ
いては従来から断面が円錐形、またはろう斗状を有する
ものがほとんどであり、その理由としてはインク流の速
度上昇のためにインク入口部は出口部より面積を大きく
する必要があるとされていた。しかし実際には液滴の吐
出速度を決定する要因はノズルオリフィス内でのインク
流の加速方法にあり、振動子の駆動方法によって液滴の
吐出速度を早（することが可能である。その場合、前記
のノズル形状では第４図に示すようにノズルオリフィス
内で均一なインクメニスカスが形成されにくいために、
吐出した液滴が不均一であったり、インク分離が不安定
なために液滴が分割されて吐出し、その結果、印字不良
を招くといった問題が生じた。さらに、前記のノズル形
状によるとノズルオリフィス内でのインクメニスカスの
戻り時間が大きくなり高速応答に対して不利であるとい
った欠点があった。 ［発明が解決しようとする課題１ 本発明の目的はこれらの問題点を解決することにあり、
均一な液滴をノズルオリフィスより適正な速度で分割す
ることなく飛翔させることにより、良質の印字品質を確
保でき、しかも高速応答に有利なインクジェットヘッド
を実現することにある。 ［課題を解決するだめの手段］ 本発明のインクジェットヘッドは同一基板に設けられた
複数のノズルオリフィスと、各々のノズルオリフィスに
対向しで配置された圧力発生器を有し、前記ノズルオリ
フィスはインク入口部と出口部の面積比が概ね１：１で
あることを特徴とする。 ［実 施 例］ 次に本発明の実施例を図面ｉ：基づいて説明する。 第１図は、本発明のインクジェットヘッドを用い１．：
印字記録装置を示す一実施例ｒある。記録紙ｌは紙送り
ローラ２によってプラテン３に押圧され、両者の回転に
よって搬送される。ガイド軸５．６に案内され、紙送り
方向と垂直方向に移動可能なキャリッジ７に搭載された
インクジェットヘッド８は、複数のノズルオリフィスを
有し選択的にインク滴な吐出することにより配録紙に画
像を形成する。 第２図は本発明のインクジェ・ｖｈヘッドの一部を示す
斜視図である９圧電素子９ど金属板ＩＯとを接合して成
る圧電振動子１１を圧力発生器として用い、多数個のノ
ズルオリフィスを備えたノズルブ１ノー１−１２．ノズ
ルプレートと圧電振動子の隙間を管理するスペーサ１３
、断熱部材からなるフレーム１４とから構成されている
。圧電振動子は一端を自由端とし他端を支持端とする独
立に駆動可能な複数の片持ち梁状振動子からなり、支持
端部で連結され固定されている。各振動子の片面はＡｕ
層よりなるセグメント電極層１５、他面は前記金属板よ
りなる共通電極層１６を有し、各振動子のセグメント電
極層にはＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）１７が結
線され外部と電気的に接続されている。 第３図で、動作について説明する。ノズルプレート１２
はインク入口部と出口部の面積比が概ねｌ：１である、
いわゆるストレート型に形成されたノズルオリフィス１
８を有し、ノズルオリフィスに対向して圧１１振動子１
１が配置されている。セグメント電極と共通電極間にパ
ルス信号１９が入力されると、圧電振動子は収縮し高い
弾性率を有する圧電素子９側に曲がる曲げモーメントが
発生する。この結果、第３図（Ａ）に示すように振動子
の自由端はノズルプレートとは逆方向に変位し、同時に
矢印ａ方向にインク２１が移動し、ノズルオリフィス内
にインクメニスカス２２を形成する。パルス信号の立ち
下がりとともに圧電振動子はノズルプレート方向に変位
し、同時に矢印す方向に向かってインク流が加速され、
インク出口部で液滴を形成し矢印Ｃ方向に吐出する。 上記の動作のように、−旦インクメニスカスを引き込ん
でから液滴を吐出する駆動方法をとることによって、イ
ンク流の加速効率を高め液滴の吐出速度を上げることが
可能である。この場合、インクメニスカスを均一に形成
し、元に戻る時間をできるだけ短くするにはノズルオリ
フィスの形状がストレート型であることが有利である。 つまりノズルオリフィス壁面がストレートであることよ
り、インク流が乱されることなく加速されるため、結果
的にノズル出口部でのインク流の分離がスムーズに行わ
れ、分割することのない液滴を形成することができる。 ところでインクメニスカスがノズルオリフィス以上の大
きさを有する場合には、インク入口部でメニスカスの変
形が生じ、インク流に乱わが起きる。従って、印字に必
要なＲ適ドツト量を確保するためには、ノズルオリフィ
スの容積をそれ以上に設定することは有効である。 〔発明の効果） 以上述べたように１本発明の上記構成により均−な液滴
を分割することなく高速に安定して飛翔させることによ
り、良質な印字品質を達成し得るインクジェットヘッド
を実現することができる。 また、ストレート型のノズルオリフィスはプレス等によ
り精度良く容易に製作することが可能であり、各ノズル
間の特性バラツキを極めて小さくすることができること
から、複数ノズルを有するインクジェットヘッド用とし
て最適である。 更にストレート型のノズルオリフィスを採用したことに
より、インク流の加速方向が一方向に定まり、飛翔する
液滴の方向も一定に確保できるという効果を有する。更
には、ノズル配置間隔と同等に圧力発生器を配置するこ
とが可能であり、ヘッドの小型化、高密度化が実現でき
るという効果も有する。
ク中において圧力発生器を駆動させ、ノズルオリフィス
よりインクを吐出させて印字を行うインクジェットヘッ
ドに関する。 【従来の技術】 この種のインクジェットヘッドは特公昭６〇−８９５３
などにより公知であるが、ノズルオリフィスの形状につ
いては従来から断面が円錐形、またはろう斗状を有する
ものがほとんどであり、その理由としてはインク流の速
度上昇のためにインク入口部は出口部より面積を大きく
する必要があるとされていた。しかし実際には液滴の吐
出速度を決定する要因はノズルオリフィス内でのインク
流の加速方法にあり、振動子の駆動方法によって液滴の
吐出速度を早（することが可能である。その場合、前記
のノズル形状では第４図に示すようにノズルオリフィス
内で均一なインクメニスカスが形成されにくいために、
吐出した液滴が不均一であったり、インク分離が不安定
なために液滴が分割されて吐出し、その結果、印字不良
を招くといった問題が生じた。さらに、前記のノズル形
状によるとノズルオリフィス内でのインクメニスカスの
戻り時間が大きくなり高速応答に対して不利であるとい
った欠点があった。 ［発明が解決しようとする課題１ 本発明の目的はこれらの問題点を解決することにあり、
均一な液滴をノズルオリフィスより適正な速度で分割す
ることなく飛翔させることにより、良質の印字品質を確
保でき、しかも高速応答に有利なインクジェットヘッド
を実現することにある。 ［課題を解決するだめの手段］ 本発明のインクジェットヘッドは同一基板に設けられた
複数のノズルオリフィスと、各々のノズルオリフィスに
対向しで配置された圧力発生器を有し、前記ノズルオリ
フィスはインク入口部と出口部の面積比が概ね１：１で
あることを特徴とする。 ［実 施 例］ 次に本発明の実施例を図面ｉ：基づいて説明する。 第１図は、本発明のインクジェットヘッドを用い１．：
印字記録装置を示す一実施例ｒある。記録紙ｌは紙送り
ローラ２によってプラテン３に押圧され、両者の回転に
よって搬送される。ガイド軸５．６に案内され、紙送り
方向と垂直方向に移動可能なキャリッジ７に搭載された
インクジェットヘッド８は、複数のノズルオリフィスを
有し選択的にインク滴な吐出することにより配録紙に画
像を形成する。 第２図は本発明のインクジェ・ｖｈヘッドの一部を示す
斜視図である９圧電素子９ど金属板ＩＯとを接合して成
る圧電振動子１１を圧力発生器として用い、多数個のノ
ズルオリフィスを備えたノズルブ１ノー１−１２．ノズ
ルプレートと圧電振動子の隙間を管理するスペーサ１３
、断熱部材からなるフレーム１４とから構成されている
。圧電振動子は一端を自由端とし他端を支持端とする独
立に駆動可能な複数の片持ち梁状振動子からなり、支持
端部で連結され固定されている。各振動子の片面はＡｕ
層よりなるセグメント電極層１５、他面は前記金属板よ
りなる共通電極層１６を有し、各振動子のセグメント電
極層にはＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）１７が結
線され外部と電気的に接続されている。 第３図で、動作について説明する。ノズルプレート１２
はインク入口部と出口部の面積比が概ねｌ：１である、
いわゆるストレート型に形成されたノズルオリフィス１
８を有し、ノズルオリフィスに対向して圧１１振動子１
１が配置されている。セグメント電極と共通電極間にパ
ルス信号１９が入力されると、圧電振動子は収縮し高い
弾性率を有する圧電素子９側に曲がる曲げモーメントが
発生する。この結果、第３図（Ａ）に示すように振動子
の自由端はノズルプレートとは逆方向に変位し、同時に
矢印ａ方向にインク２１が移動し、ノズルオリフィス内
にインクメニスカス２２を形成する。パルス信号の立ち
下がりとともに圧電振動子はノズルプレート方向に変位
し、同時に矢印す方向に向かってインク流が加速され、
インク出口部で液滴を形成し矢印Ｃ方向に吐出する。 上記の動作のように、−旦インクメニスカスを引き込ん
でから液滴を吐出する駆動方法をとることによって、イ
ンク流の加速効率を高め液滴の吐出速度を上げることが
可能である。この場合、インクメニスカスを均一に形成
し、元に戻る時間をできるだけ短くするにはノズルオリ
フィスの形状がストレート型であることが有利である。 つまりノズルオリフィス壁面がストレートであることよ
り、インク流が乱されることなく加速されるため、結果
的にノズル出口部でのインク流の分離がスムーズに行わ
れ、分割することのない液滴を形成することができる。 ところでインクメニスカスがノズルオリフィス以上の大
きさを有する場合には、インク入口部でメニスカスの変
形が生じ、インク流に乱わが起きる。従って、印字に必
要なＲ適ドツト量を確保するためには、ノズルオリフィ
スの容積をそれ以上に設定することは有効である。 〔発明の効果） 以上述べたように１本発明の上記構成により均−な液滴
を分割することなく高速に安定して飛翔させることによ
り、良質な印字品質を達成し得るインクジェットヘッド
を実現することができる。 また、ストレート型のノズルオリフィスはプレス等によ
り精度良く容易に製作することが可能であり、各ノズル
間の特性バラツキを極めて小さくすることができること
から、複数ノズルを有するインクジェットヘッド用とし
て最適である。 更にストレート型のノズルオリフィスを採用したことに
より、インク流の加速方向が一方向に定まり、飛翔する
液滴の方向も一定に確保できるという効果を有する。更
には、ノズル配置間隔と同等に圧力発生器を配置するこ
とが可能であり、ヘッドの小型化、高密度化が実現でき
るという効果も有する。
第１図は本発明のインクジェット記録装置の概略図、第
２図は本発明の一実施例であるインクジェットヘッドの
一部斜視図、第３図はヘッドの断面図、第４図は従来例
のヘッドの断面図である。 ８・・・インクジェットヘッド ９・・・圧電素子 １０・・・金属板 １１・・・圧電振動子 １２・・・ノズルプレート １８・・・ノズルオリフィス ２１・・・インク ２２・・・インクメニスカス 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 喜三部（他１名）８：Ａソク
シｋ・ントヘ・ソド 第１図 ９、゛工電漢壬 ７２、°ノズルプレート 第２図 ９、°圧電散手 ？−ｊ ′°＼） 第４図
２図は本発明の一実施例であるインクジェットヘッドの
一部斜視図、第３図はヘッドの断面図、第４図は従来例
のヘッドの断面図である。 ８・・・インクジェットヘッド ９・・・圧電素子 １０・・・金属板 １１・・・圧電振動子 １２・・・ノズルプレート １８・・・ノズルオリフィス ２１・・・インク ２２・・・インクメニスカス 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 喜三部（他１名）８：Ａソク
シｋ・ントヘ・ソド 第１図 ９、゛工電漢壬 ７２、°ノズルプレート 第２図 ９、°圧電散手 ？−ｊ ′°＼） 第４図
Claims (2)
- （１）インク中で圧力発生器を動作させ液滴を吐出させ
るオンデマンド型インクジェットヘッドにおいて、同一
基板に設けられた複数のノズルオリフィスのインク入口
部と出口部の面積比が、概ね１：１であることを特徴と
するインクジェットヘッド。 - （２）該ノズルオリフィスは、少なくとも１パルス信号
によって吐出する液滴量より大きな容積を有することを
特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10175888A JPH01271248A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10175888A JPH01271248A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01271248A true JPH01271248A (ja) | 1989-10-30 |
Family
ID=14309133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10175888A Pending JPH01271248A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01271248A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19911399A1 (de) * | 1999-03-15 | 2000-09-28 | Joachim Heinzl | Piezobiegewandler Drop-on-Demand Druckkopf sowie Verfahren zu dessen Ansteuerung |
-
1988
- 1988-04-25 JP JP10175888A patent/JPH01271248A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19911399A1 (de) * | 1999-03-15 | 2000-09-28 | Joachim Heinzl | Piezobiegewandler Drop-on-Demand Druckkopf sowie Verfahren zu dessen Ansteuerung |
| DE19911399C2 (de) * | 1999-03-15 | 2001-03-01 | Joachim Heinzl | Verfahren zum Ansteuern eines Piezo-Druckkopfes und nach diesem Verfahren angesteuerter Piezo-Druckkopf |
| EP1036660B1 (de) * | 1999-03-15 | 2002-08-28 | Tally Computerdrucker GmbH | Piezobiegewandler Drop-on-Demand Druckkopf sowie Verfahren zu dessen Ansteuerung |
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