JPH0214196B2 - - Google Patents
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- JPH0214196B2 JPH0214196B2 JP58062660A JP6266083A JPH0214196B2 JP H0214196 B2 JPH0214196 B2 JP H0214196B2 JP 58062660 A JP58062660 A JP 58062660A JP 6266083 A JP6266083 A JP 6266083A JP H0214196 B2 JPH0214196 B2 JP H0214196B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- ink
- nozzles
- recording head
- inkjet recording
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 11
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 32
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
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
- B41J2/1433—Structure of nozzle plates
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明はインクジエツト記録ヘツドにかかり、
特に優れた階調記録を行うための断面積の異なる
複数のノズルを有する単色または多色用のオンデ
マンド型インクジエツト記録ヘツドに関する。
特に優れた階調記録を行うための断面積の異なる
複数のノズルを有する単色または多色用のオンデ
マンド型インクジエツト記録ヘツドに関する。
(b) 従来技術と問題点
従来のインクジエツト記録ヘツドにおいて、階
調記録（色の濃淡を表現する）を行うため、断面
積を異にする複数のノズルを並列にして用い、噴
射インク粒子の大きさを変える構造にした記録ヘ
ツドの方式が考えられる。
調記録（色の濃淡を表現する）を行うため、断面
積を異にする複数のノズルを並列にして用い、噴
射インク粒子の大きさを変える構造にした記録ヘ
ツドの方式が考えられる。
第１図ないし第３図はかような記録ヘツドの一
例を示しており、第１図は平面図、第２図は同図
のAA断面図、第３図はノズル正面から見た側面
図である。図において、ヘツド基部１に一つのイ
ンク室２と四個のインク供給路３と、インクの噴
射を個別に制御するための四個の圧電素子４と一
つのノズル板５とが設けられ、ノズル板５にはそ
れぞれ四個のインク供給路３に連通した噴射口面
積を異にする四個のノズル６ａ，６ｂ，６ｃ，６
ｄが形成されている。ノズルは一般に円筒形であ
るから、ノズル直径を変えて噴射口面積を変化さ
せることが可能であり、図の場合ノズル６ａが最
も大きくて６ｂ，６ｃ，６ｄと順次に小さい直径
となつているものである。
例を示しており、第１図は平面図、第２図は同図
のAA断面図、第３図はノズル正面から見た側面
図である。図において、ヘツド基部１に一つのイ
ンク室２と四個のインク供給路３と、インクの噴
射を個別に制御するための四個の圧電素子４と一
つのノズル板５とが設けられ、ノズル板５にはそ
れぞれ四個のインク供給路３に連通した噴射口面
積を異にする四個のノズル６ａ，６ｂ，６ｃ，６
ｄが形成されている。ノズルは一般に円筒形であ
るから、ノズル直径を変えて噴射口面積を変化さ
せることが可能であり、図の場合ノズル６ａが最
も大きくて６ｂ，６ｃ，６ｄと順次に小さい直径
となつているものである。
ところで、このようにノズルの噴射口面積が異
なつていると、噴射インク粒子の大きさが変わつ
て階調記録を行うことができるが、一方で同じ物
性値（粘性など）をもつているインクでは各ノズ
ル部分での流体抵抗が違つてくる問題がある。
なつていると、噴射インク粒子の大きさが変わつ
て階調記録を行うことができるが、一方で同じ物
性値（粘性など）をもつているインクでは各ノズ
ル部分での流体抵抗が違つてくる問題がある。
そのために、各ノズルの粒子化特性、特に粒子
化周波数特性に差異が生じて、ヘツド全体の記録
速度は最も粒子化周波数特性の悪いノズルで決定
されることになり、記録速度が高速化できない欠
点があらわれる。従つて、この粒子化周波数特性
の差を無くする必要がある。
化周波数特性に差異が生じて、ヘツド全体の記録
速度は最も粒子化周波数特性の悪いノズルで決定
されることになり、記録速度が高速化できない欠
点があらわれる。従つて、この粒子化周波数特性
の差を無くする必要がある。
この調整方法として、インクの物性値をそれぞ
れの断面積の異なるノズル毎に変える方法も考え
られるが、それにはインク室（インク溜室）を
個々に分けて設けねばならず、且つインクの定着
時間や記録濃度などの記録特性に差が生じて実用
的な方法ではない。
れの断面積の異なるノズル毎に変える方法も考え
られるが、それにはインク室（インク溜室）を
個々に分けて設けねばならず、且つインクの定着
時間や記録濃度などの記録特性に差が生じて実用
的な方法ではない。
また、止むを得ずに各ノズルが流体抵抗の異な
るまま使用するとすると、ヘツド周囲の温度変化
による粒子化特性の変化割合がノズル毎に違つて
きて、そのためヘツド全体の温度制御が非常に難
しくなる問題がある。
るまま使用するとすると、ヘツド周囲の温度変化
による粒子化特性の変化割合がノズル毎に違つて
きて、そのためヘツド全体の温度制御が非常に難
しくなる問題がある。
(c) 発明の目的
本発明の目的は、このような異なる断面積を有
する複数のノズルに対して、上記のような困難な
手法を採ることなく、それぞれの流体抵抗を等し
くして、ノズルの流体抵抗の差より生じる粒子化
特性の相違を解消させ、安定で高速な記録のでき
るオンデマンド型インクジエツト記録ヘツドを提
供するものである。
する複数のノズルに対して、上記のような困難な
手法を採ることなく、それぞれの流体抵抗を等し
くして、ノズルの流体抵抗の差より生じる粒子化
特性の相違を解消させ、安定で高速な記録のでき
るオンデマンド型インクジエツト記録ヘツドを提
供するものである。
(d) 発明の構成
本発明は、インクの噴射を個別に制御可能な複
数のノズルを備え、該複数のノズルの噴射口面積
をそれぞれ異にしたインクジエツト記録ヘツドに
おいて、上記複数のノズルは噴射口に至るインク
流路の形状をそれぞれ異にしてインクの流体抵抗
がすべて等しくなるように構成したことによつて
達成することができる。その断面積の異なるノズ
ル形状とは、例えば上記ノズルの長さの調整であ
り、また先細テーパノズルでそのテーパ角度の調
整である。
数のノズルを備え、該複数のノズルの噴射口面積
をそれぞれ異にしたインクジエツト記録ヘツドに
おいて、上記複数のノズルは噴射口に至るインク
流路の形状をそれぞれ異にしてインクの流体抵抗
がすべて等しくなるように構成したことによつて
達成することができる。その断面積の異なるノズ
ル形状とは、例えば上記ノズルの長さの調整であ
り、また先細テーパノズルでそのテーパ角度の調
整である。
(e) 発明の実施例
以下、図面を参照して実施例によつて詳細に説
明する。
明する。
第４図はオンデマンド型ヘツドに用いられる一
個の円筒形ノズル６の断面図で、Dnはノズルの
直径、Lnはノズルの長さを示している。今、ノ
ズル部分の流体抵抗をＧとすると、Ｇは次式で表
わされる。
個の円筒形ノズル６の断面図で、Dnはノズルの
直径、Lnはノズルの長さを示している。今、ノ
ズル部分の流体抵抗をＧとすると、Ｇは次式で表
わされる。
Ｇ＝KνLn／Dn2
但し、Ｋは係数、υはインクの動粘度である。
従つて、この式よりノズル部分の断面積 π（Dn／２）2 およびノズルの長さLnが変化すると流体抵抗Ｇ
が変わることが明らかである。
従つて、この式よりノズル部分の断面積 π（Dn／２）2 およびノズルの長さLnが変化すると流体抵抗Ｇ
が変わることが明らかである。
ところで、オンデマンド型記録ヘツドにおいて
は、粒子化周波数の上限は粒子化後にメニスカス
が平衡状態に復帰するのに必要な時間Teで決定
される。このTeを残留振動減衰完了時間と言い、
これを最小にするインク動粘度υ0が存在する筈で
ある。そして、このTeが小さい程、粒子化周波
数が高くでき、記録速度が早くなる。
は、粒子化周波数の上限は粒子化後にメニスカス
が平衡状態に復帰するのに必要な時間Teで決定
される。このTeを残留振動減衰完了時間と言い、
これを最小にするインク動粘度υ0が存在する筈で
ある。そして、このTeが小さい程、粒子化周波
数が高くでき、記録速度が早くなる。
かかる観点より種々のヘツドを試作した。第５
図はその実験結果による図表で、Dn＝50μｍφ、
Ln＝300μｍ、噴射インク粒子径が約70μｍφの場
合のインク動粘度と残留振動減衰完了時間との関
係データである。これより、インク動粘度が６×
10-6m2／ｓのときに残留振動減衰完了時間Teが
最小になる。従つて、この時に粒子化周波数を最
も高くできて、このようなTeを最小にするイン
ク動粘度が存在することが判る。
図はその実験結果による図表で、Dn＝50μｍφ、
Ln＝300μｍ、噴射インク粒子径が約70μｍφの場
合のインク動粘度と残留振動減衰完了時間との関
係データである。これより、インク動粘度が６×
10-6m2／ｓのときに残留振動減衰完了時間Teが
最小になる。従つて、この時に粒子化周波数を最
も高くできて、このようなTeを最小にするイン
ク動粘度が存在することが判る。
次に、このような最適インク動粘度はノズル形
状に依存すると考えられるから、その実験を試み
た。第６図はその結果によるノズル直径Dnと最
適インク動粘度との関係図表である。データは
Dn＝30μｍφ、40μｍφ、50μｍφとし、Ln＝
100μｍ、200μｍとした場合の値であるが、ノズ
ル直径が小さくなると最適インク動粘度値は低く
なり、またノズル長さが長くなれば最適インク動
粘度は低い値を示すことが判る。第７図はDn＝
50μｍφとして、そのノズル長さと最適インク動
粘度との関係を示した図表である。
状に依存すると考えられるから、その実験を試み
た。第６図はその結果によるノズル直径Dnと最
適インク動粘度との関係図表である。データは
Dn＝30μｍφ、40μｍφ、50μｍφとし、Ln＝
100μｍ、200μｍとした場合の値であるが、ノズ
ル直径が小さくなると最適インク動粘度値は低く
なり、またノズル長さが長くなれば最適インク動
粘度は低い値を示すことが判る。第７図はDn＝
50μｍφとして、そのノズル長さと最適インク動
粘度との関係を示した図表である。
そこで、本発明は直径の異なるノズルの最適イ
ンク動粘度値を一致させて、各ノズルの粒子化周
波数特性を等しくするため、ノズルの長さを調整
した記録ヘツドを作成した。第８図は本発明にか
かる実施例のノズルの断面構造図を示しており、
ノズル１０ａはDn＝60μｍφ、Ln＝230μｍ、ノ
ズル１０ｂはDn＝50μｍφ、Ln＝200μｍ、ノズ
ル１０ｃはDn＝40μｍφ、Ln＝160μｍ、ノズル
１０ｄはDn＝30μｍφ、Ln＝100μｍに設定した。
この時の最適インク動粘度は10〜15×10-6m2／ｓ
であつた。
ンク動粘度値を一致させて、各ノズルの粒子化周
波数特性を等しくするため、ノズルの長さを調整
した記録ヘツドを作成した。第８図は本発明にか
かる実施例のノズルの断面構造図を示しており、
ノズル１０ａはDn＝60μｍφ、Ln＝230μｍ、ノ
ズル１０ｂはDn＝50μｍφ、Ln＝200μｍ、ノズ
ル１０ｃはDn＝40μｍφ、Ln＝160μｍ、ノズル
１０ｄはDn＝30μｍφ、Ln＝100μｍに設定した。
この時の最適インク動粘度は10〜15×10-6m2／ｓ
であつた。
このようなノズルを、圧電素子に印加するパル
ス幅を20μsとして記録した時、噴射粒子の径はそ
れぞれ90μｍφ、75μｍφ、60μｍφ、45μｍφと
なり、高速で安定な階調画像の記録が得られた。
ス幅を20μsとして記録した時、噴射粒子の径はそ
れぞれ90μｍφ、75μｍφ、60μｍφ、45μｍφと
なり、高速で安定な階調画像の記録が得られた。
次いで、第９図は本発明にかかる他のノズル構
造例を示しており、本例は直径の異なるノズルの
最適インク動粘度値を一致させるために、先細テ
ーパノズルでノズルの長さをすべて同じ寸法に
し、且つテーパ角度θをそれぞれ変えて調整した
ものである。
造例を示しており、本例は直径の異なるノズルの
最適インク動粘度値を一致させるために、先細テ
ーパノズルでノズルの長さをすべて同じ寸法に
し、且つテーパ角度θをそれぞれ変えて調整した
ものである。
即ち、流体抵抗GTは、
GT＝Kν∫Ln 0１／〔Dn＋2tan（90゜−θ）ｌ〕2dl
＝Kν／2tan（90゜−θ）
×〔１／Dn−１／Dn＋2tan（90゜−θ）〕
但し、Ｋは係数、νはインク動粘度、Dnはノ
ズル出口の直径、Lnはノズル長さ、θはテーパ
角度（ノズル出口端面に対する傾き角でθ＜90゜、
θ＝90゜のときは円筒形ノズルとなり第５頁の流
体抵抗Ｇ式による） で表され、この式によれば、ノズル出口の直径
Dnが異なつてもノズル長さをすべて同じLnにし
てテーパ角度θをそれぞれ調整することによりノ
ズルの流体抵抗GTをすべて等しくすることがで
きる。また、この方式によるとノズルの長さを一
定にできるから、ノズルが加工製作し易い特徴が
ある。第１０図はその実施例で、ノズル長さLn
＝200μｍとし、ノズル１１ａはDn＝60μｍφ、θ
＝90゜、ノズル１０ｂはDn＝50μｍφ、θ＝87゜、
ノズル１０ｃはDn＝40μｍφ、θ＝81゜、ノズル
１０ｄはDn＝30μｍφ、θ＝68゜とした時に最適
インク動粘度がほぼ等しくなる。
ズル出口の直径、Lnはノズル長さ、θはテーパ
角度（ノズル出口端面に対する傾き角でθ＜90゜、
θ＝90゜のときは円筒形ノズルとなり第５頁の流
体抵抗Ｇ式による） で表され、この式によれば、ノズル出口の直径
Dnが異なつてもノズル長さをすべて同じLnにし
てテーパ角度θをそれぞれ調整することによりノ
ズルの流体抵抗GTをすべて等しくすることがで
きる。また、この方式によるとノズルの長さを一
定にできるから、ノズルが加工製作し易い特徴が
ある。第１０図はその実施例で、ノズル長さLn
＝200μｍとし、ノズル１１ａはDn＝60μｍφ、θ
＝90゜、ノズル１０ｂはDn＝50μｍφ、θ＝87゜、
ノズル１０ｃはDn＝40μｍφ、θ＝81゜、ノズル
１０ｄはDn＝30μｍφ、θ＝68゜とした時に最適
インク動粘度がほぼ等しくなる。
上記の実施例は、複数のノズルから単色ヘツド
であるが、多色の場合はこのような複数のノズル
を複数種類並べることによつてカラーの階調記録
が得られる。
であるが、多色の場合はこのような複数のノズル
を複数種類並べることによつてカラーの階調記録
が得られる。
(f) 発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば粒子化特性のほぼ一致した複数の断面積の異な
るノズルを得ることができるから、本発明による
記録ヘツドは各ノズルの温度依存性もなくなり、
極めて品位の高い単色又は多色の階調性ある記録
（文字あるいは画像）を高速度で行うことができ
るものである。
ば粒子化特性のほぼ一致した複数の断面積の異な
るノズルを得ることができるから、本発明による
記録ヘツドは各ノズルの温度依存性もなくなり、
極めて品位の高い単色又は多色の階調性ある記録
（文字あるいは画像）を高速度で行うことができ
るものである。
第１図ないし第３図は従来の記録ヘツドの例図
（第１図は平面図、第２図は同図のAA断面図、
第３図はノズル正面から見た側面図）、第４図お
よび第９図はノズルの模型断面図、第５図ないし
第７図はデータ図表、第８図は本発明にかかる一
実施例のヘツド断面図、第１０図は本発明にかか
る他の実施例のヘツド断面図である。 図中、１は基部、２はインク室、３はインク供
給路、４は圧電素子、５はノズル板、６，１０，
１１はすべてノズルを示している。
（第１図は平面図、第２図は同図のAA断面図、
第３図はノズル正面から見た側面図）、第４図お
よび第９図はノズルの模型断面図、第５図ないし
第７図はデータ図表、第８図は本発明にかかる一
実施例のヘツド断面図、第１０図は本発明にかか
る他の実施例のヘツド断面図である。 図中、１は基部、２はインク室、３はインク供
給路、４は圧電素子、５はノズル板、６，１０，
１１はすべてノズルを示している。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ インクの噴射を個別に制御可能な複数のノズ
ルを備え、該複数のノズルの噴射口面積をそれぞ
れ異にしたインクジエツト記録ヘツドにおいて、
上記複数のノズルは噴射口に至るインク流路の形
状をそれぞれ異にしてインクの流体抵抗がすべて
等しくなるようにしたことを特徴とするインクジ
エツト記録ヘツド。 ２ 上記の異なるインク流路の形状はノズルの長
さの調整であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のインクジエツト記録ヘツド。 ３ 上記の異なるインク流路の形状は先細テーパ
ノズルでそのテーパ角度の調整であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のインクジエツ
ト記録ヘツド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6266083A JPS59187871A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | インクジエツト記録ヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6266083A JPS59187871A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | インクジエツト記録ヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59187871A JPS59187871A (ja) | 1984-10-25 |
| JPH0214196B2 true JPH0214196B2 (ja) | 1990-04-06 |
Family
ID=13206672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6266083A Granted JPS59187871A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | インクジエツト記録ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59187871A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06234216A (ja) * | 1993-02-10 | 1994-08-23 | Brother Ind Ltd | インク噴射装置 |
| JPH06246916A (ja) * | 1993-02-26 | 1994-09-06 | Brother Ind Ltd | インク噴射装置 |
| JP2013075158A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-25 | Arena:Kk | 爪の手入れ器具、及び爪の手入れ器具の製造方法 |
| JP5944652B2 (ja) * | 2011-11-29 | 2016-07-05 | 理想科学工業株式会社 | インクジェット記録装置のインク液滴吐出方法 |
| JP6083669B2 (ja) * | 2013-01-30 | 2017-02-22 | 株式会社アリーナ | 爪の手入れ器具 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54133338A (en) * | 1978-04-07 | 1979-10-17 | Ricoh Co Ltd | Ink jet recording head |
| JPS57182448A (en) * | 1981-05-07 | 1982-11-10 | Canon Inc | Head for ink jet recording |
| JPS587363A (ja) * | 1981-07-06 | 1983-01-17 | Seiko Epson Corp | インクジエツトヘツド |
-
1983
- 1983-04-08 JP JP6266083A patent/JPS59187871A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54133338A (en) * | 1978-04-07 | 1979-10-17 | Ricoh Co Ltd | Ink jet recording head |
| JPS57182448A (en) * | 1981-05-07 | 1982-11-10 | Canon Inc | Head for ink jet recording |
| JPS587363A (ja) * | 1981-07-06 | 1983-01-17 | Seiko Epson Corp | インクジエツトヘツド |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59187871A (ja) | 1984-10-25 |
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