JPH024514A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
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- JPH024514A JPH024514A JP15414288A JP15414288A JPH024514A JP H024514 A JPH024514 A JP H024514A JP 15414288 A JP15414288 A JP 15414288A JP 15414288 A JP15414288 A JP 15414288A JP H024514 A JPH024514 A JP H024514A
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- nozzle
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- pressure generating
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- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
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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〕
本発明は、インクの中に浸されている圧力発生部材に電
圧を印加して圧力発生部材を変形させ、ノズル形成基板
との間隙に存在するインクの圧力を高めてノズルからイ
ンク滴を吐出させる機構のインクジェットヘッドに関す
る。
圧を印加して圧力発生部材を変形させ、ノズル形成基板
との間隙に存在するインクの圧力を高めてノズルからイ
ンク滴を吐出させる機構のインクジェットヘッドに関す
る。
複数のノズルを有するノズル形成基板と、ノズルの各々
と対向配置し、インクの中に浸されている圧力発生部材
とを備え、電圧印加により圧力発生部材を変形させ、ノ
ズル形成基板との間隙に存在するインクの圧力を高めて
ノズルからインク滴を吐出させるオンデマンド型インク
ジェットヘッドは、例えば特公昭６０−８９５３号に開
示されており、このインクジエッＩ−機構は、圧力発生
部材がノズル形成基板に対し概ね垂直方向に変位する事
と、ノズルのインク流路が短い事により、インク滴の吐
出効率及び吐出安定性に優れ、かつインク中に気泡やゴ
ミ等が混入した場合でもその影響を受ける事無く正常に
動作し、更には、圧力発生部材が片持ちもしくは両持ち
梁状構造である事により、電気機械変換効率が高く、低
い電圧で必要とする圧力発生部材の変位をもたらす事が
出来るという特徴を有する。
と対向配置し、インクの中に浸されている圧力発生部材
とを備え、電圧印加により圧力発生部材を変形させ、ノ
ズル形成基板との間隙に存在するインクの圧力を高めて
ノズルからインク滴を吐出させるオンデマンド型インク
ジェットヘッドは、例えば特公昭６０−８９５３号に開
示されており、このインクジエッＩ−機構は、圧力発生
部材がノズル形成基板に対し概ね垂直方向に変位する事
と、ノズルのインク流路が短い事により、インク滴の吐
出効率及び吐出安定性に優れ、かつインク中に気泡やゴ
ミ等が混入した場合でもその影響を受ける事無く正常に
動作し、更には、圧力発生部材が片持ちもしくは両持ち
梁状構造である事により、電気機械変換効率が高く、低
い電圧で必要とする圧力発生部材の変位をもたらす事が
出来るという特徴を有する。
このタイプのインクジェットヘッドにおいては、圧力発
生部材とノズル形成基板との間隙の寸法が、インクジェ
ット特性に大きな影響を与える事が判っているものの、
満足のいく特性を獲得する事は非常に難しく、各特性間
のトレードオフによって間隙の寸法が選ばれ採用されて
いた。即ち、インク滴の吐出スピードを速く、吐出量を
多くする為には、ノズル入口開口部の圧力上昇効率の観
点からは、間隙の寸法は狭い方が良いのに対し、インク
の粘性抵抗成分を小さくして発生部材の変形モ＋゛を振
動的に保つ観点からは、間隙の寸法は広い方が良く、ま
た、インク滴の吐出応答性を上げる為には、インクの粘
性抵抗成分を小さくして、インク滴吐出後のノズルメニ
スカスの戻り時間が速くなる様、間隙の寸法は広い方が
良いという具合に、間隙の寸法が各特性に与える影響は
相反しており、吐出スピード・吐出量・吐出応答性の全
てに満足のいく設計をする事は、事実上不可能だった。
生部材とノズル形成基板との間隙の寸法が、インクジェ
ット特性に大きな影響を与える事が判っているものの、
満足のいく特性を獲得する事は非常に難しく、各特性間
のトレードオフによって間隙の寸法が選ばれ採用されて
いた。即ち、インク滴の吐出スピードを速く、吐出量を
多くする為には、ノズル入口開口部の圧力上昇効率の観
点からは、間隙の寸法は狭い方が良いのに対し、インク
の粘性抵抗成分を小さくして発生部材の変形モ＋゛を振
動的に保つ観点からは、間隙の寸法は広い方が良く、ま
た、インク滴の吐出応答性を上げる為には、インクの粘
性抵抗成分を小さくして、インク滴吐出後のノズルメニ
スカスの戻り時間が速くなる様、間隙の寸法は広い方が
良いという具合に、間隙の寸法が各特性に与える影響は
相反しており、吐出スピード・吐出量・吐出応答性の全
てに満足のいく設計をする事は、事実上不可能だった。
本発明の目的は、こうした技術課題を解決して、インク
滴の吐出スピード・吐出量・吐出応答性といった緒特性
の向上を同時に達成し、性能の優れたインクジェットヘ
ッドを提供する事にある。
滴の吐出スピード・吐出量・吐出応答性といった緒特性
の向上を同時に達成し、性能の優れたインクジェットヘ
ッドを提供する事にある。
本発明におけるインクジェットヘッドは、複数のノズル
を有するノズル形成基板と、ノズルの各々と対向配置し
、インクの中に浸されている圧力発生部材とを備え、電
圧印加により圧力発生部材を変形させ、ノズル形成基板
との間隙に存在するインクの圧力を高めてノズルからイ
ンク滴を吐出させるインクジェットヘッドであって、圧
力発生部材のインクの中に浸されている表面及びノズル
形成基板のノズル入口開口面の少なくとも一部が、イン
クと９０度以上の接触角を有する物質である事を特徴と
する。
を有するノズル形成基板と、ノズルの各々と対向配置し
、インクの中に浸されている圧力発生部材とを備え、電
圧印加により圧力発生部材を変形させ、ノズル形成基板
との間隙に存在するインクの圧力を高めてノズルからイ
ンク滴を吐出させるインクジェットヘッドであって、圧
力発生部材のインクの中に浸されている表面及びノズル
形成基板のノズル入口開口面の少なくとも一部が、イン
クと９０度以上の接触角を有する物質である事を特徴と
する。
本発明の上記の構成によれば、インクと９０度以上の接
触角を有する物質で形成される箇所は、インクで濡れな
い為、インクの粘性抵抗成分が低減する。
触角を有する物質で形成される箇所は、インクで濡れな
い為、インクの粘性抵抗成分が低減する。
本発明における実施例を、図面に基づき説明する。
第１図は、本発明におけるインクジェットヘッドを搭載
した記録装置の一実施例を説明するための斜視図である
。記録媒体１は、送りローラー２・３の押圧によりプラ
テン４に捲き回され、記録の進行に従い矢印５の方向に
搬送される。ガイド軸６・７に案内されプラテン４の軸
と平行な方向に移動可能なキャリッジ８上には、複数の
ノズルを有するインクジェットヘッド９が搭載されてお
り、矢印１０の方向に移動しつつ各々のノズルからイン
ク滴を吐出して記録媒体上にインク像を形成する。
した記録装置の一実施例を説明するための斜視図である
。記録媒体１は、送りローラー２・３の押圧によりプラ
テン４に捲き回され、記録の進行に従い矢印５の方向に
搬送される。ガイド軸６・７に案内されプラテン４の軸
と平行な方向に移動可能なキャリッジ８上には、複数の
ノズルを有するインクジェットヘッド９が搭載されてお
り、矢印１０の方向に移動しつつ各々のノズルからイン
ク滴を吐出して記録媒体上にインク像を形成する。
第２図は、本発明におけるインクジェットヘツド９の構
造並びにインク滴の吐出原理を説明するためのヘッド断
面図である。ノズル形成基板１１には、複数のノズル１
２が設けられ、各々のノズル１２には、圧電素子１３と
金属板１４の積層材から成る圧力発生部材１５が対向配
置され、インク１６中に浸された構造となっている。更
に、圧力発生部材１５のインク１６の中に浸されている
表面の内、ノズル形成基板１１との間隙部１７には、イ
ンク１６と９０度以上の接触角を有する物質、即ちイン
ク１６に濡れない物質が用いられている。圧電素子１３
に電圧１８を印加すると、圧電素子１３が収縮し、金属
板１４とで形成するバイメタル効果によって、圧力発生
部材１５は、ノズル１２の方向へ変形する。この変形に
よって圧力発生部材１５とノズル形成基板１１との間隙
１９に存在するインクの圧力が高まり、ノズル１２から
インク滴（図示せず）が吐出する。この時、ノズル形成
基板１１との間隙部１７がインク１６に濡れない為、間
隙１９に存在するインクの粘性抵抗成分が低減する事と
なり、インク滴の吐出スピード・吐出量・吐出応答性と
いった緒特性の向上が同時に達成される。
造並びにインク滴の吐出原理を説明するためのヘッド断
面図である。ノズル形成基板１１には、複数のノズル１
２が設けられ、各々のノズル１２には、圧電素子１３と
金属板１４の積層材から成る圧力発生部材１５が対向配
置され、インク１６中に浸された構造となっている。更
に、圧力発生部材１５のインク１６の中に浸されている
表面の内、ノズル形成基板１１との間隙部１７には、イ
ンク１６と９０度以上の接触角を有する物質、即ちイン
ク１６に濡れない物質が用いられている。圧電素子１３
に電圧１８を印加すると、圧電素子１３が収縮し、金属
板１４とで形成するバイメタル効果によって、圧力発生
部材１５は、ノズル１２の方向へ変形する。この変形に
よって圧力発生部材１５とノズル形成基板１１との間隙
１９に存在するインクの圧力が高まり、ノズル１２から
インク滴（図示せず）が吐出する。この時、ノズル形成
基板１１との間隙部１７がインク１６に濡れない為、間
隙１９に存在するインクの粘性抵抗成分が低減する事と
なり、インク滴の吐出スピード・吐出量・吐出応答性と
いった緒特性の向上が同時に達成される。
第３図は、本発明におけるインクジェットヘッド９の構
造の第二の実施例を説明するためのヘッド断面図である
。図中、第２図と同じ構成要素には、同じ番号が付しで
ある。本実施例のヘッドにおいては、圧力発生部材１５
のインク１６の中に浸されている表面の内、ノズル入口
開口部２０の近傍以外の、ノズル形成基板１１との間隙
部２１に、インク１６と９０度以上の接触角を有する物
質、即ちインク１６に濡れない物質が用いられている。
造の第二の実施例を説明するためのヘッド断面図である
。図中、第２図と同じ構成要素には、同じ番号が付しで
ある。本実施例のヘッドにおいては、圧力発生部材１５
のインク１６の中に浸されている表面の内、ノズル入口
開口部２０の近傍以外の、ノズル形成基板１１との間隙
部２１に、インク１６と９０度以上の接触角を有する物
質、即ちインク１６に濡れない物質が用いられている。
本実施例においては、ノズル入口開口部２０近傍の圧力
発生部材１５表面がインク１６に濡れる為、ノズル入口
開口部２０近傍のインク流が整定し易く、インク滴の吐
出安定性が増す。
発生部材１５表面がインク１６に濡れる為、ノズル入口
開口部２０近傍のインク流が整定し易く、インク滴の吐
出安定性が増す。
第４図（ａ） （ｂ）は、各々、本発明におけるイ
ンクジェットヘッド９の構造の第三・第四の実施例を説
明するためのヘッド断面図である。図中、第１図と同じ
構成要素には、同じ番号が付しである。第三の実施例の
ヘッドにおいては、ノズル形成基板１１のノズル入口開
口面２２の内、圧力発生部材１５との間隙部２３に、イ
ンクと９０度以上の接触角を有する物質、即ちインク１
６に濡れない物質が用いられている（第４図（ａ））。
ンクジェットヘッド９の構造の第三・第四の実施例を説
明するためのヘッド断面図である。図中、第１図と同じ
構成要素には、同じ番号が付しである。第三の実施例の
ヘッドにおいては、ノズル形成基板１１のノズル入口開
口面２２の内、圧力発生部材１５との間隙部２３に、イ
ンクと９０度以上の接触角を有する物質、即ちインク１
６に濡れない物質が用いられている（第４図（ａ））。
第四の実施例のヘッドにおいては、ノズル形成基板１１
のノズル入口開口面２２の内、ノズル入口開口部２０近
傍以外の圧力発生部材１５との間隙部２４に、インク１
６と９０度以上の接触角を有する物質、即ちインク１６
に濡れない物質が用いられている（第４図（ｂ））。第
三・第四の実施例においては、インクと９０度以上の接
触角を有する物質をノズル形成基板１１に形成する為、
インクと９０度以上の接触角を有する物質を機能部品で
ある圧力発生部材１５に形成する第二・第三の実施例よ
りも製造コストの面で有利であり、耐久性にも優れる。
のノズル入口開口面２２の内、ノズル入口開口部２０近
傍以外の圧力発生部材１５との間隙部２４に、インク１
６と９０度以上の接触角を有する物質、即ちインク１６
に濡れない物質が用いられている（第４図（ｂ））。第
三・第四の実施例においては、インクと９０度以上の接
触角を有する物質をノズル形成基板１１に形成する為、
インクと９０度以上の接触角を有する物質を機能部品で
ある圧力発生部材１５に形成する第二・第三の実施例よ
りも製造コストの面で有利であり、耐久性にも優れる。
第５図は、本発明におけるインクジェットヘッド９の構
造の第五の実施例を説明するためのヘッド断面図である
。図中、第１図と同じ構成要素には、同じ番号が付しで
ある。本実施例のヘッドにおいては、圧力発生部材１５
のインク１６の中に浸されている表面の内、ノズル入口
開口部２０の近傍以外の、ノズル形成基板１１との間隙
部２１と、ノズル形成基板１１のノズル入口開口面２２
の内、ノズル入口開口部２０近傍以外の圧力発生部材１
５との間隙部２４とに、インク１６と９０度以上の接触
角を有する物質、即ちインク１６に濡れない物質が用い
られている。本実施例においては、間隙１９の内、イン
ク１６に濡れない物質が対向している箇所は、インク１
６が存在出来ない為に空気で満たされ、間隙１９に関係
する粘性抵抗成分が大巾に低減し、インクジェット諸特
性が著しく向上する。
造の第五の実施例を説明するためのヘッド断面図である
。図中、第１図と同じ構成要素には、同じ番号が付しで
ある。本実施例のヘッドにおいては、圧力発生部材１５
のインク１６の中に浸されている表面の内、ノズル入口
開口部２０の近傍以外の、ノズル形成基板１１との間隙
部２１と、ノズル形成基板１１のノズル入口開口面２２
の内、ノズル入口開口部２０近傍以外の圧力発生部材１
５との間隙部２４とに、インク１６と９０度以上の接触
角を有する物質、即ちインク１６に濡れない物質が用い
られている。本実施例においては、間隙１９の内、イン
ク１６に濡れない物質が対向している箇所は、インク１
６が存在出来ない為に空気で満たされ、間隙１９に関係
する粘性抵抗成分が大巾に低減し、インクジェット諸特
性が著しく向上する。
以上述べたように、本発明によれば、圧力発生部材のイ
ンクの中に浸されている表面及びノズル形成基板のノズ
ル入口開口面の少なくとも一部が、インクと９０度以上
の接触角を有する物質である為、その箇所はインクで濡
れず、圧力発生部材とノズル形成基板との間隙に存在す
るインクの粘性抵抗成分が低減する結果、インク滴の吐
出スピード・吐出量・吐出応答性といった緒特性の向上
が同時に向上した、性能の優れたインクジェットヘッド
を提供する事が出来、こうした性能の優れたインクジェ
ットヘッドを搭載する事により、高性能の記録装置を実
現する事が可能となる。また、本発明によれば、圧力発
生部材とノズル形成基板との間隙に存在するインクが有
する粘性によって消費されるエネルギーロスが低減し、
消費電力の低下に貢献するとともに、圧力発生部材とノ
ズル形成基板との間隙の寸法のマージンが広がり、製造
上有利に作用する。
ンクの中に浸されている表面及びノズル形成基板のノズ
ル入口開口面の少なくとも一部が、インクと９０度以上
の接触角を有する物質である為、その箇所はインクで濡
れず、圧力発生部材とノズル形成基板との間隙に存在す
るインクの粘性抵抗成分が低減する結果、インク滴の吐
出スピード・吐出量・吐出応答性といった緒特性の向上
が同時に向上した、性能の優れたインクジェットヘッド
を提供する事が出来、こうした性能の優れたインクジェ
ットヘッドを搭載する事により、高性能の記録装置を実
現する事が可能となる。また、本発明によれば、圧力発
生部材とノズル形成基板との間隙に存在するインクが有
する粘性によって消費されるエネルギーロスが低減し、
消費電力の低下に貢献するとともに、圧力発生部材とノ
ズル形成基板との間隙の寸法のマージンが広がり、製造
上有利に作用する。
第１図は、本発明におけるインクジェットヘッドを搭載
した記録装置の一実施例を説明するための斜視図、第２
図は、本発明におけるインクジェットヘッドの構造並び
にインク滴の吐出原理を説明するためのヘッド断面図、
第３図・第４図（ａ）（ｂ） ・第５図は、各々、本発
明におけるインクジェットヘッドの構造の第二・第三・
第四・第五の実施例を説明するためのヘッド断面図。 １・・・記録媒体 ９・・・インクジェットヘッド ト・・ノズル形成基板 ２・・・ノズル １３・・・圧電素子４・・・金属
板 １５・・・圧力発生部材６・・・インク ７・・・ノズル形成基板との間隙部 ９・・・間隙 ２０・・・ノズル入口開口部１・
・・ノズル入口開口部近傍以外のノズル形成基板との間
隙部 ２・・・ノズル入口開口面 ３・・・圧力発生部材との間隙部 ４・・・ノズル入口開口部近傍以外のノズル形成基板と
の間隙部 以上 ７、゛記錬媒久 ９：インク、Ｑ７１−ヘフに 第２図 第１ 図 第３図 第４図 ＠５図 １７ ノス゛ル升多Ａ１−相え １５圧力を５殻ナオ ７９関降
した記録装置の一実施例を説明するための斜視図、第２
図は、本発明におけるインクジェットヘッドの構造並び
にインク滴の吐出原理を説明するためのヘッド断面図、
第３図・第４図（ａ）（ｂ） ・第５図は、各々、本発
明におけるインクジェットヘッドの構造の第二・第三・
第四・第五の実施例を説明するためのヘッド断面図。 １・・・記録媒体 ９・・・インクジェットヘッド ト・・ノズル形成基板 ２・・・ノズル １３・・・圧電素子４・・・金属
板 １５・・・圧力発生部材６・・・インク ７・・・ノズル形成基板との間隙部 ９・・・間隙 ２０・・・ノズル入口開口部１・
・・ノズル入口開口部近傍以外のノズル形成基板との間
隙部 ２・・・ノズル入口開口面 ３・・・圧力発生部材との間隙部 ４・・・ノズル入口開口部近傍以外のノズル形成基板と
の間隙部 以上 ７、゛記錬媒久 ９：インク、Ｑ７１−ヘフに 第２図 第１ 図 第３図 第４図 ＠５図 １７ ノス゛ル升多Ａ１−相え １５圧力を５殻ナオ ７９関降
Claims (5)
- （１）複数のノズルを有するノズル形成基板と、前記ノ
ズルの各々と対向配置し、インクの中に浸されている圧
力発生部材とを備え、電圧印加により前記圧力発生部材
を変形させ、前記ノズル形成基板との間隙に存在するイ
ンクの圧力を高めて前記ノズルからインク滴を吐出させ
るインクジェットヘッドにおいて、 前記圧力発生部材のインクの中に浸されている表面及び
前記ノズル形成基板のノズル入口開口面の少なくとも一
部が、前記インクと９０度以上の接触角を有する物質で
ある事を特徴とするインクジェットヘッド。 - （２）圧力発生部材のインクの中に浸されている表面の
内、ノズル形成基板との間隙部が、インクと９０度以上
の接触角を有する物質である事を特徴とする請求項１記
載のインクジェットヘッド。 - （３）圧力発生部材のインクの中に浸されている表面の
内、ノズル入口開口部近傍以外のノズル形成基板との間
隙部が、インクと９０度以上の接触角を有する物質であ
る事を特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド
。 - （４）ノズル形成基板のノズル入口開口面の内、圧力発
生部材との間隙部が、インクと９０度以上の接触角を有
する物質である事を特徴とする請求項１記載のインクジ
ェットヘッド。 - （５）ノズル形成基板のノズル入口開口面の内、ノズル
入口開口部近傍以外の圧力発生部材との間隙部が、イン
クと９０度以上の接触角を有する物質である事を特徴と
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 |
|---|---|---|---|
| JP15414288A JPH024514A (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15414288A JPH024514A (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH024514A true JPH024514A (ja) | 1990-01-09 |
Family
ID=15577798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15414288A Pending JPH024514A (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH024514A (ja) |
-
1988
- 1988-06-22 JP JP15414288A patent/JPH024514A/ja active Pending
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