JPH03118159A - プリンターヘッド - Google Patents
プリンターヘッドInfo
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- JPH03118159A JPH03118159A JP25742789A JP25742789A JPH03118159A JP H03118159 A JPH03118159 A JP H03118159A JP 25742789 A JP25742789 A JP 25742789A JP 25742789 A JP25742789 A JP 25742789A JP H03118159 A JPH03118159 A JP H03118159A
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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、パソコン、ワープロ等のＯＡ機器をはじめ各
種電子機器の印字等に広く用いられるインク噴射プリン
ターのヘッドに関し、特にはそのノズルの構成に係わる
ものである。
種電子機器の印字等に広く用いられるインク噴射プリン
ターのヘッドに関し、特にはそのノズルの構成に係わる
ものである。
（従来の技術と問題点）
インク噴射プリンターヘッドとして各種のものが知られ
ている。これらはインク液に噴出エネルギーを与え、ノ
ズルからの噴出によりインク液滴を形成し、−噴射当た
りの液滴量（解像度）、液滴方向、液滴発生頻度数（印
字速度）等を制御して文字や図形を作成するもので、そ
の代表的なものは、例えば特開昭５１−３５２３１号お
よび特開昭５１−５５２３９号公報等に開示されている
。
ている。これらはインク液に噴出エネルギーを与え、ノ
ズルからの噴出によりインク液滴を形成し、−噴射当た
りの液滴量（解像度）、液滴方向、液滴発生頻度数（印
字速度）等を制御して文字や図形を作成するもので、そ
の代表的なものは、例えば特開昭５１−３５２３１号お
よび特開昭５１−５５２３９号公報等に開示されている
。
前者はカイザー式といわれるドロップオンデマンド型（
ＤＯＤ式）のヘッドで、第５図（１）に示す、インク圧
力室３、インク流路２が形成されたセラミック単板ｆ上
に、第５図（２）に示す他のセラミックからなるカバー
板ｇとを接合して、立体的なインク流路、ノズル等が形
成され、板の端部がノズル８となっているものである。
ＤＯＤ式）のヘッドで、第５図（１）に示す、インク圧
力室３、インク流路２が形成されたセラミック単板ｆ上
に、第５図（２）に示す他のセラミックからなるカバー
板ｇとを接合して、立体的なインク流路、ノズル等が形
成され、板の端部がノズル８となっているものである。
ノズルの寸法は、一般に工業用の印字やマーキング用に
はおよそ直径１２０μｍ以下、オフィス用のいわゆるレ
タークォリティ、グラフィック等の高精細用にはおよそ
５０μｍ以下のノズル径が必要とされる。
はおよそ直径１２０μｍ以下、オフィス用のいわゆるレ
タークォリティ、グラフィック等の高精細用にはおよそ
５０μｍ以下のノズル径が必要とされる。
噴出されたインク液滴が被印字体に印刷されるとき、印
字はインク噴出のエネルギーの与え方、インクの種類、
被印字体の性質等によって異なるが、およそノズル径の
１．５ないし４倍になる。
字はインク噴出のエネルギーの与え方、インクの種類、
被印字体の性質等によって異なるが、およそノズル径の
１．５ないし４倍になる。
したがって高精細、高品質印字を達成するにはできるだ
けノズル孔径を小さく、かつ均一にしなければならない
。
けノズル孔径を小さく、かつ均一にしなければならない
。
しかしながら、ＤＯＤ式ヘッドは特開昭５１−５５２３
９号公報にも記載があるように、板面上の凹部にインク
圧力室、インク流路を形成し、その延長端をノズル端と
しており、ノズル孔はエツチング加工で形成されるため
、インクノズル先端部の寸法精度、加工形状の幾何学的
精度（ノズルの真円度、垂直度、表面粗さ等）等に限界
がある。
９号公報にも記載があるように、板面上の凹部にインク
圧力室、インク流路を形成し、その延長端をノズル端と
しており、ノズル孔はエツチング加工で形成されるため
、インクノズル先端部の寸法精度、加工形状の幾何学的
精度（ノズルの真円度、垂直度、表面粗さ等）等に限界
がある。
エツチング加工方法ではエツチング液の条件、経時変化
等により、孔の寸法精度、形状品質等にバラツキが発生
し、特に化学液により孔の周りやノズルの縦方向にミク
ロ的観点からの凹凸が発生し、その量はほぼ材料の結晶
粒径にちかく、数μｍから数百μｍの範囲におよぶ。
等により、孔の寸法精度、形状品質等にバラツキが発生
し、特に化学液により孔の周りやノズルの縦方向にミク
ロ的観点からの凹凸が発生し、その量はほぼ材料の結晶
粒径にちかく、数μｍから数百μｍの範囲におよぶ。
通常のこの程度の寸法の加工精度は±１０μｍ程度であ
るが、加工精度を向上させるため材料を選択したり制御
しても孔の寸法精度は±３μｍにしかならず、均一なノ
ズル直径や、ｆ！ｆｆ単に一回毎の均一なインク液滴量
を得ることができない。
るが、加工精度を向上させるため材料を選択したり制御
しても孔の寸法精度は±３μｍにしかならず、均一なノ
ズル直径や、ｆ！ｆｆ単に一回毎の均一なインク液滴量
を得ることができない。
さらにオンデマンド型のプリンターでは、その特徴であ
る数百孔におよぶマルチノズルがエツチング加工である
ため、ノズル孔の寸法精度や幾何学的形状のバラツキが
顕著になるという不利があった・ （問題解決のための手段） 本発明は、前記従来のエツチング加工による問題点に対
し、ノズル孔をプレス加工により形成する方法によって
これを解決したもので、ノズルをインク流路に対し垂直
にもうけ、インク液滴をノズルヘッドに対し平行ではな
く、ノズルヘッドと直交する方向に噴射させることによ
り高精度の印字を可能にするものである。
る数百孔におよぶマルチノズルがエツチング加工である
ため、ノズル孔の寸法精度や幾何学的形状のバラツキが
顕著になるという不利があった・ （問題解決のための手段） 本発明は、前記従来のエツチング加工による問題点に対
し、ノズル孔をプレス加工により形成する方法によって
これを解決したもので、ノズルをインク流路に対し垂直
にもうけ、インク液滴をノズルヘッドに対し平行ではな
く、ノズルヘッドと直交する方向に噴射させることによ
り高精度の印字を可能にするものである。
（発明の構成）
本発明に係わるプリンターヘッドは、プレス加工により
直径１００μｍ以下、好ましくは２０〜５０μｍ、精度
２μｍ以トのノズル孔を設けた平板と、インク圧力室、
インク流路をもつ基板とを。
直径１００μｍ以下、好ましくは２０〜５０μｍ、精度
２μｍ以トのノズル孔を設けた平板と、インク圧力室、
インク流路をもつ基板とを。
該インク流路に対し前記ノズル孔が垂直に連通ずるよう
に一体的に接合してなり、インク液滴がノズルヘッドと
直交する方向に噴射されるようにしたことを特徴とする
インク噴射プリンターのヘッドを要旨としており、さら
に本発明は前記平板がインク圧力室、インク流路を共有
するプリンターヘッドにも係わるものである。
に一体的に接合してなり、インク液滴がノズルヘッドと
直交する方向に噴射されるようにしたことを特徴とする
インク噴射プリンターのヘッドを要旨としており、さら
に本発明は前記平板がインク圧力室、インク流路を共有
するプリンターヘッドにも係わるものである。
以下これについて詳しく説明すると１本発明のプリンタ
ーヘッドを製作するには、第１図（１）に示すように金
属、プラスチック、セラミック等からなる平板ａに、超
硬合金のパンチを用いて所望する直径１００μｍ以下の
垂直のノズル孔１を、１個または複数個、単列または複
列に設けてノズル孔板をつくる。この場合垂直孔が１０
０μｍ以上では印字の精細度が落ちるので、２０〜５０
μｍの範囲が好ましい。
ーヘッドを製作するには、第１図（１）に示すように金
属、プラスチック、セラミック等からなる平板ａに、超
硬合金のパンチを用いて所望する直径１００μｍ以下の
垂直のノズル孔１を、１個または複数個、単列または複
列に設けてノズル孔板をつくる。この場合垂直孔が１０
０μｍ以上では印字の精細度が落ちるので、２０〜５０
μｍの範囲が好ましい。
つぎに、このノズル孔板を、第１図（２）に示す、別に
用意したインク流路をもつ基板すのインク流路２にノズ
ル孔１が直交するように接合させる。この場合の接合は
慣用の手段１例えばろう接、ネジどめ、接着剤などで行
うことができる。ノズル板ａ、基板すおよび第１図（３
）に示すカバーＣには、圧力室３、インク分配溝４、イ
ンク導入口５１位置決め用の基準孔６とさらにヘッドを
本体へ装着するためのネジ挿入用孔７を設ける。
用意したインク流路をもつ基板すのインク流路２にノズ
ル孔１が直交するように接合させる。この場合の接合は
慣用の手段１例えばろう接、ネジどめ、接着剤などで行
うことができる。ノズル板ａ、基板すおよび第１図（３
）に示すカバーＣには、圧力室３、インク分配溝４、イ
ンク導入口５１位置決め用の基準孔６とさらにヘッドを
本体へ装着するためのネジ挿入用孔７を設ける。
このようにして得られたヘッドは、孔の仕上げ公差がき
わめて小さいため、エツチング加工とは比較にならない
高品質の印字ができる、例えばガラス板をエツチング加
工した直径５０μｍのノズル孔の場合、その断面積のバ
ラツキは６μｍであるのに対し、金属板のプレス加工で
はわずかに２μｍ程度である。
わめて小さいため、エツチング加工とは比較にならない
高品質の印字ができる、例えばガラス板をエツチング加
工した直径５０μｍのノズル孔の場合、その断面積のバ
ラツキは６μｍであるのに対し、金属板のプレス加工で
はわずかに２μｍ程度である。
第２図（１）のｄはインク流路と同じ板内にプレス加工
によるノズル孔をもつノズル孔板、第２図（２）のｅは
カバー板を示す。第２図（１）の８はインク流路内に設
けられるノズル孔を、９はインク流路を示す。その部分
の拡大図は第４図に示しである。第２図（１）の１０は
圧力室、１１はインク分配溝、１２はインク導入口を示
す。
によるノズル孔をもつノズル孔板、第２図（２）のｅは
カバー板を示す。第２図（１）の８はインク流路内に設
けられるノズル孔を、９はインク流路を示す。その部分
の拡大図は第４図に示しである。第２図（１）の１０は
圧力室、１１はインク分配溝、１２はインク導入口を示
す。
本発明によれば、ノズル孔の寸法精度を２μｍ以内に維
持できるので、噴射エネルギーを制御しなくても均一な
噴射液滴量が容易に得られる。さらに、ノズル孔が真円
に近いため、インク液滴は整った液滴形状で飛翔し、被
印字体上に一定形状（円）のドツトを形成し易い６ 第３図は単独のノズル板を用いる３枚構成のヘッドのノ
ズル近傍の拡大図である。第３図の１は平板ａにプレス
加工した垂直ノズル孔、２は基板すに設けたインク流路
を示す。
持できるので、噴射エネルギーを制御しなくても均一な
噴射液滴量が容易に得られる。さらに、ノズル孔が真円
に近いため、インク液滴は整った液滴形状で飛翔し、被
印字体上に一定形状（円）のドツトを形成し易い６ 第３図は単独のノズル板を用いる３枚構成のヘッドのノ
ズル近傍の拡大図である。第３図の１は平板ａにプレス
加工した垂直ノズル孔、２は基板すに設けたインク流路
を示す。
第４図はインク流路内にノズル孔を設ける２枚構成のヘ
ッドのノズル部近傍の拡大図である。第４図の８は第２
図（１）の８と同様−枚の基板ｄ内でインク流路内に設
けられるノズル孔、９はインク流路を示す。
ッドのノズル部近傍の拡大図である。第４図の８は第２
図（１）の８と同様−枚の基板ｄ内でインク流路内に設
けられるノズル孔、９はインク流路を示す。
本発明によるプリンターヘッドは、ノズル孔の品質と生
産性を確保するため、インク圧力室、インク流路をもつ
基板とノズル孔板をそれぞれ分けて製作するのが望まし
い。
産性を確保するため、インク圧力室、インク流路をもつ
基板とノズル孔板をそれぞれ分けて製作するのが望まし
い。
プレス加工によるノズル孔は、所望する直径に合致した
パンチと、それが加工材を通して食い込む板厚の５％前
後のクリアランスを持つダイを用いて加工する。加工は
パンチと被加工材の間のきわめて薄いサブミクロン級の
潤滑膜を介して行われ、パンチの寸法、形状をそのまま
被加工材の孔へ転写する。したがってこれによれば、つ
ぎのような特徴が得られる。
パンチと、それが加工材を通して食い込む板厚の５％前
後のクリアランスを持つダイを用いて加工する。加工は
パンチと被加工材の間のきわめて薄いサブミクロン級の
潤滑膜を介して行われ、パンチの寸法、形状をそのまま
被加工材の孔へ転写する。したがってこれによれば、つ
ぎのような特徴が得られる。
イ、せん断加工であるため精度が良く２μｍ以下の精度
のノズルが得られる。
のノズルが得られる。
ロ、ノズル径およびノズル長さの測定と管理が容易であ
る。
る。
ハ、はとんどの金属、プラスチックス、セラミックス等
に加工でき幅広いノズル材質に対応できる。
に加工でき幅広いノズル材質に対応できる。
二、プレス加工なので量産性に優れている。
（実施例）
ノズル孔板として、板厚がノズル孔の約１．２倍の平滑
なステンレス板を選び、これに各種直径のノズル孔を８
個２列に設け、第１図（１）のノズル孔板を得た。
なステンレス板を選び、これに各種直径のノズル孔を８
個２列に設け、第１図（１）のノズル孔板を得た。
つぎにこれを予めエツチング加工によりインク圧力室、
インク流路を設けたステンレス基板上に合わせ、ノズル
孔がインク流路に連通ずるようにした後、カバー板を重
ねて拡散接合しヘッドを作成した。
インク流路を設けたステンレス基板上に合わせ、ノズル
孔がインク流路に連通ずるようにした後、カバー板を重
ねて拡散接合しヘッドを作成した。
この場合、孔の設定直径と実際の孔の直径および断面積
のバラツキと、エツチング加工の場合のバラツキとを比
較して第１表に示した。
のバラツキと、エツチング加工の場合のバラツキとを比
較して第１表に示した。
第１表に示した加工性別によるノズル直径と断面積のバ
ラツキを第６図および第７図に示した。
ラツキを第６図および第７図に示した。
第６図は加工性別によるノズル直径のバラツキを示して
いる。Ｏ印はステンレス板へプレス加工によるノズル孔
を、０印はガラス板にエツチング加工法によるノズル孔
を示している。第７図はノズル孔加工法則による断面積
のバラツキを示している。これによってもプレス加工法
の優位性が明確に判別できる。
いる。Ｏ印はステンレス板へプレス加工によるノズル孔
を、０印はガラス板にエツチング加工法によるノズル孔
を示している。第７図はノズル孔加工法則による断面積
のバラツキを示している。これによってもプレス加工法
の優位性が明確に判別できる。
（発明の効果）
１、インク液滴の噴射されるノズル径の精度が向上し、
均一な液滴量を噴射エネルギーの制御なしで得ることが
できる。
均一な液滴量を噴射エネルギーの制御なしで得ることが
できる。
２、ノズル孔が真円なので、噴射されるインク液滴は整
った液滴形状で飛翔し、被印字体上で整ったドツトを形
成することができる。
った液滴形状で飛翔し、被印字体上で整ったドツトを形
成することができる。
３、液体、固体、微小固体のためのマイクロポンプ、噴
射ノズル等にも使用することができる。
射ノズル等にも使用することができる。
４、プレス加工によると、超硬合金のパンチで寸法精度
が２μｍ以下の孔を敵方から数百万個正確に平板から打
ち抜きできるので、バラツキがなく、ノズル孔板の量産
が可能となる
が２μｍ以下の孔を敵方から数百万個正確に平板から打
ち抜きできるので、バラツキがなく、ノズル孔板の量産
が可能となる
第１図は本発明のプリンターヘッドの構成部材を例示し
、（１）はノズル孔板、（２）は基板、（３）はカバー
の平面図、第２図は本発明の他のプリンターヘッドの構
成部材を例示し、（１）はノズル孔板、（２）はカバー
の平面図、第３図、第４図は本発明のプリンターヘッド
の構成におけるそれぞれ第１図および第２図のノズル孔
板と基板の接合状態を示す部分拡大図であり、第５図は
カイザー式ヘッドの構成部材を示し、（１）はノズル孔
板、（２）はカバーの平面図、第６図、第７図はノズル
孔の加工性別によるノズルの直径および断面積のバラツ
キを示すグラフである。
、（１）はノズル孔板、（２）は基板、（３）はカバー
の平面図、第２図は本発明の他のプリンターヘッドの構
成部材を例示し、（１）はノズル孔板、（２）はカバー
の平面図、第３図、第４図は本発明のプリンターヘッド
の構成におけるそれぞれ第１図および第２図のノズル孔
板と基板の接合状態を示す部分拡大図であり、第５図は
カイザー式ヘッドの構成部材を示し、（１）はノズル孔
板、（２）はカバーの平面図、第６図、第７図はノズル
孔の加工性別によるノズルの直径および断面積のバラツ
キを示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、プレス加工により直径１００μｍ以下、好ましくは
２０〜５０μｍ、寸法精度２μｍ以下のノズル孔を設け
た平板と、インク圧力室、インク流路をもつ基板とを、
該インク流路に対し前記ノズル孔が垂直に連通するよう
に一体的に接合してなり、インク液滴がノズルヘッドと
直交する方向に噴射されることを特徴とするプリンター
ヘッド。 ２、プレス加工により直径１００μｍ以下、好ましくは
２０〜５０μｍ、寸法精度２μｍ以下のノズル孔を設け
た平板が、インク圧力室、インク流路をもち、該インク
流路に対し前記ノズル孔が垂直に連通し、インク液滴が
ノズルヘッドと直交する方向に噴射されることを特徴と
するプリンターヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25742789A JPH03118159A (ja) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | プリンターヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25742789A JPH03118159A (ja) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | プリンターヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03118159A true JPH03118159A (ja) | 1991-05-20 |
Family
ID=17306218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25742789A Pending JPH03118159A (ja) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | プリンターヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03118159A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5534903A (en) * | 1992-07-20 | 1996-07-09 | Seikosha Co., Ltd. | Ink jet head |
| EP0785071A1 (en) * | 1995-07-24 | 1997-07-23 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric/electrostrictive film type chip |
| JP2006346965A (ja) * | 2005-06-15 | 2006-12-28 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッド |
| EP1842677A2 (en) * | 2006-04-07 | 2007-10-10 | Océ-Technologies B.V. | Inkjet printhead |
| US7401905B2 (en) * | 2002-05-07 | 2008-07-22 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink-jet head with ink blockage prevention device |
| US7845769B2 (en) | 2006-04-07 | 2010-12-07 | Océ-Technologies B.V. | Ink jet printhead |
-
1989
- 1989-10-02 JP JP25742789A patent/JPH03118159A/ja active Pending
Cited By (10)
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|---|---|---|---|---|
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| EP0785071A4 (en) * | 1995-07-24 | 1997-10-08 | Seiko Epson Corp | CHIP OF THE PIEZOELECTRIC / ELECTROSTRICTIVE LAYER TYPE |
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