JPH0345813Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈技術分野〉 本考案は流路形状を改良したインクジエツトヘ
ツドを備えた印刷装置に関する。

〈従来技術〉 インクジエツトヘツドの中で特にインクオンデ
マンドヘツドと称されるものの中に平面基板を２
枚積層し、その間にインク供給路、圧力室、ノズ
ル等を形成したヘツドは公知である。たとえば特
公昭57−20904号公報には第１図に示されるよう
なヘツドが示されている。ここでノズル１３６は
インク滴が曲がつて飛ばないように充分長く、か
つ射出に必要な圧力が増大しないためには長すぎ
てはならないとしてノズル１３６の長さはオリフ
イス１３４の直径の２〜４倍にすべきであると述
べられている。

射出に必要な圧力は流路の粘性抵抗と慣性抵抗
によつて決まるが、粘性抵抗は流路の長さに比例
し断面積の２乗に反比例する。また慣性抵抗は流
路の長さに比例し、断面積に反比例する。そのた
め流路断面積の極めて小さいノズル部分は、射出
圧力に大きな影響力を持つ。

〈本考案の目的〉 したがつて、本考案の目的はノズルの形状等を
改良することによつて射出圧力の低下等を可能に
しながら鮮明な印刷が可能な印刷装置を提供する
点にある。

〈本考案の構成〉 本考案はノズルのストレート部分をなくし、オ
リフイス前面を基板に対して斜めにカツトするこ
とで、インク滴の飛行の曲がりがなく、しかも射
出圧力を低下させたインクジエツトヘツドを用い
た印刷装置を構成するものである。

第２図に本考案の実施例を示す。ａは側断面
図、ｂは平面図である。１は射出成形で作つたポ
リサルフオン製のヘツド基板、２はインク供給部
で図示されていないインク容器に連通している。
３は深さ200μmのインク供給路、４は圧力室、５
はノズルでヘツド基板１に溝として成形されてい
る。ノズル５の底部６はヘツド基板１の上面に対
し角度βをなしている。この実施例ではβ＝30°
である。またノズル５の平面形状は第２図ｂに示
すように角度γをなす。この例ではγ＝60゜であ
る。７はオリフイスで深さ50μである。８はヘツ
ド基板１に積層されている振動板で表面に圧電素
子９が装置されている。オリフイス７を形成する
オリフイス前面１０はヘツド基板１の上面と角度
αなしている。この実施例では、α＝75°である。
１１はオリフイス７から射出されたインク滴であ
る。１２はオリフイス面１０と平行に置かれた記
録紙である。なお、この場合、ヘツドは記録紙に
対して静止している。

以上の構成においてα＝90°−（β／２）である
ためインク滴１１は角βの２等分線上すなわちオ
リフイス面１０に垂直にまつすぐに飛行する。

またノズルの狭い部分の長さが短いので流路抵
抗が減少する。たとえばオリフイスが50μm角で
ノズル長さ200μmの従来のノズルにくらべ、オリ
フイス形状が同じ本実施例のノズルの200μmの長
さまでの流路抵抗は、粘性抵抗が約１／７、慣性抵 抗が約１／３になり大巾に減少することが理論的に も実験的にも認められる。

なおノズル底部の角度βは、小さすぎると抵抗
の低下が少なくなり、大きすぎるとインク滴の飛
行が曲がりやすくなる。したがつてβの値として
は5°から45°、特に10°から35°の間とすることが望
ましい。またノズルの平面的な角度γは10°から
160°の間で選べ、特に流路抵抗を小さく、しかも
先端部に気泡が滞留しないためには30°から90°の
範囲にすることが望ましい。しかしマルチノズル
ヘツドにおいては配置上の制約からγを30°以下
にせざるを得ない場合もある。

第３図に本考案のヘツドを用いた印刷装置の概
略平面図を示す。本応用例ではヘツド基板１にイ
ンク容器１３を接合し、インク容器とヘツドが一
体的に記録紙１２に対しキヤリジ速度vcで右方
向へ移動する。ヘツド基板１には第３図の図面に
垂直方向に縦に９つのノズルが配置されている。
本応用例ではヘツド基板１（即ち、図から明らか
なように、一対のヘツド基板の接合面）は記録紙
１２に直角に配置されインク滴速度viとキヤリジ
速度vc及び角度αの間に cosα＝vc／vi の関係があるようにαが選ばれているから、実
際のインク滴は、viとvcの合成されたvdの速度
で、記録紙１２に向かつて垂直に飛行する。その
ため、インク滴は記録紙１２に垂直に衝突しドツ
トの円形度が良く記録品質が良くなる。またヘツ
ドが記録紙１２に対して直角に配置されるから、
装置としてのまとまりが良くなる。

〈本考案の効果〉 以上の実施例でわかるように、本考案によれば
インク滴の飛行が曲がることなく大巾に流路抵抗
を低下することができる。

その結果射出圧力が下がり駆動電圧を大巾に下
げられるという効果がある。またオリフイスイン
ク供給も早くなり応答性が向上する。また射出圧
力が下がるのに比例してインク射出後の圧力室内
の負圧も小さくなりキヤビテーシヨンが発生しに
くくなり、インク射出の安定性が増す。また万一
圧力室内に発生した気泡も、わずかな圧力をイン
ク容器に加えれば、流路抵抗が小さいからノズル
からインクとともに容易に排出できる。

同一基板上に多数のノズルを配置したマルチノ
ズルヘツドにおいては、ノズルが高密度に配置さ
れるため流路の横巾を狭くせざるを得ず、主とし
て加工上あるいは強度上の理由から深さも横巾に
比例して浅くする必要があり、流路抵抗が上昇し
て射出圧力の増大をまねくことが多いが、本考案
を応用することで射出圧力を低下できながらイン
ク滴の飛行が曲がることがなく鮮明な印刷が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のインクジエツトヘツドの側断面
図、第２図ａは本考案の一実施例を示す側断面
図、ｂは平面図、第３図は本考案のヘツドの応用
例を示す平面図である。 １……ヘツド基板、３……インク供給路、４…
…圧力室、５，１３６……ノズル、６……ノズル
底部、７，１３４……オリフイス、８……振動
板、１０……オリフイス面、１１……インク滴。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 第１及び第２の基板の相対向する基板面の少な
   くとも一方の基板面に溝を形成して積層配置し、
   前記溝部をインクを射出するノズルとし、前記積
   層配置した基板端面を前記ノズルのオリフイス面
   とするノズル部を形成し、前記一対の基板の接合
   面を記録紙に対して交差するように配置したイン
   クジエツトヘツドを備え、前記第１及び第２の基
   板が前記ヘツドの移動方向に積層されるようにし
   て前記ヘツドを前記記録紙に対して平行に移動さ
   せ前記ノズルからインクを射出して記録をおこな
   う印刷装置において、 前記ヘツドは前記ヘツドの移動方向に配置した
   前記第１の基板上に形成した前記溝が前記オリフ
   イス近傍にいくに従つて徐々に浅くなるようにし
   て、前記ヘツドの移動方向と反対方向に配置した
   前記第２の基板と積層し、前記記録紙に対向した
   前記オリフイス面が前記ヘツドの移動方向と反対
   方向に傾いて向かうようにし、前記オリフイス面
   と前記一対の基板の接合面とのなす角度が鋭角に
   なるように構成したことを特徴とする印刷装置。