JPH0613218B2 - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

インクジェット記録ヘッド

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JPH0613218B2
JPH0613218B2 JP59269750A JP26975084A JPH0613218B2 JP H0613218 B2 JPH0613218 B2 JP H0613218B2 JP 59269750 A JP59269750 A JP 59269750A JP 26975084 A JP26975084 A JP 26975084A JP H0613218 B2 JPH0613218 B2 JP H0613218B2
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air
ink
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真芳 三浦
研二 赤見
元 小田
宏之 内藤
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
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    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/02Air-assisted ejection

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、空気流を利用してインクを吐出させ、被記録
物に図形・文字等の画像を記録するためのインクジェッ
ト記録ヘッドに関する。
従来の技術 従来、空気流を利用したインクジェット記録装置は特開
昭51−37541号,特開昭57−8163号、特開
昭57−120452号、特開昭57−156267
号、特開昭57−176173号公報、特開昭58−1
16159号、特開昭58−112750号、特開昭5
8−142860号、特公昭54−25416号、特公
昭57−20905号等によって公知である。その一例
として特開昭57−120452号公報にて記載されて
いる静電力と空気流を用いたインクジェット記録装置に
ついて説明する。第5図に示すようにボディ部材101
に絶縁性の空気ノズル板102が取付けられ、この空気
ノズル板102に空気吐出口103が形成されている。
ボディ部材101には空気ノズル板102とほぼ平行に
インクノズル板104が取付けられ、このインクノズル
板104には空気吐出口103に対向してインク吐出口
105が形成されている。空気ノズル板102の外面と
インクノズル板104の内面には空気吐出口103とイ
ンク吐出口105の外周においてそれぞれ電極106と
107が取付けられている。空気ノズル板102とイン
クノズル板104の間には空気層108が形成され、こ
の空気層108は空気室109に連通されている。ボデ
ィ部材101にはインクノズル板104の内側において
インク室110が形成されている。空気室109は空気
供給路111により空気供給源112に連通され、イン
ク室110はインク供給路113によりインクタンク1
14に連通され、空気供給源112は空気供給路111
より分岐する空気供給路115によりインクタンク11
4に連通されている。
而して空気供給源112より空気が空気室109に送ら
れ、空気層108を経て空気吐出口103、或はインク
吐出口105近傍で急激な曲りを生じながら空気吐出口
103より流出している。
一方、インク吐出口105に隣接したインク室110は
インクタンク114からのインクで常時満たされてお
り、かつ空気供給源112より空気供給管115を経て
送られる空気圧力によりインクタンク114及びインク
室110内のインクには一定の圧力が印加されている。
これは、インクジェット記録装置の非駆動時に、空気流
により生じるインク吐出口105近傍の空気圧力とイン
ク吐出口105内のインクの圧力がほぼ等しくインク吐
出口105に生じるインクのメニスカスが静止して保た
れるようにするためである。
そして電極106と電極107に電位差を設けると、こ
の電位差による静電力によってインク吐出口105に生
じているインクのメニスカスが空気吐出口1の方向に引
き伸ばされる。インク吐出口105から空気吐出口10
3に至る空間には空気流によって急激な圧力勾配の変化
が生じているため、インク吐出口105のインクのメニ
スカスは一定長さ以上引き伸ばされると急激に加速さ
れ、空気吐出口103より飛翔する。
第6図は、第5図のインクジェット記録ヘッドをマルチ
ノズル化した構成に関し、例えば特開昭57−1204
52号公報の第16図に記載された構成と同様の例を示
すものであり、絶縁性の空気ノズル板102に空気吐出
口103a〜103dが等間隔に形成されてれおり、少
なくとも空気吐出口103a〜103dの周辺を含む片
側表面に共通の電極106が設けられている。
絶縁性のインクノズル板104には空気吐出口103a
〜103dに対向してインク吐出口105a〜105d
が形成されている。インク吐出口105a〜105dの
インク室110に面した周辺には各々独立分離して電極
107a〜107dが設けられている。
電極107a〜107dは各々信号源116a〜116
dに接続されており、信号源116a〜116dに共通
して接続された電極106との間に電位差を独立して生
じさせることができる。また、空気室109は、特開昭
57−120452号公報の第16図に記載された構成
と同様に、配列された複数のインク吐出口105aから
105dの周囲を取り囲むようにボディ部材101に設
けられている。
その他の構成は上記のシングルノズルヘッドの場合は同
様であるが、本例のようにマルチノズルヘッドに構成す
れば空気吐出口及びインク吐出口の個数をn個とする各
々のインク吐出口からのインク液の吐出が独立して制御
できるため、n倍の速度で記録物が作成可能である。
以上説明したような空気流を用いたインクジェット記録
ヘッドでは、空気吐出口103,或は103a〜103
dより常時流出している空気流の均一性が重要である。
即ち、空気流が空気吐出口103,或は103a〜10
3dの周辺より均一に流入し、空気吐出口103,或は
103a〜103dより空気ノズル板102に対して垂
直に流出することが必要であり、また第6図のようにマ
ルチノズル化された場合には各空気吐出口103a〜1
03dよりの空気流を全て均一にすることが必要であ
る。このような空気流の均一性を達成するため、従来に
おいては空気ノズル板102とインクノズル板104の
平行度を良くして空気層108の幅を均一化し、また空
気層108の面積を極力小さくし、空気層108での空
気圧力の粘性損失を少なくする方式が採用されていた。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、更に研究を行ったところ、従来留意され
ていなかった個所において、空気流の均一性を損う原因
が発見された。
第7図は、第5図または第6図に示す例における空気室
109及び空気層108における空気の流れを示し、第
8図は、空気室109より空気層108に空気が流入す
る様子を示したものである。なお、マルチノズル化した
場合には、第7図及び第8図は、第6図の紙面に垂直
で、空気吐出口103aから103d、インク吐出口1
05aから105dの配列方向に垂直な面で、第6図に
示す構成を切った断面図に相当する。空気は環状に設け
られた空気室109より空気層108に流入するが、空
気室109の容積はここにおいて空気の圧力が均一化さ
れるよう十分な大きさに設計されているのに比較し、空
気層108の間隔は約30μm〜150μmと非常に小
さくなければならない。従って空気室109から空気層
108に空気が流入する際には大きな流路の断面積変化
がある。即ちインクノズル板104の端部117近傍に
おいて空気の流路が急激に狭くなり、しかも上記端部1
17によって空気の流路が不連続に変化するため、この
端部117近傍において渦流118が生じる。
複数のインクジェット記録ヘッドを試作して試験した結
果、いずれも上記渦流118の影響が大きい。例えば空
気吐出口103,或は103a〜103dより流出する
空気流の方向性にふらつきが生じたり、またマルチノズ
ル化した場合、各々の空気吐出口103a〜103dか
らの空気流速が異なるため、均一な特性のヘッドが得ら
れないことが判明した。
これは渦流118が生じることによって空気の流れが乱
れること、また渦流118の発生が定常的に一定でなく
更に微妙な形状変化や空気圧変化によって異なる発生状
態となることに起因するものと想定される。
そこで本発明は、上記のような空気流の乱れを解消し、
特性が安定で、均一なインクジェット記録ヘッドを提供
しようとするものである。
問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決するための本発明の技術的な手
段は、複数のインク吐出口を有するインクノズル板と、
前記インク吐出口と各々対向した複数の空気吐出口を有
し前記インクノズル板に対し微小間隙をもって略平行に
配された空気ノズル板と、前記微小間隙と連通して配さ
れた空気室とを備え、前記微小間隙と空気室の連通部に
おいて、前記複数のインク吐出口の配列方向と平行な方
向の前記インクノズル板の両側が面取りされていること
を特徴とするインクジェット記録ヘッドである。
作用 本発明は上記の構成により、空気室より空気層に空気を
流入させて空気吐出口より流出させる。従ってインク吐
出口より吐出するインクを空気流により急激に加速し、
空気吐出口より飛翔させる。そして空気が空気室より空
気層に流入する際、インクノズル板のインク吐出口の配
列方向に平行な方向の両側の端部に面取りを施し、流路
が次第に狭くなるように連通させているので、空気室よ
り空気層に空気を円滑に流入させることができる。従っ
て空気室と空気層の連通部での渦流の発生を防止するこ
とができ、空気吐出口より流出する空気流の方向性を安
定させ、インクの吐出方向を安定させることができる。
しかも空気層の間隔のバラツキの影響を減少させること
ができる。
実施例 以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。
先ず、本発明の第1実施例について説明する。第1図に
示すようにボディ部材1に絶縁性の空気ノズル板2が取
付けられ、この空気ノズル板2に空気吐出口3が形成さ
れている。ボディ部材1には空気ノズル板2とほぼ平行
に絶縁性のインクノズル板4が取付けられ、このインク
ノズル板4には空気吐出口3に対向してインク吐出口5
が形成されている。空気ノズル板2の表面には空気吐出
口3の周辺に電極6が設けられ、インクノズル板4の内
面にはインク吐出口5の周辺に電極7が設けられてい
る。空気ノズル板2とインクノズル板4の間には空気層
8が形成され、この空気層8は空気室9に連通されてい
る。ボディ部材1にはインクノズル板4の内側において
インク室10が形成されている。
この他、図示していないが、第5図と同様に空気室9は
空気供給路により空気供給源に連通され、インク室10
はインク供給路によりインクタンクに連通され、空気供
給源は空気供給路によりインクタンクに連通され、両電
極6,7は電源に接続されている。
このようなインクジェット記録ヘッドにおいて空気室9
と空気層8の連通部が次第に狭くなるようにインクノズ
ル板4側の端部、本実施例にあっては、インクノズル板
4の端部に直線状の面取り20が施されている。なお上
記実施例ではシングルノズルタイプについて説明した
が、マルチノズル化することもできる。このようにマル
チノズル化した場合には、第1図は、第6図の紙面に垂
直で、空気吐出口103aから103d、インク吐出口
105aから105dの配列方向に垂直な面で、第6図
に示す構成を切った断面図に対応する。従って、マルチ
ノズル化した場合の面取り20は、インクノズル板にお
いて、インク吐出口5の配列方向に平行な方向の両側に
形成されていることになる。
次に上記実施例の作用について説明する。空気供給源よ
り空気供給路を経て空気室9に空気を送り、空気層8に
流出させ、この空気を空気吐出口3より流出させる。一
方、インクタンクよりインク供給路を経てインク室10
にインクが満され、インクタンク及びインク室8は空気
供給源より空気供給路を経て供給された空気により圧力
が印加され、インク吐出口5の近傍の空気圧力とインク
吐出口5のインク圧力がほぼ等しく、インク吐出口5に
生じるインクのメニスカスが静止して保たれている。そ
して電極6と7に電位差を設けることによりこの電位差
による静電力によってインク吐出口5に生じているイン
クのメニスカスが空気吐出口3の方向に引き伸ばされ
る。インク吐出口5のインクのメニスカスが一定長さ以
上に引き伸ばされると空気流によって急激に加速され、
空気吐出口3より飛翔する。
而して第2図に示すように空気が空気室9より空気層8
に流入する際、上記のようにインクノズル板4の端部に
面取り20が施されて空気室9が空気層8に流路が次第
に狭くなるように連通されているので、空気流は円滑に
流入し、従来の如き渦流の発生を防止することができ
る。そして空気層8の間隔を約100μmにして上記構
成のインクジェット記録ヘッドを試作して試験したとこ
ろ下記の如き結果が得られた。
単一ノズルヘッドの場合 空気吐出口3より流出する空気流の方向性が安定し、
インクの吐出方向の曲り及びふらつきが減少した。
空気層8の間隔のバラツキの影響が減少した。
マルチノズルヘッドの場合 各空気吐出口3から吐出する空気流の空気流速が均一
化され、各ノズル間でのインクの吐出特性のバラツキが
減少した。
次に本発明の第2実施例を第3図によって説明する。本
実施例にあっては、インクノズル4の端部の面取り20
が曲面形状に形成されたものであり、その他の構成及び
作用は上記第1実施例と同様である。
次に本発明の第3実施例を第4図によって説明する。本
実施例にあっては、インクノズル板4側、即ちインクノ
ズル板4及びこのインクノズル板4が接着されているボ
ディ部材1に跨って面取り20が施されたものである。
この面取り20は図示の曲面形状に限らず、上記第1実
施例のように直線状に形成することもできる。その他の
構成及び作用は上記第1実施例と同様である。
なお、上記第1実施例では静電力と空気流を利用した場
合について説明したが、特開昭51−37541号公報
に記載されているように圧力波と空気流によりインクを
吐出、飛翔させるようにすることもできる。
発明の効果 以上の説明より明らかなように本発明によれば、空気ノ
ズル板とインクノズル板を略平行に設け、これら空気ノ
ズル板とインクノズル板にに対向して複数の空気吐出口
と複数のインク吐出口を設け、空気ノズル板とインクノ
ズル板の間に空気層を設け、この空気層の外周部に空気
室を設け、この空気室と上記空気層の連通部が次第に狭
くなるようにインクノズル板のインク吐出口の配列方向
に平行な方向の両側の端部に面取りを施している。従っ
て空気室の空気を空気層に円滑に流入させることがで
き、空気吐出口から流出する空気の流速を均一化するこ
とができる。よって、マルチノズル化した場合におい
て、各々のノズル間での特性のバラツキが少なく、均一
な特性のインクジェット記録ヘッドが実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1及び第2図は本発明のインクジェット記録ヘッドの
第1実施例を示し、第1図は断面図、第2図は要部の拡
大図、第3図は本発明の第2実施例を示し、第2図と同
様の断面図、第4図は本発明の第3実施例を示す断面
図、第5図及び第6図はそれぞれ従来のインクジェット
記録装置の断面図、第7図は第5図の要部の拡大図、第
8図は更に第7図の要部の拡大図である。 1……ボディ部材、2……空気ノズル板、3……空気吐
出口、4……インクノズル板、5……インク吐出口、
6,7……電極、8……空気層、9……空気室、20…
…面取り。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田 元 神奈川県川崎市多摩区東三田3丁目10番1 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 内藤 宏之 神奈川県川崎市多摩区東三田3丁目10番1 号 松下技研株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−37541(JP,A) 特開 昭59−192576(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のインク吐出口を有するインクノズル
    板と、前記インク吐出口と各々対向した複数の空気吐出
    口を有し前記インクノズル板に対し微小間隙をもって略
    平行に配された空気ノズル板と、前記微小間隙と連通し
    て配された空気室とを備え、前記微小間隙と空気室の連
    通部において、前記複数のインク吐出口の配列方向と平
    行な方向の前記インクノズル板の両側が面取りされてい
    ることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
  2. 【請求項2】インクノズル内のインクに静電力を作用し
    てインク吐出口よりインクを引き伸ばし空気流により吐
    出することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のイ
    ンクジェット記録ヘッド。
  3. 【請求項3】インクノズル内のインクを圧力波によって
    吐出させることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のインクジェット記録ヘッド。
JP59269750A 1984-12-20 1984-12-20 インクジェット記録ヘッド Expired - Fee Related JPH0613218B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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