JPH0647914A - インクジェットヘッド - Google Patents

インクジェットヘッド

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JPH0647914A
JPH0647914A JP4917292A JP4917292A JPH0647914A JP H0647914 A JPH0647914 A JP H0647914A JP 4917292 A JP4917292 A JP 4917292A JP 4917292 A JP4917292 A JP 4917292A JP H0647914 A JPH0647914 A JP H0647914A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
nozzle
orifices
flow path
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP4917292A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomoaki Takahashi
智明 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seikosha KK
Original Assignee
Seikosha KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Seikosha KK filed Critical Seikosha KK
Priority to JP4917292A priority Critical patent/JPH0647914A/ja
Publication of JPH0647914A publication Critical patent/JPH0647914A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14475Structure thereof only for on-demand ink jet heads characterised by nozzle shapes or number of orifices per chamber

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズルオリフィスの構成を改良して高品位の
画素を形成する。 【構成】 基板1には、板面を貫通する方向に4個を1
単位とする複数のノズルオリフィス2…が配置してあ
る。各ノズルオリフィスの入口側開口部2aの径は大き
く、各出口側開口部2b…の径は小さく形成してあり、
その周囲を包囲するように形成した連結部6によって連
結してある。インク流路4に供給されたインクに加圧さ
れると、各ノズルオリフィス2…からインクが連結部6
に送り出され、連結部に形成してあるインク層に合流す
る。その一部が表面張力に打ち勝ってインク滴となって
前方へ飛び出してドットDを形成する。各インク滴とと
もに発生するサテライトSは、インク層による表面張力
によって軌道修正され、ノズルオリフィスの中心部寄り
の位置に傾いて前方に吐出され、ドットD…上や画素中
心付近に付着し、画素の周囲に点在せず、高品位の画素
を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットヘッド
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来インクジェットヘッドとしては、圧
電素子を変位させてインク流路中のインクに加圧し、イ
ンク流路の先端に連通するノズルオリフィスよりインク
滴を吐出して記録紙上に画素を形成するいわゆるオンデ
マンド型が広く知られている。
【0003】ノズルオリフィスの形状については、吐出
するインク滴の所望体積および必要吐出速度を確保する
ために、ノズルオリフィスの入口側開口面の面積を出口
側開口面積よりも大きくした、いわゆる逆ホーン形状に
したものがある(例えば、特開昭57−17876
8)。しかし、上記した逆ホーン形状のノズルオリフィ
スを備えたインクジェット機構の場合、インク滴吐出後
におけるインク引き込みによって、ノズル先端部に生じ
るメニスカスの曲率が小さくなり、インクをノズルオリ
フィスの出口側開口面へ引き戻す毛細管力が弱くなる傾
向がある。このため、次の吐出のためのインクが十分に
供給されるためには一定の時間を要するため、応答周波
数が低いレベルに抑えられ、記録速度の速いインクジェ
ットを実現することが困難であった。
【0004】これに対しては、図7,図8に示すよう
に、1個の加圧手段に対して複数のノズルオリフィスを
設けた、いわゆるマルチノズルタイプのインクジェット
ヘッドが提案されている(特開平1−133753)。
【0005】上記従来例では、基板31とヘッドカバー
32との間にインク流路33を形成し、基板31に4個
のノズルオリフィスを1単位とする小さな逆ホーン形状
のノズルオリフィス34…を設け、これらの各ノズルオ
リフィス群に1個の加圧手段35を設けてある。この構
成では、インクを複数のノズルオリフィスから吐出する
ように分割し、複数のインク滴を記録紙上に付着させ、
画素を形成するようにしたことにより、インクの供給能
力の向上を図ったものである。これにより、ノズルオリ
フィスの径を小さくすることにより毛細管力を大きく
し、インクの供給速度を速くして印字速度を高速化させ
るとともに、1個のノズル当たりのインク供給量を減少
させ、同時に1画素当たりのインク使用量を小さくし
て、使用インクの節減を可能にするとともに、紙面上の
インクの乾きを速くする効果がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術には、以下のような欠点がある。
【0007】すなわち、インク流路内33で加圧手段3
5によってエネルギーを供給されたインクは、各ノズル
オリフィス34…から表面張力に打ち勝ってインク滴と
なって飛び出すために、各インク滴Dは、それぞれ球形
とはならず、尾を持った細長い形状になっており、かつ
サテライトSと呼ばれる小さいインク滴をともなってい
ることが多い。このサテライトSは、各ノズルオリフィ
スごとにインク滴Dとは異なる軌跡を描いて飛翔し、複
数のインク滴Dによって形成した画素の周囲に付着す
る。図9に示すように、サテライトSは、複数のドット
で構成する画素Gの周囲に点として散在し、画素をぼか
したものにして、画像の品質を著しく低下させる原因に
なっている。
【0008】そこで本発明の目的は、1画素当たりのノ
ズルオリフィスの数を複数にしたマルチノズルタイプの
インクジェットヘッドの利点を活かし、さらに単位画素
を形成するためのノズルオリフィスの数に対応して発生
するサテライトの悪影響を防止し、画像品位を向上させ
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のインクジェットヘッドは、インク流路と
インク流路に対応して設けられているインク吐出手段を
有するインクジェットヘッドにおいて、インク流路の先
端は複数のノズルオリフィスに連通しており、かつ各ノ
ズルオリフィスの出口側開口部は互いに連結して連結部
を形成してあることを特徴とする。
【0010】また、他の手段として、ノズルオリフィス
が形成されている第1の基板と、第1の基板に積層され
ており、各ノズルオリフィスの出口側開口部を包囲して
連結部を構成する包囲穴が形成されている第2の基板と
を有するようにして、コストの引き下げを図っている。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1に示すように、インクジェットヘッドを
構成する基板1には、基板を貫通する方向に複数のノズ
ルオリフィス2…が設けてある。基板1の上面には、蓋
板3が対向して固着してあり、基板の上面に形成してあ
る溝と蓋板3によってインク流路4が形成してある。ノ
ズルオリフィス2…の対向位置には、インク吐出手段を
構成する圧電素子5が設けてある。
【0012】ノズルオリフィス2…は、図2に示すよう
に、4個を1単位とし、正方形の各頂点に位置するよう
に配置してある。各ノズルオリフィス2の入口側開口部
2a…は径が大きく、先端部近傍に位置する出口側開口
部2bは小さくし、逆ホーン形状に形成してある。出口
側開口部2b…は、その周囲を包囲するような状態に形
成した包囲穴によって構成する連結部6によって連結し
てある。
【0013】上記した構成のインクジェットヘッドにお
いて、インク流路4にインクが毛細管力によって供給さ
れ、供給されたインクに圧電素子5によってエネルギー
が供給されると、4個のノズルオリフィス2…からそれ
ぞれインクがインク滴となって前方(図1下方)に吐出
される。このときインクは、各ノズルオリフィス2の径
が細くなるのにしたがって速度を増しながら、入口側開
口部2aから出口側開口部2bに向けて加速しながら移
動する。出口側開口部2bは、互いに連結してあるた
め、前回の吐出残りのインクによってインク層が形成し
てあり、各ノズルオリフィス2…から送り出されたイン
クはこのインク層に合流し、その一部が表面張力に打ち
勝ってインク滴となって前方へ飛び出す。各インク滴
は、表面張力によって4つのノズルオリフィスの中心部
寄りの位置に傾いて前方に吐出され、図3に示すよう
に、図示しない記録紙上に正方形に近い形状に4つのド
ットD…からなる画素Gを構成する。
【0014】インク滴の吐出に伴ない、各ノズルオリフ
ィスごとにサテライトSが発生するが、これらのサテラ
イトも連結部6によって軌道修正される。本発明が特に
有効なのは、インクの吐出速度が低速の場合である。す
なわち、吐出速度が5m/s以上の高速の時には、サテ
ライトSもドット形成用のインク滴と同様に4個のノズ
ルオリフィスの中心部に向って飛翔する。しかし、イン
クの吐出速度が5m/s以下の低速のときには、インク
の表面張力の影響が相対的に大きくなり、ノズル先端部
におけるインク面形状(メニスカス)が吐出方向を変化
させるため本発明の構成が特に効果的である。
【0015】本実施例においては、4個のノズルオリフ
ィス2…が出口側開口部で連結して連結部6を構成して
いるので、その連結部にインク層が存在し、低速のイン
ク滴が、ノズル部で分離される際に射出方向をより一層
ノズルの中心部に近づける働きをし、画素Gの中心部に
向って飛翔する。このため、図3に示すように、サテラ
イトSは本来のインク滴D上に重なって付着し、画素G
の形状に影響を及ぼさないので、4個のドットが整然と
並んで構成する質のよい画素が形成され、印字品位を向
上させる。
【0016】次に、他の実施例について説明する。図4
に示すように、第1の基板11と第2の基板12との2
枚の基板が対向積層してある。第1の基板11には、4
個の逆ホーン形状のノズルオリフィス13…が設けてあ
り、第2の基板12には、ノズルオリフィス13…の出
口側開口部13bを包囲するように形成した包囲穴によ
って構成される連結部14が形成してある。
【0017】その他の構成は上記した実施例と同様であ
る。連結部を形成するための加工が第2の基板に孔を穿
つだけでよいため、低コストで製造可能になる。
【0018】また本発明は、逆ホーン形状のノズルオリ
フィスを備えたインクジェットヘッドに限らず、図5に
示すように、基板21上に形成してあるインク流路22
の途中に設けてある加圧室22aとともに、ノズルオリ
フィス23が平面状に設けてある構成のインクジェット
ヘッドにも適用可能である。この例では、1つのインク
流路22に対し、2つのノズルオリフィス23,23を
備えており、ノズルオリフィスの出口側開口部に、連結
部24が設けてある。図6は、上記例のノズル側の正面
を示すものであり、1枚の基板21の両面に溝を形成
し、その上にヘッドカバーを被せてノズルオリフィスを
ちどり状に配設した例を示すものである。
【0019】なお、本発明は、バブルジェット型のヘッ
ド等を含むあらゆるインクジェットに適用可能である。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数のノズルオリフィスを1単位とする各ノズルオリフ
ィスの出口側開口部を互いに連結して構成した連結部を
設けてあるので、インク吐出に付随して生じるサテライ
トは、ノズルオリフィスの中心部に向けて飛翔するた
め、このサテライトが画素を構成するドット上に付着
し、ドットの周囲に散在しなくなるので、整然とした画
素を形成可能になる。また、基板を2枚にして第2の基
板に連結部を設けることにより製作が容易となり、イン
クジェットヘッドの製造コストの低減に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例についての要部の断面図であ
る。
【図2】同正面図である。
【図3】本発明によって形成される画素の状態を示す説
明図である。
【図4】同要部の断面図である。
【図5】さらに他の実施例についての要部の平面図であ
る。
【図6】同正面図である。
【図7】従来例におけるノズルオリフィスの状態を示す
正面図である。
【図8】同断面図である。
【図9】従来例によって形成された画素の状態を示す説
明図である。
【符号の説明】
1,11,12,21 基板 4 インク流路 2,13,23 ノズルオリフィス 2b,13b, 出口側開口部 5 インク吐出手段 6,14,24 連結部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インク流路と上記インク流路に対応して
    設けられているインク吐出手段を有するインクジェット
    ヘッドにおいて、 上記インク流路の先端は複数のノズルオリフィスに連通
    しており、かつ上記各ノズルオリフィスの出口側開口部
    は互いに連結して連結部を形成してあることを特徴とす
    るインクジェットヘッド。
  2. 【請求項2】 ノズルオリフィスが形成されている第1
    の基板と、 上記第1の基板に積層されており、上記インク流路に連
    通した上記各ノズルオリフィスの出口側開口部を包囲し
    て上記連結部を構成する包囲穴が形成されている第2の
    基板とを有することを特徴とする請求項1に記載のイン
    クジェットヘッド。
JP4917292A 1992-03-06 1992-03-06 インクジェットヘッド Pending JPH0647914A (ja)

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