JPH065171Y2 - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
- Publication number
- JPH065171Y2 JPH065171Y2 JP1992016062U JP1606292U JPH065171Y2 JP H065171 Y2 JPH065171 Y2 JP H065171Y2 JP 1992016062 U JP1992016062 U JP 1992016062U JP 1606292 U JP1606292 U JP 1606292U JP H065171 Y2 JPH065171 Y2 JP H065171Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- nozzle
- taper
- angle
- meniscus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、ドロップオンデマンド
型インクジェットヘッドに係わり、ノズルをストレート
部とテーパ部で構成することにより駆動マージンが広
く、信頼性の高いインクジェットヘッドに関する。
型インクジェットヘッドに係わり、ノズルをストレート
部とテーパ部で構成することにより駆動マージンが広
く、信頼性の高いインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】ドロップオンデマンド型インクジェット
ヘッドとしては、例えば図４に示したような構造のもの
がある。
ヘッドとしては、例えば図４に示したような構造のもの
がある。
【０００３】図４において、多数の圧力室１と、圧力室
１の一方をインク供給路２を介して共通インク室３に連
通し、他方を導通路４を介してノズル５に連通してい
る。圧電素子６は圧力室１の一部を構成しており、圧電
素子６に電気信号を印加することにより生ずる圧電素子
６の機械的変位により、圧力室１の圧力をあげて、ノズ
ル５よりインク液滴７を噴出させている。
１の一方をインク供給路２を介して共通インク室３に連
通し、他方を導通路４を介してノズル５に連通してい
る。圧電素子６は圧力室１の一部を構成しており、圧電
素子６に電気信号を印加することにより生ずる圧電素子
６の機械的変位により、圧力室１の圧力をあげて、ノズ
ル５よりインク液滴７を噴出させている。
【０００４】なお、共通インク室３には、インクタンク
（図示省略）よりインクの供給を受けるインク供給口８
がある。上記ノズル５は詳細を図５に示すように、製造
性を良くするために、単一の孔径のストレートの円筒形
状としている。
（図示省略）よりインクの供給を受けるインク供給口８
がある。上記ノズル５は詳細を図５に示すように、製造
性を良くするために、単一の孔径のストレートの円筒形
状としている。
【０００５】しかし、導通路４の断面積がノズル５の断
面積の（10〜20) 倍と大きいために、図６の（イ）のよ
うにインクが粒子化９後、インク液滴７が図６（ロ）の
ように分離され、メニスカス10はノズル５内に引き込ま
れる。
面積の（10〜20) 倍と大きいために、図６の（イ）のよ
うにインクが粒子化９後、インク液滴７が図６（ロ）の
ように分離され、メニスカス10はノズル５内に引き込ま
れる。
【０００６】メニスカス10がノズル５内に引き込まれる
とき、メニスカス10の引き込まれる速度が、ある限界を
越えた場合、図６（ハ）のようにメニスカス10がノズル
５の内壁を越え、メニスカス10のくびれが発生し、気泡
が導通路４内に入り次の噴出時にインクの粒子化が不安
定になる。
とき、メニスカス10の引き込まれる速度が、ある限界を
越えた場合、図６（ハ）のようにメニスカス10がノズル
５の内壁を越え、メニスカス10のくびれが発生し、気泡
が導通路４内に入り次の噴出時にインクの粒子化が不安
定になる。
【０００７】特開昭５５ー１０１４６７号公報によれ
ば、下記のようにして上記の欠点を除去している。即
ち、オリフイスより圧力室に向かってその開き角（テー
パ角度）が、圧力室とインク射出部との接触部との内径
の0.1 〜0.7 倍の長さまでは20度以下、その後圧力室ま
では最大60度〜150 度としている。特に最適の開き角
（テーパ角度）を60度〜120 度としている。
ば、下記のようにして上記の欠点を除去している。即
ち、オリフイスより圧力室に向かってその開き角（テー
パ角度）が、圧力室とインク射出部との接触部との内径
の0.1 〜0.7 倍の長さまでは20度以下、その後圧力室ま
では最大60度〜150 度としている。特に最適の開き角
（テーパ角度）を60度〜120 度としている。
【０００８】一方、実開昭５６ー９１０３３号公報によ
れば、下記のようにして上記の欠点を除去している。即
ち、オリフイスの形状をテーパ状にして、その角度を70
度〜100 度にしている。
れば、下記のようにして上記の欠点を除去している。即
ち、オリフイスの形状をテーパ状にして、その角度を70
度〜100 度にしている。
【０００９】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、メニス
カスが導通路内に入り、導通路内で発生する気泡は、単
にテーパ角のみならず、使用するインクの物性とノズル
部材の材質とにより所定に定まる接触角により影響され
る。
カスが導通路内に入り、導通路内で発生する気泡は、単
にテーパ角のみならず、使用するインクの物性とノズル
部材の材質とにより所定に定まる接触角により影響され
る。
【００１０】一方、インクはその表面張力が小さいほど
即ち接触角が大きいほど、その射出速度が速い。よっ
て、表面張力が小さいインクは、圧力室に印加する電圧
が低電圧でも、速い射出速度が得られるので望ましい。
即ち接触角が大きいほど、その射出速度が速い。よっ
て、表面張力が小さいインクは、圧力室に印加する電圧
が低電圧でも、速い射出速度が得られるので望ましい。
【００１１】ところで、前述の２件の従来例は、テーパ
角度のみを特定しているために、インクの材質やノズル
部材の材質が変わった場合に、気泡がノズル部分に発生
する恐れがある。このために安定したインク噴出ができ
なくなるという問題点があった。
角度のみを特定しているために、インクの材質やノズル
部材の材質が変わった場合に、気泡がノズル部分に発生
する恐れがある。このために安定したインク噴出ができ
なくなるという問題点があった。
【００１２】本考案はこのような点に鑑みて創作された
もので、異なるインクの材質及びノズル材料の材質に適
用して、粒子化後メニスカスがノズル内部に深く引き込
まることがなくて、気泡がノズル内に発生することがな
く、安定した噴出が行われ信頼性の高いインクジェット
ヘッドを提供することを目的としている。
もので、異なるインクの材質及びノズル材料の材質に適
用して、粒子化後メニスカスがノズル内部に深く引き込
まることがなくて、気泡がノズル内に発生することがな
く、安定した噴出が行われ信頼性の高いインクジェット
ヘッドを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本考案は、図１に例示したように、ノズル11と導通
路４と圧力室とインク供給路とにより構成されるインク
噴出ユニットを、少なくとも１個以上有し、ノズル11か
らインク粒子を噴出し記録を行うインクジェットヘッド
において、 ノズル11が、導通路４側が拡開するテーパ部13とストレ
ート部12とで構成され、テーパ部13におけるノズル部材
とインクとの接触角θc とテーパ角度θt との関係が、 （θc ＋θt ／２）＜９０° を満足する構成とする。
めに本考案は、図１に例示したように、ノズル11と導通
路４と圧力室とインク供給路とにより構成されるインク
噴出ユニットを、少なくとも１個以上有し、ノズル11か
らインク粒子を噴出し記録を行うインクジェットヘッド
において、 ノズル11が、導通路４側が拡開するテーパ部13とストレ
ート部12とで構成され、テーパ部13におけるノズル部材
とインクとの接触角θc とテーパ角度θt との関係が、 （θc ＋θt ／２）＜９０° を満足する構成とする。
【００１４】
【作用】上記本考案は上述のように、ノズル部材とイン
クとの接触角θc とテーパ角度θt の関係を、 （θc ＋θt ／２）＜９０° と、規制している。
クとの接触角θc とテーパ角度θt の関係を、 （θc ＋θt ／２）＜９０° と、規制している。
【００１５】したがって、射出速度が速い（接触角θc
が大きい）好ましいインクに適用しても、インクの粒子
化後、メニスカスがノズル内部に深く引き込まれても、
気泡が導通路に発生することがない。
が大きい）好ましいインクに適用しても、インクの粒子
化後、メニスカスがノズル内部に深く引き込まれても、
気泡が導通路に発生することがない。
【００１６】即ち、安定したインク噴出が行われ、信頼
性の高いインクジェットヘッドが提供される。
性の高いインクジェットヘッドが提供される。
【００１７】
以下図を参照しながら、本考案を具体的に説明する。な
お、全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。
お、全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。
【００１８】図１は、本考案の一実施例のノズル断面
図、図２の（イ），（ロ），（ハ）は本考案のメニスカ
スの状態を示す図、図３は本考案の接触角とテーパ角度
との関係を示す図である。
図、図２の（イ），（ロ），（ハ）は本考案のメニスカ
スの状態を示す図、図３は本考案の接触角とテーパ角度
との関係を示す図である。
【００１９】図において、11は、本考案のインクジェッ
トヘッドのノズルである。ノズル11はストレート部12と
導通路４側が開くテーパ部13とで構成されている。この
テーパ部13のテーパ角度θt は、ノズル部材とインクと
の接触角をθc とすると、 （θc ＋θt ／２）＜９０° で規定されたものである。
トヘッドのノズルである。ノズル11はストレート部12と
導通路４側が開くテーパ部13とで構成されている。この
テーパ部13のテーパ角度θt は、ノズル部材とインクと
の接触角をθc とすると、 （θc ＋θt ／２）＜９０° で規定されたものである。
【００２０】上記のノズル構造のインクジェットヘッド
とすることにより、粒子化後メニスカスがノズル内に引
き込まれる状態を示したものが、図２である。図２の
（イ）のようにインクがノズル11部分で粒子化後、イン
ク液滴７が図２の（ロ）のように分離され、メニスカス
10がノズル11内に引き込まれる。
とすることにより、粒子化後メニスカスがノズル内に引
き込まれる状態を示したものが、図２である。図２の
（イ）のようにインクがノズル11部分で粒子化後、イン
ク液滴７が図２の（ロ）のように分離され、メニスカス
10がノズル11内に引き込まれる。
【００２１】ノズル11はテーパ部13をもっているので、
このテーパ角度θt を所定に選択することで、メニスカ
ス10がノズル11内に引き込まれたときに、メニスカス10
は図２の（ハ）のようにテーパ部13の壁に沿って引き込
まれる。
このテーパ角度θt を所定に選択することで、メニスカ
ス10がノズル11内に引き込まれたときに、メニスカス10
は図２の（ハ）のようにテーパ部13の壁に沿って引き込
まれる。
【００２２】この際、前述のようなテーパ部がない従来
のものは、図６の（ハ）に図示したように、メニスカス
のくびれの発生成長があるが、本考案のように、テーパ
部13を備えたものは、図２の（ハ）のような状態で、メ
ニスカス10の引き込まれる速度がある限界を越えた場合
でも、メニスカスのくびれの発生成長が起こらない。
のものは、図６の（ハ）に図示したように、メニスカス
のくびれの発生成長があるが、本考案のように、テーパ
部13を備えたものは、図２の（ハ）のような状態で、メ
ニスカス10の引き込まれる速度がある限界を越えた場合
でも、メニスカスのくびれの発生成長が起こらない。
【００２３】したがって、粒子化時に気泡が導通路４内
に侵入しにくくなり、従来のノズルような不安定な粒子
化でなく、安定したマージンの広い粒子化が行える。図
２の（ハ）のようなメニスカス10がテーパ部13内に接点
をもつためには、前述の式 （θc ＋θt ／２）＜９０° が成立する必要がある。 ここで、θt はテーパの角度
であり、θc はノズル部材とインクとの接触角である。
に侵入しにくくなり、従来のノズルような不安定な粒子
化でなく、安定したマージンの広い粒子化が行える。図
２の（ハ）のようなメニスカス10がテーパ部13内に接点
をもつためには、前述の式 （θc ＋θt ／２）＜９０° が成立する必要がある。 ここで、θt はテーパの角度
であり、θc はノズル部材とインクとの接触角である。
【００２４】テーパ部13の角度θt は、ノズル部材と使
用するインクとの接触角θc を考慮し決定する必要があ
るが実績では、使用するインクの表面張力を、 (50〜6
0)dyn／cm、インクとノズル部材との接触角θc を30度
〜80度とした。
用するインクとの接触角θc を考慮し決定する必要があ
るが実績では、使用するインクの表面張力を、 (50〜6
0)dyn／cm、インクとノズル部材との接触角θc を30度
〜80度とした。
【００２５】その実験結果では、テーパ角度θt が20度
〜120 度が効果的であった。例えば従来のテーパ部の無
いノズル形状( テーパ角度θt が180 度) で気泡発生の
寸前のインク粒子速度が５ｍ／ｓであったものが、テー
パ角度θt を９０度にしたときに、１５ｍ／ｓと飛躍的
に向上した。
〜120 度が効果的であった。例えば従来のテーパ部の無
いノズル形状( テーパ角度θt が180 度) で気泡発生の
寸前のインク粒子速度が５ｍ／ｓであったものが、テー
パ角度θt を９０度にしたときに、１５ｍ／ｓと飛躍的
に向上した。
【００２６】なお、インクとの接触角θc が30度〜80度
となるノズル部材は、ステンレス鋼，ガラス，エポキシ
樹脂等がある。さらにまた、ノズル11のストレート部12
とテーパ部13との境界点ａに丸みを設けることにより、
さらに効果が上げる。
となるノズル部材は、ステンレス鋼，ガラス，エポキシ
樹脂等がある。さらにまた、ノズル11のストレート部12
とテーパ部13との境界点ａに丸みを設けることにより、
さらに効果が上げる。
【００２７】なお、本考案の接触角θc とテーパ角度θ
t の前式 （θc ＋θt ／２）＜９０° の関係を図３に図示した。
t の前式 （θc ＋θt ／２）＜９０° の関係を図３に図示した。
【００２８】図３は接触角θc を縦軸に採り、テーパ角
度θt を横軸に採ったもので、上述の式は、図３の斜線
で示す直角三角形Ｐの領域である。なお、特開昭５５ー
１０１４６７号公報による従来例は、接触角θc には関
係なく規定されたものである。したがって、テーパ角度
θt が60度〜120 度の長さの線分Ａ1 の幅で、縦軸方向
に走行する帯状の領域である。
度θt を横軸に採ったもので、上述の式は、図３の斜線
で示す直角三角形Ｐの領域である。なお、特開昭５５ー
１０１４６７号公報による従来例は、接触角θc には関
係なく規定されたものである。したがって、テーパ角度
θt が60度〜120 度の長さの線分Ａ1 の幅で、縦軸方向
に走行する帯状の領域である。
【００２９】また、実開昭５６ー９１０３３号公報によ
る従来例は、接触角θc には関係なく規定されたもので
ある。したがって、テーパ角度θt が70度〜100 度の長
さの線分Ａ2 の幅で、縦軸方向に走行する帯状の領域で
ある。
る従来例は、接触角θc には関係なく規定されたもので
ある。したがって、テーパ角度θt が70度〜100 度の長
さの線分Ａ2 の幅で、縦軸方向に走行する帯状の領域で
ある。
【００３０】即ち本考案の規定された領域と、特開昭５
５ー１０１４６７号公報の規定する領域又は実開昭５６
ー９１０３３号公報の規定する領域とは、図３に示すよ
うに明らかに異なる。
５ー１０１４６７号公報の規定する領域又は実開昭５６
ー９１０３３号公報の規定する領域とは、図３に示すよ
うに明らかに異なる。
【００３１】即ち本考案は、インクの物性やヘッドの材
質が変わった場合でも、確実にノズルからの気泡の侵入
を防止できるという利点がある。
質が変わった場合でも、確実にノズルからの気泡の侵入
を防止できるという利点がある。
【００３２】
【考案の効果】以上説明したように本考案のインクジェ
ットヘッドは、ノズル構造をテーパ部とストレート部と
で構成し、且つノズル部材とインクとの接触角と、テー
パ部のテーパ角度との関係を所定に設定したことによ
り、インクの粒子化後、メニスカスがノズル内部に深く
引き込まれても、気泡が導通路内に侵入することがな
く、安定で駆動マージンが広くでき、信頼性が高いとい
う優れた効果を有する。
ットヘッドは、ノズル構造をテーパ部とストレート部と
で構成し、且つノズル部材とインクとの接触角と、テー
パ部のテーパ角度との関係を所定に設定したことによ
り、インクの粒子化後、メニスカスがノズル内部に深く
引き込まれても、気泡が導通路内に侵入することがな
く、安定で駆動マージンが広くでき、信頼性が高いとい
う優れた効果を有する。
【図１】 本考案の一実施例のノズル断面図
【図２】 （イ），（ロ），（ハ）は本考案のメニスカ
スの状態を示す図
スの状態を示す図
【図３】 本考案の接触角とテーパ角度との関係を示す
図
図
【図４】 従来のインクジェットヘッドの図
【図５】 従来例の要所断面図
【図６】 （イ），（ロ），（ハ）は従来のメニスカス
の状態を示す図
の状態を示す図
１ 圧力室 ２ インク供給路 ３ 共通インク室 ４ 導通路 ５，11 ノズル ６ 圧電素子 ７ インク液滴 10 メニスカス 12 ストレート部 13 テーパ部
Claims (1)
- 【請求項１】 ノズル(11)と導通路(4) と圧力室とイン
ク供給路とにより構成されるインク噴出ユニットを、少
なくとも１個以上有し、該ノズル(11)からインク粒子を
噴出し記録を行うインクジェットヘッドにおいて、 該ノズル(11)が、導通路(4) 側が拡開するテーパ部(13)
とストレート部(12)とで構成され、該テーパ部(13)にお
けるノズル部材とインクとの接触角θc とテーパ角度θ
t との関係が、 （θc ＋θt ／２）＜９０° を満足することを特徴とするインクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992016062U JPH065171Y2 (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992016062U JPH065171Y2 (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | インクジェットヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04117755U JPH04117755U (ja) | 1992-10-21 |
| JPH065171Y2 true JPH065171Y2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=31903160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1992016062U Expired - Lifetime JPH065171Y2 (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065171Y2 (ja) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5565564A (en) * | 1978-11-09 | 1980-05-17 | Canon Inc | Recording head |
| JPS55101467A (en) * | 1979-01-31 | 1980-08-02 | Canon Inc | Ink jet recording head |
| JPS55103971A (en) * | 1979-02-06 | 1980-08-08 | Canon Inc | Recording head |
| JPS5691033U (ja) * | 1979-12-14 | 1981-07-20 | ||
| US4282533A (en) * | 1980-02-22 | 1981-08-04 | Celanese Corporation | Precision orifice nozzle devices for ink jet printing apparati and the process for their manufacture |
| JPS56142071A (en) * | 1980-04-08 | 1981-11-06 | Ricoh Co Ltd | Ink jet nozzle plate |
-
1992
- 1992-03-26 JP JP1992016062U patent/JPH065171Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04117755U (ja) | 1992-10-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19961217 |