JPS58992B2 - インクフンシヤノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、インクジェット記録装置に使用されるインク
噴射ノズルの製造方法に関するものである。

インクジェット記録装置はファクシミリ受画装置等で多
く使用されている。

第１図はインクジェット記録装置の一例を示す図で、イ
ンク容器１からパツキン２、金属ホルダ３を介して突設
されたインクジェット噴射ノズル４は、内径０．２ｍｍ
、外径０．４露程度の金属の細管からなり、インク容器
１内のインク５はこのノズル４の先端まで導かれる。

このインク噴射ノズル４の先端まで導かれる。このイン
ク噴射ノズル４の先端には第２図ａに示すように、表面
張力による半月状のインク滴、いわゆるメニスカス９が
生ずる。

ここでインク噴射ノズル４に直流高電圧を印加すると、
インクはノズル４の先端から離れ、記録紙６に向けて飛
しようする。

したがって、記録紙６を巻き付けたドラム７を一定速度
で回転し、走査台８をドラム７の軸方向に移動させると
、記録画像が得られる。

ところで、従来のインク噴射ノズルは一般にその先端が
軸方向に対し直角に切断されており、インクのメニスカ
スの変化状態は第２図のようになる。

すなわちａはノズル４に直流高電圧が印加されていない
ときの状態で、メニスカス９は完全な半月状となってい
るが、直流高電圧が印加されるとメニスカス９は同図す
のようになり、インクが糸を引くように引き出される。

次に直流高電圧の印加が断たれた直後はメニカス９は同
図Ｃのようになり、このＣは過程を経てａの状態に戻っ
て安定する。

このようにメニスカスの状態が大きく変化することは、
応答性が悪くなるのみならず、飛翔開始時点にインクが
集団飛翔して記録紙画像前縁のみ記録が濃くなり、いわ
ゆるエツジ効果が生ずる。

一方、このような欠点を除去するため第３図に示すよう
に金属細管１１の先端側壁１２をテーパ加工し、さらに
先端部１３を斜めに切断するようにしたインク噴射ノズ
ルが考えられている。

これによれば原理的には、ノズルの開口部が大きくなる
ため表面張力により先端部に形成されるメニスカス１４
の形状は小さくなって第４図ａに示すような状態で安定
し、応答性が向上する。

ところで、従来においてはこのような形状のノズルの製
作を切削、研削および砥石による研磨によって行なって
いた。

しかしこのような方法ではノズル先端の角部１５の曲率
が大きく尖鋭となるため、振動、汚れ等によってメニス
カス１４の形状が第４図すに示すように大きくなる場合
がある。

この状態では応答性が悪化する結果となる。

また、このノズルを前記のような方法により製作する際
は、ノズルを形成する金属細管の径が非常に小さく、先
端部はさらに微小形状であることから、細心の注意を要
する。

すなわち、ノズル先端の形状の精度とインクの飛翔特性
とは非常に密接な関係があり、特性のそろったノズルを
上記方法で製作することは非常に困難で、歩留りが悪く
、コスト的に極めて不利である。

本発明はこのような点にかんがみてなされたもので、そ
の目的は応答性が良くインクの飛翅特性が安定なインク
ジェット記録装置用インク噴射ノズルを容易に製造する
方法を提供するにある。

以下第５図〜第７図を参照して本発明の一実施例を説明
する。

すなわち、本発明においては、まず第５図ａ、ｂに示す
ように、金属細管２１の先端部２２を斜めに切断する。

そしてこの先端部２２をさらに電解研磨または化学研磨
して、第６図ａ、ｂに示すように先端部２２の肉厚を薄
くし、かつ丸みをつけることによって、インク噴射ノズ
ルを得る。

なお、本発明における電解研磨、化学研磨の条件は使用
する金属細管２１の材料に応じて定める。

一実施例として、金属細管２１に外径０．５ｍｍ、内径
０．２５ｍｍのステンレスパイプを用い、その先端を長
手方向に対し３０°〜４０°の角で切断した。

そして、これを陽極側に配置して、過塩素酸５％、酢酸
９５％の溶液中に浸し、対向電極間に約１０Ｖの電圧を
印加して１０分間研磨した。

このようにして得られたインク噴射ノズルをインクジェ
ット記録装置に用いたところ、極めて良好な記録特性を
示した。

すなわち、このインク噴射ノズルによれば金属細管２１
の先端部２２を斜めに切断したことにより、開口部が大
きくなる。

また、この先端部２２を電解研磨または化学研磨すると
、先端部２２は外面からのみならず内面からも研磨され
る。

従って、インク噴射ノズル２１の先端部の内径が大きく
なり、同時に、インク噴射ノズル２１の肉厚特に最先端
部の肉厚ｔが極めて小さくなる。

先端部の内径が大きくなることにより、この部分での流
体インピーダンスが減少し、インク噴射がより滑らかに
行われ応答性が向上する。

更に、最先端部の肉厚ｔが小さくなることにより、先端
部２２に形成されるメニスカス２３の形状が薄く小さい
ものとなり、応答性がより一層向上する。

インクの応答性が向上すると、インクの噴射制御が非常
に容易となる。

この発明のインクジェット記録装置は、画点を印字する
位置にのみインク噴射ノズル２１からインクを噴射させ
付着させるのであるから、インクの噴射制御は、画質を
決定する重要な要素である。

又、電界研磨または化学研磨を施したことにより、第７
図に示すように、先端め角部２４は、第４図の場合に比
べて曲率が小さくなり、滑らかになるため、メニスカス
の形状は振動、汚等によらず常に一定に保たれる。

この発明のインクジェット記録装置は、インク噴射ノズ
ル２１を走査させるのであるから、振動は避けがたい。

又、インク噴射ノズル２１は外気にさらされており、汚
れやすい。

このような原因によりメニスカスの形状が変化すると、
記録紙（図示しない）と、インク噴射ノズル２１との間
に働く静電引力がメニスカスに作用する際に、変化を来
す。

例えばメニスカスがインク噴射ノズル２１の中心ではな
く外側面近くに片寄っていると片寄って最もインクの質
量が集中している箇所と記録紙との間で静電引力が働く
。

従って、メニスカスが正常な場合に比べ、飛翔状態が変
化する。

従って飛翔したインクの付着点も異常な位置に形成され
る。

このインクの付着点を１ドツトとし、このドツトの集合
により画像を形成していくのであるから、１ドツトでも
異常な位置に形成されると、画質は劣化する。

文字の場合は、より深刻である。

ドツト形成の異常は、メニスカスの形状変化に起因して
おり、この発明によって除去される。

更に、仮令同−の平滑度であっても、機械加工によるイ
ンク噴射ノズルよりも電界研磨または化学研磨によるイ
ンク噴射ノズルの方がインクとのなじみが良いことが確
認されている。

同時に、電界研磨又は化学研磨が施されたインク噴射ノ
ズルは埃等が付着したとしても、離れやすく、インクと
共に飛翔してしまう。

埃等は、目詰りの原因になるので、絶えず除去する必要
がある。

機械加工のままであると、埃等が離脱しにくく目詰りが
多いのは事実である。

以上述べたように、電界研磨または化学研磨によって、
初めてインク噴射にとって最適な立体形状が実現できる
。

一般的な電界研磨または化学研磨という概念は、表明の
凹凸をなくし滑らかにするというものであり、立体形状
を造り上げるという概念ではない。

してみると、インクジェット記録装置用インク噴射ノズ
ルの製造に於いて、電界研磨または化学研磨を施すとい
う概念は、全く新規という外ない。

このような電界研磨または化学研磨によって得られるイ
ンク噴射ノズル２１のインクの飛翔特性は非常に安定化
し、常に鮮明な画像を記録することができる。

なお、このような効果の度合はもちろんインクの粘度に
関係するが、粘度２０ｃｐ程度のインクを用いた場合に
最も良好な結果を得られることが実験的に確認された。

また、本発明の方法においては、電解研磨、化学研磨に
よる加工量は溶液の組成、温度、電流密度等によって定
まり、この研磨条件を一定にすることにより、同一形状
の特性がそろったものを容易に多量に製作できる利点が
ある。

さらに、これらの条件を一定にした状態で研磨時間を考
えることによって、加工量を自由に制御でき、容易に所
望の特性のものが得られる。

したがって、加工コストも従来の機械加工による研磨に
比べ、著しく低減する。

【図面の簡単な説明】

第１図はインクジェット記録装置の一例を示す概略的構
成図、第２図ａ、ｂ、ｃは従来のインク噴射ノズル先端
に形成されるインクのメニスカスの変化状態を示す図、
第３図ａ、ｂは従来の他のインク噴射ノズルを示す平面
図および側面図、第４図ａ、ｂはこのインク噴射ノズル
先端に形成されるインクのメニスカスの変化状態を示す
図、第５図および第６図は本発明の一実施例の製造工程
を説明するための図で、第５図ａ、ｂは金属細管を斜め
に切断した状態を示す平面図および側面図、第６図ａ、
ｂはこの先端部を電解研磨または化学研磨した後の状態
を示す平面図および側面図、第７図は本発明によって得
られるインク噴射ノズル先端に形成されるインクのメニ
スカスの状態を示す図である。 ２１……金属細管、２２……その先端部、２３……イン
クのメニスカス、２４……角部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属細管の先端部を斜めに切断した後、この先端部
   を電解研磨または化学研磨することを特徴とするインク
   ジェット記録装置用インク噴射ノズルの製造方法。