JPS6221552A - インクジエツト記録ヘツド - Google Patents

インクジエツト記録ヘツド

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JPS6221552A
JPS6221552A JP16240685A JP16240685A JPS6221552A JP S6221552 A JPS6221552 A JP S6221552A JP 16240685 A JP16240685 A JP 16240685A JP 16240685 A JP16240685 A JP 16240685A JP S6221552 A JPS6221552 A JP S6221552A
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JP
Japan
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ink
air
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ink discharge
pressure
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JP16240685A
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JPH0555306B2 (ja
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Masahiko Miura
眞芳 三浦
Hajime Oda
小田 元
Kenji Akami
研二 赤見
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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
    • B41J2/07Ink jet characterised by jet control
    • B41J2/105Ink jet characterised by jet control for binary-valued deflection
    • 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
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/02Air-assisted ejection

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はインクを吐出させ、文字、画像等を被記録物に
記録するインクジェット記録装置に関する。
従来の技術 空気流を利用したインクジェット記録ヘッドとして例え
ば特開昭58−220758号公報に見られる、第3図
に示すようなインクシェフ)記録ヘッドがある。インク
室4に隣接して設けられたインク吐出口2−1〜2−n
に対向して空気吐出口1−1〜l−nが設置されており
、空気室3を介して送られてくる空気流が各空気吐出口
1−1〜1−nより流出している。インク吐出口2−1
〜2−nの裏面には各々分割された電極6−1〜6−n
が設置されており各々信号源5−1〜5−nに連結され
、電極6−1〜6−nと、空気吐出口1−1〜1−nの
表面に設けられた共通電極7との間に独立して電位差が
設けられる。そしてこの電位差により生じる静電力と、
前記空気吐出口1−1〜1−nより流出する空気の加速
力によって、前記インク吐出口2−1〜2−nに保持さ
れているインクが引き出され、前記空気吐出口1−1〜
I−nより吐出する。
31、−1 第4図は、第3図のインクジェット記録へラドの空気お
よびインク供給系を示すものであり、空気供給源9より
の空気流はへラド8に送られると共に、ヘッド8のイン
ク室4に連通したインクタンク10にも送られる。これ
は、非記録時に、インク吐出口2−1〜2− nに保持
されているインクが安定して保たれるようにするためで
ある。
第5図は、インク吐出口2−1〜2−nに保持されるイ
ンクを安定保持するだめの条件を説明するための図であ
る。空気室3に送られて来る空気の圧力Paは、空気供
給源9よりヘッド8までの空気流路に圧力損失がないあ
るいは無視できる程度である時、はぼ空気供給源9の圧
力に等しい。
また、インク室4に印加されるインクの圧力Piは、イ
ンクタンク10に印加される空気圧力とはt丁等しくさ
らには、空気供給源9の圧力にほぼ等しい。したがって
、適切な空気流路によれば、Pa中Piが成立する。イ
ンク吐出口2には、インクのメニスカス13が保たれね
ばならないが、このためには、インク吐出口2内のイン
クの圧力Piと、インク吐出口2の近傍12の空気圧力
Pnがほぼ等しくすれば良い。したがって、従来空気吐
出口1と、インク吐出口2を有する板の間隙により構成
される空気層14での空気の圧力損失を少なくし、Pa
キPnが成立するように寸法構造を決定して、Pn:P
iを成立させ、インク吐出口2に生じるインクのメニス
カスを安定保持させていた。
発明が解決しようとする問題点 以上の説明のように、第2図のような空気流を利用した
インクジェット記録へ、ドでは、インク吐出口内のイン
ク圧力Piと、インク吐出口近傍に生じる空気圧力Pn
をほぼ等しくし、インクのメニスカスを安定に保つこと
が重要である。
しかしながら、空気吐出口あるいはインク吐出口を複数
個有するマルチノズルへ、ドにおいてはこのことが非常
に困難なことになる。インク吐出口2− nが等間隔に
一列に配置された構成では、対応する空気吐出口1−n
もそれだけ数が増えるので、空気層14を流れる空気の
流量が増加する5・・− ことになる。換言すれば、インク吐出口2−nlあるい
は空気吐出口1−nの配列ピッチをDとすれば、空気吐
出口1−nの1つより流出する空気流が供給される空気
層14での流路の幅はDとなり、ピッチDが小さくなれ
ばなる程、その流路が狭くなり、流路での流速が速くな
り、空気層14で圧力損が生じるようになる。したがっ
てインク吐出口2−n近傍の空気圧力Pnが空気室3で
の空気圧力Paより低下するようになる。
また、空気層14での空気圧力の損失Pa−Pnが大き
くなって来ると、複数のインク吐出口2−nの近傍の各
々のPnにばらつきが生じて来る。
これは、空気層14において部分的にでも多少の差異が
あると、それが空気流路での空気抵抗の差となって現わ
れ、空気抵抗の少ない部分より、より多くの空気流が流
出するためと思われる。このような、各インク吐出口2
−nでのPnO差が生じると、各インク吐出口2−nに
生じるインクのメニスカスにも差異が生じるため、メニ
スカスを引き出すに要する静電エネルギの大きさにも差
異6・・ 。
が生じ、ひいては、各インク吐出口2−nよりのインク
の吐出状態が異なることになり、記録画質を低下させる
原因となる。
本発明は以上のような欠点をなくし、複数のインク吐出
口に形成されるインクのメニスカスを均一にし、インク
の吐出特性のバラツキをなくすことを目的とするもので
ある。
問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明は所定の間隔で複数
のインク吐出口を配列したノズル部材と、インク吐出口
に対応した位置に複数の空気吐出口を配列したノズル部
材とを有し、インク吐出口を有するノズル部材のインク
吐出口配列方向に直交する方向の長さを小さくして、2
つのノズル部材の間隙での空気流の圧力低下を0.02
 Kg / cut以下とするようにしたものである。
作用 上記構成において、2つのノズル部材の間隙での空気流
の圧力低下を0.02 Kg/c、ni以下とすると、
この圧力低下はインク吐出口とインクタンクの液面の高
低を調整することによりインク吐出口内外でのインク圧
力と空気圧力のバランスを容易にとることができる。こ
の結果、各インク吐出口よりのインクの吐出特性が均一
となり、バラツキの少ないマルチノズルヘッドが提供で
キル。
実施例 以下本発明の実施例について図面とともに詳細に説明す
る。
第1図(a)(b)において、15はインクノズル部材
でその長手方向に一定のピッチDでインク吐出口2−n
が複数個形成されている。16は空気ノズル部材で、イ
ンク吐出口2−nと対向する位置に空気吐出口1−nが
複数個形成されている。空気吐出口1−nを囲んで各空
気吐出口1−nに共通の共通電極17が空気ノズル部材
16の外側に設けられている。一方各インク吐出口2−
nに対し互に独立してインク室4側に電極18が形成さ
れている。
このような構成において、インク吐出口近傍の空気圧力
Pnを決定する要因には、主として以下のものがある。
1)、空気供給よりの空気圧力Pa 2)、空気吐出口あるいはインク吐出口の配列ピッチD 3)、空気吐出口を有する板とインク吐出口を有する板
の間隔T 4)、空気吐出口径DA1および空気吐出口長さLA 5)、インク吐出口を有する板の幅L(あるいは空気層
の幅L) その他、空気の粘性抵抗や密度も考えられるが、無視で
きる程度の影響しか考えられ々い。
以上の項目のうち、空気圧力Paは、通常0゜1〜0.
15 Kg/ cvlの圧力が使用され、インク吐出口
より引き出されるインクを加速するには、約0.1 K
g / cr/I以上の圧力が必要である。空気圧力P
aは空気層14を流れる空気流量に関係し、空気圧力P
aが小である程Pa−Pnの値も小さくなるが、空気圧
力Paはあくまで、インクの加速力を得るために必要な
値に設定されるも9t・−1 のであシ、Pa−Pnを小さくするために空気圧力Pa
を変化させることはできない。
また、ピッチDは、マルチノズルヘッドの使用方法や使
用目的に応じて設計されるものである。
間隔Tは、インク吐出口より引き出されるインクの吐出
特性に影響を与え、特に一定値(約100μm)以上の
値となると急激に応答性が低下する。
したがって、間隔Tを大きくすることによってPa −
P nを0に近づけることは、インクの吐出特性に影響
するので得策ではない。さらに空気吐出口径DAおよび
長さLAも、空気流量に関係するが、インク吐出口より
のインクの吐出を安定にするために制限を受ける。すな
わちDAは、インク吐出口の径の約2倍以上、LAはD
Aの約3倍以下程度の値を選択しなければならない。
以上のことから、比較的自由にその寸法を変化できるの
は、インク吐出口を有する板(以下インクノズル板と称
する)の幅りだけであることが分る。
ここでは、 10ベーノ とし、前記幅りを変化させて実験を行った。
第5図はその結果を示すグラフである。第5図に示すよ
うに、Pa−Pnの値は、Lに比例して上昇する。
例えばL=3mgの時にはPa−Pn=0.019に9
/lriであるがこの時には、インク吐出口2近傍の空
気圧力Pnがインク室4内のインクの圧力Pi(−Pa
)より0.019Kg/−だけ低いととになる。したが
って、インクは、インク吐出口より押し出されようとす
る力が働く。しかし、この程度の圧力差であれば、ヘッ
ド8とインクタンク10に高低差を設けることによって
補正できる。すなわち、使用するインクの密度がIy/
clIであったとすれば、インク吐出口2とインクタン
ク1゜の液面差が19cInとなるよう、インクタンク
の位11・・−7 置を下げれば、インク吐出口2内外でのインク圧力Pi
1空気圧力Pnのバランスがとれることになる。
次に、インクの吐出特性のバラツキを測定1−だ。
試作したマルチノズルヘッドは、インク吐出口2−nを
16個有するものであり、各インク吐出口よりのインク
の吐出特性を知るため、パルス幅100μsのパルス電
圧を印加し、インクが吐出するために必要な最小電圧(
以下間値電圧Vthと称す)を各インク吐出口に対して
測定1〜だ。なお、第5図で測定されたPnは、インク
タンク10に空気圧力を印加せず、へ、ド8にのみに空
気流を流した際に、密閉状態のインク室4に生じる圧力
であり、16個のインク吐出口2−nに生じる各々にP
nの平均値に当るものである。そして、上記閾値電圧v
th の測定に際しては、Pa−Pnの値をインクタン
ク10の高さで補正をして、実験を行った。
表  1 表1はその結果を示すものであり、これによると、イン
ク吐出口2− nを有する板の幅りが1朋のへ、ドNo
、 lでは閾値電圧vthが350−470Vで16個
のインク吐出口間でのバラツギがほとんどないのに比較
して、L=4mmのヘッドNo、 4では350〜55
0Vと閾値電圧に200Vのバラツキがある。これは、
空気層14での粘性抵抗が増加したためPa−Pnが増
大する一方、各インク吐出口2−nに関して各々のPn
にバラツキが生じ、そのため、各インク吐出口27nに
生じるインクのメニスカスの形状にバラツキが生じるだ
めである。以上の結果、Pa−Pnの値が約o、oly
/cdlを越えると、急激に閾値電圧vth にバラツ
キ13・、 が生じることが分った。そしてさらに、前述のようにP
n−PaO値が大きくなると、ヘッド8とインクタンク
10の高低差が大きくなり、装置の寸法上の問題や、空
気を流していない状態でのインク吐出口に生じるインク
のメニスカスの安定性に問題が生じるようになる。
以上の実験によって得られた結果は、例えば、インク吐
出口2−nのピッチD1あるいは空気吐出口径DA、等
が変化すると当然具なる結果が得られるが、原理的には
、前記Pa・−Pnの値を0゜02Kg/crI以下に
するよう、前記りの値を選定すれば、インク吐出口2−
nに生じるインクをメニスカスを安定に保つことが容易
となり、かつ各インク吐出口2− nより吐出するイン
クの吐出特性を均一にすることができる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、複数のインク吐出口に形
成されるインクのメニスカスの形状が均一となり、各イ
ンク吐出口よりのインクの吐出特性が均一となり、性能
にバラツキのないマルチノズルヘッドが実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)(+3)は本発明によるインクジェット記
録ヘット°の実施例における要部平面図および断面図、
第2図は本発明によるインクジェット記録ヘツドの特性
図、第3図(aXb)は本発明が適用されるインクジェ
ット記録ヘッドの一例を示す平面断面図および側面断面
図、第4図は第3図のインクジェット記録へ、ドを使用
したインクジェット記録装置の概念図、第5図は第3図
のインクジェット記録ヘッドのc−c’線断面図である
。 1−n・・・空気吐出口、  2−n・・・インク吐出
口4・・・インク室、  14・・・空気層、 15・
・・インクノズル部材、 16・・・空気ノズル部材、
 17・・・共通電極、 】8・・・電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 o  /  2 3 4  ζ −L(my) 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 所定の間隔で配列された複数のインク吐出口を有する平
    板状の第1のノズル部材に対向して、前記インク吐出口
    に対応した複数の空気吐出口を有する平板状の第2のノ
    ズル部材を設置し、前記第1のノズル部材における前記
    複数のインク吐出口の配列方向と直交する方向の長さを
    充分小さく設定して前記第1のノズル板と前記第2のノ
    ズル板の間隙での圧力低下が0.02Kg/cm^2以
    下となるように空気流を送って、前記空気吐出口より流
    出せしめ、電気信号に応じて前記インク吐出口内のイン
    クを前記空気吐出口より吐出させることを特徴とするイ
    ンクジェット記録ヘッド。
JP16240685A 1985-07-23 1985-07-23 インクジエツト記録ヘツド Granted JPS6221552A (ja)

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JP16240685A JPS6221552A (ja) 1985-07-23 1985-07-23 インクジエツト記録ヘツド

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JPS6221552A true JPS6221552A (ja) 1987-01-29
JPH0555306B2 JPH0555306B2 (ja) 1993-08-16

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JP16240685A Granted JPS6221552A (ja) 1985-07-23 1985-07-23 インクジエツト記録ヘツド

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58212961A (ja) * 1982-06-07 1983-12-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd インクジエツト記録装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58212961A (ja) * 1982-06-07 1983-12-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd インクジエツト記録装置

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