JPS63222859A - ドロツプオンデマンドインクジエツトヘツド - Google Patents
ドロツプオンデマンドインクジエツトヘツドInfo
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- JPS63222859A JPS63222859A JP5732187A JP5732187A JPS63222859A JP S63222859 A JPS63222859 A JP S63222859A JP 5732187 A JP5732187 A JP 5732187A JP 5732187 A JP5732187 A JP 5732187A JP S63222859 A JPS63222859 A JP S63222859A
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- Japan
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- ink
- nozzle
- head
- drop
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- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 3
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/1433—Structure of nozzle plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
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。
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〕
本発明はインクジェットプリンタに用いられるドロップ
オンデマンドインクジェットヘッドに関する。
オンデマンドインクジェットヘッドに関する。
第３図（ａ）はドロップオンデマンド型インクジェット
プリンタに用いられるヘッドの基本的構成を示す平面図
で、第３図（ｂ）は第３図（ａ）の断面図である。この
ドロップオンデマンド型インクジェットプリンタに用い
られるヘッドは第３図（ａ）および（ｂ）に示すように
、インク滴２７を噴射するノズル２１とインク室２４と
の間に圧力室２２を有する噴射チャンネル系統を形成し
、この噴射チャンネル系統は基板２０にガラスセラミッ
クないしステンレスなどの材質からなる可撓性の薄平板
状の弾性板２５を拡散溶接等の手段により接合し、ジル
コンチタン酸塩、チタン酸バリラムなどの材質からなる
電気機械変換器、すなわち圧電素子２６を弾性板２５上
の圧力室２２に対応した位置に接着した構成となってい
る。
プリンタに用いられるヘッドの基本的構成を示す平面図
で、第３図（ｂ）は第３図（ａ）の断面図である。この
ドロップオンデマンド型インクジェットプリンタに用い
られるヘッドは第３図（ａ）および（ｂ）に示すように
、インク滴２７を噴射するノズル２１とインク室２４と
の間に圧力室２２を有する噴射チャンネル系統を形成し
、この噴射チャンネル系統は基板２０にガラスセラミッ
クないしステンレスなどの材質からなる可撓性の薄平板
状の弾性板２５を拡散溶接等の手段により接合し、ジル
コンチタン酸塩、チタン酸バリラムなどの材質からなる
電気機械変換器、すなわち圧電素子２６を弾性板２５上
の圧力室２２に対応した位置に接着した構成となってい
る。
さて、圧電素子２６に記録信号に従った電気信号を印加
すると、圧力室２２に対応した位置にある弾性板２５が
瞬時に曲げ変形され、圧力室２２の容積が瞬間的に減少
し、圧力室２２内のインクに圧力波が発生する。その圧
力波の伝搬により、ノズル２１内のインクがインク滴２
７になって飛翔する。実際にプリンタに搭載するインク
ジェットヘッドは、第４図に示すように１つの基板２０
に前記噴射チュンネル系統を複数個配列し、ヘッドの一
部にノズルを集積したマルチノズル構成から成っている
０本ヘッドは、外部に設けられたインクタンク２８から
インク供給路２９を介してインク室２４ヘインクが供給
されるが、インクタンク２８内のインクに介入する異物
などが本ヘッド内に入ってノズル２１を詰まらせないよ
うに、インク供給路２９の途中に数〜数十μｍ程度の開
孔率を持ったフィルタ３０が設けられている。この種の
ヘッドは、記録時における高速性を確保するために、表
裏に前記噴射チャンネル系統を設け、１ヘツドあたりの
ノズル数を増やすのが通常である０例えば、漢字プリン
タとして使う場合、ノズル数は２４〜３２ノズルである
。
すると、圧力室２２に対応した位置にある弾性板２５が
瞬時に曲げ変形され、圧力室２２の容積が瞬間的に減少
し、圧力室２２内のインクに圧力波が発生する。その圧
力波の伝搬により、ノズル２１内のインクがインク滴２
７になって飛翔する。実際にプリンタに搭載するインク
ジェットヘッドは、第４図に示すように１つの基板２０
に前記噴射チュンネル系統を複数個配列し、ヘッドの一
部にノズルを集積したマルチノズル構成から成っている
０本ヘッドは、外部に設けられたインクタンク２８から
インク供給路２９を介してインク室２４ヘインクが供給
されるが、インクタンク２８内のインクに介入する異物
などが本ヘッド内に入ってノズル２１を詰まらせないよ
うに、インク供給路２９の途中に数〜数十μｍ程度の開
孔率を持ったフィルタ３０が設けられている。この種の
ヘッドは、記録時における高速性を確保するために、表
裏に前記噴射チャンネル系統を設け、１ヘツドあたりの
ノズル数を増やすのが通常である０例えば、漢字プリン
タとして使う場合、ノズル数は２４〜３２ノズルである
。
従来、第４図に示したインクジェットヘッドにおいては
、集積化されたノズルによって形成される２列のノズル
列を含むヘッドの端面３１は、各ノズルから噴射される
インク滴の飛翔方向を揃えるために、研磨され鏡面仕上
げにしていた。このヘッドでインク滴を噴射するときに
、インク滴を噴射すると、第４図のＢ−Ｂ断面を表した
第５図に示すように、インクの界面張力によりノズル端
面３１の一部が濡れるが、そのインクの濡れ３２の分布
は不均一であり、インク滴２７の噴射時において、端面
３１上の濡れ３２と吐出されたノズルからのインクとの
間の表面張力により、インク滴２７の飛翔方向が曲げら
れ、各ノズルより噴射されるインク滴の噴射方向が均一
でなくなる問題が生じ、記録品質が悪くなるという問題
がある。
、集積化されたノズルによって形成される２列のノズル
列を含むヘッドの端面３１は、各ノズルから噴射される
インク滴の飛翔方向を揃えるために、研磨され鏡面仕上
げにしていた。このヘッドでインク滴を噴射するときに
、インク滴を噴射すると、第４図のＢ−Ｂ断面を表した
第５図に示すように、インクの界面張力によりノズル端
面３１の一部が濡れるが、そのインクの濡れ３２の分布
は不均一であり、インク滴２７の噴射時において、端面
３１上の濡れ３２と吐出されたノズルからのインクとの
間の表面張力により、インク滴２７の飛翔方向が曲げら
れ、各ノズルより噴射されるインク滴の噴射方向が均一
でなくなる問題が生じ、記録品質が悪くなるという問題
がある。
また、メニスカス３３の形状が著しく歪められ、第５図
の左側に示すように空洞３４ができ、次に同図の右側に
示すように、空洞３４がノズル２１の内に巻き込まれて
気泡３５となり、それが噴射チャンネル系統内の残留振
動により、高い確率で圧力室へ引き込まれる。その圧力
室に引き込まれた気泡３５は、周りのインクに比べると
弾性係数が非常に小さいので、圧電素子２６によるイン
パルスが気泡３５の変形により吸収されてしまうため、
圧力室内の圧力が上昇せず、ノズルへの圧力波の伝播が
行われなくなる。そのため、インク滴の噴射が不可能と
なる問題が生じている。これを解決するために、従来は
端面３１に、四ふつ化エチレン樹脂（商品名：テフロン
）をコーティング処理し、撥水性を持たせるようにして
いるが、その撥水性コーテイング膜を形成するときに、
そのコーテング材がノズルの内部まで浸入しやすく、そ
のノズル内面にまで形成された撥水性のコーテイング膜
によってインクがはじかれ、そのメニスカスの位置がヘ
ッドの内部にまで後退するため、不安定なインク滴の噴
出が起こり、また撥水性のコーテイング材においても完
全な撥水効果を持つ材料は得られておらず、若干の濡れ
現象が端面に起こり、所望の効果は得られていない。こ
れらの問題は、インクジェットプリンタの記録品質、信
頼性に関わる重要な問題となっている。
の左側に示すように空洞３４ができ、次に同図の右側に
示すように、空洞３４がノズル２１の内に巻き込まれて
気泡３５となり、それが噴射チャンネル系統内の残留振
動により、高い確率で圧力室へ引き込まれる。その圧力
室に引き込まれた気泡３５は、周りのインクに比べると
弾性係数が非常に小さいので、圧電素子２６によるイン
パルスが気泡３５の変形により吸収されてしまうため、
圧力室内の圧力が上昇せず、ノズルへの圧力波の伝播が
行われなくなる。そのため、インク滴の噴射が不可能と
なる問題が生じている。これを解決するために、従来は
端面３１に、四ふつ化エチレン樹脂（商品名：テフロン
）をコーティング処理し、撥水性を持たせるようにして
いるが、その撥水性コーテイング膜を形成するときに、
そのコーテング材がノズルの内部まで浸入しやすく、そ
のノズル内面にまで形成された撥水性のコーテイング膜
によってインクがはじかれ、そのメニスカスの位置がヘ
ッドの内部にまで後退するため、不安定なインク滴の噴
出が起こり、また撥水性のコーテイング材においても完
全な撥水効果を持つ材料は得られておらず、若干の濡れ
現象が端面に起こり、所望の効果は得られていない。こ
れらの問題は、インクジェットプリンタの記録品質、信
頼性に関わる重要な問題となっている。
本発明の目的は、ノズル端面におけるノズル先端部を特
定の突出状とすることにより、インク滴の噴射方向が均
一で、気泡の発生のないドロップオンデマンドインクシ
ェッドヘッドを提供することにある。
定の突出状とすることにより、インク滴の噴射方向が均
一で、気泡の発生のないドロップオンデマンドインクシ
ェッドヘッドを提供することにある。
本発明は、インク滴を発生するノズルと、インクに圧力
を発生する圧力室と、圧力室から前記ノズルへインクを
圧力伝播し、輸送する導通路と、インクを外部から一時
的にヘッド内に蓄えるインク室と、インク室から圧力室
へインクを供給する供給路で構成された噴射チャンネル
系統の複数個からなり、ヘッドの端の一部に集積された
ノイズを有するマルチノズル型ドロップオンデマンドイ
ンクジェットヘッドにおいて、前記集積されたノズルに
より形成されたノズル列を含むヘッドの端面が、ヘッド
本体より突起し、その突起された面の幅が、ノズル列の
各ノズルの断面の幅の２倍程度以下で、かつノズル列に
対して対称であることにより構成される。
を発生する圧力室と、圧力室から前記ノズルへインクを
圧力伝播し、輸送する導通路と、インクを外部から一時
的にヘッド内に蓄えるインク室と、インク室から圧力室
へインクを供給する供給路で構成された噴射チャンネル
系統の複数個からなり、ヘッドの端の一部に集積された
ノイズを有するマルチノズル型ドロップオンデマンドイ
ンクジェットヘッドにおいて、前記集積されたノズルに
より形成されたノズル列を含むヘッドの端面が、ヘッド
本体より突起し、その突起された面の幅が、ノズル列の
各ノズルの断面の幅の２倍程度以下で、かつノズル列に
対して対称であることにより構成される。
以上の構成においては、突起された端面上にあるノズル
からインク滴を噴射するときに、突起された端面には濡
れが生じるが、そのインクの濡れの大きさは突起された
端面の幅により制限されて薄い膜が形成され、かつその
端面の対称によりインクの表面張力にバランスがとられ
、インク滴の噴射に影響を与えることが少ない、そのた
め、ノズル列の各ノズルより噴射されるインク滴の噴射
方向が均一となり、かつノイズ内へ気泡を巻き込みにく
くすることができる。
からインク滴を噴射するときに、突起された端面には濡
れが生じるが、そのインクの濡れの大きさは突起された
端面の幅により制限されて薄い膜が形成され、かつその
端面の対称によりインクの表面張力にバランスがとられ
、インク滴の噴射に影響を与えることが少ない、そのた
め、ノズル列の各ノズルより噴射されるインク滴の噴射
方向が均一となり、かつノイズ内へ気泡を巻き込みにく
くすることができる。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図（ａ）は本発明の一実施例のノズル列の一部をイ
ンク滴噴射方向から見た正面図で、第１図（ｂ）は第１
図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
ンク滴噴射方向から見た正面図で、第１図（ｂ）は第１
図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
第１１１ｆｆｌ （ａ）および（ｂ）に示すようにノズ
ル２１を含む面は、幅ｂ２を持ち矩形状のノズル２１を
中心に幅す、＋ｂ、＋ｂ３の分だけ突起し、突起面１０
が形成されている。ここで幅ｂ１＋ｂ２＋ｂ、のうちｂ
ｌ、ｂ３は小さければ小さいほど良いが、ノズル周りの
材料の強度などの面からみて、ノズルの幅ｂ２の１／２
程度で良い、さて、ヘッドを駆動させるときに端面２１
はインクで濡れてくるが、第１図（ｂ）に示す凸部１１
の幅が狭いので凸部１１に付着したインクは薄い膜とな
り、余分なインクは直ちに凹部１２に流り込むようにな
っている。即ち、端面３１はインクが拡散しやすくする
（濡れやすくする）ために親水性の材料で形成される。
ル２１を含む面は、幅ｂ２を持ち矩形状のノズル２１を
中心に幅す、＋ｂ、＋ｂ３の分だけ突起し、突起面１０
が形成されている。ここで幅ｂ１＋ｂ２＋ｂ、のうちｂ
ｌ、ｂ３は小さければ小さいほど良いが、ノズル周りの
材料の強度などの面からみて、ノズルの幅ｂ２の１／２
程度で良い、さて、ヘッドを駆動させるときに端面２１
はインクで濡れてくるが、第１図（ｂ）に示す凸部１１
の幅が狭いので凸部１１に付着したインクは薄い膜とな
り、余分なインクは直ちに凹部１２に流り込むようにな
っている。即ち、端面３１はインクが拡散しやすくする
（濡れやすくする）ために親水性の材料で形成される。
親水性の材料は、インクに対して接触角Ｏ０の材料で、
Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｉｏ２ 。
Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｉｏ２ 。
ＴｌＯ２等があり、それらの材料でヘッドを構成するか
または、メッキ、蒸着、スパッタリング等のコーティン
グ手段により端面３１上に親水性の膜が形成されている
。なお、親水性のコーティング材料はノズル内に浸入し
てもノズル内のメニスカスに悪影響を与えることはなく
、逆にメニスカスの安定化に寄与する。インク滴を噴射
するとき、第２図に示すよう（こ、凸部１１がノズル２
１に対して対称であれば、インク滴２７とノズル２１周
りのインクとの表面張力のバランスがつりあい、インク
滴２７の飛翔方向がノズル２１周りの突起部１０のイン
クによって曲げられることがなく、メニスカスも歪めら
れることがないので気泡の巻き込みが起こることはない
、また突起面１０のインクの膜が薄いため、インク滴の
飛翔速度の低下などの影響がない。
または、メッキ、蒸着、スパッタリング等のコーティン
グ手段により端面３１上に親水性の膜が形成されている
。なお、親水性のコーティング材料はノズル内に浸入し
てもノズル内のメニスカスに悪影響を与えることはなく
、逆にメニスカスの安定化に寄与する。インク滴を噴射
するとき、第２図に示すよう（こ、凸部１１がノズル２
１に対して対称であれば、インク滴２７とノズル２１周
りのインクとの表面張力のバランスがつりあい、インク
滴２７の飛翔方向がノズル２１周りの突起部１０のイン
クによって曲げられることがなく、メニスカスも歪めら
れることがないので気泡の巻き込みが起こることはない
、また突起面１０のインクの膜が薄いため、インク滴の
飛翔速度の低下などの影響がない。
以上説明したとおり、本発明のドロップオンデマンドイ
ンクジェットヘッドは、集積されたノズルによって形成
されたノズル列を含むヘッドの端面が、ヘッド本体より
部分的に突起するようにすることにより、突起された端
面上にあるノズルよりインク滴を噴射するとき、突起さ
れた端面に拡散されたインクの表面張力とのバランスに
より、インク滴の噴射に影響を与えない程度のインクの
薄い膜が形成されていて、ノズル列の各ノズルより噴射
されるインク滴の噴射方向が均一となり、かつノズル内
へ気泡を巻き込みにくくすることができるので、従来の
ヘッドに比べて記録品質が良く、信頼性の高いヘッドが
得られると言う効果がある。
ンクジェットヘッドは、集積されたノズルによって形成
されたノズル列を含むヘッドの端面が、ヘッド本体より
部分的に突起するようにすることにより、突起された端
面上にあるノズルよりインク滴を噴射するとき、突起さ
れた端面に拡散されたインクの表面張力とのバランスに
より、インク滴の噴射に影響を与えない程度のインクの
薄い膜が形成されていて、ノズル列の各ノズルより噴射
されるインク滴の噴射方向が均一となり、かつノズル内
へ気泡を巻き込みにくくすることができるので、従来の
ヘッドに比べて記録品質が良く、信頼性の高いヘッドが
得られると言う効果がある。
第１図（ａ）は、本発明の一実施例のノズル列の一部を
インク滴噴射方向がち見た正面図、第１図（ｂ）は第１
図（ａ）のＡ−Ａ断面図、第２図は第１図（ａ）のＡ−
Ａ断面においてインク滴を噴射した様子を示す図、第３
図（ａ）はドロップオンデマンドインクジェットプリン
タに用いられるヘッドの基本的構成を示す平面図、第３
図（ｂ）は第３図（ａ）の断面図、第４図は本ヘッドの
従来の代表例を示す図、第５図は第４図のＢ−Ｂの断面
においてインク滴を噴射した様子を示す図である。 １０・・・突起面、２１・・・ノズル、２７・・・イン
ク滴、３２・・・インクの濡れ、３３・・・インクのメ
ニスカス。 第１図（の） 男１図（ｂ） 第２区 第３図（勾 第３図（ｂ’）
インク滴噴射方向がち見た正面図、第１図（ｂ）は第１
図（ａ）のＡ−Ａ断面図、第２図は第１図（ａ）のＡ−
Ａ断面においてインク滴を噴射した様子を示す図、第３
図（ａ）はドロップオンデマンドインクジェットプリン
タに用いられるヘッドの基本的構成を示す平面図、第３
図（ｂ）は第３図（ａ）の断面図、第４図は本ヘッドの
従来の代表例を示す図、第５図は第４図のＢ−Ｂの断面
においてインク滴を噴射した様子を示す図である。 １０・・・突起面、２１・・・ノズル、２７・・・イン
ク滴、３２・・・インクの濡れ、３３・・・インクのメ
ニスカス。 第１図（の） 男１図（ｂ） 第２区 第３図（勾 第３図（ｂ’）
Claims (1)
- インク滴を発生するノズルと、インクに圧力を発生する
圧力室と、この圧力室から前記ノズルへインクを圧力伝
播し、輸送する導通路と、インクを外部から一時的にヘ
ッド内に蓄えるインク室と、このインク室から前記圧力
室へインクを供給する供給路とで構成された噴射チャン
ネル系統の複数個からなり、ヘッドの端の一部に集積さ
れたノイズを有するマルチノズル型ドロップオンデマン
ドインクジェットヘッドにおいて、前記集積されたノズ
ルにより形成されたノズル列を含むヘッドの端面が、ノ
ズル列を中心にヘッド本体より突起し、その突起された
面の幅が、ノズル列の各ノズルの断面の幅の２倍程度以
下で、かつノズル列に対して対称であることを特徴とす
るドロップオンデマンドインクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5732187A JPS63222859A (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | ドロツプオンデマンドインクジエツトヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5732187A JPS63222859A (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | ドロツプオンデマンドインクジエツトヘツド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63222859A true JPS63222859A (ja) | 1988-09-16 |
Family
ID=13052313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5732187A Pending JPS63222859A (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | ドロツプオンデマンドインクジエツトヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63222859A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0372521A2 (en) * | 1988-12-07 | 1990-06-13 | Seiko Epson Corporation | On-demand type ink jet print head |
| WO1992013719A1 (en) * | 1991-02-04 | 1992-08-20 | Seiko Epson Corporation | Ink flow passage of hydrophilic properties |
-
1987
- 1987-03-11 JP JP5732187A patent/JPS63222859A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0372521A2 (en) * | 1988-12-07 | 1990-06-13 | Seiko Epson Corporation | On-demand type ink jet print head |
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