JPS6328655A - インクジエツトヘツド - Google Patents

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、印字時に必要なインク粒子をノズル前面より
射出する、オンデマンド方式インクジェットヘッドに於
いて、使用温度範囲υ℃〜５５℃内、祈′ＩＣＯ℃付近
の低現環境下においてインク粘度・表面張力が上昇し、
ノズル前面にインクが留り易くなっても、インク粒子の
射出不良や飛行的りがなく、印字品質をほとんど劣化さ
せないことを特徴とするインクジェットヘッドにｆ３Ｌ
ｔル。

〔従来の技術〕

第５ｍ汀、従来の実施例における一部断面図である。

２１け、ヘッド基板で、機械加工、フォトエッ＋ング射
出成形等で、流路絞り部２２、圧力室２３、ノズル２４
等のインク流路か形成されている。又２５け、可倒性及
び導電性処理を施した薄い基板で、ヘッド基板２１と＠
着或いは、接着により結合これでいる、 ２６に圧電素子で、基板２５に接層堰れている。

さらに、２５と２６は１礪２７と接続している、以上か
、オンデマンド方式インクジェットヘッドの１ノズル当
りの基ｉ：構反である。ここで電極２７より印加信号が
入ると圧電素子２６が撓み、基板２５が点線イの如く変
位し、圧力室２３の内圧が高１す、ノズル２４より、イ
ンク粒子２９が射出される訳である、 しかしこれらのインクジェットヘッドにおいては、イン
ク中の水分の蒸発や低温時のインク粘（・表面張力の上
昇或いは、印字応答周波数の変化によってノズル＠面部
３０に極端にインクが溜つ九り、或いは、ヘッド基板２
１と基板２５のヌレ性の違いからイン・りｌ＠２８の溜
り刀が一刀に偏在し定すして、インク粒子２９の射出を
阻害したり飛行曲りを褐こし念り或論（グインク粒径が
、正常時の％以下になつ穴り、極端な場合にば、全く射
出できないといつｔ致命的な印字不良が発生してい比、
そこで、それらの問題を解決する７ｉ法として以下の従
来技術があつ之、 ＋り　　発熱体でヘッド１Ｌ　インク粘■、表面張力を
調節する１式、　　（’？Ｅｊ公昭６０−２４８５５７
号） （２）　　ノズル前面部形状を工夫するもの。例えば、
ノズル前面の面積を小さく、シかもｔｌ＝ｔ２とする為
に、先端に補助リングを付は友もの。すいは、一部形状
を斜メにカットし念もので飛行曲り防止の為ｔｃｔｌ＝
ｔ２としたもの。

（３）　　ノズル端面に隣接する隣接面のノズル上刃の
部分を撥水性としであるもの（％公昭６１−３７９３４
号）、或いはノズル面全面に撥水処理したもの（特開昭
６０−：２！５５４４１号） （４）　　インク溶媒、溶液中に、特殊な不凍液等を配
合させる方法。

等である。しかしこれらの方法では、装置が大型化し、
高価になったり、０℃で常にノズル前面にインクが溜り
易い状態では効果がなかつｔす、さらにはインク速乾性
を低下しにじみを発生する問題があり完全な解決手段で
灯なかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明では、以下の従来技術の問題の内、少なくとも１
つ以上の解決を行うものである。

（り　　前記のインク粘、Ｉ′ｆ−表面張力の上昇や、
外気温（響に低温）の変化による影響をなくす為に、ヘ
ッド全体を発熱体により加熱し、−定温度以上に調節す
る機障を設けると、装置全体が大型化し几り、価格・消
費電力面で不利である。

（２）　　印字応答周波数が、ヘッド振動系の共撮周波
数の整数倍になったり、特定の印字パターンで、特にノ
ズル前面のインクが常に溜り易くなった状態では、イン
ク粒子にそのインク層を突き破って吐出できるだけの印
字エネルギーがなかつ之り、ノズル列上部に溜つ次イン
クが下部ノズルへ流れ落ちることにより、インク射出不
良、飛行曲りか発生してい之。

（３）０℃附近の低温で、インク粘度が４．５　ｃ　ｐ
（センチポアズ）を越え几り、或いは表面張力が５４　
ｄｙｎ／　ｃｍを越え７ｔｉ）しｔ場合にも上部の様な
射出不良が発生していた。

イ４）　　上下に隣接する２つのノズルの内、−刀が印
字応答周波数が１．０　Ｋ　Ｈｚを越え、他の電力が１
０Ｈｚ以下と極端に応答周波数の違いがある場合に（２
１周波数の高いノズルのインク溜すの影響で、周波数の
低いノズルが射出不良を起こしていた。特に０℃におい
てに全く射出しない致命欠陥となってい次、 （５）　　インク自体の溶゛夜・溶媒中に、賽殊な粘度
・表面張力調整剤や、不凍液等を配合し九場合には、印
字紙に対する速乾性を低下したり、にじみ発生等、印字
品質を劣化ζせる要因となっていた。

〔間頴点を解決するｔめの手段〕

液体インクをノズルから射出して記録媒体に印字を行う
オンデマンド刀式インクジェットブ１１ンタ装置におい
て、ノズル前面部板厚が２８０〜５６０μ口の範囲にな
る様に、ヘッド基板１、基板５寸法を設定することによ
り、従来の問題を解決することができる。

〔作用〕

本発明において、ノズル前面部の板、ｆ％Ｆ、ｔ、−４
−１２を２８０〜３６０μｍ内に設定すれは、インク粘
度、表面張力及び、ヘッド基板のヌレ性の各特性イ直に
よりその時の温度に対するノズル前面に溜るインク、−
の量が決定され、それ以上のインクがノズル前面に保持
できない状態になるのである。

又、この一定量を越え九余分なインクは、７′スズル前
部の左右の境界面から流れ出し、インク射出にげ全く影
響しない。しかも前記の板厚寸法であれは、’１＝ｔ２
にする必要はない。

以上の作用について（グ、実、験的に得られたものであ
る。

〔実施例〕

第１図に、を発明の実施例を示す。これは、プラス−Ｆ
−ツク製インクジェットヘッドで、圧力室５付近の一部
断面図である。このヘッドのノズル前面部は、板厚２８
０〜５６０μｍ以内になる様に、ヘッド基板１を斜めに
フライス加工、或い（グ射出既形で農作しである。木ヘ
ッドを用いれは、使用温度範囲０℃〜５５℃で、如何な
る、印字応答周波数や周期においても、ノズル前面部の
インク溜りによる、弛行曲がりや、インク社出不良を発
生することがない。特に０℃においてインク粘度が極端
に増加し、５．７ｃｐになった時でも或いは表面張力が
５　ｓ　ａｙｎ／ｃＩｎになっても、ノズル前面のイン
ク層の盛シ上りもなく、インク射出ミスが起こらないの
である、第５図は、水ヘッドにおける０℃の印字品質と
ノズル前面部板厚との相関について判定し次ものである
。このデータから艶ても明らかな様に、ノズル前面の板
厚が、２８０〜３６０μｍの範囲できうれば３００〜３
５０μｍ以内にあれば、０℃であっても印字品質低下や
、インク射出不良の発生がないことが解る。

〔発明の効果〕

以上述べ九通り、本発明においてノズル前面部の板厚を
２８０〜３６０μｍにし次ヘッドを用いｆｉば、従来技
術での間唄点であるノズル前面に溜つ次多量のインク層
に：リインク飛行力行が曲がつ几り、特に低温時でのイ
ンク射出不良の発生がない。又、温笈低下によってイン
ク粘囲・表面張力が上昇するのを補正する為にヘッド全
体を加湿する発熱体を股は几り、圧電素子の印加電圧を
高める必要がなく、又簡単な構造、形状の為、保守がい
らない。

をらに、インク自体に特殊な配合剤を調合する必要がな
込為、印字８還が低下することもない。

以上本発明は、従来の技術間覇を解決する一番経済的な
方法である。

【図面の簡単な説明】

第１胸は本発明の実施例におけるオンデマンド方式イン
クジェットヘッドを示す一部断面倶■面図。 第２図はノズル前面部の板厚と印字品質の相関〆１゜ 第３崗は従来技術を示す−Ｂ断面側面図。 １．２１・・・ヘッド基板 ２．２２・・・流路絞υ部 ３．２３・・・圧力室 ４．２４・・・ノズル ５．２５・・・基板 ６．２６・・・圧電素子 ７．２７・・・電極 ８．２８・・・インク層 ？、２９・・・インク粒子 １０．３０・・・ノズル前面部 １１．３１・・・傾射軸（上下７向） １２．３２・・・ノズル射出軸延長線 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　　最　上　　　務 他１名 第１図 ｔ＋＝ｔ２ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体インクをノズルから射出して記録媒体に印字を行な
   うオンデマンド方式インクジェットプリンタ装置におい
   て、ノズル前面部板厚が、２８０〜３６０μｍの範囲に
   あることを特徴とした、インクジェットヘッド。