JPS6330869B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6330869B2
JPS6330869B2 JP56213473A JP21347381A JPS6330869B2 JP S6330869 B2 JPS6330869 B2 JP S6330869B2 JP 56213473 A JP56213473 A JP 56213473A JP 21347381 A JP21347381 A JP 21347381A JP S6330869 B2 JPS6330869 B2 JP S6330869B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
opening
air
discharge port
recording head
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
Application number
JP56213473A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58112750A (ja
Inventor
Masayoshi Miura
Hiroyuki Naito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP21347381A priority Critical patent/JPS58112750A/ja
Priority to US06/359,352 priority patent/US4403228A/en
Priority to DE8282301440T priority patent/DE3267647D1/de
Priority to EP82301440A priority patent/EP0061327B1/en
Publication of JPS58112750A publication Critical patent/JPS58112750A/ja
Publication of JPS6330869B2 publication Critical patent/JPS6330869B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/06Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field
    • B41J2/065Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field involving the preliminary making of ink protuberances
    • 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)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインクジエツト記録ヘツドに関する。
第1図は同一出願人の出願に係る特願昭56−
8428号のインクジエツト記録装置の一実施例を示
す。同図において、導電性のノズル板2には空気
吐出口1が穿孔されており、このノズル板2と平
行して壁3が配置されており、かつ壁3には空気
吐出口1に対向してインク吐出口4が穿孔されて
いる。ノズル板2と壁3により生じる空気層7に
は周辺から空気流が送られ、空気吐出口1より流
出している。空気流の流れの方向は、空気吐出口
1の近傍で急激に変化しているため、インク吐出
口4より空気吐出口1に至る空間には急激な圧力
勾配の変化が生じている。
一方、インク吐出口4内のインクには一定圧力
が印加されており、インクジエツト記録ヘツドの
非駆動時にはインク吐出口4の近傍の空気圧力と
インク吐出口4内のインク圧力がほぼ等しく、イ
ンク吐出口4内のインクのメニスカスが静止して
保たれるように調整されている。
信号源5はノズル板2とインク吐出口4内のイ
ンクとの間に電位差が生じるように、ノズル板2
およびインク吐出口4に連通した導電性のインク
供給管6に電気的に接続されている。信号源5に
よりノズル板2とインク吐出口4内のインクに電
位差が生じると、この電位差による電界によりイ
ンク吐出口4に生じるメニスカスが空気吐出口1
の方向に引き伸ばされる。インク吐出口4から空
気吐出口1に至る空間には急激な圧力勾配の変化
が生じており、かつこの変化の程度は空気吐出口
1に近づく程大であるため、前記インク吐出口4
に生じるインクのメニスカスは一定長さ以上引き
伸ばされるとこの圧力勾配の変化により引きちぎ
られ空気吐出口1よりインク液滴となつて飛翔す
る。
以上の説明のごとく、第1図に示したインクジ
エツト記録ヘツドは静電力によつてインク吐出口
4に生じるインクのメニスカスの形状を変化さ
せ、メニスカス先端に生じる急激な圧力勾配の変
化によつてインク液滴を吐出、飛翔させるもので
ある。
なお、ノズル板2は空気吐出口1を有するとと
もに電位差を生じさせインク液を引き伸ばす電極
の役割を兼ね備えている。特願昭56−35711号あ
るいは、特願昭56−35713号にはノズル板2の構
成に関する発明が記載されており、電気的な絶縁
体と導電体によりノズル板2を作成する方法が提
示されている。第2図は特願昭56−35711号に記
載された空気吐出口1およびインク吐出口4の部
分の拡大図である。この構成はノズル板を絶縁基
板8で構成し、絶縁基板8に空気吐出口1を穿
ち、その周辺部に導電体層を形成し電極9として
いる。この構成は、効率の良いインクジエツト記
録ヘツドを提供し得ること、マルチノズル構成が
容易であること、等の点で有益なものである。
このような構成のインクジエツト記録ヘツドに
おいて、インク吐出口4について特に留意すべき
点はインク吐出口4に生じるインクのメニスカス
の変動である。すなわち、インクのメニスカスが
引き伸ばされ、圧力勾配の変化によつて引きちぎ
られた直後には、インク吐出口4内に残存するイ
ンクが反動力によつて後退し、インクのメニスカ
スに凹みを生じる。
インクのメニスカスがこのような凹みを生じた
状態では、非常に大きな電界力によらないとイン
クのメニスカスを引き伸ばすことができなくな
り、実質的には、前記凹みが初期状態のメニスカ
ス形状まで復元する時間が、第1図のインクジエ
ツト記録ヘツドの性能、特に応答性に影響を与え
る。
このようなインク液の吐出時に生じるインクの
メニスカスの凹みの復元時間が短かいほど、イン
クジエツト記録ヘツドの応答性が向上するが、こ
の凹みの復元時間を短かくするためには、(1)イン
ク吐出口4での粘性抵抗を小さくする、(2)インク
のメニスカスの変動(凹みの程度)を小さくす
る、等の方策が講じられねばならない。
インク吐出口4での粘性抵抗は、インクの粘度
をη、インク吐出口4の直径をdi、長さをlとす
るとηl/di 2に比例する。したがつて、インク吐出
口4は、長さlが小さな値のものが良く、第1図
で示された形状よりは、第3図に示されるような
薄いオリフイス板13に穿孔されたものが有効で
ある。図中第1図および第2図と同一部分には同
一符号を付して説明を省略する。前記インク吐出
口4の長さlは ηl/di 2≦2.2×103cp/cm を満足するよう選択することにより有効な性能を
実現できる。
また、インクのメニスカスのインク液の吐出に
伴う変動を小さくするには、例えば、第4図に示
されているようなオリフイス15の周辺部の一部
にハーフエツチング部14による凹みを形成した
ものをインク吐出口4として使用する方法があ
る。これは、インク吐出口4に生じるインクのメ
ニスカス形状が前記ハーフエツチング部14に存
在するインクのために複雑な形状となり、インク
のメニスカスの変動が小さくなる傾向があること
を利用したものである。
本発明は、以上詳細な説明のようなインク吐出
口として必要な条件を満たし、さらにマルチノズ
ル化が容易であるインクジエツト記録ヘツドを提
供するものである。
第5図は本発明の一実施例を示すものであり、
インク吐出口4内に細線16が挿入されている。
細線16以外の構成要素に関しては第3図と同一
である。第5図の実施例ではインク吐出口4に細
線16が挿入されているため、インク吐出口4の
開口部の形状は同図bに示すようにいわゆるドー
ナツ状のものとなりインクのメニスカスがドーナ
ツ状の開口部に形成される。
このようなドーナツ状の開口部は単なる円形開
口に比較してインクが固体面に接する個所が多く
表面張力による保持力が大きく、またメニスカス
の形状の変動も小さなものとなり、良好な特性を
有するインクジエツト記録ヘツドが提供できるも
のである。すなわち、第5図の構成はインク吐出
口4自体の形状を変えることなく、メニスカスの
保持力を大きくしかつ変動を小さくする有効な方
法である。
第6図は、第5図の実施例をさらに改良した実
施例を示すものであり、インク吐出口4には多数
の細線17が内包されている。第5図の構成では
インク吐出口4は数+μmと非常に微小なオリフ
イスであるため細線16を正確な位置に挿入する
ことが容易ではない。一方第6図はインク吐出口
4に比較的大きなものが使用されかつ多数の細線
17が挿入されている。インクは細線17の間隙
に充満しており、空気層に面した表面には該間隙
に充満されたインクにより非常に微細なメニスカ
スが多数生じている。このメニスカスは非常に微
細であるため表面張力による保持力が大きいた
め、空気層7に流れる空気流による圧力分布の不
均一性や外乱による衝撃的な圧力に影響されるこ
となく安定した状態に保たれる。そのため、イン
ク吐出口4の直径は空気吐出口1より小さくする
ことが必要でなく比較的大きなものとすることが
でき、インク吐出口4が空気流の急激な曲りを有
する部分以外に分布する大きな形状であつても良
い。したがつて細線17の挿入が比較的簡単であ
り、またインク吐出口4と空気吐出口1との穴合
せが大まかな精度でなされる利点がある。
インク吐出口4に複数個の細線を内包させる方
法は、空気吐出口1との穴合せが簡単であること
からマルチノズル化が容易である。第7図はこの
ような利点を生かしたマルチノズルヘツドの一実
施例である。薄板にスリツト状開口19が設けら
れており、スリツト状開口19内には多数の細線
18が内包されている。スリツト状開口19は空
気層7を介して絶縁基板8に穿孔された空気吐出
口1−1〜1−4と対応して配されており、空気
吐出口1−1〜1−4の表面には各々電極9−1
〜9−4が設置されている。空気層7には空気流
が流されこの空気吐出口1−1〜1−4近傍で
各々急激な曲りが生じ、急激な圧力勾配の変化が
生じている。電極9−1〜9−4と、スリツト状
開口9内の細線18の間隙に保持されているイン
クとの間に電位差を生じさせると、電気力線の集
中する空気吐出口1−1〜1−4の中心線付近の
インクのメニスカスが引き伸ばされ、急激な圧力
勾配の変化により空気吐出口1−1〜1−4より
飛翔する。電極9−1〜9−4は各々独立して制
御が可能となつているため、電極の数だけ高速記
録が可能となる。
スリツト状開口19は、細線18を保持する役
割を果すものであり、スリツト幅は細線18の保
持が安定に行なえるよう決定され、空気吐出口1
−1〜1−4の直径とは無関係に設定され、空気
吐出口1−1〜1−4の直径より大きな値が選択
できるため、マルチノズル構造とした場合にもス
リツト状開口19と空気吐出口1−1〜1−4の
位置精度を考慮する必要がなく、非常に組立てが
容易なインクジエツト記録ヘツドとなる。
第8図は、細線が内包されたインク吐出口を有
するインクジエツト記録ヘツド全体を示す概略断
面図である。絶縁基板8には空気吐出口1が穿孔
されており、絶縁基板8表面の空気吐出口1周辺
部に電極9が設置されている。開口部30を有す
る薄板23が絶縁基板8と概略平行に配置されて
おり空気吐出口1と開口部30が対向している。
開口部30に内包された細線31は薄板23と一
定間隔を保つて構成された保持部材21に固定さ
れ、保持部材21、薄板23およびスペーサ20
により第1の液室22が形成されている。また保
持部材21には少なくとも1つの結合通路24が
穿孔されており、インク供給管27を介してイン
ク溜りに連通している第2の液室25と第1の液
室22を連通させている。
一方空気流は空気供給管28を介して空気室2
9に供給され、空気吐出口1の周囲の空気層7を
通り、空気吐出口1より急激な曲りを生じて噴出
される。
第8図の構成では、保持部材21に細線31が
接合されており、保持部材21と薄板23は0.03
〜0.5mmと非常に狭い間隔にすることができ、細
線31がふらつかず一定した位置に固定される。
また、細線31の間隙に保持されるインクは第1
の液室22における細線31の周囲より行なわ
れ、粘性抵抗の少ない十分な供給力をもつインク
供給系が実現できる。
第9図は、細線31を開口部30に内包させる
製作工程を説明するための斜視図である。まず、
2枚の保持部材21−A,21−Bの端面を合
せ、一方の保持部材21−Aに設けられた切欠き
部に細線31を挾み込み固定接合する。次にスペ
ーサ20−A,20−B、薄板23−A,23−
Bを各々接合した2コの部材を保持部材21−
A,21−B上に置き、両側より細線31を挾み
込み、薄板23−Aに設けられた開口部30に相
当する切欠き部に収納させ、細線31の間隙が適
切な大きさとなるように圧力を加えて固定接合す
る。その後開口部30よりはみ出た細線31を除
去するため薄板23−A,23−B表面を研麿す
ることにより、本発明におけるインクジエツト記
録ヘツドとして好適な構造の細線31の内包され
た開口部30が作製される。
第10図は、さらに改良されたマルチノズル構
成を示すものである。第7図は、マルチノズル構
成を示す一実施例であつたが、このような構成に
おいて、高密度なマルチノズル構成を実現する際
の難点は電極9−1〜9−4の配列である。電極
9−1〜9−4は各々空気吐出口1−1〜1−4
の周辺部に配置されかつ、各々が絶縁され相互間
の干渉や放電等が生じない構成でなければならな
い。したがつて電極9−1〜9−4がある大きさ
の寸法形状をもちかつ不都合の生じない間隔を保
たねばならないこととなり、高密度化するための
障害となつていた。
第10図はこのような難点を解消し、高密度な
マルチノズル構成を容易にした実施例を示すもの
である。インクで満たされた開口部30には、絶
縁材料よりなる多数の細線31″と導電性材料よ
りなる細線31′−1〜31′−nが内包されてい
る。導電性材料よりなる細線31′−1〜31′−
nは各々絶縁基板8に穿孔された空気吐出口1′
−1〜1′−nと対向して設置されており、空気
吐出口1′−1〜1′−nの周辺部を含む絶縁基板
8表面には共通電極9′が設置されている。細線
31′−1〜31′−nおよび細線31″の間隙に
満たされたインクにより形成されるメニスカスを
引き伸ばすための電位差は共通電極9′と細線3
1′−1〜31′−nとの間に印加され、各々電位
差源32−1〜32−nにより独立して制御され
る。
細線31′−1〜31′−nの寸法は空気吐出口
1′−1〜1′−nに比較して十分小さなものであ
るため、高密度なマルチノズル構成を実現するた
めに受ける制限は空気吐出口1′−1〜1′−nの
直径にのみ依存することとなり、非常に高密度な
マルチノズルヘツドが容易に提供できる。
なお、導電性材料よりなる細線31′−1〜3
1′−nは、空気吐出口1′−1〜1′−nに対し
各々1本ずつ対向する必要はなく、複数本の細線
が1組となつて対向しても良いことは明らかであ
る。
以上詳細な説明のように、本発明は細線を内包
させた開口部にインクを充満させインク吐出口の
かわりにしたものであり、本発明によれば、イン
クジエツト記録ヘツドの応答性が向上し、製造工
程における組立が容易となり、さらに高密度なマ
ルチノズルヘツドが提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の先行出願に係るインクジエツ
ト記録ヘツドの断面図、第2図aはその一部断面
図、同bは同平面図、第3図は他の構成例を示す
断面図、第4図aは同一部断面図、同bは同平面
図、第5図a,bはそれぞれ本発明によるインク
ジエツト記録ヘツドの第1の実施例を示す断面図
および平面図、第6図a,bは本発明によるイン
クジエツト記録ヘツドの第2の実施例を示す断面
図および平面図、第7図a,bは本発明によるイ
ンクジエツト記録ヘツドの第3の実施例を示す断
面および平面図、第8図は本発明によるインクジ
エツト記録ヘツドの第4の実施例を示す断面図、
第9図は本発明によるインクジエツト記録ヘツド
の細線内包製作工程を説明する斜視図、第10図
a,bは本発明の第5の実施例を示す断面および
平面図である。 1,1′……空気吐出口、2……ノズル板、3
……壁、4……インク吐出口、5……信号源、
6,27……インク供給管、7……空気層、8…
…絶縁基板、9,9′……電極、13……オリフ
イス板、14……ハーフエツチング部、15……
オリフイス、16,17,18,31,31′,
31″……細線、19……スリツト状開口部、2
0……スペーサ、21……保持部材、22……第
1の液室、23……薄板、24……結合通路、2
5……第2の液室、28……空気供給管、29…
…空気室、30……開口部、32……電位差源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 細線を内包しインク室に連通した開口部を空
    気吐出口と対向して設置し前記開口部と空気吐出
    口の間隙部分において急激な曲りを生じさせなが
    ら空気吐出口より空気流を送出させ、開口部から
    空気吐出口に至る方向に空気の圧力の減少するよ
    うな圧力勾配の変化する空間を形成する第1の手
    段と、空気吐出口が形成されている部材と開口部
    内に保持されたインクとの間に信号に応じて選択
    的に電位差を生じさせる第2の手段とを有し、第
    2の手段の電位差による誘引力により開口部に生
    じているインクのメニスカスを引き伸ばし、前記
    第1の手段により圧力勾配の変化する空間に生じ
    る空気流の加速力を作用させ、開口部内のインク
    を空気吐出口を経て外方に吐出させることを特徴
    とするインクジエツト記録ヘツド。 2 開口部に内包された細線が1つの空気吐出口
    に対向して複数個設置されていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のインクジエツト記
    録ヘツド。 3 インク室が開口部に内包された細線を保持す
    る保持部材により開口部に連通した第1の室と、
    インク溜りに連通した第2の室とに分割されてお
    り、かつ第1の室および第2の室が保持部材に設
    けられた少なくとも1つの結合通路により連通し
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のインクジエツト記録ヘツド。 4 開口部に内包された細線が絶縁性材料と導電
    性材料とによりなり、導電性材料よりなる細線
    が、複数の空気吐出口に各々対応して配されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    インクジエツト記録ヘツド。
JP21347381A 1981-03-19 1981-12-25 インクジエツト記録ヘツド Granted JPS58112750A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21347381A JPS58112750A (ja) 1981-12-25 1981-12-25 インクジエツト記録ヘツド
US06/359,352 US4403228A (en) 1981-03-19 1982-03-18 Ink jet printing head having a plurality of nozzles
DE8282301440T DE3267647D1 (en) 1981-03-19 1982-03-19 Ink jet printing head having a plurality of nozzles
EP82301440A EP0061327B1 (en) 1981-03-19 1982-03-19 Ink jet printing head having a plurality of nozzles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21347381A JPS58112750A (ja) 1981-12-25 1981-12-25 インクジエツト記録ヘツド

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58112750A JPS58112750A (ja) 1983-07-05
JPS6330869B2 true JPS6330869B2 (ja) 1988-06-21

Family

ID=16639778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21347381A Granted JPS58112750A (ja) 1981-03-19 1981-12-25 インクジエツト記録ヘツド

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58112750A (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49102752A (ja) * 1973-01-10 1974-09-27
JPS51109738A (ja) * 1975-03-20 1976-09-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Inkujetsutokirokusochi
JPS55154169A (en) * 1979-05-18 1980-12-01 Ricoh Co Ltd Ink-jet printer
JPS5644669A (en) * 1979-09-20 1981-04-23 Ricoh Co Ltd Ink-jet recorder

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49102752A (ja) * 1973-01-10 1974-09-27
JPS51109738A (ja) * 1975-03-20 1976-09-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Inkujetsutokirokusochi
JPS55154169A (en) * 1979-05-18 1980-12-01 Ricoh Co Ltd Ink-jet printer
JPS5644669A (en) * 1979-09-20 1981-04-23 Ricoh Co Ltd Ink-jet recorder

Also Published As

Publication number Publication date
JPS58112750A (ja) 1983-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5072240A (en) On-demand type ink jet print head
US4314259A (en) Apparatus for providing an array of fine liquid droplets particularly suited for ink-jet printing
US4638328A (en) Printhead for an ink jet printer
US4536097A (en) Piezoelectrically operated print head with channel matrix and method of manufacture
US4403228A (en) Ink jet printing head having a plurality of nozzles
JPS6255155A (ja) インキジェットプリントヘッド及びその製造方法
US4338613A (en) Ink drop deflector
US5325118A (en) Jet printing head
EP0224937A2 (en) Thermal ink jet print head assembly
US4334232A (en) Laminated charge plate for an ink jet printing device and method of manufacturing same
JPS6330869B2 (ja)
JPS636357B2 (ja)
US6119342A (en) Method of producing a record head for an electrostatic ink jet recorder
CN1329197C (zh) 喷墨记录头衬底、喷墨记录头和喷墨记录装置
JPS6319351B2 (ja)
JP2729858B2 (ja) ジェット・プリント・ヘッド
JPH0530630B2 (ja)
JP3048957B2 (ja) 静電式インクジェットプリントヘッド
JPH0344915B2 (ja)
EP0813966B1 (en) Record head for an electrostatic ink jet recorder
JPH06218919A (ja) インクジェット式印字ヘッド
JPS6334027B2 (ja)
JPS5896566A (ja) 記録ヘツド
JPH0132781B2 (ja)
JPS63115758A (ja) インクジエツト記録ヘツド