JPH022004A - インクジェットヘッド - 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〕 本発明はインク滴を飛翔させ記録紙等の媒体上にインク
像を形成するプリンタ等インクジェット記録装置に関し
、さらに詳細にはインクジェットプリンタヘッドに関す
る。

〔従来の技術〕

複数のノズルを有するノズル形成部材と、ノズルの各々
に対向して配置された振動子からなる圧電変換器と、こ
の圧電変換器とノズル形成部材との間隙及び圧電変換器
の周辺を充たすインクとを備え、印加電圧により圧電変
換器を変位させてインクをノズルから吐出させるオンデ
マンド型インクジェットヘッドは、例えば特開昭５７−
１７８７６８等に提案されており、安定性が高くインク
中に気泡・ゴミ等の異物が混入した場合でもこの影響を
受けずに正常動作が可能であるという特徴を有する。

また、ノズル側面形状がインク吐出特性に大きな影響を
与えることが判明しており、充分なインク滴速度・吐出
量を得るにはノズル側面形状を、ノズルのインク入口開
口部の面積が出口開口部の面積よりも広い、いわゆるホ
ーン形状にすれば良いことが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前述の従来技術ではインク滴を吐出した後にノ
ズル内に引き込まれるインクメニスカスの曲率半径が大
きくなるため毛細管力が小さくなってインクメニスカス
の戻り時間が長くかがるようになり、応答性の低下やそ
れに伴う応答周波数によるインク吐出量の変動という問
題点を有していた。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは充分なインク滴の吐出速度・吐出
量を保つことを断念することなく、応答性・吐出安定性
の優れたインクジェットヘッドを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明におけるインクジェットヘッドは、複数のノズル
を有するノズル形成部材と、ノズルの各々に対向して配
置された振動子からなる圧電変換器と、この圧電変換器
とノズル形成部材との間隙及び圧電変換器の周辺を充た
すインクとを備え、印加電圧により圧電変換器を変位さ
せてインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッ
ドであって、ノズルのインク入口開口部から出口開口部
にかけての断面形状の周長さは、同一断面積を持ち断面
′形状が円形であるノズルの周長さの１．２５倍以上の
長さであることを特徴とする。

また、ノズルのインク入口開口部の断面形状は楕円形で
あり、インク出口開口部はさらに長く延びた断面形状で
あってもよい。

〔作用〕

本発明の上記構成によれば、ノズルのインク入口開口部
の面積が出口開口部の面積より広く充分なインク滴速度
並びに吐出量が確保されるインクジェットヘッドにおい
ても、インク入口開口部から出口開口部にかけての断面
形状の周長さが、同一断面積を持ち断面形状が円形であ
るノズルの周長さの１．２５倍以上の長さであるために
インクメニスカスに作用する毛細管力が強くなる。

〔実施例〕

以下本発明の詳細を具体例により図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明におけるインクジェットヘッドを搭載し
たプリンタの斜視図であって、記録媒体１は送りローラ
ー２・３の抑圧によりプラテン４に捲き回され、記録の
進行に従い矢印５の方向に搬送される。ガイド軸６・７
に案内されプラテン４の軸に平行な方向に移動可能なキ
ャリッジ８上には、複数のノズルを有するインクジェッ
トヘッド９が搭載されており、矢印１０の方向に移動し
つつ各々のノズルからインク滴を吐出して記録媒体上に
インク像を形成する。

第２図は本発明によるノズルの入口開口部の正面図であ
って、ノズル形成部材であるノズルプレート１１に列設
された複数のノズル２０の入口開口部１２は楕円形状を
有し出口開口部１３はさらに長く延びた断面形状を有す
る。さらに、ノズル２０の入口開口部１２から出口開口
部１３にかけての断面形状の周長さは、同一断面積を持
ち断面形状が円形であるノズルの周長さの１．２５倍以
上の長さを有する。ところで、ノズル形状はインク吐出
特性に大きな影響を与えるものであり、ノズル間のイン
ク吐出特性のばらつきを抑えるためには、ノズルの寸法
は極めて良い精度を要求される。本実施例ではノズル２
０は、楕円状薄板のコアを用いたニッケル電鋳により極
めてよい寸法精度で形成されている。

第３図には第２図に示されたノズルプレート１１を搭載
したインクジェットヘッドの構造並びにインク滴の吐出
原理を説明するためのヘッド断面図を示す。ノズルプレ
ート１１に列設された複数のノズル２０と対応する位置
に複数の振動子１９の各先端が配置されるように、圧電
変換器１８はスペーサ１５を介してノズルプレート１１
にＭｌ　付けられている。圧電変換器１８は圧電素子１
７と金属板１６の積層材からなり、選択的に電圧を印加
すると該当する振動子１９がノズルプレート１１の面に
直角な向きに振動し、ノズルプレート１１と振動子１９
の間に介在するインク１４を押圧してこれをノズル２０
から吐出させる。この時、本実施例によるノズルのイン
ク入口開口部から出口開口部にかけての断面積あたりの
周長さは、円形断面形状のノズルの同一断面積あたりの
周長さよりも大きいため、インクメニスカスには強い毛
細管力が作用し、インクメニスカスの戻り時間が短くな
る。このインクメニスカスの戻り時間の短縮に関しては
、ノズルのインク入口開口部１２から出口開口部１３に
かけての断面形状の周長さを、同一断面積を持ち断面形
状が円形であるノズルの周長さの１．２５倍以上の長さ
にした時に、効果が現われ始めることが実験により確認
されている。

第４図は、本発明におけるインクジェットヘッドに用い
られるノズル形状の他の実施例を説明するためのノズル
入口開口部の正面図である。本実施例におけるノズル２
０の入口開口部１２がら出口開口部１３にかけては、第
２図に示されるノズルよりさらに断面積あたりの周長さ
が大きくなり、しかも出口開口部１３の内側近傍におい
ても断面積あたりの周長さが極めて大きい形状となって
いる。従って、インクがノズルの出口開口部１３から大
きく引き込まれてもインクメニスカスには強い毛細管力
が作用し、インクメニスカスの戻り時間の短かいインク
ジェットヘッドが実現できる。

また、本実施例におけるノズル２０はその長手方向の広
がりがノズル列の配列方向と４５度の角度で列設されて
いることにより、ノズル近傍のインクはノズルの長手方
向に沿うような流れになり隣合ったノズルとの間に流体
結合が生じにくくなる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の上記構成によれば、ノズルの
インク入口開口部から出口開口部にかけての断面形状の
周長さが、同−断面積を持ち断面形状が円形であるノズ
ルの周長さの１．２５倍以上の長さであるノズルを用い
るため、インクメニスカスに作用する毛細管力が大きく
インクメニスカスの戻り時間が速くなる。従って、応答
周波数を高めてもノズルへのインクの供給が間に合うた
め、充分なインク滴の吐出速度・吐出量を損なうことな
く応答性を高めることが可能となる。こうして、インク
滴の吐出速度・吐出量・応答性・吐出安定性などの緒特
性が同時に向上したインクジェットヘッドが実現できる
。

１１・・・ノズルプレート １３・・・出口開口部 １８・・・圧電変換器 １２・・・人口開口部 １４・・・インク ２０・・・ノズル 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士　鈴木喜三部　他１名

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例を示すインクジェットヘ
ッドを搭載したプリンタの斜視図。 第２図は本発明によるノズルの入口開口部の正面図。 第３図は第２図に示されたノズルプレートを搭載したイ
ンクジェットヘッドの構造並びにインク滴の吐出原理を
説明するためのヘッド断面図。 第４図は本発明におけるインクジェットヘッドに用いら
れるノズル形状の他の実施例を説明するためのノズル入
口開口部の正面図。 １・・・記録媒体 ９・・・インクジェットヘッド 第１ ７．・語録ｇ久 ９、°　インフシ；外へッに゛ １７　ノス′ルプレート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のノズルを有するノズル形成部材と、前記ノ
   ズルの各々に対向して配置された振動子からなる圧電変
   換器と、該圧電変換器と前記ノズル形成部材との間隙及
   び前記圧電変換器の周辺を充たすインクとを備え、印加
   電圧により前記圧電変換器を変位させてインクを前記ノ
   ズルから吐出させるインクジェットヘッドにおいて、前
   記ノズルのインク入口開口部から出口開口部にかけての
   断面形状の周長さは、同一断面積を持ち断面形状が円形
   であるノズルの周長さの１．２５倍以上の長さであるこ
   とを特徴とするインクジェットヘッド。
2. （２）ノズルのインク入口開口部の断面形状は楕円形で
   あり、インク出口開口部はさらに長く延びた断面形状で
   あることを特徴とする請求項１のインクジェットヘッド
   。