JPH024515A - 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、例えば特公昭６０−
８９５３号公報に開示されており、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利点を有している
。

また、ノズル形成部材と振動子との間隙は、インク吐出
特性に大きな影響を与えるため微小な間隙を保つように
構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、かかる従来技術によるインクジェットヘッドで
は、振動子とノズル形成部材との間隙を微小に保つこと
によって、この間隙に存在するインクの圧力を高め、必
要とするインク滴の吐出速度と吐出量を得ているため、
インク吐出後、次のインク吐出に備えてのノズルメニス
カスの復元に必要なインクの供給が振動子とノズル形成
部材との間隙によって妨げられ、インク戻り時間が長く
かかつてしまう。従って、応答周波数を高めていくとイ
ンクの供給不足が起き易くなり、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近傍にはノズル
の中心部へ向かう少なくとも１つの溝部が配設されてい
ることを特徴とする。

〔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
近傍にノズルの中心部へ向かう少なくとも１つの溝部が
配設されているために、インク吐出後、ノズル内側に引
き込まれるインクメニスカスが溝部に及んで、メニスカ
スに作用する毛細管力が強くなり、インクメニスカスの
戻り時間が速くなる。

〔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の近傍には、
ノズル２０の中心部に向かう放射状の溝部１３がノズル
列の配列方向及びこれと交差する方向にダイシングによ
り形成される。

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２０は、円形薄板の
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
に取付けられている。圧電変換器１８は圧電素子１７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
口開口部近傍には、ノズルの中心へ向かう放射状の溝部
１３がノズル列の配列方向及びこれと交差する方向に配
設されているため、インク吐出後、インクメニスカスが
大きくノズルの内側に引かれてもインクメニスカスには
溝部１３における毛細管力の作用が加わり、インクメニ
スカスの戻り時間が短くなる。

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の入口開口部近傍の溝部１３はノズル列の配列方向と
４５度の角度で配設されている。従って、同じようにイ
ンク吐出後、インクメニスカスが大きくノズルの内側に
引かれてもインクメニスカスには溝部１３における毛細
管力の作用が加わり、インクメニスカスの戻り時間が短
くなるほか、ノズル近傍のインクの流れの中に、溝部１
３に沿うような流れが生じ、隣合ったノズルとの間に流
体結合が減少し各ノズル間の相互影響が軽減できるとい
う効果がある。

なお本実施例では振動子に片持ち梁状振動子を用いてい
るが両持ち梁状振動子でも同様な構成が可能である。

なお上記実施例では、ノズルはノズル入口開口部面積が
出口開口部面積より広く断面がホーン形状をしているが
、このことは、ノズル形状について何ら制限を加えるも
のではなく、本発明においては、ノズルにどのような形
状を採用してもよいことは発明の主旨上明白である。

〔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
インク入口開口部近傍にノズルの中心部へ向かう少なく
とも一つの溝部が配設されているため、インク吐出後の
ノズルメニスカスの復元に必要なインクの供給路が確保
され、しかもインクメニスカスには溝部１３における毛
細管力の作用が加わり、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。

また本発明によると、ダイシング等による機械加工で溝
部を形成するだけでインク供給能力を向上させることが
可能なため、製造コストが少なくて済むという効果も有
する。

【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国歌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 １１・・・ノズルプレート　　　１２・・・入口開口部
１３・・・溝部　　　　　　　　１４・・・インク１８
・・・圧電変換器　　′　　　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 第１　図 第２四 ７７、°ノス”ＩレアＬ　／− 第４凶

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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近傍には前記ノズルの中心部へ向
   かう少なくとも１つの溝部が配設されていることを特徴
   とするインクジェットヘッド。