JPH0623985A - インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法Info
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- JPH0623985A JPH0623985A JP4177911A JP17791192A JPH0623985A JP H0623985 A JPH0623985 A JP H0623985A JP 4177911 A JP4177911 A JP 4177911A JP 17791192 A JP17791192 A JP 17791192A JP H0623985 A JPH0623985 A JP H0623985A
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- pressure chamber
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- 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
- B41J2002/14475—Structure thereof only for on-demand ink jet heads characterised by nozzle shapes or number of orifices per chamber
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧力室側から紫外線光で加工するインクの吐
出安定性を確保した高精度、高歩留まりノズル形成と、
流路基板の基準面に平行で、被印字媒体に対する垂直な
インク飛行を両立させる。 【構成】 １はノズル、２は圧力室、３はノズル形成
部、４は圧力室を形成する流路基板である。４Ａは流路
基板４の基準面で、他部品との組立基準になり、圧力室
２の上面でもある。ノズル１はノズル形成部材３に対
し、圧力室２側から紫外線光１１を照射し、基準面４Ａ
側に対して斜めに形成する。そして、ノズル１の最先端
の形状は基準面４Ａ側の周長が反基準面に対し大きくな
るような形状にする。
出安定性を確保した高精度、高歩留まりノズル形成と、
流路基板の基準面に平行で、被印字媒体に対する垂直な
インク飛行を両立させる。 【構成】 １はノズル、２は圧力室、３はノズル形成
部、４は圧力室を形成する流路基板である。４Ａは流路
基板４の基準面で、他部品との組立基準になり、圧力室
２の上面でもある。ノズル１はノズル形成部材３に対
し、圧力室２側から紫外線光１１を照射し、基準面４Ａ
側に対して斜めに形成する。そして、ノズル１の最先端
の形状は基準面４Ａ側の周長が反基準面に対し大きくな
るような形状にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インク滴を飛翔させ被
記録媒体に記録を行うためのインクジェットヘッド及び
前記インクジェットヘッドの製造方法に関する。
記録媒体に記録を行うためのインクジェットヘッド及び
前記インクジェットヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、インクジェットヘッドの高性能
化、低価格化の要望から、インクジェットヘッドの特性
を決定するノズル形成には、高精度で、量産上の歩留ま
りの高い紫外線光（例えば、エキシマレーザー光）によ
る加工法を用いるようになりつつある。その中でも、特
許公開公報平２−１８７３４６のように、エキシマレー
ザー光を圧力室側から照射し、インク吐出の安定性を図
るために、前記ノズルの断面積がインク吐出方向に向か
って縮小する形状に形成する方法等が広く用いられてい
る。
化、低価格化の要望から、インクジェットヘッドの特性
を決定するノズル形成には、高精度で、量産上の歩留ま
りの高い紫外線光（例えば、エキシマレーザー光）によ
る加工法を用いるようになりつつある。その中でも、特
許公開公報平２−１８７３４６のように、エキシマレー
ザー光を圧力室側から照射し、インク吐出の安定性を図
るために、前記ノズルの断面積がインク吐出方向に向か
って縮小する形状に形成する方法等が広く用いられてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
方法では次のような課題を有する（図１６参照）。紫外
線光１１（例えば、エキシマレーザー光、点線の矢印）
を圧力室２側から照射するには、圧力室２を形成する流
路基板４の圧力室２後方（図中に於て右側）の部材（図
示せず）や、流路基板４に形成される圧力室２間の側壁
（図示せず）等を避けて、図１６に示すごとく圧力室２
上面である流路基板４の基準面４Ａに対してある傾きを
持って入射せざるおえない。図１６に於いて、１はノズ
ル、２は圧力室、３はノズル形成部材、４は圧力室を形
成する流路基板、５はノズル前面である。
方法では次のような課題を有する（図１６参照）。紫外
線光１１（例えば、エキシマレーザー光、点線の矢印）
を圧力室２側から照射するには、圧力室２を形成する流
路基板４の圧力室２後方（図中に於て右側）の部材（図
示せず）や、流路基板４に形成される圧力室２間の側壁
（図示せず）等を避けて、図１６に示すごとく圧力室２
上面である流路基板４の基準面４Ａに対してある傾きを
持って入射せざるおえない。図１６に於いて、１はノズ
ル、２は圧力室、３はノズル形成部材、４は圧力室を形
成する流路基板、５はノズル前面である。
【０００４】この構造に於いて、流路基板４の基準面４
Ａに対しノズル１が傾いて配置されているため、吐出イ
ンク滴は基準面４Ａに対して図１６の実線の矢印１２
（インク滴吐出方向）のごとく斜めに飛行する。通常、
図１７のように、基準面４Ａは被印字媒体２１、２２に
対して垂直に配置される（理由は後述）ため、吐出イン
ク滴は被印字媒体に対し斜めに着弾する事となる。この
吐出インク滴の斜めの飛翔は、プラテンギャップ（ノズ
ル前面５と被印字媒体２１、２２間距離）が不変で、厳
密に一定であるならば、印字方向１３、１４が逆（往復
印字対応）であっても、印字タイミングを制御すること
により、印字位置精度に関して何等問題ない。しかし、
プラテンギャップが厳密に一定であり、且つ、不変であ
ることは、プラテンギャップを決定する複数の部品精度
の累積、又、被印字媒体（例えば、紙）厚みのばらつき
等により、確保しがたいものである。従って、図１７に
示すごとく、プラテンギャップが変わる（図中では被印
字媒体位置を変えている）ことにより、インク滴吐出方
向１２の延長線（図中では２点鎖線）と被印字媒体２
１、２２との交点で示す吐出インク滴の着弾位置にＤ１
（印字方向１３、１４に沿った）の位置ずれが生ずる。
この位置ずれは２つの印字品質劣化をもたらす。１つ
は、プラテンギャップが各印字場所で変化する際、ドッ
ト位置精度のばらつきとして現れ、もう１つは、プラテ
ンギャップの平均値が個体間でばらついた際に、個体間
の印字領域のばらつきとして現れる。
Ａに対しノズル１が傾いて配置されているため、吐出イ
ンク滴は基準面４Ａに対して図１６の実線の矢印１２
（インク滴吐出方向）のごとく斜めに飛行する。通常、
図１７のように、基準面４Ａは被印字媒体２１、２２に
対して垂直に配置される（理由は後述）ため、吐出イン
ク滴は被印字媒体に対し斜めに着弾する事となる。この
吐出インク滴の斜めの飛翔は、プラテンギャップ（ノズ
ル前面５と被印字媒体２１、２２間距離）が不変で、厳
密に一定であるならば、印字方向１３、１４が逆（往復
印字対応）であっても、印字タイミングを制御すること
により、印字位置精度に関して何等問題ない。しかし、
プラテンギャップが厳密に一定であり、且つ、不変であ
ることは、プラテンギャップを決定する複数の部品精度
の累積、又、被印字媒体（例えば、紙）厚みのばらつき
等により、確保しがたいものである。従って、図１７に
示すごとく、プラテンギャップが変わる（図中では被印
字媒体位置を変えている）ことにより、インク滴吐出方
向１２の延長線（図中では２点鎖線）と被印字媒体２
１、２２との交点で示す吐出インク滴の着弾位置にＤ１
（印字方向１３、１４に沿った）の位置ずれが生ずる。
この位置ずれは２つの印字品質劣化をもたらす。１つ
は、プラテンギャップが各印字場所で変化する際、ドッ
ト位置精度のばらつきとして現れ、もう１つは、プラテ
ンギャップの平均値が個体間でばらついた際に、個体間
の印字領域のばらつきとして現れる。
【０００５】ここで、基準面４Ａが被印字媒体２１、２
２に対して垂直に配置される理由について説明する（図
１７参照）。通常、あらゆる部品製造、もしくはその部
品を作る型、工具製造に於いて、ある傾きを形成するよ
う製造することは、平行、もしくは直角の角度を有する
ものより、はるかに製造難易度が上がってしまう。当
然、傾きを確保して組み立てることも、同様に製造難易
度を著しく引き上げてしまい、製造コストの上昇、角度
精度の劣化を招いてしまう。それを回避するために、基
準となる面（ここでは、流路基板４の基準面４Ａ）に対
して、部品、部品間構成は直角、平行の組合せで形成さ
れて行く。例えば、流路基板４の圧力室２を閉溝とする
天蓋６の上面（図中の上側）は基準面４Ａに対して平行
になる様に設定される。この様に、各部品はインクジェ
ットヘッド内部だけでなく、システム全体として、直
角、平行の角度構成で連結されてゆき、最終的には、流
路基板４の基準面４Ａが被印字媒体２１、２２に対して
垂直に配置されることとなる。この部品間構成の条件は
必要不可欠のものではないが、最低コスト（製造の難易
度低減、歩留まり向上等による）で、高信頼性のインク
ジェットヘッドを構成するための最も重要な要件とな
る。
２に対して垂直に配置される理由について説明する（図
１７参照）。通常、あらゆる部品製造、もしくはその部
品を作る型、工具製造に於いて、ある傾きを形成するよ
う製造することは、平行、もしくは直角の角度を有する
ものより、はるかに製造難易度が上がってしまう。当
然、傾きを確保して組み立てることも、同様に製造難易
度を著しく引き上げてしまい、製造コストの上昇、角度
精度の劣化を招いてしまう。それを回避するために、基
準となる面（ここでは、流路基板４の基準面４Ａ）に対
して、部品、部品間構成は直角、平行の組合せで形成さ
れて行く。例えば、流路基板４の圧力室２を閉溝とする
天蓋６の上面（図中の上側）は基準面４Ａに対して平行
になる様に設定される。この様に、各部品はインクジェ
ットヘッド内部だけでなく、システム全体として、直
角、平行の角度構成で連結されてゆき、最終的には、流
路基板４の基準面４Ａが被印字媒体２１、２２に対して
垂直に配置されることとなる。この部品間構成の条件は
必要不可欠のものではないが、最低コスト（製造の難易
度低減、歩留まり向上等による）で、高信頼性のインク
ジェットヘッドを構成するための最も重要な要件とな
る。
【０００６】次に前記の従来例（紫外線光の圧力室２側
からの照射によるノズル形成）を、両面流路形成基板に
適用する場合について説明する。
からの照射によるノズル形成）を、両面流路形成基板に
適用する場合について説明する。
【０００７】最近のインクジェットヘッドは高密度化、
高速化が要望されており、それに対応するためには、多
ノズル化は非常に有効な手段である。中でも、図１８に
示すように、流路基板４Ｂの両面に圧力室２を複数形成
し（図中に於いて、裏面の圧力室２は図示せず）、圧力
室２に連通するノズルの数を倍増させる方法が一般的で
ある。しかし、多ノズル化と、高精度、高歩留まりノズ
ル形成の両立を目的とし、前記両面流路形成基板による
多ノズル化の方法と、紫外線光（例えばエキシマレーザ
ー光）の圧力室２側からの照射によるノズル形成の方法
を融合すると、図１９で示す課題が発生する。
高速化が要望されており、それに対応するためには、多
ノズル化は非常に有効な手段である。中でも、図１８に
示すように、流路基板４Ｂの両面に圧力室２を複数形成
し（図中に於いて、裏面の圧力室２は図示せず）、圧力
室２に連通するノズルの数を倍増させる方法が一般的で
ある。しかし、多ノズル化と、高精度、高歩留まりノズ
ル形成の両立を目的とし、前記両面流路形成基板による
多ノズル化の方法と、紫外線光（例えばエキシマレーザ
ー光）の圧力室２側からの照射によるノズル形成の方法
を融合すると、図１９で示す課題が発生する。
【０００８】図１９に於いて、相互の基準面４Ａは平行
で、印字方向１３、１４及び、被印字媒体２１、２２に
対し垂直に配置されている。そして、各ノズル１と基準
面４Ａの関係及び、斜めのインク飛行に関しては図１７
の片面の場合と同様であり、両者の吐出インク滴は図１
９のインク滴吐出方向１２に示すごとく、その距離を狭
める方向に飛翔する。この結果、プラテンギャップが変
動した場合は、（Ｄ３−Ｄ２）のドット位置ずれが生
じ、このずれは、前記プラテンギャップの変動が明確に
予期されない限り、印字タイミングの制御では対応不可
能である。
で、印字方向１３、１４及び、被印字媒体２１、２２に
対し垂直に配置されている。そして、各ノズル１と基準
面４Ａの関係及び、斜めのインク飛行に関しては図１７
の片面の場合と同様であり、両者の吐出インク滴は図１
９のインク滴吐出方向１２に示すごとく、その距離を狭
める方向に飛翔する。この結果、プラテンギャップが変
動した場合は、（Ｄ３−Ｄ２）のドット位置ずれが生
じ、このずれは、前記プラテンギャップの変動が明確に
予期されない限り、印字タイミングの制御では対応不可
能である。
【０００９】又、プラテンギャップが不変で、厳密に一
定であるとしても、前記構成では、基準面４Ａと被印字
媒体２１、２２の垂直関係が少しでもくずるれると、両
吐出インク滴の着弾位置及びその距離が変動し、印字品
質の劣化を導いてしまう。
定であるとしても、前記構成では、基準面４Ａと被印字
媒体２１、２２の垂直関係が少しでもくずるれると、両
吐出インク滴の着弾位置及びその距離が変動し、印字品
質の劣化を導いてしまう。
【００１０】そこで、本発明はこの様な課題を解決する
ものであって、その目的は、インクの吐出安定性を確保
した高精度、高歩留まりノズル形成と、被印字媒体に対
する垂直なインク飛行を両立させ、プラテンギャップの
変動等の外乱に対しても、印字品質が劣化しない信頼性
の高いインクジェットヘッドを提供することにある。加
えて、本発明を両面流路形成基板にも適用し、多ノズル
化による高密度、高速インクジェットヘッドを提供する
ことも本発明の目的である。
ものであって、その目的は、インクの吐出安定性を確保
した高精度、高歩留まりノズル形成と、被印字媒体に対
する垂直なインク飛行を両立させ、プラテンギャップの
変動等の外乱に対しても、印字品質が劣化しない信頼性
の高いインクジェットヘッドを提供することにある。加
えて、本発明を両面流路形成基板にも適用し、多ノズル
化による高密度、高速インクジェットヘッドを提供する
ことも本発明の目的である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、インク滴を吐出するノズルは圧力室に連
通し、前記圧力室を形成する流路基板の圧力室上面であ
る基準面に対し、前記ノズルが傾いて配されるインクジ
ェットヘッドに於て、前記ノズルの端面形状は前記流路
基板の前記基準面側の周長が反基準面に対し大きくなる
ことを特徴とする。
に、本発明は、インク滴を吐出するノズルは圧力室に連
通し、前記圧力室を形成する流路基板の圧力室上面であ
る基準面に対し、前記ノズルが傾いて配されるインクジ
ェットヘッドに於て、前記ノズルの端面形状は前記流路
基板の前記基準面側の周長が反基準面に対し大きくなる
ことを特徴とする。
【００１２】又、前記圧力室を形成する流路基板の両面
に、前記圧力室を複数形成し、前記流路基板の端面に前
記ノズルを連通させ、前記ノズルの端面形状は前記流路
基板の前記基準面側の周長が反基準面に対し大きくなる
ことを特徴とする。
に、前記圧力室を複数形成し、前記流路基板の端面に前
記ノズルを連通させ、前記ノズルの端面形状は前記流路
基板の前記基準面側の周長が反基準面に対し大きくなる
ことを特徴とする。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を用い詳細に
説明する。
説明する。
【００１４】図１に第１の実施例の主要概略断面図を示
す。１はノズル、２は圧力室、３はノズル形成部材、４
は圧力室を形成する流路基板。４Ａは流路基板４の基準
面で他部品との組立基準になり、圧力室２の上面でもあ
る。又、流路基板４とノズル形成部材３とは別部材を接
合するか、一体形成されたものであっても構わない。こ
のノズル形成部材３と流路基板４が一体化したものに対
し、圧力室２側から紫外線光１１（例えば、エキシマレ
ーザー光）を照射しノズル１を形成する。この紫外線光
１１は、圧力室２を形成する流路基板４の圧力室２後方
（図中に於て右側）の部材（図示せず）や、流路基板４
に形成される圧力室２間の側壁（図示せず）等を避けて
ノズル形成部材３に照射させるため、図１に示すごとく
圧力室２上面である流路基板４の、基準面４Ａ対してあ
る傾きを持って入射せざるおえない。当然、図１のごと
く、形成されるノズル１も基準面４Ａに対してある傾き
を持って斜めに形成される。
す。１はノズル、２は圧力室、３はノズル形成部材、４
は圧力室を形成する流路基板。４Ａは流路基板４の基準
面で他部品との組立基準になり、圧力室２の上面でもあ
る。又、流路基板４とノズル形成部材３とは別部材を接
合するか、一体形成されたものであっても構わない。こ
のノズル形成部材３と流路基板４が一体化したものに対
し、圧力室２側から紫外線光１１（例えば、エキシマレ
ーザー光）を照射しノズル１を形成する。この紫外線光
１１は、圧力室２を形成する流路基板４の圧力室２後方
（図中に於て右側）の部材（図示せず）や、流路基板４
に形成される圧力室２間の側壁（図示せず）等を避けて
ノズル形成部材３に照射させるため、図１に示すごとく
圧力室２上面である流路基板４の、基準面４Ａ対してあ
る傾きを持って入射せざるおえない。当然、図１のごと
く、形成されるノズル１も基準面４Ａに対してある傾き
を持って斜めに形成される。
【００１５】ノズル１の端面であるノズル最先端部９
は、図２（ノズル前面５から見た図）に示す様に、基準
面４Ａに垂直に引いたＡ−Ａ線に対し、左右対称であ
り、流路基板４の基準面４Ａ側の周長が反基準面に対し
長くなるような形状とする。
は、図２（ノズル前面５から見た図）に示す様に、基準
面４Ａに垂直に引いたＡ−Ａ線に対し、左右対称であ
り、流路基板４の基準面４Ａ側の周長が反基準面に対し
長くなるような形状とする。
【００１６】この構成に於て（インクジェットヘッドと
して完成した後）、ノズル１より吐出されるインク滴
は、図３（図１のノズル近傍拡大図）に示すように、ノ
ズル１の先端に形成されるインクメニスカス（ノズル１
の最先端部９に形成されるインクの液面）の基準面４Ａ
側とその反対側の保持力の差により生ずる速度成分１５
Ａとインク吐出時のインクの慣性によりノズル方向に発
生する速度成分１５Ｂの釣り合により基準面４Ａと平行
（インク滴吐出方向１５で示す）に飛翔する。
して完成した後）、ノズル１より吐出されるインク滴
は、図３（図１のノズル近傍拡大図）に示すように、ノ
ズル１の先端に形成されるインクメニスカス（ノズル１
の最先端部９に形成されるインクの液面）の基準面４Ａ
側とその反対側の保持力の差により生ずる速度成分１５
Ａとインク吐出時のインクの慣性によりノズル方向に発
生する速度成分１５Ｂの釣り合により基準面４Ａと平行
（インク滴吐出方向１５で示す）に飛翔する。
【００１７】尚、速度成分１５Ａはノズル面の、インク
の張力によっても大きな影響を受ける。特にノズル前面
５がインクによって濡れる場合、速度成分１５Ａは、よ
り大きなものとなる。
の張力によっても大きな影響を受ける。特にノズル前面
５がインクによって濡れる場合、速度成分１５Ａは、よ
り大きなものとなる。
【００１８】この流路基板４の基準面４Ａ側のノズル１
の最先端部９の周長差を含めた最適形状は、吐出インク
滴のスピードと、インクの特性（粘度、表面張力等）と
に大きく左右され、その他の寸法、要求特性にも少なか
らず影響される。従って、基準面４Ａ側のノズル１の最
先端の周長は、設計的要求品質と、製造的要求寸法の兼
ね合いにより、計算上あるいは実験的に見いだし設定す
れば良い。
の最先端部９の周長差を含めた最適形状は、吐出インク
滴のスピードと、インクの特性（粘度、表面張力等）と
に大きく左右され、その他の寸法、要求特性にも少なか
らず影響される。従って、基準面４Ａ側のノズル１の最
先端の周長は、設計的要求品質と、製造的要求寸法の兼
ね合いにより、計算上あるいは実験的に見いだし設定す
れば良い。
【００１９】ちなみに、我々は、試作品に於て、ノズル
１の最先端の形状を長軸６０μｍ単軸４５μｍの楕円を
短軸で２分割した形状とし、ノズル長さを１００μｍと
した場合、吐出インク滴のスピードが８〜１０ｍ／ｓ
で、基準面４Ａに対し±２度の直進性を確認した。
１の最先端の形状を長軸６０μｍ単軸４５μｍの楕円を
短軸で２分割した形状とし、ノズル長さを１００μｍと
した場合、吐出インク滴のスピードが８〜１０ｍ／ｓ
で、基準面４Ａに対し±２度の直進性を確認した。
【００２０】これに対して、ノズル最先端部９が円形で
ある場合のインク滴の飛行状態は、基準面４Ａの反対方
向に６〜８度傾いて飛行した。
ある場合のインク滴の飛行状態は、基準面４Ａの反対方
向に６〜８度傾いて飛行した。
【００２１】尚、本発明の実施例においては、ノズル１
の最先端の形状を、楕円を短軸で２分割した形状として
いるが、ノズル１の最先端部９に働くメニスカス力の差
が基準面４Ａの反対側よりも、基準面４Ａ側の方が大き
くなるような形状であればよく、図４、図５、図６、図
７、図８（いづれもノズル前面より見た図）に示すよう
な形状であっても対応でき、本発明の適用範囲に入る。
の最先端の形状を、楕円を短軸で２分割した形状として
いるが、ノズル１の最先端部９に働くメニスカス力の差
が基準面４Ａの反対側よりも、基準面４Ａ側の方が大き
くなるような形状であればよく、図４、図５、図６、図
７、図８（いづれもノズル前面より見た図）に示すよう
な形状であっても対応でき、本発明の適用範囲に入る。
【００２２】ところで、流路基板４（ノズル形成部材３
含む）は、高分子樹脂の射出成形や、感光性組成物のフ
ォトリソグラフィー手法等で形成される。その他、圧力
室２の形状パターンの開いた金属薄板の積層、金属材料
のダイカスト形成等でも前記流路基板を形成できるが、
ノズル形成を紫外線光（例えば、エキシマレーザー光）
で行う場合は適さない（前記の場合は、ＹＡＧレーザー
加工等でノズル形成可能である）。
含む）は、高分子樹脂の射出成形や、感光性組成物のフ
ォトリソグラフィー手法等で形成される。その他、圧力
室２の形状パターンの開いた金属薄板の積層、金属材料
のダイカスト形成等でも前記流路基板を形成できるが、
ノズル形成を紫外線光（例えば、エキシマレーザー光）
で行う場合は適さない（前記の場合は、ＹＡＧレーザー
加工等でノズル形成可能である）。
【００２３】図９に本発明の第２の実施例の主要概略断
面図を示す。基本的な構成及び効果は第１の実施例と同
等であるが、ノズル１のノズル方向に沿った断面形状
が、ノズルの最先端部９に向かって大きく縮小するテー
パ形状（ノズル１のノズル方向の垂直断面積がインク吐
出方向に向かって縮小する形状）となっている。第１の
実施例に於いても前記テーパ角を片側２〜３度に設定し
ているが、第２の実施例では、より大きく前記テーパ角
をとることを特徴とし、ここではこのノズル１のテーパ
角を片側１５度に設定している。この構造により、イン
ク吐出の安定性及び、入力エネルギーに対するインク滴
吐出効率が向上し、信頼性の向上、並びに省エネルギー
化が図れる。我々の試作品に於いては、第１の実施例の
ものに対し印加電圧を２５〜３０％の低下することがで
きた。
面図を示す。基本的な構成及び効果は第１の実施例と同
等であるが、ノズル１のノズル方向に沿った断面形状
が、ノズルの最先端部９に向かって大きく縮小するテー
パ形状（ノズル１のノズル方向の垂直断面積がインク吐
出方向に向かって縮小する形状）となっている。第１の
実施例に於いても前記テーパ角を片側２〜３度に設定し
ているが、第２の実施例では、より大きく前記テーパ角
をとることを特徴とし、ここではこのノズル１のテーパ
角を片側１５度に設定している。この構造により、イン
ク吐出の安定性及び、入力エネルギーに対するインク滴
吐出効率が向上し、信頼性の向上、並びに省エネルギー
化が図れる。我々の試作品に於いては、第１の実施例の
ものに対し印加電圧を２５〜３０％の低下することがで
きた。
【００２４】図１０に本発明の第３の実施例の主要概略
断面図を示す。基本的な構成及び効果は第１の実施例と
同等であが、紫外線光１１の入射面７（ノズル形成部材
３）が、紫外線光１１に対し概直角になるよう傾けられ
ている。この構造は、照射する紫外線光に対する材料除
去（ノズル１形成）率が向上し、安価なノズル１形成に
つながる。又、圧力室２とノズル１連通部での流体的損
失を低減できる。
断面図を示す。基本的な構成及び効果は第１の実施例と
同等であが、紫外線光１１の入射面７（ノズル形成部材
３）が、紫外線光１１に対し概直角になるよう傾けられ
ている。この構造は、照射する紫外線光に対する材料除
去（ノズル１形成）率が向上し、安価なノズル１形成に
つながる。又、圧力室２とノズル１連通部での流体的損
失を低減できる。
【００２５】以上、本発明の第１、第２、第３の実施例
は、ノズル１が基準面４Ａに対してある傾きを持って斜
めに形成されていても、基準面４Ａに対して平行なイン
ク吐出が達成されるため、被印字媒体に対する垂直なイ
ンク飛行を安価で、且つ高い信頼性で実現できる。その
ため、プラテンギャップの変動等の外乱に対しても、印
字品質が劣化しない高信頼性インクジェットヘッドとな
り得る。
は、ノズル１が基準面４Ａに対してある傾きを持って斜
めに形成されていても、基準面４Ａに対して平行なイン
ク吐出が達成されるため、被印字媒体に対する垂直なイ
ンク飛行を安価で、且つ高い信頼性で実現できる。その
ため、プラテンギャップの変動等の外乱に対しても、印
字品質が劣化しない高信頼性インクジェットヘッドとな
り得る。
【００２６】加えて、図１１、図１２に示す様に、ノズ
ル前面５に各ノズル１に対してクレーター８Ａ，８Ｂ
（ノズル１の最先端部９を保護する凹部）を配すること
も本発明に属する。このクレーター８Ａ，８Ｂは、印字
途中のトラブルとして発生するノズル最先端部５と被印
字媒体との衝突、接触（例えば、紙ジャム、紙擦り）の
際に、ノズル１先端をノズル前面５より一段引き込ませ
ているため直接、印字媒体がノズル１先端に衝突するの
を防ぐことができる。このクレーター８Ａ，８Ｂの形状
設定には自由度があり、ノズル１先端を取り囲むもので
あれば良い。又、必ずしもノズル１とクレーター８Ａ
（８Ｂ）が一対一に対応する必要はなく、複数のノズル
１に対し１つのクレーターで対応しても構わない。（図
示せず） 図１１に於いて示したクレーター８Ａは、ノ
ズル前面５側より紫外線光を照射して形成したものであ
り、その入射方向はノズル前面５に対して垂直でなけれ
ばならない。このクレーター８Ａ形成を、ノズル１形成
後に行えば、ノズル１形成時に発生するドロス（紫外線
光貫通時に発生するバリのようなもの）除去も同時に対
応できる。図１２に於いて示したクレーター８Ｂは、ノ
ズル形成部材３（流路基板４）を形成する際同時に形成
したものであり、流路基板４の圧力室２を閉溝とするた
めに基準面４Ａに接合する天蓋６により、その一陵を代
用している。この方法は、クレーター８Ｂを形成するた
めの後加工をする必要がないため、製造コスト面でのメ
リットを有する。
ル前面５に各ノズル１に対してクレーター８Ａ，８Ｂ
（ノズル１の最先端部９を保護する凹部）を配すること
も本発明に属する。このクレーター８Ａ，８Ｂは、印字
途中のトラブルとして発生するノズル最先端部５と被印
字媒体との衝突、接触（例えば、紙ジャム、紙擦り）の
際に、ノズル１先端をノズル前面５より一段引き込ませ
ているため直接、印字媒体がノズル１先端に衝突するの
を防ぐことができる。このクレーター８Ａ，８Ｂの形状
設定には自由度があり、ノズル１先端を取り囲むもので
あれば良い。又、必ずしもノズル１とクレーター８Ａ
（８Ｂ）が一対一に対応する必要はなく、複数のノズル
１に対し１つのクレーターで対応しても構わない。（図
示せず） 図１１に於いて示したクレーター８Ａは、ノ
ズル前面５側より紫外線光を照射して形成したものであ
り、その入射方向はノズル前面５に対して垂直でなけれ
ばならない。このクレーター８Ａ形成を、ノズル１形成
後に行えば、ノズル１形成時に発生するドロス（紫外線
光貫通時に発生するバリのようなもの）除去も同時に対
応できる。図１２に於いて示したクレーター８Ｂは、ノ
ズル形成部材３（流路基板４）を形成する際同時に形成
したものであり、流路基板４の圧力室２を閉溝とするた
めに基準面４Ａに接合する天蓋６により、その一陵を代
用している。この方法は、クレーター８Ｂを形成するた
めの後加工をする必要がないため、製造コスト面でのメ
リットを有する。
【００２７】次に、本発明の第４の実施例を図１３を用
いて説明する。これは第１、第２、第３の実施例を多ノ
ズル化を目的として、両面流路形成基板に適用したもの
である。
いて説明する。これは第１、第２、第３の実施例を多ノ
ズル化を目的として、両面流路形成基板に適用したもの
である。
【００２８】基本的に片側（図に於いて、上方あるいは
下方）の構成は、前記の実施例と同様であり、流路基板
４Ｂの表裏（図中では上下）の基準面４Ａどうしを平行
に設定し、双方の吐出インク滴は平行で、双方の基準面
４Ａに対しても平行（図中の１５）に飛翔させる。この
両面の流路基板４Ｂは、裏表面を一体で形成したもので
もよいし、片面のものを基準面４Ａを外側にするように
２つ合わせて、一体化したものでも構わない。
下方）の構成は、前記の実施例と同様であり、流路基板
４Ｂの表裏（図中では上下）の基準面４Ａどうしを平行
に設定し、双方の吐出インク滴は平行で、双方の基準面
４Ａに対しても平行（図中の１５）に飛翔させる。この
両面の流路基板４Ｂは、裏表面を一体で形成したもので
もよいし、片面のものを基準面４Ａを外側にするように
２つ合わせて、一体化したものでも構わない。
【００２９】この構成は、ノズル１Ａ，１Ｂが基準面４
Ａに対して斜めで、双方が向かい合うような傾きを持っ
て形成されていても、双方のノズル１Ａ，１Ｂから吐出
されるインク滴は平行で、且つ、双方の基準面４Ａに対
しても平行であるため、被印字媒体に対する垂直で、並
列なインク飛行を安価で、且つ高い信頼性で実現でき
る。そのため、プラテンギャップの変動等の外乱に対し
ても、印字品質が劣化しない高信頼性インクジェットヘ
ッドを多ノズル化することができる。
Ａに対して斜めで、双方が向かい合うような傾きを持っ
て形成されていても、双方のノズル１Ａ，１Ｂから吐出
されるインク滴は平行で、且つ、双方の基準面４Ａに対
しても平行であるため、被印字媒体に対する垂直で、並
列なインク飛行を安価で、且つ高い信頼性で実現でき
る。そのため、プラテンギャップの変動等の外乱に対し
ても、印字品質が劣化しない高信頼性インクジェットヘ
ッドを多ノズル化することができる。
【００３０】図１４、図１５は両面に対応したヘッドの
ノズル配列に関する実施例である。図１４は両面の複数
のノズル１Ａ列と１Ｂ列がそれぞれ同一ピッチで、印字
高さ方向（図中の上下方向）にずれなく配列した例であ
り、高速化に対応したのもである。図１５は両面の複数
のノズル１Ａ列と１Ｂ列がそれぞれ同一ピッチで、印字
高さ方向（図中の上下方向）に半ピッチずらした例であ
り、高密度化に対応したものである。尚、前記ずらし量
は目的によって様々に設定できるが、すべて本発明の適
用範囲に属する。
ノズル配列に関する実施例である。図１４は両面の複数
のノズル１Ａ列と１Ｂ列がそれぞれ同一ピッチで、印字
高さ方向（図中の上下方向）にずれなく配列した例であ
り、高速化に対応したのもである。図１５は両面の複数
のノズル１Ａ列と１Ｂ列がそれぞれ同一ピッチで、印字
高さ方向（図中の上下方向）に半ピッチずらした例であ
り、高密度化に対応したものである。尚、前記ずらし量
は目的によって様々に設定できるが、すべて本発明の適
用範囲に属する。
【００３１】以上の本発明の実施例全てに渡って、圧力
室２内に圧力変動を発生させる能動素子（図示せず）と
しては、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する発熱
素子や、電気エネルギーを機械エネルギーに変換し、天
蓋６をたわませる圧電素子（天蓋６上で、圧力室２外に
設置）等を用いることができる。
室２内に圧力変動を発生させる能動素子（図示せず）と
しては、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する発熱
素子や、電気エネルギーを機械エネルギーに変換し、天
蓋６をたわませる圧電素子（天蓋６上で、圧力室２外に
設置）等を用いることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明はインクの
吐出安定性を確保した高精度、高歩留まりノズル形成
と、被印字媒体に対する垂直なインク飛行を両立させ、
プラテンギャップの変動等の外乱に対しても、印字品質
が劣化しない信頼性の高いインクジェットヘッドを提供
することができる。加えて、本発明を両面流路形成基板
にも適用し、前記の効果も有する高密度、高速インクジ
ェットヘッドを提供することができる。
吐出安定性を確保した高精度、高歩留まりノズル形成
と、被印字媒体に対する垂直なインク飛行を両立させ、
プラテンギャップの変動等の外乱に対しても、印字品質
が劣化しない信頼性の高いインクジェットヘッドを提供
することができる。加えて、本発明を両面流路形成基板
にも適用し、前記の効果も有する高密度、高速インクジ
ェットヘッドを提供することができる。
【図１】 本発明の第１の実施例の主要概略断面図であ
る。
る。
【図２】 本発明の第１の実施例のノズル前面図であ
る。
る。
【図３】 図１のノズル近傍拡大図である。
【図４】 本発明の実施例のノズル前面図である。
【図５】 本発明の実施例のノズル前面図である。
【図６】 本発明の実施例のノズル前面図である。
【図７】 本発明の実施例のノズル前面図である。
【図８】 本発明の実施例のノズル前面図である。
【図９】 本発明の第２の実施例の主要概略断面図であ
る。
る。
【図１０】 本発明の第３の実施例の主要概略断面図で
ある。
ある。
【図１１】 本発明の実施例のノズル前面からの断面斜
視図である。
視図である。
【図１２】 本発明の実施例のノズル前面からの断面斜
視図である。
視図である。
【図１３】 本発明の第４の実施例の主要概略断面図で
ある。
ある。
【図１４】 本発明の第４の実施例の両面流路形成記板
の斜視図である。
の斜視図である。
【図１５】 本発明の第４の実施例の両面流路形成記板
の斜視図である。
の斜視図である。
【図１６】 従来例の主要概略断面図である。
【図１７】 従来例と印字媒体との相関図である。
【図１８】 従来例の主要概略断面図である。
【図１９】 従来例と印字媒体との相関図である。
１ ノズル １Ａ ノズル １Ｂ ノズル ２ 圧力室 ３ ノズル形成部材 ４ 流路基板 ４Ａ 基準面 ４Ｂ 流路基板 ５ ノズル前面 ６ 天蓋 ７ 紫外線光の入射面 ８Ａ クレーター ８Ｂ クレーター ９ ノズルの最先端部 １１ 紫外線光 １２ インク滴吐出方向 １３ 印字方向 １４ 印字方向 １５ インク滴吐出方向 １５Ａ 吐出インク滴のノズルメニスカスによる速度成
分 １５Ｂ 吐出インク滴のノズル方向の速度成分 ２１ 被印字媒体 ２２ 被印字媒体 Ｄ１ 吐出インク滴の着弾位置ずれ Ｄ２ 両面の吐出インク滴の着弾位置間距離 Ｄ３ 両面の吐出インク滴の着弾位置間距離
分 １５Ｂ 吐出インク滴のノズル方向の速度成分 ２１ 被印字媒体 ２２ 被印字媒体 Ｄ１ 吐出インク滴の着弾位置ずれ Ｄ２ 両面の吐出インク滴の着弾位置間距離 Ｄ３ 両面の吐出インク滴の着弾位置間距離
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 2/135
Claims (4)
- 【請求項１】 インク滴を吐出するノズルは圧力室に連
通し、前記圧力室を形成する流路基板の圧力室上面であ
る基準面に対し、前記ノズルが傾いて配されるインクジ
ェットヘッドに於て、前記ノズルの端面形状は前記流路
基板の前記基準面側の周長が反基準面側に対し大きくな
る事を特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項２】 前記圧力室を形成する前記流路基板の両
面に、前記圧力室を複数形成し、前記流路基板の端面に
前記ノズルが連通することを特徴とする請求項１に記載
のインクジェットヘッド。 - 【請求項３】 前記ノズルの形成は紫外線光を使用して
行うことを特徴とする請求項１ないし２に記載のインク
ジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項４】 前記ノズルは前記圧力室側から、紫外線
光を照射して形成することを特徴とする請求項１ない
し、２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4177911A JPH0623985A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4177911A JPH0623985A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0623985A true JPH0623985A (ja) | 1994-02-01 |
Family
ID=16039222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4177911A Pending JPH0623985A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0623985A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1197335A1 (en) * | 2000-10-11 | 2002-04-17 | Hewlett-Packard Company | Inkjet nozzle structure to reduce drop placement error |
| EP1412192A1 (en) * | 2000-10-20 | 2004-04-28 | Silverbrook Research Pty. Limited | Drop flight correction for moving nozzle ink jet |
| US7178892B2 (en) | 2001-09-04 | 2007-02-20 | Silverbrook Res Pty Ltd | Printhead-to-platen variable spacing mechanism |
| CN109693446A (zh) * | 2017-10-24 | 2019-04-30 | 东芝泰格有限公司 | 液体喷出头以及液体喷出装置 |
| CN109693445A (zh) * | 2017-10-24 | 2019-04-30 | 东芝泰格有限公司 | 液体喷出头以及液体喷出装置 |
| JP2019077167A (ja) * | 2017-10-24 | 2019-05-23 | 東芝テック株式会社 | 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 |
-
1992
- 1992-07-06 JP JP4177911A patent/JPH0623985A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8075112B2 (en) | 2000-05-23 | 2011-12-13 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead assembly with air cleaning arrangement |
| US7284817B2 (en) | 2000-05-23 | 2007-10-23 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printer with a self-cleaning inkjet printhead assembly |
| US7467859B2 (en) | 2000-05-23 | 2008-12-23 | Silverbrook Research Pty Ltd | Pagewidth printhead assembly with ink distribution arrangement |
| US7931358B2 (en) | 2000-05-23 | 2011-04-26 | Silverbrook Research Pty Ltd | Pagewidth printhead assembly with top-fed ink ducts |
| US6860588B1 (en) | 2000-10-11 | 2005-03-01 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Inkjet nozzle structure to reduce drop placement error |
| EP1197335A1 (en) * | 2000-10-11 | 2002-04-17 | Hewlett-Packard Company | Inkjet nozzle structure to reduce drop placement error |
| EP1412192A1 (en) * | 2000-10-20 | 2004-04-28 | Silverbrook Research Pty. Limited | Drop flight correction for moving nozzle ink jet |
| EP1412192A4 (en) * | 2000-10-20 | 2006-04-05 | Silverbrook Res Pty Ltd | CORRECTION OF THE DROPLET PATH FOR MOBILE NOZZLE INKJET PRINTING |
| US7178892B2 (en) | 2001-09-04 | 2007-02-20 | Silverbrook Res Pty Ltd | Printhead-to-platen variable spacing mechanism |
| CN109693446A (zh) * | 2017-10-24 | 2019-04-30 | 东芝泰格有限公司 | 液体喷出头以及液体喷出装置 |
| CN109693445A (zh) * | 2017-10-24 | 2019-04-30 | 东芝泰格有限公司 | 液体喷出头以及液体喷出装置 |
| EP3476607A1 (en) * | 2017-10-24 | 2019-05-01 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Fluid ejection head and fluid ejection apparatus |
| EP3476606A1 (en) * | 2017-10-24 | 2019-05-01 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Fluid ejection head and fluid ejection apparatus |
| JP2019077167A (ja) * | 2017-10-24 | 2019-05-23 | 東芝テック株式会社 | 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 |
| CN109693445B (zh) * | 2017-10-24 | 2021-04-20 | 东芝泰格有限公司 | 液体喷出头以及液体喷出装置 |
| CN109693446B (zh) * | 2017-10-24 | 2021-10-26 | 东芝泰格有限公司 | 液体喷出头以及液体喷出装置 |
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