JP3060526B2 - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

インクジェット記録ヘッド

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JP3060526B2 JP30507590A JP30507590A JP3060526B2 JP 3060526 B2 JP3060526 B2 JP 3060526B2 JP 30507590 A JP30507590 A JP 30507590A JP 30507590 A JP30507590 A JP 30507590A JP 3060526 B2 JP3060526 B2 JP 3060526B2
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修一 山口
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインクジェット記録ヘッドの構造に関する。
〔従来の技術〕
インクジェット記録ヘッドにおいて、高印字品質を実
現し常に安定した印字効果を得るためには、ノズルから
吐出するインクが常にノズル面に対して垂直に吐出する
必要がある。これにはノズル周縁部にインクが付着しな
いか、またはインクがノズル周縁部に均一に付着する、
つまりインクの濡れが均一であることが必要となる。
このため従来、ノズル面はインクの濡れを均一にする
ために鏡面研磨や撥水処理が施されている。しかしこの
ような撥水処理は、酸化等による破壊や、紙こすれ、お
よび紙ジャム等のノズル周縁部の機械的な破壊に対する
耐久性が悪い。このためノズル本体のみならず、ノズル
周辺の処理層が破壊される。この結果、ノズル周縁部の
インク溜りや、ノズル面の不均一な濡れによるインクの
飛行曲がりなどのインク吐出に悪影響を及ぼす現象が発
生し、高印字能力が得られなくなることがあった。
この様な現象の発生を防ぐ対策として、従来、実開昭
59−153128号公報に開示されたようなノズル面の構造が
知られている。第5図(a)はその正面図、第5図
(b)は第5図(a)のA−A線における断面図を示
す。図においてインクジェット記録ヘッド基板7の前面
に、ノズル2の直径の数倍を有し、且つノズル2と同心
に設けた穴9を有するガイド板8を付着させてある。上
記の構造によれば第6図(a)に示すように、ノズル2
を通りノズル面に達したインク4はノズル前面に薄いイ
ンク層10を形成し、第6図(b)に示すようにインク柱
5が吐出する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、従来の上記のような構造では段差部を形成す
るために、インクジェット記録ヘッド基板7とは別体の
ガイド板8を付着させていたので、インクジェット記録
ヘッド基板7とガイド板8との間にほこり、ゴミ等の異
物が付着した場合、その除去を充分に行なうことはでき
ない。この結果、異物がインク層の中に入り込み、ノズ
ル周縁部のインクの濡れが不均一となり、インクの飛行
曲がりを引き起こすという問題点を有していた。
そこで、本発明は従来の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、段差部の内部に付着
した異物の除去が容易で、ノズル面の物理的破壊がされ
にくい形状の段差部をもったインクジェット記録ヘッド
を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記問題を解決するため、本発明のインクジェットヘ
ッドは、インクを吐出するノズルと、該ノズル近傍に単
一の基板により形成され、かつ表面に撥水処理が施され
た凹部を有することを特徴とする。
また、前記撥水処理が施された凹部の外周部がテーパ
ー状の角度をもったテーパー面であることを特徴とす
る。
また、前記テーパー面が前記ノズル近傍の面に対して
15〜75度傾いていることを特徴とする。
また前記撥水処理が施された凹部の直径が前記ノズル
の直径の2〜8倍であることを特徴とする。
また、前記撥水処理が施された凹部の直径d1と前記凹
部の深さd2が以下の関係を満たすことを特徴とする。
2 2≦d1/d2≦20 〔実施例〕 以下に本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。
第1図は本発明の実施例を示すインクジェット記録ヘ
ッドのノズル面の段差部を示す構造図である。第1図
(a)は正面図、第1図(b)は第1図(a)のB−B
線における断面図を示す。
本実施例は、段差部3をインクジェット記録ヘッド基
板1と一体に形成し、段差部3の表面及びインクジェッ
ト記録ヘッド基板1の表面に撥水処理層6を施したもの
である。
第1図における段差部3の直径d1はノズル2の直径の
2〜8倍、深さd2は50μm以下程度が望ましい。また、
直径d1と深さd2の関係が2≦d1/d2≦20であることが必
要である。d1/d2が小さすぎると、ゴム板、発泡樹脂等
の異物除去用ブレードでこの面をこすった場合、ブレー
ドが段差内部まで侵入せず、異物除去が完全には行われ
ない。また、d1/d2>20では、ブレードが直接段差内部
の撥水処理層6に対して強い力で当たるため撥水処理層
6が劣化しやすくなる。
第2図はインクジェット記録ヘッドのインクの吐出状
態を示す断面図である。
図において、インク吐出時にインク4はノズル2から
段差部3に達するが、段差部3の表面は撥水処理層6を
施してあるため、段差部3内部にインク層を形成するこ
とはない。インク柱5はノズル面(段差部の底部)3dの
撥水処理によりノズル周囲ではインク4が濡れることが
ないため、濡れの不均一によるインク4の飛行曲がりを
起こすことはなくノズル面3dに対して垂直に吐出する。
上記の構造によれば、段差部3の内部にインク層を形
成することがないため、段差部3の内部に異物が付着し
てもインク4の濡れの不均一による飛行曲がりは発生し
ない。さらに、段差部3が従来のものよりも充分浅いた
め、吸引ポンプ等によるインク吸引や、ノズル面3dをゴ
ムあるいは発泡樹脂等で掃くワイピング等の除去方法に
よって簡単に異物は除去できる。
このような段差構造においては、段差部3が浅いた
め、紙こすり、紙ジャムリ等によってノズル面3dの機械
的破壊が起こり易いとも考えられる。しかし、紙こす
り、紙ジャムリ等によって段差部3内はインクの濡れに
対し影響を及ぼすほどの破壊がされることはない。発明
者の実験によれば、直径200μm、深さが20μm以上の
段差部内に、フッ素系の化合物を蒸着させ撥水処理層を
施したところ、紙ジャムリ試験による発水処理層の破壊
はなかった。
第3図は段差部の外周部3aが角度θを持つテーパ面で
形成された実施例を示す図である。図においてテーパの
角度θは15゜≦θ≦75゜が望ましく、θが小さいほど異
物の除去能力は上がる。これにより段差部3の内部に付
着した異物はワイピング等の除去方法によって段差部に
残ることなく容易に除去できるようになる。
第4図は段差部3の角部に丸みを施した実施例を示す
図である。第4図(a)は第3図における段差部3の凹
角部3bに丸みを持たせた実施例、第4図(b)は段差部
3の凸角部3cに丸みを持たせた実施例、第4図(c)は
その両角部に丸みを持たせた実施例である。上記の構造
によれば、ワイピング等の異物除去の際に、段差部の角
部の丸みによって角部に異物が引っかかることがない。
よって、さらに異物除去能力を向上することができる。
また、異物除去用ブレードの耐久性を高めることができ
る。
以上の構成は単なる一例に過ぎず、段差部の形状を円
形以外の例えば長方形や正方形または楕円形にして異物
の除去をより容易にしたり、加工性を向上させることも
考えられる。
〔発明の効果〕
本発明特許請求の範囲第1項に記載のインクジェット
記録ヘッドによれば、撥水処理が施された凹部を異物除
去用のブレードや、紙づまり、紙こすり等の機械的な破
壊から保護することができる。
また、本発明特許請求の範囲第2項及び第3項に記載
のインクジェット記録ヘッドによれば、異物の除去能
力、すなわち凹部底面からの異物除去を確実に行うため
に、凹部の外周をテーパー状にしたものである。ブレー
ドへの加重が小さいときにはテーパー角θは小さい方が
異物の除去能力は高くなる。ブレードへの加重が大きい
ときにはテーパー角θが大きくても凹部底面にブレード
が接触しやすくなり撥水処理が施された凹部の保護性能
を維持しつつ、異物を除去できる。ブレードの当接加重
についてはヘッドを搭載する装置の構成やインクの特性
等によって種々選択できるものであり、従ってテーパー
角15度≦θ≦75度の任意の角度から最適なテーパー角を
選択、採用することができる。
また、本発明特許請求の範囲第4項に記載のインクジ
ェット記録ヘッドによれば、インクの吐出安定性を向上
させることができる。
すなわち、凹部の径がノズル径の2倍以内であった場
合には、撥水処理層上のインク接触角によっては凹部内
にインクがメニスカスを形成することがある。凹部の毛
細管力は凹部の径に依存しており、凹部の径が大きいほ
ど毛細管力が弱くなり、結果として段差部にメニスカス
を形成することが少なくなる。したがって、撥水処理が
施された凹部の直径が前記ノズルの直径の2〜8倍とす
ることでより撥水処理が施された凹部の保護性能を維持
しつつ、安定した吐出を実現できる。
さらに、本発明特許請求の範囲第5項に記載のインク
ジェット記録ヘッドによれば、弾性部材によって構成さ
れたブレードがノズル面に当接する力によって変形する
ため、撥水処理が施された凹部の直径d1と前記凹部の深
さd2が2≦d1/d2≦20の関係を満たすことで、撥水処理
層の保護をしつつ、凹部の異物除去が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a),(b)は本発明の実施例を示すインクジ
ェット記録ヘッドのノズル面の段差部を示す正面図とB
−B断面図。第2図はインクジェット記録ヘッドのイン
ク吐出状態を示す断面図。第3図はインクジェット記録
ヘッドの段差構造を例を示す断面図。第4図(a),
(b),(c)はそれぞれ段差部の角部の形状の例を示
す断面図、第5図(a),(b)は従来のインクジェッ
ト記録ヘッドのノズル面の段差を示す正面図とA−A断
面図。第6図(a),(b)はそれぞれ従来のインクジ
ェット記録ヘッドのインク吐出状態を示す断面図。 1……インクジェット記録ヘッド基板 2……ノズル 3……段差部 3a……段差部の外周部 3b……段差部の凹角部 3c……段差部の凸角部 4……インク 5……インク柱 6……撥水処理層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−59047(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/135

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インクを吐出するノズルと、該ノズル近傍
    に単一の基板により形成され、かつ表面に撥水処理が施
    された凹部を有することを特徴とするインクジェット記
    録ヘッド。
  2. 【請求項2】前記撥水処理が施された凹部の外周部がテ
    ーパー状の角度をもったテーパー面であることを特徴と
    する請求項1記載のインクジェット記録ヘッド。
  3. 【請求項3】前記テーパー面が前記ノズル近傍の面に対
    して15〜75度傾いていることを特徴とする請求項2に記
    載のインクジェット記録ヘッド。
  4. 【請求項4】前記撥水処理が施された凹部の直径が前記
    ノズルの直径の2〜8倍であることを特徴とする請求項
    1記載のインクジェット記録ヘッド。
  5. 【請求項5】前記撥水処理が施された凹部の直径d1と前
    記凹部の深さd2が以下の関係を満たすことを特徴とする
    請求項1記載のインクジェット記録ヘッド。 2≦d1/d2≦20
JP30507590A 1990-11-09 1990-11-09 インクジェット記録ヘッド Expired - Lifetime JP3060526B2 (ja)

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