JPH05293963A - インクジェットプリンタヘッド - Google Patents

インクジェットプリンタヘッド

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JPH05293963A
JPH05293963A JP12685492A JP12685492A JPH05293963A JP H05293963 A JPH05293963 A JP H05293963A JP 12685492 A JP12685492 A JP 12685492A JP 12685492 A JP12685492 A JP 12685492A JP H05293963 A JPH05293963 A JP H05293963A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
orifice
nozzle plate
liquid chamber
printer head
Prior art date
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Pending
Application number
JP12685492A
Other languages
English (en)
Inventor
Masafumi Kadonaga
雅史 門永
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP12685492A priority Critical patent/JPH05293963A/ja
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波駆動時でも安定にオリフィス表面にイ
ンクを供給し、気泡の巻き込みを少なくし、高画質を得
る。 【構成】 加圧液室4によりインク吐出に必要なエネル
ギーを加えられたインクは、ノズルプレート9に設けら
れたオリフィス7より吐出される。ノズルプレート9の
下部に液ダレ防止用障壁5を設ける。また、前記障壁5
のかわりにノズルプレート9を親水処理し、下部のみを
撥水処理し、液ダレを防止することも可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、インクジェットプリンタヘッド
に関し、より詳細には、ドロップ・オン・デマンド型の
インクジェットプリンタに関する。
【0002】
【従来技術】図8(a),(b)は、従来のインクジェ
ットヘッドの一例を説明するための構成図である。
(a)はノズル方向の流路断面図、(b)はノズル配列
方向の流路断面図で、図中、21は基板、22は積層型
圧電セラミックス(圧電素子)、23は流路板、24は
流路(加圧液室)、25は共通液室、26は共通液室構
成部材、27は各流路の圧電素子(PZT)の電極をP
CB上の電極に接続するための接続導線、28は保護
板、29はノズルプレート、30はノズル、31はプリ
ント配線基板(PCB)、32は溝である。
【0003】圧電素子22は、図8(b)に示すように
溝加工が施され、この溝32内に充填剤が充填されてお
り、これらによって、圧電素子22は各流路24ごとに
独立駆動可能なようになっている。すなわち、溝32に
よって分離された凸部が厚み変位することで、対応して
設けられた流路板23内の流路24が容積変化し、ノズ
ル30からインク液滴を噴射する。なお、溝32には隣
接する圧電素子22の駆動に影響しないように充填剤が
充填されている。また、溝32は各流路24に対して各
々独立して対応して設けられており、したがって、圧電
素子22は駆動用の圧電素子22aと、補強用の圧電素
子22bとに分離されており、インク滴の噴射は駆動用
の圧電素子22aを駆動することによって行う。
【0004】流路24が十分長い場合、流路(加圧液
室)24で発生した圧力は液滴を形成するほかに、反
射、伝播を繰り返すことによって、流路内部に圧力の定
在波をおこすことが知られている。このため流路24内
部の圧力は正負の振動を繰り返し、それに追従してメニ
スカスも振動をおこす。特に、液滴形成直後にはメニス
カスは大きくノズル30内部に引き込まれ、その際に気
泡を巻き込みやすい。流路内部に気泡が存在すると、圧
力の吸収がおこり、印字不可能な状態に陥ることがあ
る。ノズル30からの気泡巻き込み防止策は多数みられ
るが、ノズル10表面の処理に関しては、大別すると次
の2つに分けられる。
【0005】1つは特開昭55−67473号公報や特
開昭55−161668号公報等に見られるように、ノ
ズルプレート表面を撥水処理してインクダレを防止し、
気泡の巻き込みを防止するものである。もう1つは、特
開昭58−90964号公報や特開昭63−22285
9号公報、特開平1−123752号公報等にみられる
ように、ノズルプレートの表面を親水性材料で構成し、
表面にインク膜を形成することで気泡のかわりにインク
を引き込み、気泡巻き込み防止と同時にインク供給を速
やかに行うものである。検討の結果、ノズルプレートの
表面を親水性にするほうが、インクジェットプリンタの
高速化や高画質化に有利であるといった結論に達した。
本発明は、表面の濡れ状態を制御することで、従来より
も気泡の巻み込みの少ないインクジェットプリンタを提
供するものである。
【0006】
【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、高周波駆動時でも安定にノズル表面にインクを
供給し、気泡の巻き込みの少ない高画質なインクジェッ
トプリンタヘッドを提供することを目的としてなされた
ものである。
【0007】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、(1)
インク吐出のためのオリフィスを有するノズルプレート
と、該オリフィスに連通し、インク吐出に必要なエネル
ギーを加える加圧液室と、該加圧液室にインクを供給す
るためのインク供給路とにより構成され、前記オリフィ
ス表面にインク液膜を有するインクジェットプリンタヘ
ッドにおいて、前記ノズルプレート上に、オリフィス周
囲の少なくとも一部に障壁を設けたこと、或いは、
(2)インク吐出のためのオリフィスを有するノズルプ
レートと、該オリフィスに連通し、インク吐出に必要な
エネルギーを加える加圧液室と、該加圧液室にインクを
供給するためのインク供給路とにより構成され、前記オ
リフィス表面にインク液膜を有するインクジェットプリ
ンタヘッドにおいて、前記ノズルプレートの表面が前記
インクに対して接液性の分布を有し、オリフィス近傍で
は親水性、オリフィスから離れた領域では撥水性を示す
こと、或いは、(3)インク吐出のためのオリフィスを
有するノズルプレートと、該オリフィスに連通し、イン
ク吐出に必要なエネルギーを加える加圧液室と、該加圧
液室にインクを供給するためのインク供給路とにより構
成され、前記オリフィス表面にインク液膜を有するイン
クジェットプリンタヘッドにおいて、前記ノズルプレー
ト上に、オリフィス配列方向にオリフィスを横切るよう
に、少なくとも1本の溝を設けたこと、或いは、(4)
インク吐出のためのオリフィスを有するノズルプレート
と、該オリフィスに連通し、インク吐出に必要なエネル
ギーを加える加圧液室と、該加圧液室にインクを供給す
るためのインク供給路とにより構成され、前記オリフィ
ス表面にインク液膜を有するインクジェットプリンタヘ
ッドにおいて、前記ノズルプレート上に、オリフィス配
列方向にオリフィス直径よりも大きな溝を有し、該溝内
部にオリフィスを配列したこと、更には、(5)前記
(4)において、前記溝内部が親水処理、溝外部が撥水
処理を施したことを特徴としたものである。以下、本発
明の実施例に基づいて説明する。
【0008】図1は、本発明によるインクジェットプリ
ンタヘッドの一実施例を説明するための構成図で、図
中、1は基板、2は圧電素子、3は流路板、4は流路
(加圧液室)、5は液ダレ防止用障壁、6はノズルプレ
ート、7はオリフィス、8は保護板である。インクジェ
ットヘッドをノズルプレートを横方向から見たものであ
り、液滴は重力作用方向に対して垂直方向に吐出するも
のとする。
【0009】この場合、ノズル表面の液膜が重力の作用
で下方向に引っ張られやすく、その結果ノズル面からダ
レやすい。表面で液ダレが生じると、タイミングが悪い
とノズルから気泡の混入がおこり、印字不能となる。ま
たプリンタケース下部にインクが落下することで、ケー
ス内部が汚れやすく、商品としても問題がある。これを
防止するためにノズルプレート6の下部の液ダレ防止用
障壁5を設けるとよい。障壁の高さは、インクの表面張
力や粘度等で決まるため一概には言及できないが、例え
ば、粘度1.2cp、表面張力40.5dyn/cm2
インクで、100μmの障壁を設けたところ、インクダ
レは大幅に減少した。
【0010】図2は、本発明によるインクジェットプリ
ンタヘッドのノズルプレートの他の実施例を示す図で、
障壁を設けるかわりにノズルプレート6を親水処理し、
または親水性の材料で構成し、ノズルプレート6の下部
のみを撥水処理することで、液ダレを防止することも可
能である。図3は液滴吐出方向からノズルプレート6を
見たものであり、図中の斜線部が撥水処理部9を示す。
【0011】図3,図4,図5は、本発明によるインク
ジェットプリンタヘッドのノズルプレートの更に他の実
施例を示す図である。液滴吐出方向が重力と垂直方向で
ない場合にも本発明は有効である。例えば、ノズル配列
方向に並行に障壁5を設けることで、オリフィス周囲に
インクが集まりやすく、余分な領域にインクが流出する
のを防ぎ、オリフィス近傍にインクを集中させることが
できて効率がよい。障壁は図3のように連続している必
要はなく、図4のようにオリフィス周囲のみに存在して
も効果は期待できる。また、図5のように親水処理部1
0と撥水処理部9の組み合わせでも同様の効果が得られ
る。本発明における障壁5は、従来のインクジェット加
工技術で容易に作製可能であり、研削やフォトエッヂン
グでよい。また本発明における親水性を得るための部材
としては、水性インクの場合、例えばステンレス、ニッ
ケル、プラチナ、サファイア、ルビー、ガラス等であ
り、またエポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、セルロー
スアセテート等で親水処理を施したものでもよい。撥水
処理剤としては、シリコン系撥水剤、フッソ系撥水剤等
があげられる。
【0012】図6,図7は、気泡巻き込みを防止する構
成を示す図である。気泡巻き込みを防止する方法とし
て、図6のようにオリフィス面に溝加工11を施しても
よい。この場合、オリフィス7を横切るように溝11を
形成することで、メニスカス引き込み時に連接オリフィ
ス7からインク供給が速やかに行われ、気泡巻き込みが
低減する。また、溝幅をオリフィス直径よりも大きく
し、図7のように、溝11内部にオリフィスが完全に入
り込んだ形状のほうが、気泡巻き込みが少ない。このと
き、溝11内部が親水性、溝外部が撥水性を示すように
してやると、インクは溝11内部にたまりやすく、気泡
巻き込みが一段と低減する。
【0013】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、高周波、高電圧、多チャンネル駆動時でも、気泡の
引き込みの少ない、安定で駆動マージンの広い、信頼性
の高いインクジェットプリンタヘッドが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるインクジェットプリンタヘッド
の一実施例を説明するための構成図である。
【図2】 本発明によるノズルプレートの他の実施例を
示す図である。
【図3】 本発明によるノズルプレートの更に他の実施
例を示す図である。
【図4】 本発明によるノズルプレートの更に他の実施
例を示す図である。
【図5】 本発明によるノズルプレートの更に他の実施
例を示す図である。
【図6】 本発明によるノズルプレートの更に他の実施
例を示す図である。
【図7】 本発明によるノズルプレートの更に他の実施
例を示す図である。
【図8】 従来のインクジェットプリンタヘッドを示す
図である。
【符号の説明】
1…基板、2…圧電素子、3…流路板、4…流路(加圧
液室)、5…液ダレ防止用障壁、6…ノズルプレート、
7…オリフィス、8…保護板。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インク吐出のためのオリフィスを有する
    ノズルプレートと、該オリフィスに連通し、インク吐出
    に必要なエネルギーを加える加圧液室と、該加圧液室に
    インクを供給するためのインク供給路とにより構成さ
    れ、前記オリフィス表面にインク液膜を有するインクジ
    ェットプリンタヘッドにおいて、前記ノズルプレート上
    に、オリフィス周囲の少なくとも一部に障壁を設けたこ
    とを特徴とするインクジェットプリンタヘッド。
  2. 【請求項2】 インク吐出のためのオリフィスを有する
    ノズルプレートと、該オリフィスに連通し、インク吐出
    に必要なエネルギーを加える加圧液室と、該加圧液室に
    インクを供給するためのインク供給路とにより構成さ
    れ、前記オリフィス表面にインク液膜を有するインクジ
    ェットプリンタヘッドにおいて、前記ノズルプレートの
    表面が前記インクに対して接液性の分布を有し、オリフ
    ィス近傍では親水性、オリフィスから離れた領域では撥
    水性を示すことを特徴とするインクジェットプリンタヘ
    ッド。
  3. 【請求項3】 インク吐出のためのオリフィスを有する
    ノズルプレートと、該オリフィスに連通し、インク吐出
    に必要なエネルギーを加える加圧液室と、該加圧液室に
    インクを供給するためのインク供給路とにより構成さ
    れ、前記オリフィス表面にインク液膜を有するインクジ
    ェットプリンタヘッドにおいて、前記ノズルプレート上
    に、オリフィス配列方向にオリフィスを横切るように、
    少なくとも1本の溝を設けたことを特徴とするインクジ
    ェットプリンタヘッド。
  4. 【請求項4】 インク吐出のためのオリフィスを有する
    ノズルプレートと、該オリフィスに連通し、インク吐出
    に必要なエネルギーを加える加圧液室と、該加圧液室に
    インクを供給するためのインク供給路とにより構成さ
    れ、前記オリフィス表面にインク液膜を有するインクジ
    ェットプリンタヘッドにおいて、前記ノズルプレート上
    に、オリフィス配列方向にオリフィス直径よりも大きな
    溝を有し、該溝内部にオリフィスを配列したことを特徴
    とするインクジェットプリンタヘッド。
JP12685492A 1992-04-20 1992-04-20 インクジェットプリンタヘッド Pending JPH05293963A (ja)

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