JPH06246916A - インク噴射装置 - Google Patents
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- JPH06246916A JPH06246916A JP5037882A JP3788293A JPH06246916A JP H06246916 A JPH06246916 A JP H06246916A JP 5037882 A JP5037882 A JP 5037882A JP 3788293 A JP3788293 A JP 3788293A JP H06246916 A JPH06246916 A JP H06246916A
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- ink flow
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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
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- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14209—Structure of print heads with piezoelectric elements of finger type, chamber walls consisting integrally of piezoelectric material
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- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/11—Embodiments of or processes related to ink-jet heads characterised by specific geometrical characteristics
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 印字品質及び大量生産性に優れたインク噴射
装置を提供すること。 【構成】 ノズル32の中心位置がインク流路12の側
壁11とその側壁11との対向する方向に対して、側壁
11間の中心より、側壁11間長さLの1/2長さから
ノズル32の直径Dの1/2の長さを除いた長さの領域
90に存在するときは、インク滴の飛翔スピードが速
く、比較的安定していることがわかった。このため、各
インク流路12に対してノズル32の中心位置が異なっ
ていても、前記領域内に配置されればよいので、インク
ジェットプリンタヘッド1の製造時における不良品の数
を低下することができ、印字品質及び大量生産性に優れ
る。
装置を提供すること。 【構成】 ノズル32の中心位置がインク流路12の側
壁11とその側壁11との対向する方向に対して、側壁
11間の中心より、側壁11間長さLの1/2長さから
ノズル32の直径Dの1/2の長さを除いた長さの領域
90に存在するときは、インク滴の飛翔スピードが速
く、比較的安定していることがわかった。このため、各
インク流路12に対してノズル32の中心位置が異なっ
ていても、前記領域内に配置されればよいので、インク
ジェットプリンタヘッド1の製造時における不良品の数
を低下することができ、印字品質及び大量生産性に優れ
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電セラミックスの変
形によりインク流路の壁を変形して、その容積を変化さ
せ、そのインク流路に充填されたインクをインク流路に
対応して配置されたノズルから噴射するインク噴射装置
に関するものである。
形によりインク流路の壁を変形して、その容積を変化さ
せ、そのインク流路に充填されたインクをインク流路に
対応して配置されたノズルから噴射するインク噴射装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のインク噴射装置が、例え
ばインクジェットプリンタ等に利用されている。図6を
参照して、かかるインク噴射装置の第一の従来例を説明
する。インク室70を形成しているハウジング72の側
壁74には圧電セラミックス素子76が設けられてい
る。その圧電セラミックス素子76の両表面には電極7
7が形成されており、その電極77には駆動回路79が
接続されている。
ばインクジェットプリンタ等に利用されている。図6を
参照して、かかるインク噴射装置の第一の従来例を説明
する。インク室70を形成しているハウジング72の側
壁74には圧電セラミックス素子76が設けられてい
る。その圧電セラミックス素子76の両表面には電極7
7が形成されており、その電極77には駆動回路79が
接続されている。
【0003】そして、駆動回路79により電極77に駆
動電圧が印加されると、圧電セラミックス素子76が変
形する。この時、圧電セラミックス素子76の変形と共
に側壁74が一点鎖線で示されているように変形してイ
ンク室70の容積が減少させられ、そのインク室70内
に充填されている噴射液としてのインクがインク滴80
となってノズル82から噴出する。
動電圧が印加されると、圧電セラミックス素子76が変
形する。この時、圧電セラミックス素子76の変形と共
に側壁74が一点鎖線で示されているように変形してイ
ンク室70の容積が減少させられ、そのインク室70内
に充填されている噴射液としてのインクがインク滴80
となってノズル82から噴出する。
【0004】その後、駆動電圧の印加が停止されると、
圧電セラミックス素子76が変形前の形状に戻り、イン
ク室70の容積が増大してインク供給通路84からイン
ク室70内にインクが流入する。尚、インクジェットプ
リンタとして用いる場合には、このようなインク室70
を多数備えて構成される。
圧電セラミックス素子76が変形前の形状に戻り、イン
ク室70の容積が増大してインク供給通路84からイン
ク室70内にインクが流入する。尚、インクジェットプ
リンタとして用いる場合には、このようなインク室70
を多数備えて構成される。
【0005】次に、圧電セラミックス素子を用いたイン
ク噴射装置の第二の従来例を説明する。
ク噴射装置の第二の従来例を説明する。
【0006】図7に示すように、インクジェットプリン
タヘッド1は、圧電セラミックスプレート2とカバープ
レート3とノズルプレート31と基板41とから構成さ
れている。
タヘッド1は、圧電セラミックスプレート2とカバープ
レート3とノズルプレート31と基板41とから構成さ
れている。
【0007】その圧電セラミックスプレート2には、複
数の溝8が形成されている。また、その溝8の側面とな
る側壁11は矢印5の方向に分極されている。それら溝
8は同じ深さであり、かつ平行である。それら溝8の深
さは圧電セラミックスプレート2の一端面15に近づく
につれて徐々に浅くなっており、一端面15付近には浅
溝16が形成されている。そして、溝8の内面には、そ
の両側面の上半分に金属電極13がスパッタリング等に
よって形成されている。また、浅溝16の内面には、そ
の側面及び底面に金属電極9がスパッタリング等によっ
て形成されている。これにより、溝8の両側面に形成さ
れた金属電極13は浅溝16に形成された金属電極9に
よって電気的に接続されている。
数の溝8が形成されている。また、その溝8の側面とな
る側壁11は矢印5の方向に分極されている。それら溝
8は同じ深さであり、かつ平行である。それら溝8の深
さは圧電セラミックスプレート2の一端面15に近づく
につれて徐々に浅くなっており、一端面15付近には浅
溝16が形成されている。そして、溝8の内面には、そ
の両側面の上半分に金属電極13がスパッタリング等に
よって形成されている。また、浅溝16の内面には、そ
の側面及び底面に金属電極9がスパッタリング等によっ
て形成されている。これにより、溝8の両側面に形成さ
れた金属電極13は浅溝16に形成された金属電極9に
よって電気的に接続されている。
【0008】次に、カバープレート3は、セラミックス
材料または樹脂材料等から形成されている。そして、カ
バープレート3には、研削または切削加工等によって、
インク導入口21及びマニホールド22が形成されてい
る。そして、圧電セラミックスプレート2の溝8加工側
の面とカバープレート3のマニホールド22加工側の面
とがエポキシ系接着剤等によって接着される。従って、
インクジェットプリンタヘッド1には、溝8の上面が覆
われて横方向に互いに間隔を有する複数のインク流路1
2(図9)が構成される。そのインク流路12は長方形
断面の細長い形状であり、全てのインク流路12内に
は、インクが充填される。
材料または樹脂材料等から形成されている。そして、カ
バープレート3には、研削または切削加工等によって、
インク導入口21及びマニホールド22が形成されてい
る。そして、圧電セラミックスプレート2の溝8加工側
の面とカバープレート3のマニホールド22加工側の面
とがエポキシ系接着剤等によって接着される。従って、
インクジェットプリンタヘッド1には、溝8の上面が覆
われて横方向に互いに間隔を有する複数のインク流路1
2(図9)が構成される。そのインク流路12は長方形
断面の細長い形状であり、全てのインク流路12内に
は、インクが充填される。
【0009】圧電セラミックスプレート2及びカバープ
レート3の端面に、各インク流路12の位置に対応した
位置にノズル32が設けられたノズルプレート31が接
着されている。このノズルプレート31は、ポリアルキ
レン(例えばエチレン)、テレフタレート、ポリイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエ
ーテルスルホン、ポリカーボネイト、酢酸セルロース等
のプラスチックによって形成されている。
レート3の端面に、各インク流路12の位置に対応した
位置にノズル32が設けられたノズルプレート31が接
着されている。このノズルプレート31は、ポリアルキ
レン(例えばエチレン)、テレフタレート、ポリイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエ
ーテルスルホン、ポリカーボネイト、酢酸セルロース等
のプラスチックによって形成されている。
【0010】そして、圧電セラミックスプレート2の溝
8の加工側に対して反対側の面には、基板41が、エポ
キシ系接着剤等によって接着されている。その基板41
には各インク流路12の位置に対応した位置に導電層の
パターン42が形成されている。その導電層のパターン
42と浅溝16の底面の金属電極9とは、ワイヤボンデ
ィングによって導線43で接続されている。
8の加工側に対して反対側の面には、基板41が、エポ
キシ系接着剤等によって接着されている。その基板41
には各インク流路12の位置に対応した位置に導電層の
パターン42が形成されている。その導電層のパターン
42と浅溝16の底面の金属電極9とは、ワイヤボンデ
ィングによって導線43で接続されている。
【0011】次に、制御部のブロック図を示す図8によ
って、制御部の構成を説明する。基板41に形成された
導電層のパターン42は各々個々にLSIチップ51に
接続されている。また、クロックライン52、データラ
イン53、電圧ライン54及びアースライン55もLS
Iチップ51に接続されている。LSIチップ51は、
クロックライン52から供給される連続したクロックパ
ルスに基づいて、データライン53上に現れるデータに
応じて、どのノズル32からインク滴の噴射を行うべき
かを判断する。そして、駆動するインク流路12内の金
属電極13に導通する導電層のパターン42に、電圧ラ
イン54の電圧Vを印加する。また、駆動するインク流
路12以外の金属電極13に電気的に接続された導電層
のパターン42にはアースライン55の電圧0Vを印加
する。
って、制御部の構成を説明する。基板41に形成された
導電層のパターン42は各々個々にLSIチップ51に
接続されている。また、クロックライン52、データラ
イン53、電圧ライン54及びアースライン55もLS
Iチップ51に接続されている。LSIチップ51は、
クロックライン52から供給される連続したクロックパ
ルスに基づいて、データライン53上に現れるデータに
応じて、どのノズル32からインク滴の噴射を行うべき
かを判断する。そして、駆動するインク流路12内の金
属電極13に導通する導電層のパターン42に、電圧ラ
イン54の電圧Vを印加する。また、駆動するインク流
路12以外の金属電極13に電気的に接続された導電層
のパターン42にはアースライン55の電圧0Vを印加
する。
【0012】次に、図9,図10によって、インクジェ
ットプリンタヘッド1の動作を説明する。LSIチップ
51が、所要のデータに従って、インクジェットプリン
タヘッド1のインク流路12bからインク滴の噴出を行
なうと判断する。すると、金属電極13eと13fとに
正の駆動電圧Vが印加され、金属電極13dと13gと
が接地される。図10に示すように、側壁11bには矢
印14bの方向の駆動電界が発生し、側壁11cには矢
印14cの方向の駆動電界が発生する。すると、駆動電
界方向14b及び14cは分極方向4とが直交している
ため、側壁11b及び11cは、圧電厚みすべり効果に
より、この場合、インク流路12bの内部方向に急速に
変形する。この変形によってインク流路12bの容積が
減少してインク圧力が急速に増大し、圧力波が発生し
て、インク流路12bに連通するノズル32(図7)か
らインク滴が噴射される。
ットプリンタヘッド1の動作を説明する。LSIチップ
51が、所要のデータに従って、インクジェットプリン
タヘッド1のインク流路12bからインク滴の噴出を行
なうと判断する。すると、金属電極13eと13fとに
正の駆動電圧Vが印加され、金属電極13dと13gと
が接地される。図10に示すように、側壁11bには矢
印14bの方向の駆動電界が発生し、側壁11cには矢
印14cの方向の駆動電界が発生する。すると、駆動電
界方向14b及び14cは分極方向4とが直交している
ため、側壁11b及び11cは、圧電厚みすべり効果に
より、この場合、インク流路12bの内部方向に急速に
変形する。この変形によってインク流路12bの容積が
減少してインク圧力が急速に増大し、圧力波が発生し
て、インク流路12bに連通するノズル32(図7)か
らインク滴が噴射される。
【0013】また、駆動電圧Vの印加が停止されると、
側壁11b及び11cが変形前の位置(図9参照)に徐
々に戻るためインク流路12b内のインク圧力が徐々に
低下する。すると、インク供給口21(図7)からマニ
ホールド22(図7)を通してインク流路12b内にイ
ンクが供給される。
側壁11b及び11cが変形前の位置(図9参照)に徐
々に戻るためインク流路12b内のインク圧力が徐々に
低下する。すると、インク供給口21(図7)からマニ
ホールド22(図7)を通してインク流路12b内にイ
ンクが供給される。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように従来のインク噴射装置におけるノズル32のイ
ンク流路12に対する位置は、インク流路12内に配置
されており、その位置についてはっきりと決められてい
なかった。このため、ノズル32の中心位置がインク流
路12の中心に有る場合と、中心より離れている場合と
では、インク流路12内に存在するインクの流動速度が
インク流路12の中心と中心より離れているところでは
異なることがあるため、インク滴の飛翔スピードが異な
る恐れがありインクジェットプリンタヘッド1毎により
印字速度が異なることがあった。従って、インクジェッ
トプリンタヘッド1の大量生産性に優れていなかった。
たように従来のインク噴射装置におけるノズル32のイ
ンク流路12に対する位置は、インク流路12内に配置
されており、その位置についてはっきりと決められてい
なかった。このため、ノズル32の中心位置がインク流
路12の中心に有る場合と、中心より離れている場合と
では、インク流路12内に存在するインクの流動速度が
インク流路12の中心と中心より離れているところでは
異なることがあるため、インク滴の飛翔スピードが異な
る恐れがありインクジェットプリンタヘッド1毎により
印字速度が異なることがあった。従って、インクジェッ
トプリンタヘッド1の大量生産性に優れていなかった。
【0015】また、一つのインクジェットプリンタヘッ
ド1においてもノズル32の中心位置が各々のインク流
路12に対して異なった位置にある場合は、ノズル32
毎によってインク滴の飛翔スピードが異なることがある
ため、インクジェットプリンタヘッド1における印字品
質が大幅に低下したり、ヘッドとしての機能を果たさな
いといった問題点があった。従って、インクジェットプ
リンタヘッド1の大量生産時にでる不良品の数が多かっ
た。
ド1においてもノズル32の中心位置が各々のインク流
路12に対して異なった位置にある場合は、ノズル32
毎によってインク滴の飛翔スピードが異なることがある
ため、インクジェットプリンタヘッド1における印字品
質が大幅に低下したり、ヘッドとしての機能を果たさな
いといった問題点があった。従って、インクジェットプ
リンタヘッド1の大量生産時にでる不良品の数が多かっ
た。
【0016】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、印字品質の良い大量生産性に優
れたインク噴射装置を提供することを目的とする。
になされたものであり、印字品質の良い大量生産性に優
れたインク噴射装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項1では、圧電セラミックスの変形によ
りインク流路の壁を変形して、その容積を変化させ、そ
のインク流路に充填されたインクをインク流路に対応し
て配置されたノズルから噴射するインク噴射装置におい
て、前記ノズルの中心位置が、前記インク流路の壁とそ
の壁に対する対向壁の中心より、その壁と対向壁との対
向する方向における両壁間の長さの1/2の長さからノ
ズルの前記対向する方向における長さの1/2の長さを
除いた長さの領域にある。
に本発明の請求項1では、圧電セラミックスの変形によ
りインク流路の壁を変形して、その容積を変化させ、そ
のインク流路に充填されたインクをインク流路に対応し
て配置されたノズルから噴射するインク噴射装置におい
て、前記ノズルの中心位置が、前記インク流路の壁とそ
の壁に対する対向壁の中心より、その壁と対向壁との対
向する方向における両壁間の長さの1/2の長さからノ
ズルの前記対向する方向における長さの1/2の長さを
除いた長さの領域にある。
【0018】請求項2では、前記ノズルがノズルプレー
トに形成されている。
トに形成されている。
【0019】
【作用】上記の構成を有する本発明の請求項1では、圧
電セラミックスの変形によりインク流路の壁を変形し
て、その容積を変化させ、そのインク流路に充填された
インクをインク流路に対応して配置されたノズルから噴
射するインク噴射装置において、前記ノズルの中心位置
を、前記インク流路の壁とその壁に対する対向壁の中心
より、その壁と対向壁との対向する方向における両壁間
の長さの1/2の長さからノズルの前記対向する方向に
おける長さの1/2の長さを除いた長さの領域に配置し
たので、インク滴の飛翔スピードが速くなる。
電セラミックスの変形によりインク流路の壁を変形し
て、その容積を変化させ、そのインク流路に充填された
インクをインク流路に対応して配置されたノズルから噴
射するインク噴射装置において、前記ノズルの中心位置
を、前記インク流路の壁とその壁に対する対向壁の中心
より、その壁と対向壁との対向する方向における両壁間
の長さの1/2の長さからノズルの前記対向する方向に
おける長さの1/2の長さを除いた長さの領域に配置し
たので、インク滴の飛翔スピードが速くなる。
【0020】請求項2では、前記ノズルがノズルプレー
トに形成され、ノズルが前記領域に対応するようにノズ
ルプレートを配置する。
トに形成され、ノズルが前記領域に対応するようにノズ
ルプレートを配置する。
【0021】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例の基本的
な構成及び動作は、従来技術の第二の例の構成及び動作
と同一であるので、その説明を省略する。
な構成及び動作は、従来技術の第二の例の構成及び動作
と同一であるので、その説明を省略する。
【0022】まず、インク流路12に対するノズル32
の中心位置について説明する。
の中心位置について説明する。
【0023】インク流路12に対するノズル32の中心
位置を変化させ、その時のインク滴の飛翔スピードを測
定した。そのインク滴の飛翔スピードは、等間隔時間に
発光するストロボを用いて、そのストロボの発光間隔を
変化させ、インク滴がストロボに同調した時の発行間隔
を測定して、そのインク滴の飛翔スピードを求めた。こ
のように測定したインク滴の飛翔スピードとインク流路
12に対するノズル32の中心位置との関係を図2に示
す。
位置を変化させ、その時のインク滴の飛翔スピードを測
定した。そのインク滴の飛翔スピードは、等間隔時間に
発光するストロボを用いて、そのストロボの発光間隔を
変化させ、インク滴がストロボに同調した時の発行間隔
を測定して、そのインク滴の飛翔スピードを求めた。こ
のように測定したインク滴の飛翔スピードとインク流路
12に対するノズル32の中心位置との関係を図2に示
す。
【0024】その図2には、ノズル32の直径D1が3
0μmの場合と直径D2が45μmの場合とが示されて
いる。この時、インク流路12の幅である側壁11間の
長さLは90μmであり、高さは300μmである。そ
して、ノズル32の中心位置の高さを300μmにし
て、ノズル32の中心位置をインク流路12の側壁11
とその側壁11との対向する方向に、一方の側壁11か
ら他方の側壁11へ側壁間長さの1/12である7.5
μmずつ変化させた。
0μmの場合と直径D2が45μmの場合とが示されて
いる。この時、インク流路12の幅である側壁11間の
長さLは90μmであり、高さは300μmである。そ
して、ノズル32の中心位置の高さを300μmにし
て、ノズル32の中心位置をインク流路12の側壁11
とその側壁11との対向する方向に、一方の側壁11か
ら他方の側壁11へ側壁間長さの1/12である7.5
μmずつ変化させた。
【0025】図2より明らかなように、ノズル32の直
径D1が30μmの場合では、15.0μm〜75.0
μmの間にノズル32の中心位置が配置されているとき
に、インク滴の飛翔スピードが速く、比較的安定してい
る。ノズル32の直径D2が45μmの場合では、2
2.5μm〜67.5μmの間にノズル32の中心位置
が配置されているときに、インク滴の飛翔スピードが速
く、比較的安定している。
径D1が30μmの場合では、15.0μm〜75.0
μmの間にノズル32の中心位置が配置されているとき
に、インク滴の飛翔スピードが速く、比較的安定してい
る。ノズル32の直径D2が45μmの場合では、2
2.5μm〜67.5μmの間にノズル32の中心位置
が配置されているときに、インク滴の飛翔スピードが速
く、比較的安定している。
【0026】このように、ノズル32の中心位置が前記
対向する方向に対して、側壁11間の中心より、側壁1
1間長さLの1/2長さからノズル32の直径Dの1/
2の長さを除いた距離の間に存在するときは、インク滴
の飛翔スピードが速く、比較的安定しているということ
である。
対向する方向に対して、側壁11間の中心より、側壁1
1間長さLの1/2長さからノズル32の直径Dの1/
2の長さを除いた距離の間に存在するときは、インク滴
の飛翔スピードが速く、比較的安定しているということ
である。
【0027】また、図示はしないが、ノズル32の中心
位置を前記対向する方向に、一方の側壁11から他方の
側壁11へ7.5μmずつ変化させたときのインク滴の
飛翔スピードの測定をノズル32の中心位置の高さを変
えて行ったが、同様な傾向の結果が得られた。従って、
インク流路12に対するノズル32の中心位置は、イン
ク流路12の高さ方向には影響されない。
位置を前記対向する方向に、一方の側壁11から他方の
側壁11へ7.5μmずつ変化させたときのインク滴の
飛翔スピードの測定をノズル32の中心位置の高さを変
えて行ったが、同様な傾向の結果が得られた。従って、
インク流路12に対するノズル32の中心位置は、イン
ク流路12の高さ方向には影響されない。
【0028】更に、ノズル32の直径Dを変えて、上述
したようにノズル32の中心位置を前記対向する方向及
び高さ方向に変化させてインク滴の飛翔スピードの測定
をしたが、直径D1が30μmの場合と直径D2が45μ
mの場合と同様な傾向の結果が得られた。
したようにノズル32の中心位置を前記対向する方向及
び高さ方向に変化させてインク滴の飛翔スピードの測定
をしたが、直径D1が30μmの場合と直径D2が45μ
mの場合と同様な傾向の結果が得られた。
【0029】すなわち、ノズル32の中心位置が前記対
向する方向に対して、側壁11間の中心より、側壁11
間長さLの1/2長さからノズル32の直径Dの1/2
の長さを除いた長さの領域90(図1に示す網線領域)
に存在するときは、インク滴の飛翔スピードが速く、比
較的安定しているということである。
向する方向に対して、側壁11間の中心より、側壁11
間長さLの1/2長さからノズル32の直径Dの1/2
の長さを除いた長さの領域90(図1に示す網線領域)
に存在するときは、インク滴の飛翔スピードが速く、比
較的安定しているということである。
【0030】尚、上述した寸法の側壁11の変形量は3
0nm程度であり、側壁11の変形量はノズル32の大
きさに対して非常に小さい。従って、側壁11の変形量
が変わってもノズル32の大きさに対して、無視できる
ほどの大きさであるので、側壁11の変形量が変わって
も、図2と同様の傾向となる。
0nm程度であり、側壁11の変形量はノズル32の大
きさに対して非常に小さい。従って、側壁11の変形量
が変わってもノズル32の大きさに対して、無視できる
ほどの大きさであるので、側壁11の変形量が変わって
も、図2と同様の傾向となる。
【0031】したがって、ノズル31の中心位置が前記
領域内に配置されるように、ノズル32をノズルプレー
ト31に形成すれば、インク滴の飛翔スピードが速く、
比較的安定するので、ノズル32の形成時におけるノズ
ル32の中心位置精度が高くなくてもよい。また、ノズ
ル31の中心位置が前記領域内に配置されるように、ノ
ズルプレート31を接着すれば、インク滴の飛翔スピー
ドが速く、比較的安定するので、インク流路12に対す
るノズル32の中心位置合わせ精度が高くなくてもよ
い。このように、各インク流路12に対してノズル32
の中心位置が異なっていても、前記領域内に配置されれ
ばよいので、インクジェットプリンタヘッド1の製造時
における不良品の数が少なくなる。従って、印字品質お
よび大量生産性に優れる。
領域内に配置されるように、ノズル32をノズルプレー
ト31に形成すれば、インク滴の飛翔スピードが速く、
比較的安定するので、ノズル32の形成時におけるノズ
ル32の中心位置精度が高くなくてもよい。また、ノズ
ル31の中心位置が前記領域内に配置されるように、ノ
ズルプレート31を接着すれば、インク滴の飛翔スピー
ドが速く、比較的安定するので、インク流路12に対す
るノズル32の中心位置合わせ精度が高くなくてもよ
い。このように、各インク流路12に対してノズル32
の中心位置が異なっていても、前記領域内に配置されれ
ばよいので、インクジェットプリンタヘッド1の製造時
における不良品の数が少なくなる。従って、印字品質お
よび大量生産性に優れる。
【0032】次に、ノズル32の形状について説明す
る。ノズル形状としては一般に、インク流路側がインク
噴射側より大きい穴径となるテーパを持つ方が、インク
流路側がインク噴射側より小さい穴径となるテーパの場
合や、インク流路側とインク噴射側との穴径が同じ場合
すなわち、テーパの無いストレートなノズル穴よりも、
インク滴の量及び噴射速度が安定して得られると考えら
れている。
る。ノズル形状としては一般に、インク流路側がインク
噴射側より大きい穴径となるテーパを持つ方が、インク
流路側がインク噴射側より小さい穴径となるテーパの場
合や、インク流路側とインク噴射側との穴径が同じ場合
すなわち、テーパの無いストレートなノズル穴よりも、
インク滴の量及び噴射速度が安定して得られると考えら
れている。
【0033】そこで、ノズル32のインク噴射側断面積
とインク流路12側断面積について、これら面積の比を
変えて、インク滴の飛翔スピードを測定した。測定方法
は上述した方法である。その測定結果を図3に示す。
とインク流路12側断面積について、これら面積の比を
変えて、インク滴の飛翔スピードを測定した。測定方法
は上述した方法である。その測定結果を図3に示す。
【0034】その図3には、ノズル32のインク噴射側
の直径を30μmに固定して、ノズル32のインク流路
12側の直径を変化させた場合が示されている。この
時、ノズル32の中心位置はインク流路12に対してほ
ぼ中央に配置されている。また、インク流路12の幅は
90μmであり、高さは300μmである。
の直径を30μmに固定して、ノズル32のインク流路
12側の直径を変化させた場合が示されている。この
時、ノズル32の中心位置はインク流路12に対してほ
ぼ中央に配置されている。また、インク流路12の幅は
90μmであり、高さは300μmである。
【0035】図3から明らかなように、ノズル32のイ
ンク噴射側断面積とインク流路12側断面積の比が1対
2から1対50の間では比較的インク飛翔スピードが速
く、安定している。また、より好ましくは1対2から1
対15の範囲である。
ンク噴射側断面積とインク流路12側断面積の比が1対
2から1対50の間では比較的インク飛翔スピードが速
く、安定している。また、より好ましくは1対2から1
対15の範囲である。
【0036】また、ノズル32の中心位置を上述した領
域内において移動させて、同様の測定をしたが、同様の
結果が得られた。
域内において移動させて、同様の測定をしたが、同様の
結果が得られた。
【0037】更に、ノズル32のインク噴射側の直径を
変えて、同様の測定をしたが、同様な傾向の結果が得ら
れた。
変えて、同様の測定をしたが、同様な傾向の結果が得ら
れた。
【0038】このように、ノズル32のインク噴射側断
面積とインク流路12側断面積の比が1対2から1対5
0の間では、インク滴の飛翔スピードが安定し、且つ速
いので、ノズル32の設計自由度が広がる。また、製造
誤差によってノズル32の形状が異なっても、インク噴
射側断面積とインク流路12側断面積の比が1対2から
1対50の間であれば、各ノズルから噴射されるインク
滴の飛翔スピードは安定しているので、インク滴の飛翔
インクジェットプリンタヘッド1の製造時における不良
品の数を少なくなる。従って、印字品質および大量生産
性に優れる。
面積とインク流路12側断面積の比が1対2から1対5
0の間では、インク滴の飛翔スピードが安定し、且つ速
いので、ノズル32の設計自由度が広がる。また、製造
誤差によってノズル32の形状が異なっても、インク噴
射側断面積とインク流路12側断面積の比が1対2から
1対50の間であれば、各ノズルから噴射されるインク
滴の飛翔スピードは安定しているので、インク滴の飛翔
インクジェットプリンタヘッド1の製造時における不良
品の数を少なくなる。従って、印字品質および大量生産
性に優れる。
【0039】次に、図4(a)に示すノズル32のテー
パ角θを変えて、インク滴の飛翔スピードを測定した。
測定方法は上述した方法である。その測定結果を図4
(b)に示す。
パ角θを変えて、インク滴の飛翔スピードを測定した。
測定方法は上述した方法である。その測定結果を図4
(b)に示す。
【0040】その図4(b)には、ノズル32のインク
噴射側の直径を30μmに固定して、ノズル32のテー
パ角θを変化させた場合が示されている。但し、ノズル
32のインク噴射側断面積とインク流路12側断面積と
の比が1対1.5から1対15の範囲について測定を行
った。この時、ノズル32の中心位置はインク流路12
に対してほぼ中央に配置されている。また、インク流路
12の幅は90μmであり、高さは300μmである。
噴射側の直径を30μmに固定して、ノズル32のテー
パ角θを変化させた場合が示されている。但し、ノズル
32のインク噴射側断面積とインク流路12側断面積と
の比が1対1.5から1対15の範囲について測定を行
った。この時、ノズル32の中心位置はインク流路12
に対してほぼ中央に配置されている。また、インク流路
12の幅は90μmであり、高さは300μmである。
【0041】図4(b)より明らかなように、ノズル3
2のテーパ角θが5゜から30゜の時が比較的インク滴
の飛翔スピードが速く安定している。またより好ましく
はテーパ角θが5゜から20゜の範囲である。
2のテーパ角θが5゜から30゜の時が比較的インク滴
の飛翔スピードが速く安定している。またより好ましく
はテーパ角θが5゜から20゜の範囲である。
【0042】また、ノズル32のインク噴射側の直径を
変えて、同様の測定をしたが、同様の結果が得られた。
変えて、同様の測定をしたが、同様の結果が得られた。
【0043】更に、ノズル32の中心位置を上述した領
域内において移動させて、同様の測定をしたが、同様の
結果が得られた。
域内において移動させて、同様の測定をしたが、同様の
結果が得られた。
【0044】このように、ノズル32のテーパ角θが5
゜から30゜の間では、インク滴の飛翔スピードが安定
し、且つ速いので、ノズル32の設計自由度が広がる。
また、製造誤差によってノズル32の形状が異なって
も、ノズル32のテーパ角θが5゜から30゜の間であ
れば、各ノズルから噴射されるインク滴の飛翔スピード
は安定しているので、インク滴の飛翔インクジェットプ
リンタヘッド1の製造時における不良品の数が少なくな
る。従って、印字品質および大量生産性に優れる。
゜から30゜の間では、インク滴の飛翔スピードが安定
し、且つ速いので、ノズル32の設計自由度が広がる。
また、製造誤差によってノズル32の形状が異なって
も、ノズル32のテーパ角θが5゜から30゜の間であ
れば、各ノズルから噴射されるインク滴の飛翔スピード
は安定しているので、インク滴の飛翔インクジェットプ
リンタヘッド1の製造時における不良品の数が少なくな
る。従って、印字品質および大量生産性に優れる。
【0045】ここで、インク成分中の固形分の最大投影
面積とノズル32の最小断面部分の面積とについて説明
する。種々のインク成分中に含まれる固形分の大きさが
異なるインクを用意して、インク滴の飛翔スピードを測
定した。その結果を図5に示す。
面積とノズル32の最小断面部分の面積とについて説明
する。種々のインク成分中に含まれる固形分の大きさが
異なるインクを用意して、インク滴の飛翔スピードを測
定した。その結果を図5に示す。
【0046】その図5には、ノズル32のインク噴射側
の直径を30μmに固定して、インク成分中に含まれる
固形分の大きさを変化させた場合が示されている。但
し、ノズル32のインク噴射側断面積とインク流路12
側断面積との比が1対1.5から1対15の範囲、且つ
テーパ角が5゜から20゜の範囲のノズル32について
測定を行った。この時、ノズル32の中心位置はインク
流路12に対してほぼ中央に配置されている。また、イ
ンク流路12の幅は90μmであり、高さは300μm
である。
の直径を30μmに固定して、インク成分中に含まれる
固形分の大きさを変化させた場合が示されている。但
し、ノズル32のインク噴射側断面積とインク流路12
側断面積との比が1対1.5から1対15の範囲、且つ
テーパ角が5゜から20゜の範囲のノズル32について
測定を行った。この時、ノズル32の中心位置はインク
流路12に対してほぼ中央に配置されている。また、イ
ンク流路12の幅は90μmであり、高さは300μm
である。
【0047】図5より明らかなように、ノズル32のイ
ンク噴射側断面積がインク成分中の固形分の最大投影面
積の4倍以上であれば、インク飛翔スピードが速くて安
定する。さらに好ましくは16倍以上の時である。これ
は、インク滴の噴射時にインク成分中の固形分がノズル
32と接触するために、インク滴に抵抗が発生し、ノズ
ル32のインク噴射断面積がインク成分中の固形分の最
大投影面積の4倍以下では、インク滴の飛翔スピードが
低下するものと考えられる。
ンク噴射側断面積がインク成分中の固形分の最大投影面
積の4倍以上であれば、インク飛翔スピードが速くて安
定する。さらに好ましくは16倍以上の時である。これ
は、インク滴の噴射時にインク成分中の固形分がノズル
32と接触するために、インク滴に抵抗が発生し、ノズ
ル32のインク噴射断面積がインク成分中の固形分の最
大投影面積の4倍以下では、インク滴の飛翔スピードが
低下するものと考えられる。
【0048】また、ノズル32の中心位置を上述した領
域内において移動させて、同様の測定をしたが、同様の
結果が得られた。
域内において移動させて、同様の測定をしたが、同様の
結果が得られた。
【0049】更に、ノズル32のインク噴射側の直径を
変えて、同様の測定をしたが、同様な傾向の結果が得ら
れた。
変えて、同様の測定をしたが、同様な傾向の結果が得ら
れた。
【0050】尚、ノズル32の最小断面部分がノズル3
2のインク噴射側面積であったが、ノズル32の最小断
面部分がノズル32のどの部分にあっても図5と同様な
傾向となる。
2のインク噴射側面積であったが、ノズル32の最小断
面部分がノズル32のどの部分にあっても図5と同様な
傾向となる。
【0051】このように、ノズル32の最小断面部分の
面積がインク成分中の固形分の最大投影面積の4倍以上
であれば、インク滴の飛翔スピードが安定しているの
で、1つのインクジェットプリンタヘッド1が複数種類
のインクを噴射することが出来る。また、カラー印刷に
用いられる複数のインクに対応した複数のインクジェッ
トプリンタヘッド1に同一の形状のノズル32を使用す
ることができ、生産性に優れる。更に、ノズル32の最
小断面部分の面積がインク成分中の固形分の最大投影面
積の4倍以上であれば、インク滴の飛翔スピードが安定
し、且つ速いので、ノズル32の設計自由度が広がる。
また、製造誤差によってノズル32の形状が異なって
も、ノズル32の最小断面部分の面積がインク成分中の
固形分の最大投影面積の4倍以上であれば、各ノズルか
ら噴射されるインク滴の飛翔スピードは安定しているの
で、インク滴の飛翔インクジェットプリンタヘッド1の
製造時における不良品の数が少なくなる。従って、印字
品質および大量生産性に優れる。
面積がインク成分中の固形分の最大投影面積の4倍以上
であれば、インク滴の飛翔スピードが安定しているの
で、1つのインクジェットプリンタヘッド1が複数種類
のインクを噴射することが出来る。また、カラー印刷に
用いられる複数のインクに対応した複数のインクジェッ
トプリンタヘッド1に同一の形状のノズル32を使用す
ることができ、生産性に優れる。更に、ノズル32の最
小断面部分の面積がインク成分中の固形分の最大投影面
積の4倍以上であれば、インク滴の飛翔スピードが安定
し、且つ速いので、ノズル32の設計自由度が広がる。
また、製造誤差によってノズル32の形状が異なって
も、ノズル32の最小断面部分の面積がインク成分中の
固形分の最大投影面積の4倍以上であれば、各ノズルか
ら噴射されるインク滴の飛翔スピードは安定しているの
で、インク滴の飛翔インクジェットプリンタヘッド1の
製造時における不良品の数が少なくなる。従って、印字
品質および大量生産性に優れる。
【0052】尚、以上説明したインク滴の飛翔スピード
の測定を従来技術の第一の例と同一の構成及び動作のも
のに行った。その結果は、図2,図3,図4(b),図
5と同様な傾向のものであった。
の測定を従来技術の第一の例と同一の構成及び動作のも
のに行った。その結果は、図2,図3,図4(b),図
5と同様な傾向のものであった。
【0053】また、インク流路12の幅及び高さを変え
て、同様の測定をしたが、図2,図3,図4(b),図
5と同様な傾向の結果が得られた。
て、同様の測定をしたが、図2,図3,図4(b),図
5と同様な傾向の結果が得られた。
【0054】また、ノズル32は円形であったが、四角
形や楕円形であっても、図2,図3,図4(b),図5
と同様な傾向の結果が得られた。
形や楕円形であっても、図2,図3,図4(b),図5
と同様な傾向の結果が得られた。
【0055】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のインク噴射装置によれば、ノズルの中心位置が、
前記インク流路の壁とその壁に対する対向壁の中心よ
り、その壁と対向壁との対向する方向における両壁間の
長さの1/2の長さからノズルの前記対向する方向にお
ける長さの1/2の長さを除いた長さの領域に配置され
ているので、ノズルから噴出されるインク滴の飛翔スピ
ードは、どのインク噴射装置でも均一となり、印字品質
が優れる。また、個々のノズル毎による特別な調整が不
要となり、大量生産性に優れているといった効果を奏す
る。
発明のインク噴射装置によれば、ノズルの中心位置が、
前記インク流路の壁とその壁に対する対向壁の中心よ
り、その壁と対向壁との対向する方向における両壁間の
長さの1/2の長さからノズルの前記対向する方向にお
ける長さの1/2の長さを除いた長さの領域に配置され
ているので、ノズルから噴出されるインク滴の飛翔スピ
ードは、どのインク噴射装置でも均一となり、印字品質
が優れる。また、個々のノズル毎による特別な調整が不
要となり、大量生産性に優れているといった効果を奏す
る。
【図1】本発明の一実施例におけるノズル中心位置を配
置する領域を示す説明図である。
置する領域を示す説明図である。
【図2】前記実施例におけるノズル中心位置とインク飛
翔スピードとの関係を示す説明図である。
翔スピードとの関係を示す説明図である。
【図3】前記実施例におけるノズルのインク噴射側断面
積とインク流路側の断面積との比と、インク飛翔スピー
ドとの関係を示す説明図である。
積とインク流路側の断面積との比と、インク飛翔スピー
ドとの関係を示す説明図である。
【図4】(a)は、前記実施例におけるノズルのテーパ
角を示す説明図である。(b)は、前記実施例における
ノズルテーパ角とインク飛翔スピードとの関係を示す説
明図である。
角を示す説明図である。(b)は、前記実施例における
ノズルテーパ角とインク飛翔スピードとの関係を示す説
明図である。
【図5】前記実施例におけるノズルのインク噴射側断面
積とインク成分中固形分の最大投影面積の比と、インク
飛翔スピードとの関係を示す説明図である。
積とインク成分中固形分の最大投影面積の比と、インク
飛翔スピードとの関係を示す説明図である。
【図6】本発明の第一の従来例のインク噴射装置の構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図7】本発明の第二の従来例のインクジェットプリン
タヘッドの構成を示す斜視図である。
タヘッドの構成を示す斜視図である。
【図8】前記第二の従来例のインクジェットプリンタヘ
ッドの制御部を示す説明図である。
ッドの制御部を示す説明図である。
【図9】前記第二の従来例のインクジェットプリンタヘ
ッドの構成を示す断面図である。
ッドの構成を示す断面図である。
【図10】前記第二の従来例のインクジェットプリンタ
ヘッドの作動状態を示す説明図である。
ヘッドの作動状態を示す説明図である。
2 圧電セラミックスプレート 12 インク流路 11 側壁 32 ノズル 31 ノズルプレート 90 ノズル中心位置領域
Claims (2)
- 【請求項1】 圧電セラミックスの変形によりインク流
路の壁を変形して、その容積を変化させ、そのインク流
路に充填されたインクをインク流路に対応して配置され
たノズルから噴射するインク噴射装置において、 前記ノズルの中心位置が、前記インク流路の壁とその壁
に対する対向壁の中心より、その壁と対向壁との対向す
る方向における両壁間の長さの1/2の長さからノズル
の前記対向する方向における長さの1/2の長さを除い
た長さの領域にあることを特徴とするインク噴射装置。 - 【請求項2】 前記ノズルがノズルプレートに形成さ
れ、そのノズルが前記インク流路に対応するようにノズ
ルプレートが配置されたことを特徴とする請求項1記載
のインク噴射装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5037882A JPH06246916A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | インク噴射装置 |
DE69410503T DE69410503T2 (de) | 1993-02-26 | 1994-02-10 | Tintenstrahlgerät |
EP94300973A EP0612620B1 (en) | 1993-02-26 | 1994-02-10 | Ink jet apparatus |
US08/735,949 US5971528A (en) | 1993-02-26 | 1996-10-23 | Piezoelectric ink jet apparatus having nozzles designed for improved jetting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5037882A JPH06246916A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | インク噴射装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06246916A true JPH06246916A (ja) | 1994-09-06 |
Family
ID=12509916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5037882A Pending JPH06246916A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | インク噴射装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5971528A (ja) |
EP (1) | EP0612620B1 (ja) |
JP (1) | JPH06246916A (ja) |
DE (1) | DE69410503T2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
US6139133A (en) * | 1997-03-31 | 2000-10-31 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink jet head for ejecting ink by exerting pressure on ink in ink channels |
US6592206B1 (en) * | 1999-10-22 | 2003-07-15 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Print head and manufacturing method thereof |
US6474785B1 (en) | 2000-09-05 | 2002-11-05 | Hewlett-Packard Company | Flextensional transducer and method for fabrication of a flextensional transducer |
US6550691B2 (en) | 2001-05-22 | 2003-04-22 | Steve Pence | Reagent dispenser head |
US20020180825A1 (en) * | 2001-06-01 | 2002-12-05 | Shen Buswell | Method of forming a fluid delivery slot |
JP2006001119A (ja) * | 2004-06-17 | 2006-01-05 | Brother Ind Ltd | インクジェットヘッド |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55132291A (en) * | 1979-04-02 | 1980-10-14 | Canon Inc | Recording device |
US4611219A (en) * | 1981-12-29 | 1986-09-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid-jetting head |
US4587534A (en) * | 1983-01-28 | 1986-05-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid injection recording apparatus |
JPS59187871A (ja) * | 1983-04-08 | 1984-10-25 | Fujitsu Ltd | インクジエツト記録ヘツド |
US4887100A (en) * | 1987-01-10 | 1989-12-12 | Am International, Inc. | Droplet deposition apparatus |
CA1303904C (en) * | 1987-08-10 | 1992-06-23 | Winthrop D. Childers | Offset nozzle droplet formation |
GB8824014D0 (en) * | 1988-10-13 | 1988-11-23 | Am Int | High density multi-channel array electrically pulsed droplet deposition apparatus |
JPH02204048A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-08-14 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 |
US5291226A (en) * | 1990-08-16 | 1994-03-01 | Hewlett-Packard Company | Nozzle member including ink flow channels |
US5243755A (en) * | 1990-11-02 | 1993-09-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink-jet head assembling apparatus and method |
JPH04363250A (ja) * | 1991-03-19 | 1992-12-16 | Tokyo Electric Co Ltd | インクジェットプリンタヘッド及びその製造方法 |
JP2744535B2 (ja) * | 1991-07-08 | 1998-04-28 | 株式会社テック | インクジェットプリンタヘッドの製造方法 |
JP3351436B2 (ja) * | 1991-08-21 | 2002-11-25 | セイコーエプソン株式会社 | 細孔を有する2部材の接着用シ−ト材 |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP5037882A patent/JPH06246916A/ja active Pending
-
1994
- 1994-02-10 EP EP94300973A patent/EP0612620B1/en not_active Revoked
- 1994-02-10 DE DE69410503T patent/DE69410503T2/de not_active Revoked
-
1996
- 1996-10-23 US US08/735,949 patent/US5971528A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE69410503D1 (de) | 1998-07-02 |
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