JPH01237150A - インクジェット記録ヘッド - 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〕 インクジェット記録装置においてインク滴を吐出して用
紙などの記録シートに画像を形成するインクジェット記
録ヘッドに関する。

〔従来の技術〕

プリンタやファクシミリなどの記録装置における記録方
式の１つとして、ヘッドのインク吐出口からシート（用
紙やプラスチック薄板などの記録媒体）へインク滴を飛
翔させ、付着インクのドツトパターンを形成していくイ
ンクジェット方式のものがある。

このようなインクジェット記録装置は、連続噴射型、イ
ンパルス型（オンデマンド型）および静電吸引型の３つ
に大別することができる。

連続噴射型にあっては、連続的に吐出されているインク
を荷電、偏向させることにより記録を行うという原理の
ため、装置構成が複雑になり、インク回収や清浄化のた
めの装置が必要となって装置コストが嵩むという難点が
ある。

また、静電吸引型にあっては、構造は比較的簡単である
が、高電圧を必要とすることから省エネルギーおよび安
全性の点で問題があり、更に、導電率等に関してインク
物性に制限が多（、しかも記録動作の周波数応答性に劣
るという問題もあった。

これらに対し、オンデマンド型は、必要な時だけ電気機
械変換素子や電気熱変換素子等のエネルギー発生手段に
より与えられる吐出エネルギーによってインク滴を吐出
させるものであり、構造が非常に簡単であり、経済性お
よび信頼性にもすぐれているので、記録装置として大い
に期待されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、インクジェット記録装置を用いて高温時に記
録を行う場合、高温放置によってインクの粘度が低下し
、インク吐出口でのメニスカス振動が増大してインクが
インク吐出口のまわりに付着し、インク溜まりが生じる
。インク吐出口がノズル先端で構成されている場合には
ノズル先端面にインク溜まりが生じる。

すると、このインク吐出口まわりのインク溜まりの影響
により、インク吐出が斜行し、シート上のインク着弾点
にズレが生じ、印字画像にスジムラや濃度低下が生じる
ことがあった。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決でき、簡
単な構成でインク吐出口まわりのインク溜まりをなくす
ことができ、高温時でも高品位な画像が得られるインク
ジェット記録ヘッドを提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、インク吐出口からインク滴を吐出させて記録
するインクジェット記録ヘッドにおいて、インク吐出口
まわりの端面の近傍または周囲にインクに対し高い濡れ
性を有する部分を設けることにより、上記目的を達成す
るものである。

〔作用〕

インク吐出口でのメニスカス振動の増大などでインクが
垂れ出すと、インク吐出口まわりの端面の若干の距離に
おいて設けられたインクに対し高い濡れ性を有する部に
インクが凝集し、インク吐出口の周囲にインク溜まりが
生じなくなる。これによってインクの斜行く吐出が解除
され、安定したインク吐出が行われる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明を実施するのに好適なインクジェット記
録ヘッドの模式的構成図である。

第１図において、１はノズルの先端面１２に形成された
インク吐出口を、２はインク吐出口から吐出された飛翔
的インク滴を、３はノズルを、４はノズル３のまわりに
設けられた円筒形の圧電素子（ピエゾ）を、５はノズル
３の後端に設けられたフィルターを、６はノズル３内の
前記圧電素子４に対応する位置に形成されるインク室を
、７は前記圧電素子４へ印加される駆動パルスを発生さ
せるヘッド駆動部を、それぞれ示す。

以上の構成において、フィルター５を通してノズル３内
へインクを供給し、ヘッド駆動部７から圧電素子４に第
２図に示すようなパルスを印加すると、そのパルス電圧
に応じて円筒状の圧電素子（ピエゾ）４の内側のインク
室６の容積が変化し、ノズル３の先端面１２に形成され
たインク吐出口１からインク滴２が吐出される。

この場合、前述したように高温時に記録を行うと、イン
クが高温放置により粘度低下を起こしているので、イン
ク吐出口１におけるメニスカス振動が増大する。

こうしてメニスカス振動が増大すると、インクの一部が
垂れ出してノズル３の先端面すなわちインク吐出口１の
まわりの端面１２に付着し、そこにインク溜まりを形成
する傾向が生じる。

第３図は従来のインクジェット記録ヘッドにおけるノズ
ル先端面１２のインク溜まりの状態を示し、第４図は本
発明によるインクジェット記録ヘッドにおけるノズル先
端面１２のインク溜まりの状態を示す。

従来のインクジェット記録ヘッドにあっては、メニスカ
ス振動の増大などによって、インク吐出口１からインク
８の一部が垂れ出すと、このインクがインク吐出口ｌま
わりの端面１２（図示の例ではノズル３の先端面）に付
着して第３図に示すごとくインク溜まり９が形成される
。

したがって、インク７ｉ！２を吐出する時、前記インク
溜まり９によってインク／１１ｉ２の吐出方向が第３図
に示すように斜行し、用紙などの記録シート上でのイン
ク滴着弾点にズレが生じ、印字画像にスジムラや濃度低
下が生じていた。

これに対し、本発明のインクジェット記録ヘッドにおい
ては、第４図に示すごとく、インク吐出口ｌのまわりの
端面（ノズル３の先端面）１２の周囲（または近傍）に
インク８に対し高い濡れ性を有する部分１０が設けられ
ている。

第４図の実施例では、前記部分１０は親水性ポリマーで
あるポリアクリル酸またはポリ酢酸ビニール等の吸水性
ポリマーを塗布して形成されている。

したがって、メニスカス振動の増大などでインク吐出口
ｌからインク８が垂れ出した場合、このインクは周囲の
親水性ポリマー１０に即座に吸収され、第４図に示すご
とく、親水性ポリマー１０の部分（インク吐出口１から
所望距離の位置にある）にインク溜まり９が生じること
はあっても、インク吐出口１まわりの端面（ノズル３先
端面）１２にはほとんどインク溜まりが生じない。

こうして、端面１２には常時インク溜まり９が付着しな
い状態となるので、インク滴２を吐出する時、その吐出
方向は第４図に示すごとく安定した直進性を確保するこ
とができ、記録シート上でのインク滴着弾点のズレがな
くなり、印字画像を高品位に維持することが可能になっ
た。

試験例１： 第４図に示すようにノズル３の先端面１２の周囲にポリ
アクリル酸１０を塗布し、高湿放置でインク粘度が低下
した状態でインク吐出を行った。

インク吐出口ｌから垂れ出しノズル先端面１２に付着し
たインクは即座に親水性ポリマー１０に吸収され、ノズ
ル先端面１２には常時インク溜まり９が付着しない状態
となり、斜行吐出のない安定したインク吐出が得られる
ことが確認された。

前記親水性ポリマー１０としては、ポリアクリル酸の他
、ポリ酢酸ビニール等吸水性のあるポリマーであれば種
々のポリマーを使用することができる。

第５図は本発明の他の実施例によるインクジェット記録
ヘッドのインク吐出口部分の縦断面図である。

本実施例は、ノズル３の先端面１２の周縁部に、該先端
面より粗い仕上げ面の面取り加工１１を施し、この粗い
仕上げ面１１によって、インクに対し高い濡れ性を有す
る部分を形成したものである。

一般に、同じ材質であれば、平滑度の高い面より平滑度
の低い面の方がインクに対し強い濡れ性（高い親水性）
を呈することは周知であり、第５図の実施例は、この原
理を応用し、ノズル先端面１２の周縁部に該先端面１２
より粗い仕上げ面を有し高いインク濡れ性を呈する面取
り１１を設けたものである。

したがって、第５図の実施例によれば、インク吐出口１
からインク８が垂れ出した場合、このインクは周囲の粗
い仕上げの面取り１１の面で即座に吸引され、第５図に
示すごとく、インク吐出口１から所望距離の位置にある
面取り１１の部分にはインク溜まり９が形成されるが、
インク吐出口１まわりのノズル先端面１２は常にインク
溜まりが生じない状態に維持される。

こうして、第５図の実施例によっても、インク滴２を吐
出する時、その吐出方向は安定した直進性を確保するこ
とができ、記録シート上でのインク滴着弾点のズレがな
く高品位の印字画像を形成しうるインクジェット記録ヘ
ッドが得られた。

試験例２： 第５図の実施例として、ノズル３の先端面１２は＃２５
００のダイヤモンド粉末で研磨を施し、面取り加工面１
１は＃６００のダイヤモンド粉末でＩＦ９を施し、端面
周縁部１１にインクに対し高い濡れ性を有する部分を形
成した。

この記録ヘッドを用いて、試験例１の場合と同じインク
ジェット記録装置において前述と同じ方法によりインク
吐出を行った。

インク吐出に際し、ノズル先端面１２に付着したインク
は即座に面取り加工面１１へ吸引され、ノズル先端面１
２は常時インク溜まりのない状態に維持され、斜行吐出
のない安定したインク吐出が得られることが確認された
。

比較例： 本発明品による上記試験例１および試験例２の比較例と
して、第４図の親水性ポリマー１０に代えて、テフロン
（全水剤）を塗布してノズル３の先・端面１２の周囲の
濡れ性を低下させたヘッドを作成し、前述の試験例と同
し方法でインク吐出を行った。

その結果、第３図に示した従来の記録ヘッドの場合のよ
うにノズル先端面１２上にインク溜まり９が生し、斜行
吐出が生じることが確認された。

なお、以上の各実施例では、インクに対し高い濡れ性を
有する部分を端面１２の全周に設けたが、これはその近
傍であれば１箇所または複数箇所に部分商に設けること
もできる。

また、以上の各実施例では、本発明をノズル式のインク
吐出手段を有する記録ヘッドに適用する場合を説明した
が、本発明は共通液室の前面にポート形状のインク吐出
口を配列する構成のインクジェット記録へノドに対して
も間様に通用可能なものである。

〔発明の効果〕

以−ヒの説明から明らかなごとく、本発明のインクジェ
ット記録装置によれば、インク吐出口まわりの端面の近
傍または周囲にインクに対し高い濡れ性を有する部分を
設けるので、インク吐出口まわりの端面のインク溜まり
を最小限に抑え、斜行吐出をしない安定したインク吐出
を確実に行うことができ、画像品位を向トさせうるイン
クジｘ　７ト記録ヘツトが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するのに好適なインクジェット記
録ヘッドの模式的線断面図、第２図は第１図中の圧電素
子に印加される駆動パルスの波形を示すグラフ、第３図
は従来のインクジェット記録ヘッドのインク吐出口部分
の目新面図、第４図は本発明の一実施例によるインクジ
ェット記録ヘッドのインク吐出口部分の縦断面図、第５
図は本発明の別の実施例によるインクジェット記録ヘッ
ドのインク吐出口部分の縦断面図である。 １　−インク吐出口、２−−−インク滴、３ノズル、８
−−−インク、９　　　インク溜まり、１０−−一視水
性ボリマー（濡れ性の高い部分）、１１−　　粗い仕上
げの面取り加工面（濡れ性の高い部分）、１２−　　イ
ンク吐出口まわりの端面（ノズル先端面）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）インク吐出口からインク滴を吐出させて記録する
   インクジェット記録ヘッドにおいて、インク吐出口まわ
   りの端面の近傍または周囲にインクに対し高い濡れ性を
   有する部分を設けることを特徴とするインクジェット記
   録ヘッド。
2. （２）前記インクに対し高い濡れ性を有する部分の濡れ
   性がインク吐出口のまわりの端面の濡れ性より高いこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のインクジェッ
   ト記録ヘッド。