JPH03162964A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
- Publication number
- JPH03162964A JPH03162964A JP1304162A JP30416289A JPH03162964A JP H03162964 A JPH03162964 A JP H03162964A JP 1304162 A JP1304162 A JP 1304162A JP 30416289 A JP30416289 A JP 30416289A JP H03162964 A JPH03162964 A JP H03162964A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- pressure chamber
- inkjet head
- nozzle
- insulator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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。
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
本発明は、インクジェットプリンタのヘッドに関するも
のである。
のである。
従来の技術
近年、プリンタへの要求も高速化，低騒音化．カラー化
が益々高まってきており、インクジェットフ゜リンタが
注目されてきている。
が益々高まってきており、インクジェットフ゜リンタが
注目されてきている。
インクジェットプリンタの方式は大別して連続式とオン
ディマンド方式があり、更にオンデイマンド方式の中に
もピエゾ素子で駆動するカイザー方式．ヌテムメ方式，
グーｐド方式や、熱にてノくプルを発生させ、その体積
変化にてインクを飛翔させるバブルジェット方式がある
。
ディマンド方式があり、更にオンデイマンド方式の中に
もピエゾ素子で駆動するカイザー方式．ヌテムメ方式，
グーｐド方式や、熱にてノくプルを発生させ、その体積
変化にてインクを飛翔させるバブルジェット方式がある
。
このバプノレを発生させる方式もヒータによる加熱方式
と直接インク自体に電流を流して発熱させる通電方式が
あ９、本特許はこの通電方式に関するものである。
と直接インク自体に電流を流して発熱させる通電方式が
あ９、本特許はこの通電方式に関するものである。
通電方式はＵＳＰａｔ．３、１７９０４２（１９６５．
４．２０）にて概念が示されているものの、応答周波数
，飛翔の安定性，消費電力，効率等不備な侭が多くイン
クジェットプリンタヘッドとしては問題が多い。又、公
開特許昭６０−１９５３９（１ｓｓｓ．１．３１ ）に
開示されたインクジェットヘッドではノズルの直径より
小さな幅の金属ストリップを配置している事などからノ
ズル径を小さくする事が困難であり、当然インク滴の直
径も大きくなるので高密度化に適していない。本特許は
これらを改良するところにある。
４．２０）にて概念が示されているものの、応答周波数
，飛翔の安定性，消費電力，効率等不備な侭が多くイン
クジェットプリンタヘッドとしては問題が多い。又、公
開特許昭６０−１９５３９（１ｓｓｓ．１．３１ ）に
開示されたインクジェットヘッドではノズルの直径より
小さな幅の金属ストリップを配置している事などからノ
ズル径を小さくする事が困難であり、当然インク滴の直
径も大きくなるので高密度化に適していない。本特許は
これらを改良するところにある。
以下に従来のインクジェットヘッドについて説明する。
発明が解決しようとする課題
第５図は従来の一実施例に釦けるインクジエットヘッド
の１つのノズルの断面図である。第６図はノズル側から
見たインクジェットヘッドの上面図である。
の１つのノズルの断面図である。第６図はノズル側から
見たインクジェットヘッドの上面図である。
１は基盤で、２は基盤１上に積層される断熱層、３ａ
，３ｂは断熱層２上にノズ／Ｉ／５に対応してパターン
形或される信号電極とコモン電極、６は各ノズノレ間の
干渉を防ぎ、且つインク流路７を構或する絶縁材よ９な
る仕切シ部、８は前記士切シ部６と前記基盤１とで圧力
室１１を構或する様に前記仕切り部６に接着構威されノ
ズノレプレートで前記ノズノレ６を有している。
，３ｂは断熱層２上にノズ／Ｉ／５に対応してパターン
形或される信号電極とコモン電極、６は各ノズノレ間の
干渉を防ぎ、且つインク流路７を構或する絶縁材よ９な
る仕切シ部、８は前記士切シ部６と前記基盤１とで圧力
室１１を構或する様に前記仕切り部６に接着構威されノ
ズノレプレートで前記ノズノレ６を有している。
矢印９は前記信号電極３ａとコモン電極３ｂ間のインク
１０内を通過する電気力線，インク１０の電流通過部Ａ
は前記電極の厚みＣ、幅ｂ及び電極間距離ａにて構或さ
れる体積部分である。
１０内を通過する電気力線，インク１０の電流通過部Ａ
は前記電極の厚みＣ、幅ｂ及び電極間距離ａにて構或さ
れる体積部分である。
１２は電気力線９にそって流れる電流により電流通過部
Ａのインク１０が自己発熱して発生した蒸気バブルによ
シ、圧力室１１に圧力変化が生じ、それによシ吐出した
液滴である。
Ａのインク１０が自己発熱して発生した蒸気バブルによ
シ、圧力室１１に圧力変化が生じ、それによシ吐出した
液滴である。
以上のように構戒されたインクジェットヘッド５ ・
について、以下にその動作を説明する。
信号発生装置（図示せず）によシ任意の信号電極３ａに
電圧を加えると、第３図及び第４図に示すように任意の
体積択抗率を有するインク１０の電流通過部Ａに電気力
線９がコモン電極３ｂに対して発生し、電流がこの電気
力線９に沿って流れる。よって電流通過部Ａのインク１
０が、ＩＲにより自己発熱し、ついには沸騰が始まシバ
プノレ（図示せず）が発生する。これにより圧力室１１
内のインク１ｏの圧力が急激に高１り、ノズ）Ｖ５より
液滴１２が飛び出し、記録紙（図示せず）に飛翔し、付
着して、ドットの形或を行う。もちろん消費されたイン
ク１０は常時インク流路７よう補給されるので、前記信
号に応じた液滴が連続的に生或され、記録紙に対して任
意の連続的なドット形威が可能となる。
電圧を加えると、第３図及び第４図に示すように任意の
体積択抗率を有するインク１０の電流通過部Ａに電気力
線９がコモン電極３ｂに対して発生し、電流がこの電気
力線９に沿って流れる。よって電流通過部Ａのインク１
０が、ＩＲにより自己発熱し、ついには沸騰が始まシバ
プノレ（図示せず）が発生する。これにより圧力室１１
内のインク１ｏの圧力が急激に高１り、ノズ）Ｖ５より
液滴１２が飛び出し、記録紙（図示せず）に飛翔し、付
着して、ドットの形或を行う。もちろん消費されたイン
ク１０は常時インク流路７よう補給されるので、前記信
号に応じた液滴が連続的に生或され、記録紙に対して任
意の連続的なドット形威が可能となる。
断熱層２は前記インク１０の自己発熱を基盤１に逃がさ
ず効果的にバブル発生を行わす為のものである。
ず効果的にバブル発生を行わす為のものである。
しかしながら上記従来の構或では、電流通過部Ａ全体は
理論上均一に発熱するため、つ１り電流通過部全体をイ
ンクの沸点以上に発熱させねばならず、エネノレギーの
無駄が発生する。１た実際には電極形状のばらつき，劣
化，圧力室の形状のばらつき等により、沸点近くの温度
になると電流通過部Ａ内のいずれかの部分に沸騰の核が
でき、それが或長するため、沸騰する部分がバラバラで
確定せず、よってインク滴１２の吐出方向のばらつきや
大きさに不揃いが生じる。
理論上均一に発熱するため、つ１り電流通過部全体をイ
ンクの沸点以上に発熱させねばならず、エネノレギーの
無駄が発生する。１た実際には電極形状のばらつき，劣
化，圧力室の形状のばらつき等により、沸点近くの温度
になると電流通過部Ａ内のいずれかの部分に沸騰の核が
でき、それが或長するため、沸騰する部分がバラバラで
確定せず、よってインク滴１２の吐出方向のばらつきや
大きさに不揃いが生じる。
更には沸騰部分のばらつきを小さくするために、電極幅
ｂを６０μ以下にしたυ電極幅ａを６０μ以下にしたり
、電極の端而精度を向上させたりする試みがあるが、製
作上の問題で大幅なコストアップや部留１りが悪くなり
、一般的ではない。
ｂを６０μ以下にしたυ電極幅ａを６０μ以下にしたり
、電極の端而精度を向上させたりする試みがあるが、製
作上の問題で大幅なコストアップや部留１りが悪くなり
、一般的ではない。
他には公開特許昭６０−１８３５７に開示されているよ
うに、電気力線の通過する部分のインク流路を細くして
沸騰箇所を特定しようとする試みもなされているが、流
路抵抗の増大やバプノレの膨張エネルギーが流路側に逃
げて効率が悪い等の課題がある。
うに、電気力線の通過する部分のインク流路を細くして
沸騰箇所を特定しようとする試みもなされているが、流
路抵抗の増大やバプノレの膨張エネルギーが流路側に逃
げて効率が悪い等の課題がある。
課題を解決するための手段
複数のノズルと、・前記ノズルに対応した複数の対向電
極と、前記対向電極間に存在する圧力室と、＋１ｉＪ記
任怠の苅向電極に電圧を制御する手段と、導電性を有す
るインクよりなり、前記圧力室を構或する壁の一部が前
記対向電極の任意の一点を結ぶ直線を横切っていること
を特徴とするものである。
極と、前記対向電極間に存在する圧力室と、＋１ｉＪ記
任怠の苅向電極に電圧を制御する手段と、導電性を有す
るインクよりなり、前記圧力室を構或する壁の一部が前
記対向電極の任意の一点を結ぶ直線を横切っていること
を特徴とするものである。
作 用
本発明は上記構或によ９、流路中の電流密度が対抗電極
の中央部間で最大になるので沸騰箇所が確定でき、必要
な部分のインクの温度しか上昇しないので消費電ツノの
低減を実現できる。更には電極と離れた部分で沸騰を起
こすので、電極はキャビテーションと熱の影響を受けに
くく、寿命的にも有利である。
の中央部間で最大になるので沸騰箇所が確定でき、必要
な部分のインクの温度しか上昇しないので消費電ツノの
低減を実現できる。更には電極と離れた部分で沸騰を起
こすので、電極はキャビテーションと熱の影響を受けに
くく、寿命的にも有利である。
実施例
第１図は本発明の一実施例に於けるインクジェットプリ
ンタヘッドの１つのノズノレの断面図であり、第２図は
ノズル側から見た平面図である。
ンタヘッドの１つのノズノレの断面図であり、第２図は
ノズル側から見た平面図である。
１３は基盤、１４は断熱層、１ ５ａ ， １５ｂは対
向端が平行になっていて断熱層１４上にノズノレ１７に
対応してパターン形威される信号電極とコモン電極、１
８は各ノズノレ間の干渉を防ぎ、且つインク流路１９を
構戒する絶縁材よシなる仕切り部、２０は前記仕切り部
１８と前記基盤１３とで圧力室２２を構戒する様に前記
仕切り部１８に接着構戒されノズ／Ｌ／プレートで前記
ノズノレ１７をイＪしている。矢印２１は前記信号電極
１５ａとコモン電極１６ｂ間のインク１０内を通過する
電気力線である。その他の番号は従来例と同じ物であり
同一の番号を付し説明を省略する。
向端が平行になっていて断熱層１４上にノズノレ１７に
対応してパターン形威される信号電極とコモン電極、１
８は各ノズノレ間の干渉を防ぎ、且つインク流路１９を
構戒する絶縁材よシなる仕切り部、２０は前記仕切り部
１８と前記基盤１３とで圧力室２２を構戒する様に前記
仕切り部１８に接着構戒されノズ／Ｌ／プレートで前記
ノズノレ１７をイＪしている。矢印２１は前記信号電極
１５ａとコモン電極１６ｂ間のインク１０内を通過する
電気力線である。その他の番号は従来例と同じ物であり
同一の番号を付し説明を省略する。
以上のように構或されたインクジェットヘッドについて
、以下にその動作を説明する。
、以下にその動作を説明する。
信号発生装置（図示せず）によシ任意の信号電極１５ａ
に電圧を加えると、第１図及び第２図に示すように任意
の体積抵抗率を有するインク１０の電流通過部Ａに電気
力線２１がコモン電極１５ｂに対して発生し、電流がこ
の電気力線２１に沿って流れる。但し、圧力室２２が電
流通過部Ａに対して湾曲しているので、電気力線２１の
密度に偏９ ・ ， シが生じ、Ｂ部分で最大密度を示す。よってインク通過
部ＡのＢの部分が最も温度が高くついにはそこで沸騰が
始咬りバブノレ（図示せず）が発生する。これにより圧
力室２２内のインク１ｏの圧力が急激にｉｉ：５′！！
．り、ノズ）ｖ６よシ液滴１２が飛び出し、記録紙（図
示せず）に飛翔し、付着して、ドットの形威を行う。も
ちろん消費されたインク１０は常時インク流路７より補
給されるので、前記信号に応じた液滴が連続的に生或さ
れ、記録紙に対して任意の連続的なドット形或が可能と
なる。
に電圧を加えると、第１図及び第２図に示すように任意
の体積抵抗率を有するインク１０の電流通過部Ａに電気
力線２１がコモン電極１５ｂに対して発生し、電流がこ
の電気力線２１に沿って流れる。但し、圧力室２２が電
流通過部Ａに対して湾曲しているので、電気力線２１の
密度に偏９ ・ ， シが生じ、Ｂ部分で最大密度を示す。よってインク通過
部ＡのＢの部分が最も温度が高くついにはそこで沸騰が
始咬りバブノレ（図示せず）が発生する。これにより圧
力室２２内のインク１ｏの圧力が急激にｉｉ：５′！！
．り、ノズ）ｖ６よシ液滴１２が飛び出し、記録紙（図
示せず）に飛翔し、付着して、ドットの形威を行う。も
ちろん消費されたインク１０は常時インク流路７より補
給されるので、前記信号に応じた液滴が連続的に生或さ
れ、記録紙に対して任意の連続的なドット形或が可能と
なる。
断熱層１４は前記インク１０の自己発熱を基盤１３に逃
がさず効果的にバプノレ発生を行わす為のものである。
がさず効果的にバプノレ発生を行わす為のものである。
第３図は本発明の他の実施例に於けるインクジェットプ
リンタヘッドの１つのノズルの断面図であシ、第４図は
ノズノレ側から見た平面図である。
リンタヘッドの１つのノズルの断面図であシ、第４図は
ノズノレ側から見た平面図である。
１は基盤、２は断熱層であり、これらは従来例と同様の
ものであるので同じ番号を付し説明を省略する。２３は
対向電極間の圧力室１１の電気力線９を曲げ、Ｘ’：ｌ
Ｍ縁材よりなる清曲部材である。
ものであるので同じ番号を付し説明を省略する。２３は
対向電極間の圧力室１１の電気力線９を曲げ、Ｘ’：ｌ
Ｍ縁材よりなる清曲部材である。
１０ ・
以上のように構或されたインクジェットヘッドについて
、以下にその動作を説明する。
、以下にその動作を説明する。
信号発生装置（図示せず）によシ任意の信号電極３ａに
電圧を加えると、第３図及び第４図に示すように任意の
体積抵抗率を有するインク１ｏの電流通過部Ａに電気力
線９がコモン電極３ｂに対して発生し、電流がこの電気
力線９に沿って流れる。似し、対向電極間に湾曲部材２
３が存在するので電気力線９の密度に偏りが生じ、ｂ部
分で最大密度を示す。よってインク通過部ＡのＢの部分
が最も温度が高くついにはそこで沸騰が始ｔ，ｂバプＩ
レ（図示せず）が発生する。これにより圧力室１１内の
インク１０の圧力が急激に高１り、ノズ）Ｖ６よ９液滴
１２が飛び出し、記録紙（図示せず）に飛翔し、付着し
て、ドットの形或を行う。もちろん消費されたインク１
０は常時インク流路７よう補給されるので、前記信号に
応じた液滴が連続的に生或され、記録紙に対して任意の
連続的なドット形或が可能となる。断熱層１４は前記イ
ンク１０の自己発熱を基盤１３に逃がさず効果的にバプ
ル発生を行わす為のものである。
電圧を加えると、第３図及び第４図に示すように任意の
体積抵抗率を有するインク１ｏの電流通過部Ａに電気力
線９がコモン電極３ｂに対して発生し、電流がこの電気
力線９に沿って流れる。似し、対向電極間に湾曲部材２
３が存在するので電気力線９の密度に偏りが生じ、ｂ部
分で最大密度を示す。よってインク通過部ＡのＢの部分
が最も温度が高くついにはそこで沸騰が始ｔ，ｂバプＩ
レ（図示せず）が発生する。これにより圧力室１１内の
インク１０の圧力が急激に高１り、ノズ）Ｖ６よ９液滴
１２が飛び出し、記録紙（図示せず）に飛翔し、付着し
て、ドットの形或を行う。もちろん消費されたインク１
０は常時インク流路７よう補給されるので、前記信号に
応じた液滴が連続的に生或され、記録紙に対して任意の
連続的なドット形或が可能となる。断熱層１４は前記イ
ンク１０の自己発熱を基盤１３に逃がさず効果的にバプ
ル発生を行わす為のものである。
発明の効果
本発明は複数のノズルと、前記ノズルに対応した複数の
対向電極と、前記任意の対Ｉｉ′ｉｊ電極に電圧を制御
する手段と、導電性を有するインクよりなり、前記対向
電極間の圧力室を湾曲させることにより前記対向電極間
の任意の場所の電気力線の密度を増して沸騰させるため
、沸騰にいたるインク発が（部分体積が少ないため消費
電力が少なく効率がよく、１たインクの沸騰部分を圧力
室内の１ケ所に確定できるためインク滴の吐出方向が安
定し且つインク滴の大きさも安定する。更には電極と離
れた部分で沸騰を起こすので、電極はキャビテーション
と熱の影響を受けにくく、寿命的にも有利である。咬た
Ｎ極上で沸騰が起こらないため、インクの不純物の堆積
も起こりにくく、且つ従来例に比較して電極寸法精度の
制約が少ないため製造コストを低減できる優れたインク
ジェットヘッドである。
対向電極と、前記任意の対Ｉｉ′ｉｊ電極に電圧を制御
する手段と、導電性を有するインクよりなり、前記対向
電極間の圧力室を湾曲させることにより前記対向電極間
の任意の場所の電気力線の密度を増して沸騰させるため
、沸騰にいたるインク発が（部分体積が少ないため消費
電力が少なく効率がよく、１たインクの沸騰部分を圧力
室内の１ケ所に確定できるためインク滴の吐出方向が安
定し且つインク滴の大きさも安定する。更には電極と離
れた部分で沸騰を起こすので、電極はキャビテーション
と熱の影響を受けにくく、寿命的にも有利である。咬た
Ｎ極上で沸騰が起こらないため、インクの不純物の堆積
も起こりにくく、且つ従来例に比較して電極寸法精度の
制約が少ないため製造コストを低減できる優れたインク
ジェットヘッドである。
第１図は本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの１ノズルの断面図、第２図は同インクジェットヘッ
ドの平面図、第３図は本発明の他の実施例におけるイン
クジェッ１・ヘッドの１ノズｐの断面図、第４図は同イ
ンクジェットヘッドの平面図、第６図は従来の実施例に
むけるインクジェットプリンタの１ノズノレの断面図、
第６図は同インクジェットプリンタの平面図である。 １・・・・・・基盤、２・・・・・・断熱層、３ａ・・
・・・・信号電極、３ｂ・・・・・・コモンｘｉ、５・
・・・・・ノズＩレ、６・・・・・・仕切シ部、７・・
・・・・インク流路、８・・・・・・ノズルプレート、
９・・・・・・電気力線、１０・・・・・・インク、１
２・・・・・・圧力室、１２・・・・・・インク滴、１
３・・・・・・基盤、１４・・・・・・断熱層、１５ａ
・・・・・・信号電極、１５ｂ・・・・・・コモン電極
、１７・・・・・・ノズル、１８・・・・・・仕切ｂ部
、１９・・・・・・インク流路、２０・・・・・・ノズ
７レプレート、２１・・・・・・電気力線、２２・・・
・・・圧力室、２３・・・・・・湾曲部材。
ドの１ノズルの断面図、第２図は同インクジェットヘッ
ドの平面図、第３図は本発明の他の実施例におけるイン
クジェッ１・ヘッドの１ノズｐの断面図、第４図は同イ
ンクジェットヘッドの平面図、第６図は従来の実施例に
むけるインクジェットプリンタの１ノズノレの断面図、
第６図は同インクジェットプリンタの平面図である。 １・・・・・・基盤、２・・・・・・断熱層、３ａ・・
・・・・信号電極、３ｂ・・・・・・コモンｘｉ、５・
・・・・・ノズＩレ、６・・・・・・仕切シ部、７・・
・・・・インク流路、８・・・・・・ノズルプレート、
９・・・・・・電気力線、１０・・・・・・インク、１
２・・・・・・圧力室、１２・・・・・・インク滴、１
３・・・・・・基盤、１４・・・・・・断熱層、１５ａ
・・・・・・信号電極、１５ｂ・・・・・・コモン電極
、１７・・・・・・ノズル、１８・・・・・・仕切ｂ部
、１９・・・・・・インク流路、２０・・・・・・ノズ
７レプレート、２１・・・・・・電気力線、２２・・・
・・・圧力室、２３・・・・・・湾曲部材。
Claims (6)
- （１）複数のノズルと、前記ノズルに対応した複数の対
向電極と、前記対向電極間に存在する圧力室と、前記任
意の対向電極に電圧を制御する手段と、導電性を有する
インクよりなり、前記圧力室中に前記対向電極の任意の
一点を結ぶ直線を横切るようにインクより体積抵抗率が
高い絶縁体が存在することを特徴とするインクジェット
ヘッド。 - （２）前記圧力室の前記絶縁体が円弧であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のインクジェットヘッ
ド。 - （３）前記圧力室の前記絶縁体が多角形であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のインクジェットヘ
ッド。 - （４）前記圧力室の前記絶縁体が双曲線であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のインクジェットヘ
ッド。 - （５）前記圧力室の前記絶縁体が高次曲線であることを
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
ヘッド。 - （６）前記圧力室の前記絶縁体が円弧、多角形、双曲線
、高次曲線の少なくとも２つ以上の組合せであることを
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
ヘツド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1304162A JPH03162964A (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1304162A JPH03162964A (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03162964A true JPH03162964A (ja) | 1991-07-12 |
Family
ID=17929803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1304162A Pending JPH03162964A (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03162964A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08309986A (ja) * | 1995-05-24 | 1996-11-26 | Nec Corp | インクジェット式プリントヘッド |
-
1989
- 1989-11-22 JP JP1304162A patent/JPH03162964A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08309986A (ja) * | 1995-05-24 | 1996-11-26 | Nec Corp | インクジェット式プリントヘッド |
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