JPH0760973A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクジェットプリンタに用いられるインク
ジェットヘッドに関し、飛翔粒子の方向性，安定性の確
保及び速度向上を達成するとともに駆動電圧を低減する
ことのできるインクジェットヘッドを提供する。 【構成】 インクジェットヘッド２１は、圧力室８及び
該圧力室８にインクを供給するインク供給路９を有する
流路板１０と、圧力室８に連通するノズルを有するノズ
ル板２３と、流路板１０上に圧力室８に対向して設けら
れた圧電素子等の駆動体１３とより成る。ノズルは２層
以上の形状を持っており、隣接する層のノズル形状は異
なっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録媒体に対して直接
インク粒子を噴射，付着させることにより記録を行うイ
ンクジェットプリンタに用いられるドロップオンデマン
ド型インクジェットヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタにおいては、イ
ンク噴射機構を有するインクジェットヘッドによってイ
ンクを噴射し、記録媒体上にそのインクを付着させて記
録ドットを構成する。図３はインクジェットプリンタの
概要を示し、１はインクジェットヘッド、２はプラテ
ン、３はインクタンク、４はインクジェットヘッド１と
インクタンク３を接続するインクパイプである。インク
ジェットヘッド１は、ガイド５，６に案内されプラテン
２に沿って往復動するキャリア７上に搭載され、所定時
機に作動して印字を行う。

【０００３】インクジェットヘッド１の要部構造は図４
に示す通りで、該インクジェットヘッド１は、圧力室８
及び該圧力室８にインクを供給するインク供給路９を有
する流路板１０と、ノズル１１を有するノズル板１２
と、圧電素子（駆動体）１３とで構成されている。流路
板１０のインク供給路９は図３のインクパイプ４からイ
ンクの供給を受ける。

【０００４】ノズル板１２は、流路板１０の圧力室８形
成側の一面に接合され、この状態で、ノズル１１は圧力
室８に連通している。圧電素子１３は、流路板１０の他
面の圧力室８と対向する部分に接合されている。流路板
１０の圧電素子１３搭載部分は振動板としての役割を果
たす。

【０００５】上述のインク噴射を図４によりさらに詳し
く説明すると、印字時には圧電素子１３に所定時間電圧
を印加する。これにより、圧電素子１３は変形し、圧力
室８内のインクの圧力が上昇してノズル１１からインク
が噴射される。

【０００６】ノズルの形状としては、テーパのものとス
トレートのものがある。テーパノズル１１Ａは、図５
（Ａ）に示すように先細状となっている。このテーパノ
ズル１１Ａの形状は、例えば、入口が一辺２００μｍの
正方形で、出口が一辺５０μｍの正方形で、ノズル長が
１０６μｍである。また、ストレートノズル１１Ｂは、
図５（Ｂ）に示すようにストレート状になっている。ス
トレートノズル１１Ｂの形状は、例えば、ノズル径が５
０μｍで、ノズル長が２００μｍである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】テーパノズルを用いた
場合は、形状がテーパであるため流路抵抗が低くエネル
ギの損失があまり大きくならない。そのため、飛翔する
粒子の体積は大きいが逆に速度は遅くなる。さらに、ノ
ズル長が十分長くないために飛翔方向がばらつき安定性
が悪い。また、ストレートノズルは、テーパノズル採用
以前より用いられているが、この場合は、飛翔方向，安
定性，速度についてはテーパノズルより勝っているが、
流路が急激に小さくなるので流路抵抗が増大し粒子体積
は小さくなる。

【０００８】従って、従来から用いられているストレー
トノズル，テーパノズルでは、駆動電圧の低減，低コス
ト化に対応しにくくなるという問題を生じていた。

【０００９】本発明は、飛翔粒子の方向性，安定性，速
度向上を達成するとともに駆動電圧を低減することので
きるインクジェットヘッドを提供することを目的として
いる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、圧力室及び該圧力室にインクを供給す
るインク供給路を有する流路板と、前記圧力室に連通す
るノズルを有し前記流路板に接合されるノズル板と、前
記流路板上に前記圧力室と対向して設けられた駆動体と
より成り、インクジェットプリンタの印字機構として用
いられるインクジェットヘッドにおいて、前記ノズルが
２層以上の形状を持つことを特徴とする構成（第１の構
成）とする。

【００１１】また、上記第１の構成のインクジェットヘ
ッドにおいて、隣接する層での形状が異なるノズルを用
いることを特徴とする構成（第２の構成）とする。

【００１２】

【作用】上記のように、本発明では、隣接する層での形
状が異なるマルチテーパノズルがノズル部に組み込まれ
ているため、従来のテーパノズル，ストレートノズルと
同条件の粒子を飛翔させる場合、低電圧で駆動させるこ
とが可能になる。

【００１３】

【実施例】以下、図１及び図２に関連して本発明の実施
例を説明する。

【００１４】図１は本例のインクジェットヘッドの要部
を示す一部破断斜視図で、インクジェットヘッド２１
は、圧力室８及び該圧力室８にインクを供給するインク
供給路９を有する流路板１０と、圧力室８に連通するマ
ルチテーパノズル（ノズル）２２を有し流路板１０に接
合されるノズル板２３と、流路板１０上に圧力室８と対
向して接合された圧電素子（駆動体）１３とで構成され
ている。

【００１５】マルチテーパノズル２２は、図２（Ａ）に
示すように、２層以上（本図では４層の場合を示してい
る）の形状を持っている。具体的には、ノズル板２３
が、第１層の板２３₁ と、第２層の板２３₂ と、第３層
の板２３₃ と、第４層の板２３ ₄ と、を接合して構成さ
れ、マルチテーパノズル２２は、板２３₁ に形成された
ストレートノズル２２₁ と、板２３₂ に形成されたテー
パノズル２２₂ と、板２３₃ に形成されたストレートノ
ズル２２₃ と、板２３₄ に形成されたテーパノズル２２
₄ とで形成されている。

【００１６】各ノズル２２₁ ，２２₂ ，２２₃ ，２２₄
は図示のように中心を一致させて連続形成されている。
マルチテーパノズル２２は上記のような構成を有してい
るため、従来のテーパノズルとストレートノズルの特性
を合わせ持っている。従って、目標としている粒子速
度，体積の粒子を方向性良く安定して噴射することが可
能になる。また、駆動電圧の低減も図れる。実験の結果
では、３６０ｄｐｉを形成するための粒子を飛翔させる
ことができた。

【００１７】図２（Ｂ）にマルチテーパノズルの他の例
を示す。このマルチテーパノズル２４は、第３層に第２
層と逆テーパのテーパノズル２４₃ を形成している点が
前例と異なっている。２４₁ はストレートノズル、２４
₂ ，２４₄ はテーパノズルである。

【００１８】本例の場合も前例と同様の効果が得られ
る。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、イ
ンクジェットヘッドのノズル部にマルチテーパノズルを
用いることによって、目的としている粒子速度，体積の
粒子を、方向性，安定性良く飛翔させることが可能であ
る。また必要とする駆動体駆動電圧の低減化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のインクジェットヘッドの要部
を示す一部破断斜視図である。

【図２】本発明の実施例のマルチテーパノズルの形状説
明図で、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）はそれぞれ異なる形
状のマルチテーパノズルを示している。

【図３】インクジェットプリンタの概要を示す斜視図で
ある。

【図４】従来のインクジェットヘッドの要部を示す一部
破断斜視図である。

【図５】従来のノズルの各種形状説明図で、図５（Ａ）
はテーパノズルを示し、図５（Ｂ）はストレートノズル
を示している。

【符号の説明】

８ 圧力室 ９ インク供給路 １０ 流路板 １３ 圧電素子（駆動体） ２１ インクジェットヘッド ２２，２４ マルチテーパノズル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力室及び該圧力室にインクを供給する
   インク供給路を有する流路板と、 前記圧力室に連通するノズルを有し前記流路板に接合さ
   れるノズル板と、 前記流路板上に前記圧力室と対向して設けられた駆動体
   と、 より成り、インクジェットプリンタの印字機構として用
   いられるインクジェットヘッドにおいて、 前記ノズルが２層以上の形状を持つことを特徴とするイ
   ンクジェットヘッド。
2. 【請求項２】 隣接する層での形状が異なるノズルを用
   いることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘ
   ッド。