(57)【要約】【課題】大きな液滴のインクを吐出した後にも、インクをノズルに迅速に充填できて大きな液滴のインクを高周波数で吐出することができる、インクジェットヘッド及びこれを備えたインクジェットプリンタを提供する。【解決手段】本発明に係るインクジェットヘッドは、インクが収容されるチャンバと、チャンバに収容されたインクを吐出するノズルと、を含み、ノズル内壁にはノズルの長手方向に延長される複数の内壁溝が形成されることを特徴とする。【選択図】図２
2011110934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが収容されるチャンバと、
前記チャンバに収容された前記インクを吐出するノズルと
を含み、
前記ノズル内壁には前記ノズルの長手方向に延長される複数の内壁溝が形成されることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記複数の内壁溝が、前記ノズル内壁に放射状に配置されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記複数の内壁溝が、前記ノズルの中心を基準として対称に形成されることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記複数の内壁溝が、前記ノズル内壁に沿って連続的な凹凸構造に形成されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記複数の内壁溝が、チャンバの内外部を貫通するように形成されることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記チャンバに圧力を提供する圧電体をさらに含むことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給部と、を含むインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットヘッド及びこれを備えたインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは、電気信号を物理的力に変換してノズルを介してインク液滴を吐出することにより印刷を行う装置である。
【０００３】
インクジェットプリンタは、インク液滴を吐出するためにインクジェットヘッドを備えており、該インクジェットヘッドは、チャンバ、リストリクタ、ノズル、圧電体などの様々な構成要素を相応の層に加工し、これらの層を互いに接合する方式で製作することができる。
【０００４】
インクジェットプリンタにおいて、液滴が吐出される間にリストリクタを介して追加的に供給されるインクの量は、ノズルから吐出されるインク液滴の量と略同じである。しかし、リストリクタの抵抗のためにインクの供給が比較的緩く行われる。また、吐出液滴の大きさが大きいほどインクの再充填時間が長くなる。
【０００５】
これにより、比較的大きな液滴（８０ｐＬ以上）の吐出を目標とするインクジェットヘッドの場合、インクの補充速度はインク吐出時の周波数を決定する主要な要因となる。
【０００６】
また、インクジェットプリンタから吐出されるインクの直進性は印刷品質の主要な要因である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
こうした従来技術の問題点に鑑み、本発明は、大きな液滴を高周波数で吐出できるインクジェットヘッド及びこれを備えたインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の他の目的は、液滴の直進性を向上させることができるインクジェットヘッド及びこれを備えたインクジェットプリンタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、インクが収容されるチャンバと、上記チャンバに収容された上記インクを吐出するノズルと、を含み、上記ノズル内壁には上記ノズルの長手方向に延長される複数の内壁溝が形成されることを特徴とするインクジェットヘッドが提供される。
【００１０】
上記複数の内壁溝は、上記ノズル内壁に放射状に配置されてもよい。
【００１１】
上記複数の内壁溝は、上記ノズルの中心を基準として対称に形成されてもよい。
【００１２】
上記複数の内壁溝は、上記ノズル内壁に沿って連続的な凹凸構造に形成されてもよい。
【００１３】
上記複数の内壁溝は、チャンバの内外部を貫通するように形成されてもよい。
【００１４】
上記チャンバに圧力を提供する圧電体をさらに含むことができる。
【００１５】
また、本発明の他の実施形態によれば、インクジェットヘッドと、上記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給部と、を含むインクジェットプリンタが提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、大きな液滴のインクを吐出した後にもノズルにインクを迅速に充填でき、大きな液滴のインクを高周波数で吐出することができる。
【００１７】
また、インク液滴の界面を均一に形成できて、吐出されるインクの直進性を向上させることができる。
【００１８】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、本発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例に係るインクジェットヘッドを示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係るインクジェットヘッドを示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施例に係るインクジェットヘッドのノズルの形状を示す図面である。
【図４】本発明の一実施例に係るインクジェットヘッドの効果を示す図面である。
【図５】本発明の一実施例に係るインクジェットヘッドの効果を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施例に係るインクジェットヘッドを示す断面図であり、図２は、本発明の一実施例に係るインクジェットヘッドを示す斜視図である。
【００２２】
本発明の一実施例に係るインクジェットヘッドは、チャンバ３０と、複数の内壁溝５４が形成されたノズル５０と、を含む。また、インクジェットヘッドは、リザーバ１０、リストリクタ２０、チャンバ３０、ダンパ４０、メンブレイン３５、及び圧電体３６を含むことができる。
【００２３】
チャンバ３０はインクを収容し、メンブレイン３５の上面に形成された圧電体３６などにより圧力が加えられると、収容されているインクがノズル５０側に移動して吐出されることになる。チャンバ３０は１つのインクジェットヘッドに複数個が並列に配置され、これらのそれぞれのチャンバ３０に圧力を提供するために圧電体３６もチャンバ３０の数だけ備えることができる。この場合、それぞれの圧電体３６は隣接する他のチャンバ３０への影響を最小化するために互いに離隔して配置される。また、圧電体３６の上下には圧電体３６に電圧を印加するために、上部電極（図示せず）と下部電極（図示せず）とを形成してもよい。
【００２４】
リザーバ１０は流入口などを介してインク供給部（図示せず）から供給されたインクを貯留し、チャンバ３０にインクを供給する。インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給部としては公知の様々なインク供給装置を用いることができる。
【００２５】
リストリクタ２０はリザーバ１０とチャンバ３０とを連通させ、リザーバ１０とチャンバ３０との間のインクの流れを調節する機能をする。このため、リストリクタ２０はリザーバ１０及びチャンバ３０よりも小さい断面積を有するように形成され、圧電体３６によりメンブレイン３５が振動する場合、リザーバ１０からチャンバ３０に供給されるインクの量を調節することができる。
【００２６】
ノズル５０はチャンバ３０に連結されてチャンバ３０から供給されるインク５を噴射する機能をする。圧電体３６などにより発生された振動がメンブレイン３５を介してチャンバ３０に伝達されると、チャンバ３０には圧力が加えられ、この圧力によりインクがチャンバ３０からノズル５０に移動して噴射される。チャンバ３０とノズル５０との間にはダンパ４０が形成されてもよい。ダンパ４０はチャンバ３０から発生されたエネルギーをノズル５０側に集中させ、急激な圧力変化を緩衝する機能をすることができる。
【００２７】
特に、本発明の一実施例によれば、ノズル内壁５２にノズル５０の長手方向に延長される複数の内壁溝５４を形成することにより、インクの吐出後にもノズル５０には新たに供給されたインクが迅速に充填されることができる。
【００２８】
具体的に説明すると、本実施例のノズル内壁５２には、チャンバ３０の内部から外部へ貫通する複数の内壁溝５４が形成されており、インク界面の周りが大きくなる。これにより、ノズル内壁５２に接するインクの表面張力が大きくなり、強化された表面張力はノズル５０の出口方向へメニスカス（meniscus）をより強く引っ張って、インクがノズル内壁５２に沿って迅速に充填されることになる。
【００２９】
したがって、内壁溝５４が形成されたノズル５０には、比較的大きな液滴（８０ｐＬ以上）のインクが吐出された後にも迅速にインクを充填することができる。すなわち、図４に示すように、本実施例のインクジェットヘッドは従来のインクジェットヘッドに比べて大きな液滴のインクを高周波数で均一に吐出することができる。従来技術に係るインクジェットヘッドはインクを迅速に充填することができなかったため、 大きな液滴のインクを高周波数で吐出する場合には、流入されるインクの量が流出されるインクの量よりも多くなり、吐出されるインクの液滴が次第に小さくなる現状が発生する。これに反し、本実施例のインクジェットヘッドは、高周波数においてもインクを一定に流入・流出することができる。すなわち、大きな液滴のインクを比較的一定に吐出することができる。
【００３０】
本実施例によれば、複数の内壁溝５４がノズル内壁５２に沿って連続的な凹凸構造に形成されるため、インク界面を最大に確保することができる。
【００３１】
ここで、ノズル内壁５２に沿って均一な界面を形成するために、複数の内壁溝５４はノズル内壁５２に放射状に配置されてもよい。
【００３２】
図３は、本発明の一実施例に係るインクジェットヘッドのノズル５０の形状を示す図面である。一方、図３にはノズル５０の凹んだ角部が鋭く図示されているが、角部を鈍くするか、丸く形成することができる。
【００３３】
図３に示すように、複数の内壁溝５４が放射状、すなわち、星と類似の形状に形成されることにより、ノズル内壁５２に沿って内壁溝５４が均一な形態に形成されることができる。これにより、インクを充填するための表面張力が内壁５２に沿って均一に作用し、内壁溝５４によりノズル内壁５２の周りが従来の円形ノズルに比べて大きく増加する。したがって、内壁溝５４の周りに沿って発生する界面の面積が増加し、これにより界面に作用する表面張力が増加する。このように、界面における強化された表面張力がダンパ４０内部の微細な圧力変化による界面の不安定な挙動を安定させて、インクの界面がノズル内壁５２に安定に付着されることになり、吐出される液滴の直進性を向上させる。
【００３４】
特に、複数の内壁溝５４はノズル５０の中心を基準として対称に形成されることにより、インク液滴の中心を基準として対称に界面が形成され、吐出されるインクの直進性をさらに向上させることができる。
【００３５】
図５に示すように、従来のインクジェットヘッドはダンパ４０の圧力不均衡によりインクが斜めに吐出されることがあった。本実施例のインクジェットヘッドによれば、内壁溝５４がノズル５０の中心を基準として対称に形成されることにより、インク液滴の中心を基準として界面が対称に広く形成される。これにより、インク液滴の界面がノズル内壁５２に安定に付着され、ある程度の圧力不均衡にも一定の界面を維持し、吐出されるインクの直進性を向上させることができる。
【００３６】
一方、本実施例に係るインクジェットヘッドに、インクを供給するインク供給部をさらに備えてインクジェットプリンタを構成してもよい。
【００３７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００３８】
１０  リザーバ
２０  リストリクタ
３０  チャンバ
３５  メンブレイン
３６  圧電体
４０  ダンパ
５０  ノズル
５２  ノズル内壁
５４  内壁溝
【図１】
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【図２】
2011110934.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011110934.tif 000006
【図５】
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