JPH07266556A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
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- JPH07266556A JPH07266556A JP6305694A JP6305694A JPH07266556A JP H07266556 A JPH07266556 A JP H07266556A JP 6305694 A JP6305694 A JP 6305694A JP 6305694 A JP6305694 A JP 6305694A JP H07266556 A JPH07266556 A JP H07266556A
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- Japan
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- ink
- pressure chamber
- flow path
- chamber
- nozzle
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- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 2
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 インク流路内に気泡を滞留しにくくする。
【構成】 基板１の上面に、先端にインクを射出するノ
ズル７を有するインク流路と、このインク流路に連通す
る共通インク室３とが形成してある。インク流路は、後
部インク流路４と圧力室５と前部インク流路６とからな
る。インク流路４，６は、圧力室５からノズル７方向
に、及び圧力室５から共通インク室３方向に、それぞれ
１０°以下の傾斜角で連続的に傾斜して浅くなってい
る。インク流路にインクを充填する初期動作時には、共
通インク室３から後部インク流路４，圧力室５，前部イ
ンク流路６を介してノズル７に至るまで、インク流路
４，６内の段差のない緩やかな傾斜面に沿って滑らかに
インクが流入し、インク流路内に残ったりインクに混入
した気泡が滞留することが殆どない。
ズル７を有するインク流路と、このインク流路に連通す
る共通インク室３とが形成してある。インク流路は、後
部インク流路４と圧力室５と前部インク流路６とからな
る。インク流路４，６は、圧力室５からノズル７方向
に、及び圧力室５から共通インク室３方向に、それぞれ
１０°以下の傾斜角で連続的に傾斜して浅くなってい
る。インク流路にインクを充填する初期動作時には、共
通インク室３から後部インク流路４，圧力室５，前部イ
ンク流路６を介してノズル７に至るまで、インク流路
４，６内の段差のない緩やかな傾斜面に沿って滑らかに
インクが流入し、インク流路内に残ったりインクに混入
した気泡が滞留することが殆どない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はインクジェットヘッドに
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、インクジェットヘッドは、平
板状のガラス基板の上面にエッチング加工によって圧力
室及びノズルを有するインク流路と、このインク流路に
連通する共通インク室等を設け、その上に剛性の大きい
薄い振動板を固着している。振動板の圧力室に対向する
位置の上面には、圧電素子が貼着してある。所定の圧力
で共通インク室に供給されたインクは、インク流路を経
て圧力室に供給される。ここで圧電素子に電圧が印加さ
れると、電歪現象によって変形し、振動板を介して圧力
室内のインクにエネルギーを与え、インクを圧力室から
インク流路内に押し出し、ノズルから外に向けて噴射す
るようにしてある。
板状のガラス基板の上面にエッチング加工によって圧力
室及びノズルを有するインク流路と、このインク流路に
連通する共通インク室等を設け、その上に剛性の大きい
薄い振動板を固着している。振動板の圧力室に対向する
位置の上面には、圧電素子が貼着してある。所定の圧力
で共通インク室に供給されたインクは、インク流路を経
て圧力室に供給される。ここで圧電素子に電圧が印加さ
れると、電歪現象によって変形し、振動板を介して圧力
室内のインクにエネルギーを与え、インクを圧力室から
インク流路内に押し出し、ノズルから外に向けて噴射す
るようにしてある。
【０００３】上記した構成においては、圧力室でエネル
ギーを与えられたインクが、ノズル方向へ送られると同
時に、共通インク室方向へも逆流する。そこで問題の１
つは、いかに多くのインクを高速に、かつ効率よくノズ
ルから噴射させるかということであり、他の問題は、共
通インク室から圧力室にインクをいかに迅速に供給する
かということにある。
ギーを与えられたインクが、ノズル方向へ送られると同
時に、共通インク室方向へも逆流する。そこで問題の１
つは、いかに多くのインクを高速に、かつ効率よくノズ
ルから噴射させるかということであり、他の問題は、共
通インク室から圧力室にインクをいかに迅速に供給する
かということにある。
【０００４】これを解決する改良技術としては、圧力室
の前後のインク流路のうち、共通インク室とインク流路
との連通部（リストリクション部）及びノズル部分を、
他の流路部分に対して段差を設けて浅く形成したものが
ある。
の前後のインク流路のうち、共通インク室とインク流路
との連通部（リストリクション部）及びノズル部分を、
他の流路部分に対して段差を設けて浅く形成したものが
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の改良技
術では、印字動作時にはインクの逆流を防ぐので、応答
周波数は向上する。その反面、インクジェットヘッドの
始動時に共通インク室からインク流路にインクを充填す
る際には、流路内に残ったりインク内に混入した気泡
が、この段差部分に滞留してしまう。また、負圧によっ
て生じたメニスカスが復帰する時に、ノズル先端から気
泡が取り込まれる場合があるが、この気泡が段差部分に
滞留してしまう。この気泡の存在によって、圧電素子か
らインクに伝えられるべき加圧力が減少するので、その
分、インク吐出の効率が低下し、印字速度が低下し、印
字不能となるおそれがある。
術では、印字動作時にはインクの逆流を防ぐので、応答
周波数は向上する。その反面、インクジェットヘッドの
始動時に共通インク室からインク流路にインクを充填す
る際には、流路内に残ったりインク内に混入した気泡
が、この段差部分に滞留してしまう。また、負圧によっ
て生じたメニスカスが復帰する時に、ノズル先端から気
泡が取り込まれる場合があるが、この気泡が段差部分に
滞留してしまう。この気泡の存在によって、圧電素子か
らインクに伝えられるべき加圧力が減少するので、その
分、インク吐出の効率が低下し、印字速度が低下し、印
字不能となるおそれがある。
【０００６】そこで、本発明の目的は、インク流路内に
気泡を滞留しにくくして、インク吐出の効率の低下を防
ぐことにある。
気泡を滞留しにくくして、インク吐出の効率の低下を防
ぐことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のインクジェットヘッドは、先端にインク
を射出するノズルを有するインク流路と、このインク流
路に連通する共通インク室と、インク流路中に設けてあ
る圧力室と、圧力室の容積を変化させる加圧手段とを有
し、インク流路は、圧力室からノズル方向に、及び圧力
室から共通インク室方向に、それぞれ１０°以下の傾斜
角で傾斜して浅くなっていることを特徴とする。
めに、本発明のインクジェットヘッドは、先端にインク
を射出するノズルを有するインク流路と、このインク流
路に連通する共通インク室と、インク流路中に設けてあ
る圧力室と、圧力室の容積を変化させる加圧手段とを有
し、インク流路は、圧力室からノズル方向に、及び圧力
室から共通インク室方向に、それぞれ１０°以下の傾斜
角で傾斜して浅くなっていることを特徴とする。
【０００８】
【作用】初期動作のプライミングの際には、共通インク
室からインク流路に充填されるインクは、インク流路内
の段差のない緩やかな傾斜面に沿って滑らかに流入す
る。また、印字動作後の負圧によって生じたメニスカス
が復帰する時には、待機していたインクがインク流路内
の段差のない緩やかな傾斜面に沿って滑らかに流入す
る。
室からインク流路に充填されるインクは、インク流路内
の段差のない緩やかな傾斜面に沿って滑らかに流入す
る。また、印字動作後の負圧によって生じたメニスカス
が復帰する時には、待機していたインクがインク流路内
の段差のない緩やかな傾斜面に沿って滑らかに流入す
る。
【０００９】
【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。図１，２に示すように、この実施例におけ
るインクジェットヘッドの基本的構成は、従来技術と同
様であり、厚さ１〜３ｍｍのガラス板または合成樹脂板
の上面に、エッチング等により流路となる溝を形成して
流路基板１としている。この流路基板１の上面に、厚さ
０．２ｍｍのガラス板で構成した振動板２を接着してあ
る。この両者の間に、インクを溜めておくための共通イ
ンク室３、後部インク流路４、圧力室５，前部インク流
路６およびインクを噴射するノズル７等が形成してあ
る。振動板２の上面には、各圧力室５と対向する位置に
圧電素子８が装着してある。後部インク流路４の共通イ
ンク室３に連通する部分は、リストリクション部４ａで
ある。
て説明する。図１，２に示すように、この実施例におけ
るインクジェットヘッドの基本的構成は、従来技術と同
様であり、厚さ１〜３ｍｍのガラス板または合成樹脂板
の上面に、エッチング等により流路となる溝を形成して
流路基板１としている。この流路基板１の上面に、厚さ
０．２ｍｍのガラス板で構成した振動板２を接着してあ
る。この両者の間に、インクを溜めておくための共通イ
ンク室３、後部インク流路４、圧力室５，前部インク流
路６およびインクを噴射するノズル７等が形成してあ
る。振動板２の上面には、各圧力室５と対向する位置に
圧電素子８が装着してある。後部インク流路４の共通イ
ンク室３に連通する部分は、リストリクション部４ａで
ある。
【００１０】前部インク流路６の底面は、圧力室５から
ノズル７にかけて１０°以下の傾斜角で連続的に傾斜し
て浅くなっている。同様に、後部インク流路４の底面
は、圧力室５からリストリクション部４ａにかけて１０
°以下の傾斜角で連続的に傾斜して浅くなっている。
ノズル７にかけて１０°以下の傾斜角で連続的に傾斜し
て浅くなっている。同様に、後部インク流路４の底面
は、圧力室５からリストリクション部４ａにかけて１０
°以下の傾斜角で連続的に傾斜して浅くなっている。
【００１１】この傾斜角度を決めるために、予め次のよ
うな実験を行った。すなわち、インク流路の傾斜角度を
種々に変えたインクジェットヘッドを構成し、各インク
ジェットヘッドについて、インク流路の隅々にインクを
充填する初期動作を行った。一例としてノズル７をキャ
ップで覆い、キャップを真空ポンプに連動して真空状態
にすると、図示しないインクタンクから共通インク室３
にインクが吸い込まれ、後部インク流路４，圧力室
５，，前部インク流路６を介してノズル７からインクが
流出し、インクが全流路に充填される。このプライミン
グ時にインク内に気泡が滞留する割合（不良率）（％）
を縦軸とし、インク流路の傾斜角度を横軸として、相互
の関係を示す線を図３に表したものである。実験を重ね
た結果、図３に示すように、圧力室５に連通する後部イ
ンク流路４と前部インク流路６の傾斜角度を、それぞれ
１０°以下の傾斜角で圧力室５から連続的に傾斜して浅
くした場合に、気泡の滞留する割合が顕著に減少するこ
とを突き止めた。この結果から、本発明では１０°以下
の傾斜角を採用した。
うな実験を行った。すなわち、インク流路の傾斜角度を
種々に変えたインクジェットヘッドを構成し、各インク
ジェットヘッドについて、インク流路の隅々にインクを
充填する初期動作を行った。一例としてノズル７をキャ
ップで覆い、キャップを真空ポンプに連動して真空状態
にすると、図示しないインクタンクから共通インク室３
にインクが吸い込まれ、後部インク流路４，圧力室
５，，前部インク流路６を介してノズル７からインクが
流出し、インクが全流路に充填される。このプライミン
グ時にインク内に気泡が滞留する割合（不良率）（％）
を縦軸とし、インク流路の傾斜角度を横軸として、相互
の関係を示す線を図３に表したものである。実験を重ね
た結果、図３に示すように、圧力室５に連通する後部イ
ンク流路４と前部インク流路６の傾斜角度を、それぞれ
１０°以下の傾斜角で圧力室５から連続的に傾斜して浅
くした場合に、気泡の滞留する割合が顕著に減少するこ
とを突き止めた。この結果から、本発明では１０°以下
の傾斜角を採用した。
【００１２】次に、印字動作の際に、圧電素子８に電圧
が印加されると、圧電素子８が変形し、これにともない
圧力室５の対向面に位置する振動板２が変形して、瞬時
に圧力室５の容積を変化させる。この瞬間的な容積の変
化により、圧力室５内に充填されているインクに圧力エ
ネルギーを与え、圧力室内のインクを、前後のインク流
路４，６へ押し出し、インク流路内に溜っていたインク
を順送りに押し出すように働く。このときリストリクシ
ョン部４ａは、流体の損失係数を大きくし、圧力室５に
て圧力を与えられたインクが逆流するのを妨害する働き
をする。これに対し、ノズル７側に押し出されるインク
は、ノズル側に向けて浅くなる前部インク流路６の傾斜
面によって流路抵抗を小さくしてあるので、ノズル側へ
スムーズに押し出され、ノズル７から噴射される。噴射
が終った時点で、振動板２が元の位置に復帰すると、こ
んどは圧力室５に負圧が発生し、共通インク室３に待機
しているインクが後部インク流路４を経て圧力室５に充
填される。
が印加されると、圧電素子８が変形し、これにともない
圧力室５の対向面に位置する振動板２が変形して、瞬時
に圧力室５の容積を変化させる。この瞬間的な容積の変
化により、圧力室５内に充填されているインクに圧力エ
ネルギーを与え、圧力室内のインクを、前後のインク流
路４，６へ押し出し、インク流路内に溜っていたインク
を順送りに押し出すように働く。このときリストリクシ
ョン部４ａは、流体の損失係数を大きくし、圧力室５に
て圧力を与えられたインクが逆流するのを妨害する働き
をする。これに対し、ノズル７側に押し出されるインク
は、ノズル側に向けて浅くなる前部インク流路６の傾斜
面によって流路抵抗を小さくしてあるので、ノズル側へ
スムーズに押し出され、ノズル７から噴射される。噴射
が終った時点で、振動板２が元の位置に復帰すると、こ
んどは圧力室５に負圧が発生し、共通インク室３に待機
しているインクが後部インク流路４を経て圧力室５に充
填される。
【００１３】また、噴射が終った時点の加圧室５に生じ
た負圧により、前部インク流路６中のインクが加圧室５
方向に逆流し、メニスカスが流路６のかなり深い所まで
凹部となって生じるが、前部インク流路６は圧力室５か
らノズル７先端にかけて段差なく傾斜しているので、従
来のように気泡がインク中に取り込まれた場合でも段差
部に滞留してインク吐出不良の原因となることがなくな
った。
た負圧により、前部インク流路６中のインクが加圧室５
方向に逆流し、メニスカスが流路６のかなり深い所まで
凹部となって生じるが、前部インク流路６は圧力室５か
らノズル７先端にかけて段差なく傾斜しているので、従
来のように気泡がインク中に取り込まれた場合でも段差
部に滞留してインク吐出不良の原因となることがなくな
った。
【００１４】流路基板１に圧力室５や前後インク流路
４，６の傾斜面を設ける方法として、幅の狭い部分は広
い部分よりもエッチングレートが低いというエッチング
特性を利用する。そこで、図２に示すように、ノズル７
とリストリクション部４ａの幅を狭くし、ノズル７から
圧力室５に至る流路及びリストリクション部４ａから圧
力室５に至る流路を連続的に幅が広くなるように設計す
る。これにより、図１に示すように、１度のエッチング
によって幅が広い部分は深く、幅が狭い部分は浅く、幅
が連続的に狭くなる部分は深さも連続的に浅くなるよう
に形成できる。図２では、ノズル７の開口の幅を１０〜
５０μｍとし、圧力室５の前部インク流路口５ａの幅を
３００〜５００μｍとすれば、ノズル７の深さを約５０
μｍエッチングしたとき、圧力室５の深さを約１００μ
ｍ程度に同時にエッチングできる。
４，６の傾斜面を設ける方法として、幅の狭い部分は広
い部分よりもエッチングレートが低いというエッチング
特性を利用する。そこで、図２に示すように、ノズル７
とリストリクション部４ａの幅を狭くし、ノズル７から
圧力室５に至る流路及びリストリクション部４ａから圧
力室５に至る流路を連続的に幅が広くなるように設計す
る。これにより、図１に示すように、１度のエッチング
によって幅が広い部分は深く、幅が狭い部分は浅く、幅
が連続的に狭くなる部分は深さも連続的に浅くなるよう
に形成できる。図２では、ノズル７の開口の幅を１０〜
５０μｍとし、圧力室５の前部インク流路口５ａの幅を
３００〜５００μｍとすれば、ノズル７の深さを約５０
μｍエッチングしたとき、圧力室５の深さを約１００μ
ｍ程度に同時にエッチングできる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、共通イン
ク室からインク流路の隅々までインクを充填する際に、
インク流路内に残ったりインク内に混入した気泡が滞留
する割合が少なくなる。また、インク吐出後に負圧によ
りノズルから取り込まれた気泡がインク流路内に滞留し
にくくなる。
ク室からインク流路の隅々までインクを充填する際に、
インク流路内に残ったりインク内に混入した気泡が滞留
する割合が少なくなる。また、インク吐出後に負圧によ
りノズルから取り込まれた気泡がインク流路内に滞留し
にくくなる。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１の振動板を取り外した状態の平面図であ
る。
る。
【図３】不良率とインク流路の傾斜角度との関係を示す
グラフである。
グラフである。
３ 共通インク室 ５ 圧力室 ４，６ インク流路 ７ ノズル ８ 加圧手段（圧電素子）
Claims (1)
- 【請求項１】 先端にインクを射出するノズルを有する
インク流路と、上記インク流路に連通する共通インク室
と、上記インク流路中に設けてある圧力室と、上記圧力
室の容積を変化させる加圧手段とを有し、 上記インク流路は、上記圧力室から上記ノズル方向に、
及び上記圧力室から上記共通インク室方向に、それぞれ
１０°以下の傾斜角で傾斜して浅くなっていることを特
徴とするインクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6305694A JPH07266556A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6305694A JPH07266556A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07266556A true JPH07266556A (ja) | 1995-10-17 |
Family
ID=13218307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6305694A Pending JPH07266556A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07266556A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011062907A (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Toshiba Corp | 液滴噴射ヘッド及び塗布体の製造方法 |
| JP2011084061A (ja) * | 2009-09-15 | 2011-04-28 | Ricoh Co Ltd | 液体吐出ヘッド及びその製造方法、画像形成装置 |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP6305694A patent/JPH07266556A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011084061A (ja) * | 2009-09-15 | 2011-04-28 | Ricoh Co Ltd | 液体吐出ヘッド及びその製造方法、画像形成装置 |
| JP2011062907A (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Toshiba Corp | 液滴噴射ヘッド及び塗布体の製造方法 |
| US8297743B2 (en) | 2009-09-17 | 2012-10-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Droplet ejection head and method of manufacturing coated body |
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