JPH08174824A - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents
インクジェット式記録ヘッドInfo
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- JPH08174824A JPH08174824A JP33562094A JP33562094A JPH08174824A JP H08174824 A JPH08174824 A JP H08174824A JP 33562094 A JP33562094 A JP 33562094A JP 33562094 A JP33562094 A JP 33562094A JP H08174824 A JPH08174824 A JP H08174824A
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- Japan
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- chamber
- ink
- pressure generating
- generating chamber
- common ink
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 インク吐出時のエネルギ効率の向上を図りつ
つ、メニスカスを速やかに復帰させること。 【構成】 圧力発生手段３を備えた圧力発生室４と、イ
ンクタンクからのインクの供給を受ける共通のインク室
１２と、圧力発生室４に連通するノズル開口１９を備え
たインクジェット式記録ヘッドにおいて、圧力発生室４
と共通のインク室１２とを圧力発生室側に拡開するテー
パ部とストレート部からなるインク供給口９により接続
する。インク供給口９から共通のインク室１２にインク
が流れ出す場合には、共通のインク室１２内に渦の発生
を伴うことになり、圧力損失が生じて、圧力発生室４ヘ
の流れ込み時に比較して高い流体抵抗が生じる。共通の
インク室１２から圧力発生室４にインクが流れ込む際に
は、インクがテーパ部に沿って滑らかに広がるため、渦
が発生せず、低い流体抵抗でインクが速やかに圧力発生
室に流れ込む。
つ、メニスカスを速やかに復帰させること。 【構成】 圧力発生手段３を備えた圧力発生室４と、イ
ンクタンクからのインクの供給を受ける共通のインク室
１２と、圧力発生室４に連通するノズル開口１９を備え
たインクジェット式記録ヘッドにおいて、圧力発生室４
と共通のインク室１２とを圧力発生室側に拡開するテー
パ部とストレート部からなるインク供給口９により接続
する。インク供給口９から共通のインク室１２にインク
が流れ出す場合には、共通のインク室１２内に渦の発生
を伴うことになり、圧力損失が生じて、圧力発生室４ヘ
の流れ込み時に比較して高い流体抵抗が生じる。共通の
インク室１２から圧力発生室４にインクが流れ込む際に
は、インクがテーパ部に沿って滑らかに広がるため、渦
が発生せず、低い流体抵抗でインクが速やかに圧力発生
室に流れ込む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インク供給口を介して
共通のインク室とノズル開口とに連通する圧力発生室に
圧力発生手段を設け、共通のインク室からインクの供給
を受けながらインク滴を記録媒体に吐出させるインクジ
ェット式記録ヘッドに関する。
共通のインク室とノズル開口とに連通する圧力発生室に
圧力発生手段を設け、共通のインク室からインクの供給
を受けながらインク滴を記録媒体に吐出させるインクジ
ェット式記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、特開平6-40035号公報に示され
たように圧力発生室を構成している弾性板の一部領域に
圧電振動板を貼着し、圧電振動板のたわみ変位により圧
力室の容積を変化させてインク滴を発生させるインクジ
ェット式記録ヘッドは、圧力発生室の広い面積を変位さ
せることが可能なため、インク滴を安定して発生させる
ことができるという特徴を備えている。このような記録
ヘッドは、圧力発生室と共通のインク室とを、細孔で形
成されたインク供給口を介して連通している関係上、圧
電振動板により発生させた圧力発生室内の圧力をノズル
開口からのインク吐出のために有効に利用するために
は、インク供給口から圧力発生室への戻り量を少なくさ
せることが必要で、またインク吐出後にはインク供給口
を経由させて共通のインク室から圧力発生室にインクを
速やかに充填させてメニスカスを短時間で復帰させるこ
とも必要あるため、記録ヘッドの性能がインク供給口に
よって左右される。
たように圧力発生室を構成している弾性板の一部領域に
圧電振動板を貼着し、圧電振動板のたわみ変位により圧
力室の容積を変化させてインク滴を発生させるインクジ
ェット式記録ヘッドは、圧力発生室の広い面積を変位さ
せることが可能なため、インク滴を安定して発生させる
ことができるという特徴を備えている。このような記録
ヘッドは、圧力発生室と共通のインク室とを、細孔で形
成されたインク供給口を介して連通している関係上、圧
電振動板により発生させた圧力発生室内の圧力をノズル
開口からのインク吐出のために有効に利用するために
は、インク供給口から圧力発生室への戻り量を少なくさ
せることが必要で、またインク吐出後にはインク供給口
を経由させて共通のインク室から圧力発生室にインクを
速やかに充填させてメニスカスを短時間で復帰させるこ
とも必要あるため、記録ヘッドの性能がインク供給口に
よって左右される。
【０００３】このため、インク吐出時のエネルギ効率を
上げるべく、インク供給口を絞ると圧力発生室へのイン
クの充填に時間を要してメニスカスの戻りが遅れるため
記録ヘッドの駆動周波数を下げねばならず、また反対に
メニスカスの戻り速度を上げようとしてインク供給口を
広げると、圧力発生室のエネルギのインク滴吐出のため
の利用率が低下するというようにインク供給口の流路抵
抗の大きさは、駆動周波数の引き上げとエネルギ効率の
引き上げとに対して相反する関係にある。
上げるべく、インク供給口を絞ると圧力発生室へのイン
クの充填に時間を要してメニスカスの戻りが遅れるため
記録ヘッドの駆動周波数を下げねばならず、また反対に
メニスカスの戻り速度を上げようとしてインク供給口を
広げると、圧力発生室のエネルギのインク滴吐出のため
の利用率が低下するというようにインク供給口の流路抵
抗の大きさは、駆動周波数の引き上げとエネルギ効率の
引き上げとに対して相反する関係にある。
【０００４】一方、このような記録ヘッドにおいて印字
速度の向上や、階調性を表現するためには、メニスカス
の動的特性、つまりインク滴吐出後に生じるメニスカス
の振動振幅を大きくして、次のインク滴吐出のタイミン
グに対するマージンを大きくする必要がある。
速度の向上や、階調性を表現するためには、メニスカス
の動的特性、つまりインク滴吐出後に生じるメニスカス
の振動振幅を大きくして、次のインク滴吐出のタイミン
グに対するマージンを大きくする必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの問題
に鑑みてなされたものであって、その目的とするところ
は、圧力発生室内の圧力をインク吐出に有効に利用で
き、しかもインク吐出後に共通のインク室から圧力発生
室に速やかにインクを流入させることができる新規なイ
ンクジェット式記録ヘッドを提供することである。
に鑑みてなされたものであって、その目的とするところ
は、圧力発生室内の圧力をインク吐出に有効に利用で
き、しかもインク吐出後に共通のインク室から圧力発生
室に速やかにインクを流入させることができる新規なイ
ンクジェット式記録ヘッドを提供することである。
【０００６】本発明の第２の目的は、インク滴吐出後に
おけるノズル開口近傍でのメニスカスの振動振幅を可及
的に大きくして、メニスカスのダイナミック特性を積極
的に利用することができる新規なインクジェット式記録
ヘッドを提供することである。
おけるノズル開口近傍でのメニスカスの振動振幅を可及
的に大きくして、メニスカスのダイナミック特性を積極
的に利用することができる新規なインクジェット式記録
ヘッドを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、圧力発生手段を備えた圧力
発生室と、インクタンクからのインクの供給を受ける共
通のインク室と、前記圧力発生室に連通するノズル開口
を備えたインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記圧
力発生室と前記共通のインク室とが、前記共通のインク
室から前記圧力発生室への流れに対する流体抵抗より
も、前記圧力発生室側から前記共通のインク室側への流
れに対する流体抵抗が大きくなる方向性を有する流体抵
抗を備えたインク供給口により接続するようにした。
るために本発明においては、圧力発生手段を備えた圧力
発生室と、インクタンクからのインクの供給を受ける共
通のインク室と、前記圧力発生室に連通するノズル開口
を備えたインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記圧
力発生室と前記共通のインク室とが、前記共通のインク
室から前記圧力発生室への流れに対する流体抵抗より
も、前記圧力発生室側から前記共通のインク室側への流
れに対する流体抵抗が大きくなる方向性を有する流体抵
抗を備えたインク供給口により接続するようにした。
【０００８】
【作用】インク滴吐出のために圧力発生室に圧力が印加
されると、圧力発生室内のインクの一部がノズル開口か
らインク滴として吐出し、また一部がインク供給口から
共通のインク室に流れ出すが、圧力発生室側から共通の
インク室への流れに対して大きな流体抵抗が生じるか
ら、圧力発生室の圧力がインク滴吐出のために有効に利
用される。一方、インク吐出後の圧力発生室の膨張によ
り共通のインク室から圧力発生室にインクが流れ込む際
には、流体抵抗が小さくなるから、圧力発生室に速やか
にインクが供給されてメニスカスがインク滴吐出可能位
置に急速に復帰する。
されると、圧力発生室内のインクの一部がノズル開口か
らインク滴として吐出し、また一部がインク供給口から
共通のインク室に流れ出すが、圧力発生室側から共通の
インク室への流れに対して大きな流体抵抗が生じるか
ら、圧力発生室の圧力がインク滴吐出のために有効に利
用される。一方、インク吐出後の圧力発生室の膨張によ
り共通のインク室から圧力発生室にインクが流れ込む際
には、流体抵抗が小さくなるから、圧力発生室に速やか
にインクが供給されてメニスカスがインク滴吐出可能位
置に急速に復帰する。
【０００９】
【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例を１つ
の共通のインク室に接続する圧力発生室近傍の構造を示
す断面図であって、図中符号２は第１の蓋板で、厚さ１
０μｍ程度のジルコニアの薄板から構成され、その表面
に、後述する圧力発生室４に対向するように駆動電極５
を形成し、その上にＰＺＴからなる圧電振動板３が固定
されている。
に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例を１つ
の共通のインク室に接続する圧力発生室近傍の構造を示
す断面図であって、図中符号２は第１の蓋板で、厚さ１
０μｍ程度のジルコニアの薄板から構成され、その表面
に、後述する圧力発生室４に対向するように駆動電極５
を形成し、その上にＰＺＴからなる圧電振動板３が固定
されている。
【００１０】７は、スペーサで、圧力発生室４を形成す
るのに適した厚さ、例えば１５０μｍのジルコニア（Ｚ
ｒＯ2）などのセラミックス板に通孔を穿設して構成さ
れ、後述する第２の蓋体８と第１の蓋体２により両面を
封止されて圧力発生室４を形成する。
るのに適した厚さ、例えば１５０μｍのジルコニア（Ｚ
ｒＯ2）などのセラミックス板に通孔を穿設して構成さ
れ、後述する第２の蓋体８と第１の蓋体２により両面を
封止されて圧力発生室４を形成する。
【００１１】８は、スペーサ７の他方の面を封止する前
述の第２の蓋板で、圧力発生室４の一端側には後述する
共通のインク室１２と圧力発生室４を接続するインク供
給口９が設けられ、また圧力発生室４の他端側にはノズ
ル開口１９と接続する連通孔１０が設けられている。
述の第２の蓋板で、圧力発生室４の一端側には後述する
共通のインク室１２と圧力発生室４を接続するインク供
給口９が設けられ、また圧力発生室４の他端側にはノズ
ル開口１９と接続する連通孔１０が設けられている。
【００１２】このインク供給口９は、図２に示したよう
にロート状の通孔として形成されていて、圧力発生室側
に拡開するテーパ部９ａと、共通のインク室１２に対向
する側には細く絞られたストレート部９ｂとを備えてい
る。
にロート状の通孔として形成されていて、圧力発生室側
に拡開するテーパ部９ａと、共通のインク室１２に対向
する側には細く絞られたストレート部９ｂとを備えてい
る。
【００１３】１１は、後述する共通インク室構成板１３
と第２の蓋板８とを接合するための熱溶着フィルムで、
共通のインク室１２に一致する通孔１４と連通孔１０が
設けられている。
と第２の蓋板８とを接合するための熱溶着フィルムで、
共通のインク室１２に一致する通孔１４と連通孔１０が
設けられている。
【００１４】１３は、前述の共通のインク室形成板で、
共通のインク室１２を形成するに適した厚み、例えば１
５０μｍのステンレス鋼やセラミックなどの耐蝕性を備
えた板材に、共通のインク室１２の形状に対応する通孔
と、ノズル開口とを接続する連通孔１６を穿設して構成
されている。
共通のインク室１２を形成するに適した厚み、例えば１
５０μｍのステンレス鋼やセラミックなどの耐蝕性を備
えた板材に、共通のインク室１２の形状に対応する通孔
と、ノズル開口とを接続する連通孔１６を穿設して構成
されている。
【００１５】１８はノズルプレートで、圧力発生室４の
一側寄りには各圧力発生室４に連通するノズル開口１９
が設けられていて、連通孔１０、１５、１６を介して各
圧力発生室４とノズル開口１９を連通させるように熱溶
着フィルム等の接着層２０で共通のインク室形成板１３
に接着されている。
一側寄りには各圧力発生室４に連通するノズル開口１９
が設けられていて、連通孔１０、１５、１６を介して各
圧力発生室４とノズル開口１９を連通させるように熱溶
着フィルム等の接着層２０で共通のインク室形成板１３
に接着されている。
【００１６】この実施例において、圧電振動板３に駆動
信号が印加されると、第１の蓋板２が圧力発生室４側を
凸とするようにたわんで、圧力発生室４を収縮させる。
これにより圧力発生室４のインクの一部が連通孔１０、
１５、１６を経由してノズル開口１９に至り、ここから
インク滴として吐出される。
信号が印加されると、第１の蓋板２が圧力発生室４側を
凸とするようにたわんで、圧力発生室４を収縮させる。
これにより圧力発生室４のインクの一部が連通孔１０、
１５、１６を経由してノズル開口１９に至り、ここから
インク滴として吐出される。
【００１７】同時にインク供給口９を経由して圧力発生
室４から共通のインク室１２にインクが流れ込むが、そ
の過程で圧力発生室側が拡開したテーパ部９ａにより絞
られながら細いストレート部９ｂを通って共通のインク
室１２に流れ込むため、共通のインク室１２内での流速
が極めて大きくなり、共通のインク室１２内に渦Ｃ（図
３（イ））を発生させることになる。
室４から共通のインク室１２にインクが流れ込むが、そ
の過程で圧力発生室側が拡開したテーパ部９ａにより絞
られながら細いストレート部９ｂを通って共通のインク
室１２に流れ込むため、共通のインク室１２内での流速
が極めて大きくなり、共通のインク室１２内に渦Ｃ（図
３（イ））を発生させることになる。
【００１８】このため、共通のインク室１２の近傍で大
きな圧力損失が生じ、圧力発生室４から共通のインク室
１２への流れ出しに大きな流体抵抗が作用することにな
る。この渦に起因する流体抵抗の増加は、圧力発生室４
から共通のインク室１２に流れ出そうとするインクを阻
止するように作用するから、圧力発生室４に生じた圧力
がノズル開口１９からのインク滴の吐出のために有効に
利用されることになる。
きな圧力損失が生じ、圧力発生室４から共通のインク室
１２への流れ出しに大きな流体抵抗が作用することにな
る。この渦に起因する流体抵抗の増加は、圧力発生室４
から共通のインク室１２に流れ出そうとするインクを阻
止するように作用するから、圧力発生室４に生じた圧力
がノズル開口１９からのインク滴の吐出のために有効に
利用されることになる。
【００１９】インク滴形成後に駆動信号が除去される
と、圧電振動板３が元の位置に復帰して、圧力発生室４
が膨張する。これによりインク滴の形成により消費され
た分のインクが共通のインク室１２からインク供給口９
を経由して圧力発生室４に流入する。
と、圧電振動板３が元の位置に復帰して、圧力発生室４
が膨張する。これによりインク滴の形成により消費され
た分のインクが共通のインク室１２からインク供給口９
を経由して圧力発生室４に流入する。
【００２０】共通のインク室１２から圧力発生室４への
インクの流れに際しては、インクは共通のインク室１２
からインク供給口９のストレート部９ｂを経由してテー
パ部９ａによりインク流の断面積を徐々に拡大されなが
ら圧力発生室４に流れ込むため、圧力発生室４内で渦を
生じることが無い。したがって、共通のインク室１２か
ら圧力発生室４のインクの流れに伴う圧力損失は、イン
ク滴吐出時の場合に比較して極めて小さくなり、圧力発
生室４にインクがスムースが流れ込み、メニスカスが速
やかに元の状態に復帰し、次のインク滴噴射までの時間
を短く設定できる。
インクの流れに際しては、インクは共通のインク室１２
からインク供給口９のストレート部９ｂを経由してテー
パ部９ａによりインク流の断面積を徐々に拡大されなが
ら圧力発生室４に流れ込むため、圧力発生室４内で渦を
生じることが無い。したがって、共通のインク室１２か
ら圧力発生室４のインクの流れに伴う圧力損失は、イン
ク滴吐出時の場合に比較して極めて小さくなり、圧力発
生室４にインクがスムースが流れ込み、メニスカスが速
やかに元の状態に復帰し、次のインク滴噴射までの時間
を短く設定できる。
【００２１】図４は、本発明の他の実施例を示すもので
あって、図中符号２２は、圧力発生室２３、共通のイン
ク室２４、及びこれらを接続するインク供給口２５を形
成するスペーサで、一方の面をノズル開口２６を備えた
第１の蓋板２７で封止され、また他方の面を後述する圧
電振動子２８により弾性変形可能な第２の蓋板２９によ
り封止されている。
あって、図中符号２２は、圧力発生室２３、共通のイン
ク室２４、及びこれらを接続するインク供給口２５を形
成するスペーサで、一方の面をノズル開口２６を備えた
第１の蓋板２７で封止され、また他方の面を後述する圧
電振動子２８により弾性変形可能な第２の蓋板２９によ
り封止されている。
【００２２】インク供給口２５は、前述に実施例と同様
に圧力発生室２３側が拡開するテーパ部２５ａと、これ
に接続されて共通のインク室２４に連通するストレート
部２５ｂとから形成されている。
に圧力発生室２３側が拡開するテーパ部２５ａと、これ
に接続されて共通のインク室２４に連通するストレート
部２５ｂとから形成されている。
【００２３】２８は、前述の圧電振動子で、一端が基台
３０に固定されていて、縦振動モードの振動により第２
の蓋板２９を押圧して圧力発生室２３を膨張収縮させる
ものである。
３０に固定されていて、縦振動モードの振動により第２
の蓋板２９を押圧して圧力発生室２３を膨張収縮させる
ものである。
【００２４】この実施例において、圧電振動子２８が伸
長すると、圧力発生室２３が収縮してノズル開口２６か
らインク滴が吐出する。
長すると、圧力発生室２３が収縮してノズル開口２６か
らインク滴が吐出する。
【００２５】同時にインク供給口２５を経由して圧力発
生室２３から共通のインク室２４にインクが流れ込む
が、その過程で圧力発生室側が拡開したテーパ部２５ａ
により絞られながら細いストレート部２５ｂを通って共
通のインク室２４に流れ込むため、共通のインク室２４
内でのインクの流速が極めて大きくなり、共通のインク
室２４内に渦Ｃ（図３（イ））を発生することになり、
インク供給口２５が大きな流体抵抗を発現する。
生室２３から共通のインク室２４にインクが流れ込む
が、その過程で圧力発生室側が拡開したテーパ部２５ａ
により絞られながら細いストレート部２５ｂを通って共
通のインク室２４に流れ込むため、共通のインク室２４
内でのインクの流速が極めて大きくなり、共通のインク
室２４内に渦Ｃ（図３（イ））を発生することになり、
インク供給口２５が大きな流体抵抗を発現する。
【００２６】この結果、圧力発生室２３内の圧力がノズ
ル開口２６からのインク滴の吐出のために有効に利用さ
れることになる。
ル開口２６からのインク滴の吐出のために有効に利用さ
れることになる。
【００２７】圧電振動子２８が元の位置に復帰して圧力
発生室２３が膨張すると、共通のインク室２４からイン
ク供給口２５を経由して圧力発生室２３に流入する。
発生室２３が膨張すると、共通のインク室２４からイン
ク供給口２５を経由して圧力発生室２３に流入する。
【００２８】この場合には、共通のインク室２４のイン
クは、インク供給口２５のストレート部２５ｂからテー
パ部２５ａを経由して流れの断面積を拡大されながら圧
力発生室２３に流れ込むため、圧力発生室内で渦を生じ
ることが無く、したがって、インクがスムースが流れ込
み、メニスカスを速やかに元の状態に復帰させることに
なる。
クは、インク供給口２５のストレート部２５ｂからテー
パ部２５ａを経由して流れの断面積を拡大されながら圧
力発生室２３に流れ込むため、圧力発生室内で渦を生じ
ることが無く、したがって、インクがスムースが流れ込
み、メニスカスを速やかに元の状態に復帰させることに
なる。
【００２９】図５は、スペーサの一実施例を示すもので
あって、図中符号３０は、共通のインク室を形成する通
孔を、また符号３１は圧力発生室を形成する通孔で、こ
れらを連通させるように通孔３１側が拡開し、また通孔
３０側がストレート部で絞られた溝３２を設けて構成さ
れている。図６は、インク供給口に形成されるテーパ角
とインク吐出量及びインク滴吐出後のメニスカスの戻り
時間との関係を示すものであって、インク滴の吐出量
は、テーパ角が５０度程度の場合に最大となり、テーパ
角５乃至６０度の範囲でそれ以外の角度よりもインク吐
出量が多くなっている。
あって、図中符号３０は、共通のインク室を形成する通
孔を、また符号３１は圧力発生室を形成する通孔で、こ
れらを連通させるように通孔３１側が拡開し、また通孔
３０側がストレート部で絞られた溝３２を設けて構成さ
れている。図６は、インク供給口に形成されるテーパ角
とインク吐出量及びインク滴吐出後のメニスカスの戻り
時間との関係を示すものであって、インク滴の吐出量
は、テーパ角が５０度程度の場合に最大となり、テーパ
角５乃至６０度の範囲でそれ以外の角度よりもインク吐
出量が多くなっている。
【００３０】またメニスカス戻り時間は、やはりテーパ
角が５０度程度の場合に最短となり、テーパ角が５乃至
６０度の範囲で、それ以外の角度よりもメニスカスの戻
り時間が短くなっている。
角が５０度程度の場合に最短となり、テーパ角が５乃至
６０度の範囲で、それ以外の角度よりもメニスカスの戻
り時間が短くなっている。
【００３１】これらのことから、インク供給口に形成す
る圧力発生室に拡開するテーパ部のテーパ角を５乃至６
０度程度の範囲で選択すると、インク吐出量が多く、し
かも高速駆動が可能となる。
る圧力発生室に拡開するテーパ部のテーパ角を５乃至６
０度程度の範囲で選択すると、インク吐出量が多く、し
かも高速駆動が可能となる。
【００３２】図７は、本発明の一実施例を１つの共通の
インク室に接続する圧力発生室近傍の構造を示す断面図
であって、図中符号２は第１の蓋板で、厚さ１０μｍ程
度のジルコニアの薄板から構成され、その表面に、後述
する圧力発生室４に対向するように駆動電極５を形成
し、その上にＰＺＴからなる圧電振動板３が固定されて
いる。
インク室に接続する圧力発生室近傍の構造を示す断面図
であって、図中符号２は第１の蓋板で、厚さ１０μｍ程
度のジルコニアの薄板から構成され、その表面に、後述
する圧力発生室４に対向するように駆動電極５を形成
し、その上にＰＺＴからなる圧電振動板３が固定されて
いる。
【００３３】７は、スペーサで、圧力発生室４を形成す
るのに適した厚さ、例えば１５０μｍのジルコニア（Ｚ
ｒＯ2）などのセラミックス板に通孔を穿設して構成さ
れ、後述する第２の蓋体８と第１の蓋体２により両面を
封止されて圧力発生室４を形成する。
るのに適した厚さ、例えば１５０μｍのジルコニア（Ｚ
ｒＯ2）などのセラミックス板に通孔を穿設して構成さ
れ、後述する第２の蓋体８と第１の蓋体２により両面を
封止されて圧力発生室４を形成する。
【００３４】８は、スペーサ７の他方の面を封止する前
述の第２の蓋板で、圧力発生室４の一端側には後述する
共通のインク室１２と圧力発生室４とは、図８に示した
ように共通のインク室側に拡開するテーパ部３５ａと、
圧力発生室１２に対向する側には細く絞られたストレー
ト部３５ｂとからなるインク供給口３５が設けられ、圧
力発生室４の他端側にはノズル開口１９と接続する連通
孔１０が設けられている。
述の第２の蓋板で、圧力発生室４の一端側には後述する
共通のインク室１２と圧力発生室４とは、図８に示した
ように共通のインク室側に拡開するテーパ部３５ａと、
圧力発生室１２に対向する側には細く絞られたストレー
ト部３５ｂとからなるインク供給口３５が設けられ、圧
力発生室４の他端側にはノズル開口１９と接続する連通
孔１０が設けられている。
【００３５】１１は、後述する共通インク室構成板１３
と第２の蓋板８とを接合するための熱溶着フィルムで、
共通のインク室１２に一致する通孔１４と連通孔１０が
設けられている。
と第２の蓋板８とを接合するための熱溶着フィルムで、
共通のインク室１２に一致する通孔１４と連通孔１０が
設けられている。
【００３６】１３は、前述の共通のインク室形成板で、
共通のインク室１２を形成するに適した厚み、例えば１
５０μｍのステンレス鋼やセラミックなどの耐蝕性を備
えた板材に、共通のインク室１２の形状に対応する通孔
と、ノズル開口とを接続する連通孔１６を穿設して構成
されている。
共通のインク室１２を形成するに適した厚み、例えば１
５０μｍのステンレス鋼やセラミックなどの耐蝕性を備
えた板材に、共通のインク室１２の形状に対応する通孔
と、ノズル開口とを接続する連通孔１６を穿設して構成
されている。
【００３７】１８はノズルプレートで、圧力発生室４の
一側寄りには各圧力発生室４に連通するノズル開口１９
が設けられていて、連通孔１０、１５、１６を介して各
圧力発生室４とノズル開口１９を連通させるように熱溶
着フィルム等の接着層２０で共通のインク室形成板１３
に接着されている。
一側寄りには各圧力発生室４に連通するノズル開口１９
が設けられていて、連通孔１０、１５、１６を介して各
圧力発生室４とノズル開口１９を連通させるように熱溶
着フィルム等の接着層２０で共通のインク室形成板１３
に接着されている。
【００３８】この実施例において、圧電振動板３に駆動
信号が印加されると、第１の蓋板２が圧力発生室４側を
凸とするようにたわんで、圧力発生室４を収縮させる。
これにより圧力発生室４のインクの一部が連通孔１０、
１５、１６を経由してノズル開口１９に至り、ここから
インク滴として吐出される。
信号が印加されると、第１の蓋板２が圧力発生室４側を
凸とするようにたわんで、圧力発生室４を収縮させる。
これにより圧力発生室４のインクの一部が連通孔１０、
１５、１６を経由してノズル開口１９に至り、ここから
インク滴として吐出される。
【００３９】インク滴形成後に駆動信号が除去される
と、圧電振動板３が元の位置に復帰して、圧力発生室４
が膨張する。これによりインク滴の形成により消費され
た分のインクが共通のインク室１２からインク供給口３
５を経由して圧力発生室４に流入する。
と、圧電振動板３が元の位置に復帰して、圧力発生室４
が膨張する。これによりインク滴の形成により消費され
た分のインクが共通のインク室１２からインク供給口３
５を経由して圧力発生室４に流入する。
【００４０】この流入の過程で、その過程で共通のイン
ク室１２側が拡開したテーパ部３５ａにより絞られなが
ら細いストレート部３５ｂを通って圧力発生室４に流れ
込むため、圧力発生室４内での流速が極めて大きくな
り、圧力発生室４内に渦Ｃ（図９）を発生させることに
なる。
ク室１２側が拡開したテーパ部３５ａにより絞られなが
ら細いストレート部３５ｂを通って圧力発生室４に流れ
込むため、圧力発生室４内での流速が極めて大きくな
り、圧力発生室４内に渦Ｃ（図９）を発生させることに
なる。
【００４１】この渦に起因する流体抵抗の増加は、共通
のインク室１２から圧力発生室４に流れ込もうとするイ
ンクに抵抗を与えることになる。この結果、インク滴を
吐出した後のノズル開口１９に形成されたメニスカス
は、大きく引き込まれることになり、圧電振動板３の不
要な後振動によるサテライト等の吐出不良に拘わらなく
なる。
のインク室１２から圧力発生室４に流れ込もうとするイ
ンクに抵抗を与えることになる。この結果、インク滴を
吐出した後のノズル開口１９に形成されたメニスカス
は、大きく引き込まれることになり、圧電振動板３の不
要な後振動によるサテライト等の吐出不良に拘わらなく
なる。
【００４２】さらにメニスカスの振動振幅が大きくな
り、特に圧電振動板３を大きく発振振動させて使用する
インクジェット記録ヘッドにあっては、後振動を抑える
ための有効な方策となり、次ぎのインク滴吐出のタイミ
ングが取り易くなる。
り、特に圧電振動板３を大きく発振振動させて使用する
インクジェット記録ヘッドにあっては、後振動を抑える
ための有効な方策となり、次ぎのインク滴吐出のタイミ
ングが取り易くなる。
【００４３】メニスカスが所定の位置に達した時点、つ
まり階調を制御するに適した位置に到達した時点で、圧
電振動子２８が伸長すると、圧力発生室２３が伸長して
ノズル開口２６からインク滴が吐出する。
まり階調を制御するに適した位置に到達した時点で、圧
電振動子２８が伸長すると、圧力発生室２３が伸長して
ノズル開口２６からインク滴が吐出する。
【００４４】なお、この実施例においては積層型のイン
クジェット式記録ヘッドについて説明したが、図１０に
示したような縦振動モードの圧電振動子を使用したイン
クジェット式記録ヘッドにおけるインク供給口３７を、
共通のインク室２４側に拡開するテーパ部３７ａと、圧
力発生室２３に接続するストレート部３７ｂとで構成し
ても同様の作用を奏することは明らかである。
クジェット式記録ヘッドについて説明したが、図１０に
示したような縦振動モードの圧電振動子を使用したイン
クジェット式記録ヘッドにおけるインク供給口３７を、
共通のインク室２４側に拡開するテーパ部３７ａと、圧
力発生室２３に接続するストレート部３７ｂとで構成し
ても同様の作用を奏することは明らかである。
【００４５】このように共通のインク室側に拡開するテ
ーパ部を備えたインク供給口によると、図１０に示した
ようにテーパ角が５度乃至６０度の範囲に設定した時に
インク滴吐出後のメニスカスの振動が大きくなり、メニ
スカスの動的特性を積極的に利用し易くなることが判明
した。上述の実施例においては圧力発生手段に圧電振動
子を用いたものに例を採って説明したが、圧力発生室に
ヒータを設けてジュール熱によりインク溶媒を瞬間的に
気化させ、このときの圧力によりインク滴を吐出させる
バブルジェット式記録ヘッドに適用しても同様の作用を
奏することは明らかである。
ーパ部を備えたインク供給口によると、図１０に示した
ようにテーパ角が５度乃至６０度の範囲に設定した時に
インク滴吐出後のメニスカスの振動が大きくなり、メニ
スカスの動的特性を積極的に利用し易くなることが判明
した。上述の実施例においては圧力発生手段に圧電振動
子を用いたものに例を採って説明したが、圧力発生室に
ヒータを設けてジュール熱によりインク溶媒を瞬間的に
気化させ、このときの圧力によりインク滴を吐出させる
バブルジェット式記録ヘッドに適用しても同様の作用を
奏することは明らかである。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
圧力発生手段を備えた圧力発生室と、インクタンクから
のインクの供給を受ける共通のインク室と、圧力発生室
に連通するノズル開口を備えたインクジェット式記録ヘ
ッドにおいて、圧力発生室と共通のインク室とが、共通
のインク室から圧力発生室への流れに対する流体抵抗よ
りも、圧力発生室側から共通のインク室側への流れに対
する流体抵抗が大きくなる方向性を有する流体抵抗を備
えたインク供給口により接続したので、インク供給口が
インク滴吐出の際には大きな流体抵抗を示し、また圧力
発生室にインクを充填する際には流体抵抗を低下させて
インク滴を高い効率で吐出するとともに、メニスカスを
速やかに復帰させることができる。
圧力発生手段を備えた圧力発生室と、インクタンクから
のインクの供給を受ける共通のインク室と、圧力発生室
に連通するノズル開口を備えたインクジェット式記録ヘ
ッドにおいて、圧力発生室と共通のインク室とが、共通
のインク室から圧力発生室への流れに対する流体抵抗よ
りも、圧力発生室側から共通のインク室側への流れに対
する流体抵抗が大きくなる方向性を有する流体抵抗を備
えたインク供給口により接続したので、インク供給口が
インク滴吐出の際には大きな流体抵抗を示し、また圧力
発生室にインクを充填する際には流体抵抗を低下させて
インク滴を高い効率で吐出するとともに、メニスカスを
速やかに復帰させることができる。
【図１】本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施
例を、圧力発生室の断面構造でもって示す図である。
例を、圧力発生室の断面構造でもって示す図である。
【図２】インク供給口を拡大して示す断面図である。
【図３】図（イ）、（ロ）は、それぞれインク滴吐出時
及び圧力発生室にインクを充填する場合のインク供給口
近傍のインクの流れを模式的に示す図である。
及び圧力発生室にインクを充填する場合のインク供給口
近傍のインクの流れを模式的に示す図である。
【図４】本発明のインクジェット式記録ヘッドの他の実
施例を示す断面図である。
施例を示す断面図である。
【図５】同上インクジェット式記録ヘッドに使用するス
ペーサの一実施例をインク供給口の近傍を拡大して示す
図である。
ペーサの一実施例をインク供給口の近傍を拡大して示す
図である。
【図６】図（イ）、（ロ）は、それぞれインク供給口に
形成するテーパ部のテーパ角と、インク吐出量、及びメ
ニスカスの戻り時間との関係を示す線図である。
形成するテーパ部のテーパ角と、インク吐出量、及びメ
ニスカスの戻り時間との関係を示す線図である。
【図７】本発明のインクジェット式記録ヘッドの他の実
施例を、圧力発生室の断面構造でもって示す図である。
施例を、圧力発生室の断面構造でもって示す図である。
【図８】同上実施例におけるインク供給口を拡大して示
す断面図である。
す断面図である。
【図９】圧力発生室にインクを充填する場合のインク供
給口近傍のインクの流れを模式的に示す図である。
給口近傍のインクの流れを模式的に示す図である。
【図１０】本発明の他の実施例を示す断面図である。
２ 第１の蓋板 ３ 圧電振動板 ４ 圧力発生室 ７ スペーサ ８ 第２の蓋板 ９ インク供給口 ９ａ テーパ部 ９ｂ ストレート部 １３ 共通のインク室形成板 １８ ノズルプレート １９ ノズル開口 ３５ インク供給口 ３５ａ テーパ部 ３５ｂ ストレート部
Claims (10)
- 【請求項１】 圧力発生手段を備えた圧力発生室と、イ
ンクタンクからのインクの供給を受ける共通のインク室
と、前記圧力発生室に連通するノズル開口を備えたイン
クジェット式記録ヘッドにおいて、前記圧力発生室と前
記共通のインク室とが、前記共通のインク室から前記圧
力発生室への流れに対する流体抵抗よりも、前記圧力発
生室側から前記共通のインク室側への流れに対する流体
抵抗が大きくなる方向性を有する流体抵抗を備えたイン
ク供給口により接続されているインクジェット式記録ヘ
ッド。 - 【請求項２】 前記インク供給口が、前記圧力発生室側
に拡開するテーパ部とストレート部から形成されている
請求項１のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項３】 前記テーパ部のテーパ角が５乃至６０度
である請求項２のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項４】 表面に圧電振動板を有して振動部材を形
成する弾性板、 前記弾性板により一方の面が封止されて圧力発生室を形
成する圧力発生室形成部材、 該圧力発生室形成部材の他方を封止するとともに、前記
圧力発生室の両端部において連通する連通孔を備えた蓋
部材、 前記圧力発生室側に拡開するテーパ部を備えたインク供
給口を有する流路制限板、 前記インク供給口を介して前記圧力発生室に連通する共
通のインク室、及び前記圧力発生室に連通する連通孔と
を備えた共通のインク室形成板、 前記共通のインク室形成板の他面を封止するとともに前
記各連通孔を介して前記圧力発生室に接続するノズル開
口を備えたノズルプレート、 とをそれぞれ順番に積層して一体に成形してなるインク
ジェット式記録ヘッド。 - 【請求項５】 表面に圧電振動子が当接する弾性板、 前記弾性板により一方の面が封止されて共通のインク
室、圧力発生室を形成するとともに、前記圧力発生室側
に拡開して前記共通のインク室と圧力発生室とを接続す
るインク供給口を形成するスペーサ、 前記スペーサの他面を封止するとともに前記圧力発生室
に接続するノズル開口を備えたノズルプレート、 とをそれぞれ順番に積層して一体に成形してなるインク
ジェット式記録ヘッド。 - 【請求項６】 圧力発生手段を備えた圧力発生室と、イ
ンクタンクからのインクの供給を受ける共通のインク室
と、前記圧力発生室に連通するノズル開口を備えたイン
クジェット式記録ヘッドにおいて、前記圧力発生室と前
記共通のインク室とが、前記圧力発生室側から前記共通
のインク室側への流れに対する流体抵抗よりも、前記共
通のインク室から前記圧力発生室への流れに対する流体
抵抗が大きくなる方向性を有する流体抵抗を備えたイン
ク供給口により接続されているインクジェット式記録ヘ
ッド。 - 【請求項７】 前記インク供給口が、前記共通のインク
室側に拡開するテーパ部とストレート部から形成されて
いる請求項６のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項８】 前記テーパ部のテーパ角が５乃至６０度
である請求項７のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項９】 表面に圧電振動板を有して振動部材を形
成する弾性板、 前記弾性板により一方の面が封止されて圧力発生室を形
成する圧力発生室形成部材、 該圧力発生室形成部材の他方を封止するとともに、前記
圧力発生室の両端部において連通する連通孔を備えた蓋
部材、 前記共通のインク室側に拡開するテーパ部を備えたイン
ク供給口を有する流路制限板、 前記インク供給口を介して前記圧力発生室に連通する共
通のインク室、及び前記圧力発生室に連通する連通孔と
を備えた共通のインク室形成板、 前記共通のインク室形成板の他面を封止するとともに前
記各連通孔を介して前記圧力発生室に接続するノズル開
口を備えたノズルプレート、 とをそれぞれ順番に積層して一体に成形してなるインク
ジェット式記録ヘッド。 - 【請求項１０】 表面に圧電振動子が当接する弾性板、 前記弾性板により一方の面が封止されて共通のインク
室、圧力発生室を形成するとともに、前記共通のインク
室側に拡開して前記共通のインク室と圧力発生室とを接
続するインク供給口を形成するスペーサ、 前記スペーサの他面を封止するとともに前記圧力発生室
に接続するノズル開口を備えたノズルプレート、 とをそれぞれ順番に積層して一体に成形してなるインク
ジェット式記録ヘッド。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33562094A JP3296391B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | インクジェット式記録ヘッド |
| US08/510,996 US5748214A (en) | 1994-08-04 | 1995-08-03 | Ink jet recording head |
| DE69514966T DE69514966T2 (de) | 1994-08-04 | 1995-08-04 | Tintenstrahlaufzeichnungskopf |
| EP95112310A EP0695638B1 (en) | 1994-08-04 | 1995-08-04 | Ink jet recording head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33562094A JP3296391B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | インクジェット式記録ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08174824A true JPH08174824A (ja) | 1996-07-09 |
| JP3296391B2 JP3296391B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=18290630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33562094A Expired - Lifetime JP3296391B2 (ja) | 1994-08-04 | 1994-12-21 | インクジェット式記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3296391B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014058094A (ja) * | 2012-09-18 | 2014-04-03 | Ricoh Co Ltd | 液体吐出ヘッド及びこれを備えた画像形成装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008195080A (ja) * | 2008-05-01 | 2008-08-28 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 |
| JP2010184505A (ja) * | 2010-06-04 | 2010-08-26 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 |
| JP5051314B2 (ja) * | 2011-04-14 | 2012-10-17 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 |
-
1994
- 1994-12-21 JP JP33562094A patent/JP3296391B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014058094A (ja) * | 2012-09-18 | 2014-04-03 | Ricoh Co Ltd | 液体吐出ヘッド及びこれを備えた画像形成装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3296391B2 (ja) | 2002-06-24 |
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