JPH0825620A - インクジェットヘッド - Google Patents

インクジェットヘッド

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JPH0825620A
JPH0825620A JP16163694A JP16163694A JPH0825620A JP H0825620 A JPH0825620 A JP H0825620A JP 16163694 A JP16163694 A JP 16163694A JP 16163694 A JP16163694 A JP 16163694A JP H0825620 A JPH0825620 A JP H0825620A
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JP
Japan
Prior art keywords
nozzle hole
pressure chamber
ink
jet head
ink jet
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP16163694A
Other languages
English (en)
Inventor
Jun Moroo
潤 師尾
Tomohisa Mikami
知久 三上
Hiroshi Oshio
浩 尾塩
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Priority to JP16163694A priority Critical patent/JPH0825620A/ja
Publication of JPH0825620A publication Critical patent/JPH0825620A/ja
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】圧力室内でインク液に吐出圧力を与えて、ノズ
ル孔からインク滴を噴出させることによって記録を行う
ようにした、いわゆるドロップオンデマンド型のインク
ジェットヘッドに関し、インク滴をインクジェットヘッ
ドに対して垂直方向に吐出させることができるインクジ
ェットヘッドを提供することを目的とする。 【構成】ノズル孔5を圧力室2の先側の部分に形成する
と共に、圧力室2内のインク液に対してノズル孔5の入
口付近でノズル孔5の軸線方向以外の方向に流れの速度
ベクトルが生じるのを防止するための整流手段7を振動
室内に配置して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、圧力室内でインク液
に吐出圧力を与えて、ノズル孔からインク滴を噴出させ
ることによって記録を行うようにした、いわゆるドロッ
プオンデマンド型のインクジェットヘッドに関する。
【0002】このようなインクジェット記録方式は、構
造が簡単でカラー化がし易く、騒音も無いなどの特長が
あり、今後の記録方式の主流として期待されている。
【0003】
【従来の技術】図17は、従来のインクジェットヘッド
を示しており、インク供給口1からインク液が供給され
る圧力室2の一つの壁面を、圧電素子などのインクヘッ
ド駆動体3によって振動させられる振動板4に形成し
て、圧力室2からインク滴を吐出させるためのノズル孔
5を、圧力室2の振動板4と対向する側の壁面6に形成
してある。
【0004】従来のインクジェットヘッドにおいては、
このノズル孔5が、圧力室2の先側の部分に壁面6に対
して垂直に形成されており、圧電素子3に電圧を印加し
て変形させ、その圧力で振動板4を振動させることによ
り、圧力室2内のインク液に吐出圧力が与えられ、ノズ
ル孔5からインク滴が吐出する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、そのようにし
て圧電素子3からの力を受ける振動板4の変位量は、圧
力室2の中央部分ほど大きく、周辺部分では小さくな
る。したがって、圧力室2内に満たされているインク液
に加わる圧力の向きは、全体にわたって振動板4の面に
対して直角ではなく、図18に多数の小矢印で略示され
るように、周辺へいくにつれて外向きに広がる傾きを有
する。
【0006】そのため、ノズル孔5が圧力室2の壁面6
に垂直に穿設されていても、インク滴はインクジェット
ヘッドに対して垂直方向には吐出されず、矢印A方向に
先側に傾いて吐出される。その傾き角度は3〜5度にな
る場合があり、印字位置にずれが生じてしまう。
【0007】特に、例えば図16に示されるように、一
列に並んで配置されたノズル孔5…に対して圧力室2…
が左右から交互に配置されているようなインクジェット
ヘッドでは、各ノズル孔5…からインク滴が交互に逆向
きに傾いて吐出されることになるので、印字品質そのも
のが相当に低下してしまう。
【0008】そこで本発明は、インク滴をインクジェッ
トヘッドに対して垂直方向に吐出させることができるイ
ンクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のインクジェットヘッドは、実施例を説明す
るための図1に示されるように、インク供給口からイン
ク液が供給される圧力室の一つの壁面をインクジェット
ヘッド駆動体によって振動させられる振動板に形成し
て、上記圧力室からインク滴を吐出させるためのノズル
孔を上記圧力室の上記振動板と対向する側の壁面に形成
したインクジェットヘッドにおいて、上記ノズル孔を上
記圧力室の先側の部分に形成すると共に、上記圧力室内
のインク液に対して上記ノズル孔の入口付近で上記ノズ
ル孔の軸線方向以外の方向に流れの速度ベクトルが生じ
るのを防止するための整流手段を上記振動室内に配置し
たことを特徴とする。
【0010】なお、上記整流手段が、多孔質材によって
形成されて少なくとも上記ノズル孔の入口部分に配置さ
れていてもよい。また、上記整流手段が、多数のパイプ
を上記ノズル孔の軸線方向に並べて形成されて上記ノズ
ル孔の入口に対向する位置に配置されていてもよく、或
いは、上記整流手段が、微小な孔が穿設された多数の板
材を並べて形成されて上記ノズル孔の入口に対向する位
置に配置されていてもよい。
【0011】
【作用】振動板によって吐出圧力が加えられた圧力室内
のインク液は、ノズル孔から外方に吐出されるが、その
際にノズル孔の入口付近ではノズル孔の軸線方向以外の
方向に流れの速度ベクトルが生じるのが整流手段によっ
て防止されるので、インク滴はノズル孔の軸線方向に真
っ直ぐに吐出される。
【0012】そのような整流手段を多孔質材で形成して
少なくともノズル孔の入口部分に配置すれば、振動板に
よってインク液に与えられた圧力はノズルの入口部分に
殆ど減衰されずに伝達され、整流手段を、ノズルの軸線
方向に配置したパイプ又は微小な孔が穿設された多数の
板材で形成すれば、ノズル部におけるインク液の圧力の
減衰をさらに小さくすることができる。
【0013】
【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図15
は、インクジェットヘッドの一部を切除して示してお
り、貼り合わされた第1と第2の基板11,12の第1
の基板11の接合面側に、図示されていないインクタン
クに通じるインク流路10が形成され、さらにそれに連
続して形成された圧力室2内に、インク液がインク供給
口1から供給される。
【0014】圧力室2は六角形状に形成されており、そ
の圧力室2の位置に合わせて、圧力室2とほぼ同形状の
圧電素子3(インクヘッド駆動体)が、第1の基板11
の外表面に貼着されている。
【0015】したがって、電圧を印加して圧電素子3を
変形させると、それによって圧電素子3と圧力室2との
間の第1の基板11の壁部(振動板4)が振動して、圧
力室2内のインク液に、インク滴としてノズル孔5から
吐出させる圧力が加わる。
【0016】ノズル孔5は、振動板4に対向する側の第
2の基板12の壁面を貫通するように圧力室2の先側の
部分に穿設されている。以上に説明した構成は、以下に
説明する各実施例において共通のものである。
【0017】図1は第1の実施例のインクジェットヘッ
ドを示しており、柔軟で通水性のある連続発泡の多孔質
部材である発泡ウレタンからなる整流部材7を、圧力室
2内全体に充填したものである。なお、多孔質材として
は、発泡ウレタンに限らず、通水性のある連続発泡の各
種スポンジ類を用いることができる。
【0018】このような多孔質材からなる整流部材7を
圧力室2内に充填することにより、圧力室2内のインク
液は整流部材7内に含浸される。そして、振動板4の振
動によって圧力が加わると、その圧力は圧力室2内のイ
ンク液にほぼ均等に伝わる。
【0019】したがって、圧力室2内のノズル孔5の入
口部分においても、インク液には殆ど減衰のない圧力が
加わり、インク液がインク滴としてノズル孔5から吐出
される。
【0020】このとき、整流部材7内では、インク液は
連続する微孔から微孔へと移動するので、インク液の自
由な流れは発生しない。したがって、ノズル孔5の入口
部分では、インク液の流れはノズル孔5の軸線方向以外
の速度ベクトルを持たず、インク滴がノズル孔5の軸線
方向に真っ直ぐに吐出される。
【0021】図2は第2の実施例を示しており、整流部
材7を、圧力室2内のノズル孔5側の部分にだけ充填し
たものである。このようにしても、ノズル孔5の入口部
分では、インク液の流れはノズル孔5の軸線方向以外の
速度ベクトルを持たず、インク滴がノズル孔5の軸線方
向に真っ直ぐに吐出される。
【0022】図3は第3の実施例を示しており、整流部
材7を、圧力室2内のノズル孔5の入口部分付近だけに
配置したものである。このようにしても、ノズル孔5の
入口部分では、インク液の流れはノズル孔5の軸線方向
以外の速度ベクトルを持たず、インク滴をノズル孔5の
軸線方向に真っ直ぐに吐出させることができる。
【0023】ただし、整流部材7がノズル孔5の入口側
の面(第2の基板12の裏面)から離れていると、イン
ク液の流れがノズル孔5の軸線と垂直方向の速度ベクト
ルを持ってしまうので、整流部材7はノズル孔5の入口
側の面に密着させる必要がある。
【0024】図4は第4の実施例を示しており、第1の
実施例と同様にして圧力室2内のほぼ全体に多孔質部材
からなる整流部材7を充填し、インク供給口1の内側部
分だけ整流部材7を取り除いて空間8を形成したもので
ある。
【0025】このように構成することにより、圧力室2
内のインク液が毛管現象によってノズル孔5内に吸い込
まれる際に、インク供給口1から圧力室2内にインク液
が抵抗無く供給され、その結果、圧力室2内からノズル
孔5内にインク液が毛管現象によってスムーズに充填さ
れる。ノズル孔5の入口部分で、インク液の流れがノズ
ル孔5の軸線方向以外の速度ベクトルを持たないこと
は、第1の実施例と同じである。
【0026】図5は第5の実施例を示しており、第1の
実施例と同様にして圧力室2内のほぼ全体に整流部材7
を充填し、ノズル孔5の入口部分だけ整流部材7を取り
除いて小さな空間9を形成したものである。
【0027】このように構成することにより、古いイン
ク液がノズル孔5の入口部分に詰まる現象が防止され
る。ノズル孔5の入口部分で、インク液の流れがノズル
孔5の軸線方向以外の速度ベクトルを持たないことは、
第1の実施例と同じである。
【0028】図6は第6の実施例を示しており、第2の
実施例と同様に、整流部材7を圧力室2内のノズル孔5
側の部分にだけ充填したものにおいて、整流部材7の位
置がずれないように、整流部材7の移動を規制する突起
21を圧力室2内に突設したものである。
【0029】図7は第7の実施例を示しており、第6の
実施例と同様に、整流部材7の移動を規制するための突
起21を、整流部材7内に嵌め込まれる位置に突設した
ものである。
【0030】図8は第8の実施例を示しており、第6及
び第7の実施例と同様に、整流部材7を圧力室2内のノ
ズル孔5側の部分にだけ充填したものにおいて、整流部
材7の位置がずれないように、整流部材7の移動を規制
する段部22を圧力室2内の振動板4面に形成したもの
である。
【0031】図9は第9の実施例を示しており、第8の
実施例と同様に、整流部材7を圧力室2内のノズル孔5
側の部分にだけ充填したものにおいて、整流部材7の位
置がずれないように、整流部材7の移動を規制する段部
22を圧力室2内のノズル孔5側の面に形成したもので
ある。
【0032】図10は第10の実施例を示しており、第
8及び第9の実施例と同様の整流部材7の移動を規制す
る段部22,23を、独立した板材24,25で形成し
たものである。
【0033】図11は第11の実施例を示しており、多
数の細いパイプをノズル孔5の軸線方向に並列に並べた
もので整流部材7を形成して、ノズル孔5の入口に対向
する位置に配置したものである。
【0034】この場合には、整流部材7は、例えば図1
2に示されるように、並列に並べたパイプ群を一体に固
着して、その四隅のパイプだけ上下に長くし、図11に
示されるように、圧力室2内で整流部材7の上下に空間
ができるようにする。
【0035】また、整流部材7を通らないインク液がノ
ズル孔5に直接達しないように、ノズル孔5側の面に段
部26を形成しておく。ノズル孔5は整流部材7の中央
に位置するようにレイアウトするのが望ましい。
【0036】このように構成することにより、振動板4
に振動で加圧された圧力室2内のインク液は、ノズル孔
5の軸線と同方向に配置された整流部材7のパイプ内を
通ってノズル孔5に達する。
【0037】その結果、ノズル孔5の入口部分では、イ
ンク液の流れはノズル孔5の軸線方向以外の速度ベクト
ルを持たず、インク滴をノズル孔5の軸線方向に真っ直
ぐに吐出させることができる。また、整流部材7に多孔
質材を用いる場合に比べて、ノズル孔5におけるインク
液の圧力の減衰をより小さくすることができる。
【0038】図13は第12の実施例を示しており、微
小な孔が穿設された多数の小さな板材をノズル孔5の軸
線と同方向に並べて整流部材7を形成し、それをノズル
孔5の入口に対向する位置に配置したものである。
【0039】この場合には、整流部材7は、例えば図1
4に示されるように、隣り合う板どうしで孔位置がずれ
るように各板を連結するとよい。その他は上述の第11
の実施例と同様に構成すればよく、第11の実施例と同
様の効果を得ることができる。
【0040】
【発明の効果】本発明によれば、圧力室内のノズル孔の
入口付近において、インク液にノズル孔の軸線方向以外
の方向に流れの速度ベクトルが生じないので、インク滴
がノズル孔の軸線方向に真っ直ぐに吐出され、その結
果、インク滴によって印字される各ドットを、印字面の
正しい位置に印字することができ、ドットずれ等のない
高品質な印字を行うことができる。
【0041】そして、整流手段を多孔質材で形成すれ
ば、インク液の圧力がノズルの入口部分に殆ど減衰され
ずに伝達され、整流手段を多数のパイプ材又は微小な孔
が穿設された多数の板材で形成すれば、インク液の圧力
の減衰をさらに小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例の側面断面図である。
【図2】第2の実施例の側面断面図である。
【図3】第3の実施例の側面断面図である。
【図4】第4の実施例の側面断面図である。
【図5】第5の実施例の側面断面図である。
【図6】第6の実施例の側面断面図である。
【図7】第7の実施例の側面断面図である。
【図8】第8の実施例の側面断面図である。
【図9】第9の実施例の側面断面図である。
【図10】第10の実施例の側面断面図である。
【図11】第11の実施例の側面断面図である。
【図12】第11の実施例の整流部材の斜視図である。
【図13】第12の実施例の側面断面図である。
【図14】第12の実施例の整流部材の側面断面図であ
る。
【図15】インクジェットヘッドの一部を切除して示す
斜視図である。
【図16】マルチノズルインクジェットヘッドの一例を
示す斜視図である。
【図17】従来例の側面断面図である。
【図18】従来例の側面断面図である。
【符号の説明】
1 インク供給口 2 圧力室 3 圧電素子(インクジェットヘッド駆動体) 4 振動板 5 ノズル孔 7 整流部材(整流手段)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インク供給口からインク液が供給される圧
    力室の一つの壁面をインクジェットヘッド駆動体によっ
    て振動させられる振動板に形成して、上記圧力室からイ
    ンク滴を吐出させるためのノズル孔を上記圧力室の上記
    振動板と対向する側の壁面に形成したインクジェットヘ
    ッドにおいて、 上記ノズル孔を上記圧力室の先側の部分に形成すると共
    に、上記圧力室内のインク液に対して上記ノズル孔の入
    口付近で上記ノズル孔の軸線方向以外の方向に流れの速
    度ベクトルが生じるのを防止するための整流手段を上記
    振動室内に配置したことを特徴とするインクジェットヘ
    ッド。
  2. 【請求項2】上記整流手段が、多孔質材によって形成さ
    れて少なくとも上記ノズル孔の入口部分に配置されてい
    る請求項1記載のインクジェットヘッド。
  3. 【請求項3】上記整流手段が、多数のパイプを上記ノズ
    ル孔の軸線方向に並べて形成されて上記ノズル孔の入口
    に対向する位置に配置されている請求項1記載のインク
    ジェットヘッド。
  4. 【請求項4】上記整流手段が、微小な孔が穿設された多
    数の板材を並べて形成されて上記ノズル孔の入口に対向
    する位置に配置されている請求項1記載のインクジェッ
    トヘッド。
JP16163694A 1994-07-14 1994-07-14 インクジェットヘッド Withdrawn JPH0825620A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220266513A1 (en) * 2021-02-25 2022-08-25 Palo Alto Research Center Incorporated Drop-on-demand printer having optimized nozzle design
US11919241B1 (en) 2021-02-25 2024-03-05 Xerox Corporation Optimized nozzle design for drop-on-demand printers and methods thereof
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Effective date: 20011002