JPH11129477A - 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

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JPH11129477A
JPH11129477A JP31651697A JP31651697A JPH11129477A JP H11129477 A JPH11129477 A JP H11129477A JP 31651697 A JP31651697 A JP 31651697A JP 31651697 A JP31651697 A JP 31651697A JP H11129477 A JPH11129477 A JP H11129477A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure generating
ink
recording head
supply port
ink jet
Prior art date
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Pending
Application number
JP31651697A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomoaki Takahashi
智明 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産性の低下を招くこと無く、インク滴の吐
出効率を向上すること。 【解決手段】 流路形成基板5を、リザーバ8と、両面
に形成された第1、第2圧力発生室9、10と、第1圧
力発生室9とリザーバ8とを接続するインク供給口11
と、インク供給口側で第1、第2圧力発生室9、10を
接続する圧力発生室接続口13と、ノズル開口6に対向
する位置にノズル連通孔14とにより構成し、インク滴
吐出時にインク供給口側に逆流したインクの内、一部を
圧力発生室接続口13から第2圧力発生室10に流れ込
ませてインク滴の吐出に寄与させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ノズル開口とリザ
ーバに連通する圧力発生室のインクを圧力発生手段によ
り加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインク
ジェット式記録ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】インクジェット式記録ヘッドは、共通の
インク室とノズル開口に連通する圧力発生室を、圧力発
生手段、例えば圧力発生室に設けられた発熱素子や、圧
力発生室の一部を変形させることができるように設けら
れた圧電振動子等により加圧してインク滴を吐出させる
ように構成されている。図4は、圧力発生手段として圧
電振動子を使用したインクジェット式記録ヘッドの一例
を示すものであって、リザーバ20、インク供給口2
1、及び圧力発生室22を区画、形成する流路形成基板
23と、一方の開口を封止する弾性板24と、各圧力発
生室22に連通するノズル開口25が穿設されたノズル
プレート26とを積層して流路ユニット27を形成し、
ホルダ28に収容された圧電振動子29の先端が圧力発
生室22の領域に当接するようにホルダ28の開口面3
0に固定して構成されている。なお、図中符号31は、
シールド部材を兼ねる固定枠を示す。
【0003】この流路基板23は、圧電振動子により圧
力発生室が膨張した場合にはリザーバのインクを速やか
に圧力発生室に流入させ、また圧力発生室が縮小された
場合には圧力発生室のインクをノズル開口からのインク
滴として効率的に吐出するために、図5に示したように
圧力発生室22とリザーバ20とを適当な流体インピー
ダンスを備えるように、圧力発生室22の幅よりも絞ら
れた貫通孔からなる供給口21により両者が接続されて
いる。
【0004】このような流路形成基板を異方性エッチン
グにより形成しようとすると、シリコン単結晶基板の大
半の領域に貫通孔が形成されるため、流路形成基板の剛
性が低下して、組み立て作業が困難となる。また剛性を
高めようとしてシリコン単結晶基板の厚みを厚くする
と、エッチング時間が長くなり生産性が低下するという
問題がある。
【0005】このような問題を解消するため、図6
(イ)、(ロ)に示したようにシリコン単結晶基板32
の両面にそれぞれ凹部からなる第1、第2圧力発生室3
3、34を形成し、各圧力発生室33、34にはリザー
バ35と連通する若干絞られた凹部からなる第1、第2
インク供給口36、37を設け、さらにノズル開口38
に対向する領域に貫通孔からなるノズル連通孔39を形
成したものが提案されている(特開平9-123448号公
報)。
【0006】これによれば、シリコン単結晶基板32の
貫通孔が占める比率が少なくなるため、剛性を確保で
き、このためシリコン単結晶基板の厚みを薄くできて、
エッチング時間の短縮と材料費の節減を図ることが可能
となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6
(ハ)に示したように圧電振動子の変位により膨張、収
縮を受ける第1圧力発生室33のインクは、それぞれノ
ズル連通孔39側と第1のインク供給口37の流体イン
ピーダンスに対応して流量Q1、Q2でノズル連通孔3
9と第1インク供給口36とに流れ込み、ノズル連通孔
39に流れ込んだ流量Q1のインクは、さらにノズル開
口38と第2の圧力発生室34との流体インピーダンス
に対応して流量Q11、Q12に分流し、最終的に量Q1
1のインクだけがインク滴としてノズル開口38から吐
出することになる。このため、圧電振動子による第1圧
力発生室33の容積変化量の40乃至50%程度のイン
クがインク滴として吐出することになり、吐出口率が低
いという問題がある。本発明はこのような問題に鑑みて
なされたものであって、その目的とするところは製造効
率の低下を招くこと無く、インク滴の吐出効率を向上す
ることができるインクジェット式記録ヘッドを提供する
ことである。
【0008】
【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、弾性板と、流路形成基板
と、ノズル開口を備えたノズルプレートとを積層して構
成された流路ユニットと、圧力発生手段とを備えたイン
クジェット式記録ヘッドにおいて、前記流路形成基板
が、リザーバと、圧力発生手段側と前記ノズルプレート
側に形成された凹部からなる第1、第2圧力発生室と、
第1圧力発生室と前記リザーバとを接続するインク供給
口と、前記インク供給口側の端部で第1、第2圧力発生
室を接続する圧力発生室接続口と、前記ノズル開口に対
向する位置にノズル連通孔とを備えるようにした。
【0009】
【作用】インク滴吐出時インク供給口側に逆流したイン
クの内、一部が圧力発生室接続口から第2圧力発生室に
流れ込んでインク滴の吐出に寄与するから、リザーバへ
の戻り分が少なくなってインク滴として吐出するインク
量が増加する。
【0010】
【発明の実施の態様】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
施例を示すものであって、圧力発生手段を構成する軸方
向に伸縮する圧電振動子1は、その先端を流路ユニット
2を構成する弾性板3に当接した状態でヘッドホルダ4
に固定されている。この流路ユニット2は、弾性板3
と、流路形成基板5と、ノズル開口6を備えたノズルプ
レート7とを積層して構成されている。
【0011】流路形成基板5は、貫通孔として形成され
るリザーバ8と、圧電振動子1側とノズルプレート7側
に形成された凹部からなる第1、第2圧力発生室9、1
0と、第1圧力発生室9に連通する凹部として形成され
たインク供給口11と、このインク供給口側において第
1、第2圧力発生室9、10を区画する壁12を貫通す
る圧力発生室接続口13と、ノズル開口6に対向する貫
通孔からなるノズル連通孔14を形成して構成されてい
る。
【0012】そして、インク供給口11は、その流体イ
ンピーダンスがノズル開口6のインピーダンスよりも大
きくなるように構成されている。
【0013】この実施例において、圧電振動子1が収縮
して第1圧力発生室9が膨張すると、リザーバ8のイン
クがインク供給口11から第1圧力発生室9側に流れ込
み圧力発生室接続口13で第2圧力発生室10にも分流
し、第1、第2圧力発生室9、10にインクが供給され
る。
【0014】圧電振動子1が伸長して弾性板3がノズル
プレート側に押圧されると、ノズル連通孔14側には量
Q1の、圧力発生室接続口13側には量Q2のインクが
流れる。ノズル連通孔14側に流れ込んだ量Q1のイン
クは、ノズル開口6にQ11、また第2圧力発生室10
にQ12が分流する。
【0015】一方、インク供給口11側に流れ込んだ量
Q2のインクの内、量Q21が圧力発生室接続口13か
ら第2圧力発生室10を通り、ノズル開口6に流れ込
む。ノズル開口6の流体インピーダンスがインク供給口
11の流体インピーダンスよりも小さいため、圧力発生
室接続口13を経由して第2の圧力発生室10に流れ込
むインク量Q21が、ノズル連通孔14を経由して第2の
圧力発生室10に流れ込むインク量Q12よりも多くなる
から、インク滴として吐出されるインク量が増加する。
【0016】すなわち、第1圧力発生室9の容積変化量
の60乃至80%がインク滴として吐出することにな
り、1つの圧電振動子の作用を受ける圧力発生室を2つ
備えたインクジェット式記録ヘッドの吐出効率40乃至
50%に比較して大幅に吐出効率が向上する。
【0017】なお、上述の実施例のおいては、圧力発生
手段として縦振動モードの圧電振動子を使用した記録ヘ
ッドに例を採って説明したが、たわみモードの圧電振動
子や、また圧力発生室にバブルを発生させる加熱素子を
内蔵させた記録ヘッドに適用しても同様の作用を奏す
る。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
弾性板と、流路形成基板と、ノズル開口を備えたノズル
プレートとを積層して構成された流路ユニットと、圧力
発生手段とを備えたインクジェット式記録ヘッドにおい
て、流路形成基板は、リザーバと、圧力発生手段側とノ
ズルプレート側に形成された凹部からなる第1、第2圧
力発生室と、第1圧力発生室とリザーバとを接続するイ
ンク供給口と、インク供給口側の端部で第1、第2圧力
発生室を接続する圧力発生室接続口とを備えるようにし
たので、ノズル開口に対向する位置にノズル連通孔イン
ク滴吐出時にインク供給口側に逆流したインクの内、一
部を圧力発生室接続口から第2圧力発生室に流れ込ませ
てインク滴の吐出に寄与させることができて、インク滴
として吐出するインク量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施
例を示す断面図である。
【図2】同上記録ヘッドの流路形成基板を拡大して示す
斜視図である。
【図3】同上記録ヘッドに形成される流路を模式的に示
す図である。
【図4】縦振動モードの圧電振動子をアクチュエータと
するインクジェット式記録ヘッドの一例を示す組立斜視
図である。
【図5】記録ヘッドを構成するスペーサを拡大して示す
斜視図である。
【図6】図(イ)乃至(ハ)は、インクジェット式記録
ヘッドの一例を示す断面図、これを構成するスペーサを
拡大して示す斜視図と、流路を模式的に示す図である。
【符号の説明】
1 圧電振動子 2 流路ユニット 5 流路形成基板 7 ノズルプレート 8 リザーバ 9 第1圧力発生室 10 第2圧力発生室 11 インク供給口 13 圧力発生室接続口 14 ノズル連通孔

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 弾性板と、流路形成基板と、ノズル開口
    を備えたノズルプレートとを積層して構成された流路ユ
    ニットと、圧力発生手段とを備えたインクジェット式記
    録ヘッドにおいて、 前記流路形成基板が、リザーバと、圧力発生手段側と前
    記ノズルプレート側に形成された凹部からなる第1、第
    2圧力発生室と、第1圧力発生室と前記リザーバとを接
    続するインク供給口と、前記インク供給口側の端部で第
    1、第2圧力発生室を接続する圧力発生室接続口と、前
    記ノズル開口に対向する位置にノズル連通孔とを有する
    インクジェット式記録ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記ノズル開口の流体インピーダンス
    が、前記インク供給口の流体インピーダンスよりも小さ
    く設定されている請求項1に記載のインクジェット式記
    録ヘッド。
  3. 【請求項3】 前記圧力発生手段が、圧電振動子により
    構成されている請求項1に記載のインクジェット式記録
    ヘッド。
  4. 【請求項4】 前記圧力発生手段が、発熱素子により構
    成されている請求項1に記載のインクジェット式記録ヘ
    ッド。
JP31651697A 1997-10-31 1997-10-31 インクジェット式記録ヘッド Pending JPH11129477A (ja)

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JP31651697A JPH11129477A (ja) 1997-10-31 1997-10-31 インクジェット式記録ヘッド

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6557985B2 (en) 1999-01-29 2003-05-06 Seiko Epson Corporation Ink jet recording head

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6557985B2 (en) 1999-01-29 2003-05-06 Seiko Epson Corporation Ink jet recording head

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030402