JPS59207264A - インクジエツト・プリンタ - Google Patents

インクジエツト・プリンタ

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JPS59207264A
JPS59207264A JP59085996A JP8599684A JPS59207264A JP S59207264 A JPS59207264 A JP S59207264A JP 59085996 A JP59085996 A JP 59085996A JP 8599684 A JP8599684 A JP 8599684A JP S59207264 A JPS59207264 A JP S59207264A
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nozzle
orifice
jet
droplets
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Aaru Aren Rosu
ロス・ア−ル・アレン
Ii Aren Danieru
ダニエル・イ−・アレン
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Yokogawa Hewlett Packard Ltd
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明はインクジェット・プリンタに関し、更に詳述す
ればプリントの品質を改良するための噴射口のＩＩ心造
に関する。
〔従来表置の説明〕
ＪＪ＋！在までに多種多打なインクジェット−プリンタ
およびプロッタが開発されているけれども、これらは連
続噴射器を含むいろいろな手段でインク小滴を作成して
いる。連続噴射器におけるインク／ｌ）滴は、一定のイ
ンク圧ソバ静電形およびデマンド形の噴射器（すなわち
インパルス性ジェットって、一定の割合で連続的に作り
出される。これらの噴射器は小滴を作り出す手段、小滴
を形成するノズル、噴射したインクの補充手段および小
滴に噴射エネルギを与える励振源を備えている。ｎｉｊ
記ノズルは噴射するインク小滴の形状、体積および速度
を；刷御するのに使用する。このような装置は、−１投
的に単一のノズルを使用するか、あるいはノズル板に程
数個のノズルを直線状または甲面状に配置している。イ
ンパルス性ジェットにおける制御可能な圧力パルスは、
噴射ノズルから１飼以」−のインクｎ前を噴射するため
に、該噴射口に近接した・ｒンク内に発生する。インパ
ルス性ジェットのある形式では、圧力パルスを作り出す
のに圧電型変換器を利用している。インパルス性ジェッ
トの他の形式では、加熱素子を用いて小領域のインクを
気化し、これにより圧力パルスを作り出している。
インパルス性ジェット装置では、高速で且つ方向の良く
制御された１＠の液滴を作り出すのに、圧力パルス、流
体特性、ノズル形状およびインク流体の動的補充の組み
合せを得ることは一般に困ｆｆ１ｆｆである。熱（バブ
ル）形インクジェット装置および圧電変換形インクジェ
ット装置では、圧力へ′ルスの時系列制御が困ｆｆ１ｉ
である。このため噴射された液滴の品質は劣化すること
がある。なぜなら、バブルの崩壊により、あるいは圧電
形変換器の緩和により流体がノズルへ逆流して不必要な
サテライト小滴が発生したり、あるいは噴射したＹ小滴
を偏向させるために液滴の破壊に悪影響を与える。
多重噴射装置における各噴射部は、Ｍ通共通のインク貯
蔵部に連通されている。一つの噴射部の中にあるインク
に圧力パルスが発生すると、その圧力パルスは共通のイ
ンク貯蔵部を介して近くの噴射口に伝達される。このよ
うな圧力パルスが伝達されると、噴射口同志の間に流体
的漏話が生ずる。この漏話により圧力パルスが非常に強
められたり、またはその一部が消え、その結果噴射した
インク液滴の品質に悪影響を与える。極端な場合、イン
ク流体が前記噴射口の近くのノズルを作動させて小滴を
噴射させることがある。
上記のような流体的漏話を減少させるために、現在のイ
ンパルス性ジェット装置は一般に隣接する噴射口相互間
に障壁を該″け、そして圧力パルスが一つのｌ！Ｉ’Ｊ
　１１４口から直接他の噴射口へｆ大違されないように
しである。−滴以上のインクを噴射してから各噴射部に
インクを再補充できるようにするために、各噴射口は障
壁を貫通するチャネルによって共通のインク貯蔵部に連
通されている。１１１記チャネルのインピータンス「才
古度とイナータンス（不活性度）による」の増加により
、該チャネルを通して伝送される漏話を減少させること
ができる。しかしながら、＋ｔ＋ｉδ己チャネルのイン
ピータンスが増加すると、インク液滴の品質が劣化する
と共に、液滴の補充速度が遅くなるために、インク液滴
の最大噴射速度が減少する。このように従来の設計によ
る漏話インピーダンスは、主として補充用チャネルのイ
ンピータンスによって決まるから、繰り返し率、液滴の
品質および流体的漏話の減少との間にはある関数関係が
存在する。
ロス・アール・アレンが１９８２年１１月２４１１出願
の米国特許願第４４４１０８号］漏話減少１．４性を有
する自浄式インク噴射装置Ｊによれば、共通のインク貯
蔵部において、外気と接触するノズル板上に枚数の非噴
射口を設けることにより、漏話を減少させていた。そし
て、共通のインク貯蔵部に通じる各チャネルの開口部に
圧力パルスの一部を吸収し消散させる目的で、アイソレ
ータと呼ぶ開口部が設けられている。このように０１１
記のアイソレータは補充用チャネルのインピータンスを
増加することなく漏話を減少させることができる。しか
しながら、かかる設計においても狭いチャネルを通して
補充されるインク流体の速度が限定されるために、イン
ク液滴の品質が悪影響を受け、月つ液適噴射の最大速度
が減少する。なお、Ｉｉｊ記の問題点および以下に述べ
る本英施例は、熱インク噴射装置に関して説明しである
が、同し、Ｊ論は圧電変換形噴射装置および他のインパ
ルス性ジェット＆首にも適用されること勿論である。
〔本発明の原理〕
第６図および第７図はそれぞれ本発明にががるインクシ
ェツト−プリンタの原理を説明するための１１１断面図
である。いま、第６図において、インク小滴１０が熱イ
ンク噴射装置におけるノズル板１３のノズル１２から噴
射している状態を示す。
このような熱インク噴射装置における小滴１ｏは、ノズ
ル１２に近いインク中にバフル１４が発生することによ
り噴射される。漏話を減少させるために障壁１６がノズ
ル板１３と装置の背板１７との間に介在し、これにより
インク中の圧力パルスがインク噴射口の近傍に直接伝送
されないようになっている。小滴として噴射されたイン
クを補充するために障壁１６を貫通するチャネル１８が
ノズル１２と共通のインク貯蔵部（図示せず〕とに連通
している。一般に、励振エネルギがインク貯蔵部に伝達
されるために生ずる漏話を減らすには、補充用インピー
ダンスを高くする必要がある。他方、処理量を高めるに
は、補充用インピーダンスを低くしてインクの補充時間
を′ｆｊ縮しなければならない。
１ｉ１記補充インピーダンスを高くすると、ノズル１２
から逆流するインク流体により噴射部は第６図に示すよ
うに再補充されるので、長いゆるやかな足状の液滴が発
生する。特に、小滴１０の噴射中にバブル１４が崩壊す
るとき、この崩壊により生じた空間に、流体ベクトル１
１０で示したようなチャネル１８からのインク流ではな
く、流体ベクトル１９で示したように、主としてノズル
１２　。
からインクが流入する場合、メニスカス１１１がノズル
１２内に引き入れられて、小滴１０に長い尾部１１２が
できる。これによって、尾部の中（流体ベクトル１１．
３で示す〕および噴射部の巾（流体ベクトル１９で示す
〕に後向きの軸方向速度が発生する。一方、小滴１０の
本体部は前向きの速度（流体ベクトル１１４で示す）を
有している。ここで、小滴１０における尾部と本体部と
の速度か異なると、引き出される尾部が細い不安定な毛
細管状となり、これが主液滴に伺随するサテライト小滴
の中に同化する。これらサテライト小滴はこれが４かれ
る記、録紙上に不必要なサテライト−マークを作る可能
性があり、また尾部が長く伸びた小滴と同軸状に崩壊し
ない場合には、その主小滴が不必要にずれる可能性があ
る。
インクの補充がノズル１２ではなく、主としてチャネル
１８によって行われるとき、小滴のメニスカスの引き込
みは限定され、そしてＦｉ　’ｆ＋２はノズルの外側で
崩壊する。この場合の崩壊は、尾部の中の一点で起るが
、その点での流体の流れ速度は零か、あるいは正の小さ
な速度（すなわち、噴射口から遠ざかる）である。駆動
緩和の間補充用チャネルに発生した運動量により、メニ
スカスがノズルの外側に押し出されて崩壊に役立つ。こ
の１に況は第７図に示すように、メニスカス２１１がノ
ズル２２のわずか外側に延びている。流体ベクトル２１
０は崩壊するバブルがノズル２２からではなく、主とし
てチャネル２８からインクの補充をしていることを示す
。小滴の前Ｂ部と後縁部とにおけるそれぞれの軸方向速
度の差が少なくなると、小滴の直径に対する長さの比が
小さくなって安定度が向上する。この結果、数個の小滴
に崩壊するのではなく　表面張力によって小滴がその軌
道に治ういくつかのノズル直径の範囲内で、単一の球に
引き入れられる。
ノズルの逆流が多すぎる場合に生ずる他の問題は、メニ
スカスがノズルの奥深く浸入することである。インクの
補充は、バブルの崩壊から生ずる負のゲージ圧で行われ
、その後はノズルのメニスカスで行われる。メニスカス
がノズル内に深く引き込まれる場合には、空気が噴射口
内に流入し、いわゆるガルピング（ｇｕ　ｌｐ　ｉｎ　
ｇ）現象が発生する。
このように流入したバブルはインクよりもはるかに圧縮
できるので、これらバブルは、該バブルができそれに伴
って圧力パルスが発生するとすぐ一時的に圧縮され、こ
れにより小滴を噴射するエネルギが消敵される。このよ
うなバブルの流入量が多い場合には、噴射口から小滴を
噴射てきないことがある。ｍＩ記ガルピングによる影響
を除去し、そしてメニスカス・の後退を少くするために
、本発明はインク貯蔵部からの補充速度を大きくする。
〔従来装置の問題点〕
本発明の一実施例によれば、小滴の品質を改善し、７１
し滴の最大噴射速度を増し、且つ流体的漏話を減少させ
たインパルス性ジェット装置が実現される。特に二次的
なマーク（サテライトという）を押割する場合に、噴射
された液滴の飛行は安定でなければならず、且つ所定の
軌道から外れるような小滴の崩壊があってはならない。
このためインクの噴射口は液滴が噴霧状や遅いだらだら
したサテライトを伴うことなしに作り出されるように、
その体積と小滴内の速度分布とを制御しなければならな
い。
オリフィスの追加により、漏話の原因となる圧力パルス
の吸収部として役立つと共に、１個以上の小滴を噴射し
てからの補充速度を増すための局部流体Ｍ積部としても
機能する。この補充速度の増大によって小滴の品質が改
善され、そして液滴の最大噴射速度が大きくなる。これ
らオリフィスのそれぞれの位置は、噴射口の大きさとパ
ターンとに依存するが、一般的には複数のオリフィスを
各噴射口の近傍に配置するのが有利である。
最も確実に漏話を減らすためには、オリフィスの位置お
よびオリフィスの大きさと形状とを選択し、そしてオリ
フィス内における流体の応答を外乱の特性周波数に応じ
て調節することが重要である。前記のようにオリフィス
の大きさと形状とを選択して、その流体蓄積部としての
機能を最適にすることができる。また、オリフィスの頂
部からみた断面形状を変えてオリフィス内におけるイン
クのメニスカスの強さと、オリフィス内におけるインク
の体積どの比を変えることもできる。側面からみた断面
形状を選択してメニスカスの有効スチフネスが近傍の噴
射口部における補充用の局部インク貯蔵部として機能し
ている期間中よりも、圧カバ“ルスを受けている期間中
の方を大きくすることもてきる。これら噴射口における
漏話は、充分減少されるので、従来のインパルス性ジェ
ット装置に実用されていた各噴射口間の障壁を取り除く
ことができる。この場合、＋ｉｉＪ記障壁か除かれると
流体を狭いチャネルに通す代りに、あらゆる方向から流
体を噴射口に済すことができるために、インクの補充速
度が大きくなる。また、障壁が除かれると、このような
噴射−’Ａ　ｌｔ￥の製作も簡単になる。
第８図および゛第９図はそれぞれ従来装置におけるノズ
ル部の平面図およびＩｔ！Ｊｌｔｌｉ而図である。第面
図にはノズル板３０に形成されている噴射用ノズル３１
が示されている。ノズル３１に関連して漏話を減少させ
るための障壁部の周囲を点線３３で示す。この障壁部は
ノズル板３ｏから背板３６〔第９図参照〕まで延在して
いる。ノズル板の大きさは約６．３５　Ｘ　６．３５　
ｍｍで厚さが約０．１　ｍｍであり、ノズル３１の大き
さはその直径が約００７６ｍｍである。そして隣接する
ノズル間の間隅は約０３８ｍｍである。障壁３３を貫く
チャネル３４はノズル３１をインク貯蔵部３５に結合し
て、噴射したインク１１ηをノズルに補充している。
チャネル３４の開口部がインク貯蔵部３５に対向し、そ
してその近くに非噴射オリフィスが配置され、これによ
りチャネルの開口部に出入する圧ノＪパルスからエネル
ギを吸収してアイソレータとしての機能を果す。漏話減
少用の障壁を具えた上記の装置では、一般に非噴射オリ
フィスの幾つかあるいは全部がインク補充用のチャネル
開口部の近くに配置される。そしてノズル板を障壁から
遠ざかる方に曲げたり、あるいは小滴を噴射するのに使
用する圧力パルスのエネルギの大部分を吸収するように
曲げていた。これらオリフィス内のメニスカスは、バブ
ルが作られている間にインクがオリフィス内に押し込ま
れるにつれて曲り、そのためバブルエネルギのいくらか
が小滴の噴射から転換される。オリフィスの数と位置と
は、バブルから充分な量のエネルギが小滴の噴射に利用
され、旧つ夛１噴射オリフィスが噴射口にあまり接近し
ないで、１個以上の噴射口が小滴を噴射するとき、イン
クの小滴がそれらの噴射口のどれからでも噴射され、る
ように選定される。最も有効な性能を得るだめには、各
非噴射オリフィスをその最も近し）噴射口から数ノズル
直径だけ離して配置する。
オリフィスの直径はノズル３１の直径と同程度である。
このようなアイソレータはインク貯ｐ’Ｍ　ａｌ＋を介
して一つの噴射口から他の噴射１コヘ伝播される漏話の
量を減少させる。第９図の断面図に示すように、発熱用
抵抗器３７はインク内にバフルを作り、そしてノズル３
１から小滴を噴射するように背板３６上に形成されてい
る。ノズル板３０と背板３６との距離は約００３８〜０
．１　ｒｎ＋ｎである。
〔本発明の実施例〕
第１図は本発明の一実施例によるインクジェット・プリ
ンタの噴射口ノズルと受動オリフィスとの配置例を示す
平面図、第２図は矢印６−６における側断面図である。
まず、第１図においては、−組４個の噴射用ノズル５１
（白い円で示す）とそれに関連して菱形に配列された非
噴射オリフィス５２（斜線の円で示す）がノズル板５０
上に示されている。しかし、これらのパターンおよび他
のノズル数は必要に応じて増減できること勿論である。
同位に、非噴射オリフィス５２は二次元デカルト格子点
の各点に位置するように示しであるか、他の配置でもよ
い。上記のノズルおよび非噴射オリフィスのパターンで
は漏話が極めて少いので、漏話派生用の障壁は不必要で
ある。
次に第２図におけるインク供給部６５は、背板６３とノ
ズル板５０との間に延在している側壁６４で形成されて
いる。インク供給部６５は背板６３内の貯蔵部満６６を
介してインク貯蔵部６７に連通している。インク貯蔵部
６７は折りたたみができる気費６８により、あるいは周
囲の大気に通じ１］一つ毛細管作用でバブルの中にイン
クを保持しているバブル空間によって実現することかで
きる。
このような方式のインクをインク（ｊ（給部６５に引き
入れ、そしてノズル５１から噴射されたインクを補充す
ることができる。ノズル５１と非噴射オリフィス５２の
各断面は充分に小さいので、毛細管作用によりインク供
給部６５からインクが引き込まれる。１１ＩＩ記の毛細
管作用はインク貯蔵部６７からインクをインク供給部６
５に引き込むのに充分な程強力であり、インクの噴射に
つれてインク貯蔵部６７を除々に収縮させる。ノズルと
非哨Ω、ｊオリフィスとのそれぞれにおいて、インクは
インクと周囲の大気６１０との境界にメニスカス６９を
形成する。一般に、毛細管作用はノズル板５０の上面６
１１でこれらのメニスカスを形成するのに充分なほど強
力である。
上記の第１図および第２図に示した実施例装置では、漏
話減少用の障壁が示されていないことに注目すべきであ
る。多くのノズルパターンにおいては非噴射オリフィス
によって漏話が充分減少するので、１１１１述の如く漏
話低減用の障壁を省略することができる。上記の省略に
より得られる一つの利点は、装置が簡単になるとともに
、関連する生産工程が減少することである。更に重要な
利点は、噴射口のすべてが狭い補充用チャネルを通して
インクを補充するものではなく、すべての方向からイン
クの補充ができるということである。この結果、各１質
射口における補充用チャネルのインピーダンスが大幅に
減少し、再補充の初期段階においても、インクはノズル
からではなく、主としてインク貯蔵部から流入する。こ
の結果、噴射口のメニスカスは第６図に示すようにノズ
ル内に引き込まれず、液滴の品質か向上し、液滴噴射の
最大速度が増大し、カルピングのおそれが減少する。
非噴射オリフィスは漏話低減器として機能するばかりで
なく、局部流体蓄積器としても動作し、噴射１」へのイ
ンク補充期間中に隣りの噴射口にインクをｆＪ＋、給す
る。
第３Ａ〜３０図はｎｉＪ述装置のオリフィスにおけるイ
ンク補充の状ｊＱを示すノズル板の間断面図である。す
なわち、これらの図において、インク簡が隣りのノズル
から噴射される間の静止期間のオリフィス７］と、周囲
大気７３とインク７４との開のメニスカス７２の形状お
よび位置が示されている。インクは通常負の小さなゲー
ジ圧（水柱約２５．４〜７６．２ｍｍ）になっているの
で、メニスカス７２は第３Ａ図の如く凹面状をなし、イ
ンクはヘッドから漏出しない。オリフィスの直径は充分
小さく（約ｏ、ｏ７６ｍｍ）毛細管力がこの負のゲージ
圧に打ち勝って、メニスカスの付着点をオリフィスの項
部からその内側面へと引き込む。ノズルの直径は充分小
さいのでメニスカスの形状は実質的に球状である。
バブルの膨張期間中におけるメニスカスの形状は第３Ｂ
図に示す。噴射［コ内のバブルのｌ膨張に関連する圧力
パルスにより、ノズルの隣りの非噴射オリフィス内に正
のゲージ圧が発生し、そのため凸状の球面メニスカスか
形成される。第３Ｂ図のメニスカス内の余分のインクは
第３Ａ図に示すものとともに、ノズル内のバブル崩壊の
期間中、噴射口にインクを補充するのに利用できる。ｌ
＋Ｎ　ＩＷの非噴射オリフィスを各ノズルの近くに配置
することによって、噴射口に対する再補充用としてかな
りの量のインクが局部的に蓄積されて噴射［コに供給で
きるようになる。バブルが崩壊するとき、隣りの非噴射
オリフィスに充分な負のゲージ圧が発生して毛細管力に
打ち勝ち、そしてオリフィスの側面にあるメニスカスの
付着点をオリフィス内に引き込み、ノズルへのインク補
充を迅速に行うことができる。この結果、噴射口に対す
る再補充インピータンスか低くなり、ノズルから崩壊す
るバブルによって引き出されるインク量が減少する。
押されたメニスカスは一時的に負圧となり、インクを遠
いインク貯蔵部から引き出してノズルや隣りのｕｌＩ！
Ｉ：ｊ射オリフィスを再補充するのを助ける。
オリフィスの形状と大きさとを選定してこれらオリフィ
ス内のメニスカスの応答特性を改善することができる。
特に、これら１例以上のメニスカスかインク小滴を破壊
したり、放出したりするおそれを少くし、バブル内のエ
ネルキの一部が小滴の放出からオリフィスのメニスカス
の運動へ転換されるのを減らすため、バブル膨張の期間
中、オリフィスを比較的強固にしておくことが望ましい
。
断面がＩＴＪ形のオリフィスにおけるメニスカスのステ
イフネス（すなわちメニスカスの前後の圧）Ｊ差）は、
オリフィスの半径に逆比例して変化する。したがってバ
ブルの膨張期間中、オリフィスの半径を小さく選定する
のが有利である。他方、バブルの収縮期間中、オリフィ
スから利用できるインクの体積を増し、このインクを供
給する抵抗を減らすには、オリフィスの半径を大きくし
た方が有利である。これら両方の利点は底部（すなわち
、インク貯蔵部に接触しているノズル板の低面）より頂
部（すなわち、周囲の大気に接触しているノズル板の側
面）が狭くなっている円ガを状オリフィスを使用すれば
達成するこができる。
上記のようなオリフィス８１を第４Ａ図および第４Ｂ図
の各断面図に示す。すなわち、第４Ａ図はバブルが１彫
張している期間のメニスカス８２を示す。この期間に、
メニスカスはオリフィスの頂部にあるので、形成された
メニスカスの強さは比較的大きい。第４Ｂ図ではバブル
が収縮している期間のメニスカス８２を示している。こ
の期間ぞはメニスカスが′オリフィス内に引き込まれ、
１１つオリフィスの断面の半径が大きくなっているので
、ｍＪ記ツメニスカス強さは減少している。
かくして、オリフィスの断面形状を選定することにより
、オリフィス内におけるインク流体の応答特性が改善さ
れる。断面が円形のオリフィスては、該オリフィスの半
径が小さくなるにつれて、メニスカスの強さが増し、そ
してオリフィスの体積が減るので、選択された半（５Ｊ
はこれら二つのパラメータに依存して定まる。なお１．
Ｊ：記の円形形状に関する制約は、非円形の断面形状を
使用すれば除くことができる。
第５図はオリフィスの形状を変形したノズル板の平面図
である。すなわち、ノズル板９０には一組のオリフィス
９２〜９７が示されており、これらの各オリフィスはい
ずれも非円形断面を有している。そして、二つの主１１
１１率半ＰｆＥ　ｒ＋とｒ２とを有する一般のメニスカ
スの場合、その強さは表面張力に］／ｒ、とｖｒｓどの
和を東じたものに等しい。オリフィス９２と９３との円
形および正方形断面の場合には、ｒ、　−ｒ　、である
から、メニスカスの強さと断面積との両方を調節する際
に自由度が一つしかない。吹に、長方形９４および楕円
９６のような能の形状では、強さと面積との比を変える
ことができる。１６１部を丸めた長刀形９５や円環状断
面９７のような形状でもこれを選択することができる。
ノズルの中心に円形の形状９７があると、強さは比較的
大きく、表面積がノズルに近接しているオリフィスを作
り得る利点が生ずる。オリフィスの位置、形状および大
きさを選定してメニスカス１１口答特性を、液滴の噴射
により生ずる圧力パルスの形状に合わせることができる
。
上記の説明はいずれも熱式インクジェット・プリンタに
ついてであったが、この説明は圧電形変換器を用いた噴
射器のような他の形式のインパルス性ジェット噴射器に
も適用することができる。
圧電形変換器の場合、バブル崩壊の説明は圧電変換器の
緩和の効果と締付は構造（圧電変換器で締イ」けられる
管あるいは毛細管のようかもの〕との説明で置き換えら
れる。この説明では、オリフィスを非噴射オリフィスと
称してきた。このオリフィスは一般にインク小滴を噴射
するための関連手段を具備していない。このようなオリ
フィスをここでは永久非噴射オリフィスと呼ぶことにす
るが、池の一３Ａ置では、非噴射オリフィスにインク小
滴を噴射するための関連手段を設けることができる。
例えば、装置に完全なノズル列を設けて、一定の時間に
はその中の一部を制御して噴射器として使用する。こう
すれば、これらノズルの一つが故障した場合、他の組の
ノズルを電気的に選定して能動噴射器として動作させる
ことができる。これによって、−紺の予がＩＩノズルを
装置に組み込むことかできる。かくして非能動ノズルは
、非噴射オリフィスどして機能することになる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明装置におけるノズル板の平面図、第２図
はその側断面図、第３Ａ〜３０図および第４Ａ、４Ｂ図
は同じくノズル板の噴射口の動作を説明するための側断
面図、第５図は変形噴射口を示すノズル板の平面図であ
る。第６図および第７図は従来装置における噴射口の側
断面図、第８図および第９図はそれぞれ従来装置のノズ
ル板の平面図および側断面図である。 図中、５０　、９０　：ノズル板、５１．３１：噴射用
ノズル、５２　、３２　：非噴射オリフィス、６３．３
６″背板、６４：側壁、６５・インク供給部、６６　：
　ＩＦｉ、６７：インク貯蔵部、６８　気嚢、７１．９
２〜９７：オリフィス、７２　、８２　：メニスカス、
１０　インク小滴、１２−ノズル、■３．３０：ノズル
板、１６．３３：障壁、１７゜３６−背板、１８．３４
：チャネル、３７・発熱用抵抗器。 出願人

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　　インク源から少なくとも一つの噴射口へイン
    クを導入するパルス性ジェットＡ装置において、各噴射
    口はノズル板に配設されたノズルを通ってインク液滴を
    噴射し、そしてｍｌ記ノズル板には１１ｊ１記ノズルに
    ｌｉ！１１接して非噴射オリフィスを少なくとも−１っ
    具えたことを１寺徴とするインクジェット・プリンタ。
  2. （２）　　＋ＪｉＪ記特許請求の範囲第１項の非噴射オ
    リフィスは同形円的形状よりも他の形状をもつようにし
    たことをｔ寺４戊とするインクジェット、プリンタ。
JP59085996A 1983-05-02 1984-04-27 インクジエツト・プリンタ Granted JPS59207264A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6354250A (ja) * 1986-08-25 1988-03-08 Seiko Epson Corp インクジエツトヘツド
JP2002154202A (ja) * 2000-09-06 2002-05-28 Canon Inc インクジェット記録ヘッドの製造方法、インクジェット記録ヘッド、およびインクジェット記録方法
US6761433B2 (en) 2000-07-11 2004-07-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Bubble-jet type ink-jet printhead

Families Citing this family (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4794410A (en) * 1987-06-02 1988-12-27 Hewlett-Packard Company Barrier structure for thermal ink-jet printheads
DE69111936T2 (de) * 1990-08-16 1996-04-11 Hewlett Packard Co Photo-ablatierte Bauteile für Farbstrahldruckkopf.
US5291226A (en) * 1990-08-16 1994-03-01 Hewlett-Packard Company Nozzle member including ink flow channels
EP0485241B1 (en) * 1990-11-09 1997-03-12 Citizen Watch Co., Ltd. Ink jet head
JP2980444B2 (ja) * 1991-01-19 1999-11-22 キヤノン株式会社 液室内気泡導入機構を備えた液体噴射器およびこれを用いた記録装置および記録方法
JP3179834B2 (ja) * 1991-07-19 2001-06-25 株式会社リコー 液体飛翔記録装置
US5412466A (en) * 1991-07-26 1995-05-02 Toa Medical Electronics Co., Ltd. Apparatus for forming flattened sample flow for analyzing particles
IT1250371B (it) * 1991-12-24 1995-04-07 Olivetti & Co Spa Testina di stampa a getto d'inchiostro perfezionata.
US5297331A (en) * 1992-04-03 1994-03-29 Hewlett-Packard Company Method for aligning a substrate with respect to orifices in an inkjet printhead
IT1270861B (it) * 1993-05-31 1997-05-13 Olivetti Canon Ind Spa Testina a getto di inchiostro perfezionata per una stampante a punti
US5652609A (en) * 1993-06-09 1997-07-29 J. David Scholler Recording device using an electret transducer
US5736998A (en) * 1995-03-06 1998-04-07 Hewlett-Packard Company Inkjet cartridge design for facilitating the adhesive sealing of a printhead to an ink reservoir
US5852460A (en) * 1995-03-06 1998-12-22 Hewlett-Packard Company Inkjet print cartridge design to decrease deformation of the printhead when adhesively sealing the printhead to the print cartridge
US6254219B1 (en) * 1995-10-25 2001-07-03 Hewlett-Packard Company Inkjet printhead orifice plate having related orifices
US6123413A (en) * 1995-10-25 2000-09-26 Hewlett-Packard Company Reduced spray inkjet printhead orifice
US6527369B1 (en) * 1995-10-25 2003-03-04 Hewlett-Packard Company Asymmetric printhead orifice
US6557974B1 (en) * 1995-10-25 2003-05-06 Hewlett-Packard Company Non-circular printhead orifice
US6371596B1 (en) 1995-10-25 2002-04-16 Hewlett-Packard Company Asymmetric ink emitting orifices for improved inkjet drop formation
US6310639B1 (en) 1996-02-07 2001-10-30 Hewlett-Packard Co. Printer printhead
US6000787A (en) 1996-02-07 1999-12-14 Hewlett-Packard Company Solid state ink jet print head
US6155670A (en) * 1997-03-05 2000-12-05 Hewlett-Packard Company Method and apparatus for improved ink-drop distribution in inkjet printing
US6099108A (en) * 1997-03-05 2000-08-08 Hewlett-Packard Company Method and apparatus for improved ink-drop distribution in ink-jet printing
US5751317A (en) * 1996-04-15 1998-05-12 Xerox Corporation Thermal ink-jet printhead with an optimized fluid flow channel in each ejector
US5940096A (en) * 1996-06-03 1999-08-17 Lexmark International, Inc. Ink jet printhead assembly with non-emitting orifices
US5901425A (en) 1996-08-27 1999-05-11 Topaz Technologies Inc. Inkjet print head apparatus
EP0873871A3 (en) 1997-03-27 1999-08-18 Xerox Corporation Thermal ink jet printhead suitable for viscous inks
US7195339B2 (en) 1997-07-15 2007-03-27 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet nozzle assembly with a thermal bend actuator
US7465030B2 (en) 1997-07-15 2008-12-16 Silverbrook Research Pty Ltd Nozzle arrangement with a magnetic field generator
US6188415B1 (en) 1997-07-15 2001-02-13 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet printer having a thermal actuator comprising an external coil spring
US6648453B2 (en) 1997-07-15 2003-11-18 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet printhead chip with predetermined micro-electromechanical systems height
US6682174B2 (en) 1998-03-25 2004-01-27 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet nozzle arrangement configuration
US6935724B2 (en) 1997-07-15 2005-08-30 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet nozzle having actuator with anchor positioned between nozzle chamber and actuator connection point
US7556356B1 (en) 1997-07-15 2009-07-07 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet printhead integrated circuit with ink spread prevention
US6471336B2 (en) * 1997-07-15 2002-10-29 Silverbrook Research Pty Ltd. Nozzle arrangement that incorporates a reversible actuating mechanism
US7337532B2 (en) 1997-07-15 2008-03-04 Silverbrook Research Pty Ltd Method of manufacturing micro-electromechanical device having motion-transmitting structure
US6712453B2 (en) 1997-07-15 2004-03-30 Silverbrook Research Pty Ltd. Ink jet nozzle rim
US7468139B2 (en) 1997-07-15 2008-12-23 Silverbrook Research Pty Ltd Method of depositing heater material over a photoresist scaffold
US6280020B1 (en) * 1997-09-04 2001-08-28 Canon Kabushiki Kaisha Ink-jet head and ink-jet printing apparatus
US6471326B2 (en) 1997-09-04 2002-10-29 Canon Kabushiki Kaisha Ink-jet head and ink-jet printing apparatus
US6010208A (en) * 1998-01-08 2000-01-04 Lexmark International Inc. Nozzle array for printhead
US5969736A (en) * 1998-07-14 1999-10-19 Hewlett-Packard Company Passive pressure regulator for setting the pressure of a liquid to a predetermined pressure differential below a reference pressure
US6527370B1 (en) 1999-09-09 2003-03-04 Hewlett-Packard Company Counter-boring techniques for improved ink-jet printheads
US6341732B1 (en) 2000-06-19 2002-01-29 S. C. Johnson & Son, Inc. Method and apparatus for maintaining control of liquid flow in a vibratory atomizing device
DE60140411D1 (de) 2000-09-06 2009-12-24 Canon Kk Tintenstrahlaufzeichnungskopf und Verfahren zu seiner Herstellung
US6830309B2 (en) * 2000-09-06 2004-12-14 Canon Kabushiki Kaisha Method for manufacturing ink jet recording head, ink jet recording head and ink jet recording method
JP4680448B2 (ja) * 2001-09-04 2011-05-11 ルネサスエレクトロニクス株式会社 高速サンプリングレシーバー
US6527368B1 (en) 2002-04-30 2003-03-04 Hewlett-Packard Company Layer with discontinuity over fluid slot
US6938986B2 (en) * 2002-04-30 2005-09-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Surface characteristic apparatus and method
US6938988B2 (en) * 2003-02-10 2005-09-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Counter-bore of a fluid ejection device
US20050151787A1 (en) * 2004-01-12 2005-07-14 Xerox Corporation Drop generating apparatus
US20050151784A1 (en) * 2004-01-12 2005-07-14 Xerox Corporation Drop generating apparatus
KR100570822B1 (ko) * 2004-05-11 2006-04-12 삼성전자주식회사 잉크젯 헤드의 제조방법 및 그에 의해 제조된 잉크젯 헤드
US20050276933A1 (en) * 2004-06-14 2005-12-15 Ravi Prasad Method to form a conductive structure
US20050276911A1 (en) * 2004-06-15 2005-12-15 Qiong Chen Printing of organometallic compounds to form conductive traces
US7655275B2 (en) * 2004-08-02 2010-02-02 Hewlett-Packard Delopment Company, L.P. Methods of controlling flow
US7709050B2 (en) * 2004-08-02 2010-05-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Surface treatment for OLED material
US7637592B2 (en) * 2006-05-26 2009-12-29 Fujifilm Dimatix, Inc. System and methods for fluid drop ejection
US20070200900A1 (en) * 2006-02-28 2007-08-30 Wang Alex K Energy efficient thermal inkjet print head
WO2009067730A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Silverbrook Research Pty Ltd Printhead with pressure-dampening structures
US8348177B2 (en) * 2008-06-17 2013-01-08 Davicon Corporation Liquid dispensing apparatus using a passive liquid metering method
US8573743B2 (en) * 2010-10-26 2013-11-05 Eastman Kodak Company Liquid dispenser including curved vent
US9579889B2 (en) * 2014-11-07 2017-02-28 Memjet Technology Limited Method of ejecting ink droplets having variable droplet volumes

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5511886A (en) * 1978-07-14 1980-01-28 Seiko Epson Corp Ink jet recording device
JPS5519582A (en) * 1978-07-31 1980-02-12 Seiko Epson Corp Ink jetting recorder
JPS55128465A (en) * 1979-03-28 1980-10-04 Canon Inc Recording head
JPS588660A (ja) * 1981-07-09 1983-01-18 Canon Inc 液体噴射記録ヘツド
JPS59138461A (ja) * 1983-01-28 1984-08-08 Canon Inc 液体噴射記録装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE349676B (ja) * 1971-01-11 1972-10-02 N Stemme
US4282533A (en) * 1980-02-22 1981-08-04 Celanese Corporation Precision orifice nozzle devices for ink jet printing apparati and the process for their manufacture
US4395720A (en) * 1981-09-29 1983-07-26 Xerox Corporation Configurational reduction of pulse ejector crosstalk

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5511886A (en) * 1978-07-14 1980-01-28 Seiko Epson Corp Ink jet recording device
JPS5519582A (en) * 1978-07-31 1980-02-12 Seiko Epson Corp Ink jetting recorder
JPS55128465A (en) * 1979-03-28 1980-10-04 Canon Inc Recording head
JPS588660A (ja) * 1981-07-09 1983-01-18 Canon Inc 液体噴射記録ヘツド
JPS59138461A (ja) * 1983-01-28 1984-08-08 Canon Inc 液体噴射記録装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6354250A (ja) * 1986-08-25 1988-03-08 Seiko Epson Corp インクジエツトヘツド
US6761433B2 (en) 2000-07-11 2004-07-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Bubble-jet type ink-jet printhead
JP2002154202A (ja) * 2000-09-06 2002-05-28 Canon Inc インクジェット記録ヘッドの製造方法、インクジェット記録ヘッド、およびインクジェット記録方法

Also Published As

Publication number Publication date
US4550326A (en) 1985-10-29
JPH0376672B2 (ja) 1991-12-06

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