JP2000043267A - 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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- JP2000043267A JP2000043267A JP10016799A JP10016799A JP2000043267A JP 2000043267 A JP2000043267 A JP 2000043267A JP 10016799 A JP10016799 A JP 10016799A JP 10016799 A JP10016799 A JP 10016799A JP 2000043267 A JP2000043267 A JP 2000043267A
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- ink jet
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Abstract
クの充填速度を高めること。 【解決手段】 流路形成基板5が、リザーバ8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9、10と、これらとリザーバ
8とを接続する第1、第2インク供給口11、12とを
備え、第2インク供給口12を第1インク供給口11よ
りもノズル開口6に位置させ、インク滴吐出後には流路
抵抗の小さな第2インク供給口12を介しても第1の圧
力発生室9にインクを流れ込ませる。
Description
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。
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。
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40、インク供給口41、及び圧力
発生室42を区画、形成する流路形成基板43と、一方
の開口を封止する弾性板44と、各圧力発生室42に連
通するノズル開口45が穿設されたノズルプレート46
とを積層して流路ユニット47を形成し、ホルダ48に
収容された圧電振動子49の先端が圧力発生室42の領
域に当接するようにホルダ48の開口面50に固定して
構成されている。なお、図中符号51は、シールド部材
を兼ねる固定枠を示す。
力発生室が膨張した場合にはリザーバ40のインクを速
やかに圧力発生室42に流入させ、また圧力発生室42
が縮小された場合には圧力発生室42のインクをノズル
開口か45らのインク滴として効率的に吐出するため
に、図9に示したように圧力発生室42とリザーバ40
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42の幅よりも絞られたインク供給口41により両
者が接続されている。
0)面を表面とするシリコン単結晶基板を異方性エッチ
ングすることにより構成されているが、シリコン単結晶
基板の大半の領域に貫通孔を形成せざるを得なくなるた
め、流路形成基板の剛性が極端に低下して、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
り生産性が低下したり、またコストが上昇するという問
題がある。
(イ)、(ロ)に示したようにシリコン単結晶基板52
の両面にそれぞれ凹部からなる第1、第2圧力発生室5
3、54を形成し、各圧力発生室53、54にはリザー
バ55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56、57を設け、さらにノズル開口58
に対向する領域に貫通孔からなるノズル連通孔59を形
成したものが提案されている(特開平9-123448号公
報)。
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。
生室を単一物として形成する場合に比較して浅くなるた
め、リザーバから圧力発生室へのインクの供給に遅延が
生じやすく、駆動速度が低下するという問題がある。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駆動速度を向上することができ
る1つのノズル開口に対して2つの圧力発生室を備えた
記録ヘッドを提供することである。
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圧力発生室及び第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
る第1インク供給口と、第2圧力発生室と前記リザーバ
とを接続し、かつ第1インク供給口よりも前記ノズル開
口側に位置する第2インク供給口と、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。
発生室のインク供給口を介しても第1の圧力発生室にイ
ンクが流れ込み、インク滴吐出後の圧力発生室へのイン
クの充填速度が高まる。
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。
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
た第1インク供給口11と、第2圧力発生室10に連通
する第2インク供給口12と、ノズル開口6に対向する
位置に貫通孔からなるノズル連通孔13を形成して構成
されている。
路抵抗を付与すべく一方の壁面から他方の壁面に突出す
る凸部11a、12aを、かつ第2インク供給口12が
第1インク供給口11よりもノズル開口6に位置させて
形成されている。そして、第2インク供給口12がノズ
ル開口側に偏っている分、リザーバ8のノズル開口側の
面が拡幅されている。
して第1圧力発生室9が膨張すると、リザーバ8のイン
クが第1インク供給口11から第1圧力発生室9に、ま
た第2インク供給口12から第2圧力発生室10に流れ
込む。このとき、第2インク供給口12がノズル開口側
に位置するため、流路抵抗が低く第2圧力発生室10へ
のインクの充填が速やかに行われ、ここからノズル連通
孔13を経由して第1圧力発生室9にも流れ込む。
了した段階で、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13を介し
て第2圧力発生室10にインクが流れ込み、ノズル開口
6からインク滴が吐出する。
態に復帰して第1圧力発生室9が膨張する。第2インク
供給口12がノズル開口側に位置するため、流路抵抗が
低く第2圧力発生室10、及びノズル連通孔13を経由
して第1圧力発生室9に速やかにインクが充填される。
また、第2インク供給口12の流路抵抗が第1インク供
給口11の流路抵抗より小さいため、さらにインクの充
填能力を高めることができる。
a、12aを形成してインク供給口11、12として適
した流路抵抗を付与するようにしているが、図3
(イ)、(ロ)に示したように各インク供給口形成領域
に少なくとも1つの島状部11b、12bを形成しても
同様の作用を奏する。
部12bは、ノズル連通孔13に可及的に近い位置に形
成されている。このように第2インク供給口12をノズ
ル連通孔13側に形成することにより、インク滴吐出能
力を変化させることなく、圧力発生室全体の容積を減少
させて、インクの圧縮性に起因するコンプライアンスを
低減させることができる。言うまでもなく圧力発生室全
体のコンプライアンスが小さくなると、ヘルムホルツ共
振周波数が高くなり、その結果駆動周波数、インク滴の
飛行速度を向上できて、1つのドットによる面積の変
調、つまり階調性を高めることができる。
示したように第1圧力発生室9を区画する隔壁14の端
部14aをリザーバ8の壁面8aよりも若干ノズル連通
孔13側に後退させ、また第2圧力発生室10を区画す
る隔壁15の端部15aを、リザーバ8のインク供給口
側の壁面8aの近傍にまで引き出すと、第1圧力発生室
9へのインクの流入抵抗と、容積を低減させることがで
きて、インクの圧縮性に起因するコンプライアンスの低
下により、駆動周波数、インク滴の飛行速度を向上する
ことができる。
って、ノズルプレート側に位置する第2圧力発生室10
の深さd1が、圧電振動子1の側に位置する第1圧力発
生室9の深さd2よりも大きくなるように構成されてい
る。
へのインク流入速度を向上することができるばかりでな
く、リザーバの容積を拡大してクロストークを防止する
ことができる。
あって、この実施例においては第2インク供給口12と
リザーバ8とを結ぶ領域Aに凹部12cを形成してリザ
ーバ8から第2インク供給口12までの流路の抵抗を可
及的に下げるように構成されている。この実施例によれ
ば、第2圧力発生室10へのインク流入速度の向上と、
クロストークの防止を図ることができる。
晶基板により構成する場合には領域Aを余分にハーフエ
ッチングすることにより構成することができる。
を厚み方向に少なくとも4層に分割し、流路形成基板5
のリザーバ8や、ノズル連通孔13、及び第1、第2圧
力発生室9、10、領域Aの凹部12cに相当する領
域、及び第1、第2インク供給口11、12を形成する
貫通孔20、21、22、23、24、25、26、2
7、28、29、30、31、32を形成した板材3
4、35、36、37を用意し、これら34乃至37を
接着剤を介して積層固定することにより構成することが
できる。
でかつインクに対して耐久性を有する材料、例えばステ
ンレス鋼板を使用することができる。特に感光性ドライ
フィルムは、露光作業とエッチングにより簡単に所望の
形状の貫通孔を高い精度で形成でき、かつ自己溶着性に
より密着するため最適な材料となる。
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、1ノズル開口に対して2
つの圧力発生室を形成するとともに、一方の圧力発生室
をたわみモードの圧電振動子や、また加熱素子によりイ
ンクを加圧する場合には、これらに適用しても同様の作
用を奏することは明らかである。
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
圧力発生室及び第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第1インク供給口と、第2圧力
発生室と前記リザーバとを接続し、かつ第1インク供給
口よりも前記ノズル開口側に位置する第2インク供給口
と、前記ノズル開口に対向する位置にノズル連通孔とを
備えたので、インク滴吐出後には流路抵抗の小さな第2
圧力発生室のインク供給口を介しても第1の圧力発生室
にインクを充填することができ、駆動速度を向上するこ
とができる。
例を示す断面図である。
の流路形成基板のインク供給口近傍を拡大して示す斜視
図である。
ッドの他の実施例を、流路形成基板のインク供給口近傍
の構造で示す斜視図である。
ッドの他の実施例を、流路形成基板のインク供給口近傍
の構造で示す斜視図である。
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。
斜視図である。
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である。
Claims (14)
- 【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圧力発生室及び第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第1インク供給口
と、第2圧力発生室と前記リザーバとを接続し、かつ第
1インク供給口よりも前記ノズル開口側に位置する第2
インク供給口と、第1、第2圧力室を連通する少なくと
も1つ以上のノズル連通孔とを備えたインクジェット式
記録ヘッド。 - 【請求項2】 第2圧力発生室が、第1圧力発生室より
も深く形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。 - 【請求項3】 前記リザーバと第2インク供給口とを結
ぶ領域が、第2圧力発生室よりも深く形成されている請
求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項4】 前記流路形成基板が、シリコン単結晶基
板を異方性エッチングすること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。 - 【請求項5】 第1、第2インク供給口が、壁面の一部
を突出させて形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。 - 【請求項6】 第1、第2インク供給口が、島状部を設
けることにより形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。 - 【請求項7】 前記リザーバの、第2インク供給口が形
成された側が部分的に拡幅されている請求項1に記載の
インクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項8】 第1インク供給口が、第2インク供給口
よりも前記ノズル開口側に位置するように形成されてい
る請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項9】 第1圧力発生室を区画する隔壁の端部
が、第2圧力発生室を区画する隔壁の端部よりもノズル
開口側に位置するように前記各隔壁が形成されている請
求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項10】 前記流路形成基板が、前記リザーバ、
第1、第2圧力発生室、第1インク供給口、第2インク
供給口、及びノズル連通孔に対応する位置に貫通孔を形
成した複数枚の薄板を積層して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。 - 【請求項11】 前記薄板がステンレス鋼板である請求
項10に記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項12】 前記薄板が感光性ドライフィルムであ
る請求項10に記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項13】 前記流路形成基板がシリコン単結晶基
板の(110)面を異方性エッチングすることにより構
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。 - 【請求項14】 前記凹部がシリコン単結晶基板の(1
10)面をハーフエッチングすることにより構成されて
いる請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
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JP10016799A JP3334752B2 (ja) | 1998-05-29 | 1999-04-07 | インクジェット式記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (3)
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JP14870398 | 1998-05-29 | ||
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Publications (2)
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ID=26441252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1236573A2 (en) * | 2001-03-01 | 2002-09-04 | Seiko Instruments Inc. | Print head chip |
JP2002292868A (ja) * | 2001-03-28 | 2002-10-09 | Ricoh Co Ltd | 液滴吐出ヘッド、インクカートリッジ及びインクジェット記録装置 |
JP2006068916A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Ricoh Printing Systems Ltd | インクジェットヘッド |
US7503643B2 (en) | 2004-03-31 | 2009-03-17 | Fujifilm Corporation | Liquid droplet discharge head and image forming apparatus |
JP2016193563A (ja) * | 2015-04-01 | 2016-11-17 | 株式会社リコー | 液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び画像形成装置 |
CN108153004A (zh) * | 2016-12-05 | 2018-06-12 | 塔工程有限公司 | 喷墨型液体涂布模块 |
-
1999
- 1999-04-07 JP JP10016799A patent/JP3334752B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1236573A2 (en) * | 2001-03-01 | 2002-09-04 | Seiko Instruments Inc. | Print head chip |
EP1236573A3 (en) * | 2001-03-01 | 2002-09-11 | Seiko Instruments Inc. | Print head chip |
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