JP2003260796A - Inkjet recording head and image recorder using the same - Google Patents
Inkjet recording head and image recorder using the sameInfo
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- B41J2002/14419—Manifold
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタ或はインクジェットプロッタなどとして用いられ
るインクジェット式画像記録装置及びインクジェット式
記録ヘッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inkjet image recording apparatus and an inkjet recording head used as an inkjet printer or an inkjet plotter.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の記録ヘッドは、ノズル開口を有す
る圧力発生室を複数並べて形成するとともに、これら圧
力発生室の配列方向に沿って細長い共通インク室を形成
し、この共通インク室と各圧力発生室との間をインク供
給路により連通し、各圧力発生室に振動板を介して圧力
発生素子を設け、この圧力発生素子による圧力発生室内
の圧力変動によりノズル開口からインク滴を吐出させる
構成を採る。そして、共通インク室は、ここにインクを
供給するインク供給管から最も遠い左右の端部で流路幅
を絞って先細りな形状にしているが、これは断面積を減
少させることによりインクの流速を高め、これによりイ
ンクを充填する際やノズル開口から吸引するクリーニン
グ時に残留気泡をなくすためである。2. Description of the Related Art In a conventional recording head, a plurality of pressure generating chambers having nozzle openings are formed side by side, and a long and narrow common ink chamber is formed along the arrangement direction of these pressure generating chambers. A structure in which an ink supply path communicates with the generation chamber, a pressure generation element is provided in each pressure generation chamber via a vibration plate, and ink droplets are ejected from a nozzle opening due to pressure fluctuations in the pressure generation chamber caused by the pressure generation element. Take. The common ink chamber has a tapered shape by narrowing the channel width at the left and right ends that are farthest from the ink supply pipe that supplies the ink to the common ink chamber. This is to eliminate residual air bubbles when filling ink or cleaning by suction from nozzle openings.
【0003】また、共通インク室の一面を弾性フィルム
で区画することにより大きなコンプライアンスを与えて
いる。これは、インク吐出時にインク供給路から逆流す
るインクの圧力を吸収し、また、各圧力発生室に素早く
インクを供給するためである。A large compliance is given by partitioning one surface of the common ink chamber with an elastic film. This is to absorb the pressure of the ink flowing back from the ink supply path when ejecting the ink, and to quickly supply the ink to each pressure generating chamber.
【0004】[0004]
【特許文献1】特開平6−297701号公報[Patent Document 1] JP-A-6-297701
【特許文献2】特開平9−057961号公報[Patent Document 2] Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-057961
【特許文献3】特開平9−099557号公報[Patent Document 3] Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-099557
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の記録ヘッドでは、同一条件で圧力発生素子を駆
動しても、共通インク室の端部(インク供給管から遠い
端部)で連通している圧力発生室のノズル開口から吐出
されるインク滴の吐出特性が他のノズル開口の吐出特性
とは異なる現象が発生し、そのばらつき範囲は目標値に
対して+−15%程度となる。この様な現象は共通イン
ク室の端部で圧力損失が生じてインク供給路の入口に負
圧が生ずると推測される。そして、これを解消するに
は、共通インク室のコンプライアンスを大きくすること
が考えられるが、共通インク室の端部は、気泡排除性を
高めるために先細りにする必要があるので、単にコンプ
ライアンス部を拡張することは困難である。また、画像
記録速度の高速化、記録対象物の大型化などの要求から
一列当たりのノズル数を増加させる傾向にあるが、クリ
ーニング用ポンプを大型化して気泡排出能力を高めると
排除するインクの量が増加してしまうので、共通インク
室の先端部分を先細りにすることは避けられない。However, in the above-described conventional recording head, even if the pressure generating element is driven under the same conditions, the end portions of the common ink chamber (the end portions far from the ink supply tube) communicate with each other. A phenomenon occurs in which the ejection characteristics of the ink droplets ejected from the nozzle openings of the existing pressure generating chamber differ from the ejection characteristics of the other nozzle openings, and the variation range is about + -15% of the target value. It is presumed that such a phenomenon causes a pressure loss at the end of the common ink chamber and a negative pressure at the inlet of the ink supply passage. Then, in order to eliminate this, it is conceivable to increase the compliance of the common ink chamber, but the end of the common ink chamber needs to be tapered in order to enhance the bubble elimination property, so the compliance portion is simply It is difficult to expand. Also, there is a tendency to increase the number of nozzles per row due to demands such as higher image recording speed and larger recording objects, but the amount of ink to be removed when the cleaning pump is enlarged and bubble discharge capacity is increased. Therefore, it is unavoidable to taper the tip of the common ink chamber.
【0006】本発明は上記した事情に鑑みなされたもの
で、その目的は、複数のノズル開口を有し、これらノズ
ル開口のそれぞれの吐出特性の均一化を図ることができ
るインクジェット式記録ヘッド、及びこの記録ヘッドを
用いた画像記録装置を提供しようとするものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object thereof is to have an ink jet recording head having a plurality of nozzle openings and capable of achieving uniform discharge characteristics of each of these nozzle openings. An object is to provide an image recording device using this recording head.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載のものは、ノズル開口を有する圧力
発生室を複数並べて形成するとともに、これら圧力発生
室の一側に共通インク室を形成し、共通インク室と各圧
力発生室との間をインク供給路によりそれぞれ連通し、
各圧力発生室に対応して圧力発生素子を設け、共通イン
ク室にはインク供給管を接続し、圧力発生素子による圧
力発生室内の圧力変動により当該圧力発生室内のインク
をノズル開口から吐出するインクジェット式記録ヘッド
において、インク供給路のうち、共通インク室の端部近
傍で連通するインク供給路が、当該共通インク室の端部
近傍以外で連通する複数の同一形状のインク供給路に比
較して、断面積あるいは長さの少なくとも一方が異なる
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッドである。In order to achieve the above-mentioned object, according to a first aspect of the present invention, a plurality of pressure generating chambers having nozzle openings are formed side by side and a common ink is provided on one side of these pressure generating chambers. A chamber is formed, and a common ink chamber and each pressure generating chamber are connected by an ink supply path,
An ink jet that has a pressure generating element corresponding to each pressure generating chamber, connects an ink supply pipe to the common ink chamber, and discharges ink in the pressure generating chamber from a nozzle opening due to pressure fluctuation in the pressure generating chamber caused by the pressure generating element. In the ink-jet recording head, among the ink supply passages, the ink supply passage communicating near the end of the common ink chamber is compared with the plurality of ink supply passages having the same shape communicating outside the vicinity of the end of the common ink chamber. The inkjet recording head is characterized in that at least one of the sectional area and the length is different.
【0008】請求項2に記載のものは、圧力発生室の配
列方向を長手方向として形成され、この長手方向の略中
央にインク供給管が連通し、共通インク室の両方の端部
近傍に連通するインク供給路は、当該共通インク室の他
の部分に連通するインク供給路に比較して、断面積ある
いは長さの少なくとも一方を異ならせて形成されている
ことを特徴とする請求項1記載のインクジェット式記録
ヘッドである。According to a second aspect of the present invention, the pressure generating chambers are formed so that the longitudinal direction is the arrangement direction of the pressure generating chambers, the ink supply pipe communicates with the substantially center of the longitudinal direction, and the ink supply pipes communicate with the vicinity of both ends of the common ink chamber. 2. The ink supply path to be formed is different in at least one of the cross-sectional area and the length from the ink supply path communicating with the other part of the common ink chamber. Is an inkjet recording head.
【0009】請求項3に記載のものは、共通インク室の
端部近傍は、他の部分よりも断面積を減少させた絞り領
域であることを特徴とする請求項1または2に記載のイ
ンクジェット式記録ヘッドである。According to a third aspect of the present invention, in the vicinity of the end portion of the common ink chamber is a throttle area having a reduced cross-sectional area as compared with other portions, and the ink jet apparatus according to the first or second aspect. It is a recording head.
【0010】請求項4に記載のものは、共通インク室の
端部近傍に連通するインク供給路の減衰係数Mn/Rn
の値と当該共通インク室の他の部分に連通するインク供
給路の減衰係数Mn/Rnの値とを揃えたことを特徴と
する請求項1から3のいずれかに記載のインクジェット
式記録ヘッドである。According to a fourth aspect of the present invention, the damping coefficient Mn / Rn of the ink supply path communicating with the vicinity of the end of the common ink chamber is provided.
4. The ink jet recording head according to any one of claims 1 to 3, wherein the value of and the value of the attenuation coefficient Mn / Rn of the ink supply path communicating with the other part of the common ink chamber are made uniform. is there.
【0011】請求項5に記載のものは、複数段で先細り
となるように絞ったことを特徴とする請求項3から4の
いずれかに記載のインクジェット式記録ヘッドである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the ink jet recording head according to any one of the third to fourth aspects, wherein the plurality of stages are narrowed so as to be tapered.
【0012】請求項6に記載のものは、インク供給路が
一つの圧力発生室に対して複数備えられていることを特
徴とする請求項1から5のいずれかに記載のインクジェ
ット式記録ヘッドである。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording head according to any one of the first to fifth aspects, wherein a plurality of ink supply paths are provided for one pressure generating chamber. is there.
【0013】請求項7に記載のものは、インク供給路
を、ノズル開口側の流路とその反対側の流路とに分けて
形成したことを特徴とする請求項1から5のいずれかに
記載のインクジェット式記録ヘッドである。According to a seventh aspect of the present invention, the ink supply path is divided into a flow path on the nozzle opening side and a flow path on the opposite side of the nozzle opening side. The inkjet recording head described above.
【0014】請求項8に記載のものは、ノズル開口側に
位置する流路のインク供給路の出口の位置を調整するこ
とにより各圧力発生室の体積を揃えたことを特徴とする
請求項7に記載のインクジェット式記録ヘッドである。According to an eighth aspect of the present invention, the volume of each pressure generating chamber is made uniform by adjusting the position of the outlet of the ink supply passage of the passage located on the nozzle opening side. The inkjet recording head described in 1.
【0015】請求項9に記載のものは、ノズル開口側の
流路のイナータンスとその反対側の流路のイナータンス
とをそれぞれ分けて設定したことを特徴とする請求項7
または8に記載のインクジェット式記録ヘッドである。According to a ninth aspect of the present invention, the inertance of the flow passage on the nozzle opening side and the inertance of the flow passage on the opposite side are set separately.
Alternatively, it is the inkjet recording head described in 8.
【0016】請求項10に記載のものは、請求項1から
9のいずれかに記載のインクジェット式記録ヘッドを備
えたことを特徴とする画像記録装である。A tenth aspect of the present invention is an image recording apparatus comprising the ink jet recording head according to any one of the first to ninth aspects.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1はインクジェット式記録ヘッ
ド(以下、記録ヘッド1という。)を用いた画像記録装
置2の斜視図である。この画像記録装置2は、スキャナ
(図示せず)などと共にコンピュータ(図示せず)に接
続された状態で使用される。このコンピュータには、所
定のプログラムがロードされ、実行されることにより、
これらの装置全体が一体で記録装置として機能する。コ
ンピュータでは、所定のオペレーティングの下でアプリ
ケーションプログラムが動作し、スキャナから読み込ん
だ画像などに対して所定の処理を行ないつつCRTディ
スプレイ(図示せず)に画像を表示する。また、コンピ
ュータは、アプリケーションプログラムが印刷命令を発
すると、スキャナを介して読み込んだ画像データやキー
ボードを介して入力された文字データなどを画像記録装
置2に出力する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an image recording apparatus 2 using an inkjet recording head (hereinafter referred to as recording head 1). The image recording device 2 is used in a state of being connected to a computer (not shown) together with a scanner (not shown) and the like. By loading and executing a predetermined program on this computer,
The entire device functions as a recording device as a whole. In a computer, an application program operates under a predetermined operating system and displays an image on a CRT display (not shown) while performing a predetermined process on an image read from a scanner. When the application program issues a print command, the computer outputs to the image recording device 2 the image data read via the scanner, the character data input via the keyboard, and the like.
【0018】画像記録装置2は、キャリッジ3がタイミ
ングベルト4を介してキャリッジモータ5に接続され、
ガイド部材6に案内されて記録用紙7の紙幅方向に往復
動するように構成されている。また、この画像記録装置
2には、紙送りローラ7′を用いた紙送り機構も設けら
れている。キャリッジ3には記録用紙7と対向する面、
すなわち本実施形態では下面に記録ヘッド1が取り付け
られており、記録ヘッド1は、キャリッジ3の上部に取
り付けられたホルダ8にセットされているインクカート
リッジ9からインクの供給を受けて、キャリッジ3の移
動に合わせて記録用紙7にインク滴を吐出することによ
り画像や文字等を印刷する。In the image recording apparatus 2, the carriage 3 is connected to the carriage motor 5 via the timing belt 4,
It is configured to be guided by the guide member 6 and reciprocate in the paper width direction of the recording paper 7. Further, the image recording apparatus 2 is also provided with a paper feed mechanism using a paper feed roller 7 '. The carriage 3 has a surface facing the recording paper 7,
That is, in this embodiment, the recording head 1 is attached to the lower surface, and the recording head 1 receives the ink from the ink cartridge 9 set in the holder 8 attached to the upper portion of the carriage 3 and receives the ink from the carriage 3. Images and characters are printed by ejecting ink droplets onto the recording paper 7 as it moves.
【0019】また、記録用紙7から外れた非印刷領域
(非記録領域)には、キャッピング装置10が配設さ
れ、印刷の休止中に記録ヘッド1のノズル開口を封止す
る。したがって、印刷の休止中、キャッピング装置10
によるノズル開口の封止によりインクが増粘あるいはイ
ンク膜を形成することを抑制することができる。また、
キャッピング装置10は、図面には示していないが吸引
パイプを介してポンプに接続しており、インクを充填す
る際やクリーニング時にノズル開口から吸引して記録ヘ
ッド1内のインク流路内にある気泡を排除する。そし
て、キャッピング装置10の近傍に配置されたワイピン
グ装置11により、記録ヘッド1の表面(ノズル開口の
ある下面)を払拭して、そこに付着したインク滓や紙粉
等を除去するように構成されている。Further, a capping device 10 is arranged in a non-printing area (non-recording area) separated from the recording paper 7 and seals the nozzle opening of the recording head 1 during the suspension of printing. Therefore, during the suspension of printing, the capping device 10
By virtue of the sealing of the nozzle opening by means of the ink, it is possible to prevent the ink from thickening or forming an ink film. Also,
Although not shown in the drawing, the capping device 10 is connected to a pump via a suction pipe, and is sucked from a nozzle opening at the time of filling ink or cleaning, and bubbles in the ink flow path in the recording head 1 are sucked. Eliminate. Then, the wiping device 11 arranged in the vicinity of the capping device 10 is configured to wipe the surface of the recording head 1 (the lower surface with the nozzle openings) to remove the ink dregs, paper dust and the like adhering thereto. ing.
【0020】図2は、図1に示すインクジェット式画像
記録装置2の記録ヘッド1の分解斜視図、図3は記録ヘ
ッド1のアクチュエータの断面図、図4は、前記記録ヘ
ッド1の流路形成板12の平面図である。図2及び図3
に示す記録ヘッド1を製造するには、複数の列にノズル
開口13が形成されたノズルプレート14、ノズル開口
13のそれぞれに連通する圧力発生室20が形成された
流路形成板12、および圧力発生室20のそれぞれに重
なる振動領域が島状に形成された弾性板21をこの順に
積層して流路ユニット22を構成した後、流路ユニット
22を圧力発生素子23が支持されたヘッドケース24
に重ね合わせて、各圧力発生素子23の先端部分を弾性
板21の各振動領域にそれぞれ当接して接着し、ノズル
プレート14側に縁カバー25を被せる。FIG. 2 is an exploded perspective view of the recording head 1 of the ink jet type image recording apparatus 2 shown in FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view of an actuator of the recording head 1, and FIG. 4 is a flow path formation of the recording head 1. It is a plan view of the plate 12. 2 and 3
In order to manufacture the recording head 1 shown in FIG. 1, a nozzle plate 14 in which nozzle openings 13 are formed in a plurality of rows, a flow path forming plate 12 in which a pressure generating chamber 20 communicating with each of the nozzle openings 13 is formed, and a pressure are formed. After the elastic plate 21 in which the vibration regions overlapping each of the generation chambers 20 are formed in an island shape is laminated in this order to form the flow path unit 22, the flow path unit 22 is supported by the head case 24 in which the pressure generating element 23 is supported.
Then, the tip portions of the pressure generating elements 23 are brought into contact with and bonded to the respective vibration areas of the elastic plate 21, and the edge cover 25 is put on the nozzle plate 14 side.
【0021】ノズルプレート14は、ステンレス板など
の薄板に直径20μmから30μmのノズル開口13が
ドット形成密度に対応したピッチで形成されたものであ
る。また、流路形成板12は、図4に示すように、厚さ
が400μm程度のシリコン基板に対してウエットエッ
チングなどによって貫通穴を形成したものであり、この
貫通穴により、共通インク室26、この共通インク室2
6からノズルプレート14のノズル開口13と重なる位
置まで細長く形成されたインク供給路27、および圧力
発生室20が構成される。The nozzle plate 14 is a thin plate such as a stainless plate having nozzle openings 13 having a diameter of 20 μm to 30 μm formed at a pitch corresponding to the dot formation density. Further, as shown in FIG. 4, the flow path forming plate 12 is formed by forming a through hole in a silicon substrate having a thickness of about 400 μm by wet etching or the like. The through hole allows the common ink chamber 26, This common ink chamber 2
The ink supply path 27 and the pressure generating chamber 20 are formed to be elongated from 6 to a position overlapping the nozzle opening 13 of the nozzle plate 14.
【0022】弾性板21は、ステンレス板29と樹脂フ
ィルム30からなる複合板に対して、圧力発生室20と
重なる領域にステンレス部分が島状の振動領域(アイラ
ンド部)31として残され、この振動領域31の周りは
樹脂フィルム30だけが残されている。また、この弾性
板21には、共通インク室26に重なる領域にインク供
給穴32が形成されている。In the elastic plate 21, a stainless steel part is left as an island-shaped vibrating region (island part) 31 in a region overlapping the pressure generating chamber 20 with respect to the composite plate composed of the stainless plate 29 and the resin film 30, and this vibration is generated. Only the resin film 30 is left around the area 31. In addition, an ink supply hole 32 is formed in the elastic plate 21 in a region overlapping the common ink chamber 26.
【0023】ヘッドケース24には、その先端面に窓3
3が開設され、このヘッドケース24内に、ステンレス
製固定基板34に基端を固定して複数本櫛歯状に形成さ
れた圧力発生素子23を差し込むと、窓33の内側に圧
力発生素子23の先端部分が入り込む。なお、ヘッドケ
ース24にはインク供給管35が形成されている。The head case 24 has a window 3 at its tip.
3 is opened, and when the pressure generating element 23 having a plurality of comb teeth formed by fixing the base end to the stainless steel fixed substrate 34 is inserted into the head case 24, the pressure generating element 23 is placed inside the window 33. The tip part of the. An ink supply pipe 35 is formed in the head case 24.
【0024】この様に構成された記録ヘッド1におい
て、電圧パルスが圧力発生素子23に印加されると、圧
力発生素子23は圧力発生室20の容積を膨張させる方
に撓み、すなわち収縮し、圧力発生室20に負圧を発生
させる。その結果、インクのメニスカスはノズル開口1
3の内部に引き込まれ、共通インク室26からは各イン
ク供給路27を介して各圧力発生室20にインクが流れ
込む。一方、放電パルスを印加すると、圧力発生素子2
3は圧力発生室20の容積を収縮させる方向に撓み、す
なわち伸長し、圧力発生室20に正圧が発生する。その
結果、ノズル開口13からインク滴が吐出される。この
様な動作はいずれも、圧力発生素子23の伸長、収縮が
弾性板21の振動領域31を介して伝達される。In the recording head 1 thus constructed, when a voltage pulse is applied to the pressure generating element 23, the pressure generating element 23 bends, that is, contracts, so as to expand the volume of the pressure generating chamber 20. A negative pressure is generated in the generation chamber 20. As a result, the meniscus of the ink is
3, the ink is drawn into the inside of the nozzle 3, and the ink flows from the common ink chamber 26 into each pressure generating chamber 20 through each ink supply passage 27. On the other hand, when a discharge pulse is applied, the pressure generating element 2
3 bends, that is, extends in a direction of contracting the volume of the pressure generating chamber 20, and a positive pressure is generated in the pressure generating chamber 20. As a result, ink droplets are ejected from the nozzle openings 13. In both of these operations, the expansion and contraction of the pressure generating element 23 are transmitted via the vibration area 31 of the elastic plate 21.
【0025】図4に示す流路形成板12の実施形態にお
ける特徴は、インク供給管35が共通インク室26の一
方の端部に連通しているので、このインク供給管35か
ら遠く離隔した他方の端部の領域で連通しているインク
供給路27の幅がノズル番号#4から#1の方向に徐々
に広げられていることにある。換言すると、共通インク
室26中央側から先端に位置するものほどその幅が徐々
に広げられている。The feature of the embodiment of the flow path forming plate 12 shown in FIG. 4 is that since the ink supply pipe 35 communicates with one end of the common ink chamber 26, the other far from the ink supply pipe 35. That is, the width of the ink supply path 27 communicating with the end area of the nozzle is gradually widened from the nozzle number # 4 to the nozzle number # 1. In other words, the width of the common ink chamber 26 gradually increases as it is located closer to the tip from the center side.
【0026】流路形成板12に形成される共通インク室
26の深さは均一であるので、インク供給路27の入口
(#1〜#4に対応する供給口)の断面積が徐々に大き
くなり、ノズル番号#4〜#1にかけて生じるインク速
度とインク量の変動を抑制することができる。Since the depth of the common ink chamber 26 formed in the flow path forming plate 12 is uniform, the cross-sectional area of the inlet of the ink supply passage 27 (the supply opening corresponding to # 1 to # 4) is gradually increased. Therefore, it is possible to suppress the fluctuations in the ink speed and the ink amount that occur in the nozzle numbers # 4 to # 1.
【0027】ここでその原理を図5を参照して説明す
る。Mn、Ms、Maは、それぞれノズル開口13、イ
ンク供給路27および圧力発生素子23のイナータンス
である。Rn、Rs、Raは、それぞれノズル開口1
3、インク供給路27および圧力発生素子23のレジス
タンスである。Cn、Cc、Caは、それぞれノズル開
口13、圧力発生室20,及び圧力発生素子23のコン
プライアンスである。Us、Unは、それぞれノズル開
口13側、インク供給路27側に流れるインクの体積速
度である。Uaは、圧力発生素子23が動作したときに
圧力発生室20の内部に生じる単位時間当たりのインク
の体積速度である。したがって、体積速度UnとUsの
和がUaとなる。Here, the principle will be described with reference to FIG. Mn, Ms, and Ma are inertances of the nozzle opening 13, the ink supply passage 27, and the pressure generating element 23, respectively. Rn, Rs, and Ra are nozzle openings 1 respectively.
3, resistance of the ink supply path 27 and the pressure generating element 23. Cn, Cc, and Ca are the compliances of the nozzle opening 13, the pressure generating chamber 20, and the pressure generating element 23, respectively. Us and Un are volume velocities of the inks flowing to the nozzle opening 13 side and the ink supply path 27 side, respectively. Ua is the volumetric velocity of ink generated in the pressure generating chamber 20 per unit time when the pressure generating element 23 operates. Therefore, the sum of the volume velocities Un and Us is Ua.
【0028】圧力発生室20の中を流れるインクの振動
周波数(Fink)は次式で表される。
Fink=1/2π・√(Mn・Ms)/√{Cc(M
n+ms)}
本実施形態においては、Mn=1.27×108(kg
/m4)、Ms=1.50×108(kg/m4)、Cc
=2.44×10-20(m5/N)であるから、Fink
は約123kHzと導かれる。The vibration frequency (Fink) of the ink flowing in the pressure generating chamber 20 is expressed by the following equation. Fink = 1 / 2π · √ (Mn · Ms) / √ {Cc (M
n + ms)} In the present embodiment, Mn = 1.27 × 10 8 (kg
/ M 4 ), Ms = 1.50 × 10 8 (kg / m 4 ), Cc
= 2.44 × 10 −20 (m 5 / N), so the Fink
Is estimated to be about 123 kHz.
【0029】UnとUsの比率は、ノズル側のインピー
ダンスZn、インク供給側のインピーダンスZsとの比
率によって決定されるが、Finkが非常に高速である
ため、Zn≒Mn、Zs≒Msと考えることができる。The ratio of Un to Us is determined by the ratio of the impedance Zn on the nozzle side and the impedance Zs on the ink supply side, but since the fink is very fast, it should be considered that Zn≈Mn and Zs≈Ms. You can
【0030】したがって、Un/Us≒Mn/Msとな
り、インク供給口のMsを調整することによりUn/U
sをコントロールすることができる。ノズル開口13か
ら吐出するインク速度は、体積速度Un(m3/s)/
ノズル開口面積(m2)と考えることができるので、U
nを小さくすればインク速度を減少させることができ
る。インク量においても同様にUnを小さくすれば減少
させることができる。Therefore, Un / Us≈Mn / Ms holds, and Un / U can be adjusted by adjusting Ms of the ink supply port.
s can be controlled. The ink velocity ejected from the nozzle opening 13 is equal to the volume velocity Un (m 3 / s) /
Since it can be considered as the nozzle opening area (m 2 ), U
The ink velocity can be reduced by reducing n. Similarly, the ink amount can be reduced by decreasing Un.
【0031】Msは次式で表すことができる。 Ms=ρ×1/S ここで、 ρ:インクの比重 l:インク供給路27の長さ S:インク供給路27の断面積 である。Ms can be expressed by the following equation. Ms = ρ × 1 / S here, ρ: Specific gravity of ink l: Length of ink supply path 27 S: sectional area of the ink supply path 27 Is.
【0032】よって、インク供給路27の断面積Sを大
きくすることによりMsは小さくなり、インク速度、イ
ンク量をコントロールすることが可能である。また、イ
ンク供給路27の長さを短くしても同様な効果を得るこ
とができるのは上述の通りである。Therefore, by increasing the cross-sectional area S of the ink supply passage 27, Ms becomes smaller, and the ink speed and the ink amount can be controlled. As described above, the same effect can be obtained even if the length of the ink supply path 27 is shortened.
【0033】次に、図6に示す第2の実施形態について
説明する。この第2実施形態の特徴は、インク供給管3
5が共通インク室26の長手方向に対して略中央に位置
することである。この様な構成にすると、インク供給管
35から共通インク室26の端部までの長さを、前記第
1実施形態の約半分にすることが可能となり、共通イン
ク室26の長さと断面積による損失水頭の問題をノズル
列が長くなっても回避することが可能となる。なお、本
実施形態においては、インク供給管35から共通インク
室26の端部までの距離が両方とも同じになるので、両
方の端部を、断面積が次第に減少する先細り形状とし、
この先細りにした端部の領域(絞り領域36)で連通し
ているインク供給路27の幅を中央側から先端に向かう
にしたがって、すなわち#4から#1になるにしたがっ
て徐々に広くしてある。Next, a second embodiment shown in FIG. 6 will be described. The feature of this second embodiment is that the ink supply pipe 3
5 is located substantially in the center with respect to the longitudinal direction of the common ink chamber 26. With such a configuration, the length from the ink supply pipe 35 to the end of the common ink chamber 26 can be reduced to about half of that in the first embodiment, and the length and cross-sectional area of the common ink chamber 26 can be changed. The problem of head loss can be avoided even if the nozzle row becomes long. In this embodiment, since the distances from the ink supply pipe 35 to the end of the common ink chamber 26 are the same, both ends have a tapered shape whose cross-sectional area gradually decreases,
The width of the ink supply path 27 communicating with the tapered end region (throttle region 36) is gradually widened from the center side toward the tip, that is, from # 4 to # 1. .
【0034】次に、図7に示す第3の実施形態について
説明する。この第3実施形態の特徴は、インク供給路2
7が1つの圧力発生室20に対して複数形成されている
ことである。第1の実施形態の説明で、気泡排出性に優
れた共通インク室26であって、かつ、端部におけるイ
ンク量、インク速度を補正できることを説明したが、記
録速度を更に高速化しようとする場合、圧力発生室20
内でのインクの振動を効率良く減衰させる必要がある。Next, a third embodiment shown in FIG. 7 will be described. The feature of this third embodiment is that the ink supply path 2
That is, a plurality of pressure generating chambers 7 are formed in one pressure generating chamber 20. In the description of the first embodiment, it is explained that the common ink chamber 26 is excellent in bubble discharging property, and the ink amount and the ink speed at the end can be corrected, but it is intended to further increase the recording speed. If the pressure generation chamber 20
It is necessary to efficiently damp the vibration of ink inside.
【0035】一般に、減衰係数はMs/Rsで表すこと
ができる。ここで、Rsは次式で表すことができる。
Rs=12×η×l/(W×t3)
η:インクの粘度(Pa×s)
l:供給口(インク供給路27)の長さ(m)
W:供給口断面の長辺(供給口が長方形断面の時)
t:供給口断面の短辺(供給口が長方形断面の時)
である。Generally, the damping coefficient can be expressed as Ms / Rs. Here, Rs can be expressed by the following equation. Rs = 12 × η × l / (W × t 3 ) η: Ink viscosity (Pa × s) l: Length of supply port (ink supply path 27) (m) W: Long side of supply port cross section (supply When the mouth has a rectangular cross section) t: The short side of the cross section of the feed opening (when the feed opening has a rectangular cross section).
【0036】本実施形態において、流路形成板12の厚
さは200〜500μmであり、インク供給路27の幅
は10〜50μmであるため、第1の実施形態で示した
ように、インク供給路27の幅でMsを小さくしようと
すると、Rsはその幅の3乗に比例して小さくなってし
まう。In this embodiment, since the thickness of the flow path forming plate 12 is 200 to 500 μm and the width of the ink supply path 27 is 10 to 50 μm, as shown in the first embodiment, the ink supply is performed. If Ms is reduced in the width of the path 27, Rs is reduced in proportion to the cube of the width.
【0037】減衰係数Mn/Rnは小さいほど速くイン
クの振動を減衰させることができるが、インク供給路2
7の幅により、インク速度、インク量を小さくすること
ができても減衰が悪くなり、高速印字実現への障害とな
る。The smaller the damping coefficient Mn / Rn, the faster the ink vibration can be dampened.
With the width of 7, even if the ink speed and the ink amount can be reduced, the attenuation is deteriorated, which is an obstacle to realization of high-speed printing.
【0038】しかしながら、第3の実施形態において
は、1つの圧力発生室20に対して複数のインク供給路
27を備えることを特徴としているので、Mnを並列に
考えることが可能となり、インク供給路27の長さlと
幅Wと深さtを調整することにより減衰係数Mn/Rn
を補正しないインク供給路27と同等にしながら端部に
おけるMnを小さく調整することが可能となる。However, the third embodiment is characterized in that a plurality of ink supply passages 27 are provided for one pressure generating chamber 20, so Mn can be considered in parallel, and the ink supply passages can be considered. By adjusting the length l, width W, and depth t of 27, the damping coefficient Mn / Rn
It is possible to adjust Mn at the end portion to be small while making the same as that of the ink supply path 27 without correction.
【0039】なお、前記実施形態ではインク供給路27
の内部に仕切りなどが形成されていない構成であった
が、一つのインク供給路27内が上下、あるいは左右に
分かれて圧力発生室20で合流するように構成してもよ
い。In the above embodiment, the ink supply path 27 is used.
However, the inside of one ink supply path 27 may be divided into upper and lower parts or left and right parts so as to join in the pressure generating chamber 20.
【0040】これまで説明した各実施形態は、共通イン
ク室26に連通しているインク供給路27のうち、共通
インク室26の端部に連通しているインク供給路27に
ついて、当該共通インク室26に前記端部以外の他の部
分で連通している同一形状の複数のインク供給路27に
比較して、断面積あるいは長さの少なくとも一方を異な
らせ、これにより各ノズル開口13から吐出されるイン
ク滴の吐出特性を揃えるように構成した。すなわち、イ
ンク供給量、およびインク滴の速度を揃えて記録品位を
高めるようにしたものであるが、これは、共通インク室
26に個々に連通し、インク供給路27からそれに連通
する圧力発生室20を介してそのノズル開口13に至る
インク経路のうち、前記絞り領域36で連通しているイ
ンク経路については、形状と長さと断面積との少なくと
も一つを、絞り領域36以外で当該共通インク室26に
連通しているインク経路のものと異ならせることによ
り、各ノズル開口13から吐出されるインク滴の速度が
揃うようにしたということである。そして、以下に説明
する各実施形態ではさらに記録品位を高めようとするも
のである。なお、理解を容易にするために、説明が前記
実施形態と一部重複するが、詳しく説明する。In each of the above-described embodiments, the ink supply path 27 communicating with the common ink chamber 26 is the same as the ink supply path 27 communicating with the end of the common ink chamber 26. Compared with a plurality of ink supply passages 27 of the same shape that communicate with other portions 26 other than the above-mentioned end portions, at least one of the cross-sectional areas or the lengths is made different, whereby the ink is ejected from each nozzle opening 13. It is configured so that the discharge characteristics of the ink droplets are uniform. That is, the amount of ink supplied and the speed of ink droplets are made uniform so as to improve the recording quality. This is to communicate with the common ink chamber 26 individually, and to communicate with the pressure supply chamber 27 from the ink supply passage 27. Among the ink paths reaching the nozzle opening 13 via 20, the ink path communicating with the diaphragm area 36 has at least one of shape, length, and cross-sectional area, and the common ink other than the diaphragm area 36 has the same shape. This means that the velocity of the ink droplets ejected from each nozzle opening 13 is made uniform by making it different from that of the ink path communicating with the chamber 26. In each of the embodiments described below, the recording quality is further improved. It should be noted that, for ease of understanding, the description partially overlaps with the above-described embodiment, but will be described in detail.
【0041】図8及び図9に示す記録へッド1は、前記
実施形態と同様に、ヘッドケース24の収納室40内に
圧電振動子41を圧力発生素子として一方の開口から挿
入して櫛歯状先端を他方の開口(窓33)に臨ませ、こ
の開口側のヘッドケース24の表面(下面)に流路ユニ
ット22を接合するとともに、圧電振動子41の櫛歯状
先端をそれぞれ流路ユニット22の所定部位に当接固定
することにより概略構成されている。The recording head 1 shown in FIGS. 8 and 9 is similar to that of the above-described embodiment in that the piezoelectric vibrator 41 is inserted into one of the storage chambers 40 of the head case 24 from one opening as a pressure generating element and combs. The tooth-shaped tip faces the other opening (window 33), the flow path unit 22 is bonded to the surface (lower surface) of the head case 24 on the opening side, and the comb-teeth-shaped tip of the piezoelectric vibrator 41 is flowed respectively. The unit 22 is roughly configured by abutting and fixing it on a predetermined portion of the unit 22.
【0042】流路ユニット22は、前記実施形態と同様
に、流路形成板12を間に挟んでノズルプレート14と
弾性板21を両側に積層することにより構成されてい
る。The channel unit 22 is constructed by laminating the nozzle plate 14 and the elastic plate 21 on both sides with the channel forming plate 12 sandwiched therebetween, as in the above embodiment.
【0043】ノズルプレート14は、ドット形成密度に
対応したピッチで複数のノズル開口13を列状に開設し
たステンレス製の薄いプレートであり、本実施形態では
0.141mmのピッチ(180dpi)で1列96個
のノズル開口13を5列開設してある。なお、このノズ
ルプレート14は、流路形成板12など他の部材と一体
に成形してもよい。The nozzle plate 14 is a thin plate made of stainless steel in which a plurality of nozzle openings 13 are opened in a row at a pitch corresponding to the dot formation density. In this embodiment, one row is formed at a pitch of 0.141 mm (180 dpi). Five rows of 96 nozzle openings 13 are opened. The nozzle plate 14 may be integrally formed with other members such as the flow path forming plate 12.
【0044】ノズルプレート14の一方の面に積層する
流路形成板12は、厚さが400μm程度のシリコン基
板に対してウエットエッチングなどにより、ノズルプレ
ート14のノズル開口13に対応して圧力発生室20と
なる空部を隔壁で区画した状態で複数並べて形成すると
ともに、これら圧力発生室20の配列方向に沿って共通
インク室26となる空部を形成し、この共通インク室2
6と各圧力発生室20とをそれぞれ連通するインク供給
路27となる空部を形成した板状の部材である。The flow path forming plate 12 laminated on one surface of the nozzle plate 14 corresponds to the nozzle opening 13 of the nozzle plate 14 by wet etching or the like on a silicon substrate having a thickness of about 400 μm. A plurality of vacant spaces to be 20 are formed side by side in a state of being partitioned by partition walls, and a vacant space to be the common ink chamber 26 is formed along the arrangement direction of the pressure generating chambers 20.
6 is a plate-shaped member that forms an empty portion that serves as an ink supply path 27 that connects the pressure generation chamber 20 and the pressure generation chamber 20.
【0045】共通インク室26は、インクカートリッジ
9に貯留されたインクを各圧力発生室20に供給するた
めの室であり、長手方向のほぼ中央にインク供給管35
が連通し、このインク供給管35から遠い端の部分(左
右端部)に、図10に示すように、流路幅を狭く絞って
断面積を他の部分よりも減少させた絞り領域36を設定
する。この絞り領域36を形成するには、圧力発生室2
0側の辺を直線状としたまま、圧力発生室20とは反対
側に位置する辺を屈曲或は彎曲させて圧力発生室20側
に近付けることにより形成する。なお、インク供給管3
5の左右近傍部分(即ち、中央部分)と上記絞り領域3
6との間は適宜傾斜させて接続するが、本実施形態では
絞り領域36の手前部分の辺を他の部分よりも急な角度
で圧力発生室20側に傾斜させることにより複数段に分
けて形成している。The common ink chamber 26 is a chamber for supplying the ink stored in the ink cartridge 9 to each of the pressure generating chambers 20, and the ink supply pipe 35 is provided substantially at the center in the longitudinal direction.
As shown in FIG. 10, a narrowed region 36 in which the cross-sectional area is narrowed by narrowing the width of the flow channel is reduced at the end portions (left and right end portions) far from the ink supply pipe 35. Set. In order to form this throttle area 36, the pressure generating chamber 2
It is formed by bending or bending the side located on the side opposite to the pressure generating chamber 20 while keeping the side on the 0 side linear and moving the side closer to the pressure generating chamber 20 side. The ink supply pipe 3
5, the left and right neighboring portions (that is, the central portion) and the aperture area 3
6 is connected with an appropriate inclination, but in the present embodiment, the side of the front portion of the throttle region 36 is inclined toward the pressure generating chamber 20 side at a steeper angle than the other portions, so that it is divided into a plurality of stages. Is forming.
【0046】圧力発生室20は、ノズル開口13の列に
対して直交する方向に細長い室であり、その一部(ノズ
ル開口13側)が、流路形成板12の厚さ方向に貫通し
た矩形の貫通孔20aにより構成され、残りの部分は、
流路形成板12の厚さ方向の中央に形成した上下室隔壁
42で上下に区画された偏平な凹室で構成されている。
そして、本発明における圧力発生室20は、96個すべ
て同じ体積になるように形成してある。The pressure generating chamber 20 is a chamber elongated in the direction orthogonal to the row of the nozzle openings 13, and a part of the chamber (on the nozzle opening 13 side) is a rectangle penetrating in the thickness direction of the flow path forming plate 12. Of the through hole 20a of the
The flow path forming plate 12 is composed of a flat concave chamber which is vertically divided by an upper and lower chamber partition wall 42 formed at the center in the thickness direction.
The pressure generating chambers 20 in the present invention are formed so that all 96 pressure generating chambers 20 have the same volume.
【0047】インク供給路27は、共通インク室26と
各圧力発生室20とを連通する流路であり、図11に示
す実施形態では、共通インク室26側に開口した入口2
7aと圧力発生室20側に開口した出口27bとの間に
仕切り(中州部)43を形成し、該中州部43の寸法に
より流路幅と流路長さを調整し、これにより個々のイナ
ータンスを調整している。特に、本実施形態では前記絞
り領域36で連通しているインク供給路27の入口27
aと出口27bとの間におけるそれぞれのイナータンス
を、絞り領域36以外で共通インク室26に連通してい
る他のインク供給路27のイナータンスに比較して小さ
く設定するとともに、共通インク室26の上記先端側に
位置するインク供給路27ほど小さく設定し、尚且つ、
イナータンスを小さく設定した上記インク供給路27に
連通した圧力発生室20の体積を、上記絞り領域36以
外で当該共通インク室26に連通している他の圧力発生
室20の体積に揃えている。The ink supply passage 27 is a passage for connecting the common ink chamber 26 and each pressure generating chamber 20. In the embodiment shown in FIG. 11, the inlet 2 opened to the common ink chamber 26 side.
7a and the outlet 27b opened to the pressure generating chamber 20 side, a partition (central state portion) 43 is formed, and the flow passage width and the flow passage length are adjusted according to the dimensions of the intermediate state portion 43, whereby individual inertance is achieved. Is being adjusted. Particularly, in the present embodiment, the inlet 27 of the ink supply path 27 communicating with the throttle area 36.
The respective inertances between the a and the outlet 27b are set to be smaller than the inertances of the other ink supply passages 27 communicating with the common ink chamber 26 other than the throttle region 36, and the above-mentioned common ink chamber 26 is The ink supply path 27 located closer to the tip side is set smaller, and
The volume of the pressure generating chamber 20 that communicates with the ink supply path 27 having a small inertance is made equal to the volume of another pressure generating chamber 20 that communicates with the common ink chamber 26 other than the throttle region 36.
【0048】具体的に説明すると、図11に示す絞り領
域36で連通している3つの圧力発生室20A,20
B,20Cのうち、最も端のインク供給路27Aの中州
部43Aの幅を最小にするとともに、長さも最短に設定
し、これにより当該インク供給路27Aのイナータンス
を最小に設定し、このインク供給路27Aの隣りに位置
する端から2番目の中州部43Bの幅を上記中州部43
Aよりも少し幅広(標準幅)にするとともに、長さを最
短に設定し、これにより当該インク供給路27Bのイナ
ータンスを2番目に小さく設定し、このインク供給路2
7Bの隣りに位置する端から3番目の中州部43Cの幅
を標準幅にするとともに、長さを1番目や2番目よりも
少し長く(中間長さ)に設定し、これにより当該インク
供給路27Cのイナータンスを3番目に小さく設定して
ある。More specifically, the three pressure generating chambers 20A, 20 communicating with each other in the throttle area 36 shown in FIG.
Of the B and 20C, the width of the middle state portion 43A of the ink supply path 27A at the end is set to the minimum and the length is set to the minimum, and thus the inertance of the ink supply path 27A is set to the minimum, and the ink supply The width of the second middle state portion 43B located next to the road 27A from the end is set to the above-mentioned middle state portion 43.
It is made slightly wider (standard width) than A, and the length is set to the shortest, thereby setting the inertance of the ink supply passage 27B to the second smallest value.
The width of the third intermediate state portion 43C from the end located next to 7B is set to the standard width, and the length is set to be slightly longer (intermediate length) than the first and second portions. The inertance of 27C is set to the third smallest.
【0049】この様に中州部43の寸法を変化させてイ
ンク供給路27の入口27aと出口27bとの間の流路
断面積を変化させることによりそれぞれのイナータンス
を端部(絞り領域36の先端)ほど小さく設定したが、
インク供給路27の出口27bの位置、すなわち中州部
43の圧力室側端部の位置を、圧力発生室20の配列方
向に沿った仮想直線L1上に揃えることにより各圧力発
生室20の体積を揃えている。なお、絞り領域36以外
で連通している圧力発生室20D,20E…のインク供
給路27の中州部43は、幅を、前記2番目や3番目の
中州部43B,43Cと同じ標準幅とし、長さを、前記
3番目の中州部43Cと同じ標準長としてある。したが
って、これらインク供給路27のイナータンスは、絞り
領域36で連通している3つの圧力発生室20A,20
B,20Cのイナータンスよりも大きい値で揃ってい
る。In this way, the dimensions of the central area 43 are changed to change the cross-sectional area of the flow path between the inlet 27a and the outlet 27b of the ink supply path 27, so that the inertance of each end portion (the tip of the narrowed region 36) is increased. ) Was set smaller, but
By aligning the position of the outlet 27b of the ink supply path 27, that is, the position of the pressure chamber side end of the central state portion 43 on the virtual straight line L1 along the arrangement direction of the pressure generating chambers 20, the volume of each pressure generating chamber 20 is reduced. I have it. Incidentally, the middle state portion 43 of the ink supply path 27 of the pressure generating chambers 20D, 20E, ... Communicating except the throttle region 36 has the same standard width as the second and third middle state portions 43B and 43C, The length is set to the same standard length as that of the third middle state portion 43C. Therefore, the inertance of these ink supply passages 27 has three pressure generating chambers 20A, 20A communicating with each other in the throttle region 36.
The value is larger than the inertance of B and 20C.
【0050】弾性板21は、本実施形態では図8に示す
ように、ノズルプレート14とは反対側に位置する流路
形成板12の他方の面に積層され、上記圧力発生室20
の一方の開口面を封止する封止板と、同じく流路形成板
12の他方の面に積層され、共通インク室26の一方の
開口面を封止する弾性体膜(薄膜部)とを兼ねており、
ステンレス板29上にPPS等の高分子体フィルム30
をラミネート加工した二重構造である。そして、同一材
により封止板と弾性体膜とを構成するので、封止板とし
て機能する部分、すなわち圧力発生室20に重なる部分
のステンレス板29をエッチング加工して圧電振動子4
1の先端を当接固定するための厚肉部(アイランド部3
1)を島状に形成し、また、弾性体膜として機能する部
分、すなわち共通インク室26に重なる部分のステンレ
ス板29をエッチング加工で除去してフィルム30(弾
性体膜)だけにする。そして、共通インク室26に重な
る領域に、インク供給管35と連通してインクを共通イ
ンク室26内に供給するインク供給穴32(図10参
照)を開設する。In this embodiment, the elastic plate 21 is laminated on the other surface of the flow path forming plate 12 located on the opposite side of the nozzle plate 14 as shown in FIG.
A sealing plate that seals one opening face of the common ink chamber 26, and an elastic film (thin film portion) that is laminated on the other face of the flow path forming plate 12 and seals one opening face of the common ink chamber 26. Doubles as
Polymer film 30 such as PPS on stainless plate 29
It has a laminated double structure. Since the sealing plate and the elastic film are made of the same material, the portion of the stainless plate 29 that functions as the sealing plate, that is, the portion of the stainless plate 29 that overlaps with the pressure generating chamber 20 is etched to form the piezoelectric vibrator 4.
1 for contacting and fixing the tip of 1 (island portion 3
1) is formed in an island shape, and the portion of the stainless plate 29 that functions as an elastic film, that is, the portion that overlaps the common ink chamber 26 is removed by etching to leave only the film 30 (elastic film). Then, an ink supply hole 32 (see FIG. 10) which communicates with the ink supply pipe 35 and supplies ink into the common ink chamber 26 is formed in a region overlapping the common ink chamber 26.
【0051】上記の構成を有する記録ヘッド1では、圧
電振動子41を振動子長手方向に伸長させることによ
り、アイランド部31がノズルプレート14側に押圧さ
れ、アイランド部31周辺のフィルム(弾性体膜)30
が変形して圧力発生室20が収縮する。また、圧電振動
子41を振動子長手方向に収縮させると、弾性体膜32
の弾性により圧力発生室20が膨張する。そして、圧力
発生室20の膨張・収縮を制御することによりノズル開
口13からインク滴が吐出される。In the recording head 1 having the above structure, the island portion 31 is pressed toward the nozzle plate 14 by extending the piezoelectric oscillator 41 in the oscillator longitudinal direction, and the film (elastic film) around the island portion 31 is pressed. ) 30
Is deformed and the pressure generating chamber 20 contracts. Further, when the piezoelectric vibrator 41 is contracted in the vibrator longitudinal direction, the elastic film 32
The elasticity of the pressure generating chamber 20 expands. Then, ink droplets are ejected from the nozzle openings 13 by controlling expansion / contraction of the pressure generating chamber 20.
【0052】そして、インクを充填する際やクリーニン
グ時にキャッピング装置10の作動によりノズル開口1
3から吸引すると、共通インク室26においては左右の
端部に絞り領域36を形成してあるので、この部分のイ
ンク流速が高められ、これにより気泡が引っ掛かること
なく排除され、残留気泡をなくすことができる。The nozzle opening 1 is operated by the operation of the capping device 10 at the time of filling ink or cleaning.
When the ink is sucked from No. 3, since the throttling regions 36 are formed at the left and right ends of the common ink chamber 26, the ink flow velocity in this portion is increased, whereby bubbles are eliminated without being caught and residual bubbles are eliminated. You can
【0053】この様に、本実施形態では共通インク室2
6の端部を絞って残留気泡の減少を図っており、また、
共通インク室26の端部を絞っても、インク供給路27
のイナータンスを調整(補正)することにより各ノズル
開口13の吐出特性の均一化を図っている。以下、この
吐出特性について説明する。Thus, in this embodiment, the common ink chamber 2
The end of 6 is squeezed to reduce residual air bubbles.
Even if the end of the common ink chamber 26 is narrowed, the ink supply passage 27
The discharge characteristics of the nozzle openings 13 are made uniform by adjusting (correcting) the inertance. Hereinafter, this ejection characteristic will be described.
【0054】この記録ヘッド12における振動系は、図
5に示す等価回路によって表すことができる。図5にお
いて、記号Mは媒質の慣性成分であるイナータンス〔Kg
/m 4〕であり、Maは圧電振動子41におけるイナー
タンス、Mnはノズル開口13におけるイナータンス、
Msはインク供給路27におけるイナータンスである。
記号Rは媒質の内部損失であるレジスタンス〔N・s/
m5〕であり、Rnはノズル開口13におけるレジスタ
ンス、Rsはインク供給路27におけるレジスタンスで
ある。記号Cは単位圧力あたりの容積変化であるコンプ
ライアンス〔m 5/N〕であり、Ccは圧力発生室20
のコンプライアンス、Caは圧電振動子41におけるコ
ンプライアンス、Cnはノズルプレート14のコンプラ
イアンスである。また、記号Pは圧電振動子41が経時
的に発生する圧力、換言すれば、圧電振動子41に印加
する電圧パルスを等価圧力に変換したものである。The vibration system of this recording head 12 is shown in FIG.
This can be represented by the equivalent circuit shown in FIG. In Figure 5
And the symbol M is the inertance [Kg
/ M Four] And Ma is the inertia in the piezoelectric vibrator 41.
Stance, Mn is inertance at the nozzle opening 13,
Ms is inertance in the ink supply path 27.
The symbol R is the resistance [N · s /
mFive], And Rn is a register at the nozzle opening 13.
The resistance Rs is the resistance in the ink supply path 27.
is there. The symbol C is the volume change per unit pressure
Alliance [m Five/ N], and Cc is the pressure generation chamber 20.
Compliance, Ca is the
Compliance, Cn is the nozzle plate 14
Iansu. The symbol P indicates that the piezoelectric vibrator 41 has been aged.
Generated pressure, in other words, applied to the piezoelectric vibrator 41.
The voltage pulse is converted into an equivalent pressure.
【0055】そして、圧力発生室20のコンプライアン
スCcは、主に弾性板21のコンプライアンスCsとイ
ンクのコンプライアンスC.inkとからなる。圧力発生室
20の容積をV、インク密度をρ、インク中の音速をc
とすると、インクのコンプライアンスC.inkは、次式
(1)のように表すことができる。
C.ink=V/ρ・c2・・・(1)
ここで、ρおよびcは一定であるから、
C.ink=k・V(k;定数)・・・(2)
とも表すことができる。The compliance Cc of the pressure generating chamber 20 mainly consists of the compliance Cs of the elastic plate 21 and the ink compliance C.ink. V is the volume of the pressure generating chamber 20, ρ is the ink density, and c is the sound velocity in the ink.
Then, the ink compliance C.ink can be expressed by the following equation (1). C.ink = V / ρ · c 2 (1) Here, since ρ and c are constant, it can be expressed as C.ink = k · V (k; constant) (2) it can.
【0056】また、圧力発生室20のコンプライアンス
Ccは、圧力発生室20を構成している、すなわち圧力
発生室20の内壁面として機能する流路形成板12の隔
壁、弾性板21、ノズルプレート14の各コンプライア
ンスに関係し、これら圧力発生室20構成部材のコンプ
ライアンスをC.strとすると、このC.strは圧力変化Δ
Pに対する容積変化ΔVであり、次式(3)のように表
すことができる。
C.str=ΔV/ΔP・・・(3)
ここで、記録ヘッド1のコンプライアンス成分のうち、
圧力発生室20内のインクのコンプライアンスC.inkの
割合を、圧力発生室20を構成している上記隔壁、弾性
板21などの圧力発生室20構成部材のコンプライアン
スC.strの割合よりも大きくする(C.ink>C.str)
と、流路形成板12の隔壁、弾性板21など圧力発生構
成部材の加工精度、特に弾性板21のアイランド部31
の加工具合やフィルム30の厚さの誤差に影響され難く
なる。換言すれば、記録ヘッド1のコンプライアンスを
決定する要素のうち、圧力発生室20内のインクのコン
プライアンスに依存する割合を相対的に増大すれば、記
録ヘッド1の機械加工精度に依存する割合が相対的に低
下し、これにより記録ヘッド1のコンプライアンスの変
動を少なくすることができる。The compliance Cc of the pressure generating chamber 20 constitutes the pressure generating chamber 20, that is, the partition wall of the flow path forming plate 12, which functions as the inner wall surface of the pressure generating chamber 20, the elastic plate 21, and the nozzle plate 14. And the compliance of these pressure generating chamber 20 constituent members is C.str, this C.str is the pressure change Δ.
It is a volume change ΔV with respect to P and can be expressed as in the following equation (3). C.str = ΔV / ΔP (3) Here, among the compliance components of the recording head 1,
The proportion of the ink compliance C.ink in the pressure generating chamber 20 is made higher than the proportion of the compliance C.str of the pressure generating chamber 20 constituent members such as the partition wall and the elastic plate 21 that configure the pressure generating chamber 20. (C.ink> C.str)
And the processing accuracy of pressure generating components such as the partition walls of the flow path forming plate 12 and the elastic plate 21, especially the island portion 31 of the elastic plate 21.
It becomes difficult to be influenced by the processing condition of the above and the error of the thickness of the film 30. In other words, among the factors that determine the compliance of the recording head 1, if the ratio that depends on the compliance of the ink in the pressure generating chamber 20 is relatively increased, the ratio that depends on the machining accuracy of the recording head 1 becomes relatively large. It is possible to reduce the fluctuation of the compliance of the recording head 1.
【0057】また、共通インク室26の絞り領域36に
接続した圧力発生室20のノズル開口13の吐出特性を
他の領域に接続した圧力発生室20のノズル開口13の
吐出特性に揃えることは、圧力発生室20の体積を一定
にすると、個々の圧力発生室20内のインク圧力共振周
期を揃えることによりなし得る。そして、このインク圧
力共振周期Tcは次式(4)で表すことができる。ま
た、インク供給路27のイナータンスMsは、インク密
度をρ、インク供給路27の断面積をS、インク供給口
24の並列な流路本数をnとすると、式(5)で表すこ
とができ、イナータンスMn、Msの並列計算は式(6)
で表すことができる。
Tc=2π√(MCc)・・・(4)
Ms=ρ・L/n・S・・・・(5)
M=(Mn+Ms)/(Mn・Ms)・・・(6)
インク圧力共振周期Tcを揃えるには、上記(4)式か
ら、イナータンスと圧力を揃えることが必要であること
が分かる。この点において、本実施形態では、共通イン
ク室26の絞り領域36に接続したインク供給路27に
ついては、前記したように、インク供給路27の入口2
7aと出口27bとの間におけるイナータンスを、中州
部43の寸法を調整することにより、共通インク室26
の端部に配置されたものほど小さくなるように補正して
いる。Further, it is necessary to match the ejection characteristics of the nozzle openings 13 of the pressure generating chamber 20 connected to the throttle area 36 of the common ink chamber 26 with the ejection characteristics of the nozzle opening 13 of the pressure generating chamber 20 connected to another area. If the volume of the pressure generating chambers 20 is made constant, this can be achieved by aligning the ink pressure resonance cycle in each pressure generating chamber 20. The ink pressure resonance period Tc can be expressed by the following equation (4). Further, the inertance Ms of the ink supply path 27 can be represented by the equation (5), where ρ is the ink density, S is the cross-sectional area of the ink supply path 27, and n is the number of parallel flow paths of the ink supply port 24. , Inertance Mn and Ms are calculated in parallel using equation (6).
Can be expressed as Tc = 2π√ (MCc) ... (4) Ms = ρ.L / n.S ... (5) M = (Mn + Ms) / (Mn.Ms) ... (6) Ink pressure resonance cycle From the above formula (4), it is necessary to align the inertance and the pressure in order to align Tc. In this regard, in this embodiment, as described above, the ink supply path 27 connected to the throttle area 36 of the common ink chamber 26 has the inlet 2 of the ink supply path 27.
The inertance between 7a and the outlet 27b can be adjusted by adjusting the size of the central region 43.
It is corrected so that the ones arranged at the ends of are smaller.
【0058】このため、共通インク室26の絞り(先細
り)により、この部分で付加されたイナータンス分をイ
ンク供給路27のイナータンスを小さく補正することで
実質的なイナータンスを同一としている。さらに、イン
ク供給路27の出口27bの位置を揃えてあるので、圧
力発生室20のコンプライアンスCcも同一である。し
たがって、上記補正により共通インク室26の絞り領域
36で接続しているインク供給路27のインク圧力共振
周期が、絞り領域36以外の領域で接続しているインク
供給路27のインク圧力共振周期と同等になる。そし
て、これにより個々のノズル開口13の吐出特性を揃え
ることができ、良質な画像が期待できる。For this reason, the inertance added at this portion is corrected by the diaphragm (tapering) of the common ink chamber 26 so that the inertance of the ink supply path 27 is corrected to be small. Furthermore, since the positions of the outlets 27b of the ink supply path 27 are aligned, the compliance Cc of the pressure generating chamber 20 is also the same. Therefore, by the above correction, the ink pressure resonance cycle of the ink supply passage 27 connected in the throttle area 36 of the common ink chamber 26 is the same as the ink pressure resonance cycle of the ink supply passage 27 connected in the area other than the throttle area 36. Will be equivalent. As a result, the ejection characteristics of the individual nozzle openings 13 can be made uniform, and high-quality images can be expected.
【0059】さらに詳細な吐出特性の均一化のために
は、共通インク室26の絞り領域36でそれぞれ連通し
ているインク供給路27の入口27aと出口27bとの
間の流路に上記絞り領域36の絞り始端から各入口27
aまでの長さを加えた流路をそれぞれのインク供給路2
7の仮想流路とし、これら仮想流路におけるそれぞれの
イナータンスを、絞り領域36以外で共通インク室26
に連通している他のインク供給路27の入口27aから
出口27bまでの流路におけるイナータンスに揃えるよ
うにする。In order to make the discharge characteristics uniform in more detail, the above-mentioned throttle area is provided in the flow passage between the inlet 27a and the outlet 27b of the ink supply passage 27 which are in communication with each other in the throttle area 36 of the common ink chamber 26. Each entrance 27 from the beginning of the throttle 36
The ink supply passages 2 are formed by adding the passages up to the length a.
7, and the inertances in these virtual flow paths are set to the common ink chamber 26 in areas other than the throttle area 36.
The inertance in the flow path from the inlet 27a to the outlet 27b of the other ink supply path 27 communicating with the ink supply path 27 is aligned.
【0060】この様に構成すると、共通インク室26の
端部を絞って絞り領域36を形成したことにより付加さ
れるイナータンスを含めて調整することができ、残留気
泡の低減と各ノズル開口13の吐出特性の一定化を両立
することができる。According to this structure, the common ink chamber 26 can be adjusted including the inertance added by narrowing the end portion of the common ink chamber 26 to form the narrowed region 36, reducing residual bubbles and reducing the nozzle openings 13. It is possible to make the ejection characteristics constant.
【0061】また、共通インク室26のコンプライアン
スについては、共通インク室26の端部を絞ると、絞り
領域36で接続しているインク供給路27近傍のフィル
ム30(コンプライアンス領域50)の幅が狭められる
ので、これらインク供給路27近傍においてはコンプラ
イアンスが局部的に低減している。このため、共通イン
ク室26の端部において、インク吐出時にインク供給路
27から逆流するインクの圧力を吸収する能力が減少
し、端部においてインク吐出特性が変化する一因となっ
ていた。これを補う目的で、例えば図12に示すよう
に、中州部43A,43B,43Cの共通インク室26
側の端部(入口27a側の端部)が圧力発生室20側に
後退している分(長さが短い分)、これに応じて共通イ
ンク室26のコンプライアンス領域50をインク供給路
27の短縮長さに応じてインク供給路27側に拡大して
もよい。Regarding the compliance of the common ink chamber 26, when the end of the common ink chamber 26 is narrowed, the width of the film 30 (compliance region 50) near the ink supply path 27 connected by the narrowed region 36 becomes narrower. Therefore, the compliance is locally reduced in the vicinity of the ink supply paths 27. Therefore, at the end of the common ink chamber 26, the ability to absorb the pressure of the ink flowing back from the ink supply path 27 at the time of ink ejection is reduced, which is one of the causes that the ink ejection characteristics change at the end. For the purpose of supplementing this, as shown in FIG. 12, for example, the common ink chamber 26 of the middle state portions 43A, 43B, 43C is formed.
The end portion on the side (the end portion on the inlet 27a side) is retracted toward the pressure generating chamber 20 side (the length is short), and accordingly, the compliance region 50 of the common ink chamber 26 is set to the ink supply path 27. It may be enlarged to the ink supply path 27 side according to the shortened length.
【0062】この様に、コンプライアンス補充領域50
aを増加する構成を採ると、共通インク室26の絞り領
域36のコンプライアンスが補充され、絞り領域36の
付加イナータンスを実質的に低減し、絞り領域36に接
続したインク供給路27の補正量を減らすことができ
る。In this way, the compliance replenishment area 50
If a is increased, the compliance of the aperture area 36 of the common ink chamber 26 is replenished, the additional inertance of the aperture area 36 is substantially reduced, and the correction amount of the ink supply path 27 connected to the aperture area 36 is reduced. Can be reduced.
【0063】なお、流路形成板12の加工の都合で、図
13に示すように、共通インク室26の絞り領域36の
先端が圧力発生室20から離隔する方向に斜めに形成さ
れる場合があるが、この場合には、フィルム30(コン
プライアンス領域50)の圧力発生室20側の辺を端部
まで一直線にしたり、あるいは圧力発生室20側に拡大
してコンプライアンス補充領域50aを増加してもよ
い。Note that, due to the processing of the flow path forming plate 12, as shown in FIG. 13, the tip of the throttle area 36 of the common ink chamber 26 may be formed obliquely in the direction away from the pressure generating chamber 20. However, in this case, even if the side of the film 30 (compliance region 50) on the pressure generating chamber 20 side is aligned to the end, or if it is expanded to the pressure generating chamber 20 side and the compliance replenishing region 50a is increased. Good.
【0064】図8及び図9に示すように、インク供給路
27を、ノズル開口13側(ノズルプレート14側)の
流路27dnと弾性板21側の流路27upとに分けて
形成する場合、アイランド部31との干渉を回避するた
めに、弾性板21側の流路27upに設ける中州部43
の位置に規制を受ける。そこで、図9に示すように、弾
性板21側の中州部43upを共通インク室26側に後
退させた分、ノズル開口13側の中州部43dnを圧力
発生室20側に前進させ、これにより圧力発生室20の
体積を一定に揃えてもよい。そして、弾性板21側のイ
ンク供給路27upの入口と出口の間のイナータンス
と、ノズル開口13側のインク供給路27dnの入口と
出口の間のイナータンスを、それぞれの中州部43u
p,43dnの幅や長さの寸法を調整することにより補
正してもよい。したがって、弾性板21側のインク供給
路27upのイナータンスと、ノズル開口13側のイン
ク供給路27dnのイナータンスとが異なってもよく、
設計の自由度が拡大する。As shown in FIGS. 8 and 9, when the ink supply path 27 is divided into a flow path 27dn on the nozzle opening 13 side (nozzle plate 14 side) and a flow path 27up on the elastic plate 21 side, In order to avoid interference with the island portion 31, the middle state portion 43 provided in the flow path 27up on the elastic plate 21 side.
Regulated in position. Therefore, as shown in FIG. 9, the middle state portion 43up of the elastic plate 21 side is retracted to the common ink chamber 26 side, and the middle state portion 43dn of the nozzle opening 13 side is moved forward to the pressure generating chamber 20 side. The volume of the generation chamber 20 may be made uniform. The inertance between the inlet and the outlet of the ink supply passage 27up on the side of the elastic plate 21 and the inertance between the inlet and the outlet of the ink supply passage 27dn on the side of the nozzle opening 13 are defined as the middle state portion 43u.
It may be corrected by adjusting the width and length dimensions of p and 43dn. Therefore, the inertance of the ink supply passage 27up on the side of the elastic plate 21 may be different from the inertance of the ink supply passage 27dn on the side of the nozzle opening 13,
Greater flexibility in design.
【0065】前記した実施形態では、インク供給路27
の途中に中州部43を設けてインク供給流路を分けた
が、本発明におけるインク供給路27はこれに限定され
るものではなく、インク供給路27の入口27aと出口
27bとの間におけるイナータンスを補正する構成でき
ればよい。例えば、図14に示すように、インク供給路
27の流路幅を変化させることにより、すなわち、絞り
領域36の先端に配置された流路ほど幅広に設定するこ
とにより補正してもよい。この様に、インク供給路27
の流路幅を変えると、前記式(5)から分かるように、
イナータンスを補正することができる。In the above-described embodiment, the ink supply path 27 is used.
Although the ink supply flow path is divided by providing the middle state portion 43 in the middle of the above, the ink supply path 27 in the present invention is not limited to this, and the inertance between the inlet 27a and the outlet 27b of the ink supply path 27 is not limited to this. It suffices if it can be configured to correct. For example, as shown in FIG. 14, the correction may be performed by changing the flow path width of the ink supply path 27, that is, by setting the flow path located at the tip of the narrowed region 36 to be wider. In this way, the ink supply path 27
When the flow channel width of is changed, as can be seen from the equation (5),
Inertance can be corrected.
【0066】また、これまで説明した各実施形態では、
インク供給路27の入口27aと出口27bとの間にお
けるイナータンスを補正したが、本願発明ではこれに限
らず、共通インク室26の絞り領域36まで含めた範囲
におけるイナータンスを調整してもよい。なお、各実施
形態では、圧力発生素子23として圧電振動子41を例
に挙げて説明したが、本発明の圧力発生素子23はこれ
に限定されるものでない。例えば、発熱素子を設けてイ
ンク中に気泡を発生させることにより圧力発生室20内
の圧力を変動させてもよい。In each of the embodiments described above,
Although the inertance between the inlet 27a and the outlet 27b of the ink supply path 27 is corrected, the present invention is not limited to this, and the inertance in the range including the throttle area 36 of the common ink chamber 26 may be adjusted. In addition, in each of the embodiments, the piezoelectric vibrator 41 is described as an example of the pressure generating element 23, but the pressure generating element 23 of the present invention is not limited to this. For example, the pressure in the pressure generating chamber 20 may be changed by providing a heating element and generating bubbles in the ink.
【0067】また、1列のノズル開口13に対して共通
インク室26を1つ設けたが、図15に示すように、1
列のノズル開口13を複数のグループに区分けして、各
グループ毎に共通インク室を設けてもよい。すなわち、
1列のノズル開口に対して、共通インク室を複数(本実
施形態では3つ)設け、1列のノズル開口で複数の色彩
のインクが吐出されるように構成してもよい。この実施
形態においても、前記実施形態と同様に、インク供給管
35から遠い方の共通インク室26の端部に絞り領域3
6を形成し、この絞り領域36に連通しているインク供
給路27の断面積や長さを、絞り領域36以外で供給イ
ンク室26に連通しているインク供給路27のそれとは
異ならせて、各ノズル開口13から吐出するインク滴の
速度や量が均一になるように構成してある。Although one common ink chamber 26 is provided for each row of nozzle openings 13, as shown in FIG.
The nozzle openings 13 in a row may be divided into a plurality of groups, and a common ink chamber may be provided for each group. That is,
A plurality of common ink chambers (three in this embodiment) may be provided for one row of nozzle openings, and a plurality of colors of ink may be ejected through one row of nozzle openings. Also in this embodiment, similarly to the above-described embodiment, the throttle region 3 is provided at the end of the common ink chamber 26 farther from the ink supply pipe 35.
6 is formed, and the cross-sectional area and the length of the ink supply passage 27 communicating with the throttle area 36 are made different from those of the ink supply passage 27 communicating with the supply ink chamber 26 outside the throttle area 36. The speed and the amount of ink droplets ejected from each nozzle opening 13 are made uniform.
【0068】[0068]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
列当たりのノズル数を増加させて共通インク室の長さが
長くなっても気泡排出性に優れる共通インク室の理想形
状のままで端部のノズル開口におけるインク速度、イン
ク量の均等化を図ることができ、且つ、インクの振動を
効率良く減衰させることができ、これにより記録品位に
優れ、且つ、高速な画像記録を可能とすることができ
る。すなわち、共通インク室については、インク供給管
から遠い端の部分に、他の部分よりも断面積を減少させ
た絞り領域を設定して、インクを充填する際やノズル開
口から吸引するクリーニング時に気泡が残留することを
防止することができると共に、記録品質の向上を図るこ
とができる。そして、上記絞り領域で連通しているイン
ク供給路に関するイナータンスを、絞り領域以外で共通
インク室に連通している他のインク供給路のイナータン
スに比較して小さく設定するとともに、共通インク室の
先端に位置するインク供給路27ほど小さく設定し、尚
且つ、イナータンスを小さく設定した上記インク供給路
27に連通した圧力発生室の体積を、絞り領域以外で共
通インク室に連通している他の圧力発生室の体積に揃え
ると、個々の圧力発生室内のインク圧力共振周期を揃え
ることができる。したがって、端部に位置するノズル開
口の吐出特性と中央部分のノズル開口の吐出特性を揃え
ることができる。このため、画質が一層向上し、記録対
象の大型化や高速化にも応えることができる。この様
に、本発明によれば、共通インク室の端部の気泡排出性
と吐出特性の均一性を両立することができる。特に圧力
発生室を加圧部で実質的に同一の駆動信号を使って前記
圧力室を加圧した際に、前記ノズル開口からのインク滴
の吐出速度を目標値に対して+−5%の範囲内に収める
ことが出来る。As described above, according to the present invention, even if the number of nozzles per row is increased and the length of the common ink chamber is increased, the ideal shape of the common ink chamber which is excellent in bubble discharging property is maintained. It is possible to equalize the ink speed and the ink amount at the nozzle openings at the end portions, and it is possible to efficiently damp the vibration of the ink, which makes it possible to perform high-speed image recording with excellent recording quality. can do. That is, in the common ink chamber, a squeezed region having a cross-sectional area smaller than that of the other part is set at a portion far from the ink supply pipe, and bubbles are generated at the time of filling the ink or cleaning by suction from the nozzle opening. Can be prevented from remaining and the recording quality can be improved. Then, the inertance relating to the ink supply path communicating with the throttle area is set to be smaller than the inertance of the other ink supplying paths communicating with the common ink chamber other than the throttle area, and the tip of the common ink chamber is set. The ink supply passage 27 located at the lower position is set to have a smaller volume, and the volume of the pressure generating chamber communicating with the ink supply passage 27 having a smaller inertance is set to another pressure that communicates with the common ink chamber in a region other than the throttle region. When the volume of the pressure generating chamber is made uniform, the ink pressure resonance cycle in each pressure generating chamber can be made uniform. Therefore, the ejection characteristics of the nozzle openings located at the end portions and the ejection characteristics of the nozzle opening in the central portion can be made uniform. Therefore, the image quality is further improved, and it is possible to respond to the increase in size and speed of the recording target. As described above, according to the present invention, it is possible to achieve both the bubble discharge property and the discharge property uniformity at the end of the common ink chamber. In particular, when the pressure generating chamber is pressurized by the pressurizing unit using the substantially same drive signal, the ejection speed of the ink droplet from the nozzle opening is + -5% of the target value. It can fit within the range.
【図1】インクジェット式記録ヘッドを用いた画像記録
装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an image recording apparatus using an inkjet recording head.
【図2】記録ヘッドの分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of a recording head.
【図3】記録ヘッドに形成されているアクチュエータの
断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of an actuator formed on a recording head.
【図4】流路形成板の第1実施形態の平面図である。FIG. 4 is a plan view of the first embodiment of the flow path forming plate.
【図5】等価回路の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of an equivalent circuit.
【図6】流路形成板の第2実施形態の平面図である。FIG. 6 is a plan view of a second embodiment of a flow path forming plate.
【図7】流路形成板の第3実施形態の平面図である。FIG. 7 is a plan view of a third embodiment of a flow path forming plate.
【図8】記録ヘッドの要部を示す図10X矢視での断面
図である。FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the arrow X in FIG. 10 showing the main part of the recording head.
【図9】記録ヘッドの要部を示す図10Y矢視での断面
図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing the main part of the recording head as viewed in the direction of the arrow in FIG. 10Y.
【図10】流路形成板の第4実施形態の平面図である。FIG. 10 is a plan view of a fourth embodiment of a flow path forming plate.
【図11】共通インク室の絞り領域近傍の拡大図であ
る。FIG. 11 is an enlarged view of the vicinity of the throttle area of the common ink chamber.
【図12】インク供給路の短縮に応じてコンプライアン
ス補充領域を形成した実施形態の要部の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a main part of an embodiment in which a compliance replenishment area is formed in accordance with a shortened ink supply path.
【図13】インク供給路の短縮に応じてコンプライアン
ス補充領域を形成した他の実施形態の要部の説明図であ
る。FIG. 13 is an explanatory diagram of a main part of another embodiment in which a compliance replenishment area is formed according to the shortening of the ink supply path.
【図14】インク供給路の流路幅を変えることによりイ
ンク供給路のコンプライアンスを補正した実施形態の説
明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of an embodiment in which the compliance of the ink supply path is corrected by changing the width of the ink supply path.
【図15】1列のノズル開口を複数のグループに区分け
して各グループ毎に共通インク室を設けた実施形態の平
面図である。FIG. 15 is a plan view of an embodiment in which one row of nozzle openings is divided into a plurality of groups and a common ink chamber is provided for each group.
1 インクジェット式記録ヘッド 2 画像記録装置 3 キャリッジ 4 タイミングベルト 5 キャリッジモータ 6 ガイド部材 7 記録用紙 7′紙送りローラ 8 ホルダ 9 インクカートリッジ 10 キャッピング装置 11 ワイピング装置 12 流路形成板 13 ノズル開口 14 ノズルプレート 20 圧力発生室 21 弾性板 22 流路ユニット 23 圧力発生素子 24 ヘッドケース 25 縁カバー 26 共通インク室 27 インク供給路 27a 入口 27b 出口 29 ステンレス板 30 樹脂フィルム 31 振動領域(アイランド部) 32 インク供給穴 33 窓 34 固定基板 35 インク供給管 36 絞り領域 40 収納室 41 圧電振動子 42 上下室隔壁 43 中州部 50 コンプライアンス領域 50a コンプライアンス補充領域 1 Inkjet recording head 2 Image recording device 3 carriage 4 Timing belt 5 Carriage motor 6 Guide member 7 Recording paper 7'paper feed roller 8 holder 9 ink cartridges 10 Capping device 11 Wiping device 12 Flow path forming plate 13 nozzle opening 14 nozzle plate 20 Pressure generation chamber 21 elastic plate 22 Channel unit 23 Pressure generating element 24 head case 25 edge cover 26 common ink chamber 27 ink supply path 27a entrance 27b exit 29 stainless steel plate 30 resin film 31 Vibration area (island part) 32 ink supply hole 33 windows 34 Fixed board 35 ink supply pipe 36 Aperture area 40 storage room 41 Piezoelectric vibrator 42 Upper and lower chamber partition 43 Central Region 50 Compliance area 50a Compliance replenishment area
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願2000−16180(P2000−16180) (32)優先日 平成12年1月25日(2000.1.25) (33)優先権主張国 日本(JP) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application 2000-16180 (P2000-16180) (32) Priority date January 25, 2000 (January 25, 2000) (33) Priority claiming country Japan (JP)
Claims (10)
べて形成するとともに、これら圧力発生室の一側に共通
インク室を形成し、共通インク室と各圧力発生室との間
をインク供給路によりそれぞれ連通し、各圧力発生室に
対応して圧力発生素子を設け、共通インク室にはインク
供給管を接続し、圧力発生素子による圧力発生室内の圧
力変動により当該圧力発生室内のインクをノズル開口か
ら吐出するインクジェット式記録ヘッドにおいて、 前記インク供給路のうち、共通インク室の端部近傍で連
通するインク供給路が、当該共通インク室の端部近傍以
外で連通する複数の同一形状のインク供給路に比較し
て、断面積あるいは長さの少なくとも一方が異なること
を特徴とするインクジェット式記録ヘッド。1. A plurality of pressure generating chambers having nozzle openings are formed side by side, a common ink chamber is formed on one side of these pressure generating chambers, and an ink supply path is provided between the common ink chamber and each pressure generating chamber. A pressure generating element is provided corresponding to each pressure generating chamber, an ink supply pipe is connected to the common ink chamber, and the ink in the pressure generating chamber is nozzle-opened due to the pressure variation in the pressure generating chamber caused by the pressure generating element. In the ink jet recording head ejecting from the ink supply path, the ink supply path communicating with the ink supply path in the vicinity of the end of the common ink chamber has a plurality of ink shapes of the same shape communicated with other than the vicinity of the end of the common ink chamber. An ink jet recording head characterized in that at least one of a cross-sectional area and a length thereof is different from a path.
方向を長手方向として形成され、この長手方向の略中央
にインク供給管が連通し、前記共通インク室の両方の端
部近傍に連通するインク供給路は、当該共通インク室の
他の部分に連通するインク供給路に比較して、断面積あ
るいは長さの少なくとも一方を異ならせて形成されてい
ることを特徴とする請求項1記載のインクジェット式記
録ヘッド。2. The common ink chamber is formed with the arrangement direction of the pressure generating chambers as a longitudinal direction, and an ink supply pipe communicates with a substantially center of the longitudinal direction, and communicates with both ends of the common ink chamber. 2. The ink supply path to be formed is different in at least one of the cross-sectional area and the length from the ink supply path communicating with the other part of the common ink chamber. Inkjet recording head.
分よりも断面積を減少させた絞り領域であることを特徴
とする請求項1または2に記載のインクジェット式記録
ヘッド。3. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the vicinity of the end portion of the common ink chamber is a throttle area having a cross-sectional area smaller than that of other portions.
インク供給路の減衰係数Mn/Rnの値と当該共通イン
ク室の他の部分に連通するインク供給路の減衰係数Mn
/Rnの値とを揃えたことを特徴とする請求項1から3
のいずれかに記載のインクジェット式記録ヘッド。4. The value of the attenuation coefficient Mn / Rn of the ink supply passage communicating with the vicinity of the end of the common ink chamber and the attenuation coefficient Mn of the ink supply passage communicating with the other portion of the common ink chamber.
4. The value of / Rn is set to be the same.
An ink jet recording head according to any one of 1.
ように絞ったことを特徴とする請求項3又は4に記載の
インクジェット式記録ヘッド。5. The ink jet recording head according to claim 3, wherein the narrowed region is narrowed in a plurality of stages so as to be tapered.
対して複数備えられていることを特徴とする請求項1か
ら5のいずれかに記載のインクジェット式記録ヘッド。6. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a plurality of the ink supply passages are provided for one pressure generating chamber.
その反対側の流路とに分けて形成したことを特徴とする
請求項1から5のいずれかに記載のインクジェット式記
録ヘッド。7. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the ink supply path is divided into a flow path on the nozzle opening side and a flow path on the opposite side.
給路の出口の位置を調整することにより各圧力発生室の
体積を揃えたことを特徴とする請求項7に記載のインク
ジェット式記録ヘッド。8. The ink jet recording head according to claim 7, wherein the volume of each pressure generating chamber is made uniform by adjusting the position of the outlet of the ink supply passage of the passage located on the nozzle opening side. .
の反対側の流路のイナータンスとをそれぞれ分けて設定
したことを特徴とする請求項7または8に記載のインク
ジェット式記録ヘッド。9. The ink jet recording head according to claim 7, wherein the inertance of the flow path on the nozzle opening side and the inertance of the flow path on the opposite side are set separately.
ンクジェット式記録ヘッドを備えたことを特徴とする画
像記録装置。10. An image recording apparatus comprising the ink jet recording head according to any one of claims 1 to 9.
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2003
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Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011140173A (en) * | 2010-01-07 | 2011-07-21 | Ricoh Co Ltd | Liquid ejection head and image forming apparatus |
WO2016111147A1 (en) * | 2015-01-06 | 2016-07-14 | 株式会社リコー | Liquid-discharging head, liquid-discharging unit, and device for discharging liquid |
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JPWO2016111147A1 (en) * | 2015-01-06 | 2017-10-19 | 株式会社リコー | Liquid discharge head, liquid discharge unit, and apparatus for discharging liquid |
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