JP5627001B2 - クロストークが低減された噴射装置 - Google Patents

クロストークが低減された噴射装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5627001B2
JP5627001B2 JP2011070299A JP2011070299A JP5627001B2 JP 5627001 B2 JP5627001 B2 JP 5627001B2 JP 2011070299 A JP2011070299 A JP 2011070299A JP 2011070299 A JP2011070299 A JP 2011070299A JP 5627001 B2 JP5627001 B2 JP 5627001B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow path
channel
nozzle
ejection
injection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011070299A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011207228A (ja
Inventor
エイ. ホイジントン ポール
エイ. ホイジントン ポール
メンゼル クリストフ
メンゼル クリストフ
エイ. ヒギンソン ジョン
エイ. ヒギンソン ジョン
ビーブル アンドレアス
ビーブル アンドレアス
フォン エッセン ケヴィン
フォン エッセン ケヴィン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Publication of JP2011207228A publication Critical patent/JP2011207228A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5627001B2 publication Critical patent/JP5627001B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/055Devices for absorbing or preventing back-pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14233Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14362Assembling elements of heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/12Embodiments of or processes related to ink-jet heads with ink circulating through the whole print head
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/42Piezoelectric device making

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

本願発明は、流体噴射装置に関する。
いくつかの液体噴射装置では、液滴が一つ又は複数のノズルから媒体に噴射される。ノズルは、流体ポンプ室を含む流路に流体連通されている。流体ポンプ室はアクチュエータにより駆動されることができ、液滴の噴射を引き起こす。媒体は、液体噴射装置と相対的に移動させることができる。特定のノズルからの液滴の噴射は、媒体の移動とタイミングを合わせられ、液滴を媒体上の所望の場所に配置する。これらの液体噴射装置では、通常、媒体への液滴の均一な配置を行うために、均一なサイズ及び速度の液滴を同じ方向に噴射することが望ましい。
液滴の噴射中に、ポンプ室の上に配置されたアクチュエータが駆動されると、圧力波がポンプ室を通ってノズルに向かって伝播する。圧力波からのエネルギーのうちのいくらかはポンプ室に流体連通された流入路に伝播し得る。同様に、エネルギーのうちのいくらかは流出路を通って伝播し得る。いくつかの噴射装置では、流入路が流体供給路に流体連通され、流出路が流体回収路に流体連通されている。隣接する噴射流路も流体供給路に流体連通されている。このエネルギーの伝播は、ある噴射流路からの流入路における圧力波を、流体供給路又は流体回収路を通して隣接する噴射流路の流入路又は流出路に到達させることがある。このエネルギーの伝達は、隣接する噴射流路間に、液滴噴射の性能に悪影響を及ぼし得る流体クロストークを生じさせることがある。
流体噴射性能は、一つの噴射流路のアクチュエータとそれに隣接する噴射流路のノズルとの距離を最適化するように、プリントヘッドの構成を調整することにより制御することができる。
一態様において、液体を噴射するプリント装置は、複数の噴射流路を有する流路体と、複数の噴射流路内の液体と、各噴射流路に連係する圧電アクチュエータと、複数の流入口を有し、噴射流路に連係する圧電アクチュエータを流路体との間に介在させる、供給基板と、電圧パルスを圧電アクチュエータに印加するように構成され、電圧パルスはノズルを出る液体の分離時間を生じさせる、ドライバと、を含む。複数の噴射流路は第1の噴射流路及び第2の噴射流路を含み、各噴射流路はポンプ室に流体連通されたノズルを有し、ポンプ室は流体流路に流体連通されている。ポンプ室は圧電アクチュエータに隣接する。第1の噴射流路の第1の流体流路は複数の流入口のうちの第1の流入口に流体連通され、第2の噴射流路の第2の流体流路は複数の流入口のうちの第2の流入口に流体連通されている。第1の噴射流路は第2の噴射流路に隣接し、第1の噴射流路の圧電アクチュエータから第2の噴射流路のノズルまでの流体移動距離は、液体中の音速とノズルからの液滴の分離時間との積よりも大きい。
実施態様は、以下の特徴のうちの一つ又は複数を含むことができる。流体移動距離は1mm以上であってもよい。液体中の音速は1000m/s〜1600m/sであってもよい。液滴の分離時間は1μs〜200μsであってもよい。ノズルの直径が1μm〜100μmであってもよい。各ポンプ室は、圧電アクチュエータに隣接する領域からノズルまで延びる長さ方向を有することができ、各流入口は長軸を有することができ、長軸及び各ポンプ室の長さは互いに平行であってもよい。各噴射流路は、0.01pl〜100plの体積を有する液滴を噴射するように構成してもよい。流路体は、行列配列のノズルを含んでいてもよい。行列配列内の隣接するノズルの間隔は、1mm未満、例えば500μm未満であってもよい。流入口及び流出口が形成される供給基板の厚さは、2mm以上、例えば5mm以上であってもよい。第1の噴射流路の圧電アクチュエータから第2の噴射流路のノズルまでの路長のうちの80%以上が供給基板を通っていてもよい。流路体は、噴射流路のノズルを有する外面を有することができ、供給基板内の複数の流入口は、外面に垂直に延在していてもよい。流路体は、噴射流路のノズルを有する外面を有することができ、第1の噴射流路の圧電アクチュエータから第2の噴射流路のノズルまでの路長のうちの80%以上が外面に対して垂直であってもよい。ドライバは、噴射パルスシーケンスを印加するように構成することができ、噴射パルスの間隔が噴射パルスの幅の2倍以上であってもよい。
別の態様において、プリント装置を組み立てる方法は、プリント装置内のドライバから圧電アクチュエータに印加する電圧パルスを選択する工程と、電圧パルスに起因してノズルから出される液体の分離時間を決定する工程と、プリント装置から噴射する液体を選択する工程と、液体中の音速と液滴の分離時間との積を算出する工程と、流路体を供給基板に接続する工程であって、流路体は第1の噴射流路及び隣接する第2の噴射流路を備え、各噴射流路は圧電アクチュエータにより駆動されるポンプ室に流体連通されたノズルを有し、供給基板は第1の流路に接続された第1の流入口及び第2の流路に接続された第2の流入口を有する、工程と、第1の噴射流路の圧電アクチュエータから第2の噴射流路のノズルまでの流体移動距離が、液体中の音速とノズルからの液滴の分離時間との積よりも大きくなるように、供給基板の厚さを選択する工程と、を含む。
別の態様において、プリント装置を組み立てる方法は、流路体内に複数の噴射流路を形成する工程であって、複数の噴射流路は第1の噴射流路及び第2の噴射流路を含み、第1の噴射流路は第2の噴射流路に隣接し、各噴射流路はポンプ室に流体連通されたノズルを有し、ポンプ室は流体流路に流体連通されている、工程と、各ポンプ室に隣接して圧電アクチュエータを形成する工程と、供給基板内に第1の流入口及び第2の流入口を含む複数の流入口を形成する工程と、第1の流入口が第1の流路に接続され、第2の流入口が第2の流路に接続されるように、供給基板を流路体に固定する工程と、電圧パルスを圧電アクチュエータに印加するように構成されたドライバを接続する工程であって、電圧パルスはノズルを出る液体の分離時間を生じさせる、工程と、を含む。第1の噴射流路の圧電アクチュエータから第2の噴射流路のノズルまでの流体移動距離が、液体中の音速とノズルからの液滴の分離時間との積よりも大きい。
実施態様は、以下の特徴のうちの一つ又は複数を含むことができる。流路体内の隣接するノズルの間隔が1mm未満であってもよい。流入口及び流出口が形成される供給基板の厚さが2mmを超えていてもよい。
本明細書に記載する装置の利点は以下のうちの一つ又は複数を含んでいてもよい。本明細書に記載する構造の装置を使用して、隣接する噴射流路間の流体クロストークを低減又はなくすことができる。流体クロストークの低減又は消失は、液滴噴射の均一性及び精度を向上させることができる。液滴噴射の均一性及び精度の向上は、プリントされる画像がより正確に表現されることに繋がり得る。
一つ又は複数の実施形態の詳細を添付図面及び以下の説明において説明する。他の特徴、目的、及び利点が、説明及び図面から、並びに特許請求の範囲から明らかになろう。
休止状態の液体噴射装置の部分の概略断面図である。 一つの噴射部が充填状態である液体噴射装置の部分の概略断面図である。 一つの噴射部が噴射状態である液体噴射装置の部分の概略断面図である。 (a)は二つの隣接する噴射部のそれぞれにおける噴射パルス(例えば時間の関数としての電圧)のグラフであり、(b)は二つの隣接する噴射部のメニスカス高さのグラフであり、(c)は時間の経過に伴う圧力波強度のグラフである。 膜層なしの流路体の平面図である。 プリントヘッド断面の斜視図である。
それぞれの図面における同様の参照符号は同様の要素を示す。
液滴噴射は、流路体と、膜と、ノズル層とを含む基板を使用して実施することができる。流路体は、内部に形成された流路即ち噴射流路を有し、噴射流路は、流体流路及び流体ポンプ室を含むことができる。いくつかの実施態様では、流体流通路は、流体流路への追加又は代替として、上行流路及び下降流路を含む。流路は微細加工することができる。アクチュエータを、膜の流路体と反対側の表面上に、流体ポンプ室の近傍に配置することができる。アクチュエータが駆動されると、アクチュエータは噴射パルスをポンプ室に付与して、ノズルを通して液滴を噴射させる。流路体は複数の流路及びノズルを含むことが多い。
液滴噴射システムは、上述の流路体を含むことができる。このシステムは、基板への流体源、及び流路体を通って流れるが流路体のノズルから噴射されない流体の回収路も含むことができる。流体槽が流路体に流体連通され、インク等の流体を流路体に噴射のために供給することができる。流路体から流れる流体は、流体回収槽に流すことができる。流体は、例えば、化学組成物、生物学的物質等であってもよい。
図1に、流体を噴射するプリントヘッド100の一実施態様を示す。プリントヘッド100は、ポンプ室120が内部に形成された流路体110を含む。一つ又は二つの流体流路がポンプ室120に流体連通されている。第1の流体流路130aが、流体供給路150からポンプ室120に流体を供給することができる。第2の流体流路130bが、流体をポンプ室120から流体回収路151に移動させることができる。供給基板160が、流路体110の上の液体供給路150と流路体110との間に配置される。供給基板160の流入口175が、流体流路130aに流体連通され、ポンプ室120と流体供給路150との間に流路を形成する。任意に、供給基板160の流出口180が、液体をポンプ室120から流体回収路151に流す流体流路130bに流体連通されている。流体供給路150及び流体回収路151は、流体槽(不図示)に流体連通されている。流入口175は流体供給路150に接続され、流出口180は流体回収路151に接続される。流入口175及び流出口180は、ノズルが形成される外面192に対して垂直に延び、供給基板160を通る流路であってもよい。いくつかの実施態様では、流体供給路150及び流体回収路151は、ノズルが形成される外面192に対して平行に延び、ある部材を通る流路であってもよい。いくつかの実施態様では、流体供給路150及び流体回収路151は、供給基板160の流入口175及び流出口180に対して垂直に延び、ある部材を通る流路であってもよい。いくつかの実施態様では、動作中に、流体供給路150内の流体が流体回収路151内の流体と逆方向に移動し、例えば、流体供給路150及び流体回収路151への接続口を、流体供給路及び流体回収路が形成される部材の両端部に配置することができる。いくつかの実施態様では、供給基板160は、流路体110のアクチュエータに接続するため等の電気接続部を含む。いくつかの実施態様では、供給基板160はASIC層である。
圧電アクチュエータ125等のトランスデューサが、ポンプ室120に隣接する。圧電アクチュエータ125は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)の層等の圧電材料の層、電気トレース、及び接地電極を含むことができる。電気トレース及び接地電極は、簡潔のために図示されていない。アクチュエータ125の電気トレースと接地電極との間に電圧を印加することで、アクチュエータ125に電圧を印加し、それによりアクチュエータ125を駆動することができる。ドライバ(不図示)が、アクチュエータに電圧を印加することができる。アクチュエータ125は、膜層185上に形成される。ポンプ室120のアクチュエータ125とは逆側の端部に、ノズル190がある。任意に、ノズル190は、流路体110に取り付けられるノズル板195に形成される。ノズル190は、ノズル板195の外面192にノズル流出口を有する。ノズル190の直径は1μm〜100μmであってもよい。プリントヘッド100は、数十、数百、更には数千の複数の流路145(流体流路130及び流入口175又は流出口180を含むものとみなし得る)を含んでいてもよい。プリントヘッド内の流路のサブセットを全て、単一の流体供給路150に流体連通させることができる。プリントヘッド内の流路のサブセットを全て、単一の流体回収路151に流体連通させることができる。
図2に示すように、圧電アクチュエータ125が駆動されて、ポンプ室120を充填する。図2では、左端のアクチュエータのみが駆動中として描かれている。図示の圧電アクチュエータ125は、活性化されると膜層185の主面に平行する方向に延展又は伸張し得る圧電材料の層を含む。同時に、圧電材料を活性化すると、圧電材料はより薄くなる。圧電材料のこの伸張及び薄化により、膜層185の部分が圧電アクチュエータ125に向かってノズルから離れる方向に引っ張られる。ポンプ室から離れる方向でのこの膜の引っ張りは、ポンプ室120を拡大させ、そしてポンプ室の拡大により、液体が流体供給路150からポンプ室120内に引き込まれる。液体の移動方向を、矢印210で示す。
アクチュエータを駆動する次のステップを図3に示す。ここでも、左端のアクチュエータのみが駆動中として描かれている。ここで、バイアスが圧電材料の両端に印加されて、圧電材料を短く厚くする。これは、膜層の部分をポンプ室120内に押す。膜がポンプ室120内に押されると、液体がノズル190から強制的に出される。或いは、アクチュエータの伸張後、アクチュエータは休止位置に戻ることができ、これもまた、液体をノズル190から強制的に出す。圧力波及び液体の移動方向を、矢印220で示す。
圧電アクチュエータ125が駆動された流路のポンプ室120のノズル190から流出する液体が、分離時間tboにおいてノズル190内の液体から分離する。分離時間tboは、プリントヘッドをテストすることにより決定することができ、一般に、ノズルの直径や液体の表面張力、粘度及び濃度に依存する。例えば、ノズルの直径が小さく、液体の粘度が低く、濃度が低く、表面張力が高い場合、分離時間tboは比較的短くなり得る。2plの液滴の分離時間tboは、1μs〜200μsである傾向があり、例えば5μs〜20μs、例えば約5μsである。0.1pl〜1plの液滴の分離時間tboは、1μs〜200μsである傾向があり、例えば1μs〜20μs、例えば約2μsである。いくつかの実施態様では、液滴の体積は1pl〜10plであってもよい。
アクチュエータは、液体を流路内のノズル190から強制的に流出させる圧力波を生み出すのと同時に、圧力波を、流体流路130aに通じるポンプ室の縁部から伝播させる。圧力波は、流体流路130a及び流入口175を通して移動する。圧力波は、流体供給路150に達すると、流体供給路150に流体連通された任意の流入口に入ることができる。圧力波は、圧力波が起こされた流路に隣接する流路において最大の強度を有する。圧力波の移動を、矢印230で示す。同様に、圧力波は流体流路130b及び流出口180を通って移動する。圧力波は、流体回収路151に達すると、次に、流体回収路151に流体連通された任意の流出口に入ることができる。
隣接する流路に入った圧力波は、流体クロストークを生じさせることがある。しかし、このクロストークは、流路間に十分に長い路長を存在させれば軽減することができる。特に、ポンプ室の縁部又は圧力波の伝播が開始された第1の流路の領域の縁部から第2の流路のノズルまでの流体移動距離が十分に長ければ、クロストークを軽減することができる。特に、路長Lは、第1噴射部のアクチュエータから第2噴射部のノズルの流出口までの長さである。第1及び第2の流路は、隣接する流路であってもよく、又は隣接する流路よりも互いに更に離れていてもよい。長さLが、液体中の音速cと分離時間tboとの積よりも大きい限り、クロストークを低減することができ、したがって、クロストークは噴射に悪影響を及ぼさない。つまり、L>c×tboが条件である。この式において、分離時間tboは、噴射パルスの開始から液滴が分離するまでの時間として定義される。tboが5μsであり、液体中の音速が1400m/sであると仮定すると、圧力波がこの時間内に伝播できる最長距離は7mmである。通常、液体中の音速は約1000m/s〜約1600m/sである。したがって、液体中の音速が1000m/sで分離時間が1μsである場合、Lは少なくとも1mmである。液体中の音速が1400m/sで分離時間が2μsである場合、Lは少なくとも2.8mmである。いくつかの実施態様では、流路体内の各噴射流路の対は、液体中の音速と分離時間との積よりも大きな長さLを有する。
図4(a)に、例示的な噴射パルスを示す。この噴射パルスは、圧電アクチュエータを図1に示す元の形状から図2に示す形状に変形させ、次に、再び図1に示す形状に変形させることができる。第1流路即ち第1噴射部が駆動され、液体をノズルから強制的に流出させる。第2流路即ち第2噴射部は、ノズルから液体を噴射すべきではないため、駆動されない。時間310と時間320との間で、第1噴射部のアクチュエータは、液体をポンプ室内に引き込む。時間330と時間340との間で、アクチュエータは、液体をポンプ室及びノズルから吐出する。このとき、第2噴射部のアクチュエータは駆動されない。
図4(b)に、噴射部内の液体のメニスカスに対する噴射パルスの影響を示す。第1噴射部では、メニスカスは、ポンプ室が充填される際にいくらか引っ張られる。図4(a)及び(b)は、噴射パルスの充填部分の後でメニスカスが内側に引っ張られ始めるように位置合わせされている。メニスカスの内側方向は、水平の時間線の下方向として示される。噴射パルスが噴射を起こすように変化した後、メニスカスはノズルから延出し、これは、水平の時間線よりも上に延びるメニスカス曲線として示される。分離時間tbo後、メニスカスはノズルの近傍に戻る。
路長Lが短すぎる場合、即ち、路長がc×tbo以下である場合、第2噴射部内のメニスカスが、第1噴射部での分離時間tboよりも先に噴射部から延出し始めることになる。これは、時間360において開始される曲線により示される。しかし、路長がc×tboよりも長い場合、同じ噴射パルスでの流体クロストークは低減される。これは、時間370において開始される曲線により示される。この後者の場合、続くパルスにいくらかのクロストークが生じ得るが、とても長い時間が経過することにより、図4(c)に示すように、圧力波はかなり消散することになる。したがって、隣接する噴射部のメニスカスに対する影響の度合いは低くなる。最速噴射時において、パルスの間隔は、噴射パルス幅の少なくとも2倍であり、例えば、噴射パルス幅の3〜5倍である。残留圧力波はこの時間枠内に減衰してなくなるため、クロストークは大幅に低減される。更に、プリントヘッド内の複数のアクチュエータが異なる時間に噴射を行うと考えられるので、競合する圧力波が互いに干渉する場合、クロストークを軽減することができる。
いくつかの実施態様では、流路の長さLは、その長さの少なくとも半分を噴射部から液体が噴出する方向に平行な経路に沿わせることにより、噴射部間で伸ばされる。噴射部が二次元配列即ち各噴射部のノズルと隣接する噴射部のノズルとの間隔が1mm未満、例えば500μm未満、例えば200μm未満、例えば100μm未満である噴射部配列である場合等、噴射部が非常に密に一緒に配置される場合、流路の長さは流入口及び流出口の長さにより支配される。いくつかの実施態様では、流入口及び流出口が形成される供給基板の厚さは700μmよりも厚い。いくつかの実施態様では、供給基板は流路体110並びに流体供給通路150及び流体回収通路151が形成される部材に直接当接する。任意に、隣接するノズルの間隔は40μmよりも大きくてもよい。
図5に、ポンプ室120及びノズル190を有する流路体110を示す。ポンプ室120に、流入口710又は流出口720に接続された流体流路130を通して流体が供給される。ポンプ室120及びノズル190は、行列配列に配置されている。
図6に、流入口175及び流出口180を内部に有する供給基板160に接続された流路体110を示す。流路体内の流体流路130の長さは、供給基板160内の流入口175の長さ810よりもはるかに短い。ポンプ室の長さ820の方向は、流入口及び流出口の長さ方向と平行である。図示するように、路長Lは、供給基板160の厚さの少なくとも2倍であり、供給基板160の厚さ方向は、ノズルから液滴が噴射される方向に平行である。したがって、供給基板160の厚さを、式L>c×tboが満たされてクロストークが最低限に抑えられることを保証するように選択することができる。代替策又は追加策として、噴射流路を互いに更に離すように移動させることができる。しかし、この解決策は、ノズルの密な配置を低減させ、ひいては、プリントヘッドがプリント可能な1インチ当たりの液滴数を低減させてしまう。したがって、少なくとも90dpi又は1mm当たり4個のノズルというノズルの線形配列の配置を維持するために、上述の流路構造と組み合わせて、供給基板160の厚さは、少なくとも2mm、例えば少なくとも5mm、例えば少なくとも6mm又は7mmであってもよい。
本発明の多くの実施態様について説明した。しかしながら、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更を行ってもよいことが理解されよう。例えば、本明細書において説明したように、路長Lは、第1の流路の圧電アクチュエータに隣接する部分から始まり、第2の流路の圧電アクチュエータに隣接する第2の部分を通過して、第2の流路のノズルで終了する。路長Lの少なくとも80%、例えば、路長の90%超又は路長の95%超が、ノズル板の主面又はポンプ室を覆う膜の主面に対して垂直即ち直交するなど、同じ方向を向くことができる。供給基板は略あらゆる厚さに製造することができるため、より厚い供給基板を使用することにより、路長Lを伸ばすことが可能である。路長Lの少なくとも80%、例えば、路長の90%超又は路長の95%超が、供給基板の流入口及び流出口を通ることができる。したがって、他の実施態様も以下の特許請求の範囲内にある。

Claims (20)

  1. 液体を噴射するプリント装置であって、
    複数の噴射流路を備え、前記複数の噴射流路は第1の噴射流路及び第2の噴射流路を含み、各噴射流路はポンプ室に流体連通されたノズルを有し、前記ポンプ室は流体流路に流体連通されている、流路体と、
    前記複数の噴射流路内の液体と、
    各噴射流路に連係し、前記ポンプ室に隣接する、圧電アクチュエータと、
    複数の流入口を有し、前記噴射流路に連係する前記圧電アクチュエータを前記流路体との間に介在させる、供給基板と、
    電圧パルスを前記圧電アクチュエータに印加するように構成され、前記電圧パルスは前記ノズルを出る前記液体の分離時間を生じさせる、ドライバと、
    を備え、
    前記第1の噴射流路の第1の流体流路は前記複数の流入口のうちの第1の流入口に流体連通され、前記第2の噴射流路の第2の流体流路は前記複数の流入口のうちの第2の流入口に流体連通され、前記第1の噴射流路は前記第2の噴射流路に隣接し、
    前記第1の噴射流路の前記圧電アクチュエータと前記第2の噴射流路の前記圧電アクチュエータとに同時に前記電圧パルスが印加され、
    前記第1の噴射流路の前記圧電アクチュエータから前記第2の噴射流路の前記ノズルまでの流体移動距離が、前記液体中の音速と前記ノズルからの液滴の分離時間との積よりも大きいことにより、前記第1の噴射流路の前記圧電アクチュエータと前記第2の噴射流路の前記圧電アクチュエータとに同時に前記電圧パルスが印加されたときの前記第1の噴射流路と前記第2の噴射流路との間の流体クロストークが低減される、
    プリント装置。
  2. 前記流体移動距離は1mm以上である、請求項1に記載のプリント装置。
  3. 前記液体中の音速は1000m/s〜1600m/sである、請求項1又は2に記載のプリント装置。
  4. 前記液滴の分離時間は1μs〜200μsである、請求項1乃至3のいずれかに記載のプリント装置。
  5. 前記ノズルの直径が1μm〜100μmである、請求項1乃至4のいずれかに記載のプリント装置。
  6. 前記ポンプ室のそれぞれは前記圧電アクチュエータに隣接する領域から前記ノズルまで延びる長さ方向を有し、前記流入口のそれぞれは長軸を有し、前記長軸及び各ポンプ室の長さ方向は互いに平行である、請求項1乃至5のいずれかに記載のプリント装置。
  7. 各噴射流路は、0.01pl〜100plの体積を有する液滴を噴射するように構成される、請求項1乃至6のいずれかに記載のプリント装置。
  8. 前記流路体は行列配列のノズルを含む、請求項1乃至7のいずれかに記載のプリント装置。
  9. 前記行列配列内の隣接するノズルの間隔は1mm未満である、請求項8に記載のプリント装置。
  10. 前記行列配列内の隣接するノズルの間隔は500μm未満である、請求項9に記載のプリント装置。
  11. 前記流入口及び流出口が形成される前記供給基板の厚さが2mm以上である、請求項1乃至10のいずれかに記載のプリント装置。
  12. 前記供給基板の厚さは5mm以上である、請求項11に記載のプリント装置。
  13. 前記第1の噴射流路の前記圧電アクチュエータから前記第2の噴射流路の前記ノズルまでの路長の80%以上が前記供給基板を通る、請求項1乃至12のいずれかに記載のプリント装置。
  14. 前記流路体は前記噴射流路のノズルを有する外面を有し、前記供給基板の複数の流入口は前記外面に対して垂直に延びる、請求項1乃至13のいずれかに記載のプリント装置。
  15. 前記流路体は前記噴射流路のノズルを有する外面を有し、前記第1の噴射流路の前記圧電アクチュエータから前記第2の噴射流路の前記ノズルまでの路長の80%以上が前記外面に垂直である、請求項1乃至14のいずれかに記載のプリント装置。
  16. 前記ドライバは噴射パルスシーケンスを印加するように構成され、前記噴射パルスの間隔が前記噴射パルスの幅の2倍以上である、請求項1乃至15のいずれかに記載のプリント装置。
  17. プリント装置を組み立てる方法であって、
    前記プリント装置内のドライバから圧電アクチュエータに印加する電圧パルスを選択する工程と、
    前記電圧パルスに起因してノズルから出される液体の分離時間を決定する工程と、
    前記プリント装置から噴射する液体を選択する工程と、
    前記液体中の音速と前記液滴の分離時間との積を算出する工程と、
    流路体を供給基板に接続する工程であって、前記流路体は第1の噴射流路及び隣接する第2の噴射流路を備え、各噴射流路は圧電アクチュエータにより駆動されるポンプ室に流体連通されたノズルを有し、前記供給基板は前記第1の流路に接続された第1の流入口及び前記第2の流路に接続された第2の流入口を有する、工程と、
    前記第1の噴射流路の前記圧電アクチュエータと前記第2の噴射流路の前記圧電アクチュエータとに同時に前記電圧パルスが印加されたときの前記第1の噴射流路と前記第2の噴射流路との間の流体クロストークを低減するために、前記第1の噴射流路の前記圧電アクチュエータから前記第2の噴射流路の前記ノズルまでの流体移動距離前記液体中の音速と前記ノズルからの液滴の分離時間との積よりも大きくるように、前記供給基板の厚さを選択する工程と、
    を含む、
    方法。
  18. プリント装置を組み立てる方法であって、
    流路体内に複数の噴射流路を形成する工程であって、前記複数の噴射流路は第1の噴射流路及び第2の噴射流路を含み、前記第1の噴射流路は前記第2の噴射流路に隣接し、各噴射流路はポンプ室に流体連通されたノズルを有し、前記ポンプ室は流体流路に流体連通されている、工程と、
    各ポンプ室に隣接して圧電アクチュエータを形成する工程と、
    供給基板内に第1の流入口及び第2の流入口を含む複数の流入口を形成する工程と、
    前記第1の流入口が前記第1の流路に接続され、前記第2の流入口が前記第2の流路に接続されるように、前記供給基板を前記流路体に固定する工程と、
    電圧パルスを前記圧電アクチュエータに印加するように構成されたドライバを接続する工程であって、前記電圧パルスは前記ノズルを出る液体の分離時間を生じさせる、工程と、
    前記第1の噴射流路の前記圧電アクチュエータと前記第2の噴射流路の前記圧電アクチュエータとに同時に前記電圧パルスが印加されたときの前記第1の噴射流路と前記第2の噴射流路との間の流体クロストークを低減するために、前記第1の噴射流路の前記圧電アクチュエータから前記第2の噴射流路の前記ノズルまでの流体移動距離前記液体中の音速と前記ノズルからの液滴の分離時間との積よりも大きくする工程と、
    を含む、
    方法。
  19. 前記流路体内の隣接するノズルの間隔が1mm未満である、請求項18に記載の方法。
  20. 前記流入口及び前記流出口が形成される前記供給基板の厚さが2mmを超える、請求項18又は19に記載の方法。
JP2011070299A 2010-03-29 2011-03-28 クロストークが低減された噴射装置 Active JP5627001B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/749,269 US8272717B2 (en) 2010-03-29 2010-03-29 Jetting device with reduced crosstalk
US12/749,269 2010-03-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011207228A JP2011207228A (ja) 2011-10-20
JP5627001B2 true JP5627001B2 (ja) 2014-11-19

Family

ID=44202121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011070299A Active JP5627001B2 (ja) 2010-03-29 2011-03-28 クロストークが低減された噴射装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8272717B2 (ja)
EP (1) EP2371545B1 (ja)
JP (1) JP5627001B2 (ja)
CN (1) CN102218909B (ja)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5869295B2 (ja) * 2011-10-25 2016-02-24 京セラ株式会社 液体吐出ヘッド装置、およびそれを用いた記録装置、ならびに印刷方法
EP2943205B1 (en) 2013-01-14 2018-08-22 Scripps Health Tissue array printing
EP2988939B1 (en) * 2013-04-23 2019-04-17 HP Scitex Ltd Cross-talk suppression of adjacent inkjet nozzles
JP6176443B2 (ja) * 2013-08-20 2017-08-09 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP2017516601A (ja) 2014-03-14 2017-06-22 スクリップス ヘルス 軟骨および半月板のマトリックスポリマーのエレクトロスピニング
EP3397493A4 (en) * 2015-12-31 2019-08-14 Fujifilm Dimatix, Inc. LIQUID OUTPUT DEVICES
JP6987498B2 (ja) * 2016-01-08 2022-01-05 キヤノン株式会社 液体吐出用基板、液体吐出ヘッド、および液体吐出装置
US10179453B2 (en) 2016-01-08 2019-01-15 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejection head and liquid ejection apparatus
JP6964975B2 (ja) * 2016-01-08 2021-11-10 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置
US9902157B2 (en) * 2016-01-08 2018-02-27 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejection substrate, liquid ejection head, and liquid ejection apparatus
WO2017205663A1 (en) 2016-05-26 2017-11-30 Scripps Health Systems and methods to repair tissue defects
EP3257675B1 (en) 2016-06-16 2020-08-05 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet recording method, recording head, and ink jet recording apparatus
WO2018022103A1 (en) * 2016-07-29 2018-02-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid ejection device
WO2018118774A1 (en) 2016-12-19 2018-06-28 Fujifilm Dimatix, Inc. Actuators for fluid delivery systems
JP6322731B1 (ja) * 2017-01-06 2018-05-09 株式会社東芝 インクジェット式記録ヘッド
EP3493991B1 (en) * 2017-01-19 2021-06-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid pump actuation on a fluid ejection device
EP3590717B1 (en) * 2017-03-29 2022-07-27 Kyocera Corporation Liquid discharge head, recording device using same, and recording method
CN110869216B (zh) * 2017-06-09 2021-06-15 富士胶卷迪马蒂克斯股份有限公司 具有减少的串扰的流体喷射设备
WO2018235552A1 (ja) * 2017-06-22 2018-12-27 コニカミノルタ株式会社 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置
JP7417831B2 (ja) * 2020-03-23 2024-01-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 インクジェットヘッド
CN113478973B (zh) * 2021-06-01 2022-04-29 华中科技大学 一种抑制射流倾斜的阵列化电流体喷印控制方法及装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4468680A (en) * 1981-01-30 1984-08-28 Exxon Research And Engineering Co. Arrayed ink jet apparatus
US4730197A (en) * 1985-11-06 1988-03-08 Pitney Bowes Inc. Impulse ink jet system
US5087930A (en) * 1989-11-01 1992-02-11 Tektronix, Inc. Drop-on-demand ink jet print head
US5907338A (en) * 1995-01-13 1999-05-25 Burr; Ronald F. High-performance ink jet print head
US7527357B2 (en) * 1997-07-15 2009-05-05 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet nozzle array with individual feed channel for each nozzle
US6805435B2 (en) * 1998-10-16 2004-10-19 Silverbrook Research Pty Ltd Printhead assembly with an ink distribution arrangement
GB9828476D0 (en) * 1998-12-24 1999-02-17 Xaar Technology Ltd Apparatus for depositing droplets of fluid
JP4192458B2 (ja) * 2001-10-26 2008-12-10 富士ゼロックス株式会社 インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置
JP4307203B2 (ja) * 2003-09-29 2009-08-05 富士フイルム株式会社 液滴噴射装置
US7213908B2 (en) * 2004-08-04 2007-05-08 Eastman Kodak Company Fluid ejector having an anisotropic surface chamber etch
US7370944B2 (en) * 2004-08-30 2008-05-13 Eastman Kodak Company Liquid ejector having internal filters
JP2009226926A (ja) * 2008-02-29 2009-10-08 Seiko Epson Corp 液体吐出方法、液体吐出ヘッド、及び、液体吐出装置
JP2009208393A (ja) * 2008-03-05 2009-09-17 Canon Inc インクジェット記録ヘッド
KR101255580B1 (ko) 2008-05-23 2013-04-17 후지필름 가부시키가이샤 유체 액적 배출
JP5264000B2 (ja) 2008-05-23 2013-08-14 富士フイルム株式会社 流体液滴吐出用ノズルレイアウト

Also Published As

Publication number Publication date
US20110234668A1 (en) 2011-09-29
CN102218909B (zh) 2014-08-27
EP2371545A1 (en) 2011-10-05
JP2011207228A (ja) 2011-10-20
US8272717B2 (en) 2012-09-25
CN102218909A (zh) 2011-10-19
EP2371545B1 (en) 2014-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5627001B2 (ja) クロストークが低減された噴射装置
JP4192458B2 (ja) インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置
JP6747102B2 (ja) 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置
JP5732905B2 (ja) 液体噴射装置
JP6658353B2 (ja) 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置
US8042911B2 (en) Liquid dispenser head, liquid dispensing unit using same, and image forming apparatus using same
JP6623583B2 (ja) 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置
JP2011073390A (ja) 液体噴射装置
JP2015223762A5 (ja)
JP5315980B2 (ja) 液滴吐出装置、液滴吐出方法および画像形成装置
JP6213815B2 (ja) 液滴吐出ヘッド及び画像形成装置
JP2011104916A (ja) 液体噴射装置
JP2011056924A (ja) 液体吐出ヘッド及び画像形成装置
JP6455071B2 (ja) 液体吐出ヘッド、画像形成装置
JP6169925B2 (ja) 液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置
JP2004160827A (ja) 液滴吐出ヘッド及びその製造方法、インクカートリッジ並びにインクジェット記録装置
JP5935597B2 (ja) 液体吐出ヘッド、画像形成装置
JP4353290B2 (ja) 液体噴射装置
JP2019127030A (ja) 液体吐出ヘッドおよび液体を吐出する装置
US8646894B2 (en) Liquid ejecting head
JP5857559B2 (ja) 液体吐出ヘッド及び画像形成装置
JP4036071B2 (ja) 液体噴射装置
JP2009248340A (ja) 液体吐出装置及び液体吐出方法
JPH0976513A (ja) インク噴射装置
JP2014162019A (ja) 液体吐出ヘッド、画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130730

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140313

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140512

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140725

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140903

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140924

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140926

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5627001

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250