JPH04153041A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents
インクジェット記録ヘッドInfo
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- JPH04153041A JPH04153041A JP28012190A JP28012190A JPH04153041A JP H04153041 A JPH04153041 A JP H04153041A JP 28012190 A JP28012190 A JP 28012190A JP 28012190 A JP28012190 A JP 28012190A JP H04153041 A JPH04153041 A JP H04153041A
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- 239000007924 injection Substances 0.000 description 7
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
二の発明は、とくにノズル形状の工夫によって噴射方向
が安定し、噴射速度が高く、ひいては飛距離が長いイン
クジェットが得られ、結果として印字品質の向上が図れ
るインクジェット記録ヘッドに関する。
が安定し、噴射速度が高く、ひいては飛距離が長いイン
クジェットが得られ、結果として印字品質の向上が図れ
るインクジェット記録ヘッドに関する。
従来例について以下に図面を参照しながら説明する。第
５図は従来のキャビティ板の平面図、第６図は従来の記
録ヘッドの側断面図である。いずれも後述する実施例と
共通な図面である。 第５図において、シリコン基板のキャビティ板１上に、
インク加圧室５、それに連続する噴射流路３、ノズル１
２、インク供給路６、およびインク溜め７を、フォトエ
ツチング等により、溝として形成する。さらに、インク
供給路６とインク溜め７とを連結する部分に、ノズル１
２とほぼ同一の深さ２幅のフィルタ流路８を設けである
。また、インク加圧室５の入口と出口にインクの流れを
円滑にするため、および振動板９のだれ込みを防止する
ために島状突起４が設けである。 二のキャビティ板１の溝側の面と振動板９とを接合する
ことによって形成される空間がインクの流通路となる。 そして、振動板９のインク加圧室５に対向する箇所に、
圧電素子１０が固着される。 ところで、第６図に示すように、ノズル１２．フィルタ
ー流路８の深さに比べて、噴射流路３．インク加圧室５
．インク供給路６の深さを、より深くしである。 ノズルについて、さらに詳しく説明する。第７図はノズ
ルの横断面図、第８図はノズルの側断面図である。これ
らの図面において、ノズル１２は長さ方向に同じ方形断
面（正確には正方形断面）をもち、その幅Ｇ、深さＨ１
長さＣの寸法はそれぞれ次のとおりである。 Ｇ、Ｈ：６０ｕｍ、一般には４０〜１００μｍＣ：０．
５ｍｍ、一般には０．２〜０．５ ａｍまた、噴射流路
３は、ノズル１２とのつなぎ部分を除き、深さＪ：１５
０ａｍで、一定であり、幅がある範囲までテーパ状に広
がり、あとは平行に伸びて図示してない加圧室に連通ず
る。
５図は従来のキャビティ板の平面図、第６図は従来の記
録ヘッドの側断面図である。いずれも後述する実施例と
共通な図面である。 第５図において、シリコン基板のキャビティ板１上に、
インク加圧室５、それに連続する噴射流路３、ノズル１
２、インク供給路６、およびインク溜め７を、フォトエ
ツチング等により、溝として形成する。さらに、インク
供給路６とインク溜め７とを連結する部分に、ノズル１
２とほぼ同一の深さ２幅のフィルタ流路８を設けである
。また、インク加圧室５の入口と出口にインクの流れを
円滑にするため、および振動板９のだれ込みを防止する
ために島状突起４が設けである。 二のキャビティ板１の溝側の面と振動板９とを接合する
ことによって形成される空間がインクの流通路となる。 そして、振動板９のインク加圧室５に対向する箇所に、
圧電素子１０が固着される。 ところで、第６図に示すように、ノズル１２．フィルタ
ー流路８の深さに比べて、噴射流路３．インク加圧室５
．インク供給路６の深さを、より深くしである。 ノズルについて、さらに詳しく説明する。第７図はノズ
ルの横断面図、第８図はノズルの側断面図である。これ
らの図面において、ノズル１２は長さ方向に同じ方形断
面（正確には正方形断面）をもち、その幅Ｇ、深さＨ１
長さＣの寸法はそれぞれ次のとおりである。 Ｇ、Ｈ：６０ｕｍ、一般には４０〜１００μｍＣ：０．
５ｍｍ、一般には０．２〜０．５ ａｍまた、噴射流路
３は、ノズル１２とのつなぎ部分を除き、深さＪ：１５
０ａｍで、一定であり、幅がある範囲までテーパ状に広
がり、あとは平行に伸びて図示してない加圧室に連通ず
る。
以上説明したような従来の技術では、次のような問題が
あった。 ノズルは元来、流れ抵抗（管路抵抗）が大きい部分であ
るから、加圧室で生じた加圧力に対して圧力損失を生じ
、噴射圧を減少させる。その結果、インクジェットの噴
射速度、飛距離を低下させる。 この噴射速度、飛距離の低下は、印字品質を阻害する重
要な要因となる。 一般に、流れ抵抗を下げるためには、長さを短くし、幅
、深さを大きくすればよい。しかし、長さを短くすると
、噴射方向が定まらない、つまり不安定になる。 幅、深さを大きくすると、噴射インク量が増すとともに
、噴射速度、飛距離を低下させることになる。噴射速度
、飛距離を維持しようとすると、圧電素子の容量を増す
必要があり、記録ヘッドの小形化、ノズルの高密度化の
阻害要因となる。また、幅、深さが大きいと、気泡や塵
埃が混入しやすくなり、詰まりの要因となる。加えて、
ノズルが平行であると、吸引による気泡の除去が困難に
なるという保守上の問題もある。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、噴射方向が安定し、噴射速度が高く、ひいては飛
距離が長いインクジェットが得られ、結果として印字品
質の向上が図れるインクシエンド記録ヘッドを提供する
ことにある。
あった。 ノズルは元来、流れ抵抗（管路抵抗）が大きい部分であ
るから、加圧室で生じた加圧力に対して圧力損失を生じ
、噴射圧を減少させる。その結果、インクジェットの噴
射速度、飛距離を低下させる。 この噴射速度、飛距離の低下は、印字品質を阻害する重
要な要因となる。 一般に、流れ抵抗を下げるためには、長さを短くし、幅
、深さを大きくすればよい。しかし、長さを短くすると
、噴射方向が定まらない、つまり不安定になる。 幅、深さを大きくすると、噴射インク量が増すとともに
、噴射速度、飛距離を低下させることになる。噴射速度
、飛距離を維持しようとすると、圧電素子の容量を増す
必要があり、記録ヘッドの小形化、ノズルの高密度化の
阻害要因となる。また、幅、深さが大きいと、気泡や塵
埃が混入しやすくなり、詰まりの要因となる。加えて、
ノズルが平行であると、吸引による気泡の除去が困難に
なるという保守上の問題もある。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、噴射方向が安定し、噴射速度が高く、ひいては飛
距離が長いインクジェットが得られ、結果として印字品
質の向上が図れるインクシエンド記録ヘッドを提供する
ことにある。
この課題を解決するために、請求項１に係るインクジェ
ット記録ヘッドは、 インク溜めと、インク加圧室と、インク噴射用ノズルと
が連通ずる溝として形成されるキャビティ板と；このキ
ャビティ板の溝側表面と一方の面で接合され、他方の面
で前記インク加圧室に対向する位置に圧電素子が固着さ
れる振動板と；を備える記録ヘッドにおいて、 前記ノズルは、深さが共通して一定で、幅が開口端で最
狭で内部に進むに応じて広がるテーパ部分と、これに続
く幅が広がったままで一定な平行部分とからなる。 請求項２に係るインクジェット記録ヘッドは、請求項１
に記載の記録ヘッドにおいて、テーパ部分は、その各側
面がノズル中心線となす角度が２０〜３０度の範囲であ
る。
ット記録ヘッドは、 インク溜めと、インク加圧室と、インク噴射用ノズルと
が連通ずる溝として形成されるキャビティ板と；このキ
ャビティ板の溝側表面と一方の面で接合され、他方の面
で前記インク加圧室に対向する位置に圧電素子が固着さ
れる振動板と；を備える記録ヘッドにおいて、 前記ノズルは、深さが共通して一定で、幅が開口端で最
狭で内部に進むに応じて広がるテーパ部分と、これに続
く幅が広がったままで一定な平行部分とからなる。 請求項２に係るインクジェット記録ヘッドは、請求項１
に記載の記録ヘッドにおいて、テーパ部分は、その各側
面がノズル中心線となす角度が２０〜３０度の範囲であ
る。
請求項１または２に係るインクジェット記録ヘッドでは
共通的に、■噴射すべきインクが平行部分によって導か
れるから、インクジェットの方向が安定し、■平行部分
の幅の広さによって流れ抵抗が減少して加圧室で付与さ
れる圧力の損失が減り、また平行部分からノズル開口部
へ移行するときのテーパ状絞りによってノズル開口部で
の流れ速度が増す。 請求項２に係るインクジェット記録ヘッドではとくに、
テーパ部分の各側面がノズル中心線となす角度が２０〜
３０度のとき、噴射速度と飛距離とが最大になる。
共通的に、■噴射すべきインクが平行部分によって導か
れるから、インクジェットの方向が安定し、■平行部分
の幅の広さによって流れ抵抗が減少して加圧室で付与さ
れる圧力の損失が減り、また平行部分からノズル開口部
へ移行するときのテーパ状絞りによってノズル開口部で
の流れ速度が増す。 請求項２に係るインクジェット記録ヘッドではとくに、
テーパ部分の各側面がノズル中心線となす角度が２０〜
３０度のとき、噴射速度と飛距離とが最大になる。
本発明に係るインクジェット記録ヘッドの実施例につい
て以下に図面を参照しながら説明する。 実施例の全体については、既に第５図、第６図を参照し
がら述べた従来例のとおりであるから、ここでの説明は
省略する。 実施例におけるノズルについて、以下に詳しく説明する
。第１図はノズルの横断面図、第２図は同じくその側断
面図である。 これらの図面において、ノズル２は長さ方向のＡの部分
であるテーパ部分と、同じくそのＢの部分である平行部
分とからなる。テーパ部分は、ノズル開口部（幅：Ｅ、
深さ：Ｄ）から、深さが共通して一定で、幅が内部に進
むに応じてテーパ状に広がる（テーパ角度：２θ）。な
お、平行部分は、輻：Ｆ、深さ：Ｄの方形断面であり、
当然ながらノズル開口部の寸法は従来例と同じである。 また、長さＣ： Ａ＋Ｂ である。Ｅ、 Ｄ、 Ｆ
、 Ｃの各寸法はそれぞれ次のとおりである。 Ｅ、Ｄ：６０μｍ、一般には４０〜１００μｍＦ：１５
０μｍ、 Ｃ：０．５ｍｍ、一般には０．２〜０．５ ｔｒｙｓま
た、噴射流路３は従来例におけるのと同様に、ノズル２
とのつなぎ部分を除き、深さＪ１５０μｍで、一定であ
り、幅がある範囲までテーパ状に広がり、あとは平行に
伸びて図示してない加圧室に連通ずる。 ノズル２の動作について詳しく説明する。 （１）加圧されたインクは、比較的長い平行部分Ｂによ
って導かれるから、インクジェットの方向が安定する。 （２）一方では、平行部分Ｂの幅の広さにより流れ抵抗
（管路抵抗）が減少して加圧室で付与された加圧力の損
失が減り、他方では、平行部分Ｂからノズル２の開口部
へ移行するときのテーパ状絞り（テーパ角度：２０）に
よりノズル開口部での流れ速度が増す。 次に、テーパ部分の各側面がノズル中心線となす角度の
噴射初速度、飛距離に及ぼす影響について実験データに
基づき説明する。第３図はインクジェットに係る初速度
のテーパ角度に対する特性図、第４図はインクジェット
に係る飛距離のテーパ角度に対する特性図である。第３
図、第４図とも横軸に角度θを、第３図では縦軸に初速
度■、第４図では縦軸に飛距離Ｓをとっである。特性曲
線上の丸印を中心に上下方向に直線が引いであるのは、
この直線の長さ範囲で縦軸の各測定値が変動する（バラ
ツキを生じる）ことを表す。 第３図、第４図に共通して言えることは、テーパ角度θ
のある範囲で、初速度■、飛距離Ｓが最大値をとること
である。初速度Ｖ、飛距離Ｓに共通に、θ−２０〜３０
度 がその各最大値に対応する。なお、併記の矢印付き
破線の長さ範囲は従来例における初速度■、飛距離Ｓを
示す。各最大値とも、従来例における値の、１７０〜１
８０％に達している。
て以下に図面を参照しながら説明する。 実施例の全体については、既に第５図、第６図を参照し
がら述べた従来例のとおりであるから、ここでの説明は
省略する。 実施例におけるノズルについて、以下に詳しく説明する
。第１図はノズルの横断面図、第２図は同じくその側断
面図である。 これらの図面において、ノズル２は長さ方向のＡの部分
であるテーパ部分と、同じくそのＢの部分である平行部
分とからなる。テーパ部分は、ノズル開口部（幅：Ｅ、
深さ：Ｄ）から、深さが共通して一定で、幅が内部に進
むに応じてテーパ状に広がる（テーパ角度：２θ）。な
お、平行部分は、輻：Ｆ、深さ：Ｄの方形断面であり、
当然ながらノズル開口部の寸法は従来例と同じである。 また、長さＣ： Ａ＋Ｂ である。Ｅ、 Ｄ、 Ｆ
、 Ｃの各寸法はそれぞれ次のとおりである。 Ｅ、Ｄ：６０μｍ、一般には４０〜１００μｍＦ：１５
０μｍ、 Ｃ：０．５ｍｍ、一般には０．２〜０．５ ｔｒｙｓま
た、噴射流路３は従来例におけるのと同様に、ノズル２
とのつなぎ部分を除き、深さＪ１５０μｍで、一定であ
り、幅がある範囲までテーパ状に広がり、あとは平行に
伸びて図示してない加圧室に連通ずる。 ノズル２の動作について詳しく説明する。 （１）加圧されたインクは、比較的長い平行部分Ｂによ
って導かれるから、インクジェットの方向が安定する。 （２）一方では、平行部分Ｂの幅の広さにより流れ抵抗
（管路抵抗）が減少して加圧室で付与された加圧力の損
失が減り、他方では、平行部分Ｂからノズル２の開口部
へ移行するときのテーパ状絞り（テーパ角度：２０）に
よりノズル開口部での流れ速度が増す。 次に、テーパ部分の各側面がノズル中心線となす角度の
噴射初速度、飛距離に及ぼす影響について実験データに
基づき説明する。第３図はインクジェットに係る初速度
のテーパ角度に対する特性図、第４図はインクジェット
に係る飛距離のテーパ角度に対する特性図である。第３
図、第４図とも横軸に角度θを、第３図では縦軸に初速
度■、第４図では縦軸に飛距離Ｓをとっである。特性曲
線上の丸印を中心に上下方向に直線が引いであるのは、
この直線の長さ範囲で縦軸の各測定値が変動する（バラ
ツキを生じる）ことを表す。 第３図、第４図に共通して言えることは、テーパ角度θ
のある範囲で、初速度■、飛距離Ｓが最大値をとること
である。初速度Ｖ、飛距離Ｓに共通に、θ−２０〜３０
度 がその各最大値に対応する。なお、併記の矢印付き
破線の長さ範囲は従来例における初速度■、飛距離Ｓを
示す。各最大値とも、従来例における値の、１７０〜１
８０％に達している。
請求項１または２に係るインクジェット記録へンドでは
共通的に、インクジェットの方向が安定し、ノズル開口
部での流れ速度が増すから、インクジェットの方向が定
まり、かつ同じ圧電素子のもとて速度と飛距離とが増し
、結果として印字品質が向上する。 請求項２に係るインクジエ・７ト記録へ・νＦで（まと
くに、テーパ部分の各側面がノズル中１５．ｙ線となす
角度が２０〜３０度のとき、噴射速度と飛距離とが最大
になり、結果として印字品質の向上が図れる。
共通的に、インクジェットの方向が安定し、ノズル開口
部での流れ速度が増すから、インクジェットの方向が定
まり、かつ同じ圧電素子のもとて速度と飛距離とが増し
、結果として印字品質が向上する。 請求項２に係るインクジエ・７ト記録へ・νＦで（まと
くに、テーパ部分の各側面がノズル中１５．ｙ線となす
角度が２０〜３０度のとき、噴射速度と飛距離とが最大
になり、結果として印字品質の向上が図れる。
第１図は本発明に係る実施例におけるノズルの横断面図
、 第２図は同しくその側断面図、 第３圀はインクジェットに係る初速度のチー）く角度に
対する特性図、 第４図はインクジェットに係る飛距離のチーツク角度に
対する特性図、 第５図は実施例と従来例とのキャビティ板の共通な平面
図、 第６図は実施例と従来例との共通な側断面図で、第７図
は従来例のノズルの横断面図、 第８図は同じくその側断面図である。 符号説明 １：キャビティ板、２：ノズル、３：噴射流路。 、−・−；１ 「０ σし、 ＼ｒ 娠 弔５ 図 も６図
、 第２図は同しくその側断面図、 第３圀はインクジェットに係る初速度のチー）く角度に
対する特性図、 第４図はインクジェットに係る飛距離のチーツク角度に
対する特性図、 第５図は実施例と従来例とのキャビティ板の共通な平面
図、 第６図は実施例と従来例との共通な側断面図で、第７図
は従来例のノズルの横断面図、 第８図は同じくその側断面図である。 符号説明 １：キャビティ板、２：ノズル、３：噴射流路。 、−・−；１ 「０ σし、 ＼ｒ 娠 弔５ 図 も６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）インク溜めとインク加圧室とインク噴射用ノズルと
が連通する溝として形成されるキャビティ板と；このキ
ャビティ板の溝側表面と一方の面で接合され、他方の面
で前記インク加圧室に対向する位置に圧電素子が固着さ
れる振動板と；を備える記録ヘッドにおいて、 前記ノズルは、深さが共通して一定で、幅が開口端で最
狭で内部に進むに応じて広がるテーパ部分と、これに続
く幅が広がったままで一定な平行部分とからなることを
特徴とするインクジェット記録ヘッド。 ２）請求項１に記載の記録ヘッドにおいて、テーパ部分
は、その各側面がノズル中心線となす角度が２０〜３０
度の範囲であることを特徴とするインクジェット記録ヘ
ッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28012190A JPH04153041A (ja) | 1990-10-18 | 1990-10-18 | インクジェット記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28012190A JPH04153041A (ja) | 1990-10-18 | 1990-10-18 | インクジェット記録ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04153041A true JPH04153041A (ja) | 1992-05-26 |
Family
ID=17620630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28012190A Pending JPH04153041A (ja) | 1990-10-18 | 1990-10-18 | インクジェット記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04153041A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0691870A (ja) * | 1992-09-10 | 1994-04-05 | Rohm Co Ltd | インクジェットプリントヘッド及びインクジェットプリンタ |
| JPH06246919A (ja) * | 1993-02-26 | 1994-09-06 | Brother Ind Ltd | インク噴射装置 |
| WO1995025637A1 (en) * | 1994-03-21 | 1995-09-28 | Spectra, Inc. | Simplified ink jet head |
| US5637126A (en) * | 1991-12-27 | 1997-06-10 | Rohm Co., Ltd. | Ink jet printing head |
| GB2492760A (en) * | 2011-07-08 | 2013-01-16 | Domino Printing Sciences Plc | Controlling the throw distance of inkjet inks |
-
1990
- 1990-10-18 JP JP28012190A patent/JPH04153041A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5637126A (en) * | 1991-12-27 | 1997-06-10 | Rohm Co., Ltd. | Ink jet printing head |
| US5988800A (en) * | 1991-12-27 | 1999-11-23 | Rohm Co., Ltd. | Ink jet printing head and apparatus incorporating the same |
| JPH0691870A (ja) * | 1992-09-10 | 1994-04-05 | Rohm Co Ltd | インクジェットプリントヘッド及びインクジェットプリンタ |
| JPH06246919A (ja) * | 1993-02-26 | 1994-09-06 | Brother Ind Ltd | インク噴射装置 |
| WO1995025637A1 (en) * | 1994-03-21 | 1995-09-28 | Spectra, Inc. | Simplified ink jet head |
| GB2492760A (en) * | 2011-07-08 | 2013-01-16 | Domino Printing Sciences Plc | Controlling the throw distance of inkjet inks |
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