JPH04259565A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
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- JPH04259565A JPH04259565A JP1984691A JP1984691A JPH04259565A JP H04259565 A JPH04259565 A JP H04259565A JP 1984691 A JP1984691 A JP 1984691A JP 1984691 A JP1984691 A JP 1984691A JP H04259565 A JPH04259565 A JP H04259565A
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- Japan
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- ink
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インク液滴を画像記録
媒体上へ選択的に付着させるインクジェットプリンタに
関する。
媒体上へ選択的に付着させるインクジェットプリンタに
関する。
【0002】
【従来の技術】従来のインクジェットヘッドの構造は、
特開昭63−252750号公報、あるいは特開昭63
−247051号公報に開示されてある。
特開昭63−252750号公報、あるいは特開昭63
−247051号公報に開示されてある。
【0003】これらはインク吐出ノズルの並び方向に互
いに間隔を有する多数の平行な流路からなり、該流路は
天部、底部、そして流路の長手方向及び長手方向とノズ
ル並び方向の両方に垂直に伸びる側壁により区画されて
いる。該流路の一端は複数のノズルを有するノズルプレ
ートに接続し、他の一端はインクを各チャンネルに補充
するインク供給手段に接続するインク供給口を有する。 該側壁はその一部あるいは全体が圧電物質で構成され、
電気的アクチュエート手段により剪断モードなどのアレ
イ方向に平行な変形を引き起こし、該流路を圧力発生室
としてインクの圧力を変化させノズルからインク滴を噴
射させるものであった。
いに間隔を有する多数の平行な流路からなり、該流路は
天部、底部、そして流路の長手方向及び長手方向とノズ
ル並び方向の両方に垂直に伸びる側壁により区画されて
いる。該流路の一端は複数のノズルを有するノズルプレ
ートに接続し、他の一端はインクを各チャンネルに補充
するインク供給手段に接続するインク供給口を有する。 該側壁はその一部あるいは全体が圧電物質で構成され、
電気的アクチュエート手段により剪断モードなどのアレ
イ方向に平行な変形を引き起こし、該流路を圧力発生室
としてインクの圧力を変化させノズルからインク滴を噴
射させるものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、流路を高密度
に集積すると、流路の幅や断面積が小さくなり流路抵抗
が増大する。また、側壁の変形量が小さいため、必要な
インク吐出量を確保するために流路の長さを長くする必
要がある。従って、流路の一端にノズルが形成され、他
の一端にインク供給口が形成されている従来技術では、
インク吐出により減少したインク量をインク貯蔵タンク
から供給するのに、流路の全経路に渡る流路抵抗が寄与
するため、インク供給速度が低く、インク突出の繰り返
し周波数を高くすることができないという問題点を有し
ている。また、流路の断面の長辺と短辺の比が大きく、
流路が長いため、流路内に気泡が留まり易く、気泡によ
る圧力吸収によってインクが吐出しなく成り易いという
問題点を有している。
に集積すると、流路の幅や断面積が小さくなり流路抵抗
が増大する。また、側壁の変形量が小さいため、必要な
インク吐出量を確保するために流路の長さを長くする必
要がある。従って、流路の一端にノズルが形成され、他
の一端にインク供給口が形成されている従来技術では、
インク吐出により減少したインク量をインク貯蔵タンク
から供給するのに、流路の全経路に渡る流路抵抗が寄与
するため、インク供給速度が低く、インク突出の繰り返
し周波数を高くすることができないという問題点を有し
ている。また、流路の断面の長辺と短辺の比が大きく、
流路が長いため、流路内に気泡が留まり易く、気泡によ
る圧力吸収によってインクが吐出しなく成り易いという
問題点を有している。
【0005】そこで本発明の課題は、これらの問題点を
解決することで、その目的とするところは、高密度、高
ノズル数、そして信頼性と安定性の高いインクジェット
ヘッドを提供することにある。
解決することで、その目的とするところは、高密度、高
ノズル数、そして信頼性と安定性の高いインクジェット
ヘッドを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、インク吐出ノズルの並び方向に互いに間隔を
有する多数の平行な流路を有し、該流路の天部、底部及
び側壁の一部または全表面に電極が形成され、前記側壁
はその一部または全体が圧電物質で構成され、前記側壁
の電気的アクチュエート手段による変形により前記流路
内の圧力を変化させて、前記流路の一端近傍に形成され
たノズルからインク滴を噴射せしめるインクジェットヘ
ッドにおいて、前記流路のノズルの形成されていない他
の一端近傍にインク排出口が形成され、前記流路の中間
にインク供給口が形成され、前記インク排出口はインク
吸引手段に接続され、前記インク供給口はインク貯蔵タ
ンクに接続されていることを特徴とする。
ヘッドは、インク吐出ノズルの並び方向に互いに間隔を
有する多数の平行な流路を有し、該流路の天部、底部及
び側壁の一部または全表面に電極が形成され、前記側壁
はその一部または全体が圧電物質で構成され、前記側壁
の電気的アクチュエート手段による変形により前記流路
内の圧力を変化させて、前記流路の一端近傍に形成され
たノズルからインク滴を噴射せしめるインクジェットヘ
ッドにおいて、前記流路のノズルの形成されていない他
の一端近傍にインク排出口が形成され、前記流路の中間
にインク供給口が形成され、前記インク排出口はインク
吸引手段に接続され、前記インク供給口はインク貯蔵タ
ンクに接続されていることを特徴とする。
【0007】
【実施例】本発明の実施例を以下で詳細に説明する。
【0008】図1は、本発明の一実施例の斜視図で、部
分断面により内部構造を示している。図1において、1
は圧電基板、2はノズル形成部材、3はノズル、4は流
路、5は側壁、6は上部基板、7はインク供給口、8は
スリット基板、9はインク排出口である。
分断面により内部構造を示している。図1において、1
は圧電基板、2はノズル形成部材、3はノズル、4は流
路、5は側壁、6は上部基板、7はインク供給口、8は
スリット基板、9はインク排出口である。
【0009】厚さ方向に分極された圧電基板1a、1b
は、互いに分極方向が反対となるように接合された後、
ダイヤモンドカッティング円板を用いて深さ800μm
、幅100μm、ピッチ169μmの互いに平行な流路
4が多数形成される。基板1bの厚さを400μmとす
ることにより、隣接する流路4を区画する側壁5は接合
面に関して対称となる。流路4の一端は、ノズル形成基
板2に形成されたノズル3に接続し、流路4の他の一端
は、スリット基板8により構成されるスリット状のイン
ク排出口9を経てインク吸引手段であるロータリーポン
プ(図示せず)に接続する。また、流路4は、流路ピッ
チに合わせたインク供給口7を有する上部基板6により
蓋をされ、各流路4に対応するインク供給口7を経て、
インク貯蔵タンク(図示せず)に接続している。
は、互いに分極方向が反対となるように接合された後、
ダイヤモンドカッティング円板を用いて深さ800μm
、幅100μm、ピッチ169μmの互いに平行な流路
4が多数形成される。基板1bの厚さを400μmとす
ることにより、隣接する流路4を区画する側壁5は接合
面に関して対称となる。流路4の一端は、ノズル形成基
板2に形成されたノズル3に接続し、流路4の他の一端
は、スリット基板8により構成されるスリット状のイン
ク排出口9を経てインク吸引手段であるロータリーポン
プ(図示せず)に接続する。また、流路4は、流路ピッ
チに合わせたインク供給口7を有する上部基板6により
蓋をされ、各流路4に対応するインク供給口7を経て、
インク貯蔵タンク(図示せず)に接続している。
【0010】各流路4を区画する側壁5の両面に形成さ
れた電極(図示せず)間に、電気的アクチュエート手段
(図示せず)より電圧パルスを印加すると側壁5が変形
し、発生する圧力により流路4を満たすインクの一部を
ノズル3からインク滴として吐出させ、他の一部をイン
ク供給口7を経てインク貯蔵タンク側に排出する。この
時、インク排出口9の流路抵抗がノズル3とインク供給
口7に比べ十分大きいため、インク排出口9へのインク
の流出は少ない。インク滴吐出時にインク排出口9の流
路抵抗を十分高くする手段として、本実施例のようにス
リット状の高流路抵抗のインク排出口9を形成する方法
の他、インク滴吐出時にインク排出口をアクチュエート
手段により閉じる方法も適用可能である。インク滴吐出
後のノズル部へのインク供給は、ノズル3の毛管力によ
りインク貯蔵タンクよりインク供給口7と流路4を経て
なされる。この時、インク供給経路は流路4を端から端
まで通らず、流路4の中間よりノズル3に接続する一端
までであるため、インク供給経路が短く流路抵抗が低い
。従って、ノズル3へのインク供給に要する時間が短縮
され、インク滴吐出の繰り返し周波数がおよそ10kH
zまで向上した。
れた電極(図示せず)間に、電気的アクチュエート手段
(図示せず)より電圧パルスを印加すると側壁5が変形
し、発生する圧力により流路4を満たすインクの一部を
ノズル3からインク滴として吐出させ、他の一部をイン
ク供給口7を経てインク貯蔵タンク側に排出する。この
時、インク排出口9の流路抵抗がノズル3とインク供給
口7に比べ十分大きいため、インク排出口9へのインク
の流出は少ない。インク滴吐出時にインク排出口9の流
路抵抗を十分高くする手段として、本実施例のようにス
リット状の高流路抵抗のインク排出口9を形成する方法
の他、インク滴吐出時にインク排出口をアクチュエート
手段により閉じる方法も適用可能である。インク滴吐出
後のノズル部へのインク供給は、ノズル3の毛管力によ
りインク貯蔵タンクよりインク供給口7と流路4を経て
なされる。この時、インク供給経路は流路4を端から端
まで通らず、流路4の中間よりノズル3に接続する一端
までであるため、インク供給経路が短く流路抵抗が低い
。従って、ノズル3へのインク供給に要する時間が短縮
され、インク滴吐出の繰り返し周波数がおよそ10kH
zまで向上した。
【0011】流路の変形に伴う圧力発生によりインクを
吐出させる、本実施例のインクジェットヘッドにおいて
は、インクが流路4の内部を完全に満たさなければなら
ず、流路4の内部に気泡が存在すると発生圧力が気泡に
吸収されてしまい、インク吐出ができなくなる。
吐出させる、本実施例のインクジェットヘッドにおいて
は、インクが流路4の内部を完全に満たさなければなら
ず、流路4の内部に気泡が存在すると発生圧力が気泡に
吸収されてしまい、インク吐出ができなくなる。
【0012】本実施例に於いては、インクを流路4の内
部に初期充填する場合に、インク排出口9よりインク吸
引手段であるロータリーポンプ(図示せず)を用いて流
路4の内部を吸引するため、気泡が残ることない。イン
ク貯蔵タンクの交換時に入る気泡も除去できるため、信
頼性の高いインクジェットヘッドが構成できた。また、
インク供給口7とインク排出口9の間の流路4を満たす
インクは、通常のインク吐出時には移動が少なく、長時
間経過するとインクの劣化が生じるが、定期的にインク
排出口9よりロータリーポンプを用いてインク供給口7
とインク排出口9の間の流路4を満たすインクを排出す
ることにより、安定したインク特性を確保できた。
部に初期充填する場合に、インク排出口9よりインク吸
引手段であるロータリーポンプ(図示せず)を用いて流
路4の内部を吸引するため、気泡が残ることない。イン
ク貯蔵タンクの交換時に入る気泡も除去できるため、信
頼性の高いインクジェットヘッドが構成できた。また、
インク供給口7とインク排出口9の間の流路4を満たす
インクは、通常のインク吐出時には移動が少なく、長時
間経過するとインクの劣化が生じるが、定期的にインク
排出口9よりロータリーポンプを用いてインク供給口7
とインク排出口9の間の流路4を満たすインクを排出す
ることにより、安定したインク特性を確保できた。
【0013】次に、本実施例のインクジェットヘッドの
動作原理を図2を用いて概説する。図2(a)において
、同一流路4内に形成されている電極40a、40bは
電気的に接続され、各流路ごとに電気的アクチュエート
手段である駆動用ドライバ素子70に接続されている。 ドライバ素子70は制御部71からの制御信号72に対
応して、直流電源73より高電圧出力あるいは低電圧出
力を各流路4内の電極40に選択的に供給する。各流路
4は一つ飛ばし(偶数番と奇数番)の2つにグループ化
され、それぞれのグループごとに時間で区画化され交互
に駆動される。図2(b)に示すように、選択された流
路4aとその隣接する流路4bとを区画する側壁である
変形部36に、圧電物質の分極方向50、51と直交す
るように、選択された流路4aとその隣接する流路4b
に接続されるドライバ素子を制御すると、圧電物質から
なる変形部36は剪断モードで変形し、選択された流路
4aの容積を縮小し流路4a満たすインク61に圧力を
発生する。発生圧力は、流路4a内を伝搬し、ノズル(
図示せず)からインク滴を吐出させる。
動作原理を図2を用いて概説する。図2(a)において
、同一流路4内に形成されている電極40a、40bは
電気的に接続され、各流路ごとに電気的アクチュエート
手段である駆動用ドライバ素子70に接続されている。 ドライバ素子70は制御部71からの制御信号72に対
応して、直流電源73より高電圧出力あるいは低電圧出
力を各流路4内の電極40に選択的に供給する。各流路
4は一つ飛ばし(偶数番と奇数番)の2つにグループ化
され、それぞれのグループごとに時間で区画化され交互
に駆動される。図2(b)に示すように、選択された流
路4aとその隣接する流路4bとを区画する側壁である
変形部36に、圧電物質の分極方向50、51と直交す
るように、選択された流路4aとその隣接する流路4b
に接続されるドライバ素子を制御すると、圧電物質から
なる変形部36は剪断モードで変形し、選択された流路
4aの容積を縮小し流路4a満たすインク61に圧力を
発生する。発生圧力は、流路4a内を伝搬し、ノズル(
図示せず)からインク滴を吐出させる。
【0014】以後に説明する実施例においても、基本動
作原理は図2と同様である。
作原理は図2と同様である。
【0015】図3は、本発明の他の実施例を示す流路の
長手方向の断面図である。図3において、12はノズル
形成部材、13はノズル、14は流路、17はインク供
給口、19はインク排出口、24は圧力吸収室である。
長手方向の断面図である。図3において、12はノズル
形成部材、13はノズル、14は流路、17はインク供
給口、19はインク排出口、24は圧力吸収室である。
【0016】本実施例では、ノズル13とインク排出口
19は、流路14の両端近傍に流路14の長手方向と直
角方向に形成されている。本発明では、ノズル3とイン
ク供給口17との間の流路抵抗が低いため、インク供給
速度が速い半面、流路14内で発生した圧力が隣接する
流路に伝搬し、隣接素子間のクロストークが生じ易い。 本実施例においては、インク供給口17が各流路に共通
なインク供給部(図示せず)に接続する手前に各流路1
4に対して圧力吸収室24を設けることにより、隣接す
る流路への圧力伝搬を抑制し、流路の高集積化が可能と
なった。
19は、流路14の両端近傍に流路14の長手方向と直
角方向に形成されている。本発明では、ノズル3とイン
ク供給口17との間の流路抵抗が低いため、インク供給
速度が速い半面、流路14内で発生した圧力が隣接する
流路に伝搬し、隣接素子間のクロストークが生じ易い。 本実施例においては、インク供給口17が各流路に共通
なインク供給部(図示せず)に接続する手前に各流路1
4に対して圧力吸収室24を設けることにより、隣接す
る流路への圧力伝搬を抑制し、流路の高集積化が可能と
なった。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、流路
のノズルの形成されていない他の一端近傍にインク排出
口を形成することにより、流路内へのインクの初期充填
やインク貯蔵タンクの交換時に、流路内の気泡を除去す
ることが容易であるという効果を有する。また、長時間
流路内に停留するインクを定期的に除去することができ
、インク特性を一定に保つことができるという効果を有
する。また、流路の中間にインク供給口を形成すること
により、インク供給口からノズルまでの流路抵抗が低く
なり、ノズル部へのインク供給速度が速くなり、インク
吐出の繰り返し周波数を高くできるという効果を有する
。
のノズルの形成されていない他の一端近傍にインク排出
口を形成することにより、流路内へのインクの初期充填
やインク貯蔵タンクの交換時に、流路内の気泡を除去す
ることが容易であるという効果を有する。また、長時間
流路内に停留するインクを定期的に除去することができ
、インク特性を一定に保つことができるという効果を有
する。また、流路の中間にインク供給口を形成すること
により、インク供給口からノズルまでの流路抵抗が低く
なり、ノズル部へのインク供給速度が速くなり、インク
吐出の繰り返し周波数を高くできるという効果を有する
。
【図1】本発明の実施例の一つの構造を部分断面により
示した説明図である。
示した説明図である。
【図2】本発明のインクジェットヘッドの動作原理を示
す説明図である。
す説明図である。
【図3】本発明の実施例の一つの構造を断面により示し
た説明図である。
た説明図である。
1 圧電基板
2、12 ノズル形成基板
3、13 ノズル
4、14 流路
5 側壁
7、17 インク供給口
9、19 インク排出口
24 圧力吸収室
Claims (1)
- 【請求項1】 インク吐出ノズルの並び方向に互いに
間隔を有する多数の平行な流路を有し、該流路の天部、
底部及び側壁の一部または全表面に電極が形成され、前
記側壁はその一部または全体が圧電物質で構成され、前
記側壁の電気的アクチュエート手段による変形により前
記流路内の圧力を変化させて、前記流路の一端近傍に形
成されたノズルからインク滴を噴射せしめるインクジェ
ットヘッドにおいて、前記流路のノズルの形成されてい
ない他の一端近傍にインク排出口が形成され、前記流路
の中間にインク供給口が形成され、前記インク排出口は
インク吸引手段に接続され、前記インク供給口はインク
貯蔵タンクに接続されていることを特徴とするインクジ
ェットヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1984691A JP2979665B2 (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1984691A JP2979665B2 (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | インクジェットヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04259565A true JPH04259565A (ja) | 1992-09-16 |
JP2979665B2 JP2979665B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=12010623
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1984691A Expired - Fee Related JP2979665B2 (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2979665B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5984447A (en) * | 1995-05-10 | 1999-11-16 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | L-shaped inkjet print head in which driving voltage is directly applied to driving electrodes |
-
1991
- 1991-02-13 JP JP1984691A patent/JP2979665B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5984447A (en) * | 1995-05-10 | 1999-11-16 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | L-shaped inkjet print head in which driving voltage is directly applied to driving electrodes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2979665B2 (ja) | 1999-11-15 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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