JPH05330042A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
- Publication number
- JPH05330042A JPH05330042A JP16385692A JP16385692A JPH05330042A JP H05330042 A JPH05330042 A JP H05330042A JP 16385692 A JP16385692 A JP 16385692A JP 16385692 A JP16385692 A JP 16385692A JP H05330042 A JPH05330042 A JP H05330042A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow path
- partition
- groove
- pressure
- ink
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 樹脂流路板の隔壁透過伝播波による相互干渉
を低減させる。 【構成】 流路４の断面は台形であり、流路内から隔壁
面に入射角０°で透過した圧力波を隣の流路に透過させ
ないように隔壁の傾き角θ、加圧面での隔壁間幅Ｗ、流
路板溝さＨを設定する。（Ｈtanθ−Ｗ）tanθ＜Ｈの関
係を満足させることにより、相互干渉の少ない高画質の
印字を可能とする。
を低減させる。 【構成】 流路４の断面は台形であり、流路内から隔壁
面に入射角０°で透過した圧力波を隣の流路に透過させ
ないように隔壁の傾き角θ、加圧面での隔壁間幅Ｗ、流
路板溝さＨを設定する。（Ｈtanθ−Ｗ）tanθ＜Ｈの関
係を満足させることにより、相互干渉の少ない高画質の
印字を可能とする。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、インクジェットヘッドに関し、
より詳細には、複数の流路間に生ずる相互干渉を抑制
し、伝播圧力波を低減する構造のオンデマンド型のイン
クジェットヘッドに関する。
より詳細には、複数の流路間に生ずる相互干渉を抑制
し、伝播圧力波を低減する構造のオンデマンド型のイン
クジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来技術】本出願人が先に提案した特開平１−２４２
２６１号公報の「液体噴射記録ヘッド」は、インク粒子
を噴射する際の相互干渉をなくすために、複数のインク
流路に連通するインク室に圧力波吸収部材を配設したも
のである。圧力波吸収部材としては、インクを通過する
が溶出しにくい多孔性のポリエチレン等の有機材料、あ
るいはポーラスなセラミックス材料等の無機材料又はス
テンレス線をメッシュ状に織った金属材料が用いられて
いる。しかし、上述の従来技術は圧力波吸収部材をイン
ク室内に配設しているので、インク室を介して非駆動の
流路に伝わる圧力波を原因とする相互干渉については有
効であるが、固体部品を介する振動や共振現象等に対し
ては効果はなく、相互干渉の低減対策としては十分なも
のとは言えなかった。
２６１号公報の「液体噴射記録ヘッド」は、インク粒子
を噴射する際の相互干渉をなくすために、複数のインク
流路に連通するインク室に圧力波吸収部材を配設したも
のである。圧力波吸収部材としては、インクを通過する
が溶出しにくい多孔性のポリエチレン等の有機材料、あ
るいはポーラスなセラミックス材料等の無機材料又はス
テンレス線をメッシュ状に織った金属材料が用いられて
いる。しかし、上述の従来技術は圧力波吸収部材をイン
ク室内に配設しているので、インク室を介して非駆動の
流路に伝わる圧力波を原因とする相互干渉については有
効であるが、固体部品を介する振動や共振現象等に対し
ては効果はなく、相互干渉の低減対策としては十分なも
のとは言えなかった。
【０００３】従来のインクジェットヘッドにおいては、
流路板の隔壁を伝播する圧力波については無効である。
流路板が水に比べて、音響インピーダンス（ρＣ）の高
い材料（例えばガラス）から成る場合は、インクと隔壁
間の圧力波透過率は低く、あまり問題とならないが、ρ
Ｃの似た材料（例えば樹脂）から成る場合には、圧力波
透過率は高くなり、相互干渉の上で問題となる。一般
に、２つの媒体の境界における圧力波（音）エネルギー
の反射率；Ｒ1、透過率；Ｔは、入射角を０°とした場
合、
流路板の隔壁を伝播する圧力波については無効である。
流路板が水に比べて、音響インピーダンス（ρＣ）の高
い材料（例えばガラス）から成る場合は、インクと隔壁
間の圧力波透過率は低く、あまり問題とならないが、ρ
Ｃの似た材料（例えば樹脂）から成る場合には、圧力波
透過率は高くなり、相互干渉の上で問題となる。一般
に、２つの媒体の境界における圧力波（音）エネルギー
の反射率；Ｒ1、透過率；Ｔは、入射角を０°とした場
合、
【０００４】
【数１】
【０００５】となる。
【０００６】図４は、従来のインクジェットヘッドにお
ける圧力波の隔壁伝播を説明するための図で、図中、１
１は流路板、１２は圧電体、１３は隔壁部、１４は流
路、１５はスリット、１６は充填剤、１７は歪部、１８
は支持部、１９は溝、２０は隣流路伝播圧力波、２１は
上方伝播圧力波である。圧電体１２には、複数の平行な
スリット１５が紙面と垂直な方向に設けられている。該
スリット１５により、圧電体１２は断面凸部の圧電体を
形成し、該凸部形状部分は、歪部１７と支持部１８とを
交互に配列したものとなる。また、流路板１１には、前
記圧電体１２の歪部１７に対応した溝１９が設けられ、
各々の溝１９は隔壁部１３で区画される。流路板１１と
圧電体１２とは、前記流路板１１の隔壁部１３と圧電体
１２の支持部１８とで接合されて一体化されるが、接合
することにより溝９は流路１４となり、インクの流路を
形成する。
ける圧力波の隔壁伝播を説明するための図で、図中、１
１は流路板、１２は圧電体、１３は隔壁部、１４は流
路、１５はスリット、１６は充填剤、１７は歪部、１８
は支持部、１９は溝、２０は隣流路伝播圧力波、２１は
上方伝播圧力波である。圧電体１２には、複数の平行な
スリット１５が紙面と垂直な方向に設けられている。該
スリット１５により、圧電体１２は断面凸部の圧電体を
形成し、該凸部形状部分は、歪部１７と支持部１８とを
交互に配列したものとなる。また、流路板１１には、前
記圧電体１２の歪部１７に対応した溝１９が設けられ、
各々の溝１９は隔壁部１３で区画される。流路板１１と
圧電体１２とは、前記流路板１１の隔壁部１３と圧電体
１２の支持部１８とで接合されて一体化されるが、接合
することにより溝９は流路１４となり、インクの流路を
形成する。
【０００７】図５は、従来のインクジェットヘッドの動
作を説明するための構成図で、図中、２２は基板で、そ
の他、図４と同じ作用をする部分には等しい符号を付し
ている。図示において、画像情報に基づいて、選択され
た圧電体１２の歪部１７に電圧パルスが印加されると、
該歪部１７は矢印下で示す厚さ方向に変位し、流路１４
の容積は急激に変化し、該流路１４内に圧力波が発生す
る。圧力波は流路１４の端部に設けられたノズル（図示
せず）よりインク滴を吐出する。
作を説明するための構成図で、図中、２２は基板で、そ
の他、図４と同じ作用をする部分には等しい符号を付し
ている。図示において、画像情報に基づいて、選択され
た圧電体１２の歪部１７に電圧パルスが印加されると、
該歪部１７は矢印下で示す厚さ方向に変位し、流路１４
の容積は急激に変化し、該流路１４内に圧力波が発生す
る。圧力波は流路１４の端部に設けられたノズル（図示
せず）よりインク滴を吐出する。
【０００８】流路１４の圧力波は、ノズル部にて大気開
放し、インク滴を吐出するが、その一部は、隔壁を透過
して隣接する流路および上面（上層）へ伝播する。隣流
路への伝播波は、インクと流路壁の界面を２度透過す
る。すなわち、隣流路への伝播波強度ＩTは、界面透過
率；ＴIWの２乗に比例する。今、インクのρＣを水とρ
Ｃと近似とした１.５×１０5(cgs)とし、流路板材料の
ρＣを変えた時のインク、流路壁界面のＲ、Ｔ、Ｔ2を
プロットした図を図６に示す。ガラスのρＣは、１１〜
１５×１０5(cgs)で、Ｔ2は、０.１８〜０.１１程度と
なる。樹脂材料の場合、ρＣは２〜４×１０5(cgs)程度
で、Ｔ2は、０.９５〜０.６３程度となる。すなわち、
流路板材料を樹脂にすると，ガラスの場合に比べ、４〜
８倍程強い隔壁透過伝播波が生じる。この結果、複数の
流路を同時に駆動した場合、駆動波とほぼ同位相の伝播
波が重ね合わされ、噴射エネルギーが増加してしまう
（正の相互干渉）。
放し、インク滴を吐出するが、その一部は、隔壁を透過
して隣接する流路および上面（上層）へ伝播する。隣流
路への伝播波は、インクと流路壁の界面を２度透過す
る。すなわち、隣流路への伝播波強度ＩTは、界面透過
率；ＴIWの２乗に比例する。今、インクのρＣを水とρ
Ｃと近似とした１.５×１０5(cgs)とし、流路板材料の
ρＣを変えた時のインク、流路壁界面のＲ、Ｔ、Ｔ2を
プロットした図を図６に示す。ガラスのρＣは、１１〜
１５×１０5(cgs)で、Ｔ2は、０.１８〜０.１１程度と
なる。樹脂材料の場合、ρＣは２〜４×１０5(cgs)程度
で、Ｔ2は、０.９５〜０.６３程度となる。すなわち、
流路板材料を樹脂にすると，ガラスの場合に比べ、４〜
８倍程強い隔壁透過伝播波が生じる。この結果、複数の
流路を同時に駆動した場合、駆動波とほぼ同位相の伝播
波が重ね合わされ、噴射エネルギーが増加してしまう
（正の相互干渉）。
【０００９】
【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、樹脂流路板の隔壁透過伝播波による相互干渉を
低減すること、特に流路内から隔壁面に入射角０°で透
過した圧力波の影響を無くすようにしたインクジェット
ヘッドを提供することを目的としたものである。
もので、樹脂流路板の隔壁透過伝播波による相互干渉を
低減すること、特に流路内から隔壁面に入射角０°で透
過した圧力波の影響を無くすようにしたインクジェット
ヘッドを提供することを目的としたものである。
【００１０】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
複数の平行な溝を設け、該溝により形成される凹部を流
路となるように配した樹脂材料からなる流路板と、該流
路板の凹部と対応し、流路内に圧力を発生させる加圧面
とからなり、該加圧面を駆動して、流路内に圧力波を発
生させ流路と連通したノズルから液滴を噴射させるイン
クジェット記録装置において、前記流路板の溝の断面を
台形状として溝底面と加圧面をそれぞれ台形の上底、下
底に対応する面とする上底面、下底面とし、他の２面を
隔壁面とし、該隔壁面と加圧面とのなす角をθ、溝の深
さをＨ、隣り合う凹部の加圧面側での隔壁間隔をＷとし
たとき、 （Ｈtanθ−Ｗ）tanθ＜Ｈ の関係を満足すること、更には、（２）前記加圧面が、
圧電素子等の電歪効果を利用する材料にて構成されるこ
と、更には、（３）前記加圧面が、ヒータ等のよような
液体や気体の相変化を利用するもので構成されること、
更には、（４）前記流路板の溝の断面を三角形として、
溝底面（台形上底面）相当部を曲面としたことを特徴と
したものである。以下、本発明の実施例に基づいて説明
する。
複数の平行な溝を設け、該溝により形成される凹部を流
路となるように配した樹脂材料からなる流路板と、該流
路板の凹部と対応し、流路内に圧力を発生させる加圧面
とからなり、該加圧面を駆動して、流路内に圧力波を発
生させ流路と連通したノズルから液滴を噴射させるイン
クジェット記録装置において、前記流路板の溝の断面を
台形状として溝底面と加圧面をそれぞれ台形の上底、下
底に対応する面とする上底面、下底面とし、他の２面を
隔壁面とし、該隔壁面と加圧面とのなす角をθ、溝の深
さをＨ、隣り合う凹部の加圧面側での隔壁間隔をＷとし
たとき、 （Ｈtanθ−Ｗ）tanθ＜Ｈ の関係を満足すること、更には、（２）前記加圧面が、
圧電素子等の電歪効果を利用する材料にて構成されるこ
と、更には、（３）前記加圧面が、ヒータ等のよような
液体や気体の相変化を利用するもので構成されること、
更には、（４）前記流路板の溝の断面を三角形として、
溝底面（台形上底面）相当部を曲面としたことを特徴と
したものである。以下、本発明の実施例に基づいて説明
する。
【００１１】図１は、本発明によるインクジェットヘッ
ドの一実施例を説明するための構成図で、図中、１は流
路板、２は圧電体、３は隔壁部、４は流路、５はスリッ
ト、６は充填剤、７は歪部、８は支持部、９は溝であ
る。圧電体２には、複数の平行なスリット５が紙面と垂
直な方向に設けられており、該スリット５により、前記
圧電体２は断面凸部の圧電体を形成し、該凸部形状部分
は、歪部７と支持部８とを交互に配列してある。また、
流路板１には、前記圧電体２の歪部７に対応した溝９が
設けられ、各々の溝９は隔壁部３で区画される。流路板
１と圧電体２とは、前記流路板１の隔壁部３と圧電体２
の支持部８とで接合されて一体化されるが、接合するこ
とにより溝９は流路４となり、インクの流路を形成す
る。
ドの一実施例を説明するための構成図で、図中、１は流
路板、２は圧電体、３は隔壁部、４は流路、５はスリッ
ト、６は充填剤、７は歪部、８は支持部、９は溝であ
る。圧電体２には、複数の平行なスリット５が紙面と垂
直な方向に設けられており、該スリット５により、前記
圧電体２は断面凸部の圧電体を形成し、該凸部形状部分
は、歪部７と支持部８とを交互に配列してある。また、
流路板１には、前記圧電体２の歪部７に対応した溝９が
設けられ、各々の溝９は隔壁部３で区画される。流路板
１と圧電体２とは、前記流路板１の隔壁部３と圧電体２
の支持部８とで接合されて一体化されるが、接合するこ
とにより溝９は流路４となり、インクの流路を形成す
る。
【００１２】画像情報に基づいて、選択された圧電体２
の歪部７に電圧パルスが印加されると、該歪部７は矢印
下で示す厚さ方向に変位し、流路４の容積は急激に変化
し、該流路４内に圧力波が発生する。圧力波は流路４の
端部に設けられたノズル（図示せず）よりインク滴を吐
出する。流路断面は台形であり、流路内から隔壁面に入
射角０°で透過した圧力波を隣の流路に透過させないよ
う隔壁の傾き角、加圧面側での隔壁間隔、流路板の溝深
さ（流路高）を設定する。
の歪部７に電圧パルスが印加されると、該歪部７は矢印
下で示す厚さ方向に変位し、流路４の容積は急激に変化
し、該流路４内に圧力波が発生する。圧力波は流路４の
端部に設けられたノズル（図示せず）よりインク滴を吐
出する。流路断面は台形であり、流路内から隔壁面に入
射角０°で透過した圧力波を隣の流路に透過させないよ
う隔壁の傾き角、加圧面側での隔壁間隔、流路板の溝深
さ（流路高）を設定する。
【００１３】図２（ａ）,（ｂ）は、流路設定条件を説
明するための図である。破線矢印で示す透過波“伝播波
Ｉ”が隣流路の端部Ａに交わらないように設定する。こ
こで、伝播波Ｉと端部Ａの交わらないための条件は、隔
壁面と加圧面のなす角をθ、流路高（流路溝の深さ）を
Ｈ、加圧面側での隔壁間隔をＷとすると、 （Ｈtanθ−Ｗ）tanθ＜Ｈ （１） となる。本発明は、前記（１）式を満たす流路板の設計
により、流路内から隔壁面に入射角０°で透過した伝播
波を隣の流路に透過させないインクジェットヘッドであ
る。
明するための図である。破線矢印で示す透過波“伝播波
Ｉ”が隣流路の端部Ａに交わらないように設定する。こ
こで、伝播波Ｉと端部Ａの交わらないための条件は、隔
壁面と加圧面のなす角をθ、流路高（流路溝の深さ）を
Ｈ、加圧面側での隔壁間隔をＷとすると、 （Ｈtanθ−Ｗ）tanθ＜Ｈ （１） となる。本発明は、前記（１）式を満たす流路板の設計
により、流路内から隔壁面に入射角０°で透過した伝播
波を隣の流路に透過させないインクジェットヘッドであ
る。
【００１４】図３は、本発明によるインクジェットヘッ
ドの他の実施例を示す図である。入射角０°の透過伝播
波を隣の流路からそらすことが本質であり、流路断面を
台形に限定する必要はない。台形の上底部を狭くし、す
なわち、断面をほぼ三角形にし、その頂点部（流路溝底
面部）を曲面としてもよい。この場合、樹脂の射出成形
加工における型耐久性や離型性において優れる。また、
本発明においては、加圧面を圧電体（電歪素子）に限定
する必要はなく、ヒータ等のように、液体や気体の相変
化を利用したものでもよい。
ドの他の実施例を示す図である。入射角０°の透過伝播
波を隣の流路からそらすことが本質であり、流路断面を
台形に限定する必要はない。台形の上底部を狭くし、す
なわち、断面をほぼ三角形にし、その頂点部（流路溝底
面部）を曲面としてもよい。この場合、樹脂の射出成形
加工における型耐久性や離型性において優れる。また、
本発明においては、加圧面を圧電体（電歪素子）に限定
する必要はなく、ヒータ等のように、液体や気体の相変
化を利用したものでもよい。
【００１５】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、以下のような効果がある。 （１）請求項１〜３に対応するインクジェット記録装置
においては、隔壁伝播波を隣接流路への侵入を抑えてい
るので、樹脂等音響インピーダンスの低い（ガラス等に
比べ）材料を流路板に用いても相互干渉の少ない高画質
の印写を可能とすることができる。 （２）請求項４に対応するインクジェット記録装置にお
いては、前記（１）の効果に加え、流路板の溝底面が曲
面となっているので、射出成形の際の型耐久性および離
形性を向上させることができる。
と、以下のような効果がある。 （１）請求項１〜３に対応するインクジェット記録装置
においては、隔壁伝播波を隣接流路への侵入を抑えてい
るので、樹脂等音響インピーダンスの低い（ガラス等に
比べ）材料を流路板に用いても相互干渉の少ない高画質
の印写を可能とすることができる。 （２）請求項４に対応するインクジェット記録装置にお
いては、前記（１）の効果に加え、流路板の溝底面が曲
面となっているので、射出成形の際の型耐久性および離
形性を向上させることができる。
【図１】 本発明によるインクジェットヘッドの一実施
例を説明するための構成図である。
例を説明するための構成図である。
【図２】 本発明による流路設定条件を説明するための
図である。
図である。
【図３】 本発明によるインクジェットヘッドの他の実
施例を示す図である。
施例を示す図である。
【図４】 従来のインクジェットヘッドにおける圧力波
の隔壁伝播を説明するための図である。
の隔壁伝播を説明するための図である。
【図５】 従来のインクジェットヘッドの動作を説明す
るための図である。
るための図である。
【図６】 従来のインク・隔壁界面での圧力波エネルギ
ー反射率と透過率を示す図である。
ー反射率と透過率を示す図である。
１…流路板、２…圧電体、３…隔壁部、４…流路、５…
スリット、６…充填剤、７…歪部、８…支持部、９…
溝。
スリット、６…充填剤、７…歪部、８…支持部、９…
溝。
フロントページの続き (72)発明者 泉 耕二 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の平行な溝を設け、該溝により形成
される凹部を流路となるように配した樹脂材料からなる
流路板と、該流路板の凹部と対応し、流路内に圧力を発
生させる加圧面とからなり、該加圧面を駆動して、流路
内に圧力波を発生させ流路と連通したノズルから液滴を
噴射させるインクジェット記録装置において、前記流路
板の溝の断面を台形状として溝底面と加圧面をそれぞれ
台形の上底、下底に対応する面とする上底面、下底面と
し、他の２面を隔壁面とし、該隔壁面と加圧面とのなす
角をθ、溝の深さをＨ、隣り合う凹部の加圧面側での隔
壁間隔をＷとしたとき、 （Ｈtanθ−Ｗ）tanθ＜Ｈ の関係を満足することを特徴とするインクジェットヘッ
ド。 - 【請求項２】 前記加圧面が、圧電素子等の電歪効果を
利用する材料にて構成されることを特徴とする請求項１
記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項３】 前記加圧面が、ヒータ等のように、液体
や気体の相変化を利用するもので構成されることを特徴
とする請求項１記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項４】 前記流路板の溝の断面を三角形として、
溝底面相当部を曲面としたことを特徴とする請求項１記
載のインクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16385692A JPH05330042A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16385692A JPH05330042A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05330042A true JPH05330042A (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=15782058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16385692A Pending JPH05330042A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05330042A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007090867A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-04-12 | Fujifilm Corp | 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 |
| US7246888B2 (en) | 2001-12-27 | 2007-07-24 | Seiko Epson Corporation | Liquid jetting head and method of manufacturing the same |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP16385692A patent/JPH05330042A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7246888B2 (en) | 2001-12-27 | 2007-07-24 | Seiko Epson Corporation | Liquid jetting head and method of manufacturing the same |
| JP2007090867A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-04-12 | Fujifilm Corp | 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 |
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