JPH06143571A - 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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- JPH06143571A JPH06143571A JP31783492A JP31783492A JPH06143571A JP H06143571 A JPH06143571 A JP H06143571A JP 31783492 A JP31783492 A JP 31783492A JP 31783492 A JP31783492 A JP 31783492A JP H06143571 A JPH06143571 A JP H06143571A
- Authority
- JP
- Japan
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- ink
- resistance
- supply path
- recording head
- ink supply
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- 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.)
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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
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14403—Structure thereof only for on-demand ink jet heads including a filter
-
- 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
- B41J2202/11—Embodiments of or processes related to ink-jet heads characterised by specific geometrical characteristics
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 インク吐出の高速性を増すとともにヘッドの
小型化をはかる。 【構成】 インク溜り7とインク加圧室5との間にイン
ク供給路6を形成する。このインク供給路6は基板1に
形成された溝からなり、インク流れ方向に垂直な直線と
流れ方向に狭まる直線を組み合わせた鋸歯状により形成
されている。しかも、両側の溝の形状を互いに対称とす
ることにより、溝全体では流体ダイオードが形成され
る。すなわち、矢印Bとしたインク流れの順方向では、
インクが流れる際の抵抗が小さくなり、反対に矢印Aの
逆方向ではインクが流れる際の抵抗が大きくなる。それ
により、インク加圧室5によるインクの吸引および吐出
が効率良く行われる。
小型化をはかる。 【構成】 インク溜り7とインク加圧室5との間にイン
ク供給路6を形成する。このインク供給路6は基板1に
形成された溝からなり、インク流れ方向に垂直な直線と
流れ方向に狭まる直線を組み合わせた鋸歯状により形成
されている。しかも、両側の溝の形状を互いに対称とす
ることにより、溝全体では流体ダイオードが形成され
る。すなわち、矢印Bとしたインク流れの順方向では、
インクが流れる際の抵抗が小さくなり、反対に矢印Aの
逆方向ではインクが流れる際の抵抗が大きくなる。それ
により、インク加圧室5によるインクの吸引および吐出
が効率良く行われる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録ヘ
ッドに関する。
ッドに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、プリンタの印字部に用いられるイ
ンクジェット記録ヘッドの一種にオン・デマンド型があ
る。この方式は、一般に図3、図4に示すように構成さ
れている。すなわち、ガラス、金属板、Siウエハー等
からなる基板1に、エッチングや機械加工によりインク
溜り7が形成され、このインク溜り7からフィルター流
路8、インク供給路6、インク加圧室5、ノズル流路3
およびインクノズル2がそれぞれ複数系統形成される。
なお、インクノズル2は、他の溝部よりも溝が浅く形成
されている。この基板1に振動板9を積層・一体化し、
インク加圧室5に対応する位置に電機機械変換素子であ
るところの圧電素子10を接着により固定する。ここ
で、圧電素子10に電圧を印加すると、振動板9がイン
ク加圧室5の内側に変位してその容積を急激に減少させ
る。その減少した容積分のインクがノズル流路3に押し
出されてインクノズル2から吐出され、紙面に印字す
る。
ンクジェット記録ヘッドの一種にオン・デマンド型があ
る。この方式は、一般に図3、図4に示すように構成さ
れている。すなわち、ガラス、金属板、Siウエハー等
からなる基板1に、エッチングや機械加工によりインク
溜り7が形成され、このインク溜り7からフィルター流
路8、インク供給路6、インク加圧室5、ノズル流路3
およびインクノズル2がそれぞれ複数系統形成される。
なお、インクノズル2は、他の溝部よりも溝が浅く形成
されている。この基板1に振動板9を積層・一体化し、
インク加圧室5に対応する位置に電機機械変換素子であ
るところの圧電素子10を接着により固定する。ここ
で、圧電素子10に電圧を印加すると、振動板9がイン
ク加圧室5の内側に変位してその容積を急激に減少させ
る。その減少した容積分のインクがノズル流路3に押し
出されてインクノズル2から吐出され、紙面に印字す
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようにインク吐出
の原理は簡単であり、インクの流路となる各部は直線的
な壁面からなる。そのため、インクの流路の各部におけ
るインクの流れ方向の抵抗と、その逆方向の抵抗は同一
である。
の原理は簡単であり、インクの流路となる各部は直線的
な壁面からなる。そのため、インクの流路の各部におけ
るインクの流れ方向の抵抗と、その逆方向の抵抗は同一
である。
【0004】また、インク加圧室5の容積が拡大と縮小
を繰り返すことにより、インク溜り7からインクをイン
ク加圧室5へいったん吸い込んでインクノズル2へ送り
出すことを考えると、インク加圧室5の上流側のインク
供給路6と下流側のノズル流路3との間で抵抗が異なる
ことは好ましくない。一般に、ノズル流路3側はインク
ノズル2があるので抵抗が大きくなる。そのため、イン
ク供給路6側の抵抗もそれに見合うようにしなければな
らない。
を繰り返すことにより、インク溜り7からインクをイン
ク加圧室5へいったん吸い込んでインクノズル2へ送り
出すことを考えると、インク加圧室5の上流側のインク
供給路6と下流側のノズル流路3との間で抵抗が異なる
ことは好ましくない。一般に、ノズル流路3側はインク
ノズル2があるので抵抗が大きくなる。そのため、イン
ク供給路6側の抵抗もそれに見合うようにしなければな
らない。
【0005】つまり、インク供給路6については、所定
の抵抗を確保しなければならず、そのため単にヘッドの
小型化を目的として、流路を短くすることはできない。
むしろ、インク供給路6を長くしたり、図3に示すよう
に流路の一部にフィルター流路8を形成して供給側の抵
抗を増すようにし、インク加圧室5が収縮する際はより
大量のインクがノズル側へ吐出されるようにしなければ
ならない。このことは、ヘッドの小型化や印加電圧の低
下につながる。
の抵抗を確保しなければならず、そのため単にヘッドの
小型化を目的として、流路を短くすることはできない。
むしろ、インク供給路6を長くしたり、図3に示すよう
に流路の一部にフィルター流路8を形成して供給側の抵
抗を増すようにし、インク加圧室5が収縮する際はより
大量のインクがノズル側へ吐出されるようにしなければ
ならない。このことは、ヘッドの小型化や印加電圧の低
下につながる。
【0006】しかしながら、単に、インク供給路6側の
流路を長くして抵抗を大きくすると、今度はヘッドが大
形化されるとともに、インクを高頻度(高周波数)で吐
出させようとした場合に、インクの供給が間に合わず、
インクの不吐出になることがある。そのため、むやみに
インク供給路6側の抵抗を大きくすることはよくない。
また、従来のヘッドでは、インクノズル2およびノズル
流路3と、インク供給路6およびフィルター流路8との
抵抗の比は1:1〜0.5程度であり、むしろ吐出周波
数を大きくするため、流路3側の抵抗を下げておくこと
もある。
流路を長くして抵抗を大きくすると、今度はヘッドが大
形化されるとともに、インクを高頻度(高周波数)で吐
出させようとした場合に、インクの供給が間に合わず、
インクの不吐出になることがある。そのため、むやみに
インク供給路6側の抵抗を大きくすることはよくない。
また、従来のヘッドでは、インクノズル2およびノズル
流路3と、インク供給路6およびフィルター流路8との
抵抗の比は1:1〜0.5程度であり、むしろ吐出周波
数を大きくするため、流路3側の抵抗を下げておくこと
もある。
【0007】それにより、インク加圧室5の大きさも比
較的大きくなってヘッド全体が大形化され、また吐出周
波数も2〜3kHzが限界であった。本発明は上記問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、インク吐出周波数を大きくして印字の解像度を
高めるとともに、小型化を可能にして多数のヘッドを集
積することができるインクジェット記録ヘッドを提供す
ることにある。
較的大きくなってヘッド全体が大形化され、また吐出周
波数も2〜3kHzが限界であった。本発明は上記問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、インク吐出周波数を大きくして印字の解像度を
高めるとともに、小型化を可能にして多数のヘッドを集
積することができるインクジェット記録ヘッドを提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、インク溜りからのインク供給路、インク
加圧室、ノズル流路、インクノズルを基板上の連続する
溝として形成したインクジェット記録ヘッドにおいて、
インク供給路に、インク流れ順方向の抵抗を小さくする
とともに逆方向の抵抗を大きくする流体ダイオードを形
成したことを特徴とする。
に、本発明は、インク溜りからのインク供給路、インク
加圧室、ノズル流路、インクノズルを基板上の連続する
溝として形成したインクジェット記録ヘッドにおいて、
インク供給路に、インク流れ順方向の抵抗を小さくする
とともに逆方向の抵抗を大きくする流体ダイオードを形
成したことを特徴とする。
【0009】ここで、インク供給路を形成する溝の平面
形状を鋸歯状としたり、インク供給路を形成する溝の中
心線上に二等辺三角形または菱形の島を配設した流体ダ
イオードを形成することが好ましい。
形状を鋸歯状としたり、インク供給路を形成する溝の中
心線上に二等辺三角形または菱形の島を配設した流体ダ
イオードを形成することが好ましい。
【0010】
【作用】本発明においては、インク溜りからのインク供
給路、インク加圧室、ノズル流路、インクノズルを基板
上の連続する溝として形成したインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、インク流れ順方向の抵抗を小さくするとと
もに逆方向の抵抗を大きくする流体ダイオードがインク
供給路に形成される。これにより、インク溜りからイン
ク加圧室へのインクの吸入とインク加圧室からインクノ
ズルへのインクの吐出が効率良く行われようになる。
給路、インク加圧室、ノズル流路、インクノズルを基板
上の連続する溝として形成したインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、インク流れ順方向の抵抗を小さくするとと
もに逆方向の抵抗を大きくする流体ダイオードがインク
供給路に形成される。これにより、インク溜りからイン
ク加圧室へのインクの吸入とインク加圧室からインクノ
ズルへのインクの吐出が効率良く行われようになる。
【0011】また、流体ダイオードとして、インク供給
路を形成する溝の平面形状を鋸歯状としたり、インク供
給路を形成する溝の中心線上に二等辺三角形または菱形
の島を配設すれば、インクの流れに対する抵抗は順方向
が小に逆方向が大となる。
路を形成する溝の平面形状を鋸歯状としたり、インク供
給路を形成する溝の中心線上に二等辺三角形または菱形
の島を配設すれば、インクの流れに対する抵抗は順方向
が小に逆方向が大となる。
【0012】
【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明の第1の実施例の要部を示す平面図で
ある。図において、インク溜り7とインク加圧室5との
間にインク供給路6が形成される。このインク供給路6
は基板1に形成された溝からなる。この溝の平面形状
は、インク流れ方向に垂直な直線と流れ方向に狭まる直
線を組み合わせた鋸歯状に形成されている。しかも、両
側の溝の形状を互いに対称とすることにより、この溝全
体で流体ダイオード11が形成される。すなわち、図の
矢印Bとしたインク流れの順方向へは、インクが流れる
際の抵抗が小さくなり、反対に矢印Aの逆方向へはイン
クが流れる際の抵抗が大きくなる。
る。図1は本発明の第1の実施例の要部を示す平面図で
ある。図において、インク溜り7とインク加圧室5との
間にインク供給路6が形成される。このインク供給路6
は基板1に形成された溝からなる。この溝の平面形状
は、インク流れ方向に垂直な直線と流れ方向に狭まる直
線を組み合わせた鋸歯状に形成されている。しかも、両
側の溝の形状を互いに対称とすることにより、この溝全
体で流体ダイオード11が形成される。すなわち、図の
矢印Bとしたインク流れの順方向へは、インクが流れる
際の抵抗が小さくなり、反対に矢印Aの逆方向へはイン
クが流れる際の抵抗が大きくなる。
【0013】図2は本発明の第2の実施例の要部を示す
平面図である。図において、第1の実施例と同様に、イ
ンク溜り7とインク加圧室5との間にインク供給路6が
形成される。このインク供給路6も基板1に形成された
溝からなる。この溝の中心線上に、インク流れ方向に尖
った二等辺三角形状の島12を等間隔で並べたものであ
り、その両側に島12にほぼ沿った鋸歯形状の溝が形成
される。この実施例も第1の実施例と同様に、溝全体で
は流体ダイオードが形成される。すなわち、図の矢印B
としたインク流れの順方向へは、インクが流れる際の抵
抗が小さくなり、反対に矢印Aの逆方向へはインクが流
れる際の抵抗が大きくなる。
平面図である。図において、第1の実施例と同様に、イ
ンク溜り7とインク加圧室5との間にインク供給路6が
形成される。このインク供給路6も基板1に形成された
溝からなる。この溝の中心線上に、インク流れ方向に尖
った二等辺三角形状の島12を等間隔で並べたものであ
り、その両側に島12にほぼ沿った鋸歯形状の溝が形成
される。この実施例も第1の実施例と同様に、溝全体で
は流体ダイオードが形成される。すなわち、図の矢印B
としたインク流れの順方向へは、インクが流れる際の抵
抗が小さくなり、反対に矢印Aの逆方向へはインクが流
れる際の抵抗が大きくなる。
【0014】第1および第2の実施例は、このように基
板1に形成された溝に、図4に示した従来例と同様に振
動板を覆いインク供給路6とするとともに、インク加圧
室5に位置する振動板上に圧電素子が設置される。な
お、両図において2はインクノズルであり、3はノズル
流路である。また、インク供給路6以外の部分の構成
は、図3,図4の従来例と共通である。
板1に形成された溝に、図4に示した従来例と同様に振
動板を覆いインク供給路6とするとともに、インク加圧
室5に位置する振動板上に圧電素子が設置される。な
お、両図において2はインクノズルであり、3はノズル
流路である。また、インク供給路6以外の部分の構成
は、図3,図4の従来例と共通である。
【0015】次に、両実施例の試作についての実験結果
を説明する。両実施例で説明した流体ダイオードを数十
個配置したモデル流路を作り、逆方向Aに一定速度でイ
ンクを流すに必要な圧力と、順方向Bに一定速度でイン
クを流すに必要な圧力とを精密マノメータで測定してみ
た。その結果は、インクの流速にもよるが、インクを吐
出させる程度の流速では流体ダイオードとしての顕著な
特性が確認できた。方向Aと方向Bとでインクを吐出さ
せる流速を得るために加える圧力を比較すると、方向A
の圧力値を1とすると方向Bの圧力値は0.5〜0.3
という結果が得られた。
を説明する。両実施例で説明した流体ダイオードを数十
個配置したモデル流路を作り、逆方向Aに一定速度でイ
ンクを流すに必要な圧力と、順方向Bに一定速度でイン
クを流すに必要な圧力とを精密マノメータで測定してみ
た。その結果は、インクの流速にもよるが、インクを吐
出させる程度の流速では流体ダイオードとしての顕著な
特性が確認できた。方向Aと方向Bとでインクを吐出さ
せる流速を得るために加える圧力を比較すると、方向A
の圧力値を1とすると方向Bの圧力値は0.5〜0.3
という結果が得られた。
【0016】さらに、これらの流体ダイオードからなる
インク供給路6を用いて図1、図2のようにヘッドを試
作して、インク吐出性能を評価した。その結果、吐出周
波数が従来は2〜3kHzが限界であったものが、4〜
6kHzまで高めても安定した吐出が得られることが確
認できた。また、インク加圧室5の容積も従来の70〜
80%以下に小型化することが可能になった。つまり、
実施例のヘッドでは、高速にインクを吐出することが可
能になるとともにヘッド自体を小型化することが可能に
なった。
インク供給路6を用いて図1、図2のようにヘッドを試
作して、インク吐出性能を評価した。その結果、吐出周
波数が従来は2〜3kHzが限界であったものが、4〜
6kHzまで高めても安定した吐出が得られることが確
認できた。また、インク加圧室5の容積も従来の70〜
80%以下に小型化することが可能になった。つまり、
実施例のヘッドでは、高速にインクを吐出することが可
能になるとともにヘッド自体を小型化することが可能に
なった。
【0017】上述した実施例では、インク溜り7とイン
ク加圧室5の間のインク供給路6に流体ダイオードを形
成したことにより、インク溜り7からインク加圧室5へ
は容易にインクが送られるが、反対にインク加圧室5か
らインク溜り7へは逆流しにくくなる。それにより、吐
出周波数が向上する。また、インク供給路6に流体ダイ
オードを形成したことにより、インク供給路6を長くす
ることなく必要な抵抗が得られ、その分、ヘッドが小型
化される。
ク加圧室5の間のインク供給路6に流体ダイオードを形
成したことにより、インク溜り7からインク加圧室5へ
は容易にインクが送られるが、反対にインク加圧室5か
らインク溜り7へは逆流しにくくなる。それにより、吐
出周波数が向上する。また、インク供給路6に流体ダイ
オードを形成したことにより、インク供給路6を長くす
ることなく必要な抵抗が得られ、その分、ヘッドが小型
化される。
【0018】さらに、従来、インク加圧時に逆流してい
たインクが少なくなる分、インク加圧室5の容積が小さ
くなりヘッドの小型化が容易になる。またこのことは、
ヘッドの厚みを薄くしてより多くのノズルをマルチに配
置することを可能にする。なお、図2の実施例では二等
辺三角形状の島12をインク供給路6中に配設したが、
二等辺三角形の代わりに、インク加圧室5側を鈍角にし
た菱形により島12を形成することも可能である。
たインクが少なくなる分、インク加圧室5の容積が小さ
くなりヘッドの小型化が容易になる。またこのことは、
ヘッドの厚みを薄くしてより多くのノズルをマルチに配
置することを可能にする。なお、図2の実施例では二等
辺三角形状の島12をインク供給路6中に配設したが、
二等辺三角形の代わりに、インク加圧室5側を鈍角にし
た菱形により島12を形成することも可能である。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、イン
ク流れ順方向の抵抗を小さくするとともに逆方向の抵抗
を大きくする流体ダイオードをインク供給路に形成した
ことにより、インク溜りからインク加圧室へのインクの
吸入とインク加圧室からインクノズルへのインクの吐出
が効率良く行われようになる。その結果、インク吐出周
波数が大きくなり解像度が高まるとともに、各部を小型
化して多数のヘッドを集積することが可能になる。
ク流れ順方向の抵抗を小さくするとともに逆方向の抵抗
を大きくする流体ダイオードをインク供給路に形成した
ことにより、インク溜りからインク加圧室へのインクの
吸入とインク加圧室からインクノズルへのインクの吐出
が効率良く行われようになる。その結果、インク吐出周
波数が大きくなり解像度が高まるとともに、各部を小型
化して多数のヘッドを集積することが可能になる。
【図1】本発明の第1の実施例の要部を示す平面図であ
る。
る。
【図2】本発明の第2の実施例の要部を示す平面図であ
る。
る。
【図3】従来例の一部を除去して示した平面図である。
【図4】従来例の断面図である。
1 基板 2 インクノズル 3 ノズル流路 5 インク加圧室 6 インク供給路 7 インク溜り 11 流体ダイオード 12 島
Claims (3)
- 【請求項1】 インク溜りからのインク供給路、インク
加圧室、ノズル流路、インクノズルを基板上の連続する
溝として形成したインクジェット記録ヘッドにおいて、 インク供給路に、インク流れ順方向の抵抗を小さくする
とともに逆方向の抵抗を大きくする流体ダイオードを形
成したことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項2】 請求項1記載のインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、 インク供給路を形成する溝の平面形状を鋸歯状として流
体ダイオードを形成したインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項3】 請求項1記載のインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、 インク供給路を形成する溝の中心線上に二等辺三角形ま
たは菱形の島を配設して流体ダイオードを形成したイン
クジェット記録ヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31783492A JPH06143571A (ja) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | インクジェット記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31783492A JPH06143571A (ja) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | インクジェット記録ヘッド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06143571A true JPH06143571A (ja) | 1994-05-24 |
Family
ID=18092574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31783492A Withdrawn JPH06143571A (ja) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | インクジェット記録ヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06143571A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0799700A2 (en) * | 1996-04-05 | 1997-10-08 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording head, its fabricating method and ink jet recording apparatus |
WO2009050990A1 (ja) * | 2007-10-16 | 2009-04-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 圧電マイクロブロア |
JP2012006373A (ja) * | 2010-06-23 | 2012-01-12 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | インク流路構造及びこれを含むインクジェットヘッド |
JP2019502136A (ja) * | 2015-12-07 | 2019-01-24 | ジーイー−ヒタチ・ニュークリア・エナジー・アメリカズ・エルエルシーGe−Hitachi Nuclear Energy Americas, Llc | マルチループの金属冷却原子炉システムにおける逆流防止のための配管の改良 |
JPWO2018225551A1 (ja) * | 2017-06-09 | 2020-04-09 | コニカミノルタ株式会社 | インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 |
-
1992
- 1992-11-02 JP JP31783492A patent/JPH06143571A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPWO2009050990A1 (ja) * | 2007-10-16 | 2011-03-03 | 株式会社村田製作所 | 圧電マイクロブロア |
US7972124B2 (en) | 2007-10-16 | 2011-07-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric micro-blower |
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