JPH08197729A - 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
- Publication number
- JPH08197729A JPH08197729A JP1054495A JP1054495A JPH08197729A JP H08197729 A JPH08197729 A JP H08197729A JP 1054495 A JP1054495 A JP 1054495A JP 1054495 A JP1054495 A JP 1054495A JP H08197729 A JPH08197729 A JP H08197729A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- valve
- thermal deformation
- valve element
- pressure
- 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.)
- Pending
Links
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
- B41J2202/05—Heads having a valve
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 インクジェット記録ヘッドにおいて、低消費
電力と高速応答とを実現することを目的とする。 【構成】 インクジェット記録ヘッドにおいて、熱変形
により作動する弁素子を備え、吐出し圧力発生源からの
圧力伝播を前記弁素子で制御することによりインク滴を
吐出する構成。
電力と高速応答とを実現することを目的とする。 【構成】 インクジェット記録ヘッドにおいて、熱変形
により作動する弁素子を備え、吐出し圧力発生源からの
圧力伝播を前記弁素子で制御することによりインク滴を
吐出する構成。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はインクジェットプリンタ
に用いられるインクジェット記録ヘッドに関するもので
ある。
に用いられるインクジェット記録ヘッドに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】固体の熱変形のエネルギーを利用してイ
ンク滴を飛ばす考え方は、特開平５−１６３５７号公報
に開示されており、これを図６に基づいて以下に説明す
る。
ンク滴を飛ばす考え方は、特開平５−１６３５７号公報
に開示されており、これを図６に基づいて以下に説明す
る。
【０００３】発熱素子１０８は、アルミナ基板１１１上
に、保温層１１２、Ｔａ2 Ｎ発熱体１１３、ＳｉＯ2 耐
酸化膜１１４を薄膜技術により順次形成してなる。ま
た、変位素子１０９は、熱膨張係数の小さい部材（例え
ばＮｉ材）１１５と熱膨張係数の大きい部材（例えば銅
材）１１６とを張り合わせたもので、部材１１５をイン
ク側に、部材１１６を熱源側にして発熱素子１０８上に
取り付けられている。
に、保温層１１２、Ｔａ2 Ｎ発熱体１１３、ＳｉＯ2 耐
酸化膜１１４を薄膜技術により順次形成してなる。ま
た、変位素子１０９は、熱膨張係数の小さい部材（例え
ばＮｉ材）１１５と熱膨張係数の大きい部材（例えば銅
材）１１６とを張り合わせたもので、部材１１５をイン
ク側に、部材１１６を熱源側にして発熱素子１０８上に
取り付けられている。
【０００４】印字に際しては、発熱素子１０８のＴａ2
Ｎ発熱体１１３に通電してジュール熱を発生させる。こ
の熱により変位素子１０９が加熱され、該変位素子１０
９は部材１１５，１１６の熱膨張係数の違いにより 線
で示すように凸変形して圧力室１０４内に圧力が発生す
る。この圧力室１０４内に発生した圧力により、ノズル
１０２からインク滴が噴射されることになる。
Ｎ発熱体１１３に通電してジュール熱を発生させる。こ
の熱により変位素子１０９が加熱され、該変位素子１０
９は部材１１５，１１６の熱膨張係数の違いにより 線
で示すように凸変形して圧力室１０４内に圧力が発生す
る。この圧力室１０４内に発生した圧力により、ノズル
１０２からインク滴が噴射されることになる。
【０００５】そして、Ｔａ2 Ｎ発熱体１１３への通電を
止めることで、該Ｔａ2 Ｎ発熱体１１３及び変位素子１
０９は、インクで急冷され、初期状態に復帰する。この
変位素子１０９が復帰するとき、補強板に形成した共通
インク１０５より供給路１０６を通って圧力室１０４内
にインクが供給される。これらの動作を繰り返してイン
ク滴の噴射による印字が行われる。
止めることで、該Ｔａ2 Ｎ発熱体１１３及び変位素子１
０９は、インクで急冷され、初期状態に復帰する。この
変位素子１０９が復帰するとき、補強板に形成した共通
インク１０５より供給路１０６を通って圧力室１０４内
にインクが供給される。これらの動作を繰り返してイン
ク滴の噴射による印字が行われる。
【０００６】また、弁作用を応用し、各チャンネルの吐
出制御を行う考え方は特開平４−２２６４１号公報に開
示されており、これを図７（Ａ），（Ｂ）に基づいて説
明する。
出制御を行う考え方は特開平４−２２６４１号公報に開
示されており、これを図７（Ａ），（Ｂ）に基づいて説
明する。
【０００７】図７（Ａ）でヘッド２０１の前面に形成さ
れる吐出ノズル２０２は、吐出ノズル２０２と同一の径
のインク流路２０３に連通させてある。そして、これら
のインク流路２０３はインク加圧手段２０４に連通して
いるけれども、これらのインク加圧手段２０４は、ピエ
ゾ素子で駆動される加圧板により加圧されて、複数の吐
出ノズル２０２に対して、同時にインク吐出圧力を加え
ることができる。
れる吐出ノズル２０２は、吐出ノズル２０２と同一の径
のインク流路２０３に連通させてある。そして、これら
のインク流路２０３はインク加圧手段２０４に連通して
いるけれども、これらのインク加圧手段２０４は、ピエ
ゾ素子で駆動される加圧板により加圧されて、複数の吐
出ノズル２０２に対して、同時にインク吐出圧力を加え
ることができる。
【０００８】そして、各インク流路２０３の途中には、
前記吐出ノズル２０２に寄った位置に電磁開閉弁２０５
が設置されている。これらの電磁開閉弁２０５は対応す
るインク流路２０３と連通する球状の弁室２０６を有す
るもので、これらの弁室２０６の内部に回転可能な球状
の弁体２０７がそれぞれ設置される。前記各弁体２０は
中心にインク流路２０３と同一の径の弁ポート２０７ａ
を有し、これらの弁ポート２０７ａはその一端がＮ極で
かつ他端がＳ極に分極された磁性体で作ってある。ま
た、前記弁室２０６を取り囲む室２０８の内部には、前
記各弁体２０７を回転駆動する２種類の駆動コイル２０
９，２１０が設置される。
前記吐出ノズル２０２に寄った位置に電磁開閉弁２０５
が設置されている。これらの電磁開閉弁２０５は対応す
るインク流路２０３と連通する球状の弁室２０６を有す
るもので、これらの弁室２０６の内部に回転可能な球状
の弁体２０７がそれぞれ設置される。前記各弁体２０は
中心にインク流路２０３と同一の径の弁ポート２０７ａ
を有し、これらの弁ポート２０７ａはその一端がＮ極で
かつ他端がＳ極に分極された磁性体で作ってある。ま
た、前記弁室２０６を取り囲む室２０８の内部には、前
記各弁体２０７を回転駆動する２種類の駆動コイル２０
９，２１０が設置される。
【０００９】即ち、前記駆動コイル２０９，２１０のう
ちの駆動コイル２０９は、インク流路２０３に沿った左
右方向に巻かれるもので、インク流路２０３と直交する
方向にＮ，Ｓの磁極を形成する。また、残る各駆動コイ
ル２１０は駆動コイル２０９と直交するように上下方向
に巻かれるから、インク流路２０３と同一方向にＮ，Ｓ
の磁極を形成することになる。したがって、これらの駆
動コイル２０９，２１０に選択的に信号電流を印加する
ことにより、電磁開閉弁２０５を開閉動作して吐出ノズ
ル２０２からの吐出の状態を制御できる。
ちの駆動コイル２０９は、インク流路２０３に沿った左
右方向に巻かれるもので、インク流路２０３と直交する
方向にＮ，Ｓの磁極を形成する。また、残る各駆動コイ
ル２１０は駆動コイル２０９と直交するように上下方向
に巻かれるから、インク流路２０３と同一方向にＮ，Ｓ
の磁極を形成することになる。したがって、これらの駆
動コイル２０９，２１０に選択的に信号電流を印加する
ことにより、電磁開閉弁２０５を開閉動作して吐出ノズ
ル２０２からの吐出の状態を制御できる。
【００１０】以上に述べたような構造であるから、電磁
開閉弁２０５に信号電流を印加するだけで、文字や画像
を記録できる。即ち、インク加圧手段２０４による加圧
でインク流路２０３にはインクＡが常に導かれているか
ら、電磁開閉弁２０５の駆動コイル２０９に信号電流を
印加すると、インク流路２０３と直交する方向に磁極が
形成され、この磁力で磁性体の弁体２０７は弁ポート２
０７ａの両端の磁極が同一方向に向くように吸引され
る。この場合、弁体２０７は球状弁であるため、その一
側面にインクＡが加圧力が作用しても、その圧力は弁体
２０７の中心に向かうので、低トルクで弁体２０７を回
転できる。この結果、弁体２０７は駆動コイル２０９の
電磁吸引力により回転され、図７（Ｂ）のようにインク
流路２０３に対し弁ポート２０７ａが直交した閉状態に
動作し、吐出ノズル２０２からのインクＡの吐出しが阻
止される。
開閉弁２０５に信号電流を印加するだけで、文字や画像
を記録できる。即ち、インク加圧手段２０４による加圧
でインク流路２０３にはインクＡが常に導かれているか
ら、電磁開閉弁２０５の駆動コイル２０９に信号電流を
印加すると、インク流路２０３と直交する方向に磁極が
形成され、この磁力で磁性体の弁体２０７は弁ポート２
０７ａの両端の磁極が同一方向に向くように吸引され
る。この場合、弁体２０７は球状弁であるため、その一
側面にインクＡが加圧力が作用しても、その圧力は弁体
２０７の中心に向かうので、低トルクで弁体２０７を回
転できる。この結果、弁体２０７は駆動コイル２０９の
電磁吸引力により回転され、図７（Ｂ）のようにインク
流路２０３に対し弁ポート２０７ａが直交した閉状態に
動作し、吐出ノズル２０２からのインクＡの吐出しが阻
止される。
【００１１】また、駆動コイル２１０に信号電流を印加
してインク流路２０３と同一方向に磁極を形成すると、
弁体２０７の弁ポート２０７ａがインク流路２０３と同
方向に向くように回転してインク流路２０３と連通す
る。このため、図７（Ａ）のように電磁開閉弁２０５が
開状態となり、インク流路２０３の加圧されたインクＡ
がインク小滴Ｂとなって吐出ノズル２０２から吐出し、
記録媒体上にドットとして付着し、文字・図形等が印刷
されることになる。
してインク流路２０３と同一方向に磁極を形成すると、
弁体２０７の弁ポート２０７ａがインク流路２０３と同
方向に向くように回転してインク流路２０３と連通す
る。このため、図７（Ａ）のように電磁開閉弁２０５が
開状態となり、インク流路２０３の加圧されたインクＡ
がインク小滴Ｂとなって吐出ノズル２０２から吐出し、
記録媒体上にドットとして付着し、文字・図形等が印刷
されることになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】固体の熱変形エネルギ
ーをインク滴吐出に利用する従来技術は消費エネルギー
が大きく、くり返し駆動周波数が低いという欠点があ
る。これはそもそも熱を固体変形エネルギーに変換する
効率がその他の電気機械変形素子に比べても著しく低い
ということに起因する。駆動周波数が低いのも所要入力
エネルギーが大きく熱の放散に時間がかかるためであ
る。
ーをインク滴吐出に利用する従来技術は消費エネルギー
が大きく、くり返し駆動周波数が低いという欠点があ
る。これはそもそも熱を固体変形エネルギーに変換する
効率がその他の電気機械変形素子に比べても著しく低い
ということに起因する。駆動周波数が低いのも所要入力
エネルギーが大きく熱の放散に時間がかかるためであ
る。
【００１３】特開平４−２２６４１号公報においては、
球形のボール中心部に貫通穴が設けられ、そこをインク
が通過する構造になっている。コイルに通電して磁界を
発生し、ボールを回転させることによってインク流を制
御するものであるが、この方法の欠点は次のとおりであ
る。
球形のボール中心部に貫通穴が設けられ、そこをインク
が通過する構造になっている。コイルに通電して磁界を
発生し、ボールを回転させることによってインク流を制
御するものであるが、この方法の欠点は次のとおりであ
る。
【００１４】（１）ボールの慣性が大きく、大電流を流
して大きな駆動磁界を発生してもその応答速度を数ミリ
秒以下にすることは困難である。すなわち、インクの吐
出最大周波数は１ＫＨｚ以上にならない。
して大きな駆動磁界を発生してもその応答速度を数ミリ
秒以下にすることは困難である。すなわち、インクの吐
出最大周波数は１ＫＨｚ以上にならない。
【００１５】（２）多チャンネル高密度実装する場合、
微小球バルブを製作、組み込むことは困難であり、コス
ト高になる。
微小球バルブを製作、組み込むことは困難であり、コス
ト高になる。
【００１６】（３）駆動磁界を発生するためのコストを
立体的に形成する必要があり、多数チャンネルを容易に
形成することは困難である。
立体的に形成する必要があり、多数チャンネルを容易に
形成することは困難である。
【００１７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のインクジ
ェット記録ヘッドは、インク滴を噴出するノズルと、該
ノズルにインク滴を噴出させる圧力を発生させる吐出圧
力発生源とを具備するインクジェット記録ヘッドにおい
て、熱変形により作動する弁素子を備え、吐出圧力発生
源からの圧力伝播を前記弁素子で制御することによりイ
ンク滴を吐出することを特徴とするインクジェット記録
ヘッドである。
ェット記録ヘッドは、インク滴を噴出するノズルと、該
ノズルにインク滴を噴出させる圧力を発生させる吐出圧
力発生源とを具備するインクジェット記録ヘッドにおい
て、熱変形により作動する弁素子を備え、吐出圧力発生
源からの圧力伝播を前記弁素子で制御することによりイ
ンク滴を吐出することを特徴とするインクジェット記録
ヘッドである。
【００１８】請求項２記載のインクジェット記録ヘッド
は、前記弁素子は、平面状に複数個形成され、インク流
に対して該弁素子が垂直方向に作動することを特徴とす
るインクジェット記録ヘッドである。
は、前記弁素子は、平面状に複数個形成され、インク流
に対して該弁素子が垂直方向に作動することを特徴とす
るインクジェット記録ヘッドである。
【００１９】請求項３記載のインクジェット記録ヘッド
は、前記弁素子は前記吐出圧力発生源を有するインク流
路内に複数個設けられ、かつ、個々独立して制御される
ことを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。
は、前記弁素子は前記吐出圧力発生源を有するインク流
路内に複数個設けられ、かつ、個々独立して制御される
ことを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。
【００２０】
【作用】請求項１記載の構成によれば、図３において板
バネ３０への通電によりジュール熱が発生し、板は熱膨
張変形する。この板と一体的に形成されたシャッター片
３１はインク流路と垂直方向に移動し、インク通過孔を
開状態から閉状態にする。（図３において板バネは幅よ
り厚さの方が大きいため水平方向、図中の破線のように
変形する。）吐出圧力発生源からのインク流体圧はこの
弁素子によって伝播がオン，オフ制御され、オリフィス
孔からのインク滴吐出もこれに従う。シャッター片は移
動距離については数ミクロンメーター以上必要だが、エ
ネルギー自体は小さくても良い。従って加熱される金属
板は長さは所定量必要であるが、幅と厚さは小さくても
良く、熱容量は小さくて済む。変位量は板の長さと温度
上昇幅によって決まるが、熱容量が小さいので入力電力
は小さく、放熱に要する時間も短くなる。
バネ３０への通電によりジュール熱が発生し、板は熱膨
張変形する。この板と一体的に形成されたシャッター片
３１はインク流路と垂直方向に移動し、インク通過孔を
開状態から閉状態にする。（図３において板バネは幅よ
り厚さの方が大きいため水平方向、図中の破線のように
変形する。）吐出圧力発生源からのインク流体圧はこの
弁素子によって伝播がオン，オフ制御され、オリフィス
孔からのインク滴吐出もこれに従う。シャッター片は移
動距離については数ミクロンメーター以上必要だが、エ
ネルギー自体は小さくても良い。従って加熱される金属
板は長さは所定量必要であるが、幅と厚さは小さくても
良く、熱容量は小さくて済む。変位量は板の長さと温度
上昇幅によって決まるが、熱容量が小さいので入力電力
は小さく、放熱に要する時間も短くなる。
【００２１】請求項２記載の構成によれば、平面状に一
体的に形成された熱変形板とシャッター片の配列におい
て、変形板は幅よりも厚さの方が寸法大であるため、熱
膨張変形は平面と平行な方向となる。こうすることによ
り、インク流路と垂直であるため、圧力発生源からの圧
力を受けて弁素子が動かされたとしても、流体通過抵抗
への影響はほとんどなく、犠牲層４３の厚さは約１μｍ
で済む。
体的に形成された熱変形板とシャッター片の配列におい
て、変形板は幅よりも厚さの方が寸法大であるため、熱
膨張変形は平面と平行な方向となる。こうすることによ
り、インク流路と垂直であるため、圧力発生源からの圧
力を受けて弁素子が動かされたとしても、流体通過抵抗
への影響はほとんどなく、犠牲層４３の厚さは約１μｍ
で済む。
【００２２】請求項３記載の構成によれば、圧力発生源
からの圧力は各々の弁素子までほぼ均等に伝播する。弁
素子の開閉制御によりオリフィスからの滴吐出の有無が
決定される。
からの圧力は各々の弁素子までほぼ均等に伝播する。弁
素子の開閉制御によりオリフィスからの滴吐出の有無が
決定される。
【００２３】
【実施例】本発明の実施例を図１〜図５に基づいて説明
する。
する。
【００２４】図１（Ａ）は記録ヘッドの外観斜視図（オ
リフィス孔側）、図１（Ｂ）は記録ヘッドの外観斜視図
（インク導入口側）であり、インク滴吐出側からオリフ
ィスプレート１，弁プレート２，インク導入パスプレー
ト３，振動板４，圧電素子５の順で接着積層されてな
り、弁素子の制御信号はシリコン基板の端からケーブル
６により導かれる。尚、７はオリフィス孔、８はインク
導入口である。
リフィス孔側）、図１（Ｂ）は記録ヘッドの外観斜視図
（インク導入口側）であり、インク滴吐出側からオリフ
ィスプレート１，弁プレート２，インク導入パスプレー
ト３，振動板４，圧電素子５の順で接着積層されてな
り、弁素子の制御信号はシリコン基板の端からケーブル
６により導かれる。尚、７はオリフィス孔、８はインク
導入口である。
【００２５】図２（Ａ）は記録ヘッドの各プレート形状
の斜視図、図２（Ｂ）はその積層断面図であり、本例で
は吐出力発生源として圧電素子を用い、振動板のたわみ
変形により、インク室内にインパルス圧力を発生してい
る。複数の吐出チャンネルに対して一つの圧力発生源を
備えており、共通インク室内の圧力は各チャンネルに伝
播し、弁素子を介してオリフィス孔からの滴吐出に至
る。符号の説明については図１（Ａ），（Ｂ）と同一で
あり、９は弁素子（弁アレー）である。
の斜視図、図２（Ｂ）はその積層断面図であり、本例で
は吐出力発生源として圧電素子を用い、振動板のたわみ
変形により、インク室内にインパルス圧力を発生してい
る。複数の吐出チャンネルに対して一つの圧力発生源を
備えており、共通インク室内の圧力は各チャンネルに伝
播し、弁素子を介してオリフィス孔からの滴吐出に至
る。符号の説明については図１（Ａ），（Ｂ）と同一で
あり、９は弁素子（弁アレー）である。
【００２６】次に弁アレーの構成と形成方法について説
明する。弁アレーは図３に示す形状であり、形成プロセ
スを図４に示す。シリコン基板４１にインク通過孔４０
をエッチングにより形成した後、酸化シリコン上にレジ
ストフィルムをラミネートし、シャッター片３１，熱変
形板３０の平面形状をマスク露光した後、現像，不要部
分を除去する。次に、ニッケル（Ｎｉ）層４２を電鋳法
により５０μｍ 厚形成する。
明する。弁アレーは図３に示す形状であり、形成プロセ
スを図４に示す。シリコン基板４１にインク通過孔４０
をエッチングにより形成した後、酸化シリコン上にレジ
ストフィルムをラミネートし、シャッター片３１，熱変
形板３０の平面形状をマスク露光した後、現像，不要部
分を除去する。次に、ニッケル（Ｎｉ）層４２を電鋳法
により５０μｍ 厚形成する。
【００２７】レジストを除去した後、犠牲層４３の一部
をエッチングにより除去する。この一連のプロセスはＬ
ＩＧＡプロセスと呼ばれる微小構造体製作技術を用いる
ことができる。
をエッチングにより除去する。この一連のプロセスはＬ
ＩＧＡプロセスと呼ばれる微小構造体製作技術を用いる
ことができる。
【００２８】弁素子の寸法を以下に示す。
【００２９】板バネ３０：l ＝３．０、ｗ＝０．００
５、ｔ＝０．０５（ｍｍ） シャッター片３１：l ＝１．５、ｗ＝０．０４、＝０．
０５（ｍｍ） シャッター片３２：l ＝１．０、ｗ＝０．０１（ｍｍ） こうして得られた弁素子のシャッター孔３２の変位は板
バネの温度上昇５０degに対し１３μｍであった。温度
上昇に必要な入力電力は約１０-4ジュールであり、イン
ク充填後のくり返り駆動周波数は最大１０ＫＨｚ迄滴吐
出制御が可能であった。
５、ｔ＝０．０５（ｍｍ） シャッター片３１：l ＝１．５、ｗ＝０．０４、＝０．
０５（ｍｍ） シャッター片３２：l ＝１．０、ｗ＝０．０１（ｍｍ） こうして得られた弁素子のシャッター孔３２の変位は板
バネの温度上昇５０degに対し１３μｍであった。温度
上昇に必要な入力電力は約１０-4ジュールであり、イン
ク充填後のくり返り駆動周波数は最大１０ＫＨｚ迄滴吐
出制御が可能であった。
【００３０】弁素子の制御と圧力発生源駆動は同期をと
って行い、図５にそのタイムチャートを示す。
って行い、図５にそのタイムチャートを示す。
【００３１】圧電素子に駆動パルスを印加する前に通電
パルスを印加して温度上昇させ、弁を閉状態にする。圧
電素子駆動パルスが立下がった後、通電パルスを切り、
元の開状態に戻す。滴吐出する場合は通電せず、弁は開
状態のままである。圧電素子により発生したインパルス
圧力がそのまま滴吐出につながる。
パルスを印加して温度上昇させ、弁を閉状態にする。圧
電素子駆動パルスが立下がった後、通電パルスを切り、
元の開状態に戻す。滴吐出する場合は通電せず、弁は開
状態のままである。圧電素子により発生したインパルス
圧力がそのまま滴吐出につながる。
【００３２】なお、本実施例では非導電性インクを用い
たが、水性インクを用いる場合は通電により板バネ３０
両端に電圧が発生し、電気分解などの不都合が発生する
ので弁素子全体を絶縁コートすればよい。また、板バネ
３０部材に直接通電せず、板バネ部表面をＳｉＯ2 膜な
どの絶縁層でコートし、その上にヒーター配線をＮｉで
薄膜形成し、さらにその上から絶縁層を形成することに
より、高抵抗のヒーターが形成可能で、通電電流の低減
を図ることも可能である。
たが、水性インクを用いる場合は通電により板バネ３０
両端に電圧が発生し、電気分解などの不都合が発生する
ので弁素子全体を絶縁コートすればよい。また、板バネ
３０部材に直接通電せず、板バネ部表面をＳｉＯ2 膜な
どの絶縁層でコートし、その上にヒーター配線をＮｉで
薄膜形成し、さらにその上から絶縁層を形成することに
より、高抵抗のヒーターが形成可能で、通電電流の低減
を図ることも可能である。
【００３３】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、弁素子の
作動は小さいエネルギーですむ。消費電力が小さく、放
熱時間も短くなるので、高速応答が実現できる。また、
寸法面でも高密度実装（チャンネルピッチ１００ μ
ｍ）が可能であり、圧力発生源として熱変形素子を用い
た場合に比べヘッドを小型化できる。弁素子を用いず各
チャンネルごとに圧電素子を用いた従来ヘッドに比べて
もはるかに小型化できる。
作動は小さいエネルギーですむ。消費電力が小さく、放
熱時間も短くなるので、高速応答が実現できる。また、
寸法面でも高密度実装（チャンネルピッチ１００ μ
ｍ）が可能であり、圧力発生源として熱変形素子を用い
た場合に比べヘッドを小型化できる。弁素子を用いず各
チャンネルごとに圧電素子を用いた従来ヘッドに比べて
もはるかに小型化できる。
【００３４】請求項２記載の発明によれば、複数チャン
ネルの弁素子が一括して同一基板上に形成できるので、
製造コストが低く、組立も容易である。また、圧力伝播
の方向、すなわち、インク流の方向と垂直にスリット状
に弁が動くので、弁素子と流体の相互作用が小さく動作
を安定化できる。
ネルの弁素子が一括して同一基板上に形成できるので、
製造コストが低く、組立も容易である。また、圧力伝播
の方向、すなわち、インク流の方向と垂直にスリット状
に弁が動くので、弁素子と流体の相互作用が小さく動作
を安定化できる。
【００３５】請求項３記載の発明によれば、圧力発生源
がチャンネル数に比べて少なくてすみ、部品点数，コス
トの低減が可能になる。
がチャンネル数に比べて少なくてすみ、部品点数，コス
トの低減が可能になる。
【図１】（Ａ）本発明の記録ヘッドの斜視図（オリフィ
ス孔側）である。 （Ｂ）本発明の記録ヘッドの斜視図（インク導入口孔）
である。
ス孔側）である。 （Ｂ）本発明の記録ヘッドの斜視図（インク導入口孔）
である。
【図２】（Ａ）本発明の記録ヘッドの各プレート形状の
斜視図である。 （Ｂ）本発明の記録ヘッドの積層断面図である。
斜視図である。 （Ｂ）本発明の記録ヘッドの積層断面図である。
【図３】弁素子の詳細図である。
【図４】弁素子の形成方法を表す図である。
【図５】本発明の記録ヘッドの振動制御のタイムチャー
トである。
トである。
【図６】従来のインクジェットヘッド側断面図である。
【図７】（Ａ）従来のインクジェット記録ヘッドのイン
ク吐出し状態を表す図である。 （Ｂ）従来のインクジェット記録ヘッドのインク遮断状
態を表す図である。
ク吐出し状態を表す図である。 （Ｂ）従来のインクジェット記録ヘッドのインク遮断状
態を表す図である。
１ オリフィスプレート ２ 弁素子プレート ３ インクパスプレート ４ 振動板 ５ 圧電素子 ６ ケーブル ７ オリフィス孔 ８ インク導入口 ９ 弁素子（弁アレー） ３０ 板バネ ３１ シャッター片 ３２ シャッター孔 ４０ インク通過孔 ４１ シリコン気基体 ４２ ニッケル（Ｎｉ）電鋳層 ４３ 酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）層（犠牲層） １０２ ノズルオリフィス １０４ 圧力室 １０５ 共通インク室 １０６ 供給路 １０８ 発熱素子 １０９ 変位素子 １１１ アルミナ基板 １１２ 保温層 １１３ 発熱体Ｔａ2 Ｎ １１４ 耐酸化膜ＳｉＯ2 １１５ 熱膨張係数が小さい部材 １１６ 熱膨張係数が大きい部材 ２０１ ヘッド ２０２ ノズル ２０３ インク流路 ２０４ インク加圧手段 ２０５ 電磁開閉弁 ２０６ 弁室 ２０７ 弁体 ２０７ａ 弁ポート ２０９ 駆動コイル ２１０ 駆動コイル
Claims (3)
- 【請求項１】 インク滴を噴出するノズルと、該ノズル
にインク滴を噴出させる圧力を発生させる吐出圧力発生
源とを具備するインクジェット記録ヘッドにおいて、熱
変形により作動する弁素子を備え、吐出圧力発生源から
の圧力伝播を前記弁素子で制御することによりインク滴
を吐出することを特徴とするインクジェット記録ヘッ
ド。 - 【請求項２】 前記弁素子は、平面状に複数個形成さ
れ、インク流に対して該弁素子が垂直方向に作動するこ
とを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項３】 前記弁素子は前記吐出圧力発生源を有す
るインク流路内に複数個設けられ、かつ、個々独立して
制御され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 |
|---|---|---|---|
| JP1054495A JPH08197729A (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | インクジェット記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1054495A JPH08197729A (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | インクジェット記録ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08197729A true JPH08197729A (ja) | 1996-08-06 |
Family
ID=11753210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1054495A Pending JPH08197729A (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | インクジェット記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08197729A (ja) |
-
1995
- 1995-01-26 JP JP1054495A patent/JPH08197729A/ja active Pending
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