JPH11123821A - 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
- JPH11123821A JPH11123821A JP29271297A JP29271297A JPH11123821A JP H11123821 A JPH11123821 A JP H11123821A JP 29271297 A JP29271297 A JP 29271297A JP 29271297 A JP29271297 A JP 29271297A JP H11123821 A JPH11123821 A JP H11123821A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- supply port
- piezoelectric element
- pressure chamber
- recording head
- 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
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価で吐出性能のよいインクジェット記録ヘ
ッドを提供する。 【解決手段】 振動板１１の一部を形成する島状剛体部
１１ｂを圧力室１３と共通インク室１４を連通させる供
給口１５に対向させることで、インク滴噴射時に供給口
での弁機能を安価に実現し、吐出効率のよいインクジェ
ット記録ヘッドを提供する。
ッドを提供する。 【解決手段】 振動板１１の一部を形成する島状剛体部
１１ｂを圧力室１３と共通インク室１４を連通させる供
給口１５に対向させることで、インク滴噴射時に供給口
での弁機能を安価に実現し、吐出効率のよいインクジェ
ット記録ヘッドを提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インク滴を画像記
録媒体上へ選択的に付着させるインクジェット記録ヘッ
ドに関するものである。
録媒体上へ選択的に付着させ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】積層圧電素子の厚さ方向の変位を利用し
て圧力室の壁の一つを形成した振動板を変位させて圧力
室内に充填したインクを加圧し該圧力室に連通するノズ
ルよりインクを噴射するインクジェット記録ヘッドにお
いて、インク滴噴射後の圧力室へのインク供給は、供給
口を介して共通インク室より行われる。インク滴の噴射
は圧電素子の変位により圧力室の容積を変化させ、その
際に発生した圧力により行われるが、圧力室内に発生し
た圧力は、ノズル穴側と供給口側にインクの流れを発生
させる。供給口の役割は、インク滴噴射時は、圧力室か
ら共通インク室へのインクの流れを小さくさせ、ノズル
穴から噴射するインク滴の圧力変換効率を良くし、次に
噴射によって少なくなった圧力室内のインクを共通イン
ク室より補給することにある。
て圧力室の壁の一つを形成した振動板を変位させて圧力
室内に充填したインクを加圧し該圧力室に連通するノズ
ルよりインクを噴射するインクジェット記録ヘッドにお
いて、インク滴噴射後の圧力室へのインク供給は、供給
口を介して共通インク室より行われる。インク滴の噴射
は圧電素子の変位により圧力室の容積を変化させ、その
際に発生した圧力により行われるが、圧力室内に発生し
た圧力は、ノズル穴側と供給口側にインクの流れを発生
させる。供給口の役割は、インク滴噴射時は、圧力室か
ら共通インク室へのインクの流れを小さくさせ、ノズル
穴から噴射するインク滴の圧力変換効率を良くし、次に
噴射によって少なくなった圧力室内のインクを共通イン
ク室より補給することにある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記目的より供給口
は、インク滴噴射時は、インクの流体抵抗を大きくする
必要があり、補給時は、小さくしなければならない。一
般に、流体抵抗を大きくする方法として、供給口の断面
積を小さくすることが知られているが、インク滴の吐出
効率をよくするために供給口の断面積を小さくすると、
噴射後のインクの補給がされにくくなり、インクジェッ
ト記録ヘッドの応答性が低下する。反対に、供給をよく
するために供給口の断面積を大きくすると、インク滴噴
射時の供給口側へのインクの流れが大きくなり、吐出す
るインク滴の速度低下、液滴径小といった問題が生じ
る。よって、図６に示すような供給口１５の断面積が一
定の場合は、供給口の断面積および流体抵抗の設計は非
常に難しかった。これを解決するためには、噴射時は供
給口の断面積を小さくし、補給時は大きくする弁機構の
追加が考えられるが、弁機構を特別に追加すると、製品
のコストアップにつながるため、従来の構成部品を利用
した弁機構が好ましい。例えば、カイザー型のインクジ
ェット記録ヘッドでは、特開平４−２５５３５６や特開
平８−５８０８５のように、インク滴を噴射させる圧電
素子の変形を利用して、供給口の断面積を小さくするこ
とが考えられている。本発明は、積層圧電素子を利用し
たインクジェット記録ヘッドにおいて、新たに特別な部
品を追加することなく、供給口の断面積を変化させ、吐
出効率のよいインクジェット記録ヘッドを提供すること
にある。
は、インク滴噴射時は、インクの流体抵抗を大きくする
必要があり、補給時は、小さくしなければならない。一
般に、流体抵抗を大きくする方法として、供給口の断面
積を小さくすることが知られているが、インク滴の吐出
効率をよくするために供給口の断面積を小さくすると、
噴射後のインクの補給がされにくくなり、インクジェッ
ト記録ヘッドの応答性が低下する。反対に、供給をよく
するために供給口の断面積を大きくすると、インク滴噴
射時の供給口側へのインクの流れが大きくなり、吐出す
るインク滴の速度低下、液滴径小といった問題が生じ
る。よって、図６に示すような供給口１５の断面積が一
定の場合は、供給口の断面積および流体抵抗の設計は非
常に難しかった。これを解決するためには、噴射時は供
給口の断面積を小さくし、補給時は大きくする弁機構の
追加が考えられるが、弁機構を特別に追加すると、製品
のコストアップにつながるため、従来の構成部品を利用
した弁機構が好ましい。例えば、カイザー型のインクジ
ェット記録ヘッドでは、特開平４−２５５３５６や特開
平８−５８０８５のように、インク滴を噴射させる圧電
素子の変形を利用して、供給口の断面積を小さくするこ
とが考えられている。本発明は、積層圧電素子を利用し
たインクジェット記録ヘッドにおいて、新たに特別な部
品を追加することなく、供給口の断面積を変化させ、吐
出効率のよいインクジェット記録ヘッドを提供すること
にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のインクジェット記録ヘッドは、下記記載の構成
を採用する。本発明によるインクジェット記録ヘッド
は、積層圧電素子の変位を、変形可能な膜部と膜部上に
形成された圧電素子と接合する島状剛体部よりなる振動
板を介して圧力室に伝達し、圧力室内に充填したインク
を加圧し圧力室に連通する複数のノズルよりインク滴を
噴射させ、前記圧力室に供給口を介して連通する共通イ
ンク室よりインクを供給する圧電式のインクジェット記
録ヘッドにおいて、前記振動板の島状剛体部が前記供給
口に対向していることを特徴とする。
本発明のインクジェット記録ヘッドは、下記記載の構成
を採用する。本発明によるインクジェット記録ヘッド
は、積層圧電素子の変位を、変形可能な膜部と膜部上に
形成された圧電素子と接合する島状剛体部よりなる振動
板を介して圧力室に伝達し、圧力室内に充填したインク
を加圧し圧力室に連通する複数のノズルよりインク滴を
噴射させ、前記圧力室に供給口を介して連通する共通イ
ンク室よりインクを供給する圧電式のインクジェット記
録ヘッドにおいて、前記振動板の島状剛体部が前記供給
口に対向していることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１、図２は本発明の実施例を説
明するためのインクジェット記録ヘッドの概要構成をあ
らわしており、圧力室と平行な断面図である。図１を図
３、図４、図５は図１の機能の動作原理図である。図６
は従来の積層圧電素子を用いたインクジェット記録ヘッ
ドの圧力室と平行な断面図である。
明するためのインクジェット記録ヘッドの概要構成をあ
らわしており、圧力室と平行な断面図である。図１を図
３、図４、図５は図１の機能の動作原理図である。図６
は従来の積層圧電素子を用いたインクジェット記録ヘッ
ドの圧力室と平行な断面図である。
【０００６】図１に示すように流路基板１０に形成され
た圧力室１３に対向し、膜部１１ａと島状剛体部１１ｂ
からなる振動板１１が接合されており、さらに振動板の
島状剛体部１１ｂに積層圧電素子１２が接合されてい
る。圧力室１３は、供給口１５を介し、共通インク室１
４に連通している。図２は、図１を下面よりみたもので
あるが、積層圧電素子は省略されている。振動板の島状
剛体部１１ｂは、膜部１１ａ上に島状に設置され接合さ
れている。図３、図４、図５はこの機能の動作原理図で
ある。最初、圧電素子１２に電圧が印可されており、圧
電素子は図３のように圧力室１３側に変形し、供給口１
５の断面積は小さくなっている。次に、圧電素子１２へ
の印可電圧を小さくすることで、圧電素子は図４のよう
に元の位置に戻り、供給口１５の断面積は大きくなり、
反対に、インクへの流体抵抗が小さくなり、共通インク
室１４より圧力室１３にインクを補給しやすくする。次
に、圧電素子１２に最初と同じ電圧を急激に印可するこ
とで、図５のように圧電素子が急激に変形し、押された
振動板の島状剛体部１１ｂは圧力室１３に圧力を発生さ
せ、ノズル穴１７よりインク滴１９を噴射させる。と同
時に、島状剛体部は供給口１５の断面積を小さくし、イ
ンクへの流体抵抗を大きくすることによって、共通イン
ク室１４へのインクの流れを阻害する。そして、次の信
号がくるまでにインク境界面１８の振動を収め、図３の
状態に戻る。その後、信号がくると、前記運動をくり返
す。なお、積層圧電素子１２に与える印可電圧は、噴射
されるインク滴の速度、液滴径といった吐出特性および
インク滴吐出後のインク境界面１８の振動の減衰が最適
となるように電圧値、時間、勾配等を決める。
た圧力室１３に対向し、膜部１１ａと島状剛体部１１ｂ
からなる振動板１１が接合されており、さらに振動板の
島状剛体部１１ｂに積層圧電素子１２が接合されてい
る。圧力室１３は、供給口１５を介し、共通インク室１
４に連通している。図２は、図１を下面よりみたもので
あるが、積層圧電素子は省略されている。振動板の島状
剛体部１１ｂは、膜部１１ａ上に島状に設置され接合さ
れている。図３、図４、図５はこの機能の動作原理図で
ある。最初、圧電素子１２に電圧が印可されており、圧
電素子は図３のように圧力室１３側に変形し、供給口１
５の断面積は小さくなっている。次に、圧電素子１２へ
の印可電圧を小さくすることで、圧電素子は図４のよう
に元の位置に戻り、供給口１５の断面積は大きくなり、
反対に、インクへの流体抵抗が小さくなり、共通インク
室１４より圧力室１３にインクを補給しやすくする。次
に、圧電素子１２に最初と同じ電圧を急激に印可するこ
とで、図５のように圧電素子が急激に変形し、押された
振動板の島状剛体部１１ｂは圧力室１３に圧力を発生さ
せ、ノズル穴１７よりインク滴１９を噴射させる。と同
時に、島状剛体部は供給口１５の断面積を小さくし、イ
ンクへの流体抵抗を大きくすることによって、共通イン
ク室１４へのインクの流れを阻害する。そして、次の信
号がくるまでにインク境界面１８の振動を収め、図３の
状態に戻る。その後、信号がくると、前記運動をくり返
す。なお、積層圧電素子１２に与える印可電圧は、噴射
されるインク滴の速度、液滴径といった吐出特性および
インク滴吐出後のインク境界面１８の振動の減衰が最適
となるように電圧値、時間、勾配等を決める。
【０００７】また、振動板１１は、例えば、数μｍの厚
みのポリフェノレンサルファイド（ＰＰＳ）からなる変
形可能な膜部１１ａの片面に３０μｍ程度のステンレス
を接着し、エッチング加工を施し、積層圧電素子１２と
接合する島状剛体部１１ｂと流路基板１との接合部分を
形成されたものである。前記構成の振動板であれば、島
状剛体部は、エッチング加工でのパターンを変えること
で、従来例の形状、本発明の形状、どちらでも可能であ
る。また、弁機能を追加するために、島状剛体部の形状
変更以外に新たな部品を付け加えることもない。このこ
とは、弁機能がほとんどコストアップすることなく実現
できることを示している。
みのポリフェノレンサルファイド（ＰＰＳ）からなる変
形可能な膜部１１ａの片面に３０μｍ程度のステンレス
を接着し、エッチング加工を施し、積層圧電素子１２と
接合する島状剛体部１１ｂと流路基板１との接合部分を
形成されたものである。前記構成の振動板であれば、島
状剛体部は、エッチング加工でのパターンを変えること
で、従来例の形状、本発明の形状、どちらでも可能であ
る。また、弁機能を追加するために、島状剛体部の形状
変更以外に新たな部品を付け加えることもない。このこ
とは、弁機能がほとんどコストアップすることなく実現
できることを示している。
【０００８】
【発明の効果】以上のように、本発明の実施例における
インクジェット記録ヘッドの構成によると、振動板が変
形可能な膜部と膜部の上に形成された圧電素子と接合さ
れ変位を伝える島状剛体部からなり、その島状剛体部
が、前記圧力室と共通インク室を連通する供給口に対向
していることにより、特に新たな弁機能をもった部品と
追加することなく、供給口の流体抵抗を制御できる。こ
のことにより、安価で吐出効率のよいインクジェット記
録ヘッドを実現することができる。
インクジェット記録ヘッドの構成によると、振動板が変
形可能な膜部と膜部の上に形成された圧電素子と接合さ
れ変位を伝える島状剛体部からなり、その島状剛体部
が、前記圧力室と共通インク室を連通する供給口に対向
していることにより、特に新たな弁機能をもった部品と
追加することなく、供給口の流体抵抗を制御できる。こ
のことにより、安価で吐出効率のよいインクジェット記
録ヘッドを実現することができる。
【図１】本発明の実施の形態におけるインクジェット記
録ヘッドの断面図。
録ヘッドの断面図。
【図２】本発明の実施の形態におけるインクジェット記
録ヘッドの断面図。
録ヘッドの断面図。
【図３】本発明の実施の形態におけるインクジェット記
録ヘッドの動作原理を説明するための断面図。
録ヘッドの動作原理を説明するための断面図。
【図４】本発明の実施の形態におけるインクジェット記
録ヘッドの動作原理を説明するための断面図。
録ヘッドの動作原理を説明するための断面図。
【図５】本発明の実施の形態におけるインクジェット記
録ヘッドの動作原理を説明するための断面図。
録ヘッドの動作原理を説明するための断面図。
【図６】従来のインクシェット記録ヘッドの断面図。
１０流路基板 １１振動板 １１ａ振動板膜部 １１ｂ振動板島状剛体部 １２積層圧電素子 １３圧力室 １４共通インク室 １５供給口 １６ノズル板 １７ノズル穴 １８インク境界面 １９インク滴
Claims (1)
- 【請求項１】 共通インク室より圧力室に供給口を介し
てインクを供給し、積層圧電素子の変位を、変形可能な
膜部と膜部上に形成された圧電素子と接合する島状剛体
部よりなる振動板を介して圧力室に伝達し、圧力室内に
充填したインクを加圧し、圧力室に連通する複数のノズ
ルよりインク滴を噴射させる圧電式のインクジェット記
録ヘッドにおいて、前記振動板の島状剛体部が前記供給
口に対向してい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 |
|---|---|---|---|
| JP29271297A JPH11123821A (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | インクジェット記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29271297A JPH11123821A (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | インクジェット記録ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11123821A true JPH11123821A (ja) | 1999-05-11 |
Family
ID=17785343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29271297A Pending JPH11123821A (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | インクジェット記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11123821A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008080806A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Samsung Electro Mech Co Ltd | インクジェットヘッド |
| US7524039B2 (en) | 2005-05-18 | 2009-04-28 | Fujifilm Corp. | Liquid ejection head and image forming apparatus |
-
1997
- 1997-10-24 JP JP29271297A patent/JPH11123821A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7524039B2 (en) | 2005-05-18 | 2009-04-28 | Fujifilm Corp. | Liquid ejection head and image forming apparatus |
| JP2008080806A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Samsung Electro Mech Co Ltd | インクジェットヘッド |
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