JPS5926269A - インクジエツトプリントヘツド - Google Patents
インクジエツトプリントヘツドInfo
- Publication number
- JPS5926269A JPS5926269A JP13699282A JP13699282A JPS5926269A JP S5926269 A JPS5926269 A JP S5926269A JP 13699282 A JP13699282 A JP 13699282A JP 13699282 A JP13699282 A JP 13699282A JP S5926269 A JPS5926269 A JP S5926269A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- ink supply
- chamber
- preparation chamber
- impedance
- 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.)
- Granted
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
- 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
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
Landscapes
- 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
【発明の詳細な説明】
本発明は、インクをインクタンクより一旦インク供給準
備室へと到達させ、そこからマルチノズルの各加圧室へ
と供給する構造を持つマルチノズル型インクオンデマン
ドインク、ジェットプリントヘッドに関する。
備室へと到達させ、そこからマルチノズルの各加圧室へ
と供給する構造を持つマルチノズル型インクオンデマン
ドインク、ジェットプリントヘッドに関する。
オンデマンド型インクジェットヘッドにおいて、インク
加圧室で加圧されたインクは、ノズルより飛び出すと同
時にインク供給路を経てインク供給準備室へと流れ、イ
ンク供給準備室内のインク圧を高める。この圧力変化に
より、マルチノズルの他の動作していない加圧室へ圧力
が伝播し、動作中でないノズルからのインクの流出、あ
るいは気泡の取り込み等不安定状態を引き起こす。この
ため従来よりインクの逆流を防ぐ方法が、いろいろと考
えられている。例として特開昭54−148531号公
報等の流体ダイオードを用いたもの、また特開昭54−
35956号公報等にみられるようにインク供給準備室
の圧力を圧力センサを用いて測定し、インク液圧を弁の
開閉によって制御するもの等がある。しかしこれらはい
ずれも構造上複雑で、流体抵抗、慣性質量の増加をまね
き、インク供給自体が不安定になったり、制御のための
特別な電気的システムが必要である等の欠点があった。
加圧室で加圧されたインクは、ノズルより飛び出すと同
時にインク供給路を経てインク供給準備室へと流れ、イ
ンク供給準備室内のインク圧を高める。この圧力変化に
より、マルチノズルの他の動作していない加圧室へ圧力
が伝播し、動作中でないノズルからのインクの流出、あ
るいは気泡の取り込み等不安定状態を引き起こす。この
ため従来よりインクの逆流を防ぐ方法が、いろいろと考
えられている。例として特開昭54−148531号公
報等の流体ダイオードを用いたもの、また特開昭54−
35956号公報等にみられるようにインク供給準備室
の圧力を圧力センサを用いて測定し、インク液圧を弁の
開閉によって制御するもの等がある。しかしこれらはい
ずれも構造上複雑で、流体抵抗、慣性質量の増加をまね
き、インク供給自体が不安定になったり、制御のための
特別な電気的システムが必要である等の欠点があった。
本発明は、インク供給準備室の持つインピーダンスZR
ZR≦z s / (1o @N ) (1
)ここで 28は一つのインク供給路の持つインピーダ
ンス。
)ここで 28は一つのインク供給路の持つインピーダ
ンス。
Nはヘッドの持つ加圧室の数。
なる条件を満たすインク供給準備室の構造とすることを
特徴として、動作時において加圧室からインク供給準備
室へと伝播するインク圧変化をインク供給準備室自体で
吸収することを目的とする。
特徴として、動作時において加圧室からインク供給準備
室へと伝播するインク圧変化をインク供給準備室自体で
吸収することを目的とする。
以下に図面によって詳細に説明する。第1図は本発明の
一実施例であり、1は流路、2はヘッド基板、3は振動
板、4は圧力発生機構(例えば圧電素子等)、5は加圧
室、6はインク供給路、7はインク供給準備室、8はイ
ンク供給準備室壁(以下準備室壁とする)、9はインク
タンク(図示せず)へと連結されている供給管である。
一実施例であり、1は流路、2はヘッド基板、3は振動
板、4は圧力発生機構(例えば圧電素子等)、5は加圧
室、6はインク供給路、7はインク供給準備室、8はイ
ンク供給準備室壁(以下準備室壁とする)、9はインク
タンク(図示せず)へと連結されている供給管である。
10はノズルである。第1図はマルチノズルを持つプリ
ントヘッドの一つのインク流路における断面図で、一般
に加圧室5を形成するヘラ、ド基板2.振動板6等の拐
判は、ガラス、セラミック、金属、及び剛性の高いプラ
スチック等で作られている。第2図はプリントヘッドの
平面図でヘッド基板2の例である。
ントヘッドの一つのインク流路における断面図で、一般
に加圧室5を形成するヘラ、ド基板2.振動板6等の拐
判は、ガラス、セラミック、金属、及び剛性の高いプラ
スチック等で作られている。第2図はプリントヘッドの
平面図でヘッド基板2の例である。
外部より圧力発生機構4に駆動信号が入ると、それに対
応して、振動板6が撓み、加圧室5内のインクが加圧さ
れ、ノズル10よりインク液滴が射出され、同時にイン
ク供給路6を通ってインクがインク供給準備室7へと流
れ込む。このとき第21¥1に示すような、12ノズル
のプリントヘッドにおいて、12本駆動したとすると、
インク供給準備室7へ伝播するインク圧の変化率は、1
本駆動時の12倍となり、急激に圧力変化が生ずること
になるが、準備室壁8をプラスチックフィルム等の可撓
性に優れたやわらかい拐料で形成することによって、イ
ンク供給準備室7のもつノ々ネ定数KRを小さくすると
、4ンク供給準備室7Gこ逆流してきたインクを、準備
室壁8が撓わんで、インクを受は入れることになり、イ
ンク供給準備室7の圧力変化をさまたげることになる。
応して、振動板6が撓み、加圧室5内のインクが加圧さ
れ、ノズル10よりインク液滴が射出され、同時にイン
ク供給路6を通ってインクがインク供給準備室7へと流
れ込む。このとき第21¥1に示すような、12ノズル
のプリントヘッドにおいて、12本駆動したとすると、
インク供給準備室7へ伝播するインク圧の変化率は、1
本駆動時の12倍となり、急激に圧力変化が生ずること
になるが、準備室壁8をプラスチックフィルム等の可撓
性に優れたやわらかい拐料で形成することによって、イ
ンク供給準備室7のもつノ々ネ定数KRを小さくすると
、4ンク供給準備室7Gこ逆流してきたインクを、準備
室壁8が撓わんで、インクを受は入れることになり、イ
ンク供給準備室7の圧力変化をさまたげることになる。
ここで第2図に示したマルチノズルプリントヘッドを電
気音響工学に基づいて、集中定数的類推を行ない電気回
路に変換すると第6図tこ示すような電気回路となる。
気音響工学に基づいて、集中定数的類推を行ない電気回
路に変換すると第6図tこ示すような電気回路となる。
惧8はインク供給路6の流体質量(kf/m’)、R8
はインク供給路6の流体抵抗〔N−8/1n″)、mr
Lはノズル10の流体質量、RrLはノズル10の流体
抵抗であり、Calま振動板3と圧力発生機構4のもつ
コンプライアンス(m ’/ N )、ORはインク供
給準備室7のもつコンプライアンスである。外部人力ψ
によって加圧室5のインクに圧力が発生するとインク&
ま体積速度υo(m”/S)で加圧室5を拡がり、体積
速度U8でインク供給路6に伝播し、かつ、体積速度U
nでノズル10へと伝播することになる。ここでコンプ
ライアンスはノくネ定数の逆数で与えられる。すなわち
、 o n = 1 / K R(2) である。
はインク供給路6の流体抵抗〔N−8/1n″)、mr
Lはノズル10の流体質量、RrLはノズル10の流体
抵抗であり、Calま振動板3と圧力発生機構4のもつ
コンプライアンス(m ’/ N )、ORはインク供
給準備室7のもつコンプライアンスである。外部人力ψ
によって加圧室5のインクに圧力が発生するとインク&
ま体積速度υo(m”/S)で加圧室5を拡がり、体積
速度U8でインク供給路6に伝播し、かつ、体積速度U
nでノズル10へと伝播することになる。ここでコンプ
ライアンスはノくネ定数の逆数で与えられる。すなわち
、 o n = 1 / K R(2) である。
前述同様にル本を駆動させた場合を考えると、インク供
給準備室7すなわち1.コンプライアンスCRへのイン
クは体積速度UR(IIairLxUs)で進む。この
時のインク供給準備室7の圧力降下pRは、インピーダ
ンスZRとすると、P R= Z RUR(==Z n
xttxtrs ) (11)同様に1つのイン
ク供給路6における圧力降下Pgは、インピーダンスz
sとして、 Ps=ZsUs (4)で与えら
れる。(8)式より与えられるように、駆動させるイン
ク流路の数ルによって圧力変化が起こり、ノズル10に
おける体積速度UrLに変化を引き起こす。すなわち、
射出されるインク液滴が変化する。そこで、この変化を
おさえるために、(4)式で与えられるところのインク
供給路6の圧力降下psに対して、インク供給準備室7
の圧力降下PRを1割以下に設定すれば、射出インクの
変化も最大1割以内にすることができる。
給準備室7すなわち1.コンプライアンスCRへのイン
クは体積速度UR(IIairLxUs)で進む。この
時のインク供給準備室7の圧力降下pRは、インピーダ
ンスZRとすると、P R= Z RUR(==Z n
xttxtrs ) (11)同様に1つのイン
ク供給路6における圧力降下Pgは、インピーダンスz
sとして、 Ps=ZsUs (4)で与えら
れる。(8)式より与えられるように、駆動させるイン
ク流路の数ルによって圧力変化が起こり、ノズル10に
おける体積速度UrLに変化を引き起こす。すなわち、
射出されるインク液滴が変化する。そこで、この変化を
おさえるために、(4)式で与えられるところのインク
供給路6の圧力降下psに対して、インク供給準備室7
の圧力降下PRを1割以下に設定すれば、射出インクの
変化も最大1割以内にすることができる。
すなわち、全ノズル数をNとすると、
ZRXNXU8≦z 8 U 8 X 0.1 (
5)となり ZR≦z s / (10@N ) を満足するように、インク供給準備室7のインピーダン
スzRを設定することによってインク圧の変化をインク
供給準備室7において、準備室壁8が撓むことによって
、充分に吸収できるようになる。
5)となり ZR≦z s / (10@N ) を満足するように、インク供給準備室7のインピーダン
スzRを設定することによってインク圧の変化をインク
供給準備室7において、準備室壁8が撓むことによって
、充分に吸収できるようになる。
ここで−具体例を上げてさらに説明を行なう。
インピーダンスZRが(1)式を満足するためには一つ
に準備室壁8の大きさを大きくする方法がある。インク
流路系の持つ固有振動数ωとし、インク供給準備室7の
形状を縦t(m)横W(ニー)の長方形で準備室壁8の
厚さt、ヤング率Eとすると、拐料力学より準備室壁8
は固定端振動すると考えて、(1)式より準備室壁8の
厚さtと縦t、横Wとの関係は、 で与えられる。具体例としてノズルを12本持つマルチ
ノズルヘッドにおいて、インク供給路6の流体抵抗RS
” 3X 10 ” (N =S / m ’ )流
体質量、n5=5x1o’ (kr/m’ )、固
有振動数ω:2.1X10’ (S−’ )として
、準備室壁8を0、15 mmの厚さのガラスで形成し
たとすると、ガラスノヤンク率E=7×1010〔N/
flL2〕として1 = 5 mmとするとw=&3■
以上の大きさの準備室壁8を用いれば充分にインク供給
準備室7において圧力変化を吸収できる。また別な方法
として、準備室壁8をガラス・金属などより剛性の小さ
な材料としてプラスチックフィルムを用いるとプラスチ
ックのヤング率n= 2.s×1o9 (n/m”)と
して前述と同様の条件下において、t=5mmw =
3.3 mmなる準備室壁8の形状とすると、0.4咽
以下の厚さにすることで圧力変化が吸収できる。
に準備室壁8の大きさを大きくする方法がある。インク
流路系の持つ固有振動数ωとし、インク供給準備室7の
形状を縦t(m)横W(ニー)の長方形で準備室壁8の
厚さt、ヤング率Eとすると、拐料力学より準備室壁8
は固定端振動すると考えて、(1)式より準備室壁8の
厚さtと縦t、横Wとの関係は、 で与えられる。具体例としてノズルを12本持つマルチ
ノズルヘッドにおいて、インク供給路6の流体抵抗RS
” 3X 10 ” (N =S / m ’ )流
体質量、n5=5x1o’ (kr/m’ )、固
有振動数ω:2.1X10’ (S−’ )として
、準備室壁8を0、15 mmの厚さのガラスで形成し
たとすると、ガラスノヤンク率E=7×1010〔N/
flL2〕として1 = 5 mmとするとw=&3■
以上の大きさの準備室壁8を用いれば充分にインク供給
準備室7において圧力変化を吸収できる。また別な方法
として、準備室壁8をガラス・金属などより剛性の小さ
な材料としてプラスチックフィルムを用いるとプラスチ
ックのヤング率n= 2.s×1o9 (n/m”)と
して前述と同様の条件下において、t=5mmw =
3.3 mmなる準備室壁8の形状とすると、0.4咽
以下の厚さにすることで圧力変化が吸収できる。
ここで厚さ0.1簡の厚さのプラスチックフィルムを用
いることによって、−例として、t=3111IIIW
=1.5IIII+の形状のインク供給準備室7を持て
ばよいことになり、プラスチックフィルムというガラス
・金属薄膜より非常に廉価な材料を用いることによりイ
ン′り供給準備室7においてインク圧の変化を充分に吸
収でき、さらには小さな形状のインク供給準備室7でよ
く、プリントヘッド自体としても小さなものを供給でき
る。
いることによって、−例として、t=3111IIIW
=1.5IIII+の形状のインク供給準備室7を持て
ばよいことになり、プラスチックフィルムというガラス
・金属薄膜より非常に廉価な材料を用いることによりイ
ン′り供給準備室7においてインク圧の変化を充分に吸
収でき、さらには小さな形状のインク供給準備室7でよ
く、プリントヘッド自体としても小さなものを供給でき
る。
このように、インク供給準備室7の形状、形成材を変化
させることにより、インク供給準備室7の持つ固有振動
周期も長くなり、加圧室5の持つ固有振動周期と共振せ
ず、マルチノズルのばらばらな駆動に対しても充分応答
ができる。またヘッド自体の大きさを小さくする方向に
も設定でき、さらに、これまで加圧室5よりインクが逆
流してくる場合についてだけにおいて説明を加えてきた
が、逆にインクを急激に供給する場合においても、充分
な供給をすぐにすることができることになる。またイン
クの流路として直結した部分であるここで厚さ0.1閣
の厚さのプラスチックフィルムを用いることによって、
−例として、t=5tmnW=1.511rInの形状
のインク供給準備室7を持てばよいことになり、プラス
チックフィルムというガラス・金属薄膜より非常に廉1
価な材料を用いることによりインク供給準備室7におい
てインク圧の変化を充分に吸収でき、さらには小さな形
状のインク供給準備室7でよく、プリントヘッド自体と
しても小さなものを供給できる。
させることにより、インク供給準備室7の持つ固有振動
周期も長くなり、加圧室5の持つ固有振動周期と共振せ
ず、マルチノズルのばらばらな駆動に対しても充分応答
ができる。またヘッド自体の大きさを小さくする方向に
も設定でき、さらに、これまで加圧室5よりインクが逆
流してくる場合についてだけにおいて説明を加えてきた
が、逆にインクを急激に供給する場合においても、充分
な供給をすぐにすることができることになる。またイン
クの流路として直結した部分であるここで厚さ0.1閣
の厚さのプラスチックフィルムを用いることによって、
−例として、t=5tmnW=1.511rInの形状
のインク供給準備室7を持てばよいことになり、プラス
チックフィルムというガラス・金属薄膜より非常に廉1
価な材料を用いることによりインク供給準備室7におい
てインク圧の変化を充分に吸収でき、さらには小さな形
状のインク供給準備室7でよく、プリントヘッド自体と
しても小さなものを供給できる。
このように、インク供給準備室7の形状、形成材を変化
させることにより、インク供給準備室7の持つ固有振動
周期も長くなり、加圧室5の持つ固有振動周期と共振せ
ず、マルチノズルのばらばらな駆動に対しても充分応答
ができる。またヘッド自体の大きさを小さくする方向に
も設定でき、さらに、これまで加圧室5よりインクが逆
流してくる場合についてだけにおいて説明を加えてきた
が、逆にインクを急激に供給する場合においても、充分
な供給をすぐにすることができることになる。またイン
クの流路として直結した部分であるので、瞬間的な動作
にも充分対応できるという効果がある。
させることにより、インク供給準備室7の持つ固有振動
周期も長くなり、加圧室5の持つ固有振動周期と共振せ
ず、マルチノズルのばらばらな駆動に対しても充分応答
ができる。またヘッド自体の大きさを小さくする方向に
も設定でき、さらに、これまで加圧室5よりインクが逆
流してくる場合についてだけにおいて説明を加えてきた
が、逆にインクを急激に供給する場合においても、充分
な供給をすぐにすることができることになる。またイン
クの流路として直結した部分であるので、瞬間的な動作
にも充分対応できるという効果がある。
以上説明したように、インク供給準備室7のインピーダ
ンスZRを(1)的を満たすように設定することによっ
て、マルチノズルに、おける多数ノズルからインクを射
出する場合と、少数ノズルから射出させる場合のインク
液滴形成に違いが生じなくなり、印字品質の向上、そし
て、インク圧の不要な伝播による、ノズルからのむだな
インクの流出もおさえられ、プリントヘッド自体もノズ
ルからの気泡の取り込み等がなくなって安定する。また
t1ム単に作ることができるという利点がある。
ンスZRを(1)的を満たすように設定することによっ
て、マルチノズルに、おける多数ノズルからインクを射
出する場合と、少数ノズルから射出させる場合のインク
液滴形成に違いが生じなくなり、印字品質の向上、そし
て、インク圧の不要な伝播による、ノズルからのむだな
インクの流出もおさえられ、プリントヘッド自体もノズ
ルからの気泡の取り込み等がなくなって安定する。また
t1ム単に作ることができるという利点がある。
第1図は本発明の一実施例の断面図、第2図は平面図、
第3図は第2図に示したプリントヘッドの等価回路図で
ある。 1・・・・・・流 路 2・・・・・・ヘッド基板 3・・・・・・振動板 5・・・・・・加圧室 6・・・・・・インク供給路 7・・・・・・インク供給準備室 8・・・・・・インク供給準備室壁 9・・・・・・供給管 10・・・ノズル 以上 出願人 信州精器株式会社 代理人 弁理士 最上 務 第1図 第2FXJ
第3図は第2図に示したプリントヘッドの等価回路図で
ある。 1・・・・・・流 路 2・・・・・・ヘッド基板 3・・・・・・振動板 5・・・・・・加圧室 6・・・・・・インク供給路 7・・・・・・インク供給準備室 8・・・・・・インク供給準備室壁 9・・・・・・供給管 10・・・ノズル 以上 出願人 信州精器株式会社 代理人 弁理士 最上 務 第1図 第2FXJ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基板と振動板の間に形成された複数の加圧室と、該加圧
室のそれぞれに連通しインク滴を噴出するノズルと、前
記複数の加圧室からそれぞれインク供給路を介して連通
される共通のインク供給準備室を備えたインクジェット
プリントヘッドにおいて、インク供給準備室のもつイン
ピーダンスZRを、 ZR≦ツク1o・N) ここで、zsは1つのインク供給路のもつインピーダン
ス。Nはヘッドに形成された加圧室の数なる条件を満た
すようインク供給準備室の形状かつ壁面の厚さを設定し
たことを特徴とするインクジェットプリントヘッド。
□
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13699282A JPS5926269A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | インクジエツトプリントヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13699282A JPS5926269A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | インクジエツトプリントヘツド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5926269A true JPS5926269A (ja) | 1984-02-10 |
JPH0436067B2 JPH0436067B2 (ja) | 1992-06-15 |
Family
ID=15188247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13699282A Granted JPS5926269A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | インクジエツトプリントヘツド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5926269A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1245392A1 (en) * | 2001-03-26 | 2002-10-02 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Ink jet recording device and a method for designing the same |
US6578954B2 (en) | 2001-04-19 | 2003-06-17 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Ink jet printing head and ink jet printing device enabling stable high-frequency ink drop ejection and high-speed printing |
US6682175B2 (en) | 2001-08-31 | 2004-01-27 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Ink jet recording head and ink jet recording apparatus |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5675863A (en) * | 1979-11-22 | 1981-06-23 | Seiko Epson Corp | Ink jet head |
-
1982
- 1982-08-06 JP JP13699282A patent/JPS5926269A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5675863A (en) * | 1979-11-22 | 1981-06-23 | Seiko Epson Corp | Ink jet head |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1245392A1 (en) * | 2001-03-26 | 2002-10-02 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Ink jet recording device and a method for designing the same |
US6609784B2 (en) | 2001-03-26 | 2003-08-26 | Fuji Zerox Co., Ltd. | Ink jet recording device and a method for designing the same |
US6578954B2 (en) | 2001-04-19 | 2003-06-17 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Ink jet printing head and ink jet printing device enabling stable high-frequency ink drop ejection and high-speed printing |
US6682175B2 (en) | 2001-08-31 | 2004-01-27 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Ink jet recording head and ink jet recording apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0436067B2 (ja) | 1992-06-15 |
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