JP3452119B2 - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents
インクジェット式記録ヘッドInfo
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- JP3452119B2 JP3452119B2 JP30932897A JP30932897A JP3452119B2 JP 3452119 B2 JP3452119 B2 JP 3452119B2 JP 30932897 A JP30932897 A JP 30932897A JP 30932897 A JP30932897 A JP 30932897A JP 3452119 B2 JP3452119 B2 JP 3452119B2
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力発生室を構成
する弾性板を圧電振動子により弾性変形させて、圧力発
生室のインクをノズル開口からインク滴として吐出させ
るインクジェット式記録ヘッドに関する。
する弾性板を圧電振動子により弾性変形させて、圧力発
生室のインクをノズル開口からインク滴として吐出させ
るインクジェット式記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット式記録ヘッドは、外部の
タンクからインクの供給を受けるリザーバ、加圧手段に
より加圧を受ける圧力発生室、リザーバと圧力発生室と
を接続するインク供給口、及び圧力発生室と連通するノ
ズル開口とを備え、圧力発生室の膨張によりリザーバの
インクをインク供給口を経由して圧力発生室に吸引し、
また圧力発生室を収縮させて圧力発生室のインクをノズ
ル開口からインク滴を吐出させるように構成されてお
り、圧力発生手段の膨張、収縮を印字タイミングに一致
させて繰り返すことによりインク滴として吐出させて印
刷を行うものである。
タンクからインクの供給を受けるリザーバ、加圧手段に
より加圧を受ける圧力発生室、リザーバと圧力発生室と
を接続するインク供給口、及び圧力発生室と連通するノ
ズル開口とを備え、圧力発生室の膨張によりリザーバの
インクをインク供給口を経由して圧力発生室に吸引し、
また圧力発生室を収縮させて圧力発生室のインクをノズ
ル開口からインク滴を吐出させるように構成されてお
り、圧力発生手段の膨張、収縮を印字タイミングに一致
させて繰り返すことによりインク滴として吐出させて印
刷を行うものである。
【０００３】インク滴の吐出は、ノズル開口に連通する
圧力発生室のインクを加圧により実行されるため、ノズ
ル開口に形成されているメニスカスがインク滴の吐出に
より、メニスカスには、インクの流れに起因する比較的
周波数が低い振動と、ノズル開口やインク供給口、及び
圧力発生室の形状により決まるコンプライアンスやイナ
ータンスに支配される比較的周波数が高いヘルムホルツ
共振とが生じ、この結果、図５の線図において点線で示
すメニスカスは、これら２種類の振動を重畳された振動
形態でノズル開口を変位することになる。
圧力発生室のインクを加圧により実行されるため、ノズ
ル開口に形成されているメニスカスがインク滴の吐出に
より、メニスカスには、インクの流れに起因する比較的
周波数が低い振動と、ノズル開口やインク供給口、及び
圧力発生室の形状により決まるコンプライアンスやイナ
ータンスに支配される比較的周波数が高いヘルムホルツ
共振とが生じ、この結果、図５の線図において点線で示
すメニスカスは、これら２種類の振動を重畳された振動
形態でノズル開口を変位することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このメニスカスの変位
のため、インク滴の吐出後、次のインク滴を吐出させる
ためには、ノズル開口の表面からのメニスカスの突出量
が十分に小さくなっていることが、インク滴を安定に吐
出させる条件となる。
のため、インク滴の吐出後、次のインク滴を吐出させる
ためには、ノズル開口の表面からのメニスカスの突出量
が十分に小さくなっていることが、インク滴を安定に吐
出させる条件となる。
【０００５】しかしながら、前述したようにメニスカス
の振動には周波数が高い分、運動エネルギが大きなヘル
ムホルツ共振の成分が含まれているため、メニスカスの
ノズル開口からの突出量だけではなく、ヘルムホルツ共
振の減衰を待つ必要があり、インク滴吐出の周期を延長
せざる得なくなり、高速駆動が困難になるという問題が
ある。本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、メニスカスのインク
滴吐出可能位置へ速やかな復帰と、メニスカスの振動の
速やかな減衰により高速駆動することができるインクジ
ェット式記録ヘッドを提供することである。
の振動には周波数が高い分、運動エネルギが大きなヘル
ムホルツ共振の成分が含まれているため、メニスカスの
ノズル開口からの突出量だけではなく、ヘルムホルツ共
振の減衰を待つ必要があり、インク滴吐出の周期を延長
せざる得なくなり、高速駆動が困難になるという問題が
ある。本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、メニスカスのインク
滴吐出可能位置へ速やかな復帰と、メニスカスの振動の
速やかな減衰により高速駆動することができるインクジ
ェット式記録ヘッドを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、一方の面を弾性板により、
また他方の面をノズル開口を有するノズルプレートによ
り封止され、前記弾性板を介して加圧手段により加圧さ
れる圧力発生室と、外部からのインクの供給を受けるリ
ザーバと、前記圧力発生室とリザーバとを接続する前記
ノズルプレート側に形成された第１のインク供給口と、
前記圧力発生室とリザーバとを接続する前記弾性板側に
形成された第２のインク供給口と、を備えたインクジェ
ット式記録ヘッドにおいて、前記第１のインク供給口と
前記第２のインク供給口との断面形状がそれぞれ異なる
ように構成され、 また前記第１のインク供給口、及び前
記第２のインク供給口のイナータンスをそれぞれＭ１、
Ｍ２、流体抵抗をそれぞれＲ１、Ｒ２としたとき、 Ｍ１≒Ｍ２ Ｒ１＞Ｒ２ となるように設定され ている。
るために本発明においては、一方の面を弾性板により、
また他方の面をノズル開口を有するノズルプレートによ
り封止され、前記弾性板を介して加圧手段により加圧さ
れる圧力発生室と、外部からのインクの供給を受けるリ
ザーバと、前記圧力発生室とリザーバとを接続する前記
ノズルプレート側に形成された第１のインク供給口と、
前記圧力発生室とリザーバとを接続する前記弾性板側に
形成された第２のインク供給口と、を備えたインクジェ
ット式記録ヘッドにおいて、前記第１のインク供給口と
前記第２のインク供給口との断面形状がそれぞれ異なる
ように構成され、 また前記第１のインク供給口、及び前
記第２のインク供給口のイナータンスをそれぞれＭ１、
Ｍ２、流体抵抗をそれぞれＲ１、Ｒ２としたとき、 Ｍ１≒Ｍ２ Ｒ１＞Ｒ２ となるように設定され ている。
【０００７】
【作用】ヘルムホルツ共振によるインク供給口での振動
を速やかに減衰させ、またインクがノズル開口を移動す
る慣性流による減衰を小さくして、ノズル開口へのメニ
スカスの復帰を速める。
を速やかに減衰させ、またインクがノズル開口を移動す
る慣性流による減衰を小さくして、ノズル開口へのメニ
スカスの復帰を速める。
【０００８】
【発明の実施の形態】そこで、以下に本発明の詳細を図
示した実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の一
実施例を圧力発生室の中心線上での断面構造を示すもの
であって、図中符号１は、好ましくはシリコン単結晶基
板を異方性エッチングして形成された流路形成基板で、
通孔として形成された圧力発生室２と、外部からのイン
クの供給を受ける貫通孔として形成されたリザーバ３
と、両面に凹部として形成されて圧力発生室２とリザー
バ３を接続する第１、第２のインク供給口４、５が形成
されている。
示した実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の一
実施例を圧力発生室の中心線上での断面構造を示すもの
であって、図中符号１は、好ましくはシリコン単結晶基
板を異方性エッチングして形成された流路形成基板で、
通孔として形成された圧力発生室２と、外部からのイン
クの供給を受ける貫通孔として形成されたリザーバ３
と、両面に凹部として形成されて圧力発生室２とリザー
バ３を接続する第１、第２のインク供給口４、５が形成
されている。
【０００９】リザーバ３は、表面を圧力発生室２に連通
するノズル開口６を備えたノズルプレート７により封止
され、裏面を圧電振動子８の変位を受けて圧力発生室２
の容積を膨張、縮小させる弾性板９で封止されている。
するノズル開口６を備えたノズルプレート７により封止
され、裏面を圧電振動子８の変位を受けて圧力発生室２
の容積を膨張、縮小させる弾性板９で封止されている。
【００１０】圧電振動子８は、この実施例では圧電定数
ｄ31を有し、軸方向に変位する縦振動モードの圧電振動
子として構成され、固定基板１０を介して一端を各圧力
発生室に対向する位置の弾性板９に当接させてヘッドホ
ルダ１１に固定されている。
ｄ31を有し、軸方向に変位する縦振動モードの圧電振動
子として構成され、固定基板１０を介して一端を各圧力
発生室に対向する位置の弾性板９に当接させてヘッドホ
ルダ１１に固定されている。
【００１１】このように構成された記録ヘッドにおい
て、ノズルプレート側に位置する第１のインク供給口４
は、イナータンスＭ１、流路抵抗Ｒ１を有し、また圧電
振動子側に形成された第２のインク供給口５は、イナー
タンスＭ２、流路抵抗Ｒ２を有し、これらは、それぞれ
のイナータンスＭ１、Ｍ２が Ｍ１≒Ｍ２であり、 また流路抵抗Ｒ１、Ｒ２が Ｒ１＞Ｒ２ となるようにサイズが選択されている。
て、ノズルプレート側に位置する第１のインク供給口４
は、イナータンスＭ１、流路抵抗Ｒ１を有し、また圧電
振動子側に形成された第２のインク供給口５は、イナー
タンスＭ２、流路抵抗Ｒ２を有し、これらは、それぞれ
のイナータンスＭ１、Ｍ２が Ｍ１≒Ｍ２であり、 また流路抵抗Ｒ１、Ｒ２が Ｒ１＞Ｒ２ となるようにサイズが選択されている。
【００１２】すなわち、第１、第２のインク供給口４、
５は、流路長と開口面積をほぼ同一とするものの、第１
のインク供給口４の開口の長辺ａ１と短辺ｂ１の比率
が、第２のインク供給口５の長辺ａ２と短辺ｂ２との比
率より大きくなるように形成されいて、開口面積にほぼ
比例するイナータンスＭ１、Ｍ２が両者で同程度となる
ものの、短辺の大きさの３乗に比例する流路抵抗は、第
１のインク供給口４が第２のインク供給口５よりも非常
に大きくなる。
５は、流路長と開口面積をほぼ同一とするものの、第１
のインク供給口４の開口の長辺ａ１と短辺ｂ１の比率
が、第２のインク供給口５の長辺ａ２と短辺ｂ２との比
率より大きくなるように形成されいて、開口面積にほぼ
比例するイナータンスＭ１、Ｍ２が両者で同程度となる
ものの、短辺の大きさの３乗に比例する流路抵抗は、第
１のインク供給口４が第２のインク供給口５よりも非常
に大きくなる。
【００１３】この結果、記録ヘッドのヘルムホルツ共振
周波数は、メニスカスの表面張力による振動の周波数よ
りも大きく、また第１のインク供給口４のインピーダン
スＺ１＝ｊωＭ１＋Ｒ１が、第２のインク供給口５のイ
ンピーダンスＺ２＝ｊωＭ２＋Ｒ２となる。そして、メ
ニスカスの振動角周波数ωが大きなヘルムホルツ共振時
には各インク供給口４、５のインダクタンス成分ωＭ
１、ωＭ２が、また振動各周波数が低い慣性流による振
動成分は各インク供給口４、５の流体抵抗成分Ｒ１、Ｒ
２がメニスカスの振動を左右することになる。
周波数は、メニスカスの表面張力による振動の周波数よ
りも大きく、また第１のインク供給口４のインピーダン
スＺ１＝ｊωＭ１＋Ｒ１が、第２のインク供給口５のイ
ンピーダンスＺ２＝ｊωＭ２＋Ｒ２となる。そして、メ
ニスカスの振動角周波数ωが大きなヘルムホルツ共振時
には各インク供給口４、５のインダクタンス成分ωＭ
１、ωＭ２が、また振動各周波数が低い慣性流による振
動成分は各インク供給口４、５の流体抵抗成分Ｒ１、Ｒ
２がメニスカスの振動を左右することになる。
【００１４】すなわち、ヘルムホルツ共振周期の振動に
よるインク供給口４、５のインピーダンスＺｃのＱ値
は、メニスカスがノズル開口６の先端側に移動するとき
のインク供給口４、５のインピーダンスＺｍのＱ値より
も大きくなるように構成されている。
よるインク供給口４、５のインピーダンスＺｃのＱ値
は、メニスカスがノズル開口６の先端側に移動するとき
のインク供給口４、５のインピーダンスＺｍのＱ値より
も大きくなるように構成されている。
【００１５】なお、インクジェット式記録ヘッドのヘル
ムホルツ共振振動の周波数ｆは、周知のように圧力発生
室２のインクの圧縮性に起因する流体コンプライアンス
をＣｉ、また圧力発生室２を形成している弾性板９、ノ
ズルプレート７等の材料自体による剛性コンプライアン
スをＣｖ、ノズル開口６のイナータンスをＭｎ、インク
供給口４、５のイナータンスをＭ１、２とすると、図３
に示したような等価回路が想定され、その結果 ｆ=1/2π×√〔(Ｍ1・Ｍ2＋Ｍ２・Ｍｎ＋Ｍｎ・Ｍ1)/
｛（Ｍｎ・Ｍ１・Ｍ２）(Ｃｉ+Ｃｖ)｝〕 により表される。また、メニスカスのコンプライアンス
をＣｎとすると、メニスカスの固有振動周期Ｔｍは次式
で示される。 Ｔｍ＝２π×√｛（Ｍｎ＋Ｍ１＋Ｍ２）Ｃｎ｝ また、圧力発生室２の体積をＶ、インクの密度をρ、イ
ンク中での音速をｃとすると、流体コンプライアンスＣ
ｉは次式で示される。 Ｃｉ＝Ｖ／（ρ・ｃ2） さらに圧力発生室２の剛性コンプライアンスＣｖは、圧
力発生室２に単位圧力を印加したときの圧力発生室２の
静的な変形率に一致する。
ムホルツ共振振動の周波数ｆは、周知のように圧力発生
室２のインクの圧縮性に起因する流体コンプライアンス
をＣｉ、また圧力発生室２を形成している弾性板９、ノ
ズルプレート７等の材料自体による剛性コンプライアン
スをＣｖ、ノズル開口６のイナータンスをＭｎ、インク
供給口４、５のイナータンスをＭ１、２とすると、図３
に示したような等価回路が想定され、その結果 ｆ=1/2π×√〔(Ｍ1・Ｍ2＋Ｍ２・Ｍｎ＋Ｍｎ・Ｍ1)/
｛（Ｍｎ・Ｍ１・Ｍ２）(Ｃｉ+Ｃｖ)｝〕 により表される。また、メニスカスのコンプライアンス
をＣｎとすると、メニスカスの固有振動周期Ｔｍは次式
で示される。 Ｔｍ＝２π×√｛（Ｍｎ＋Ｍ１＋Ｍ２）Ｃｎ｝ また、圧力発生室２の体積をＶ、インクの密度をρ、イ
ンク中での音速をｃとすると、流体コンプライアンスＣ
ｉは次式で示される。 Ｃｉ＝Ｖ／（ρ・ｃ2） さらに圧力発生室２の剛性コンプライアンスＣｖは、圧
力発生室２に単位圧力を印加したときの圧力発生室２の
静的な変形率に一致する。
【００１６】ヘルムホルツ共振周波数での振動において
は、イナータンスＭ１、Ｍ２が略等しいため、第１、第
２のインク供給口４、５には同流量のインクの流れが生
じる。そして本実施例においては第１のインク供給口４
の流路抵抗Ｒ１が、第２のインク供給口５の流路抵抗Ｒ
２よりも大きく構成されているため、第２のインク供給
口４でのヘルムホルツ共振周波数によるインクの振動の
方が短時間で減衰することになる。
は、イナータンスＭ１、Ｍ２が略等しいため、第１、第
２のインク供給口４、５には同流量のインクの流れが生
じる。そして本実施例においては第１のインク供給口４
の流路抵抗Ｒ１が、第２のインク供給口５の流路抵抗Ｒ
２よりも大きく構成されているため、第２のインク供給
口４でのヘルムホルツ共振周波数によるインクの振動の
方が短時間で減衰することになる。
【００１７】一方、インクがノズル開口６のメニスカス
の表面張力により移動する場合には、各インク供給口
４、５の流体抵抗Ｒ１、Ｒ２の比に按分された流量でイ
ンクが第１、第２のインク供給口４、５を流れる。した
がって、流体抵抗Ｒ２が小さい第２のインク供給口５の
方を多くのインクが流れるから、ノズル開口６に速やか
にインクを供給できることになる。
の表面張力により移動する場合には、各インク供給口
４、５の流体抵抗Ｒ１、Ｒ２の比に按分された流量でイ
ンクが第１、第２のインク供給口４、５を流れる。した
がって、流体抵抗Ｒ２が小さい第２のインク供給口５の
方を多くのインクが流れるから、ノズル開口６に速やか
にインクを供給できることになる。
【００１８】つまり、ヘルムホルツ共振周波数で圧力発
生室２の内部のインクが振動すると、インクの振動エネ
ルギーは、インク供給口での減衰力が大きいため、減衰
時定数が短くなる。これに対してインクがノズル開口６
のメニスカスの表面張力により移動する場合には、イン
ク供給口での減衰力が小さく、減衰時定数が長くなる。
生室２の内部のインクが振動すると、インクの振動エネ
ルギーは、インク供給口での減衰力が大きいため、減衰
時定数が短くなる。これに対してインクがノズル開口６
のメニスカスの表面張力により移動する場合には、イン
ク供給口での減衰力が小さく、減衰時定数が長くなる。
【００１９】この実施例において、圧電振動子８に駆動
信号を印加して充電すると、圧電振動子８が収縮して圧
力発生室２の容積が膨張する。この膨張により第１、第
２のインク供給口４、５を介してリザーバ３のインクが
圧力発生室２に流れ込む。
信号を印加して充電すると、圧電振動子８が収縮して圧
力発生室２の容積が膨張する。この膨張により第１、第
２のインク供給口４、５を介してリザーバ３のインクが
圧力発生室２に流れ込む。
【００２０】ついで、圧電振動子８の電荷を放電させる
と、圧電振動子８が元の状態に伸長して圧力発生室２の
容積を縮小させて圧力発生室２を加圧し、ノズル開口６
からインク滴が吐出する。
と、圧電振動子８が元の状態に伸長して圧力発生室２の
容積を縮小させて圧力発生室２を加圧し、ノズル開口６
からインク滴が吐出する。
【００２１】インク滴吐出後にはノズル開口６のメニス
カスは、図５において実線で示した線図のごとく慣性流
による比較的低い周波数での振動に、ヘルムホルツ共振
の高周波振動が重畳されてノズル開口６を変位する。
カスは、図５において実線で示した線図のごとく慣性流
による比較的低い周波数での振動に、ヘルムホルツ共振
の高周波振動が重畳されてノズル開口６を変位する。
【００２２】一方、インク供給口４、５のヘルムホルツ
共振に対するインピーダンスＺｃのＱ値は、第１のイン
ク供給口４の減衰力が高いため大きく、したがってヘル
ムホルツ共振の振幅が小さくなる。これに対してインク
供給口４、５の慣性流による振動に対するインピーダン
スＺｍのＱ値は、慣性流の周波数が低いため小さく、無
用な減衰を受けることなく運動を継続する。
共振に対するインピーダンスＺｃのＱ値は、第１のイン
ク供給口４の減衰力が高いため大きく、したがってヘル
ムホルツ共振の振幅が小さくなる。これに対してインク
供給口４、５の慣性流による振動に対するインピーダン
スＺｍのＱ値は、慣性流の周波数が低いため小さく、無
用な減衰を受けることなく運動を継続する。
【００２３】このため、メニスカスは運動エネルギを速
やかに減少させてかつ速やかにノズル開口６の先端側に
戻ることになり、図５における実線で示す線図の符号▽
Ａで示す時点で次のインク滴を吐出させることが可能と
なる。
やかに減少させてかつ速やかにノズル開口６の先端側に
戻ることになり、図５における実線で示す線図の符号▽
Ａで示す時点で次のインク滴を吐出させることが可能と
なる。
【００２４】これに対してメニスカスに重畳しているヘ
ルムホルツ共振の振動の減衰が弱い従来の記録ヘッドに
おいては、メニスカスの変位（図中、点線で示す線図）
がノズル開口よりも奥に位置してる時点（図中、▽Ｂで
示す時点）でも、ヘルムホルツ共振の振幅が大きく、つ
まり運動エネルギが大きいため、インク滴を安定に吐出
させることが不可能である。
ルムホルツ共振の振動の減衰が弱い従来の記録ヘッドに
おいては、メニスカスの変位（図中、点線で示す線図）
がノズル開口よりも奥に位置してる時点（図中、▽Ｂで
示す時点）でも、ヘルムホルツ共振の振幅が大きく、つ
まり運動エネルギが大きいため、インク滴を安定に吐出
させることが不可能である。
【００２５】なお、上述の実施例のおいては、流路形成
基板１の両面にインク供給口４、５を形成し、それぞれ
のインク供給口の流体特性を違えたものについて説明し
たが、流路形成基板１の一方の面にのみインク供給口を
形成する場合には、図２に示したように幅Ｗ１、Ｗ２が
異なるように仕切り２０により２つのインク供給口２
１、２２を形成しても同様の作用を奏する。
基板１の両面にインク供給口４、５を形成し、それぞれ
のインク供給口の流体特性を違えたものについて説明し
たが、流路形成基板１の一方の面にのみインク供給口を
形成する場合には、図２に示したように幅Ｗ１、Ｗ２が
異なるように仕切り２０により２つのインク供給口２
１、２２を形成しても同様の作用を奏する。
【００２６】このように形成された第１のインク供給口
２１と第２のインク供給口２２は、イナータンスＭ３、
Ｍ４が幅Ｗ１、Ｗ２に対して１乗で、また流路抵抗Ｒ
３、Ｒ４が幅Ｗ１、Ｗ２の３乗で作用するため、相互の
流体特性が異なることになり、ヘルムホルツ共振周期の
振動によるインク供給口２１、２２のインピーダンスＺ
ｃのＱ値は、メニスカスがノズル開口６の先端側に移動
するときのインク供給口２１、２２のインピーダンスＺ
ｍのＱ値よりも大きくなる。
２１と第２のインク供給口２２は、イナータンスＭ３、
Ｍ４が幅Ｗ１、Ｗ２に対して１乗で、また流路抵抗Ｒ
３、Ｒ４が幅Ｗ１、Ｗ２の３乗で作用するため、相互の
流体特性が異なることになり、ヘルムホルツ共振周期の
振動によるインク供給口２１、２２のインピーダンスＺ
ｃのＱ値は、メニスカスがノズル開口６の先端側に移動
するときのインク供給口２１、２２のインピーダンスＺ
ｍのＱ値よりも大きくなる。
【００２７】また、図４（イ）、（ロ）に示したように
弾性板３０に形成されたたわみ変位する圧電振動子３１
により容積の変化を受け、またインク供給口形成基板３
２に穿設されたインク供給口３３、３４を介してリザー
バ３５のインクの供給を受け、かつヘルムホルツ共振周
波数が、メニスカスの表面張力による振動の周波数より
も大きくなるように構成さたインクジェット式記録ヘッ
ドにあっては、各圧力発生室３６に対して２つのインク
供給口３３、３４を設け、図４（ロ）に示したようにそ
れぞれの開口面積を略同一とするものの、偏平率を異な
らせてもよい。
弾性板３０に形成されたたわみ変位する圧電振動子３１
により容積の変化を受け、またインク供給口形成基板３
２に穿設されたインク供給口３３、３４を介してリザー
バ３５のインクの供給を受け、かつヘルムホルツ共振周
波数が、メニスカスの表面張力による振動の周波数より
も大きくなるように構成さたインクジェット式記録ヘッ
ドにあっては、各圧力発生室３６に対して２つのインク
供給口３３、３４を設け、図４（ロ）に示したようにそ
れぞれの開口面積を略同一とするものの、偏平率を異な
らせてもよい。
【００２８】すなわち、イナータンスは面積に左右され
るものの、形状の影響はほとんど受けないが、流路抵抗
は開口面積よりも間隙の幅に大きく左右されるから、第
１のインク供給口３３のイナータンスＭ５と流路抵抗Ｒ
５、及び第２のインク供給口３４のイナータンスＭ６と
流路抵抗Ｒ６は、 Ｍ５≒Ｍ６ Ｒ５＜Ｒ６ なる関係を有することになり、やはりヘルムホルツ共振
周波数が、メニスカスの表面張力による振動の周波数よ
りも大きいため、メニスカスのヘルムホルツ共振の成分
を速やかに減衰させることができる。
るものの、形状の影響はほとんど受けないが、流路抵抗
は開口面積よりも間隙の幅に大きく左右されるから、第
１のインク供給口３３のイナータンスＭ５と流路抵抗Ｒ
５、及び第２のインク供給口３４のイナータンスＭ６と
流路抵抗Ｒ６は、 Ｍ５≒Ｍ６ Ｒ５＜Ｒ６ なる関係を有することになり、やはりヘルムホルツ共振
周波数が、メニスカスの表面張力による振動の周波数よ
りも大きいため、メニスカスのヘルムホルツ共振の成分
を速やかに減衰させることができる。
【００２９】なお、上述の実施例においてはインク供給
口を２個とした場合に例を採って説明したが、３個以上
のインク供給口をそれぞれイナータンスをほぼ同一とす
る一方、流路抵抗を違えて形成しても同様の作用を奏す
る。
口を２個とした場合に例を採って説明したが、３個以上
のインク供給口をそれぞれイナータンスをほぼ同一とす
る一方、流路抵抗を違えて形成しても同様の作用を奏す
る。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、慣
性流によるメニスカスの戻り速度を無用に抑制すること
なく、運動エネルギの大きなヘルムホルツ共振成分を選
択的に減衰させて、インク滴吐出後のメニスカスの戻り
時間と、メニスカスの運動エネルギの減衰時間を短縮す
ることができ、記録ヘッドを安定に高速駆動することが
できる。
性流によるメニスカスの戻り速度を無用に抑制すること
なく、運動エネルギの大きなヘルムホルツ共振成分を選
択的に減衰させて、インク滴吐出後のメニスカスの戻り
時間と、メニスカスの運動エネルギの減衰時間を短縮す
ることができ、記録ヘッドを安定に高速駆動することが
できる。
【図１】図（イ）、（ロ）は、それぞれ本発明のインク
ジェット式記録ヘッドの一実施例を、圧力発生室の中心
線での断面構造、及びノズル開口の断面を示す図であ
る。
ジェット式記録ヘッドの一実施例を、圧力発生室の中心
線での断面構造、及びノズル開口の断面を示す図であ
る。
【図２】本発明の他の実施例を流路形成基板の構造で示
す図である。
す図である。
【図３】同上記録ヘッドの流体等価回路を示す図であ
る。
る。
【図４】図（イ）、（ロ）は、それぞれ本発明の他の実
施例を圧力発生室の中心線での断面、及び１つの圧力発
生室に連通するインク供給口の開口の形状を示す図であ
る。
施例を圧力発生室の中心線での断面、及び１つの圧力発
生室に連通するインク供給口の開口の形状を示す図であ
る。
【図５】本発明、及び従来のインクジェット式記録ヘッ
ドのメニスカスの変位を示す線図である。
ドのメニスカスの変位を示す線図である。
１ 流路形成基板
２ 圧力発生室
３ リザーバ
４、５ インク供給口
６ ノズル開口
８ 圧電振動子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−85207（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−58089（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−255109（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−355146（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−4958（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−7363（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−290571（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B41J 2/045
B41J 2/055
Claims (4)
- 【請求項１】 一方の面を弾性板により、また他方の面
をノズル開口を有するノズルプレートにより封止され、
前記弾性板を介して加圧手段により加圧される圧力発生
室と、外部からのインクの供給を受けるリザーバと、前
記圧力発生室とリザーバとを接続する前記ノズルプレー
ト側に形成された第１のインク供給口と、前記圧力発生
室とリザーバとを接続する前記弾性板側に形成された第
２のインク供給口と、を備えたインクジェット式記録ヘ
ッドにおいて、 前記第１のインク供給口と前記第２のインク供給口との
断面形状がそれぞれ異なるように構成され、 また前記第１のインク供給口、及び前記第２のインク供
給口のイナータンスをそれぞれＭ１、Ｍ２、流体抵抗を
それぞれＲ１、Ｒ２としたとき、 Ｍ１≒Ｍ２ Ｒ１＞Ｒ２ となるように設定されているインクジェット式記録ヘッ
ド。 - 【請求項２】 前記各インク供給口の流路抵抗とイナー
タンスとの比が異なる請求項１に記載のインクジェット
式記録ヘッド。 - 【請求項３】 前記第１のインク供給口の開口の長辺と
短辺の比率が、前記第２のインク供給口の開口の長辺と
短辺の比率よりも大きくなるように形成されている請求
項１に記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項４】 前記第１のインク供給口と前記第２のイ
ンク供給口の開口の偏平率が異なる請求項１に記載のイ
ンクジェット式記録ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30932897A JP3452119B2 (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | インクジェット式記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30932897A JP3452119B2 (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | インクジェット式記録ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11123822A JPH11123822A (ja) | 1999-05-11 |
| JP3452119B2 true JP3452119B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=17991703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30932897A Expired - Lifetime JP3452119B2 (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | インクジェット式記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3452119B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4649762B2 (ja) * | 2001-04-05 | 2011-03-16 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェットヘッド |
| US6886924B2 (en) * | 2002-09-30 | 2005-05-03 | Spectra, Inc. | Droplet ejection device |
| JP5094290B2 (ja) * | 2006-09-08 | 2012-12-12 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッドの製造方法 |
| JPWO2009104487A1 (ja) * | 2008-02-19 | 2011-06-23 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | インクジェットヘッド |
| JP7159847B2 (ja) * | 2018-12-20 | 2022-10-25 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 |
| WO2024181187A1 (ja) * | 2023-02-27 | 2024-09-06 | コニカミノルタ株式会社 | 液滴吐出ヘッド及び駆動制御方法 |
-
1997
- 1997-10-23 JP JP30932897A patent/JP3452119B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11123822A (ja) | 1999-05-11 |
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