JP2009166242A - 液体噴射ヘッド及びこれを有する液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液体供給路54を介して液体が供給されるとともに前記液体を噴射するノズル開口56が形成されている圧力発生室52と、この圧力発生室52内に圧力変化を生じさせる圧電素子11とを具備し、前記液体供給路54のイナータンス及び流路抵抗をそれぞれM1,R1とし、前記ノズル開口56のイナータンス及び流路抵抗をそれぞれM2,R2とするとき、M2<M1で、且つR2>2R1の関係が成立するように構成した。
【選択図】図1
Description
液体供給路を介して液体が供給されるとともに前記液体を噴射するノズル開口が形成されている圧力発生室と、この圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備し、
前記液体供給路のイナータンス及び流路抵抗をそれぞれM1,R1とし、前記ノズル開口のイナータンス及び流路抵抗をそれぞれM2,R2とするとき、
M2<M1で、且つR2>2・R1の関係が成立するように構成したことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
本態様によれば、液体の吐出特性が液体供給路のイナータンスとノズル開口のイナータンスとの比率に基づいて変化するという周知の知見に加え、さらに両者の流路抵抗を適正な関係として液体供給路及びノズル開口の構造を決定しているので、高粘度の液体を用いた場合でも十分な液体の吐出量を確保し得るとともに、吐出後のメニスカスの戻りも良好なものとすることができる。この結果、高粘度液体を用いた場合の印刷の印刷品質を良好に保持するとともに、印刷の高速化にも資することができる。
本態様によれば、表面が平滑で吸収性のないプラスチック等に所望の印刷を行う印刷装置として特に有用なものとなる。
<第1の実施の形態>
図1(a)は、本発明の実施の形態に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室の短手方向の断面図であり、図1(b)は、液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室の長手方向断面図である。両図に示すように、流路形成基板50はシリコン単結晶基板からなり、その一方面側の表層部分には、複数の隔壁51によって画成された圧力発生室52がその幅方向(短手方向)に並設されている。また、各圧力発生室52の長手方向一端部側には、各圧力発生室52に液体の一種であるインクを供給するためのリザーバ53が液体供給路の一種であるインク供給路54を介して連通されている。また、流路形成基板50の圧力発生室52の開口面側は振動板55で封止され、他方面側にはノズル開口56が穿設されたノズルプレート57が接着剤や熱溶着フィルムを介して接着されている。
本形態に係る液体噴射ヘッドは、図1に示す前記実施の形態と同様のインクジェット式記録ヘッドであるが、各諸元が異なっている。すなわち、本形態に係るインクジェット式記録ヘッドのノズル開口56の径=25μm、インク供給路54のイナータンスM1=2.0×108(kg/m4)、ノズル開口56のイナータンスM2=1.5×108(kg/m4)、インク供給路54の流路抵抗R1=1.5×1013(Pa・s/m3)、ノズル開口56の流路抵抗R2=6.8×1013(Pa・s/m3)である。ちなみに、M2(=1.5×108(kg/m4))<M1(=2.0×108(kg/m4))及びR2(=6.8×1013(Pa・s/m3))>2R1(=2×1.5×1013(Pa・s/m3)の関係は成立している。同時に、3・R1<R2<20・R1の関係も成立している。ちなみに、本形態に係るインクジェット式記録ヘッドでは、(R2/R1)≒5である。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限るものでは勿論ない。例えば、上記実施の形態に係るインクジェット式記録ヘッドは圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型アクチュエータを有するヘッドであるが、圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として薄膜型のアクチュエータである圧電素子を有するヘッド、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型のアクチュエータである圧電素子を有するヘッド等にも同様に適用できる。さらに、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出させるいわゆるバブル式アクチュエータや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエータなどにも適用することもできる。要するに、圧力発生室に液体供給路から液体を供給するとともに、圧力発生室に発生する圧力によりノズル開口を介して液体を吐出するものであれば良い。この及び場合には、何れの形式であっても図1に示すものと同様の液体吐出特性が得られる。
上記実施の形態に係るインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図23は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。同図に示すように、上記実施の形態に係るインクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bは、インク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
Claims (6)
- 液体供給路を介して液体が供給されるとともに前記液体を噴射するノズル開口が形成されている圧力発生室と、この圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備し、
前記液体供給路のイナータンス及び流路抵抗をそれぞれM1,R1とし、前記ノズル開口のイナータンス及び流路抵抗をそれぞれM2,R2とするとき、
M2<M1で、且つR2>2・R1の関係が成立するように構成したことを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 前記液体は、その粘度が8.0(mPa・s)以上であることを特徴とする請求項1に記載する液体噴射ヘッド。
- 前記液体は、その粘度が8.0(mPa・s)以上且つ20.0(mPa・s)以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載する液体噴射ヘッド。
- 前記流路抵抗R1、R2の関係が、3・R1≦R2≦20・R1であることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載する液体噴射ヘッド。
- 前記液体供給路の断面積をS1とし、前記ノズル開口の液体吐出口の断面積をS2とするとき、
S2<S1の関係が成立するように構成したことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載する液体噴射ヘッド。 - 請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載する液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
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