專利名稱：噴墨打印頭及噴墨打印裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通過從噴嘴噴出微小的墨滴進行文字和圖象打印的噴墨打印頭及裝配該打印頭的噴墨打印裝置。
到目前，作為這種打印頭之一，人們普遍了解一種對應打印信息從噴嘴噴出墨滴的所謂開通請求型噴墨打印頭。開通請求型打印頭例如已在特公昭53-12138號公報公開。

圖11是概括地表示開通請求型噴墨打印頭中的一種稱做愷撒型噴墨打印頭的基本構成的剖視圖。
在這個愷撒型打印頭中，如圖11所示，在墨水通路的上游側(cè)，壓力發(fā)生室91和共用墨水室92通過墨水供給孔(墨水供給通路)93連接，另外，在墨水通路的下游側(cè)壓力發(fā)生室91與噴嘴94連接。另外，壓力發(fā)生室91的圖中底板部由振動板95構成，在這個振動板95的里面設有壓電調(diào)節(jié)器96。
這樣的構成在打印動作時，對應打印信息驅(qū)動壓電調(diào)節(jié)器96使振動板95發(fā)生位移，從而使壓力發(fā)生室91的容積發(fā)生急劇變化使壓力發(fā)生室91內(nèi)產(chǎn)生壓力波。在這個壓力波的作用下，充滿壓力發(fā)生室91內(nèi)的一部分墨水通過噴嘴94向外部噴射，形成墨滴97噴射出來。噴出的墨滴98附著在記錄紙等的記錄媒體上形成記錄點。根據(jù)打印信息反復形成這樣的記錄點便可在記錄媒體上記錄文字和圖象。
下面，參照圖12的(a)～(d)及圖13，來觀察墨水表面的變化與打印性能的關系。
圖12(a)～(d)表示在上述的墨滴的噴出過程中，噴嘴部94的墨水表面M如何變化的剖視圖，圖13表示噴出墨滴后的墨水表面M位置隨時間變化的坐標曲線。在墨滴97噴出之前，如圖12的(a)所示，墨水表面M被設定在與噴嘴94的開口面基本同一平面上的位置。當壓電振蕩器96驅(qū)動噴出墨滴97時，如圖12的(b)所示，對應墨水的排出量，墨水表面M向噴嘴94的內(nèi)部后退。這時，如圖12的(c)所示，在墨水表面M保持向噴嘴94內(nèi)部后退的狀態(tài)進行下次的噴墨時，則或墨滴的噴出狀態(tài)(墨滴的直徑，速度等)發(fā)生變化，或?qū)е聡娔涣?。因此，為了實現(xiàn)穩(wěn)定的連續(xù)噴墨，如圖12的(d)所示，重要的是在后退的墨水表面M在表面張力的作用下恢復到初始位置附近之后再進行下一次的噴墨。即如圖13所示，關鍵是要在墨滴噴出后到重新充滿所要的時間(重新充滿時間tr)之后再進行下次的噴墨。
從以上的說明中可以知道噴墨打印頭的最高噴墨頻率fe依賴于打印頭的重新充滿時間tr。即為了實現(xiàn)以最高的噴墨頻率fe進行高速打印，必須要縮短重新充滿時間tr，使其滿足tr＜l/fe的條件。具體是通過增加由噴嘴94、壓力發(fā)生室93及墨水供給孔(墨水供給通路)91所構成的墨通路的橫截面面積，或減小墨水的粘度，減小流路的阻抗使重新充滿時間tr縮短。
但是，如果減小流路的阻抗，在縮短重新充滿時間的tr反面，又出現(xiàn)如圖13所示的增加了墨水表面M的過噴射Xmax的副作用。即如果過噴射Xmax增大，墨滴97在噴出之前的墨水表面M的狀態(tài)(位置，速度)不能保持穩(wěn)定，因此產(chǎn)生墨滴97的墨滴的直徑和速度(噴出速度)的不一致的問題。所以，把墨水表面M的過噴射Xmax抑制在一定值以下是確保墨滴的直徑和速度精度的必要條件。特別是，在通過調(diào)整墨滴的直徑實現(xiàn)高圖象質(zhì)量打印的場合，由于要求高精度的滴徑和滴速，過噴射量Xmax最大不能超過10μm的程度。作為抑制過噴射Xmax的具體對策，是減小流路系的截面面積，增加墨水的粘度使流路的阻抗增加，但是如果增加了流路的阻抗，則如上所述的那樣，增加了重新充滿時間，這次又形成了不能高速打印的不良狀態(tài)。
這樣，在噴墨打印頭中，為了通過調(diào)諧滴徑來同時實現(xiàn)高圖象質(zhì)量打印和高速打印，則必須同時滿足縮短重新充滿時間tr和抑制過噴射Xmax的兩個對立的條件，這是相當困難的。盡管如此，人們還是通過對噴嘴和墨水供給孔(墨水供給路)等的形狀進行改進，和調(diào)整墨水的粘度的措施，盡可能地滿足縮短重新充滿時間和抑制過噴射的兩個對立條件，為了實現(xiàn)同時能夠高圖象質(zhì)量打印和高速打印，進行了各種嘗試。
但是，上述以往的嘗試對于裝置的全部使用范圍內(nèi)始終保持能夠滿足縮短重新充滿時間和抑制過噴射的兩個條件，是一個非常困難的問題。這是因為，墨水的性質(zhì)隨著環(huán)境溫度的變化而變化，結(jié)果使重新充滿特性發(fā)生很大變化。
在后面將要敘述的噴墨打印頭的重新充滿特性受噴嘴和墨水供給孔(墨水供給路)和壓力發(fā)生室等構成的流路系的聲質(zhì)量(音響質(zhì)量)及音響阻抗，并且還受墨水表面部中的音響容量的影響。其中聲質(zhì)量受墨水密度的影響，音響阻抗受墨水粘度的影響，音響容量受墨水的表面張力的影響。所以，當墨水的性質(zhì)(密度，粘度及表面張力)隨環(huán)境溫度發(fā)生變化時，流路系的特性參數(shù)(聲質(zhì)量，音響阻抗，音響容量)發(fā)生變化，結(jié)果導致重新充滿特性發(fā)生很大的變化。在實際的裝置的使用溫度范圍設定在10～35℃(室溫范圍)的場合，雖然可以忽略溫度對密度及表面張力的影響，但是溫度對墨水粘度的影響不容忽略。
例如，在把裝置的使用溫度設定為10～35℃的場合，普通的水性墨水的粘度發(fā)生2.0～2.5倍左右的變化。當環(huán)境溫度低時，由于墨水的粘度增加，因此流路系的音響阻抗增加，很難達到所希望的重新充滿時間tr。相反，當環(huán)境溫度高時，由于墨水的粘度變低，雖然使得重新充滿時間tr縮短，但是又使墨水表面的過噴射Xmax增加。
如果把對于一個噴墨打印頭的實驗結(jié)果的一例作為具體實例進行說明，則是例如在室溫(20℃)下，重新充滿時間tr為90μs，過噴射Xmax為5μm。這個噴墨打印頭當目標驅(qū)動頻率為10kHz時由于這時的過噴射Xmax容許值為10μm，所以在室溫(20℃)下，能夠同時滿足確保重新充滿時間tr的目標值(100μs以下)和抑制過噴射Xmax的兩個對立條件。但是，當環(huán)境溫度低于10℃時，雖然過噴射Xmax減少到2μm滿足過噴射條件，但相反地重新充滿時間tr增加到116μs，超過了應確保的重新充滿時間tr。另一方面，當環(huán)境溫度上升到35℃時，雖然重新充滿時間tr縮短到72μs可以滿足重新充滿時間條件，但是過噴射增加到14μm，不能把過噴射Xmax抑制在應滿足的條件內(nèi)。
如上所述，由于墨水粘度在很大程度上受溫度變化的影響，所以在裝置的使用溫度范圍內(nèi)的所有溫度全都滿足確保重新充滿時間和抑制過噴射的兩個對立條件是極為困難的。特別是在為了實現(xiàn)高速打印，設定大的噴出墨滴的場合，由于隨溫度變化的墨水性質(zhì)的原因，使打印性能明顯地下降。例如，在設定打印分辨率為400dpi的場合，所需要的墨滴直徑(最大滴徑)約為38-43μm。在噴出這么大的墨滴時，由于噴出后的墨水表面的后退量加大，容易使重新充滿時間和過噴射增大，并且容易受環(huán)境溫度變化的影響。在現(xiàn)實當中，墨滴直徑(最大滴徑)Hz以上，過噴射容許值10μm，裝置使用溫度范圍10-35℃的條件下，從來不存在能夠同時滿足確保重新充滿時間和抑制過噴射的完全對立的條件的噴墨打印頭。另外，在本說明書中所謂滴徑是指相當于依次噴出所被排出的墨水總量的一個球狀墨滴的直徑。
因此，本發(fā)明的目的是，提供一種即使裝置使用時的環(huán)境溫度發(fā)生變化，也能夠始終滿足確保目標重新充滿時間和抑制過噴射的兩個對立條件，也能夠高速地噴出滴徑及滴速精度高的且穩(wěn)定的墨滴的噴墨打印頭及裝載該打印頭的噴墨打印裝置。
為了解決上述的問題，本發(fā)明的噴墨打印頭是，一種具有充有墨水的壓力發(fā)生室、在該壓力發(fā)生室中產(chǎn)生壓力的壓力發(fā)生機構、供給上述壓力發(fā)生室墨水的墨水供給室、連通該墨水供給室與上述壓力發(fā)生室的墨水供給路及與上述壓力發(fā)生室連通的噴嘴，通過由上述壓力發(fā)生機構使上述壓力發(fā)生室內(nèi)產(chǎn)生壓力變化，使墨滴從上述噴嘴噴出的噴墨打印頭，其特征在于設定上述噴嘴、上述墨水供給路及上述壓力發(fā)生室的形狀使在墨水填充狀態(tài)下的上述噴嘴、上述墨水供給孔及上述壓力發(fā)生室的聲質(zhì)量的總和mT及音響阻抗的總和rT(在溫度約為20時的值)分別滿足關系式(4)及關系式(5)。
0＜mr＜1.9×108[kg/m4]…(4)4.0×1012＜rT＜11.0×1012[Ns/m5]…(5)在上述本發(fā)明的噴墨打印頭中，其特征是，上述噴嘴具有向上述壓力發(fā)生室一側(cè)內(nèi)徑逐漸增加的圓錐部，該圓錐部的錐角為10～45度。
在上述本發(fā)明的噴墨打印頭中，其特征是，上述噴嘴由在開口部附近所形成的直筒部和向上述壓力發(fā)生室一側(cè)逐漸增大的圓錐部構成，該圓錐部的錐角為15～45度。
在上述本發(fā)明的噴墨打印頭中，其特征是，上述噴嘴形成其內(nèi)徑向上述壓力發(fā)生室一側(cè)逐漸增大，該縱剖面呈具有與該噴嘴的長度大致相等的半徑的曲線形狀，并且該長度為50～100μm。
另外，在上述本發(fā)明的任意噴墨打印頭中，其特征是，上述噴嘴的開口直徑為25～32μm。
權利要求6所述的發(fā)明是，相關于權利要求1所述的噴墨打印頭，其特征是，上述墨水供給路是連通上述墨水供給室與上述壓力發(fā)生室的墨水供給孔。
另外，在上述本發(fā)明的噴墨打印頭中，其特征是，設定上述墨滴的最大滴徑為38～43μm。
另外，在上述本發(fā)明的噴墨打印頭中，其特征是，使用表面張力被設定為25～35mN/m的墨水。
另外，在上述本發(fā)明的噴墨打印頭中，其特征是，所使用的墨水的粘度滿足在填充墨水狀態(tài)下的上述噴嘴、上述墨水供給路、及上述壓力發(fā)生室的上述音響阻抗rT的總和(在溫度約為20℃下的值)滿足關系式(6)。
4.0×1012＜rT＜11.0×1012[Ns/m5]…(6)另外，本發(fā)明的噴墨打印裝置，其特征在是，裝載了上述本發(fā)明中任意一項所述的噴墨打印頭。
圖1(a)表示本發(fā)明的實施例1所使用的噴墨打印頭的構成的剖視圖，圖1(b)是分解表示該噴墨打印頭的分解剖視圖。
圖2是表示雙值驅(qū)動的該噴墨打印頭的非可調(diào)滴徑驅(qū)動電路的電路構成方框圖。
圖3是表示多值驅(qū)動的該噴墨打印頭的可調(diào)滴徑驅(qū)動電路的電路構成方框圖。
圖4是表示構成該噴墨打印頭的噴嘴的形狀(墨水供給孔也是同一形狀)的剖視圖。
圖5表示在同一實施例中流路徑全體的聲質(zhì)量mT和音響阻抗rT之間關系的曲線圖。
圖6是表示在同一實施例中流路徑全體的聲質(zhì)量mT和音響阻抗rT之間關系的曲線圖。
圖7是表示本發(fā)明實施例2的噴嘴的形狀(墨水供給孔也是同一形狀)的剖視圖。
圖8是表示本發(fā)明實施例3的噴嘴的形狀(墨水供給孔也是同一形狀)的剖視圖。
圖9是關于本發(fā)明的理論有效性，在重新充滿動作時的噴墨打印頭的等價電路圖。
圖10是關于本發(fā)明的理論有效性，表示流路徑全體的聲質(zhì)量mT和音響阻抗rT之間關系的曲線圖。
圖11是為了說明以往的技術，示意地表示在開通請求型噴墨打印頭中的一種稱為愷撒型噴墨打印頭的基本構成的剖視圖。
圖12的(a)～(d)是為了說明以往的技術，表示在上述的墨滴噴出過程中噴嘴部的墨水表面如何變化的剖視圖。
圖13是為了說明以往的技術，表示在墨滴噴出后墨水表面的位置隨時間變化的曲線圖。
以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施例進行說明。
首先，為了有助于對本發(fā)明的理解，利用集中常數(shù)等價電路模型，對本發(fā)明的有效性的理論根據(jù)進行說明。
圖9是在重新充滿動作過程中的噴墨打印頭的等價電路圖。從這個等價電路圖中，在可以知道重新充滿動作時的墨水表面運動遵循微分方程式(7)所表示的關系。mTd2xdt2+rTdxdt+1C3x=0---(7)]]>在方程式(7)中，MT是在墨水填充狀態(tài)時的噴嘴、墨水供給路及壓力發(fā)生室的聲質(zhì)量(音響質(zhì)量)的總和。在各部中的聲質(zhì)量m當管路橫截面面積用S[m2]、管路長度用1[m]、墨水密度用p[kg/m3]表示時，可通過方程式(8)得出。m=∫olρsdx---(8)]]>另外，在方程式(7)中rT是在墨水填充狀態(tài)時的噴嘴、墨水供給路及壓力發(fā)生室的音響阻抗的總和。在各部中的音響阻抗rT是在管路橫截面為圓形的部分，當墨水粘度用η[Pa.s]表示、管路徑用d[m]表示時，通過方程式(9)得出，管路截面為長方形的部分，把截面的縱橫比用z表示時，通過方程式(10)得出。r=∫ol128πdη4dx---(9)]]>r=∫ol12ηls2·dx{0.33×1.02(z+1z)}---(10)]]>另外，在方程式(7)中，C3是墨水表面的音響容量[m5/N]，當噴嘴開口直徑用d3[m]表示、墨水的表面張力用6[N/m]表示、墨水表面的后退量用x[m]表示時，通過方程式(11)得出。C3=πd3464ρ1+16x2d32---(11)]]>另外，為了通過方程式(7)求出墨水表面的位置隨時間變化的規(guī)律，必須求出重新充滿開始時的墨水表面的初始位置Xo(參照圖12的(b)及圖13)，但是在把滴徑用dd[m]表示的場合，墨水表面的初始位置Xo通過方程式(12)求出。系數(shù)K根據(jù)噴嘴形狀等的不同多少有一些變化，但通常值是在0.5～0.7之間。通過本發(fā)明者們根據(jù)實驗結(jié)果的計算，K=0.67。X·=Kdd3d32---(12)]]>通過方程式(7)～(12)可以了解到，當確定了噴嘴開口直徑d3(圖12的(a))墨水的表面張力6及墨水的滴徑dd后，影響重新充滿動作的參數(shù)只是聲質(zhì)量mT及音響阻抗rT的兩個因素。即聲質(zhì)量mT與音響阻抗rT的組合決定了重新充滿特性(重新充滿時間、過噴射量)。這里，如果把聲質(zhì)量mT設定為某個值，則確定了實現(xiàn)目標重新充滿時間的音響阻抗rT的上限及為了把過噴射量抑制在容許值以下的音響阻抗rT的下限。圖10所示的曲線圖(d3=30μm、6=33mN/m、dd=40μm噴出頻率fe=10kHz的條件下進行計算)是實際求出例。圖10的曲線圖是使聲質(zhì)量mT在0.5～4.5×108kg/m4范圍內(nèi)變化，對應聲質(zhì)量mT的音響阻抗rT的上限/下限所畫出的曲線圖表。
在圖10中，□標記曲線表示為了確保目標重新充滿時間(100μs)的音響阻抗rT的上限。當音響阻抗rT超過這個上限時，就不能求出目標噴出頻率。另外，◇標記曲線表示為了把過噴射量抑制在容許值(10μm)以下的音響阻抗rT的下限。因此，如果設定聲質(zhì)量mT和音響阻抗rT使音響阻抗rT位于上限與下限之間(斜線部區(qū)域)，則能夠同時滿足確保目標重新充滿時間和抑制過噴射的兩個對立的條件。
例如，對于一個噴墨打印頭，在環(huán)境溫度為室溫(20℃)時，其聲質(zhì)量mT與音響阻抗rT(使用20℃時的墨水粘度2.9mPa.s進行計算)的組合位于圖10中的○標記的位置。在室溫(20℃)的環(huán)境溫度下，因為音響阻抗rT位于上限和下限之間，所以滿足確保目標重新充滿時間和抑制過噴射的兩個對立條件。但是，當環(huán)境溫度在10～35℃范圍發(fā)生變化時，墨水粘度η在1.8～3.8mPa.s范圍內(nèi)變化，使音響阻抗rT在圖10的箭頭所示的范圍變化。即低溫時，由于音響阻抗rT超過上限，來不及重新充滿，另外，在高溫時由于音響阻抗rT超過下限，所以過噴射量超過了容許值。因此，這個噴墨打印頭不能適應環(huán)境溫度的變化。
下面，在環(huán)境溫度為室溫(20℃)時，關于聲質(zhì)量mT和音響阻抗rT的組合參數(shù)再來看位于圖10的△標記曲線位置的噴墨打印頭。這個噴墨打印頭即使在環(huán)境溫度從10～35℃的范圍變化如圖所明示的的那樣，始終位于上限和下限之間。所以，這個打印頭能夠在10～35℃的范圍內(nèi)始終滿足確保目標重新充滿時間和一直過噴射的兩個對立的條件，能夠適應環(huán)境溫度的變化。所以，為了使噴墨打印頭能夠適應環(huán)境溫度的變化，關鍵的是設定聲質(zhì)量mT及音響阻抗rT來確保在裝置使用溫度范圍內(nèi)音響阻抗rT始終位于上限和下限之間。
但是，過去，由于人們還不知道從尋求聲質(zhì)量mT和音響阻抗rT之間的最佳平衡關系的觀點出發(fā)進行設計的思想，所以，根據(jù)本發(fā)明者等的分析結(jié)果，至今還沒有一種把墨滴的直徑設定為38～43μm，并且，使音響阻抗rT在10～35℃的環(huán)境溫度的所有溫度條件下，始終位于容許范圍(上限值與下限值之間的打印頭。
另外，從方程式(7)～方程式(12)可以了解到，聲質(zhì)量mT和音響阻抗rT的容許范圍本來用與墨滴的直徑dd、墨水表面的張力σ、最大噴出頻率及過噴射容許值的5個參數(shù)有關的函數(shù)表示。但是，由于本發(fā)明也把受環(huán)境溫度影響尤為顯著的低分辨率時(400dpi前后)的大墨滴作為對象，所以可以象以下那樣規(guī)定聲質(zhì)量mT和音響阻抗rT的容許范圍的數(shù)值。
即在最大噴出頻率為10kHzM、過噴射容許值為10μm的場合，在本發(fā)明的對象范圍(墨滴的最大直徑dd=38～43μm、噴嘴開口直徑d3=25～32μm、墨水的表面張力6=25～35mN/m)內(nèi)，聲質(zhì)量mT的上限值及音響阻抗rT的最佳值成為最大時，此時的墨滴直徑dd=38μm、噴嘴開口直徑d3=25μm、墨水的表面張力6=35mN/m。當環(huán)境溫度的變化范圍是10～35℃左右時，理想的聲質(zhì)量mT的上限值約為1.9×108kg/m4，音響阻抗rT(20℃)的容許范圍是9.0×1012＜rT＜11.0×1012[Ns/m5]。另外，反之，聲質(zhì)量mT的上限值及音響阻抗rT的最佳值在最小時，墨滴直徑dd=43μm、噴嘴開口直徑d3=32μm、墨水的表面張力6=28mN/m，這時的聲質(zhì)量mT的上限值約為0.9×108kg/m4，音響阻抗rT(20℃)的容許范圍是4.0×1012＜rT＜5.0×1012[Ns/m5]。
因此，設定在本發(fā)明的對象范圍(墨滴的最大直徑dd=38～43μm、噴嘴開口直徑d3=25～32μm、墨水的表面張力6=25～35mN/m)內(nèi)的噴墨打印頭為了在10～35℃的環(huán)境溫度范圍的所有溫度下，實現(xiàn)最大噴出頻率在10kHz以上，過噴射容許值10μm，則必須至少滿足關系式(13)、(14)的條件。
0＜mT＜1.9×108[kg/m4]…(13)4.0×1012＜rT＜11.0×1012[Ns/m5] …(14)下面，對本發(fā)明的具體實施例進行說明。
實施例1圖1(a)是表示裝載在本發(fā)明的實施例1的噴墨打印裝置中的噴墨打印頭的基本構成的剖視圖，圖1(b)是分解表示該噴墨打印頭的分解剖視圖，圖2是表示驅(qū)動該噴墨打印頭的滴徑不可調(diào)型驅(qū)動電路的電氣構成方框圖，圖3是表示驅(qū)動該噴墨打印頭的滴徑可調(diào)型驅(qū)動電路的電氣構成方框圖。
這個實施例的噴墨打印頭，如圖1(a)所示，屬于對應需要噴出墨滴1，在記錄紙上打印文字和圖象的開通請求愷撒型多噴嘴式打印頭，如圖1(a)所示，分別形成細長的立方體狀，并且，在圖面的垂直方向并排設置有多個壓力發(fā)生室2、構成各個壓力發(fā)生室2的圖中底部的振動板3、在這個振動板3的里面對應各個壓力發(fā)生室2并列設置的積層型壓電陶瓷所構成的多個壓電調(diào)節(jié)器4、與未圖示的墨水盒連接供給各個壓力發(fā)生室2墨水的共用墨水室(墨水池)5、把這個共用墨水室5與各個壓力發(fā)生室2形成1對1連通的多個墨水供給孔(連通孔)6、與各個壓力發(fā)生室2形成1對1設置并使墨滴1從各個壓力發(fā)生室2的呈弧面的向上方突起的上端部被噴出的多個噴嘴7所構成。這里，由共用墨水室5、墨水供給路6、壓力發(fā)生室2及噴嘴7形成墨水按順序移動的流路系，由壓電調(diào)節(jié)器4和振動板3構成對壓力發(fā)生室2內(nèi)的墨水施加壓力波的振動系，流路系與振動系的接點位于壓力發(fā)生室2的底面(振動板3的圖中的上面)。
在這個實施例的打印頭的制造工序中，如圖1(b)所示，預先準備好被列狀或交錯狀排列穿孔形成多個噴嘴7的噴嘴板7a、形成共用墨水室5的空間部的墨水池板5a、穿孔墨水供給孔6的供給孔板6a，形成多個壓力發(fā)生室2的空間部的壓力發(fā)生室板2a、構成多個振動板3的振動片3a，然后，把這些板片2a、3a、5a～7a使用厚度約為20μm的未圖示的環(huán)氧樹脂系膠合層粘接，作成積層板，然后再通過把作成的積層使用環(huán)氧樹脂系膠粘劑層與壓電調(diào)節(jié)器4粘接，完成上述構成的噴墨打印頭的制造。另外，這個實例的振動板3a使用電鑄成型的厚度為50～75μm的鎳板，其他的板2a、5a～7a使用厚度為50～75μm的不銹鋼板。
下面，參照圖2及圖3，對這個實例的噴墨打印裝置的構成及驅(qū)動上述構成的噴墨打印頭的驅(qū)動電路的電氣構成進行說明。
這個實例的噴墨打印裝置具有未圖示的CPU(中央處理器)和ROM、RAM等的存儲器。CPU通過執(zhí)行記憶在ROM中的程序，使用保存在RAM中的各種寄存器和標記特征，控制裝置的各部根據(jù)計算機等通過接口提供的打印信息在記錄紙上進行打印。
首先，圖2的驅(qū)動電路生成規(guī)定的驅(qū)動波形信號并將其放大，然后通過把該信號供給對應打印信息的規(guī)定的電壓調(diào)節(jié)器4、4…進行驅(qū)動，使始終保持基本相同滴徑的墨滴噴出，實現(xiàn)在記錄紙上的文字和圖象打印，并且主要由波形發(fā)生電路21、功率放大電路22、與電壓調(diào)節(jié)器4、4、…1對1連接的多個開關電路構成。
波形發(fā)生電路21由數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和積分電路構成，由CPU把從ROM的規(guī)定存儲區(qū)域中讀出驅(qū)動波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成模擬信號后，經(jīng)過積分處理生成驅(qū)動波形信號。功率放大電路22把從波形發(fā)生電路21供給的驅(qū)動波形信號進行功率放大，輸出電壓波形信號。開關電路23的輸入端與功率放大電路22的輸出端連接，輸出端與對應的壓電調(diào)節(jié)器4的一端連接，當對控制端輸入與從未圖示的驅(qū)動控制電路輸出的打印信息對應的控制信號時，導通開關，使從對應的功率放大電路22輸出的電壓波形信號加載到壓電調(diào)節(jié)器4。這時，壓電調(diào)節(jié)器4把對應加載的電壓波形信號的位移傳導給振動板3，通過振動板3的位移使壓力發(fā)生室2的體積發(fā)生變化，使在填充墨水的壓力發(fā)生室2中生成規(guī)定的壓力波，在這個壓力波的作用下規(guī)定滴徑的墨滴1從噴嘴7噴出。噴出的墨滴附著在記錄紙等的記錄媒體上形成記錄點。根據(jù)打印信息反復進行這樣的形成記錄點的動作，則文字和圖象被雙值地記錄在記錄紙上。
然后圖3的驅(qū)動電路通過對從噴嘴噴出的墨滴的直徑進行多級(再這個實例中，滴徑約為40μm的大滴，約為30μm的中滴徑，約為20μm的小滴的3級)的切換，來實現(xiàn)在記錄紙上的文字和圖象的多級打印，也就是所說的滴徑可調(diào)型驅(qū)動電路，該電路由對應滴徑的3種波形發(fā)生電路31a、31b、31c和與這些波形發(fā)生電路31a、31b、31c形成1對1連接的功率放大電路32a、32b、32c及與壓電調(diào)節(jié)器4、4、…1對1連接的多個開關電路33、33、…構成。
波形發(fā)生電路31a～31c分別由數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和積分電路構成，在這些波形發(fā)生電路31a～31c中，波形發(fā)生電路31a將由CPU從ROM的規(guī)定存儲區(qū)域讀出的噴出大滴用的驅(qū)動波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號后進行積分處理生成噴出大滴用的驅(qū)動波性信號。波形發(fā)生電路31b將由CPU從ROM的規(guī)定存儲區(qū)域讀出的噴出中滴用的驅(qū)動波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號后進行積分處理生成噴出中滴用的驅(qū)動波性信號。波形發(fā)生電路31c將由CPU從ROM的規(guī)定存儲區(qū)域讀出的噴出小滴用的驅(qū)動波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號后進行積分處理生成噴出小滴用的驅(qū)動波性信號。功率放大電路32a把從波形發(fā)生電路31a供給的噴出大滴用的驅(qū)動波形信號進行功率放大輸出噴出大滴用的電壓波形信號。功率放大電路32b把從波形發(fā)生電路31b供給的噴出中滴用的驅(qū)動波形信號進行功率放大輸出噴出中滴用的電壓波形信號。功率放大電路32c把從波形發(fā)生電路31c供給的噴出小滴用的驅(qū)動波形信號進行功率放大輸出噴出小滴用的電壓波形信號。
另外，開關電路33由未圖示的第1、第2、第3傳輸門構成，第1傳輸門的輸入端與功率放大電路32a的輸出端連接，第2傳輸門的輸入端與功率放大電路32b的輸出端連接，第3傳輸門的輸入端與功率放大電路32c的輸出端連接，第1、第2、第3傳輸門的輸出端與對應的共用的壓電調(diào)節(jié)器4的一端連接。并且，當對應從未圖示的驅(qū)動控制電路輸出的打印信息的級控制信號被輸入到第1傳輸門的控制端后，第1傳輸門導通從功率放大電路32a輸出的噴出大滴用的電壓波形信號加載到壓電調(diào)節(jié)器4。這時，壓電調(diào)節(jié)器4把對應被加載的電壓波形信號的位移傳導給振動板3，通過這個振動板3的位移，使壓力發(fā)生室2的體積發(fā)生急劇變化(增加、減少)，使填充墨水的壓力發(fā)生室2生成規(guī)定的壓力波，在這個壓力波的作用下，使大滴的墨滴1從噴嘴7噴出。當對應從驅(qū)動控制電路輸出的打印信息的級控制信號被輸入到第2傳輸門的控制端后，第2傳輸門導通，從功率放大電路32b輸出的噴出中滴用的電壓波形信號加載到壓電調(diào)節(jié)器4。這時，壓電調(diào)節(jié)器4把對應被加載的電壓波形信號的位移傳導給振動板3，通過這個振動板3的位移，使壓力發(fā)生室2的體積發(fā)生急劇變化(增加、減少)，使填充墨水的壓力發(fā)生室2生成規(guī)定的壓力波，在這個壓力波的作用下，使中滴的墨滴1從噴嘴7噴出。當對應從驅(qū)動控制電路輸出的打印信息的級控制信號被輸入到第3傳輸門的控制端后，第3傳輸門導通，從功率放大電路32c輸出的噴出小滴用的電壓波形信號加載到壓電調(diào)節(jié)器4。這時，壓電調(diào)節(jié)器4把對應被加載的電壓波形信號的位移傳導給振動板3，這個振動板3的位移，使壓力發(fā)生室2的體積發(fā)生急劇變化(增加、減少)，使填充墨水的壓力發(fā)生室2生成規(guī)定的壓力波，在這個壓力波的作用下，使小滴的墨滴1從噴嘴7噴出。噴出的墨滴附著在記錄紙等的記錄媒體上，形成記錄點。根據(jù)打印信息反復進行這樣的記錄點的形成動作，則文字和圖象便被多級地記錄在記錄紙上。
這個實施例對于雙值記錄專用的噴墨打印裝置采用圖2的驅(qū)動電路，對于也可進行多級打印的噴墨打印裝置，采用圖3的驅(qū)動電路。
圖4是表示這個實施例的噴嘴7形狀(墨水供給孔6也具有相同形狀)的剖視圖，另外，圖5及圖6是表示該實施例的流路徑全體的聲質(zhì)量mT與音響阻抗rT之間關系的圖表，圖6是在縱軸上表示圖5的流路徑全體的音響阻抗rT上下限之比的圖表。
這里，流路徑全體的聲質(zhì)量mT是在墨水填充狀態(tài)下的噴嘴7、墨水供給路6和壓力發(fā)生室2的聲質(zhì)量的總和，同樣，流路徑全體的音響阻抗是在墨水填充狀態(tài)下的噴嘴7、墨水供給路6和壓力發(fā)生室2的聲質(zhì)量的總和。
這個實例的噴嘴7是通過在厚度約為70μm的不銹鋼板上進行精密沖壓加工，形成開口直徑約為30μm的圓形開口的穿孔，并且，如圖4所示的那樣，其內(nèi)部形狀為錐角約為15度、錐底直徑約為67μm、高約為70μm的圓錐形。另外，墨水供給孔6與噴嘴7的形狀相同。另外，在這個實施例中，使用被調(diào)整為表面張力為33mN/m、在溫度為20℃時的粘度為4.5的墨水。這個墨水在10～35℃的環(huán)境溫度變化范圍內(nèi)粘度發(fā)生約為2.1倍的變化。
這個實例的噴墨打印頭在室溫(20℃)的環(huán)境溫度時，如圖5所示，設定打印頭流路徑全體的聲質(zhì)量mT和音響阻抗rT的組合位于O標記的位置，使其在環(huán)境溫度在10～35℃的變化范圍內(nèi)音響阻抗的總和rT始終保持在上限值與下限值之間。因此，從圖5可以看出，在10～35℃的溫度范圍的所有溫度下，能夠滿足確保目標重新充滿時間(100μs以下)和抑制過噴射(10μm)的兩個對立的條件。
下面，對于決定如上所述噴嘴7及墨水供給孔6的形狀，以及墨水的粘度的具體過程進行說明。
圖5表示在滴徑為40μm、噴出頻率為10kHz、容許過噴射量為10μm、墨水的表面張力為33mN/m、噴嘴開口直徑為30μm的條件下求出流路徑全體的音響阻抗rT及聲質(zhì)量mT的容許范圍的結(jié)果。如上所述，這個實例所使用的墨水在10～35℃的環(huán)境溫度變化范圍內(nèi)粘度發(fā)生約2.1倍的變化，因此，流路徑全體的音響阻抗rT也隨著在10～35℃的環(huán)境溫度變化范圍內(nèi)發(fā)生2.1倍的變化。所以，如果流路徑全體的音響阻抗rT的容許范圍(上限和下限之比)不能容許這個2.1倍的變化的話，則不能夠適應環(huán)境溫度的變化。如圖6所明示的那樣，流路徑全體的聲質(zhì)量mT越是減少，上下限之比越是傾向于變大，當流路徑全體的聲質(zhì)量mT小于1.5×108kg/m4時上下限之比大于2.1倍。因此，為了容許流路徑全體的音響阻抗rT有2.1倍的變化，只要把流路徑全體的聲質(zhì)量mT設定在1.5×108kg/m4以下便可。
然后，把這樣確定的流路徑全體的聲質(zhì)量mT分配給噴嘴7、墨水供給孔6及壓力發(fā)生室2。首先，壓力發(fā)生室2的聲質(zhì)量隨著壓力發(fā)生室2形狀的變化而變化，在設定最大滴徑為38～43μm、壓力波的固有頻率為10～20μs的場合，壓力發(fā)生室2的聲質(zhì)量通常為0.4～0.6×108kg/m4。在這個實施例的場合，壓力發(fā)生室的形狀為寬320μm、高140μm、長2.5mm，所以壓力發(fā)生室的聲質(zhì)量為0.56×108kg/m4。因此，為了把流路徑全體的聲質(zhì)量mT控制在1.5×108kg/m4，則必須要把噴嘴7的聲質(zhì)量和墨水供給孔6的聲質(zhì)量之和確定為0.94×108kg/m4，由于噴嘴7和墨水供給孔6的形狀基本相同，能夠等量地設定兩者的聲質(zhì)量，所以，確定各個的聲質(zhì)量的上限值為0.47×108kg/m4。
另外，增加流路徑(流路橫截面面積)及減少流路長度能夠有效地減小噴嘴7及墨水供給孔6的聲質(zhì)量。但是，如果增加噴嘴7開口直徑，則容易產(chǎn)生滴速下降和在噴出小滴時的穩(wěn)定性下降等的不良結(jié)果，因此，不主張過度地增加噴嘴的開口直徑。另外，如果縮短噴嘴的長度，則容易在噴出后把氣泡卷入打印頭內(nèi)，因此，不主張縮短噴嘴的長度。一方面，可以看出，為了把滴徑約為38～43μm的墨滴以6～10μm/s的滴速穩(wěn)定地噴出，噴嘴的開口直徑在25～32μm、噴嘴長度在70～100μm的范圍內(nèi)最佳。根據(jù)這個條件，增加錐角是減少噴嘴7聲質(zhì)量的最有效的方法。所以，這個實施例通過設定噴嘴直徑為30μm、噴嘴長度為70μm、錐角為15度，把噴嘴7的聲質(zhì)量規(guī)定在目標值的0.44×108kg/m4。
另外，錐角的最佳值受噴嘴口徑、噴嘴長度、壓力發(fā)生室的聲質(zhì)量等的影響，如上所述，當噴嘴開口直徑為25～32μm、噴嘴長度為70～100μm時最佳，另外，考慮到很難作到大幅度地增減壓力發(fā)生室的聲質(zhì)量，所以確定最佳錐角為10度以上。但是，基于卷入氣泡及噴嘴強度的問題，所以不主張錐角超過45度。
另外，在這個實施例中，關于墨水供給孔6也如同上述的那樣為了使其具有與噴嘴7相同的聲質(zhì)量，設置成與噴嘴7相同的形狀。
流路徑全體的聲質(zhì)量mT設定完成后，進行下面的墨水粘度的設定。具體的是，為了把音響阻抗設定為聲質(zhì)量mT=1.5×108kg/m4時的音響阻抗rT的下限值(4.9×1012Ns/m5)，計算出在環(huán)境溫度35℃時的墨水粘度。在這個實施例中，當把墨水粘度設定為3.0mPa.s時。則音響阻抗rT與下限值(4.9×1012Ns/m5)基本一致，這就是最高溫度(35℃)時的最佳墨水粘度。因此，最低溫度(10℃)時的墨水粘度是最高溫度時的粘度的2.1倍即6.3mPa.s，這時的音響阻抗rT為10.1×1012Ns/m5。它低于音響阻抗rT的上限值，能夠在最低溫度時確保目標重新充滿時間。另外，在這個場合，室溫條件下的墨水粘度約為4.5mPa.s(20℃時的粘度約為10℃時的粘度的1.5倍)，20℃時的音響阻抗rT為7.2×1012Ns/m5。
這樣，通過把噴嘴7及墨水供給孔6設定為錐角為15度的圓錐狀，墨水粘度設定約為4.5mPa.s(20℃)，在裝置使用溫度范圍的所有溫度下能夠確保重新充滿時間和抑制過噴射。通過對這個實施例的噴墨打印頭的重新充滿特性進行評測，其結(jié)果是，最低溫度(10℃)時的重新充滿時間為98μs，過噴射量為2.1μm，在最高溫度(35℃)時的重新充滿時間為64μs，過噴射量為9.7μm。即實現(xiàn)了在裝置使用溫度范圍的所有溫度下能夠一直過噴射(10μm以下)，同時達到目標驅(qū)動頻率(10kHz)。
實施例2圖7表示本發(fā)明的實施例2的噴嘴的形狀(墨水供給孔也具有相同形狀)的剖視圖。
實施例2的構成與上述實施例1的大的不同之處是，對于實施例1的噴嘴7及墨水供給孔6(圖4)的內(nèi)部形狀全體或圓錐形，實施例2的噴嘴7a及墨水供給孔6a如圖7所示，形成向壓力發(fā)生室2一側(cè)徐徐增加的錐部71a、61a，在開口部附近形成垂直部71b、61b，及設定錐角為超過10度的15～45度。
對于這個實施例2的噴嘴7a及墨水供給孔6a，設定其開口直徑為30μm、垂直部71b、61b的長度為10μm、全長為70μm、錐角為25度，通過這樣的設定把各部的聲質(zhì)量調(diào)整到0.44×108kg/m4。這樣，當加載壓力發(fā)生室2的聲質(zhì)量(0.56×108kg/m4)時，流路徑全體的聲質(zhì)量mT為1.43×108kg/m4，被限制在從圖6得出的流路徑全體的聲質(zhì)量mT的上限值(1.5×108kg/m4)以下。錐角的最佳值雖然是如上所述的那樣依賴于垂直部的長度、噴嘴的口徑及噴嘴的長度，但照顧到最佳噴嘴開口直徑和噴嘴強度及防止卷入氣泡等方面，在實用的狀態(tài)(垂直部長度為10～20μm)下，最佳錐角應在15度以上45度以下。
然后，如果把在環(huán)境溫度為35℃時的墨水粘度調(diào)整為2.3mPa.s，則能夠與流路徑全體的聲質(zhì)量mT=1.5×108kg/m4時的音響阻抗rT的下限值(4.9×1012Ns/m5)一致，這就是最高溫度(35℃)時的最佳粘度。從而可以得出最低溫度(10℃)時的墨水粘度為4.8mPa.s。另外，室溫(20℃)下的粘度約為3.5mPa.s，音響阻抗rT為7.3×1012Ns/m5。
這樣，通過設定噴嘴7a及墨水供給孔6a的開口直徑為30μm、垂直部71b、61b的長度為10μm、錐角角度為25度、墨水粘度約為3.5mPa.s(20℃)，可以實現(xiàn)在裝置使用溫度范圍內(nèi)的所有溫度下確保目標重新充滿時間(100μs)，同時抑制過噴射(10μm)。
另外，由于在噴嘴7a及墨水供給孔6a中形成有垂直部71b、61b，可以降低由于制造工藝所造成的開口口徑的形狀不一致，進一步講，能夠抑制各個噴嘴之間和各個打印頭之間的特性的不一致。
通過對實施例2的噴墨打印頭的重新充滿時間特性進行實際的評測，其結(jié)果是，在最低溫度(10℃)時的重新充滿時間為96μs、過噴射量為2.5μm，在最高溫度(35℃)時的重新充滿時間為62μs、過噴射量為9.8μm。即實現(xiàn)了在裝置使用溫度范圍的所有溫度下能夠一直過噴射(10m以下)，同時達到目標驅(qū)動頻率(10kHz)。
實施例3圖8表示本發(fā)明的實施例3的噴嘴的形狀(墨水供給孔也具有相同形狀)的剖視圖。
在實施例3中，噴嘴7b及墨水供給孔6b的內(nèi)徑向壓力發(fā)生室2一側(cè)徐徐增加，噴嘴7b及墨水供給孔6b的縱剖面形成具有與該噴嘴7b及墨水供給孔6b的長度基本相等半徑的R形狀，并且其特征是設定噴嘴7b及墨水供給孔6b的長度為50～100μm(理想的長度為70～100μm)。
這個實例的噴嘴7b及墨水供給孔6b通過電鑄(電成型)方法制成。
對于這個實施例的噴嘴7b及墨水供給孔6b，設定其開口直徑為30m，長度為70μm，各個部的聲質(zhì)量都是0.44×108kg/m4。這樣，當加載壓力發(fā)生室2的聲質(zhì)量(0.56×108kg/m4)時，流路徑全體的聲質(zhì)量mT為1.43×108kg/m4，被限制在從圖6得出的流路徑全體的聲質(zhì)量mT的上限值以下。另外，在把噴嘴的開口直徑設定為25～32μm的場合，為了得到必要的聲質(zhì)量，必須把噴嘴的長度設定在100μm以下。
然后，如果把在環(huán)境溫度為35℃時的墨水粘度調(diào)整為2.2mPa.s，則能夠與流路徑全體的聲質(zhì)量=1.5×108kg/m4時的音響阻抗rT的下限值(4.9×1012Ns/m5)一致，這就是最高溫度(35℃)時的最佳粘度。由于最低溫度(10℃)時的墨水粘度是最高溫度(35℃)時的粘度的2.1倍，所以最低溫度(10℃)時的墨水粘度為4.6mPa.s。這時的音響阻抗r為10.0×1012Ns/m5。由于其低于音響阻抗rT的上限值，所以在最低溫度時也能夠確保目標重新充滿時間。另外，在這個場合下，室溫(20℃)下的墨水粘度約為3.3mPa/s，音響阻抗rT為7.2×1012Ns/m5。
這樣，通過設定噴嘴7b及墨水供給孔6b的開口直徑為30μm，長度為70μm的R形狀，墨水粘度約為3.3mPa.s(20℃)，可以實現(xiàn)在裝置使用溫度范圍內(nèi)的所有溫度下確保目標重新充滿時間(100μs)，同時抑制過噴射(10μm)。
通過對實施例3的噴墨打印頭的重新充滿時間特性進行實際的評測，其結(jié)果是，在最低溫度(10℃)時的重新充滿時間為98μs、過噴射量為2.0μm，在最高溫度(35℃)時的重新充滿時間為65μs、過噴射量為9.6μm。即實現(xiàn)了在裝置使用溫度范圍的所有溫度下能夠抑制過噴射(10μm以下)，同時達到目標驅(qū)動頻率(10kHz)。
以上，通過視圖對本發(fā)明的實施例進行了詳細的說明，但是至于具體的構成，不限于這些實施例，本發(fā)明包括在屬于本發(fā)明構思范圍內(nèi)的各種設計。例如，噴嘴和墨水供給孔的形狀不限于圓錐狀和R形狀。同樣，開口形狀不限于圓形，可以是長方形或三角形。另外，使注入到共用墨水供給室中的墨水移動到壓力發(fā)生室的墨水供給路不限于被穿孔的板體的墨水供給孔，可以是筒狀或管狀的墨水供給路。另外，噴嘴、壓力發(fā)生室、墨水供給孔的各自的位置關系不限于這些實施例所示的構造，例如也可以把噴嘴設置在壓力發(fā)生室的中央部。
另外，上述的實施例雖然是使用相同形狀的噴嘴和墨水供給孔，但不是必須是相同的形狀，任何形狀的墨水供給孔夠可以。因為，墨水供給孔對孔徑和長度沒有大的限制，所以，設定其形狀的自由度要高于噴嘴。例如，把墨水供給孔的設定為孔徑45μm的直線形狀(錐度為0度)，長度為70μm，在上述的實施例1中也可以得到目標的聲質(zhì)量0.44×108kg/m4。
另外，在上述的實施例中，是設定墨水供給孔的聲質(zhì)量與噴嘴的聲質(zhì)量相同，但并不限于此，因為只要流路徑全體能夠得到目標的聲質(zhì)量便可，所以從噴出效率的方面考慮，理想的是設定噴嘴7的聲質(zhì)量小于墨水供給孔6的聲質(zhì)量。這是因為如果噴嘴7的聲質(zhì)量大于墨水供給孔6的聲質(zhì)量，則使作用向墨水供給孔6一側(cè)的壓力波的能量增大，降低了噴出效率。但是，考慮到制造工藝的簡便易行，還是如同上述的實施例所述的那樣設定兩者的聲質(zhì)量基本相同為好。
另外，在上述的實施例中，僅是對于把本發(fā)明應用在愷撒型噴墨打印頭的場合所做的說明，但不限于這種打印頭，還可以適用于屬于通過由壓力發(fā)生裝置使壓力發(fā)生室內(nèi)產(chǎn)生壓力變化，從噴嘴噴出墨滴的噴墨打印頭類型的其他噴墨打印頭。
同樣，作為壓力發(fā)生裝置也可以使用壓電調(diào)節(jié)器以外的電器機械轉(zhuǎn)換器件或磁致伸縮器件及電熱轉(zhuǎn)換器件。
綜上所述，依照本發(fā)明的構成，由于在裝置使用時的環(huán)境溫度在10～35℃的變化范圍內(nèi)，能夠始終確保目標重新充滿時間(約100μs)，同時把過噴射抑制在約10m以下，所以在高速動作時能夠確保墨滴滴徑的高精度及穩(wěn)定性。從而實現(xiàn)了高速且(通過滴徑可調(diào))高圖象質(zhì)量的噴墨多級打印。
權利要求
1．一種噴墨打印頭，具有充有墨水的壓力發(fā)生室、在該壓力發(fā)生室中產(chǎn)生壓力的壓力發(fā)生機構、供給上述壓力發(fā)生室墨水的墨水供給室、連通該墨水供給室與上述壓力發(fā)生室的墨水供給路及與上述壓力發(fā)生室連通的噴嘴，通過由上述壓力發(fā)生機構使上述壓力發(fā)生室內(nèi)產(chǎn)生壓力變化，使墨滴從上述噴嘴噴出，其特征在于設定上述噴嘴、上述墨水供給孔及上述壓力發(fā)生室的形狀使在墨水填充狀態(tài)下的上述噴嘴、上述墨水供給孔及上述壓力發(fā)生室的聲質(zhì)量的總和mT及音響阻抗的總和rT(在溫度約為20℃時的值)分別滿足關系式(1)及關系式(2)。0＜mT＜1.9×108[kg/m4]…(1)4.0×1012＜rT＜11.0×1012[Ns/m5]…(2)
2．權利要求1所述的噴墨打印頭，上述噴嘴具有向上述壓力發(fā)生室一側(cè)內(nèi)徑逐漸增加的圓錐部，該圓錐部的錐角為10～45度。
3．權利要求1所述的噴墨打印頭，上述噴嘴由在開口部附近所形成的直筒部和向上述壓力發(fā)生室一側(cè)逐漸增大的圓錐部構成，該圓錐部的錐角為15～45度。
4．權利要求1所述的噴墨打印頭，上述噴嘴形成其內(nèi)徑向上述壓力發(fā)生室一側(cè)逐漸增大，該縱剖面呈具有與該噴嘴的長度大致相等的半徑的曲線形狀，并且該長度為50～100μm。
5．權利要求1至4中任意所述的噴墨打印頭，上述噴嘴的開口直徑為25～32μm。
6．權利要求1所述的噴墨打印頭，上述墨水供給路是連通上述墨水供給室與上述壓力發(fā)生室的墨水供給孔。
7．權利要求1所述的噴墨打印頭，設定上述墨水滴的最大滴徑為38～43μm。
8．權利要求1所述的噴墨打印頭，使用表面張力被設定為25～35mN/m的墨水。
9．權利要求1所述的噴墨打印頭，所使用設定粘度墨水的使在填充墨水狀態(tài)下的上述噴嘴、上述墨水供給路、及上述壓力發(fā)生室的上述音響阻抗rT的總和(在溫度約為20℃下的值)滿足關系式(3)。4.0×1012＜rT＜11.0×1012[Ns/m5]…(3)
10．權利要求1所述的噴墨打印頭，具有形成上述噴嘴穿孔的噴嘴板、形成上述墨水供給室的空間部的墨水池板、形成上述墨水供給路穿孔的供給孔板、形成上述壓力發(fā)生室的空間部的壓力發(fā)生室板、及與構成上述壓力發(fā)生機構一部分的振動板接合而構成的積層板及與該積層板接合的作為上述壓力發(fā)生機構的其它部分的壓電調(diào)節(jié)器。
11．一種噴墨打印裝置，其特征在于裝載了權利要求1至9任意一項所述的噴墨打印頭。
全文摘要
一種不受裝置使用時的環(huán)境溫度變化的影響,始終保持穩(wěn)定的狀態(tài)進行高速且高圖象質(zhì)量打印的噴墨打印頭。設定噴嘴7、墨水供給孔6及壓力發(fā)生室2的形狀使在墨水填充狀態(tài)下的噴嘴7、墨水供給孔6及壓力發(fā)生室2的聲質(zhì)量m
文檔編號B41J2/16GK1323259SQ99812046
公開日2001年11月21日 申請日期1999年10月13日 優(yōu)先權日1998年10月14日
發(fā)明者奧田真一 申請人:日本電氣株式會社