JPH0858089A - Ink jet recording device - Google Patents

Ink jet recording device

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JPH0858089A
JPH0858089A JP6201088A JP20108894A JPH0858089A JP H0858089 A JPH0858089 A JP H0858089A JP 6201088 A JP6201088 A JP 6201088A JP 20108894 A JP20108894 A JP 20108894A JP H0858089 A JPH0858089 A JP H0858089A
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JP
Japan
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ink
pressure chamber
supply
communication passage
jet recording
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JP6201088A
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Japanese (ja)
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JP3665370B2 (en
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Mari Sakai
真理 酒井
Yoshio Miyazawa
芳雄 宮澤
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Publication date
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Priority to US08/510,996 priority patent/US5748214A/en
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Priority to DE69514966T priority patent/DE69514966T2/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2002/14306Flow passage between manifold and chamber

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a highly reliable ink jet head which ensures an easy removal of air bubbles from its flow passage. CONSTITUTION: An ink feed restriction hole 4 is disposed on the outer side of a pressure chamber 5 when seen from the laminate direction of a base plate and is formed near the one end of a feed communication passage 38 and the other end thereof is laid on and connected to the end of the pressure chamber 5 when seen from the laminate direction of the base plate, whereby the ink feed restriction hole 4 is so arranged as to avoid its directly opposite position with respect to the pressure chamber 5 by the feed communication passage 38.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は印字データの入力を受け
た時点で、インク滴を飛翔させ、このインク滴により記
録用紙にドットを形成させるオンデマンド型インクジェ
ット記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an on-demand type ink jet recording apparatus for ejecting ink droplets when receiving print data and forming dots on recording paper by the ink droplets.

【0002】[0002]

【従来の技術】入力情報に応じて複数のノズルからイン
ク滴を噴射し文字や図形を出力するオンデマンド型イン
クジェット記録装置は、低騒音、低ランニングコストで
普通紙や再生紙に高印字品質の記録書き込みができる点
で他の方式のものに比べて優れている。
2. Description of the Related Art An on-demand type ink jet recording apparatus which ejects ink droplets from a plurality of nozzles in accordance with input information and outputs characters and figures has a low noise, a low running cost and a high print quality on plain paper or recycled paper. It is superior to other systems in that it allows recording and writing.

【0003】このインクジェット記録装置として、図1
3に示す従来技術が特開平6−40030号公報に開示
されている。このインクジェットヘッドは以下に示すよ
うに、それぞれ異なる機能を有する複数のプレートを積
層して構成されている。即ち、平面状に配列された細長
い圧力室5を確定する圧力室形成基板32は、その一方
の面を圧力室5に対応して配設された圧電素子34を持
つ振動板33で封止され、他方の面を連通流路38,3
9を有する封止基板43で覆蓋されて、インク滴吐出に
必要な圧力を生成する個別に区画された圧力室5を構成
する。更に封止基板31上にはインク供給絞り4を有す
るインク供給絞り形成基板43が積層され、この基板上
に積層されたインクリザーバ室形成基板42に穿孔形成
されたインクリザーバ室6と連通路38との間のインク
流れを制限している。
As this ink jet recording apparatus, FIG.
The prior art shown in No. 3 is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-40030. As shown below, this inkjet head is configured by laminating a plurality of plates each having a different function. That is, the pressure chamber forming substrate 32 that defines the elongated pressure chambers 5 arranged in a plane is sealed on one surface thereof with the vibration plate 33 having the piezoelectric elements 34 arranged corresponding to the pressure chambers 5. , The other surface is a communication channel 38, 3
The pressure chamber 5 is covered with a sealing substrate 43 having 9 to form pressure chambers 5 that are individually partitioned to generate a pressure necessary for ejecting ink droplets. Further, an ink supply diaphragm forming substrate 43 having the ink supply diaphragm 4 is laminated on the sealing substrate 31, and the ink reservoir chamber 6 and the communication passage 38 formed by perforating the ink reservoir chamber forming substrate 42 laminated on this substrate. Restricts ink flow to and from.

【0004】この従来のインクジェット記録装置は、基
板を積層する構造であるため容易に製造でき、特にアク
チュエータ部分をセラミクスの一体焼成で構成した場合
においても、接合部材間におけるインク流路のシール性
を容易に且つ安定して確保できるため、量産性と信頼性
の高いインクジェット記録装置を提供できる。
Since this conventional ink jet recording apparatus has a structure in which the substrates are laminated, it can be easily manufactured. In particular, even when the actuator portion is formed by integrally firing the ceramics, the sealing property of the ink flow path between the joining members is improved. Since it can be secured easily and stably, it is possible to provide an inkjet recording apparatus having high mass productivity and high reliability.

【0005】ところで、このようなインクジェットヘッ
ドでは、インク流路中に気泡が滞留すると、気泡がイン
ク供給を妨げたり、インクを吐出させるための圧力を吸
収し、インクの吐出不良を発生させる。このような気泡
は、インクを補給するインクタンクから初めてインクを
充填する場合にインク流路内に残留したり、インクの消
耗によりインクタンクを交換する時にインクタンクとの
接続部から進入したり、振動等によりノズルのインクメ
ニスカスが破壊しノズルから進入したりするため、この
気泡を排出させるための手段をインクジェット記録装置
が備えていなければならない。一般には、インクジェッ
ト記録装置にポンプを設置し、インクタンクの交換時や
インク吐出不良が発生した時に、ポンプを駆動してノズ
ルよりインクを強制的に排出させ、その時の流れで気泡
を取り除く方法が採られる。
In such an ink jet head, when air bubbles stay in the ink flow path, the air bubbles hinder the ink supply or absorb the pressure for ejecting the ink, causing defective ink ejection. Such bubbles may remain in the ink flow path when the ink is first filled from the ink tank that supplies ink, or may enter from the connection part with the ink tank when the ink tank is replaced due to ink consumption, Since the ink meniscus of the nozzle is destroyed by vibration or the like and enters from the nozzle, the ink jet recording apparatus must be provided with a means for discharging the bubbles. Generally, a method of installing a pump in an ink jet recording apparatus and driving the pump to forcibly discharge ink from the nozzle when replacing an ink tank or when an ink ejection failure occurs, and removing bubbles in the flow at that time To be taken.

【0006】しかし、従来インクジェット記録装置で
は、インク供給絞りの狭い開口部から連通流路部にイン
クが噴出する部分では、連通流路部の角にインク流れの
淀みが生じ、ポンプのインク排出力を高めても気泡が排
出できない。このような淀み部は、基板を積層して接合
する時の組立誤差によって非常に大きくなる場合があ
り、例えば、図14に示す流路構造ではC部とD部に、
図15に示す流路構造ではD部とE部に淀みが生じ、イ
ンクジェットヘッドの製造上の歩留まりを著しく低下さ
せる。
However, in the conventional ink jet recording apparatus, at the portion where the ink is ejected from the narrow opening of the ink supply diaphragm to the communication flow path portion, the stagnation of the ink flow occurs at the corner of the communication flow path portion, and the ink discharging force of the pump The air bubbles cannot be discharged even if the value is raised. Such a stagnation part may become very large due to an assembly error when stacking and joining the substrates. For example, in the flow path structure shown in FIG.
In the flow channel structure shown in FIG. 15, stagnation occurs in the D section and the E section, which significantly reduces the manufacturing yield of the inkjet head.

【0007】気泡排出性が低いインクジェットヘッドで
は、ポンプを用いて強く長い時間インクを排出しなけれ
ばならず、インクが無駄に消費され印字コストが高くな
ると言う問題点も有している。
In an ink jet head having a low bubble discharging property, a pump must be used to strongly discharge the ink for a long time, and the ink is wasted and the printing cost becomes high.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる課題
を解決するものであって、その目的とするところは、圧
力室と、供給連通路と、インク供給絞りと、インクリザ
ーバ室とを順に積層配置したインク流路中の気泡と容易
に排出できる流路構造を提供することで、気泡滞留によ
るインク吐出不良が発生せず、不必要に無駄なインク消
費の無い、信頼性の高いインクジェット記録装置を提供
することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to solve such problems, and its object is to provide a pressure chamber, a supply communication passage, an ink supply throttle, and an ink reservoir chamber in this order. By providing a flow channel structure that can easily discharge bubbles in the ink channels arranged in a stack, defective ink ejection due to retention of bubbles does not occur, and unnecessary ink consumption is unnecessary, highly reliable inkjet recording It is to provide a device.

【0009】また、組立誤差が有っても気泡の排出性が
低下しない、歩留まりの高いインクジェット記録装置を
提供することである。
It is another object of the present invention to provide an ink jet recording apparatus having a high yield which does not deteriorate the bubble discharge property even if there is an assembly error.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明のインクジェット記録装置は、インクを加圧す
る圧力発生手段を有する圧力室と、供給連通路と、イン
ク供給絞りと、インクリザーバ室とを順に積層配置し、
互いに接続するインク流路を形成したインクジェット記
録装置において、インク供給絞りを積層方向より見て圧
力室の外側に配置し供給連通路の一方の端部近傍に接続
し、供給連通路の他方の端部を積層方向から見て圧力室
の端部に重ね圧力室に接続し、インク供給絞りが供給連
通路を隔てて圧力室と対向しないよう配置したことを特
徴とする。
In order to solve the above problems, an ink jet recording apparatus according to the present invention comprises a pressure chamber having pressure generating means for pressurizing ink, a supply communication passage, an ink supply throttle, and an ink reservoir chamber. And are stacked in order,
In an ink jet recording apparatus having ink channels connected to each other, an ink supply diaphragm is arranged outside the pressure chamber when viewed from the stacking direction and connected near one end of the supply communication passage, and the other end of the supply communication passage is connected. When viewed from the stacking direction, the portion is overlapped with the end of the pressure chamber and connected to the pressure chamber, and the ink supply throttle is arranged so as not to face the pressure chamber across the supply communication passage.

【0011】[0011]

【作用】インクをノズルより排出する場合に、インク供
給絞りから供給連通路へ噴出する噴流が対向する壁面と
の間に渦を発生する。この渦はインク供給絞りから対向
する壁面までの距離が長くなるほど大きくなる。また、
この渦が発生する部分に構造上の段部があると、気泡が
滞留し、インク流量を増加させても排出不可能である。
供給連通路を長くしその両端に流路を接続し、インク供
給絞りの開口部と圧力室が対向しないように構成するこ
とにより、渦を小さくすることと構造上の段部を無くす
ことを両立できる。従って、インク供給絞りから圧力室
まで滑らかな流れが作られ、気泡が容易に排出できる流
路となる。
When the ink is discharged from the nozzle, the jet flow ejected from the ink supply throttle to the supply communication passage generates a vortex between the jet surface and the opposing wall surface. This vortex becomes larger as the distance from the ink supply diaphragm to the opposite wall surface becomes longer. Also,
If there is a structural step at the portion where this vortex is generated, bubbles will remain and cannot be ejected even if the ink flow rate is increased.
By making the supply communication path long and connecting the flow paths to both ends of the supply communication path so that the opening of the ink supply throttle and the pressure chamber do not face each other, it is possible to reduce the vortex and eliminate the structural step. it can. Therefore, a smooth flow is created from the ink supply throttle to the pressure chamber, and the flow path allows bubbles to be easily discharged.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明を実施例により図面を参照して
詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings by embodiments.

【0013】図1は本発明のインクジェット記録装置1
の実施例を示す斜視図である。図1においてインクジェ
ットヘッドカートリッジ2はキャリッジ80上に位置決
め固定されており、キャリッジ80はキャリッジモータ
81によって主走査方向である矢印Aの方向に移動する
ことができる。また印字紙等の被記録媒体82はプラテ
ン83に巻き付けられ、紙送りモータ84によって副走
査方向である矢印Bの方向に移動することができる。キ
ャリッジ80上に搭載されたインクジェットヘッドカー
トリッジ2は主走査方向に移動しながら、印字信号に応
じてインク滴を吐出し、被記録媒体の副走査方向の移動
と組み合わせて、2次元面内に画像を形成する。また、
印字が一定時間以上行なわれない場合にはインク吸引手
段85のある待機位置86に移動する。インク吸引手段
85は、キャップ87と、不図示のキャップ進退機構と
を有し、インクジェットヘッドカートリッジ2のインク
吐出面にキャップ87を当接させた状態と、当接させな
い状態とを実現することができる。インクカートリッジ
の交換に伴い新規インクをインクジェットヘッド内に導
入する場合や、インクの吐出不良が発生した場合には、
このインク吸引手段を用いてインクジェットヘッド内の
インクを吸引し、吐出不良の原因となるインクジェット
内の気泡や劣化したインクをノズルより排出させる。
FIG. 1 shows an ink jet recording apparatus 1 according to the present invention.
It is a perspective view showing an example of. In FIG. 1, the inkjet head cartridge 2 is positioned and fixed on a carriage 80, and the carriage 80 can be moved by a carriage motor 81 in the direction of arrow A, which is the main scanning direction. A recording medium 82 such as printing paper is wound around a platen 83 and can be moved by a paper feed motor 84 in the direction of arrow B, which is the sub-scanning direction. The inkjet head cartridge 2 mounted on the carriage 80 moves in the main scanning direction, ejects ink droplets according to a print signal, and combines with the movement of the recording medium in the sub scanning direction to form an image in a two-dimensional plane. To form. Also,
If printing is not performed for a certain period of time or more, the printer moves to the standby position 86 where the ink suction means 85 is located. The ink suction unit 85 has a cap 87 and a cap advancing / retreating mechanism (not shown), and can realize a state in which the cap 87 is in contact with the ink ejection surface of the inkjet head cartridge 2 and a state in which the cap 87 is not in contact. it can. If new ink is introduced into the inkjet head due to the replacement of the ink cartridge, or if defective ink ejection occurs,
The ink in the inkjet head is sucked by using this ink suction means, and the air bubbles in the inkjet and the deteriorated ink that cause ejection failure are discharged from the nozzle.

【0014】図2はインクジェットヘッドカートリッジ
2の断面図である。図2においてインクジェットヘッド
カートリッジ2はヘッドユニット10と、固定部材20
と、インク収納部70とによって構成されている。ヘッ
ドユニット10は固定部材20に位置決めされ、接着剤
によって接合されている。インク収納部70は、そのイ
ンク排出部72に固定部材20のインク導入路21を挿
入して、固定部材20に固定される。インク導入路21
とインク排出部72の嵌合はOリング71によってシー
ルされている。インク収納部70に蓄えられているイン
クは、固定部材20のインク導入路21を通ってヘッド
ユニット10に供給される。インク収納部70は内部に
多孔質体74を収納しており、この多孔質体74にイン
クが含浸されている。多孔質体74はインクによって侵
されずかつインクを変質させない材質からなる発泡材な
どが好適である。またインク収納部70のインク排出部
72の対向面には通気性を有するフィルム77に覆われ
た連通孔76が設けられており、インクの蒸発を抑さえ
ながら内部の圧力をインクの消費量に関係なく大気圧に
保っている。
FIG. 2 is a sectional view of the ink jet head cartridge 2. In FIG. 2, the inkjet head cartridge 2 includes a head unit 10 and a fixing member 20.
And an ink storage unit 70. The head unit 10 is positioned on the fixing member 20 and joined by an adhesive. The ink storage portion 70 is fixed to the fixing member 20 by inserting the ink introduction passage 21 of the fixing member 20 into the ink discharging portion 72. Ink introduction path 21
The fitting of the ink discharge part 72 and the ink discharge part 72 is sealed by an O-ring 71. The ink stored in the ink storage portion 70 is supplied to the head unit 10 through the ink introduction passage 21 of the fixing member 20. The ink containing portion 70 contains a porous body 74 therein, and the porous body 74 is impregnated with ink. The porous body 74 is preferably a foam material made of a material that is not attacked by the ink and does not deteriorate the ink. In addition, a communication hole 76 covered with a breathable film 77 is provided on the surface of the ink storage portion 70 facing the ink discharge portion 72, so that the internal pressure is reduced to the ink consumption amount while suppressing the evaporation of the ink. Regardless of the atmospheric pressure.

【0015】本実施例では、インクジェットヘッドカー
トリッジ2は一体に接合されており、インク収納部のみ
の交換は出来ない構成となっているが、インク導入路2
1に外部からごみが入らないようにするフィルタ75
や、インク排出部から外部にインクが漏れない構造等を
設けることにより、インク収納部70が交換出来る構成
にすることも可能である。
In this embodiment, the ink jet head cartridge 2 is integrally joined, and only the ink containing portion cannot be replaced. However, the ink introducing passage 2
Filter 75 to prevent foreign matter from entering 1
Alternatively, the ink storage unit 70 can be replaced by providing a structure that prevents ink from leaking from the ink discharge unit to the outside.

【0016】また、インク収納部をキャリッジ上に搭載
せず、インクジェット記録装置内の固定された位置にイ
ンク収納部を設け、キャリッジと共に往復移動するイン
クジェットヘッドとの間を、フレキシブルチューブで接
続する構成も可能である。
Further, the ink storage portion is not mounted on the carriage, but the ink storage portion is provided at a fixed position in the ink jet recording apparatus, and a flexible tube is connected between the ink storage portion and the ink jet head which reciprocates together with the carriage. Is also possible.

【0017】図3は、本発明のインクジェットヘッド1
0をノズルプレート側から見た外観斜視図である。ま
た、図4はヘッドユニット10を固定部材側から見た外
観斜視図である。ヘッドユニット10は板状のアクチュ
エータユニット30と、アクチュエータユニット30を
表面に実装するのに十分な面積を持つ同じく板状の流路
ユニット40とを積層して構成されている。また、アク
チュエータユニット30の一方の面には、圧力発生素子
への駆動信号を印加するための配線手段26が接続され
ている。
FIG. 3 shows an ink jet head 1 of the present invention.
FIG. 3 is an external perspective view of 0 viewed from the nozzle plate side. Further, FIG. 4 is an external perspective view of the head unit 10 as viewed from the fixing member side. The head unit 10 is configured by laminating a plate-shaped actuator unit 30 and a plate-shaped flow path unit 40 having a sufficient area for mounting the actuator unit 30 on the surface. Wiring means 26 for applying a drive signal to the pressure generating element is connected to one surface of the actuator unit 30.

【0018】本発明のヘッドユニットの更に詳細な構成
を、図5を用いて説明する。図5は説明のために各構成
部品を分解し、相対的な寸法を変えて示してある。
A more detailed structure of the head unit of the present invention will be described with reference to FIG. For the sake of explanation, FIG. 5 is shown by disassembling each component and changing relative dimensions.

【0019】アクチュエータユニット30と流路ユニッ
ト40はそれぞれ複数のプレートを積層して構成されて
いる。
The actuator unit 30 and the flow path unit 40 are each formed by laminating a plurality of plates.

【0020】初めにアクチュエータユニット30を説明
する。アクチュエータユニット30は封止基板31と圧
力室形成基板32と振動板33とを順次積層して構成さ
れている。また、振動板33上にはそれぞれの圧力室5
に対応した下部電極35が形成されており、更に下部電
極35上にはそれぞれの圧力室5に対応した圧力発生手
段が形成されている。本実施例の圧力発生手段は圧電素
子34より成り、この圧電素子34に駆動電圧を供給す
るため下部電極35とで圧電素子34を挟むように上部
電極36が複数の圧電素子34に股がって形成されてい
る。即ち、下部電極35には個別の圧電素子34を選択
的に駆動するための個別駆動信号が加えられる。共通電
極である上部電極36と個別電極である下部電極35
は、振動板33上に形成された接続端子37とフレキシ
ブルプリント基板(FPC)26とを接続して、外部の
駆動回路に接続される。インク滴吐出に必要なインク圧
力を発生する圧力室5は、圧力室形成基板32に細長く
形成された通孔により平面内の配列が確定され、通孔の
周囲が側壁となり複数の圧力室に区画されている。封止
基板31は圧力室5を封止すべく側壁と気密的に接合さ
れ圧力室底壁をなす。この封止基板31には、各圧力室
毎にアクチュエータユニット外からインクを供給するた
めの細長い供給連通路38と、インク滴を吐出するノズ
ル3と接続するためのノズル連通路39が穿孔されてお
り、各圧力室5は一方の端部近傍でノズル連通路39に
接続し、他方の端部で供給連通路38の一方の端部に接
続している。
First, the actuator unit 30 will be described. The actuator unit 30 is configured by sequentially stacking a sealing substrate 31, a pressure chamber forming substrate 32, and a vibrating plate 33. In addition, on the vibrating plate 33, each pressure chamber 5
Is formed on the lower electrode 35, and pressure generating means corresponding to each pressure chamber 5 is formed on the lower electrode 35. The pressure generating means of the present embodiment comprises a piezoelectric element 34, and the upper electrode 36 is sandwiched between the plurality of piezoelectric elements 34 so as to sandwich the piezoelectric element 34 with the lower electrode 35 in order to supply a driving voltage to the piezoelectric element 34. Is formed. That is, an individual drive signal for selectively driving the individual piezoelectric element 34 is applied to the lower electrode 35. Upper electrode 36 which is a common electrode and lower electrode 35 which is an individual electrode
Is connected to the external drive circuit by connecting the connection terminal 37 formed on the vibration plate 33 and the flexible printed circuit (FPC) 26. The pressure chambers 5 for generating the ink pressure necessary for ejecting ink droplets are arranged in a plane by the through holes formed in the pressure chamber forming substrate 32, and the peripheries of the through holes serve as side walls to be divided into a plurality of pressure chambers. Has been done. The sealing substrate 31 is hermetically bonded to the side wall to form a pressure chamber bottom wall so as to seal the pressure chamber 5. In this sealing substrate 31, a long and narrow supply communication passage 38 for supplying ink from the outside of the actuator unit for each pressure chamber and a nozzle communication passage 39 for connecting to the nozzle 3 for ejecting ink droplets are bored. Each pressure chamber 5 is connected to the nozzle communication passage 39 near one end, and is connected to one end of the supply communication passage 38 at the other end.

【0021】次に流路ユニット40を説明する。流路ユ
ニット40はノズルプレート41とリザーバ室形成基板
42とインク供給絞り形成基板43とを順次積層して構
成されている。リザーバ室形成基板42には、リザーバ
室6を確定する通孔が形成されており、通孔の一方をノ
ズルプレート41で、他方をインク供給絞り形成基板4
3で封止することでリザーバ室6を構成している。この
リザーバ室6は、インク収納部からのインクを各圧力室
に分岐させるマニフォールドとしての機能を有し、基板
面から見て、各供給連通路38と平面的に重なる部分か
らアクチュエータユニット30と平面的に重ならない部
分に渡って形成されている。このリザーバ室6にあっ
て、インク供給絞り形成基板43にはリザーバ室6と細
長い各供給連通路38の一方の端部を接続するインク供
給絞り4が穿孔されており、アクチュエータユニット3
0と平面的に重ならない部分のインク供給絞り形成基板
43には、インク収納部からのインクをリザーバ室6に
導くリザーバ口8が穿孔されている。また、ノズルプレ
ート41にはインク滴を吐出するノズル3が、圧力室5
に対応して穿孔されている。このノズル3と対応する圧
力室5とを接続するため、インク供給絞り形成基板43
とリザーバ室形成基板42にはノズル3に対応してノズ
ル連通路44、45が形成されている。
Next, the flow channel unit 40 will be described. The flow path unit 40 is configured by sequentially stacking a nozzle plate 41, a reservoir chamber forming substrate 42, and an ink supply diaphragm forming substrate 43. A through hole that defines the reservoir chamber 6 is formed in the reservoir chamber forming substrate 42. One of the through holes is the nozzle plate 41 and the other is the ink supply diaphragm forming substrate 4.
By sealing with 3, the reservoir chamber 6 is configured. The reservoir chamber 6 has a function as a manifold for branching the ink from the ink storage portion into the pressure chambers, and is planarly overlapped with the actuator unit 30 from a portion that planarly overlaps with the supply communication passages 38 when viewed from the substrate surface. It is formed over the part that does not overlap. In the reservoir chamber 6, the ink supply aperture forming substrate 43 is provided with an ink supply aperture 4 which connects the reservoir chamber 6 and one end of each of the elongated supply communication passages 38.
A reservoir port 8 for guiding the ink from the ink storage portion to the reservoir chamber 6 is formed in the ink supply aperture forming substrate 43 in a portion that does not overlap with 0 in a plane. In addition, the nozzle 3 that ejects ink droplets is attached to the nozzle plate 41 by the pressure chamber 5.
Has been perforated. In order to connect the nozzle 3 and the corresponding pressure chamber 5, the ink supply aperture forming substrate 43
On the reservoir chamber forming substrate 42, nozzle communication passages 44 and 45 are formed corresponding to the nozzles 3.

【0022】本実施例では、一つのアクチュエータユニ
ット30に対向した2列の圧力室5が形成されており、
相互に圧力室配列間隔の2分の1だけ配列方向にずらし
て配置されている。また、対応するノズル3も相互にノ
ズル配列間隔の2分の1だけずらして2列に配設されて
いる。従って、主走査方向Aから見たノズルの配列間隔
は圧力室間隔の2分の1となり、実質的なノズル密度を
倍にしている。
In this embodiment, two rows of pressure chambers 5 facing one actuator unit 30 are formed,
They are arranged so as to be offset from each other by ½ of the pressure chamber arrangement interval in the arrangement direction. Corresponding nozzles 3 are also arranged in two rows, offset from each other by one half of the nozzle arrangement interval. Therefore, the nozzle arrangement interval seen from the main scanning direction A is one half of the pressure chamber interval, doubling the substantial nozzle density.

【0023】流路ユニット40の一方の面に開口するイ
ンク供給絞り4とノズル連通路44は、それぞれ一対一
に対応するアクチュエータユニット30の供給連通路3
8とノズル連通路39に重なる位置に形成されており、
アクチュエータユニット30を流路ユニット40上に、
対応する開口を重ねて接合することにより、両ユニット
間の流路が接続される。
The ink supply apertures 4 and the nozzle communication passages 44, which are opened on one surface of the flow passage unit 40, have a one-to-one correspondence with the supply communication passages 3 of the actuator unit 30.
8 is formed at a position overlapping the nozzle communication path 39,
The actuator unit 30 on the flow path unit 40,
By overlapping and joining the corresponding openings, the flow paths between both units are connected.

【0024】次に、流路ユニット40のより詳細な構成
を以下に説明する。厚さ50乃至150μmのステンレ
ス板よりなるノズルプレート41には開口径30乃至5
0μmのテーパノズル3が、列内の間隔が564μm
で、2列に形成されている。リザーバ形成基板42は厚
さ150μmのステンレス板を打ち抜いてリザーバ室6
を確定する通孔とノズル連通路45とを形成した。ノズ
ル連通路45の直径は板材と同じ150μm程度が好ま
しい。インク供給絞り形成基板43は50乃至150μ
mステンレス板に打ち抜きによりインク供給絞り4とノ
ズル連通路44を穿孔した。インク供給絞り4は圧力室
の圧力によって発生するインク流れが、リザーバ室6側
へ逃げるのを制限しノズル3側へ効率良く向けるため、
ノズルの流体的なインピーダンスより等しいか大きく設
定することが好ましい。本実施例ではノズル3と同じ寸
法とし、断面が厚さ方向に拡大するテーパ部を持つよう
に穿孔した。テーパを持たせたため、最狭部の直径を板
厚より小さくでき、また精度良く形成することが可能と
なった。ノズル連通路44の直径は、リザーバ室形成基
板42のノズル連通路45より等しいか若干大きく、圧
力室5の幅より小さく設定し、本実施例では150乃至
300μmとした。このように設定することにより、圧
力室5からノズル3への流路中に気泡が滞留するのを防
止できる。これら3枚のプレートは、相互に関連付けら
れた通孔が連通するように積層される。プレート間の接
合は、ろう接合、拡散接合、接着剤、型抜きされた接着
シート等が採用でるが、ここではインクに腐食されない
エポキシ樹脂からなる接着剤を用いた。各プレートに
は、本実施例では全てステンレス板を用いたが、インク
に腐食されない素材であれば、セラミクス、硝子等の無
機材料や、シリコン、ニッケル等の金属材料や、ポリイ
ミド、ポリカーボネート、ポリサルフォン等のプラスチ
ック材料から適宜選択して組み合わせることも可能であ
る。また、それぞれの素材に適した加工方法として、エ
ッチングや、YAGレーザ、炭酸ガスレーザ、エキシマ
レーザ等を用いたレーザ加工等の除去加工方法の他に、
電鋳法や樹脂成型等の直接形状を形成する方法も採用で
きる。
Next, a more detailed structure of the flow path unit 40 will be described below. The nozzle plate 41 made of a stainless steel plate having a thickness of 50 to 150 μm has an opening diameter of 30 to 5
The taper nozzle 3 of 0 μm has an interval of 564 μm in the row.
So, it is formed in two rows. The reservoir forming substrate 42 is formed by punching out a stainless steel plate having a thickness of 150 μm.
And the nozzle communication passage 45 are formed. The diameter of the nozzle communication passage 45 is preferably about 150 μm, which is the same as the plate material. The ink supply aperture forming substrate 43 is 50 to 150 μm.
The ink supply diaphragm 4 and the nozzle communication passage 44 are punched in a stainless steel plate. In the ink supply throttle 4, the ink flow generated by the pressure in the pressure chamber is restricted from escaping to the reservoir chamber 6 side and efficiently directed to the nozzle 3 side.
It is preferable to set the impedance equal to or larger than the fluid impedance of the nozzle. In this embodiment, the nozzle 3 has the same size as the nozzle 3 and is bored so that the cross section has a taper portion that expands in the thickness direction. Since the taper is used, the diameter of the narrowest part can be made smaller than the plate thickness, and it is possible to form the part with high accuracy. The diameter of the nozzle communication passage 44 is set to be equal to or slightly larger than the nozzle communication passage 45 of the reservoir chamber forming substrate 42 and smaller than the width of the pressure chamber 5, and in this embodiment, it is set to 150 to 300 μm. By setting in this way, it is possible to prevent bubbles from staying in the flow path from the pressure chamber 5 to the nozzle 3. These three plates are stacked so that the through holes associated with each other communicate with each other. For the joining between the plates, brazing, diffusion joining, an adhesive, a die-cut adhesive sheet, or the like can be used. Here, an adhesive made of an epoxy resin that is not corroded by ink is used. For each plate, all stainless steel plates were used in this example, but if the material is not corroded by ink, ceramics, inorganic materials such as glass, silicon, metal materials such as nickel, polyimide, polycarbonate, polysulfone, etc. It is also possible to appropriately select and combine the above plastic materials. Further, as a processing method suitable for each material, in addition to etching and removal processing methods such as laser processing using a YAG laser, a carbon dioxide gas laser, an excimer laser, etc.,
A method of directly forming a shape such as an electroforming method or resin molding can also be adopted.

【0025】例えば、ノズルプレート41やインク供給
絞り形成基板43は比較的基板が薄く、形成される穴の
直径が小さくかつ高精度に形成する必要があるため、プ
ラスチックプレートをエキシマレーザで加工する方法
や、ニッケルの電鋳で形成する方法も適している。
For example, since the nozzle plate 41 and the ink supply diaphragm forming substrate 43 are relatively thin and the holes to be formed must be small in diameter and must be formed with high accuracy, a method of processing a plastic plate with an excimer laser is used. Alternatively, a method of electroforming nickel is also suitable.

【0026】次に、アクチュエータユニット30のより
詳細な構成を以下に説明する。圧力室形成基板32は厚
さ150μmのジルコニアの焼成体で、複数の圧力室5
がノズル3と同じく列内の間隔が564μmで、2列に
形成されている。圧力室5の幅は350乃至450μm
で長さは1乃至3mmである。これらの寸法は、必要な
インク滴重量やノズル配列密度等により、最適に設計さ
れる。封止基板31は厚さ150μmのジルコニアの焼
成体で、圧力室5の一方の側壁上を封止して接合され
る。封止基板31のノズル連通路39は300μmの直
径で形成した。供給連通路は幅が200μmで長さが3
00μm乃至1mmの長穴に形成した。振動板33は厚
さ10乃至20μmのジルコニアの焼成体で、圧力室5
の他方の側壁上を封止して接合される。振動板33上に
圧力室5に対応して形成した下部電極35の上には幅が
圧力室5の幅の80乃至90%で厚さが20乃至40μ
mのチタン酸ジルコン酸鉛からなる圧電セラミクスを積
層する。また、ジルコニアの代わりにアルミナ、窒化ア
ルミ、チタン酸ジルコン酸鉛等も用いることが出来る。
Next, a more detailed structure of the actuator unit 30 will be described below. The pressure chamber forming substrate 32 is a fired body of zirconia having a thickness of 150 μm, and includes a plurality of pressure chambers 5.
Are formed in two rows with an in-row spacing of 564 μm as in the nozzle 3. The width of the pressure chamber 5 is 350 to 450 μm
And the length is 1 to 3 mm. These dimensions are optimally designed according to the required ink drop weight, nozzle array density, and the like. The sealing substrate 31 is a fired body of zirconia having a thickness of 150 μm, and one side wall of the pressure chamber 5 is sealed and bonded. The nozzle communication path 39 of the sealing substrate 31 was formed with a diameter of 300 μm. The supply passage has a width of 200 μm and a length of 3
It was formed in a long hole of 00 μm to 1 mm. The vibrating plate 33 is a sintered body of zirconia having a thickness of 10 to 20 μm,
The other side wall is sealed and joined. On the lower electrode 35 formed on the vibration plate 33 corresponding to the pressure chamber 5, the width is 80 to 90% of the width of the pressure chamber 5, and the thickness is 20 to 40 μm.
m of piezoelectric zirconate titanate is laminated. Further, instead of zirconia, alumina, aluminum nitride, lead zirconate titanate, or the like can be used.

【0027】本実施例では、これらは以下のようにし
て、焼成によって一体に形成した。即ち、図12(A)
において振動板33と、予め圧力室5を確定する通孔を
打ち抜いて形成した圧力室形成基板32と、予め連通路
を打ち抜いて形成した封止基板31とをセラミックス材
料であるグリーンシートの状態で加圧し、その後800
℃から1000℃の温度で一体に焼成する。次に図12
(B)で下部電極35として白金、パラジウム、銀−パ
ラジウム、銀−白金、白金−パラジウムからなる合金の
うち少なくとも1種類以上を主成分とする材料を印刷に
よって圧力室5に対応する部分に形成し焼成する。更に
図12(C)で圧電材料34を同じく印刷によって形成
し、焼成してアクチュエータユニットを一体に仕上げ、
最後に複数の圧電素子に股がってクロム、金、ニッケ
ル、銅等からなる共通電極をスパッタリングで形成す
る。このように一体焼成によって形成されたアクチュエ
ータは、非常に微細な構造を持つ圧力室形成基板32と
薄い振動板33とが焼成で強固に接合されるため、イン
ク密封性と耐インク腐食性に優れたものとなる上に、そ
の製造過程は印刷技術によってペースト状の電極あるい
は圧電素子を塗布し焼成するだけで済むため極めて簡単
であるという利点がある。封止基板31は、流路ユニッ
トとの接合面積を増やすことができること、従って両ユ
ニットの接続部のインクシールを容易に行える特徴を持
つ。特に、アクチュエータユニット30をセラミックス
の一体焼成で形成する場合には、先に述べたように圧力
室5の気密性を十分に確保できるという特徴を持つ。
In this embodiment, these are integrally formed by firing as follows. That is, FIG. 12 (A)
In the state of a green sheet, which is a ceramic material, a vibration plate 33, a pressure chamber forming substrate 32 formed by punching a through hole that determines the pressure chamber 5 in advance, and a sealing substrate 31 formed by punching a communication passage in advance. Pressurized, then 800
Baking together at a temperature of ℃ to 1000 ℃. Next, FIG.
In (B), as the lower electrode 35, a material containing at least one of platinum, palladium, silver-palladium, silver-platinum, and platinum-palladium as a main component is formed in a portion corresponding to the pressure chamber 5 by printing. And bake. Further, in FIG. 12 (C), the piezoelectric material 34 is similarly formed by printing and is fired to finish the actuator unit integrally,
Finally, a common electrode made of chromium, gold, nickel, copper or the like is formed on the plurality of piezoelectric elements by sputtering to form a common electrode. In the actuator thus formed by integral firing, the pressure chamber forming substrate 32 having a very fine structure and the thin vibration plate 33 are firmly joined by firing, so that the ink sealing property and the ink corrosion resistance are excellent. In addition, there is an advantage that the manufacturing process thereof is extremely simple because it is sufficient to apply a paste electrode or a piezoelectric element by a printing technique and to bake it. The sealing substrate 31 has a feature that the joint area with the flow path unit can be increased, and thus the ink can be easily sealed at the connection portion of both units. In particular, when the actuator unit 30 is formed by integrally firing ceramics, it has a feature that the airtightness of the pressure chamber 5 can be sufficiently ensured as described above.

【0028】焼成によって一体に形成する上述の方法は
非常に優れているが、従来行われているように、金属や
樹脂からなる基板を接着や溶着や融着で接合する方法、
硝子やシリコン基板をエッチングで加工する方法や、プ
ラスチックの成型で形成する方法や、振動板上にチップ
状の圧電素子を実装する方法等を組み合わせて、アクチ
ュエータユニットを形成することも可能である。
The above-mentioned method of integrally forming by firing is very excellent, but as in the conventional method, a method of joining substrates made of metal or resin by adhesion, welding or fusion,
The actuator unit can be formed by combining a method of processing glass or a silicon substrate by etching, a method of forming by plastic molding, a method of mounting a chip-shaped piezoelectric element on a diaphragm, and the like.

【0029】次に、流路ユニット40とアクチュエータ
ユニット30からなるヘッドユニット10の流路構成と
インク流れを細長い圧力室に沿った断面図6と、流路の
輪郭で重なり状態を示した平面図7を用いて説明する。
インク格納部から導かれたインクはリザーバ口8、イン
クリザーバ室6、インク供給絞り4、供給連通路38を
経由して圧力室5に供給される。インクの供給力は、流
路へ初めてインクを充填する場合や流路内に気泡や塵や
粘度が増加した変質インク等が存在する場合にはインク
吸引手段85を用いて、インクジェットヘッド外部より
強制的に与えられる。また、インクジェットヘッドの動
作時には、ノズル3に形成されるメニスカスの毛細管力
によって与えられる。圧力発生素子として圧電素子34
を用いた本実施例では、圧電素子34と振動板33によ
りユニモルフアクチュエータが構成され、圧電素子34
への電圧印加により圧電素子34は面内方向に収縮し、
振動板33は圧力室5を収縮する方向にたわみ変形す
る。この時発生する流体圧力により、圧力室5からノズ
ル連通路39、44、45を経てノズル3につながるイ
ンク流れが発生し、ノズル開口よりインク滴が吐出す
る。
Next, a cross-sectional view of the flow path configuration of the head unit 10 including the flow path unit 40 and the actuator unit 30 and the ink flow along the elongated pressure chamber, and a plan view showing the overlapping state of the flow path contours. This will be described using 7.
The ink guided from the ink storage unit is supplied to the pressure chamber 5 via the reservoir port 8, the ink reservoir chamber 6, the ink supply throttle 4, and the supply communication passage 38. The ink supply force is forced from the outside of the inkjet head by using the ink suction means 85 when the ink is first filled into the flow path or when air bubbles, dust, or modified ink having an increased viscosity is present in the flow path. Is given to you. Further, when the inkjet head is in operation, it is given by the capillary force of the meniscus formed in the nozzle 3. Piezoelectric element 34 as a pressure generating element
In the present embodiment using the piezoelectric element 34 and the vibration plate 33, a unimorph actuator is configured.
The piezoelectric element 34 contracts in the in-plane direction by applying a voltage to
The vibrating plate 33 bends and deforms in a direction of contracting the pressure chamber 5. The fluid pressure generated at this time generates an ink flow from the pressure chamber 5 through the nozzle communication paths 39, 44, and 45 to the nozzle 3, and an ink droplet is ejected from the nozzle opening.

【0030】インク供給絞り4は、図7に示すように、
圧力室5の長手方向外側に配置され、細長い供給連通路
38の一方の端部の下壁に開口している。従って、イン
ク吸引手段85を用いてインクを排出した時、インク供
給絞り4から供給連通路内に流入したインク噴流は、イ
ンク供給絞り4に対向する供給連通路の上壁、即ち圧力
室形成基板面に衝突し、供給連通路の他方の端部、即ち
圧力室端部との接続部の方向に向きを変えて、供給連通
路に沿って流れる。本発明の構成にすることで、インク
噴流が供給連通路に大きな渦を発生させることなく滑ら
かに向きを変え、更に流れの淀みを作る段部が構造上無
くなるため、気泡が滞留する事が皆無となった。しか
し、供給連通路38の長さによっては、供給連通路の圧
力室側の端部Fに気泡が滞留する可能性が予測された。
そこで、図8に示すように、供給連通路38の寸法L
1,L2を変えて、端部Fに気泡が滞留するかを観察し
た。観察を可能にするためガラスの振動板を用いた。イ
ンク供給絞りの寸法は、インク供給絞りの最小部の直径
が30μm,円筒部の長さが20μm,テーパ部のテー
パ角度が全角で35度,インク供給絞りの全長(基板厚
さ)が60μmである。供給連通路の他の寸法は、幅が
200μm,高さ(基板厚さ+接着層厚さ)が180μ
mである。
The ink supply aperture 4 is, as shown in FIG.
It is arranged on the outer side in the longitudinal direction of the pressure chamber 5 and opens to the lower wall of one end of the elongated supply communication passage 38. Therefore, when the ink is discharged using the ink suction means 85, the ink jet flow that has flowed into the supply communication passage from the ink supply throttle 4 is the upper wall of the supply communication passage that faces the ink supply throttle 4, that is, the pressure chamber forming substrate. It collides with the surface, changes its direction toward the other end of the supply communication passage, that is, the connection portion with the pressure chamber end, and flows along the supply communication passage. With the configuration of the present invention, the ink jet flow smoothly changes its direction without generating a large vortex in the supply communication passage, and the stepped portion that creates the stagnation of the flow is structurally eliminated, so that no bubbles are retained. Became. However, depending on the length of the supply communication passage 38, it is predicted that bubbles may stay at the pressure chamber side end portion F of the supply communication passage.
Therefore, as shown in FIG. 8, the dimension L of the supply communication passage 38 is
By changing 1 and L2, it was observed whether bubbles stayed at the end F. A glass diaphragm was used to allow observation. The ink supply aperture has a minimum diameter of 30 μm, a cylindrical length of 20 μm, a taper taper angle of 35 ° in all angles, and an ink supply aperture total length (substrate thickness) of 60 μm. is there. Other dimensions of the supply communication passage are as follows: width 200 μm, height (substrate thickness + adhesive layer thickness) 180 μm
m.

【0031】故意に気泡を滞留させ、インク吸引手段を
用いてその気泡が排出できるかを実験により確認したと
ころ、以下に示す結果を得た。
When the bubbles were intentionally retained and it was confirmed by experiments whether the bubbles could be discharged by using the ink suction means, the following results were obtained.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】上記表において、×は気泡の排出が不可能
であった実施例、△は一部の気泡は排出できた実施例、
○は気泡が完全に排出できた実施例である。この結果よ
り寸法L1が重要であり、この寸法が流路の断面の寸法
(180μm)より等しいかそれ以上とすることで、供
給連通路の流れが圧力室形成基板側に偏ることなく、イ
ンク供給絞り形成基板側にも均等に流れるようになるこ
とが確かめられた。
In the above table, x indicates an embodiment in which bubbles could not be discharged, Δ indicates an example in which some bubbles could be discharged,
◯ is an example in which bubbles were completely discharged. From this result, the dimension L1 is important, and by making this dimension equal to or larger than the dimension (180 μm) of the cross section of the flow path, the flow of the supply communication passage is not biased to the pressure chamber forming substrate side, and the ink supply It was confirmed that the flow was evenly distributed on the side of the aperture forming substrate.

【0034】次に、本発明の他の実施例を図9、図1
0、図11に示す。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
0, shown in FIG.

【0035】図9に示すように、本実施例ではインク供
給絞り形成基板43には、各供給連通路(各圧力室)毎
にインク供給絞り104,105が2個形成されてい
る。図10の断面図に示すように、第1のインク供給絞
り104は先の実施例と同様に、圧力室5の長手方向外
側に配置され、細長い供給連通路38の一方の端部の下
壁に開口している。また、第2のインク供給絞り105
は、図11の平面図に示すように、圧力室5と供給連通
路38の開口が重なり、相互を接続している端部に開口
するように配置し、従って、第2のインク供給絞り10
5が供給連通路38を挟んで圧力室5の端部と対向して
いる。第2のインク供給絞り105を設けることによ
り、図10のF部とG部の気泡を容易に排出することが
でき、より少ないインク排出量でインクジェット記録装
置を正常な状態に回復させることが可能となった。ま
た、本実施例の副次的な効果として、インクリザーバ室
6側の流れが2つのインク供給絞りに分散されるため、
インクの流れが均一になり、インクリザーバ室6の気泡
排出性が向上した。
As shown in FIG. 9, in this embodiment, the ink supply aperture forming substrate 43 is provided with two ink supply apertures 104 and 105 for each supply communication passage (each pressure chamber). As shown in the cross-sectional view of FIG. 10, the first ink supply throttle 104 is arranged on the outer side in the longitudinal direction of the pressure chamber 5 as in the previous embodiment, and the lower wall of one end of the elongated supply communication passage 38 is formed. It is open to. In addition, the second ink supply diaphragm 105
11, the pressure chamber 5 and the opening of the supply communication passage 38 are arranged so as to overlap with each other and open at the end portion which connects them to each other. Therefore, the second ink supply throttle 10 is provided.
5 is opposed to the end of the pressure chamber 5 with the supply communication passage 38 interposed therebetween. By providing the second ink supply diaphragm 105, it is possible to easily discharge the bubbles in the F portion and the G portion in FIG. 10, and it is possible to restore the ink jet recording apparatus to a normal state with a smaller ink discharge amount. Became. Further, as a side effect of the present embodiment, the flow on the ink reservoir chamber 6 side is dispersed to the two ink supply throttles,
The ink flow becomes uniform, and the bubble discharging property of the ink reservoir chamber 6 is improved.

【0036】インク供給絞りは、先に述べたように圧力
室の圧力によって発生するインク流れが、リザーバ室6
側へ逃げるのを制限しノズル3側へ効率良く向ける役割
を持っている。従って、インク供給絞りを2個配置させ
ると、ノズル側への流れが少なくなり、駆動電圧を高く
しなければならないなど効率が低下する。この効率を低
下させることなく、効果的に気泡を排出させるには、第
2のインク供給絞り105から流入する流れを、第1の
インク供給絞り104から圧力室5に流れ込む流れより
小さくすることが有効であることが解った。第2のイン
ク供給絞り105からの流れは、供給連通路38と圧力
室5の接続部に渦を発生させるため、過度の流れは逆に
気泡の排出性を低下させた。従って、第1のインク供給
絞り104からの流量より少なく、好ましくは半分程度
の流量になるように、第1のインク供給絞り104の流
体抵抗より、第2のインク供給絞り105の流体抵抗を
大きくすることが有効である。流体抵抗はインク供給絞
りの最小部の直径の4乗に概ね反比例するため、第1の
インク供給絞り104の最小部の直径を35μm、第2
のインク供給絞り105の最小部の直径を30μmとす
ることで、両者のインク流量は2対1に設定できる。
In the ink supply throttle, as described above, the ink flow generated by the pressure in the pressure chamber is changed to the reservoir chamber 6
It has the role of limiting the escape to the side and efficiently directing it to the nozzle 3 side. Therefore, if two ink supply diaphragms are arranged, the flow toward the nozzle side is reduced, and the efficiency is lowered, for example, the driving voltage must be increased. In order to effectively discharge the bubbles without lowering the efficiency, the flow flowing from the second ink supply throttle 105 to be smaller than the flow flowing from the first ink supply throttle 104 to the pressure chamber 5. It turned out to be effective. The flow from the second ink supply throttle 105 generates a vortex at the connection portion between the supply communication passage 38 and the pressure chamber 5, so that the excessive flow adversely deteriorates the bubble discharge property. Therefore, the fluid resistance of the second ink supply throttle 105 is made larger than the fluid resistance of the first ink supply throttle 104 so that the flow rate is less than the flow rate from the first ink supply throttle 104, preferably about half. It is effective to do. Since the fluid resistance is approximately inversely proportional to the fourth power of the diameter of the minimum portion of the ink supply throttle, the diameter of the minimum portion of the first ink supply throttle 104 is 35 μm,
By setting the diameter of the minimum portion of the ink supply diaphragm 105 to 30 μm, the ink flow rates of both inks can be set to 2: 1.

【0037】また、渦の発生を小さくすることが、少な
いインク流れで効果的に気泡を排出させるために重要で
あるが、そのためには、第2のインク供給絞り105の
テーパの方向を、連通供給路38に向かって広がる方向
に取ると良いことが明らかになった。
Further, it is important to reduce the generation of vortices in order to effectively discharge the bubbles with a small ink flow. For that purpose, the taper direction of the second ink supply diaphragm 105 is communicated. It has become clear that it is preferable to take it in a direction that spreads toward the supply path 38.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、インク供給絞りを積層方向より見て圧力室の外側に
配置し供給連通路の一方の端部近傍に接続し、供給連通
路の他方の端部を積層方向から見て圧力室の端部に重ね
圧力室に接続し、インク供給絞りが供給連通路を隔てて
圧力室と対向しないよう配置しすることで、供給連通路
から圧力室への流路の気泡を確実に排出させることがで
き、信頼性の高く、無駄なインク消費の無い経済的なイ
ンクジェット記録装置を提供することが可能となった。
また、流路中にインクの淀みを発生させる段部が無くな
り、積層の位置誤差等の製造ばらつきで、信頼性が著し
く低下することのない、製造歩留まりの高いインクジェ
ット記録装置を提供することが可能となった。
As described above, in the present invention, the ink supply throttle is arranged outside the pressure chamber when viewed from the stacking direction and is connected near one end of the supply communication passage, and the other of the supply communication passages is connected. The end portion of the ink is overlapped with the end of the pressure chamber when viewed from the stacking direction and connected to the pressure chamber, and the ink supply throttle is arranged so as not to face the pressure chamber across the supply communication passage. It has become possible to provide an economical inkjet recording apparatus which can reliably discharge air bubbles in the flow path to, and is highly reliable and does not waste ink.
Further, it is possible to provide an ink jet recording apparatus with a high production yield, in which a step portion that causes stagnation of ink is eliminated in the flow path, and manufacturing reliability such as stacking position error does not significantly reduce reliability. Became.

【0039】また、第2のインク供給絞りを供給連通路
を隔てて圧力室と対向する位置に配置したことにより、
気泡の排出性を可及的に高められるという効果を有す
る。
Further, by disposing the second ink supply throttle at a position facing the pressure chamber with the supply communication passage interposed therebetween,
It has an effect that the dischargeability of bubbles can be enhanced as much as possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のインクジェット記録装置の全体を示し
た斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an entire inkjet recording apparatus of the present invention.

【図2】本発明のインクジェットヘッドの全体を示した
断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the entire inkjet head of the present invention.

【図3】本発明のヘッドユニットを示した斜視図であ
る。
FIG. 3 is a perspective view showing a head unit of the present invention.

【図4】本発明のヘッドユニットを示した斜視図であ
る。
FIG. 4 is a perspective view showing a head unit of the present invention.

【図5】本発明のインクジェットヘッドの内部構造を説
明する分解斜視図である。
FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating the internal structure of the inkjet head of the present invention.

【図6】本発明のインクジェットヘッドのインク流路を
説明する断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an ink flow path of the inkjet head of the present invention.

【図7】本発明のインクジェットヘッドのインク流路を
説明する平面図である。
FIG. 7 is a plan view illustrating an ink flow path of the inkjet head of the present invention.

【図8】本発明のインクジェットヘッドのインク流路を
説明する断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an ink flow path of the inkjet head of the present invention.

【図9】本発明のインクジェットヘッドの内部構造を説
明する分解斜視図である。
FIG. 9 is an exploded perspective view illustrating the internal structure of the inkjet head of the present invention.

【図10】本発明のインクジェットヘッドのインク流路
を説明する断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an ink flow path of the inkjet head of the present invention.

【図11】本発明のインクジェットヘッドのインク流路
を説明する平面図である。
FIG. 11 is a plan view illustrating an ink flow path of the inkjet head of the present invention.

【図12】本発明のアクチュエータユニットの製造方法
を説明する図である。
FIG. 12 is a drawing for explaining the manufacturing method of the actuator unit of the present invention.

【図13】従来のインクジェットヘッドの構造を説明す
る断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating the structure of a conventional inkjet head.

【図14】従来のインクジェットヘッドの構造を説明す
る断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating the structure of a conventional inkjet head.

【図15】従来のインクジェットヘッドの構造を説明す
る断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating the structure of a conventional inkjet head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 インクジェットヘッドカートリッジ 3 ノズル 4 インク供給絞り 5 圧力室 6 リザーバ室 8 リザーバ口 10 ヘッドユニット 30 アクチュエータユニット 31 封止基板 32 圧力室形成基板 33 振動板 34 圧電素子 38 供給連通路 39 ノズル連通路 40 流路ユニット 41 ノズルプレート 42 リザーバ室形成基板 43 インク供給絞り形成基板 44、45 ノズル連通路 2 Inkjet head cartridge 3 Nozzle 4 Ink supply throttle 5 Pressure chamber 6 Reservoir chamber 8 Reservoir port 10 Head unit 30 Actuator unit 31 Sealing substrate 32 Pressure chamber forming substrate 33 Vibrating plate 34 Piezoelectric element 38 Supply communication passage 39 Nozzle communication passage 40 Flow Channel unit 41 nozzle plate 42 reservoir chamber forming substrate 43 ink supply diaphragm forming substrate 44, 45 nozzle communication passage

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクを加圧する圧力発生手段を有する
圧力室と、供給連通路と、インク供給絞りと、インクリ
ザーバ室とを順に積層配置し、互いに接続するインク流
路を形成したインクジェット記録装置において、前記イ
ンク供給絞りを積層方向より見て前記圧力室の外側に配
置し前記供給連通路の一方の端部近傍に接続し、前記供
給連通路の他方の端部を積層方向から見て前記圧力室の
端部に重ね前記圧力室に接続し、前記インク供給絞りが
前記供給連通路を隔てて前記圧力室と対向しないよう配
置したことを特徴とするインクジェット記録装置。
1. An ink jet recording apparatus in which a pressure chamber having a pressure generating means for pressurizing ink, a supply communication passage, an ink supply throttle, and an ink reservoir chamber are sequentially stacked and an ink flow path connected to each other is formed. In the above, the ink supply throttle is arranged outside the pressure chamber when viewed from the stacking direction and connected near one end of the supply communication passage, and the other end of the supply communication passage is viewed from the stacking direction. An ink jet recording apparatus, characterized in that the ink supply throttle is disposed so as to overlap an end portion of a pressure chamber and connected to the pressure chamber, and the ink supply diaphragm is not opposed to the pressure chamber across the supply communication passage.
【請求項2】 前記供給連通路と、前記インク供給絞り
は、それぞれ封止基板と、インク供給絞り形成基板とに
穿孔した空所として区画され、これらの基板を前記圧力
室上に順次積層して前記インク流路を形成したことを特
徴とする請求項1記載のインクジェット記録装置。
2. The supply communication passage and the ink supply diaphragm are defined as cavities formed in a sealing substrate and an ink supply diaphragm forming substrate, respectively, and these substrates are sequentially laminated on the pressure chamber. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink flow path is formed by the above.
【請求項3】 前記圧力室を、振動板と前記圧力室を区
画する窓を有する圧力室形成基板と前記封止基板とをグ
リーンシートで積層し一体焼成したセラミクス体に構成
し、前記振動板の外面に前記圧力室に対応して圧電素子
からなる圧力発生手段を設けたことを特徴とする請求項
2記載のインクジェット記録装置。
3. The pressure chamber is configured as a ceramic body in which a pressure chamber forming substrate having a vibration plate and a window for partitioning the pressure chamber and the sealing substrate are laminated with a green sheet and integrally fired, and the vibration plate. 3. An ink jet recording apparatus according to claim 2, wherein a pressure generating means composed of a piezoelectric element is provided on the outer surface of the sheet, corresponding to the pressure chamber.
【請求項4】 前記供給連通路の、前記インク供給絞り
との接続位置から前記圧力室との接続位置までの長さ
が、前記供給連通路の断面の寸法と等しいかそれ以上で
あることを特徴とする請求項1記載のインクジェット記
録装置。
4. The length of the supply communication passage from the connection position with the ink supply throttle to the connection position with the pressure chamber is equal to or larger than the dimension of the cross section of the supply communication passage. The ink jet recording apparatus according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項5】 第2のインク供給絞りを有し、この第2
のインク供給絞りを前記供給連通路を隔てて前記圧力室
と対向する位置に配置したことを特徴とする請求項1記
載のインクジェット記録装置。
5. A second ink supply diaphragm, comprising:
2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink supply throttle is disposed at a position facing the pressure chamber across the supply communication passage.
【請求項6】 前記第2のインク供給絞りの流体抵抗
を、前記インク供給絞り(第1のインク供給絞り)の流
体抵抗より大きくしたことを特徴とする請求項5記載の
インクジェット記録装置。
6. The ink jet recording apparatus according to claim 5, wherein a fluid resistance of the second ink supply diaphragm is set to be larger than a fluid resistance of the ink supply diaphragm (first ink supply diaphragm).
【請求項7】 前記第2のインク供給絞りはテーパ部を
有し、このテーバ部が前記供給連通路側に広がる方向で
あることを特徴とする請求項5記載のインクジェット記
録装置。
7. The ink jet recording apparatus according to claim 5, wherein the second ink supply diaphragm has a taper portion, and the taper portion extends in the supply communication passage side.
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