JP2000334943A - Ink jet recorder - Google Patents

Ink jet recorder

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JP2000334943A
JP2000334943A JP15226299A JP15226299A JP2000334943A JP 2000334943 A JP2000334943 A JP 2000334943A JP 15226299 A JP15226299 A JP 15226299A JP 15226299 A JP15226299 A JP 15226299A JP 2000334943 A JP2000334943 A JP 2000334943A
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JP
Japan
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ink
vibration
diaphragm
ejection
dummy
Prior art date
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Application number
JP15226299A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Nojima
重男 野島
Tomohiro Makigaki
奉宏 牧垣
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet recorder in which the ink channels at the opposite ends of a row can have ink ejection characteristics equivalent to the ink drop ejection characteristics at other channels in a row by eliminating abnormal flexure occurring frequently in the diaphragms at the opposite ends of a row of ink channels. SOLUTION: The ink jet recorder has an ink jet head comprising nozzles, ink channels communicating with the nozzles, diaphragms 5 formed at a part of the channel, oscillation chambers 9 formed oppositely to the channel side of the diaphragm 5, and electrodes 17 formed oppositely to the diaphragm 5 on the bottom face of the oscillation chamber 9 wherein the diaphragm 5 is deformed electrostatically by applying an electric pulse between the diaphragm 5 and the electrode 17 and an ink drop is ejected from the nozzle. Sets of the nozzles, channels, diaphragms 15, oscillation chambers 9, and electrodes 17 are arranged in rows at a constant interval in the ink jet recorder and dummy sets of nozzles 4a, channels, diaphragms, oscillation chambers, and electrodes, noncontributive to ejection of ink drop, are arranged at the opposite end parts of the row.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットヘッ
ドの構成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェットヘッドにはアクチュエー
タに静電気による吸引力を利用したものが採用されてき
ており、例えば特開平2−289351号公報にはその
種のインクジェットヘッドが開示されている。このイン
クジェットヘッドは、ノズルと、ノズルに連通するイン
ク流路と、流路の一部に形成された振動板と、振動板に
エアギャップを介して対向して形成された電極とを有
し、振動板と電極との間に電気パルスを印加し、振動板
を静電気力により変形させて、ノズルからインク液滴を
吐出するようにしたものである。
2. Description of the Related Art An ink jet head using an electrostatic attraction force for an actuator has been employed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-289351 discloses such an ink jet head. This inkjet head has a nozzle, an ink flow path communicating with the nozzle, a vibration plate formed in a part of the flow path, and an electrode formed to face the vibration plate via an air gap, An electric pulse is applied between the diaphragm and the electrode, and the diaphragm is deformed by an electrostatic force so that ink droplets are ejected from the nozzles.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記公報の振動板及び
電極から構成される振動室を含むアクチュエータは、通
常、基板に形成された等間隔に並ぶ溝の上側から、下面
に振動板となる薄膜を形成したもう一つの基板を貼り合
わせて作成するが、こうして作られたアクチュエータの
列の両端部の振動板は、列の他の振動板と比べて撓み方
が大きく異なる傾向を持つという問題があり、この撓み
のために、振動板と電極の間に同じ電気パルスを印加し
ても、両端部の流路だけ、他の流路とインクの吐出重量
や吐出速度が異なり、印字品質を損ねてしまうという問
題があった。また、上記の基板の貼り合わせに接着剤を
用いる場合、列の両端部の振動室や、振動室と同様に基
板に形成された溝の上側から別の基板を貼り合わせて作
成するインク流路の列の両端部は、隣接する貼り合わせ
箇所の面積が他より大きいため、そこから接着剤が流入
するケースが多く、そのために、印字品質及びヘッドの
信頼性を損ねてしまうという問題があった。
The actuator including the vibration chamber composed of the vibration plate and the electrode disclosed in the above-mentioned publication usually has a thin film which becomes the vibration plate on the lower surface from the upper side of the equally-spaced grooves formed on the substrate. However, there is a problem that the diaphragms at both ends of the row of actuators formed in this way tend to be greatly different in bending from the other diaphragms in the row. Due to this bending, even if the same electric pulse is applied between the diaphragm and the electrode, only the flow paths at both ends are different from the other flow paths in the ink ejection weight and the ink discharge speed, and print quality is impaired. There was a problem that would. In the case where an adhesive is used for bonding the above substrates, an ink flow path created by bonding another substrate from above the vibration chambers at both ends of the row and the groove formed in the substrate similarly to the vibration chambers At both ends of the row, the area of the adjoining bonded portion is larger than the other, so that there are many cases where the adhesive flows in therefrom, which has a problem that the print quality and the reliability of the head are impaired. .

【0004】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、列の両端部に位置する流路か
らの吐出特性も、他の流路からの吐出特性と変わらない
特性を示すことができる高印字品質で信頼性の高いイン
クジェット記録装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made to solve such a problem, and the discharge characteristics from the flow paths located at both ends of the row are not different from the discharge characteristics from other flow paths. It is an object of the present invention to provide a high-reliability ink jet recording apparatus with high printing quality that can show the following.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に係るインクジェ
ット記録装置は、ノズルと、ノズルに連通するインク流
路と、流路の一部に形成された振動板と、振動板の流路
と反対側に形成された振動室と、振動室の底面に振動板
に対向して形成された電極とを有し、振動板と電極との
間に電気パルスを印加し、振動板を静電気力により変形
させ、ノズルからインク液滴を吐出するインクジェット
ヘッド有するインクジェット記録装置で、上記のノズ
ル、流路、振動板、振動室、電極の組が等間隔に列をな
して配置されるインクジェット記録装置において、上記
の列の両端部に、インク液滴の吐出には寄与しないダミ
ーのノズル、流路、振動板、振動室、電極の組を配置す
ることを特徴としている。本発明によれば、従来インク
の液滴の吐出に寄与する振動板の列の両端部の振動板の
撓み方を、ダミーの振動板が代わりに受け継ぐこととな
り、インクの吐出に寄与する列の両端部の振動板に、イ
ンクの吐出に寄与する他の振動板と同様の撓み方をさせ
ることが可能となる。また、基板の接合に接着剤を用い
た場合、列の両端部の振動室や流路に接着剤が流入しや
すい問題に対しても、ダミーの振動室や流路が防波堤の
役割を果たすために、解決することができる。そのため
に、列の両端部と他の部分の流路とで等しいインクの吐
出特性と吐出速度を得ることができるようになり、印字
品質及び信頼性に優れたインクジェットヘッドを得るこ
とができる。
According to the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus comprising: a nozzle; an ink flow path communicating with the nozzle; a diaphragm formed in a part of the flow path; It has a vibration chamber formed on the side, and an electrode formed on the bottom of the vibration chamber facing the diaphragm, applies an electric pulse between the diaphragm and the electrode, and deforms the diaphragm by electrostatic force In the ink jet recording apparatus having an ink jet head that ejects ink droplets from the nozzles, in the ink jet recording apparatus in which a set of the nozzles, the flow path, the vibration plate, the vibration chamber, and the electrodes are arranged in rows at equal intervals, At both ends of the row, a set of a dummy nozzle, a flow path, a vibration plate, a vibration chamber, and an electrode that does not contribute to the ejection of the ink droplet is arranged. According to the present invention, the dummy diaphragms take over the bending of the diaphragms at both ends of the row of diaphragms that conventionally contributes to the ejection of ink droplets, and the rows of the rows that contribute to ink ejection It is possible to cause the diaphragms at both ends to bend in the same manner as other diaphragms that contribute to ink ejection. In addition, when adhesive is used to join the substrates, the dummy vibration chambers and flow paths serve as breakwaters, even if the adhesive easily flows into the vibration chambers and flow paths at both ends of the row. Can be solved. Therefore, the same ink ejection characteristics and the same ejection speed can be obtained at both ends of the row and the flow paths in other portions, and an ink jet head having excellent print quality and reliability can be obtained.

【0006】この場合において、列の両端に配置するダ
ミーのノズル、流路、振動板、振動室、電極の組をそれ
ぞれ複数ずつ配置しても良く、この場合インクの吐出に
寄与する列の再外郭の振動板の撓み方の違いを、より小
さいものにするという効果を奏する。また、基板を接着
剤で接合する場合にも、防波堤が増える形になるため、
インクの吐出に寄与する列の再外郭の振動室や流路に接
着剤が流入する可能性がより減少するという効果を奏す
る。
In this case, a plurality of sets of dummy nozzles, flow paths, diaphragms, vibration chambers, and electrodes may be arranged at both ends of the row. This has the effect of reducing the difference in how the outer diaphragm bends. Also, when bonding substrates with an adhesive, the number of breakwaters will increase,
This has the effect of further reducing the possibility that the adhesive will flow into the vibration chambers and flow paths on the outer contour of the row that contribute to ink ejection.

【0007】また、この場合において、ダミーの流路、
振動板、振動室、電極の組のそれぞれの形状を、インク
の吐出に寄与する他の流路、振動板、振動室、電極のそ
れぞれの形状と同一のものにし、ダミーの組をインクの
吐出に寄与する組と等間隔で配置してもよく、この場合
インクの吐出に寄与する列の再外郭の振動板にかかる応
力の条件を、インクの吐出に寄与する他の振動板にかか
る応力の条件により近づけることができるため、撓み方
の違いをより抑えることができるという効果を奏する。
In this case, a dummy flow path,
The shape of each set of the vibration plate, the vibration chamber, and the electrode is the same as the shape of each of the other flow paths, the vibration plate, the vibration chamber, and the electrodes that contribute to the ink ejection, and the dummy set is used for the ejection of the ink. May be arranged at equal intervals with the set that contributes to the ink ejection. In this case, the condition of the stress applied to the outer diaphragm of the row that contributes to the ink ejection is changed to the stress applied to the other diaphragm that contributes to the ink ejection. Since it can be made closer to the condition, there is an effect that the difference in how to bend can be further suppressed.

【0008】また、この場合において、ダミーの流路、
振動板、振動室、電極の各形状をインクの吐出に寄与す
る流路、振動板、振動室、電極の同形状と同じにしたも
のを複数ずつ、インクの吐出に寄与する組の列の延長上
に、インクの吐出に寄与する組と同間隔に列の両端に配
置してもよく、その場合振動板の撓み方の違いの低減に
より効果的である。
In this case, a dummy flow path,
Extending the rows of sets that contribute to ink ejection, each with the same shape of the flow path, diaphragm, vibration chamber, and electrode that contributes to ink ejection Above, it may be arranged at both ends of the row at the same interval as the set that contributes to ink ejection, in which case it is more effective to reduce the difference in the way the diaphragm bends.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を用い
て本発明を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail using an embodiment of the present invention.

【0010】図1は本発明の一実施形態に係るインクジ
ェットヘッドの分解斜視図であり、一部断面図で示して
ある。図2は図1のA部の拡大図、図3は図1の実施例
のインクジェットヘッドの組立て後の斜視図、図4は図
1の実施例のインクジェットヘッドの断面側面図であ
り、図5は図4のA−A断面図である。本実施例はイン
ク液滴を基板の端部に設けたノズル孔から吐出させるエ
ッジイジェクトタイプの例を示すものであるが、基板の
上面部に設けたノズル孔からインク液滴を吐出させるフ
ェイスイジェクトタイプのものでもよい。本実施例のイ
ンクジェットヘッド10は次に詳述する構造を持つ3枚
の基板1、2、3を重ねて接合した積層構造となってい
る。
FIG. 1 is an exploded perspective view of an ink jet head according to an embodiment of the present invention, which is partially shown in a sectional view. 2 is an enlarged view of a portion A of FIG. 1, FIG. 3 is a perspective view of the ink jet head of the embodiment of FIG. 1 after assembly, FIG. 4 is a cross-sectional side view of the ink jet head of the embodiment of FIG. FIG. 5 is a sectional view taken along line AA of FIG. 4. This embodiment shows an example of an edge ejection type in which ink droplets are ejected from a nozzle hole provided at an end portion of a substrate, but a face ejection type in which ink droplets are ejected from a nozzle hole provided in an upper surface portion of the substrate. It may be of the type. The inkjet head 10 of this embodiment has a laminated structure in which three substrates 1, 2, and 3 having a structure described in detail below are stacked and joined.

【0011】中間の第1の基板1は、シリコン基板であ
り、複数のノズル孔4を構成するように、基板1の表面
に一端より平行に等間隔で形成された複数のノズル溝1
1と、各々のノズル溝11に連通し、底壁を振動板5と
する吐出室6を構成することになる凹部12と、凹部1
2の後部に設けられたインク流入口のための細溝13
と、各々の吐出室6にインクを供給するための共通のイ
ンクキャビティ8を構成することになる凹部14とを有
する。そして、凹部14の後方にはインク流入口13a
が設けられており、これはノズル孔4よりも小さい寸法
から構成されており、インク内のごみがヘッド内に入る
のを防止するフィルタとしての機能も発揮する。なお、
細溝13は、第1の基板1と第3の基板3とが接合され
るとオリフィス7を構成することになる。
The intermediate first substrate 1 is a silicon substrate, and has a plurality of nozzle grooves 1 formed at equal intervals in parallel from one end on the surface of the substrate 1 so as to form a plurality of nozzle holes 4.
1 and a recess 12 communicating with each nozzle groove 11 to form a discharge chamber 6 having a diaphragm 5 as a bottom wall;
2, a narrow groove 13 for the ink inlet provided in the rear part
And a recess 14 that forms a common ink cavity 8 for supplying ink to each ejection chamber 6. The ink inlet 13 a is located behind the recess 14.
Is formed with a size smaller than the nozzle hole 4, and also functions as a filter for preventing dust in the ink from entering the head. In addition,
The narrow groove 13 forms the orifice 7 when the first substrate 1 and the third substrate 3 are joined.

【0012】等間隔に形成されたノズル溝11と凹部1
2と細溝13の両端部に、第2の基板2や第3の基板3
と接合すると、後述するダミーのノズル孔4aと振動板
5aと吐出室6aを形成することになるノズル溝11a
と凹部12aが形成されるが、これらはインクを通す目
的が無いため、凹部14との間を連通する細溝13に相
当するものは持たない。
Nozzle grooves 11 and recesses 1 formed at equal intervals
2 and the third substrate 3 at both ends of the narrow groove 13.
And a nozzle groove 11a that forms a dummy nozzle hole 4a, a diaphragm 5a, and a discharge chamber 6a to be described later.
And a concave portion 12a are formed. However, since these do not have the purpose of passing the ink, they have no equivalent to the narrow groove 13 communicating with the concave portion 14.

【0013】また、第1の基板1への共通電極17の付
与については、半導体及び電極である金属の材料による
仕事関数の大小が重要であり、本実施例では共通電極材
料にはチタンを下付けとし白金、又はクロムを下付けと
し金を使用しているが、本実施例に限定されるものでは
なく、半導体及び電極材料の特性により別の組合わせで
もよい。なお、振動板5は、第1の基板1にボロンドー
プしてエッチストップさせることにより形成されてお
り、薄く均一な厚さのものが得られている。
In addition, when the common electrode 17 is applied to the first substrate 1, it is important that the work function of the semiconductor and the metal material as the electrode is large. In this embodiment, titanium is used as the common electrode material. Although platinum or chromium is used as an underlayer and gold is used as an underlayer, the present invention is not limited to this embodiment, and another combination may be used depending on the characteristics of the semiconductor and the electrode material. The diaphragm 5 is formed by doping boron into the first substrate 1 and stopping the etching, and a thin and uniform thickness is obtained.

【0014】また、図2に示すように、第1の基板1に
は共通電極17を除く全面に厚さ1μm程度に酸化膜2
4が形成され、これはインクジェットヘッドの駆動時に
振動板5と後述する個別電極21とが接触した場合に、
絶縁破壊、ショート等を防止するための絶縁層として機
能する。
As shown in FIG. 2, the first substrate 1 has an oxide film 2 having a thickness of about 1 μm on the entire surface except for the common electrode 17.
4 are formed, and when the diaphragm 5 and an individual electrode 21 described later contact each other when the inkjet head is driven,
Functions as an insulating layer for preventing dielectric breakdown, short circuit, and the like.

【0015】第1の基板1の下面に接合される下側の第
2の基板2にはホウ珪酸系ガラスを使用し、第2の基板
2の上面には振動室9を構成することになる凹部15が
設けられている。凹部15は第1の基板1と接合すると
振動板5をはさんで吐出室6と対向した形をとるよう
に、凹部12と同間隔で配置されている。
A borosilicate glass is used for the lower second substrate 2 bonded to the lower surface of the first substrate 1, and a vibration chamber 9 is formed on the upper surface of the second substrate 2. A recess 15 is provided. The recesses 15 are arranged at the same intervals as the recesses 12 so that when they are joined to the first substrate 1, the recesses 15 face the discharge chamber 6 with the diaphragm 5 interposed therebetween.

【0016】この第2の基板2を第1の基板1に接合す
ることによって振動室9を構成するとともに、第2の基
板2上の振動板5に対応する各々の位置に、金をスパッ
タし、振動板5とほぼ同じ形状に金パターンを形成して
個別電極21としている。個別電極21は、リード部2
2及び端子部23を備えている。これらの電極等21、
22、23の材料は金の代わりにITO等の酸性導電膜
でもよい。
A vibration chamber 9 is formed by joining the second substrate 2 to the first substrate 1, and gold is sputtered at each position on the second substrate 2 corresponding to the vibration plate 5. The individual electrodes 21 are formed by forming a gold pattern in substantially the same shape as the diaphragm 5. The individual electrode 21 is connected to the lead 2
2 and a terminal portion 23. These electrodes and the like 21,
The materials 22 and 23 may be acidic conductive films such as ITO instead of gold.

【0017】第1の基板1上の凹部12と同様、第2の
基板上の凹部15の列の両端部には第1の基板1と接合
すると、後述するダミーの振動室9aを形成する凹部1
5aが形成されている。また凹部15aの底面には、凹
部15の底面と同様、個別電極21が形成される。
Like the recesses 12 on the first substrate 1, the two ends of the row of the recesses 15 on the second substrate are bonded to the first substrate 1 so as to form a dummy vibration chamber 9a to be described later. 1
5a are formed. Also, the individual electrodes 21 are formed on the bottom surface of the concave portion 15a, similarly to the bottom surface of the concave portion 15.

【0018】第1の基板1の上面に接合される上側の第
3の基板3は、第2の基板2と同じくホウ珪酸系ガラス
を用いている。この第3の基板3の接合によって、ノズ
ル孔4、吐出室6、オリフィス7及びインクキャビティ
8が構成される。
The upper third substrate 3 joined to the upper surface of the first substrate 1 is made of borosilicate glass, like the second substrate 2. By joining the third substrate 3, the nozzle hole 4, the discharge chamber 6, the orifice 7, and the ink cavity 8 are formed.

【0019】次に、第1の基板1と第2の基板2を温度
270〜400℃、電圧500〜800Vの印可で陽極
接合し、また同条件で第1の基板1と第3の基板3とを
接合し、図3のようにインクジェットヘッドを組み立て
る。陽極接合後に、振動板5と第2の基板2上の個別電
極21との間の長さは、凹部15の深さと個別電極21
の厚さとの差となり、この長さをギャップ長Gと呼ぶこ
ととする。
Next, the first substrate 1 and the second substrate 2 are anodically bonded at a temperature of 270 to 400 ° C. and a voltage of 500 to 800 V, and under the same conditions, the first substrate 1 and the third substrate 3 And an ink jet head is assembled as shown in FIG. After the anodic bonding, the length between the diaphragm 5 and the individual electrodes 21 on the second substrate 2 depends on the depth of the recess 15 and the individual electrodes 21.
And this length is called the gap length G.

【0020】上記のようにインクジェットヘッドを組み
立てた後は、図3又は図4に示されるように、共通電極
17と個別電極21の端子部23間にそれぞれ配線(F
PC:フレキシブル・プリント・サーキット)101に
より駆動回路102を接続する。配線101と電極1
7,23との接合手段として、本実施例においては異方
性導電膜を使用している。振動室9には窒素ガスが挿入
され、絶縁封止剤30により気密封止されており、本実
施例においては端子部23の近傍にて封止されている。
本実施例では、インク103は、図示しないインクタン
クよりインク供給管33、インクジェットヘッド後部に
外嵌されたインク供給容器32を経て第1の基板1の内
部に供給され、インクキャビティ8、吐出室6等を満た
している。そして、吐出室6のインクは、図4に示され
るように、インクジェットヘッド10の駆動時にノズル
孔4よりインク液滴104となって吐出され、記録紙1
05に印字される。
After assembling the ink jet head as described above, as shown in FIG. 3 or FIG. 4, wiring (F) is provided between the common electrode 17 and the terminal 23 of the individual electrode 21.
A drive circuit 102 is connected by a PC (Flexible Print Circuit) 101. Wiring 101 and electrode 1
In this embodiment, an anisotropic conductive film is used as a means for bonding to layers 7 and 23. Nitrogen gas is inserted into the vibration chamber 9 and hermetically sealed with an insulating sealant 30. In this embodiment, the vibration chamber 9 is sealed near the terminal portion 23.
In the present embodiment, the ink 103 is supplied from an ink tank (not shown) to the inside of the first substrate 1 through an ink supply pipe 33 and an ink supply container 32 fitted to the rear of the inkjet head. It satisfies 6 mag. Then, as shown in FIG. 4, the ink in the ejection chamber 6 is ejected as ink droplets 104 from the nozzle holes 4 when the inkjet head 10 is driven, and
05 is printed.

【0021】インクジェットヘッド10の駆動は、駆動
回路102から配線101を通して共通電極17と個別
電極21間に電圧パルスを印加した時、両電極間に働く
静電気力によって振動板5を動作させることによって行
う。電極間に与える電圧が等しい場合、上記のギャップ
長Gの大きさによって、電圧パルス印加の瞬間に発生す
る静電気力は変化するため、同一ヘッド上のギャップ長
Gは全て等しくなるように作成されることが望ましい。
The inkjet head 10 is driven by operating the diaphragm 5 by an electrostatic force acting between the electrodes when a voltage pulse is applied between the common electrode 17 and the individual electrode 21 from the drive circuit 102 through the wiring 101. . When the voltage applied between the electrodes is equal, the electrostatic force generated at the moment of the application of the voltage pulse changes depending on the magnitude of the gap length G, so that the gap lengths G on the same head are all made equal. It is desirable.

【0022】本実施例のように、第1の基板1の上面に
凹部12を作成した結果できる凹部の底部が振動板5と
なり、第2の基板2に作成した凹部15の上部に振動板
5が配置されるような形で第1の基板1と第2の基板2
を貼り合わせる構造を持つ場合、等間隔に並んだ列の両
端部の振動板が、列の他の振動板と撓み方が異なるとい
う傾向を持ち、そのために列の両端部のギャップ長のみ
が列の他の部分のギャップ長と大きく異なる値を持ち、
電圧パルスに対する列の両端の振動板の応答が他と異な
ってしまうという傾向がある。この現象の起こる理由
は、以下のように考えられる。
As in the present embodiment, the bottom of the recess formed as a result of forming the concave portion 12 on the upper surface of the first substrate 1 becomes the diaphragm 5, and the diaphragm 5 is formed above the concave portion 15 formed on the second substrate 2. The first substrate 1 and the second substrate 2 are arranged such that
In the case of a structure in which the diaphragms are attached to each other, there is a tendency that the diaphragms at both ends of an equally-spaced row bend differently from the other diaphragms in the row. Has a value significantly different from the gap length of other parts of
There is a tendency for the response of the diaphragm at both ends of the train to voltage pulses to be different. The reason why this phenomenon occurs is considered as follows.

【0023】第1の基板1と第2の基板2の接合箇所
は、第1の基板1の振動板5以外の箇所と第2の基板2
の凹部15以外の箇所とになるが、振動板5は第1の基
板1の接合箇所と同一面上に振動板5が存在することに
なり、基板を接合する際に発生する応力の影響を受けや
すい状態にある。振動板5や振動板5を構成することに
なる凹部12や、凹部15は等間隔に並んでいるため
に、列の両端部を除いて、振動板にかかる接合による応
力の条件は、いずれもほとんど等しくなる。一方、列の
両端部に関しては、列の外側の方向の接合箇所の面積が
他と比べて大きくなるために、列の両端部の振動板にか
かる応力は、列の他の振動板にかかる応力と異なること
となり、その結果が振動板の撓み方の違いとなって現れ
ている。
The joint between the first substrate 1 and the second substrate 2 is a portion other than the diaphragm 5 of the first substrate 1 and the second substrate 2.
However, the vibration plate 5 has the vibration plate 5 on the same plane as the bonding position of the first substrate 1, and the influence of the stress generated when the substrates are bonded is reduced. It is easily accessible. Since the diaphragm 5 and the concave portions 12 and the concave portions 15 that constitute the diaphragm 5 are arranged at equal intervals, the conditions of the stress due to the joining applied to the diaphragm are all except for both ends of the row. Almost equal. On the other hand, at both ends of the row, since the area of the joint in the direction outside the row is larger than that of the other, the stress applied to the diaphragm at both ends of the row is the stress applied to the other diaphragms of the row. This results in a difference in how the diaphragm bends.

【0024】第1の基板1上に作成した凹部12a及び
第2の基板2上に作成した凹部15aによって作成され
る、ダミーの吐出室6a、ダミーの振動板5a、ダミー
の振動室9aによって、列両端部の振動板の撓み方の違
いを、インク液滴の吐出に寄与しないダミーの振動板5
aに引き寄せることができ、その結果列両端部のノズル
から吐出されるインク液滴の吐出特性も改善することが
できる。
A dummy discharge chamber 6a, a dummy vibration plate 5a, and a dummy vibration chamber 9a formed by a concave portion 12a formed on the first substrate 1 and a concave portion 15a formed on the second substrate 2, The difference in how the diaphragms at both ends of the row bend is determined by the dummy diaphragm 5 that does not contribute to the ejection of ink droplets.
a, and as a result, the ejection characteristics of ink droplets ejected from the nozzles at both ends of the row can be improved.

【0025】第1の基板1上に作成するダミーのノズル
孔4aを構成することとなるノズル溝11aは、インク
液滴の吐出には寄与しないものの、ノズル溝11aが無
い場合、第1の基板1と第2の基板2の接合時に凹部1
2aから空気が逃げられなくなるためダミーの振動板5
aを過度に撓ませ、隣接する基板接合部を介して隣接す
る振動板に影響を与える可能性があるため、必要とな
る。また同様に、第2の基板2上に作成されたダミーの
振動室9aの底面に形成される個別電極21は、インク
液滴の吐出には寄与しないものの、本実施例のように基
板同士の接合に陽極接合を用いる場合、同箇所に個別電
極21が無いと、振動板5aと振動室9aの底面が接合
してしまうこととなり、過度に変形した振動板5aの影
響が、隣接する基板接合部を介して隣の振動板に及ぶ可
能性があるため、必要である。
The nozzle groove 11a, which forms the dummy nozzle hole 4a formed on the first substrate 1, does not contribute to the ejection of ink droplets, but if there is no nozzle groove 11a, the first substrate When the first and second substrates 2 are joined,
Since the air cannot escape from 2a, a dummy diaphragm 5
This is necessary because there is a possibility that a may be excessively deflected to affect an adjacent diaphragm via an adjacent substrate joint. Similarly, although the individual electrodes 21 formed on the bottom surface of the dummy vibration chamber 9a formed on the second substrate 2 do not contribute to the ejection of ink droplets, the individual electrodes 21 In the case where anodic bonding is used for bonding, if there is no individual electrode 21 at the same location, the diaphragm 5a and the bottom surface of the vibration chamber 9a will be bonded, and the influence of the excessively deformed diaphragm 5a will cause the adjacent substrate to be bonded. This is necessary because it may extend to the next diaphragm through the section.

【0026】本実施例においては、ダミーのノズル溝1
1a、凹部12a、凹部15aは列の両端部に1つずつ
しか配置していないが、配置する余裕があれば、これら
を複数ずつ配置しても良い。振動板の撓み方の違いは、
両端部の1つずつのみが極端に大きいが、吐出特性に影
響を及ぼすほど撓みが異なる頻度は少ないものの、両端
より数列内側の列にもまだ若干の撓みの違いが残ること
がある。この振動板の撓みの違いも抑えたい場合は、よ
り列の内側の振動板の条件に近づけるために、ダミーの
吐出室6a、振動板5a、振動室9aを列の両端部に複
数配置してやることが効果的である。
In this embodiment, the dummy nozzle grooves 1
Although only one of the recesses 1a, the recesses 12a, and the recesses 15a are arranged at both ends of the row, a plurality of these may be arranged if there is room to arrange them. The difference in how the diaphragm bends is
Although only one at each end is extremely large, the frequency of the deflection is small enough to affect the ejection characteristics, but a slight difference in the deflection may still remain in the rows several rows inside from both ends. If it is desired to suppress the difference in deflection of the diaphragm, a plurality of dummy discharge chambers 6a, diaphragms 5a, and vibration chambers 9a should be arranged at both ends of the row in order to more closely match the condition of the diaphragm inside the row. Is effective.

【0027】本実施例においては、ダミーのノズル溝1
1a、凹部12a、凹部15aの形状について言及して
いないが、これらをノズル溝11、凹部12、凹部15
の形状と同一のものとし、ノズル講11、凹部12、凹
部15と等間隔の位置に配置してもよい。この場合も、
インク液滴の吐出に寄与する再外郭の列の振動板にかか
る応力の条件を、列の内側の振動板の応力条件と全く同
等にすることができるため、振動板の撓み方の違いとな
る要因を省くことができ、効果的である。
In this embodiment, the dummy nozzle grooves 1
Although the shapes of the recesses 1a, 12a, and 15a are not mentioned, these are referred to as the nozzle grooves 11, the recesses 12, and the recesses 15a.
And may be arranged at positions equidistant from the nozzle groove 11, the concave portion 12, and the concave portion 15. Again,
Since the condition of the stress applied to the diaphragm in the outer row that contributes to the ejection of the ink droplets can be made completely equal to the stress condition of the diaphragm inside the row, there is a difference in how the diaphragm bends. The factor can be omitted and it is effective.

【0028】また、配置に余裕があるならば、ノズル溝
11、凹部12、凹部15の形状と同一の形状を持つダ
ミーのノズル溝11a、凹部12a、凹部15aを、ノ
ズル溝、凹部12、凹部15の列の延長線上同間隔に配
置してもよく、この場合インク液滴の吐出に寄与する列
最外郭の振動板にかかる応力の条件は、上記の場合より
も、列の内側の振動板にかかる応力の条件に近くなるた
め、より効果的である。
If there is enough space in the arrangement, the dummy nozzle grooves 11a, 12a and 15a having the same shape as the nozzle grooves 11, 12 and 15 are replaced with the nozzle grooves, 12 and 15a. In this case, the condition of the stress applied to the outermost diaphragm in the row which contributes to the ejection of the ink droplets may be more than that in the above case. Is more effective because the stress condition is closer to

【0029】本実施例においては、基板同士の接合に陽
極接合を用いているが、接着剤を用いた接合としてもよ
い。この場合、第1の基板1上に形成した凹部12aや
第2の基板2上に形成した凹部15aは接合面の広い列
両端部から流れ込む接着剤の防波堤となるため、接着剤
の流路またはアクチュエータへの流入防止に役立つこと
となる。このダミーの凹部12aや凹部15aの数は多
いほど、防波堤が増える形となるので、効果的である。
In this embodiment, the anodic bonding is used for bonding the substrates, but the bonding may be performed using an adhesive. In this case, the concave portion 12a formed on the first substrate 1 and the concave portion 15a formed on the second substrate 2 serve as breakwaters of the adhesive flowing from both ends of the wide row of the bonding surface, so that the flow path of the adhesive or This will help prevent inflow into the actuator. The greater the number of the dummy concave portions 12a and concave portions 15a, the more the breakwater is increased, which is effective.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
等間隔に列をなして配置されたノズル、流路、振動板、
振動室、電極の組の外側にダミーのノズル、流路、振動
板、振動室、電極の組を配置することによって、従来イ
ンク液滴の吐出に寄与する列の両端部に位置する振動板
に現れていた撓み異常を、ダミーの振動板に受け継がせ
ることとなり、インクの吐出に寄与する列の両端部の振
動板は、インクの吐出に寄与する他の振動板と同様の撓
み方をさせることが可能となるため、位置に別なく均等
な吐出特性を持つ印字品質の高いインクジェットヘッド
を得ることができる。また、基板の接合に接着剤を用い
た場合、列の両端部の振動室や流路に接着剤が流入しや
すい問題に対しても、ダミーの振動室や流路が防波堤の
役割を果たすために、解決することができ、そのため
に、列の両端部と他の部分の流路とで等しいインクの吐
出特性と吐出速度を得ることができるようになり、印字
品質及び信頼性に優れたインクジェットヘッドを得るこ
とができる。
As described above, according to the present invention,
Nozzles, channels, diaphragms arranged in rows at equal intervals,
By arranging a dummy nozzle, a flow path, a vibration plate, a vibration chamber, and a set of electrodes outside the set of the vibration chambers and the electrodes, the vibration plates located at both ends of the row conventionally contributing to the ejection of ink droplets can be formed. The dummy deflection that has appeared is passed on to the dummy diaphragm, and the diaphragms at both ends of the row that contributes to ink ejection bend in the same manner as other diaphragms that contribute to ink ejection. Therefore, it is possible to obtain an ink jet head of high print quality having uniform ejection characteristics regardless of position. In addition, when adhesive is used for bonding substrates, the dummy vibration chambers and flow paths serve as breakwaters, even if the adhesive easily flows into the vibration chambers and flow paths at both ends of the row. Therefore, it is possible to obtain the same ink ejection characteristics and the same ejection speed at both ends of the row and the flow paths in the other portions, and thus the ink jet recording apparatus has excellent print quality and reliability. You can get a head.

【0031】また、本発明によれば、上記のダミーのノ
ズル、流路、振動板、振動室、電極の組をそれぞれ複数
ずつ配置したために、インクの吐出に寄与する列の再外
郭の振動板の撓みの違いを、より小さいものになるとい
う効果を奏することができ、より印字品質の高いインク
ジェットヘッドを得ることができる。また、基板を接着
剤で接合する場合にも、流入する接着剤に対する防波堤
を増やす形になるため、インクの吐出に寄与する列の再
外郭の振動室や流路に接着剤が流入する可能性がより減
少し、より信頼性に優れたインクジェットヘッドを得る
ことができる。
Further, according to the present invention, since a plurality of sets of the above-described dummy nozzles, flow paths, diaphragms, vibration chambers, and electrodes are respectively arranged, a diaphragm in the outer contour of a row contributing to ink ejection is provided. This makes it possible to obtain the effect of reducing the difference in deflection of the ink jet head, thereby obtaining an ink jet head having higher printing quality. Also, even when the substrates are bonded with an adhesive, the breakwater for the inflowing adhesive is increased, so that the adhesive may flow into the vibration chambers and flow paths in the outer shell of the row that contributes to ink ejection. Is further reduced, and an ink jet head having more excellent reliability can be obtained.

【0032】また、本発明においては、ダミーの流路、
振動板、振動室、電極の組のそれぞれの形状を、インク
の吐出に寄与する他の流路、振動板、振動室、電極のそ
れぞれの形状と同一のものにし、またダミーの組をイン
クの吐出に寄与する組と等間隔で配置したため、インク
の吐出に寄与する列の再外郭の振動板にかかる応力の条
件を、インクの吐出に寄与する他の振動板にかかる応力
の条件により近づけることができ、振動板の撓み方の違
いをより抑えることができるるため、より印字品質の高
いインクジェットヘッドを得ることができる。
Also, in the present invention, a dummy flow path,
The shape of each set of the vibration plate, the vibration chamber, and the electrodes is the same as the shape of each of the other flow paths, the vibration plates, the vibration chambers, and the electrodes that contribute to ink ejection. Since it is arranged at equal intervals with the set that contributes to ejection, the condition of the stress applied to the outer diaphragm of the row that contributes to ink ejection should be closer to the condition of the stress applied to the other diaphragm that contributes to ink ejection. Therefore, the difference in how the diaphragm bends can be further suppressed, so that an ink jet head with higher printing quality can be obtained.

【0033】また、本発明においては、ダミーの流路、
振動板、振動室、電極の各形状をインクの吐出に寄与す
る流路、振動板、振動室、電極の同形状と同じにしたも
のを複数ずつ、インクの吐出に寄与する組の列の延長上
に、インクの吐出に寄与する組と同間隔に列の両端に配
置したため、振動板の撓み方の違いをより低減し、か
つ、基板の接合に接着剤を用いた場合は、接着剤がイン
ク液滴の吐出に寄与する流路や振動室に流れ込むことを
より抑制することができるようになり、印字品質及び信
頼性に優れたインクジェットヘッドを得ることができ
る。
Also, in the present invention, a dummy flow path,
Extending the rows of sets that contribute to ink ejection, each with the same shape of the flow path, diaphragm, vibration chamber, and electrode that contributes to ink ejection Above, since it is arranged at both ends of the row at the same interval as the set that contributes to ink ejection, the difference in how the diaphragm bends is further reduced, and when an adhesive is used for joining the substrates, the adhesive becomes It is possible to further suppress the ink droplets from flowing into a flow path or a vibration chamber that contributes to the ejection of ink droplets, and it is possible to obtain an ink jet head having excellent print quality and reliability.

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

【図1】本発明の一実施例に係るインクジェットヘッド
の分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of an inkjet head according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG.

【図3】図1の実施例のインクジェットヘッドの組立て
後の斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of the ink jet head of the embodiment of FIG. 1 after assembly.

【図4】図1のインクジェットヘッドの断面側面図であ
る。
FIG. 4 is a sectional side view of the inkjet head of FIG. 1;

【図5】図5は図4のA−A断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1の基板 2 第2の基板 4 ノズル孔 5 振動板 6 吐出室 9 振動室 4a ダミーのノズル孔 5a ダミーの振動板 6a ダミーの吐出室 9a ダミーの振動室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st board | substrate 2 2nd board | substrate 4 Nozzle hole 5 Vibration plate 6 Discharge chamber 9 Vibration chamber 4a Dummy nozzle hole 5a Dummy diaphragm 6a Dummy discharge chamber 9a Dummy vibration chamber

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ノズルと、該ノズルに連通するインク流路
と、該流路の一部に形成された振動板と、該振動板の該
流路側と反対側に形成した振動室と、該振動室の底面に
該振動板に対向して形成された電極とを有し、該振動板
と該電極との間に電気パルスを印加し、該振動板を静電
気力により変形させ、該ノズルからインク液滴を吐出す
るインクジェットヘッドを有するインクジェット記録装
置で、該ノズル、該流路、該振動板、該振動室、該電極
の組が等間隔に列をなして配置されるインクジェット記
録装置において、該列の両端部に、インク液滴の吐出に
は寄与しない、ダミーのノズル、流路、振動板、振動
室、電極の組を配置することを特徴とするインクジェッ
ト記録装置。
A nozzle, an ink flow path communicating with the nozzle, a vibration plate formed in a part of the flow path, a vibration chamber formed on a side of the vibration plate opposite to the flow path side, An electrode formed on the bottom surface of the vibration chamber so as to face the vibration plate, an electric pulse is applied between the vibration plate and the electrode, and the vibration plate is deformed by electrostatic force. In an ink jet recording apparatus having an ink jet head that ejects ink droplets, the nozzle, the flow path, the vibration plate, the vibration chamber, and the electrode set are arranged in rows at equal intervals. An ink jet recording apparatus, comprising a set of dummy nozzles, flow paths, vibration plates, vibration chambers, and electrodes that do not contribute to the ejection of ink droplets at both ends of the row.
【請求項2】前記のダミーのノズル、流路、振動板、振
動室、電極の組の配置に関して、 インク液滴の吐出に
寄与しないダミーの該組を、インク液滴の吐出に寄与す
る該組の列の両端部に複数ずつ配置することを特徴とす
る請求項1記載のインクジェット記録装置。
2. An arrangement of the set of the dummy nozzle, the flow path, the vibration plate, the vibration chamber, and the electrode, wherein the set of the dummy which does not contribute to the ejection of the ink droplet is changed to the one which contributes to the ejection of the ink droplet. 2. The ink-jet recording apparatus according to claim 1, wherein a plurality of rows are arranged at both ends of the set of rows.
【請求項3】前記のダミーの流路、振動板、振動室、電
極の組の配置に関して、インク液滴の吐出に寄与する該
組と、両端のインク液滴の吐出に寄与しないダミーの該
組のそれぞれの形状を同一のものとし、インク液滴の吐
出に寄与する該組と等間隔で配置す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。
3. The arrangement of the set of the dummy flow path, the vibration plate, the vibration chamber, and the electrode, wherein the set which contributes to the ejection of ink droplets and the dummy which does not contribute to the ejection of ink droplets at both ends. 2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein each of the sets has the same shape, and is arranged at an equal interval from the set which contributes to ejection of ink droplets.
【請求項4】前記のダミーの流路、振動板、振動室、電
極の組の配置に関して、インク液滴の吐出に寄与する該
組の両端に、同組と同形状の、液滴の吐出に寄与しない
ダミーの該組を複数ずつ、インクに寄与する該組の列の
延長上に、インクに寄与する該組と等間隔で配置するこ
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. An arrangement of the set of the dummy flow path, the vibration plate, the vibration chamber, and the electrode, the discharge of the same shape and the same shape at both ends of the set contributing to the discharge of the ink droplet. 2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein a plurality of sets of the dummy which do not contribute to the ink are arranged at equal intervals on the extension of a row of the set which contributes to the ink.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002321358A (en) * 2001-04-24 2002-11-05 Sii Printek Inc Ink jet head and method for forming contact electrode
US6969158B2 (en) 2002-09-26 2005-11-29 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Ink-jet head

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