JP2001150676A - Ink-jet head - Google Patents

Ink-jet head

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JP2001150676A
JP2001150676A JP34130799A JP34130799A JP2001150676A JP 2001150676 A JP2001150676 A JP 2001150676A JP 34130799 A JP34130799 A JP 34130799A JP 34130799 A JP34130799 A JP 34130799A JP 2001150676 A JP2001150676 A JP 2001150676A
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JP
Japan
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nozzle
ink
filter
jet head
liquid chamber
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JP34130799A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Ota
善久 太田
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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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 solve the problem of easy generation of clogging by a foreign substance. SOLUTION: A nozzle 5 and a hole 22 of a filter part 21 are formed in the substantially the same round shape.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はインクジェットヘッドに
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】プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プ
ロッタ等の画像記録装置(画像形成装置)として用いる
インクジェット記録装置において使用するインクジェッ
トヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、このノズル
が連通する吐出室(圧力室、加圧液室、液室、インク流
路等とも称される。)と、この吐出室内のインクを加圧
するエネルギーを発生する加圧手段とを備えて、加圧手
段を駆動することで吐出室内インクを加圧してノズルか
らインク滴を吐出させるものである。
2. Description of the Related Art An ink jet head used in an ink jet recording apparatus used as an image recording apparatus (image forming apparatus) such as a printer, a facsimile, a copying machine, and a plotter has a nozzle for discharging ink droplets and a discharge chamber in which the nozzle communicates. (Also referred to as a pressure chamber, a pressurized liquid chamber, a liquid chamber, an ink flow path, etc.) and a pressurizing means for generating energy for pressurizing the ink in the ejection chamber, and driving the pressurizing means. Thus, the ink in the ejection chamber is pressurized to eject ink droplets from the nozzles.

【0003】このようなインクジェットヘッドにおいて
は、高速化、高画質化の要求に応えるために、インク滴
の吐出周波数を向上させること、及びノズル数を増加さ
せることがヘッド性能に大きく寄与し、高画質化を達成
するためにはインク滴の形状(真円性)及び大きさを制
御することや滴の吐出方向を均一化することが必要にな
る。
In such an ink-jet head, to meet the demand for higher speed and higher image quality, it is important to improve the ejection frequency of ink droplets and increase the number of nozzles, which greatly contributes to the head performance. In order to achieve image quality, it is necessary to control the shape (circularity) and size of the ink droplets and to make the ejection direction of the droplets uniform.

【0004】このヘッドからのインク滴の吐出方向を乱
して画質を劣化させる要因の一つにノズル近傍へのゴミ
などの異物の付着がある。これらの異物は製造工程にて
発生してくるもの、インク通過中にインクに混在してヘ
ッド内に侵入してくるもの、ノズルワイピングなどによ
り外部より付着してくるものなどが考えられている。特
に、高速化のために、ノズル総数を増加させていくと、
良品ヘッドを安定して製造し維持していくためには、上
記の異物の付着による不良の発生確率を飛躍的に低減さ
せなければならない。
One of the factors that degrade the image quality by disturbing the direction in which ink droplets are ejected from the head is adhesion of foreign matter such as dust near the nozzles. It is considered that these foreign substances are generated in the manufacturing process, mixed with the ink during the passage of the ink, enter the head, and adhere to the outside by nozzle wiping or the like. In particular, when increasing the total number of nozzles for speeding up,
In order to stably manufacture and maintain good-quality heads, the probability of occurrence of defects due to the adhesion of the above-described foreign matter must be drastically reduced.

【0005】そこで、従来、流路内にフィルタを設ける
ことが行われており、例えば、特開平5−261910
号公報にはノズル径よりも小さい寸法を持つフィルタ通
路を形成することが、特開平8−1952号公報にはシ
リコンの異方性エッチングでノズル流路部とフィルタ溝
部を形成することが、特許第2607308号公報には
シリコン基板のエッチングによりV字型ノズル溝及びV
字型インクフィルタ部を形成することが記載されてい
る。
Therefore, conventionally, a filter is provided in the flow path, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-261910.
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-1952, it is disclosed that a nozzle passage portion and a filter groove portion are formed by anisotropic etching of silicon. No. 2607308 discloses a V-shaped nozzle groove and a V-shaped nozzle groove formed by etching a silicon substrate.
It is described that a letter-shaped ink filter portion is formed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うにフィルタの孔径をノズル径よりも小さくすること
で、ノズルを詰まらせるインク中の異物をトラップでき
るはずであるが、ノズル部へ侵入してくる異物にはさま
ざまな形状・材質のものがあり、実際にはフィルタを通
過してしまう大きなサイズの異物が存在する。特に、有
機物系の柔らかい異物、ゲル状のインク不溶物などの異
物はフィルタのサイズを規定するのみでは十分に除去す
ることができないという課題がある。
As described above, by making the hole diameter of the filter smaller than the nozzle diameter, foreign matter in the ink that clogs the nozzles can be trapped. The coming foreign matter has various shapes and materials, and there is a large-sized foreign matter that actually passes through the filter. In particular, there is a problem that foreign substances such as organic-based soft foreign substances and gel-like ink insoluble substances cannot be sufficiently removed only by defining the size of the filter.

【0007】また、シリコン基板のエッチングによりノ
ズル流路部とフィルタ溝部を形成するものあっては、ノ
ズル形成部材がシリコン基板に限定され、また、ヘッド
のエッジにノズルが形成されるエッジシュータタイプの
ものに限定される。さらに、エッチングで形成すること
からノズル断面形状やフィルタ断面形状がいずれも多角
形状になるが、有機系の粘弾性体、ゲル状の異物は角部
に溜まりやすく、異物を確実にトラップできない。
In the case of forming a nozzle flow path portion and a filter groove portion by etching a silicon substrate, a nozzle forming member is limited to a silicon substrate, and an edge shooter type in which a nozzle is formed at an edge of a head. Limited to those. Further, the nozzle and filter cross-sectional shapes are all polygonal because they are formed by etching. However, organic viscoelastic materials and gel-like foreign materials tend to accumulate in the corners, so that foreign materials cannot be trapped reliably.

【0008】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、異物によるインク滴吐出不良を低減し、高画質を
安定的に確保できるインクジェットヘッドを提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an ink jet head capable of reducing ink droplet ejection defects due to foreign matter and stably ensuring high image quality.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係るインクジェットヘッドは、ノズルの形
状と略同一形状の孔を有するフィルタ部を備えた構成と
したものである。
In order to solve the above problems, an ink jet head according to the present invention is provided with a filter having a hole having substantially the same shape as a nozzle.

【0010】ここで、ノズル及びフィルタ部の孔の断面
形状は略円形にすることが好ましい。また、フィルタ部
にはこのフィルタ部を通過して供給されるノズル数より
多い孔を有することが好ましい。さらに、フィルタ部の
孔の開口面積はノズルの開口面積よりも小さいことが好
ましい。
Here, it is preferable that the cross-sectional shapes of the nozzle and the hole of the filter portion are substantially circular. Further, it is preferable that the filter section has more holes than the number of nozzles supplied through the filter section. Further, it is preferable that the opening area of the hole of the filter portion is smaller than the opening area of the nozzle.

【0011】さらにまた、フィルタ部の孔とノズルとが
同じ工法を用いて形成されていることが好ましい。ま
た、フィルタ部とノズルとを同一の部材に形成すること
ができる。このフィルタ部は電鋳工法で形成することが
できる。
Further, it is preferable that the hole of the filter portion and the nozzle are formed using the same method. Further, the filter portion and the nozzle can be formed on the same member. This filter part can be formed by an electroforming method.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照して説明する。図1は本発明を適用し
た静電型インクジェットヘッドの分解斜視説明図、図2
は同ヘッドの透過状態で示す上面説明図、図3は同ヘッ
ドの液室長辺方向に沿う模式的断面説明図、図4は同ヘ
ッドの液室短辺方向に沿う模式的断面説明図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view of an electrostatic inkjet head to which the present invention is applied, and FIG.
FIG. 3 is an explanatory top view showing the head in a transmitting state, FIG. 3 is a schematic sectional view taken along the long side of the liquid chamber of the head, and FIG. 4 is a schematic sectional view taken along the short side of the liquid chamber of the head. .

【0013】このインクジェットヘッドは、振動板/液
室基板1と、振動板/液室基板1の下側に設けた電極基
板3と、振動板/液室基板1の上側に設けたノズルプレ
ート4とを備え、複数のノズル5、各ノズル5が連通す
るインク流路である液室(吐出室)6、液室6に流体抵
抗部(インク供給路)7を介して連通する共通液室8な
どを形成している。
This ink jet head includes a vibration plate / liquid chamber substrate 1, an electrode substrate 3 provided below the vibration plate / liquid chamber substrate 1, and a nozzle plate 4 provided above the vibration plate / liquid chamber substrate 1. A plurality of nozzles 5, a liquid chamber (ejection chamber) 6 as an ink flow path communicating with each nozzle 5, and a common liquid chamber 8 communicating with the liquid chamber 6 via a fluid resistance part (ink supply path) 7. And so on.

【0014】振動板/液室基板1には、液室6及びこの
液室6の底部となる振動板10、各液室6を隔てる隔壁
11を形成する凹部、共通液室8を形成する凹部などを
形成している。
The diaphragm / liquid chamber substrate 1 has a liquid chamber 6, a vibration plate 10 serving as a bottom of the liquid chamber 6, a concave portion forming a partition 11 separating the liquid chambers 6, and a concave portion forming a common liquid chamber 8. And so on.

【0015】電極基板3には、凹部14を形成して、こ
の凹部14の底面に振動板10に所定のギャップ16を
置いて対向する電極15を形成し、この電極15と振動
板10によって、振動板15を変位させて液室6の内容
積を変化させるアクチュエータ部を構成している。この
電極基板3の電極15上には振動板10との接触によっ
て電極15が破損するのを防止するためのSiO2などの
絶縁層17を成膜している。なお、電極15を電極基板
3の端部付近まで延設して外部駆動回路と接続手段を介
して接続するための電極パッド部15aを形成してい
る。
A recess 14 is formed in the electrode substrate 3, and an electrode 15 facing the diaphragm 10 is formed on the bottom surface of the recess 14 with a predetermined gap 16 therebetween. An actuator unit that changes the internal volume of the liquid chamber 6 by displacing the diaphragm 15 is configured. An insulating layer 17 such as SiO 2 is formed on the electrode 15 of the electrode substrate 3 to prevent the electrode 15 from being damaged by contact with the vibration plate 10. The electrode 15 extends to near the end of the electrode substrate 3 to form an electrode pad portion 15a for connecting to an external drive circuit via a connection means.

【0016】この電極基板3は、ガラス基板、また表面
に熱酸化膜3aを形成したSi基板上に、HF水溶液な
どでエッチングにより凹部14を形成し、この凹部10
に窒化チタンなどの高耐熱性を有する電極材料をスパッ
タ、CVD、蒸着などの成膜技術で所望の厚さに成膜
し、その後、フォトレジストを形成してエッチングする
ことにより、凹部14にのみ電極15を形成したもので
ある。この電極基板3と振動板/液室基板1とは陽極接
合、直接接合などのプロセスで接合している。
The electrode substrate 3 has a concave portion 14 formed on a glass substrate or a Si substrate having a thermal oxide film 3a formed on the surface thereof by etching with an HF aqueous solution or the like.
An electrode material having high heat resistance such as titanium nitride is formed to a desired thickness by a film forming technique such as sputtering, CVD, or vapor deposition, and then a photoresist is formed and etched, so that only the concave portion 14 is formed. The electrode 15 is formed. The electrode substrate 3 and the diaphragm / liquid chamber substrate 1 are joined by processes such as anodic joining and direct joining.

【0017】ノズルプレート4は、NiやSUSなどの
金属板、ガラス、Siあるいは樹脂等との複合基材から
構成し、ノズル5はエッチングやニッケルのエレクトロ
フォーミング法、プレスなどの周知の方法で作製するこ
とができる。このノズルプレート4のノズル面(吐出方
向の表面)には、インクとの撥水性を確保するため、メ
ッキ被膜、あるいは撥水剤コーティングなどの周知の方
法で撥水膜を形成している。
The nozzle plate 4 is composed of a metal plate such as Ni or SUS, a composite base material of glass, Si or resin, and the nozzle 5 is manufactured by a known method such as etching, nickel electroforming, and pressing. can do. A water repellent film is formed on the nozzle surface (surface in the ejection direction) of the nozzle plate 4 by a well-known method such as a plating film or a water repellent coating in order to ensure water repellency with ink.

【0018】また、ノズルプレート4には液室6と共通
液室8との間のインク供給路7となる溝部及び図示しな
いヘッド外部のインクタンクと接続するためのインクタ
ンク接続口19も形成し、このインクタンク接続口19
にインク供給パイプ20を接続して、このインク供給パ
イプ20に本発明に係るフィルタ部21を設けている。
The nozzle plate 4 also has a groove serving as an ink supply path 7 between the liquid chamber 6 and the common liquid chamber 8, and an ink tank connection port 19 for connecting to an ink tank outside the head (not shown). , This ink tank connection port 19
The ink supply pipe 20 is connected to a filter section 21 according to the present invention.

【0019】このインクジェットヘッドにおいては、振
動板10と電極15との間(いずれかを共通電極、他方
を個別電極とする。)に駆動電圧を印加することによっ
て充電して、静電力によって振動板10を電極15側に
変形させ、続いて振動板10と電極15間の電荷を放電
させることによって振動板10が復帰変形して、液室6
の内容積(体積)/圧力が変化することによって、ノズ
ル5からインク滴が吐出される。なお、この場合、振動
板10を電極15に当接させない非当接駆動方式、ある
いは振動板10を電極15に当接させる当接駆動方式の
いずれの方式でも駆動することができる。
In this ink-jet head, the diaphragm is charged by applying a drive voltage between the diaphragm 10 and the electrode 15 (one is a common electrode and the other is an individual electrode), and the diaphragm is charged by electrostatic force. The diaphragm 10 is deformed to the electrode 15 side, and subsequently, the electric charge between the diaphragm 10 and the electrode 15 is discharged, whereby the diaphragm 10 is deformed to return to the liquid chamber 6.
When the internal volume (volume) / pressure changes, ink droplets are ejected from the nozzle 5. In this case, it can be driven by either a non-contact driving method in which the diaphragm 10 is not in contact with the electrode 15 or a contact driving method in which the diaphragm 10 is in contact with the electrode 15.

【0020】ここで、ノズルプレート4のノズル5とフ
ィルタ部21について図5以降をも参照して説明する。
先ず、図5(a)、(b)及び図6(a)、(b)に示
すように、ノズル4とフィルタ部21の孔22は、いず
れも平面形状を略円形状をし、また断面形状をホーン形
状にして、ノズル4とフィルタ部21の孔22とを略同
一形状に形成している。
Here, the nozzles 5 of the nozzle plate 4 and the filter section 21 will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b) and FIGS. 6 (a) and 6 (b), each of the nozzle 4 and the hole 22 of the filter section 21 has a substantially circular planar shape and a cross-section. The shape is a horn shape, and the nozzle 4 and the hole 22 of the filter part 21 are formed in substantially the same shape.

【0021】したがって、フィルタ部21の孔22を通
過し易い異物は略同形状のノズル4も通過し易く、ノズ
ル4での目詰まりを低減することができ、フィルタ部2
1の孔22を通過し難い異物は略同形状のノズル4も通
過し難いが、これはフィルタ部22でトラップされるの
で、ノズル4での目詰まりを低減することができる。
Therefore, foreign matter that easily passes through the hole 22 of the filter section 21 also easily passes through the nozzle 4 having substantially the same shape, so that clogging of the nozzle 4 can be reduced.
Foreign matter that is difficult to pass through the first hole 22 is also difficult to pass through the nozzle 4 having substantially the same shape, but this is trapped by the filter unit 22, so that clogging at the nozzle 4 can be reduced.

【0022】このようにノズルとフィルタ部の孔形状と
を略同一形状にすることにより、ノズルに詰まり易い異
物と通過し易い異物とをフィルタ部において選別するこ
とができるようになり、ノズルへの悪影響を低減してす
ると共に、フィルタ部の耐久性(フィルタ機能を維持期
間)を大幅に向上することができる。これにより、イン
ク滴吐出不良が大幅に低減し、高画質化を長期間安定的
に確保することができる。
By making the shape of the hole of the nozzle and that of the filter portion substantially the same as described above, it is possible to sort out the foreign matter that is easily clogged in the nozzle and the foreign matter that is easy to pass through in the filter portion. The adverse effect can be reduced, and the durability of the filter section (the period during which the filter function is maintained) can be significantly improved. As a result, ink droplet ejection defects are significantly reduced, and high image quality can be stably ensured for a long period of time.

【0023】また、ノズル及びフィルタ部の孔の開口形
状を略円形とすることにより、ノズル部に異物がトラッ
プされることが低減できる。これに対して、ノズルやフ
ィルタ部の孔の開口形状としては、Si基板などの異方
性エッチングで三角形状、台形状などに形成することも
できるが、このようなエッジを有する形状では、エッジ
部に異物が付着し易く、ノズルの目詰まりや、フィルタ
部の性能低下が著しくなるので好ましくない。
Further, by making the openings of the nozzle and the filter section substantially circular in shape, foreign substances can be reduced from being trapped in the nozzle section. On the other hand, the opening shape of the hole of the nozzle or the filter portion can be formed into a triangular shape, a trapezoidal shape, or the like by anisotropic etching of a Si substrate or the like. This is not preferable because foreign matter easily adheres to the filter portion, causing clogging of the nozzle and a significant decrease in the performance of the filter portion.

【0024】この場合、ノズル4内壁面とフィルタ部2
1の孔22内壁面との表面性(面粗度、インクに対する
濡れ性など)を均一にすることで、さらに上述した選別
機能を向上させることができる。
In this case, the inner wall surface of the nozzle 4 and the filter portion 2
By making the surface properties (surface roughness, ink wettability, etc.) with the inner wall surface of the first hole 22 uniform, the above-described sorting function can be further improved.

【0025】このように同一形状、同一表面性を有する
形成するには、基本的に穴明け工法として同一の工法を
用いれば良い。上述した図5及び図6に示したノズル4
とフィルタ部21は電鋳工法で作製したものであるが、
図7及び図8に示すようにノズル4とフィルタ部21を
パンチ加工で作製することなどもできる。
In order to form the same shape and the same surface property as described above, basically, the same method may be used as the drilling method. Nozzle 4 shown in FIGS. 5 and 6 described above.
And the filter part 21 are manufactured by an electroforming method.
As shown in FIGS. 7 and 8, the nozzle 4 and the filter unit 21 can be manufactured by punching.

【0026】ここで、電鋳工法によるノズル形成方法に
ついて図9及び図10を参照して説明する。電鋳工法で
ノズルプレート4を作製するには、図9をも参照して、
図10(a)に示すように、SUSなどの導体基板若し
くはガラス基板の表面にスパッタリングで金属膜を形成
した導体性を付与した電鋳支持基板31を準備し、同図
(b)に示すように電鋳支持基板31上にレジスト32
を塗布して、同図(c)に示すようにフォトマスク33
を介して紫外線(UV)露光し現像して、同図(d)に
示すようにノズル5に対応するレジストパターン34を
形成する。
Here, a method of forming a nozzle by the electroforming method will be described with reference to FIGS. To manufacture the nozzle plate 4 by the electroforming method, also referring to FIG.
As shown in FIG. 10A, an electroformed support substrate 31 having a metal film formed by sputtering on the surface of a conductive substrate such as SUS or a glass substrate is prepared, and as shown in FIG. Resist 32 on the electroformed support substrate 31
Is applied, and as shown in FIG.
Then, the resist pattern 34 corresponding to the nozzle 5 is formed as shown in FIG.

【0027】その後、例えばニッケル電鋳を施すことに
よって、同図(e)に示すように、電鋳支持基板31上
にニッケル電鋳膜35がレジストパターン34に上に等
方的にせり出すようにして形成されるので、所定の厚み
が得られたときに電鋳を停止する。次いで、同図(f)
に示すように、ニッケル電鋳膜35を剥離することによ
って、ニッケル電鋳膜35からなるノズル5を有するノ
ズルプレート4が得られる。
Thereafter, for example, nickel electroforming is performed so that the nickel electroformed film 35 isotropically protrudes on the resist pattern 34 on the electroformed support substrate 31 as shown in FIG. The electroforming is stopped when a predetermined thickness is obtained. Next, FIG.
As shown in (2), by peeling off the nickel electroformed film 35, the nozzle plate 4 having the nozzle 5 made of the nickel electroformed film 35 is obtained.

【0028】したがって、フィルタ部21についても同
様にして孔22に対応するレジストパターンを形成して
ニッケル電鋳を施すことによって、ノズル5と略形状で
同じ表面性を有する孔22を有するフィルタ部材が得ら
れる。
Accordingly, a filter member having a hole 22 having substantially the same surface shape as the nozzle 5 is formed by forming a resist pattern corresponding to the hole 22 and performing nickel electroforming on the filter portion 21 in the same manner. can get.

【0029】次に、ノズル5とフィルタ部21の開口面
積及びフィルタ部21の孔数について前述した図5及び
図6を参照して説明する。まず、ノズル5の開口径D1
とフィルタ部21の孔22の開口径D2とはD1>D2
の関係にする。これにより、フィルタ部21の孔22を
通過する異物サイズがノズル5を通過する異物サイズよ
りも確実に小さくなり、ノズル5での異物の詰まりによ
る不良の発生をさらに低減させることができる。
Next, the opening area of the nozzle 5 and the filter section 21 and the number of holes in the filter section 21 will be described with reference to FIGS. First, the opening diameter D1 of the nozzle 5
And the opening diameter D2 of the hole 22 of the filter section 21 is D1> D2
Make a relationship. Accordingly, the size of the foreign matter passing through the hole 22 of the filter unit 21 is surely smaller than the size of the foreign matter passing through the nozzle 5, and it is possible to further reduce the occurrence of defects due to clogging of the foreign matter in the nozzle 5.

【0030】また、フィルタ部21の孔22の数は、当
該フィルタ部21を通じてインクが供給されるノズル
数、この実施形態ではインク供給パイプ20にフィルタ
部21を設けているので、このヘッドのノズル数(チャ
ンネル数)よりも十分に多い数、好ましくはノズル数の
3〜10倍以上のフィルタ開口数とする。
The number of holes 22 in the filter section 21 is determined by the number of nozzles to which ink is supplied through the filter section 21. In this embodiment, the filter section 21 is provided in the ink supply pipe 20. The number of filters is set to a number sufficiently larger than the number (the number of channels), preferably 3 to 10 times or more the number of nozzles.

【0031】すなわち、特に、フィルタ部21の孔22
の開口面積をノズル5の開口面積よりも小さくした場
合、液室6へのインク供給量が制限されることになり、
インク供給不足を生じるおそれがある。そこで、フィル
タ部21の孔22の数を当該フィルタ部21を通じて供
給されるノズル数よりも十分に多くすることによって、
インク供給不足を防止して、吐出不良を生じないように
することができる。
That is, in particular, the hole 22 of the filter section 21
Is smaller than the opening area of the nozzle 5, the amount of ink supplied to the liquid chamber 6 is limited.
Insufficient ink supply may occur. Therefore, by making the number of holes 22 of the filter unit 21 sufficiently larger than the number of nozzles supplied through the filter unit 21,
Insufficient ink supply can be prevented, so that ejection failure does not occur.

【0032】次に、本発明の他の実施形態について図1
1以降をも参照して説明する。図11は本発明に係るイ
ンクジェットヘッドの一例を示す外観斜視図、図12は
同ヘッドの液室長手方向の要部断面図、図13で同ヘッ
ドのノズル配列方向の要部断面図である。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Description will be made with reference also to 1 and later. 11 is an external perspective view showing an example of an ink jet head according to the present invention, FIG. 12 is a cross-sectional view of a main part of the head in a liquid chamber longitudinal direction, and FIG. 13 is a cross-sectional view of a main part of the same head in a nozzle arrangement direction.

【0033】このインクジェットヘッドは、駆動ユニッ
ト51、液室ユニット52、ヘッドケース53及びノズ
ルカバー54から構成している。駆動ユニット51は、
セラミック、ガラスエポキシ樹脂等からなる絶縁性の基
板61上に、複数の圧電素子62を接合して配置し、こ
れらの圧電素子62の周囲を取り囲み液室ユニット52
を支えるフレーム63を接合している。
This ink jet head includes a drive unit 51, a liquid chamber unit 52, a head case 53, and a nozzle cover 54. The drive unit 51
A plurality of piezoelectric elements 62 are joined and arranged on an insulating substrate 61 made of ceramic, glass epoxy resin, or the like, and the periphery of these piezoelectric elements 62 is surrounded by a liquid chamber unit 52.
The frame 63 which supports the frame 63 is joined.

【0034】液室ユニット52は、振動板64、二層構
造の感光性樹脂部材などからなる流路形成部材65及び
ノズルプレート66を積層して熱融着して形成し、ノズ
ル67、ノズル連通路68、ノズル67が連通する加圧
液室69、各加圧液室69に流体抵抗部70を介してイ
ンクを供給する共通液室71などを形成している。
The liquid chamber unit 52 is formed by laminating and thermally fusing a vibration plate 64, a flow path forming member 65 made of a photosensitive resin member having a two-layer structure, and the like, and a nozzle 67 and a nozzle connection. A passage 68, a pressurized liquid chamber 69 to which the nozzle 67 communicates, a common liquid chamber 71 for supplying ink to each pressurized liquid chamber 69 via a fluid resistance part 70, and the like are formed.

【0035】そして、これらの駆動ユニット51と液室
ユニット52とを接合し、これをヘッドケース(スペー
サ部材)53上に保持して上方からノズルカバー54を
装着してインクジェットヘッドを構成する。
Then, the drive unit 51 and the liquid chamber unit 52 are joined together, and this is held on a head case (spacer member) 53, and a nozzle cover 54 is mounted from above to form an ink jet head.

【0036】ここで、ヘッドケース53を介して基板6
1には外部からインクを供給するためのインク供給パイ
プ72を接続し、基板61、フレーム部材63及び振動
板64に形成したインク供給穴を介して図12に示すよ
うに共通液室71の側方に設けた供給路73にインクを
供給する。
Here, the substrate 6 is connected via the head case 53.
1 is connected to an ink supply pipe 72 for supplying ink from outside, and is connected to the common liquid chamber 71 through ink supply holes formed in the substrate 61, the frame member 63 and the vibration plate 64 as shown in FIG. The ink is supplied to the supply path 73 provided on the side.

【0037】そこで、この供給路73と共通液室71と
の間にフィルタ部74を介装している。このフィルタ部
74はノズルプレート66に形成したもので、電鋳工法
などでノズル66を形成するときに同時にノズル66と
同平面にノズル66と同形状の多数の孔75を形成して
いる。これにより工数を低減することができる。フィル
タ部74の孔75の形状、個数などについては前述した
実施形態と同様にしている。
Therefore, a filter section 74 is interposed between the supply path 73 and the common liquid chamber 71. The filter portion 74 is formed on the nozzle plate 66. When the nozzle 66 is formed by an electroforming method or the like, a large number of holes 75 having the same shape as the nozzle 66 are formed on the same plane as the nozzle 66 at the same time. Thereby, the number of steps can be reduced. The shape, the number, and the like of the holes 75 of the filter unit 74 are the same as those in the above-described embodiment.

【0038】この場合、フィルタ部74とノズル66と
が同平面に形成されることから、供給路73から共通液
室71への流路を立体的に配置するために、液室形成部
材65にて供給路73と共通液室71との間を隔てる隔
壁部78を形成し、ノズルプレート66に共通液室71
に臨む開口部79を形成して、部材80及び81にてフ
ィルタ部74から開口部79を経て共通液室71に至る
流路82を形成している。
In this case, since the filter section 74 and the nozzle 66 are formed on the same plane, the liquid chamber forming member 65 is provided in order to three-dimensionally arrange the flow path from the supply path 73 to the common liquid chamber 71. To form a partition wall 78 that separates the supply path 73 from the common liquid chamber 71, and the common liquid chamber 71 is formed in the nozzle plate 66.
Is formed, and members 80 and 81 form a flow path 82 from the filter section 74 to the common liquid chamber 71 through the opening 79.

【0039】なお、上記実施形態においては、本発明を
静電型インクジェットヘッド、積層型圧電素子を用いる
ピエゾ型インクジェットヘッドに適用した例で説明した
が、その他の圧電素子などの電気機械変換素子を用いる
インクジェットヘッド、発熱抵抗体を用いて膜沸騰でバ
ブルを発生させるインクジェットヘッドなどにも同様に
適用することができる。また、本発明にかかるフィルタ
を備えたうえで、従来一般に用いられているSUS等で
製作される金属メッシュタイプのフィルタを併せ具備す
ることもできる。
In the above embodiment, the present invention is applied to an electrostatic ink jet head and a piezo ink jet head using a laminated piezoelectric element. However, other electromechanical transducers such as piezoelectric elements may be used. The present invention can be similarly applied to an inkjet head to be used, an inkjet head that generates bubbles by film boiling using a heating resistor, and the like. In addition to the filter according to the present invention, a metal mesh type filter generally made of SUS or the like, which is conventionally generally used, may be additionally provided.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイン
クジェットヘッドによれば、ノズルの形状と略同一形状
の孔を有するフィルタ部を備えたので、ノズルの目詰ま
りを生じる異物を選択して除去することができ、インク
滴吐出不良が低減し、高画質を安定して確保することが
できる。
As described above, according to the ink jet head of the present invention, since the filter portion having the hole having substantially the same shape as the nozzle is provided, the foreign matter which causes the nozzle to be clogged can be selected. It is possible to remove ink droplets, thereby reducing ink droplet ejection failure and stably ensuring high image quality.

【0041】ここで、ノズル及びフィルタ部の孔の断面
形状は略円形にすることにより、ノズル部に異物がトラ
ップされることを低減して、インク滴吐出不良を大幅に
低減して高画質を安定して確保することができる。
Here, the cross-sectional shape of the holes of the nozzle and the filter portion is made substantially circular, so that foreign matters are not trapped in the nozzle portion, ink drop ejection failure is greatly reduced, and high image quality is obtained. It can be secured stably.

【0042】また、フィルタ部にはこのフィルタ部を通
過して供給されるインク流路に対応したノズル数より多
い孔を有することにより、インク供給不足を防止するこ
とができる。さらに、フィルタ部の孔の開口面積はノズ
ルの開口面積よりも小さくすることにより、フィルタ部
を通過できる異物はノズルを通過できるようになり、イ
ンク滴吐出不良を大幅に低減することができて高画質を
安定して確保することができる。
Further, by providing the filter section with a larger number of holes than the number of nozzles corresponding to the ink flow path supplied through the filter section, it is possible to prevent the ink supply from being insufficient. Further, by making the opening area of the filter section hole smaller than the nozzle opening area, foreign matter that can pass through the filter section can pass through the nozzle, and ink drop ejection failure can be greatly reduced, and high Image quality can be stably secured.

【0043】さらにまた、フィルタ部の孔とノズルとが
同じ工法を用いて形成することにより、ノズル及びフィ
ルタ部の形状のみならず内壁の表面性(面粗度・濡れ性
など)を同一にすることができ、フィルタ部にてトラッ
プするべき異物種類をより正確に選択することが可能に
なり、インク滴吐出不良を大幅に低減できて高画質を安
定して確保することができる。
Further, by forming the hole of the filter portion and the nozzle using the same method, not only the shape of the nozzle and the filter portion but also the surface properties (surface roughness, wettability, etc.) of the inner wall are made the same. This makes it possible to more accurately select the type of foreign matter to be trapped in the filter unit, greatly reduce ink droplet ejection failure, and stably ensure high image quality.

【0044】また、フィルタ部とノズルとを同一の部材
に形成することにより、ノズルとフィルタ部を同時形成
でき、部品点数も削減し低コストにてインク滴の吐出不
良を大幅に低減でき、高画質を安定的に確保することが
できる。さらに、フィルタ部を電鋳工法で形成するによ
り、ノズルやフィルタ部の孔数に関わらず工程時間を一
定にすることができ、高速化のために必要である多ノズ
ルヘッドを作成する際の低コストを実現でき、インク滴
の吐出不良を大幅に低減できて高画質化を安定的に確保
することができる。
Further, by forming the filter portion and the nozzle on the same member, the nozzle and the filter portion can be formed at the same time, the number of parts can be reduced, and the ink droplet ejection failure can be greatly reduced at low cost. Image quality can be stably ensured. Further, by forming the filter portion by the electroforming method, the process time can be made constant regardless of the number of nozzles and the number of holes in the filter portion, and the process time required for producing a multi-nozzle head required for high speed operation can be reduced. Costs can be realized, defective ejection of ink droplets can be significantly reduced, and high image quality can be stably ensured.

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

【図1】本発明を適用した静電型インクジェットヘッド
の分解斜視説明図
FIG. 1 is an exploded perspective view of an electrostatic inkjet head to which the present invention is applied.

【図2】同ヘッドの透過状態で示す上面説明図FIG. 2 is an explanatory top view showing the transmission state of the head.

【図3】同ヘッドの液室長辺方向に沿う模式的断面説明
FIG. 3 is a schematic cross-sectional explanatory view along a long side direction of a liquid chamber of the head.

【図4】同ヘッドの液室短辺方向に沿う模式的断面説明
FIG. 4 is a schematic cross-sectional explanatory view of the head along a liquid chamber short side direction.

【図5】ノズルプレート及びフィルタ部材の上面説明図FIG. 5 is an explanatory top view of a nozzle plate and a filter member.

【図6】ノズルプレート及びフィルタ部材の断面説明図FIG. 6 is an explanatory sectional view of a nozzle plate and a filter member.

【図7】ノズルプレート及びフィルタ部材の他の例の上
面説明図
FIG. 7 is an explanatory top view of another example of the nozzle plate and the filter member.

【図8】ノズルプレート及びフィルタ部材の他の例の断
面説明図
FIG. 8 is an explanatory sectional view of another example of the nozzle plate and the filter member.

【図9】電鋳工法によるノズルプレート及びフィルタ部
材の作成手順を説明するフロー図
FIG. 9 is a flowchart illustrating a procedure for forming a nozzle plate and a filter member by an electroforming method.

【図10】同工法によるノズルプレートの製作工程を説
明する説明図
FIG. 10 is an explanatory view illustrating a manufacturing process of a nozzle plate by the same method.

【図11】本発明を適用したピエゾ型インクジェットヘ
ッドの外観斜視説明図
FIG. 11 is an external perspective perspective view of a piezo-type inkjet head to which the present invention is applied.

【図12】同ヘッドの液室長手方向の要部断面説明図FIG. 12 is an explanatory cross-sectional view of a main part of the head in the liquid chamber longitudinal direction.

【図13】同ヘッドのノズル配列方向の要部断面説明図FIG. 13 is an explanatory cross-sectional view of a main part of the head in the nozzle arrangement direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…振動板/液室基板、2…電極基板、4…ノズルプレ
ート、5…ノズル、6…吐出室、7…インク供給路、8
…共通液室、10…振動板、15…電極、16…ギャッ
プ、19…インク供給口、20…インク供給パイプ、2
1…フィルタ部、51…駆動ユニット、52…液室ユニ
ット、64…振動板、65…液室形成部材、66…のズ
ルプレート、67…ノズル、69…加圧液室、71…共
通液室、74…フィルタ部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... diaphragm / liquid chamber substrate, 2 ... electrode substrate, 4 ... nozzle plate, 5 ... nozzle, 6 ... discharge chamber, 7 ... ink supply path, 8
... common liquid chamber, 10 ... diaphragm, 15 ... electrode, 16 ... gap, 19 ... ink supply port, 20 ... ink supply pipe, 2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Filter part, 51 ... Drive unit, 52 ... Liquid chamber unit, 64 ... Vibration plate, 65 ... Liquid chamber forming member, 66 ... Slip plate, 67 ... Nozzle, 69 ... Pressurized liquid chamber, 71 ... Common liquid chamber , 74 ... Filter unit.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インク滴を吐出するノズルと、このノズ
ルが連通するインク流路と、このインク流路内のインク
を加圧する加圧手段とを有するインクジェットヘッドに
おいて、前記ノズルの形状と略同一形状の孔を有するフ
ィルタ部を備えたことを特徴とするインクジェットヘッ
ド。
1. An ink jet head having a nozzle for discharging ink droplets, an ink flow path communicating with the nozzle, and a pressurizing means for pressurizing ink in the ink flow path, has substantially the same shape as the nozzle. An ink jet head comprising a filter portion having a hole having a shape.
【請求項2】 請求項1に記載のインクジェットヘッド
において、前記ノズル及びフィルタ部の孔の断面形状が
略円形であることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. An ink jet head according to claim 1, wherein said nozzle and said filter have a substantially circular cross section.
【請求項3】 請求項1又は2に記載のインクジェット
ヘッドにおいて、前記フィルタ部にはこのフィルタ部を
通過して供給されるノズル数より多い孔を有することを
特徴とするインクジェットヘッド。
3. The ink-jet head according to claim 1, wherein the filter has a larger number of holes than the number of nozzles supplied through the filter.
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記フィルタ部の孔の開口
面積はノズルの開口面積よりも小さいことを特徴とする
インクジェットヘッド。
4. The ink-jet head according to claim 1, wherein an opening area of a hole of the filter portion is smaller than an opening area of a nozzle.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記フィルタ部の孔とノズ
ルとが同じ工法を用いて形成されたことを特徴とするイ
ンクジェットヘッド。
5. The ink jet head according to claim 1, wherein the holes and the nozzles of the filter unit are formed using the same method.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記フィルタ部とノズルと
が同一の部材に形成されたことを特徴とするインクジェ
ットヘッド。
6. The ink jet head according to claim 1, wherein the filter and the nozzle are formed on the same member.
【請求項7】 請求項1乃至6のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記フィルタ部は電鋳工法
で形成されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
7. The ink jet head according to claim 1, wherein said filter portion is formed by an electroforming method.
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