JP2001301165A - Ink jet head - Google Patents

Ink jet head

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JP2001301165A
JP2001301165A JP2000121456A JP2000121456A JP2001301165A JP 2001301165 A JP2001301165 A JP 2001301165A JP 2000121456 A JP2000121456 A JP 2000121456A JP 2000121456 A JP2000121456 A JP 2000121456A JP 2001301165 A JP2001301165 A JP 2001301165A
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jet head
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet head which has a good printing quality and a high response speed. SOLUTION: In this ink jet head 1 of an electrostatic driving type, the center of an ink nozzle 11a with respect to the center of a second nozzle 11b is set to a position of the side where ink is relatively supplied. Even when discrete ink chambers 5 are formed by anisotropic etching to a crystal face orientation (110) silicon, ink liquid drops are discharged straight in a vertical direction to a nozzle face 3a. The ink jet head of the good printing quality and the high response speed can be realized accordingly.

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、個別インク室での
流線とインクノズルから吐出するインク液滴の角度が概
直角であるフェイスイジェクトタイプのインクジェット
ヘッドに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a face-ejection type ink jet head in which the angle between a stream line in an individual ink chamber and an ink droplet ejected from an ink nozzle is substantially a right angle.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、特公昭53−12138号や
特公昭53−45698号に代表されるように多くのイ
ンクジェットヘッドが提案されている。これらのインク
ジェットヘッドのノズル部の穴形状は図5に示されるよ
うな円錐台あるいは円筒形であった。
2. Description of the Related Art Conventionally, many ink jet heads have been proposed as represented by JP-B-53-12138 and JP-B-53-45698. The hole shape of the nozzle portion of these inkjet heads was a truncated cone or a cylinder as shown in FIG.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の実施例では製造上の理由により、結晶面方位(11
0)のシリコンに異方性エッチングで個別インク室を作
成し、個別インク室を構成する傾斜面に対峙する位置に
ノズル部を配置した場合、個別インク室を構成する傾斜
面に沿って流線はノズル部近傍まで達するので、ノズル
部において流線をノズル面に対して鉛直方向とすること
ができなかった。その結果、インク液滴はノズル面に対
して鉛直方向に真っ直ぐに吐出せず、所望の印字品質を
満足できないという問題があった。
However, in these embodiments, the crystal plane orientation (11
When an individual ink chamber is created by anisotropic etching in silicon of 0), and a nozzle portion is arranged at a position facing the inclined surface constituting the individual ink chamber, streamlines are formed along the inclined surface constituting the individual ink chamber. In this case, the streamline could not be made vertical to the nozzle surface in the nozzle portion. As a result, there has been a problem that the ink droplets are not ejected straight in the direction perpendicular to the nozzle surface, and the desired print quality cannot be satisfied.

【0004】一方、結晶面方位(110)のシリコンに
異方性エッチングで個別インク室を作成し、個別インク
室を構成する傾斜面に対峙しない位置にノズル部を配置
した場合、インクタンク等から流入してくる気泡がこの
傾斜面の先端の位置に停留してしまうので、この気泡を
除去することができなかった。そのため、個別インク室
で吐出するために必要な十分な圧力を発生することがで
きず、所望の印字品質を満足できないという問題があっ
た。
On the other hand, when an individual ink chamber is formed by anisotropic etching on silicon having a crystal plane orientation of (110), and a nozzle portion is arranged at a position that does not face an inclined surface constituting the individual ink chamber, the ink tank is moved from an ink tank or the like. Since the inflowing air bubbles stay at the position of the tip of the inclined surface, the air bubbles could not be removed. For this reason, there is a problem that a sufficient pressure necessary for discharging in the individual ink chamber cannot be generated, and a desired print quality cannot be satisfied.

【0005】一方、インク液滴を真っ直ぐに吐出させる
ために、ノズル部の長さを長くした場合には、ノズル部
での流路抵抗が増加することによりメニスカスの復帰速
度が低下してしまい、インクジェットヘッドの応答周波
数が向上しないという問題もあった。
On the other hand, if the length of the nozzle portion is increased in order to eject ink droplets straight, the meniscus return speed is reduced due to an increase in flow path resistance in the nozzle portion, There is also a problem that the response frequency of the inkjet head does not improve.

【0006】本発明の課題は、この点に鑑みて、ノズル
部の構造を工夫することにより、印字品質がよく、しか
も応答速度が速いインクジェットヘッドを実現すること
にある。
An object of the present invention is to provide an ink jet head having good printing quality and high response speed by devising the structure of the nozzle portion in view of this point.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、インクノズルと、第2ノズルと、個別
インク室とを有し、前記個別インク室の容積変動による
個別インク室の流線を概直角に曲げてインクノズルから
インク液滴を吐出させるインクジェットヘッドにおい
て、前記第2ノズルの中心に対する前記インクノズルの
中心が相対的にインクが供給される側に位置することを
特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has an ink nozzle, a second nozzle, and an individual ink chamber, and an individual ink chamber due to a change in volume of the individual ink chamber. In the ink jet head which ejects ink droplets from the ink nozzles by bending the streamline to a substantially right angle, the center of the ink nozzle with respect to the center of the second nozzle is located on the side where ink is supplied relatively. And

【0008】また、前記個別インク室は、結晶面方位
(110)のシリコンに異方性エッチングで形成したこ
とを特徴としている。
Further, the individual ink chambers are formed by anisotropic etching of silicon having a crystal plane orientation of (110).

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用した静電駆動式のインクジェットヘッドを説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an electrostatically driven ink jet head to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

【0010】図1は本例の静電駆動式インクジェットヘ
ッドの断面図である。インクジェットヘッド1は、キャ
ビティ基板2を挟み、上側にシリコン製のノズル基板3
が積層され、下側にガラス製の電極基板4が積層された
3層構造となっている。
FIG. 1 is a sectional view of an electrostatic drive type ink jet head of this embodiment. The inkjet head 1 has a nozzle substrate 3 made of silicon on the upper side with a cavity substrate 2 interposed therebetween.
Are laminated, and a glass electrode substrate 4 is laminated on the lower side to form a three-layer structure.

【0011】中央のキャビティ基板2は、結晶面方位
(110)のシリコン基板であり、その表面からエッチ
ングを施すことにより、独立した複数の細長い個別イン
ク室5と、1つの共通インク室6と、この共通インク室
6を各個別インク室5に連通させている複数のインク供
給口部7としてそれぞれ機能する溝が形成されている。
これらの溝がノズル基板3によって塞がれて、各部分
5、6、7が区画形成されている。
The central cavity substrate 2 is a silicon substrate having a crystal plane orientation of (110), and is etched from its surface to form a plurality of independent elongated individual ink chambers 5, one common ink chamber 6, Grooves each functioning as a plurality of ink supply ports 7 that connect the common ink chamber 6 to each individual ink chamber 5 are formed.
These grooves are closed by the nozzle substrate 3 to define the respective portions 5, 6, and 7.

【0012】また、共通インク室6の下面を規定する部
分には、インク取り入れ口12が形成されている。イン
クは、外部のインクタンク(図示せず)から、インク取
り入れ口12を通って共通インク室6に供給され、ここ
から各インク供給口部7を通って、独立した個別インク
室5に供給される。
An ink inlet 12 is formed in a portion defining the lower surface of the common ink chamber 6. Ink is supplied from an external ink tank (not shown) to the common ink chamber 6 through the ink intake port 12, and from here to the independent individual ink chamber 5 through each ink supply port 7. You.

【0013】ノズル基板3には、各個別インク室5の先
端側の部分に対応する位置、すなわち、インク供給口部
7とは反対側となる位置に、ノズル部11が形成されて
おり、各ノズル部11は対応する個別インク室5に連通
している。個別インク室5の底面には、薄肉で、面外方
向(図において上下方向)に弾性変位可能な振動板51
として機能する部分が形成されている。
A nozzle portion 11 is formed on the nozzle substrate 3 at a position corresponding to the front end portion of each individual ink chamber 5, that is, at a position opposite to the ink supply port 7. The nozzle section 11 communicates with the corresponding individual ink chamber 5. On the bottom surface of the individual ink chamber 5, there is provided a diaphragm 51 which is thin and elastically displaceable in an out-of-plane direction (vertical direction in the figure)
Is formed.

【0014】電極基板4において、キャビティ基板2に
接合される上面には、各振動板51に対峙する位置に、
浅くエッチングされた凹部41が形成されている。この
凹部41の底面には、振動板51に対峙する個別電極1
0が形成されている。個別電極10は、ITOからなる
セグメント電極部分10aと、外部に露出している電極
端子部10bを有している。
On the upper surface of the electrode substrate 4 joined to the cavity substrate 2, a position facing each diaphragm 51 is provided.
A shallowly etched recess 41 is formed. The individual electrode 1 facing the diaphragm 51 is provided on the bottom surface of the concave portion 41.
0 is formed. The individual electrode 10 has a segment electrode portion 10a made of ITO and an electrode terminal portion 10b exposed to the outside.

【0015】電極基板4をキャビティ基板2に接合する
ことにより、各個別インク室5の底面を規定している振
動板51と個別電極10のセグメント電極部分10aと
が、非常に狭い隙間で対峙する。この隙間は封止剤60
によって封止され、密閉状態とされている。
By joining the electrode substrate 4 to the cavity substrate 2, the diaphragm 51 defining the bottom surface of each individual ink chamber 5 and the segment electrode portion 10a of the individual electrode 10 face each other with a very small gap. . This gap is the sealant 60
And sealed.

【0016】キャビティ基板2には、共通電極端子22
が形成され、ここと、各個別電極10との間に、電圧印
加手段21によって駆動電圧が印加される。キャビティ
基板2は導電性であるので、各振動板51は共通電極と
して機能する。
The cavity substrate 2 has common electrode terminals 22
Is formed, and a driving voltage is applied between the electrode and each individual electrode 10 by the voltage applying means 21. Since the cavity substrate 2 is conductive, each diaphragm 51 functions as a common electrode.

【0017】共通電極である振動板51と個別電極10
の間に駆動電圧を印加することにより発生する静電気力
により、振動板51を個別電極側に吸引すると、振動板
51が弾性変形してセグメント電極10aの側に撓み、
当該セグメント電極10aの表面に吸着する。この結
果、個別インク室5の容積が増加して、インク供給口部
7を介して共通インク室6の側からインクが個別インク
室5に流入する。
The vibration plate 51 serving as a common electrode and the individual electrode 10
When the diaphragm 51 is attracted to the individual electrode side by an electrostatic force generated by applying a drive voltage during the period, the diaphragm 51 is elastically deformed and bent toward the segment electrode 10a,
It adsorbs on the surface of the segment electrode 10a. As a result, the volume of the individual ink chamber 5 increases, and ink flows into the individual ink chamber 5 from the side of the common ink chamber 6 via the ink supply port 7.

【0018】静電吸引力が解除されると、振動板51は
その弾性復帰力によってセグメント電極10aの表面か
ら離れて初期状態に復帰する。この結果、個別インク室
5の容積が急激に減少する。この時に発生する個別イン
ク室内のインク圧力振動によって、個別インク室内のイ
ンクの一部が、ノズル部11からインク液滴として吐出
される。
When the electrostatic attraction force is released, the diaphragm 51 is separated from the surface of the segment electrode 10a by the elastic return force and returns to the initial state. As a result, the volume of the individual ink chamber 5 decreases rapidly. A part of the ink in the individual ink chamber is ejected from the nozzle unit 11 as ink droplets by the ink pressure vibration in the individual ink chamber generated at this time.

【0019】(ノズル部と個別インク室)図2(a)
は、ノズル基板3におけるノズル部11とキャビティ基
板2における個別インク室5を中心に示す上面図であ
り、図2(b)はそのb−b線で切断した部分の部分断
面図である。
(Nozzle Section and Individual Ink Chamber) FIG. 2 (a)
FIG. 2 is a top view mainly showing the nozzle portion 11 of the nozzle substrate 3 and the individual ink chamber 5 of the cavity substrate 2, and FIG. 2B is a partial cross-sectional view taken along line bb.

【0020】これらの図に示すように、個別インク室5
は底面51a、側壁面52、側壁面53、傾斜面54、
傾斜面55で区画形成されている。底面51aと傾斜面
54は入り隅56で交差しており、傾斜面54とキャビ
ティ基板2の表面は、入り隅57、入り隅58で交差し
ている。単結晶シリコンにおいては、周知のごとく、水
酸化カリウム水溶液やヒドラジン等のアルカリでエッチ
ングする場合、結晶面によるエッチング速度の差が大き
いため、異方性エッチングが可能となる。
As shown in these figures, the individual ink chambers 5
Are bottom surface 51a, side wall surface 52, side wall surface 53, inclined surface 54,
It is sectioned by the inclined surface 55. The bottom surface 51a and the inclined surface 54 intersect at an entry corner 56, and the inclined surface 54 and the surface of the cavity substrate 2 intersect at an entry corner 57 and an entry corner 58. As is well known, in the case of etching single crystal silicon with an alkali such as an aqueous solution of potassium hydroxide or hydrazine, anisotropic etching becomes possible because of a large difference in etching rate depending on the crystal plane.

【0021】具体的には、(111)結晶面のエッチン
グ速度が最も小さいため、エッチングの進行と共に(1
11)面が平滑面として残留する構造が得られる。側壁
面52、側壁面53、傾斜面54、傾斜面55は(11
1)面で構成されており、側壁面52と側壁面53はキ
ャビティ基板2の表面に対して垂直な面であり、キャビ
ティ基板2に対する傾斜面54の角度Θ4と、キャビテ
ィ基板2に対する傾斜面55の角度Θ5は共に30°で
ある。また、入り隅57と側壁面52の角度Θ1と、入
り隅56と側壁面52の角度Θ2は共に約125°であ
り、入り隅58と側壁面53の角度Θ3は約109°で
ある。
More specifically, since the etching rate of the (111) crystal plane is the lowest, (1)
11) A structure in which the surface remains as a smooth surface is obtained. The side wall surface 52, the side wall surface 53, the inclined surface 54, and the inclined surface 55 are (11
The side wall surface 52 and the side wall surface 53 are perpendicular to the surface of the cavity substrate 2, and include an angle Θ4 of the inclined surface 54 with respect to the cavity substrate 2 and an inclined surface 55 with respect to the cavity substrate 2. Are both 30 °. The angle Θ1 between the entry corner 57 and the side wall surface 52, the angle Θ2 between the entry corner 56 and the side wall surface 52 are both about 125 °, and the angle Θ3 between the entry corner 58 and the side wall surface 53 is about 109 °.

【0022】図2(a)の点線で示すように、入り隅5
8を側壁面52に延ばすことで、入り隅57をなくすこ
ともできるし、入り隅57を側壁面53に延ばすこと
で、入り隅58をなくすこともできる。
As shown by the dotted line in FIG.
By extending 8 to the side wall surface 52, the entering corner 57 can be eliminated, and by extending the entering corner 57 to the side wall surface 53, the entering corner 58 can be eliminated.

【0023】ノズル基板3の側においては、傾斜面54
に対峙している部分に、円筒形にエッチングされた第2
ノズル11bが形成され、第2ノズル11bの中心は、
入り隅57と入り隅58と側壁面52と側壁面53との
距離がほぼ等しい位置にある。インクノズル11aは第
2ノズルよりも小さい直径の円筒形であり、その中心が
第2ノズルの中心に対してインクが供給されてくる側
(インク供給口部7の側)の位置に形成してある。
On the side of the nozzle substrate 3, an inclined surface 54
The second part etched into a cylindrical shape
The nozzle 11b is formed, and the center of the second nozzle 11b is
The distance between the entry corner 57, the entry corner 58, the side wall surface 52, and the side wall surface 53 is substantially equal. The ink nozzle 11a has a cylindrical shape with a diameter smaller than that of the second nozzle, and its center is formed at a position where ink is supplied to the center of the second nozzle (the side of the ink supply port 7). is there.

【0024】ここで、図2(b)を参照してインクの流
れについて説明する。振動板51の弾性変位により、イ
ンク室5では、図のような矢印の流線が発生する。この
流線は、傾斜面54では傾斜面に沿って約15°の流線
となり(図中Θ6参照)、第2ノズル11bの近傍まで
達する。インクノズル11aから吐出するインク液滴が
ノズル面3aに対して鉛直方向に真っ直ぐに吐出するた
めには、第2ノズル11bとインクノズル11aにて、
傾斜面に沿った約15°の流線を吐出方向と同じよう
に、ノズル面3aに対して鉛直方向にする必要がある。
つまり、第2ノズル11bとインクノズル11aにて、
個別インク室の流線に対して90°にする必要がある。
Here, the flow of ink will be described with reference to FIG. Due to the elastic displacement of the vibration plate 51, streamlines indicated by arrows are generated in the ink chamber 5 as shown in the figure. This streamline becomes a streamline of about 15 ° along the slope on the slope 54 (see # 6 in the figure) and reaches near the second nozzle 11b. In order for ink droplets ejected from the ink nozzle 11a to be ejected straight to the nozzle surface 3a in the vertical direction, the second nozzle 11b and the ink nozzle 11a
A streamline of about 15 ° along the inclined surface needs to be in a direction perpendicular to the nozzle surface 3a in the same manner as the discharge direction.
That is, the second nozzle 11b and the ink nozzle 11a
It is necessary to make 90 ° with respect to the stream line of the individual ink chamber.

【0025】図3は、図2(b)におけるインクノズル
11aと第2ノズル11bを中心に示す部分断面図であ
り、それぞれ第2ノズル11bの中心とインクノズル1
1aの中心との偏心量が異なっている。図3を参照し
て、この偏心量とインク液滴13の吐出方向を説明す
る。図3(a)は、インクノズル11aの中心と第2ノ
ズル11bの中心を同じにした場合である。この場合、
個別インク室5を構成する傾斜面54に沿った流線は第
2ノズル11bの近傍まで達するので、第2ノズル11
bとインクノズル11aでの流線は図に示すようにな
り、ノズル面3aに対して鉛直方向にすることはできな
い。実際に、本発明者等の実験によれば、インクノズル
11aの直径を25μm、長さを25μm、第2ノズル
11bの直径を66μm、長さを55μmとし、第2ノ
ズル11bの中心とインクノズル11aの中心を同じに
した場合、インク液滴は13aに示すように、ノズル面
3aの鉛直方向に対して供給口部7の側と反対の側に約
2°の傾きをもって吐出した。
FIG. 3 is a partial sectional view showing the center of the ink nozzle 11a and the second nozzle 11b in FIG. 2 (b).
The eccentricity with the center of 1a is different. With reference to FIG. 3, the eccentric amount and the ejection direction of the ink droplet 13 will be described. FIG. 3A shows a case where the center of the ink nozzle 11a and the center of the second nozzle 11b are the same. in this case,
Since the streamline along the inclined surface 54 constituting the individual ink chamber 5 reaches the vicinity of the second nozzle 11b, the second nozzle 11
The streamline between b and the ink nozzle 11a is as shown in the figure, and cannot be vertical to the nozzle surface 3a. In fact, according to experiments by the present inventors, the diameter of the ink nozzle 11a is 25 μm, the length is 25 μm, the diameter of the second nozzle 11b is 66 μm, the length is 55 μm, and the center of the second nozzle 11b and the ink nozzle When the center of 11a was the same, the ink droplet was ejected at an angle of about 2 ° to the side opposite to the supply port 7 with respect to the vertical direction of the nozzle surface 3a, as shown at 13a.

【0026】図3(b)は、第2ノズル11bの中心に
対してインクノズル11aの中心を供給口部7の側に3
μm偏心させた場合である。本発明者等の実験によれ
ば、例えば、インクノズル11aの直径を25μm、長
さを25μm、第2ノズル11bの直径を66μm、長
さを55μmとし、第2ノズル11bの中心に対してイ
ンクノズル11aの中心を供給口部7の側に3μm偏心
させた場合、インク液滴は図3(b)の13bのよう
に、ノズル面3aの鉛直方向に吐出することが確認され
た。このように、個別インク室5を構成する傾斜面54
に沿い、第2ノズル11bの近傍まで達する流線を第2
ノズル11bとインクノズル11aで、ノズル面3aに
対して鉛直方向にすることができた。
FIG. 3B shows the center of the ink nozzle 11a with respect to the center of the second nozzle 11b on the side of the supply port 7.
This is the case where the eccentricity is μm. According to the experiments by the present inventors, for example, the diameter of the ink nozzle 11a is 25 μm, the length is 25 μm, the diameter of the second nozzle 11b is 66 μm, the length is 55 μm, and the ink is positioned at the center of the second nozzle 11b. When the center of the nozzle 11a was eccentric to the side of the supply port 7 by 3 μm, it was confirmed that the ink droplet was ejected in the vertical direction of the nozzle surface 3a as shown by 13b in FIG. As described above, the inclined surface 54 forming the individual ink chamber 5
Along the stream, reaching the vicinity of the second nozzle 11b
With the nozzle 11b and the ink nozzle 11a, it was possible to set the direction perpendicular to the nozzle surface 3a.

【0027】つまり、これまで説明したように、第2ノ
ズル11bの中心とインクノズル11aの中心との偏心
量によりインク液滴の吐出方向が変化し、第2ノズル1
1bの中心に対してインクノズル11aの中心をインク
供給口部7の側に3μm偏心させた場合が適しているこ
とを実験で確認した。
That is, as described above, the ejection direction of the ink droplet changes depending on the amount of eccentricity between the center of the second nozzle 11b and the center of the ink nozzle 11a.
Experiments have confirmed that it is suitable to decenter the center of the ink nozzle 11a by 3 μm toward the ink supply port 7 with respect to the center of 1b.

【0028】本発明者等の実験によれば、例えば、イン
クノズル11aの直径を25μm、長さを100μm、
第2ノズル11bの直径を66μm、長さを55μmと
した場合には、第2ノズル11bの中心とインクノズル
11aの中心が同じでも、インクノズル11aから吐出
するインク液滴は、ノズル面3aに対して鉛直方向に真
っ直ぐ吐出することが確認された。しかしながら、ノズ
ル部での流路抵抗が増加することによりメニスカスの復
帰速度が低下し、その結果、インクジェットヘッドの応
答周波数が低下してしまい、インクジェットヘッドとし
て適していなかった。
According to experiments by the present inventors, for example, the diameter of the ink nozzle 11a is 25 μm, the length is 100 μm,
In the case where the diameter of the second nozzle 11b is 66 μm and the length is 55 μm, even if the center of the second nozzle 11b and the center of the ink nozzle 11a are the same, the ink droplets ejected from the ink nozzle 11a remain on the nozzle surface 3a. On the other hand, it was confirmed that the liquid was discharged straight in the vertical direction. However, the meniscus return speed decreases due to an increase in the flow path resistance at the nozzle portion, and as a result, the response frequency of the inkjet head decreases, and the inkjet head is not suitable for an inkjet head.

【0029】本発明者等の実験によれば、例えば、振動
板51に対峙する位置に、第2ノズル11bを形成し、
インクノズル11aの中心を第2ノズル11bの中心と
した場合には、インクノズル11aから吐出するインク
液滴は、ノズル面3aに対して鉛直方向に真っ直ぐ吐出
することが確認された。しかしながら、インクタンク等
から流入してくる気泡が、入り隅57と入り隅58(図
2(a)参照)の近傍の位置に停留してしまうので、こ
の気泡を除去することができなかった。その結果、個別
インク室で吐出するために必要な十分な圧力を発生する
ことができず、所望の印字品質を満足できなかった。
According to experiments by the present inventors, for example, a second nozzle 11b is formed at a position facing the diaphragm 51,
When the center of the ink nozzle 11a was set to the center of the second nozzle 11b, it was confirmed that the ink droplets ejected from the ink nozzle 11a were ejected straight in the vertical direction to the nozzle surface 3a. However, air bubbles flowing from an ink tank or the like stay at positions near the entrance corner 57 and the entrance corner 58 (see FIG. 2A), and thus the air bubbles cannot be removed. As a result, a sufficient pressure required for discharging in the individual ink chamber cannot be generated, and the desired print quality cannot be satisfied.

【0030】なお、本実施例では、第2ノズル11bの
中心に対してインクノズル11aの中心をインク供給口
部7の側に3μm偏心させたが、これに限定されるもの
ではなく、インクノズルの長さ、第2ノズルの長さ、個
別インク室の深さ等の流路寸法に応じて適宜選択すれば
良い。また、インクノズル11a及び第2ノズル11b
の断面形状は円形としたが、例えば三角形、四角形等の
多角形、星形等適宜選択できる。
In the present embodiment, the center of the ink nozzle 11a is decentered by 3 μm toward the ink supply port 7 with respect to the center of the second nozzle 11b. However, the present invention is not limited to this. , The length of the second nozzle, the depth of the individual ink chamber, etc. Further, the ink nozzle 11a and the second nozzle 11b
Has a circular cross-section, but it can be appropriately selected, for example, a polygon such as a triangle or a quadrangle, or a star.

【0031】(ノズル部の変形例)図4にはノズル部1
1の別の例を示してある。図4(a)では、第2ノズル
11bを円錐台に形成し、インクノズル11aを円筒形
に形成したものである。
(Modified Example of Nozzle Section) FIG.
Another example of 1 is shown. In FIG. 4A, the second nozzle 11b is formed in a truncated cone, and the ink nozzle 11a is formed in a cylindrical shape.

【0032】図4(b)では、第2ノズル11bを円錐
台に形成し、インクノズル11aを円錐台に形成したも
のである。
In FIG. 4B, the second nozzle 11b is formed in a truncated cone, and the ink nozzle 11a is formed in a truncated cone.

【0033】図4(c)はノズル部11を中心とした部
分平面図を示し、図4(d)はそのc−c断面で切断し
た部分の部分断面図である。これらの図にあるように、
第2ノズル11bを四角錐台に形成し、インクノズル1
1aを円筒形に形成したものである。
FIG. 4C is a partial plan view centering on the nozzle portion 11, and FIG. 4D is a partial cross-sectional view taken along a line cc of FIG. As shown in these figures,
The second nozzle 11b is formed in a truncated square pyramid, and the ink nozzle 1
1a is formed in a cylindrical shape.

【0034】なお、形成すべきインクノズル11aの形
状、第2ノズル11bの形状、インクノズル11aと第
2ノズル11bの形状の組み合せ等は、個々のインクジ
ェットヘッドに応じて適宜設定すべき性質のものであ
る。従って、インクノズル11aの形状、第2ノズル1
1bの形状は円筒形、円錐台、四角錐台に限定されるも
のではなく、例えば、断面形状が三角形、六角形等の多
角形や星形等の角柱、断面形状が三角形、六角形等の多
角形や星形等の角錐台等適宜選択できる。
The shape of the ink nozzle 11a to be formed, the shape of the second nozzle 11b, the combination of the shape of the ink nozzle 11a and the shape of the second nozzle 11b, etc. have properties that should be appropriately set according to each ink jet head. It is. Therefore, the shape of the ink nozzle 11a, the second nozzle 1
The shape of 1b is not limited to a cylinder, a truncated cone, or a truncated quadrangular pyramid. A truncated pyramid such as a polygon or a star can be appropriately selected.

【0035】(その他の実施の形態)上記の各例は静電
駆動式のインクジェットヘッドに関するものであるが、
圧電式のインクジェットヘッド、熱エネルギーを利用し
たインクジェットヘッドについても、本発明を同様に適
用できる。
(Other Embodiments) Each of the above embodiments relates to an electrostatically driven ink jet head.
The present invention can be similarly applied to a piezoelectric inkjet head and an inkjet head using thermal energy.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェットヘッドでは、第2ノズルの中心に対するインクノ
ズルの中心を相対的にインクが供給される側の位置に形
成している。このようにすることで、個別インク室を結
晶面方位(110)のシリコンに異方性エッチングで形
成しても、印字品質がよく、しかも応答速度が速いイン
クジェットヘッドを実現することができる。
As described above, in the ink jet head of the present invention, the center of the ink nozzle is formed at a position on the side to which ink is supplied relative to the center of the second nozzle. In this manner, even if the individual ink chambers are formed on silicon having the crystal plane orientation (110) by anisotropic etching, an ink jet head having good print quality and high response speed can be realized.

【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駆動式のインクジェット
ヘッドの断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electrostatic drive type inkjet head to which the present invention is applied.

【図2】図1のノズル部と個別インク室を説明するため
の部分上面図及び部分断面図である。
FIGS. 2A and 2B are a partial top view and a partial cross-sectional view illustrating a nozzle portion and an individual ink chamber in FIG.

【図3】図1のインク液滴の吐出方向を説明するための
部分断面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view for explaining a discharge direction of ink droplets in FIG.

【図4】図1のノズル部の別の構成例を示すための説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing another configuration example of the nozzle unit in FIG. 1;

【図5】従来のインクジェット記録装置のノズル部の上
面図及び断面図。
FIG. 5 is a top view and a cross-sectional view of a nozzle portion of a conventional inkjet recording apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インクジェットヘッド 2 キャビティ基板 3 ノズル基板 4 電極基板 5 個別インク室 6 共通インク室 7 インク供給口部 11 ノズル部 11a インクノズル 11b 第2ノズル 51 振動板 52、53 側壁面 54、55 傾斜面 56、57、58 入り隅 REFERENCE SIGNS LIST 1 inkjet head 2 cavity substrate 3 nozzle substrate 4 electrode substrate 5 individual ink chamber 6 common ink chamber 7 ink supply port 11 nozzle 11a ink nozzle 11b second nozzle 51 diaphragm 52, 53 side wall 54, 55 inclined surface 56, 57, 58 corner

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクノズルと、第2ノズルと、個別イ
ンク室とを有し、前記個別インク室の容積変動による個
別インク室の流線を概直角に曲げてインクノズルからイ
ンク液滴を吐出させるインクジェットヘッドにおいて、 前記第2ノズルの中心に対する前記インクノズルの中心
が相対的にインクが供給される側に位置することを特徴
とするインクジェットヘッド。
1. An ink nozzle having a nozzle, a second nozzle, and an individual ink chamber, wherein an ink droplet is ejected from the ink nozzle by bending a streamline of the individual ink chamber due to a change in volume of the individual ink chamber to a substantially right angle. An ink jet head according to claim 1, wherein a center of said ink nozzle is relatively located on a side to which ink is supplied with respect to a center of said second nozzle.
【請求項2】 請求項1において、 前記個別インク室は、結晶面方位(110)のシリコン
に異方性エッチングで形成したことを特徴とするインク
ジェットヘッド。
2. The ink jet head according to claim 1, wherein the individual ink chamber is formed by anisotropic etching of silicon having a crystal plane orientation of (110).
【請求項3】 請求項1または2のいずれかの項におい
て、 対向電極の間に電圧を印加することにより発生する静電
気力によって、前記個別インク室に容積変動を発生させ
て、前記インクノズルからインク液滴を吐出させること
を特徴とする静電駆動式のインクジェットヘッド。
3. The individual ink chamber according to claim 1, wherein a volume change is generated in the individual ink chamber by an electrostatic force generated by applying a voltage between the opposing electrodes, and An electrostatically driven ink jet head for discharging ink droplets.
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