JP2002254630A - Ink jet head and ink jet recorder - Google Patents

Ink jet head and ink jet recorder

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Publication number
JP2002254630A
JP2002254630A JP2001054810A JP2001054810A JP2002254630A JP 2002254630 A JP2002254630 A JP 2002254630A JP 2001054810 A JP2001054810 A JP 2001054810A JP 2001054810 A JP2001054810 A JP 2001054810A JP 2002254630 A JP2002254630 A JP 2002254630A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink jet
ink
liquid chamber
jet head
nozzle plate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001054810A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Taeko Murai
妙子 村井
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
株式会社リコー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd, 株式会社リコー filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2001054810A priority Critical patent/JP2002254630A/en
Publication of JP2002254630A publication Critical patent/JP2002254630A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, e.g. INK-JET PRINTERS, THERMAL PRINTERS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14411Groove in the nozzle plate

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet head and an ink jet recorder capable of providing a stable ink drop ejection property even when printing is executed simultaneously using multiple nozzles by absorbing/reducing pressure variation in an ink liquid chamber by utilizing an existing nozzle plate. SOLUTION: This ink jet head is characterized in that the ink jet head is provided with a pressure damper chamber 31 to absorb the pressure variation generated in the liquid chamber unit.

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
ド及びインクジェット記録装置に関し、詳細にはインク
加圧液室内で発生する圧力変動を吸収して安定したイン
ク吐出特性が得られる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 and an ink jet recording apparatus, and more particularly, to an ink jet head capable of absorbing a pressure fluctuation generated in an ink pressurized liquid chamber and obtaining a stable ink discharge characteristic.
【0002】[0002]
【従来の技術】インクジェット記録装置は、記録時の騒
音が極めて小さく、高速印字が可能であり、更にインク
の自由度が高く安価な普通紙を使用できることなど多く
の利点を有する。この中でも記録の必要な時にのみイン
ク液滴を吐出する、いわゆるインク・オン・デマンド方
式が、記録に不要なインク液滴の回収を必要としないた
め、現在主流となっている。インク・オン・デマンド方
式には、圧電素子を用いる方式、発熱素子によりインク
の相変化を用いる方式、静電気力を用いる方式などがあ
る。この中で、静電気力を用いる方式は、同じ体積に蓄
えるエネルギーが小さいため低消費電力化、多数ノズル
の同時駆動による高速化が期待できる。近年特に、印字
速度の高速化が進み、駆動周波数と共にノズル数も増加
する傾向にある。多ノズル化に伴い、供給インク量も増
加し、インク液室内の圧力変動によるインク滴吐出特性
への悪影響が懸念される。そこで、例えば、特開平8−
20111号公報(以下従来例と称す)では、記録液吐
出時に発生する圧力波による圧力変動を吸収するための
ダンパー室を設け、このダンパー室内には空気等の圧縮
性部材を満たす液体噴射記録ヘッドが提案されている。
2. Description of the Related Art An ink jet recording apparatus has many advantages such as extremely low noise at the time of recording, high-speed printing, and the use of inexpensive plain paper with a high degree of freedom of ink. Among them, the so-called ink-on-demand method, which discharges ink droplets only when recording is necessary, is currently the mainstream because it does not require collection of ink droplets unnecessary for recording. The ink-on-demand method includes a method using a piezoelectric element, a method using a phase change of ink by a heating element, and a method using an electrostatic force. Among them, the method using the electrostatic force can expect low power consumption and high speed by simultaneous driving of many nozzles because the energy stored in the same volume is small. In recent years, in particular, the printing speed has been increasing, and the number of nozzles tends to increase along with the driving frequency. With the increase in the number of nozzles, the amount of supplied ink also increases, and there is a concern that the fluctuation in pressure in the ink liquid chamber may adversely affect ink droplet ejection characteristics. Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open
In Japanese Patent Application Publication No. 20111 (hereinafter referred to as a conventional example), a damper chamber for absorbing a pressure fluctuation caused by a pressure wave generated at the time of discharging a recording liquid is provided, and a liquid jet recording head which fills a compressible member such as air is provided in the damper chamber. Has been proposed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例によれば、気体の充填されたダンパー室は、連通路
によって共通液室や液流路、そして吐出口とつながって
おり、よってダンパー室内から共通液室側へ気体が流出
する恐れがある。また、上記従来例には連通路の断面積
等を限定する記載もされているが、ヘッドのばらつきや
外乱等により毛管力のバランスが崩れる可能性は大き
い。
However, according to the above conventional example, the gas-filled damper chamber is connected to the common liquid chamber, the liquid flow path, and the discharge port by the communication path. Gas may flow out to the common liquid chamber side. Although the above-mentioned conventional example also describes that the cross-sectional area of the communication passage is limited, there is a high possibility that the balance of the capillary force is lost due to variations in the head or disturbance.
【0004】本発明はこれらの問題点を解決するための
ものであり、既存のノズルプレートを利用し、インク液
室内の圧力変動を吸収・低減し、多ノズルで同時に印字
を行った場合でも安定したインク滴吐出特性が得られ
る、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置
を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve these problems. The present invention utilizes an existing nozzle plate to absorb and reduce the pressure fluctuation in the ink liquid chamber, and is stable even when printing is performed simultaneously with multiple nozzles. It is an object of the present invention to provide an ink jet head and an ink jet recording apparatus capable of obtaining the above-described ink droplet ejection characteristics.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、本発明のインクジェットヘッドは、インク吐出の
ための複数のノズル孔と、インク供給路と、共通液室と
を有するノズルプレートと、ノズル孔に連通する加圧液
室とからなる液室ユニットに対し、加圧液室の一部に変
位する振動板が設けられ、振動板が変位して加圧液室内
に充填されているインクが加圧されてノズル孔から噴射
して被記録媒体に記録を行う。そして、本発明のインク
ジェットヘッドには、液室ユニット内で発生する圧力変
動を吸収する圧力ダンパー室が設けられている。よっ
て、既存のノズルプレートでダンパー効果を持たせるこ
とができ、多ノズル同時印字時のインク滴吐出特性を向
上させることが可能となった。
In order to solve the above-mentioned problems, an ink jet head according to the present invention comprises a nozzle plate having a plurality of nozzle holes for discharging ink, an ink supply path, and a common liquid chamber. For the liquid chamber unit including the pressurized liquid chamber communicating with the nozzle hole, a vibrating plate displaced is provided in a part of the pressurized liquid chamber, and the vibrating plate is displaced and filled in the pressurized liquid chamber. The ink is pressurized and ejected from the nozzle holes to perform recording on the recording medium. Further, the ink jet head of the present invention is provided with a pressure damper chamber for absorbing pressure fluctuation generated in the liquid chamber unit. Therefore, the damper effect can be provided by the existing nozzle plate, and it is possible to improve the ink droplet ejection characteristics at the time of simultaneous printing of multiple nozzles.
【0006】また、圧力ダンパー室はノズルプレートの
共通液室側の一部を肉薄化して形成することにより、更
に圧力ダンパー室が設けられたノズルプレートの内面に
対向する外面に肉薄化した肉薄化形成部を設けたことに
より、ノズルプレートの一部をエッチングにより薄肉化
することで、より効果的に圧力変動を低減でき、駆動ノ
ズル数の違いよるインク滴吐出特性の差がなくなり、あ
らゆる印字パターンにおいて良好な印字画像を得ること
ができる。
Further, the pressure damper chamber is formed by thinning a part of the nozzle plate on the common liquid chamber side, so that the pressure damper chamber is further thinned on the outer surface facing the inner surface of the nozzle plate provided with the pressure damper chamber. By providing the forming part, the pressure fluctuation can be reduced more effectively by thinning a part of the nozzle plate by etching, the difference in the ink droplet ejection characteristics due to the difference in the number of driving nozzles is eliminated, and all printing patterns , A good printed image can be obtained.
【0007】更に、肉薄化形成部を複数に分割し、隣接
する肉薄化形成部の間に肉薄化しない部分を各々設けた
ことより、多ノズル化したヘッドにおいてのダンパー効
果と強度保持の両立が可能となり、駆動ノズル数の違い
よるインク滴吐出特性の差がなくなり、あらゆる印字パ
ターンにおいて良好な印字画像が確保できた。更に、ノ
ズルプレートを薄肉化したダンパー部の間に厚みを残し
た部分があることで、薄肉化したダンパー部がワイピン
グ時にワイパーが触れてしまうような懸念がなく、信頼
性維持動作に対する耐久性が向上した。
Further, since the thinned portion is divided into a plurality of portions, and non-thinned portions are provided between adjacent thinned portions, both the damper effect and the strength retention in a multi-nozzle head are achieved. Thus, there was no difference in the ink droplet ejection characteristics due to the difference in the number of drive nozzles, and a good printed image could be secured in all print patterns. Furthermore, since there is a portion where the thickness is left between the damper portions where the nozzle plate is thinned, there is no concern that the thinned damper portion may be touched by the wiper at the time of wiping, and the durability against the reliability maintaining operation is improved. Improved.
【0008】また、上記記載の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に特徴がある。
Another feature is an ink jet recording apparatus having the above-described ink jet head.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明のインクジェットヘッドに
は、液室ユニット内で発生する圧力変動を吸収する圧力
ダンパー室が設けられている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An ink jet head according to the present invention is provided with a pressure damper chamber for absorbing pressure fluctuation generated in a liquid chamber unit.
【0010】[0010]
【実施例】図1は本発明のインクジェットヘッドの構成
を示す分解斜視図である。図2は本発明のインクジェッ
トヘッドの構成を示す断面図である。両図において、イ
ンクジェットヘッド1は、本体からのインクと電力の供
給をつなぐジョイント11と、異物の混入を防止するフ
ィルタ12と、インクジェットヘッドを保持するフレー
ム13と、複数の振動板を有する静電アクチュエータ1
4と、振動板に対応したノズルを有するノズルプレート
15と、静電アクチュエータ14に駆動電圧を印加する
ドライバIC16と、静電アクチュエータ14とドライ
バIC16を接続するFPCケーブル17,18とを含
んで構成されている。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the structure of an ink jet head according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of the ink jet head of the present invention. In both figures, the ink jet head 1 has a joint 11 for connecting the supply of ink and power from the main body, a filter 12 for preventing foreign matter from entering, a frame 13 for holding the ink jet head, and an electrostatic device having a plurality of diaphragms. Actuator 1
4, a nozzle plate 15 having a nozzle corresponding to the diaphragm, a driver IC 16 for applying a drive voltage to the electrostatic actuator 14, and FPC cables 17 and 18 for connecting the electrostatic actuator 14 and the driver IC 16. Have been.
【0011】また、図2に示すように、静電アクチュエ
ータ14は、振動板19を形成する振動板基板20と、
その下面に接合され、振動板19に対応した個別電極2
1が形成された個別電極基板22を重ねて接合した積層
構造となっている。更に、振動板基板20はボロンがド
ープされたP型シリコンから形成され、単結晶シリコン
を異方性エッチングすることで形成されている。特に、
振動板19の部分に高濃度ボロンをドープすることで、
エッチングレートを低くし、振動板19の板厚を高精度
に制御している。また、図示はしていないが、振動板基
板20には共通電極が設けられている。この共通電極は
Al等の金属をスパッタしてシンタリング(熱拡散)す
ることにより付設されており振動板基板20との導通が
確保されている。これは、半導体材料よりなる基板とオ
ーミックコンタクトを取るためである。更に、個別電極
基板22は振動板基板20と同種類のP型シリコンより
なる。シリコン基板層の表面には、絶縁体層である酸化
膜層が設けられ、等方性エッチングにより掘り込まれ
る。この掘り込み量を調整して、振動板基板20と接合
した時に生じるギャップを形成するのである。酸化膜層
の掘り込み部にTiNを成膜、パターニングして個別電
極21を形成している。図示していないが、実際にはチ
ャンネル分の電極が配列されている。なお、個別電極2
1の材料は接合時の高温に耐えるものならばこれに限っ
たものではない。そして、個別電極21上には成膜した
絶縁性の保護層を設ける。この実施例ではSiO2を成
膜、パターニングして形成している。
As shown in FIG. 2, the electrostatic actuator 14 includes a diaphragm substrate 20 forming a diaphragm 19,
Individual electrodes 2 joined to the lower surface and corresponding to the diaphragm 19
1 has a laminated structure in which the individual electrode substrates 22 on which the first electrodes 1 are formed are overlapped and joined. Further, diaphragm substrate 20 is formed from boron-doped P-type silicon, and is formed by anisotropically etching single crystal silicon. In particular,
By doping high concentration boron into the portion of the diaphragm 19,
The etching rate is reduced, and the thickness of the diaphragm 19 is controlled with high accuracy. Although not shown, the diaphragm substrate 20 is provided with a common electrode. The common electrode is provided by sputtering a metal such as Al and performing sintering (thermal diffusion) to ensure conduction with the diaphragm substrate 20. This is to make ohmic contact with a substrate made of a semiconductor material. Further, the individual electrode substrate 22 is made of the same type of P-type silicon as the diaphragm substrate 20. An oxide film layer serving as an insulator layer is provided on the surface of the silicon substrate layer, and is dug by isotropic etching. By adjusting the amount of the digging, a gap is formed which is generated when the substrate is joined to the diaphragm substrate 20. An individual electrode 21 is formed by forming and patterning TiN in a dug portion of the oxide film layer. Although not shown, electrodes for the channels are actually arranged. The individual electrode 2
The material 1 is not limited to this as long as it can withstand the high temperature at the time of joining. Then, an insulating protective layer formed as a film is provided on the individual electrode 21. In this embodiment, SiO 2 is formed by film formation and patterning.
【0012】そして、振動板基板20と個別電極基板2
2は、直接接合や共晶接合等により接合する。直接接合
では1000℃程度の高温下にて接合が実施され、純粋
な基板が形成されるのに対して、共晶接合では金等のバ
インダーを接合界面に介在させて接合がなされる。接合
の後に、振動板19と、個別電極21の保護膜との間に
形成されるギャップの厚みは、本実施例では0.2μm
としてある。また,静電アクチュエータ14には、振動
板基板20と個別電極基板22を貫通する共通液室流路
23が形成され、個別電極基板22の裏面よりインクが
供給される。更に、ノズルプレート15は、振動板19
に対応した複数のノズル孔24と、凹部形状の流体抵抗
25とを有する。本実施例では撥水処理を施したポリイ
ミドでノズルプレート15を作成している。静電アクチ
ュエータ14とノズルプレート15、静電アクチュエー
タ14とフレーム13の接合は接着剤を用いて行ってい
る。この際、振動板ギャップ封止剤26によって振動板
ギャップを気密封止する。振動板ギャップ封止剤26は
エポキシ樹脂等の接着剤を用いた。ノズルプレート15
とフレーム13間もノズル板封止剤27によってシール
することで、個別電極21、FPCケーブル17,18
等の電気回路部にインクが回り込むのを防止する。静電
アクチュエータ14とFPCケーブル17,18の電気
接続は異方性導電膜を使用している。
The diaphragm substrate 20 and the individual electrode substrate 2
2 are joined by direct joining, eutectic joining or the like. In direct bonding, bonding is performed at a high temperature of about 1000 ° C. to form a pure substrate, whereas in eutectic bonding, bonding is performed with a binder such as gold interposed at the bonding interface. After bonding, the thickness of the gap formed between the diaphragm 19 and the protective film of the individual electrode 21 is 0.2 μm in this embodiment.
There is. In the electrostatic actuator 14, a common liquid chamber flow path 23 penetrating the diaphragm substrate 20 and the individual electrode substrate 22 is formed, and ink is supplied from the back surface of the individual electrode substrate 22. Further, the nozzle plate 15 is
And a plurality of recessed fluid resistances 25. In this embodiment, the nozzle plate 15 is made of polyimide subjected to a water-repellent treatment. The electrostatic actuator 14 and the nozzle plate 15 and the electrostatic actuator 14 and the frame 13 are joined using an adhesive. At this time, the diaphragm gap sealing agent 26 hermetically seals the diaphragm gap. As the diaphragm gap sealant 26, an adhesive such as an epoxy resin was used. Nozzle plate 15
The electrode 13 and the FPC cables 17 and 18 are also sealed by sealing the space between the
To prevent ink from flowing around the electric circuit section. The electric connection between the electrostatic actuator 14 and the FPC cables 17 and 18 uses an anisotropic conductive film.
【0013】次に、本発明のインクジェットヘッドの動
作について説明すると、個別電極21にパルス電圧を印
加すると、複数のアクチュエータの共通電極となる振動
板部材との間に電位差が生じ、個別電極21と振動板1
9の間に静電力が生じる。この結果、振動板19は印加
した電圧の大きさに応じて変位する。この時、振動板1
9を電極に接触させる方法を当接、接触させない方法を
非当接と記す。その後、印加したパルス電圧を立ち下げ
ることで、振動板19の変位が復元し、その復元力によ
り加圧液室内の圧力を高くし、インク滴がノズル孔24
より吐出する。この時、パルスを印加するノズル数が少
ない場合と多い場合とでは、加圧液室を介して共通液室
側へ伝わる圧力波の様子が違うため、共通液室内の圧力
変動の違いによって、例えば単独ノズルを駆動した場合
と複数ノズルを同時に駆動した場合とでは吐出特性に差
が現れる。
Next, the operation of the ink jet head of the present invention will be described. When a pulse voltage is applied to the individual electrode 21, a potential difference is generated between the individual electrode 21 and a diaphragm member serving as a common electrode of the plurality of actuators. Diaphragm 1
During 9 the electrostatic force is generated. As a result, the diaphragm 19 is displaced according to the magnitude of the applied voltage. At this time, diaphragm 1
The method of bringing 9 into contact with the electrode is referred to as contact, and the method of not contacting the electrode is referred to as non-contact. Thereafter, the applied pulse voltage is lowered to restore the displacement of the vibration plate 19, and the restoring force increases the pressure in the pressurized liquid chamber, thereby causing the ink droplets to pass through the nozzle holes 24.
Discharge more. At this time, the state of the pressure wave transmitted to the common liquid chamber via the pressurized liquid chamber is different between the case where the number of nozzles for applying the pulse is small and the case where the number of nozzles for applying the pulse is large. There is a difference in ejection characteristics between when a single nozzle is driven and when a plurality of nozzles are driven simultaneously.
【0014】ここで、図3は従来のインクジェットヘッ
ドの部分断面図を、図4は本発明の第1の実施例に係る
インクジェットヘッドの部分断面図を各々示す。図3、
4共に、中央に示すインク供給口より供給されたインク
は、共通液室流路23を介して共通液室28から流体抵
抗部25を通って図中の左右にある各加圧液室29へ、
そしてノズル連通口30に充填される。そして、駆動パ
ルスの印加に伴い、上述した駆動動作によりノズル孔2
4からインク滴が吐出される。このとき、図3に示す従
来例では、共通液室28のノズルプレート側は、加圧液
室29の構成部材、例えばシリコンやコバール等がある
ため、インク滴吐出時の圧力波による共通液室側へのイ
ンク逆流による圧力変動を吸収するすべもなく共通液室
内を圧力波が伝搬することになり、駆動ノズル数が多く
なった場合、インク滴吐出特性への悪影響が出ていた。
これに対して、図4に示す本実施例では、ノズルプレー
トが撥水処理をしたポリイミド、液室構成部材がコバー
ル、アクチュエータ構成部材がシリコン、でそれぞれ構
成され、更にエッチングもしくはプレス加工等により共
通液室28のノズルプレート側の一部を無くしてダンパ
ー室31を形成したたことでインク滴吐出後の共通液室
側へのインク逆流による圧力変動を樹脂のノズルプレー
ト15によるダンパー効果で低減させることができる。
FIG. 3 is a partial sectional view of a conventional ink jet head, and FIG. 4 is a partial sectional view of an ink jet head according to a first embodiment of the present invention. FIG.
4, the ink supplied from the ink supply port shown in the center passes through the common liquid chamber flow path 23 from the common liquid chamber 28 to the pressurized liquid chambers 29 on the left and right in the figure through the fluid resistance part 25. ,
Then, the nozzle communication port 30 is filled. Then, with the application of the driving pulse, the nozzle hole 2
4 ejects ink droplets. At this time, in the conventional example shown in FIG. 3, since the components of the pressurized liquid chamber 29, such as silicon and Kovar, are provided on the nozzle plate side of the common liquid chamber 28, the common liquid chamber is generated by the pressure wave at the time of ink droplet ejection. The pressure wave propagates in the common liquid chamber without absorbing any pressure fluctuation due to the ink backflow to the side, and when the number of driving nozzles is increased, the ink droplet ejection characteristics are adversely affected.
On the other hand, in this embodiment shown in FIG. 4, the nozzle plate is made of polyimide subjected to a water-repellent treatment, the liquid chamber constituent member is made of Kovar, and the actuator constituent member is made of silicon. Since the damper chamber 31 is formed by eliminating a part of the liquid chamber 28 on the nozzle plate side, pressure fluctuation due to ink backflow to the common liquid chamber side after ink droplet ejection is reduced by the damper effect by the resin nozzle plate 15. be able to.
【0015】図5は本発明の第2の実施例に係るインク
ジェットヘッドの構成を示す部分断面図である。同図に
示す第2の実施例は、ノズルプレート15のノズル開口
側をドライエッチングにより薄肉化した肉薄化形成部3
2を設けた例である。よって、ノズルプレート15にお
けるダンパー室31を設けたノズル開口側を薄肉化した
ことで、圧力変動をより一層吸収しやすくなることによ
り、多ノズル駆動に適した構造となる。
FIG. 5 is a partial sectional view showing the structure of an ink jet head according to a second embodiment of the present invention. In the second embodiment shown in the figure, the thinning forming section 3 in which the nozzle opening side of the nozzle plate 15 is thinned by dry etching.
2 is provided. Therefore, by reducing the thickness of the nozzle opening side of the nozzle plate 15 where the damper chamber 31 is provided, pressure fluctuations can be more easily absorbed, and a structure suitable for multi-nozzle driving can be obtained.
【0016】次に、図6は本発明の第3の実施例に係る
インクジェットヘッドのノズルプレートの構成を示す斜
視図である。同図に示すノズルプレート15は撥水処理
を施したポリイミドを用いドライエッチングにより薄肉
化しダンパー効果を持たせている。ノズル数が多くヘッ
ド寸法が大きくなった場合、樹脂ノズルプレートを用
い、第2の実施例のように、薄肉化することでダンパー
効果は得られるが、ダンパー室の面積が大きくなると、
例えばヘッドにインクを充填する際にノズル側からの吸
引するような充填方法を採った場合などは、共通液室側
にノズルプレート15が凹み充填不良が発生するなどの
問題が懸念される。つまり、ダンパー室には、ダンパー
効果と同時に使用上問題にならない程度の強度が必要と
される。そこで、図6に示す第3の実施例のように、ノ
ズルプレート15の薄肉化した肉薄化形成部32を分割
して複数形成し、各ダンパー室31の間はエッチングせ
ず厚みを残す形状とした。これによって、強度とダンパ
ー効果の両立が可能となる。更に、厚みを残した部分が
あることで、ノズルをワイピングするような動作に対し
てもダンパー室31に触れる心配がなく、信頼性維持動
作に対する耐久性も向上する。
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a nozzle plate of an ink jet head according to a third embodiment of the present invention. The nozzle plate 15 shown in the figure is made thin by dry etching using polyimide subjected to a water-repellent treatment and has a damper effect. When the number of nozzles is large and the head size is large, a damper effect can be obtained by using a resin nozzle plate and reducing the thickness as in the second embodiment, but when the area of the damper chamber becomes large,
For example, when the head is filled with ink by using a filling method in which the ink is sucked from the nozzle side, there is a concern that the nozzle plate 15 may be recessed in the common liquid chamber side to cause defective filling. That is, the damper chamber is required to have a sufficient strength at the same time as the damper effect so as not to cause a problem in use. Therefore, as in the third embodiment shown in FIG. 6, a plurality of thinned portions 32 of the nozzle plate 15 are formed by dividing the thinned portions, and the space between the damper chambers 31 is not etched and the thickness is left. did. This makes it possible to achieve both the strength and the damper effect. Furthermore, since there is a portion where the thickness is left, there is no need to worry about touching the damper chamber 31 even in the operation of wiping the nozzle, and the durability for the reliability maintaining operation is improved.
【0017】次に、上記各実施例の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について説明する。
図7は別の発明のインクジェット記録装置の構成を示す
概略断面図である。同図に示すように、インクジェット
記録装置100は、シアンC、マゼンタM、イエロー
Y、ブラックBKの各色のインクをそれぞれ収納した4
個のインクカートリッジ102と、複数のノズルを有し
各カートリッジ102からインクが供給される4個のイ
ンクジェットヘッド103と、インクカートリッジ10
2とインクジェットヘッド103を搭載したキャリッジ
104と、記録紙を収納した給紙トレイ105a,10
5bや手差しテーブル106から記録紙を印字部107
に搬送する搬送ローラ108と、印字した記録紙を排紙
トレイ109に排出する排出ローラ110を有する。そ
して、ホスト装置から送られてくる画像データを記録紙
に印字するときは、キャリッジ104をキャリッジロー
ラ111に倣って走査しながら、搬送ローラ108によ
り印字部107に送られた記録紙にインクジェットヘッ
ド103のノズルから画像データに応じてインクを噴射
して文字や画像を記録する。本発明のインクジェット記
録装置に適用されるインクジェットヘッド103は、電
極に電圧を印加することにより、該電極とこれに対向し
て配置された振動板との間に静電気力により引力が働
き、この静電気力によって振動板を変形させ、インク液
滴をノズルより吐出させるものである。
Next, an ink jet recording apparatus having the ink jet head of each of the above embodiments will be described.
FIG. 7 is a schematic sectional view showing the configuration of an ink jet recording apparatus according to another invention. As shown in the figure, the ink jet recording apparatus 100 stores inks of respective colors of cyan C, magenta M, yellow Y, and black BK.
Ink cartridges 102, four ink jet heads 103 each having a plurality of nozzles and supplied with ink from each cartridge 102,
2 and a carriage 104 on which an inkjet head 103 is mounted, and paper feed trays 105a and 10
5b or the printing paper 107 from the manual feed table 106
And a discharge roller 110 for discharging printed recording paper to a discharge tray 109. When printing the image data sent from the host device on the recording paper, the inkjet head 103 scans the recording paper sent to the printing unit 107 by the transport roller 108 while scanning the carriage 104 following the carriage roller 111. A character or an image is recorded by ejecting ink from the nozzles according to the image data. In the ink jet head 103 applied to the ink jet recording apparatus of the present invention, when a voltage is applied to an electrode, an attractive force acts between the electrode and a vibration plate arranged opposite to the electrode, and the attractive force is generated. The vibrating plate is deformed by a force to eject ink droplets from nozzles.
【0018】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変
形や置換可能であることは言うまでもない。
The present invention is not limited to the above embodiment, and needless to say, various modifications and substitutions can be made within the scope of the claims.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェットヘッドは、インク吐出のための複数のノズル孔
と、インク供給路と、共通液室とを有するノズルプレー
トと、ノズル孔に連通する加圧液室とからなる液室ユニ
ットに対し、加圧液室の一部に変位する振動板が設けら
れ、振動板が変位して加圧液室内に充填されているイン
クが加圧されてノズル孔から噴射して被記録媒体に記録
を行う。そして、本発明のインクジェットヘッドには、
液室ユニット内で発生する圧力変動を吸収する圧力ダン
パー室が設けられている。よって、既存のノズルプレー
トでダンパー効果を持たせることができ、多ノズル同時
印字時のインク滴吐出特性を向上させることが可能とな
った。
As described above, the ink jet head of the present invention has a nozzle plate having a plurality of nozzle holes for discharging ink, an ink supply path, and a common liquid chamber, and a nozzle plate communicating with the nozzle holes. A diaphragm that displaces a part of the pressurized liquid chamber is provided for a liquid chamber unit composed of a pressurized liquid chamber, and the diaphragm is displaced to pressurize the ink filled in the pressurized liquid chamber and to pressurize the nozzle. The recording is performed on the recording medium by ejecting from the holes. And in the inkjet head of the present invention,
A pressure damper chamber is provided for absorbing pressure fluctuations generated in the liquid chamber unit. Therefore, the damper effect can be provided by the existing nozzle plate, and it is possible to improve the ink droplet ejection characteristics at the time of simultaneous printing of multiple nozzles.
【0020】また、圧力ダンパー室はノズルプレートの
共通液室側の一部を肉薄化して形成することにより、更
に圧力ダンパー室が設けられたノズルプレートの内面に
対向する外面に肉薄化した肉薄化形成部を設けたことに
より、ノズルプレートの一部をエッチングにより薄肉化
することで、より効果的に圧力変動を低減でき、駆動ノ
ズル数の違いよるインク滴吐出特性の差がなくなり、あ
らゆる印字パターンにおいて良好な印字画像を得ること
ができる。
The pressure damper chamber is formed by thinning a part of the nozzle plate on the common liquid chamber side, so that the pressure damper chamber is further thinned on an outer surface opposed to an inner surface of the nozzle plate provided with the pressure damper chamber. By providing the forming part, the pressure fluctuation can be reduced more effectively by thinning a part of the nozzle plate by etching, the difference in the ink droplet ejection characteristics due to the difference in the number of driving nozzles is eliminated, and all printing patterns , A good printed image can be obtained.
【0021】更に、肉薄化形成部を複数に分割し、隣接
する肉薄化形成部の間に肉薄化しない部分を各々設けた
ことより、多ノズル化したヘッドにおいてのダンパー効
果と強度保持の両立が可能となり、駆動ノズル数の違い
よるインク滴吐出特性の差がなくなり、あらゆる印字パ
ターンにおいて良好な印字画像が確保できた。更に、ノ
ズルプレートを薄肉化したダンパー部の間に厚みを残し
た部分があることで、薄肉化したダンパー部がワイピン
グ時にワイパーが触れてしまうような懸念がなく、信頼
性維持動作に対する耐久性が向上した。
Further, since the thinned portion is divided into a plurality of portions and non-thinned portions are provided between adjacent thinned portions, both the damper effect and the strength retention in a multi-nozzle head are achieved. Thus, there was no difference in the ink droplet ejection characteristics due to the difference in the number of drive nozzles, and a good printed image could be secured in all print patterns. Furthermore, since there is a portion where the thickness is left between the damper portions where the nozzle plate is thinned, there is no concern that the thinned damper portion may be touched by the wiper at the time of wiping, and the durability against the reliability maintaining operation is improved. Improved.
【0022】また、上記記載の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に特徴がある。
Another feature is an ink jet recording apparatus having the above-described ink jet head.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明のインクジェットヘッドの構成を示す分
解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of an ink jet head of the present invention.
【図2】本発明のインクジェットヘッドの構成を示す断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an inkjet head of the present invention.
【図3】従来のインクジェットヘッドの構成を示す部分
断面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional inkjet head.
【図4】本発明の第1の実施例に係るインクジェットヘ
ッドの構成を示す部分断面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of an inkjet head according to a first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第2の実施例に係るインクジェットヘ
ッドの構成を示す部分断面図である。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of an inkjet head according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第3の実施例に係るインクジェットヘ
ッドの構成を示す部分断面図である。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of an inkjet head according to a third embodiment of the present invention.
【図7】別の発明のインクジェット記録装置の構成を示
す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an ink jet recording apparatus according to another invention.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1;インクジェットヘッド、11;ジョイント、12;
フィルタ、13;フレーム、14;静電アクチュエー
タ、15;ノズルプレート、16;ドライバIC、1
7,18;FPCケーブル、19;振動板、20;振動
板基板、21;個別電極、22;個別電極基板、23;
共通液室流路、24;ノズル孔、25;流体抵抗、2
6;振動板ギャップ封止剤、27;ノズル板封止剤、2
8;共通液室、29;加圧液室、30;ノズル連通口、
31;ダンパー室、32;肉薄化形成部。
1; inkjet head, 11; joint, 12;
Filter, 13; frame, 14; electrostatic actuator, 15; nozzle plate, 16; driver IC, 1
7, 18; FPC cable, 19; diaphragm, 20; diaphragm substrate, 21; individual electrode, 22; individual electrode substrate, 23;
Common liquid chamber flow path, 24; nozzle hole, 25; fluid resistance, 2
6; diaphragm gap sealant; 27; nozzle plate sealant; 2
8; common liquid chamber, 29; pressurized liquid chamber, 30; nozzle communication port,
31; damper chamber, 32;

Claims (5)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 インク吐出のための複数のノズル孔と、
    インク供給路と、共通液室とを有するノズルプレート
    と、前記ノズル孔に連通する加圧液室とからなる液室ユ
    ニットに対し、前記加圧液室の一部に変位する振動板が
    設けられ、該振動板が変位し、加圧液室内に充填されて
    いるインクが加圧されてノズル孔から噴射して被記録媒
    体に記録を行うインクジェットヘッドにおいて、 前記液室ユニット内で発生する圧力変動を吸収する圧力
    ダンパー室を設けたことを特徴とするインクジェットヘ
    ッド。
    A plurality of nozzle holes for discharging ink;
    For a liquid chamber unit including an ink supply path, a nozzle plate having a common liquid chamber, and a pressurized liquid chamber communicating with the nozzle hole, a vibrating plate displaced to a part of the pressurized liquid chamber is provided. In the ink jet head in which the diaphragm is displaced and the ink filled in the pressurized liquid chamber is pressurized and ejected from the nozzle holes to perform recording on the recording medium, the pressure fluctuation generated in the liquid chamber unit An ink jet head having a pressure damper chamber for absorbing pressure.
  2. 【請求項2】 前記圧力ダンパー室は、ノズルプレート
    の共通液室側の一部を肉薄化して形成する請求項1記載
    のインクジェットヘッド。
    2. The ink jet head according to claim 1, wherein the pressure damper chamber is formed by thinning a part of the nozzle plate on the common liquid chamber side.
  3. 【請求項3】 前記圧力ダンパー室が設けられたノズル
    プレートの内面に対向する外面に肉薄化した肉薄化形成
    部を設けた請求項1又は2に記載のインクジェットヘッ
    ド。
    3. The ink jet head according to claim 1, wherein a thinned portion is provided on an outer surface of the nozzle plate provided with the pressure damper chamber, the outer surface being opposed to an inner surface of the nozzle plate.
  4. 【請求項4】 前記肉薄化形成部を複数に分割し、隣接
    する前記肉薄化形成部の間に肉薄化しない部分を各々設
    けた請求項3記載のインクジェットヘッド。
    4. The ink jet head according to claim 3, wherein the thinned portion is divided into a plurality of portions, and portions that are not thinned are provided between the adjacent thinned portions.
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のインク
    ジェットヘッドを有することを特徴とするインクジェッ
    ト記録装置。
    5. An ink jet recording apparatus comprising the ink jet head according to claim 1.
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