JP2003112425A - Inkjet recording head and inkjet recorder - Google Patents

Inkjet recording head and inkjet recorder

Info

Publication number
JP2003112425A
JP2003112425A JP2001310534A JP2001310534A JP2003112425A JP 2003112425 A JP2003112425 A JP 2003112425A JP 2001310534 A JP2001310534 A JP 2001310534A JP 2001310534 A JP2001310534 A JP 2001310534A JP 2003112425 A JP2003112425 A JP 2003112425A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
pressure generating
recording head
generating chamber
ink jet
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2001310534A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shiro Yazaki
士郎 矢崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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 Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2001310534A priority Critical patent/JP2003112425A/en
Publication of JP2003112425A publication Critical patent/JP2003112425A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inkjet recording head and an inkjet recorder wherein nozzles are densified without creating an initial malfunction. SOLUTION: The nozzle 21 consists of a tapered section 22 opened to the side of a pressure generating chamber 12 of which the inner diameter is gradually increased toward the opening side, and a nozzle section 23 communicating with the tapered section 22 of which the diameter is the same in the axis direction. An angle θ of an inclined face in a profile passing through the center of the opening of the tapered section 22 is to be in a range of 10 deg.-20 deg.. The diameter of the opening is made to be smaller than a width of the pressure generating chamber 12 by a predetermined value and a part of the opening is not overlapped with a partition wall 11 or a protruding of an adhesive 25, thereby preventing defective bonding and defective ejection.

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、インク滴を吐出す
るノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構
成し、この振動板を介して圧電素子を設けて、圧電素子
の変位によりインク滴を吐出させるインクジェット式記
録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention comprises a vibrating plate which constitutes a part of a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting ink droplets, and a piezoelectric element is provided through the vibrating plate to displace the piezoelectric element. The present invention relates to an ink jet type recording head and an ink jet type recording apparatus for ejecting ink droplets.

【0002】[0002]

【従来の技術】インク滴を吐出するノズル開口と連通す
る圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧
電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧して
ノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式
記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦
振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、た
わみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの
2種類が実用化されている。
2. Description of the Related Art A part of a pressure generating chamber that communicates with a nozzle opening for ejecting ink droplets is composed of a vibrating plate, and the vibrating plate is deformed by a piezoelectric element to pressurize ink in the pressure generating chamber to eject it from the nozzle opening. Two types of inkjet recording heads that eject ink droplets have been put into practical use: one that uses a longitudinal vibration mode piezoelectric actuator that expands and contracts in the axial direction of a piezoelectric element, and one that uses a flexural vibration mode piezoelectric actuator. ing.

【0003】前者は圧電素子の端面を振動板に当接させ
ることにより圧力発生室の容積を変化させることができ
て、高密度印刷に適したヘッドの製作が可能である反
面、圧電素子をノズル開口の配列ピッチに一致させて櫛
歯状に切り分けるという困難な工程や、切り分けられた
圧電素子を圧力発生室に位置決めして固定する作業が必
要となり、製造工程が複雑であるという問題がある。
The former allows the volume of the pressure generating chamber to be changed by bringing the end face of the piezoelectric element into contact with the vibrating plate, and a head suitable for high-density printing can be manufactured. There is a problem in that the manufacturing process is complicated because a difficult process of matching the array pitch of the openings and cutting into comb teeth or a work of positioning and fixing the cut piezoelectric element in the pressure generating chamber are required.

【0004】これに対して後者は、圧電材料のグリーン
シートを圧力発生室の形状に合わせて貼付し、これを焼
成するという比較的簡単な工程で振動板に圧電素子を作
り付けることができるものの、たわみ振動を利用する関
係上、ある程度の面積が必要となり、高密度配列が困難
であるという問題がある。
On the other hand, in the latter, the piezoelectric element can be formed on the vibration plate by a relatively simple process of sticking a green sheet of a piezoelectric material in conformity with the shape of the pressure generating chamber and firing it. However, due to the use of flexural vibration, a certain area is required, and there is a problem that high-density arrangement is difficult.

【0005】一方、後者の記録ヘッドの不都合を解消す
べく、特開平5−286131号公報に見られるよう
に、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧
電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法に
より圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生
室毎に独立するように圧電素子を形成したものが提案さ
れている。
On the other hand, in order to eliminate the disadvantage of the latter recording head, a uniform piezoelectric material layer is formed over the entire surface of the diaphragm by a film forming technique as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-286131. It has been proposed that the piezoelectric material layer is cut into a shape corresponding to the pressure generating chamber by a lithographic method and a piezoelectric element is formed so as to be independent for each pressure generating chamber.

【0006】また、このようなインクジェット式記録ヘ
ッドでは、例えば、ステンレス鋼(SUS)等の基板に
複数のノズル開口を穿設したノズルプレートが用いら
れ、このノズルプレートが圧力発生室の形成された流路
形成基板に接合されることにより、各圧力発生室と各ノ
ズル開口とが連通している。
Further, in such an ink jet recording head, for example, a nozzle plate having a plurality of nozzle openings formed in a substrate made of stainless steel (SUS) or the like is used, and this nozzle plate forms a pressure generating chamber. Each pressure generation chamber and each nozzle opening communicate with each other by being joined to the flow path forming substrate.

【0007】このようなノズルプレートでは、従来、ノ
ズル開口の形状が直線的でありインク滴の吐出量、吐出
速度等のインク吐出性能が低いという問題があったた
め、ノズル開口の圧力発生室側の内径を漸大させてイン
ク吐出特性を向上させたものが提案されている。
In such a nozzle plate, conventionally, there has been a problem that the shape of the nozzle opening is linear and the ink ejection performance such as the ejection amount and ejection speed of the ink droplet is low. It is proposed that the inner diameter is gradually increased to improve the ink ejection characteristics.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなノズルプレートでは、圧力発生室側の開口径が比較
的大きくなるため、ノズルプレートと流路形成基板とを
接合する際に各圧力発生室とノズル開口との位置ずれが
生じやすい。このため、ノズルプレートと流路形成基板
とを比較的高精度に位置決めして接合する必要があり、
製造工程が煩雑化してしまうという問題がある。
However, in such a nozzle plate, since the opening diameter on the pressure generating chamber side becomes relatively large, when the nozzle plate and the flow path forming substrate are bonded to each other Positional deviation from the nozzle opening is likely to occur. Therefore, it is necessary to position and bond the nozzle plate and the flow path forming substrate with relatively high accuracy,
There is a problem that the manufacturing process becomes complicated.

【0009】特に、ノズル開口を比較的高密度に配列し
た場合には、圧力発生室も高密度に配列されるため圧力
発生室とノズル開口との位置ずれが生じやすく、流路形
成基板とノズルプレートとの接合不良、あるいはノズル
開口が隣接する圧力発生室と連通することによる吐出不
良等の初期不良が発生する虞がある。
In particular, when the nozzle openings are arranged in a relatively high density, the pressure generating chambers are also arranged in a high density, so that the pressure generating chambers and the nozzle openings are likely to be displaced, and the flow path forming substrate and the nozzles There is a possibility that an initial defect such as a discharge defect due to a defective joint with the plate or a nozzle opening communicating with an adjacent pressure generating chamber may occur.

【0010】本発明は、このような事情に鑑み、初期不
良を発生させることなくノズル開口を高密度化したイン
クジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置
を提供することを課題とする。
In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus in which the nozzle openings have a high density without causing an initial defect.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第1の態様は、複数のノズル開口が穿設されたノズ
ルプレートと、該ノズルプレートと接着剤を介して接着
され前記ノズル開口に連通する圧力発生室が複数の隔壁
によって画成される流路形成基板と、該流路形成基板の
一方面側に振動板を介して設けられて前記圧力発生室内
に圧力変化を生じさせる圧電素子とを具備するインクジ
ェット式記録ヘッドにおいて、前記ノズル開口が前記圧
力発生室側に開口してその開口側に向かって内径が漸大
するテーパ部とこのテーパ部に連通し内径が軸方向に亘
って略同一であるノズル部とからなり、前記テーパ部は
その開口の中心を通る縦断面における傾斜面のなす角度
θが10°〜20°であり、且つ前記開口の直径を前記
圧力発生室の幅よりも所定量小さくすることにより当該
開口の一部が前記隔壁又は前記接着剤のはみ出しと重な
らないようにしたことを特徴とするインクジェット式記
録ヘッドにある。
According to a first aspect of the present invention which solves the above-mentioned problems, a nozzle plate having a plurality of nozzle openings formed therein, and the nozzle openings which are bonded to the nozzle plate via an adhesive agent are provided. A flow path forming substrate defined by a plurality of partition walls, and a piezoelectric device provided on one surface side of the flow path forming substrate via a vibration plate to generate a pressure change in the pressure generating chamber. In an ink jet recording head including an element, the nozzle opening is opened to the pressure generating chamber side and the inner diameter gradually increases toward the opening side, and the inner diameter extends in the axial direction in communication with the taper portion. The tapered portion has an angle θ of 10 ° to 20 ° formed by an inclined surface in a vertical cross section passing through the center of the opening, and the diameter of the opening is equal to that of the pressure generating chamber. Than width In an ink jet recording head, wherein a part of the opening is not overlap the protrusion of the partition wall or the adhesive by reducing the predetermined amount.

【0012】かかる第1の態様では、ノズル開口を比較
的高密度に配列しても、圧力発生室とノズル開口を比較
的容易に位置決めすることができ、流路形成基板とノズ
ルプレートとの接合不良、あるいは吐出不良等の初期不
良を防止することができる。
In the first aspect, even if the nozzle openings are arranged in a relatively high density, the pressure generating chambers and the nozzle openings can be positioned relatively easily, and the flow path forming substrate and the nozzle plate are joined together. It is possible to prevent an initial defect such as a defect or a discharge defect.

【0013】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、前記テーパ部の開口径φ1と前記圧力発生室の幅W
との関係が、φ1<W−C(定数)を満たすと共に、こ
の定数Cが、C=(前記流路形成基板と前記ノズルプレ
ートとの位置決め精度)+(前記圧力発生室の幅Wの寸
法精度)+(前記流路形成基板と前記ノズルプレートと
を接着する接着剤のはみ出し量)で表される値であり、
且つ前記テーパ部の開口径φ1が、前記テーパ部の傾斜
面のなす角度θ、前記ノズル部の開口径φ2、前記ノズ
ル部の長さls及び前記ノズルプレートの厚さtによっ
て表される下記式(1)の関係を満たしていることを特
徴とするインクジェット式記録ヘッド。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the opening diameter φ1 of the taper portion and the width W of the pressure generating chamber.
And φ1 <W−C (constant), this constant C is C = (positioning accuracy between the flow path forming substrate and the nozzle plate) + (width W of the pressure generating chamber) Accuracy) + (amount of protrusion of the adhesive that bonds the flow path forming substrate and the nozzle plate),
Further, the opening diameter φ1 of the taper portion is represented by the following formula represented by an angle θ formed by the inclined surface of the taper portion, the opening diameter φ2 of the nozzle portion, the length ls of the nozzle portion, and the thickness t of the nozzle plate. An ink jet recording head characterized by satisfying the relationship of (1).

【0014】[0014]

【数2】 [Equation 2]

【0015】かかる第2の態様では、テーパ部の開口径
φ1を所定の大きさで形成することにより、ノズル開口
を高密度に配列してもノズル詰まり等の初期不良が確実
に防止される。
In the second aspect, by forming the opening diameter φ1 of the taper portion to a predetermined size, even if the nozzle openings are arranged at a high density, initial defects such as nozzle clogging can be reliably prevented.

【0016】本発明の第3の態様は、第1又は2の態様
において、前記圧力発生室の配列密度が200dpi以
上であることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド
にある。
A third aspect of the present invention is the ink jet recording head according to the first or second aspect, characterized in that the arrangement density of the pressure generating chambers is 200 dpi or more.

【0017】かかる第3の態様では、ノズル開口が高密
度に配列されているため、高速且つ高画質印刷を実現す
ることができる。
In the third aspect, since the nozzle openings are arranged at a high density, high speed and high quality printing can be realized.

【0018】本発明の第4の態様は、第1〜3の何れか
の態様において、前記ノズルプレートの厚さが、60μ
m〜90μmであることを特徴とするインクジェット式
記録ヘッドにある。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the nozzle plate has a thickness of 60 μm.
The inkjet recording head is characterized by having a thickness of m to 90 μm.

【0019】かかる第4の態様では、ノズル開口を高密
度に配列しても、インク吐出特性の低下及びクロストー
クが発生することがない。
In the fourth aspect, even if the nozzle openings are arranged at a high density, deterioration of ink ejection characteristics and crosstalk do not occur.

【0020】本発明の第5の態様は、第1〜4の何れか
の態様において、前記ノズルプレートがステンレス鋼
(SUS)からなることを特徴とするインクジェット式
記録ヘッドにある。
A fifth aspect of the present invention is the ink jet recording head according to any one of the first to fourth aspects, characterized in that the nozzle plate is made of stainless steel (SUS).

【0021】かかる第5の態様では、ノズル開口が高密
度に配列されたノズルプレートを比較的容易に形成でき
る。
In the fifth aspect, the nozzle plate in which the nozzle openings are densely arranged can be formed relatively easily.

【0022】本発明の第6の態様は、第1〜5の何れか
の態様において、前記圧力発生室が異方性エッチングに
より形成され、前記圧電素子を構成する各層が成膜及び
リソグラフィ法により形成されたものであることを特徴
とするインクジェット式記録ヘッドにある。
In a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the pressure generating chamber is formed by anisotropic etching, and each layer constituting the piezoelectric element is formed by film formation and a lithography method. The inkjet recording head is characterized in that it is formed.

【0023】かかる第6の態様では、比較的容易に圧力
発生室を高精度且つ高密度に形成することができる。
In the sixth aspect, the pressure generating chamber can be formed with high precision and high density relatively easily.

【0024】本発明の第7の態様は、第1〜6の何れか
の態様のインクジェット式記録ヘッドを具備することを
特徴とするインクジェット式記録装置にある。
A seventh aspect of the present invention is an ink jet recording apparatus including the ink jet recording head according to any one of the first to sixth aspects.

【0025】かかる第7の態様では、高速且つ高品質印
刷が可能なインクジェット式記録装置を実現できる。
According to the seventh aspect, it is possible to realize an ink jet recording apparatus capable of high speed and high quality printing.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下に本発明を実施形態に基づい
て詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below based on embodiments.

【0027】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
1に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図
である。また、図2(a)は、図1の平面図であり、図
2(b)は(a)のA−A’断面図である。
(First Embodiment) FIG. 1 is an exploded perspective view showing an ink jet recording head according to a first embodiment of the present invention. 2A is a plan view of FIG. 1, and FIG. 2B is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

【0028】図示するように、流路形成基板10は、本
実施形態では面方位(110)のシリコン単結晶基板か
らなり、その一方面には予め熱酸化により形成した二酸
化シリコンからなる、厚さ1〜2[μm]の弾性膜50
が形成されている。
As shown in the figure, the flow path forming substrate 10 is made of a silicon single crystal substrate having a plane orientation (110) in this embodiment, and one surface thereof is made of silicon dioxide formed by thermal oxidation in advance. 1-2 [μm] elastic film 50
Are formed.

【0029】この流路形成基板10には、シリコン単結
晶基板をその一方面側から異方性エッチングすることに
より、複数の隔壁11によって区画された圧力発生室1
2が幅方向に並設されている。また、その長手方向外側
には、後述するリザーバ形成基板のリザーバ31と連通
孔51を介して連通される連通部13が形成されてい
る。また、この連通部13は、各圧力発生室12の長手
方向一端部でそれぞれインク供給路14を介して連通さ
れている。
In this flow path forming substrate 10, a pressure generating chamber 1 defined by a plurality of partition walls 11 is formed by anisotropically etching a silicon single crystal substrate from one side thereof.
2 are juxtaposed in the width direction. Further, a communication portion 13 that communicates with a reservoir 31 of a reservoir forming substrate described later via a communication hole 51 is formed on the outer side in the longitudinal direction. The communicating portion 13 is communicated with one end portion of each pressure generating chamber 12 in the longitudinal direction via the ink supply passage 14.

【0030】また、この圧力発生室12は、配列密度が
1インチ当たり200個以上、本実施形態では、例え
ば、360個と比較的高密度に配列されている。
The pressure generating chambers 12 are arranged at a relatively high density of 200 or more per inch, for example, 360 in this embodiment.

【0031】ここで、異方性エッチングは、シリコン単
結晶基板のエッチングレートの違いを利用して行われ
る。例えば、本実施形態では、シリコン単結晶基板をK
OH等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々に侵食されて
(110)面に垂直な第1の(111)面と、この第1
の(111)面と約70度の角度をなし且つ上記(11
0)面と約35度の角度をなす第2の(111)面とが
出現し、(110)面のエッチングレートと比較して
(111)面のエッチングレートが約1/180である
という性質を利用して行われる。かかる異方性エッチン
グにより、二つの第1の(111)面と斜めの二つの第
2の(111)面とで形成される平行四辺形状の深さ加
工を基本として精密加工を行うことができ、圧力発生室
12を高密度に配列することができる。
Here, the anisotropic etching is performed by utilizing the difference in etching rate of the silicon single crystal substrate. For example, in this embodiment, the silicon single crystal substrate is set to K.
When it is dipped in an alkaline solution such as OH, it is gradually eroded and the first (111) plane perpendicular to the (110) plane and the first (111) plane
Forms an angle of about 70 degrees with the (111) plane of
A second (111) plane that makes an angle of about 35 degrees with the (0) plane appears, and the etching rate of the (111) plane is about 1/180 of the etching rate of the (110) plane. Is done using. By such anisotropic etching, it is possible to perform precision machining based on the depth machining of the parallelogram shape formed by the two first (111) planes and the two diagonal second (111) planes. The pressure generating chambers 12 can be arranged in high density.

【0032】本実施形態では、各圧力発生室12の長辺
を第1の(111)面で、短辺を第2の(111)面で
形成している。この圧力発生室12は、流路形成基板1
0をほぼ貫通して弾性膜50に達するまでエッチングす
ることにより形成されている。ここで、弾性膜50は、
シリコン単結晶基板をエッチングするアルカリ溶液に侵
される量がきわめて小さい。また各圧力発生室12の一
端に連通する各インク供給路14は、圧力発生室12よ
り浅く形成されており、圧力発生室12に流入するイン
クの流路抵抗を一定に保持している。すなわち、インク
供給路14は、シリコン単結晶基板を厚さ方向に途中ま
でエッチング(ハーフエッチング)することにより形成
されている。なお、ハーフエッチングは、エッチング時
間の調整により行われる。
In this embodiment, the long side of each pressure generating chamber 12 is formed by the first (111) plane, and the short side is formed by the second (111) plane. The pressure generating chamber 12 is provided in the flow path forming substrate 1
It is formed by etching through almost 0 to reach the elastic film 50. Here, the elastic film 50 is
The amount of the alkaline solution that etches the silicon single crystal substrate is extremely small. Further, each ink supply passage 14 communicating with one end of each pressure generation chamber 12 is formed shallower than the pressure generation chamber 12, and keeps the flow resistance of the ink flowing into the pressure generation chamber 12 constant. That is, the ink supply path 14 is formed by etching the silicon single crystal substrate halfway in the thickness direction (half etching). The half etching is performed by adjusting the etching time.

【0033】また、流路形成基板10の開口面側には、
各圧力発生室12のインク供給路14とは反対側で連通
するノズル開口21が穿設されたノズルプレート20が
接着剤や熱溶着フィルム等からなる接着層25を介して
固着されている。
On the opening side of the flow path forming substrate 10,
A nozzle plate 20 having a nozzle opening 21 that communicates with the pressure generating chamber 12 on the side opposite to the ink supply path 14 is fixed via an adhesive layer 25 made of an adhesive, a heat-welding film, or the like.

【0034】本実施形態のノズルプレート20は、例え
ば、ステンレス鋼(SUS)からなり、ノズル開口21
は、圧力発生室12側に設けられて開口側ほど内径が漸
大するテーパ部22と、軸方向で内径が略一定でありイ
ンク滴が吐出されるノズル部23とからなる。
The nozzle plate 20 of this embodiment is made of, for example, stainless steel (SUS) and has a nozzle opening 21.
Comprises a taper portion 22 provided on the pressure generating chamber 12 side and having an inner diameter gradually increasing toward the opening side, and a nozzle portion 23 having a substantially constant inner diameter in the axial direction and ejecting ink droplets.

【0035】なお、インク滴吐出圧力をインクに与える
圧力発生室12の大きさと、インク滴を吐出するノズル
開口21の大きさとは、吐出するインク滴の量、吐出ス
ピード、吐出周波数に応じて最適化される。例えば、本
実施形態のように、1インチ当たり360個のインク滴
を記録する場合、ノズル開口21のノズル部23を20
[μm]前後の直径で精度よく形成する必要がある。
The size of the pressure generating chamber 12 that applies the ink droplet ejection pressure to the ink and the size of the nozzle opening 21 that ejects the ink droplet are optimal depending on the amount of the ejected ink droplet, the ejection speed, and the ejection frequency. Be converted. For example, when recording 360 ink droplets per inch as in this embodiment, the nozzle portion 23 of the nozzle opening 21 is set to 20.
It is necessary to form with a diameter of around [μm] with high precision.

【0036】また、図3の拡大図に示すように、ノズル
開口21のテーパ部22の開口径φ1は、圧力発生室1
2の幅Wよりも所定量小さい直径であり、圧力発生室1
2及びノズル開口21の寸法精度、あるいは流路形成基
板10とノズルプレート20との位置決め精度の誤差に
よってもテーパ部22と、隔壁11又は接着層25の圧
力発生室12内へのはみ出し部25aが重ならない程度
の大きさとなっている。
As shown in the enlarged view of FIG. 3, the opening diameter φ1 of the tapered portion 22 of the nozzle opening 21 is determined by the pressure generating chamber 1
2 has a diameter smaller by a predetermined amount than the width W of the pressure generating chamber 1
The taper portion 22 and the protruding portion 25a of the partition wall 11 or the adhesive layer 25 into the pressure generating chamber 12 may also be caused by an error in the dimensional accuracy of the nozzle 2 and the nozzle opening 21 or in the positioning accuracy between the flow path forming substrate 10 and the nozzle plate 20. The size does not overlap.

【0037】すなわち、テーパ部22の開口径φ1と圧
力発生室12の幅Wとは、φ1<W−C(定数)の関係
を満たしている。ここで、この定数Cは、流路形成基板
10とノズルプレート20との位置決め精度、圧力発生
室12の幅Wの寸法精度及び流路形成基板10とノズル
プレート20とを接着する際の接着層25のはみ出し量
等の組立条件等を考慮して決定される値であり、約10
μm程度である。
That is, the opening diameter φ1 of the taper portion 22 and the width W of the pressure generating chamber 12 satisfy the relation of φ1 <WC (constant). Here, the constant C is the positioning accuracy of the flow path forming substrate 10 and the nozzle plate 20, the dimensional accuracy of the width W of the pressure generating chamber 12, and the adhesive layer when bonding the flow path forming substrate 10 and the nozzle plate 20. 25 is a value determined in consideration of assembling conditions such as the protrusion amount, and is about 10
It is about μm.

【0038】さらに、ノズル開口21のテーパ部22の
断面における傾斜面のなす角度(傾斜角度)θは10〜
20°であることが好ましく、例えば、本実施形態で
は、約15°となるようにした。
Further, the angle (tilt angle) θ formed by the inclined surface in the cross section of the tapered portion 22 of the nozzle opening 21 is 10 to 10.
It is preferably 20 °, and for example, in the present embodiment, it is about 15 °.

【0039】ノズル開口21をこのような形状とするこ
とにより、ノズル開口21を比較的高密度に配列して
も、各圧力発生室12と各ノズル開口21とを所定位置
に比較的容易且つ高精度に位置決めして、流路形成基板
10とノズルプレート20とを良好に接合することがで
きる。したがって、流路形成基板10とノズルプレート
20との接合不良を防止できると共に、ノズル開口21
の目詰まりや、ノズル開口21が隣接する圧力発生室1
2と連通すること等による吐出不良を防止することがで
きる。
By forming the nozzle openings 21 in such a shape, even if the nozzle openings 21 are arranged at a relatively high density, the pressure generating chambers 12 and the nozzle openings 21 can be relatively easily and elevated at predetermined positions. The flow path forming substrate 10 and the nozzle plate 20 can be satisfactorily bonded by accurately positioning. Therefore, it is possible to prevent the defective joint between the flow path forming substrate 10 and the nozzle plate 20, and to prevent the nozzle opening 21.
Pressure generation chamber 1 where the nozzle openings 21 are adjacent to each other
It is possible to prevent ejection failure due to communication with the second device.

【0040】ここで、このようなノズル開口21の各寸
法は、ノズル開口21のテーパ部22の開口径φ1、テ
ーパ部22の傾斜角度θ、ノズル部23の開口径φ2、
ノズル部23の長さls及びノズルプレート20の厚さ
tの関係は、下記式(1)で表される。
Here, the respective dimensions of the nozzle opening 21 are as follows: the opening diameter φ1 of the tapered portion 22 of the nozzle opening 21, the inclination angle θ of the tapered portion 22, the opening diameter φ2 of the nozzle portion 23,
The relationship between the length Is of the nozzle portion 23 and the thickness t of the nozzle plate 20 is expressed by the following equation (1).

【0041】[0041]

【数3】 [Equation 3]

【0042】このノズル部23の開口径φ2及び長さl
sは、ヘッドの特性によって決まり、例えば、本実施形
態では、ノズル部23の開口径φ2を約20μmとし、
長さlsを約20μmとした。
The opening diameter φ2 and the length l of this nozzle portion 23
s is determined by the characteristics of the head. For example, in the present embodiment, the opening diameter φ2 of the nozzle portion 23 is about 20 μm,
The length ls was about 20 μm.

【0043】また、上述したように、本実施形態では、
圧力発生室12は1インチあたり360個の割合で配列
されており、各圧力発生室12の幅Wは約55μmであ
るため、テーパ部22の開口径φ1は、φ1<55−C
(定数)となる。
Further, as described above, in this embodiment,
Since the pressure generating chambers 12 are arranged at a rate of 360 per inch, and the width W of each pressure generating chamber 12 is about 55 μm, the opening diameter φ1 of the tapered portion 22 is φ1 <55-C.
(Constant).

【0044】なお、この定数Cは、組立条件によって決
まる値であり、例えば、C=(流路形成基板とノズルプ
レートの位置決め精度)+(圧力発生室の幅の寸法精
度)+(接着剤のはみ出し量)で表される。
The constant C is a value determined by the assembling conditions. For example, C = (positioning accuracy of the flow path forming substrate and the nozzle plate) + (dimensional accuracy of the width of the pressure generating chamber) + (adhesive The amount of protrusion).

【0045】本実施形態では、流路形成基板10とノズ
ルプレート20との位置決め精度が±5μm程度であ
り、圧力発生室12の幅の寸法精度が±1.5μm程度
であり、流路形成基板10とノズルプレート20とを接
着する際の接着剤のはみ出し量が片側5μm程度である
ため、C=5+1.5+(5+5)=16.5となる。
したがって、テーパ部22の開口径φ1は、φ1<3
8.5μmとしている。
In this embodiment, the positioning accuracy of the flow path forming substrate 10 and the nozzle plate 20 is about ± 5 μm, and the dimensional accuracy of the width of the pressure generating chamber 12 is about ± 1.5 μm. Since the protruding amount of the adhesive when the 10 and the nozzle plate 20 are bonded is about 5 μm on one side, C = 5 + 1.5 + (5 + 5) = 16.5.
Therefore, the opening diameter φ1 of the tapered portion 22 is φ1 <3
It is set to 8.5 μm.

【0046】さらに、このような各条件を満足したノズ
ル開口21とする場合、ノズルプレート20の厚さtは
テーパ部22の傾斜角度θに応じて上記式(1)から算
出される。すなわち、ノズルプレート20の厚さtは、
テーパ部22の傾斜角度θが10°である場合には、約
125μm以下とする必要があり、テーパ部22の傾斜
角度が20°である場合には、約72μm以下とする必
要がある。例えば、本実施形態では、ノズル開口21の
テーパ部22の傾斜角度θを15°としているため、ノ
ズルプレート20の厚さtは、約90μm以下とする必
要がある。
Further, when the nozzle opening 21 satisfies the above conditions, the thickness t of the nozzle plate 20 is calculated from the above equation (1) according to the inclination angle θ of the taper portion 22. That is, the thickness t of the nozzle plate 20 is
When the inclination angle θ of the taper portion 22 is 10 °, it needs to be about 125 μm or less, and when the inclination angle θ of the taper portion 22 is 20 °, it needs to be about 72 μm or less. For example, in the present embodiment, since the inclination angle θ of the tapered portion 22 of the nozzle opening 21 is 15 °, the thickness t of the nozzle plate 20 needs to be about 90 μm or less.

【0047】また、ノズルプレート20の厚さtがあま
り薄すぎると、インクを吐出する際にノズルプレート2
0自体が変形してクロストークが発生する虞があるた
め、ノズルプレート20の厚さtは、少なくとも60μ
m以上であることが好ましい。
If the thickness t of the nozzle plate 20 is too thin, the nozzle plate 2 will be ejected when ink is ejected.
0 may be deformed to cause crosstalk, so that the thickness t of the nozzle plate 20 is at least 60 μm.
It is preferably m or more.

【0048】さらに、ノズルプレート20の厚さtがあ
まり厚すぎるとノズル開口21の流路抵抗が著しく増加
してしまうため、インク吐出特性が低下する虞があるた
め、ノズルプレート20の厚さtは、90μm以下であ
ることが好ましい。
Further, if the thickness t of the nozzle plate 20 is too thick, the flow path resistance of the nozzle openings 21 will remarkably increase, which may deteriorate the ink ejection characteristics. Is preferably 90 μm or less.

【0049】したがって、これらの点を考慮するとノズ
ルプレート20の厚さは、約60μm〜90μmである
ことが好ましい。例えば、本実施形態では、ノズルプレ
ート20の厚さを約70μm〜80μmとするのが最適
である。
Therefore, in consideration of these points, the thickness of the nozzle plate 20 is preferably about 60 μm to 90 μm. For example, in this embodiment, it is optimal that the thickness of the nozzle plate 20 is approximately 70 μm to 80 μm.

【0050】これにより、クロストークを発生させるこ
となく且つインク吐出特性を低下させることなくノズル
開口を高密度化することができ、高速且つ高品質印刷を
実現することができる。
As a result, the nozzle openings can be densified without causing crosstalk and without deteriorating the ink ejection characteristics, and high speed and high quality printing can be realized.

【0051】なお、流路形成基板10に設けられた弾性
膜50上には、厚さが例えば、約0.2[μm]の下電
極膜60と、厚さが例えば、約0.5〜2[μm]の圧
電体層70と、厚さが例えば、約0.1[μm]の上電
極膜80とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧
電素子300を構成している。ここで、圧電素子300
は、下電極膜60、圧電体層70、及び上電極膜80を
含む部分をいう。一般的には、圧電素子300の何れか
一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層7
0を各圧力発生室12毎にパターニングして構成する。
そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極
及び圧電体層70から構成され、両電極への電圧の印加
により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本
実施形態では、下電極膜60は圧電素子300の共通電
極とし、上電極膜80を圧電素子300の個別電極とし
ているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支
障はない。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧
電体能動部が形成されていることになる。また、ここで
は、圧電素子300と当該圧電素子300の駆動により
変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと
称する。
On the elastic film 50 provided on the flow path forming substrate 10, a lower electrode film 60 having a thickness of, for example, about 0.2 [μm] and a thickness of, for example, about 0.5 to The piezoelectric layer 70 having a thickness of 2 [μm] and the upper electrode film 80 having a thickness of, for example, about 0.1 [μm] are laminated and formed in a process described later to form the piezoelectric element 300. Here, the piezoelectric element 300
Indicates a portion including the lower electrode film 60, the piezoelectric layer 70, and the upper electrode film 80. Generally, one of the electrodes of the piezoelectric element 300 is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric layer 7 are used.
0 is patterned for each pressure generation chamber 12.
Further, here, a portion which is composed of one of the patterned electrodes and the piezoelectric layer 70 and in which piezoelectric strain is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion. In the present embodiment, the lower electrode film 60 is the common electrode of the piezoelectric element 300 and the upper electrode film 80 is the individual electrode of the piezoelectric element 300. However, there is no problem even if this is reversed due to the drive circuit and wiring. In any case, the piezoelectric active portion is formed for each pressure generating chamber. Further, here, the piezoelectric element 300 and the vibration plate that is displaced by the driving of the piezoelectric element 300 are collectively referred to as a piezoelectric actuator.

【0052】また、流路形成基板10の圧電素子300
側には、各圧力発生室12の共通のインク室であるリザ
ーバ部31を有するリザーバ形成基板30が接合されて
いる。このリザーバ部31は、本実施形態では、リザー
バ形成基板30を厚さ方向に貫通して圧力発生室12の
幅方向に亘って形成されており、上述したようにインク
連通孔51を介して流路形成基板10の連通部13と連
通されて各圧力発生室12の共通のインク室となるリザ
ーバ100を構成している。
Further, the piezoelectric element 300 of the flow path forming substrate 10
A reservoir forming substrate 30 having a reservoir portion 31, which is a common ink chamber of each pressure generating chamber 12, is joined to the side. In this embodiment, the reservoir portion 31 penetrates the reservoir forming substrate 30 in the thickness direction and extends in the width direction of the pressure generating chamber 12, and as described above, flows through the ink communication hole 51. A reservoir 100 that is in communication with the communication portion 13 of the passage forming substrate 10 and serves as a common ink chamber for each pressure generating chamber 12 is configured.

【0053】このリザーバ形成基板30としては、例え
ば、ガラス、セラミック材料等の流路形成基板10の熱
膨張率と略同一の材料を用いることが好ましく、本実施
形態では、流路形成基板10と同一材料のシリコン単結
晶基板を用いて形成した。これにより、熱硬化性の接着
剤を用いた高温での接着であっても両者を確実に接着す
ることができる。
As the reservoir forming substrate 30, it is preferable to use a material having substantially the same thermal expansion coefficient as that of the passage forming substrate 10 such as glass or ceramic material. It was formed using a silicon single crystal substrate of the same material. As a result, it is possible to surely bond the two even if they are bonded at a high temperature using a thermosetting adhesive.

【0054】さらに、このリザーバ形成基板30には、
封止膜41及び固定板42とからなるコンプライアンス
基板40が接合されている。ここで、封止膜41は、剛
性が低く可撓性を有する材料(例えば、厚さが6[μ
m]のポリフェニレンスルフィド(PPS)フィルム)
からなり、この封止膜41によってリザーバ部31の一
方面が封止されている。また、固定板42は、金属等の
硬質の材料(例えば、厚さが30[μm]のステンレス
鋼(SUS)等)で形成される。この固定板42のリザ
ーバ100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去さ
れた開口部43となっているため、リザーバ100の一
方面は可撓性を有する封止膜41のみで封止され、内部
圧力の変化によって変形可能な可撓部32となってい
る。
Further, the reservoir forming substrate 30 has
A compliance substrate 40 including a sealing film 41 and a fixing plate 42 is joined. Here, the sealing film 41 is made of a material having low rigidity and flexibility (for example, a thickness of 6 [μ
m] polyphenylene sulfide (PPS) film)
And the one surface of the reservoir portion 31 is sealed by the sealing film 41. The fixing plate 42 is formed of a hard material such as metal (for example, stainless steel (SUS) having a thickness of 30 [μm]). Since the region of the fixing plate 42 facing the reservoir 100 is the opening 43 that is completely removed in the thickness direction, one surface of the reservoir 100 is sealed with only the flexible sealing film 41. The flexible portion 32 is deformable by the change of the internal pressure.

【0055】また、このリザーバ100の長手方向略中
央部外側のコンプライアンス基板40上には、リザーバ
100にインクを供給するためのインク導入口35が形
成されている。さらに、リザーバ形成基板30には、イ
ンク導入口35とリザーバ100の側壁とを連通するイ
ンク導入路36が設けられている。
An ink inlet 35 for supplying ink to the reservoir 100 is formed on the compliance substrate 40 outside the central portion in the longitudinal direction of the reservoir 100. Further, the reservoir forming substrate 30 is provided with an ink introducing passage 36 that connects the ink introducing port 35 and the side wall of the reservoir 100.

【0056】一方、リザーバ形成基板30の圧電素子3
00に対向する領域には、圧電素子300の運動を阻害
しない程度の空間を確保した状態で、その空間を密封可
能な圧電素子保持部33が設けられている。そして、圧
電素子300は、この圧電素子保持部33内に密封さ
れ、大気中の水分等の外部環境に起因する圧電素子30
0の破壊を防止している。
On the other hand, the piezoelectric element 3 of the reservoir forming substrate 30
In a region facing 00, a piezoelectric element holding portion 33 is provided that can seal the space while ensuring a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300. The piezoelectric element 300 is hermetically sealed in the piezoelectric element holding portion 33, and the piezoelectric element 30 caused by an external environment such as moisture in the atmosphere.
Prevents the destruction of 0.

【0057】なお、このように構成したインクジェット
式記録ヘッドは、図示しない外部インク供給手段と接続
したインク導入口35からインクを取り込み、リザーバ
100からノズル開口21に至るまで内部をインクで満
たした後、図示しない外部の駆動回路からの記録信号に
従い、上電極膜80と下電極膜60との間に電圧を印加
し、弾性膜50、下電極膜60及び圧電体層70をたわ
み変形させることにより、圧力発生室12内の圧力が高
まりノズル開口21からインク滴が吐出する。
The ink jet recording head thus constructed takes in ink from the ink introduction port 35 connected to an external ink supply means (not shown), and fills the interior from the reservoir 100 to the nozzle opening 21 with ink. By applying a voltage between the upper electrode film 80 and the lower electrode film 60 according to a recording signal from an external drive circuit (not shown), the elastic film 50, the lower electrode film 60 and the piezoelectric layer 70 are flexibly deformed. The pressure inside the pressure generating chamber 12 increases, and ink droplets are ejected from the nozzle openings 21.

【0058】(他の実施形態)以上、本発明の一実施形
態について説明したが、インクジェット式記録ヘッドの
基本的構成は上述したものに限定されるものではない。
(Other Embodiments) Although one embodiment of the present invention has been described above, the basic structure of the ink jet recording head is not limited to the above.

【0059】例えば、上述の実施形態では、ステンレス
鋼(SUS)からなるノズルプレートを例示して説明し
たが、これに限定されず、ノズルプレートは、流路形成
基板10と熱膨張係数が略同一の材料で形成するように
してもよい。この場合には、流路形成基板10とノズル
プレート20との熱による変形が略同一となるため、熱
硬化性の接着剤等を用いて容易に接合することができ
る。
For example, in the above-described embodiment, the nozzle plate made of stainless steel (SUS) has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the nozzle plate has substantially the same thermal expansion coefficient as the flow path forming substrate 10. You may make it form with the material of. In this case, since the flow path forming substrate 10 and the nozzle plate 20 have substantially the same deformation due to heat, they can be easily joined using a thermosetting adhesive or the like.

【0060】また、例えば、上述の実施形態では、成膜
及びリソグラフィプロセスを応用して製造される薄膜型
のインクジェット式記録ヘッドを例にしたが、勿論これ
に限定されるものではなく、例えば、グリーンシートを
貼付する等の方法により形成される厚膜型のインクジェ
ット式記録ヘッドにも本発明を採用することができる。
Further, for example, in the above-described embodiment, the thin film type ink jet recording head manufactured by applying the film formation and the lithographic process is taken as an example, but the present invention is not limited to this and, for example, The present invention can also be applied to a thick film type ink jet recording head formed by a method such as attaching a green sheet.

【0061】また、上述の実施形態では、たわみ変位型
の圧電素子を有するインクジェット式記録ヘッドについ
て説明したが、例えば、圧電材料と電極形成材料とをサ
ンドイッチ状に交互に挟んで積層した構造の縦振動モー
ドの圧電素子を有するインクジェット式記録ヘッドに応
用することができる。但し、何れの場合にも、振動板が
引張り応力を有していることが必要である。
In the above embodiment, the ink jet recording head having the flexural displacement type piezoelectric element has been described. For example, a vertical structure having a structure in which a piezoelectric material and an electrode forming material are alternately sandwiched and laminated. It can be applied to an ink jet recording head having a vibration mode piezoelectric element. However, in any case, the diaphragm needs to have a tensile stress.

【0062】このように、本発明は、その趣旨に反しな
い限り、種々の構造のインクジェット式記録ヘッドに応
用することができる。
As described above, the present invention can be applied to ink jet type recording heads having various structures as long as it does not violate the gist thereof.

【0063】また、上述した実施形態のインクジェット
式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するイン
ク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成し
て、インクジェット式記録装置に搭載される。図4は、
そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図であ
る。
The ink jet recording head of the above-described embodiment constitutes a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and is mounted on an ink jet recording apparatus. Figure 4
It is a schematic diagram showing an example of the ink jet type recording device.

【0064】図4に示すように、インクジェット式記録
ヘッドを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bは、イ
ンク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが着
脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1A及び1
Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けら
れたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられてい
る。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、
それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物
を吐出するものとしている。
As shown in FIG. 4, in the recording head units 1A and 1B having an ink jet recording head, the cartridges 2A and 2B constituting the ink supply means are detachably provided, and the recording head units 1A and 1B are attached.
The carriage 3 on which B is mounted is provided on a carriage shaft 5 attached to the apparatus body 4 so as to be movable in the axial direction. The recording head units 1A and 1B are, for example,
The black ink composition and the color ink composition are respectively discharged.

【0065】そして、駆動モータ6の駆動力が図示しな
い複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリ
ッジ3に伝達されることで、記録ヘッドユニット1A及
び1Bを搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿っ
て移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ3に沿
ってプラテン8が設けられている。このプラテン8は図
示しない紙送りモータの駆動力により回転できるように
なっており、給紙ローラなどにより給紙された紙等の記
録媒体である記録シートSがプラテン8上を搬送される
ようになっている。
Then, the driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears (not shown) and the timing belt 7, so that the carriage 3 having the recording head units 1A and 1B mounted thereon follows the carriage shaft 5. Be moved. On the other hand, a platen 8 is provided on the apparatus body 4 along the carriage 3. The platen 8 can be rotated by the driving force of a paper feed motor (not shown) so that the recording sheet S, which is a recording medium such as paper fed by a paper feed roller or the like, is conveyed on the platen 8. Has become.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、寸法精
度や位置決め精度の誤差によってテーパ部内に接着剤が
流れ込まない程度にテーパ部の開口径を圧力発生室の幅
よりも狭くし且つテーパ部の断面において傾斜面のなす
角度が10°〜20°となるようにしたので、ノズル開
口を高密度に配列しても、流路形成基板とノズルプレー
トの接合不良、あるいは吐出不良等の初期不良を発生さ
せることなく、流路形成基板とノズルプレートとを比較
的容易に位置決めして固定することができる。
As described above, according to the present invention, the opening diameter of the taper portion is made narrower than the width of the pressure generating chamber to the extent that the adhesive does not flow into the taper portion due to an error in dimensional accuracy or positioning accuracy. Since the angle formed by the inclined surface in the cross section is 10 ° to 20 °, even if the nozzle openings are arranged at a high density, there is an initial defect such as a bonding defect between the flow path forming substrate and the nozzle plate, or a discharge defect. It is possible to relatively easily position and fix the flow path forming substrate and the nozzle plate without generating the above.

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

【図1】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of an ink jet recording head according to a first embodiment of the invention.

【図2】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの平面図及び断面図である。
2A and 2B are a plan view and a sectional view of the ink jet recording head according to the first embodiment of the invention.

【図3】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの要部を示す拡大断面図である。
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a main part of the ink jet recording head according to the first embodiment of the invention.

【図4】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記
録装置の概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 流路形成基板 11 隔壁 12 圧力発生室 20 ノズルプレート 21 ノズル開口 25 接着層 50 弾性膜 60 下電極膜 70 圧電体層 80 上電極膜 90 リード電極 300 圧電素子 10 Flow path forming substrate 11 partitions 12 Pressure generation chamber 20 nozzle plate 21 nozzle opening 25 Adhesive layer 50 elastic membrane 60 Lower electrode film 70 Piezoelectric layer 80 Upper electrode film 90 Lead electrode 300 Piezoelectric element

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のノズル開口が穿設されたノズルプ
レートと、該ノズルプレートと接着剤を介して接着され
前記ノズル開口に連通する圧力発生室が複数の隔壁によ
って画成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方
面側に振動板を介して設けられて前記圧力発生室内に圧
力変化を生じさせる圧電素子とを具備するインクジェッ
ト式記録ヘッドにおいて、 前記ノズル開口が前記圧力発生室側に開口してその開口
側に向かって内径が漸大するテーパ部とこのテーパ部に
連通し内径が軸方向に亘って略同一であるノズル部とか
らなり、前記テーパ部はその開口の中心を通る縦断面に
おける傾斜面のなす角度θが10°〜20°であり、且
つ前記開口の直径を前記圧力発生室の幅よりも所定量小
さくすることにより当該開口の一部が前記隔壁又は前記
接着剤のはみ出しと重ならないようにしたことを特徴と
するインクジェット式記録ヘッド。
1. A flow path formation in which a plurality of partition walls define a nozzle plate having a plurality of nozzle openings and a pressure generating chamber that is bonded to the nozzle plate with an adhesive and communicates with the nozzle openings. In an ink jet recording head including a substrate and a piezoelectric element that is provided on one surface side of the flow path forming substrate via a vibration plate to generate a pressure change in the pressure generating chamber, the nozzle opening causes the pressure generation to occur. The taper portion includes a taper portion that opens toward the chamber and has an inner diameter that gradually increases toward the opening side, and a nozzle portion that communicates with the taper portion and that has an inner diameter that is substantially the same in the axial direction. The angle θ formed by the inclined surface in the vertical cross section passing through the center is 10 ° to 20 °, and the diameter of the opening is made smaller than the width of the pressure generating chamber by a predetermined amount, so that a part of the opening is separated from the partition wall or the partition wall. An ink jet recording head is characterized in that so as not to overlap the protrusion of the adhesive.
【請求項2】 請求項1において、前記テーパ部の開口
径φ1と前記圧力発生室の幅Wとの関係が、φ1<W−
C(定数)を満たすと共に、この定数Cが、C=(前記
流路形成基板と前記ノズルプレートとの位置決め精度)
+(前記圧力発生室の幅Wの寸法精度)+(前記流路形
成基板と前記ノズルプレートとを接着する接着剤のはみ
出し量)で表される値であり、 且つ前記テーパ部の開口径φ1が、前記テーパ部の傾斜
面のなす角度θ、前記ノズル部の開口径φ2、前記ノズ
ル部の長さls及び前記ノズルプレートの厚さtによっ
て表される下記式(1)の関係を満たしていることを特
徴とするインクジェット式記録ヘッド。 【数1】
2. The relationship between the opening diameter φ1 of the tapered portion and the width W of the pressure generating chamber according to claim 1, wherein φ1 <W−
While satisfying C (constant), this constant C is C = (positioning accuracy between the flow path forming substrate and the nozzle plate)
+ (Dimensional accuracy of the width W of the pressure generating chamber) + (amount of protrusion of the adhesive that bonds the flow path forming substrate and the nozzle plate), and the opening diameter φ1 of the tapered portion. Satisfies the relationship of the following expression (1) represented by the angle θ formed by the inclined surface of the taper portion, the opening diameter φ2 of the nozzle portion, the length ls of the nozzle portion, and the thickness t of the nozzle plate. Inkjet recording head characterized by [Equation 1]
【請求項3】 請求項1又は2において、前記圧力発生
室の配列密度が200dpi以上であることを特徴とす
るインクジェット式記録ヘッド。
3. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the pressure generating chambers have an arrangement density of 200 dpi or more.
【請求項4】 請求項1〜3の何れかにおいて、前記ノ
ズルプレートの厚さが、60μm〜90μmであること
を特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
4. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the nozzle plate has a thickness of 60 μm to 90 μm.
【請求項5】 請求項1〜4の何れかにおいて、前記ノ
ズルプレートがステンレス鋼(SUS)からなることを
特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the nozzle plate is made of stainless steel (SUS).
【請求項6】 請求項1〜5の何れかにおいて、前記圧
力発生室が異方性エッチングにより形成され、前記圧電
素子を構成する各層が成膜及びリソグラフィ法により形
成されたものであることを特徴とするインクジェット式
記録ヘッド。
6. The pressure generating chamber according to claim 1, wherein the pressure generating chamber is formed by anisotropic etching, and each layer constituting the piezoelectric element is formed by film formation and a lithography method. Characteristic ink jet recording head.
【請求項7】 請求項1〜6の何れかのインクジェット
式記録ヘッドを具備することを特徴とするインクジェッ
ト式記録装置。
7. An ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to claim 1.
JP2001310534A 2001-10-05 2001-10-05 Inkjet recording head and inkjet recorder Pending JP2003112425A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001310534A JP2003112425A (en) 2001-10-05 2001-10-05 Inkjet recording head and inkjet recorder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001310534A JP2003112425A (en) 2001-10-05 2001-10-05 Inkjet recording head and inkjet recorder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003112425A true JP2003112425A (en) 2003-04-15

Family

ID=19129490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001310534A Pending JP2003112425A (en) 2001-10-05 2001-10-05 Inkjet recording head and inkjet recorder

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003112425A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006341551A (en) * 2005-06-10 2006-12-21 Seiko Epson Corp Liquid injection head and punch for forming nozzle opening
JP2008155479A (en) * 2006-12-22 2008-07-10 Fujifilm Corp Manufacturing method of liquid discharge head and image forming apparatus
JP2019162770A (en) * 2018-03-19 2019-09-26 株式会社リコー Liquid discharge head, liquid discharge unit, and liquid discharge device
US11192361B2 (en) * 2018-12-27 2021-12-07 Seiko Epson Corporation Liquid discharging head and liquid discharging apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006341551A (en) * 2005-06-10 2006-12-21 Seiko Epson Corp Liquid injection head and punch for forming nozzle opening
JP4529807B2 (en) * 2005-06-10 2010-08-25 セイコーエプソン株式会社 Punch for forming nozzle opening of liquid jet head, and method for manufacturing liquid jet head
JP2008155479A (en) * 2006-12-22 2008-07-10 Fujifilm Corp Manufacturing method of liquid discharge head and image forming apparatus
JP2019162770A (en) * 2018-03-19 2019-09-26 株式会社リコー Liquid discharge head, liquid discharge unit, and liquid discharge device
US11192361B2 (en) * 2018-12-27 2021-12-07 Seiko Epson Corporation Liquid discharging head and liquid discharging apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3491688B2 (en) Ink jet recording head
JP3452129B2 (en) Ink jet recording head and ink jet recording apparatus
JP2003159800A (en) Liquid-jet head and liquid-jet apparatus
JP2003127366A (en) Ink jet recording head and its manufacturing method, and ink jet recording device
JP2002210965A (en) Nozzle plate, ink jet recording head and ink jet recorder
JP3555653B2 (en) Ink jet recording head and method of manufacturing the same
JP2001287363A (en) Ink jet recording head and ink jet recorder
JP3888454B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JP2002086724A (en) Ink jet recording head and ink jet recorder
JP3460722B2 (en) Ink jet recording head and ink jet recording apparatus
JP3589108B2 (en) Ink jet recording head and ink jet recording apparatus
JP2003112425A (en) Inkjet recording head and inkjet recorder
JP2003118110A (en) Ink-jet recording head and ink-jet recorder
JP3589107B2 (en) Ink jet recording head and ink jet recording apparatus
JP2002086717A (en) Ink-jet recording head and ink-jet recording apparatus
JP3786178B2 (en) Inkjet recording head, method for manufacturing the same, and inkjet recording apparatus
JP2004154986A (en) Liquid ejection head, its manufacturing process and liquid ejector
JP2002178514A (en) Ink-jet recording head and ink-jet recorder
JP3953703B2 (en) Inkjet recording head and inkjet recording apparatus
JP3491193B2 (en) Ink jet recording head and ink jet recording apparatus
JP2000263778A (en) Actuator apparatus, ink jet recording head and ink jet recording apparatus
JP2003080705A (en) Ink jet recording head, its manufacturing method and ink jet recorder
JP3882898B2 (en) Method for manufacturing ink jet recording head
JP2002205405A (en) Ink-jet recording head and ink-jet recording apparatus
JP2003127360A (en) Ink jet recording head and ink jet recording device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20040402

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20051221

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20060111

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060313

A02 Decision of refusal

Effective date: 20070704

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02