JP2003237065A - Inkjet head and inkjet recorder - Google Patents

Inkjet head and inkjet recorder

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JP2003237065A
JP2003237065A JP2002035569A JP2002035569A JP2003237065A JP 2003237065 A JP2003237065 A JP 2003237065A JP 2002035569 A JP2002035569 A JP 2002035569A JP 2002035569 A JP2002035569 A JP 2002035569A JP 2003237065 A JP2003237065 A JP 2003237065A
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JP
Japan
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ink
pressure chamber
ink supply
nozzle
supply path
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002035569A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Yamaguchi
清 山口
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To attain a stable ink drop ejection characteristic by eliminating variation of a fluid resistance of an ink supply passage in an inkjet head having a plurality of nozzles arranged in regularity. <P>SOLUTION: Ink supply passages 5 and pressurizing chambers 6 are formed on a silicon fluid passage plate in continuous patterns. A diaphragm bonded to the silicon fluid passage plate is driven by a PZT 14 and a pressure is applied to ink in the pressurizing chamber 6 to eject ink drops from a nozzle 2. The ink supply passages 5 and the pressurizing chambers 6 are formed on the identical substrate by anisotropic etching in a depth of 90 μm. The pattern widths W<SB>lc</SB>, W<SB>rf</SB>of the pressurizing chamber 6 and the ink supply passage 5 are set to be 140 μm and 28 μm, respectively. When the width W<SB>rf</SB>of the ink supply passage is to be at most one-third of the depth of the ink supply passage, it is possible to reduce variation in fluid resistances of the ink supply passages 5. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、さらに詳しく
は、何らかの規則性をもって整列された複数のノズルに
連通する複数のインク供給路の深さを均一に形成し、イ
ンクジェットヘッドにおける個々のインク供給路の流体
抵抗値のバラツキをなくし、特性が均一なインクジェッ
トヘッド及び該インクジェットヘッドを用いたインクジ
ェット記録装置に関する。
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 specifically, a plurality of ink supply paths communicating with a plurality of nozzles arranged with some regularity are formed to have a uniform depth. The present invention relates to an inkjet head having uniform characteristics by eliminating variations in fluid resistance values of individual ink supply paths in the inkjet head, and an inkjet recording apparatus using the inkjet head.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェットプリンタなどの記録装置
において、高画質化および高速化を達成するためには、
ノズル配列を高密度化することが重要である。この高密
度化の達成手段として、圧力室の材料にシリコンを用い
る方法が多く採られている。これは、シリコン基板とし
て(110)の面方位を持つものを用いることにより、
異方性エッチングによって隣接チャネル間の隔壁をほぼ
垂直に形成できるためで、これによりノズル密度を高密
度化することができる。
2. Description of the Related Art In order to achieve high image quality and high speed in a recording device such as an ink jet printer,
It is important to increase the density of the nozzle array. As a means for achieving this high density, a method of using silicon as a material of the pressure chamber is often adopted. By using a silicon substrate having a (110) plane orientation,
Since the partition between adjacent channels can be formed almost vertically by anisotropic etching, the nozzle density can be increased.

【0003】図1は、一般的なインクジェットヘッドの
ノズル板と流路板からなる部分を示す図で、図1(A)
はノズル板を透視して示す上面透視図、図1(B)は図
1(A)のA−A断面図である。図1に示すインクジェ
ットヘッドは、ノズル板1、シリコン流路板3、振動板
8等からなり、ノズル板1には複数のノズル2が等間隔
等、何らかの規則性をもって形成されている。シリコン
流路板3はシリコン基板からなり、共通液室17、イン
ク供給路5、圧力室6、連通管7などが異方性エッチン
グによって形成されている。図1(A)において、実線
はレイアウトパターンを、点線はインク供給口11の位
置を、破線はノズル2の位置をそれぞれ示したものであ
る。振動板8は、圧力室6と対向する面の裏面側にPZ
T(チタン酸ジルコン酸鉛)を接合し、PZTを印字信
号に応じて駆動し、振動板8を変形させて圧力室6内の
インクに圧力を加え、連通管7を介してノズル2からイ
ンク滴を吐出する。
FIG. 1 is a view showing a portion including a nozzle plate and a flow path plate of a general ink jet head, and FIG.
Is a top perspective view showing the nozzle plate transparently, and FIG. 1 (B) is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 (A). The inkjet head shown in FIG. 1 includes a nozzle plate 1, a silicon flow path plate 3, a vibrating plate 8 and the like, and a plurality of nozzles 2 are formed in the nozzle plate 1 at some regular intervals such as at regular intervals. The silicon flow path plate 3 is made of a silicon substrate, and the common liquid chamber 17, the ink supply path 5, the pressure chamber 6, the communication pipe 7, and the like are formed by anisotropic etching. In FIG. 1A, the solid line shows the layout pattern, the dotted line shows the position of the ink supply port 11, and the broken line shows the position of the nozzle 2. The vibrating plate 8 is provided with PZ on the back side of the surface facing the pressure chamber 6.
T (lead zirconate titanate) is joined, PZT is driven according to the print signal, the diaphragm 8 is deformed to apply pressure to the ink in the pressure chamber 6, and the ink is ejected from the nozzle 2 via the communication pipe 7. Eject drops.

【0004】ノズル2に連通する圧力室6は、インク供
給路5を介して共通液室17に連通している。インクは
共通液室17の一部に開口したインク供給口11から共
通液室17に供給され、共通液室17からインク供給路
5を介して各個別の圧力室6に供給される。インク供給
路5は一部分が狭窄された形状になっており、圧力室6
へのインク流入量を制御している。インク吐出後の圧力
室6内の残留圧力は、主にこのインク供給路5の流体抵
抗によって吸収される。このため、このインク供給路5
の流体抵抗値が低い場合、残留圧力が収束せず、特に高
周波側で噴射特性が不安定になる。また、逆にこのイン
ク供給路5の流体抵抗値が高い場合、吐出後のインク供
給(リフィル)が必要以上に抑制されるため、高周波吐
出時に供給量不足が生じ、吐出滴体積が減少する。この
ため、インクジェットヘッドを製造するに当たり、この
インク供給路5の流体抵抗値は高精度に製造される必要
がある。
The pressure chamber 6 communicating with the nozzle 2 communicates with the common liquid chamber 17 via the ink supply path 5. Ink is supplied to the common liquid chamber 17 from an ink supply port 11 opened in a part of the common liquid chamber 17, and is supplied from the common liquid chamber 17 to each individual pressure chamber 6 via the ink supply passage 5. The ink supply path 5 has a partly narrowed shape, and the pressure chamber 6
The amount of ink flowing into the ink is controlled. The residual pressure in the pressure chamber 6 after the ink is ejected is mainly absorbed by the fluid resistance of the ink supply passage 5. Therefore, this ink supply path 5
When the fluid resistance value is low, the residual pressure does not converge, and the injection characteristics become unstable, especially on the high frequency side. On the contrary, when the fluid resistance value of the ink supply path 5 is high, the ink supply (refill) after ejection is suppressed more than necessary, so that the supply amount becomes insufficient at the time of high frequency ejection, and the ejection droplet volume decreases. Therefore, when manufacturing the inkjet head, the fluid resistance value of the ink supply path 5 needs to be manufactured with high accuracy.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図1に示すインクジェ
ットヘッドのように、基板途中でエッチング終了するよ
うなエッチングを行う場合、異方性エッチング用いるこ
とによってパターン幅は高精度に制御できるものの、エ
ッチング深さの制御は非常に難しい。これは、エッチン
グ深さはエッチング条件の影響を受けやすいため、同一
基板内での均一性を始め、ロット内、ロット間での均一
性を高めるには限界がある。このため、この深さのばら
つきが、インク供給路5の流体抵抗値のばらつきとな
り、このことがヘッド特性のばらつきの原因となってい
た。
When the etching is performed so that the etching is completed in the middle of the substrate like the ink jet head shown in FIG. 1, the pattern width can be controlled with high accuracy by using anisotropic etching, but the etching is performed. Depth control is very difficult. This is because the etching depth is easily influenced by the etching conditions, and therefore there is a limit in increasing the uniformity within the same substrate and within the lot and between the lots. Therefore, the variation in the depth causes the variation in the fluid resistance value of the ink supply path 5, which causes the variation in the head characteristics.

【0006】一般に直管の流体抵抗値は以下の関係式で
表される。 R=128μL/πd4[Pa・s/m3] d=4S/l S=wh l=2(w+h) ここで、R:流体抵抗 μ:流体の粘度 L:長さ d:等価管径 S:断面積 l:断面の周囲長 w:パターン幅 h:エッチング深さ 工業的な見地から量産工程でのエッチング深さhのばら
つきは10%程度と見るのが妥当と思われる。また、流
体抵抗値は10%以下のばらつきに押さえる必要があ
る。
Generally, the fluid resistance value of a straight pipe is expressed by the following relational expression. R = 128 μL / πd 4 [Pa · s / m 3 ] d = 4 S / l S = wh l = 2 (w + h) where R: Fluid resistance μ: Fluid viscosity L: Length d: Equivalent pipe diameter S : Cross-sectional area l: Cross-sectional perimeter w: Pattern width h: Etching depth From an industrial point of view, it is reasonable to consider that the variation of the etching depth h in the mass production process is about 10%. Further, the fluid resistance value needs to be suppressed to 10% or less.

【0007】図2は、前記関係式を基に、深さが10%
変動した時の流体抵抗値Rのばらつきとパターン深さ
(エッチング深さ)h/パターン幅wの比との関係を求
めたグラフである。ここで、流体抵抗値の変動幅を10
%以下に押さえる場合、図2に示すグラフからパターン
深さ/パターン幅を3以上とすることで得られることが
わかる。つまり、流体抵抗を形成する場合、エッチング
深さhに対して、幅wを1/3以下とすることによっ
て、流体抵抗のばらつきを低減することが可能となる。
しかし、このような寸法比で構成する場合、ヘッド設計
の自由度が低下し、必要以上にインク供給路が狭窄され
る場合がある。このような場合、インク供給路を複数配
置し、各々のインク供給路の幅を深さの1/3以下とす
ることによって、必要な流量を確保したうえで、かつ流
体抵抗値のばらつきを抑制することができる。
FIG. 2 shows a depth of 10% based on the above relational expression.
6 is a graph showing the relationship between the variation of the fluid resistance value R when varying and the ratio of pattern depth (etching depth) h / pattern width w. Here, the fluctuation range of the fluid resistance value is 10
It can be seen from the graph shown in FIG. 2 that the pattern depth / pattern width can be obtained by setting the pattern depth / the pattern width to be 3 or more in the case of suppressing the amount to be not more than%. That is, when forming the fluid resistance, it is possible to reduce the variation in the fluid resistance by setting the width w to 1/3 or less with respect to the etching depth h.
However, in the case of configuring with such a dimensional ratio, the degree of freedom in designing the head decreases, and the ink supply path may be narrowed more than necessary. In such a case, by arranging a plurality of ink supply paths and setting the width of each ink supply path to 1/3 or less of the depth, the necessary flow rate is secured and the variation in the fluid resistance value is suppressed. can do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するためになされたもので、請求項1の発明は、イン
ク滴を吐出するノズルと、該ノズルに連通し一部が変形
することによってインクに圧力を発生させる圧力室と、
該圧力室に連通し該圧力室にインクを供給するインク供
給路と、前記圧力室の一部を変形させるための手段をそ
れぞれ複数有し、複数の前記インク供給路に連通し前記
インク供給路にインクを供給する共通液室を有するイン
クジェットヘッドであって、複数の前記ノズルは規則性
をもって整列され、前記圧力室とインク前記供給路は同
一基板上に異方性エッチングによって形成され、前記イ
ンク供給路の前記基板上でのパターン幅は深さの1/3
以下であることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems. According to the invention of claim 1, a nozzle for ejecting an ink droplet and a part of the nozzle communicating with the nozzle are deformed. A pressure chamber that generates pressure on the ink by
An ink supply path communicating with the pressure chamber and supplying ink to the pressure chamber, and a plurality of means for deforming a part of the pressure chamber are provided, and the ink supply path communicates with the plurality of ink supply paths. An ink jet head having a common liquid chamber for supplying ink to the plurality of nozzles, wherein the plurality of nozzles are regularly aligned, and the pressure chamber and the ink supply path are formed on the same substrate by anisotropic etching. The pattern width of the supply path on the substrate is 1/3 of the depth.
It is characterized by the following.

【0009】請求項2の発明は、インク滴を吐出するノ
ズルと、該ノズルに連通し一部が変形することによって
インクに圧力を発生させる圧力室と、該圧力室に連通し
該圧力室にインクを供給するインク供給路と、前記圧力
室の一部を変形させるための手段をそれぞれ複数有し、
複数の前記インク供給路に連通し前記インク供給路にイ
ンクを供給する共通液室を有するインクジェットヘッド
であって、複数の前記ノズルは規則性をもって整列さ
れ、前記圧力室と前記インク供給路は主平面を有する単
結晶シリコン基板上に異方性エッチングによって形成さ
れ、前記インク供給路の前記単結晶シリコン基板上での
パターン幅は深さの1/3以下であることを特徴とす
る。
According to a second aspect of the present invention, a nozzle for ejecting an ink droplet, a pressure chamber communicating with the nozzle for generating a pressure in the ink by partially deforming the nozzle, and a pressure chamber communicating with the pressure chamber An ink supply path for supplying ink and a plurality of means for deforming a part of the pressure chamber,
An ink jet head having a common liquid chamber that communicates with a plurality of ink supply passages and supplies ink to the ink supply passages, wherein the plurality of nozzles are regularly aligned, and the pressure chambers and the ink supply passages are mainly formed. The pattern width formed on the single crystal silicon substrate having a flat surface by anisotropic etching is 1/3 or less of the depth of the pattern of the ink supply path on the single crystal silicon substrate.

【0010】請求項3の発明は、インク滴を吐出するノ
ズルと、該ノズルに連通し一部が変形することによって
インクに圧力を発生させる圧力室と、該圧力室に連通し
該圧力室にインクを供給する複数の供給分路からなるイ
ンク供給路と、前記圧力室の一部を変形させるための手
段をそれぞれ複数有し、複数の前記インク供給路に連通
し前記インク供給路にインクを供給する共通液室を有す
るインクジェットヘッドであって、複数の前記ノズルは
規則性をもって整列され、前記圧力室とインク前記供給
路は同一基板上に異方性エッチングによって形成され、
前記供給分路の前記基板上でのパターン幅は深さの1/
3以下であることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, a nozzle for ejecting an ink droplet, a pressure chamber communicating with the nozzle for generating a pressure in the ink by partially deforming the nozzle, and a pressure chamber communicating with the pressure chamber An ink supply path including a plurality of supply branches for supplying ink, and a plurality of means for deforming a part of the pressure chamber are respectively provided, and the ink is connected to the plurality of ink supply paths and the ink is supplied to the ink supply path. An ink jet head having a common liquid chamber for supplying, wherein the plurality of nozzles are regularly aligned, and the pressure chamber and the ink supply path are formed on the same substrate by anisotropic etching.
The pattern width of the supply shunt on the substrate is 1 / the depth.
It is characterized by being 3 or less.

【0011】請求項4の発明は、インク滴を吐出するノ
ズルと、該ノズルに連通し一部が変形することによって
インクに圧力を発生させる圧力室と、該圧力室に連通し
該圧力室にインクを供給するインク供給路と、前記圧力
室の一部を変形させるための手段をそれぞれ複数有し、
複数の前記インク供給路に連通し前記インク供給路にイ
ンクを供給する共通液室を有するインクジェットヘッド
であって、複数の前記ノズルは規則性をもって整列さ
れ、前記圧力室は(110)の面方位を有するシリコン
基板を異方性エッチングして得た流路板に、変形部とな
る振動板を接合することによって形成され、前記ノズル
は前記流路板の振動板と対抗する側に接合されており、
前記圧力室と前記ノズルは前記流路板を貫通する連通管
によって連通され、前記インク供給路の前記シリコン基
板上でのパターン幅は深さの1/3以下であることを特
徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, a nozzle for ejecting an ink droplet, a pressure chamber communicating with the nozzle for generating a pressure in the ink by partially deforming the nozzle, and a pressure chamber communicating with the pressure chamber are provided. An ink supply path for supplying ink and a plurality of means for deforming a part of the pressure chamber,
An ink jet head having a common liquid chamber that communicates with a plurality of the ink supply passages and supplies ink to the ink supply passages, wherein the plurality of nozzles are regularly aligned and the pressure chambers have a plane orientation of (110). The flow path plate obtained by anisotropically etching a silicon substrate having a is formed by bonding a vibration plate serving as a deformation part, and the nozzle is bonded to a side of the flow path plate facing the vibration plate. Cage,
The pressure chamber and the nozzle are connected by a communication pipe penetrating the flow path plate, and the pattern width of the ink supply path on the silicon substrate is 1/3 or less of the depth.

【0012】請求項5の発明は、インク滴を吐出するノ
ズルと、該ノズルに連通し一部が変形することによって
インクに圧力を発生させる圧力室と、該圧力室に連通し
該圧力室にインクを供給するインク供給路と、前記圧力
室の一部を変形させるための手段をそれぞれ複数有し、
複数の前記インク供給路に連通し前記インク供給路にイ
ンクを供給する共通液室を有し、複数の前記ノズルは規
則性をもって整列され、前記圧力室とインク前記供給路
は同一基板上に異方性エッチングによって形成されてお
り、前記インク供給路の前記基板上でのパターン幅は深
さの1/3以下であるインクジェットヘッドを搭載した
ことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the invention, a nozzle for ejecting an ink droplet, a pressure chamber communicating with the nozzle for generating a pressure in the ink by partially deforming the nozzle, and a pressure chamber communicating with the pressure chamber An ink supply path for supplying ink and a plurality of means for deforming a part of the pressure chamber,
There is a common liquid chamber that communicates with the plurality of ink supply paths and supplies ink to the ink supply paths, the plurality of nozzles are regularly aligned, and the pressure chambers and the ink supply paths are different on the same substrate. An ink jet head, which is formed by means of isotropic etching and has a pattern width of the ink supply path on the substrate that is ⅓ or less of the depth, is mounted.

【0013】請求項6の発明は、インク滴を吐出するノ
ズルと、該ノズルに連通し一部が変形することによって
インクに圧力を発生させる圧力室と、該圧力室に連通し
該圧力室にインクを供給するインク供給路と、前記圧力
室の一部を変形させるための手段をそれぞれ複数有し、
複数の前記インク供給路に連通し前記インク供給路にイ
ンクを供給する共通液室を有し、複数の前記ノズルは規
則性をもって整列され、前記圧力室は(110)の面方
位を有するシリコン基板を異方性エッチングして得た流
路板に、変形部となる振動板を接合することによって形
成され、前記ノズルは前記流路板の振動板と対抗する側
に接合されており、前記圧力室と前記ノズルは前記流路
板を貫通する連通管によって連通され、前記インク供給
路の前記シリコン基板上でのパターン幅は深さの1/3
以下であるインクジェットヘッドを搭載したことを特徴
とする。
According to a sixth aspect of the present invention, a nozzle for ejecting ink droplets, a pressure chamber communicating with the nozzle for generating a pressure in the ink by partially deforming the nozzle, and a pressure chamber communicating with the pressure chamber An ink supply path for supplying ink and a plurality of means for deforming a part of the pressure chamber,
A silicon substrate having a common liquid chamber that communicates with the plurality of ink supply passages and supplies ink to the ink supply passages, the plurality of nozzles are regularly aligned, and the pressure chambers have a (110) plane orientation. To the flow path plate obtained by anisotropic etching, is formed by bonding a vibrating plate serving as a deformation part, and the nozzle is bonded to a side of the flow path plate facing the vibrating plate, and the pressure The chamber and the nozzle are communicated with each other by a communication tube penetrating the flow path plate, and the pattern width of the ink supply path on the silicon substrate is 1/3 of the depth.
The following inkjet heads are mounted.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図3
〜図11に示す実施例に基づいて説明する。 (実施例1)図3は、実施例1のインクジェットヘッド
の圧力室とインク供給路の部分を示す上面透視図を示
し、図4は、図3のインクジェットヘッドのB−B断面
図である。なお、図1に示すインクジェットヘッドと共
通の構成または機能の部材については同様の符号及び用
語を用いて説明する。実施例1のインクジェットヘッド
においては、金属基板13上にPZT14が接合され、
各ノズル2に対応するように溝加工が施されている。さ
らに溝加工によって分離された電極はFPC15によっ
て電気的に実装されている。シリコン流路板3にはイン
ク供給路5および圧力室6が連続したパターンで形成さ
れ、連通管7を介してノズル2に連通している。共通液
室17は樹脂製のフレーム部材16で構成され、シリコ
ン流路板3に対して、ノズル面と対抗する方向から接合
されている。インクは共通液室17から振動板8に開口
したインク供給口11を介してインク供給路5に供給さ
れる。振動板8にはPZT14が接着層12によってP
ZT連結部10に接合されており、PZT連結部10の
周囲は環状の薄肉部9が形成されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIG.
~ It demonstrates based on the Example shown in FIG. (Embodiment 1) FIG. 3 is a top perspective view showing a pressure chamber and an ink supply path portion of an ink jet head of Embodiment 1, and FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of the ink jet head of FIG. It should be noted that members having the same configuration or function as those of the inkjet head shown in FIG. 1 will be described using the same reference numerals and terms. In the inkjet head of Example 1, the PZT 14 is bonded onto the metal substrate 13,
Groove processing is performed so as to correspond to each nozzle 2. Further, the electrodes separated by the groove processing are electrically mounted by the FPC 15. An ink supply path 5 and a pressure chamber 6 are formed in a continuous pattern on the silicon flow path plate 3 and communicate with the nozzle 2 via a communication pipe 7. The common liquid chamber 17 is composed of a resin frame member 16 and is joined to the silicon channel plate 3 in a direction facing the nozzle surface. Ink is supplied from the common liquid chamber 17 to the ink supply path 5 through the ink supply port 11 that opens in the vibration plate 8. The PZT 14 is attached to the diaphragm 8 by the adhesive layer 12.
It is joined to the ZT connecting portion 10, and an annular thin portion 9 is formed around the PZT connecting portion 10.

【0015】インク供給路5および圧力室6は同一のプ
ロセスで形成されているため、深さhは同一であり90
μmとなっている。また圧力室6のパターン幅はWlc
=140μm、インク供給路5のパターン幅はWrf=
28μmである。ここで、インク供給路幅Wrfはイン
ク供給路深さhの1/3以下となっており、インク供給
路5部分の流体抵抗値は深さhのプロセス上生じるばら
つきの影響を小さくすることができ、均一な品質のヘッ
ドを安定して製造することが可能となる。
Since the ink supply path 5 and the pressure chamber 6 are formed in the same process, the depth h is the same.
μm. The pattern width of the pressure chamber 6 is Wlc.
= 140 μm, the pattern width of the ink supply path 5 is Wrf =
28 μm. Here, the width Wrf of the ink supply passage is 1/3 or less of the depth h of the ink supply passage, and the fluid resistance value of the ink supply passage 5 portion can reduce the influence of variations in the depth h caused by the process. Therefore, it is possible to stably manufacture a head of uniform quality.

【0016】次に、実施例1のインクジェットヘッドに
よるシリコン流路板の製作プロセスについて説明する。
図5は、シリコン流路板3の製作プロセスを経時的に示
す平面図、図6は、図5のC−C断面図である。シリコ
ン基板21にはp型にドープされた(110)の面方位
を持つシリコン基板が用いられ、まず全面にLP−CV
Dを用いてシリコン窒化膜23を両面に成膜し、圧力室
面側のパターニングをし、インク流路および圧力室のパ
ターン22を形成する。次に、ノズル面側にマグネトロ
ンスパッタ法を用いてAl膜24を成膜し、Al膜24
とシリコン窒化膜23を連続的にパターニングを行い、
連通管パターン25を形成する(図5(A)、図6
(A))。次に、ICPドライエッチングによって連通
管パターン25のエッチングを行い、ウェットエッチン
グ法によって、Al膜24のみ選択的剥離する(図5
(B)、図6(B))。次に、KOH系のウェットエッ
チャントを用いて異方性エッチングを行い、インク供給
路5、圧力室6及びインク供給口11と隣接するインク
供給路端部4を形成する(図5(C)、図6(C))。
このような構成の場合、異方性エッチングを用いている
ので、パターン寸法は非常によい精度で形成でき、特に
実施例1のインクジェットヘッドのように幅が28μm
と10μm以上ある場合には、ばらつきはほぼ無視でき
る程度にまで管理できる。しかし、エッチング深さはエ
ッチャントの温度や撹拌の状態等の影響を受けるため、
精度を向上することが難しく、大量生産を前提とした場
合、10%程度のばらつきを生じる。このため、本発明
のように深さに対して幅を1/3以下とすることによっ
て、流体抵抗値のばらつきを10%以下にすることが可
能となる。
Next, the manufacturing process of the silicon channel plate by the ink jet head of the first embodiment will be described.
FIG. 5 is a plan view showing the manufacturing process of the silicon channel plate 3 over time, and FIG. 6 is a sectional view taken along line CC of FIG. As the silicon substrate 21, a p-type doped silicon substrate having a (110) plane orientation is used. First, LP-CV is formed on the entire surface.
A silicon nitride film 23 is formed on both surfaces by using D, and patterning on the pressure chamber surface side is performed to form the pattern 22 of the ink flow path and the pressure chamber. Next, the Al film 24 is formed on the nozzle surface side by using the magnetron sputtering method.
And silicon nitride film 23 are continuously patterned,
A communication pipe pattern 25 is formed (FIG. 5 (A), FIG. 6).
(A)). Next, the communication pipe pattern 25 is etched by ICP dry etching, and only the Al film 24 is selectively peeled off by the wet etching method (FIG. 5).
(B), FIG. 6 (B)). Next, anisotropic etching is performed using a KOH-based wet etchant to form the ink supply path 5, the pressure chamber 6, and the ink supply path end portion 4 adjacent to the ink supply port 11 (FIG. 5C). FIG. 6C).
In the case of such a configuration, since anisotropic etching is used, the pattern dimension can be formed with extremely good accuracy, and in particular, the width is 28 μm as in the ink jet head of the first embodiment.
And 10 μm or more, it is possible to manage the variation to such an extent that it can be almost ignored. However, since the etching depth is affected by the temperature of the etchant and the state of stirring,
It is difficult to improve the accuracy, and if mass production is assumed, a variation of about 10% occurs. Therefore, by setting the width to 1/3 or less with respect to the depth as in the present invention, it is possible to reduce the variation in the fluid resistance value to 10% or less.

【0017】図7は、図3、図4に示す振動板8を示す
図で、図7(A)は上面図、図7(B)は、図7(A)
のD−D断面図である。図7において、点線28はイン
ク供給路及び圧力室のパターン22に対応したものであ
る。振動板8はNi電鋳によって製作され、圧力室6に
対応する部分には環状の薄肉部9が形成され、薄肉部9
の内方はPZT接合部10とされている。また、インク
供給路5に連続する共通液室17に対応する部分にはイ
ンク供給口11が形成されている。
FIG. 7 is a view showing the diaphragm 8 shown in FIGS. 3 and 4, FIG. 7 (A) is a top view, and FIG. 7 (B) is FIG. 7 (A).
FIG. In FIG. 7, the dotted line 28 corresponds to the pattern 22 of the ink supply passage and the pressure chamber. The diaphragm 8 is manufactured by Ni electroforming, and an annular thin portion 9 is formed in a portion corresponding to the pressure chamber 6, and the thin portion 9 is formed.
The inside of is the PZT junction 10. An ink supply port 11 is formed in a portion corresponding to the common liquid chamber 17 continuous with the ink supply passage 5.

【0018】(実施例2)次に、実施例2のインクジェ
ットヘッドについて説明する。図8は、実施例2のイン
クジェットヘッドの一部分のみを抜き出して示した上面
透視図であり、図9は、図8のインクジェットヘッドの
E−E断面図である。なお、図8は多数ノズルを有する
インクジェットヘッドの一部分のみを抜き出したもので
あり、他の部分は図3、図4に示した実施例1のインク
ジェットヘッドと同様である。金属基板13上にPZT
14が接合され、各ノズル2に対応するように溝加工が
施されている。さらに溝加工によって分離された電極は
FPC15によって電気的に実装されている。シリコン
流路板3にはインク供給路5および圧力室6が連続した
パターンで形成され、連通管7を介してノズル2に連通
している。
(Embodiment 2) Next, an ink jet head of Embodiment 2 will be described. FIG. 8 is a top perspective view showing only a part of the inkjet head of the second embodiment, and FIG. 9 is a sectional view taken along line EE of the inkjet head of FIG. Note that FIG. 8 shows only a part of the inkjet head having a large number of nozzles, and the other parts are the same as those of the inkjet head of Example 1 shown in FIGS. 3 and 4. PZT on the metal substrate 13
14 are joined, and groove processing is performed so as to correspond to each nozzle 2. Further, the electrodes separated by the groove processing are electrically mounted by the FPC 15. An ink supply path 5 and a pressure chamber 6 are formed in a continuous pattern on the silicon flow path plate 3 and communicate with the nozzle 2 via a communication pipe 7.

【0019】共通液室17は樹脂製のフレーム部材16
で構成され、シリコン流路板3に対して、ノズル面と対
抗する方向から接合されている。インクは共通液室17
から振動板8に開口したインク供給口11、インク供給
路端部4を介して、インク供給路5に供給される。振動
板8にはPZT連結部10が形成され、接着層12を介
してPZT14が接合されており、PZT連結部10の
周囲は薄肉部9が形成されている。インク供給路5およ
び圧力室6は同一のプロセスで形成されているため深さ
hは同一であり、90μmとなっている。圧力室6のパ
ターン幅は、Wlc=140μmである。また、インク
供給路5の全幅は圧力室6のパターン幅はWlcと同一
であるが、インク供給路5のパターン幅内にはシリコン
流路板3に形成された幅Waの隔壁18a,18bが配
置されていることにより、3つの供給分路5a,5b,
5cが形成され、それぞれの供給分路5a,5b,5c
のパターン幅は、Wrf=20μmである。ここで、イ
ンク供給路幅Wrfはインク供給路深さhの1/3以下
となっており、インク供給路5部分の流体抵抗値は深さ
hのプロセス上生じるばらつきの影響を小さくすること
ができ、均一な品質のヘッドを安定して製造することが
可能となる。
The common liquid chamber 17 is a resin frame member 16
And is joined to the silicon flow path plate 3 from the direction opposite to the nozzle surface. Ink is the common liquid chamber 17
Is supplied to the ink supply path 5 through the ink supply port 11 opening in the vibration plate 8 and the ink supply path end 4. A PZT connecting portion 10 is formed on the vibration plate 8, a PZT 14 is joined via an adhesive layer 12, and a thin portion 9 is formed around the PZT connecting portion 10. Since the ink supply path 5 and the pressure chamber 6 are formed in the same process, the depth h is the same and is 90 μm. The pattern width of the pressure chamber 6 is Wlc = 140 μm. Further, although the entire width of the ink supply path 5 is the same as the pattern width of the pressure chamber 6 and Wlc, the partition walls 18a and 18b of the width Wa formed in the silicon flow path plate 3 are formed in the pattern width of the ink supply path 5. By being arranged, the three supply branches 5a, 5b,
5c are formed and each supply branch 5a, 5b, 5c
Has a pattern width of Wrf = 20 μm. Here, the width Wrf of the ink supply passage is 1/3 or less of the depth h of the ink supply passage, and the fluid resistance value of the portion of the ink supply passage 5 can reduce the influence of the process variation of the depth h. Therefore, it is possible to stably manufacture a head of uniform quality.

【0020】また、このようにインク供給路5を複数の
供給分路5a,5b,5cによって形成し、各々の供給
分路の幅を深さに対して1/3以下に押さえた上で、所
望の流体抵抗に設定することが可能となり、インクの粘
度などに対しての適応範囲を広げることができ、設計自
由度を保ったままで、特性ばらつきの少ないヘッドの製
造が可能となる。
In this way, the ink supply path 5 is formed by a plurality of supply branches 5a, 5b, 5c, and the width of each supply branch is suppressed to 1/3 or less of the depth, It is possible to set a desired fluid resistance, it is possible to widen the applicable range with respect to the viscosity of the ink, etc., and it is possible to manufacture a head with few characteristic variations while maintaining the degree of design freedom.

【0021】次に、本発明の液滴吐出ヘッドである実施
例1,2のインクジェットヘッドを搭載したインクジェ
ット記録装置の一例について説明する。図10は、本発
明のインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記
録装置を示す斜視図、図11は、図10のインクジェッ
ト記録装置の機構部を示す側断面図である。このインク
ジェット記録装置は、記録装置本体111の内部に主走
査方向に移動可能なキャリッジ123、キャリッジ12
3に搭載した本発明に係るインクジェットヘッドからな
る記録ヘッド124、記録ヘッド124へインクを供給
するインクカートリッジ125等で構成される印字機構
部112等を収納し、記録装置本体111の下方部には
前方側から多数枚の用紙113を積載可能な給紙カセッ
ト(或いは給紙トレイでもよい。)114を抜き差し自
在に装着することができ、また、用紙113を手差しで
給紙するための手差しトレイ115を開倒することがで
き、給紙カセット114或いは手差しトレイ115から
給送される用紙113を取り込み、印字機構部112に
よって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排
紙トレイ116に排紙する。
Next, an example of an ink jet recording apparatus equipped with the ink jet heads of Embodiments 1 and 2 which are the droplet discharge heads of the present invention will be described. 10 is a perspective view showing an ink jet recording apparatus equipped with the ink jet head of the present invention, and FIG. 11 is a side sectional view showing a mechanical portion of the ink jet recording apparatus of FIG. This inkjet printing apparatus includes a carriage 123 and a carriage 12 that are movable in the main scanning direction inside a printing apparatus main body 111.
3, a printing mechanism 112 including a recording head 124 including the inkjet head according to the present invention, an ink cartridge 125 that supplies ink to the recording head 124, and the like are housed. A paper feed cassette (or a paper feed tray) 114 capable of stacking a large number of papers 113 from the front side can be detachably attached, and a manual paper feed tray 115 for manually feeding the papers 113 can be attached. The paper 113 fed from the paper feed cassette 114 or the manual feed tray 115 is taken in, the desired image is recorded by the printing mechanism unit 112, and then the paper is discharged to the paper discharge tray 116 mounted on the rear side. Eject the paper.

【0022】印字機構部112は、図示しない左右の側
板に横架したガイド部材である主ガイドロッド121と
従ガイドロッド122とでキャリッジ123を主走査方
向(図11で紙面垂直方向)に摺動自在に保持し、この
キャリッジ123にはイエロー(Y)、シアン(C)、
マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を
吐出する実施例1,2の液滴吐出ヘッドであるインクジ
ェットヘッドからなる記録ヘッド124を複数のインク
吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴
吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッ
ジ123には記録ヘッド124に各色のインクを供給す
るための各インクカートリッジ125を交換可能に装着
している。インクカートリッジ125は上方に大気と連
通する大気口を、下方にはインクジェットヘッドへイン
クを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多
孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジ
ェットヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持
している。
The printing mechanism 112 slides the carriage 123 in the main scanning direction (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 11) by the main guide rod 121 and the sub guide rod 122, which are guide members that are laterally mounted on the left and right side plates (not shown). The carriage 123 is freely held, and yellow (Y), cyan (C),
A recording head 124, which is an ink jet head that is a liquid droplet ejection head for ejecting ink droplets of each color of magenta (M) and black (Bk), has a direction in which a plurality of ink ejection ports intersects the main scanning direction. And are mounted so that the ink droplet ejection direction faces downward. Further, each ink cartridge 125 for supplying each color ink to the recording head 124 is replaceably mounted on the carriage 123. The ink cartridge 125 has an atmosphere port communicating with the atmosphere in the upper part, a supply port supplying the ink to the ink jet head in the lower part, and a porous body filled with the ink in the inside. The ink supplied to the inkjet head by force is maintained at a slight negative pressure.

【0023】また、記録ヘッド124として、ここでは
各色の記録ヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐
出するノズルを有する1個のヘッドでもよい。ここで、
キャリッジ123は後方側(用紙搬送方向下流側)を主
ガイドロッド121に摺動自在に嵌装し、前方側(用紙
搬送方向上流側)を従ガイドロッド122に摺動自在に
載置している。そして、このキャリッジ123を主走査
方向に移動走査するため、主走査モータ127で回転駆
動される駆動プーリ128と従動プーリ129との間に
タイミングベルト130を張装し、このタイミングベル
ト130をキャリッジ123に固定しており、主走査モ
ータ127の正逆回転によりキャリッジ123が往復駆
動される。一方、給紙カセット114にセットした用紙
113を記録ヘッド124の下方側に搬送するために、
給紙カセット114から用紙113を分離給送する給紙
ローラ131及びフリクションパッド132と、用紙1
13を案内するガイド部材133と、給紙された用紙1
13を反転させて搬送する搬送ローラ134と、この搬
送ローラ134の周面に押し付けられる搬送コロ135
及び搬送ローラ134からの用紙113の送り出し角度
を規定する先端コロ136とを設けている。搬送ローラ
134は副走査モータ137によってギヤ列を介して回
転駆動される。
Although the recording heads of the respective colors are used as the recording heads 124, one head having nozzles for ejecting ink droplets of the respective colors may be used. here,
The carriage 123 is slidably fitted to the main guide rod 121 on the rear side (downstream side in the sheet conveying direction) and slidably mounted on the sub guide rod 122 on the front side (upstream side in the sheet conveying direction). . Then, in order to move and scan the carriage 123 in the main scanning direction, a timing belt 130 is stretched between the drive pulley 128 and the driven pulley 129 which are rotationally driven by the main scanning motor 127, and the timing belt 130 is mounted on the carriage 123. The carriage 123 is reciprocally driven by the forward and reverse rotations of the main scanning motor 127. On the other hand, in order to convey the paper 113 set in the paper feed cassette 114 to the lower side of the recording head 124,
The paper feed roller 131 and the friction pad 132 for separating and feeding the paper 113 from the paper feed cassette 114, and the paper 1
Guide member 133 for guiding 13 and the fed sheet 1
A transport roller 134 that inverts and transports 13 and a transport roller 135 that is pressed against the peripheral surface of the transport roller 134.
And a leading end roller 136 that defines the feed angle of the paper 113 from the transport roller 134. The conveyance roller 134 is rotationally driven by the sub-scanning motor 137 via a gear train.

【0024】キャリッジ123の主走査方向の移動範囲
に対応して搬送ローラ134から送り出された用紙11
3を記録ヘッド124の下方側で案内する用紙ガイド部
材である印写受け部材139を設けている。この印写受
け部材139の用紙搬送方向下流側には、用紙113を
排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ14
1、拍車142を設け、さらに用紙113を排紙トレイ
116に送り出す排紙ローラ143及び拍車144と、
排紙経路を形成するガイド部材145,146とを配設
している。
The paper 11 sent out from the carrying roller 134 in correspondence with the moving range of the carriage 123 in the main scanning direction.
A print receiving member 139, which is a paper guide member for guiding the sheet 3 under the recording head 124, is provided. At the downstream side of the print receiving member 139 in the paper transport direction, a transport roller 14 that is rotationally driven to send the paper 113 in the paper discharge direction.
1, a spur 142, and further, a paper discharge roller 143 and a spur 144 for sending the paper 113 to the paper discharge tray 116,
Guide members 145 and 146 that form a paper discharge path are provided.

【0025】記録時には、キャリッジ123を移動させ
ながら画像信号に応じて記録ヘッド124を駆動するこ
とにより、停止している用紙113にインクを吐出して
1行分を記録し、用紙113を所定量搬送後次の行の記
録を行う。記録終了信号または、用紙113の後端が記
録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を
終了させ用紙113を排紙する。この場合、記録ヘッド
124を構成する本発明に係るインクジェットヘッドは
インク滴噴射の制御性が向上し、特性変動が抑制されて
いるので、安定して高い画像品質の画像を記録すること
ができる。
At the time of recording, by driving the recording head 124 in accordance with the image signal while moving the carriage 123, ink is ejected onto the stopped paper 113 to record one line, and the paper 113 is moved by a predetermined amount. After transportation, the next line is recorded. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the paper 113 reaches the recording area, the recording operation is ended and the paper 113 is ejected. In this case, since the inkjet head according to the present invention which constitutes the recording head 124 has improved controllability of ink droplet ejection and suppressed characteristic variation, it is possible to stably record an image of high image quality.

【0026】また、キャリッジ123の移動方向右端側
の記録領域を外れた位置には、ヘッド124の吐出不良
を回復するための回復装置147を配置している。回復
装置147はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手
段を有している。キャリッジ123は印字待機中にはこ
の回復装置147側に移動されてキャッピング手段でヘ
ッド124をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に
保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。
また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出す
ることにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、
安定した吐出性能を維持する。吐出不良が発生した場合
等には、キャッピング手段でヘッド124の吐出口を密
封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクと
ともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクや
ゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回
復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置
された図示しない廃インク溜に排出され、廃インク溜内
部のインク吸収体に吸収保持される。このように本発明
に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドを搭
載することによって、安定したインク滴吐出特性が得ら
れるので、高画質記録を行うことができる記録装置を得
ることができる。
A recovery device 147 for recovering the ejection failure of the head 124 is arranged at a position outside the recording area on the right end side of the carriage 123 in the moving direction. The recovery device 147 has a cap means, a suction means, and a cleaning means. The carriage 123 is moved to the recovery device 147 side while the printing is on standby, the head 124 is capped by the capping means, and the ejection port portion is kept wet to prevent ejection failure due to ink drying.
Also, by ejecting ink that is not related to recording during recording, etc., the ink viscosity of all ejection ports is made constant,
Maintains stable discharge performance. When an ejection failure occurs, the ejection port of the head 124 is sealed by a capping unit, and air bubbles and the like are sucked out from the ejection port by a suction unit through a tube, and ink or dust adhered to the ejection port surface is cleaned by a cleaning unit. And the defective ejection is recovered. Further, the sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) installed in the lower portion of the main body, and is absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir. As described above, by mounting the ink jet head, which is the liquid droplet ejection head according to the present invention, stable ink droplet ejection characteristics can be obtained, so that it is possible to obtain a recording apparatus capable of performing high-quality recording.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、多数ノズルを有するイ
ンクジェットヘッドにおいて、圧力室とインク供給路を
同一基板上に異方性エッチングによって形成する際、イ
ンク供給路の基板上でのパターン幅を深さの1/3以下
とすることにより、インク供給路毎の流体抵抗のばらつ
きを低減することができ、均一な品質のインクジェット
ヘッドを提供することができる。また、インク供給路毎
の流体抵抗のばらつきが少ないインクジェットヘッド
は、インク滴噴射の制御性が向上し、安定したインク滴
吐出特性が得られるので、安定して高い画像品質の画像
を記録することができるインクジェット記録装置を提供
することができる。
According to the present invention, in an ink jet head having a large number of nozzles, when the pressure chamber and the ink supply path are formed on the same substrate by anisotropic etching, the pattern width of the ink supply path on the substrate can be reduced. By setting the depth to ⅓ or less, it is possible to reduce the variation in the fluid resistance between the ink supply paths, and it is possible to provide an inkjet head of uniform quality. In addition, an inkjet head with less variation in fluid resistance between ink supply paths has improved controllability of ink droplet ejection and stable ink droplet ejection characteristics, so it is possible to record images with high image quality in a stable manner. It is possible to provide an inkjet recording device capable of performing the above.

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

【図1】 ノズル板と流路板からなるインクジェットヘ
ッドの部分を示す図で、図1(A)はノズル板を透視し
て示す上面透視図、図1(B)は図1(A)のA−A断
面図である。
1A and 1B are views showing a portion of an inkjet head including a nozzle plate and a flow path plate, FIG. 1A is a top perspective view showing the nozzle plate in a see-through manner, and FIG. 1B is a perspective view of FIG. 1A. It is an AA sectional view.

【図2】 インク供給路の深さが10%変動した時の流
体抵抗値Rのばらつきとパターン深さ(エッチング深
さ)h/パターン幅wの比との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the variation of the fluid resistance value R and the ratio of pattern depth (etching depth) h / pattern width w when the depth of the ink supply path changes by 10%.

【図3】 実施例1のインクジェットヘッドの圧力室と
インク供給路の部分を示す上面透視図である。
FIG. 3 is a top perspective view showing a portion of a pressure chamber and an ink supply path of the inkjet head of the first embodiment.

【図4】 図3のインクジェットヘッドのB−B断面図
である。
4 is a cross-sectional view taken along the line BB of the inkjet head of FIG.

【図5】 シリコン流路板の製作プロセスを経時的に示
す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing the manufacturing process of the silicon channel plate over time.

【図6】 図5のC−C断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line CC of FIG.

【図7】 図3、図4の振動板を示す図で、図7(A)
は上面図、図7(B)は図7(A)のD−D断面図であ
る。
7 is a diagram showing the diaphragm of FIGS. 3 and 4, and FIG.
Is a top view, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.

【図8】 実施例2のインクジェットヘッドの一部分の
みを抜き出して示した上面透視図である。
FIG. 8 is a transparent top view showing a part of the inkjet head of Example 2 extracted.

【図9】 図8のインクジェットヘッドのE−E断面図
である。
9 is a cross-sectional view taken along line EE of the inkjet head of FIG.

【図10】 本発明のインクジェットヘッドを搭載した
インクジェット記録装置を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing an inkjet recording apparatus equipped with the inkjet head of the present invention.

【図11】 図10のインクジェット記録装置の機構部
を示す側断面図である。
11 is a side sectional view showing a mechanical portion of the inkjet recording apparatus of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ノズル板、2…ノズル、3…シリコン流路板、4…
インク供給路端部、5…インク供給路、5a,5b,5
c…供給分路、6…圧力室、7…連通管、8…振動板、
9…薄肉部、10…PZT連結部、11…インク供給
口、12…接着層、13…金属基板、14…PZT、1
5…FPC、16…フレーム部材、17…共通液室、1
8a,18b…隔壁、21…シリコン基板、22…イン
ク供給路及び圧力室のパターン、23…シリコン窒化
膜、24…Al膜、25…連通管パターン、111…記
録装置本体、112…印字機構部、113…用紙、11
4…給紙カセット、115…手差しトレイ、116…排
紙トレイ、121…主ガイドロッド、122…従ガイド
ロッド、123…キャリッジ、124…記録ヘッド、1
25…インクカートリッジ、127…主走査モータ、1
34…搬送ローラ、135,141…搬送コロ、142
…拍車、139…印写受け部材。
1 ... Nozzle plate, 2 ... Nozzle, 3 ... Silicon channel plate, 4 ...
Ink supply path ends, 5 ... Ink supply paths 5a, 5b, 5
c ... supply shunt, 6 ... pressure chamber, 7 ... communication pipe, 8 ... diaphragm,
9 ... Thin portion, 10 ... PZT connecting portion, 11 ... Ink supply port, 12 ... Adhesive layer, 13 ... Metal substrate, 14 ... PZT, 1
5 ... FPC, 16 ... Frame member, 17 ... Common liquid chamber, 1
8a, 18b ... Partition walls, 21 ... Silicon substrate, 22 ... Ink supply passage and pressure chamber pattern, 23 ... Silicon nitride film, 24 ... Al film, 25 ... Communication tube pattern, 111 ... Recording device body, 112 ... Printing mechanism section , 113 ... Paper, 11
4 ... Paper feed cassette, 115 ... Manual feed tray, 116 ... Paper ejection tray, 121 ... Main guide rod, 122 ... Slave guide rod, 123 ... Carriage, 124 ... Recording head, 1
25 ... Ink cartridge, 127 ... Main scanning motor, 1
34 ... Conveying rollers, 135, 141 ... Conveying rollers, 142
... Spur, 139 ... A print receiving member.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インク滴を吐出するノズルと、該ノズル
に連通し一部が変形することによってインクに圧力を発
生させる圧力室と、該圧力室に連通し該圧力室にインク
を供給するインク供給路と、前記圧力室の一部を変形さ
せるための手段をそれぞれ複数有し、複数の前記インク
供給路に連通し前記インク供給路にインクを供給する共
通液室を有するインクジェットヘッドであって、複数の
前記ノズルは規則性をもって整列され、前記圧力室とイ
ンク前記供給路は同一基板上に異方性エッチングによっ
て形成され、前記インク供給路の前記基板上でのパター
ン幅は深さの1/3以下であることを特徴とするインク
ジェットヘッド。
1. A nozzle for ejecting an ink droplet, a pressure chamber communicating with the nozzle for generating a pressure in the ink by partially deforming the ink, and an ink communicating with the pressure chamber for supplying the ink to the pressure chamber. An inkjet head having a supply path and a plurality of means for deforming a part of the pressure chamber, the common liquid chamber communicating with the plurality of ink supply paths and supplying ink to the ink supply path. , The plurality of nozzles are regularly aligned, the pressure chamber and the ink supply path are formed on the same substrate by anisotropic etching, and the pattern width of the ink supply path on the substrate is one depth. An ink jet head characterized by being / 3 or less.
【請求項2】 インク滴を吐出するノズルと、該ノズル
に連通し一部が変形することによってインクに圧力を発
生させる圧力室と、該圧力室に連通し該圧力室にインク
を供給するインク供給路と、前記圧力室の一部を変形さ
せるための手段をそれぞれ複数有し、複数の前記インク
供給路に連通し前記インク供給路にインクを供給する共
通液室を有するインクジェットヘッドであって、複数の
前記ノズルは規則性をもって整列され、前記圧力室と前
記インク供給路は主平面を有する単結晶シリコン基板上
に異方性エッチングによって形成され、前記インク供給
路の前記単結晶シリコン基板上でのパターン幅は深さの
1/3以下であることを特徴とするインクジェットヘッ
ド。
2. A nozzle for ejecting an ink droplet, a pressure chamber communicating with the nozzle for generating a pressure in the ink by partially deforming the ink, and an ink communicating with the pressure chamber for supplying the ink to the pressure chamber. An inkjet head having a supply path and a plurality of means for deforming a part of the pressure chamber, the common liquid chamber communicating with the plurality of ink supply paths and supplying ink to the ink supply path. , The plurality of nozzles are regularly aligned, the pressure chamber and the ink supply path are formed by anisotropic etching on a single crystal silicon substrate having a main plane, and the ink supply path is formed on the single crystal silicon substrate. The inkjet head is characterized in that the pattern width is less than 1/3 of the depth.
【請求項3】 インク滴を吐出するノズルと、該ノズル
に連通し一部が変形することによってインクに圧力を発
生させる圧力室と、該圧力室に連通し該圧力室にインク
を供給する複数の供給分路からなるインク供給路と、前
記圧力室の一部を変形させるための手段をそれぞれ複数
有し、複数の前記インク供給路に連通し前記インク供給
路にインクを供給する共通液室を有するインクジェット
ヘッドであって、複数の前記ノズルは規則性をもって整
列され、前記圧力室とインク前記供給路は同一基板上に
異方性エッチングによって形成され、前記供給分路の前
記基板上でのパターン幅は深さの1/3以下であること
を特徴とするインクジェットヘッド。
3. A plurality of nozzles for ejecting ink droplets, a pressure chamber communicating with the nozzle for generating a pressure in the ink by partly deforming, and a plurality of pressure chambers communicating with the pressure chamber for supplying ink to the pressure chamber. Common liquid chamber that has a plurality of ink supply paths each including a supply branch and a plurality of means for deforming a part of the pressure chamber and that communicates with the plurality of ink supply paths and supplies ink to the ink supply paths. An ink jet head having a plurality of nozzles arranged in a regular manner, the pressure chamber and the ink supply path are formed by anisotropic etching on the same substrate, and the supply shunt on the substrate is formed. An ink jet head characterized in that the pattern width is 1/3 or less of the depth.
【請求項4】 インク滴を吐出するノズルと、該ノズル
に連通し一部が変形することによってインクに圧力を発
生させる圧力室と、該圧力室に連通し該圧力室にインク
を供給するインク供給路と、前記圧力室の一部を変形さ
せるための手段をそれぞれ複数有し、複数の前記インク
供給路に連通し前記インク供給路にインクを供給する共
通液室を有するインクジェットヘッドであって、複数の
前記ノズルは規則性をもって整列され、前記圧力室は
(110)の面方位を有するシリコン基板を異方性エッ
チングして得た流路板に、変形部となる振動板を接合す
ることによって形成され、前記ノズルは前記流路板の振
動板と対抗する側に接合されており、前記圧力室と前記
ノズルは前記流路板を貫通する連通管によって連通さ
れ、前記インク供給路の前記シリコン基板上でのパター
ン幅は深さの1/3以下であることを特徴とするインク
ジェットヘッド。
4. A nozzle for ejecting an ink droplet, a pressure chamber communicating with the nozzle for generating a pressure in the ink by partially deforming the ink, and an ink communicating with the pressure chamber and supplying the ink to the pressure chamber. An inkjet head having a supply path and a plurality of means for deforming a part of the pressure chamber, the common liquid chamber communicating with the plurality of ink supply paths and supplying ink to the ink supply path. The plurality of nozzles are regularly arranged, and the pressure chamber is formed by anisotropically etching a silicon substrate having a (110) plane orientation. And the nozzle is joined to the side of the flow path plate that opposes the vibrating plate, the pressure chamber and the nozzle are connected by a communication pipe that penetrates the flow path plate, and the nozzle of the ink supply path is formed. An ink jet head, wherein the pattern width on the silicon substrate is 1/3 or less of the depth.
【請求項5】 インク滴を吐出するノズルと、該ノズル
に連通し一部が変形することによってインクに圧力を発
生させる圧力室と、該圧力室に連通し該圧力室にインク
を供給するインク供給路と、前記圧力室の一部を変形さ
せるための手段をそれぞれ複数有し、複数の前記インク
供給路に連通し前記インク供給路にインクを供給する共
通液室を有し、複数の前記ノズルは規則性をもって整列
され、前記圧力室とインク前記供給路は同一基板上に異
方性エッチングによって形成されており、前記インク供
給路の前記基板上でのパターン幅は深さの1/3以下で
あるインクジェットヘッドを搭載したことを特徴とする
インクジェット記録装置。
5. A nozzle for ejecting an ink droplet, a pressure chamber communicating with the nozzle for generating a pressure in the ink by partially deforming the ink, and an ink communicating with the pressure chamber and supplying the ink to the pressure chamber. A plurality of supply paths and a plurality of means for deforming a part of the pressure chambers, and a common liquid chamber that communicates with the plurality of ink supply paths and supplies ink to the ink supply paths; The nozzles are regularly arranged, the pressure chamber and the ink supply path are formed on the same substrate by anisotropic etching, and the pattern width of the ink supply path on the substrate is 1/3 of the depth. An inkjet recording apparatus comprising the following inkjet head.
【請求項6】 インク滴を吐出するノズルと、該ノズル
に連通し一部が変形することによってインクに圧力を発
生させる圧力室と、該圧力室に連通し該圧力室にインク
を供給するインク供給路と、前記圧力室の一部を変形さ
せるための手段をそれぞれ複数有し、複数の前記インク
供給路に連通し前記インク供給路にインクを供給する共
通液室を有し、複数の前記ノズルは規則性をもって整列
され、前記圧力室は(110)の面方位を有するシリコ
ン基板を異方性エッチングして得た流路板に、変形部と
なる振動板を接合することによって形成され、前記ノズ
ルは前記流路板の振動板と対抗する側に接合されてお
り、前記圧力室と前記ノズルは前記流路板を貫通する連
通管によって連通され、前記インク供給路の前記シリコ
ン基板上でのパターン幅は深さの1/3以下であるイン
クジェットヘッドを搭載したことを特徴とするインクジ
ェット記録装置。
6. A nozzle for ejecting an ink droplet, a pressure chamber communicating with the nozzle for generating a pressure in the ink by partially deforming the ink, and an ink communicating with the pressure chamber and supplying ink to the pressure chamber. A plurality of supply paths and a plurality of means for deforming a part of the pressure chambers, and a common liquid chamber that communicates with the plurality of ink supply paths and supplies ink to the ink supply paths; The nozzles are regularly aligned, and the pressure chamber is formed by joining a diaphragm serving as a deformable portion to a flow path plate obtained by anisotropically etching a silicon substrate having a (110) plane orientation, The nozzle is joined to a side of the flow path plate that faces the vibration plate, the pressure chamber and the nozzle are connected by a communication pipe penetrating the flow path plate, and on the silicon substrate of the ink supply path. Pattern An ink jet recording apparatus having an ink jet head whose width is 1/3 or less of the depth.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010503555A (en) * 2006-09-14 2010-02-04 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. Fluid ejection device
JP2011140173A (en) * 2010-01-07 2011-07-21 Ricoh Co Ltd Liquid ejection head and image forming apparatus
JP2014237276A (en) * 2013-06-10 2014-12-18 セイコーエプソン株式会社 Channel unit and liquid jet apparatus mounted with channel unit
JP2015054509A (en) * 2013-09-13 2015-03-23 株式会社リコー Liquid discharge head, and image forming device

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