JP2008044170A - Liquid droplet jet head and liquid droplet jet device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置に関する。 The present invention relates to a droplet discharge head and a droplet discharge device.
従来のインクジェットヘッドは、複数色の単色圧力室(吐出室)が所定の順序で配列されて圧力室ブロックを形成し、この圧力室ブロックがライン状に複数個配列され、多色圧力室を形成していた。この多色圧力室が含む各単色圧力室には、圧力室ブロックの配列方向と平行に配置されたインク色ごとの共通インク流路から、インク供給路を介して所定色のインクが供給される。このように、異なる色を吐出するノズルを交互に配置すると、印刷速度が向上し、印刷品質が向上する(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional inkjet head, a plurality of single color pressure chambers (discharge chambers) are arranged in a predetermined order to form a pressure chamber block, and a plurality of pressure chamber blocks are arranged in a line to form a multicolor pressure chamber. Was. Each single color pressure chamber included in the multicolor pressure chamber is supplied with ink of a predetermined color via an ink supply path from a common ink flow path for each ink color arranged parallel to the arrangement direction of the pressure chamber blocks. . In this way, when nozzles that discharge different colors are alternately arranged, the printing speed is improved and the printing quality is improved (see, for example, Patent Document 1).
従来のインクジェットヘッドでは、複数の共通インク室やそれに相当する流路をインクジェットヘッド内において並列に配置しているため、インクジェットヘッドを小型化する際の妨げとなっていた。また、従来のインクジェットヘッドでは、両方向印字として印刷を行う際、各色の組み合わせの順番が往路と復路で異なる場合があり、高品質化が困難であった。 In the conventional ink jet head, a plurality of common ink chambers and corresponding flow paths are arranged in parallel in the ink jet head, which hinders the downsizing of the ink jet head. Further, in the conventional inkjet head, when printing as bidirectional printing, the order of the combination of each color may be different between the forward path and the backward path, and it is difficult to improve the quality.
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、操作速度及び品質が向上するとともに、小型化することが可能な液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide a droplet discharge head and a droplet discharge apparatus that can improve the operation speed and quality and can be downsized. To do.
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、複数のノズル孔からなるノズル列と、前記それぞれのノズル孔と連通する複数の吐出室と、前記各吐出室と連通され吐出室に液体を供給する複数の共通液滴室と、前記吐出室の底面に形成された振動板と、該振動板を変位させて前記吐出室の液体を前記ノズル孔から吐出させる駆動手段とを有し、前記複数の共通液滴室は積層して形成された積層構造とされ、それぞれの共通液滴室に対して複数の前記吐出室が連通されて複数の液滴吐出部が形成され、前記各液滴吐出部の吐出室が前記ノズル列方向に配置されるとともに、前記各液滴吐出部のそれぞれの吐出室に連通するノズル孔が一列に配列されるものである。
これにより、液滴吐出ヘッドの操作速度及び品質が向上するとともに、液滴吐出ヘッドの小型化が可能となる。液滴吐出ヘッドがインクジェットヘッドである場合は、インクジェットヘッドを走査する際、ノズル列が1列であるので、往路と復路で色の重ね方が同じであり、両方向印字でも高印字品質となる。また、高精度に着弾液滴(異なる色のインク滴)を重ねることができる。
A droplet discharge head according to the present invention includes a nozzle row including a plurality of nozzle holes, a plurality of discharge chambers communicating with the respective nozzle holes, and a plurality of discharge chambers connected to the discharge chambers and supplying liquid to the discharge chambers. A common droplet chamber; a diaphragm formed on a bottom surface of the discharge chamber; and driving means for displacing the diaphragm to discharge the liquid in the discharge chamber from the nozzle hole. The droplet chambers have a laminated structure formed by stacking, and a plurality of discharge chambers are formed in communication with each common droplet chamber to form a plurality of droplet discharge portions. The chambers are arranged in the nozzle row direction, and the nozzle holes communicating with the respective discharge chambers of the respective droplet discharge portions are arranged in a row.
Thereby, the operation speed and quality of the droplet discharge head are improved, and the droplet discharge head can be downsized. When the droplet discharge head is an ink jet head, since the nozzle row is one when scanning the ink jet head, the color overlap is the same in the forward pass and the return pass, and high print quality is obtained even in bidirectional printing. In addition, landing droplets (ink droplets of different colors) can be stacked with high accuracy.
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、前記液滴吐出部がノズル列の両側に配設されて2列の向かい合う吐出室を構成すると共に、前記液滴吐出部の向かい合う前記吐出室が千鳥に配置されたものである。
これにより、共通液滴室が積層構造とされ、それぞれの共通液滴室に異なる液滴が供給される構造であり、向かい合う液滴吐出部の一方の列に配置された吐出室に対して、交互にそれぞれの液滴を供給することができる。
In the droplet discharge head according to the present invention, the droplet discharge portions are arranged on both sides of the nozzle row to form two rows of discharge chambers facing each other, and the discharge chambers facing the droplet discharge portions are staggered. Is arranged.
Thereby, the common droplet chamber has a stacked structure, and different droplets are supplied to the respective common droplet chambers. With respect to the discharge chambers arranged in one row of the opposite droplet discharge portions, Each droplet can be supplied alternately.
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、前記液滴吐出部の共通液滴室がノズル列の両側でそれぞれ2層の積層構造を形成するものである。
これにより、2つの共通液滴室が積層構造とされ、それぞれに異なる液滴が供給される構造であり、向かい合う2列の液滴吐出部の一方の列に配置された吐出室に対して、交互にそれぞれの液滴を供給することができる。
In the droplet discharge head according to the present invention, the common droplet chamber of the droplet discharge portion forms a two-layered structure on each side of the nozzle row.
Thereby, the two common droplet chambers have a stacked structure, and different droplets are supplied to each of them. With respect to the discharge chambers arranged in one row of the two droplet discharge portions facing each other, Each droplet can be supplied alternately.
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、前記液滴吐出部がノズル列の一方の側に配設されて1列の吐出室を構成するものである。
これにより、共通液滴室が積層構造として一方の側に配置され、共通液滴室のそれぞれに異なる液滴が供給される構造であり、液滴吐出部の一の吐出室に対して、交互にそれぞれの液滴を供給することができる。
In the liquid droplet ejection head according to the present invention, the liquid droplet ejection section is disposed on one side of the nozzle row to constitute a row of ejection chambers.
As a result, the common droplet chamber is arranged on one side as a stacked structure, and different droplets are supplied to each of the common droplet chambers. Each droplet can be supplied to the.
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、前記液滴吐出部の共通液滴室がノズル列の一方の側で4層の積層構造を形成するものである。
これにより、4つの共通液滴室が積層構造とされ、それぞれに異なる液滴が供給される構造であり、液滴吐出部の一の吐出室に対して、交互にそれぞれの液滴を供給することができる。
In the droplet discharge head according to the present invention, the common droplet chamber of the droplet discharge portion forms a four-layer laminated structure on one side of the nozzle row.
As a result, the four common droplet chambers have a stacked structure, and different droplets are supplied to each of them, and each droplet is alternately supplied to one discharge chamber of the droplet discharge section. be able to.
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、異なる種類の液体が前記それぞれの液滴吐出部の共通液滴室に供給され、それぞれの共通液滴室より該共通液滴室に対応する吐出室に供給されてそれぞれの吐出室に対応するノズル孔より吐出され、異なる液体のドットが前記ノズル列方向に順次形成されるものである。
これにより、液滴吐出装置がインクジェットヘッドである場合、走査の往路と復路で色の重ね方が同じであり、両方向印字でも高印字品質となる。また、高精度に異なる色のインク滴を重ねることができる。
In the droplet discharge head according to the present invention, different types of liquids are supplied to the common droplet chambers of the respective droplet discharge portions, and the discharge chambers corresponding to the common droplet chambers from the respective common droplet chambers. Are discharged from nozzle holes corresponding to the respective discharge chambers, and different liquid dots are sequentially formed in the nozzle row direction.
As a result, when the droplet discharge device is an inkjet head, the color superposition method is the same in the forward pass and the return pass, and high print quality is obtained even in bidirectional printing. In addition, ink droplets of different colors can be superimposed with high accuracy.
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、第1の液滴吐出部及び第2の液滴吐出部が前記ノズル列の一方の側に配置され、第3の液滴吐出部及び第4の液滴吐出部が前記ノズル列の他方の側に配置され、これらが前記ノズル列方向に第1の液滴吐出部の吐出室、第3の液滴吐出部の吐出室、第2の液滴吐出部の吐出室、第4の液滴吐出部の吐出室の順で繰り返し配置され、前記第1の液滴吐出部の吐出室のノズル孔から第1の液が吐出され、前記第3の液滴吐出部の吐出室のノズル孔から第3の液が吐出され、前記第2の液滴吐出部の吐出室のノズル孔から第2の液が吐出され、前記第4の液滴吐出部の吐出室のノズル孔から第4の液が吐出されて、これらのノズル孔から吐出された吐出液が前記ノズル列方向に前記吐出室の配置順序で繰り返されるドット列を形成するものである。
これにより、液滴吐出装置がインクジェットヘッドである場合、4色のノズル配色に上記のノズル配置をして、高印字品質で、高精度に色を重ねることができる。ヘッド走査を両方向印字として印刷の高速化を行う場合、各色の重ね合わせの順番が往路と復路で異なると、印字品質が十分でなくなり、色の重なりの精度が低下するが、本発明では、各色の重ね合わせの順番が往路と復路で同じなので、走査の往路と復路で色の重ね方が同じであり、上記のような問題は生じない。
In the droplet discharge head according to the present invention, the first droplet discharge portion and the second droplet discharge portion are arranged on one side of the nozzle row, and the third droplet discharge portion and the fourth droplet discharge portion are arranged. A droplet discharge portion is disposed on the other side of the nozzle row, and these are in the nozzle row direction, the discharge chamber of the first droplet discharge portion, the discharge chamber of the third droplet discharge portion, and the second droplet The discharge chamber of the discharge unit and the discharge chamber of the fourth droplet discharge unit are repeatedly arranged in this order, the first liquid is discharged from the nozzle hole of the discharge chamber of the first droplet discharge unit, and the third liquid is discharged. The third liquid is discharged from the nozzle hole of the discharge chamber of the droplet discharge section, the second liquid is discharged from the nozzle hole of the discharge chamber of the second droplet discharge section, and the fourth droplet discharge section The fourth liquid is discharged from the nozzle holes of the discharge chambers, and the discharge liquid discharged from these nozzle holes is repeated in the order of arrangement of the discharge chambers in the nozzle row direction. And it forms a dot rows.
As a result, when the droplet discharge device is an ink jet head, the above-described nozzle arrangement can be arranged in four color nozzle arrangements, and the colors can be superimposed with high print quality and high accuracy. When speeding up printing with head scanning as bidirectional printing, if the order of superimposing colors differs between the forward path and the backward path, the print quality will be insufficient and the accuracy of color superposition will be reduced. Since the order of superimposing is the same in the forward path and the backward path, the color superposition is the same in the scanning forward path and the backward path, and the above problem does not occur.
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、第1の液滴吐出部、第2の液滴吐出部、第3の液滴吐出部及び第4の液滴吐出部が前記ノズル列の一方の側に配置され、これらが前記ノズル列方向に第1の液滴吐出部の吐出室、第2の液滴吐出部の吐出室、第3の液滴吐出部の吐出室及び第4の液滴吐出部の吐出室の順で繰り返し配置され、前記第1の液滴吐出部の吐出室のノズル孔から第1の液が吐出され、前記第2の液滴吐出部の吐出室のノズル孔から第2の液が吐出され、前記第3の液滴吐出部の吐出室のノズル孔から第3の液が吐出され、前記第4の液滴吐出部の吐出室のノズル孔から第4の液が吐出されて、これらのノズル孔から吐出された吐出液が前記ノズル列方向に前記吐出室の配置順序で繰り返されるドット列を形成するものである。
これにより、液滴吐出ヘッドがインクジェットヘッドである場合、4色のノズル配色に上記のノズル配置をして、高印字品質で、高精度に色を重ねることができる。
ヘッド走査を両方向印字として印刷の高速化を行う場合、各色の重ね合わせの順番が往路と復路で異なると、印字品質が十分でなくなり、色の重なりの精度が低下するが、本発明では、各色の重ね合わせの順番が往路と復路で同じなので、走査の往路と復路で色の重ね方が同じであり、上記のような問題は生じない。
In the droplet discharge head according to the present invention, the first droplet discharge portion, the second droplet discharge portion, the third droplet discharge portion, and the fourth droplet discharge portion may be one of the nozzle rows. These are arranged on the side, and these are the discharge chamber of the first droplet discharge portion, the discharge chamber of the second droplet discharge portion, the discharge chamber of the third droplet discharge portion, and the fourth droplet in the nozzle row direction. Repeatedly arranged in the order of the discharge chambers of the discharge unit, the first liquid is discharged from the nozzle holes of the discharge chamber of the first droplet discharge unit, and from the nozzle holes of the discharge chamber of the second droplet discharge unit The second liquid is discharged, the third liquid is discharged from the nozzle hole of the discharge chamber of the third droplet discharge section, and the fourth liquid is discharged from the nozzle hole of the discharge chamber of the fourth droplet discharge section. Is discharged, and the discharge liquid discharged from these nozzle holes forms a dot row in which the discharge chambers are repeated in the arrangement order of the discharge chambers in the nozzle row direction.
As a result, when the droplet discharge head is an inkjet head, the above-described nozzle arrangement can be arranged in four color nozzle arrangements so that colors can be superimposed with high print quality and high accuracy.
When speeding up printing with head scanning as bidirectional printing, if the order of superimposing colors differs between the forward path and the backward path, the print quality will be insufficient and the accuracy of color superposition will be reduced. Since the order of superimposing is the same in the forward path and the backward path, the color superposition is the same in the scanning forward path and the backward path, and the above problem does not occur.
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、前記積層された共通液滴室の間にダイアフラムが設けられたものである。
これにより、液滴吐出ヘッドの共通液滴室間の圧力干渉を防止することができる。
In the droplet discharge head according to the present invention, a diaphragm is provided between the stacked common droplet chambers.
Thereby, pressure interference between the common droplet chambers of the droplet discharge head can be prevented.
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、フェイスイジェクトタイプである。
これにより、液滴吐出ヘッドの薄板化が可能となる。
The droplet discharge head according to the present invention is a face eject type.
This makes it possible to reduce the thickness of the droplet discharge head.
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、エッジイジェクトタイプである。
これにより、液滴吐出ヘッドのノズル面平面形状の小型化が可能となる。また、ノズル連通流路が不要となり、流路抵抗を低減することが可能となる。
The droplet discharge head according to the present invention is an edge eject type.
As a result, the planar shape of the nozzle surface of the droplet discharge head can be reduced. Further, the nozzle communication channel is not necessary, and the channel resistance can be reduced.
本発明に係る液滴吐出装置は、複数のノズル孔からなるノズル列と、前記それぞれのノズル孔と連通する複数の吐出室と、前記各吐出室と連通され吐出室に液体を供給する複数の共通液滴室と、前記吐出室の底面に形成された振動板と、該振動板を変位させて前記吐出室の液体を前記ノズル孔から吐出させる駆動手段とを有し、前記複数の共通液滴室は積層して形成された積層構造とされ、それぞれの共通液滴室に対して複数の前記吐出室が連通されて複数の液滴吐出部が形成され、前記各液滴吐出部の吐出室が前記ノズル列方向に配置されるとともに、前記各液滴吐出部のそれぞれの吐出室に連通するノズル孔が一列に配列された液滴吐出ヘッドを備えたものである。
これにより、操作速度及び品質(印刷速度及び印刷品質)が向上するとともに、小型化した液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を提供することができる。
A droplet discharge device according to the present invention includes a plurality of nozzle rows including a plurality of nozzle holes, a plurality of discharge chambers communicating with the respective nozzle holes, and a plurality of discharge chambers connected to the discharge chambers and supplying liquid to the discharge chambers. A common droplet chamber; a diaphragm formed on a bottom surface of the discharge chamber; and driving means for displacing the diaphragm to discharge the liquid in the discharge chamber from the nozzle hole. The droplet chambers have a laminated structure formed by stacking, and a plurality of discharge chambers are formed in communication with each common droplet chamber to form a plurality of droplet discharge portions. A chamber is arranged in the nozzle row direction, and includes a droplet discharge head in which nozzle holes communicating with the discharge chambers of the droplet discharge portions are arranged in a row.
As a result, the operation speed and quality (printing speed and printing quality) can be improved, and a liquid droplet ejection apparatus including a miniaturized liquid droplet ejection head can be provided.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係るインクジェットヘッドの要部を示す分解斜視図、図2は図1に示したインクジェットヘッドの組み立て状態の平面説明図、図3は図2をイ−イ線で切断した状態の縦断面図である。なお、図1の分解斜視図は、図の手前側及び右側を一部省略した状態で示してある。
図1〜図3において、インクジェットヘッドは、ノズル基板10、リザーバ基板20、キャビティ基板30及び電極基板40の4つの基板を、この順に貼り合わせて4層構造としたものである。
以下、各基板の構成について詳述する。なお、説明にあっては、インクジェットヘッドのノズル列の一方の側(図1の奥側あるいは図2の右側に位置してインク圧力室を含んだ第1の列部A側)、及び他方の側(図1の手前側あるいは図2の左側に位置してインク圧力室を含んだ第2の列部B側)に分けて説明する。
1 is an exploded perspective view showing an essential part of an ink jet head according to
1 to 3, the inkjet head has a four-layer structure in which four substrates, a
Hereinafter, the configuration of each substrate will be described in detail. In the description, one side of the nozzle row of the inkjet head (the first row A side including the ink pressure chamber located on the back side in FIG. 1 or the right side in FIG. 2) and the other side This will be described separately on the side (the second row B side including the ink pressure chamber located on the near side in FIG. 1 or the left side in FIG. 2).
ノズル基板10はシリコン材から作製されている。ノズル基板10には多数のノズル孔11、110が所定の間隔(隣接するノズル孔が同じピッチで、以下1ピッチということがある)で一列に配設され、基板面に対し垂直に貫通されている。一列に配置されたノズル列の第1の列部A側に属するノズル孔11(第1のノズル孔11a,第2のノズル孔11b,第3のノズル孔11c,第4のノズル孔11d・・)と、ノズル列の第2の列部B側に属するノズル孔110(第1のノズル孔110a、第2のノズル孔110b,第3のノズル孔110c,第4のノズル孔110d・・)とは、直線上に交互に配置されている。すなわち、全体として、第1のノズル孔11a,第1のノズル孔110a、第2のノズル孔11b,第2のノズル孔110b,第3のノズル孔11c,第3のノズル孔110c,第4のノズル孔11d、第4のノズル孔110d・・の順に配置されている。そして、ノズル孔11を備えた第1の列部Aと、ノズル孔110を備えた第2の列部Bとは、ノズル列の両側に向かい合って配置されている。
なお、ノズル基板10には、第1のリザーバ(第1の共通インク室または共通液滴室)(後述)の上面位置に、吐出室(後述)間の圧力干渉を防止するための第1のダイアフラム12、第2のダイアフラム(図示せず)が設けられている。
The
The
リザーバ基板20はシリコン材から作製されている。リザーバ基板20の第1の列部A側には、リザーバ基板20を垂直に貫通し、ノズル基板10に設けたノズル孔11(第1のノズル孔11a,第2のノズル孔11b,第3のノズル孔11c,第4のノズル孔11d・・・)にそれぞれ独立して連通するこれらのノズル孔11よりも少し大きい径のノズル連通流路21(第1のノズル連通流路21a,第2のノズル連通流路21b,第3のノズル連通流路21c,第4のノズル連通流路21d・・・)が設けられている。
The
リザーバ基板20の第2の列部B側には、リザーバ基板20を垂直に貫通し、ノズル基板10に設けたノズル孔110(第1のノズル孔110a,第2のノズル孔110b,第3のノズル孔110c,第4のノズル孔110d・・・)にそれぞれ独立して連通するこれらのノズル孔110よりも少し大きい径のノズル連通流路210(第1のノズル連通流路210a,第2のノズル連通流路210b,第3の連通流路210c,第4の連通流路210d・・・)が設けられている。
なお、リザーバ基板20を貫通するノズル連通流路21、210は、ノズル基板10のノズル孔11、110とそれぞれ同軸上に設けられ、これによってインク滴が吐出する際に直進性が得られる。
On the second row portion B side of the
Note that the
また、リザーバ基板20の第1の列部A側には、ノズル連通流路21の一部(一つおきに配置される第1のノズル連通流路21a、第3のノズル連通流路21c・・・)が、キャビテイ基板30に設けられた吐出室2になる吐出凹部31の一部(一つおきに配置された第1の吐出凹部31a、第3の吐出凹部31c・・・)を介して連通する、第1のリザーバ(第1の共通インク室)3となる第1のリザーバ凹部22が形成されている。
Further, on the first row portion A side of the
第1のリザーバ3になる第1のリザーバ凹部22の底壁には、吐出室2の一部(吐出室2になる第1の吐出凹部31a、第3の吐出凹部31c・・・)にインクを供給するための供給口5(供給口5a・・・)と、外部から第1のリザーバ3にインクを供給するための第1のインク供給孔6の一部になる供給孔とが貫通されている。
なお、リザーバ基板20の第1のリザーバ凹部22の下面には、キャビティ基板30との接合面側が断面凹状に形成され、ダイアフラム23を形成する凹部23aが設けられている。
On the bottom wall of the
Note that, on the lower surface of the first
また、リザーバ基板20の第2の列部B側には、第1の列部A側と同様に、ノズル連通流路210の一部(一つおきに配置される第1のノズル連通流路210a、第3のノズル連通流路210c・・・)が、キャビテイ基板30に設けられた吐出室200になる吐出凹部310の一部(一つおきに配置された第1の吐出凹部310a、第3の吐出凹部310c・・・)(後述)を介して連通する、第1のリザーバ(第1の共通インク室)300となる第1のリザーバ凹部220が形成されている。
Further, on the second row portion B side of the
第1のリザーバ300になる第1のリザーバ凹部220の底壁には、吐出室200の一部(吐出室200になる第1の吐出凹部310a、第3の吐出凹部310c・・・)にインクを供給するための第1のインク供給孔60の一部になる供給孔とが貫通されている。
なお、リザーバ基板20の第1のリザーバ凹部220の下面には、第1の列部A側と同様にキャビティ基板30との接合面側が断面凹状に形成されており、ダイアフラムを形成する凹部(図示せず)が設けられている。
リザーバ基板20の全面にはインクによるシリコンの腐食を防ぐために、例えば熱酸化膜(SiO2 膜)からなるインク保護膜が形成されている(図示せず)。
On the bottom wall of the
Note that the lower surface of the
An ink protective film made of, for example, a thermal oxide film (SiO 2 film) is formed on the entire surface of the
キャビティ基板30はシリコン材から作製されている。キャビテイ基板30の第1の列部A側には、リザーバ基板20のノズル連通流路21(第1のノズル連通流路21a、第2のノズル連通流路21b、第3のノズル連通流路21c、第4の連通流路21d・・・)のそれぞれに独立して連通する吐出室2(第1の吐出室2a、第2の吐出室2b、第3の吐出室2c、第4の吐出室2d・・・)となる吐出凹部31(第1の吐出凹部31a,第2の吐出凹部31b,第3の吐出凹部31c,第4の吐出凹部31d・・・)が設けられている。
The
吐出凹部31の底壁には振動板7が設けられており、シリコンに高濃度のボロンを拡散することにより形成されるボロン拡散層により構成されている。振動板7をボロン拡散層とすることにより、ウエットエッチングでのエッチングストップを十分に働かせることができるので、振動板7の厚みや面荒れを精度よく調整することができる。
The
吐出凹部31の一部(一つおきに配置された第2の吐出凹部31b、第4の吐出凹部31d・・・)に対しては、供給口32を介して連通する第2のリザーバ(第2の共通インク室または共通液滴室)4になる第2のリザーバ凹部33が形成されている。
なお、第2のリザーバ凹部33の底壁には、外部から第2のリザーバ凹部33にインクを供給するための第2のインク供給孔34の一部となる供給孔が貫通されている。
A part of the discharge recesses 31 (second discharge recesses 31b, fourth discharge recesses 31d, etc. arranged every other one) is connected to the second reservoir (the second reservoir) via the
A supply hole that is a part of the second
また、第1の列部A側の吐出凹部31の他の部分(第2の吐出凹部31b、第4の吐出凹部31c・・・に対して一つおきに配置された第1の吐出凹部31a、第3の吐出凹部31d・・・)は、先のリザーバ基板20に設けた第1のリザーバ凹部22と供給口5(5a、5c・・・)を介して連通している。
Further, the first discharge recesses 31a are disposed alternately with respect to the other portions of the discharge recesses 31 on the first row A side (second discharge recesses 31b, fourth discharge recesses 31c,... , And the
キャビテイ基板30の第2の列部B側には、リザーバ基板20のノズル連通流路210(第1の連通流路210a、第2の連通流路210b、第3の連通流路210c、第4の連通流路210d・・・)のそれぞれに独立して連通する吐出室200(第1の吐出室200a、第2の吐出室200b、第3の吐出室200c、第4の吐出室200d・・・)となる吐出凹部310(第1の吐出凹部310a,第2の吐出凹部310b,第3の吐出凹部310c,第4の吐出凹部310d・・・)が設けられている。
吐出凹部310の底壁には振動板70が設けられており、シリコンに高濃度のボロンを拡散することにより形成されるボロン拡散層により構成されている。
On the side of the second row B of the
A
吐出凹部310の一部(一つおきに配置された第2の吐出凹部310b、第4の吐出凹部310d・・・)に対しては、供給口320を介して連通する第2のリザーバ(第2の共通インク室または共通液滴室)400になる第2のリザーバ凹部330が形成されている。
なお、第2のリザーバ凹部330の底壁には、外部から第2のリザーバ凹部330にインクを供給するための第2のインク供給孔340の一部となる供給孔が貫通されている。
A part of the discharge recesses 310 (the second discharge recesses 310b, the fourth discharge recesses 310d, etc. arranged every other one) is connected to the second reservoir (the first reservoir) via the supply port 320. A
A supply hole that is a part of the second
吐出凹部310の他の部分(第2の吐出凹部310b、第4の吐出凹部310d・・・に対して一つおきに配置された第1の吐出凹部310a、第3の吐出凹部310d・・・)は、リザーバ基板20に設けた第1のリザーバ凹部200と供給口50(50a、50c・・・)を介して連通している。
Other portions of the discharge recesses 310 (the
キャビティ基板30の下面には、例えばTEOS(Tetraethylorthosilicate Tetraethoxysilane:テトラエトキシシラン、珪酸エチル)を原料としたプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長法)によるSiO2 膜からなる絶縁膜が形成されている(図示せず)。この絶縁膜は、インクジェットヘッドの駆動時における絶縁破壊や短絡を防止するために設けられている。一方、キャビティ基板30の上面には、リザーバ基板20と同様のインク保護膜(図示せず)が形成されている。
キャビティ基板30には、第1の列部A側の第1のリザーバ3にインクを供給する第1のインク供給孔6の一部になる供給孔が設けられ、第2の列部B側の第1のリザーバ300にインクを供給する第1のインク供給孔60の一部になる供給孔が設けられている。
On the lower surface of the
The
リザーバ基板20の第1の列部A側の第1のリザーバ凹部22の下部に形成された前述の凹部23aは、キャビティ基板30の第2のリザーバ凹部33の開口側に位置しており、吐出室間の圧力干渉を防止するための第2のダイアフラム23を形成している。
また、リザーバ基板20の第2の列部B側の第1のリザーバ凹部220の下部に形成された前述の凹部(図示せず)は、キャビティ基板30の第2のリザーバ凹部330の開口側に位置しており、吐出室間の圧力干渉を防止するための第2のダイアフラム(図示せず)を形成している。これらのダイアフラム23等は、リザーバ基板20の裏面からのドライエッチングによってその厚みを調整することができる。
The
The aforementioned recess (not shown) formed in the lower portion of the
電極基板40はガラス材から作製されている。なかでも、キャビティ基板30のシリコン材と熱膨張係数の近い硼珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いるのが適している。硼珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いることにより、電極基板40とキャビティ基板30を陽極接合する際、両基板の熱膨張係数が近いため、電極基板40とキャビティ基板30との間に生じる応力を低減することができ、その結果、剥離等の問題を生じることなく、電極基板40とキャビティ基板30を強固に接合することができる。
The
電極基板40の第1の列部A側には、キャビティ基板30の振動板7に対向する表面の位置にそれぞれ電極凹部41が設けられ、電極基板40の第2の列部B側には、キャビティ基板30の振動板70に対向する表面の位置にそれぞれ電極凹部410が設けられ、これらはエッチングにより形成されている。
第1の列部A側の電極凹部41(41a、41b・・・)の底面、及び第2の列部Bの電極凹部410(410a、410b・・・)の底面には、それぞれ、ITO(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物)からなる個別電極8(8a、8b・・・)、及び個別電極80(80a、80b・・・)が、スパッタにより形成されている。したがって、第1の列部A側の振動板7と個別電極8、及び第2の列部B側の振動板70と個別電極80の間に形成されるエアギャップG(空隙)は、第1の列部A側の電極凹部41の深さと個別電極8の厚みにより、及び第2の列部B側の電極凹部410の深さと個別電極80の厚みにより決まることになる。このエアギャップGは、インクジェットヘッド1の吐出特性に大きく影響する。このエアギャップGの開放端部は、エポキシ接着剤等からなる封止材(図示せず)により気密に封止されている。
On the first row portion A side of the
On the bottom surface of the electrode recess 41 (41a, 41b ...) on the first row A side and the bottom surface of the electrode recess 410 (410a, 410b ...) on the second row B, ITO ( The individual electrodes 8 (8a, 8b...) And the individual electrodes 80 (80a, 80b...) Made of Indium Tin Oxide are formed by sputtering. Therefore, the air gap G (gap) formed between the
第1の列部A側の個別電極8の端子部85は、リザーバ基板20およびキャビティ基板30の端部が開口された電極取り出し部9側に露出しており、電極取り出し部9において、例えばドライバIC等の駆動制御回路が搭載されたフレキシブル配線基板(図示せず)が、各個別電極8の端子部85と、キャビティ基板30の端部に設けられた共通電極35とに接続されている。
第2の列部B側の個別電極80の端子部(図示せず)は、リザーバ基板20およびキャビティ基板30の端部が開口された電極取り出し部(図示せず)側に露出しており、電極取り出し部において、例えばドライバIC等の駆動制御回路が搭載されたフレキシブル配線基板(図示せず)が、各個別電極80の端子部(図示せず)と、キャビティ基板30の端部に設けられた共通電極(図示せず)とに接続されている。
また、電極基板40には、インクカートリッジ(図示せず)に接続されるインクの供給孔6,34の一部を構成する孔部が設けられている。
The
The terminal portions (not shown) of the
Further, the
次に、上記のように構成されたインクジェットヘッド1の動作について、図2、図3を用いて説明する。インクジェットヘッド1の第1の列部A側には、第1の液滴吐出部wが形成されて、外部のインクカートリッジ内のインク(例えばイエロ−Y)が、第1のインク供給孔6を通じて第1のリザーバ3内に供給され、個々の供給口5(5a、5c・・・)から、吐出室2(第1の吐出室2a、第3の吐出室2c・・・)、ノズル連通流路21(第1のノズル連通流路21a,第3のノズル連通流路21c・・・)を経て、ノズル孔11(第1のノズル孔11a、第3のノズル孔11c・・・)の先端まで満たされている。
また、第1の列部A側には、第2の液滴吐出部xが形成されて、外部の別のインクカートリッジ内のインク(例えばブラックK)が、第2のインク供給孔34を通じて第2のリザーバ4内に供給され、個々の供給口32(32b、32d・・・)から、それぞれの吐出室2(第2の吐出室2b、第4の吐出室2d・・・)、ノズル連通流路21(第2のノズル連通流路21b、第4のノズル連通流路21d・・・)を経て、ノズル孔11(第2のノズル孔11b、第4のノズル孔11d・・・)の先端まで満たされている。
Next, the operation of the
In addition, a second droplet discharge portion x is formed on the first row portion A side, and ink (for example, black K) in another external ink cartridge passes through the second
さらに、第2の列部B側には、第3の液滴吐出部yが形成されて、外部の別のインクカートリッジ内のインク(例えばシアンC)が、第1のインク供給孔60を通じて第1のリザーバ300内に供給され、個々の供給口50(50a、50c・・・)から、それぞれの吐出室200(第1の吐出室200a、第3の吐出室200c・・・)、ノズル連通流路210(第1のノズル連通流路210a,第3のノズル連通流路210c・・・)を経て、ノズル孔110(第1のノズル孔110a、第3のノズル孔110c・・・)の先端まで満たされている。
また、第2の列部B側には、第4の液滴吐出部zが形成されて、外部の別のインクカートリッジ内のインク(例えばマゼンタM)が、第2のインク供給孔340を通じて第2のリザーバ400内に供給され、個々の供給口320(320b、320d・・・)から、それぞれの吐出室200(第2の吐出室200b、第4の吐出室200d・・・)、ノズル連通流路210(第2のノズル連通流路210b、第4のノズル連通流路210d・・・)を経て、ノズル孔110(第2のノズル孔110b、第4のノズル孔110d・・・)の先端まで満たされている。
Further, a third droplet discharge portion y is formed on the second row portion B side, and ink (for example, cyan C) in another external ink cartridge passes through the first
In addition, a fourth droplet discharge portion z is formed on the second row portion B side, and the ink (for example, magenta M) in another external ink cartridge passes through the second
上記のようにインクが充填された状態で、駆動制御回路により、第1の列部A側の個別電極8及び第2の列部B側の個別電極80に駆動信号(パルス電圧)を供給すると、個別電極8、80には駆動制御回路からパルス電圧が印加され、個別電極8、80をプラスに帯電させ、一方、これに対応する振動板7、70はマイナスに帯電する。このとき、個別電極8、80と振動板7、70と間に静電気力(クーロン力)が発生するため、この静電気力により振動板7、70は個別電極8、80側に引き寄せられて撓む。これによって、吐出室2、200の容積が増大する。次に、パルス電圧をオフにすると、上記静電気力がなくなり、振動板7、70はその弾性力により元に戻り、その際、吐出室2、200の容積が急激に減少するため、そのときの圧力により、吐出室2、200内のインクの一部がノズル孔11、110から吐出される。
When a drive signal (pulse voltage) is supplied to the
こうして、第1の列部A側の第1の液滴吐出部wの吐出室2(第1の吐出室2a、第3の吐出室2c・・・)内のインク(イエローY)は、ノズル連通流路21(第1のノズル連通流路21a、第3のノズル連通流路21c・・・)を通過し、インク滴となってノズル孔11(第1のノズル孔11a、第3のノズル孔11c・・・)から吐出される。
また、第1の列部A側の第2の液滴吐出部xの吐出室2(第2の吐出室2b、第4の吐出室2d・・・)内のインク(ブラックK)は、ノズル連通流路21(第2のノズル連通流路21b、第4のノズル連通流路21d・・・)を通過し、インク滴となってノズル孔11(第2のノズル孔11b、第4のノズル孔11d・・・)から吐出される。
Thus, the ink (yellow Y) in the discharge chamber 2 (the
The ink (black K) in the discharge chamber 2 (
さらに、第2の列部B側の第3の液滴吐出部yの吐出室200(第1の吐出室200a、第3の吐出室200c・・・)内のインク(シアンC)は、ノズル連通流路210(第1のノズル連通流路210a、第3のノズル連通流路210c・・・)を通過し、インク滴となってノズル孔110(第1のノズル孔110a、第3のノズル孔110c・・・)から吐出される。
また、第2の列部B側の第4の液滴吐出部zの吐出室200(第2の吐出室200b、第4の吐出室200d・・・)内のインク(マゼンタM)は、ノズル連通流路210(第2のノズル連通流路210b、第4のノズル連通流路210d・・・)を通過し、インク滴となってノズル孔110(第2のノズル孔110b、第4のノズル孔110d・・・)から吐出される。
Further, the ink (cyan C) in the discharge chamber 200 (
Further, the ink (magenta M) in the discharge chamber 200 (
そして、再びパルス電圧が印加され、第1の列部A側の振動板7が個別電極8側に撓むことにより、第1の液滴吐出部wのインク(イエローY)が、第1のリザーバ3から供給口5(5a、5c・・・)を通って、吐出室2(第1の吐出室2a、第3の吐出室2c・・・)内に補給される。また、第2の液滴吐出部xのインク(ブラックK)が、第2のリザーバ4から供給口32(32b、32d・・・)を通って、吐出室2(第2の吐出室2b、第4の吐出室2d・・・)内に補給される。
また、第2の列部B側の振動板70が個別電極80側に撓むことにより、第3の液滴吐出部yのインク(シアンC)が、第1のリザーバ300から供給口50(50a、50c・・・)を通って、吐出室200(第1の吐出室200a、第3の吐出室200c・・・)内に補給される。また、第4の液滴吐出部zのインク(マゼンタM)が、第2のリザーバ400から供給口320(320b、320d・・・)を通って、吐出室200(第2の吐出室200b、第4の吐出室200d・・・)内に補給される。
Then, the pulse voltage is applied again, and the
Further, the
こうして、図4に示すように、第1の列部A側の第1の液滴吐出部wのノズル孔11(第1のノズル孔11a、第3のノズル孔11c・・・)からは、イエローY1,Y3・・・が吐出され、第2の液滴吐出部xのノズル孔11(第2のノズル孔11b、第4のノズル孔11d・・・)からはブラックK2、K4・・・が吐出されて、紙面上には、列線方向に交互に異なった色彩のドット列(Y1,K2、Y3、K4・・・)が形成される。
また、第2の列部B側の第3の液滴吐出部yのノズル孔110(第1のノズル孔110a、第3のノズル孔110c・・・)からはシアンC1,C3・・・が吐出され、第4の液滴吐出部zのノズル孔110(第2のノズル孔110b、第4のノズル孔110d・・・)からはマゼンタM2,M4・・・が吐出されて、紙面上には、列線方向に交互に異なった色彩のドット列(C1,M2、C3、M4・・・)が形成される。
Thus, as shown in FIG. 4, from the nozzle holes 11 (
Further, cyan C1, C3,... Are generated from the nozzle holes 110 (
上記の場合、第1の列部A側のノズル孔11と第2の列部B側のノズル孔110とは、それぞれ列部において、列方向に2ピッチの間隔で設けられており、紙面上に形成された第1の列部A側のドット列のY1、K2、Y3、K4・・・のドットと、第2の列部B側のドット列のC1,M2、C3、M4・・・のドットとは、列方向に互いに1ピッチずれた状態で形成されている。 In the above case, the nozzle holes 11 on the first row portion A side and the nozzle holes 110 on the second row portion B side are respectively provided in the row direction at intervals of 2 pitches in the row direction. The dots Y1, K2, Y3, K4... Of the first row A side dot row and the C1, M2, C3, M4. The dots are formed in a state shifted by 1 pitch in the row direction.
図5により詳述すると、図の左側は、第2の列部B側によるドット列であり、シアンC1、マゼンタK2、シアンC3、マゼンタK4・・・のドットが列方向に2ピッチずれた状態で交互に重複する。図の右側は、第2の列部B側に対してノズル位置が列方向に1ピッチずれた第1の列部A側によるドット列であり、イエローY1、ブラックK2、イエローY3・・・のドットが列方向に交互に2ピッチずれた状態で重複する。それぞれの列部A、Bにおけるドットの大きさは、列方向に隣接する他色のドット中心までの距離が円半径となる大きさ(2ピッチずれた状態)となる。 More specifically with reference to FIG. 5, the left side of the figure is a dot row on the second row B side, and the dots of cyan C1, magenta K2, cyan C3, magenta K4... Are shifted by 2 pitches in the row direction. Overlapping alternately. The right side of the figure is a dot row on the first row portion A side where the nozzle position is shifted by one pitch in the row direction with respect to the second row portion B side, and yellow Y1, black K2, yellow Y3. The dots overlap in a state where they are alternately shifted by 2 pitches in the row direction. The size of the dots in each of the row portions A and B is such that the distance to the dot centers of other colors adjacent in the row direction becomes a circle radius (a state shifted by 2 pitches).
そして、第1の列部A側における列線と第2の列部B側における列線は、図5において、理解を容易にするため2本の列線として平行に独立させて記載したが、実際には、第1の列部A側におけるノズル孔11と、第2の列部B側におけるノズル孔110とは、図6に示すように、一列に配置されている、すなわち同一直線上に配置されており、図5に示したこれらの列線は、図6に示すように重なり合う同一の列線である。よって、第1の列部A側及び第2の列部B側におけるドット列は、図6に示すように、同一の直線上に位置し、イエローY1、シアンC1、ブラックK2、マゼンタM2、イエローY3、シアンC3、ブラックK4・・・のように、同一直線上に1ピッチの間隔で配置される。こうして、同一直線上に4色のノズル配色が行われ、フルカラーが実現される。 And the column line on the first column part A side and the column line on the second column part B side are described in parallel independently as two column lines in FIG. Actually, the nozzle holes 11 on the first row portion A side and the nozzle holes 110 on the second row portion B side are arranged in a line as shown in FIG. 6, that is, on the same straight line. These column lines shown in FIG. 5 are the same column lines that overlap as shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 6, the dot rows on the first row portion A side and the second row portion B side are located on the same straight line, and yellow Y1, cyan C1, black K2, magenta M2, yellow Like Y3, cyan C3, black K4,..., They are arranged on the same straight line at intervals of one pitch. In this way, four colors of nozzles are arranged on the same straight line, and a full color is realized.
上記のようにして、紙面の列線上に4色のノズル配色が交互に形成されるが、上記の配色はヘッドが移動する方向(図2の左右方向、図6の左右方向)のおいての一場面であり、ヘッドは上記のような(図6のような)ドット列を形成しつつ、図2(図6)の左右方向に移動する。
図6の一方向(例えば図の右側方向)に移動したのち、端部において方向を変え、逆方向(図6の左側方向)に移動する。
この際、紙面はヘッドの移動方向とは直行する方向に移動している。
As described above, the four nozzle color schemes are alternately formed on the line of the paper. The above color schemes are in the direction in which the head moves (the horizontal direction in FIG. 2 and the horizontal direction in FIG. 6). This is one scene, and the head moves in the left-right direction in FIG. 2 (FIG. 6) while forming the dot row as shown above (as in FIG. 6).
After moving in one direction of FIG. 6 (for example, the right side of the figure), the direction is changed at the end and moved in the opposite direction (left side of FIG. 6).
At this time, the paper surface moves in a direction perpendicular to the moving direction of the head.
実施の形態1によれば、図2に示すように、向かい合う2列の吐出室(第1の列部A側の吐出室2と第2の列部B側の吐出室200)が千鳥状に配置され、それぞれの吐出室2,200に連通するノズル11、100は、一列に配置されているので、図6に示すように、1走査でフルカラー表現(3色コンポジット+ブラック)が可能となる。そして、ヘッド走査を両方向印字として行う場合、図6に示すように、各色の重ね合わせが走査の往路と復路で異なることはなく、各色の重ね合わせの順番が常に一定になる。こうして、4色のノズル配色において、両方向印字であっても高印字品質となり、高精度に色(着弾液滴)を重ねることができ、印刷品質が向上し、高画質を実現することができ、インクジェットヘッドを小型化することが可能となる。
また、2つのリザーバ3,4に接してダイアフラム12、23を設けたので、吐出室2間の圧力干渉を防止することができる。
さらに、フェイスイジェクトタイプのインクジェットヘッドにおいて上記の構造を採用したため、インクジェットヘッドの薄型化が可能となる。
According to the first embodiment, as shown in FIG. 2, two rows of discharge chambers (the
In addition, since the
Further, since the above structure is adopted in the face eject type ink jet head, the ink jet head can be made thin.
実施の形態2.
図7は本発明の実施の形態2に係るインクジェットヘッドの平面説明図、図8は図7をロ−ロ線で切断した状態の縦断面図である。
実施の形態1では、向かい合う2列の吐出室が千鳥状に配置され、それぞれの吐出室に連通するノズルは一列に配置されて、それぞれの列側に属する2つの共通インク室が積層構造として配置されている2列4色の2列構造である場合を示したが、実施の形態2では、液滴吐出室が一列に配置され、それぞれの吐出室に連通するノズルは一列に配置されて、4つの共通インク室が積層構造として配置された1列4色の片列構造としたものである。そして、かかるインクジェットヘッドは、ノズル基板10、第3のリザーバ基板20a、第2のリザーバ基板20b、第1のリザーバ基板20c、キャビティ基板30及び電極基板40の4つの基板を、この順に貼り合わせた6層構造によって構成したものである。
以下、各基板の構成について詳述する。
FIG. 7 is an explanatory plan view of an ink jet head according to
In
Hereinafter, the configuration of each substrate will be described in detail.
ノズル基板10はシリコン材から作製されている。ノズル基板10には多数のノズル孔11(第1のノズル孔11a,第2のノズル孔11b,第3のノズル孔11c,第4のノズル孔11d、第5のノズル孔11e,第6のノズル孔11f,第7のノズル孔11g,第8のノズル孔11h・・・)が、同じピッチで一列に配置され、基板面に対し垂直に貫通されている。
The
リザーバ基板20は、シリコン材から作製されている。実施の形態2では、リザーバ基板20は3つの基板を積層してなり、ノズル基板10側より、第3のリザーバ基板20a、第2のリザーバ基板20b、第1のリザーバ基板20cの順序で積層してある。
第1、第2、第3のリザーバ基板20c、20b、20aには、これらを垂直に貫通し、ノズル基板10に設けたノズル孔11(第1のノズル孔11a,第2のノズル孔11b,第3のノズル孔11c,第4のノズル孔11d・・・)にそれぞれ独立して連通するノズル孔11よりも少し大きい径のノズル連通流路21(第1の連通流路21a,第2の連通流路21b,第3の連通流路21c,第4の連通流路21d・・・)が設けられている。
The
The first, second, and
第1のリザーバ基板20cには、ノズル連通流路21の一部(第2のノズル連通流路21b、それより順次3つおきに配置された第6の連通流路21f・・・)が、キャビテイ基板30に設けられた吐出室2(3つおきに配置された第2の吐出室2b、第6の吐出室2f・・・)を介して連通する第2のリザーバ(第2の共通インク室)3cが形成されている。そして、第2のリザーバ3cの底壁には、吐出室2の一部(第2の吐出室2b、第6の吐出室2f・・・)にインクを供給するための供給口5(5b、5f・・・)と、外部から第1のリザーバ3cにインクを供給するための第2のインク供給口6cの一部になる供給孔とが貫通されている。
In the first reservoir substrate 20c, a part of the nozzle communication channel 21 (second
第2のリザーバ基板20bには、ノズル連通流路21の一部(第4の連通流路21d、それより順次3つおきに配置された第8の連通流路21h・・・)が、キャビテイ基板30に設けられた吐出室2(3つおきに配置された第4の吐出室2d、第8の吐出室2h・・・)を介して連通する中央リザーバ(中央の共通インク室)3bが形成されている。そして、第2のリザーバ2の底壁には、吐出室2の一部(第4の吐出室2d、第8の吐出室2h・・・)にインクを供給するための供給口5(5d、5h・・・)と、外部から中央リザーバ3bにインクを供給するための中央インク供給口6bの一部になる供給孔とが貫通されている。
In the
第3のリザーバ基板20aには、ノズル連通流路21の一部(第1のノズル連通流路21a、それより順次3つおきに配置された第5のノズル連通流路21e・・・)が、キャビテイ基板30に設けられた吐出室2(3つおきに配置された第1の吐出室2a、第5の吐出室2e・・・)を介して連通する上部リザーバ(上部の共通インク室)3aが形成されている。そして、上部リザーバ3aの底壁には、吐出室2の一部(第1の吐出室2a、第5の吐出室2e・・・)にインクを供給するための供給口5a、5e・・・と、外部から上部リザーバ3aにインクを供給するための上部インク供給口6aの一部になる供給孔とが貫通されている。
In the
キャビティ基板30はシリコン材から作製されている。キャビテイ基板30には、リザーバ基板20のノズル連通流路21のそれぞれに独立して連通する吐出室(インク圧力室)2(第1の吐出室2a、第2の吐出室2b、第3の吐出室2c、第4の吐出室2d・・・)が設けられている。
吐出室2の底壁には振動板7が設けられており、シリコンに高濃度のボロンを拡散することにより形成されるボロン拡散層により構成されている。
The
A
吐出室2の一部(一つおきに配置された第3の吐出室2c、第7の吐出室2g・・・)に対しては、供給口32(32c、32g・・・)を介して連通する第1のリザーバ(第1の共通インク室または共通液滴室)4が形成されている。
なお、第1のリザーバ4の底壁には、外部から第1のリザーバ4にインクを供給するための第1のインク供給口34の一部となる供給孔が貫通されている。
A part of the discharge chamber 2 (the
The bottom wall of the
キャビティ基板30の下面には、例えばTEOS(Tetraethylorthosilicate Tetraethoxysilane:テトラエトキシシラン、珪酸エチル)を原料としたプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長法)によるSiO2 膜からなる絶縁膜が形成されている(図示せず)。一方、キャビティ基板30の上面には、リザーバ基板20と同様のインク保護膜(図示せず)が形成されている。
On the lower surface of the
電極基板40はガラス材から作製されている。
電極基板40には、キャビティ基板30の振動板7に対向する表面の位置にそれぞれ電極凹部41が設けられ、各電極凹部41の底面には、一般に、ITO(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物)からなる個別電極8が、スパッタにより形成されている。
個別電極8の端子部85は、リザーバ基板20およびキャビティ基板30の端部が開口された電極取り出し部9側に露出しており、電極取り出し部9において、例えばドライバIC等の駆動制御回路が搭載されたフレキシブル配線基板(図示せず)が、各個別電極8の端子部85と、キャビティ基板30の端部に設けられた共通電極35とに接続されている。
また、電極基板40には、それぞれのインクカートリッジ(図示せず)に接続されるインク供給口34、6c、6b、6aの一部となる供給孔が貫通している。
The
The
The
In addition, the
上記のように構成されたインクジェットヘッドの動作について、図7、図8を用いて説明する。インクジェットヘッド1には、第1の液滴吐出部sが形成されて、外部のインクカートリッジ内のインク(例えばイエロ−Y)が、上部インク供給孔6aを通じて上部リザーバ3a内に供給され、個々の供給口5(5a,5e・・・)から、吐出室2(第1の吐出室2a、第5の吐出室2e・・・)、ノズル連通流路21(第1の連通流路21a,第5の連通流路21e・・・)を経て、ノズル孔11(第1のノズル孔11a、第5のノズル孔11e・・・)の先端まで満たされている。
The operation of the ink jet head configured as described above will be described with reference to FIGS. The
また、第2の液滴吐出部tが形成されて、外部の別のインクカートリッジ内のインク(例えばシアンC)が、第1のインク供給孔6cを通じて第1のリザーバ3c内に供給され、個々の供給口5(5b、5f・・・)から、それぞれの吐出室2(第2の吐出室2b、第6の吐出室2f・・・)、ノズル連通流路21(第2のノズル連通流路21b,第6のノズル連通流路21f・・・)を経て、ノズル孔11(第2のノズル孔11b、第6のノズル孔11f・・・)の先端まで満たされている。
In addition, the second droplet discharge portion t is formed, and the ink (for example, cyan C) in another external ink cartridge is supplied into the first reservoir 3c through the first
さらに、第3の液滴吐出部uが形成されて、外部の別のインクカートリッジ内のインク(例えばブラックK)が、第2のインク供給孔34を通じて第2のリザーバ4内に供給され、供給口32(32c、32g・・・)から、それぞれの吐出室2(第3の吐出室2c、第7の吐出室2g・・・)、ノズル連通流路21(第3のノズル連通流路21c、第7のノズル連通流路21g・・・)を経て、ノズル孔11(第3のノズル孔11c、第7のノズル孔11g・・・)の先端まで満たされている。
Further, the third droplet discharge unit u is formed, and the ink (for example, black K) in another external ink cartridge is supplied into the
また、第4の液滴吐出部vが形成されて、外部の別のインクカートリッジ内のインク(例えばマゼンタM)が、中央インク供給孔6bを通じて中央リザーバ3b内に供給され、供給口5(5d、5h・・・)から、それぞれの吐出室2(第4の吐出室2d、第8の吐出室2h・・・)、ノズル連通流路21(第4の連通流路21d、第8のノズル連通流路21h・・・)を経て、ノズル孔11(第4のノズル孔11d、第8のノズル孔11h・・・)の先端まで満たされている。
In addition, a fourth droplet discharge portion v is formed, and ink (for example, magenta M) in another external ink cartridge is supplied into the
こうして、第1の液滴吐出部sの吐出室2(第1の吐出室2a、第5の吐出室2e・・・)内のインク(イエローY)は、ノズル連通流路21(第1のノズル連通流路21a、第5のノズル連通流路21e・・・)を通過し、インク滴となってノズル孔11(第1のノズル孔11a、第5のノズル孔11e・・・)から吐出される。
また、第2の液滴吐出部tの吐出室2(第2の吐出室2b、第6の吐出室2f・・・)内のインク(シアンC)は、ノズル連通流路21(第2の連通流路21b、第6の連通流路21f・・・)を通過し、インク滴となってノズル孔11(第2のノズル孔11b、第6のノズル孔11f・・・)から吐出される。
Thus, the ink (yellow Y) in the discharge chamber 2 (
Further, the ink (cyan C) in the discharge chamber 2 (
また、第3の液滴吐出部uの吐出室2(第3の吐出室2c、第7の吐出室2g・・・)内のインク(ブラックK)は、ノズル連通流路21(第3のノズル連通流路21c、第7のノズル連通流路21g・・・)を通過し、インク滴となってノズル孔11(第3のノズル孔11c、第7のノズル孔11g・・・)から吐出される。
また、第4の液滴吐出部vの吐出室2(第4の吐出室2d、第8の吐出室2h・・・)内のインク(マゼンタM)は、ノズル連通流路21(第4のノズル連通流路21c、第8のノズル連通流路21h・・・)を通過し、インク滴となってノズル孔11(第4のノズル孔11c、第8のノズル孔11h・・・)から吐出される。
Further, the ink (black K) in the discharge chamber 2 (
Further, the ink (magenta M) in the discharge chamber 2 (
実施の形態2によれば、図7、図8に示すように、吐出室2が一列に配置され、それぞれの吐出室2に連通するノズル11は一列に配置されて、4つの共通インク室4、3c、3b、3aが積層構造として配置された1列4色の片列構造にしたので、1走査でフルカラー表現(3色コンポジット+ブラック)が可能となる。そして、ヘッド走査を両方向印字として行う場合、ノズル11は一列に配置されているので、各色の重ね合わせが走査の往路と復路で異なることはなく、各色の重ね合わせの順番が常に一定になる。こうして、4色のノズル配色において、両方向印字であっても高印字品質となり、高精度に色(着弾液滴)を重ねることができ、印刷品質が向上し、高画質を実現することができ、インクジェットヘッドを小型化することができる。
According to the second embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, the
なお、上記の説明ではフェイスイジェクトタイプのインクジェットヘッドについて説明示したが、エッジイジェクトタイプのインクジェットヘッドに適用することもできる。
エッジイジェクトタイプのインクジェットヘッドによれば、ノズル基板10の平面形状を小型化することが可能となる。また、フェイスイジェクトタイプにおいて不可欠なノズル連通流路21が不要になるため、流路抵抗を低減することが可能となる。
In the above description, the face eject type ink jet head has been described. However, the present invention can also be applied to an edge eject type ink jet head.
According to the edge eject type inkjet head, the planar shape of the
実施の形態3.
図9は実施の形態3に係るインクジェットプリンタの斜視図、図10は図9の要部の斜視図である。
図9、図10において、インクジェットプリンタ150は、被印刷物であるプリント紙160が支持されるドラム151と、プリント紙160にインクを吐出して記録を行うインクジェットヘッド152とによって主に構成されている。
また、インクジェットヘッド152にインクを供給するためのインク供給手段がある(図示せず)。プリント紙160は、ドラム151の軸方向に平行に設けられた紙圧着ローラ153により、ドラム151に圧着して保持される。そして、送りネジ154がドラム151の軸方向に平行に設けられ、インクジェットヘッド152が保持されている。送りネジ154が回転することによって、インクジェットヘッド152がドラム151の軸方向に移動するようになっている。
FIG. 9 is a perspective view of the ink jet printer according to
9 and 10, the
There is an ink supply means (not shown) for supplying ink to the
一方、ドラム151は、ベルト155等を介してモータ156により回転駆動される。また、プリント制御手段157は、印画データ及び制御信号に基づいて送りネジ154及びモータ156を駆動させ、また、ここでは図示していないが、発振駆動回路を駆動させて振動板7を振動させ、制御をしながらプリント紙160に印刷を行う。
On the other hand, the
上記の説明では、液体をインクとしてプリント紙160に吐出するようにしているが、液滴吐出ヘッドから吐出する液体は上記のインクに限定されるものではない。
例えば、カラーフィルタとなる基板に吐出させる用途においては、カラーフィルタ用の顔料を含む液体、有機化合物等の電界発光素子を用いた表示パネル(OLED等)の基板に吐出させる用途においては、発光素子となる化合物を含む液体、基板上に電気配線する用途においては、例えば導電性金属を含む液体を、それぞれの装置において設けられた液滴吐出ヘッドから吐出させるようにしてもよい。
In the above description, liquid is ejected as ink onto the
For example, in an application to be discharged onto a substrate to be a color filter, a light emitting element is used in an application to be discharged onto a substrate of a display panel (OLED or the like) using an electroluminescent element such as a liquid containing a color filter pigment or an organic compound. For example, a liquid containing a compound and a liquid containing a conductive metal may be discharged from a droplet discharge head provided in each device.
また、液滴吐出ヘッドをディスペンサとし、生体分子のマイクロアレイとなる基板に吐出する用途に用いる場合では、DNA(Deoxyribo Nucleic Acids :デオキシリボ核酸)、他の核酸(例えば、Ribo Nucleic Acid:リボ核酸、Peptide Nucleic Acids:ペプチド核酸等)、タンパク質等のプローブを含む液体を吐出させるようにしてもよい。その他、布等の染料の吐出等にも利用することができる。 In addition, when the droplet discharge head is used as a dispenser and used for discharging onto a substrate that is a microarray of biomolecules, DNA (Deoxyribo Nucleic Acids: deoxyribonucleic acid), other nucleic acids (for example, Ribo Nucleic Acid: ribonucleic acid, Peptide Nucleic Acids: peptide nucleic acids, etc.), and liquids containing probes such as proteins may be discharged. In addition, it can also be used for discharging dyes such as cloth.
2、200 吐出室、3、3a、3b、3c、4、300、400 リザーバ(共通液滴室)、7,70 振動板、8、80 個別電極、10 ノズル基板、11、110 ノズル孔、12、23 ダイアフラム、20、20a、20b、20c リザーバ基板、30 キャビティ基板、40 電極基板、A 第1の列部、B 第2の列部、s、t、u、v、w、x、y、z 液滴吐出部。
2,200 Discharge chamber, 3, 3a, 3b, 3c, 4, 300, 400 Reservoir (common droplet chamber), 7,70 Vibration plate, 8, 80 Individual electrode, 10 Nozzle substrate, 11, 110 Nozzle hole, 12 , 23 Diaphragm, 20, 20a, 20b, 20c Reservoir substrate, 30 Cavity substrate, 40 Electrode substrate, A 1st row portion, B 2nd row portion, s, t, u, v, w, x, y, z Droplet discharge unit.
Claims (12)
前記複数の共通液滴室は積層して形成された積層構造とされ、
それぞれの共通液滴室に対して複数の吐出室が連通されて複数の液滴吐出部が形成され、
前記各液滴吐出部の吐出室が前記ノズル列方向に配置されるとともに、前記各液滴吐出部のそれぞれの吐出室に連通するノズル孔が一列に配列されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。 A nozzle row composed of a plurality of nozzle holes, a plurality of discharge chambers communicating with the respective nozzle holes, a plurality of common droplet chambers communicating with each of the discharge chambers and supplying a liquid to the discharge chambers, A vibration plate formed on the bottom surface, and driving means for displacing the vibration plate to discharge the liquid in the discharge chamber from the nozzle hole,
The plurality of common droplet chambers has a stacked structure formed by stacking,
A plurality of discharge chambers communicate with each common droplet chamber to form a plurality of droplet discharge portions,
A droplet discharge device characterized in that discharge chambers of the droplet discharge portions are arranged in the nozzle row direction, and nozzle holes communicating with the discharge chambers of the droplet discharge portions are arranged in a line. head.
前記複数の共通液滴室は積層して形成された積層構造とされ、
それぞれの共通液滴室に対して複数の吐出室が連通されて複数の液滴吐出部が形成され、
前記各液滴吐出部の吐出室が前記ノズル列方向に配置されるとともに、前記各液滴吐出部のそれぞれの吐出室に連通するノズル孔が一列に配列された液滴吐出ヘッド、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
A nozzle row composed of a plurality of nozzle holes, a plurality of discharge chambers communicating with the respective nozzle holes, a plurality of common droplet chambers communicating with each of the discharge chambers and supplying a liquid to the discharge chambers, A vibration plate formed on the bottom surface, and driving means for displacing the vibration plate to discharge the liquid in the discharge chamber from the nozzle hole,
The plurality of common droplet chambers has a stacked structure formed by stacking,
A plurality of discharge chambers communicate with each common droplet chamber to form a plurality of droplet discharge portions,
A droplet discharge head in which discharge chambers of the droplet discharge units are arranged in the nozzle row direction, and nozzle holes communicating with the discharge chambers of the droplet discharge units are arranged in a line;
A droplet discharge apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006220332A JP2008044170A (en) | 2006-08-11 | 2006-08-11 | Liquid droplet jet head and liquid droplet jet device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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ID=39178371
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017013847A1 (en) * | 2015-07-21 | 2017-01-26 | セイコーエプソン株式会社 | Line-type ink jet printer and line head |
-
2006
- 2006-08-11 JP JP2006220332A patent/JP2008044170A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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