JP2012250484A

JP2012250484A - Liquid droplet ejection head, and image forming apparatus

Info

Publication number: JP2012250484A
Application number: JP2011125736A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Shingyouchi; 充新行内; Masanori Kato; 将紀加藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2012-12-20

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid droplet ejection head and an image forming apparatus, which make ejection failure and insufficiency of supply less likely to occur and are highly reliable.SOLUTION: The opening shape of a hole in a filter part provided in a channel between a common liquid chamber and a pressurized liquid chamber is made approximately triangular. The hole of the filter part is formed so that the inner diameter of a virtual inscribed circle of the approximate triangle may be smaller than a nozzle diameter. This enables a vibration plate filter to prevent invasion into the pressurized liquid chamber. Also, by virtue of the approximately triangular shape of the opening shape of the hole, the length of its circumference can be increased. This makes it easy to break a film of foreign matter adhering to the hole.

Description

本発明は、複数のノズルから記録媒体にインク滴を吐出して文字や画像等を記録する液滴吐出ヘッド、及び、これを用いて各ノズルから記録材に対して液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid droplet ejection head that ejects ink droplets from a plurality of nozzles onto a recording medium to record characters, images, and the like, and an image obtained by ejecting liquid droplets from each nozzle onto a recording material. The present invention relates to an image forming apparatus for forming the image.

この種の液滴吐出ヘッドは、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置のインクジェット記録ヘッドとして用いられる。ここでいう画像形成装置は、記録材上に画像を形成するものであるが、その記録材の材質は紙に限定されるものではなく、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等のあらゆる記録材に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。そして、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を記録材に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を記録材に付与する（単に液滴を吐出する）ことをも意味する。また、液滴として吐出される液体は、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。 This type of droplet discharge head is used as, for example, an inkjet recording head of an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a plotter. The image forming apparatus here forms an image on a recording material, but the material of the recording material is not limited to paper, and is a thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, It means an apparatus for forming an image by discharging a liquid onto any recording material such as wood or ceramics. Image formation not only applies an image having a meaning such as a character or a figure to a recording material, but also applies an image having no meaning such as a pattern to the recording material (simply ejects a droplet). ) Also means. The liquid ejected as droplets is not limited to so-called ink, and is not particularly limited as long as it becomes liquid when ejected, and includes, for example, DNA samples, resists, pattern materials, and the like. It is.

画像形成装置の一例であるインクジェット記録装置におけるインクジェット記録ヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する加圧液室と、この加圧液室内を昇圧するエネルギーを発生するアクチュエータ手段とを備えている。そして、アクチュエータ手段を駆動することで加圧液室内を昇圧してノズルからインク滴を吐出させるものであり、記録の必要なときにのみインク滴を吐出するインク・オン・デマンド方式のものが主流である。また、インクジェット記録ヘッドのノズルは数十［μｍ］の大きさの非常に小さい内径で形成されており、加圧液室へ異物が混入すると異物がノズルに詰まり吐出不良の原因となる。インクジェット記録ヘッドは近年の高速化への対応としてノズル数の増加が求められ、ノズルの大きさもより小さくなり異物がノズルに詰まる可能性が高まる。これらにより、異物が加圧液室に混入することを防止する異物除去手段の必要性は益々高まっている。異物が異物除去手段を通過してノズル近傍に到達した場合は不安定な吐出動作を回復させるため空吐出などの維持回復動作を行うことになる。 An ink jet recording head in an ink jet recording apparatus, which is an example of an image forming apparatus, includes a nozzle that ejects ink droplets, a pressurized liquid chamber that communicates with the nozzle, and an actuator unit that generates energy for boosting the pressure liquid chamber. It has. The actuator means is driven to boost the pressure in the pressurized liquid chamber and eject ink droplets from the nozzles. Ink-on-demand systems, which eject ink droplets only when recording is required, are the mainstream. It is. Further, the nozzles of the ink jet recording head are formed with a very small inner diameter of several tens of [μm], and if foreign matter enters the pressurized liquid chamber, the foreign matter will clog the nozzle and cause discharge failure. Ink jet recording heads are required to increase the number of nozzles in response to the recent increase in speed, and the size of the nozzles becomes smaller, and the possibility that foreign matter will clog the nozzles increases. As a result, the need for foreign matter removing means for preventing foreign matters from entering the pressurized liquid chamber is increasing. When foreign matter passes through the foreign matter removing means and reaches the vicinity of the nozzle, a maintenance and recovery operation such as idle ejection is performed to recover an unstable ejection operation.

上記異物除去手段としてのフィルタ部を設けたインクジェット記録ヘッドとして、特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１のインクジェット記録装置は、ノズル板、液室基板及び振動板を積層して構成され、液室基板と振動板とが積層されることで共通液室及び加圧液室が形成される。そして、共通液室と加圧液室との流路間の位置に相当する振動板の部材の一部に、ノズルの内径より小さい内径を有し、かつ開口形状が略円形である複数の孔を有するフィルタ部を設けている。この孔の内径をノズル内径より小さくすることで、フィルタ部の孔の内径より大きな異物は孔を通過させず、フィルタ部の孔の内径より小さい異物は孔を通過させる。これにより、フィルタ部の孔を通過しノズル近傍に達した異物は上記維持回復動作でノズルから空吐出して排出できる。 As an ink jet recording head provided with a filter portion as the foreign matter removing means, one described in Patent Document 1 is known. The ink jet recording apparatus of Patent Document 1 is configured by laminating a nozzle plate, a liquid chamber substrate, and a vibration plate, and a common liquid chamber and a pressurized liquid chamber are formed by laminating the liquid chamber substrate and the vibration plate. The A plurality of holes having an inner diameter smaller than the inner diameter of the nozzle and having an approximately circular shape in a part of the diaphragm member corresponding to the position between the flow path between the common liquid chamber and the pressurized liquid chamber The filter part which has is provided. By making the inner diameter of the hole smaller than the inner diameter of the nozzle, foreign matter larger than the inner diameter of the hole in the filter portion does not pass through the hole, and foreign matter smaller than the inner diameter of the hole in the filter portion passes through the hole. As a result, the foreign matter that has passed through the hole in the filter portion and has reached the vicinity of the nozzle can be discharged and discharged from the nozzle by the maintenance and recovery operation.

しかしながら、上記特許文献１では、上記フィルタ部の孔の開口形状が円形をなしているため、その孔に膜状の異物が張り付いた場合その膜状の異物を破ることができず孔が閉塞してしまう。なぜならば、フィルタ部の孔の開口形状が略円形で、略円形のほぼ中心から孔の円縁までの長さがほぼ同じであるので、フィルタ部の孔に張り付いた膜状の異物の表面張力は全面に亘って均一となる。このため、異物の表面張力以上の力が異物に加わらないかぎり膜状の異物は破れない。また、膜状の異物が張り付いていない孔をインクが通ると圧力がその孔から逃げるので、孔に張り付いた膜状の異物へ加わる圧力が弱まり膜状の異物を破ることは一層難しくなる。これらにより、膜状の異物はフィルタ部の孔を塞いだままになり、吐出が不安定になったり、インクの供給量不足になったりしていた。 However, in Patent Document 1, since the opening shape of the hole of the filter portion is circular, if the film-like foreign matter sticks to the hole, the film-like foreign matter cannot be broken and the hole is blocked. Resulting in. Because the opening shape of the hole in the filter part is substantially circular and the length from the substantially circular center to the edge of the hole is almost the same, the surface of the film-like foreign matter stuck to the hole in the filter part The tension is uniform over the entire surface. For this reason, unless the force beyond the surface tension of a foreign material is applied to the foreign material, the film-shaped foreign material cannot be broken. Also, when ink passes through a hole where no film-like foreign material is stuck, the pressure escapes from the hole, so the pressure applied to the film-like foreign material stuck to the hole is weakened, making it more difficult to break the film-like foreign matter. . As a result, the film-like foreign matter remains blocking the hole of the filter portion, resulting in unstable ejection or insufficient ink supply.

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、ファイルタ部の孔に張り付いた膜状の異物を容易に破ることができ、安定した吐出及び供給量を得られ信頼性の高い液滴吐出ヘッド及び画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object thereof is to easily break a film-like foreign matter stuck to a hole in a filer unit, and to obtain a stable discharge and supply amount. It is an object to provide a liquid droplet ejection head and an image forming apparatus with high performance.

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、液滴を吐出するノズルと、ノズルに連通する加圧液室と、前記加圧液室内を昇圧するアクチュエータ手段と、前記加圧液室に液体を供給するための共通液室と、前記共通液室と前記加圧液室との間の流路に設けられた孔を有するフィルタ部と、を備えた液滴吐出ヘッドにおいて、前記フィルタ部の孔の開口形状は略三角形を成し、略三角形の仮想の内接円の内径が前記ノズルの内径より小さいことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to a nozzle that discharges droplets, a pressurized liquid chamber that communicates with the nozzle, actuator means that pressurizes the pressurized liquid chamber, and the pressurized liquid chamber. In the liquid droplet ejection head, comprising: a common liquid chamber for supplying liquid to the liquid; and a filter section having a hole provided in a flow path between the common liquid chamber and the pressurized liquid chamber. The opening shape of the hole of the part is substantially triangular, and the inner diameter of the virtual inscribed circle of the substantially triangular shape is smaller than the inner diameter of the nozzle.

本発明においては、フィルタ部の孔の開口形状を略三角形と成し、この略三角形の仮想の内接円の内径をノズルの内径より小さくする。これにより、維持回復動作で行われる空吐出によってノズルから排出することができない大きさの異物はフィルタ部の孔を通過させない。そして、略三角形のフィルタ部の孔の開口に描く各辺に接する仮想の内接円において、この仮想の内接円の中心から略三角形の頂点までの長さは、仮想の円の中心を通る略三角形の辺からの垂線の当該中心までの長さより長くなる。このため、膜状の異物が略三角形の孔に張り付いた場合、仮想の円の中心から略三角形の頂点までの間における膜状の異物の表面張力は、仮想の円の中心を通りかつ略三角形の辺からの垂線が当該辺と交わる点から仮想の円の中心までの間における膜状の異物の表面張力より、弱くなる。これにより、仮想の円の中心から略三角形の頂点までの間における膜状の異物の表面張力以上の圧力が異物に加われば、膜状の異物は破り易くなる。よって、膜状の異物はフィルタ部の孔を塞いだままにならず、吐出が安定になり、液体の供給量不足にもならない。 In the present invention, the opening shape of the hole of the filter portion is substantially triangular, and the inner diameter of the virtual inscribed circle of the substantially triangular shape is made smaller than the inner diameter of the nozzle. Thereby, the foreign substance of the magnitude | size which cannot be discharged | emitted from a nozzle by the idle discharge performed by a maintenance recovery operation does not pass the hole of a filter part. And, in the virtual inscribed circle in contact with each side drawn in the opening of the hole of the substantially triangular filter portion, the length from the center of the virtual inscribed circle to the vertex of the substantially triangular circle passes through the center of the virtual circle. It becomes longer than the length from the substantially triangular side to the center of the perpendicular. For this reason, when a film-like foreign material sticks to a substantially triangular hole, the surface tension of the film-like foreign material between the center of the virtual circle and the vertex of the substantially triangular shape passes through the center of the virtual circle and is substantially It becomes weaker than the surface tension of the film-like foreign substance between the point where the perpendicular from the side of the triangle intersects the side and the center of the virtual circle. Thereby, if a pressure equal to or greater than the surface tension of the film-like foreign material between the center of the virtual circle and the apex of the substantially triangular shape is applied to the foreign material, the film-like foreign material is easily broken. Therefore, the film-like foreign matter does not remain blocking the hole of the filter portion, the discharge becomes stable, and the liquid supply amount is not insufficient.

以上、本発明によれば、ファイルタ部の孔に張り付いた膜状の異物を容易に破ることができ、安定した吐出及び供給量を得られ信頼性の高い液滴吐出ヘッド及び画像形成装置を提供できるという効果が得られる。 As described above, according to the present invention, it is possible to easily break the film-like foreign matter stuck to the hole of the filer unit, and to obtain a stable discharge and supply amount, and a highly reliable droplet discharge head and image forming apparatus. Can be provided.

本実施形態のインクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating a configuration of an ink jet recording apparatus according to an embodiment. 本実施形態のインクジェット記録装置の機構部の側面図である。It is a side view of the mechanism part of the inkjet recording device of this embodiment. 本実施形態の液滴吐出ヘッドの断面図である。It is sectional drawing of the droplet discharge head of this embodiment. 本実施形態の液滴吐出ヘッドのアクチュエータ部の部分平面図である。It is a partial top view of the actuator part of the droplet discharge head of this embodiment. 本実施形態の液滴吐出ヘッドの製造工程を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing process of the droplet discharge head of this embodiment. 本実施形態の液滴吐出ヘッドの製造工程を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing process of the droplet discharge head of this embodiment. 本実施形態の液滴吐出ヘッドにおける振動板フィルタの供給孔形状の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the supply hole shape of the diaphragm filter in the droplet discharge head of this embodiment. 振動板フィルタの供給孔形状の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the supply hole shape of a diaphragm filter. 本実施形態の液滴吐出ヘッドにおける振動板フィルタの別の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another structure of the diaphragm filter in the droplet discharge head of this embodiment.

はじめに、本発明に係る液滴吐出ヘッドの一例であるインクジェット記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の構成について図面を参照して説明する。図１は本実施形態のインクジェット記録装置の構成を示す斜視図、図２は本実施形態のインクジェット記録装置の機構部の側面図である。
図１及び図２に示す本実施形態のインクジェット記録装置１００は、装置本体の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ１０１、キャリッジ１０１に搭載した液滴吐出ヘッド１及び液滴吐出ヘッド１に対してインクを供給するインクカートリッジ１０２等で構成される印字機構部１０３等を収納し、装置本体の下方部には前方側から多数枚の記録紙３０を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい）１０４を抜き差し自在に装着されている。また、記録紙３０を手差しで給紙するために開かれる手差しトレイ１０５を有し、給紙カセット１０４あるいは手差しトレイ１０５から給送される記録紙３０を取り込み、印字機構部１０３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１０６に排紙する。 First, the configuration of an ink jet recording apparatus equipped with an ink jet recording head which is an example of a liquid droplet ejection head according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an ink jet recording apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 is a side view of a mechanism portion of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment.
An ink jet recording apparatus 100 according to this embodiment shown in FIGS. 1 and 2 includes a carriage 101 that can move in the main scanning direction inside the apparatus main body, a droplet discharge head 1 mounted on the carriage 101, and a droplet discharge head 1. A paper feed cassette (or paper feed tray) capable of storing a number of recording sheets 30 from the front side is housed in the lower part of the apparatus main body. (It may also be) 104 is detachably mounted. Further, it has a manual feed tray 105 that is opened to manually feed the recording paper 30, takes in the recording paper 30 fed from the paper feed cassette 104 or the manual feed tray 105, and prints a required image by the printing mechanism unit 103. After recording, the paper is discharged to a paper discharge tray 106 mounted on the rear side.

印字機構部１０３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１０７と従ガイドロッド１０８とでキャリッジ１０１を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ１０１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液滴吐出ヘッド１を複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、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１０１には液滴吐出ヘッド１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１０２を交換可能に装着している。 The print mechanism 103 holds a carriage 101 slidably in the main scanning direction by a main guide rod 107 and a sub guide rod 108 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates (not shown). (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk) droplet ejection heads 1 that eject ink droplets of each color are arranged in a sub-scanning direction in which a plurality of ink ejection ports (nozzles) are orthogonal to the main scanning direction. And are mounted with the ink droplet ejection direction facing downward. In addition, each ink cartridge 102 for supplying ink of each color to the droplet discharge head 1 is replaceably mounted on the carriage 101.

インクカートリッジ１０２は上方に大気と連通する大気口、下方には液滴吐出ヘッド１へインクを供給する供給口が設けられ、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液滴吐出ヘッド１へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、液滴吐出ヘッド１としては各色毎に液滴吐出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個の液滴吐出ヘッドでもよい。 The ink cartridge 102 is provided with an air opening communicating with the atmosphere at the upper side, and a supply port for supplying ink to the droplet discharge head 1 at the lower side, and has a porous body filled with ink inside. The ink supplied to the droplet discharge head 1 is maintained at a slight negative pressure by the capillary force of the material. Further, although the droplet discharge head is used for each color as the droplet discharge head 1, one droplet discharge head having nozzles for discharging ink droplets of each color may be used.

ここで、キャリッジ１０１は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド１０７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１０８に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ１０１を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１０９ａで回転駆動される駆動プーリ１１０と従動プーリ１１１との間にタイミングベルト１１２を張装し、このタイミングベルト１１２をキャリッジ１０１に固定し、主走査モータ１０９ａの正逆回転によりキャリッジ１０１が往復に走査される。 Here, the carriage 101 is slidably fitted to the main guide rod 107 on the rear side (downstream side in the paper conveyance direction), and is slidably mounted on the secondary guide rod 108 on the front side (upstream side in the paper conveyance direction). doing. In order to move and scan the carriage 101 in the main scanning direction, a timing belt 112 is stretched between a driving pulley 110 and a driven pulley 111 that are rotationally driven by a main scanning motor 109a. The carriage 101 is reciprocally scanned by forward and reverse rotation of the main scanning motor 109a.

一方、給紙カセット１０４にセットした記録紙３０を液滴吐出ヘッド１の下方側に搬送するために、給紙カセット１０４から記録紙３０を分離給装する給紙ローラ１１３及びフリクションパッド１１４と、記録紙３０を案内するガイド部材１１５と、給紙された記録紙３０を反転させて搬送する搬送ローラ１１６と、この搬送ローラ１１６の周面に押し付けられる搬送コロ１１７及び搬送ローラ１１６からの記録紙３０の送り出し角度を規定する先端コロ１１８とを有する。搬送ローラ１１６は副走査モータ１０９ｂによってギヤ列を介して回転駆動される。 On the other hand, in order to convey the recording paper 30 set in the paper feeding cassette 104 to the lower side of the droplet discharge head 1, a paper feeding roller 113 and a friction pad 114 for separating and feeding the recording paper 30 from the paper feeding cassette 104, A guide member 115 that guides the recording paper 30, a conveyance roller 116 that reverses and conveys the fed recording paper 30, a conveyance roller 117 that is pressed against the circumferential surface of the conveyance roller 116, and a recording sheet from the conveyance roller 116 And a tip roller 118 that defines 30 feed angles. The conveyance roller 116 is rotationally driven via a gear train by the sub-scanning motor 109b.

そして、キャリッジ１０１の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１１６から送り出された記録紙３０を液滴吐出ヘッド１の下方側で案内するため用紙ガイド部材である印写受け部材１１９を設けている。この印写受け部材１１９の用紙搬送方向下流側には、記録紙３０を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１２０と拍車１２１を設け、さらに記録紙３０を排紙トレイ１０６に送り出す排紙ローラ１２３と拍車１２４と、排紙経路を形成するガイド部材１２５、１２６とを配設している。 In addition, a printing receiving member 119 that is a paper guide member is provided to guide the recording paper 30 fed from the transport roller 116 corresponding to the movement range of the carriage 101 in the main scanning direction on the lower side of the droplet discharge head 1. ing. A conveyance roller 120 and a spur 121 that are rotationally driven to send out the recording paper 30 in the paper discharge direction are provided on the downstream side of the printing receiving member 119 in the paper conveyance direction, and the recording paper 30 is sent out to the paper discharge tray 106. A paper discharge roller 123, a spur 124, and guide members 125 and 126 that form a paper discharge path are disposed.

この記録装置１００で記録時には、キャリッジ１０１を移動させながら画像信号に応じて液滴吐出ヘッド１を駆動することにより、停止している記録紙３０にインクを吐出して１行分を記録し、その後、記録紙３０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記録紙３０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記録紙３０を排紙する。 During recording by the recording apparatus 100, the droplet discharge head 1 is driven according to the image signal while moving the carriage 101, thereby discharging ink onto the stopped recording paper 30 to record one line, Thereafter, after the recording paper 30 is conveyed by a predetermined amount, the next line is recorded. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the recording paper 30 reaches the recording area, the recording operation is terminated and the recording paper 30 is discharged.

また、キャリッジ１０１の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、液滴吐出ヘッド１の吐出不良を回復するための回復装置１２７を配置している。回復装置１２７はそれぞれ図示していない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１０１は印字待機中にはこの回復装置１２７側に移動されてキャッピング手段で液滴吐出ヘッド１をキャッピングして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。 A recovery device 127 for recovering the ejection failure of the droplet ejection head 1 is disposed at a position outside the recording area on the right end side in the movement direction of the carriage 101. Each of the recovery devices 127 includes a cap unit, a suction unit, and a cleaning unit (not shown). During printing standby, the carriage 101 is moved to the recovery device 127 side, and the droplet discharge head 1 is capped by the capping unit to keep the discharge port portion in a wet state, thereby preventing discharge failure due to ink drying. Further, by ejecting ink that is not related to recording during recording or the like, the ink viscosity of all the ejection ports is made constant and stable ejection performance is maintained.

更に、吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で液滴吐出ヘッド１の吐出口（ノズル）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廃インク溜（不図示）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。 Further, when a discharge failure occurs, the discharge port (nozzle) of the droplet discharge head 1 is sealed with a capping unit, and bubbles and the like are sucked out from the discharge port with the suction unit through the tube, and adhere to the discharge port surface. The discharged ink, dust, etc. are removed by the cleaning means, and the ejection failure is recovered. Further, the sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) installed at the lower part of the main body and absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.

このように、このインクジェット記録装置１００においてはアクチュエータユニットを有するインクジェット記録ヘッドを搭載しているので、安定したインク滴吐出特性が得られ、画像品質を向上することができる。 As described above, since the ink jet recording apparatus 100 includes the ink jet recording head having the actuator unit, stable ink droplet ejection characteristics can be obtained and the image quality can be improved.

図３は本実施形態の液滴吐出ヘッドの断面図である。図４は本実施形態の液滴吐出ヘッドのアクチュエータ部の部分平面図である。同図に示す液滴吐出ヘッド１は、主として、ノズル基板１０、液室基板２０、振動板３０及び保護基板４０を重ねた積層構造となって構成されている。ノズル基板１０には、厚さ３０〜５０［μｍ］のＳＵＳ基板にプレス加工と研磨加工によりノズル孔１１が形成されている。このノズル孔１１は液室基板の加圧液室と連通している。液室基板２０は、シリコン基板上にシリコン酸化膜を介してシリコンが張り合わされたＳＯＩ基板を用いている。振動板３０はＳＯＩ基板のＳｉ層表面にパイロ酸化法を適用してシリコン酸化膜を形成されている。そして、振動板３０の上において、共通電極である下部電極５１となる白金膜、圧電体層（ＰＺＴ）５２、個別電極である上部電極５３となる白金膜の多層構成からなるアクチュエータ部が、シリコンをエッチングすることで形成された加圧液室１２に対向する領域に形成されている。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the droplet discharge head of this embodiment. FIG. 4 is a partial plan view of the actuator portion of the droplet discharge head of this embodiment. The droplet discharge head 1 shown in FIG. 1 mainly has a laminated structure in which a nozzle substrate 10, a liquid chamber substrate 20, a vibration plate 30, and a protective substrate 40 are stacked. Nozzle holes 11 are formed in the nozzle substrate 10 by pressing and polishing a SUS substrate having a thickness of 30 to 50 [μm]. The nozzle hole 11 communicates with the pressurized liquid chamber of the liquid chamber substrate. The liquid chamber substrate 20 is an SOI substrate in which silicon is bonded to a silicon substrate via a silicon oxide film. The diaphragm 30 is formed with a silicon oxide film on the surface of the Si layer of the SOI substrate by applying a pyro-oxidation method. On the diaphragm 30, an actuator portion composed of a multilayer structure of a platinum film serving as a lower electrode 51 serving as a common electrode, a piezoelectric layer (PZT) 52, and a platinum film serving as an upper electrode 53 serving as an individual electrode is formed of silicon. Is formed in a region facing the pressurized liquid chamber 12 formed by etching.

また、保護基板４０は下部電極５１及び上部電極５３に電気的に接続される配線部材５４を含めて圧電素子保護空間を形成する基板であり、共通液室としてインク流路となる溝部、圧電素子の保護及び変位を妨げないための空間及び流路隔壁の剛性を高め、液室全体を支えるために柱を形成している。さらに、下部電極５１、上部電極５３と配線部材５４との層間に配置する層間絶縁膜５５、及び配線部材５４を保護するための耐湿等としてパッシベーション膜５６がアクチュエータ部の上面及び側面を覆うように配置されている。また、下部電極パッド部５７が下部電極５１に電気的に接続される配線部材５４に電気的に接続するように設けられ、上部電極パッド部５８が上部電極５３に電気的に接続される配線部材５４に電気的に接続するように設けられている。更に、保護基板４０の共通液室から、液室基板２０の加圧液室へインクを供給する流路となる部分に、振動板に略三角形状の供給孔を複数作製した振動板フィルタ６０を設ける。 The protective substrate 40 includes a wiring member 54 electrically connected to the lower electrode 51 and the upper electrode 53. The protective substrate 40 forms a piezoelectric element protective space. Columns are formed to increase the rigidity of the space and the flow path partition wall so as to prevent the protection and displacement of the liquid and to support the entire liquid chamber. Further, the lower electrode 51, the interlayer insulating film 55 disposed between the upper electrode 53 and the wiring member 54, and the passivation film 56 covers the upper surface and the side surface of the actuator portion as moisture resistance for protecting the wiring member 54. Has been placed. The lower electrode pad portion 57 is provided so as to be electrically connected to the wiring member 54 electrically connected to the lower electrode 51, and the upper electrode pad portion 58 is electrically connected to the upper electrode 53. 54 to be electrically connected. Further, a diaphragm filter 60 in which a plurality of substantially triangular supply holes are formed in the diaphragm in a portion that becomes a flow path for supplying ink from the common liquid chamber of the protective substrate 40 to the pressurized liquid chamber of the liquid chamber substrate 20 is provided. Provide.

次に、本実施形態の液滴吐出ヘッドの製造方法について、製造工程を示す工程断面図である図５及び図６に従って説明する。
先ず、図５の（ａ）に示すように、厚み４００［μｍ］の＜１００＞シリコン基板２０１の表面にシリコン酸化膜２０２を０．２［μｍ］及びシリコンを２．０［μｍ］を張り合わせたＳＯＩ基板を用いる。このＳＯＩ基板表面にパイロ（Ｗｅｔ）酸化法によりシリコン酸化膜を０．３［μｍ］形成し、これを振動板層とする。その後、圧電素子の下部電極となる白金（Ｐｔ）層２０３をスパッタ法により０．２［μｍ］成膜し、パターニングする。更に、図５の（ｃ）に示すように、ゾルゲル法により圧電体層２０４を２［μｍ］成膜し、さらに上部電極となる白金（Ｐｔ）層２０５を０．１［μｍ］成膜する。その後、リソエッチ法により上部電極及び圧電体層をパターニングする。 Next, the manufacturing method of the droplet discharge head of this embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6 which are process cross-sectional views showing the manufacturing process.
First, as shown in FIG. 5A, a silicon oxide film 202 is bonded to a surface of a <100> silicon substrate 201 having a thickness of 400 [μm], and silicon is bonded to 2.0 [μm]. An SOI substrate is used. A silicon oxide film of 0.3 [μm] is formed on the surface of the SOI substrate by a pyro oxidation method, and this is used as a diaphragm layer. Thereafter, a platinum (Pt) layer 203 to be a lower electrode of the piezoelectric element is formed by sputtering to a thickness of 0.2 [μm] and patterned. Further, as shown in FIG. 5C, the piezoelectric layer 204 is formed by 2 [μm] by the sol-gel method, and further the platinum (Pt) layer 205 to be the upper electrode is formed by 0.1 [μm]. . Thereafter, the upper electrode and the piezoelectric layer are patterned by a lithoetch method.

次に、図５の（ｄ）に示すように、プラズマＣＶＤ法により層間絶縁膜２０６を０．３［μｍ］成膜し、リソエッチ法により配線コンタクトを取るためのビアホール２０７を形成する。層間絶縁膜２０６は、次に形成する配線部材と上部電極との導通部２０８と、バイパス配線部材への導通部２０９、およびインク供給孔となる貫通部２１０をパターニングしている。更に、図５の（ｅ）に示すように、アルミ材料により、引き出し電極２１１を形成する。この引き出し電極２１１は、圧電体の駆動による振動板の振動による応力を受けるので、振動により断線しないように、やわらかいアルミ材料を使い、１［μｍ］程度の厚い膜厚で形成されている。 Next, as shown in FIG. 5D, an interlayer insulating film 206 is formed in a thickness of 0.3 [μm] by a plasma CVD method, and a via hole 207 for making a wiring contact is formed by a lithoetch method. The interlayer insulating film 206 patterns a conductive portion 208 between a wiring member and an upper electrode to be formed next, a conductive portion 209 to the bypass wiring member, and a through portion 210 that becomes an ink supply hole. Further, as shown in FIG. 5E, an extraction electrode 211 is formed of an aluminum material. Since the lead electrode 211 receives stress due to vibration of the diaphragm driven by the piezoelectric body, the lead electrode 211 is made of a soft aluminum material and has a thickness of about 1 [μm] so as not to be disconnected by vibration.

次に、図５の（ｆ）に示すように、アルミ配線保護のためのパッシベーション膜としてプラズマＣＶＤ法によるシリコン窒化膜２１２を２［μｍ］成膜し、パターニングする。そして、振動板のインク供給孔となる部分２１３を事前にエッチングする。単にインク供給孔を開口するのではなく、ノズル孔の内径より小さい内接円の略三角形状の複数の供給孔を振動板の部材に形成する。供給孔を形成するマスクを変えるだけで、作製プロセスは大きな開口を作るのと同じであるため、コストアップすることなく異物侵入防止の振動板フィルタを作製することができる。本実施形態の三角形状の開口を形成するには、加工に方向性のない誘導結合型プラズマ（Inductively Coupled Plasmas;ＩＣＰ）ドライエッチングを使うのが使い勝手が良い。その後、図６の（ａ）に示すように、金をメッキ法により積層して、上部電極パッド部２１４と下部電極パッド部２１５とを同時に形成する。上部電極パッド部２１４及び下部電極パッド部２１５を金で形成することで、図示しないドライバＩＣとの電気的接続を低温のワイヤボンディングで接続している。また、金は抵抗値が低く、上部電極及び下部電極の抵抗値を下げる効果が大きい。更に、下部電極パッド部２１５は、上部電極パッド部２１４と形成工程を分けて形成してもよく、パッド部の材料として銅、アルミなどを使用することもできる。その場合は、外部と保護されていない上部電極パッド部２１４には腐食から保護する保護層が必要となる場合もある。 Next, as shown in FIG. 5F, a silicon nitride film 212 of 2 [μm] is formed by plasma CVD as a passivation film for protecting the aluminum wiring and patterned. Then, the portion 213 to be the ink supply hole of the diaphragm is etched in advance. Rather than simply opening the ink supply holes, a plurality of supply holes having a substantially triangular shape with an inscribed circle smaller than the inner diameter of the nozzle holes are formed in the member of the diaphragm. By simply changing the mask for forming the supply hole, the manufacturing process is the same as that for forming a large opening. Therefore, a diaphragm filter that prevents foreign matter from entering can be manufactured without increasing costs. In order to form the triangular opening according to the present embodiment, it is convenient to use inductively coupled plasmas (ICP) dry etching which has no direction in processing. Thereafter, as shown in FIG. 6A, gold is laminated by a plating method to form the upper electrode pad portion 214 and the lower electrode pad portion 215 at the same time. By forming the upper electrode pad portion 214 and the lower electrode pad portion 215 with gold, electrical connection with a driver IC (not shown) is connected by low-temperature wire bonding. Also, gold has a low resistance value, and has a great effect of lowering the resistance values of the upper electrode and the lower electrode. Furthermore, the lower electrode pad portion 215 may be formed separately from the upper electrode pad portion 214 and the formation process may be performed, and copper, aluminum, or the like may be used as a material for the pad portion. In this case, the upper electrode pad part 214 that is not protected from the outside may require a protective layer that protects against corrosion.

その後、図６の（ｂ）に示すように別途ガラス基板にブラスト加工で柱を形成した保護基板２１６を液室基板側に接合し、図６の（ｃ）に示すように液室基板の保護基板接合面とは反対面を、所望の厚さまで研磨する。保護基板２１６はシリコン基板にリソエッチ法で凹部を加工したものでも良く、シリコン基板をＴＭＡＨ、ＫＯＨなどのアルカリエッチング液を用いたウェットエッチングにより加工したものでも構わない。また、樹脂モールドやメタルインジェクションモールドなどの成型部品でも構わない。また、ドライバ回路をアクチュエータ基板上に一体形成する際に、パイロ酸化法で形成した酸化膜をＬＯＣＯＳ酸化法で形成し、酸化膜の形成領域を選択することで、駆動回路を同一基板上に形成することもできる。その後、図６の（ｃ）に示すようにシリコン基板である液室基板２１７の反対面にＩＣＰドライエッチングにより加圧液室２１８、流体抵抗部２１９及びインク供給部２２０となる凹部を形成する。最後に、図６の（ｄ）に示すように、別途厚さ３０〜５０［μｍ］のＳＵＳ基板にプレス加工と研磨加工によりノズル孔２２１を形成したノズル基板２２２を液室基板２１７の流路隔壁形成面に接着、圧電素子の上部電極及び下部電極と接続されたアルミ配線部を駆動回路に接続することで液滴吐出ヘッドが完成する。 Thereafter, as shown in FIG. 6B, a protective substrate 216 in which a column is separately formed on a glass substrate by blasting is bonded to the liquid chamber substrate side, and the liquid chamber substrate is protected as shown in FIG. 6C. The surface opposite to the substrate bonding surface is polished to a desired thickness. The protective substrate 216 may be a silicon substrate obtained by processing a recess by a lithoetch method, or may be a silicon substrate processed by wet etching using an alkaline etching solution such as TMAH or KOH. Further, it may be a molded part such as a resin mold or a metal injection mold. In addition, when the driver circuit is integrally formed on the actuator substrate, an oxide film formed by a pyro-oxidation method is formed by a LOCOS oxidation method, and a driver circuit is formed on the same substrate by selecting an oxide film formation region. You can also Thereafter, as shown in FIG. 6C, concave portions to be the pressure liquid chamber 218, the fluid resistance portion 219, and the ink supply portion 220 are formed on the opposite surface of the liquid chamber substrate 217, which is a silicon substrate, by ICP dry etching. Finally, as shown in FIG. 6D, a nozzle substrate 222 in which nozzle holes 221 are formed by pressing and polishing a SUS substrate having a thickness of 30 to 50 [μm] separately is used as a flow path of the liquid chamber substrate 217. The droplet discharge head is completed by connecting the aluminum wiring connected to the partition forming surface and the upper and lower electrodes of the piezoelectric element to the drive circuit.

図７は本実施形態の液滴吐出ヘッドにおける振動板フィルタの供給孔形状の一例を示す図である。同図の（ａ）に示すように、供給孔における正三角形状の内接円φ_Ｆがノズル径φ_Ｎよりも小さくなるように設計している。このようにすることで、ノズル孔より大きくノズルを閉塞する可能性がある異物を、振動板フィルタで加圧液室への侵入を防止することができる。また、供給孔の形状を正三角形にするのは、ノズル閉塞防止である大きさの内接円を設計する場合、三角形は周辺長を長く取ることができる。このように周辺長を長いことは流体抵抗値を下げることができる。つまり振動板フィルタでの圧力損失を抑えることができる。また、新たなインクカートリッジを取り付けてインクを充填する時に気体と液体の界面に供給孔に膜状の異物が張り付いた場合、正三角形のフィルタ部の孔の開口に描く各辺に接する仮想の内接円において、この仮想の内接円の中心から正三角形の頂点までの長さＬ_Ａは、仮想の内接円の中心を通る正三角形の辺からの垂線の当該中心までの長さＬ_Ｂより長くなる。仮想の内接円と同じ円形の開口を考えた時の表面張力より、仮想の円の中心から正三角形の頂点までの間における膜状の異物の表面張力はかなり弱く、孔に張り付いた膜状の異物は破れ易くなる。これにより、振動板フィルタを設けたインクジェット記録ヘッドの充填性が向上する。気体と液体の界面は、初期のインク充填時だけでなく、インクカートリッジの交換時などでも発生するため、振動板フィルタにおける膜の破れ易さを非常に重要である。 FIG. 7 is a diagram showing an example of the shape of the supply hole of the diaphragm filter in the droplet discharge head of this embodiment. As shown to (a) of the figure, the equilateral triangle inscribed circle (phi) _F in the supply hole is designed so that it may become smaller than the nozzle diameter (phi) _N. By doing in this way, the foreign material which may block a nozzle larger than a nozzle hole can prevent a penetration | invasion to a pressurized liquid chamber with a diaphragm filter. In addition, the reason why the shape of the supply hole is an equilateral triangle is that when designing an inscribed circle having a size that prevents nozzle blockage, the triangle can have a long peripheral length. In this way, increasing the peripheral length can lower the fluid resistance value. That is, pressure loss in the diaphragm filter can be suppressed. In addition, when a new ink cartridge is installed and ink is filled, if a film-like foreign material sticks to the supply hole at the interface between the gas and the liquid, a virtual contact with each side drawn on the opening of the hole of the equilateral triangle filter portion is made. In the inscribed circle, the length L _A from the center of the virtual inscribed circle to the vertex of the equilateral triangle is the length L from the side of the equilateral triangle passing through the center of the virtual inscribed circle to the relevant center. _It becomes longer than _B. The surface tension of the film-like foreign material between the center of the virtual circle and the vertex of the equilateral triangle is much weaker than the surface tension when considering the same circular opening as the virtual inscribed circle. -Like foreign matter is easily broken. Thereby, the filling property of the ink jet recording head provided with the diaphragm filter is improved. The interface between the gas and the liquid is generated not only at the time of initial ink filling but also at the time of replacement of the ink cartridge.

図８は振動板フィルタの供給孔形状の他の例を示す図である。同図の（ａ）に示すように、振動板フィルタの供給孔の略三角形状は実際の開口時に頂点が丸くなる場合があるが頂点が丸くなった場合でも、図８の（ｂ）のように、頂点までの距離が内接円の半径より明らかに大きければ、充填性に違いが出る。また、図７の（ａ）では三角形状を正三角形で構成しているが、本実施形態は正三角形に限ったものではない。図８の（ｂ）のように、各辺の長さが異なるような略三角形状でも良い。 FIG. 8 is a view showing another example of the shape of the supply hole of the diaphragm filter. As shown in FIG. 8A, the substantially triangular shape of the supply hole of the diaphragm filter may have a rounded vertex when actually opened, but even when the vertex is rounded, as shown in FIG. On the other hand, if the distance to the apex is clearly larger than the radius of the inscribed circle, the filling property is different. In FIG. 7A, the triangular shape is a regular triangle, but the present embodiment is not limited to a regular triangle. As shown in FIG. 8B, a substantially triangular shape having different lengths on each side may be used.

図９は本実施形態の液滴吐出ヘッドにおける振動板フィルタの別の構成を示す断面図である。液滴吐出ヘッド全体の構成としては、上記実施形態とほぼ同等であり、複数の略三角形状の供給孔の配置だけが、図４の上記実施形態とは異なる。つまり、図９の（ａ）が上記実施形態、図９の（ｂ）が供給孔の別の配置を示す。供給孔を配置する場合、特に加圧液室個別にインク供給する供給口に配置する場合多くの供給孔は配置できない。その形状及び並べ方も重要になる。できるだけ開口面積を稼げるように配置し、なお且つフィルタ部の機械的強度を強くする必要がある。なぜなら、開口面積が小さいと異物で幾つか供給孔が詰まった場合に、インク供給不足になる可能性がある。それを避けるためにフィルタ全体面積を広げると、ヘッド全体が大きくなり、部品の取り数が減少してコストアップになる。また、フィルタ部はインク充填時に圧力がかかるので、機械的強度を確保していないと、フィルタ部が割れて、逆に異物を発生させるからである。 FIG. 9 is a cross-sectional view showing another configuration of the diaphragm filter in the droplet discharge head of this embodiment. The overall configuration of the droplet discharge head is substantially the same as that of the above embodiment, and only the arrangement of a plurality of substantially triangular supply holes is different from that of the above embodiment of FIG. That is, FIG. 9A shows the above embodiment, and FIG. 9B shows another arrangement of the supply holes. When the supply holes are arranged, many supply holes cannot be arranged, particularly when the supply holes are arranged in the supply ports for supplying ink individually to the pressurized liquid chambers. The shape and arrangement are also important. It is necessary to arrange so that the opening area can be increased as much as possible, and to increase the mechanical strength of the filter portion. This is because if the opening area is small, ink supply may be insufficient when some supply holes are clogged with foreign matter. If the entire filter area is increased to avoid this, the entire head becomes larger, and the number of parts is reduced, resulting in an increase in cost. In addition, since pressure is applied to the filter portion when ink is charged, the filter portion is cracked and foreign matters are generated unless the mechanical strength is ensured.

そこで、供給孔の形状を、略正三角形状にして、互い違いに並べることで、有効に開口面積を稼いでいる。図９の（ａ）に示す上記実施形態の配置及び図９の（ｂ）に示す別の配置では、これを２列配置する構成でフィルタを形成している。図９の（ａ）と図９の（ｂ）では供給孔数が同じなので開口面積は同じであるが、機械強度は各列間で、三角形の頂点が辺に対応する位置に配置した図９の（ａ）の方が強い。図９の（ａ）と図９の（ｂ）は、複数の略三角形状の供給孔を、色々な三角形状および配置にすることを含むが、供給孔の形状を略正三角形状にし、互い違いに並べることで、開口面積を広く取ることが好ましい。更に、複数列を配置できる場合、頂点が辺に対応する位置に配置することで機械強度を高くすることが好ましい。 Therefore, the opening area is effectively gained by arranging the supply holes in a substantially regular triangular shape and arranging them alternately. In the arrangement of the above-described embodiment shown in FIG. 9A and another arrangement shown in FIG. 9B, the filter is formed in a configuration in which two rows are arranged. 9 (a) and FIG. 9 (b), since the number of supply holes is the same, the opening area is the same. However, the mechanical strength is as shown in FIG. (A) is stronger. 9 (a) and 9 (b) includes a plurality of substantially triangular supply holes in various triangular shapes and arrangements, but the supply holes have a substantially regular triangular shape and are alternately arranged. It is preferable to increase the opening area by arranging them in a row. Furthermore, when a plurality of rows can be arranged, it is preferable to increase the mechanical strength by arranging the vertices at positions corresponding to the sides.

本実施形態は、複数の略三角形状の供給孔は同じ形状、大きさである必要はなく、例えば図９の（ｃ）に示すように、いびつな三角形が混じっていても良く、また図９の（ｄ）に示すように円形など別形状の供給孔が一部含まれていても良い。但し、異物を通しては意味がないので、円形の大きさは所定の大きさよりも小さい必要がある。 In the present embodiment, the plurality of substantially triangular supply holes do not have to have the same shape and size. For example, as shown in FIG. 9C, irregular triangles may be mixed. As shown in (d), a part of supply holes having a different shape such as a circle may be included. However, since there is no meaning through the foreign matter, the size of the circle needs to be smaller than the predetermined size.

ここで、本実施形態では各加圧液室への供給口にそれぞれ複数の供給孔（フィルタ）を作製しているが、例えばフィルタを通過後に分岐して加圧液室にインクを供給する構成のヘッドに、本実施形態の略三角形状の供給孔を作成しても良い。この場合、供給孔の幾つかに膜が張ってインクが流れなくなっても他の供給孔から供給されるので、本実施形態の効果が薄れることがある。但し、このような構成の液滴吐出ヘッドでは、振動板フィルタをどのように保持するか、インク供給で圧力をかけるときに破れないように形成できるか難しい面がある。本実施形態のように、各加圧液室の供給口にフィルタを形成する構成は、フィルタ部が分かれているので機械的強度の問題は少ない。各加圧液室に対応した供給孔数は多く取れないため、それぞれが有効に異物除去に機能することが重要になる。その面で、膜を張り難くしている本実施形態は、本実施形態のような加圧液室それぞれにフィルタ部を設けるヘッド構成で、より効果を発揮する。 Here, in the present embodiment, a plurality of supply holes (filters) are formed at the supply ports to the respective pressurizing liquid chambers. For example, the structure branches after passing through the filter and supplies ink to the pressurizing liquid chambers. A substantially triangular supply hole of this embodiment may be formed in the head. In this case, even if a film is stretched at some of the supply holes and ink does not flow, the ink is supplied from other supply holes, so the effect of this embodiment may be diminished. However, in the droplet discharge head having such a configuration, it is difficult to determine how to hold the diaphragm filter and whether it can be formed so as not to be broken when pressure is applied by ink supply. As in the present embodiment, the configuration in which the filter is formed at the supply port of each pressurized liquid chamber has few mechanical strength problems because the filter portion is separated. Since the number of supply holes corresponding to each pressurized liquid chamber cannot be increased, it is important that each function effectively to remove foreign matter. In this aspect, the present embodiment in which the film is difficult to stretch is more effective in a head configuration in which a filter portion is provided in each pressurized liquid chamber as in the present embodiment.

本実施形態の液滴吐出ヘッドと、供給口を内接円の円形開口を形成した液滴吐出ヘッドを作成して充填性を確認した。この検証では全てのノズルから吐出が可能になるまでの充填回数を計数した。その結果、本実施形態の液滴吐出ヘッドが明らかに充填性が良いことが確認され、かつ異物がノズルを閉塞するような問題も発生しなかった。供給口を通常のように大開口で形成した場合、充填性は本実施形態と顕著な差は無いが、異物が侵入してノズル閉塞される問題が発生する。 The droplet discharge head of this embodiment and the droplet discharge head in which the supply port was formed with a circular opening with an inscribed circle were created to confirm the filling property. In this verification, the number of times of filling until ejection from all nozzles was counted. As a result, it was confirmed that the droplet discharge head according to the present embodiment clearly has a good filling property, and there was no problem that foreign matter blocked the nozzle. When the supply port is formed with a large opening as usual, the filling property is not significantly different from that of the present embodiment, but a problem that foreign matter enters and the nozzle is blocked occurs.

別の実施形態として積層圧電素子を駆動手段とした液滴吐出ヘッドに適応しても良い。この実施形態でも各加圧液室への供給口にそれぞれフィルタにおける複数の供給孔を作製している。また、複数の略三角形状のフィルタの供給孔を電鋳工程により振動板に形成しているが、供給孔形成工程はこれに限ったものではない。振動板についても、別の実施形態のＮｉメッキ膜ではなく、例えばポリイミドなどの樹脂とＳＵＳ材の積層材を用いても良い。その場合、加工工程をエッチング工程などに変更して、フィルタに相当する略三角形状の供給孔を作製すれば良い。別の実施形態におけるフィルタの効果は、供給口を内接円の円形開口を形成したヘッドを作成して、充填性を確認した。この検証では全てのノズルから吐出が可能になるまでの充填回数を計数した。その結果、別の実施形態の液滴吐出ヘッドが明らかに充填性が良いことが確認された。また、異物がノズルを閉塞するような問題も発生しなかった。供給口を通常のように大開口で形成した場合、充填性は本実施形態と顕著な差は無いが、異物が侵入してノズル閉塞される問題が発生する。 As another embodiment, the present invention may be applied to a droplet discharge head using a laminated piezoelectric element as a driving means. Also in this embodiment, a plurality of supply holes in the filter are formed at the supply ports to the pressurized liquid chambers. Moreover, although the supply holes of the plurality of substantially triangular filters are formed in the diaphragm by the electroforming process, the supply hole forming process is not limited to this. Also for the vibration plate, a laminated material of a resin such as polyimide and a SUS material may be used instead of the Ni plating film of another embodiment. In that case, the processing step may be changed to an etching step or the like, and a substantially triangular supply hole corresponding to the filter may be produced. As an effect of the filter in another embodiment, a filling head was confirmed by creating a head in which a circular opening having an inscribed circle was formed in the supply port. In this verification, the number of times of filling until ejection from all nozzles was counted. As a result, it was confirmed that the droplet discharge head of another embodiment clearly has good filling properties. Moreover, the problem that a foreign substance obstruct | occludes a nozzle did not generate | occur | produce. When the supply port is formed with a large opening as usual, the filling property is not significantly different from that of the present embodiment, but a problem that foreign matter enters and the nozzle is blocked occurs.

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
加圧液室と共通液室との間の流路中に設けられたフィルタ部の孔の形状を、仮想の内接円の内径がノズルの内径より小さい略三角形にする。図４を用いて上記実施形態について説明したように、フィルタ部に膜が張り難く、膜が張っても破れ易い。これにより、フィルタ部での液体の供給を阻害することなく、加圧液室への液体の充填ができるため、供給不足による気泡巻き込みが発生し難く、吐出不良の少ない信頼性の高い液滴吐出ヘッド及び画像形成装置が実現できる。 What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
The shape of the hole of the filter part provided in the flow path between the pressurized liquid chamber and the common liquid chamber is made to be a substantially triangular shape in which the inner diameter of the virtual inscribed circle is smaller than the inner diameter of the nozzle. As described in the above embodiment with reference to FIG. 4, the filter portion is difficult to stretch, and even if the membrane is stretched, it is easily broken. As a result, it is possible to fill the pressurized liquid chamber without impeding the supply of the liquid in the filter unit, so that it is difficult for bubbles to be entrained due to insufficient supply, and a highly reliable droplet discharge with few discharge defects. A head and an image forming apparatus can be realized.

（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、加圧液室の少なくとも一部の壁面を形成する振動板が設けられ、フィルタ部の孔は振動板に形成されている。図５及び図６を用いて上記実施形態に説明したように、製造が容易になる。 (Aspect B)
In (Aspect A), a diaphragm that forms at least a part of the wall surface of the pressurized liquid chamber is provided, and the hole of the filter portion is formed in the diaphragm. As described in the above embodiment with reference to FIGS. 5 and 6, the manufacturing is facilitated.

（態様Ｃ）
（態様Ａ）において、ノズルが複数設けられ各ノズルに対して設けられた加圧液室毎に、孔は区分されて配置されている。図５及び図６を用いて上記実施形態について説明したように、機械的強度を高めることができる。 (Aspect C)
In (Aspect A), a plurality of nozzles are provided, and the holes are divided and arranged for each pressurized liquid chamber provided for each nozzle. As described in the above embodiment with reference to FIGS. 5 and 6, the mechanical strength can be increased.

（態様Ｄ）
（態様Ａ）において、アクチュエータ手段は振動板に形成した薄膜状の圧電層であり、フィルタ部の孔は振動板に誘導結合型プラズマドライエッチングで形成している。図５及び図６を用いて上記実施形態について説明したように、孔の略三角形状の作製が容易である。 (Aspect D)
In (Aspect A), the actuator means is a thin film piezoelectric layer formed on the diaphragm, and the holes of the filter portion are formed on the diaphragm by inductively coupled plasma dry etching. As described in the above embodiment with reference to FIGS. 5 and 6, it is easy to produce a substantially triangular hole.

（態様Ｅ）
（態様Ａ）において、フィルタ部の孔は互い違いに列状に配置している。図９を用いて上記実施形態の変形例について説明したように、フィルタ部の小型化が図れ、かつ多数の孔を設けることができる。 (Aspect E)
In (Aspect A), the holes of the filter portions are alternately arranged in a row. As described in the modification of the above embodiment with reference to FIG. 9, the filter portion can be reduced in size and a large number of holes can be provided.

（態様Ｆ）
（態様Ｅ）において、フィルタ部の孔の列が複数あり、各列間で孔の略三角形の頂点が孔の略三角形の辺に対向するように配置している。図９を用いて上記実施形態の変形例について説明したように、フィルタ部の機械的強度を高めることができる。 (Aspect F)
In (Aspect E), there are a plurality of rows of holes in the filter section, and the apexes of the substantially triangular holes are arranged so as to face the sides of the substantially triangular holes. As described in the modification of the embodiment with reference to FIG. 9, the mechanical strength of the filter unit can be increased.

（態様Ｇ）
（態様Ａ）〜（態様Ｆ）のいずれかに記載の態様の液滴吐出ヘッドのノズル孔から記録液を記録材に吐出して画像を形成する。図１及び図２を用いて本実施形態の画像形成装置について説明したように、供給量及び吐出特性が共に安定することで記録液の滴吐出特性が得られ、画像品質を向上することができる。 (Aspect G)
An image is formed by ejecting the recording liquid onto the recording material from the nozzle holes of the liquid droplet ejection head according to any of the aspects A to F. As described for the image forming apparatus of this embodiment with reference to FIGS. 1 and 2, both the supply amount and the discharge characteristics are stabilized, so that the droplet discharge characteristics of the recording liquid can be obtained and the image quality can be improved. .

１液滴吐出ヘッド
１０ノズル基板
１１ノズル孔
１２加圧液室
１３流体抵抗部
２０液室基板
３０振動板
４０保護基板
５１下部電極
５２圧電体層
５３上部電極
５４配線部材
５５層間絶縁膜
５６パッシベーション膜
５７下部電極パッド部
５８上部電極パッド部
５９貫通孔
６０振動板フィルタ
１００インクジェット記録装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Droplet discharge head 10 Nozzle board | substrate 11 Nozzle hole 12 Pressurized liquid chamber 13 Fluid resistance part 20 Liquid chamber board | substrate 30 Diaphragm 40 Protective board 51 Lower electrode 52 Piezoelectric layer 53 Upper electrode 54 Wiring member 55 Interlayer insulation film 56 Passivation film 57 Lower electrode pad portion 58 Upper electrode pad portion 59 Through hole 60 Diaphragm filter 100 Inkjet recording apparatus

特開平０６−２５５１０１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-255101

Claims

A nozzle for discharging droplets, a pressurized liquid chamber communicating with the nozzle, actuator means for increasing the pressure in the pressurized liquid chamber, a common liquid chamber for supplying liquid to the pressurized liquid chamber, and the common liquid In a droplet discharge head comprising a filter portion having a hole provided in a flow path between a chamber and the pressurized liquid chamber,
The droplet discharge head according to claim 1, wherein the aperture shape of the hole of the filter portion is substantially triangular, and an inner diameter of a substantially triangular virtual inscribed circle is smaller than an inner diameter of the nozzle.

The droplet discharge head according to claim 1,
A liquid droplet ejection head, comprising: a vibration plate that forms at least a part of a wall surface of the pressurized liquid chamber, wherein the hole is formed in the vibration plate.

The droplet discharge head according to claim 1,
A droplet discharge head, wherein a plurality of the nozzles are provided and the hole is divided and arranged for each of the pressurized liquid chambers provided for each nozzle.

The droplet discharge head according to claim 1,
The droplet discharge head according to claim 1, wherein the actuator means is a thin film piezoelectric layer formed on the diaphragm, and the hole is formed on the diaphragm by inductively coupled plasma dry etching.

The droplet discharge head according to claim 1,
The droplet discharge head, wherein the holes are alternately arranged in a row.

The droplet discharge head according to claim 5, wherein
2. A droplet discharge head, comprising: a plurality of rows of holes, wherein a substantially triangular vertex of the hole is arranged between each row so as to face a substantially triangular side of the hole.

An ink jet recording apparatus that records an image by ejecting a recording liquid onto a recording material from the liquid droplet ejection head according to claim 1.