JP2014043075A - Ink jet head - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shearing mode type ink jet head in which a front end face of a partition wall comprising a piezoelectric material is joined to a nozzle plate and which enables improvement of liquid droplet speed and stable operation at high speed by suppressing an effect of vibration energy during deformation operation that concentrates on the front end face of the partition wall.SOLUTION: An ink jet head 1 includes: a head chip 10 in which a plurality of channels 12 and a plurality of partition walls 13 at least partially including piezoelectric materials are juxtaposed alternately and which applies pressure for discharge to ink within the channels 12 by deformation operation of the partition walls 13 based on the drive voltage; and a nozzle plate 20 joined to a front end face of the head chip 10 via an adhesive. The front faces of the partition walls 13 and the nozzle plate 20 are arranged opposite to each other via the adhesive. The nozzle plate 20 includes air groove portions 23 that are located at positions opposite to the front end faces of the partition walls 13 on the joined face to the head chip 10 and are recessed from the joined face.

Description

本発明はインクジェットヘッドに関し、詳しくは、ヘッドチップの前端面にチャネルと圧電材料からなる隔壁の端面とが交互に並設され、このヘッドチップの前端面にノズルプレートが接合されるせん断モード型のインクジェットヘッドに関する。   The present invention relates to an inkjet head, and more specifically, a shear mode type in which a channel and an end face of a partition made of a piezoelectric material are alternately arranged in parallel on a front end face of a head chip, and a nozzle plate is joined to the front end face of the head chip. The present invention relates to an inkjet head.

微小液滴をノズルから吐出し、様々な被記録材に着弾させることによってインクジェット画像を記録形成するインクジェットヘッドは、より高速で安定駆動できる性能が求められている。   An ink jet head that records and forms an ink jet image by discharging fine droplets from nozzles and landing on various recording materials is required to have a performance that can be stably driven at a higher speed.

インクジェットヘッドとしては、チャネルと圧電材料からなる隔壁とが交互に並設され、チャネル内に臨む隔壁表面に形成された電極に駆動電圧を印加することによって、該駆動電圧に基づいて隔壁をくの字状に変形させてチャネル内のインクをノズルから吐出させるせん断モード型のインクジェットヘッドが知られており、本発明者は、このようなせん断モード型のインクジェットヘッドにおいてもより高速で安定駆動可能とするため、吐出時の隔壁の変形動作に着目し、円滑な変形動作を阻害する要因について検討した。   In an inkjet head, channels and partition walls made of a piezoelectric material are alternately arranged in parallel, and a drive voltage is applied to an electrode formed on the partition surface facing the channel so that the partition walls are cut based on the drive voltage. There is known a shear mode type inkjet head that is deformed into a letter shape and discharges ink in a channel from a nozzle, and the present inventor can stably drive at higher speed even in such a shear mode type inkjet head. Therefore, paying attention to the deformation operation of the partition during discharge, the factors that hinder the smooth deformation operation were studied.

一般にチャネルと圧電材料からなる隔壁とが交互に並設されたせん断モード型のインクジェットヘッドは、図11に示すように、ヘッドチップ100の前端面100aにチャネル101の一端が開口し、この前端面100aからヘッドチップ100を見ると、チャネル101の開口101aと隔壁102の前端面102aとが交互に並んでいる。このヘッドチップ100の前端面100aには、チャネル101に対応する位置にノズル201が形成されたノズルプレート200が接着剤300を介して接合されている。   In general, in a shear mode type ink jet head in which channels and partition walls made of a piezoelectric material are alternately arranged, one end of a channel 101 is opened on a front end surface 100a of a head chip 100, and this front end surface is shown in FIG. When the head chip 100 is viewed from 100a, the opening 101a of the channel 101 and the front end face 102a of the partition wall 102 are alternately arranged. A nozzle plate 200 having a nozzle 201 formed at a position corresponding to the channel 101 is bonded to the front end surface 100 a of the head chip 100 via an adhesive 300.

図12は図11に示すヘッドチップ100を前端面100a側から見た図である。隔壁102の両面に形成された電極(図示せず)に所定の駆動電圧を印加すると、隔壁102は、この駆動電圧に基づいて破線で示す中立状態から実線で示すようにくの字状に変形動作し、チャネル101内のインクにノズル201から吐出するための圧力を付与する。この隔壁102の変形動作は実際には極めて短時間で行われるため、隔壁102の振動と捉えることができる。   FIG. 12 is a view of the head chip 100 shown in FIG. 11 as viewed from the front end face 100a side. When a predetermined drive voltage is applied to electrodes (not shown) formed on both surfaces of the partition wall 102, the partition wall 102 is deformed from a neutral state indicated by a broken line to a square shape as indicated by a solid line based on the drive voltage. It operates to apply pressure for ejecting from the nozzle 201 to the ink in the channel 101. Since the deformation operation of the partition wall 102 is actually performed in a very short time, it can be regarded as vibration of the partition wall 102.

ここで、ノズルプレート200と接合される隔壁102の前端面102a側は、チャネル101間のインク漏れを防止するために接着剤300によってノズルプレート200に対して完全に固着された状態にあるため、隔壁102の変形動作時の振動エネルギーはこの固着部位に集中する。この固着部位に集中した振動エネルギーは逃げ場がないため、前端面102aから隔壁102の中央部に向けて反転して伝播し、同じ隔壁102が次の吐出動作を行う際の変形動作に影響を及ぼしてしまう。これにより隔壁102の円滑な変形動作が阻害されて液滴速度の低下を招くと共に、特に高周波駆動を行う際に安定して駆動することが困難となる問題がある。   Here, the front end surface 102a side of the partition wall 102 to be joined to the nozzle plate 200 is in a state of being completely fixed to the nozzle plate 200 by the adhesive 300 in order to prevent ink leakage between the channels 101. The vibration energy at the time of the deformation operation of the partition wall 102 is concentrated on this fixing portion. Since the vibration energy concentrated on the fixed portion has no escape, it propagates in reverse from the front end face 102a toward the central portion of the partition wall 102, affecting the deformation operation when the same partition wall 102 performs the next discharge operation. End up. As a result, the smooth deformation operation of the partition wall 102 is hindered, leading to a drop in the droplet velocity, and there is a problem that it is difficult to drive stably particularly when high frequency driving is performed.

ノズルプレート材料には、ポリイミド等の合成樹脂製の他、Ni、Cu等の金属製、Si製、ガラス製等があり、隔壁の前端面と接着して該前端面を固着する限り、どのような材料でも上記問題は少なからず発生するが、ノズルプレートが硬質材である程、隔壁の前端面に集中した振動エネルギーは緩衝され難くなるため、一般には、合成樹脂製のノズルプレートに比べて硬質な金属製、Si製、ガラス製のノズルプレートの場合に特に問題は顕著となる。   The nozzle plate material is made of synthetic resin such as polyimide, metal such as Ni, Cu, Si, glass, etc., as long as it adheres to the front end face of the partition and adheres to the front end face However, the harder the nozzle plate, the harder it is to absorb the vibration energy concentrated on the front end face of the partition wall, so it is generally harder than the nozzle plate made of synthetic resin. The problem is particularly noticeable when the nozzle plate is made of a metal, Si, or glass.

そこで、本発明者は、ノズルプレートと接着されている隔壁の前端面に集中した変形動作時の振動エネルギーによる影響を抑えるためにノズルプレートに加工を行うことを検討した。   In view of this, the present inventor studied to process the nozzle plate in order to suppress the influence of vibration energy during the deformation operation concentrated on the front end face of the partition wall bonded to the nozzle plate.

従来、ノズルプレートに加工を行う技術として特許文献1には、ノズルプレートのインク吐出面に、インクリザーバの圧力変動を緩衝させるための厚さが薄い圧力変動緩衝部分を複数形成することが記載されている。   Conventionally, as a technique for processing a nozzle plate, Patent Document 1 describes that a plurality of thin pressure fluctuation buffer portions for buffering pressure fluctuations of an ink reservoir are formed on an ink discharge surface of a nozzle plate. ing.

また、特許文献2には、ノズルプレートのインク吐出面に、基板の変形をコントロールしてノズルプレートの剥離を防止するためのスリットを、ノズルプレートと同等の深さで形成することが記載されている。   Patent Document 2 describes that a slit for controlling the deformation of the substrate to prevent the separation of the nozzle plate is formed at the same depth as the nozzle plate on the ink ejection surface of the nozzle plate. Yes.

更に、特許文献3には、流路プレート、中間プレート及びノズルプレートが積層され、圧力発生室であるチャンバにおけるノズルプレートと反対面側に位置する一壁面を圧電材料の駆動によって振動する振動板としたインクジェットヘッドにおいて、各プレートのチャンバ間に、クロストークを防止するためのエアトラップ部を形成することが記載されている。   Further, in Patent Document 3, a flow path plate, an intermediate plate, and a nozzle plate are laminated, and a vibration plate that vibrates by driving a piezoelectric material on one wall surface located on the side opposite to the nozzle plate in a chamber that is a pressure generating chamber. In the ink jet head described above, it is described that an air trap portion for preventing crosstalk is formed between the chambers of each plate.

しかし、これら特許文献1〜3記載の技術は、いずれも圧電材料からなる隔壁を駆動させるせん断モード型のインクジェットヘッドではなく、せん断モード型インクジェットヘッドにおいてノズルプレートと接合される隔壁の前端面に集中した変形動作時の振動エネルギーの影響を抑えるために、ノズルプレートに加工を行う技術を開示するものではない。   However, the techniques described in Patent Documents 1 to 3 are not concentrated on the front end face of the partition wall that is joined to the nozzle plate in the shear mode type inkjet head, rather than the shear mode type inkjet head that drives the partition wall made of a piezoelectric material. In order to suppress the influence of vibration energy during the deforming operation, a technique for processing the nozzle plate is not disclosed.

特開2005−14618号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-14618 特開2007−331245号公報JP 2007-33145 A 特開2011−25657号公報JP 2011-25657 A

本発明者は、上記問題点について鋭意検討した結果、ノズルプレートにおける隔壁の前端面との接合面に空気溝部を形成することによって、隔壁の前端面に集中した変形動作時の振動エネルギーの影響を抑制できることを見出し、本発明に至った。   As a result of earnestly examining the above problems, the present inventor has formed an air groove portion on the joint surface of the nozzle plate with the front end surface of the partition wall, thereby reducing the influence of vibration energy during the deformation operation concentrated on the front end surface of the partition wall. The inventors have found that it can be suppressed, and have reached the present invention.

すなわち、本発明は、圧電材料からなる隔壁の前端面がノズルプレートと接合されるせん断モード型のインクジェットヘッドにおいて、隔壁の前端面に集中した変形動作時の振動エネルギーの影響を抑制することにより、液滴速度を向上させ、高速に安定駆動することが可能なインクジェットヘッドを提供することを課題とする。   That is, according to the present invention, in the shear mode type inkjet head in which the front end face of the partition wall made of a piezoelectric material is joined to the nozzle plate, by suppressing the influence of vibration energy during the deformation operation concentrated on the front end face of the partition wall, It is an object of the present invention to provide an ink jet head capable of improving the droplet speed and stably driving at high speed.

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。   Other problems of the present invention will become apparent from the following description.

上記課題は、以下の各発明によって解決される。   The above problems are solved by the following inventions.

1.複数のチャネルと少なくとも一部に圧電材料を含む複数の隔壁とが交互に並設され、駆動電圧に基づく前記隔壁の変形動作によって前記チャネル内のインクに吐出のための圧力を付与するヘッドチップと、前記ヘッドチップの前端面に接着剤を介して接合されたノズルプレートとを有し、前記隔壁の前端面と前記ノズルプレートとが接着剤を介して相対しているインクジェットヘッドにおいて、
前記ノズルプレートは、前記ヘッドチップとの接合面の前記隔壁の前端面と相対する位置に、前記接合面から凹設された空気溝部を有することを特徴とするインクジェットヘッド。
1. A head chip in which a plurality of channels and a plurality of partition walls containing a piezoelectric material at least in part are alternately arranged, and a pressure for discharging is applied to the ink in the channels by a deformation operation of the partition walls based on a driving voltage; An inkjet head having a nozzle plate joined to the front end face of the head chip via an adhesive, wherein the front end face of the partition wall and the nozzle plate are opposed to each other via an adhesive;
The ink jet head, wherein the nozzle plate has an air groove portion recessed from the joint surface at a position facing a front end surface of the partition wall of the joint surface with the head chip.

2.前記空気溝部は、前記隔壁の高さ方向に沿って設けられていることを特徴とする前記1記載のインクジェットヘッド。   2. 2. The ink jet head according to claim 1, wherein the air groove portion is provided along a height direction of the partition wall.

3.前記空気溝部は、前記ヘッドチップの前端面における前記チャネルの高さ寸法よりも長いことを特徴とする前記2記載のインクジェットヘッド。   3. 3. The ink jet head according to 2, wherein the air groove portion is longer than a height dimension of the channel on a front end surface of the head chip.

4.前記ノズルプレートは、前記ヘッドチップとの接合面に、ノズルに連通して該ノズルよりも大径な液室が凹設されており、
前記空気溝部の深さは、前記液室の深さと同等かそれよりも浅いことを特徴とする前記1、2又は3記載のインクジェットヘッド。
4). The nozzle plate is provided with a liquid chamber having a larger diameter than the nozzle in communication with the nozzle on the joint surface with the head chip.
4. The ink jet head according to 1, 2, or 3, wherein the depth of the air groove is equal to or shallower than the depth of the liquid chamber.

5.前記空気溝部内に前記接着剤が一部入り込んだ状態で前記ノズルプレートと前記ヘッドチップとが接着されていることを特徴とする前記1〜4のいずれかに記載のインクジェットヘッド。   5. 5. The ink jet head according to any one of 1 to 4, wherein the nozzle plate and the head chip are bonded in a state where the adhesive partially enters the air groove portion.

6.前記ノズルプレートはSi製、金属製又はガラス製であることを特徴とする前記1〜5のいずれかに記載のインクジェットヘッド。   6). The inkjet head according to any one of 1 to 5, wherein the nozzle plate is made of Si, metal, or glass.

本発明によれば、圧電材料からなる隔壁の前端面がノズルプレートと接合されるせん断モード型のインクジェットヘッドにおいて、隔壁の前端面に集中した変形動作時の振動エネルギーの影響を抑制することができ、液滴速度を向上させ、高速に安定駆動することが可能なインクジェットヘッドを提供することができる。   According to the present invention, in the shear mode type inkjet head in which the front end face of the partition made of piezoelectric material is joined to the nozzle plate, it is possible to suppress the influence of vibration energy during the deformation operation concentrated on the front end face of the partition. In addition, it is possible to provide an ink jet head capable of improving the droplet velocity and being stably driven at a high speed.

(a)は本発明に係るせん断モード型のインクジェットヘッドの一例を一部断面で示す斜視図、(b)はその縦断面図(A) is a perspective view showing an example of a shear mode type ink jet head according to the present invention in a partial cross-section, and (b) is a longitudinal cross-sectional view thereof. 本発明に係るインクジェットヘッドをノズル面から見た図The figure which looked at the ink jet head concerning the present invention from the nozzle side 図2中の(iii)−(iii)線に沿う断面を一部拡大して示す図The figure which expands and partially shows the cross section which follows the (iii)-(iii) line | wire in FIG. 空気溝部の他の態様を示す図The figure which shows the other aspect of an air groove part (a)〜(d)は本発明に係るインクジェットヘッドのノズルプレートの製造方法の一例を説明する図(A)-(d) is a figure explaining an example of the manufacturing method of the nozzle plate of the inkjet head which concerns on this invention. (a)〜(e)は本発明に係るインクジェットヘッドのノズルプレートの製造方法の一例を説明する図(A)-(e) is a figure explaining an example of the manufacturing method of the nozzle plate of the inkjet head which concerns on this invention. 本発明の他の実施形態に係るインクジェットヘッドをノズル面から見た図The figure which looked at the inkjet head which concerns on other embodiment of this invention from the nozzle surface. 本発明の更に他の実施形態に係るインクジェットヘッドをノズル面から見た図The figure which looked at the inkjet head which concerns on other embodiment of this invention from the nozzle surface. 本発明の更に他の実施形態に係るインクジェットヘッドをノズル面から見た図The figure which looked at the inkjet head which concerns on other embodiment of this invention from the nozzle surface. 比較例を説明する図A diagram explaining a comparative example 従来のせん断モード型のインクジェットヘッドの部分断面図Partial sectional view of a conventional shear mode type inkjet head 従来のせん断モード型のインクジェットヘッドを用いて隔壁の変形動作を説明する図The figure explaining the deformation | transformation operation | movement of a partition using the conventional shear mode type inkjet head

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、せん断モード型のインクジェットヘッドの一例を示しており、(a)はその一部を断面で示す斜視図、(b)はその断面図である。   1A and 1B show an example of a shear mode type ink jet head, in which FIG. 1A is a perspective view showing a part of the ink jet head, and FIG. 1B is a cross-sectional view thereof.

インクジェットヘッド1において、11はチャネル基板である。チャネル基板11には、細溝状の複数のチャネル12と複数の隔壁13とが交互となるように並設されている。チャネル基板11の上面には、全てのチャネル12の上方を塞ぐようにカバー基板14が設けられ、これによってヘッドチップ10を形成している。   In the ink jet head 1, reference numeral 11 denotes a channel substrate. On the channel substrate 11, a plurality of narrow groove-like channels 12 and a plurality of partition walls 13 are arranged in parallel so as to be alternately arranged. On the upper surface of the channel substrate 11, a cover substrate 14 is provided so as to cover all the channels 12, thereby forming the head chip 10.

ヘッドチップ10の前端面10a(ヘッドチップ10におけるインク吐出方向に面する端面)にはノズルプレート20が接着剤を介して接合されている。各チャネル12の一端は、ノズルプレート20に形成されたノズル21を介して外部と連通している。このノズルプレート20において、ノズル21からインクが吐出する方向に面するノズルプレート20の表面がノズル面であり、その反対面がヘッドチップ10との接合面20aである。   The nozzle plate 20 is bonded to the front end surface 10a of the head chip 10 (the end surface facing the ink ejection direction in the head chip 10) via an adhesive. One end of each channel 12 communicates with the outside via a nozzle 21 formed in the nozzle plate 20. In this nozzle plate 20, the surface of the nozzle plate 20 facing the direction in which ink is ejected from the nozzles 21 is the nozzle surface, and the opposite surface is the bonding surface 20 a with the head chip 10.

ヘッドチップ10における各隔壁13の前端面13aは、ヘッドチップ10の前端面10aと面一状に配置されている。従って、各隔壁13の前端面13aとノズルプレート20の接合面20aとは接着剤を介して相対している。   The front end surface 13 a of each partition wall 13 in the head chip 10 is arranged flush with the front end surface 10 a of the head chip 10. Therefore, the front end surface 13a of each partition wall 13 and the joint surface 20a of the nozzle plate 20 are opposed to each other via the adhesive.

各チャネル12の他端は、チャネル基板11に対して徐々に浅溝となり、カバー基板14に開口形成された各チャネル12に共通の共通流路15に連通している。共通流路15は更にプレート16によって閉塞され、該プレート16に形成されたインク供給口17を介して、インク供給管18から共通流路15及び各チャネル12内にインクが供給される。   The other end of each channel 12 gradually becomes a shallow groove with respect to the channel substrate 11, and communicates with a common flow path 15 common to each channel 12 formed in the cover substrate 14. The common flow path 15 is further closed by a plate 16, and ink is supplied from an ink supply pipe 18 into the common flow path 15 and each channel 12 through an ink supply port 17 formed in the plate 16.

各隔壁13は、電気・機械変換手段であるPZT等の圧電材料によって形成されている。ここでは上壁部131と下壁部132が共に分極処理された圧電材料によって形成され、該上壁部131と下壁部132とで分極方向を互いに反対方向としたものを例示しているが、分極処理された圧電材料によって形成される部分は例えば符号131の部分のみであってもよく、隔壁13の少なくとも一部に含まれていればよい。隔壁13はチャネル12と交互に並設されている。従って、一つの隔壁13はその両隣のチャネル12、12で共用されている。   Each partition wall 13 is formed of a piezoelectric material such as PZT which is an electrical / mechanical conversion means. Here, the upper wall portion 131 and the lower wall portion 132 are both made of a piezoelectric material that is polarized, and the upper wall portion 131 and the lower wall portion 132 have the polarization directions opposite to each other. The portion formed by the piezoelectric material subjected to the polarization treatment may be, for example, only the portion denoted by reference numeral 131 and may be included in at least a part of the partition wall 13. The partition walls 13 are arranged alternately with the channels 12. Accordingly, one partition wall 13 is shared by the adjacent channels 12 and 12.

各チャネル12内には、両隔壁13、13の壁面からチャネル12の底面に亘って、それぞれ駆動電極(図示せず)が形成されており、隔壁13を挟んだ両面の駆動電極に所定の駆動電圧を印加すると、この駆動電圧に基づいて隔壁13は上壁部131と下壁部132との接合面を境にしてくの字状に変形する。この隔壁13の変形動作によってチャネル12内に圧力波が発生し、該チャネル12内のインクにノズル21から吐出するための圧力が付与される。   In each channel 12, drive electrodes (not shown) are formed from the wall surfaces of both partition walls 13, 13 to the bottom surface of the channel 12, and a predetermined drive is applied to the drive electrodes on both surfaces sandwiching the partition wall 13. When a voltage is applied, the partition wall 13 is deformed into a letter shape with the joint surface between the upper wall portion 131 and the lower wall portion 132 as a boundary based on this driving voltage. Due to the deformation operation of the partition wall 13, a pressure wave is generated in the channel 12, and pressure for ejecting from the nozzle 21 is applied to the ink in the channel 12.

次に、図2、図3を参照してノズルプレート20について更に説明する。図2はインクジェットヘッド1をノズル面側から見た図、図3は図2中の(iii)−(iii)線に沿う断面図である。   Next, the nozzle plate 20 will be further described with reference to FIGS. 2 is a view of the inkjet head 1 as seen from the nozzle surface side, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line (iii)-(iii) in FIG.

本発明においてノズルプレート20には、一般にノズルプレートとして使用される材料を用いることができ、例えば合成樹脂製、Si製、金属製又はガラス製のものが挙げられる。特に好ましくはSi製、金属製又はガラス製のノズルプレートである。これらは合成樹脂製のノズルプレートに比べて硬質であることから、隔壁13の変形動作時に、隔壁13とノズルプレート20との固着部位に集中した振動エネルギーが逃げにくく、この固着部位に集中した振動エネルギーが当該隔壁13の次の変形動作時に与える影響が大きい。従って、本発明においては、ノズルプレート20をSi製、金属製又はガラス製とする場合に、後述する隔壁13の変形動作時の振動エネルギーの緩衝効果を顕著に得ることができる。   In the present invention, a material generally used as a nozzle plate can be used for the nozzle plate 20, and examples thereof include those made of synthetic resin, Si, metal, or glass. Particularly preferred is a nozzle plate made of Si, metal or glass. Since these are harder than the nozzle plate made of synthetic resin, the vibration energy concentrated on the fixing portion between the partition wall 13 and the nozzle plate 20 is difficult to escape during the deformation operation of the partition wall 13, and the vibration concentrated on this fixing portion. Energy has a great influence on the next deformation operation of the partition wall 13. Therefore, in the present invention, when the nozzle plate 20 is made of Si, metal, or glass, a vibration energy buffering effect during the deformation operation of the partition wall 13 to be described later can be remarkably obtained.

金属製のノズルプレートとしては、Ni、Ni/Co合金、Cu、ステンレス等を挙げることができる。これら金属製のノズルプレートとする場合、電鋳法によってノズル21の他、後述する液室や空気溝部等の加工を行うことができる。ガラス製のノズルプレートの場合はサンドブラスト加工によって、ノズル21、液室、空気溝部等の加工を行うことができる。また、ポリイミド等の合成樹脂製のノズルプレートの場合、主としてレーザー加工法を用いることができる。   Examples of the metal nozzle plate include Ni, Ni / Co alloy, Cu, and stainless steel. When these metal nozzle plates are used, processing of a liquid chamber, an air groove, and the like described later can be performed in addition to the nozzle 21 by electroforming. In the case of a glass nozzle plate, the nozzle 21, liquid chamber, air groove and the like can be processed by sandblasting. In the case of a nozzle plate made of synthetic resin such as polyimide, a laser processing method can be mainly used.

本実施形態ではSi製のノズルプレート20を使用した例を示している。Si製のノズルプレート20は、半導体製造プロセスを用いて作製することができるため、高精度の加工が可能であり、精度の高いノズルプレート20を容易に作製することができる。   In this embodiment, an example in which a nozzle plate 20 made of Si is used is shown. Since the nozzle plate 20 made of Si can be manufactured using a semiconductor manufacturing process, highly accurate processing is possible, and the highly accurate nozzle plate 20 can be easily manufactured.

ノズルプレート20には、ヘッドチップ10との接合面20aにおける隔壁13の前端面13aと相対する位置に、それぞれ空気溝部23が該接合面20aから所定深さで凹設されている。   In the nozzle plate 20, air groove portions 23 are respectively recessed at a predetermined depth from the joint surface 20 a at positions facing the front end surface 13 a of the partition wall 13 on the joint surface 20 a with the head chip 10.

空気溝部23は、ノズルプレート20と接着剤30を介して接合している隔壁13の前端面13aにそれぞれ対応するように、隣接するチャネル12間に位置している。各空気溝部23は他の空気溝部23からそれぞれ独立している。各空気溝部23は、隔壁13の高さ方向(ノズル面に沿い且つチャネル12の配列方向と直交する方向であり、図2中の上下方向)に沿って延びる細溝状に形成されているが、ノズル面側には貫通していない。各空気溝部23は、隔壁13の前端面13aを含むヘッドチップ10の前端面10aによって接着剤30を挟んで閉塞されることで、内部に空気が封入された空気室を形成している。   The air grooves 23 are located between the adjacent channels 12 so as to correspond to the front end surfaces 13 a of the partition walls 13 joined to the nozzle plate 20 via the adhesive 30. Each air groove part 23 is independent from each other air groove part 23. Each air groove portion 23 is formed in a narrow groove shape extending along the height direction of the partition wall 13 (the direction along the nozzle surface and perpendicular to the arrangement direction of the channels 12 and the vertical direction in FIG. 2). The nozzle surface does not penetrate. Each air groove portion 23 is blocked by the front end surface 10a of the head chip 10 including the front end surface 13a of the partition wall 13 with the adhesive 30 interposed therebetween, thereby forming an air chamber in which air is enclosed.

このようにノズルプレート20の接合面20aにおける各隔壁13の前端面13aが接着剤30を介して接合される部位に、ヘッドチップ10との接合によって空気が封入される空気室を形成する空気溝部23が設けられていることにより、隔壁13の変形動作時の振動エネルギーが該隔壁13の前端面13aとノズルプレート20との固着部位に集中した際、空気溝部23内に封入される空気によって振動エネルギーが吸収されて緩衝される。これにより隔壁13の前端面13aとノズルプレート20との固着部位に集中した振動エネルギーが当該隔壁13の中央部に向けて反射することが抑制され、当該隔壁13が次の吐出のために変形動作する際に及ぼす影響を低減することができる。   In this way, an air groove portion that forms an air chamber in which air is enclosed by bonding with the head chip 10 at a portion where the front end surface 13a of each partition wall 13 is bonded via the adhesive 30 on the bonding surface 20a of the nozzle plate 20. 23 is provided, when vibration energy at the time of the deformation operation of the partition wall 13 is concentrated on the fixing portion between the front end surface 13a of the partition wall 13 and the nozzle plate 20, the vibration is caused by the air enclosed in the air groove portion 23. Energy is absorbed and buffered. As a result, the vibration energy concentrated on the fixing portion between the front end surface 13a of the partition wall 13 and the nozzle plate 20 is prevented from being reflected toward the center of the partition wall 13, and the partition wall 13 is deformed for the next discharge. It is possible to reduce the influence on the operation.

また、隔壁13の変形動作による振動エネルギーが当該隔壁13の次の吐出のための変形動作に影響することを抑制できることで、ノズル21内のインクメニスカスの挙動が安定し、次の吐出までの時間を短縮できる。これにより高周波駆動を安定して行うことができるようになる。   Further, since it is possible to suppress the vibration energy due to the deformation operation of the partition wall 13 from affecting the deformation operation for the next discharge of the partition wall 13, the behavior of the ink meniscus in the nozzle 21 is stabilized, and the time until the next discharge is performed. Can be shortened. As a result, high-frequency driving can be performed stably.

空気溝部23の幅は、隔壁13の幅(チャネル12の配列方向に沿う厚み)よりも細く形成されることが条件であり、隔壁13の幅以下とされるが、細すぎると振動エネルギーの緩衝効果が十分に発揮されないおそれがあるため、5μm以上とすることが好ましい。   The condition of the width of the air groove 23 is that it is formed to be narrower than the width of the partition wall 13 (thickness along the arrangement direction of the channels 12). Since there is a possibility that the effect is not sufficiently exhibited, the thickness is preferably 5 μm or more.

また、空気溝部23の長さLは、ヘッドチップ10の前端面10aにおけるチャネル12の高さ寸法H(ノズル面に沿い且つチャネル12の配列方向と直交する方向の寸法)よりも長いことが好ましい。チャネル12の高さ寸法Hよりも長くすることで、隔壁13の高さ方向全体に亘る振動エネルギーを効果的に吸収して緩衝することができる。   The length L of the air groove 23 is preferably longer than the height dimension H of the channel 12 on the front end face 10a of the head chip 10 (dimension in the direction along the nozzle surface and perpendicular to the arrangement direction of the channels 12). . By making it longer than the height dimension H of the channel 12, vibration energy over the entire height direction of the partition wall 13 can be effectively absorbed and buffered.

更に空気溝部23の深さは、ノズルプレート20の厚みよりも浅くすることが条件となるが、深く形成しすぎるとノズルプレート20の強度低下の原因となる。具体的な深さはノズルプレート材料によっても異なるが、Si製のノズルプレート20の場合、その厚みの90%以下の深さとすることが好ましい。   Further, the depth of the air groove portion 23 is required to be shallower than the thickness of the nozzle plate 20, but if it is formed too deep, the strength of the nozzle plate 20 is reduced. Although the specific depth varies depending on the nozzle plate material, in the case of the nozzle plate 20 made of Si, the depth is preferably 90% or less of the thickness.

図3に示すように、ノズルプレート20におけるヘッドチップ10との接合面20aに、ノズル21に連通して該ノズル21よりも大径な液室22が凹設されている場合、ノズルプレート20の耐久性を維持する観点から、空気溝部23の深さは、上記条件を満足する範囲で、この液室22の深さと同等か又はそれよりも浅くすることが好ましい。   As shown in FIG. 3, when a liquid chamber 22 that communicates with the nozzle 21 and has a larger diameter than the nozzle 21 is formed on the joint surface 20 a of the nozzle plate 20 with the head chip 10, From the viewpoint of maintaining durability, it is preferable that the depth of the air groove portion 23 is equal to or shallower than the depth of the liquid chamber 22 within a range that satisfies the above conditions.

なお、本実施形態では、液室22はチャネル12の開口形状よりもやや小さな矩形状に形成されているが、液室22の具体的形状は特に問わない。また、液室22は本発明において必須のものではないが、空気溝部23の深さを確保する観点からノズルプレート20の厚みを大きくする場合、液室22を設けることが好ましい。   In the present embodiment, the liquid chamber 22 is formed in a rectangular shape slightly smaller than the opening shape of the channel 12, but the specific shape of the liquid chamber 22 is not particularly limited. In addition, the liquid chamber 22 is not essential in the present invention, but it is preferable to provide the liquid chamber 22 when the thickness of the nozzle plate 20 is increased from the viewpoint of securing the depth of the air groove 23.

通常、隔壁13の前端面13aの幅は極めて細く、複数本の空気溝部23を並設することは困難であるため、1つの隔壁13の前端面13aに相対する空気溝部23は1本あればよい。また、図4に示すように、1つの隔壁13に対応する空気溝部23を、隔壁13の高さ方向に沿って分割された複数本の空気溝部23aによって構成することもできる。しかし、振動エネルギーを効率良く緩衝させる観点からは、図2に示すように1本の空気溝部23とすることが好ましい。   Usually, the width of the front end surface 13a of the partition wall 13 is extremely narrow, and it is difficult to arrange a plurality of air groove portions 23 side by side. Therefore, if there is one air groove portion 23 facing the front end surface 13a of one partition wall 13, Good. Further, as shown in FIG. 4, the air groove portion 23 corresponding to one partition wall 13 can be constituted by a plurality of air groove portions 23 a divided along the height direction of the partition wall 13. However, from the viewpoint of efficiently buffering vibration energy, it is preferable to form one air groove portion 23 as shown in FIG.

ヘッドチップ10とノズルプレート20との接合は、間に接着剤30を介して接着されることによって行われる。このとき、図3に一部拡大して示すように、空気溝部23内に接着剤30の一部が入り込んだ状態で接着されていることが好ましい。これにより空気溝部23内に余剰の接着剤30を収容でき、チャネル12やノズル21への余剰の接着剤の流入を防止することができ、また、密着性も向上する。   The head chip 10 and the nozzle plate 20 are joined by being bonded via an adhesive 30 therebetween. At this time, as shown in a partially enlarged view in FIG. 3, it is preferable that the adhesive 30 is bonded in a state where a part of the adhesive 30 enters the air groove 23. Thereby, the excess adhesive 30 can be accommodated in the air groove part 23, the inflow of the excess adhesive to the channel 12 or the nozzle 21 can be prevented, and the adhesiveness is also improved.

空気溝部23内に接着剤30が入り込むようにするには、ヘッドチップ10とノズルプレート20とを加熱してから接着を行うことによって可能である。ヘッドチップ10とノズルプレート20が常温に戻った時に空気溝部23内の空気が収縮することで、接着剤30の一部を空気溝部23内に入り込ませることができる。空気溝部23内に余剰の接着剤30を収容することで、接着面積が増大し、接着力向上も期待できる。   In order to allow the adhesive 30 to enter the air groove 23, the head chip 10 and the nozzle plate 20 are heated and then bonded. When the head chip 10 and the nozzle plate 20 return to room temperature, the air in the air groove 23 contracts, so that a part of the adhesive 30 can enter the air groove 23. By housing the surplus adhesive 30 in the air groove 23, the adhesion area is increased and an improvement in adhesion can be expected.

なお、接着剤30は、図3に示すように空気溝部23の開口側からやや入り込む程度であり、空気溝部23内全体が接着剤30で満たされるわけではないが、空気溝部23内に接着剤30の一部が入り込むことで、空気溝部23内の空気量がやや減少することになる。しかし、一般に接着剤30として使用されるエポキシ系接着剤は、本発明において好ましく用いられるノズルプレート材料(Si、金属、ガラス)に比べて弾性率が低いため、隔壁13の振動エネルギーの緩衝効果が大きく損なわれることはない。   As shown in FIG. 3, the adhesive 30 is slightly inserted from the opening side of the air groove 23, and the entire inside of the air groove 23 is not filled with the adhesive 30, but the adhesive is contained in the air groove 23. As a part of 30 enters, the amount of air in the air groove 23 is slightly reduced. However, since the epoxy adhesive generally used as the adhesive 30 has a lower elastic modulus than the nozzle plate material (Si, metal, glass) preferably used in the present invention, it has a buffering effect on the vibration energy of the partition wall 13. There is no significant damage.

次に、このような空気溝部23を有するノズルプレート20の製造方法の一例を図5、図6を参照して説明する。   Next, an example of a manufacturing method of the nozzle plate 20 having such an air groove 23 will be described with reference to FIGS.

最終製品であるノズルプレート20よりも十分厚いSi基板40(厚さ725μm)を用意し、その片面の全面にレジストマスク50を被覆形成した後(図5(a))、ノズル21の形成位置となる部位のレジストマスク50を除去してそれぞれ開口部51を形成する(図5(b))。   An Si substrate 40 (thickness: 725 μm) that is sufficiently thicker than the nozzle plate 20 that is the final product is prepared, and a resist mask 50 is formed on the entire surface of one side (FIG. 5A). The resist mask 50 at the part to be formed is removed to form openings 51 respectively (FIG. 5B).

その後、レジストマスク50の表面からエッチングを行うことで、開口部51に所定深さの凹部41をそれぞれ形成する(図5(c))。ここではそれぞれ深さ30μmの凹部41を形成した。次いで、凹部41を形成した面に、レジストマスク50の上から、Si基板40を補強するための厚さ200μmのガラス基板からなるサポート基板60を貼り付ける(図5(d))。   Thereafter, etching is performed from the surface of the resist mask 50 to form the recesses 41 having a predetermined depth in the openings 51 (FIG. 5C). Here, the recesses 41 each having a depth of 30 μm were formed. Next, a support substrate 60 made of a glass substrate having a thickness of 200 μm for reinforcing the Si substrate 40 is attached to the surface where the recess 41 is formed from above the resist mask 50 (FIG. 5D).

サポート基板60を貼り付けたSi基板40の該サポート基板60の反対面側から、Si基板40を厚さ200μmとなるまで研磨した後(図6(a))、そのSi基板40の研磨された面にレジストマスク70を被覆形成する(図6(b))。   After polishing the Si substrate 40 to a thickness of 200 μm from the opposite side of the Si substrate 40 to which the support substrate 60 is attached (FIG. 6A), the Si substrate 40 was polished. A resist mask 70 is formed on the surface (FIG. 6B).

次いで、液室22と空気溝部23の形成位置となる部位のレジストマスク70を除去してそれぞれ液室用開口部71と空気溝部用開口部72を形成した後(図6(c))、レジストマスク70の表面からエッチングを行うことで、液室用開口部71と空気溝部用開口部72に臨むSi基板40をそれぞれ凹設していく(図6(d))。   Next, after removing the resist mask 70 at the position where the liquid chamber 22 and the air groove 23 are to be formed to form the liquid chamber opening 71 and the air groove opening 72, respectively (FIG. 6C), the resist By etching from the surface of the mask 70, the Si substrate 40 facing the liquid chamber opening 71 and the air groove opening 72 is respectively recessed (FIG. 6D).

この液室用開口部71からSi基板40を凹設していくことによって、やがて凹部41と連通し、凹部41からなるノズル21と液室22とが形成される。一方、空気溝部用開口部72からSi基板40を凹設していくことによって、液室22間に空気溝部23が形成される。このとき、液室用開口部71からと空気溝部用開口部72からとのエッチングを同時に行っているが、液室用開口部71よりも空気溝部用開口部72の方が幅狭で開口面積が小さいため、空気溝部用開口部72からのエッチングレートの方が低くなり、結果として、液室22の深さよりも空気溝部23の深さの方が浅く形成される。これにより液室22よりも浅い空気溝部23を容易に形成することができる。   By recessing the Si substrate 40 from the liquid chamber opening 71, the nozzle 21 and the liquid chamber 22 including the recess 41 are formed in communication with the recess 41. On the other hand, by recessing the Si substrate 40 from the air groove opening 72, the air groove 23 is formed between the liquid chambers 22. At this time, the etching from the liquid chamber opening 71 and the air groove opening 72 is simultaneously performed, but the air groove opening 72 is narrower than the liquid chamber opening 71 and has an opening area. Therefore, the etching rate from the air groove opening 72 is lower, and as a result, the depth of the air groove 23 is shallower than the depth of the liquid chamber 22. Thereby, the air groove 23 shallower than the liquid chamber 22 can be easily formed.

その後、Si基板40をノズルプレート20のサイズにダイシング加工して複数枚のノズルプレート20を切り出し、サポート基板60と各レジストマスク50、70を除去することによって、空気溝部23を有するノズルプレート20が作製される(図6(e))。   Thereafter, the Si substrate 40 is diced into the size of the nozzle plate 20 to cut out a plurality of nozzle plates 20, and the support substrate 60 and the resist masks 50 and 70 are removed, so that the nozzle plate 20 having the air grooves 23 is formed. It is produced (FIG. 6 (e)).

以上説明したインクジェットヘッド1は、全てのチャネル12がインクを吐出するインクチャネルであり、各チャネル12に対応してノズル21と液室22が設けられている態様であるが、図7に示すように、インクを吐出するインクチャネル121とインクを吐出しないダミーチャネル122とが交互に配置されるいわゆる独立駆動タイプであってもよい。この態様でも、インクチャネル121からのインク吐出のために各隔壁13が変形動作するため、ノズルプレート20の接合面には各隔壁13の前端面13aに対応する位置にそれぞれ空気溝部23が形成される。   In the ink jet head 1 described above, all the channels 12 are ink channels that discharge ink, and the nozzle 21 and the liquid chamber 22 are provided corresponding to each channel 12, but as shown in FIG. In addition, a so-called independent drive type in which ink channels 121 that eject ink and dummy channels 122 that do not eject ink are alternately arranged may be used. Also in this aspect, since each partition wall 13 is deformed for discharging ink from the ink channel 121, the air groove portion 23 is formed on the joint surface of the nozzle plate 20 at a position corresponding to the front end surface 13a of each partition wall 13. The

なお、この態様では、ノズルプレート20のダミーチャネル122に対応する部位にはノズル21と液室22は形成されない。   In this aspect, the nozzle 21 and the liquid chamber 22 are not formed at a portion corresponding to the dummy channel 122 of the nozzle plate 20.

また、以上説明したインクジェットヘッド1は、チャネル列が1列の場合であるが、図8に示すように、2列以上となる複数のチャネル列を有するものであってもよい。この場合、図7と同様に、インクチャネル121とダミーチャネル122とが交互に配置される独立駆動タイプとすることもできる。   Moreover, although the inkjet head 1 demonstrated above is a case where a channel row | line is 1 row | line | column, as shown in FIG. 8, you may have a several channel row | line | column used as 2 or more rows. In this case, as in FIG. 7, an independent drive type in which the ink channels 121 and the dummy channels 122 are alternately arranged may be used.

更に、以上説明した空気溝部23は、他の空気溝部23からそれぞれ独立して形成されているが、各空気溝部23はヘッドチップ10の各隔壁13の前端面13aに相対する位置に形成される限り、図9に示すように、空気溝部23同士は繋げられていてもよい。図9(a)はチャネル列が1列である場合の空気溝部23同士が繋げられた態様、(b)はチャネル列が2列である場合の空気溝部23同士が繋げられた態様をそれぞれ示している。空気溝部23同士が繋げられることで、ヘッドチップ10との接合によって内部に封入される空気量も増加するため、空気による振動エネルギーの緩衝効果をより向上させることができる。   Further, the air groove portions 23 described above are formed independently of the other air groove portions 23, but each air groove portion 23 is formed at a position facing the front end face 13 a of each partition wall 13 of the head chip 10. As long as shown in FIG. 9, the air groove portions 23 may be connected to each other. 9A shows a mode in which the air groove portions 23 are connected when the channel row is one row, and FIG. 9B shows a mode in which the air groove portions 23 are connected when the channel row is two rows. ing. Since the air grooves 23 are connected to each other, the amount of air enclosed inside by joining with the head chip 10 also increases, so that the buffering effect of vibration energy by air can be further improved.

以下、実施例によって本発明の効果を例証する。   The effects of the present invention are illustrated below by examples.

(実施例1)
隔壁材料として分極処理されたPZTを使用し、分極方向が隔壁の高さ方向で反対方向となるように上壁部及び下壁部を有する隔壁を有するチャネル列が1列からなるインクジェットヘッドを使用した。ヘッドチップ構造及びノズルプレート構造は以下の通りである。
Example 1
PZT that has been polarized is used as a partition wall material, and an inkjet head having a single channel column having a partition wall having an upper wall portion and a lower wall portion so that the polarization direction is opposite to the height direction of the partition wall did. The head chip structure and nozzle plate structure are as follows.

ヘッドチップ構造
チャネル数:256チャネル
チャネル高さH:200μm
チャネル幅:82μm
隔壁幅:62μm
Head chip structure Number of channels: 256 channels Channel height H: 200 μm
Channel width: 82 μm
Partition width: 62 μm

ノズルプレート構造
材質:Si
厚み:200μm
液室深さ:170μm
ノズル径:30μm
Nozzle plate structure material: Si
Thickness: 200 μm
Liquid chamber depth: 170 μm
Nozzle diameter: 30 μm

このノズルプレートに、ヘッドチップの各隔壁の前端面に相対する位置に、図2、図3と同様に、隔壁の高さ方向に沿って延びる空気溝部をそれぞれ1本ずつ凹設した。
空気溝部深さ:160μm
空気溝部幅:20μm
空気溝部長さL:300μm
In the nozzle plate, one air groove portion extending along the height direction of the partition wall is provided in a recessed manner at a position corresponding to the front end surface of each partition wall of the head chip, as in FIGS.
Air groove depth: 160 μm
Air groove width: 20 μm
Air groove length L: 300 μm

以上のノズルプレートを、ヘッドチップの前端面にエポキシ系接着剤を用いて接着し、インクジェットヘッドを作製した。得られたインクジェットヘッドについて、駆動電圧16.6V、駆動周波数24.7kHzと12.3kHzとしてそれぞれ連続してインクを吐出し、そのときの一つのノズルについて着目し、そのノズルからの液滴速度を基め、以下の基準に従って評価した。液滴速度の測定は、吐出されたインク滴を撮像し、インク滴像を画像処理することによって求めた。その結果を表1に示す。   The above nozzle plate was bonded to the front end surface of the head chip using an epoxy adhesive to produce an ink jet head. With respect to the obtained ink jet head, ink was continuously ejected at a driving voltage of 16.6 V and a driving frequency of 24.7 kHz and 12.3 kHz, and attention was paid to one nozzle at that time, and the droplet velocity from the nozzle was determined. Based on the following criteria, the evaluation was made. The droplet velocity was measured by imaging the ejected ink droplet and subjecting the ink droplet image to image processing. The results are shown in Table 1.

◎:10m/s以上
○:9m/s以上10m/s未満
△:8m/s以上9m/s未満
▲:6m/s以上8m/s未満
◎: 10 m / s or more ○: 9 m / s or more and less than 10 m / s △: 8 m / s or more and less than 9 m / s ▲: 6 m / s or more and less than 8 m / s

(実施例2)
各空気溝部2長さLを180μmとしてチャネルの高さHよりも短くした以外は、実施例1と全く同様にしてインクを吐出し、その液滴速度を評価した。その結果を表1に示す。
(Example 2)
Ink was ejected in exactly the same manner as in Example 1 except that the length L of each air groove 2 was 180 μm and shorter than the channel height H, and the droplet velocity was evaluated. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
ノズルプレートに空気溝部を全く形成しなかった以外は実施例1と全く同様にしてインクを吐出し、その液滴速度を評価した。その結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
Ink was ejected in the same manner as in Example 1 except that no air groove was formed on the nozzle plate, and the droplet velocity was evaluated. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
ノズルプレートの空気溝部を、図10に示すように、ノズル列方向に平行で、チャネルの外側にあたる部位に形成した。空気溝部の深さと幅は実施例1と同一とし、ノズル列方向に沿う長さを50μmとした。このインクジェットヘッドを実施例1と全く同一の駆動条件でインクを吐出し、その液滴速度を評価した。その結果を表1に示す。

Figure 2014043075
(Comparative Example 2)
As shown in FIG. 10, the air groove portion of the nozzle plate was formed in a portion parallel to the nozzle row direction and corresponding to the outside of the channel. The depth and width of the air groove were the same as in Example 1, and the length along the nozzle row direction was 50 μm. Ink was ejected from this inkjet head under exactly the same driving conditions as in Example 1, and the droplet velocity was evaluated. The results are shown in Table 1.
Figure 2014043075

以上のように、本発明のように隔壁の前端面に相対する位置に空気溝部を形成することにより、液滴速度が向上し、高周波駆動時にも安定して射出することができた。特に、実施例1のようにチャネル高さよりも長い空気溝部を形成することにより、実施例2に比べてより高い効果を得ることができた。   As described above, by forming the air groove portion at a position facing the front end face of the partition wall as in the present invention, the droplet velocity is improved and stable ejection can be achieved even during high frequency driving. In particular, by forming an air groove longer than the channel height as in Example 1, a higher effect than in Example 2 could be obtained.

1:インクジェットヘッド
10:ヘッドチップ
10a:ヘッドチップの前端面
11:チャネル基板
12:チャネル
121:インクチャネル
122:ダミーチャネル
13:隔壁
13a:前端面
131:上壁部
132:下壁部
14:カバー基板
15:共通流路
16:プレート
17:インク供給口
18:インク供給管
20:ノズルプレート
20a:接合面
21:ノズル
22:液室
23:空気溝部
30:接着剤
40:Si基板
41:凹部
50:レジストマスク
51:開口部
60:サポート基板
70:レジストマスク
71:液室用開口部
72:空気溝部用開口部
1: Inkjet head 10: Head chip 10a: Front end surface of head chip 11: Channel substrate 12: Channel 121: Ink channel 122: Dummy channel 13: Partition wall 13a: Front end surface 131: Upper wall portion 132: Lower wall portion 14: Cover Substrate 15: Common flow path 16: Plate 17: Ink supply port 18: Ink supply pipe 20: Nozzle plate 20a: Bonding surface 21: Nozzle 22: Liquid chamber 23: Air groove 30: Adhesive 40: Si substrate 41: Recess 50 : Resist mask 51: opening 60: support substrate 70: resist mask 71: liquid chamber opening 72: air groove opening

Claims (6)

複数のチャネルと少なくとも一部に圧電材料を含む複数の隔壁とが交互に並設され、駆動電圧に基づく前記隔壁の変形動作によって前記チャネル内のインクに吐出のための圧力を付与するヘッドチップと、前記ヘッドチップの前端面に接着剤を介して接合されたノズルプレートとを有し、前記隔壁の前端面と前記ノズルプレートとが接着剤を介して相対しているインクジェットヘッドにおいて、
前記ノズルプレートは、前記ヘッドチップとの接合面の前記隔壁の前端面と相対する位置に、前記接合面から凹設された空気溝部を有することを特徴とするインクジェットヘッド。
A head chip in which a plurality of channels and a plurality of partition walls containing a piezoelectric material at least in part are alternately arranged, and a pressure for discharging is applied to the ink in the channels by a deformation operation of the partition walls based on a driving voltage; An inkjet head having a nozzle plate joined to the front end face of the head chip via an adhesive, wherein the front end face of the partition wall and the nozzle plate are opposed to each other via an adhesive;
The ink jet head, wherein the nozzle plate has an air groove portion recessed from the joint surface at a position facing a front end surface of the partition wall of the joint surface with the head chip.
前記空気溝部は、前記隔壁の高さ方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein the air groove portion is provided along a height direction of the partition wall. 前記空気溝部は、前記ヘッドチップの前端面における前記チャネルの高さ寸法よりも長いことを特徴とする請求項2記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 2, wherein the air groove portion is longer than a height dimension of the channel on a front end surface of the head chip. 前記ノズルプレートは、前記ヘッドチップとの接合面に、ノズルに連通して該ノズルよりも大径な液室が凹設されており、
前記空気溝部の深さは、前記液室の深さと同等かそれよりも浅いことを特徴とする請求項1、2又は3記載のインクジェットヘッド。
The nozzle plate is provided with a liquid chamber having a larger diameter than the nozzle in communication with the nozzle on the joint surface with the head chip.
4. An ink jet head according to claim 1, wherein a depth of the air groove is equal to or shallower than a depth of the liquid chamber.
前記空気溝部内に前記接着剤が一部入り込んだ状態で前記ノズルプレートと前記ヘッドチップとが接着されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to any one of claims 1 to 4, wherein the nozzle plate and the head chip are bonded in a state where the adhesive partially enters the air groove portion. 前記ノズルプレートはSi製、金属製又はガラス製であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
The inkjet head according to claim 1, wherein the nozzle plate is made of Si, metal, or glass.
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