JP2959106B2 - Inkjet head - Google Patents

Inkjet head

Info

Publication number
JP2959106B2
JP2959106B2 JP2299179A JP29917990A JP2959106B2 JP 2959106 B2 JP2959106 B2 JP 2959106B2 JP 2299179 A JP2299179 A JP 2299179A JP 29917990 A JP29917990 A JP 29917990A JP 2959106 B2 JP2959106 B2 JP 2959106B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
substrate
ink jet
jet head
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2299179A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04173148A (en
Inventor
真理 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2299179A priority Critical patent/JP2959106B2/en
Publication of JPH04173148A publication Critical patent/JPH04173148A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2959106B2 publication Critical patent/JP2959106B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、インク液滴を画像記録媒体上へ選択的に付
着させるインクジェットプリンタに関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet printer for selectively depositing ink droplets on an image recording medium.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のインクジェットヘッドの構造は、特開昭63−25
2750号明細書、あるいは特開昭63−247051号明細書に開
示されてある。
The structure of a conventional ink jet head is disclosed in JP-A-63-25
No. 2,750 or JP-A-63-247051.

これらはインク吐出ノズルの並び方向に互いに間隔を
有する多数の平行な流路からなり、該流路は天部、底
部、そして流路の長手方向および長手方向とノズル並び
方向の両方に垂直に伸びる側壁により区画されている。
該流路の一端は複数のノズルを有するノズルプレートに
接続し、他の一端はインクを各チャンネルに補充するイ
ンク供給手段に接続する。該側壁はその一部あるいは全
体が圧電物質で構成され、電気的アクチュエート手段に
より剪断モードなどのアレイ方向に平行な変形を引き起
こし、該流路を圧力発生室としてインクの圧力を変化さ
せノズルからインク滴を噴射させるものであった。これ
らの従来技術は、高密度なマルチノズルインクジェット
ヘッドを構成できる特徴を有していた。
These are composed of a number of parallel flow paths spaced from each other in the direction in which the ink discharge nozzles are arranged, and the flow paths extend at the top, the bottom, and in the longitudinal direction of the flow path and perpendicular to both the longitudinal direction and the nozzle arrangement direction. It is partitioned by the side wall.
One end of the flow path is connected to a nozzle plate having a plurality of nozzles, and the other end is connected to ink supply means for replenishing each channel with ink. The side wall is partially or entirely made of a piezoelectric material, and causes a deformation parallel to the array direction such as a shearing mode by an electric actuating means. This was to eject ink droplets. These prior arts have the characteristic that a high-density multi-nozzle inkjet head can be configured.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、ノズルが高密度になり、隣接するノズル開口
間の間隔が狭くなると、一部材のノズルプレート上にノ
ズル列を形成できなくなるという問題点がある。また、
ノズルの高密度化に伴いノズル開口の断面積が小さくな
る。しかし、厚いプレートに微小断面の穴を精度良く形
成することは容易でなく、ノズルプレートが薄くなり、
強度が低下したり、振動が発生するなどの問題点を有し
ている。
However, when the density of the nozzles is increased and the interval between adjacent nozzle openings is reduced, there is a problem that a nozzle row cannot be formed on a single nozzle plate. Also,
As the nozzle density increases, the cross-sectional area of the nozzle opening decreases. However, it is not easy to accurately form a hole with a small cross section in a thick plate, and the nozzle plate becomes thin,
There are problems such as a decrease in strength and generation of vibration.

そこで本発明の課題は、これらの問題点を解決するこ
とで、その目的とするところは、高密度、高ノズル数、
そして信頼性の高いインクジェットヘッドを提供するこ
とにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve these problems, and the object thereof is to achieve a high density, a high number of nozzles,
Another object is to provide a highly reliable ink jet head.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明のインクジェットヘッドは、 基板端面にアレイ状に並んだ開口部を有する多数の平行
な流路の隣接する流路を区画する側壁が前記基板端面か
ら凸状に突出する突出部を有し、前記突出部とノズル基
板のエッジとによりノズルを形成することを特徴とす
る。
The ink jet head of the present invention has a protruding portion in which a side wall that partitions adjacent flow paths of a number of parallel flow paths having openings arranged in an array on a substrate end face protrudes from the substrate end face, A nozzle is formed by the protrusion and an edge of the nozzle substrate.

また、該構成において、前記流路の開口部の形状がア
レイ方向に垂直な方向の平均寸法がアレイ方向の平均寸
法より大きい、あるいは、前記突出部の高さが前記ノズ
ル基板の厚さに等しい、あるいは、前記側壁の一部又は
全体が圧電性物質で構成され、該側壁が電気的アクチュ
エート手段により変形する、あるいは、前記ノズル基板
のエッジの前記側壁の突出部とノズルを形成する部分
が、ノズル出口側に厚くなっている、ことを特徴とす
る。
Further, in this configuration, the shape of the opening of the flow path is such that the average dimension in the direction perpendicular to the array direction is larger than the average dimension in the array direction, or the height of the protrusion is equal to the thickness of the nozzle substrate. Alternatively, a part or the whole of the side wall is made of a piezoelectric material, and the side wall is deformed by an electric actuating means, or a part of the edge of the nozzle substrate that forms a nozzle with a protruding portion of the side wall. , Which is thicker on the nozzle outlet side.

さらに、前記突出部を形成する前記基板の端面近傍
が、前記流路の大部分を構成する部材と異なる基板端面
部材からなることを特徴とする。
Furthermore, the vicinity of the end surface of the substrate forming the protruding portion is formed of a substrate end surface member different from a member that constitutes most of the flow path.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の実施例を以下で詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below.

本発明の実施例の一つを第1図を用いて説明する。第
1図の斜視図に示すように、基板20内に、アレイ方向60
の流路の平均寸法幅がアレイ方向60に垂直な方向の流路
の平均寸法高さに比べ小さい断面を有する流路55が、互
いに平行に複数形成されており、基板端面21に接続して
いる。流路55が接続している基板端面21は、アレイ方向
60に各流路55を区画する側壁37の一部が凸状の突出部38
を有し、各突出部38はアレイ方向60に直線に形成されて
いる。基板端面21に直線に並ぶ突出部38の各々に密に接
触するようにエッジが加工されたノズル基板1が、突出
部38を挟む形で接合され、各流路55に隣接する側壁37の
凸状突出部38とノズル基板1とに囲まれたノズル開口2
をアレイ方向60に直線的に形成できる。
One embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in the perspective view of FIG.
A plurality of flow paths 55 having a cross section whose average dimensional width of the flow path is smaller than the average dimensional height of the flow path in a direction perpendicular to the array direction 60 are formed in parallel with each other, and are connected to the substrate end face 21. I have. The substrate end face 21 to which the flow path 55 is connected is in the array direction.
A part of the side wall 37 that divides each flow path 55 into 60 has a protruding projection 38
, And each protrusion 38 is formed linearly in the array direction 60. The nozzle substrate 1 whose edge is processed so as to be in close contact with each of the protruding portions 38 arranged in a straight line on the substrate end face 21 is joined so as to sandwich the protruding portion 38, and the protrusion of the side wall 37 adjacent to each flow path 55. Nozzle opening 2 surrounded by protruding portion 38 and nozzle substrate 1
Can be formed linearly in the array direction 60.

第2図は、第1図に示した構造をノズル開口からの正
面図(a)と流路の長手方向の断面図(b)で示してい
る。流路55が接続する基板端面21は平坦に研磨された
後、突出部38の高さがノズル基板1と等しくなるようダ
イヤモンドカッティング円板を用いて加工される。加工
の方向を、アレイの並び方向60に取ることにより、矩形
断面を持つ突出部38がアレイ方向60に直線的に全ての流
路55に同時に形成できる。ノズル基板1は、代表的には
厚さ50から200μmのニッケル板をエッジが表面に垂直
な直線となるよう加工し、接着剤を用いて突出部38に密
に接するように基板端面21に接合される。
FIG. 2 shows the structure shown in FIG. 1 in a front view (a) from a nozzle opening and a longitudinal sectional view (b) of a flow path. After the substrate end surface 21 to which the flow path 55 is connected is polished flat, it is processed using a diamond cutting disk so that the height of the protruding portion 38 is equal to that of the nozzle substrate 1. By setting the processing direction in the array direction 60, the projections 38 having a rectangular cross section can be formed simultaneously in all the flow paths 55 linearly in the array direction 60. The nozzle substrate 1 is typically formed by processing a nickel plate having a thickness of 50 to 200 μm so that an edge is a straight line perpendicular to the surface, and bonding the substrate to the substrate end surface 21 so as to be in close contact with the protruding portion 38 using an adhesive. Is done.

第3図は、本発明のインクジェットヘッドのノズル形
成方法を適用する流路が、圧電性物質からなる圧力発生
室であるような実施例の流路を示す図である。互いに逆
方向に分極された圧電性物質からなる基板20a、20bの接
合部に形成された流路は、アレイ方向の流路の平均寸法
幅がアレイ方向に垂直な方向の流路の平均寸法高さに比
べ小さい矩形断面を有し、互いに平行に複数形成されて
おり、各々の流路が圧力発生室5を構成する。第3図
(a)において、同一圧力発生室5内に形成されている
電極40a、40bは電気的に接続され、各流路ごとに駆動用
ドライバ素子70に接続されている。ドライバ素子70は制
御部71からの制御信号72に対応して、直流電流73より高
電圧出力あるいは低電圧出力を各圧力発生室5内の電極
40に選択的に供給する。各圧力発生室5は一つ飛ばし
(偶数番と奇数番)の2つにグループ化され、それぞれ
のグループごとに時間で区画化され交互に駆動される。
第3図(b)に示すように、選択された圧力発生室5aと
その隣接する圧力発生室5bとを区画する側壁である変形
部36に、圧電物質の分極方向50、51と直交するように、
選択された圧力発生室5aとその隣接する圧力発生室5bに
接続されるドライバ素子を制御すると、圧電物質からな
る変形部36は剪断モードで変形し、選択された圧力発生
室5aの容積を縮小し圧力発生室5a満たすインク6に圧力
を発生する。発生圧力は、圧力発生室5a内を伝搬し、ノ
ズル(図示せず)からインク滴を吐出させる。
FIG. 3 is a view showing a flow path of an embodiment in which a flow path to which the method for forming a nozzle of an ink jet head of the present invention is applied is a pressure generating chamber made of a piezoelectric substance. The flow path formed at the joint between the substrates 20a and 20b made of piezoelectric materials polarized in opposite directions has an average dimension width of the flow path in the array direction perpendicular to the array direction. It has a rectangular cross section smaller than that, and is formed in parallel with each other. Each flow path forms a pressure generating chamber 5. In FIG. 3A, the electrodes 40a and 40b formed in the same pressure generating chamber 5 are electrically connected, and are connected to the driving driver element 70 for each channel. The driver element 70 outputs a high voltage output or a low voltage output from the DC current 73 in accordance with the control signal 72 from the control unit 71,
Feed selectively to 40. Each of the pressure generating chambers 5 is divided into two groups (one even number and one odd number), and each group is divided into time groups and driven alternately.
As shown in FIG. 3 (b), the deformed portion 36, which is a side wall that divides the selected pressure generating chamber 5a and the adjacent pressure generating chamber 5b, is perpendicular to the polarization directions 50 and 51 of the piezoelectric substance. To
When the driver element connected to the selected pressure generating chamber 5a and the adjacent pressure generating chamber 5b is controlled, the deforming portion 36 made of the piezoelectric material deforms in the shear mode, and reduces the volume of the selected pressure generating chamber 5a. Then, a pressure is generated in the ink 6 filling the pressure generating chamber 5a. The generated pressure propagates in the pressure generating chamber 5a, and causes ink droplets to be ejected from a nozzle (not shown).

第4図は、本発明の他の実施例のノズル開口からの正
面図(a)と流路の長手方向の断面図(b)を示してい
る。流路は基板20に2列のアレイの流路55a、55bが互い
に1/2ピッチ位置をずらして形成されている。流路55a、
55bが接続する基板端面は平坦に研磨された後、突出部3
8が矩形断面で高さがノズル基板1a、1bと等しく、アレ
イの方向に直線に並ぶように、ダイヤモンドカッティン
グ円板を用いて加工される。ノズル基板1a、1bは、エッ
ジが表面に垂直な直線となるよう加工し、さらにノズル
基板1bは幅が2列の流路アレイの間に隙間無く入るよう
平行に加工され、接着剤を用いて突出部38に密に接する
ように基板端面21に接合される。
FIG. 4 shows a front view (a) from a nozzle opening and a longitudinal sectional view (b) of a flow channel according to another embodiment of the present invention. In the flow path, two rows of flow paths 55a and 55b are formed on the substrate 20 so as to be shifted from each other by a half pitch position. Channel 55a,
After the end face of the board to which 55b is connected is polished flat,
8 is processed using a diamond cutting disk so that the rectangular section has a height equal to that of the nozzle substrates 1a and 1b and is arranged in a straight line in the direction of the array. The nozzle substrates 1a and 1b are processed so that the edge is a straight line perpendicular to the surface, and the nozzle substrate 1b is processed in parallel so that there is no gap between two rows of flow channel arrays, and an adhesive is used. It is joined to the substrate end face 21 so as to be in close contact with the protrusion 38.

第5図は、本発明の他の実施例の流路の長手方向の断
面図を示している。第2図、第4図に示した実施例にお
いては、流路を構成する部材がノズル端面に露出するた
め、流路を構成する部材とインクとの濡れ性が不安定な
場合に、ノズルから吐出するインク滴がノズル面に垂直
に飛ばない、いわゆる飛行曲りが発生する。特に、第3
図の実施例のごとく流路が圧力発生室である場合には、
インクとの濡れ性が不安定となる。第5図において、基
板端面部材3はインクとの濡れ性が良い材料からなる。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a flow channel according to another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 2 and FIG. 4, the members constituting the flow path are exposed at the nozzle end surface. A so-called flight curve occurs in which the ejected ink droplet does not fly perpendicular to the nozzle surface. In particular, the third
When the flow path is a pressure generating chamber as in the embodiment of the figure,
The wettability with the ink becomes unstable. In FIG. 5, the substrate end face member 3 is made of a material having good wettability with ink.

第6図は、本発明の他の実施例の流路の長手方向の断
面図を有している。ノズル基板1は,流路開口端面に形
成されるノズル開口2の側のエッジ11が突出しており、
流路開口端面の突出部38の高さもエッジ11の突出に応じ
て高く加工されている。本実施例のノズル開口2は2次
元的な凸状をなし、ノズル開口2におけるインクメニス
カスの安定化に有効である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a flow channel according to another embodiment of the present invention. The edge 11 of the nozzle substrate 1 on the side of the nozzle opening 2 formed on the end face of the flow path opening protrudes,
The height of the protruding portion 38 at the end face of the flow path opening is also increased according to the protruding edge 11. The nozzle opening 2 of this embodiment has a two-dimensional convex shape, and is effective for stabilizing the ink meniscus in the nozzle opening 2.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べたように本発明によれば、基板端面にアレイ
状に開口部を持つ流路が形成された基板を、隣接する流
路を区画する側壁が基板端面から凸状に突出するように
加工し、ノズル基板のエッジと組み合わせるだけで、高
密度ノズルを容易な加工方法で高精度に同時に形成でき
る効果を有する。また、基板端面部材を適切に選択す
る、あるいはノズル基板のエッジを厚くすることで、ノ
ズルメニスカスを安定化することができ、飛行曲がりの
ないインク吐出安定性に優れたインクジェットヘッドを
供給できる効果を有する。
As described above, according to the present invention, a substrate having a flow path having openings in an array at the end face of the substrate is processed such that the side walls defining adjacent flow paths protrude from the end face of the substrate. However, simply by combining with the edge of the nozzle substrate, there is an effect that a high-density nozzle can be simultaneously formed with high precision by an easy processing method. In addition, by appropriately selecting the substrate end face member or by thickening the edge of the nozzle substrate, it is possible to stabilize the nozzle meniscus, and to provide an ink jet head having excellent flight stability and ink ejection stability. Have.

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

第1図は本発明のインクジェットヘッドの実施例を示す
斜視図。第2図(a)(b)は第1図の実施例のノズル
開口からの正面図と流路の長手方向の断面図。第3図
(a)、(b)は本発明の実施例の圧力発生室流路の動
作を説明する断面図。第4図(a)、(b)、第5図、
第6図は、それぞれ本発明のインクジェットヘッドの実
施例のノズル開口近傍を示す図。 1……ノズル基板 2……ノズル開口 3……基板端面部材 20……基板 37……側壁 38……突出部 55……流路
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the ink jet head of the present invention. FIGS. 2 (a) and 2 (b) are a front view from the nozzle opening of the embodiment of FIG. 1 and a longitudinal sectional view of the flow channel. 3 (a) and 3 (b) are cross-sectional views illustrating the operation of the pressure generating chamber flow path according to the embodiment of the present invention. 4 (a), (b), FIG. 5,
FIG. 6 is a diagram showing the vicinity of the nozzle opening of the embodiment of the ink jet head of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Nozzle board 2 ... Nozzle opening 3 ... Board end surface member 20 ... Board 37 ... Side wall 38 ... Projecting part 55 ... Flow path

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/045 800 B41J 2/055 800 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B41J 2/045 800 B41J 2/055 800

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板端面にアレイ状に並んだ開口部を有す
る多数の平行な流路の隣接する流路を区画する側壁が前
記基板端面から凸状に突出する突出部を有し、前記突出
部とノズル基板のエッジとによりノズルを形成すること
を特徴とするインクジェットヘッド。
A plurality of parallel flow paths having openings arranged in an array on an end face of the substrate, wherein a side wall defining adjacent flow paths has a protrusion protruding from the end face of the substrate; An ink jet head, wherein a nozzle is formed by a part and an edge of a nozzle substrate.
【請求項2】前記流路の開口部の形状が、アレイ方向に
垂直な方向の平均寸法がアレイ方向の平均寸法より大き
な、請求項1記載のインクジェットヘッド。
2. The ink jet head according to claim 1, wherein the shape of the opening of the flow path is such that an average dimension in a direction perpendicular to the array direction is larger than an average dimension in the array direction.
【請求項3】前記突出部の高さが、前記ノズル基板の厚
さに等しい、請求項1記載のインクジェットヘッド。
3. The ink jet head according to claim 1, wherein the height of the protrusion is equal to the thickness of the nozzle substrate.
【請求項4】前記側壁の一部又は全体が圧電性物質で構
成され、該側壁が電気的アクチュエート手段により変形
する、請求項1記載のインクジェットヘッド。
4. An ink jet head according to claim 1, wherein a part or the whole of said side wall is made of a piezoelectric material, and said side wall is deformed by an electric actuating means.
【請求項5】前記突出部を形成する前記基板の端面近傍
が、前記流路の大部分を構成する部材と異なる基板端面
部材からなることを特徴とする、請求項1または請求項
4記載のインクジェットヘッド。
5. The substrate according to claim 1, wherein the vicinity of the end surface of the substrate forming the protruding portion is formed of a substrate end surface member different from a member constituting most of the flow path. Ink jet head.
【請求項6】前記ノズル基板のエッジの、前記側壁の突
出部とノズルを形成する部分が、ノズル出口側に厚くな
っている、請求項1記載のインクジェットヘッド。
6. The ink jet head according to claim 1, wherein a portion of the edge of the nozzle substrate that forms the nozzle with the protrusion of the side wall is thicker on the nozzle outlet side.
JP2299179A 1990-11-05 1990-11-05 Inkjet head Expired - Lifetime JP2959106B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2299179A JP2959106B2 (en) 1990-11-05 1990-11-05 Inkjet head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2299179A JP2959106B2 (en) 1990-11-05 1990-11-05 Inkjet head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04173148A JPH04173148A (en) 1992-06-19
JP2959106B2 true JP2959106B2 (en) 1999-10-06

Family

ID=17869161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2299179A Expired - Lifetime JP2959106B2 (en) 1990-11-05 1990-11-05 Inkjet head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2959106B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04173148A (en) 1992-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6971738B2 (en) Piezoelectric actuator
JPH05177831A (en) Ink jet printing head and electronic device equipped therewith
US4752789A (en) Multi-layer transducer array for an ink jet apparatus
JP3245936B2 (en) Ink jet head and driving method thereof
US5373314A (en) Ink jet print head
JP2005034997A (en) Liquid ejection head
JPH10202856A (en) Ink jet recording head
JP2959106B2 (en) Inkjet head
JPH04182138A (en) Ink-jet head and manufacture thereof
JPH08192513A (en) Piezoelectric type ink jet printer
JP3087315B2 (en) Ink jet head and method of manufacturing the same
JP3257140B2 (en) Ink jet recording device
JPH09131864A (en) Ink-jet head
JP2638780B2 (en) Inkjet recording head
JP3341911B2 (en) Inkjet print head
JP3019465B2 (en) Inkjet head
JP2976626B2 (en) Droplet ejector
JP3201109B2 (en) Inkjet head
JP3454841B2 (en) Inkjet head
JPH0957966A (en) Ink jet head and ink jet recording apparatus
JP3774967B2 (en) Inkjet recording head
JPH04353459A (en) Ink jet printing head
JP3047454B2 (en) Inkjet head
JP3257054B2 (en) Droplet discharge device and driving method thereof
JP2715969B2 (en) Inkjet print head

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080730

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090730

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100730

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110730

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110730

Year of fee payment: 12