JP3634555B2 - Inkjet recording head - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、ノズル開口に連通する圧力発生室に対応させてたわみ圧電振動子を設け、圧電振動子により圧力発生室を圧縮してインク滴を発生させるインクジェット式記録ヘッド、より詳細にはインク容器のインクを圧力発生室に供給するリザ−バの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
圧力発生室を構成している弾性板の一部領域に圧電振動板を設けて圧電振動板のたわみ変位により圧力発生室の容積を変化させてインク滴を発生させるインクジェット式記録ヘッドは、圧力発生室の広い面積を変位させることが可能なため、インク滴を安定して発生させることができるという特徴を備えている。
【0003】
このような記録ヘッドは表面に圧電振動板を有して振動部材を形成する弾性板と、圧力発生室を形成するスペーサと、スペーサの他面を封止するとともに、圧力発生室とインク供給口を接続する連通孔と圧力発生室とノズル開口とを接続する連通孔とを有する蓋部材と、蓋部材により一方の面が封止され、またインク供給口を介して各圧力発生室に連通するリザ−バ、及びノズル開口と圧力発生室を接続する連通孔とを備えたリザ−バ形成板と、リザ−バ形成板の他面を封止するノズル開口を備えたノズルプレートとをそれぞれ順番に積層して一体に構成されている。
【0004】
このようなインクジェット式記録ヘッドは、圧力発生室で消費された分のインクを速やかに補給するとともに、インク滴吐出後のリザ−バの圧力上昇を抑えるため、リザ−バには十分な容積が確保されている。
このため、リザ−バCは、図3に示したようにインク導入口Dを介して外部のインク容器に接続されていて、特に複数列配置された圧力発生室E、E、Eにインクを供給する場合には、分岐部F、Fでのインクの流速が低いためインクが淀み易く、この領域に気泡が停滞しやすいという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこれらの問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、インク導入口近傍におけるインク流速を高めてリザ−バ全体の気泡の排除性を向上させたインクジェット式記録ヘッドを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解消するために本発明においては、圧力発生部材を有する圧力発生室、該圧力発生室にインクを供給するインク供給口、該インク供給口を介して前記圧力発生室に連通するリザーバ、外部のインク容器に接続して前記リザーバにインクを供給するインク導入口とからなるインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記リザ−バが、前記インク導入口の近傍で分岐部を介して略U字状に分岐され、前記分岐部の深さが前記インク供給口の形成領域よりも浅いことを特徴とする。
これにより気泡が停滞しやすいインク導入口近傍でのインク流速がリザーバ本体部よりも高められ、気泡の排除性が向上する。
【0007】
【発明の実施の態様】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図1、図2、図3は、本発明の一実施例を示す分解斜視図と、1つのリザ−バに接続する圧力発生室近傍の構造を示す断面図であって、図中符号1は、圧力発生ユニットで、圧力発生室を形成するのに適した厚さ、例えば150μmのジルコニア(ZrO2)などのセラミックス板に圧力発生室2、2、2‥‥となる通孔を一定ピッチで穿設してたスペーサ3と、これの一方の面に厚さ10μm程度のジルコニアの薄板からなる弾性変形可能な第1の蓋体4と、圧力発生室2をノズル開口5及びインク供給口6に接続する連通孔7、8を備えた第2の蓋体9で封止して構成され、第1の蓋体4の表面に共通電極10及び圧力発生室に対向するようにPZTからなる圧電振動体11を形成して、駆動信号により圧力発生室2の容積を膨張、収縮させるように構成されている。
【0008】
図中符号12は、流路ユニットで、インクを2列の圧力発生室に供給できるよう略「U」字状をなすリザ−バ13が、複数、この実施例では3つが一定ピッチで形成され、圧力発生室2の中心側の端部領域で連通する連通孔14を備えたリザ−バ形成基板15を、一方の面をリザ−バ13の分岐部13a、13aが合流する領域13bで連通するインク導入口16、インク供給口6、及びノズル連通孔17が形成されたインク供給口形成基板18により、また他方の面をノズル連通孔7、17、14を介して圧力発生室2に連通するノズル開口5を備えたノズルプレート19により封止して構成されている。
【0009】
圧力発生ユニット1を流路形成ユニット12の表面に複数、固定することにより、圧力発生室2は、流路ユニット12のリザ−バ13からインクの供給を受け、また圧力発生室2で加圧されたインクをノズル連通孔7、17、14を介してノズル開口5からインク滴として吐出する記録ヘッドとして機能する。
【0010】
そして、リザ−バ形成基板15は、インク導入口16の近傍の分岐領域の深さd1がインク供給口6と連通する領域の深さd2よりも浅くなるように段差13cが形成されている。また、少なくともインク供給口6が形成されているリザ−バ本体部の領域は、そのノズルプレート19と対向する側に凹部13dが形成されていて、弾性変形可能に構成されている。なお、図中符号13eはインク導入口16に連通する通孔を示す。
【0011】
この実施例により、インク導入口16を流路により外部のインクカートリッジ等に接続し、ノズル開口5をキャッピング手段により封止して吸引ポンプから負圧を作用させると、カートリッジのインクがインク導入口16、通孔13eからリザ−バ13に流れ込み、ここからインク供給口6を経由して圧力発生室2を通過してノズル開口5からキャッピング手段に排出されて記録ヘッドにインクの充填が行なわれる。
【0012】
インク充填の過程で、インク導入口16近傍の分岐領域13a、13aはその深さd1が浅いため、ここを大きな流速でインクが流れ、この気泡等がリザ−バ13のインク供給口6と対向する領域に流れ込む。そして長手方向に分布し、かつ上方に位置するインク供給口6のいずれからか圧力発生室2に流れ込み、インクと共にキャッピング手段に排出される。
【0013】
このようにしてインクの充填が終了した段階で、圧電振動子11に駆動信号を印加して圧力発生室2の容積を縮小させると、圧力発生室2のインクが加圧され、一部がノズル連通孔7、17、14を介してノズル開口5に流れ込み、インク滴として吐出する。また一部のインクはインク供給口6からリザ−バ13に逆流する。この逆流によりリザ−バ13の圧力が上昇しようとするが、インク供給口6が形成されている領域のノズルプレート側が弾性変形して圧力上昇を可及的に吸収して、駆動信号が印加されていない圧力発生室2の圧力変動を防止する。これにより、駆動信号が印加されていないノズル開口5から微小なインク滴が吐出するいわゆるクロストークの発生を防止することができる。
【0014】
なお、このようなリザ−バ形成基板14は、単一の金属板15a,15bの両面をエッチング加工したり、またプレス加工して凹部や通孔を形成し、積層することにより構成することができる。
【0015】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、気泡が停滞しやすいインク導入口近傍でのインク流速を高めて、気泡の排除性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す分解斜視図である。
【図2】図(イ)、(ロ)は、それぞれ本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施例を、A−A線、及びB−B線での断面構造で示す図である。
【図3】インクジェット式記録ヘッドのリザ−バとインク導入口との位置関係を示す図である。
【符号の説明】
1 圧力発生ユニット
2 圧力発生室
3 スペーサ
4 第1の蓋体
5 ノズル開口
6 インク供給口
7、8 連通孔
9 第2の蓋体
11 圧電振動子
12 流路ユニット
13 リザ−バ
13a、13a 分岐部
13c 段差
13d 凹部
15 リザ−バ形成基板
16 インク導入口
19 ノズルプレート[0001]
[Field of the Invention]
The present invention relates to an ink jet recording head provided with a flexible piezoelectric vibrator corresponding to a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening and compressing the pressure generating chamber with the piezoelectric vibrator to generate ink droplets, and more specifically, an ink container The present invention relates to a structure of a reservoir that supplies the ink in the pressure generating chamber.
[0002]
[Prior art]
Inkjet recording heads that generate ink droplets by providing a piezoelectric diaphragm in a partial area of the elastic plate that constitutes the pressure generating chamber and changing the volume of the pressure generating chamber by the deflection displacement of the piezoelectric diaphragm Since the large area of the chamber can be displaced, the ink droplets can be stably generated.
[0003]
Such a recording head has a piezoelectric vibration plate on its surface and forms an oscillating member, a spacer that forms a pressure generating chamber, and the other surface of the spacer is sealed, and the pressure generating chamber and the ink supply port A lid member having a communication hole for connecting the pressure generation chamber, a communication hole for connecting the pressure generation chamber and the nozzle opening, and one surface is sealed by the lid member, and communicates with each pressure generation chamber via the ink supply port. A reservoir, a reservoir forming plate provided with a communication hole connecting the nozzle opening and the pressure generating chamber, and a nozzle plate provided with a nozzle opening for sealing the other surface of the reservoir forming plate, respectively. Are integrally formed.
[0004]
Such an ink jet recording head quickly replenishes the amount of ink consumed in the pressure generating chamber and suppresses the rise in the pressure of the reservoir after ink droplet ejection, so that the reservoir has a sufficient volume. It is secured.
For this reason, the reservoir C is connected to an external ink container via the ink inlet D as shown in FIG. 3, and in particular, ink is supplied to the pressure generating chambers E, E, E arranged in a plurality of rows. In the case of supplying the ink, there is a problem that the ink tends to stagnate because the flow velocity of the ink at the branch portions F and F is low, and the bubbles are likely to stagnate in this region.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide an ink jet recording head in which the flow rate of ink in the vicinity of the ink inlet is increased to improve the elimination of bubbles in the entire reservoir. Is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, in the present invention, a pressure generating chamber having a pressure generating member, an ink supply port for supplying ink to the pressure generating chamber, and the pressure generating chamber communicate with the pressure generating chamber via the ink supply port. In an ink jet recording head comprising a reservoir and an ink introduction port connected to an external ink container to supply ink to the reservoir, the reservoir is substantially U-shaped through a branch portion in the vicinity of the ink introduction port. It is branched into Jo, the depth of the bifurcation, characterized in that shallow than the formation region of the ink supply port.
As a result, the ink flow velocity in the vicinity of the ink introduction port where the bubbles are likely to stagnate is higher than that of the reservoir body , and the bubble elimination is improved.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Therefore, details of the present invention will be described below based on the illustrated embodiment.
1, 2, and 3 are an exploded perspective view showing an embodiment of the present invention and a cross-sectional view showing a structure in the vicinity of a pressure generating chamber connected to one reservoir, where
[0008]
[0009]
By fixing a plurality of
[0010]
In the
[0011]
According to this embodiment, when the
[0012]
In the course of ink charging,
[0013]
In this way, when the ink filling is completed, when the drive signal is applied to the piezoelectric vibrator 11 to reduce the volume of the
[0014]
Such a reservoir forming substrate 14 can be formed by etching both surfaces of a single metal plate 15a, 15b, or by pressing to form a recess or a through hole and laminating. it can.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to increase the ink flow velocity in the vicinity of the ink introduction port where the bubbles are likely to stagnate , thereby improving the elimination of bubbles .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing an embodiment of an ink jet recording head according to the present invention in cross-sectional structures taken along lines AA and BB, respectively.
FIG. 3 is a diagram illustrating a positional relationship between a reservoir of an ink jet recording head and an ink introduction port.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記リザ−バが、前記インク導入口の近傍で分岐部を介して略U字状に分岐され、前記分岐部の深さが前記インク供給口の形成領域よりも浅いことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。A pressure generating chamber having a pressure generating member; an ink supply port for supplying ink to the pressure generating chamber; a reservoir communicating with the pressure generating chamber via the ink supply port; an ink connected to an external ink container; In an ink jet recording head comprising an ink inlet for supplying
The reservoir - server may be branched in a substantially U-shaped through a bifurcation in the vicinity of the ink introduction port, an ink jet in which the depth of the branch portions is equal to or shallower than the formation region of the ink supply port Recording head.
前記弾性板により一方の面が封止されて圧力発生室を形成するスペーサ、
該スペーサの他方を封止するとともに、前記圧力発生室の両端部において連通する連通孔を備えた蓋部材、
前記圧力発生室へのインク供給路に流路抵抗を付与するインク供給口、前記圧力発生室と連通する連通孔、及び外部のインク容器に連通するインク導入口とを備えたインク供給口形成基板、
前記インク供給口を介して前記各圧力発生室に連通するリザ−バ、及び前記圧力発生室に連通する連通孔とを備えたリザ−バ形成板、
前記リザ−バ形成板の他面を封止するとともに前記リザーバ形成板の連通孔、及び前記蓋部材の一方の連通孔を介して前記圧力発生室に接続するノズル開口を備えたノズルプレート、
とをそれぞれ順番に積層して一体に成形してなるインクジェット式記録ヘッドにおいて、
前記リザ−バが、前記インク導入口の近傍で分岐部を介して略U字状に分岐され、前記分岐部の深さが前記インク供給口の形成領域よりも浅いことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。An elastic plate having a piezoelectric vibration plate on its surface to form a vibration member;
A spacer whose one surface is sealed by the elastic plate to form a pressure generating chamber;
A lid member that seals the other of the spacers and includes a communication hole communicating at both ends of the pressure generating chamber;
An ink supply port forming substrate comprising: an ink supply port that imparts flow resistance to the ink supply path to the pressure generation chamber; a communication hole that communicates with the pressure generation chamber; and an ink introduction port that communicates with an external ink container ,
A reservoir forming plate comprising: a reservoir communicating with each of the pressure generating chambers via the ink supply port; and a communicating hole communicating with the pressure generating chamber;
A nozzle plate having a nozzle opening that seals the other surface of the reservoir forming plate and is connected to the pressure generation chamber through one of the communication holes of the reservoir forming plate and the lid member;
In an ink jet recording head formed by integrally laminating each in order,
The ink jet type wherein the reservoir is branched in a substantially U shape through a branching portion in the vicinity of the ink introduction port, and the depth of the branching portion is shallower than the formation region of the ink supply port. Recording head.
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