JP4792890B2 - Inkjet recording head and printing apparatus therefor - Google Patents

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

本発明はインク滴をノズル開口より噴射させるインクジェット記録ヘッド及びその印刷装置に関するものである。
The present invention relates to an ink jet recording head and the printing device ejects from the nozzle openings of the ink droplets.

個々の薄板材に共通のインク供給部や圧力発生室などノズル開口へ至る流路を形成した後に、これを積層して構成する積層型インクジェット式記録ヘッドが種々採用されている(例えば、特許文献1参照)。これは、圧力発生室からノズル開口に至るまでの流路を複数枚の薄板材を積層して構成している。しかしながら、このような構成の記録ヘッドは圧力発生室の断面幅に対しノズル開口に至るまでの流路での気泡を排除できるが、ノズル開口に至るまでの流路は長く、その過程で圧力損失が大きくなり十分な流速が稼げなくなる。このため細長い流路に対して十分に大きな容積をもつ圧力発生室に残留した気泡、特にノズル開口側の角部の気泡を除去することは、容易ではない。また、複数枚の薄板材を積層して流路を徐々にノズル開口へと連通させているが、夫々の連通部の段差部に気泡が残りやすくなる。   Various types of laminated ink jet recording heads are used in which a flow path to a nozzle opening such as an ink supply unit and a pressure generation chamber common to each thin plate material is formed and then laminated (for example, Patent Documents). 1). In this configuration, the flow path from the pressure generation chamber to the nozzle opening is formed by laminating a plurality of thin plate materials. However, the recording head with such a configuration can eliminate bubbles in the flow path leading to the nozzle opening with respect to the cross-sectional width of the pressure generating chamber, but the flow path leading to the nozzle opening is long, and pressure loss occurs in the process. Becomes larger and it is impossible to earn a sufficient flow velocity. For this reason, it is not easy to remove bubbles remaining in the pressure generating chamber having a sufficiently large volume with respect to the elongated channel, particularly bubbles at the corners on the nozzle opening side. In addition, a plurality of thin plate materials are stacked and the flow path is gradually communicated with the nozzle openings, but bubbles easily remain in the stepped portions of the respective communicating portions.

これを改善すると同時に、小型化かつノズルの実装密度の向上を図るため、インク供給部から圧力発生室を経てノズルに至る一連のインク流路を部分的に形成した複数の薄板材をオリフィスプレートの背面から順に積層することにより構成した、いわゆる積層型のインクジェット記録ヘッドが採用されている(例えば、特許文献2参照)。個々の薄板材のそれぞれにインク供給部や圧力発生室或いはノズルへ至るインク流路開口を形成し、これをノズルプレートの背面に順に積層して構成している。   In order to improve this, at the same time, in order to reduce the size and increase the nozzle mounting density, a plurality of thin plate materials partially forming a series of ink flow paths from the ink supply section to the nozzle through the pressure generation chamber are formed on the orifice plate. A so-called multilayer ink jet recording head configured by laminating in order from the back is employed (see, for example, Patent Document 2). Each thin plate material is formed with an ink supply opening, a pressure generation chamber, or an ink flow path opening to the nozzle, which are sequentially stacked on the back surface of the nozzle plate.

この記録ヘッドは、ヘッド自体を小型に構成することができるばかりでなく、圧力発生室を互いに交互に千鳥状に配置することでノズルの実装密度を高められることが出来る。しかしながら、圧力発生室からノズルに至るインク流路は、薄板材に明けられた連通穴をずらして少なくとも3枚の薄板を積層して徐々にノズルの開口穴へと連通するような構成となっているので、インク中に混入した微細な気泡が各薄板材に形成された隅部に入り込んで滞留する。特に、インクと各流路壁との接触角が高いと、前述した残留の気泡がなかなか抜けず、これがインク滴の吐出特性に悪影響を及ぼし、場合によってはインク滴が噴射しない問題を有している。更に、圧力発生室が交互に千鳥状に配置されているので、伸縮型の積層圧電素子を用いて駆動する場合、圧電素子も千鳥状に配置しなければならず、加工が難しいという問題がある。   In this recording head, not only the head itself can be made small, but also the nozzle mounting density can be increased by alternately arranging the pressure generating chambers in a staggered manner. However, the ink flow path from the pressure generating chamber to the nozzle is configured such that the communication holes provided in the thin plate material are shifted and at least three thin plates are stacked to gradually communicate with the nozzle opening holes. Therefore, fine bubbles mixed in the ink enter and stay in the corners formed in each thin plate material. In particular, if the contact angle between the ink and each flow path wall is high, the remaining bubbles are not easily removed, which adversely affects the ejection characteristics of the ink droplets, and in some cases the ink droplets do not eject. Yes. Furthermore, since the pressure generating chambers are alternately arranged in a zigzag pattern, when driving using an expansion / contraction type laminated piezoelectric element, the piezoelectric elements must also be arranged in a zigzag pattern, which is difficult to process. .

また、圧力発生室とノズル開口を結ぶ流路を1枚のシリコンウェハー上に一体で成形したプレートを積層するインクジェット式ヘッドが提案されているが(例えば、特許文献3参照)、インク滴の吐出量の微調整を行ったり、ノズル径を変えて吐出量を変える場合に、再度連通流路を含めた形で作り直しが必要となる。また、この構成の場合、千鳥状に並んだ圧力発生室が対向する側に共通のインク室が配置されているので、ノズル開口列が実質2列配置されることになるのでヘッドが大きくなる。   Also, an ink jet head has been proposed in which a flow path connecting a pressure generating chamber and a nozzle opening is laminated on a single silicon wafer (see, for example, Patent Document 3). When fine adjustment of the amount is performed or when the discharge amount is changed by changing the nozzle diameter, it is necessary to re-create the communication flow path again. Further, in this configuration, since the common ink chambers are arranged on the side where the pressure generating chambers arranged in a staggered manner face each other, the nozzle opening rows are arranged substantially in two rows, so that the head becomes large.

特許第2606955号公報Japanese Patent No. 2606955

特開平7−195685号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-195585

特開2002−205394号公報JP 2002-205394 A

本発明はこのような問題を鑑みてなされたもので、本発明の目的とするところは、圧力
発生室からノズル開口へ至るインク流路において気泡の滞留を可能な限り抑えつつ、ノズ
ルの実装密度の向上が図れる新たな積層型のインクジェット式記録ヘッド及びその印刷装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of such a problem, and the object of the present invention is to reduce the nozzle mounting density while minimizing the retention of bubbles in the ink flow path from the pressure generation chamber to the nozzle opening. It is an object of the present invention to provide a new laminated ink jet recording head and a printing apparatus for the same.

本発明は上記の課題を解決するため、少なくとも1列に並んだ複数のノズル開口を有するノズルプレートと、前記ノズル開口に対応した連通流路を有する連通路プレートと、前記連通流路に接続する圧力発生室を有するチャンバープレートと、前記圧力発生室を封止するダイアフラムプレートとを互いに積層することで構成されたインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記ダイアフラムプレート側から前記チャンバープレートを見たときに、前記圧力発生室は、前記1列のノズル開口を挟んで相対し、前記1列のノズル開口の方向と直角方向を長手方向として、該長手方向に平行な中心線を隣接する前記ノズル開口間の中に位置するように配置され、前記連通路プレートには、前記圧力発生室の前記ノズル開口側の一端部と、前記ノズル開口とを連通させる前記連通流路となる開口穴が、前記1列のノズル開口を挟んで相対するように2列で、前記圧力発生室の長手方向に平行な中心線に対して所定角度の傾きをもって千鳥状に配置され、かつ前記開口穴の長手方向の長さが前記圧力発生室の長手方向のさより短く、かつ前記開口穴の長手方向の幅が前記圧力発生室の長手方向の幅より狭く、かつ前記開口穴の深さが前記圧力発生室の深さよりいことを主要な特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention connects a nozzle plate having a plurality of nozzle openings arranged in at least one row, a communication path plate having a communication channel corresponding to the nozzle openings, and the communication channel. that a chamber plate having a pressure generating chamber, the ink jet recording head configured by laminating together a diaphragm plate for sealing the pressure generating chamber, when from the diaphragm plate side viewed the chamber plate , the pressure generating chamber, against phase across the nozzle opening of the first column, the longitudinal direction perpendicular to the direction of the nozzle openings of the first column, between the nozzle opening adjacent the center line parallel to the longitudinal direction is arranged to position the center of the said communication passage plate, one end portion of the nozzle opening side of the pressure generating chamber, said nozzle opening Opening hole serving as the communication passage for communicating the mouth, said at one row and two columns so as to face each other across the nozzle opening, the predetermined angle with respect to a center line parallel to the longitudinal direction of the pressure generating chamber are arranged in a zigzag pattern with an inclination, and the longitudinal length Saga said longitudinal direction of the pressure generating chamber length Halfbeak rather short and long longitudinal width of the pressure generating chamber of the opening hole of the opening hole narrower than the width, and depth of the opening hole is mainly characterized and go shallow than the depth of the pressure generating chamber.

また、本発明の他の特徴は、連通プレートが金属製の薄板をエッチング法または精密プレス法によって加工成形されることにある。
Another feature of the present invention, the communication path plate is processed molded thin metal plate by etching or precision press method in Rukoto.

本発明の他の特徴は、連通プレートが少なくとも1枚のプレートよりなることにある。
Another feature of the present invention, the communication path plates is in Rukoto such than at least one plate.

本発明の他の特徴は、印刷装置が前記インクジェット式記録ヘッドを備えることにある
Another feature of the present invention, the printing apparatus is in Rukoto provided with the ink jet recording head

少なくとも1列に並んだ複数のノズル開口を挟んで配置された細長い圧力発生室が隣接する前記ノズル開口間のほぼ中心に位置し、前記圧力発生室の長手方向のほぼ中心線上に互いに対向する位置に配置されると共に、互いに対向する圧力発生室のノズル開口側の一端部に接続されている連通流路が千鳥状に配置され隣接するノズル開口へ交互に接続され、且つ前記連通流路は少なくとも1枚の薄板材で成形したので、ノズル開口にいたるまでの流路部での気泡の残留することが無くなり、インク滴吐出の信頼性を向上することが出来る。 A position where an elongated pressure generating chamber arranged across a plurality of nozzle openings arranged in at least one row is positioned substantially at the center between the adjacent nozzle openings and is opposed to each other on a substantially center line in the longitudinal direction of the pressure generating chamber. Are arranged in a staggered manner and alternately connected to adjacent nozzle openings, and the communication flow path is at least Since it is formed of a single thin plate material, bubbles do not remain in the flow path portion up to the nozzle opening, and the reliability of ink droplet ejection can be improved.

また、圧力発生室を同一中心線延長上に配置し、連通流路を交互に千鳥状に配置してノズル開口に連通するようにしたので、圧力発生室の幅の制約を排してノズルの実装密度を向上できる。さらには、圧力発生室に対応した圧電素子を2列対向として2列同時に加工することが出来る。その結果、記録ヘッドを小型化することができる。   In addition, the pressure generation chambers are arranged on the same center line extension, and the communication flow paths are alternately arranged in a staggered pattern so as to communicate with the nozzle openings. Mounting density can be improved. Furthermore, two rows of piezoelectric elements corresponding to the pressure generating chambers can be processed simultaneously with two rows facing each other. As a result, the recording head can be reduced in size.

また、連通流路の幅を圧力発生室の幅よりも狭くし、薄板材を積層したときの寸法誤差によるずれの許容幅を大きくとれるようにしたのでインク滴の吐出特性のバラツキを低減できる。   In addition, since the width of the communication flow path is made narrower than the width of the pressure generating chamber and the tolerance of deviation due to dimensional error when thin plate materials are stacked can be increased, variations in ink droplet ejection characteristics can be reduced.

圧力発生室からノズル開口へ至るインク流路において気泡の滞留を可能な限り抑えつつ、ノズルの実装密度の向上を図るという目的を、ほぼ1列に並んだ複数のノズル開口を挟んで配置された細長い圧力発生室が前記ノズル開口間のほぼ中心に位置し、前記圧力発生室の長手方向のほぼ中心線上に互いに対向する位置に配置されると共に、互いに対向する圧力発生室のノズル開口側の一端部に接続されている連通流路が千鳥状に配置され隣接するノズル開口へ交互に接続され、且つ前記連通流路は少なくとも1枚の薄板材で成形することで実現した。   In order to improve the mounting density of the nozzles while suppressing the retention of bubbles as much as possible in the ink flow path from the pressure generating chamber to the nozzle openings, the nozzles are arranged with a plurality of nozzle openings arranged in a row. An elongate pressure generating chamber is positioned substantially at the center between the nozzle openings and is disposed at a position facing each other on a substantially center line in the longitudinal direction of the pressure generating chamber, and one end of the pressure generating chambers facing each other on the nozzle opening side The communication flow paths connected to the sections are arranged in a staggered manner and alternately connected to adjacent nozzle openings, and the communication flow paths are realized by molding at least one thin plate material.

図1に本発明となる積層型のインクジェト式記録ヘッド一実施例となる部分分解斜視図を、図2のその断面図を示す。   FIG. 1 is a partially exploded perspective view showing an embodiment of a multilayer ink jet recording head according to the present invention, and FIG.

本発明のインクジェット式記録ヘッド1は、複数のノズル開口11を少なくとも1列を有するノズルプレート10と、ノズル開口11へ連通する連通流路21を有する連通路プレート20と、リストリクタ32と圧力発生室31を兼ねた開口穴33を有するチャンバープレート30と、圧力発生室31及びリストリクタ32を封止する薄板のダイアフラムプレート40と、圧力発生室31部のみを大きく変位させるためにダイアフラムプレート40を振動板41として保持する領域部51と共通のインク溜まり52に開口穴を有するサポートプレート50と、各ノズル開口11までの流路への異物の進入を防止するために設けたフィルター61を有するフィルタープレート60、よりなる流路基板5と、流路基板5を保持し、且つ外部からのインクを導入し貯留する共通インク室71を有する高剛性プレート70を有する。高剛性プレート70に開けられた開口溝72には、複数に分割された圧電素子81を有する圧電アクチュエータクミ80が振動板40に当接するように固着される。   The ink jet recording head 1 of the present invention includes a nozzle plate 10 having a plurality of nozzle openings 11 in at least one row, a communication path plate 20 having a communication flow path 21 communicating with the nozzle openings 11, a restrictor 32, and pressure generation. The chamber plate 30 having the opening hole 33 that also serves as the chamber 31, the thin diaphragm plate 40 that seals the pressure generating chamber 31 and the restrictor 32, and the diaphragm plate 40 in order to greatly displace only the pressure generating chamber 31 portion. A filter having a support plate 50 having an opening hole in the ink reservoir 52 common to the region 51 held as the vibration plate 41, and a filter 61 provided to prevent foreign matter from entering the flow path to each nozzle opening 11. Plate 60, a flow path substrate 5 comprising the flow path substrate 5, and holding the flow path substrate 5, and from the outside Having a high rigidity plate 70 having a common ink chamber 71 for introducing the ink reservoir. A piezoelectric actuator kumi 80 having a plurality of divided piezoelectric elements 81 is fixed to the opening groove 72 formed in the high-rigidity plate 70 so as to contact the diaphragm 40.

ここで、ノズルプレート10は、インク滴の飛翔直進性を得るために高精度に穴加工される。具体的には、ニッケルのエレクトフォーミング法やステンレスの薄板を精密プレス法によって穴加工する方法で成形される。   Here, the nozzle plate 10 is drilled with high accuracy in order to obtain straightness of flight of ink droplets. Specifically, it is formed by a nickel electroforming method or a method of drilling a stainless steel thin plate by a precision press method.

連通路プレート20には、細長い開口穴が2列で、互いの開口穴列が交互に千鳥状に交差する複数の連通流路21が形成されている、この連通流路21は圧力発生室31の配置に対して傾いて形成されている。そして、連通流路21の開口穴列同士が交互に交差した一方の側にノズル開口穴11が位置する。   The communication passage plate 20 is formed with a plurality of communication passages 21 in which the elongated opening holes are arranged in two rows and the opening hole rows alternately cross each other in a zigzag pattern. It is formed to be inclined with respect to the arrangement. And the nozzle opening hole 11 is located in the one side where the opening hole row | line | column of the communication flow path 21 cross | intersected alternately.

チャンバープレート30は、圧力発生室31及びリストリクタ32の流路となる細長い開口穴33が2列に、しかも互いの列の開口穴33がその長手方向の中心線延長上に対向するように開けられている。開口穴33のピッチは、ノズルプレート10上に配置されたノズル開口11のピッチの2倍のピッチである。また、開口穴33の中心位置は、ノズル開口11の間のほぼ中心位置に合うように形成されている。そして、開口穴33は、各列の互いに対向する側が連通流路21の他方の側に連通される。   The chamber plate 30 is opened so that the elongated opening holes 33 serving as the flow paths of the pressure generating chamber 31 and the restrictor 32 are arranged in two rows, and the opening holes 33 in each row are opposed to the extension of the center line in the longitudinal direction. It has been. The pitch of the opening holes 33 is twice the pitch of the nozzle openings 11 arranged on the nozzle plate 10. Further, the center position of the opening hole 33 is formed so as to substantially match the center position between the nozzle openings 11. And the opening hole 33 is connected to the other side of the communication flow path 21 on the opposite side of each row.

以上説明した連通流路プレート20とチャンバープレート30は、ステンレスの薄板をエッチング法や精密プレス法によって加工成形される。   The communication flow path plate 20 and the chamber plate 30 described above are formed by processing a thin stainless steel plate by an etching method or a precision press method.

開口穴33を封止するダイアフラムプレート40は、およそ15μm以下の薄板からなるステンレスプレートやエレクトフォーミング法によるニッケル材で成形されている。あるいは、薄板のプラスチックフィルムであってもよい。   The diaphragm plate 40 for sealing the opening hole 33 is formed of a stainless plate made of a thin plate of about 15 μm or less or a nickel material by an electroforming method. Alternatively, it may be a thin plastic film.

サポートプレート50は、ダイアフラムプレート40の振動板41として使用する領域と、共通のインク室71となる領域とに開口穴が開けられている。サポートプレート50もステンレスの薄板をエッチング法や精密プレス法によって加工形成される。   The support plate 50 has an opening hole in an area used as the diaphragm 41 of the diaphragm plate 40 and an area to be a common ink chamber 71. The support plate 50 is also formed by processing a thin stainless steel plate by an etching method or a precision press method.

高剛性プレート70は、ステンレスの棒材等を切削加工で容易に形成することができる。   The high-rigidity plate 70 can be easily formed by cutting a stainless bar or the like.

チャンバープレート30やサポートプレート50に開けられたお互いに対向する開口穴を精密プレス法で形成する場合、開口穴の形状を有したパンチで其々を順次送りで穴を形成しても良いが、お互いが対向した2本のパンチで開けることにより、穴を開ける工数を1/2にすることができると同時に、互いに対向する開口穴を同時に形成できるので夫々の対向する開口穴が同じ中心線延長上に配置するように形成することができる。   When forming the opening holes facing each other opened in the chamber plate 30 or the support plate 50 by a precision press method, the holes may be formed by sequentially feeding each with a punch having the shape of the opening hole, Opening with two punches facing each other can halve the number of man-hours to make holes, and at the same time, the opening holes facing each other can be formed at the same time, so each facing opening hole has the same center line extension It can be formed to be placed on top.

次に、本発明となる流路構成について詳述する。図3は、ダイアフラムプレート40より上部のプレート類、圧電素子アクチュエータクミ80及び高剛性プレート70側を取り外して示した背面図である。ほぼ同一中心線上に互いに対向するように配置された圧力発生室31の対向側の先端部からノズル開口11に向かって連通路プレート20上の連通流路21が、やや傾きを持って構成されている。連通流路21は、ノズル開口部11近傍において互いに交差するように千鳥状に配置され、ほぼ1列に並んだノズル開口11に交互に接続するように構成したものである。このとき、圧力発生室31の位置は、ノズル開口11間のほぼ中間の位置に位置するようにしている。これにより、圧力発生室31の配列ピッチを高めることなくノズル開口11の配列密度を2倍にすることが出来る。さらには、圧力発生室31間の隔壁幅を大きく取れるので隔壁剛性も高めることができ、構造の変形による隣接ノズルのクロストークを小さくできる。   Next, the flow channel configuration according to the present invention will be described in detail. FIG. 3 is a rear view in which the plates above the diaphragm plate 40, the piezoelectric element actuator kumi 80, and the high-rigidity plate 70 side are removed. The communication flow path 21 on the communication path plate 20 from the front end of the pressure generation chamber 31 arranged so as to face each other on substantially the same center line toward the nozzle opening 11 is configured with a slight inclination. Yes. The communication channels 21 are arranged in a staggered manner so as to cross each other in the vicinity of the nozzle openings 11 and are configured to be alternately connected to the nozzle openings 11 arranged in almost one row. At this time, the position of the pressure generating chamber 31 is set at a substantially intermediate position between the nozzle openings 11. Thereby, the arrangement density of the nozzle openings 11 can be doubled without increasing the arrangement pitch of the pressure generating chambers 31. Furthermore, since the partition width between the pressure generating chambers 31 can be increased, the partition rigidity can be increased, and crosstalk between adjacent nozzles due to structural deformation can be reduced.

また、連通流路21の幅は、圧力発生室31の幅よりも狭くしている。これにより、チャンバープレート30と連通路プレート20を積層接着したときに寸法公差によるずれを許容できるようにしている。このことは、流路のピッチが狭くなるほど液滴の吐出を安定させるために重要なこととなる。更に、連通流路21の長さは、圧力発生室31よりも短く、その深さは、圧力発生室31よりも浅く構成されている。これにより、インクを流路内に充填するときや流路内に残留した気泡を除去する際にノズル開口11からインクを吸引して行なう、いわゆるヘッドメンテナンス動作時に連通流路21部での流速を高めることができ、圧力発生室31からノズル開口11に至るまでの流路の流れを良くし、流路内に残留した気泡を除去しやすくすることができる。   In addition, the width of the communication channel 21 is narrower than the width of the pressure generation chamber 31. Thereby, when the chamber plate 30 and the communication path plate 20 are laminated and bonded, a deviation due to dimensional tolerance can be allowed. This becomes more important in order to stabilize the discharge of the droplets as the channel pitch becomes narrower. Furthermore, the length of the communication channel 21 is shorter than the pressure generation chamber 31, and the depth thereof is shallower than the pressure generation chamber 31. As a result, when the ink is filled in the flow path or when bubbles remaining in the flow path are removed, the ink is sucked from the nozzle opening 11 and the flow rate in the communication flow path 21 is reduced during the so-called head maintenance operation. It is possible to increase the flow rate of the flow path from the pressure generation chamber 31 to the nozzle opening 11 and to easily remove bubbles remaining in the flow path.

図4は、本発明の流路構成に用いられる圧電アクチュエータクミ80の構成及び製造工程を示す斜視図である。   FIG. 4 is a perspective view showing the structure and manufacturing process of the piezoelectric actuator kumi 80 used in the flow path structure of the present invention.

導電材料82と圧電材料83を交互に積層した棒状の2本の圧電体85を平行に支持基板86の一端面に固着する。圧電体85の長手面には圧電体85の内部の導電材料82層と導通する様に外部電極84が形成されている。支持基板86の端部には共通電極87、その中央部には溝90が形成されており、圧電体85の外部電極84と共通電極87が導通するように2本の圧電体85の間と溝とに導電性接着剤89aが充填されている。一方、支持基板86の個別電極となる電極88は圧電体85の外部電極84と導電性接着剤89bにて接続されている(図4(a))。なお、本例の場合は、支持基板86の共通電極88と個別電極87が予めスクリーン印刷法等によって印刷されている。   Two rod-shaped piezoelectric bodies 85 in which conductive materials 82 and piezoelectric materials 83 are alternately stacked are fixed to one end surface of the support substrate 86 in parallel. An external electrode 84 is formed on the longitudinal surface of the piezoelectric body 85 so as to be electrically connected to the conductive material 82 layer inside the piezoelectric body 85. A common electrode 87 is formed at the end of the support substrate 86, and a groove 90 is formed at the center thereof. Between the two piezoelectric bodies 85 so that the external electrode 84 of the piezoelectric body 85 and the common electrode 87 are electrically connected. The groove is filled with a conductive adhesive 89a. On the other hand, the electrode 88 which becomes the individual electrode of the support substrate 86 is connected to the external electrode 84 of the piezoelectric body 85 by the conductive adhesive 89b (FIG. 4A). In the case of this example, the common electrode 88 and the individual electrode 87 of the support substrate 86 are printed in advance by a screen printing method or the like.

次に、ダシングソーやワイヤーソーなどのスライサーを用いて2本の圧電体85を所定のピッチ毎に櫛歯状にカットする。これにより、個別電極88側は導電性接着剤bを含め個別に分離され、共通電極87側は支持基板86の溝90内の導電性接着剤89aが接続された状態を維持することが可能となっている。これにより、夫々に分離された圧電素子81が個別のアクチュエータとして動作出来るようになる(図4(b))。   Next, the two piezoelectric bodies 85 are cut into a comb-teeth shape at a predetermined pitch using a slicer such as a dacing saw or a wire saw. Thereby, the individual electrode 88 side is individually separated including the conductive adhesive b, and the common electrode 87 side can maintain the state where the conductive adhesive 89a in the groove 90 of the support substrate 86 is connected. It has become. As a result, the piezoelectric elements 81 separated from each other can operate as individual actuators (FIG. 4B).

櫛歯状に分離された圧電素子81は、圧力発生室21に対応するように同一ピッチで加工されている。最後に、夫々の個別電極88及び共通電極87をフレキシブルケーブル91に接続し、圧電アクチュエータクミ80となる(図4(c))。   The piezoelectric elements 81 separated in a comb shape are processed at the same pitch so as to correspond to the pressure generation chamber 21. Finally, the individual electrodes 88 and the common electrode 87 are connected to the flexible cable 91 to form the piezoelectric actuator kumi 80 (FIG. 4C).

本実施例では、1つの支持基板86に2つの圧電体を取り付けたが、図5に示すように、1つの支持基板186と1列の圧電体185とで形成した圧電アクチュエータ180を、中間支持部材192を介して抱き合わせるようにしても良い。このようにすることで、互いに対向した圧力発生室31に対応した圧電素子81を同時に加工することが可能となり、安価な圧電アクチュエータクミ180を提供することができる。   In this embodiment, two piezoelectric bodies are attached to one support substrate 86. However, as shown in FIG. 5, a piezoelectric actuator 180 formed of one support substrate 186 and one row of piezoelectric bodies 185 is supported intermediately. You may make it tie through the member 192. FIG. By doing in this way, it becomes possible to process simultaneously the piezoelectric element 81 corresponding to the pressure generation chamber 31 which mutually opposed, and the inexpensive piezoelectric actuator cum 180 can be provided.

以上説明した本例においては圧力発生室を1枚の薄板材で構成しているが、図6に示すように薄板材の圧力発生室31bを有するチャンバープレート30bを連通路プレート20とチャンバープレート30との間に積層して流路を構成してもよい。これにより、流路を構成している流路基板5の剛性が高まり、圧電素子81の伸縮に伴い圧力発生室31内のインクを介して伝播される力を保持できる。   In the present example described above, the pressure generating chamber is constituted by one thin plate material. However, as shown in FIG. 6, the chamber plate 30b having the pressure generating chamber 31b of the thin plate material is replaced with the communication path plate 20 and the chamber plate 30. The flow path may be formed by stacking between the two. Thereby, the rigidity of the flow path substrate 5 constituting the flow path is increased, and the force propagated through the ink in the pressure generating chamber 31 as the piezoelectric element 81 expands and contracts can be maintained.

本発明のインクジェット式記録ヘッドによれば、ノズル開口が高密度化することができコンパクトなヘッド構成が可能となるので高速印刷が可能で、かつ微小インク滴の噴射が可能となり高精細な印刷品質を得ることができ、オフィスユースの印刷装置から産業用の印刷分野への用途拡大が可能となる。   According to the ink jet recording head of the present invention, the nozzle openings can be densified and a compact head configuration is possible, so that high-speed printing is possible and fine ink droplets can be ejected, resulting in high-definition print quality. The application can be expanded from the office use printing apparatus to the industrial printing field.

本発明のインクジェット式記録ヘッドを示した斜視図である。1 is a perspective view showing an ink jet recording head of the present invention. 本発明のインクジェット式記録ヘッドの流路部の部分断面図である。2 is a partial cross-sectional view of a flow path portion of the ink jet recording head of the present invention. FIG. 本発明のノズルプレートと流路プレートとチャンバープレートの組み合わせ平面図である。It is a combination top view of the nozzle plate of this invention, a flow-path plate, and a chamber plate. 本発明のインクジェット式記録ヘッドのアクチュエータ製造方法を示す図であるIt is a figure which shows the actuator manufacturing method of the inkjet recording head of this invention. 本発明に使用される圧電アクチュエータの別の実施例である。It is another Example of the piezoelectric actuator used for this invention. 本発明の他の実施例となる記録ヘッド流路部を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a recording head channel portion according to another embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 記録ヘッド
5 流路基板
10 ノズルプレート
11 ノズル開口
20 連通路プレート
21 連通流路
30 チャンバープレート
31、31b 圧力発生室
32 リストリクタ
33 開口穴
40 ダイアフラムプレート
41 振動板
50 サポートプレート
51 開口穴
52 共通のインク溜まり
60 フィルタープレート
61 フィルター
70 高剛性プレート
71 共通インク室
72 開口溝
80 圧電アクチュエータ
81 圧電素子
82 導電材料
83 圧電材料
87 共通電極
88 個別電極
89a、89b 導電性接着剤
90 フレキシブルケーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recording head 5 Flow path board | substrate 10 Nozzle plate 11 Nozzle opening 20 Communication path plate 21 Communication flow path 30 Chamber plates 31 and 31b Pressure generating chamber 32 Restrictor 33 Open hole 40 Diaphragm plate 41 Diaphragm plate 50 Support plate 51 Open hole 52 Common Ink reservoir 60 Filter plate 61 Filter 70 High rigidity plate 71 Common ink chamber 72 Opening groove 80 Piezoelectric actuator 81 Piezoelectric element 82 Conductive material 83 Piezoelectric material 87 Common electrode 88 Individual electrodes 89a and 89b Conductive adhesive 90 Flexible cable

Claims (4)

少なくとも1列に並んだ複数のノズル開口を有するノズルプレートと、
前記ノズル開口に対応した連通流路を有する連通路プレートと、
前記連通流路に接続する圧力発生室を有するチャンバープレートと、
前記圧力発生室を封止するダイアフラムプレートとを互いに積層することで構成されたインクジェット式記録ヘッドにおいて、
前記ダイアフラムプレート側から前記チャンバープレートを見たときに、
前記圧力発生室は、
前記1列のノズル開口を挟んで相対し、
前記1列のノズル開口の方向と直角方向を長手方向として、該長手方向に平行な中心線を隣接する前記ノズル開口間の中に位置するように配置され
前記連通路プレートには、
前記圧力発生室の前記ノズル開口側の一端部と、前記ノズル開口とを連通させる前記連通流路となる開口穴が、
前記1列のノズル開口を挟んで相対するように2列で、
前記圧力発生室の長手方向に平行な中心線に対して所定角度の傾きをもって千鳥状に配置され、
かつ前記開口穴の長手方向の長さが前記圧力発生室の長手方向のさより短く、
かつ前記開口穴の長手方向の幅が前記圧力発生室の長手方向の幅より狭く、
かつ前記開口穴の深さが前記圧力発生室の深さよりいことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
A nozzle plate having a plurality of nozzle openings arranged in at least one row;
A communication path plate having a communication channel corresponding to the nozzle opening;
A chamber plate having a pressure generating chamber to connect to said communication passage,
In an ink jet recording head configured by laminating a diaphragm plate for sealing the pressure generation chamber,
When viewing the chamber plate from the diaphragm plate side,
The pressure generating chamber is
Relative across the one row of nozzle openings,
The direction perpendicular to the direction of the nozzle openings of the first column as the longitudinal direction, are arranged so as to position the center of the between the nozzle opening adjacent the center line parallel to the longitudinal direction,
In the communication path plate,
One end portion of the nozzle opening side of the pressure generation chamber, wherein the communication flow path to become open hole for communicating the nozzle openings,
In two rows so as to face each other across the nozzle openings in the one row,
Arranged in a staggered manner with a predetermined angle of inclination with respect to a center line parallel to the longitudinal direction of the pressure generating chamber ,
And wherein the longitudinal direction of the opening hole long saga longitudinal direction of the pressure generating chamber length Halfbeak rather short,
And the width in the longitudinal direction of the opening hole is narrower than the width in the longitudinal direction of the pressure generating chamber ,
And an ink jet recording head depth of the opening hole, wherein the go shallow than the depth of the pressure generating chamber.
前記連通路プレートは、金属製の薄板をエッチング法または精密プレス法によって加工成形されたことを特徴とする請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。   2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the communication path plate is formed by processing a metal thin plate by an etching method or a precision press method. 前記連通路プレートは、少なくとも1枚のプレートよりなることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のインクジェット式記録ヘッド。   The ink jet recording head according to claim 1, wherein the communication path plate includes at least one plate. 請求項1ないし3のいずれか1項に記載のインクジェット式記録ヘッドを備えたことを特徴とする印刷装置。   A printing apparatus comprising the ink jet recording head according to any one of claims 1 to 3.
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