JPH0429850A - Ink-jet head - Google Patents

Ink-jet head

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Publication number
JPH0429850A
JPH0429850A JP13804190A JP13804190A JPH0429850A JP H0429850 A JPH0429850 A JP H0429850A JP 13804190 A JP13804190 A JP 13804190A JP 13804190 A JP13804190 A JP 13804190A JP H0429850 A JPH0429850 A JP H0429850A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
board
plate
nozzle
ink
resist
Prior art date
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Pending
Application number
JP13804190A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Katakura
孝浩 片倉
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
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Publication of JPH0429850A publication Critical patent/JPH0429850A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

PURPOSE:To make minutely spaced arrangement of nozzles possible for a nozzle plate by a method wherein the nozzle plate is made up by bonding two board- like members, and etching is applied in different shapes, one in oval and the other in circle, respectively on each of the board-like members. CONSTITUTION:An oval resist R1 is selectively formed on a relatively thick board member (the member that is to be a fist board-like member) by photolityographic processing. Etching is applied by ferric chloride aquenous solution and an oval hole 19 is formed therewith. Then the resist R1 is peeled off. Thereby the first board-like member 16A is formed. A circular resist R2 is selectively formed on thin board member (the member that is to be a second board-like member) by photolityographic processing. The etching is applied by ferric chloride aqueous solution, and thereby an circular hole 19B having highly accurate hole diameter is formed. Then the resist R2 is peeled off. Thereby the second board-like member 16B is formed. The first board-like member 16A and the second barod-like member 16B are precisely positioned each other and are bonded together by thermal diffusion method.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はインクジェットヘラ ドに係わるもので、 特にインク中において圧力変換器を駆動させ、ノズル開
口よりインクを吐出させて印字を行うインクジェットヘ
ッドに関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an inkjet head, and particularly to an inkjet head that drives a pressure transducer in ink and discharges ink from a nozzle opening to perform printing. .

[従来の技術] 複数のノズル開口を有するノズルプレートを製造する方
法としては、電鋳法、エツチング法、ワイヤー放電法、
等が提案されている。さらに電鋳法においては、導体板
上に選択的にレヂストを施した後板状部材を形成してい
くフォト電鋳法と、マスター形状を作成した後その形状
を転写して形成するマスター電鋳法とがある。そして、
これらの方法によって製造されるノズルプレートは、従
来1枚の板状部材からなっていた。
[Prior Art] Methods for manufacturing a nozzle plate having a plurality of nozzle openings include electroforming, etching, wire discharge,
etc. have been proposed. Furthermore, electroforming methods include photoelectroforming, in which a plate-like member is formed after selectively resisting a conductor plate, and master electroforming, in which a master shape is created and then transferred to form the shape. There is a law. and,
Nozzle plates manufactured by these methods have conventionally been composed of a single plate-shaped member.

[発明が解決しようとする課題] 従来のノズルプレートは1枚の板状部材からなっていた
ので、フォト電鋳法あるいはエツチング法によって製造
する場合、ノズルの入口側と出口側の形状が相似形状に
なってしまい、ノズル間隔を細密に配列することが困難
であるといった問題点があった。また、マスター電鋳法
によって製造する場合、そのマスターの製造に膨大な費
用を要しさらにマスターが短寿命であるため非常に高価
になってしまうと言う問題点があった。
[Problems to be solved by the invention] Conventional nozzle plates were made of a single plate-like member, so when manufactured by photoelectroforming or etching, the shapes of the inlet and outlet sides of the nozzle were similar. Therefore, there was a problem that it was difficult to arrange the nozzle intervals precisely. Further, when manufacturing the master by the electroforming method, there is a problem that the manufacturing of the master requires a huge amount of cost, and furthermore, the master has a short lifespan, making it very expensive.

本発明の目的は、以上のような問題点を解決し、ノズル
プレートのノズル間隔を細密に配列できて、しかも安価
なインクジェットヘッドを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide an inexpensive inkjet head in which nozzle intervals on a nozzle plate can be arranged finely.

[課題を解決するための手段] 本発明のインクジェットヘッドは、複数のノズル開口を
有するノズルプレートにある間隔をもって対向してイン
ク中に配置された圧電変換器を備え、該圧電変換器をイ
ンク中で動作させ前記ノズル開口近傍のインクの圧力を
高めて前記ノズル開口よりインク滴を吐出させるオンデ
ィマンド型インクジェットヘッドにおいて、 前記ノズルプレートが2枚の板状部材を貼り合わせた構
成であり、2枚の板状部材は各々が異なる形状にエツチ
ング加工されており、その形状が1枚は長円形状であり
他の1枚は円形状であることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] An inkjet head of the present invention includes a piezoelectric transducer disposed in ink opposite to a nozzle plate having a plurality of nozzle openings at a certain interval, and the piezoelectric transducer is disposed in ink. In the on-demand type inkjet head, which operates at a pressure of ink near the nozzle opening to eject ink droplets from the nozzle opening, the nozzle plate has a structure in which two plate-like members are bonded together, Each of the plate-like members is etched into a different shape, one of which is elliptical and the other circular.

[作用] 本発明のインクジェットヘッドによれば、ノズルプレー
トが2枚の板状部材のを貼り合わせた構成となっている
ので、ズル形状をインク入口側で長円、インク出口側で
前記長円の短径と同サイズかあるいはそれよりも小さい
直径の円とすることが安価にでき、ノズルを長円の短径
方向に配列することにより、高密度のインクジェットア
レイを作成することが可能となる。
[Function] According to the inkjet head of the present invention, since the nozzle plate has a structure in which two plate-like members are pasted together, the nozzle shape is an ellipse on the ink inlet side and the oval shape on the ink outlet side. It is possible to inexpensively make a circle with a diameter equal to or smaller than the short axis of the ellipse, and by arranging the nozzles in the direction of the short axis of the ellipse, it is possible to create a high-density inkjet array. .

[実施例] 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。[Example] Next, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

第1図は本発明に係わるインクジェットヘッドを用いた
印字記録装置の構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a printing and recording apparatus using an inkjet head according to the present invention.

図面において9はインクジェットヘッドであり、ガイド
軸6.7によって案内されて記録媒体1の幅方向(矢印
10方向)に移動するキャリッジ8に搭載されている。
In the drawing, reference numeral 9 denotes an inkjet head, which is mounted on a carriage 8 that is guided by a guide shaft 6.7 and moves in the width direction of the recording medium 1 (in the direction of arrow 10).

2,3は紙送りローラーであり、記録媒体1を矢印5方
向に移動させる。4はプラテンである。
2 and 3 are paper feed rollers that move the recording medium 1 in the direction of arrow 5. 4 is a platen.

第2図は本発明のインクジェットヘッドのインクジェッ
ト部の1実施例を示す断面図であるが、本発明はこれに
限定されるものではない。同図において13は、複数本
の互いに平行に配置された棒状の圧電変換器である。1
4は支持基板であり、棒状の圧電変換器13を接着剤に
よって固定するための突起物15が形成されている。1
6はノズルプレートであり、圧電変換器13と対向して
配置されたノズル開口19を有している。17は、圧電
変換器13に動作電気信号を伝えるフレキシブル基板で
ある。圧電変換器13は、電圧印加により変位してノズ
ル開口19近傍のインクの圧力を高めてノズル開口19
よりインク滴を吐出させる。
Although FIG. 2 is a sectional view showing one embodiment of the inkjet section of the inkjet head of the present invention, the present invention is not limited thereto. In the figure, reference numeral 13 indicates a plurality of rod-shaped piezoelectric transducers arranged in parallel to each other. 1
Reference numeral 4 denotes a support substrate, on which a protrusion 15 for fixing the rod-shaped piezoelectric transducer 13 with adhesive is formed. 1
Reference numeral 6 denotes a nozzle plate, which has a nozzle opening 19 arranged opposite to the piezoelectric transducer 13. 17 is a flexible substrate that transmits an operating electrical signal to the piezoelectric transducer 13. The piezoelectric transducer 13 is displaced by voltage application to increase the pressure of the ink near the nozzle opening 19 .
eject more ink droplets.

支持基板14およびノズルプレート16は圧電変換器1
3の熱膨張と近似する材料として36%Ni−Fe合金
からなる。
The support substrate 14 and the nozzle plate 16 are the piezoelectric transducer 1
It is made of a 36% Ni-Fe alloy as a material that has a thermal expansion similar to that of No. 3.

第3図は本実施例のノズルプレート16の正面断面図(
a)および側面断面図(b)を示すものであり、長円形
の孔1,9Aをもつ第1の板状部材16Aと、円形の孔
19Bをもつ第2の板状部材16Bとが接合されて構成
されている。インクは第1の板状部材16Aの上面側か
ら供給され、第2の板状部材16Bの下面から吐出され
る。
FIG. 3 is a front cross-sectional view of the nozzle plate 16 of this embodiment (
a) and a side sectional view (b), in which a first plate member 16A having oval holes 1 and 9A and a second plate member 16B having a circular hole 19B are joined. It is composed of Ink is supplied from the upper surface of the first plate member 16A, and is ejected from the lower surface of the second plate member 16B.

インクが吐出される面の孔径は印字品質に大きく影響す
るため高精度を要求される。そのためには第2の板状部
材16Bはできるだけ薄くしサイドエッチ量を少なくす
る必要がある。また、インクの流路抵抗を小さくするた
めにも、第2の板状部材16Bはできる限り薄くするこ
とが望まれる。
The diameter of the pores on the surface from which ink is ejected has a great effect on print quality, so high precision is required. For this purpose, it is necessary to make the second plate member 16B as thin as possible and reduce the amount of side etching. Furthermore, in order to reduce the ink flow path resistance, it is desirable that the second plate member 16B be made as thin as possible.

一方、吐出時のインクの圧力によるノズルプレート16
の振動、変形、ノズルプレート接合時の変形、あるいは
紙との接触等の外力による変形等が生じないようにする
ためには、ノズルプレート16は厚くしなければならな
い。本実施例ではインク吐出側の孔19Bよりも大きい
孔19Aが形成されている厚い部材、すなわち第2の板
状部材16Aをインク供給側に接合し積層構造とするこ
とによって、上記の相反する問題点が解決されている。
On the other hand, the nozzle plate 16 due to the pressure of ink during ejection
The nozzle plate 16 must be thick in order to prevent vibration, deformation, deformation when the nozzle plate is joined, deformation due to external force such as contact with paper, etc. In this embodiment, a thick member in which holes 19A larger than holes 19B on the ink ejection side are formed, that is, a second plate-like member 16A, is joined to the ink supply side to form a laminated structure, thereby solving the conflicting problem described above. points have been resolved.

さらに、高印字品質かつ安価なインクジェットヘッドを
提供するためには、ノズルの密度を高密度に配置させる
必要がある。本実施例では、インク供給側となる第1の
板状部材16Aを第3図に示すように長円形状にし、第
4図に示すように配置することにより、ノズルの高密度
化が計られている。
Furthermore, in order to provide an inexpensive inkjet head with high print quality, it is necessary to arrange the nozzles at a high density. In this embodiment, the first plate-shaped member 16A serving as the ink supply side is formed into an oval shape as shown in FIG. 3, and is arranged as shown in FIG. 4, thereby increasing the density of the nozzles. ing.

次にノズルプレート16を製造する方法の一実施例を第
5図を参照して説明する。なお本実施例においては、ノ
ズルプレート16の材質として36%Ni−Fe合金を
用いたが、これに限るものではなく、要求特性に応じた
材質を任意に選定できる。
Next, one embodiment of a method for manufacturing the nozzle plate 16 will be described with reference to FIG. In this embodiment, a 36% Ni--Fe alloy is used as the material for the nozzle plate 16, but the material is not limited to this, and any material can be selected depending on the required characteristics.

1)長円形状のレジストR1をフォトリソ工程により比
較的厚い板部材(第1の板状部材となる部材)に選択的
に形成する。
1) An elliptical resist R1 is selectively formed on a relatively thick plate member (a member that will become the first plate-like member) by a photolithography process.

2)塩化第2鉄水溶液によりエツチングし、長円形状の
孔19Aを形成する。
2) Etching is performed using a ferric chloride aqueous solution to form an oblong hole 19A.

3)レジストR1を剥離する。これにより、第1の板状
部材16Aが形成される。
3) Peel off the resist R1. Thereby, the first plate member 16A is formed.

4)円形状のレジストR2をフォトリソ工程により薄い
板部材(第2の板状部材となる部材)に選択的に形成す
る。
4) A circular resist R2 is selectively formed on a thin plate member (a member that will become the second plate-like member) by a photolithography process.

5)塩化第2鉄水溶液によりエツチングし、高精度孔径
の円形状孔19Bを形成する。
5) Etching is performed using a ferric chloride aqueous solution to form a circular hole 19B with a highly accurate hole diameter.

6)レジストR2を剥離する。これにより、第2の板状
部材16Bが形成される。
6) Peel off resist R2. Thereby, the second plate member 16B is formed.

7)第1の板状部材16Aと第2の板状部材16Bとを
精密に位置合わせし、熱拡散法により接合する。接合方
法については、本実施例に限定されるわけではないが、
接着剤によるもの、あるいはソルダーによるものについ
ては、接着剤またはソルダーの流れたしが発生し孔詰ま
りが発生したため、本実施例においては流れだしの発生
しない熱拡散接合を採用した。
7) The first plate-like member 16A and the second plate-like member 16B are precisely aligned and joined by thermal diffusion. The joining method is not limited to this example, but
In cases where adhesive or solder is used, the adhesive or solder flows and the holes become clogged, so in this example, thermal diffusion bonding, which does not cause flow, is used.

[発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、ノズルプレートにお
けるインク供給側のノズル形状を長円形にし、インク吐
出側のノズル形状を高精度乱形の円形にすることができ
、高密度のノズル配列をインク流路抵抗を増大させるこ
となく実現させることにより、印字品質の優れたインク
ジェットヘッドを安価に提供することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the shape of the nozzle on the ink supply side of the nozzle plate can be made into an oval shape, and the shape of the nozzle on the ink discharge side can be made into a highly accurate random circular shape. By realizing a dense nozzle arrangement without increasing ink flow path resistance, an inkjet head with excellent print quality can be provided at a low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のインクジェットヘッドを搭載した記録
装置の1実施例を示す図、第2図は本実施例のインクジ
ェット部を示す断面図、第3図は本発明のノズルプレー
トのノズル部の詳細断面図、第4図はノズルの配置図、
第5図1)〜7)はノズルプレート製造方法の1実施例
を示す図である。 ・・・記録媒体 3・・・送りローラー ・・・プラテン 7・・・ガイド軸 ・・・キャリッジ ・・・インクジェットヘラ ・・・圧電セラミック ド ・・・金属層 ・・・圧電変換器 ・・・支持基板 ・・・突起物 ・・・ノズルプレート ・・・フレキシブル基板 ・・・接着剤 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴木喜三部 他1名 第3図 (b) 第5図
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a recording apparatus equipped with an inkjet head of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing an inkjet section of this embodiment, and FIG. 3 is a diagram of a nozzle section of a nozzle plate of the present invention. Detailed sectional view, Figure 4 is nozzle layout,
FIGS. 5 1) to 7) are diagrams showing one embodiment of a nozzle plate manufacturing method. ... Recording medium 3 ... Feed roller ... Platen 7 ... Guide shaft ... Carriage ... Inkjet spatula ... Piezoelectric ceramic ... Metal layer ... Piezoelectric transducer ... Support substrate...protrusions...nozzle plate...flexible substrate...adhesive and above Applicant Seiko Epson Co., Ltd. Agent Patent attorney Kizobe Suzuki and 1 other person Figure 3(b) Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 複数のノズル開口部を有するノズルプレートにある間隔
をもつて対向してインク中に配置された圧電変換器を備
え、該圧電変換器をインク中で動作させ前記ノズル開口
近傍のインクの圧力を高めて前記ノズル開口よりインク
滴を吐出させるオンディマンド型インクジェットヘッド
において、前記ノズルプレートが2枚の板状部材を貼り
合わせた構成であり、2枚の板状部材は各々が異なる形
状にエッチング加工されており、その形状が1枚は長円
形状であり他の1枚は円形状であることを特徴とするイ
ンクジェットヘッド。
A nozzle plate having a plurality of nozzle openings is provided with piezoelectric transducers disposed in the ink so as to face each other at a certain interval, and the piezoelectric transducers are operated in the ink to increase the pressure of the ink near the nozzle openings. In the on-demand inkjet head that ejects ink droplets from the nozzle opening, the nozzle plate has a structure in which two plate-like members are bonded together, and each of the two plate-like members is etched into a different shape. An inkjet head characterized in that one of the inkjet heads has an elliptical shape and the other has a circular shape.
JP13804190A 1990-05-28 1990-05-28 Ink-jet head Pending JPH0429850A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0770487A1 (en) * 1995-10-25 1997-05-02 Hewlett-Packard Company Non-circular printhead orifice
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