JPH0691870A - Ink-jet print head and ink-jet printer - Google Patents

Ink-jet print head and ink-jet printer

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JPH0691870A
JPH0691870A JP24176692A JP24176692A JPH0691870A JP H0691870 A JPH0691870 A JP H0691870A JP 24176692 A JP24176692 A JP 24176692A JP 24176692 A JP24176692 A JP 24176692A JP H0691870 A JPH0691870 A JP H0691870A
Authority
JP
Japan
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ink
nozzle
print head
pressure chamber
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP24176692A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuhisa Ishida
暢久 石田
Hisayoshi Fujimoto
久義 藤本
Yasushi Ema
恭 江馬
Akihiro Shimokata
晃博 下方
Toshio Amano
敏男 天野
Shinsaku Takada
信作 高田
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.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to US08/026,550 priority patent/US5552813A/en
Priority to DE4307762A priority patent/DE4307762A1/en
Publication of JPH0691870A publication Critical patent/JPH0691870A/en
Priority to US08/478,946 priority patent/US5777637A/en
Priority to US08/479,947 priority patent/US6074038A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To realize precise and high-speed printing by neither thinning a base nor making driving voltage to be applied to a piezo-electric element high. CONSTITUTION:In an ink-jet print head to be obtained by fitting a piezo-electric head unit provided with a base 1 wherein an introduction port of ink supplying the ink to a common ink path surrounding a large number of pressurizing chambers arranged radially from an end part of the center of two rows arranged linearly and communicating with the pressurizing chambers is formed, a nozzle 5 formed in the end part of the center by penetrating through the base, an oscillation plate fitted to a pressurizing chamber forming surface of the nozzle 5 and a piezo-electric element fitted to the oscillation plate by corresponding to the pressurizing chambers each to a base rest, the end part of the center of the two rows arranged linearly is formed by inclining to a printing direction.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えばプリンタ、フ
ァックス、プロッタ、バーコードプリンタ、デジタルコ
ピー等に用いられるインクジェットプリントヘッド、特
にインクを細いノズルから画像信号に応じて噴射させ、
紙等の記録媒体に付着させて記録を得るインクジェット
プリントヘッドに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet print head used in, for example, printers, fax machines, plotters, bar code printers, digital copiers, etc., and in particular, ink is ejected from a thin nozzle in accordance with an image signal.
The present invention relates to an inkjet print head that is attached to a recording medium such as paper to obtain a recording.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のインクジェットプリントには大別
して、コンティニュアス形とオンデマンド形とがあり、
インクは水性と油性が使用される。
2. Description of the Related Art Conventional inkjet printing is roughly classified into a continuous type and an on-demand type.
The ink is water-based or oil-based.

【0003】コンティニュアス形はノズルから連続的に
インクを射出し、記録に不要なインクは回収再使用する
もので、ヘッドの応答性が高いが、インクの回収機構が
必要で、装置が複雑で高価である。
In the continuous type, ink is continuously ejected from a nozzle, and ink unnecessary for recording is recovered and reused. The head has high responsiveness, but an ink recovery mechanism is required and the apparatus is complicated. It is expensive.

【0004】これに対し、オンデマンド形は必要なとき
だけインク射出を行うもので、ヘッドの応答性は低い
が、装置が簡単で安価である。
On the other hand, the on-demand type ejects ink only when necessary, and the response of the head is low, but the device is simple and inexpensive.

【0005】上記オンデマンド形には、静電力でノズル
からインクを引き出す静電引力形と、圧力室内のインク
を加圧し、ノズルからインクを押し出すインパルスジェ
ットと呼ばれる圧力パルス形とがある。
The on-demand type includes an electrostatic attraction type that draws ink from a nozzle by electrostatic force, and a pressure pulse type called an impulse jet that pressurizes ink in a pressure chamber and pushes ink from the nozzle.

【0006】この圧力パルス形には圧電形とバブル形と
があり、圧電形は圧電(電気ひずみ)素子によってイン
クを加圧するもので、圧力室を経てインク供給が行われ
る1室形と、圧力室とインク供給室の二つの室を有する
2室形とがある。
The pressure pulse type includes a piezoelectric type and a bubble type. The piezoelectric type pressurizes ink by a piezoelectric (electrostrictive) element. The one-chamber type in which ink is supplied through a pressure chamber and the pressure type There is a two-chamber type having two chambers, a chamber and an ink supply chamber.

【0007】そして、1室形には平面的な圧力室をもつ
カイザー形と、円筒形の圧力室をもつゾルタン形があ
る。また、2室形にはインクを直接ノズル近くに供給す
るステムメ形がある。
The one-chamber type includes a Kaiser type having a flat pressure chamber and a soltan type having a cylindrical pressure chamber. In addition, the two-chamber type includes a stem type that directly supplies ink to the vicinity of the nozzle.

【0008】図10は上記カイザー形の圧電形ヘッドユ
ニットの基本原理図を示すもので、基板101の表面に
は、インク供給路102、圧力室103、ノズル104
が連続して形成されている。そして、基板101の表面
に振動板105を配設し、この振動板105の外面に、
圧力室103に対向して圧電素子106を設け、この圧
電素子106の表裏両面間に電圧を印加するように信号
発生源107が接続されている。また、上記インク供給
路102にはパイプ108を介してインク容器109が
接続されている。
FIG. 10 shows the basic principle of the above Kaiser type piezoelectric head unit. On the surface of the substrate 101, an ink supply passage 102, a pressure chamber 103 and a nozzle 104 are provided.
Are continuously formed. Then, the diaphragm 105 is arranged on the surface of the substrate 101, and the outer surface of the diaphragm 105 is
A piezoelectric element 106 is provided so as to face the pressure chamber 103, and a signal generation source 107 is connected so as to apply a voltage between the front and back surfaces of the piezoelectric element 106. An ink container 109 is connected to the ink supply path 102 via a pipe 108.

【0009】上記の構成において、信号発生源107か
ら圧電素子106に電圧を印加すると、圧電素子106
が振動板105をたわませ、圧力室103内のインク1
10をノズル104からインク滴110aとして記録媒
体111に射出させて記録する。
In the above structure, when a voltage is applied from the signal source 107 to the piezoelectric element 106, the piezoelectric element 106
Causes the vibrating plate 105 to bend, and the ink 1 in the pressure chamber 103
10 is ejected from the nozzle 104 as an ink droplet 110a onto the recording medium 111 for recording.

【0010】そして、インク射出後、圧電素子106に
対する電圧印加が解除されると、振動板105が元の状
態に戻り、射出された分のインクがノズル毛細管力によ
りインク供給路102、パイプ108を通じてインク容
器109から補給されるものである。
Then, when the voltage application to the piezoelectric element 106 is released after the ink is ejected, the vibrating plate 105 returns to its original state, and the ejected ink passes through the ink supply path 102 and the pipe 108 by the nozzle capillary force. It is supplied from the ink container 109.

【0011】図11は上記の圧電形ヘッドユニットを用
いた従来のインクジェットプリントヘッドを示す平面
図、図12はノズル形成部の一部の拡大平面図、図13
は図12のB−B線に沿う横断面図である。
FIG. 11 is a plan view showing a conventional ink jet print head using the above piezoelectric head unit, FIG. 12 is an enlarged plan view of a part of a nozzle forming portion, and FIG.
FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.

【0012】図11〜図13において、感光性ガラスを
素材とした基板121には、印字方向と直交して直線状
に列設した2列の中心端部から放射状に並設した複数の
圧力室122a〜122n、この圧力室122a〜12
2nを囲み該圧力室に連通する共通インク路123、こ
の共通インク路123にインクを供給するインク導入口
124がエッチング加工により形成されている。そし
て、各圧力室122a〜122nの直線状の中心端部に
板厚方向に貫通してノズル125が形成されている。こ
の場合、ノズル125はエッチング加工によって2°程
度の傾斜でインク吐出口へ向って先細まりに形成され
る。又、各圧力室122a〜122nを放射状に形成し
ておくことにより、単一面積当りのノズル数を増すこと
ができる。
In FIGS. 11 to 13, a substrate 121 made of photosensitive glass is provided with a plurality of pressure chambers arranged in a radial pattern from the central ends of two rows arranged in a straight line orthogonal to the printing direction. 122a-122n, this pressure chamber 122a-12
A common ink path 123 that surrounds 2n and communicates with the pressure chamber, and an ink introduction port 124 that supplies ink to the common ink path 123 are formed by etching. A nozzle 125 is formed at the straight center end of each of the pressure chambers 122a to 122n so as to penetrate in the plate thickness direction. In this case, the nozzle 125 is formed by the etching process so as to be tapered toward the ink ejection port with an inclination of about 2 °. Further, by forming the pressure chambers 122a to 122n radially, the number of nozzles per single area can be increased.

【0013】図14は上記基板121に振動板126、
圧電素子127a〜127nを取付けた圧電形ヘッドユ
ニットを適用したインクジェットプリントヘッドを示す
横断面図である。
FIG. 14 shows a vibration plate 126 on the substrate 121,
It is a cross-sectional view showing an inkjet print head to which a piezoelectric head unit to which piezoelectric elements 127a to 127n are attached is applied.

【0014】上記振動板126は例えば材質がガラスで
あり、基板121の圧力室122a〜122n、共通イ
ンク123、インク導入口124の形成面にビス、接着
等で取付けられる。
The vibrating plate 126 is made of glass, for example, and is attached to the pressure chambers 122a to 122n of the substrate 121, the common ink 123, and the surface on which the ink introducing port 124 is formed by screws, adhesion or the like.

【0015】圧電素子127a〜127nは圧力室12
2a〜122nのそれぞれに対応する振動板126の位
置に取付けられている。そして、各圧電素子127a〜
127nには信号発生源(図示せず)から信号電圧を印
加するフレキシブルケーブル128が接続されている。
The piezoelectric elements 127a to 127n are the pressure chamber 12
It is attached to the position of the diaphragm 126 corresponding to each of 2a to 122n. And each piezoelectric element 127a-
A flexible cable 128 for applying a signal voltage from a signal generation source (not shown) is connected to 127n.

【0016】基板121を取付ける金属又は剛性の高い
樹脂製の基台129には、圧電素子127a〜127n
に対応する部分に凹部130が形成されており、これ以
外の部分で振動板126の周縁部および中央部を接着剤
131で基台129に接着固定している。
Piezoelectric elements 127a to 127n are mounted on a base 129 made of a metal or a resin having a high rigidity for mounting the substrate 121.
The concave portion 130 is formed in the portion corresponding to the above, and the peripheral portion and the central portion of the diaphragm 126 are bonded and fixed to the base 129 by the adhesive 131 in the other portions.

【0017】次に作用について説明する。信号電圧が印
加された圧電素子のひずみによって該電圧素子に対応す
る部分の振動板126が変形し、この変形によって圧力
室の体積を変化させてノズル125からインクを噴出さ
せる。この場合、ノズル125に対応する振動板126
の位置を支持部としての基台129の突起129aで支
えているので、変形した圧電素子に隣接する圧電素子の
振動板部を不必要にたわませることがない。
Next, the operation will be described. Due to the distortion of the piezoelectric element to which the signal voltage is applied, the vibrating plate 126 in the portion corresponding to the voltage element is deformed, and the volume of the pressure chamber is changed by this deformation to eject ink from the nozzle 125. In this case, the diaphragm 126 corresponding to the nozzle 125
Since the position of is supported by the projection 129a of the base 129 as a support portion, the vibrating plate portion of the piezoelectric element adjacent to the deformed piezoelectric element is not unnecessarily bent.

【0018】そして、インク射出後、振動板126が元
の状態に戻ると、射出された分のインクがインク導入口
124、共通インク路123を介して圧力室に補給され
る。
When the vibrating plate 126 returns to the original state after the ink is ejected, the ejected ink is replenished to the pressure chamber through the ink introduction port 124 and the common ink passage 123.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】従来のインクジェット
プリントヘッドは、以上のように構成されているので、
直線状に列設した2列の中心端部は限られた領域内に形
成しなければならない。このため、例えば、360dp
iの印字密度の場合、ノズルを2列に配設したとして
も、そのノズル間隔は141μとなり、ノズル及びその
インク流路を隔てる壁厚を50μとすると、インク流路
の幅は91μとなり、ノズルは最大でも、この幅しか取
り得ない。
Since the conventional ink jet print head is constructed as described above,
The central ends of the two linearly arranged rows must be formed within a limited area. Therefore, for example, 360 dp
In the case of the print density of i, even if the nozzles are arranged in two rows, the nozzle interval is 141 μ, and if the wall thickness separating the nozzle and the ink flow path is 50 μ, the width of the ink flow path is 91 μ. Can be only this width at maximum.

【0020】一方、インク流路を形成する基板に着目す
ると、その取り扱い方から厚みは0.5mm又は1.0
mmが標準であり、インク流路の深さを0.1mmとし
たとき、ノズル深さは0.4mm、0.9mmとなり、
インクは吐出の際大きな抵抗を受ける。
On the other hand, focusing on the substrate forming the ink flow path, the thickness is 0.5 mm or 1.0 depending on how to handle it.
mm is standard, and when the depth of the ink flow path is 0.1 mm, the nozzle depths are 0.4 mm and 0.9 mm,
The ink receives a large resistance during ejection.

【0021】従って、ノズル部におけるインク吐出抵抗
を下げるには、インク流路を形成する基板の板厚を薄く
することが考えられるが、圧電素子の振動を受けやす
い。また、圧電素子に印加する駆動電圧を高くすること
も考えられるが、この場合は圧電素子の振動減衰に時間
がかかり、いずれの場合も高速印字が困難であるという
問題点があった。
Therefore, in order to reduce the ink ejection resistance in the nozzle portion, it is conceivable to reduce the plate thickness of the substrate forming the ink flow path, but the piezoelectric element is susceptible to vibration. It is also possible to increase the drive voltage applied to the piezoelectric element, but in this case, it takes time to attenuate the vibration of the piezoelectric element, and in either case, high-speed printing is difficult.

【0022】この発明は上記のような問題点を解消する
ことを課題になされたもので、インクの流路抵抗を小さ
くして、基板を薄くしたり、圧電素子に印加する駆動電
圧を高くすることなく、精度のよい高速印字を実現する
ことのできるインクジェットプリントヘッド及びインク
ジェットプリンタを得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and reduces the flow path resistance of ink to make the substrate thin and increase the drive voltage applied to the piezoelectric element. It is an object of the present invention to obtain an inkjet print head and an inkjet printer that can realize high-speed printing with high accuracy without any problem.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】この発明に係るインクジ
ェットプリントヘッドは、直線状に列設した2列の中心
端部から放射状に並設した多数の圧力室と、この各圧力
室を囲み該圧力室に連通する共通インク路と、この共通
インク路にインクを供給するインク導入口とを形成した
基板と、前記各圧力室の前記直線状の中心端部に前記基
板を貫通して形成されたノズルと、前記基板の前記圧力
室形成面に取付けた振動板と、前記各圧力室に対応して
前記振動板に取付けた圧電素子とを備えた圧電形ヘッド
ユニットを基台に組付けたインクジェットプリントヘッ
ドにおいて、前記直線状に列設した2列の中心端部を印
字方向に対して傾斜させて形成したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An ink jet print head according to the present invention has a plurality of pressure chambers radially arranged from a central end portion of two linearly arranged lines and surrounding the pressure chambers. A substrate having a common ink passage communicating with the chamber, an ink inlet for supplying ink to the common ink passage, and a straight center end of each pressure chamber formed through the substrate. An ink jet in which a piezoelectric head unit including a nozzle, a vibration plate attached to the pressure chamber forming surface of the substrate, and a piezoelectric element attached to the vibration plate corresponding to each pressure chamber is attached to a base. In the print head, the central ends of the two linear rows are inclined with respect to the printing direction.

【0024】また、この発明に係るインクジェットプリ
ントは、前記インクジェットプリントヘッドをキャリッ
ジに内蔵し、これを記録紙の行方向に往復移動させたも
のである。
Further, in the ink jet print according to the present invention, the ink jet print head is built in a carriage and is reciprocated in the row direction of the recording paper.

【0025】[0025]

【作用】この発明におけるインクジェットプリントヘッ
ドは、直線状に列設した2列の中心端部を印字方向に対
し傾斜させて直線状に形成したので、印字方向と直交し
て直線状に形成する場合に比べて端部間隔を広くするこ
とができ、圧力室からノズル先端のインク吐出口に至る
インク流路も広くできる。この結果、ノズルに至るイン
クの流路抵抗を小さくすることができ、圧電素子に印加
する駆動電圧は低くてもよく、圧電素子の振動減衰が早
くなる。又、インク流路を形成する基板は板厚を薄くす
る必要がなく、圧電素子の振動に対する影響が小さく、
応答性が向上し、精度のよい高速印字を実現できる。
In the ink jet print head according to the present invention, the central ends of the two linearly arranged rows are inclined with respect to the printing direction to form a straight line. It is possible to widen the end interval and to widen the ink flow path from the pressure chamber to the ink ejection port at the tip of the nozzle. As a result, the flow path resistance of the ink to the nozzle can be reduced, the drive voltage applied to the piezoelectric element may be low, and the vibration damping of the piezoelectric element is accelerated. Further, the substrate forming the ink flow path does not need to be thin, and the influence on the vibration of the piezoelectric element is small,
Responsiveness is improved and accurate high-speed printing can be realized.

【0026】[0026]

【実施例】実施例1 以下、この発明の実施例を図面について説明する。図1
は圧電形ヘッドユニットの平面図、図2はノズル形成部
の一部の拡大平面図である。
Embodiment 1 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
Is a plan view of the piezoelectric head unit, and FIG. 2 is an enlarged plan view of a part of the nozzle forming portion.

【0027】図1、図2において、感光性ガラスを素材
とした基板1には、印字方向に傾斜させて直線状に列設
した2列の中心端部から放射状に並設した複数の圧力室
2a〜2n、この圧力室2a〜2nを囲み該圧力室に連
通する共通インク路3、この共通インク路3にインクを
供給するインク導入口4がエッチング加工により形成さ
れている。そして、各圧力室2a〜2nの直線状の中心
端部に板厚方向に貫通してノズル5が形成されている。
In FIGS. 1 and 2, a substrate 1 made of a photosensitive glass is provided with a plurality of pressure chambers arranged in a radial pattern from the central end portions of two rows which are linearly inclined and inclined in the printing direction. 2a to 2n, a common ink passage 3 that surrounds the pressure chambers 2a to 2n and communicates with the pressure chamber, and an ink inlet 4 that supplies ink to the common ink passage 3 are formed by etching. A nozzle 5 is formed at the straight center end of each of the pressure chambers 2a to 2n so as to penetrate in the plate thickness direction.

【0028】このノズル5は図3に示すように、インク
吐出口に向って4°以上の傾斜で先細まりに形成するか
(本方式1)。又は図4に示すように、圧力室2a(〜
2n9に連通した、ノズル5の入口寸法に対しインク滴
を吐出する該ノズルの出口寸法を1/3以上となるよう
に形成(本方式2)したものである。
As shown in FIG. 3, is the nozzle 5 tapered toward the ink discharge port with an inclination of 4 ° or more (this system 1)? Alternatively, as shown in FIG. 4, the pressure chamber 2a (~
This is formed so that the outlet size of the nozzle that discharges ink droplets is 1/3 or more of the inlet size of the nozzle 5 that communicates with 2n9 (this method 2).

【0029】上記のように、ノズル5を、圧力室2a〜
2nと連通した入口から出口までを先細まりに傾斜させ
て加工する。又はノズル5の出口寸法に対し入口寸法
2.5以上となるように加工する手段としては、例えば
表面にパターンマスクを付けた感光性ガラス基板を加工
台に載置固定し、この加工台を回転軸を中心に回転、か
つ、傾動させながら、露光光学系(図示せず)によって
各ノズル形成部を露光することにより、各ノズル形成部
周辺の露光量が変化する。このため、エッチング処理を
施すと、感光性ガラス基板のエッチング量が露光量に応
じて変わり、先細り傾斜のノズルを形成することができ
るもので、この加工手段は既に周知である。
As described above, the nozzle 5 is connected to the pressure chambers 2a ...
Processing is performed with a taper from the inlet to the outlet communicating with 2n. Alternatively, as a means for processing so that the inlet size is 2.5 or more with respect to the outlet size of the nozzle 5, for example, a photosensitive glass substrate having a pattern mask on its surface is mounted and fixed on the processing base, and the processing base is rotated. By exposing each nozzle forming portion with an exposure optical system (not shown) while rotating and tilting about the axis, the exposure amount around each nozzle forming portion changes. Therefore, when the etching process is performed, the etching amount of the photosensitive glass substrate changes depending on the exposure amount, and it is possible to form a nozzle having a tapered inclination. This processing means is already known.

【0030】また、2列の中心端部に形成するノズル5
は千鳥に形成すると、2列の中心端部を印字方向に対し
て傾斜させたことと相俟って各ノズル間隔をより広くす
ることができる。
The nozzles 5 formed at the central ends of the two rows
When the zigzag pattern is formed, the nozzle intervals can be made wider in combination with the fact that the central ends of the two rows are inclined with respect to the printing direction.

【0031】上記のように加工した基板1に振動板、圧
電素子等を取付けて圧電形ヘッドユニットを構成し、こ
れを前記図14のように基台に組付けてインクジェット
プリントヘッドを構成することは従来と同様であるから
重複説明は省略する。
A piezoelectric head unit is constructed by attaching a vibrating plate, a piezoelectric element, etc. to the substrate 1 processed as described above, and is assembled on a base as shown in FIG. 14 to construct an ink jet print head. Since it is the same as the conventional one, duplicate description will be omitted.

【0032】次に作用について説明する。信号電圧が印
加された圧電素子のひずみによって該圧電素子に対応す
る部分の振動板6が変形し、この変開によって圧力室の
体積を変化させてノズル5からインクを噴出させる。イ
ンク射出後、振動板が元の状態に戻ると、射出された分
のインクが圧力室に補給されるもので、この作用も前記
図14に示す従来例と同じであるから詳細な説明は省略
する。
Next, the operation will be described. Due to the strain of the piezoelectric element to which the signal voltage is applied, the vibrating plate 6 in the portion corresponding to the piezoelectric element is deformed, and the volume of the pressure chamber is changed by this deformation to eject ink from the nozzle 5. After the ink is ejected, when the vibration plate returns to the original state, the ejected ink is replenished in the pressure chamber. This action is also the same as the conventional example shown in FIG. To do.

【0033】しかし、この発明は上記のように印字方向
に傾斜させて直線状に列設した2列の中心端部ノズル5
を形成したので、例えば360dpiの密度の場合、図
5に示すように315μ(141×√5)のピッチとな
り、流路を隔てる壁厚を50μとしても265μの流路
幅となり、斜めにしない場合の91μに比べ約3倍とな
る。
However, according to the present invention, as described above, the two central rows of the central end nozzles 5 are arranged in a straight line so as to be inclined in the printing direction.
Therefore, for example, in the case of a density of 360 dpi, as shown in FIG. 5, the pitch is 315 μ (141 × √5), and even if the wall thickness separating the flow channels is 50 μ, the flow channel width is 265 μ, and when not slanted. Is about 3 times that of 91 μ.

【0034】また、ノズル5をインク吐出口に向かって
4°以上の傾斜で先細まりに形成したり、入口寸法に対
し出口寸法を1/3以上としたことにより、ノズル5に
至るインクの流路抵抗が小さくなり、圧電措置7a〜7
nに印加する駆動電圧が低電圧でも、高速印字が可能で
ある。
The ink flow to the nozzle 5 can be made by tapering the nozzle 5 toward the ink ejection port at an inclination of 4 ° or more, or by making the outlet dimension 1/3 or more of the inlet dimension. The path resistance becomes small, and the piezoelectric measures 7a to 7
High-speed printing is possible even if the drive voltage applied to n is low.

【0035】上記のインク流路抵抗(R(N・S/
5 )は、 R=2×p×L×U2 /S3 ここで、pは粘度(N・S/m5 )、Lは流路長さ
(m) Uは流路断面周縁長さ(m) Sは流路断面(m2 ) で算出することができる。
The ink flow path resistance (R (N.S /
m 5 ) is R = 2 × p × L × U 2 / S 3, where p is viscosity (N · S / m 5 ), L is flow path length (m) U is flow path cross-section peripheral length (M) S can be calculated from the flow path cross section (m 2 ).

【0036】そこで、従来例、この発明の方式1、方式
2について、それぞれ上記の式によりインク流路抵抗R
(N・S/m5 )を算出すると、表1に示すように、従
来例に対し、方式1ではインク流路抵抗Rが約1/2、
方式2ではインク流路抵抗Rが約1/3に減少してい
る。
Therefore, regarding the conventional example, method 1 and method 2 of the present invention, the ink flow path resistance R is calculated by the above equations.
When (N · S / m 5 ) is calculated, as shown in Table 1, in comparison with the conventional example, in the method 1, the ink flow path resistance R is about 1/2,
In method 2, the ink flow path resistance R is reduced to about 1/3.

【0037】 表1 従来例 本方式1 本方式2 圧力室→ノズル 3.2×1011 1.69×1011 1.73×1011 ノズル 3.7×1012 2.39×1012 1.19×1012 全体 4.0×1012 2.56×1012 1.36×1012 実施例2 図6はこの発明の実施例2を示す基板の平面図であり、
本実施例2は各ノズル5からのインク吐出特性が等しく
なるように、各圧力室2a〜2nからノズル5に至るイ
ンク流路抵抗をほぼ等しくなるように、圧力室2a〜2
nの平面形状を工夫したものである。
Table 1 Conventional example Present method 1 Present method 2 Pressure chamber → nozzle 3.2 × 10 11 1.69 × 10 11 1.73 × 10 11 nozzle 3.7 × 10 12 2.39 × 10 12 1. 19 × 10 12 whole 4.0 × 10 12 2.56 × 10 12 1.36 × 10 12 Example 2 FIG. 6 is a plan view of a substrate showing Example 2 of the present invention.
In the second embodiment, the pressure chambers 2a to 2 are arranged so that the ink ejection characteristics from the nozzles 5 are equalized and the ink flow path resistances from the pressure chambers 2a to 2n to the nozzles 5 are substantially equalized.
The plan shape of n is devised.

【0038】従って、印字方向に対し傾斜させて、各圧
力室2a〜2nの中心端部を2列に直線状に列設し、ノ
ズル間隔を広くしてインクの流路抵抗を小さくしたこと
と相俟ってインク吐出をより円滑に行なうことができ
る。
Therefore, the center end portions of the pressure chambers 2a to 2n are linearly arranged in two rows inclining with respect to the printing direction, and the nozzle spacing is widened to reduce the ink flow path resistance. Together, the ink can be ejected more smoothly.

【0039】実施例3 図7,8,9にはこの発明に係るインクジェットプリン
タの全体的な構造が示されており、前述したインクジェ
ットプリントヘッドが内蔵されている。
Embodiment 3 FIGS. 7, 8 and 9 show the overall structure of an ink jet printer according to the present invention, in which the above mentioned ink jet print head is incorporated.

【0040】各図において、インクジェットプリンタは
ファクシミリ、プロッタあるいはバーコードプリンタと
して小型薄型とするためにフラットプラテン20を含
み、図示していない記録紙は図9の矢印Aで示されるよ
うにフラットプラテン20に向かって送り込まれる。記
録紙の送りを正しく行うため、フラットプラテン20の
前後にはそれぞれフィードローラ21,22が設けら
れ、それぞれ対向するアイドルローラ23,24との間
に記録紙を挟んで所定量の送り作用を行うことができ
る。
In each of the drawings, the ink jet printer includes a flat platen 20 in order to make it small and thin as a facsimile, plotter or bar code printer, and a recording sheet not shown in the drawing is a flat platen 20 as shown by an arrow A in FIG. Sent to. In order to properly feed the recording paper, feed rollers 21 and 22 are provided in front of and behind the flat platen 20, respectively, and the recording paper is sandwiched between the idle rollers 23 and 24 facing each other to perform a predetermined amount of feeding action. be able to.

【0041】フラットプラテン20の上方には一対のキ
ャリッジガイド25,26が設けられており、このキャ
リッジガイド25,26にキャリッジ27が記録紙の行
方向に往復移動可能に支持されている。このキャリッジ
27には詳細には図示していないが、ステッピングモー
タその他の駆動力によって記録紙に対して行方向の任意
位置に移動できるよう駆動系が接続されている。従っ
て、キャリッジ27は図の矢印BCで示される方向に往
復移動することができる。
A pair of carriage guides 25 and 26 are provided above the flat platen 20, and a carriage 27 is supported by the carriage guides 25 and 26 so as to be capable of reciprocating in the row direction of the recording paper. Although not shown in detail in the carriage 27, a drive system is connected so that the carriage 27 can be moved to an arbitrary position in the row direction with respect to the recording paper by a driving force such as a stepping motor. Therefore, the carriage 27 can reciprocate in the direction indicated by the arrow BC in the figure.

【0042】前記キャリッジ27には前述した図1〜図
6に示されるインクジェットプリントヘッドが内蔵され
ており、前述した一列のノズル5がプラテン20の上に
導かれた記録紙に向かって対向配置されている。
The carriage 27 incorporates the above-mentioned ink jet print head shown in FIGS. 1 to 6, and the above-mentioned one row of nozzles 5 are arranged so as to face the recording paper guided onto the platen 20. ing.

【0043】前記キャリッジ27に内蔵されているイン
クジェットプリントヘッドにインクを供給するため、前
記フラットプラテン20の下方にはインクカートリッジ
28が設けられており、インクカートリッジ28から前
記インクジェットプリントヘッドのインク導入口4に向
かって必要なインク供給が例えば可撓性のあるチューブ
を通じて行われる。
An ink cartridge 28 is provided below the flat platen 20 in order to supply ink to an ink jet print head built in the carriage 27. From the ink cartridge 28, an ink introduction port of the ink jet print head. The required ink supply towards 4 is provided, for example, through a flexible tube.

【0044】また、インクジェットプリントヘッドのノ
ズルが非使用時にインク固化を起こさないように、装置
にはクリーニングユニット29が設けられており、非プ
リント時にはキャリッジ27がインクジェットプリント
ヘッドをクリーニングユニット29に向かって退避させ
ている。
Further, the apparatus is provided with a cleaning unit 29 so that the nozzles of the inkjet print head do not solidify when not in use, and the carriage 27 directs the inkjet print head toward the cleaning unit 29 during non-printing. Evacuated.

【0045】前述した記録紙送り及びクリーニングユニ
ット29に所望の駆動力を与えるため、図7に示される
ように、インクジェットプリンタにはフィードモータ3
0が設けられ、また前述したキャリッジ27を駆動する
ためにキャリッジ駆動モータ31が設けられ、それぞれ
図示していない伝達機構を介してフィードローラ21,
22及びキャリッジ27の駆動が行われている。
In order to apply a desired driving force to the recording paper feeding and cleaning unit 29 described above, the feed motor 3 is provided in the ink jet printer as shown in FIG.
0, and a carriage drive motor 31 for driving the above-mentioned carriage 27, each of which is provided with a feed roller 21, through a transmission mechanism (not shown).
22 and the carriage 27 are being driven.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、2列
の中心端部を印字方向に対し傾斜させて直線状に形成し
たので、印字方向に対し直交して直線状に形成する場合
に比べて端部間隔を広くすることができ、圧力室からノ
ズル先端のインク噴出口に至るインク流路も広くでき
る。この結果、ノズルからのインクの吐出抵抗が小さく
なり、圧電素子に印加する駆動電圧は低くてよく、圧電
素子の振動減衰が早くなるる。又、インク流路を形成す
る基板は板厚を薄くする必要がなく、圧電素子の振動に
対する影響が小さく、精度のよい高速印字を実現できる
という効果が得られる。
As described above, according to the present invention, since the central ends of the two rows are formed in a straight line by inclining with respect to the printing direction, in the case of forming a straight line in a direction orthogonal to the printing direction. It is possible to widen the end interval and to widen the ink flow path from the pressure chamber to the ink ejection port at the tip of the nozzle. As a result, the ink ejection resistance from the nozzle is reduced, the drive voltage applied to the piezoelectric element may be low, and the vibration damping of the piezoelectric element is accelerated. Further, it is not necessary to reduce the plate thickness of the substrate that forms the ink flow path, and the effect on the vibration of the piezoelectric element is small, and high-speed printing with high accuracy can be achieved.

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

【図1】図1は実施例1の振動板を取外した圧電形ヘッ
ドユニットの平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a piezoelectric head unit from which a diaphragm according to a first embodiment is removed.

【図2】図2は図1のノズル形成部の一部の拡大平面図
である。
FIG. 2 is an enlarged plan view of a part of the nozzle forming portion of FIG.

【図3】図3は図2のA−A線に沿う横断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図4】図4はノズル部の横断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a nozzle portion.

【図5】図5はこの発明の原理説明図である。FIG. 5 is an explanatory view of the principle of the present invention.

【図6】図6は実施例2の振動板を取外した圧電形ヘッ
ドユニットの平面図である。
FIG. 6 is a plan view of a piezoelectric head unit from which a diaphragm according to the second embodiment is removed.

【図7】図7はこの発明に係るプリントヘッドが内蔵さ
れたインクジェットプリンタの要部平面図である。
FIG. 7 is a plan view of a main part of an inkjet printer having a print head according to the present invention built therein.

【図8】図7に示したインクジェットプリンタの要部正
面図である。
FIG. 8 is a front view of a main part of the inkjet printer shown in FIG.

【図9】図9は図7,8に示したこの発明に係るインク
ジェットプリンタの要部側面図である。
FIG. 9 is a side view of essential parts of the inkjet printer according to the present invention shown in FIGS.

【図10】図10は圧電形ヘッドユニットの基本原理図
である。
FIG. 10 is a diagram showing the basic principle of a piezoelectric head unit.

【図11】図11は振動板を取外した圧電形ヘッドユニ
ットの平面図である。
FIG. 11 is a plan view of a piezoelectric head unit with a diaphragm removed.

【図12】図12は図11のノズル形成部の一部の拡大
平面図である。
FIG. 12 is an enlarged plan view of a part of the nozzle forming portion of FIG. 11.

【図13】図13は図12のB−B線に沿う横断面図で
ある。
13 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.

【図14】図12の圧電形ヘッドユニットを基台に組付
けた従来のインクジェットプリントヘッドの横断面図で
ある。
14 is a cross-sectional view of a conventional inkjet printhead in which the piezoelectric head unit of FIG. 12 is assembled on a base.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基台 2a〜2n 圧力室 3 共通インク路 4 インク導入口 5 ノズル 126 振動板 127a〜127n 圧電素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 2a-2n Pressure chamber 3 Common ink path 4 Ink inlet 5 Nozzle 126 Vibrating plate 127a-127n Piezoelectric element

フロントページの続き (72)発明者 下方 晃博 京都府京都市右京区西院溝崎町21番地 ロ ーム株式会社内 (72)発明者 天野 敏男 京都府京都市右京区西院溝崎町21番地 ロ ーム株式会社内 (72)発明者 高田 信作 京都府京都市右京区西院溝崎町21番地 ロ ーム株式会社内Front page continued (72) Inventor Akihiro Shimohiro, 21, Saiin Mizozaki-cho, Ukyo-ku, Kyoto City, Kyoto Prefecture Rome Co., Ltd. (72) Inventor Shinsaku Takada, 21st Saizo Mizozaki-cho, Ukyo-ku, Kyoto City, Kyoto Prefecture

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直線状に列設した2列の中心端部から放
射状に並設した多数の圧力室と、この各圧力室を囲み該
圧力室に連通する共通インク路と、この共通インク路に
インクを供給するインク導入口とを形成した基板と、 前記各圧力室の前記直線状の中心端部に前記基板を貫通
して形成されたノズルと、前記基板の前記圧力室形成面
に取付けた振動板と、 前記各圧力室に対応して前記振動板に取付けた圧電素子
と、 を備えた圧電形ヘッドユニットを基台に組付けたインク
ジェットプリントヘッドにおいて、 前記直線状に列設した2列の中心端部を印字方向に対し
て傾斜させて形成したことを特徴とするインクジェット
プリントヘッド。
1. A large number of pressure chambers radially arranged from a central end portion of two linear rows, a common ink passage surrounding each pressure chamber and communicating with the pressure chambers, and a common ink passage. A substrate having an ink inlet for supplying ink to the nozzle, a nozzle formed at the linear center end of each pressure chamber through the substrate, and attached to the pressure chamber forming surface of the substrate. And a piezoelectric element attached to the vibrating plate corresponding to each of the pressure chambers, the ink jet print head having a piezoelectric head unit mounted on a base. An inkjet print head, wherein a central end portion of a row is formed to be inclined with respect to a printing direction.
【請求項2】 前記ノズルを端子噴出口に向って4°以
上の先細り傾斜に形成したことを特徴とする請求項1の
インクジェットプリントヘッド。
2. The ink jet print head according to claim 1, wherein the nozzle is formed with a taper inclination of 4 ° or more toward the terminal ejection port.
【請求項3】 前記圧力室に連通した前記ノズルの出口
寸法に対しインクが供給される該ノズルの入口寸法を
2.5以上としたことを特徴とする請求項1のインクジ
ェットプリントヘッド。
3. The ink jet print head according to claim 1, wherein an inlet size of the nozzle to which ink is supplied is 2.5 or more with respect to an outlet size of the nozzle communicating with the pressure chamber.
【請求項4】 記録用紙を保持するプラテンに対して行
方向に往復移動可能なキャリッジを含み、前記キャリッ
ジにはインクジェットプリントヘッドが設けられ、 前記インクジェットプリントヘッドは、 直線状に列設した2列の中心端部から放射状に並設した
多数の圧力室と、この各圧力室を囲み該圧力室に連通す
る共通インク路と、この共通インク路にインクを供給す
るインク導入口とを形成した基板と、 前記各圧力室の前記直線状の中心端部に前記基板を貫通
して形成されたノズルと、 前記基板の前記圧力室形成面に取付けた振動板と、 前記各圧力室に対応して前記振動板に取付けた圧電素子
と、 を備えた圧電形ヘッドユニットを基台に組付け、 前記直線状に列設した2列の中心端部を印字方向に対し
て傾斜させて形成したことを特徴とするインクジェット
プリンタ。
4. A carriage that is capable of reciprocating in a row direction with respect to a platen holding a recording sheet, the carriage being provided with an ink jet print head, and the ink jet print head is linearly arranged in two rows. A substrate formed with a large number of pressure chambers arranged in a radial manner from the central end of the A nozzle formed by penetrating the substrate at the linear center end of each pressure chamber, a vibration plate attached to the pressure chamber forming surface of the substrate, and corresponding to each pressure chamber. A piezoelectric head unit including: a piezoelectric element attached to the vibration plate; and a piezoelectric head unit including the piezoelectric element are assembled to a base, and the central ends of the two linearly arranged rows are inclined with respect to the printing direction. Special Inkjet printer to.
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