JPH08300645A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

インクジェット記録ヘッド

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Publication number
JPH08300645A
JPH08300645A JP11136495A JP11136495A JPH08300645A JP H08300645 A JPH08300645 A JP H08300645A JP 11136495 A JP11136495 A JP 11136495A JP 11136495 A JP11136495 A JP 11136495A JP H08300645 A JPH08300645 A JP H08300645A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
nozzle
recording head
pressurizing
plate
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.)
Pending
Application number
JP11136495A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirozo Matsumoto
浩造 松本
Masanori Shinoda
正紀 篠田
Masahiro Mitsugi
正宏 三次
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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 Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP11136495A priority Critical patent/JPH08300645A/ja
Publication of JPH08300645A publication Critical patent/JPH08300645A/ja
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】エッジシュータ型とサイドシュータ型のそれぞ
れの長所を複合化し、ヘッドの小型化、マルチノズル化
及びインク吐出特性の向上を目的とする。 【構成】基本構成はエッジシュータ型のインク加圧・供
給流路をもつ部材とサイドシュータ型のノズル板とを組
み合わせたものである。インク加圧室からインクノズル
までは直線状の流路とし、インクノズルはテーパ状とし
て、優れたインクの吐出特性を維持しながら流体抵抗を
低減している。また、1つのノズル板に複数のインク加
圧・供給流路をもつ部材を接着することが可能であり、
ヘッドの小型化とマルチノズル化を可能としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、記録液を小滴として
ノズルより吐出して記録するインクジェット記録方式に
用いられるインクジェット記録ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、微細なノズル孔よりインクを吐出
して紙などの記録媒体上に付着させて記録する方法は、
インクジェット記録法として知られている。その原理の
一つとして、オンデマンド型インクジェット記録ヘッド
(以下、記録ヘッドと略称する)がある。
【0003】この方式の記録ヘッドは、エッジシュータ
型と分類される構造のものと、サイドシュータ型と分類
される構造のものに大別される。エッジシュータ型の記
録ヘッドは、その平面図である図4と、側断面図である
図5とに示すような構造をしており、圧電素子9が接着
されている振動板8と基板1とが静電接合などの方法で
積層一体化されている。この基板1は、ガラス板、金属
板、シリコンウェハあるいはプラスチック材料などから
なり、エッチングなどの方法で形成されたインクノズル
2、ノズル流路3、インク加圧室4、インク供給路5及
びフィルタ流路6からなる複数の個別インク流路11とこ
れら個別インク流路11につながるインク溜め7となる溝
状の凹みを備えている。振動板8は、ガラス板や金属板
からなり、基板1のインク加圧室4に対応する位置でイ
ンク加圧室4とは反対側の表面に、電気機械変換素子で
ある圧電素子9を接着されている。
【0004】一方、サンドシュータ型の記録ヘッドは、
側断面図である図6に示すような構造をしており、圧電
素子9が接着されている振動板8と流路板10とノズル板
20とが積層一体化されている。振動板8は、ガラス板あ
るいは金属板からなり、流路板10のインク加圧室41に対
応する位置でインク加圧室41とは反対側の表面に、電気
機械変換素子である圧電素子9を接着されている。流路
板10は、ガラス板あるいは金属板を積層して構成される
ことが多く、インク加圧室41及びインク供給路51を備え
ており、両者の間は狭い流路となっている。ノズル板20
はガラス板あるいは金属板からなり、インクノズル21が
板面に垂直に形成されている。
【0005】これらの構造において、圧電素子9にパル
ス状の電圧を印加すると、振動板8がインク加圧室4
(あるいはインク加圧室41)の内側に変位して、その容
積を急激に減少させ、その減少した容積分のインクがノ
ズル流路3(あるいはノズル21側) に押し出され、イン
クノズル2(あるいはインクノズル21) から吐出され、
図示していない記録媒体の上に付着するのである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述の2つの型におい
ては、それぞれに欠点がある。エッジシュータ型の記録
ヘッドでは、インク加圧室4からインクノズル2までの
インク流路が長くなるため、インクを吐出させるために
必要なエネルギーが大きくなり、圧電素子9が大きくな
ったり、印加電圧が高くなる。この点は、記録ヘッドの
小型化の障害となり、コストを高くするという欠点にな
る。更に、流路が長くなることは、この型のインクノズ
ルの断面形状が半円形状あるいは方形状となることと合
わせて、個々のインクノズルのインク吐出の方向性も含
めた吐出特性のバラツキを大きくする、という欠点にな
る。
【0007】一方、サイドシュータ型の記録ヘッドは、
ノズル板20と振動板8が平行な構成となっており、圧電
素子9の大きさに対応した面積を必要とするため、エッ
ジシュータ型の記録ヘッドに比べて、ヘッド全体を薄型
化し難く、紙送り精度の確保が困難で、複数ヘッドを必
要とするカラー印字装置においては、その構成をコンパ
クト化し難い、という欠点をもっている。
【0008】この発明は、上記の両型の記録ヘッドの欠
点を解決し、小型化やマルチノズル化が容易であり、イ
ンクの吐出特性が優れている記録ヘッドを得ることを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明では、その形状が平板状であり、ノズル
流路とインク加圧室とインク供給路とインク溜めとが連
通するインク流路として形成されており、そのインク流
路がその板面にほぼ平行であり、インク加圧室とそれよ
りインク吐出側のインク流路の中心線がほぼ直線状であ
るインク加圧・供給部材と、その形状が平板状であり、
そのインクノズル及びノズル流路が板面に垂直であると
同時にその厚さがインクノズルの直径の2倍以上である
ノズル板とを接着あるいは接合により一体化して構成す
る。
【0010】更に、インク加圧・供給部材とノズル板と
が互いに接着あるいは接合される側の両部材の流路の開
口部形状をほぼ同じにする。そして更に、ノズル板のイ
ンクノズルの配置を、1つのインク加圧・供給部材に相
当するインクノズル列の中心軸がヘッド送り方向に対し
て傾むくように配置し、紙送り方向での実質的なピッチ
を1ドット分の整数倍(1を含む)とし、更に、隣り合
うインク加圧・供給部材のインクノズルの位置関係を、
前段相当のインク加圧・供給部材の最終のインクノズル
と、後段相当のインク加圧・供給部材の最初のインクノ
ズルとの紙送り方向での実質的な距離が、前記と同じ1
ドット分の整数倍(1を含む)相当として配置してお
り、ノズル板にインク加圧・供給部材を接着する際の位
置合わせの手段、例えば、ノズル板のインク加圧・供給
部材の接合位置に設けられた、インク加圧・供給部材の
接合面の形状と同じ形状の凹み、を設けている。
【0011】
【作用】この発明では、その形状が平板状であり、ノズ
ル流路とインク加圧室とインク供給路とインク溜めとが
連通するインク流路として形成されており、そのインク
流路がその板面にほぼ平行であり、インク加圧室とそれ
よりインク吐出側のインク流路の中心線がほぼ直線状で
あるインク加圧・供給部材と、その形状が平板状であ
り、そのインクノズル及びノズル流路が板面に垂直であ
ると同時にその厚さがインクノズルの直径の2倍以上で
あるノズル板とを接着あるいは接合により一体化して構
成するので、断面形状が円形のインクノズルが形成で
き、インク流路の長さを必要最小限度に短くでき、イン
ク加圧室からインクノズルまでを直線状にできる。
【0012】また、インク加圧・供給部材とノズル板と
が互いに接着あるいは接合される側の両部材の流路の開
口部形状をほぼ同じにするので、接合部に急激な段差を
形成させることがなく、ノズル板の板厚をインクノズル
の直径の2倍以上としているので、ノズル流路の壁面の
傾き角は30°以下になる。更に、1つのノズル板に複数
(nとする)のインク加圧・供給部材を接着あるいは接
合するので、1つのノズル板でn倍のインクノズルをも
つことになる。
【0013】そして更に、1つのノズル板に複数(nと
する)のインク加圧・供給部材を接着あるいは接合する
場合に、ノズル板とインク加圧・供給部材との位置合わ
せ手段をもつので、両者の位置合わせが容易に正確にで
きる。
【0014】
【実施例】図1はこの発明の実施例を示す記録ヘッドの
インク流路部の側断面図であり、図2はインク流路部の
平面断面図である。両図において、従来技術と共通のも
のは同一符号で示した。基板1はシリコンウェハを素材
とし、フォト工程及びプラズマエッチング工程により、
ノズル流路3、インク加圧室4、インク供給路5及びフ
ィルタ流路6からなる個別インク流路12とインク溜め7
となる溝を形成されている。その個別インク流路12は図
2に示したように、どれも同じ形状で、その中心線は直
線状であり、図4に比べて短い。振動板8は硼珪酸ガラ
ス板を素材とし、振動板8と基板1は静電接合で接合さ
れている。振動板8の表面には電気機械変換素子である
圧電素子9が接着されている。その位置は、基板1のイ
ンク加圧室4に対応する位置でインク加圧室4とは反対
側の表面である。このようにして、インク加圧・供給部
材100 を構成する。
【0015】ノズル板20はガラス板を素材とし、フォト
エッチング工程により、インク加圧・供給部材100 のイ
ンク流路12に対応する位置にインクノズル21が形成され
ており、インク加圧・供給部材100 が接着される位置
に、位置合わせのための凹み22が形成されている。この
ノズル板20とインク加圧・供給部材100 とが活性エネル
ギー線硬化材料膜30(以下では、ドライフィルムと略称
する)によって接着され、記録ヘッドが構成される。
【0016】その接着工程を詳しく説明すると、まず、
ドライフィルム30はインク加圧・供給部材100 のノズル
板20に接着される面の大きさに切断され、インク加圧・
供給部材100 のノズル流路3の位置に対応した位置に、
ノズル流路3の端面の形状と同じ形状の穴を打ち抜きで
形成される。そのドライフィルム30をノズル板20のイン
ク加圧・供給部材100 を接着される位置、すなわち位置
合わせのための凹み22に押圧して張り付け、次いで紫外
線を照射してドライフィルム30を硬化させる。このドラ
イフィルム30の上にインク加圧・供給部材100 を位置合
わせして押圧し、その状態で加熱(150℃で30分前後)
し、接着一体化する。
【0017】以上の説明では、基板1にはシリコンウェ
ハを、振動板8には硼珪酸ガラス板、そしてノズル板20
にはガラス板を使用した場合について記述したが、それ
らについては、従来技術で述べた各種の材料が使用でき
ることは言うまでもない。また、基板1と振動板8との
一体化は静電接合で説明し、ノズル板20とインク加圧・
供給部材100 の一体化はドライフィルム30による接着で
説明したが、他の接合あるいは接着方法、例えば、拡散
接合や接着剤による方法、が有効であることも言うまで
もない。更にまた、基板1やノズル板20の加工には、エ
ッチング以外に機械加工や金型成形の方法も利用でき
る。
【0018】次に、1つのノズル板20に複数のインク加
圧・供給部材100 を搭載してより多くのマルチノズル化
をする場合の実施例について、図3を用いて説明する。
図2に示した隣り合う流路のピッチは、採用する圧電素
子9の大きさによって決まるが、通常2mm程度である。
解像度300dpiの場合では、ドットの間隔は85μm弱であ
り、解像度200dpiの場合でも、ドットの間隔は 127μm
である。この実施例では、要求される解像度を実現する
ために、記録ヘッドのインクノズルの配置をヘッド送り
方向に僅かに傾けて(傾け角をθ°とする)配置し、紙
送り方向での実質的なピッチcを1ドット分の整数n倍
(1を含む)としている。
【0019】すなわち、ノズル板20でのインクノズル21
の間隔dと実質的なインクノズルのピッチcと1ドット
分の間隔c0とは、次の関係になるよう、傾け角θ°を設
定している。 c=nc0=dsinθ 更に、隣り合うインク加圧・供給部材のインクノズルの
位置関係においても、前段相当のインク加圧・供給部材
100-2 の最終のインクノズル21-2-last と、後段相当の
インク加圧・供給部材100-3 の最初のインクノズル21-3
-1stとの距離も、c(=nc0)としている。
【0020】
【発明の効果】この発明によれば、その形状が平板状で
あり、ノズル流路とインク加圧室とインク供給路とイン
ク溜めとが連通するインク流路として形成されており、
そのインク流路がその板面にほぼ平行であり、インク加
圧室とそれよりインク吐出側のインク流路がほぼ直線状
であるインク加圧・供給部材と、その形状が平板状であ
り、そのインクノズル及びノズル流路が板面に垂直であ
ると同時にその厚さがインクノズルの直径の2倍以上で
あるノズル板とを接着あるいは接合により一体化して構
成されており、断面形状が円形のインクノズルが形成で
き、インク流路の長さを必要最小限度に短くでき、イン
ク加圧室からインクノズルまでを直線状にできる。しか
も、ノズル板の厚さをインクノズルの直径の2倍以上に
してあるので、ノズル流路でのインク流に乱れを生じな
いので、安定してバラツキの少ないインクの吐出特性が
得られる。
【0021】また、インク加圧・供給部材とノズル板と
が互いに接着あるいは接合される側の両部材の流路の開
口部形状をほぼ同じにするので、接合部に急激な段差を
形成せず、ノズル流路でのインク流に乱れを生じないの
で、やはり、安定してバラツキの少ないインクの吐出特
性が得られる。更に、1つのノズル板に複数(nとす
る)のインク加圧・供給部材を接着あるいは接合するの
で、1つのノズル板でn倍のインクノズルをもつことに
なり、コンパクトな記録ヘッドで、より多くのマルチノ
ズル化やカラー化に対応できる。
【0022】更に、ノズル板とインク加圧・供給部材を
接着あるいは接合する場合に、ノズル板とインク加圧・
供給部材との位置合わせ手段をもつので、両者の位置合
わせが容易に正確にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例による記録ヘッドの側断面図
【図2】この発明の実施例による記録ヘッドの平面断面
【図3】この発明による実施例で、複数のインク加圧・
供給部材を接着したノズル板のインクノズルの位置関係
を示す概念図
【図4】従来技術による記録ヘッドの平面図(エッジシ
ュータ型)
【図5】従来技術による記録ヘッドの側断面図(エッジ
シュータ型)
【図6】従来技術による記録ヘッドの側断面図(サイド
シュータ型)
【符号の説明】
1 基板 2 インクノズル(従来技術:エッジシュータ型) 21 インクノズル(従来技術:サイドシュータ型、本
発明) 20 ノズル板 3 ノズル流路 4 インク加圧室 41 インク加圧室(従来技術:サイドシュータ型) 5 インク供給路 51 インク供給路(従来技術:サイドシュータ型) 6 フィルタ流路 7 インク溜め 8 振動板 9 圧電素子 10 流路板(従来技術:サイドシュータ型) 11 個別インク流路(従来技術:エッジシュータ型) 12 個別インク流路(本発明) 30 ドライフィルム 100 インク加圧・供給部材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の流路と複数のインクノズルをもつオ
    ンデマンド型インクジェット記録ヘッドにおいて、その
    形状が平板状であり、ノズル流路とインク加圧室とイン
    ク供給路とインク溜めとが連通するインク流路として形
    成されており、そのインク流路がその板面にほぼ平行で
    あり、インク加圧室とそれよりインク吐出側のインク流
    路の中心線がほぼ直線状であるインク加圧・供給部材
    と、その形状が平板状であり、そのインクノズル及びノ
    ズル流路が板面に垂直であると同時にその厚さがインク
    ノズルの直径の2倍以上であるノズル板とを接着あるい
    は接合により一体化して構成することを特徴とするイン
    クジェット記録ヘッド。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のインクジェット記録ヘッ
    ドにおいて、インク加圧・供給部材とノズル板とが互い
    に接着あるいは接合される側の両部材の流路の開口部形
    状をほぼ同じにすることを特徴とするインクジェット記
    録ヘッド。
  3. 【請求項3】請求項1及び請求項2のいずれかに記載の
    インクジェット記録ヘッドにおいて、ノズル板のインク
    ノズルの配置を、1つのインク加圧・供給部材に相当す
    るインクノズル列の中心軸がヘッド送り方向に対して傾
    むくように配置し、紙送り方向での実質的なインクノズ
    ルのピッチを1ドット分の整数倍(1を含む)とし、更
    に、隣り合うインク加圧・供給部材のインクノズルの位
    置関係を、前段相当のインク加圧・供給部材の最終のイ
    ンクノズルと、後段相当のインク加圧・供給部材の最初
    のインクノズルとの紙送り方向での実質的な距離が、前
    記と同じ1ドット分の整数倍(1を含む)相当として配
    置していることを特徴とするインクジェット記録ヘッ
    ド。
  4. 【請求項4】請求項3に記載のインクジェット記録ヘッ
    ドにおいて、ノズル板にインク加圧・供給部材を接着あ
    るいは接合する際の位置合わせの手段を備えていること
    を特徴とするインクジェット記録ヘッド。
JP11136495A 1995-05-10 1995-05-10 インクジェット記録ヘッド Pending JPH08300645A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11136495A JPH08300645A (ja) 1995-05-10 1995-05-10 インクジェット記録ヘッド

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JP11136495A JPH08300645A (ja) 1995-05-10 1995-05-10 インクジェット記録ヘッド

Publications (1)

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JPH08300645A true JPH08300645A (ja) 1996-11-19

Family

ID=14559327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11136495A Pending JPH08300645A (ja) 1995-05-10 1995-05-10 インクジェット記録ヘッド

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JP (1) JPH08300645A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100438733B1 (ko) * 2002-08-09 2004-07-05 삼성전자주식회사 잉크 젯 프린트 헤드 및 이의 제조 방법
JP2005131974A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Ricoh Printing Systems Ltd インクジェットヘッド

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